KR20020036135A - 감광막 제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감광막 제거방법에 관한 것으로서, 특히, 건식식각공정에서 식각마스크로 사용되는 레지스트에 플라즈마로 손상을 입혀 레지스트 고유의 성질을 변화시킨 다음 일반 화학제인 현상액으로 레지스트를 완전히 제거할 수 있으므로 기존의 마스크공정 장비와 현상액을 이용하여 비용절감을 도모하고 레지스트 하지층에 대한 플라즈마 손상을 방지하며 이물을 제거하는 반도체장치의 감광막 제거방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 반도체장치의 감광막 제거방법은 기판상에 하지층을 형성하는 제 1 단계와, 상기 하지층상에 레지스트를 도포하는 제 2 단계와, 상기 레지스트를 플라즈마에 노출시키는 제 3 단계와, 상기 플라즈마에 노출된 상기 레지스트를 현상액에 노출시켜 제거하여 상기 하지층을 노출시키는 제 4 단계를 포함하여 이루어진다. 바람직하게는, 상기 제 2 단계 이후, 상기 레지스트를 노광시켜 감광시킨 후 현상하여 잔류한 상기 레지스트로 이루어진 감광막패턴을 형성하는 단계와, 상기 감광막패턴으로 보호되지 않는 상기 하지층을 상기 프라즈마를 이용하는 건식식각으로 제거하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.

Description

감광막 제거방법{Method of removing photoresist}

본 발명은 감광막 제거방법에 관한 것으로서, 특히, 건식식각공정에서 식각마스크로 사용되는 레지스트에 플라즈마로 손상을 입혀 레지스트 고유의 성질을 변화시킨 다음 일반 화학제인 현상액으로 레지스트를 완전히 제거할 수 있으므로 기존의 마스크공정 장비와 현상액을 이용하여 비용절감을 도모하고 레지스트 하지층에 대한 플라즈마 손상을 방지하며 이물을 제거하는 반도체장치의 감광막 제거방법에 관한 것이다.

일반적으로 감광막 제료인 포토레지스트를 제거하는 방법에는 다음과 같은 3가지 방법이 주류를 이루고 있다. 예를 들면, 전자빔(e-beam)용 ZEP7000 레지스트의 제거에는 산소 플라즈마를 사용하는 애슁(O₂ashing)방법이 가장 널리 이용되고, 화학제(chemical)를 사용하여 스트립(strip)하는 방법이 있으며, 자외선 및 오존(UV &O₃)를 사용하는 방법이 있다. 이때, ZEP7000 레지스트는 마스크 제조공정중 건식식각을 위해 사용되는 감광제로 플라즈마를 이용하여 손상을 입혀 그 성질을 변화시킨 후 반도체장치 제조공정에서 널리 이용되는 MIBK 화학제를 사용하여 제거한다.

일반적인 마스크공정에서 가장 많이 사용하고 있는 전자빔용 ZEP7000 레지스트는 건식식각공정으로 대부분의 마스크가 제작되는 추세에 따라 그 특성이 우수하여 널리 사용된다.

그러나, 마스크 제작공정에서 가장 큰 문제는 감광막을 사용한 후 이를 제거하는 방법에 있다. 현재 가장 널리 이용되는 감광막 제거방법은 상기 한 바와 같이 산소 플라즈마 애슁 방법이다. 이러한 산소 플라즈마 애슁 방법은 감광막 하지층인 크롬층에 손상을 입히게되어 후속공정 진행시 이물제거가 곤란하다.

그리고, ZEP7000 감광막 스트립전용 화학제(chemical)을 사용하는 방법은 온도제어의 한계로 인하여 실용화되기 곤란하고 또한, 자외선 및 오존 방법은 이물관리의 용이성과 하지층인 크롬 손상을 방지하는 점에서 유리하지만 오존의 산화력이 강하여 하지층인 크롬층까지 산화시키는 문제점이 있다.

종래 기술을 자세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 산소 플라즈마 애슁(O₂plasma ashing)은 지공챔버내에 산소 가스와 고주마 파워(RF power)를 걸어 플라즈마를 발생시키고, 이때 이온화된 산소의 산화력을 이용하여 감광막을 제거한다.

그리고, 화학제(chemical)을 사용하는 방법은 스핀스프레이 노즐 분사법과 감광막을 화학제에 담그는 딥핑(dipping)방법으로 나누어지며, 스핀 스프레이 노즐 분사법은 화학제 분사용 노즐이 장착된 챔버에 스핀용 척(chuck)에 마스크를 장착한 다음 회전시켜 감광막을 스트립하는 기술이고, 딥핑법은 특정한 배스(bath)내에 스트립용 화학제를 채워놓고 로봇암(robot arm)을 이용하여 감광막을 담그는 방법으로 로봇암을 상하로 이동시켜 교반(agitation)시키므로 스트립을 더욱 효과적으로 진행할 수 있으며, 자외선 및 오존법은 웨이퍼가공에 널리 사용되는 방법으로 자외선을 레지스트에 조사하여 레지스트의 성질에 변화를 가하고 여기에 오존을 흘려주면 반응성이 강한 오존과 변성된 레지스트가 산화반응을 일으켜 제거된다.

종래 기술의 감광막 도포 후 마스크를 이용한 노광 공정을 실시한 감광막의 패턴 현상을 위한 공정은 다음과 같다.

먼저, 웨이퍼에 감광액을 도포한 다음 소정의 온도로 베이킹(baking)하여 감광막을 형성한다.

그리고, 감광막을 설계된 패턴에 따라 선택적으로 노광시킨다.

그 다음, 감광막의 전면에 현상액을 분사하여 노광된 부위의 감광막을 현상액의 알칼리 성분으로 용해시켜 패턴을 형성한다.

이후, 세정공정을 실시하여 웨이퍼의 표면을 세척하면 현상공정이 완료된다.

그러나, 상술한 종래 기술에 따른 감광막 제거방법중 산소 플라즈마 애슁법은 하지층인 크롬층에 플라즈마 손상을 입히게 되어 미세한 싸이즈의 이물이 하지층 등에 고착되므로 황산이나 알칼리 상태에서의 세정시 이물 제거율이 감소하는 문제점이 있고, 화학제 사용방법은 현재까지 개발된 ZEP7000 전용 화학제를 사용하려면 높은반응온도를 유지하여야 하는 문제점이 있으며 감광막의 제거능력이 산소 플라즈마 애슁법보다 감소하고 비용대비면에서도 불리하며, 또한, 자외선 및 오존법은 실제로 상용화되지 못한 연구상태에 있으며 오존의 강한 산화력이 하지층인 크롬층까지 산화시키는 문제와 별도의 장치를 추가로 필요하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 건식식각공정에서 식각마스크로 사용되는 레지스트에 플라즈마로 손상을 입혀 레지스트 고유의 성질을 변화시킨 다음 일반 화학제인 현상액으로 레지스트를 완전히 제거할 수 있으므로 기존의 마스크공정 장비와 현상액을 이용하여 비용절감을 도모하고 레지스트 하지층에 대한 플라즈마 손상을 방지하며 이물을 제거하는 반도체장치의 감광막 제거방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치의 감광막 제거방법은 기판상에 하지층을 형성하는 제 1 단계와, 상기 하지층상에 레지스트를 도포하는 제 2 단계와, 상기 레지스트를 플라즈마에 노출시키는 제 3 단계와, 상기 플라즈마에 노출된 상기 레지스트를 현상액에 노출시켜 제거하여 상기 하지층을 노출시키는 제 4 단계를 포함하여 이루어진다. 바람직하게는, 상기 제 2 단계 이후, 상기 레지스트를 노광시켜 감광시킨 후 현상하여 잔류한 상기 레지스트로 이루어진 감광막패턴을 형성하는 단계와, 상기 감광막패턴으로 보호되지 않는 상기 하지층을 상기 프라즈마를 이용하는 건식식각으로 제거하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 반도체장치의 감광막 제거방법을 도시한 공정단면도

본 발명은 ZEP7000 등의 감광막을 사용하는 마스크 제조공정에서 건식식각을 위해사용되는 레지스트에 플라즈마로 손상을 입혀 성질을 변화시킨 후 일반적인 화학제인 MIBK 화학제를 사용하여 레지스트를 제거한다.

본 발명은 새로운 종류의 플라즈마를 채택하지 아니하고 기존의 플라즈마 건식식각공정을 이용하여 감광막에 플라즈마로 손상을 입혀 감광막의 성질을 변화시킨 다음, 통상적인 현상액의 처리방법인 스핀 스프레이 노즐 분사법 또는 입핑법으로 기존의 솔벤트 현상액(solvent developer)인 MIBK류의 화학제로 감광막을 처리한 후, 황산세정이나 알칼리세정 또는 DI세정을 실시하여 감광막을 제거한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 반도체장치의 감광막 제거방법을 도시한 공정단면도이다.

도 1a를 참조하면, 기판(10)상에 크롬 등으로 이루어진 감광막 하지층(11)을 형성한다. 이때, 기판(10)은 노광마스크로 사용될 석영 등의 투명물질로 이루어진 투명기판이거나 소정의 패턴이 형성될 실리콘 등의 반도체기판일 수 있다.

하지층(11)상에 감광막(12)을 도포하여 형성한다. 이때, 감광막(12)은 ZEP7000 레지스트를 사용할 수 있다.

그리고, 도면상 생략되었지만, 감광막에 전자빔 등을 조사하여 노광시킨 후 현상하여 소정의 감광막패턴을 형성한 다음, 이를 이용하여 하지층을 플라즈마 건식식각 등의 방법으로 제거하여 하지층패턴(11)을 형성할 수 있다.

그 다음, 감광막패턴(12)을 제거하기 위하여 노출된 감광막패턴(12)을 하지층 플라즈마 건식식각에 이용된 플라즈마에 노출시켜 감광막패턴(12)의 특성을변화시킨다.

도 1b를 참조하면, 플라즈마에 의하여 손상을 입어 변성된 감광막패턴(120)을 솔벤트 현상액(solvent developer)으로 처리한다. 이때, 처리방법은 스핀 스프레이 노즐(spin spray nozzle)분사방식이나 딥핑법을 이용할 수 있다.

도 1c를 참조하면, 변성된 감광막패턴이 솔벤트 현상액에 의하여 모두 제거되어 하지층패턴(11)의 표면이 노출된다.

그리고, 노출된 하지층패턴(11)을 포함하는 기판(10)의 전면에 세정공정을 실시하여 잔류한 이물을 모두 제거한다. 이때, 세정공정은 용해된 감광막의 찌꺼기를 순수(DI water)로 세정할 수 있다.

본 발명에 따른 반도체장치의 감광막 제거방법은 기존의 마스크공정 장비와 현상액을 이용하여 비용절감을 도모하고 레지스트 하지층에 대한 플라즈마 손상을 방지하며 이물을 제거하는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 기판상에 하지층을 형성하는 제 1 단계와,

   상기 하지층상에 레지스트를 도포하는 제 2 단계와,

   상기 레지스트를 플라즈마에 노출시키는 제 3 단계와,

   상기 플라즈마에 노출된 상기 레지스트를 현상액에 노출시켜 제거하여 상기 하지층을 노출시키는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 감광막 제거방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 기판은 투명기판을 사용하고 상기 하지층은 크롬층으로 형성하는 것이 특징인 감광막 제거방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 4 단계 이후,

   상기 기판을 세정하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것이 특징인 감광막 제거방법.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 2 단계 이후,

   상기 레지스트를 노광시켜 감광시킨 후 현상하여 잔류한 상기 레지스트로 이루어진 감광막패턴을 형성하는 단계와,

   상기 감광막패턴으로 보호되지 않는 상기 하지층을 상기 프라즈마를 이용하는 건식식각으로 제거하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것이 특징인 감광막 제거방법.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 현사액은 MIBK류의 솔벤트현상액인 것이 특징인 감광막 제거방법.