KR100217904B1 - Resist strip method - Google Patents
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Abstract
본 발명의 레지스트 제거 방법은 CF4플라즈마 가스를 이용한 1차 식각 공정과 O2플라즈마 가스 또는 O2+ H2O 플라즈마 가스를 이용한 2차 식각 공정의 2단계 공정으로 이루어진다.The resist removal method of the present invention comprises a two- step process of a first etching process using CF 4 plasma gas and a second etching process using O 2 plasma gas or O 2 + H 2 O plasma gas.
Description
제1(a)도 내지 제1(c) 도는 종래 제1 실시 예에 의한 레지스트 제거 방법을 설명하기 위해 도시된 소자의 단면도.1 (a) to 1 (c) are cross-sectional views of a device shown for explaining a resist removal method according to a first embodiment of the prior art.
제2(a)도 내지 제2(c)도는 종래 제2 실시 예에 의한 레지스트 제거 방법을 설명하기 위해 도시된 소자의 단면도.2 (a) to 2 (c) are cross-sectional views of the device shown for explaining the resist removal method according to the second embodiment.
제3(a) 내지 제3(d) 도는 본 발명의 실시 예에 의한 레지스트 제거 방법을 설명하기 위해 도시된 소자의 단면도.3 (a) to 3 (d) are cross-sectional views of a device shown for explaining a resist removal method according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1, 11 및 21 : 웨이퍼 2, 12 및 22 : 산화막1, 11, and 21: wafers 2, 12, and 22: oxide film
12A : 산화막 손실부 3A, 13A 및 23A : 금속층12A: oxide film loss portions 3A, 13A, and 23A: metal layer
3B, 13B 및 23B : 반사 방지용 코팅막3B, 13B and 23B: Antireflective Coating Film
13C : 반사 방지용 코팅막 손상부 3, 13 및 23 : 금속 배선13C: Anti-reflective coating film damage 3, 13, and 23: metal wiring
4, 14 및 24 : 레지스트 4A 및 14A: 레지스트 경화부4, 14 and 24: resist 4A and 14A: resist hardened portion
4B : 레지스트 잔여물4B: Resist residue
본 발명은 레지스트 제거(resist strip)방법에 관한 것으로, 특히 반도체 소자 제조에서 식각 마스크로 사용되는 레지스트를 효과적으로 제거할 수 있는 레지스트 제거 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resist strip method, and more particularly, to a resist removal method capable of effectively removing a resist used as an etching mask in semiconductor device manufacturing.
반도체 소자의 제조에서 회로 패턴을 형성하기 위하여 식각 마스크로 레지스트가 사용된다. 회로 패턴을 형성한 후에 실시되는 레지스트 제거공정은 소자의 수율 향상을 위해 대단히 중요한 공정이다.In the manufacture of semiconductor devices, resists are used as etching masks to form circuit patterns. The resist removal process performed after the circuit pattern is formed is a very important process for improving the yield of the device.
제1(a)도 내지 제1(c)도는 종래 제1 실시 예에 의한 레지스트 제거 방법을 설명하기 위해 도시된 소자의 단면도이다.1 (a) to 1 (c) are cross-sectional views of a device shown for explaining a resist removal method according to the first embodiment.
제1(a)도를 참조하면, 소자간을 전기적으로 격리시키고 보호하기 위한 산화막(2)은 웨이퍼(1)상에 형성된다. 금속층(3A) 및 반사 방지용 코팅막(3B)은 산화막(2)상에 형성된다. 패터닝된 레지스트(4)는 반사 방지용 코팅막(3B)상에 형성된다.Referring to FIG. 1 (a), an oxide film 2 for electrically isolating and protecting the devices is formed on the wafer 1. The metal layer 3A and the antireflective coating film 3B are formed on the oxide film 2. The patterned resist 4 is formed on the antireflective coating film 3B.
제1(b)도를 참조하면, 패터닝된 레지스트(4)를 식각 마스크로 염소(chlorine)계열의 플라즈마를 사용한 식각 공정으로 반사 방지용 코팅막(3B) 및 금속층(3A)을 순차적으로 식각한다. 이로 인하여 금속 배선(3)이 형성된다. 플라즈마 식각 공정 동안에 레지스트(4)가 경화(hardening)되어 레지스트(4)의 상부에 경화부(4A)가 생기게 된다.Referring to FIG. 1 (b), the antireflective coating film 3B and the metal layer 3A are sequentially etched by an etching process using a chlorine-based plasma using the patterned resist 4 as an etching mask. As a result, the metal wiring 3 is formed. During the plasma etching process, the resist 4 is hardened to form a hardened portion 4A on top of the resist 4.
제1(c)도를 참조하면, 패터닝된 레지스트(4)는 1000 내지 2000mTorr 하에서 1000sccm 이상의 O2가스를 공급하여 발생된 플라즈마를 이용한 식각 공정으로 제거되는 데, 이때 레지스트(4)가 완전히 제거되지 않아 금속 배선(3)상부에 레지스트 잔여물(4B)이 남게 된다.Referring to FIG. 1 (c), the patterned resist 4 is removed by an etching process using a plasma generated by supplying at least 1000 sccm of O 2 gas under 1000 to 2000 mTorr, wherein the resist 4 is not completely removed. As a result, a resist residue 4B remains on the metal wiring 3.
종래 제1 실시 예에 의한 레지스트 제거 방법은 O2플라즈마 식각 공정을 적용하므로, 레지스트가 완전히 제거되지 않고, 또한 높은 압력으로 인해 반응 챔버내에서 발생한 폴리머(polymer)성 부산물이 밖으로 배출되지 못하고 식각된 금속 배선에 다시 퇴적되므로 레지스트 제거 불량 현상이 자주 발생되는 문제가 있다. 레지스트 제거 불량은 이후에 진행되는 폴리머 부산물 제거를 위한 용제처리(solvent treatment)공정에도 문제를 이전시켜 폴리머 부산물의 제거도 어렵게 만드는 등의 문제점을 파생시키고 있고, 제거 불량을 극복하기 위해 레지스트 제거 공정을 추가하는 경우도 발생하고 있다. 이는 공정의 단순화와 소자 수율의 향상을 도모하는 반도체 제조 공정에 대단한 문제점이 되고 있다.Since the resist removal method according to the first embodiment of the present invention applies an O 2 plasma etching process, the resist is not completely removed and the polymer by-products generated in the reaction chamber are not etched out due to the high pressure. Since it is deposited on the metal wiring again, there is a problem that a problem of bad resist removal occurs frequently. Resist removal defects lead to problems such as making the removal of polymer by-products difficult by transferring the problem to a solvent treatment process for removing polymer by-products. There is also the case of adding. This is a great problem for the semiconductor manufacturing process which aims at simplifying a process and improving an element yield.
레지스트 잔여물로 인한 소자의 전기적 특성 저하를 방지하기 위한 다른 레지스트 제거 방법이 하기에 기술된다.Other resist removal methods to prevent degradation of the electrical properties of the device due to resist residues are described below.
제2(a)도 내지 제2(c)도는 종래 제2 실시 예에 의한 레지스트 제거 방법을 설명하기 위해 도시된 소자의 단면도이다.2 (a) to 2 (c) are cross-sectional views of the device shown to explain the resist removal method according to the second embodiment.
제2(a)도를 참조하면, 소자간을 전기적으로 격리시키고 보호하기 위한 산화막(12)은 웨이퍼(11)상에 형성된다. 금속층(13A) 및 반사 방지용 코팅막(13B)은 산화막(12)상에 형성된다. 패터닝된 레지스트(14)는 반사 방지용 코팅막(13B)상에 형성된다.Referring to FIG. 2 (a), an oxide film 12 for electrically isolating and protecting the devices is formed on the wafer 11. The metal layer 13A and the antireflection coating film 13B are formed on the oxide film 12. The patterned resist 14 is formed on the antireflective coating film 13B.
제2(b)도는 참조하면, 패터닝된 레지스트(14)를 식각 마스크로 염소(chlorine)계열의 플라즈마를 사용한 식각 공정으로 반사 방지용 코팅막(13B) 및 금속층(13A)을 순차적으로 식각하므로, 이로 인하여 금속 배선(13)이 형성된다. 플라즈마 식각 공정 동안에 레지스트(14)가 경화(hardening)되어 레지스트(14)의 상부에 경화부(14A)가 생기게 된다.Referring to FIG. 2 (b), since the anti-reflective coating layer 13B and the metal layer 13A are sequentially etched by an etching process using a chlorine-based plasma as the patterned resist 14 as an etching mask, Metal wiring 13 is formed. During the plasma etching process, the resist 14 is hardened to form a hardened portion 14A on top of the resist 14.
제2(c)도를 참조하면, 패터닝된 레지스트(14)는 1000 내지 2000mTorr 하에서 1000sccm 이상의 O2가스에 레지스트 제거 성질이 강한 CF4가스를 추가로 공급하여 발생된 플라즈마를 이용한 식각 공정으로 제거 되는데, 이때 산화막(12)의 노출된 부분이 식각되어 산화막 손실부(12A)가 생기게 되며, 또한 반사 방지용 코팅막(13B)이 일부 손상되어 반사 방지용 코팅막 손상부(13C)가 생기게 된다.Referring to FIG. 2 (c), the patterned resist 14 is removed by an etching process using plasma generated by additionally supplying CF 4 gas having strong resist removal properties to O 2 gas of 1000 sccm or more under 1000 to 2000 mTorr. At this time, the exposed portion of the oxide film 12 is etched to produce the oxide film loss part 12A, and the antireflective coating film 13B is partially damaged to cause the antireflective coating film damage part 13C.
종래 제2 실시 예에 의한 레지스트 제거 방법은 O2+ CF4플라즈마 식가 공정을 적용하므로, 제1 실시 예의 레지스트 잔여물로 인한 문제점을 해결하였지만, CF4 가스의 산화물 식각 특성으로 산화막에 식각 손실을 발생시키고, TiN 반사 방지용 코팅막에 식각 손상을 주는 현상이 발생된다. 이것은 소자의 전기적 특성은 물론 이후에 실시되는 증착공정에 치명적인 결과를 초래한다. 또한 제1 실시 예에서와 마찬가지로 높은 압력으로 인한 문제점이 여전히 남아 있다.The resist removal method according to the second embodiment of the present invention applies the O 2 + CF 4 plasma etch process, thereby solving the problem caused by the resist residue of the first embodiment, but etching loss occurs in the oxide film due to the oxide etching characteristic of CF4 gas. And etch damage to the TiN antireflection coating. This results in catastrophic consequences for the electrical properties of the device as well as for subsequent deposition processes. Also, as in the first embodiment, the problem due to the high pressure still remains.
따라서, 본 발명은 레지스트를 효과적으로 제거하여 소자의 수율을 향상시킬 수 있는 레지스트 제거 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a resist removal method that can effectively remove the resist to improve the yield of the device.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레지스트 제거 방법은 레지스트가 도포된 웨이퍼가 제공되는 단계; CF4플라즈마 가스를 이용한 식각 공정으로 상기 레지스트를 일정 두께 제거하는 단계; 및 O2플라즈마 또는 O2+ H2O 플라즈마 가스를 이용한 식각 공정으로 나머지 레지스트를 제거하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The resist removal method of the present invention for achieving the above object is provided with a resist coated wafer; Removing a predetermined thickness of the resist by an etching process using CF 4 plasma gas; And removing the remaining resist by an etching process using an O 2 plasma or an O 2 + H 2 O plasma gas.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제3(a)도 내지 제3(d)도는 본 발명의 실시 예에 의한 레지스트 제거 방법을 설명하기 위해 도시된 소자의 단면도이다.3 (a) to 3 (d) are cross-sectional views of the device shown to explain a resist removal method according to an embodiment of the present invention.
제3(a)도를 참조하면, 소자간을 전기적으로 격리시키고 보호하기 위한 산화막(22)은 웨이퍼(21)상에 형성된다. 금속층(23A) 및 반사 방지용 코팅막(23B)은 산화막(22)상에 형성된다. 패터닝된 레지스트(24)는 반사 방지용 코팅막(12B)상에 형성된다.Referring to FIG. 3A, an oxide film 22 is formed on the wafer 21 to electrically isolate and protect the devices. The metal layer 23A and the antireflection coating film 23B are formed on the oxide film 22. The patterned resist 24 is formed on the antireflective coating film 12B.
제3(b)도를 참조하면, 패터닝된 레지스트(24)를 식각 마스크로 한 염소(chlorine)계열의 플라즈마를 사용한 식각 공정으로 반사 방지용 코팅막(23B) 및 금속층(23A)을 순차적으로 식각하므로, 이로 인하여 금속 배선(23)이 형성된다. 플라즈마 식각 공정 동안에 레지스트(24)가 경화(hardening)되어 레지스트(24)의 상부에 경화부(24A)가 생기게 된다.Referring to FIG. 3 (b), since the anti-reflective coating film 23B and the metal layer 23A are sequentially etched by an etching process using a chlorine-based plasma using the patterned resist 24 as an etching mask, As a result, the metal wiring 23 is formed. During the plasma etching process, the resist 24 is hardened to form a hardened portion 24A on top of the resist 24.
제3(c)도를 참조하면, 레지스트 경화부(24A)는 500 내지 600mTorr 하에서 50 내지 100sccm 정도 소량의 CF4가스를 공급하여 발생된 CF4플라즈마 가스를 이용한 식각 공정으로 제거된다. 레지스트 경화부(24A)의 제거공정은 10 내지 20 초 정도 짧게 실시한다.Referring to FIG. 3 (c), the resist hardening part 24A is removed by an etching process using a CF 4 plasma gas generated by supplying a small amount of CF 4 gas about 50 to 100 sccm under 500 to 600 mTorr. The removal process of the resist hardening part 24A is performed shortly for about 10 to 20 second.
제3(d)도를 참조하면, 경화부(24A)가 제거된 레지스트(24)는 500 내지 600mTorr 하에서 500 내지 1000sccm 의 O2가스를 공급하여 발생된 O2플라즈마 가스를 이용한 식각 공정으로 제거된다. 경화부(24A)가 제거된 레지스트(24)를 제거하는 또하나의 방법은 500 내지 600mTorr 하에서 500 내지 1000sccm 의 O2가스에 기체 상태의 H2O를 추가로 공급하여 발생된 O2+ H2O 플라즈마 가스를 이용한 식각 공정으로 제거하는 방법이 있다.Referring to FIG. 3 (d), the resist 24 from which the hardened portion 24A is removed is removed by an etching process using an O 2 plasma gas generated by supplying 500 to 1000 sccm of O 2 gas under 500 to 600 mTorr. . Another method of removing the resist 24 from which the hardened portion 24A is removed is O 2 + H 2 generated by additionally supplying gaseous H 2 O to 500 to 1000 sccm of O 2 gas under 500 to 600 mTorr. There is a method of removing by an etching process using O plasma gas.
O2+ H2O 플라즈마 가스를 이용한 식각 공정에서 H2O는 식각 후의 폴리머 상태로 잔류하는 염소와 반응하여 외부로 배출시키므로 금속 배선의 부식 방지에 유용하고, O2플라즈마 가스를 이용한 식각 공정보다 레지스트 제거 측면에서 우수하다.In the etching process using O 2 + H 2 O plasma gas, H 2 O reacts with chlorine remaining in the polymer state after etching and is discharged to the outside, which is useful for preventing corrosion of metal wires, and compared to the etching process using O 2 plasma gas. It is excellent in terms of resist removal.
상기한 레지스트 제거 공정은 금속 배선 형성 공정의 경우를 실시 예로하여 설명하였지만, 반도체 제조 공정에 사용되는 모든 레지스트 제거 공정에 적용할 수 있으며, 본 발명의 실시 예처럼 경화된 레지스트 뿐만 아니라 염료가 첨가된 레지스트와 마스크 패터닝을 좋게 하여 식각을 용이하게 할 목적으로 사용되는 도핑 레지스트도 상기한 본 발명의 원리를 적용하여 용이하게 제거할 수 있다. 염료가 첨가된 레지스트는 염료 자체의 성질 때문에 레지스트 제거를 위한 플라즈마 저항성으로 인해 제거하기 어렵고, 도핑 레지스트도 도핑된 지역의 플라즈마 저항성으로 인해 제거가 어렵다.Although the above-described resist removal process has been described using the metal wiring forming process as an example, it can be applied to any resist removing process used in the semiconductor manufacturing process, and as well as the cured resist as in the embodiment of the present invention, the dye is added. Doping resists used for the purpose of improving the resist and mask patterning to facilitate etching can also be easily removed by applying the principles of the present invention described above. The dye-added resist is difficult to remove due to the plasma resistance for resist removal due to the nature of the dye itself, and the doping resist is also difficult to remove due to the plasma resistance of the doped region.
상술한 바와 같이 본 발명은 기존이 고압 공정(1000 내지 2000mTorr)을 비교적 저압(500 내지 600mTorr)으로 하므로써, 펌핑효율을 상대적으로 증가되어 플라즈마 입자와 레지스트 제거공정후 발생하는 부산물의 챔버내 거주 시간(residence time)을 짧게 하여 챔버내의 부산물이 효과적으로 배출되어, 레지스트가 배출되지 않고 식각 패턴에 재증착되는 현상을 방지할 수 있다. 또한 기존의 O2플라즈마 식각 방법 또는 O2+ CF4플라즈마 식각 방법과는 달리 CF4플라즈마 식각 방법으로 레지스트의 경화된 부분을 선택적으로 식각한 후, O2플라즈마 또는 O2+ H2O 플라즈마 식각 방법으로 나머지 레지스트를 제거하므로써, 하층 산화물 손실과 반사 방지용 코팅막의 손상을 방지할 수 있다.As described above, in the present invention, the existing high pressure process (1000 to 2000 mTorr) is relatively low pressure (500 to 600 mTorr), so that the pumping efficiency is relatively increased, and the residence time in the chamber of the by-product generated after the plasma particle and resist removal process ( By shortening the residence time by-products in the chamber is effectively discharged, it is possible to prevent the phenomenon that the resist is not re-deposited again in the etching pattern. In addition, unlike conventional O 2 plasma etching method or O 2 + CF 4 plasma etching method, by selectively etching the cured portion of the resist by CF 4 plasma etching method, and then O 2 plasma or O 2 + H 2 O plasma etching By removing the remaining resist by the method, it is possible to prevent the loss of the lower layer oxide and the damage of the antireflective coating film.
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KR1019960024947A KR100217904B1 (en) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | Resist strip method |
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KR1019960024947A KR100217904B1 (en) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | Resist strip method |
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KR100623923B1 (en) | 2005-09-29 | 2006-09-13 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for strip of photoresist in semiconductor device |
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1996
- 1996-06-28 KR KR1019960024947A patent/KR100217904B1/en not_active IP Right Cessation
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KR100623923B1 (en) | 2005-09-29 | 2006-09-13 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for strip of photoresist in semiconductor device |
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KR980005756A (en) | 1998-03-30 |
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