KR20000045425A - 반도체 소자의 미세패턴 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 미세패턴 형성방법에 관한 것으로, 감광막 패턴 노광시 포토 바이어스 차를 이용하여 미세 감광막 패턴을 형성한 후 기판필름을 식각함에 의해 기존의 감광막 패턴 형성방법보다 미세한 패턴 형성이 가능하여 차세대 반도체 소자의 개발 기간의 단축 및 비용을 절감시킬 수 있다.

Description

반도체 소자의 미세패턴 형성방법

본 발명은 반도체 소자의 미세패턴 형성방법에 관한 것으로, 특히 감광막 패턴 노광시 포토 바이어스(Photo Bias) 차를 이용하여 미세 감광막 패턴을 형성한 후 기판 필름을 식각함에 의해 종래의 감광막 패턴 형성방법보다 미세한 패턴 형성이 가능하여 차세대 반도체 소자의 개발 기간의 단축 및 비용을 절감시킬 수 있는 반도체 소자의 미세패턴 형성방법에 관한 것이다.

종래의 기술에 따라 미세 감광막 패턴을 형성할 경우, 감광막의 특성과 노광장비가 가진 해상력의 한계로 인해 패턴이 끊어지거나 패턴자체를 형성하지 못하는 경우가 발생한다.

상기의 이유를 살펴보면, 일반적으로 사용되는 포지티브 감광막은 빛을 쬐이면 감광막과 반응하여 빛에 노출된 지역의 감광막이 제거되어 패턴을 형성하게 된다.

그러나 작은 패턴을 형성하기 위해서는 고해상력을 가지는 감광막 패턴이 필요하고, 또한 고해상도의 기능을 구비한 장비가 있어야 감광막 패턴을 형성할 수 있다.

뿐만 아니라, 최종적으로 산화막 라인을 형성하기 위해서는 감광막 패턴을 형성해야 가능한데, 상기한 문제로 미세 감광막 패턴 형성이 불가능한 것이다.

따라서 식각공정 진행이 불가하여 최종적인 산화막 미세 패턴 형성을 할 수가 없게 되고, 더욱이 반도체 소자의 디자인 룰이 점점 작아지면서 리소그라피 공정에서 요구되는 감광막 선폭도 작아지고 있으나 종래의 장비와 감광막으로써는 공정진행에 어려움이 따르는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 것으로, 감광막 패턴 노광시 포토 바이어스 차를 이용하여 미세 감광막 패턴을 형성한 후 기판필름을 식각함에 의해 기존의 감광막 패턴 형성방법보다 미세한 패턴 형성이 가능한 반도체 소자의 미세패턴 형성방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1 내지 도 7 은 본 발명의 방법에 따른 반도체 소자의 미세패턴 형성 공정 단계를 도시한 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 실리콘 기판 3 : 기판 필름(Substrate Film)

4 : 제1 노광 마스크 5 : 포지티브 감광막

7 : 1차 노광부위(포지티브 감광막)

9 : 네거티브 감광막 10 : 제2 노광 마스크

11 : 2차 노광부위(네거티브 감광막) 13 : 스페이스 패턴

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자의 미세패턴 형성방법은,

반도체 기판의 상부에 소정 두께의 기판 필름을 형성하는 단계와,

포지티브형 포토 감광막을 도포하는 단계와,

제1 노광 마스크를 이용하여 노광부위가 일정 크기의 선폭을 가지도록 1차 노광하는 단계와,

상기 포지티브 감광막을 현상하여 노광된 지역의 포토 감광막을 제거하는 단계와,

전체구조 상부에 네거티브형 감광막을 도포하는 단계와,

제2 노광 마스크를 이용하여 상기 네거티브 감광막의 노광되는 부위와 상기 포지티브 감광막 패턴간의 선폭이 미세간격이 되도록 포토 바이어스를 주어 노광을 실시하는 단계와,

상기 네거티브 감광막을 현상하되, 포지티브 감광막 패턴과 네거티브 감광막 패턴간의 단차를 없애기 위하여 과 현상을 실시하는 단계와,

상기 포지티브 감광막 패턴과 네거티브 감광막 패턴을 마스크로 하여 노출된 하부 기판 필름을 식각하는 단계와,

상기 기판 필름을 식각한 후 상부의 감광막을 제거하는 단계를 포함한 구성으로 됨을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 소자의 미세패턴 형성방법에 대해 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 7 은 본 발명의 방법에 따른 반도체 소자의 미세패턴 형성 공정단계를 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 산화막(3)이 증착된 반도체 기판(1)의 상부에 포지티브형 포토 감광막(5)을 도포한다.

도 2를 참조하면, 제1 노광 마스크(4)를 이용하여 노광부위(7)가 선폭 (a)를 가지도록 1차 노광을 실시한다.

도 3을 참조하면, 현상액으로 상기 노광된 포지티브 감광막(5)을 현상한다. 이때 상기 노광된 지역의 포토 감광막이 제거된다.

다음 전체구조 상부에 2차로 네거티브형 감광막(9)을 도포한다.

도 4를 참조하면, 제2 노광 마스크(10)를 이용하여 상기 네거티브 감광막(9)의 노광되는 부위(11)와 상기 포지티브 감광막 패턴(7)간의 선폭이 (b)가 되도록 포토 바이어스를 주어 노광을 실시한다.

도 5를 참조하면, 상기 네거티브 감광막(9)을 현상액을 이용하여 현상한다. 이때 포지티브 감광막 패턴(7)과 네거티브 감광막 패턴(11)간의 단차를 없애기 위하여 현상시 상기 각 감광막(7,9)의 상부 표면의 일정 두께가 함께 제거되도록 과 현상을 실시한다.

따라서 상기 도 5 에 도시된 바와 같이, 단차가 없는 감광막 패턴을 형성할 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 포지티브 감광막 패턴(7)과 네거티브 감광막 패턴(7)을 마스크로 하여 노출된 하부 산화막 필름(3)을 식각한다.

도 7을 참조하면, 상기 산화막(3) 식각을 실시한 후 상부의 감광막(7,11)을 제거한다.

한편, 상기에서 기판 필름으로 산화 필름외, 질화 필름, 폴리 필름, Al 필름, Pt 필름, Y1 필름 중 임의의 어느 하나로 형성할 수도 있다.

그리고 상기 본 발명에서 형성하는 미세패턴은 상기 라인&스페이스 패턴 외 콘택홀 패턴으로 할 수 있다.

이상 상술한 바와 같이, 감광막 패턴 노광시 포토 바이어스 차를 이용하여 미세 감광막 패턴을 형성한 후 기판필름을 식각하는 본 발명에 따른 반도체 소자의 미세패턴 형성방법은 기존의 감광막 노광 방법에서 불가능한 미세패턴 형성이 가능하며, 패턴의 해상도가 증가되고 미세패턴 형성을 위한 노광공정 및 식각공정의 공정마진 확보로 보다 안정적인 프로세스를 수행할 수 있다.

Claims (3)

1. 반도체 소자의 미세패턴 형성방법에 있어서,

   반도체 기판의 상부에 소정 두께의 기판 필름을 형성하는 단계와,

   포지티브형 포토 감광막을 도포하는 단계와,

   제1 노광 마스크를 이용하여 노광부위가 일정 크기의 선폭을 가지도록 1차 노광하는 단계와,

   상기 포지티브 감광막을 현상하여 노광된 지역의 포토 감광막을 제거하는 단계와,

   전체구조 상부에 네거티브형 감광막을 도포하는 단계와,

   제2 노광 마스크를 이용하여 상기 네거티브 감광막의 노광되는 부위와 상기 포지티브 감광막 패턴간의 선폭이 미세간격이 되도록 포토 바이어스를 주어 노광을 실시하는 단계와,

   상기 네거티브 감광막을 현상하되, 포지티브 감광막 패턴과 네거티브 감광막 패턴간의 단차를 없애기 위하여 과 현상을 실시하는 단계와,

   상기 포지티브 감광막 패턴과 네거티브 감광막 패턴을 마스크로 하여 노출된 하부 기판 필름을 식각하는 단계와,

   상기 기판 필름을 식각한 후 상부의 감광막을 제거하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 미세패턴 형성방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판 필름으로 산화 필름, 질화 필름, 폴리 필름, Al 필름, Pt 필름, Y1 필름 중 임의의 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 미세패턴 형성방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 형성되는 미세패턴은 라인&스페이스 패턴 또는 콘택홀 패턴인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 미세패턴 형성방법