KR930008010B1 - Al-Si-Cu 합금배선 패턴형성시 잔여물 제거방법 - Google Patents
Al-Si-Cu 합금배선 패턴형성시 잔여물 제거방법 Download PDFInfo
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Abstract
내용 없음.
Description
제 1 도는 종래 기술에 의해 Al-Si-Cu 합금배선의 패턴을 형성한 상태의 단면도.
제 2 도는 본 발명에 의해 Al-Si-Cu 합금배선의 패턴을 형성한 상태의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 절연막 2 : 합금배선층
2a : 합금배선 3 : 감광물질
4 : 잔여물(Residue)
본 발명은 고집적 반도체 소자의 Al-Si-Cu 합금배선 패턴형성시 잔여물(Residue) 제거방법에 관한 것으로, Al-Si-Cu 합금배선의 패턴형성시 Al 합금배선에 포함되었던 Si 및 Cu 석출물이 하부절연막 상부에 남게 되는 것을 방지하기 위한 Al-Si-Cu 합금배선 패턴형성시 잔여물 제거방법에 관한 것이다.
VLSI 제조공정에서 접합 스파이킹(Junction Spiking)을 방지하기 위하여 금속배선으로 Al에 Si을 첨가하고, 전기적 이동(Electromigration) 특성개선 및 힐록(Hillock)생성을 억제하기 위하여 Cu를 첨가한 Al-Si-Cu 합금배선을 사용하는 추세에 있다. 그러나 Cu 첨가로 인해 Al-Si-Cu 합금배선의 식각과 부식방지가 어렵고, 식각후 금속배선 박막하부의 절연막 상부에 Si 및 Cu를 포함하는 잔여물이 남아 있어 금속배선간에 단락을 유발시키거나 부식의 원인으로 작용하여 제품 수율을 저하시킨다.
종래기술은 제 1 도에 나타낸 바와같이 Si기판(도시안됨) 상부에 절연막(1)을 형성하고 그 상부에 Al-Si-Cu 합금배선층(2)을 증착한다. 그리고 그 상부에 감광물질(3)을 도포한 후, 예정된 패턴으로 감광물질을 형성한 후, 예를 들어 150 : 50 : 10(SCCM)의 비율인 BCl3/Cl2/CHF3의 혼합개스, 챔버진공도 25m torr, 챔버내의 기판 전압 -180V의 조건에서 노출된 Al-Si-Cu 합금배선층(2)을 식각하되 식각정지점(Etch End Poing)즉 절연막(1)이 노출되기까지 식각하여 합금배선(2A)을 형성하고, 절연막(1) 상부에 남아 있는 잔여물(4)을 제거하기 위하여 상기의 식각조건에서 예정된 시간과도 식각(Over Etch)을 실시하였다.
그러나, 상기 Al-Si-Cu 합금배선층의 식각공정에 CHF3또는 CF4개스등의 탄소기를 포함하는 개스를 사용하는 경우 Al-Si-Cu 합금배선층에 포함된 Cu가 폴리머(Polymer)증착을 촉진시켜 이 폴리머가 상기 식각공정에서 마스크 역할을 하여 상기의 과도식각을 장시간 실시하여도 잔여물이 완전히 제거되지 않고, 하부의 절연층만 손상을 입히게 된다.
따라서, 본 발명은 상기의 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 탄소기를 포함하는 개스를 부분적으로 사용하지 않고, 합금배선 패턴을 형성함으로서 잔여물을 완전히 제거할 수 있는 Al-Si-Cu 합금배선층의 패턴형성시 잔여물 제거방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의하면 Al-Si-Cu 합금배선 패턴형성시 절연물이 남는 것을 방지하기 위하여, Al-Si-Cu 합금배선층 두께의 50%를 150 : 40 : 10(SCCM) 비율의 BCl3/Cl2/CHF3의 혼합개스, 챔버진공도 25m Torr, 챔버내의 기판전압 -180V의 식각조건에서 비등방성 식각하는 1단계 식각공정과, Al-Si-Cu 합금배선층의 나머지 50%를 150 : 35(SCCM) 비율의 BCl3/Cl2의 혼합개스, 챔버진공도 20m Torr, 챔버내의 기판전압 -300V의 식각조건에서 비등방성 식각하는 2단계 식각공정으로 Al-Si-Cu 합금배선의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 도면을 참고하여 상세히 설명하기로 한다.
제 2 도는 본 발명에 의해 Al-Si-Cu 합금배선의 패턴을 형성한 상태의 단면도로써, 절연막(1) 상부의 Al-Si-Cu 합금배선층(2)을 증착하고 그 상부에 감광물질(3)을 도포하여 마스크 패턴화 공정에 의해 감광물질(3)의 예정된 부분을 제거하고 노출된 부분을 제거하고 노출된 부분의 Al-Si-Cu 합금배선층(2)의 일정두께 예를들어 합금배선층 두께의 50%를 종래 기술의 식각조건(즉 150 : 40 : 10(SCCM) 비율의 BCl3/Cl2/CHF3의 혼합개스, 챔버진공도 25m Torr, 챔버내의 기판전압 -180V)에서 비등방성 식각한 다음, 합금배선층의 나머지 50% 두께를 본 발명의 식각조건(즉 150 : 35(SCCM) 비율의 BCl3/Cl2의 혼합개스, 챔버진공도 20m Torr, 챔버내의 기판전압 -300V)에서 비등방성 식각하여 합금배선(2A)의 패턴을 형성한 상태의 단면도이다. 여기서 본 발명의 식각조건으로 합금배선 패턴을 형성하면 잔여물이 거의 남지 않게 되는데, 소량의 잔여물이 조금 남게되면 본 발명의 식각조건에서 과도식각(Over Etch)을 합금배선층 두께의 10%만큼 실시하여 잔여물 제거할 수도 있다. 또한 이 과도식각을 종래 기술의 식각조건으로 전환시켜 실시하거나, 본 발명이 혼합개스의 5∼15(SCCM) 비율의 CHF3또는 N2개스를 첨가하여 식각을 실시해도 좋다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의하여 Al-Si-Cu 합금배선 패턴형성시 발생하는 잔여물을 완전히 제거할 수 있으며 양호한 수직형태의 합금배선을 얻을 수가 있다.
Claims (4)
- 절연막 상부에 Al-Si-Cu 합금배선층을 증착하고, 마스크용 감광물질을 도포하고 Al-Si-Cu 합금배선 패턴을 형성하는 방법에 있어서, Al-Si-Cu 합금배선 패턴형성시 잔여물이 남는 것을 방지하기 위하여 Al-Si-Cu 합금배선 패턴형성시 잔여물이 남는 것을 방지하기 위하여, Al-Si-Cu 합금배선층 두께의 50%를 150 : 40 : 10(SCCM) 비율의 BCl3/Cl2/CHF3의 혼합개스, 챔버진공도 25m Torr, 챔버내의 기판전압 -180V의 식각조건에서 비등방성 식각하는 1단계 식각공정과, Al-Si-Cu 합금배선층의 나머지 50%를 150 : 35(SCCM) 비율의 BCl3/Cl2의 혼합개스, 챔버진공도 20m Torr, 챔버내의 기판전압 -300V의 식각조건에서 비등방성 식각하는 2단계 식각공정으로 Al-Si-Cu 합금배선의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 Al-Si-Cu 합금배선 패턴형성시 잔유물 제거방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 2단계 시각공정후에 2단게 식각공정 조건으로 과도식각하는 것을 특징으로 하는 Al-Si-Cu 합금배선 패턴형성시 잔유물 제거방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 2단계 시각공정조건에 5∼15(SCCM) 비율의 CHF3또는 N2개스를 첨가시켜 식각하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 Al-Si-Cu 합금배선 패턴형성시 잔유물 제거방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 2단계 식각공정후에 150 : 50 : 10(SCCM)의 비율인 BCl2/Cl2/CHF3의 혼합개스, 챔버진공도 25mtorr, 챔버내의 기판전압 -180V 조건에서 과도식각하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 Al-Si-Cu 합금배선 패턴형성시 잔유물 제거방법.
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