KR19990062210A - Method of forming interlayer insulating film in semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체장치에서 SOG를 사용한 금속배선 층간절연막 도포 방법에서 EBR 공정중 발생하는 SOG의 돌출부를 제거함으로서 막이 들리는 현상을 방지하도록 하는 반도체장치의 층간절연막 형성방법에 관한 것으로, 반도체 기판 상에 제1도전층을 패턴닝한 후 제1층간절연막과, 액상절연막에 의해 평탄화하는 단계와, 평탄화 공정 후 제2층간절연막을 형성하고 제1도전층과 다층 배선을 위한 비아홀과 기판의 가장자리를 제거하기 위한 마스크를 형성하는 단계와, 마스크를 통해 이방성 식각으로 제2층간절연막과 액상절연막과 제1층간절연막을 식각한 후 제2도전층을 형성하는 단계로 이루어져 비아홀 형성공정시 기판의 가장자리에 형성된 액상절연막의 돌출부를 함께 제거함으로서 추가적인 공정없이 막의 들림문제를 해결할 수 있다.The present invention relates to a method for forming an interlayer insulating film of a semiconductor device in which a film is prevented from being lifted by removing protrusions of SOG generated during an EBR process in a method for applying a metal wiring interlayer insulating film using SOG in a semiconductor device. Patterning the first conductive layer, and then planarizing the first interlayer insulating film and the liquid insulating film, and forming a second interlayer insulating film after the planarization process, and removing the via holes and the edges of the substrate for the first conductive layer and the multilayer wiring. And forming a second conductive layer by etching the second interlayer insulating film, the liquid insulating film, and the first interlayer insulating film by anisotropic etching through the mask, and forming a second conductive layer. By removing the protrusions of the insulating film together, the problem of lifting the film can be solved without further processing.
Description
본 발명은 반도체장치의 층간절연막 형성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체장치에서 SOG를 사용한 금속배선 층간 절연막 도포 방법에서 EBR 공정중 발생하는 SOG의 돌출부를 제거함으로서 막이 들리는 현상을 방지하도록 하는 반도체장치의 층간절연막 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming an interlayer insulating film of a semiconductor device. More particularly, in a method for applying a metallization interlayer insulating film using SOG in a semiconductor device, a semiconductor is prevented from being lifted by removing protrusions of SOG generated during an EBR process. A method of forming an interlayer insulating film of a device.
반도체 장치의 금속배선은 반도체 장치의 속도, 수율, 및 신뢰성에 큰 영향을 주기 때문에, 반도체 장치의 금속배선 형성 공정은 반도체 장치 제조 공정 중에 매우 중요한 위치를 차지하고 있다. 일반적으로, 반도체 장치는 그 집적도가 증가하고 내부 회로가 복잡해지는 추세에 부응하여 다층의 배선 구조를 가진다.Since metal wiring of a semiconductor device has a big influence on the speed, yield, and reliability of a semiconductor device, the metal wiring formation process of a semiconductor device occupies a very important position in the semiconductor device manufacturing process. In general, semiconductor devices have a multi-layered wiring structure in response to the trend of increasing their integration and increasing internal circuit complexity.
이러한 다층 금속배선의 형성 방법은 포토리소그래피(photolithography) 공정에서의 해상도(resolution)와 초점 심도(depth of focus)를 향상시키기 위하여 평탄화 공정을 수반한다. 특히, SOG(Spin On Glass)막을 사용하는 평탄화 공정은 비용이 작게 들고 공정이 간단하다는 등의 장점을 가지고 있어 평탄화 공정에 널리 사용되고 있다.The method of forming the multilayer metallization involves a planarization process in order to improve the resolution and depth of focus in a photolithography process. In particular, the planarization process using a spin on glass (SOG) film has advantages such as low cost and simple process, and thus is widely used in the planarization process.
도1 내지 도2는 일반적인 반도체장치의 층간절연막 형성방법을 설명하기 위한 단면도이다.1 to 2 are cross-sectional views illustrating a method of forming an interlayer insulating film of a general semiconductor device.
도1은 반도체 기판(10) 상에 도전층 패턴에 의해 제1도전층(20)을 증착한 후 제1층간절연막(30)을 증착한 다음 평탄화를 위한 SOG막(40)을 증착한 상태를 나타낸 단면도이다.FIG. 1 illustrates a state in which a first conductive layer 20 is deposited on a semiconductor substrate 10 by a conductive layer pattern, a first interlayer insulating layer 30 is deposited, and then an SOG film 40 is deposited for planarization. It is sectional drawing shown.
SOG막(40)을 사용하는 평탄화 공정은 액체 상태의 SOG막(40)을 도포한 후 용매 및 수분을 제거하기 위하여 약 150 - 400℃ 에서 베이크(bake)하는 공정을 포함한다. 이 과정에서 SOG막(40)의 응축 현상이 발생하게 되어 SOG막(40)에 인장 응력이 발생하게 된다.The planarization process using the SOG film 40 includes applying a liquid SOG film 40 and baking at about 150 to 400 ° C. to remove the solvent and water. In this process, a condensation phenomenon of the SOG film 40 is generated, and tensile stress is generated in the SOG film 40.
그런데 SOG막(40)을 도포한 후 후속공정을 위해 반도체 기판(10) 가장자리의 SOG막(40)을 제거하기 위해 용해제를 가장자리로 분사하면서 제거할 때 SOG막(40)이 뒤로 밀리면서 'A'와 같은 돌출부를 형성하게 된다.However, after applying the SOG film 40, the SOG film 40 is pushed back when the solvent is sprayed to the edge to remove the SOG film 40 at the edge of the semiconductor substrate 10 for subsequent processing. It will form a protrusion such as'.
도2는 반도체 기판(10) 상에 제1도전층(20), 제1층간절연막(30), SOG막(40), 제2층간절연막(50)을 차례대로 형성한 다음 제2도전층(60)을 형성할 때 웨이퍼를 고정시키기 위한 클램프(70)를 나타낸 도면이다.2 shows a first conductive layer 20, a first interlayer insulating film 30, an SOG film 40, and a second interlayer insulating film 50 on a semiconductor substrate 10 in turn, and then a second conductive layer ( 60 shows a clamp 70 for holding a wafer when forming 60.
도2에 도시된 바와 같이 제2층간절연막(50)을 증착한 후 후속공정인 비아홀의 형성과 제2도전층(60)의 증착시 웨이퍼를 공정시키기 위한 클램프(70)가 웨이퍼의 가장자리를 잡을 때 돌출부에 의해 고정상태가 안정되지 않으며 크랙(Crack)이 발생될 수 있다는 문제점이 있다.As shown in FIG. 2, after the deposition of the second interlayer insulating film 50, the clamp 70 for processing the wafer during the formation of the via hole and the deposition of the second conductive layer 60 may be used to hold the edge of the wafer. There is a problem that the fixed state is not stabilized by the protrusions and cracks may occur.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 반도체장치의 층간절연막 형성공정시 액상절연막인 SOG막의 도포시 발생되는 돌출부를 효과적을 제거할 수 있도록 하는 반도체장치의 층간절연막 형성방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to effectively remove the protrusions generated during application of the SOG film, which is a liquid insulating film, during the interlayer insulating film forming process of the semiconductor device. A method of forming an insulating film is provided.
도1 내지 도2는 일반적인 반도체장치의 층간절연막 형성방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1 to 2 are cross-sectional views illustrating a method of forming an interlayer insulating film of a general semiconductor device.
도3 내지 도5는 본 발명에 따른 반도체장치의 층간절연막 형성방법을 설명하기 위한 단면도들이다.3 to 5 are cross-sectional views illustrating a method of forming an interlayer insulating film of a semiconductor device according to the present invention.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-
10 : 기판 20 : 제1도전층10: substrate 20: first conductive layer
30 : 제1층간절연막 40 : SOG막30: first interlayer insulating film 40: SOG film
50 : 제2층간절연막 60 : 제2도전층50: second interlayer insulating film 60: second conductive layer
70 : 클램프 85 : 비아홀70: clamp 85: via hole
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 반도체 기판 상에 제1도전층을 형성한 후 패턴닝하는 단계와, 제1층간절연막과, 액상절연막에 의해 평탄화하는 단계와, 평탄화 공정 후 제2층간절연막을 형성하고 제1도전층과 다층 배선을 위한 비아홀과 기판의 가장자리를 제거하기 위한 마스크를 형성하는 단계와, 마스크를 통해 이방성 식각으로 제2층간절연막과 액상절연막과 제1층간절연막을 식각한 후 제2도전층을 형성하는 단계로 이루어진다.The present invention for achieving the above object is a step of forming a first conductive layer on a semiconductor substrate and then patterning, planarizing by a first interlayer insulating film, a liquid insulating film, and after the planarization process between the second layer Forming an insulating film and forming a mask for removing edges of the substrate and via holes for the first conductive layer and the multilayer wiring; and etching the second interlayer insulating film, the liquid insulating film, and the first interlayer insulating film by anisotropic etching through the mask. After that, the step of forming a second conductive layer.
상기와 같은 방법은 액상절연막에 의한 평탄화 공정시 발생되는 기판의 가장자리의 돌출부를 비아홀의 형성시 기판의 가장자리 부분도 함께 식각함으로서 후속공정시의 기판의 고정을 위한 클램프에 의한 기계적 크랙등이나 절연막의 들림현상을 방지할 수 있다.As described above, the protrusion of the edge of the substrate generated during the planarization process using the liquid insulating film is also etched along the edge of the substrate when the via hole is formed. Can be lifted.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the present embodiment is not intended to limit the scope of the present invention, but is presented by way of example only and the same parts as in the conventional configuration using the same reference numerals and names.
도3 내지 도5는 본 발명에 의한 반도체장치의 층간절연막 형성방법을 설명하기 위한 단면도들이다.3 to 5 are cross-sectional views illustrating a method for forming an interlayer insulating film of a semiconductor device according to the present invention.
도3은 반도체 기판(10) 상에 하부 배선을 위한 제1도전층(20)을 형성한 후 패터닝하고, 제1층간절연막(30)과 평탄화를 위한 SOG막(40)과 제2층간절연막(50)을 증착한 후 비아홀(85)과 평탄화를 위한 액상절연막인 SOG막(40)의 형성시 기판의 가장자리에서 발생된 돌출부를 제거하기 위한 마스크(80)가 형성된 상태를 나타낸 단면도이다.FIG. 3 illustrates the patterning of the first conductive layer 20 for lower wiring on the semiconductor substrate 10, and then patterning the SOG film 40 and the second interlayer insulating film 30 for planarization. 50 is a cross-sectional view illustrating a state in which a mask 80 for removing protrusions generated at an edge of a substrate is formed when the via hole 85 and the SOG film 40, which is a liquid insulating film for planarization, are formed.
도4는 도3에서 형성된 마스크(80)를 통해 이방성 식각으로 제2층간절연막(50)과 액상절연막(40)과, 제1층간절연막(30)을 식각하여 제1도전층(20)이 노출되도록 함으로서 비아홀(85)이 형성됨과 아울러 기판(10)의 가장자리에 발생된 SOG막(40)의 돌출부도 함께 제거된 상태를 나타낸 단면도이다.FIG. 4 etches the second interlayer insulating film 50, the liquid insulating film 40, and the first interlayer insulating film 30 by anisotropic etching through the mask 80 formed in FIG. 3 to expose the first conductive layer 20. In this case, the via hole 85 is formed and the protrusion of the SOG film 40 generated at the edge of the substrate 10 is also removed.
위와 같이 기판의 가장자리에 발생된 돌출부를 제거하기 위한 별도의 식각공정없이 비아홀(85)의 형성을 위한 마스크(80)와 식각깊이로 식각함으로서 일회의 공정으로 비아홀(85)을 형성함과 더불어 기판(10)의 가장자리에 발생된 SOG막(40)의 돌출부도 제거할 수 있다.As described above, the via hole 85 is formed in one step by etching the mask 80 and the etching depth to form the via hole 85 without a separate etching process for removing protrusions generated at the edges of the substrate. The protrusion of the SOG film 40 generated at the edge of 10 can also be removed.
도5는 도4에서 형성된 비아홀에 다층 배선을 위한 제2도전층(60)을 형성하기 위한 공정을 위해 기판(10)을 고정시키기 위한 클램프(70)가 기판(10)을 고정시킨 상태와 제2도전층(60)이 형성된 상태를 나타낸 단면도이다.5 illustrates a state in which a clamp 70 for fixing the substrate 10 is fixed to the substrate 10 for the process of forming the second conductive layer 60 for the multilayer wiring in the via hole formed in FIG. 4. It is sectional drawing which shows the state in which the 2nd conductive layer 60 was formed.
클램프(70)로 기판(10)을 고정시킬 때 가장자리의 돌출부가 모두 제거됨으로서 안정적으로 기판(10)이 고정된 상태에서 후속 공정을 진행시킬 수 있다.When the substrate 10 is fixed by the clamp 70, all the protrusions at the edges are removed, so that the subsequent process may be performed in a state where the substrate 10 is stably fixed.
상기한 바와 같이 본 발명은 반도체장치의 층간절연막 형성공정시 기판의 가장자리에서 발생된 액상절연막의 돌출부를 비아홀 형성공정시 함께 제거함으로서 공정의 추가 없이 돌출부를 제거할 수 있다는 이점이 있다.As described above, the present invention has the advantage that the protrusions can be removed without the addition of the process by removing the protrusions of the liquid insulating film generated at the edge of the substrate during the interlayer insulating film forming process of the semiconductor device during the via hole forming process.
또한 돌출부의 제거로 기판을 고정시키기 위한 클램프와의 기계적 접촉으로 인한 액상절연막인 SOG막의 들림문제를 해결하여 다층배선시 결함원인을 없앨 수 있다는 이점이 있다.In addition, it is possible to eliminate the cause of defects in multi-layer wiring by solving the problem of lifting the SOG film, which is a liquid insulating film due to mechanical contact with the clamp for fixing the substrate by removing the protrusion.
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