KR960000713Y1 - Vapor phase coating apparatus - Google Patents

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KR960000713Y1
KR960000713Y1 KR2019950027629U KR19950027629U KR960000713Y1 KR 960000713 Y1 KR960000713 Y1 KR 960000713Y1 KR 2019950027629 U KR2019950027629 U KR 2019950027629U KR 19950027629 U KR19950027629 U KR 19950027629U KR 960000713 Y1 KR960000713 Y1 KR 960000713Y1
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coating apparatus
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이중현
한우성
박춘근
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삼성전자 주식회사
김광호
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Abstract

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Description

기상도포장치Weather spreading device

제 1 도는 종래의 실릴레이션 기상도포장치의 개략적인 구조를 나타내는 도면이고,1 is a view showing a schematic structure of a conventional silylation vapor coating apparatus,

제 2 도는 종래의 실릴레이션 기상도포장치에 채용되는 종래의 필터의 개략적인 단면도로서2 is a schematic cross-sectional view of a conventional filter employed in a conventional silylation vapor phase coating apparatus.

(a)는 방사형 필터에 대한 것이고,(a) is for the radial filter,

(b)는 메쉬형 필터에 대한 것이며,(b) is for mesh filters,

제 3 도는 본 고안에 따른 기상도포장치의 개략적인 구조를 나타내는 도면이고,3 is a view showing a schematic structure of the vapor phase coating apparatus according to the present invention,

제 4 도는 본 고안의 기상도포장치에 채용된 필터의 단면도로서4 is a cross-sectional view of the filter employed in the vapor phase coating apparatus of the present invention.

(a)는 필터의 일부 확대 종단면도이고(a) is a partially enlarged longitudinal sectional view of the filter

(b)는 전체적인 외형을 보여주는 횡단면도이고,(b) is a cross-sectional view showing the overall appearance,

제 5 도는 몇가지 필터를 채용하여 실릴레이션 공정을 수행한 후 얻어지는 실릴레이션 막의 균일도를 나타내는 그래프로서5 is a graph showing the uniformity of the silylation film obtained after performing the sililation process by employing several filters.

(a)는 종래의 방사형 필터(a) is a conventional radial filter

(b)를 채용한 기상도포장치를 사용한 경우,in the case of using a meteorological spreading device employing (b),

(c)는 종래의 메쉬형 필터(c) is a conventional mesh filter

(d)를 채용한 기상도포장치를 사용한 경우,In the case of using the weather spreading device employing (d),

(e)는 본 고안의 규칙성 필터(e) is the regularity filter of the present invention

(f)를 채용한 기상도포장치를 사용한 경우 얻어진 막에 대한 것이다.For membranes obtained when a vapor phase coating apparatus employing (f) is used.

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

1 : 가스 주입구 2 : 필터1 gas inlet 2 filter

3 : 상부판 4 : 하부판3: upper plate 4: lower plate

5 : 주입가스의 진행방향 6 : 웨이퍼5: direction of injection gas 6: wafer

7 : 가스 주입구의 단부 8 : 관통공의 상부 주위벽7 end of gas injection port 8 upper peripheral wall of through hole

9 : 관통공을 뚫지 않은 부분 10 : 관통공 하부9: part not through hole 10: lower part of through hole

본 고안은 매트릭스형 필터를 채용한 기상도포장치에 관한 것으로서, 상세하게는 포토 레지스트막의 상부에 형성되는 실릴화막의 균일성을 크게 향상시켜줌으로써 미세패턴의 해상도를 높여줄 수 있는 매트릭스형 필터를 채용한 기상도포장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vapor phase coating apparatus employing a matrix type filter, and in particular, a matrix type filter which can improve the resolution of a fine pattern by greatly improving the uniformity of the silylated layer formed on the photoresist layer. It relates to a weather spreading device.

반도체 장치의 고집적화에 따라 서브 미크론의 미세한 레지스트패턴을 형성하기 위한 기술 즉, 웨이퍼 기판상에 포토 레지스트를 코팅한 후 마스크를 개재하고 자외선, 전자선 또는 X-선 등을 조사하여 포토 레지스트층을 선택적으로 노광시킨 다음 현상하는 것에 의해 패턴을 형성하게 되는 리토그래피 기술은 계속적으로 개발되고 있지만, 메가비트(megabit) 시대에 들어가면서, 종래의 단일층 레지스트는 서브미크론 크기의 패턴을 형성하기에 적합하지 않다는 것이 명백해졌다.A technique for forming a sub-micron fine resist pattern according to high integration of semiconductor devices, that is, by coating a photoresist on a wafer substrate, and then irradiating ultraviolet rays, electron beams, or X-rays, etc. to selectively expose the photoresist layer Lithography techniques that form patterns by exposing and then developing are still being developed, but as the megabit era enters, conventional monolayer resists are not suitable for forming submicron size patterns. Became clear.

단일층 레지스트에 의해 형성되는 평탄한 기판상에서 패턴의 해상도는 포토 레지스트의 리토그래피 콘트라스트와 노광 콘트라스트에 의하여 결정된다. 고해상도의 서브미크론 패턴을 형성하기 위해서는 고콘트라스트의 레지스트와 함께 우수한 노광기를 사용해야 한다. 이 경우, 레지스트 물질의 광흡수에 기인하는 레지스트 두께에 따른 노광량의 차이라든가, 기판으로부터의 반사 및 광의 산란 등과 같은 광리토그래피의 고유한 문제점 등이 해상도를 저하시키는 요인이 된다.The resolution of the pattern on the flat substrate formed by the single layer resist is determined by the lithographic contrast and the exposure contrast of the photoresist. In order to form a high resolution submicron pattern, an excellent exposure machine must be used with a high contrast resist. In this case, differences in the exposure amount depending on the thickness of the resist due to light absorption of the resist material, inherent problems of optical lithography such as reflection from the substrate, scattering of light, and the like are factors that lower the resolution.

해상도 문제외에도 마스킹 특성으로는 드라이 에칭에 대한 열안정성 및 저항성 등이 요구되고 레지스트의 두께는 적어도 1㎛이상이 될 필요가 있다.In addition to the resolution problem, the masking characteristics require thermal stability and resistance to dry etching, and the thickness of the resist needs to be at least 1 μm.

상기한 같은 문제점을 해결하기 위하여 다층의 레지스트가 제안되었으며, 3층 구조로서 매우 양호한 결과를 얻을 수 있었다.In order to solve the above problems, multilayered resists have been proposed and very good results can be obtained as a three-layer structure.

그러나, 이러한 다층 시스템은 공정이 복잡하다는 단점 외에도 베이킹 공정중에 필름과 중간층이 스트레스를 받기 쉬울 뿐만 아니라 레지스트에 얇고 균일하며 핀 홀이 없는 코팅을 형성하는 것도 쉽지 않다는 문제도 있다.However, in addition to the disadvantages of such a complicated process, the multilayer system is not only susceptible to stresses of the film and intermediate layers during the baking process, but also to forming a thin, uniform and pinhole-free coating on the resist.

결국, 다층 구조의 기능성과 단층 구조의 단순성을 결합시킨 DESIRE법(Diffusion Enhanced Silylated Resist Process)이 제안되었으며 (F. Coopmans and B. Roland, Solid State Technology, June 1987. pp 93-99). 이는 매우 바람직한 해결책으로 여겨지게 되었다.Finally, the DESIRE method (Diffusion Enhanced Silylated Resist Process), which combines the functionality of a multilayer structure with the simplicity of a single layer structure, has been proposed (F. Coopmans and B. Roland, Solid State Technology, June 1987. pp 93-99). This has become a very desirable solution.

실릴레이션(silylation)이란 고온에서 HMDS(hexamethyldisilazane) 또는 SiCl4와 같은 실리콘 함유기체 또는 액체 상태의 실리콘을 도입시키는 것을 말한다. 실릴화제는 수지의 -OH기와 반응하여 -Ph-O-Si-(Me)2H의 형태로 변환된다. 이러한 반응은 FT-IR을 이용하여 확인하는 것이 가능하다. 즉, DESIRE법의 특징은 기체상으로부터 고도의 선택적인 실릴레이션을 통해 광이미지를 실리콘 이미지로 전환시킨다는 것이다.Silylation refers to the introduction of a silicon-containing gas or liquid silicon, such as hexamethyldisilazane (HMDS) or SiCl 4 at high temperatures. The silylating agent reacts with the -OH group of the resin to convert it into the form of -Ph-O-Si- (Me) 2 H. This reaction can be confirmed using FT-IR. In other words, the feature of the DESIRE method is that the optical image is converted into a silicon image through highly selective sillation from the gas phase.

이러한 실리콘 이미지는 산소중에서의 드라이 에칭에 의해 양각 이미지를 형성하게 된다.This silicon image forms an embossed image by dry etching in oxygen.

상기 DESIRE법에 의해 포토 레지스트 패턴을 형성하고자 하는 경우에, 사용되는 포토 레지스트는 -OH기와 같은 반응성기를 분자내에 포함하여야 한다. 이러한 반응성기는 상기 실릴화 공정시에, 실릴화제와 반응하여 실릴화된 레지스트층을 선택적으로 레지스트층의 표면 부위에 형성하게 되고, 이 실릴화된 레지스트층은, O2플라즈마를 이용하여 건식 식각하거나 습식 현상방법에 의해 포토 레지스트 패턴을 형성할 때에 에칭 마스크로서의 역할을 한다. 종래 실릴화 공정에 의하지 않고 포토 레지스트 패턴을 형성하는 경우에는, 단일 수지로 구성된 포토 레지스트를 사용하여 레지스트 패턴을 형성하는 것이, 현상 공정을 일정하게 수행할 수 있기 때문에 바람직하였다. 그렇지만 DESIRE법에 의하면 현상 공정 이전에 실릴화 반응 공정을 수행하기 때문에, 실릴화 반응을 조정하여 실릴화 공정을 최적화하는 것이 필요하다.In the case where the photoresist pattern is to be formed by the DESIRE method, the photoresist used should contain a reactive group such as -OH group in the molecule. In the silylation process, the reactive group reacts with the silylating agent to selectively form a silylated resist layer on the surface portion of the resist layer, and the silylated resist layer is dry-etched using O 2 plasma or When forming a photoresist pattern by the wet developing method, it serves as an etching mask. In the case of forming a photoresist pattern without using a conventional silylation process, it is preferable to form a resist pattern using a photoresist composed of a single resin because the development process can be performed constantly. However, according to the DESIRE method, since the silylation reaction process is performed before the development process, it is necessary to optimize the silylation process by adjusting the silylation reaction.

그런데, 상기한 DESIRE법을 사용하면, 미세한 크기의 패턴을 수득할 수 있지만 실릴화 반응을 기상에서 실시하기 때문에 반응을 조절하기가 곤란하므로 레지스트 표면 부위에 일정하게 실릴화층을 형성하기가 어렵고, 패턴의 폭이 더욱 줄어듬에 따라 빛의 회절현상에 기인한 패턴주위의 원치 않는 기생 노광에 의해 레지스트 잔류물이 형성되어 바람직하지 않다. 더욱이 실릴화 반응에 의해 레지스트층 내로 실릴화제의 분자 입자가 침투하여 반응하기 때문에 팽윤 현상에 기인하여 소정의 패턴을 형성하는 것도 어려우며, 레지스트의 스트립 공정의 조정도 또한 매우 곤란하다.By using the above-described DESIRE method, a fine size pattern can be obtained, but since the silylation reaction is carried out in the gas phase, it is difficult to control the reaction, so that it is difficult to form a silylated layer uniformly on the surface portion of the resist. As the width of the film is further reduced, resist residues are formed by unwanted parasitic exposure around the pattern due to diffraction of light. Furthermore, since molecular particles of the silylating agent penetrate into the resist layer and react by the silylation reaction, it is also difficult to form a predetermined pattern due to the swelling phenomenon, and adjustment of the strip process of the resist is also very difficult.

이미지 공정에서 가장 중요한 공정인 상기 실릴레이션 확산 공정시 기상도포방식에 의한 확산 메카니즘을 이용하게 되는데, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.In the silylation diffusion process, which is the most important process in the imaging process, a diffusion mechanism using a gas phase coating method is used.

제 1 도에는 종래 실릴레이션 기상도포장치의 개략적인 구조를 나타내었는데, 장치는 크게 상부판(3)과 하부판(4)으로 구성되어 있다.1 shows a schematic structure of a conventional silylation vapor phase coating apparatus, which is composed of a top plate 3 and a bottom plate 4.

하부판(4)에 웨이퍼(6)를 놓고 상부판에 있는 도포가스 주입구(1)를 통해 TMOS(테트라메틸디실라잔), HMDS(헥사메틸디실라잔) 등의 실릴화제를 기상상태로 주입함으로써 약 1㎝ 아래에 있는 필터(2)를 통하여 웨이퍼에 도포하게 되어 있다. 제 2 도에는 통상적인 필터의 단면도가 나타나 있는데, (a)는 방사형 필터이고, (b)는 메쉬형 필터이다. 이들 필터를 통하여 실릴화제를 주입할 때 실릴화제의 온도는 80∼100℃ 정도이고, 압력은 0.05㎏/㎠ 이상인데, 분사 도포시 필터(2)를 통과한다 하더라도 필터의 중앙에 있는 관통공을 통하여 상대적으로 많은 양의 가스가 통과하게 되므로, 웨이퍼상에서의 실릴화되는 농도는 주변에서 보다 중심부분에서 높아지게 된다. 따라서, 제 2 도 (a)에서와 같이 중심부분에 관통공이 없는 필터를 사용하면 한가운데 부분의 두께와 약간 얇아질 수 있고, 제 2 도 (b)에서와 같은 메쉬형 필터를 사용한 경우에는 실릴화 반응이 중앙으로 집중되는 현상이 더욱 심각한데, 이는 제 2 도 (a)의 경우에서 보다도 중앙으로 통과하는 도포가스의 양이 더 많기 때문이다.By placing the wafer 6 on the lower plate 4 and injecting silylating agents such as TMOS (tetramethyldisilazane) and HMDS (hexamethyldisilazane) in the gaseous state through the coating gas inlet 1 on the upper plate. It is applied to the wafer through the filter 2 which is about 1 cm below. 2 shows a cross-sectional view of a conventional filter, where (a) is a radial filter and (b) is a mesh filter. When the silylating agent is injected through these filters, the silylating agent has a temperature of about 80 to 100 ° C. and a pressure of 0.05 kg / cm 2 or more. As a relatively large amount of gas passes through, the silylated concentration on the wafer becomes higher in the central portion than in the surroundings. Thus, the use of a filter without a through hole in the center portion as shown in FIG. 2 (a) may result in a slight thinning of the thickness of the middle portion, and in the case of the use of a mesh filter as shown in FIG. The phenomenon that the reaction is concentrated in the center is more serious because there is more amount of the coating gas passing through the center than in the case of FIG. 2 (a).

이와 같이 종래의 필터를 사용하게 되면 웨이퍼의 중앙에서 도포가스의 농도가 높게 되고, 주변에서 갈수록 가스의 압력이 낮아져서 농도가 낮게 되므로 실릴화막의 균일성(uniformity)은 심하게 손상된다.When the conventional filter is used as described above, the concentration of the coating gas is increased at the center of the wafer, and the concentration of the coating gas is lowered as the pressure of the gas decreases toward the periphery thereof, so that the uniformity of the silylated film is severely damaged.

이는 결국 이후 에칭공정을 통해 얻어지는 패턴의 해상도를 떨어뜨리는 치명적인 요인이 되는 것이다.This eventually becomes a fatal factor that degrades the resolution of the pattern obtained through the etching process.

본 고안의 목적은 상기한 바와 같이 실릴화막의 균일성 문제를 개선하기 위한 것으로서, 중앙부와 주변부의 막두께가 거의 일정한 실릴화막을 제공해 줄 수 있도록 고안된 신규 필터를 채용하며, 가스 주입구의 구조가 변경된 실릴레이션용 기상도포장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to improve the uniformity problem of the silylated film as described above, adopts a novel filter designed to provide a silyl film having a substantially constant film thickness in the center and the peripheral portion, the structure of the gas inlet is changed It is to provide a vapor phase coating apparatus for sillation.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 기상도포장치는 패턴이 형성될 웨이퍼가 배치되는 하부판과, 도포가스 주입구를 중앙부분에 갖고 있는 상부판과, 상기 하부판과 상부판의 사이로 상기 웨이퍼의 상부에 배치되는 필터를 포함하여 이루어지는 기상도포장치에 있어서, 상기 필터가 중앙부의 일정영역을 제외한 영역에 다수의 관통공이 매트릭스형으로 규칙적으로 배열되어 있으며, 상기 관통공이 수평면으로부터 20∼80°경사진 상협하광(上狹下廣)의 형태로 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.According to the present invention for achieving the above object, a vapor phase coating apparatus includes a lower plate on which a wafer on which a pattern is to be formed is disposed, an upper plate having a coating gas injection hole in a central portion thereof, and an upper plate disposed between the lower plate and the upper plate. In the vapor phase coating apparatus comprising a filter, a plurality of through holes are regularly arranged in a matrix form in an area excluding a certain area in the center, and the through holes are arranged in a vertical narrow light inclined 20 to 80 degrees from a horizontal plane. It is characterized by the fact that it is in the form of 上 狹 下 廣).

바람직하기로는, 상기 각 관통공의 상부에는 원통형으로 상방향 연장된 주위벽이 구비되어 있으며, 상기 상부판의 상기 도포가스 주입구가 상기 필터 관통공 상부의 상방향 연장된 주위벽의 가장 높은 부분보다 높지 않게 위치하고 있다.Preferably, the upper portion of each of the through-holes is provided with a peripheral wall extending in a cylindrical upward direction, wherein the coating gas inlet of the upper plate is higher than the highest portion of the upwardly extending peripheral wall of the upper portion of the filter through-hole. It is not located high.

상기 기상도포장치는 상기 필터의 상부 또는 하부에 상기 필터와 동종 또는 이종의 필름을 더 구비할 수도 있다.The vapor phase coating device may further include a film of the same type or different types of the filter above or below the filter.

또한, 상기 도포가스 주입구의 필터쪽 단부와 상기 필터 상부 바닥과의 거리는 가까울수록 좋다.Further, the distance between the filter end portion of the coating gas injection port and the bottom of the filter upper portion is better.

이하, 본 고안을 첨부된 도면을 참고로하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제 3 도는 본 고안의 기상도포장치의 개략적인 구조를 나타내는 도면이고, 제 4 도는 본 고안의 기상도포장치에 채용되는 필터 구조를 나타내는 단면도로서 (a)는 필터의 일부 확대 종단면도이고 (b)는 전체적인 외형을 나타내는 횡단면도이다.3 is a view showing the schematic structure of the gas phase spreading apparatus of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing the filter structure employed in the gas phase spreading apparatus of the present invention, where (a) is a partially enlarged longitudinal sectional view of the filter and (b) is Cross section showing the overall appearance.

상기 필터(2)는 관통공이 규칙적인 매트릭스형으로 제작되어 있어서, 가스가 주입되는 중심부분으로부터 가장자리 부분끼리 고르게 가스가 확포되어 필터(2)를 통과하게 된 것이다. 따라서 종래의 방사형이나 메쉬형의 필터를 사용하는 것보다 더욱 균일도가 높은 실릴화막을 얻을 수 있게 된다.The filter 2 is formed of a regular matrix through-hole, so that the gas is evenly spread between the edges from the center portion into which the gas is injected and passes through the filter 2. Therefore, it is possible to obtain a higher degree of uniformity of the silylated film than using a conventional radial or mesh type filter.

특히 본 고안의 바람직한 실시예로서, 본 고안에 따른 기상도포장치에 채용되는 필터가 그 관통공의 상부 주위벽(8)이 상방으로 세워져 있어 가스 주입시 가스가 웨이퍼(6)에 직접적으로 접촉하는 것이 방지되고, 상부판(3)과 필터(2) 사이의 공간내에서 1차로 대류된 후 필터(2)내의 전체 관통공에 고르게 도포된다. 또한 관통공의 하부(10)도 약 20°내지 80°정도로 경사지게 제작되어 있어서, 관통공을 통과한 가스가 주위로 쉽게 퍼질 수 있다. (도면에서 화살표(5)는 주입가스의 진행방향을 나타낸다). 그리고 주입가스가 중심부로 집중 도포되는 것을 방지하기 위하여 필터의 중앙부분에는 주입구 지름의 1∼5배 정도의 영역에는 관통공을 뚫지 않은 부분(9)을 가지고 있다. 이 중앙부는 원형 또는 정사각형, 마름모꼴 등의 다각형 구조로 형성하도록 한다.In particular, as a preferred embodiment of the present invention, the filter employed in the gas phase application apparatus according to the present invention has the upper peripheral wall 8 of the through hole erected upward so that the gas directly contacts the wafer 6 during gas injection. This is prevented and is applied firstly in the space between the top plate 3 and the filter 2 and then evenly applied to the entire through-hole in the filter 2. In addition, since the lower portion 10 of the through hole is also inclined at about 20 ° to 80 °, the gas passing through the through hole can easily spread around. (The arrow 5 in the figure indicates the traveling direction of the injection gas). In order to prevent the injection gas from being concentrated to the center, the central part of the filter has a portion 9 which does not penetrate through holes in an area about 1 to 5 times the diameter of the injection hole. This central portion is to be formed in a polygonal structure, such as a circle or square, rhombus.

필터 관통공의 크기는 가스 분사 압력에 따라 조절하되 바람직하게 그 상부에서의 지름을 0.5 내지 4㎜, 더욱 바람직하게 1∼3㎜ 정도로 조절하도록 한다.The size of the filter through hole is adjusted according to the gas injection pressure, but preferably, the diameter at the top thereof is adjusted to about 0.5 to 4 mm, more preferably about 1 to 3 mm.

본 고안의 기상도포장치는 상기한 필터를 채용하게 되는데, 바람직하게는 제 1 도에 나타난 종래의 장치와 비교할 때 가스 주입구(1)가 길게 연장되어 그 단부(7)가 필터에 거의 닿을 정도로 밀접되어 있으며, 주입된 공기가 감광성 수지층의 상부로 바로 주입되지 않고 필터에 부딪쳐 일단 장치내에서 대류되도록 하였다. 이와 같이 주입공기가 장치내에서 일단 대류되는 것에 의해 주입가스가 감광성 수지의 상부, 특히 중앙 부분으로 다량 도포되는 것을 방지할 수 있어 실릴화막의 균일성이 향상되는 것이다.The gas phase application device of the present invention employs the above-described filter. Preferably, the gas inlet 1 is extended so that the end 7 is almost in close contact with the filter as compared with the conventional device shown in FIG. The injected air was not injected directly into the upper portion of the photosensitive resin layer but hit the filter to allow convection in the apparatus. Thus, once the injected air is convection in the apparatus, it is possible to prevent the injection gas from being applied to the upper portion of the photosensitive resin, particularly the central portion, in a large amount, thereby improving the uniformity of the silylated film.

레지스트 패턴 형성은 통상적인 방법에 따라 먼저 반도체 웨이퍼상에 노볼락 수지, 폴리비닐폐놀 수지 등으로 이루어진 포토레지스트 조성물을 도포하여 레지스트층을 형성한 후, 포토마스크를 이용하여 상기 레지스트층을 선택적으로 노광시키고, 상기 노광된 레지스트층을 선택적으로 실릴화하여 상기 레지스트층의 표면 부위에 실릴화된 레지스트층을 형성한 후, 상기 실릴화된 레지스트층 하부의 레지스트를 제외한 실리화되지 않은 레지스트를 제거하는 것으로 구성된다. 상기 실릴화 공정은 레지스트층의 노광된 부위가 선택적으로 실릴화되는 네가티브 톤 방법에 의해 수행될 수도 있으며, 상기 레지스트층의 노광되지 않은 부위가 선택적으로 실릴화되는 포지티브 톤방법에 의해 수행될 수도 있다.In the resist pattern formation, a photoresist composition made of a novolac resin, a polyvinyl hexanol resin, or the like is first formed on a semiconductor wafer in accordance with a conventional method to form a resist layer, and then selectively exposed the resist layer using a photomask. And selectively silylating the exposed resist layer to form a silylated resist layer on a surface portion of the resist layer, and then removing the unsilified resist except for the resist under the silylated resist layer. It is composed. The silylation process may be performed by a negative tone method in which the exposed portions of the resist layer are selectively silylated, or may be performed by a positive tone method in which the unexposed portions of the resist layer are selectively silylated. .

본 고안에서 사용될 수 있는 실릴화제로는 통상적으로 사용되는 실릴화제를 예외없이 사용할 수 있는데, 그 예로서는 핵사메틸디실라잔, 테트라메틸디실라잔, 디메틸실리메틸아민, 디메틸실릴디에틸아민, 트리메틸실릴디메틸아민, 트리메틸실릴디에틸아민, 디메틸아미노트리메틸실란등이 있다.As the silylating agent that can be used in the present invention, conventionally used silylating agents can be used without exception, and examples thereof include nuxamethyldisilazane, tetramethyldisilazane, dimethylsilylamine, dimethylsilyldiethylamine, and trimethylsilyl. Dimethylamine, trimethylsilyldiethylamine, dimethylaminotrimethylsilane and the like.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 종래의 장치를 사용하용 실릴화막을 형성시키는 방법과 비교하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail in comparison with a method for forming a silylated film using a conventional apparatus.

비교를 위한 종래의 기상도포장치로서는 일본 JSR사(Japan Synthetic Rubber Co. LTD.) 플라스카스크-Si(Plasmask-Si) 장비를 사용하고 필터로서는 제 5 도 (b)에 나타난 방사형 및 (d)에 나타난 마이크로-메쉬형 필터를 채용하였다. 실릴화제로서는 TMDS를 사용하고, 이를 90℃에서 0.15㎏/㎠의 압력으로 분사도포하여 실릴레이션 공정을 수행하였다.The conventional vapor coating apparatus for comparison uses Japan Synthetic Rubber Co. LTD. (Plasmask-Si) equipment of Japan, and the radial and (d) shown in FIG. The micro-mesh type filter shown in Fig. 2 was employed. TMDS was used as the silylating agent, and sprayed at 90 ° C. at a pressure of 0.15 kg / cm 2 to carry out the silylation process.

본 고안의 기상도포장치에 채용되는 바람직한 필터는 다음과 같이 제작하였다.The preferred filter employed in the vapor phase coating apparatus of the present invention was manufactured as follows.

필터내에 규칙적인 그물구조(매트릭스형)로 관통공을 형성하고, 관통공 하부의 경사각은 수평면으로부터 50°가 되도록 하고 관통공 상부는 높이 2㎜ 이상 원통형으로 상방향 연장되게 제작하였다.Through-holes were formed in a regular mesh structure (matrix type) in the filter, and the inclination angle of the bottom of the through-holes was 50 ° from the horizontal plane, and the top of the through-holes was formed to extend upward in a cylinder of 2 mm or more in height.

관통공의 크기는 상부에서의 지름을 2㎜로 하고 관통공 사이의 간격은 0.5㎜로 하였으며 중앙에 관통공이 뚫리지 않은 부분은 정사각형 모양으로 하고 일면의 길이가 2㎝가 되도록 하였다.The size of the through hole was 2 mm in diameter at the top, and the gap between the through holes was 0.5 mm. The part without the through hole in the center was square and the length of one side was 2 cm.

제작된 필터를 도포장치에 채용하였다. 이때 가스 주입구를 필터와 밀착시켜 가스 주입구의 단부와 필터 상부 바닥과의 간격이 1㎜ 정도 되도록 하였다. 실릴화제인 TMDS(tetramethyl disilazane)을 90℃, 0.15㎏/㎠의 압력으로 기상도포하였다.The produced filter was adopted for the coating device. At this time, the gas inlet was brought into close contact with the filter so that the distance between the end of the gas inlet and the bottom of the upper filter was about 1 mm. The tetramethyl disilazane (TMDS), a silylating agent, was vapor-coated at a pressure of 0.15 kg / cm 2 at 90 ° C.

제 5 도는 상기 세가지 필터를 채용하여 실릴레이션 공정을 수행한 후 얻어지는 실릴레이션 막의 상태를 나타내는 그래프이다. 그래프에서 (a)는 종래의 방사형 필터 (b)를 채용한 기상도포장치를 사용한 경우, (c)는 종래의 메쉬형 필터 (d)를 채용한 기상도포장치를 사용한 경우, (e)는 본 고안의 규칙성 그물형 필터 (f)를 채용한 기상도포장치를 사용한 경우에 각각 얻어진 막의 상태에 대한 것이다. 그래프에서 실선(-)은 실릴화막을 형성시키기 전, 감광성 수지막이 형성된 상태를 나타내고, 점선(---)은 실릴화막을 형성시킨 후의 막두께를 나타낸다.5 is a graph showing the state of the silylation film obtained after performing the silylation process using the three filters. In the graph, (a) shows a case of using a vapor phase coating apparatus employing a conventional radial filter (b), and (c) shows a case of using a vapor phase coating apparatus employing a conventional mesh filter (d). The conditions of the membranes obtained in the case of using a vapor phase coating apparatus employing a regular mesh filter (f) are described. In the graph, the solid line (-) indicates the state in which the photosensitive resin film is formed before forming the silylated film, and the dotted line (---) indicates the film thickness after the silylated film is formed.

결국 실선과 점선값의 차이가 실릴화막의 두께가 되는 것이다.As a result, the difference between the solid line and the dotted line value is the thickness of the silylated film.

그래프로부터 알 수 있는 바와 같이 방사형 필터가 채용되어 있는 종래의 기상도포장치를 이용하여 실릴레이션을 수행하여 얻은 막은 웨이퍼의 중심으로 갈수록 두꺼워지고 불균일해 점을 알 수 있다. 그리고 메쉬형 필터을 사용한 경우에는 중심 부분과 가장자리간의 두께차가 더욱 심하여 특히 가장자리 부분에서의 막두께가 균일하지 못하다.As can be seen from the graph, it can be seen that the film obtained by performing the silylation using a conventional gas phase coating apparatus employing a radial filter becomes thicker and uneven toward the center of the wafer. In the case of using a mesh filter, the thickness difference between the center portion and the edge is more severe, so that the film thickness at the edge portion is not uniform.

그러나 본 고안에 기상도포장치를 사용하여 얻은 실릴화막은 중심과 가장자리간의 두께차가 거의 없으며 막두께가 고르게 형성된 것을 확인할 수 있다.However, the silylated film obtained by using the gas phase coating apparatus in the present invention has almost no thickness difference between the center and the edge, and it can be confirmed that the film thickness is formed evenly.

이상과 같은 효과가 얻어지는 것은 본 고안에 따른 기상도포장치가 매트릭스형 필터를 사용함으로써, 우선 주입가스가 필터의 중심부분과 가장자리 부분에서 균일하게 웨이퍼 상부로 도포되기 때문에 중심부분에만 집중적으로 실릴화되는 것이 방지되기 때문이다. 또한 필터 관통공의 상부로 연장된 주위벽이 주입가스가 수지층 상부로 직접 도포되는 것을 방지해 주며, 관통공의 하부가 상협하광 형태로 경사져 있기 때문에 관통공을 통과한 가스가 수지층 상부로 쉽게 확포될 수 있기 때문이다. 더욱이 본 발명의 장치는 가스 주입구가 길어서 주입된 가스가 일단 필터에 부딪쳐 장치 상부판과 필터 사이에서 대류하게 되므로 주입가스가 웨이퍼가 상부에 직접 도포되는 것이 방지된다.The above effects can be obtained by using the matrix type filter according to the present invention, because the injection gas is first applied to the upper part of the wafer uniformly at the center part and the edge part of the filter, so that only the central part is silly concentrated. Because it is prevented. In addition, the peripheral wall extending to the upper part of the filter through hole prevents the injection gas from being applied directly to the upper part of the resin layer, and since the lower part of the through hole is inclined in the form of a light narrowing light, the gas passing through the through hole to the upper part of the resin layer Because it can be easily expanded. Moreover, the device of the present invention has a long gas injection port so that the injected gas hits the filter once and convections between the device top plate and the filter, thereby preventing the injection gas from being directly applied to the wafer.

결론적으로 본 고안에 따른 기상도포장치를 사용하여 실릴화 공정을 수행하면 균일도가 높은 막이 형성되면, 이는 결국 이후의 에칭공정을 통해 우수한 해상도를 갖는 패턴을 제공해 주게 되는 것이다. 즉, DESIRE법에 의한 이미지 공정에서 가장 중요한 공정인 실릴레이션 공정의 가장 큰 문제점 중 하나인 균일성의 문제를 본 고안에 따라 해결할 수 있게 되었으므로 그 이용가치는 매우 크다고 할 수 있을 것이다.In conclusion, when the silylation process is performed using the vapor phase coating apparatus according to the present invention, a film having a high uniformity is formed, which provides a pattern having excellent resolution through a subsequent etching process. That is, since the problem of uniformity, which is one of the biggest problems of the silylation process, which is the most important process in the image process by the DESIRE method, can be solved according to the present invention, its use value may be very large.

본 고안에서 개시하는 상기한 실시예 외에도 본 고안의 청구범위의 범주를 벗어나지 않는 한 본 고안의 매트릭스형 필터를 모든 경우에 예외없이 적용할 수 있음이 이해되어야만 한다.In addition to the above embodiments disclosed in the present invention, it should be understood that the matrix filter of the present invention can be applied without exception in all cases without departing from the scope of the claims of the present invention.

Claims (4)

패턴이 형성될 웨이퍼가 배치되는 하부판과, 도포가스 주입구를 중앙부분에 가지고 있는 상부판과, 상기 하부판과 상부판의 사이에 상기 웨이퍼의 상부에 배치되는 필터를 포함하여 이루어지는 기상도포장치에 있어서, 상기 필터가 중앙부의 일정영역을 제외한 영역에 매트릭스형으로 규칙적으로 배열된 다수의 관통공을 가지고 있으며, 상기 관통공이 수평면으로부터 20∼80°경사진 상협하광(上狹下廣)의 형태인 것을 특징으로 하는 기상 도포장치.In the vapor phase coating apparatus comprising a lower plate on which a wafer on which a pattern is to be formed is disposed, an upper plate having a coating gas injection hole at a central portion thereof, and a filter disposed at an upper portion of the wafer between the lower plate and the upper plate. The filter has a plurality of through holes arranged regularly in a matrix form in an area excluding a certain area in the center, and the through holes are in the form of upper and lower light inclined 20 to 80 degrees from a horizontal plane. Vapor phase coating apparatus. 제 1 항에 있어서, 상기 각 관통공의 상부에는 원통형으로 상방향 연장된 주위벽이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 기상도포장치.2. The vapor phase coating apparatus according to claim 1, wherein a peripheral wall extending in a cylindrical shape is provided on the upper portion of each of the through holes. 제 2 항에 있어서, 상기 상부판의 상기 도포가스 주입구가 상기 필터 관통공 상부의 상방향 연장된 주위벽의 가장 높은 부분보다 높지 않게 위치하는 것을 특징으로 하는 기상도포장치.3. The vapor phase coating apparatus according to claim 2, wherein the coating gas inlet of the upper plate is located not higher than the highest portion of the upwardly extending peripheral wall above the filter through hole. 제 1 항에 있어서, 상기 기상도포장치가 상기 필터의 상부 또는 하부 상기 필터와 동종 또는 이종의 필름을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기상도포장치.The vapor phase coating apparatus according to claim 1, wherein the vapor phase coating apparatus further comprises a film of the same type or different type as the filter above or below the filter.
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