KR20070027960A - 오존 수을 포함하는 포토레지스트 제거용 조성물, 및 이를이용한 기판의 패턴 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오존 수(ozonized water)를 함유하는 포토레지스트 제거용 조성물 을 개시한다. 또한, 본 발명은 상기 조성물을 이용한 기판의 패턴 형성 방법을 개시한다. 상세하게, 상기 방법은 기판상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 기판을 식각하는 단계, 및 상기 식각 마스크용 포토레지스트 패턴을 오존 수를 포함하는 포토레지스트 제거용 조성물로 제거하는 단계를 포함한다. 개시된 본 발명의 조성물은 포토레지스트 패턴을 효과적으로 제거하여 특정 반도체 소자에 적합한 패턴을 형성할 수 있다.
오존수, 포토레지스트, 제거, 조성물, 오존, 순수
Description
도 1 내지 도 3은 본 발명의 포토레지스트 제거용 조성물을 이용하여 기판의 패턴을 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 포토레지스트 제거용 조성물을 이용하여 포토레지스트 패턴을 제거하는 장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 스프레이 노즐을 확대한 도면이다.
본 발명은 반도체 소자 제조 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 소자 제조 공정에서 노광 공정 후 남아있는 포토레지스트 및 유기 오염물을 제거하기 위한 조성물 및 이를 이용한 기판의 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에 있어 패턴 형성시 사진 공정 및 현상 공정이 필수적으로 수행되고 있다. 사진 공정은 회로 패턴을 새긴 마스크에 빛을 투영시켜 기판 상의 포토레지스트 표면에 복사하는 공정이다. 현상 공정은 사진 공정 후, 결과물을 현상액에 담가 포토레지스트 패턴을 형성하는 공정을 말한다. 이후, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 기판을 식각함으로써 특정 반도체 소자를 위한 패턴을 형성한다. 이때, 패턴 형성을 위해 포토레지스트 패턴 및 식각 부산물을 제거하는 공정이 필요하다.
종래 포토레지스트 패턴을 제거하는 방법으로 플라즈마를 사용하는 방법이 있다. 챔버 내에서 산소 플라즈마를 발생시켜 만들어진 산소 라디칼, 산소 이온 등이 포토레지스트 패턴과 반응하여 이산화탄소, 수소 등의 휘발성 물질을 생성한다. 이를 화학식으로 나타내면 하기 화학식 1과 같다.
화학식 1에서 (a)는 폴리머를 포함하는 유기 포토레지스트이다.
상기 방법은 공정이 간단하고, 환경 친화적인 장점이 있으나, 패턴 사이에 존재하는 포토레지스트 잔여물을 제거하지 못한다. 따라서 상기 잔여물을 제거하기 위해 황산 및 과산화수소를 함유하는 조성물로 포토레지스트 제거 공정을 더 수행 한다. 따라서 황산 등의 독성 물질로 인한 오폐수 처리 등의 환경 문제는 여전히 남아 있으며, 2 회에 걸친 포토레지스트 제거 공정으로 제조 공정상의 경제적 부담이 더욱 가중되는 문제가 있다. 또한, 플라즈마에 의해 발생한 전하가 기판 표면에 축적되어 손상을 가할 수 있는 문제도 제기되고 있다.
본 발명의 목적은 포토레지스트를 효과적으로 제거할 수 있는 포토레지스트 제거용 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 포토레지스트를 효과적으로 제거할 수 있는 포토레지스트 제거용 조성물을 이용하여, 특정 반도체 소자에 적합한 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 오존 수(ozonized water)를 함유하는 포토레지스트 제거용 조성물을 포함한다. 상기 오존 수는 오존을 순수에 용해시킨 것으로, 바람직하게는 상기 조성물 전체 중량에 대해 0.5~25wt% 농도로 용해시킨 것이다.
본 발명에 따른 오존 수를 포함하는 포토레지스트 제거용 조성물을 이용하여 포토레지스트를 제거하는 반응은 하기 화학식 2와 같다.
상기 화학식 2와 같이, 탄소를 포함하는 포토레지스트(b)는 오존(c)과 반응하여 물에 잘 용해되는 카르복실기를 포함하는 (d)화합물을 형성한다.
본 발명의 포토레지스트 제거용 조성물은 탄소가 포함되는 유기물의 포토레지스트를 제거하는 데 이용될 수 있다.
또한 본 발명은 기판상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 기판을 식각하는 단계, 및 상기 식각 마스크용 포토레지스트 패턴을 오존 수를 포함하는 포토레지스트 제거용 조성물로 제거하는 단계를 포함하는 기판의 패턴 형성 방법을 포함한다.
본 발명에 따른 기판의 패턴 형성 방법은 오존 수를 이용하여 포토레지스트 패턴을 분해하여 제거한 후, 알칼리 수를 이용하여 기판으로부터 포토레지스트를 제거한다. 상기 알칼리 수는 암모니아 및 과산화수소를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 기판의 패턴 형성 방법은 상기 오존 수를 포함하는 포토레지스트 제거용 조성물을 이용하여 포토레지스트 패턴을 제거한 후, 또는 상기 알칼리 수를 이용하여 포토레지스트 패턴을 2차로 제거한 후, 생성된 포토레지스트의 분해물 및 식각 부산물등의 유기 오염물을 순수를 이용하여 세정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판은 반도체 기판, 및 상기 반도체 기판상에 패턴을 형성할 층이 형성된 것을 포함한다. 상기 패턴이 형성할 층은 포토레지스트를 식각 마스크로 이용하여 식각 가능한 물질로 이루어질 수 있다.
오존은 강력한 산화제로 포토레지스트 제거 반응이 우수하다. 따라서 상기 오존을 순수에 용해시킨 오존 수를 포함하는 포토레지스트 제거용 조성물은 포토레지스트 패턴 및 기판의 패턴 사이에 존재하는 포토레지스트 잔여물까지 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 본 발명의 포토레지스트 제거용 조성물을 이용하여 특정 반도체 소자에 적합한 패턴을 기판에 형성할 수 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다. 그러나 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 포토레지스트 제거용 조성물을 이용하여 기판상에 패턴을 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 반도체 기판(100) 상에 패턴을 형성할 층(120)을 형성한다. 반도체 기판(100)으로는 실리콘 기판, SOI(Silicon On Insulator) 기판, 갈륨 비소 기판, 실리콘 게르마늄 기판, 세라믹 기판, 석영 기판 등을 예로 들 수 있다. 패턴을 형성할 층(120) 상에 포토레지스트 패턴(140)을 형성한다. 상게하게, 패턴을 형성할 층(120)에 포토레지스트를 도포하고, 패턴이 형성될 소정의 영역에 대해 통상의 사진 공정 및 현상 공정을 거쳐 포토레지스트 패턴(120)을 형성한다.
도 2를 참조하면, 포토레지스트 패턴(120)을 식각 마스크로 하여 패턴을 형성할 층(120)을 적합한 식각 방법으로 식각한다.
도 3을 참조하면, 패턴을 형성할 층(120)을 식각한 후, 포토레지스트 패턴을 오존 수를 포함하는 포토레지스트 제거용 조성물을 이용하여 포토레지스트 패턴(140)을 제거한다. 오존의 산소와 포토레지스트에 함유된 탄소가 반응하여 탄소간의 결합이 깨지고 카르복실기를 갖는 물질을 생성한다. 상기 오존은 강력한 산화제로 포토레지스트의 탄소와 반응성이 우수하다. 따라서 패턴 사이에 남아있는 포토레지스트 잔여물까지도 분해하여 제거할 수 있다. 상기 포토레지스트 분해 반응으로 인해 생성된 물질은 물에 용해되므로 물, 바람직하게는 순수로 세정하여 원하는 반도체 소자에 적합한 패턴을 효과적으로 형성할 수 있다. 상기 세정 단계 전에, 알칼리수를 이용하여 기판과 결합된 포토레지스트를 제거할 수 있다.
도 4는 본 발명의 포토레지스트 제거용 조성물을 이용하여 포토레지스트 패턴을 제거하는 장치를 나타낸 도면이다. 도 5는 도 1의 스프레이 노즐을 확대한 도면이다. 본 실시예에서는 스프레이 방식에 의해 포토레지스트를 제거하는 장치를 예시한다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 포토레지스트 제거 장치(50)는 포토레 지스트 패턴이 형성된 기판이 챔버(52) 내로 잠입되어 안착될 수 있는 스핀 플레이트(62), 스핀 플레이트(62)를 지지하는 메가 플레이트(60), 본 발명의 포토레지스트 제거용 조성물 및 순수를 분사하는 스프레이 노즐(54), 메가 플레이트를 관통하여 반도체 기판의 뒷면을 세정하는 백 노즐(64), 포토레지스트 제거로 인해 발생되는 가스를 배출하는 가스 배출구(56), 포토레지스트 제거로 인해 발생되는 유기 오염물 및 포토레지스트 분해물을 순수로 세정하여 배수하는 배수구(58)를 포함한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 포토레지스트 제거용 조성물 및 순수를 분사하는 스프레이 노즐(54)은 오존 수를 포함하는 포토레지스트 제거용 조성물을 분사하는 제 1 스프레이 노즐(54a) 및 순수를 분사하는 제 2 스프레이 노즐(54b)을 포함한다. 제 1 스프레이 노즐(54a)은 알칼리 수를 더 분사할 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 오존수를 포함하는 포토레지스트 제거용 조성물은 오존이 강력한 산화제로서 포토레지스트의 탄소와 반응성이 우수하다. 따라서 포토레지스트 패턴을 효과적으로 분해하여 제거하며, 패턴 사이에 형성된 포토레지스트 잔여물도 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 본 발명의 오존 수를 포함하는 포토레지스트 제거용 조성물을 이용하여 포토레지스트를 분해하는 반응은 물에 용해되는 생성물을 생성한다. 따라서 이후 물을 이용하여 유기 오염물과 함께 용이하게 포토레지스트 생성물을 세정할 수 있다. 그러므로 본 발명은 포토레지스트 패턴을 효과적으로 제거하며, 경제적이고 친환경적인 포토레지스트 제거용 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 포토레지스트 제거용 조성물을 이용하여 특정 반도체 소자에 적합한 패턴을 형성할 수 있는 방법을 제공한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
Claims (10)
- 오존 수(ozonized water)를 포함하는 포토레지스트 제거용 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 오존 수는 오존(ozone)을 순수(de-ionized water: DIW)에 용해한 것임을 특징으로 하는 포토레지스트 제거용 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 오존 수는 상기 조성물 전체 중량에 대해 0.5~25wt% 함유하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 제거용 조성물.
- 기판상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계,상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 기판을 식각하는 단계, 및상기 식각 마스크용 포토레지스트 패턴을 오존 수를 포함하는 포토레지스트 제거용 조성물로 제거하는 단계를 포함하는 기판의 패턴 형성 방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 오존 수는 오존을 순수에 용해한 것임을 특징으로 하는 기판의 패턴 형성 방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 오존 수는 상기 조성물 전체 중량에 대해 0.5~25wt% 함유하는 것을 특징으로 하는 기판의 패턴 형성 방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 포토레지스트 패턴을 알칼리 수로 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 패턴 형성 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 알칼리 수는 암모니아 및 과산화 수소를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 패턴 형성 방법.
- 제 4 항에 있어서, 순수를 이용하여 식각 부산물 및 포토레지스트 분해물을 세정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 패턴 형성 방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 오존 수를 포함하는 포토레지스트 제거용 조성물로 포토레지스트 패턴를 제거하는 단계는 스프레이 방법에 의하여 행해지는 것을 특징으로 하는 기판의 패턴 형성 방법.
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| KR (1) | KR20070027960A (ko) |
-
2005
- 2005-08-30 KR KR1020050079954A patent/KR20070027960A/ko not_active Application Discontinuation
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