KR100440267B1 - Method for forming metal interconnection of semiconductor device to improve metal interconnection filling characteristic in via hole and prevent void - Google Patents
Method for forming metal interconnection of semiconductor device to improve metal interconnection filling characteristic in via hole and prevent void Download PDFInfo
- Publication number
- KR100440267B1 KR100440267B1 KR1019970081132A KR19970081132A KR100440267B1 KR 100440267 B1 KR100440267 B1 KR 100440267B1 KR 1019970081132 A KR1019970081132 A KR 1019970081132A KR 19970081132 A KR19970081132 A KR 19970081132A KR 100440267 B1 KR100440267 B1 KR 100440267B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- peripheral circuit
- circuit region
- forming
- region
- planarization
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
- H01L21/32135—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
- H01L21/76843—Barrier, adhesion or liner layers formed in openings in a dielectric
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76802—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics
Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법에 관한 것으로, 특히 금속 배선을 위해 형성된 비아 홀내에 금속 배선의 매립 특성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming metal wirings in semiconductor devices, and more particularly, to a method for forming metal wirings in semiconductor devices capable of improving the embedding characteristics of metal wirings in via holes formed for metal wiring.
반도체 소자의 제조 과정중 금속 배선을 형성하기 위해 비아 홀을 형성할 경우 작아지는 홀 사이즈와 깊어지는 홀 깊이에 의하여 점차 스텝커버러지가 나빠지고, 이에 따라 홀내의 금속 배선 매립이 악화되고 있다. 또한, 비아 홀을 형성한 후 실시하는 클리닝 공정과 금속 배선을 증착하기 전 실시하는 프리클리닝 공정에 의하여 발생되는 층간 절연막의 계면턱에 의하여 금속 배선이 홀내를 완전히 매립하지 못해 보이드를 형성하게 된다.When the via hole is formed to form the metal wiring during the manufacturing process of the semiconductor device, the step coverage gradually worsens due to the smaller hole size and the deeper hole depth, thereby deteriorating the embedding of the metal wiring in the hole. In addition, the voids are formed because the metal wires do not completely fill the holes due to the interface jaws of the interlayer insulating film generated by the cleaning process performed after the via holes are formed and the precleaning process performed before the deposition of the metal wires.
종래의 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법을 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 선택된 영역에 반도체 소자를 제조하기 위한 여러 요소, 예를 들어 트랜지스터 및 비트 라인 등이 형성된 반도체 기판(101) 상부에 제 1 평탄화막(102) 및 층간 절연막(103)을 순차적으로 형성한다. 층간 절연막(103) 및 제 1 평탄화막(102)의 선택된 영역, 즉 반도체 소자를 제조하기 위한 여러 요소가 형성된 반도체 기판(101)과 도통되는 콘택 홀을 형성한다. 콘택 홀이 형성된 층간 절연막(103)에서 제 1 평탄화막(102)까지의 측벽에 스페이서 산화막(104)을 형성한다. 콘택 홀이 매립되도록 제 1 폴리실리콘막을 형성하고 패터닝한 후 제 1 폴리실리콘막 측벽에 어느 정도의 높이를 갖는 스페이서를 제 2 폴리실리콘막으로 형성하여 전하저장 전극(105)을 형성한다. 그리고, 전체 구조 상부에 플레이트 전극으로 사용되는 제 3 폴리실리콘막(106)을 형성한다. 전체 구조 상부에 셀 영역(A)과 주변 회로 영역(B)을 구분하기 위한 감광막을 도포한 후 노광 및 식각 공정을 실시하여 셀 영역(A) 상부에 감광막 패턴(도시안됨)을 형성한다. 감광막 패턴(도시안됨)를 마스크로 식각 공정을 실시하여 주변 회로 영역(B)의 제 3 폴리실리콘막(106)을 제거한다. 감광막 패턴(도시안됨)을 제거한 후 제 2 평탄화막(107)을 형성한다. 주변 회로 영역(B)의 선택된 영역에 콘택 마스크를 이용한 건식 및 습식 식각 공정에 의해 비아 홀(108)을 형성한다. 이때, 제 1 및 제 2 평탄화막(102 및 107)과 층간 절연막(103)의 식각 속도의 차이에 의해 비아 홀(108)에 층간 절연막(103)에 의한 계면턱이 생기게 된다. 전체 구조 상부에 장벽 금속층(109)을 형성하는데, 계면턱에 의해 장벽 금속층(109)이 비아 홀(108)내에 증착되지 못한다. 이후, 알루미늄을 플로우시켜 금속 배선(110)을 형성한다. 이때, 층간 절연막(103)에 의한 계면턱에 의해 비아 홀(108)내에 금속 배선(110)이 제대로 증착되지 않아 보이드(C)가 형성되어 소자의 신뢰성을 저하시킨다.A method of forming a metal wiring of a conventional semiconductor device will be described below with reference to FIG. 1. The
따라서, 본 발명은 금속 배선을 형성하기 위한 비아 홀내에 완전하게 금속을 매립하여 반도체 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for forming a metal wiring of a semiconductor device capable of improving the reliability of a semiconductor device by completely filling a metal in a via hole for forming a metal wiring.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 셀 영역에 반도체 소자를 제조하기 위한 여러 요소가 형성된 반도체 기판 상부와 주변 회로 영역의 반도체 기판 상부에 제 1 평탄화막 및 층간 절연막을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 셀 영역의 층간 절연막 및 제 1 평탄화막의 선택된 영역에 콘택 홀을 형성한 후 상기 콘택 홀이 매립되도록 전허저장 전극을 형성하는 단계와, 상기 셀 영역 및 주변 회로 영역을 포함한 전체 구조 상부에 플레이트 전극용 폴리실리콘막을 형성하는 단계와, 상기 주변 회로 영역에 형성된 플레이트 전극용 폴리실리콘막 및 층간 절연막을 제거하여 주변 회로 영역의 제 1 평탄화막을 노출시키는 단계와, 상기 셀 영역 및 주변 회로 영역 전체 구조 상부에 제 2 평탄화막을 형성하는 단계와, 상기 주변 회로 영역의 상기 제 2 및 제 1 평탄화막의 선택된 영역을 순차적으로 제거하여 비아 홀을 형성하는 단계와, 상기 비아 홀을 포함한 전체 구조 상부에 장벽 금속층을 형성한 후 금속을 플로우시켜 금속 배선을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a step of sequentially forming a first planarization film and an interlayer insulating film on the semiconductor substrate formed on the semiconductor substrate of the semiconductor substrate in the peripheral circuit region and the various elements formed in the cell region, Forming a contact hole in a selected region of the interlayer insulating film and the first planarization film of the cell region, and then forming a fully-stored storage electrode so that the contact hole is filled; and a plate electrode over the entire structure including the cell region and the peripheral circuit region. Forming a polysilicon film for exposing, exposing the first planarization film of the peripheral circuit region by removing the polysilicon film and interlayer insulating film for the plate electrode formed in the peripheral circuit region, and overlying the entire structure of the cell region and the peripheral circuit region. Forming a second planarization film in said second circuit and said second and first of said peripheral circuit region Sequentially removing selected regions of the planarization layer to form via holes, and forming a barrier metal layer over the entire structure including the via holes, and then flowing metal to form metal wires. .
도 1은 종래의 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The cross section of the element for demonstrating the metal wiring formation method of the conventional semiconductor element.
도 2(a) 내지 도 2(d)는 본 발명에 따른 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법을 설명하기 위해 순서적으로 도시한 소자의 단면도.2 (a) to 2 (d) are cross-sectional views of devices sequentially shown in order to explain a method for forming metal wirings of a semiconductor device according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
101, 201 : 반도체 기판 102, 202 : 제 1 평탄화막101, 201:
103, 203 : 층간 절연막 104, 204 : 스페이서 산화막103, 203: interlayer
105, 205 : 전하저장 전극 106, 206 : 제 3 폴리실리콘막105, 205:
207 : 감광막 패턴 107, 208 : 제 2 평탄화막207:
108, 209 : 비아 홀 109, 210 : 장벽 금속층108, 209: via
110, 211 : 금속 배선 A : 셀 영역110, 211: metal wiring A: cell area
B : 주변 회로 영역 C : 보이드B: peripheral circuit area C: void
첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2(a) 내지 도 2(d)는 본 발명에 따른 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법을 설명하기 위해 순서적으로 도시한 소자의 단면도이다.2 (a) to 2 (d) are cross-sectional views of devices sequentially shown to explain a method for forming metal wirings of a semiconductor device according to the present invention.
도 2(a)를 참조하면, 선택된 영역에 반도체 소자를 제조하기 위한 여러 요소, 예를 들어 트랜지스터 및 비트 라인 등이 형성된 반도체 기판(201) 상부에 제 1 평탄화막(202) 및 층간 절연막(203)을 순차적으로 형성한다. 층간 절연막(203) 및 제 1 평탄화막(202)의 선택된 영역, 즉 반도체 소자를 제조하기 위한 여러 요소가 형성된 반도체 기판(201)과 도통되는 콘택 홀을 형성하고, 콘택 홀이 형성된 층간 절연막(203)에서 제 1 평탄화막(202)까지의 측벽에 스페이서 산화막(204)을 형성한다. 콘택 홀이 매립되도록 제 1 폴리실리콘막을 형성하고 패터닝한 후 제 1 폴리실리콘막 측벽에 어느 정도의 높이를 갖는 스페이서를 제 2 폴리실리콘막으로 형성하여 전하저장 전극(205)을 형성한다. 그리고, 전체 구조 상부에 플레이트 전극으로 사용되는 제 3 폴리실리콘막(206)을 형성한다.Referring to FIG. 2A, the
도 2(b)를 참조하면, 전체 구조 상부에 셀 영역(A)과 주변 회로 영역(B)을 구분하기 위한 감광막을 도포한 후 노광 및 식각 공정을 실시하여 셀 영역(A) 상부에 감광막 패턴(207)을 형성한다. 감광막 패턴(207)를 마스크로 식각 공정을 실시하여 주변 회로 영역(B)의 제 3 폴리실리콘막(206) 및 층간 절연막(203)을 제거한다.Referring to FIG. 2 (b), a photoresist film for distinguishing the cell region A and the peripheral circuit region B is coated on the entire structure, followed by an exposure and etching process to form a photoresist pattern on the cell region A. 207 is formed. An etching process is performed using the
본 발명에서는 제 3 폴리실리콘막(206)을 제거하기 위해 종래에 주식각 반응 가스로 사용하던 Cl2-HBr 기반 가스에서 HBr을 제거한 가스를 사용하거나, CF4, C2F6, CHF3등 불소 기반 가스를 사용하여 과도 식각할 때 층간 절연막(203)를 완전히 제거한다.In the present invention, in order to remove the
도 2(c)는 감광막 패턴(207)를 제거한 후 제 2 평탄화막(208)을 형성한 단면도이다.2C is a cross-sectional view of the
도 2(d)를 참조하면, 주변 회로 영역(B)의 선택된 영역에 콘택 마스크를 이용한 건식 및 습식 식각 공정에 의해 비아 홀(209)을 형성한다. 전체 구조 상부에 장벽 금속층(210)을 형성한 후 알루미늄을 플로우시켜 금속 배선(211)을 형성한다.Referring to FIG. 2D, the
비아 홀이 형성되는 부분에 층간 절연막이 제거되므로 제 2 평탄화막과 제 1 평탄화막이 맞닿아 있다. 따라서, 비아 홀 형성 후 실시하는 클리닝(cleaning) 공정과 금속 배선을 형성하기 전에 실시하는 프리클리닝(pre-cleaning) 공정에서 사용되는 습식 화학제(wet chemical)에 의한 평탄화막간의 층간 절연막에 의한 계면턱이 제거된다. 그러므로 금속 배선을 증착할 때 금속 배선이 비아 홀의 아래 부분까지 증착되어 보이드가 제거된다.Since the interlayer insulating film is removed at the portion where the via hole is formed, the second planarization film and the first planarization film contact each other. Therefore, the interface by the interlayer insulating film between the planarization film by the wet chemical used in the cleaning process performed after via hole formation and the pre-cleaning process performed before forming metal wiring. The jaw is removed. Therefore, when depositing metal wiring, the metal wiring is deposited to the lower portion of the via hole to remove voids.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 제 1 및 제 2 평탄화막 사이의 층간 절연막을 비아 홀을 형성하기 전에 제거하므로써 평탄화막간의 층간 절연막에 의한 계면턱이 제거되어 비아 홀 내의 금속 배선 매립 특성을 향상시켜 보이드를 방지할 수 있으므로 반도체 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, by removing the interlayer insulating film between the first and second planarizing films before forming the via holes, the interface barrier caused by the interlayer insulating film between the planarizing films is removed, thereby improving the embedding of metal wiring in the via holes. Since voids can be prevented, the reliability of the semiconductor device can be improved.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970081132A KR100440267B1 (en) | 1997-12-31 | 1997-12-31 | Method for forming metal interconnection of semiconductor device to improve metal interconnection filling characteristic in via hole and prevent void |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970081132A KR100440267B1 (en) | 1997-12-31 | 1997-12-31 | Method for forming metal interconnection of semiconductor device to improve metal interconnection filling characteristic in via hole and prevent void |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19990060886A KR19990060886A (en) | 1999-07-26 |
KR100440267B1 true KR100440267B1 (en) | 2004-09-18 |
Family
ID=37357460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019970081132A KR100440267B1 (en) | 1997-12-31 | 1997-12-31 | Method for forming metal interconnection of semiconductor device to improve metal interconnection filling characteristic in via hole and prevent void |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100440267B1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05347411A (en) * | 1992-06-15 | 1993-12-27 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device and its manufacture |
JPH06291197A (en) * | 1993-04-02 | 1994-10-18 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacturing for semiconductor device |
KR970052389A (en) * | 1995-12-27 | 1997-07-29 | 김광호 | Contact hole formation method of semiconductor device |
KR970072176A (en) * | 1996-04-24 | 1997-11-07 | 김광호 | Method for forming interlayer insulating film of semiconductor device |
KR19980026827A (en) * | 1996-10-11 | 1998-07-15 | 김광호 | How to Form Contact Holes |
KR100248799B1 (en) * | 1996-12-30 | 2000-03-15 | 김영환 | A method for forming metal contact in semiconductor device |
-
1997
- 1997-12-31 KR KR1019970081132A patent/KR100440267B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05347411A (en) * | 1992-06-15 | 1993-12-27 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device and its manufacture |
JPH06291197A (en) * | 1993-04-02 | 1994-10-18 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacturing for semiconductor device |
KR970052389A (en) * | 1995-12-27 | 1997-07-29 | 김광호 | Contact hole formation method of semiconductor device |
KR970072176A (en) * | 1996-04-24 | 1997-11-07 | 김광호 | Method for forming interlayer insulating film of semiconductor device |
KR19980026827A (en) * | 1996-10-11 | 1998-07-15 | 김광호 | How to Form Contact Holes |
KR100248799B1 (en) * | 1996-12-30 | 2000-03-15 | 김영환 | A method for forming metal contact in semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR19990060886A (en) | 1999-07-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2003133415A (en) | Method of forming conductive wiring of semiconductor device | |
US7176123B2 (en) | Method for manufacturing metal line of semiconductor device | |
JP4498568B2 (en) | Method for manufacturing a semiconductor device having self-aligned contacts | |
KR100440267B1 (en) | Method for forming metal interconnection of semiconductor device to improve metal interconnection filling characteristic in via hole and prevent void | |
US20050095838A1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
KR100587602B1 (en) | Method for forming MIM capacitor of semiconductor device | |
KR101113768B1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device using dual damascene process | |
KR100226258B1 (en) | Method for forming multiple layer metal wiring in semiconductor device | |
KR100866121B1 (en) | Method for forming metal line of semiconductor device | |
KR100470390B1 (en) | Method for minimizing space of local interconnection using damascene in fabricating SRAM device | |
KR100390996B1 (en) | Method for forming a metal line | |
KR100422912B1 (en) | Method for forming contact or via hole of semiconductor devices | |
KR100235960B1 (en) | Method of forming conducting line in semiconductor device | |
KR100249389B1 (en) | Method of fabricating via hole | |
KR100857989B1 (en) | Metal line formation method of semiconductor device | |
KR100338109B1 (en) | Method for manufacturing metal wiring in semiconductor device | |
KR100244713B1 (en) | Method of fabricating semiconductor device | |
KR100230735B1 (en) | Process for fabricating semiconductor device | |
KR20030094453A (en) | Method for fabricating semiconductor device using dual damascene process | |
KR20000003232A (en) | Method of fabricating semiconductor device | |
KR20050024853A (en) | Method of forming metal wiring in flash memory device | |
KR19990057891A (en) | Stack contact formation method of semiconductor device | |
KR20040050787A (en) | Method for forming contact hole for metal wiring | |
KR20020002931A (en) | Method for forming metal line of semiconductor device | |
KR20010065054A (en) | Method for manufacturing semiconductor memory |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20100624 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |