KR100792344B1 - 반도체 소자 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 반도체 소자 제조 방법은,

웨이퍼의 표면에 극초단파 자외선 발생부로 극초단파 자외선을 조사하거나 상압 플라즈마 발생부로 상압 플라즈마를 조사하여 웨이퍼 표면을 소수화하는 단계; 상기 웨이퍼를 냉각하는 단계; 상기 냉각된 웨이퍼에 포토 레지스트 필름을 도포하고 가열하는 단계; 상기 가열된 웨이퍼를 재냉각하는 단계; 및, 상기 재냉각된 웨이퍼 위에 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

반도체 소자 제조 방법{The fabricating method of Semiconductor device}

도 1은 종래의 반도체 소자 제조 방법을 도시한 순서도,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법을 도시한 순서도,

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법을 도시한 순서도이다.

본 발명은 반도체 소자 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 반도체 소자 제조 방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 헥사메틸디실레이젠(hexamethyldisilazane; 'HMDS')을 웨이퍼 표면에 증착하고, 상기 웨이퍼를 냉각한 후, 포토레지스트를 도포한다. 다시 웨이퍼를 가열한 후, 냉각한 다음, 노광기로 웨이퍼 위에 도포된 포토레지스트를 노광하고 현상하여 반도체 소자를 제조한다.

그러나, 상기 종래의 반도체 소자 제조 방법에서 사용되는 헥사메틸디실레이젠은 화학물로서 독성이 매우 강해서 인체에 해로운 물질이다. 또한, 상기 헥사메틸디실레이젠을 지속적으로 사용하는 경우, 지구 환경이 오염되는 문제점이 있으며, 상기 헥사메틸디실레이젠을 사용하는 방법은 대형 웨이퍼의 표면 처리시에는 그 효과가 미흡하다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 인체에 유독한 헥사메틸디실레이젠의 사용을 배제하여, 안전하고 자연친화적이며, 대형 웨이퍼의 처리에 우수한 반도체 소자 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 반도체 소자 제조 방법은,

웨이퍼의 표면에 극초단파 자외선 발생부로 극초단파 자외선을 조사하거나 상압 플라즈마 발생부로 상압 플라즈마를 조사하여 웨이퍼 표면을 소수화하는 단계; 상기 웨이퍼를 냉각하는 단계; 및, 상기 냉각된 웨이퍼에 포토 레지스트 필름을 도포하는 단계를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법을 도시한 순서도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법은, 먼저, 극초단파 자외선광원(EUV Light Source)을 구비한 극초단파 자외선 발생부를 웨이퍼의 상부에 배치한 후, 상기 극초단파 자외선 발생부로 상기 웨이퍼의 전 영역을 스캔하여 조사한다.

이렇게 극초단파 자외선이 조사된 웨이퍼는 그 표면이 소수화(hydrophoicity)되어 후속 공정에서의 포토 레지스트 필름 도포시, 웨이퍼 표면과 포토 레지스트 필름과의 접착력을 향상시키게 된다.

또는 상기와는 달리, 극초단파 자외선 발생부는 고정되어 있고, 그 하부에는 웨이퍼가 배치된 후, 상기 웨이퍼가 이동하면서 그 표면에 극초단파 자외선이 조사되도록 할 수도 있다.

상기 극초단파 자외선 발생부는 기체상의 원자뭉치(Atomic Gas Clusters)들이 아주 짧은 파장의 자외선(Extreme UV)빛을 방출하는 일종의 발광전구와 같은 역할을 한다는 사실로부터 고안된 극초단파 자외선광원(EUV Light Source)을 포함하는 장치로써, 웨이퍼 상에 이동 가능하도록 배치될 수 있으며, 또는 이동 가능한 웨이퍼 거치대의 상부에 배치될 수 있다.

레이저로 가열된 기체상 크세논(Xe) 뭉치입자들로부터 EUV광을 얻는 상기 극초단파 자외선 발생부에서 극초단파 자외선이 발생하는 원리는 다음과 같다.

우선, 작은 크세논 기류(Xe Gas Jet)를 진공으로 초음속 팽창 (Supersonic Expansion)시키는 방법으로 절대영도에 가까운 온도까지 냉각시킨다. 이렇게 냉각된 조건에서는 수천개의 크세논 원자들이 약한 반데를발스 인력에 의하여 서로 붙게 되어 크세논 뭉치(Cluster)입자들을 형성하게 된다. 이 크세논 뭉치입자들을 레이저광 펄스로 약 500,000 캘빈까지 가열해주면 플라즈마가 형성된다. 이렇게 형성된 플라즈마는 높은 열에너지의 일부를 EUV광의 형태로 다시 방출함으로써, 극초단파 자외선이 발생한다.

그 다음, 전단계에서 웨이퍼가 극초단파 자외선에 의해 가열됨으로 인해 웨이퍼가 팽창하여 후공정에서 포토레지스트 도포시에 그 균일도가 저하되므로, 웨이퍼를 냉각하여 웨이퍼의 온도를 조절하여 균일도를 향상시킨다. 냉각 온도는 21℃ 내지 23℃의 온도로 60초간 냉각하는 것이 바람직하다.

그 다음, 포토레지스트 필름을 도포하고 가열한다. 이때, 90 내지 100℃의 온도로 110초 내지 130초 동안 가열할 수 있으며, 보다 구체적으로는 92℃의 온도로 120초 동안 가열할 수 있다.

그 다음, 상기 웨이퍼를 다시 냉각한다. 이때, 20 내지 30℃의 온도로 50초 내지 70초 동안 냉각할 수 있으며, 보다 구체적으로는 24℃의 온도로 60초 동안 냉각할 수 있다.

그 다음, 전자 빔 노광 방식을 이용하여 크롬을 합성석영 유리판 위에 도포 하여 원하는 회로 패턴을 형상화한 레티클로 상기 포토 레지스트 필름을 노광하고, 현상하여 원하는 포토 레지스트 패턴을 형성하고, 이를 이용하여 후속 공정을 진행하여 반도체 소자를 제조한다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법을 도시한 순서도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법은 첫단계인 웨이퍼 표면 처리 방법만 상이할 뿐, 그 이후의 단계는 본 발명의 제1 실시예와 동일하다. 따라서, 첫단계에 대해서만 상술한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법에서 웨이퍼 표면을 처리하는 방법은, 극초단파 자외선 대신 상압 플라즈마를 웨이퍼의 표면 위에 조사하여 웨이퍼 표면을 소수화시켜서, 웨이퍼와 포토 레지스트 필름과의 접착력을 향상시킨다.

상기 상압 플라즈마를 웨이퍼 표면에 조사하는 방법으로는, 정지된 웨이퍼 상부에 이동 가능한 상압 플라즈마 발생부를 배치한 후, 이를 이동하여 상기 웨이퍼 표면에 상압 플라즈마를 조사할 수 있다.

또는 상기와는 달리, 상압 플라즈마 발생부는 고정되어 있고, 그 하부에는 웨이퍼가 배치된 후, 상기 웨이퍼가 이동하면서 그 표면에 상압 플라즈마가 조사되도록 할 수도 있다.

그 다음, 상기 제1 실시예와 동일한 과정을 거쳐서 반도체 소자를 제조한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 방법을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 방법에 의하면,

인체에 유독한 헥사메틸디실레이젠의 사용을 배제하여, 안전하고 자연친화적이며, 효율적인 대형 웨이퍼의 처리가 가능하다는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 웨이퍼의 표면에 극초단파 자외선 발생부로 극초단파 자외선을 조사하거나 상압 플라즈마 발생부로 상압 플라즈마를 조사하여 웨이퍼 표면을 소수화하는 단계;

   상기 웨이퍼를 냉각하는 단계; 및,

   상기 냉각된 웨이퍼에 포토 레지스트 필름을 도포하는 단계

   를 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 웨이퍼의 상부에 상기 극초단파 자외선 발생부를 배치한 후, 상기 극초단파 자외선 발생부를 이동시켜 상기 웨이퍼의 전 영역을 스캔하여 조사하는 반도체 소자 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 웨이퍼의 상부에 상기 상압 플라즈마 발생부를 배치한 후, 상기 상압 플라즈마 발생부를 이동시켜 상기 웨이퍼의 전 영역에 상압 플라즈마를 조사하는 반도체 소자 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 극초단파 자외선 발생부는 고정되어 있고, 그 하부에 상기 웨이퍼가 배치된 후, 상기 웨이퍼를 이동시켜 극초단파 자외선을 조사하는 반도체 소자 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 상압 플라즈마 발생부는 고정되어 있고, 그 하부에 상기 웨이퍼가 배치된 후, 상기 웨이퍼를 이동시켜 상압 플라즈마를 조사하는 반도체 소자 제조 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉각된 웨이퍼에 포토 레지스트 필름을 도포한 후,

   상기 웨이퍼를 가열하는 단계;

   상기 가열된 웨이퍼를 재냉각하는 단계;

   상기 재냉각된 웨이퍼 위에 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계

   를 더 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 방법을 사용하여 제조된 반도체 소자.

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