KR19990070021A

KR19990070021A - Manufacturing Method of Semiconductor Device

Info

Publication number: KR19990070021A
Application number: KR1019980004631A
Authority: KR
Inventors: 송병성
Original assignee: 구본준; 엘지반도체 주식회사
Priority date: 1998-02-16
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 1999-09-06

Abstract

본 발명은 탄화(Carbonized)된 포토레지스트를 제거하는데 적당하도록한 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로,반도체 기판상에 버퍼 산화막,포토레지스트를 차례로 증착하는 공정과,상기 포토레지스트를 선택적으로 제거하여 포토레지스트 패턴층을 형성하는 공정과,상기 포토레지스트 패턴층을 마스크로하여 이온 주입을 하는 공정과,H₂SO₄+ H₂O₂용액을 이용하여 상기 이온 주입 공정에서 포토레지스트 패턴층의 상층부에 형성된 탄화 포토레지스트층을 포함하는 포토레지스트 패턴층을 1차 제거하는 공정과,DI를 강하게 분사시켜 상기 H₂SO₄+ H₂O₂용액을 이용한 제거 공정으로 들뜬 탄화 포토레지스트층과 잔류된 포토레지스트층을 제거하는 공정을 포함하여 이루어진다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device suitable for removing carbonized photoresist, the process of depositing a buffer oxide film, a photoresist on a semiconductor substrate in turn, and selectively removing the photoresist to photo A process of forming a resist pattern layer, A process of implanting ions using the photoresist pattern layer as a mask, The upper layer of the photoresist pattern layer in the ion implantation process using a H ₂ SO ₄ + H ₂ O ₂ solution Firstly removing the photoresist pattern layer including the formed carbonization photoresist layer, and strongly removing DI using a H ₂ SO ₄ + H ₂ O ₂ solution to remove the photoresist layer. It includes a step of removing the resist layer.

Description

Manufacturing Method of Semiconductor Device

본 발명은 반도체 소자의 제조 공정에 관한 것으로, 특히 탄화(Carbonized)된 포토레지스트를 제거하는데 적당하도록한 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a manufacturing process of a semiconductor device, and more particularly, to a method of manufacturing a semiconductor device adapted to remove carbonized photoresist.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술의 포토레지스트 제거 공정에 관하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a photoresist removal process of the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1a내지 도 1d는 종래 기술의 경화 포토레지스트 제거를 나타낸 공정 단면도이다.1A-1D are process cross-sectional views illustrating prior art cured photoresist removal.

포토레지스트를 마스크로 이용하여 소자를 형성하는 공정에 있어서는 패터닝후의 포토레지스트 제거 공정을 다음과 같이 진행한다.(이온 주입 공정에서 포토레지스트를 마스크로 사용한 것을 실시예로 한것이다.)In the step of forming an element using the photoresist as a mask, the photoresist removing step after patterning is performed as follows. (The photoresist is used as an example in the ion implantation step.)

먼저, 도 1a에서와 같이, 반도체 기판(1)상에 버퍼 산화막(2)을 형성하고 상기 버퍼 산화막(2)상에 포토레지스트(3)를 증착하고 포토리소그래피 공정으로 이온 주입이 실시될 부분만 제거되도록 패터닝한다.First, as shown in FIG. 1A, only a portion where a buffer oxide film 2 is formed on a semiconductor substrate 1, a photoresist 3 is deposited on the buffer oxide film 2, and ion implantation is performed by a photolithography process is performed. Pattern to be removed.

이어, 상기 패터닝되어진 포토레지스트(3)를 마스크로하여 As⁺등의 이온을 고농도로 주입하는 공정을 실시하게 되는데, 이때 마스크로 사용되는 포토레지스트(3)에는 약 2000Å정도의 경화된 층이 형성된다. 즉, 포토레지스트(3)의 상층부에 탄화 포토레지스트층(4)이 형성된다.Subsequently, a process of implanting ions such as As ⁺ at a high concentration is performed using the patterned photoresist 3 as a mask. At this time, a cured layer of about 2000 μs is formed on the photoresist 3 used as a mask. do. That is, the carbonized photoresist layer 4 is formed on the upper layer of the photoresist 3.

그리고 도 1b에서와 같이, 탄화 포토레지스트층(4)을 포함하는 포토레지스트(3)를 제거하기 위하여 O₂플라즈마를 이용한 애싱(Ashing)공정을 진행한다.As shown in FIG. 1B, an ashing process using an O ₂ plasma is performed to remove the photoresist 3 including the carbonized photoresist layer 4.

이때, O₂플라즈마를 이용한 애싱(Ashing)공정을 진행하여도 포토레지스트(3)가 완전히 제거되지 않고 탄소 성분의 잔류레레지스트, As⁺이온화 물질층이 반도체 기판(1)의 표면에 잔류된다.At this time, even when the ashing process using the O ₂ plasma is performed, the photoresist 3 is not completely removed, and the residual resist and the As ⁺ ionization material layer of the carbon component remain on the surface of the semiconductor substrate 1.

이와 같이 잔류된 오염원을 제거하기 위하여 도 1c에서와 같이, DI 워터를 이용한 세정 공정을 진행한다.In order to remove the remaining pollutant in this way, as shown in Figure 1c, a cleaning process using DI water is carried out.

상기 DI 워터를 이용한 세정 공정으로 As⁺이온화 물질층은 제거되고 탄소 성분의 잔류 레지스트는 제거되지 않고 잔류된다.In the cleaning process using the DI water, the As ⁺ ionization material layer is removed and the residual resist of the carbon component is not removed.

그리고 상기 세정 공정에서 잔류된 탄소 성분의 잔류 레지스트를 제거하기 위하여 도 1d에서와 같이, O₃/H₂SO₄용액에 반도체 기판(1)을 디핑(Dipping)한다.In order to remove the residual resist of the carbon component remaining in the cleaning process, the semiconductor substrate 1 is dipped in an O ₃ / H ₂ SO ₄ solution as shown in FIG. 1D.

이와 같은 공정으로 반도체 소자의 제조 공정에서 마스크로 사용된 포토레지스트를 제거한다.This process removes the photoresist used as a mask in the manufacturing process of the semiconductor device.

마스크로 사용된 포토레지스트가 완전히 제거되지 않고 잔류될 경우 후속되는 공정에 영향을 주고 잔류물이 소자 동작시에 영향을 미쳐 소자의 특성을 저하시킬 수 있다.If the photoresist used as a mask is left without being completely removed, it may affect the subsequent process and the residue may affect the device operation and degrade the device's characteristics.

이와 같은 종래 기술의 포토레지스트 제거 방법에 있어서는 여러 단계의 포토레지스트 및 이온화 물질들을 제거하는 공정을 하지만, 이들 물질이 완전히 제거되지 않아 소자의 특성을 저하시키는 문제점이 있었다.In the prior art photoresist removal method, the process of removing the photoresist and ionization materials of various stages is performed, but there is a problem in that these materials are not completely removed, thereby degrading the characteristics of the device.

또한,경화된 포토레지스트를 제거하기 위한 공정을 애싱 + 순수 세정 + O₃/H₂SO₄용액처리 등의 여러 단계를 진행하여야 하고, 각각의 공정 단계를 분리하여 별도로 진행하여야 하므로 TAT(Turn Around Time)가 길어져 양산 측면에서 불리하다.In addition, several steps such as ashing + pure water cleaning + O ₃ / H ₂ SO ₄ solution treatment must be performed to remove the cured photoresist, and each process step must be separated and processed, so TAT (Turn Around) Longer time) is disadvantageous in terms of mass production.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 반도체 소자의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 탄화(Carbonized)된 포토레지스트를 제거하는데 적당하도록한 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention The present invention has been made to solve the problems of the prior art semiconductor device, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a semiconductor device suitable for removing carbonized photoresist.

도 1a내지 도 1d는 종래 기술의 경화 포토레지스트 제거를 나타낸 공정 단면도1A-1D are cross-sectional views illustrating prior art cured photoresist removal.

도 2a내지 도 2d는 본 발명에 따른 경화 포토레지스트 제거를 나타낸 공정 단면도2A-2D are process cross-sectional views illustrating removal of a cured photoresist in accordance with the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 경화 포토레지스트 제거를 위한 싱글 스프레이 장치의 구성을 나타낸 개략도Figure 3 is a schematic diagram showing the configuration of a single spray device for removing the cured photoresist in accordance with the present invention

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

21. 반도체 기판 22. 버퍼 산화막21. Semiconductor Substrate 22. Buffer Oxide

23. 포토레지스트 패턴층 24. 탄화 포토레지스트층23. Photoresist Pattern Layer 24. Carbonized Photoresist Layer

25. 탄화 포토레지스트 제거 용액 26. 잔류 포토레지스트층25. Carbide Photoresist Removal Solution 26. Residual Photoresist Layer

탄화(Carbonized)된 포토레지스트를 제거하는데 적당하도록한 본 발명의 반도체 소자의 제조 방법은 반도체 기판상에 버퍼 산화막,포토레지스트를 차례로 증착하는 공정과,상기 포토레지스트를 선택적으로 제거하여 포토레지스트 패턴층을 형성하는 공정과,상기 포토레지스트 패턴층을 마스크로하여 이온 주입을 하는 공정과,H₂SO₄+ H₂O₂용액을 이용하여 상기 이온 주입 공정에서 포토레지스트 패턴층의 상층부에 형성된 탄화 포토레지스트층을 포함하는 포토레지스트 패턴층을 1차 제거하는 공정과,DI를 강하게 분사시켜 상기 H₂SO₄+ H₂O₂용액을 이용한 제거 공정으로 들뜬 탄화 포토레지스트층과 잔류된 포토레지스트층을 제거하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.A method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, which is suitable for removing carbonized photoresist, includes a process of depositing a buffer oxide film and a photoresist on a semiconductor substrate, and sequentially removing the photoresist to form a photoresist pattern layer. Forming a photoresist, a process of ion implantation using the photoresist pattern layer as a mask, and a carbonization photo formed on an upper layer of the photoresist pattern layer in the ion implantation process using an H ₂ SO ₄ + H ₂ O ₂ solution Firstly removing the photoresist pattern layer including the resist layer, and removing the carbonized photoresist layer and the remaining photoresist layer by a strong injection of DI and a removal process using the H ₂ SO ₄ + H ₂ O ₂ solution. It characterized by including the process of removing.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 반도체 소자의 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a내지 도 2d는 본 발명에 따른 경화 포토레지스트 제거를 나타낸 공정 단면도이고,도 3은 본 발명에 따른 경화 포토레지스트 제거를 위한 싱글 스프레이 장치의 구성을 나타낸 개략도이다.2A to 2D are process cross-sectional views illustrating the removal of a cured photoresist in accordance with the present invention, and FIG. 3 is a schematic view showing the configuration of a single spray device for removing the cured photoresist in accordance with the present invention.

본 발명의 반도체 소자의 제조 방법은 탄화된 포토레지스트를 효율적으로 제거할 수 있도록한 것으로 그 공정은 다음과 같이 이루어진다.The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention allows the carbonized photoresist to be efficiently removed, and the process is performed as follows.

먼저, 도 2a 에서와 같이, 반도체 기판(21)상에 버퍼 산화막(22)을 형성하고 상기 버퍼 산화막(22)상에 포토레지스트를 증착하고 포토리소그래피 공정으로 이온 주입이 실시될 부분만 제거되도록 패터닝하여 포토레지스트 패턴층(23)을 형성한다.First, as shown in FIG. 2A, a buffer oxide film 22 is formed on a semiconductor substrate 21, a photoresist is deposited on the buffer oxide film 22, and patterning is performed so that only a portion where ion implantation is to be removed by a photolithography process is removed. The photoresist pattern layer 23 is formed.

이어, 상기 포토레지스트 패턴층(23)를 마스크로하여 As⁺등의 이온을 고농도로 주입하는 공정을 실시하게 되는데, 이때 마스크로 사용되는 포토레지스트 패턴층(23)에는 약 2000Å정도의 경화된 층이 형성된다. 즉, 포토레지스트 패턴층(23)의 상층부에 탄화 포토레지스트층(24)이 형성된다.Subsequently, the photoresist pattern layer 23 is used as a mask to inject ions such as As ⁺ at a high concentration. At this time, the photoresist pattern layer 23 used as a mask is cured at about 2000 microseconds. Is formed. That is, the carbonized photoresist layer 24 is formed on the upper layer of the photoresist pattern layer 23.

그리고 도 2b에서와 같이, 탄화 포토레지스트층(24)을 포함하는 포토레지스트 패턴층(23)를 제거하기 위하여 도 3의 싱글 스프레이 장치를 이용하여 H₂SO₄+ H₂O₂용액 즉, 탄화 포토레지스트 제거 용액(25)을 이용한 제거 공정을 진행한다.As shown in FIG. 2B, the H ₂ SO ₄ + H ₂ O ₂ solution, that is, carbonization, is removed using the single spray apparatus of FIG. 3 to remove the photoresist pattern layer 23 including the carbonized photoresist layer 24. The removal process using the photoresist removal solution 25 is performed.

이때, 경화된 부분의 포토레지스트는 들뜨게되고 경화되지 않은 부분(ⓐ)의 포토레지스트는 측면 애싱이 이루어진다.At this time, the photoresist of the cured portion is excited and the photoresist of the uncured portion ⓐ is side ashed.

이때의 공정 조건은 탄화 포토레지스트층(24)의 제거 공정은 H₂SO₄+ H₂O₂용액을 4 ~ 7 : 1의 비율로 하여 공급하여 웨이퍼장당 1 ~ 3 min동안 100 ~ 120℃의 온도에서 실시한다.In this case, the removal process of the carbonized photoresist layer 24 is performed by supplying a H ₂ SO ₄ + H ₂ O ₂ solution at a ratio of 4 to 7: 1, and then 100 to 120 ° C. for 1 to 3 min per wafer length. At a temperature.

이와 같은 탄화 포토레지스트층(24)의 제거 공정에 사용되는 싱글 스프레이 장치는 도3에서와 같이, 웨이퍼가 로딩되는 챔버내에 H₂SO₄와 H₂O₂그리고 DI가 공급되는 각각의 공급 라인 중간에 이들의 유입량을 컨트롤하기 위한 플로우 컨트롤러 메터가 구성된다. 그리고 챔버 하부에 회전 모터가 구성되어 제거 공정시에 웨이퍼를 특정의 속도로 회전시킨다.The single spray device used for the removal process of the carbonized photoresist layer 24 is shown in FIG. 3 in the middle of each supply line in which H ₂ SO ₄ , H ₂ O ₂ and DI are supplied into the chamber into which the wafer is loaded. The flow controller meter is configured to control their inflow. A rotating motor is configured below the chamber to rotate the wafer at a specific speed during the removal process.

이어, 도 2c에서와 같이, 상기의 제거 공정으로 들뜬 탄화 포토레지스트층(24)과 잔류 포토레지스트층(26)을 제거하기 위하여 웨이퍼의 언로딩 및 로딩없이 동일 장치내에서 DI를 강하게 분사시킨다.Then, as shown in FIG. 2C, DI is strongly sprayed in the same device without unloading and loading the wafer to remove the carbide photoresist layer 24 and the residual photoresist layer 26 which were excited by the above removal process.

이와 같이 동일 장치내에서 H₂SO₄+ H₂O₂처리와 DI 린스 공정을 연속적으로 진행할 경우 도 2d에서와 같이, 마스크로 사용된 포토레지스트층이 완전히 제거된다.As described above, when the H ₂ SO ₄ + H ₂ O ₂ treatment and the DI rinse process are continuously performed in the same device, the photoresist layer used as the mask is completely removed as shown in FIG. 2D.

이와 같은 본 발명의 포토레지스트 제거 방법은 여러 단계의 제거 공정을 각각 별도로 하지 않고 동일 장치내에서 연속적으로 H₂SO₄+ H₂O₂처리와 DI 린스 공정을 하여 공정이 단순화되고 공정 진행에 소요되는 장비의 오염을 줄이는 효과가 있다.Such a photoresist removal method of the present invention simplifies the process by performing H ₂ SO ₄ + H ₂ O ₂ treatment and DI rinse process continuously in the same device without separate steps of removal process separately It has the effect of reducing the pollution of the equipment.

또한, 경화된 포토레지스트를 포함하는 잔류물들이 완전히 제거되어 후속되는 공정의 진행이 용이해지고,소자의 특성이 저하되는 것을 막는다.In addition, residues containing the cured photoresist are completely removed, facilitating subsequent processing and preventing deterioration of device characteristics.

Claims

Depositing a buffer oxide film and a photoresist on a semiconductor substrate in sequence;

Selectively removing the photoresist to form a photoresist pattern layer;

Ion implanting the photoresist pattern layer as a mask;

Firstly removing the photoresist pattern layer including the carbonized photoresist layer formed on the upper layer of the photoresist pattern layer in the ion implantation process by using H ₂ SO ₄ + H ₂ O ₂ solution;

A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of removing DI from the carbonized photoresist layer and the remaining photoresist layer by a strong injection of DI to remove the H ₂ SO ₄ + H ₂ O ₂ solution.

The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the H ₂ SO ₄ + H ₂ O ₂ treatment and the DI rinse process are continuously performed in the same apparatus without unloading and loading the wafer.

The semiconductor device of claim 1, wherein the removal process using the H ₂ SO ₄ + H ₂ O ₂ solution is performed to excite the photoresist of the cured portion and to ash the side of the photoresist of the uncured portion. Method of preparation.

According to claim 1, H ₂ SO ₄ + H ₂ O Process using the _second solution is H ₂ SO ₄ + H ₂ O ₂ solution was 4-7: for 1 supplied by a ratio of wafers per 1 ~ 3 min The manufacturing method of the semiconductor element characterized by performing at the temperature of 100-120 degreeC.

The method of claim 1, wherein during the ion implantation process, it reacts with DI to dissolveThe manufacturing method of the semiconductor element characterized by using ions.