KR20060027999A - Appararus for baking and method of forming photoresist pattern using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 포토레지스트패턴의 리플로우 베이크 공정시에 초래되는 보잉 현상 및 보이드를 방지할 수 있는 반도체소자의 포토레지스트패턴 형성 방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 포토레지스트패턴 형성 방법은 웨이퍼 상부에 피식각층을 형성하는 단계, 상기 피식각층 상에 포토레지스트를 도포하는 단계, 포토마스크를 이용하여 상기 포토레지스트를 1차 노광하는 단계, 상기 1차 노광된 포토레지스트에 대해 포스트베이크 및 1차 현상을 진행하여1차 포토레지스트패턴을 형성하는 단계, 상기 1차 포토레지스트패턴의 개구 폭 미세화를 위한 리플로우 베이크를 진행하는 단계, 및 상기 1차 포토레지스트패턴에 대해 다시 2차 노광 및 2차 현상을 진행하여 개구가 수직 형상을 갖는 2차 포토레지스트패턴을 형성하는 단계를 포함하고,, 이와 같이 포토레지스트패턴 형성후에 다시 노광 및 현상 공정을 진행하므로써 리플로우를 위한 베이크 공정시 발생한 보잉현상을 제거할 수 있는 효과가 있다.
The present invention is to provide a method of forming a photoresist pattern of a semiconductor device that can prevent the bowing phenomenon and voids caused during the reflow bake process of the photoresist pattern, the method of forming a photoresist pattern of the present invention on the wafer Forming an etched layer, applying a photoresist on the etched layer, first exposing the photoresist using a photomask, and post-baking and primary development of the first exposed photoresist. Proceeding to form a primary photoresist pattern, performing a reflow bake for minimizing the opening width of the primary photoresist pattern, and performing secondary exposure and secondary development on the primary photoresist pattern again. Proceeding to form a secondary photoresist pattern in which the opening has a vertical shape, By again proceeding to exposure and development process after the photoresist pattern is formed there is an effect that it is possible to remove the bowing phenomenon occurred during baking process for reflow.

포토레지스트, 베이크, 리플로우, 오븐, 보잉, 노광, 열판, 열선코일Photoresist, Bake, Reflow, Oven, Boeing, Exposure, Hot Plate, Heat Coil

Description

베이킹 장치 및 그를 이용한 포토레지스트패턴 형성 방법{APPARARUS FOR BAKING AND METHOD OF FORMING PHOTORESIST PATTERN USING THE SAME} Baking apparatus and method for forming photoresist pattern using same {APPARARUS FOR BAKING AND METHOD OF FORMING PHOTORESIST PATTERN USING THE SAME}             

도 1은 종래기술에 따른 포토레지스트패턴 형성 방법을 도시한 공정 흐름도,1 is a process flowchart showing a method of forming a photoresist pattern according to the prior art;

도 2a 및 도 2b는 종래기술에 따른 반도체소자의 콘택홀 형성 방법을 도시한 공정 단면도,2A and 2B are cross-sectional views illustrating a method for forming a contact hole in a semiconductor device according to the prior art;

도 3a는 종래기술에 따른 현상공정후 포토레지스트패턴의 형상을 나타낸 도면, Figure 3a is a view showing the shape of the photoresist pattern after the development process according to the prior art,

도 3b는 종래기술에 따른 리플로우베이크 공정후 포토레지스트패턴의 형상을 나타낸 도면,Figure 3b is a view showing the shape of the photoresist pattern after the reflow bake process according to the prior art,

도 3c는 종래기술에 따른 포토레지스트패턴의 보이드 현상을 나타낸 도면,Figure 3c is a view showing the void phenomenon of the photoresist pattern according to the prior art,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 포토레지스트패턴의 형성 방법을 도시한 공정 흐름도,4 is a process flowchart showing a method of forming a photoresist pattern according to an embodiment of the present invention;

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 포토레지스트패턴의 형성 방법을 나타낸 공정 단면도,5A to 5C are cross-sectional views illustrating a method of forming a photoresist pattern according to an embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 베이킹 장치를 도시한 도면.
6 illustrates a baking apparatus according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

41 : 웨이퍼 42 : 층간절연막41 wafer 42 interlayer insulating film

43 : 1차 포토레지스트패턴 43a : 2차 포토레지스트패턴
43: primary photoresist pattern 43a: secondary photoresist pattern

본 발명은 반도체 제조 기술에 관한 것으로, 특히 베이킹 장치 및 그를 이용한 포토레지스트패턴의 형성 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing technology, and more particularly, to a baking apparatus and a method of forming a photoresist pattern using the same.

반도체 제조 공정에서 광화학적인 방법으로 좁은 면적에 소자와 회로의 패턴을 형성하는 공정이 포토리소그래피(Photolithography) 공정이다. 포토리소그래피공정은 우선 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포하고, 일정 패턴의 포토마스크를 통해 포토레지스트를 노광한 후, 현상을 통해 광화학반응을 일으키지 않은 부분만을 혹은 광화학반응을 일으킨 부분만을 제거하여 포토마스크와 동일한 패턴을 형성하는 몇 가지 단계로 세분된다.Photolithography is a process of forming a pattern of a device and a circuit in a small area by a photochemical method in a semiconductor manufacturing process. The photolithography process first applies a photoresist on a wafer, exposes the photoresist through a pattern of photomask, and then removes only a portion of the photochemical reaction or a portion that has not caused the photochemical reaction through development. Subdivided into several steps to form the same pattern.

이와 같은 포토리소그래피 공정에 대해 첨부된 도면 도 1을 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.The photolithography process will be described in detail with reference to FIG. 1.

도 1은 종래기술에 따른 포토레지스트패턴 형성 방법을 도시한 공정 흐름도이다.1 is a process flowchart illustrating a method of forming a photoresist pattern according to the prior art.

도 1을 참조하면, 포토레지스트패턴 형성 공정은, 실제 소작 제작에 직접 쓰 이는 웨이퍼 상에 포토레지스트 도포(Coating, 11), 프리베이크(Pre-bake, 12), 노광(Exposure, 13), 포스트베이크(Post-bake, 14), 현상(Development, 15) 및 포토레지스트 리플로우를 위한 리플로우 베이크(Bake for photoresist Reflow, 16)로 이루어진다. 여기서, 프리베이크(12)는 도포된 포토레지스트에 포함된 용제를 증발시키기 위한 것이고, 노광후 진행하는 포스트베이크(14)는 포토레지스트패턴의 식각 내성을 증대시키기 위한 것으로 통상 PEB(Post Exposure Bake) 공정이라고 일컫는 것이며, 마지막 포토레지스트 리플로우를 위한 리플로우 베이크(16)는 포토레지스트패턴의 개구를 더욱 작게(Shrink) 하여 콘택홀 등의 패턴을 미세하게 형성하기 위한 것이다.Referring to FIG. 1, the photoresist pattern forming process is performed by applying photoresist (Coating) 11, Pre-Bake (12), Exposure (13), and Post on a wafer which is directly used in actual cauterization fabrication. It consists of a post-bake 14, development 15 and a bake for photoresist reflow 16. Here, the prebaking 12 is for evaporating the solvent contained in the coated photoresist, and the postbaking 14, which is performed after exposure, is intended to increase the etching resistance of the photoresist pattern, and is typically a post exposure bake (PEB). The process is referred to as a process, and the reflow bake 16 for the last photoresist reflow is for forming a contact hole or the like finely by narrowing the opening of the photoresist pattern.

위와 같은 포토레지스트패턴 공정을 이용하여 콘택홀을 형성하는 방법을 살펴보기로 한다.A method of forming a contact hole by using the above photoresist pattern process will be described.

도 2a 및 도 2b는 종래기술에 따른 반도체소자의 콘택홀 형성 방법을 도시한 공정 단면도이다.2A and 2B are cross-sectional views illustrating a method of forming a contact hole in a semiconductor device according to the prior art.

도 2a에 도시된 바와 같이, 콘택홀이 형성될 웨이퍼(21) 상에 층간절연막(22)을 형성한 후, 층간절연막(22) 상에 포토레지스트(23)를 도포한다.As shown in FIG. 2A, after forming the interlayer insulating film 22 on the wafer 21 on which the contact hole is to be formed, the photoresist 23 is coated on the interlayer insulating film 22.

이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 도 1과 같은 포토레지스트 패턴 형성 공정을 진행하여 포토레지스트패턴(23a)을 형성한다. 이러한 포토레지스트패턴(23a) 공정에서 마지막 공정인 리플로우 베이크(16) 공정을 통해 포토레지스트패턴(23a)의 개구는 최초 현상후의 CD(Develope Insfection Critical Dimension; DICD)보다 더욱 작아진 CD(After reflow Bake CD; ABCD)를 갖는다. Subsequently, as shown in FIG. 2B, the photoresist pattern forming process as shown in FIG. 1 is performed to form the photoresist pattern 23a. Through the reflow bake 16 process, which is the last step in the photoresist pattern 23a process, the opening of the photoresist pattern 23a is smaller than the CD (Develope Insfection Critical Dimension (DICD) after initial development). Bake CD; ABCD).                         

다음으로, 포토레지스트패턴(23a)을 식각마스크로 이용하여 층간절연막(22)을 식각하여 미세한 콘택홀(24)을 형성한다.Next, the interlayer insulating layer 22 is etched using the photoresist pattern 23a as an etching mask to form fine contact holes 24.

도 3a는 종래기술에 따른 현상공정후 포토레지스트패턴의 형상을 나타낸 도면으로서, 개구가 거의 수직에 가까운 형상을 가지며, 그 폭은 'DICD'로 정의된다.3A is a view showing the shape of the photoresist pattern after the development process according to the prior art, the opening has a nearly vertical shape, the width is defined as 'DICD'.

도 3b는 종래기술에 따른 리플로우베이크 공정후 포토레지스트패턴의 형상을 나타낸 도면으로서, 개구의 폭이 'DICD'에 비해 작은 'ABCD'로 정의되며, 개구의 프로파일이 라운드 형상으로 바뀌고 있다.Figure 3b is a view showing the shape of the photoresist pattern after the reflow bake process according to the prior art, the width of the opening is defined as 'ABCD' smaller than the 'DICD', the opening profile is changed to a round shape.

그러나, 종래기술은 포토레지스트패턴 형성 공정시 현상후 리플로우 베이크 공정에서, 포토레지스트패턴의 중앙 부분에 라운드 형상으로 인한 보잉(Bowing) 현상이 나타나는 문제가 있다(도 3b 참조).However, the related art has a problem in that a bowing phenomenon due to a round shape appears in the center portion of the photoresist pattern in the post-reflow bake process during the photoresist pattern forming process (see FIG. 3B).

이와 같은 포토레지스트패턴의 보잉 현상이 심한 경우에는 입구가 막히면서 프로파일의 중앙부분에 보이드(Void)가 형성되는 문제를 초래한다.When the bowing phenomenon of the photoresist pattern is severe, a problem arises in that voids are formed in the center of the profile while the inlet is blocked.

도 3c는 종래기술에 따른 포토레지스트패턴의 보이드 현상을 나타낸 도면이다.
3C is a view illustrating a void phenomenon of a photoresist pattern according to the related art.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 포토레지스트패턴의 리플로우 베이크 공정시에 초래되는 보잉 현상 및 보이드를 방지할 수 있는 베이킹 장치 및 그를 이용한 반도체소자의 포토레지스트패턴 형성 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and a baking apparatus capable of preventing the bowing phenomenon and voids caused during the reflow bake process of the photoresist pattern and the formation of the photoresist pattern of the semiconductor device using the same The purpose is to provide a method.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 포토레지스트패턴 형성 방법은 웨이퍼 상부에 피식각층을 형성하는 단계, 상기 피식각층 상에 포토레지스트를 도포하는 단계, 포토마스크를 이용하여 상기 포토레지스트를 1차 노광하는 단계, 상기 1차 노광된 포토레지스트에 대해 포스트베이크 및 1차 현상을 진행하여1차 포토레지스트패턴을 형성하는 단계, 상기 1차 포토레지스트패턴의 개구 폭 미세화를 위한 리플로우 베이크를 진행하는 단계, 및 상기 1차 포토레지스트패턴에 대해 다시 2차 노광 및 2차 현상을 진행하여 개구가 수직 형상을 갖는 2차 포토레지스트패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 포스트베이크와 상기 리플로우 베이크는 상기 웨이퍼의 하부와 상기 웨이퍼의 상부에서 동시에 열에너지를 공급하는 오븐을 이용하여 진행하는 것을 특징으로 한다.The method of forming a photoresist pattern of the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming an etched layer on the wafer, applying a photoresist on the etched layer, the first exposure of the photoresist using a photomask Performing a first bake and a first development on the first exposed photoresist to form a first photoresist pattern, and performing a reflow bake for miniaturizing the opening width of the first photoresist pattern; And performing secondary exposure and secondary development on the primary photoresist pattern to form a secondary photoresist pattern having an opening having a vertical shape, wherein the postbaking and the reflow are performed. Baking is performed using an oven that supplies thermal energy at the bottom of the wafer and the top of the wafer at the same time. It is characterized by proceeding.

그리고, 본 발명의 베이킹 장치는 포토레지스트의 베이크 공정이 이루어지는 챔, 상기 챔버 내부에 로딩된 웨이퍼, 상기 웨이퍼 상에 형성된 포토레지스트패턴의 베이크를 위해 열선코일이 내장되어 상기 웨이퍼의 바닥면을 가열시키는 제1열판, 상기 웨이퍼 상부에서 소정 간격 이격되어 상기 웨이퍼의 상면과 마주보면서 열선코일이 내장된 제2열판, 상기 챔버의 상부를 커버하면서 상기 챔버의 온도를 일정하게 유지시키는 냉각수단, 및 상기 웨이퍼에서 방출된 부산물이 배기되도록 공기를 주입하여 배기압을 형성하는 공기주입구를 포함하는 것을 특징으로 하고, 물을 순환시킬 수 있는 냉각자켓인 것을 특징으로 한다.The baking apparatus of the present invention heats the bottom surface of the wafer by embedding a hot coil to bake a chamber in which a photoresist baking process is performed, a wafer loaded in the chamber, and a photoresist pattern formed on the wafer. A first hot plate, a second hot plate having a hot coil coil embedded thereon, spaced apart from the upper portion of the wafer by a predetermined interval, cooling means for maintaining a constant temperature of the chamber while covering an upper portion of the chamber, and the wafer It characterized in that it comprises an air inlet for injecting air to exhaust the by-products emitted from to form the exhaust pressure, characterized in that the cooling jacket that can circulate the water.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. .

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 포토레지스트패턴의 형성 방법을 도시한 공정 흐름도이다.4 is a process flowchart illustrating a method of forming a photoresist pattern according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 포토레지스트패턴의 형성 공정은, 크게 실제 소작 제작에 직접 쓰이는 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포하는 포토레지스트 도포 공정(31), 프리베이크 공정(32), 1차 노광 공정(33), 포스트베이크 공정(34), 1차 현상 공정(35), 포토레지스트패턴의 리플로우를 위한 리플로우 베이크 공정(36), 2차 노광 공정(37), 2차 현상 공정(38)으로 구성된다.Referring to FIG. 4, the process of forming a photoresist pattern according to an embodiment of the present invention includes a photoresist application process 31 and a prebaking process 32, in which a photoresist is applied onto a wafer that is largely used in actual cauterization fabrication. , Primary exposure process 33, post bake process 34, primary development process 35, reflow bake process 36 for reflow of photoresist pattern, secondary exposure process 37, secondary The development process 38 is comprised.

위와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 포토레지스트패턴 공정에서는 웨이퍼를 소정 온도 하에서 굽는 여러번의 베이크 공정이 포함된다.As described above, the photoresist pattern process according to the embodiment of the present invention includes a plurality of baking processes for baking the wafer under a predetermined temperature.

즉, 베이크 공정은 소정의 유기용제 및 포토레지스트의 도포시에 생긴 전단응력을 완화시키기 위해 가열된 핫플레이트(Hot plate) 상에서 웨이퍼를 가열하는 프리베이크 공정(32), 노광시 자외선의 산란으로 인한 노광 부위의 화학적 구조의 불안정을 회복시키기 위한 포스트베이크공정(34), 포토레지스트패턴의 개구를 미세하게 형성하기 위한 리플로우 베이크(36) 공정 등이 있다.That is, the bake process is a prebaking process 32 for heating a wafer on a heated hot plate in order to alleviate the shear stress generated during application of a predetermined organic solvent and photoresist, and due to scattering of ultraviolet rays during exposure. Post-baking process 34 for restoring the instability of the chemical structure of the exposure site, reflow bake process 36 for finely forming the opening of the photoresist pattern, and the like.

도 4에서, 2차 노광 공정(37)과 2차 현상 공정(38)은 포토레지스트패턴의 리플로우를 위한 리플로우 베이크 공정(36)시에 발생하는 프로파일의 보잉 현상을 제거하기 위한 것으로, 이와 같은 2차 노광 공정(37) 및 2차 현상 공정(38)을 진행하면 포토레지스트패턴의 프로파일이 수직 형상으로 바뀐다. In FIG. 4, the secondary exposure process 37 and the secondary development process 38 are for removing the bowing phenomenon of the profile generated during the reflow bake process 36 for the reflow of the photoresist pattern. When the same secondary exposure process 37 and secondary development process 38 are performed, the profile of the photoresist pattern is changed to a vertical shape.                     

도 4와 같은 포토레지스트패턴의 형성 공정을 이용하여 포토레지스트패턴을 형성하는 방법에 대해 설명하기로 한다.A method of forming the photoresist pattern using the process of forming the photoresist pattern shown in FIG. 4 will be described.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 포토레지스트패턴의 형성 방법을 나타낸 공정 단면도이다.5A to 5C are cross-sectional views illustrating a method of forming a photoresist pattern according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5a에 도시된 바와 같이, 층간절연막(42)과 같은 피식각층이 형성된 웨이퍼(41) 상부에 포토레지스트(43)를 도포한다. 여기서, 피식각층은 층간절연막(43)외에 반도체소자 제조 공정에서 포토레지스트패턴에 의해 식각되는 모든 물질을 포함한다.As shown in FIG. 5A, a photoresist 43 is coated on the wafer 41 on which the etched layer such as the interlayer insulating film 42 is formed. Here, the etched layer includes all the materials etched by the photoresist pattern in the semiconductor device manufacturing process, in addition to the interlayer insulating film 43.

이어서, 소정의 유기용제 및 포토레지스트의 도포시에 생긴 전단응력을 완화시키기 위해 가열된 핫플레이트(Hot plate) 상에서 웨이퍼(41)를 가열하는 프리베이크 공정(32)을 진행한다.Subsequently, a prebaking step 32 is performed in which the wafer 41 is heated on a heated hot plate in order to alleviate the shear stress generated during application of a predetermined organic solvent and photoresist.

다음으로, 1차 노광(33), 포스트베이크(34), 1차 현상(35) 공정을 차례로 진행하여 1차 포토레지스트패턴(43)을 형성한다. 이때, 1차 포토레지스트패턴(43)은 'CD1'의 개구 폭(통상 'DICD'라고 일컬음)을 갖고, 개구의 프로파일이 거의 수직에 가까운 형상을 갖는다.Next, the primary exposure 33, the post bake 34, and the primary development 35 are sequentially performed to form the primary photoresist pattern 43. At this time, the primary photoresist pattern 43 has an opening width of 'CD1' (commonly referred to as 'DICD') and has a shape in which the profile of the opening is almost vertical.

도 5b에 도시된 바와 같이, 리플로우 베이크(36) 공정을 진행하여 1차 포토레지스트패턴(43)의 개구를 미세하게 형성한다. 따라서, 리플로우 베이크 공정후에 1차 포토레지스트패턴(43)의 개구는 'CD2'의 개구 폭(통상 'ABCD'라고 일컬음)을 갖고, 개구의 프로파일은 라운드 형상을 갖는다.As shown in FIG. 5B, the reflow bake 36 process may be performed to form fine openings of the primary photoresist pattern 43. Therefore, after the reflow bake process, the opening of the primary photoresist pattern 43 has an opening width of 'CD2' (commonly referred to as 'ABCD'), and the opening profile has a round shape.

도 5c에 도시된 바와 같이, 2차 노광(37) 및 2차 현상(38) 공정을 진행하여 2차 포토레지스트패턴(43a)을 형성한다.As shown in FIG. 5C, the secondary exposure 37 and the secondary development 38 processes are performed to form the secondary photoresist pattern 43a.

이때, 2차 포토레지스트패턴(43a)은 1차 현상후와 동일하게 개구의 프로파일이 수직에 가까운 형상을 가지며, 리플로우 베이크공정 후의 개구폭(CD2)과 동일한 폭인 'CD3'의 개구폭을 갖는다.At this time, the secondary photoresist pattern 43a has a shape in which the profile of the opening is close to vertical as in the first development, and has an opening width of 'CD3' which is the same width as the opening width CD2 after the reflow bake process. .

상술한 바에 따르면, 본 발명은 리플로우 베이크 공정후에 2차 노광 및 2차 현상 공정을 추가로 진행해주므로써 선택적인 이중 노광(Selective double exposure) 방법을 적용하여 포토레지스트패턴의 미세화를 구현함과 동시에 포토레지스트패턴의 개구 프로파일을 수직 형상으로 만들어 준다. 즉, 리플로우 베이크 공정시에 발생된 보잉 현상을 2차 노광 및 2차 현상 공정을 통해 제거해주어 라운드 형상을 수직 형상으로 바꾼다.As described above, the present invention further proceeds with the secondary exposure and the secondary development process after the reflow bake process, thereby applying a selective double exposure method to realize miniaturization of the photoresist pattern. The opening profile of the photoresist pattern is made vertical. That is, the boeing phenomenon generated during the reflow bake process is removed through the secondary exposure and the secondary developing process to change the round shape into a vertical shape.

위와 같이, 2차 노광 및 2차 현상 공정을 통해 형성한 포토레지스트패턴을 식각마스크로 이용하여 피식각층을 형성하여 콘택홀을 형성하면, 콘택홀의 크기를 제어할 수 있고, 뿐만 아니라 포토레지스트패턴 공정에서 발생할 수 있는 보잉 현상 및 보잉 현상으로 인한 보이드 형성을 방지한다.As described above, when the contact hole is formed by forming an etched layer using the photoresist pattern formed through the secondary exposure and the secondary development process as an etching mask, the size of the contact hole can be controlled, as well as the photoresist pattern process This prevents the formation of boeing and voids caused by the bowing phenomenon.

아울러, 상술한 실시예를 적용하면, 포토레지스트패턴의 탑(Top) 지역의 경사면도 없앨 수 있다(도 5c 참조).In addition, if the above-described embodiment is applied, the inclined plane of the Top region of the photoresist pattern can be eliminated (see FIG. 5C).

도 5c를 다시 참조하면, 도 5b에서 리플로우 베이크 공정에 의해 개구의 탑지역이 심하게 라운드해지는 경사면을 갖고 형성되는 알 수 있고, 2차 노광 및 2차 현상을 공정을 진행하므로써 개구의 탑지역 경사면이 수직 형상으로 바뀌고 있다.Referring again to FIG. 5C, it can be seen from FIG. 5B that the top region of the opening is formed with an inclined surface that is severely rounded by the reflow bake process, and the top region inclined surface of the opening is subjected to the process of the second exposure and the secondary phenomenon. This vertical shape is changing.

한편, 위 실시예와 같이 선택적인 이중 노광을 적용할 때, 독립적인 노광얼 라인먼트키를 사용하기 위해 레티클상에 얼라인먼트키를 추가로 삽입한다. 여기서, 레티클은 잘 알려진 바와같이, 포토레지스트패턴을 형성하기 위해 도입되는 포토마스크이다.On the other hand, when applying the optional double exposure as in the above embodiment, the alignment key is additionally inserted on the reticle to use the independent exposure alignment key. Here, the reticle is a photomask introduced to form a photoresist pattern, as is well known.

위와 같이, 포토레지스트패턴의 탑지역의 경사면을 제거하기 위해서는 베이킹 공정에 사용하는 오븐(Oven)의 구조를 변형시켜야 한다.As described above, in order to remove the inclined surface of the top region of the photoresist pattern, the structure of the oven used in the baking process must be modified.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 베이킹 장치를 도시한 도면이다.6 is a view showing a baking apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 포토레지스트의 베이크 공정이 이루어지는 챔버(50), 챔버 내부에 로딩된 웨이퍼(W) 상에 형성된 포토레지스트패턴의 베이크를 위해 열선코일(52)이 내장되어 웨이퍼(W)의 바닥면을 가열시키는 제1열판(51), 웨이퍼(W) 상부에서 소정 간격 이격되어 웨이퍼(W)의 상면과 마주보며 열선(52)이 내장된 제2열판(53), 챔버(50)의 상부를 커버하면서 베이크공정시 웨이퍼에서 방출된 부산물을 배기시키는 배기구(54a)를 갖는 냉각자켓(54), 웨이퍼에서 방출된 부산물이 배기되도록 공기를 주입하여 배기압을 형성하는 공기주입구(56)로 구성된다. 여기서, 냉각자켓(54)은 물을 순환시켜 냉각시킨다.As shown in FIG. 6, the heating coil 52 is embedded to bake the photoresist pattern formed on the chamber 50 and the wafer W loaded in the chamber. The first hot plate 51 for heating the bottom surface of the wafer), the second hot plate 53, the chamber 50 is spaced apart from the upper portion of the wafer (W) to face the upper surface of the wafer (W), the hot wire 52 is embedded Cooling jacket 54 having an exhaust port 54a for exhausting the by-products emitted from the wafer during the baking process while covering the upper portion of the wafer), and an air inlet 56 for injecting air to exhaust the by-products emitted from the wafer to form exhaust pressure. It is composed of Here, the cooling jacket 54 circulates and cools the water.

도 6에서 오븐의 공기주입구(56)에 공기출입개폐기(Switch, 도시 생략)를 설치하여, 일정량의 공기가 들어가면 공기의 흐름을 차단하고,들어가 있는 공기를 가열하여 웨이퍼에 사용하고, 웨이퍼가 이동될 때마다 새로운 공기를 유입시킨다.In FIG. 6, an air inlet / outlet switch (not shown) is installed at the air inlet 56 of the oven, and when a predetermined amount of air enters, the air flow is blocked, and the air is heated and used for the wafer, and the wafer moves. New air is introduced each time.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 베이크 공정시에 사용하는 오븐은 웨이퍼의 상부와 바닥에서 모두 열에너지를 공급하도록 제1열판(53)과 제2열판(51)을 구비하고 있다. 여기서, 제1열판(53)은 포토레지스트패턴의 바텀 DICD를 제어하고, 제2열판(51)은 포토레지스트패턴의 탑DICD를 제어하며, 이처럼 바텀 DICD와 탑DICD를 제어하도록 열선코일(52)은 모두 독립적으로 제어가 가능하게 변형된 것이다.As shown in FIG. 6, the oven used in the baking process of the present invention includes a first hot plate 53 and a second hot plate 51 to supply thermal energy to both the top and bottom of the wafer. Here, the first hot plate 53 controls the bottom DICD of the photoresist pattern, the second hot plate 51 controls the top DICD of the photoresist pattern, and thus the hot wire coil 52 to control the bottom DICD and the top DICD. Are all independently controllable variants.

특히, 웨이퍼의 상부에 위치하는 제2열판(53)은 웨이퍼(W) 상에 도포된 포토레지스트가 열선(52)으로부터 열에너지를 얻도록 하여 임계온도(Critical Temperature)에서 표면의 포토레지스트가 이동하게 되어 경사면 지역의 프로파일이 수직으로 패터닝되도록 한다. 즉, 포토레지스트패턴의 탑지역에 경사면을 줄이는 것은 공정마진을 늘이는 중요한 것이다. 한편, 열선코일(52)의 온도는 적용되는 포토레지스트의 임계온도에 맞게 설정한다.In particular, the second hot plate 53 positioned on the top of the wafer allows the photoresist applied on the wafer W to obtain thermal energy from the hot wire 52 so that the photoresist on the surface moves at a critical temperature. This allows the profile of the sloped area to be patterned vertically. In other words, reducing the slope in the top region of the photoresist pattern is important to increase the process margin. On the other hand, the temperature of the hot wire coil 52 is set according to the critical temperature of the photoresist to be applied.

그리고, 웨이퍼 상부에 열선을 갖는 제2열판(53)을 설치하므로써 장비 전체의 온도가 상승할 수 있는데, 이를 방지하여 공정상의 온도를 일정하게 유지하기 위해 냉각자켓(54)을 설치한다. 여기서, 냉각자켓(54)은 오븐의 온도를 일정하게 유지하기 위해 오븐의 겉 표면에서 물(H2O)을 순환시키는 구조이다.In addition, by installing the second hot plate 53 having the hot wire on the wafer, the temperature of the entire equipment can be increased. To prevent this, a cooling jacket 54 is installed to maintain a constant temperature in the process. Here, the cooling jacket 54 is a structure for circulating water (H 2 O) in the outer surface of the oven to maintain a constant temperature of the oven.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

상술한 본 발명은 포토레지스트패턴 형성후에 다시 노광 및 현상 공정을 진 행하므로써 리플로우를 위한 베이크 공정시 발생한 보잉현상을 제거할 수 있는 효과가 있다.
The present invention described above has the effect of eliminating the bowing phenomenon generated during the baking process for reflow by performing the exposure and development steps again after the photoresist pattern is formed.

Claims (7)

웨이퍼 상부에 피식각층을 형성하는 단계;Forming an etched layer on the wafer; 상기 피식각층 상에 포토레지스트를 도포하는 단계;Applying a photoresist on the etched layer; 포토마스크를 이용하여 상기 포토레지스트를 1차 노광하는 단계;First exposing the photoresist using a photomask; 상기 1차 노광된 포토레지스트에 대해 포스트베이크 및 1차 현상을 진행하여1차 포토레지스트패턴을 형성하는 단계;Performing post-baking and primary development on the first exposed photoresist to form a first photoresist pattern; 상기 1차 포토레지스트패턴의 개구 폭 미세화를 위한 리플로우 베이크를 진행하는 단계; 및Performing a reflow bake for miniaturizing the opening width of the primary photoresist pattern; And 상기 1차 포토레지스트패턴에 대해 다시 2차 노광 및 2차 현상을 진행하여 개구가 수직 형상을 갖는 2차 포토레지스트패턴을 형성하는 단계Performing secondary exposure and secondary development on the primary photoresist pattern again to form a secondary photoresist pattern having an opening having a vertical shape; 를 포함하는 반도체소자의 포토레지스트패턴 형성 방법.Method of forming a photoresist pattern of a semiconductor device comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 포스트베이크와 상기 리플로우 베이크는,The post bake and the reflow bake, 상기 웨이퍼의 하부와 상기 웨이퍼의 상부에서 동시에 열에너지를 공급하는 오븐을 이용하여 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 포토레지스트패턴 형성 방법.The method of forming a photoresist pattern of a semiconductor device, characterized in that it proceeds using an oven for supplying thermal energy at the same time from the bottom of the wafer and the top of the wafer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 1차 노광과 2차 노광을 선택적으로 적용하도록, 상기 2차 노광시 상기 포토마스크 상에 얼라인먼트 키를 추가로 삽입하여 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 포토레지스트패턴 형성 방법.And inserting an alignment key on the photomask during the second exposure so as to selectively apply the first exposure and the second exposure. 포토레지스트의 베이크 공정이 이루어지는 챔버;A chamber in which a baking process of the photoresist is performed; 상기 챔버 내부에 로딩된 웨이퍼;A wafer loaded inside the chamber; 상기 웨이퍼 상에 형성된 포토레지스트패턴의 베이크를 위해 열선코일이 내장되어 상기 웨이퍼의 바닥면을 가열시키는 제1열판;A first hot plate having a hot wire coil embedded therein for baking the photoresist pattern formed on the wafer to heat the bottom surface of the wafer; 상기 웨이퍼 상부에서 소정 간격 이격되어 상기 웨이퍼의 상면과 마주보면서 열선코일이 내장된 제2열판;A second hot plate spaced apart from the upper portion of the wafer to face the upper surface of the wafer and having a hot wire coil embedded therein; 상기 챔버의 상부를 커버하면서 상기 챔버의 온도를 일정하게 유지시키는 냉각수단; 및Cooling means for maintaining a constant temperature of the chamber while covering the upper portion of the chamber; And 상기 웨이퍼에서 방출된 부산물이 배기되도록 공기를 주입하여 배기압을 형성하는 공기주입구Air inlet for injecting air to exhaust the by-product discharged from the wafer to form the exhaust pressure 를 포함하는 베이킹 장치.Baking apparatus comprising a. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 냉각수단은,The cooling means, 물을 순환시킬 수 있는 냉각자켓인 것을 특징으로 하는 베이킹 장치.Baking apparatus, characterized in that the cooling jacket capable of circulating water. 제4항 또는 제5항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 냉각수단은,The cooling means, 상기 웨이퍼에서 방출된 부산물이 배기되도록 하는 배기구를 갖는 것을 특징으로 하는 베이킹 장치.And an exhaust port through which the by-product discharged from the wafer is exhausted. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 공기주입구에 공기출입개폐기가 더 설치된 것을 특징으로 하는 베이킹 장치.Baking apparatus, characterized in that the air inlet and outlet is further installed in the air inlet.
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