KR100310170B1 - 반도체소자의제조방법 - Google Patents
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Abstract
기판 위의 층간 절연막 위에 접촉구를 형성한 후, 빠른 열 공정을 통해 건식 세정을 실시한다. 이때, 규소 기판의 온도를 400℃∼600℃로 급속히 증가시키고, 100nm∼600nm 파장의 자외선을 조사한다. 또한, 산소(O2) 또는 오존(O3) 등의 산화성 기체를 주입하며, 10-3Torr∼10-7Torr 의 고진공에서 실시한다. 결과적으로, 오염 물질의 표면 에너지 상태 및 반응성이 높아질 뿐 아니라 산화성 기체의 화학 반응 에너지가 높아지고 행로가 길어진다.
Description
본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 접촉구의 건식 세정 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에 있어서 공정을 연결하는 가장 필수적인 공정이 세정 공정이다. 규소 기판의 표면에 여러 가지 물질을 도포·부착시키거나, 열처리하는 공정 등을 거치면서 기판 표면에 각종 오염이 잔존할 가능성이 있는데, 잔존하는 오염 물질은 반도체 소자의 성능을 손상시킬 수 있다. 따라서, 이러한 오염 물질을 물리적, 화학적 방법으로 제거할 필요가 있다.
그러면, 종래의 기술에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 대하여 도 1을 참고로 하여 설명한다.
일반적으로 규소 기판(1) 위에 실리사이드막(2)을 형성한 후, 층간 절연막(3)을 증착하고, 그 위에 감광막을 도포한 다음, 접촉구 형성을 위한 감광막 패턴을 형성한다. 그 후, 감광막 패턴을 마스크로 하여 층간 절연막(3)을 식각하여 접촉구(C)를 형성한 다음, 감광막 패턴을 제거한다. 감광막 패턴은 플라스마나 마이크로파를 이용한 애싱을 통해 제거되는데, 이 과정에서 접촉구 바닥이나 측벽에 고분자 등의 오염 물질(5)이 잔류하게 된다. 이러한 오염 물질(5)을 제거하기 위하여 Piranha, SC-1 세정 또는 솔벤트(solvent)를 이용한 습식 세정을 실시한다.
세정액을 사용하는 이러한 습식 세정의 경우, 세정을 위해 필요한 화학적 반응이 대체로 세정액의 온도 및 화학적 조성에 의존하고, 오염물 상태 및 종류에 민감하지 않다. 또한, 접촉구(C)가 좁고 깊은 경우 접촉구(C)의 바닥 부근까지 세정액이 스며들기 힘들기 때문에 오염 물질(5)이 상당량 남아 있게 되며, 세정 후 린스(rinse) 공정에서 세정액의 원활한 제거가 이루어지지 않아 이차 오염이 발생할 수 있다.
이러한 오염 물질(5)은 다음 단계인 금속 증착 과정에서 막 사이의 접촉성을 떨어뜨려 접촉 저항을 증가시키며, 반도체 소자의 동작 속도 및 신뢰도를 떨어뜨린다.
본 발명은 접촉구의 오염 물질을 효과적으로 제거하고, 기판과 배선 사이의 접촉 저항을 줄이는 것을 그 과제로 한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 반도체 소자의 제조 과정의 일부를 도시한 단면도이고,
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 공정 순서에 따라 도시한 단면도이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법에서는 감광막 패턴을 애싱으로 제거한 후, 기판을 빠른 열 공정과 같은 건식 식각으로 세정한다.
이때, 기판은 400℃ ∼ 600℃로 빠르게 가열하는 것이 바람직하다.
또한, 기판에 100nm∼600nm의 파장을 가지는 자외선을 조사하거나 마이크로파를 조사하여 세정 효과를 높일 수 있다.
빠른 열 공정 중에 산소, 오존 또는 일산화탄소 등의 산화성 기체를 주입할 수 있으며, 10-3∼10-7Torr의 고진공 상태에서 실시하는 것이 바람직하다.
이처럼, 고진공 상태에서 단파장의 빛을 사용하여 빠른 열 공정을 실시함으로써, 오염 물질과 산화성 기체가 원활히 결합하여 제거된다.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 공정 순서에 따라 도시한 단면도이다.
도 2a에 도시한 바와 같이, 규소 기판(10)에 실리사이드막(20)을 형성하고, 그 위에 층간 절연막(30)을 적층한 다음, 감광막을 도포한다. 노광을 실시하여 접촉구 형성을 위한 감광막 패턴(40)을 형성한다.
도 2b에 도시한 바와 같이, 감광막 패턴(40)을 마스크로 하여 층간 절연막(30)을 식각하여 실리사이드막(20)을 드러내는 접촉구(C)를 형성하는데, 불소가 함유된 기체를 이용한 반응성 이온 식각을 이용하므로 식각 이후에 불소 화합물(50) 등이 발생하여 접촉구(C) 바닥 및 측벽에 잔류한다.
다음, 도 2c에 도시한 바와 같이, 플라스마나 마이크로파를 이용한 애싱(ashing)을 통해 감광막 패턴(40)을 제거한다. 이 과정에서 기판(10) 표면의 감광막 성분 및 오염은 대부분 제거되지만, 접촉구(C) 바닥이나 측벽에 고분자, 불소 화합물 등의 오염 물질(50')은 그대로 잔류한다.
다음, 도 2d에 도시한 바와 같이, 빠른 열 공정(rapid thermal process:RTP)을 통해 건식 세정을 실시한다. 이때, 규소 기판(10)의 온도를 400℃∼600℃로 급속히 증가시키고, 기판(10)에 100nm∼600nm 파장의 자외선을 5mm 미만의 거리에서 파장 254㎚ 기준으로 40∼50㎽/㎠의 세기로 조사하면서, 산소(O2) 또는 오존(O3) 등의 기체를 주입한다. 이러한 RTP 공정은 10-3Torr∼10-7Torr 의 고진공에서 실시한다. 이처럼, 기판(10)을 급속히 가열하면 오염 물질(50')의 표면 에너지 상태가 높아지고 반응성이 높아져, 오염 물질(50')과 산화성 기체(O2또는 O3)와의 화학 반응이 원활해진다. 게다가, 자외선을 조사함으로써, 산화성 기체의 화학 반응 에너지를 높일 뿐 아니라, 빛의 직진성에 의해 빛이 조사되는 영역까지 산화성 기체의 반응성이 우수한 상태로 유지되도록 하며, 오염 물질(50')이 존재하는 곳까지 도달할 수 있도록 산화성 기체의 수명을 길게 한다. 또한, 고진공 상태에서 공정을 실시함으로써, 산화성 기체의 평균 자유 행로가 길어짐에 따라 깊고 좁은 접촉구(C) 밑바닥까지 쉽게 도달할 수 있다. 따라서, 오염 물질(50')과 산화성 기체가 원활히 반응한다. 앞서 설명한 바와 같이, 드러나 있는 규소 기판(10) 면에는 실리사이드막(20)이 형성되어 있기 때문에, 산화성 기체의 반응 과정 중에 규소 기판(10) 자체가 산화되지는 않는다.
이러한 세정 방법은 직경이 0.3μm 이하인 접촉구(C)에 적용할 경우 효과적이다.
이후, 반응 생성 기체(60)를 RTP 체임버 외부로 배출하면, 도2d에 도시한 바와 같이 오염 물질이 대부분 제거된다.
여기에서, 산화성 기체로 일산화탄소(CO)를 사용하거나, 자외선 대신 마이크로파를 사용할 수도 있다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자의 접촉구 형성 방법에서는 단파장의 빛과 산화성 기체를 사용하여 고진공 하에서 RTP 공정을 실시함으로써, 접촉구 내의 고분자 오염 물질을 효과적으로 세정한다. 따라서, 접촉구의 접촉 저항 특성 및 제품의 신뢰도를 향상시킨다.
Claims (9)
- 규소 기판 위에 실리사이드 막을 형성하는 단계,상기 규소 기판위에 층간 절연막을 적층하는 단계,상기 층간 절연막에 감광막을 도포하는 단계,상기감광막을 노광·현상하여 감광막 패턴을 형성하는 단계,상기 감광막 패턴을 마스크로 하여 상기 층간 절연막을 식각하여 접촉구를 형성하는 단계,상기 감광막 패턴을 애싱하여 제거하는 단계,RTP 공정을 사용하여 세정하는 단계를 포함하고, 상기 실리사이드막은 상기 접촉구를 통해 외부로 드러나며, 상기 RTP 공정은 산화성 기체를 주입하면서 상기 기판을 400℃ ∼ 600℃로 가열하는 공정인 반도체 소자의 제조 방법.
- 제1항에서,상기 기판에 자외선을 조사하여 세정을 실시하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제2항에서,100nm∼600nm의 파장을 가지는 상기 자외선을 254㎚ 기준으로 40∼50㎽/㎠의 세기로 조사하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제1항에서,상기 기판에 마이크로파를 조사하여 세정하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제1항에서,상기 산화성 기체는 산소, 오존 또는 일산화탄소인 반도체 소자의 제조 방법.
- 제1항에서,상기 접촉구의 직경을 0.3μm 이하로 형성하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제1항에서,상기 RTP 공정은 10-3∼10-7Torr의 고진공 상태에서 실시하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제1항에서,상기 감광막 패턴은 마이크로파를 이용한 애싱으로 제거하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제1항에서,상기 감광막 패턴은 플라스마를 이용한 애싱으로 제거하는 반도체 소자의 제조 방법.
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| KR100463237B1 (ko) * | 2000-06-28 | 2004-12-23 | 주식회사 하이닉스반도체 | 감광막패턴의 형성 방법 |
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1998
- 1998-02-18 KR KR1019980004932A patent/KR100310170B1/ko not_active IP Right Cessation
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