KR960000789Y1 - Filter for semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents
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Abstract
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Description
제 1 도는 통상적인 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 필터의 개략적인 단면도로서2 is a schematic cross-sectional view of a conventional filter.
(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 종래의 필터를 채용한 기상도포장치를 사용하여 얻어지는 실릴화막의 웨이퍼 위치에 따른 실릴레이션 깊이를 나타내는 그래프이고,3 is a graph showing the sillation depth according to the wafer position of the silylated film obtained by using a vapor phase coating apparatus employing a conventional filter,
제 4 도는 본 고안에 따른 필터의 단면도로서4 is a cross-sectional view of a filter according to 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 본 고안에 따른 필터의 채용한 기상도포장치를 사용하여 얻어지는 실릴화막의 웨이퍼 위치에 따른 실릴레이션 깊이를 나타내는 그래프이고,5 is a graph showing the sillation depth according to the wafer position of the silylated film obtained by using the vapor phase coating apparatus employing the filter according to the present invention,
제 6 도는 몇가지 필터를 채용하여 실릴레이션 공정을 수행한 후 얻어지는 실릴레이션 막의 균일도를 나타내는 그래프로서FIG. 6 is a graph showing the uniformity of the silylation film obtained after performing the silylation 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 : 권통공의 상부 주위벽7 end portion of gas inlet port 8 upper peripheral wall of winding hole
9 : 관통공을 뚫지 않은 부분 10 : 관통공 하부9: part not through hole 10: lower part of through hole
본 고안은 반도체제조장치용 필터에 관한 것으로서, 상세하게는 포토 레지스트막의 상부에 형성되는 실릴화막의 균일성을 크게 향상시켜줌으로써 미세패턴의 해상도를 높여줄 수 있는 반도체제조장치용 필터에 관한 것이다.The present invention relates to a filter for a semiconductor manufacturing device, and more particularly, to a filter for a semiconductor manufacturing device that can increase the resolution of a fine pattern by greatly improving the uniformity of the silylated film formed on the photoresist film.
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 기술을 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 While lithography techniques are being developed that expose patterns after exposure and development, it has been found that with the introduction of the megabit era, 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 1μm이상이 될 필요가 있다.In addition to the resolution problem, masking characteristics require thermal stability and resistance to dry etching and the thickness of the resist needs to be at least 1 μm or more.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 다층의 레지스트가 제안되었으며, 3층 구조로서 매우 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 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.In order to solve the above problems, a multilayered resist has been proposed, and a very good result can be obtained as a three-layer structure. 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. 실릴레이션(silylation)이란 고온에서 HMDS(hexamethyldisilazane) 또는 SiCl4와 같은 실리콘 함유 기체 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. 이러한 실리콘 이미지는 산소중에서의 드라이 에칭에 의해 양각 이미지를 형성하게 된다.Eventually, 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). It has become a desirable solution. Silylation refers to the introduction of silicon in gaseous or liquid state, 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. 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 최적화 하는 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 패턴 주위의 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 N is further reduced, unwanted 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. 하부판(4)에 웨이퍼(6)를 놓고 상부판에 있는 도포가스 주입구(1)를 통해 TMOS(테트라메틸디실라잔), HMDS(헥사메틸디살라잔) 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 중심 부분에서 높아지게 된다.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. By placing the wafer 6 on the lower plate 4 and injecting silylating agents such as TMOS (tetramethyldisilazane) and HMDS (hexamethyldisalazan) through the coating gas inlet 1 on the upper plate in a gaseous state. 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 injecting the silylating agent through these filters, the silylating agent has a temperature of about 80-100 ° 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 at the center than at the periphery.
제 3 도에는 상기한 종래의 방사형 필터를 채용한 기상도포장치를 사용하여 얻어지는 실릴화막의 웨이퍼 위치에 따른 실릴레이션 깊이를 나타내는 그래프가 도시되어 있는데, 중심부분의 막이 주변에서보다 두껍다는 것을 알 수 있다. 한가운데 부분의 두께가 약간 얇은 것은 제 2 도 (a)에서와 같이 필터 중심부분의 관통공이 없는 부분에 기인한 것이다. 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.FIG. 3 shows a graph showing the silylation depth according to the wafer position of the silylated film obtained by using the above-mentioned conventional radial filter, which shows that the film of the central portion is thicker than the surroundings. . The slight thickness of the middle part is due to the part without the through hole in the center of the filter as shown in FIG. In the case of using the mesh filter as shown in FIG. 2 (b), the phenomenon of concentration of the silylation reaction in the center is more serious, which is more the amount of coating gas passing through the center than in the case of FIG. Because there are many.
이와 같이 종래의 필터를 사용하게 되면 웨이퍼의 중앙에서 도포가스의 농도가 높게 되고, 주변으로 갈수록 가스의 압력이 낮아져서 농도가 낮게 되므로 실릴화막의 균일성(uniformity)은 심하게 손상된다. 이는 결국 이후 에칭공정을 통해 얻어지는 패턴의 해상도를 떨어뜨리는 치명적인 요인이 되는 것이다.As such, when the conventional filter is used, the concentration of the coating gas is increased in the center of the wafer, and the pressure of the gas is lowered toward the periphery, so that the concentration is low. Thus, the uniformity of the silylated film is severely damaged. This eventually becomes a fatal factor that degrades the resolution of the pattern obtained through the etching process.
본 고안의 목적은 상기한 바와 같이 필터로 인한 실릴화막의 균일성문제를 개선하기 위한 것으로서, 중앙부와 주변부의 막두께가 거의 일정한 실릴화막을 제공해 줄 수 있도록 고안된 신규한 필터를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to improve the uniformity problem of the silylated film due to the filter as described above, to provide a novel filter designed to provide a silyl film having a substantially constant film thickness in the center and the peripheral portion.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에서는 중앙부의 일정영역을 제외한 영역에 다수의 관통공이 매트릭스형으로 규칙적으로 배열되어 있으며, 상기 관통공이 수평면으로부터 20-80°경사진 상협화광(上狹下廣)의 형태인 반도체 제조장치용 필터가 제공된다.In order to achieve the above object, in the present invention, a plurality of through holes are regularly arranged in a matrix form in a region excluding a certain area of the central part, and the through holes are formed of the upper collapsing light inclined 20-80 ° from the horizontal plane. A filter for a semiconductor manufacturing apparatus in the form is provided.
또한, 상기 필터는 감광성 수지의 표면에 주입가스가 직접 도포되지 않도록 하기 위하여 상기 필터의 중앙부의 일정영역에는 관통공을 뚫지 않는데, 이 영역은 도포가스 주입구 지름의 1 내지 5배 영역에 해당되며 그 형태는 원형, 마름모꼴 또는 정사각형 등 중심을 기준으로 하여 방사대칭인 형태이면 어느 것이어도 된다.(원형이 아닌 경우에는 그 크기를 내접원의 지름이 도포가스 주입구 지름의 1 내지 5배가 되도록 한다)In addition, the filter does not penetrate a through hole in a predetermined region of the central portion of the filter in order to prevent the injection gas is directly applied to the surface of the photosensitive resin, this region corresponds to an area of 1 to 5 times the diameter of the coating gas inlet The shape may be radially symmetrical with respect to the center such as circular, rhombic or square. (If not, the size of the inscribed circle is 1 to 5 times the diameter of the inlet gas inlet.)
더욱 바람직하게는 상기 각 관통공의 상부에는 원통형으로 상방향 연장된 주위벽이 구비되어 있다.More preferably, the upper portion of each of the through holes is provided with a peripheral wall extending upward in a cylindrical shape.
그리고 상기 필터의 상기 관통공의 크기를 필터의 중앙부를 작게하고, 주변부로 갈수록 단계별로 점점 커지게 할 수도 있다.In addition, the size of the through hole of the filter may be made smaller in the center of the filter and gradually increased in steps toward the periphery.
상기 필터 상부에는 관통공 사이의 간격은 0.5 내지 10㎜이고, 필터 상부에서 관통공의 지름은 0.5 내지 4㎜인 것이, 또한 상기 관통공 상부 주위벽의 연장된 높이는 2㎜이상인 것이 특히 바람직하다.It is particularly preferable that the gap between the through holes in the upper part of the filter is 0.5 to 10 mm, the diameter of the through holes in the upper part of the filter is 0.5 to 4 mm, and the extended height of the upper peripheral wall of the through holes is 2 mm or more.
이하, 본 고안을 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제 4 도는 본 고안의 필터 구조를 나타내는 단면도로서 (a)는 필터의 일부 확대 종단면도이고 (b)는 전체적인 외형을 나타내는 횡단면도이다.4 is a cross-sectional view showing the filter structure of the present invention, (a) is a partially enlarged longitudinal sectional view of the filter and (b) is a cross sectional view showing the overall appearance.
본 고안의 필터(2)는 관통공이 규칙적인 매트릭스형으로 제작되어 있어서, 가스가 주입되는 중심부분으로부터 가장자리 부분까지 고르게 가스가 확포되어 필터(2)를 통과하게 된 것이다. 따라서 종래의 방사형이나 메쉬형의 필터를 사용하는 것보다 더욱 균일도가 높은 실릴화막을 얻을 수 있게 된다.In the filter 2 of the present invention, the through-holes are manufactured in a regular matrix shape, and the gas is evenly spread from the central portion into which the gas is injected from the edge portion to pass 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 필터 관통공의 상부 주위벽(8)이 상방으로 세워져 있어 가스 주입시 가스가 웨이퍼(6)에 직접적으로 접촉하는 것을 방지하고, 상부판(3)과 필터(2) 사이의 공간내에서 1차로 대류된 후 필터(2)내의 전체 관통공에 고르게 도포되도록 하였다. 또한 관통공의 하부(10)도 약 20°내지 80°정도로 경사지게 제작되어 있어서, 관통공을 통과한 가스가 주위로 쉽게 퍼질 수 있도록 하였다(도면에서 화살표(5)는 주입가스의 진행방향을 나타낸다). 그리고 본 고안의 필터는 주입가스가 중심부로 집중 도포되는 것을 방지하기 위하여 필터의 중앙부분에 주입구 지름의 1-5배 정도의 영역에는 관통공을 뚫지 않은 부분(9)을 갖도록 제작하였다. 이 중앙부는 원형 또는 정사각형, 마름모꼴 등의 다각형 구조로 형성하도록 한다. 필터 관통공의 크기는 가스 분사 압력에 따라 조절하되 바람직하게는 그 상부에서의 지름을 0.5 내지 4㎜, 더욱 바람직하게는 1-3㎜정도로 조절하도록 한다.In particular, as a preferred embodiment of the present invention, the upper peripheral wall 8 of the filter through hole according to the present invention is erected upwards to prevent the gas from directly contacting the wafer 6 during gas injection, and the top plate 3 ) And the first convection in the space between the filter 2 and evenly applied to the entire through-hole in the filter (2). In addition, the lower portion 10 of the through hole is also inclined at about 20 ° to 80 °, so that the gas passing through the through hole can be easily spread around (arrow 5 in the drawing indicates the direction of injection gas). ). And the filter of the present invention was manufactured to have a portion (9) that does not penetrate through holes in the region of about 1-5 times the diameter of the injection hole in the central portion of the filter in order to prevent the injection gas concentrated in the center. This central portion is to be formed in a polygonal structure, such as a circle or square, rhombus. 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 0.5 to 4 mm, more preferably about 1-3 mm.
이와 같은 필터 구조에 의해 주입공기가 장치내에서 일단 대류됨으로써 주입가스가 감광성 수지의 상부, 특히 중앙 부분으로 다량 도포되는 것을 방지할 수 있어 실릴화막의 균일성이 향상되는 것이다.Such a filter structure prevents the injection gas from being applied to the upper portion of the photosensitive resin, particularly the central portion, by convection of the injected air once in the apparatus, thereby improving the uniformity of the silylated film.
제 6 도는 본 고안의 필터를 채용한 기상도포장치를 사용하여 얻어지는 웨이퍼의 위치에 따른 실릴레이션 깊이를 나타내는 그래프인데, 웨이퍼의 위치에 따른 실릴화막의 두께가 거의 균일함을 알 수 있다.FIG. 6 is a graph showing the sillation depth according to the position of the wafer obtained by using the vapor phase coating apparatus employing the filter of the present invention, and it can be seen that the thickness of the silylated film according to the position of the wafer is almost uniform.
레지스트 패턴 형성은 통상적인 방법에 따라 먼저 반도체 웨이퍼상에 노볼락 수지, 폴리비닐페놀 수지 등으로 이루어진 포토 레지스트 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 실릴화되지 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 포지티브톤 방법에 의해 수행될 수도 있다.In the resist pattern formation, a photoresist composition made of a novolak resin, a polyvinylphenol resin, or the like is first formed on a semiconductor wafer according to 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 unsilylated resist except for the resist under the silylated resist layer. It is composed. The silylation process may be performed by the negative tone method in which the exposed portions of the resist layer are selectively silylated, or may be performed by the 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 헥사메틸디실라잔, 테트라메틸디실라잔, 디메틸실리메틸아민, 디메틸실릴디에틸아민, 트리메틸실릴디메틸아민, 트리메틸실릴디에틸아민, 디메틸아미노트리메틸실란 등이 있다.As the silylating agent that can be used in the present invention, conventionally used silylating agents can be used without exception. Examples thereof include hexamethyldisilazane, tetramethyldisilazane, dimethylsilylamine, dimethylsilyldiethylamine, and trimethylsilyl. Dimethylamine, trimethylsilyldiethylamine, dimethylaminotrimethylsilane and the like.
이하 본 고안의 바람직한 실시예를 종래의 필터 및 본 고안의 필터를 각각 사용하여 얻어지는 실릴화막을 비교하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail by comparing the silylated film obtained by using the conventional filter and the filter of the present invention, respectively.
비교를 위해 종래의 필터를 채용한 기상도포장치로서는 일본 JSR사(Japan Synthetic Rubber Co. LTD.) 플라스마스크-Si(Plasmask-Si)장비를 사용하고 필터로서는 제 6 도 (b)에 나타난 방사형 및 (d)에 나타난 마이크로-메쉬형 필터를 채용하였다. 실리화제로서는 TMDS를 사용하고, 이를 90℃에서 0.15㎏/㎠의 압력으로 분사도포하여 실릴레이션 공정을 수행하였다.A gas phase applying device employing a conventional filter as compared to the Japanese JSR Corporation (Japan Synthetic Rubber Co. LTD.) Plastic mask -S i (Plasmask-Si) using the equipment and as the filter shown in Figure 6 (b) radial And the micro-mesh filter shown in (d). TMDS was used as the silicating agent, and it was spray-coated at a pressure of 0.15 kg / cm 2 at 90 ° C. to carry out the silylation process.
본 고안의 바람직한 필터는 다음과 같이 제작하였다.Preferred filters of the present invention were produced 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. 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.Through holes were formed in a regular mesh structure (matrix type) in the filter, and the inclination angle of the lower part of the through holes was 50 ° from the horizontal plane, and the upper part of the through holes was formed to extend upward in a cylindrical shape of 2 mm or more in height. 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 가수 주입구의 단부와 필터 상부 바닥과의 간격이 1㎜정도 되도록 하였다. 실릴화제인 TMDS(tetramethyldisilazane)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 filter was about 1 mm. The silylating agent TMDS (tetramethyldisilazane) was gas phase coated at a pressure of 0.15 kg / cm 2 at 90 ° C.
제 6 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. 결국 실선과 점선값의 차이가 실릴화막의 두께가 되는 것이다. 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이 종래의 방사형 필터를 이용하여 실릴레이션을 수행하여 얻은 막은 웨이퍼의 중심으로 갈수록 두꺼워지고 불균일해 짐을 알 수 있다. 그리고 메쉬형 필터를 사용한 경우에는 중심부분과 가장자리간의 두께차가 더욱 심하고 특히 가장자리 부분에서의 막두께가 균일하지 못하다.6 is a graph showing the state of the silylation film obtained after performing the silylation process using the three filters. In the graph, (a) is a case of using a vapor phase coating device employing a conventional radial filter (b), (c) is a case of using a conventional mesh filter, a vapor phase applying device employing (d), (e) is the present invention The conditions of the membranes obtained in the case of using the vapor phase coating apparatus employing the regular mesh type filter (f) are as follows. In the graph, the solid line (-) indicates the state where 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. As a result, the difference between the solid line and the dotted line value is the thickness of the silylated film. As can be seen from the graph, it can be seen that the film obtained by performing silylation using a conventional 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, and in particular, the film thickness at the edge portion is not uniform.
그러나 본 고안에 따른 필터를 사용하여 얻은 실릴화막은 중심과 가장자리간의 두께차가 거의 없으며 막두께가 고르게 형성된 것을 확인할 수 있다.However, the silylated film obtained using the filter according to the present invention has almost no thickness difference between the center and the edge, and it can be seen that the film thickness is formed evenly.
이상과 같은 효과가 얻어지는 것은 본 고안에 따른 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 주위 벽이 주입가스가 수지층 상부로 직접 도포되는 것을 방지해 주며, 관통공의 하부가 상협하광 형태로 경사져 있어서 관통공을 통과한 가스가 수지층 상부로 쉽게 확포될 수 있기 때문이다.The above effects are obtained because, by using the matrix filter according to the present invention, since the injection gas is first applied uniformly to the wafer top at the center portion and the edge portion of the filter, it is prevented from being concentrated at the center portion only. to be. 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 the lower part of the through hole is inclined in the form of upper and lower light, so that the gas passing through the through hole is easily moved to the upper part of the resin layer. Because it can be expanded.
결론적으로 본 고안에 따른 필터를 기상도포장치에 적용하여 실릴화공정을 수행하면 균일도가 높은 막이 형성되며, 이는 결국 이후의 에칭공정을 통해 우수한 해상도를 갖는 패턴을 제공해 주게 되는 것이다.In conclusion, when the silylation process is performed by applying the filter according to the present invention to the vapor phase coating apparatus, a high uniformity film is formed, which provides a pattern having excellent resolution through subsequent etching process.
즉, DISIRE법에 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.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 imaging process by the DISIRE 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 (7)
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|---|---|---|---|---|
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