일반기술

다층 금속배선 구조의 반도체 집적회로 제조방법

본 기술은 반도체 집적회로의 제조방법에 관한 것으로, 특히 금속배선공정에서 금속 배선층 간의 절연물질의 유전상수를 최소화하여 저항(R)과 축전용량(C)의 곱(RC)으로 표현되는 지연시간(delay)을 감소시킴으로써 소자의 동작속도를 향상시키기 위한 새로운 반도체 집적회로의 제조방법에 관한 것이다. 종래의 반도체 집적회로에 있어서 금속 배선층간 절연물질은 실리콘 산화막(SiO2 )으로 이의 상대유전상수는 약 3.9의 값을 갖는데 반하여, 본 발명에 의하여 형성되는 금속 배선층간 절연물질은 진공으로 하거나 공기 또는 불활성 기체를 이용하므로 이 경우 상대유전상수는 자연에서 존재하는 최소 값인 1.0 또는 이에 근접한 값을 갖게 되어 약 4배의 정보처리 속도 향상 효과를 가져온다. 본 발명에 의한 반도체 집적회로 내의 금속 배선층 형성공정에 있어서 층간 절연층의 형성은 금속 배선층 사이에 바나듐 금속을 먼저 형성한 다음에 과산화수소(H2 O2 )를 이용하여 바나듐 금속을 용해하여 제거하는 단계를 거치게 된다. 다른 방법으로는 바나듐 산화막(V2 O5 )을 형성한 다음에 수증기(H2 O)를 이용하여 바나듐 금속을 용해시켜 제거한다.현재의 실리콘 산화막은 이러한 요구에 부응하는 배선층간 절연물질로 사용할 수 없으므로, 새로운 절연물질이 국내외적으로 폭넓게 연구 개발되고 있다. 새로운 물질로는 SiOF, 비정질 탄소박막, 테프론과 같은 저유전율 물질을 들수 있는데, 이들 물질은 반도체 집적회로 제작 상의 용이성과 이러한 저유전율 물질과 집적회로 내의 다른 물질 간 상호 반응 등의 신뢰성이 검증되어야 하며 이들의 유전상수 또한 2~3 정도의 비교적 큰 값이어서 요구되는 저유전율에는 미치지 못하고 있는 실정이다. 이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 배선층간 절연물질의 유전상수를 최소화 하는 신뢰성 높은 반도체 집적회로의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.