KR100228341B1 - 미세 패턴 형성을 위한 마스크 패턴 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
반도체 장치 제조 방법.
2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제
나칭현상이 개선되면서 0.3㎛ 이하의 미세 홀 사이즈를 갖는 포토레지스트 패턴 형성 방법을 제공하고자 함.
3. 발명의 해결 방법의 요지
하부기판의 단차가 심하여 기존의 광학적 성질에는 한계가 있고 나칭(notching)이 심하게 우려되므로, 미세한 콘택홀을 형성하기 어렵다. 그러므로 포토레지스트를 두 번 겹쳐서 사용하고 기존의 레티클에 변형된 레티클을 추가로 사용하므로써 광학적 성질을 개선하고 나칭이 감소된 미세 콘택홀을 형성할 수 있다.
4. 발명의 중요한 용도
미세 홀 패턴을 형성하기 위한 마스크 패턴 형성에 사용됨
Description
본 발명은 반도체 장치 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 나칭(Notching)이 개선되면서 미세한 크기의 홀 패턴을 형성할 수 있는 포토레지스트 패턴 형성방법에 관한 것이다.
도 1A 및 도 1B는 통상적인 리소그래피 공정을 나타내는 개념도로서, 레티클(3)을 사용하여 웨이퍼 상에 도포된 포토레지스트(2)를 선택적으로 노광하고 현상하여, 포토레지스트 패턴(2a)을 형성하게 된다.
상기와 같은 종래기술에서 도면에 도시된 바와 같이 깨끗하게 포토레지스트 패턴(2a)이 형성되면 아무런 문제가 없으나, 포토레지스트의 하부층(1)이 금속층과 같이 빛 반사가 심한 박막이거나, 단차가 심한 경우 심한 난반사가 일어나 포토레지스트 패턴 측벽이 일그러지거나 패턴이 쓰러지는 등 문제점을 유발하는 나칭 현상이 일어나게 된다. 따라서, 노광시의 난반사를 방지하기 위해 금속층 상에 비반사층(ARC)을 코팅하고 리소그래피 공정을 수행하고 있다. 그리고, 포토레지스트도 염료(Dyed) 포토레지스트를 사용해서 나칭 현상을 줄이고 있다.
그러나, 이러한 방법은 일시적인 효과는 볼 수 있으나 그에 따른 부수적인 공정상의 문제점을 야기하고 있다. 즉, 비반사층을 사용할 경우, 도포하는 두께의 균일도에 따라 빛의 반사율을 증가시킬 수 있고, 불순물이 다수 발생하는 문제도 발생하고 있어 철저한 풀질 검사 및 관리가 요구되어 진다.
그리고, 염료 포토레지스트를 사용하는 경우, 빛의 반사나 산란을 억제하는 성질은 타 포토레지스트에 비해서 탁월하나 해상도나 초점 여유도 측면에서 떨어지므로 해결해야할 공정상의 문제점으로 남아 있다.
이러한 문제로 인하여 종래의 포토리소그라피 공정으로는 0.3㎛ 이하의 미세 홀 사이즈를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하기에 사실상 어려움이 있고, 이것을 해결하기 위해서는 광원을 바꾸거나 새로운 공정기술이 요구된다.
본 발명은 나칭현상이 개선되면서 0.3㎛ 이하의 미세 홀 패턴을 갖는 포토레지스트 패턴 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1A 및 도 1B는 통상적인 리소그래피 공정을 나타내는 개념도,
도 2A 내지 도 2E는 본 발명의 일실시예에 따른 마스크 패턴 형성 공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 웨이퍼
12a : 제1 포토레지스트 패턴
12b : 경화된 제1 포토레지스트 패턴
13 : 제1 레티클
14 : 제2 포토레지스트
14a : 제2 포토레지스트 패턴
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 미세 홀 패턴을 반도체소자 제조방법에 있어서, 제1사이즈를 가지면서 비크롬처리된 홀 패턴을 갖는 제1레티클을 준비하는 제1단계; 전체적으로 비크롬처리되어 있고 상기 제1레티클의 홀 패턴 부위에 대응되는 부위가 크롬처리되어 있되 상기 홀 패턴의 모서리 일부에 대응되는 부위가 비크롬처리되어 있는 제2레티클을 준비하는 제2단계; 제1포토레지스트가 도포된 기판을 준비하는 제3단계; 상기 제1 레티클을 사용한 노광 및 현상 공정을 실시하여 상기 제1사이즈와 유사한 사이즈의 홀이 형성된 제1포토레지스트 패턴을 형성하는 제4단계; 상기 제1 포토레지스트 패턴을 경화시키기 위하여 하드베이크를 실시하고, 전면에 HMDS를 도포하는 제5단계; 상기 제5단계가 완료된 결과물 전면에 제2포토레지스트를 도포하는 제6단계; 및 상기 제2레티클을 사용한 노광 및 현상 공정을 실시하여 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 제7단계를 포함하여, 상기 제1포토레지스트 패턴과 상기 제2포토레지스트 패턴에 의해 상기 제1사이즈 보다 적은 사이즈를 갖는 미세 홀 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2A 내지 도 2E는 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 2A는 홀(hole) 패턴을 형성하기 위한 통상적인 제1 레티클(13)을 사용하여 웨이퍼(11) 상에 도포된 제1 포토레지스트를 선택적으로 노광하고 현상하여, 제1 포토레지스트 패턴(12a)을 형성한 상태로서, 도 2B는 제1 레티클(13)의 평면도를 나타낸다. 레티클에는 웨이퍼와 마스크를 얼라인 시키기 위한 얼라인 키가 형성되어 있고, 비크롬처리되어 노광 빛이 통과하는 홀이 형성되어 있다.
이어서, 제1 포토레지스트 패턴(12a)을 이후의 2차 노광시 빛에 대한 차단막으로 사용하고 최종 패턴의 한 부분으로 사용하기 위해서, 90℃ 내지 130℃의 온도로 하드베이크(Hard Bake)를 실시한다. 그리고, 이후의 2차 노광시 패턴 보호를 위해 HMDS(Hexamethyldisilazane)로 표면 처리를 하면 하드베이크 과정에서 경화되고 HMDS가 보호막 역할을 해서 2차 노광될 때 더 이상 현상되지 않고 패턴을 유지하게 된다.
이어서, 도 2C와 같이 경화된 제1포토레지스트 패턴(12b)이 형성된 기판의 전면에 제2 포토레지스트(14)를 도포한 다음, 도 2D에 평면이 도시된 바와 같은 제2 레티클을 사용하여 얼라인 후 2차 노광 공정을 실시한다. 도 2D에 도시된 바와 같이, 제2레티클은 상기 제1레티클(13)과 그 형상이 상이하다. 즉, 제2레티클은 전체적으로 비크롬처리되어 있고, 상기 제1레티클의 비크롬처리된 홀 패턴 부위에 대응되는 부위가 크롬처리되어 있되 상기 홀 패턴의 모서리 일부에 대응되는 부위가 비크롬처리되어 있다.
그리고, 얼라인 키에 의해 정렬한 다음, 2차 노광 및 현상을 하면, 아래에 형성된 제1 포토레지스트 패턴(12b)은 경화되고 HMDS로 표면처리되어 있어 빛을 받더라도 노광되지 않아 더 이상 현상되지 않고 유지되면서 제2 포토레지스트(14)는 패턴되어 미세 홀을 형성하게 된다. 또한, 미세 홀 패턴의 측벽 일부는 경화되고 HMDS로 표면처리된 제1 포토레지스트 패턴(12b)이 정렬되어 있으므로 홀 패턴의 측벽이 일그러지는 나칭 현상을 개선할 수 있다.
도 2E는 2차 노광 공정 및 현상에 의해 형성된 제2 포토레지스트 패턴(14a)이 제1 포토레지스트 패턴(12b)과 함께 미세한 홀 패턴을 형성하고 있음을 보여준다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 경화된 포토레지스트를 차단막으로 사용하고, 두 개의 레티클을 사용하여 포토리소그라피 공정을 수행하므로써 나칭이 개선된 미세 홀 패턴을 가지는 포토레지스트 패턴을 형성하는 것으로, 그 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 실시가 가능하다.
본 발명은 G-라인(λ=436nm)과 I-라인(λ=365nm)으로는 패턴 형성이 어려운 0.3㎛ 이하 크기의 미세 홀 패턴을 용이하게 실시할 수 있으므로, 소자의 고집적화를 앞당길 수 있는 효과가 있다.
Claims (1)
- 반도체소자 제조방법에 있어서,제1사이즈를 가지면서 비크롬처리된 홀 패턴을 갖는 제1레티클을 준비하는 제1단계;전체적으로 비크롬처리되어 있고 상기 제1레티클의 홀 패턴 부위에 대응되는 부위가 크롬처리되어 있되 상기 홀 패턴의 모서리 일부에 대응되는 부위가 비크롬처리되어 있는 제2레티클을 준비하는 제2단계;제1포토레지스트가 도포된 기판을 준비하는 제3단계;상기 제1 레티클을 사용한 노광 및 현상 공정을 실시하여 상기 제1사이즈와 유사한 사이즈의 홀이 형성된 제1포토레지스트 패턴을 형성하는 제4단계;상기 제1 포토레지스트 패턴을 경화시키기 위하여 하드베이크를 실시하고, 전면에 HMDS를 도포하는 제5단계;상기 제5단계가 완료된 결과물 전면에 제2포토레지스트를 도포하는 제6단계; 및상기 제2레티클을 사용한 노광 및 현상 공정을 실시하여 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 제7단계를 포함하여,상기 제1포토레지스트 패턴과 상기 제2포토레지스트 패턴에 의해 상기 제1사이즈 보다 적은 사이즈의 미세 홀 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법.
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| KR1019960069245A KR100228341B1 (ko) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 미세 패턴 형성을 위한 마스크 패턴 형성 방법 |
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- 1996-12-20 KR KR1019960069245A patent/KR100228341B1/ko not_active IP Right Cessation
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