KR100776144B1 - 반도체 장치의 금속 배선 형성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 반도체 장치의 금속 배선 형성 방법은 반도체 기판 위에 금속막을 형성하는 단계, 금속막 위에 반사 방지막을 형성하는 단계, 반사 방지막을 플라스마 처리하는 단계, 반사 방지막 위에 감광막 패턴을 형성하는 단계, 감광막 패턴을 마스크로 반사 방지막 및 금속막을 식각하여 금속 배선을 형성하는 단계, 그리고 감광막 패턴 및 반사 방지막을 제거하는 단계를 포함한다.
배선, 반도체, 반사방지막, 알루미늄

Description

반도체 장치의 금속 배선 형성방법{METHOD OF FORMINING METAL LINE IN SEMICONDUCTOR DEVICE}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 반도체 소자의 금속 배선을 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도4는 도 1의 반도체 소자의 금속 배선을 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명은 반도체 장치의 금속 배선 형성 방법에 관한 것으로 특히, 반사 방지막을 이용한 금속 배선 형성 방법에 관한 것이다.
금속 배선, 캐패시터, 트랜지스터 등을 포함하는 반도체 장치는 여러 번의 식각 공정을 거쳐 형성한다. 이러한 식각 공정은 패터닝된 감광막을 마스크로 하부막을 식각 기체 또는 식각액으로 식각한다.
이때 식각하는 하부막의 반사도가 클 때 감광막을 형성하기 전에 반사를 감소시키기 위한 반사 방지층을 형성한다.
반사 방지층(anti reflective coating, ARC)층은 노광 공정에서 하부 층으로 부터 반사에 의해 빛이 산란되어 발생하는 감광막(PR)의 스탠딩 웨이브(standing wave)를 감소시켜 정확한 CD(critical dimension) 조절을 목적으로 사용하고 있다.
따라서 반사 방지층의 재료는 감광막과 굴절률이 비슷하면서도 광흡수율이 크며 감광막 용해제에 안정해야 하는 것 등이 요구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 스탠딩 웨이브를 감소시켜 정확한 CD의 감광막을 형성하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 반도체 장치의 금속 배선 형성 방법은 반도체 기판 위에 금속막을 형성하는 단계, 금속막 위에 반사 방지막을 형성하는 단계, 반사 방지막을 플라스마 처리하는 단계, 반사 방지막 위에 감광막 패턴을 형성하는 단계, 감광막 패턴을 마스크로 반사 방지막 및 금속막을 식각하여 금속 배선을 형성하는 단계, 그리고 감광막 패턴 및 반사 방지막을 제거하는 단계를 포함한다.
플라스마 처리는 반사 방지막의 표면 거칠기가 1~100Å일 때까지 진행할 수 있다.
플라스마 처리는 N2O 또는 NH3로 5~300초 동안 진행할 수 있다.
그러면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 위에 있다고 할 때, 이는 다른 부분 바로 위에있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 바로 위에 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 반도체 소자의 금속 배선을 도시한 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기판(100) 위에는 금속 배선(102)이 형성되어 있다.
기판(100)은 반도체 장치의 트랜지스터와 같은 하부 구조물(도시하지 않음) 또는 하부 배선(도시하지 않음)을 포함하며, 금속 배선(102)은 이들 하부 구조물 또는 하부 배선과 연결될 수 있다.
이상 본 발명의 한 실시예에 따른 반도체 소자의 금속 배선을 제조하는 방법을 기 설명한 도 1과 첨부한 도 2 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2 내지 도 4은 본 발명의 한 실시예에 따른 반도체 소자의 금속 배선을 제조하는 방법 중 중간 단계에서의 단면도이다.
먼저 도 2에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(100) 위에 알루미늄막(102) 및 반사 방지막(104)을 적층한다.
이후 반사 방지막(104)의 표면을 플라스마 처리하여 반사 방지막(104)의 표면에 요철을 형성한다. 이때, 플라스마 처리는 N2O 또는 NH3 따위의 기체를 3×1010 ion/in2 ~ 3×1015 ion/in2로 주입하여 5~300sec 동안 진행한다.
그러면 반사 방지막(104)의 표면에 요철이 형성되며 요철로 인한 반사 방지막(104)의 표면 거칠기(RMS)는 1~100Å 정도이다.
다음 도 3에 도시한 바와 같이, 반사 방지막(104) 위에 사진 공정으로 감광막 패턴(PR)을 형성한다. 감광막 패턴(PR)을 금속 배선이 형성되는 부분에만 남긴다.
이때, 반사 방지막(104)의 표면에 요철이 형성되어 있기 때문에 입사된 광은 반사 방지막(104)의 요철에 의해서 난반사된다. 따라서 반사 방지막(104)을 통해 하부의 금속배선으로 입사되는 광이 감소하기 때문에 금속 배선에 반사되는 광의 양이 줄어 금속 배선에 반사된 광이 감광막에 재조사 되는 현상이 감소한다. 따라서 정확한 CD를 가지는 감광막 패턴(PR)을 형성할 수 있다.
다음 도 4에 도시한 바와 같이, 감광막 패턴(PR)을 마스크로 반사 방지막(104), 알루미늄막(102)을 식각하여 금속 배선을 형성한다.
다음 도 1에 도시한 바와 같이, 감광막 패턴(PR)과 반사 방지막(104)을 제거 한다.
이상 설명한 본 발명에서와 같이 플라스마 처리를 하면 막의 표면 거칠기가 증가하여 반사 방지막을 형성할 때 난반사가 발생하여 스탠딩 웨이브가 형성되지 않는다. 따라서 정확한 CD로 금속 배선을 형성하여 소자의 신뢰성이 향상된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (3)

  1. 반도체 기판 위에 금속막을 형성하는 단계,
    상기 금속막 위에 반사 방지막을 형성하는 단계,
    상기 반사 방지막을 플라스마 처리하여 상기 반사 방지막 표면에 요철을 형성하는 단계,
    상기 반사 방지막 위에 감광막 패턴을 형성하는 단계, 상기 감광막 패턴을 마스크로 상기 반사 방지막 및 금속막을 식각하여 금속 배선을 형성하는 단계, 그리고
    상기 감광막 패턴 및 반사 방지막을 제거하는 단계를 포함하는 반도체 장치의 금속 배선 형성 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 플라스마 처리는 상기 반사 방지막의 표면 거칠기가 1~100Å일 때까지 진행하는 반도체 장치의 금속 배선 형성 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 플라스마 처리는 N2O 또는 NH3로 5~300초 동안 진행하는 반도체 장치의 금속 배선 형성 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20010038407A (ko) * 1999-10-25 2001-05-15 윤종용 플라즈마로 처리된 반사방지막을 이용한 포토레지스트 패턴 형성방법
KR20040013584A (ko) * 2002-08-07 2004-02-14 아남반도체 주식회사 반도체 소자 제조 방법

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