KR100197531B1 - 금속 배선막 형성을 위한 감광막 제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 배선막을 형성하기 위한 금속층의 식각시 식각의 장벽으로 사용한 감광막을 제거하는 방법에 관한 것으로, 금속층의 식각시 사용한 식각 챔버에 O₂가스와 N₂H₂가스를 주입하여 상기 O₂가스로는 감광막을 제거도록 하고, 상기 N₂H₂가스로는 금속막 표면의 Cl^-기와 반응하여 N₂와 HCl의 기체로 금속막의 표면에서 탈리되도록 하는 것을 특징으로 하는 금속 배선막 형성을 위한 감광막 제거방법을 제공한다. 이와 같은 본 발명의 방법에 의하면, 한 번의 공정에 감광막과 Cl^-기가 동시에 제거되므로 공정의 단순화를 기할 수 있고, 또 Cl^-기의 제거를 위한 CF₄가스를 사용하지 않음으로 인한 금속 배선의 신뢰성을 확보할 수 있다는 효과가 있다.

Description

금속 배선막 형성을 위한 감광막 제거방법

본 발명은 반도체 소자의 제조 공정 중 금속 배선막을 형성하는 공정시 금속막의 사진 식각후 식각의 장벽으로 사용한 감광막을 제거하는 방법에 관한 것으로, 특히 감광막 제거와 동시에 금속막의 표면에 잔류하는 C1^-기(基)를 제거할 수 있는 금속 배선막 형성을 위한 감광막 제거방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 집적 회로를 반도체 기판상에 형성할 때 형성된 개별 소자들은 다른 소자들 또는 전원에 전기적으로 연결되어야 하는데 이를 위해서 배선 공정이 요구된다. 이와 같은 금속 배선 공정은 실리콘 기판상에 소정 두께의 절연층을 형성하고, 이 산화막의 소정 부분을 제거하여 콘택홀을 형성한 다음, 상기 콘택홀을 포함하는 전체 구조의 상부에 금속층을 증착한 후 마스크 작업을 실시하여 메탈 라인을 디화인함으로써 콘택홀을 통하여 기판의 접합부에 접속하는 금속 배선을 형성하는 과정으로 이루어진다.

여기서, 절연층 위에 증착된 금속층을 요구하는 메탈 라인으로 디화인(diflne)함에 있어서는, 금속층위에 소정의 감광막 패턴을 형성한 후 이 감광막 패턴을 식각의 장벽으로 노출된 금속층을 BCl₃, Cl₂가스로 식각한 후 상부의 감광막 패턴을 제거하는 과정을 통하여 요구하는 메탈 라인을 디화인하게 된다. 이 때 BCl₃, Cl₂가스를 식각 가스로 사용함으로써 식각된 후의 금속 배선의 표면을 보면, 표면에 Cl^-이온이 흡착된 상태로 존재하게 된다. 이와 같이 존재하는 Cl^-이온은 금속 배선을 부식시키는 주요한 원인으로 작용하므로 제거해 주어야 한다.

상기와 같은 Cl^-이온을 제거하는 방법에 CF₄가스를 이용하여 F^-와Cl^-를 서로 치환시켜 제거하는 방법이 알려지고 있다.

즉, 종래에는 금속 배선막을 형성하기 위하여 감광막을 식각 마스크로 하여 금속층을 식각한 후 금속막의 표면에 흡착된 상태로 존재하는 Cl^-이온을 CF₄가스를 이용하여 제거한 다음, 최종적으로 O₂가스를 이용하여 감광막을 제거하는 방법을 채택하고 있었다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 방법에 있어서는, CF₄가스에 의한 Cl^-이온을 제거하는 공정후 다시 O₂가스를 이용하여 감광막을 제거하는 과정을 거치는 것으로써, 공정이 복잡해지는 문제가 있었고, 또 식각 챔버내에 CF₄가스가 유입되어 Cl분위기가 변하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 금속층의 식각후 금속막의 표면에 잔류하는 Cl^-를 제거하기 위한 별도의 공정 없이 감광막 제거와 동시에 잔류 Cl^-를 함께 제거할 수 있는 금속 배선막 형성을 위한 감광막 제거방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 금속 배선막을 형성하기 위한 금속층의 식각시 식각의 장벽으로 사용한 감광막을 제거하는 방법에 있어서, 상기 금속층의 식각시 사용한 식각 챔버에 O₂가스와 N₂H₂가스를 주입하여 상기 O₂가스로는 감광막을 제거토록 하고, 상기 N₂H₂가스로는 금속막 표면의 Cl^-기와 반응하여 N₂와 Hcl의 기체로 금속막의 표면에서 탈리되도록 하는 것을 특징으로 하는 금속 배선막 형성을 위한 감광막 제거방법을 제공함으로써 달성된다.

이와 같은 본 발명의 방법에 의하면, 한 번의 공정에 감광막과 Cl^-기가 동시에 제거되므로 공정의 단순화를 기할 수 있고, 또 Cl^-기의 제거를 위한 CF₄가스를 사용하지 않음으로 인한 금속 배선의 신뢰성을 확보할 수 있다는 효과가 있다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 금속 배선막 형성을 위한 감광막 제거방법의 바람직한 실시례를 설명한다.

본 발명은, 금속 배선을 형성하기 위해 금속층 즉 알루미늄 합금막을 소정 두께로 증착하고, 소정의 감광막 패턴을 형성한 다음에, BCl₃, Cl₃가스를 기본으로 하여 알루미늄 합금막을 비등성 식각함으로써 요구하는 메탈 라인을 디화인하는 과정에서 상기의 식각 과정에서 금속 배선의 측면에 Cl^-기가 흡착된 상태로 존재하는 것을 제거하는 방법으로 감광막 제거와 동시에 Cl^-기를 제거할 수 있는 것이다. 즉 상기 금속층의 식각시 사용한 식각 챔버에 O₂가스와 N₂H₂가스를 주입하여 상기 O₂가스로는 감광막을 제거도록 하고, 상기 N₂H₂가스로는 금속막 표면의 Cl^-기와 반응하여 N₂와 Hcl의 기체로 금속막의 표면에서 탈리되도록 하는 것이다.

여기서, 상기 O₂가스와 N₂H₂가스의 반응 조건은 압력 : 0.1~1.Torr, 전력 : 200∼1000watt, O₂: 10~100SCCM, N₂H₂: 10~100SCCM로 유지하도록 제어함이 바람직하다.

부연하면, 종래에는 별도의 공정을 진행하여 금속층의 식각시 금속배선의 측면에 흡착된 상태로 존재하는 Cl^-기를 제거한 후 감광막 제거 공정올 진행함으로써 공정의 복잡화를 초래하고, 또 Cl^-기를 제거하기 위한 CF₄가스를 사용함으로써 cl분위기가 변하는 문제점을 초래하였으나, 본 발명에서는 CF₄가스에 의한 치환 공정 없이 감광막 제거시에 Cl^-기도 함께 제거하므로 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소할 수 있는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 방법에 의하면, 한 번의 공정에 감광막과 Cl^-기가 동시에 제거되므로 공정의 단순화를 기할 수 있고, 또 Cl^-기의 제거를 위한 CF₄가스를 사용하지 않음으로 인한 금속 배선의 신뢰성을 확보할 수 있다는 효과가 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 금속 배선막 형성을 위한 감광막 제거방법을 실시하기 위한 하나의 실시례에 불과한 것으로, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 것이다.

Claims (2)

1. 금속 배선막을 형성하기 위한 금속층의 식각시 식각의 장벽으로 사용한 감광막을 제거하는 방법에 있어서, 상기 금속층의 식각시 사용한 식각 챔버에 O₂가스와 N₂H₂가스를 주입하여 상기 O₂가스로는 감광막을 제거토록 하고, 상기 N₂H₂가스로는 금속막 표면의 Cl^-기와 반응하여 N₂와 HCl의 기체로 금속막의 표면에서 탈리되도록 하는 것을 특징으로 하는 금속 배선막 형성을 위한 감광막 제거방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 O₂가스와 N₂H₂가스의 반응 조건은 압력 : 0.1~1.0Torr, 전력 : 200~1000watt, O₂: 10~100SCCM, N₂H₂: 10∼100SCCM로 유지하는 것을 특징으로 하는 금속 배선막 형성을 위한 감광막 제거방법.