KR100353561B1 - Method of forming interconnections in semiconductor devices - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체장치의 배선연결부 형성방법에 관한 것으로서, 특히, 서로 다른 층에 형성된 불순물 확산영역 또는 배선들의 접촉 패드를 하지층 플러그 형성시 환형으로 만들어서 하지층 플러그와 상부배선연결용 플러그가 중첩되도록 하여 고종횡비(high aspect ratio)에 적합하며 플러그를 통한 배선연결부의 오정렬을 방지하고 칩싸이즈의 레이아웃을 감소시키도록 한 반도체장치의 플러그를 사용한 배선연결부 형성방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 반도체장치의 배선연결부 형성방법은 반도체기판상에 제 1 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제 1 절연층 보다 식각속도가 작은 물질로 제 2 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제 2 절연층의 소정부위를 노출시키는 식각마스크를 형성하는 단계와, 상기 식각마스크를 사용하여 상기 제 2 절연층과 상기 제 1 절연층의 소정부위를 등방성 식각으로 제거하여 제 1 개구부를 형성하는 제 1 식각단계와, 상기 제 1 개구부에 의하여 노출된 상기 제 1 절연층을 상기 식각마스크를 이용한 비등방성식각으로 제거하여 상기 반도체기판 표면을 노출시키는 제 2 개구부를 형성하는 단계와, 상기 제 1 개구부의 측면에 도전성물질로 측벽을 형성하고 상기 제 2 개구부를 충전하는 제 1 콘택플러그를 형성하는 단계와, 상기 제 1 개구부와 상기 제 1 콘택플러그를 포함하는 상기 제 2 절연층상에 제 3 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제 3 절연층의 소정 부위를 제거하여 상기 제 1 콘택플러그의 표면을 노출시키는 제 3 개구부를 형성하는 단계와, 도전재료로 상기 제 3 개구부를 충전시키며 상기 제 1 콘택플러그와 접촉하는 제 2 콘택플러그를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a wiring connection part of a semiconductor device. In particular, the contact pads of impurity diffusion regions or wirings formed in different layers are formed in an annular shape when the base layer plug is formed so that the base layer plug and the upper wiring connection plug overlap. The present invention relates to a method for forming a wiring connection part using a plug of a semiconductor device suitable for high aspect ratio and preventing misalignment of the wiring connection part through a plug and reducing the layout of the chip size. The method of forming a wire connection part of a semiconductor device according to the present invention includes forming a first insulating layer on a semiconductor substrate, forming a second insulating layer of a material having an etching rate lower than that of the first insulating layer, and Forming an etching mask exposing predetermined portions of the insulating layer, and removing the predetermined portions of the second insulating layer and the first insulating layer by isotropic etching using the etching mask to form first openings; Forming a second opening exposing the surface of the semiconductor substrate by removing the first insulating layer exposed by the first opening by an anisotropic etching using the etching mask; Forming a sidewall of a conductive material on a side of the first contact plug and filling the second opening, the first opening and the first contact plug; Forming a third insulating layer on the second insulating layer, forming a third opening to expose a surface of the first contact plug by removing a predetermined portion of the third insulating layer; Filling the third opening with a material and forming a second contact plug in contact with the first contact plug.

Description

반도체장치의 배선연결부 형성방법{Method of forming interconnections in semiconductor devices}Method of forming interconnections in semiconductor devices

본 발명은 반도체장치의 배선연결부 형성방법에 관한 것으로서, 특히, 서로 다른 층에 형성된 불순물 확산영역 또는 배선들의 접촉 패드를 하지층 플러그 형성시 환형으로 만들어서 하지층 플러그와 상부배선연결용 플러그가 중첩되도록 하여 고종횡비(high aspect ratio)에 적합하며 플러그를 통한 배선연결부의 오정렬을 방지하고 칩싸이즈의 레이아웃을 감소시키도록 한 반도체장치의 플러그를 사용한 배선연결부 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a wiring connection part of a semiconductor device. In particular, the contact pads of impurity diffusion regions or wirings formed in different layers are formed in an annular shape when the base layer plug is formed so that the base layer plug and the upper wiring connection plug overlap. The present invention relates to a method for forming a wiring connection part using a plug of a semiconductor device suitable for high aspect ratio and preventing misalignment of the wiring connection part through a plug and reducing the layout of the chip size.

반도체장치의 콘택부위를 소자와 전기적으로 연결하는 배선연결부 또는 서로 다른 절연층에 형성된 층간배선들을 연결하는 배선연결부는 구조상 패드를 형성한 다음 이를 매개체로 하여 상호 연결된다.The wiring connection part for electrically connecting the contact portion of the semiconductor device with the device or the wiring connection part for connecting the interlayer wirings formed on different insulating layers is formed in the structure and then interconnected with each other as a medium.

즉, 하층배선 또는 콘택부에 연결된 플러그 상부에 패드부를 형성하고 이를 상층배선의 플러그와 전기적으로 연결시켜 배선연결부를 형성한다. 이러한, 패드부와 상층배선의 플러그의 중첩정렬마진을 확보하기 위하여 패드부가 차지하는 면적이 충분히 확보되어야 하므로 칩싸이즈의 감소면에서 불리하고, 배선연결부의 플러그가 요구하는 종횡비가 높을 경우 이러한 콘택홀 내지는 비어홀을 충분히 매립하기(filling)가 곤란하며, 디램셀에서 캐패시터 스토리지전극 형성 후 평탄화공정을 거치지 않으면 주변부위와의 단차 때문에 배선형성이 곤란하다.That is, the pad part is formed on the upper part of the plug connected to the lower layer wiring or the contact part and is electrically connected to the plug of the upper layer wiring to form the wiring connection part. The area occupied by the pad portion must be sufficiently secured to secure the overlap alignment margin between the pad portion and the upper layer wiring plug. Filling the via hole is difficult to fill sufficiently, and if the capacitor storage electrode is not planarized after forming the capacitor storage electrode in the DRAM cell, it is difficult to form a wiring due to a step with a peripheral portion.

도 1a 내지 도 1e는 종래 기술에 따른 반도체장치의 배선연결부 형성방법을 도시하는 공정단면도이다.1A to 1E are cross-sectional views illustrating a method of forming a wiring connection part of a semiconductor device according to the prior art.

도 1a를 참조하면, 소자격리영역과 활성영역을 정의하는 트렌치형 필드산화막(11)이 형성되고 셀부(CE1)와 페리/코아부(PC1)가 정의된 반도체기판인 실리콘기판(10)상에 게이트절연막용 열산화막을 성장시켜 형성한다.Referring to FIG. 1A, a trench type field oxide film 11 defining a device isolation region and an active region is formed, and a silicon substrate 10 is a semiconductor substrate on which a cell portion CE1 and a ferry / core portion PC1 are defined. It is formed by growing a thermal oxide film for a gate insulating film.

그리고, 열산화막 위에 게이트 형성을 위한 도핑된 폴리실리콘층을 화학기상증착으로 증착하여 형성한 다음, 폴리실리콘층 위에 캡핑용(capping) 절연막으로 질화막을 화학기상증착으로 증착하여 형성한다. 이때, 폴리실리콘층 상에는 텅스텐 등으로 실리사이드층을 형성할 수 있다.Then, a doped polysilicon layer for gate formation is formed on the thermal oxide film by chemical vapor deposition, and then a nitride film is formed by chemical vapor deposition on a polysilicon layer with a capping insulating film. In this case, the silicide layer may be formed of tungsten or the like on the polysilicon layer.

그 다음, 질화막, 폴리실리콘층 및 열산화막에 사진식각공정(photolithography)을실시하여, 셀부(CE1)에 질화막으로 이루어진 캡절연막(14)이 상부에 형성되고 하부에 게이트절연막(12)을 개재시킨 워드라인인 게이트(13)를 패터닝하여 형성한다. 이때. 도시되지는 않았지만, 페리/코아부(PC1)에는 잔류한 질화막으로 이루어진 캡절연막이 상부에 형성되고 하부에 게이트절연막을 개재시킨 게이트가 형성된다.Then, photolithography is performed on the nitride film, the polysilicon layer, and the thermal oxide film to form a cap insulating film 14 formed of a nitride film on the cell portion CE1 and a gate insulating film 12 interposed therebetween. The gate 13, which is a word line, is patterned. At this time. Although not shown, a ferry / core portion PC1 is formed with a cap insulating film made of a nitride film remaining thereon and a gate having a gate insulating film interposed therebetween.

따라서, 기판(10)의 소스/드레인이 형성될 부위인 활성영역이 노출된다.Accordingly, the active region, which is a portion where the source / drain of the substrate 10 is to be formed, is exposed.

그리고, 게이트(13) 등을 이온주입 마스크로 이용한 LDD(lightly doped drain) 형성용 불순물 이온주입을 기판에 저농도로 실시한 다음, 상기 패턴들이 형성된 기판(10)의 전면에 캡핑용 절연막과 같은 재료인 질화막을 화학기상증착으로 증착하여 측벽형성용 질화막을 형성한다.Then, a lightly doped drain (LDD) -implanted impurity ion implantation using the gate 13 or the like as an ion implantation mask is applied to the substrate at a low concentration, and then a material such as a capping insulating film is formed on the entire surface of the substrate 10 on which the patterns are formed. A nitride film is deposited by chemical vapor deposition to form a nitride film for sidewall formation.

그 다음, 질화막을 에치백하여 게이트(13) 패턴의 측면에 잔류한 질화막으로 이루어진 측벽스페이서(15)를 형성한다.Next, the nitride film is etched back to form a sidewall spacer 15 made of the nitride film remaining on the side surface of the gate 13 pattern.

따라서, 고농도 불순물 확산영역이 형성될 기판의 활성영역이 노출된다.Thus, the active region of the substrate on which the high concentration impurity diffusion region is to be formed is exposed.

그 다음, 노출된 기판의 전면에 고농도 불순물 이온주입으로 고농도 불순물 도핑영역을 형성하여 트랜지스터의 소스/드레인(도시안함)을 형성한다.Next, a high concentration impurity doped region is formed on the entire surface of the exposed substrate by high concentration impurity ion implantation to form a source / drain (not shown) of the transistor.

셀부(CE1)와 페리/코아부(PC1)에 적절한 도전형의 트랜지스터들을 완성한 후, 기판의 전면에 제 1 층간절연층(16)을 게이트패턴 사이의 골을 매립하도록 두껍게 증착한다. 이때 제 1 층간절연층(16)으로 BPSG, PETEOS, USG 등을 사용할 수 있다.After completing the conductive transistors suitable for the cell portion CE1 and the ferry / core portion PC1, the first interlayer insulating layer 16 is thickly deposited on the entire surface of the substrate to fill the valleys between the gate patterns. In this case, BPSG, PETEOS, USG, or the like may be used as the first interlayer insulating layer 16.

도 1b를 참조하면, 제 1 층간절연층(16) 상에 포토레지스트를 도포한 후 노광 및 현상에 의해 제 1 층간절연층(16)의 소정 부분을 노출시키는 포토레지스트패턴(도시안함)을 형성한다. 이 때, 포토레지스트패턴에 의하여 제 1 층간절연층(16)의 노출된 부분은 셀부(CE1)의 비트라인 콘택 플러그 형성 부위와 캐패시터의 스토리지노드 콘택 플러그가 형성될 기판의 도핑영역을 정의하는 부위이다.Referring to FIG. 1B, a photoresist pattern (not shown) is formed to expose a predetermined portion of the first interlayer insulating layer 16 by exposure and development after coating the photoresist on the first interlayer insulating layer 16. do. At this time, the exposed portion of the first interlayer insulating layer 16 by the photoresist pattern is a portion defining the bit line contact plug forming portion of the cell portion CE1 and the doped region of the substrate on which the storage node contact plug of the capacitor is to be formed. to be.

그리고, 포토레지스트패턴으로 보호되지 않는 부위의 산화막으로 이루어진 제 1 층간절연층(16)을 제거하여 불순물 도핑영역을 노출시키는 콘택홀들을 형성한다. 이때, 측벽 스페이서 형성용 질화막(15)은 콘택홀들을 형성하기 위한 자동정렬을 위하여 이용된다.The first interlayer insulating layer 16 made of an oxide film of a portion not protected by the photoresist pattern is removed to form contact holes exposing the impurity doped region. In this case, the nitride film 15 for forming sidewall spacers is used for automatic alignment to form contact holes.

그 다음, 콘택홀들을 충분히 매립하는 두께로 도전층을 제 1 층간절연층(16)상에 형성한다. 이때, 도전층은 도핑된 폴리실리콘을 화학기상증착으로 형성할 수 있다.Then, a conductive layer is formed on the first interlayer insulating layer 16 to a thickness that sufficiently fills the contact holes. In this case, the conductive layer may form the doped polysilicon by chemical vapor deposition.

그리고, 제 1 층간절연층(16) 표면을 노출시키도록 도전층에 에치백 또는 화학기계적연마(chemical mechanical polishing)을 실시하여 도전층을 콘택홀 내부에만 잔류시킨다. 따라서, 잔류한 도전층으로 이루어진 비트라인콘택 플러그(170)와 스토리지노드콘택 플러그(171)가 형성된다.Then, the conductive layer is etched back or chemical mechanical polishing so as to expose the surface of the first interlayer insulating layer 16 so that the conductive layer remains only inside the contact hole. Accordingly, the bit line contact plug 170 and the storage node contact plug 171 formed of the remaining conductive layers are formed.

그 다음, 플러그들(170,171)의 표면을 포함하는 제 1 층간절연층(16)상에 산화막으로 제 2 층간절연층(18)을 증착하여 형성한다.Next, a second interlayer insulating layer 18 is formed by depositing an oxide film on the first interlayer insulating layer 16 including the surfaces of the plugs 170 and 171.

도 1c를 참조하면, 제 2 층간절연층(18)상에 포토레지스트로 비트라인콘택 플러그(170) 상부의 제 2 층간절연층(18) 표면과 페리/코아부(PC1)의 게이트 또는 불순물 확산영역 상부의 제 2 층간절연층(18) 표면을 노출시키는 포토레지스트패턴(도시안함)을 형성한다. 이때, 포토레지스트패턴에 의하여 노출된 부위는 비트라인콘택 플러그(170) 상부 표면과 불순물 확산영역의 표면 영역 범위내에 있도록 형성하여야 한다.Referring to FIG. 1C, a gate or an impurity diffusion of the surface of the second interlayer insulating layer 18 on the bit line contact plug 170 and the ferry / core portion PC1 is formed by photoresist on the second interlayer insulating layer 18. A photoresist pattern (not shown) is formed to expose the surface of the second interlayer insulating layer 18 over the region. At this time, the portion exposed by the photoresist pattern should be formed so as to be within the range of the upper surface of the bit line contact plug 170 and the surface area of the impurity diffusion region.

그 다음, 포토레지스트패턴으로 보호되지 않는 제 2 층간절연층(18)과 페리/코아부(PC1)의 제 1 층간절연층(16)을 제거하여 비트라인콘택 플러그(170) 표면과 불순물 확산영역 표면을 각각 노출시키는 제 1 홀과 제 2 홀을 형성한다.Next, the surface of the bit line contact plug 170 and the impurity diffusion region are removed by removing the second interlayer insulating layer 18 and the first interlayer insulating layer 16 of the ferry / core portion PC1 which are not protected by the photoresist pattern. A first hole and a second hole are formed to expose the surface, respectively.

그 다음, 포토레지스트패턴을 산소 애슁 등의 방법으로 제거한다.Then, the photoresist pattern is removed by a method such as oxygen ashing.

그리고, 제 1 홀과 제 2 홀의 빈 공간을 도전성 물질로 충전시키고 비트라인(190)과 배선연결 패드(interconnection pad, 191)를 각각 형성한다. 이때, 배선연결 패드(191)의 상측부위는 이후 캐패시터 등이 형성된 다음 상부배선과의 전기적 접촉마진을 확보하기 위하여 제 2 홀의 상부 면적보다 넓게 형성된다.In addition, the empty spaces of the first and second holes are filled with a conductive material, and bit lines 190 and interconnection pads 191 are formed, respectively. At this time, the upper portion of the wiring connection pad 191 is formed after the capacitor is formed wider than the upper area of the second hole in order to secure an electrical contact margin with the upper wiring.

그 다음, 비트라인(190)과 배선연결 패드(191)을 포함하는 제 2 층간절연층(18)상에 제 3 층간절연층(20)을 산화막 등의 절연물질로 형성한다.Next, a third interlayer insulating layer 20 is formed of an insulating material such as an oxide film on the second interlayer insulating layer 18 including the bit line 190 and the wiring connection pad 191.

도 1d를 참조하면, 포토리쏘그래피로 제 3 층간절연층(20)의 소정 부위를 제거하여 캐패시터의 스토리지노드콘택 플러그(171)의 표면을 노출시키는 제 3 홀을 건식식각 등의 비등방성식각을 사용하여 형성한다.Referring to FIG. 1D, anisotropic etching, such as dry etching, is performed to remove the predetermined portion of the third interlayer insulating layer 20 by photolithography to expose the surface of the storage node contact plug 171 of the capacitor. To form.

그리고, 도핑된 폴리실리콘 등의 도전성 물질로 제 3 홀을 충전시킨 다음 패터닝하여 스토지지전극(21)을 제 3 층간절연층(20)상에 형성한다. 이후, 도시되지는 않았지만 스토리지전극(21) 표면에 유전막과 상부전극을 형성하여 캐패시터를 완성한다.The third hole is filled with a conductive material such as doped polysilicon and then patterned to form the storage support electrode 21 on the third interlayer insulating layer 20. Subsequently, although not shown, a dielectric film and an upper electrode are formed on the surface of the storage electrode 21 to complete the capacitor.

그 다음, 캐패시터를 포함하는 제 3 층간절연층(20)상에 제 4 층간절연층(22)을 산화막 등을 사용하여 충분한 두께로 형성한다.Next, the fourth interlayer insulating layer 22 is formed on the third interlayer insulating layer 20 including the capacitor to a sufficient thickness using an oxide film or the like.

도 1e를 참조하면, 제 4 층간절연층(22)과 제 3 층간절연층(20)의 소정부위를 건식식각 등의 비등방성 식각을 사용하는 포토리쏘그래피로 제거하여 배선연결 패드(191)를 노출시키는 제 4 홀을 형성한다.Referring to FIG. 1E, predetermined portions of the fourth interlayer insulating layer 22 and the third interlayer insulating layer 20 are removed by photolithography using anisotropic etching such as dry etching to remove the wiring connection pads 191. A fourth hole for exposing is formed.

그리고 제 4 홀을 충분히 매립하도록 불순물이 도핑된 폴리실리콘 또는 텅스텐 등의 도전성물질을 증착한 후 에치백 또는 화학기계적연마 등의 평탄화공정을 제 4 층간절연층(22) 표면이 노출되도록 실시하여 배선연결용 플러그(23)를 형성한다. 이때, 제 4 홀의 종횡비(aspect ratio)가 캐패시터 등의 높이 때문에 높아지게 되어 홀을 충분히 충전시키기 곤란하다.After depositing a conductive material such as polysilicon or tungsten doped with impurities to sufficiently fill the fourth hole, a planarization process such as etch back or chemical mechanical polishing is performed so that the surface of the fourth interlayer insulating layer 22 is exposed. The connecting plug 23 is formed. At this time, the aspect ratio of the fourth hole becomes high due to the height of the capacitor or the like, making it difficult to sufficiently fill the hole.

그 다음, 배선연결용 플러그(23)에 접하도록 알루미늄 또는 도핑된 폴리실리콘 등의 도전체로 상부배선(24)을 형성한 후, 이를 덮는 제 5 층간절연층(25)을 산화막 등으로 형성한다.Then, the upper wiring 24 is formed of a conductor such as aluminum or doped polysilicon so as to contact the wiring connection plug 23, and then the fifth interlayer insulating layer 25 covering the wiring 23 is formed of an oxide film or the like.

그러나, 상술한 종래 기술에 따른 반도체장치의 배선연결부 형성방법은 하층배선을 통하여 간접적으로 기판과의 배선연결부를 형성할 경우 패드부와 상층배선의 플러그의 중첩정렬마진을 확보하기 위하여 패드부가 차지하는 면적이 충분히 확보되어야 하므로 칩싸이즈의 감소면에서 불리하고, 배선연결부의 플러그가 요구하는 종횡비가 높을 경우 이러한 콘택홀 내지는 비어홀을 충분히 매립하기(filling)가 곤란하며, 또한, 디램셀에서 캐패시터 스토리지전극 형성 후 평탄화공정을 거치지 않으면 주변부위와의 단차 때문에 배선형성이 곤란한 문제점이 있다.However, in the above-described method for forming a wiring connection part of a semiconductor device according to the related art, the area occupied by the pad part in order to secure the overlap alignment margin of the plug of the pad part and the upper layer wiring when the wiring connection part is indirectly formed with the substrate through the lower layer wiring. This is disadvantageous in terms of reducing chip size, and it is difficult to sufficiently fill such contact holes or via holes when the aspect ratio required by the plug of the wiring connection is high, and also to form a capacitor storage electrode in the DRAM cell. If it is not subjected to the planarization process, there is a problem in that wiring formation is difficult due to a step with a peripheral portion.

따라서, 본 발명의 목적은 서로 다른 층에 형성된 불순물 확산영역 또는 배선들의 접촉 패드를 하지층 플러그 형성시 환형으로 만들어서 하지층 플러그와 상부배선연결용 플러그가 중첩되도록 하여 고종횡비(high aspect ratio)에 적합하며 플러그를 통한 배선연결부의 오정렬을 방지하고 칩싸이즈의 레이아웃을 감소시키도록 한 반도체장치의 플러그를 사용한 배선연결부 형성방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to form a ring-shaped contact pad of impurity diffusion regions or wirings formed in different layers to form an annular layer when the base layer plug is formed so that the base layer plug and the upper wiring connection plug overlap each other in a high aspect ratio. The present invention provides a method for forming a wiring connection portion using a plug of a semiconductor device, which is suitable and prevents misalignment of the wiring connection portion through a plug and reduces the layout of the chip size.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치의 배선연결부 형성방법은 반도체기판상에 제 1 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제 1 절연층 보다 식각속도가 작은 물질로 제 2 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제 2 절연층의 소정부위를 노출시키는 식각마스크를 형성하는 단계와, 상기 식각마스크를 사용하여 상기 제 2 절연층과 상기 제 1 절연층의 소정부위를 등방성 식각으로 제거하여 제 1 개구부를 형성하는 제 1 식각단계와, 상기 제 1 개구부에 의하여 노출된 상기 제 1 절연층을 상기 식각마스크를 이용한 비등방성식각으로 제거하여 상기 반도체기판 표면을 노출시키는 제 2 개구부를 형성하는 단계와, 상기 제 1 개구부의 측면에 도전성물질로 측벽을 형성하고 상기 제 2 개구부를 충전하는 제 1 콘택플러그를 형성하는 단계와, 상기 제 1 개구부와 상기 제 1 콘택플러그를 포함하는 상기 제 2 절연층상에 제 3 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제 3 절연층의 소정 부위를 제거하여 상기 제 1 콘택플러그의 표면을 노출시키는 제 3 개구부를 형성하는 단계와, 도전재료로 상기 제 3 개구부를 충전시키며 상기 제 1 콘택플러그와 접촉하는 제 2 콘택플러그를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of forming a wiring connection part of a semiconductor device, the method including forming a first insulating layer on a semiconductor substrate, and using a material having a lower etching rate than that of the first insulating layer. Forming an insulating layer, forming an etching mask exposing predetermined portions of the second insulating layer, and isotropically etching the predetermined portions of the second insulating layer and the first insulating layer using the etching mask. A first etching step of removing the first opening to form a first opening, and a second opening exposing the surface of the semiconductor substrate by removing the first insulating layer exposed by the first opening by anisotropic etching using the etching mask. Forming a sidewall with a conductive material on the side of the first opening and forming a first contact plug filling the second opening; And forming a third insulating layer on the second insulating layer including the first opening and the first contact plug, and removing a predetermined portion of the third insulating layer to expose a surface of the first contact plug. And forming a second contact plug to fill the third opening with a conductive material and to contact the first contact plug.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 메모리장치의 제조방법은 셀부와 주변부가 정의된 반도체기판의 상기 셀부에 불순물 확산영역, 게이트절연막, 게이트를 포함하는 트랜지스터와 상기 트랜지스터를 덮는 제 1 절연층과 비트라인콘택 플러그 및 캐패시터 하부전극노드 플러그를 형성하는 단계와, 상기 제 1 절연층 보다 식각속도가 작은 절연물로 제 2 절연층을 상기 제 1 절연층상에 형성하는 단계와, 상기 주변부의 상기 제 2 절연층 소정부위를 노출시키는 식각마스크를 형성하는 단계와, 노출된 상기 제 2 절연층과 그 하부의 상기 제 1 절연층 일부를 상기 식각마스크를 이용하는 등방성 식각으로 제거하여 제 1 개구부를 형성하는 단계와, 상기 식각마스크를 이용하는 비등방성식각으로 상기 제 1 절연층을 제거하여 상기 반도체기판 표면을 노출시키는 제 2 개구부를 형성하는 단계와, 상기 식각마스크를 제거하는 단계와, 상기 제 2 절연층의 소정부위를 제거하여 상기 셀부의 상기 비트라인콘택 플러그 표면을 노출시키는 제 3 개구부를 형성하는 단계와, 도전성물질로 상기 제 3 개구부를 충전하며 상기 제 2 절연층상에 위치하도록 비트라인을 형성하는 동시에 상기 제 1 개구부의 측면에 측벽을 형성하고 상기 제 2 개구부를 충전하는 제 1 콘택플러그를 형성하는 단계와, 상기 비트라인, 상기 측벽, 상기 제 1 콘택플러그를 포함하는 상기 제 2 절연층상에 제 3 절연층을 형성하고, 상기 제 3 절연층 및 제 2 절연층의 소정 부위를 제거하여 상기 하부전극노드 콘택플러그와 접촉하는 캐패시터를 상기 제 3 절연층상에 형성하는 단계와, 상기 캐패시터를 덮는 제 4 절연층을 상기 제 3 절연층상에 형성하는 단계와, 상기 제 4 및 3 절연층의 소정 부위를 제거하여 상기 제 1 콘택플러그 표면을 노출시키는 제 4 개구부를 형성하는 단계와, 상기 제 4 개구부를 충전하는 제 2 콘택플러그를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a semiconductor memory device, including a transistor including an impurity diffusion region, a gate insulating layer, and a gate in a cell portion of a semiconductor substrate in which a cell portion and a peripheral portion are defined. Forming a first insulating layer, a bit line contact plug, and a capacitor lower electrode node plug, forming a second insulating layer on the first insulating layer using an insulating material having an etching rate lower than that of the first insulating layer; Forming an etching mask exposing a predetermined portion of the second insulating layer in a periphery, and removing the exposed second insulating layer and a portion of the first insulating layer below the same by isotropic etching using the etching mask. Forming an opening and removing the first insulating layer by anisotropic etching using the etching mask Forming a second opening exposing the surface of the semiconductor substrate, removing the etching mask, and removing a predetermined portion of the second insulating layer to expose the bit line contact plug surface of the cell portion; Forming an opening, filling a third opening with a conductive material and forming a bit line to be positioned on the second insulating layer, while forming sidewalls on the side of the first opening and filling the second opening; Forming a first contact plug, and forming a third insulating layer on the second insulating layer including the bit line, the sidewall, and the first contact plug, and forming a predetermined number of the third insulating layer and the second insulating layer. Removing a portion to form a capacitor on the third insulating layer in contact with the lower electrode node contact plug, and forming a fourth insulating layer covering the capacitor. Forming on the third insulating layer, forming a fourth opening to expose the surface of the first contact plug by removing predetermined portions of the fourth and third insulating layers, and filling the fourth opening. And forming a contact plug.

도 1a 내지 도 1e는 종래 기술에 따른 반도체장치의 배선연결부 형성방법을 도시하는 공정단면도1A to 1E are cross-sectional views illustrating a method of forming a wiring connection part of a semiconductor device according to the prior art.

도 2a 내지 도 2h는 본 발명에 따른 반도체장치의 플러그를 포함하는 배선연결부 형성방법을 도시하는 공정단면도2A through 2H are cross-sectional views illustrating a method of forming a wiring connection part including a plug of a semiconductor device according to the present invention.

도 3은 도 2의 본 발명에 따라 제조된 배선연결부의 환형 배선연결패드부(M)를 확대 도시한 단면도Figure 3 is an enlarged cross-sectional view of the annular wiring connecting pad portion (M) of the wiring connection portion manufactured in accordance with the present invention of FIG.

본 발명은 소정 층에 형성된 제 1 배선과 하지층과의 전기적 연결용 콘택을 형성할 때, 셀부외의 영역의 콘택은 배선연결부의 패드가 형성될 부위를 먼저 습식식각한 다음 건식식각을 실시하여 콘택홀의 단면이 계단형 프로파일을 갖도록 형성한 후 콘택 플러그와 함께 계단부위에 측벽을 형성하여 패드를 형성하므로서 이후 상층배선과의 배선연결시 오정렬을 방지한다.In the present invention, when forming a contact for the electrical connection between the first wiring and the underlying layer formed on a predetermined layer, the contact of the region other than the cell portion is first wet-etched and then dry-etched the site where the pad of the wiring connection portion is to be formed. The cross section of the contact hole is formed to have a stepped profile, and then a side wall is formed on the stepped portion together with the contact plug to form a pad, thereby preventing misalignment when wiring to the upper layer wiring.

따라서, 본 발명은 배선간의 전기적연결을 위한 배선연결부 형성시 고종횡비를 낮추기 위하여 환형 플러그패드를 형성하므로서 레이아웃의 크기를 감소시켜 고집적 소자제조에 적합하다.Therefore, the present invention is suitable for manufacturing a high-density device by reducing the size of the layout by forming an annular plug pad to lower the high aspect ratio when forming the wiring connection for the electrical connection between the wiring.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a 내지 도 2h는 본 발명에 따른 반도체장치의 플러그를 포함하는 배선연결부 형성방법을 도시하는 공정단면도이다.2A to 2H are cross-sectional views illustrating a method of forming a wiring connection part including a plug of a semiconductor device according to the present invention.

도 2a를 참조하면, 소자격리영역과 활성영역을 정의하는 트렌치형 필드산화막(31)이 형성되고 셀부(CE2)와 페리/코아부(PC2)가 정의된 반도체기판인 실리콘기판(30)상에 게이트절연막용 열산화막을 성장시켜 형성한다.Referring to FIG. 2A, a trench type field oxide layer 31 defining a device isolation region and an active region is formed, and is formed on a silicon substrate 30, which is a semiconductor substrate on which a cell portion CE2 and a ferry / core portion PC2 are defined. It is formed by growing a thermal oxide film for a gate insulating film.

그리고, 열산화막 위에 게이트 형성을 위한 도핑된 폴리실리콘층을 화학기상증착으로 증착하여 형성한 다음, 폴리실리콘층 위에 캡핑용(capping) 절연막으로 질화막을 화학기상증착으로 증착하여 형성한다. 이때, 폴리실리콘층 상에는 텅스텐 등으로 실리사이드층을 형성할 수 있다.Then, a doped polysilicon layer for gate formation is formed on the thermal oxide film by chemical vapor deposition, and then a nitride film is formed by chemical vapor deposition on a polysilicon layer with a capping insulating film. In this case, the silicide layer may be formed of tungsten or the like on the polysilicon layer.

그 다음, 질화막, 폴리실리콘층 및 열산화막에 사진식각공정(photolithography)을 실시하여, 셀부(CE2)에 질화막으로 이루어진 캡절연막(34)이 상부에 형성되고 하부에 게이트절연막(32)을 개재시킨 워드라인인 게이트(33)를 패터닝하여 형성한다. 이때. 도시되지는 않았지만, 페리/코아부(PC2)에는 잔류한 질화막으로 이루어진 캡절연막이 상부에 형성되고 하부에 게이트절연막을 개재시킨 게이트가 형성된다.Then, photolithography is performed on the nitride film, the polysilicon layer, and the thermal oxide film to form a cap insulating film 34 formed of a nitride film on the cell portion CE2 and a gate insulating film 32 interposed therebetween. The gate 33, which is a word line, is patterned. At this time. Although not shown, the ferry / core portion PC2 is formed with a cap insulating film formed of a nitride film remaining on the upper portion and a gate having a gate insulating film interposed therebetween.

따라서, 기판(30)의 소스/드레인이 형성될 부위인 활성영역이 노출된다.Accordingly, the active region, which is a portion where the source / drain of the substrate 30 is to be formed, is exposed.

그리고, 게이트(33) 등을 이온주입 마스크로 이용한 LDD(lightly doped drain) 형성용 불순물 이온주입을 기판에 저농도로 실시한 다음, 상기 패턴들이 형성된 기판(30)의 전면에 캡핑용 절연막과 같은 재료인 질화막을 화학기상증착으로 증착하여 측벽형성용 질화막을 형성한다.Then, a lightly doped drain (LDD) formation impurity ion implantation using the gate 33 or the like as an ion implantation mask is applied to the substrate at a low concentration, and then a material such as a capping insulating film is formed on the entire surface of the substrate 30 on which the patterns are formed. A nitride film is deposited by chemical vapor deposition to form a nitride film for sidewall formation.

그 다음, 질화막을 에치백하여 게이트(33) 패턴의 측면에 잔류한 질화막으로 이루어진 측벽스페이서(sidewall spacer,35)를 형성한다.Next, the nitride film is etched back to form a sidewall spacer 35 made of the nitride film remaining on the side surface of the gate 33 pattern.

따라서, 고농도 불순물 확산영역이 형성될 기판의 활성영역이 노출된다.Thus, the active region of the substrate on which the high concentration impurity diffusion region is to be formed is exposed.

그 다음, 노출된 기판의 전면에 고농도 불순물 이온주입으로 고농도 불순물 도핑영역을 형성하여 트랜지스터의 소스/드레인(도시안함)을 완성한다.Next, a high concentration impurity doped region is formed by implanting high concentration impurity ions onto the exposed substrate to complete the source / drain (not shown) of the transistor.

셀부(CE2)와 페리/코아부(PC2)에 적절한 도전형의 트랜지스터들을 완성한 후, 기판(30)의 전면에 제 1 층간절연층(36)을 게이트패턴 사이의 골을 매립하도록 두껍게 증착한다. 이때 제 1 층간절연층(36)으로 BPSG, PETEOS, USG 등을 사용할 수 있다.After completing the conductive transistors suitable for the cell portion CE2 and the ferry / core portion PC2, the first interlayer insulating layer 36 is thickly deposited on the entire surface of the substrate 30 to fill the valleys between the gate patterns. In this case, BPSG, PETEOS, USG, or the like may be used as the first interlayer insulating layer 36.

도 3b를 참조하면, 제 1 층간절연층(36) 상에 포토레지스트를 도포한 후 비트라인콘택 플러그와 스토리지노드콘택 플러그 형성부위를 정의하는 노광마스크를 이용한 노광 및 현상에 의해 제 1 층간절연층(36)의 소정 부분을 노출시키는 포토레지스트패턴(도시안함)을 형성한다. 이 때, 포토레지스트패턴에 의하여 제 1 층간절연층(36)의 노출된 부분은 셀부(CE2)의 비트라인콘택 플러그 형성 부위와 캐패시터의 스토리지노드콘택 플러그가 형성될 기판의 도핑영역을 정의하는 부위이다.Referring to FIG. 3B, after the photoresist is applied on the first interlayer insulating layer 36, the first interlayer insulating layer is formed by exposure and development using an exposure mask defining a bit line contact plug and a storage node contact plug forming portion. A photoresist pattern (not shown) that exposes a predetermined portion of 36 is formed. At this time, the exposed portion of the first interlayer insulating layer 36 by the photoresist pattern is a portion defining the bit line contact plug forming portion of the cell portion CE2 and the doped region of the substrate on which the storage node contact plug of the capacitor is to be formed. to be.

그리고, 포토레지스트패턴으로 보호되지 않는 부위의 산화막으로 이루어진 제 1 층간절연층(36)을 건식시각등의 비등방성 식각으로 제거하여 불순물 도핑영역을 노출시키는 콘택홀들을 형성한다. 이때, 게이트(33) 측면에 형성된 질화막으로 이루어진 측벽 스페이서(35)들은 자동정렬된 콘택홀들을 형성하기 위하여 이용된다. 즉, 산화막으로 이루어진 제 1 층간절연층(36)과 질화막으로 이루어진 측벽 스페이서(35)의 높은 식각선태비를 이용하여 자동정렬(self-aligned)시킨다.The first interlayer insulating layer 36 made of an oxide film of a portion not protected by the photoresist pattern is removed by anisotropic etching such as a dry time to form contact holes exposing impurity doped regions. At this time, the sidewall spacers 35 formed of a nitride film formed on the side of the gate 33 are used to form self-aligned contact holes. In other words, the first interlayer insulating layer 36 made of an oxide film and the sidewall spacer 35 made of a nitride film are used for self-alignment.

그 다음, 비트라인콘택 플러그와 스토리지노드콘택 플러그를 형성하기 위하여 콘택홀들을 충분히 매립하는 두께로 도전층을 제 1 층간절연층(16)상에 형성한다. 이때, 도전층은 도핑된 폴리실리콘을 화학기상증착으로 증착하여 형성할 수 있다.Then, a conductive layer is formed on the first interlayer insulating layer 16 to a thickness that sufficiently fills the contact holes to form the bit line contact plug and the storage node contact plug. In this case, the conductive layer may be formed by depositing doped polysilicon by chemical vapor deposition.

그리고, 제 1 층간절연층(36) 표면을 노출시키도록 도전층에 에치백 또는 화학기계적연마(chemical mechanical polishing)을 실시하여 도전층을 콘택홀 내부에만 잔류시키고 제 1 층간절연층(36)의 표면을 평탄화 시킨다. 따라서, 잔류한 도전층으로 이루어진 비트라인콘택 플러그(370)와 스토리지노드콘택 플러그(371)가 형성된다.Then, the conductive layer is etched back or chemical mechanical polishing to expose the surface of the first interlayer insulating layer 36 so that the conductive layer remains only in the contact hole and the first interlayer insulating layer 36 Level the surface. Accordingly, the bit line contact plug 370 and the storage node contact plug 371 formed of the remaining conductive layers are formed.

그 다음, 플러그들(370,371)의 표면을 포함하는 제 1 층간절연층(36)상에 산화막으로 제 2 층간절연층(interlayer dielectric,38)을 증착하여 소정 두께로 형성한다.이때, 제 2 층간절연층(38)은 제 1 층간절연층(36)보다 습식식각에 대한 식각비가 작은 절연막으로 형성한다.Next, a second interlayer dielectric 38 is deposited on the first interlayer insulating layer 36 including the surfaces of the plugs 370 and 371 with an oxide film to form a predetermined thickness. The insulating layer 38 is formed of an insulating layer having a smaller etching ratio to wet etching than the first interlayer insulating layer 36.

도 2c를 참조하면, 제 2 층간절연층(38)상에 포토레지스트로 페리/코아부(PC2)의 게이트 또는 불순물 확산영역 상부의 제 2 층간절연층(38) 표면을 노출시키는 포토레지스트패턴(39)을 형성한다. 이때, 포토레지스트패턴(39)은 평탄화된 제 2 층간절연층(38)상에 포토레지스트를 도포한 후 페리/코아부(PE2)의 콘택홀 형성영역을 정의하는 노광마스크를 이용한 노광 및 현상을 실시하여 제 2 기판(30)의 불순물 확산영역 상부에 위치한 층간절연층(38)의 소정부위를 노출시키도록 형성한다. 즉, 포토레지스트패턴(39)에 의하여 노출된 부위는 불순물 확산영역의 상부 영역 범위 내에 있도록 형성하여야 한다.Referring to FIG. 2C, a photoresist pattern exposing the gate of the ferry / core portion PC2 or the surface of the second interlayer insulating layer 38 on the impurity diffusion region with photoresist on the second interlayer insulating layer 38 ( 39). At this time, the photoresist pattern 39 is coated with a photoresist on the planarized second interlayer insulating layer 38 and then subjected to exposure and development using an exposure mask defining a contact hole formation region of the ferry / core portion PE2. In this case, a predetermined portion of the interlayer insulating layer 38 positioned on the impurity diffusion region of the second substrate 30 is exposed. That is, the portion exposed by the photoresist pattern 39 should be formed to be within the upper region range of the impurity diffusion region.

도 2d를 참조하면, 포토레지스트패턴(39)으로 보호되지 않는 페리/코아부(PE2)의 제 2 층간절연층(38)과 그 하단에 위치한 제 1 층간절연층(36)의 일부를 습식식각으로 제거하여 제 1 개구부(H1)를 형성한다. 이때, 제 2 층간절연층(38)의 습식식각비(wet etch rate)가 제 1 층간절연층(36)의 습식식각비 보다 작으므로, 이러한 식각조건으로 습식식각시 제 2 층간절연층(38)이 먼저 식각되고 식각이 어느정도 진행되어 제 1 층간절연층(36)이 노출되어 식각되기 시작하면, 제 1 층간절연층(36)의 식각속도가 제 2 층간절연층(38)의 식각속도 보다 빠르므로 수직방향의 식각량이 증가하게 된다.Referring to FIG. 2D, wet etching is performed on the second interlayer insulating layer 38 of the ferry / core part PE2 which is not protected by the photoresist pattern 39 and a portion of the first interlayer insulating layer 36 disposed under the ferrite / core part PE2. Removal to form the first opening H1. At this time, since the wet etch rate of the second interlayer insulating layer 38 is smaller than the wet etch rate of the first interlayer insulating layer 36, the second interlayer insulating layer 38 during wet etching under such etching conditions. ) Is etched first and the etching progresses to a certain degree so that the first interlayer insulating layer 36 is exposed and starts to be etched, the etching rate of the first interlayer insulating layer 36 is higher than that of the second interlayer insulating layer 38. Since it is fast, the amount of etching in the vertical direction increases.

따라서, 포토레지스트패턴(39) 하단으로 언더에치(under-etch)된 웅덩이 모양의 제 1 개구부(H1)가 형성되며, 이는 배선연결부의 패드가 형성될 영역이다.Accordingly, a first opening H1 having a puddle shape under-etched under the photoresist pattern 39 is formed, which is an area in which a pad of the wiring connection part is to be formed.

그리고, 포토레지스트패턴(39)을 다시 식각마스크로 이용하는 건식식각 등의 비등방성식각을 노출된 제 1 층간절연층(36)에 실시하여 기판(30)의 불순물 확산영역(도시안함)을 노출시키는 제 2 개구부(H2)를 형성한다.Then, anisotropic etching such as dry etching using the photoresist pattern 39 as an etching mask is performed on the exposed first interlayer insulating layer 36 to expose the impurity diffusion region (not shown) of the substrate 30. The second opening portion H2 is formed.

그 결과, 본 발명의 실시예에서는, 후속공정에 의하여 제 1 개구부(H1)에 배선연결 패드에 연결될 제 1 플러그가 형성되고 제 2 개구부(H2)에서 상부배선과 연결될 제 2 플러그의 하단 및 배선연결 패드가 형성된다. 즉, 제 1 개구부(H1)와 제 2 개구부(H2)가 만나는 부위의 단면이 계단 모양의 프로파일을 가지므로 이러한 계단 부위는 측벽이 형성될 공간을 제공하며, 제 1 개구부(H1)가 습식식가으로 형성되어 상부의 면적이 넓어지므로 종횡비를 낮추게 된다.As a result, in the embodiment of the present invention, a first plug to be connected to the wiring connecting pad is formed in the first opening H1 by a subsequent process, and the lower end and the wiring of the second plug to be connected to the upper wiring in the second opening H2. The connection pad is formed. That is, since the cross section of the portion where the first opening portion H1 and the second opening portion H2 meet has a stepped profile, the step portion provides a space for the side wall to be formed, and the first opening portion H1 is wet. It is formed as is because the area of the upper portion is lowered the aspect ratio.

도 2e를 참조하면, 포토레지스트패턴을 산소 애슁(O2ashing) 등의 방법으로 제거한 다음, 다시 기판(30)의 전면에 포토레지스트를 도포한 후 노광 및 현상하여 셀부(CE2)의 비트라인콘택 플러그(370) 상부의 제 2 층간절연층(38)을 노출시키는 포토레지스트패턴을 형성한다.Referring to FIG. 2E, after removing the photoresist pattern by a method such as oxygen ashing (O 2 ashing), the photoresist is coated on the entire surface of the substrate 30, and then exposed and developed to expose the bit line of the cell portion CE2. A photoresist pattern exposing the second interlayer insulating layer 38 on the plug 370 is formed.

그 다음, 포토레지스트패턴으로 보호되지 않는 부위의 제 2 층간절연층(38)을 제거하여 비트라인콘택 플러그(370)의 표면을 노출시키는 제 3 개구부를 형성한 후, 포토레지스트패턴을 제거한다.Next, the second interlayer insulating layer 38 of the portion not protected by the photoresist pattern is removed to form a third opening that exposes the surface of the bit line contact plug 370, and then the photoresist pattern is removed.

그리고, 제 1 및 제 2 개구부(H1, H2)와 제 3 개구부의 빈 공간을 충전시키도록 도핑된 폴리실리콘 등의 도전성 재료로 제 2 층간절연층(38)의 표면에 도전층(40)을 형성한다. 이때, 폴리실리콘을 사용하는 경우 화학기상증착으로 증착하여 형성한다.The conductive layer 40 is formed on the surface of the second interlayer insulating layer 38 with a conductive material such as polysilicon doped to fill the empty spaces of the first and second openings H1 and H2 and the third opening. Form. At this time, in the case of using polysilicon is formed by vapor deposition by chemical vapor deposition.

도 2f를 참조하면, 도전층상에 포토레지스트를 도포한 다음 비트라인 형성용 노광마스크를 이용한 노광 및 현상으로 비트라인 형성부위의 도전층 부위를 덮는 포토레지스트패턴(41)을 형성한다. 이때, 페리/코아부(PE2)에 형성된 제 1 및 제 2 개구부 상부에 위치한 도전층 표면은 그대로 노출된다.Referring to FIG. 2F, a photoresist is applied on the conductive layer, and then a photoresist pattern 41 covering the conductive layer portion of the bit line forming portion is formed by exposure and development using an exposure mask for forming a bit line. At this time, the surface of the conductive layer positioned on the first and second openings formed in the ferry / core portion PE2 is exposed as it is.

그리고, 포토레지스트패턴(41)으로 보호되지 않는 부위의 도전층을 건식식각 등의 비등방성식각으로 제거하여 비트라인(400)을 형성한다. 이때, 페리/코아부(PE2)의 제 1 및 제 2 개구부에 형성된 도전층은 비등방성식각으로 에치백되어 제 1 개구부(H10)의 계단모양 부위에 일부 잔류하여 환형의 측벽(401)을 형성하고 동시에 제 2 개구부에는 대부분 잔류하여 제 1 콘택플러그(402)를 형성한다.The bit line 400 is formed by removing the conductive layer of the portion not protected by the photoresist pattern 41 by anisotropic etching such as dry etching. At this time, the conductive layers formed in the first and second openings of the ferry / core portion PE2 are etched back by anisotropic etching to partially remain in the stepped portions of the first opening H10 to form an annular sidewall 401. At the same time, most of the second openings remain to form the first contact plug 402.

따라서, 제 1 개구부(H10)에 잔류한 도전층으로 이루어진 측벽(401)은 배선연결패드(interconnection pad,401)가 되며, 이는 스토리지전극 형성 후에 제조되는 배선의 상호연결시 제 1 콘택플러그와 제 2 콘택플러그의 중첩마진을 크게 하는 역할을 한다.Accordingly, the side wall 401 made of the conductive layer remaining in the first opening H10 becomes an interconnection pad 401, which is formed by interconnecting the first contact plug and the first contact plug during interconnection of the wiring fabricated after the formation of the storage electrode. 2 It increases the overlap margin of contact plug.

도 2g를 참조하면, 비트라인(400)과 배선연결패드(401) 및 제 1 콘택플러그(402)를 포함하는 제 2 층간절연층(38)상에 제 3 층간절연층(42)을 산화막 등의 절연물질로 형성한다.Referring to FIG. 2G, an oxide film or the like is formed on the second interlayer insulating layer 38 including the bit line 400, the wiring connection pad 401, and the first contact plug 402. It is formed of insulating material.

그리고, 포토리쏘그래피로 제 3 층간절연층(42)의 소정 부위를 제거하여 캐패시터의 스토리지노드콘택 플러그(371)의 표면을 노출시키는 제 4 개구부를 건식식각 등의 비등방성식각을 사용하여 형성한다.A fourth opening for exposing a surface of the storage node contact plug 371 of the capacitor by removing a predetermined portion of the third interlayer insulating layer 42 by photolithography is formed using anisotropic etching such as dry etching. .

그리고, 도핑된 폴리실리콘 등의 도전성 물질로 제 4 개구부를 충전시킨 다음 패터닝하여 잔류한 도전성 불질로 이루어진 스토지지전극(43)을 제 3 층간절연층(42)상에 형성한다. 이후, 도시되지는 않았지만 스토리지전극(43) 표면에 유전막과 상부전극을 형성하여 캐패시터를 완성한다.The fourth opening is filled with a conductive material such as doped polysilicon and then patterned to form a storage electrode 43 made of the remaining conductive impurity on the third interlayer insulating layer 42. Subsequently, although not shown, a dielectric film and an upper electrode are formed on the surface of the storage electrode 43 to complete the capacitor.

그 다음, 캐패시터를 포함하는 제 3 층간절연층(43)상에 제 4 층간절연층(44)을 산화막 등을 사용하여 충분한 두께로 형성한다.Next, the fourth interlayer insulating layer 44 is formed on the third interlayer insulating layer 43 including the capacitor to a sufficient thickness using an oxide film or the like.

도 2h를 참조하면, 제 4 층간절연층(44)과 제 3 층간절연층(42)의 소정부위를 건식식각 등의 비등방성 식각을 사용하는 포토리쏘그래피로 제거하여 배선연결패드(401) 및 제 1 콘택플러그(402) 상부 표면을 노출시키는 제 5 개구부를 형성한다. 이때, 배선연결패드(401)가 환형으로 형성되고 제 2 층간절연층(38)에 파묻힌 형태로 형성되었으므로 제 5 개구부와 제 1 개구부와의 중첩정렬마진이 확보된다.Referring to FIG. 2H, predetermined portions of the fourth interlayer insulating layer 44 and the third interlayer insulating layer 42 are removed by photolithography using anisotropic etching, such as dry etching, to form a wiring connection pad 401. A fifth opening is formed to expose the top surface of the first contact plug 402. At this time, since the wiring connection pads 401 are formed in an annular shape and buried in the second interlayer insulating layer 38, an overlap alignment margin between the fifth opening and the first opening is ensured.

그리고 제 5 개구부를 충분히 매립하도록 불순물이 도핑된 폴리실리콘 또는 텅스텐 등의 도전성물질을 증착한 후 에치백 또는 화학기계적연마 등의 평탄화공정을 제 5 층간절연층(44) 표면이 노출되도록 실시하여 배선연결용 제 2 콘택플러그(45)를 형성한다.After depositing a conductive material such as polysilicon or tungsten doped with impurities to sufficiently fill the fifth opening, a planarization process such as etch back or chemical mechanical polishing is performed to expose the surface of the fifth interlayer insulating layer 44. A second contact plug 45 for connection is formed.

그 다음, 배선연결용 제 2 콘택플러그(45)에 접하도록 알루미늄 또는 도핑된 폴리실리콘 등의 도전체로 상부배선(46)을 형성한 후, 이를 덮는 제 5 층간절연층(47)을 산화막 등으로 형성한다.Then, the upper wiring 46 is formed of a conductor such as aluminum or doped polysilicon so as to contact the second contact plug 45 for wiring connection, and then the fifth interlayer insulating layer 47 covering the second contact plug 45 is formed of an oxide film or the like. Form.

도 3은 도 2의 본 발명에 따라 제조된 배선연결부의 환형 배선연결패드부(M)를 확대 도시한 단면도이다.FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the annular wiring connecting pad part M of the wiring connection part manufactured according to the present invention of FIG. 2.

도 3을 참조하면, 가장 외측에 위치한 제 1 동심원(401) 부위는 배선연결패드(401)를 나타내며, 그 다음 위치한 제 2 동심원(402)은 제 1 콘택플러그(402)를 나타내며, 가장 내측에 위치한 제 3 동심원(45) 부위는 제 2 콘택플러그(45)를 나타낸다.Referring to FIG. 3, the outermost portion of the first concentric circle 401 represents the wiring connection pad 401, and the second concentric circle 402 located next represents the first contact plug 402. The positioned third concentric circle 45 represents the second contact plug 45.

이 때, 제 3 동심원(45)의 원주와 제 1 동심원(401)의 외곽 원주 까지의 거리(OM)는 제 2 콘택플러그(45)와 제 1 콘택플러그(402)의 중첩 마진이 된다.At this time, the distance OM between the circumference of the third concentric circle 45 and the outer circumference of the first concentric circle 401 becomes the overlapping margin of the second contact plug 45 and the first contact plug 402.

따라서, 본 발명은 배선과 기판과의 배선연결부가 형성되는 콘택홀의 종횡비를 감소시켜 콘택홀에 플러그를 형성하는 공정을 용이하게 하고, 배선연결패드를 비트라인과 함께 형성하지만 주변부의 디자인 룰을 셀부의 디자인 룰과 독립적으로 설계하므로 배선연결부 형성용 필요영역이 감소하여 전체적인 칩싸이즈를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.Accordingly, the present invention facilitates the process of forming a plug in the contact hole by reducing the aspect ratio of the contact hole in which the wiring connection portion between the wiring and the substrate is formed, and forms the wiring connection pad together with the bit line, but the cell design rules Since it is designed independently of the negative design rule, there is an advantage of reducing the overall chip size by reducing the required area for wiring connection formation.

Claims (9)

반도체기판상에 제 1 절연층을 형성하는 단계와,Forming a first insulating layer on the semiconductor substrate, 상기 제 1 절연층 보다 식각속도가 작은 물질로 제 2 절연층을 형성하는 단계와,Forming a second insulating layer of a material having an etching rate lower than that of the first insulating layer; 상기 제 2 절연층의 소정부위를 노출시키는 식각마스크를 형성하는 단계와,Forming an etching mask exposing a predetermined portion of the second insulating layer; 상기 식각마스크를 사용하여 상기 제 2 절연층과 상기 제 1 절연층의 소정부위를 등방성 식각으로 제거하여 제 1 개구부를 형성하는 제 1 식각단계와,A first etching step of forming a first opening by isotropic etching to remove predetermined portions of the second insulating layer and the first insulating layer using the etching mask; 상기 제 1 개구부에 의하여 노출된 상기 제 1 절연층을 상기 식각마스크를 이용한 비등방성식각으로 제거하여 상기 반도체기판 표면을 노출시키는 제 2 개구부를 형성하는 단계와,Removing the first insulating layer exposed by the first opening by anisotropic etching using the etching mask to form a second opening exposing the surface of the semiconductor substrate; 상기 제 1 개구부의 측면에 도전성물질로 측벽을 형성하고 상기 제 2 개구부를 충전하는 제 1 콘택플러그를 형성하는 단계와,Forming a first contact plug on a side of the first opening with a conductive material and filling the second opening; 상기 제 1 개구부와 상기 제 1 콘택플러그를 포함하는 상기 제 2 절연층상에 제 3 절연층을 형성하는 단계와,Forming a third insulating layer on the second insulating layer including the first opening and the first contact plug; 상기 제 3 절연층의 소정 부위를 제거하여 상기 제 1 콘택플러그의 표면을 노출시키는 제 3 개구부를 형성하는 단계와,Removing a predetermined portion of the third insulating layer to form a third opening exposing the surface of the first contact plug; 도전재료로 상기 제 3 개구부를 충전시키며 상기 제 1 콘택플러그와 접촉하는 제 2 콘택플러그를 형성하는 단계로 이루어진 반도체장치의 배선연결부 형성방법.Forming a second contact plug filling the third opening with a conductive material and in contact with the first contact plug. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 절연층과 상기 제 2 절연층은 식각선택비가 서로 다른 산화막으로 형성하는 것이 특징인 반도체장치의 배선연결부 형성방법.The method of claim 1, wherein the first insulating layer and the second insulating layer are formed of oxide films having different etching selectivity. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 식각단계는 상기 반도체기판의 표면이 노출되지 않도록 형성하는 것이 특징인 반도체장치의 배선연결부 형성방법.The method of claim 1, wherein the first etching is performed so that the surface of the semiconductor substrate is not exposed. 청구항 1에 있어서, 상기 측벽과 상기 제 1 콘택플러그를 형성하는 단계는,The method of claim 1, wherein the forming of the sidewall and the first contact plug, 상기 제 1 및 제 2 개구부를 포함하는 상기 제 2 절연층상에 도전층을 형성하는 단계와,Forming a conductive layer on the second insulating layer including the first and second openings; 상기 도전층을 에치백하여 상기 제 2 절연층의 표면을 노출시키는 단계를 더 포함하여 이루어진 것이 특징인 반도체장치의 배선연결부 형성방법.And etching the conductive layer to expose the surface of the second insulating layer. 청구항 4에 있어서, 상기 측벽과 상기 제 1 콘택플러그는 디램셀의 비트라인과 동시에 형성하는 것이 특징인 반도체장치의 배선연결부 형성방법.The method of claim 4, wherein the sidewall and the first contact plug are formed simultaneously with the bit line of the DRAM cell. 청구항 1에 있어서, 상기 반도체기판은 하부배선을 포함하여 형성되고 상기 제 2 개구부에 의하여 노출된 부위는 상기 하부배선인 것이 특징인 반도체장치의 배선연결부 형성방법.The method of claim 1, wherein the semiconductor substrate includes a lower wiring and a portion exposed by the second opening is the lower wiring. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2 콘택플러그를 형성하는 단계 이후,The method of claim 1, wherein after forming the second contact plug, 상기 제 2 콘택플러그 표면과 접촉하도록 상기 제 3 절연층상에 상부배선을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것이 특징인 반도체장치의 배선연결부 형성방법.And forming an upper wiring on the third insulating layer so as to be in contact with the surface of the second contact plug. 반도체 메모리장치의 제조방법에 있어서,In the method of manufacturing a semiconductor memory device, 셀부와 주변부가 정의된 반도체기판의 상기 셀부에 불순물 확산영역, 게이트절연막, 게이트를 포함하는 트랜지스터와 상기 트랜지스터를 덮는 제 1 절연층과 비트라인콘택 플러그 및 캐패시터 하부전극노드 플러그를 형성하는 단계와,Forming a transistor including an impurity diffusion region, a gate insulating film, and a gate, a first insulating layer covering the transistor, a bit line contact plug, and a capacitor lower electrode node plug in the cell portion of the semiconductor substrate having a cell portion and a peripheral portion defined therein; 상기 제 1 절연층 보다 식각속도가 작은 절연물로 제 2 절연층을 상기 제 1 절연층상에 형성하는 단계와,Forming a second insulating layer on the first insulating layer using an insulating material having an etching rate lower than that of the first insulating layer; 상기 주변부의 상기 제 2 절연층 소정부위를 노출시키는 식각마스크를 형성하는 단계와,Forming an etching mask exposing a predetermined portion of the second insulating layer of the peripheral portion; 노출된 상기 제 2 절연층과 그 하부의 상기 제 1 절연층 일부를 상기 식각마스크를 이용하는 등방성 식각으로 제거하여 제 1 개구부를 형성하는 단계와,Removing the exposed second insulating layer and a portion of the first insulating layer under the isotropic etching using the etching mask to form a first opening; 상기 식각마스크를 이용하는 비등방성식각으로 상기 제 1 절연층을 제거하여 상기 반도체기판 표면을 노출시키는 제 2 개구부를 형성하는 단계와,Forming a second opening exposing the surface of the semiconductor substrate by removing the first insulating layer by anisotropic etching using the etching mask; 상기 식각마스크를 제거하는 단계와,Removing the etching mask; 상기 제 2 절연층의 소정부위를 제거하여 상기 셀부의 상기 비트라인콘택 플러그 표면을 노출시키는 제 3 개구부를 형성하는 단계와,Removing a predetermined portion of the second insulating layer to form a third opening that exposes the bit line contact plug surface of the cell portion; 도전성물질로 상기 제 3 개구부를 충전하며 상기 제 2 절연층상에 위치하도록 비트라인을 형성하는 동시에 상기 제 1 개구부의 측면에 측벽을 형성하고 상기 제 2 개구부를 충전하는 제 1 콘택플러그를 형성하는 단계와,Forming a bit line filling the third opening with a conductive material and positioned on the second insulating layer, and forming a sidewall at the side of the first opening and forming a first contact plug filling the second opening; Wow, 상기 비트라인, 상기 측벽, 상기 제 1 콘택플러그를 포함하는 상기 제 2 절연층상에 제 3 절연층을 형성하고, 상기 제 3 절연층 및 제 2 절연층의 소정 부위를 제거하여 상기 하부전극노드 콘택플러그와 접촉하는 캐패시터를 상기 제 3 절연층상에 형성하는 단계와,A third insulating layer is formed on the second insulating layer including the bit line, the sidewall, and the first contact plug, and a predetermined portion of the third insulating layer and the second insulating layer is removed to contact the lower electrode node. Forming a capacitor on the third insulating layer in contact with the plug; 상기 캐패시터를 덮는 제 4 절연층을 상기 제 3 절연층상에 형성하는 단계와,Forming a fourth insulating layer on the third insulating layer, the fourth insulating layer covering the capacitor; 상기 제 4 및 3 절연층의 소정 부위를 제거하여 상기 제 1 콘택플러그 표면을 노출시키는 제 4 개구부를 형성하는 단계와,Removing a predetermined portion of the fourth and third insulating layers to form a fourth opening exposing the surface of the first contact plug; 상기 제 4 개구부를 충전하는 제 2 콘택플러그를 형성하는 단계로 이루어진 반도체장치 메모리장치의 배선연결부 형성방법.And forming a second contact plug filling the fourth opening. 청구항 8에 있어서, 상기 제 4 개구부를 형성하는 단계는 상기 측벽을 상기 제 1 콘택플러그와의 중첩정렬 마진으로 이용하여 형성하는 것이 특징인 반도체 메모리장치의 배선연결부 형성방법.The method of claim 8, wherein the forming of the fourth opening is performed by using the sidewall as an overlap alignment margin with the first contact plug.
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