KR100798277B1 - 반도체 소자 제조 방법 - Google Patents

반도체 소자 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100798277B1
KR100798277B1 KR1020060100168A KR20060100168A KR100798277B1 KR 100798277 B1 KR100798277 B1 KR 100798277B1 KR 1020060100168 A KR1020060100168 A KR 1020060100168A KR 20060100168 A KR20060100168 A KR 20060100168A KR 100798277 B1 KR100798277 B1 KR 100798277B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
photoresist
semiconductor device
hmds
temperature
Prior art date
Application number
KR1020060100168A
Other languages
English (en)
Inventor
김상식
정명안
김덕수
윤준한
Original Assignee
동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동부일렉트로닉스 주식회사 filed Critical 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority to KR1020060100168A priority Critical patent/KR100798277B1/ko
Priority to US11/872,514 priority patent/US20080090180A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100798277B1 publication Critical patent/KR100798277B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/168Finishing the coated layer, e.g. drying, baking, soaking
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 제조 방법에 관한 것으로서,
헥사메틸디실레이젠(hexamethyldisilazane; HMDS)을 웨이퍼 표면에 증착하는 단계, 상기 웨이퍼를 냉각한 후, 제1 포토레지스트를 도포하는 단계, 상기 제1 포토레지스트가 도포된 웨이퍼를 가열하여 실리레이션(silylation) 반응을 유도하는 단계, 상기 웨이퍼를 냉각하는 단계, 및, 상기 제1 포토레지스트를 현상하여 제거하는 단계를 포함하여 이루어짐으로써, 제조 공정을 단순화하고 재료의 낭비를 방지하여 제조 시간 및 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

반도체 소자 제조 방법 {The fabricating method of Semiconductor device}
도 1은 종래의 반도체 소자 제조 방법이 도시된 순서도,
도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 방법이 도시된 순서도,
도 3은 HMDS와 웨이퍼 표면의 실리레이션(silyation) 반응을 도시한 도,
도 4는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 단계 중 제1 포토레지스트를 현상한 후의 SEM(Scanning Electron Microscope) image이다.
본 발명은 반도체 소자 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 반도체 소자 제조 방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 헥사메틸디실레이젠(hexamethyldisilazane; 이하 '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.
상기와 같은 종래의 반도체 소자 제조 공정 중, 무기막 표면(inorganic surface) 또는 유기막 표면(organic surface)의 상부에 포토레지스트를 도포하는 공정에서 HMDS 분사기를 통하여 헥사메틸디실레이젠을 분사시켜 표면의 -O, -OH 기를 탈착하고 실레인(silane)기를 흡착하여 소수성화에 따라 접착하지만, 그 후의 공정인 포토레지스트의 정렬노광파장에 대한 침투율(투과율)이 떨어질 경우에는 접착된 HMDS가 제 역할을 하지 못하여 포토레지스트 패턴이 분리되는 불량이 종종 발생하는 문제점이 있다.
또한, 이로 인하여 불량이 발생한 포토레지스트 패턴을 제거하고 동일한 작업을 반복하여 재료비 상승 및 공정이 지연되는 문제점이 있다.
본 발명은 제조 공정을 단순화하고 재료의 낭비를 방지하여 제조 시간 및 생산성을 향상시키는 반도체 소자 제조 방법를 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 방법은,
헥사메틸디실레이젠(hexamethyldisilazane; HMDS)을 웨이퍼 표면에 증착하는 단계,
상기 웨이퍼를 냉각한 후, 제1 포토레지스트를 도포하는 단계,
상기 제1 포토레지스트가 도포된 웨이퍼를 가열하여 실리레이션(silyation) 반응을 유도하는 단계,
상기 웨이퍼를 냉각하는 단계, 및,
상기 제1 포토레지스트를 현상하여 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 헥사메틸디실레이젠을 80 내지 150℃의 온도로 20 내지 120초 동안 상기 웨이퍼에 증착하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 포토레지스트는 네거티브(negative) 계열의 포토레지스트 또는 열경화성 포토레지스트인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 포토레지스트를 80 내지 120℃의 온도로 30 내지 200초 동안 가열하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 포토레지스트를 현상하여 제거하는 단계는 100 내지 250℃의 온도로 30 내지 300초 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 포토레지스트를 현상하여 제거한 후, 제2 포토레지스트를 코팅하는 단계와, 상기 제2 포토레지스트를 노광하여 현상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 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 구 성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 방법이 도시된 순서도, 도 3은 HMDS와 웨이퍼 표면의 실리레이션(silyation) 반응을 도시한 도, 도 4는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 단계 중 제1 포토레지스트를 현상한 후의 SEM(Scanning Electron Microscope) image이다.
먼저, 헥사메틸디실레이젠(hexamethyldisilazane; HMDS)을 웨이퍼 표면에 증착한다.(S1) 상기 HMDS는 웨이퍼를 소수화처리 하기 위한 물질로써, 포토레지스트와 웨이퍼의 밀착성 향상을 위해 포토레지스트를 도포하기 전에 HMDS를 증기 상태로 하여 증착한다. 바람직하게는 80 내지 150℃의 온도로 20 내지 120초 동안 상기 웨이퍼에 증착한다. 상기 증착과정은 웨이퍼를 올려 놓는 웨이퍼 플레이트(Wafer plate)의 온도가 130℃일 때 증착의 효과가 가장 크다.
그 다음, 전단계에서 웨이퍼가 가열됨으로 인해 웨이퍼가 팽창하여 후공정에서 포토레지스트 도포시에 그 균일도가 저하되므로, 웨이퍼를 냉각하여 웨이퍼의 온도를 조절하여 균일도를 향상시킨다.(S2) 냉각 온도는 포토레지스트의 종류 및 두께에 따라 차이가 있지만, 21℃ 내지 23℃의 온도로 60초간 수행하는 것이 바람직하다.
그 다음, 상기 웨이퍼에 제1 포토레지스트를 도포한다.(S3) 상기 제1 포토레지스트는 후공정인 실리레이션(silylation)반응 유도 후 현상액을 사용하여 제거될 수 있는 포토레지스트이며, 네거티브(Negative) 포토레지스트 또는 열경화성(Thermosetting) 계열의 레지스트를 사용한다.
그 다음, 상기 제1 포토레지스트가 도포된 웨이퍼를 가열하여 실리레이션(silyation) 반응을 유도한다.(S4) 실리레이션반응이란, 표면의 SiOH 그룹을 유기 실란(organosilane)과 반응시켜서 친수성(hydrophilicity)을 감소시키고 수열안정성(hydrothermal stability)을 증가시키는 반응이다. 실리레이션 반응에 사용되는 물질로는 클로로실레인(chlorosilanes), 알콕시실레인(alkoxysilanes), 실리라민(silylamines), 그리고 헥사메틸디실레이젠(HMDS) 등이 있다. 클로로실레인(chlorosilanes), 알콕시실레인(alkoxysilanes)은 실리레이션 반응을 진행하는 용매나 메조 물질 표면에 수분이 충분히 제거되지 않을 경우, 수분과 반응하여 중합체를 형성하고 메조 물질 표면에 일부가 단순히 흡착되어 시간이 지남에 따라 용출되어 나올 수 있으므로, 헥사메틸디실레이젠(HMDS)나 실리라민(silylamines)이 보다 안정적으로 사용될 수 있다.
상기 실리레이션 반응을 유도하기 위해, HMDS처리하고 네가티브 또는 열경화성 계열의 포토레지스트를 도포된 웨이퍼를 80 내지 120℃의 온도에서 30 내지 200초 동안 가열한다.
그 다음, 가열된 웨이퍼의 균일도를 향상시키기 위해 다시 21℃ 내지 23℃의 온도로 냉각하고, 상기 제1 포토레지스트를 현상액으로 제거한다.(S5)
그 다음, 상기 웨이퍼에 제2 포토레지스트를 도포한다.(S6) 이 때, 제2 포토레지스트는 통상의 포토레지스트이다. 이 후 통상의 공정으로 상기 제2 포토레지스트를 노광하고 현상하여 반도체 소자를 제조한다.(S7)
상기와 같은 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 방법을 정리하면 다음과 같다.
헥사메틸디실레이젠(hexamethyldisilazane; HMDS)을 웨이퍼 표면에 증착시킨 후, 네거티브 계열 또는 열경화성 계열의 제1 포토레지스트를 도포한 다음, 상기 웨이퍼를 80℃ 내지 120℃의 온도에서 30 내지 200초 동안 가열하여 웨이퍼 표면의 실레인(silane)과 상기 포토레지스트가 실리레이션(silylation) 반응이 이루어지도록 하여 친수성의 웨이퍼 표면을 소수성의 웨이퍼 표면이 되도록 한다.(도 3 참조)
또한, 통상의 제2 포토레지스트 도포시에 통상의 포토레지스트 표면에 있는 메톡시기(Methoxy) 또는 에톡시기(Etoxy)와의 축합반응을 유도하여 Si-O-Si 결합을 하게 됨으로써 실레인이 가교결합이 되어 젤(gel)이 된다. 이러한, 웨이퍼 표면의 소수성화 및 젤화에 따라 표면에 도 4에 도시된 바와 같은 울퉁불퉁한 러프(rough)가 생기게 되고, 따라서, 웨이퍼와 제2 포토레지스트가 접촉하는 표면적이 증대되어 포토레지스트 패턴의 분리를 방지할 수 있게 된다.
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, 제조 공정을 단순화하고 재료의 낭비를 방지하여 제조 시간 및 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 헥사메틸디실레이젠(hexamethyldisilazane; HMDS)을 웨이퍼 표면에 증착하는 단계;
    상기 웨이퍼를 냉각한 후, 제1 포토레지스트를 도포하는 단계;
    상기 웨이퍼를 가열하여 상기 웨이퍼 표면의 상기 HMDS의 실레인과 상기 제1 포토레지스트가 실리레이션(silylation) 반응하여 상기 웨이퍼의 표면이 소수화처리되는 단계;
    상기 웨이퍼를 냉각하는 단계;
    상기 제1 포토레지스트를 제거하여 소수성의 표면을 갖는 웨이퍼를 형성하는 단계;
    상기 웨이퍼 상에 제2 포토레지스트를 코팅하여 상기 웨이퍼의 표면을 젤(gel)화하는 단계;
    상기 제2 포토레지스트를 선택적으로 노광하는 단계; 및
    상기 제2 포토레지스트를 현상하여 패터닝하는 단계를 포함하여 이루어진 반도체 소자 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 헥사메틸디실레이젠을 80 내지 150℃의 온도로 20 내지 120초 동안 상기 웨이퍼에 증착하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 포토레지스트는 네거티브(negative) 계열의 포토레지스트 또는 열경화성 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 포토레지스트를 80 내지 120℃의 온도로 30 내지 200초 동안 가열하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 포토레지스트를 현상하여 제거하는 단계는 100 내지 250℃의 온도로 30 내지 300초 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 포토레지스트와 상기 웨이퍼 표면 사이에 젤화된 울퉁불퉁한 러프(rough)가 생긴 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
KR1020060100168A 2006-10-16 2006-10-16 반도체 소자 제조 방법 KR100798277B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060100168A KR100798277B1 (ko) 2006-10-16 2006-10-16 반도체 소자 제조 방법
US11/872,514 US20080090180A1 (en) 2006-10-16 2007-10-15 Method of fabricating semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060100168A KR100798277B1 (ko) 2006-10-16 2006-10-16 반도체 소자 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100798277B1 true KR100798277B1 (ko) 2008-01-24

Family

ID=39219368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060100168A KR100798277B1 (ko) 2006-10-16 2006-10-16 반도체 소자 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20080090180A1 (ko)
KR (1) KR100798277B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113035695A (zh) * 2021-02-25 2021-06-25 泉芯集成电路制造(济南)有限公司 一种掩膜结构的制备方法、半导体器件及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0119508B1 (ko) * 1992-01-07 1997-10-22 세끼사와 요시 화학증폭형 레지스트 패턴의 형성방법 및 장치
KR100380274B1 (ko) 1999-06-23 2003-04-14 주식회사 하이닉스반도체 디유브이 공정을 이용한 실리콘 산화막 식각방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5389497A (en) * 1992-06-03 1995-02-14 Nippon Paint Co., Ltd. Method for forming patterned solder mask
JP2906006B2 (ja) * 1992-10-15 1999-06-14 東京エレクトロン株式会社 処理方法及びその装置
US5652084A (en) * 1994-12-22 1997-07-29 Cypress Semiconductor Corporation Method for reduced pitch lithography
KR100415091B1 (ko) * 2002-03-26 2004-01-13 주식회사 하이닉스반도체 미세패턴 형성 방법
JP2004103850A (ja) * 2002-09-10 2004-04-02 Fujitsu Ltd レジスト塗布方法及び装置
US7067441B2 (en) * 2003-11-06 2006-06-27 Texas Instruments Incorporated Damage-free resist removal process for ultra-low-k processing

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0119508B1 (ko) * 1992-01-07 1997-10-22 세끼사와 요시 화학증폭형 레지스트 패턴의 형성방법 및 장치
KR100380274B1 (ko) 1999-06-23 2003-04-14 주식회사 하이닉스반도체 디유브이 공정을 이용한 실리콘 산화막 식각방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20080090180A1 (en) 2008-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6001739A (en) Method of manufacturing a semiconductor device
EP2244127A1 (en) Fine pattern mask, method for producing the same, and method for forming fine pattern using the mask
JP2002270541A (ja) モールド、モールドの製造方法及びパターン形成方法
TWI838557B (zh) 輻射圖案化組合物在基板上的穩定化界面
KR100798277B1 (ko) 반도체 소자 제조 방법
KR20110112727A (ko) 더블 패터닝을 이용한 반도체소자의 패턴형성방법
US20210294148A1 (en) Planarizing Organic Films
US6627388B2 (en) Method for reducing roughness of photoresist through cross-linking reaction of deposit and photoresist
JPH0954440A (ja) レジストパターン形成方法およびフォトマスクの製造方法
US20080204677A1 (en) Pattern forming method
JPH10294361A (ja) 半導体装置の製造方法
KR20010037049A (ko) 실리레이션을 이용한 리소그라피 방법
JP3535364B2 (ja) 半導体デバイスの製造方法
KR101095045B1 (ko) 반도체 소자의 미세패턴 형성방법
WO2007148160A2 (en) Method of multi-layer lithography
KR100380274B1 (ko) 디유브이 공정을 이용한 실리콘 산화막 식각방법
JPH06138669A (ja) パターン形成方法
JPH08330301A (ja) 半導体素子のsog膜の形成方法
KR0179339B1 (ko) 감광막패턴 형성방법
JPH0697061A (ja) 塗膜形成方法およびそのための装置
JPH01297648A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0385544A (ja) レジストパターン形成方法
KR20070051008A (ko) 포토레지스트 패턴 형성 방법
JPH04264557A (ja) 微細パターンの形成方法
KR20060054681A (ko) 포토레지스트 패턴 및 박막 패턴 형성방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20111220

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee