KR100271402B1 - 반도체소자의접촉구형성방법 - Google Patents
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Abstract
배선 위에 접촉구를 가지는 층간 절연막을 형성하고, 그 위에 감광막을 도포한 다음 접촉구 경계로부터 안팎으로 각각 접촉구 폭의 10~20%에 해당하는 폭의 감광막을 제거하여 절연막의 접촉구 위쪽 부분을 드러낸다. 그 후, 드러난 층간 절연막을 식각하여 접촉구의 측벽에 75。~ 85。의 기울기를 형성한다. 다음, 오믹 접촉을 위한 금속막을 적층하고, 그 위에 플러그용 금속막을 증착·식각한다.
Description
본 발명은 반도체 소자의 접촉구 형성 방법에 관한 것으로서, 특히 다중 배선(multi-level metalization) 형성에 적용될 수 있는 접촉구 형성 방법에 관한 것이다.
다층 배선 기술은 집적 회로에서의 배선을 다층화하여 제한된 면적의 단일 기판 내에 반도체 소자를 고집적화시키는 방법으로서, 반도체 소자간에 배선이 통과되는 공간을 고려할 필요가 없기 때문에 반도체 칩의 크기를 작게 가져갈 수 있는 장점이 있다. 그러나, 다층 배선 공정은 성막 공정을 반복하여 실시하므로, 표면에서의 배선의 단선 또는 단락 등의 불량이 발생할 수 있다. 특히, 배선간의 교차부에서의 단차에 의해 생기는 스텝 커버리지 불량이나 접촉 불량 등이 큰 문제가 되고 있다.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 종래의 기술에 따른 반도체 소자의 접촉구 형성 방법에 대하여 설명한다.
도 1a 내지 도 1d는 종래의 기술에 따른 다중 배선 형성을 위한 접촉구 형성 방법을 공정 순서에 따라 도시한 단면도이다.
먼저, 제1 배선(1) 위에 TEOS(Tetraethyle Orthosilicate)막, SOG(spin on glass)막 및 TEOS막의 3층으로 이루어진 층간 절연막(2)을 형성한 다음, 기계 화학적 연마(chemical mechanical polishing)를 실시하여 층간 절연막(2)을 평탄화한 후, 식각하여 접촉구(C1)를 형성한다. 이때, 접촉구(C1)의 측벽은 거의 수직에 가깝게 형성된다(도 1a 참조).
그 위에 티타늄(Ti) 및 질화티타늄(TiN) 등을 스퍼터링(sputtering)하여 오믹 접촉층(4)을 형성한다. 이때, 접촉구(C1)의 폭이 좁기 때문에 임의의 방향으로 스퍼터(sputter)된 티타늄 및 질화티타늄 입자는 접촉구의 우물 안쪽보다 위쪽 모서리 부분에서 상대적으로 두껍게 형성된다. 따라서, 오믹 접촉층(4)은 접촉구(C1)의 입구쪽에서 두텁게 형성되어 접촉구(C1)의 입구가 좁아진다(도 1b 참조).
다음, 텅스텐(W)과 같은 금속을 화학 기상 증착(chemical vapor deposition:CVD) 방식으로 증착하여 플러그용 금속막(4)을 형성한다. 앞선 단계에서 설명한 바와 같이, 접촉구(C1)의 입구 부분이 아래쪽보다 좁기 때문에 텅스텐(W)이 완전히 채워지지 않은 채 접촉구(C1)의 입구가 막혀 금속막(4)에 구멍(v)이 생긴다(도 1c 참조)
마지막으로, 금속막(4)을 에치백 식각하여 플러그(4')를 형성한 다음, 플러그(4')를 통해 제1 배선(1)과 접촉하는 제2 배선(5)을 형성한다(도 1d 참조).
이러한 종래의 기술에서는 접촉구(C1) 안쪽에서, 제1 배선(1)과 연결되는 플러그(4') 내에 구멍(v)이 형성될 수 있어서, 제1 배선(1)과 제2 배선(5) 사이에 접촉 불량이 발생한다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다층 배선 구조의 접촉구 부근에서의 접촉 불량을 제거하는 것이 그 과제이다.
도 1a 내지 도 1d는 종래의 반도체 소자의 접촉구 형성 방법을 공정 순서에 따라 나타낸 단면도이고,
도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 반도체 소자의 접촉구 형성 방법을 공정 순서에 따라 나타낸 단면도이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자의 접촉구 형성 방법에서는 접촉구가 형성되어 있는 층간 절연막 위에 감광막을 도포하고, 접촉구의 경계로부터 안팎으로 감광막을 일부 제거하여 층간 절연막의 접촉구 위쪽 부분을 드러낸다. 그 후, 드러난 층간 절연막을 식각하여 접촉구의 측벽에 기울기를 형성한다.
여기에서, 접촉구의 경계로부터 안팎으로 각각 접촉구 폭의 10~20%에 해당하는 촉의 감광막을 제거하는 것이 적당하다.
또한, 접촉구의 측벽 기울기는 75~85。를 가지도록 형성하는 것이 바람직하다.
층간 절연막 위에 오믹 접촉을 위한 금속막을 스퍼터링으로 적층하고, 그 위에 플러그용 금속막을 화학 기상 증착한 후, 에치백 방식으로 식각하여 플러그를 형성할 수도 있다.
여기서는 감광막 패턴을 접촉구의 안팎으로 일정 폭 제거되도록 형성하고 이 패턴을 마스크로 접촉구 측벽에 기울기를 형성함으로써 접촉구의 입구를 넓게 형성할 수 있다.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 접촉구 형성 방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 접촉구 형성 방법을 공정 순서에 따라 도시한 단면도이다.
먼저, 도 1a에 도시한 종래와 마찬가지로, 제1 배선(10) 위에 TEOS, SOG 물질 및 TEOS를 연속적으로 적층하여 층간 절연막(20)을 3층으로 형성하며, 각각의 두께는 1,000Å, 3,500Å, 16,000Å 정도로 한다. 여기에서, SOG막은 층간 절연막(20)의 평탄화를 위해 형성하는데, 대기와 노출되면 부식 등이 발생할 수 있어 막 특성이 변질된다. 따라서, 대기와 반응이 적은 TEOS막을 그 위에 형성하여 막 특성을 향상시킨다. 다음, 기계 화학적 연마를 실시하여 층간 절연막(20)을 평탄화한 후, 식각하여 접촉구(C1)를 형성한다. 이때, 접촉구(C1)의 측벽은 88。~ 90。로 형성된다.
도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 그 위에 감광막(100)을 코팅(coating)한 다음 노광하는데, 접촉구(C1) 경계로 하여 안팎으로 접촉구(C1) 폭(d)의 10∼20% 정도(d1)를 노광시킨 후, 현상하여 층간 절연막(2)의 접촉구(C1) 상부가 드러나도록 감광막(100)을 제거한다. 이때, 감광막(100)은 접촉구(C1) 안쪽보다 바깥쪽이 더 두껍게 형성되어 있으므로, 빛이 접촉구 바깥쪽 감광막(100) 전체를 노광시키는 동안, 접촉구(C1) 안쪽에 위치한 감광막(100)은 일부 두께만 노광된다. 따라서, 접촉구(C1) 안쪽에서는 감광막(100)이 완전히 제거되지 않고 일정 두께가 남는다.
다음, 도 2c에 도시한 바와 같이, 감광막 패턴(101)을 마스크로 하여 층간 절연막(20)의 드러난 부분을 식각한다. 이때, 감광막(100) 바깥으로 드러난 층간 절연막(20)을 식각함으로써, 층간 절연막(20')의 접촉구(C1)의 상부가 75。∼85。의 기울기를 가지도록 한 다음, 애싱(ashing) 및 세정 공정을 실시한다.
도 2d 및 도 2e에 도시한 바와 같이, 그 위에 종래와 마찬가지로 티타늄과 질화티타늄을 각각 200Å, 700Å의 두께로 스퍼터링 하여 오믹 접촉층(30)을 형성한 다음, 화학 기상 증착 방법으로 텅스텐 등을 증착하여 플러그용 금속막(40)을 형성한다.
다음, 도 2f에 도시한 것처럼, 상·하 방향으로의 식각만이 진행되는 에치백 식각으로 플러그용 금속막(40)을 식각하여 플러그(40')를 형성한다. 플러그(40')는 상부에 형성되는 배선과 하부의 배선(10)을 연결하는 역할을 한다.
이상에서와 같이, 접촉구의 측벽이 기울기를 가지도록 형성하여 단차부에서의 스텝 커버리지 불량을 제거하면, 접촉구의 입구가 종래보다 넓어지기 때문에 배선용 금속막을 증착하는 과정에서 접촉구의 입구가 막혀 접촉구 내부가 비는 현상을 막을 수 있다.
Claims (8)
- 배선 위에 층간 절연막을 증착하는 단계,상기 층간 절연막에 접촉구를 형성하는 단계,상기 층간 절연막 위에 감광막을 도포하는 단계,상기 접촉구의 경계로부터 안팎으로 각각 상기 접촉구 폭의 10~20%에 해당하는 폭의 상기 감광막이 제거된 패턴을 형성하는 단계.상기 패턴을 마스크로 상기 층간 절연막을 식각하여 상기 접촉구의 측벽에 기울기를 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 접촉구 형성 방법.
- 제1항에서, 상기 기울기는 75。~ 85。를 가지도록 형성하는 반도체 소자의 접촉구 형성 방법.
- 제2항에서, 오믹 접촉 금속막을 적층하는 단계, 플러그용 금속막을 증착하는 단계, 상기 플러그용 금속막을 식각하여 플러그를 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 소자의 접촉구 형성 방법.
- 제3항에서, 상기 오믹 접촉 금속막은 티타늄, 질화 티타늄을 차례대로 스퍼터링 하여 형성하는 반도체 소자의 접촉구 형성 방법.
- 제3항에서, 상기 플러그용 금속막은 텅스텐을 화학 기상 증착하여 형성하는 반도체 소자의 접촉구 형성 방법.
- 제3항에서, 상기 플러그는 에치백 식각으로 형성하는 반도체 소자의 접촉구 형성 방법.
- 제2항에서, 상기 층간 절연막을 식각한 후 애싱하고 세정하는 단계를 더 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제1항에서, 상기 층간 절연막은 TEOS막, SOG막, TEOS막을 제1, 제2 및 제3 막으로 하는 3층막으로 형성하는 반도체 소자의 제조 방법.
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1998
- 1998-02-04 KR KR1019980003084A patent/KR100271402B1/ko not_active IP Right Cessation
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