KR20050008313A - The method for forming capacitor in semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자의 커패시터 형성방법에 관한 것으로, 특히, 금속-절연체-금속(Metal-Insulator-Metal: 이하 MIM이하 함.) 구조를 갖는 커패시터를 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a capacitor of a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming a capacitor having a metal-insulator-metal structure (hereinafter, referred to as MIM).
반도체 집적회로의 제조에 있어, RF 대역의 아날로그 회로의 구현시 MIM 커패시터가 일반적으로 적용되고 있다. MIM 커패시터는 절연체를 개재하여 상부 및 하부전극이 형성된 금속-절연체-금속 구조를 갖고 있으며, 상부 및 하부전극으로서 공핍이 거의 없고 저항이 낮은 금속 재료를 사용하기 때문에 PIP(Poly-Insulator-Poly) 및 PIM(Poly-Insulator-Metal) 구조의 커패시터에 비해 높은 Q(Quality Factor) 값을 갖는다.In the manufacture of semiconductor integrated circuits, MIM capacitors are generally applied in the implementation of analog circuits in the RF band. The MIM capacitor has a metal-insulator-metal structure in which upper and lower electrodes are formed through an insulator, and a poly-insulator-poly (PIP) and a low depletion and low resistance metal material are used as the upper and lower electrodes. Compared to a capacitor having a poly-insulator-metal (PIM) structure, the capacitor has a high quality factor (Q).
도 1a 내지 도 1g은 종래 기술에 따른 MIM 커패시터 형성방법을 설명하기 위한 단면도이다.1A to 1G are cross-sectional views illustrating a method of forming a MIM capacitor according to the prior art.
도 1a를 참조하면, 종래의 방법에서는 MIM 커패시터를 형성하기 위해먼저 반도체 기판의 상부에 제 1금속막(100), 절연체막(102) 및 제 2금속막(104)을 순차적으로 형성한다.Referring to FIG. 1A, in order to form a MIM capacitor, a conventional method first forms a first metal film 100, an insulator film 102, and a second metal film 104 on top of a semiconductor substrate.
상기 제 1금속막(100)은 Ti/TiN막(100a), Al막(100b) 및 Ti/TiN막(100c)이 반도체 기판의 상부에 순차적으로 적막된 구조를 갖고, 제 2금속막(104)은 단일 구조의 TiN막이 절연체막(102)의 상부에 적막된 구조를 갖는다.The first metal film 100 has a structure in which a Ti / TiN film 100a, an Al film 100b, and a Ti / TiN film 100c are sequentially deposited on an upper surface of a semiconductor substrate, and the second metal film 104 is formed. ) Has a structure in which a TiN film having a single structure is laminated on the insulator film 102.
상기 제 1금속막(100)은 Ti/TiN/Al/Ti/TiN 또는 TiN/Al/Ti/TiN 구조로 형성될 수 있으며, 상기 제 2금속막(104)은 Ti/TiN, TiN, Al, W 및 특정금속 등을 조합한 구조 또는 Ti/TiN, TiN, Al, W 및 특정금속 각각에 대해 단일 구조로 형성될 수 있다.The first metal film 100 may be formed of a Ti / TiN / Al / Ti / TiN or TiN / Al / Ti / TiN structure, and the second metal film 104 may include Ti / TiN, TiN, Al, It can be formed in a single structure for the structure combining W and a specific metal or the like, or for each of Ti / TiN, TiN, Al, W and a specific metal.
상기 Al막(100a)는 저항이 낮아 실질적인 전기신호를 전달하는 역할을 수행하며, 텅스텐(W)으로 대체되어 사용될 수 있다. 상기 Ti/TiN막(100c)에 있어 티타늄(Ti)는 서로 다른 재료로 형성되는 상하부층간의 접착력을 높이기 위한 접착막으로서 역할을 수행하며, 티타늄나이트라이드(TiN)는 포토레지스트의 패터닝시 빛을 흡수하여 빛의 반사를 줄여주는 반사방지막(Anti-reflective coat layer)으로서의 역할을 수행한다.The Al film 100a has a low resistance to serve to transmit a substantial electrical signal, and may be replaced with tungsten (W). In the Ti / TiN film 100c, titanium (Ti) serves as an adhesive film for increasing adhesion between upper and lower layers formed of different materials, and titanium nitride (TiN) emits light when patterning a photoresist. It acts as an anti-reflective coat layer that absorbs and reduces the reflection of light.
한편, 절연체막(102)은 고유전상수를 갖는 산화물을 사용하여 형성되며, 일반적으로 실리콘옥시나이트라이드(SiOXNY) 및 실리콘나이트라이드(Si3N4) 재료의 막 또는 PECVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) 방식에 의해 형성된 산화막으로 이루어진다.Meanwhile, the insulator film 102 is formed using an oxide having a high dielectric constant, and is generally a film of silicon oxynitride (SiO X N Y ) and silicon nitride (Si 3 N 4 ) material or PECVD (Plasma-Enhanced). It is made of an oxide film formed by the Chemical Vapor Deposition method.
한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 층간절연막 즉, PMD(Pre Metal Dielectric) 또는 IMD(Inter Metal Dielectric)을 개재하여 반도체 소자가 집적된 반도체 기판과 제 1금속막(100)을 전기적으로 연결시키기 위해 제 1금속막(100)의 하부에 컨택 플러그가 형성되어 있음을 주의하여야 한다.Although not shown in the drawings, in order to electrically connect the semiconductor substrate on which the semiconductor device is integrated with the first metal film 100 through an interlayer insulating film, that is, a Pre Metal Dielectric (PMD) or an Inter Metal Dielectric (IMD). It should be noted that the contact plug is formed under the first metal film 100.
도 1b를 참조하면, 제 2금속막(104)의 상부에 포토레지스트를 도포한 후 패터닝하여 MIM 커패시터의 상부전극을 정의하는 포토레지스트 패턴(106)을 형성한다.Referring to FIG. 1B, a photoresist is applied on the second metal layer 104 and then patterned to form a photoresist pattern 106 defining an upper electrode of the MIM capacitor.
도 1c를 참조하면, 상기 제 2금속막(104)의 상부에 형성된 포토레지스트 패턴(106)을 마스크로 하고 Cl2/BCL3/N2가스의 조합으로 활성화된 플라즈마를 이용하여 제 2금속막(104)을 건식 식각함으로써, MIM 커패시터의 상부전극(104a)을 형성한다.Referring to FIG. 1C, the second metal film is formed by using a plasma activated by a combination of Cl 2 / BCL 3 / N 2 gas with the photoresist pattern 106 formed on the second metal film 104 as a mask. By dry etching 104, the upper electrode 104a of the MIM capacitor is formed.
그 다음, 포토레지스트 패턴(106)을 제거한 후 상부전극(104a)를 마스크로 하고 'C' 및 'F'를 주성분으로 하는 가스, 예컨대, CF4, C2F6, C4F8, C5F8등과 같은 CxFy 가스의 조합으로 활성화시킨 플라즈마를 이용하여 절연체막(102)를 건식 식각함으로써, 잔류된 절연체막(102a)를 형성한다. 이 때, 도 1c의 A에서와 같이 제 2금속막(104)의 하부에 언더컷(Under cut)이 발생한다.Then, after removing the photoresist pattern 106, the gas having the upper electrode 104a as a mask and the main components of 'C' and 'F', such as CF 4 , C 2 F 6 , C 4 F 8 , C The remaining insulator film 102a is formed by dry etching the insulator film 102 using a plasma activated by a combination of CxFy gas such as 5F 8 . At this time, an under cut occurs in the lower portion of the second metal film 104 as in A of FIG. 1C.
이러한 언더컷이 발생되는 이유는 플라즈마 식각시 플라즈마 이온들이 제 1금속막(100)과 접촉했을 때 이온 스퍼터링 현상이 발생되고, 이에 의해 제 2금속막(104) 하부의 절연체막(102)이 식각되기 때문이다.The undercut may be caused by ion sputtering when plasma ions are in contact with the first metal film 100 during plasma etching, thereby insulating the insulator film 102 under the second metal film 104. Because.
도 1d 및 도 1e를 참조하면, 상기 결과물의 전면에 포토레지스트를 도포한 후 포토레지스트 패턴(108)을 형성한 후 포토레지스트 패턴(106)을 마스크로 하고 Cl2/BCL3/N2가스의 조합으로 활성화된 플라즈마를 이용하여 제 1금속막(100)을 식각함으로써, 하부금속배선막(110a)과 MIM 커패시터의 하부전극(110b)을 형성한다. 이에 따라 제 1금속막(100)은 하부 금속배선영역(R1)과 MIM 커패시터영역(R2)으로 분할된다.When Fig. 1d and FIG. 1e, of the resultant product after the front applying a photoresist on the photoresist after forming the pattern 108, the photoresist as a mask, the pattern 106 and the Cl 2 / BCL 3 / N 2 gas The first metal film 100 is etched using the plasma activated by the combination to form the lower metal wiring film 110a and the lower electrode 110b of the MIM capacitor. Accordingly, the first metal film 100 is divided into the lower metal wiring region R1 and the MIM capacitor region R2.
도 1f참조하면, 상기 결과물의 상부에 층간절연막(112)을 형성한 후 화학적기계연마(Chemical Mechanical Polishing : 이하, CMP) 공정을 통해 그 표면을 평탄화시킴과 동시에 그 두께를 조절한다. 이 때, 상기 층간절연막(112)을 형성하기 위해 산화막 재료의 단일막을 적용하는 경우 하부금속배선영역(R1)과 MIM 커패시터영역(R2)의 표면 토폴로지(surface topology)로 인해 층간절연막(112)의 완전한 평탄화가 이루어지지 못한다.Referring to FIG. 1F, an interlayer insulating film 112 is formed on the resultant, and then the surface thereof is planarized and controlled at the same time through a chemical mechanical polishing (CMP) process. In this case, when a single layer of oxide material is applied to form the interlayer insulating layer 112, the interlayer insulating layer 112 may be formed due to the surface topology of the lower metal wiring region R1 and the MIM capacitor region R2. Full planarization is not achieved.
따라서, 상기 층간절연막(112)은 완전한 평탄화를 위해 BPSG막으로 이루어지 단일막이나, SOG, FOX 및 FSG와 같은 평탄화막(112a)과 PE-TEOS막(112b)의 이중막 또는 그 이상의 적층막으로 구성된다.Accordingly, the interlayer insulating film 112 is a single film composed of a BPSG film for complete planarization, or a double film or a laminated film of a planarizing film 112a such as SOG, FOX, and FSG and a PE-TEOS film 112b. It consists of.
도 1g를 참조하면, 상기 층간절연막(112)의 소정 부분들을 선택적으로 식각하여 하부금속배선막(110a)과 MIM 커패시터의 하부전극(110b) 및 상부전극(104a)의 일부분을 각각 노출시키는 비아홀을 형성하고, 이어, 상기 노출된 비아홀 내에 텅스텐(W) 또는 구리(Cu)와 같은 도전성 재료를 매립시켜 컨택플러그(114a,114b,114c)를 형성한다.Referring to FIG. 1G, via holes exposing portions of the lower metal wiring layer 110a and the lower electrode 110b and the upper electrode 104a of the MIM capacitor may be selectively etched by selectively etching portions of the interlayer insulating layer 112. Then, a conductive material such as tungsten (W) or copper (Cu) is embedded in the exposed via hole to form contact plugs 114a, 114b, and 114c.
그 다음, 상기 결과물의 전면에 상기 제 1 및 제 2금속막(100,104)과 마찬가지로 Ti/TiN/Al/Ti/TiN의 적막구조를 갖는 금속막을 형성한 후 패터닝하여 상부금속배선막(116a,116b,116c)을 형성한다. 이에 따라 컨택플러그(114a,114b,114c)는 대응하는 상부금속배선막(116a,116b,116c)에 전기적으로 결합된다.Next, a metal film having a deposition structure of Ti / TiN / Al / Ti / TiN is formed on the entire surface of the resultant product in the same manner as the first and second metal films 100 and 104 and then patterned to form upper metal wiring films 116a and 116b. 116c). As a result, the contact plugs 114a, 114b, and 114c are electrically coupled to the corresponding upper metal wiring layers 116a, 116b, and 116c.
그런데, 종래의 MIM 커패시터 제조방법에서는 상부전극 형성시 발생되는 언더컷이 MIM 커패시터의 하부전극(110b) 및 상부전극(104a)을 상부금속배선막(116b,116c)에 전기적으로 연결할 때 누설전류의 소스로 작용하게 된다.However, in the conventional MIM capacitor manufacturing method, the source of leakage current when the undercut generated when the upper electrode is formed is electrically connected to the lower electrode 110b and the upper electrode 104a of the MIM capacitor to the upper metal wiring films 116b and 116c. Will act as.
이러한 문제점을 해결하기 위해 플라즈마 건식식각의 진행을 조절하여 절연체막(102)의 식각량을 낮추면, 상부금속배선막을 형성하였을 때 MIM 커패시터의 상부전극과 하부전극간에 브릿지가 발생하게 된다.In order to solve this problem, if the etching amount of the insulator film 102 is reduced by controlling the progress of plasma dry etching, a bridge is generated between the upper electrode and the lower electrode of the MIM capacitor when the upper metal wiring film is formed.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 절연체막의 언터컷 부위에 절연막을 형성하여 하부전극과 상부전극이 절연되도록 MIM커패시터를 형성함으로써, 누설전류의 발생을 방지하는 반도체 소자의 커패시터 형성방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention provides a method for forming a capacitor of a semiconductor device to prevent the occurrence of leakage current by forming an MIM capacitor to insulate the lower electrode and the upper electrode by forming an insulating film on the undercut portion of the insulator film to solve the above problems. There is.
도 1a 내지 도 1g은 종래 기술에 따른 MIM 커패시터 형성방법을 설명하기 위한 단면도.1A to 1G are cross-sectional views illustrating a method of forming a MIM capacitor according to the prior art.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 MIM 커패시터 형성방법을 설명하기 위한 단면도.2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method of forming a MIM capacitor according to an embodiment of the present invention.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 금속-절연체-금속의 구조를 갖는 반도체 소자의 커패시터 형성방법에 있어서, 반도체 기판의 상부에 제 1금속막, 절연체막, 제 2금속막 및 하드마스크를 순차적으로 형성하는 단계; 상기 하드마스크의 상부에 포토레지스트 패턴을 형성하여 상부전극영역을 정의하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 하드마스크를 식각하는 제 1식각단계; 상기 포토레지스트 패턴과 상기 제 1식각 단계에 의해 잔류된 하드마스크를 마스크로 하여 상기 제 1금속막을 식각하는 제 2식각단계; 상기 포토레지스트 패턴을 제거하고, 상기 잔류된 하드마스크를 마스크로 하여 상기 절연체막을 식각하는 제 3식각단계; 및 상기 결과물의 전면에 산화막을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, in the method of forming a capacitor of a semiconductor device having a metal-insulator-metal structure, the first metal film, the insulator film, the second metal film and a hard mask sequentially on the semiconductor substrate Forming to; Defining an upper electrode region by forming a photoresist pattern on the hard mask; A first etching step of etching the hard mask using the photoresist pattern as a mask; A second etching step of etching the first metal layer using the photoresist pattern and the hard mask remaining by the first etching step as a mask; Removing the photoresist pattern and etching the insulator film using the remaining hard mask as a mask; And forming an oxide film on the entire surface of the resultant product.
바람직하게, 본 발명은 상기 결과물의 전면에 층간절연막을 형성하는 단계;Preferably, the present invention comprises the steps of forming an interlayer insulating film on the entire surface of the resultant;
상기 층간절연막을 식각하여 적어도 둘 이상의 비아홀을 형성하는 단계; 상기 적어도 둘 이상의 비아홀 내부에 도전성 금속재료를 매립하여 컨택플러그를 형성하는 단계; 및 상기 결과물의 상부에 적어도 둘 이상의 상부금속배선막을 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.Etching the interlayer insulating layer to form at least two via holes; Embedding a conductive metal material in the at least two via holes to form a contact plug; And forming at least two or more upper metal interconnection layers on the resultant.
(실시예)(Example)
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 MIM 커패시터 형성방법을 설명하기 위한 단면도이다.2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method of forming a MIM capacitor according to an embodiment of the present invention.
도 2a를 참조하면, 먼저 반도체 기판의 상부에 제 1금속막(200), 절연체막(202), 제 2금속막(204) 및 하드마스크(206)를 순차적으로 형성한다.Referring to FIG. 2A, first, the first metal film 200, the insulator film 202, the second metal film 204, and the hard mask 206 are sequentially formed on the semiconductor substrate.
상기 제 1금속막(200)은 반도체 기판의 상부에 Ti/TiN/Al/Ti/TiN 또는 TiN/Al/Ti/TiN 구조로 형성되며, 제 2금속막(미도시)은 MIM 커패시터의 상부전극을 형성하기 위한 막으로서 절연체막(202)의 상부에 단일 구조의 TiN막을 증착함에 의해 형성된다.The first metal film 200 has a structure of Ti / TiN / Al / Ti / TiN or TiN / Al / Ti / TiN on a semiconductor substrate, and the second metal film (not shown) is an upper electrode of a MIM capacitor. As a film for forming a film, a TiN film having a single structure is formed on the insulator film 202.
또한, 제 2금속막(미도시)은 Ti/TiN, TiN, Al, W 및 특정금속 등을 조합한 구조로 형성될 수 있으며, Ti/TiN, TiN, Al, W 및 특정금속 각각에 대해 단일 구조로도 형성될 수 있다.In addition, the second metal film (not shown) may be formed in a structure in which Ti / TiN, TiN, Al, W, and a specific metal are combined, and the single metal for each Ti / TiN, TiN, Al, W, and a specific metal. It may also be formed into a structure.
한편, 절연체막(202)은 고유전상수를 갖는 산화물을 사용하여 형성되며, 일반적으로 실리콘옥시나이트라이드(SiOXNY) 및 실리콘나이트라이드(Si3N4) 재료의 막 또는 PECVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) 방식에 의해 형성된 산화막으로 이루어진다.On the other hand, the insulator film 202 is formed using an oxide having a high dielectric constant, and is generally a film of silicon oxynitride (SiO X N Y ) and silicon nitride (Si 3 N 4 ) material or PECVD (Plasma-Enhanced) It is made of an oxide film formed by the Chemical Vapor Deposition method.
한편, 하드마스크(206)는 MIM 커패시터의 상부전극으로 형성될 제 2금속막(204)의 식각시 제 2금속막(204)의 보호를 위한 것으로, 질화막을 사용하여 형성된다.On the other hand, the hard mask 206 is for protecting the second metal film 204 during the etching of the second metal film 204 to be formed as the upper electrode of the MIM capacitor, it is formed using a nitride film.
한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 층간절연막 즉, PMD(Pre Metal Dielectric) 또는 IMD(Inter Metal Dielectric)을 개재하여 반도체 소자가 집적된 반도체 기판과 제 1금속막(200)을 전기적으로 연결시키기 위해 제 1금속막(200)의 하부에 컨택 플러그가 형성되어 있음을 주의하여야 한다.Although not shown in the drawings, in order to electrically connect the semiconductor substrate on which the semiconductor device is integrated with the first metal film 200 through an interlayer insulating film, that is, a Pre Metal Dielectric (PMD) or an Inter Metal Dielectric (IMD). It should be noted that the contact plug is formed under the first metal film 200.
그 다음, 제 2금속막(204)의 상부에 포토레지스트를 도포한 후 패터닝하여 MIM 커패시터의 상부전극을 정의하는 포토레지스트 패턴(208)을 형성한다.Next, a photoresist is applied on the second metal film 204 and then patterned to form a photoresist pattern 208 defining an upper electrode of the MIM capacitor.
도 2b를 참조하면, 상기 제 2금속막(204)의 상부에 형성된 포토레지스트 패턴(208)을 마스크로 하고 CHF3/CF4/Ar 가스의 조합으로 활성화된 플라즈마를 이용하여 하드마스크(206)를 건식 식각한다. 이 때, 하드마스크(206)를 건식식각하기 위해 'C' 및 'F'를 주성분으로 하는 가스, 예컨대, CF4, C2F6, C4F8, C5F8등과 같은 CXFY가스를 사용할 수 있으며, 또한 상기 CXFY가스에 N2/O2/He 중 하나의 가스가 선택적으로 추가될 수 있다. 이에 따라, 제 2금속막(204)의 상부에 하드마스크(206)의 일부분이 잔류하게 된다.Referring to FIG. 2B, the hard mask 206 is formed by using a photoresist pattern 208 formed on the second metal layer 204 as a mask and using a plasma activated by a combination of CHF 3 / CF 4 / Ar gases. Dry etch. At this time, in order to dry etch the hard mask 206, a gas mainly composed of 'C' and 'F', for example, C X F such as CF 4 , C 2 F 6 , C 4 F 8 , C 5 F 8, and the like. Y gas may be used, and one of N 2 / O 2 / He may be optionally added to the C X F Y gas. As a result, a part of the hard mask 206 remains on the second metal film 204.
그 다음, 상기 포토레지스트 패턴(208)과 잔류된 하드마스크(미도시)를 마스크로 하고, Cl2/BCL3/N2가스의 조합으로 활성화된 플라즈마를 이용하여 제 2금속막(204)을 건식 식각함으로써, MIM 커패시터의 상부전극(204a)을 형성한다.Next, using the photoresist pattern 208 and the remaining hard mask (not shown) as a mask, the second metal film 204 is formed using a plasma activated by a combination of Cl 2 / BCL 3 / N 2 gas. By dry etching, the upper electrode 204a of the MIM capacitor is formed.
그 다음, 상기 포토레지스트 패턴(206)을 제거한 후 CF4/O2기초로 하여 플라즈마가 아닌 다운플로우(Down Flow)방식으로 식각 공정을 진행하여 상기 잔류 하드마스크와 절연체막(202)를 동시에 식각한다. 도 2b에서 참조부호 202a는 다운플로우 식각 공정 후 잔류된 절연체막을 나타낸다.Subsequently, the photoresist pattern 206 is removed, and then the remaining hard mask and the insulator film 202 are simultaneously etched by performing an etching process based on CF 4 / O 2 based on a downflow rather than a plasma. do. In FIG. 2B, reference numeral 202a denotes an insulator film remaining after the downflow etching process.
이와 같이 다운 플로우 방식으로 절연체막(202)을 식각하여도 상부전극(204a)의 하부에는 언더컷(Under cut)이 여전히 존재하게 된다.As described above, even when the insulator film 202 is etched by the downflow method, an under cut still exists under the upper electrode 204a.
따라서, 본 발명에서는 포토레지스트 패턴과 하드마스크를 식각 장벽으로 하여 제 2금속막(204)을 건식식각하기 때문에 MIM 커패시터의 상부전극(204a)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, in the present invention, since the second metal film 204 is dry etched using the photoresist pattern and the hard mask as etch barriers, it is possible to prevent the upper electrode 204a of the MIM capacitor from being damaged.
도 2c를 참조하면, 상기 결과물을 O2또는 O3에 노출시켜 상기 결과물의 전면에 산화막(210)을 형성시킨다. 이 때, 상부전극(204a)의 하부에 존재하는 언터컷이 산화막으로 채워진다.Referring to FIG. 2C, the resultant is exposed to O 2 or O 3 to form an oxide film 210 on the entire surface of the resultant. At this time, an undercut existing under the upper electrode 204a is filled with an oxide film.
한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 제 1금속막(200)은 패터닝되어 하부금속배선영역과 MIM 커패시터영역으로 나뉘어지며, 그 결과로 MIM 커패시터의 하부전극(200a)이 형성된다.Although not shown in the drawing, the first metal film 200 is patterned and divided into a lower metal wiring region and a MIM capacitor region. As a result, the lower electrode 200a of the MIM capacitor is formed.
도 2d를 참조하면, 상기 결과물의 전면에 층간절연막(212)을 형성한 후 CMP 층간절연막(212)을 평탄화하고, 이어 MIM 커패시터의 하부전극(200a)과 상부전극(204a)을 후속공정에서 형성될 상부금속배선막에 전기적으로 결합시키기 위해 층간절연막(212)을 식각하여 비아홀을 형성한다.Referring to FIG. 2D, after forming the interlayer insulating film 212 on the entire surface of the resultant, planarizing the CMP interlayer insulating film 212, and then forming the lower electrode 200a and the upper electrode 204a of the MIM capacitor in a subsequent process. The interlayer insulating layer 212 is etched to electrically connect the upper metal wiring layer to be formed to form a via hole.
그 다음, 상기 비아홀 내에 텅스텐(W) 또는 구리(Cu)와 같은 도전성 재료를 매립하여 컨택플러그(214a, 214b)를 형성한다.Next, a conductive material such as tungsten (W) or copper (Cu) is embedded in the via hole to form contact plugs 214a and 214b.
그 다음, 상기 결과물의 전면에 도전성 금속재료를 증착 및 패터닝하여 상부금속배선막(216a,216b)을 형성한다. 이에 따라 컨택플러그(214a, 214b)는 대응하는 상부금속배선막(216a,216b)에 전기적으로 결합된다.Then, the conductive metal material is deposited and patterned on the entire surface of the resultant to form upper metal wiring films 216a and 216b. Accordingly, the contact plugs 214a and 214b are electrically coupled to the corresponding upper metal wiring films 216a and 216b.
상기에서 본 발명의 특정 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.While specific embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it will be apparent that the present invention may be modified and practiced by those skilled in the art. Such modified embodiments should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention, but should fall within the claims appended to the present invention.
이상에서와 같이, 본 발명은 상부전극의 전면이 산화막으로 둘러싸여짐과 동시에 상부전극의 하부에 형성된 언더컷이 상기 산화막으로 채워지도록 하여 MIM 커패시터의 상부 및 하부전극을 전기적 절연시킴으로써, 브리지의 발생이 없이 누설전류를 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the front surface of the upper electrode is surrounded by the oxide film and the undercut formed under the upper electrode is filled with the oxide film to electrically insulate the upper and lower electrodes of the MIM capacitor, thereby eliminating the occurrence of bridges. There is an effect that can prevent the leakage current.
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