KR19990081451A - 다결정 실리콘을 이용한 반도체 센서의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다결정 실리콘을 이용한 반도체 센서의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 다결정실리콘을 에칭할 때 생성되는 중합체를 웨이퍼를 세정할 때 사용하는 용액에 약간의 플르오르화수소 용액을 혼합하여 웨이퍼의 다른 부위에 손상없이 다결정실리콘의 중합체를 제거하여 수율을 높이고 안정된 센서 특성을 가질 수 있는 다결정 실리콘을 이용한 반도체 센서의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다결정 실리콘을 이용한 반도체 센서의 제조방법에 의하여, 다결정실리콘을 에칭하고 난 후의 잔류 감광막을 산소플라즈마를 이용하여 제거하고 다결정실리콘을 에칭할 때 생성되는 다결정실리콘의 중합체를 (H2SO4+ H2O2+ HF) 용액을 이용하여 습식에칭하여 제거하여 웨이퍼의 다른 부위에 손상없이 다결정실리콘의 중합체를 제거하여 공정수율을 높이고 안정된 센서 특성을 가질 수 있는 다결정 실리콘을 이용한 반도체 센서를 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 다결정 실리콘을 이용한 반도체 센서의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 다결정실리콘을 에칭할 때 생성되는 중합체를 웨이퍼를 세정할 때 사용하는 용액에 약간의 플르오르화수소 용액을 혼합하여 웨이퍼의 다른 부위에 손상없이 다결정실리콘의 중합체를 제거하여 수율을 높이고 안정된 센서 특성을 가질 수 있는 다결정 실리콘을 이용한 반도체 센서의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 센서에는 여러 가지 종류가 있는데 가속도 센서, 각속도센서, 압력센서등이 있다. 먼저 반도체 압력센서는 엔진으로 흡입되는 공기 량을 다기관의 압력과 엔진회전수로 추정 산출하는 스피드 덴시티 방식의 연료 분사장치용 흡기관 내 압력센서나 터보 과급기압 센서 등에 사용된다
반도체 압력센서는 칩을 받침대에 접착 고정하고 전체를 케이스로 감싸서 내부를 진공으로 만들어 포트를 흡기관에 연결되어 있으며 흡기관 내의 압력에 의하여 다이아프램이 응력을 받아서 압력센서의 압저항체의 저항 값이 변하게 된다.
가속도 센서는 관성센서의 일종으로서 연구, 군사용 등의 특수요도 시장과 더불어 최근에는 자동차 및 가전 제품의 성능향상이나 신 기능 추가의 요구에 따라서 그 적용 분야가 확대되고 있다.
근래에 들어서는 직접회로 기술을 기반으로 하여 물리량 감지를 위한 미세 구조물과 감지회로의 보정, 증폭처리를 위한 전자회로를 하나의 칩으로 집적시킨 가속도 센서가 개발되고 있다.
도 1은 종래의 반도체 센서의 공정 흐름도이다.
먼저, 기판웨이퍼를 준비한다(S1).
그리고 준비된 기판웨이퍼에 절연막과 보호막을 형성하기 위하여 1마이크로미터(㎛) 두께의 산화실리콘을 성장시킨다(S2).
기판웨이퍼에 산화막을 성장시키고 나면 희생층이 될 PSG를 3마이크로미터(㎛) 두께로 증착(S3)하고 평탄화를 위하여 질소(N2) 분위기에서 섭씨 950도로 어닐링을 한다.
그리고 그 위에 구조물층(structural layer)으로 사용될 다결정실리콘을 약 7.5마이크로미터(㎛) 두께로 저압화학기상증착방법으로 증착한다.
그런 다음 다결정실리콘 박막의 잔류응력을 감소시키기 위하여 질소 분위기에서 섭씨 975도로 약 1시간동안 어닐링한다.
어닐링이 끝나면 구조물을 정의하기 위하여 감광막을 코팅한다(S5). 감광막을 코팅한 후에는 패터닝을 한다(S6). 그리고 나서 정의된 패턴에 따라서 다결정실리콘을 에칭한다. 그리고 잔류 감광막을 제거한다(S7).
다결정실리콘을 에칭한 후에는 다결정실리콘의 측벽에 중합체가 생성되는데 이 중압체는 플라즈마에 의한 건식 에칭 혹은 플르오르화수소 용액등으로 습식에칭을 하여 제거한다(S8).
그리고 나서 희생층인 PSG를 에칭하여 제거한다(S9).
그런데 전술하였다시피 다결정실리콘을 에칭한 후 생성되는 중합체는 플라즈마를 이용한 건식에칭 혹은 플르오르화수소등의 용액을 이용한 습식에칭을 이용하여 제거를 한다.
하지만 플라즈마를 이용한 건식에칭으로 중합체를 제거할 경우에는 플라즈마에 의하여 웨이퍼의 표면이 물리적 손상을 입게되는 문제점이 발생하였다. 또 플르오르화수소등의 용액을 이용한 습식에칭으로 중합체를 제거할 경우에는 중합체가 에칭되면서 하층에 있는 산화막 등이 용액에 노출되어 손상을 입는 문제점이 발생하였다.
그리하여 공정 수율이 떨어지고 센서의 특성이 저하하는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여, 다결정실리콘을 에칭할 때 생성되는 중합체를 웨이퍼를 세정할 때 사용하는 용액에 약간의 플르오르화수소 용액을 혼합하여 웨이퍼의 다른 부위에 손상없이 다결정실리콘의 중합체를 제거하여 공정수율을 높이고 안정된 센서 특성을 가질 수 있는 다결정 실리콘을 이용한 반도체 센서의 제조방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 반도체 센서의 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다결정실리콘을 이용한 반도체 센서의 공정도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1:기판웨이퍼 2:산화막
3:PSG 4:다결정실리콘
5:감광막
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기판웨이퍼에 산화막을 증착하는 산화막증착단계와, 산화막위에 다결정실리콘을 증착하는 다결정실리콘증착단계와, 증착된 다결정실리콘을 감광막을 이용하여 패터닝하는 패터닝단계와, 패터닝단계에 의하여 형성된 패턴에 따라서 다결정실리콘을 에칭하는 에칭단계를 포함하는 다결정실리콘을 이용한 반도체 센서의 제조방법에 있어서, 에칭단계후 산소플라즈마를 이용하여 잔류 감광막을 제거하는 감광막제거단계, 감광막제거단계 후 다결정실리콘에칭단계에서 생성되는 다결정실리콘의 중합체를 (H2SO4+ H2O2+ HF) 용액을 이용하여 습식에칭하여 제거하는 중합체제거단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 양호한 실시 예를 상세하게 설명하겠다.
도 2는 본 발명에 따른 다결정실리콘을 이용한 반도체 센서의 공정도이다.
본 발명에 따른 다결정 실리콘을 이용한 반도체 센서의 제조 공정을 살펴보면 다음과 같다.
일단 기판 웨이퍼(1)가 될 실리콘웨이퍼를 준비한다(도2 a).
그리고 준비된 실리콘웨이퍼에 산화막(SiO2)(2)을 형성시킨다(도2 b). 산화막성장에 쓰이는 가장 일반적인 실리콘의 소스는 SiH4이지만 N2O, O2, CO2등의 산화제도 이용된다.
산화막 형성후에는 희생층이 될 PSG(3)를 3마이크로미터(㎛) 두께로 증착한다(도2 c). PSG를 증착하고 나면 평탄화를 위하여 질소(N2) 분위기에서 섭씨 950도로 어닐링을 한다.
어닐링 후에는 닻(anchor)을 형성하기 위하여 마스크를 사용하여 PSG(3)에 닻을 정의하고 정의된 패턴에 따라서 PSG(3)를 에칭(가)한다(도1의 d).
PSG를 에칭하여 닻을 형성하고 나면 저압화학기상증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition, LPCVD)을 이용하여 구조물층(structural layer)으로 이용될 다결정실리콘(4)을 증착시킨다(도2 e). 이때에는 약 600℃이상에서 증착을 해야 증착된 막이 다결정이 된다.
그런 다음 다결정실리콘(4)의 잔류응력을 감소시키기 위하여 질소 분위기에서 섭씨 975도로 약 1시간동안 어닐링한다.
저압화학기상증착방법(Low Pressure Chemical Vapor Deposition, LPCVD)은 동일 웨이퍼에서나 웨이퍼간의 두께 및 저항의 균일성이 우수하며, 저온 저압공정으로 반응로와 웨이퍼로부터의 자동 도핑의 감소가 가능하다.
또한 동시에 많은 웨이퍼를 처리할 수 있어서 값이 싼 공정이 가능하다. 그리고 수평로에서 웨이퍼를 수직으로 세워 공정함으로 박막에 낙하하는 불순물 입자들에 의한 결함을 감소시킬 수 있다.
다결정실리콘을 증착시키고 나면 감광막(photo resist)(5)을 코팅(도2 f)하는데, 감광막은 빛이 투사되면 그 분자구조가 변하는 물질이다.
그리고 감광막을 웨이퍼전체에 필요한 두께로 형성하기 위하여 감광제스핀을 실시한다. 이때 감광막의 두께는 스핀너의 회전속도와 감광제의 점성에 따라서 결정된다.
감광막을 코팅한 후에는 현상을 하여 패턴을 형성한다(도2 g).
현상을 하고 난 뒤 패턴이 형성되고 나면 다결정실리콘을 패턴을 따라서 에칭을 한다(도2 h).
다결정실리콘을 에칭한 후에는 산소(O2) 플라즈마를 이용하여 감광막을 제거한다(도2 i).
다결정실리콘을 에칭한 후에는 다결정실리콘의 측벽(side-wall)에 중합체(polymer)가 형성되는데 이 중합체는 H2SO4+ H2O2+ HF의 혼합용액으로 에칭시켜 제거할 수 있다. 이때 H2SO4+ H2O2은 웨이퍼를 세정할 때 사용하는 용액이다. 중합체를 에칭할 때 혼합용액은 100℃ ~ 120℃의 온도를 유지하고 약 10분 동안 에칭을 한다.
그에 따라서 다결정실리콘을 에칭한 후 생성되는 중합체를 제거할 수 있다. 이때 에칭되는 중합체외에는 웨이퍼의 다른 표면에는 손상이 없다
중합체를 제거한 뒤에는 희생층인 PSG(3)를 에칭하여 제거한다(도2 j).
본 발명에 따른 다결정 실리콘을 이용한 반도체 센서의 제조방법에 의하여, 다결정실리콘을 에칭하고 난 후의 잔류 감광막을 산소플라즈마를 이용하여 제거하고 다결정실리콘을 에칭할 때 생성되는 다결정실리콘의 중합체를 (H2SO4+ H2O2+ HF) 용액을 이용하여 습식에칭하여 제거하여 웨이퍼의 다른 부위에 손상없이 다결정실리콘의 중합체를 제거하여 공정수율을 높이고 안정된 센서 특성을 가질 수 있는 다결정 실리콘을 이용한 반도체 센서를 제조할 수 있다.
Claims (1)
- 기판웨이퍼에 산화막을 증착하는 산화막증착단계와, 상기 산화막위에 다결정실리콘을 증착하는 다결정실리콘증착단계와, 상기 증착된 다결정실리콘을 감광막을 이용하여 패터닝하는 패터닝단계와, 상기 패터닝단계에 의하여 형성된 패턴에 따라서 상기 다결정실리콘을 에칭하는 에칭단계를 포함하는 다결정실리콘을 이용한 반도체 센서의 제조방법에 있어서,상기 에칭단계후 산소플라즈마를 이용하여 잔류 감광막을 제거하는 감광막제거단계,상기 감광막제거단계 후 다결정실리콘에칭단계에서 생성되는 다결정실리콘의 중합체를 (H2SO4+ H2O2+ HF) 용액을 이용하여 습식에칭하여 제거하는 중합체제거단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘을 이용한 차량용 반도체 센서의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980015398A KR19990081451A (ko) | 1998-04-29 | 1998-04-29 | 다결정 실리콘을 이용한 반도체 센서의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1019980015398A KR19990081451A (ko) | 1998-04-29 | 1998-04-29 | 다결정 실리콘을 이용한 반도체 센서의 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990081451A true KR19990081451A (ko) | 1999-11-15 |
Family
ID=65890788
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019980015398A KR19990081451A (ko) | 1998-04-29 | 1998-04-29 | 다결정 실리콘을 이용한 반도체 센서의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR19990081451A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020052482A (ko) * | 2000-12-26 | 2002-07-04 | 박종섭 | 반도체소자의 캐패시터 형성방법 |
| KR102326875B1 (ko) * | 2020-10-12 | 2021-11-17 | (주)유티아이 | 항균 커버 윈도우의 제조방법 및 그에 의해 제조된 항균 커버 윈도우 |
-
1998
- 1998-04-29 KR KR1019980015398A patent/KR19990081451A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020052482A (ko) * | 2000-12-26 | 2002-07-04 | 박종섭 | 반도체소자의 캐패시터 형성방법 |
| KR102326875B1 (ko) * | 2020-10-12 | 2021-11-17 | (주)유티아이 | 항균 커버 윈도우의 제조방법 및 그에 의해 제조된 항균 커버 윈도우 |
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