KR20040110557A - 증착 중단 시기 검출 장치 및 이를 이용한 반도체 소자의구리 배선 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
절연 기판 상에 두 개의 트렌치 구조가 소정 간격으로 이격되어 위치하는 증착 중단 시기 검출 패턴을 형성하는 단계; 증착 중단 시기 검출 패턴에 검출 전극 및 가이드 장치를 포함하는 증착 중단 시기 검출 장치를 위치시키는 단계; 구리 증착 공정을 진행하는 단계; 증착 중단 시기 검출 패턴의 두 개의 트렌치 구조에 구리가 증착되어 검출 전극이 서로 전기적으로 연결되어 전기 신호를 전달하면 구리 증착 공정을 중단하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 구리 배선 형성 방법.
Description
본 발명은 증착 중단 시기 검출 장치 및 이를 이용한 반도체 소자의 구리 배선 형성 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자의 구리 배선 형성 방법은 우선, 절연 기판에 홀을 형성한 후 장벽 금속(Barrier Metal)을 증착한다. 그리고, 씨드 레이어(Seed Layer)를 증착하고, 구리를 전기 도금법(Electroplating)으로 증착한다. 그리고, 구리를 CMP 공정에 의해 표면에서 제거한다. 즉, 충분히 두껍게 구리를 증착한 후 CMP로 깍아낸다.
이 경우, 구리를 두껍게 증착하고, 많은 양의 구리를 CMP해야 하기 때문에 원가가 많이 든다. 그리고, 공정 시간도 증가하므로, 구리 증착 장치와 CMP 장치가 단위 시간동안 제조할 수 있는 웨이퍼의 수가 적다. 이를 방지하기 위해서는 장비가 많이 필요하다는 문제점이 있다.
또한, 구리 CMP도중에 발생하는 불순물에 의한 반도체 소자의 작동 불능의 가능성이 커진다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 트렌치에 구리가 두껍게 증착하는 것을 방지하는 증착 중단 시기 검출 장치 및 이를 이용한 반도체 소자의 구리 배선 형성 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 구리 배선 형성 방법에 따른 증착 중단 시기 검출 패턴에 위치하는 증착 중단 시기 검출 장치를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 구리 배선 형성 방법의 순서도를 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 구리 배선 형성 방법에 따라 증착된 구리의 증착이 중단되는 시점을 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 ; 절연 기판 10a ; 트렌치
20 ; 증착 중단 시기 검출 패턴 30 ; 증착 중단 시기 검출 전극
40 ; 가이드 핀 50 ; 구리 박막
60 ; 가이드 판 60a ; 가이드 홀
100 ; 가이드 장치
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증착 중단 시기 검출 장치는 서로 전기적으로 연결되어 있는 복수개의 검출 전극; 상기 검출 전극의 수직 위치를 가이드하는 가이드 장치를 포함하고, 상기 가이드 장치는 복수개의 가이드 핀과, 상기 가이드 핀을 서로 연결하며 중앙부에 상기 검출 전극이 통과하는 가이드 홀이 형성되어 있는 가이드 판을 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 가이드 장치는 절연체인 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 소자의 구리 배선 형성 방법은 절연 기판 상에 두 개의 트렌치 구조가 소정 간격으로 이격되어 위치하는 증착 중단 시기 검출 패턴을 형성하는 단계; 상기 증착 중단 시기 검출 패턴에 검출 전극 및 가이드 장치를 포함하는 증착 중단 시기 검출 장치를 위치시키는 단계; 구리 증착 공정을 진행하는 단계; 상기 증착 중단 시기 검출 패턴의 두 개의 트렌치 구조에 구리가 증착되어 상기 검출 전극이 서로 전기적으로 연결되어 전기 신호를 전달하면 구리 증착 공정을 중단하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 증착 중단 시기 검출 패턴은 스크라이브 라인 상에 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 트렌치의 폭은 제조하는 반도체 소자의 가장 넓은 패턴의 폭보다 넓게 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 검출 전극은 상기 트렌치의 측면으로부터 소정 간격 이격되어 상기 트렌치의 내부에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 검출 전극의 두께는 상기 트렌치의 폭보다 좁은 것이 바람직하다.
또한, 상기 검출 전극은 상기 절연 기판의 수평선보다 소정 간격 높게 위치하고 있는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 중단 시기 검출 장치는 서로 전기적으로 연결되어 있는 복수개의 검출 전극(30)과, 검출 전극(30)의 수직 위치를 가이드하는 가이드 장치(100)를 포함한다.
이러한 가이드 장치(100)는 복수개의 가이드 핀(40)과, 가이드 핀(40)을 서로 연결하며 중앙부에 검출 전극(30)이 통과하는 가이드 홀(60a)이 형성되어 있는 가이드 판(60)을 포함한다. 이러한 가이드 장치(100)는 절연체인 것이 바람직하다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 중단 시기 검출 장치를 이용하여 구리 배선을 형성하는 방법에 대해 이하에서 상세히 설명한다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 구리 배선 형성 방법의 순서도가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 우선, 절연 기판(10) 상에 두 개의 트렌치(10a) 구조가 소정 간격으로 이격되어 위치하는 증착 중단 시기 검출 패턴(20)을 형성한다. 증착 중단 시기 검출 패턴(20)은 절연 기판(10) 상에 복수개의 홈, 즉 트렌치(10a)가 소정 간격으로 이격되어 위치하는 구조이다. 본 발명의 일 실시예에서는 두 개의 트렌치(10a)가 하나의 증착 중단 시기 검출 패턴(20)을 형성하는 것으로 하여 설명하였으나, 복수개의 트렌치(10a)를 이용하는 것도 가능하다.
그리고, 증착 중단 시기 검출 패턴(20)의 트렌치(10a)의 폭(D)은 제조하는 반도체 소자의 가장 넓은 패턴의 폭보다 넓게 형성한다. 증착 중단 시기 검출 패턴(20)은 스크라이브 라인 상에 형성한다. 이러한 증착 중단 시기 검출 패턴(20)은 소자 제조 공정 진행 시 함께 절연 기판(10)에 형성할 수 있다.(S100)
다음으로, 증착 중단 시기 검출 패턴(20)을 형성한 후에 복수개의 트렌치(10a) 사이의 절연 기판(10) 상에 증착 중단 시기 검출 장치를 위치시킨다.
즉, 절연 기판(10) 상에 가이드 장치(100)를 위치시킨다. 이 때 가이드 장치(100)의 가이드 핀(40)은 트렌치(10a) 사이의 절연 기판(10) 상에 위치시킨다. 이러한 가이드 핀(40)은 검출 전극(30)의 높이를 일정하게 유지시키는 기준이 된다.
그리고, 가이드 핀(40)의 가이드 홀(60a)에 검출 전극(30)을 위치시킨다. 이 경우 증착 중단 시기 검출 패턴(20)에 검출 전극(30)이 위치하도록 한다. 즉, 검출 전극(30)은 트렌치(10a)의 측면으로부터 소정 간격 이격되어 트렌치(10a)의 내부에 위치하며, 절연 기판(10)의 수평선보다 소정 간격 높게 위치하고 있다. 일반적으로 500Å 정도 높게 위치한다. 그리고, 검출 전극(30)의 두께는 상기 트렌치(10a)의 폭보다 좁게 제작되어 있다.(S200)
그리고, 구리 증착 공정을 진행한다. 구리 도금법(EP)에 의한 증착이 이루어지면 절연 기판(10) 위 및 트렌치(10a)에 구리가 쌓이게 된다.(S300)
그리고, 증착 중단 시기 검출 패턴(20)의 두 개의 트렌지 구조에 구리가 증착되어 검출 전극(30)이 서로 전기적으로 연결되어 전기 신호를 전달하면 구리 증착 공정을 중단한다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 반도체 소자의 패턴보다 폭이 넓은 증착 중단 시기 검출 패턴(20)의 트렌치(10a)에 구리 박막(50)이 다 채워지면 두 개의 검출 전극(30)이 증착된 구리 박막(50)에 의해 연결되고, 전기가 통하게 된다. 따라서, 이 때 구리 도금 장치에 피드백(Feed Back) 전기 신호를 보내 구리 증착 공정을 중단하게 한다.(S400)
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따른 증착 중단 시기 검출 장치 및 이를 이용한 반도체 소자의 구리 배선 형성 방법은 검출 전극을 증착 중단 시기 검출 패턴에 위치시켜 증착 중단 시점을 찾아냄으로써 트렌치나 비아에 구리가 두껍게 증착하는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, EP 공정과 CMP 공정에서 모두 시간과 원가를 절감할 수 있고, 구리 CMP 공정에서 발생하는 불순물을 줄일 수 있어 동작불능의 소자를 줄일 수 있다.
Claims (8)
- 서로 전기적으로 연결되어 있는 복수개의 검출 전극;상기 검출 전극의 수직 위치를 가이드하는 가이드 장치를 포함하고,상기 가이드 장치는 복수개의 가이드 핀과, 상기 가이드 핀을 서로 연결하며 중앙부에 상기 검출 전극이 통과하는 가이드 홀이 형성되어 있는 가이드 판을 포함하는 증착 중단 시기 검출 장치.
- 제1항에서,상기 가이드 장치는 절연체인 증착 중단 시기 검출 장치.
- 절연 기판 상에 두 개의 트렌치 구조가 소정 간격으로 이격되어 위치하는 증착 중단 시기 검출 패턴을 형성하는 단계;상기 증착 중단 시기 검출 패턴에 검출 전극 및 가이드 장치를 포함하는 증착 중단 시기 검출 장치를 위치시키는 단계;구리 증착 공정을 진행하는 단계;상기 증착 중단 시기 검출 패턴의 두 개의 트렌치 구조에 구리가 증착되어 상기 검출 전극이 서로 전기적으로 연결되어 전기 신호를 전달하면 구리 증착 공정을 중단하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 구리 배선 형성 방법.
- 제3항에서,상기 증착 중단 시기 검출 패턴은 스크라이브 라인 상에 형성하는 반도체 소자의 구리 배선 형성 방법.
- 제3항에서,상기 트렌치의 폭은 제조하는 반도체 소자의 가장 넓은 패턴의 폭보다 넓게 형성하는 반도체 소자의 구리 배선 형성 방법.
- 제3항에서,상기 검출 전극은 상기 트렌치의 측면으로부터 소정 간격 이격되어 상기 트렌치의 내부에 위치하도록 하는 반도체 소자의 구리 배선 형성 방법.
- 제3항에서,상기 검출 전극의 두께는 상기 트렌치의 폭보다 좁은 반도체 소자의 구리 배선 형성 방법.
- 제3항에서,상기 검출 전극은 상기 절연 기판의 수평선보다 소정 간격 높게 위치하고 있는 반도체 소자의 구리 배선 형성 방법.
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Legal Events
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20111220 Year of fee payment: 7 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |