KR20080000845A - Method for manufacturing of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a 내지 도 1e는 종래기술에 따른 반도체 소자의 제조방법을 도시한 단면도.1A to 1E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to the prior art.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조방법을 도시한 단면도.2A to 2E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with the present invention.
본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 메탈 퓨즈 제조시 퓨즈 상부의 잔여 절연막의 두께를 균일하게 하여 레이저 블로윙(blowing)시 발생되는 페일을 방지할 수 있는 반도체 소자의 제조방법에 관한 기술이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method of manufacturing a semiconductor device capable of preventing a failure caused during laser blowing by making the thickness of the remaining insulating film on the upper part of the fuse uniform during metal fuse manufacturing. to be.
반도체 소자가 고집적화됨에 따라 스토리지 노드가 쓰러지는(leaning) 현상을 방지하기 위해 스토리지 노드 외부에 절연막을 남겨 스토리지 노드의 내부만 캐패시터로 사용하던 방법에서 현재는 스토리지 노드 외부의 절연막을 세정 공정으로 제거하여 스토리지 노드의 외부와 내부를 모두 캐패시터로 사용하여 셀 캐패시턴스를 증가시키는 방법을 사용하고 있다. In order to prevent the storage node from falling due to the high integration of semiconductor devices, an insulating film outside the storage node is used as a capacitor in order to prevent the storage node from falling. Currently, the insulating film outside the storage node is removed by a cleaning process. A method of increasing cell capacitance by using both the outside and the inside of a node as a capacitor is used.
이러한 방법은 플레이트 전극층을 퓨즈로 사용하는 경우 스토리지 노드 외부의 절연막을 제거하기 위한 세정공정에서 퓨즈 하부의 절연막도 모두 제거되어 퓨즈가 비트라인의 단차와 동일해지는 문제점이 있어 실린더형 캐패시터에 적합한 메탈 퓨즈의 사용이 요구되고 있다. 메탈퓨즈는 이외에도 동작속도 증대를 위한 제 3 금속배선까지 사용하는 TLM(Triple Level Metal) 공정에서도 필요한 구조로서 향후 퓨즈 구조에서 주류를 이룰 것으로 평가받고 있다.In this method, when the plate electrode layer is used as a fuse, all the insulating films under the fuse are also removed in the cleaning process to remove the insulating film outside the storage node, so that the fuse is the same as the step of the bit line. The use of is required. Metal fuses are also required in the triple level metal (TLM) process, which uses a third metal wiring to increase the operation speed, and is considered to be mainstream in the future fuse structure.
그러나, 메탈퓨즈는 기존의 플레이트 퓨즈에 비해 퓨즈부와 패드부의 단차가 너무 작아 보호막 증착 후, 리페어 식각시 퓨즈 상부의 잔여 절연막의 두께를 용이하게 조절할 수 없고, 이로 인해 레이저 블로윙(blowing)시 마진이 감소되어 소자의 페일(fail)을 유발한다.However, the metal fuse has a smaller step difference between the fuse part and the pad part than the conventional plate fuse, and thus the thickness of the remaining insulating layer on the upper part of the fuse cannot be easily adjusted after the deposition of the protective film, which causes a margin during laser blowing. This decreases, causing the device to fail.
도 1a 내지 도 1e는 종래기술에 따른 반도체 소자의 제조방법을 도시한 단면도이다.1A to 1E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to the prior art.
도 1a를 참조하면, 퓨즈영역과 패드영역으로 정의되고, 소정의 하부 구조물이 형성된 반도체 기판(11) 상부에 메탈 퓨즈(31a) 및 제 1 금속배선(31b)을 형성한다.Referring to FIG. 1A, a
여기서, 하부 구조물은 소자분리막(13), 게이트(15), 제 1 층간절연막(17), 비트라인 콘택 플러그(미도시), 비트라인(19), 제 2 층간절연막(21), 저장전극 콘택 플러그(미도시), 저장전극(23), 플레이트 전극층(25), 제 3 층간절연막(27), 제 1 금속배선 콘택 플러그(29)를 포함한다. The lower structure may include a
도 1b를 참조하면, 상기 메탈 퓨즈(31a) 및 상기 제 1 금속배선(31b) 상부에 금속층간 절연층(IMD)으로서의 제 4 층간절연막(33), 제 5 층간절연막(35) 및 제 6 층간절연막(37)을 순차적으로 형성한다.Referring to FIG. 1B, a fourth interlayer
이때, 상기 제 4 층간절연막(33)은 TEOS막으로 1000~2000Å의 두께로 형성하고, 상기 제 5 층간절연막(35)은 HSQ막을 증착한 후 큐어링(curing) 공정을 수행하여 형성한다. 그리고, 상기 제 6 층간절연막(37)은 TEOS막으로 형성한다.In this case, the fourth
도 1c를 참조하면, 제 2 금속배선용 콘택 마스크를 이용한 사진 식각공정으로 상기 제 6 층간절연막(39), 제 5 층간절연막(37) 및 제 4 층간절연막(35)을 식각하여 제 2 금속배선용 콘택홀(미도시)을 형성한다.Referring to FIG. 1C, the sixth
그 다음, 상기 제 2 금속배선용 콘택홀과 상기 제 6 층간절연막(39)의 표면을 따라 베리어 메탈(미도시)을 증착하고 평탄화 공정을 실시하여 상기 제 2 금속배선용 콘택홀의 내부 표면에만 상기 베리어 메탈이 남도록 한다. Next, a barrier metal (not shown) is deposited along the surfaces of the second metal interconnection contact hole and the sixth
이때, 상기 베리어 메탈은 Ti막과 TiN막의 적층 구조로 형성한다.In this case, the barrier metal is formed in a stacked structure of a Ti film and a TiN film.
그 다음, 상기 제 2 금속배선용 콘택홀 내부에 텅스텐(W)막을 매립하여 제 2 금속배선용 콘택플러그(39)를 형성한다.Next, a tungsten (W) film is buried in the second metal wiring contact hole to form a second metal
그 다음, 상기 제 6 층간절연막(39) 상부에 제 2 금속배선(41)을 형성한다.Next, a
이때, 상기 제 2 금속배선(41)은 알루미늄(Al)막, 티타늄(Ti)막, 티타늄 질화(TiN)막의 적층구조로 형성한다.In this case, the
도 1d를 참조하면, 상기 제 2 금속배선(41) 상부에 보호막(43)을 형성한다.Referring to FIG. 1D, a
도 1e를 참조하면, 상기 메탈 퓨즈(31a) 상부에 상기 제 4 층간절연막(35)이 예정된 두께만큼 남겨지도록 상기 보호막(43), 상기 제 6 층간절연막(39), 상기 제 5 층간절연막(37) 및 상기 제 4 층간절연막(35)을 식각하여 퓨즈 오픈 영역(45)을 형성하고, 동시에 상기 제 2 금속배선(41)의 티타늄 질화(TiN)막이 제거될 때까지 상기 보호막(43)을 식각하여 패드 오픈 영역(47)을 형성한다.Referring to FIG. 1E, the
상술된 종래기술에 따른 반도체 소자의 제조방법은, 상기 메탈 퓨즈(31a) 상부에 남겨야 하는 상기 제 4 층간절연막(35)의 두께를 제어할 수 없고, 불균일하게 식각되어 이후 레이저 블로윙(blowing) 공정시 마진이 부족하여 수율(yeild)이 저하되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 현재 상기 퓨즈 오픈 영역(45)과 상기 패드 오픈 영역(47)을 동시에 형성하지 않고 두 번의 식각공정을 진행하여 각각 형성하는 방법을 사용하고 있으나, 이는 공정이 복잡해지는 문제점이 있다.In the above-described method of manufacturing a semiconductor device according to the related art, the thickness of the fourth
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 메탈 퓨즈 상부의 절연막 상부에 식각정지막을 형성함으로써 퓨즈 오픈 영역과 패드 오픈 영역을 동시에 형성하여도 메탈 퓨즈 상부에 남기는 절연막의 두께를 용이하게 조절할 수 있는 반도체 소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention was created to solve the above problems, and by forming an etch stop film on the insulating film on the upper portion of the metal fuse, even if the fuse open area and the pad open area are formed at the same time, the thickness of the insulating film remaining on the metal fuse is easily maintained. Its purpose is to provide a method of manufacturing a semiconductor device that can be adjusted.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 소자의 제조방법은, 퓨즈영역과 패드영역으로 정의되고, 소정의 하부 구조물이 구비된 반도체 기판 상부에 메탈 퓨즈 및 제 1 금속배선을 형성하는 단계; 메탈 퓨즈 및 제 1 금속배선 상부에 제 1 층간절연막, 식각정지막, 제 2 층간절연막 및 제 3 층간절연막을 순차적으로 형성하는 단계; 제 3 층간절연막, 제 2 층간절연막, 식각정지막 및 제 1 층간절연막을 식각하여 제 2 금속배선용 콘택 플러그를 형성하는 단계; 제 3 층간절연막 상부에 제 2 금속배선용 콘택 플러그와 접속되는 제 2 금속배선을 형성하는 단계; 제 2 금속배선 상부에 보호막을 형성하는 단계; 및 퓨즈 오픈 영역 및 패드 오픈 영역을 정의하는 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 제 1 층간절연막을 노출시키는 퓨즈 오픈 영역을 형성하고, 동시에 제 2 금속배선을 노출시키는 패드 오픈 영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a semiconductor device, the method including: forming a metal fuse and a first metal wiring on a semiconductor substrate defined by a fuse region and a pad region and provided with a predetermined lower structure; Sequentially forming a first interlayer insulating film, an etch stop film, a second interlayer insulating film, and a third interlayer insulating film on the metal fuse and the first metal wiring; Etching the third interlayer insulating film, the second interlayer insulating film, the etch stop film, and the first interlayer insulating film to form a contact plug for the second metal wiring; Forming a second metal wire on the third interlayer insulating layer, the second metal wire being connected to the second metal wire contact plug; Forming a protective film on the second metal wire; And forming a fuse open region exposing the first interlayer insulating layer by a photolithography process using a mask defining a fuse open region and a pad open region, and simultaneously forming a pad open region exposing the second metal wiring. It is characterized by.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조방법을 도시한 단면도이다.2A through 2E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with the present invention.
도 2a를 참조하면, 퓨즈영역과 패드영역으로 정의되고, 소정의 하부 구조물이 형성된 반도체 기판(111) 상부에 메탈 퓨즈(131a) 및 제 1 금속배선(131b)을 형성한다.Referring to FIG. 2A, a metal fuse 131a and a first metal wiring 131b are formed on a
여기서, 하부 구조물은 소자분리막(113), 게이트(115), 제 1 층간절연막(117), 비트라인 콘택 플러그(미도시), 비트라인(119), 제 2 층간절연막(121), 저장전극 콘택 플러그(미도시), 저장전극(123), 플레이트 전극층(125), 제 3 층간절연막(127), 제 1 금속배선 콘택 플러그(129)를 포함하는 것이 바람직하다.The lower structure may include a
도 2b를 참조하면, 상기 메탈 퓨즈(131a) 및 상기 제 1 금속배선(131b) 상부에 금속층간 절연층(IMD)으로서의 제 4 층간절연막(133)을 형성한다. Referring to FIG. 2B, a fourth
이때, 상기 제 4 층간절연막(133)은 TEOS막으로 1000~2000Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the fourth
그 다음, 상기 제 4 층간절연막(133) 상부에 식각정지막(135)을 형성하고, 상기 식각정지막(135) 상부에 제 5 층간절연막(137), 제 6 층간절연막(139)을 순차적으로 형성한다.Next, an
이때, 상기 식각정지막(135)은 비정질 탄소(armophous-Carbon)층으로 형성하고, 이후 패드 오픈 공정시 제 2 금속배선의 알루미늄 표면이 노출될 때까지 남을 수 있도록 100~500Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.In this case, the
그리고, 상기 제 5 층간절연막(137)은 HSQ막을 증착한 후 큐어링(curing) 공정을 수행하여 형성하고, 종래에 비해 상기 식각정지막(135)의 두께만큼 감소시켜 형성하는 것이 바람직하다.The fifth
그리고, 상기 제 6 층간절연막(139)은 TEOS막으로 형성하는 것이 바람직하다.The sixth interlayer
도 2c를 참조하면, 제 2 금속배선용 콘택 마스크를 이용한 사진 식각공정으로 상기 제 6 층간절연막(139), 제 5 층간절연막(137), 식각정지막(135) 및 제 4 층간절연막(133)을 식각하여 제 2 금속배선용 콘택홀(미도시)을 형성한다.Referring to FIG. 2C, the sixth
그 다음, 상기 제 2 금속배선용 콘택홀과 상기 제 6 층간절연막(139)의 표면을 따라 베리어 메탈(미도시)을 증착하고 평탄화 공정을 실시하여 상기 제 2 금속배선용 콘택홀의 내부 표면에만 상기 베리어 메탈이 남도록 한다. Subsequently, a barrier metal (not shown) is deposited along the surfaces of the second metal wiring contact hole and the sixth
이때, 상기 베리어 메탈은 Ti막과 TiN막의 적층 구조로 형성하는 것이 바람 직하다.In this case, the barrier metal is preferably formed in a stacked structure of a Ti film and a TiN film.
그 다음, 상기 제 2 금속배선용 콘택홀 내부에 텅스텐(W)막을 매립하여 제 2 금속배선용 콘택플러그(141)를 형성한다.Next, a tungsten (W) film is embedded in the second contact hole for metal wiring to form a
그 다음, 상기 제 6 층간절연막(139) 상부에 제 2 금속배선(143)을 형성한다.Next, a
이때, 상기 제 2 금속배선(143)은 알루미늄(Al)막, 티타늄(Ti)막, 티타늄 질화(TiN)막의 적층구조로 형성하는 것이 바람직하다. In this case, the
도 2d를 참조하면, 상기 제 2 금속배선(143) 상부에 보호막(145)을 형성한다.Referring to FIG. 2D, a
도 2e를 참조하면, 상기 보호막(145) 상부에 감광막(미도시)을 형성하고, 퓨즈 오픈 영역 및 패드 오픈 영역을 정의하는 마스크로 상기 감광막을 노광 및 현상하여 감광막 패턴(미도시)을 형성한다.Referring to FIG. 2E, a photoresist layer (not shown) is formed on the
그 다음, 상기 감광막 패턴을 마스크로 상기 식각정지막(139)이 노출될 때까지 상기 보호막(145), 제 6 층간절연막(143), 제 5 층간절연막(141)을 식각하여 퓨즈 오픈 영역(147)을 형성하고, 동시에 상기 제 2 금속배선(143)의 티타늄 질화(TiN)막이 제거될 때까지 상기 보호막(145)을 식각하여 패드 오픈 영역(149)을 형성한다.Subsequently, the
그 다음, 상기 감광막 패턴을 제거한다. 이때, 상기 식각정지막용 비정질 탄소층(139)도 함께 제거되어 추가의 제거공정이 불필요하며, 상기 제 2 금속배선(143)의 티타늄 질화(TiN)막을 제거하기 위해 과도한 식각 공정을 수행하더라도 상기 식각정지막용 비정질 탄소층(139)에 의해 상기 제 4 층간절연막(135)이 손실되지 않아 상기 메탈 퓨즈(131a) 상부에 예정된 두께만큼 상기 제 4 층간절연막(135)을 남길 수 있다. Then, the photoresist pattern is removed. In this case, the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조방법은 메탈 퓨즈 상부의 절연막 상부에 식각정지막을 형성함으로써 퓨즈 오픈 영역과 패드 오픈 영역을 동시에 형성하여도 메탈 퓨즈 상부에 남기는 절연막의 손상없이 예정된 두께만큼 남길 수 있어 레이저 블로윙(blowing) 공정시 마진을 확보하여 퓨즈 페일(fail)을 방지하고, 수율(yield)을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, an etch stop layer is formed on the insulating film on the upper portion of the metal fuse, so that even when the fuse open region and the pad open region are simultaneously formed, the semiconductor device is not damaged by the insulating film remaining on the metal fuse. Since it can be left as thick as possible, the margin is secured during the laser blowing process, thereby preventing the fuse from failing and improving the yield.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. In addition, a preferred embodiment of the present invention is for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, substitutions and additions through the spirit and scope of the appended claims, such modifications and changes are the following claims It should be seen as belonging to a range.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020060058670A KR20080000845A (en) | 2006-06-28 | 2006-06-28 | Method for manufacturing of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020060058670A KR20080000845A (en) | 2006-06-28 | 2006-06-28 | Method for manufacturing of semiconductor device |
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KR1020060058670A KR20080000845A (en) | 2006-06-28 | 2006-06-28 | Method for manufacturing of semiconductor device |
Country Status (1)
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KR (1) | KR20080000845A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101051181B1 (en) * | 2009-11-17 | 2011-07-21 | 주식회사 하이닉스반도체 | Fuses in Semiconductor Devices |
KR101051178B1 (en) * | 2009-11-11 | 2011-07-21 | 주식회사 하이닉스반도체 | Fuses in semiconductor devices and methods of forming them |
-
2006
- 2006-06-28 KR KR1020060058670A patent/KR20080000845A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101051178B1 (en) * | 2009-11-11 | 2011-07-21 | 주식회사 하이닉스반도체 | Fuses in semiconductor devices and methods of forming them |
KR101051181B1 (en) * | 2009-11-17 | 2011-07-21 | 주식회사 하이닉스반도체 | Fuses in Semiconductor Devices |
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