KR20000003569A - 반도체소자의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체소자의 제조방법에 관한 것으로, 미세 패턴 형성공정시 폴리실리콘층 상부에 반사율을 낮추기 위하여 아몰퍼스 폴리실리콘층을 형성한 다음, 상기 아몰퍼스 폴리실리콘층 상부에 감광막 패턴을 형성한 후, 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 사용하여 상기 아몰퍼스 폴리실리콘층 및 폴리실리콘층을 패터닝함으로써 반사방지막을 증착하지 않고 미세패턴을 형성하여 후속공정시 상기 반사방지막을 제거하는 번거로움이 없고, 상기 아몰퍼스 폴리실리콘층 상부에 소정 두께의 반사방지막을 형성하고, 그 상부에 감광막 패턴을 형성하고, 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 사용하여 상기 반사방지막, 아몰퍼스 폴리실리콘층 및 폴리실리콘층을 패터닝함으로써 극히 미세한 패턴을 형성하여 반도체소자의 고집적화를 가능하게 하는 기술이다.
Description
본 발명은 반도체소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 폴리실리콘층 상부에 반사율이 낮은 아몰퍼스 폴리실리콘층을 사용하여 반사방지막없이 미세 패턴을 형성하는 기술에 관한 것이다.
최근의 반도체 장치의 고집적화 추세는 미세 패턴 형성 기술의 발전에 큰 영향을 받고 있으며, 반도체 장치의 제조 공정 중에서 식각 또는 이온주입 공정 등의 마스크로 매우 폭 넓게 사용되는 감광막 패턴의 미세화가 필수 요건이다.
상기 감광막 패턴의 분해능(R)은 축소노광장치의 광원의 파장(λ) 및 공정 변수(k)에 비례하고, 노광 장치의 렌즈 구경(numerical aperture:NA, 개구수)에 반비례한다.
[R=k*λ/NA, R=해상도, λ=광원의 파장, NA=개구수]
여기서, 상기 축소노광장치의 광분해능을 향상시키기 위하여 광원의 파장을 감소시키게 되며, 예를 들어 파장이 436 및 365㎚인 G-라인 및 i-라인 축소노광장치는 공정 분해능이 각각 약 0.7, 0.5㎛ 정도가 한계이고, 0.5㎛ 이하의 미세 패턴을 형성하기 위해 파장이 작은 원자외선, 예를 들어 파장이 248㎚인 KrF 레이저나 193㎚인 ArF 레이저를 광원으로 사용하는 노광 장치를 이용하거나, 공정 상의 방법으로는 노광마스크를 위상 반전 마스크를 사용하는 방법과, 이미지 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 별도의 박막을 웨이퍼 상에 형성하는 씨.이.엘.(contrast enhancement layer: 이하 CEL이라 함) 방법이나 두층의 감광막 사이에 에스.오.지.(spin on glass: SOG) 등의 중간층을 개재시킨 삼층레지스트(Tri layer resist: 이하 TLR 라 함) 방법 또는 감광막의 상측에 선택적으로 실리콘을 주입시키는 실리레이션 방법 등이 개발되어 분해능 한계치를 낮추고 있다.
또한, 상하의 도전배선을 연결하는 콘택홀은 소자가 고집적화 되어감에 따라 자체의 크기와 주변배선과의 간격이 감소되고, 콘택홀의 지름과 깊이의 비인 에스펙트비(aspect ratio)가 증가한다. 따라서, 다층의 도전배선을 구비하는 고집적 반도체소자에서는 콘택을 형성하기 위하여 제조 공정에서의 마스크들 간의 정확하고, 엄격한 정렬이 요구되어 공정여유도가 감소된다.
이러한 콘택홀은 간격 유지를 위하여 마스크 정렬시의 오배열의 여유(misalignment tolerance), 노광공정시의 렌즈 왜곡(lens distortion), 마스크 제작 및 사진식각 공정시의 임계크기 변화, 마스크간의 정합 등과 같은 요인들을 고려하여 마스크를 형성한다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 종래기술에 따른 반도체소자의 제조방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 종래 기술에 따른 반도체소자의 제조방법을 도시한 단면도이다.
먼저, 반도체기판(10) 상부에 비트라인, 워드라인 등 소정의 하부구조물을 형성한 다음, 그 상부에 폴리실리콘층(11)을 형성한다.
다음, 상기 폴리실리콘층(11) 상부에 반사방지막(12)을 형성한다. 여기서, 상기 반사방지막(12)은 SiON 막을 사용하고, 반사율을 낮추기 위해서 형성한다.
그 다음, 상기 반사방지막(12) 상부에 감광막을 도포하고, 노광 및 현상 공정을 실시하여 형성하고자 하는 모양의 감광막 패턴(13)을 형성한다. (도 1참조)
상기와 같이 종래기술에 따른 반도체소자의 제조방법은, 패턴 형성공정시 반사방지막을 사용함으로써 패턴 형성후 상기 반사방지막을 제거해야 하기때문에 공정의 수가 증대되고, 미세패턴 형성공정에서는 상기 반사방지막을 두껍게 형성해야 하기때문에 후속 공정시 제거하기 어렵고 반사방지막 상부에 콘택을 형성하는 경우에는 반사방지막의 두께가 두꺼울 경우 콘택 식각시 완전하게 제거하고 식각하기 어려워 소자의 특성 및 신뢰성을 악화시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 미세패턴 형성공정시 폴리실리콘층 상부에 아몰퍼스 폴리실리콘층을 형성하거나, 상기 아몰퍼스 폴리실리콘 상부에 반사방지막을 형성하여 반사율을 최대한으로 억제함으로써 소자의 특성 및 신뢰성을 향상시키고 반도체소자의 고집적화를 가능하게 하는 반도체소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 종래기술에 따른 반도체소자의 제조방법을 도시한 단면도.
도 2 는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체소자의 제조방법을 도시한 단면도.
도 3 은 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체소자의 제조방법을 도시한 단면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10, 20, 30 : 반도체기판 11, 21, 31 : 폴리실리콘층
12, 33 : 반사방지막 13, 23, 34 : 감광막 패턴
22, 32 : 아몰퍼스 폴리실리콘층
이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체소자의 제조방법은,
소정의 하부구조물이 형성되어 있는 반도체기판 상부에 폴리실리콘층을 형성하는 공정과,
상기 폴리실리콘층 상부에 반사율이 낮은 아몰퍼스 폴리실리콘층을 형성하는 공정과,
상기 아몰퍼스 폴리실리콘층 상부에 감광막 패턴을 형성하는 공정을 포함하는 것을 제1특징으로 한다.
또한, 이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체소자의 제조방법은,
소정의 구조물이 형성되어 있는 반도체기판의 상부에 폴리실리콘층을 형성하는 공정과,
상기 폴리실리콘층 상부에 반사율이 낮은 아몰퍼스 폴리실리콘층 형성하는 공정과,
상기 아몰퍼스 폴리실리콘층 상부에 소정 두께의 반사방지막을 형성하는 공정과,
상기 반사방지막 상부에 감광막 패턴을 형성하는 공정을 형성하는 것을 제2특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 2 는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체소자의 제조방법을 도시한 단면도이다.
먼저, 반도체기판(20) 상부에 비트라인, 워드라인 등 소정의 하부구조물을 형성한 다음, 그 상부에 폴리실리콘층(21)을 형성한다. 여기서, 상기 폴리실리콘층(21)은 P형 불순물인 P31을 포함한다.
다음, 상기 폴리실리콘층(21) 상부에 아몰퍼스 폴리실리콘층(22)을 100∼500 Å 두께로 형성하되, 상기 아몰퍼스 폴리실리콘층(22)의 증착온도를 낮게하여 반사율을 낮게 한다. 이때, 상기 아몰퍼스 폴리실리콘층(22)은 아몰퍼스 실리콘과 폴리실리콘의 사이에 위치하는 물질로서 불순물인 P31을 포함하고, 그렇지않은 경우에는 후속 열공정시 상기 폴리실리콘층(21)에 포함되어 있는 불순물이 상기 아몰퍼스 폴리실리콘층(22)으로 확산되어 불순물을 포함하게 된다. 여기서, 상기 폴리실리콘층(21)의 반사율(reflective index:RI)은 3.7 이고, 아몰퍼스 폴리실리콘층(23)의 반사율은 4.9이다.
상기 아몰퍼스 폴리실리콘층(22)의 증착을 연속공정 또는 비연속공정으로 형성할 수 있다.
그 다음, 상기 아몰퍼스 폴리실리콘층(22) 상부에 감광막을 도포하고, 노광 및 현상 공정을 실시하여 형성하고자 하는 모양의 감광막 패턴(23)을 형성한다. (도 2참조)
도 3 은 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체소자의 제조방법을 도시한 단면도이다.
상기 아몰퍼스 폴리실리콘층(32)을 형성하는 공정까지 실시한 다음, 상기 아몰퍼스 폴리실리콘층(32) 상부에 소정 두께의 반사방지막(33)을 형성한다. 이때, 상기 반사방지막(33)의 두께는 100∼1000 Å 으로 형성한다.
그 다음, 상기 반사방지막(33) 상부에 감광막을 도포하고, 노광 및 현상 공정을 실시하여 형성하고자 하는 모양의 감광막 패턴(34)을 형성한다. (도 3참조)
이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 따른 반도체소자의 제조방법은, 미세 패턴 형성공정시 폴리실리콘층 상부에 아몰퍼스 폴리실리콘층을 형성한 다음, 상기 아몰퍼스 폴리실리콘층 상부에 감광막 패턴을 형성한 후, 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 사용하여 상기 아몰퍼스 폴리실리콘층 및 폴리실리콘층을 패터닝함으로써 반사방지막을 증착하지 않고 미세패턴을 형성하여 후속공정시 상기 반사방지막을 제거하는 번거로움이 없고, 상기 아몰퍼스 폴리실리콘층 상부에 소정 두께의 반사방지막을 형성하고, 그 상부에 감광막 패턴을 형성하고, 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 사용하여 상기 반사방지막, 아몰퍼스 폴리실리콘층 및 폴리실리콘층을 패터닝함으로써 극히 미세한 패턴을 형성하여 반도체소자의 고집적화를 가능하게 하는 이점이 있다.
Claims (6)
- 소정의 하부구조물이 형성되어 있는 반도체기판 상부에 폴리실리콘층을 형성하는 공정과,상기 폴리실리콘층 상부에 반사율이 낮은 아몰퍼스 폴리실리콘층을 형성하는 공정과,상기 아몰퍼스 폴리실리콘층 상부에 감광막 패턴을 형성하는 공정을 포함하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 아몰퍼스 폴리실리콘층은 불순물 P31을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 아몰퍼스 폴리실리콘층은 상기 폴리실리콘층에서 확산된 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 아몰퍼스 폴리실리콘층은 100∼500Å두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 아몰퍼스 폴리실리콘은 연속공정으로 증착하거나 비연속공정으로 증착하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 소정의 구조물이 형성되어 있는 반도체기판의 상부에 폴리실리콘층을 형성하는 공정과,상기 폴리실리콘층 상부에 반사율이 낮은 아몰퍼스 폴리실리콘층 형성하는 공정과,상기 아몰퍼스 폴리실리콘층 상부에 소정 두께의 반사방지막을 형성하는 공정과,상기 반사방지막 상부에 감광막 패턴을 형성하는 공정을 포함하는 반도체소자의 제조방법.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1998
- 1998-06-29 KR KR1019980024829A patent/KR20000003569A/ko not_active Application Discontinuation
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|---|---|---|---|---|
| US9806100B2 (en) | 2015-10-07 | 2017-10-31 | Samsung Display Co., Ltd. | Manufacturing method of thin film transistor array panel and thin film transistor array panel |
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