KR100720533B1 - 식각 공정 후의 세정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세정 방법에 관한 것으로, 특히 식각 공정 이후의 세정 방법에 관한 것이다.

식각 공정 이후에 본 발명의 세정 방법에 의하면 먼저 가벼운 가스 원자의 스퍼터링 현상을 이용하여 상기 부산물을 제거하고, 단단해진 상기 포토레지스트 패턴을 연하게 한다. 이러한 공정은 100mT의 기압에서 300W의 전압으로 300sccm의 수소와 500sccm의 헬륨을 이용하여 행해질 수 있다.

이어서 포토레지스트 패턴을 제거한다. 포토레지스트 패턴을 제거하는 공정은 400mT의 압력으로 150℃의 온도에서 2000sccm의 산소를 이용할 수 있다.

식각, 세정, 폴리머

Description

식각 공정 후의 세정 방법{Method for Cleaning after Etching Process}

도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 의해 폴리실리콘을 세정하는 것을 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 세정 방법의 순서를 나타내는 흐름도.

<주요 도면 부호에 대한 설명>

2 : 폴리실리콘 4 : 포토레지스트 패턴

6 : 폴리머

본 발명은 반도체 소자의 세정 방법에 관한 것으로, 특히 폴리실리콘의 식각에서 발생된 부산물을 효율적으로 제거할 수 있는 반도체 소자의 세정 방법에 관한 것이다.

반도체 제조 공정에서 형성되는 각종 패턴은 주로 포토리소그라피 (Photolithography) 공정을 통해 형성한다. 포토리소그라피 공정은 식각대상층 상에 포토레지스트를 도포하는 도포공정과 도포된 포토레지스트에 광을 조사하는 노광공정 및 노광되거나 노광되지 않은 포토레지스트 부분을 제거하는 현상공정으로 구성된다. 이런 노광공정과 현상공정을 일컫는 사진공정을 통하여 얻어진 포토레지스트 패턴을 이용해서 피식각층을 식각함으로써 원하는 패턴을 형성한다.

반도체를 제조하는 공정에서 이처럼 패턴을 형성하는 공정은 수없이 많이 되풀이되고, 사진공정에서 사용되는 포토레지스트 물질은 다음의 패턴을 형성하기 전에 제거된다. 이처럼 포토레지스트 물질을 제거하는 공정을 에싱(ashing)이라고 한다.

에싱공정은 크게 건식 에싱과 습식 에싱으로 구분되는데, 습식 에싱에는 파티클(particle)과 폐액처리 등의 문제점이 따르기 때문에 주로 건식 에싱을 사용한다. 건식 에싱은 주로 산소 플라즈마 방식을 이용하는 것으로, 포토레지스트에 산소를 공급하여 산화시킴으로써 포토레지스트를 제거한다.

이때, 건식 식각 중에는 식각가스의 원자가 가속되어 식각되는 물질과 충돌하면서 여러가지 화학 반응을 일으킨다. 포토레지스트 물질 역시 가속된 가스와 충돌하여 화학반응을 일으키며 고유의 성질이 변하여 단단해진다.

이처럼 단단해진 포토레지스트 패턴은 이후의 에싱공정을 통하여도 잘 제거되지 않는다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단단해진 포토레지스트 패턴 및 부산물을 효율적으로 제거하기 위한 식각 공정 후의 세정 방법에 관한 것이다.

이러한 목적들을 달성하기 위하여, 식각 공정 이후의 본 발명에 의한 세정 방법에 의하면 먼저 가벼운 가스 원자의 스퍼터링 현상을 이용하여 상기 부산물을 제거하고, 단단해진 상기 포토레지스트 패턴을 연하게 한다. 이러한 공정은 100mT의 기압에서 300W의 전압으로 300sccm의 수소와 500sccm의 헬륨을 이용하여 행해질 수 있다.

이어서 포토레지스트 패턴을 제거한다. 포토레지스트 패턴을 제거하는 공정은 400mT의 압력으로 150℃의 온도에서 2000sccm의 산소를 이용할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

반도체 소자를 구성하는 수없이 많은 패턴은 주로 포토리소그라피 공정으로 형성된다. 포토리소그라피 공정으로 패턴을 형성하기 위해서는 피식각층의 식각 영역을 한정하기 위한 마스크(Mask)로 포토레지스트 패턴을 이용한다.

도 1a은 게이트 전극 형성이나 좁은 트렌치 소자 분리등의 공정등에 사용되는 폴리실리콘(2)을 포토레지스트 패턴(4)을 이용하여 식각한 후의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1a를 참조하면, 피식각층인 폴리실리콘(2)은 포토레지스트 패턴(4)에 의 해 선택적으로 식각되어 패터닝 되고, 포토레지스트 패턴(4) 주위에는 식각 공정에서 발생한 부산물(6)이 흡착된다. 또한, 식각시에는 가속된 식각 가스에 의해 여러 화학 반으이 일어나고 포토레지스트 역시 이러한 화학 반응이 일어난다. 화학 반응이 일어나 포토레지스트 패턴은 단단해져서 이후의 에싱공정에서 쉽게 제거되지 않는다.

이처럼 단단해진 포토레지스트 패턴(4) 및 포토레지스트 패턴(4) 주위에 흡착된 부산물(6)을 제거하는 방법은 도 2와 같은 흐름도의 단계를 거친다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 불순물 제거 단계는 식각 공정(S1) 이후에, 먼저 수소(O₂)와 헬륨(He)을 이용하여 표면 처리하는 단계를 시행한다.(S2)

표면 처리 단계(S2)는 플라즈마 에싱 장비를 이용한다.

이때 표면 처리 단계(S2)는 수소(O₂) 및 헬륨(He) 가스를 이용하여 실시한다. 좀 더 자세히 살펴보면, 표면 처리 단계(S2)는 100mT의 기압에서 300W의 전압으로 300sccm의 수소(O₂) 및 500sccm의 헬륨(He)을 이용하여 시행한다.

표면 처리 단계(S2)는 수소(O₂) 및 헬륨(He) 등의 가벼운 가스의 스퍼터링 현상을 이용함으로써 폴리실리콘(2)의 표면에 손상을 주지 않으면서 단단해진 포토레지스트 패턴(4)을 연하게 한다. 또한 포토레지스트 패턴(4)에 흡착된 부산물(6)을 제거한다.

이러한 표면 처리를 함으로써 폴리실리콘에 잔존하는 포토레지스트 패턴(4)은 도 1a와 같은 모양에서 도 1b와 같이 된다. 즉, 포토레지스트 패턴(4)에 흡착된 부산물(4)은 제거되고, 포토레지스트 패턴(4)은 어느정도 감소한 형태이다. 또한, 가벼운 가스 이온의 스퍼터링 작용으로 인하여 단단해진 포토레지스트 패턴(4)의 성질도 연성으로 변한다.

표면 처리 단계(S2)에 이어서 포토레지스트 패턴(4)을 완전히 제거하는 공정을 거친다.

포토레지스트 패턴의 제거는 산소(O₂)를 이용한다. 이때의 공정 조건은 400mT의 압력으로 150℃의 온도에서 2000sccm의 산소(O₂)를 이용하여 실시한다.

지금까지 실시예를 통하여 설명한 바와 같이, 식각 이후에 본 발명에 의한 세정 방법에 의하면, 식각 공정에서 발생한 부산물 및 단단해진 포토레지스트 패턴을 효과적으로 제거할 수 있다.

본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 이를 위해 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (4)

1. 폴리실리콘의 식각에 사용된 포토레지스트 패턴과 상기 식각 공정에서 발생된 부산물을 제거하기 위한 세정 방법으로서,

   수소 및 헬륨 가스를 이용한 스퍼터링 현상을 이용하여 상기 부산물을 제거하고 단단해진 상기 포토레지스트 패턴을 연하게 하는 제1 단계와,

   상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 제2 단계를 포함하는 식각 공정 후의 세정 방법.
2. 삭제
3. 제1항에서,

   상기 제1 단계는 100mT의 기압에서 300W의 전압으로 300sccm의 수소와 500sccm의 헬륨을 이용하는 것을 특징으로 하는 식각 공정 후의 세정 방법.
4. 제1항에서,

   상기 제2 단계는 400mT의 압력으로 150℃의 온도에서 2000sccm의 산소를 이용하는 것을 특징으로 하는 식각 공정 후의 세정 방법.

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