KR100272264B1 - 반도체 소자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이온주입 마스크로 사용된 포토레지스트 잔류물에 의한 소자 특성 및 신뢰성의 저하를 방지하기 위한 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법은, 게이트 전극용 폴리실리콘막이 형성된 반도체 기판을 제공하는 단계; 상기 폴리실리콘막 상에 희생 산화막을 형성하는 단계; 상기 희생 산화막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 이온주입 마스크로 하여, 상기 폴리실리콘막 내에 소정 불순물을 이온주입하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계; 및 상기 희생 산화막을 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

반도체 소자의 제조방법

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 이온주입마스크로 사용된 포토레지스트 패턴을 완전히 제거시킬 수 있는 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 게이트 전극의 재질로는 도핑된 폴리실리콘막이 주로 사용되며, 이때, 상기 도핑된 폴리실리콘막은 폴리실리콘막 내에 소정의 불순물을 이온주입하는 것에 의해 얻어진다.

제1(a)도 내지 제1(c)도는 이온 주입 공정을 이용한 종래 기술에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

먼저, 제1(a)도에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(1) 상에 게이트 절연막(2) 및 게이트 전극용 폴리실리콘막(3)을 차례로 형성하고, 그런 다음, 상기 폴리실리콘막(3)상에 포토레지스트를 도포한 상태에서, 상기 포토레지스트를 노광 및 현상하여, 상기 폴리실리콘막(3)의 소정 부분만을 노출시키는 포토레지스트 패턴(4)을 형성한다. 이어서 상기 포토레지스트 패턴(4)을 이온 주입 마스크로 하여 노출된 폴리실리콘막 부분에 n형 또는 p형의 불순물을 이온주입한다.

그 다음, 제1(b)도에 도시된 바와 같이, 공지된 방법으로 상기 이온주입 마스크로 사용된 포토레지스트 패턴(4)을 제거한다.

그리고 나서, 제1(c)도에 도시된 바와 같이, 불순물이 이온주입된 폴리실리콘막(3)을 공지된 포토리소그라피 공정을 통해 패터닝하여, 게이트 전극(5)를 형성한다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에서는 이온주입 마스크로 사용된 포토레지스트 패턴으로 인하여 소자의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

즉, 불순물의 이온주입시에는, 통상, 고에너지를 사용하게 되는데, 이때, 상기 고에너지로 인하여 포토레지스트 패턴의 상층 표면이 더욱 경화되어, 변형이 발생되기 때문에, 후속에서 수행되는 포토레지스트 패턴의 제거시, 포핑(popping)과 같은 폭발 현상이 발생되는 것에 의해, 제1(b)도에 도시된 바와 같이, 게이트 물질인 폴리실리콘막 상에 포토레지스트 잔류물(4a)이 발생되고, 이러한 잔류물(4a)은 폴리실리콘막의 식각시에 배리어로 작용하여 파티클(b)을 야기시키게 됨은 물론, 소자를 오염시키는 요인으로 작용하여, 결과적으로는, 소자 특성 및 신뢰성과 제조수율이 저하된다. 제2(a)도 내지 제2(d)도는 포토레지스트막을 제거한 후의 상태를 보여주는 도면이다.

한편, 종래에는 상기한 포토레지스트 잔류물(4a)을 제거하기 위하여, QDR(Quick Dumped Rinse) 공정을 통해 상기 잔류물(4a)을 제거하고, 그런다음, BOE(Buffered Oxide Etcnant)를 이용한 세정 공정을 수행하고 있지만, 이온주입 에너지가 높고, 또한, 포토레지스트 패턴의 면적이 증가된 경우에는 상기 포토레지스트 잔류물의 완전한 제거가 어렵다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이온주입 마스크로 사용된 포토레지스트 패턴을 완전히 제거시킬 수 있는 반도체 소자의 제조방법을 제공함에, 그 목적이 있다.

제1(a)도 내지 제1(c)도는 종래 기술에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도.

제2(a)도 내지 제2(d)도는 이온 주입 공정 후 폴리실리콘막 상에 잔류하는 포토레지스트 잔류물을 보여주는 사진.

제3(a)도 내지 제3(c)도는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 반도체 기판 12 : 게이트 산화막

13 : 폴리실리콘막 14 : 희생 산화막

15 : 포토레지스트 패턴 15a : 포토레지스트 잔류물

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 소자의 제조방법은, 게이트 전극용 폴리실리콘막이 형성된 반도체 기판을 제공하는 단계; 상기 폴리실리콘 막 상에 희생 산화막을 형성하는 단계; 상기 희생 산화막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 이온주입 마스크로 하여, 상기 폴리실리콘막 내에 소정 불순물을 이온주입하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계; 및 상기 희생 산화막을 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따르면, 포토레지스트 패턴의 잔류물을 희생 산화막의 제거 단계에서 동시에 제거시키기 때문에, 잔류물에 의한 소자의 특성 및 신뢰성의 저하를 방지할 수 있다.

[실시예]

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

제3(a)도 내지 제3(c)도는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

제3(a)도를 참조하면, 반도체 기판(11) 상에 게이트 절연막(12) 및 게이트 전극용 폴리실리콘막(13)을 차례로 형성하고, 상기 폴리실리콘막(13) 상에 희생 산화막(14)을 100 내지 200Å의 두께로 형성한다. 이때, 상기 희생 산화막(14)은 그 하부의 폴리실리콘막(13) 특성에 영향을 미치는 것이 최소화되도록, 300 내지 400℃의 낮은 온도에서 형성하는 저온 PECVE 산화막, 예컨대 BPSG, PSG, 실리콘 리치 산화막, O3 TEOS산화막 등의 SiH4 또는 TEOS를 함유한 PECVD산화막으로 형성한다. 또한, 상기 희생 산화막(14)은 저온 산화막 이외에도 열 산화막 또는 LPCVE 산화막으로 형성할 수도 있다.

이어서, 상기 희생 산화막(14) 상에 포토레지스트를 도포한 상태에서, 상기 포토레지스트를 노광 및 현상하여, 상기 희생 산화막(14)의 일부분만을 노출시키는 포토레지스트 패턴(15)을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴(15)을 이온주입 마스크로하는 고에너지의 이온주입 공정을 수행하여, 폴리실리콘막(13) 내에 n형 또는 p형의 불순물을 이온주입한다.

제3(b)도를 참조하면, 공지된 방법으로 상기 이온주입 마스크로 사용된 포토레지스트 패턴을 제거한다. 이때, 상기 포토레지스트막 패턴은 완전히 제거되지 않으며, 도시된 바와 같이, 희생 산화막(14) 상부에 잔류물(15a)의 형태로 존재하게 된다.

제3(c)도를 참조하면, 건식 또는 습식 식각 공정, 바람직하게는, BOE 용액 또는 HF 용액을 이용한 습식 식각 공정으로 희생 산화막을 제거한다. 이때, 상기 희생 산화막 상에 잔류되어 있던 포토레지스트 잔류물도 함께 제거된다. 따라서, 불순물이 이온주입된 게이트 전극용 폴리실리콘막의 표면에는 포토레지스트 잔류물이 없기 때문에, 소자의 특성 및 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 희생 산화막을 이용하여 포토레지스트 잔류물을 제거하는 공정은 포토레지스트를 이온주입 마스크로 사용하는 고에너지 이온주입 공정 모드에 적용하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 이온주입 마스크로 사용된 포토레지스트 잔류물을 희생 산화막을 이용하여 완전히 제거시킬 수 있으며, 이에 따라, 소자 특성 및 신뢰성과 제조수율을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.

Claims (8)

1. 게이트 전극용 폴리실리콘막이 형성된 반도체 기판을 제공하는 단계; 상기 폴리실리콘막 상에 희생 산화막을 형성하는 단계; 상기 희생 산화막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 이온주입 마스크로 하여, 상기 폴리실리콘막 내에 소정 불순물을 이온주입하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계; 및 상기 희생 산화막을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계에서 제거되지 않은 포토레지스트 잔류물은, 상기 희생 산화막을 제거하는 단계에서 동시에 제거되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 희생 산화막은 저온 PECVD 산화막인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 희생 산화막은 LPCVD 산화막인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 희생 산화막은 열산화막인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 희생 산화막은 100 내지 200Å의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 희생 산화막은 BOE를 이용한 습식식각으로 제거하는 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 희생 산화막은 HF를 이용한 습식식각으로 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.