KR101132887B1 - Method of forming dual damascene pattern in semiconductor device - Google Patents

Method of forming dual damascene pattern in semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
KR101132887B1
KR101132887B1 KR1020050094579A KR20050094579A KR101132887B1 KR 101132887 B1 KR101132887 B1 KR 101132887B1 KR 1020050094579 A KR1020050094579 A KR 1020050094579A KR 20050094579 A KR20050094579 A KR 20050094579A KR 101132887 B1 KR101132887 B1 KR 101132887B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photoresist pattern
hard mask
forming
film
via hole
Prior art date
Application number
KR1020050094579A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20070039349A (en
Inventor
김홍익
Original Assignee
매그나칩 반도체 유한회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 매그나칩 반도체 유한회사 filed Critical 매그나칩 반도체 유한회사
Priority to KR1020050094579A priority Critical patent/KR101132887B1/en
Publication of KR20070039349A publication Critical patent/KR20070039349A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101132887B1 publication Critical patent/KR101132887B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture 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
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801Applying 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
    • H01L21/76802Applying 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
    • H01L21/76807Applying 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 for dual damascene structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02299Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
    • H01L21/0231Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to electromagnetic radiation, e.g. UV light
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 듀얼 다마신 패턴 형성방법에 관한 것으로서, 듀얼 다마신 공정에서 발생되는 비아 포이즌(via poison) 및 볼케이노(volcano) 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a method for forming a dual damascene pattern of a semiconductor device, and has an effect of preventing via poison and volcano from occurring in the dual damascene process.

이를 위한 본 발명에 의한 반도체 소자의 듀얼 다마신 패턴 형성방법은, 반도체 기판 상에 확산방지막, 제 1 층간절연막, 제 1 하드마스크막, 제 2 층간절연막 및 제 2 하드마스크막을 차례로 증착하는 단계; 상기 제 2 하드마스크막 상에 상기 제 2 하드마스크막의 일부분을 노출시키는 비아홀 형성용 제 1 감광막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 1 감광막 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 제 2 하드마스크막, 제 2 층간절연막, 제 1 하드마스크막 및 제 1 층간절연막을 식각하여 비아홀을 형성하는 단계; 상기 제 1 감광막 패턴을 제거하는 단계; 상기 제 1 감광막 패턴이 제거된 반도체 기판에 UV 경화 및 하드 베이킹 처리를 수행하는 단계; 상기 비아홀을 매립하는 보호막을 형성하는 단계; 상기 제 2 하드마스크막 상에 상기 비아홀을 중심으로 상기 비아홀보다 넓은 트렌치 형성용 제 2 감광막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 2 감광막 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 제 2 하드마스크막, 제 2 층간절연막을 식각하여 트렌치를 형성하는 단계; 상기 제 2 감광막 패턴 및 보호막을 제거하는 단계; 상기 제 2 감광막 패턴이 제거된 반도체 기판에 UV 경화 및 하드 베이킹 처리를 수행하는 단계; 및 상기 비아홀에 의해 노출된 확산방지막 부분을 식각하는 단계를 포함한다. The dual damascene pattern forming method of the semiconductor device according to the present invention comprises the steps of depositing a diffusion barrier film, a first interlayer insulating film, a first hard mask film, a second interlayer insulating film and a second hard mask film on the semiconductor substrate in sequence; Forming a first photoresist pattern for forming a via hole exposing a portion of the second hard mask layer on the second hard mask layer; Etching the second hard mask layer, the second interlayer dielectric layer, the first hard mask layer, and the first interlayer dielectric layer using the first photoresist pattern as an etch mask to form a via hole; Removing the first photoresist pattern; Performing UV curing and hard baking on the semiconductor substrate from which the first photoresist pattern is removed; Forming a protective film filling the via hole; Forming a second photoresist pattern on the second hard mask layer, the second photoresist pattern forming a trench wider than the via hole with respect to the via hole; Forming a trench by etching the second hard mask layer and the second interlayer insulating layer using the second photoresist pattern as an etching mask; Removing the second photoresist pattern and the passivation layer; Performing a UV curing and hard baking process on the semiconductor substrate from which the second photoresist pattern is removed; And etching the diffusion barrier portion exposed by the via hole.

아민, 비아 포이즌, UV 경화, 하드 베이킹 Amine, Via Poison, UV Curing, Hard Baking

Description

반도체 소자의 듀얼 다마신 패턴 형성방법{Method of forming dual damascene pattern in semiconductor device}Method of forming dual damascene pattern in semiconductor device

도 1은 종래기술에 따른 듀얼 다마신 패턴 형성공정에서 비아홀 포이즈닝 현상이 발생된 상태를 나타내는 사진.1 is a photograph showing a state in which via hole poisoning occurs in a dual damascene pattern forming process according to the related art.

도 2a 내지 도 2j는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 듀얼 다마신 패턴 형성방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.2A to 2J are cross-sectional views illustrating processes for forming a dual damascene pattern of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100: 반도체 기판 101: 확산방지막100: semiconductor substrate 101: diffusion barrier film

102: 제 1 층간절연막 103: 제 1 하드마스크막102: first interlayer insulating film 103: first hard mask film

104: 제 2 층간절연막 105: 제 2 하드마스크막104: second interlayer insulating film 105: second hard mask film

106: 제 1 감광막 패턴 107: 비아홀106: first photosensitive film pattern 107: via hole

108: 보호막 109: 제 2 감광막 패턴108: protective film 109: second photosensitive film pattern

110: 트렌치 200: 진공 챔버110: trench 200: vacuum chamber

210: 핫 플레이트 220: UV 램프210: hot plate 220: UV lamp

220a: UV 230: 램프 하우징220a: UV 230: lamp housing

본 발명은 반도체 소자의 듀얼 다마신 패턴 형성방법에 관한 것으로서, 특히 듀얼 다마신 공정에서 발생되는 비아 포이즌 및 볼케이노 현상을 방지할 수 있는 반도체 소자의 듀얼 다마신 패턴 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a dual damascene pattern of a semiconductor device, and more particularly, to a method for forming a dual damascene pattern of a semiconductor device capable of preventing via poison and volcano phenomena generated in a dual damascene process.

반도체 소자가 고집적화 되어감에 따라, 배선 설계가 자유롭고 용이하며, 배선 저항 및 전류 용량 등의 설정을 여유있게 할 수 있는 배선 기술에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.As semiconductor devices have been highly integrated, research has been actively conducted on wiring technology that enables free and easy wiring design and allows setting of wiring resistance and current capacity.

특히, 최근에는 저항이 낮은 구리(Cu)를 이용하여 금속 배선을 형성하고 저유전율(low k) 물질을 이용하여 절연막을 형성하면서, 상기 절연막에 비아홀(via hole)과 금속 배선이 형성될 트렌치(trench)를 형성한 후, 상기 비아홀과 트렌치로 구성된 듀얼 다마신 패턴을 Cu로 매립하여 금속배선을 형성하는 듀얼 다마신 공정을 도입하게 되었다.In particular, in recent years, a metal wiring is formed using copper (Cu) having low resistance, and an insulating film is formed using a low k material, and a trench for forming via holes and metal wiring is formed in the insulating film. After the formation of the trench, a dual damascene process was formed in which a dual damascene pattern composed of the via hole and the trench was filled with Cu to form metal wiring.

여기서, 듀얼 다마신 패턴을 형성하는 방법에는 여러 가지가 있지만, 일반적으로, VFTL(via first trench last) 공정이 널리 사용되고 있다. 상기 VFTL 공정에서는, FSG, OSG 및 SiO2 등과 같은 저유전율 물질을 이용한 층간절연막과 SiN 및 SiC 등을 이용한 하드마스크막을 증착한 후, 상기 층간절연막 내에 존재하는 아민(amine) 또는 아민 계열(amine like) 가스의 디개싱(degassing)을 위해 200℃ 정도 의 온도에서 베이킹 공정을 수행한 다음, N2 등과 같은 가스를 퍼니스(furnace) 내에 플로우시키고, 온도를 400℃ 정도로 가열하여 경화시킨다. 이러한 공정을 거치는 동안 상기 층간절연막에 존재하는 아민 또는 아민 계열의 가스들이 어느 정도 디개싱되지만, 이들 가스들이 완전히 디개싱되지 않을 경우, 도 1에 도시한 바와 같은 비아 포이즌 현상이 발생되며, 심한 경우에는 볼케이노(volcano) 현상이 유발될 수 있다. 이러한 비아 포이즌 및 볼케이노 현상은 금속 배선의 신뢰성을 저하시키는 등의 문제점을 야기시키게 된다.Here, there are various methods of forming the dual damascene pattern, but in general, a via first trench last (VFTL) process is widely used. In the VFTL process, after depositing an interlayer insulating film using a low dielectric constant material such as FSG, OSG, SiO 2 and the like and a hard mask film using SiN and SiC, the amine or amine like present in the interlayer insulating film ) The baking process is performed at a temperature of about 200 ° C. for degassing of the gas, and then a gas such as N 2 is flowed into the furnace, and the temperature is heated to about 400 ° C. to cure. While the amine or amine-based gases present in the interlayer insulating film are degassed to some extent during this process, when these gases are not completely degassed, via poisoning phenomenon as shown in FIG. 1 occurs, and in severe cases Volcano phenomenon may occur. The via poison and volcano phenomena cause problems such as deterioration of the reliability of the metal wiring.

이러한 비아 포이즌 현상을 해결하기 위해, 즉 상기 아민 또는 아민 계열 가스의 아웃 개싱(out gassing)을 방지하기 위해, 질소(N)가 함유되지 않은 저유전율물질을 사용하는 방법이 제안되었으나, 이 방법을 사용할 경우, 유효 k 값이 다소 높아지므로, RC 지연(delay)에 영향을 최소화하고자 하는 금속 배선 공정은 어느 정도의 N이 함유된 것을 사용할 수 밖에 없다.In order to solve this via poisoning phenomenon, that is, to prevent out gassing of the amine or amine-based gas, a method of using a low dielectric constant containing no nitrogen (N) has been proposed. In this case, since the effective k value is somewhat higher, the metal wiring process to minimize the influence on the RC delay has no choice but to use a certain amount of N.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, RC 지연을 최소화하고자 하는 소자에서의 비아 포이즌 및 볼케이노 현상을 방지할 수 있는 반도체 소자의 듀얼 다마신 패턴 형성방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of forming a dual damascene pattern of a semiconductor device capable of preventing via poison and volcano in a device to minimize RC delay. It is.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 반도체 소자의 듀얼 다마신 패턴 형성방법은,Dual damascene pattern forming method of a semiconductor device according to the present invention for achieving the above object,

반도체 기판 상에 확산방지막, 제 1 층간절연막, 제 1 하드마스크막, 제 2 층간절연막 및 제 2 하드마스크막을 차례로 증착하는 단계;Depositing a diffusion barrier film, a first interlayer insulating film, a first hard mask film, a second interlayer insulating film, and a second hard mask film on a semiconductor substrate in sequence;

상기 제 2 하드마스크막 상에 상기 제 2 하드마스크막의 일부분을 노출시키는 비아홀 형성용 제 1 감광막 패턴을 형성하는 단계;Forming a first photoresist pattern for forming a via hole exposing a portion of the second hard mask layer on the second hard mask layer;

상기 제 1 감광막 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 제 2 하드마스크막, 제 2 층간절연막, 제 1 하드마스크막 및 제 1 층간절연막을 식각하여 비아홀을 형성하는 단계;Etching the second hard mask layer, the second interlayer dielectric layer, the first hard mask layer, and the first interlayer dielectric layer using the first photoresist pattern as an etch mask to form a via hole;

상기 제 1 감광막 패턴을 제거하는 단계;Removing the first photoresist pattern;

상기 제 1 감광막 패턴이 제거된 반도체 기판에 UV 경화 및 하드 베이킹 처리를 수행하는 단계;
상기 비아홀을 매립하는 보호막을 형성하는 단계;
Performing UV curing and hard baking on the semiconductor substrate from which the first photoresist pattern is removed;
Forming a protective film filling the via hole;

상기 제 2 하드마스크막 상에 상기 비아홀을 중심으로 상기 비아홀보다 넓은 트렌치 형성용 제 2 감광막 패턴을 형성하는 단계;Forming a second photoresist pattern on the second hard mask layer, the second photoresist pattern forming a trench wider than the via hole with respect to the via hole;

상기 제 2 감광막 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 제 2 하드마스크막, 제 2 층간절연막을 식각하여 트렌치를 형성하는 단계;Forming a trench by etching the second hard mask layer and the second interlayer insulating layer using the second photoresist pattern as an etching mask;

상기 제 2 감광막 패턴 및 보호막을 제거하는 단계;Removing the second photoresist pattern and the passivation layer;

상기 제 2 감광막 패턴이 제거된 반도체 기판에 UV 경화 및 하드 베이킹 처리를 수행하는 단계; 및Performing a UV curing and hard baking process on the semiconductor substrate from which the second photoresist pattern is removed; And

상기 비아홀에 의해 노출된 확산방지막 부분을 식각하는 단계를 포함한다.Etching the diffusion barrier portion exposed by the via hole.

여기서, 상기 제 2 감광막 패턴을 형성하기 전에, 상기 비아홀을 매립하는 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include forming a protective film to fill the via hole before forming the second photoresist pattern.

그리고, 상기 보호막은 감광막 또는 하부 반사 방지막인 것을 특징으로 한다.The protective film may be a photosensitive film or a lower anti-reflection film.

또한, 상기 제 1 층간절연막, 제 1 하드마스크막, 제 2 층간절연막 및 제 2 하드마스크막 각각의 증착 공정 후에, UV 경화 및 하드 베이킹 처리를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include performing UV curing and hard baking after each deposition process of the first interlayer insulating film, the first hard mask film, the second interlayer insulating film, and the second hard mask film.

또한, 상기 확산방지막의 식각 공정 후에, UV 경화 및 하드 베이킹 처리를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, after the etching process of the diffusion barrier, characterized in that it further comprises the step of performing a UV curing and hard baking treatment.

이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout.

도 2a 내지 도 2j는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 듀얼 다마신 패턴 형성방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.2A through 2J are cross-sectional views illustrating processes for forming a dual damascene pattern of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2a에 도시한 바와 같이, 소정의 하부 구조(도시안됨)가 형성된 반도체 기판(100)을 제공하고, 상기 반도체 기판(100) 상에 확산방지막(diffusion barrier layer; 101), 제 1 층간절연막(102), 제 1 하드마스크막(103), 제 2 층간절연막(104) 및 제 2 하드마스크막(105)을 차례로 증착한다. 상기 확산방지막(101), 제 1 및 제 2 하드마스크막(103, 105)은 SiN 또는 SiC 등을 이용하여 증착하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제 1 및 제 2 층간절연막(102, 104)은 FSG(fluoro siicate glass) 계열 등의 저유전율 물질을 이용하여 증착하는 것이 바람직하다. 이때, 일반적으로, 상기 저유전율 물질은 N2O를 산화제(oxidant)로 사용하고, 상기 FSG 계열의 저유전율 물질은 내부에 NF2를 함유하고 있다.As shown in FIG. 2A, a semiconductor substrate 100 having a predetermined substructure (not shown) is provided, and a diffusion barrier layer 101 and a first interlayer insulating film 100 are formed on the semiconductor substrate 100. 102, the first hard mask film 103, the second interlayer insulating film 104, and the second hard mask film 105 are sequentially deposited. The diffusion barrier film 101 and the first and second hard mask films 103 and 105 are preferably deposited using SiN or SiC. In addition, the first and second interlayer insulating films 102 and 104 may be deposited using a low dielectric constant material, such as a fluoro siicate glass (FSG) series. In this case, generally, the low dielectric constant material uses N 2 O as an oxidant, and the low dielectric constant material of the FSG series contains NF 2 therein.

다음으로, 도 2b에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 하드마스크막(105) 상에, 상기 제 2 하드마스크막(105)의 일부분을 노출시키는 비아홀 형성용 제 1 감광막 패턴(106)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2B, a first photosensitive film pattern 106 for forming a via hole exposing a portion of the second hard mask film 105 is formed on the second hard mask film 105. .

그 다음에, 도 2c에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 감광막 패턴(106)을 식각 마스크로 이용하여 상기 제 2 하드마스크막(105), 제 2 층간절연막(104), 제 1 하드마스크막(103) 및 제 1 층간절연막(102)을 식각하여 비아홀(107)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2C, the second hard mask film 105, the second interlayer insulating film 104, and the first hard mask film (using the first photoresist film pattern 106 as an etching mask) are used. 103 and the first interlayer insulating film 102 are etched to form via holes 107.

그런 다음, 도 2d에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 감광막 패턴(106)을 제거한다. 상기 제 1 감광막 패턴(106)의 제거 공정은, 층간절연막(102, 104)과 하드마스크막(103, 105)의 손상을 최소화하기 위해서, 다일루트(dilute) O2를 이용하여 수행하는 것이 바람직하다.Thereafter, as shown in FIG. 2D, the first photoresist pattern 106 is removed. The removal process of the first photoresist layer pattern 106 may be performed using dilute O 2 to minimize damage to the interlayer insulating layers 102 and 104 and the hard mask layers 103 and 105. Do.

이어서, 도 2e에 도시한 바와 같이, 그로부터 얻어지는 결과물에 UV 경화(curing) 및 하드 베이킹(hard baking) 처리를 동시에 수행한다. 즉, 상기 제 1 감광막 패턴(106)의 제거가 완료된 기판(100) 결과물을 진공 챔버(200) 내에 마련된 핫 플레이트(hot plate)(210) 위에 올려놓고 약 300℃ 이하의 온도에서 하드 베이킹 공정을 수행하고, 이와 동시에, 상기 기판(100) 결과물 상부에 배치된 UV 램 프(220)로부터 조사되는 UV(220a)를 이용하여 상기 결과물을 경화시킨다.Subsequently, as shown in FIG. 2E, the resultant obtained therefrom is simultaneously subjected to UV curing and hard baking. That is, the resultant of the substrate 100 on which the first photoresist pattern 106 is removed is placed on a hot plate 210 provided in the vacuum chamber 200, and the hard baking process is performed at a temperature of about 300 ° C. or less. At the same time, the resultant is cured using the UV 220a irradiated from the UV lamp 220 disposed on the resultant of the substrate 100.

이때, 상기 UV 경화 및 하드 베이킹 처리가 동시에 진행됨에 따라서, 상기 제 1 및 제 2 층간절연막(102, 104)에 함유된 N2O 또는 NF2 등과 같은 아민 계열의 가스에 대한 디개싱(degassing) 처리 및 표면 하드닝 처리가 이루어질 수 있다. 즉, 상기 UV 경화 처리가 진행되는 동안, 254 ㎚ 정도의 UV(220a)가 상기 기판(100) 결과물에 조사됨으로써, 상기 제 1 및 제 2 층간절연막(102, 104)과 제 1 및 제 2 하드마스크막(103, 105) 내부에 존재하는 아민 또는 아민 계열의 가스 등이 제거되고, 아울러 상기 기판(100)의 하부면에서 가열해주는 하드 베이킹 처리는 이를 더욱 더 심화시키며, 표면 경화 또한 심화시키는 효과가 있다.In this case, as the UV curing and the hard baking process are simultaneously performed, degassing of amine-based gas such as N 2 O or NF 2 contained in the first and second interlayer insulating films 102 and 104 is performed. Treatment and surface hardening treatment can be made. That is, while the UV curing process is performed, UV (220a) of about 254 nm is irradiated to the substrate 100 to thereby produce the first and second interlayer insulating films 102 and 104 and the first and second hard films. The amine or the amine-based gas, etc. existing in the mask films 103 and 105 are removed, and the hard baking treatment that heats the lower surface of the substrate 100 further deepens the surface, and also hardens the surface. There is.

여기서, 상기한 바와 같은 효과를 더욱 높이기 위해, 상기 UV 경화 및 하드 베이킹 처리를 상기 제 1 층간절연막(101), 제 1 하드마스크막(102), 제 2 층간절연막(103) 및 제 2 하드마스크막(104) 각각의 증착 공정 후에 추가적으로 수행하는 것이 바람직하다. 한편, 도 2e에서 미설명한 도면부호 230은 램프 하우징(lamp housing)을 나타낸다. 그리고, 상술한 바와 같은 UV 경화 및 하드 베이킹 처리를 수행하는 동안, 도면에 도시한 바와 같이, N2 등과 같은 가스를 챔버 내에 플로우시킨다.Here, in order to further enhance the effects as described above, the UV curing and hard baking treatment may be performed on the first interlayer insulating film 101, the first hard mask film 102, the second interlayer insulating film 103, and the second hard mask. It is desirable to perform additionally after each deposition process of films 104. Meanwhile, reference numeral 230 not described in FIG. 2E denotes a lamp housing. Then, while performing the UV curing and hard baking treatment as described above, as shown in the figure, a gas such as N 2 is flowed into the chamber.

그 다음에, 도 2f에 도시한 바와 같이, 상기 비아홀(107)을 매립하는 보호막(108)을 형성한다. 상기 보호막(108)으로서 감광막 또는 하부 반사 방지막(bottom anti-reflection coating) 등을 이용하는 것이 바람직하다.Next, as shown in FIG. 2F, a protective film 108 filling the via hole 107 is formed. It is preferable to use a photosensitive film, a bottom anti-reflection coating, or the like as the protective film 108.

다음으로, 도 2g에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 하드마스크막(105) 상에, 상기 비아홀(107)을 중심으로 상기 비아홀(107)보다 넓은 트렌치 형성용 제 2 감광막 패턴(109)을 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 2G, a second photoresist pattern 109 for forming a trench wider than the via hole 107 is formed on the second hard mask film 105, centering on the via hole 107. do.

그런 다음, 도 2h에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 감광막 패턴(109)을 식각 마스크로 이용하여 상기 제 2 하드마스크막(105), 제 2 층간절연막(104)을 식각하여 트렌치(110)를 형성한다. 그리고 나서, 상기 제 2 감광막 패턴(109)을 제거한다. 상기 제 2 감광막 패턴(109)의 제거 공정은, 상기 제 1 감광막 패턴(106)의 제거 공정과 마찬가지로 다일루트(dilute) O2를 이용하여 수행하는 것이 바람직하다.Next, as shown in FIG. 2H, the second hard mask layer 105 and the second interlayer dielectric layer 104 are etched using the second photoresist layer pattern 109 as an etching mask to form the trench 110. Form. Then, the second photosensitive film pattern 109 is removed. The removal process of the second photoresist pattern 109 is preferably performed using dilute O 2 , similarly to the removal process of the first photoresist pattern 106.

그런 후에, 도 2i에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 감광막 패턴(109)의 제거가 완료된 기판(100) 결과물에, 상술한 바와 같은 UV 경화 및 하드 베이킹 처리를 동시에 수행하여, 아민 계열의 가스에 대한 디개싱 처리 및 표면 하드닝 처리를 수행한다.Thereafter, as shown in FIG. 2I, the UV curing and the hard baking treatment as described above are simultaneously performed on the resultant of the substrate 100 on which the second photoresist pattern 109 is removed. Degassing treatment and surface hardening treatment.

그 다음에, 도 2j에 도시한 바와 같이, 상기 비아홀(107)에 의해 노출된 확산방지막(101) 부분을 식각한다. 이후, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기한 바와 같은 디개싱 처리 및 표면 하드닝 처리를 더욱 완벽하게 수행하기 위해, 상기 UV 경화 및 하드 베이킹 처리를 추가적으로 수행할 수 있다.Next, as shown in FIG. 2J, a portion of the diffusion barrier film 101 exposed by the via hole 107 is etched. Subsequently, although not shown in the drawings, in order to more fully perform the degassing treatment and the surface hardening treatment as described above, the UV curing and the hard baking treatment may be additionally performed.

이에 따라, 본 발명은 층간절연막 등에 존재하는 아민 또는 아민 계열의 가스들이 완전히 디개싱되지 않을 경우 발생되는 비아 포이즌 및 볼케이노 현상을 방 지할 수 있으며, 이는 기존의 공정보다 디개싱 측면에서는 물론, 공정 시간 측면에서도 훨씬 유리하다.Accordingly, the present invention can prevent via poisoning and volcano phenomena that occur when amines or amine-based gases present in an interlayer insulating film and the like are not completely degassed, which is, of course, degassing from the conventional process. It is much more advantageous from the side.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함되는 것으로 보아야 할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be variously modified and changed by those skilled in the art, which should be regarded as included in the spirit and scope of the present invention as defined in the appended claims. something to do.

앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자의 듀얼 다마신 패턴 형성방법에 의하면, 진공 챔버 내에서 UV 경화 및 하드 베이킹 처리를 동시에 수행하여, 층간절연막 등에 존재하는 아민 또는 아민 계열의 가스들을 완전히 디개싱할 수 있다. 따라서, 본 발명은 RC 지연을 최소화하고자 하는 소자에서의 비아 포이즌 및 볼케이노 현상을 원천적으로 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 기존의 공정에 비해 디개싱 측면에서는 물론, 공정 시간 측면에서도 훨씬 유리하므로, 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the method for forming a dual damascene pattern of a semiconductor device according to the present invention, UV curing and hard baking are simultaneously performed in a vacuum chamber to completely remove amine or amine-based gases present in an interlayer insulating film. Can be gassed Therefore, the present invention can prevent via poison and volcano phenomena in the device to minimize the RC delay. In addition, the present invention is much advantageous in terms of degassing as well as process time, compared to the existing process, there is an effect that can improve the yield.

Claims (5)

반도체 기판 상에 확산방지막, 제 1 층간절연막, 제 1 하드마스크막, 제 2 층간절연막 및 제 2 하드마스크막을 차례로 증착하는 단계;Depositing a diffusion barrier film, a first interlayer insulating film, a first hard mask film, a second interlayer insulating film, and a second hard mask film on a semiconductor substrate in sequence; 상기 제 2 하드마스크막 상에 상기 제 2 하드마스크막의 일부분을 노출시키는 비아홀 형성용 제 1 감광막 패턴을 형성하는 단계;Forming a first photoresist pattern for forming a via hole exposing a portion of the second hard mask layer on the second hard mask layer; 상기 제 1 감광막 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 제 2 하드마스크막, 제 2 층간절연막, 제 1 하드마스크막 및 제 1 층간절연막을 식각하여 비아홀을 형성하는 단계;Etching the second hard mask layer, the second interlayer dielectric layer, the first hard mask layer, and the first interlayer dielectric layer using the first photoresist pattern as an etch mask to form a via hole; 상기 제 1 감광막 패턴을 제거하는 단계;Removing the first photoresist pattern; 상기 제 1 감광막 패턴이 제거된 반도체 기판에 UV 경화 및 하드 베이킹 처리를 수행하는 단계;Performing UV curing and hard baking on the semiconductor substrate from which the first photoresist pattern is removed; 상기 비아홀을 매립하는 보호막을 형성하는 단계;Forming a protective film filling the via hole; 상기 제 2 하드마스크막 상에 상기 비아홀을 중심으로 상기 비아홀보다 넓은 트렌치 형성용 제 2 감광막 패턴을 형성하는 단계;Forming a second photoresist pattern on the second hard mask layer, the second photoresist pattern forming a trench wider than the via hole with respect to the via hole; 상기 제 2 감광막 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 제 2 하드마스크막, 제 2 층간절연막을 식각하여 트렌치를 형성하는 단계;Forming a trench by etching the second hard mask layer and the second interlayer insulating layer using the second photoresist pattern as an etching mask; 상기 제 2 감광막 패턴 및 보호막을 제거하는 단계;Removing the second photoresist pattern and the passivation layer; 상기 제 2 감광막 패턴이 제거된 반도체 기판에 UV 경화 및 하드 베이킹 처리를 수행하는 단계; 및Performing a UV curing and hard baking process on the semiconductor substrate from which the second photoresist pattern is removed; And 상기 비아홀에 의해 노출된 확산방지막 부분을 식각하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 듀얼 다마신 패턴 형성방법.And etching the portion of the diffusion barrier film exposed by the via hole. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 감광막 패턴이나 제 2 감광막 패턴이 제거된 반도체 기판을 300℃ 이하의 온도에서 진공 상태에서 하드 베이킹 공정을 수행하는 동시에 상기 반도체 기판 상부에 배치된 UV 램프를 통해 UV를 조사하여 경화시키는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 듀얼 다마신 패턴 형성방법.Hardening the semiconductor substrate from which the first photoresist pattern or the second photoresist pattern is removed at a temperature of 300 ° C. or less under vacuum while irradiating and curing UV through UV lamps disposed on the semiconductor substrate. A dual damascene pattern forming method of a semiconductor device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보호막은 감광막 또는 하부 반사 방지막인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 듀얼 다마신 패턴 형성방법.And the protective film is a photosensitive film or a lower anti-reflection film. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 층간절연막, 제 1 하드마스크막, 제 2 층간절연막 및 제 2 하드마스크막 각각의 증착 공정 후에, UV 경화 및 하드 베이킹 처리를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 듀얼 다마신 패턴 형성방법.And performing UV curing and hard baking after each of the first interlayer insulating film, the first hard mask film, the second interlayer insulating film, and the second hard mask film. How to form a damascene pattern. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 확산방지막의 식각 공정 후에, UV 경화 및 하드 베이킹 처리를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 듀얼 다마신 패턴 형성방법.After the etching process of the diffusion barrier, the method of forming a dual damascene of the semiconductor device further comprising the step of performing a UV curing and hard baking treatment.
KR1020050094579A 2005-10-07 2005-10-07 Method of forming dual damascene pattern in semiconductor device KR101132887B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050094579A KR101132887B1 (en) 2005-10-07 2005-10-07 Method of forming dual damascene pattern in semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050094579A KR101132887B1 (en) 2005-10-07 2005-10-07 Method of forming dual damascene pattern in semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070039349A KR20070039349A (en) 2007-04-11
KR101132887B1 true KR101132887B1 (en) 2012-04-03

Family

ID=38160230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050094579A KR101132887B1 (en) 2005-10-07 2005-10-07 Method of forming dual damascene pattern in semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101132887B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100621813B1 (en) * 2005-08-23 2006-09-11 매그나칩 반도체 유한회사 Method of forming dual damascene pattern in semiconductor device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100621813B1 (en) * 2005-08-23 2006-09-11 매그나칩 반도체 유한회사 Method of forming dual damascene pattern in semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070039349A (en) 2007-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7611986B2 (en) Dual damascene patterning method
US6207583B1 (en) Photoresist ashing process for organic and inorganic polymer dielectric materials
US7217654B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR100518700B1 (en) Electronic device manufacturing method
US9202863B2 (en) Structure with self aligned resist layer on an interconnect surface and method of making same
US7125793B2 (en) Method for forming an opening for an interconnect structure in a dielectric layer having a photosensitive material
JP2006128543A (en) Method for manufacturing electronic device
JP2003504693A (en) Photoresist removal process using forming gas plasma
KR20070106385A (en) Cleaning porous low-k material in the formation of an interconnect structure
CN102082114A (en) Forming method of dual damascene structure
JP2005294525A (en) Manufacturing method of semiconductor device
TW200418083A (en) Method for manufacturing semiconductor device
US20060094204A1 (en) Planarization material, anti-reflection coating material, and method for manufacturing semiconductor device thereby
JP2007165428A (en) Process for fabricating semiconductor device
US6803308B2 (en) Method of forming a dual damascene pattern in a semiconductor device
US5723380A (en) Method of approach to improve metal lithography and via-plug integration
KR101132887B1 (en) Method of forming dual damascene pattern in semiconductor device
KR100545220B1 (en) Method for fabricating the dual damascene interconnection in semiconductor device
US7276439B2 (en) Method for forming contact hole for dual damascene interconnection in semiconductor device
JP2007067324A (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR101081853B1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US9029265B2 (en) Method for forming semiconductor structure
KR100621813B1 (en) Method of forming dual damascene pattern in semiconductor device
JP2004221104A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
KR101185855B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device

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: 20150223

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee