KR950002050B1 - 금속 및 비정질 실리콘막의 테이퍼 에칭 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

금속 및 비정질 실리콘막의 테이퍼 에칭 제조방법

제1a 내지 1c도는 종래의 테이퍼 에칭 공정도.

제2a 내지 2c도는 본 발명의 테이퍼 에칭 공정도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 11 : 마스크 2, 12 : 감광막

3, 13 : 에칭막 4, 14 : 기판

본 발명은 반도체의 에칭공정에 관한 것으로서, 특히 경사지게 에칭을 하여 접속력과 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 금속 및 비정질 실리콘막의 테이퍼 에칭 제조방법에 관한 것이다.

종래의 금속막이나 비정질 시리콘막의 에칭은 제1도와 같은 제조공정을 갖는데 이를 설명한다.

(a)와 같이 기판(14)위에 에칭막(13)과 감광막(Photo register)(12)을 적충하고, 상기 감광막(12)과 일정한 간격을 유지하고 마스크(mask)(11)를 근접하여 안착하면, 빛의 회절에 의해 근접조사(exposure)되는 빛의 강도가 달라지게 되어 감광막(12)의 형태가 (b)와 같이 경사지게 패터닝(patterning)된다.

이때 마스크(11)와 상기 감광막(12)의 간격에 따라서 빛의 회절각도가 달라지게 되고 감광막(12)의 형태를 조절할 수 있게 된다.

상기에서 베이킹(Baking)은 조사된 형태대로 유지하면서 솔벤트(Solvent) 성분을 휘발시키고 접착력(에지부분)을 향상시키는 정도의 온도로만 베이킹시키면 (c)와 같이 기판(14)에에칭막(13)이 접착된다.

상기와 같이 근접조사(proximity exposure)된 형태대로 에칭가스(etching gas)에 O₂가스를 첨가하여 RIE(Reactive Ion Etching)하므로 경사지게 에칭된다.

그러나 상기와 같은 종래의 에칭방법은 실제로 형성하고자 하는 크기보다(마스크의 길이) 작게 에칭이 되므로서(제1도의 c), 정확한 크기가 요구되는 반도체의 화소(pixd) 형성시나 신호라인(Signal Line)형성시에 문제가 야기되었다. 즉 종래의 방법으로는 크기에 관계없이 대략적인 테이퍼 에칭 제조만이 가능하게 되었기 때문에 정밀을 요하는 반도체나 신호라인 형성시에 에칭제조가 불가능한 문제점을 가지고 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 원하는 경사각도로 에칭할 수 있는 금속 및 비정질 실리콘막의 테이퍼 에칭 제조방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 가진 본 발명은 기판위에 에칭막 및 감광막을 형성하는 공정과; 상기 감광막 상부에 일정한 간격을 유지하도록 마스크를 위치시키고, 그 상태에서 전체 광조사량의 10％∼30％를 조사하는 근접조서공정과; 상기 근접조사공정후에 상기 감광막과 마스크를 접속시켜서 나머지 광조사량만큼 조사하는 접속조사공정과; 상기 접속조사공정 후 상기 감광막 패턴을 베이킹하여 원하는 크기보다 크고, 경사각은 작게 패턴을 형성하는 베이킹공정과; 상기 베이킹과 감광막과 에칭막을 동시에 에칭하는 에칭공정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 첨부도면 제2도에 따라서 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

기판(4)위에 에칭막(3) 및 감광막(2)을 증착하고, 상기 감광막(2) 상부에 일정한 간격 유지하도록 마스크(1)를 근접하여 위치시킨다.

상기와 같이 마스크(1)를 상기 감광막(2)과 일정 간격을 유지시킨 상태에서 전체 광조사랑의 10%-30%를 근접조사하여 일차 노고아시킨 후, 상기 마스크(1)를 상기 감광막(2)과 접속시킨 상태에서 나머지 광조사량만큼 접속조사를 하여서 노광시키면, 제2a도와 같이 감광막(2)의 윗부분만 경사진 패턴을 얻게 된다.

상기 제2도의 (a)와 같이 얻어진 패턴상에, 130∼140℃에서 20∼30분간 베이킹하면, 감광막(2)이 흘러내리면서 실제로 원하는 패턴의 크기보다 크고, 경사는 작은 각으로 형성되는 제2도의 (b)와 같은 패턴을 얻게 된다.

이렇게 하여 실제 마스크의 길이보다 더 길게 형성된 감광막(2)을 제2도의 (c)와 같이 원하는 크기(즉, 마스크의 길이만큼)로 정확하게 에칭시키는 에칭공정을 행하게 된다.

본 발명에서 상기 에칭공정은, 상기 감광막(2)과 함께 에칭막(3)을 식각하는 방법을 이용하고 있는데, 상기 설명한 에칭막(3)이 비정질 실리콘의 경우에는, 상기 에칭막을 에칭시키기 위해서, 전체 가스성분 비율에 O₂가 8%-10%차지하고, 그 나머지 성분비율만큼 CF₄, CCI₂F₂, CHF₃등의 에칭가스가 포함되도록 구성하여서, RIE(Reactive Ion Etching)하고 챔버압력(Chamber Pressure)을 이방성에칭(Anisotropic Etching)공정보다 2배 정도로 높게 하여 등방성에칭(Isotropic Etching)이 되도록 한다.

이때 첨가되는 O₂량에 따라서 감광막의 에칭율(Etching Rate)을 측정하여야 한다. 상기에서 감광막(2)의 에칭율과 비정질 실리콘 에칭율이 1 : 2가 되는 것이 이상적이고, 에칭하고자 하는 비정질 실리콘의 두께와 감광막의 두께는 1 : 3∼1 : 4정도가 되도록 하는 것이 이상적이다.

즉, 본 발명에서는 감광막과 에칭막을 동시에 식각시키기 위하여, 상기 감광막을 식각시키기 위한 O₂를 에칭가스와 혼합하여 식각액으로 이용하는 것이고, 그 식각과정은 다음과 같이 이루어진다.

제2도의 (b)의 감광막(2)의 양끝 부분은 식각도중 전부 식각이 이루어지지만 가운데 부분의 두꺼운 감광막층은 결국 감광막이 남게 되므로 결국 감광막의 형태대로 에칭층도 경사패턴을 가지게 되어, 제2도의 (c)와 같이 에칭이 이루어지는 것이다.

한편, 상기 에칭공정에서 상기 에칭막(3)이 금속(Cr, Al, Mo등)일 때 사용되는 에칭가스는 Cl₂, BCl₃등이며, 여기에 상기 감광막(2)을 식각시키기 위한 O₂의 비율을 전체 가스량에서 8∼10%만큼 차지하도록 첨가하여 RIE한다. 챔버압력은 상기와 같이 등방성에칭으로 하는데 이때 금속에서는 등방성에칭이 잘 이루어지지 않으므로 감광막의 에칭율을 정확하게 설정하여야 한다.

그리고, 에칭공정에서 스루홀(Through Hole)을 형성하는 공정은 에칭패턴 크기가 크게 중요하지 않지만 근접법에서 보다 본 발명에 의한 에칭법이 스루홀공정후 금속접속에 매우 유리하다. 그 이유는 스루홀의 크기가 근접의 경우 크게 되므로 접속할 라인을 벗어나게 되면 제대로 접속이 되지 않고 벗겨져 떨어지는 현상이 발생하기 때문이다.

이와 같이 본 발명은 노광을 위한 조사과정을 두 과정으로 나누어서 처리하고, 열처리에 의해서 베이킹 공정으로 크기를 조정하고 에칭하므로서, 원하는 형태의 크기로 정확하게 에칭할 수 있게 되므로 반도체의 화소나 신호라인 형성시 정확한 크기로 테이퍼 에칭할 수 있게 됨에 따라서 반도체나 신호라인의 접속력과 전기적 특성을 향상시킬 수 있게 된 것이다.

Claims (3)

1. 기판위에 에칭막 및 감광막을 형성하는 공정과; 상기 감광막 상부에 일정한 간격을 유지하도록 마스크를 위치시키고, 그 상태에서 전체 광조사량의 10%-30%를 조사하는 근접조사공정과; 상기 근접조사공정후 상기 감광막과 마스크를 접촉시켜서 나머지 광조사량만큼 조사하는 접속조사공정과; 상기 접속조사공정 후 상기 감광막패턴을 베이킹하여 원하는 크기보다 크고, 경사각은 작게 패턴을 형성하는 베이킹공정과; 상기 베이킹한 감광막과 에칭막을 동시에 에칭하는 에칭공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 금속 및 비정질 실리콘막의 테이퍼 에칭 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 에칭공정은, 상기 에칭막이 비정질 실리콘일 때, 전체 가스성분 비율에 O₂가 8%-10% 차지하고, 그 나머지 성분비율만큼 CF₄, CCl₂F₂, CHF₃등의 에칭가스가 포함되도록 구성하여, 에칭이 이루어짐을 특징으로 하는 금속 및 비정질 실리콘막의 테이퍼 에칭 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 에칭공정은, 상기 에칭막이 금속일 때, 전체 가스성분 비율에 O₂가 8%-10%차지하고, 그 나머지 성분비율만큼 Cl₂, BCl₃등의 에칭가스가 포함되도록 구성하여, 에칭이 이루어짐을 특징으로 하는 금속 및 비정질 실리콘막의 테이퍼 에칭 제조방법.