KR100342393B1 - 반도체 소자의 감광막 제거 방법 - Google Patents

Abstract

금속 배선을 형성한 후 남아 있는 감광막 패턴을 플라스마를 이용한 건식 식각으로 제거하며, 두 단계의 식각 공정을 실시하게 된다. 첫 번째 단계에서는 반응실에 산소와 수증기의 유입량이 1:2인 비율로 두 기체를 넣어 700 mTorr에서 1,200 mTorr의 압력으로 맞춘 후 1,000W에서 1,250W의 전력을 공급하여 플라스마를 띄워 식각한다. 이어, 두 번째 단계에서는 첫 번째 단계와 동일한 압력과 전력에서 하되 반응실에 산소 기체의 유입량을 500 sccm에서 700 sccm으로 하여 식각한다. 이와 같이 두 단계의 식각을 실시하여 금속 배선의 부식을 방지하면서 감광막 패턴을 제거할 수 있다.

Description

반도체 소자의 감광막 제거 방법{a removing method of a photoresist pattern for a semiconductor device}

본 발명은 반도체 소자의 감광막 제거 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자에는 n형 또는 p형의 기판 위에 채널, 소스, 드레인 영역 등의 불순물이 도핑되어 있는 활성(active) 영역이 형성되어 있으며, 그 위에는 각각의 영역 상부에 접촉 구멍(contact)을 가지는 절연막이 형성되어 있다. 절연막 위에는 접촉 구멍을 통하여 각각의 영역과 연결되는 배선이 형성되어 있다.

이와 같은 반도체 소자를 제조하기 위해서는 박막의 증착 및 사진 식각 공정 등을 주로 사용한다. 특히, 배선을 형성하기 위해 배선용 금속 또는 도전체를 증착하고 그 위에 감광막을 형성하고 이를 마스크로 하부층을 식각한 후 감광막을 제거한다.

감광막을 인-시츄(in-situ)로 제거할 때는 통상 산소(O₂)와 수증기(H₂O)의 유입량을 1:2 비율로 넣고 전체 압력을 700 mTorr에서 1,200 mTorr로 한 반응실에 1,000W에서 1,250W의 RF(radio frequency) 전력을 공급하여 플라스마를 띄운 후 식각을 실시한다. 이때, 금속 배선의 부식(corrosion)은 거의 없으나 도 2의 사진의 중앙 부분에서 보듯이 감광막 패턴이 남아 있다. 이러한 감광막 패턴은 후속 공정에서 절연막을 고온 증착할 때 벗겨져 나와 공정 상의 불순물로 되어 소자의 손상(damage)을 가져올 수 있다.

한편, 반응실에 수증기만을 넣고 RF 전력을 공급하여 플라스마를 띄워 식각한 후, 이어 산소 기체를 넣어 식각을 실시하는 두 단계의 식각을 할 수도 있다. 이러한 식각에서 감광막 패턴은 잘 제거되지만 금속 배선의 부식이 발생하기 쉽다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 감광막을 금속 배선의 부식 없이 완전히 제거하는 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 식각 반응실을 공정 순서에 따라 도시한 도면이고,

도 2 및 도 3은 종래의 기술에 따른 식각 후의 기판과 본 발명에 따른 식각 후의 기판을 나타낸 사진이다.

이러한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는 수증기와 산소 분위기에서 먼저 식각하고 이어 산소 분위기에서 식각한다.

본 발명에 따르면, 식각 반응실에 감광막 패턴이 형성되어 있는 기판을 장착한 후, 수증기와 산소 분위기에서 제1 식각하고 이어 산소 분위기에서 제2 식각한다.

이때, 제2 식각은 제1 식각 시간의 7%에서 10%의 시간 동안 실시하는 것이 바람직하다.

제1 식각은 산소와 수증기를 1:2의 비율로 주입하여 압력을 700 mTorr에서 1,200 mTorr로 한 후 1,000W에서 1,250W의 전력을 공급하여 플라스마를 띄워 실시하며, 제2 식각은 제1 식각에서의 동일한 압력 및 전력 조건 하에서 산소의 유입량을 500 sccm에서 700 sccm으로 하여 실시하는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명의 제조 방법에서는 수증기와 산소 분위기에서 제1 식각하고 남아 있는 감광막 패턴을 제2 식각을 통해 완전히 제거할 수 있으며, 수증기 분위기에서만 식각하지 않으므로 금속 배선의 부식을 방지할 수 있다.

그러면, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 감광막 제거 방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.

도 1a 및 도 1b, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 감광막 제거 방법에 대하여 상세히 설명한다.

도 1a에서와 같이 반응실(11)의 하단에는 척(12)이 설치되어 있다. 척(12) 위에는 기판(13)이 놓여져 있으며, 기판(13) 위에는 배선을 형성한 후 제거되어야 할 감광막 패턴(도시하지 않음)이 남아 있다. 이 반응실(11)에 산소와 수증기의 유입량을 1:2 비율로 하여 주입한 후 전체 압력을 700 mTorr에서 1,200 mTorr로 한다. 이어, 1,000W에서 1,250W의 전력을 공급하여 플라스마(14)를 띄워 감광막을식각한다. 이때의 식각은 종래의 식각 시간의 85%에서 90%의 시간만큼 실시한다.

이어, 도 1b에서와 같이 수증기 없이 산소의 유입량을 500 sccm에서 700 sccm으로 넣고 전체 압력과 전력은 첫 번째 식각에서와 동일한 조건으로 하고 산소 플라스마(15)를 띄워 식각을 실시한다. 이때의 식각은 첫 번째 식각 시간의 7%에서 10% 시간의 범위 내에서 한다.

이렇게 하면 도 3에서와 같이 금속 배선이 부식되지 않으면서 감광막 패턴이 완전히 제거됨을 볼 수 있다.

종래에 수증기와 산소 분위기에서 식각했을 때 남아 있는 감광막 패턴을 처음 식각 시간의 7%에서 10%의 시간만큼 산소 분위기에서 실시함으로써 완전히 제거할 수 있다.

이러한 공정에서 전체 식각 시간은 종래의 공정보다 줄어든다.

이와 같이 본 발명에서는 하부 금속막이 부식되지 않으면서 감광막 패턴이 완전히 제거되며 전체 공정 시간은 줄일 수 있다.

Claims (4)

1. (정정) 금속 배선을 형성한 후 남아 있는 감광막 패턴을 플라스마를 이용한 건식 식각으로 제거하는 공정에 있어서,

   식각 반응실에 감광막 패턴이 형성되어 있는 기판을 장착하는 단계,

   상기 기판을 수증기와 산소 분위기에서 제1 식각하는 단계,

   상기 기판을 산소 분위기에서 제2 식각하는 단계

   를 포함하는 반도체 소자의 감광막 제거 방법.
2. 제1항에서,

   상기 제2 식각은 상기 제1 식각 시간의 7%에서 10%의 시간 동안 실시하는 반도체 소자의 감광막 제거 방법.
3. 제1항에서,

   상기 제1 식각은 상기 산소와 상기 수증기를 1:2의 비율로 주입하여 압력을 700 mTorr에서 1,200 mTorr로 한 후 1,000W에서 1,250W의 전력을 공급하여 플라스마를 띄워 실시하는 반도체 소자의 감광막 제거 방법.
4. 제1항에서,

   상기 제2 식각은 상기 제1 식각에서의 동일한 압력 및 전력 조건 하에서 상기 산소의 유입량을 500 sccm에서 700 sccm으로 하여 실시하는 반도체 소자의 감광막 제거 방법.