KR20010063778A - 스컴제거방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스컴제거방법에 관한 것으로서, 도전배선 상부에 식각방지막 또는 하드마스크로 사용되는 질화막의 표면을 산소나 OH기들으로 전처리한 다음 감광막을 형성하여 상기 질화막과 감광막이 서로 반응하여 사진공정후 패턴 상부에 스컴(scum)이 발생하는 것을 방지함으로써 공정 재현성을 향상시키고 그에 따른 반도체소자의 특성 및 신뢰성을 향상시키며 공정수율을 증대시킬 수 있다.
Description
본 발명은 스컴제거방법에 관한 것으로, 특히 질화막(Si3N4)의 표면을 질화막의 아민기나 Si기와 반응력이 좋은 화학물질들을 사용한 선처리공정으로 감광막이 상기 질화막과 반응하여 사진공정후 스컴이 남는 것을 방지하는 방법에 관한 것이다.
최근의 반도체 장치의 고집적화 추세는 미세 패턴 형성 기술의 발전에 큰 영향을 받고 있으며, 이러한 미세패턴의 해상도는 축소노광장치의 광원 파장 및 공정 변수에 비례하고, 축소노광장치의 렌즈 구경에 반비례한다.
따라서, 상기 축소노광장치의 광분해능을 향상시키기 위하여 광원의 파장을 감소시키게 되는데, 파장이 각각 436 및365 nm 인 g-라인 및 i-라인 축소노광장치는 공정 해상도가 각각 약 0.7, 0.5 ㎛ 정도가 한계이며, 0.5 ㎛ 이하의 미세 패턴을 형성하기 위해서는 파장이 작은 원자외선(deep ultra violet light, DUV), 예를 들어 파장이 248 nm인 KrF 레이저나 193 nm 인 ArF 레이저를 사용하는 축소노광장치를 이용하고, 더욱 미세한 패턴 형성을 위하여 X-선이나 전자빔을 광원으로 이용하기도 한다.
상기와 같은 광원을 이용하여 노광공정을 실시한 다음 현상공정후 감광막이 제거되어야 할 부분에 빛을 받은 감광막이 남아있게 되면 이 조각은 조사된 감광막 패턴을 따라 나타나는데, 균일하고 얇은 감광막을 형성한다. 이는 현상검사에서는 나타나지 않으며 식각후에 나타나게 된다.
상기와 같이 현상공정후에도 남아있는 감광막의 찌꺼기를 스컴(scum)이라고 하는데, 상기 스컴은 감광막이 도포되는 기판과 감광막이 서로 반응하여 발생되, 상기 기판이 질화막인 경우, 상기 질화막 내의 아민기가 C, H, O로 이루어진 다중체(polymer)인 감광막과 화학적 반응을 하여 기판 표면에 남게 된다.
도 1a 내지 도 1b 는 종래기술에 따른 감광막 패턴 형성공정후 질화막 상에스컴이 형성된 것을 도시한 단면도로서, 반도체기판(10) 상부에 질화막(12)을 도포하고, 상기 질화막(12) 상부에 감광막(14)을 도포한 다음, 소정의 패턴을 형성하기 위한 노광(16)을 실시한 후, 현상공정을 실시하여 감광막 패턴(18)을 형성한 것을 나타낸다. 이때, 상기 감광막 패턴(18)의 주위 및 질화막(12) 표면에 스컴(17, 19)이 형성되어 있다.
상기와 같이 종래기술에 따라 감광막 패턴을 형성하는 경우에 감광막이 질화막 내의 아민기와 반응하여 사진공정후 노광된 부분에 스컴을 유발시켜 후속 식각공정시 원하는 선폭의 패턴을 형성하기 어렵기 때문에 패턴의 재현성을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 질화막의 표면에서 감광막과 화학반응을 하는 결합체들을 미리 제거하여 사진공정후 스컴이 발생되는 것을 방지하여 반도체소자의 특성 및 공정수율을 향상시키는 스컴제거방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1a 내지 도 1b 는 종래기술에 따른 감광막 패턴 형성공정후 질화막 상에 스컴이 형성된 것을 도시한 단면도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 스컴제거방법을 도시한 단면도.
도 3 은 본 발명에 따른 스컴제거방법을 적용한 후 형성된 패턴의 상태를 도시한 단면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10, 20 : 반도체기판 12, 22 : 질화막
14 : 감광막 16 : 노광
17, 19 : 스컴 18, 27 : 감광막 패턴
24 : 가스플로우 26 : 열처리
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스컴제거방법은,
반도체기판 상부에 질화막을 형성하는 공정과,
상기 질화막의 표면에 산소가스를 플로우시키면서 열처리공정을 실시해서 상기 질화막 표면에 소정 두께의 자연산화막을 형성하여 후속공정으로 형성되는 감광막이 상기 질화막과 반응하지 않게 하는 공정을 포함하는 것을 제1특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스컴제거방법은,
반도체기판 상부에 질화막을 형성하는 공정과,
상기 질화막의 표면에 산소기 또는 OH기를 주입시켜 상기 질화막 표면의 잉여 결합체들을 제거하여 후속공정으로 형성되는 감광막이 상기 질화막과 반응하지 않게 하는 공정을 포함하는 것을 제2특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스컴제거방법은,
반도체기판 상부에 질화막을 형성하는 공정과,
상기 질화막의 표면을 O2플라즈마처리하여 후속공정으로 형성되는 감광막이 상기 질화막과 반응하지 않게 하는 공정을 포함하는 것을 제3특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스컴제거방법은,
반도체기판 상부에 질화막을 형성하는 공정과,
상기 질화막의 표면에 불순물을 임플란트하여 후속공정으로 형성되는 감광막이 상기 질화막과 반응하지 않게 하는 공정을 포함하는 것을 제4특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 스컴제거방법을 도시한 단면도이고, 도 3 은 본 발명에 따른 스컴제거방법을 적용한 후 형성된 패턴의 상태를 도시한 단면도이다.
먼저, 반도체기판(20) 상부에 질화막(Si3N4, 23)을 형성한다.
다음, 상기 질화막(23)의 표면에서 후속공정시 도포되는 감광막과 반응하는결합체들을 제거하기 위한 표면처리공정을 실시한다.
이때, 상기 표면처리공정은 다음과 같은 방법들이 있다.
첫번째로, 상기 질화막(23)의 표면에 산소가스를 플로우시키면서 열처리공정을 실시하여 10 ∼ 50Å 두께의 자연산화막을 형성하는 방법이다. 여기에서 자연산화막을 형성하는 이유는 질화막(23)의 Si-N결합보다 Si-O결합이 더 강력하기 때문에 질화막(23) 표면의 결합체들이 감광막과 결합하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 산소가스를 플로우시키는 방법이외에 습식공정으로 H2O에 담그는 방법도 있다.
두번째로, 상기 질화막(23) 표면의 잉여 결합체인 Si기와 N기와 반응하도록 H2O2또는 헥사메틸디실라잔(hexamethyldisilazane, HMDS) 또는 H2O 등으로 산소기 또는 OH기를 주입시키는 방법이 있다. 상기 물질들은 질화막과 반응시간이 짧고 결합을 잘하기 때문에 표면처리공정에 도입하기 유리하다. 또한, 상기 물질들은 반도체공정에서 사용되거나 사용가능한 물질로서 기존에 사용하는 배쓰(bath)에서 습식공정이 용이한 물질들이다. 상기 물질들을 사용하여 질화막의 표면을 처리하면 상기 질화막 표면의 잉여 결합체들의 숫자를 줄여주거나 제거하기 때문에 감광막과 화학반응하는 것을 방지한다.
세번째로, 상기 질화막(23) 표면을 O2플라즈마처리하는 방법이다.
네번째로, 상기 질화막(23) 표면에 반도체공정에서 사용하고 있는 As, B 및 P으로 이루어지는 군에서 임의로 선택되는 하나의 불순물을 임플란트하여 상기 질화막(23) 표면에 불순물을 존재하게 하여 감광막과의 화학반응을 방지하는 방법이다.
한편, 상기 임플란트공정 대신 전자빔을 이용하여 상기 질화막(23) 표면을 큐어링하는 방법도 있다.
그 다음, 상기와 같은 방법으로 표면처리된 질화막(23) 상부에 감광막(도시안됨)을 형성하고, 소정의 패턴으로 예정된 노광마스크를 이용한 사진공정으로 감광막 패턴(27)을 형성한다.
상기와 같은 스컴제거방법은 극미세패턴을 형성하기 위한 DRAM제조방법이지만, 비메모리소자(non-memory device)뿐만 아니라 아민기를 포함하는 질화막을 사용하는 소자에도 적용할 수 있다.
상기한 바와같이 본 발명에 따른 스컴제거방법은, 도전배선 상부에 식각방지막 또는 하드마스크로 사용되는 질화막의 표면을 산소나 OH기들으로 전처리한 다음 감광막을 형성하여 상기 질화막과 감광막이 서로 반응하여 사진공정후 패턴 상부에 스컴이 발생하는 것을 방지함으로써 공정 재현성을 향상시키고 그에 따른 반도체소자의 특성 및 신뢰성을 향상시키며 공정수율을 증대시키는 이점이 있다.
Claims (8)
- 반도체기판 상부에 질화막을 형성하는 공정과,상기 질화막의 표면에 산소가스를 플로우시키면서 열처리공정을 실시해서 상기 질화막 표면에 소정 두께의 자연산화막을 형성하여 후속공정으로 형성되는 감광막이 상기 질화막과 반응하지 않게 하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 스컴제거방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 자연산화막은 질화막이 형성되어 있는 반도체기판을 H2O에 담구어 형성하는 것을 특징으로 하는 스컴제거방법.
- 반도체기판 상부에 질화막을 형성하는 공정과,상기 질화막의 표면에 산소기 또는 OH기를 주입시켜 상기 질화막 표면의 잉여 결합체들을 제거하여 후속공정으로 형성되는 감광막이 상기 질화막과 반응하지 않게 하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 스컴제거방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 산소기 또는 OH기는 H2O2, HMDS 및 H2O 로 이루어지는 군에서 임의로선택되는 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 스컴제거방법.
- 반도체기판 상부에 질화막을 형성하는 공정과,상기 질화막의 표면을 O2플라즈마처리하여 후속공정으로 형성되는 감광막이 상기 질화막과 반응하지 않게 하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 스컴제거방법.
- 반도체기판 상부에 질화막을 형성하는 공정과,상기 질화막의 표면에 불순물을 임플란트하여 후속공정으로 형성되는 감광막이 상기 질화막과 반응하지 않게 하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 스컴제거방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 불순물은 As, B 및 P 로 이루어지는 군에서 임의로 선택되는 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 스컴제거방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 질화막의 표면은 전자빔으로 큐어링하는 것을 특징으로 하는 스컴제거방법.
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- 1999-12-24 KR KR1019990061866A patent/KR20010063778A/ko not_active Application Discontinuation
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