KR100672782B1 - Method for fabrication of semiconductor device capable of preventing pattern collapse - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이온주입 마스크인 포토레지스트 패턴 형성시 스컴을 효과적으로 제거하면서도, 공정 마진을 확보할 수 있는 반도체소자의 제조 방법을 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은, 기판 상에 도전패턴을 형성하는 단계; 상기 도전패턴 상에 포토레지스트를 도포하는 단계; 상기 포토레지스트를 전 열처리하는 단계; 상기 포토레지스트가 현상 후에도 일부 잔류하도록 노광하는 단계; 포토레지스트 패턴 형성을 위해 노광된 상기 포토레지스트를 현상하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 후 열처리하는 단계; 및 잔류 포토레지스트가 1500Å 내지 2000Å 제거되는 타겟으로 디스컴 공정을 실시하는 단계를 포함하는 반도체소자 제조 방법을 제공한다.The present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can effectively remove the scum when forming a photoresist pattern, which is an ion implantation mask, while ensuring a process margin, the present invention for forming a conductive pattern on a substrate step; Applying a photoresist on the conductive pattern; Preheating the photoresist; Exposing the photoresist to remain partially after development; Developing the exposed photoresist to form a photoresist pattern; Post-heat treating the photoresist pattern; And it provides a method for manufacturing a semiconductor device comprising the step of performing a decom process to the target to remove the residual photoresist 1500 ~ 2000Å.

또한, 본 발명은, 샘플 웨이퍼를 선택하여 상기한 방법을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; SEM(Scanning Electron Microscopy) 촬영을 통해 상기 포토레지스트 패턴의 오버래이를 육안 검사하여 불량 판별하는 단계; 상기 불량 판별 결과 양호함에 따라 메인 웨이퍼에 대해 상기한 방법을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 SEM 촬영을 통해 상기 메인 웨이퍼들에 대한 임계치수를 측정하여 불량을 판별하는 단계를 포함하는 반도체소자 제조 방법을 제공한다.
In addition, the present invention comprises the steps of selecting a sample wafer to form a photoresist pattern using the method described above; Visually inspecting the overlay of the photoresist pattern through SEM (Scanning Electron Microscopy) imaging to determine defects; Forming a photoresist pattern on the main wafer using the method described above as a result of the defect determination; And determining a defect by measuring critical dimensions of the main wafers through SEM imaging.

할로 이온주입, 스컴, 디스컴, 포토레지스트, 패턴 무너짐.Halo ion implantation, scum, discom, photoresist, pattern collapse.

Description

패턴 무너짐을 방지할 수 있는 반도체소자 및 그 제조 방법{METHOD FOR FABRICATION OF SEMICONDUCTOR DEVICE CAPABLE OF PREVENTING PATTERN COLLAPSE} Semiconductor device capable of preventing pattern collapse and manufacturing method thereof {METHOD FOR FABRICATION OF SEMICONDUCTOR DEVICE CAPABLE OF PREVENTING PATTERN COLLAPSE}             

도 1은 종래기술에 따른 할로 이온주입 공정을 도시한 플로우 챠트.1 is a flow chart showing a halo ion implantation process according to the prior art.

도 2는 할로 이온주입 마스크의 무너짐 현상을 도시한 평면 사진.Figure 2 is a planar photograph showing the collapse phenomenon of the halo ion implantation mask.

도 3은 도 2를 a-a' 방향으로 절취한 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line a-a 'in FIG. 2;

도 4는 종래기술에 따른 공정 중 디스컴 공정 전의 할로 이온주입 마스크를 도시한 평면 사진.Figure 4 is a plan view showing a halo ion implantation mask before the in-process discom process according to the prior art.

도 5는 테스트를 포함한 할로 이온주입 마스크 형성 공정을 도시한 플로우 챠트.5 is a flow chart illustrating a halo ion implantation mask formation process including a test.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 할로 이온주입 공정을 도시한 플로우 챠트.6 is a flow chart illustrating a halo ion implantation process according to an embodiment of the present invention.

도 7은 할로 이온주입 마스크의 패턴 무너짐이 방지된 것을 도시한 평면 사진.7 is a planar photograph showing that the pattern collapse of the halo ion implantation mask is prevented.

도 8은 도 7을 b-b' 방향으로 절취한 단면도.8 is a cross-sectional view taken along the line b-b 'of FIG. 7;

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 공정 중 과도 디스컴 공정 전의 할로 이온주입 마스크를 도시한 평면 사진. 9 is a planar photograph showing a halo ion implantation mask before a transient decom process during a process according to an embodiment of the present invention.                 

도 10은 본 발명의 테스트를 포함한 할로 이온주입 마스크 형성 공정을 도시한 플로우 챠트.
10 is a flow chart illustrating a halo ion implantation mask formation process including the test of the present invention.

본 발명은 반도체 소자의 이온주입 공정 기술에 관한 것으로 특히, 할로 이온주입 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the technology of ion implantation of semiconductor devices, and more particularly to a halo ion implantation method.

반도체 소자가 고집적화 됨에 따라 각각의 셀은 미세해져 내부의 전계 강도가 증가된다. 이러한 전계 강도의 증가는 소자동작시 드레인 부근의 공핍층에서 채널영역의 캐리어를 가속시켜 게이트 산화막으로 주입시키는 핫-캐리어 효과(hot-carrier effect)를 일으킨다. 게이트 산화막에 주입된 캐리어는 반도체 기판과 게이트 산화막의 계면에 준위를 생성시켜 문턱전압(Threshold voltage : VTH)을 변화시키거나 상호 컨덕턴스를 저하시켜 소자 특성을 저하시킨다. 그러므로, 핫-캐리어 효과에 의한 소자 특성의 저하를 감소시키기 위해 LDD(Lightly Doped Drain) 등과 같이 드레인 구조를 변화시킨 구조를 사용하여야 한다. As semiconductor devices become highly integrated, each cell becomes finer and the internal electric field strength increases. This increase in electric field strength causes a hot-carrier effect in which carriers in the channel region are accelerated and injected into the gate oxide layer in the depletion layer near the drain during device operation. The carrier injected into the gate oxide film creates a level at the interface between the semiconductor substrate and the gate oxide film, thereby changing the threshold voltage (VTH) or lowering the mutual conductance, thereby degrading device characteristics. Therefore, in order to reduce the deterioration of device characteristics due to the hot-carrier effect, a structure in which the drain structure is changed such as a lightly doped drain (LDD) or the like should be used.

그리고, 채널의 길이가 짧아짐에 따른 펀치-스루 현상을 방지하기 위하여 게이트 형성 후 LDD 형성 전에 기판의 액티브 영역의 불순물 농도를 높이기 위하여 주기율표 제17족 원소 중 플루오르(F), 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I), 아스타틴(At) 등의 할로겐 원소를 이용한 할로 이온주입(Halo implantation)을 실시한다. In order to increase the impurity concentration of the active region of the substrate after the gate formation and before the LDD formation, in order to prevent the punch-through phenomenon due to the shortening of the channel, fluorine (F), chlorine (Cl) and bromine in the Group 17 element of the periodic table Halo implantation is performed using halogen elements such as (Br), iodine (I), and asatin (At).                         

소자의 고집적도가 요구됨에 따라 LDD 방식의 소스/드레인 형성 방법 역시 숏채널 효과로 인하여 그 한계에 이르게 되었다. 이 문제를 해결하기 위하여 할로 LDD 방식을 도입하고 있다.As the high integration of devices is required, the source / drain formation method of the LDD method also reaches its limit due to the short channel effect. To solve this problem, a halo LDD scheme is introduced.

한편, 0.1㎛ 이하의 디자인 룰이 적용되는 반도체 소자 제조 공정에서는 임계막(Critical layer) 형성 공정 보다는 이온주입 등과 같은 공정이 보다 까다롭게 되었다.Meanwhile, in a semiconductor device manufacturing process to which a design rule of 0.1 μm or less is applied, a process such as ion implantation is more difficult than a critical layer forming process.

할로 이온주입을 위한 이온주입 마스크 형성 공정을 그 일예로 하면 다음과 같다.An example of an ion implantation mask forming process for halo ion implantation is as follows.

DRAM(Dynamic Random Access Memory) 반도체 소자 패턴의 하나인 소자분리막(Isolation)과 게이트전극을 형성한 다음, 이들 미세 패턴들 사이에 전기적 특성을 주기 위해서 브롬(Br) 등을 이온주입하게 된다. After forming a device isolation layer (Isolation) and a gate electrode, which is one of DRAM (Dynamic Random Access Memory) semiconductor device patterns, bromine (Br) or the like is implanted in order to provide electrical characteristics between the fine patterns.

0.1㎛의 디자인 룰이 적용되는 경우, 게이트전극 사이의 스페이스(Space)를 최소 60nm 정도를 확보하도록 하고 있다. 이 때, 패터닝된 게이트전극의 수직 높이(Height)는 약 2000Å 정도이므로 스페이스의 폭에 비해 게이트전극의 높이가 매우 높은 단차를 갖게 된다.When a design rule of 0.1 μm is applied, a space between the gate electrodes is secured at least about 60 nm. At this time, since the vertical height (Height) of the patterned gate electrode is about 2000 게이트, the height of the gate electrode has a very high step compared to the width of the space.

할로 이온주입 마스크 형성을 위한 포토리소그라피 공정은 이러한 단차 위에서 임계(Critical) 공정인 게이트전극 패턴 형성용 노광 장치보다 한 단계 낮은 노광 장치를 이용한다. 이는 제조 원가 점감을 위해 꼭 필요한 공정 조건이다. 할로 이온주입용 마스크 형성시 이온주입이 필요한 게이트전극 패턴 사이에 위치한 포토레지스트는 현상을 통해 제거하고, 이온주입이 차단되어야 하는 게이트전극 패턴 사이는 포토레지스트로 덮어 주어야 한다. The photolithography process for forming a halo ion implantation mask uses an exposure apparatus one step lower than the exposure apparatus for forming a gate electrode pattern, which is a critical process on such a step. This is an essential process condition for reducing manufacturing costs. In forming a halo ion implantation mask, the photoresist positioned between the gate electrode patterns requiring ion implantation should be removed through development, and the photoresist should be covered between the gate electrode patterns to which ion implantation should be blocked.

그러나, 상기한 단차로 인해 깊은 게이트전극 사이의 스페이스(골) 부분에서 노광시 빛이 전달되지 않고 현상 후에도 스컴(Scum)의 형태로 잔류하게 되며, 이는 잔류하는 스컴은 할로 이온주입 공정시 장애 요소로 작용한다.However, due to the above step, light is not transmitted in the space (bone) between the deep gate electrodes and remains in the form of a scum even after development, which remains as a barrier in the halo ion implantation process. Acts as.

할로 이온주입 마스크 패터닝의 질(Quality)은 포토리소그라피 공정시 노광 방법에 따라 달라질 수 있지만, 할로 이온주입 마스크 형성 전에 이미 웨이퍼 상단에 형성된 이전 공정의 마스크 패턴 등의 토폴로지(Topology) 형태에 따라 큰 차이를 나타낼 수 있다.Although the quality of the halo implantation mask patterning may vary depending on the exposure method in the photolithography process, the difference is largely dependent on the topology of the mask pattern of the previous process already formed on the wafer before forming the halo implantation mask. Can be represented.

일례로 게이트전극 패턴은 약 90nm의 선폭으로 패터닝되고, 게이트전극 패턴의 높이 또한 200Å ∼ 3000Å 정도의 깊은 단차로 형성된다. 이러한 패턴 단차에서 할로 이온주입 마스크 형성은 상당히 어려워질 수 있다. 더욱이 게이트전극 패턴과 패턴 사이의 스페이스 폭이 90nm 이하이고, 더구나 게이트 스페이서가 게이트전극 측벽에 형성되면 게이트전극 패턴 사이의 스페이스는 60nm 이하가 된다. 경우에 따라서는 스페이서용 절연막의 비균일한 증착으로 인해 스페이스가 30nm 이하인 곳도 생길 수 있게 된다. 이러한 곳은 포토레지스트가 그대로 스컴으로 잔류할 가능성이 있어서 할로 이온주입 공정에 장애가 된다.For example, the gate electrode pattern is patterned with a line width of about 90 nm, and the height of the gate electrode pattern is also formed with a deep step of about 200 mW to 3000 mW. The halo ion implantation mask formation at these pattern steps can be quite difficult. Furthermore, when the space between the gate electrode pattern and the pattern is 90 nm or less, and when the gate spacer is formed on the sidewall of the gate electrode, the space between the gate electrode pattern is 60 nm or less. In some cases, due to non-uniform deposition of the insulating film for spacers, a place where a space is 30 nm or less may occur. In such a place, the photoresist may remain as scum, thus impeding the halo ion implantation process.

게이트전극 사이의 스페이스에 위치한 포토레지스트는 축소 노광 장치의 초점심도(Depth Of Focus; 이하 DOF라 함) 범위 밖에 놓이게 되어 있어서, 노광시 포토레지스트에 빛이 충분한 에너지로 전달되지 않게 되고 현상(Development) 후 스컴으로 잔류하게 되며, 이는 할로 이온주입시 방해 요소가 된다. The photoresist located in the space between the gate electrodes is outside the depth of focus (hereinafter referred to as DOF) of the reduced exposure apparatus, so that light is not transferred to the photoresist with sufficient energy during exposure and development. After remaining as scum, it becomes an obstacle for halo ion implantation.                         

상기한 바와 같이 잔류하는 스컴 제거를 위한 공정 즉, 디스컴(De-scum)이 추가적으로 이루어지지만, 이러한 디스컴 공정에서도 경우에 따라서 제거가 어렵고, 제거를 위해 지나친 디스컴 공정을 실시할 경우 주변에 잔류된 이온주입 마스크인 포토레지스트의 두께가 얇아져서 문제를 일으킬 수 있다.As described above, a process for removing the remaining scum, that is, a descum is additionally performed, but even in such a discom process, it is difficult to remove in some cases. The thickness of the photoresist, which is the remaining ion implantation mask, may become thin and cause problems.

도 1은 종래기술에 따른 할로 이온주입 공정을 도시한 플로우 챠트로서, 이를 참조하여 종래의 할로 이온주입 공정을 살펴 본다.1 is a flow chart illustrating a halo ion implantation process according to the prior art, and looks at a conventional halo ion implantation process with reference to this.

먼저, 포토레지스트를 도포하기 전에 웨이퍼를 세정한다(S101). 세정은 O2 크리닝(Cleaning)과 웨팅(Wetting)으로 이루어진다. 웨이퍼 내에 존재하는 이물질 혹은 실리콘 산화막에 고온의 O2 플라즈마 처리를 실시함으로써, 포토레지스트의 도포를 더욱 원활히 할 수 있다.First, the wafer is cleaned before the photoresist is applied (S101). The cleaning consists of O 2 cleaning and wetting. By applying a high temperature O 2 plasma treatment to the foreign matter or silicon oxide film present in the wafer, it is possible to smoothly apply the photoresist.

여기서, 웨이퍼는 할로 이온주입 테스트를 위한 샘플용 웨이퍼 또는 메인 웨이퍼이며, 게이트전극이 형성된 상태이다.Here, the wafer is a sample wafer or main wafer for a halo ion implantation test, and a gate electrode is formed.

특히, O2 플라즈마 처리는 깊은 단차의 토폴로지를 갖는 웨이퍼에서 포토레지스트가 깊은 곳까지 채워지기 쉽게 하거나, 플로우 특성을 좋게 하기 위한 것이다.In particular, the O 2 plasma treatment is intended to facilitate filling of photoresist deep to a wafer having a deep stepped topology, or to improve flow characteristics.

이어서, 포토레지스트를 도포한 다음(S102), 노광 전에 전 열처리(Pre-baking) 공정을 실시한다(S103). 전 열처리는 통상의 방식으로 100℃의 온도에서 90초 동안 실시한다. 전 열처리 공정은 포토레지스트에 존재하는 휘발 성분을 증발시키기 위해 실시한다. Subsequently, after applying the photoresist (S102), a pre-baking process is performed before exposure (S103). The preheating is carried out in a conventional manner for 90 seconds at a temperature of 100 ° C. The preheating process is carried out to evaporate the volatile components present in the photoresist.                         

이어서, 레티클(Reticle)을 이용한 노광 공정을 실시하여 포토레지스트에 광가교 반응을 유도한다(S104). 따라서, 포지티브 타입의 포토레지스트의 경우 노광된 부분에서 광가교 반응이 일어난다.Subsequently, an exposure process using a reticle is performed to induce a photocrosslinking reaction in the photoresist (S104). Therefore, in the case of a positive type photoresist, a photocrosslinking reaction occurs in the exposed portion.

이 때, 과도 노광(Over-exposure)을 실시하여 게이트전극 사이의 골에 위치하는 포토레지스트까지 노광 에너지가 전달되도록 한다. At this time, the exposure energy is transferred to the photoresist positioned in the valley between the gate electrodes by performing over-exposure.

이어서, 현상 공정을 실시하여(S105) 광가교 반응이 일어난 포토레지스트를 제거함으로써, 할로 이온주입을 위한 이온주입 마스크인 포토레지스트 패턴을 형성한다.Subsequently, the development process is performed (S105) to remove the photoresist in which the photocrosslinking reaction has occurred, thereby forming a photoresist pattern which is an ion implantation mask for halo ion implantation.

이어서, 이온주입 마스크를 경화시키기 위해 후 열처리(Post-baking) 즉, 하드 베이킹 공정을 실시한다(S106). 후 열처리는 통상의 방식으로 110℃의 온도에서 90초 동안 실시한다. 후 열처리 공정은 후속 식각 공정에서 식각배리어로서의 역할을 하도록 포토레지스트 패턴을 경화시키기 위해 실시한다.Subsequently, a post-baking, that is, a hard baking process is performed to harden the ion implantation mask (S106). The post heat treatment is carried out in a conventional manner at a temperature of 110 ° C. for 90 seconds. The post heat treatment process is performed to cure the photoresist pattern to serve as an etching barrier in the subsequent etching process.

이어서, 얇은(Shallow) 디스컴 타겟으로 O2 플라즈마 처리 공정을 실시하여 깊은 단차가 있는 부분에서 스컴의 형태로 잔류하는 포로레지스트를 제거한다(S107). 디스컴 공정은 600Å 정도의 포토레지스트가 식각되는 타겟으로 13초 내외로 실시한다. Subsequently, an O 2 plasma treatment process is performed with a shallow discom target to remove the captive resist remaining in the form of scum at a portion having a deep step (S107). The descom process is performed in about 13 seconds with a target to which a photoresist of about 600 microseconds is etched.

이어서, 포토레지스트 패턴을 이온주입 마스크로 하여 할로 이온주입 공정을 실시한다(S108).Next, a halo ion implantation process is performed using the photoresist pattern as an ion implantation mask (S108).

상기한 종래의 할로 이온주입 공정에서는 포토레지스트 패턴의 스컴 제거 즉 , 디스컴을 위해 노광시 과도 노광 공정을 실시하여 최대한 스컴이 없도록 한 후, 부분적으로 잔류하는 스컴 등은 후 열처리 후 O2 플라즈마를 이용하여 몇초 동안 실시하는 디스컴 공정에서 제거한다.Scum removal of the above-described conventional halo-ion implantation photoresist pattern that is, subjected to excessive exposure process during exposure to the discharge compartment and then to avoid possible scum, scum, etc., which in part retained as is the O 2 plasma after the heat treatment Removed from the descom process for several seconds.

그러나, 웨이퍼 상에서 게이트전극 패턴의 골 단차가 너무 크고, 또한 게이트전극 패턴 등이 비이상적인 형태로 형성된 웨이퍼를 가지고 포토레지스트 패턴 형성 공정을 실시하면 스컴 잔류로 인한 문제는 여전히 발생한다.However, when the photoresist pattern forming process is performed with a wafer in which the valley step of the gate electrode pattern is too large on the wafer and the gate electrode pattern and the like are formed in a non-ideal form, problems due to scum residue still occur.

특히, 이러한 문제는 통상적으로 나타나지 않다가 갑자기 혹은 매우 드물고 불규칙적으로 발생하게 되므로, 스컴 잔류로 인한 문제 해결은 수율 향상을 위해 매우 중요한 과제 중 하나이다.In particular, since such problems do not usually appear and occur suddenly or very rarely and irregularly, solving the problem due to scum residue is one of the very important tasks for improving the yield.

도 2는 할로 이온주입 마스크의 무너짐 현상을 도시한 평면 사진으로, 'X' 부분에서 이온주입 마스크가 무너져 있음을 확인할 수 있다.FIG. 2 is a planar photograph showing the collapse of the halo ion implantation mask, and it can be seen that the ion implantation mask is broken at the 'X' portion.

도 3은 도 2를 a-a' 방향으로 절취한 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line a-a 'of FIG. 2.

도 2 및 도 3을 참조하면, 기판(300)에 소자분리막(301)이 형성되어 있다. 소자분리막(301)에 의해 활성영역(ACT)과 소자분리영역으로 구분된다. 기판(300) 상에는 게이트전극(302)이 형성되어 있다. 게이트전극(302) 사이에는 포토레지스트 패턴(303)이 형성되어 있으며, 포토레지스트 패턴(303)은 '304'와 같이 게이트전극(302) 상부로 돌출되어 있다. 포토레지스트 패턴(303) 형성시 잔류하는 스컴으로 인해 포토레지스트 패턴(303)의 접착 특성이 불량하게 되어 'X'와 같이 패턴 무너짐 현상이 발생한다. 2 and 3, an isolation layer 301 is formed on the substrate 300. The device isolation layer 301 divides the active region ACT and the device isolation region. The gate electrode 302 is formed on the substrate 300. A photoresist pattern 303 is formed between the gate electrodes 302, and the photoresist pattern 303 protrudes above the gate electrode 302 as shown in 304. Due to the scum remaining when the photoresist pattern 303 is formed, the adhesive property of the photoresist pattern 303 becomes poor, resulting in a pattern collapse phenomenon such as 'X'.                         

도 4는 종래기술에 따른 공정 중 디스컴 공정 전의 할로 이온주입 마스크를 도시한 평면 사진이다.4 is a planar photograph illustrating a halo ion implantation mask before a descom process during the process according to the prior art.

도 4를 참조하면, 대부분의 지역에서 스컴이 발생하지 않으나, 취약 지역에서 'Y'와 같이 여전히 스컴이 잔류함을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, scum does not occur in most regions, but scum remains in the vulnerable region, such as 'Y'.

취약 지역에서 'Y'와 같이 잔류하는 스컴은, 얕은 타겟의 디스컴 공정으로는 완전히 제거하는 것이 어렵다.Scum that remains like 'Y' in vulnerable areas is difficult to completely remove with a shallow target decom process.

도 5는 테스트를 포함한 할로 이온주입 마스크 형성 공정을 도시한 플로우 챠트로서, 이를 참조하여 종래의 할로 이온주입 마스크 형성 공정을 살펴 본다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a halo ion implantation mask forming process including a test, and looks at a conventional halo ion implantation mask forming process with reference to the flowchart.

먼저, C-할로 이온주입을 위한 샘플링 웨이퍼를 1장 선택하여 할로 이온주입 마스크 형성 공정을 실시한다(S501). First, one sampling wafer for C-halo ion implantation is selected and a halo ion implantation mask forming process is performed (S501).

구체적으로, 웨이퍼 세정 공정과 포토레지스트의 도포와 전 열처리 공정과 노광과 현상과 후 열처리 및 디스컴 공정을 실시한다. 이 때, 각 공정 단계에서는 전술한 도 1의 레시피가 적용된다.Specifically, the wafer cleaning process, the application of the photoresist, the pre-heat treatment process, the exposure, the development, the post-heat treatment and the decom process are performed. At this time, the above-described recipe of FIG. 1 is applied to each process step.

이어서, SEM(Sacnning Electron Microscopy) 촬영을 통해 샘플링된 웨이퍼에 형성된 이온주입 마스크의 임계치수(Critical Dimension; 이하 CD라 함)를 측정한다(S502). Subsequently, a critical dimension (hereinafter referred to as CD) of an ion implantation mask formed on the sampled wafer is measured by SEM (Sacnning Electron Microscopy) imaging (S502).

이 때, 이온주입 마스크와 게이트와의 오버래이(Overay) 중첩도를 X, Y 좌표를 이용하여 측정한다. 측정 결과, 샘플링 웨이퍼에 대한 이온주입 마스크의 CD가 불량할 경우 레시피(Recipe)를 변경하여 'S501' 단계를 반복하여 실시한다.At this time, the overlay overlap between the ion implantation mask and the gate is measured using X and Y coordinates. As a result of the measurement, if the CD of the ion implantation mask for the sampling wafer is defective, the recipe is changed and the 'S501' step is repeated.

측정 결과 양호할 경우 메인 웨이퍼에 대한 할로 이온주입 마스크 형성 공정 을 실시한다(S503).If the measurement result is satisfactory, the halo ion implantation mask forming process for the main wafer is performed (S503).

이 때에도, 'S501' 단계와 같은 웨이퍼 세정 공정과 포토레지스트의 도포와 전 열처리 공정과 노광과 현상과 후 열처리 및 디스컴 공정을 실시한다. At this time, the wafer cleaning process as in step S501, the application of the photoresist, the pre-heat treatment process, the exposure, the development, the post-heat treatment, and the decom process are performed.

이어서, SEM 촬영을 통해 메인 웨이퍼에 형성된 이온주입 마스크의 CD를 측정한다(S504). Subsequently, the CD of the ion implantation mask formed on the main wafer is measured by SEM imaging (S504).

측정 결과, 메인 웨이퍼에 대한 이온주입 마스크의 CD가 불량할 경우 레시피를 변경하여 'S501' 단계를 반복하여 실시한다.As a result of the measurement, if the CD of the ion implantation mask for the main wafer is defective, the recipe is changed and the 'S501' step is repeated.

양호할 경우, 이온주입 마스크 형성 공정은 완료되며, 이온주입 마스크를 이용하여 할로 이온주입을 실시하게 된다.If satisfactory, the ion implantation mask forming process is completed and halo ion implantation is performed using the ion implantation mask.

'S502'와 'S504' 단계의 이온주입 마스크와 게이트전극의 오버레이 측정은, 이온주입 마스크가 게이트전극 상부에서 얼라인먼트(Alignment) 정도가 어떤지를 관찰한다.The overlay measurement of the ion implantation mask and the gate electrode in steps S502 and S504 monitors whether the degree of alignment of the ion implantation mask is aligned on the gate electrode.

SEM 촬영을 통한 CD 측정은 이온주입 마스크의 패턴 형태가 게이트전극의 상단에서 약 0nm ∼ 60nm 인지를 측정한다. 게이트전극의 상단에 위치하는 이온주입 마스크는 후속 디스컴 공정에서 되도록 제거되도록 하여 패턴 무너짐 현상이 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다.  CD measurement through SEM imaging determines whether the pattern of the ion implantation mask is about 0 nm to 60 nm at the top of the gate electrode. It is preferable that the ion implantation mask located at the top of the gate electrode is removed so as to be removed in a subsequent decom process to prevent a pattern collapse phenomenon.

전술한 바와 같은 종래의 테스트를 포함한 할로 이온주입 마스크 형성 공정은 KrF 노광원으로 노광을 실시할 경우 노광 에너지 마진(Exposure Latitude; 이하 E/L이라 함)은 4mJ 정도이고, 축소 노광 장치의 DOF는 0.1㎛ 이내이므로 공정 마진이 작다. 따라서, 이온주입시 공정 마진을 확보하는 것이 힘들다.
In the halo ion implantation mask formation process including the conventional test as described above, the exposure energy margin (Exposure Latitude; hereinafter referred to as E / L) is about 4 mJ when the exposure is performed using the KrF exposure source, and the DOF of the reduced exposure apparatus is The process margin is small because it is within 0.1 μm. Therefore, it is difficult to secure process margins during ion implantation.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 이온주입 마스크인 포토레지스트 패턴 형성시 스컴을 효과적으로 제거하면서도, 공정 마진을 확보할 수 있는 반도체소자의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, while effectively removing scum when forming a photoresist pattern as an ion implantation mask, It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device which can secure a margin.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 기판 상에 도전패턴을 형성하는 단계; 상기 도전패턴 상에 포토레지스트를 도포하는 단계; 상기 포토레지스트를 전 열처리하는 단계; 상기 포토레지스트가 현상 후에도 일부 잔류하도록 노광하는 단계; 포토레지스트 패턴 형성을 위해 노광된 상기 포토레지스트를 현상하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 후 열처리하는 단계; 및 잔류 포토레지스트가 1500Å 내지 2000Å 제거되는 타겟으로 디스컴 공정을 실시하는 단계를 포함하는 반도체소자 제조 방법을 제공한다.The present invention to achieve the above object, forming a conductive pattern on a substrate; Applying a photoresist on the conductive pattern; Preheating the photoresist; Exposing the photoresist to remain partially after development; Developing the exposed photoresist to form a photoresist pattern; Post-heat treating the photoresist pattern; And it provides a method for manufacturing a semiconductor device comprising the step of performing a decom process to the target to remove the residual photoresist 1500 ~ 2000Å.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 샘플 웨이퍼를 선택하여 상기한 방법을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; SEM(Scanning Electron Microscopy) 촬영을 통해 상기 포토레지스트 패턴의 오버래이를 육안 검사하여 불량 판별하는 단계; 상기 불량 판별 결과 양호함에 따라 메인 웨이퍼에 대해 상기한 방법을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 SEM 촬영을 통해 상기 메 인 웨이퍼들에 대한 임계치수를 측정하여 불량을 판별하는 단계를 포함하는 반도체소자 제조 방법을 제공한다.
In addition, to achieve the above object, the present invention comprises the steps of selecting a sample wafer to form a photoresist pattern using the method described above; Visually inspecting the overlay of the photoresist pattern through SEM (Scanning Electron Microscopy) imaging to determine defects; Forming a photoresist pattern on the main wafer using the method described above as a result of the defect determination; And determining a defect by measuring critical dimensions of the main wafers through SEM imaging.

종래의 경우 이온주입 마스크인 포토레지스트 패턴을 형성할 때 과도한 노광을 실시하여 스컴 발생을 최대한 억제하고, 후속 디스컴 공정 즉, O2 플라즈마 처리 공정을 얇은 타겟으로 실시하여 잔류하는 스컴을 제거하였다.In the conventional case, excessive exposure was performed when forming a photoresist pattern, which is an ion implantation mask, to minimize scum generation, and subsequent scum processes, that is, an O 2 plasma treatment process, were performed with a thin target to remove residual scum.

그러나, 본 발명은 종래와는 달리 이온주입 마스크인 포토레지스트 패턴을 형성할 때에는 과소 노광을 실시하고, 후속 디스컴 공정 즉, O2 플라즈마 처리 공정을 과도한 타겟으로 실시하여 잔류하는 스컴을 제거한다.However, according to the present invention, when forming a photoresist pattern, which is an ion implantation mask, underexposure is performed, and subsequent scum processes, that is, an O 2 plasma treatment process, are performed with excessive targets to remove residual scum.

이를 통해, O2 플라즈마 처리 후 발생하는 포토레지스트 패턴의 무너짐(Collapse) 문제도 해결하고, 브롬 등을 이용한 할로 이온주입이 원활하게 이루어지도록 한다.Through this, the problem of the collapse of the photoresist pattern generated after the O 2 plasma treatment is also solved, and halo ion implantation using bromine or the like is smoothly performed.

아울러, EL과 DOF의 마진을 높여 공정 마진을 높일 수 있다.
In addition, the margin of EL and DOF can be increased to increase the process margin.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. do.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 할로 이온주입 공정을 도시한 플로우 챠트로서, 이를 참조하여 본 발명의 할로 이온주입 공정을 살펴 본다. FIG. 6 is a flowchart illustrating a halo ion implantation process according to an embodiment of the present invention, and looks at the halo ion implantation process of the present invention with reference to the flowchart.                     

먼저, 포토레지스트를 도포하기 전에 웨이퍼를 세정한다(S601). 세정은 O2 크리닝과 웨팅으로 이루어진다. 웨이퍼 내에 존재하는 이물질 혹은 실리콘 산화막에 고온의 O2 플라즈마 처리를 실시함으로써, 포토레지스트의 도포를 더욱 원활히 할 수 있다.First, the wafer is cleaned before the photoresist is applied (S601). The cleaning consists of O 2 cleaning and wetting. By applying a high temperature O 2 plasma treatment to the foreign matter or silicon oxide film present in the wafer, it is possible to smoothly apply the photoresist.

여기서, 웨이퍼는 할로 이온주입 테스트를 위한 샘플용 웨이퍼 또는 메인 웨이퍼이며, 게이트전극이 형성된 상태이다.Here, the wafer is a sample wafer or main wafer for a halo ion implantation test, and a gate electrode is formed.

특히, O2 플라즈마 처리는 깊은 단차의 토폴로지를 갖는 웨이퍼에서 포토레지스트가 깊은 곳까지 채워지기 쉽게 하거나, 플로우 특성을 좋게 하기 위한 것으로 5초 ∼ 10초 동안 실시하는 것이 바람직하다. In particular, the O 2 plasma treatment is preferably performed for 5 to 10 seconds in order to facilitate filling of the photoresist to a deep position or to improve flow characteristics in a wafer having a deep stepped topology.

이어서, 포토레지스트를 도포한다(S602). 포토레지스트는 게이트전극 위로 1000Å ∼ 2000Å 정도의 두께가 되도록 도포하는 것이 바람직하다.Next, a photoresist is applied (S602). The photoresist is preferably applied so as to have a thickness of about 1000 GPa to 2000 GPa above the gate electrode.

노광 전에 전 열처리 공정을 실시한다(S603). 전 열처리는 통상의 방식으로 90℃ ∼ 100℃의 온도에서 90초 ∼ 150초 동안 실시한다. 전 열처리 공정은 포토레지스트에 존재하는 솔벤트(Solvent) 등을 휘발시키며, 게이트전극 사이의 골(스페이스)로의 갭-필(Gap-fill) 특성을 높이기 위해 실시한다.Before the exposure is subjected to a pre-heat treatment step (S603). The preheating is carried out in a conventional manner for 90 seconds to 150 seconds at a temperature of 90 ℃ to 100 ℃. The pretreatment process volatilizes a solvent, etc., present in the photoresist, and is performed to increase gap-fill characteristics to the valleys between the gate electrodes.

이어서, 레티클을 이용한 노광 공정을 실시하여 포토레지스트에 광가교 반응을 유도한다(S604). 따라서, 포지티브 타입의 포토레지스트의 경우 노광된 부분에서 광가교 반응이 일어난다.Subsequently, an exposure process using a reticle is performed to induce a photocrosslinking reaction in the photoresist (S604). Therefore, in the case of a positive type photoresist, a photocrosslinking reaction occurs in the exposed portion.

이 때, 과소 노광(Under-exposure)을 실시하여 게이트전극 상부에서의 포토 레지스트는 충분한 패턴 형성을 위한 노광이 되도록 하는 반면, 게이트전극 사이의 골에서는 완전한 노광이 이루어지지 않고 현상 후에도 100Å 미만(즉, 0Å ∼ 100Å)으로 존재할 수 있도록 한다.At this time, under-exposure is performed so that the photoresist on the gate electrode is exposed for sufficient pattern formation, while the valley between the gate electrodes is not completely exposed and is less than 100 μs even after development. , 0Å-100Å).

이어서, 현상 공정을 실시하여(S605) 광가교 반응이 일어난 포토레지스트를 제거함으로써, 할로 이온주입을 위한 이온주입 마스크인 포토레지스트 패턴을 형성한다.Subsequently, the development process is performed (S605) to remove the photoresist in which the photocrosslinking reaction has occurred, thereby forming a photoresist pattern which is an ion implantation mask for halo ion implantation.

이어서, 이온주입 마스크를 경화시키기 위해 후 열처리 즉, 하드 베이킹 공정을 실시한다(S606). 후 열처리는 통상의 방식으로 140℃ ∼ 150℃의 온도에서 90초 ∼ 150초 동안 실시한다. 통상의 후 열처리 공정은 후속 식각 공정에서 식각배리어로서의 역할을 하도록 포토레지스트 패턴을 경화시키기 위해 실시하는 바, 본 발명에서는 이 목적 뿐만 아니라 잔류된 포토레지스트가 고온에서 하단의 깊은 곳까지 플로우 될 수 있도록 하는 레지스트 플로우의 목적도 있다.Subsequently, a post-heat treatment, that is, a hard baking process is performed to harden the ion implantation mask (S606). After the heat treatment is carried out in a conventional manner for 90 seconds to 150 seconds at a temperature of 140 ℃ to 150 ℃. A conventional post-heat treatment process is performed to cure the photoresist pattern to serve as an etch barrier in the subsequent etching process. In the present invention, not only this purpose but also the remaining photoresist may flow from a high temperature to a deep bottom. There is also a purpose of resist flow.

한편, 후 열처리 공정 시간을 줄이기 위해 180℃ ∼ 200℃의 온도에서 60초 ∼ 90초 동안 실시할 수도 있다.On the other hand, it may be carried out for 60 seconds to 90 seconds at a temperature of 180 ℃ to 200 ℃ to reduce the post-heat treatment process time.

이어서, 두꺼운 디스컴 타겟으로 O2 플라즈마 처리 공정을 실시하여 깊은 단차가 있는 부분에서 스컴의 형태로 잔류하는 포로레지스트를 제거한다(S607). 종래의 디스컴 공정은 600Å 정도의 포토레지스트가 식각되는 타겟으로 13초 내외로 실시하였으나, 본 발명에서는 1500Å ∼ 2000Å 정도의 잔류하는 포토레지스트가 제거되는 타겟으로 30초 ∼ 50초 동안 실시한다. 즉, 종래에 비해 3배 정도 강한 디 스컴 공정을 실시한다.Subsequently, an O 2 plasma treatment process is performed on the thick disc system target to remove the captive resist remaining in the form of scum at the portion having a deep step (S607). In the conventional discom process, the photoresist of about 600 GPa is etched in about 13 seconds, but in the present invention, the photoresist of about 1500 GPa to 2000 GP is removed for 30 seconds to 50 seconds. That is, the disc process is about three times stronger than in the prior art.

이어서, 포토레지스트 패턴을 이온주입 마스크로 하여 할로 이온주입 공정을 실시한다(S608).Next, a halo ion implantation process is performed using the photoresist pattern as an ion implantation mask (S608).

상기한 본 발명의 일실시예에 따른 할로 이온주입 공정에서는 포토레지스트의 노광시 과소 노광 공정을 실시하여 일부의 스컴이 잔류하도록 한 다음, 잔류하는 스컴 등은 후 열처리 후 두거운 타겟의 O2 플라즈마를 이용하는 디스컴 공정에서 완전히 제거한다.In the halo ion implantation process according to the embodiment of the present invention, an underexposure process is performed during the exposure of the photoresist so that some scums remain, and the remaining scums are then subjected to a post-heat treatment, followed by a thick target O 2 plasma. Removed completely in the descom process using.

도 7은 할로 이온주입 마스크의 패턴 무너짐이 방지된 것을 도시한 평면 사진으로, 이온주입 마스크가 무너지지 않았음을 확인할 수 있다.7 is a planar photograph showing that the pattern collapse of the halo ion implantation mask is prevented, and it can be seen that the ion implantation mask is not collapsed.

도 8은 도 7을 b-b' 방향으로 절취한 단면도이다.8 is a cross-sectional view taken along the line b-b 'of FIG. 7.

도 8 및 도 7을 참조하면, 기판(800)에 소자분리막(801)이 형성되어 있다. 소자분리막(801)에 의해 활성영역(ACT)과 소자분리영역으로 구분된다. 기판(800) 상에는 게이트전극(802)이 형성되어 있다. 게이트전극(802) 사이에는 포토레지스트 패턴(803)이 형성되어 있으며, 포토레지스트 패턴(803)의 '804'와 같이 돌출된 부분은 게이트전극(802)에 의해 둘러 쌓여 있어 패턴 무너짐이 발생하여도 게이트전극(802)에 의해 보호되므로, 후속 할로 이온주입 공정시 불량 발생이 방지된다.8 and 7, an isolation layer 801 is formed on the substrate 800. The device isolation layer 801 divides the active region ACT and the device isolation region. The gate electrode 802 is formed on the substrate 800. The photoresist pattern 803 is formed between the gate electrodes 802. The protruding portion of the photoresist pattern 803 as '804' is surrounded by the gate electrode 802, so that a pattern collapse occurs. Since it is protected by the gate electrode 802, defects are prevented in the subsequent halo ion implantation process.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 공정 중 과도 디스컴 공정 전의 할로 이온주입 마스크를 도시한 평면 사진이다.FIG. 9 is a planar photograph illustrating a halo ion implantation mask before a transient decom process during a process according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 할로 이온주입 마스크 형성 후 스컴이 층간절연막 패턴을 부분적으로 가리고 있는 상태 및 할로 이온주입 마스크 양쪽의 게이트전극 중앙에 위치함을 알 수 있다.Referring to FIG. 9, it can be seen that after forming the halo ion implantation mask, scum partially covers the interlayer dielectric layer pattern and is positioned at the centers of the gate electrodes of both the halo ion implantation masks.

도면부호 'P'는 포토레지스트의 스컴에 의해 패턴이 오픈되지 않은 영역을 나타내며, 도면부호 'Q'는 층간절연막 패턴이 오픈된 영역을 나타낸다. Reference numeral 'P' denotes an area in which the pattern is not opened by the scum of the photoresist, and reference numeral 'Q' denotes an area in which the interlayer insulating film pattern is opened.

이러한 스컴은 후속 과도한 타겟의 디스컴 공정에 의해 거의 제거된다.This scum is almost eliminated by the subsequent descum process of excessive targets.

도 10은 본 발명의 테스트를 포함한 할로 이온주입 마스크 형성 공정을 도시한 플로우 챠트로서, 이를 참조하여 본 발명의 할로 이온주입 마스크 형성 공정을 살펴 본다.FIG. 10 is a flowchart illustrating a halo ion implantation mask forming process including a test of the present invention, and looks at the halo ion implantation mask forming process of the present invention with reference to the flowchart.

먼저, C-할로 이온주입을 위한 샘플링 웨이퍼를 1장 선택하여 할로 이온주입 마스크 형성 공정을 실시한다(S110). First, one sampling wafer for C-halo ion implantation is selected and a halo ion implantation mask forming process is performed (S110).

구체적으로, 웨이퍼 세정 공정과 포토레지스트의 도포와 전 열처리 공정과 노광과 현상과 후 열처리 및 디스컴 공정을 실시한다. 이 때, 각 공정 단계에서는 전술한 도 6의 레시피가 적용된다.Specifically, the wafer cleaning process, the application of the photoresist, the pre-heat treatment process, the exposure, the development, the post-heat treatment and the decom process are performed. At this time, the above-described recipe of FIG. 6 is applied to each process step.

이어서, 샘플링된 웨이퍼의 마스크 패턴 육안 검사를 실시한다(S111).Next, a mask pattern visual inspection of the sampled wafer is performed (S111).

즉. SEM 촬영을 통해 샘플링된 웨이퍼에 형성된 이온주입 마스크의 CD 측정은 생략하고, 할로 이온주입 마스크의 패턴 중첩도는 X 또는 Y 방향 중 하나를 선택하여 측정한다. 이 때, 하단의 게이트전극 방향과 일치한 패턴 오버래이만 측정하고 하나는 스펙을 벗어나더라도 무시한다.In other words. CD measurement of the ion implantation mask formed on the wafer sampled by SEM imaging is omitted, and the pattern overlapping degree of the halo ion implantation mask is measured by selecting one of the X and Y directions. At this time, only the pattern overlay matching the direction of the bottom gate electrode is measured and one is ignored even if it is out of specification.

이 때, 마스크 패턴의 프로파일 및 그 양단이 게이트전극 패턴의 중앙에 위치하는 가를 확인함으로써, 오버래이 측정 공정을 대신할 수 있다. At this time, by checking the profile of the mask pattern and whether both ends are located in the center of the gate electrode pattern, it is possible to replace the overlay measurement process.                     

따라서, 도 9의 SEM 사진에서 층간절연막 패턴의 절반 정도로 오픈되도록 노광 공정을 실시하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable to perform the exposure process so that about half of the interlayer insulating film pattern is opened in the SEM photograph of FIG. 9.

CD SEM 촬영에 의한 오버래이 확인 시, 할로 이온주입 마스크와 게이트전극 패턴과의 오버래이 정도를 확인한다. 구체적으로, 게이트전극 상단에 위치한 할로 이온주입 마스크 패턴의 중앙이 양쪽에 있는 두개의 게이트전극 패턴 중앙과 일치했을 때, 할로 이온주입 마스크의 선폭의 1/2을 벗어나지 않은 상태가 양호한 경우이다.When checking the overlay by CD SEM, the degree of overlay between the halo ion implantation mask and the gate electrode pattern is checked. Specifically, when the center of the halo ion implantation mask pattern positioned on the top of the gate electrode coincides with the center of two gate electrode patterns on both sides, it is a good case that the state does not deviate from 1/2 of the line width of the halo ion implantation mask.

측정 결과, 샘플링 웨이퍼에 대한 이온주입 마스크의 CD가 불량할 경우 레시피를 변경하여 'S110' 단계를 반복하여 실시한다.As a result of the measurement, if the CD of the ion implantation mask for the sampling wafer is defective, the recipe is changed and the 'S110' step is repeated.

측정 결과 양호할 경우 메인 웨이퍼에 대한 할로 이온주입 마스크 형성 공정을 실시한다(S112).If the measurement result is satisfactory, the halo ion implantation mask forming process for the main wafer is performed (S112).

이 때에도, 'S110' 단계와 같은 웨이퍼 세정 공정과 포토레지스트의 도포와 전 열처리 공정과 노광과 현상과 후 열처리 및 디스컴 공정을 실시한다. In this case, the wafer cleaning process, the photoresist coating, the pre-heat treatment process, the exposure, the development, the post-heat treatment, and the decom process are performed as in the step S110.

이어서, SEM 촬영을 통해 메인 웨이퍼에 형성된 이온주입 마스크의 CD를 측정한다(S113). Subsequently, the CD of the ion implantation mask formed on the main wafer is measured by SEM imaging (S113).

측정 결과, 메인 웨이퍼에 대한 이온주입 마스크의 CD가 불량할 경우 레시피를 변경하여 'S110' 단계를 반복하여 실시한다.As a result of the measurement, if the CD of the ion implantation mask for the main wafer is bad, the recipe is changed and the step 'S110' is repeated.

양호할 경우, 이온주입 마스크 형성 공정은 완료되며, 이온주입 마스크를 이용하여 할로 이온주입을 실시하게 된다.If satisfactory, the ion implantation mask forming process is completed and halo ion implantation is performed using the ion implantation mask.

종래의 경우 'S110' 단계의 이온주입 마스크와 게이트전극의 오버레이 측정 시, 이온주입 마스크가 게이트전극 상부에서 얼라인먼트 정도가 어떤지를 관찰하는 바, SEM 촬영을 통한 CD 측정시 이온주입 마스크의 패턴 형태가 게이트전극의 상단에서 약 0nm ∼ 60nm 인지를 측정하였다.In the conventional case, when the overlay measurement of the ion implantation mask and the gate electrode in the step 'S110' is observed, the degree of alignment of the ion implantation mask is observed on the upper portion of the gate electrode. It was measured whether or not about 0nm to 60nm at the top of the gate electrode.

그러나, 본 발명은 X와 Y중 하나를 택일하는 할로 이온주입 마스크의 게이트전극과의 오버래이 측정 공정에서 할로 이온주입 마스크가 두개의 게이트전극 패턴 상부에서 중앙에 얼라인먼트 되어 있는지만 CD SEM 육안 검사시 확인하고 별도의 오버래이 측정 장치로 측정하지 않는다. 오버래이 측정 공정 생략으로 TAT(Turn Around Time)을 단축시킬 수 있다.
However, the present invention shows that although the halo ion implantation mask is aligned at the center of the two gate electrode patterns in the overlay measurement process with the gate electrode of the halo ion implantation mask which selects one of X and Y, the CD SEM visual inspection Check and do not measure with a separate overlay measuring device. Omission of the overlay measurement process can reduce the TAT (Turn Around Time).

전술한 바와 같이 이루어지는 본 발명은, 4mJ 정도이던 종래의 E/L을 10mJ 정도로 증가시키고, 축소 노광 장치의 DOF를 0.1㎛에서 0.5㎛으로 증가시킬 수 있어 공정 마진을 향상시킨다.According to the present invention made as described above, the conventional E / L, which was about 4 mJ, can be increased to about 10 mJ, and the DOF of the reduced exposure apparatus can be increased from 0.1 m to 0.5 m, thereby improving the process margin.

종래의 할로 이온주입 마스크는 불완전한 웨이퍼 입고시 게이트전극 사이의 골에 스컴이 잔류하였으나. 본 발명은 마진이 충분하고 과도 디스컴 공정으로 이를 쉽게 제거할 수 있다.In the conventional halo ion implantation mask, scum remained in the valleys between the gate electrodes when incomplete wafers were worn. The present invention has a sufficient margin and can be easily removed by a transient descom process.

오버래이 측정을 CD SEM으로 육안 검사시 동시에 실시하므로 고가의 오버래이 측정 장치를 사용하지 않아 원가를 절감할 수 있고, 공정 TAT를 단축시킬 수 있다.Overlay measurement is performed simultaneously with visual inspection by CD SEM, so it is possible to reduce cost and shorten process TAT by not using expensive overlay measuring device.

게이트전극 상부에 세워지는 포토레지스트 패턴이 게이트전극 양쪽 패턴 골 안쪽의 절반 깊이 내에서 형성되도록 할로 이온주입 마스크를 형성하므로 포토레지 스트 패턴 무너짐이 발생하더라도 디펙트로 작용하지 않고, 안정된 할로 이온주입 공정을 진행할 수 있음을 실시예롤 통해 알아보았다.
Since the photoresist pattern standing on the gate electrode is formed within the depth of half of the inside of the gate electrode pattern valley, a halo ion implantation mask is formed so that even if the photoresist pattern collapse occurs, it does not act as a defect, but a stable halo ion implantation process. It was found through the example roll that it can proceed.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

예컨대, 상기한 예에서는 할로 이온주입 마스크 및 이를 이용한 할로 이온주입 공정을 그 예로 하였으나, 이외에도 이온주입을 위한 모든 마스크와 모든 이온주입 공정에 응용할 수 있다.
For example, in the above example, a halo ion implantation mask and a halo ion implantation process using the same are exemplified, but it can be applied to all masks and all ion implantation processes for ion implantation.

상술한 바와 같은 본 발명은, 이온주입 마스크인 포토레지스트 패턴 형성시 스컴을 효과적으로 제거하면서도, 공정 마진을 확보할 수 있어, 반도체 소자의 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above, while effectively removing scum when forming a photoresist pattern as an ion implantation mask, can secure a process margin, thereby improving the yield of a semiconductor device.

또한, 공정 시간과 원가를 절감할 수 있어, 가격경쟁력과 생산성을 높이는 효과가 있다.In addition, the process time and cost can be reduced, thereby increasing the price competitiveness and productivity.

Claims (12)

기판 상에 도전패턴을 형성하는 단계;Forming a conductive pattern on the substrate; 상기 도전패턴 상에 포토레지스트를 도포하는 단계;Applying a photoresist on the conductive pattern; 상기 포토레지스트를 전 열처리하는 단계;Preheating the photoresist; 상기 포토레지스트가 현상 후에도 일부 잔류하도록 노광하는 단계;Exposing the photoresist to remain partially after development; 포토레지스트 패턴 형성을 위해 노광된 상기 포토레지스트를 현상하는 단계;Developing the exposed photoresist to form a photoresist pattern; 상기 포토레지스트 패턴을 후 열처리하는 단계; 및Post-heat treating the photoresist pattern; And 잔류 포토레지스트가 1500Å 내지 2000Å 제거되는 타겟으로 디스컴 공정을 실시하는 단계Performing a decom process to a target from which 1500 포토 to 2000 Å of residual photoresist is removed; 를 포함하는 반도체소자 제조 방법.Semiconductor device manufacturing method comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 노광하는 단계에서, 상기 포토레지스트가 현상 후 0Å 내지 100Å 잔류하도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조 방법.In the exposing step, the photoresist is left to 0Å to 100Å after development. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 디스컴 공정을 실시하는 단계에서, O2 플라즈마를 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조 방법.In the step of performing the discom process, a semiconductor device manufacturing method characterized in that using the O 2 plasma. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 후 열처리하는 단계는 140℃ 내지 150℃의 온도에서 90초 내지 150초 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조 방법.The heat treatment after the semiconductor device manufacturing method, characterized in that carried out for 90 seconds to 150 seconds at a temperature of 140 ℃ to 150 ℃. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 후 열처리하는 단계는 180℃ 내지 200℃의 온도에서 60초 내지 90초 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조 방법.The heat treatment after the semiconductor device manufacturing method, characterized in that carried out for 60 seconds to 90 seconds at a temperature of 180 ℃ to 200 ℃. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전 열처리하는 단계는 90℃ 내지 100℃의 온도에서 90초 내지 150초 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조 방법.The pre-heating step is a semiconductor device manufacturing method, characterized in that carried out for 90 seconds to 150 seconds at a temperature of 90 ℃ to 100 ℃. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 포토레지스트를 1000Å 내지 2000Å의 두께로 도포하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조 방법.The photoresist is applied in a thickness of 1000kPa to 2000kPa semiconductor device manufacturing method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 포토레지스트를 도포하는 단계 전에,Before applying the photoresist, 상기 기판을 O2 플라즈마를 이용하여 5초 내지 10초 동안 세정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조 방법.And cleaning the substrate using O 2 plasma for 5 seconds to 10 seconds. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 디스컴 공정을 실시하는 단계 후,After the step of performing the discom process, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 도전패턴 측면의 상기 기판에 불순물을 이온주입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조 방법.And implanting impurities into the substrate on the side surface of the conductive pattern by using the photoresist pattern. 샘플 웨이퍼를 선택하여 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 방법을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;Selecting a sample wafer to form a photoresist pattern using the method of any one of claims 1 to 8; SEM(Scanning Electron Microscopy) 촬영을 통해 상기 포토레지스트 패턴의 오버래이를 육안 검사하여 불량 판별하는 단계;Visually inspecting the overlay of the photoresist pattern through SEM (Scanning Electron Microscopy) imaging to determine defects; 상기 불량 판별 결과 양호함에 따라 메인 웨이퍼에 대해 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 방법을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및Forming a photoresist pattern on the main wafer using the method of any one of claims 1 to 8 as a result of the defect determination; And SEM 촬영을 통해 상기 메인 웨이퍼들에 대한 임계치수를 측정하여 불량을 판별하는 단계Determining a defect by measuring the critical dimension for the main wafers through SEM imaging 를 포함하는 반도체소자 제조 방법.Semiconductor device manufacturing method comprising a. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 포토레지스트 패턴의 오버래이를 육안 검사하는 단계에서, 상기 도전패턴과 상기 포토레지스트 패턴의 얼라인먼트 만을 육안으로 확인하고, 임계치수 측정은 하지 않는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조 방법.In the step of visually inspecting the overlay of the photoresist pattern, only the alignment of the conductive pattern and the photoresist pattern with the naked eye, and the critical dimension measurement is not carried out. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,The method of claim 10 or 11, 상기 포토레지스트 패턴의 오버래이를 육안 검사하는 단계에서, In the step of visually inspecting the overlay of the photoresist pattern, 상기 도전패턴과 상기 포토레지스트 패턴의 얼라인먼트 만을 육안으로 확인하고, 임계치수 측정은 하지 않는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조 방법.And visually confirming only the alignment of the conductive pattern and the photoresist pattern and not measuring the critical dimension.
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