KR20010010436A - Method for forming contact of semiconductor devices and their structure - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method of forming a contact and a structure of a semiconductor device are to increase a contact area between a via or a contact plug and a metal interconnect and to improve contact properties, thereby reducing a mutual contact resistance therebetween. CONSTITUTION: A method of forming a contact comprises the steps of: depositing the first conductive layer(210) and an insulation layer(214) on a semiconductor substrate in this order; etching the insulating layer to form a via hole; filling the via hole with the second conductive layer to form a via(220); etching an upper portion of the insulating layer to protrude the via; and depositing the third conductive layer(224) on the insulating layer and the via. Further, a structure of a semiconductor device comprises: the first conductive layer; the insulating layer formed on the first conductive layer; the third conductive layer formed on the insulation layer; and the via adapted to be electrically connected to the first and the third conductive layer passing through the insulation layer, wherein an upper and a lower portion of the via is inserted into the first and the third conductive layer, respectively.

Description

반도체 장치의 콘택 형성 방법 및 그 구조{METHOD FOR FORMING CONTACT OF SEMICONDUCTOR DEVICES AND THEIR STRUCTURE}TECHNICAL FIELD OF THE CONTACT FORMATION AND CONSTRUCTION OF A SEMICONDUCTOR DEVICE

본 발명은 반도체 장치의 구조 및 제조 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 반도체 장치의 구조 및 콘택 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a structure and a manufacturing method of a semiconductor device, and more particularly to a structure and a contact forming method of a semiconductor device.

반도체 장치가 고집적화 되어가면서 집적회로가 더욱 복잡해지고 더욱 수 많은 배선들이 소자와 소자들을 연결하고 있다. 또한, 각 소자의 크기가 축소되어 감에 따라 배선과 배선간의 간격도 점점 줄어들고 있다. 그래서, 반도체 칩(chip)내에서 배선 영역이 차지하는 비율이 수 십 %에 이른다. 소자의 크기 축소에 맞춰 배선의 패턴 폭을 축소하는 데는 전류 용량과 배선 저항 등의 문제로 한계가 있다. 그래서, 단층 배선 구조에서 다층 배선 구조가 제안되어 적용되고 있다.As semiconductor devices become more integrated, integrated circuits become more complex and more and more wires connect devices with each other. In addition, as the size of each device is reduced, the distance between the wirings and the wirings is gradually decreasing. Therefore, the wiring area occupies several ten percent in the semiconductor chip. Reducing the pattern width of the wiring in accordance with the size reduction of the device has limitations due to problems such as current capacity and wiring resistance. Therefore, a multilayer wiring structure has been proposed and applied in a single layer wiring structure.

다층 배선 구조는 소자가 형성된 기판 상에 한 층의 금속막을 증착하여 배선을 형성하고 층간 절연막을 증착한 후 다시 또 한 층의 금속막을 증착하여 배선을 형성한다. 이와 같이, 2층 구조와 더 나아가 3층 구조와 같이 점점 다층화 되어가고 있다.In the multilayer wiring structure, a wiring is formed by depositing a layer of a metal film on a substrate on which an element is formed, and then depositing another layer of metal film after forming an interlayer insulating film. In this way, two-layer structures and further three-layer structures are becoming increasingly multilayered.

다층 배선 구조로 소자와 소자를 연결하게 되면서 중요하게 대두되고 있는 것이 배선 간의 콘택이다. 소자와 배선간의 콘택은 층간 절연막에 콘택홀을 뚫고 도전막으로 채워 콘택 플러그를 형성하므로 실현된다. 마찬가지로 금속 배선과 금속 배선간의 콘택은 층간 절연막에 비아홀을 뚫고 도전막으로 채워 비아를 형성하므로 실현된다.As the devices are connected to each other in a multilayer wiring structure, an important point is contacts between wirings. The contact between the element and the wiring is realized by forming a contact plug by drilling a contact hole in the interlayer insulating film and filling it with a conductive film. Similarly, the contact between the metal wiring and the metal wiring is realized by forming a via by drilling a via hole in the interlayer insulating film and filling it with a conductive film.

비아 또는 콘택 플러그가 형성될 때 콘택 플러그와 소자, 비아와 금속 배선 간의 콘택에 몇 가지 문제가 있는데, 정션 스파이킹(junction spiking), 실리콘 노쥴(silicon nodule), 콘택 저항 및 콘택 불량 등의 문제가 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 콘택 계면에 장벽(barrier) 금속막을 증착한다. 상기 장벽 금속막은 콘택 저항을 개선하고, 계면에서의 이종 물질간의 반응을 억제하고, 이종 물질간의 접착을 용이하게 해준다.When vias or contact plugs are formed, there are some problems with the contact between the contact plug and the device, vias and metallization, such as junction spiking, silicon nodule, contact resistance and contact failure. have. In order to overcome this problem, a barrier metal film is deposited on the contact interface. The barrier metal film improves contact resistance, suppresses reaction between dissimilar materials at the interface, and facilitates adhesion between dissimilar materials.

도 1은 종래의 반도체 장치의 콘택 형성의 문제점을 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a problem of contact formation of a conventional semiconductor device.

도 1을 참조하면, 반도체 기판 상에 하부 금속 배선(110)이 형성된다. 상기 하부 금속 배선(110) 상에 층간 절연막(112)이 형성된다. 상기 층간 절연막(112) 내부에 상기 하부 금속 배선(110)과 콘택되도록 비아(114)가 형성된다. 상기 층간 절연막(112) 상에 상부 금속 배선(116)이 형성되어 상기 비아(114)와 콘택된다.Referring to FIG. 1, a lower metal wiring 110 is formed on a semiconductor substrate. An interlayer insulating layer 112 is formed on the lower metal wiring 110. Vias 114 are formed in the interlayer insulating layer 112 to contact the lower metal wires 110. An upper metal line 116 is formed on the interlayer insulating layer 112 to contact the via 114.

상기 비아(114)와 상기 금속 배선(110, 116)과의 콘택은 1 차원적인 단면 콘택이다. 결과적으로 상기 비아(114)와 상기 금속 배선(110, 116) 간의 접촉 면적과 접촉 특성이 떨어진다. 따라서, 상기 비아(114)와 상기 금속 배선(110, 116) 간의 접촉 저항이 커져 과다한 전력 소모가 생기고 열이 발생해 불량을 초래할 수 있다.The contact between the via 114 and the metal wires 110 and 116 is a one-dimensional cross-sectional contact. As a result, the contact area and contact characteristics between the via 114 and the metal wires 110 and 116 are inferior. Accordingly, contact resistance between the via 114 and the metal wires 110 and 116 may increase, resulting in excessive power consumption and heat generation, resulting in a failure.

본 발명은 상술한 제반 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 콘택 플러그 또는 비아가 금속 배선과 연결될 때 접촉단에서의 접촉 저항을 감소시키는 반도체 장치의 구조와 콘택 형성 방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a structure of a semiconductor device and a method for forming a contact that reduce contact resistance at a contact end when a contact plug or a via is connected with a metal wire.

도 1은 종래의 반도체 장치의 콘택 형성의 문제점을 보여주는 단면도;1 is a cross-sectional view showing a problem of contact formation of a conventional semiconductor device;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치의 구조를 보여주는 단면도 및;2 is a cross-sectional view showing a structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치의 콘택 형성 방법을 순차적으로 보여주는 단면도이다.3A through 3E are cross-sectional views sequentially illustrating a method for forming a contact in a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

210 : 하부 금속 배선 212 : 제 1 장벽 금속막210: lower metal wiring 212: first barrier metal film

214 : 층간 절연막 216 : 비아홀214: interlayer insulating film 216: via hole

218 : 제 2 장벽 금속막 220 : 비아218: second barrier metal film 220: via

222 : 제 3 장벽 금속막 224 : 상부 금속 배선222: third barrier metal film 224: upper metal wiring

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 반도체 장치의 구조는 반도체 기판 상에 형성된 제 1 도전막과; 상기 제 1 도전막(210) 상에 형성된 절연막과; 상기 절연막 상에 형성된 제 2 도전막과; 상기 절연막을 관통하여 상기 제 1 및 제 2 도전막과 전기적으로 접속되도록 형성된 비아를 포함하되 상기 비아의 상부 및 하부는 상기 제 1 및 제 2 도전막 내에 삽입되도록 한다.According to the present invention for achieving the above object, a structure of a semiconductor device includes a first conductive film formed on a semiconductor substrate; An insulating film formed on the first conductive film 210; A second conductive film formed on the insulating film; And vias formed through the insulating layer to be electrically connected to the first and second conductive layers, wherein upper and lower portions of the vias are inserted into the first and second conductive layers.

이 구조의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 비아와 제 1 도전막 사이에 장벽 금속막을 더 포함한다.In a preferred embodiment of this structure, a barrier metal film is further included between the via and the first conductive film.

이 구조의 바랍직한 실시예에 있어서, 상기 비아와 제 2 도전막 사이에 장벽 금속막을 더 포함한다.In a preferred embodiment of this structure, a barrier metal film is further included between the via and the second conductive film.

이 구조의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 비아와 절연막 사이에 장벽 금속막을 더 포함한다.In a preferred embodiment of this structure, a barrier metal film is further included between the via and the insulating film.

이 구조의 바랍직한 실시예에 있어서, 상기 장벽 금속막은 TiN, TiW 및 Ti 중 하나 또는 그 조합이다.In a preferred embodiment of this structure, the barrier metal film is one or a combination of TiN, TiW and Ti.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 반도체 장치의 콘택 형성 방법은, 반도체 기판 상에 제 1 도전막 및 절연막을 차례로 증착한다. 상기 절연막을 식각하여 비아홀를 형성한다. 상기 비아홀을 제 2 도전막으로 채워 비아를 형성한다. 상기 절연막의 상부를 식각하여 상기 비아가 돌출되도록 한다. 상기 절연막 및 비아 상에 제 3 도전막을 증착한다.According to the present invention for achieving the above object, in the method for forming a contact of a semiconductor device, a first conductive film and an insulating film are sequentially deposited on a semiconductor substrate. The insulating layer is etched to form via holes. The via hole is filled with a second conductive layer to form a via. An upper portion of the insulating layer is etched to protrude the via. A third conductive film is deposited on the insulating film and the via.

이 방법의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 도전막의 일부를 더 식각하여 상기 비아홀이 상기 제 1 도전막 내로 확장되도록 하는 단계를 더 포함한다.In a preferred embodiment of the method, the method further includes etching a portion of the first conductive film to extend the via hole into the first conductive film.

이 방법의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 도전막과 절연막 사이에 제 1 장벽 금속막을 형성하는 단계를 더 포함한다.In a preferred embodiment of the method, the method further includes forming a first barrier metal film between the first conductive film and the insulating film.

이 방법의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 비아홀 내벽에 제 2 장벽 금속막을 형성하는 단계를 더 포함한다.In a preferred embodiment of the method, the method further includes forming a second barrier metal film on the inner wall of the via hole.

이 방법의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 비아 및 절연막과 제 3 도전막 사이에 제 3 장벽 금속막을 형성하는 단계를 더 포함한다.In a preferred embodiment of the method, the method further comprises forming a third barrier metal film between the via and the insulating film and the third conductive film.

이 방법의 바랍직한 실시예에 있어서, 상기 절연막 식각은 100-1500Å 두께 범위로 수행한다.In a preferred embodiment of this method, the insulating film etching is performed in the range of 100-1500 Å thickness.

이 방법의 바람직한 실시에에 있어서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 장벽 금속막은 TiN, TiW 및 Ti 중 하나 또는 그들의 조합이고, 각각은 100-1000Å 두께 범위로 형성한다.In a preferred embodiment of this method, the first, second and third barrier metal films are one or a combination of TiN, TiW and Ti, each formed in a thickness range of 100-1000 kPa.

(실시예)(Example)

이하 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치의 구조가 도시되어 있다.2 shows a structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 반도체 기판 상에 하부 금속 배선(210)이 형성되고, 그 위에 제 1 장벽 금속막(212)이 형성되어 있다. 상기 제 1 장벽 금속막(212) 상에 층간 절연막(214)이 증착되고 그 내부에 제 2 도전막으로 형성된 비아(220)가 형성되어 있다. 상기 비아(220) 외벽에 제 2 장벽 금속막(218)이 형성되어 있다. 상기 비아(220) 및 층간 절연막(214) 상에 제 3 도전막(224)이 형성된다. 상기 비아(220)는 상기 제 1 및 제 3 도전막에 삽입된 구조를 갖는다. 상기 비아(220)와 상기 제 3 도전막 사이에 제 3 장벽 도전막(222)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 2, a lower metal wiring 210 is formed on a semiconductor substrate, and a first barrier metal film 212 is formed thereon. An interlayer insulating layer 214 is deposited on the first barrier metal layer 212, and a via 220 formed as a second conductive layer is formed therein. A second barrier metal layer 218 is formed on the outer wall of the via 220. A third conductive layer 224 is formed on the via 220 and the interlayer insulating layer 214. The via 220 has a structure inserted into the first and third conductive layers. A third barrier conductive layer 222 is formed between the via 220 and the third conductive layer.

상술한 바와 같은 구조를 갖는 반도체 장치의 콘택 형성 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to the method of forming a contact of a semiconductor device having a structure as described above is as follows.

본 발명의 신규한 반도체 장치의 콘택 형성 방법은 하부 금속 배선 상에 층간 절연막이 증착된다. 상기 층간 절연막에 비아홀이 형성된다. 상기 비아홀이 도전막으로 채워져 비아가 형성된다. 상기 층간 절연막 상부가 일부 식각된다. 상기 기판 전면에 장벽 금속막이 형성된다. 상기 장벽 금속막 상에 상부 금속 배선이 형성된다. 이로써, 상기 비아와 상부 금속 배선 간의 접촉 저항이 감소된다.In the contact forming method of the novel semiconductor device of the present invention, an interlayer insulating film is deposited on the lower metal wiring. Via holes are formed in the interlayer insulating film. The via hole is filled with a conductive film to form a via. The upper portion of the interlayer insulating layer is partially etched. A barrier metal film is formed on the entire surface of the substrate. An upper metal wiring is formed on the barrier metal film. As a result, the contact resistance between the via and the upper metal wiring is reduced.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치 간의 콘택 형성 방법을 순차적으로 보여주는 단면도이다.3A through 3E are cross-sectional views sequentially illustrating a method for forming a contact between semiconductor devices according to an embodiment of the present invention.

도 3a를 참조하면, 반도체 기판 상에 하부 금속 배선(210)이 형성된다. 상기 하부 금속 배선(210)은 일반적으로 알루미늄(Al)이 사용된다. 상기 알루미늄은 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화막(SiO2) 등에 대한 접착력이 우수하고 오믹(ohmic) 저항 특성을 갖으며, 전기 비저항 값이 비교적 낮다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 상기 알류미늄은 융점이 낮고(670℃) 일렉트로 마이그레이션(electro-migration), 스트레스 마이그레이션(stress-migration), 실리콘 노쥴(silicon nodule) 및 접합 스파이킹(junction spiking) 등의 현상이 나타나는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 상기 하부 금속 배선(210) 상에 제 1 장벽 금속막(212)이 100-1000Å 두께 범위로 증착된다. 상기 제 1 장벽 금속막(212)은 일반적으로 TiN으로 형성되며, 이 외에 TiW, Ti로도 형성될 수 있다. 장벽 금속막은 낮고 안정적인 저항값, 낮은 응력, 낮은 면저항 및 고온에서의 안정성 등을 갖추고 있어야 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 Ti와 N이 1:1의 화학적 당량비(stoichiometric)로 구성된 TiN이 사용된다. 상기 TiN은 비저항이 25-180μΩ-cm로 비교적 낮다.Referring to FIG. 3A, a lower metal wiring 210 is formed on a semiconductor substrate. As the lower metal wire 210, aluminum (Al) is generally used. The aluminum has the advantages of excellent adhesion to silicon (Si) or silicon oxide (SiO 2 ), ohmic resistance, and relatively low electrical resistivity. However, the aluminum has a disadvantage of low melting point (670 ° C.) and phenomena such as electro-migration, stress-migration, silicon nodule, and junction spiking. . In order to overcome this disadvantage, the first barrier metal film 212 is deposited on the lower metal wire 210 in the thickness range of 100-1000 Å. The first barrier metal film 212 is generally formed of TiN, and may also be formed of TiW and Ti. The barrier metal film should have a low and stable resistance value, low stress, low sheet resistance and stability at high temperatures. In a preferred embodiment of the present invention TiN is used in which Ti and N are composed of a chemical stoichiometric ratio of 1: 1. The TiN has a relatively low resistivity of 25-180 μΩ-cm.

상기 제 1 장벽 금속막(212) 상에 층간 절연막(214)이 증착된다. 상기 층간 절연막(214)은 일반적으로 실리콘 산화막(SiO2)으로 형성되지만 CVD(Chemical Vapor Deposition), 리플로우(reflow) 또는 HDP(High Density Plasma) 방법에 의해 USG(Undoped Silicate Glass), SiON, BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass), SiN, HDP 산화막 또는 PSG(Phosphorus Silicate Glass) 등으로 형성될 수 있다. 상기 층간 절연막(214)의 두께는 배선 간의 단락(short)과 스텝 커버리지(step coverage)를 고려하여 충분히 두껍게 증착되어야 한다.An interlayer insulating film 214 is deposited on the first barrier metal film 212. The interlayer insulating layer 214 is generally formed of a silicon oxide film (SiO 2 ), but may be formed by chemical vapor deposition (CVD), reflow, or HDP (High Density Plasma), or USG (Undoped Silicate Glass), SiON, or BPSG. (Boron Phosphorus Silicate Glass), SiN, HDP oxide film or PSG (Phosphorus Silicate Glass) may be formed. The thickness of the interlayer insulating layer 214 should be deposited sufficiently thick in consideration of the short and the step coverage between the wirings.

도 3b를 보면, 상기 층간 절연막(212) 상에 포토레지스트막(도면에 미도시)이 증착된다. 상기 포토레지스트막이 패터닝 되어 비아홀(via hole) 식각 마스크가 형성된다. 상기 비아홀 식각 마스크가 사용되어 상기 하부 금속 배선(212)이 노출되도록 상기 층간 절연막(214)과 제 1 장벽 금속막(212)이 식각된다. 이 때, 충분히 과식각하여 상기 하부 금속 배선(210)이 리세스 되도록 한다. 또는, 단지 상기 하부 금속 배선(210)의 상부 표면이 노출되도록 상기 층간 절연막(214)과 제 1 장벽 금속막(212)이 식각될 수도 있다. 이로써, 상기 층간 절연막(214)과 상기 하부 금속 배선(210) 내에 비아홀(216)이 형성된다.3B, a photoresist film (not shown) is deposited on the interlayer insulating film 212. The photoresist layer is patterned to form a via hole etching mask. The interlayer insulating layer 214 and the first barrier metal layer 212 are etched to expose the lower metal wiring 212 by using the via hole etching mask. At this time, it is sufficiently etched so that the lower metal wiring 210 is recessed. Alternatively, the interlayer insulating film 214 and the first barrier metal film 212 may be etched to expose only the upper surface of the lower metal wire 210. As a result, a via hole 216 is formed in the interlayer insulating layer 214 and the lower metal wiring 210.

도 3c를 보는 바와 같이, 상기 기판 전면에 제 2 장벽 금속막(218)이 증착되어 상기 비아홀(216) 내벽에 상기 제 2 장벽 금속막(218)이 증착된다. 상기 제 2 장벽 금속막(218)은 상기 제 1 장벽 금속막(212)과 동일한 물질로 100-1000Å 두께 범위로 형성된다. 상기 비아홀(216)을 채우도록 상기 층간 절연막(214) 상에 제 2 도전막(220)이 증착된다. 상기 제 2 도전막(220)은 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 방법에 의한 텅스텐(tungsten,W), CVD(Chemical Vapor Deposition) 또는 스퍼터(spurtter) 방법에 의한 실리사이드(silicide) 등으로 형성된다. 상기 텅스텐은 전기 비저항이 5-10μΩ-cm로 낮고 고융점(3410℃)을 가지고 있다. 상기 층간 절연막(214)의 상부 표면이 노출되도록 상기 제 2 도전막(220) 및 상기 제 2 장벽 금속막(218)이 평탄화 식각된다. 상기 평탄화 식각 공정은 화학적 기계적 연마(CMP:Chemical Mechanical Polishing) 방법 또는 에치백(etch back) 방법을 통해 수행된다. 이로써, 상기 층간 절연막(214) 내에 비아(via)(220)가 형성된다.As shown in FIG. 3C, the second barrier metal film 218 is deposited on the entire surface of the substrate, and the second barrier metal film 218 is deposited on the inner wall of the via hole 216. The second barrier metal film 218 is formed of the same material as the first barrier metal film 212 in a thickness range of 100-1000 Å. A second conductive layer 220 is deposited on the interlayer insulating layer 214 to fill the via hole 216. The second conductive layer 220 is formed of tungsten (W) by LPCVD (tungsten, W), chemical vapor deposition (CVD), or silicide by sputtering. The tungsten has a low electrical resistivity of 5-10 μΩ-cm and a high melting point (3410 ° C.). The second conductive layer 220 and the second barrier metal layer 218 are planarized and etched to expose the upper surface of the interlayer insulating layer 214. The planarization etching process is performed through a chemical mechanical polishing (CMP) method or an etch back method. As a result, vias 220 are formed in the interlayer insulating layer 214.

도 3d를 참조하면, 상기 비아(220)의 상부 일부가 노출되도록 상기 층간 절연막(214) 상부 표면 일부분이 식각된다. 상기 식각 공정은 불산(HF) 또는 인산(H3PO4) 용액 등을 이용한 습식 식각이다. 이 때, 상기 층간 절연막(214)이 식각되는 깊이는 100-1500Å 정도이다.Referring to FIG. 3D, a portion of the upper surface of the interlayer insulating layer 214 is etched to expose a portion of the upper portion of the via 220. The etching process is a wet etching using a hydrofluoric acid (HF) or phosphoric acid (H 3 PO 4 ) solution. At this time, the depth that the interlayer insulating film 214 is etched is about 100-1500 kPa.

도 3e를 참조하면, 상기 비아(220)와 층간 절연막(214) 상에 제 3 장벽 금속막(222)이 증착된다. 상기 제 3 장벽 금속막(222)은 상기 제 1 장벽 금속막(212)과 동일한 물질이며 100-1000Å 두께 범위로 형성된다. 상기 제 3 장벽 금속막(222) 상에 상부 금속 배선(224)이 형성된다. 상기 비아(220)가 상기 층간 절연막(214)보다 돌출되도록 형성되어 상기 상부 금속 배선(224)과 연결 되기 때문에 종래보다 상기 비아(220)와 상기 상부 금속 배선(224) 간의 접촉 면적이 증대되고 접촉 특성이 향상된다.Referring to FIG. 3E, a third barrier metal layer 222 is deposited on the via 220 and the interlayer insulating layer 214. The third barrier metal film 222 is the same material as the first barrier metal film 212 and is formed to have a thickness in the range of 100-1000 Å. An upper metal line 224 is formed on the third barrier metal layer 222. Since the vias 220 are formed to protrude beyond the interlayer insulating layer 214 and are connected to the upper metal wires 224, the contact area between the vias 220 and the upper metal wires 224 may be increased and contacted. Characteristics are improved.

본 발명의 다른 실시예로 상기 하부 금속 배선 대신에 반도체 소자(일례로, 트랜지스터)가 콘택 플러그와 콘택되고 상부 금속 배선과 연결되는 경우를 고려할 수 있다.In another embodiment of the present invention, a case in which a semiconductor device (for example, a transistor) is contacted with a contact plug and connected to an upper metal wire instead of the lower metal wire may be considered.

이상에서, 본 발명에 따른 비아 콘택을 형성하는 방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the method of forming the via contact according to the present invention is illustrated according to the above description and the drawings, but this is merely an example, and various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. to be.

본 발명은 비아 또는 콘택 플러그와 금속 배선과의 접촉 면적을 늘리고 접촉 특성을 향상시켜 상호간의 접촉 저항을 줄일 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of reducing the contact resistance of each other by increasing the contact area of the via or contact plug and the metal wiring and improving the contact characteristics.

Claims (11)

반도체 기판 상에 제 1 도전막 및 절연막(210, 214)을 차례로 증착하는 단계;Sequentially depositing a first conductive film and an insulating film (210, 214) on the semiconductor substrate; 상기 절연막(214)을 식각하여 비아홀(216)를 형성하는 단계;Etching the insulating layer 214 to form a via hole 216; 상기 비아홀(216)을 제 2 도전막(220)으로 채워 비아(220)를 형성하는 단계;Filling the via hole 216 with a second conductive layer 220 to form a via 220; 상기 절연막(214)의 상부를 식각하여 상기 비아(220)가 돌출되도록 하는 단계;Etching the upper portion of the insulating layer 214 so that the vias 220 protrude; 상기 절연막(214) 및 비아(220) 상에 제 3 도전막(224)을 증착하는 단계를 포함하는 반도체 장치의 콘택 형성 방법.Depositing a third conductive film (224) on the insulating film (214) and via (220). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 도전막(210)의 일부를 더 식각하여 상기 비아홀(216)이 상기 제 1 도전막(210) 내로 확장되도록 하는 단계를 더 포함하는 반도체 장치의 콘택 형성 방법.And etching the portion of the first conductive layer (210) to extend the via hole (216) into the first conductive layer (210). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 도전막(210)과 절연막(214) 사이에 제 1 장벽 금속막(212)을 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 장치의 콘택 형성 방법.And forming a first barrier metal film (212) between the first conductive film (210) and the insulating film (214). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비아홀(226) 내벽에 제 2 장벽 금속막(218)을 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 장치의 콘택 형성 방법.And forming a second barrier metal film (218) on an inner wall of the via hole (226). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비아(220) 및 절연막(214)과 제 3 도전막(224) 사이에 제 3 장벽 금속막(222)을 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 장치의 콘택 형성 방법.And forming a third barrier metal film (222) between the via (220) and the insulating film (214) and the third conductive film (224). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연막(214) 식각은 100-1500Å 두께 범위로 수행하는 반도체 장치의 콘택 형성 방법.And etching the insulating film (214) in a thickness range of 100-1500 kV. 반도체 장치의 구조에 있어서,In the structure of a semiconductor device, 제 1 도전막(210)과;A first conductive film 210; 상기 제 1 도전막(210) 상에 형성된 절연막(214)과;An insulating film 214 formed on the first conductive film 210; 상기 절연막(214) 상에 형성된 제 2 도전막(224)과;A second conductive film 224 formed on the insulating film 214; 상기 절연막(214)을 관통하여 상기 제 1 및 제 2 도전막(210, 224)과 전기적으로 접속되도록 형성된 비아(220)를 포함하되;A via (220) formed through the insulating film (214) to be electrically connected to the first and second conductive films (210, 224); 상기 비아(220)의 상부 및 하부는 상기 제 1 및 제 2 도전막(210, 224) 내에 삽입되도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 구조.The upper and lower portions of the vias 220 are inserted into the first and second conductive layers 210 and 224. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 비아(220)와 제 1 도전막(210) 사이에 장벽 금속막(218)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 구조.And a barrier metal film (218) between the via (220) and the first conductive film (210). 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 비아(220)와 제 2 도전막(224) 사이에 장벽 금속막(222)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 구조.And a barrier metal film (222) between the via (220) and the second conductive film (224). 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 비아(220)와 절연막(214) 사이에 장벽 금속막(218)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 구조.And further comprising a barrier metal film (218) between the via (220) and the insulating film (214). 제 8 또는 9 또는 10 항에 있어서,The method according to claim 8 or 9 or 10, 상기 장벽 금속막(218, 222)은 TiN, TiW 및 Ti 중 하나 또는 그 조합인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 구조.And the barrier metal film (218, 222) is one or a combination of TiN, TiW, and Ti.
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KR20030053969A (en) * 2001-12-24 2003-07-02 동부전자 주식회사 Method of making metal wiring in semiconductor device

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