KR950012541B1

KR950012541B1 - Method of forming micro pattern of semiconductor device

Info

Publication number: KR950012541B1
Application number: KR1019920026925A
Authority: KR
Inventors: 이헌철
Original assignee: 현대전자산업주식회사; 김주용
Priority date: 1992-12-30
Filing date: 1992-12-30
Publication date: 1995-10-18
Also published as: KR940015681A

Abstract

coating an even thickness of positive photoresist film on a wafer substrate and coating a negative photoresist film on the coated film; exposing the coated film to form a contact hole pattern and removing only the negative photoresist film on an area where the contact hole is formed; blanket-exposing the coated film; removing the positive photoresist film on an area where the contact hole is formed by a wet developing process; and etching an oxidizing film using a mask pattern formed.

Description

Method of forming fine pattern of semiconductor device

제1도는 본 발명의 한 실시예에 따른 패턴 형성 방법의 공정도.1 is a process diagram of a pattern forming method according to an embodiment of the present invention.

제2도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 형성 방법의 공정도.2 is a process chart of the pattern formation method according to another embodiment of the present invention.

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

1 : 기판 2 : 워드 라인1: substrate 2: word line

3 : 실리콘 산화막 스페이서 4 : 실리콘 산화막3: silicon oxide film spacer 4: silicon oxide film

5 : 포지티브 포토레지스트막 6 : 네가티브 포토레지스트막5: positive photoresist film 6: negative photoresist film

11 : 기판 12 : 산화막11 substrate 12 oxide film

13 : 포지티브 포토레지스트막 14 : 스핀-온-ARC13 positive photoresist film 14 spin-on-ARC

15 : 네가티브 포토레지스트막 16 : 레티클15 negative photoresist film 16 reticle

본 발명은 일반적으로 반도체 소자 제조 공정에 관한 것으로서, 특히, 반도체 소자의 콘택 형성을 위한 미세 패턴 형성 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to semiconductor device manufacturing processes, and more particularly, to a method of forming a fine pattern for forming a contact of a semiconductor device.

기존의 1-라인 스테퍼(i-line stepper)를 이용하여 감광막의 미세 패턴을 형성하기 위해서는 TLR(Tri-Level- Resist) 공정이나 DESIRE(Diffusion Enhanced Silylating Resist) 공정을 이용해왔는데, 이와 같은 공정을 이용하려면 신규 장비를 도입하거나, 또는 SOG(Spin-On-Glass)의 사용으로 불순물 관리 등의 어려움이 있었다.In order to form a fine pattern of the photoresist film using a conventional 1-line stepper (i-line stepper) has been using a TLR (Tri-Level- Resist) process or DESIRE (Diffusion Enhanced Silylating Resist) process, such a process To do this, there were difficulties such as introducing new equipment or managing impurities by using spin-on glass.

따라서, 본 발명의 목적은 기존의 i-라인 스테퍼 장비를 이용하여, TLR공정이나 DESIRE공정을 이용하지 않고 감광막의 미세패턴을 형성할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of forming a fine pattern of a photoresist film using a conventional i-line stepper equipment without using a TLR process or a DESIRE process.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 반도체 소자 제조 공정시 미세 패턴을 형성하는 방법에 있어서, 소정의 타퍼리지가 형성된 웨이퍼 기판(1)위에 평탄화를 이룰 수 있는 정도의 두께로 포지티브 포토레지스트막(5)을 코팅하고, 그위에 네가티브 포토레지스트막(6)을 코팅하는 제1단계와, 콘택 홀 패턴 형성을 위해 노장 공정을 실시하여 콘텍 홀이 형성될 지역의 네가티브 포토레지스트막(6)막을 제거하는 제2단계와, 전면성 노광 공정을 실시하는 제3단계와, 습식 현상 공정에 의해 공정에 의해 콘택 홀이 형성될 지역의 포지티브 포토레지스트막(5)을 제거하는 제4단계와, 상기 제1단계 내지 제4단계에 의해 형성된 마스크 패턴을 이용하여 식각 공정을 수행하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for forming a fine pattern in a semiconductor device manufacturing process, wherein the positive photoresist film is formed to a thickness such that planarization can be achieved on the wafer substrate 1 on which a predetermined tarpage is formed. 5) and the negative photoresist film 6 in the region where the contact hole is to be formed by performing the first step of coating the negative photoresist film 6 thereon, and performing a long process for forming the contact hole pattern. A second step of performing a full-surface exposure process, a fourth step of removing the positive photoresist film 5 in a region where a contact hole is to be formed by a wet developing process, and And a fifth step of performing an etching process using the mask pattern formed by the first to fourth steps.

그리고, 식각될 박막이 증착되어 있는 웨이퍼 기판위에, 포지티브 포토레지스트막, 스핀-온-ARC, 네가티브 포토레지스트막을 차례로 코팅하는 제2단계와, 레티클을 이용하여 식각될 부분을 가리고 노광시킨 후, 습식 현상 공정을 이용하여 네가티브 포토레지스트막의 노광되지 않을 부분을 제거하는 제2단계와. 상기 제2단계에 의해 스핀-온-ARC막의 오픈된 부분을 건식 식각에 의해 제거하고, 전면성 노광을 실시하는 제3단계와, 습식 현상 공정을 이용하여, 상기 포지티브 포토레지스트막(13)의 상기 제3단계에 의해 노광된 부분을 제거하는 제4단계와, 상기 제2단계 내지 상기 제4단계에 의해 형성된 마스크 패턴을 이용하여 식각하고 잔여 포토레지스트막을 제거함으로써 미세 패턴을 형성하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Then, a second step of coating a positive photoresist film, a spin-on-ARC, and a negative photoresist film in order on the wafer substrate on which the thin film to be etched is deposited, and using a reticle to cover and expose the portion to be etched, and then wet A second step of removing an unexposed portion of the negative photoresist film by using a developing process; The third step of removing the open portion of the spin-on-ARC film by dry etching in the second step, performing a full-side exposure, and the wet development process, the positive photoresist film 13 A fourth step of removing a portion exposed by the third step; and a fifth step of forming a fine pattern by etching using the mask pattern formed by the second to fourth steps and removing the remaining photoresist film. Characterized in that it comprises a.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 감광막 패턴 형성 방법을 상세히 설명한다. 본 발명의 한 실시예에 따른 감광막 패턴 형성 방법은 반도체 소자의 콘택 제조 공정중 마스크로 사용될 포토레지스트를 네가티브 포토레지스트와 포지티브 포토레지스트를 동시에 사용함으로써 기존의 i-line 스테퍼를 이용한 리소그라피(Lithography)공정에 의해서도 0.5μ m 이하의 미세 패턴을 형성할 수 있는 기술로써, 그 공정은 제1도에 도시되어 있다.Hereinafter, a method of forming a photosensitive film pattern according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the method of forming a photoresist layer according to an embodiment of the present invention, a photolithography process using a conventional i-line stepper is performed by simultaneously using a negative photoresist and a positive photoresist as a photoresist to be used as a mask during a contact manufacturing process of a semiconductor device. As a technique capable of forming a fine pattern of 0.5 mu m or less, the process is shown in FIG.

제1도에서, 1은 실리콘 기판, 2는 워드 라인, 3은 실리콘 산화막 스페이서, 4는 실리콘 산화막, 5는 포지티브 포토레지스트막, 6은 네가티브 포토레지스트막, 7은 레티클(Reticle)을 각각 나타낸다.In FIG. 1, 1 represents a silicon substrate, 2 represents a word line, 3 represents a silicon oxide spacer, 4 represents a silicon oxide film, 5 represents a positive photoresist film, 6 represents a negative photoresist film, and 7 represents a reticle.

먼저, 제1a도에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(1)상에 워드라인(2), 실리콘 산화막 스페이서(3)등의 형성되어 있고, 그위에 실리콘 산화막(4)이 증착되어 있는 상태의 웨어퍼 위에, 평탄화를 이룰 수 있는 정도의 소정의 두께로 포지티브 포토레지스트막(5)을 코팅한 후, 다시 그위에 네가티브 포토레지스트막(6)을 0.4㎛ 이하의 두께로 코팅한다. 다음에 제1b도에 도시된 바와 같이, i-라인 스테퍼를 이용하여, 콘택홀(contact hole) 패턴 형성을 위해 레티클(Reticle)(7)을 이용한 노광 공정을 실시하여, 콘택 홀이 형성될 지역의 네가티브 포토레지스트(6) 일부를 제거한다. 이때, 콘택 홀이 형성될 지역의 네가티브 포토레지스트막(6)의 아래층인 포지티브 포토레지스트막(5)을 노광 공정에 이루어지지 않기 때문에 제거되지 않는다. 다음에 제1c도에 도시된 바와 같이, 레티클없이 전면적으로 노광 공정을 실시한다. 다음에 제1d도에 도시된 바와 같이, 콘택홀이 형성된 지역의 포지티브 포토레지스트막(5)을 제거하기 위해 습식 현상 공정을 실시한다,First, as shown in FIG. 1A, a word line 2, a silicon oxide film spacer 3, and the like are formed on the silicon substrate 1, and a wear state in which the silicon oxide film 4 is deposited thereon. On the fur, the positive photoresist film 5 is coated to a predetermined thickness such that flattening is possible, and then the negative photoresist film 6 is coated thereon with a thickness of 0.4 m or less. Next, as shown in FIG. 1B, an i-line stepper is used to perform an exposure process using a reticle 7 to form a contact hole pattern to form a contact hole. Removes a portion of the negative photoresist 6. At this time, since the positive photoresist film 5, which is the lower layer of the negative photoresist film 6 in the region where the contact hole is to be formed, is not made in the exposure process, it is not removed. Next, as shown in FIG. 1C, the exposure process is performed on the entire surface without the reticle. Next, as shown in FIG. 1D, a wet development process is performed to remove the positive photoresist film 5 in the region where the contact hole is formed.

이때, 콘택홀 형성 지역 이외의 지역은 네가티브 포토레지스트막(6)으로 덮혀 있으므로 빛을 받으면 현상되지 않는 성질을 갖고 있기 때문에 제거되지 않게 된다. 다음에 제1e와 f도에 도시된 바와 같이, 전술한 공정에 의해 형성된 마스크 패턴을 이용한 식각 공정을 수행하여 콘택홀을 형성한 후, 잔연 포토레지스트막을 전부 제거한다.At this time, the area other than the contact hole forming area is covered with the negative photoresist film 6, and thus is not removed because it is not developed when subjected to light. Next, as shown in FIGS. 1e and f, after forming an contact hole by performing an etching process using a mask pattern formed by the above-described process, all residual photoresist films are removed.

본 발명의 다른 실시예에 따른 감광막 패턴 형성 방법은 성질이 다른 두가지의 포토레지스트와 스핀- 온-ARC(Anti-Reflection-Coating)를 동시에 이용함으로써, 건식 현상 공정을 이용하지 않고 미세 패턴을 형성하는 방법으로서, 그 공정은 제2도에 도시되어 있다. 제2도에서, 11은 기판, 12는 산화막, 13은 포지티브 포토레지스트막, 14는 스핀-온-ARC막, 15는 네가티브 포토레지스트, 16은 레티클을 각각 나타낸다. 먼저, 제2a도에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(11)위에 실리콘 산화막과 같은 식각될 층(12)을 층착한후, 포지키브 포토레지스트(13)을 0.4㎛ 이하의 두께로 코팅하고, 다음에 스핀-온-ARC막(14)을 수백Å 정도의 코팅하고, 다음에 네가티브 포토레지스트(15)을 0.4㎛ 이하의 두께로 코팅한후, 레티클(16)을 이용하여 식각될 부분을 가린후 노광 공정을 실시한다. 이때, 스핀-온-ARC막(14)의 코팅은 실온 공정이므로, 아래의 포토레지스트막(13)에는 아무런 영향을 주지 않는다. 다음에 제2b도에 도시된 바와 같이, 습식 현상 공정을 실시하여 빛을 받지 않은 부위의 포토레지스트(15)을 제거하고, 건식식각에 의해 스핀-온-ARC막(14)도 제거한다, 다음에 제2c도에 도시된 바와 같이, 전면성 노광(blanket expose)을 수행한 후, 습식 현상 공정을 실시하면, 스핀-온-ARC막(14)이 제거된 부위의 포토레지스트(13)이 제거된다. 이때, 그 외의 부분은 스핀-온-ARC 막(14)에 의해 빛이 차단되며, 네가티브 포토레지스트막(15)이 남아 있는 부분은 빛을 받아도 습식 현상시 제거되지 않는다. 다음에 제2d도에 도시한 바와 같이, 전술한 바와 같은 공정을 거쳐 형성된 마스크 패턴을 이용하여 산화막(12)을 식각하고, 잔여 포토레지스트막을 제거한다.The photosensitive film pattern forming method according to another embodiment of the present invention by using two photoresist of different properties and spin-on-ARC (Anti-Reflection-Coating) at the same time, to form a fine pattern without using a dry developing process As a method, the process is shown in FIG. In FIG. 2, 11 is a substrate, 12 is an oxide film, 13 is a positive photoresist film, 14 is a spin-on-ARC film, 15 is a negative photoresist, and 16 is a reticle. First, as shown in FIG. 2A, a layer 12 to be etched, such as a silicon oxide film, is deposited on the silicon substrate 11, and then the forgeive photoresist 13 is coated with a thickness of 0.4 µm or less. The spin-on-ARC film 14 is coated on the order of several hundred microseconds, and then the negative photoresist 15 is coated to a thickness of 0.4 μm or less, and then the portion to be etched using the reticle 16 is covered. An exposure process is performed. At this time, since the coating of the spin-on-ARC film 14 is a room temperature process, the photoresist film 13 below will not be affected. Next, as shown in FIG. 2B, a wet development process is performed to remove the photoresist 15 of the unlighted portion, and the spin-on-ARC film 14 is also removed by dry etching. As shown in FIG. 2C, after performing a blanket exposure and then performing a wet development process, the photoresist 13 of the portion where the spin-on-ARC film 14 is removed is removed. do. At this time, the light is blocked by the spin-on-ARC film 14 in the other part, and the part in which the negative photoresist film 15 remains is not removed during the wet development even if light is received. Next, as shown in FIG. 2D, the oxide film 12 is etched using the mask pattern formed through the above-described process to remove the remaining photoresist film.

전술한 바와 같은 공정을 거쳐 반도체 소자의 미세 패턴을 형성함으로써, TLR공정이나 DESIRE 공정 등에 의한 건식 현상 공정 없이 미세 패턴을 형성할 수 있다는 장점이 있다.By forming the fine pattern of the semiconductor device through the process as described above, there is an advantage that the fine pattern can be formed without a dry developing process by the TLR process or the DESIRE process.

Claims

In the method of forming a fine pattern in a semiconductor device manufacturing process, the positive photoresist film 5 is coated to a thickness that can be planarized on a predetermined taper-shaped wafer substrate 1, and a negative photo is formed thereon. A first step of coating the resist film 6, a second step of removing only the negative photoresist film 6 in the region where the contact hole is to be formed by performing an exposure process to form a contact hole pattern, and a full-surface exposure process Using the third step of performing the step, the fourth step of removing the positive photoresist film 5 in the region where the contact hole is to be formed by the wet development process, and the mask pattern formed by the first step to the fourth step. And a fifth step of performing an etching process.

The method of forming a fine pattern of a semiconductor device according to claim 1, wherein in the first step, the coating of the negative photoresist (6) is performed at a thickness of 0.4 µm or less.

In a method of forming a fine pattern in a semiconductor manufacturing process, a negative photoresist film 13, spin-on-ARC 14, and negative photoresist are formed on a wafer substrate 11 on which a thin film 12 to be deposited is deposited. A third step of sequentially coating the film 15, a second step of exposing the portions to be etched using a reticle and then removing the unexposed portions of the negative photoresist film 15 using a wet development process. And a third step of performing dry etching to remove the off-part of the spin-on-ARC film 14 by the second step, and performing the positive development, and using the positive development process. A fourth step of removing portions exposed by the third step of the resist film 13 and etching using the mask patterns formed by the first to fourth steps, and removing the remaining photoresist film To And forming a fifth step of forming a semiconductor device.

The method of forming a fine pattern of a semiconductor device according to claim 3, wherein the positive photoresist film (13) and the negative photoresist film (15) are coated with a thickness of 0.4 mu m or less.