KR100241531B1 - 감광막 제거 방법 - Google Patents

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조광철
이원규
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김영환
현대전자산업주식회사
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Abstract

본 발명은 감광막 제거 방법에 관한 것으로, 감광막 찌꺼기 및 반응 부산물로 인한 불량을 방지하기 위하여 플라즈마 식각, 오존 소각 및 세정 공정을 순차적으로 실시하므로써 감광막의 완전한 제거가 가능해져 소자의 수율이 향상될 수 있는 감광막 제거 방법에 관한 것이다.

Description

감광막 제거 방법
본 발명은 감광막 제거 방법에 관한 것으로, 특히 플라즈마 식각, 오존 소각 및 세정 공정으로 이루어지는 감광막 제거 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자의 제조 공정에서 감광막은 이온 주입 마스크(Mask) 또는 식각 마스크로 이용된다. 상기 이온 주입 마스크는 패터닝하고자 하는 층상에 감광막을 도포(Coating)하고 경화(Baking)시킨 후 상기 감광막을 패터닝하므로써 형성된다. 그런데 이온 주입시 주입된 이온에 의해 감광막의 폴리머(Polymer) 사슬로부터 수소 원자가 떨어져 나가고, 이에 의해 탄소의 함량이 증가된 표면층이 생성되는데, 이를 탄화층이라 한다. 이러한 탄화층의 특성은 이온의 주입량, 이온 주입 에너지, 이온의 종류 등에 따라 각기 다르게 나타나는데, 이온의 주입량이 임계값에 도달되기 전까지는 감광막의 탄화(Carbonization) 정도가 이온의 주입량에 따라 증가되기 때문에 고농도 이온 주입 공정에 사용된 감광막의 표면에는 치밀한 구조를 갖는 탄화층이 형성된다. 그러므로 오존(O3) 소각(Ashing)법 또는 다운 스트림(Down Stream) 플라즈마 소각법 등을 이용하는 종래의 감광막 제거 방법은 고농도 이온 주입 공정에서 이온 주입 마스크로 이용된 감광막을 제거하는 데 적합하지 못하다. 또한 감광막 소각 공정이 경화 공정보다 높은 온도에서 실시되는 경우 감광막내에 존재하는 용매가 기화되어 외부로 배출되지 못하고 탄화층 하부에 축적되기 때문에 내부의 압력이 증가되고, 이로 인해 감광막의 터짐(Pop-up)이 발생된다. 그러므로 감광막의 터짐에 의한 파티클의 생성으로 웨이퍼 및 반응로의 오염이 유발되어 소자의 수율이 저하된다.
따라서 본 발명은 플라즈마 식각, 오존 소각 및 세정 공정을 순차적으로 실시하므로써 상기한 단점을 해소할 수 있는 감광막 제거 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이온 주입 마스크로 이용되며 이온주입에 의해 표면부에 탄화층이 형성된 감광막 제거 방법에 있어서, 상기 탄화층을 제거하기 위하여 상기 감광막을 소정 두께 플라즈마 식각하는 단계와, 상기 단계로 부터 잔류된 상기 감광막을 소각한 수 잔류된 찌꺼기 및 반응 부산물을 제거하기 위한 세정 공정을 실시하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 플라즈마 식각 공정은 반응성 이온 식각 방법으로 실시되고 상기 소각 공정은 오존 소각법 또는 다운 스트림 방식의 마이크로파 플라즈마를 이용한 소각법중 어느 하나의 방법으로 실시되는 것을 특징으로 한다.
제1도 내지 제5도는 본 발명에 따른 감광막 제거 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 실리콘 기판 2 : 감광막
2A : 탄화층 2B : 감광막 찌꺼기
3 : 접합영역 4 : 반응 부산물
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 고농도의 이온 주입에 의한 탄화층의 생성으로 완전한 제거가 어려운 감광막을 효과적으로 제거하기 위한 방법을 제공하는 것으로, 이온 주입 마스크가 형성되는 과정부터 이온 주입 마스크로 이용된 감광막이 제거되는 과정까지를 제1도 내지 제5도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제1도는 실리콘 기판(1)상에 감광막(2)을 형성한 후 패터닝한 상태의 단면도이고, 제2도는 패터닝된 상기 감광막(2)을 이온 주입 마스크를 이용하여 노출된 상기 실리콘 기판(1)에 고농도의 이온을 주입하는 상태의 단면도인데, 주입된 고농도 이온에 의해 폴리머 사슬로부터 수소 원자가 떨어져 나가고, 이에 의해 상기 감광막(2)의 표면부에 탄소 함량이 증가된 탄화층(2A)이 생성된다.
제3도는 상기 탄화층(2A)을 제거하기 위하여 100 내지 150mT의 압력 상태에서 산소(O2) 및 아르콘(Ar) 가스를 이용한 플라즈마 식각 공정으로 상기 감광막(2)을 소정 두께 식각한 상태의 단면도로서, 상기 플라즈마 식각 공정은 반응성 이온식각(Reactive Ion Etching) 방법으로 30 내지 60초동안 실시하며, 이때 상기 산소(O2)의 공급 속도는 분당 5 내지 10 cc 그리고 상기 아르곤(Ar) 가스의 공급 속도는 분당 30 내지 80 cc가 되도록 한다. 또한 플라즈마 식각 장비에는 100 내지 200 와트(W)의 고주파 전력(RF Power) 및 30 내지 80 가우스(G)의 지장이 인가되도록 한다.
제4도는 상기 플라즈마 식각 공정후 소각 공정을 실시하여 잔류된 상기 감광막(4)을 제거한 상태의 단면도인데, 상기 실리콘 기판(1)상에 감광막 찌꺼기(2B)및 반응 부산물(4)이 잔류된다. 이때 상기 소각 공정은 오존(O3) 소각법 도는 다운 스트림 방식의 마이크로파(Microwave) 플라즈마를 이요한 소각법으로 실시할 수 있다.
제5도는 상기 실리콘(1)상에 잔류된 감광막 찌꺼기(2B) 및 반응 부산물(4)을 제거하기 위하여 H2SO4, H2O2및 H2O가 1 : 1 : 3 내지 7의 비율로 혼합된 세정액을 이용하여 10 내지 30분동안 습식 세정을 실시한 상태의 단면도로서, 이후 탈이온수(Deionized Water)로 세척하여 잔류된 세정액을 제거하면 상기 실리콘 기판(1)의 표면이 청정한 상태로 유지된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 플라즈마 식각 공정으로 탄화층을 제거한 후 소각 공정으로 잔류된 감광막을 제거하고 습식 세정 공정으로 잔류된 감광막 찌꺼기 및 반응 부산물을 완전히 제거하므로써 감광막의 터짐이 발생되지 않으며, 이에 따라 파티클의 생성으로 인한 실리콘 기판 및 반응로의 오염이 방지된다. 그러므로 실리콘 기판의 표면이 청정한 상태로 유지되어 후속 공정을 용이하게 실시할 수 있으며, 따라서 소자의 수율이 향상될 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 이온 주입 마스크로 이용되며 이온 주입에 의해 표면부에 탄화층이 형성된 감광막 제거 방법에 있어서, 상기 감광막의 표면부에 형성된 상기 탄화층이 제거될 정도로 상기 감광막을 플라즈마 식각하는 단계와, 상기 플라즈마 식각 후 잔류하는 감광막을 소각하는 단계와, 삭이 소각 후 잔류하는 감광막 찌꺼기 및 반응 부산물을 제거하기 위한 세정 공정을 실시하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광막 제거 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 식각 공정은 산소 및 아르곤 가스가 공급되며 100 내지 150mT의 압력 사태가 유지되는 플라즈마 식각 장비에서 30 내지 60초 동안 실시되는 것을 특징으로 하는 감광막 제거 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 산소는 분당 5 내지 10cc의 속도록 공급되며 상기 아르곤 가스는 분당 30 내지 80cc의 속도로 공급되는 것을 특징으로 하는 감광막 제거 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 플라즈마 식각 공정시 상기 플라즈마 식각 장비에는 100 내지 200 와트의 고주파 전력 및 30 내지 80 가우스의 자장이 인가되는 것을 특징으로 하는 감광막 제거 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 식각 공정은 반응성 이온 식각 방법으로 실시되는 것을 특징으로 하는 감광막 제거 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 소각 공정은 오존 소각법 또는 다운 스트림 방식의 마이크로파 플라즈마를 이용한 소각법 중 어느 하나의 방법으로 실시되는 것을 특징으로 하는 감광막 제거 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 세정 공정은 H2SO4, H2O2및 H2O가 혼합된 세정액에서 실시되는 것을 특징으로 하는 감광막 제거 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 H2SO4, H2O2및 H2O는 1 : 1 : 3 내지 7의 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 감광막 제거 방법.
  9. 제1 또는 제7항에 있어서, 상기 세정 공정은 10 내지 30분 동안 실시되는 것을 특징으로 하는 감광막 제거 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 세정 공정 후 잔류된 세정액을 제거하기 위하여 탈이온수로 세척하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광막 제거 방법.
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