KR0183731B1 - 반도체 장치의 제조에 사용되는 에이치엠디에스처리 설비의 평가방법 - Google Patents
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Abstract
HMDS 처리 설비의 평가방법에 관하여 개시한다. 본 발명은 반도체 장치의 제조에 사용되는 HMDS처리 설비의 평가방법에 있어서, 반도체 웨이퍼 상에 네가티브형 감광막을 형성하는 단계와, 상기 감광막의 두께를 1차 측정하는 단계와, 상기 감광막이 형성된 웨이퍼를 전면노광하는 단계와, 상기 감광막이 형성된 웨이퍼를 베이크하는 단계와, 상기 베이크된 웨이퍼를 HMDS처리하여 감광막을 실릴레이션 반응시키는 단계와, 상기 실릴레이션 반응에 의하여 부피가 팽창된 감광막의 두께를 2차 측정하여 실릴레이션 반응전의 감광막의 두께와 비교함으로써 HMDS 처리 정도 및 균일도를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMDS처리 설비의 평가방법을 제공한다. 본 발명에 의한 HMDS 처리 설비의 평가 방법은 그 수행방법이 용이하고 정확하며 웨이퍼 표면 전면에 대한 균일도에 대한 정보도 얻을 수 있다.
Description
제1도는 종래 기술에 의하여 감광막과 웨이퍼간의 친화력 차이에 따라 나타나는 결함들을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
제2도는 종래 기술에 의한 HMDS처리 설비의 평가방법을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
제3도 및 제4도는 본 발명에 의한 HMDS처리 설비의 평가방법을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 20 : 반도체 기판 15 : 물방울
25 : 감광막 θ : 접촉각
25a : 실릴레이션 반응이 일어나지 않은 감광막
27 : 실릴레이션 반응이 일어나 부피가 팽창된 감광막
30 : 실릴레이션 되기 전의 감광막의 두께
△t : 실릴레이션 전후의 감광막의 두께 변화
본 발명은 반도체 장치의 제조에 사용되는 HMDS처리 설비의 평가방법에 관한 것으로서, 특히 감광막의 실릴레이션 반응을 이용하여 반도체 기판의 전면에 걸쳐 HMDS처리 설비의 정확도 및 균일도를 용이하게 모니터 할 수 있는 HMDS처리 설비의 평가방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조공정은 크게 사진공정, 확산공정, 박막공정, 식각공정 등으로 구분된다. 상기 사진공정은 감광막 도포공정, 노광공정, 현상공정 등으로 구분할 수 있으며, 이중에서 상기 감광막 도포공정에 있어서 감광막과 웨이퍼 표면과의 친화력은 중요한 공정변수 중 하나가 된다. 왜냐하면, 상기 친화력이 크고 작음에 따라 패턴형성에 영향이 있기 때문이다. 일반적으로 감광막은 소수성 특성을 가지고 있으며 웨이퍼 표면은 친수성 특성을 가지고 있다. 따라서 상기 감광막과 웨이퍼간의 친화력은 좋지 못한데, 친화력을 증가시켜 주기 위하여 HMDS(hexamethyldisilane)를 웨이퍼 표면에 기상으로 뿜어주는 HMDS처리 공정이 수행된다. 상기 HMDS처리 공정을 수행하면, 감광막과 웨이퍼 간의 친화력을 증대시켜 준다. 이때 감광막과 웨이퍼 간의 친화력이 약한 부분은 현상이 되지 않았는데도 제거되어 버리며, 친화력이 너무 좋으면 현상을 통해서도 잘 제거되지 않는 문제가 있다.
제1도는 종래 기술에 의하여 감광막과 웨이퍼간의 친화력 차이에 따라 나타나는 결함들을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 구체적으로 웨이퍼(1) 상에 감광물질을 도포한 후 노광·현상공정을 수행하여 감광막(2)을 형성한다. 이때, 웨이퍼와 감광막의 친화력이 약한 경우 감광물질이 참조번호 4와 같이 쉽게 제거되는 립팅(lifting)현상이 일어나고, 친화력이 강하면 현상공정을 통해서도 감광물질이 참조번호 7과 같이 현상되지 않고 남는 테일링(tailing)현상이 발생된다. 따라서, 상기 HMDS처리 공정이 올바르게 수행되고 있는지 그 HMDS처리 설비의 상태를 항시 평가해야 한다.
제2도는 종래 기술에 의한 HMDS처리 설비의 평가방법을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 구체적으로, 종래 기술에 의한 HMDS처리 설비의 평가방법은 물방울(15)을 HMDS처리된 웨이퍼(10) 상에 떨구어 그 접촉각(θ)을 측정하여 웨이퍼 표면 극성에 관한 정보를 얻는다. 그러나, 상기 제2도에 도시한 HMDS처리 설비의 평가방법은 상기 접촉각을 측정하기가 어려운 문제점이 있다. 더욱이, 웨이퍼 전면에 걸친 극성의 균일도에 대한 정보를 얻을 수 없는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 보다 간단하게 웨이퍼 표면 전체의 균일도에 대한 정보를 얻을 수 있는 HMDS처리 설비의 평가방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 반도체 장치의 제조에 사용되는 HMDS처리 설비의 평가방법에 있어서, 반도체 웨이퍼 상에 네가티브형 감광막을 형성하는 단계와, 상기 감광막의 두께를 1차 측정하는 단계와, 상기 감광막이 형성된 웨이퍼를 전면 노광하는 단계와, 상기 감광막이 형성된 웨이퍼를 베이크하는 단계와, 상기 베이크된 웨이퍼를 HMDS처리하여 감광막을 실릴레이션 반응시키는 단계와, 상기 실릴레이션 반응에 의하여 부피가 팽창된 감광막의 두께를 2차 측정하여 실릴레이션 반응전의 감광막의 두께와 비교함으로써 HMDS 처리 정도 및 균일도를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMDS처리 설비의 평가방법을 제공한다.
상기 베이크는 130∼160℃의 온도에서 수행하며, 상기 감광막은 피비피(PVP: poly vinyl phenol), 피에치에스(PHS: poly hydroxystyrene) 또는 크레졸 노블락(cresol novolac) 계열의 염기 레진을 함유한 감광막인 것을 사용하며, 상기 감광막은 팩(PAG) 성분이 없는 레진과 솔벤트(solvent)만으로 구성되어 있는 감광막을 사용할 수도 있다.
본 발명의 다른 예에 의하면, 반도체 장치의 제조에 사용되는 HMDS처리 설비의 평가방법에 있어서, 반도체 웨이퍼 상에 포지티브형 감광막을 형성하는 단계와, 상기 감광막의 두께를 1차 측정하는 단계와, 상기 감광막이 형성된 웨이퍼를 HMDS처리하여 감광막을 실릴레이션 반응시키는 단계와, 상기 실릴레이션 반응에 의하여 부피가 팽창된 감광막의 두께를 2차 측정하여 실릴레이션 반응전의 감광막의 두께와 비교함으로써 HMDS 처리 정도 및 균일도를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMDS처리 설비의 평가방법을 제공한다.
상기 감광막은 피비피(PVP: poly vinyl phenol), 피에치에스(PHS: poly hydroxystyrene) 또는 크레졸 노블락(cresol novolac) 계열의 염기 레진을 함유한 감광막을 이용하며, 상기 감광막은 팩(PAG) 성분이 없는 레진과 솔벤트(solvent)만으로 구성되어 있는 감광막을 이용할 수도 있다.
본 발명에 의한 HMDS처리 설비의 평가방법은 그 수행방법이 용이하고 정확하며 웨이퍼 표면 전명에 대한 균일도에 대한 정보도 얻을 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 HMDS처리 설비의 평가방법을 상세히 설명한다.
제3도 및 제4도는 본 발명에 의한 HMDS처리 설비의 평가방법을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
1) 1단계 : 반도체 기판 즉 웨이퍼(20) 상에 네가티브형 감광막(25)을 형성한다. 상기 네가티브형 감광막(25)은 염기 레진(base resin), 가교제(crosslinker: 노광시 산 존재하에서 염기 레진과 반응하여 중합체를 형성하는 물질) 및 PAG(poly acid generator: 노광시 분해되어 산 성분을 나타내는 물질) 성분을 가지고 있다. 또한, 상기 네가티브형 감광막은 빛을 받으면 가교제가 염기 레진과 결합하여 현상액에 용해가 되지 않는다.
2) 2단계 : 상기 웨이퍼(20) 상에 형성된 감광막(25)의 두께를 측정한다.
3) 3단계 : 상기 웨이퍼를 노광설비에서 전면노광한다. 상기 노광공정을 수행하면 감광막 내의 가교제 성분이 염기 레진과 반응하여 폴리머(polymer)를 형성함으로써 현상액에 대하여 감광막의 용해를 억제시킨다. 그러므로써 후속 HMDS처리시 감광막의 실릴레이션 반응이 가능해진다.
4) 4단계 : 상기 감광막이 형성된 웨이퍼를 130 내지 160℃의 온도에서 베이크 공정을 수행한다. 이 베이크 공정은 상기 감광막의 염기 레진과 가교제 성분의 결합을 촉진하며 에스테르화 반응을 방지한다. 염기 레진과 가교제 성분 사이에 에스테르화 반응이 일어나게 되면 후속 공정에서 실릴레이션 반응이 일어나기 어려워진다.
5) 5단계 : 상기 감광막이 형성된 웨이퍼를 HMDS처리한다. 이때 감광막에서는 실릴레이션 반응이 일어난다.
6) 6단계 : 상기 실릴레이션 반응후 감광막(27)의 두께를 측정한다. 보다 상세하게 설명하면, 제4도에 도시한 바와 같이 웨이퍼(20) 상에 실릴레이션 반응이 일어나지 않은 감광막(25a)과 실릴레이션 반응이 일어난 감광막(27)이 형성되어 있다. 또한, 실릴레이션 반응이 일어난 감광막(27)은 부피가 팽창되며, 실릴레이션 반응이 일어나기 전의 감광막의 두께가 가상적으로 참조번호 30으로 표시되어 있다.
7) 7단계 : 상기 실릴레이션 반응 후의 감광막(27)의 두께와 초기 감광막(25)의 형성 후 측정한 감광막의 두께의 변화(△t)를 비교하여 HMDS 처리 정도 및 균일도에 관한 정보를 얻는다. 보다 상세하게는, HMDS 처리가 과도하게 되었을 경우 실릴레이션 반응이 더 크게 일어나 감광막의 두께가 평균치보다 더 두껍게 되어 △t의 값이 커진다. 그리고, HMDS 처리가 부족할 경우엔 실릴레이션 반응이 미미하므로 감광막의 두께팽창이 적게 일어나 △t의 값이 작게 된다.
상술한 HMDS 처리 설비의 평가 방법에 있어서, 상기 감광막이 포지티브형일 때에는 상술한 3단계, 4단계의 전면 노광공정과 베이크공정을 생략하고 수행한다. 상기 포지티브형 감광막은 염기 레진, 용해저지물질(dissoulution inhibitor) 및 PAG 성분을 가지고 있다. 포지티브형 감광막은 빛을 받으면 PAG의 산(acid) 성분이 용해저지물질을 분해함으로써 현상액에 용해가 된다. 따라서, 상기 포지티브형 감광막은 비노광시에만 실릴레이션 반응이 가능하므로 베이크공정도 필요없다.
상술한 감광막의 실릴레이션 반응은 피비피(PVP: poly vinyl phenol), 피에치에스(PHS: poly hydroxy-styrene), 크레졸 노블락(cresol novolac) 등의 레진을 갖는 감광막을 이용할 수 있다. 상술한 네가티브형 감광막을 사용한 실릴레이션 반응에서 상기 PAG 성분은 아무런 영향을 주지 않으므로 PAG 성분이 없는 노블락 레진 계열의 감광막을 사용하는 것이 수월하다. 이 경우 역시 상기 3단계와 4단계의 공정을 생략할 수 있으며, 또한 실릴레이션 수율이 타감광막을 사용하는 것보다 높다.
본 발명에 의한 HMDS 처리 설비의 평가방법은 그 수행방법이 용이하고 정확하며 웨이퍼의 전면에 대한 균일도에 대한 정보도 얻을 수 있다.
본 발명이 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.
Claims (7)
- 반도체 장치의 제조에 사용되는 HMDS처리 설비의 평가방법에 있어서, 반도체 웨이퍼 상에 네가티브형 감광막을 형성하는 단계; 상기 감광막의 두께를 1차 측정하는 단계; 상기 감광막이 형성된 웨이퍼를 전면노광하는 단계; 상기 감광막이 형성된 웨이퍼를 베이크하는 단계; 상기 베이크된 웨이퍼를 HMDS처리하여 감광막을 실릴레이션 반응시키는 단계; 및 상기 실릴레이션 반응에 의하여 부피가 팽창된 감광막의 두께를 2차 측정하여 실릴레이션 반응전의 감광막의 두께와 비교함으로써 HMDS 처리 정도 및 균일도를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMDS처리 설비의 평가방법.
- 제1항에 있어서, 상기 베이크는 130∼160℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 HMDS처리 설비의 평가방법.
- 제1항에 있어서, 상기 감광막은 피비피(PVP: poly vinyl phenol), 피에치에스(PHS: poly hydroxystyrene) 또는 크레졸 노블락(cresol novolac) 계열의 염기 레진을 함유한 감광막인 것을 것을 특징으로 하는 HMDS처리 설비의 평가방법.
- 제1항에 있어서, 상기 감광막은 팩(PAG) 성분이 없는 레진과 솔벤트(solvent)만으로 구성되어 있는 감광막인 것을 특징으로 하는 HMDS처리 설비의 평가방법.
- 반도체장치의 제조에 사용되는 HMDS 처리 설비의 평가방법에 있어서, 반도체 웨이퍼 상에 포지티브형 감광막을 형성하는 단계; 상기 감광막의 두께를 1차 측정하는 단계; 상기 감광막이 형성된 웨이퍼를 HMDS처리하여 감광막을 실릴레이션 반응시키는 단계; 및 상기 실릴레이션 반응에 의하여 부피가 팽창된 감광막의 두께를 2차 측정하여 실릴레이션 반응전의 감광막의 두께와 비교함으로써 HMDS 처리 정도 및 균일도를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMDS처리 설비의 평가방법.
- 제5항에 있어서, 상기 감광막은 피비피(PVP: poly vinyl phenol), 피에치에스(PHS: poly hydroxystyrene) 또는 크레졸 노블락(cresol novolac) 계열의 염기 레진을 함유한 감광막인 것을 특징으로 하는 HMDS처리 설비의 평가방법.
- 제5항에 있어서, 상기 감광막은 팩(PAG) 성분이 없는 레진과 솔벤트(solvent)만으로 구성되어 있는 감광막인 것을 특징으로 하는 HMDS처리 설비의 평가방법.
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| KR970013161A KR970013161A (ko) | 1997-03-29 |
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