일반기술

실리콘 반도체 소자의 금속 배선 형성용 텅스텐 질화 박막 증착 방법

본 발명은 고집적 실리콘 반도체 소자의 금속 배선 형성에 관한 것이다. 최근에 개발된 저압 화학 증착법을 이용하여 텅스텐 박막을 증착시키는 금속 배선 기술은 열적 안정도, 일렉트로 미그레이션, 스탭 커버리지 등이 우수한 반면 실리콘, 산화막 및 산화막/실리콘 계면에서 침식이 발생 함으로써 텅스텐이 산화막/실리콘 계면으로 파고 들어 가거나 실리콘 기판 내부로 침투하게 되어 결과적으로 누설 전류가 높아지고 정선의 단락이 발생하여, 절연 파괴 전압이 낮아지는 등의 문제점이 발생하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 텅스텐 박막의 형성 이전에 플라스마 화학 증착법을 이용하어 텅스텐 질화 박막을 증착시키는 방법을 제공한다.텅스텐 박막의 증착 전단계 공정으로써 NH /WF 의 입력 분압 조성비를 0.25-2로 하고, 300-600도C의 증착 온도에서 0.1-1 Torr의 증착 압력하에서 플라스마 화학 증착하여 70-300μΩ-㎝의 비저항값을 갖는 텅스텐 질화 박막을 5-10μm의 두께로 성장 시킴으로써 전압 화학 증착법으로 텅스텐 박막을 증착하여 금속 배선을 형성하는 공정시에 F원자 들에 의한 실리콘, 산화막 및 산 실리콘 계면의 침식을 방지 하도록 한 고집적 실리콘 반도체 소자의 금속 배선 형성용 텅스텐 질화 박막 증착법이다.1. 저압화학증착법으로 텅스텐 박막을 증착하여 금속배선을 형성함에 있어서, 상기 텅스텐 박막의 증착 전단계 공정으로서 NH₃/WF₄의 입력분압조성비를 0.25-2로 하고, 300-600℃의 증착 온도에서 0.1-1Torr의 증착 압력하에서 플라즈마 화학증착하여 70-300μΩ-cm의 비저항값을 갖는 텅스텐 질화박막을 500-1000Å의 두께로 성장시킴을 특징으로 하는 실리콘 반도체소자의 금속배선 형성용 텅스텐 질화박막 증착방법.