KR960002239B1 - 레지스트막 패턴 형성방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

레지스트막 패턴 형성방법

제1a도 내지 제1c도는 종래기술에 의한 레지스트막 패턴 형성단계를 도시한 단면도.

제2a도 내지 제2d도는 본 발명에 의한 레지스트막 패턴 형성단계를 도시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기판 2 : 근자외선용 실리레이션 레지스트막

2A,2B : 레지스트막 패턴 3 : 노광 마스크

4 : 근자외선(Near UV) 5,10 : 산 생성영역

6,11 : 실리레이션 영역 7,12 : 실리콘 산화막

8 : 원자외선(Deep UV) 9 : 경화영역

본 발명은 고집적 반도체 소자의 제조공정에서 기판 상부에 레지스트막 패턴을 형성시키는 리소그라피 기술에 관한 것으로, 특히 실리레이션(silylation) 공정을 이용하여 포지티브 레지스트막 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다.

제1a도 내지 제1c도는 종래 기술에 의해 레지스트막 패턴의 형성단계를 도시한 단면도이다.

제1a도는 기판(1) 상부에 근자외선용 실리레이션 레지스트막(2)을 도포한 다음, 노광 마스크(3)를 사용하여 상부에서 근자외선(4)을 조사시켜서 선택적으로 노광하면, 노광된 근자외선용 실리레이션 레지스트막(2)의 노광된 부분에는 산(Acid)이 발생되어 산 생성영역(5)을 형성한 것을 도시한 단면도이다.

제1b도는 제1a도의 공정을 진행하여 산 생성영역이 형성된 레지스트막(2)에 실리레이션 공정을 진행하여 상기 산 생성영역(5)으로 실리콘 원자를 확산시켜 실리레이션 영역(6)이 형성된 상태를 도시한 단면도로써, 산 생성영역(5)에 근접한 근자외선용 실리레이션 레지스트막(6)의 일정 부분에도 실리콘 원자가 확산되어 실리레이션 영역(6)이 형성됨을 도시한다.

제1c도는 산소플라즈마를 이용하여 실리레이션 영역(6)이 되지 않은 지역의 근자외선용 실리레이션 레지스트막(2)을 제거하여 레지스트막 패턴(2A)을 형성한 상태의 단면도로서, O₂플라즈마에 노출되는 실리레이션 영역(6)의 표면에 실리콘 산화막(7)이 성장되어 나머지 부분의 레지스트막(2)이 제거되는데, 이때 실리콘 산화막(7)은 거의 식각되지 않으므로 레지스트막 패턴(2A)의 상부면이 하부면보다 선폭이 크게 형성된 것을 도시한다.

상기의 종래기술은 노광지역에서 실리레이션 반응이 일어나 그 지역이 패턴으로 형성되는 네가티브(Negative) 레지스트 공정으로, 빛의 회절로 인해 노광된 노광 마스크 지역에도 실리레이션 반응이 일어나 노광지역과 노광 마스크지역의 경계에 스윙(Swing) 모양의 패턴이 형성되므로 건식현상(Dry Development)후의 레지스트 패턴은 수직한 모양이 아니고 윗부분은 넓고 아랫 부분은 좁은 형상으로 형성되어 레지스트막 패턴의 쒼放짐이나 단선 등이 발생하여 공정수율이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 실리레이션 반응으로 실리콘이 노광지역으로 확산됨에 따라 실리레이션된 지역이 팽창되기 때문에 패턴폭 조절이 어려운 다른 문제점이 있다.

또한 네가티브 레지스트 공정은 라인/스페이스 패턴 형성시에는 포지티브 레지스트 공정과 다를 바가 없으나, 홀(Hole) 패턴 형성시에는 실리콘 확산에 따른 부피 팽창이 라인/스페이스 패턴에서보다 상대적으로 커짐에 따라 홀 영역이 좁아지게 되어 후속 공정이 어려워지는 또 다른 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 네가티브 레지스트 패턴 공정으로 레지스트 패턴을 형성할 때 발생되는 문제점들을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 실리레이션 반응을 시키기 전에 원자외선(Deep Ultraviolet)으로 노광하여 실리레이션 영역이 형성될 지역을 제외한 다른 영역에 미리 경화(crosslinking)시킨 다음 근자외선(Near Ultraviolet)으로 노광 마스크 없이 전면 노광(Flood Exposure)한 후, 실리레이션 시킴으로써 경화지역에 의해 실리콘 원자의 측면 확산이 방지되어 패턴폭 변화가 일어나지 않고, 전면 노광하므로 회절에 의한 언더컷 발생이 방지되어 레지스트막 패턴이 수직한 형상으로 형성되어 레지스트막 패턴의 쒼放짐이나 단선을 방지할 수 있는 레지스트막 패턴 형성방법을 제공함에 있다.

또한 종래기술은 네가티브 레지스트 패턴 공정인데 반해 본 발명은 원자외선과 근자외선 노광에 의한 포지티브 레지스트 패턴 공정으로 바뀜에 따라 네가티브 레지스트 패턴 공정에서 발생되는 홀(Hole) 패턴의 부피팽창에 따른 홀 영역 축소가 방지되어 공정수율을 향상시킬 수 있는 레지스트막 패턴 형성방법을 제공함에 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

제2a도 내지 제2d도는 본 발명에 의해 포지티브 레지스트 패턴을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.

제2a도는 기판(1) 상부에 근자외선용 실리레이션 레지스트막(2)을 일정두께 도포하고, 그 상부에 설치된 노광 마스크(3)를 이용하여, 원자외선(8)으로 노광시키되, 근자외선용 실리레이션 레지스트(2)의 일정 두께를 노광시켜서 경화영역(9)을 형성한 상태의 단면도이다.

상기에서 경화영역(9)은 원자외선의 노광시에 근자외선용 실리레이션 레지스트막(2)내에 포함된 다이아조나프토 퀴논(Diazonaphtho quinone)과 노볼락 레진(Novolac resin)간의 에스테르 반응에 의해 형성되어 진다.

제2b도는 상기 경화영역(9)이 형성된 레지스트막(2)의 노광 마스크가 없는 전면 노광방법으로 근자외선(4)을 조사하여 상기 근자외선용 실리레이션 레지스트(2) 전체표면을 노광시켜 일정 깊이의 산 형성영역(10)을 형성한 상태의 단면도이다.

상기 근자외선 노광시 상기 근자외선용 실리레이션 레지스트막(2)에 포함된 다이아조나프토 퀴논이 인덴카르복실산(Indene Carboxylic Acid)으로 변화되어 산 생성영역(10)이 형성된다.

제2c도는 제2b도의 레지스트막(2)을 실리레이션 반응시켜 상기 경화영역(9)이 아닌 근자외선용 실리레이션 레지스트(2)의 상부 일정두께에 실리레이션 영역(11)을 형성한 상태의 단면도이다.

상기 실리레이션 반응은 실리레이션 용제인 헥사 매틸 다이실라젠을 노볼락 레진과 반응시켜 헥사 메틸실라젠의 실리콘이 노볼락 레진의 기(Group) 속에 포함되도록 한 것으로서, 원자외선에 의해 경화된 경화영역(9)은 실리레이션 반응이 일어나지 않으며 실리콘 확산에 의한 부피팽창을 막는 작용을 한다.

제2d도는 제2c도 공정 후, 상기 구조의 레지스트막(2)을 산소 플라즈마에 노출시키면, 실리콘 원자가 확산되어 있는 실리레이션 영역(11)의 상부면에는 실리콘 산화막(12)이 성장되어 노광 마스크 역할을 하게 하는 동시에 경화영역(9)과 하부의 레지스트막(2)은 산소 플라즈마에 의해 식각되어 포지티브 레지스트막 패턴(2B)을 형성한 상태의 단면도이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 원자외선과 근자외선 노광에 의해 포지티브 레지스트막 패턴 공정에서 실리레이션 공정 전에 경화영역을 형성함으로써 홀 패턴의 부피팽창에 따른 홀 영역 축소 문제를 해결할 수 있다.

또한, 본 발명은 종래 방법과 동일한 실리레이션 공정을 이용하기 때문에 실리레이션 공정의 장점인 미세 패턴 형성이 용이 하다.

Claims (1)

1. 레지스트막 패턴 형성방법에 있어서, 예정된 기판의 상부에 근자외선용 실리레이션 레지스트막을 도포하는 단계와, 상기 레지스트막 상부의 일정두께를 노광 마스크를 사용하여 원자외선으로 선택적으로 노광하여 레지스트막에서 패턴으로 예정되어 있지 않은 부분상에 경화영역을 형성하는 단계와, 상기 레지스트막 전체 표면을 근자외선으로 노광시키는 단계와, 상기 레지스트막에서 경화영역이 아닌 부분 상부에 실리레이션 공정으로 실리콘 원자를 확산시켜 일정두께에 실리레이션 영역을 형성하는 단계와, 상기 구조의 레지스트막을 산소 플라즈마에 노출시켜 실리레이션 영역 상부면에 실리콘 산화막을 형성하여 식각마스크가 되도록 하고, 상기 경화영역과 그 하부의 레지스트막을 제거하여 포지티브 레지스트막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트막 패턴 형성방법.