KR940005625B1 - 텅스텐의 미세가공방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

텅스텐의 미세가공방법

제1a도 내지 제1c도는 본 발명의 제1실시예를 도시한 공정순서 단면도.

제2a도 내지 제2c도는 본 발명의 제2실시예를 도시한 공정순서 단면도.

본 발명은 금속배선 형성방법에 관한 것으로, 특히 배선재료로 이용되는 텅스텐의 미세가공 방법에 관한 것이다.

반도체 소자가 고집적화되어 감에 따라 콘택홀의 종횡비(Aspect ratio)는 더욱 증가되고 있으며, 이에 따라 종래의 알루미늄 스퍼터링(Sputtering) 방식에서는 콘택홀에서의 스탭커버리지(Step coverage)가 나빠 배선이 단락되는 등의 문제가 초래되었다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 콘택홀 매몰기술로서 블랭킷 텅스텐(Blanket Tungsten)과 선택 CVD 텅스텐 공정이 연구되고 있으며, 특히 공정이 안정화되어 있고 스텝커리지가 매우 우수한 블랭킷텅스텐 공정이 더욱 주목받고 있으며 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

그러나 블랭킷텅스텐을 반도체소자의 배선재료로 이용했을 때, 현재의 블랭킷텅스텐 공정으로는 표면 모풀로지(Morphology)가 매우 좋지 않으면 또한 텅스텐의 높은 반사율로 인해 포토리소그래피 공정으로 미세한 패턴을 형성하는 것이 어렵다. 특히, 텅스텐과 식각마스크인 포토레지스트와의 식각선택비가 낮기 때문에 텅스텐을 식각하는 주반응가스로서 SF₆를 사용했을 경우에 포토레지스트를 마스크로 사용해서 미세가공하는 것이 매우 어려운 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 용이한 공정으로 텅스텐을 미세가공할 수 있는 텅스텐의 미세가공방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 방법은 반도체기판상에 형성된 절연막위에 밀착층(Glue layer)을 형성하는 공정과, 상기 밀착층상에 CVD 텅스텐막을 형성하는 공정, 상기 CVD 텅스텐막상에 텅스텐 식각 가스에 대해 식각선택비가 높은 막을 형성하는 공정, 상기 텅스텐 식각가스에 대해 식각선택비가 높은 막위에 포토레지스트를 도포하고 포토리소그래피 공정에 의해 소정의 배선패턴으로 패터닝하는 공정, 상기 패터닝된 포토레지스트를 식각마스크로하여 상기 턴스텐 식각가스에 대해 식각선택비가 높은 막을 식각ㄱ하는 공정, 및 상기 텅스텐 식각가스에 대해 식각 선택비가 높은 막을 식각마스크로 사용하여 상기 CVD 텅스텐막을 식각하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1a도 내지 제1c도에 본 발명의 제1실시예를 도시하였다.

먼저, 제1a도를 참조하면, 반도체기판(1)상에 형성된 절연막(2), 예컨대 산화막위에 텅스텐을 증착하기 전에 산화막과 텅스텐의 밀착성을 향상시키기 위해 밀착층(3), 예컨대 Ti/TiN 막 또는 Ti/TiW막을 증착시키고 나서 이 위에 배선재료인 텅스텐막(4)을 증착시킨다. 이어서 상기 텅스텐막(4)위에 반사율이 낮고 텅스텐을 건식식각하는 주반응 가스인 SF₆에 대해 식각선택비가 높은 막(5), 예컨대 질화막 또는 산화막을 증착하고 난 후 포토레지스트(6)를 도포하고 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝을 행한다.

제1b도를 참조하면, 상기 패터닝된 포토레지스트를 식각마스크로 하여 상기 텅스텐 식각가스에 대해 식각선택비가 높은 막(5)를 식각한 다음 상기 포토레지스트를 제거한다.

제1c도를 참조하면, 상기 텅스텐 식각가스에 대해 식각 선택비가 높은 막을 식각마스크로 하여 상기 텅스텐막(4)를 건식식각하고 다시 이 텅스텐막(4)를 식각마스크로 하여 상기 밀착층(3)을 식각한다. 이때, 상기 텅스텐 식각가스에 대해 식각선택비가 높은 막(5)을 식각마스크로 하여 상기 텅스텐막(4) 및 밀착층(3)를 차례로 건식식각할 수도 있으며 상기 식각마스크로 사용한 텅스텐 식각가스에 대해 식각 선택비가 높은 막(5)를 제거하고 있고 남겨둘 수도 있다.

제2a도 내지 제2c도는 본 발명의 제2실시예를 나타낸 도면으로, 반도체기판(1)상에 형성된 절연막(2)에 콘택홀이 존재하여 텅스텐플러그(Plug)와 텅스텐배선을 동시에 형성하는 경우를 나타내었는바, 제1실시예와 공정이 동일하므로 그 설명은 생략한다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 반도체소자의 배선재료로 이용되는 텅스텐의 미세가공방법에 있어서, 텅스텐막상에 텅스턴 식각가스에 대해 식각선택비가 높은 막을 형성한 후 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝하여 패터닝된 이 텅스텐 식각가스에 대해 식각선택비가 높은 막을 식각마스크로 사용하여 텅스텐을 식각함으로써 텅스텐의 미세가공이 가능하게 되며, 또한 텅스텐의 높은 반사율로 인한 포토리소그래피 공정시의 문제점을 해결할 수 있음에 따라 저저항화를 꾀할 수 있고 일렉트로마이그레이션(Electromigation) 및 스트레스 마이그레이션(Stressmigration)을 크게 향상시킬 수 있는 텅스텐의 미세가공이 가능하게 되므로 초고집적 DRAM의 배선기술의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 반도체기판상에 형성된 절연막위에 밀착층(Glue Layer)을 형성하는 공정과, 상기 밀착층 상에 CVD 텅스텐막을 형성하는 공정, 상기 CVD 텅스텐막상에 텅스텐 식각 가스에 대해 식각선택비가 높은 막을 형성하는 공정, 상기 텅스텐 식각가스에 대해 식각 선택비가 높은 막위에 포토레지스트를 도포하는 포토리소그래피공정에 의해 소정의 배선패턴으로 패터닝하는 공정, 상기 패터닝된 포토레지스트를 식각마스크로 하여 상기 텅스텐 식각가스에 대해 식각선택비가 높은 막을 식각하는 공정, 및 상기 텅스텐 식각가스에 대해 식각선택비가 높은 막을 식각마스크로 사용하여 상기 CVD 텅스텐막을 식각하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 텅스텐의 미세가공방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 밀착층은 Ti/TiN막 또는 Ti/TiW막인 것을 특징으로 하는 텅스텡의 미세가공방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 텅스텐 식각가스에 대해 식각선택비가 높은 막은 질화막 또는산화막인 것을 특징으로 하는 텅스텐의 미세가공방법.