KR100234848B1 - 반도체 소자의 세정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 포토레지스트막의 현상 공정 이후, 잔존하는 포토레지스트막을 제거하기 위한 반도체 소자의 세정 방법으로서, 본 발명은 식각이 되어질막과, 식각이 되어질 막 상부에 소정 부분이 노광 및 현상되어진 포토레지스트 패턴이 구비된 웨이퍼를 준비하는 단계 ; 웨이퍼를 제1소정 회전 속도로 회전시키면서, 탈이온수를 분사하여 1차 세정 공정을 진행하는 단계 ; 및 웨이퍼를 제2소정 회전 속도로 회전시키면서, 오존 수용액을 분사하여 2차 세정 공정을 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 소자의 세정 방법
본 발명은 반도체 소자의 세정 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 포토레지스트막의 현상 공정시, 노광된 포토레지스트를 효과적으로 제거할 수 있는 반도체 소자의 세정 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 포토리소그라피 공정은, 식각이 되어질 막이 구비된 웨이퍼 상부에 포토레지스트막이 도포되고, 소정 부분 노광 및 현상되어, 소정의 포토레지스트 패턴이 형성되는 일련의 공정을 말한다. 여기서, 현상 공정은 공지의 현상액으로 노광된 포토레지스트막을 제거하는 공정을 말한다.
그러나, 노광된 포토레지스트막은 현상하는 공정이후에도, 노광이 되고도 현상 공정에 의하여 제거되지 않는 포토레지스트막이 잔류할 수 있다.
이에따라, 종래에는 잔존하는 포토레지스트막을 제거하기 위하여, 웨이퍼 표면에 탈이온수를 분사하고, 약 40 내지 50초간 세정처리하여 잔존하는 포토레지스트 막을 제거한다.
이와같은 세정 공정을 진행한 다음, 포토레지스트 패턴에 의하여 식각되어질 막을 패터닝한다.
그러나, 상기와 같이, 탈이온수에 의하여 소정 시간동안 세정 공정을 진행하면, 웨이퍼 상의 평탄한 표면에 잔존하는 포토레지스트는 쉽게 제거되나, 웨이퍼 표면이 굴곡진 부분에서는 포토레지스트들이 쉽게 제거되지 않고 남아있게 된다.
이로 인하여, 이후의 패터닝 공정시, 패턴의 형태를 변혀시키게 되어, 반도체 소자의 수율을 저하시키게 되는 문제점을 발생되었다.
따라서, 본 발며의 목적은, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 포토레지스트막의 노광 및 현상 공정이후, 웨이퍼 표면의 굴곡부위에 존재하는 포토레지스트막을 효과적으로 제거하여, 반도체 소자의 수율을 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 세정 방법을 제공하는 것이다.
제1a도 및 (b)도는 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자의 세정 방법을 설명하기 위한 도면.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
100 : 웨이퍼 척 10 : 웨이퍼
11 : 탈이온수가 분사되는 노즐 12 : 오존 수용액이 분사되는 노즐
13 : 웨이퍼상에 분사된 탈이온수
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 식각이 되어질 막과, 식각이 되어질 막 상부에 소정 부분이 노광 및 현상되어진 포토레지스트 패턴이 구비된 웨이퍼를 준비하는 단계 ; 상기 웨이퍼를 제1소정 회전 속도로 회전시키면서, 탈이온수를 분사하여 1차 세정 공정을 진행하는 단계 ; 및 상기 웨이퍼를 제2소정 회전 속도로 회전시키면서, 오존 수용액을 분사하여 2차 세정 공정을 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 노광된 포토레지스트 막의 현상공정을 진행한 다음, 웨이퍼의 굴곡진 부분에 노광이되고도 잔존하는 포토레지스트막을 제거하기 위하여, 탈이온수에 의한 1차 세정과, 탈이온수 및 오존 수용액에 의한 2차 세정을 실시하여, 잔존하는 포토레지스트막을 효과적으로 제거한다. 따라서, 반도체 소자의 패턴 결함이 감소되고, 수율이 증대된다.
[실시예]
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
첨부한 도면 도 1a 및 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자의 세정 방법을 설명하기 위한 도면으로, 도면 부호 100은 웨이퍼가 안치되는 웨이퍼 척을 나타내고, 10은 웨이퍼이고, 11은 탈이온수가 분사되는 노즐을 나타니고, 12는 오존 수용액이 분사되는 노즐을 나타내고, 13은 웨이퍼상에 분사된 탈이온수를 나타낸다.
도 1a를 참조하여, 식각이 되어질 막(도시되지 않음)과, 식각이 되어질 막 상부에 노광 및 현상된 포토레지스트 패턴(도시되지 않음)이 형성된 웨이퍼(10)가 웨이퍼 척(100)상에 안치되고, 이 웨이퍼 척(100)은 회전 가능하도록 되어 있다. 이때, 웨이퍼(10)는 소정의 굴곡을 지닐수 있다.
이어서, 현상 공정 이후에 웨이퍼(10) 표면에 잔존하는 포토레지스트 막을 제거하기 위하여, 먼저, 탈이온수가 분사되는 노즐(11)을 통하여, 웨이퍼 표면에 탈이온수가 분사된다. 이때, 척(100)은 약 1400 내지 1600 rpm으로 회전되고 있으며, 분사된 탈 이온수는 750 내지 850㎖/min 정도 분사되어, 1차 세정 공정이 진행된다. 1차 세정 공정으로, 노광이 되고도 잔류하는 포토레지스트막 중 웨이퍼 표면의 평탄부에 있는 물질이 제거된다.
그후, 도 1b에 도시된 바와 같이, 1차 세정 공정 이후에도, 웨이퍼의 굴곡진 부분에 여전히 잔존하는 포토레지스트막을 제거하기 위하여, 탈이온수가 분사된 웨이퍼 표면에 노즐(12)을 통하여, 오존(O3) 수용액을 분사하여, 2차 세정 공정을 진행한다. 상기 오존(O3) 수용액의 양은 4 내지 6cc 정도로 분사됨이 바람직하고, 척(100)은 40 내지 60 rpm으로 회전되도록 하여 약 15 내지 25초 동안 진행된다.
이와같이, 2차 세정 공정으로, 오존 수용액을 분사하게 되면, 오존 수용액과 탈이온수가 서로 반응하여, O2기포 및 OH-이온이 발생된다. 그러면, O2기포들은 굴곡진 웨이퍼 상부면에서 잔류하는 포토레지스트막을 떨어뜨리게 된다. 이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
H++ OH-+O3→H2O + O2+ OH-----(식)
2차 세정 공정의 메카니즘은 상기 식과 같다. 여기서, 반응전 H++ OH-은 탈이온수가 이온화된 것이고 , O3는 오존 수용액을 나타낸다.
상기 식에 의하면, 오존 수용액과 탈이온수가 반응하게 되어, O2와 OH-가 발생된다. 여기서, 상기 O2는 기포 형태로 존재하게 된다. 이때, 상기 O2기포들은 알려진 바와 같이, 그 상태를 유지하지 않고 유동적이어서, 웨어퍼 표면을 때리게 된다. 이 과정에서 굴곡진 부위에 잔류하는 포토레지스트막이 상기 O2기포 웨이퍼상으로 들뜬 상태가 된다. 이와 동시에, 상기 O2기포는 세정액내에서 대류 작용을 하게 되어, 상기 O2기포에 의하여 박리된 포토레지스트들이 기포를 따라서 대류된다. 아울러, 대류된 포토레지스트막은 세정 공정중 (+)로 차아지(charge)되어, 반응 생성물인 OH-이온과 쉽게 결합된다. 이에 따라 잔류하는 포토레지스트막이 웨이퍼 표면에서 떨어져 제거된다. 즉, O2기포에 의하여 잔류하는 포토레지스트막이 박리되고, 박리된 포토레지스트막이 OH-이온과 반응되어, 웨이퍼 표면에서 완전히 제거된다.
이와같이 포토레지스트막의 현상후, 잔존하는 포토레지스트막을 제거하기 위한 세정공정을 진행한 다음, 도면에는 도시되지 않았지만 소정의 포토레지스트 패턴에 의하여 식각이 되어질막을 패터닝한다.
이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 탈이온수에 의한 1차 세정으로 웨이퍼 평탄부에 존재하는 잔류하는 포토레지스트막을 제거하고, 탈이온수 및 오존 수용액에 의한 2차 세정으로 굴곡진 부분에 잔류하는 포토레지스트막을 효과적으로 제거한다. 따라서, 반도체 소자의 패턴 결함이 감소되고, 수율이 증대된다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (8)

  1. 식각이 되어질막과, 식각이 되어질 막 상부에 소정 부분이 노광 및 현상되어진 포토레지스트 패턴이 구비된 웨이퍼를 준비하는 단계 ; 상기 웨이퍼를 제1소정 회전 속도로 회전시키면서, 탈이온수를 분사하여 1차 세정 공정을 진행하는 단계 ; 및 상기 웨이퍼를 제2소정 회전 속도로 회전시키면서, 오존 수용액을 분사하여, 상기 1차 세정 공정의 탈이온수와 상기 오존 수용액의 반응물로써 잔류하는 포토레지스트 패턴을 제거하는 2차 세정 공정을 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 세정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 1차 세정 단계에서, 웨이퍼의 제1소정 회전 속도는 1400 내지 1600rpm 인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 세정 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 분사되는 탈이온수의 양은 750 내지 850㎖/min인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 세정 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 2차 세정 공정에서, 상기 오존 수용액은, 약 4 내지 6cc 정도 분사되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 세정 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2세정 단계에서, 웨이퍼의 제2소정의 회전 속도는 40 내지 60 rpm 인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 세정 방법.
  6. 제1항에 있어서, 제2차 세정 공정은, 상기 제1차 세정 공정에서의 탈이온수와 오존 수용액을 반응시켜서, 제1반응 생성물에 의하여, 잔존하는 포토레지스트막을 대류시키고, 제2반응 생성물에 의하여 대류된 포토레지스트막을 제거하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 세정 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1반응 생성물은 O2기포인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 세정 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제2반응 생성물은 OH-기인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 세정 방법.
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