KR19980036230A - Semiconductor fine pattern formation method - Google Patents

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김광호
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Abstract

포토리소그래피공정에 의한 반도체 미세패턴 형성방법에 관한 것이다.A method of forming a semiconductor fine pattern by a photolithography process.

본 발명은, 산화막, 제 1 절연막, 제 2 절연막이 순차적으로 형성된 웨이퍼 상부에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 웨이퍼 전면에 제 1 이방성 식각공정을 수행하여 제 1 절연막 패턴 및 제 2 절연막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 1 이방성 식각공정이 진행된 상기 웨이퍼를 제 1 등방성 식각공정을 수행하여 상기 제 2 절연막의 측벽을 제거하는 단계, 상기 등방성 식각공정이 진행된 상기 웨이퍼 상부에 도전막을 형성하는 단계, 상기 도전막이 형성된 상기 웨이퍼 전면을 제 2 이방성 식각공정을 수행하여 상기 제 2 절연막 측벽에 스페이서를 형성하는 단계, 상기 제 2 이방성 식각공정이 진행된 상기 웨이퍼를 제 2 등방성 식각공정을 수행하여 미세패턴을 형성하는 단계를 구비하여 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, a photoresist pattern is formed on a wafer on which an oxide film, a first insulating film, and a second insulating film are sequentially formed, and a first anisotropic etching process is performed on the entire surface of the wafer on which the photoresist pattern is formed. And forming a second insulating layer pattern, performing a first isotropic etching process on the wafer on which the first anisotropic etching process is performed, and removing sidewalls of the second insulating layer, on the wafer on which the isotropic etching process is performed. Forming a conductive film, performing a second anisotropic etching process on the entire surface of the wafer on which the conductive film is formed, forming a spacer on the sidewall of the second insulating film, and performing a second isotropic etching process on the wafer on which the second anisotropic etching process is performed. To And forming a fine pattern by performing the same.

따라서, 미세선폭을 가진 미세패턴을 용이하게 형성할 수 있으므로 고집적화된 반도체소자를 제조할 수 있는 효과가 있다.Therefore, since the micropattern having the fine line width can be easily formed, there is an effect of manufacturing a highly integrated semiconductor device.

Description

반도체 미세패턴 형성방법Semiconductor fine pattern formation method

본 발명은 반도체 미세패턴 형성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포토리소그래피공정에 의한 반도체 미세패턴 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a semiconductor fine pattern, and more particularly, to a method for forming a semiconductor fine pattern by a photolithography process.

최근에 반도체 집적회로의 집적밀도 향상은 현저하여 이미 서브미크론(Submicron) 수준의 가공이 실현되고 있다. 이 집적밀도 향상을 떠받쳐온 주된 기술이 미세가공기술로서, 그 중에서도 미세패턴을 웨이퍼 상에 형성하는 리소그래피 기술이 그 견인차 역할을 하였다.In recent years, the integration density of semiconductor integrated circuits has been remarkable, and submicron level processing has already been realized. The main technology that has sustained this improvement in integration density is a microfabrication technique, and a lithography technique in which a micropattern is formed on a wafer has played a major role.

그러나, 종래의 리소그래피공정기술을 이용하여서는 포토마스크의 제작문제, 포토레지스트의 감광에 따른 패턴형성 문제 등의 여러 가지 문제점에 기인하여 0.2 ㎛ 이하의 초미세 선폭을 가지는 미세패턴을 형성할 수 없는 문제점이 있었다.However, using a conventional lithography process technology, it is not possible to form a fine pattern having an ultra fine line width of 0.2 μm or less due to various problems such as a photomask fabrication problem and a photoresist pattern formation problem. There was this.

본 발명의 목적은, 포토레지스트 패턴을 이용하여 0.2 ㎛ 이하의 초미세 선폭을 가지는 미세패턴을 형성할 수 있는 반도체 미세패턴 형성방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a method for forming a semiconductor micropattern capable of forming a micropattern having an ultrafine line width of 0.2 μm or less using a photoresist pattern.

도1은 본 발명에 따른 반도체 미세패턴 형성방법의 일 실시예를 설명하기 위한 공정순서도이다.1 is a process flowchart for explaining an embodiment of a method for forming a semiconductor fine pattern according to the present invention.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of symbols for main parts of drawing

10 : 웨이퍼 12 : 산화막10 wafer 12 oxide film

14 : 제 1 절연막 16 : 제 2 절연막14 first insulating film 16 second insulating film

18 : 포토레지스트 패턴 20 : 제 1 절연막 패턴18 photoresist pattern 20 first insulating film pattern

22 : 제 2 절연막 패턴 24 : 도전막22: second insulating film pattern 24: conductive film

26 : 스페이서 28 : 미세패턴26 spacer 28 fine pattern

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 반도체 미세패턴 형성방법은, 산화막, 제 1 절연막, 제 2 절연막이 순차적으로 형성된 웨이퍼 상부에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 웨이퍼 전면에 제 1 이방성 식각공정을 수행하여 제 1 절연막 패턴 및 제 2 절연막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 1 이방성 식각공정이 진행된 상기 웨이퍼를 제 1 등방성 식각공정을 수행하여 상기 제 2 절연막의 측벽을 제거하는 단계, 상기 등방성 식각공정이 진행된 상기 웨이퍼 상부에 도전막을 형성하는 단계, 상기 도전막이 형성된 상기 웨이퍼 전면을 제 2 이방성 식각공정을 수행하여 상기 제 2 절연막 측벽에 스페이서를 형성하는 단계, 및 상기 제 2 이방성 식각공정이 진행된 상기 웨이퍼를 제 2 등방성 식각공정을 수행하여 미세패턴을 형성하는 단계를 구비하여 이루어진다.In accordance with another aspect of the present invention, a method of forming a semiconductor semiconductor micropattern includes forming a photoresist pattern on a wafer on which an oxide film, a first insulating film, and a second insulating film are sequentially formed, and the wafer having the photoresist pattern formed thereon. Forming a first insulating film pattern and a second insulating film pattern by performing a first anisotropic etching process on the entire surface, and performing a first isotropic etching process on the wafer on which the first anisotropic etching process is performed, thereby forming sidewalls of the second insulating film. Removing, forming a conductive film on the wafer on which the isotropic etching process is performed, forming a spacer on the sidewall of the second insulating film by performing a second anisotropic etching process on the entire surface of the wafer on which the conductive film is formed, and And forming a fine pattern by performing a second isotropic etching process on the wafer having the second anisotropic etching process.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 게이트전극을 형성하는 본 발명에 따른 반도체 미세패턴 형성방법의 일 실시예를 설명하기 위한 공정순서도이다.1 is a process flowchart illustrating an embodiment of a method for forming a semiconductor micropattern according to the present invention for forming a gate electrode.

도1의 (A)를 참조하면, 900 ℃ 내지 1050 ℃ 정도의 산화막 생성로에 산소(O2)가스를 주입하여 게이트가 형성될 부분을 포함하여 웨이퍼(10) 전면에 산화막(12)을 형성한 후, 질화막 등의 제 1 절연막(14) 및 제 2 절연막(16)을 순차적으로 형성한다.Referring to FIG. 1A, an oxide film 12 is formed on an entire surface of a wafer 10 including a portion where a gate is formed by injecting oxygen (O 2 ) gas into an oxide film generating furnace at about 900 ° C. to 1050 ° C. FIG. After that, the first insulating film 14 such as the nitride film and the second insulating film 16 are sequentially formed.

이어서, 웨이퍼(10) 상에 포토레지스트를 도포하고 노광 및 현상공정을 수행하여 포토레지스트 패턴(18)을 형성한다.Subsequently, a photoresist is applied on the wafer 10 and the photoresist pattern 18 is formed by performing exposure and development processes.

도1의 (B)를 참조하면, 플라즈막식각 등의 이방성식각을 웨이퍼(10) 전면에 수행하여 포토레지스트가 도포되지 않은 제 2 절연막(16) 및 제 1 절연막(14)을 제거하여 제 2 절연막 패턴(22) 및 제 1 절연막 패턴(20)을 형성한다.Referring to FIG. 1B, anisotropic etching such as plasma film etching is performed on the entire surface of the wafer 10 to remove the second insulating film 16 and the first insulating film 14 to which the photoresist is not applied. The insulating film pattern 22 and the first insulating film pattern 20 are formed.

상기 이방성식각시, 산화막(12)과 절연막(14,16)은 서로 선택비가 높은 공정조건을 적용한다.In the anisotropic etching, the oxide film 12 and the insulating films 14 and 16 apply process conditions with high selectivity to each other.

도1의 (C)를 참조하면, 제 2 절연막 패턴(22)과 선택비가 좋은 공정을 이용해 제 1 절연막 패턴(20)을 등방성 식각하여 언더컷(Undercut) 프로파일(Profile)을 형성한 후, 후속공정에 의해서 게이트전극이 형성되는 폴리사이드 등의 도전성 물질을 도포하여 도전막(24)을 형성한다.Referring to FIG. 1C, an undercut profile is formed by isotropically etching the first insulating film pattern 20 using a process having a good selection ratio with the second insulating film pattern 22, and then a subsequent process. The conductive film 24 is formed by applying a conductive material such as polyside in which the gate electrode is formed.

도1의 (D)를 참조하면, 도전막(24)이 형성된 웨이퍼(10) 상부를 이방성 식각방법을 이용하여 전면식각하여 상기 등방성 식각에 의해서 언더컷된 제 1 절연막 패턴(20) 측벽에 스페이서(26)를 형성한다. 이때, 상기 제 2 절연막 패턴(22)은 자기정렬 마스크(Self - align mask)로 작용한다.Referring to FIG. 1D, an upper surface of the wafer 10 on which the conductive layer 24 is formed is etched by using an anisotropic etching method to form spacers on sidewalls of the first insulating layer pattern 20 undercut by the isotropic etching. 26). In this case, the second insulating layer pattern 22 serves as a self-align mask.

상기 이방성 식각시, 제 2 절연막 패턴(22)과 산화막(12)은 서로 선택비가 높은 공정조건을 적용한다.In the anisotropic etching, the second insulating film pattern 22 and the oxide film 12 apply process conditions with high selectivity to each other.

도1의 (E)를 참조하면, 습식식각 또는 건식식각 방법을 이용하여 제 1 절연막 패턴(20) 측벽에 스페이서(26)가 형성된 상기 웨이퍼(10)를 식각함에 따라 제 2 절연막 패턴(22) 및 제 1 절연막 패턴(20)이 제거되어 미세패턴(28)이 형성된다.Referring to FIG. 1E, the second insulating film pattern 22 is etched by etching the wafer 10 having the spacers 26 formed on the sidewalls of the first insulating film pattern 20 by using a wet etching method or a dry etching method. And the first insulating layer pattern 20 is removed to form a fine pattern 28.

따라서, 본 발명에 의하면 미세선폭을 가진 미세패턴을 용이하게 형성할 수 있으므로 고집적화된 반도체소자를 제조할 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, since a fine pattern having a fine line width can be easily formed, there is an effect of manufacturing a highly integrated semiconductor device.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications are within the scope of the appended claims.

Claims (1)

산화막, 제 1 절연막, 제 2 절연막이 순차적으로 형성된 웨이퍼 상부에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;Forming a photoresist pattern on the wafer on which an oxide film, a first insulating film, and a second insulating film are sequentially formed; 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 웨이퍼 전면에 제 1 이방성 식각공정을 수행하여 제 1 절연막 패턴 및 제 2 절연막 패턴을 형성하는 단계;Forming a first insulating film pattern and a second insulating film pattern by performing a first anisotropic etching process on the entire surface of the wafer on which the photoresist pattern is formed; 상기 제 1 이방성 식각공정이 진행된 상기 웨이퍼를 제 1 등방성 식각공정을 수행하여 상기 제 2 절연막의 측벽을 제거하는 단계;Performing a first isotropic etching process on the wafer on which the first anisotropic etching process is performed to remove sidewalls of the second insulating layer; 상기 등방성 식각공정이 진행된 상기 웨이퍼 상부에 도전막을 형성하는 단계;Forming a conductive film on the wafer on which the isotropic etching process is performed; 상기 도전막이 형성된 상기 웨이퍼 전면을 제 2 이방성 식각공정을 수행하여 상기 제 2 절연막 측벽에 스페이서를 형성하는 단계; 및Forming a spacer on a sidewall of the second insulating layer by performing a second anisotropic etching process on the entire surface of the wafer on which the conductive layer is formed; And 상기 제 2 이방성 식각공정이 진행된 상기 웨이퍼를 제 2 등방성 식각공정을 수행하여 미세패턴을 형성하는 단계;Forming a fine pattern by performing a second isotropic etching process on the wafer on which the second anisotropic etching process is performed; 를 구비하여 이루어지는 반도체 미세패턴 형성방법.Method for forming a semiconductor fine pattern comprising a.
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