KR19980037280A - Photoresist pattern formation method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식각마스크로 사용될 포토레지스트막을 경화(탄화)시켜 식각대상막에 대한 식각선택비를 향상시키도록 한 포토레지스트패턴 형성방법에 관한 것으로, 식각대상막 위에 포토레지스트를 도포한 후, 그 포토레지스트막을 패터닝하는 단계와; 그 결과물 위에 소정의 이온을 주입함으로써, 상기 포토레지스트막을 탄화시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로한다.The present invention relates to a method of forming a photoresist pattern to harden (carbonize) a photoresist film to be used as an etching mask to improve an etching selectivity for an etching target film. Patterning a resist film; And carbonizing the photoresist film by implanting predetermined ions onto the resulting product.
이때, 상기 포토레지스트막을 탄화시키기 위해 주입되는 이온으로는 비소이온(AS +)이 적당한데, 그 비소이온의 농도 및 에너지는, 그 탄화층의 두께와 기타 공정조건에 따라 결정된다.At this time, arsenic ions (A S + ) are suitable as ions implanted to carbonize the photoresist film, and the concentration and energy of the arsenic ions are determined depending on the thickness of the carbonized layer and other process conditions.
일반적으로는, 농도를 1E1015[개/cm3] 이상으로하고, 에너지를 80[kev] 정도로 한다.Generally, the concentration is 1E10 15 [piece / cm 3 ] or more and the energy is about 80 [kev].
이와 같은 탄화층은 식가선택비가 증가된 하드마스크(Hard mask)로 작용하게 되는데, 금속막을 식각하기 위한 공정가스가 BC13. CL2,SF6인 경우에, 금속막과 탄화막의 식각선택비가 2:1 내지 10:1 정도가 되어 일반적인 포토레지스트막 보다 크게 향상됨을 알 수 있다.Such a carbonization layer acts as a hard mask having an increased food selectivity. The process gas for etching the metal film is BC1 3 . In the case of CL 2 and SF 6 , the etching selectivity of the metal film and the carbonized film is about 2: 1 to 10: 1, which is significantly improved than the general photoresist film.
따라서, 본 발명은 포토레지스트막을 얇게 형성해도 될뿐만 아니라 그 포토레지스트막의 패턴구조에 따라 패터닝되는 식각대상막이 정확한 패턴구조로 형성되는 효과를 준다Therefore, the present invention may not only form a thin photoresist film but also provide an effect of forming an etching target film having an accurate pattern structure according to the pattern structure of the photoresist film.
Description
본 발명은 반도체소자 제조방법에 관한 것으로, 특히 식각마스크로 사용될 포토레지스트막을 경화(탄화)시켜 식각대상막에 대한 식각선택비를 향상시킴으로써, 그 포토레지스트막을 얇게 형성해도 될뿐만 아니라 그 포토레지스트막의 패턴구조에 따라 패터닝되는 식각대상막이 정확한 패턴구조로 형성되도록 한 포토레지스트패턴 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and in particular, by hardening (carbonizing) a photoresist film to be used as an etching mask to improve the etching selectivity with respect to the etching target film, the photoresist film may not only be formed thin, but also The present invention relates to a method of forming a photoresist pattern in which an etching target film patterned according to a pattern structure is formed in an accurate pattern structure.
반도체소자를 제조하기 위한 포토마스킹공정은, 소정의 식각대상막 위에 그 식각대상막의 식각영역을 정의하는 포토레지스트패턴을 형성한 후, 그 포토레지스트패턴에 따라 상기 식각대상막을 식각하는 공정으로, 이에 대한 종래 기술에 대해서 첨부된 도1a와 도 1b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A photomasking process for manufacturing a semiconductor device includes forming a photoresist pattern defining an etching region of an etching target layer on a predetermined etching target layer, and then etching the etching target layer according to the photoresist pattern. The prior art is described with reference to FIGS. 1A and 1B as follows.
이때, 상기 도 1a와 도 1b는 종래 기술에 따른 금속막 패터닝공정을 나타낸 공정 단면도이다.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a metal film patterning process according to the prior art.
우선, 도 1a에 도시된 바와같이 소정의 하부막(10)위에 패터닝될 금속막(20)을 형성한 후 그 금속막(20) 위에 포토레지스트패턴(30)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, a metal film 20 to be patterned is formed on a predetermined lower film 10, and then a photoresist pattern 30 is formed on the metal film 20.
이때, 상기 포토레지스트패턴(30)을 형성하는 일반적인 방법은, 금속막(20) 위에 포토레지스트를 도포하는 단계와, 그 포토레지스트를 소프트 베이킹하는 단계와, 정렬 및 노광, 현상하는 단계로 구성된다.In this case, a general method of forming the photoresist pattern 30 includes applying a photoresist on the metal film 20, soft baking the photoresist, and aligning, exposing and developing the photoresist. .
즉, 금속막(20)을 패터닝하기 위한 레티클패턴을 포토레지스트막에 전사한다.That is, the reticle pattern for patterning the metal film 20 is transferred to the photoresist film.
이후, 도 1b에 도시된 바와 같이 상기 레지스트패턴(30)을 식각마스크로 하는 상기 금속막(20)에 대한 선택적 식각으로, 상기 레지스트패턴(30)을 금속막(20)에 전사한다.Thereafter, as shown in FIG. 1B, the resist pattern 30 is transferred to the metal film 20 by selective etching of the metal film 20 using the resist pattern 30 as an etching mask.
이때, 상기 금속막(20)에 대한 선택적 식각은 이방성 건식각법으로 이루어지는 것이 일반적이다.At this time, the selective etching of the metal film 20 is generally made of an anisotropic dry etching method.
그러나, 상기와 같은 종래 기술은, 포토레지스트막을 식각마스크로 하는 금속막에 대한 식각에서, 상기 레지스트막의 패턴구조가 도 1에 도시된 바와 같이 변형(식각)되었다.However, in the prior art as described above, in etching the metal film using the photoresist film as an etching mask, the pattern structure of the resist film is deformed (etched) as shown in FIG.
이에 따라, 금속막이 식각되지 않아야 할 영역 위에 있는 포토레지스트막이 그 금속막이 식각되기 전에 많은 변형을 일으키게 되면, 금속막의 패턴구조가 변형될뿐만 아니라 그 금속막패턴이 임계치수(Critical Dimension) 이하로 줄어들게 됨으로써 소자의 특성을 열화시키게 되는 문제점이 있었다.Accordingly, if the photoresist film on the region where the metal film is not to be etched causes a lot of deformation before the metal film is etched, not only the pattern structure of the metal film is deformed but also the metal film pattern is reduced below the critical dimension. As a result, there is a problem in that the characteristics of the device are deteriorated.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는, 포토레지스트막의 두께를 충분히 두껍게 하여야 하나, 그렇게 되면 생산성이 저하될뿐만 아니라 노광에 있어서의 마진(Margin)이 감소하게 되는 문제점이 있었다.In order to solve such a problem, the thickness of the photoresist film should be made sufficiently thick, but there was a problem in that the productivity was reduced and the margin in exposure was reduced.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 식각마스크로 사용될 포토레지스트막을 경화(탄화)시켜 식각대상막에 대한 식각선택비를 향상시킴으로써, 그 포토레지스트막을 얇게 형성해도 될뿐만 아니라 그 포토레지스트막의 패턴구조에따라 패터닝되는 식각대상막이 정확한 패턴구조로 형성되도록 한 포토레지스트패턴 형성방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been devised to solve the above-mentioned problems. The photoresist film may be thinned by curing (carbonizing) the photoresist film to be used as an etching mask to improve the etching selectivity of the etching target film. In addition, an object of the present invention is to provide a method of forming a photoresist pattern in which an etch target film patterned according to the pattern structure of the photoresist film is formed in an accurate pattern structure.
도 1a와 도 1b는 종래 기술에 따른 금속막 패터닝공정을 나타낸 공정 단면도.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a metal film patterning process according to the prior art.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 금속막 패터닝공정을 나타낸 공정을 나타낸 공정 단면도.2A to 2D are cross-sectional views illustrating a process showing a metal film patterning process according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10: 하부막20,20a: 금속막10: lower film 20, 20a: metal film
30,31: 포토레지스트막32: 포토레지스트 탄화층30 and 31 photoresist film 32 photoresist carbide layer
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 식각대상막 위에 포토레지스트를 도포한 후, 그 포토레지스트막을 패터닝하는 단계와; 그 결과물 위에 소정의 이온을 주입함으로써, 상기 포토레지스트막을 탄화시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a photoresist layer on an etching target layer, the method comprising: patterning the photoresist layer; And carbonizing the photoresist film by implanting predetermined ions onto the resulting product.
이하, 첨부된 도 2a 내지 도 2d의 공정 단면도를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속막 패터닝공정에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a metal film patterning process according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the process cross-sectional views of FIGS. 2A to 2D.
우선, 도 2a에 도시된 바와 같이 소정의 하부막(10) 위에 패터닝될 금속막(20)을 형성한 후 그 금속막(20) 위에 포토레지스트패턴(30)을 형성한다.First, as shown in FIG. 2A, a metal film 20 to be patterned is formed on a predetermined lower film 10, and then a photoresist pattern 30 is formed on the metal film 20.
이는 앞에서 설명한 종래 기술로 이루어진다.This is done with the prior art described above.
이후, 도 2b와 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 결과물에 비소이온(As+)을 주입함으로써, 상기 포토레지스트막(30)의 상층부에 그 포토레지스트막(유기물)이 탄화되어 이루어지는 경화층(32)을 형성한다.Thereafter, as shown in FIGS. 2B and 2C, a hardened layer 32 is formed by carbonizing the photoresist film (organic material) on the upper layer of the photoresist film 30 by injecting arsenic ions (As + ) into the resultant product. ).
이때, 상기 경화층(32)을 형성하기 위해 주입되는 비소이온의 농도 및 에너지는, 그 탄화층(32)의 두께와 기타 공정조건에 따라 결정되는데, 일반적으로 농도는 1E1015[개/cm3] 이상으로 하고, 에너지는 80[kev] 정도로 한다.At this time, the concentration and energy of the arsenic ions implanted to form the cured layer 32 is determined according to the thickness of the carbonized layer 32 and other process conditions, generally the concentration is 1E10 15 [piece / cm 3 ] And the energy is about 80 [kev].
이와 같은 경화층(32)은 식각선택비가 증가된 하드 마스크(Hard mask)로 작용하게 되는데, 금속막(20)을 포함하는 식각대상막을 식각하기 위한 공정가스가 BCI3,CI2, SF6인 경우를 예를들면, 식각대상막(20)과 경화막(32)의 식각선택비가 2:1 내지 10:1 정도까지 크게 향상된다.The hardened layer 32 may act as a hard mask having an increased etching selectivity. The process gas for etching the etching target layer including the metal layer 20 may be BCI 3, CI 2 , or SF 6 . For example, the etching selectivity of the etching target film 20 and the cured film 32 is greatly improved to about 2: 1 to 10: 1.
미설명부호 31은 탄화되지 않은 포토레지스트층을 나타낸다.Reference numeral 31 denotes an uncarbonized photoresist layer.
이어서, 도 2d에 도시된 바와 같이 상층부에 경화층()이 형성된 포토레지스트패턴(31,32)을 식각마스크로 하는 상기 금속막(20)에 대한 선택적 식각으로, 상기 레지스트패턴(30)을 금속막(20)에 전사한다.Subsequently, as shown in FIG. 2D, the resist pattern 30 is made of metal by selective etching of the metal film 20 using the photoresist patterns 31 and 32 having the hardened layer formed thereon as an etch mask. Transferred to the membrane 20.
이때, 상기 금속막(20)에 대한 선택적 식각은 종래와 같은 방법으로 이루어진다.In this case, the selective etching of the metal film 20 is performed in the same manner as the conventional method.
상술한 본 발명은, 식각마스크로 사용될 포토레지스트막을 경화(탄화)시켜 식각대상막에 대한 식각선택비를 향상시킴으로써, 그 포토레지스트막을 얇게 형성해도 될뿐만 아니라 그 포토레지스트의 패턴구조에 따라 패터닝되는 식각대상막이 정확한 패턴구조로 형성되도록 하는 효과를 준다.According to the present invention, the photoresist film to be used as an etching mask is cured (carbonized) to improve the etching selectivity with respect to the etching target film, so that the photoresist film may be thinly formed and patterned according to the pattern structure of the photoresist. The etching target film is formed to have an accurate pattern structure.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030038370A (en) * | 2001-11-02 | 2003-05-16 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | Resist pattern hardening method |
| KR100551071B1 (en) * | 2001-11-12 | 2006-02-10 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for fabrication of semiconductor device |
| KR20190056463A (en) * | 2017-11-16 | 2019-05-27 | 삼성디스플레이 주식회사 | Display devices and manufacturing method of wiring |
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