KR20030096926A - 반도체 소자의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 Nikon사나 Canon사 노광 장비용 얼라인 키를 사용하여 얼라인할 경우 발생되는 정렬 불량을 방지하여 소자의 수율 및 신뢰성을 향상시키는 기술이다.

Description

반도체 소자의 제조 방법{Manufacturing method for semiconductor device}

본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 ASML사 노광 장비용 얼라인 키가 형성될 영역에만 키 오픈 공정을 진행하여 소자의 수율 및 신뢰성을 향상시키는 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 장치가 고집적화, 고용량화되어 가면서 소자의 크기가 작아지고 소자간의 간격이 좁아지며 라인 패턴들의 폭이 작아지고 있다.

반도체 장치는 다층의 막들을 형성하고 각 층에 소자와 배선들을 형성하기 때문에 소자와 소자, 소자와 배선 및 배선과 배선 사이를 연결하기 위한 콘택이 많이 필요하다. 특히, 디자인 룰(design rule)이 작아지면서 콘택 영역에 정확히 콘택홀을 뚫어 콘택 플러그를 형성하는 고도의 기술이 요구된다. 그리고, 하부 패턴 상에 상부 패턴을 형성할 때, 하부 패턴과의 위치를 맞추는 작업이 필요하다. 즉, 각 층별로 다양하고 많은 패턴들을 형성하기 때문에 각 패턴들을 올바른 위치에 배열하는 것이 중요하다. 이러한, 상하부 패턴 간의 콘택과 패턴들의 배열을 맞추기 위해서 기준 패턴들인 얼라인 키를 사용한다.

상기 얼라인 키를 반도체 칩(chip)들 사이의 공간인 스크라이브 레인(scribe lane) 상에 형성하고, 상기 얼라인 키들을 기준으로 삼아 다음 패턴을 형성하기 위해 레티클(reticle)의 위치를 맞추는 것이다.

상기 레티클의 정확한 위치가 설정되어야만 사진 공정에서 노광을 할 때 하부 패턴에 맞춰 상부 패턴을 정확히 정렬시킬 수 있다.

상기 얼라인 키의 종류에는 ASML사 노광 장비용 얼라인 키, Nikon사 노광 장비용 얼라인 키, Canon사 노광 장비용 얼라인 키 등이 있다.

상기 ASML사 노광 장비용 얼라인 키는 얼라인 키의 단차에 얼라인광을 조사하여 얻어진 ±1차광만을 사용하여 얼라인 파형을 만들어내고 이를 얼라인에 사용하기 때문에 어느 정도의 단차가 필요하다.

도 1a와 도 1b는 종래 반도체 소자의 제조방법을 도시한 단면도로서,“A”는 ASML사 노광 장비용 얼라인 키가 형성될 영역을 도시한 것이고,“B”는 Nikon사 노광 장비용 얼라인 키가 형성될 영역을 도시한 것이며,“C”는 Canon사 노광 장비용 얼라인 키가 형성될 영역을 도시한 것이다.

도 1a를 참조하면, 반도체 기판(11) 상에 질화막(13)을 형성한다.

그리고, 얼라인 키용 마스크를 사용한 사진식각 공정에 의해 상기 질화막(13)을 식각한다. 이때, 상기 질화막(13)의 식각 공정에 의해 단차가 발생된다.

이어, 전면에 실리콘 산화막(15)을 형성한다. 이때, 상기 실리콘 산화막(15)은 하부 구조물의 형상에 따른 프로파일을 갖지 않고 전면을 평탄화시킨다.

도 1b를 참조하면, 키 오픈(Open) 마스크를 사용한 사진식각 공정에 의해 상기 “A”, “B” 및 “C”의 실리콘 산화막(15)을 제거한다. 이때, 상기 실리콘 산화막(15)의 제거 공정을 키 오픈 공정으로 명명한다.

여기서, 상기 Nikon사나 Canon사 노광 장비용 얼라인 키는 얼라인 키로부터의 0차회절광을 제외한 모든 차수의 회절광 및 난반사광을 사용하여 얼라인 파형을 만들거나, 얼라인 이미지 자체를 사용하여 이미지 처리를 통해 얼라인에 사용한다.

상기와 같은 이유에 의해 상기 Nikon사나 Canon사 노광 장비용 얼라인 키는 상기 ASML사 노광 장비용 얼라인 키보다 요구되는 반사도 세기가 크고, 또한 반사도 세기 변화에 민감하기 때문에, 상기 키 오픈 공정 시 발생되는 단차에 의해 반사도 세기가 변하는 경우 정렬 불량이 발생된다.

종래의 반도체 소자의 제조방법은 ASML사, Nikon사, Canon사 등 모든 노광 장비용 얼라인 키가 형성될 영역에 키 오픈 공정을 진행하기 때문에, 상기 키 오픈 공정 시 발생되는 단차에 의해 반사도 세기가 변하여, 상기 Nikon사나 Canon사 노광 장비용 얼라인 키를 사용하여 얼라인할 경우 정렬 불량이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 ASML사 노광 장비용 얼라인 키가 형성될 영역에만 키 오픈 공정을 진행하여, Nikon사나 Canon사 노광 장비용 얼라인 키를 사용하여 얼라인할 경우 발생되는 정렬 불량을 방지하는 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a와 도 1b는 종래 반도체 소자의 제조방법을 도시한 단면도.

도 2a와 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 도시한 단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

11 : 반도체 기판13 : 질화막

15 : 실리콘 산화막

이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 ASML사, Nikon사 및 Canon사 노광 장비용 얼라인 키가 형성될 영역이 각각 정의되며 얼라인용 단차가 구비된 반도체 기판 상에 산화막을 형성하는 단계와,

상기 ASML사 노광 장비용 얼라인 키가 형성될 영역에만 상기 평탄층을 제거하여 키 오픈 공정을 진행하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 원리는 ASML사 노광 장비용 얼라인 키가 형성될 영역에만 키 오픈 공정을 진행하고, Nikon사나 Canon사 노광 장비용 얼라인 키가 형성될 영역에는 상기 키 오픈 공정을 진행하지 않으므로서, 상기 키 오픈 공정 시 발생되는 단차에 의해 반사도 세기가 변하여, 상기 Nikon사나 Canon사 노광 장비용 얼라인 키를 사용하여 얼라인할 경우 발생되는 정렬 불량을 방지하기 위한 발명이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2a와 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 도시한 단면도로서,“A”는 ASML사 노광 장비용 얼라인 키가 형성될 영역을 도시한 것이고,“B”는 Nikon사 노광 장비용 얼라인 키가 형성될 영역을 도시한 것이며,“C”는 Canon사 노광 장비용 얼라인 키가 형성될 영역을 도시한 것이다.

도 2a를 참조하면, 반도체 기판(11) 상에 질화막(13)을 형성한다.

그리고, 얼라인 키용 마스크를 사용한 사진식각 공정에 의해 상기 질화막(13)을 식각한다. 이때, 상기 질화막(13)의 식각 공정에 의해 단차가 발생된다.

이어, 전면에 실리콘 산화막(15)을 형성한다. 이때, 상기 실리콘 산화막(15)은 하부 구조물의 형상에 따른 프로파일을 갖지 않고 전면을 평탄화시킨다.

도 2b를 참조하면, 상기 “A”에만 키 오픈 공정을 진행한다. 즉 키 오픈(Open) 마스크를 사용한 사진식각 공정에 의해 상기 “A”의 실리콘 산화막(15)을 제거한다.

상술한 본 발명의 실시 예와 다른 방법으로써, 상기 “A”, “B” 및 “C”모두 키 오픈 공정을 진행하되, 상기 키 오픈 공정을 웰 형성 공정 이후 그리고 게이트전극용 도전층 형성 공정 이전에 진행하여, 상기 Nikon사나 Canon사 노광 장비용 얼라인 키를 사용하여 얼라인할 경우 발생되는 정렬 불량을 방지할 수 있다.

본 발명의 반도체 소자의 제조 방법은 ASML사 노광 장비용 얼라인 키가 형성될 영역에만 키 오픈 공정을 진행하고, Nikon사나 Canon사 노광 장비용 얼라인 키가 형성될 영역에는 상기 키 오픈 공정을 진행하지 않으므로서, 상기 키 오픈 공정시 발생되는 단차에 의해 반사도 세기가 변하여, 상기 Nikon사나 Canon사 노광 장비용 얼라인 키를 사용하여 얼라인할 경우 발생되는 정렬 불량을 방지하여 소자의 수율 및 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 얼라인용 단차에 얼라인광을 조사하여 얻어진 ±1차광만을 사용하여 얼라인 파형을 만드는 방식인 제 1 노광 장비용 얼라인 키와 0차광 이외의 모든 차수의 회절광을 사용하여 얼라인 파형을 만드는 방식인 제 2 노광 장비용 얼라인 키가 형성될 영역이 각각 정의되며 얼라인용 단차가 구비된 반도체 기판 상에 평탄층을 형성하는 단계와,

   상기 제 1 노광 장비용 얼라인 키가 형성될 영역에만 상기 평탄층을 제거하여 키 오픈 공정을 진행하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조방법.