KR0144176B1 - 반도체장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체장치의 제조방법에 관한 것으로, 고집적소자의 다층배선구조에 적합한 평탄화방법에 관한 것이다.

본 발명은 반도체기판 금속층을 형성하는 공정과, 상기 금속층을 소정 패턴으로 패터닝하여 제1층 배선 및 상기 제1층 배선사이의 영역에 더미 패턴을 형성하는 공정, 기판 전면에 다층의 층간절연막을 형성하는 공정, 및 상기 층간절연막상부에 제2층배선을 형성하는 공정으로 이루어진 반도체장치의 제조방법을 제공한다.

Description

반도체장치의 제조방법

제1도는 종래의 다층배선구조를 가진 반도체장치의 구조도

제2도는 종래의 다층배선구조를 가진 반도체장치의 제조방법을 도시한 고정 순서도

제3도는 본 발명에 의한 다층배선구조를 가진 반도체장치의 구조도

제4도는 본 발명에 의한 다층배선구조를 가진 반도체장치의 제조방법을 도시한 고정순서도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 반도체기판 2. 제1층 배선

3. 4, 5.층간전열막 6. 배리어메탈

7. 제2층 배선 8. 안티메탈

9. 포토레지스트

본 발명은 반도체장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히 고집적 반도체소자의 다층배선에 적합하도록 한 평탄화기술에 관한 것이다. 종래의 다층배선구조를 가진 반도체장치의 평면구조 및 단면구조를 제1도에 도시하였다.

제1도 (a)는 다층배선에 있어서 제1층배선의 평면구조를 도시한 것이고, 제1도 (b)는 다층배선구조를 가진 반도체장치의 평면구조를 도시한 것으로서, DRAM(Dyna mic Random Access Memory) 또는 SRAM(Static Random Access Memory)등의 소자가 형성된 반도체기판(1)상에 제1도 (a)에 도시된 바와 같은 형태의 제1층 배선(2)이 형성되고, 그 전면에 층간절연막으로서, 제1산화막(3), SOG(Spin on Glass)(4) 및 제2산화막(5)이 차례로 형성되며, 층간절연막 상부에 배리어 메탈(barrier metal)(6), 알루미늄 및 안티메탈(Anti metal)(8)로 이루어진 제2층배선(7)이 형성되어 있다.

상기와 같은 구조의 다층배선을 갖춘 반도체장치의 제조방법을 제2도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제2도 (a)에 도시된 바와 같이 DRAM 또는 SRAM등의 소자가 형성된 반도체기판(1)상에 도전물질을 증착한 후, 이를 소정패턴으로 패터닝하여 제1층 배선(2)을 형성한 후, 그 전면에 제1층간절연막(3)으로서, 예컨대 산화막을 형성하고, 평탄화를 위해 상기 제1층간절연막(3)상에 제2층간절연막(4)으로서, 예컨대 SOG막을 형성하고 그 전면에 제3층간절연막(5)으로서, 예컨대 산화막을 형성한다. 이어서 상기 제3층간절연막(5)상부에 제2층배선의 배리어메탈(6)층을 형성하고 이위에 제2층배선 형성을 위한 금속층으로서, 예컨대 알루미늄을 증착한 다음, 이위에 제2층배선 형성을 위한 사진공정시의 반사율을 저하시키고 상기 아루미늄층의 힐룩(Hillock)을 방지하기 위한 목적으로 안티메탈(8)을 증착한다.

이어서 제2도 (b)에 도시된 바와 같이 상기 안티메탈(8)층상에 포토레지스트(9)르 도포한 후, 이를 제2층배선 패턴으로 패터닝하여 소정의 포토레지스트패턴을 형성한다. 이때, 고집적 반도체일 경우에는 배선간 간격이 매우 작기 때문에 포토레지스트패턴 형성을 위한 사진공정시 패턴과 패턴사이에 도시된 바와 같이 포토레지스트 리본(10)이 남게된다.

다음에 제2도 (c)에 도시된 바와 같이 상기 포토레지스트(9)패턴을 마스크로 하여 그 하부의 제2층 배선층(6,7,8)을 식각하여 제2층배선을 형성한 후, 포토레지스트패턴을 제거한다. 이때, 상기 포토레지스트 리본(10)으로 인해 제2층 배선사이의 골부분에 제2층 배선층이 남게 되어 배선간의 단락이 발생하게 된다.

즉, 상기 종래기술에 있어서는 층간절연막(3,4,5)에 의해 충분하게 평탄화가 이루어지지 않음으로 인해 층간절연막 상부에 형성되는 제2층배선 형성을 위한 사진공정시 포토레지스트가 평탄화가 이루어지지 않은 골부분등에 남게 되어 배선간의 단락을 유발시켜 소자의 신뢰성을 저하시키게 된다.

본 발명의 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 고집적소자의 다층배선구조에 적합한 평탄화방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체장치 제조방법은 반도체기판 금속층을 형성하는 공정과, 상기 금속층을 소정패턴으로 패터닝하여 제1층 배선 및 상기 제1층 배선사이의 영역에 더미 패턴을 형성하는 공정, 기판 전면에 다층의 층간절연막을 형성하는 공정, 및 상기 층간절연막상부에 제2층배선을 형성하는 공정으로 이루어진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 한다.

제3도에 본 발병에 의한 다층배선 구조를 갖춘 반도체장치의 평면 및 단면구조도를 도시하였다.

제3 (a)는 다층배선구조를 갖춘 반도체장치의 제1층배선의 평면구조를 도시한 것이고, 제3도 (b)는 다층배선을 갖춘 반도체장치의 단면구조를 도시한 것이다.

본 발명의 다층배선구조를 갖춘 반도체장치는 제3도에 도시된 바와 같이 제1층배선과 배선사이의 영역에 더미(dummy) 금속층패턴(2-1)이 형성되어 있다. 이 더미 금속층패턴(2-1)은 다른 제1층배선(2) 및 다른 구조와는 연결되지 않는 격리패턴으로서, 단지 제1층배선 상부에 형성될 층간절연막의 고른 평탄화를 위해 형성되는 것이다. 또한, 더미패턴은 그 구조를 격리된 아일랜드(island)형태 또는 플로팅(floating)된 형태로 형성하므로 실제 배선으로 사용되는 이웃한 금속층(2)사이의 측면방향의 기생용량이 커지는 일이 없게 되어 소자의 전기적특성에 영향을 미치지 않는다.

이와 같이 제1층배선 사이의 영역에 더미 금속층패턴을 형성하게 되면 제3도 (b)에 도시된 바와 같이 제1층배선 상부에 형성되는 층간절연막(3,4,5)의 고른 평탄화가 이루어지게 되어 층간절연막(3,4,5) 상부에 제2층배선을 형성할 때 배선간의 단락등이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

다음에 제4도를 참조하여 본 발명에 의한 반도체장치의 제조방법을 설명한다. 먼저, 제4도 (a)에 도시된 바와 같이 예컨대 트랜지스터등과 같은 기본소자가 형성되어 있는 반도체기판(1)상에 제1층 배선(2)형성을 위한 금속층을 형성한 후, 제4도 (b)에 도시된 바와 같이 상기 금속층을 사진식각공정에 의해 소정패턴으로 패터닝하여 제1층 배선(2) 및 제1층 배선사이의 영역에 더미 금속층패턴(2-1)을 형성한다.

이어서 제4도 (c)에 도시된 바와 같이 상기 기판 전면에 제1층간절연막(3)으로서, 예컨대 산화막을 형성한 후, 제4도 (d)에 도시된 바와 같이 상기 산화막(3)상부에 제2층간절연막(4)으로서, 예컨대 SOG를 도포한 다음 베이크(bake)공정을 실시하여 SOG막을 형성한다.

다음에 제4도 (e)에 도시된 바와 같이 상기 SOG막(4)을 에치백하여 상기 산화막(3)에 형성된 골부분을 평탄화한 후, 제4도 (f)에 도시된 바와 같이 제1 및 제2층간절연막(3,4)상에 제3층간절연막(5)으로서, 예컨대 산화막을 형성한다. 이어서 제4도 (g)에 도시된 바와 같이 상기 제3층간절연막(5)상부에 제2층배선형성을 위하여 배리어메탈(6)층을 형성하고 이위에 배선 형성을 위한 금속층으로서, 예컨대 알루미늄울 증착한 후, 이위에 배선 형성을 위한 사진공정시의 반사율을 저하시키고 상기 알루미늄층의 힐룩(Hillock)을 방지하기 위한 목적으로 안티메탈(8)을 증착한다.

다음에 제4도 (h)에 도시된 바와 같이 상기 안티메탈(8)층상에 포토레지스트(도시되지 않음)를 도포한 후, 이를 제2층배선 패턴으로 패터닝하여 소정의 포토레지스트패턴을 형성한 다음, 이 포토레지스트패턴을 마스크로 하여 그 하부의 제2층 배선층(6,7,8)을 식각하여 제2층배선을 형성한 후, 포토레지스트패턴을 제거한다.

이상과 같이 본 발명은 제1층 배선사이의 영역에 더미 패턴을 형성함으로써 그 위에 형성되는 층간절연막의 고른 평탄화를 이룰 수 있게 되므로 상층 배선형성을 위한 사진공정시 평탄화되지 않은 부분에 포토레지스트가 잔류하는 일이 없게 되어 배선간의 단락을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 반도체소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 반도체기판 금속층을 형성하는 공정과, 상기 금속층을 소정패턴으로 패터닝하여 제1층 배선 및 상기 제1층 배선사이의 영역에 더미 패턴을 형성하는 공정, 기판 전면에 다층의 층간절연막을 형성하는 공정, 및 상기 층간절연막상부에 제2층배선을 형성하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 더미패턴은 상기 다른 배선과 전기적으로 격리된 아일랜드형태 또는 플로팅된 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.