KR100905599B1 - 반도체 소자의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
반도체 소자의 제조방법이 개시되어 있다. 반도체 소자의 제조방법은 공정 챔버 내에서 수행되며, 식각 대상막 상에 마스크 형성막을 형성하는 단계, 마스크 형성막의 일부를 식각하여 식각 대상막 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계 및 마스크 패턴을 이용하여 식각 대상막을 식각하는 단계를 포함하며, 공정 챔버 내의 부산물을 제거하는 속도는 식각된 마스크 형성막의 양에 대응한다.
CD, bias, 펌프, 속도, 폴리머
Description
실시예는 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정의 대부분은 노광 공정 및 현상 공정을 포함하는 포토공정 및 포토공정에 의해서 형성된 마스크 패턴에 의한 식각 공정이다.
이때, 설계하고자 하는 패턴의 폭 및 형성되는 패턴의 폭이 달라지는 현상이 발생한다.
실시예는 설계하고자하는 패턴의 폭과 실제로 형성된 패턴의 폭의 차이(이하 CD bias)를 감소시키는 반도체 소자의 제조방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법은 공정 챔버 내에서 수행되며, 식각 대상막 상에 마스크 형성막을 형성하는 단계, 상기 마스크 형성막의 일부를 식각하여 상기 식각 대상막 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계 및 상기 마스크 패턴을 이용하여 상기 식각 대상막을 식각하는 단계를 포함하며, 상기 공정 챔버 내의 부산물을 제거하는 속도는 상기 식각된 마스크 형성막의 양에 대응한다.
실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법은 식각되는 마스크 형성막의 양에 대응하여 부산물을 제거한다. 따라서, 설계하고자 하는 패턴의 모양에 상관없이 챔버 안에 존재하는 마스크 형성막이 식각되어 형성된 부산물의 양은 일정하게 된다.
따라서, 마스크 형성막이 식각되어 형성된 부산물이 패턴에 증착되는 양은 설계하고자 하는 패턴의 모양에 상관없이 일정하게 된다.
따라서, 반도체 소자의 설계자는 이를 감안하여 설계할 수 있고, CD bias를 감소시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3 은 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 도시한 단면도 이다.
도 1 을 참조하면, 공정 챔버(200) 내에서 공정이 진행된다. 또한, 상기 공정 챔버(200)에 배기 라인(300)이 연결되어 있고, 상기 배기 라인(300)에는 배기 펌프(400)가 연결되어 있다.
반도체 소자의 제조방법을 살펴 보면, 상기 공정 챔버(200) 내에 실리콘 기판(110)이 배치되고, 상기 실리콘 기판(110) 상에 식각 대상막(120)이 형성된다. 상기 식각 대상막(120)은 예를 들어, 화학 기상 증착(chemical vapor deposition;CVD) 공정에 의해서 형성될 수 있다.
상기 식각 대상막(120)은 예를 들어, 금속막 또는 절연막 일 수 있으며, 상기 식각 대상막(120)으로 사용되는 물질은 예를 들어, 폴리 실리콘, 구리, 알루미늄, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물 등을 들 수 있다.
상기 식각 대상막(120)이 형성된 후, 상기 식각 대상막(120) 상에 마스크 형성막이 형성된다. 상기 마스크 형성막의 예로서는 포토레지스트 필름(130)을 들 수 있다. 상기 포토레지스트 필름(130)은 예를 들어, 스핀 코팅 등에 의해서 형성될 수 있다.
상기 포토레지스트 필름(130)으로 사용되는 물질은 광에 의해서 화학적 성질이 변하는 물질이다. 예를 들어, 상기 포토레지스트 필름(130)으로 사용되는 물질은 광에 의해서 결합이 끊어지는 중합체 또는 광에 의해서 결합이 형성되는 중합체 일 수 있다.
예를 들어, 상기 포토레지스트 필름(130)은 노광되는 부분이 제거되는 포지 티브 포토레지스트(positive photo resist) 필름 또는 노광되지 않는 부분이 제거되는 네거티브 포토레지스트(negative photo resist) 필름 일 수 있다.
도 2 를 참조하면, 상기 포토레지스트 필름(130)의 소정의 영역에 광이 주사된다. 예를 들어, 상기 포토레지스트 필름(130)이 포지티브 포토레지스트 필름인 경우에 제거하고자 하는 영역에 광이 주사된다.
이후, 상기 포토레지스트 필름(130)의 일부는 식각액에 의해서 식각되고, 포토레지스트 패턴(131)이 형성된다. 이때, 상기 포토레지스트 필름(130)이 식각되어 형성된 물질(130a)(이하, 부산물)은 상기 공정 챔버(200) 내에 부유하게 된다. 상기 부산물(130a)의 예로서는 폴리머 또는 단량체 등을 들 수 있다.
상기 포토레지스트 필름(130)의 일부가 식각되는 동안, 상기 공정 챔버(200) 내에 존재하는 부산물(130a)들을 상기 포토레지스트 필름(130)의 식각되는 양(이하 식각량)에 대응하여 제거한다.
예를 들어, 평면에서 보았을 때, 상기 포토레지스트 필름(130)의 식각되는 영역(이하 식각영역)의 평면적에 대응하여, 상기 배기펌프의 속도가 조절된다. 즉, 상기 포토레지스트 필름(130)의 두께가 동일한 경우에는, 상기 식각량은 상기 식각영역의 평면적에 비례한다.
또한, 상기 식각영역의 평면적은 예를 들어, 설계하고 하는 패턴의 평면적에 의해서 계산될 수 있다.
예를 들어, 상기 식각영역의 평면적이 10 cm2 이고, 배기펌프의 배기속도가 20ℓ/min이라면, 상기 식각영역의 평면적이 20 cm2 일때는, 상기 배기펌프의 배기 속도는 40ℓ/min으로 조정될 수 있다.
이와는 다르게, 상기 식각량에 대응하여 상기 배기속도가 조절되면서, 상기 배기 펌프(400)의 배기 속도는 시간에 따라서 다르게 조정될 수 있다. 즉, 처음에 상기 배기 속도가 높게 유지되다가, 시간이 지날수록 배기 속도가 감소된다.
예를 들어, 상기 식각영역의 평면적이 10 cm2 일때, 상기 배기펌프의 배기 속도는 30ℓ/min으로 처음에 유지되다가 시간이 지나감에 따라 감소되어 공정이 완료되는 시점에서의 배기속도는 10ℓ/min으로 감소된다.
이에 대하여, 상기 식각영역의 평면적이 20 cm2 일때, 상기 배기펌프의 배기 속도는 60ℓ/min으로 처음에 유지되다가 시간이 지나감에 따라 감소되어 공정이 완료되는 시점에서의 배기속도는 20 ℓ/min으로 감소된다.
이와는 다르게, 상기 식각량에 대응하여 상기 배기속도가 조절되면서, 상기 배기 펌프(400)의 배기 속도는 공정에 따라서 다르게 조정될 수 있다. 즉, 상기 포토레지스트 필름(130)이 식각되는 단계에서는, 상기 배기 속도가 높게 유지되다가, 상기 식각 대상막(120)이 식각되는 단계에서는, 상기 배기 속도는 낮게 유지된다.
예를 들어, 상기 식각영역의 평면적이 10 cm2 일때, 상기 배기펌프의 배기 속도는 30ℓ/min으로 처음에 유지되다가 시간이 지나감에 따라 감소되어 공정이 완료되는 시점에서의 배기속도는 10 ℓ/min으로 감소된다.
이에 대하여, 상기 식각영역의 평면적이 20 cm2 일때, 상기 배기펌프의 배기 속도는 60 ℓ/min으로 처음에 유지되다가 시간이 지나감에 따라 감소되어 공정이 완료되는 시점에서의 배기속도는 20 ℓ/min으로 감소된다.
앞서 설명한 예에서와 같이, 상기 배기속도의 비율은 상기 식각영역의 평면적에 반드시 비례할 필요는 없고, 상기 부산물의 양을 일정하게 조절할 수 있는 배기속도의 비율은 당업자에 의해서, 실험 등을 통해서 구할 수 있을 것이다.
도 3 을 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(131)을 식각 마스크로 사용하여 상기 식각 대상막(120)은 식각되고, 반도체 기판 상에 대상 패턴(121)이 형성된다.
이때, 상기 부산물(130a)은 상기 포토레지스트 패턴(131) 및/또는 상기 대상 패턴(121)에 증착된다. 그리고, 상기 포토레지스트 패턴(131)에 증착된 부산물(130b)에 의해서, 상기 대상 패턴(121)의 폭은 상기 포토레지스트 패턴(131)의 폭 보다 크게 형성된다.
상기 식각량에 대응하여, 상기 배기 속도를 조절하기 때문에, 상기 공정 챔버(200) 내의 상기 부산물(130a)의 양은 상기 대상 패턴(121)의 형상에 관계없이 일정하게 되고, 상기 포토레지스트 패턴(131)에 증착되는 부산물(130b)의 양도 일정하다.
따라서, 상기 대상 패턴(121)의 형상에 관계없이, 상기 대상 패턴(121)의 폭은 일정하게 형성될 수 있다.
즉, 설계자는 상기 포토레지스트 패턴(131)의 폭보다 큰 폭을 가지며 상기 대상 패턴(121)이 형성되는 것을 감안하여, 반도체 소자를 설계할 수 있다. 따라 서, 상기 대상 패턴(121)의 형상에 관계없이 원하는 폭을 가지는 대상 패턴이 형성될 수 있으며, 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법에 의해서, CD bias가 감소될 수 있다.
도 1 내지 도 3 은 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 도시한 단면도이다.
Claims (7)
- 공정 챔버 내에서 수행되며,식각 대상막 상에 마스크 형성막을 형성하는 단계;상기 마스크 형성막의 일부를 식각하여 상기 식각 대상막 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및상기 마스크 패턴을 이용하여 상기 식각 대상막을 식각하는 단계를 포함하며,상기 공정 챔버 내의 부산물은 상기 공정 챔버에 연결된 배기 펌프에 의해서 제거되고,상기 배기 펌프의 배기 속도는 상기 식각된 마스크 형성막의 양에 대응하는 반도체 소자의 제조방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 부산물을 제거하는 속도는 시간에 따라서 달라지는 반도체 소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 부산물을 제거하는 속도는 상기 마스크 패턴을 형성하는 단계 및 상기 식각 대상막을 식각하는 단계에 따라서 달라지는 반도체 소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 마스크 형성막을 형성하는 단계에서,상기 마스크 형성막은 광에 의해서 화학적 성질이 변하는 포토레지스트 필름이고,상기 마스크 패턴을 형성하는 단계는,상기 마스크 형성막에 선택적으로 노광하는 단계; 및상기 마스크 형성막을 선택적으로 식각하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 마스크 형성막을 형성하는 단계에서, 상기 마스크 형성막은 폴리머를 포함하는 반도체 소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 부산물의 제거 속도는 상기 마스크 형성막의 식각되는 영역의 평면적에 비례하는 반도체 소자의 제조방법.
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