KR100404943B1 - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 플러그 리세스(recess) 정도에 따라 플러그와 상부전극의 접촉저항이 급격히 변화하는 것을 방지하기 위해 주변회로 지역에 형성되는 메탈 콘택의 하부에 캐패시터의 하부전극, 유전체막 및 상부전극을 형성하고 그 상부에 플러그를 형성시켜 메탈 콘택홀내에서 상기 플러그와 상기 상부전극이 상호 중첩되으로써, 플러그의 리세스 정도에 관계없이 콘택저항이 일정하게 유지할 수 있는 반도체 소자의 제조 방법을 제시한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, wherein a lower portion of a capacitor is disposed below a metal contact formed in a peripheral circuit region to prevent a sudden change in contact resistance between a plug and an upper electrode according to a plug recess. The electrode, the dielectric film, and the upper electrode are formed, and a plug is formed thereon, so that the plug and the upper electrode overlap each other in the metal contact hole, so that the contact resistance can be kept constant regardless of the degree of recess of the plug. A method of manufacturing the device is provided.
Description
본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히, MIM(Metal-Insulator-Metal) 캐패시터(capacitor)의 상부전극 상부에 형성되는 제 1 메탈콘택(M1C)의 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming a first metal contact (M1C) formed on the upper electrode of a metal-insulator-metal (MIM) capacitor.
DRAM에서 MIM(Metal-Insylator-Metal)의 구조는 MIS(Metal-Insulator-Semiconductor)보다 유효산화막 두께(Tox) 확보가 용이하고, 인가 전압에 따른 Cs의 변화가 없다는 장점때문에 널리 연구 활용되고 있다. MIM 구조의 유전체 물질로는 Ta2O5가 사용되고, 메탈전극으로는 W, TiN, Pt, Ru, Ir등이 사용된다. 이중 TiN은 증착공정이 널리 사용되고 있다.The structure of MIM (Metal-Insylator-Metal) in DRAM is widely used because of its advantages that it is easier to secure effective oxide thickness (Tox) than MIS (Metal-Insulator-Semiconductor) and there is no change of Cs according to applied voltage. Ta 2 O 5 is used as the dielectric material of the MIM structure, and W, TiN, Pt, Ru, Ir, etc. are used as the metal electrode. Among them, TiN is widely used in the deposition process.
반도체 소자 제조공정중 패일(fail)된 비트(bit) 또는 라인(line)을 리던던시 라인(redundancy line)으로 대체하기 위한 레이저 컷팅(laser cutting) 작업이 가능토록 만드는 퓨즈층(fuse layer)으로 현재 캐패시터의 상부전극이 사용되고 있기 때문에 제 1 메탈콘택(M1C)과 상부전극의 콘택저항 값도 전체 소자 동작 속도에 있어서 중요하다.The current capacitor is a fuse layer that enables laser cutting to replace failed bits or lines with redundancy lines during the semiconductor device manufacturing process. Since the upper electrode of is used, the contact resistance values of the first metal contact M1C and the upper electrode are also important in the overall device operation speed.
도 1a 내지 도 1c를 통해 종래 기술에 따른 제 1 메탈콘택(M1C) 형성 방법을단계별로 간략하게 설명하면 다음과 같다.A method of forming a first metal contact M1C according to the prior art will be briefly described with reference to FIGS. 1A through 1C as follows.
도 1a을 참조하면, 셀 지역과 주변회로 지역이 정의(define)된 반도체 기판이(도시되지 않음) 제공되고, 상기 반도체 기판에 소정의 증착공정을 통해 하지막(11)이 형성된다. 상기 하지막(11)은 상기 반도체 기판에 활성영역을 정의(define)하기 위한 소자분리막(도시되지 않음)과, 상기 활성영역의 상부에 형성되는 게이트전극과, 상기 활성영역에 형성되는 소오스 및 드레인영역(도시되지 않음)과, 상기 게이트전극 사이에 형성되는 제 1 랜딩 플러그(landing plug 1; 도시되지 않음)를 포함한다.Referring to FIG. 1A, a semiconductor substrate (not shown) in which cell regions and peripheral circuit regions are defined is provided, and an underlayer 11 is formed on the semiconductor substrate through a predetermined deposition process. The base layer 11 may include an isolation layer (not shown) for defining an active region in the semiconductor substrate, a gate electrode formed on the active region, a source and a drain formed in the active region. And a first landing plug 1 (not shown) formed between a region (not shown) and the gate electrode.
이어서, 전체 구조 상부에 제 1 층간절연막(ILD1; 12)이 형성된 후, 셀 지역의 소정 부위에만 잔재하도록 포토레지스트 패턴을 이용한 식각공정을 진행하여 상기 제 1 층간절연막(ILD1; 12)을 소정 형태로 식각한다. 이어서, 전체 구조 상부에비트라인 베리어 메탈층(13), 텅스텐층(W; 14) 및 하드 마스크층(TEOS; 15)을 순차적으로 형성한 후, 비트라인 마스크를 이용한 식각공정을 진행하여 상기 하드 마스크층(TEOS; 15), 텅스텐층(W; 14) 및 베리어 메탈층(13)을 일 방향으로 식각하여 상기 셀 지역에는 비트라인(10)이 형성된다.Subsequently, after the first interlayer dielectric layer ILD1 12 is formed over the entire structure, an etching process using a photoresist pattern is performed to remain only in a predetermined portion of the cell region, thereby forming the first interlayer dielectric layer ILD1 12. Etch with. Subsequently, the bit line barrier metal layer 13, the tungsten layer (W; 14) and the hard mask layer (TEOS) 15 are sequentially formed on the entire structure, and then the etching process using the bit line mask is performed. The bit line 10 is formed in the cell region by etching the mask layer TEOS 15, the tungsten layer W 14, and the barrier metal layer 13 in one direction.
그런 다음, 전체 구조 상부에 비트라인 스페이서용 절연막(TEOS) 및 제 2 층간절연막(ILD 2; 16)을 순차적으로 형성한 후, 소정의 식각공정을 진행하여 제 2 층간절연막(ILD 2; 16) 및 비트라인 스페이서용 절연막(TEOS)를 식각하여 상기 비트라인(10)의 양측벽에 비트라인 스페이서(17)가 형성되고, 상기 주변회로 지역에는 제 2 층간 절연막(ILD 2; 16)만 잔재하게 된다.Then, the bit line spacer insulating film TEOS and the second interlayer insulating film ILD 2 16 are sequentially formed on the entire structure, and then a predetermined etching process is performed to perform the second interlayer insulating film ILD 2 16. And etching the bit line spacer insulating film TEOS to form bit line spacers 17 on both sidewalls of the bit line 10, and leaving only the second interlayer insulating film ILD 2; do.
이어서, 상기 비트라인(10)들 사이에는 상기 제 1 랜딩 플러그와 전기적으로 접속되기 위한 제 2 랜딩 플러그(18)가 형성된 후, 전체 구조 상부에는 식각 스탑퍼로 작용하는 식각 스탑퍼 질화막(19) 및 캐패시터용 산화막(20)이 순차적으로 형성된다.Subsequently, a second landing plug 18 is formed between the bit lines 10 to be electrically connected to the first landing plug, and then an etch stopper nitride layer 19 acting as an etch stopper on the entire structure. And the capacitor oxide film 20 are sequentially formed.
도 1b를 참조하면, 셀 지역에 소정 형태를 가진 포토레지스트 패턴을 이용한 식각공정을 진행하여 상기 캐패시터용 산화막(20) 및 식각 스탑퍼 질화막(19)을 순차적으로 식각하여 콘캐이브형(concave type)의 캐패시터 구조 패턴이 형성된다. 이때, 주변회로 지역에는 상기 식각 스탑퍼 질화막(19) 및 캐패시터용 산화막(20)이 그대로 잔재하게 된다.Referring to FIG. 1B, an etching process using a photoresist pattern having a predetermined shape in a cell region is performed to sequentially etch the capacitor oxide film 20 and the etch stopper nitride film 19 in a concave type. The capacitor structure pattern of is formed. At this time, the etch stopper nitride film 19 and the capacitor oxide film 20 remain in the peripheral circuit area.
이어서, 전체 구조 상부에 캐패시터의 하부전극(21) 및 유전체막(22)을 형성한 후, 식각공정을 진행하여 상기 셀 지역에만 상기 하부전극(21) 및 유전체막(22)이 잔재하도록 주변회로 지역의 상기 하부전극(21) 및 유전체막(22)을 제거한다. 그런 다음, 전체 구조 상부에 캐패시터의 상부전극(23)이 형성되어 상기 셀 지역에는 캐패시터(24)가 형성되고, 주변회로 지역에는 상기 캐패시터용 산화막(20) 상부에 상부전극(23)이 잔재하게 된다.Subsequently, after forming the lower electrode 21 and the dielectric film 22 of the capacitor on the entire structure, the etching process is performed to the peripheral circuit so that the lower electrode 21 and the dielectric film 22 remain only in the cell region. The lower electrode 21 and the dielectric film 22 in the area are removed. Then, the upper electrode 23 of the capacitor is formed on the entire structure, the capacitor 24 is formed in the cell region, and the upper electrode 23 remains on the capacitor oxide film 20 in the peripheral circuit region. do.
이어서, 전체 구조 상부에 제 3 층간절연막(ILD 3; 25)이 형성된 후, 주변회로 지역에 메탈 콘택을 형성하기 위해 메탈 콘택 마스크를 이용한 식각공정을 진행하여 콘택홀(도시되지 않음)이 형성된다. 이어서, 전체 구조 상부에 메탈 콘택 배리어 메탈층(26)이 형성된 후, 상기 콘택홀을 매립하도록 플러그용 텅스텐층(W; 27)이 형성된다.Subsequently, after the third interlayer dielectric layer ILD 3 is formed on the entire structure, a contact hole (not shown) is formed by performing an etching process using a metal contact mask to form a metal contact in the peripheral circuit region. . Subsequently, after the metal contact barrier metal layer 26 is formed on the entire structure, a tungsten layer for plug W 27 is formed to fill the contact hole.
도 1c를 참조하면, 전체 구조 상부에 에치백(etch back)을 진행하여 상기 텅스텐층(W; 27)을 식각함으로써, 인접해 있는 다른 플러그와 서로 분리되도록 콘택홀 내부에 플러그(27a)가 형성된다.Referring to FIG. 1C, the tungsten layer (W) 27 is etched by performing an etch back on the entire structure to form a plug 27a inside the contact hole so as to be separated from other adjacent plugs. do.
상기에서 설명한 바와 같이, 상기 플러그를 인접한 다른 플러그들과 서로 분리시키기 위한 에치백 공정시 셀 지역과 주변회로 지역의 경계면에 텅스텐(W)이 완전히 식각되지 않고 텅스텐 잔재물이 남아 인접해 있는 다른 플러그들과 전기적으로 단락되는 문제와 후속 공정에서 형성되는 제 1 메탈(M1)간의 전기적인 단락문제를 해결하기 위해 상기 경계면에 텅스텐(W) 잔재물이 남지 않도록 오버식각(over etch)을 진행한다. 따라서, 플러그의 텅스텐은 제 3 층간절연막 이하로 리세스(recess)되고, 오버식각 타겟에 따라 텅스텐이 상부전극까지 리세스된다. 이러한 오버식각 공정에 의해 상부전극과 접촉하고 있는 플러그 배리어 메탈층에 어택(attack)이 가해져 상기 배리어 메탈층의 소정 부위가 손실되어 플러그와 상부전극의 콘택저항에 영향을 미치게 된다.As described above, the tungsten (W) is not completely etched at the interface between the cell region and the peripheral circuit region during the etchback process for separating the plug from other adjacent plugs. In order to solve the problem of short-circuit and electrical short and electrical short-circuit between the first metal M1 formed in a subsequent process, overetch is performed so that no residue of tungsten (W) remains on the interface. Therefore, tungsten of the plug is recessed below the third interlayer insulating film, and tungsten is recessed to the upper electrode according to the overetch target. The overetch process causes an attack to be applied to the plug barrier metal layer in contact with the upper electrode, and a predetermined portion of the barrier metal layer is lost to affect the contact resistance between the plug and the upper electrode.
상기 플러그와 상부전극 간의 높이차(단차)에 따른 콘택저항의 변화를 도 2를 통해 살펴보면, 다음과 같다.The change in contact resistance according to the height difference (step difference) between the plug and the upper electrode will be described with reference to FIG. 2.
일반적으로, 플러그와 상부전극 간의 콘택저항은 낮을 수록 좋은데, 도시된 바와 같이 가장 낮은 콘택저항을 얻기 위해서는 플러그와 상부전극 간의 단차가 "1000Å"가 되어야 한다. 그러나, 종래 기술에서는 오버식각에 의해 텅스텐의 리세스가 증가하여 플러그가 상부전극밑으로 리세스될 경우, 예를 들면, 플러그와 상부전극간의 단차가 "-500Å"일 경우, 플러그와 상부전극 간의 콘택저항은 110Ω가 되고, 텅스텐의 리세스가 감소하여 플러그와 상부전극간의 단차가 높을 경우, 예를 들면, "2250Å"일 경우, 플러그와 상부전극 간의 콘택저항은 60Ω가 된다.In general, the lower the contact resistance between the plug and the upper electrode, the better. As shown, the step between the plug and the upper electrode should be "1000 k?" To obtain the lowest contact resistance. However, in the prior art, when the recess of tungsten increases due to overetching and the plug is recessed under the upper electrode, for example, when the step between the plug and the upper electrode is "-500 kV", the gap between the plug and the upper electrode is increased. If the contact resistance becomes 110 kV, and the recess of tungsten decreases and the step difference between the plug and the upper electrode is high, for example, "2250 kV", the contact resistance between the plug and the upper electrode becomes 60 kV.
따라서, 본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 텅스텐 리세스 정도에 따라서 플러그와 상부전극의 저항이 급격히 변화하는 것을 방지하기 위해 주변회로 지역에 형성되는 메탈 콘택의 하부에 캐패시터의 하부전극, 유전체막 및 상부전극을 형성하고 그 상부에 플러그를 형성시킴으로써, 플러그의 리세스 정도에 관계없이 콘택저항이 일정하게 유지하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problem, and the lower portion of the capacitor in the lower portion of the metal contact formed in the peripheral circuit region in order to prevent the resistance of the plug and the upper electrode changes rapidly depending on the degree of tungsten recess By forming an electrode, a dielectric film, and an upper electrode and forming a plug thereon, the purpose is to keep the contact resistance constant regardless of the degree of recess of the plug.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 반도체 소자의 단면도.1A to 1C are cross-sectional views of a semiconductor device according to the prior art.
도 2는 플러그와 상부전극간의 단차에 따른 콘택저항비를 도시한 특성 그래프.2 is a characteristic graph showing a contact resistance ratio according to a step between a plug and an upper electrode.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도.3A to 3E are cross-sectional views of semiconductor devices in accordance with one embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
11, 31 : 하지막 12, 32 : 제 1 층간절연막11, 31: base film 12, 32: first interlayer insulating film
13, 33 : 베리어 메탈층 14, 34, 27, 47 : 텅스텐층13, 33: barrier metal layer 14, 34, 27, 47: tungsten layer
15, 35 : 하드 마스크층 16, 36 : 제 2 층간절연막15, 35: hard mask layer 16, 36: second interlayer insulating film
10, 30 : 비트라인 17, 37 : 비트라인 스페이서10, 30: bit line 17, 37: bit line spacer
18, 38 : 제 2 랜딩 플러그 19, 39 : 식각 스탑퍼 질화막18, 38: second landing plug 19, 39: etching stopper nitride film
20, 40 : 캐패시터용 산화막 21, 41 : 하부전극20, 40: capacitor oxide film 21, 41: lower electrode
22, 42 : 유전체막 23, 43 : 상부전극22, 42 dielectric film 23, 43 upper electrode
24, 44 : 캐패시터 25, 45 : 제 3 층간절연막24 and 44 capacitors 25 and 45 third interlayer insulating film
26, 46 : 배리어 메탈층 27a, 47a : 플러그26, 46 barrier metal layers 27a, 47a plug
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 셀 지역과 주변회로 지역이 정의된 반도체 기판이 제공되고, 상기 반도체 기판 상부에 하지막을 형성하는 단계; 전체 구조 상부에 캐패시터용 산화막을 형성한 후, 식각공정을 진행하여 상기 셀 지역에 캐패시터용 패턴을 형성하는 동시에 상기 주변회로 지역에 플러그용 패턴을 형성하는 단계; 상기 캐패시터 패턴 상부에 캐패시터를 형성하는 동시에 캐패시터 형성물질을 상기 플러그용 패턴에 형성하는 단계; 전체 구조 상부에 층간절연막을 형성한 후, 식각공정을 진행하여 상기 주변회로 지역에 콘택홀을 형성하는 단계; 전체 구조 상부에 배리어 메탈을 형성하는 단계; 및 상기 콘택홀을 매립하도록 플러그를형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor substrate having a cell region and a peripheral circuit region defined, forming a base film on the semiconductor substrate; Forming a capacitor oxide layer on the entire structure, and then performing an etching process to form a capacitor pattern in the cell region and a plug pattern in the peripheral circuit region; Forming a capacitor on the capacitor pattern and forming a capacitor forming material on the plug pattern; Forming a contact hole in the peripheral circuit region by performing an etching process after forming an interlayer insulating layer on the entire structure; Forming a barrier metal on the entire structure; And forming a plug to fill the contact hole.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 단계별 단면도이다.3A to 3E are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
도 3a를 참조하면, 셀 지역과 주변회로 지역이 정의(define)된 반도체 기판이(도시되지 않음) 제공되고, 상기 반도체 기판에 소정의 증착공정을 통해 하지막(31)이 형성된다. 상기 하지막(31)은 상기 반도체 기판에 활성영역을 정의(define)하기 위한 소자분리막(도시되지 않음)과, 상기 활성영역의 상부에 형성되는 게이트전극과, 상기 활성영역에 형성되는 소오스 및 드레인영역(도시되지 않음)과, 상기 게이트전극 사이에 형성되는 제 1 랜딩 플러그(landing plug 1; 도시되지 않음)를 포함한다.Referring to FIG. 3A, a semiconductor substrate (not shown) in which cell regions and peripheral circuit regions are defined is provided, and an underlayer 31 is formed on the semiconductor substrate through a predetermined deposition process. The base layer 31 may include an isolation layer (not shown) for defining an active region in the semiconductor substrate, a gate electrode formed over the active region, and a source and a drain formed in the active region. And a first landing plug 1 (not shown) formed between a region (not shown) and the gate electrode.
이어서, 전체 구조 상부에 제 1 층간절연막(ILD1; 32)이 형성된 후, 셀 지역의 소정 부위에만 잔재하도록 포토레지스트 패턴을 이용한 식각공정을 진행하여 상기 제 1 층간절연막(ILD1; 32)을 소정 형태로 식각한다. 이어서, 전체 구조 상부에비트라인 베리어 메탈층(33), 텅스텐층(W; 34) 및 하드 마스크층(TEOS; 35)을 순차적으로 형성한 후, 비트라인 마스크를 이용한 식각공정을 진행하여 상기 하드 마스크층(TEOS; 35), 텅스텐층(W; 34) 및 베리어 메탈층(33)을 일 방향으로 식각하여 상기 셀 지역에는 비트라인(30)이 형성된다.Subsequently, after the first interlayer dielectric layer ILD1 32 is formed over the entire structure, an etching process using a photoresist pattern is performed to remain only in a predetermined portion of the cell region, thereby forming the first interlayer dielectric layer ILD1 32. Etch with. Subsequently, the bit line barrier metal layer 33, the tungsten layer (W; 34) and the hard mask layer (TEOS) 35 are sequentially formed on the entire structure, and then the etching process using the bit line mask is performed. The bit line 30 is formed in the cell region by etching the mask layer TEOS 35, the tungsten layer W 34, and the barrier metal layer 33 in one direction.
그런 다음, 전체 구조 상부에 비트라인 스페이서용 절연막(TEOS) 및 제 2 층간절연막(ILD 2; 36)을 순차적으로 형성한 후, 소정의 식각공정을 진행하여 제 2 층간절연막(ILD 2; 36) 및 비트라인 스페이서용 절연막(TEOS)를 식각하여 상기 비트라인(30)의 양측벽에 비트라인 스페이서(37)가 형성되고, 상기 주변회로 지역에는 제 2 층간 절연막(ILD 2; 36)만 잔재하게 된다.Then, the bit line spacer insulating film TEOS and the second interlayer insulating film ILD 2 36 are sequentially formed on the entire structure, and then a predetermined etching process is performed to perform the second interlayer insulating film ILD 2 36. And etching the bit line spacer insulating layer TEOS to form bit line spacers 37 on both sidewalls of the bit line 30, and leaving only the second interlayer insulating layer ILD 2 36 in the peripheral circuit region. do.
이어서, 상기 비트라인(30)들 사이에는 상기 제 1 랜딩 플러그와 전기적으로 접속되기 위한 제 2 랜딩 플러그(38)가 형성된 후, 전체 구조 상부에는 식각 스탑퍼로 작용하는 식각 스탑퍼 질화막(39) 및 캐패시터용 산화막(40)이 순차적으로 형성된다.Subsequently, a second landing plug 38 is formed between the bit lines 30 to be electrically connected to the first landing plug, and then an etch stopper nitride layer 39 acting as an etch stopper on the entire structure. And the capacitor oxide film 40 is sequentially formed.
도 3b를 참조하면, 전체 구조 상부에 소정 형태를 가진 포토레지스트 패턴을 이용한 식각공정을 진행하여 상기 캐패시터용 산화막(40) 및 식각 스탑퍼 질화막(39)을 순차적으로 식각하여 상기 셀 지역에는 콘캐이브형(concave type)의 캐패시터용 패턴이 형성되는 동시에 상기 주변회로 지역에는 플러그용 패턴이 형성된다.Referring to FIG. 3B, an etching process using a photoresist pattern having a predetermined shape is performed on the entire structure to sequentially etch the capacitor oxide film 40 and the etch stopper nitride film 39 to concave the cell region. A capacitor pattern of a concave type is formed and a plug pattern is formed in the peripheral circuit area.
도 3c를 참조하면, 상기 셀 지역의 캐패시터용 패턴과 상기 주변회로 지역의 플러그용 패턴에 캐패시터의 하부전극(41)을 형성한 후, 그 상부에 포토레지스트 패턴을 이용한 CMP 공정을 진행하여 각각의 하부전극(41)을 분리시킨다. 이어서, 상기 셀 지역 및 주변회로 지역에 유전체막(42) 및 상부전극(43)을 순차적으로 형성하여 상기 셀 지역에는 캐패시터(44)가 형성되고, 상기 주변회로 지역에는 유전체막(42) 및 상부전극(43)의 적층 구조가 형성된다. 상기 하부전극(40) 및 상부전극(42)은 TiN으로 형성되고, 상기 유전체막(41)은 TaON으로 형성된다. 또한, 상기 상부전극(42)은 1000 내지 2000Å의 두께로 형성된다.Referring to FIG. 3C, after the lower electrode 41 of the capacitor is formed on the capacitor pattern of the cell region and the plug pattern of the peripheral circuit region, a CMP process using a photoresist pattern is performed on each of the capacitor electrodes. The lower electrode 41 is separated. Subsequently, a dielectric film 42 and an upper electrode 43 are sequentially formed in the cell region and the peripheral circuit region, so that a capacitor 44 is formed in the cell region, and the dielectric film 42 and the upper portion are formed in the peripheral circuit region. A stacked structure of the electrodes 43 is formed. The lower electrode 40 and the upper electrode 42 are formed of TiN, and the dielectric film 41 is formed of TaON. In addition, the upper electrode 42 is formed to a thickness of 1000 to 2000Å.
도 3d를 참조하면, 전체 구조 상부에 제 3 층간절연막(ILD 3; 45)이 형성된 후, 주변회로 지역에는 메탈 콘택을 형성하기 위해 메탈 콘택 마스크를 이용한 식각공정을 진행하여 콘택홀(도시되지 않음)이 형성된다. 상기 제 3 층간절연막(ILD 3; 45)은 실리콘 산화막이 2000 내지 4000Å의 두께로 형성된다. 이어서, 전체 구조 상부에 메탈 콘택 배리어 메탈층(46)이 형성된 후, 상기 콘택홀을 매립하도록 텅스텐층(W; 47)이 형성된다.Referring to FIG. 3D, after the third interlayer dielectric layer ILD 3 45 is formed on the entire structure, a contact hole (not shown) is formed by performing an etching process using a metal contact mask to form a metal contact in the peripheral circuit region. ) Is formed. The third interlayer insulating film (ILD 3) 45 has a silicon oxide film having a thickness of 2000 to 4000 kPa. Subsequently, after the metal contact barrier metal layer 46 is formed on the entire structure, a tungsten layer W 47 is formed to fill the contact hole.
도 3e를 참조하면, 전체 구조 상부에 에치백(etch back)을 진행하여 상기 텅스텐층(W; 46)을 식각함으로써, 인접해 있는 다른 플러그와 서로 분리되도록 콘택홀 내부에 플러그(47a)가 형성된다. 상기 플러그(47a)는 상기 콘택홀 내에서 상기 캐패시터의 하부전극(40), 유전체막(41) 및 상부전극(42)과 중첩된다.Referring to FIG. 3E, the tungsten layer (W) 46 is etched by performing an etch back on the entire structure to form a plug 47a inside the contact hole so as to be separated from other adjacent plugs. do. The plug 47a overlaps the lower electrode 40, the dielectric film 41, and the upper electrode 42 of the capacitor in the contact hole.
즉, 상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 가장 큰 특징은 메탈 콘택으로 작용하는 플러그의 하부에 캐패시터의 상부전극, 유전체막 및 하부전극을 형성하고, 플러그의 하부면과 캐패시터의 상부전극의 상부면이 상호 중첩됨으로써, 플러그의 리세스 정도에 무관하게 콘택 저항을 일정하게 유지할 수 있다.That is, as described above, the biggest feature of the present invention is to form the upper electrode, the dielectric film and the lower electrode of the capacitor under the plug serving as the metal contact, and the lower surface of the plug and the upper surface of the upper electrode of the capacitor By overlapping each other, the contact resistance can be kept constant regardless of the degree of recess of the plug.
본 발명은 플러그 리세스(recess) 정도에 따라 플러그와 상부전극의 저항이 급격히 변화하는 것을 방지하기 위해 주변회로 지역에 형성되는 메탈 콘택의 하부에 캐패시터의 하부전극, 유전체막 및 상부전극을 형성하고 그 상부에 플러그를 형성시켜 메탈 콘택홀내에서 상기 플러그와 상기 상부전극이 상호 중첩되으로써, 플러그의 리세스 정도에 관계없이 콘택저항이 일정하게 유지할 수 있다.The present invention forms a lower electrode, a dielectric film, and an upper electrode of a capacitor under a metal contact formed in a peripheral circuit area to prevent the resistance of the plug and the upper electrode from changing rapidly according to the degree of plug recess. By forming a plug thereon, the plug and the upper electrode overlap each other in a metal contact hole, thereby maintaining a constant contact resistance regardless of the degree of recess of the plug.
또한, 추가되는 마스크공정없이 플러그의 에치백 공정의 마진을 증가시킬 수 있다.It is also possible to increase the margin of the etch back process of the plug without additional mask processing.
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