KR940000154B1 - Planerizing method of inter metal layer for semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 종래의 공정을 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing a conventional process.
제2도는 본 발명의 공정을 나타낸 단면도.2 is a sectional view showing a process of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 하층금속 2 : 식각저지용 금속1: lower layer metal 2: etch stop metal
3 : 매개물금속 4 : 질화막3: medium metal 4: nitride film
5,6,8,11 : 감광제 7,10 : 절연막5,6,8,11
9 : 상층금속9: upper layer metal
본 발명은 반도체 소자의 금속층간 평탄화 방법에 관한 것으로, 특히 소자가 고집적화됨에 따른 금속층간의 심한 굴곡현상을 매개물(Pillar)을 이용하여 평탄화시키기 위한 반도체 소자의 금속층간 평탄화 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래 반도체 소자의 금속층간의 접합방법은 제1도(a)에 도시된 바와 같이 기판의 소정부분에 제1금속(1)을 형성한후, 후속공정에서 형성될 제2금속과 격리시키기 위해 (b)와 같이 절연막(10)을 형성한다.In the conventional method of bonding between metal layers of a semiconductor device, as shown in FIG. 1 (a), a
이어서, 제1금속(1)과 제2의 금속을 접합시키기 위한 접합홀(Hole)을 형성하기 위해 감광제(5)를 사용하여 제2금속층을 형성할 부분의 감광제를 선택적으로 식각한다.Subsequently, in order to form a bonding hole (Hole) for joining the
다음에 (c)와 같이 상기 감광제(5)를 마스크로 하여 절연막(10)을 건식식각한후 (d)와 같이 제2금속(9)을 증착하고 다시 감광제(6)를 사용하여 제1금속(1)과 제2금속(9)이 연결될수 있도록 한후 (e)와 같이 제2금속(9)을 형성하였다.Next, dry etching the
그러나 상기와 같은 종래기술에 있어서는 제1금속(1)과 제2금속(9)을 접합시키기 위하여 접합홀을 형성하고 이 접합홀에 금속을 채워야 하기 때문에 금속을 균일하게 형성하기 어려웠고, 이에 따른 반도체 소자 표면의 심한 굴곡으로 인하여 제품의 신뢰성이 저하되는 결점이 있었다.However, in the prior art as described above, it is difficult to uniformly form a metal because a junction hole must be formed in order to join the
본 발명은 이와 같은 종래기술의 결점을 해결하기 위한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명을 금속층간에 매개물을 형성하여 금속층간의 글곡현상을 완화시키고 평탄화시키는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the drawbacks of the prior art, the present invention for achieving the above object is to form a medium between the metal layer to mitigate and planarize the phenomenon of the phenomenon between the metal layer.
먼저 제2도는 본 발명의 반도체 소자의 금속층간 평탄화 공정단면도로서, 제2도(a)와 같이 반도체기판의 소정부분에 하층금속(1)을 형성하고, 상기 결과물 전면에 식각저지 역할을 할수 있는 타이타늄(Ti) 혹은 타이텅스텐(TiW)등의 식각저지용 금속(2)을 증착한다.First, Figure 2 is a cross-sectional planarization process between the metal layer of the semiconductor device of the present invention, as shown in Figure 2 (a) to form a lower layer metal (1) on a predetermined portion of the semiconductor substrate, it can act as an etch stop on the entire surface Etch-stopping
그리고 식각저지용금속(2) 위에 알루미늄 등의 매개물 금속(3)을 증착한다.Then, the
여기서, 매개물 금속(3)은 하층금속(1)과 차후에 형성할 상층금속간의 전도적 역할을 하며, 상하금속층간의 굴곡을 완화시키는 평탄화 역할을 하기 위한 것이다.Here, the
이어서 상기 매개물 금속(3) 위에 상기 매개물금속의 마스크 역할을 할수 있는 물질로서 매개물 금속(3)보다 식각 선택비가 높은 질화막(4)(혹은 산화막)을 증착한다.Subsequently, a nitride film 4 (or an oxide film) having a higher etching selectivity than that of the
이후 질화막(4) 위에 감광제(5)를 도포, 감광, 현상하여 하층금속(1) 상부영역에 매개물 금속 마스크 영역을 정의한 다음 제2도(b)와 같이 상기 정의된 감광제(5)를 마스크로 하여 질화막(4)과 매개물금속(3)을 1차 건식식각한후 감광제(5)를 제거한다.Thereafter, the
이때, 상기 식각저지용 금속(2)으로서 증각된 타이타늄, 타이텅스텐에 의해 상기 건식식각시 매개물 금속(3)까지 식각이 행해지고 그 이하로는 식각이 행해지지 않게 된다.At this time, etching is performed to the
다음에 제2도(c)와 같이 감광제(6)를 상기 결과물 전면에 도포한 다음 제2도(d)에 도시한 바와 같이 감광제 역상법(Image reversal)을 이용하여 매개물 금속(3)이 하측금속(1) 상부에서 정확히 남도록 매개물이 정의하는 미세패턴을 형성한후 제2도(e)와 같이 상기 미세 패터닝된 감광제(6)을 마스크로 하여 질화막(4)을 건식식각하고 상기 선택적으로 식각된 매개물금속(3)을 마스크로 이용하여 식각저지용 금속(2)을 선택적으로 건식식각한 다음, 감광제(6)를 제거한다.Next, the
이어서 제2도(f)와 같이 상기 질화막(4)을 마스크로 하여 그 하부의 매개물금속(3)을 2차 식각하여 하층금속(1)층에서 얼라인 먼트(aligu ment)되도록 매개물을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 2 (f), the
이때 상기와 같이 사진식각공정을 2회에 걸쳐 매개물금속(3)을 패터닝함은 고집적 소자에 알맞은 미세패턴의 매개물을 형성하기 위함이다.In this case, the
제2도(g)와 같이 결과물 전면에 절연막(7)을 형성하고 그 위에 감광제(8)을 도포한다.As shown in FIG. 2 (g), an
이어서 제2도(h)와 같이 상기 매개물까지만 돌출되도록 절연막(7)과 감광제(8)을 에치백 공정하여 상기 절연막(7)을 평탄화시키고 제2도(i)와 같이 상기 매개물 마스크층인 질화막(4)을 제거한 다음, 결과물 전면에 상층 금속(9)을 증착하여 이 상층금속(9)이 상기 매개물을 통하여 하층금속(1)과 연결되도록 한후, 감광제(11)를 도포하고 상기 매개물 금속(3)을 1차 식각하기 위해 사용한 마스크를 사용하여 노광 및 현상한 다음(j)와 같이 상기 현상된 감광제(11)를 마스크로 이용 상층금속(9)을 건식식각하여 하층금속과 식각 저지용 금속 및 매개물 금속(3)을 통해 연결되도록 한다.Subsequently, the
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 반도체 소자의 금속층간의 평탄화 방법에 있어서는 매개물 금속을 이용함으로써 하층금속과 상층금속의 연결이 용이해지며, 매개물 금속으로 인해 상하 금속층간의 굴곡을 완화시켜 줌으로써 금속층간의 평탄화를 이룰수 있어 반도체 소자의 신뢰성을 증대시킬수 있고, 금속층간의 평탄화로 인해 상층금속을 균일하게 증착할수 있으며 상층금속의 식각에 있어서도 평탄화된 금속의 식각이라는 점에서 수율의 증대를 가져올수 있는 장점이 있다.In the planarization method between the metal layers of the semiconductor device of the present invention as described above, by using the intermediate metal, the connection between the lower metal and the upper metal is facilitated, and the bending between the upper and lower metal layers is alleviated due to the intermediate metal. It is possible to increase the reliability of the semiconductor device by flattening of the device, and evenly depositing the upper layer metal due to the planarization between the metal layers, and to increase the yield in that the etching of the flattened metal is also performed in the etching of the upper layer metal. There is this.
또한 하층금속상에 매개물 금속을 정확하게 형성한후, 이 매개물 금속상에 상층금속을 형성하게 되므로 매개물 금속으로 인하여 상층 금속의 패터닝시, 보다 정확한 패턴을 형성할수 있게 된다.In addition, since the intermediate metal is accurately formed on the lower metal, and the upper metal is formed on the intermediate metal, the pattern metal can form a more accurate pattern when the upper metal is patterned.
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