KR100641538B1 - Developing method for fabricating semiconductor device - Google Patents
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Abstract
탑 로스(top loss) 및 이로 인한 식각 공정 후의 패턴 무너짐을 방지하여 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 제조용 현상 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 현상 방법은, 노광 공정이 완료된 기판을 스핀 유닛에 장착하고, 기판 정지 상태에서 현상액을 10초 이상동안 1차 분사하는 현상액 1차 분사 단계; 1차 분사된 현상액이 기판상의 감광막 표면 내로 스며들도록 10초 이내의 시간동안 기판 정지 상태에서 1차 방치하는 1차 방치 단계; 상기 기판을 고속으로 회전시켜 현상액을 제거하는 현상액 제거 단계; 상기 기판을 회전시키면서 린스액을 대략 5 내지 10초 동안 1차 분사하는 린스액 1차 분사 단계; 상기 1차 분사된 린스액이 기판에 잔류되도록 상기 기판을 정지시킨 상태에서 현상액을 기판에 2차 분사하는 현상액 2차 분사 단계; 2차 분사된 현상액이 기판상의 감광막 표면 내로 스며들도록 기판 정지 상태에서 30초 이상의 시간동안 방치하는 2차 방치 단계; 상기 기판을 500 내지 3000rpm의 속도로 회전시키면서 린스액을 2차 분사하는 린스액 2차 분사 단계; 및 상기 기판을 2000 내지 4000rpm의 고속으로 회전시켜 기판을 건조시키는 건조 단계;를 포함한다.The present invention relates to a development method for semiconductor manufacturing which can improve yield and reliability by preventing top loss and pattern collapse after an etching process. A developer first spraying step of mounting the spin unit and first spraying the developer for 10 seconds or more in a state of stopping the substrate; A first leaving step in which the first injected developer is left to stand in the substrate stationary state for a time within 10 seconds so as to penetrate into the photosensitive film surface on the substrate; A developer removal step of removing the developer by rotating the substrate at a high speed; A rinse liquid first spraying step of spraying the rinse liquid for about 5 to 10 seconds while rotating the substrate; A developer second spraying step of secondly spraying a developer onto the substrate while the substrate is stopped so that the first sprayed rinse solution remains on the substrate; A secondary leaving step of leaving the substrate sprayed for a period of 30 seconds or more in a state of stopping the substrate such that the secondary injected developer soaks into the surface of the photosensitive film on the substrate; A rinse liquid secondary spraying step of spraying the rinse liquid secondly while rotating the substrate at a speed of 500 to 3000 rpm; And a drying step of drying the substrate by rotating the substrate at a high speed of 2000 to 4000 rpm.
포토레지스트, 패턴, 현상, 린스, 현상액, 탑 로스, Photoresist, pattern, development, rinse, developer, top loss,
Description
도 1은 종래 기술에 따른 현상 장치의 개략적인 구성도이고,1 is a schematic configuration diagram of a developing apparatus according to the prior art,
도 2는 도 1의 현상 장치를 이용한 현상 방법의 블록도이며,2 is a block diagram of a developing method using the developing apparatus of FIG. 1,
도 3은 도 1의 현상 장치를 이용한 본 발명의 실시예에 따른 현상 방법의 블록도이다.3 is a block diagram of a developing method according to an exemplary embodiment of the present invention using the developing apparatus of FIG. 1.
본 발명은 반도체 제조용 현상 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탑 로스(top loss) 및 이로 인한 식각 공정 후의 패턴 무너짐을 방지하여 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 제조용 현상 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing method for semiconductor manufacturing, and more particularly, to a developing method for semiconductor manufacturing which can improve yield and reliability by preventing top loss and pattern collapse after the etching process.
반도체 제품을 생산하기 위해서는 매우 정밀한 반도체 제조 공정은 물론, 반도체 제조 공정을 수행하는 반도체 제조 설비를 필요로 한다.In order to produce a semiconductor product, a semiconductor manufacturing facility that performs a semiconductor manufacturing process as well as a very precise semiconductor manufacturing process is required.
상기 반도체 제조 설비는 크게 선행 반도체 제조 설비와 후속 반도체 제조 설비로 구분할 수 있는 바, 선행 반도체 제조 설비는 순수 실리콘 웨이퍼에 반도체 박막 패턴을 형성하기 위한 선행 공정인 사진 공정, 예컨대 포토레지스트 도포 공 정-노광 공정-현상 공정을 복합적으로 수행하고, 후속 반도체 제조 설비는 웨이퍼에 패터닝된 포토레지스트 박막을 매개로 웨이퍼에 소정의 특성을 갖는 불순물을 주입하는 이온 주입 공정, 이미 형성된 반도체 박막을 식각하여 패터닝하는 식각 공정, 웨이퍼에 소정 박막을 부가하는 증착 공정, 미세 박막 회로 패턴을 연결하는 메탈 공정 등을 수행한다.The semiconductor manufacturing equipment can be largely classified into a preceding semiconductor manufacturing equipment and a subsequent semiconductor manufacturing equipment. The preceding semiconductor manufacturing equipment is a photo process, for example, a photoresist coating process, which is a preceding process for forming a semiconductor thin film pattern on a pure silicon wafer. The exposure process-development process is performed in combination, and the subsequent semiconductor manufacturing equipment includes an ion implantation process for injecting impurities having predetermined characteristics into the wafer through a photoresist thin film patterned on the wafer, and etching and patterning the already formed semiconductor thin film. An etching process, a deposition process of adding a predetermined thin film to the wafer, a metal process of connecting a fine thin film circuit pattern, and the like are performed.
이 중에서, 선행 반도체 제조 설비의 사진(photolithography) 공정은 세척 및 건조를 마친 웨이퍼의 표면에 PR(Photoresist)을 균일하게 도포하는 PR 도포 공정과, 소정의 레이아웃으로 형성된 포토마스크상의 특정 패턴을 PR에 전사하는 노광 공정과, 노광된 PR층의 불필요한 부위를 현상액으로 제거한 후, 잔류하는 현상액을 세정하여 특정 패턴을 얻는 현상 공정을 포함한다.Among these, the photolithography process of the prior semiconductor manufacturing equipment includes a PR coating process for uniformly applying PR (Photoresist) to a surface of a wafer which has been cleaned and dried, and a specific pattern on a photomask formed in a predetermined layout to PR. The exposure process to transfer, and the image development process of removing the unnecessary part of the exposed PR layer with a developing solution, and then wash | cleaning the remaining developing solution and obtaining a specific pattern are included.
상기한 현상 공정을 수행하기 위한 장치는 통상적으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 현상하고자 하는 기판(W)을 장착하여 회전시키는 스핀 유닛(10)과, 상기 기판(W) 위에 현상액을 분사하는 현상액 분사 노즐(20) 및 린스액을 분사하는 린스액 분사 노즐(미도시함)을 포함한다.An apparatus for performing the above development process is typically a
그리고, 상기한 장치를 이용한 현상 공정은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 노광 공정이 완료된 기판(W)을 스핀 유닛(10)에 장착한 상태에서 상기 현상액 분사 노즐(20)을 화살표 방향을 따라 이동하면서 현상액을 분사하는 현상액 분사 단계와, 분사된 현상액이 기판에 충분히 스며들도록 일정 시간동안 방치하는 방치 단계와, 상기 기판(W)을 고속 회전시키면서 린스액을 분사하여 상기 현상액에 의해 분해된 PR층의 불필요한 부위와 현상액의 잔량을 제거하는 린스액 분사 단계와, 린 스액을 분사함이 없이 기판을 고속 회전시켜 상기 기판을 건조시키는 건조 단계를 포함한다. 여기에서, 상기 현상액 분사 단계와 방치 단계는 기판을 정지시킨 상태에서 실시한다.1 and 2, the developing process using the above apparatus, as shown in Figs. A developer spraying step of injecting a developer while moving along with, a leaving step of allowing the injected developer to penetrate the substrate sufficiently for a predetermined time, and spraying the rinse solution while rotating the substrate W at high speed to be decomposed by the developer. A rinse liquid spraying step of removing unnecessary portions of the PR layer and the remaining amount of the developing solution, and a drying step of drying the substrate by rotating the substrate at high speed without spraying the rinse liquid. Herein, the developer spraying step and the leaving step are performed while the substrate is stopped.
그런데, 상기한 구성의 현상 방법에 의하면 PR 패턴 형성 과정에서 탑 로스(top loss)가 발생되고, 이후 식각 공정을 거치면서 상기 탑 로스가 발생한 특정 패턴에서 패턴 무너짐 현상이 발생되어 수율 및 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.However, according to the developing method of the above configuration, top loss occurs in the PR pattern formation process, and then a pattern collapse phenomenon occurs in a specific pattern in which the top loss occurs during the etching process, thereby lowering yield and reliability. There is a problem.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 탑 로스(top loss) 및 이로 인한 식각 공정 후의 패턴 무너짐을 방지하여 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 제조용 현상 방법을 제공함에 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a developing method for semiconductor manufacturing that can improve yield and reliability by preventing top loss and pattern collapse after the etching process. have.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above object,
노광 공정이 완료된 기판을 스핀 유닛에 장착하고, 기판 정지 상태에서 현상액을 설정 시간동안 1차 분사하는 현상액 1차 분사 단계;A developer primary spraying step of mounting the substrate on which the exposure process is completed to the spin unit, and primary spraying the developer for a set time in a state of stopping the substrate;
1차 분사된 현상액이 기판상의 감광막 표면 내로 스며들도록 기판 정지 상태에서 설정 시간동안 방치하는 1차 방치 단계;A first leaving step of leaving the substrate sprayed for a predetermined time in a state in which the first injected developer soaks into the surface of the photosensitive film on the substrate;
상기 기판을 회전시켜 현상액을 제거하는 단계;Rotating the substrate to remove the developer;
상기 기판을 회전시키면서 린스액을 설정 시간동안 1차 분사하는 린스액 1차 분사 단계;A rinse liquid primary spraying step of spraying the rinse liquid for a predetermined time while rotating the substrate;
1차 분사된 린스액이 잔류하는 기판을 정지시킨 상태에서 현상액을 기판에 2 차 분사하는 현상액 2차 분사 단계;A developer secondary spraying step of secondary spraying the developer onto the substrate while the substrate on which the primary sprayed rinse solution remains is stopped;
2차 분사된 현상액이 기판상의 감광막 표면 내로 스며들도록 기판 정지 상태에서 설정 시간동안 방치하는 2차 방치 단계;A secondary leaving step of leaving the substrate sprayed for a predetermined time in a state of stopping the substrate so that the secondary jetted developer penetrates into the photosensitive film surface on the substrate;
상기 기판을 설정 속도로 회전시키면서 린스액을 2차 분사하는 린스액 2차 분사 단계; 및A rinse liquid secondary spraying step of spraying the rinse liquid secondary while rotating the substrate at a set speed; And
상기 기판을 설정 속도로 회전시켜 건조시키는 건조 단계;Drying the substrate by rotating the substrate at a set speed;
를 포함하는 반도체 제조용 현상 방법을 제공한다.It provides a developing method for manufacturing a semiconductor comprising a.
상기 현상액 1차 분사 단계에서는 현상액을 10초 이상 분사하고, 1차 방치 단계에서는 기판을 10초 이내로 방치하며, 린스액 1차 분사 단계에서는 린스액을 5 내지 10초간 분사한다.The developer is sprayed for 10 seconds or more in the developer spraying step, the substrate is left within 10 seconds in the first standing step, and the rinse solution is sprayed for 5 to 10 seconds in the first spraying step.
그리고, 2차 방치 단계에서는 기판을 30초 이상 방치하고, 린스액 2차 분사 단계에서는 기판을 500 내지 3000rpm의 속도로 회전시키며, 건조 단계에서는 기판을 2000 내지 4000rpm의 속도로 회전시킨다. Then, the substrate is left for 30 seconds or more in the secondary leaving step, the substrate is rotated at a speed of 500 to 3000 rpm in the rinse liquid secondary injection step, and the substrate is rotated at a speed of 2000 to 4000 rpm in the drying step.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 현상 방법의 블록도를 도시한 것이다.3 shows a block diagram of a developing method according to an embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 본 실시예의 현상 방법은 현상액 1차 분사 단계, 1차 방치 단계, 현상액 제거 단계, 린스액 1차 분사 단계, 현상액 2차 분사 단계, 2차 방치 단계, 린스액 2차 분사 단계 및 건조 단계의 총 8단계로 이루어진다.As shown in the drawing, the developing method of the present embodiment includes a developer first injection step, a first standing step, a developer removal step, a rinse solution first injection step, a developer second injection step, a second standing step, a rinse solution second injection step. And a total of eight steps of drying.
보다 구체적으로, 노광 공정이 완료된 기판을 스핀 유닛에 장착하고, 현상액 을 10초 이상동안 1차 분사하는 현상액 1차 분사 단계를 실시한다. 이때, 기판은 정지 상태로 유지한다. 현상액 분사를 완료한 후, 1차 분사된 현상액이 기판상의 감광막 표면 내로 스며들도록 10초 이내의 시간동안 1차 방치하는 1차 방치 단계를 실시한다. 물론, 이 때에도 기판은 정지 상태로 유지한다.More specifically, the substrate in which the exposure process is completed is mounted on the spin unit, and a developer primary spraying step of primary spraying the developer for 10 seconds or more is performed. At this time, the substrate is kept in a stopped state. After completion of the developer solution injection, a first leaving step is performed in which the first injected developer solution is left to stand for a period of less than 10 seconds so as to seep into the surface of the photosensitive film on the substrate. Of course, at this time, the substrate is kept still.
계속하여, 상기 기판을 고속으로 회전시켜 현상액을 제거하는 현상액 제거 단계를 실시하고, 상기 기판을 회전시키면서 린스액을 대략 5 내지 10초 동안 1차 분사하는 린스액 1차 분사 단계를 실시한다. 이후, 상기 1차 분사된 린스액이 기판에 잔류되도록 상기 기판을 정지시킨 상태에서 현상액을 기판에 2차 분사하는 현상액 2차 분사 단계를 실시한다.Subsequently, a developer removing step of removing the developer by rotating the substrate at a high speed is performed, and a rinse solution primary injection step of spraying the rinse solution for about 5 to 10 seconds is performed while rotating the substrate. Thereafter, a developer second spraying step of spraying a developer on the substrate is performed in a state in which the substrate is stopped so that the first sprayed rinse solution remains on the substrate.
현상액 2차 분사가 완료되면, 2차 분사된 현상액이 기판상의 감광막 표면 내로 스며들도록 기판 정지 상태에서 30초 이상의 시간동안 방치하는 2차 방치 단계를 실시하고, 계속하여 상기 기판을 500 내지 3000rpm의 속도로 회전시키면서 린스액을 2차 분사하는 린스액 2차 분사 단계를 실시한다.After the secondary injection of the developer is completed, a secondary leaving step is performed in which the secondary injected developer is allowed to penetrate into the surface of the photoresist on the substrate for 30 seconds or more in a state of stopping the substrate, and then the substrate is subjected to a speed of 500 to 3000 rpm The rinse liquid secondary injection step of secondary spraying the rinse liquid while rotating to a.
린스액 2차 분사가 완료되면, 최종적으로, 상기 기판을 2000 내지 4000rpm의 고속으로 회전시켜 기판을 건조시키는 건조 단계를 실시한다.When the rinse liquid secondary injection is completed, the drying step is finally performed by drying the substrate by rotating the substrate at a high speed of 2000 to 4000 rpm.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예로 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. In addition, it is natural that it belongs to the scope of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, PR 패턴 형성 과정에서 탑 로스 현상이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 식각 공정 후에도 패턴 무너짐 현상을 방지할 수 있어 수율 및 신뢰성 향상이 가능한 효과가 있다. According to the embodiment of the present invention as described above, it is possible to effectively prevent the top loss phenomenon in the PR pattern formation process. Therefore, the pattern collapse phenomenon can be prevented even after the etching process, and thus yield and reliability can be improved.
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