JP2002324853A - Method for forming capacitor of semiconductor device - Google Patents

Method for forming capacitor of semiconductor device

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JP2002324853A
JP2002324853A JP2001233142A JP2001233142A JP2002324853A JP 2002324853 A JP2002324853 A JP 2002324853A JP 2001233142 A JP2001233142 A JP 2001233142A JP 2001233142 A JP2001233142 A JP 2001233142A JP 2002324853 A JP2002324853 A JP 2002324853A
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forming
metal layer
dummy pattern
capacitor
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Japanese (ja)
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Hyung Bok Choi
ヒュン・ボク・チョイ
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SK Hynix Inc
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Hynix Semiconductor Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming a capacitor of a semiconductor device capable of suppressing deterioration of device characteristics due to a residue produced in a process for forming a storage node. SOLUTION: The capacitor forming method is provided with a stage for forming an insulation layer having a contact hole on a substrate and forming a conductive layer in the contact hole, a stage for forming a first metal layer on the whole face including the conductive layer, a stage for selectively etching a dummy pattern layer and an etching barrier layer after they are formed on a first metal layer and forming a lower electrode forming area, a stage for forming a second metal layer by regarding the first metal layer as a seed on the lower electrode forming area, a stage for performing a wet type cleaning process for removing the residue produced in a removing process after removing the etching barrier layer and the dummy pattern layer, and a stage for removing the exposed first metal layer to form a lower electrode.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子の製造に
係り、特に、キャパシタのストレージノードを形成する
工程で発生するレジデュー(残渣)による素子特性の低
下を抑えることができるようにした半導体素子のキャパ
シタ形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the manufacture of a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device capable of suppressing a decrease in device characteristics due to a residue generated in a step of forming a storage node of a capacitor. The present invention relates to a method for forming a capacitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的に、DRAMを形成するには基板
にセルトランジスタを形成させた後、その表面を絶縁層
で覆い、その絶縁層の上にキャパシタを形成させる。そ
の際キャパシタとトランジスタとを電気的に接続するた
めに絶縁層にコンタクトホールを形成させてその中に導
電性のプラグを詰め、そのプラグとキャパシタの下部電
極とを連結するようにする。そのキャパシタの形成に当
たってECD(Electro-Chemical Deposition)Pt工程
を用いることが多いが、そのDRAMキャパシタの製造
工程では、キャパシタのストレージノードを形成するた
めのダミーパターン層のエッチング時のプロファイルを
改善するために、ダミーパターン層の上にSiON膜を
蒸着する。SiON膜はエッチングバリア層として作用
し、ダミーパターン層の垂直プロファイルを良好とす
る。そして、ECD Pt 蒸着後に行われるダミーパタ
ーン層の除去のために、SiON膜を乾エッチング工程
で除去する。
2. Description of the Related Art Generally, in order to form a DRAM, a cell transistor is formed on a substrate, the surface thereof is covered with an insulating layer, and a capacitor is formed on the insulating layer. At this time, in order to electrically connect the capacitor and the transistor, a contact hole is formed in the insulating layer, a conductive plug is filled therein, and the plug is connected to the lower electrode of the capacitor. In forming the capacitor, an ECD (Electro-Chemical Deposition) Pt process is often used, but in the process of manufacturing the DRAM capacitor, the profile at the time of etching the dummy pattern layer for forming the storage node of the capacitor is improved. Next, an SiON film is deposited on the dummy pattern layer. The SiON film functions as an etching barrier layer and improves the vertical profile of the dummy pattern layer. Then, the SiON film is removed by a dry etching process in order to remove the dummy pattern layer performed after the ECD Pt deposition.

【0003】以下、添付の図面を参照して従来技術の半
導体素子のキャパシタ形成工程を説明する。
Hereinafter, a conventional process for forming a capacitor of a semiconductor device will be described with reference to the accompanying drawings.

【0004】図1aから図1eは従来技術の半導体素子
のキャパシタ形成のための工程断面図である。そして、
図2aはエッチングバリア層をエッチバックした後のス
トレージノードの形態を示す写真であり、図2bはダミ
ーパターン層の湿式ディープアウト後のストレージノー
ドの形態を示す写真である。
FIGS. 1A to 1E are sectional views illustrating a process for forming a capacitor of a conventional semiconductor device. And
FIG. 2A is a photograph showing the form of the storage node after etching back the etching barrier layer, and FIG. 2B is a photograph showing the form of the storage node after wet deep-out of the dummy pattern layer.

【0005】まず、図1aのように、セルトランジスタ
(図示せず)が形成された半導体基板(図示せず)上に
絶縁層11と、表面反射防止膜12を順に形成する。そ
の絶縁層11の上にキャパシタを形成させる。キャパシ
タの下部電極とセルトランジスタの一方の電極とを電気
的に連結するためのコンタクトホールを形成する。その
コンタクトホール内に、ドープしたポリシリコン層をC
VD工程で堆積させてエッチバックしてプラグ層13を
形成するが、その際プラグ層13の上端部にリセス部分
を形成するように深くエッチバックする。
First, as shown in FIG. 1A, an insulating layer 11 and a surface antireflection film 12 are sequentially formed on a semiconductor substrate (not shown) on which a cell transistor (not shown) is formed. A capacitor is formed on the insulating layer 11. A contact hole for electrically connecting a lower electrode of the capacitor and one electrode of the cell transistor is formed. In the contact hole, a doped polysilicon layer is
The plug layer 13 is formed by depositing and etching back in a VD process, and at this time, the plug layer 13 is deeply etched back so as to form a recess at the upper end.

【0006】次いで、プラグ層13と後続工程で形成さ
れるバリア層との接触抵抗を減らすための低抵抗コンタ
クト層14をリセス部のプラグ層13の上に形成し、そ
の上にバリア層15を形成する。ここで、低抵抗コンタ
クト層14はTiなどの物質をシリコン上に蒸着し、熱
処理工程でシリサイド(TiSix)化した後、反応し
なかったTiを除去して形成する。そして、バリア層1
5は低抵抗コンタクト層14の形成部分を含む全面に形
成した後、平坦化して低抵抗コンタクト層14上にのみ
残るように形成する。その際、バリア層15の表面を反
射帽子膜2の表面と面一となるようにすることが望まし
い。
Next, a low-resistance contact layer 14 for reducing the contact resistance between the plug layer 13 and a barrier layer formed in a subsequent step is formed on the plug layer 13 in the recess portion, and a barrier layer 15 is formed thereon. Form. Here, the low resistance contact layer 14 is formed by depositing a material such as Ti on silicon, converting the material to silicide (TiSix) in a heat treatment process, and removing unreacted Ti. And the barrier layer 1
5 is formed so as to be formed on the entire surface including the portion where the low-resistance contact layer 14 is formed, and then flattened to remain only on the low-resistance contact layer 14. At this time, it is desirable that the surface of the barrier layer 15 be flush with the surface of the reflective hat film 2.

【0007】上述のようにバリア層を形成させた後、全
面にシード層としての第1金属層16をPtを使用して
形成する。そして、図1bのように、全面にストレージ
ノードのパターニングのためのダミーパターン層17
と、エッチングバリア層18を形成する。ここで、エッ
チングバリア層18はSiONを使用する。そして、図
1cのように、フォトリソグラフィー工程でダミーパタ
ーン層17とエッチングバリア層18を選択的にエッチ
ングして、キャパシタの下部電極形成領域19を形成す
る。エッチングバリア層18はそのエッチング時のダミ
ーパターン層17のエッチングプロファイルを改善する
ために設けてある。このダミーパターン層17のエッチ
ング箇所はストレージノード形成領域である。
After the barrier layer is formed as described above, a first metal layer 16 as a seed layer is formed on the entire surface using Pt. Then, as shown in FIG. 1B, a dummy pattern layer 17 for patterning the storage node is formed on the entire surface.
Then, an etching barrier layer 18 is formed. Here, the etching barrier layer 18 uses SiON. Then, as shown in FIG. 1C, the dummy pattern layer 17 and the etching barrier layer 18 are selectively etched by a photolithography process to form a lower electrode formation region 19 of the capacitor. The etching barrier layer 18 is provided to improve the etching profile of the dummy pattern layer 17 during the etching. The etched portion of the dummy pattern layer 17 is a storage node formation region.

【0008】次いで、図1dのように、ストレージノー
ド形成領域、すなわち、ダミーパターン層17が除去さ
れた部分に露出した第1金属層16をシード層として用
いて第2金属層20を形成する。この第2金属層20の
形成工程はECD工程によって行われる。
Next, as shown in FIG. 1D, a second metal layer 20 is formed using the first metal layer 16 exposed in the storage node formation region, that is, the portion where the dummy pattern layer 17 has been removed, as a seed layer. The step of forming the second metal layer 20 is performed by an ECD step.

【0009】図1eのように、湿式エッチング工程でエ
ッチングバリア層18を除去し、湿式ディープアウト方
式でダミーパターン層17を除去する。かくして第2金
属層20による下部電極が形成される。従って、当然の
ことながら下部電極としての第2金属層20はプラグ1
3とオーバーラップしている。
As shown in FIG. 1E, the etching barrier layer 18 is removed by a wet etching process, and the dummy pattern layer 17 is removed by a wet deep-out method. Thus, a lower electrode is formed by the second metal layer 20. Accordingly, the second metal layer 20 as the lower electrode is, of course, the plug 1
It overlaps with 3.

【0010】このような順序で行われる従来技術では、
エッチングバリア層18として用いられたSiONを除
去する乾エッチング工程の時、フォトマスクを使用せず
ブランケットエッチングを行う。その際、Pt下部電極
の上部の表面にも乾式エッチングガスの影響が及ぶた
め、Ptを含んだレジデューが発生する。このようなレ
ジデューはダミーパターン層の湿式ディープアウト後に
も残っており、後続工程をそのまま行うと素子の電気的
特性を低下させる原因となる。
In the prior art performed in such an order,
At the time of the dry etching step for removing the SiON used as the etching barrier layer 18, blanket etching is performed without using a photomask. At this time, since the dry etching gas also affects the upper surface of the Pt lower electrode, a residue containing Pt is generated. Such a residue remains even after the wet-deep-out of the dummy pattern layer, and if the subsequent process is performed as it is, it may cause the electrical characteristics of the device to deteriorate.

【0011】このようなレジデューの残留を示す写真が
図2aと図2bである。図2aはエッチングバリア層の
エッチバック後のストレージノード部分の状態を示す写
真であり、図2bはダミーパターン層の湿式ディープア
ウト後のレジデューが残留した状態を示す写真である。
図2bから分かるように、エッチングバリア層のエッチ
バック工程で発生したレジデューが多量に残留してい
る。
FIGS. 2A and 2B show photographs showing the residual residue. FIG. 2A is a photograph showing a state of a storage node portion after etch back of an etching barrier layer, and FIG. 2B is a photograph showing a state where a residue remains after a wet deep out of a dummy pattern layer.
As can be seen from FIG. 2B, a large amount of residue generated in the etch back process of the etching barrier layer remains.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術の半
導体素子のキャパシタ形成においては次のような問題が
あった。ストレージノードを形成するためのダミーパタ
ーン層の垂直プロファイル確保のために用いられるエッ
チングバリア層の除去時に発生するレジデューが、ダミ
ーパターン層の除去後にも残り、素子の電気的特性を低
下させる。特に、後続するBST誘電体層の蒸着が不均
一となって、セル間のキャパシタンスが不均一となり、
印加電流の部分的な損失が発生する。
However, there are the following problems in the formation of the capacitor of the above-mentioned prior art semiconductor device. Residue generated at the time of removing the etching barrier layer used to secure the vertical profile of the dummy pattern layer for forming the storage node remains even after the removal of the dummy pattern layer, and deteriorates the electrical characteristics of the device. In particular, the subsequent deposition of the BST dielectric layer becomes non-uniform, the capacitance between cells becomes non-uniform,
Partial loss of applied current occurs.

【0013】本発明はかかる従来技術のキャパシタ形成
工程の問題を解決するためのもので、ストレージノード
を形成する工程で発生するレジデューによる素子特性の
低下を抑えることができる半導体素子のキャパシタ形成
方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the problem of the conventional capacitor forming process, and a method of forming a capacitor of a semiconductor device which can suppress the deterioration of the device characteristics due to the residue generated in the process of forming a storage node. The purpose is to provide.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明による半導体素子のキャパシタ形成方法は、基
板上にコンタクトホールを有する絶縁層を形成し、その
コンタクトホール内に導電層を形成する段階と、導電層
を形成させた基板全面に第1金属層を形成する段階と、
第1金属層上にダミーパターン層とエッチングバリア層
を形成した後、下部電極形成領域を選択的にエッチング
して第1金属層を露出させる段階と、下部電極形成領域
に露出した第1金属層をシードとして第2金属層を下部
電極形成領域に形成する段階と、エッチングバリア層、
ダミーパターン層を除去した後、これらの除去工程で発
生するレジデューを除去するための湿式クリーニング工
程を行う段階と、露出した第1金属層を除去して下部電
極を形成する段階と、を備えることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a method of forming a capacitor of a semiconductor device, comprising forming an insulating layer having a contact hole on a substrate, and forming a conductive layer in the contact hole. And forming a first metal layer on the entire surface of the substrate on which the conductive layer has been formed.
Forming a dummy pattern layer and an etching barrier layer on the first metal layer, and selectively exposing the lower electrode formation region to expose the first metal layer; and exposing the first metal layer to the lower electrode formation region. Forming a second metal layer in the lower electrode formation region using as a seed, an etching barrier layer,
After the dummy pattern layer is removed, a step of performing a wet cleaning step for removing residues generated in these removal steps, and a step of removing the exposed first metal layer to form a lower electrode are provided. It is characterized by.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明による半導体素子のキャパシタ形成方法について詳細
に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for forming a capacitor of a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0016】図3aから図3hは本発明による半導体素
子のキャパシタ形成のための工程断面図である。そし
て、図4は本発明による湿式クリーニング工程を用いた
レジデュー除去後のストレージノードの形態を示す写真
である。
FIGS. 3A to 3H are cross-sectional views illustrating a process for forming a capacitor of a semiconductor device according to the present invention. FIG. 4 is a photograph showing a form of a storage node after removing a residue using a wet cleaning process according to the present invention.

【0017】本発明はストレージノードを形成する工程
時に発生するレジデューを湿式クリーニング工程で除去
した後、後続する工程を行うことが特徴である。ここ
で、湿式クリーニング工程時のクリーニング溶液は下部
電極形成用物質層の成分を含むレジデューと反応してこ
れを除去できるものを使用する。
The present invention is characterized in that a residue generated during a process of forming a storage node is removed by a wet cleaning process, and then a subsequent process is performed. Here, the cleaning solution used in the wet cleaning process reacts with the residue containing the components of the lower electrode forming material layer and can remove the same.

【0018】以下本発明の実施形態を具体的に説明す
る。まず、図3aのように、多数のセルトランジスタ
(図示せず)が形成された半導体基板(図示せず)上に
絶縁層31と表面反射防止膜32を順に形成し、キャパ
シタとセルトランジスタの一方の電極とを連結するため
のコンタクトホールを形成する。ここで、絶縁層31は
酸化膜で形成し、表面反射防止膜32は酸化膜とエッチ
ング選択比の高い物質、例えば、窒化膜を使用して30
0〜1000Åの厚さに形成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described specifically. First, as shown in FIG. 3A, an insulating layer 31 and a surface anti-reflection film 32 are sequentially formed on a semiconductor substrate (not shown) on which a number of cell transistors (not shown) are formed. A contact hole for connecting to the electrode is formed. Here, the insulating layer 31 is formed of an oxide film, and the surface antireflection film 32 is formed of a material having a high etching selectivity with respect to the oxide film, for example, a nitride film.
It is formed to a thickness of 0 to 1000 mm.

【0019】コンタクトホール内には従来同様に導電層
を形成させるが、その形成工程は次の通りである。
A conductive layer is formed in the contact hole in the same manner as in the prior art. The formation process is as follows.

【0020】まず、CVD工程でドープしたポリシリコ
ン層をコンタクトホール内に堆積させ、それをコンタク
トホール内にリセス部分が形成されるように深くエッチ
バックしてプラグ層33を形成する。このリセス部分は
500〜1500Åの深さに形成する。
First, a polysilicon layer doped by a CVD process is deposited in a contact hole, and the polysilicon layer is etched back deeply so as to form a recess in the contact hole, thereby forming a plug layer 33. The recess is formed at a depth of 500 to 1500 °.

【0021】次いで、リセス部分に形成したプラグ層3
3と後続工程で形成されるバリア層との接触抵抗を減ら
すための低抵抗コンタクト層34とバリア層35をリセ
ス内でプラグ層33の上に形成する。ここで、低抵抗コ
ンタクト層34はTiなどの物質を100〜300Åの
厚さで蒸着し、RTP(Rapid Thermal Process)などの
ような熱処理工程でシリサイド化した後、反応しないT
iを湿式工程で除去して形成する。
Next, the plug layer 3 formed in the recessed portion is formed.
A low-resistance contact layer 34 and a barrier layer 35 for reducing the contact resistance between the layer 3 and a barrier layer formed in a subsequent step are formed on the plug layer 33 in the recess. Here, the low-resistance contact layer 34 is formed by evaporating a material such as Ti to a thickness of 100 to 300 °, silicifying it by a heat treatment process such as RTP (Rapid Thermal Process), and then reacting without reacting.
i is formed by removing in a wet process.

【0022】そして、バリア層35はTiNまたは3成
分系の拡散防止膜のTiSiN、TiAlN、TaSi
N、TaAlNの何れか一つを、PVDまたはCVD工
程で低抵抗コンタクト層34の形成部分を含む全面に形
成した後、CMP工程で平坦化して低抵抗コンタクト層
34上にのみ残るようにして形成する。
The barrier layer 35 is made of TiN or a three-component diffusion prevention film of TiSiN, TiAlN, TaSiN.
After one of N and TaAlN is formed on the entire surface including the portion where the low resistance contact layer 34 is formed by a PVD or CVD process, it is planarized by a CMP process and formed so as to remain only on the low resistance contact layer 34. I do.

【0023】次いで、全面にPtを50〜1000Åの
厚さで蒸着してシード層としての第1金属層36を形成
する。この第1金属層36はエッチング特性の優れたP
tのほかにRu,Ir,Os,W,Mo,Co,Ni,
Au,Agの何れかを使用して形成することもできる。
Next, Pt is deposited on the entire surface to a thickness of 50 to 1000 ° to form a first metal layer 36 as a seed layer. This first metal layer 36 is made of P having excellent etching characteristics.
t, Ru, Ir, Os, W, Mo, Co, Ni,
It can also be formed using either Au or Ag.

【0024】そして、図3bのように、全面にストレー
ジノードを形成するためのダミーパターン層37とエッ
チングバリア層38を形成する。ここで、ダミーパター
ン層37とエッチングバリア層38は互いにエッチング
選択比が大きくなるような物質を使用する。好ましく
は、ダミーパターン層37はフォトレジストまたはCV
D酸化膜を5000〜10000Åの厚さに形成し、エ
ッチングバリア層38はSiONを100〜1000Å
の厚さに形成する。このように基板全面に形成させたダ
ミーパターン層37とエッチングバリア層38を選択的
にエッチングして、下部電極形成領域39から図3cの
ようにダミーパターン層37とエッチングバリア層38
を除去してその底部に第1金属層36を露出させる。
Then, as shown in FIG. 3B, a dummy pattern layer 37 and an etching barrier layer 38 for forming a storage node are formed on the entire surface. Here, the dummy pattern layer 37 and the etching barrier layer 38 are made of a material that increases the etching selectivity to each other. Preferably, the dummy pattern layer 37 is made of photoresist or CV.
A D oxide film is formed to a thickness of 5000-10000 °, and the etching barrier layer 38 is made of SiON of 100-1000 °.
Formed to a thickness of The dummy pattern layer 37 and the etching barrier layer 38 formed on the entire surface of the substrate in this manner are selectively etched to remove the dummy pattern layer 37 and the etching barrier layer 38 from the lower electrode formation region 39 as shown in FIG.
Is removed to expose the first metal layer 36 at the bottom thereof.

【0025】次いで、ECD工程による第1金属層の蒸
着のための前洗浄工程を行った後、図3dのように、下
部電極形成領域39、すなわち、バリア層38,ダミー
絶縁層37が除去された部分の露出した第1金属層36
をシード層として、ECD工程で第1金属層を蒸着して
第2金属層40を形成する。ここで、ECD工程時の電
流密度は0.1〜10mA/cm2 の範囲で行い、使用
電力はDCパワーまたはパルスまたはリバースパルス方
法を用いる。
Next, after performing a pre-cleaning process for depositing the first metal layer by the ECD process, as shown in FIG. 3D, the lower electrode forming region 39, ie, the barrier layer 38 and the dummy insulating layer 37 are removed. Exposed first metal layer 36
Is used as a seed layer, a first metal layer is deposited by an ECD process to form a second metal layer 40. Here, the current density during the ECD process is in the range of 0.1 to 10 mA / cm 2 , and the power used is a DC power or a pulse or reverse pulse method.

【0026】この第2金属層40は下部電極の形成領域
39にダミー絶縁層37の上部表面と同じ高さまでには
形成せずに、それより低く形成する。図3eのように、
ダミーパターン層37の上部にあるエッチングバリア層
38を乾エッチング工程で除去し、ダミーパターン層3
7を湿式ディープアウト方式で除去する。ここで、湿式
ディープアウト方式はHFまたはHF/NH4Fの混合溶
液を使用する。
The second metal layer 40 is not formed in the lower electrode forming region 39 to the same height as the upper surface of the dummy insulating layer 37 but is formed lower than the same. As shown in FIG. 3e,
The etching barrier layer 38 above the dummy pattern layer 37 is removed by a dry etching step, and the dummy pattern layer 3 is removed.
7 is removed by a wet deep-out method. Here, the wet deep-out method uses HF or a mixed solution of HF / NH 4 F.

【0027】そして、このエッチングバリア層38の除
去工程で従来同様レジデューが発生するが、そのレジデ
ューを次の工程で除去する。すなわち、エッチングバリ
ア層38の除去工程で第2金属層40の成分を含むレジ
デューが多量に発生するが、このレジデューと反応して
これを除去できるようなクリーニング溶液を使用して、
湿式クリーニング工程を行う。
In the step of removing the etching barrier layer 38, a residue is generated as in the conventional case, and the residue is removed in the next step. That is, a large amount of residue containing the components of the second metal layer 40 is generated in the step of removing the etching barrier layer 38, and a cleaning solution capable of reacting with the residue and removing the residue is used.
Perform a wet cleaning process.

【0028】好ましくは、H2SO4:H22の混合比を
1:0.1〜1:100にし、処理温度を4〜100
℃、ディッピング時間を2〜3600秒にする。更に好
ましくは、混合比を4:1にして、ディッピングを5分
間行うことである。クリーニング溶液はH2SO4:H2
2のほかに、稀釈したH2SO4、NH4OH/H22
2O混合溶液、HF/H2O混合溶液、HF/HN4
混合溶液の何れかを単独に使用するか、適宜組み合わせ
て使用することも可能である。図4にクリーニング工程
でレジデューを除去した状態の基板を示す。
Preferably, the mixture ratio of H 2 SO 4 : H 2 O 2 is 1: 0.1 to 1: 100, and the treatment temperature is 4 to 100.
C. and dipping time is 2-3600 seconds. More preferably, the mixing ratio is 4: 1, and the dipping is performed for 5 minutes. The cleaning solution is H 2 SO 4 : H 2
In addition to O 2 , diluted H 2 SO 4 , NH 4 OH / H 2 O 2 /
H 2 O mixed solution, HF / H 2 O mixed solution, HF / HN 4 F
It is also possible to use any of the mixed solutions alone or to use them in appropriate combinations. FIG. 4 shows the substrate from which the residue has been removed in the cleaning step.

【0029】次いで、図3fのように、乾式エッチバッ
ク工程で第1金属層36を除去して下部電極41を形成
する。そして、図3gのように、全面に高誘電物質、例
えば、BSTをCVD工程で400〜600℃の温度で
150〜500Åの厚さで蒸着して、誘電体層42を形
成する。次いで、誘電体層42を500〜700℃の窒
素雰囲気で30〜180秒の間RTP工程で結晶化させ
て誘電特性を向上させる。
Next, as shown in FIG. 3F, the lower electrode 41 is formed by removing the first metal layer 36 by a dry etch back process. Then, as shown in FIG. 3G, a dielectric layer 42 is formed by depositing a high dielectric material, for example, BST, on the entire surface at a temperature of 400 to 600 ° C. and a thickness of 150 to 500 ° in a CVD process. Next, the dielectric layer 42 is crystallized by a RTP process in a nitrogen atmosphere at 500 to 700 ° C. for 30 to 180 seconds to improve the dielectric characteristics.

【0030】そして、図3hのように、誘電体層42上
にCVD工程を用いてPtを蒸着し、選択的にパターニ
ングしてキャパシタ上部電極43を形成する。
Then, as shown in FIG. 3H, Pt is deposited on the dielectric layer 42 using a CVD process, and is selectively patterned to form a capacitor upper electrode 43.

【0031】このような本発明によるキャパシタ形成工
程は、ストレージノードを形成するためのダミーパター
ン層の垂直プロファイルを確保するためのエッチングバ
リア層の除去時に発生するレジデューを図4のように完
全に除去した後、後続工程を行うことになるので素子の
特性を向上させることができる。
In the capacitor forming process according to the present invention, the residue generated when the etching barrier layer is removed to secure the vertical profile of the dummy pattern layer for forming the storage node is completely removed as shown in FIG. After that, a subsequent process is performed, so that the characteristics of the element can be improved.

【0032】本発明は以上の実施形態に限定するもので
なく、当業者によって請求範囲内における技術的思想に
より変更可能であることは勿論である。
The present invention is not limited to the above embodiments, but can be modified by those skilled in the art according to the technical concept within the scope of the claims.

【0033】[0033]

【発明の効果】上記本発明による半導体素子のキャパシ
タ形成方法は次のような効果がある。ストレージノード
を形成するためのダミーパターン層の垂直プロファイル
確保のために用いられるエッチングバリア層の除去時に
発生するレジデューを完全に除去することができる。こ
れは、後続するBST誘電体層の蒸着を均一としてセル
間キャパシタンスを均一にすることができる。また、こ
のようなレジデューを完全に除去することで、部分的に
発生する印加電流の損失を抑え、電気的な特性を向上さ
せる。特に、0.1μm以下のデバイスでもハイスタッ
ク型のPtストレージノードを形成できるので、BST
を誘電膜として用いるキャパシタの特性を向上させるこ
とができる。
The method for forming a capacitor of a semiconductor device according to the present invention has the following effects. Residue generated at the time of removing an etching barrier layer used for securing a vertical profile of a dummy pattern layer for forming a storage node can be completely removed. This makes the subsequent deposition of the BST dielectric layer uniform and makes the intercell capacitance uniform. In addition, by completely removing such a residue, the loss of the applied current that is partially generated is suppressed, and the electrical characteristics are improved. In particular, since a high-stack type Pt storage node can be formed even with a device of 0.1 μm or less, the BST
Can be improved as a dielectric film.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1a】 従来技術の半導体素子のキャパシタ形成の
ための工程断面図。
FIG. 1a is a process sectional view for forming a capacitor of a conventional semiconductor device.

【図1b】 従来技術の半導体素子のキャパシタ形成の
ための工程断面図。
FIG. 1b is a sectional view showing a process for forming a capacitor of a conventional semiconductor device.

【図1c】 従来技術の半導体素子のキャパシタ形成の
ための工程断面図。
FIG. 1c is a process sectional view for forming a capacitor of a conventional semiconductor device.

【図1d】 従来技術の半導体素子のキャパシタ形成の
ための工程断面図。
FIG. 1d is a process sectional view for forming a capacitor of a semiconductor device according to the related art.

【図1e】 従来技術の半導体素子のキャパシタ形成の
ための工程断面図。
FIG. 1e is a sectional view showing a process for forming a capacitor of a conventional semiconductor device.

【図2】 エッチングバリア層のエッチバック後のスト
レージノードの形態を示す写真(a)とダミーパターン
層の湿式ディープアウト後のストレージノードの形態を
示す写真(b)。
FIGS. 2A and 2B are a photograph (a) showing a form of a storage node after etch back of an etching barrier layer and a photograph (b) showing a form of a storage node after wet deep-out of a dummy pattern layer.

【図3a】 本発明による半導体素子のキャパシタ形成
のための工程断面図。
FIG. 3a is a sectional view illustrating a process for forming a capacitor of a semiconductor device according to the present invention;

【図3b】 本発明による半導体素子のキャパシタ形成
のための工程断面図。
FIG. 3b is a sectional view illustrating a process for forming a capacitor of a semiconductor device according to the present invention;

【図3c】 本発明による半導体素子のキャパシタ形成
のための工程断面図。
FIG. 3c is a sectional view illustrating a process for forming a capacitor of a semiconductor device according to the present invention;

【図3d】 本発明による半導体素子のキャパシタ形成
のための工程断面図。
3A to 3D are cross-sectional views illustrating a process for forming a capacitor of a semiconductor device according to the present invention;

【図3e】 本発明による半導体素子のキャパシタ形成
のための工程断面図。
FIG. 3e is a sectional view illustrating a process for forming a capacitor of a semiconductor device according to the present invention;

【図3f】 本発明による半導体素子のキャパシタ形成
のための工程断面図。
FIG. 3f is a sectional view illustrating a process for forming a capacitor of the semiconductor device according to the present invention;

【図3g】 本発明による半導体素子のキャパシタ形成
のための工程断面図。
FIG. 3g is a sectional view illustrating a process for forming a capacitor of the semiconductor device according to the present invention;

【図3h】 本発明による半導体素子のキャパシタ形成
のための工程断面図。
FIG. 3h is a sectional view illustrating a process for forming a capacitor of a semiconductor device according to the present invention;

【図4】 本発明による湿式クリーニング工程を用いた
レジデュー除去後のストレージノードの形態を示す写
真。
FIG. 4 is a photograph showing a form of a storage node after a residue is removed using a wet cleaning process according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31:絶縁層 32:表面
反射防止膜 33:プラグ層 34:低抵
抗コンタクト層 35:バリア層 36:第1
金属層 37:ダミーパターン層 38:エ
ッチングバリア層 39:下部電極形成領域 40:第2
金属層 41:下部電極 42:誘電
体層 43:上部電極
31: insulating layer 32: surface antireflection film 33: plug layer 34: low-resistance contact layer 35: barrier layer 36: first
Metal layer 37: Dummy pattern layer 38: Etching barrier layer 39: Lower electrode formation region 40: Second
Metal layer 41: Lower electrode 42: Dielectric layer 43: Upper electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 AA01 BB01 BB40 CC01 DD16 DD17 DD43 DD52 DD84 FF22 GG16 5F083 AD56 JA14 JA38 JA39 JA40 PR34 PR39  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4M104 AA01 BB01 BB40 CC01 DD16 DD17 DD43 DD52 DD84 FF22 GG16 5F083 AD56 JA14 JA38 JA39 JA40 PR34 PR39

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上にコンタクトホールを有する絶縁
層を形成し、前記コンタクトホール内に導電層を形成す
る段階と、 コンタクトホール内に前記導電層を形成させた基板全面
に第1金属層を形成する段階と、 前記第1金属層上にダミーパターン層とエッチングバリ
ア層を形成した後、それらを選択的にエッチングして下
部電極形成領域においてダミーパターン層とエッチング
バリア層除去する段階と、 前記ダミーパターン層とエッチングバリア層を除去した
下部電極形成領域に露出した前記第1金属層をシードと
して第2金属層を形成する段階と、 第2金属層を形成させた後、残っているエッチングバリ
ア層とダミーパターン層を除去し、これらの除去工程で
発生するレジデューを除去する湿式クリーニング工程を
行う段階と、 前記エッチングバリア層とダミーパターン層が除去され
て露出した第1金属層を除去することで基板上に下部電
極を形成する段階と、を備えることを特徴とする半導体
素子のキャパシタ形成方法。
An insulating layer having a contact hole is formed on a substrate, a conductive layer is formed in the contact hole, and a first metal layer is formed on the entire surface of the substrate having the conductive layer formed in the contact hole. Forming, after forming a dummy pattern layer and an etching barrier layer on the first metal layer, selectively etching them to remove the dummy pattern layer and the etching barrier layer in a lower electrode formation region; Forming a second metal layer using the first metal layer exposed in the lower electrode formation region from which the dummy pattern layer and the etching barrier layer have been removed; and forming an etching barrier remaining after forming the second metal layer. Performing a wet cleaning step of removing the layer and the dummy pattern layer and removing residues generated in these removing steps; A capacitor forming a semiconductor device characterized by comprising the steps of forming a lower electrode on a substrate by removing the first metal layer Chingubaria layer and the dummy pattern layer is exposed by removing the.
【請求項2】 下部電極形成領域はコンタクトホール内
に形成させた前記導電層と少なくとも一部分がオーバー
ラップされることを特徴とする請求項1記載の半導体素
子のキャパシタ形成方法。
2. The method as claimed in claim 1, wherein the lower electrode formation region overlaps at least a part of the conductive layer formed in the contact hole.
【請求項3】 湿式クリーニング工程時のクリーニング
溶液は第2金属層成分が含まれたレジデューと反応し
て、これを除去する溶液を使用することを特徴とする請
求項1記載の半導体素子のキャパシタ形成方法。
3. The capacitor of claim 1, wherein the cleaning solution used in the wet cleaning process reacts with a residue containing the second metal layer component to remove the second metal layer component. Forming method.
【請求項4】 湿式クリーニング工程時にH2SO4:H
22の混合比を1:0.1〜1:100として、処理温
度を4〜100℃、ディッピング時間を2〜3600秒
にすることを特徴とする請求項3記載の半導体素子のキ
ャパシタ形成方法。
4. H 2 SO 4 : H during a wet cleaning step.
4. A capacitor for a semiconductor device according to claim 3, wherein the mixing ratio of 2 O 2 is 1: 0.1 to 1: 100, the processing temperature is 4 to 100 ° C., and the dipping time is 2 to 3600 seconds. Method.
【請求項5】 湿式クリーニング工程は稀釈したH2
4、NH4OH/H22/H2O混合溶液、HF/H2
混合溶液、HF/HN4F混合溶液の何れかを単独に使
用するか、順次に組み合わせて行うことを特徴とする請
求項3記載の半導体素子のキャパシタ形成方法。
5. The wet cleaning step includes a step of diluting H 2 S
O 4 , NH 4 OH / H 2 O 2 / H 2 O mixed solution, HF / H 2 O
4. The method according to claim 3, wherein one of the mixed solution and the HF / HN4F mixed solution is used alone or in combination.
【請求項6】 エッチングバリア層は乾エッチング工程
で除去し、ダミーパターン層は湿式ディープアウト方式
で除去することを特徴とする請求項1記載の半導体素子
のキャパシタ形成方法。
6. The method according to claim 1, wherein the etching barrier layer is removed by a dry etching process, and the dummy pattern layer is removed by a wet deep-out method.
【請求項7】 セルトランジスタを含む全面に絶縁層
と、表面反射防止膜とを順に形成し、それらを選択的に
エッチングしてコンタクトホールを形成する段階と、 前記コンタクトホール内にプラグ層、低抵抗コンタクト
層、バリア層を順に形成する段階と、 全面にPtを蒸着して、シード層として用いられる第1
金属層を形成する段階と、 前記第1金属層を形成させた基板全面にダミーパターン
層とエッチングバリア層を形成し、選択的にそれらをエ
ッチングして下部電極形成領域とし、その下部電極形成
領域の底部に露出した第1金属層をシード層として、E
CD工程でPtを蒸着して第2金属層を形成する段階
と、 前記エッチングバリア層とダミーパターン層を除去した
後、第2金属層成分が含まれたレジデューと反応させて
これを除去できる溶液を使用して、湿式クリーニング工
程を行う段階と、 前記エッチングバリア層とダミーパターン層を除去して
露出した第1金属層を除去して下部電極を形成する段階
と、 全面にBSTを蒸着して誘電膜を形成し、結晶化する段
階と、 前記誘電膜上にPtを蒸着し、選択的にパターニングし
て上部電極を形成する段階と、を備えることを特徴とす
る半導体素子のキャパシタ形成方法。
7. A step of sequentially forming an insulating layer and a surface anti-reflection film on the entire surface including the cell transistor and selectively etching them to form a contact hole; Forming a resistive contact layer and a barrier layer in order; and depositing Pt on the entire surface to form a first layer used as a seed layer.
Forming a metal layer, forming a dummy pattern layer and an etching barrier layer on the entire surface of the substrate on which the first metal layer is formed, and selectively etching them to form a lower electrode formation region; The first metal layer exposed at the bottom of
Forming a second metal layer by depositing Pt in a CD process; removing the etching barrier layer and the dummy pattern layer; and reacting with a residue containing the second metal layer component to remove the second metal layer. Performing a wet cleaning process, removing the etching barrier layer and the dummy pattern layer and removing the exposed first metal layer to form a lower electrode, and depositing BST on the entire surface. A method for forming a capacitor of a semiconductor device, comprising: forming and crystallizing a dielectric film; and depositing and selectively patterning Pt on the dielectric film to form an upper electrode.
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