KR100256649B1 - 전기도금층 포토 리소그래피 방법 - Google Patents
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- H01L21/0276—Photolithographic processes using an anti-reflective coating
Abstract
본 발명은 전기도금층 포토리소그래피 방법에 관한 것으로, 기판 상에 산화에 의해 반반사층(anti-reflective layer) 기능을 갖는 Ti 층을 형성하는 단계와, Ti층의 일부를 산화시켜 TiO2층을 형성하는 단계와, TiO2층 위에 포토 레지스트층을 형성하여 패터닝하는 단계와, 포토 레지스트층 패턴을 따라 TiO2층을 식각하여 Ti 층의 일부를 노출시키는 단계와, TiO2층의 패턴에 Ti 층을 전도체로 이용하여 전기도금공정으로 전기도금층을 형성하는 단계와, 포토 레지스트층을 제거하는 단계와, TiO2층 하부에 형성된 Ti 층을 산화하여 모두 TiO2층으로 이루어진 절연층을 형성하는 단계를 포함한다.
따라서 본 발명에 따르면, 포토 레지스트층 하부층의 반사를 방지하여 패턴변형을 억제할 수 있으며, 시드층을 물리적으로 제거하는 공정이 불필요하도록하여 전기도금층이 패턴변형을 방지할 수 있으며, 절연층을 형성하는 과정에서 모서리 부분에 공공(void)이 형성되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 전기도금층 포토 리소그래피 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 Ti 층을 형성하여 그 일부를 산화한 TiO2층을 마스크 및 절연층으로 활용하고 Ti 층은 전기도금을 위한 전도체로 활용한 전기도금층 포토리소그래피 방법에 관한 것이다.
반도체 공정기술은 웨이퍼 표면에 반도체 소자나 집적회로를 형성하는 제조공정을 일컫는다. 기본적으로 웨이퍼를 가공하기 위해서는 여러 가지 물질의 박막을 웨이퍼 표면에 성장시키거나 증착하고, 웨이퍼 위에 형성된 박막을 부분적으로 제거하여 패턴을 형성하며, 필요에 따라 웨이퍼의 선택된 지역의 전도형태와 저항성을 변화시키기 위해 불순물을 주입하는 공정 등으로 이루어진다.
특히, 웨이퍼 표면에 형성된 박막을 선택적으로 제거하는 패턴 형성공정을 포토 리소그래피 공정이라 하며, 반도체 소자 또는 회로의 집적도를 향상시키기 위한 연구의 일환으로 미세한 선폭을 구현할 수 있는 방법들에 대한 연구가 계속되고 있다.
통상적으로, 종래의 미세 패턴 형성공정은 포토 마스크를 이용하여 웨이퍼의 표면층 위에 형성된 포토 레지스트층에 마스크의 패턴을 전사하고, 그 패턴을 이용해서 표면층에 미세 패턴을 구현하는 방법을 이용한다.
도 1a 내지 1e는 종래의 전기도금층 포토 리소그래피 방법을 도시한 공정단면도이다.
도시된 바와 같이, 웨이퍼(1) 위에 전기도금(electroplating)을 위해 전도성 재질로 이루어진 시드층(seed layer; 2)를 증착하고, 그 위에 포토 레지스트층(3)을 소정 두께로 도포한다. 포토 레지스트층(3)은 광조사에 의해서 감광부분이 현상액에 용해하지 않게 되거나(네거티브형) 용해하게 되는(포지티브형) 등의 성질을 가진 것으로, 어느 것이나 그것들의 성분(일반적으로 유기고분자)이 유기 용제 중에 용해한 것이다. 따라서 포토 레지스트 도포 공정은 웨이퍼(1)를 진공중에서 고속 회전시키면서 포토 레지스트을 도포하는 스핀 코팅 등의 방법으로 이루어진다.
이어서, 포토 레지스트층(3) 위에 마스크를 올려 놓고, 자외선을 조사해서 패턴을 인화하는 노광 공정을 수행한 다음 포토 레지스트층(3)의 노광부와 비노광부 용해도의 차를 이용해서 패턴을 얻는 현상공정이 수행된다. 즉, 노광부와 비노광부 중 어느 한 부위만을 제거하는 특성을 가진 현상액에 웨이퍼(1)를 담그거나 현상액을 분사하는 등의 방법으로 진행한다.
이어서, 포토 레지스트층(3)이 패터닝되어 시드층(2)이 노출된 부분에 전도성이 뛰어난 박막을 형성하는 전기도금 공정을 통해 전기도금층(4)의 패턴을 형성한다. 그런다음 주변의 포토 레지스트층(3)을 제거하고 그로 인해 드러나는 시드층을 제거하여 전기도금층 포토리소그래피 공정을 완료한다.
그런데 이와같은 종래의 전기도금층 포토리소그래피 공정을 수행하는데 있어서 노출 광원이 마스크를 통과하면서 빛의 회절이 발생되며, 포토 레지스트층(3)을 통과한 노출 광원의 일부가 시드층(2)에 반사되는 영향으로 인해 현상공정 후 포토 레지스트층(3)의 패턴이 약간 기울어지게 되는데 전기도금층(4)은 포토 레지스트층(3) 패턴과 반대되는 역상으로 형성되므로 전기도금층(4)의 패턴 선폭이 마스크의 패턴 선폭과 다르게 나타나는 문제가 있었다.
또한, 전기도금층(4)의 패턴이 노출된 상태에서 시드층(2)의 제거가 이루어지므로 이과정에서 전기도금층(4)의 패턴이 영향을 받아 패턴 변형을 가져올 문제가 있었다.
특히, 웨이퍼(1)와 전기도금층(4)의 측면이 예각으로 형성되는 경우 통상적으로 전기도금층(4) 위에는 절연층이 형성되는데 그 모서리 부분에 공공(void)이 형성되어 불량을 일으킬 염려가 있었다.
따라서, 본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 포토 레지스트층 하부층의 반사를 방지하여 패턴변형을 억제할 수 있으며, 시드층을 물리적으로 제거하는 공정이 불필요하도록하여 전기도금층이 패턴변형을 방지할 수 있으며, 절연층을 형성하는 과정에서 모서리 부분에 공공(void)이 형성되는 것을 근본적으로 방지한 전기도금층 포토리소그래피 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 기판 상에 산화공정에 의하여 반반사층(anti-reflective layer) 기능을 갖는 Ti 층을 형성하는 단계와, Ti층의 일부를 산화시켜 TiO2층을 형성하는 단계와, TiO2층 위에 포토 레지스트층을 형성하여 패터닝하는 단계와, 포토 레지스트층 패턴을 따라 TiO2층을 식각하여 Ti 층의 일부를 노출시키는 단계와, TiO2층의 패턴에 Ti 층을 전도체로 이용하여 전기도금공정으로 전기도금층을 형성하는 단계와, 포토 레지스트층을 제거하는 단계와, TiO2층 하부에 형성된 Ti 층을 산화하여 모두 TiO2층으로 이루어진 절연층을 형성하는 단계를 포함하는 전기도금층 포토리소그래피 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로 부터 더욱 명확하게 될 것이다.
도 1a 내지 1d는 종래의 전기도금층 포토 리소그래피 방법을 도시한 공정단면도,
도 2a 내지 2f는 본 발명에 따른 전기도금층 포토 리소그래피 방법을 도시한 공정단면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 >
10 ; 기판 12 ; Ti 층
14 ; TiO2층 16 ; 포토 레지스트층
18 ; 전기도금층
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기도금층 포토리소그래피 방법을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2a 내지 2e는 본 발명에 따른 전기도금층 포토 리소그래피 방법을 도시한 공정단면도이다.
도시된 바와 같이, 기판(10) 상에 반반사층(anti-reflective layer) 기능을 갖는 Ti 층(12)을 형성하고 Ti층의 일부를 산화시켜 TiO2층(14)을 형성한다.
TiO2층(14)은 매우 우수한 반반사 특성을 가지고 있으며, 부도체이며, 금속과 합금을 이루기 힘든 특성을 갖는다. 반면에 Ti 층(12)은 O2를 30 % 첨가할때까지는 전도성을 나타낸다.
이어서, TiO2층(14) 위에 포토 레지스트층(16)을 형성하여 노광 및 현상공정을 통해 패터닝한다. 이때 포토 레지스트층(16)을 통과한 노출 광원이 반반사 특성을 갖는 TiO2층(14)에 의해 반사로 인한 패턴의 변형이 줄어들게 된다.
이어서, 포토 레지스트층(16) 패턴을 따라 TiO2층(14)을 건식 또는 습식 식각공정으로 Ti 층(12)이 노출될때까지 선택적으로 제거한다. 이처럼 TiO2층(14)의 패턴 하부에 노출된 Ti 층(12)은 전도체이므로 전기도금공정의 시드층으로 작용하도록 한 다음 Cu등과 같은 재료를 전기도금 하면 TiO2층(14)의 패턴에 전기도금층(18)이 형성된다.
이어서, 포토 레지스트층(16)을 제거하고 TiO2층(14) 하부에 형성된 Ti 층(12)을 산화하여 모두 TiO2층(14)으로 이루어진 절연층을 형성한다. 이처럼 시드층 역할을 하는 Ti 층(12)을 물리적으로 제거하지 않고 산화하여 절연층을 형성하도록 함으로써 전기도금층(18)의 패턴이 변형되는 것을 근복적으로 해결할 수 있다.
따라서 본 발명의 전기도금층(18) 포토리소그래피 방법은 Ti 층(12)을 형성하여 그 일부를 산화한 TiO2층(14)(14)을 마스크 및 절연층으로 활용하고 Ti 층(12)은 전기도금을 위한 전도체로 활용함으로써 포토 레지스트층(16)을 통과한 노출 광원의 일부가 TiO2층(14)에 의해 반사되는 것이 최대한 억제되어 포토 레지스트층(16)의 패턴 변형이 줄어들게 된다.
한편, 전기도금층(18)은 TiO2층(14)을 마스크로 활용하면서 전기도금공정을 통해 형성되어 TiO2층(14) 패턴에 반대되는 역상을 가지게 되며, TiO2층(14)은 그대로 절연층으로 활용되므로 별도의 절연층 형성공정을 생략할 수 있어 모서리부분에 공공이 발생되어 불량을 일으킬 염려가 없으며 공수절감 효과가 있다.
또한, 시드층으로 활용된 TiO2층(14) 하부의 Ti 층(12)은 TiO2층(14)으로 산화하게 되므로 종래처럼 시드층을 제거하는 공정중에 전기도금층(18)의 패턴이 변형되는 문제를 근본적으로 해소할 수 있다.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다.
따라서 본 발명에 따르면, 포토 레지스트층 하부층의 반사를 방지하여 패턴변형을 억제할 수 있으며, 시드층을 물리적으로 제거하는 공정이 불필요하도록하여 전기도금층이 패턴변형을 방지할 수 있으며, 절연층을 형성하는 과정에서 모서리 부분에 공공(void)이 형성되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
Claims (1)
- 기판 상에 산화시 반반사층(anti-reflective layer) 기능을 갖는 Ti 층을 형성하는 단계와, Ti층의 일부를 산화시켜 TiO2층을 형성하는 단계와, TiO2층 위에 포토 레지스트층을 형성하여 패터닝하는 단계와, 포토 레지스트층 패턴을 따라 TiO2층을 식각하여 Ti 층의 일부를 노출시키는 단계와, TiO2층의 패턴에 Ti 층을 전도체로 이용하여 전기도금공정으로 전기도금층을 형성하는 단계와, 포토 레지스트층을 제거하는 단계와, TiO2층 하부에 형성된 Ti 층을 산화하여 모두 TiO2층으로 이루어진 절연층을 형성하는 단계를 포함하는 전기도금층 포토리소그래피 방법.
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| KR19990042760A (ko) | 1999-06-15 |
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