KR100487511B1 - A method of fabricating semiconductor device - Google Patents

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KR100487511B1
KR100487511B1 KR10-1998-0027086A KR19980027086A KR100487511B1 KR 100487511 B1 KR100487511 B1 KR 100487511B1 KR 19980027086 A KR19980027086 A KR 19980027086A KR 100487511 B1 KR100487511 B1 KR 100487511B1
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Abstract

본 발명은 공정 단계를 단순화할 수 있고, 칩 크기를 줄일 수 있는 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 비트 라인 형성용 마스크를 사용하여 제 1 도전막을 식각함으로써 형성된 비트 라인 패턴의 양측벽에 절연막으로 비트 라인 스페이서가 형성된다. 비트 라인을 포함하여 제 1 절연막 상에 제 2 절연막이 형성된 후, 콘택홀 형성용 마스크를 사용하여 제 2 절연막과 제 1 절연막을 차례로 식각함으로써 스토리지 전극 패드 형성용 콘택홀이 형성되고, 제 2 절연막과 비트 라인 그리고, 제 1 절연막을 차례로 식각함으로써 비트 라인의 식각된 측벽이 비트 라인 콘택홀 내에서 노출되도록 비트 라인 콘택홀이 형성된다. 이와 같은 반도체 장치의 제조 방법에 의해서, 게이트 전극과 비트 라인을 차례로 형성한 후, 비트 라인 콘택과 스토리지 전극 콘택 패드를 동시 또는 순차적으로 형성함으로써, 층간 절연막의 평탄화 공정을 줄일 수 있다. 그리고, 스토리지 전극 콘택홀의 형성시 절연막의 두께가 감소되어 콘택홀의 언에치(unetch), 상부 오프닝 영역의 부식 등을 방지할 수 있고, 버더레스(borderless) 개념을 이용함으로써 비트 라인의 패터닝시 콘택과의 오버랩을 위해 레이아웃 상에 형성되는 탭 영역(tab area)을 생략할 수 있으며 따라서, 레이아웃 면적이 감소되어 칩 크기를 줄일 수 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device which can simplify the process step and reduce the chip size. The present invention relates to insulating films on both sidewalls of a bit line pattern formed by etching a first conductive layer using a bit line forming mask. Bit line spacers are formed. After the second insulating film is formed on the first insulating film including the bit line, the second insulating film and the first insulating film are sequentially etched using the contact hole forming mask to form the storage electrode pad forming contact hole, and the second insulating film The bit line contact holes are formed such that the etched sidewalls of the bit lines are exposed in the bit line contact holes by sequentially etching the bit lines and the first insulating layer. According to the method of manufacturing a semiconductor device, the gate electrode and the bit line are sequentially formed, and then the bit line contact and the storage electrode contact pad are simultaneously or sequentially formed, thereby reducing the planarization of the interlayer insulating film. In addition, when the storage electrode contact hole is formed, the thickness of the insulating layer is reduced to prevent unetch of the contact hole, corrosion of the upper opening area, and the like when using a budlessless concept. The tab area formed on the layout may be omitted for overlap with the chip, and thus the layout area may be reduced to reduce the chip size.

Description

반도체 장치의 제조 방법{A METHOD OF FABRICATING SEMICONDUCTOR DEVICE}A manufacturing method of a semiconductor device {A METHOD OF FABRICATING SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 반도체 장치의 비트 라인 콘택과 콘택 패드 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a bit line contact and a contact pad forming method of a semiconductor device.

DRAM 반도체 장치가 고집적화되어 감에 따라 임계 넓이(critical dimension) 감소 및 레이아웃 면적(layout area) 축소에 의해 콘택홀의 형성시 콘택홀 오프닝의 크기는 감소되고, 콘택이 형성되는 층간 절연막 두께는 오히려 증가하게 된다. As the DRAM semiconductor device becomes more integrated, the size of the contact hole opening is reduced when the contact hole is formed due to the reduction of the critical dimension and the layout area, and the thickness of the interlayer insulating film on which the contact is formed is rather increased. do.

따라서, 콘택홀의 형성시 높은 종횡비(high aspect ratio)에 따른 여러 가지 문제점이 야기된다. 예를 들어, COB(capacitor over bitline) 구조의 DRAM 셀 공정에 있어서, 비트 라인 형성 후의 스토리지 전극 콘택홀 및 셀 스토리지 전극 형성 후 배선용 금속 콘택을 형성할 경우는 종횡비의 증가에 따라 콘택 식각이 곤란하게 된다. 이는, 공정 실현 자체가 불가능할 뿐만 아니라 식각 깊이(etching depth)가 증가하는 만큼 마스크 역할을 하는 포토레지스트막의 두께도 증가하게 되어 패터닝이 어려워지게 된다. Therefore, various problems are caused due to the high aspect ratio in forming the contact hole. For example, in a DRAM cell process having a capacitor over bitline (COB) structure, when forming a storage electrode contact hole after bit line formation and a metal contact for wiring after cell storage electrode formation, contact etching becomes difficult due to an increase in aspect ratio. do. This is not only a process realization itself, but also increases the thickness of the photoresist film serving as a mask as the etching depth increases, making patterning difficult.

또한, 콘택의 상부 오프닝 영역에서 부식 등에 의해서 셀 스토리지 전극 콘택에서의 스토리지 전극용 폴리실리콘과 콘택간의 오버랩 마진 부족 및 배선용 금속막과 콘택간의 오버랩 마진의 부족 등의 문제가 발생하게 된다. 결과적으로 이러한 문제들 때문에 레이아웃 영역 및 칩 크기의 증가가 초래된다. In addition, problems such as a lack of overlap margin between the storage electrode polysilicon and the contact in the cell storage electrode contact and a lack of an overlap margin between the wiring metal film and the contact occur due to corrosion in the upper opening area of the contact. As a result, these problems result in an increase in layout area and chip size.

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 공정을 단순화할 수 있고, 칩 크기를 감소시킬 수 있는 반도체 장치의 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of simplifying the process and reducing chip size.

(구성)(Configuration)

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 반도체 장치의 제조 방법은, 소자가 형성된 반도체 기판 상에 제 1 절연막을 형성하는 단계와; 상기 제 1 절연막 상에 비트 라인 형성용 제 1 도전막을 형성하는 단계와; 비트 라인 형성용 마스크를 사용하여 상기 제 1 도전막을 식각하여 비트 라인 패턴을 형성하는 단계와; 상기 비트 라인 패턴의 양측벽에 절연막으로 비트 라인 스페이서를 형성하는 단계와; 상기 비트 라인을 포함하여 상기 제 1 절연막 상에 제 2 절연막을 형성하는 단계와; 콘택홀 형성용 마스크를 사용하여 상기 제 2 절연막과 제 1 절연막을 차례로 식각하여 스토리지 전극 패드 형성용 콘택홀을 형성하고, 상기 제 2 절연막과 비트 라인 그리고, 제 1 절연막을 차례로 식각하여 비트 라인 콘택홀을 형성하되, 상기 비트 라인의 식각된 측벽이 콘택홀 내에서 노출되도록 형성하는 단계와; 상기 비트 라인 콘택홀과 패드 형성용 콘택홀을 제 2 도전막으로 채워 비트 라인 콘택과 스토리지 전극 콘택 패드를 형성하는 단계와; 상기 비트 라인 콘택홀과 패드를 포함하여 상기 제 2 절연막 상에 제 3 절연막을 형성하는 단계와; 콘택홀 형성용 마스크를 사용하여 상기 패드의 표면이 노출될 때까지 상기 제 3 절연막을 식각하여 스토리지 전극 콘택홀을 형성하는 단계를 포함한다. According to the present invention for achieving the above object, a manufacturing method of a semiconductor device comprises the steps of: forming a first insulating film on a semiconductor substrate on which an element is formed; Forming a first conductive film for forming a bit line on the first insulating film; Etching the first conductive layer using a bit line forming mask to form a bit line pattern; Forming a bit line spacer with an insulating film on both sidewalls of the bit line pattern; Forming a second insulating film on the first insulating film including the bit line; The second insulating layer and the first insulating layer are sequentially etched using a contact hole forming mask to form a storage electrode pad forming contact hole, and the second insulating layer, the bit line, and the first insulating layer are sequentially etched to form a bit line contact. Forming a hole, wherein the etched sidewall of the bit line is exposed in a contact hole; Filling the bit line contact hole and the pad forming contact hole with a second conductive layer to form a bit line contact and a storage electrode contact pad; Forming a third insulating film on the second insulating film including the bit line contact hole and a pad; Forming a storage electrode contact hole by etching the third insulating layer until the surface of the pad is exposed using a contact hole forming mask.

(작용)(Action)

도 1 및 도 3c 그리고, 도 4c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신규한 반도체 장치의 제조 방법은, 비트 라인 형성용 마스크를 사용하여 제 1 도전막을 식각함으로써 형성된 비트 라인 패턴의 양측벽에 절연막으로 비트 라인 스페이서가 형성된다. 비트 라인을 포함하여 제 1 절연막 상에 제 2 절연막이 형성된 후, 콘택홀 형성용 마스크를 사용하여 제 2 절연막과 제 1 절연막을 차례로 식각함으로써 스토리지 전극 패드 형성용 콘택홀이 형성되고, 제 2 절연막과 비트 라인 그리고, 제 1 절연막을 차례로 식각함으로써 비트 라인의 식각된 측벽이 비트 라인 콘택홀 내에서 노출되도록 비트 라인 콘택홀이 형성된다. 이와 같은 반도체 장치의 제조 방법에 의해서, 게이트 전극과 비트 라인을 차례로 형성한 후, 비트 라인 콘택과 스토리지 전극 콘택 패드를 동시 또는 순차적으로 형성함으로써, 층간 절연막의 평탄화 공정을 줄일 수 있다. 그리고, 스토리지 전극 콘택홀의 형성시 절연막의 두께가 감소되어 콘택홀의 언에치(unetch), 상부 오프닝 영역의 부식 등을 방지할 수 있고, 버더레스(borderless) 개념을 이용함으로써 비트 라인의 패터닝시 콘택과의 오버랩을 위해 레이아웃 상에 형성되는 탭 영역(tab area)을 생략할 수 있으며 따라서, 레이아웃 면적이 감소되어 칩 크기를 줄일 수 있다. Referring to FIGS. 1, 3C, and 4C, a novel semiconductor device manufacturing method according to an embodiment of the present invention may include both sidewalls of a bit line pattern formed by etching a first conductive layer using a bit line forming mask. The bit line spacers are formed in the insulating film. After the second insulating film is formed on the first insulating film including the bit line, the second insulating film and the first insulating film are sequentially etched using the contact hole forming mask to form the storage electrode pad forming contact hole, and the second insulating film The bit line contact holes are formed such that the etched sidewalls of the bit lines are exposed in the bit line contact holes by sequentially etching the bit lines and the first insulating layer. According to the method of manufacturing a semiconductor device, the gate electrode and the bit line are sequentially formed, and then the bit line contact and the storage electrode contact pad are simultaneously or sequentially formed, thereby reducing the planarization of the interlayer insulating film. In addition, when the storage electrode contact hole is formed, the thickness of the insulating layer is reduced to prevent unetch of the contact hole, corrosion of the upper opening area, and the like when using a budlessless concept. The tab area formed on the layout may be omitted for overlap with the chip, and thus the layout area may be reduced to reduce the chip size.

(실시예)(Example)

이하, 도 1, 도 2a 내지 도 2f, 도 3a 내지 도 3f 그리고, 도 4a 내지 도 4f를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1, 2A to 2F, 3A to 3F, and 4A to 4F.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 레이아웃이고, 도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 공정들을 순차적으로 보여주는 흐름도로서, 각각 도 1의 A-A' 라인을 따라 절취한 단면도이다. 1 is a layout of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A to 2F are flowcharts sequentially showing processes of the method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, respectively. A cross section taken along the AA 'line.

그리고, 도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 공정들을 순차적으로 보여주는 흐름도로서, 각각 도 1의 B-B' 라인을 따라 절취한 단면도이고, 도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 공정들을 순차적으로 보여주는 흐름도로서, 각각 도 1의 C-C' 라인을 따라 절취한 단면도이다. 3A to 3F are sequential flowcharts illustrating processes of a method of manufacturing a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention, each of which is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 1, and FIGS. 4A to 4F. 1 is a flowchart sequentially illustrating processes of a method of manufacturing a semiconductor device, according to an embodiment of the present invention, respectively, taken along line CC ′ of FIG. 1.

도 1을 참조하면, 본 발명의 반도체 장치의 레이아웃은, 바(bar) 형태의 복수 개의 액티브 패턴(102)이 형성되어 있다. 상기 액티브 패턴(102)과 나란하도록 비트 라인들(BL1-BL3)이 형성되어 있다. 상기 액티브 패턴(102) 및 비트 라인들(BL1-BL3)과 수직으로 교차하도록 워드 라인들(WL1-WL4)이 형성되어 있다. Referring to FIG. 1, in the layout of the semiconductor device of the present invention, a plurality of bar-shaped active patterns 102 are formed. Bit lines BL1-BL3 are formed to be parallel to the active pattern 102. Word lines WL1-WL4 are formed to vertically intersect the active pattern 102 and the bit lines BL1-BL3.

상기 워드 라인들(WL1-WL4)과 워드 라인(WL1-WL4)들 사이의 상기 액티브 패턴(102) 내에는 스토리지 전극 패드 형성용 콘택홀(112)이 형성되어 있고, 상기 스토리지 전극 패드 형성용 콘택홀(112) 사이의 액티브 패턴(102) 내에는 상기 비트 라인들(BL1-BL3)과 일부가 오버랩 되는 비트 라인 콘택홀(111)이 형성되어 있다. A contact hole 112 for forming a storage electrode pad is formed in the active pattern 102 between the word lines WL1-WL4 and the word lines WL1-WL4, and the storage electrode pad forming contact is formed. In the active pattern 102 between the holes 112, bit line contact holes 111 partially overlapping the bit lines BL1 to BL3 are formed.

도 2a 및 도 3a 그리고, 도 4a를 참조하면, 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법은, 먼저 반도체 기판(100)에 활성 영역과 비활성 영역을 정의하기 위한 소자 격리막(101)이 형성된다.2A and 3A and FIG. 4A, in the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, an element isolation film 101 is formed on a semiconductor substrate 100 to define an active region and an inactive region.

상기 반도체 기판(100) 상에 게이트 산화막(도면에 미도시)을 사이에 두고 도전막(103a)이 형성된다. 상기 도전막(103a)은 게이트 폴리실리콘막과 실리사이드막이 적층된 구조를 갖는다. 상기 도전막(103a) 상에 질화막(103b)이 형성된다. 게이트 전극 형성용 마스크를 사용하여 상기 도전막(103a)과 질화막(103b)을 차례로 식각함으로써 게이트 전극층(103) 즉, 워드 라인(WL1-WL4)이 형성된다. A conductive film 103a is formed on the semiconductor substrate 100 with a gate oxide film (not shown) interposed therebetween. The conductive film 103a has a structure in which a gate polysilicon film and a silicide film are stacked. A nitride film 103b is formed on the conductive film 103a. The conductive film 103a and the nitride film 103b are sequentially etched using a gate electrode forming mask to form the gate electrode layer 103, that is, the word lines WL1-WL4.

다음에, 상기 게이트 전극층(103)을 포함하여 상기 반도체 기판(100) 상에 절연을 위한 질화막(104)이 형성된다. 상기 질화막(104)을 에치 백(etch back) 공정으로 식각함으로써 상기 게이트 전극(103)의 양측벽에 게이트 전극 스페이서(104)가 형성된다.(도 3a 및 도 4a에 미도시)Next, a nitride film 104 for insulation is formed on the semiconductor substrate 100 including the gate electrode layer 103. By etching the nitride film 104 by an etch back process, gate electrode spacers 104 are formed on both sidewalls of the gate electrode 103 (not shown in FIGS. 3A and 4A).

도 2b 및 도 3b 및 도 4b에 있어서, 상기 게이트 전극층(103)을 포함하여 상기 반도체 기판(100) 상에 제 1 절연막(106)으로 예를 들어, USG, TEOS, BPTEOS, BPSG, PSG 중 어느 하나가 형성된다. 2B and 3B and 4B, for example, USG, TEOS, BPTEOS, BPSG, and PSG as the first insulating film 106 on the semiconductor substrate 100 including the gate electrode layer 103. One is formed.

그리고 나서, 상기 제 1 절연막(106) 상에 비트 라인 형성을 위한 도전막(108a)이 형성된다. 상기 도전막(108a)은 폴리실리콘막과 실리사이드막이 적층된 구조를 갖는다. 상기 도전막(108a) 상에 질화막(108b)이 형성된다. 비트 라인 형성용 마스크를 사용하여 상기 질화막(108b)과 도전막(108a)을 차례로 식각함으로써 비트 라인 패턴(108)이 형성된다. Then, a conductive film 108a for forming a bit line is formed on the first insulating film 106. The conductive film 108a has a structure in which a polysilicon film and a silicide film are stacked. A nitride film 108b is formed on the conductive film 108a. The bit line pattern 108 is formed by sequentially etching the nitride film 108b and the conductive film 108a using a bit line forming mask.

상기 비트 라인 패턴(108)을 포함하여 상기 제 1 절연막(106) 상에 질화막(109)이 형성된다. 상기 질화막(109)을 에치 백 공정으로 식각함으로써 상기 비트 라인 패턴(108)의 양측벽에 비트 라인 스페이서(109)가 형성된다.(도 2b에 미도시)The nitride film 109 is formed on the first insulating layer 106 including the bit line pattern 108. By etching the nitride film 109 by an etch back process, bit line spacers 109 are formed on both sidewalls of the bit line pattern 108 (not shown in FIG. 2B).

다음에는, 상기 비트 라인(108)을 포함하여 상기 제 1 절연막(106) 상에 제 2 절연막(110)으로 예를 들어, USG, TEOS, BPTEOS, BPSG, PSG 중 어느 하나가 형성된다. Next, for example, any one of USG, TEOS, BPTEOS, BPSG, and PSG is formed on the first insulating layer 106 including the bit line 108.

도 2c를 참조하면, 콘택홀 형성용 마스크를 사용하여 상기 반도체 기판(100)의 표면이 노출될 때까지 상기 제 2 절연막(110)과 제 1 절연막(106)을 차례로 식각함으로써 스토리지 전극 패드 형성용 콘택홀(112)이 형성되며 그리고, 상기 반도체 기판(100)의 표면이 노출될 때까지 상기 제 2 절연막(110)과 비트 라인(108) 그리고, 제 1 절연막(106)을 차례로 식각함으로써 비트 라인 콘택홀(111)이 형성된다. Referring to FIG. 2C, the second insulating layer 110 and the first insulating layer 106 are sequentially etched until the surface of the semiconductor substrate 100 is exposed using a contact hole forming mask to form a storage electrode pad. The contact hole 112 is formed, and the bit line is sequentially etched through the second insulating layer 110, the bit line 108, and the first insulating layer 106 until the surface of the semiconductor substrate 100 is exposed. The contact hole 111 is formed.

여기서, 상기 비트 라인 콘택홀(111)과 스토리지 전극 패드 형성용 콘택홀(112)은 동일한 식각 공정과 서로 다른 식각 공정 중 어느 하나로 형성된다. 즉, 상기 비트 라인 콘택홀(111)과 스토리지 전극 패드 형성용 콘택홀(112)은 동시에 또는 순차적으로 형성된다. The bit line contact hole 111 and the storage electrode pad forming contact hole 112 may be formed using any one of the same etching process and different etching processes. That is, the bit line contact hole 111 and the storage electrode pad forming contact hole 112 are formed simultaneously or sequentially.

상기 비트 라인 콘택홀(111)은 상기 비트 라인의 식각된 측벽이 비트 라인 콘택홀(111) 내에서 노출되도록 형성된다. The bit line contact hole 111 is formed such that an etched sidewall of the bit line is exposed in the bit line contact hole 111.

다시 말하면, 스토리지 전극 패드 형성용 콘택홀(112)의 형성시에는 상기 제 2 절연막(110)과 제 1 절연막(106)을 상기 게이트 전극층(103)과 비트 라인(108) 각각의 마스크층인 질화막(103b 및 108b)과 스페이서(104 및 109)와 식각 선택비를 갖도록 식각함으로써 도 3c와 같이, 자기 정렬 콘택(self-aligned contact)이 형성된다.In other words, in forming the storage electrode pad forming contact hole 112, the second insulating film 110 and the first insulating film 106 may be nitride layers, which are mask layers of the gate electrode layer 103 and the bit line 108, respectively. By etching to have an etching selectivity with the 103b and 108b and the spacers 104 and 109, a self-aligned contact is formed as shown in FIG. 3C.

그리고, 비트 라인 콘택홀(111)의 형성시에는 상기 비트 라인(108)과 오버랩되는 질화막(108b)과 폴리실리콘막(108a)의 일부분을 같이 식각함으로써 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 비트 라인(108)의 식각된 측벽이 상기 비트 라인 콘택홀(111) 내에서 노출되도록 상기 비트 라인 콘택홀(111)이 형성된다. 상기 게이트 전극(103) 및 게이트 전극 스페이서(104)에 대해서는 상기 제 1 절연막(106)과 식각 선택비를 갖도록 2단계 식각을 한다. When the bit line contact hole 111 is formed, a portion of the nitride film 108b and the polysilicon film 108a overlapping the bit line 108 are etched together, as shown in FIG. 4C. The bit line contact hole 111 is formed such that the etched sidewall of 108 is exposed in the bit line contact hole 111. The gate electrode 103 and the gate electrode spacer 104 are etched in two steps to have an etch selectivity with the first insulating layer 106.

도 2d 및 도 3d 그리고, 도 4d에 있어서, 상기 비트 라인 콘택홀(111)과 패드 형성용 콘택홀(112)이 제 2 도전막 예를 들어, 폴리실리콘막(114)으로 동시에 채워진다. 상기 폴리실리콘막(114)은 스텝 커버리지(step coverage)가 우수한 물질로써 LPCVD(low pressure chemical vapor deposition) 공정으로 형성된다. 2D, 3D, and 4D, the bit line contact hole 111 and the pad forming contact hole 112 are simultaneously filled with a second conductive film, for example, a polysilicon film 114. The polysilicon film 114 is a material having excellent step coverage and is formed by a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) process.

그 다음에, 상기 폴리실리콘막(114)을 CMP 또는 RIE 에치 백 공정으로 콘택홀(111 및 112) 내에만 상기 폴리실리콘막(114)이 남도록 평탄하게 식각함으로써 반도체 기판(100)과 전기적으로 연결되는 비트 라인 콘택(114a)과 스토리지 전극 콘택 패드(114b)가 형성된다.Thereafter, the polysilicon film 114 is electrically connected to the semiconductor substrate 100 by a flat etching such that the polysilicon film 114 remains only in the contact holes 111 and 112 by a CMP or RIE etch back process. The bit line contacts 114a and the storage electrode contact pads 114b are formed.

상기 비트 라인 콘택(114a)은 상기 비트 라인 콘택홀(111) 내에서 노출된 비트 라인(108)의 측벽과 전기적으로 연결된다. 그리고, 상기 스토리지 전극 콘택 패드(114b)는 상기 비트 라인 스페이서(109)에 의해 비트 라인(108)과 전기적으로 분리되며, 상기 패드(115)의 상부는 상기 비트 라인(108)보다 상부에 위치한다. The bit line contact 114a is electrically connected to a sidewall of the bit line 108 exposed in the bit line contact hole 111. The storage electrode contact pad 114b is electrically separated from the bit line 108 by the bit line spacer 109, and an upper portion of the pad 115 is positioned above the bit line 108. .

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 COB 구조의 DRAM 셀 제조 공정에서 게이트 전극(103)이 형성된 후 스토리지 전극 패드와 비트 라인 콘택 형성 없이 바로 제 1 절연막(106)이 형성된다. 그리고, 평탄하게 식각된 상기 제 1 절연막(106)) 상에 비트 라인(108)과 제 2 절연막(110)이 차례로 형성되고, 다음에 비트 라인 콘택(114a)과 스토리지 전극 콘택 패드(114b)가 형성된다. As described above, in the present invention, after the gate electrode 103 is formed in the DRAM cell manufacturing process having the COB structure, the first insulating layer 106 is formed immediately without forming the storage electrode pad and the bit line contact. The bit line 108 and the second insulating layer 110 are sequentially formed on the first etched insulating layer 106, and then the bit line contact 114a and the storage electrode contact pad 114b are formed. Is formed.

여기서, 상기 제 2 절연막(110)은 별도의 평탄화 공정을 하지 않기 때문에 종래에 비해 절연막의 평탄화 공정을 한 번 줄일 수 있다. 그리고, 비트 라인(108)의 형성 후 스토리지 전극 콘택 패드(114b)를 형성함으로써 공정 단순화되어 비용 절감과 공정 기간이 단축된다. 뿐만 아니라, 스토리지 전극 콘택 및 금속 콘택이 형성될 때 식각되어야 하는 절연막의 두께가 감소된다.Here, since the second insulating film 110 does not perform a separate planarization process, the planarization process of the insulating film can be reduced once compared to the conventional art. In addition, by forming the storage electrode contact pads 114b after the formation of the bit lines 108, the process may be simplified to reduce costs and to shorten the process period. In addition, the thickness of the insulating layer to be etched when the storage electrode contact and the metal contact are formed is reduced.

따라서, 콘택의 언에치(unetch), 콘택 상부 오프닝 영역의 부식(erosion) 등에 의한 공정 변화, 마스크용 포토레지스트막의 두께 증가에 따른 패터닝 마진 부족 등의 문제를 극복할 수 있고, 또한 콘택에 대한 도전층의 콘택 오버랩 마진을 확보할 수 있게 된다. Therefore, problems such as unetch of the contact, process change due to erosion of the contact upper opening area, and the like, lack of patterning margin due to the increase in the thickness of the mask photoresist film, and the like, can be overcome. The contact overlap margin of the conductive layer can be secured.

다음으로, 도 2e 및 도 3e 그리고 도 4e를 참조하면, 상기 비트 라인 콘택(114a)과 스토리지 전극 콘택 패드(114b)를 포함하여 상기 제 2 절연막(110) 상에 제 3 절연막(116)이 형성된다. 상기 제 3 절연막(116)은 예를 들어, USG, TEOS, BPTEOS, BPSG, PSG 중 어느 하나로 형성된다. Next, referring to FIGS. 2E, 3E, and 4E, a third insulating layer 116 is formed on the second insulating layer 110 including the bit line contact 114a and the storage electrode contact pad 114b. do. The third insulating layer 116 is formed of any one of, for example, USG, TEOS, BPTEOS, BPSG, and PSG.

콘택홀 형성용 마스크를 사용하여 스토리지 전극 콘택 패드(114b)의 표면이 노출될 때까지 상기 제 3 절연막(116)을 식각함으로써 스토리지 전극 콘택홀(117)이 형성된다. The storage electrode contact hole 117 is formed by etching the third insulating layer 116 until the surface of the storage electrode contact pad 114b is exposed using a contact hole forming mask.

마지막으로, 상기 스토리지 전극 콘택홀(117)을 도전 물질로 채움으로써 상기 스토리지 전극 패드(114b)와 전기적으로 연결되는 스토리지 전극 콘택 플러그(118)가 형성된다.Finally, a storage electrode contact plug 118 electrically connected to the storage electrode pad 114b is formed by filling the storage electrode contact hole 117 with a conductive material.

상기 스토리지 전극 콘택 플러그(118)를 포함하여 상기 제 3 절연막(116) 상에 도전막 패턴(120)을 형성함으로써 도 2f 및 도 3f 그리고, 도 4f에 도시된 바와 같이 스토리지 전극이 형성된다.(도면에 미도시) 상기 도전막 패턴(120)은 종래와 같은 두께로 형성된다. By forming the conductive layer pattern 120 on the third insulating layer 116 including the storage electrode contact plug 118, the storage electrode is formed as shown in FIGS. 2F, 3F, and 4F. Not shown in the figure) The conductive film pattern 120 is formed to the same thickness as in the prior art.

본 발명은 게이트 전극과 비트 라인을 차례로 형성한 후, 비트 라인 콘택과 스토리지 전극 콘택 패드를 동시 또는 순차적으로 형성함으로써, 층간 절연막의 평탄화 공정을 줄일 수 있는 효과가 있다. 그리고, 스토리지 전극 콘택홀의 형성시 절연막의 두께가 감소되어 콘택홀의 언에치(unetch), 상부 오프닝 영역의 부식 등을 방지할 수 있고, 버더레스(borderless) 개념을 이용함으로써 비트 라인의 패터닝시 콘택과의 오버랩을 위해 레이아웃 상에 형성되는 탭 영역(tab area)을 생략할 수 있으며 따라서, 레이아웃 면적이 감소되어 칩 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the gate electrode and the bit line are sequentially formed, and then the bit line contact and the storage electrode contact pad are simultaneously or sequentially formed, thereby reducing the planarization process of the interlayer insulating film. In addition, when the storage electrode contact hole is formed, the thickness of the insulating layer is reduced to prevent unetch of the contact hole, corrosion of the upper opening area, and the like when using a budlessless concept. The tab area formed on the layout may be omitted for overlapping with each other, and thus the layout area may be reduced, thereby reducing the chip size.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치의 레이아웃;1 is a layout of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 공정들을 순차적으로 보여주는 흐름도로서, 도 1의 A-A' 라인을 따라 절취한 단면도; 2A through 2D are flowcharts sequentially illustrating processes of a method of manufacturing a semiconductor device, according to an embodiment of the present invention, taken along line AA ′ of FIG. 1;

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 공정들을 순차적으로 보여주는 흐름도로서, 도 1의 B-B' 라인을 따라 절취한 단면도;3A to 3F are flowcharts sequentially illustrating processes of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, which are taken along line BB ′ of FIG. 1;

도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 공정들을 순차적으로 보여주는 흐름도로서, 도 1의 C-C' 라인을 따라 절취한 단면도.4A to 4F are flowcharts sequentially illustrating processes of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and are taken along line CC ′ of FIG. 1.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

100 : 반도체 기판 101 : 소자 격리막100 semiconductor substrate 101 device isolation film

103 : 게이트 전극 104, 109 ; 스페이서103: gate electrodes 104 and 109; Spacer

106, 110, 116 : 절연막 108 : 비트 라인106, 110, 116: insulating film 108: bit line

111 : 비트 라인 콘택홀 112 : 스토리지 전극 패드 형성용 콘택홀111: bit line contact hole 112: contact hole for forming a storage electrode pad

114 : 비트 라인 콘택 115 : 스토리지 전극 콘택 패드114: bit line contact 115: storage electrode contact pad

117 : 스토리지 전극 콘택홀 117: storage electrode contact hole

Claims (7)

소자가 형성된 반도체 기판(100) 상에 제 1 절연막(106)을 형성하는 단계와;Forming a first insulating film (106) on the semiconductor substrate (100) on which the element is formed; 상기 제 1 절연막(106) 상에 비트 라인 형성용 제 1 도전막(108a,108b)을 형성하는 단계와;Forming a first conductive film (108a, 108b) for forming a bit line on the first insulating film (106); 비트 라인 형성용 마스크를 사용하여 상기 제 1 도전막(108a, 108b)을 식각하여 비트 라인 패턴(108)을 형성하는 단계와;Etching the first conductive films (108a, 108b) using a bit line forming mask to form a bit line pattern (108); 상기 비트 라인 패턴(108)의 양측벽에 절연막으로 비트 라인 스페이서(109)를 형성하는 단계와;Forming bit line spacers (109) with insulating films on both sidewalls of the bit line patterns (108); 상기 비트 라인(108)을 포함하여 상기 제 1 절연막(106) 상에 제 2 절연막(110)을 형성하는 단계와;Forming a second insulating film (110) on the first insulating film (106) including the bit line (108); 콘택홀 형성용 마스크를 사용하여 상기 제 2 절연막(110)과 비트 라인(108) 그리고, 제 1 절연막(106)을 차례로 식각하여 비트 라인 콘택홀(111)을 형성하되, 상기 비트 라인(108)의 식각된 측벽이 비트 라인 콘택홀(111) 내에서 노출되도록 형성하고, 상기 제 2 절연막(110)과 제 1 절연막(106)을 차례로 식각하여 스토리지 전극 패드 형성용 콘택홀(112)을 형성하는 단계와;The bit line contact hole 111 is formed by sequentially etching the second insulating layer 110, the bit line 108, and the first insulating layer 106 using a contact hole forming mask, and forming the bit line 108. The etched sidewall of the bit line contact hole 111 is exposed, and the second insulating film 110 and the first insulating film 106 are sequentially etched to form the storage electrode pad forming contact hole 112. Steps; 상기 비트 라인 콘택홀(111)과 스토리지 전극 패드 형성용 콘택홀(112)을 제 2 도전막(114)으로 채워 비트 라인 콘택(114a)과 스토리지 전극 콘택 패드(114b)를 형성하는 단계와;Filling the bit line contact hole 111 and the storage electrode pad forming contact hole with a second conductive layer 114 to form a bit line contact 114a and a storage electrode contact pad 114b; 상기 비트 라인 콘택(114a)과 스토리지 전극 콘택 패드(114b)를 포함하여 상기 제 2 절연막(110) 상에 제 3 절연막(116)을 형성하는 단계와;Forming a third insulating film (116) on the second insulating film (110) including the bit line contact (114a) and a storage electrode contact pad (114b); 콘택홀 형성용 마스크를 사용하여 상기 스토리지 전극 콘택 패드(114b)의 표면이 노출될 때까지 상기 제 3 절연막(116)을 식각하여 스토리지 전극 콘택홀(117)을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.Forming a storage electrode contact hole 117 by etching the third insulating layer 116 until the surface of the storage electrode contact pad 114b is exposed using a contact hole forming mask. Manufacturing method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비트 라인 콘택홀(111)과 스토리지 전극 패드 형성용 콘택홀(112)은 동일한 식각 공정과 서로 다른 식각 공정 중 어느 하나로 형성되는 반도체 장치의 제조 방법.The bit line contact hole (111) and the storage electrode pad forming contact hole (112) are formed in any one of the same etching process and different etching process. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비트 라인 콘택홀(111)과 스토리지 전극 패드 형성용 콘택홀(112)은 상기 제 2 도전막(114)으로 동시에 채워지는 반도체 장치의 제조 방법.The bit line contact hole (111) and the storage electrode pad forming contact hole (112) are simultaneously filled with the second conductive layer (114). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비트 라인 콘택(114a)은, 상기 비트 라인 콘택홀(111) 내에서 노출된 비트 라인(108)의 측벽과 전기적으로 연결되는 반도체 장치의 제조 방법.The bit line contact (114a) is electrically connected to the sidewall of the bit line (108) exposed in the bit line contact hole (111). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스토리지 전극 콘택 패드(114b)는 상기 비트 라인(108)과 전기적으로 분리되며, 상기 스토리지 전극 콘택 패드(114b)의 상부는 상기 비트 라인(108)보다 상부에 위치하는 반도체 장치의 제조 방법.The storage electrode contact pad (114b) is electrically separated from the bit line (108), and the upper portion of the storage electrode contact pad (114b) is located above the bit line (108). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 도전막(108a,108b) 제 2 도전막(114)은 폴리실리콘막인 반도체 장치의 제조 방법.The first conductive film (108a, 108b) and the second conductive film (114) is a polysilicon film manufacturing method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 도전막(114)은 LPCVD(low pressure chemical vapor deposition) 공정으로 증착되는 반도체 장치의 제조 방법.The second conductive film 114 is a method of manufacturing a semiconductor device is deposited by a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) process.
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