KR100281147B1

KR100281147B1 - Method for forming contact hole

Info

Publication number: KR100281147B1
Application number: KR1019970050956A
Authority: KR
Inventors: 이동현
Original assignee: 김영환; 현대반도체 주식회사
Priority date: 1997-10-02
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 2001-04-02
Also published as: KR19990030645A

Abstract

고집적 소자에서 미세 콘택홀을 형성하기에 알맞으며, 후속공정시 평탄성이 높은 콘택홀 형성방법에 관한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 콘택홀 형성방법은 기판에 층간절연층을 증착하는 공정과, 상기 층간절연층상에 소정부분이 식각된 절연막을 형성하는 공정과, 소정부분 식각된 상기 절연막의 측면에 상기 측벽절연막을 형성하는 공정과, 상기 절연막과 측벽절연막을 마스크로 하여 상기 층간절연층을 식각하여 상기 기판이 드러나도록 콘택홀을 형성하는 공정과, 상기 절연막과 측벽절연막을 제거하는 공정과, 상기 콘택홀에 플러그를 형성하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for forming a fine contact hole in a highly integrated device, and to a method for forming a contact hole having a high flatness in a subsequent process. The present invention provides a method for forming a contact hole in a substrate in order to achieve the above object. And forming an insulating film with a predetermined portion etched on the interlayer insulating layer, forming the sidewall insulating film on a side surface of the insulating film etched with a predetermined portion, and using the insulating film and the sidewall insulating film as a mask. Etching to form contact holes to expose the substrate, removing the insulating film and the sidewall insulating film, and forming a plug in the contact hole.

Description

Contact hole forming method {METHOD FOR FORMING CONTACT HOLE}

본 발명은 반도체 소자의 콘택홀 형성방법에 대한 것으로 특히, 고집적 소자에 형성하기에 알맞은 콘택홀 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a contact hole in a semiconductor device, and more particularly, to a method for forming a contact hole suitable for forming in a highly integrated device.

첨부 도면을 참조하여 종래 콘택홀 형성방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a conventional method for forming a contact hole is as follows.

도 1a 내지 1f는 종래 콘택홀 형성방법을 나타낸 공정단면도이다.1A to 1F are cross-sectional views illustrating a conventional method for forming a contact hole.

종래 콘택홀 형성방법은 도 1a에 도시한 바와 같이 반도체 기판(1)에 산화막이나 질화막을 증착하여 층간절연막(2)을 형성한다. 그리고 층간절연막(2)상에 제 1 폴리실리콘층(3)을 증착한 후, 제 1 폴리실리콘층(3)상에 감광막(4)을 도포한다. 이후에 제 1 폴리실리콘층(3)의 소정부분이 드러나도록 노광 및 현상공정으로 선택적으로 감광막(4)을 패터닝한다.In the conventional contact hole forming method, an interlayer insulating film 2 is formed by depositing an oxide film or a nitride film on the semiconductor substrate 1 as shown in FIG. 1A. After the first polysilicon layer 3 is deposited on the interlayer insulating film 2, the photosensitive film 4 is coated on the first polysilicon layer 3. Thereafter, the photosensitive film 4 is selectively patterned by an exposure and development process so that a predetermined portion of the first polysilicon layer 3 is exposed.

도 1b에 도시한 바와 같이 상기 패터닝된 감광막(4)을 마스크로 이용하여 상기 제 1 폴리실리콘층(3)을 이방성 식각하여 층간절연막(2)이 드러나도록 한다. 그리고 감광막(4)을 제거한다.As shown in FIG. 1B, the first polysilicon layer 3 is anisotropically etched using the patterned photosensitive film 4 as a mask so that the interlayer insulating film 2 is exposed. Then, the photosensitive film 4 is removed.

도 1c에 도시한 바와 같이 반도체 기판(1)에 제 2 폴리실리콘층을 증착한 후 이방성 식각으로 상기 식각된 제 1 폴리실리콘층(3)의 측면에 측벽폴리실리콘(5)을 형성한다. 측벽폴리실리콘(5)으로 콘택홀 사이즈를 조절할 수 있다.As shown in FIG. 1C, a second polysilicon layer is deposited on the semiconductor substrate 1, and then sidewall polysilicon 5 is formed on the side surface of the etched first polysilicon layer 3 by anisotropic etching. The sidewall polysilicon 5 can adjust the contact hole size.

도 1d에 도시한 바와 같이 상기 제 1 폴리실리콘층(3)과 측벽폴리실리콘(5)을 마스크로 층간절연층(2)을 제거한다.As shown in FIG. 1D, the interlayer insulating layer 2 is removed using the first polysilicon layer 3 and the sidewall polysilicon 5 as a mask.

도 1e에 도시한 바와 같이 반도체 기판(1)에 콘택홀을 채우도록 제 3 폴리실리콘층(6)을 증착한다.As shown in FIG. 1E, the third polysilicon layer 6 is deposited to fill the contact hole in the semiconductor substrate 1.

도 1f에 도시한 바와 같이 상기 제 3 폴리실리콘층을 에치백하거나 화학적 기계적 연마법으로 평탄화시켜서 폴리플러그(6a)를 형성한다.As shown in Fig. 1F, the third polysilicon layer is etched back or planarized by chemical mechanical polishing to form a poly plug 6a.

상기와 같은 종래 콘택홀 형성방법은 다음과 같은 문제가 있다.The conventional contact hole forming method as described above has the following problems.

폴리실리콘을 하드마스크로 사용할 경우 폴리실리콘이 1000Å이상 손실되기 때문에 후속공정으로 폴리에치백 공정을 하여 폴리플러그를 형성할 때 폴리실리콘을 평탄하게 증착하기가 어렵다. 이에따라서 후속공정이 어려워진다.When polysilicon is used as a hard mask, polysilicon is lost by 1000 Å or more, so it is difficult to deposit polysilicon evenly when forming a poly plug by a polyetch back process in a subsequent process. This makes subsequent processing difficult.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로 특히, 고집적 소자에서 미세 콘택홀을 형성하기에 알맞으며, 후속공정시 평탄성이 높도록 콘택홀을 형성하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention The present invention has been made to solve the above problems, and is particularly suitable for forming fine contact holes in highly integrated devices, and an object thereof is to provide a method for forming contact holes to have high flatness in a subsequent process. .

도 1a 내지 1f는 종래 콘택홀 형성방법을 나타낸 공정단면도1A to 1F are cross-sectional views illustrating a conventional method for forming a contact hole.

도 2a 내지 2f는 본 발명 콘택홀 형성방법을 나타낸 공정단면도Figure 2a to 2f is a cross-sectional view showing a process for forming a contact hole of the present invention

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

11: 반도체 기판 12: 층간절연막11: semiconductor substrate 12: interlayer insulating film

13: 질화막 14: 감광막13: nitride film 14: photosensitive film

15:측벽질화막 16: 폴리실리콘층15: side wall nitride film 16: polysilicon layer

16a: 폴리플러그16a: polyplug

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 콘택홀 형성방법은 기판에 층간절연층을 증착하는 공정과, 상기 층간절연층상에 소정부분이 식각된 절연막을 형성하는 공정과, 소정부분 식각된 상기 절연막의 측면에 측벽절연막을 형성하는 공정과, 상기 절연막과 측벽절연막을 마스크로 하여 상기 층간절연층을 식각하여 상기 기판이 드러나도록 콘택홀을 형성하는 공정과, 상기 절연막과 측벽절연막을 제거하는 공정과, 상기 콘택홀에 플러그를 형성하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of forming a contact hole, a process of depositing an interlayer insulating layer on a substrate, a process of forming an insulating film etched a predetermined portion on the interlayer insulating layer, and Forming a sidewall insulating film on a side surface, forming a contact hole to expose the substrate by etching the interlayer insulating layer using the insulating film and the sidewall insulating film as a mask, removing the insulating film and the sidewall insulating film; A plug is formed in the contact hole.

첨부 도면을 참조하여 본 발명 콘택홀 형성방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a method for forming a contact hole according to the present invention will be described.

도 2a 내지 2f는 본 발명 콘택홀 형성방법을 나타낸 공정단면도이다.2A to 2F are cross-sectional views illustrating a method of forming a contact hole according to the present invention.

본 발명 콘택홀 형성방법은 도 2a에 도시한 바와 같이 반도체 기판(11)에 산화막이나 질화막으로 증착하여 층간절연막(12)을 형성한다.In the contact hole forming method of the present invention, as shown in FIG. 2A, an interlayer insulating film 12 is formed by depositing an oxide film or a nitride film on the semiconductor substrate 11.

도 2b에 도시한 바와 같이 상기 층간절연막(12)상에 질화막을 증착한 후 질화막(13) 상에 감광막(14)을 도포한다. 이후에 콘택홀을 형성시킨 부분의 감광막(14)을 노광 및 현상공정으로 선택적으로 패터닝한다. 이후에 패터닝된 감광막(14)을 마스크로 질화막(13)을 이방성 식각한 후 감광막(14)을 제거한다.As shown in FIG. 2B, a nitride film is deposited on the interlayer insulating film 12, and then a photosensitive film 14 is coated on the nitride film 13. Thereafter, the photosensitive film 14 of the portion where the contact hole is formed is selectively patterned by an exposure and development process. Subsequently, the nitride film 13 is anisotropically etched using the patterned photosensitive film 14 as a mask, and then the photosensitive film 14 is removed.

도 2c에 도시한 바와 같이 질화막을 다시 도포한후에 상기 질화막을 이방성 식각하여 식각된 질화막(13)의 측면에 측벽질화막(15)을 형성한다. 측벽질화막(15)을 형성할 때는 형성시킬 콘택홀 사이즈 만큼 층간절연층(12)이 드러나도록 형성한다.After coating the nitride film again as shown in FIG. 2C, the nitride film is anisotropically etched to form the sidewall nitride film 15 on the side surface of the etched nitride film 13. When the sidewall nitride film 15 is formed, the interlayer insulating layer 12 is formed to expose as much as the contact hole size to be formed.

도 2d에 도시한 바와 같이 상기 질화막(13)과 측벽질화막(15)을 하드마스크로 이용하여 층간절연막(12)을 이방성 식각하여 반도체 기판(11)의 소정영역이 드러나도록 한다.As shown in FIG. 2D, the interlayer insulating film 12 is anisotropically etched using the nitride film 13 and the sidewall nitride film 15 as a hard mask to expose a predetermined region of the semiconductor substrate 11.

도 2e에 도시한 바와 같이 질화막(13)과 측벽질화막(15)을 인산에 담가 제거한후 콘택홀을 채우고 층간절연층(12)상에 폴리실리콘층(16)을 증착한다.As illustrated in FIG. 2E, the nitride film 13 and the sidewall nitride film 15 are immersed in and removed from phosphoric acid to fill the contact holes and to deposit the polysilicon layer 16 on the interlayer insulating layer 12.

도 2f에 도시한 바와 같이 상기 폴리실리콘층(16)을 에치백이나 화학적 기계적 연마법으로 평탄화하여 폴리플러그(16a)를 형성한다.As shown in FIG. 2F, the polysilicon layer 16 is planarized by an etch back or chemical mechanical polishing to form a poly plug 16a.

상기와 같은 본 발명 콘택홀 형성방법은 다음과 같은 효과가 있다.The contact hole forming method of the present invention as described above has the following effects.

소자가 고집적화 될수록 특히 0.20㎛이하의 콘택홀 사이즈로 패터닝할 필요가 있을 때 질화막을 하드마스크로 사용하므로써 콘택홀을 형성하므로써 미세한 패턴을 형성할 수 있다. 이와 같은 방법에 의해 콘택을 형성하므로써 후속공정을 용이하게 할 수 있다.As the device becomes more integrated, it is possible to form a fine pattern by forming a contact hole by using a nitride film as a hard mask, especially when it is necessary to pattern a contact hole size of 0.20 μm or less. By forming the contact by such a method, subsequent steps can be facilitated.

Claims

Depositing an interlayer insulating layer on the substrate;

Forming a nitride film having a predetermined portion etched on the interlayer insulating layer;

Forming a sidewall nitride film on a side surface of the insulating film which is partially etched;

Forming a contact hole by etching the interlayer insulating layer using the nitride film and the sidewall nitride film as a mask;

Removing the nitride film and the sidewall nitride film;

Forming a plug in the contact hole.