KR940011742B1 - 배선층간의 절연막 평탄화방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

배선층간의 절연막 평탄화방법
제1도는 이상적으로 배선층간의 절연막을 평탄화시킨 단면도.
제2도 및 제2(b)도는 종래 배선층간의 절연막 평탄화 방법을 도시한 공정순서도.
제3도는 제2(b)도의 공정조건을 나타낸 도면.
제4(a)도 내지 제4(c)도는 본 발명에 따른 배선층간의 절연막 평탄화 방법을 도시한 공정순서도.
제5도는 제4(b)도 및 제4(c)도의 공정조건을 나타낸 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 반도체기판 1 : 단차물
2 : 1차 배선층 3 : 절연막 혹은 BPSG막
4 : 돌출부 5 : 빈곳(void)
본 발명은 반도체 장치의 배선공정에 관한 것으로, 특히 다층배선시 배선층간의 절연막을 평탄화시키는 방법에 관한 것이다.
최근 반도체 제조기술의 발달과 메모리소자의 응용분야가 확장되어 감에 따라 대용량의 메모리소자 개발이 전척되고 있는데, 이러한 메모리소자의 대용량화는 각 세대마다 2배로 진행하는 미세 프로세스 기술을 기본으로 한 메모리 셀 연구에 의해 추진되어 오고 있다. 특히 반도체 장치에 있어서의 배선기술은 메모리 소자의 미세화 기술에 있어서 중요한 항목중의 하나이며, 이러한 배선기술은 메모리의 워드선과 같은 배선으로도 사용되는 게이트 전극, 소오스(드레인) 확산영역과의 콘택트 및 각 소자를 상호 접속하는 금속배선등으로 분류된다.
제1도는 배선층간의 절연막(3)을 평탄화시킨 모습을 도시한 것으로써, 이 절연막내에 빈곳(void)이 없는 이상적인 경우를 보인 것이다. 그러나 통상적으로 반도체 기판에 형성된 소정패턴의 단차물 때문에, 이 단차물위에 1차 배선층 형성후 절연막 형성시, 상기 소정패턴의 단차물들 사이에 도포된 절연막 내부에 빈곳(void)이 생기게 된다.
제2(a)도 및 제2(b)도는 종래 배선층간의 절연막 평탄화 방법을 도시한 공정순서도이고, 제3도는 제2(b)도의 공정조건을 나타낸 도면이다.
제2(a)도는 절연막(3)의 형성공정을 도시한 것으로, 먼저 반도체기판(10)상에 형성된 소정패턴의 단차물(1)위에 1차 배선층(2)을 형성하고, 이 1차 배선층 위에 절연막(3) 예컨대 BPSG(Boro-Phospho Silicate Glass)막을 증착한다. 이때 상기 단차물이 형성된 반도체 장치가 집적화됨에 따라 이 단차물의 크기도 미세하게 된다. 이로써 BPSG막(3) 증착시 상기 단차물(1)의 아래 모서리 부분에서는 BPSG막의 증착량이 감소되고, 윗 모서리 부분에서는 BPSG막의 증착량이 증가되어, 제2(a)도와 같은 돌출부(4)를 형성하게 된다.
제2(b)도는 상기 BPSG막(3)의 평탄화 공정을 도시한 것으로, 상기 BPSG막(3)을 평탄화시키기 위해, 이 BPSG막을 노(furnace) 장치에서 제3도의 공정조건 즉 900℃, 30분, N2분위기로 고온 처리하여 BPSG막(3)을 플로우(flow)하면, 상기 돌출부(4)의 BPSG막이 급격하게 플로우되고, 이로 인해 상기 BPSG막(3)내에 빈곳(void : 5)이 생기게 된다. 이 평탄화 공정이후 상기 BPSG막을 식각하여 2차 배선층 형성을 위한 콘택트 홀(contact hole)을 만들고자 할때, 식각 선택도에 따라 상기 빈곳(void)이 파괴되어 이 부분에서 2차 배선층의 단락 또는 단선을 초래하게 된다.
상술한 종래 BPSG막의 평탄화 방법은 노(furnace) 장치에서 절연막인 BPSG막을 고온 열처리 플로우함으로써 평탄화시키고자 하였는데, 이때 제2(a)도에 도시된 돌출부의 BPSG막이 급격하게 플로우하여 이 BPSG막내에 빈곳(void)이 생기게 되는 결함이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 2단계 열처리 공정에 의한 절연막 평탄화 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 방법은 열처리 공정에 의한 절연막 평탄화 방법에 있어서, 상기 열처리 공정은 저온 열처리 공정과 고온 열처리 공정의 2단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다.
제4(a)도 내지 제4(c)도는 본 발명에 따른 배선층간의 절연막 평탄화 방법을 도시한 공정순서도이고, 제5도는 제4(b)도 및 제4(c)도의 공정조건을 나타낸 도면이다.
제4(a)도는 절연막(3)의 형성공정을 도시한 것으로, 먼저 반도체기판(10)상에 형성된 소정패턴의 단차물(1)위에 1차 배선층(2)을 형성하고, 이 1차 배선층 위에 플라즈마 화학 기상 증착 장치를 사용하여 절연막(3) 예컨대 BPSG막을 증착한다. 이때 상기 단차물이 형성된 반도체 장치가 집적화됨에 따라 이 단차물의 크기도 미세하게 된다. 이로써 BPSG막(3) 증착시 상기 단차물(1)의 아래 모서리 부분에서는 BPSG막의 증착량이 감소되고, 윗 모서리 부분에서는 BPSG막의 증착량이 증가되어, 제4(a)도와 같은 돌출부(4)를 형성하게 된다.
제4(b)도는 상기 BPSG막(3)의 1차 평탄화 공정을 도시한 것으로, 상기 BPSG막(3)을 평탄화시키기 위해, 이 BPSG막을 노(furnace) 장치에서 제5도의 첫번째 공정조건 즉 800℃, 30분, N2분위기로 저온 처리하여 1차적으로 BPSG막(3)을 약간 플로우시킨다.
제4(c)도는 상기 BPSG막(3)의 2차 평탄화 공정을 도시한 것으로, 상기 제4(b)도와 같이 1차적으로 열처리된 BPSG막(3)을 노(furnace) 장치에서 연속적으로 제5도의 두번째 공정조건 즉 900℃, 30분, O2분위기로 고온처리하여 플로우시킴으로써, 제4(c)도에 도시된 바와 같이 빈곳(void)이 없는 BPSG막을 이때 O2분위기에서 고온 플로우시킨 것은 불안정한 구조의 BPSG막을 산화시킴으로써 안정한 구조를 형성하기 위함이고, 또한 단차물들 사이에 도포된 BPSG막내에서 빈곳(void)이 발생되는 비율을 저하시키기 위해서이다.
이상과 같이 본 발명에서는 다층배선시 배선층간의 절연막 예컨대 BPSG막을, 노(furnace) 장치에서, 1차 저온 처리 및 2차 고온 처리의 2단계 열처리 공정을 연속적으로 거침으로써, 종래 1차 고온 처리 방법으로 진행하여 단차물들 사이에 도포된 BPSG막 내부에 발생되는 빈곳(void)을 제거할 수 있다. 특히 2차 고온 처리시 O2분위기에서 진행함으로써 불안정한 BPSG막을 더욱 안정하게 가져갈 수 있다.

Claims (3)

  1. 열처리공정에 의한 배선층간의 절연막 평탄화 방법에 있어서, 상기 절연막을 저온 열처리하여 플로우시키는 공정, 상기 플로우된 절연막을 완전히 플로우시키기 위한 고온 열처리공정의 2단계 열처리공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 배선층간의 절연막 평탄화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 저온열처리공정은 질소분위기에서, 고온열처리공정은 산화부위기에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 배선층간의 절연막 평탄화 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 저온열처리공정과 고온열처리공정을 진행함에 있어서, 동일도에서 진공상태를 계속 유지하면서 저온과 고온열처리공정을 차례로 진행하는 것을 특징으로 하는 배선층간의 절연막 평탄화 방법.
KR1019890020709A 1989-12-30 1989-12-30 배선층간의 절연막 평탄화방법 KR940011742B1 (ko)

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