KR960007445B1 - Method of patterning metal - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 종래 방법에 의한 금속패턴 형성 방법을 도시한 공정 플로우.1 is a process flow showing a metal pattern forming method according to the conventional method.
제2도는 본 발명에 따른 금속패턴 형성 방법을 나타내는 공정 플로우.2 is a process flow showing a metal pattern forming method according to the present invention.
본 발명의 반도체장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히 포토레지스트를 식각마스크로 하여 금속을 식각한 후 식각용액(Solvent)에 처리하는 공정없이 포토레지스트를 제거하는 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming a metal pattern, wherein the photoresist is removed without etching the metal using a photoresist as an etch mask and then treating it with an etch solution. will be.
반도체장치 제조 공정중(특히 DRAM(Dynamic Random Access Memory)공정) 후반 공정인 금속식각 공정시, 전 세계적으로 보편화되어 있는 식각용액(Solvent)에 금속을 담그는 (Dip) 공정이 필요하다. 이는 접적화 되어가는 반도체 소자에 있어서 조그마한 오염이라도 소자의 전기적 특성에 치명적인 손상을 입혀주기 때문에 더욱 중요시 되어진다.During the metal etching process, which is a late process of the semiconductor device manufacturing process (particularly, a DRAM (Dynamic Random Access Memory) process), a process of dipping a metal in an etching solution (Solvent), which is common worldwide, is needed. This is even more important in the semiconductor device that is being integrated because even a small contamination damages the electrical characteristics of the device.
제1도는 종래 방법에 의한 금속패턴 형성 방법을 도시한 공정 플로우를 나타내는 것으로, 종래의 공정은, 금속상에 포토레지스트(P/R)를 도포한 후 사진 /현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 공정(10)과, 이 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 하여 금속을 식각하는 공정(20), 금속막 식각 공정시 생성된 폴리머를 제거하기 위해 소정의 식각용액에 결과물을 담그는 공정(30) 및, 포토레지스트 패턴을 제거하는 공정(40)으로 진행된다는 것을 알 수 있다.FIG. 1 shows a process flow showing a metal pattern forming method according to a conventional method. The conventional process is a process of forming a photoresist pattern by applying a photoresist (P / R) onto a metal and then photographing / developing it. (10), a step of etching the metal using the photoresist pattern as an etching mask (20), a step of dipping the resultant in a predetermined etching solution to remove the polymer produced during the metal film etching step (30), and a photo It can be seen that the process proceeds to step 40 of removing the resist pattern.
이때, 금속막 식각공정(20)은 주식각 단계(21) 및 과도시각 단계(22)로 구분되며 각각 다른 공정 조건하에서 진행된다.In this case, the metal film etching process 20 is divided into a stock engraving step 21 and a transient drawing step 22, and each process is performed under different process conditions.
이때, 소정의 식각용액에 결과물을 담그는 공정(30)은, 전 공정(20), 즉 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 하여 금속을 식각하는 공정(20)시, 금속과 포토레지스트를 구성하는 입자 또는 다른 불순물이 서로 결합하여 금속 측벽에 폴리머(Polymer)를 형성하게 되는데, 이 폴리머는 단선 및 전기적 특성 저하등의 여러가지 문제점을 일으키기 때문에 이를 제거하기 위해 진행한다.At this time, the step (30) of dipping the resultant in a predetermined etching solution, in the previous step 20, that is, the step (20) of etching the metal using the photoresist pattern as an etching mask, or The other impurities combine to form a polymer on the metal sidewall, which proceeds to remove the polymer because it causes various problems such as disconnection and deterioration of electrical properties.
그러나, 상기와 같이 식각용액을 사용하여 폴리머를 제거하는 방법은 금속패턴을 깨끗하게 형성하여 단선등의 전기적 특성 저하를 방지하는 효과를 발휘하기는 하나, 경제적 또는 물리적으로 또다른 문제점을 일으켰는데, 이를 자세히 설명하자면, 첫째, 식각용액에 금속을 처리하는 기계가 고가이기 때문에 비용이 많이 들고, 둘째, 담당작업자가 추가적으로 배정되어야 하며, 셋째, 식각용액에 금속을 처리하는 이 공정에 의해 라인(Line)내의 습도가 증가하여 금속의 부식(corrosion)을 가속화시킨다. 더욱이 한개의 공정이 추가되기 때문에 소자제조 주기가 길어진다는 단점이 있다.However, the method of removing the polymer by using the etching solution as described above, although the effect of preventing the deterioration of electrical properties such as disconnection by forming a metal pattern cleanly, it caused another problem economically or physically. In detail, first, it is expensive because a machine for processing metal in an etching solution is expensive, and second, an additional worker must be assigned. Third, a line is processed by this process for processing metal in an etching solution. Humidity inside increases to accelerate the corrosion of the metal. Moreover, there is a disadvantage in that the device manufacturing cycle is long because one process is added.
본 발명의 목적은 금속 식각 후, 금속을 식각용액에 처리하지 않고도 폴리머를 제거할 수 있는 금속패턴 형성 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a metal pattern forming method capable of removing a polymer after metal etching, without treating the metal in an etching solution.
상기 목적들을 달성하기 위해 본 발명은, 금속패턴 형성 방법에 있어서, 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 하는 금속식각 공정시, 주식각 단계, 과도식각 단계 및 패시베이션 단계로 차례로 식각을 실시하며, 폴리머가 생성되지 않도록 금속에 대한 포토레지스트의 식각선택비를 조절된 공정 조건하에서 각각의 상기 단계를 실시하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above objects, the present invention, in the metal pattern forming method, during the metal etching process using the photoresist pattern as an etching mask, the etching is performed sequentially in the stock etching step, the transient etching step and the passivation step, the polymer is produced The etching selectivity of the photoresist with respect to the metal is characterized in that each of the above steps is carried out under controlled process conditions.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 더 자세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the present invention.
제2도는 본 발명에 따른 금속패턴 형성 방법을 나타내는 공정 플로우로서, 종래 방법과는 달리 식각용액에 웨이퍼를 처리하는 공정(제1도의 30)이 생략되었다는 것을 알 수 있다.2 is a process flow showing the metal pattern forming method according to the present invention, and it can be seen that the process of processing the wafer in the etching solution (30 in FIG. 1) is omitted unlike the conventional method.
즉, 금속상에 포토레지스트를 도포한 후 사진/현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 공정(10)과, 이 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 하여 금속을 식각하는 공정(200) 및 포토레지스트 패턴을 제거하는 공정(40)으로 진행된다는 것을 알 수 있다.That is, the step (10) of forming a photoresist pattern by applying a photoresist on a metal and then photographing / developing, the step (200) of etching the metal using the photoresist pattern as an etching mask, and removing the photoresist pattern It can be seen that the process proceeds to step 40.
식각용액에 웨이퍼를 처리하는 공정(제1도의 30)을 생략하기 위해서는, 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 하여 금속을 식각하는 공정(200)시, 이 식각공정의 조건을 금속에 대한 포토레지스트의 식각선택도를 낮춰 금속패턴 측벽에 폴리머가 형성되는 것을 최소화하면 된다.In order to omit the step of processing the wafer in the etching solution (30 in FIG. 1), during the step (200) of etching the metal using the photoresist pattern as an etching mask, the etching conditions of the photoresist with respect to the metal are used. The selectivity can be reduced to minimize the formation of polymers on the sidewalls of the metal pattern.
즉, 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 금속 식각 공정(200) 은 주식각 단계(201), 과도식각 단계(202) 및 패시베이션(Passivation) 단계(203)로 세분화되어 폴리머를 최소화하는 공정 조건으로 식각의 단계가 진행된다.That is, as shown in the drawings, the metal etching process 200 according to the present invention is subdivided into a stock etching step 201, a transient etching step 202, and a passivation step 203, thereby minimizing polymer. As the etching proceeds.
물론, 반도체 소자의 각각 공정 사이에서는 D.I 워터(D.I Water)에서 세정하는 공정이 수반되고 있으므로(종래방법에도 수반되고 있는 공정임) 패시베이션 단계(202) 이후에 린스하는 공정을 진행한 후 포토레지스트 패턴을 제거하는 공정(40)을 진행하면 된다.Of course, since the process of cleaning in DI water is involved between the processes of each semiconductor device (which is also a process involved in the conventional method), the process of rinsing after the passivation step 202 is performed. What is necessary is just to carry out the process 40 of removing this.
이러한 공정에 의하면, 식각용액에 금속을 담그는 처리를 하지 않고도 금속패턴 측벽에 형성된 폴리머를 제거할 수 있으므로, 종래 방법에서 문제시된 여러가지 문제들을 해결할 수 있다.According to this process, since the polymer formed on the sidewall of the metal pattern can be removed without the process of immersing the metal in the etching solution, it is possible to solve a variety of problems encountered in the conventional method.
금속 식각 공정(200)은 주식각 단계(201), 과도식각 단계(202), 패시베이션 단계(203)로 이루어지게 되는데 이들 각 단계의 공정조건(R/B4620에 한함) 및 순수세척 공정조건은 다음과 같다.The metal etching process 200 includes a stock etching step 201, a transient etching step 202, and a passivation step 203. The process conditions (limited to R / B4620) and pure washing process conditions of each step are as follows. Same as
주식각공정(M.E) ;Stock Equity Process (M.E);
압력 : 100mTorr∼200mTorrPressure: 100mTorr∼200mTorr
파워 : 250Watt∼300WattPower: 250Watt ~ 300Watt
BCl3: 30SCCM∼70SCCMBCl 3 : 30SCCM ~ 70SCCM
N2: 30SCCMN 2 : 30SCCM
Cl2: 40SCCM∼50SCCMCl 2 : 40SCCM ~ 50SCCM
과도식각(O.E) ;Transient etching (O.E);
압력 : 100mTorr∼150mTorrPressure: 100mTorr ~ 150mTorr
파워 : 400Watt∼500WattPower: 400Watt ~ 500Watt
BCl3: 30SCCM∼70SCCMBCl 3 : 30SCCM ~ 70SCCM
N2: 30SCCM∼30SCCMN 2 : 30SCCM ~ 30SCCM
Cl2: 10SCCM∼20SCCMCl 2 : 10SCCM ~ 20SCCM
패시베이션 ;Passivation;
압력 : 800mTorr∼1200mTorrPressure: 800mTorr∼1200mTorr
파워 : 250Watt∼350WattPower: 250Watt ~ 350Watt
CF4: 50SCCM∼100SCCMCF 4 : 50SCCM-100SCCM
O2: 10SCCM∼20SCCMO 2 : 10SCCM ~ 20SCCM
순수세척(APM) ;Pure washing (APM);
린스(Rinse) : 300RPM, 20Sec∼30SecRinse: 300RPM, 20Sec ~ 30Sec
드라이(Dry) : 200RPM, 20Sec∼40SecDry: 200RPM, 20Sec ~ 40Sec
상술한 바와 같이 본 발명은 금속에대한 포토레지스트의 식각선택도를 낮춰 금속패턴 측벽에 폴리머가 형성되는 것을 최소화하도록 하는 공정 조건으로 주식각 및 과도식각을 실시한 다음, 패시베이션 단계 및 D.I 워터에 린스하는 방법을 사용하여, 폴리머 제거를 위한 습식세정 공정을 생략함으로써, 장비 구매가 필요 없고 담당자 배정없이 금속식각 작업자 혼자 공정을 수행할 수 있어 인건비, 장비 구매비 및 공정시간을 줄일 수 있어, 금속의 부식 및 공정의 단순화로 비용의 절감을 가져오는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the stock angle and the transient etching are performed under process conditions that lower the etching selectivity of the photoresist with respect to the metal to minimize the formation of the polymer on the metal pattern sidewall, and then rinse the passivation step and DI water. By eliminating the wet cleaning process to remove polymers, the method eliminates the need for equipment purchases and allows the metal etch worker to perform the process alone without assigning personnel, thereby reducing labor costs, equipment purchase costs, and processing time. And it has the effect of reducing the cost by simplifying the process.
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