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KR20060077924A - The method for developing the contact and via hole pattern of iline photoresist - Google Patents

The method for developing the contact and via hole pattern of iline photoresist Download PDF

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KR20060077924A
KR20060077924A KR1020040116556A KR20040116556A KR20060077924A KR 20060077924 A KR20060077924 A KR 20060077924A KR 1020040116556 A KR1020040116556 A KR 1020040116556A KR 20040116556 A KR20040116556 A KR 20040116556A KR 20060077924 A KR20060077924 A KR 20060077924A
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Abstract

본 발명은 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법에 관한 것으로, 특히 포토리소그라피(photo lithography) 공정 중에서 아이라인 저항(iline resistance)을 이용하여 형성하는 콘택 및 비어홀 패턴의 현상공정 후에 발생하는 부산물 제거방법 및 이로 인한 수율 향상에 관한 것이다.The present invention relates to a method for developing an eyeline photoresist contact and a via hole pattern, and in particular, a by-product generated after developing a contact and via hole pattern formed using iline resistance during a photo lithography process. The present invention relates to a removal method and a yield improvement thereby.

본 발명의 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법은 저속으로 회전하는 웨이퍼 상에 현상액이 분배되는 제1단계; 일정한 시간 후, 상기 웨이퍼의 회전에 의해서 노광된 영역(포지티브 레지스트)이 식각되어 막상에 패턴이 형성되는 제2단계; 상기 웨이퍼가 고속으로 회전하여 현상액과 부산물을 밖으로 밀어내는 제3단계; 상기 웨이퍼가 저속으로 회전하여 탈이온수를 분배하는 제4단계; 상기 웨이퍼가 고속으로 회전하여 패턴화된 웨이퍼 상에서 발생하는 부산물을 탈이온수로 세척하는 제5단계; 및 상기 웨이퍼가 저속으로 회전하여 건조되는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The developing method of the eyeline photoresist contact and the via hole pattern of the present invention includes a first step of distributing a developer on a wafer rotating at a low speed; After a predetermined time, a second step of etching a region (positive resist) exposed by the rotation of the wafer to form a pattern on the film; A third step of rotating the wafer at a high speed to push out the developer and the by-products; A fourth step of distributing the deionized water by rotating the wafer at a low speed; A fifth step of washing the by-product generated on the patterned wafer with deionized water by rotating the wafer at high speed; And a sixth step of drying the wafer by rotating at a low speed.

아이라인, 콘택, 비어홀Eye Line, Contact, Beer Hall

Description

아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법{The method for developing the contact and via hole pattern of iline photoresist}The method for developing the contact and via hole pattern of iline photoresist}

도 1a는 종래의 아이라인 포토레지스트를 이용한 콘택홀 패턴 진행 후 마이크로 검사장비를 통해 확인한 결과의 결함 맵을 나타낸 것이다.Figure 1a shows a defect map of the results confirmed by the micro-inspection apparatus after the progress of the contact hole pattern using a conventional eye line photoresist.

도 1b는 종래의 아이라인 포토레지스트를 이용한 콘택홀 패턴 진행 후 마이크로 검사장비를 통해 확인한 결과의 잔존물을 나타낸 것이다.Figure 1b shows the residue of the result confirmed by the micro-inspection apparatus after the progress of the contact hole pattern using a conventional eye line photoresist.

도 1c는 종래의 아이라인 포토레지스트를 이용한 콘택홀 패턴 진행 후 마이크로 검사장비를 통해 확인한 결과의 콘택홀을 막고있는 잔존물을 나타낸 것이다.Figure 1c shows a residue blocking the contact hole of the result confirmed by the micro-inspection apparatus after the progress of the contact hole pattern using a conventional eye line photoresist.

도 2는 종래의 도 1의 수율 맵을 나타낸 것이다.FIG. 2 shows a yield map of FIG. 1 according to the related art.

도 3은 본 발명의 아이라인 포토레지스트 콘택홀 및 비어홀 패턴의 현상방법을 흐름도로 나타낸 것이다.3 is a flowchart illustrating a method of developing an eyeline photoresist contact hole and a via hole pattern according to the present invention.

도 4a 종래의 아이라인 포토레지스트 콘택홀 및 비어홀 패턴의 현상방법의 수율 맵을 나타낸 것이다.Figure 4a shows a yield map of the conventional development method of the eye line photoresist contact hole and the via hole pattern.

도 4b는 본 발명의 아이라인 포토레지스트 콘택홀 및 비어홀 패턴의 현상방법의 수율 맵을 나타낸 것이다.Figure 4b shows a yield map of the developing method of the eye line photoresist contact hole and the via hole pattern of the present invention.

본 발명은 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법에 관한 것으로, 특히 포토리소그라피(photo lithography) 공정 중에서 아이라인 저항(iline resistance)을 이용하여 형성하는 콘택 및 비어홀 패턴의 현상공정 후에 발생하는 부산물 제거방법 및 이로 인한 수율 향상에 관한 것이다.The present invention relates to a method for developing an eyeline photoresist contact and a via hole pattern, and in particular, a by-product generated after developing a contact and via hole pattern formed using iline resistance during a photo lithography process. The present invention relates to a removal method and a yield improvement thereby.

종래의 전형적인 현상공정은 3단계로 이루어진다. 낮은 속도로 웨이퍼 상에 현상액이 분배된 현상의 초기 상태인 퍼들을 형성하는 1단계, 일정한 시간동안 정적 또는 웨이퍼의 회전에 의해서 노광된 영역(포지티브 레지스트)이 식각되어 막상에 패턴이 형성되는 2단계 및 화학습식식각단계 직후에 패턴화된 웨이퍼 상에서 발생하는 부산물을 탈이온수로 세척하는 3단계로 이루어진다.A typical development process in the prior art consists of three steps. 1 step of forming a puddle, which is an initial state of development in which developer is distributed on a wafer at a low speed, and a step of forming a pattern on a film by etching a region (positive resist) exposed by static or rotation of the wafer for a predetermined time. And washing the by-product generated on the patterned wafer immediately after the chemical wet etching step with deionized water.

종래의 현상공정은 2가지 다른 노광조건에 따라, 현상공정에서부터 탈이온수로 세척하기 전의 단계까지로부터 노광이 된 레지스트 지역은 부산물 B와 현상액이 공존하며, 노광이 되지않은 지역은 부산물 A와 현상액이 공존하게 된다. 패턴의 밀도에 따라 잔존물의 발생빈도는 많은 차이를 보여주고 있다. In the conventional developing process, the by-product B and the developer coexist in the exposed resist area from the developing process to the step before washing with deionized water according to two different exposure conditions. Will coexist. According to the density of the pattern, the frequency of occurrence of residue shows a lot of difference.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 종래의 아이라인 포토레지스트를 이용한 콘택홀 패턴 진행 후 마이크로 검사장비를 통해 확인한 결과의 결함 맵, 잔존물 및 콘택홀을 막고있는 잔존물을 각각 나타낸 것이다. 도 1b 및 도 1c에서는 콘택홀 및 비어홀처럼 오픈지역이 적은 패턴에서 부산물들의 거동에 의해서 레지스트 표면 위에 부산물들이 그대로 붙어있는 형태를 보여주고 있다.1A, 1B, and 1C show defect maps, residues, and residues blocking contact holes as a result of checking through a micro-inspection apparatus after progressing a contact hole pattern using a conventional eyeline photoresist, respectively. 1B and 1C show the form of by-products on the surface of the resist as it is due to the behavior of the by-products in the pattern of less open areas such as contact holes and via holes.

도 2는 종래의 도 1의 수율 맵을 나타낸 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 결함이 최종적인 수율에 미친 영향을 나타내는데, 수율 55.54%인 경우를 보여주고 있다.FIG. 2 shows a yield map of FIG. 1 according to the related art. As shown in FIG. 2, the defects have an effect on the final yield, which is 55.54%.

그러나, 종래에는 본 발명과 같은 콘택 및 비어홀 패턴의 현상공정 후에 발생하는 부산물을 제거하고, 이로 인한 수율을 향상시키는 방법을 제시하고 있지 못하다.However, conventionally, a method of removing by-products generated after the developing process of the contact and via hole pattern as in the present invention and thus improving the yield thereof has not been proposed.

이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 포토리소그라피(photo lithography) 공정 중에서 아이라인 저항(iline resistance)을 이용하여 형성하는 콘택 및 비어홀 패턴의 현상공정 후에 발생하는 부산물 제거방법 및 이로 인한 수율 향상을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, by-product removal method and the resulting yield after the development process of the contact and via hole pattern formed by using the iline resistance (photolithography) process It aims to provide an improvement.

본 발명은 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법에 관한 것으로, 특히 포토리소그라피(photo lithography) 공정 중에서 아이라인 저항(iline resistance)을 이용하여 형성하는 콘택 및 비어홀 패턴의 현상공정 후에 발생하는 부산물 제거방법 및 이로 인한 수율 향상에 관한 것이다.The present invention relates to a method for developing an eyeline photoresist contact and a via hole pattern, and in particular, a by-product generated after developing a contact and via hole pattern formed using iline resistance during a photo lithography process. The present invention relates to a removal method and a yield improvement thereby.

반도체 칩을 제조하기 위해서는 적층식으로 회로를 형성시켜 나가고, 각각의 적층하는 스텝을 레이어라 칭하며, 레이어 별로 필요한 패턴을 형성시켜야 하는데 이때 필요한 패턴을 그려둔 원판을 마스크(mask) 또는 레티클(reticle)이라 한다. 이 원판에 그려진 패턴을 실제의 반도체 칩을 만드는 기판위에 패턴을 만드는 작업 기술을 포토공정기술이라한다In order to manufacture a semiconductor chip, a circuit is formed in a stacked manner, and each stacking step is called a layer, and a pattern required for each layer must be formed. In this case, a disk or mask reticle on which the necessary pattern is drawn is formed. This is called. The work technology for making a pattern on the substrate on which the pattern drawn on this disc is made a real semiconductor chip is called photoprocessing technology.

포토리소그라피의 공정에서 원하는 패턴을 형성하는 방법은 다음과 같다.The method of forming a desired pattern in the photolithography process is as follows.

웨이퍼 표면의 접착력을 향상시키기 위한 표면처리공정이 있고, HMDS를 이용하여 표면을 소수성화시키며, 현상을 실시할 때 패턴이 떨어져 나가지 않도록 하는 역할을 한다. 표면처리하여 접착력을 증대시킨 후. 소프트 베이크 공정을 통해서 레지스트에 있는 솔번트(solvent) 성분을 제거하고, 원하는 패턴의 회로가 그려져 있는 마스크에 노광장치의 파장에 따라 선택적으로 노광을 실시한다. 노광 후, 웨이퍼의 아이디 및 웨이퍼 가장자리를 선택적으로 노광하여 현상공정에서 레지스트를 제거하도록 한다. 그 이후, 아이라인과 DUV 레지스트에 따라 효과가 크게 차이가 나는 노광 후, 베이크 공정을 실시하게 된다. 아이라인 레지스트에서의 노광 후, 베이크 공정은 스탠딩 웨이브 효과를 최소화 하기 위하여 실시하며, DUV 레지스트의 경우 에 원하는 선폭을 형성하는데 중요한 공정이라고 할 수 있다. 이러한 베이크 공정후 이러한 공정 후에 현상공정을 통해서 실제의 패턴이 형성될 부분만을 남게 되고, 나머지 부분들은 모두 제거가 된다. 현상공정 후, 패턴에 따라 베이크 공정의 진행이 추가되거나 삭제되기도 한다.There is a surface treatment process to improve the adhesion of the wafer surface, hydrophobizes the surface using HMDS, and serves to prevent the pattern from falling off during development. After surface treatment to increase adhesion. Through the soft bake process, the solvent component in the resist is removed, and the mask on which the circuit of the desired pattern is drawn is selectively exposed to the wavelength of the exposure apparatus. After exposure, the ID of the wafer and the wafer edge are selectively exposed to remove the resist in the developing process. After that, the baking process is performed after exposure, in which the effect is greatly different depending on the eyeline and the DUV resist. After exposure in the eyeline resist, the baking process is performed to minimize the standing wave effect, and in the case of DUV resist, it is an important process for forming a desired line width. After the baking process, only the part where the actual pattern is to be formed is left through the developing process after this process, and all remaining parts are removed. After the developing process, progress of the baking process may be added or deleted depending on the pattern.

또한, 급속도로 발전하고 있는 회로의 밀도 및 패턴의 선폭 감소와 함께 포토리소그라피 공정은 장치의 수율과 품질에 영향을 주는 많은 문제점들이 발생되는데, 결점을 야기시키는 공정 중에서 현상된 후, 발생되는 결함 및 결점들이 많은 엔지니어에 의해서 발견되고 있다. In addition, along with the rapidly decreasing circuit density and pattern line width reduction, the photolithography process has many problems that affect the yield and quality of the device. Defects are found by many engineers.

이러한 범주에 속해 있는 결함으로는 현상상태의 불규칙성 및 입자에 의한 결점에 관한 많은 사례가 있었으며, 육안으로도 식별이 가능하였고, 제조공정에서 사용하는 육안결함 검사장치로도 바로 검출이 가능하였다.Defects belonging to this category include many cases of irregularities in the developing state and defects caused by particles, which can be identified by the naked eye, and immediately detected by the visual defect inspection device used in the manufacturing process.

수율이 급격하게 떨어지며 전체적인 수율 맵을 확인한 결과, 링 형태의 모양을 나타내면서 수율이 감소함을 보여주었다. 이에 여러 가지의 조사를 통해 포토리소그라피 공정에서 아이라인 포토레지스트를 이용한 콘택 및 비아홀 패턴 후, 홀을 막는 잔존물을 발견하였고, 이것은 현상공정에서 발생하는 것으로 밝혀졌다. 이에 이러한 잔존물을 제거하기 위한 평가를 시작하였다.The yield dropped sharply and the overall yield map showed a decrease in yield with a ring shape. Through various investigations, it was found that after the contact and via hole patterns using the eyeline photoresist in the photolithography process, the residue blocking the hole was found, which occurred in the developing process. Thus, evaluation was started to remove these residues.

본 발명의 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법은 저속으로 회전하는 웨이퍼 상에 현상액이 분배되는 제1단계; 일정한 시간 후, 상기 웨이퍼의 회전에 의해서 노광된 영역(포지티브 레지스트)이 식각되어 막상에 패턴이 형성되는 제2단계; 상기 웨이퍼가 고속으로 회전하여 현상액과 부산물을 밖으로 밀어내는 제3단계; 상기 웨이퍼가 저속으로 회전하여 탈이온수를 분배하는 제4단계; 상기 웨이퍼가 고속으로 회전하여 패턴화된 웨이퍼 상에서 발생하는 부산물을 탈이온수로 세척하는 제5단계; 및 상기 웨이퍼가 저속으로 회전하여 건조되는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The developing method of the eyeline photoresist contact and the via hole pattern of the present invention includes a first step of distributing a developer on a wafer rotating at a low speed; After a predetermined time, a second step of etching a region (positive resist) exposed by the rotation of the wafer to form a pattern on the film; A third step of rotating the wafer at a high speed to push out the developer and the by-products; A fourth step of distributing the deionized water by rotating the wafer at a low speed; A fifth step of washing the by-product generated on the patterned wafer with deionized water by rotating the wafer at high speed; And a sixth step of drying the wafer by rotating at a low speed.

이하, 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명의 아이라인 포토레지스트 콘택홀 및 비어홀 패턴의 현상방법을 흐름도로 나타낸 것이다.3 is a flowchart illustrating a method of developing an eyeline photoresist contact hole and a via hole pattern according to the present invention.

먼저, 저속으로 회전하는 웨이퍼 상에 현상액이 분배된다(S100).First, the developer is distributed on the wafer rotating at low speed (S100).

다음, 일정한 시간 후 웨이퍼의 회전에 의해서 노광된 영역(포지티브 레지스 트)이 식각되어 막상에 패턴이 형성된다(S200).Next, after a predetermined time, the exposed area (positive register) is etched by the rotation of the wafer to form a pattern on the film (S200).

다음, 고속으로 회전하여 현상액과 부산물을 밖으로 밀어낸다(S300).Next, by rotating at high speed to push out the developer and by-products (S300).

다음, 저속으로 회전하여 탈이온수를 분배한다(S400).Next, the deionized water is distributed by rotating at a low speed (S400).

다음, 고속으로 회전하여 패턴화된 웨이퍼 상에서 발생하는 부산물을 탈이온수로 세척한다(S500).Next, the by-products generated on the patterned wafer by rotating at high speed are washed with deionized water (S500).

다음, 상기 웨이퍼를 저속으로 회전하여 건조시킨다(S600).Next, the wafer is rotated at low speed and dried (S600).

상기 본 발명의 아이라인 포토레지스트 콘택홀 및 비어홀 패턴의 현상방법은 종래기술과 비교하여 볼 때, 고속으로 회전하여 현상액과 부산물을 밖으로 밀어내는(S300) 단계가 추가되었다. 즉, 종래기술의 탈이온수 분배 전에 웨이퍼의 회전으로 현상액과 부산물을 밖으로 밀어내는 고속회전단계가 추가된 것을 나타낸 것이다.The development method of the eyeline photoresist contact hole and the via hole pattern of the present invention has been added to push the developer and by-products out by rotating at a high speed as compared with the prior art (S300). That is, the high-speed rotation step of pushing out the developer and by-products by the rotation of the wafer before the deionized water distribution of the prior art is added.

도 4a 및 도 4b는 각각 종래기술과 본 발명에 있어서의 아이라인 포토레지스트 콘택홀 및 비어홀 패턴의 현상방법의 수율 맵을 나타낸 것이다. 도 4a와 도 4b를 비교해 보면, 종래기술의 탈이온수 분배 전에 웨이퍼의 회전으로 현상액과 부산물을 밖으로 밀어내는 고속회전단계를 추가함으로써 아이라인 포토레지스트를 이용한 콘택홀 및 비아홀에서의 부산물이 현저하게 감소하는 것을 보여주고 있다. 이는 수율 향상의 결과를 가져온다.4A and 4B show a yield map of the developing method of the eyeline photoresist contact hole and the via hole pattern in the prior art and the present invention, respectively. Comparing Figures 4A and 4B, by-products in contact and via holes using eyeline photoresist are significantly reduced by adding a high-speed rotation step that pushes the developer and by-products out with rotation of the wafer prior to prior art deionized water distribution. It is showing what it does. This results in a yield improvement.

따라서, 본 발명의 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법은 다음과 같은 이점이 있다.Therefore, the developing method of the eyeline photoresist contact and the via hole pattern of the present invention has the following advantages.

첫째, 포토리소그라피 공정 중에서 아이라인 저항을 이용하여 형성하는 콘택 및 비어홀 패턴의 현상공정 후에 발생하는 부산물을 제거하도록 할 수 있다. First, it is possible to remove by-products generated after the development process of the contact and via hole pattern formed by using the eye line resistance in the photolithography process.

둘째, 부산물 제거로 인한 수율을 향상시킬 수 있다.Second, the yield from by-products can be improved.

이상에서 설명한 내용을 통해 본 업에 종사하는 당업자라면 본 발명의 기술사상을 이탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용만으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의하여 정해져야 한다.It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention through the above description. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited only to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.

이상에서와 같이 본 발명에 의한 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법은 콘택 및 비어홀 패턴의 현상공정 후에 발생하는 부산물을 제거할 수 있도록 하며, 이로 인한 수율을 향상시키도록 할 수 있다.As described above, the developing method of the eyeline photoresist contact and the via hole pattern according to the present invention may remove by-products generated after the developing process of the contact and via hole patterns, thereby improving the yield.

Claims (2)

저속으로 회전하는 웨이퍼 상에 현상액이 분배되는 제1단계;A first step of dispensing developer onto a wafer rotating at low speed; 일정한 시간 후, 상기 웨이퍼의 회전에 의해서 노광된 영역(포지티브 레지스트)이 식각되어 막상에 패턴이 형성되는 제2단계;After a predetermined time, a second step of etching a region (positive resist) exposed by the rotation of the wafer to form a pattern on the film; 상기 웨이퍼가 고속으로 회전하여 현상액과 부산물을 밖으로 밀어내는 제3단계; A third step of rotating the wafer at a high speed to push out the developer and the by-products; 상기 웨이퍼가 저속으로 회전하여 탈이온수를 분배하는 제4단계; A fourth step of distributing the deionized water by rotating the wafer at a low speed; 상기 웨이퍼가 고속으로 회전하여 패턴화된 웨이퍼 상에서 발생하는 부산물을 탈이온수로 세척하는 제5단계; 및A fifth step of washing the by-product generated on the patterned wafer with deionized water by rotating the wafer at high speed; And 상기 웨이퍼가 저속으로 회전하여 건조되는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법.And a sixth step of drying the wafer by rotating at a low speed. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 패턴은 콘택홀 패턴 또는 비어홀 패턴인 것을 특징으로 하는 아이라인 포토레지스트 콘택 및 비어홀 패턴의 현상방법.And the pattern is a contact hole pattern or a via hole pattern.
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