KR0133334B1 - 금속층을 보호하기 위한 산화층 형성방법 - Google Patents
금속층을 보호하기 위한 산화층 형성방법Info
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Abstract
본 발명은 소정 절연층(1) 상에 소정 패턴을 갖는 금속층(2)을 형성하는 공정을 구비한 반도체 소자 제조공정에 있어서, 공정챔버에 오존(O3) 개스를 공급하는 제1 단계; 및 상기 공정챔버에서 오존 개스를 포함하는 플라즈마를 이용하여 상기 노출된 금속층(2) 표면에 산화층을 형성하는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하여, 공정 진행이 용이하여 소자의 수율 및 신뢰성을 향상시킬수 있는 특유의 효과가 있는 금속층을 보호하기 위한 산화층 형성방법에 관한 것이다.
Description
제1a도 내지 제1d도는 본 발명에 따라 금속층을 보호하기 위한 산화층의 형성 공정 과정도.
＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 절연층 2 : 금속층
3 : 감광층 4 : 폴리머
5 : 산화층
본 발명은 반도체 소자 제조공정중 금속층을 보호하기 위한 산화층 형성방법에 관한 것이다. 일반적으로, 전도층 표면에 산화층을 형성하기 위한 종래의 방법으로는 열산화법 및 화학기상증착법 등이 있다. 그러나, 열산화법은 약 950℃ 이상의 온도하에서 수행되기 때문에 알루미늄층이나 알루미늄 합금층과 같이 금속성분을 갖는 전도층(이하 금속층이라 칭함)을 보호하기 위해 그 표면에 산화층을 형성하기가 어렵다. 이로 인하여 종래에는 화학기상증착법을 주로 사용하여 금속층을 보호하기 위한 산화층을 형성시켜 왔다. 그러나, 화학기상증착법을 사용하는 종래기술로는 에치백(Etch-back)공정이 수반되어야 하는 불편함이 있었다. 이러한 불편함은 공정의 진행을 어렵게 하고, 이에 따라 소자의 수율 및 신뢰성을 저하시키는 문제점을 초래하게 된다. 따라서, 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 오존(O3)개스의 강력한 산화력을 이용하여 금속층의 표면에 산화층을 형성함으로써 공정 진행이 용이하고, 이로 인해 소자의 수율 및 신뢰성을 향상시키는 금속층을 보호하기 위한 산화층 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 소정 절연층 상에 소정 패턴을 갖는 금속층을 형성하는 공정을 구비한 반도체 소자 제조공정에 있어서, 공정챔버에 오존(O3) 개스를 공급하는 제1단계; 및 상기 공정챔버에서 오존 개스를 포함하는 플라즈마를 이용하여 상기 노출된 금속층 표면에 산화층을 형성하는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이하, 첨부된 도면 제1a도 내지 제1d도는 본 발명에 따라 금속층을 보호하기 위한 산화층의 형성공정 과정도로서, 이를 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 먼저, 제1a도에 도시된 바와 같이 절연층(1)(예를 들어 평탄화층인 BPSG(Borophospho Silicate Glass)층이나 TEOS(TetreEthylOrthoSilicate) 산화층과 같은 절연층) 상부에 알루미늄층이나 알루미늄 합금층과 같은 금속층(2), 감광층(3) 패턴을 차례로 형성한 다음, BCL3개스와 Cl2개스를 포함한 플라즈마를 이용하여 노출된 금속층(2)을 식각한다. 이때, 도면에 도시된 바와 같이 금속층의 측벽에 폴리머(4)가 형성된다. 이 폴리머(4)에는 식각시 발생된 Cl-이온이 존재하게 되며, 이는 금속층(2)의 부식을 유발시키기 때문에 통상적으로 CF4개스를 포함한 플라즈마를 이용하여 F- 이온 으로 치환한다. 또한, 상기 절연층(1)으로는 평탄화층인 PSG(Phosphorus Silicate Glass)층이나 BSG(Boron SiLICATE Glass)층, SOG(Spin On Glass)층을 사용해도 된다. 이어서, 공정챔버가 초고진공(3 내지 15mTorr) 상태에서 500내지 1500mTorr이 되도록 오존 개스를 채운다. 이때, 제1b도에 도시된 바와 같이 오존 개스의 강력한 산화력으로 인하여 폴리머(4)가 먼저 제거된다. 상기 공정챔버에는 상기 금속층(2) 식각을 위한 식각챔버와 동일한 챔버일 수 있으며, 다른 챔버일 수도 있으나, 다른 챔버를 사용하는 것이 웨이퍼의 오염을 방지하기에 효과적이다. 계속해서, 공정챔버의 진공도가 100 내지 300mTorr를 유지하도록 오존 개스를 공급하면서, 동시에 플라즈마 형성을 위하여 100 내지 1000Watt의 전력을 인가하게 되면 제1c도와 같이 노출된 금속층(2)의 표면에 산화층(5)을 형성하게 된다. 이때, 금속층(2) 상부의 감광층(3)이 일부 식각되게 되며, 이에 따라 노출되는 금속층(2)의 일부 상부 표면에서도 산화층(5)이 형성된다. 다음으로, 제1d도에 도시된 바와 같이 오존에 비하여 산화력이 약한 산소(O2) 개스를 공정챔버에 공급하여 상기 감광층(3)을 제거한다. 즉, 상기 공정(폴리머(4) 제거 및 산화층(5) 형성공정) 수행시 식각베리어인 감광층은 제거하지 않고 수행하는 것이 효과적이다. 상술한 일실시예에 따르면, 오존 개스의 강력한 산화력을 이용하여 금속층(2)의 측면 및 일부 상부면에 산화층을 간단히 형성할 수 있어, 부식방지 및 불순물에 의한 브리지(Bridge) 발생을 억제할 수 있게 된다. 상기와 같이 이루어지는 본 발명은 공정 진행이 용이하여, 소자의 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 잇는 특유의 효과가 있다.
Claims (6)
- 소정 절연층(1) 상에 소정 패턴을 갖는 금속층(2)을 형성하는 공정을 구비한 반도체 소자 제조공정에 있어서, 공정챔버에 오존(O3) 개스를 공급하는 제1단계; 및 상기 공정챔버에서 오존 개스를 포함하는 플라즈마를 이용하여 상기 노출된 금속층(2) 표면에 산화층을 형성하는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속층을 보호하기 위한 산화층 형성방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1단계 및 제2단계는, 상기 금속층의 패터닝을 위하여 형성한 금속층 상의 식각베리어를 제거하지 않고 수행하는 것을 특징으로 하는 금속층을 보호하기 위한 산화층 형성방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1단계는, 상기 공정챔버의 진공도를 3 내지 15mTorr로 세팅한 후, 진공도가 500내지 1500mTorr가 될 때까지 공정챔버에 오존 개스를 채우도록하여 수행하는 것을 특징으로 하는 금속층을 보호하기 위한 산화층 형성방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2단계는, 상기 공정챔버의 진공도가 100 내지 300mTorr이 되도록 공정챔버에 개스를 채운후, 플라즈마 형성을 위한 전력을 100 내지 1000Watt로 세팅하여 수행하는 것을 특징으로 하는 금속층을 보호하기 위한 산화층 형성방법.
- 제1항에 있어서, 상기 절연층은, 평탄화층이나 산화층인 것을 특징으로 하는 금속층을 보호하기 위한 산화층 형성방법.
- 제1항에 있어서, 상기 금속층은, 알루미늄층이나 알루미늄 합금층인 것을 특징으로 하는 금속층을 보호하기 위한 산화층 형성방법.
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