KR100431654B1 - Method of depositing aluminum film in semiconductor device - Google Patents

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Abstract

알루미늄막과 그 위에 적층되는 반사 방지층 간의 계면에서 국부적인 박리 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 반도체 장치의 제조방법이 개시되어 있다. 기판 상에 알루미늄막을 증착한 후, 상기 알루미늄막을 서냉(slow cool)한다. 상기 기판을 3분 이상 방치한 후, 알루미늄막 상에 반사 방지층을 증착한다. 카세트의 재질에 관계없이 알루미늄막의 서냉 및 벤팅 지연 시간으로 인해 상기 알루미늄막의 응력이 충분히 완화되므로, 알루미늄막 상에 반사 방지층을 증착한 다음 후속의 열 순환 공정을 진행할 때 알루미늄막과 반사방지층 간의 계면에서 전단 응력에 의한 볼 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있다.A method of manufacturing a semiconductor device capable of preventing the occurrence of local peeling phenomenon at an interface between an aluminum film and an antireflection layer laminated thereon is disclosed. After the aluminum film is deposited on the substrate, the aluminum film is slowly cooled. After leaving the substrate for at least 3 minutes, an antireflection layer is deposited on the aluminum film. Regardless of the material of the cassette, the stress of the aluminum film is sufficiently alleviated due to the slow cooling time and the bending delay time of the aluminum film. The occurrence of ball defects due to shear stress can be prevented.

Description

반도체 장치의 알루미늄막 증착방법{Method of depositing aluminum film in semiconductor device}Method of depositing aluminum film in semiconductor device

본 발명은 반도체 장치 알루미늄막의 증착방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알루미늄막과 그 위에 적층되는 반사 방지층(anti-reflective layer) 간의 계면에서 국부적인 박리(delamination) 현상을 방지할 수 있는 반도체 장치의 알루미늄막 증착방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for depositing a semiconductor device aluminum film, and more particularly, to a semiconductor device capable of preventing local delamination at an interface between an aluminum film and an anti-reflective layer stacked thereon. An aluminum film deposition method.

반도체 장치가 고집적화됨에 따라 배선이 미세화되고 있으며, 배선에 의한 RC 지연(RC delay)이 동작 속도를 결정하는 중요한 요인으로 등장하고 있다. 이에 따라 다층 배선 구조가 실용화되고 있는데, 다층 배선 구조를 형성하는 가장 일반적인 방법은 실리콘(Si)이나 구리(Cu)를 미량 첨가한 알루미늄막을 스퍼터링 방식으로 증착하여 콘택홀 또는 비어홀을 매립(filling)함으로써 금속 배선을 형성하는 것이다.As semiconductor devices have been highly integrated, wiring has become smaller, and RC delay due to wiring has emerged as an important factor for determining the operation speed. Accordingly, the multilayer wiring structure has been put to practical use. The most common method for forming the multilayer wiring structure is by depositing an aluminum film containing a small amount of silicon (Si) or copper (Cu) by sputtering to fill a contact hole or via hole. To form metal wiring.

알루미늄막은 반사율이 높기 때문에, 그 위에 직접 포토레지스트와 같은 감광성 수지막을 형성하고 투영 노광방법으로 패턴을 형성할 경우 원하는 패턴이 형성되지 않는다. 특히, 단차가 있는 영역에서는 상기 알루미늄막으로부터 반사되는 빛에 의해 배선들 간에 금속 브리지(metal bridge)가 형성되는 소위, 낫칭(notching) 현상이 유발된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 포토레지스트막 내에 염료 등을 첨가하여 반사광의 영향을 최소화하는 방법이 행해지고 있으나, 이 방법은 미세 가공성을 악화시키는 등 미세 배선에 적용하기에는 곤란하다.Since the aluminum film has a high reflectance, a desired pattern is not formed when a photosensitive resin film such as a photoresist is formed directly thereon and a pattern is formed by a projection exposure method. In particular, a so-called notching phenomenon in which a metal bridge is formed between wirings is caused by light reflected from the aluminum film in a stepped region. In order to solve such a problem, a method of minimizing the influence of reflected light by adding a dye or the like into the photoresist film is performed, but this method is difficult to be applied to fine wirings such as deteriorating the fine workability.

따라서, 미세 가공성이 우수한 통상의 포토레지스트막을 사용하면서 알루미늄막 상에 반사율이 낮은 막을 형성하는 방법이 사용되고 있다. 이러한 반사 방지층으로 주로 사용되고 있는 것은 티타늄 나이트라이드(TiN)로서, 그 응용이 예를 들어 1987년 응용 물리학회에 제안된 바 있다.Therefore, a method of forming a film having a low reflectance on an aluminum film while using a conventional photoresist film excellent in fine workability has been used. Titanium nitride (TiN) is mainly used as such an anti-reflection layer, and an application thereof has been proposed in the Applied Physics Society of 1987, for example.

이하, 알루미늄막을 증착하는데 주로 이용되고 있는 다중챔버 물리 기상 증착(physical vapor deposition; PVD) 장치에 의한 알루미늄막 증착방법을 도 1을 참조하여 설명하고자 한다.Hereinafter, an aluminum film deposition method by a multichamber physical vapor deposition (PVD) apparatus, which is mainly used to deposit an aluminum film, will be described with reference to FIG. 1.

도 1을 참조하면, 먼저, 25매 또는 26매의 실리콘 웨이퍼들로 구성된 하나의 로트(lot)를 로드락(load lock) 챔버의 카세트에 로딩시킨 후, 상기 로드락 챔버 내의 압력을 펌핑하여 로드락 챔버의 내부를 진공 상태로 유지시킨다. 이어서, 로드락 챔버 내의 웨이퍼(10)를 RF-식각 챔버로 이동시켜 웨이퍼 상의 불순물들을 제거하기 위한 식각 공정을 수행한다.Referring to FIG. 1, first, a lot of 25 or 26 silicon wafers is loaded into a cassette of a load lock chamber, and then the pressure in the load lock chamber is pumped and loaded. The interior of the lock chamber is kept in a vacuum. The wafer 10 in the load lock chamber is then moved to an RF-etch chamber to perform an etching process to remove impurities on the wafer.

상기 웨이퍼(10)를 반응 챔버, 즉 PVD 챔버로 이동시킨 후, 콘택홀 또는 비어홀(도시하지 않음)을 갖는 층간 절연막(12)으로 덮여있는 웨이퍼(10) 상에 알루미늄막(14)을 스퍼터링 방법으로 증착한다.After moving the wafer 10 to a reaction chamber, that is, a PVD chamber, a method of sputtering an aluminum film 14 on a wafer 10 covered with an interlayer insulating film 12 having a contact hole or via hole (not shown). To be deposited.

이어서, 상기 PVD 챔버 내의 압력을 펌핑한 후, 상기 웨이퍼(10)를 냉각 챔버로 이동시킨다. 상기 냉각 챔버에 냉각수 및 아르곤(Ar)과 같은 냉각 가스를 주입하여 냉각수에 의한 수냉과 아르곤 가스에 의한 공냉을 동시에 진행한다. 그런 다음, 상기 웨이퍼(10)를 로드락 챔버의 카세트로 리턴(return)시킨다.Then, after pumping the pressure in the PVD chamber, the wafer 10 is moved to the cooling chamber. Cooling water and argon (Ar) are injected into the cooling chamber to simultaneously perform water cooling with the cooling water and air cooling with the argon gas. The wafer 10 is then returned to the cassette of the load lock chamber.

상술한 단계들을 거쳐 모든 웨이퍼들이 로드락 챔버 내의 카세트에 리턴되면, 상기 웨이퍼들을 언로딩(unloading)시키기 위한 벤팅(venting) 공정을 실시한다. 즉, 로드락 챔버 내의 압력이 760torr가 될 때까지 상기 로드락 챔버에 연결된 벤트 라인(vent line)을 통해 질소(N2) 또는 아르곤(Ar)과 같은 벤트 가스(vent gas)를 공급하여 상기 웨이퍼들을 PVD 장치로부터 제거한다.After all the above steps are returned to the cassette in the load lock chamber, a venting process for unloading the wafers is performed. That is, the wafer is supplied with a vent gas such as nitrogen (N 2 ) or argon (Ar) through a vent line connected to the load lock chamber until the pressure in the load lock chamber becomes 760torr. Remove them from the PVD device.

상술한 알루미늄막 증착방법에 의하면, 웨이퍼들을 보관하는 카세트의 재질에 따라 알루미늄막의 응력 레벨(stress level)이 틀려지게 된다. 상기 카세트는 웨이퍼들을 로딩시키기 위한 25개 또는 26개의 슬롯(slot)을 가지며, 크게 폴리프로필렌(polypropylene; 이하 “PP”라 한다) 재질과 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephtalate; 이하 “PBT”라 한다) 재질로 나뉘어진다.According to the aluminum film deposition method described above, the stress level of the aluminum film is changed according to the material of the cassette for storing the wafers. The cassette has 25 or 26 slots for loading wafers, and is generally referred to as polypropylene (hereinafter referred to as "PP") material and polybutylene terephtalate (hereinafter referred to as "PBT"). ) Are divided into materials.

도 2는 카세트 재질에 따른 열 전도도 차이를 도시한 그래프로서, 열판(hot plate)의 온도를 100℃로 설정하고 그 위에 카세트를 올려놓은 상태에서 가열 시간 별로 카세트의 표면 온도를 측정하여 열 전도도(즉, 기울기)를 측정한 결과를 나타낸다.FIG. 2 is a graph showing the difference in thermal conductivity according to the cassette material. The temperature of the cassette is measured by heating time in a state where the temperature of the hot plate is set to 100 ° C. and the cassette is placed thereon. That is, the result of measuring the slope) is shown.

도 2를 참조하면, PP 재질의 카세트는 열 전도도가 약 0.3℃/분인 반면, PBT 재질의 카세트는 열 전도도가 약 1.2℃/분으로 PP 재질에 비해 4배 정도 빠르게 나타났다.Referring to FIG. 2, the PP cassette has a thermal conductivity of about 0.3 ° C./min, while the PBT cassette has a thermal conductivity of about 1.2 ° C./min, which is four times faster than that of the PP material.

상술한 알루미늄 증착 공정에서 상기 PP 재질의 카세트를 이용할 경우에는, 마지막 슬롯의 웨이퍼가 로드락 챔버로 이송되면 곧바로 아르곤(Ar) 또는 질소(N2) 가스에 의한 벤팅이 진행되기 때문에 마지막 슬롯의 웨이퍼는 나머지 웨이퍼들에 비해 상대적으로 급속 냉각(fast cooling)되어 응력 레벨이 높아지게 된다. 즉, 박막으로 형성되는 물질은 증착 조건, 예컨대 온도나 압력에 따라 고유 응력(intrinsic stress)을 갖게 되는데, 증착 후 냉각을 진행할 때 박막과 하지막과의 열팽창 계수의 차이로 인한 열 응력(thermal stress)을 받게 된다. 따라서, 급속 냉각이 이루어진 알루미늄막은 그 자체의 응력 레벨이 높아지게 되므로, 그 위에 티타늄 나이트라이드(TiN)로 이루어진 반사 방지층(16)을 증착하고 후속 공정에서 열 순환(thermal cycle)을 받게 되면, 알루미늄막(14)과 반사 방지층(16) 간의 계면에서 응력 완화에 의한 전단 응력(shear stress)이 발생하게 된다.When the PP cassette is used in the aluminum deposition process described above, as the wafer of the last slot is transferred to the load lock chamber, venting by argon (Ar) or nitrogen (N 2 ) gas is performed immediately, so that the wafer of the last slot is used. Is fast cooled relative to the remaining wafers, resulting in higher stress levels. That is, the material formed of the thin film has an intrinsic stress according to the deposition conditions, for example, temperature or pressure, and thermal stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the thin film and the underlying film during cooling after deposition. ) Will be received. Therefore, the aluminum film subjected to rapid cooling has its own stress level, so if the antireflection layer 16 made of titanium nitride (TiN) is deposited thereon and subjected to a thermal cycle in a subsequent process, the aluminum film At the interface between the 14 and the antireflection layer 16, shear stress due to stress relaxation occurs.

즉, 도 1에 도시한 바와 같이 알루미늄막(14)은 그 하부의 층간 절연막(12)과의 열팽창 계수의 차이로 인해 높은 열 응력을 받음과 동시에, 그 상부의 반사 방지층(16)에 의한 인장 응력(tensile stress)을 받게 된다. 이러한 응력 하에서 연성 물질인 알루미늄막(14)은 소성 변형을 일으켜 응력을 완화시키는 반면, 경성물질인 티타늄 나이트라이드막은 탄성 변형을 일으키게 된다. 따라서, 급속 냉각에 의해 응력 레벨이 높아졌던 마지막 슬롯의 웨이퍼에서는 후속 공정의 열 순환에 의해 알루미늄막(14)과 TiN 반사 방지층(16) 간의 계면에 전단 응력이 발생하게 되고, 이 값이 임계치를 넘게 되면 국부적으로 TiN 반사 방지층(16)이 알루미늄막(14)으로부터 게면 박리되는 소위, 볼 결함(ball defect)이 발생하게 된다(도 1의 A 참조).That is, as shown in FIG. 1, the aluminum film 14 is subjected to high thermal stress due to a difference in the coefficient of thermal expansion with the interlayer insulating film 12 thereunder, and is tensioned by the antireflection layer 16 thereon. Under stress (tensile stress). Under these stresses, the aluminum film 14, which is a soft material, causes plastic deformation to relieve stress, while the titanium nitride film, which is a hard material, causes elastic deformation. Therefore, in the wafer of the last slot where the stress level was increased by rapid cooling, the shear stress is generated at the interface between the aluminum film 14 and the TiN antireflection layer 16 by thermal cycling in a subsequent process, and this value is a threshold value. If exceeded, a so-called ball defect in which the TiN antireflection layer 16 is peeled from the aluminum film 14 will be generated (see A in FIG. 1).

상기 PP 재질에 비해 열 전도도가 4배 정도 빠른 PBT 재질의 카세트를 사용할 경우에는, 마지막 슬롯의 웨이퍼 뿐만 아니라 상기 카세트로 리턴된 모든 웨이퍼들이 열 전도도가 빠른 카세트로부터 열을 빼앗겨 급속 냉각되기 때문에 전체 웨이퍼들의 응력 레벨이 높아지게 된다. 따라서, 알루미늄막 상에 TiN 반사 방지층을 증착한 다음 후속 공정에서 열 순환을 받으면, 상술한 바와 같이 알루미늄막의 응력 완화에 따른 전단 응력의 발생으로 전체 웨이퍼에서 볼 결함이 발생하게 된다.When using a PBT material cassette having a thermal conductivity four times faster than that of the PP material, not only the wafer in the last slot but all wafers returned to the cassette are rapidly cooled by taking heat away from the cassette having high thermal conductivity. Their stress levels are high. Therefore, when the TiN anti-reflection layer is deposited on the aluminum film and subjected to thermal cycling in a subsequent process, as described above, ball defects occur in the entire wafer due to the generation of shear stress due to the stress relaxation of the aluminum film.

따라서, 본 발명의 목적은 알루미늄막과 그 위에 적층되는 반사 방지층 간의 계면에서 볼 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있는 반도체 장치의 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of preventing the occurrence of ball defects at an interface between an aluminum film and an antireflection layer laminated thereon.

도 1은 종래 방법에 의한 알루미늄막 증착방법을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view for explaining an aluminum film deposition method by a conventional method.

도 2는 카세트 재질에 따른 열 전도도 차이를 도시한 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the thermal conductivity difference according to the cassette material.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 반도체 장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.3A to 3C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예를 수행하기 위한 물리 기상 증착 장치의 개략도이다.4 is a schematic diagram of a physical vapor deposition apparatus for carrying out a preferred embodiment of the present invention.

도 5는 도 4의 냉각 챔버를 확대 도시한 단면도이다.5 is an enlarged cross-sectional view of the cooling chamber of FIG. 4.

도 6은 종래 방법 및 본 발명에 의한 알루미늄막의 증착 공정에 있어서, 시간에 따른 온도 변화를 비교 도시한 그래프이다.6 is a graph showing a comparison of temperature change with time in the deposition process of an aluminum film according to the conventional method and the present invention.

도 7은 종래 방법 및 본 발명에 의한 알루미늄막의 냉각 방법에 따른 이력 곡선을 비교 도시한 그래프이다.7 is a graph illustrating a comparison of hysteresis curves according to a conventional method and a method for cooling an aluminum film according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 반도체 기판 102 : 도전성 영역100 semiconductor substrate 102 conductive region

104 : 층간 절연막 106 : 콘택홀104: interlayer insulating film 106: contact hole

108 : 장벽 금속층 110 : 알루미늄막108: barrier metal layer 110: aluminum film

112 : 반사 방지층 114 : 금속 배선112: antireflection layer 114: metal wiring

200 : 로드락 챔버 210 : 버퍼 챔버200: load lock chamber 210: buffer chamber

215 : RF 식각 챔버 220 : 세정 챔버215: RF etching chamber 220: cleaning chamber

230 : 이송 챔버 240, 245, 265 : 반응 챔버230: transfer chamber 240, 245, 265: reaction chamber

250 : 냉각 챔버 255, 260 : 로봇 팔250: cooling chamber 255, 260: robot arm

270 : 핑거 280 : 받침대270 finger 280 pedestal

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 콘택홀 또는 비어홀을 포함하는 층간 절연막이 형성되어 있는 기판 상에 알루미늄막을 증착하는 단계; 상기 알루미늄막을 가열하여 상기 알루미늄막을 리플로우시키는 단계; 상기 리플로우된 알루미늄막을 100℃ 정도까지 서냉(slow cool)하는 단계; 상기 100℃ 정도로 냉각된 알루미늄막을 3분 이상 방치하여 상온까지 냉각시키는 단계; 및 상기 알루미늄막 상에 반사 방지층을 증착하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of: depositing an aluminum film on a substrate on which an interlayer insulating film including a contact hole or a via hole is formed; Reflowing the aluminum film by heating the aluminum film; Slow cooling the reflowed aluminum film to about 100 ° C .; Leaving the aluminum film cooled to about 100 ° C. for at least 3 minutes to cool to room temperature; And depositing an anti-reflection layer on the aluminum film.

또한, 본 발명의 상기 목적은 물리 기상 증착(PVD) 방법으로 기판 상에 알루미늄막을 증착하는 방법에 있어서, (a) 콘택홀 또는 비어홀이 형성되어 있는 기판을 로드락 챔버의 카세트에 로딩하는 단계; (b) 상기 기판을 반응 챔버로 이송하는 단계; (c) 상기 기판 상에 알루미늄막을 증착하는 단계; (d) 상기 기판을 가열하여 상기 알루미늄막을 리플로우시키는 단계; (e) 상기 기판을 냉각 챔버로 이송하는 단계; (f) 상기 리플로우된 알루미늄막을 100℃ 정도까지 서냉하는 단계; (g) 상기 기판을 상기 로드락 챔버로 이송하는 단계; (h) 상기 100℃ 정도로 냉각된 알루미늄막을 3분 이상 방치하여 상온까지 냉각시키는 단계; 및 (i) 상기 로드락 챔버에 벤트 가스를 주입하여 상기 기판을 언로딩하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 알루미늄막 증착방법을 제공한다.In addition, the object of the present invention is a method of depositing an aluminum film on a substrate by a physical vapor deposition (PVD) method, the method comprising the steps of: (a) loading a substrate having a contact hole or a via hole in the cassette of the load lock chamber; (b) transferring the substrate to the reaction chamber; (c) depositing an aluminum film on the substrate; (d) heating the substrate to reflow the aluminum film; (e) transferring the substrate to a cooling chamber; (f) slow cooling the reflowed aluminum film to about 100 ° C; (g) transferring the substrate to the load lock chamber; (h) leaving the aluminum film cooled to about 100 ° C. for at least 3 minutes to cool to room temperature; And (i) injecting a vent gas into the load lock chamber to unload the substrate.

본 발명에 의하면, 알루미늄막을 증착한 후 냉각 챔버에서 냉각 속도를 감속시켜 상기 알루미늄막을 서냉한다. 그러면, 카세트의 재질에 관계없이 상기 알루미늄막의 응력이 충분히 완화되므로, 알루미늄막 상에 반사 방지층을 증착한 다음 후속의 열 순환 공정을 진행할 때 알루미늄막과 반사 방지층 간의 계면에서 전단 응력이 발생하는 것을 억제할 수 있다.According to the present invention, after the aluminum film is deposited, the cooling rate is slowed in the cooling chamber to slowly cool the aluminum film. Then, since the stress of the aluminum film is sufficiently relaxed regardless of the material of the cassette, it is possible to suppress the generation of the shear stress at the interface between the aluminum film and the anti-reflection layer when the anti-reflection layer is deposited on the aluminum film and then a subsequent heat cycling process is performed. can do.

또한, 마지막 슬롯의 웨이퍼가 로드락 챔버의 카세트로 리턴되면, 상기 카세트 내에서 3분 이상 기판을 방치한 다음 벤팅을 진행한다. 그러면, 벤팅 지연 시간(delay time) 동안 웨이퍼가 충분히 냉각되어 산화에 필요한 열 에너지의 공급이 줄어들어 상기 알루미늄막과 그 위에 적층되는 반사 방지층 간의 접착력 저하를 방지할 수 있다. 또한, 상기 지연 시간 동안에 알루미늄막의 응력이 충분히 완화되므로 볼 결함이 발생하지 않는 알루미늄막을 얻을 수 있다.In addition, when the wafer of the last slot is returned to the cassette of the load lock chamber, the substrate is left in the cassette for at least 3 minutes and then vented. Then, the wafer is sufficiently cooled during the venting delay time to reduce the supply of thermal energy required for oxidation, thereby preventing a decrease in adhesion between the aluminum film and the antireflection layer stacked thereon. In addition, since the stress of the aluminum film is sufficiently relaxed during the delay time, an aluminum film without ball defects can be obtained.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 반도체 장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예를 수행하기 위한 물리 기상 증착 장치의 개략도이다.3A to 3C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a preferred embodiment of the present invention. 4 is a schematic diagram of a physical vapor deposition apparatus for carrying out a preferred embodiment of the present invention.

도 3a를 참조하면, 트랜지스터 등의 소자들이 형성되어 있는 반도체 기판(100) 상에 실리콘 산화물을 증착하여 층간 절연막(104)을 형성한다. 이어서, 사진식각 공정으로 상기 층간 절연막(104)을 부분적으로 식각하여 상기 기판(100)의 도전성 영역, 예컨대 액티브 영역이나 하부 금속배선을 노출시키는 콘택홀(106) 또는 비어홀을 형성한다.Referring to FIG. 3A, an interlayer insulating layer 104 is formed by depositing silicon oxide on a semiconductor substrate 100 on which devices such as a transistor are formed. Subsequently, the interlayer insulating layer 104 is partially etched by a photolithography process to form a contact hole 106 or a via hole exposing a conductive region of the substrate 100, for example, an active region or a lower metal wiring.

도 3b 및 도 4를 참조하면, 상기 기판(100)을 물리 기상 증착(PVD) 장치의 로드락 챔버-A(200)의 카세트에 로딩시킨 후, 상기 로드락 챔버-A(200) 내의 압력을 펌핑하여 로드락 챔버-A(200)의 내부를 진공 상태로 유지시킨다.3B and 4, after loading the substrate 100 into the cassette of the load lock chamber-A 200 of the physical vapor deposition (PVD) apparatus, the pressure in the load lock chamber-A 200 is reduced. The pumping is performed to keep the interior of the load lock chamber-A 200 in a vacuum state.

이어서, 제1 로봇 팔(255)을 이용하여 상기 로드락 챔버-A(200) 내의 기판(100)을 버퍼 챔버(210)로 이동시킨 후, 다시 상기 기판(100)을 RF 식각 챔버(215)로 이동시킨다. 상기 버퍼 챔버(210)는 웨이퍼의 이동 중에 발생할 수 있는 진공 손실을 방지하는 역할을 한다. 상기 RF 식각 챔버(215)에서는 콘택홀(106) 또는 비어홀의 바닥에 존재하는 자연 산화막을 제거하기 위해 400Å 정도의 RF 플라즈마 식각을 수행한다.Subsequently, the substrate 100 in the load lock chamber-A 200 is moved to the buffer chamber 210 using the first robot arm 255, and then the substrate 100 is moved back to the RF etching chamber 215. Move to. The buffer chamber 210 serves to prevent vacuum loss that may occur during the movement of the wafer. In the RF etching chamber 215, an RF plasma etching of about 400 μs is performed to remove the native oxide layer existing at the bottom of the contact hole 106 or the via hole.

이어서, 상기 제1 로봇 팔(255)이 상기 기판(100)을 RF 식각 챔버(215)에서 세정 챔버(220)로 이동시키고, 이송 챔버(transfer chamber)(230) 내의 제2 로봇 팔(260)을 이용하여 상기 기판(100)을 제1 반응 챔버(240)로 이송시킨다.Subsequently, the first robot arm 255 moves the substrate 100 from the RF etching chamber 215 to the cleaning chamber 220, and the second robot arm 260 in the transfer chamber 230. The substrate 100 is transferred to the first reaction chamber 240 by using.

상기 제1 반응 챔버(240)에서 기판(100) 상에 장벽 금속층(108)으로서, 예컨대 티타늄(Ti)막을 약 100℃의 증착 온도에서 스퍼터링 방법에 의해 약 300Å의 두께로 증착한다. 계속해서, 상기 제2 로봇 팔(260)을 이용하여 상기 장벽 금속층(108)이 형성된 기판(100)을 제2 반응 챔버(245)로 이송시킨 후, 상기 장벽 금속층(108) 상에 알루미늄막(110)을 상온에서 스퍼터링 방법에 의해 약 8000Å의 두께로 증착한다. 바람직하게는, 상기 알루미늄막(110)은 0.2%의 실리콘과 0.5%의 구리가 함유된 알루미늄 합금으로 형성한다.As the barrier metal layer 108 on the substrate 100 in the first reaction chamber 240, for example, a titanium (Ti) film is deposited to a thickness of about 300 kPa by a sputtering method at a deposition temperature of about 100 ° C. Subsequently, the substrate 100 on which the barrier metal layer 108 is formed is transferred to the second reaction chamber 245 by using the second robot arm 260, and then an aluminum film (not shown) is formed on the barrier metal layer 108. 110) is deposited to a thickness of about 8000 kPa by the sputtering method at room temperature. Preferably, the aluminum film 110 is formed of an aluminum alloy containing 0.2% silicon and 0.5% copper.

이어서, 상기 기판(100)을 제3 반응 챔버(265)로 이송한 후, 상기 콘택홀(106) 또는 비어홀을 보이드(void) 없이 완전히 매립할 수 있도록 약 540℃의 온도에서 알루미늄 리플로우(reflow)를 진행한다. 이때, 상기 장벽 금속층(108)의 티타늄(Ti)과 알루미늄(Al)과의 반응에 의해 티타늄 알루마이드(titanium alumide; TiAl3) 결정이 생성된다. 상기 TiAl3은 알루미늄에 비해 경도(hardness)가 상당히 크고 용융 온도(melting temperature)가 높기 때문에, 열 안정성(thermal stability)이 우수하다.Subsequently, after the substrate 100 is transferred to the third reaction chamber 265, aluminum reflow is performed at a temperature of about 540 ° C. to completely fill the contact hole 106 or the via hole without voids. Proceed). At this time, titanium alumide (TiAl 3 ) crystals are generated by the reaction of titanium (Ti) and aluminum (Al) of the barrier metal layer 108. The TiAl 3 has excellent thermal stability because of its significantly higher hardness and higher melting temperature than aluminum.

상술한 알루미늄 리플로우 공정이 완료되면, 이송 챔버(230)와 제3 반응 챔버(265) 사이의 슬릿 밸브(도시하지 않음)가 열리고 이송 챔버(230)의 제2 로봇팔(260)이 기판(100)을 냉각 챔버(250)로 이동시킨다.When the above-described aluminum reflow process is completed, a slit valve (not shown) between the transfer chamber 230 and the third reaction chamber 265 is opened, and the second robot arm 260 of the transfer chamber 230 is moved to the substrate ( 100 is moved to the cooling chamber 250.

도 5는 상기 냉각 챔버(250)를 확대 도시한 단면도이다. 여기서, 참조부호 270은 기판(100)을 집어주기 위한 핑거(finger)를 나타내고, 참조부호 280은 기판(100)을 지지하기 위한 받침대(pedestal)를 나타낸다.5 is an enlarged cross-sectional view of the cooling chamber 250. Here, reference numeral 270 denotes a finger for picking up the substrate 100, and reference numeral 280 denotes a pedestal for supporting the substrate 100.

도 5를 참조하면, 알루미늄 리플로우 공정이 완료된 기판(100)을 냉각 챔버(250)의 리프트 위치(H)에 놓은 후 약 110초 동안 상기 기판(100)을 그대로 방치한다. 이어서, 상기 냉각 챔버(250) 내로 냉각수 및 아르곤(Ar)과 같은 냉각 가스를 주입하여 상기 알루미늄막(110)에 대해 약 25초 동안 수냉 및 공냉을 동시에 진행한다. 즉, 총 135초 동안의 냉각 시간 동안 상기 알루미늄막(110)을 서냉한다. 이와 같이 알루미늄막(110)을 서냉하면, 알루미늄막(110)과 그 하지층과의 열팽창 계수 차이에 의한 열 응력이 충분히 완화되는 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 알루미늄막의 응력이 충분히 완화된 상태에서 TiN 반사 방지층을 적층하고 후속의 열 순환 공정을 진행하기 때문에, 후속의 열 순화 공정시 알루미늄막의 응력 완화에 의한 전단 응력의 발생으로 볼 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 5, the substrate 100 having the aluminum reflow process completed is placed in the lift position H of the cooling chamber 250, and the substrate 100 is left as it is for about 110 seconds. Subsequently, cooling water and a cooling gas such as argon (Ar) are injected into the cooling chamber 250 to simultaneously perform water cooling and air cooling with respect to the aluminum film 110 for about 25 seconds. That is, the aluminum film 110 is slowly cooled for a cooling time of 135 seconds in total. When the aluminum film 110 is slowly cooled in this manner, an effect of sufficiently relieving thermal stress due to a difference in thermal expansion coefficient between the aluminum film 110 and the underlying layer can be obtained. Therefore, since the TiN anti-reflection layer is laminated in the state where the stress of the aluminum film is sufficiently relaxed, and the subsequent heat circulation process is performed, it is noted that ball defects are generated due to the shear stress caused by the stress relaxation of the aluminum film during the subsequent heat purification process. You can prevent it.

여기서, 로드락 챔버의 카세트를 어떠한 재질로 형성하느냐에 따라 상기 서냉 조건을 조절할 수 있다. 즉, 상기 카세트의 열 전도도에 의해 웨이퍼의 냉각 속도가 결정되기 때문에, 열 전도도가 0.3℃/분 이상인 재질, 예컨대 PBT 재질로 이루어진 카세트를 사용하는 경우에는 기판(100)이 카세트로 리턴된 후 벤팅에 의해 냉각되는 속도가 빠르기 때문에 상기 냉각 챔버(250) 내에서 알루미늄막의 응력이 충분히 완화될 수 있도록 냉각 속도를 감소시켜야 한다. 예를 들어, 알루미늄 리플로우 공정이 완료된 기판(100)을 냉각 챔버(250)의 리프트 위치(H)에 놓고 100초 이상 그대로 방치한 다음 수냉 및 공냉을 진행하는 것이 바람직하다.Here, the slow cooling condition may be adjusted according to the material of the cassette of the load lock chamber. That is, since the cooling rate of the wafer is determined by the thermal conductivity of the cassette, when using a cassette made of a material having a thermal conductivity of 0.3 ° C./min or more, such as a PBT material, the substrate 100 is returned to the cassette and then vented. Due to the high speed of cooling, the cooling rate should be reduced so that the stress of the aluminum film in the cooling chamber 250 can be sufficiently relaxed. For example, it is preferable that the substrate 100 having the aluminum reflow process completed is placed in the lift position H of the cooling chamber 250 and left as it is for at least 100 seconds, followed by water cooling and air cooling.

이에 반하여, 열 전도도가 0.3℃/분 이하의 재질, 예컨대 PB 재질로 이루어진 카세트를 사용하는 경우에는, 카세트의 열 전도도가 낮아 웨이퍼의 냉각 속도가 느리기 때문에 상기 냉각 챔버(250) 내로 기판(100)을 이송한 직후 냉가수와 냉각 가스를 공급하여 알루미늄막(110)을 냉각시켜도 무방하다.In contrast, in the case of using a cassette made of a material having a thermal conductivity of 0.3 ° C./minute or less, for example, a PB material, since the cassette has a low thermal conductivity and a low cooling rate of the wafer, the substrate 100 may be inserted into the cooling chamber 250. The aluminum film 110 may be cooled by supplying cold water and a cooling gas immediately after the transfer.

상술한 냉각 공정이 완료되면, 제1 로봇 팔(255)을 이용하여 상기 기판(100)을 로드락 챔버-B(205)로 이동시킨다. 상술한 단계들을 거쳐 하나의 로트를 구성하는 25매 또는 26매의 웨이퍼, 즉 기판(100)들이 로드락 챔버-B(205) 내의 카세트로 리턴되면, 3분 이상 상기 기판(100)들을 방치시킨다. 그런 다음, 로드락 챔버-B(205) 내의 압력이 760torr가 될 때까지 로드락 챔버-B(205)에 연결된 벤트 라인(도시하지 않음)을 통해 질소(N2) 또는 아르곤(Ar)과 같은 벤트 가스를 공급한다. 그러면, 로드락 챔버-B(205)가 벤팅되어 기판(100)들이 상기 카세트로부터 언로딩된다.When the above-described cooling process is completed, the substrate 100 is moved to the load lock chamber-B 205 by using the first robot arm 255. After the above-described steps, when 25 or 26 wafers, ie, the substrates 100, which constitute one lot are returned to the cassette in the load lock chamber-B 205, the substrates 100 are left for at least 3 minutes. . Then, through a vent line (not shown) connected to the load lock chamber-B 205, such as nitrogen (N 2 ) or argon (Ar), until the pressure in the load lock chamber-B 205 becomes 760torr. Supply vent gas. The load lock chamber-B 205 is then bent to unload the substrates 100 from the cassette.

PP 재질이나 PBT 재질의 카세트에서 모두 마지막 슬롯의 웨이퍼에 볼 결함이 발생하는 것은 웨이퍼가 카세트로 리턴되는 온도가 100℃ 정도이고, 이 상태에서 곧바로 질소 또는 아르곤 가스를 주입하여 벤팅을 시작하므로 마지막 슬롯의 웨이퍼가 나머지 웨이퍼들에 비해 상대적으로 급속 냉각되기 때문이다. 또한, 상기 벤팅시 적정한 온도 조건과 분위기가 형성되어 알루미늄막(110)의 산화가 상당히 진행되므로, 후속 공정에서 형성되는 티타늄 나이트라이드(TiN) 반사 방지층과의 접착력을 저하시키게 된다.Ball defects occur in the wafer of the last slot in both PP and PBT cassettes. The wafer is returned to the cassette at a temperature of about 100 ° C. In this state, venting is started by injecting nitrogen or argon gas immediately. Of wafers are cooled relatively rapidly compared to the remaining wafers. In addition, since the appropriate temperature conditions and atmosphere are formed during the venting, oxidation of the aluminum film 110 proceeds considerably, thereby lowering the adhesive strength with the titanium nitride (TiN) antireflection layer formed in a subsequent process.

그러나, 벤팅 전에 3분 이상의 지연 시간(delay time)을 주는 본 발명에 의하면, 마지막 슬롯의 웨이퍼가 천천히 냉각되어 응력이 충분히 완화되기 때문에 후속하는 열 순환 공정에서 전단 응력의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 상기 지연 시간 동안에 마지막 슬롯의 웨이퍼가 충분히 냉각되기 때문에, 산화에 필요한 열 에너지의 공급이 줄어들어 후속 공정에서 형성되는 TiN 반사 방지층과의 접착력 저하를 방지할 수 있다.However, according to the present invention which gives a delay time of 3 minutes or more before venting, the generation of shear stress can be suppressed in a subsequent thermal cycling process because the wafer in the last slot is cooled slowly to sufficiently relax the stress. In addition, since the wafer of the last slot is sufficiently cooled during the delay time, it is possible to reduce the supply of heat energy required for oxidation and to prevent a decrease in adhesion to the TiN antireflection layer formed in a subsequent process.

도 3c를 참조하면, 상술한 바와 같이 알루미늄 증착 공정이 완료되면, 또다른 증착 설비에서 상기 알루미늄막(110) 상에 티타늄 나이트라이드(TiN)와 같은 반사 방지층(112)을 증착한다. 이어서, 사진식각 공정으로 상기 반사 방지층(112), 알루미늄막(110) 및 장벽 금속층(108)을 패터닝하여 금속 배선(114)을 완성한다.Referring to FIG. 3C, when the aluminum deposition process is completed as described above, another anti-reflection layer, such as titanium nitride (TiN), is deposited on the aluminum film 110 in another deposition facility. Subsequently, the metal layer 114 is completed by patterning the anti-reflection layer 112, the aluminum layer 110, and the barrier metal layer 108 by a photolithography process.

도 6은 종래 방법 및 본 발명에 의한 알루미늄막의 증착 공정에 있어서, 시간에 따른 온도 변화를 비교 도시한 그래프이다.6 is a graph showing a comparison of temperature change with time in the deposition process of an aluminum film according to the conventional method and the present invention.

도 6을 참조하면, 종래 방법에 의한 알루미늄 증착공정에 의하면, 상온에서 알루미늄막을 증착한 후 약 540℃까지 온도를 올려 알루미늄 리플로우를 진행한다(① 영역). 이어서, 냉각 챔버에서 약 70초 동안 수냉 및 공냉을 동시에 진행하여 알루미늄막을 약 100℃까지 냉각시킨다(② 영역). 그런 다음, 곧바로 벤팅을 진행하여 기판, 즉 웨이퍼를 언로딩시킨다(③ 영역).Referring to FIG. 6, according to the aluminum deposition process according to the conventional method, after the aluminum film is deposited at room temperature, the temperature is raised to about 540 ° C. to perform aluminum reflow (① region). Subsequently, water cooling and air cooling are simultaneously performed in the cooling chamber for about 70 seconds to cool the aluminum film to about 100 ° C (2 area). Then, immediately venting is performed to unload the substrate, i.e., the wafer (3 region).

이에 반하여, 본 발명의 알루미늄 증착공정에 의하면, 상온에서 알루미늄막을 증착하고 약 540℃의 온도에서 알루미늄 리플로우를 진행한 후(① 영역), 약 110초 동안 알루미늄막이 증착된 기판을 냉각 챔버의 리프트 위치에 방치시켜 알루미늄막의 냉각 속도를 감소시킨 후, 약 25초 동안 수냉 및 공냉을 동시에 진행하여 총 135초 동안 알루미늄막을 약 100℃까지 서냉한다(ⓐ 영역). 그러면, 약 300∼400℃의 온도에서 110초 동안 알루미늄막이 어닐링되는 효과가 얻어지므로, 상기 알루미늄막과 그 하부의 티타늄 장벽 금속층과의 계면에 많은 양의 TiAl3결정이 생성된다. 상기 TiAl3는 열팽창 계수가 알루미늄과 층간 절연막을 구성하는 실리콘 산화물의 중간 값으로, 냉각시 열팽창 계수의 차이로 인해 발생하는 열 응력을 감소시키는 버퍼층의 역할을 한다. 또한, 상기 TiAl3은 알루미늄에 비해 단단하기 때문에 알루미늄막의 소성 변형을 억제시켜 알루미늄과 그 상부의 TiN 반사 방지층 간의 계면에서 발생하는 전단 응력을 감소시키는 역할을 한다.In contrast, according to the aluminum deposition process of the present invention, after depositing an aluminum film at room temperature and reflowing aluminum at a temperature of about 540 ° C. (1 region), the substrate on which the aluminum film is deposited is lifted in the cooling chamber for about 110 seconds. After leaving it in position to reduce the cooling rate of the aluminum film, the water and air cooling are simultaneously performed for about 25 seconds to slowly cool the aluminum film to about 100 ° C. for 135 seconds in total (ⓐ region). Then, the effect of annealing the aluminum film for 110 seconds at a temperature of about 300 to 400 ° C. is obtained, so that a large amount of TiAl 3 crystal is generated at the interface between the aluminum film and the titanium barrier metal layer thereunder. The TiAl 3 is a median value of the silicon oxide constituting the interlayer insulating film with the aluminum coefficient of thermal expansion, and serves as a buffer layer to reduce the thermal stress caused by the difference in the coefficient of thermal expansion during cooling. In addition, since TiAl 3 is harder than aluminum, it inhibits plastic deformation of the aluminum film, thereby reducing shear stress generated at the interface between aluminum and the TiN antireflection layer thereon.

이어서, 로드락 챔버 내에 기판을 3분 정도 방치시킨 후 벤팅을 진행하여 기판을 언로딩시킨다(ⓑ 영역). 종래 방법에 의하면 벤팅시 마지막 슬롯의 알루미늄막 표면에서 산화가 많이 진행되며, 이로 인해 후속 공정에서 증착되는 TiN 반사 방지층과 알루미늄막과의 접착력이 저하되는 문제가 발생하였다. 이에 반하여, 본 발명에서는 벤팅이 시작되기 전에 3분 정도의 지연 시간을 주기 때문에, 지연 시간 동안 마지막 슬롯의 웨이퍼가 충분히 냉각되면서 확산 반응인 산화에 필요한 열 에너지의 공급이 줄어들게 된다. 따라서, 알루미늄막의 표면이 산화되는 것을 억제하여 TiN 반사 방지층과 알루미늄막과의 접착력 저하를 방지할 수 있으며, 마지막 슬롯의 웨이퍼에서 응력 완화가 충분히 일어난다. 결과적으로, 본 발명에 의하면 알루미늄 증착 온도(약 540℃)에서 상온까지 알루미늄막을 서냉하기 때문에, 알루미늄막의 응력이 충분히 완화되어 후속의 TiN 반사 방지층의 증착 후 전단 응력에 의한 볼 결함의 발생을 방지할 수 있다.Subsequently, the substrate is left in the load lock chamber for about 3 minutes and then the substrate is unloaded by venting. According to the conventional method, a lot of oxidation proceeds on the surface of the aluminum film of the last slot during the venting, and this causes a problem that the adhesion between the TiN anti-reflection layer and the aluminum film deposited in a subsequent process is reduced. In contrast, in the present invention, since a delay time of about 3 minutes is provided before the start of the venting, the wafer of the last slot is sufficiently cooled during the delay time, thereby reducing the supply of thermal energy required for oxidation, which is a diffusion reaction. Therefore, the surface of the aluminum film can be suppressed from being oxidized to prevent a decrease in adhesion between the TiN antireflection layer and the aluminum film, and stress relaxation sufficiently occurs in the wafer of the last slot. As a result, according to the present invention, since the aluminum film is slowly cooled to room temperature at an aluminum deposition temperature (about 540 ° C.), the stress of the aluminum film is sufficiently relaxed to prevent the occurrence of ball defects due to shear stress after deposition of the subsequent TiN antireflection layer. Can be.

도 7은 종래 방법 및 본 발명에 의한 알루미늄막의 냉각 방법에 따른 이력 곡선(hysteresis curve)을 비교 도시한 그래프로서, 알루미늄막을 상온에서 증착한 후 450℃까지 온도를 올리고 다시 온도를 내리면서 인-시튜(in-situ)로 응력을 측정한 결과를 나타낸다. 여기서, 점선은 알루미늄막을 정상 속도로 냉각시킨 종래 방법을 나타내고, 실선은 알루미늄막을 서냉하는 본 발명을 나타낸다.FIG. 7 is a graph illustrating a comparison of hysteresis curves according to a conventional method and a method for cooling an aluminum film according to the present invention. After the deposition of an aluminum film at room temperature, the temperature is increased to 450 ° C. and is lowered again. The result of the stress measurement in (in-situ) is shown. Here, the dotted line shows the conventional method of cooling the aluminum film at the normal speed, and the solid line shows the present invention for slow cooling the aluminum film.

도 7을 참조하면, 본 발명에 의하면 알루미늄막의 냉각 속도를 작게 하여 서냉을 실시하기 때문에 200∼350℃의 가열 영역에서 압축 응력(compressive stress)이 상당히 완화되며, 그 이외의 온도에서는 종래 방법과 동일한 양상을 나타냄을 알 수 있다. 이것은 볼 결함의 발생이 알루미늄막과 TiN 반사 방지층 간의 계면에서 발생하는 전단 응력에 기인한 것으로 생각할 때, 알루미늄막의 냉각 속도를 작게 하면 그만큼 응력 완화가 충분히 일어나기 때문이다.Referring to FIG. 7, according to the present invention, since the slow cooling is performed at a low cooling rate of the aluminum film, the compressive stress is considerably alleviated in the heating region of 200 to 350 ° C. It can be seen that the aspect. This is because, when the ball defect is generated due to the shear stress generated at the interface between the aluminum film and the TiN antireflection layer, the stress relaxation is sufficiently caused by reducing the cooling rate of the aluminum film.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 알루미늄막을 증착한 후 냉각 챔버에서 냉각 속도를 감속시켜 상기 알루미늄막을 서냉한다. 그러면, 카세트의 재질에 관계없이 상기 알루미늄막의 응력이 충분히 완화되므로, 알루미늄막 상에 반사 방지층을 증착한 다음 후속의 열 순환 공정을 진행할 때 알루미늄막과 반사 방지층 간의 계면에서 전단 응력이 발생하는 것을 억제할 수 있다.As described above, according to the present invention, after the aluminum film is deposited, the cooling rate is slowed in the cooling chamber to slowly cool the aluminum film. Then, since the stress of the aluminum film is sufficiently relaxed regardless of the material of the cassette, it is possible to suppress the generation of the shear stress at the interface between the aluminum film and the anti-reflection layer when the anti-reflection layer is deposited on the aluminum film and then a subsequent heat cycling process is performed. can do.

또한, 마지막 슬롯의 웨이퍼가 로드락 챔버의 카세트로 리턴되면, 상기 카세트 내에서 3분 이상 기판을 방치한 다음 벤팅을 진행한다. 그러면, 상기 벤팅 지연 시간 동안 웨이퍼가 충분히 냉각되어 산화에 필요한 열 에너지의 공급이 줄어들어 상기 알루미늄막과 그 위에 적층되는 반사 방지층 간의 접착력 저하를 방지할 수 있으며, 상기 지연 시간 동안 알루미늄막의 응력이 충분히 완화된다.In addition, when the wafer of the last slot is returned to the cassette of the load lock chamber, the substrate is left in the cassette for at least 3 minutes and then vented. Then, the wafer is sufficiently cooled during the venting delay time to reduce the supply of thermal energy required for oxidation, thereby preventing a decrease in adhesion between the aluminum film and the antireflection layer stacked thereon, and the stress of the aluminum film is sufficiently relaxed during the delay time. do.

따라서, 본 발명에 의하면 카세트의 재질에 관계없이 볼 결함이 발생하지 않는 알루미늄막을 얻을 수 있다.Therefore, according to the present invention, an aluminum film in which ball defects do not occur can be obtained regardless of the material of the cassette.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. And can be changed.

Claims (14)

콘택홀 또는 비어홀을 포함하는 층간 절연막이 형성되어 있는 기판 상에 알루미늄막을 증착하는 단계;Depositing an aluminum film on a substrate having an interlayer insulating film including a contact hole or a via hole; 상기 알루미늄막을 가열하여 상기 알루미늄막을 리플로우시키는 단계;Reflowing the aluminum film by heating the aluminum film; 상기 리플로우된 알루미늄막을 100℃ 정도까지 서냉(slow cool)하는 단계;Slow cooling the reflowed aluminum film to about 100 ° C .; 상기 100℃ 정도로 냉각된 알루미늄막을 3분 이상 방치하여 상온까지 냉각시키는 단계; 및Leaving the aluminum film cooled to about 100 ° C. for at least 3 minutes to cool to room temperature; And 상기 알루미늄막 상에 반사 방지층을 증착하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.And depositing an anti-reflection layer on the aluminum film. 제1항에 있어서, 상기 알루미늄막은 알루미늄 또는 알루미늄을 주성분으로 하는 합금으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the aluminum film is formed of aluminum or an alloy containing aluminum as a main component. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 반사 방지층은 티타늄 나이트라이드(TiN)로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.The method of claim 1, wherein the anti-reflection layer is formed of titanium nitride (TiN). 물리 기상 증착(PVD) 방법으로 기판 상에 알루미늄막을 증착하는 방법에 있어서,In the method of depositing an aluminum film on a substrate by a physical vapor deposition (PVD) method, (a) 콘택홀 또는 비어홀이 형성되어 있는 기판을 로드락 챔버의 카세트에 로딩하는 단계;(a) loading a substrate having a contact hole or a via hole into a cassette of a load lock chamber; (b) 상기 기판을 반응 챔버로 이송하는 단계;(b) transferring the substrate to the reaction chamber; (c) 상기 기판 상에 알루미늄막을 증착하는 단계;(c) depositing an aluminum film on the substrate; (d) 상기 기판을 가열하여 상기 알루미늄막을 리플로우시키는 단계;(d) heating the substrate to reflow the aluminum film; (e) 상기 기판을 냉각 챔버로 이송하는 단계;(e) transferring the substrate to a cooling chamber; (f) 상기 리플로우된 알루미늄막을 100℃ 정도까지 서냉하는 단계;(f) slow cooling the reflowed aluminum film to about 100 ° C; (g) 상기 기판을 상기 로드락 챔버로 이송하는 단계;(g) transferring the substrate to the load lock chamber; (h) 상기 100℃ 정도로 냉각된 알루미늄막을 3분 이상 방치하여 상온까지 냉각시키는 단계; 및(h) leaving the aluminum film cooled to about 100 ° C. for at least 3 minutes to cool to room temperature; And (i) 상기 로드락 챔버에 벤트 가스를 주입하여 상기 기판을 언로딩하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 알루미늄막 증착방법.(i) injecting a vent gas into the load lock chamber to unload the substrate. 제6항에 있어서, 상기 카세트는 열 전도도가 0.3℃/분 이상인 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 알루미늄막 증착방법.The method of claim 6, wherein the cassette is made of a material having a thermal conductivity of 0.3 ° C./min or more. 제7항에 있어서, 상기 카세트는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 알루미늄막 증착방법.8. The method of claim 7, wherein the cassette is made of polybutylene terephthalate (PBT). 제7항에 있어서, 상기 (e) 단계는, 상기 기판을 상기 냉각 챔버의 리프트 위치에서 100초 이상 방치하는 단계와, 상기 냉각 챔버에 냉각수 및 냉각 가스를 주입하여 상기 알루미늄막을 수냉 및 공냉하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 알루미늄막 증착방법.The method of claim 7, wherein the step (e) comprises: leaving the substrate at a lift position of the cooling chamber for at least 100 seconds, and injecting coolant and cooling gas into the cooling chamber to cool and air-cool the aluminum film. Aluminum film deposition method of a semiconductor device, characterized in that consisting of. 제6항에 있어서, 상기 카세트는 열 전도도가 0.3℃/분 이하인 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 알루미늄막 증착방법.The method of claim 6, wherein the cassette is made of a material having a thermal conductivity of 0.3 ° C./min or less. 제10항에 있어서, 상기 카세트는 폴리프로필렌(PP)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 알루미늄막 증착방법.The method of claim 10, wherein the cassette is made of polypropylene (PP). 제10항에 있어서, 상기 (e) 단계는, 상기 냉각 챔버에 냉각수 및 냉각 가스를 주입하여 상기 알루미늄막을 수냉 및 공냉하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 알루미늄막 증착방법.The method of claim 10, wherein the step (e) comprises injecting coolant and cooling gas into the cooling chamber to cool and air-cool the aluminum film. 삭제delete 제6항에 있어서, 상기 벤트 가스는 아르곤(Ar) 또는 질소(N2) 가스인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 알루미늄막 증착방법.The method of claim 6, wherein the vent gas is argon (Ar) or nitrogen (N 2 ) gas.
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