KR100688059B1 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 게이트 전극과 비트라인 간의 콘택 저항을 감소시켜 소자의 특성을 개선하는데 적합한 반도체 소자 제조 방법을 제공하기 위한 것으로, 이를 위한 본 발명의 반도체 소자 제조 방법은 셀영역과 주변회로영역으로 구분된 반도체 기판 상에 금속실리사이드 게이트 전극을 갖는 다수의 게이트 패턴을 형성하는 단계; 상기 게이트 패턴을 포함하는 전면에 제1층간절연막을 형성하는 단계; 상기 셀영역에서 상기 제1층간절연막을 관통하여 상기 반도체 기판에 콘택되도록 랜딩플러그를 형성하는 단계; 상기 제1층간절연막 및 상기 랜딩플러그를 포함하는 전면에 제2층간절연막을 형성하는 단계; 상기 셀영역의 상기 제2층간절연막을 선택적으로 식각하여 상기 랜딩플러그 를 노출시키는 제1오픈부를 형성하는 단계; 상기 주변회로영역의 상기 제2층간절연막과 상기 제1층간절연막을 선택적으로 식각하여 상기 반도체 기판을 노출시키는 제2오픈부를 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2오픈부가 형성된 상기 제2층간절연막 상부에 제1베리어 메탈을 형성하는 단계; 상기 제1오픈부 내의 상기 랜딩플러그와 접촉하는 영역 및 상기 제2오픈부 내의 상기 반도체 기판과 접촉하는 영역에 금속실리사이드를 형성하는 단계; 상기 제1베리어 메탈을 제거하는 단계; 상기 주변회로영역의 상기 게이트 패턴을 노출하도록 상기 제2층간절연막을 선택적으로 식각하는 단계; 상기 노출된 게이트 패턴 상부의 하드마스크를 제거하는 단계; 상기 제2층간절연막, 상기 금속실리사이드막 및 상기 하드마스크를 제거한 게이트 패턴의 상부에 제2베리어 메탈을 형성하는 단계; 및 상기 제2베리어 메탈 상부에 전도막을 형성하는 단계를 포함한다.The present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device suitable for improving the characteristics of the device by reducing the contact resistance between the gate electrode and the bit line, the semiconductor device manufacturing method of the present invention is divided into a cell region and a peripheral circuit region Forming a plurality of gate patterns having metal silicide gate electrodes on the semiconductor substrate; Forming a first interlayer insulating film on the entire surface including the gate pattern; Forming a landing plug in the cell region so as to contact the semiconductor substrate through the first interlayer insulating film; Forming a second interlayer insulating film on an entire surface including the first interlayer insulating film and the landing plug; Selectively etching the second interlayer dielectric layer in the cell region to form a first open portion exposing the landing plug; Selectively etching the second interlayer dielectric layer and the first interlayer dielectric layer in the peripheral circuit region to form a second open portion exposing the semiconductor substrate; Forming a first barrier metal on the second interlayer insulating layer on which the first and second open portions are formed; Forming metal silicide in a region in contact with the landing plug in the first open portion and in a region in contact with the semiconductor substrate in the second open portion; Removing the first barrier metal; Selectively etching the second interlayer dielectric layer so as to expose the gate pattern of the peripheral circuit region; Removing a hard mask on the exposed gate pattern; Forming a second barrier metal on the gate pattern from which the second interlayer insulating layer, the metal silicide layer, and the hard mask are removed; And forming a conductive film on the second barrier metal.

비트라인, 콘택 저항, BLC1, BLC2, 베리어 메탈 Bitline, Contact Resistor, BLC1, BLC2, Barrier Metal

Description

반도체 소자 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE} Semiconductor device manufacturing method {METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}

도 1은 게이트 선폭에 따른 비트라인콘택/게이트 간의 저항 특성을 나타낸 그래프.1 is a graph illustrating resistance characteristics between bit line contacts / gates according to gate line widths.

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도 2는 게이트 상에 형성된 물질에 따른 비트라인콘택/게이트 간의 저항 특성을 나타낸 그래프,2 is a graph illustrating resistance characteristics between bit line contacts / gates according to a material formed on a gate;

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법을 도시한 단면도. 3A to 3F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

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

41 : 반도체 기판 42 : 소자분리막41 semiconductor substrate 42 device isolation film

43 : 폴리실리콘막 44 : 금속실리사이드43 polysilicon film 44 metal silicide

45 : 게이트 하드마스크 46 : 게이트 스페이서45 gate hard mask 46 gate spacer

47 : 제 1 층간절연막 48 : 랜딩 플러그47: first interlayer insulating film 48: landing plug

49 : 제 2 층간절연막 50 : 티타늄막49: second interlayer insulating film 50: titanium film

51 : 티타늄실리사이드 52 : 티타늄질화막51: titanium silicide 52: titanium nitride film

53 : 비트라인 전도막53: bit line conductive film

본 발명은 반도체 제조 기술에 관한 것으로, 특히 반도체 소자의 비트라인 콘택 형성 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing technology, and more particularly, to a method of forming bit line contacts in a semiconductor device.

반도체 메모리 소자 중 DRAM(DynmicRandom Access Memory) 등은 예컨대, 1T1C(하나의 트랜지스터와 하나의 캐패시터)로 구성된 단위 셀을 복수개 포함하는 셀 영역과 그 이외의 단위 소자들을 포함하는 주변 영역으로 크게 구분된다.Among the semiconductor memory devices, a DRAM (Dynmic Random Access Memory) and the like are largely divided into, for example, a cell region including a plurality of unit cells composed of 1T1C (one transistor and one capacitor) and a peripheral region including other unit elements.

예컨대, 비트라인(Bit line)은 셀 트랜지스터의 소스 쪽에 연결되어 실제로 데이타가 전송되는 라인으로, 셀 영역 측면에서는 이러한 비트라인의 전기적 연결을 위해 접합 영역에 콘택된 셀 콘택 플러그와 비트라인 콘택을 통해 연결되며, 이러한 비트라인을 통해 전달된 셀 데이타를 감지 및 증폭하기 위한 비트라인 감지 증폭기를 포함하는 주변영역 측면에서는 비트라인 감지증폭기와 비트라인 간의 전기적 연결을 위해 주변회로 트랜지스터의 게이트 전극과 비트라인 간의 콘택이 필요하다.For example, a bit line is a line connected to the source side of a cell transistor to actually transmit data. On the cell region side, a bit line contact and a cell line plug contacting a junction region for electrical connection of the bit line are performed. In terms of the peripheral area, which includes a bitline sense amplifier for sensing and amplifying the cell data transmitted through the bitline, the gate electrode and the bitline of the peripheral circuit transistor are connected for the electrical connection between the bitline sense amplifier and the bitline. You need a liver contact.

한편, 셀영역에서 워드라인 측면의 소스/드레인 접합 영역에 콘택된 콘택플러그와 비트라인 간의 콘택을 BLC1이라 하고, 주변영역에서 비트라인 감지증폭기의 게이트 전극과 비트라인 간의 콘택을 BLC2라 한다. Meanwhile, the contact between the contact plug and the bit line contacted to the source / drain junction region on the side of the word line in the cell region is called BLC1, and the contact between the gate electrode and the bit line of the bit line sense amplifier in the peripheral region is referred to as BLC2.

이와 같이, 접합 영역의 실리콘 기판, 폴리실리콘플러그 및 게이트 전극에 비트라인을 콘택하는 경우, 콘택 저항을 낮추기 위해 베리어 메탈인 티타늄실리사이드TiSi2)를 형성한다. 이와 같은 티타늄실리사이드를 형성하기 위해 비트라인 베리어 메탈로 Ti/TiN을 형성하고, 급속 열처리(RTP)로 티타늄실리사이드를 형성한다. 이렇게 형성된 티타늄실리사이드의 경우 후속의 공정의 열(Thermal)에 의해 비트라인 콘택 저항에 영향을 줄 가능성이 있다.As such, when the bit line is contacted to the silicon substrate, the polysilicon plug, and the gate electrode in the junction region, a barrier metal titanium silicide TiSi 2 ) is formed to lower the contact resistance. In order to form such a titanium silicide, Ti / TiN is formed of a bit line barrier metal, and titanium silicide is formed by rapid heat treatment (RTP). In the case of the thus formed titanium silicide, there is a possibility of affecting the bit line contact resistance by thermal in the subsequent process.

최근 MIM(Metal-Inslator-Metal) 캐패시터에서 누설(leakage) 특성 향상을 위해 하부 전극 형성후 어닐링 온도를 증가하였다. 이러한 어닐링 온도의 증가는 캐패시터의 누설 특성을 줄이는 효과를 가져왔으나, 캐패시터 하부 구조인 비트라인과 게이트 저항을 증가시키는 결과를 초래하였다. 기존 논문을 참고하면 고온 열공정의 경우 티타늄실리사이드가 게이트 전극인 텅스텐실리사이드의 그레인 바운더리(Grain Boundary)를 통해 하부 폴리 지역에 형성하는 것을 알 수 있고, 이러한 것이 콘택 저항을 높이는 것으로 보인다. (참고 문헌 : Reaction of Ti with WSi2 - J.Appl.Phys. 82(12), 15 December 1997) Recently, the annealing temperature was increased after the formation of the lower electrode in order to improve the leakage characteristic of the metal-inslator-metal (MIM) capacitor. Increasing the annealing temperature has the effect of reducing the leakage characteristics of the capacitor, but resulted in an increase in the capacitor line bit line and gate resistance. In the existing paper, it can be seen that in the high temperature thermal process, titanium silicide is formed in the lower poly region through the grain boundary of tungsten silicide as the gate electrode, which seems to increase the contact resistance. (Reference: Reaction of Ti with WSi 2 -J. Appl. Phys. 82 (12), 15 December 1997)

한편, 비트라인과 게이트 전극 간의 콘택 저항의 경우, 최근 디바이스가 초소형화 되면서 특정 콘택 크기 이하가 되면 게이트 콘택 저항이 급속히 증가하는 것을 확인하였다.
도 1은 게이트 선폭에 따른 비트라인콘택/게이트 간의 저항 특성을 나타낸 그래프로서, 콘택 크기가 작아짐에 따라 비트라인콘택과 게이트 간의 콘택 저항이 점진적으로 높아지다가 콘택 크기가 특정 크기 이하가 되면 급속히 증가하는 것을 알 수 있다.
On the other hand, in the case of the contact resistance between the bit line and the gate electrode, it has been confirmed that the gate contact resistance rapidly increases when the device becomes extremely small and falls below a specific contact size.
1 is a graph illustrating resistance characteristics between bit line contacts and gates according to gate line widths. As the contact size decreases, the contact resistance between the bit line contact and the gate gradually increases and rapidly increases when the contact size becomes smaller than a certain size. It can be seen that.

도 2는 비트라인과 게이트 전극간의 콘택 저항 특성을 나타낸 그래프로서, 게이트 전극과 비트라인 사이의 티타늄실리리사이드가 아닌, 도전성 티타늄질화막이 바로 접합되어 있으면 비트라인와 게이트 전극간의 콘택 저항값이 균일하면서 낮은 값을 갖는 것을 확인할 수 있다.FIG. 2 is a graph illustrating contact resistance characteristics between a bit line and a gate electrode. When the conductive titanium nitride layer is directly bonded to the gate electrode and the bit line, not the titanium silicide, the contact resistance between the bit line and the gate electrode is uniform. It can be seen that it has a low value.

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본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 게이트 전극과 비트라인 간의 콘택 저항을 감소시켜 소자의 특성을 개선하는데 적합한 반도체 소자 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a semiconductor device suitable for improving the characteristics of the device by reducing the contact resistance between the gate electrode and the bit line.

상기 목적을 달성하기 위한 특징적인 본 발명의 반도체 소자 제조 방법은 셀영역과 주변회로영역으로 구분된 반도체 기판 상에 금속실리사이드 게이트 전극을 갖는 다수의 게이트 패턴을 형성하는 단계; 상기 게이트 패턴을 포함하는 전면에 제1층간절연막을 형성하는 단계; 상기 셀영역에서 상기 제1층간절연막을 관통하여 상기 반도체 기판에 콘택되도록 랜딩플러그를 형성하는 단계; 상기 제1층간절연막 및 상기 랜딩플러그를 포함하는 전면에 제2층간절연막을 형성하는 단계; 상기 셀영역의 상기 제2층간절연막을 선택적으로 식각하여 상기 랜딩플러그 를 노출시키는 제1오픈부를 형성하는 단계; 상기 주변회로영역의 상기 제2층간절연막과 상기 제1층간절연막을 선택적으로 식각하여 상기 반도체 기판을 노출시키는 제2오픈부를 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2오픈부가 형성된 상기 제2층간절연막 상부에 제1베리어 메탈을 형성하는 단계; 상기 제1오픈부 내의 상기 랜딩플러그와 접촉하는 영역 및 상기 제2오픈부 내의 상기 반도체 기판과 접촉하는 영역에 금속실리사이드를 형성하는 단계; 상기 제1베리어 메탈을 제거하는 단계; 상기 주변회로영역의 상기 게이트 패턴을 노출하도록 상기 제2층간절연막을 선택적으로 식각하는 단계; 상기 노출된 게이트 패턴 상부의 하드마스크를 제거하는 단계; 상기 제2층간절연막, 상기 금속실리사이드막 및 상기 하드마스크를 제거한 게이트 패턴의 상부에 제2베리어 메탈을 형성하는 단계; 및 상기 제2베리어 메탈 상부에 전도막을 형성하는 단계를 포함한다.A semiconductor device manufacturing method of the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a plurality of gate patterns having a metal silicide gate electrode on a semiconductor substrate divided into a cell region and a peripheral circuit region; Forming a first interlayer insulating film on the entire surface including the gate pattern; Forming a landing plug in the cell region so as to contact the semiconductor substrate through the first interlayer insulating film; Forming a second interlayer insulating film on an entire surface including the first interlayer insulating film and the landing plug; Selectively etching the second interlayer dielectric layer in the cell region to form a first open portion exposing the landing plug; Selectively etching the second interlayer dielectric layer and the first interlayer dielectric layer in the peripheral circuit region to form a second open portion exposing the semiconductor substrate; Forming a first barrier metal on the second interlayer insulating layer on which the first and second open portions are formed; Forming metal silicide in a region in contact with the landing plug in the first open portion and in a region in contact with the semiconductor substrate in the second open portion; Removing the first barrier metal; Selectively etching the second interlayer dielectric layer so as to expose the gate pattern of the peripheral circuit region; Removing a hard mask on the exposed gate pattern; Forming a second barrier metal on the gate pattern from which the second interlayer insulating layer, the metal silicide layer, and the hard mask are removed; And forming a conductive film on the second barrier metal.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the technical idea of the present invention. .

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법을 도시한 단면도이다.3A to 3F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3a에 도시된 바와 같이, 셀영역과 주변회로영역이 구분된 반도체 기판(41) 상에 STI(Shallow Trench Isolation) 방법으로 소자분리막(42)과 웰(도시하지 않음)을 형성한다. 한편, 반도체 기판(41)은 통상의 실리콘 기판이다.As shown in FIG. 3A, an isolation layer 42 and a well (not shown) are formed on a semiconductor substrate 41 having a cell region and a peripheral circuit region separated by a shallow trench isolation (STI) method. On the other hand, the semiconductor substrate 41 is a normal silicon substrate.

이어서, 반도체 기판(41) 상에 게이트 산화막(도시하지 않음)을 형성하고, 게이트 산화막 상에 게이트 전극용 전도막(43, 44)을 적층 형성하고, 게이트 전극용 전도막(43, 44) 상에 게이트하드마스크(45)를 증착한 다음, 포토리소그라피 공정을 통해 게이트 패턴 형성을 위한 마스크 패턴을 형성한다. Subsequently, a gate oxide film (not shown) is formed on the semiconductor substrate 41, the conductive films 43 and 44 for gate electrodes are laminated on the gate oxide film, and the conductive films 43 and 44 for gate electrodes are formed. After depositing the gate hard mask 45 on, a mask pattern for forming a gate pattern is formed through a photolithography process.

이어서, 마스크 패턴을 식각마스크로 게이트 전극용 전도막(43, 44)과 게이트하드마스크(45)를 식각함으로써, 게이트하드마스크(45)와 게이트 전극(43, 44)의 적층 구조를 갖는 게이트 패턴을 형성한다.Subsequently, the gate patterns of the gate hard mask 45 and the gate electrodes 43 and 44 are etched by etching the conductive films 43 and 44 for the gate electrode and the gate hard mask 45 using the mask pattern as an etch mask. To form.

한편, 게이트 전극용 전도막으로는 금속실리사이드/폴리실리콘 구조로서, 예컨대 텅스텐실리사이드(WSi)를 사용하며, 게이트하드마스크(45)는 질화막 계열 또는 산화막 계열의 절연성 막을 포함한다.On the other hand, as the conductive film for the gate electrode, a metal silicide / polysilicon structure, for example, tungsten silicide (WSi) is used, and the gate hard mask 45 includes an insulating film of a nitride film series or an oxide film series.

이어서, 게이트 패턴이 형성된 프로파일을 따라 질화막과 산화막의 단독 또는 조합된 형태로 절연막을 증착한 다음, 건식 식각을 실시하여 게이트 패턴 측면에 측벽 스페이서(46)을 형성한다. 측벽 스페이서(46)은 후속 식각 공정에서 게이트 패턴이 어택받는 것을 방지하기 위한 것이다.Subsequently, an insulating film is deposited in the form of a nitride or oxide film alone or in combination along the profile in which the gate pattern is formed, and then dry etching is performed to form sidewall spacers 46 on the sidewalls of the gate pattern. The sidewall spacers 46 are intended to prevent the gate pattern from being attacked in a subsequent etching process.

이어서, 주변회로영역에서 이온 주입 공정을 실시하여 게이트 패턴 측면에 얼라인되도록 반도체 기판(41)에 N형 불순물을 도핑시킨 후, 열처리를 통해 도핑된 불순물을 확산시켜 NMOS 트랜지스터의 소스/드레인 영역(도시하지 않음)을 형성한다. Subsequently, an ion implantation process is performed in the peripheral circuit region to dope an N-type impurity into the semiconductor substrate 41 to be aligned with the side of the gate pattern, and then the doped impurities are diffused through heat treatment to form a source / drain region of the NMOS transistor ( Not shown).

같은 방식으로 이온 주입 공정을 실시하여 게이트 패턴 측면에 얼라인되도록 반도체 기판(41)에 P형 불순물을 도핑시킨 후, 열처리를 통해 도핑된 불순물을 확산시켜 PMOS 트랜지스터의 소스/드레인 영역(도시하지 않음)을 형성한다.In the same manner, an ion implantation process is performed to dope P-type impurities into the semiconductor substrate 41 to be aligned with the side of the gate pattern, and then the doped impurities are diffused through heat treatment to thereby source / drain regions of the PMOS transistor (not shown). ).

한편, 주변회로영역의 경우 스페이서 형성 전 두번의 이온 주입을 실시하여 소스/드레인이 LDD(Lightly Doped Drain) 구조를 갖도록 하는 바, 여기서는 그 구체적인 공정은 생략한다.Meanwhile, in the case of the peripheral circuit region, the ion / drain is implanted twice before forming the spacer so that the source / drain has a lightly doped drain (LDD) structure, and thus the detailed process is omitted.

이어서, 결과물의 전면에 제 1 층간절연막(47)을 형성한다. Subsequently, a first interlayer insulating film 47 is formed on the entire surface of the resultant product.

이 때, 제 1 층간절연막(47)은 BSG(Boro-Silicate-Glass)막, BPSG(Boro-Phospho-Silicate-Glass)막, PSG(Phospho-Silicate-Glass)막, TEOS(Tetra-Ethyl-Ortho-Silicate)막, HDP(High Density Plasma) 산화막, SOG(Spin On Glass)막 또는 APL(Advanced Planarization Layer)막 등을 이용하며, 산화막 계열 이외에 무기 또는 유기 계열의 저유전율막을 이용할 수 있다.In this case, the first interlayer insulating film 47 may include a BSG (Boro-Silicate-Glass) film, a BPSG (Boro-Phospho-Silicate-Glass) film, a PSG (Phospho-Silicate-Glass) film, and a TEOS (Tetra-Ethyl-Ortho). -Silicate film, HDP (High Density Plasma) oxide film, SOG (Spin On Glass) film or APL (Advanced Planarization Layer) film, etc. are used. In addition to oxide film, low dielectric constant film of inorganic or organic type can be used.

이어서, 후속 포토리소그라피 공정에서의 마진을 확보하기 위해 제 1 층간절연막(47) 상부를 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; 'CMP') 또는 에치백 공정을 실시하여 평탄화시킨다.Subsequently, in order to secure a margin in a subsequent photolithography process, the upper portion of the first interlayer insulating film 47 is planarized by performing chemical mechanical polishing (CMP) or etch back process.

다음으로, 평탄화된 제 1 층간절연막(47) 상에 셀콘택 형성을 위한 마스크 패턴(도시하지 않음)을 형성하고 마스크 패턴을 식각마스크로 제 1 층간절연막(47)을 식각하여 셀영역에서 게이트 패턴 사이의 기판을 노출시킨 다음, 마스크 패턴을 제거하고 전면에 플러그 형성용 전도막 예컨대, 폴리실리콘막을 증착한 후, 게이트하드마스크(45)가 노출되는 타겟으로 평탄화 공정을 실시하여 랜딩 플러그(48)를 형성한다.Next, a mask pattern (not shown) for forming a cell contact is formed on the planarized first interlayer insulating layer 47, and the first interlayer insulating layer 47 is etched using the mask pattern as an etch mask to form a gate pattern in the cell region. After exposing the substrate therebetween, the mask pattern is removed, a conductive film for forming a plug, for example, a polysilicon film is deposited on the entire surface, and a planarization process is performed on the target to which the gate hard mask 45 is exposed. To form.

이어서, 랜딩 플러그(48)와 제 1 층간절연막(47) 상에 제 2 층간절연막(49)를 증착하고, 제 2 층간절연막(49)의 평탄화한다.Subsequently, a second interlayer insulating film 49 is deposited on the landing plug 48 and the first interlayer insulating film 47, and the second interlayer insulating film 49 is planarized.

다음으로, 제2 및 제1층간절연막을 선택적으로 식각하여 셀영역에서 비트라인콘택(BLC1)이 이루어질 영역 즉, 랜딩플러그(48)를 노출시키는 제1오픈부와 N형 불순물 확산 영역의 기판을 노출시키는 제2오픈부를 형성한다.Next, the substrate of the first opening portion and the N-type impurity diffusion region exposing the landing plug 48, that is, the region where the bit line contact BLC1 is to be formed in the cell region, that is, the second and first interlayer insulating layers are selectively etched, is removed. A second open portion for exposing is formed.

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도 3b에 도시된 바와 같이, 비트라인콘택 식각 공정이 진행된 결과물의 프로파일을 따라 베리어 메탈용 티타늄막(50)을 증착한다. 베리어 메탈용 물질층으로는 티타늄막(50) 외에도 티타늄막, 티타늄질화막 및 티타늄실리사이드막의 단일 혹은 적층막으로 구성되는 구조를 사용할 수 있다.As shown in FIG. 3B, the titanium film 50 for the barrier metal is deposited along the profile of the result of the bit line contact etching process. In addition to the titanium film 50, the barrier metal material layer may include a structure including a single or a laminated film of a titanium film, a titanium nitride film, and a titanium silicide film.

도 3c에 도시된 바와 같이, 결과물의 전면에 700℃∼900℃의 온도로 급속 열처리를 실시하여 셀영역의 랜딩 플러그(48) 상부와 주변회로영역의 오픈된 비트라인콘택 영역에 티타늄실리사이드(51)를 형성한다. As illustrated in FIG. 3C, a rapid heat treatment is performed on the front surface of the resultant at a temperature of 700 ° C. to 900 ° C. to form titanium silicide 51 in an upper portion of the landing plug 48 of the cell region and an open bit line contact region of the peripheral circuit region. ).

도 3d에 도시된 바와 같이, 건식 세정을 실시하여 실리사이드화 되지 않은 티타늄실리사이드(51)를 제외한 티타늄막(50)을 제거한다.As shown in FIG. 3D, dry cleaning is performed to remove the titanium film 50 except for the unsilicided titanium silicide 51.

도 3e에 도시된 바와 같이, 마스크 및 식각 공정으로 금속실리사이드가 노출되는 제3오픈부를 형성한다. 즉, 주변회로영역의 제 2 층간절연막(49)과 게이트하드마스크(45)를 식각하여 제3오픈부를 형성한다. As shown in FIG. 3E, a third open portion in which the metal silicide is exposed is formed by a mask and an etching process. That is, a third open portion is formed by etching the second interlayer insulating layer 49 and the gate hard mask 45 in the peripheral circuit region.

도 3f에 도시된 바와 같이, 결과물의 프로파일을 따라 티타늄질화막(52)을 증착한다. 여기서, 티타늄질화막(52) 뿐만 아니라 티타늄막을 사용할 수도 있으며 이들의 적층막으로도 사용할 수 있다.
이어서, 결과물의 전면에 비트라인 전도막(53)으로 텅스텐막을 증착한다.
As shown in FIG. 3F, a titanium nitride film 52 is deposited along the profile of the result. Here, not only the titanium nitride film 52 but also a titanium film may be used, or may be used as a laminated film thereof.
Then, a tungsten film is deposited on the entire surface of the resultant with the bit line conductive film 53.

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상술한 바와 같이, 본 발명은 비트라인 콘택용 베리어 메탈 형성시 폴리실리콘 랜딩플러그 및 실리콘 기판(접합 영역)에는 티타늄실리사이드를 형성하고, 그 상부에 티타늄질화막을 형성하면서, 금속실리사이드 게이트 전극 상에는 티타늄실리사이드 없이 직접적으로 티타늄질화막을 형성하여, 고집적화 및 후속 고온 어닐 공정이 따른다 하더라도 금속실리사이드 게이트 전극과 비트라인 간의 콘택 저항을 개선할 수 있다.As described above, the present invention forms a titanium silicide on the polysilicon landing plug and a silicon substrate (bonding region) when forming the barrier metal for the bit line contact, and forms a titanium nitride film thereon, while forming a titanium silicide on the metal silicide gate electrode. The titanium nitride film can be directly formed without a structure, thereby improving contact resistance between the metal silicide gate electrode and the bit line, even with high integration and subsequent high temperature annealing.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

상술한 본 발명은 급속열처리 공정 진행시, 비트라인과 게이트 전극 사이의 콘택 저항의 증가가 없어 MIM 캐패시터 어닐링 공정의 열공정 온도 증가가 가능한 효과가 있으며, 이로 인하여 캐패시터의 누설 감소 효과를 얻을 수 있다.In the above-described present invention, there is no increase in contact resistance between the bit line and the gate electrode during the rapid heat treatment process, so that the thermal process temperature of the MIM capacitor annealing process can be increased, thereby reducing the leakage of the capacitor. .

또한, 게이트 전극 상에 바로 티타늄질화막이 접합되어 있어 비트라인 콘택 저항이 균일하면서 감소하는 효과가 있다.In addition, since the titanium nitride film is directly bonded on the gate electrode, the bit line contact resistance is uniformly reduced.

또한, 게이트 전극상의 비트라인 콘택 측면에 베리어 메탈인 티타늄막이 없으므로 콘택 증가 효과가 있으므로, 비트라인과 게이트 전극 사이의 콘택 저항 감소 효과가 있다. In addition, since there is no barrier metal titanium film on the side of the bit line contact on the gate electrode, there is a contact increase effect, thereby reducing the contact resistance between the bit line and the gate electrode.

Claims (6)

셀영역과 주변회로영역으로 구분된 반도체 기판 상에 금속실리사이드 게이트 전극을 갖는 다수의 게이트 패턴을 형성하는 단계;Forming a plurality of gate patterns having metal silicide gate electrodes on a semiconductor substrate divided into a cell region and a peripheral circuit region; 상기 게이트 패턴을 포함하는 전면에 제1층간절연막을 형성하는 단계;Forming a first interlayer insulating film on the entire surface including the gate pattern; 상기 셀영역에서 상기 제1층간절연막을 관통하여 상기 반도체 기판에 콘택되도록 랜딩플러그를 형성하는 단계;Forming a landing plug in the cell region so as to contact the semiconductor substrate through the first interlayer insulating film; 상기 제1층간절연막 및 상기 랜딩플러그를 포함하는 전면에 제2층간절연막을 형성하는 단계;Forming a second interlayer insulating film on an entire surface including the first interlayer insulating film and the landing plug; 상기 셀영역의 상기 제2층간절연막을 선택적으로 식각하여 상기 랜딩플러그 를 노출시키는 제1오픈부를 형성하는 단계;Selectively etching the second interlayer dielectric layer in the cell region to form a first open portion exposing the landing plug; 상기 주변회로영역의 상기 제2층간절연막과 상기 제1층간절연막을 선택적으로 식각하여 상기 반도체 기판을 노출시키는 제2오픈부를 형성하는 단계;Selectively etching the second interlayer dielectric layer and the first interlayer dielectric layer in the peripheral circuit region to form a second open portion exposing the semiconductor substrate; 상기 제1 및 제2오픈부가 형성된 상기 제2층간절연막 상부에 제1베리어 메탈을 형성하는 단계;Forming a first barrier metal on the second interlayer insulating layer on which the first and second open portions are formed; 상기 제1오픈부 내의 상기 랜딩플러그와 접촉하는 영역 및 상기 제2오픈부 내의 상기 반도체 기판과 접촉하는 영역에 금속실리사이드를 형성하는 단계;Forming metal silicide in a region in contact with the landing plug in the first open portion and in a region in contact with the semiconductor substrate in the second open portion; 상기 제1베리어 메탈을 제거하는 단계;Removing the first barrier metal; 상기 주변회로영역의 상기 게이트 패턴을 노출하도록 상기 제2층간절연막을 선택적으로 식각하는 단계;Selectively etching the second interlayer dielectric layer so as to expose the gate pattern of the peripheral circuit region; 상기 노출된 게이트 패턴 상부의 하드마스크를 제거하는 단계;Removing a hard mask on the exposed gate pattern; 상기 제2층간절연막, 상기 금속실리사이드막 및 상기 하드마스크를 제거한 게이트 패턴의 상부에 제2베리어 메탈을 형성하는 단계; 및Forming a second barrier metal on the gate pattern from which the second interlayer insulating layer, the metal silicide layer, and the hard mask are removed; And 상기 제2베리어 메탈 상부에 전도막을 형성하는 단계Forming a conductive film on the second barrier metal 를 포함하는 반도체 소자 제조 방법.Semiconductor device manufacturing method comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1베리어메탈은 티타늄막, 티타늄질화막 및 티타늄실리사이드막의 단일 혹은 적층막으로 구성되는 반도체 소자 제조 방법.The first barrier metal is a semiconductor device manufacturing method consisting of a single or a laminated film of titanium film, titanium nitride film and titanium silicide film. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속실리사이드를 형성하는 단계는,Forming the metal silicide, 상기 제1베리어 메탈 형성 후 급속열처리를 실시하여 형성하는 반도체 소자 제조 방법.A method of manufacturing a semiconductor device, which is formed by performing a rapid heat treatment after forming the first barrier metal. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1베리어 메탈을 제거하는 단계는,Removing the first barrier metal, 건식 세정으로 수행하는 반도체 소자 제조 방법.A semiconductor device manufacturing method performed by dry cleaning. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1베리어 메탈은 티타늄막을 사용하고, 상기 제2베리어 메탈은 티타늄질화막을 사용하는 반도체 소자 제조 방법.The first barrier metal uses a titanium film, and the second barrier metal uses a titanium nitride film. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2베리어 메탈은 티타늄막 또는 티타늄질화막의 단일 혹은 적층막으로 형성하는 반도체 소자 제조 방법.The second barrier metal is a semiconductor device manufacturing method of forming a single film or a laminated film of a titanium film or titanium nitride film.
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