KR20000013120A - 반도체소자의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 딥유브이를 사용하는 반도체소자 제조시 하부박막으로부터 노광광원의 반사도를 최소화하여 포토레지스트 패턴의 프로파일과 균일도를 향상시키는 반도체소자의 제조방법에 관한 것이다.
번 발명은 하부박막이 형성되어 있는 반도체기판 상에 반사방지막(Anti Reflecting Coating)인 실리콘옥시나이트라이드(SiON)막을 950 내지 1150 Å 두께로 형성하는 단계, 상기 실리콘옥시나이트라이드막 상에 딥유브이용 포토레지스트를 형성하는 단계, 상기 딥유브이용 포토레지스트 상에 소정의 포토마스크를 정렬한 후, 딥유브이를 광원으로 노광하는 단계 및 상기 노광된 상기 포토레지스트를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 실리콘옥시나이트라이드막의 도포시 스핀척의 회전속도는 2250 내지 2750 rpm이 바람직하다.
따라서, 하부박막으로부터의 반사도를 최소화하여 포토레지스트 패턴의 균일도를 향상시키는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반도체소자 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 딥유브이를 사용하는 반도체소자 제조시 하부박막으로부터 노광광원의 반사도를 최소화하여 포토레지스트 패턴의 프로파일과 균일도를 향상시키는 반도체소자의 제조방법에 관한 것이다.
통상, 반도체소자는 증착공정, 사진공정, 식각공정 및 이온주입공정 등의 일련의 공정들을 수행하여 이루어진다.
즉, 반도체소자는 웨이퍼 상에 다결정막, 산화막, 질화막 및 금속막 등과 같은 여러 층의 박막을 증착한 후, 사진공정, 식각공정 및 이온주입공정등을 통해 패턴(Pattern)을 형성시켜 완성한다. 상기 사진공정은 포토마스크(Photo Mask)를 사용하여 원하는 반도체 집적회로의 패턴을 상기 웨이퍼 상에 형성시키는 반도체소자 제조공정의 핵심기술이다. 현재 상기 사진공정의 광원으로는 각각 g-line(436 nm), i-line(365 nm), DUV(248 nm) 및 KrF 레이저(193 nm) 등이 사용되고 있다.
상기 사진공정에 사용되는 포토레지스트(Photoresist)는 빛에 의해 화학반응이 일어나 일반적으로 용해도 따위가 변화되는 감광성 고분자재질로 만들어진다. 즉, 미세회로가 기형성된 포토마스크를 통하여 빛이 조사됨에 따라 빛이 조사된 포토레지스트 부분에는 화학반응이 일어나 빛이 조사되지 않은 부분에 비하여 더욱 가용성 재질로 변형되거나 불가용성 재질로 변형됨에 따라 적당한 현상액으로 현상하면 각각 포지티브(Positive) 또는 네가티브(Negative)형 포토레지스트 패턴이 형성된다. 상기 포토레지스트 패턴은 상기 사진공정 이후의 공정 즉, 식각 및 이온주입공정 등에서 마스크 역할을 한다.
상기 노광시 하부박막과 상기 포토레지스트의 계면으로부터 노광광원의 입사광과 반사광의 간섭에 의해 보강 및 상쇄 현상이 일어나면서 정재파 효과(Standing Wave Effect) 및 낫칭효과(Notching Effect)에 의해 패턴의 프로파일과 균일도가 낮아진다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위하여 상기 하부박막과 상기 포토레지스트의 사이에 상기 하부박막으로부터 노광광원의 반사광을 최소화하는 반사방지막인 에이알시(ARC : Anti Reflecting Coating '이하 ARC라 함')막을 형성시킨다. 상기 ARC막은 두종류로서 무기ARC막과 유기ARC막으로 분류할 수 있다. 상기 무기ARC막의 경우는 상기 ARC막의 두께를 조절해서 상기 하부박막과 상기 ARC막 사이에서 반사한 빛과 상기 포토레지스트와 상기 ARC막 사이에서 반사한 빛을 상쇄간섭시킴으로서 상기 하부박막으로부터의 반사광을 줄이는데 비해, 상기 유기ARC막의 경우는 상기 하부박막으로부터 반사되는 노광광원을 흡수하여 반사광을 제거한다.
그러므로 상기 하부박막의 노광광원에 대한 반사도는 하부박막의 재질 및 두께에 따라 다르다. 이때 상기 반사도를 최소화하기 위해서는 상기 ARC막의 두께가 중요한 공정요소이다. 현재 반도체소자의 고집적화에 따라 광원은 주로 DUV를 사용하고 있다. 따라서, 상기 노광광원으로 DUV를 사용하는 현재 공정에서 상기 DUV에 맞는 정확한 상기 ARC막의 두께를 결정하여 공정을 수행하여야 한다.
본 발명의 목적은, DUV를 노광광원으로 사용하는 반도체소자 제조시 하부박막으로부터의 노광광원에 대한 반사도를 최소화하여 패턴의 균일도를 향상시키는 반도체조자의 제조방법을 제공하는 데 있다.
도1은 반사방지막의 두께에 대한 반사도를 나타내는 그래프이다.
도2는 도1의 도포 RPM 2500에서의 광원의 입사량과 반사량을 나타내는 그래프이다.
도3은 본 발명에 의한 반도체소자 제조방법을 나타내는 공정순서도이다.
도4 내지 도6은 본 발명에 의한 반도체소자 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도들이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 ; 반도체기판 4 ; 산화막
6 ; 실리콘옥시나이트라이드막 8 ; 포토레지스트
10 ; 포토레지스트 패턴
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자의 제조방법은 하부박막이 형성되어 있는 반도체기판 상에 반사방지막(Anti Reflecting Coating)인 실리콘옥시나이트라이드(SiON)막을 950 내지 1150 Å 두께로 형성하는 단계, 상기 실리콘옥시나이트라이드막 상에 딥유브이용 포토레지스트를 형성하는 단계, 상기 딥유브이용 포토레지스트 상에 소정의 포토마스크를 정렬한 후, 딥유브이를 광원으로 노광하는 단계 및 상기 노광된 상기 포토레지스트를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 실리콘옥시나이트라이드막의 도포시 스핀척의 회전속도는 2250 내지 2750 rpm으로 할 수 있다.
상기 실리콘옥시나이트라이드막의 두께는 바람직하게 1050 내지 1100 Å일 수 있으며, 상기 실리콘옥시나이트라이드막의 도포시 스핀척의 회전속도는 바람직하게 2500 rpm으로 할 수 있다.
DUV를 노광광원으로 사용하는 반도체소자 제조시 하부박막으로부터의 노광광원에 대한 반사도를 최소화하기 위하여 무기ARC막인 실리콘옥시나이트라이드를 반도체기판에 도포하여 포토레지스트 패턴의 균일도를 향상시키는 반도체조자의 제조방법을 제공하는 데 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도1은 반사방지막의 두께에 대한 반사도를 나타내는 그래프이다.
도2는 도1의 도포 RPM 2500에서의 광원의 입사량과 반사량을 나타내는 그래프이다.
도1을 참조하면, 소정의 산화막이 형성된 웨이퍼상에 무기ARC막인 실리콘옥시나이트라이드막을 도포하여 광원의 파장에 따른 입사량과 반사량을 측정하였다. 광원의 파장이 248nm일때 상기 실리콘옥시나이트라이드막의 도포 RPM 2500에서 반사도가 가장 작게 나타났음을 알 수 있다. 또한 도2를 참조하면 도포 RPM이 2500일때 광원의 파장이 248nm부근에서 입사되는 빛의량보다 반사되는 빛의량이 적게 나타남을 알 수 있다. 따라서, 상기 도1 내지 도2를 참조하면 노광광원으로 DUV를 사용할 때는 상기 실리콘옥시나이트라이드막의 도포 RPM이 2500 즉, 두께를 대략 1050 내지 1100 Å로 형성시켜 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
도3은 본 발명에 의한 반도체소자 제조방법을 나타내는 공정순서도이다.
도4 내지 도6은 본 발명에 의한 반도체소자 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.
먼저 하부박막으로서 산화막(4)이 기형성된 반도체기판(2)상에 반사방지막을 형성하는 단계로서, 산화막(4)이 기형성된 반도체기판(2)상에 반사방지막으로서 실리콘옥시나이트라이드막(6)을 스핀도포하여 대략 950 내지 1150 Å 두께로 형성한다. 이때 척의 회전속도는 2250 내지 2750 rpm일 수 있다. 바람직하게는 상기 실리콘옥시나이트라이드막(6)의 두께는 1050 내지 1100 Å이고, 척의 회전속도는 2500 rpm이다.
계속해서, 상기 실리콘옥시나이트라이드막(6)상에 포토레지스트를 형성하는 단계로서, 상기 실리콘옥시나이트라이드막(6)상에 딥유브이용 포토레지스트(8)를 형성한다.
계속해서, 상기 포토레지스트(8)상에 소정의 포토마스크를 정렬한 후, 노광하는 단계로서, 상기 포토레지스트(8)상에 원하는 회로패턴이 형성되어 있는 소정의 포토마스크를 정렬한 후, 딥유브이를 광원으로 노광한다.
계속해서, 상기 노광된 상기 포토레지스트(8)를 현상하여 포토레지스트 패턴(10)을 형성하는 단계로서, 상기 노광된 상기 반도체기판(2)을 현상장치로 이동시켜 상기 노광된 포토레지스트(8)를 현상하여 포토레지스트 패턴(10)을 형성한다.
따라서, 산화막(4)상에 반사방지막으로서 실리콘옥시나이트라이드막(6)을 형성하여 노광광원의 반사를 방지하여 상기 포토레지스트 패턴(10)의 프로파일과 웨이퍼 전면의 균일도를 향상시킬 수 있다.
따라서, 하부박막으로부터의 반사도를 최소화하여 포토레지스트 패턴의 균일도를 향상시키는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (4)
- 하부박막이 형성되어 있는 반도체기판 상에 반사방지막(Anti Reflecting Coating)인 실리콘옥시나이트라이드(SiON)막을 950 내지 1150 Å 두께로 형성하는 단계;상기 실리콘옥시나이트라이드막 상에 딥유브이용 포토레지스트를 형성하는 단계;상기 딥유브이용 포토레지스트 상에 소정의 포토마스크를 정렬한 후, 딥유브이를 광원으로 노광하는 단계; 및상기 노광된 상기 포토레지스트를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 실리콘옥시나이트라이드막의 도포시 스핀척의 회전속도는 2250 내지 2750 rpm임을 특징으로 하는 상기 반도체소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 실리콘옥시나이트라이드막의 두께는 바람직하게 1050 내지 1100 Å임을 특징으로 하는 상기 반도체소자의 제조방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 실리콘옥시나이트라이드막의 도포시 스핀척의 회전속도는 바람직하게 2500 rpm임을 특징으로 하는 상기 반도체소자의 제조방법.
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