KR100628237B1 - 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법 - Google Patents

아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법에 관한 것으로, 특히 포토리소그라피(photo lithography) 공정 중에서 아이라인 저항(iline resistance)을 이용하여 형성하는 콘택 및 비어홀 패턴의 현상공정 후에 발생하는 부산물 제거방법 및 이로 인한 수율 향상에 관한 것이다.
본 발명의 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법은 저속으로 회전하는 웨이퍼 상에 현상액이 분배되는 제1단계; 일정한 시간 후, 상기 웨이퍼의 회전에 의해서 노광된 영역(포지티브 레지스트)이 식각되어 막상에 패턴이 형성되는 제2단계; 상기 웨이퍼가 고속으로 회전하여 현상액과 부산물을 밖으로 밀어내는 제3단계; 상기 웨이퍼가 저속으로 회전하여 탈이온수를 분배하는 제4단계; 상기 웨이퍼가 고속으로 회전하여 패턴화된 웨이퍼 상에서 발생하는 부산물을 탈이온수로 세척하는 제5단계; 및 상기 웨이퍼가 저속으로 회전하여 건조되는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아이라인, 콘택, 비어홀

Description

아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법{The method for developing the contact and via hole pattern of iline photoresist}
도 1a는 종래의 아이라인 포토레지스트를 이용한 콘택홀 패턴 진행 후 마이크로 검사장비를 통해 확인한 결과의 결함 맵을 나타낸 것이다.
도 1b는 종래의 아이라인 포토레지스트를 이용한 콘택홀 패턴 진행 후 마이크로 검사장비를 통해 확인한 결과의 잔존물을 나타낸 것이다.
도 1c는 종래의 아이라인 포토레지스트를 이용한 콘택홀 패턴 진행 후 마이크로 검사장비를 통해 확인한 결과의 콘택홀을 막고있는 잔존물을 나타낸 것이다.
도 2는 종래의 도 1의 수율 맵을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 아이라인 포토레지스트 콘택홀 및 비어홀 패턴의 현상방법을 흐름도로 나타낸 것이다.
도 4a 종래의 아이라인 포토레지스트 콘택홀 및 비어홀 패턴의 현상방법의 수율 맵을 나타낸 것이다.
도 4b는 본 발명의 아이라인 포토레지스트 콘택홀 및 비어홀 패턴의 현상방법의 수율 맵을 나타낸 것이다.
본 발명은 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법에 관한 것으로, 특히 포토리소그라피(photo lithography) 공정 중에서 아이라인 저항(iline resistance)을 이용하여 형성하는 콘택 및 비어홀 패턴의 현상공정 후에 발생하는 부산물 제거방법 및 이로 인한 수율 향상에 관한 것이다.
종래의 전형적인 현상공정은 3단계로 이루어진다. 낮은 속도로 웨이퍼 상에 현상액이 분배된 현상의 초기 상태인 퍼들을 형성하는 1단계, 일정한 시간동안 정적 또는 웨이퍼의 회전에 의해서 노광된 영역(포지티브 레지스트)이 식각되어 막상에 패턴이 형성되는 2단계 및 화학습식식각단계 직후에 패턴화된 웨이퍼 상에서 발생하는 부산물을 탈이온수로 세척하는 3단계로 이루어진다.
종래의 현상공정은 2가지 다른 노광조건에 따라, 현상공정에서부터 탈이온수로 세척하기 전의 단계까지로부터 노광이 된 레지스트 지역은 부산물 B와 현상액이 공존하며, 노광이 되지않은 지역은 부산물 A와 현상액이 공존하게 된다. 패턴의 밀도에 따라 잔존물의 발생빈도는 많은 차이를 보여주고 있다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 종래의 아이라인 포토레지스트를 이용한 콘택홀 패턴 진행 후 마이크로 검사장비를 통해 확인한 결과의 결함 맵, 잔존물 및 콘택홀을 막고있는 잔존물을 각각 나타낸 것이다. 도 1b 및 도 1c에서는 콘택홀 및 비어홀처럼 오픈지역이 적은 패턴에서 부산물들의 거동에 의해서 레지스트 표면 위에 부산물들이 그대로 붙어있는 형태를 보여주고 있다.
도 2는 종래의 도 1의 수율 맵을 나타낸 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 결함이 최종적인 수율에 미친 영향을 나타내는데, 수율 55.54%인 경우를 보여주고 있다.
그러나, 종래에는 본 발명과 같은 콘택 및 비어홀 패턴의 현상공정 후에 발생하는 부산물을 제거하고, 이로 인한 수율을 향상시키는 방법을 제시하고 있지 못하다.
이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 포토리소그라피(photo lithography) 공정 중에서 아이라인 저항(iline resistance)을 이용하여 형성하는 콘택 및 비어홀 패턴의 현상공정 후에 발생하는 부산물 제거방법 및 이로 인한 수율 향상을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법에 관한 것으로, 특히 포토리소그라피(photo lithography) 공정 중에서 아이라인 저항(iline resistance)을 이용하여 형성하는 콘택 및 비어홀 패턴의 현상공정 후에 발생하는 부산물 제거방법 및 이로 인한 수율 향상에 관한 것이다.
반도체 칩을 제조하기 위해서는 적층식으로 회로를 형성시켜 나가고, 각각의 적층하는 스텝을 레이어라 칭하며, 레이어 별로 필요한 패턴을 형성시켜야 하는데 이때 필요한 패턴을 그려둔 원판을 마스크(mask) 또는 레티클(reticle)이라 한다. 이 원판에 그려진 패턴을 실제의 반도체 칩을 만드는 기판위에 패턴을 만드는 작업 기술을 포토공정기술이라한다
포토리소그라피의 공정에서 원하는 패턴을 형성하는 방법은 다음과 같다.
웨이퍼 표면의 접착력을 향상시키기 위한 표면처리공정이 있고, HMDS를 이용하여 표면을 소수성화시키며, 현상을 실시할 때 패턴이 떨어져 나가지 않도록 하는 역할을 한다. 표면처리하여 접착력을 증대시킨 후. 소프트 베이크 공정을 통해서 레지스트에 있는 솔번트(solvent) 성분을 제거하고, 원하는 패턴의 회로가 그려져 있는 마스크에 노광장치의 파장에 따라 선택적으로 노광을 실시한다. 노광 후, 웨이퍼의 아이디 및 웨이퍼 가장자리를 선택적으로 노광하여 현상공정에서 레지스트를 제거하도록 한다. 그 이후, 아이라인과 DUV 레지스트에 따라 효과가 크게 차이가 나는 노광 후, 베이크 공정을 실시하게 된다. 아이라인 레지스트에서의 노광 후, 베이크 공정은 스탠딩 웨이브 효과를 최소화 하기 위하여 실시하며, DUV 레지스트의 경우 에 원하는 선폭을 형성하는데 중요한 공정이라고 할 수 있다. 이러한 베이크 공정후 이러한 공정 후에 현상공정을 통해서 실제의 패턴이 형성될 부분만을 남게 되고, 나머지 부분들은 모두 제거가 된다. 현상공정 후, 패턴에 따라 베이크 공정의 진행이 추가되거나 삭제되기도 한다.
또한, 급속도로 발전하고 있는 회로의 밀도 및 패턴의 선폭 감소와 함께 포토리소그라피 공정은 장치의 수율과 품질에 영향을 주는 많은 문제점들이 발생되는데, 결점을 야기시키는 공정 중에서 현상된 후, 발생되는 결함 및 결점들이 많은 엔지니어에 의해서 발견되고 있다.
이러한 범주에 속해 있는 결함으로는 현상상태의 불규칙성 및 입자에 의한 결점에 관한 많은 사례가 있었으며, 육안으로도 식별이 가능하였고, 제조공정에서 사용하는 육안결함 검사장치로도 바로 검출이 가능하였다.
수율이 급격하게 떨어지며 전체적인 수율 맵을 확인한 결과, 링 형태의 모양을 나타내면서 수율이 감소함을 보여주었다. 이에 여러 가지의 조사를 통해 포토리소그라피 공정에서 아이라인 포토레지스트를 이용한 콘택 및 비아홀 패턴 후, 홀을 막는 잔존물을 발견하였고, 이것은 현상공정에서 발생하는 것으로 밝혀졌다. 이에 이러한 잔존물을 제거하기 위한 평가를 시작하였다.
본 발명의 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법은 저속으로 회전하는 웨이퍼 상에 현상액이 분배되는 제1단계; 일정한 시간 후, 상기 웨이퍼의 회전에 의해서 노광된 영역(포지티브 레지스트)이 식각되어 막상에 패턴이 형성되는 제2단계; 상기 웨이퍼가 고속으로 회전하여 현상액과 부산물을 밖으로 밀어내는 제3단계; 상기 웨이퍼가 저속으로 회전하여 탈이온수를 분배하는 제4단계; 상기 웨이퍼가 고속으로 회전하여 패턴화된 웨이퍼 상에서 발생하는 부산물을 탈이온수로 세척하는 제5단계; 및 상기 웨이퍼가 저속으로 회전하여 건조되는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 아이라인 포토레지스트 콘택홀 및 비어홀 패턴의 현상방법을 흐름도로 나타낸 것이다.
먼저, 저속으로 회전하는 웨이퍼 상에 현상액이 분배된다(S100).
다음, 일정한 시간 후 웨이퍼의 회전에 의해서 노광된 영역(포지티브 레지스 트)이 식각되어 막상에 패턴이 형성된다(S200).
다음, 고속으로 회전하여 현상액과 부산물을 밖으로 밀어낸다(S300).
다음, 저속으로 회전하여 탈이온수를 분배한다(S400).
다음, 고속으로 회전하여 패턴화된 웨이퍼 상에서 발생하는 부산물을 탈이온수로 세척한다(S500).
다음, 상기 웨이퍼를 저속으로 회전하여 건조시킨다(S600).
상기 본 발명의 아이라인 포토레지스트 콘택홀 및 비어홀 패턴의 현상방법은 종래기술과 비교하여 볼 때, 고속으로 회전하여 현상액과 부산물을 밖으로 밀어내는(S300) 단계가 추가되었다. 즉, 종래기술의 탈이온수 분배 전에 웨이퍼의 회전으로 현상액과 부산물을 밖으로 밀어내는 고속회전단계가 추가된 것을 나타낸 것이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 종래기술과 본 발명에 있어서의 아이라인 포토레지스트 콘택홀 및 비어홀 패턴의 현상방법의 수율 맵을 나타낸 것이다. 도 4a와 도 4b를 비교해 보면, 종래기술의 탈이온수 분배 전에 웨이퍼의 회전으로 현상액과 부산물을 밖으로 밀어내는 고속회전단계를 추가함으로써 아이라인 포토레지스트를 이용한 콘택홀 및 비아홀에서의 부산물이 현저하게 감소하는 것을 보여주고 있다. 이는 수율 향상의 결과를 가져온다.
따라서, 본 발명의 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법은 다음과 같은 이점이 있다.
첫째, 포토리소그라피 공정 중에서 아이라인 저항을 이용하여 형성하는 콘택 및 비어홀 패턴의 현상공정 후에 발생하는 부산물을 제거하도록 할 수 있다.
둘째, 부산물 제거로 인한 수율을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 내용을 통해 본 업에 종사하는 당업자라면 본 발명의 기술사상을 이탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용만으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의하여 정해져야 한다.
이상에서와 같이 본 발명에 의한 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법은 콘택 및 비어홀 패턴의 현상공정 후에 발생하는 부산물을 제거할 수 있도록 하며, 이로 인한 수율을 향상시키도록 할 수 있다.

Claims (2)

  1. 저속으로 회전하는 웨이퍼 상에 현상액이 분배되는 제1단계;
    일정한 시간 후, 상기 웨이퍼의 회전에 의해서 노광된 영역(포지티브 레지스트)이 식각되어 막상에 패턴이 형성되는 제2단계;
    상기 웨이퍼가 고속으로 회전하여 현상액과 부산물을 밖으로 밀어내는 제3단계;
    상기 웨이퍼가 저속으로 회전하여 탈이온수를 분배하는 제4단계;
    상기 웨이퍼가 고속으로 회전하여 패턴화된 웨이퍼 상에서 발생하는 부산물을 탈이온수로 세척하는 제5단계; 및
    상기 웨이퍼가 저속으로 회전하여 건조되는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 패턴은 콘택홀 패턴 또는 비어홀 패턴인 것을 특징으로 하는 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법.
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