KR100274337B1 - Method of manufacturing a semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 소자의 제조 공정 중 콘택홀 형성을 위한 식각 공정시 반도체 기판의 식각 손상을 방지하여, 소자의 전기적 특성 및 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 메모리 소자를 포함한 반도체 소자의 제조 공정 중에서 주변 회로의 전원 공급 라인 및 접지 라인으로 사용되는 금속과 반도체 기판의 접합부(n+영역 또는 p+영역)와의 콘택 형성이 진행되는데, 제품 집적도가 점차 증가됨에 따라 접합부의 깊이도 얕아지게 되고, 이로 인하여 콘택홀에서 발생되는 누설 전류가 증가되어 제품 불량의 원인이 된다. 따라서, 접합부에서의 누설 전류의 증가를 방지하는 것이 필요하다.In general, in the process of manufacturing a semiconductor device including a memory device, a contact is formed between a metal used as a power supply line and a ground line of a peripheral circuit and a junction portion (n + region or p + region) of a semiconductor substrate. As it gradually increases, the depth of the junction becomes shallower, which increases the leakage current generated in the contact hole, which causes product defects. Therefore, it is necessary to prevent an increase in the leakage current at the junction.
도 1(a) 및 도 1(b)는 종래 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도이다.1 (a) and 1 (b) are cross-sectional views of a device for explaining a method of manufacturing a conventional semiconductor device.
도 1(a)를 참조하면, 접합부(2)가 형성된 반도체 기판(1)상에 제 1 층간 절연막(3)이 형성된다. 제 1 층간 절연막(3)은, DRAM 소자의 경우, 반도체 기판(1)상에 형성된 트랜지스터를 전기적으로 절연하면서 보호하기 위해 형성된다. 제 1 층간 절연막(3)을 형성한 후 비트 라인 및 캐패시터 등의 반도체 소자의 구성 요소를 형성하고, 제 2 층간 절연막(5)을 형성한다. 이후, 주변 회로 지역의 제 2 및 1 층간 절연막(5 및 3)을 습식 식각 및 건식 식각 공정으로 순차적으로 식각 하여 반도체 기판(1)의 접합부(2)가 노출되는 콘택홀(6)이 형성된다.Referring to FIG. 1A, a first
상기에서, 콘택홀(6) 형성을 위한 식각 공정시 과도 식각 등으로 인하여 접합부(2)의 표면에 식각 손상(8)이 발생된다.In the above, the
도 1(b)를 참조하면, 콘택홀(6)을 포함한 전체 구조상에 금속층 증착 및 패터닝 공정으로 주변 회로 지역의 전원 공급 라인 및 접지 라인으로 사용되는 금속배선(7)이 형성된다.Referring to FIG. 1 (b), a
상기한 종래 방법으로 금속 배선(7)을 형성할 경우, 콘택홀(6) 형성시에 접합부(2)의 표면이 식각 손상되어 누설 전류를 증가시키게 되고, 따라서, 제품의 전기적 특성 및 신뢰성이 저하되는 문제가 발생할 뿐만 아니라, 소자의 고집적화 실현을 어렵게 한다.When the
따라서, 본 발명은 반도체 소자의 제조 공정 중 콘택홀 형성을 위한 식각 공정시 반도체 기판의 식각 손상을 방지하여, 소자의 전기적 특성 및 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device that can prevent the etching damage of the semiconductor substrate during the etching process for forming the contact hole during the manufacturing process of the semiconductor device, thereby improving the electrical characteristics and the reliability of the device. There is a purpose.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 소자의 제조 방법은 접합부가 형성된 반도체 기판 상에 제 1 층간 절연막을 형성한 후, 상기 접합부를 개방시키고, 개방된 부분에 도전성 패턴을 형성하는 단계; 반도체 소자를 형성하기 위한 여러 요소를 형성한 후, 상기 도전성 패턴을 포함한 전체 구조상에 제 2 층간 절연막을 형성하는 단계; 상기 제 2 및 1 층간 절연막을 순차적으로 식각 하여 상기 접합부상의 도전성 패턴이 노출되는 콘택홀을 형성하는 단계; 및 상기 노출된 도전성 패턴을 제거한 후, 상기 접합부와 연결되는 금속 배선을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, including forming a first interlayer insulating film on a semiconductor substrate on which a junction is formed, opening the junction, and forming a conductive pattern on the open portion; After forming various elements for forming a semiconductor device, forming a second interlayer insulating film on the entire structure including the conductive pattern; Sequentially etching the second and first interlayer insulating layers to form a contact hole exposing the conductive pattern on the junction portion; And after removing the exposed conductive pattern, forming a metal wire connected to the junction part.
도 1(a) 및 도 1(b)는 종래 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도.1 (a) and 1 (b) are cross-sectional views of a device for explaining a method of manufacturing a conventional semiconductor device.
도 2(a) 내지 도 2(c)는 본 발명의 실시예에 의한 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도.2 (a) to 2 (c) are cross-sectional views of devices for explaining the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
1 및 11: 반도체 기판 2 및 12: 접합부1 and 11:
3 및 13: 제 1 층간 절연막 14: 도전성 패턴3 and 13: first interlayer insulating film 14: conductive pattern
5 및 15: 제 2 층간 절연막 6 및 16: 콘택홀5 and 15: second
7 및 17: 금속 배선 8: 식각 손상7 and 17: metal wiring 8: etch damage
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2(a) 내지 도 2(c)는 본 발명의 실시예에 의한 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도이다.2 (a) to 2 (c) are cross-sectional views of a device for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
도 2(a)를 참조하면, 접합부(12)가 형성된 반도체 기판(11)상에 제 1 층간 절연막(13)이 형성된다. 제 1 층간 절연막(13)은, DRAM 소자의 경우, 반도체 기판(11)상에 형성된 트랜지스터를 전기적으로 절연하면서 보호하기 위해 형성된다. 접합부(12) 부분의 제 1 층간 절연막(13)을 개방시킨 후에 접합부(12)와 연결되는 도전성 패턴(14)이 형성된다.Referring to FIG. 2A, the first
상기에서, 도전성 패턴(14)은 별도의 공정으로 형성할 수도 있으며, 반도체 소자의 제조 공정 중에 도전성 물질 증착 공정시에 형성할 수도 있다. 예를 들어, 셀 지역의 비트 라인 형성을 위한 폴리실리콘 증착 및 패터닝 공정시 접합부(12)상에 도전성 패턴(14)을 남길 수 있다.In the above, the
도 2(b)를 참조하면, 제 1 층간 절연막(13)을 형성한 후 비트 라인 및 캐패시터 등의 반도체 소자의 구성 요소를 형성하고, 제 2 층간 절연막(15)을 형성한다. 이후, 주변 회로 지역의 제 2 및 1 층간 절연막(15 및 13)을 습식 식각 및 건식 식각 공정으로 순차적으로 식각 하여 접합부(12)상의 도전성 패턴(14)이 노출되는 콘택홀(16)이 형성된다.Referring to FIG. 2B, after forming the first
상기에서, 콘택홀(16) 형성을 위한 식각 공정시 과도 식각을 실시하더라도 도전성 패턴(14)에 의해 접합부(12)의 표면에 식각 손상이 발생되지 않게 된다.In the above, even when excessive etching is performed in the etching process for forming the
도 2(c)를 참조하면, 콘택홀(16)의 저면을 이루는 도전성 패턴(14)을 식각 공정으로 제거한 후에 전체 구조상에 금속층 증착 및 패터닝 공정으로 주변 회로 지역의 전원 공급 라인 및 접지 라인으로 사용되는 금속배선(17)이 형성된다.Referring to FIG. 2 (c), the
상기에서, 도전성 패턴(14) 식각 공정은 접합부(12)의 식각 손상을 방지하기 위해 습식 식각 공정으로 제거한다. 한편, 도전성 패턴(14)을 제거하지 않고 금속 배선(17)을 형성할 수도 있다.In the above, the etching process of the
상술한 바와 같이, 본 발명은 반도체 소자의 제조 공정 중 금속 배선 콘택을 위한 콘택홀 형성시 콘택홀이 형성될 부분의 반도체 기판 상에 미리 도전성 패턴을 형성하고, 공정 순서에 따라 예정된 공정을 거친 후 콘택홀을 형성하므로, 콘택홀 형성을 위한 식각 공정시 반도체 기판의 식각 손상을 방지할 수 있어, 소자의 전기적 특성 및 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, in the process of manufacturing a semiconductor device, a conductive pattern is formed on a semiconductor substrate in a portion where a contact hole is to be formed when forming a contact hole for a metal wiring contact, and after a predetermined process according to the process sequence, Since the contact hole is formed, the etching damage of the semiconductor substrate may be prevented during the etching process for forming the contact hole, thereby improving the electrical characteristics and the reliability of the device.
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