KR100303366B1 - 반도체 소자의 배선 형성방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통상의 마스크 공정을 이용하여 고집적화에 따른 미세 콘택홀을 형성할 수 있는 반도체 소자의 배선 형성방법을 제공한다.
본 발명에 따라, 제 1 배선층이 형성된 반도체 기판 상에 제 1 층간절연막을 형성하고, 제 1 층간절연막 상에 상기 제 1 배선층의 일측과 소정부분 오버랩되도록 더미패턴을 형성한다. 그런 다음, 더미패턴이 형성된 기판 전면에 제 2 층간절연막을 형성하고, 더미 패턴을 식각 저지막으로하여 제 1 배선층 및 더미패턴의 일부가 노출되도록 제 2 및 제 1 층간절연막을 식각하여 콘택홀을 형성한다. 그리고 나서, 콘택홀 및 제 2 층간절연막 상에 도전막을 형성하고 패터닝하여, 제 2 배선층을 형성한다. 또한, 제 1 배선층은 폴리실리콘막, 실리사이드층 및 금속층으로 또는 불순물 확산영역이고, 층간절연막은 TEOS막, BPSG막, HTO막, MTO막과 같은 산화막으로 형성한다. 또한, 더미패턴은 도전막 또는 질화막으로 형성한다.
Description
본 발명은 반도체 소자의 배선 형성방법에 관한 것으로, 특히 고집적화에 따른 반도체 소자의 배선 형성방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 고집적화에 따라, 배선 설계가 자유롭고 용이하며, 배선저항 및 전류용량 등의 설정을 여유있게 할 수 있는 배선 기술에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, 반도체 소자의 배선은 일반적으로, 하부 배선과 상부 배선을 절연하는 층간절연막에 콘택홀을 형성함으로써, 하부 배선과 상부 배선을 서로 연결시킴으로써 형성한다.
한편, 상기한 바와 같은 종래의 배선에서는, 콘택홀의 미세화 능력이 마스크 공정시 진행되는 장비의 분해능력에 의존하게 되므로, 일정 사이즈 이하에서는 패턴 정의가 이루어지지 않기 때문에, 고집적화에 따른 미세 콘택홀을 형성하는데 한계가 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 통상의 마스크 공정을 이용하여 고집적화에 따른 미세 콘택홀을 형성할 수 있는 반도체 소자의 배선 형성방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 배선 형성방법을 설명하기 위한 단면도.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 배선 형성방법을 설명하기 위한 단면도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10, 20 : 반도체 기판 11, 21 : 제 1 배선층
12, 14, 22 : 층간절연막 13, 23 : 더미패턴
15, 24 : 포토레지스트 패턴 16, 25 : 콘택홀
17, 100 : 제 2 배선층 26 : 도전막
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따라, 제 1 배선층이 형성된 반도체 기판 상에 제 1 층간절연막을 형성하고, 제 1 층간절연막 상에 상기 제 1 배선층의 일측과 소정부분 오버랩되도록 더미패턴을 형성한다. 그런 다음, 더미패턴이 형성된 기판 전면에 제 2 층간절연막을 형성하고, 더미 패턴을 식각 저지막으로하여 제 1 배선층 및 더미패턴의 일부가 노출되도록 제 2 및 제 1 층간절연막을 식각하여 콘택홀을 형성한다. 그리고 나서, 콘택홀 및 제 2 층간절연막 상에 도전막을 형성하고 패터닝하여, 제 2 배선층을 형성한다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따라, 제 1 배선층이 형성된 반도체 기판 상에 층간절연막을 형성하고, 층간절연막 상에 제 1 배선층의 일측과 소정부분 오버랩되도록 더미패턴을 형성한다. 그런 다음, 더미패턴을 식각 저지막으로하여 제 1 배선층 및 상기 더미패턴의 일부가 노출되도록 층간절연막을 식각하여 콘택홀을 형성한 후, 콘택홀 및 층간절연막 상에 도전막을 형성한다. 그리고 나서, 도전막을 전면식각하여 표면을 평탄화시키고, 평탄화된 도전막을 패터닝하여 제 2 배선층을 형성한다.
또한, 제 1 배선층은 폴리실리콘막, 실리사이드층 및 금속층으로 또는 불순물 확산영역이고, 층간절연막은 TEOS막, BPSG막, HTO막, MTO막과 같은 산화막으로 형성한다. 또한, 더미패턴은 도전막 또는 질화막으로 형성한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 배선 형성방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 제 1 배선층(11)이 형성된 반도체 기판(10) 상에 제 1 층간절연막(12)을 형성하고, 제 1 층간절연막(12) 상에 제 1 배선층(11)의 일측과 소정부분 오버랩되도록 더미패턴(13)을 형성한다. 여기서, 제 1 배선층(11)은 폴리실리콘막, 실리사이드층 및 금속층으로 또는 불순물 확산영역이다. 또한, 더미패턴 (13)은 이후 콘택홀의 형성시 식각저지막으로서 작용한다. 그런 다음, 기판 전면에 제 2 층간절연막(14)을 형성하고, 제 2 층간절연막(14) 상에 콘택홀용 마스크를 이용한 포토리소그라피로 포토레지스트 패턴(15)을 형성한다.
여기서, 제 1 및 제 2 층간절연막(12, 14)은 TEOS막, BPSG막, HTO막, MTO막과 같은 산화막으로 형성하고, 더미패턴(13)은 제 1 및 제 2 층간절연막(12, 14)과 서로 다른 식각특성을 갖는 막으로서, 도전막 또는 질화막으로 형성한다. 바람직하게, 도전막으로서 폴리실리콘막 또는 금속막을 이용하여 형성하고, 질화막으로서 옥시나이트라이드막을 이용하여 형성한다.
도 1b를 참조하면, 포토레지스트 패턴(15)을 식각 마스크로하고 더미 패턴(13)을 식각 저지막으로서 하여, 제 1 배선층(11) 및 더미패턴(13)이 노출되도록 제 2 및 제 1 층간절연막(11, 14)을 식각하여 콘택홀을 형성한다. 이때, 콘택홀(16) 상부의 폭(A) 보다 콘택이 이루어지는 저부의 폭(B)이 미세함을 알 수 있다. 그리고 나서, 공지된 방법으로 포토레지스트 패턴(15)을 제거한다.
도 1c에 도시된 바와 같이, 콘택홀(16) 및 제 2 층간절연막(14) 상에 도전막 (17)을 형성하고, 도 1d에 도시된 바와 같이, 도전막(17)을 패터닝하여 제 2 배선층(17A)을 형성한다.
상기 실시예에 의하면, 제 1 및 제 2 배선층(11, 17A) 사이의 층간절연막 (12, 14) 내에 형성된 더미패턴(13)에 의해 통상의 마스크 공정으로 미세 콘택 사이즈를 얻을 수 있다. 또한, 더미 패턴(13)이 배선층인 경우, 한번의 마스크 공정 및 식각 공정으로 제 1 및 제 2 배선층(11, 17A)과 동시에 연결하는 것이 가능하다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 배선 형성방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 제 1 배선층(21)이 형성된 반도체 기판(20) 상에 층간절연막(22)을 형성하고, 층간절연막(32) 상에 제 1 배선층(21)의 일측과 소정부분 오버랩되도록 더미패턴(23)을 형성한다. 여기서, 제 1 배선층(21)은 폴리실리콘막, 실리사이드층 및 금속층으로 또는 불순물 확산영역이다. 또한, 더미패턴(23)은 이후 콘택홀의 형성시 식각저지막으로서 작용한다. 그런 다음, 층간절연막(22) 상에 콘택홀용 마스크를 이용한 포토리소그라피로 포토레지스트 패턴(24)을 형성한다.
여기서, 층간절연막(22)은 TEOS막, BPSG막, HTO막, MTO막과 같은 산화막으로 형성하고, 더미패턴(23)은 층간절연막(22)과 서로 다른 식각특성을 갖는 막으로서, 도전막 또는 질화막으로 형성한다. 바람직하게, 도전막으로서 폴리실리콘막 또는 금속막을 이용하여 형성하고, 질화막으로서 옥시나이트라이드막을 이용하여 형성한다.
도 2b를 참조하면, 포토레지스트 패턴(24)을 식각 마스크로하고 더미 패턴(23)을 식각 저지막으로 하여, 제 1 배선층(21)이 노출되도록 층간절연막(22)을 식각하여 콘택홀(25)을 형성한다. 이때, 콘택홀(25) 상부의 폭 보다 콘택이 이루어지는 저부의 폭이 미세함을 알 수 있다. 그리고 나서, 공지된 방법으로 포토레지스트 패턴(24)을 제거한다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 콘택홀(25) 및 층간절연막(22) 상에 도전막(26)을 형성하고, 도 2d에 도시된 바와 같이, 도전막(26)을 전면식각하여 도전막(26)의 표면을 평탄화시킨다. 그리고 나서, 도전막(26) 및 더미패턴(23)을 패터닝하여, 도 2d에 도시된 바와 같이, 제 2 배선층(100)을 형성한다.
상기 실시예에 의하면, 층간절연막(22) 상에 형성된 더미패턴(23)에 의해 통상의 마스크 공정으로 미세 콘택 사이즈를 얻을 수 있다.
상기한 본 발명에 의하면, 층간절연막에 제 1 배선층의 일측과 오버랩되도록 더미패턴을 형성한 후 더미패턴 및 통상의 콘택 마스크를 이용하여 층간절연막을 식각하여 콘택홀을 형성함으로써, 통상의 마스크 공정으로 미세 콘택 사이즈를 얻는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.
Claims (12)
- 제 1 배선층이 형성된 반도체 기판 상에 제 1 층간절연막을 형성하는 단계;상기 제 1 층간절연막 상에 상기 제 1 배선층의 일측과 소정부분 오버랩되도록 더미패턴을 형성하는 단계;상기 더미패턴이 형성된 기판 전면에 제 2 층간절연막을 형성하는 단계;상기 더미 패턴을 식각 저지막으로하여 상기 제 1 배선층 및 상기 더미패턴의 일부가 노출되도록 상기 제 2 및 제 1 층간절연막을 식각하여 콘택홀을 형성하는 단계; 및상기 콘택홀 및 제 2 층간절연막 상에 도전막을 형성하고 패터닝하여, 제 2 배선층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 배선 형성방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 배선층은 폴리실리콘막, 실리사이드층 및 금속층으로 또는 불순물 확산영역인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 배선 형성방법.
- 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 층간절연막은 TEOS막, BPSG막, HTO막, MTO막과 같은 산화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 배선 형성방법.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 더미패턴은 도전막 또는 질화막으로형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 배선 형성방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 도전막은 폴리실리콘막 또는 금속막을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 배선 형성방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 질화막은 옥시나이트라이드막을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 배선 형성방법.
- 제 1 배선층이 형성된 반도체 기판 상에 층간절연막을 형성하는 단계;상기 층간절연막 상에 상기 제 1 배선층의 일측과 소정부분 오버랩되도록 더미패턴을 형성하는 단계;상기 더미패턴을 식각 저지막으로하여 상기 제 1 배선층 및 상기 더미패턴의 일부가 노출되도록 상기 층간절연막을 식각하여 콘택홀을 형성하는 단계;상기 콘택홀 및 층간절연막 상에 도전막을 형성하는 단계;상기 도전막을 전면식각하여 표면을 평탄화시키는 단계; 및상기 평탄화된 도전막을 패터닝하여 제 2 배선층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 배선 형성방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 배선층은 폴리실리콘막, 실리사이드층 및 금속층으로 또는 불순물 확산영역인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 배선 형성방법.
- 제 7 항에 있어서, 층간절연막은 TEOS막, BPSG막, HTO막, MTO막과 같은 산화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 배선 형성방법.
- 제 7 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 더미패턴은 도전막 또는 질화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 배선 형성방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 도전막은 폴리실리콘막 또는 금속막을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 배선 형성방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 질화막은 옥시나이트라이드막을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 배선 형성방법.
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