KR100983514B1 - Method for fabrication of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 셀영역과 주변영역에서의 비트라인 콘택을 위해 실시하는 복수의 마스크 공정으로 인한 공정의 복잡성과 제조 비용의 증가를 줄일 수 있는 반도체소자의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다. 즉, 종래의 공정에서는 비트라인 콘택 형성시 셀영역과 주변영역의 콘택을 별도로 분리하여 패턴 및 식각 공정을 진행하고 있는데, 본 발명에서는 셀영역의 콘택과 주변영역의 NMOS 트랜지스터의 활성영역(예컨대, 소스/드레인 영역)을 연결하는 콘택을 머지하여 패터닝한 후 높은 선택비를 갖는 조건으로 식각한 다음, 게이트 전도막과 연결하는 콘택과 PMOS 트랜지스터의 활성영역(예컨대, 소스/드레인 영역)을 연결하는 콘택을 별도의 마스크 패턴 형성 후 선택비를 갖는 식각 조건으로 식각하여 오픈부를 형성하고 연속해서 PMOS 트랜지스터의 콘택 저항 감소를 위해 실시하는 보론 이온주입 공정을 실시함으로써, PMOS 트랜지스터의 활성영역에 이온주입을 위해 실시하는 별도의 마스크 형성 공정을 생략할 수 있다. 따라서, 반도체소자의 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
The present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can reduce the complexity of the process and the increase in manufacturing costs due to a plurality of mask processes performed for bit line contact in the cell region and the peripheral region. That is, in the conventional process, a pattern and an etching process are performed by separating contact between a cell region and a peripheral region when forming a bit line contact. In the present invention, an active region (eg, an NMOS transistor) of a contact of a cell region and a peripheral region is performed. After contacting and patterning the contact connecting the source / drain region, and etching under a condition having a high selectivity, the contact connecting the gate conductive layer and the active region (eg, source / drain region) of the PMOS transistor After forming a separate mask pattern, the contact is etched under an etching condition having a selectivity to form an open portion, and subsequently, a boron ion implantation process is performed to reduce the contact resistance of the PMOS transistor, thereby performing ion implantation into the active region of the PMOS transistor. A separate mask forming step may be omitted. Therefore, the price competitiveness of the semiconductor device can be improved.
NMOS 트랜지스터, PMOS 트랜지스터, 머지(Merge), 비트라인 콘택.NMOS transistors, PMOS transistors, merge, bit line contacts.
Description
도 1a 내지 도 1i는 종래기술에 따른 비트라인 콘택 형성 공정을 도시한 단면도.1A-1I are cross-sectional views illustrating a bit line contact forming process according to the prior art.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 일실시예에 따른 비트라인 콘택 형성 공정을 도시한 단면도.
2A to 2G are cross-sectional views illustrating a bit line contact forming process according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 기판 101 : 필드절연막100
102 : 웰 103 : 게이트절연막102 well 103 gate insulating film
104 : 제1전도막 105 : 제2전도막104: first conductive film 105: second conductive film
106 : 하드마스크 107 : 스페이서106: hard mask 107: spacer
108 : 제1절연막 109 : 플러그108: first insulating film 109: plug
110 : 제2절연막 118 : 이온주입110: second insulating film 118: ion implantation
112, 112, 115, 116, 117 : 비트라인 콘택용 오픈부
112, 112, 115, 116, 117: open section for bit line contacts
본 발명은 반도체소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 마스크 패턴 공정을 줄여 공정 단순화를 기할 수 있는 반도체소자제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device that can simplify the process by reducing the mask pattern process.
반도체소자의 패턴이 미세화되면서 비트라인 콘택(Bitline contact)을 셀(Cell)영역과 주변영역(Periphery)에서 각각 분리하여 진행하고 있는 바, 이는 셀영역의 콘택 식각은 층간절연막으로 사용되는 산화막 만을 식각하기 때문에 식각 타겟이 적은 반면, 주변영역의 콘택 식각은 게이트 하드마스크로 사용되는 질화막과 활성영역인 기판의 레벨까지 식각을 해야하기 때문에 식각 타겟의 차이가 많기 때문이다. 아울러, PMOS(P-type Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터의 경우 비트라인 콘택을 위한 식각 공정 후 콘택 저항을 감소시키기 위해 콘택 영역에 별도의 이온주입 공정을 추가한다. 이 때, 주로 보론(Boron)을 이용하여 이온주입한다.As the pattern of the semiconductor device becomes finer, bit line contacts are separated from the cell region and the peripheral region, and the contact etching of the cell region is performed by etching only the oxide film used as the interlayer insulating layer. Therefore, since the etching target is small, the contact etching of the peripheral region has to be etched to the level of the nitride film used as the gate hard mask and the substrate as the active region. In addition, in the case of a P-type metal oxide semiconductor (PMOS) transistor, an additional ion implantation process is added to the contact region to reduce the contact resistance after the etching process for the bit line contact. In this case, ion implantation is mainly performed using boron.
도 1a 내지 도 1i는 종래기술에 따른 비트라인 콘택 형성 공정을 도시한 단면도로서, 이를 참조하여 종래의 셀영역 및 주변영역에서의 비트라인 콘택 형성 공정을 살펴 본다.1A to 1I are cross-sectional views illustrating a bit line contact forming process according to the prior art, and looks at the conventional bit line contact forming process in a cell region and a peripheral region with reference to the drawing.
반도체소자를 이루기 위한 여러 요소가 형성된 기판(10)에 국부적으로 필드절연막(11)을 형성한다. 필드절연막(11)은 STI(Shallow Trench Isolation) 또는 LOCOS(LOCal Oxidation Of Silicon) 방식을 이용하여 형성할 수 있으며, 주로 실리콘산화막을 이용하여 형성한다.The
주변영역에 웰(12)을 형성하는 바, 식각 및 이온주입과 열확산 공정을 통해 형성하며, 그 구체적인 형성 공정은 주지된 것이므로 생략한다. 여기서, NMOS(N-type Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터가 형성되는 영역에서는 P-웰을 형성하며, PMOS 트랜지스터가 형성되는 영역에서는 N-웰을 형성한다.The
기판(10) 상에 게이트절연막(13)과 제1 및 제2전도막(14, 15) 및 하드마스크(16)가 적층된 구조의 게이트전극 패턴을 형성한다.A gate electrode pattern having a structure in which the
게이트절연막(13)은 주로 산화막 계열을 사용하고, 제1 및 제2전도막(14, 15)은 폴리실리콘, 텅스텐, 텅스텐 실리사이드, 텅스텐 나이트라이드 등의 단독 또는 조합된 구조를 사용한다. The
하드마스크(16)는 SAC 식각 등 후속 공정에서 제1 및 제2전도막(14, 15)이 어택받는 것을 방지하고, 또한 제1 및 제2전도막(14, 15)과 후속 플러그 간의 전기적 단락을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해서 주로 실리콘산화질화막, 실리콘산화막 또는 실리콘질화막을 하드마스크(16) 물질로 주로 사용한다.The
이러한 게이트전극 패턴이 형성된 프로파일을 따라 버퍼 절연막을 증착한 다음, 전면식각을 실시하여 게이트전극 패턴 측면에 스페이서(17)를 형성한다.A buffer insulating layer is deposited along the profile in which the gate electrode pattern is formed, and then the entire surface is etched to form a
스페이서(17)는 이온주입에 의해 게이트전극 패턴 측면의 기판(10) 또는 웰(12)에 LDD 구조의 소스/드레인을 형성함과 아울러 SAC 공정시 게이트전극 패턴 측면의 어택을 방지하기 위한 것이다.The
따라서, 질화막의 단독 또는 산화막과 질화막이 적층된 구조 또는 질화막/산화막/질화막 구조 등 다양한 구조로 형성하며, 여기서 사용되는 질화막은 실리콘산화질화막 또는 실리콘질화막을 포함한다. Therefore, the nitride film is formed alone or in various structures such as an oxide film and a nitride film laminated or a nitride film / oxide film / nitride film structure. The nitride film used here includes a silicon oxynitride film or a silicon nitride film.
게이트전극 패턴 측면의 기판(10) 또는 웰(12))에 이온주입과 열확산에 의해 기판(10) 표면으로부터 일정 깊이까지 확장된 소스/드레인 영역(도시하지 않음)을 형성한다.Source / drain regions (not shown) that extend from the surface of the
숏 채널에 의한 핫 캐리어 효과를 방지하기 위해 로우 레벨의 불순물 도핑 및 스페이서(17) 형성 후 다시 하이 레벨의 불순물 도핑을 실시하여 컨벤셔널한 구조로 형성한다.In order to prevent the hot carrier effect due to the short channel, a low level impurity doping and a
이어서, 게이트전극 패턴이 형성된 전체 구조 상부에 층간절연을 위한 제1절연막(18)을 형성한다.Subsequently, a first
제1절연막(18)은 BPSG(Boro Phospho Silicate Glass)막, BSG(Boro Silicate Glass)막, PSG(Phospho Silicate Glass)막, TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)막 또는 HDP(High Density Plasma) 산화막 등 산화막 계열의 물질을 사용한다.The first
한편, 고집적화에 따라 게이트전극 패턴의 수직 높이가 증가하여 게이트전극 패턴 사이에서의 종횡비가 증가하여 제1절연막(18) 증착시 갭-필 불량이 초래된다.Meanwhile, as the high integration increases, the vertical height of the gate electrode pattern increases, thereby increasing the aspect ratio between the gate electrode patterns, resulting in gap-fill defects when the first
이를 방지하기 위해 최근에는 갭-필 특성이 우수한 SOD막 등을 이용하여 도포하고, 막의 치밀화를 위해 열처리 공정을 실시한다.In order to prevent this, recently, an SOD film having excellent gap-fill characteristics is applied, and a heat treatment process is performed to densify the film.
한편, 제1절연막(18) 증착 전에 후속 SAC 공정에서 스페이서(17)가 손실되는 것을 방지하기 위해 질화막 계열의 물질을 이용하여 식각정지막을 추가로 형성할 수 있다.Meanwhile, in order to prevent the
이어서, 제1절연막(18) 상에 셀영역에서의 소스/드레인 영역과 전기적으로 접속될 플러그 형성을 위한 SAC 형성용 포토레지스트 패턴(도시하지 않음)을 형성 한다.Subsequently, an SAC forming photoresist pattern (not shown) is formed on the first insulating
한편, 제1절연막(18)과 포토레지스트 패턴 사이에 하드마스크를 추가로 형성할 수 있다. 이 때의 하드마스크는 고집적화에 따라 노광원의 파장이 짧아지므로 패턴 형성을 위해서는 단파장을 투과시키기 위해 포토레지스트의 두께가 얇아져야 하므로, 이로 인해 포토레지스트 패턴의 식각 마스크로서의 기능이 약화되는 것을 보완하기 위한 것이다.Meanwhile, a hard mask may be additionally formed between the first insulating
하드마스크용 물질막은 얇은 포토레지스트 패턴의 두께로 식각 공정을 진행하기 때문에 두께가 낮지만 층간절연용으로 주로 사용되는 산화막 계열의 물질막에 대해서는 식각선택비가 높은 것이 요구되므로 주로 질화막 계열의 물질막을 이용한다.The hard mask material film has a low thickness because the etching process is performed with a thickness of a thin photoresist pattern. However, since the etching selectivity is required for the oxide film material mainly used for interlayer insulation, the nitride film material film is mainly used. .
이어서, 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 제1절연막(18)을 식각하는 SAC 식각 공정을 실시하여 셀영역에서 게이트전극 패턴 측면의 소스/드레인 영역을 노출시키는 오픈부(도시하지 않음) 즉, 콘택홀을 형성한다. SAC 공정은 주로 불소계 가스에 대해 식각선택비를 갖는 산화막과 질화막을 이용하여 하지층(즉, 제1절연막(18))을 식각한다. 계속해서, 포토레지스트 스트립 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴을 제거한다. 한편, SAC 식각 공정 후 포토레지스트 스트립 공정을 실시할 수도 있다.Next, an open portion (not shown), that is, a contact hole, which exposes the source / drain region of the side of the gate electrode pattern in the cell region by performing a SAC etching process to etch the
이어서, 오픈부가 형성된 전면에 플러그 형성용 전도막을 증착 또는 선택적 에피택셜 성장(Selective Epitaxial Growth; 이하 SEG라 함) 방식을 이용하여 오픈부를 매립하여 노출된 셀영역의 소스/드레인 영역과 전기적으로 접속되도록 한다. Subsequently, a plug forming conductive film is deposited on the entire surface of the open portion, or the open portion is buried by using selective epitaxial growth (hereinafter referred to as SEG) to be electrically connected to the source / drain region of the exposed cell region. do.
이어서, 셀영역에서만의 국부적인 전면식각 또는 화학기계적연마(Chemical Mechanical Polishing; 이하 CMP라 함) 공정을 실시하여 하드마스크(16) 상부와 평탄화되도록 전도막을 제거함으로써, 서로 격리된 플러그(19)를 형성한다.Subsequently, the
여기서, 플러그(19) 형성용 전도막으로는 주로 폴리실리콘막이 사용되며, 이외에도 텅스텐막, Ti막, TiN막 등을 사용할 수 있다.Here, a polysilicon film is mainly used as the conductive film for forming the
이러한 플러그(19)를 형성하는 공정을 랜딩 플러그 콘택(Landing Plug Contact; 이하 LPC라 함)-1 공정이라고도 하며, 플러그(19) 중 일부는 후속 공정에 의해 비트라인 콘택과 접속되며, 다른 일부는 스토리지노드 콘택과 접속된다.The process of forming the
셀영역 및 주변영역을 포함하는 전면에 제2절연막(20)을 형성한다, 제2절연막(20)은 전술한 제1절연막(18)과 같은 산화막 계열의 물질막을 이용한다. 도 1a는 이러한 제2절연막(20)이 형성된 공정 단면을 나타낸다.The second
도 1b에 도시된 바와 같이, 제2절연막(20) 상에 셀영역에서의 비트라인 콘택 형성을 위한 포토레지스트 패턴(21)을 형성하는 바, 통상의 포토리소그라피 공정을 적용한다.As shown in FIG. 1B, a
도 1c에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(21)을 식각마스크로 제2절연막(20)을 선택적으로 식각하여 셀영역에서 플러그(19) 중 비트라인 콘택이 이루어질 플러그(19)를 노출시키는 오픈부(22)를 형성한다.As shown in FIG. 1C, the second
이어서, 포토레지스트 스트립 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(21)을 제거한 다음, 세정 공정을 통해 식각 부산물을 제거한다.Subsequently, a photoresist strip process may be performed to remove the
도 1d에 도시된 바와 같이, 비트라인 콘택용 오픈부(22)가 형성된 전면에 포 토레지스트를 도포한 다음, 노광 및 현상 공정을 통해 주변영역에서 비트라인 콘택이 이루어질 게이트전극 패턴 측면의 소스/드레인 영역과 게이트전극 패턴의 제2전도막(15)을 노출시키기 위한 포토레지스트 패턴(23)을 형성한다.As shown in FIG. 1D, a photoresist is applied to the entire surface of the bit
도 1e에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(23)을 식각마스크로 제2절연막(20)과 제1절연막(18)을 식각하여 주변영역에서 비트라인 콘택이 이루어질 게이트전극 패턴 측면의 소스/드레인 영역을 노출시키는 오픈부(24a, 24c)를 형성하며, 이와 동시에 제2절연막(20)과 게이트 하드마스크(16)를 식각하여 주변영역에서 비트라인 콘택이 이루어질 게이트전극 패턴의 제2전도막(15)을 노출시키는 오픈부(24b, 24d)를 형성한다.As illustrated in FIG. 1E, the second insulating
이어서, 포토레지스트 스트립 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(23)을 제거한 다음, 세정 공정을 통해 식각 부산물을 제거한다.Subsequently, the photoresist strip process may be performed to remove the
도 1f는 셀영역과 주변영역에서 비트라인 콘택을 이루기 위해 복수의 오픈부(22, 24a ∼ 24d)가 형성된 공정 단면을 나타낸다.FIG. 1F shows a process cross section in which a plurality of
도 1g에 도시된 바와 같이, 비트라인 콘택을 이루기 위해 복수의 오픈부(22, 24a ∼ 24d)가 형성된 전면에 포토레지스트를 도포한 다음, 노광 및 현상 공정을 통해 주변영역의 비트라인 콘택이 이루어질 영역 중 PMOS 트랜지스터에 해당하는 영역에 선택적인 이온주입을 위한 마스크인 포토레지스트 패턴(25)을 형성한다. 따라서, PMOS 트랜지스터 영역에서의 오픈부(24c, 24d) 만이 노출되어 있다.As shown in FIG. 1G, a photoresist is applied to the entire surface where the plurality of
도 1h에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(25)을 이온주입 마스크로 하여 PMOS 트랜지스터 영역에서의 오픈부(24c, 24d)에 선택적인 이온주입(26) 공정을 실시한다.As shown in FIG. 1H, a
반도체 소자를 개발할 때 가장 골치아픈 것 중의 하나가 PMOS 트랜지스터의 제조이다. 그 이유는 P형 도펀트(Dopant)가 보론(B;Boron, 붕소)밖에 없기 때문이며, 이것이 모든 문제의 근원이다. 원소 주기율표를 살펴보면 3족 원소는 보론 이외에도 Al (Aluminum), In (Indium, 인듐) 이 있다. 하지만, Al과 In은 용해도 (Solid solubility)가 낮기 때문이다. 예컨대, Al은 이온주입을 하면 이것이 실리콘과 잘 섞이는 것이 아니라 어닐링(Anealing)과정을 거치면 서로 자기들 끼리 뭉치게 되어 높은 도핑을 할 수 가 없다. 또한 Al은 실리콘 산화막에 작용하면 실리콘 산화막의 파괴(Breakdown) 전압을 떨어뜨리기 때문에 PMOS 트랜지스터에서는 Al이 덮히고 나면 절대 온도를 상승시키지 않아야 하므로 도펀트로서는 사용이 물가능하다.One of the most troublesome things in developing semiconductor devices is the manufacture of PMOS transistors. This is because the only P-type dopant is boron (B), which is the root of all problems. In the periodic table of elements, in addition to boron, Group 3 elements include Al (Aluminum) and In (Indium). However, Al and In have low solubility. For example, when Al is implanted, it does not mix well with silicon, but after annealing, they do not do high doping because they stick together. In addition, since Al lowers the breakdown voltage of the silicon oxide film when it acts on the silicon oxide film, it is not possible to use it as a dopant in the PMOS transistor since the absolute temperature should not be increased after Al is covered.
그리고, In은 용해도 뿐만아니라 이온화 에너지(Ionization energy)가 높아 예컨대, 100개를 도핑(Doping)하면, 그중 10개 정도 만이 홀을 발생시키므로 활성화율이 낮아 이 역시 도펀트로서 사용이 불가능하다. 다만 문턱전압(Vt) 이온주입과 같은 낮은 도핑에는 제한적으로 사용되기도 한다.In addition, In has high solubility as well as ionization energy, and, for example, when doping 100, only 10 of them generate holes, and thus the activation rate is low. However, it may be used for low doping such as threshold voltage (Vt) ion implantation.
따라서, 보론 만이 P형 도펀트로 사용된다고 해도 과언은 아니다. 보론은 용해도와 이온화율은 좋으나 원자 번호가 5번으로, 입자의 크기가 작고 가볍다는 것이 문제다. 때문에 보론은 이온주입시 표면에 살짝 주입하고 싶어도 이온 주입기로 때리면 기판 깊이 까지 들어가 버리고, 열을 조금만 가해도 확산율(Diffusibity)이 커 깊이 확산해 들어가 버린다. 더군다나 N형 도펀트인 P나 As는 실리콘 산화막을 만나면 더 이상 확산하지 않는데 보론은 그냥 통과해 버린다. Therefore, it is no exaggeration to say that only boron is used as a P-type dopant. Boron has good solubility and ionization rate, but has an atomic number of 5, which makes the particles small and light. Therefore, even if you want to inject lightly into the surface during the ion implantation, when hitting the ion implanter into the depth of the substrate, even if a little heat is applied, the diffusion rate (Diffusibity) is large, the deep diffusion will enter. In addition, P or As, which are N-type dopants, do not diffuse any more when they encounter silicon oxide, but boron passes through.
따라서, PMOS 트랜지스터의 소스/드레인 영역 형성 후 일련의 공정 과정 및 오픈부(24c) 형성을 위한 식각 공정시 PMOS 트랜지스터의 소스/드레인 영역에서의 보론의 불순물 농도가 감소하게 된다. 콘택 저항은 불순물 농도에 비례하므로 결국 보론의 농도 저하는 콘택 저항의 증가를 유발하게 된다.Therefore, the impurity concentration of boron in the source / drain region of the PMOS transistor is reduced during the series of processes after forming the source / drain region of the PMOS transistor and the etching process for forming the
이러한 콘택 저항 증가를 방지하기 위해 보론 이온주입을 별도로 실시하게 된다.In order to prevent such an increase in contact resistance, boron ion implantation is separately performed.
계속해서, 도 1i에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 스트립 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(25)을 제거한 다음, 세정 공정을 통해 식각 부산물을 제거한다. 여기서, 도면부호 '27'은 추가의 보론 이온주입에 의해 보론의 불순물 농도가 증가된 PMOS 트랜지스터의 소스/드레인 영역을 나타낸다.Subsequently, as shown in FIG. 1I, the photoresist strip process is performed to remove the
한편, 전술한 종래의 공정에서 비트라인 콘택을 위해 셀영역과 주변영역에서 모두 3개의 마스크 공정이 필요하게 되어, 결국 공정이 복잡해질 뿐만아니라 제조 단가를 상승시키게 된다.
Meanwhile, in the above-described conventional process, three mask processes are required in both the cell region and the peripheral region for the bit line contact, and thus, not only the process is complicated but also the manufacturing cost is increased.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 셀영역과 주변영역에서의 비트라인 콘택을 위해 실시하는 복수의 마스크 공정으로 인한 공정의 복잡성과 제조 비용의 증가를 줄일 수 있는 반도체소자의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention is proposed to solve the above problems of the prior art, a semiconductor that can reduce the complexity of the process and the increase in manufacturing costs due to a plurality of mask process for the bit line contact in the cell region and the peripheral region It aims at providing the manufacturing method of an element.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 셀영역과 주변영역이 정의된 기판의 각 영역 상에 전도막과 하드마스크가 순차 적층된 게이트전극패턴을 형성하는 단계; 상기 주변영역의 기판에 NMOS 트랜지스터를 위한 제1소스/드레인영역과 PMOS 트랜지스터를 위한 제2소스/드레인영역을 형성하는 단계; 상기 기판의 전면에 제1절연막을 형성하는 단계; 상기 제1절연막을 식각하여 상기 셀영역의 기판을 노출시키는 복수의 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 콘택홀을 매립하는 복수의 플러그를 형성하는 단계; 상기 플러그를 포함한 기판의 전면에 제2절연막을 형성하는 단계; 제1포토레지스트패턴을 식각마스크로 상기 제2절연막을 식각하여 상기 플러그를 노출시키는 제1오픈부를 형성함과 동시에 상기 제2절연막과 제1절연막을 식각하여 상기 제1소스/드레인영역을 노출시키는 제2오픈부를 형성하는 단계; 상기 제1포토레지스트패턴을 제거하는 단계; 제2포토레지스트패턴을 식각마스크로 상기 제2절연막과 하드마스크를 식각하여 상기 주변영역에서 상기 게이트전극패턴의 전도막을 노출시키는 제3오픈부를 형성함과 동시에 상기 제2절연막과 제1절연막을 식각하여 상기 제2소스/드레인영역을 노출시키는 제4오픈부를 형성하는 단계; 상기 제2포토레지스트패턴을 이온주입마스크로 하여 상기 제3오픈부 및 제4오픈부에 이온주입을 실시하는 단계; 및 상기 제2포토레지스트패턴을 제거하는 단계를 포함하는 반도체소자 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of forming a gate electrode pattern in which a conductive film and a hard mask are sequentially stacked on each region of the substrate in which the cell region and the peripheral region are defined; Forming a first source / drain region for an NMOS transistor and a second source / drain region for a PMOS transistor in a substrate of the peripheral region; Forming a first insulating film on the entire surface of the substrate; Etching the first insulating layer to form a plurality of contact holes exposing the substrate of the cell region; Forming a plurality of plugs filling the contact holes; Forming a second insulating film on an entire surface of the substrate including the plug; Forming a first open portion through which the plug is exposed by etching the second insulating layer by using a first photoresist pattern as an etch mask, and etching the second insulating layer and the first insulating layer to expose the first source / drain region. Forming a second open portion; Removing the first photoresist pattern; The second insulating layer and the hard mask are etched using a second photoresist pattern as an etch mask to form a third open portion exposing the conductive film of the gate electrode pattern in the peripheral area, and the second insulating layer and the first insulating layer are etched. Forming a fourth open portion exposing the second source / drain region; Implanting ions into the third and fourth open portions using the second photoresist pattern as an ion implantation mask; And it provides a semiconductor device manufacturing method comprising the step of removing the second photoresist pattern.
종래의 공정 스킴(Scheme)은 비트라인 콘택 형성시 셀영역과 주변영역의 콘택을 별도로 분리하여 패턴 및 식각 공정을 진행하고 있는데, 본 발명에서는 셀영역의 콘택과 주변영역의 NMOS 트랜지스터의 활성영역(예컨대, 소스/드레인 영역)을 연결하는 콘택을 머지(Merge)하여 패터닝한 후 높은 선택비를 갖는 조건으로 식각한 다음, 게이트 전도막과 연결하는 콘택과 PMOS 트랜지스터의 활성영역(예컨대, 소스/드레인 영역)을 연결하는 콘택을 별도의 마스크 패턴 형성 후 선택비를 갖는 식각 조건으로 식각하여 오픈부를 형성하고 연속해서 PMOS 트랜지스터의 콘택 저항 감소를 위해 실시하는 보론 이온주입 공정을 실시함으로써, PMOS 트랜지스터의 활성영역에 이온주입을 위해 실시하는 별도의 마스크 형성 공정을 생략할 수 있도록 한다.
In the conventional process scheme, when forming a bit line contact, the contact between the cell region and the peripheral region is separated and the pattern and etching process is performed separately. In the present invention, the active region of the contact of the cell region and the NMOS transistor of the peripheral region ( For example, after merging and patterning a contact connecting the source / drain region, the wafer is etched under a condition having a high selectivity, and then an active region (eg, source / drain) of the contact and the PMOS transistor connected to the gate conductive layer. The contacts connecting the regions) are etched under an etching condition having a selectivity after forming a separate mask pattern to form an open portion, and subsequently performing a boron ion implantation process to reduce the contact resistance of the PMOS transistor. It is possible to omit a separate mask forming process for ion implantation into the region.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. do.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 일실시예에 따른 비트라인 콘택 형성 공정을 도시한 단면도로서, 이를 참조하여 본 발명의 셀영역 및 주변영역에서의 비트라인 콘택 형성 공정을 살펴 본다.2A to 2G are cross-sectional views illustrating a bit line contact forming process according to an exemplary embodiment of the present invention, with reference to which a bit line contact forming process in a cell region and a peripheral region of the present invention will be described.
반도체소자를 이루기 위한 여러 요소가 형성된 기판(100)에 국부적으로 필드 절연막(101)을 형성한다. 필드절연막(101)은 STI 또는 LOCOS 방식을 이용하여 형성할 수 있으며, 주로 실리콘산화막을 이용하여 형성한다.The
이어서, NMOS 트랜지스터와 PMOS 트랜지스터가 형성될 주변영역에 웰(102)을 형성하는 바, 식각 및 이온주입과 열확산 공정을 통해 형성하며, 그 구체적인 형성 공정은 주지된 것이므로 생략한다. 여기서, NMOS 트랜지스터가 형성되는 영역에서는 P-웰을 형성하며, PMOS 트랜지스터가 형성되는 영역에서는 N-웰을 형성한다.Subsequently, the well 102 is formed in the peripheral region where the NMOS transistor and the PMOS transistor are to be formed. The well 102 is formed through etching, ion implantation, and thermal diffusion processes, and the specific formation process is well known and thus will be omitted. Here, the P-well is formed in the region where the NMOS transistor is formed, and the N-well is formed in the region where the PMOS transistor is formed.
기판(100) 상에 게이트절연막(103)과 제1 및 제2전도막(104, 105) 및 하드마스크(106)가 적층된 구조의 게이트전극 패턴을 형성한다.A gate electrode pattern having a structure in which the
게이트절연막(103)은 주로 산화막 계열을 사용하고, 제1 및 제2전도막(104, 105)은 폴리실리콘, 텅스텐, 텅스텐 실리사이드, 텅스텐 나이트라이드 등의 단독 또는 조합된 구조를 사용한다. The
하드마스크(106)는 SAC 식각 등 후속 공정에서 제1 및 제2전도막(104, 105)이 어택받는 것을 방지하고, 또한 제1 및 제2전도막(104, 105)과 후속 플러그 간의 전기적 단락을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해서 주로 실리콘산화질화막, 실리콘산화막 또는 실리콘질화막을 하드마스크(106) 물질로 주로 사용한다.The
이러한 게이트전극 패턴이 형성된 프로파일을 따라 버퍼 절연막을 증착한 다음, 전면식각을 실시하여 게이트전극 패턴 측면에 스페이서(107)를 형성한다.A buffer insulating layer is deposited along the profile on which the gate electrode pattern is formed, and then the entire surface is etched to form a
스페이서(107)는 이온주입에 의해 게이트전극 패턴 측면의 기판(100) 또는 웰(102)에 LDD 구조의 소스/드레인 영역을 형성함과 아울러 SAC 공정시 게이트전극 패턴 측면의 어택을 방지하기 위한 것이다.
The
따라서, 질화막의 단독 또는 산화막과 질화막이 적층된 구조 또는 질화막/산화막/질화막 구조 등 다양한 구조로 형성하며, 여기서 사용되는 질화막은 실리콘산화질화막 또는 실리콘질화막을 포함한다.Therefore, the nitride film is formed alone or in various structures such as an oxide film and a nitride film laminated or a nitride film / oxide film / nitride film structure. The nitride film used here includes a silicon oxynitride film or a silicon nitride film.
여기서, 산화막을 포함하는 적층 구조를 형성하는 이유는 산화막이 질화막에 비해 유전 상수가 낮아 기생 용량이 적어 리프레쉬 특성을 향상시킬 수 있기 때문이다.Here, the reason why the stacked structure including the oxide film is formed is that the oxide film has a lower dielectric constant than the nitride film, so that the parasitic capacitance is low, thereby improving the refresh characteristics.
게이트전극 패턴 측면의 기판(100, 셀영역) 및 웰(102, 주변영역)에 이온주입과 열확산에 의해 기판(100) 표면으로부터 일정 깊이까지 확장된 소스/드레인 영역(도시하지 않음)을 형성한다.Source / drain regions (not shown) extended from the surface of the
숏 채널에 의한 핫 캐리어 효과를 방지하기 위해 로우 레벨의 불순물 도핑 및 스페이서(107) 형성 후 다시 하이 레벨의 불순물 도핑을 실시하여 컨벤셔널한 구조로 형성한다.In order to prevent the hot carrier effect due to the short channel, a low level impurity doping and a
따라서, 셀영역과 주변영역에 각각 게이트전극 패턴과 소스/드레인 영역으로 구성된 트랜지스터 형성 공정이 완료된다.Accordingly, the transistor forming process including the gate electrode pattern and the source / drain regions in the cell region and the peripheral region, respectively, is completed.
이어서, 게이트전극 패턴이 형성된 전체 구조 상부에 층간절연을 위한 제1절연막(108)을 형성한다.Subsequently, a first
제1절연막(108)은 BPSG막, BSG막, PSG막, TEOS막 또는 HDP 산화막 등 산화막 계열의 물질을 사용한다.The first insulating
한편, 고집적화에 따라 게이트전극 패턴의 수직 높이가 증가하여 게이트전극 패턴 사이에서의 종횡비가 증가하여 제1절연막(108) 증착시 갭-필 불량이 초래된 다. 이를 방지하기 위해 최근에는 갭-필 특성이 우수한 SOD막 등을 이용하여 도포하고, 막의 치밀화를 위해 열처리 공정을 실시한다.On the other hand, as the high integration increases the vertical height of the gate electrode pattern, the aspect ratio between the gate electrode patterns increases, resulting in gap-fill defects when the first insulating
한편, 제1절연막(108) 증착 전에 후속 SAC 공정에서 스페이서(107)가 손실되는 것을 방지하기 위해 질화막 계열의 물질을 이용하여 식각정지막을 추가로 형성할 수 있다.Meanwhile, in order to prevent the
이어서, 제1절연막(108) 상에 셀영역에서의 소스/드레인 영역과 전기적으로 접속될 플러그 형성을 위한 SAC 형성용 포토레지스트 패턴(도시하지 않음)을 형성한다.Subsequently, an SAC forming photoresist pattern (not shown) is formed on the first insulating
한편, 제1절연막(108)과 포토레지스트 패턴 사이에 하드마스크를 추가로 형성할 수 있다. 이 때의 하드마스크는 고집적화에 따라 노광원의 파장이 짧아지므로 패턴 형성을 위해서는 단파장을 투과시키기 위해 포토레지스트의 두께가 얇아져야 하므로, 이로 인해 포토레지스트 패턴의 식각 마스크로서의 기능이 약화되는 것을 보완하기 위한 것이다.Meanwhile, a hard mask may be additionally formed between the first insulating
하드마스크용 물질막은 얇은 포토레지스트 패턴의 두께로 식각 공정을 진행하기 때문에 두께가 낮지만 층간절연용으로 주로 사용되는 산화막 계열의 물질막에 대해서는 식각선택비가 높은 것이 요구되므로 주로 질화막 계열의 물질막을 이용한다.The hard mask material film has a low thickness because the etching process is performed with a thickness of a thin photoresist pattern. However, since the etching selectivity is required for the oxide film material mainly used for interlayer insulation, the nitride film material film is mainly used. .
이어서, 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 제1절연막(108)을 식각하는 SAC 식각 공정을 실시하여 셀영역에서 게이트전극 패턴 측면의 소스/드레인 영역을 노출시키는 오픈부(도시하지 않음) 즉, 콘택홀을 형성한다. SAC 공정은 주로 불소계 가스에 대해 식각선택비를 갖는 산화막과 질화막을 이용하여 하지층(즉, 제1절연막(108))을 식각한다. 계속해서, 포토레지스트 스트립 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴을 제거한다. 한편, SAC 식각 공정 후 포토레지스트 스트립 공정을 실시할 수도 있다.Subsequently, an open portion (not shown), that is, a contact hole, exposing a source / drain region on the side of the gate electrode pattern in the cell region by performing a SAC etching process to etch the first insulating
이어서, 오픈부가 형성된 전면에 플러그 형성용 전도막을 증착 또는 SEG 방식을 이용하여 오픈부를 매립하여 노출된 셀영역의 소스/드레인 영역과 전기적으로 접속되도록 한다.Subsequently, a plug forming conductive film is formed on the entire surface where the open portion is formed to be electrically connected to the source / drain region of the exposed cell region by embedding the open portion using a deposition or SEG method.
이어서, 셀영역에서만의 국부적인 전면식각 또는 CMP 공정을 실시하여 하드마스크(106) 상부와 평탄화되도록 전도막을 제거함으로써, 서로 격리된 복수의 플러그(109)를 형성한다.Subsequently, a plurality of
여기서, 플러그(109) 형성용 전도막으로는 주로 폴리실리콘막이 사용되며, 이외에도 텅스텐막, Ti막, TiN막 등을 사용할 수 있다.Here, a polysilicon film is mainly used as the conductive film for forming the
이러한 플러그(109)를 형성하는 공정을 LPC-1 공정이라고도 하며, 플러그(109) 중 일부는 후속 공정에 의해 비트라인 콘택과 접속되며, 다른 일부는 스토리지노드 콘택(Storage node contact)과 접속된다.The process of forming the
셀영역 및 주변영역을 포함하는 전면에 제2절연막(110)을 형성한다, 제2절연막(110)은 전술한 제1절연막(108)과 같은 산화막 계열의 물질막을 이용한다. 도 2a는 이러한 제2절연막(110)이 형성된 공정 단면을 나타낸다.The second
도 2b에 도시된 바와 같이, 제2절연막(110) 상에 셀영역에서의 비트라인 콘택 형성을 위한 포토레지스트 패턴(111)을 형성하는 바, 통상의 포토리소그라피 공 정을 적용한다.As shown in FIG. 2B, a
한편, 본 발명에서는 이러한 셀영역에서의 비트라인 콘택 형성을 위한 공정에서 주변영역의 NMOS 트랜지스터의 활성영역(예컨대, 소스/드레인 영역)을 오픈시키는 공정을 동시에 실시한다. 이를 위해 두 영역에서의 비트라인 콘택 오픈을 위해 마스크를 머지한다.Meanwhile, in the present invention, a process of opening an active region (eg, a source / drain region) of an NMOS transistor in a peripheral region is simultaneously performed in a process for forming a bit line contact in the cell region. To do this, the mask is merged to open the bit line contacts in both regions.
이어서, 셀영역에서 포토레지스트 패턴(111)을 식각마스크로 제2절연막(110)을 선택적으로 식각하여 플러그(109) 중 비트라인 콘택이 이루어질 플러그(109)를 노출시키는 제1오픈부(112)를 형성하며, 동시에 주변영역의 NMOS 트랜지스터 형성 영역에서 포토레지스트 패턴(111)을 식각마스크로 제2절연막(110)과 제1절연막(108)을 식각하여 비트라인 콘택이 이루어질 게이트전극 패턴 측면의 소스/드레인 영역을 노출시키는 제2오픈부(113)를 형성한다. 이 때, 셀영역에서 질화막으로 이루어진 하드마스크(106)와 산화막으로 이루어진 제2절연막 간의 식각선택비를 높이는 식각 공정을 적용하는 바, C4F6, C4F8, 또는 C5F8 등의 가스를 이용하는 것이 바람직하다.Subsequently, the second
이어서, 포토레지스트 스트립 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(111)을 제거한 다음, 세정 공정을 통해 식각 부산물을 제거한다.Subsequently, a photoresist strip process may be performed to remove the
도 2c는 셀영역과 주변영역의 NMOS 트랜지스터의 소스/드레인 영역에서 비트라인 콘택을 이루기 위해 각각 제1,2오픈부(112, 113)가 형성된 공정 단면을 나타낸다.FIG. 2C illustrates a process cross section in which first and second
도 2d에 도시된 바와 같이, 셀영역과 NMOS 트랜지스터의 소스/드레인 영역에 각각 비트라인 콘택용 제1,2오픈부(112, 113)가 형성된 전면에 포토레지스트를 도포한 다음, 노광 및 현상 공정을 통해 주변영역에서 비트라인 콘택이 이루어질 PMOS 트랜지스터의 게이트전극 패턴 측면의 소스/드레인 영역과, NMOS 트랜지스터와 PMOS 트랜지스터의 게이트전극 패턴의 제2전도막(105)을 노출시키기 위한 포토레지스트 패턴(114)을 형성한다.As shown in FIG. 2D, a photoresist is applied to the entire surface where the first and second
도 2e에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(114)을 식각마스크로 제2절연막(110)과 제1절연막(108)을 식각하여 PMOS 트랜지스터에서 비트라인 콘택이 이루어질 게이트전극 패턴 측면의 소스/드레인 영역을 노출시키는 제4오픈부(116)를 형성하며, 이와 동시에 제2절연막(110)과 NMOS 트랜지스터와 PMOS 트랜지스터의 게이트 하드마스크(106)를 식각하여 비트라인 콘택이 이루어질 게이트전극 패턴의 제2전도막(105)을 노출시키는 제3오픈부(115, 117)를 형성한다.As shown in FIG. 2E, the second insulating
도 2f에 도시된 바와 같이, 전술한 포토레지스트 패턴(114)을 제거하지 않고 주변영역의 비트라인 콘택이 이루어질 영역 중 PMOS 트랜지스터에 해당하는 영역에 선택적인 이온주입을 위한 마스크로 사용하는 바, 포토레지스트 패턴(114)을 이온주입 마스크로 하여 PMOS 트랜지스터 영역에서의 제3오픈부(115, 117)에 보론을 이용한 선택적인 이온주입(118) 공정을 실시한다.As shown in FIG. 2F, the
이 때, NMOS 트랜지스터의 게이트전극의 제2전도막(105)에도 이온주입이 이루어지나, 그 전도 특성에 아무런 영향을 주지 않는다.At this time, ion implantation is also performed in the second
계속해서, 도 2g에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 스트립 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(114)을 제거한 다음, 세정 공정을 통해 식각 부산물을 제거한다. 여기서, 도면부호 '119'는 추가의 보론 이온주입에 의해 보론의 불순물 농도가 증가된 영역을 나타낸다.
Subsequently, as shown in FIG. 2G, the photoresist strip process is performed to remove the
전술한 바와 같이 이루어지는 본 발명은, 셀영역의 비트라인 콘택과 주변영역의 NMOS 트랜지스터의 소스/드레인 영역의 비트라인 콘택을 하나의 마스크로 실시하고, 아울러 주변영역에서 PMOS 트랜지스터의 소스/드레인 영역과 게이트전극 및 NMOS 트랜지스터의 게이트전극의 비트라인 콘택 및 PMOS 트랜지스터의 보론 추가 이온주입을 하나의 마스크로 실시함으로써, 종래의 공정에서 비트라인 콘택을 위해 셀영역과 주변영역에서 모두 3개의 마스크 공정이 필요하던 것을 두개의 마스크 패턴 만을 사용하는 공정으로 줄일 수 있음을 실시예를 통해 알아 보았다.
According to the present invention, the bit line contact in the cell region and the bit line contact in the source / drain region of the NMOS transistor in the peripheral region are performed with one mask, and the source / drain region of the PMOS transistor in the peripheral region is provided. By performing the bit line contact of the gate electrode and the gate electrode of the NMOS transistor and the boron additional ion implantation of the PMOS transistor with one mask, three mask processes are required in both the cell region and the peripheral region for the bit line contact in the conventional process. Through the embodiment it was found that can be reduced to a process using only two mask patterns.
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. 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.
예컨대, 전술한 본 발명의 실시예에서는 비트라인 콘택 형성 공정을 그 일예로 하였으나, 이외에도 셀영역과 주변영역에서 동시에 필요로 하는 콘택 형성 공정 등에 적용이 가능하다.
For example, in the above-described embodiment of the present invention, the bit line contact forming process is taken as an example. In addition, the present invention may be applied to a contact forming process required simultaneously in the cell region and the peripheral region.
상술한 바와 같은 본 발명은, 마스크 공정을 줄일 수 있어, 궁극적으로 반도 체소자의 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있는 탁월한 효과를 기대할 수 있다.As described above, the present invention can reduce the mask process, and ultimately, it can be expected to have an excellent effect of improving the price competitiveness of semiconductor devices.
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Families Citing this family (6)
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---|---|---|---|---|
KR100733216B1 (en) * | 2005-06-27 | 2007-06-27 | 주식회사 하이닉스반도체 | Preparing method of semiconductor device comprising process for mask pattern of ion implantation |
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KR100895375B1 (en) * | 2007-10-31 | 2009-04-29 | 주식회사 하이닉스반도체 | The method for manufacturing semiconductor device |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000028534A (en) * | 1998-10-16 | 2000-05-25 | 윤종용 | Method for forming contact of semiconductor device |
KR20010077889A (en) * | 2000-01-27 | 2001-08-20 | 윤종용 | Method for forming contact in semiconductor device |
JP2001332634A (en) | 2000-05-18 | 2001-11-30 | Nec Corp | Method of manufacturing semiconductor device |
-
2003
- 2003-06-30 KR KR1020030043123A patent/KR100983514B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000028534A (en) * | 1998-10-16 | 2000-05-25 | 윤종용 | Method for forming contact of semiconductor device |
KR20010077889A (en) * | 2000-01-27 | 2001-08-20 | 윤종용 | Method for forming contact in semiconductor device |
JP2001332634A (en) | 2000-05-18 | 2001-11-30 | Nec Corp | Method of manufacturing semiconductor device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10522350B2 (en) | 2017-05-10 | 2019-12-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of fabricating three-dimensional semiconductor devices |
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