KR100271915B1 - 포토레지스트 제거 방법 - Google Patents

Abstract

금속 배선층 패턴을 형성하기 위한 금속 식각 공정 후, 남은 포토레지스트를 제거하는 방법에 관한 것으로, 포토리소그래피 공정에 의해 반도체 소자의 금속 배선층 형성을 위한 금속막 식각 후, IN-SITU 공정에 의해 포토레지스트를 제거할 경우, 포토레지스트 제거 챔버 내에 수증기를 분사시킴과 동시에 챔버의 압력을 고압으로 유지하여 포토레지스트 표면에 형성된 폴리머의 반응 시간을 증가시키고, 고온의 척으로 반도체 기판의 표면 반응을 촉진시켜, 포토레지스트 표면에 형성된 폴리머를 여기 또는 제거시킨 다음, 플라즈마 식각 공정에 의해 포토레지스트를 제거함으로써, 포토레지스트의 제거 능력을 향상시킬 뿐만 아니라, IN-SITU 공정에 따른 메인 챔버 분위기 및 포토레지스트 제거 챔버 조건 등의 미세한 변화에 대해서도 충분히 대처하여 포토레지스트를 완전히 제거할 수 있다.

Description

포토레지스트 제거 방법

본 발명은 반도체 소자의 제조 공정중 금속 배선층을 형성하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속 배선층 패턴을 형성하기 위한 금속 식각 공정 후, 남은 포토레지스트를 제거하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자의 전극 형성 및 소자와 소자간의 연결선, 패드 연결을 위한 금속 배선층은, 반도체 기판 상에 산화막과 베리어 메탈을 형성하고, 그 상부에 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금의 금속막을 증착한 다음, 포토레지스트를 도포한 후, 포토리소그래피(photolithography) 공정에 의해 패터닝(patterning)하여 형성한다.

이와 같은 금속 배선층 형성시, 메인 챔버에서의 포토리소그래피 공정에 의한 금속막 패턴을 형성한 이후, 남아있는 포토레지스트를 제거하는 종래의 방법을 설명하면 다음과 같다.

금속막 식각시 염화붕소(BCl₃) 등을 이용한 건식 식각을 이용하므로, 금속막의 측벽이나 포토레지스트의 표면에 수분(H₂O)과 염소(Cl) 입자를 함유한 폴리머(polymer)가 생성된다. 포토레지스트 표면에 형성된 폴리머는 후속 포토레지스트의 제거를 방해한다. 따라서, IN-SITU 공정으로 포토레지스트 제거 챔버에서 고온의 척(chuck)에 의해 반도체 기판 표면 반응을 촉진시켜 포토레지스트 표면에 형성된 폴리머를 여기(excitation) 또는 제거시킨 다음, 플라즈마 식각 공정에 의해 금속막 상부에 남은 포토레지스트 패턴을 제거한다. 그리고, 포토레지스트 제거 후, 금속막의 측벽에 형성되어 있는 폴리머를 습식 식각하여 세정함으로써, 금속 배선층을 완성한다.

이와 같은 종래의 방법에 의해 금속 식각 공정 후, IN-SITU 공정에 의해 포토레지스트를 제거할 경우, 메인 챔버의 분위기, 포토레지스트 제거 챔버의 조건 등이 미세하게 변화되어도 국부적 또는 전체적으로 포토레지스트가 제거되지 않는 경우가 발생하여 반도체 소자 제조 공정의 수율을 감소시키게 된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 포토리소그래피 공정에 의해 반도체 소자의 금속 배선층을 형성하기 위한 금속막 식각 후, 메인 챔버 분위기 및 포토레지스트 제거 챔버 조건 등이 미세하게 변화되어도 남은 포토레지스트를 완전히 제거할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따라 포토레지스트를 제거하는 방법을 개략적으로 도시한 공정도이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 포토리소그래피 공정에 의해 반도체 소자의 금속 배선층 형성을 위한 금속막 식각 후, IN-SITU 공정에 의해 포토레지스트를 제거하는 데 있어서, 포토레지스트 제거 챔버 내에 수증기를 분사시킴과 동시에 챔버의 압력을 고압으로 유지하여 포토레지스트 표면에 형성된 폴리머의 반응 시간을 증가시키고, 고온의 척으로 반도체 기판의 표면 반응을 촉진시켜, 포토레지스트 표면에 형성된 폴리머를 여기 또는 제거시킨 후, 플라즈마 식각 공정에 의해 포토레지스트를 제거하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명한다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따라 포토리소그래피 공정에 의한 금속막 패터닝 후, 포토레지스트를 제거하는 공정을 공정 순서에 따라 도시한 것으로, 먼저, 금속 배선층 형성을 위해 반도체 기판(1) 상에 유전체 역할을 하는 산화막(2)을 형성한다. 그리고, 산화막(2) 상부에 베리어 메탈(3)과 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 금속막(4)을 형성한다. 이때, 베리어 메탈(3)은 접착력 증대 및 후속 열공정에 의한 금속막의 확산에 따른 반도체 기판으로의 스파이크 현상들을 방지하기 위한 것이다.

그리고, 금속막(4)의 상부에 반사 방지막(5)과 포토레지스트(6)를 도포한 후, 배선층 패턴 형성을 위한 소정의 마스크로 포토레지스트(6)를 노광 현상하여 포토레지스트(6) 패턴을 형성한다. 그리고, 메인 챔버에서 포토레지스트(6) 패턴을 마스크로 드러난 반사 방지막(5)을 제거하고, 염화붕소 등을 이용한 건식 식각 공정으로 금속막(4)을 패터닝한다. 그러면, 도 1a에 도시한 바와 같이, 포토레지스트(6)의 표면 및 금속막(4)의 측면 등에 수분(H₂O)과 염소(Cl) 입자를 함유한 폴리머(7)가 형성된다.

이후, 금속막(4) 상부의 포토레지스트(6)를 제거하기 위해, IN-SITU 공정으로 포토레지스트 제거 챔버에서 플라즈마 식각 공정을 하기 전에, 도 1b에 도시한 바와 같이, 수증기(H₂O vapor)를 분사시키면서, 챔버를 고압으로 유지시켜 수분과 염소를 함유한 폴리머(7)의 반응 시간을 증가시킨다. 따라서, 메인 챔버 분위기, 포토레지스트 제거 챔버 조건 등의 미세한 변화가 발생하여도 폴리머의 반응 시간 증대로 인하여 종래와 같이 포토레지스트가 잔존하는 것을 방지한다. 그리고, 고온의 척으로 반도체 기판(1)의 표면 반응을 촉진시켜 폴리머(7)를 여기 또는 제거시킨다.

이후, 도 1c에 도시한 바와 같이, 플라즈마 식각 공정에 의해 금속막(4) 상부의 포토레지스트(6)를 제거한다. 이때, 포토레지스트 표면의 폴리머가 제거되어 포토레지스트 애싱(ashing) 반응이 활발해져 포토레지스트가 완전히 제거된다.

그리고, 도 1d에 도시한 바와 같이 포토레지스트 제거 후, 습식 세정에 의해 금속막(4)의 측벽에 형성된 폴리머를 완전히 제거하고, 반사 방지막(5)을 제거함으로써 반도체 소자의 금속 배선층을 완성한다.

이상의 실시예에서는 금속 배선층 형성을 위한 포토리소그래피 공정에 의한 금속막의 식각 공정에 대해 서술하였지만, 이 외에도 일반적인 포토리소그래피 공정 중 포토레지스트를 제거하는 데에도 유용하게 사용할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 포토레지스트 제거 챔버 내에 수증기를 분사시키며, 챔버를 고압으로 유지하여 폴리머의 반응 시간을 증가시킨 후, 고온의 척에 의한 반도체 기판의 표면 반응을 활성화시켜 포토레지스트 표면 위의 폴리머를 여기 또는 제거시킴으로써, 포토레지스트의 제거 능력을 향상시킬 뿐만 아니라, IN-SITU 공정에 따른 메인 챔버 분위기 및 포토레지스트 제거 챔버 조건 등의 미세한 변화에 대해서도 충분히 대처하여 포토레지스트를 완전히 제거할 수 있다.

Claims (2)

1. 포토리소그래피 공정에 의해 반도체 소자의 금속 배선층 형성을 위한 금속막 식각 후, IN-SITU 공정에 의해 포토레지스트를 제거하는 데 있어서,

   고온의 척으로 반도체 기판의 표면 반응을 촉진시켜, 포토레지스트 표면에 형성된 폴리머를 여기 또는 제거시키는 단계와;

   상기 포토레지스트 표면의 폴리머를 여기 또는 제거한 후, 플라즈마 식각 공정에 의해 상기 포토레지스트를 제거하는 단계를 포함하되,

   상기 고온의 척으로 반도체 기판의 표면 반응을 촉진시키는 단계 이전에, 챔버 내에 수증기를 분사시켜 상기 폴리머의 반응 시간을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 제거 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버 내에 수증기를 분사시키는 단계에서, 챔버의 압력을 고압으로 유지하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 제거 방법.