KR100955920B1 - Method for forming salicide of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체소자의 살리사이드 형성방법을 개시한다. 개시된 발명은, 실리콘기판의 비살리사이드 영역과 살리사이드영역의 각각에 상대적으로 두꺼운 두께를 가진 제1게이트산화막과 상대적으로 얇은 두께를 가진 제2게이트산화막을 형성하는 단계; 상기 전체 구조의 상면에 도전층을 형성하는 단계; 상기 도전층 및 제1게이트산화막과 제2게이트산화막을 선택적으로 제거하여 비살리사이드영역과 살리사이드영역 각각에 게이트전극을 형성함과 동시에 상기 살리사이드영역의 활성영역을 드러나게 하는 단계; 상기 게이트전극을 포함한 전체 구조의 상면에 질화막을 형성하는 단계; 상기 살리사이드영역의 질화막부분을 선택적으로 제거하는 단계; 상기 비살리사이드영역에 잔류하는 질화막부분을 제거하는 단계; 상기 게이트전극측면에 스페이서를 형성하는 단계; 및 상기 비살리사이드영역과 살리사이드영역의 게이트전극상면과 살리사이드영역의 활성영역표면에 살리사이드막을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되며, 반도체 디바이스의 한 개의 칩내에 살리사이드(salicide 또는 Co-salicide) 영역과 비살리 사이드(non-salicide 또는 non-cosalicide)영역을 선택적으로 동시에 형성할 수 있어 공정단계수를 줄일 수 있는 것이다.The present invention discloses a method of forming a salicide of a semiconductor device. The disclosed invention includes forming a first gate oxide film having a relatively thick thickness and a second gate oxide film having a relatively thin thickness in each of a salicide region and a salicide region of a silicon substrate; Forming a conductive layer on an upper surface of the entire structure; Selectively removing the conductive layer, the first gate oxide film, and the second gate oxide film to form a gate electrode in each of the nonsalicide region and the salicide region, and simultaneously revealing an active region of the salicide region; Forming a nitride film on an upper surface of the entire structure including the gate electrode; Selectively removing the nitride film portion of the salicide region; Removing the nitride film portion remaining in the nonsalicide region; Forming a spacer on the side of the gate electrode; And forming a salicide film on an upper surface of the gate electrode of the nonsalicide region, the salicide region, and an active region surface of the salicide region. The salicide region and the non-salicide or non-cosalicide region can be selectively formed simultaneously, thereby reducing the number of process steps.
Description
도 2a 내지 도 2g는 본 발명에 따른 반도체소자의 살리사이드 형성방법을 설명하기 위한 공정단면도.2A to 2G are cross-sectional views illustrating a method of forming a salicide of a semiconductor device according to the present invention.
[도면부호의설명][Description of Drawing Reference]
31 : 실리콘기판 33a : 제1게이트산화막31
33b : 제2게이트산화막 35 : 폴리실리콘층33b: second gate oxide film 35: polysilicon layer
35a, 35b : 게이트전극 37 : 제1감광막패턴35a, 35b: gate electrode 37: first photosensitive film pattern
39 : ONO박막 41 : 질화막39: ONO thin film 41: nitride film
43 : 제2감광막패턴 45 : 스페이서용 산화막 43: second photosensitive film pattern 45: oxide film for spacer
45a : 스페이서 47 : 살리사이드막45a: spacer 47: salicide film
본 발명은 반도체소자의 살리사이드 형성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 디바이스의 한 개의 칩내에 살리사이드(salicide 또는 Co-salicide)영역과 비살리사이드(non-salicide 또는 non-cosalicide)영역을 선택적으로 동시에 형성할 수 있는 반도체소자의 살리사이드 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a salicide of a semiconductor device, and more particularly, to a salicide (salicide or co-salicide) region and a non-salicide (non-salicide or non-cosalicide) region in one chip of a semiconductor device. The present invention relates to a method for forming a salicide of a semiconductor device that can be formed simultaneously.
종래기술에 따른 반도체소자의 살리사이드 형성방법에 대해 도 1a 내지 도 1e를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A salicide formation method of a semiconductor device according to the related art will be described with reference to FIGS. 1A to 1E as follows.
도 1a 내지 도 1e는 종래기술에 따른 반도체소자의 살리사이드 형성방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.1A to 1E are cross-sectional views illustrating a method of forming a salicide of a semiconductor device according to the related art.
종래기술에 따른 반도체소자의 살리사이드 형성방법은, 도 1a에 도시된 바와같이, 살리사이드가 형성되지 않을 영역(A)과 살리사이드가 형성될 영역(B)으로 분할된 실리콘기판(11)상에 게이트산화막(13)과 게이트전극(15)을 차례로 형성한후 이들 측면에 LDD 스페이서(17)를 형성한다.In the method of forming a salicide of a semiconductor device according to the related art, as illustrated in FIG. 1A, the
그다음, 도 1b에 도시된 바와같이, 상기 전체 구조의 상면에 산화막(19)을 증착한후 살리사이드가 형성되지 않을 영역(A)에 해당하는 기판부분상에 감광물질층(21) (또는 BARC)을 도포한한다. 이때, 상기 산화막(19)은 나중에 살리사이드 생성과정에서 비살리사이드부위의 살리사이드가 생성되지 않도록 배리어산화막 물질로 작용한다.Then, as shown in FIG. 1B, after depositing the
이어서, 도 1c에 도시된 바와같이, 상기 감광물질층(21)을 에치백한후 감광물질층(21)을 제거한다. 이때, 상기 감광물질층(21)의 에치백공정시에 CHF3/CF4/O2/Ar 등의 활성화된 플라즈마를 이용하여 식각진행한 것이며, 여기에 C4F8, C2F6, C5F8/등의 CxFy, N2 가스 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 감광물질층(21)의 에치백공정을 진행하면서 게이트전극(15)위의 산화막(19)까지 식 각이 진행되어 게이트전극(15)위의 산화막이 잔류하지 않도록 한다.Subsequently, as shown in FIG. 1C, the
그다음, 도 1d에 도시된 바와같이, 살리사이드가 형성되지 않을 영역(A)부분에 감광막패턴(23)을 형성한후 상기 제1감광막패턴(23)을 마스크로 상기 살리사이드가 형성될 영역(B)에 해당하는 기판부분에 있는 산화막(19)을 선택적으로 제거한후 감광막패턴(23)을 제거한다. 이때, 상기 산화막(19)의 일부분의 식각진행은 CHF3/CF4/O2/Ar 등의 활성화된 플라즈마를 이용하여 식각진행한 것이며, 여기에 C4F8, C2F6, C5F8/등의 CxFy, N2 가스 등을 포함할 수 있다. Next, as shown in FIG. 1D, after forming the
이어서, 도 1e에 도시된 바와같이, 상기 살리사이드가 형성되지 않을 영역(A)의 게이트전극(15)부분과 살리사이드가 형성될 영역(B)에 해당하는 실리콘기판(11) 및 게이트전극(15)의 노출된 부분에 살리사이드 (또는 Co-salicide) (25)을 형성한다. 이때, 비 살리사이드 부분에는 잔류하는 산화막 배리어에 의해서 살리사이드 (또는 Co-salicide)가 생성되지 않는다.Subsequently, as illustrated in FIG. 1E, the
상기와 같은 종래기술에 의하면, LDD 구조를 형성한다음 감광막패턴을 배리어로 사용하여 살리사이드 부위의 산화막을 제거하고 이어 감광막패턴을 제거한후 살리사이드를 형성하므로 인해 공정 단계수가 증가하게 된다.According to the prior art as described above, since the LDD structure is formed and then the photoresist pattern is used as a barrier, an oxide film of the salicide region is removed, followed by the removal of the photoresist pattern, thereby forming a salicide, thereby increasing the number of process steps.
이에 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 반도체 디바이스의 한 개의 칩내에 살리사이드(salicide 또는 Co-salicide) 영역과 비살리사이드(non-salicide 또는 non-cosalicide)영역을 선택 적으로 동시에 형성할 수 있어 공정단계수를 줄일 수 있는 반도체소자의 살리사이드 형성방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and a salicide (salicide or co-salicide) region and a non-salicide (non-salicide or non-cosalicide) region in one chip of a semiconductor device. It is an object of the present invention to provide a method for forming a salicide of a semiconductor device which can be selectively formed simultaneously to reduce the number of process steps.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자의 살리사이드 형성방법은, 실리콘기판의 비살리사이드 영역과 살리사이드영역의 각각에 상대적으로 두꺼운 두께를 가진 제1게이트산화막과 상대적으로 얇은 두께를 가진 제2게이트산화막을 형성하는 단계; 상기 전체 구조의 상면에 도전층을 형성하는 단계; 상기 도전층 및 제1게이트산화막과 제2게이트산화막을 선택적으로 제거하여 비살리사이드영역과 살리사이드영역 각각에 게이트전극을 형성함과 동시에 상기 살리사이드영역의 활성영역을 드러나게 하는 단계; 상기 게이트전극을 포함한 전체 구조의 상면에 질화막을 형성하는 단계; 상기 살리사이드영역의 질화막부분을 선택적으로 제거하는 단계; 상기 비살리사이드영역에 잔류하는 질화막부분을 제거하는 단계; 상기 게이트전극측면에 스페이서를 형성하는 단계; 및 상기 비살리사이드영역과 살리사이드영역의 게이트전극상면과 살리사이드영역의 활성영역표면에 살리사이드막을 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 게이트전극을 형성함과 동시에 상기 살리사이드영역의 활성영역을 드러나게 하는 단계 후, 그리고, 상기 질화막을 형성하는 단계 전, 상기 게이트전극을 포함한 전체 구조의 상면에 ONO막을 형성하는 단계;를 더 포함한다.
상기 질화막과 ONO막의 제거는, CHF3/CF4/O2/Ar 또는 C4F8/O2/Ar 등의 활성화된 플라즈마를 이용하는 식각 방식으로 수행한다.
상기 식각 방식은 1∼200sccm의 CHF3, 1∼200sccm의 CF4, 1∼20sccm의 O2 및 1∼1000sccm의 Ar을 사용하거나, 또는, 1∼50sccm의 C4F8, 1∼500sccm의 N2를 사용하여 수행한다.
상기 질화막의 제거는, 다운 플로우 방식으로 수행한다.
상기 다운 플로우 방식은 식각 가스로서 O2/CF4 가스를 이용하여 수행한다.According to an embodiment of the present invention, a method of forming a salicide of a semiconductor device may include a first gate oxide layer having a relatively thick thickness and a relatively thin thickness in each of a non-salicide region and a salicide region of a silicon substrate. Forming a second gate oxide film; Forming a conductive layer on an upper surface of the entire structure; Selectively removing the conductive layer, the first gate oxide film, and the second gate oxide film to form a gate electrode in each of the nonsalicide region and the salicide region, and simultaneously revealing an active region of the salicide region; Forming a nitride film on an upper surface of the entire structure including the gate electrode; Selectively removing the nitride film portion of the salicide region; Removing the nitride film portion remaining in the nonsalicide region; Forming a spacer on the side of the gate electrode; And forming a salicide film on an upper surface of the gate electrode of the nonsalicide region, the salicide region, and an active region surface of the salicide region.
Forming an ONO film on an upper surface of the entire structure including the gate electrode after forming the gate electrode and simultaneously exposing an active region of the salicide region, and before forming the nitride film; do.
The nitride film and the ONO film are removed by an etching method using an activated plasma such as CHF 3 / CF 4 / O 2 / Ar or C 4 F 8 / O 2 / Ar.
The etching method uses 1 to 200 sccm CHF 3 , 1 to 200 sccm CF 4 , 1 to 20 sccm O 2 and 1 to 1000 sccm Ar, or 1 to 50 sccm C 4 F 8 , 1 to 500 sccm N Do this using 2
The nitride film is removed in a downflow manner.
The downflow method is performed using O 2 / CF 4 gas as an etching gas.
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(실시예)(Example)
이하, 본 발명에 따른 반도체소자의 살리사이드 형성방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a method of forming a salicide of a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명에 따른 반도체소자의 살리사이드 형성방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.2A to 2G are cross-sectional views illustrating a method of forming a salicide of a semiconductor device according to the present invention.
본 발명에 따른 반도체소자의 살리사이드 형성방법은, 도 2a에 도시된 바와같이, 먼저 살리사이드가 형성되지 않을 영역(A)와 살리사이드영역이 형성될 영역(B)으로 분할된 실리콘기판(31)표면에 두꺼운 게이트산화막(33a)과 얇은 게이트산화막(33b)으로 구성된 이중 게이트산화막을 형성한다. 이때, 상기 두꺼운 게이트산화막(33a)은 비살리사이드영역(A)에 위치하고, 얇은 게이트산화막(33b)는 살리사이드영역(B)에 형성한다.In the method of forming a salicide of a semiconductor device according to the present invention, as shown in FIG. 2A, a
그다음, 이중 게이트산화막상에 게이트 형성용 폴리실리콘층(35)을 증착한후 그 위에 폴리실리콘층 패터닝용 제1감광막패턴(37)을 형성한다. 이때, 상기 제1감광막패턴(37)는 비살리사이드영역(A)과 살리사이드영역(B) 각각에 형성한다.Thereafter, a gate forming polysilicon layer 35 is deposited on the double gate oxide layer, and then a first
이어서, 도 2b에 도시된 바와같이, 상기 제1감광막패턴(37)을 마스크로 상기 폴리실리콘층(35)을 선택적으로 제거하여 게이트전극(35a)(35b)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 2B, the polysilicon layer 35 is selectively removed using the
그다음, 상기 제1감광막패턴(37)을 제거한후 게이트전극(35a)(35b)을 포함한 전체 구조의 상면에 ONO박막(39)과 질화막(41)을 적층한후 상기 비살리사이드영역(A)상에만 제2감광막패턴(43)을 형성한다.Next, after removing the first
이어서, 도 2c에 도시된 바와같이, 상기 제2감광막패턴(43)을 마스크로 상기 살리사이드영역(B)의 질화막(41)과 ONO박막(39)부분을 제거한다.이때, 상기 질화막(41)과 ONO박막(39)의 식각진행은, CHF3/CF4/O2/Ar 등의 활성화된 플라즈마를 이용하여 식각진행한다. 여기에 C4F8, C2F6, C5F8/등의 CxFy, N2 가스 등을 포함할 수 있다. 여기서, 식각가스 및 가스유량으로는 CHF3 : 1∼200sccm, CF4 : 1∼200sccm, O2 : 0∼20sccm, Ar : 1∼1000sccm이거나 이들외에 C4F8,: 1∼50sccm, N
2, : 0∼500sccm을 사용한다.Subsequently, as shown in FIG. 2C, the
그다음, 제2감광막패턴(43)은 O2 플라즈마 또는 O2 다운 플로우 방식을 이용하여 제거한다. Next, the
이어서, 도 2d에 도시된 바와같이, 다운 플로우 방식으로 블랭킷식각을 진행하여 상기 잔류하는 질화막(41)과 ONO박막(39)부분을 선택적으로 제거한다. 이때, 질화막 식각은 O2/CF4 가스를 이용한 다운 플로우(down flow)방식으로 진행한다. 이렇게 다운 플로우 방식으로 식각을 진행하게 되면 질화막과 산화막간의 선택비가 12:1정도가 되어 산화막 물질은 거의 제거되지 않게 되어 상기 ONO박막(39)부분중 NO부분만 제거되고 O(oxide)부분만 남게 된다.Next, as shown in FIG. 2D, blanket etching is performed in a downflow manner to selectively remove the remaining
그다음, 도 2e에 도시된 바와같이, 전체 구조의 상면에 LDD구조를 만들기 위한 산화막(45)을 증착한다.Then, as shown in Fig. 2E, an
이어서, 도 2f에 도시된 바와같이, 상기 산화막(45)을 건식식각하여 게이트전극(35a)(35b)측면에 스페이서(45a)을 형성한다. 이때, 상기 산화막(45)의 식각진행은 CHF3/CF4/O2/Ar 또는 C4F8/O2/Ar 등의 활성화된 플라즈마를 이용하여 진행한다. 여기에 C4F8, C2F6, C5F8/등의 CxFy, N2, O2 등을 포함할 수 있다. 이렇게 식각공정을 진행하게 되면, 비살리사이드영역(A)부분의 활성영역에는 잔류산화막이 계속 남게 되고, 나머지 부분인 이중 게이트전극부분과 살리사이드영역(B)가 형성될 활성영역표면에는 산화막이 남지 않게 된다.Subsequently, as illustrated in FIG. 2F, the
그다음, 도 2g에 도시된 바와같이, 상기 드러난 이중 게이트전극(35a)(35b)상면과 살리사이드영역(B)의 활성영역표면에 살리사이드막(47)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 2G, a
상기에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 반도체소자의 살리사이드 형성방법에 의하면, 감광막(또는, BARC)의 에치백공정을 진행하지 않기 때문에 공정상 파티클에 대한 오염이 적게 된다.As described above, according to the method for forming a salicide of a semiconductor device according to the present invention, since the etch back process of the photosensitive film (or BARC) is not performed, contamination to particles is reduced in the process.
또한, 기존과는 다르게 LDD스페이서를 형성하는 단계에서 비살리사이드 (또는 Co-salicide)와 살리사이드영역을 구분하여 형성시킬 수 있게 된다.In addition, unlike the conventional method, the non-salicide (or co-salicide) and the salicide region may be formed by forming the LDD spacer.
그리고, 비살리사이드영역과 살리사이드영역에 선택적으로 살리사이드를 형성할 수 있게 된다.Then, the salicide can be selectively formed in the nonsalicide region and the salicide region.
한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various changes can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the invention claimed in the claims. will be.
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