KR20130041627A - 듀얼 현상 공정을 포함한 포토리소그래피 방법 - Google Patents

듀얼 현상 공정을 포함한 포토리소그래피 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 포토리소그래피 방법을 개시한다. 그의 방법은, 활성 영역 및 에지 영역을 갖는 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포하는 단계와, 상기 에지 영역의 상기 포토레지스트를 자외선에 에지 노광하는 단계와, 상기 활성 영역의 상기 포토레지스트를 상기 자외선에 패턴 노광하는 단계와, 상기 에지 영역의 상기 포토레지스트에 제 1 현상액을 선택적으로 제공하여 상기 에지 영역에서 상기 포토레지스트를 제거하는 단계와, 상기 활성 영역의 상기 포토레지스트를 제 2 현상액으로 현상하는 단계를 포함한다.

Description

듀얼 현상 공정을 포함한 포토리소그래피 방법{photolithography method including dual development process}
본 발명은 반도체 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로 포지티브 톤 현상 공정 및 네거티브 톤 현상 공정을 가지는 듀얼 현상 공정을 포함한 포토리소그래피 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 고집적화는 포토 공정이라 일컬어지는 포토리소그래피 방법의 연구 개발에 집중되고 있다. 포토리소그래피 방법은 식각 공정 또는 이온주입 공정을 수행하기 전에 웨이퍼 또는 가공막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 방법이다. 예를 들어, 포토리소그래피 방법은 포토레지스트의 코팅 공정, 노광 공정, 및 현상 공정을 포함할 수 있다. 노광 공정은 포토 마스크를 통과하는 입사광으로 포토레지스트를 감광시킬 수 있다. 노광 공정은 광원으로부터 포토레지스트에 조사되는 입사광의 파장에 따라 미세 패턴의 크기를 결정할 수 있다. 현상 공정은 자외선에 감광된 포토레지스트를 제거하는 포지티브 톤 현상 공정과, 상기 자외선에 감광되지 않은 포토레지스트를 제거하는 네거티브 톤 현상 공정을 포함할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 에지 영역에서의 포토레지스트 잔존 불량을 방지할 수 있는 포토리소그래피 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 과제는, 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 포토리소그래피 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 포토리소그래피 방법은 활성 영역 및 에지 영역을 갖는 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포하는 단계; 상기 에지 영역 상의 상기 포토레지스트를 자외선에 에지 노광시키는 단계; 상기 활성 영역 상의 상기 포토레지스트를 상기 자외선에 패턴 노광시키는 단계; 상기 에지 영역 상의 상기 포토레지스트에 제 1 현상액을 선택적으로 제공하여 상기 에지 영역에서 상기 포토레지스트를 제거하는 단계; 및 상기 활성 영역의 상기 포토레지스트를 제 2 현상액으로 현상하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 포토레지스트는 화학 증폭형 포토레지스트를 포함할 수 있다. 상기 화학 증폭형 포토레지스트는 포지티브 포토레지스트를 포함할 수 있다..
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제 1 현상액은 상기 에지 영역 상의 상기 포토레지스트에 분사되는 것을 포함할 수 있다. 상기 제 1 현상액은 알카리 용매를 포함할 수 있다. 상기 알카리 용매는 테트라메틸암모늄 하이드록시드(TMAH: TetraMethylAmmoniumHydroxid) 수용액을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 활성 영역 상의 상기 포토레지스트의 현상 단계는 상기 제 2 현상액 내에 상기 기판을 침지하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제 2 현상액은 유기산 용매를 포함할 수 있다. 상기 유기산 용매는 노말 부틸 아세틸렌을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 에지 노광 단계 전에 상기 웨이퍼의 측벽에 도포된 상기 포토레지스트를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 과제의 해결 수단에 따르면, 에지 영역의 포토레지스트를 제거하는 포지티브 톤 현상 공정과, 활성 영역의 포토레지스트를 현상하는 네거티브 톤 현상 공정이 제공될 수 있다. 포지티브 톤 현상 공정은 네거티브 톤 현상 공정보다 앞서에 수행될 수 있다. 포지티브 톤 현상 공정은 에지 영역에서의 포토레지스트 잔존 불량을 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 포토리소그래피 방법은 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 포토리소그래피 방법을 나타낸 플로우 챠트이다. 도 2는 도 1의 포토리스그래피 방법의 듀얼 현상 공정을 설명하기 위한 웨이퍼의 평면도이다.
도 3 내지 도 9는 도 1의 포토리소그래피 방법을 순차적으로 나타낸 공정 단면도들이다.
도 10 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포토리소그래피 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 11 및 도 12는 도 10의 포토리소그래피 방법을 순차적으로 나타내는 공정 단면도들이다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 포토리소그래피 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 14 내지 도 16은 도 13의 포토리소그래피 방법을 순차적으로 나타내는 공정 단면도들이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 바람직한 실시예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포토리소그래피 방법을 나타낸 플로우 챠트이다. 도 2는 도 1의 포토리스그래피 방법의 듀얼 현상 공정을 설명하기 위한 웨이퍼의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포토리소그래피 방법은, 에지 영역(14) 상의 포토레지스트의 포지티브 톤 현상(PTD) 공정을 수행하는 단계(S160)와, 활성 영역(12) 상의 상기 포토레지스트의 네거티브 톤 현상(NTD) 공정을 수행하는 단계(S170)를 포함할 수 있다. 포지티브 톤 현상(PTD) 공정과, 네거티브 톤 현상(NTD) 공정은 순차적으로 수행되며, 에지 영역(14)에서의 포토레지스트 잔존 불량을 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 포토리소그래피 방법은 듀얼 현상 공정으로 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있다. 여기서, 듀얼 현상 공정을 포함한 포토리소그래피 방법에 대해 구체적으로 실시예를 들어 설명하고자 한다.
도 3 내지 도 9는 도 1의 포토리소그래피 방법을 순차적으로 나타낸 공정 단면도들이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포토리소그래피 방법은, 먼저 웨이퍼(10) 전면에 포토레지스트(20)를 도포한다(S110). 웨이퍼(10)는 넷 다이(net die) 또는 패턴 영역에 대응되는 활성 영역(active region, 12)과, 상기 활성 영역(12)을 둘러싸는 에지 영역(edge region14)과, 상기 에지 영역(14)의 최외곽에서의 측벽(side, 16)을 포함할 수 있다. 포토레지스트(20)는 스핀 코팅(spin coating)에 의해 웨이퍼(10) 상의 전면에 균일하게 도포될 수 있다. 이때, 포토레지스트(20)는 웨이퍼(10)의 측벽(16)에까지 도포될 수 있다. 포토레지스트(20)는 화학 증폭 형(chemical amplification type) 포토레지스트를 포함할 수 있다. 또한, 화학 증폭 형 포토레지스트는 포지티브 포토레지스트(positive photo resist)를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 4을 참조하면, 웨이퍼(10)의 측벽(side, 16)에 도포된 포토레지스트(20)를 제거하고(S120), 상기 포토레지스트(20)를 소프트 베이크 공정으로 가열 한다(S130). 포토레지스트(20)는 측벽(16)으로 분사되는 솔벤트 또는 신너(thinner)에 의해 제거될 수 있다. 이를 사이드 린스 공정이라 칭할 수 있다. 사이드 린스 공정은 에지 린스 공정에 대응될 수 있다. 포토레지스트(20)의 사이드 린스 공정은 웨이퍼(10)의 최외곽으로부터 약 0.5㎜ 까지의 포토레지스트(20)를 제거시킬 수 있다. 포토레지스트(20)의 소프트 베이크 공정은 약 110℃ 내지 약 120℃정도의 온도에서 약 1분 내지 5분 정도로 수행될 수 있다. 소프트 베이크 공정은 포토레지스트(20)의 경화도 및 접착력을 향상시킬 수 있다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 웨이퍼(10)의 에지 영역(14) 상의 포토레지스트(20)를 제 1 자외선에 노광한다(S140). 웨이퍼(10)의 활성 영역(12)은 제 1 마스크(72)에 의해 제 1 자외선(82)로부터 차폐될 수 있다. 에지 노광(edge exposure) 공정은 에지 영역(14) 상의 포토레지스트(20) 전체에 대해 수행될 수 있다. 활성 영역(12) 상의 포토레지스트(20)는 비 감광 포토레지스트(22)를 포함할 수 있다. 에지 영역(14)의 포토레지스트(20)는 제 1 자외선(82)에 노광된 제 1 감광 포토레지스트(24)를 포함할 수 있다. 제 1 자외선은 고압 수은 램프로부터 획득되며, 에지 노광 시스템(미도시)의 슬릿 내에서 웨이퍼(12)의 에지 영역(14)에 선택적으로 조사될 수 있다.KrF(248nm 파장), i-line(365nm 파장), 또는 G-line(436nm 파장) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 에지 영역(14)은 웨이퍼(10)의 최외곽에서부터 약 1.5㎜이하까지 일 수 있다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 웨이퍼(10)의 활성 영역(12) 상의 포토레지스트(20)를 제 2 자외선(84)에 노광하고(S150), 상기 포토레지스트(20)를 노광 후 베이크(PEB: Post Exposed Bake) 공정으로 경화시킨다(S160). 제 2 자외선(84)은 G-line(436nm 파장), i-line(365nm 파장), KrF(248nm 파장), ArF(193nm 파장), EUV(200nm-10nm)를 포함할 수 있다. 제 2 마스크(74)는 제 2 자외선(84)을 가리는 차폐 패턴들(76)과, 상기 제 2 자외선(84)를 투과시키는 투과 패턴들(78)을 포함할 수 있다. 차폐 패턴들(76)과 투과 패턴들(78)은 실제 웨이퍼(10)에 형성되는 패턴들보다 크거나 동일할 수 있다. 활성 영역(12)의 포토레지스트(20)는 제 2 자외선(84)에 반응되지 않은 비 감광 포토레지스트(22)와, 상기 제 2 자외선(84)에 의해 반응된 제 2 감광 포토레지스트(26)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차폐 패턴들(76)과, 투과 패턴들(78)은 투영 노광 시스템(미도시)에서 웨이퍼(10)에 형성될 패턴들(미도시) 또는 제 2 감광 포토레지스트(26)의 패턴들(미도시)보다 약 4배정도 클 수 있다.
이때, 제 2 자외선(84)은 활성 영역(12)의 패턴 노광 공정 시에 에지 영역(14) 상의 제 1 감광 포토레지스트(24)를 다시 감광시킬 수 있다. 포토레지스트(20)는 노광 후 베이크 공정에서 약 110℃정도로 가열될 수 있다.
도 1, 도 7 및 도 8을 참조하면, 에지 영역(14) 상의 제 1 감광 포토레지스트(24)를 포지티브 톤 현상 공정으로 제거한다(S170). 제 1 감광 포토레지스트(24)는 수소 이온농도(PH)가 7보다 큰 알카리 용매(90)에 의해 제거될 수 있다. 알카리 용매(92)는 제 1 감광 포토레지스트(24)를 제거하는 제 1 현상액이다. 알카리 용매(90)는 테트라메틸암모늄 하이드록시드(TMAH: TetraMethylAmmoniumHydroxid)를 포함할 수 있다. TMAH는 약 2.38%의 수용액을 을 포함할 수 있다. 따라서, 알카리 용매(90)는 노즐(92)로부터 에지 영역(14) 상의 제 1 감광 포토레지스트(24)에 선택적으로 분사될 수 있다. 포지티브 톤 현상 공정은 알카리 용매(90)이 분사되는 에지 영역(14)에서 국부적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 포지티브 톤 현상 공정은 에지 영역(14)에서 포토레지스트(20)를 에지 영역(14)과 활성 영역(12)사이의 경계에 대해 약 ±0.1mm의 오차로 제거할 수 있다. 알카리 용매(90)는 에지 영역(14)의 제 1 감광 포토레지스트(24)만을 선택적으로 제거하기 때문이다. 일반적인 포토리소그래피 방법은 에지 영역(14)의 포토레지스트(20)를 신너로 제거할 경우, 에지 영역(14)과 활성 영역(12)사이의 경계에 대해 약 ±0.2mm의 오차로 포토레지스트(20)를 제거할 수 있다. 신너는 제 1 감광 포토레지스트(24) 및 비 감광 포토레지스트(22)를 차별시키지 않고 포토레지스트(20)를 제거하기 때문이다. 즉, 신너는 노즐(92)의 분사 영역에 의존하여 포토레지스트(20)를 제거할 수 있다. 또한, 신너는 포토레지스트(20)에 침투성이 강한 용액으로서 일정한 양이하로 조절되어 분사되어야만 하는 제약이 따른다. 반면, 알카리 용매(90)는 매우 낮은 침투성을 가지며, 노즐(92)로부터 분사되는 양의 제약이 신너에 비해 상대적으로 낮다.
특히, 알카리 용매(90)는 제 1 감광 포토레지스트(24)만을 선택적으로 용해하기 때문에 에지 영역(14) 상의 포토레지스트(20)를 깨끗이 제거시킬 수 있다. 알카리 용매(90)는 활성 영역(12) 상의 비 감광 포토레지스트(22)에 반응되지 않는다. 알카리 용매(90)는 활성 영역(12) 상의 비 감광 포토레지스트(22)에 대해 선택비를 갖고 제 1 감광 포토레지스트(24)를 제거할 수 있다. 포지티브 톤 현상 공정은 에지 영역(14) 상의 포토레지스트(20)에 대해 선택적으로 수행된다. 때문에, 포지티브 톤 현상 공정은 에지 영역(14)에서의 포토레지스트(20) 잔존 불량을 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포토리소그래피 방법은 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.
도 1 및 도 9를 참조하면, 활성 영역(12) 상의 비 감광 포토레지스트(22)를 네거티브 톤 현상 공정으로 제거하고(S180), 제 2 감광 포토레지스트(26)를 하드 베이크 공정으로 가열한다(S190). 활성 영역(12)의 포토레지스트(20)는 유기산 용매에 의해 현상될 수 있다. 유기 산 용매는 노말 부틸 아세틸린(normal butyl acetylene)을 포함할 수 있다. 유기산 용매는 비 감광 포토레지스트(22)를 제거하는 제 2 현상액이다. 웨이퍼(10)는 유기산 용매에 침지될 수 있다. 비 감광 포토레지스트(22)는 유기산 용매에 용해될 수 있다. 제 2 감광 포토레지스트(26)는 유기산 용매에 반응되지 않고 웨이퍼(10) 상에 잔존할 수 있다. 웨이퍼(10) 상에 잔존하는 유기산 용매는 하드 베이크 공정에 의해 제거될 수 있다. 하드 베이크 공정은 제 2 감광 포토레지스트(26) 내에 침투된 유기산 용매를 기화시키고, 상기 제 2 감광 포토레지스트(26)를 경화시킬 수 있다. 예를 들어 제 2 감광 포토레지스트(26)는 하드 베이크 공정에서 약 130℃ 내지 약 140℃정도로 가열될 수 있다. 포지티브 톤 현상 공정은 네거티브 톤 현상 공정 이전에 수행됨에 따라 에지 영역(14)에서의 포토레지스트(20) 잔존 불량을 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포토리소그래피 방법은 듀얼 현상 공정을 포함할 수 있다.
도 10 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포토리소그래피 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 2 및 도 10를 참조하면, 활성 영역(12)상의 포토레지스트(20)의 패턴 노광 공정은 에지 영역(14) 상의 포토레지스트(20)의 에지 노광 공정보다 앞서 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포토리소그래피 방법은 제 1 실시예에서의 패턴 노광 단계와 에지 노광 단계가 서로 바뀐 것이다.
도 11 및 도 12는 도 10의 포토리소그래피 방법을 순차적으로 나타내는 공정 단면도들이다.
도 3, 도 4, 및 도 10을 참조하면, 웨이퍼(10) 상에 포토레지스트(20)를 도포하고(S210), 사이드 린스 공정으로 웨이퍼(10)의 측벽(16)에서 포토레지스트(20)를 제거하고(S220), 소프트 베이크 공정으로 상기 포토레지스트를 경화할 수 있다(S230).
도 10 및 도 11을 참조하면, 활성 영역(12) 상의 포토레지스트(20)를 제 2 자외선(84)에 노광 한다(S240). 활성 영역(12) 상의 포토레지스트(20)는 제 2 마스크(74)의 투과 패턴들(78)로부터 투과된 제 2 자외선(84)에 의해 부분적으로 감광될 수 있다. 활성 영역(12) 상의 포토레지스트(20)는 비 감광 포토레지스트(22)와, 제 2 감광 포토레지스트(26)를 포함할 수 있다. 에지 영역(14) 상의 포토레지스트(20)는 비 감광 포토레지스트를 포함할 수 있다.
도 10 및 도 12를 참조하면, 에지 영역(14) 상의 포토레지스트(20)를 제 1 자외선(82)에 노광하고(S250), 노광 후 베이크 공정으로 포토레지스트(20)를 가열할 수 있다(S260). 에지 영역(14) 상의 포토레지스트(20)는 제 1 감광 포토레지스트(24)를 포함할 수 있다
도 7 내지 도 10을 참조하면, 에지 영역(14) 상의 포토레지스트(20)를 포지티브 톤 현상 공정으로 제거하고(S270), 활성 영역(12)의 포토레지스트(20)를 네거티브 톤 현상으로 패터닝할 수 있다(S280). 포지티브 톤 현상 공정은 에지 영역(14)의 제 1 감광 포토레지스트(24)를 선택적으로 제거할 수 있다. 제 1 감광 포토레지스트(24)는 알카리 용매(90)에 의해 제거될 수 있다. 네거티브 톤 현상 공정은 활성 영역(12) 상의 비 감광 포토레지스트(22)를 제거할 수 있다. 이때, 포토레지스트(20)는 유기산 용매에 침지될 수 있다. 마지막으로, 제 2 감광 포토레지스트(26)는 하드 베이크 공정에 의해 경화될 수 있다(S290).
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포토리소그래피 방법은 듀얼 현상 공정으로 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 포토리소그래피 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 3 내지 도 9와, 도 13을 참조하면, 활성 영역(12) 상의 포토레지스트(20)를 노광하기 전에, 에지 영역(14) 상의 포토레지스트(20)를 먼저 제거할 수 있다. 에지 영역(14) 상의 포토레지스트(20)는 에지 노광 공정과 포지티브 톤 현상 공정에 의해 제거될 수 있다(S340, S350). 다음, 활성 영역(12)의 포토레지스트(20)는 패턴 노광 공정 및 네거티브 톤 현상 공정에 의해 패터닝될 수 있다(S360, S380).
따라서, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 포토리소그래피 방법은 에지 영역(14) 상의 포토레지스트(20)를 먼저 제거하고(S350), 후속으로 활성 영역(12)의 포토레지스트(20)를 제 2 자외선(84)에 노광하고, 패터닝할 수 있다(S360, S380).
도 14 내지 도 16은 도 13의 포토리소그래피 방법을 순차적으로 나타내는 공정 단면도들이다.
도 3, 도 4 및 도 13을 참조하면, 포토레지스트(20)를 스핀 코팅으로 웨이퍼(10) 상에 도포하고(S310), 사이드 린스 공정으로 웨이퍼(10)의 측벽(16)에서 제거할 수 있다(S320). 이후, 포토레지스트(20)는 소프트 베이크 될 수 있다(S330).
도 5 및 도 13을 참조하면, 에지 영역(14) 상의 포토레지스트(20)를 제 1 자외선(82)에 노광하고(S340), 제 1 노광 후 베이크 공정으로 경화한다(S342). 에지 영역(14) 상의 포토레지스트(20)는 제 1 감광 포토레지스트(24)를 포함할 수 있다. 활성 영역(12) 상의 포토레지스트(20)는 비 감광 포토레지스트(22)를 포함할 수 있다.
도 13 내지 15를 참조하면, 에지 영역(14)의 제 1 감광 포토레지스트(24)를 포지티브 톤 현상 공정으로 제거할 수 있다(S350). 알카리 용매(90)는 활성 영역(14) 상의 비 감광 포토레지스트(22)에 대해 선택비를 갖고 에지 영역(14) 상의 제 1 감광 포토레지스트(24) 만을 제거할 수 있다. 활성 영역(14)의 포토레지스트(20)는 제 1 하드 베이크 공정으로 경화될 수 있다(S352). 제 1 하드 베이크 공정은 약 110℃ 내지 120℃ 정도로 수행될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 포토리소그래피 방법은 에지 영역(14) 상의 포토레지스트(20)를 에지 노광 공정 및 포지티브 톤 현상 공정으로 활성 영역(12)의 포토레지스트(20)보다 먼저 제거할 수 있다.
도 13 및 도 16을 참조하면, 활성 영역(12) 상의 포토레지스트(20)를 제 2 마스크(74)에서 투과되는 제 2 자외선(84)에 노광하고(S360), 상기 포토레지스트(20)를 제 2 노광 후 베이크 공정으로 경화한다(S364). 활성 영역(12) 상의 포토레지스트(20)는 비 감광 포토레지스트(22)와 제 2 감광 포토레지스트(26)을 포함할 수 있다. 제 1 하드 베이크 공정과 제 2 노광 후 베이크 공정 중 적어도 하나는 생략될 수 있다.
도 9 및 도 13을 참조하면, 활성 영역(12)의 포토레지스트(20)를 네거티브 톤 현상 공정으로 패터닝한다(S380). 활성 영역(12) 상의 포토레지스트(20)는 제 2 현상액에 침지될 수 있다. 비 감광 포토레지스트(22)는 제 2 현상액에 의해 제거될 수 있다. 웨이퍼(10) 상에 잔존하는 제 2 감광 포토레지스트(26)는 제 2 하드 베이크 공정으로 경화될 수 있다(S394).
따라서, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 포토리소그래피 방법은 에지 영역(14)에서 포토레지스트(20)를 제거하고, 이후 활성 영역(12) 상의 포토레지스트(20)를 패터닝 할 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예들에 따른 듀얼 현상 공정을 포함한 포토리소그래피 방법은 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 이는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 위해 예시적으로 설명된 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 위에서 설명된 설비에 한정적으로 적용될 수 있음을 의미하지는 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 기판 20: 포토레지스트
22: 비 감광 포토레지스트 24: 제 1 감광 포토레지스트
26: 제 2 감광 포토레지스트 72: 제 1 마스크
74: 제 2 마스크 76: 차광 패턴들
78: 투과 패턴들 82: 제 1 자외선
84: 제 2 자외선 90: 알카리 용매
92: 노즐

Claims (10)

  1. 활성 영역 및 에지 영역을 갖는 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포하는 단계;
    상기 에지 영역 상의 상기 포토레지스트를 자외선에 에지 노광하는 단계;
    상기 활성 영역 상의 상기 포토레지스트를 상기 자외선에 패턴 노광하는 단계;
    상기 에지 영역 상의 상기 포토레지스트에 제 1 현상액을 선택적으로 제공하여 상기 에지 영역에서 상기 포토레지스트를 제거하는 단계; 및
    상기 활성 영역의 상기 포토레지스트를 제 2 현상액으로 현상하는 단계를 포함하는 포토리소그래피 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 화학 증폭형 포토레지스트를 포함하는 포토리소그래피 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 화학 증폭형 포토레지스트는 포지티브 포토레지스트를 포함하는 포토리소그래피 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 현상액은 상기 에지 영역 상의 상기 포토레지스트에 분사되는 것을 포함하는 포토리소그래피 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 현상액은 알카리 용매를 포함하는 포토리소그래피 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 알카리 용매는 테트라메틸암모늄 하이드록시드(TMAH: TetraMethylAmmoniumHydroxid) 수용액을 포함하는 포토리소그래피 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 활성 영역 상의 상기 포토레지스트의 현상 단계는 상기 제 2 현상액 내에 상기 기판을 침지하는 단계를 포함하는 포토리소그래피 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 현상액은 유기산 용매를 포함하는 포토리소그래피 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 유기산 용매는 노말 부틸 아세틸렌을 포함하는 포토리소그래피 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 에지 노광 단계 전에 상기 웨이퍼의 측벽에 도포된 상기 포토레지스트를 제거하는 단계를 더 포함하는 포토리소그래피 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210133162A (ko) * 2020-04-28 2021-11-05 주식회사 케이비켐 액추에이터 코일 구조체의 제조방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102421733B1 (ko) 2015-09-08 2022-07-15 삼성전자주식회사 에지 칩을 갖는 반도체 소자 형성 방법 및 관련된 소자
TWI677923B (zh) 2015-11-10 2019-11-21 聯華電子股份有限公司 半導體元件及其製作方法
US10672619B2 (en) * 2016-12-15 2020-06-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Material composition and methods thereof
US10852635B2 (en) 2017-02-27 2020-12-01 Synopsys, Inc. Compact modeling for the negative tone development processes

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6955485B2 (en) * 2002-03-01 2005-10-18 Tokyo Electron Limited Developing method and developing unit
KR100964772B1 (ko) * 2002-03-29 2010-06-23 호야 가부시키가이샤 포토마스크 블랭크의 제조 방법 및 제조 장치와, 불필요한 막 제거 장치
KR20070071613A (ko) 2005-12-30 2007-07-04 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 제조 방법
US7786012B2 (en) 2007-03-12 2010-08-31 Globalfoundries Inc. Tapered edge exposure for removal of material from a semiconductor wafer
US8257911B2 (en) 2008-08-26 2012-09-04 Tokyo Electron Limited Method of process optimization for dual tone development
US7820550B2 (en) 2008-09-05 2010-10-26 Intel Corporation Negative tone double patterning method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210133162A (ko) * 2020-04-28 2021-11-05 주식회사 케이비켐 액추에이터 코일 구조체의 제조방법

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