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흡착억제제를 이용한 반도체 소자의 금속배선 형성방법

  • 기술번호 : KST2014028960
  • 담당센터 : 경기기술혁신센터
  • 전화번호 : 031-8006-1570
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 흡착억제제를 이용한 반도체 소자의 금속배선 형성방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 반도체 소자의 금속배선 형성방법은, 하부구조가 형성된 반도체 기판상에 절연층을 형성하고, 상기 절연층 상에 일정 패턴의 트렌치(trench) 또는 비아(via)홀을 형성하는 단계와; 상기 트렌치 또는 비아홀이 형성된 반도체 기판상에, 상기 도전물질의 증착을 위한 증착공정과 상기 도전물질의 흡착을 억제하기 위한 흡착억제공정을, 상기 트렌치 또는 비아홀이 상기 도전물질로 채워질 때까지 연속적, 단계적, 순환적 방법 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 방법으로 수행하여 도전층을 형성하는 단계와; 상기 절연층의 상부가 노출될 때까지 상기 도전층 제거공정을 수행하여 상기 트렌치 또는 비아홀을 제외한 부분의 도전층을 제거함에 의해 금속배선을 형성하는 단계를 구비한다. 본 발명에 따르면, 금속배선 형성시 보이드나 연결선 없는 균일한 증착이 가능한 장점이 있다. 증착, 보이드, 흡착억제제, 구리, 트렌치
Int. CL H01L 21/28 (2006.01)
CPC H01L 21/76877(2013.01) H01L 21/76877(2013.01) H01L 21/76877(2013.01) H01L 21/76877(2013.01)
출원번호/일자 1020080039447 (2008.04.28)
출원인 성균관대학교산학협력단
등록번호/일자 10-1069630-0000 (2011.09.27)
공개번호/일자 10-2009-0113633 (2009.11.02) 문서열기
공고번호/일자 (20111005) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2008.04.28)
심사청구항수 16

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 성균관대학교산학협력단 대한민국 경기도 수원시 장안구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이내응 대한민국 경기도 과천시
2 문학기 대한민국 경기도 수원시 장안구
3 김선일 대한민국 경상남도 밀양시

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인다울 대한민국 서울 강남구 봉은사로 ***, ***호(역삼동, 혜전빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 성균관대학교산학협력단 대한민국 경기도 수원시 장안구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2008.04.28 수리 (Accepted) 1-1-2008-0305022-04
2 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2010.02.12 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2010-0063408-19
3 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2010.04.12 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2010-0232970-19
4 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2010.04.12 수리 (Accepted) 1-1-2010-0232967-82
5 최후의견제출통지서
Notification of reason for final refusal		 2010.08.24 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2010-0369413-25
6 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2010.08.30 수리 (Accepted) 1-1-2010-0559690-65
7 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2010.08.30 보정승인 (Acceptance of amendment) 1-1-2010-0559699-75
8 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2010.12.06 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2010-0561130-69
9 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2011.02.07 수리 (Accepted) 1-1-2011-0086034-18
10 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2011.03.07 수리 (Accepted) 1-1-2011-0163515-07
11 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2011.03.07 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2011-0163516-42
12 등록결정서
Decision to grant		 2011.09.21 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0537163-92
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2012.04.26 수리 (Accepted) 4-1-2012-5090770-53
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2012.06.20 수리 (Accepted) 4-1-2012-5131828-19
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2012.06.27 수리 (Accepted) 4-1-2012-5137236-29
16 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.02.23 수리 (Accepted) 4-1-2017-5028829-43
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
반도체 소자의 금속배선 형성방법에 있어서: 하부구조가 형성된 반도체 기판상에 절연층을 형성하고, 상기 절연층 상에 일정 패턴의 트렌치(trench) 또는 비아(via)홀을 형성하는 단계와; 상기 트렌치 또는 비아홀이 형성된 반도체 기판상에, 도전물질의 증착을 위한 증착공정과 상기 도전물질의 흡착을 억제하기 위한 흡착억제공정을, 상기 트렌치 또는 비아홀이 상기 도전물질로 채워질 때까지 연속적, 단계적, 순환적 방법 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 방법으로 수행하여 도전층을 형성하는 단계와; 상기 절연층의 상부가 노출될 때까지 상기 도전층 제거공정을 수행하여 상기 트렌치 또는 비아홀을 제외한 부분의 도전층을 제거함에 의해 금속배선을 형성하는 단계를 구비하며, 상기 흡착억제공정은, 흡착억제제(adsorption inhibitor) 기체분자 또는 래디컬(radical)을 표면에 흡착시켜, 상기 트렌치 또는 비아홀의 상부, 및 상기 트렌치 또는 비아홀의 내부를 제외한 상기 반도체 기판 상부면에 대한 상기 도전물질의 증착을 억제하는 공정이고, 상기 흡착억제제는 H2, NH3, N2H2, H2S, HI, CH4, C2H2, 및 C2H6 를 포함하는 수소(H)가 있는 기체분자들 중에서 선택된 어느 하나의 기체분자, 또는 상기 선택된 어느 하나의 기체분자의 플라즈마로부터 생성된 수소를 포함한 래디컬 중 선택된 어느 하나임을 특징으로 하는 금속배선 형성방법
2 2
청구항 1에 있어서, 상기 트렌치 또는 비아홀을 형성하는 단계이후 상기 도전층을 형성하는 단계이전에, 상기 트렌치 또는 비아홀이 형성된 반도체 기판상에, 상기 도전층의 확산을 방지하기 위한 확산방지층을 형성하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 금속배선 형성방법
3 3
청구항 2에 있어서, 상기 확산방지층을 형성하는 단계 이후 상기 도전층을 형성하는 단계이전에, 상기 확산방지층이 형성된 반도체 기판 상에, 상기 도전물질의 증착시 핵생성 및 접착력 증가를 향상을 위한 금속장벽층을 형성하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 금속배선 형성방법
4 4
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 도전물질은 구리 또는 구리합금임을 특징으로 하는 금속배선 형성방법
5 5
청구항 4에 있어서, 상기 도전층의 형성은 유기금속 화학기상증착법(MOCVD)이 이용됨을 특징으로 하는 금속배선 형성방법
6 6
청구항 5에 있어서, 상기 구리를 이용한 상기 도전층의 형성은 (hfac)CuVTMOS 계열, (hfac)CuTMVS 계열, 및 (hfac)CuDMB 계열 중에서 선택된 어느 하나의 구리전구체(precursor)를 이용하여 수행됨을 특징으로 하는 금속배선 형성방법
7 7
청구항 6에 있어서, 상기 구리합금을 이용한 상기 도전층의 형성은, 상기 구리전구체에, 알루미늄(Al), 은(Ag), 코발트(Co), 텅스텐(W), 타이타늄(Ti), 니켈(Ni), 탄탈륨(Ta) 및 주석(Sn) 중에서 선택된 어느 하나를 주성분으로 포함하는 금속전구체들 중에서 적어도 하나의 전구체를 더 추가하여 수행됨을 특징으로 하는 금속배선 형성방법
8 8
청구항 7에 있어서, 상기 구리합금은 구리에 대한 첨가물의 조성비가 0
9 9
삭제
10 10
청구항 1에 있어서, 상기 흡착억제제는 상기 수소를 포함한 래디컬을 질소(N2) 또는 아르곤(Ar) 가스에 희석한 것을 특징으로 하는 금속배선 형성방법
11 11
청구항 3에 있어서, 상기 확산방지층 및 상기 금속장벽층은 원자층 증착(ALD;Atomic Layer Deposition) 방법을 통해 형성됨을 특징으로 하는 금속배선 형성방법
12 12
청구항 11에 있어서, 상기 확산방지층은 Ti,TiN, 및 TiSiN을 포함하는 티타늄 계열, Ta,TaN, 및 TaSiN을 포함하는 탄탈륨 계열, 및 W 및 WN을 포함하는 텅스텐 계열을 포함하는 물질들 중에서 선택된 어느 하나의 물질을 재질로 함을 특징으로 하는 금속배선 형성방법
13 13
청구항 12에 있어서, 상기 금속장벽층은 Cu,Os,Ir,Ru,Co,Pd 중에서 선택된 어느 하나의 물질을 재질로 함을 특징으로 하는 금속배선 형성방법
14 14
청구항 13에 있어서, 상기 금속장벽층은 1~5nm의 두께를 가짐을 특징으로 하는 금속배선 형성방법
15 15
청구항 14에 있어서, 상기 금속장벽층을 형성한 이후에, 상기 트렌치 하부에, 표면촉매제 처리를하여 상기 도전물질의 성장 속도를 높이는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 금속배선 형성방법
16 16
청구항 4에 있어서, 상기 트렌치 또는 비아홀을 제외한 부분의 도전층을 제거하는 단계에서의 상기 도전층의 제거는, 상기 도전층이 형성된 반도체 기판을 상기 절연층이 노출될 때까지 연마하는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 통해 수행됨을 특징으로 하는 금속배선 형성방법
17 17
청구항 4에 있어서, 상기 도전층은, 상기 반도체 기판상에 형성되고 상기 트렌치 또는 비아홀 하부에 존재하는 별도의 금속배선과 전기적으로 연결되는 구조를 가짐을 특징으로 하는 금속배선 형성방법
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 산업자원부 한국부품소재진흥원 한국과학기술연구원 소재 원천 기술 개발 초임계박막제어기술(총괄),플라즈마응용고종횡비gap-full공정기술(세부-성균관대)