KR100226216B1 - 반도체 소자의 콘택홀 형성 방법 - Google Patents
반도체 소자의 콘택홀 형성 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 실리콘 기판상에 산화막을 형성하는 단계; 및 플루오르카본(fluorocarbon)계 가스와 카본 옥사이드(carbon oxide)계 가스의 혼합가스를 사용하여 산화막을 플라즈마 식각하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 콘택홀 형성방법에 관한것으로, 콘택홀 형성시 노출된 실리콘 기판 표면에 식각제에 의해 손상을 받지않기 때문에 콘택 저항이 증가되는 문제를 해결하여 반도체 소자의 전기적 특성을 향상시키고, 특히 DRAM의 리프레쉬 시간을 향상시킬 수 있으며, 또한 손상부위를 제거를 위한 추가 클리닝(cleaning)공정이 불필요하므로 공정의 단순화를 가져오는 효과가 있다.
Description
제1a도 및 제1b도는 종래 방법에 따른 콘택홀 형성 공정 단면도,
제2도는 본 발명에 따른 콘택홀 형성 방법을 설명하기 위한 설명도,
제3도는 종래 기술과 본 발명에 따라 각각 형성된 콘택홀을 갖는 DRAM 셀의 리프레쉬 시간을 비교하여 나타낸 그래프.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 실리콘 기판 2 : 필드산화막
3 : 게이트 4 : 산화막
5 : 콘택 마스크 패턴
본 발명은 반도체 소자의 콘택홀 형성 방법에 관한 것으로, 특히 DRAM소자의 리프레쉬 시간(refresh time)을 개선할 수 있는 콘택홀 형성 방법에 관한 것이다.
종래 DRAM 소자의 콘택홀 형성 방법을 첨부한 도면 제 1a 도 내지 제 1c 도를 통하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 제 1a 도에 도시된 바와 같이 반도체 DRAM 소자의 제조 공정중, 필드산화막(2) 형성 공정과 게이트(3) 형성 공정을 통해 일반적인 MOSFET을 실리콘 기판(1)상에 형성하고, 비트라인 (도시되어 있지 않음) 형성 공정을 거친 다음, 산화막(4)을 증착하고, 산화막상에 저장 노드 콘택홀 형성을 위한 콘택 마스크 패턴(5)을 형성한다.
다음으로, 제 1b 도에 도시한 바와 같이 상기 콘택 마스크 패턴(5)을 식각 마스크로하여 C2F6또는 C3F8, C4F8과 같은 플루오로카본(fluorocarbon)계 가스를 이용한 플라즈마로 산화막(4)을 식각한 후, 상기 콘택 마스크 패턴(5)을 제거하면, 식각이 완료되어 노출된 실리콘 기판(1) 표면에 상기 식각 공정에 의해 실리콘 기판(1)의 표면에 손상부위(6)가 존재하게 된다.
이와 같이 C2F6, C3F8, 또는 C4F8과 같은 플루오로카본계 가스를 사용해 형성된 콘택홀 저면의 손상부위는 소자의 전기적 특성을 악화시키며 특히 DRAM 소자의 리프레쉬 시간을 감소시키는 문제점이 있었다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 저장 노드 콘택홀 형성시 C2F6, C3F8또는 C4F8과 같은 플루오로카본계 가스에 따라 발생되는 반도체 기판의 손상을 최소한으로 줄여 리프레쉬 시간을 개선할 수 있는 콘택홀 형성 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체 기판상에 산화막을 형성하는 단계; 및 플루오로카본(fluorocarbon)계 가스와 카본 옥사이드(carbon oxide)계 가스로 이루어지는 혼합가스로 상기 산화막을 선택적으로 플라즈마 식각하여 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 콘택홀 형성 방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면 제 2 도를 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.
먼저, 제 2 도에서 각 도면부호는 상기 제 1b 도의 도면부호와 동일하며, 본 발명에서는 콘택홀 형성 공정만을 상세히 설명한다.
본 발명은 제 2 도에 도시한 바와 같이 콘택 마스크 패턴(5)을 식각마스크로 산화막(4)을 식각하는 과정에서 식각 가스를 적절하게 구성하여 실리콘 기판(1)이 손상되는 것을 방지하는데 그 특징이 있다.
즉, 산화막을 식각하는 종래의 플루오로카본계 가스인 C2F6, C3F8, C4F8에 CO 또는 CO2와 같은 카본 옥사이드(carbon oxide)계 가스를 첨가한 혼합가스의 플라즈마로 상기 산화막(4)을 건식식각하면 실리콘 기판(1) 표면에 손상을 주지 않고 콘택홀을 형성할 수 있다. 이때, 상기 플루오로카본계 가스에 대한 카본 옥사이드(carbon oxide)계 가스의 비율을 0.05 내지 20이 되는 범위에 폭넓게 조절될 수 있다.
이러한 손상 부위의 제거는 결국 콘택되는 물질과 실리콘 기판과의 저항을 낮춤으로써 소자의 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 것이다. 그러나, 플루오린에 대한 카본의 조성비는 1 : 3 이하인 가스를 사용한다.
제 3 도는 종래 기술과 본 발명 기술에 따른 콘택홀 형성 후 DRAM 셀의 리프레쉬 특성을 비교한 결과로서 본 발명에 따른 콘택홀 방법이 종래 기술에 의한 콘택홀 방법보다 리프레쉬 결과가 우수함을 알 수 있다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 콘택홀 형성시 노출된 실리콘 기판 표면에 식각제에 의해 손상을 받지않기 때문에 콘택 저항이 증가되는 문제를 해결하여 반도체 소자의 전기적 특성을 향상시키고, 특히 DRAM의 리프레쉬 시간을 향상시킬 수 있으며, 또한 손상 부위를 제거하기 위한 추가 세정(cleaning)공정이 불필요하므로 공정의 단순화를 가져오는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
Claims (5)
- 반도체 소자의 콘택홀 형성 방법에 있어서, 반도체 기판 상에 산화막을 형성하는 단계; 및 플루오로카본(fluorocarbon)계 가스와 카본 옥사이드(carbon oxide)계 가스로 이루어지는 혼합가스로 상기 산화막을 선택적으로 플라즈마 식각하여 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 콘택홀 형성 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 플루오로카본계 가스의 플루오린에 대한 카본의 조성비는 1 : 3 보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 콘택홀 형성방법.
- 제2항에 있어서, 상기 혼합가스에서 플루오로카본계 가스에 대한 카본 옥사이드계 가스의 비율을 0.05 내지 20인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 콘택홀 형성 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어는 한 항에 있어서, 상기 플루오로카본계 가스는 C2F6,C3F8및 C4F8중 적어도 어느하나인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 콘택홀 형성 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 카본옥사이드계 가스는 CO 및 CO2중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 콘택홀 형성 방법.
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