하드마스크

하드마스크(hardmask)는 반도체 공정에서 폴리머 또는 기타 유기 "소프트" 레지스트 재료 대신 에칭 마스크로 사용되는 재료이다.

하드마스크는 에칭되는 재료 자체가 유기 고분자일 때 필요하다. 이 재료를 에칭하는 데 사용되는 모든 것은 패터닝을 정의하는 데 사용되는 포토레지스트도 유기 고분자이기 때문에 함께 에칭할 것이다. 이는 예를 들어, VLSI 제작에 사용되는 저유전율 유전체 절연층의 패터닝에서 발생한다.^[1] 폴리머는 산소, 플루오린, 염소 (원소) 및 플라즈마 에칭에 사용되는 다른 반응성 가스에 의해 쉽게 에칭되는 경향이 있다.

하드마스크 사용에는 추가 증착 공정이 수반되므로 추가 비용이 발생한다. 먼저, 하드마스크 재료가 증착되고 표준 포토레지스트 공정을 사용하여 필요한 패턴으로 에칭된다. 이어서 하드마스크를 통해 아래 재료를 에칭할 수 있다. 마지막으로 하드마스크는 추가 에칭 공정으로 제거된다.^[2]

하드마스크 재료는 금속 또는 유전체일 수 있다. 이산화 규소 또는 탄화 규소와 같은 규소 기반 마스크는 일반적으로 저유전율 유전체를 에칭하는 데 사용된다.^[3] 그러나 구리 인터커넥트를 절연하는 데 사용되는 재료인 SiOCH(탄소 도핑된 수소화 이산화 규소)는 규소 화합물을 공격하는 에천트를 필요로 한다.^[4] 이 재료의 경우 금속 또는 비정질 탄소 하드마스크가 사용된다. 하드마스크에 가장 일반적인 금속은 질화 티타늄이지만 질화 탄탈륨도 사용되었다.^[5]