KR100682166B1 - Manufacturing method for semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 반도체 소자 제조 공정 중 자기 정렬(Self align)의 방법으로 콘택을 형성함에 있어서 전하 저장 전극 영역이 식각되는 부분에 빈 공간(Void)을 만들어 둠으로써 전하 저장 전극을 형성하는 공정 마진을 증가시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device. In particular, in forming a contact by a self alignment method in a semiconductor device manufacturing process, a void is formed in a portion where an electric charge storage electrode region is etched. A method of increasing the process margin for forming a charge storage electrode is provided.
Description
도 1 내지 도 7의 각 (a)는 본 발명의 방법에 따른 반도체 소자의 제조 공정 단계를 도시한 평면도.
도 1 내지 도 7의 각 (b)는 상기 도 1 내지 도 7의 각 (a)의 XX' 방향에 따른 단면도.1 (a) to 7 (a) are plan views showing the manufacturing process steps of the semiconductor device according to the method of the present invention.
(B) of FIG. 1 thru | or 7 is sectional drawing along the XX 'direction of said (a) of FIG.
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도 1 내지 도 7의 각 (c)는 상기 도 1 내지 도 7의 각 (a)의 YY' 방향에 따른 단면도.(C) of FIG. 1 thru | or 7 is sectional drawing along the YY 'direction of angle (a) of said FIG.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1 : 반도체 기판 2 : 워드라인1
3 : 워드라인 스페이서 4 : 제1 절연막3: word line spacer 4: first insulating film
5 : 랜딩플러그 폴리실리콘 6 : 제2 절연막5: landing plug polysilicon 6: second insulating film
7 : 공간(Void) 8 : 비트라인7: Void 8: Bitline
9 : 비트라인 스페이서 10 : 제3 절연막9
11 : 제1 감광막 패턴 12 : 전하 저장 전극용 콘택11: first photosensitive film pattern 12: contact for charge storage electrode
13 : 제3 절연막의 식각부위 14 : 제4 절연막13 etching portion of the third
15 : 식각 방지막 16 : 전하 저장 전극 형성용 산화막15
17 : 제2 감광막 패턴17: second photosensitive film pattern
18 : 전하 저장 전극 영역 18: charge storage electrode region
본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 반도체 소자 제조 공정 중 자기 정렬(Self align)의 방법으로 콘택을 형성함에 있어서 전하 저장 전극 영역이 식각되는 부분에 빈 공간(Void)을 만들어 둠으로써 전하 저장 전극을 형성하는 공정 마진을 증가시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
자기 정렬에 의한 방법으로 콘택을 형성하는 종래의 기술에서는 콘택을 형성하기 위한 식각을 하는 과정에서 식각 해야 할 양이 많을 경우 식각 장벽으로 사용하는 다른 물질도 같이 소진되어 콘택 형성 공정이 중간에 중지되는 문제가 있다.In the conventional technique of forming a contact by a self-aligned method, when a large amount of etching is required in the process of etching to form a contact, other materials used as an etch barrier are also exhausted and the contact forming process is stopped in the middle. there is a problem.
따라서, 반도체 소자가 고집적화됨에 따라 상기한 종래의 자기 정렬의 방법으로는 공정을 진행할 수 없게 되는 문제점이 있다. 특히 캐패시터 형성 공정에 있어서 전하 저장 전극 형성용 산화막의 높이가 점점 증가하므로 캐패시터 형성 공정 마진이 점점 감소하는 문제가 있다.Therefore, there is a problem that the process cannot be performed by the conventional self-alignment method as the semiconductor device is highly integrated. In particular, in the capacitor forming process, since the height of the oxide film for forming the charge storage electrode is gradually increased, there is a problem that the capacitor forming process margin gradually decreases.
상기한 종래의 문제점을 감안하여, 본 발명은 자기정렬의 방법으로 식각할 때 식각할 부분을 빈 공간(Void)으로 만들고 후속으로 식각할 시에는 식각해야할 양을 상대적으로 적게 하여 식각 장벽물질을 보호할 수 있는 원리를 이용하며 이를 캐패시터 형성시 이용하도록 함으로써, 반도체 소자의 제조공정 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.In view of the above-described conventional problems, the present invention protects the etching barrier material by making the portion to be etched into a void when etching by the self-aligning method and relatively small amount to be etched during subsequent etching. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can improve the yield and reliability of the manufacturing process of the semiconductor device by using the principle that can be used and when forming the capacitor.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조방법은,
반도체 기판 상부에 워드라인을 형성하고, 상기 워드라인의 양 측벽에 워드라인 스페이서를 형성한 후, 랜딩플러그 폴리실리콘을 포함하는 제 1 절연막을 형성하는 단계와, 전체 구조 상부에 제 2 절연막을 형성하고, 제 2 절연막 상부에 비트라인을 형성한 후, 비트라인 스페이서를 형성하는 단계와, 전체 구조 상부에 제 3 절연막을 형성하되, 비트라인과 비트라인 사이의 영역에 빈 공간(Void)이 형성되도록 하는 단계와, 제 3 절연막 상부에 전하 저장 전극 영역을 차단하는 제 1 감광막 패턴을 형성하는 단계와, 제 1 감광막 패턴을 식각 장벽으로 하여 상기 랜딩플러그 폴리실리콘이 드러나도록 상기 제 3 절연막 및 제 2 절연막을 식각 하고, 제 1 감광막 패턴을 제거하는 단계와, 전체구조 상부에 제 4 절연막을 형성하고 평탄화하는 단계와, 전체구조 상부에 식각 방지막을 형성한 후, 전하 저장 전극 형성용 산화막을 형성하고, 전하 저장 전극을 영역을 노출시키는 제 2 감광막 패턴을 형성하는 단계와, 제 2 감광막 패턴을 식각 장벽으로 하여 랜딩플러그 폴리실리콘이 노출되도록 상기 전하 저장 전극 형성용 산화막, 식각 방지막, 제 4 절연막, 제 3 절연막 및 제 2 절연막을 순차적으로 식각하는 단계 및 전체구조 표면에 전하 저장 전극 형성용 물질을 형성하고 평탄화한 후, 전체구조 표면에 유전체막을 형성하고, 플레이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention for achieving the above object,
Forming a word line on the semiconductor substrate, forming word line spacers on both sidewalls of the word line, forming a first insulating film including a landing plug polysilicon, and forming a second insulating film on the entire structure And forming a bit line spacer over the second insulating film, and forming a bit line spacer, forming a third insulating film over the entire structure, and forming a void in a region between the bit line and the bit line. And forming a first photoresist pattern on the third insulating layer, the first photoresist pattern blocking the charge storage electrode region, and using the first photoresist pattern as an etch barrier to expose the landing plug polysilicon. Etching the second insulating film, removing the first photoresist pattern, forming and planarizing a fourth insulating film on the entire structure, and After forming the etch stop layer, forming an oxide film for forming a charge storage electrode, forming a second photoresist pattern for exposing the region of the charge storage electrode, and exposing the landing plug polysilicon using the second photoresist pattern as an etch barrier. Sequentially etching the oxide storage film, the anti-etching film, the fourth insulating film, the third insulating film, and the second insulating film to form the charge storage electrode forming material and planarizing the surface of the entire structure, And forming a plate electrode on the dielectric film.
여기서, 워드라인은 폴리실리콘 및 텅스텐 실리콘의 적층구조로 형성하고, 비트라인과 비트라인 사이에 형성된 빈 공간의 높이는 비트라인의 높이보다 높게 형성하고, 스텝 커버리지가 좋지 않은 PE-산화막을 사용하되, 비트라인과 비트라인 사이의 빈 공간은 랜딩플러그 폴리실리콘 상부의 제 2 절연막을 습식 식각 방법으로 제거한 후 수행하는 것을 특징으로 한다. 또한, 제 2 감광막 패턴으로 전하 저장 전극 형성용 산화막을 식각하되, 식각 방지막의 상부까지 식각하고 제 2 감광막 패턴을 제거한 후 다시 그 하부의 절연막을 식각하는 것을 특징으로 한다.Here, the word line is formed of a laminated structure of polysilicon and tungsten silicon, and the height of the empty space formed between the bit line and the bit line is higher than the height of the bit line, and a PE oxide film having poor step coverage is used. The empty space between the bit line and the bit line is performed after removing the second insulating film on the landing plug polysilicon by a wet etching method. In addition, the oxide film for forming the charge storage electrode may be etched using the second photoresist layer pattern, and the upper portion of the etch stop layer may be etched, the second photoresist layer pattern is removed, and the lower insulating layer may be etched again.
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이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
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도 1 내지 도 7 은 본 발명의 방법에 따른 반도체 소자의 제조 공정 단계를 도시한 도면으로서,1 to 7 illustrate the manufacturing process steps of the semiconductor device according to the method of the present invention.
상기 각 도면의 (a)는 평면도, (b) 및 (c) 는 상기 각 도 (a)의 XX' 및 YY' 방향에 따른 단면을 도시한 도면이다.(A) of each said figure is a top view, (b) and (c) are the figure which showed the cross section along the XX 'and YY' direction of said each figure (a).
도 1을 참조하면, 반도체 기판(1) 상부에 워드라인(2)을 형성하고, 워드라인(2)의 양 측벽에 워드라인 스페이서(3)를 형성한 후, 랜딩플러그 폴리실리콘(5)을 포함하는 제 1 절연막(4)을 형성한다. 이때, 워드라인(2)은 폴리실리콘 및 텅스텐 실리콘의 적층구조로 형성하는 것이 바람직하다.
다음에는, 제 2 절연막(6) 상부에 비트라인(8)을 형성한 후, 비트라인(8)의 양 측벽에 비트라인 스페이서(9)를 형성한다. 이때, 비트라인 스페이서(9)는 실리콘 질화막으로 형성하는 것이 바람직하다.
여기서, 실리콘 질화막으로 된 비트라인 스페이서(9)를 형성한 후 비트라인 스페이서(9)를 식각 장벽으로하여 랜딩플러그 폴리실리콘(5) 상부의 제 2 절연막(6)을 소정 부분 식각 한 다음 후속 공정을 진행할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
Next, after the
Here, after forming the
그 다음에는, 전체구조 상부에 제 3 절연막(10)을 형성하는데 스텝 커버리지(step-coverage)가 좋지 않은 PE-산화막을 이용하여 비트라인(8)과 비트라인(8)의 사이에 영역에 빈 공간(7)이 형성되도록 한다. 이때, 빈 공간(7)의 높이는 비트라인(8)의 높이보다 더 높게 형성하는 것이 바람직하다.Next, a third
도 2를 참조하면, 전체 구조 상부에 감광막을 코팅한 후 셀 영역에서 전하 저장 전극 영역이 될 부분은 가리고 비트라인 콘택이 들어가는 부분이 노출되도록 워드라인의 길이 방향으로 감광막을 노광 및 현상하여 제 1 감광막 패턴(11)을 형성한다.Referring to FIG. 2, after the photoresist is coated over the entire structure, the photoresist is exposed and developed in the longitudinal direction of the word line so as to cover a portion of the cell region to be the charge storage electrode region and expose a portion where the bit line contact enters. The
도 3을 참조하면, 제 1 감광막 패턴(11)을 식각 장벽으로 노출된 제 3 절연막(10)을 식각 하여, 비트라인 콘택 영역 및 이와 인접한 소정 영역이 식각된 제 3 절연막(10)의 식각 영역을 형성한다. 다음에는, 제 1 감광막 패턴(11)을 제거한다.Referring to FIG. 3, the third
도 4를 참조하면, 제 3 절연막의 식각 영역(13) 하부의 제 2 절연막(6)을 랜딩플러그 폴리실리콘(5)이 드러나도록 식각하고, 전체구조 상부에 제 4 절연막(14)을 형성하여 비트라인과 비트라인을 각각 분리시킨다.Referring to FIG. 4, the second
도 5를 참조하면, 제 4 절연막(14)을 평탄화한다. 이때, 평탄화는 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 이용하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 5, the fourth insulating
도 6을 참조하면, 제 4 절연막(14)의 상부에 식각 방지막(15)으로 실리콘 질화막을 형성한 후, 그 상부에 전하 저장 전극 형성용 산화막(16)을 형성한다.
다음에는, 전하 저장 전극 형성용 산화막(16) 상부에 전하 저장 전극을 형성할 부분을 노출시키는 제 2 감광막 패턴(17)을 형성한다.Referring to FIG. 6, after forming the silicon nitride film as the
Next, a second
도 7을 참조하면, 제 2 감광막 패턴(17)을 식각장벽으로 하여 전하 저장 전극 형성용 산화막(16), 식각 방지막(15), 제 4 절연막(14), 제 3 절연막(10) 및 제 2 절연막(6)을 차례로 식각하고 랜딩플러그 폴리실리콘(5)이 드러나도록 하여 전하 저장 전극 영역(18)을 형성한다.
다음에는, 전하 저장 전극 영역(18) 표면에 전하 저장 전극 형성용 물질을 형성하고, 이를 평탄화하여 각각의 전하 저장 전극으로 분리시킨다.
그 다음에는, 전체구조 표면에 유전체막을 형성하고, 플레이트 전극을 형성하여 캐패시터를 완성한다.Referring to FIG. 7, an
Next, a material for forming a charge storage electrode is formed on the surface of the charge
Next, a dielectric film is formed on the entire structure surface, and plate electrodes are formed to complete the capacitor.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 전하 저장 전극 영역이 형성되는 영역의 제 3 및 제 2 절연막에 빈 공간을 미리 형성하여 둠으로써 후속의 전하 저장 전극 형성용 산화막 식각 공정을 용이하게 수행할 수 있도록 한다. 또한, 빈 공간을 랜딩플러그 폴리실리콘이 노출될 때까지 형성함으로써, 전하 저장 전극 영역을 형성하는 공정에서 전하 저장 전극 콘택 플러그가 형성되므로 전하 저장 전극을 형성하는 공정 단계를 감소시킬 수 있다.As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, an empty space is previously formed in the third and second insulating films of the region where the charge storage electrode region is to be formed, thereby performing the subsequent oxide film etching process for forming the charge storage electrode. Make it easy to perform. In addition, by forming the empty space until the landing plug polysilicon is exposed, the charge storage electrode contact plug is formed in the process of forming the charge storage electrode region, thereby reducing the process step of forming the charge storage electrode.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 자기 정렬(Self align)의 방법으로 콘택을 형성함에 있어서 전하 저장 전극 영역이 형성되는 부분에 빈 공간(Void)을 만들어 둠으로써 전하 저장 전극을 형성하는 공정 마진을 향상시키고, 그에 따른 반도체 소자의 불량 발생을 감소시키므로 반도체 소자의 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in forming a contact by a self align method, charge storage is performed by making a void in a portion where a charge storage electrode region is formed. Since the process margin for forming the electrode is improved, and thereby the occurrence of defects in the semiconductor device is reduced, the yield and reliability of the semiconductor device can be improved.
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- 2000-06-30 KR KR1020000036942A patent/KR100682166B1/en not_active IP Right Cessation
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