KR19990018401A

KR19990018401A - Photoresist pattern formation method

Info

Publication number: KR19990018401A
Application number: KR1019970041577A
Authority: KR
Inventors: 차경환
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-08-27
Filing date: 1997-08-27
Publication date: 1999-03-15

Abstract

본 발명은 반도체 기판 상에 BPSG막을 형성하는 단계와, 상기 BPSG막의 표면에 NH₃플라즈마 처리하여 질화막을 형성하는 단계와, 상기 질화막 상에 화학증폭형 포토레지스트막을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트막에 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다. 본 발명의 포토레지스트 패턴 형성방법은 BPSG막을 NH₃플라즈마 처리에 의하여 표면의 OH기와 수분을 제거함으로써 화학증폭형 레지스트의 중화반응에 의한 불량한 패턴이 형성되는 문제를 해결할 수 있다.The present invention provides a method of forming a BPSG film on a semiconductor substrate, forming a nitride film by NH ₃ plasma treatment on the surface of the BPSG film, forming a chemically amplified photoresist film on the nitride film, and forming the photoresist film. Exposing and developing to form a photoresist pattern. The method of forming the photoresist pattern of the present invention can solve the problem that a bad pattern is formed by neutralization of a chemically amplified resist by removing the OH group and water on the surface of the BPSG film by NH ₃ plasma treatment.

Description

Photoresist pattern formation method

본 발명은 포토레지스트 패턴 형성방법에 관한 것으로, 특히 화학증폭형 포토레지스트 패턴 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a photoresist pattern, and more particularly to a method of forming a chemically amplified photoresist pattern.

반도체 제조공정의 포토리소피 공정이 deep UV(ultraviolet) 공정의 시대로 접어들면서 i-라인 계통의 포토레지스트에서 화학증폭형 포토레지스트로 바뀌어 가고 있는 추세이다. 화학증폭형 레지스트는 UV광(지외선광)을 받게 되면 레지스트 내부에서 화학증폭반응의 촉매가 되는 프로톤(H⁺)이 발생되고 이 촉매의 연쇄반응에 의해 화학증폭형 레지스트가 원하는 형태를 갖추게 되고 현상공정을 거치면 최종적으로 포토레지스트 패턴이 형성된다.As photolithography process in semiconductor manufacturing process enters the era of deep UV (ultraviolet) process, it is changing from i-line photoresist to chemically amplified photoresist. When a chemically amplified resist receives UV light (extra sunlight), a proton (H ⁺ ), which is a catalyst for chemical amplification reaction, is generated inside the resist, and the chemically amplified resist has a desired shape by a chain reaction of the catalyst. After the process, a photoresist pattern is finally formed.

이러한 화학증폭형 포토레지스트의 특성 때문에 연쇄반응의 촉매가 되는 프로톤에 대한 제어가 매우 중요하고, 만약 외부로부터 이 프로톤의 중화반응이 될 만한 요인이 발생하게 되면 포토레지스트 패턴의 모양은 원하지 않는 형태를 갖게 되어 반도체 제조공정에 문제를 일으키게 된다.Due to the characteristics of the chemically amplified photoresist, it is very important to control the protons, which are catalyzed by the chain reaction. This causes problems in the semiconductor manufacturing process.

특히, 반도체 제조공정에서 사용하는 하부막중에서 deep UV 포지티브톤의 화학증폭형 레지스트의 패턴 형성에 가장 크게 영향을 주는 막질은 BPSG(boro-phospo-silicate-glass)이다. 이 BPSG는 실리카 글래스 내에 여러 불순물을 포함하고 있는 공간을 갖고 있어 실리카 글래스 내의 물의 흡착효과가 크게 나타난다. 즉 물 증기는 BPSG내의 실리카 글래스 네트워크 구조내로 들어가서 OH 기(OH group)나 물분자로 존재하게 된다. 따라서, 막질 표면의 OH기가 화학증폭형 레지스트와 반응하게 되면 포토레지스트의 프로파일에 영향을 주게 된다. 따라서, BPSG막질을 사용하는 반도체 제조공정에서 BPSG막을 증착한 후에 DUV 포지트브톤 화학증폭형 레지스트를 사용하는 포토공정에서 하부막 BPSG에 의한 패턴의 변형을 해결하는 것이 필요하다.Particularly, among the lower films used in the semiconductor manufacturing process, the film quality which most influences the pattern formation of the chemically amplified resist of deep UV positive tone is BPSG (boro-phospo-silicate-glass). This BPSG has a space containing various impurities in the silica glass, so that the adsorption effect of water in the silica glass is large. That is, the water vapor enters into the silica glass network structure in the BPSG and exists as an OH group or a water molecule. Therefore, the reaction of the OH group on the surface of the film with the chemically amplified resist affects the profile of the photoresist. Therefore, it is necessary to solve the deformation of the pattern caused by the underlying film BPSG in the photoprocess using the DUV positive-tongue chemically amplified resist after the deposition of the BPSG film in the semiconductor manufacturing process using the BPSG film quality.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는 BPSG막이 하부막일 때 신뢰성 있는 포토레지스트 패턴 형성방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a reliable method of forming a photoresist pattern when the BPSG film is a lower film.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 포토레지스트 패턴 형성방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도이다.1 and 2 are cross-sectional views illustrating a method of forming a photoresist pattern according to the present invention.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 반도체 기판 상에 BPSG막을 형성하는 단계와, 상기 BPSG막의 표면에 NH₃플라즈마 처리하여 질화막을 형성하는 단계와, 상기 질화막 상에 화학증폭형 포토레지스트막을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트막에 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above technical problem, the present invention comprises the steps of forming a BPSG film on a semiconductor substrate, forming a nitride film by NH ₃ plasma treatment on the surface of the BPSG film, and forming a chemically amplified photoresist film on the nitride film And exposing and developing the photoresist film to form a photoresist pattern.

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

구체적으로, 반도체 기판(11) 상에 BPSG막(13)을 형성한다. 이어서, 상기 BPSG막(13)의 표면에 NH₃플라즈막 처리를 하여 질화막(15)을 형성한다.Specifically, the BPSG film 13 is formed on the semiconductor substrate 11. Subsequently, the nitride film 15 is formed by subjecting the surface of the BPSG film 13 to an NH ₃ plasma film.

상기 NH₃플라즈막 처리를 수행하지 않을 경우에는 후속되는 화학증폭형 레지스트와 BPSG막과의 계면에서 중화반응에 의해 원하지 않는 문제를 야기시킨다. 즉 BPSG는 실리카 글래스 내의 여러불순물을 포함하는 공간을 갖고 있어 실리카 글래스내의 물 흡착효과가 크게 나타난다. 즉 물 증기는 BPSG내의 실리카 글래스 네트워크 구조내로 들어가서 OH기나 물분자로 존재하게 되고 OH기를 포함하는 막질로써 흡습성이 강하여 화학증폭형 레지스트를 이 위에 패터닝할 경우에 노광에 의해 빛을 받은 화학증폭형 레지스트가 연쇄반응에 의해 생성된 반응의 촉매가 되는 포토론이 BPSG막 표면에 분포해 있는 OH기와 반응하여 중화반응을 하게 되고 이로써 현상공정에 의해 제거되어야할 부분에 포토레지스트가 남게 되어 에칭공정에서 마스크 역할을 하여 정상적인 패턴이 형성되지 않는다.If the NH ₃ plasma film treatment is not performed, an unwanted problem is caused by the neutralization reaction at the interface between the chemically amplified resist and the BPSG film. That is, BPSG has a space containing various impurities in the silica glass, so that the water adsorption effect in the silica glass is large. In other words, water vapor enters into the silica glass network structure in BPSG and exists as OH group or water molecule. The photolon, which is a catalyst of the reaction generated by the chain reaction, reacts with the OH group distributed on the surface of the BPSG film to perform a neutralization reaction, thereby leaving a photoresist in the portion to be removed by the development process, thereby masking the etching process. It does not form a normal pattern.

다음에, 상기 질화막(15) 상에 화학증폭형 레지스트를 도포한 후 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴(17)을 형성한다. 이렇게 BPSG막(13)을 NH₃플라즈마 처리하여 표면의 수분을 제거한 후 노광 및 현상을 하면 정상적인 화학증폭형 포토레지스트 패턴(17)이 형성된다.Next, a chemically amplified resist is applied on the nitride film 15, and then exposed and developed to form a photoresist pattern 17. When the BPSG film 13 is subjected to NH ₃ plasma treatment to remove moisture from the surface, and then exposed and developed, a normal chemically amplified photoresist pattern 17 is formed.

이상, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식으로 그 변형이나 개량이 가능하다.As mentioned above, although this invention was demonstrated concretely through the Example, this invention is not limited to this, A deformation | transformation and improvement are possible with the conventional knowledge in the art within the technical idea of this invention.

상술한 바와 같이 본 발명의 포토레지스트 패턴 형성방법은 BPSG막을 NH₃플라즈마 처리에 의하여 표면의 OH기와 수분을 제거함으로써 화학증폭형 레지스트의 중화반응에 의한 불량한 패턴이 형성되는 문제를 해결할 수 있다.As described above, the method of forming the photoresist pattern of the present invention can solve the problem that a bad pattern is formed by the neutralization reaction of the chemically amplified resist by removing the OH group and water on the surface of the BPSG film by NH ₃ plasma treatment.

Claims

Forming a BPSG film on the semiconductor substrate;

Forming a nitride film by NH ₃ plasma treatment on the surface of the BPSG film;

Forming a chemically amplified photoresist film on the nitride film; And

And exposing and developing the photoresist film to form a photoresist pattern.