KR20070030454A - Method for manufacturing a semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing a semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070030454A KR20070030454A KR1020050085122A KR20050085122A KR20070030454A KR 20070030454 A KR20070030454 A KR 20070030454A KR 1020050085122 A KR1020050085122 A KR 1020050085122A KR 20050085122 A KR20050085122 A KR 20050085122A KR 20070030454 A KR20070030454 A KR 20070030454A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- film
- semiconductor device
- ion implantation
- nitrogen
- diffusion barrier
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
- H01L21/76853—Barrier, adhesion or liner layers characterized by particular after-treatment steps
- H01L21/76855—After-treatment introducing at least one additional element into the layer
- H01L21/76856—After-treatment introducing at least one additional element into the layer by treatment in plasmas or gaseous environments, e.g. nitriding a refractory metal liner
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
- H01L21/76843—Barrier, adhesion or liner layers formed in openings in a dielectric
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B41/00—Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
- H10B41/30—Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the memory core region
- H10B41/35—Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the memory core region with a cell select transistor, e.g. NAND
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 확산 방지막의 두께에 관계없이 확산 방지막과 텅스텐과 같은 금속배선 간의 폭발 반응을 억제하여 금속배선의 들뜸 현상을 방지할 수 있는 반도체 소자 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명에서는 기판 상에 층간절연막을 증착하는 단계와, 상기 층간절연막의 일부를 식각하여 상기 기판의 일부를 노출시키는 패턴 홀을 형성하는 단계와, 상기 패턴 홀을 포함한 상기 층간절연막 상부의 단차를 따라 금속막을 증착하는 단계와, 열공정을 실시하여 상기 패턴 홀 저부의 상기 기판 표면에 금속실리사이드막을 형성하는 단계와, 질소 이온주입공정을 통해 상기 금속실리사이드막의 일부에 일정 깊이만큼 질소를 주입시켜 확산 방지막을 형성하는 단계와, 상기 패턴 홀이 매립되도록 상기 확산 방지막 상에 금속배선을 증착하는 단계를 포함하는 반도체 소자 제조방법을 제공한다.The present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can prevent the floating phenomenon of the metal wiring by suppressing the explosion reaction between the diffusion barrier and the metal wiring such as tungsten, regardless of the thickness of the diffusion barrier, in the present invention Depositing an interlayer insulating film on the substrate; forming a pattern hole to expose a portion of the substrate by etching a portion of the interlayer insulating film; and depositing a metal film along a step of an upper portion of the interlayer insulating film including the pattern hole. Forming a metal silicide film on the surface of the substrate at the bottom of the pattern hole by performing a thermal process; and implanting nitrogen into a portion of the metal silicide film by a predetermined depth through a nitrogen ion implantation process to form a diffusion barrier film. And depositing a metal wiring on the diffusion barrier to fill the pattern hole. It provides a semiconductor device manufacturing process comprising the system.
금속배선, 확산 방지막, 질소 이온주입, 금속실리사이드, TiSiN. Metal wiring, diffusion barrier, nitrogen ion implantation, metal silicide, TiSiN.
Description
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 소자의 금속배선 형성방법을 설명하기 위해 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view illustrating a metal wiring forming method of a semiconductor device according to the prior art.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자 제조방법을 도시한 공정단면도.2 to 5 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
110 : 기판110: substrate
112 : 층간절연막112: interlayer insulating film
114 : 트렌치114: trench
116 : 비아홀116: Via Hole
118 : Ti막118: Ti film
122 : TiSi막122: TiSi film
124 : 질소 이온주입공정124: nitrogen ion implantation process
125 : TiN막125: TiN film
126 : TiSiN막126 TiSiN film
128 : 확산 방지막128: diffusion barrier
130 : 금속배선130: metal wiring
본 발명은 반도체 소자 제조방법에 관한 것으로, 특히 70㎚의 선폭을 갖는 낸드 플래시(NAND FLASH) 메모리 소자의 확산 방지막 및 금속배선 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a diffusion barrier and a method for forming a metal wiring of a NAND FLASH memory device having a line width of 70 nm.
일반적으로, 반도체 집적회로를 제조하기 위해서는 기판에 대해 성막과 패턴 에칭 등을 반복적으로 행하여 원하는 다수의 반도체 소자를 형성해야 한다. In general, in order to manufacture a semiconductor integrated circuit, film formation, pattern etching, and the like are repeatedly performed on a substrate to form a plurality of desired semiconductor elements.
그런데, 각 소자간을 접속하는 배선 형성시에는 하지층인 기판 또는 Si 함유층의 Si가 배선 형성물질과 상호확산을 일으키는 문제점이 있다. 따라서, 종래에는 이러한 Si와 배선 형성물질 간의 상호확산을 방지하기 위해 배선과 하지층 간에 베리어 금속(barrier metal)을 개재시키고 있다. 이때, 베리어 금속은 전기저항이 낮은 것은 물로 내부식성이 우수한 재료를 이용해야 한다. However, at the time of forming the wirings connecting the elements, there is a problem in that the Si of the substrate or the Si-containing layer which is the underlying layer causes mutual diffusion with the wiring forming material. Therefore, conventionally, a barrier metal is interposed between the wiring and the underlying layer to prevent such diffusion between Si and the wiring forming material. In this case, the barrier metal should be made of a material having excellent corrosion resistance as water having low electrical resistance.
현재, 배선재료로서 다용되고 있는 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 텅스텐(W) 중 어느 하나에 대해서는 베리어 금속재료로서 Ti, W 및 Mo 등의 고융점 금속재료의 질화물이 사용되는 경향이 있다. 그 중에서도 전기적 및 내부식성이 양호한 Ti/TiN이 다용되고 있다. 일반적으로, Ti는 하지층과의 스텝커버리지(step coverage) 특 성을 개선시키기 위한 접착층으로 기능한다.Currently, nitrides of high melting point metal materials such as Ti, W, and Mo tend to be used as barrier metal materials for any one of copper (Cu), aluminum (Al), and tungsten (W), which are widely used as wiring materials. . Among them, Ti / TiN having good electrical and corrosion resistance is frequently used. In general, Ti functions as an adhesive layer to improve step coverage characteristics with the underlying layer.
한편, 최근들어 반도체 소자의 고집적화 및 고미세화의 요구에 대응하여 배선의 선폭도 좁아지고 있다. 이에 따라, 배선 형성영역에 형성되는 컨택홀 또는 비아홀의 종횡비가 증가하게 되었고, 이러한 종횡비의 증가로 인해 컨택홀에 매립되는 배선재료의 매립특성이 저하되었다. 결국, 종래에는 배선재료의 매립특성 향상을 위해 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition; 이하, CVD라 함) 방식을 이용하고 있다. 특히, 제조비용 및 양산성 측면에서 W을 CVD 방식으로 증착하여 배선을 형성하고 있다. On the other hand, in recent years, the line width of wirings has also narrowed in response to the demand for high integration and high miniaturization of semiconductor elements. Accordingly, the aspect ratio of the contact hole or the via hole formed in the wiring formation region is increased, and the embedding characteristic of the wiring material embedded in the contact hole is deteriorated due to the increase in the aspect ratio. As a result, conventional chemical vapor deposition (hereinafter, referred to as CVD) is used to improve the embedding properties of the wiring material. In particular, in terms of manufacturing cost and mass productivity, W is deposited by CVD to form wiring.
도 1은 종래기술에 따른 반도체 소자의 금속배선 형성방법을 설명하기 위해 도시된 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a metal wiring forming method of a semiconductor device according to the prior art.
도 1을 참조하면, 트랜지스터와 같은 반도체 구조물층(미도시)이 형성된 기판(10) 상에 반도체 구조물층을 덮는 층간절연막(12; ILD : Inter Layer Dilectric)을 증착한다. 그런 다음, 듀얼 다마신(dual damacene) 공정을 통해 층간절연막(12)을 식각하여 기판(10)의 일부를 노출시키는 다마신 구조의 패턴 홀(미도시)을 형성한다. Referring to FIG. 1, an interlayer insulating film 12 (ILD) covering a semiconductor structure layer is deposited on a
이어서, CVD 방식을 이용하여 패턴 홀을 포함한 층간절연막(12) 상부의 단차를 따라 TiN막(14)을 증착한다. 그런 다음, 패턴 홀이 매립되도록 TiN막(14) 상에 W막(16)을 증착한다. Subsequently, the TiN
이때, CVD 방식을 이용한 W 증착시에는 SiH4/WF6의 혼합가스를 이용한 폭발적인 환원 반응에 따라 결정핵(nucleation)을 형성함으로써 컨택 저항을 조절한다. 여기서, 이러한 환원 반응은 확산 방지막의 두께에 민감하다. 즉, 패턴 홀 저부의 스텝커버리지에 민감하여 TiN으로 이루어진 확산 방지막의 두께가 얇은 경우에는 패턴 홀 저부의 취약 부위에서 Ti와 불소(F)가 쉽게 반응하여 폭발(Volcano) 반응('A' 부위 참조)을 일으키게 되므로, 컨택 저항이 급격히 증가한다. In this case, during the W deposition using the CVD method, the contact resistance is controlled by forming nucleation according to an explosive reduction reaction using a mixed gas of SiH 4 / WF 6 . Here, this reduction reaction is sensitive to the thickness of the diffusion barrier. That is, when the thickness of the diffusion barrier film made of TiN is thin because it is sensitive to the step coverage of the bottom of the pattern hole, Ti and fluorine (F) easily react at the weak part of the bottom of the pattern hole. ), The contact resistance increases rapidly.
또한, 이러한 폭발 반응('A' 부위 참조)을 일으키게 되면 W의 증착시 가해지는 스트레스(stress) 및/또는 균일도(uniformity)가 낮은 CVD TiN의 특성에 의해 단차가 있는 센스앰프(Sense Amp) 또는 SWD(Side Word Line) 지역에서 단차를 극복하지 못하고 금속배선의 들뜸(lifting) 현상('B' 부위 참조)이 발생한다. 이러한 들뜸 현상('B' 부위 참조)은 파티클(particle)을 유발하여 소자의 수율(yeild) 저하를 불러일으키는 원인이 된다.In addition, when such an explosion reaction (see 'A' region) occurs, a sense amplifier having a step difference due to the characteristics of CVD TiN having low stress and / or uniformity applied to the deposition of W or In the SWD (Side Word Line) area, the lifting of the metal wires (see section 'B') occurs without overcoming the step. This lifting phenomenon (see 'B' region) causes particles (particles) to cause a decrease in the yield (yeild) of the device.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 확산 방지막의 두께에 관계없이 확산 방지막과 텅스텐과 같은 금속배선 간의 폭발 반응을 억제하여 금속배선의 들뜸 현상을 방지할 수 있는 반도체 소자 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been proposed to solve the above problems, and manufacturing a semiconductor device capable of preventing the floating phenomenon of the metal wiring by suppressing the explosion reaction between the diffusion barrier and the metal wiring such as tungsten irrespective of the thickness of the diffusion barrier. The purpose is to provide a method.
상기에서 설명한 목적을 달성하기 위한 일측면에 따른 본 발명은, 기판 상에 층간절연막을 증착하는 단계와, 상기 층간절연막의 일부를 식각하여 상기 기판의 일부를 노출시키는 패턴 홀을 형성하는 단계와, 상기 패턴 홀을 포함한 상기 층간절연막 상부의 단차를 따라 금속막을 증착하는 단계와, 열공정을 실시하여 상기 패턴 홀 저부의 상기 기판 표면에 금속실리사이드막을 형성하는 단계와, 질소 이온주입공정을 통해 상기 금속실리사이드막의 일부에 일정 깊이만큼 질소를 주입시켜 확산 방지막을 형성하는 단계와, 상기 패턴 홀이 매립되도록 상기 확산 방지막 상에 금속배선을 증착하는 단계를 포함하는 반도체 소자 제조방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating an interlayer insulating film on a substrate, forming a pattern hole to expose a portion of the substrate by etching a portion of the interlayer insulating film; Depositing a metal film along a step of an upper portion of the interlayer insulating film including the pattern hole, performing a thermal process to form a metal silicide film on the substrate surface of the bottom of the pattern hole, and performing a nitrogen ion implantation process. A method of manufacturing a semiconductor device includes forming a diffusion barrier layer by injecting nitrogen into a portion of a silicide layer by a predetermined depth, and depositing a metal wire on the diffusion barrier layer to fill the pattern hole.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나, 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호는 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. In addition, in the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity, and in the case where the layers are said to be "on" another layer or substrate, they may be formed directly on another layer or substrate or Or a third layer may be interposed therebetween. Also, throughout the specification, the same reference numerals denote the same components.
실시예Example
도 2 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자 제조방법을 도시한 공정단면도이다.2 to 5 are process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 소정의 반도체 구조물층이 형성된 기판(110) 상에 층간절연막(112)을 증착한다. 여기서, 반도체 구조물층은 트랜지스터와 같은 복수의 능동소자를 포함한다. 또한, 층간절연막(112)은 산화막 계열의 물질로 형성한다. 예컨대, 층간 절연막(112)은 HDP(High Density Plasma) 산화막, BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)막, PSG(Phosphorus Silicate Glass)막, PETEOS(Plasma Enhanced Tetra Ethyle Ortho Silicate)막, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)막, USG(Un-doped Silicate Glass)막, FSG(Fluorinated Silicate Glass)막, CDO(Carbon Doped Oxide)막 및 OSG(Organic Silicate Glass)막 중 어느 하나를 이용하여 단층막 또는 이들이 적층된 적층막으로 형성한다.First, as shown in FIG. 2, an interlayer
이어서, 듀얼 다마신 공정을 통해 층간절연막(112)을 식각하여 기판(110)의 일부를 노출시키는 패턴 홀(미도시)을 형성한다. 예컨대, 먼저 제1 포토마스크(photomask) 공정을 통해 형성된 제1 마스크 패턴(미도시)을 이용한 식각공정을 통해 층간절연막(112)의 일부를 일정깊이 식각하여 트렌치(114)를 형성한다. 그런 다음, 스트립(strip) 공정을 실시하여 제1 마스크 패턴을 제거한 후, 제2 포토마스크 공정을 통해 형성된 제2 마스크 패턴(미도시)을 이용한 식각공정을 통해 트렌치(114) 저부에 노출된 층간절연막(112)의 일부를 식각하여 기판(110)의 일부를 노출시키는 비아홀(116)을 형성한다. 그런 후, 스트립 공정을 실시하여 제2 마스크 패턴을 제거한다. Subsequently, the
이어서, 비아홀(116)을 포함한 전체 구조 상부의 단차를 따라 비아홀(116) 저부의 기판(110)과의 스텝커버리지 특성을 개선시키기 위한 접착층으로 Ti막(118)을 증착한다. 여기서, Ti막(118)은 Ta로 대체될 수 있으나, 이들로 인해 얻어지는 효과는 동일하므로 이하에서는 Ti막(118)에 대해서만 언급하기로 한다. 이때, Ti막 (118)은 PVD(Physical Vapor Deposition) 또는 CVD 방식을 이용하여 100 내지 150Å의 두께로 증착한다. 바람직하게는, PVD 방식을 이용하여 증착한다. 이는, PVD 방식이 CVD 방식에 비하여 비아홀(116) 저부의 기판(110) 손상을 방지하기 때문이다. Subsequently, the
여기서, Ti막(118)을 150Å 정도 증착하게 되면 비아홀(116) 저부로 노출된 기판(110) 상에는 Ti막(118)이 약 75Å의 두께만큼 증착된다. 이는, 반도체 소자의 고집적화에 따라 비아홀(116)의 선폭이 좁아져 종횡비가 높은 비아홀(116)내에서 Ti막(118)의 증착특성이 저하되기 때문이다. In this case, when the
이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 인시튜(in-situ)로 열공정(120)을 실시하여 TiSi막(122)과 같은 금속실리사이드막을 형성한다. 이때, TiSi막(122)은 기판(110)으로부터 끌어올려진 Si가 Ti와 반응하여 형성된 것이다. 보통, TiSi막(122)은 비아홀(116) 저부의 기판(110) 상에 최초로 증착된 Ti막(118)의 두께보다 두껍다. 예컨대, TiSi막(122)의 두께는 최초로 증착된 Ti막(118)의 두께에서 약 50%가 증가된 두께다. 이는, Ti막(118) 하부 방향으로 증가된 두께이다. Next, as shown in FIG. 3, the
여기서, 열공정(120)은 RTP(Rapid Thermal Rrocess) 장비를 이용하여 750 내지 800℃의 공정온도에서 40 내지 60초간 실시한다. 바람직하게는, 60초간 실시한다. 이와 같이, TiSi막(122)을 형성함으로써 후속공정을 통해 형성될 금속배선(130, 도 5 참조)과의 접착력을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.Here, the
이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 인시튜로 질소(N2) 이온주입공정(124)을 실시하여 TiSi막(122) 및 Ti막(118)에 질소를 주입시킨다. 이로써, 노출된 Ti막 (118)의 일부 및 TiSi막(122)의 일부가 TiSiN막(126)으로 변환된다. 이를 통해, 층간절연막(112)의 표면 상에서는 Ti막/TiN막(118/125)의 적층구조를 갖고, 비아홀(116, 도2 참조) 저부의 기판(110) 표면에서는 TiSi막/TiSiN막(122/126)의 적층구조를 갖는 확산 방지막(128)을 형성할 수 있다. 구체적으로, TiSiN막(126)은 TiSi막(122)의 상부로부터 일정 깊이로 질소가 주입되어 형성되고, TiN막(125)은 Ti막(118)의 상부로부터 일정 깊이로 질소가 주입되어 형성된다.Next, as shown in FIG. 4, nitrogen (N 2 )
즉, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 TiSiN막(126)을 Ti막(118)의 증착챔버와 인시튜로 질소 이온주입공정(124)을 실시하여 형성함으로써, TiSiN을 증착하기 위한 별도의 CVD 챔버가 필요 없게 된다. 결국, TiSiN막(126)은 Ti막(118)의 상부 방향으로 두께가 증가하지 않게 되어 컨택 저항을 감소시키게 된다. 또한, 질소 이온주입공정(124)을 통해 TiN막(125) 및 TiSiN막(126)을 형성함으로써, 균일한 두께의 TiN막(125) 및 TiSiN막(126) 형성이 가능해진다. 따라서, TiN막(125)의 높은 균일도를 확보하여 후속공정을 통해 형성될 금속배선(130, 도 5 참조)의 들뜸 현상을 억제할 수 있다. That is, in the preferred embodiment of the present invention, the
이에 더하여, 질소 이온주입공정(124)을 통해 TiN막(125) 및 TiSiN막(126)을 형성함으로써, 불순물 제거를 위한 플라즈마 처리공정이 불필요하게 되므로 제조공정을 단순화할 수 있다.In addition, by forming the
이때, 중요한 것은 질소 이온주입공정(124)을 각각 이온주입 에너지를 달리하여 두차례에 걸져 실시함으로써 TiSiN막(126)의 두께가 비아홀(116, 도 2참조) 저부의 기판(110) 상에 최초로 증착된 Ti막(118) 두께의 1/3이 되도록 하는 것이 다. 즉, Ti막(118)이 75Å의 두께로 증착되면 TiSiN막(126)은 25Å의 두께를 갖게 된다. 따라서, 얇은 두께에서도 확산방지막(128)과 금속배선(130) 간에 폭발 현상이 발생하는 것을 억제할 수 있다. At this time, it is important that the nitrogen
바람직하게는, 질소 이온주입공정(124)은 1차 질소 이온주입공정에서보다 2차 질소 이온주입공정에서 이온주입 에너지를 증가시킨다. 예컨대, 1차 질소 이온주입공정시에는 1.2E12 도즈(dose)의 질소를 20KeV의 이온주입 에너지로 주입하여 TiSi막(122) 표면에 질소가 주입되도록 한다. 그런 다음, 2차 질소 이온주입공정시에는 1.2E12 도즈의 질소를 30KeV의 이온주입 에너지로 주입하여 TiSi막(122)의 상부로부터 일정 깊이까지 질소가 주입되도록 한다. 또한, 질소 이온주입공정(124)의 소요시간을 조절하여 TiSiN막(126)의 두께를 조절할 수 있다.Preferably, the nitrogen
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 확산 방지막(128) 상부에 비아홀(116, 도 2 참조) 및 트렌치(114, 도 2 참조)가 매립되도록 금속배선(130)을 증착한다. 예컨대, W, Cu 및 Al 중 어느 하나의 물질을 CVD 방식으로 증착한다. 바람직하게는, W를 4500 내지 5000Å의 두께로 증착한다.Subsequently, as shown in FIG. 5, the
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 기판 상부에 Ti와 같은 금속막 증착 후 열공정 및 질소 이온주입 공정을 실시하여 상부가 TiSiN으로 이루어진 확산 방지막을 형성함으로써, 확산 방지막의 막질이 치밀해진다. 또한, 질소 이온주입공정을 통해 TiSiN을 형성함으로써 최초로 증착되는 Ti의 상부 방향으로 두께가 증가하지 않고도 TiSiN이 형성된다. 따라서, 얇은 두께에서도 확산 방지막과 확산 방지막 상부에 증착되는 금속배선 간의 폭발 반응을 방지할 수 있다. As described above, according to the present invention, by depositing a metal film such as Ti on the substrate and then performing a thermal process and a nitrogen ion implantation process to form a diffusion barrier film made of TiSiN, the film quality of the diffusion barrier film becomes dense. In addition, by forming TiSiN through a nitrogen ion implantation process, TiSiN is formed without increasing the thickness in the upper direction of Ti which is initially deposited. Therefore, even at a thin thickness, it is possible to prevent the explosion reaction between the diffusion barrier and the metal wiring deposited on the diffusion barrier.
또한, 본 발명에 의하면, 질소 이온주입 공정을 통해 층간절연막의 표면 상에 균일한 두께의 TiN으로 이루어진 확산 방지막을 형성하여 금속배선의 들뜸 현상을 억제할 수 있다. 따라서, 파티클 유발을 방지하여 반도체 소자의 수율을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, a diffusion preventing film made of TiN having a uniform thickness can be formed on the surface of the interlayer insulating film through a nitrogen ion implantation process to suppress the floating phenomenon of the metal wiring. Therefore, particle generation can be prevented to improve the yield of the semiconductor device.
또한, 본 발명에 의하면 막질이 치밀한 TiSiN으로 이루어진 확산 방지막을 형성하여 불순물 제거를 위한 별도의 플라즈마 처리공정을 생략할 수 있을 뿐만 아니라, TiSiN으로 이루어진 확산 방지막을 형성하기 위한 전 공정을 모두 동일 챔버 내에서 인시튜로 실시할 수 있다. 따라서, 반도체 소자의 제조공정을 단순화할 수 있다.In addition, according to the present invention, not only a separate plasma treatment process for removing impurities may be omitted by forming a diffusion barrier formed of dense TiSiN, but all the processes for forming the diffusion barrier formed of TiSiN may be performed in the same chamber. This can be done in situ. Therefore, the manufacturing process of the semiconductor device can be simplified.
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050085122A KR100744670B1 (en) | 2005-09-13 | 2005-09-13 | Method for manufacturing a semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050085122A KR100744670B1 (en) | 2005-09-13 | 2005-09-13 | Method for manufacturing a semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070030454A true KR20070030454A (en) | 2007-03-16 |
KR100744670B1 KR100744670B1 (en) | 2007-08-01 |
Family
ID=41630978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020050085122A KR100744670B1 (en) | 2005-09-13 | 2005-09-13 | Method for manufacturing a semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100744670B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100928107B1 (en) * | 2007-11-20 | 2009-11-24 | 주식회사 동부하이텍 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
KR100929732B1 (en) * | 2007-12-24 | 2009-12-03 | 주식회사 동부하이텍 | Wiring Manufacturing Method of Semiconductor Device |
US10134856B2 (en) | 2015-09-15 | 2018-11-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device including contact plug and method of manufacturing the same |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102003823B1 (en) * | 2014-01-03 | 2019-07-25 | 한온시스템 주식회사 | Pressure relief device of compressor |
-
2005
- 2005-09-13 KR KR1020050085122A patent/KR100744670B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100928107B1 (en) * | 2007-11-20 | 2009-11-24 | 주식회사 동부하이텍 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
KR100929732B1 (en) * | 2007-12-24 | 2009-12-03 | 주식회사 동부하이텍 | Wiring Manufacturing Method of Semiconductor Device |
US10134856B2 (en) | 2015-09-15 | 2018-11-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device including contact plug and method of manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100744670B1 (en) | 2007-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7902581B2 (en) | Semiconductor device comprising a contact structure based on copper and tungsten | |
TW541659B (en) | Method of fabricating contact plug | |
US8058728B2 (en) | Diffusion barrier and adhesion layer for an interconnect structure | |
CN100533725C (en) | Metal interconnection forming method of semiconductor device | |
KR100744670B1 (en) | Method for manufacturing a semiconductor device | |
KR100845715B1 (en) | Structrue of Metal Wiring in Semiconcuctor Device and Method of forming the same | |
US9653403B1 (en) | Structure and process for W contacts | |
US20080261397A1 (en) | Method for Manufacturing Semiconductor Device | |
US8048330B2 (en) | Method of forming an interlayer dielectric material having different removal rates during CMP | |
JP5217272B2 (en) | Wiring forming method and semiconductor device manufacturing method | |
US7687392B2 (en) | Semiconductor device having metal wiring and method for fabricating the same | |
JP5178025B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor memory device | |
KR100652317B1 (en) | Method for manufacturing metal pad of the semiconductor device | |
KR100875073B1 (en) | Metal wiring formation method of semiconductor device | |
US20090294809A1 (en) | Reduction of metal silicide diffusion in a semiconductor device by protecting sidewalls of an active region | |
US20240047352A1 (en) | Semiconductor device having funnel-shaped interconnect and method of manufacturing the same | |
KR100670686B1 (en) | Method for manufacturing contact plug in semiconductor device | |
KR20060131129A (en) | Method for manufacturing a semiconductor device | |
JP2012079792A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
KR100571386B1 (en) | Copper wiring of semiconductor device and manufacturing method thereof | |
KR100617048B1 (en) | method for forming contact of semiconductor device | |
KR100695420B1 (en) | A method for forming a contact plug in semiconductor device | |
KR100617049B1 (en) | method for forming contact of semiconductor device | |
JP2006165330A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
KR20030064476A (en) | Method of fabricating semiconductor device having contact plugs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
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: 20100624 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |