KR100238212B1 - Manufacturing method of semicondnctor device - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 반도체 소자의 제조 방법은, 원하는 모양으로 패터닝하고자 하는 물질층 상에 반사 방지층을 추가로 형성하거나 상기 패터닝하고자 하는 물질층을 노광시 이용하는 빛에 대해 반사율이 낮은 특성을 가진 물질로 형성한 후, 제 1 감광막을 증착하고 노광함으로써 상기 제 1 감광막을 원하는 모양으로 패터닝할 수 있고, 상기 반사 방지층을 제거하지 않고 남겨둠으로써 후속되는 패터닝 공정, 즉 제 2 감광막을 사용하는 노광 공정에서 상기 물질층까지 투과된 빛이 반사되는 것을 방지할 수 있어 원하는 모양의 제 2 감광막 패턴을 얻을 수 있다.In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, an anti-reflection layer is additionally formed on a material layer to be patterned into a desired shape or formed of a material having a low reflectance property with respect to light used when exposing the material layer to be patterned. Thereafter, by depositing and exposing the first photoresist film, the first photoresist film can be patterned into a desired shape and left without removing the antireflective layer, thereby subsequent patterning process, i.e., in an exposure process using a second photoresist film. It is possible to prevent the light transmitted to the material layer from being reflected, thereby obtaining a second photoresist pattern having a desired shape.
Description
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로, 특히 사진 식각 방법에서 보다 정밀한 패턴을 형성하기 위한 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device for forming a more precise pattern in the photolithography method.
반도체 소자의 제조 공정중 패턴을 형성하기 위해서는 사진 식각 방법을 이용하는데, 이를 상세히 설명하면, 물질층이 형성된 반도체 기판을 고온에서 열처리하는 공정, 상기 반도체 기판을 쿨링(Cooling)하는 공정, 상기 물질층상에 감광막을 형성하는 공정, 상기 감광막이 형성된 반도체 기판을 소프트 베이크(Soft Bake)하는 공정, 상기 물질층에 형성하고자 하는 모양의 마스크 및 빛을 사용하여 노광(Exposure)하는 공정, 상기 감광막을 현상(Development)한후 하드 베이크(Hard Bake)하는 공정을 차례로 진행한다.In order to form a pattern during the manufacturing process of a semiconductor device, a photolithography method is used, which will be described in detail. A process of heat treating a semiconductor substrate on which a material layer is formed at a high temperature, cooling the semiconductor substrate, and forming the material layer Forming a photoresist film on the photoresist, soft baking the semiconductor substrate on which the photoresist film is formed, exposing using a mask and light of a shape to be formed on the material layer, and developing the photoresist film ( And then hard bake.
상기 노광 공정시 하부 막질에 의해 반사된 빛은 패터닝된 물질층의 정밀도에 영향을 주는데, 즉 하부 막질의 반사율이 크면 클수록 물질층은 얻고자 하는 모양으로 패터닝 되지 않는다.The light reflected by the lower film quality during the exposure process affects the precision of the patterned material layer. That is, the greater the reflectance of the lower film quality, the more the material layer is not patterned into the desired shape.
도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 의한 반도체 소자 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a semiconductor device manufacturing method according to the prior art.
도면 참조 번호 1은 반도체 기판을, 3·3a는 제 1 물질층을, 5는 반사 방지층(ARC; Anti Reflection Coating)을, 7·13은 감광막을, 9는 제 2 물질층을, 11은 제 3 물질층을 각각 나타낸다.Reference numeral 1 denotes a semiconductor substrate, 3 占 a a first material layer, 5 an anti reflection coating (ARC), 713 a photoresist film, 9 a second material layer, and 11 a first material layer. Three material layers are shown, respectively.
도 1a를 참조하면, 제 1 물질층(3)이 형성된 반도체 기판(1) 상에 반사 방지층(5) 및 감광막(7)을 차례로 증착한다.Referring to FIG. 1A, an antireflection layer 5 and a photoresist film 7 are sequentially deposited on the semiconductor substrate 1 on which the first material layer 3 is formed.
상기 반사 방지층(5)은 후속되는 노광(Exposure) 공정시 상기 제 1 물질층(3)까지 투과된 빛이 반대 방향으로 반사되어 상기 감광막(7)의 패터닝에 영향을 주는 것을 방지하기 위한 것으로, 폴리실리콘, SiN 또는 SiON 등과 같이 노광시 이용하는 빛에 대해 반사율이 낮은 특성을 가진 물질로 형성한다.The anti-reflection layer 5 is to prevent the light transmitted to the first material layer 3 from reflecting in the opposite direction during the subsequent exposure process, thereby affecting the patterning of the photosensitive film 7. It is formed of a material having low reflectivity for light used during exposure, such as polysilicon, SiN, or SiON.
도 1b를 참조하면, 상기 제 1 물질층(3)을 원하는 모양으로 패터닝하기 위한 마스크(도시하지 않음)를 이용하여 노광 및 현상 공정을 실시하여 상기 감광막(7)을 패터닝하는 공정, 상기 패터닝된 감광막(도시하지 않음)을 마스크로하여 상기 반사 방지층(5)과 상기 제 1 물질층(3)을 식각하는 공정 그리고 상기 반사 방지층(5)을 제거하는 공정을 차례로 진행한다.Referring to FIG. 1B, a process of patterning the photosensitive film 7 by performing an exposure and development process using a mask (not shown) for patterning the first material layer 3 into a desired shape is performed. The antireflection layer 5 and the first material layer 3 are etched using the photoresist film (not shown) as a mask, and the process of removing the antireflection layer 5 is sequentially performed.
도 1c를 참조하면, 상기 제 1 물질층(3a)상에 제 2 물질층(도시하지 않음, 후속 공정에서 9로 패터닝됨)과 감광막(도시하지 않음)을 증착하는 공정, 상기 제 2 물질층을 원하는 모양으로 패터닝하기 위한 마스크(도시하지 않음)를 이용하여 노광 및 현상함으로써 제 2 물질층(9)을 형성하는 공정 그리고 상기 제 1 물질층(3a)과 제 2 물질층(9)이 형성된 반도체 기판(1) 상에 제 3 물질층(11)과 감광막(13)을 증착하는 공정을 차례로 진행한다.Referring to FIG. 1C, a process of depositing a second material layer (not shown, patterned to 9 in a subsequent process) and a photoresist film (not shown) on the first material layer 3a, the second material layer Forming a second material layer 9 by exposing and developing using a mask (not shown) for patterning the film into a desired shape, and the first material layer 3a and the second material layer 9 are formed. The process of depositing the third material layer 11 and the photosensitive film 13 on the semiconductor substrate 1 is performed in order.
상기 제 2 물질층(9)은 노광시 이용하는 빛에 대해 반사율이 낮은 특성을 가진 물질을 사용하여 형성한다.The second material layer 9 is formed using a material having a low reflectance property with respect to light used during exposure.
도 1d를 참조하면, 상기 제 3 물질층(11)을 원하는 모양으로 패터닝하기 위한 마스크를 이용하여 노광 및 현상 공정을 실시한 후 상기 감광막(13)이 패터닝된 모양을 위에서 본 단면도를 나타낸다.Referring to FIG. 1D, a cross-sectional view of the pattern of the photosensitive layer 13 after performing an exposure and development process using a mask for patterning the third material layer 11 into a desired shape is shown.
노광시 제 1 물질층(3a)까지 투과된 빛은 반대 방향으로 반사되어 상기 감광막중 제 2 물질층(9) 사이의 상부인 A 영역이 과다 노광되어 원하는 모양(점선 표시)이 아닌 실선으로 패터닝된다.During exposure, the light transmitted to the first material layer 3a is reflected in the opposite direction so that the area A between the second material layer 9 in the photoresist layer is overexposed to pattern the solid line instead of the desired shape (dotted line display). do.
즉, 상기 제 2 물질층(9)은 노광시 반사 방지 특성을 가진데 비해 상기 제 1 물질층(3a)은 반사 방지 특성을 가지지 않았으므로, 후속되는 노광 공정시 원하는 패턴이 형성되지 않는다.That is, while the second material layer 9 has antireflection properties during exposure, the first material layer 3a does not have antireflection properties, and thus, a desired pattern is not formed in a subsequent exposure process.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 노광시 이용되는 빛이 하부 막질에서 반사되어 감광막이 원하는 모양으로 패터닝되지 않는 현상을 방지하기 위한 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device for preventing the phenomenon that the light used during exposure is reflected from the lower film quality and the photosensitive film is not patterned into a desired shape.
도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 의한 반도체 소자 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a semiconductor device manufacturing method according to the prior art.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명인 반도체 소자 제조 방법의 제 1 실시예를 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.2A to 2B are cross-sectional views illustrating a first embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명인 반도체 소자 제조 방법의 제 2 실시예를 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.3A to 3D are cross-sectional views illustrating a second embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명인 반도체 소자 제조 방법의 제 3 실시예를 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.4A to 4B are cross-sectional views illustrating a third embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 제 1 실시예는, 반도체 기판 상에 제 1 물질층 및 제 2 물질층을 차례로 증착하는 단계; 상기 제 2 물질층 상에 반사 방지층 및 감광막을 차례로 증착하는 단계; 상기 제 1 물질층 및 제 2 물질층을 원하는 모양으로 패터닝하기 위한 마스크를 이용하여 노광(Exposure) 및 현상(Development)함으로써 패터닝된 감광막을 형성하는 단계; 상기 패터닝된 감광막을 마스크로하여 상기 반사 방지층/제 2 물질층/제 1 물질층을 식각하는 단계; 및 상기 반사 방지층을 제거하지 않고 남겨둔 채 상기 반도체 기판 전면에 제 3 물질층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반소체 소자의 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, a first embodiment of the present invention comprises the steps of depositing a first material layer and a second material layer on a semiconductor substrate; Sequentially depositing an antireflection layer and a photoresist film on the second material layer; Forming a patterned photoresist by exposing and developing using a mask for patterning the first material layer and the second material layer into a desired shape; Etching the anti-reflection layer / second material layer / first material layer using the patterned photoresist as a mask; And forming a third material layer on the entire surface of the semiconductor substrate without removing the anti-reflective layer.
상기 반사 방지층은, 노광시 이용하는 빛에 대해 반사율이 낮은 특성을 가진 물질로 형성하는 것이 바람직하다.The anti-reflection layer is preferably formed of a material having a low reflectance property with respect to light used during exposure.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 제 2 실시예는, 반도체 기판 상에 제 1 물질층, 반사 방지층, 제 2 물질층 및 감광막을 차례로 증착하는 단계; 상기 제 1 물질층 및 제 2 물질층을 원하는 모양으로 패터닝하기 위한 마스크를 이용하여 노광 및 현상함으로써 패터닝된 감광막을 형성하는 단계; 상기 패터닝된 감광막을 마스크로하여 상기 제 2 물질층/반사 방지층/제 1 물질층을 식각하는 단계; 및 상기 제 2 물질층/반사 방지층/제 1 물질층이 형성된 상기 반도체 기판 전면에 제 3 물질층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반소체 소자의 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, a second embodiment of the present invention comprises the steps of depositing a first material layer, an anti-reflection layer, a second material layer and a photosensitive film on a semiconductor substrate; Forming a patterned photoresist by exposing and developing a mask for patterning the first material layer and the second material layer into a desired shape; Etching the second material layer / anti-reflection layer / first material layer using the patterned photoresist as a mask; And forming a third material layer on an entire surface of the semiconductor substrate on which the second material layer / anti-reflection layer / first material layer is formed.
상기 제 3 물질층이 제 2 물질층/반사 방지층/제 1 물질층의 측벽 및 상기 제 2 물질층 상부에 남겨지도록 식각하는 단계; 상기 제 3 물질층이 형성된 상기 반도체 기판 전면에 제 4 물질층을 형성하는 단계; 상기 제 제 3 물질층의 소정 영역이 노출되도록 상기 제 4 물질층을 패터닝하는 단계; 상기 패터닝된 제 4 물질층의 표면을 따라 반사 방지층을 형성하는 단계; 및 상기 반사 방지층이 형성된 반도체 기판 전면에 제 5 물질층을 형성하는 단계를 추가할 수 있다.Etching the third material layer to be left over the sidewalls of the second material layer / anti-reflective layer / first material layer and over the second material layer; Forming a fourth material layer on an entire surface of the semiconductor substrate on which the third material layer is formed; Patterning the fourth material layer to expose a predetermined region of the third material layer; Forming an antireflective layer along a surface of the patterned fourth material layer; And forming a fifth material layer on the entire surface of the semiconductor substrate on which the anti-reflection layer is formed.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 제 3 실시예는, 반도체 기판 상에 제 1 물질층 및 제 2 물질층을 차례로 증착하는 단계; 상기 제 2 물질층 상에 반사 방지층 및 감광막을 차례로 증착하는 단계; 상기 제 1 물질층 및 제 2 물질층을 원하는 모양으로 패터닝하기 위한 마스크를 이용하여 노광 및 현상함으로써 패터닝된 감광막을 형성하는 단계; 상기 패터닝된 감광막을 마스크로하여 상기 반사 방지층/제 2 물질층/제 1 물질층을 식각하는 단계; 남아있는 상기 반사 방지층을 제거하는 단계; 상기 제 2 물질층/제 1 물질층이 형성된 반도체 기판 전면에 제 3 물질층을 형성하는 단계; 상기 제 3 물질층이 제 2 물질층/제 1 물질층의 측벽 및 상기 제 2 물질층 상부에 남겨지도록 식각하는 단계; 상기 제 3 물질층이 형성된 상기 반도체 기판 전면에 제 4 물질층을 형성하는 단계; 상기 제 제 3 물질층의 소정 영역이 노출되도록 상기 제 4 물질층을 패터닝하는 단계; 및 상기 제 4 물질층이 형성된 반도체 기판 전면에 제 5 물질층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반소체 소자의 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, a third embodiment of the present invention comprises the steps of depositing a first material layer and a second material layer on a semiconductor substrate; Sequentially depositing an antireflection layer and a photoresist film on the second material layer; Forming a patterned photoresist by exposing and developing a mask for patterning the first material layer and the second material layer into a desired shape; Etching the anti-reflection layer / second material layer / first material layer using the patterned photoresist as a mask; Removing the remaining antireflective layer; Forming a third material layer on an entire surface of the semiconductor substrate on which the second material layer / first material layer is formed; Etching the third material layer to be left over the sidewalls of the second material layer / first material layer and over the second material layer; Forming a fourth material layer on an entire surface of the semiconductor substrate on which the third material layer is formed; Patterning the fourth material layer to expose a predetermined region of the third material layer; And forming a fifth material layer on the entire surface of the semiconductor substrate on which the fourth material layer is formed.
상기 제 3 물질층 및 제 4 물질층은 반사율이 낮은 물질을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.Preferably, the third material layer and the fourth material layer are formed using a material having a low reflectance.
본 발명에 의한 반도체 소자의 제조 방법은 원하는 모양으로 패터닝하고자 하는 물질층 상에 반사 방지층을 추가로 형성하거나 상기 패터닝하고자 하는 물질층을 노광시 이용하는 빛에 대해 반사율이 낮은 특성을 가진 물질로 형성한 후, 제 1 감광막을 증착하고 노광함으로써 상기 제 1 감광막을 원하는 모양으로 패터닝할 수 있고, 상기 반사 방지층을 제거하지 않고 남겨둠으로써 이후 후속되는 패터닝 공정, 즉 제 2 감광막을 사용하는 노광 공정에서 상기 물질층까지 투과된 빛이 반사되는 것을 방지할 수 있어 원하는 모양의 제 2 감광막 패턴을 얻을 수 있다.In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, an anti-reflection layer is additionally formed on a material layer to be patterned into a desired shape, or the material layer to be patterned is formed of a material having a low reflectance property with respect to light used during exposure. Thereafter, by depositing and exposing the first photoresist film, the first photoresist film can be patterned into a desired shape and left without removing the antireflective layer, thereby subsequent patterning process, i.e., in an exposure process using a second photoresist film. It is possible to prevent the light transmitted to the material layer from being reflected, thereby obtaining a second photoresist pattern having a desired shape.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명인 반도체 소자 제조 방법의 제 1 실시예를 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.2A to 2B are cross-sectional views illustrating a first embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
도면 참조 번호 21은 반도체 기판을, 23·23a는 제 1 물질층을, 25·25a는 제 2 물질층을, 27·27a는 반사 방지층(ARC; Anti Reflection Coating)을, 29는 감광막을 그리고 31은 제 3 물질층을 각각 나타낸다.Reference numeral 21 is a semiconductor substrate, 23.23a is a first material layer, 25.25a is a second material layer, 27.27a is an anti-reflection coating (ARC), 29 is a photoresist film and 31 Each represents a third material layer.
도 2a를 참조하면, 제 1 물질층(23) 및 제 2 물질층(25)이 형성된 반도체 기판(21) 상에 반사 방지층(27) 및 감광막(도시하지 않음, 후속 공정에서 29로 패터닝됨)을 차례로 증착하는 공정 그리고 상기 제 1 물질층(23)과 제 2 물질층(25)을 원하는 모양으로 패터닝하기 위한 마스크(도시하지 않음)를 이용하여 노광 및 현상 공정을 실시하여 패터닝된 감광막(29)을 형성하는 공정을 진행한다.Referring to FIG. 2A, an antireflection layer 27 and a photoresist film (not shown, patterned 29 in a subsequent process) on the semiconductor substrate 21 on which the first material layer 23 and the second material layer 25 are formed. Patterning the photoresist film 29 by performing an exposure and development process using a process of depositing N and a mask (not shown) for patterning the first material layer 23 and the second material layer 25 into a desired shape. ) To proceed.
상기 제 1 물질층(23)은 산화막 또는 질화막 등과 같이 투과율이 높은 특성을 가진 물질로 형성하고 상기 제 2 물질층(25)는 노광시 이용하는 빛에 대해 반사율이 높은 특성을 가진 물질로 형성한다.The first material layer 23 is formed of a material having a high transmittance such as an oxide film or a nitride film, and the second material layer 25 is formed of a material having a high reflectance with respect to light used during exposure.
상기 반사 방지층(27)은 노광(Exposure)시 상기 제 1 물질층(23)까지 투과된 빛이 반대 방향으로 반사되어 상기 감광막이 원하는 모양으로 패터닝되지 않는 것을 방지하기 위해 추가로 증착된 것으로 폴리실리콘, SiN 또는 SiON 등과 같이 노광시 이용하는 빛에 대해 반사율이 낮은 특성을 가진 물질로 형성한다.The anti-reflective layer 27 is additionally deposited to prevent the light transmitted to the first material layer 23 from reflecting in the opposite direction during exposure, so that the photoresist is not patterned into a desired shape. It is formed of a material having a low reflectance property with respect to light used during exposure, such as SiN or SiON.
도 2b를 참조하면, 상기 패터닝된 감광막(29)을 마스크로하여 상기 반사 방지층(27)/제 2 물질층(25)/제 1 물질층(23)을 식각하여 반사 방지층(27a)/제 2 물질층(25a)/제 1 물질층(23a)을 형성하는 공정, 상기 반사 방지층(27a)/제 2 물질층(25a)/제 1 물질층(23a)이 형성된 반도체 기판(21) 상에 제 3 물질층(31)을 형성하는 공정을 차례로 진행한다,Referring to FIG. 2B, the anti-reflection layer 27 / the second material layer 25 / the first material layer 23 is etched using the patterned photoresist 29 as a mask to prevent the anti-reflection layer 27a / second. Forming a material layer 25a / first material layer 23a, and forming a material on the semiconductor substrate 21 on which the anti-reflection layer 27a / second material layer 25a / first material layer 23a is formed. The process of forming the three material layers 31 is sequentially performed.
이어서 상기 제 3 물질층(31)을 패터닝하기 위해 감광막(도시하지 않음)증착 및 노광 공정을 실시하는데, 이때 상기 반사 방지층(27a)이 없다면 노광 공정시 상기 제 1 물질층(23a) 및 제 2 물질층(25a)까지 투과된 빛이 반대 방향으로 반사되어 상기 감광막이 원하는 모양으로 패터닝되지 않으므로 이를 방지하기 위한 목적으로 상기 제 2 물질층(25a) 상에 상기 반사 방지층(27a)을 남겨둔채 후속 공정을 진행한다.Subsequently, a photosensitive film (not shown) deposition and exposure process is performed to pattern the third material layer 31. If there is no antireflection layer 27a, the first material layer 23a and the second material during the exposure process are performed. Since the light transmitted to the material layer 25a is reflected in the opposite direction and the photoresist film is not patterned in a desired shape, the anti-reflection layer 27a is left on the second material layer 25a for the purpose of preventing this. Proceed with the process.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명인 반도체 소자 제조 방법의 제 2 실시예를 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.3A to 3D are cross-sectional views illustrating a second embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
도면 참조 번호 41은 반도체 기판을, 43·43a는 제 1 물질층을, 45·45a·55는 반사 방지층(ARC; Anti Reflection Coating)을, 47·47a는 제 2 물질층을, 49는 감광막을, 51·51a는 제 3 물질층을, 53은 제 4 물질층을 그리고 57은 제 5 물질층을 각각 나타낸다.Reference numeral 41 is a semiconductor substrate, 43.43a is a first material layer, 45.45a.55 is an anti reflection coating (ARC), 47.47a is a second material layer, and 49 is a photoresist film. , 51 占 51a represents the third material layer, 53 represents the fourth material layer, and 57 represents the fifth material layer.
도 3a를 참조하면, 제 1 물질층(43)이 형성된 반도체 기판(41) 상에 반사 방지층(45), 제 2 물질층(47) 및 감광막(도시하지 않음, 후속 공정에서 49로 패터닝됨)을 차례로 증착한 후 상기 제 1 물질층(43)과 제 2 물질층(47)을 원하는 모양으로 패터닝하기 위한 마스크(도시하지 않음)를 이용하여 노광 및 현상 공정을 실시함으로써 패터닝된 감광막(49)이 형성된다.Referring to FIG. 3A, an anti-reflection layer 45, a second material layer 47 and a photoresist film (not shown, patterned to 49 in a subsequent process) on the semiconductor substrate 41 on which the first material layer 43 is formed. And then patterned the photoresist film 49 by performing an exposure and development process using a mask (not shown) for patterning the first material layer 43 and the second material layer 47 into a desired shape. Is formed.
상기 제 2 물질층(47)은 산화막 또는 질화막 등과 같이 노광시 이용하는 빛에 대해 투과율이 높은 특성을 가진 물질로 형성되고, 상기 제 1 물질층(43)은 반사율이 높은 물질로 형성된다.The second material layer 47 is formed of a material having a high transmittance with respect to light used during exposure, such as an oxide film or a nitride film, and the first material layer 43 is formed of a material having high reflectance.
상기 반사 방지층(45)은 노광 공정시 상기 제 1 물질층(43)까지 투과된 빛이 반대 방향으로 반사되어 상기 감광막을 패터닝하는데 영향을 주는 것을 방지하기 위해 추가로 증착된 것으로 폴리실리콘, SiN 또는 SiON 등과 같이 노광시 이용하는 빛에 대해 반사율이 낮은 특성을 가진 물질로 형성한다.The anti-reflection layer 45 is additionally deposited to prevent the light transmitted to the first material layer 43 from reflecting in the opposite direction during the exposure process and affecting the patterning of the photoresist layer. It is formed of a material having low reflectivity for light used during exposure, such as SiON.
도 3b를 참조하면, 상기 패터닝된 감광막(49)을 마스크로하여 상기 제 2 물질층(47)/반사 방지층(45)/제 1 물질층(43)을 식각함으로써 제 2 물질층(47a)/반사 방지층(45a)/제 1 물질층(43a)을 형성하는 공정, 상기 제 2 물질층(47a)/반사 방지층(45a)/제 1 물질층(43a)이 형성된 반도체 기판(61) 전면에 제 3 물질층(51)을 형성하는 공정을 차례로 진행한다.Referring to FIG. 3B, the second material layer 47 / antireflection layer 45 / first material layer 43 is etched using the patterned photoresist 49 as a mask to form a second material layer 47a /. Forming the anti-reflection layer 45a / first material layer 43a, and forming the first anti-reflection layer 45a / first material layer 43a on the entire surface of the semiconductor substrate 61 on which the second material layer 47a / anti-reflection layer 45a / first material layer 43a is formed. The process of forming the three material layers 51 is sequentially performed.
상기 제 3 물질층(51)는 노광시 이용하는 빛에 대해 반사율이 낮은 특성을 가진 물질로 형성한다.The third material layer 51 is formed of a material having a low reflectance property with respect to light used during exposure.
도 3c를 참조하면, 상기 제 3 물질층(51)이 제 2 물질층(47a)/반사 방지층(45a)/제 1 물질층(43a)의 측벽 및 상기 제 2 물질층(47a)의 상부에 남겨지도록 식각하여 제 3 물질층(51a)을 형성한다.Referring to FIG. 3C, the third material layer 51 is disposed on the sidewalls of the second material layer 47a / antireflective layer 45a / first material layer 43a and on top of the second material layer 47a. The third material layer 51a is formed by etching to leave the same.
도 3d를 참조하면, 상기 제 3 물질층(51a)이 형성된 상기 반도체 기판(41) 전면에 제 4 물질층(도시하지 않음, 후속 공정에서 53으로 패터닝됨)을 형성하는 공정, 상기 제 제 3 물질층(51a)의 소정 영역이 노출되도록 상기 제 4 물질층을 패터닝하여 제 4 물질층(53)을 형성하는 공정, 상기 제 4 물질층(53)의 표면을 따라 반사 방지층(55)을 형성하는 공정, 상기 반사 방지층(55)이 형성된 반도체 기판(41) 전면에 제 5 물질층(57)을 형성하는 공정을 차례로 진행한다.Referring to FIG. 3D, a process of forming a fourth material layer (not shown, patterned as 53 in a subsequent process) on the entire surface of the semiconductor substrate 41 on which the third material layer 51a is formed, the third Patterning the fourth material layer to form a fourth material layer 53 so that a predetermined region of the material layer 51a is exposed, and forming an anti-reflection layer 55 along the surface of the fourth material layer 53. And a process of forming the fifth material layer 57 on the entire surface of the semiconductor substrate 41 on which the anti-reflection layer 55 is formed.
상기 제 4 물질층(53)은 반사율이 높은 물질로 형성한다.The fourth material layer 53 is formed of a material having high reflectance.
상기 제 5 물질층(57)을 형성하기 전에 상기 제 4 물질층(53) 상에 추가로 반사 방지층(55)을 형성하는데, 그 이유는 후속 공정으로 상기 제 5 물질층(57)을 패터닝하기 위해 상기 제 5 물질층(57) 상에 감광막(도시하지 않음)을 증착하고 노광 및 현상 공정을 실시할 때, 반사율이 높은 상기 제 4 물질층(53)까지 투과된 빛이 반대 방향으로 반사되어 감광막이 원하는 모양으로 패터닝되지 않는 현상을 방지하기 위한 것이다. 또한 이때 빛은 상기 제 1 물질층(43a) 및 제 2 물질층(47a)까지 투과되는데, 이는 상기 제 4 물질층(53)의 측벽에 형성된 반사 방지층(55), 반사 방지층(45a) 및 제 3 물질층(51a)에 의해 반대 방향으로 반사되지 않는다.Prior to forming the fifth material layer 57, an additional antireflection layer 55 is formed on the fourth material layer 53, for patterning the fifth material layer 57 in a subsequent process. In order to deposit a photoresist film (not shown) on the fifth material layer 57 and perform an exposure and development process, light transmitted to the fourth material layer 53 having high reflectance is reflected in the opposite direction. This is to prevent the phenomenon that the photoresist film is not patterned into a desired shape. In addition, the light is transmitted through the first material layer 43a and the second material layer 47a, which are formed on the sidewalls of the fourth material layer 53, the anti-reflection layer 55, the anti-reflection layer 45a and the second material. It is not reflected in the opposite direction by the three material layers 51a.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명인 반도체 소자 제조 방법의 제 3 실시예를 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.4A to 4B are cross-sectional views illustrating a third embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
도면 참조 번호 61은 반도체 기판을, 63·63a는 제 1 물질층을, 65·65a는 제 2 물질층을, 67·67a는 반사 방지층(ARC)을, 69는 감광막을, 71은 제 3 물질층을, 73은 제 4 물질층을 그리고 75는 제 5 물질층을 각각 나타낸다.Reference numeral 61 is a semiconductor substrate, 63.63a is a first material layer, 65.65a is a second material layer, 67.67a is an antireflection layer (ARC), 69 is a photosensitive film, 71 is a third material. Layer, 73 represents a fourth layer of material and 75 represents a fifth layer of material, respectively.
도 4a를 참조하면, 제 1 물질층(63)이 형성된 반도체 기판(61) 상에 제 2 물질층(65), 반사 방지층(67) 및 감광막(도시하지 않음, 후속 공정에서 69로 패터닝됨)을 차례로 증착한 후 상기 제 1 물질층(63)과 제 2 물질층(65)을 원하는 모양으로 패터닝하기 위한 마스크(도시하지 않음)를 이용하여 노광 및 현상 공정을 실시함으로써 패터닝된 감광막(69)이 형성된다.Referring to FIG. 4A, a second material layer 65, an antireflection layer 67, and a photoresist film (not shown, patterned to 69 in a subsequent process) on the semiconductor substrate 61 on which the first material layer 63 is formed. And then patterned the photosensitive film 69 by performing an exposure and development process using a mask (not shown) for patterning the first material layer 63 and the second material layer 65 into a desired shape. Is formed.
상기 제 2 물질층(65)은 산화막 또는 질화막 등과 같이 노광시 이용하는 빛에 대해 투과율이 높은 특성을 가진 물질로 형성되고, 상기 제 1 물질층(63)은 반사율이 높은 물질로 형성된다.The second material layer 65 is formed of a material having a high transmittance with respect to light used during exposure, such as an oxide film or a nitride film, and the first material layer 63 is formed of a material having high reflectance.
상기 반사 방지층(67)은 노광 공정시 상기 제 2 물질층(65)까지 투과된 빛이 반대 방향으로 반사되어 상기 감광막을 패터닝하는데 영향을 주는 것을 방지하기 위해 추가로 증착된 것으로 폴리실리콘, SiN 또는 SiON 등과 같이 노광시 이용하는 빛에 대해 반사율이 낮은 특성을 가진 물질로 형성한다.The anti-reflection layer 67 is additionally deposited to prevent the light transmitted to the second material layer 65 from reflecting in the opposite direction during the exposure process, thereby affecting the patterning of the photosensitive film. It is formed of a material having low reflectivity for light used during exposure, such as SiON.
제 4b를 참조하면, 상기 패터닝된 감광막(69)을 마스크로하여 상기 반사 방지층(67)/제 2 물질층(65)/제 1 물질층(63)을 식각한 후 반사 방지층을 제거함으로써 제 2 물질층(65a)/제 1 물질층(63a)을 형성하는 공정, 상기 반도체 기판(61) 전면에 제 3 물질층(도시하지 않음, 후속 공정에서 71로 패터닝됨)을 형성하는 공정, 상기 제 3 물질층이 제 2 물질층(65a)/제 1 물질층(63a)의 측벽 및 상부에 남겨지도록 식각하여 제 3 물질층(71)을 형성하는 공정, 상기 제 3 물질층(71)이 형성된 상기 반도체 기판(61) 전면에 제 4 물질층(도시하지 않음, 후속 공정에서 73으로 패터닝됨)을 형성하는 공정, 상기 제 제 3 물질층(71)의 소정 영역이 노출되도록 상기 제 4 물질층을 패터닝하여 제 4 물질층(73)을 형성하는 공정, 상기 제 4 물질층(73)이 형성된 반도체 기판(41) 전면에 제 5 물질층(75)을 형성하는 공정을 차례로 진행한다.Referring to FIG. 4B, the anti-reflection layer 67, the second material layer 65, and the first material layer 63 are etched using the patterned photoresist 69 as a mask, and then the second anti-reflection layer is removed. Forming a material layer 65a / first material layer 63a, forming a third material layer (not shown, patterned at 71 in a subsequent process) on the entire surface of the semiconductor substrate 61, Forming a third material layer 71 by etching the third material layer so as to remain on the sidewalls and the top of the second material layer 65a / first material layer 63a, wherein the third material layer 71 is formed. Forming a fourth material layer (not shown, patterned as 73 in a subsequent process) on the entire surface of the semiconductor substrate 61, and the fourth material layer to expose a predetermined region of the third material layer 71. Patterning the fourth material layer 73 to form a fourth material layer 73. The fifth material layer 75 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 41 on which the fourth material layer 73 is formed. Then it proceeds to the step of forming.
상기 제 3 물질층(71) 및 제 4 물질층(73)은 반사율이 낮은 물질로 형성하는데, 이는 이후, 후속 공정으로 상기 제 5 물질층(75)을 패터닝하기 위하여 감광막(도시하지 않음)증착 및 노광 공정을 실시할 때 상기 제 1 물질층(63a) 및 제 2 물질층(65a)까지 투과된 빛이 상기 제 3 물질층(71)에 의해 반사되지 않게 함으로써 감광막을 원하는 모양으로 패터닝할 수 있다.The third material layer 71 and the fourth material layer 73 are formed of a material having low reflectivity, which is then deposited on a photoresist film (not shown) to pattern the fifth material layer 75 in a subsequent process. And when the exposure process is performed, light transmitted to the first material layer 63a and the second material layer 65a is not reflected by the third material layer 71 so that the photosensitive film can be patterned into a desired shape. have.
본 발명은 이에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.The present invention is not limited to this, and it is apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical idea of the present invention.
이상 설명된 바와 같이 본 발명에 의한 본 발명에 의한 반도체 소자의 제조 방법은, 원하는 모양으로 패터닝하고자 하는 물질층 상에 반사 방지층을 추가로 형성하거나 상기 패터닝하고자 하는 물질층을 노광시 이용하는 빛에 대해 반사율이 낮은 특성을 가진 물질로 형성한 후, 제 1 감광막을 증착하고 노광함으로써 상기 제 1 감광막을 원하는 모양으로 패터닝할 수 있고, 상기 반사 방지층을 제거하지 않고 남겨둠으로써 이후 후속되는 패터닝 공정, 즉 제 2 감광막을 사용하는 노광 공정에서 상기 물질층까지 투과된 빛이 반사되는 것을 방지할 수 있어 원하는 모양의 제 2 감광막 패턴을 얻을 수 있다.As described above, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention according to the present invention further provides an anti-reflection layer on a material layer to be patterned in a desired shape, or to light used for exposing the material layer to be patterned. After forming from a material having a low reflectance property, the first photoresist film may be patterned into a desired shape by depositing and exposing the first photoresist film, and the subsequent patterning process may be subsequently performed by leaving the anti-reflection layer without removing it. In the exposure process using the second photoresist film, the light transmitted to the material layer may be prevented from being reflected, thereby obtaining a second photoresist pattern having a desired shape.
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-
1996
- 1996-10-31 KR KR1019960051480A patent/KR100238212B1/en not_active IP Right Cessation
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JPH03142833A (en) * | 1989-10-27 | 1991-06-18 | Sony Corp | Manufacture of semiconductor device |
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