KR19990074801A

KR19990074801A - Manufacturing Method of Semiconductor Device

Info

Publication number: KR19990074801A
Application number: KR1019980008627A
Authority: KR
Inventors: 박종오
Original assignee: 김영환; 현대반도체 주식회사
Priority date: 1998-03-14
Filing date: 1998-03-14
Publication date: 1999-10-05

Abstract

본 발명은 노광 공정에서 광간섭 현상을 없애 마스크상의 미세 패턴을 웨이퍼상에 정확히 구현할 수 있도록한 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로,웨이퍼상에 도포된 포토레지스트에 빛을 조사하여 특정 형태의 패턴을 전사하는 노광 공정에 있어서,웨이퍼상에 포토레지스트를 도포하는 단계와,특정 형태의 레티클이 형성된 마스크 원판을 웨이퍼와 광원 사이에 위치시키고 광원과 마스크 원판사이에서 일정 크기의 오픈 영역을 갖는 슬릿을 이동시키면서 웨이퍼상에 도포된 포토레지스트에 광원으로부터의 빛을 조사시키는 단계와,노광이 완료된 포토레지스트를 현상하여 마스크 원판의 형태와 동일한 형태의 포토레지스트 패턴층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device that can accurately implement a fine pattern on a mask on a wafer by eliminating optical interference in an exposure process, and irradiates light onto a photoresist coated on a wafer to form a specific pattern. In the exposure process for transferring, applying a photoresist on a wafer, placing a mask disc with a specific type of reticle between the wafer and the light source and moving the slit having a predetermined open area between the light source and the mask disc And irradiating light from a light source to the photoresist applied on the wafer while developing the photoresist having completed exposure, thereby forming a photoresist pattern layer having the same shape as that of the mask disc.

Description

Manufacturing Method of Semiconductor Device

본 발명은 반도체 소자의 제조 공정에 관한 것으로, 특히 노광 공정에서 광간섭 현상을 없애 마스크상의 미세 패턴을 웨이퍼상에 정확히 구현할 수 있도록한 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 manufacturing method of a semiconductor device capable of accurately implementing a fine pattern on a mask on a wafer by eliminating light interference in an exposure process.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술의 노광 공정에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an exposure process of the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.

일반적으로 포토레지스트는 빛이나 방사,열 등 여러형태의 에너지에 노출되었을 때 내부 구조가 바뀌는 특성을 가진 물질층을 말하는 것으로 다중체(Polymer),용제(Solvent),감광제(Sensitizer)의 세가지를 기본 요소로하여 구성된다.In general, photoresist is a material layer that has a characteristic of changing its internal structure when exposed to various forms of energy such as light, radiation, and heat. It is based on three kinds of materials: polymer, solvent, and photosensitizer. Consists of elements.

이와 같은 포토레지스트를 이용한 포토리소그래피 공정을 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.A photolithography process using such a photoresist will be described with reference to the drawings.

먼저, 도 1a에서와 같이, 웨이퍼(1) 또는 식각 대상층상에 포토레지스트(2)를 도포한다.First, as shown in FIG. 1A, a photoresist 2 is applied onto the wafer 1 or the etching target layer.

이어, 도 1b에서와 같이, 상기 포토레지스트(2)가 도포된 웨이퍼(1)를 특정 형태를 갖는 마스크 원판(3)을 이용하여 스테퍼를 이용한 노광 공정을 진행한다.Subsequently, as shown in FIG. 1B, an exposure process using a stepper is performed on the wafer 1 to which the photoresist 2 is applied using a mask disc 3 having a specific shape.

이때, 상기 마스크 원판(3)의 형태가 포토레지스트(2)에 전사된다.At this time, the form of the mask disc 3 is transferred to the photoresist 2.

그리고 도 1c에서와 같이, 상기 노광된 포토레지스트(2)를 현상하여 원하는 형태로 패터닝한다.1C, the exposed photoresist 2 is developed and patterned into a desired shape.

이어, 도 1d에서와 같이, 패터닝된 포토레지스트층을 베이킹하여 포토레지스트 패턴층(4)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 1D, the patterned photoresist layer is baked to form the photoresist pattern layer 4.

이와 같은 포토리소그래피 공정에서 노광 공정은 도 2에서와 같은 노광 장치를 이용하여 선택적 노광 공정을 진행하게 된다.In such a photolithography process, an exposure process is performed by using an exposure apparatus as shown in FIG. 2.

포토리소그래피 공정에서 노광 공정은 포토레지스트를 도포한 웨이퍼위에 포토 마스크를 올려 놓고 자외선을 조사해서 패턴을 인화하는 공정이다.In the photolithography step, the exposure step is a step of printing a pattern by placing a photomask on a wafer coated with photoresist and irradiating ultraviolet rays.

이때, 마스크 패턴과의 위치 맞춤은 웨이퍼상에 이미 그 전의 마스크 맞춤 공정에서 인화되어 위치 맞춤용 패턴을 사용해서 자동으로 한다.At this time, the alignment with the mask pattern is printed on the wafer in the previous mask alignment process and automatically performed using the alignment pattern.

최근에 사용되는 노광 장치에서는 각각 특유의 위치 맞춤용 패턴을 사용해서 자동으로 정렬할 수 있다.In the exposure apparatus used in recent years, each can be automatically aligned using a unique position alignment pattern.

그리고 노광을 위한 광원으로는 자외광 영역에 분광 에너지 분포의 피크를 많이 가진 초고압 수은등이나 크세논 램프, 카본 아크등(燈)등이 사용되고 있지만 원자외(遠紫外)(Deep UV)노광용 광원으로는 크세논 수은등이 사용된다.As a light source for exposure, an ultra-high pressure mercury lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, etc., which have a large peak of spectral energy distribution in the ultraviolet light region, is used, but as a light source for deep UV exposure, xenon Mercury lamps are used.

이와 같은 광원을 이용한 노광 공정으로 빛을 받게되면 포토레지스트는 내부에서 광화학 반응을 일으켜서 잠상(潛像)을 형성한다.When the light is received by an exposure process using such a light source, the photoresist causes a photochemical reaction to form a latent image.

특정 모양의 레티클이 형성된 마스크 원판(13)을 통과한 빛이 투영 렌즈(12)를 거쳐 포토레지스트가 도포된 웨이퍼(11)에 투사된다.Light passing through the mask disc 13 having a specific shape reticle is projected onto the wafer 11 to which the photoresist is applied via the projection lens 12.

이러한 종래 기술의 노광 공정에 있어서는 마스크 주변의 광에 대하여 광간섭을 일으켜 한계 해상력 이상의 패턴을 웨이퍼상에 구현시키기가 어렵다.In the exposure process of the prior art, it is difficult to implement a pattern above the limit resolution power on the wafer by causing optical interference with respect to the light around the mask.

이와 같은 종래 기술의 노광 공정에 있어서는 레티클의 모든면을 투과한 빛이 투영 렌즈를 통하여 웨이퍼상에 그대로 전달되기 때문에 마스크 주변의 광에 대하여 광간섭을 일으켜 한계 해상력 이상의 패턴을 웨이퍼상에 구현시키기가 어렵다. 이는 갈수록 고집적화하는 반도체 소자의 제조에 적용할 경우 미세 패턴 형성이 어렵다.In the conventional exposure process, since light transmitted through all surfaces of the reticle is transmitted to the wafer as it is through the projection lens, it is difficult to generate a pattern above the limit resolution by causing optical interference on the light around the mask. it's difficult. This is difficult to form a fine pattern when applied to the manufacture of semiconductor devices that are increasingly integrated.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 포토리소스래피 공정의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로,노광 공정에서 광간섭 현상을 없애 마스크상의 미세 패턴을 웨이퍼상에 정확히 구현할 수 있도록한 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the photolithography process of the prior art, and provides a method of manufacturing a semiconductor device that can accurately implement the fine pattern on the mask on the wafer by eliminating the optical interference phenomenon in the exposure process. Its purpose is to.

도 1a내지 도 1d는 종래 기술의 포토리소그래피 공정 단면도1A-1D are cross-sectional views of prior art photolithography processes

도 2는 종래 기술의 포토레지스트 노광 공정도2 is a prior art photoresist exposure process diagram

도 3은 본 발명에 따른 포토레지스트 노광 공정도3 is a photoresist exposure process diagram according to the present invention

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

21. 웨이퍼 22. 투영 렌즈21. Wafer 22. Projection Lens

23. 마스크 원판 24. 슬릿23.Mask disc 24.Slit

노광 공정에서 광간섭 현상을 없애 마스크상의 미세 패턴을 웨이퍼상에 정확히 구현할 수 있도록한 본 발명의 반도체 소자의 제조 방법은 웨이퍼상에 도포된 포토레지스트에 빛을 조사하여 특정 형태의 패턴을 전사하는 노광 공정에 있어서,웨이퍼상에 포토레지스트를 도포하는 단계와,특정 형태의 레티클이 형성된 마스크 원판을 웨이퍼와 광원 사이에 위치시키고 광원과 마스크 원판사이에서 일정 크기의 오픈 영역을 갖는 슬릿을 이동시키면서 웨이퍼상에 도포된 포토레지스트에 광원으로부터의 빛을 조사시키는 단계와,노광이 완료된 포토레지스트를 현상하여 마스크 원판의 형태와 동일한 형태의 포토레지스트 패턴층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, which eliminates optical interference in an exposure process and accurately realizes a fine pattern on a mask on a wafer, an exposure method of transferring a specific type of pattern by irradiating light onto a photoresist applied on a wafer In the process, applying a photoresist on a wafer, placing a mask disc with a specific type of reticle between the wafer and the light source, and moving the slit having a predetermined size of open area between the light source and the mask disc Irradiating light from a light source to the photoresist applied to the photoresist, and developing the photoresist having been exposed to light to form a photoresist pattern layer having the same shape as that of the mask disc.

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

도 3은 본 발명에 따른 포토레지스트 노광 공정도이다.3 is a photoresist exposure process diagram according to the present invention.

본 발명은 노광 공정에서의 광간섭 현상의 발생을 억제하여 미세 패턴 형성에 유리하도록한 것으로, 레티클상에 슬릿을 구성하여 노광시에 원하는 하나의 패턴에만 빛이 조사되도록하여 이웃하는 패턴을 노광하기 위한 빛들간의 광간섭에 의해 정확한 패턴 형성이 어렵게되는 것을 막은 것이다.The present invention is to suppress the occurrence of the optical interference phenomenon in the exposure process to advantageously form a fine pattern, by forming a slit on the reticle to expose the neighboring pattern by irradiating light to only one desired pattern during exposure This is to prevent the formation of accurate pattern by the optical interference between the lights.

먼저, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼(21)를 노광 장치에 로딩시켜 광원에서 조사되는 빛이 슬릿(24)을 통과하여 특정 형태의 레티클이 형성된 마스크 원판(23)을 선택적으로 통과되어 특정의 패턴을 전사시킨다.First, a photoresist-coated wafer 21 is loaded into an exposure apparatus so that light irradiated from a light source passes through the slit 24 and selectively passes through a mask disc 23 having a specific type of reticle to form a specific pattern. Transcribe.

특정 패턴을 전사하는 빛은 슬릿(24)에 의해 광간섭이 배제된 상태에서 포토레지스트를 노광하게 된다.The light transferring the specific pattern exposes the photoresist in a state where light interference is excluded by the slit 24.

즉, 노광할때에 레티클이 형성된 마스크 원판(23)의 전면에 슬릿(24)을 스캔하면 슬릿(24)의 열린 부분만 빛이 통과한다. 마스크 원판(23)의 어느 한쪽부터(슬릿의 오픈 영역이 지나는 부분)첫번째 패턴이 노광되고 슬릿이 이동하는 것에 따라 그 다음번째의 패턴이 노광된다.That is, when the slit 24 is scanned on the entire surface of the mask disc 23 on which the reticle is formed during exposure, only the open portion of the slit 24 passes. From either side of the mask original plate 23 (the portion through which the slit open area passes), the first pattern is exposed and the next pattern is exposed as the slit moves.

이러한 방법으로 마스크 원판(23)의 어느 한쪽부터 반대쪽으로 슬릿(24)을 이동시켜 하나씩의 패턴 크기만큼만 빛을 투사시킨다.In this way, the slit 24 is moved from one side of the mask disc 23 to the opposite side, so that light is projected by only one pattern size.

이는 마스크 원판(23)의 하나의 패턴에만 빛이 투과되므로 광간섭을 배제할수 있다.This is because light is transmitted only to one pattern of the mask disc 23, thereby eliminating optical interference.

광간섭을 완전히 배제시키기 위하여 슬릿(24)의 오픈 영역의 크기는 마스크 원판(23)상의 최소 패턴 사이즈 이하의 크기로 한다.In order to completely exclude the optical interference, the size of the open area of the slit 24 is set to be equal to or smaller than the minimum pattern size on the mask original plate 23.

이와 같은 노광 공정에 의해 포토레지스트는 광화학적 반응을 일으켜 후속되는 현상 공정으로 특정 형태의 포토레지스트 패턴층이 형성되게 된다.Such an exposure process causes the photoresist to undergo a photochemical reaction, thereby forming a specific type of photoresist pattern layer in a subsequent development process.

이와 같은 본 발명의 포토레지스트 노광 공정은 마스크 상의 미세 패턴을 광간섭 현상을 완전히 배제시키고 포토레지스트층에 배제시킬 수 있으므로 공정을 단순화하고 고집적 소자의 형성을 가능하게 하는 효과가 있다.Such a photoresist exposure process of the present invention can completely exclude the optical interference phenomenon and exclude the photoresist layer in the photoresist layer, thereby simplifying the process and enabling the formation of highly integrated devices.

Claims

In an exposure step of transferring a pattern of a specific type by irradiating light to the photoresist applied on the wafer,

Applying photoresist on the wafer,

Placing a mask disc having a specific type of reticle between the wafer and the light source and irradiating light from the light source to the photoresist applied on the wafer while moving a slit having a certain size of open area between the light source and the mask disc; ,

And developing a photoresist having been exposed to light, thereby forming a photoresist pattern layer having the same shape as that of the mask original.

The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the size of the open area of the slit is less than or equal to the minimum pattern size of the mask disc.