KR19980048845A

KR19980048845A - Pattern formation method of semiconductor device

Info

Publication number: KR19980048845A
Application number: KR1019960067493A
Authority: KR
Inventors: 배용국
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 1998-09-15

Abstract

반도체소자의 패턴형성방법을 개시하고 있다. 이는, 반도체 기판 상에 패터닝하고자 하는 물질층을 형성하는 단계; 상기 기판과 포토레지스트와의 접착성 개선을 위한 HMDS 처리를 수행하는 단계; 상기 결과물 상에 반사방지막을 형성하는 단계; 상기 반사방지막 상에 포토레지스트를 도포하는 단계; 소프트 베이크를 수행하여 상기 반사방지막과 포토레지스트와의 화학적결합을 유도하는 단계; 노광 및 현상공정을 통해 포토레지스트 패턴을 형성함과 동시에 상기 반사방지막을 식각하는 단계; 및 웨이퍼 상의 수분 또는 유기 솔벤트를 제거하여 포토레지스트와의 접착성을 증가시키기 위한 하드 베이크를 실시하는 단계를 구비한다. 따라서, 반사방지막 식각을 위한 별도의 공정을 수행하지 않아도 되므로 제조공정 수를 감소시킬 수 있다.A method of forming a pattern of a semiconductor device is disclosed. This includes forming a material layer to be patterned on a semiconductor substrate; Performing an HMDS treatment to improve adhesion between the substrate and the photoresist; Forming an anti-reflection film on the resultant product; Applying a photoresist on the anti-reflection film; Performing a soft bake to induce a chemical bond between the anti-reflection film and the photoresist; Etching the anti-reflection film while forming a photoresist pattern through an exposure and development process; And performing a hard bake to remove moisture or organic solvent on the wafer to increase adhesion with the photoresist. Therefore, since the separate process for etching the anti-reflection film does not have to be performed, the number of manufacturing processes can be reduced.

Description

Pattern formation method of semiconductor device

본 발명은 반도체소자의 패턴형성방법에 관한 것으로, 특히 반사방지막을 채용하는 경우, 제조공정을 단순화할 수 있는 패턴형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern forming method of a semiconductor device, and more particularly, to a pattern forming method which can simplify a manufacturing process when an antireflection film is employed.

노광장치의 파장을 짧게 하여 해상력을 향상시키기 위해 248nm의 DUV(Deep UV)를 노광파장으로 선택하는 경우 여러 가지의 부가적 공정을 필요로 하게 한다. 이중 대표적인 것이 반사방지막(Anti-Reflective Layer)을 이용하는 것이다. 이러한 반사방지막 중에서 감광막의 아래에 사용하는 BAR(Bottom Anti Reflective)를 사용하는 경우에 추가적으로 BAR의 에치가 필수적이다.In order to shorten the wavelength of the exposure apparatus to improve the resolution, the selection of 248 nm DUV (Deep UV) as the exposure wavelength requires various additional processes. A representative example is the use of anti-reflective layers. Among these anti-reflection films, in addition to the BAR (Bottom Anti Reflective) used below the photoresist, the etch of the BAR is essential.

도 1은 종래의 패턴형성방법을 설명하기 위해 도시한 공정순서도이고, 도2는 종래의 방법에 의해 형성된 포토레지스트 패턴을 도시한 단면도이다.1 is a process flowchart showing a conventional method for forming a pattern, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a photoresist pattern formed by a conventional method.

도 1 및 도 2를 참조하면, 반도체 기판(1) 상에 패터닝하고자 하는 물질층(2)을 형성하고, 기판과 포토레지스트와의 접착성 개선을 위한 제1 HMDS 처리(3)를 수행한 다음, 반사방지막(5)을 형성하고, 제1 소프트 베이크(Soft Bake)를 실시한다. 다음에, 웨이퍼 상의 수분 또는 유기 솔벤트를 제거하여 포토레지스트와의 접착성을 증가시키기 위한 제1 하드 베이크(Hard Bake)를 실시하고, 그 결과물에 대해 제2 HMDS 처리를 수행한다. 계속해서, 상기 결과물 전면에 포토레지스트를 도포하고, 포토레지스트 내에 함유된 솔벤트를 제거하기 위한 제2 소프트 베이크를 수행한 다음, 노광 및 현상공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(7)을 형성한다. 다음에, 포토레지스트 패턴(7)이 형성된 상기 결과물을 제2 하드 베이크 한다.1 and 2, after forming the material layer 2 to be patterned on the semiconductor substrate 1, performing a first HMDS treatment 3 to improve adhesion between the substrate and the photoresist. The antireflection film 5 is formed, and a first soft bake is performed. Next, a first hard bake is performed to remove moisture or organic solvent on the wafer to increase adhesion with the photoresist, and a second HMDS treatment is performed on the resultant. Subsequently, a photoresist is applied to the entire surface of the resultant, a second soft bake for removing the solvent contained in the photoresist is performed, and then an exposure and development process are performed to form the photoresist pattern 7. Next, the resultant on which the photoresist pattern 7 is formed is second hard baked.

이와 같이 종래 기술에 따르면, 물질층(2)을 패터닝하기 위해서는 상기 포토레지스트 패턴(7) 아래에 형성되어 있는 반사방지막을 필수적으로 식각하여야 한다. 이러한 에치공정은 전체 제조공정 수를 증가시킬 뿐만 아니라 파티클의 원인이 된다.As described above, according to the related art, in order to pattern the material layer 2, an antireflection film formed under the photoresist pattern 7 must be etched. This etch process not only increases the overall manufacturing process number but also causes particles.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 반사방지막을 채용하는 경우, 제조공정 수 감소와 신뢰성 개선이 가능한 반도체소자의 패턴 형성방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a method for forming a pattern of a semiconductor device which can reduce the number of manufacturing steps and improve reliability when an antireflection film is employed.

도 1는 종래의 패턴형성방법을 설명하기 위해 도시한 공정순서도이다.1 is a flowchart illustrating a conventional pattern formation method.

도 2는 종래의 방법에 의해 형성된 포토레지스트 패턴을 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a photoresist pattern formed by a conventional method.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴형성방법을 설명하기 위해 도시한 공정순서도이다.3 is a flowchart illustrating a pattern formation method according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 포토레지스트 패턴을 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a photoresist pattern formed according to an embodiment of the present invention.

상기 과제를 달성하기 위해 본 발명은, 반도체 기판 상에 패터닝하고자 하는 물질층을 형성하는 단계; 상기 기판과 포토레지스트와의 접착성 개선을 위한 HMDS 처리를 수행하는 단계; 상기 결과물 상에 반사방지막을 형성하는 단계; 상기 반사방지막 상에 포토레지스트를 도포하는 단계; 소프트 베이크를 수행하여 상기 반사방지막과 포토레지스트와의 화학적결합을 유도하는 단계; 노광 및 현상공정을 통해 포토레지스트 패턴을 형성함과 동시에 상기 반사방지막을 식각하는 단계; 및 웨이퍼 상의 수분 또는 유기 솔벤트를 제거하여 포토레지스트와의 접착성을 증가시키기 위한 하드 베이크를 실시하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 패턴형성방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, forming a material layer to be patterned on a semiconductor substrate; Performing an HMDS treatment to improve adhesion between the substrate and the photoresist; Forming an anti-reflection film on the resultant product; Applying a photoresist on the anti-reflection film; Performing a soft bake to induce a chemical bond between the anti-reflection film and the photoresist; Etching the anti-reflection film while forming a photoresist pattern through an exposure and development process; And performing a hard bake to increase adhesion to the photoresist by removing moisture or organic solvent on the wafer.

따라서, 반사방지막 식각을 위한 별도의 공정을 수행하지 않아도 되므로 제조공정 수를 감소시킬 수 있다.Therefore, since the separate process for etching the anti-reflection film does not have to be performed, the number of manufacturing processes can be reduced.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴형성방법을 설명하기 위해 도시한 공정순서도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 포토레지스트 패턴을 도시한 단면도이다.3 is a flowchart illustrating a pattern formation method according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing a photoresist pattern formed according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 반도체 기판(11) 상에 패터닝하고자 하는 물질층(12)을 형성하고, 기판과 포토레지스트와의 접착성 개선을 위한 HMDS 처리(13)를 수행한 다음, 반사방지막(15)을 형성한다. 다음, 종래와는 달리, 제1 소프트 베이크, 제1 하드 베이크, 및 제2 HMDS 처리 단계를 실시하지 않고, 상기 반사방지막(15) 상에 포토레지스트를 도포하고, 포토레지스트 내에 함유된 솔벤트를 제거하기 위한 소프트 베이크를 수행한다. 계속해서, 노광 및 현상공정을 통해 포토레지스트 패턴(17)을 형성한 다음, 포토레지스트 패턴(17)이 형성된 상기 결과물에 대해, 웨이퍼 상의 수분 또는 유기 솔벤트를 제거하여 포토레지스트와의 접착성을 증가시키기 위한 하드 베이크를 실시한다. 이때, 상기 반사방지막 또한 상기 현상공정에서 제거되는데, 이는 반사방지막(15) 형성 후, 소프트 베이크, 하드 베이크, 및 HMDS 처리를 실시하지 않고 바로 포토레지스트를 도포하고, 그 결과물을 소프트 베이크하기 때문이다. 이 소프트 베이크에 의해 반사방지막(15)과 포토레지스트 간의 화학적 결합이 일어나고, 이후의 현상공정에서 상기 반사방지막(15)도 함께 식각된다.3 and 4, after forming the material layer 12 to be patterned on the semiconductor substrate 11, performing an HMDS treatment 13 to improve adhesion between the substrate and the photoresist, and then reflecting The prevention film 15 is formed. Next, unlike the prior art, without applying the first soft bake, the first hard bake, and the second HMDS treatment step, a photoresist is applied on the antireflection film 15, and the solvent contained in the photoresist is removed. Soft bake is carried out. Subsequently, the photoresist pattern 17 is formed through an exposure and development process, and then, to the resultant on which the photoresist pattern 17 is formed, water or organic solvent on the wafer is removed to increase adhesion to the photoresist. Hard bake to make. At this time, the anti-reflection film is also removed in the developing process, because after the anti-reflection film 15 is formed, the photoresist is immediately applied without performing the soft bake, hard bake, and HMDS treatment, and the resultant is the soft bake. . This soft baking causes chemical bonding between the antireflection film 15 and the photoresist, and the antireflection film 15 is also etched together in a subsequent development step.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 반사방지막 형성 후, 소프트 베이크, 하드 베이크, 및 HMDS 처리를 실시하지 않고 바로 포토레지스트를 도포하고, 그 결과물을 소프트 베이크함으로써, 반사방지막과 포토레지스트 간의 화학적 결합을 유발하고, 이후의 현상공정을 통해 포토레지스트 패턴을 형성함과 동시에 반사방지막도 함께 식각한다. 따라서, 반사방지막 식각을 위한 별도의 공정을 수행하지 않아도 되므로 제조공정 수를 감소시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, after the antireflection film is formed, the photoresist is immediately applied without performing the soft bake, hard bake, and HMDS treatment, and the resultant is soft baked to thereby chemically bond the antireflection film to the photoresist. The photoresist pattern is formed and the anti-reflection film is also etched through the development process. Therefore, since the separate process for etching the anti-reflection film does not have to be performed, the number of manufacturing processes can be reduced.

Claims

Forming a material layer to be patterned on the semiconductor substrate;

Performing an HMDS treatment to improve adhesion between the substrate and the photoresist;

Forming an anti-reflection film on the resultant product;

Applying a photoresist on the anti-reflection film;

Performing a soft bake to induce a chemical bond between the anti-reflection film and the photoresist;

Etching the anti-reflection film while forming a photoresist pattern through an exposure and development process; And

And performing a hard bake to remove water or organic solvent on the wafer to increase adhesion to the photoresist.