KR19980083136A - Wiring formation method - Google Patents

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KR19980083136A KR1019970018284A KR19970018284A KR19980083136A KR 19980083136 A KR19980083136 A KR 19980083136A KR 1019970018284 A KR1019970018284 A KR 1019970018284A KR 19970018284 A KR19970018284 A KR 19970018284A KR 19980083136 A KR19980083136 A KR 19980083136A
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박반석
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문정환
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Abstract

본 발명은 공정이 간단하면서 금속 배선의 단선 및 단락을 억제하여 배선에 대한 신뢰성을 높게 하기 위한 배선 형성 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring forming method for simplifying the process and suppressing disconnection and short circuit of the metal wiring to increase the reliability of the wiring.

본 발명의 배선 형성 방법은 기판에 불순물 영역을 갖는 트랜지스터를 형성하는 단계, 상기 불순물 영역상에 콘택홀을 갖는 재 1 절연막을 전면에 형성하는 단계, 상기 콘택홀내에 플러그를 형성하는 단계, 상기 플러그를 포함한 제 1 절연막상에 제 2 절연막을 형성하는 단계, 상기 플러그를 중심으로 금속 배선을 형성하고자 하는 부위의 제 2 절연막을 선택적으로 제거하는 단계와, 상기 제 2 절연막이 제거된 부위에 제 2 절연막과 같은 두께로 배선을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.In the wiring forming method of the present invention, forming a transistor having an impurity region in a substrate, forming a first insulating film having a contact hole on the impurity region, and forming a plug in the contact hole; Forming a second insulating film on the first insulating film including a second insulating film, selectively removing a second insulating film at a portion of the portion where the metal wiring is to be formed, and a second portion at the portion where the second insulating film is removed. And forming a wiring with the same thickness as the insulating film.

Description

배선 형성 방법Wiring formation method

본 발명은 배선 형성 방법에 관한 것으로, 특히 공정이 간단하며 배선에 대한 신뢰성이 높은 배선 형성 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring forming method, and more particularly, to a wiring forming method having a simple process and high reliability for wiring.

종래의 배선 형성 방법은 도 1a에서와 같이, p형이며 활성 영역과 격리 영역이 정의된 반도체 기판(11)상에 초기 산화막, 제 1 질화막과 제 1 감광막을 차례로 형성한 다음, 상기 제 1 감광막을 상기 격리 영역 상측 부위에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한 후, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 1 감광막을 마스크로 이용하여 상기 제 1 질화막과 초기 산화막을 선택적으로 식각하고 제 1 감광막을 제거한다 이어 상기 제 1 질화막을 마스크로 이용하여 전면에 열 산화 공정으로 상기 격리 영역에 필드 산화막(12)을 형성한 다음, 상기 제 1 질화막과 초기 산화막을 제거한다.In the conventional wiring forming method, as shown in FIG. 1A, an initial oxide film, a first nitride film, and a first photosensitive film are sequentially formed on a semiconductor substrate 11 having a p-type, active region, and isolation region, and then the first photosensitive film. Is selectively exposed and developed to remove only the upper portion of the isolation region, and then selectively etches the first nitride film and the initial oxide film using the selectively exposed and developed first photoresist film as a mask to remove the first photoresist film. Subsequently, the first nitride film is used as a mask to form a field oxide film 12 in the isolation region by a thermal oxidation process on the entire surface, and then the first nitride film and the initial oxide film are removed.

이어 상기 반도체 기판(11)을 열 산화 공정으로 게이트 산화막(13)을 형성한 다음, 전면에 제 1 다결정 실리콘과 제 2 감광막을 차례로 형성하고, 상기 제 2 감광막을 게이트가 형성될 부위만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한 후, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 2 감광막을 마스크로 상기 제 1 다결정 실리콘을 선택적으로 식각하여 게이트 전극(14)을 형성하고 상기 제 2 감광막을 제거한다.Subsequently, the gate oxide film 13 is formed on the semiconductor substrate 11 by a thermal oxidation process, and then first polycrystalline silicon and a second photoresist film are sequentially formed on the entire surface of the semiconductor substrate 11, and the second photoresist film is selectively selected so that only a portion where the gate is to be formed remains. After exposing and developing with light, the first polycrystalline silicon is selectively etched using the selectively exposed and developed second photoresist film to form a gate electrode 14, and the second photoresist film is removed.

그리고 상기 게이트 전극(14)을 마스크로 전면에 n형 불순물 이온의 주입 및 드라이브 인 확산함으로서 상기 게이트 전극(14) 양측의 반도체 기판(11)내에 불순물 영역(15)을 형성한다.The impurity region 15 is formed in the semiconductor substrate 11 on both sides of the gate electrode 14 by implanting and driving in the n-type impurity ions on the entire surface of the gate electrode 14 using a mask.

도 1b에서와 같이, 상기 게이트 전극(14)을 포함한 전면에 제 1 산화막(16)과 제 3 감광막을 차례로 형성하고, 상기 제 3 감광막을 상기 불순물 영역(15)과 배선을 연결시켜주는 콘택홀이 형성될 부위만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한 다음, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 3 감광막을 마스크로 상기 제 1 산화막(16)과 게이트 산화막(13)을 선택적으로 식각하여 두 개의 콘택홀들을 형성한 후, 상기 제 3 감광막을 제거한다. 여기서 상기 제 1 산화막(16)은 전면이 평탄하도록 두껍게 형성한다.As shown in FIG. 1B, a contact hole for sequentially forming a first oxide film 16 and a third photoresist film on the entire surface including the gate electrode 14 and connecting the third photoresist film to the impurity region 15 is connected to a wiring. Selectively exposing and developing the portions to be formed, and then selectively etching the first oxide layer 16 and the gate oxide layer 13 using the selectively exposed and developed third photoresist layer as a mask to form two contact holes. After the formation, the third photosensitive film is removed. In this case, the first oxide layer 16 is formed thick so that the entire surface thereof is flat.

그리고 상기 두 개의 콘택홀들을 포함한 제 1 산화막(16)상에 텅스텐층을 형성하고, 상기 텅스텐층을 에치백하여 상기 두 개의 콘택홀들을 메꾸는 텅스텐 플러그(17)를 형성한다.A tungsten layer is formed on the first oxide layer 16 including the two contact holes, and the tungsten layer is etched back to form a tungsten plug 17 filling the two contact holes.

도 1c에서와 같이, 상기 텅스텐 플러그(17)를 포함한 제 1 산화막(16)상에 금속층(18)과 제 4 감광막(19)을 차례로 형성하고, 상기 제 4 감광막(19)을 두 개의 콘택홀들을 중심으로 제 1 산화막(16) 상측의 일정 부위만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한 다음, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 4 감광막(19)을 마스크로 상기 금속층을 선택적으로 식각하여 배선층을 형성한다.As shown in FIG. 1C, a metal layer 18 and a fourth photosensitive layer 19 are sequentially formed on the first oxide layer 16 including the tungsten plug 17, and the fourth photosensitive layer 19 is formed by two contact holes. And selectively expose and develop only a portion of the upper portion of the first oxide film 16 around the first oxide film 16, and then selectively etch the metal layer using the selectively exposed and developed fourth photoresist film 19 to form a wiring layer. .

도 1d에서와 같이, 상기 제 4 감광막(19)을 제거하고, 상기 금속층(18)을 포함한 제 1 산화막(16)상에 제 2 산화막을 형성한다.As shown in FIG. 1D, the fourth photoresist film 19 is removed and a second oxide film is formed on the first oxide film 16 including the metal layer 18.

종래의 배선 형성 방법은 금속층을 패터닝하여 배선층을 형성하므로써 다음과 같은 문제점이 있었다.The conventional wiring forming method has the following problems by forming a wiring layer by patterning a metal layer.

첫째, 금속층의 패터닝시 감광막의 찌거기로 인해 금속 배선간의 단락이 자주 발생한다.First, when patterning the metal layer, short circuits between metal wires frequently occur due to debris of the photoresist film.

둘째, 금속층의 패터닝시 금속층의 단차 또는 헐레이션(Halation)으로 너칭(Notching)이 자주 발생하여 금속 배선의 단선이 발생한다.Second, during patterning of the metal layer, notching occurs frequently due to a step or halation of the metal layer, resulting in disconnection of the metal wiring.

셋째, 배선층이 돌출되어 있으므로 후 공정에서 산화막을 이용한 표면 평탄화 공정이 필요하다.Third, since the wiring layer protrudes, a surface planarization process using an oxide film is required in a later step.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 공정이 간단하며 금속 배선의 단선 및 단락을 억제하여 배선에 대한 신뢰성이 높은 배선 형성 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a method for forming a wiring having high reliability for wiring by simplifying the process and suppressing disconnection and short circuit of the metal wiring.

도 1a 내지 도 1d는 종래의 배선 형성 방법을 나타낸 공정 단면도1A to 1D are cross-sectional views illustrating a conventional wiring forming method.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 배선 형성 방법을 나타낸 공정 단면도2A to 2D are cross-sectional views illustrating a wiring forming method according to an embodiment of the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

31: 반도체 기판 32: 필드 산화막31 semiconductor substrate 32 field oxide film

33: 게이트 산화막 34: 게이트 전극33: gate oxide film 34: gate electrode

35: 소오스/드레인 영역 36: 제 1 산화막35 source / drain region 36 first oxide film

37: 텅스텐 플러그 38: 제 2 산화막37: tungsten plug 38: second oxide film

39: 제 4 감광막 40: 금속층39: fourth photosensitive film 40: metal layer

본 발명의 배선 형성 방법은 기판에 불순물 영역을 갖는 트랜지스터를 형성하는 단계, 상기 불순물 영역상에 콘택홀을 갖는 재 1 절연막을 전면에 형성하는 단계, 상기 콘택홀내에 플러그를 형성하는 단계, 상기 플러그를 포함한 제 1 절연막상에 제 2 절연막을 형성하는 단계, 상기 플러그를 중심으로 금속 배선을 형성하고자 하는 부위의 제 2 절연막을 선택적으로 제거하는 단계와, 상기 제 2 절연막이 제거된 부위에 제 2 절연막과 같은 두께로 배선을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.In the wiring forming method of the present invention, forming a transistor having an impurity region in a substrate, forming a first insulating film having a contact hole on the impurity region, and forming a plug in the contact hole; Forming a second insulating film on the first insulating film including a second insulating film, selectively removing a second insulating film at a portion of the portion where the metal wiring is to be formed, and a second portion at the portion where the second insulating film is removed. And forming a wiring with the same thickness as the insulating film.

상기와 같은 본 발명에 따른 배선 형성 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the wiring forming method according to the present invention as follows.

본 발명의 실시예에 따른 배선 형성 방법은 도 2a에서와 같이, p형이며 활성 영역과 격리 영역이 정의된 반도체 기판(31)상에 초기 산화막, 제 1 질화막과 제 1 감광막을 차례로 형성한 다음, 상기 제 1 감광막을 상기 격리 영역 상측 부위에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한 후, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 1 감광막을 마스크로 이용하여 상기 제 1 질화막과 초기 산화막을 선택적으로 식각하고 제 1 감광막을 제거한다 이어 상기 제 1 질화막을 마스크로 이용하여 전면에 열 산화 공정으로 상기 격리 영역에 필드 산화막(32)을 형성한 다음, 상기 제 1 질화막과 초기 산화막을 제거한다.In the wiring forming method according to the embodiment of the present invention, as illustrated in FIG. And selectively exposing and developing the first photoresist film so as to remove only the upper portion of the isolation region, and selectively etching the first nitride film and the initial oxide film using the selectively exposed and developed first photoresist film as a mask. 1 The photoresist film is removed. Next, the first nitride film is used as a mask to form a field oxide film 32 in the isolation region by thermal oxidation on the entire surface thereof, and then the first nitride film and the initial oxide film are removed.

이어 상기 반도체 기판(31)을 열 산화 공정으로 게이트 산화막(33)을 형성한 다음, 전면에 제 1 다결정 실리콘과 제 2 감광막을 차례로 형성하고, 상기 제 2 감광막을 게이트가 형성될 부위만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한 후, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 2 감광막을 마스크로 상기 제 1 다결정 실리콘을 선택적으로 식각하여 게이트 전극(34)을 형성하고 상기 제 2 감광막을 제거한다.Subsequently, the gate oxide film 33 is formed on the semiconductor substrate 31 by a thermal oxidation process, and then, first polycrystalline silicon and a second photoresist film are sequentially formed on the entire surface, and the second photoresist film is selectively selected so that only the portion where the gate is to be formed remains. After exposing and developing with light, the first polycrystalline silicon is selectively etched using the selectively exposed and developed second photoresist film to form a gate electrode 34, and the second photoresist film is removed.

그리고 상기 게이트 전극(34)을 마스크로 전면에 n형 불순물 이온의 주입 및 드라이브 인 확산함으로서 상기 게이트 전극(34) 양측의 반도체 기판(31)내에 불순물 영역(35)을 형성한다.The impurity region 35 is formed in the semiconductor substrate 31 on both sides of the gate electrode 34 by implanting and driving in the n-type impurity ions on the entire surface of the gate electrode 34 using a mask.

도 2b에서와 같이, 상기 게이트 전극(34)을 포함한 전면에 제 1 산화막(36)과 제 3 감광막을 차례로 형성하고, 상기 제 3 감광막을 상기 불순물 영역(35)과 배선을 연결시켜주는 콘택홀이 형성될 부위만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한 다음, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 3 감광막을 마스크로 상기 제 1 산화막(36)과 게이트 산화막(33)을 선택적으로 식각하여 두 개의 콘택홀들을 형성한 후, 상기 제 3 감광막을 제거한다. 여기서 상기 제 1 산화막(36)은 전면이 평탄하도록 두껍게 형성한다.As shown in FIG. 2B, a contact hole for sequentially forming a first oxide film 36 and a third photoresist film on the entire surface including the gate electrode 34 and connecting the third photoresist film to the impurity region 35 is connected to a wiring. Selectively exposing and developing the portions to be formed, and then selectively etching the first oxide layer 36 and the gate oxide layer 33 using the selectively exposed and developed third photoresist layer as a mask to form two contact holes. After the formation, the third photosensitive film is removed. The first oxide layer 36 is formed to be thick so that the entire surface thereof is flat.

그리고 상기 두 개의 콘택홀들을 포함한 제 1 산화막(36)상에 텅스텐층을 형성하고, 상기 텅스텐층을 에치백하여 상기 두 개의 콘택홀들을 메꾸는 텅스텐 플러그(37)를 형성한다.A tungsten layer is formed on the first oxide layer 36 including the two contact holes, and the tungsten layer is etched back to form a tungsten plug 37 filling the two contact holes.

도 2c에서와 같이, 상기 텅스텐 플러그(37)를 포함한 제 1 산화막(36)상에 제 2 산화막(38)과 제 4 감광막(39)을 차례로 형성하고, 상기 제 4 감광막(39)을 두 개의 콘택홀들을 중심으로 제 1 산화막(36) 상측의 일정 부위만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한 다음, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 4 감광막(39)을 마스크로 상기 제 2 산화막(38)을 선택적으로 식각한다.As shown in FIG. 2C, a second oxide film 38 and a fourth photosensitive film 39 are sequentially formed on the first oxide film 36 including the tungsten plug 37, and the fourth photosensitive film 39 is formed in two. After selectively exposing and developing only a portion of the upper portion of the first oxide layer 36 around the contact holes, the second oxide layer 38 may be formed using the selectively exposed and developed fourth photoresist layer 39 as a mask. Etch selectively.

도 2d에서와 같이, 상기 제 4 감광막(39)을 제거하고, 상기 제 2 산화막(38)을 포함한 전면에 금속층(40)을 형성한 후, 상기 금속층(40)을 에치백하여 배선층을 형성한다.As shown in FIG. 2D, the fourth photoresist film 39 is removed, the metal layer 40 is formed on the entire surface including the second oxide film 38, and then the metal layer 40 is etched back to form a wiring layer. .

본 발명의 배선 형성 방법은 절연막을 패터닝한 후, 금속층을 증착한 다음, 에치백하여 배선층을 형성하므로써 전면이 평탄하여 후 공정에서 평탄화 공정을 하지 않아 그 만큼 공정의 간단으로 경제적이고 금속층의 패터닝시 발생했던 금속 배선의 단선 및 단락을 억제시키므로 배선층에 대한 신뢰성이 높다는 효과가 있다.In the wiring forming method of the present invention, after the insulating film is patterned, the metal layer is deposited and then etched back to form the wiring layer so that the entire surface is flat, so that the planarization step is not performed in the subsequent step. Since the disconnection and short circuit of the metal wiring which generate | occur | produced are suppressed, there exists an effect that reliability of a wiring layer is high.

Claims (2)

기판에 불순물 영역을 갖는 트랜지스터를 형성하는 단계;Forming a transistor having an impurity region in the substrate; 상기 불순물 영역상에 콘택홀을 갖는 재 1 절연막을 전면에 형성하는 단계;Forming a first insulating film having a contact hole on the impurity region over the entire surface; 상기 콘택홀내에 플러그를 형성하는 단계;Forming a plug in the contact hole; 상기 플러그를 포함한 제 1 절연막상에 제 2 절연막을 형성하는 단계;Forming a second insulating film on the first insulating film including the plug; 상기 플러그를 중심으로 금속 배선을 형성하고자 하는 부위의 제 2 절연막을 선택적으로 제거하는 단계;Selectively removing a second insulating film of a portion where a metal wiring is to be formed around the plug; 상기 제 2 절연막이 제거된 부위에 제 2 절연막과 같은 두께로 배선을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 배선 형성 방법.And forming a wiring in the same thickness as that of the second insulating film in a portion where the second insulating film is removed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 배선층은 제 1, 제 2 절연막상에 도전층을 증착하고 상기 제 2 절연막의 높이로 제 2 절연막이 제거된 부위에만 남도록 에치백하여 형성함을 특징으로 하는 배선 형성 방법.And the wiring layer is formed by depositing a conductive layer on the first and second insulating films and etching back so that only the portion of the second insulating film is removed at the height of the second insulating film.
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