KR100453907B1 - 웨이퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 1㎛ 이상 두께의 포토레지스트 패턴의 형성시 포토레지스트와 웨이퍼면의 경계면에 도달하는 빛을 적절하게 반사시키는 반사막을 가진 웨이퍼를 제공하는 것으로, 이에 따른 웨이퍼는 포토레지스트와 웨이퍼 사이에 두께가 0.005 내지 1 마이크로미터이고, 굴절율이 1 내지 3이며, 흡광계수가 0 내지 1인 반사막이 형성된다.

Description

웨이퍼{Wafer}

본 발명은 웨이퍼에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 웨이퍼에 도포된 포토레지스트와 웨이퍼 사이에 반사막을 형성하여 양질의 미세패턴을 형성할 수 있도록 한 웨이퍼에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정은 웨이퍼가 일련의 단위공정을 연속적으로 거치면서 웨이퍼의 표면에 쓰임새에 맞는 패턴을 형성하여 제조되며, 각 단위공정의 사이에는 분석공정을 두어 웨이퍼 상에 파티클이 발생되는 것을 감소시켜 웨이퍼의 수율이 향상되도록 하고 있다.

이러한 반도체 제조공정에서 웨이퍼는 반도체 칩을 형성하기 위한 베이스가되며, 반도체 칩의 패턴을 형성하기 위해서 먼저 웨이퍼의 표면에 포토레지스트를 먼저 도포한 후 이를 노광하여 칩에 해당하는 패턴을 형성하게 된다.

도 1에서는 웨이퍼의 표면에 패턴을 형성하기 위하여 실시하게 되는 노광상태를 개략적으로 나타내고 있다.

포토레지스트(1)가 도포된 웨이퍼(3)의 상방에는 노광을 위한 패턴이 형성된 마스크(5)가 위치하고, 그 마스크(5)의 상부에 스텝퍼의 렌즈군(7)이 위치하며, 렌즈군(7)의 상부에는 스텝퍼의 광원(9)이 위치하게 된다.

그러면 광원(9)으로부터 조사된 빛은 렌즈군(7)을 거치면서 굴절 및 초점이 맞춰지게 되고, 마스크(5)의 패턴을 관통하여 포토레지스트(1)에 도달함으로써 포토레지스트(1)를 노광하게 된다.

노광 후 현상 및 세정하여 포토레지스트(1)의 일부를 제거함으로써 패턴을 형성한다.

이때 웨이퍼(3)에 도포된 포토레지스트(1)의 두께가 얇을 경우에는 포토레지스트를 통과한 빛이 웨이퍼와 포토레지스트의 경계면에서 반사되는 양이 적절하기 때문에 포토레지스트의 노광에 문제가 없다.

그러나 웨이퍼(3)에 도포된 포토레지스트의 두께가 1마이크로미터(㎛) 이상으로 두껍게 도포되면 노광된 빛이 두꺼운 포토레지스트(1)를 통과하면서 포토레지스트(1)에 흡수되기 때문에 웨이퍼면에 도달하는 광도가 감소하고, 이 중 일부분은 다시 웨이퍼(3)에 흡수되어 최종적으로 웨이퍼면에서 반사되는 빛의 양은 적정량보다 부족하게 된다.

따라서 패턴이 수직으로 형성되지 않고, 현상 후 도 2에 도시한 바와 같이 패턴(11) 내부에 포토레지스트 잔유물(13)이 남는 등 패턴 불량이 발생하게 되어 양질의 미세패턴을 형성하기가 어렵게 된다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 1㎛ 이상의 포토레지스트 패턴의 형성시 포토레지스트와 웨이퍼면의 경계면에 도달하는 빛을 적절하게 반사시키는 반사막을 가진 웨이퍼를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 웨이퍼의 표면에 패턴을 형성하기 위하여 실시하게 되는 노광상태를 도시한 개략도.

도 2는 종래 노광후 패턴 내부의 상태를 도시한 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 및 이 웨이퍼를 노광하는 상태를 도시한 개략도.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼는 포토레지스트와 웨이퍼 사이에 두께가 0.005 내지 1 마이크로미터이고, 굴절율이 1 내지 3이며, 흡광계수가 0 내지 1인 반사막이 형성된다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 및 이 웨이퍼를 노광하는 상태를 도시한 개략도이다.

웨이퍼(15) 표면에 반사막(17)을 형성한다.

이 때 반사막(17)은 유기물 또는 무기물(Organic or Inorganic Material)이며, 페이스트 형태로 도포(Coating)를 하거나 스퍼터링 방식 등과 같은 증착(Deposition)을 통해 얇은 막(Thin film)의 형태로 형성한다.

그 반사막(17)의 두께는 0.005~0.1 마이크로미터(㎛)로 하고, 반사막(17)의굴절율 n (Refracive Index)은 1 내지 3으로, 반사막(17)의 흡광계수 k (Extinction Coefficient)는 0 내지 1의 값을 갖도록 한다.

여기서 반사막(17)의 최적값은 웨이퍼 표면, 레지스트 특성 그리고 노광 파장(Wavelength)에 따라 다르게 선정된다. 대체로 웨이퍼 표면물질의 굴절율 보다 큰 굴절률을 갖는 반사막을 선정하는 것이 원칙이지만 장비, 공정 등 각 상황에 맞게 바꿀 수 있으며, 일단 반사막 물질이 정해지면 반사막 두께에 따른 반사율(Reflectance) 및 패턴 변화를 조사하여 최적 두께를 정하게 된다.

이렇게 반사막(17)이 형성된 웨이퍼(15)는 그 표면에 포토레지스트(19)를 도포하게 되는 데 이 때 도포되는 포토레지스트(19)의 두께는 1마이크로미터 정도이다. 이 상태에서 도 3에 도시한 바와 같이 노광을 실시하게 된다.

그러면 광원(21)에서 조사된 빛이 렌즈군(23)을 거쳐 마스크(25)를 통과하여 포토레지스트(19)에 도달하게 되고, 도달된 빛은 포토레지스트(19)를 감광하게 된다.

그러나 포토레지스트(19)에 도달한 빛은 포토레지스트(19)와 웨이퍼(15)의 경계면에 가까워질수록 포토레지스트(19)에 흡수되면서 빛에너지가 점차로 감소하게 된다.

그 결과 포토레지스트(19)의 노광된 부분이 경사지게 형성되는 경향을 보이나, 본 발명의 특징에 따라 웨이퍼(15)의 표면에 형성된 반사막에서 빛이 반사되어 상부로 향하게 됨으로써 포토레지스트(17)의 노광영역이 확대되어 종래에 제거되지 않았던 도 3에 도시한 바와 같은 A 영역이 완전히 노광되어진다.

이어서 현상 후 세정하여 패턴을 형성하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 웨이퍼 표면, 즉 포토레지스트와의 경계면으로부터 반사되는 빛의 양이 적정하도록 반사막을 형성한 후 노광하면, 포토레지스트의 두께가 1마이크로미터 이상으로 두꺼운 경우에도, 반사막에 의해 반사되어 증가된 반사광에 의해 빛에너지가 상대적으로 부족한 Awl역을 보상하므로써 패턴을 좀 더 수직으로 형성할 수 있게 된다.

따라서 현상 후의 불필요한 포토레지스트 잔유물도 제거할 수 있으며 따라서 공정안정화를 기할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. (정정)표면에 포토레지스트가 1마이크로미터 이상으로 도포되어 노광시 빛이 하부로 갈수록 감소하는 웨이퍼에 있어서,

   상기 포토레지스트와 웨이퍼 사이에 상기 노광시 전달되는 빛을 반사하여 상기 감소되는 빛을 보상하도록 두께가 0.005 내지 1 마이크로미터이고, 굴절율이 1 내지 3이며, 흡광계수가 0 내지 0.3인 반사막이 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 반사막은 페이스트 형태로 도포되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 반사막은 스퍼터링 방식에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼.