KR20020000952A - 금속 배선 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 빛에 반응하지 않는 제 1 감광막을 비아(Via)홀 내에 채운 후, 전면에 금속 배선 트렌치(Trench) 형성용 제 2 감광막을 도포하므로 금속 배선 트렌치 형성을 위한 식각 공정 시 일정한 조건을 갖기 위한 금속 배선 형성 방법에 관한 것이다.
본 발명의 금속 배선 형성 방법은 빛에 반응하지 않는 감광막을 비아홀 내에 채운 후, 금속 배선 트렌치 형성 공정을 진행하여 상기 감광막을 노광 및 현상에 의해 제거하는 것이 아니라 산소 플라즈마(Plasma) 공정에 의해 제거하므로, 상기 비아홀 내의 광원 빛의 도달 정도가 불 균일하거나 충분하지 못하여 발생되는 상기 비아홀의 감광막 잔류 현상을 방지하여 금속 배선 트렌치 형성을 위한 식각 공정 조건이 일정하므로 금속 배선의 수율 및 신뢰성을 향상시키는 특징이 있다.
Description
본 발명은 금속 배선 형성 방법에 관한 것으로, 특히 빛에 반응하지 않는 물성을 갖는 제 1 감광막을 비아(Via)홀 내에 채운 후, 전면에 금속 배선 트렌치(Trench) 형성용 제 2 감광막을 도포하여 금속 배선의 수율 및 신뢰성을 향상시키는 금속 배선 형성 방법에 관한 것이다.
종래의 금속 배선 형성 방법은 도 1a에서와 같이, 알루미늄(Al)층과 티타늄(Ti)/질화티타늄(TiN)층이 적층된 제 1 배선층(11)상에 제 1 유전층(12), 제 1 산화막(13), 제 2 유전층(14) 및 제 2 산화막(15)을 순차적으로 형성한다.
도 1b에서와 같이, 상기 제 2 산화막(15)상에 제 1 감광막(16)을 도포한 다음, 상기 제 1 감광막(16)을 비아 콘택이 형성될 부위에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한다.
그리고, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 1 감광막(16)을 마스크로 상기 제 2 산화막(15), 제 2 유전층(14), 제 1 산화막(13) 및 제 1 유전층(12)을 선택적으로 식각하여 비아홀(17)을 형성한다.
도 1c에서와 같이, 상기 제 1 감광막(16)을 제거하고, 상기 비아홀(17)을 포함한 전면에 제 2 감광막(18)을 도포한 다음, 상기 제 2 감광막(18)을 금속 배선 트렌치가 형성될 부위에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한다.
여기서, 상기 제 2 감광막(18)의 선택적 노광 및 현상 공정 시, 상기 비아홀(17) 내부에 광원 빛의 도달 정도가 불 균일하거나 충분하지 못하여 상기 제2 감광막(18)이 도 2 및 도 3에서와 같이, 상기 비아홀(17)에 오버필링(Overfilling)되어 잔존하거나 도 4에서와 같이, 상기 비아홀(17) 내에 랜덤(Random)한 깊이로 잔존 또는 도 5 및 도 6에서와 같이, 상기 비아홀(17) 내벽의 측벽으로 잔존하게 된다.
도 1d에서와 같이, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 2 감광막(18)을 마스크로 상기 제 2 산화막(15)과 제 2 유전층(14)을 선택적으로 식각하여 금속 배선 트렌치(19)를 형성한 다음, 상기 제 2 감광막(18)을 제거한다.
그러나 종래의 금속 배선 형성 방법은 금속 배선 트렌치 형성용 감광막이 상기 금속 배선 트렌치 형성 이전에 형성된 비아홀에도 도포된 상태에서 상기 감광막의 선택 노광 및 현상 공정을 하므로 상기 비아홀 내부에 광원 빛의 도달 정도가 불 균일하거나 충분하지 못하여 상기 감광막이 비아홀에 다양한 형태로 잔존하기 때문에 금속 배선 트렌치 형성을 위한 식각 공정 조건이 일정하지 않으므로 금속 배선의 수율 및 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 빛에 반응하지 않는 제 1 감광막을 비아홀 내에 채운 후, 전면에 금속 배선 트렌치 형성용 제 2 감광막을 도포하므로 금속 배선 트렌치 형성을 위한 식각 공정 시 일정한 조건을 갖는 금속 배선 형성 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1a 내지 도 1d는 종래의 금속 배선 형성 방법을 나타낸 공정 단면도
도 2는 감광막이 비아홀에 오버필링 되어 잔존하는 것을 나타낸 구조 단면도
도 3은 감광막이 비아홀에 오버필링 되어 잔존하는 것을 나타낸 사진도
도 4는 감광막이 비아홀 내에 랜덤한 깊이로 잔존하는 것을 나타낸 구조 단면도
도 5는 감광막이 비아홀 내벽의 측벽으로 잔존하는 것을 나타낸 구조 단면도
도 6은 감광막이 비아홀 내벽의 측벽으로 잔존하는 것을 나타낸 사진도
도 7a 내지 도 7g는 본 발명의 실시 예에 따른 배선 형성 방법을 나타낸 공정 단면도
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
31 : 배선층 32 : 제 1 유전층
33 : 제 1 산화막 34 : 제 2 유전층
35 : 제 2 산화막 36 : 제 1 감광막
37 : 비아홀 38 : 제 2 감광막
39 : 제 3 감광막 40: 금속 배선 트렌치
본 발명의 금속 배선 형성 방법은 하부 구조물상에 비아홀을 갖는 제 1 유전층, 제 1 절연막, 제 2 유전층 및 제 2 절연막을 순차적으로 형성하는 단계, 상기 비아홀과 제 2 절연막상에 제 1 감광막을 도포하는 단계, 상기 제 1 감광막을 경화 시켜 빛에 무반응하는 물성으로 변화시키는 단계, 상기 제 1 감광막상에 제 2 감광막을 도포하는 단계, 상기 제 2 감광막을 금속 배선 트렌치가 형성될 부위에서만 제거한 후, 상기 제 2 감광막을 마스크로 상기 제 2 절연막상의 제 1 감광막을 선택 식각하는 단계, 상기 제 1, 제 2 감광막을 마스크로 상기 제 2 절연막을 선택 식각하고 상기 제 1, 제 2 감광막을 산소 플라즈마 공정으로 제거하는 단계 및 상기 제 2 절연막을 마스크로 상기 제 2 유전층을 선택 식각하여 금속 배선 트렌치를 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 금속 배선 형성 방법의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 7a 내지 도 7g는 본 발명의 실시 예에 따른 금속 배선 형성 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 금속 배선 형성 방법은 도 7a에서와 같이, 알루미늄층과 티타늄/질화티타늄층이 적층된 배선층(31)상에 제 1 유전층(32), 제 1 산화막(33), 제 2 유전층(34) 및 제 2 산화막(35)을 순차적으로 형성한다.
도 7b에서와 같이, 상기 제 2 산화막(35)상에 제 1 감광막(36)을 도포한 다음, 상기 제 1 감광막(36)을 비아 콘택이 형성될 부위에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한다.
그리고, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 1 감광막(36)을 마스크로 상기제 2 산화막(35), 제 2 유전층(34), 제 1 산화막(33) 및 제 1 유전층(32)을 선택적으로 식각하여 비아홀(37)을 형성한다.
도 7c에서와 같이, 상기 제 1 감광막(36)을 제거하고, 상기 비아홀(37)을 포함한 전면에 제 2 감광막(38)을 평평하게 도포한다.
그리고, 상기 제 2 감광막(38)의 물성이 노광 공정 중 빛에 반응하지 않는 물성으로 변화시키기 위해 상기 제 2 감광막(38)을 전자빔 큐어링(Curing) 또는 이온 주입 공정과 같은 방법으로 폴리머(Polymer)가 순간적인 고 에너지를 받아 체인(Chain)간 크로스링킹(Crosslinking)을 유도하여 물성을 변화시키는 경화 공정을 한다.
도 7d에서와 같이, 상기 물성이 변화된 제 2 감광막(38)상에 제 3 감광막(39)을 도포한 후, 상기 제 3 감광막(39)을 금속 배선 트렌치가 형성될 부위에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한다.
도 7e에서와 같이, 상기 제 2 산화막(35)을 식각 종말점으로 그리고 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 3 감광막(39)을 마스크로 상기 제 2 감광막(38)을 선택적으로 식각한다.
여기서, 상기 제 2 감광막(38)의 선택 식각 후 상기 비아홀(37) 내부의 제 2 감광막(38)은 상부부위가 식각되고 잔류한다.
도 7f에서와 같이, 상기 제 2, 제 3 감광막(38,39)을 마스크로 상기 제 2 산화막(35)을 선택 식각한 후, 상기 제 2, 제 3 감광막(38,39)을 산소(O2)플라즈마(Plasma) 공정에 의해 제거한다.
도 7g에서와 같이, 상기 선택적으로 식각된 제 2 산화막(35)을 마스크로 상기 제 2 유전층(34)을 선택적으로 식각하여 금속 배선 트렌치(40)를 형성한다.
본 발명의 금속 배선 형성 방법은 빛에 반응하지 않는 감광막을 비아홀 내에 채운 후, 금속 배선 트렌치 형성 공정을 진행하여 상기 감광막을 노광 및 현상에 의해 제거하는 것이 아니라 산소 플라즈마 공정에 의해 제거하므로, 상기 비아홀 내의 광원 빛의 도달 정도가 불 균일하거나 충분하지 못하여 발생되는 상기 비아홀의 감광막 잔류 현상을 방지하여 금속 배선 트렌치 형성을 위한 식각 공정 조건이 일정하므로 금속 배선의 수율 및 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.
Claims (3)
- 하부 구조물상에 비아홀을 갖는 제 1 유전층, 제 1 절연막, 제 2 유전층 및 제 2 절연막을 순차적으로 형성하는 단계;상기 비아홀과 제 2 절연막상에 빛에 무반응하는 레지스트층을 형성하는 단계;상기 레지스트층상에 감광막을 도포하는 단계;상기 감광막을 금속 배선 트렌치가 형성될 부위에서만 제거한 후, 감광막을 마스크로 상기 제 2 절연막상의 레지스트층을 선택 식각하는 단계;상기 레지스트층과 감광막을 마스크로 상기 제 2 절연막을 선택 식각하고 상기 레지스트층과 감광막을 산소 플라즈마 공정으로 제거하는 단계;상기 제 2 절연막을 마스크로 상기 제 2 유전층을 선택 식각하여 금속 배선 트렌치를 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 금속 배선 형성 방법.
- 하부 구조물상에 비아홀을 갖는 제 1 유전층, 제 1 절연막, 제 2 유전층 및 제 2 절연막을 순차적으로 형성하는 단계;상기 비아홀과 제 2 절연막상에 제 1 감광막을 도포하는 단계;상기 제 1 감광막을 경화시켜 빛에 무반응하는 물성으로 변화시키는 단계;상기 제 1 감광막상에 제 2 감광막을 도포하는 단계;상기 제 2 감광막을 금속 배선 트렌치가 형성될 부위에서만 제거한 후, 상기 제 2 감광막을 마스크로 상기 제 2 절연막상의 제 1 감광막을 선택 식각하는 단계;상기 제 1, 제 2 감광막을 마스크로 상기 제 2 절연막을 선택 식각하고 상기 제 1, 제 2 감광막을 산소 플라즈마 공정으로 제거하는 단계;상기 제 2 절연막을 마스크로 상기 제 2 유전층을 선택 식각하여 금속 배선 트렌치를 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 금속 배선 형성 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 경화 공정은 전자빔 큐어링 공정 또는 이온 주입 공정으로 실시함을 특징으로 하는 금속 배선 형성 방법.
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