KR100271761B1 - 반도체장치 제조용 현상장치 및 그의 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체장치의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은, 반도체기판 상의 소정의 막 상에 도포된 포토레지스트가 선택적으로 제거되도록 노광 및 현상을 순차적으로 수행하는 단계; 상기 포토레지스트의 선택적인 제거로 노출되는 상기 소정의 막을 식각시시키는 단계; 및 상기 포토레지스트의 선택적인 제거로 반도체기판 상의 소정의 영역에 잔류하는 포토레지스트를 디메틸아세트아미드를 이용하여 완전히 제거시키는 스트립공정을 수행하는 단계를 구비하여 이루어짐을 특징으로 한다.
따라서, 포토레지스트를 범용적으로 이용할 수 있고, 또한 제조공정의 수행시간을 단축시킬 수 있음으로 인해 생산성이 향상되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반도체장치의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디메틸아세트아미드(Dimethylacetamide) 또는 모노에탄올아민(Monoethanolamine) 및 디메틸술폭시드(Dimethylsulfoxide)를 혼합시킨 혼합액을 이용하여 포토레지스트(Photo Resist)를 제거시키는 스트립(Strip)공정을 수행하는 반도체장치의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체장치의 제조에서는 소자의 특성에 따른 패턴(Pattern)을 형성시키는 사진식각공정을 수행한다.
상기와 같은 사진식각공정은 주로 포토레지스트를 이용하고, 이러한 포토레지스트를 이용한 사진식각공정은 반도체기판 상에 도포되는 포토레지스트를 노광 및 현상 등의 일련의 공정을 수행하여 선택적으로 제거시킴으로써 소자의 특성에 따른 패턴을 형성시킨다.
그리고 상기의 포토레지스트는 포지티브타입(Positive Type) 및 네거티브타입(Negative Type) 등으로 구분할 수 있고, 또한 상기 포토레지스트에 조사시키는 광(光)의 파장에 따라 아이-라인(이하 'i-line' 이라 한다.)계, 지-라인(G-line)계 또는 딥유브이(Deep UV)계 등으로 구분할 수 있다.
여기서 상기 포지티브타입 및 네거티브타입의 구분은 사진식각공정의 수행시 광에 노출되는 영역의 선택적인 제거의 유무에 따라 구분한다.
즉, 반도체기판에 도포시킨 포토레지스트가 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 것이 포지티브타입이고, 광에 노출되지 않은 영역이 선택적으로 제거되는 것이 네거티브타입이다.
그리고 상기 광의 파장에 따른 i-line계, 지-라인계 또는 딥유브계 등의 구분은 반도체장치의 제조에서 일반적인 광원으로 이용되는 수은램프(Hg Arc Lamp)의 스펙트럼(Spectrum)에서 보이는 파장으로 구분하는 것으로써, 상기 포토레지스트가 365nm의 파장에 감응하는 것이 i-line계, 436nm의 파장에 감응하는 것이 지-라인계, 248nm의 파장에 감응하는 것이 딥유브이계이다.
이러한 포토레지스트를 이용한 종래의 반도체장치의 제조에서는 주로 365nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 i-line계의 포지티브타입의 포토레지스트를 이용하였다.
그러나 상기 i-line계의 포지티브타입의 포토레지스트를 이용한 사진식각공정의 수행으로는 0.3μm까지의 패턴을 형성시킬 수 있기 때문에 상기 패턴이 미세화되어가는 최근의 반도체장치의 제조에서는 그 한계가 있었다.
이에 따라 최근의 반도체장치의 제조에서는 0.2μm 이하의 패턴을 형성시킬 수 있는 딥유브이계의 포토레지스트를 이용하는 추세로 진행되고 있다.그러나 상기 딥유브이계의 포토레지스트는 i-line계의 포토레지스트와는 열 또는 광 등에 의한 상태변화가 다르기 때문에 상기 딥유브이계의 포토레지스트를 반도체장치의 제조에 적용하기에는 어려움이 있었다.
즉, 상기 i-line계의 포토레지스트와 딥유브이계의 포토레지스트를 구성하고 있는 고분자, 광반응제 및 이들을 용해시키는 솔벤트(Solvent) 등이 다르기 때문이었다.
다시말해, 상기 딥유브이계의 포토레지스트의 반도체장치의 제조에서의 적용은 상기 사진식각공정을 수행한 후, 반도체기판 상에 잔류하는 포토레지스트를 완전히 제거시키는 스트립(Strip)공정에 이용되는 케미컬(Chemical) 즉, 포토레지스트 제거를 위한 제거액 등이 개발되어 있지 않아 실제의 반도체장치의 제조에 직접적으로 적용하지 못하고 있다.
따라서 종래에는 딥유브이계의 포토레지스트를 제거하는 스트립공정에서의 제거액등이 개발되어 있지 않음으로 인해 미세한 패턴의 형성을 요구하는 반도체장치의 제조는 그 한계가 있었다.
본 발명의 목적은, 딥유브이계의 포토레지스트를 제거할 수 있는 스트립공정을 반도체장치의 제조에 적용하기 위한 반도체장치의 제조방법을 제공하는 데 있다.
도1은 본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법의 제 1 실시예를 나타내는 공정도이다.
도2는 도1의 스트립공정을 수행하는 스핀코터장치를 나타내는 모식도이다.
도3은 본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법의 제 2 실시예를 나타내는 공정도이다.
도4는 도3의 스트립공정을 수행하는 스핀코터장치를 나타내는 모식도이다.
도5는 본 발명의 반도체장치의 제조방법에 따라 수행되는 반도체장치의 제조수율을 나타내는 그래프이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 스핀코터장치 12 : 노즐
W : 반도체기판
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법은, 디메틸아세트아미드를 이용하여 반도체기판 상에 도포시킨 포토레지스트를 완전히 제거시키는 스트립공정을 수행함을 특징으로 한다.
상기 포토레지스트는 소정의 파장을 가지는 광(光)에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 포지티브타입의 포토레지스트인 것이 바람직하다.
상기 포토레지스트는 365nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 i-line계의 포지티브타입의 포토레지스트인 것이 바람직하다.
상기 포토레지스트는 248nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 딥유브이계의 포지티브타입의 포토레지스트인 것이 바람직하다.
상기 스트립공정은 10℃ 내지 40℃ 정도의 온도를 유지하는 상기 디메틸아세트아미드를 이용하여 300초 이하의 시간으로 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
상기 스트립공정은 상기 디메틸아세트아미드를 상기 포토레지스트가 도포된 반도체기판 상에 분사시키는 스프레이타입으로 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법은, 반도체기판 상의 소정의 막 상에 도포된 포토레지스트가 선택적으로 제거되도록 노광 및 현상을 순차적으로 수행하는 단계; 상기 포토레지스트의 선택적인 제거로 노출되는 상기 소정의 막을 식각시키는 단계; 및 상기 포토레지스트의 선택적인 제거로 반도체기판 상의 소정의 영역에 잔류하는 포토레지스트를 디메틸아세트아미드를 이용하여 완전히 제거시키는 스트립공정을 수행하는 단계를 구비하여 이루어짐을 특징으로 한다.
상기 노광공정을 수행하는 단계에 앞서 상기 포토레지스트를 베이킹시키는 베이킹공정을 수행하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 베이킹공정은 200℃ 이하의 온도에서 300초 이하의 시간으로 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
상기 소정의 막은 절연막, 금속막, 상기 절연막 또는 금속막을 포함하는 다층막으로 이루어지는 그룹 중에서 어느 하나가 순차적으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 포토레지스트는 365nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 i-line계의 포지티브타입의 포토레지스트인 것이 바람직하다.
상기 포토레지스트는 248nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 딥유브이계의 포지티브타입의 포토레지스트인 것이 바람직하다.
상기 스트립공정은 10℃ 내지 40℃ 정도의 온도를 유지하는 상기 디메틸아세트아미드를 이용하여 300초 이하의 시간으로 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
상기 스트립공정은 상기 디메틸아세트아미드를 상기 포토레지스트가 도포된 반도체기판 상에 분사시키는 스프레이타입으로 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법은, 모노에탄올아민 및 디메틸술폭시드를 혼합시킨 혼합액을 이용하여 반도체기판 상에 도포시킨 포토레지스트를 완전히 제거시키는 스트립공정을 수행하는 것이 바람직하다.
상기 혼합액은 20중량% 내지 80중량% 정도의 모노에탄올아민 및 잔량의 디메틸술폭시드를 혼합시킨 것이 바람직하다.
상기 포토레지스트는 소정의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 포지티브타입의 포토레지스트인 것이 바람직하다.
상기 포토레지스트는 365nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 i-line계의 포지티브타입의 포토레지스트인 것이 바람직하다.
상기 포토레지스트는 248nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 딥유브이계의 포지티브타입이 포토레지스트인 것이 바람직하다.
상기 포토레지스트는 소정의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 반도체기판 상에 잔류하는 네거티브타입의 포토레지스트인 것이 바람직하다.
상기 포토레지스트는 356nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 반도체기판 상에 잔류하는 i-line계의 네거티브타입의 포토레지스트인 것이 바람직하다.
상기 포토레지스트는 248nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 반도체기판 상에 잔류하는 딥유브이계의 네거티브타입의 포토레지스트인 것이 바람직하다.
상기 스트립공정은 10℃ 내지 40℃ 정도의 온도를 유지하는 상기 모노에탄올아민 및 디메틸술폭시드를 혼합시킨 혼합액을 이용하여 300초 이하의 시간으로 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
상기 스트립공정은 상기 모노에탄올아민 및 디메틸술폭시드를 상기 포토레지스트가 도포된 반도체기판 상에 분사시키는 스프레이타입으로 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
상기 스트립공정은 상기 모노에탄올아민 및 디메틸술폭시드를 상기 포토레지스트가 도포된 반도체기판 상에 각각으로 분사시키는 스프레이타입으로 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법은, 반도체기판 상의 소정의 막 상에 도포된 포토레지스트가 선택적으로 제거되도록 노광 및 현상을 순차적으로 수행하는 단계; 상기 포토레지스트의 선택적인 제거로 노출되는 상기 소정의 막을 식각시키는 단계; 및 상기 포토레지스트의 선택적인 제거로 반도체기판 상의 소정의 영역에 잔류하는 포토레지스트를 모노에탄올아민 및 디메틸술폭시드를 혼합시킨 혼합액을 이용하여 완전히 제거시키는 스트립공정을 수행하는 단계를 구비하여 이루어짐을 특징으로 한다.
상기 노광공정을 수행하는 단계에 앞서 상기 포토레지스트를 베이킹시키는 베이킹공정을 수행하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 베이킹공정은 200℃ 이하의 온도에서 300초 이하의 시간으로 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
상기 스트립공정의 수행으로 상기 포토레지스트가 완전히 제거된 반도체기판을 린스시키는 린스공정을 수행하는 단게를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 린스공정은 10℃ 내지 40℃의 온도에서 120초 이하의 시간으로 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
상기 린스공정은 탈이온수 또는 아세톤을 이용하여 수행하는 것이 바람직하다.
상기 소정의 막은 절연막, 금속막, 상기 절연막 또는 금속막을 포함하는 다층막으로 이루어지는 그룹 중에서 어느 하나가 순차적으로 형성된 것인 바람직하다.
상기 포토레지스트는 365nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 i-line계의 포지티브타입의 포토레지스트인 것이 바람직하다.
상기 포토레지스트는 248nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 딥유브이계의 포지티브타입이 포토레지스트인 것이 바람직하다.
상기 포토레지스트는 356nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 반도체기판 상에 잔류하는 i-line계의 네거티브타입의 포토레지스트인 것이 바람직하다.
상기 포토레지스트는 248nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 반도체기판 상에 잔류하는 딥유브이계의 네거티브타입의 포토레지스트인 것이 바람직하다.
상기 스트립공정은 10℃ 내지 40℃ 정도의 온도를 유지하는 상기 모노에탄올아민 및 디메틸술폭시드가 혼합된 혼합액을 현상액으로 이용하여 300초 이하의 시간으로 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
상기 스트립공정은 상기 모노에탄올아민 및 디메틸술폭시드를 상기 포토레지스트가 소정의 영역에 잔류하는 반도체기판 상에 분사시키는 스프레이타입으로 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법의 제 1 실시예를 나타내는 공정도이고, 도2는 도1의 스트립공정을 수행하는 스핀코터장치를 나타내는 모식도이며, 도3은 본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법의 제 2 실시예를 나타내는 공정도이고, 도4는 도3의 스트립공정을 수행하는 스핀코터장치를 나타내는 모식도이며, 도5는 본 발명의 반도체장치의 제조방법에 따라 수행되는 반도체장치의 제조수율을 나타내는 그래프이다.
여기서 본 발명은 디메틸아세트아미드를 이용한 스트립공정을 포함하는 반도체장치의 제조를 제 1 실시예로 하고, 모노에탄올아민 및 디메틸술폭시드를 혼합시킨 혼합액을 이용한 스트립공정을 포함하는 반도체장치의 제조를 제 2 실시예로 한다.
제 1 실시예
먼저, 도1은 디메틸아세트아미드를 이용한 본 발명의 스트립공정을 포함하는 사진식각공정을 수행하는 공정을 나타내는 공정도이다.
여기서 도1은 반도체기판 상에 포토레지스트를 도포시키는 단계, 상기 포토레지스트를 베이킹시키는 단계 그리고 상기 포토레지스트를 소정의 파장을 가지는 광에 노출시키는 노광공정을 수행하는 단계 및 상기 포토레지스트를 선택적으로 제거하는 현상공정을 수행하는 단계로 구성된다.
또한 상기 현상공정의 수행으로 노출되는 소정의 막을 식각시키는 단계와 상기 반도체기판 상의 소정의 영역에 잔류하는 포토레지스트를 완전히 제거시키는 스트립공정을 수행하는 단계로 구성되어 있다.
여기서 본 발명의 상기 포토레지스트는 소정의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 포지티브타입의 포토레지스트이고, 상기 노광공정에서 이용되는 광의 파장은 365nm 또는 248nm이다.
즉, 본 발명은 365nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 i-line계의 포지티브타입의 포토레지스트 또는 248nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 딥유브이계의 포지티브타입의 포토레지스트를 이용할 수 있다.
그리고 본 발명의 스트립공정의 수행에서 상기 포토레지스트를 완전히 제거시킬 수 있는 케미컬 즉, 제거액은 디메틸아세트아미드를 이용한다.
여기서 본 발명의 제 1 실시예는 먼저, 딥유브이계의 포지티브타입의 포토레지스트(제품명 : UV Ⅲ, 제조회사 : SHIPLY)를 이용하여 상기의 구성으로 이루어지는 사진식각공정을 수행한다.
먼저, 반도체기판 상의 소정의 막 상에 상기 딥유브이계의 포지티브타입의 포토레지스트를 도포시킨다.
여기서 본 발명은 상기 소정의 막을 절연막, 금속막 및 상기 절연막 또는 금속막을 포함하는 다층막으로 이루어지는 그룹 중에서 어느 하나를 반도체기판 상에 형성시킬 수 있다.
그리고 상기의 포토레지스트의 도포는 도2에 도시된 바와 같이 반도체기판을 회전시키며서 노즐(Nozzle)(12)을 이용하여 포토레지스트를 도포시키는 스프레이타입(Spray Type)의 스핀코터(Spin Coater)장치(10)를 이용한다.
이어서 상기 반도체기판에 도포된 포토레지스트 내에 잔류하는 솔벤트 등을 제거시키고, 또한 상기 포토레지스트를 안정화시키기 위하여 베이킹공정을 수행한다.
여기서 본 발명의 상기 베이킹공정은 200℃ 이하의 온도에서 300초 이하의 시간으로 공정을 수행할 수 있고, 실시예에서는 100℃의 온도에서 120초의 시간으로 수행한다.
그리고 248nm의 파장을 가지는 광에 상기 포토레지스트를 선택적으로 노출시키는 노광공정을 수행한다.
여기서 상기 노광공정은 스텝앤드스텝(Step and Step)방식 또는 스캔(Scan)방식 등을 다양하게 이용할 수 있다.
그리고 상기와 같이 포토레지스트가 광에 선택적으로 노출된 영역을 제거하는 현상공정을 수행한다.
이어서 상기 포토레지스트의 선택적인 제거로 노출되는 소정의 막을 식각시키는 식각공정을 수행한다.
그리고 상기 현상공정의 수행으로 반도체기판 상의 소정의 영역에 잔류하는 포토레지스트를 완전히 제거시키는 스트립공정을 수행한다.
여기서 본 발명은 디메틸아세트아미드를 이용하여 상기 스트립공정을 수행하는 것으로써, 10℃ 내지 40℃ 정도의 온도를 유지하는 상기 디메틸아세트아미드를 이용하여 300초 이하의 시간으로 상기 스트립공정을 수행할 수 있다.
그리고 실시예에서는 상기 스트립공정을 25℃의 온도를 유지하는 디메틸아세트아미드를 이용하여 180초의 시간으로 공정을 수행한다.
또한 본 발명은 상기 스트립공정을 도2에 도시된 바와 같이 스핀코터장치(10)를 이용한 스프레이타입으로 공정을 수행할 수 있다.
즉, 상기의 포토레지스트를 도포시키는 스핀코터장치(10)에 상기 디메틸아세트아미드를 분사시키는 노즐(12)을 구비시켜 상기의 스트립공정에 이용한다.
계속해서 본 발명은 i-line계의 포지티브타입의 포토레지스트(제품명 : THMR i3100)를 이용하여 상기의 구성으로 이루어지는 사진식각공정을 수행할 수 있다.
그리고 상기 포토레지스트는 i-line계이기 때문에 노광공정의 수행시 365nm의 파장을 가지는 광을 이용하는 것만을 달리한다.
이러한 사진식각공정의 수행 후, 본 발명은 상기 디메틸아세트아미드를 이용하여 스트립공정을 수행한 결과, 상기의 딥유브이계의 포지티브타입의 포토레지스트 및 i-line계의 포지티브타입의 포토레지스트를 모두 제거할 수 있는 결과를 얻을 수 있다.
이러한 구성으로 이루어지는 본 발명의 제 1 실시예는 상기 포토레지스트를 제거시키는 제거액을 디메틸아세트아미드를 이용함으로써, 딥유브이계의 포토레지스트 뿐만 아니라 i-line계의 포토레지스트를 반도체장치의 제조에 범용적으로 이용할 수 있다.
이에 따라 패턴의 미세화의 정도에 따라 포토레지스트를 선택적으로 이용할 수 있다.
또한 본 발명은 스트립공정을 스핀코터장치(10)를 이용한 스프레이방식으로 수행할 수 있기 때문에 종래의 황산(H2SO4) 등을 이용하는 스트립공정에서의 대기시간이 발생하지 않음으로 인해 제조공정의 수행시간을 단축시킬 수 있다.
그리고 상기의 디메틸아세트아미드는 하부막인 상기 소정의 막에 대한 영향성이 종래의 황산보다 적고, 이러한 결과는 사진식각공정을 수행하지 않은 막 즉, 사진식각공정의 수행 전의 막과 유사한 결과를 보여준다.
이에 따라 본 발명의 제 1 실시예는 상기 디메틸아세트아미드를 스트립공정에 적용할 수 있는 결과를 보여줌으로써 포토레지스트의 범용적인 이용 뿐만 아니라 제조공정의 수행시간 등을 단축시킬 수 있다.
제 2 실시예
먼저, 도3은 모노에탄올아민 및 디메틸술폭시드를 이용한 본 발명의 스트립공정을 포함하는 사진식각공정을 수행하는 공정을 나타내는 공정도이다.
여기서 도2는 반도체기판 상에 포토레지스트를 도포시키는 단계, 상기 포토레지스트를 베이킹시키는 단계 그리고 상기 포토레지스트를 소정의 파장을 가지는 광에 노출시키는 노광공정을 수행하는 단계와 상기 포토레지스트를 선택적으로 제거하는 현상공정을 수행하는 단계로 구성된다.
그리고 상기 현상공정의 수행으로 노출되는 소정의 막을 식각시키는 식각공정과 상기 반도체기판 상에 잔류하는 포토레지스트를 완전히 제거시키는 스트립공정 및 상기 반도체기판을 린스(Rinse)시키는 린스공정을 수행하는 단계로 구성된다.
여기서 본 발명의 상기 포토레지스트는 소정의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 포지티브타입 또는 소정의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 반도체기판 상에 잔류하는 네거티브타입을 이용할 수 있고, 또한 상기 노광공정에서 이용되는 광의 파장은 365nm 또는 248nm이다.
즉, 본 발명은 365nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 i-line계의 포지티브타입의 포토레지스트 또는 248nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 딥유브이계의 포지티브타입의 포토레지스트를 이용할 수 있다.
또한 본 발명은 365nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 반도체기판 상에 잔류하는 i-line계의 네거티브타입의 포토레지스트 또는 248nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 반도체기판 상에 잔류하는 딥유브이게의 네거티브타입의 포토레지스트를 이용할 수 있다.
그리고 본 발명의 스트립공정의 수행에서 상기 포토레지스트의 완전히 제거시킬 수 있는 케미컬 즉, 제거액은 모노에탄올아민 및 디메틸술폭시드를 혼합시킨 혼합액을 이용한다.
여기서 상기 혼합액은 20중량% 내지 80중량%의 모노에탄올아민 및 잔량의 디메틸술폭시드로 혼합시킬 수 있고, 제 2 실시예에서는 60중량%의 모노에탄올아민 및 잔량의 디메틸술폭시드를 혼합시킨 혼합액을 제거액으로 이용한다.
그리고 본 발명은 먼저, 딥유브이게의 포지티브타입의 포토레지스트(제품명 : UV Ⅲ)를 이용하여 상기의 구성으로 이루어지는 사진식각공정을 수행한다.
먼저, 반도체기판 상의 소정의 막 상에 상기 딥유브이계의 포지티브타입의 포토레지스트를 도포시킨다.
여기서 본 발명은 상기 소정의 막을 절연막, 금속막 및 상기 절연막 또는 금속막을 포함하는 다층막으로 이루어지는 그룹 중에서 어느 하나를 형성시킬 수 있다.
그리고 상기의 포토레지스트의 도포는 도4에 도시된 바와 같이 반도체기판을 회전시키면서 노즐(12)을 이용하여 포토레지스트를 도포시키는 스프레이타입의 스핀코터장치(10)를 이용한다.
이어서 상기 반도체기판에 도포된 포토레지스트 내에 잔류하는 솔벤트 등을 제거시키고, 또한 상기 포토레지스트를 안정화시키기 위하여 베이킹공정을 수행한다.
여기서 본 발명의 상기 베이킹공정은 200℃ 이하의 온도에서 300초 이하의 시간으로 공정을 수행할 수 있고, 실시예에서는 100℃의 온도에서 120초의 시간으로 수행한다.
그리고 248nm의 파장을 가지는 광에 상기 포토레지스트를 선택적으로 노출시킨다.
여기서 상기 노광공정은 스텝앤드스텝방식 또는 스캔방식 등을 다양하게 이용할 수 있다.
그리고 상기와 같이 포토레지스트가 광에 선택적으로 노출된 영역을 제거하는 현상공정을 수행한다.
이어서 상기 현상공정의 수행으로 노출되는 하부막 즉, 소정의 막을 식각시키는 식각공정을 수행한다.
그리고 상기 식각공정을 수행한 후, 상기 반도체기판 상에 잔류하는 포토레지스트를 완전히 제거시키는 스트립공정을 수행한다.
여기서 본 발명은 모노에탄올아민 및 디메틸술폭시드를 혼합한 혼합액을 이용하여 상기 스트립공정을 수행하는 것으로써, 10℃ 내지 40℃ 정도의 온도를 유지하는 상기 혼합액 즉, 제거액을 이용하여 300초 이하의 시간으로 상기 스트립공정을 수행할 수 있다.
그리고 실시예에서는 상기 스트립공정을 25℃의 온도를 유지하는 상기 제거액을 이용하여 180초의 시간으로 공정을 수행한다.
또한 본 발명은 상기 스트립공정을 도4에 도시된 바와 같이 스핀코터장치(10)를 이용한 스프레이타입으로 공정을 수행할 수 있다.
즉, 상기 포토레지스트를 도포시키는 스핀코터장치(10)에 상기 모노에탄올아민 및 디메틸술폭시드를 분사시키는 노즐(12)을 구비시켜 상기 스트립공정에 이용할 수 있는 것으로써, 상기 모노에탄올아민 및 디메틸술폭시드를 각각으로 분사시키는 노즐(12)을 구비시켜 공정을 수행할 수 있다.
이어서 상기 스트립공정을 수행한 후, 상기 반도체기판을 린스시키는 린스공정을 수행한다.
여기서 상기 린스공정은 상기 스트립공정에 이용되는 제거액의 점도에 따른 공정의 수행으로써, 상기 스트립공정의 수행으로써 상기 제거액이 반도체기판 상에 잔류하기 때문에 수행한다.
그리고 본 발명의 상기의 린스공정은 10℃ 내지 40℃ 정도의 온도에서 120초 이하의 시간으로 공정을 수행할 수 있고, 실시예에서는 25℃의 온도에서 60초의 시간으로 공정을 수행한다.
여기서 상기 린스공정은 탈이온수, 아세톤 등을 이용하여 수행할 수 있고, 또한 상기 린스공정에서는 탈이온수, 아세톤 뿐만 아니라 에틸피류베이트(Ethylpyruvate), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofurane), 프로필렌글리콜모노에틸아세테이트(Propyleneglycolmonoethylacetate), 감마-뷰티로락톤(γ-butyrolactone), 엔-메틸-2-피로리돈(N-methyl-2-pyrollidone), 엔-뷰틸아세테이트(N-butylacetate) 또는 상기의 케미컬(Chemical)들을 혼합한 혼합액 등을 이용할 수 있다.
이러한 상기의 린스공정 또한 도4와 같이 노즐(12)이 구비되는 스핀코터장치(10)를 이용하여 공정을 수행할 수 있다.
즉, 상기 스핀코터장치(10)에 구비되는 노즐(12)을 이용하여 상기의 린스공정에 이용되는 케미컬들을 분사시키는 스프레이방식으로 공정을 수행할 수 있다.
게속해서 본 발명은 딥유브이계의 네거티브타입의 포토레지스트(제품명 : TDUR-N908)를 이용하여 상기의 구성으로 이루어지는 스트립공정을 포함하는 사진식각공정을 수행할 수 있다.
그리고 상기 포토레지스트는 네거티브타입이기 때문에 현상공정의 수행시 광에 노출되는 영역이 선택적으로 반도체기판에 잔류한다.
또한 본 발명은 i-line계의 포지티브타입의 포토레지스트(제품명 : THMR i3100, 제조화사 : TOK)를 이용하여 상기의 구성으로 이루어지는 스트립공정을 포함하는 사진식각공정을 수행할 수 있다.
그리고 상기 포토레지스트는 i-line계이기 때문에 노광공정의 수행시 365nm의 파장을 가지는 광을 이용하는 것만을 달리한다.
이렇게 본 발명은 상기 모노에탄올아민 및 디메틸술폭시드를 혼합한 혼합액을 이용한 스트립공정을 포함하는 사진식각공정을 수행한 결과, 상기의 딥유브이계의 포지티브타입의 포토레지스트, i-line계의 포지티브타입의 포토레지스트, 딥유브이계의 네거티브타입의 포토레지스트 및 i-line계의 네거티브타입의 포토레지스트를 모두 제거할 수 있는 결과를 얻을 수 있다.
이러한 구성으로 이루어지는 본 발명의 제 2 실시예는 상기 포토레지스트를 제거시키는 제거액으로 모노에탄올아민 및 디메틸술폭시드를 혼합한 것을 이용함으로써, 딥유브이계 포지티브타입 또는 네거티브타입 뿐만 아니라 i-line계의 포지티브타입 또는 네거티브타입의 포토레지스트를 반도체장치의 제조에 범용적으로 이용할 수 있다.
이에 따라 패턴의 미세화의 정도에 따라 포토레지스트를 선택적으로 이용할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 스트립공정을 스핀코터장치를 이용한 스프레이방식으로 수행할 수 있기 때문에 종래의 황산 등을 이용하는 스트립공정에서의 대기시간이 발생하지 않음으로 인해 제조공정의 수행시간을 단축시킬 수 있다.
그리고 상기의 모노에탄올아민 및 디메틸술폭시드를 혼합한 제거액은 상기 소정의 막에 대한 영향성이 종래의 황산보다 적고, 이러한 결과는 사진식각공정을 수행하지 않은 막 즉, 정상공정을 수행하는 막과 유사한 결과를 보여준다.
이에 따라 본 발명의 제 2 실시예는 상기의 제거액을 스트립공정에 적용할 수 있는 결과를 보여줌으로써 포토레지스트의 범용적인 이용 뿐만 아니라 제조공정의 수행시간 등을 단축시킬 수 있다.
전술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 제 1 실시예 및 제 2 실시예를 실제의 반도체장치에 적용하여 공정을 수행하여 그 제조수율을 평가하여 본 결과, 도5의 그래프(Graph)와 같은 결과를 얻을 수 있다.
즉, 종래의 황산을 이용한 스트립공정의 결과 보다 본 발명의 디메틸아세트아미드 또는 모노에탄올아민 및 디메틸술폭시드를 혼합시킨 혼합액을 이용한 스트립공정의 제조수율의 평가가 향상됨을 알 수 있다.
이에 따라 본 발명은 상기와 같은 제거액들을 이용하여 반도체장치의 제조공정을 수행할 수 있음으로 인해 포토레지스트의 선택을 범용적으로 할 수 있다.
즉, 딥유브이계의 포토레지스트를 이용한 스트립공정을 수행할 수 있기 때문에 최근의 반도체장치에서 요구하는 0.2μm이하의 미세한 패턴을 형성시킬 수 있다.
또한 본 발명의 스트립공정의 수행을 포토레지스트를 도포하는 스핀코터장치를 이용할 수 있음으로 인해 공정수행시 대기시간을 단축시킬 수 있다.
즉, 본 발명은 상기의 스핀코터장치(10)(일반적으로 3개의 노즐이 구비된다.)를 이용하여 상기의 포토레지스트를 도포시키는 공정을 수행할 수 있고, 또한 제거액을 분사시키는 스트립공정 및 반도체기판을 린스시키는 린스공정을 수행할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 포토레지스트를 범용적으로 이용할 수 있고, 또한 제조공정의 수행시간을 단축시킬 수 있음으로 인해 생산성이 향상되는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (14)
- 디메틸아세트아미드(Dimethylacetamide)를 이용하여 반도체기판 상에 도포시킨 포토레지스트(Photo Resist)를 완전히 제거시키는 스트립(Strip)공정을 수행함을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 포토레지스트는 소정의 파장을 가지는 광(光)에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 포지티브타입(Positive Type)의 포토레지스트임을 특징으로 하는 상기 반도체장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 포토레지스트는 365nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 i-line계의 포지티브타입의 포토레지스트임을 특징으로 하는 상기 반도체장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 포토레지스트는 248nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 딥유브이(Deep UV)계의 포지티브타입의 포토레지스트임을 특징으로 하는 상기 반도체장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 스트립공정은 10℃ 내지 40℃ 정도의 온도를 유지하는 상기 디메틸아세트아미드를 이용하여 300초 이하의 시간으로 공정을 수행함을 특징으로 하는 상기 반도체장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 스트립공정은 상기 디메틸아세트아미드를 상기 포토레지스트가 도포된 반도체기판 상에 분사시키는 스프레이타입(Spray Type)으로 공정을 수행함을 특징으로 하는 상기 반도체장치의 제조방법.
- 반도체기판 상의 소정의 막 상에 도포된 포토레지스트가 선택적으로 제거되도록 노광 및 현상을 순차적으로 수행하는 단계;상기 포토레지스트의 선택적인 제거로 노출되는 상기 소정의 막을 식각시시키는 단계; 및상기 포토레지스트의 선택적인 제거로 반도체기판 상의 소정의 영역에 잔류하는 포토레지스트를 디메틸아세트아미드를 이용하여 완전히 제거시키는 스트립공정을 수행하는 단계;를 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 노광공정을 수행하는 단계에 앞서 상기 포토레지스트를 베이킹(Baking)시키는 베이킹공정을 수행하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 상기 반도체장치의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 베이킹공정은 200℃ 이하의 온도에서 300초 이하의 시간으로 공정을 수행함을 특징으로 하는 상기 반도체장치의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 소정의 막은 절연막, 금속막, 상기 절연막 또는 금속막을 포함하는 다층막으로 이루어지는 그룹 중에서 어느 하나가 순차적으로 형성된 것 임을 특징으로 하는 상기 반도체장치의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 포토레지스트는 365nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 i-line계의 포지티브타입의 포토레지스트임을 특징으로 하는 상기 반도체장치의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 포토레지스트는 248nm의 파장을 가지는 광에 노출되는 영역이 선택적으로 제거되는 딥유브이계의 포지티브타입의 포토레지스트임을 특징으로 하는 상기 반도체장치의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 스트립공정은 10℃ 내지 40℃ 정도의 온도를 유지하는 상기 디메틸아세트아미드를 이용하여 300초 이하의 시간으로 공정을 수행함을 특징으로 하는 상기 반도체장치의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 스트립공정은 상기 디메틸아세트아미드를 상기 포토레지스트가 도포된 반도체기판 상에 분사시키는 스프레이타입으로 공정을 수행함을 특징으로 하는 상기 반도체장치의 제조방법.
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