KR0175332B1 - D.i워터를 이용한 패턴정착불량 방지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체소자의 패턴점착불량을 방지하는 방법으로, 반도체기판상에 산화막과 금속막을 차례로 형성한 후 금속막을 D.I워터(Deionize Water)로 표면처리하여 스핀드라이(Spin Dry)하고 HMDS(Hexamethydisilan)처리하여 포토레지스트를 도포함으로써 포토레지스트의 점착성을 증가시켜 패턴이 점착불량을 방지하는 D.I워터를 이용한 패턴점착불량 방지방법이다.

Description

D.I 워터(Deionized Water)를 이용한 패턴정착불량 방지방법

제1도(a)∼(c)는 종래 HMDS처리공정을 보여주는 반도체소자의 제조 공정 단계별 단면도.

제2도(a)∼(d)는 본 발명에 따른 HMDS 처리공정을 보여주는 반도체소자의 제조공정 단계별 단면도.

제3도는 금속막 위에 D.I워터처리없이 HMDS처리한 막의 HMDS구조도.

제4도는 금속막위에 D.I워터 처리후 HMDS처리한 막의 HMDS고리 구조도이다.

본 발명은 반도체소자의 제조 공정에 있어서 패턴의 점착불량을 방지하는 방법에 관한 것으로, 특히 반도체소자의 제조 공정중 사진공정에서 포토레지스트(Photo Resist)도포공정에서 포토레지스트의 도포공정전 헥사메틸디실란(Hexamethydislan;이하 HMDS라한다.)과 같은 화학물질로 기판의 표현을 처리하기 이전에 D.I워터(Deionized Water)로 기판표면을 처리하여 패턴의 점착불량을 방지하는 D.I워터를 이용한 패턴점착불량 방지방법에 관한 것이다.

종래 반도체 소자의 제조공정중 포토레지스트 도포공정에서는 포토레지스트의 점착을 증가시키기 위해 포토레지스트의 도포전에 HMDS등의 화학물질로 기판표면을 처리하는 바, 이러한 HMDS화학물질은 막질의 산소와 결합하여 고리구조를 형성하며, 이 고리구조에 의해 포토레지스트의 점착(Adhesion)을 증가시켜주고 있다.

그러나 일반적으로 금속은 웨이퍼상에 막을 형성할때 그레인(grain)형태로 존재하며, 그레인(grain)과 그레인 사이에는 실리콘이나 구리가 석출물의 형태로 존재한다. 따라서 웨이터 전체적으로 볼때 산화실리콘(SiO₂)의 막질과 비교하면 금속막은 HMDS등과같은 점착강화물질이 붙기 위한 산소가 거의 없는 형태이다. 그러므로 금속막에 HMDS처리를 하면 금속막에는 HMDS가 붙을수 있는 산소가 없기 때문에 HMDS의 효과를 기대할 수 없다.

왜냐하면, HMDS로 처리하는 기판표면이 산화실리콘(SiO₂)와 같이 산소분자를 포함하고 있을 때에는 HMDS가 산소분자와 쉽게 결합하여 고리구조를 이루고, 이 고리구조에 의해 포토레지스트의 점착성이 향상되게 되지만, Al등과 같은 금속은 산소를 거의 포함하고 있지 않기 때문에 HMDS가 산소와 결합하여 고리구조를 이루는 것이 매우 어렵기 때문이며, 이와같은 원인으로 HMDS처리의 효과는 별로 기대할 수 없다고 하는 결점이 있었다. 즉, 종래에는 포토레지스트의 도포시에 기판표면의 막질에 관계없이 모두 HMDS처리를 한후 포토레지스트를 도포하였기 때문에 기판표면이 Al등과 같은 금속인 경우에는 HMDS의 효과가 별로 나타나지 않아 포토레지스트의 점착불량이 발생할 확률이 높아진다고 하는 결점이 있었다. 이러한 포토레지스트의 점착불량은 곧 반도체소자의 불량을 야기한다.

본 발명은 상기한 종래 포토레지스트의 도포방법이 갖는 제반결점들을 제거하고자 발명된 것으로, HMDS와 같은 화학물질로 기판표면을 처리하기 전에 D.I워터에 의한 표면처리로 막질에 산소를 강제로 공급하여 HMDS화학물질이 기판표면에 잘 붙도록 한 후 포토레지스트를 도포함으로써 HMDS와 산소의 고리구조형성으로 포토레지스트의 점착성을 증가시켜 결국 패턴의 점착불량을 방지하는 D.I워터를 이용한 패턴점착불량 방지방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체소자의 제조공정에 있어서, 포토레지스트를 도포하기 위한 HMDS처리공정 이전에 D.I워터를 이용하여 기판표면의 막질을 표면처리하고 스핀드라이(Spin Dry)하여 포토레지스트의 점착성을 증가시켜 반도체소자 패턴의 점착불량을 방지함에 그 특징이 있다.

이하 본 발명 반도체소자 패턴의 점착불량 방지방법 및 그 작용, 효과를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

제1도는 종래 HMDS처리공정을 보여주는 반도체소자의 제조공정단계별 단면도, 제2도는 본 발명에 따른 HMDS처리공정을 보여주는 반도체소자의 제조공정단계별 단면도로서, 먼저 종래 반도체소자의 제조공정중 HMDS처리공정에 있어서는 제2도에 도시한 바와 같이 산화공정(제1a도)다음에 Al등 금속막(3)의 형성후 금속막(3)의 성분에 관계없이 제1b도에 도시한 바와 같이 HMDS처리를 했다(HMDS처리공정).

즉, 금속막(3)의 막질에 HMDS처리를 하였는 바, 이경우 금속막(3)이 거의 산소를 포함하고 있지않기 때문에 HMDS가 제3도에 도시한 바와 같이 고리구조를 형성하기 어렵고, 따라서 포토레지스트(4)도포시 기대하는 만큼의 점착성 강화가 힘들어 포토레지스트의 점착불량이 발생하게 된다.

반면에 본 발명은 제2도에 도시한 바와 같이 금속막(3)형성후 포토레지스트(4)도포시 종래와 같이 직접 HMDS를 처리하지 않고 HMDS처리공정(제2d도)이전에 D.I워터를 이용하여 금속막(3)을 표면처리함으로써 HMDS화학물질이 웨이퍼 전면에 잘 붙어 결국 포토레지스트(4)의 점착을 강화시켜 주게된다. 본 발명의 패턴점착 방지방법을 각 공정별로 좀더 구체적으로 설명하면, 먼저 제2a도에 도시한 바와 같이 실리콘 기판(1)상에 통성적인 산화공정으로 실리콘 산화막(2)을 형성한후 제2b도에 도시한 바와 같이 금속막(3)을 침적하여(금속막 형성공정) D.I워터로 상기 금속막(3)을 표면처리하고 스핀드라이(Spin Dry)한다(제2c도;D.I워터처리 및 드라이공정). 그렇게 하면 금속막(3)의 Al,Si가 Al₂O₃,SiO₂의 결합을 하여 이 결합물의 산소가 차후 HMDS처리공정에서 HMDS와 결합하여 제4도에 도시한 바와 같이 금속막(3)위에과 같은 고리구조를 형성한다.

다음에 즉, D.I워터처리 및 드라이공정 후에는 제2d도에 도시한 바와 같이 상기 금속막(3)을 HMDS처리하고(HMDS처리공정), 통상적인 방법으로 금속막(3)상에 포토레지스트(4)를 도포한다.(제2e도; 포토레지스트 도포공정).

상기한 바와 같이 금속막을 D.I워터처리후 드라이 하고 HMDS처리하여 포토레지스트를 금속막상에 도포하는 본 발명의 방법에 의하면, 금속막상에 형성된 고리구조에 포토레지스트가 물리적으로 결합하여 즉, CH₃와 CH₃사이에 포토레지스트의 몰리머(Polymer)등이 끼어서 포토레지스트의 점착성이 증가하게 되므로 포토레지스트의 점착불량에 따른 패턴의 점착불량을 극소화하여 반도체소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 반도체기관상에 산화막과 금속막을 형성한후 HMDS(HXAMETHYDISILAN)처리공정을 통해 포토레지스트를 도포하는 방법에 있어서, HMDS처리공정이전에 D.I워터(Deionized Water)로 금속막표면을 표면처리하고 스핀드라이(Spin Dry)한 다음 HMDS처리함으로써 금속막의 막질에 산소를 강제로 공급하여 포토레지스트의 점착성을 증가시켜 패턴의 점착불량을 방지함을 특징으로 하는 D.I워터를 이용한 패턴점착불량 방지방법.