KR20140072372A - Semiconductor device and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 금속배선을 멀티레이어 형태로 형성하여 금속배선 간의 브릿지를 해결할 수 있는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a technique capable of solving a bridge between metal wirings by forming metal wirings in a multilayer form.
최근 반도체 메모리 소자, 특히 디램(DRAM ; Dynamic Random Access Memory) 소자의 대용량화에 대한 요구가 점점 커짐에도 불구하고, 칩 크기 증가의 한계에 의해 디램 소자의 용량증가 또한 한계를 보이는 실정이다. 칩 크기가 증가하게 되면 웨이퍼 당 칩의 수가 감소하여 소자의 생산성이 감소하게 된다. 따라서 최근에는 셀 레이아웃을 변화시켜 셀 면적을 감소시키고, 그에 따라 보다 많은 메모리 셀을 하나의 웨이퍼에 집적시키고자 하는 노력을 기울이고 있다.In recent years, there has been a growing demand for a larger capacity of a semiconductor memory device, particularly a dynamic random access memory (DRAM) device. However, the capacity increase of the DRAM device is also limited by the limitation of the chip size increase. As the chip size increases, the number of chips per wafer decreases and the productivity of the device decreases. Therefore, in recent years, efforts have been made to change the cell layout to reduce the cell area, and to accumulate more memory cells on a single wafer.
특히, 주변 영역의 경우 하부 레이어에 형성된 소자로 전원을 공급하기 위한 금속 배선을 콘택 플러그를 통해 연결하는데, 요구되는 집적도 및 축소율을 만족시키기 위해 금속 배선의 면적 또한 감소시킬 수 밖에 없다.Particularly, in the case of the peripheral region, the metal wiring for supplying power to the element formed in the lower layer is connected through the contact plug, and the area of the metal wiring also has to be reduced in order to satisfy the required degree of integration and reduction.
그러나, 전원 공급을 위한 금속배선은 충분한 양의 전류를 흘려 보낼 수 있어야 하며, 이를 위해서는 어느 정도 이상의 면적이 확보되어야 한다. 그런데, 현재의 반도체 장치는 하부 레이어에 형성된 소자로 전원을 공급하기 위한 모든 금속 배선이 동일한 레이어에 형성된다. 따라서, 금속 배선을 충분한 면적을 갖도록 형성하기 어렵고, 충분한 면적을 갖도록 할 경우 인접 금속 배선 간의 간섭 문제로부터 자유로울 수 없다.However, the metal wiring for the power supply must be capable of flowing a sufficient amount of current, and this requires a certain area or more. In the present semiconductor device, all the metal wiring lines for supplying power to the elements formed in the lower layer are formed on the same layer. Therefore, it is difficult to form the metal wiring with a sufficient area, and if the metal wiring is provided with a sufficient area, it can not be free from the interference problem between adjacent metal wirings.
본 발명에서는 금속배선을 멀티레이어 형태로 형성하여 금속배선 간의 브릿지를 해결할 수 있도록 하고자 한다.In the present invention, it is desired to form a metal wiring in a multilayer form so as to solve a bridge between metal wirings.
또한, 본 발명에서는 동일한 기능을 수행하는 복수의 하부전극에 신호를 인가하는 금속배선을 멀티 레이어로 형성하되, 하부 레이어를 다마신 공정으로 형성함으로써 하부 레이어와 상부 레이어간의 연결을 용이하게 하여 금속배선 패턴을 다양하게 변경할 수 있도록 하고자 한다.Further, in the present invention, a metal wiring for applying a signal to a plurality of lower electrodes performing the same function is formed in a multilayer, and a lower layer is formed by a damascene process, thereby facilitating the connection between the lower layer and the upper layer, We want to be able to make various changes to the pattern.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자는, 반도체 기판 상부의 동일한 기능을 수행하는 복수개의 하부 전극 중 적어도 하나에 제 1 신호를 공급하는 다마신(damascene) 구조의 제 1 금속배선패턴을 포함하는 제 1 금속배선층; 및 상기 복수개의 하부 전극 중 다른 하나에 제 2 신호를 공급하며, 상기 제 1 금속배선층의 상부에 형성되는 스택(stack) 구조의 제 2 금속배선패턴을 포함하는 제 2 금속배선층 을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a semiconductor substrate having a damascene structure for supplying a first signal to at least one of a plurality of lower electrodes, A first metal wiring layer including a first metal wiring pattern; And a second metal interconnection layer including a second metal interconnection pattern having a stack structure formed on the first metal interconnection layer and supplying a second signal to the other of the plurality of lower electrodes.
또한, 상기 복수개의 하부 전극과 다른 기능을 가지는 하부 전극 중 적어도 하나에 제 3 신호를 공급하는 스택구조의 제 3 금속배선패턴을 포함하는 제 3 금속배선층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The semiconductor device further includes a third metal interconnection layer including a third metal interconnection pattern having a stack structure for supplying a third signal to at least one of the plurality of lower electrodes and the lower electrode having a different function.
또한, 상기 복수개의 하부 전극과 다른 기능을 가지는 하부 전극 중 적어도 하나에 제 3 신호를 공급하는 다마신 구조의 제 3 금속배선패턴을 포함하는 제 3 금속배선층; 및 상기 복수개의 하부 전극과 다른 기능을 가지는 하부 전극 중 다른 하나에 제 4 신호를 공급하는 스택구조의 제 4 금속배선패턴을 포함하는 제 4 금속배선층을 포함하는 것을 특징으로 한다.A third metal interconnection layer including a third metal interconnection pattern of a damascene structure for supplying a third signal to at least one of the plurality of lower electrodes and the lower electrode having a different function; And a fourth metal interconnection layer including a fourth metal interconnection pattern having a stack structure for supplying a fourth signal to the other one of the lower electrodes having different functions from the plurality of lower electrodes.
또한, 상기 제 1 금속배선패턴과 상기 복수개의 하부 전극 중 적어도 하나에 연결되는 제 1 메탈콘택; 및 상기 제 2 금속배선패턴과 상기 복수개의 하부 전극 중 다른 하나에 연결되는 제 2 메탈콘택을 포함하는 것을 특징으로 한다.A first metal contact connected to at least one of the first metal wiring pattern and the plurality of lower electrodes; And a second metal contact connected to the other of the second metal wiring pattern and the plurality of lower electrodes.
또한, 상기 제 1 메탈콘택 및 상기 제 2 메탈콘택은 동시에 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the first metal contact and the second metal contact are simultaneously formed.
또한, 상기 제 1 금속배선패턴은 서로 이격되어 있는 라인형태 또는/및 패드형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.The first metal interconnection patterns are formed in a line shape and / or a pad shape which are spaced apart from each other.
또한, 상기 패드 형태의 제 1 금속배선패턴의 양끝단에 상기 제 2 금속배선패턴이 각각 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the second metal interconnection patterns may be connected to both ends of the pad-shaped first metal interconnection pattern.
또한, 상기 제 1 금속배선패턴 및 상기 제 2 금속배선패턴의 일부를 접속시켜 형성하는 것을 특징으로 한다.And the first metal interconnection pattern and a part of the second metal interconnection pattern are connected to each other.
또한, 상기 제 1 금속배선층은, 트렌치의 측벽에 단차를 따라 형성되는 금속장벽막; 및 상기 트렌치 내의 상기 금속장벽막 상부에 형성되는 도전막을 포함하는 것을 특징으로 한다.The first metal interconnection layer may include: a metal barrier film formed along a step on a sidewall of the trench; And a conductive film formed on the metal barrier film in the trench.
또한, 상기 제 2 금속배선패턴에 접속되지 않는 제 1 금속배선패턴은, 상기 금속장벽막이 상기 도전막의 양측벽 하부에 형성되고, 상기 도전막의 양측벽 상부에 절연막이 형성된 것을 특징으로 한다.The first metal interconnection pattern not connected to the second metal interconnection pattern is characterized in that the metal barrier film is formed under both side walls of the conductive film and an insulating film is formed on both side walls of the conductive film.
또한, 상기 제 2 금속배선패턴에 접속되는 제 1 금속배선패턴은, 상기 금속장벽막이 상기 도전막의 양측벽 전면에 형성된 것을 특징으로 한다.The first metal interconnection pattern connected to the second metal interconnection pattern is characterized in that the metal barrier film is formed on the entire both side walls of the conductive film.
또한, 상기 제 2 금속배선패턴은 서로 이격되어 있는 복수개의 라인 형태로 형성된 것을 특징으로 한다.The second metal interconnection patterns are formed in a plurality of lines spaced apart from each other.
또한, 상기 제 2 금속배선패턴은, 상기 제 1 금속배선층 상부에 형성되는 금속장벽막; 상기 금속장벽막 상부에 형성된 도전막; 및 상기 도전막 상부에 형성된 유전막을 포함한다.The second metal interconnection pattern may include: a metal barrier film formed on the first metal interconnection layer; A conductive film formed on the metal barrier film; And a dielectric film formed on the conductive film.
본 발명에 따른 반도체 소자 제조 방법은, 반도체 기판 상부의 동일 기능을 수행하는 서로 다른 하부 전극에 각각 연결되는 제 1 메탈콘택 및 제 2 메탈콘택을 형성하고, 다마신 공정으로 상기 제 1 메탈콘택에 접속되는 다마신 구조의 제 1 금속배선패턴을 포함하는 제 1 금속배선층을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 금속배선층의 상부에 상기 제 2 메탈콘택에 연결되는 스택 구조의 제 2 금속배선패턴을 포함하는 제 2 금속배선층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of fabricating a semiconductor device according to the present invention includes forming a first metal contact and a second metal contact which are respectively connected to different lower electrodes on the semiconductor substrate and performing the same function, Forming a first metal interconnection layer including a first metal interconnection pattern of a damascene structure to be connected; And forming a second metal interconnection layer including a second metal interconnection pattern of a stack structure connected to the second metal interconnection on the first metal interconnection layer.
또한, 상기 제 1 금속배선층을 형성하는 단계는, 상기 하부전극을 포함하는 제 1 층간절연막을 증착한 후, 상기 제 1 층간절연막 상부에 제 2 층간절연막을 형성하는 단계; 상기 제 1 층간절연막과 제 2 층간절연막을 식각하여 상기 하부전극이 각각 노출되도록 제 1 메탈콘택홀 및 제 2 메탈콘택홀을 형성하는 단계; 상기 제 2 층간절연막을 식각하여 제 1 금속배선 패턴홀을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 메탈콘택홀, 상기 제 2 메탈콘택홀 및 상기 제 1 금속배선 패턴홀에 도전물질을 매립하여 상기 제 1 메탈콘택, 상기 제 2 메탈콘택 및 상기 제 1 금속배선패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the first metal interconnection layer may include: forming a second interlayer insulating film on the first interlayer insulating film after depositing a first interlayer insulating film including the lower electrode; Forming a first metal contact hole and a second metal contact hole such that the lower electrode is exposed by etching the first interlayer insulating film and the second interlayer insulating film; Forming a first metal wiring pattern hole by etching the second interlayer insulating film; And filling the first metal contact hole, the second metal contact hole, and the first metal wiring pattern hole with a conductive material to form the first metal contact, the second metal contact, and the first metal wiring pattern And a control unit.
또한, 상기 제 1 금속배선 패턴홀을 형성하는 단계는, 상기 일정 간격 이격되는 복수개의 라인 형태를 갖는 금속배선 라인패턴홀을 형성하며, 상기 복수개의 라인 형태를 갖는 금속배선 라인패턴홀 중 적어도 하나가 상기 제 1 메탈콘택홀에 연결되도록 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the first metal wiring pattern holes may include forming metal wiring line pattern holes having a plurality of line shapes spaced apart from each other by a predetermined distance, And forming the first metal contact hole to be connected to the first metal contact hole.
또한, 상기 제 1 금속배선 패턴홀을 형성하는 단계는, 상기 제 1 메탈콘택홀과 연결되는 라인 형태를 갖는 금속배선 라인패턴홀을 형성하는 단계; 및 상기 금속배선 라인패턴홀과 이격되어 패드 형태를 갖는 금속배선 패드패턴홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the first metal wiring pattern hole may include forming a metal wiring line pattern hole having a line shape connected to the first metal contact hole; And forming a metal wiring pad pattern hole having a pad shape spaced apart from the metal wiring line pattern hole.
또한, 상기 제 1 메탈콘택, 상기 제 2 메탈콘택 및 상기 제 1 금속배선패턴을 형성하는 단계는, 상기 제 1 메탈콘택홀, 상기 제 2 메탈콘택홀 및 상기 제 1 금속배선 패턴홀 내부에 제 1 금속장벽막을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 금속장벽막 상부에 도전물질을 매립하여 상기 제 1 메탈콘택, 상기 제 2 메탈콘택 및 상기 제 1 금속배선패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the first metal contact, the second metal contact, and the first metal interconnection pattern may include forming the first metal contact hole, the second metal contact hole, 1 metal barrier film; And filling the first metal barrier film with a conductive material to form the first metal contact, the second metal contact, and the first metal wiring pattern.
또한, 상기 제 2 금속배선층을 형성하는 단계는, 상기 제 1 금속배선층 상부에 제 2 금속장벽막을 형성하는 단계; 상기 제 2 금속장벽막 상부에 도전막을 형성하는 단계; 상기 도전막 상부에 유전막을 형성하는 단계; 및 상기 제 2 금속장벽막, 상기 도전막, 상기 유전막을 식각하여 일정 간격 이격되는 제 2 금속배선패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the second metal interconnection layer may include forming a second metal barrier layer on the first metal interconnection layer, Forming a conductive film over the second metal barrier film; Forming a dielectric layer on the conductive layer; And etching the second metal barrier layer, the conductive layer, and the dielectric layer to form a second metal interconnection pattern spaced apart by a predetermined distance.
또한, 상기 금속장벽막, 상기 도전막, 상기 유전막을 식각할 때, 상기 제 1 금속배선패턴의 양측벽 상부의 제 1 금속장벽막의 일부를 함께 식각하여 리세스를 형성하는 것을 특징으로 한다.When the metal barrier film, the conductive film, and the dielectric film are etched, portions of the first metal barrier film on both side walls of the first metal interconnection pattern are etched together to form a recess.
또한, 상기 제 1 금속배선패턴, 상기 제 2 금속배선패턴, 상기 제 2 층간절연막의 상부에 제 3 층간절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the method may further include forming a third interlayer insulating film on the first metal interconnection pattern, the second metal interconnection pattern, and the second interlayer insulating film.
또한, 상기 제 1 메탈콘택, 상기 제 2 메탈콘택 및 상기 제 1 금속배선패턴을 형성하는 단계는, 상기 제 1 메탈콘택홀, 상기 제 2 메탈콘택홀, 상기 금속배선 라인 패턴홀 및 상기 금속배선 패드 패턴홀 내부에 제 1 금속장벽막을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 금속장벽막 상부에 도전물질을 매립하여 상기 제 1 메탈콘택, 상기 제 2 메탈콘택 및 상기 제 1 금속배선패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the first metal contact, the second metal contact, and the first metal wiring pattern may include forming the first metal contact hole, the second metal contact hole, the metal wiring line pattern hole, Forming a first metal barrier film in the pad pattern hole; And filling the first metal barrier film with a conductive material to form the first metal contact, the second metal contact, and the first metal wiring pattern.
또한, 상기 제 2 금속배선패턴을 형성하기 위한 식각 공정 시, 상기 금속배선 라인 패턴홀 내의 제 1 금속장벽막의 양측벽 상부를 함께 식각하여 리세스를 형성하고, 상기 리세스에 제 3 층간절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the etching step for forming the second metal interconnection pattern, recesses are formed by etching the upper portions of both side walls of the first metal barrier film in the metal interconnection line pattern holes, and a third interlayer insulating film The method comprising the steps of:
본 기술은 아래와 같은 효과를 가진다.This technique has the following effects.
첫째, 본 발명은 금속배선을 멀티레이어 형태로 형성하여 금속배선 간의 브릿지를 해결함으로써 반도체 소자의 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. First, the present invention has the effect of improving the yield of a semiconductor device by forming a metal wiring in the form of a multilayer to solve a bridge between metal wirings.
둘째, 본 발명은 금속배선을 멀티 레이어로 형성하되, 하부 레이어를 다마신 공정으로 형성함으로써 하부 레이어에 연결되는 메탈콘택과 상부 레이어에 연결되는 메탈콘택을 동시에 형성함으로써 공정 복잡도를 완화시킬 수 있는 효과가 있다.Secondly, the present invention provides a method of forming a metal wiring by a multi-layer process, wherein a metal contact connected to a lower layer and a metal contact connected to an upper layer are simultaneously formed by forming a lower layer by a damascene process, .
셋째, 본 발명은 금속배선을 멀티 레이어로 형성하되, 하부 레이어를 다마신 공정으로 형성함으로써 하부 레이어와 상부 레이어간의 연결을 용이하게 함으로써 금속배선 패턴을 다양하게 변경할 수 있는 효과가 있다.Thirdly, the metal wiring is formed in a multilayer structure, and the lower layer is formed by a damascene process, thereby facilitating the connection between the lower layer and the upper layer, thereby changing the metal wiring pattern in various ways.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 평면도 및 단면도,
도 2는 도 1의 반도체 소자의 미스얼라인이 발생한 경우의 평면도 및 단면도,
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 평면도 및 단면도,
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도,
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도,
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 형성방법을 나타내는 단면도,
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 형성방법을 나타내는 단면도이다.1 is a plan view and a cross-sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of the semiconductor device of FIG. 1 when misalignment occurs,
3 is a plan view and a cross-sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention,
4 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention,
5 is a sectional view of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention,
6A to 6F are sectional views showing a method of forming a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention,
7A to 7F are cross-sectional views illustrating a method of forming a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention.
후술할 본 발명은 동일한 기능을 수행하는 복수의 하부전극에 신호를 공급하는 금속배선층을 복수층으로 분리하고, 제 1 층은 다마신(damascene) 구조의 금속배선패턴을 형성하고 제 2 층은 스택(stack) 구조의 제 2금속배선패턴을 형성하는 기술로서, 이러한 기술적 원리는 반도체 소자를 구비하는 모든 반도체 장치에 적용이 가능하다.
A metal interconnection layer for supplying a signal to a plurality of lower electrodes performing the same function is divided into a plurality of layers. The first layer forms a metal wiring pattern of a damascene structure. The second layer forms a metal interconnection pattern a technique of forming a second metal interconnection pattern of a stack structure, and this technical principle is applicable to all semiconductor devices having semiconductor elements.
이하, 도 1 내지 도 7f를 참조하여, 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to Figs. 1 to 7F.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 평면도(i) 및 단면도(ii)이다. 1 is a top view (i) and a sectional view (ii) of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
도 1의 (i), (ii)를 참조하면, 반도체 기판(101) 상에 동일한 기능을 수행하는 복수개의 하부전극(102)을 형성하고, 복수개의 하부전극(102) 및 반도체 기판(101) 전면에 제 1 층간절연막(103)이 형성된다. 제 1 층간절연막(103) 상부에 식각정지막(104) 및 제 2 층간절연막(105)이 순차적으로 적층하여 형성되며, 제 2 층간절연막(105) 내에 다마신 구조의 제 1 금속배선패턴(113)이 일정 간격 이격되어 형성된다. 이때, 제 1 금속배선패턴(113) 및 제 2 층간절연막(105)을 포함하는 층을 제 1 금속배선층이라 명고, 제 2 금속배선패턴(120) 및 제 3 층간절연막(123)을 포함하는 층을 제 2 금속배선층이라고 한다.A plurality of
제 2 금속배선패턴(120)은 제 1 금속배선층 상부에 스택구조의 제 2 금속배선패턴(120)을 라인형태로 일정간격 이격되어 형성하되, 제 1 금속배선패턴(113)과 제 2 금속배선패턴(120)이 분리되도록 제 1 금속배선패턴(113)은 제 2 층간절연막(105) 상부에 형성된다. 또한, 제 2 금속배선패턴(120)은 제 3 층간절연막(123)에 의해 분리된다. 이때, 제 1 금속배선패턴(113)은 제 1 메탈콘택(111)에 의해 하부전극(102)과 연결되고, 제 2 금속배선패턴(120)은 제 2 메탈콘택(112)에 의해 하부전극(102)과 연결된다. 제 1 금속배선패턴(113), 제 1 메탈콘택(111) 및 제 2 메탈콘택(112) 내부 측벽에 제 1 금속장벽막(110)이 형성되며, 제 1 금속배선패턴(113)의 측벽 상부 일부에 제 3 층간절연막(123)이 채워져, 제 1 금속배선패턴(113)과 제 2 금속배선패턴(120)이 분리된다. 한편, 스택구조의 제 2 금속배선패턴(120)은 제 2 금속장벽막(115), 도전막(116), 하드마스크막(117)이 적층된 구조를 가진다.The second
상기와 같은 구조를 갖는 제 1 실시예에 따른 반도체 소자는, 도 2와 같이, 미스얼라인(misaligin)(A)이 발생하여 금속배선간의 간격이 좁아지더라도, 복층구조로 되어 있어 금속배선간의 브릿지 등을 방지할 수 있다.
The semiconductor device according to the first embodiment having the above structure has a multilayer structure even when the misalignment A is generated and the interval between the metal wirings becomes narrow as shown in Fig. 2, Bridges and the like can be prevented.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 평면도(i) 및 단면도(ii)이다.3 is a top view (i) and a sectional view (ii) of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자는 본 발명의 제 1 실시예와 같이 반도체 기판(101) 상에 동일한 기능을 수행하는 복수개의 하부전극(102), 하부전극(102)에 연결되는 제 1 메탈콘택(111), 제 2 메탈콘택(112), 다마신 구조의 제 1 금속배선패턴(113a, 114), 제 2 메탈콘택(112) 및 패드 금속배선 패턴(114)에 접속되는 스택구조의 제 2 금속배선패턴(120)을 포함할 수 있다. 제 1 금속배선패턴(113a, 114)은 제 1 메탈콘택(111)에 접속되는 다마신 구조의 라인 금속배선패턴(113a), 다마신 구조의 패드 금속배선패턴(114)으로 구성된다. 이때, 라인 금속배선패턴(113a), 패드 금속배선패턴(114), 제 2 층간절연막(105)을 포함하는 층을 제 1 금속배선층이라 하고, 제 1 금속배선패턴(120, 118, 119)과 제 3 층간절연막(123)을 포함하는 층을 제 2 금속배선층이라고 한다.The semiconductor device according to the second embodiment of the present invention includes a plurality of
그런데, 제 1 실시예에서는 제 1 금속배선패턴(113)이 라인형태로 일정 간격 이격되도록 형성되는 예를 개시하고 있는데 반해, 제 2 실시예에서는 제 1 금속배선이 라인 금속배선패턴(113a)과 패드 금속배선패턴(114)으로 구분된다. 또한, 하부의 패드 금속배선패턴(114)은 상부의 제 2 금속배선패턴(119, 118)과 접속되도록 형성된다.However, in the first embodiment, the first
본 발명에서는 하나의 패드 금속배선패턴(114)의 양끝단이 제 2 금속배선패턴(119, 118)에 각각 접속되는 예를 개시하고 있으나, 본 실시예로만 한정하는 것이 아니라, 다마신 구조의 제 1 금속배선을 유연하게 변경함으로써 설계자가 원하는 방식으로 금속배선 패턴을 다양하게 변경할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 패드 금속배선패턴을 형성하여 각각 제 2 금속배선에 접속되도록 형성할 수도 있다.
In the present invention, both ends of one pad
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
도 4는 동일한 기능을 수행하는 복수개의 하부전극(102) 중 하나에 제 1 신호를 인가하는 제 1 금속배선패턴(113), 제 1 금속배선패턴(113)의 상부에 형성되며 동일한 기능을 수행하는 복수개의 하부전극(102) 중 다른 하나에 제 2 신호를 인가하는 제 2 금속배선패턴(120), 제 2 금속배선패턴(120)의 상부에 형성되며 제 1 금속배선패턴(113) 및 제 2 금속배선패턴(120)과 연결되는 하부전극(102)과 다른 기능을 수행하는 다른 하부전극(202)에 제 3 신호를 인가하는 제 3 금속배선패턴(129)을 포함한다. 이때, 제 3 금속배선패턴(129) 제 3 금속장벽막(126), 도전막(127), 하드마스크막(128)이 순차적으로 적층된 스택구조로 형성되고, 제 4 층간절연막(130)에 의해 분리된다. 제 1 금속배선패턴(113)과 제 2 층간절연막(105)을 포함하는 층을 제 1 금속배선층이라 하고, 제 2 금속배선패턴(120)과 제 3 층간절연막(123)을 포함하는 층을 제 2 금속배선층이라 하며, 제 3 금속배선패턴(129)과 제 4 층간절연막(130)을 포함하는 층을 제 3 금속배선층이라고 한다.FIG. 4 shows a first
즉, 제 3 실시예에서는 동일한 기능을 수행하는 복수개의 하부전극에 제 1 신호 및 제 2 신호를 인가하는 금속배선을 제 1 금속배선패턴(113) 및 제 2 금속배선패턴(120)으로 분리하여 복층구조로 형성하고, 제 1 금속배선패턴(113) 및 제 2 금속배선패턴(120)과 연결되는 하부전극(102)과 다른 기능을 수행하는 다른 하부전극(202)에 제 3 신호를 인가하는 제 3 금속배선패턴(129)은 하나의 레이어로 형성하는 구조를 개시한다. 예를 들어, 제 1 금속배선패턴(113) 및 제 2 금속배선패턴(120)이 연결되는 하부전극(102)이 비트라인전극이라면, 제 3 금속배선패턴(129)에 연결되는 다른 기능을 수행하는 하부전극(202)은 게이트전극일 수 있다.
That is, in the third embodiment, the metal wiring for applying the first signal and the second signal to the plurality of lower electrodes performing the same function is divided into the first
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.
도 5는 동일한 기능을 수행하는 복수개의 하부전극(102)에 각각 제 1 신호, 제 2 신호를 인가하는 제 1 금속배선패턴(113) 및 제 2 금속배선패턴(120)이 서로 다른 층에 형성되고, 제 2 금속배선패턴(120)의 상부에 형성되며 제 1 금속배선패턴(113) 및 제 2 금속배선패턴(120)에 연결되는 하부전극(102)과 다른 기능을 수행하는 복수개의 하부전극(202)에 각각 제 3신호 및 제 4신호를 인가하는 제 3 금속배선패턴(133)과 제 4 금속배선패턴(135)을 서로 다른 층에 형성한다.FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a state in which a first
이때, 제 3 금속배선패턴(133)은 제 1 금속배선패턴(113)과 같이 다마신 구조로 형성되고, 제 4 금속배선패턴(135)은 제 2 금속배선패턴(120)과 같이 스택구조로 형성된다. 제 3 금속배선패턴(133)은 제 4 층간절연막(130)에 의해 서로 분리되고, 제 4 금속배선패턴(135)은 제 5 층간절연막(136)에 의해 서로 분리된다. 예를 들어, 제 1 금속배선패턴(113) 및 제 2 금속배선패턴(120)이 연결되는 하부전극(102)이 비트라인 전극이라면, 제 3 금속배선패턴(133), 제 4 금속배선패턴(135)에 연결되는 다른 기능을 수행하는 하부전극(202)은 게이트전극일 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제 4 실시예는 금속배선을 서로 다른 레이어의 복수층으로 형성함으로써 금속배선간의 브릿지를 방지할 수 있다. 이때, 제 1 금속배선패턴(113)이 형성된 층을 제 1 금속배선층이라 하고, 제 2 금속배선패턴(120)이 형성된 층을 제 2 금속배선층이라 하며, 제 3 금속배선패턴(133)이 형성된 층을 제 3 금속배선층이라 하고, 제 4 금속배선패턴(135)이 형성된 층을 제 4 금속배선층이라 한다.
The third
이하, 도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 형성방법을 구체적으로 설명하기로 한다. 이때, (i)는 각 단계의 평면도이고 (ii)는 단면도이다.Hereinafter, a method for forming a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6A to 6F. Here, (i) is a plan view of each step and (ii) is a cross-sectional view.
먼저, 도 6a의 (i), (ii)를 참조하면, 반도체 기판(101) 상부에 분리되어 있는 복수개의 하부전극(102)을 포함하는 제 1 층간절연막(103)의 상부에 제 1 식각방지막(104)을 증착한 후 제 1 식각방지막(104)의 상부에 제 2 층간절연막(105)을 증착한다. 그 후, 제 2 층간절연막(105), 제 1 식각방지막(104), 제 1 층간절연막(103)을 식각하여 하부전극(102)의 상부가 노출되도록 제 1 메탈콘택홀(106) 및 제 2 메탈콘택홀(107)을 동시에 형성한다. 이때, 하부전극(102)은 비트라인 전극 또는 게이트전극 일 수 있다.Referring to FIGS. 6A and 6B, a first
이어서, 도 6b의 (i), (ii)를 참조하면, 제 1 금속배선패턴(113) 형성을 위한 포토레지스트(미도시)를 형성한 후 제 2 층간절연막(105)을 식각하여 다마신 패턴홀(108)을 형성한다. 이때, 다마신 패턴홀(108) 중 하나가 제 1 메탈콘택홀(106)과 이어진다. 그 후, 포토레지스트(미도시)를 제거한다. 이때, 다마신 패턴홀(108)은 (i)에 도시된 바와 같이 라인 형태로 형성되며, 일정 간격 이격되어 형성된다.Next, referring to FIGS. 6 (i) and 6 (ii), a photoresist (not shown) for forming the first
이어서, 도 6c의 (i), (ii)를 참조하면, 제 1 메탈콘택홀(106), 제 2 메탈콘택홀(107), 다마신패턴홀(108) 내부 및 제 2 층간절연막(105) 전면에 단차를 따라 제 1 금속장벽막(110)을 증착한다. Referring to FIGS. 6 (i) and 6 (ii), the first
이 후, 제 1 금속장벽막(110) 상부 전면에 도전물질을 증착하여 제 1 및 제 2 메탈콘택홀(106, 107), 다마신패턴홀(108) 내부가 도전물질로 매립된다. 이 후, 평탄화를 수행하여 제 2 층간절연막(105)의 상부가 노출되도록 하고, 제 1 금속장벽막(110)은 제 1 및 제 2 메탈콘택홀(106, 107), 다마신패턴홀(108) 내에만 형성된다. Thereafter, a conductive material is deposited on the entire upper surface of the first
이에, 제 1 메탈콘택(111) 및 제 2 메탈콘택(112)과 제 1 금속배선패턴(113)이 형성된다. 제 1 금속배선패턴(113)의 복수개의 라인 금속배선패턴이 일정 간격 이격되어 형성된다. 이때, 제 1 금속배선패턴(113)은 제 1 메탈콘택(111)과 연결되도록 형성되고, 제 2 메탈콘택(112)은 제 2 금속배선패턴(미도시)에 연결되도록 한다.Thus, the
그 후, 도 6d의 (i), (ii)를 참조하면, 제 1 금속배선패턴(113) 및 제 2 층간절연막(105) 상부에 제 2 금속장벽막(115), 도전막(116), 하드마스크막(117)을 순차적으로 적층하여 증착한다. 이때, 제 2 금속장벽막(115)은 TiN, 탄탈나트륨(TaN) 등으로 형성될 수 있고, 도전막(116)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 텅스텐(W) 등의 금속물질로 형성될 수 있으며, 하드마스크막(117)은 질화막(nitride) 등으로 형성될 수 있다. 6D, the second
이어서, 도 6e의 (i), (ii)를 참조하면, 하드마스크막(117) 상부에 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성하고 포토레지스트 패턴(미도시)을 마스크로 하여 하드마스크막(117), 도전막(116), 제 2 금속장벽막(115)을 순차적으로 식각하여 제 2 금속배선패턴(120)을 형성한다. 제 2 금속배선패턴(120)은 일정 간격 이격되는 라인형태로 형성되되, 하부의 제 1 금속배선패턴(113)과 접속되지 않는 위치에 형성된다. 이때, 제 2 금속배선패턴(120) 형성을 위한 식각 공정 시 하부의 제 1 금속배선패턴(113)의 양측벽의 제 1 금속장벽막(110)을 일부 식각하여 리세스(121)를 형성한다. 따라서, 이러한 리세스(121)에 의해 하부의 제 1 금속배선패턴(113)과 상부의 제 2 금속배선패턴(120)이 분리되도록 한다. 그 후, 도 6f의 (i), (ii)를 참조하면, 제 2 금속배선패턴(120) 및 제 2 층간절연막(105) 상부에 제 3 층간절연막(123)을 증착한다.
6E, a photoresist pattern (not shown) is formed on the
이하, 도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 형성방법을 구체적으로 설명하기로 한다. 이때, (i)는 각 단계의 평면도이고 (ii)는 단면도이다.Hereinafter, a method of forming a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 7A to 7F. Here, (i) is a plan view of each step and (ii) is a cross-sectional view.
먼저, 도 7a의 (i), (ii)를 참조하면, 반도체 기판(101) 상부에 분리되어 있는 복수개의 하부전극(102)을 포함하는 제 1 층간절연막(103)의 상부에 제 1 식각방지막(104)을 증착한 후 제 1 식각방지막(104)의 상부에 제 2 층간절연막(105)을 증착한다. 그 후, 제 2 층간절연막(105), 제 1 식각방지막(104), 제 1 층간절연막(103)을 식각하여 하부전극(102)의 상부가 노출되도록 제 1 메탈콘택홀(106) 및 제 2 메탈콘택홀(107)을 동시에 형성한다. 이때, 하부전극(102)은 비트라인 전극 또는 게이트전극일 수 있다.Referring to FIGS. 7A and 7B, a first
이어서, 도 7b의 (i), (ii)를 참조하면, 제 1 금속배선층 형성을 위한 포토레지스트(미도시)를 형성한 후 제 2 층간절연막(105)을 식각하여 다마신 패턴홀(108, 109)을 형성한다. 그 후, 포토레지스트(미도시)를 제거한다. 이때, 다마신 패턴홀(108, 109)은 (i)에 도시된 바와 같이 라인 형태의 라인패턴홀(108)과 패드 형태의 패드패턴홀(109)을 포함한다.7B, a photoresist (not shown) for forming the first metal interconnection layer is formed, and then the second
이어서, 도 7c의 (i), (ii)를 참조하면, 제 1 메탈콘택홀(106), 제 2 메탈콘택홀(107), 라인패턴홀(108), 패드패턴홀(109) 내부 및 제 2 층간절연막(105) 전면에 단차를 따라 제 1 금속장벽막(110)을 증착한다. 그 후, 제 1 금속장벽막(110) 상부에 도전물질을 증착하여 제 1 및 제 2 메탈콘택홀(106, 107), 라인패턴홀(108) 및 패드패턴홀(109) 내부에 도전물질이 매립된다. 이어서, 평탄화를 수행하여 제 2 층간절연막(105)의 상부가 노출되도록 하고, 제 1 금속장벽막(110)은 제 1 및 제 2 메탈콘택홀(106, 107), 라인패턴홀(108) 및 패드패턴홀(109) 내에만 형성된다. Next, referring to (i) and (ii) of FIG. 7C, the first
이에, 제 1 메탈콘택(111) 및 제 2 메탈콘택(112)과 제 1 금속배선 패턴(라인 금속배선패턴(113a) 및 패드 금속배선패턴(114))이 형성된다. 이때, 라인 금속배선패턴(113a)은 제 1 메탈콘택(111)과 연결되도록 형성되고, 제 2 메탈콘택(112)은 후속으로 형성될 제 2 금속배선패턴(미도시)에 연결되도록 한다.The
그 후, 도 7d의 (i), (ii)를 참조하면, 라인 금속배선패턴(113a)과 패드 금속배선패턴(114) 및 제 2 층간절연막(105) 상부에 제 2 금속장벽막(115), 도전막(116), 하드마스크막(117)을 순차적으로 적층하여 증착한다. 이때, 제 2 금속장벽막(115)은 TiN, 탄탈나트륨(TaN) 등으로 형성될 수 있고, 도전막(116)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 텅스텐(W) 등의 금속물질로 형성될 수 있으며, 하드마스크막(117)은 질화막(nitride) 등으로 형성될 수 있다. 7D, a second
이어서, 도 7e의 (i), (ii)를 참조하면, 하드마스크막(117) 상부에 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성하고 포토레지스트 패턴(미도시)을 마스크로 하여 하드마스크막(117), 도전막(116), 제 2 금속장벽막(115)을 순차적으로 식각하여 제 2 금속배선패턴(120, 119, 118)을 형성한다. 제 2 금속배선패턴(120, 119, 118)은 일정 간격 이격되는 라인형태로 형성되되, 제 2 금속배선패턴(119, 118)은 하부의 패드 금속배선 패턴(114)과 접속되는 위치에 형성되고 특히 제 2 금속배선패턴(118)은 제 2 메탈콘택(112)과 접속되도록 형성된다. 이때, 제 2 금속배선패턴(120, 119, 118) 형성을 위한 식각 공정 시 하부의 라인 금속배선패턴(113a)의 양측벽의 제 1 금속장벽막(110)을 일부 식각하여 리세스(121)를 형성한다. 따라서, 이러한 리세스(121)에 의해 하부의 라인 금속배선패턴(113a)과 상부의 제 2 금속배선패턴(120)이 분리되도록 한다.7E, a photoresist pattern (not shown) is formed on the
그 후, 도 7f의 (i), (ii)를 참조하면, 제 2 금속배선패턴(120, 119, 118) 및 제 2 층간절연막(105) 상부에 제 3 층간절연막(123)을 증착한다. 이어서, 제 2 금속배선패턴(119)의 일부 및 패드 금속배선패턴(113a) 일부에 접속되도록 제 3 층간절연막(123)을 식각하여 메탈콘택홀(미도시)을 형성한 후, 메탈콘택홀(미도시) 내에 도전물질을 채워 평탄화를 수행함으로써 제 3 메탈콘택(124)을 형성한다. 이때, 메탈콘택(124)은 외부의 소자 또는 다른 레이어의 소자와의 연결을 위해 사용될 수 있다.Next, referring to (i) and (ii) of FIG. 7F, a third
이와 같이, 본 발명은 동일한 기능을 갖는 하부전극에 신호를 인가하는 금속배선을 적어도 하나 이상의 층으로 분리하여 형성함으로써 금속배선 간의 브릿지(bridge)를 방지할 수 있다.
As described above, the present invention can prevent a bridge between metal wirings by forming a metal wiring for applying a signal to a lower electrode having the same function into at least one layer.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas falling within the scope of the same shall be construed as falling within the scope of the present invention.
101 : 반도체 기판 102 : 하부전극
103 : 제 1 층간절연막 104 : 식각정지막
105 : 제 2 층간절연막 106 : 제 1 메탈콘택홀
107 : 제 2 메탈콘택홀 108 : 라인패턴홀
109 : 패드패턴홀 110 : 제 1 금속장벽막
111 : 제 1 메탈콘택 112 : 제 2 메탈콘택
113 : 제 1 금속배선패턴 115 : 제 2 금속장벽막
113a : 라인 금속배선패턴 114 : 패드 금속배선패턴
116 : 도전막 129, 133 : 제 2 금속배선패턴
118, 119, 120 : 제 2 금속배선층 117 : 하드마스크막
121 : 리세스 123 : 제 3 층간절연막
124 : 제 3 메탈콘택 133 : 제 3 금속배선패턴101: semiconductor substrate 102: lower electrode
103: first interlayer insulating film 104: etch stop film
105: second interlayer insulating film 106: first metal contact hole
107: second metal contact hole 108: line pattern hole
109: pad pattern hole 110: first metal barrier film
111: first metal contact 112: second metal contact
113: first metal wiring pattern 115: second metal barrier film
113a: line metal wiring pattern 114: pad metal wiring pattern
116:
118, 119, 120: second metal wiring layer 117: hard mask film
121: recess 123: third interlayer insulating film
124: third metal contact 133: third metal wiring pattern
Claims (23)
상기 복수개의 하부 전극 중 다른 하나에 제 2 신호를 공급하며, 상기 제 1 금속배선층의 상부에 형성되는 스택(stack) 구조의 제 2 금속배선패턴을 포함하는 제 2 금속배선층
을 포함하는 반도체 소자.A first metal interconnection layer including a first metal interconnection pattern of a damascene structure for supplying a first signal to at least one of a plurality of lower electrodes performing the same function on a semiconductor substrate; And
And a second metal interconnection layer including a second metal interconnection pattern of a stack structure formed on the first metal interconnection layer, supplying a second signal to the other of the plurality of lower electrodes,
≪ / RTI >
상기 복수개의 하부 전극과 다른 기능을 가지는 하부 전극 중 적어도 하나에 제 3 신호를 공급하는 스택구조의 제 3 금속배선패턴을 포함하는 제 3 금속배선층
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.The method according to claim 1,
A third metal interconnection layer including a third metal interconnection pattern having a stack structure for supplying a third signal to at least one of the plurality of lower electrodes and the lower electrode having a different function,
The semiconductor device further comprising:
상기 복수개의 하부 전극과 다른 기능을 가지는 하부 전극 중 적어도 하나에 제 3 신호를 공급하는 다마신 구조의 제 3 금속배선패턴을 포함하는 제 3 금속배선층; 및
상기 복수개의 하부 전극과 다른 기능을 가지는 하부 전극 중 다른 하나에 제 4 신호를 공급하는 스택구조의 제 4 금속배선패턴을 포함하는 제 4 금속배선층
을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.The method according to claim 1,
A third metal interconnection layer including a third metal interconnection pattern of a damascene structure for supplying a third signal to at least one of the plurality of lower electrodes and the lower electrode having a different function; And
A fourth metal interconnection layer including a fourth metal interconnection pattern having a stack structure for supplying a fourth signal to the other one of the plurality of lower electrodes and the lower electrode having a different function,
And a semiconductor layer formed on the semiconductor substrate.
상기 제 1 금속배선패턴과 상기 복수개의 하부 전극 중 적어도 하나에 연결되는 제 1 메탈콘택; 및
상기 제 2 금속배선패턴과 상기 복수개의 하부 전극 중 다른 하나에 연결되는 제 2 메탈콘택
을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.The method according to claim 1,
A first metal contact connected to at least one of the first metal wiring pattern and the plurality of lower electrodes; And
And a second metal contact connected to the other of the plurality of lower electrodes,
And a semiconductor layer formed on the semiconductor substrate.
상기 제 1 메탈콘택 및 상기 제 2 메탈콘택은 동시에 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자.The method of claim 4,
Wherein the first metal contact and the second metal contact are simultaneously formed.
상기 제 1 금속배선패턴은 서로 이격되어 있는 라인형태 또는/및 패드형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.The method according to claim 1,
Wherein the first metal interconnection patterns are formed in a line shape and / or a pad shape which are spaced apart from each other.
상기 패드 형태의 제 1 금속배선패턴의 양끝단에 상기 제 2 금속배선패턴이 각각 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.The method of claim 6,
And the second metal interconnection patterns are connected to both ends of the pad-shaped first metal interconnection patterns, respectively.
상기 제 1 금속배선패턴 및 상기 제 2 금속배선패턴의 일부를 접속시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.The method according to claim 1,
And a part of the first metal interconnection pattern and the second metal interconnection pattern are connected to each other.
상기 제 1 금속배선층은,
트렌치의 측벽에 단차를 따라 형성되는 금속장벽막; 및
상기 트렌치 내의 상기 금속장벽막 상부에 형성되는 도전막
을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.The method of claim 8,
Wherein the first metal interconnection layer comprises:
A metal barrier film formed along the step on the side wall of the trench; And
The conductive film formed on the metal barrier film in the trench
And a semiconductor layer formed on the semiconductor substrate.
상기 제 2 금속배선패턴에 접속되지 않는 제 1 금속배선패턴은,
상기 금속장벽막이 상기 도전막의 양측벽 하부에 형성되고, 상기 도전막의 양측벽 상부에 절연막이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자.The method of claim 9,
The first metal interconnection pattern not connected to the second metal interconnection pattern,
Wherein the metal barrier film is formed under both side walls of the conductive film, and an insulating film is formed on both side walls of the conductive film.
상기 제 2 금속배선패턴에 접속되는 제 1 금속배선패턴은,
상기 금속장벽막이 상기 도전막의 양측벽 전면에 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자.The method of claim 9,
The first metal interconnection pattern connected to the second metal interconnection pattern,
Wherein the metal barrier film is formed on all the side walls of the conductive film.
상기 제 2 금속배선패턴은 서로 이격되어 있는 복수개의 라인 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자.The method according to claim 1,
Wherein the second metal interconnection patterns are formed in a plurality of lines separated from each other.
상기 제 2 금속배선패턴은,
상기 제 1 금속배선층 상부에 형성되는 금속장벽막;
상기 금속장벽막 상부에 형성된 도전막; 및
상기 도전막 상부에 형성된 유전막
을 포함하는 반도체 소자.The method according to claim 1,
Wherein the second metal wiring pattern comprises:
A metal barrier film formed on the first metal wiring layer;
A conductive film formed on the metal barrier film; And
The dielectric film formed on the conductive film
≪ / RTI >
상기 제 1 금속배선층의 상부에 상기 제 2 메탈콘택에 연결되는 스택 구조의 제 2 금속배선패턴을 포함하는 제 2 금속배선층을 형성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.Forming a first metal contact and a second metal contact which are respectively connected to different lower electrodes which perform the same function on the semiconductor substrate and which are connected to the first metal contact by a damascene process, Forming a first metal interconnection layer including a pattern; And
Forming a second metal wiring layer and a second metal wire pattern in the stack structure is connected to said second metal contact on the part of the first metal interconnection layer
Wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
상기 제 1 금속배선층을 형성하는 단계는,
상기 하부전극을 포함하는 제 1 층간절연막을 증착한 후, 상기 제 1 층간절연막 상부에 제 2 층간절연막을 형성하는 단계;
상기 제 1 층간절연막과 제 2 층간절연막을 식각하여 상기 하부전극이 각각 노출되도록 제 1 메탈콘택홀 및 제 2 메탈콘택홀을 형성하는 단계;
상기 제 2 층간절연막을 식각하여 제 1 금속배선 패턴홀을 형성하는 단계; 및
상기 제 1 메탈콘택홀, 상기 제 2 메탈콘택홀 및 상기 제 1 금속배선 패턴홀에 도전물질을 매립하여 상기 제 1 메탈콘택, 상기 제 2 메탈콘택 및 상기 제 1 금속배선패턴을 형성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.15. The method of claim 14,
Wherein forming the first metal interconnection layer comprises:
Depositing a first interlayer insulating film including the lower electrode, and forming a second interlayer insulating film on the first interlayer insulating film;
Forming a first metal contact hole and a second metal contact hole such that the lower electrode is exposed by etching the first interlayer insulating film and the second interlayer insulating film;
Forming a first metal wiring pattern hole by etching the second interlayer insulating film; And
Forming a first metal contact, a second metal contact, and a first metal wiring pattern by embedding a conductive material in the first metal contact hole, the second metal contact hole, and the first metal wiring pattern hole,
Wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
상기 제 1 금속배선 패턴홀을 형성하는 단계는,
상기 일정 간격 이격되는 복수개의 라인 형태를 갖는 금속배선 라인패턴홀을 형성하며, 상기 복수개의 라인 형태를 갖는 금속배선 라인패턴홀 중 적어도 하나가 상기 제 1 메탈콘택홀에 연결되도록 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.16. The method of claim 15,
The forming of the first metal wiring pattern hole may include:
Forming a metal wiring line pattern hole having a plurality of line shapes spaced apart from each other by a predetermined distance and forming at least one of the metal wiring line pattern holes having a plurality of line shapes to be connected to the first metal contact hole Wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
상기 제 1 금속배선 패턴홀을 형성하는 단계는,
상기 제 1 메탈콘택홀과 연결되는 라인 형태를 갖는 금속배선 라인패턴홀을 형성하는 단계; 및
상기 금속배선 라인패턴홀과 이격되어 패드 형태를 갖는 금속배선 패드패턴홀을 형성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.16. The method of claim 15,
The forming of the first metal wiring pattern hole may include:
Forming a metal wiring line pattern hole having a line shape connected to the first metal contact hole; And
Forming a metal wiring pad pattern hole having a pad shape apart from the metal wiring line pattern hole;
Wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
상기 제 1 메탈콘택, 상기 제 2 메탈콘택 및 상기 제 1 금속배선패턴을 형성하는 단계는,
상기 제 1 메탈콘택홀, 상기 제 2 메탈콘택홀 및 상기 제 1 금속배선 패턴홀 내부에 제 1 금속장벽막을 형성하는 단계; 및
상기 제 1 금속장벽막 상부에 도전물질을 매립하여 상기 제 1 메탈콘택, 상기 제 2 메탈콘택 및 상기 제 1 금속배선패턴을 형성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.16. The method of claim 15,
Wherein forming the first metal contact, the second metal contact, and the first metal interconnection pattern comprises:
Forming a first metal barrier film in the first metal contact hole, the second metal contact hole, and the first metal wiring pattern hole; And
Filling the first metal barrier film with a conductive material to form the first metal contact, the second metal contact, and the first metal wiring pattern
Wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
상기 제 2 금속배선층을 형성하는 단계는,
상기 제 1 금속배선층 상부에 제 2 금속장벽막을 형성하는 단계;
상기 제 2 금속장벽막 상부에 도전막을 형성하는 단계;
상기 도전막 상부에 유전막을 형성하는 단계; 및
상기 제 2 금속장벽막, 상기 도전막, 상기 유전막을 식각하여 일정 간격 이격되는 제 2 금속배선패턴을 형성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.19. The method of claim 18,
Wherein forming the second metal interconnection layer comprises:
Forming a second metal barrier layer on the first metal wiring layer;
Forming a conductive film over the second metal barrier film;
Forming a dielectric layer on the conductive layer; And
Etching the second metal barrier layer, the conductive layer, and the dielectric layer to form a second metal interconnection pattern spaced apart by a predetermined distance;
Wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
상기 금속장벽막, 상기 도전막, 상기 유전막을 식각할 때, 상기 제 1 금속배선패턴의 양측벽 상부의 제 1 금속장벽막의 일부를 함께 식각하여 리세스를 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.The method of claim 19,
Wherein a recess is formed by etching portions of the first metal barrier film on both side walls of the first metal interconnection pattern when the metal barrier film, the conductive film, and the dielectric film are etched. .
상기 제 1 금속배선패턴, 상기 제 2 금속배선패턴, 상기 제 2 층간절연막의 상부에 제 3 층간절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.The method of claim 20,
Further comprising the step of forming a third interlayer insulating film on the first metal interconnection pattern, the second metal interconnection pattern, and the second interlayer insulating film.
상기 제 1 메탈콘택, 상기 제 2 메탈콘택 및 상기 제 1 금속배선패턴을 형성하는 단계는,
상기 제 1 메탈콘택홀, 상기 제 2 메탈콘택홀, 상기 금속배선 라인 패턴홀 및 상기 금속배선 패드 패턴홀 내부에 제 1 금속장벽막을 형성하는 단계; 및
상기 제 1 금속장벽막 상부에 도전물질을 매립하여 상기 제 1 메탈콘택, 상기 제 2 메탈콘택 및 상기 제 1 금속배선패턴을 형성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.18. The method of claim 17,
Wherein forming the first metal contact, the second metal contact, and the first metal interconnection pattern comprises:
Forming a first metal barrier film in the first metal contact hole, the second metal contact hole, the metal wiring line pattern hole, and the metal wiring pad pattern hole; And
Filling the first metal barrier film with a conductive material to form the first metal contact, the second metal contact, and the first metal wiring pattern
Wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
상기 제 2 금속배선패턴을 형성하기 위한 식각 공정 시,
상기 금속배선 라인 패턴홀 내의 제 1 금속장벽막의 양측벽 상부를 함께 식각하여 리세스를 형성하고, 상기 리세스에 제 3 층간절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
23. The method of claim 22,
In the etching process for forming the second metal wiring pattern,
Forming a recess by etching the upper portions of both side walls of the first metal barrier film in the metal wiring line pattern hole, and forming a third interlayer insulating film in the recess.
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KR1020120139102A KR20140072372A (en) | 2012-12-03 | 2012-12-03 | Semiconductor device and method for fabricating the same |
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Cited By (1)
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US9685230B2 (en) | 2015-10-26 | 2017-06-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices including resistive memory cells |
-
2012
- 2012-12-03 KR KR1020120139102A patent/KR20140072372A/en not_active Application Discontinuation
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