KR20100024156A - Metal insulator metal capacitor and the manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 MIM 캐패시터 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 상부 배선 패턴의 연결에 따라서 MIM 캐패시터를 직렬 또는 병렬 연결하여 다양한 캐패시턴스를 갖으며, 병렬로 연결하여 동일한 면적의 직렬연결에 비하여 높은 캐패시턴스 갖도록 할 수 있는 MIM 캐패시터 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a MIM capacitor and a method for manufacturing the same. More specifically, the MIM capacitor has various capacitances in series or parallel connection according to the connection of the upper wiring pattern, and has a higher capacitance than a series connection of the same area by connecting in parallel. It relates to a MIM capacitor capable of having and a method of manufacturing the same.
반도체 집적회로의 용도가 다양해짐에 따라, 로직 회로 영역에 형성되는 아날로그 캐패시터 역시 고속 및 대용량을 요구하고 있다. 고속의 캐패시터를 달성하기 위하여 캐패시터의 전극의 저항을 낮추어 주파수 의존성을 작게 하여야 한다. As the use of semiconductor integrated circuits is diversified, analog capacitors formed in the logic circuit area also require high speed and large capacity. In order to achieve a high speed capacitor, the resistance of the electrode of the capacitor should be lowered to reduce the frequency dependency.
일반적으로 고용량의 캐패시터가 PIP(Polysilicon-Insulator-Polysilicon) 구조일 경우에는 상부전극 및 하부전극을 도전성 폴리실리콘으로 사용하기 때문에 상부전극 및 하부전극과 절연체 박막계면에서 산화반응이 일어나 자연 산화막이 형성되어 전체 캐패시턴스의 크기가 줄어들게 되는 단점이 있다.In general, when a high-capacitance capacitor has a PIP (Polysilicon-Insulator-Polysilicon) structure, since the upper electrode and the lower electrode are used as the conductive polysilicon, an oxidation reaction occurs at the upper electrode, the lower electrode, and the insulator thin film interface to form a natural oxide film. The disadvantage is that the total capacitance is reduced in size.
이를 해결하기 위하여 캐패시터의 구조가 MIM(Metal-Insulator-Metal)으로 변경되었는데, 상기 MIM형 캐패시터는 비저항이 작고 내부에 공핍(deplection)에 의한 기생 캐패시턴스가 없기 때문에 높은 Q값을 요구하는 고성능 반도체 소자에서 주로 이용되고 있다.In order to solve this problem, the structure of the capacitor has been changed to MIM (Metal-Insulator-Metal). The MIM type capacitor has a high resistivity and high parasitic capacitance due to depletion. Mainly used in.
그러나 대용량의 캐패시터를 달성하기 위하여 캐패시터 절연막의 두께를 감소시키거나 고유전율의 절연막을 사용하거나 캐패시터의 면적이 증가되므로, 실질적으로 고성능 반도체 소자에서 사용되는 대용량의 캐패시터를 형성하기 위해서는 캐패시터를 형성하는 면적 및 두께가 증가하여, 소자의 집적도에 영향을 줄 수 있다. However, in order to achieve a large capacity capacitor, since the thickness of the capacitor insulating film is reduced, an insulating film with a high dielectric constant is used, or the area of the capacitor is increased, the area for forming the capacitor is substantially formed to form a large capacity capacitor used in a high performance semiconductor device. And increased thickness, which may affect the degree of integration of the device.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 상부 배선 패턴의 연결에 따라서 MIM 캐패시터를 직렬 또는 병렬 연결하여 다양한 캐패시턴스를 갖도록 할 수 있는 MIM 캐패시터 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.The present invention is to overcome the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a MIM capacitor and a method for manufacturing the same by connecting the MIM capacitor in series or parallel according to the connection of the upper wiring pattern and having various capacitances. have.
또한, 본 발명의 다른 목적은 금속층과 절연막을 교번하여 순차적으로 적층하고 MIM 캐패시터를 병렬로 연결하여 높은 캐패시턴스를 갖도록 할 수 있는 MIM 캐패시터 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a MIM capacitor and a method of manufacturing the same by sequentially stacking a metal layer and an insulating film and connecting the MIM capacitors in parallel to have a high capacitance.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 MIM 캐패시터 및 그의 제조방법은 적어도 하나의 하부 배선 패턴이 형성되며 에칭부가 형성된 제1층간 절연막과, 상기 제1층간 절연막의 에칭부의 내측과 상부에 형성되며 일측은 적어도 하나의 하부 배선과 전기적으로 연결된 제1금속층과, 상기 에칭부에 형성된 상기 제1금속층의 상부에 형성된 제1절연막과, 상기 제1절연막의 상부를 덮도록 형성된 제2금속층과, 상기 제2금속층의 상부의 일측을 덮도록 형성된 제2절연막 및 상기 제2절연막의 상부를 덮도록 형성된 제3금속층을 포함할 수 있다. In order to achieve the above object, the MIM capacitor and the method of manufacturing the same according to the present invention are formed on the inside and the upper portion of the first interlayer insulating film and the etching portion of the first interlayer insulating film is formed at least one lower wiring pattern is formed; A first metal layer electrically connected to at least one lower wiring, a first insulating layer formed on the first metal layer formed on the etching unit, a second metal layer formed to cover an upper portion of the first insulating layer, and It may include a second insulating film formed to cover one side of the upper portion of the second metal layer and a third metal layer formed to cover the upper portion of the second insulating film.
상기 제2절연막은 상기 제1금속층의 타측의 상부를 덮도록 더 형성될 수 있다.The second insulating layer may be further formed to cover an upper portion of the other side of the first metal layer.
상기 제1금속층, 상기 제2금속층 및 상기 제3금속층과 전기적으로 연결될 수 있다.The first metal layer, the second metal layer and the third metal layer may be electrically connected to each other.
제1층간 절연막에 적어도 하나의 하부 배선 패턴의 상부가 노출되도록 형성하여 기판을 준비하는 기판 준비 단계와, 상기 제1층간 절역막의 상부 방향에서 내측으로 에칭하여 트렌치 형상의 에칭부를 형성하는 제1층간 절연막 에칭 단계와, 상기 제1층간 절연막의 상부 및 상기 에칭부에 제1금속층, 제1절연막 및 제2금속층을 순차적으로 적층하는 제1MIM 형성 단계와, 상기 제2금속층, 제1절연막 및 제1금속층을 평탄화하여 상기 제1층간 절연막의 상부에 형성된 상기 제1금속층의 상부가 외부로 노출되도록 하는 평탄화 단계와, 상기 제1층간 절연막, 상기 제1금속층 및 상기 제2금속층의 상부를 모두 덮도록 제2절연막 및 제3금속층을 순차적으로 적층하는 제2MIM형성 단계와, 상기 제1금속층의 상부와 제2금속층의 상부의 일측이 외부로 노출되도록 상기 제3금속층과 제2절연막을 패터닝하여 제거하는 제2MIM 패터닝 단계 및 상기 제1금속층의 상부와 제2금속층의 상부 및 제3금속층의 상부에 상부 배선 패턴을 형성하는 상부 배선 패턴 형성단계를 포함할 수 있다. A substrate preparation step of preparing a substrate by forming an upper portion of at least one lower wiring pattern to be exposed in the first interlayer insulating layer, and an interlayer first etching layer forming an trench portion by etching inward from an upper direction of the first interlayer cutting film. An insulating film etching step, a first MIM forming step of sequentially stacking a first metal layer, a first insulating film, and a second metal layer on the upper and the etching portions of the first interlayer insulating film; and the second metal layer, the first insulating film, and the first insulating film. Planarizing the metal layer to planarize the upper portion of the first metal layer formed on the first interlayer insulating layer and to cover the upper portion of the first interlayer insulating layer, the first metal layer and the second metal layer; A second MIM forming step of sequentially stacking a second insulating layer and a third metal layer; A second MIM patterning step of patterning and removing the inner layer and the second insulating layer, and an upper wiring pattern forming step of forming an upper wiring pattern on an upper portion of the first metal layer, an upper portion of the second metal layer, and an upper portion of the third metal layer. .
상기 제2MIM 패터닝 단계이후에는 적어도 하나의 상기 하부 배선 패턴의 상부가 외부로 노출되도록 제1금속층을 에칭하여 제거하는 제1금속층 에칭 단계를 더 포함할 수 있다. After the second MIM patterning step, the method may further include a first metal layer etching step of etching and removing the first metal layer to expose the upper portion of the at least one lower wiring pattern to the outside.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 MIM 캐패시터 및 그의 제조방법은 상부 배선 패턴의 연결에 따라서 MIM 캐패시터를 직렬 또는 병렬 연결하여 다양한 캐패 시턴스를 갖도록 할 수 있게 된다.As described above, the MIM capacitor and the method of manufacturing the same according to the present invention may have various capacitances by connecting the MIM capacitors in series or in parallel according to the connection of the upper wiring pattern.
또한 상기와 같이 하여 본 발명에 의한 MIM 캐패시터 및 그의 제조방법은 금속층과 절연막을 교번하여 순차적으로 적층하고 MIM 캐패시터를 병렬로 연결하여 높은 캐패시턴스를 갖도록 할 수 있게 된다.In addition, as described above, the MIM capacitor and the manufacturing method thereof according to the present invention can have a high capacitance by alternately stacking the metal layer and the insulating film and connecting the MIM capacitor in parallel.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 명세서 전체를 통하여 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings such that those skilled in the art may easily implement the present invention. Here, parts having similar configurations and operations throughout the specification are denoted by the same reference numerals.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 MIM 캐패시터를 도시한 단면도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 1, there is shown a cross-sectional view of a MIM capacitor in accordance with one embodiment of the present invention.
도 1에서 도시된 바와 같이 MIM 캐패시터(100)는 적어도 하나의 하부 배선 패턴(111, 121)이 형성된 제1층간 절연막(110), 상기 제1층간 절연막(110)의 상부에 형성된 제1금속층(M1), 상기 제1금속층(M1)의 상부에 형성된 제1절연막(I1), 상기 제1절연막의 상부에 형성된 제2금속층(M2), 제1금속층의 상부에 타측과 상기 제2금속층(M2)의 상부의 일측에 형성된 제2절연막(I2), 상기 제2절연막(I2)의 상부에 형성된 제3금속층(M3) 및 상기 하부 배선 패턴(111), 상기 제1금속층(M1), 제2금속층(M2) 및 제3금속층(M3)의 상부에 형성된 상부 배선 패턴(121, 122, 123, 124, 125)을 외부로 노출 시키는 제2층간 절연막(120)을 포함한다.As illustrated in FIG. 1, the
상기 제1층간 절연막(110)은 상부에서 내측으로 하부 배선 패턴(111, 121)이 형성된다. 상기 제1층간 절연막(110)은 반도체 기판(미도시)의 상부에 형성될 수 있다. 그리고 상기 제1층간 절연막(110)에는 상부에서 내측방향으로 에칭부(110a)가 형성되고, 상기 에칭부(110a)의 내측은 제1금속층(M1), 제1절연막(I1) 및 제2금속층(M2)이 순차적으로 적층되어 형성된다. 상기 하부 배선 패턴(111,112) 중에서 제1하부 배선 패턴(111)은 제1상부 배선 패턴(121)과 전기적으로 연결될 수 있고, 제2하부 배선 패턴(112)은 상기 제1금속층(M1)의 일측(M1a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 하부 배선 패턴(111, 121)은 바람직하게 구리(Cu)가 사용될 수 있으나, 여기서 그 금속 재질을 한정하는 것은 아니다. 그리고 상기 제1층간 절연막(110)은 바람직하게는 산화막을 복층으로 형성할 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.
상기 제1금속층(M1)은 상기 제1층간 절연막(110)의 에칭부(110a)의 내측과 상기 제1층간 절연막(110)의 상부로 일정거리 연장되도록 형성된다. 이때, 상기 제1금속층(M1)의 일측(M1a)은 상기 제2하부 배선 패턴(112)의 상부를 덮도록 형성되며, 상기 제2하부 배선 패턴(112)과 제2상부 배선 패턴(122) 사이에 형성되어, 상기 제2하부 배선 패턴(112)과 상기 제2상부 배선 패턴(122)을 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제1금속층(M1)에서 상기 에칭부(110a)에 형성된 제1금속층(M1)의 상부에는 제1절연막(I1)이 형성된다. 그리고 상기 제1금속층(M1)의 타측(M1b)은 상기 제1층간 절연막(110)의 상부로 연장되며, 상부에는 제2절연막(I2)이 형성될 수 있다. 이러한 상기 제1금속층(M1)은 티타늄(Ti), 티타늄 질화막(TiN) 및 이의 등가물 로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. The first metal layer M1 is formed to extend a predetermined distance inside the
상기 제1절연막(I1)은 상기 제1층간 절연막(110)의 에칭부(110a)의 내측에 형성된 상기 제1금속층(M1)의 상부와 제2금속층(M2) 사이에 형성된다. 즉, 상기 제1절연막(I1)은 제1금속층(M1)과 제2금속층(M2)의 사이에 형성되어, MIM(Metal Insulator Metal) 캐패시터 구조를 만든다. 상기 제1절연막(I1)은 질화막(SiNx)으로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. The first insulating layer I1 is formed between the second metal layer M2 and the upper portion of the first metal layer M1 formed inside the
상기 제2금속층(M2)은 상기 제1절연막(I1)의 상부를 모두 덮도록 형성된다. 상기 제2금속층(M2)의 상부의 일측(M2a)에는 상기 제2절연막(I2)이 형성되고 타측(M2b)에는 제4상부 배선 패턴(124)이 형성된다. 이러한 상기 제2금속층(M2)은 제1금속층(M1) 및 제1절연막(I1)과 MIM 캐패시터 구조를 만든다. 상기 제2금속층(M2)은 티타늄(Ti), 티타늄 질화막(TiN) 및 이의 등가물로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. The second metal layer M2 is formed to cover all the upper portions of the first insulating layer I1. The second insulating layer I2 is formed on one side M2a of the second metal layer M2 and the fourth
상기 제2절연막(I2)은 상기 제2금속층(M2)의 상부의 일측(M2a)과, 상기 제1금속층(M1)의 상부의 타측(M1b)에 형성된다. 이러한 상기 제2절연막(I2)의 상부에는 제3금속층(M3)이 형성된다. 즉, 제2금속층(M2)의 상부의 일측(M2a)에 형성된 제2절연막(I2)은 제2금속층(M2), 제2절연막(I2) 및 제3금속층(M3)이 MIM 캐패시터의 구조가 될 수 있으며, 제1금속층(M1)의 상부의 타측(M1b)에 형성된 제2절연막(I2)은 제1금속층(M1), 제2절연막(I2) 및 제3금속층(M3)이 MIM 캐패시터의 구조가 될 수 있다. 상기 제2절연막(I2)은 질화막(SiNx)으로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. The second insulating layer I2 is formed on one side M2a of the upper portion of the second metal layer M2 and the other side M1b of the upper portion of the first metal layer M1. The third metal layer M3 is formed on the second insulating layer I2. That is, in the second insulating layer I2 formed on one side M2a of the second metal layer M2, the second metal layer M2, the second insulating layer I2, and the third metal layer M3 have the structure of the MIM capacitor. The second insulating film I2 formed on the other side M1b of the upper portion of the first metal layer M1 may include the first metal layer M1, the second insulating film I2, and the third metal layer M3 of the MIM capacitor. It can be a structure. The second insulating layer I2 may be formed of a nitride film SiNx, but is not limited thereto.
상기 제3금속층(M3)은 상기 제2절연막(I2)의 상부를 모두 덮도록 형성되며, 상부에는 상부 배선 패턴(123, 125)이 형성될 수 있다. 상기 제3금속층(M3)에서 상기 제2금속층(M2)의 상부의 일측(M2a)에 형성된 제3금속층(M3)의 상부에 제3상부 배선 패턴(123)이 형성되고, 상기 제1금속층(M1)의 상부의 타측(M1b)에 형성된 제3금속층(M3)의 상부에 제5상부 배선 패턴(125)가 형성될 수 있다. 이러한 상기 제3금속층(M3)은 티타늄(Ti), 티타늄 질화막(TiN) 및 이의 등가물로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. The third metal layer M3 may be formed to cover all of the upper portions of the second insulating layer I2, and
상기 제2층간 절연막(120)은 상기 제1층간 절연막(110)의 상부를 모두 덮도록 형성되고, 상부 배선 패턴(121, 122, 123, 124, 125)의 상부가 외부로 노출되도록 한다. 이때, 상부 배선 패턴(121, 122, 123, 124, 125)은 제1하부 배선 패턴(111)에 전기적으로 연결된 제1상부 배선 패턴(121), 제1금속층(M1)의 일측(M1a)에 전기적으로 연결된 제2상부 배선 패턴(122), 상기 제2금속층(M2)의 상부의 일측(M2a)에 형성된 제3금속층(M3)과 전기적으로 연결된 제3상부 배선 패턴(123), 상기 제2금속층(M2)의 타측(M2b)에 전기적으로 연결된 제4상부 배선 패턴(124) 및 제1금속층(M1)의 상부의 타측(M1b)에 형성된 제3금속층(M3)과 전기적으로 연결된 제5상부 배선 패턴(125)를 포함할 수 있다. 이러한 상기 상부 배선 패턴(121, 122, 123, 124, 125)은 제2층간 절연막(120)의 상부로 노출되어, MIM 캐패시터를 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있다. 상기 상부 배선 패턴(121, 122, 123, 124, 125)은 도 1에서 5개로 도시하였으나, 본 발명에서 상기 상부 배선 패턴의 개수를 한정하는 것은 아니다. 상기 상부 배선 패턴(121, 122, 123, 124, 125)은 바람직하게 구 리(Cu)가 사용될 수 있으나, 여기서 그 금속 재질을 한정하는 것은 아니다. 그리고 상기 제2층간 절연막(120)은 바람직하게는 산화막을 복층으로 형성할 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. The second
상기 MIM 캐패시터(100)는 다수의 상부 배선 패턴(121, 122, 123, 124, 125)을 갖으며, 상부 배선 패턴(121, 122, 123, 124, 125)의 연결관계에 따라서 복수의 캐패시턴스를 가질 수 있다. 일예로, 캐패시턴스에 영향을 주는 제1절연막(I1)과 제2절연막(I2)의 두께를 다르게 형성하면, 제2상부 배선 패턴(122)과 제4상부 배선 패턴(124)을 선택할 경우와, 제2상부 배선 패턴(122)과 제5상부 배선 패턴(125)을 선택할 경우의 캐패시턴스를 상이할 수 있다. 그리고 제2상부 배선 패턴(122)과 제3상부 배선 패턴(123)을 서로 연결하고, 제4상부 배선 패턴(124)과 제2상부 배선 패턴(122)을 선택할 경우에는 두 개의 MIM 캐패시터가 병렬로 연결된 구조가 되므로, 동일한 공간에 형성된 MIM 캐패시터에 비하여 더 높은 캐패시턴스를 가질 수 있다. 즉, 상기 MIM 캐패시터(100)는 다양한 캐패시턴스를 가질 수 있고, 동일한 공간에 형성할 경우에 더 높은 캐패시턴스를 가질 수 있다. The
도 2를 참조하면, 도 1의 MIM 캐패시터의 제조방법을 도시한 순서도가 도시되어 있다. Referring to FIG. 2, a flowchart illustrating a method of manufacturing the MIM capacitor of FIG. 1 is shown.
도 2에서 도시된 바와 같이 MIM 캐패시터의 제조방법은 기판 준비 단계(S1), 제1층간 절연막 에칭 단계(S2), 제1MIM 형성 단계(S3), 평탄화 단계(S4), 제2MIM 형성 단계(S5), 제2MIM 패터닝 단계(S6), 제1금속층 에칭 단계(S7) 및 상부 배선 패턴 형성 단계(S8)를 포함한다. 이러한, 상기 MIM캐패시터의 제조방법은 하기할 도 3a 내지 도 3h을 참조하여 자세히 설명하고자 한다. As shown in FIG. 2, the method of manufacturing a MIM capacitor includes a substrate preparation step S1, a first interlayer insulating film etching step S2, a first MIM forming step S3, a planarizing step S4, and a second MIM forming step S5. ), A second MIM patterning step S6, a first metal layer etching step S7, and an upper wiring pattern forming step S8. Such a method of manufacturing the MIM capacitor will be described in detail with reference to FIGS. 3A to 3H.
도 3a 내지 도 3h를 참조하면, 도 2에 도시된 MIM캐패시터의 제조방법을 도시한 단면도가 도시되어 있다. 3A to 3H, cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the MIM capacitor shown in FIG. 2 are shown.
도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 기판 준비 단계(S1)에서는 반도체 기판(미도시)의 상부에 제1층간 절연막(110)을 도포하고, 일측에 콘택홀을 형성하여 반도체 기판에 형성된 반도체 소자 및 집적 회로와 전기적으로 연결되도록 적어도 하나의 하부 배선 패턴(111, 112)을 형성하여 기판을 준비한다. 상기 하부 배선 패턴(111, 112)인 제1하부 배선 패턴(111)과 제2하부 배선 패턴(112)은 제1층간 절연막(110)의 상부로 노출되도록 형성되며, 다마신 공법으로 형성될 수 있다. 상기 제1층간 절연막(110)은 불순물의 확산을 방지하기 위해서 복층으로 형성할 수 있다. 상기 제1층간 절연막(110)은 열산화(thermal oxidation), 화학기상 증착(CVD, chemical vapor deposition), 물리기상증착(PVD, physical vapor deposition) 및 그 등가 방법 중 선택된 어느 하나를 이용하여 형성할 수 있으나, 여기서 그 방법을 한정하는 것은 아니다.As shown in FIG. 3A, in the substrate preparing step S1, a semiconductor device formed on the semiconductor substrate by applying a first
도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 제1층간 절연막 에칭 단계(S2)에서는 상기 제1층간 절연막(110)을 에칭하여 에칭부(110a)를 형성할 수 있다. 이때 상기 에칭부(110a)는 하부 배선 패턴(111, 112)이 형성되지 않은 제1층간 절연막(110)의 상 부에서 내측으로 트렌치 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제1층간 절연막(110)을 에칭하는 방법은 포토리소그라피, 건식 식각 또는 이의 등가 방법으로 할 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. As illustrated in FIG. 3B, in the first interlayer insulating layer etching step S2, the first
도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 제1MIM 형성 단계(S3)에서는 상기 하부 배선 패턴(111,112)과 상기 제1층간 절연막(110)을 모두 덮도록, 제1금속층(M1), 제1절연막(I1) 및 제2금속층(M2)을 순차적으로 적층하여 형성한다. 이때, 상기 제1금속층(M1), 제1절연막(I1) 및 제2금속층(M2)은 상기 에칭부(110a)의 내측에도 적층되도록 형성된다. As shown in FIG. 3C, in the first MIM forming step S3, the first metal layer M1 and the first insulating layer I1 are covered to cover both the
도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 평탄화 단계(S4)에서는 상기 제1MIM형성 단계(S3)에서 형성된 제2금속층(M2) 및 제1절연막(I1)을 순차적으로 평탄화 하여, 상기 제1금속층(M1)의 상부가 외부로 노출되도록 한다. 즉, 상기 평탄화 단계(S4)에서는 제2금속층(M2) 및 제1절연막(I1)을 평탄화 하여 상기 제1층간 절연막(110)의 상부에 형성된 제1금속층(M1)이 외부로 노출되도록 하므로, 상기 제1층간 절연막(110)의 상부에는 제1금속층(M1)만 남게 되고 상기 에칭부(110a)의 내측에는 제1금속층(M1), 제1절연막(I1) 및 제2금속층(M2)이 적층되어 있게 된다. 상기 평탄화는 화학적 기계적 연마(CMP, chemical mechanical polish) 및 그 등가 방법 중 선택된 어느 하나의 방법에 의해 형성할 수 있으며, 여기서 그 방법을 한정하는 것은 아니다. As shown in FIG. 3D, in the planarization step S4, the second metal layer M2 and the first insulating layer I1 formed in the first MIM formation step S3 are sequentially planarized to form the first metal layer M1. Let the top of) be exposed to the outside. That is, in the planarization step S4, the first metal layer M1 formed on the first
도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 제2MIM 형성 단계(S5)에서는 상기 평탄화 단계(S4)에서 평탄화된 면에 제2절연막(I2)과 제3금속층(M3)을 순차적으로 적층한다. 즉, 상기 제2금속층(M2)과 상기 평탄화 단계(S4)에서 외부로 노출된 제1금속층(M1)의 상부를 모두 덮도록 제2절연막(I2)과 제3금속층(M3)을 순차적으로 적층하여 형성한다.As shown in FIG. 3E, in the second MIM formation step S5, the second insulating layer I2 and the third metal layer M3 are sequentially stacked on the planarized surface in the planarization step S4. That is, the second insulating layer I2 and the third metal layer M3 are sequentially stacked to cover both the second metal layer M2 and the upper portion of the first metal layer M1 exposed to the outside in the planarization step S4. To form.
도 3f에 도시된 바와 같이, 상기 제2MIM 패터닝 단계(S6)에서는 상기 제1금속층(M1)의 일측(M1a)과 제2금속층(M2)의 타측(M2b)이 외부로 노출되도록 상기 제3금속층(M3)과 제2절연막(I2)을 에칭으로 제거하여, 상기 제3금속층(M3)과 제2절연막(I2)을 패터닝할 수 있다. 즉, 상기 제3금속층(M3)과 제2절연막(I2)을 패터닝하여, 상기 제2절연막(I2)과 제3금속층(M3)은 제1금속층(M1)의 타측(M1b)과 상기 제2금속층(M2)의 일측(M2a)의 상부에만 남게 된다. 상기 제3금속층(M3)과 제2절연막(I2)을 패터닝 하는 방법은 포토리소그라피 또는 이의 등가 방법으로 할 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. As shown in FIG. 3F, in the second MIM patterning step S6, the third metal layer is exposed such that one side M1a of the first metal layer M1 and the other side M2b of the second metal layer M2 are exposed to the outside. The third metal layer M3 and the second insulating layer I2 may be patterned by removing the M3 and the second insulating layer I2 by etching. That is, the third metal layer M3 and the second insulating layer I2 are patterned, so that the second insulating layer I2 and the third metal layer M3 are the other side M1b and the second of the first metal layer M1. Only the upper portion of one side M2a of the metal layer M2 remains. The method of patterning the third metal layer M3 and the second insulating layer I2 may be performed by photolithography or an equivalent thereof, but is not limited thereto.
도 3g에 도시된 바와 같이, 상기 제1금속층 에칭 단계(S7)에서는 상기 제1하부 배선 패턴(111)의 상부가 외부로 노출되도록 상기 제1금속층(M1)의 일측을 에칭하여 제거할 수 있다. 상기 제1금속층(M1)을 에칭하는 방법은 포토리소그라피 또는 이의 등가 방법으로 할 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. As illustrated in FIG. 3G, in the first metal layer etching step S7, one side of the first metal layer M1 may be etched and removed to expose the upper portion of the first
도 3h에 도시된 바와 같이, 상기 상부 배선 패턴 형성 단계(S8)에서는 상기 제1층간 절연막(110), 제1하부 배선 패턴(111), 제1금속층(M1), 제2금속층(M2) 및 제3금속층(M3)을 모두 덮도록 제2층간 절연막(120)을 형성한다. 그후에 상기 제2층간 절연막(120)은 제1하부 배선 패턴(111), 제1금속층(M1)의 일측(M1a), 제3금속층(M3) 및 제2금속층(M2)의 일부가 외부로 노출되도록 콘택홀을 형성한다. 그 후에 상기 콘택홀의 모두 메우도록 상부 배선 패턴(121, 122, 123, 124, 125)을 형성한다. 상기 상부 배선 패턴(121, 122, 123, 124, 125)은 다마신 공법으로 형성될 수 있다. 상기 제2층간 절연막(120)은 불순물의 확산을 방지하기 위해서 복층으로 형성할 수 있다. As shown in FIG. 3H, in the upper wiring pattern forming step S8, the first
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 MIM 캐패시터 및 그의 제조방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is just one embodiment for carrying out the MIM capacitor and its manufacturing method according to the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, as claimed in the following claims Without departing from the gist of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains to the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 MIM 캐패시터를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a MIM capacitor according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 MIM 캐패시터의 제조방법을 도시한 순서도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the MIM capacitor of FIG. 1.
도 3a 내지 도 3h는 도 2에 도시된 MIM캐패시터의 제조방법을 도시한 단면도이다. 3A to 3H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the MIM capacitor shown in FIG. 2.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
110; 제1층간 절연막 111, 112; 하부 배선 패턴110; First interlayer insulating
120; 제2층간 절연막 121, 122, 123, 124, 125; 상부 배선 패턴120; Second
M1; 제1금속층 I1; 제1절연막M1; First metal layer I1; First insulating film
M2; 제2금속층 I2; 제2절연막M2; Second metal layer I2; Second insulating film
M3; 제3금속층M3; Third metal layer
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020080082879A KR20100024156A (en) | 2008-08-25 | 2008-08-25 | Metal insulator metal capacitor and the manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020080082879A KR20100024156A (en) | 2008-08-25 | 2008-08-25 | Metal insulator metal capacitor and the manufacturing method thereof |
Publications (1)
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020080082879A KR20100024156A (en) | 2008-08-25 | 2008-08-25 | Metal insulator metal capacitor and the manufacturing method thereof |
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2008
- 2008-08-25 KR KR1020080082879A patent/KR20100024156A/en not_active Application Discontinuation
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