KR100370121B1 - 반도체소자의 공정단순화 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체소자에 관한 것으로 특히, 금속배선공정후 상기 금속배선의 패드부위를 노출시킬 때 공정을 단순화 할 수 있는 반도체소자의 공정단순화 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 반도체소자의 공정단순화 방법은 기판의 소정영역에 금속배선을 형성하는 단계, 상기 금속배선상에 ARC층을 형성하는 단계, 상기 ARC층을 포함한 기판전면에 제 1, 제 2 절연막을 차례로 형성하는 단계, 제 2, 제 1 절연막 및 ARC층을 선택적으로 패터닝하여 금속배선의 상층부를 노출시키는 단계를 포함하여 공정단순화 및 신뢰도 있는 반도체소자의 공정단순화 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반도체소자에 관한 것으로 특히, 금속배선공정후 상기 금속배선의 패드부위를 노출시킬 때 공정을 단순화 할 수 있는 반도체소자의 공정단순화 방법에 관한 것이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 종래 단도체소자의 패드노출 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1d는 종래 반도체소자의 패드 노출공정 단면도이다.
먼저, 도 1a에 나타낸 바와 같이, 기판(1)상에 배선금속층(2)과 ARC(AntiRefractory Coat)층(3)을 형성한후 선택적으로 패터닝(포토리소그래피공정 + 식각공정)하여 기판(1)의 소정영역에만 남긴다. 그리고, 상기 ARC층(3)과 배선금속층 (2)의 계면에서는 ARC층(3)증착시 고온공정을 실시하게 되어 그 계면에 열적반응층 (4)이 생성된다. 이때, 상기 배선금속층(2)은 본딩 패드(bonding pad)를 하기위한 금속층이고, ARC층(3)은 하부의 절연층상에 금속층을 형성한후 패터닝할 때 금속층의 난반사를 방지하기 위하여 형성하는 반사방지물질이다. 만약, 이와 같은 ARC층을 형성하지 않고 노광공정을 할 경우에는 난반사나 측면반사에 의해 필요이상의 노장을 할 수 있는 문제점이 발생하게 된다.
도 1b에 나타낸 바와 같이, 상기 ARC층(3)과 열적반응층(4)을 감광막(도시하지 않음)을 이용한 포토/에칭공정으로 배선금속층(2)상에서 제거한다. 이때, 상기 배선금속층(2)상의 에지부에는 완전히 제거되지 않은 ARC층(3)이 부분적으로 남게 된다. 그리고, 상기 ARC층(3)을 배선금속층(2)상에서 제거하는 이유는 후속공정인 와이어 본딩(wire bonding)공정시 배선금속과 와이어 본딩시 사용하는 금(gold)와 이어(wire) 와의 접촉특성을 좋게 하기 위해서이다.
도 1c에 나타낸 바와 같이, 상기 배선금속층(2)을 포함한 기판(1)전면에 산화막(5), 질화막(6) 그리고, 감광막(PR)을 차례로 형성한다음 노광 및 현상공정으로 패드영역의 감광막(PR)을 선택적으로 패터닝한다.
도 1d에 나타낸 바와 같이, 상기 패터닝된 감광막(PS)을 마스크로 이용한 식각공정으로 질화막(6) 및 산화막(5)을 차례로 제거하여 패드부위의 상기 배선금속층(2)상층부를 노출시킨다. 그다음, 상기 감광막(PR)을 제거한다.
종래 반도체소자의 패드 노출공정에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 패드부위의 배선금속층을 노출시키는 공정에 있어서 반사방지막인 ARC층의 제거공정과, 산화막 및 질화막을 형성한후 제거하는 공정등 2단계로 이루어져 공정이 복잡하여 생산성이 떨어진다.
둘째, ARC층 제거공정시 함께 제거되어야할 열적반응층이 덜 식각된 채로 산화막과 질화막 그리고 감광막을 형성한후 열처리공정(예를 들면 감광막애 대한 소프트(soft)/하드(hard) 베이크(bake)공정)을 하게될 경우, 상기 열적반응층이 배선금속층 상에서 경화되어 본딩 패드공정 등에 대한 불량유발 및 배선저항 등의 문제를 발생시킬수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 반도체소자의 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로 패드부위의 배선금속층 노출공정을 한 번에 하여 공정을 단순화시킬 수 있는 반도체소자의 공경단순화 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1a 내지 도 1d는 종래 반도체소자의 패드 노출공정 단면도
도 2a 내지 도 2c는 본 발명 반도체소자의 패드 노출공정 단면도
도면의 주요부활에 대한 부호의 설명
10 : 기판 11 : 배선금속층
12 : ARC층 13 : 열적반응층
14 : 제 1 절연막 15 : 제 2 절연막
본 발명에 따른 반도체소자의 공정단순화 방법은 기판의 소정영역에 금속배선을 형성하는 단계, 상기 금속배선상에 ARC층을 형성하는 단계, 상기 ARC층을 포함한 기판전면에 제 1, 제 2 절연막을 차례로 형성하는 단계, 제 2, 제 1 절연막 및 ARC층을 선택적으로 패터닝하여 금속배선의 상층부를 노출시키는 단계를 포함한다.
이와 같은 본 발명 반도체소자의 공정단순화 방법을 첨부된 도면을 참조하여설명하기로 한다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명 반도체소자의 패드 노출공정 단면도이다.
먼저, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 기판(10)상에 배선금속층(11)과 ARC(Anti Refractory Coat)층(12)을 차례로 형성한후 선택적으로 패터닝(포토리소그래피공정 + 식각공정)하여 기판(10)의 소정영역에만 남긴다. 이때, 상기 ARC층(12)과 배선금속층(11)의 계면에서는 ARC층(12)증착시 약 400℃ 이상의 고온공정을 실시하게 되어 ARC층(12)과 배선금속층(11)의 계면에 상기 ARC층(12)과 배선금속층(11)의 합금층인 열적반응층(13)이 생성된다. 이때, 상기 배선금속층(11)은 본딩 패드(bonding pad)를 하기위한 금속층이고, ARC층(12)은 하부의 절연층상에 금속층을 형성한후 패터닝할 때 금속층의 난반사를 방지하기 위하여 형성하는 광 반사방지층이다.
도 2b에 나타낸 바와 같이, 상기 배선금속층(11)을 포함한 기판(10)전면에 제 1 절연막(14), 제 2 절연막(15) 그리고, 감광막(PR)을 차례로 현성한다음 노광 및 현상공정으로 패드영역의 감광막(PR)을 선택적으로 패터닝한다. 이때, 상기 제 1 절연막(14)은 산화막으로 형성하고, 제 2 절연막(15)은 질화막을 사용하여 형성한다.
도 2c에 나타낸 바와 같이, 상기 패터닝된 감광막(PR)을 마스크로 이용한 식각공정으로 제 2 절면막(15), 제 1 절연막(14), ARC층(12) 그리고, 열적반응층(13)을 차례로 제거하여 패드부위의 상기 배선금속층(11)상층부를 노출시킨다. 그다음, 상기 감광막(PR)을 제거한다. 이때, 이온충돌법을 이용하여 제거한다. 그리고, 상기 배선금속층(11)의 상층부를 노출시키는 이유는 배선금속층(11)과 금 와이어와의접측을 위한 것이다. 이때, 상기 제 1, 제 2 절연막(14)(15)과 ARC층(12) 및 열적반응층(13)을 제거 할 때 산화막으로 형성하는 제 1 절연막(14)의 식각시간을 일반적인 경우보다 2배 정도의 시간동안 식각한다.
본 발명에 따른 반도체소자의 공정단순화 방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 패드부위의 배선금속층을 노출시키는 공정이 ARC층과 열적반응층 및 제 1 절연막과 제 2 절연막에 대한 한 번의 제거공정으로 이루어져 공정이 단순해지므로 생산성을 향상시킬수 있다.
둘째, ARC층에 대한 제거공정이 이온충돌법을 사용하는 방법과 산화막 제거공정시에 필요한 시간의 2배로 식각을 하므로 ARC층 뿐만 아니라 ARC층 하부에 형성된 열적반응층까지 완전히 제거할 수 있어 열적반응층의 경화문제를 해결하여 신뢰도 있는 반도체소자를 제공할 수 있다.
Claims (2)
- 기판의 소정영역에 금속배선을 형성하는 단계;상기 금속배선상에 ARC층을 형성하는 단계;상기 ARC층을 포함한 기판전면에 제 1, 제 2 절연막을 차례로 형성하는 단계;제 2, 제 1 절연막 및 ARC층을 선택적으로 패터닝하여 금속배선의 상층부를 노출시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 공정단순화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2, 제 1 절연막 및 ARC층은 이온충돌법으로 패터닝함을 특징으로 하는 반도체소자의 공정단순화 방법.
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