KR100546129B1 - 반도체소자의 미세패턴 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체소자의 미세패턴 형성방법에 관한 것으로,

단차를 갖는 피식각층 상부에 포지티브형 감광막을 도포하고 상기 포지티브형 감광막을 노광 및 현상하여 감광막패턴을 형성하되, 상기 피식각층의 패턴 영역 상부를 노출시키는 포지티브형 감광막패턴을 형성한 다음, 상기 포지티브형 감광막패턴 사이를 매립하는 네가티브형 감광막을 전체표면상부에 도포하고 상기 포지티브형 감광막패턴이 노출될때까지 상기 네가티브형 감광막을 마스크없이 식각한 다음, 상기 포지티브형 감광막과 네가티브형 감광막을 마스크없이 노광하고 현상하여 상기 피식각층의 패턴 영역 상부에 네가티브형 감광막패턴을 형성함으로써 낫칭현상을 방지하여 반도체소자의 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기술이다.

Description

반도체소자의 미세패턴 형성방법{Forming method for fine pattern of semiconductor device}

도 1a 및 도 1b 는 종래기술에 따른 반도체소자의 미세패턴 형성방법을 도시한 단면도.

도 2a 내지 도 2g 는 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자의 미세패턴 형성방법을 도시한 단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

11,21 : 하부절연층 13,23 : 포지티브형 감광막

15,25 : 노광마스크 17 : 네가티브형 감광막

본 발명은 반도체소자의 미세패턴 형성방법에 관한 것으로, 특히 고집적화에 따른 단차로 인하여 노광공정시 유발되기 쉬운 낫칭 ( notching ) 현상을 방지함으로써 반도체소자의 고집적화에 용이한 미세패턴을 형성하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 반도체소자는 반도체기판 상부에 도전배선을 형성하고 그 상부에 절연막을 형성하는 등과 같이 반도체소자의 동작에 필요한 도전배선들과 이들을 절 연하는 절연막으로 형성되는데, 반도체소자가 고집적화에 됨에따라 패턴이 존재하는 부분과 존재하지않는 부분이 서로 단차를 가지게 된다.

상기 단차로 인하여 상기 단차를 갖는 반도체기판 표면에 임의의 패턴을 형성하고자 할때 낫칭현상이 유발되어 패턴의 무너짐 현상이 발생된다.

여기서, 상기 낫칭현상이란 노광 공정시 광원이 경사진 부분에서 반사되어 경사진 부분의 접하는 패턴 영역의 감광막을 노광시킴으로써 현상공정시 노광된 영역 뿐만아니라 노광되지않아야 하는 패턴 영역의 감광막도 제거시켜 예정된 크기의 감광막패턴이 형성되지 못하고 이를 이용한 식각공정은 예정된 크기의 패턴을 형성하지 못하게 되는 현상을 말한다. 이때, 상기 경사진 부분에 접한 부분의 패턴영역에 형성되는 감광막패턴이 무너져 이를 이용한 식각공정시 마스크 역할을 하지 못하여 임의의 패턴을 형성하지 못하는 경우가 발생되기도 한다.

도 1 및 도 2 는 종래기술에 따른 반도체소자의 미세패턴 형성방법을 도시한 단면도이다.

먼저, 하부구조물(도시안됨)이 형성된 하부절연층(21)을 반도체기판(도시안됨) 상부에 형성한다.

이때, 상기 하부절연층(21)은 도전배선과 같은 하부구조물로 인하여 단차를 가지고 그 상부에 피식각층(도시안됨)이 구비된 것이다.

그 다음, 전체표면상부에 감광막(23)을 도포하고 노광마스크(25)를 마스크로 하여 상기 감광막(23)을 노광한다.

이때, 상기 하부절연층(21)의 경사진 부분에서 난반사가 유발된다. 그리고, 상기 감광막(23)은 포지티브형 감광막이다. (도 1a)

그 다음, 상기 노광된 영역을 현상하여 감광막(23)패턴을 형성한다.

이때, 상기 감광막(23)패턴은 노광공정시 낫칭 현상으로 인하여 예정된 크기의 감광막(23)패턴을 형성하지 못한다. (도 1b)

상기한 바와같이 종래기술에 따른 반도체소자의 미세패턴 형성방법은, 단차로 인하여 경사진 부분에서 난반사가 심해 감광막패턴 형성공정시 낫칭 현상이 유발되어 감광막패턴이 무너지는 경우가 유발되어 이를 이용한 피식각층 패터닝 공정을 실시하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 포지티브형과 네가티브형 감광막을 이용하여 단차를 갖는 부분에도 정확한 미세패턴을 형성할 수 있도록 하는 반도체소자의 미세패턴 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이상의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 반도체소자의 미세패턴 형성방법은,

단차를 갖는 피식각층 상부에 포지티브형 감광막을 도포하는 공정과,

상기 포지티브형 감광막을 노광 및 현상하여 감광막패턴을 형성하되, 상기 피식각층의 패턴 영역 상부를 노출시키는 포지티브형 감광막패턴을 형성하는 공정과,

상기 포지티브형 감광막패턴 사이를 매립하는 네가티브형 감광막을 전체표면 상부에 도포하는 공정과,

상기 포지티브형 감광막패턴이 노출될때까지 상기 네가티브형 감광막을 마스크없이 식각하는 공정과,

상기 포지티브형 감광막과 네가티브형 감광막을 마스크없이 노광하고 현상하여 상기 피식각층의 패턴 영역 상부에 네가티브형 감광막패턴을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로한다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 2a 내지 도 2g 는 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자의 미세패턴 형성방법을 도시한 단면도이다.

먼저, 하부구조물(도시안됨)이 형성된 하부절연층(11)을 반도체기판(도시안됨) 상부에 형성한다.

이때, 상기 하부절연층(11)은 도전배선과 같은 하부구조물로 인하여 단차를 가지고 그 상부에 피식각층(도시안됨)이 구비된 것이다.

그 다음, 전체표면상부에 감광막(13)을 도포한다. 이때, 상기 감광막(13)은 포지티브형 감광막이다. (도 2a)

그리고, 상기 감광막(13)을 노광마스크(25)를 이용하여 노광한다.

이때, 상기 노광마스크(25)는 형성하고자 하는 감광막패턴, 즉 종래기술에 따른 노광마스크(25)와는 상이 반대인 마스크이다. (도 2b)

그 다음, 상기 노광된 감광막(13)을 현상하여 경사진 부분을 도포하고 패턴으로 예정된 부분만을 노출시키는 감광막(13)패턴을 형성한다. (도 2c)

그리고, 상기 감광막(13)패턴 사이를 매립하는 네가티브형 감광막(17)을 전체표면상부에 형성한다. (도 2d)

그리고, 상기 포지티브형 감광막(13)이 노출될때까지 상기 네가티브형 감광막(17)을 마스크없이 식각하고, 마스크없이 상기 포지티브형과 네가티브형 감광막(13,17)을 노광한다. (도 2e, 도 2f)

그 다음, 상기 노광된 감광막(13,17)을 현상하여 네가티브형 감광막(17)만을 남겨 예정된 크기의 감광막패턴을 형성한다.

이때, 상기 네가티브형 감광막(17)은 노광되면 현상공정시 남게 되고 상기 포지티브형 감광막(13)은 노광되면 현상공정시 없어지게 되는 현상을 이용하여 현상공정을 실시한 것이다. (도 2g)

여기서, 상기 피식각층을 Pt, SBT, PZT, BST, IrO₂, RuO₂, Ir, Ru, Cu 등과 같은 강유전성 재료로 형성할 수 있다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 따른 반도체소자의 미세패턴 형성방법은, 사진식각공정중 감광막의 패터닝 공정시 낫칭현상의 유발을 방지하여 예정된 크기의 감광막패턴을 형성할 수 있도록 함으로써 반도체소자의 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (2)

1. 단차를 갖는 피식각층 상부에 포지티브형 감광막을 도포하는 공정과,

   상기 포지티브형 감광막을 노광 및 현상하여 감광막패턴을 형성하되, 상기 피식각층의 패턴 영역 상부를 노출시키는 포지티브형 감광막패턴을 형성하는 공정과,

   상기 포지티브형 감광막패턴 사이를 매립하는 네가티브형 감광막을 전체표면상부에 도포하는 공정과,

   상기 포지티브형 감광막패턴이 노출될때까지 상기 네가티브형 감광막을 마스크없이 식각하는 공정과,

   상기 포지티브형 감광막과 네가티브형 감광막을 마스크없이 노광하고 현상하여 상기 피식각층의 패턴 영역 상부에 네가티브형 감광막패턴을 형성하는 공정을 포함하는 반도체소자의 미세패턴 형성방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 피식각층은 강유전체 재료인 것을 특징으로하는 반도체소자의 미세패턴 형성방법.

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