KR100268798B1 - 반도체소자의 미세패턴 형성방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체소자의 미세패턴 형성방법에 관한 것으로, 반도체소자의 제조 공정 중에서 실리콘소오스를 주입시키는 실리레이션 공정을 이용하여 O2플라즈마 식각에 의하여 미세패턴을 형성하는 기술로서, 노광공정전에 불용해층을 감광막의 상부에 형성함으로써 회절에의한 비노광지역의 빛흡수를 감소시켜 실리레이션 콘트라스트를 향상시킨다.
Description
제1도 내지 제5도는 본 발명의 실시예로서 반도체소자의 미세패턴 형성공정을 도시한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 웨이퍼 2 : 감광막
3 : 불용해층 4 : 노광지역
5 : 실리레이션된 층 7 : 산소플라즈마
8 : 실리콘산화막
본 발명은 반도체소자의 미세패턴 형성방법에 관한 것으로, 반도체소자의 제조 공정 중에서 실리콘 소오스(silicon source)를 주입시키는 실리레이션 공정을 이용하여 O2플라즈마 식각에 의하여 미세패턴을 형성하는 기술로서, 노광공정전에 불용해층을 감광막의 상부에 형성함으로써 회절에 의한 비노광지역의 빛흡수를 감소시켜 실리레이션 콘트라스트를 향상시킨다.
과거에는 감광막만을 사용하여 패턴을 형성하였다. 그러나, 반도체소자가 고집적화됨에 따라 미세패턴을 필요로하게 되었고, 그로인하여 종래에는 과거의 감광막만으로 패턴을 형성하는 것보다 30-50% 정도로 더 미세한 패턴을 얻을 수 있는 실리레이션을 이용한 패턴형성공정을 이용하게 되었다.
종래기술에서는 표면노광후 비노광지역만 선택적으로 감광막을 정화시킨 후, 실리콘 소스로 노광지역만 실리레이션시키고 산소플라즈마로 건식식각하여 미세패턴을 형성하였다. 그러나, 표면노광시에 빛이 마스크(Mask)를 통과할 때 마스크를 통하여 회절(diffraction)된 빛에 의해 비노광지역까지 미소하게 빛이 도달하게 된다. 이러한 회절에 의해 노광된 지역은 실리레이션시에 실리콘 분자를 흡수하여 노광지역과 비노광지역간의 실리레이션 콘트라스트를 저하시킬 뿐아니라 심할 경우 패턴형성후 잔유물(Residue)을 남기게 된다.
따라서, 본 발명은 표면노광전에 감광막 표면을 알칼리성 용액으로 처리해줌으로써 감광막 표면에 불용해층을 형성시킨 후, 노광을 하면 노광지역은 알칼리 처리전과 동일하게 노광이 되나 비노광지역은 마스크에서 발생한 회절광이 감광막 표면에 형성된 얇은 불용해층에 모두 흡수되어 감광막 자체는 회절되는 빛이 영향을 주지 못하게 됨으로써, 실리레이션시에 노광부위만을 선택적으로 실리콘분자가 침투하게 되어 실리레이션 콘트라스트를 향상시켜 공정마진이 증가된 미세패턴을 형성하는데 그 목적이 있다.
이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 웨이퍼 상부에 감광막을 도포한 후, 상기 감광막의 표면을 알칼리성용액으로 표면처리하여 상기 감광막의 상부에 불용해층을 형성하는 공정과, 패턴으로 예정되는 부분을 노출시키는 노광마스크를 이용하여 상기 불용해층 및 감광막을 노광하는 공정과, 상기 감광막의 비노광지역을 열처리하여 경화시키고, 노광지역을 실리레이션시키는 공정과, 산소 플라즈마를 이용하여 감광막을 건식식각함으로써 상기 감광막의 비노광지역은 제거하고, 실리레이션된 노광지역은 실리콘산화막으로 형성하는 공정을 포함하는데 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명은 상세히 설명하기로 한다.
제1도 내지 제5도는 본 발명의 실시예로 반도체소장의 미세패턴 형성공정을 도시한 단면도이다.
제1도는 웨이퍼(1) 상부에 감광막(2)를 도포한 것을 도시한 단면도이다.
제2도는 노광전에 알칼리성 용액으로 감광막(2)을 표면처리하여 얇은 불용해층(3)을 감광막(2) 상부에 형성시킨 것을 도시한 단면도이다. 여기서, 상기 알칼리성용액은 감광막(2)표면의 합성수지(Resin) 성분을 용해시켜서 상대적으로 PAC(Photo Active Compound) 농도가 높은 불용해층(3)을 형성한 것이다.
제3도는 노광을 실시하여 노광된 부위(4)를 형성한 것을 도시한 단면도로서, 비노광부위는 마스크에서 회절된 빛이 감광막 표면에 형성된 불용해층(3)에 모두 흡수되어 감광막(2)자체에는 영향을 주지 못한다.
제4도는 고온열공정을 통해 감광막의 비노광지역을 경화시킨 뒤, 실리레이션을 실시하여 실리레이션된 층(5)을 형성한 것을 도시한 단면도로서, 비노광지역의 감광막에는 실리레이션이 거의 일어나지않고 노광부위(4)에만 선택적으로 일어나서 노광지역과 비노광지역간의 실리레이션 콘트라스트가 향상되게 된다. 여기서, 상기 불용해층(3)은 실리레이션이나 건식식각 공정시 아무런 영향을 끼치지 못하여 도시하지 않았다.
제5도는 상기 제4도의 공정후에 산소플라즈마(7)를 이용하여 전면 건식식각하여 감광막패턴을 형성한 것을 도시한 단면도로서, 상기 실리레이션된 층(5)은 산소플라즈마의 산소분자와 실리콘분자가 반응하여 실리콘산화막(8)을 형성함으로써 산소플라즈마(7) 건식식각의 마스크역할을 하여 감광막패턴을 형성할 수 있다.
상기한 본 발명에 의하면, 실리레이션 콘트라스트를 향상시킴으로써, 산소플라즈마 건식식각시 선택비(selectivity)를 증가시킬 수 있으며, 수직의 패턴 프로파일을 얻을 수가 있고, 비노광지역에서의 잔유물 문제도 해결이 가능하여 전반적인 긍정마진을 향상시킨다.
Claims (2)
- 웨이퍼 상부에 감광막을 도포한 후, 상기 감광막의 표면을 알칼리성용액으로 표면처리하여 상기 감광막의 상부에 불용해층을 형성하는 공정과, 패턴으로 예정되는 부분을 노출시키는 노광마스크를 이용하여 상기 감광막의 일부를 노광하되, 감광막의 비노광지역으로 회절되는 빛을 상기 불용해층으로 흡수하도록 하는 공정과, 상기 감광막의 비노광지역을 열처리하여 경화시키고, 노광지역을 실리레이션시키는 공정과, 산소 플라즈마를 이용하여 감광막을 건식식각함으로써 상기 감광막의 비노광지역은 제거하고 실리레이션된 노광지역은 실리콘산화막으로 형성하여 실리콘산화막과 감광막의 적층구조로된 패턴을 형성하는 공정을 포함하는 반도체소자의 미세패턴 형성방법.
- 제1항에 있어서, 상기 불용해층은 마스크를 통해 비노광지역으로 회절되는 빛이 흡수되도록 하는 PAC(photoactive compound) 농도가 높은 층인 것을 특징으로 하는 반도체소자의 미세패턴 형성방법.
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