KR101017751B1 - Method for Fabricating Contact of Semiconductor Device - Google Patents

Method for Fabricating Contact of Semiconductor Device Download PDF

Info

Publication number
KR101017751B1
KR101017751B1 KR1020080085072A KR20080085072A KR101017751B1 KR 101017751 B1 KR101017751 B1 KR 101017751B1 KR 1020080085072 A KR1020080085072 A KR 1020080085072A KR 20080085072 A KR20080085072 A KR 20080085072A KR 101017751 B1 KR101017751 B1 KR 101017751B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gate
cell region
peripheral circuit
spacer
region
Prior art date
Application number
KR1020080085072A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20100026172A (en
Inventor
이재영
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR1020080085072A priority Critical patent/KR101017751B1/en
Publication of KR20100026172A publication Critical patent/KR20100026172A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101017751B1 publication Critical patent/KR101017751B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76897Formation of self-aligned vias or contact plugs, i.e. involving a lithographically uncritical step
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105After-treatment
    • H01L21/311Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105Etching inorganic layers
    • H01L21/31111Etching inorganic layers by chemical means
    • H01L21/31116Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105After-treatment
    • H01L21/311Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31144Etching the insulating layers by chemical or physical means using masks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76829Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing characterised by the formation of thin functional dielectric layers, e.g. dielectric etch-stop, barrier, capping or liner layers
    • H01L21/76834Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing characterised by the formation of thin functional dielectric layers, e.g. dielectric etch-stop, barrier, capping or liner layers formation of thin insulating films on the sidewalls or on top of conductors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/09Manufacture or treatment with simultaneous manufacture of the peripheral circuit region and memory cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 콘택 형성 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 고밀도의 게이트가 형성된 셀 영역과 저밀도의 게이트가 형성된 주변회로 영역이 구비된 기판을 제공하는 단계; 상기 기판 전면에 제1 절연막을 증착하는 단계; 상기 주변회로 영역 상의 제1 절연막을 선택적 식각하여 주변회로 영역의 게이트 측벽에 제1 스페이서를 형성하는 단계; 상기 셀 영역 및 주변회로 영역 전면에 제1 질화막을 증착하여 주변회로 영역의 게이트 표면에 제2 스페이서를 형성하는 단계; 상기 셀 영역 상의 제1 절연막 및 제1 질화막을 제거하여 셀 영역의 게이트를 노출하는 단계; 상기 노출된 셀 영역의 게이트와, 상기 주변회로 영역의 게이트 전면에 제2 질화막을 증착하여 주변회로 영역의 게이트 표면에 제3 스페이서를 형성하는 단계; 상기 셀 영역 및 주변회로 영역 전면에 평탄화된 제2 절연막을 형성하는 단계; 및 상기 셀 영역의 게이트 및 기판을 식각 배리어로 이용하여 셀 영역의 제2 절연막 및 제2 질화막을 각각 식각하는 두 단계 자기 정렬 식각 공정을 실시하여 랜딩 플러그용 콘택을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 콘택 형성 방법을 제공한다.The present invention relates to a method for forming a contact of a semiconductor device, and more particularly, to provide a substrate having a cell region having a high density gate and a peripheral circuit region having a low density gate; Depositing a first insulating film on the entire surface of the substrate; Selectively etching the first insulating layer on the peripheral circuit region to form a first spacer on a gate sidewall of the peripheral circuit region; Depositing a first nitride film over the cell region and the entire peripheral circuit region to form a second spacer on a gate surface of the peripheral circuit region; Removing the first insulating film and the first nitride film on the cell region to expose a gate of the cell region; Depositing a second nitride film on the gate of the exposed cell region and the entire gate of the peripheral circuit region to form a third spacer on the gate surface of the peripheral circuit region; Forming a planarized second insulating film over the cell region and the peripheral circuit region; And forming a contact for a landing plug by performing a two-step self-aligned etching process of etching the second insulating film and the second nitride film of the cell region, respectively, using the gate and the substrate of the cell region as an etch barrier. It provides a contact forming method of.

Description

반도체 소자의 콘택 형성 방법{Method for Fabricating Contact of Semiconductor Device}Method for forming a contact of a semiconductor device {Method for Fabricating Contact of Semiconductor Device}

본 발명은 반도체 소자의 콘택 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a contact of a semiconductor device.

오늘날 메모리 소자를 장착한 개인 휴대 장비와 개인용 컴퓨터 등과 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라, 대용량의 저장 능력을 가지는 동시에 데이터를 액세스(access)하는 동작 속도가 향상된 신뢰성 있는 고집적 반도체 소자를 제조하기 위한 공정 설비나 공정 기술의 개발이 절실히 요구된다.Today, with the rapid spread of information media such as personal portable devices and personal computers equipped with memory devices, a process for manufacturing reliable highly integrated semiconductor devices having a large storage capacity and an improved operation speed for accessing data. Development of equipment and process technology is urgently needed.

디램(DRAM) 소자의 메모리 셀(memory cell)은 기본적으로 정보를 전달하기 위한 스위치 역할을 하는 트랜지스터와 데이터를 저장하는 커패시터로 구성되어 있다. 데이터는 게이트가 턴온(turn on) 되었을 때 커패시터에 있는 전하가 랜딩 플러그 콘택(Landing Plug Contact: LPC)을 통해 비트라인으로 이동하면서 전송된다. 이때, 상기 랜딩 플러그 콘택은 전하의 움직임을 원활하게 하기 위하여 소오스와 비트라인을 연결한 구조이다. A memory cell of a DRAM device is basically composed of a transistor that serves as a switch for transferring information and a capacitor that stores data. Data is transferred as the charge in the capacitor moves to the bitline through the Landing Plug Contact (LPC) when the gate is turned on. In this case, the landing plug contact is a structure in which a source and a bit line are connected to facilitate the movement of charge.

일반적으로 커패시터 내에 전하가 축적되어 있는 동안에는 전력 소비나, 데이터 손실이 없으나, 커패시터 내에 누설전류가 발생하면 전하가 외부로 소멸하면 서 데이터가 손실된다. 이때, 데이터가 손실되기 전에 커패시터를 다시 초기의 전하량으로 재충전해주는 동작을 주기적으로 반복하여 데이터 저장을 유지하는 과정을 리프레쉬(Refresh) 동작이라 한다.Generally, there is no power consumption or data loss while charge is accumulated in the capacitor. However, when leakage current occurs in the capacitor, the data is lost while the charge disappears to the outside. In this case, the process of periodically recharging the capacitor back to the initial charge amount before data is lost is called a refresh operation.

한편, 메모리 소자 크기가 50nm급 이하로 점차 고집적화되면서, 게이트 간 공정 마진(spacing)의 부족으로 랜딩 플러그 콘택을 형성하기가 쉽지 않다. 종래에는 게이트 측벽의 스페이서 두께를 축소하여 공정 마진을 확보하고자 하였으나, 스페이서 두께를 축소하는 경우, 층간 절연막으로 사용되는 보론 포스포로스 실리케이트(boron phosphorous silicate glass; BPSG)를 증착하고, 후속 열공정을 실시할 때, 보론이 게이트 내부로 침투하여 주변회로 영역의 트랜지스터 특성에 영향을 주는 또 다른 문제점이 발생하였다. On the other hand, as the size of memory devices is gradually integrated to 50 nm or less, it is difficult to form landing plug contacts due to lack of spacing between gates. Conventionally, the process thickness was secured by reducing the spacer thickness of the gate sidewall. However, when the spacer thickness was reduced, boron phosphorous silicate glass (BPSG), which is used as an interlayer insulating film, was deposited and a subsequent thermal process was performed. Another problem arises in that boron penetrates into the gate and affects the transistor characteristics of the peripheral circuit region.

현재 메모리 소자 양산 공정에서는 게이트 간 공정 마진 확보를 위하여 게이트 측벽 스페이서 두께를 축소하는 대신, 게이트의 선폭을 축소하는 방법을 적용하고 있다. 하지만, 상기 방법에서는 게이트의 종횡비가 증가하기 때문에 후속 공정 시에 리닝(leaning)이 발생할 뿐만 아니라, 층간절연막 증착 시에 절연막 내부에 보이드(void)가 형성되거나, 후속 식각 공정 시에 랜딩 플러그 콘택이 개구되지 못하는 또 다른 단점을 유발시킨다. In the current mass production process of the memory device, instead of reducing the thickness of the gate sidewall spacers to secure the process margin between gates, a method of reducing the line width of the gate is applied. However, in the above method, since the aspect ratio of the gate is increased, not only the lining occurs in a subsequent process but also voids are formed in the insulating film during the deposition of the interlayer insulating film, or the landing plug contact is formed in the subsequent etching process. It causes another disadvantage of not opening.

본 발명에서는 게이트 선폭 길이 및 주변회로 영역의 측벽 스페이서 두께를 확보함과 동시에, 랜딩 플러그 콘택을 용이하게 형성할 수 있는 두 단계 식각 공정을 포함하는 반도체 소자의 콘택 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a method for forming a contact of a semiconductor device including a two-step etching process to secure a gate line width and a sidewall spacer thickness of a peripheral circuit region and to easily form a landing plug contact. .

보다 구체적으로, 본 발명에서는 측벽 스페이서 증착 공정을 여러 단계로 수행하여 셀 영역과 주변회로 영역에 서로 다른 두께의 측벽 스페이서를 형성한 다음, 식각 조건이 상이한 두 단계의 자기 정렬 식각 공정을 실시하여 안정하게 개구된 랜딩 플러그 콘택을 형성할 수 있는 반도체 소자의 콘택 형성 방법을 제공한다. More specifically, in the present invention, the sidewall spacer deposition process is performed in several stages to form sidewall spacers having different thicknesses in the cell region and the peripheral circuit region, and then the two stages of self-aligned etching processes having different etching conditions are stable. Provided are a method for forming a contact of a semiconductor device capable of forming a landing plug contact that is opened in a manner.

이에, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는Thus, in a preferred embodiment of the present invention

고밀도의 게이트가 구비된 셀 영역 및 저밀도의 게이트가 구비된 주변회로 영역을 포함하는 기판을 제공하는 단계;Providing a substrate comprising a cell region with a high density gate and a peripheral circuit region with a low density gate;

상기 기판 전면에 제1 절연막을 증착하는 단계;Depositing a first insulating film on the entire surface of the substrate;

상기 주변회로 영역의 제1 절연막을 선택적으로 식각하여 상기 주변회로 영역의 게이트 측벽에 제1 스페이서를 형성하는 단계;Selectively etching the first insulating layer of the peripheral circuit region to form a first spacer on a gate sidewall of the peripheral circuit region;

상기 셀 영역 및 주변회로 영역 전면에 제1 질화막을 증착하여, 상기 주변회로 영역의 게이트 표면에 제2 스페이서를 형성하는 단계;Depositing a first nitride film over the cell region and the entire peripheral circuit region to form a second spacer on a gate surface of the peripheral circuit region;

상기 셀 영역의 제1 질화막 및 제1 절연막을 제거하여 상기 셀 영역의 게이트를 노출하는 단계;Exposing a gate of the cell region by removing the first nitride layer and the first insulating layer of the cell region;

상기 셀 영역과 주변회로 영역 전면에 제2 질화막을 증착하여 상기 셀 영역의 게이트 표면에 제1 스페이서를 형성하고, 상기 주변회로 영역의 게이트 표면에 제3 스페이서를 형성하는 단계;Depositing a second nitride film over the cell region and the entire peripheral circuit region to form a first spacer on the gate surface of the cell region, and forming a third spacer on the gate surface of the peripheral circuit region;

상기 셀 영역 및 주변회로 영역 전면에 평탄화된 제2 절연막을 매립하는 단계; 및Embedding a planarized second insulating layer in front of the cell region and the peripheral circuit region; And

상기 셀 영역의 게이트와 기판을 식각 배리어로 이용하는 자기 정렬 식각 공정(self aligned contact)을 실시하여 랜딩 플러그용 콘택을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 콘택 형성 방법을 제공한다.And forming a contact for a landing plug by performing a self aligned contact using the gate and the substrate in the cell region as an etch barrier.

상기 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 절연막은 산화막을 이용하여 증착한다.In one embodiment of the present invention, the first insulating film is deposited using an oxide film.

상기 주변회로 영역의 제1 스페이서는 제1 절연막 상부에 주변회로 영역을 선택적으로 노출하는 포토레지스트 패턴을 형성한 다음, 이를 식각 마스크로 이용하여 기판이 노출될 때까지 제1 절연막을 이방성 식각하여 형성한다. The first spacer of the peripheral circuit region is formed by forming a photoresist pattern selectively exposing the peripheral circuit region on the first insulating film, and then using the same as an etching mask to anisotropically etch the first insulating film until the substrate is exposed. do.

상기 제1 질화막은 셀 영역의 제1 절연막 상부와, 주변회로 영역의 제1 스페이서 표면을 따라 콘포멀 (conformal)한 형태로 증착되며, 이때 주변회로 영역의 게이트 표면에는 2층의 스페이서가 형성된다. 상기 주변회로 영역의 제1 및 제2 스페이서를 포함하는 2층 스페이서 두께의 합은 400Å∼10,000Å인 것이 바람직하다. The first nitride layer is deposited in a conformal form on top of the first insulating layer of the cell region and along the surface of the first spacer of the peripheral circuit region, and two spacers are formed on the gate surface of the peripheral circuit region. . The sum of the thicknesses of the two-layer spacers including the first and second spacers in the peripheral circuit region is preferably 400 kPa to 10,000 kPa.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 셀 영역의 게이트를 노출하는 단계는, 상기 제1 질화막이 증착된 전면에 포토리소그라피 공정에 의해 셀 영역을 선택적으로 노출하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 셀 영역의 제1 절연막이 노출될 때까지 셀 영역의 제1 질화막만을 선택적으로 제거하는 단계; 및 노출된 셀 영역의 제1 절연막과 잔류하는 포토레지스트 패턴을 NH4F, HF 및 물이 혼합된 습식 식각액을 이용하여 제거하는 단계를 포함한다. In an embodiment, exposing the gate of the cell region may include forming a photoresist pattern selectively exposing the cell region by a photolithography process on the entire surface of the first nitride layer; Selectively removing only the first nitride film of the cell region using the photoresist pattern as an etching mask until the first insulating layer of the cell region is exposed; And removing the first insulating layer and the remaining photoresist pattern of the exposed cell region by using a wet etchant mixed with NH 4 F, HF, and water.

이때, 본 발명의 방법은 상기 습식 공정 후, 기판 전면에 대한 디스컴(discum) 공정을 추가로 실시하여 식각 잔여물을 제거하는 단계를 더 포함한다.At this time, the method of the present invention further includes the step of removing the etching residue by further performing a discum process on the entire surface of the substrate after the wet process.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 질화막은 셀 영역에 노출된 게이트 및 주변회로 영역의 게이트 표면을 따라 콘포멀한 형태로 형성된다. 그 결과, 셀 영역의 게이트에는 단층의 제1 스페이서가 형성되고, 주변회로 영역의 게이트 표면에는 제3 스페이서 형성된다. 이때, 상기 셀 영역에서 제1 스페이서를 포함하는 게이트 간 간격은 소자 크기에 따라 적절히 변화될 수 있는데, 바람직하게는 후속 이온 주입 공정을 실시할 수 있도록 최소 30nm 이상, 더욱 바람직하게 30nm∼100nm 간격의 공정 마진을 가지는 것이 바람직하며, 이때 최대값은 특별히 제한하지 않는다. 또한, 상기 제3 스페이서 경우 후속 절연막인 보론 포스포로스 실리케이트 글라스 증착 후, 어닐링 공정 시에 보론이 게이트 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있도록 최소 50Å 이상, 바람직하게 50∼100Å 두께로 증착한다.In an exemplary embodiment, the second nitride layer is formed in a conformal form along the gate surface of the gate region exposed to the cell region and the gate surface of the peripheral circuit region. As a result, a single layer of first spacer is formed in the gate of the cell region, and a third spacer is formed in the gate surface of the peripheral circuit region. In this case, the gap between gates including the first spacer in the cell region may be appropriately changed according to the device size. Preferably, at least 30 nm or more, more preferably, between 30 nm and 100 nm intervals may be performed to perform a subsequent ion implantation process. It is desirable to have a process margin, in which case the maximum value is not particularly limited. In addition, after the deposition of the boron phosphorus silicate glass, which is a subsequent insulating film, the third spacer is deposited to a thickness of at least 50 mW, preferably 50 to 100 mW, to prevent boron from penetrating into the gate during the annealing process.

상기 제2 절연막으로는 산화막, 구체적으로 보로포스포실리게이트 글라스 또는 SOD(spin on dielectric)과 같은 갭 필 물질을 들 수 있다. 상기 제2 절연막 매립 후에는, 갭 필 특성을 향상시키기 위하여 어닐링 공정을 실시하는 단계를 더 포 함한다. 이때, 전술한 바와 같이 본 발명의 주변회로 영역의 게이트 표면에는 3층의 스페이서가 형성되어 있기 때문에, 상기 어닐링 공정 시에 제2 절연막으로부터 주변회로 영역의 게이트 내부로 보론이 침투하는 것을 방지할 수 있다.The second insulating layer may be an oxide layer, specifically, a gap fill material such as borophosphosilicate glass or spin on dielectric (SOD). After the second insulating film is buried, the method may further include performing an annealing process to improve gap fill characteristics. At this time, since the three-layer spacer is formed on the gate surface of the peripheral circuit region of the present invention as described above, it is possible to prevent boron from penetrating into the gate of the peripheral circuit region from the second insulating film during the annealing process. have.

상기 제2 절연막은 화학적 기계적 연마 공정(CMP) 또는 에치백 공정에 의해 평탄화한다.The second insulating film is planarized by a chemical mechanical polishing process (CMP) or an etch back process.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 랜딩 플러그용 콘택을 형성하는 자기 정렬 식각 공정은 서로 상이한 식각 공정 조건으로 수행되는 두 단계 식각 공정을 포함한다. 상기 자기 정렬 식각 공정은 주변 구조물의 단차를 이용하여 콘택홀을 형성하는 것으로, 주변 구조물의 높이와 콘택홀이 형성될 절연 물질의 두께 및 식각 방법에 따라 다양한 크기의 콘택홀을 마스크 없이 얻을 수 있기 때문에 현재 고집적화에 의해 미세화된 반도체 소자 양산 공정에 다양한 방법으로 사용된다. In one embodiment of the present invention, the self-aligned etching process for forming the landing plug contact includes a two-step etching process performed under different etching process conditions. The self-aligned etching process is to form a contact hole using a step of the surrounding structure, the contact hole of various sizes can be obtained without a mask according to the height of the surrounding structure, the thickness of the insulating material to be formed and the etching method. Therefore, it is currently used in various methods in the mass production process of semiconductor devices refined by high integration.

구체적으로, 상기 자기 정렬 식각 공정은 상기 제2 절연막 상부에 셀 영역을 선택적으로 노출하는 마스크 패턴을 형성하는 단계; 상기 마스크 패턴과 셀 영역의 제1 스페이서를 식각 배리어로 이용하여 상기 제2 절연막을 제거하여 제1 콘택을 형성하는 1차 자기 정렬 식각 공정을 실시하는 단계; 상기 제1 콘택을 포함하는 전면에 식각 배리어막을 형성하는 단계; 및 기판이 노출될 때까지 상기 셀 영역의 게이트를 식각 마스크로 이용하는 2차 자기 정렬 식각 공정을 실시하는 단계를 포함한다.In detail, the self-aligned etching process may include forming a mask pattern on the second insulating layer to selectively expose a cell region; Performing a first self-aligned etching process of forming the first contact by removing the second insulating layer using the mask pattern and the first spacer of the cell region as an etching barrier; Forming an etch barrier layer on the entire surface including the first contact; And performing a second self-aligned etching process using the gate of the cell region as an etching mask until the substrate is exposed.

이때, 상기 마스크 패턴은 상기 제2 절연막 전면에 비정질 탄소층 및 PE-TEOS막으로 이루어진 하드마스크막과, 반사방지막의 적층막을 형성하는 단계; 상기 적층막 상부에 포토리소그라피 공정에 의해 셀 영역을 선택적으로 노출하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 상기 셀 영역의 제2 절연막이 노출될 때까지 상기 적층막을 식각하는 단계를 포함하는 방법에 의해 형성된다. 이때, 상기 식각 공정은 질소(N2) 및 아르곤(Ar) 가스를 이용한다.The mask pattern may include forming a hard mask film including an amorphous carbon layer and a PE-TEOS film on the entire surface of the second insulating film, and a laminated film of an anti-reflection film; Forming a photoresist pattern on the laminated layer to selectively expose a cell region by a photolithography process; Etching the stacked layer using the photoresist pattern as an etch mask until the second insulating layer of the cell region is exposed. In this case, the etching process uses nitrogen (N 2 ) and argon (Ar) gas.

상기 1차 자기 정렬 식각 공정은 셀 영역의 제1 스페이서 즉, 제2 질화막이 노출될 때까지 제2 절연막을 식각하기 위하여, 질화막의 식각 속도가 낮은 조건 하에서 수행된다. 예컨대, 상기 1차 자기 정렬 식각 공정은 C4F6, C4F8 또는 이들의 조합으로 이루어진 불화 탄소 가스에 아르곤 가스 및 산소 가스를 조합한 식각 가스로 수행된다.The first self-aligned etching process is performed under a condition where the etching rate of the nitride film is low to etch the second insulating film until the first spacer of the cell region, that is, the second nitride film is exposed. For example, the first self-aligned etching process is performed with an etching gas in which argon gas and oxygen gas are combined with carbon fluoride gas made of C 4 F 6 , C 4 F 8, or a combination thereof.

또한, 상기 식각 배리어막은 2차 자기 정렬 식각 공정 시에 게이트 상부 및 랜딩 플러그용 콘택 내부가 손상되지 않도록 버퍼 산화막(Buffered oxide undoped silica glass)과 랜딩 플러그 콘택용 질화막 스페이서를 이용하여 증착한다. 이때, 상기 버퍼 산화막은 게이트 상부를 보호하기 위하여 증착되는 산화막으로서, 스텝 커버리지가 낮기 때문에 게이트 상부에만 증착하며, 게이트 측벽 및 저부에는 증착되지 않는다. 또한, 상기 랜딩 플러그 콘택용 질화막 스페이서는 랜딩 플러그 콘택을 개구하기 위한 식각 공정 시에, 게이트 측벽이 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다.In addition, the etch barrier layer may be buffered so as not to damage the upper part of the gate and the inside of the landing plug contact during the second self-aligned etching process. Deposition is performed using a buffered oxide undoped silica glass and a nitride spacer for landing plug contacts. In this case, the buffer oxide layer is an oxide layer deposited to protect the upper portion of the gate. Since the step coverage is low, the buffer oxide layer is deposited only on the upper portion of the gate, and is not deposited on the gate sidewall and the bottom portion. In addition, the nitride film spacer for the landing plug contact may prevent damage to the gate sidewall during an etching process for opening the landing plug contact.

상기 2차 자기 정렬 식각 공정은 상기 1차 자기 정렬 식각 공정과 식각 선택비가 상이한 조건, 구체적으로, 기판이 노출될 때까지 질화막에 대한 식각 선택비 즉, 질화막 식각 속도가 높은 조건 하에서 에치백 식각 공정으로 수행된다. 예컨대, 상기 2차 자기 정렬 식각 공정은 기판이 노출될 때까지 C4F4 가스에 산소 가스 및 아르곤 가스를 조합한 식각 가스를 이용하여 폴리머 리치 공정(polymer rich process) 조건으로 수행된다. 상기 폴리머 리치 공정이란, SAC(self aligned contact) 구조에서 식각 공정의 수행시, 스페이서의 숄더부 손상을 방지하기 위해서 적용되는 방법으로서, 콘택홀 형성을 위한 식각 공정 시에 폴리머를 의도적으로 잔류하게 하여 콘택홀 측벽이 약간의 경사(slope)를 갖도록 식각하는 방법이다. The secondary self-aligned etching process is an etch back etching process under conditions where the etching selectivity is different from that of the primary self-aligned etching process, specifically, the etching selectivity with respect to the nitride film until the substrate is exposed, that is, the nitride etching rate is high. Is performed. For example, the secondary self-aligned etching process is performed under polymer rich process conditions using an etching gas in which oxygen gas and argon gas are combined with C 4 F 4 gas until the substrate is exposed. The polymer rich process is a method applied to prevent shoulder damage of a spacer when performing an etching process in a self aligned contact (SAC) structure, and intentionally retains a polymer during an etching process for forming a contact hole. The contact hole sidewall is etched to have a slight slope.

또한, 본 발명의 방법은 상기 랜딩 플러그용 콘택을 형성한 다음, 콘택 전면에 평탄화된 도전 물질을 매립하여 랜딩 플러그 콘택을 형성하는 단계를 더 포함한다. 또한, 본 발명의 방법은 상기 랜딩 플러그 콘택을 포함하는 전면에 제3 절연막을 증착하고, 상기 제3 절연막의 소정 영역을 식각하여 상기 콘택과 접합 된 비트라인 콘택을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method further includes forming the landing plug contact and then filling the planarized conductive material over the contact front to form the landing plug contact. The method may further include depositing a third insulating film on the entire surface including the landing plug contact, and etching a predetermined region of the third insulating film to form a bit line contact bonded to the contact. have.

전술한 바와 같은 본 발명의 방법에서는 주변회로 영역의 게이트 측벽에 제1 및 제2 스페이서를 우선 형성한 다음, 셀 영역의 게이트 측벽에 제1 스페이서 형성 공정과 주변회로 영역의 게이트 표면에 제3 스페이서를 형성하는 공정을 동시에 실시함으로써, 셀 영역의 측벽에는 단일층의 스페이서를 형성하고, 주변회로 영역의 측벽에는 3층의 스페이서 두께를 확보할 수 있다. 그 결과, 셀 영역의 랜딩 플러그 용 콘택 형성 공정 시에 현재 공정 대비 10nm 이상의 공정 마진을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 층간절연막에 대한 어닐링 공정 시에도 주변회로 영역의 게이트 내부로 보론이 침투하는 것을 방지하여 트랜지스터 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. In the method of the present invention as described above, the first and second spacers are first formed on the gate sidewall of the peripheral circuit region, and then the first spacer is formed on the gate sidewall of the cell region and the third spacer is formed on the gate surface of the peripheral circuit region. By simultaneously performing the step of forming a, a single layer of spacers can be formed on the sidewalls of the cell region, and three spacer thicknesses can be ensured on the sidewalls of the peripheral circuit region. As a result, it is possible to secure a process margin of 10 nm or more compared to the current process during the landing plug contact forming process of the cell region, and to prevent boron from penetrating into the gate of the peripheral circuit region even during the annealing process for the interlayer insulating film. Thus, deterioration of transistor characteristics can be prevented.

더욱이, 본 발명의 방법에서는 상기 랜딩 플러그용 콘택을 형성할 때, 질화막에 대한 식각 속도가 서로 상이한 두 단계의 자기 정렬 식각 공정을 실시함으로써, 디자인 룰이 50nm급 이하로 고집적화된 메모리 소자 제조 시에도 랜딩 플러그 콘택이 개구되지 않는 단점을 개선할 수 있다. Furthermore, in the method of the present invention, when the contact for the landing plug is formed, a two-step self-aligned etching process in which the etching rates with respect to the nitride film are different from each other is performed, so that even when fabricating a memory device in which design rules are highly integrated to 50 nm or less. The disadvantage of the landing plug contact not opening can be improved.

따라서, 본 발명에서는 게이트 선폭을 축소하는 대신, 공정 방법을 이용한 게이트의 스페이서 구조를 변경하여 랜딩 플러그 콘택을 형성하기 위한 공정 마진을 확보할 수 있으므로, 셀 트랜지스터의 저항 및 특성을 개선할 수 있다.Therefore, in the present invention, instead of reducing the gate line width, a process margin for forming a landing plug contact can be secured by changing a spacer structure of a gate using a process method, thereby improving resistance and characteristics of a cell transistor.

본 발명의 방법에 의하면 디자인 룰이 감소하여도, 랜딩 플러그 콘택을 형성하기 위한 공정 마진의 확보가 가능하기 때문에 게이트 선폭을 축소하지 않고도, 랜딩 플러그 콘택을 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 셀 트랜지스터의 저항 및 소자 특성을 개선할 수 있어, 반도체 소자의 생산 수율을 향상시킬 수 있다.According to the method of the present invention, even if the design rule is reduced, the process margin for forming the landing plug contact can be secured, so that the landing plug contact can be easily formed without reducing the gate line width. Therefore, the resistance and device characteristics of the cell transistor can be improved, and the production yield of the semiconductor device can be improved.

도 1a 내지 도 1j는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 개략도로서, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.1A to 1J are schematic views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

도 1a를 참조하면, 셀 영역(A; cell region)과 주변회로 영역(B; peripheral region)이 구비된 기판(11) 전면에 도전층(미도시) 및 하드마스크 질화막(미도시)을 증착하고 패터닝하여, 셀 영역(A) 상에 도전층 패턴(미도시) 및 하드마스크 질화막 패턴(미도시)이 적층된 고밀도의 게이트 패턴(13-1)을 형성하고, 주변회로 영역(B) 상에 저밀도의 게이트 패턴(13-2)을 형성한다.Referring to FIG. 1A, a conductive layer (not shown) and a hard mask nitride layer (not shown) are deposited on an entire surface of a substrate 11 including a cell region A and a peripheral region B. By patterning, a high-density gate pattern 13-1 in which a conductive layer pattern (not shown) and a hard mask nitride film pattern (not shown) are stacked on the cell region A is formed, and the peripheral circuit region B is formed. The low density gate pattern 13-2 is formed.

도 1b를 참조하면, 상기 셀 영역의 게이트 패턴(13-1) 및 주변회로 영역의 게이트 패턴(13-2)이 구비된 기판(11) 전면에 제1 절연막(15)을 증착한다.Referring to FIG. 1B, the first insulating layer 15 is deposited on the entire surface of the substrate 11 including the gate pattern 13-1 of the cell region and the gate pattern 13-2 of the peripheral circuit region.

상기 제1 절연막은 산화막을 들 수 있다.The first insulating film may be an oxide film.

이어서, 상기 제1 절연막(15) 전면에 주변회로 영역을 노출하는 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한 다음, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 기판이 노출될 때까지 주변회로 영역의 제1 절연막(15)을 선택적 이방성 식각하여 주변회로 영역의 게이트 측벽에 제1 스페이서(15-1)를 형성한다.Subsequently, after forming a photoresist pattern (not shown) exposing the peripheral circuit region on the entire surface of the first insulating film 15, and using the photoresist pattern as an etch mask until the substrate is exposed, The first insulating layer 15 is selectively anisotropically etched to form a first spacer 15-1 on the gate sidewall of the peripheral circuit region.

이어서, 상기 셀 영역의 제1 절연막(15) 및 주변회로 영역의 제1 스페이서(15-1)를 포함하는 전면에 제1 질화막(17)을 증착하여, 주변회로 영역의 게이트 표면에 제2 스페이서(17-1)를 형성한다. 이때, 상기 주변회로 영역의 제1 및 제2 스페이서를 포함하는 2층 스페이서의 두께는 그 합이 400Å∼10,000Å인 것이 바람직하다. Subsequently, a first nitride film 17 is deposited on the entire surface including the first insulating layer 15 of the cell region and the first spacer 15-1 of the peripheral circuit region, and the second spacer is formed on the gate surface of the peripheral circuit region. (17-1) is formed. In this case, the thickness of the two-layer spacer including the first and second spacers in the peripheral circuit region is preferably 400 kV to 10,000 kPa.

도 1c를 참조하면, 상기 제1 질화막(17)이 증착된 전면에 주변회로 영역은 차단하고, 셀 영역을 선택적으로 노출하는 포토레지스트 패턴(19)을 형성한 다음, 상기 포토레지스트 패턴(19)을 식각 마스크로 이용하여 상기 제1 절연막(15)이 노출될 때까지 상기 셀 영역의 제1 질화막(17)을 제거한다.Referring to FIG. 1C, a photoresist pattern 19 is formed on the entire surface on which the first nitride layer 17 is deposited, and a photoresist pattern 19 for selectively exposing a cell region is formed, and then the photoresist pattern 19 is formed. Is used as an etching mask to remove the first nitride layer 17 of the cell region until the first insulating layer 15 is exposed.

도 1d를 참조하면, 노출된 제1 절연막(15)과 잔류하는 포토레지스트 패턴(19)을 습식 식각 공정으로 제거하여 셀 영역의 게이트(13-1)를 노출한다. Referring to FIG. 1D, the exposed first insulating layer 15 and the remaining photoresist pattern 19 are removed by a wet etching process to expose the gate 13-1 of the cell region.

이때, 상기 습식 식각 공정은 NH4F, HF 및 물이 혼합된 습식 식각액을 이용하여 실시한다. 또한, 상기 습식 공정 후, 기판 전면에 대한 디스컴 공정을 추가로 실시하여 게이트(13-1) 사이에 잔류하는 식각 잔여물을 모두 제거한다.In this case, the wet etching process is performed using a wet etchant in which NH 4 F, HF, and water are mixed. In addition, after the wet process, a discom process on the entire surface of the substrate is further performed to remove all of the etching residues remaining between the gates 13-1.

도 1e를 참조하면, 상기 노출된 셀 영역의 게이트(13-1)와, 상기 주변회로 영역의 게이트 패턴(13-2) 표면에 콘포멀한 형태의 제2 질화막을 증착함으로써, 셀 영역의 게이트 측벽에 제1 스페이서(21)를 형성하고, 주변회로 영역의 게이트 표면에 제3 스페이서(21-1)를 형성한다. Referring to FIG. 1E, the gate of the cell region is deposited by depositing a conformal second nitride film on a surface of the exposed cell region gate 13-1 and the peripheral circuit region gate pattern 13-2. The first spacer 21 is formed on the sidewalls, and the third spacer 21-1 is formed on the gate surface of the peripheral circuit region.

이때, 상기 제1 스페이서를 포함하는 셀 부의 게이트 사이 간격은 후속 이온 주입 공정을 실시할 수 있도록 최소 30nm 이상의 공정 마진을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제3 스페이서 경우 후속 절연막인 보론 포스포로스 실리케이트 글라스 증착 후, 어닐링 공정 시에 보론이 게이트 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있도록 50Å 이상의 두께로 증착하는 것이 바람직하다(도 2 참조).In this case, it is preferable that the gap between gates of the cell part including the first spacer has a process margin of at least 30 nm so as to perform a subsequent ion implantation process. In the case of the third spacer, after deposition of the boron phosphorous silicate glass, which is a subsequent insulating film, it is preferable to deposit a thickness of 50 kPa or more so as to prevent boron from penetrating into the gate during the annealing process (see FIG. 2).

도 1f 및 1g를 참조하면, 상기 셀 영역의 게이트(13-1) 및 주변회로 영역의 게이트(13-2)를 포함하는 전면에 제2 절연막(23)을 증착한 다음, 갭 필 특성을 향상시키기 위하여 전면에 대한 어닐링 공정을 실시한다. 1F and 1G, a second insulating film 23 is deposited on the entire surface including the gate 13-1 of the cell region and the gate 13-2 of the peripheral circuit region, and then the gap fill characteristic is improved. In order to achieve the above, an annealing process is performed on the entire surface.

이어서, 상기 셀 영역의 게이트(13-1) 및 주변회로 영역의 게이트(13-2) 상부가 노출될 때까지 평탄화 공정을 실시한다. 이때, 상기 제2 절연막은 보로포스 포실리케이트 글라스와 같은 갭 필 물질로 형성한다. 상기 제2 절연막 평탄화 방법은 화학적 기계적 연마 공정 또는 에치백 공정으로 실시한다.Subsequently, the planarization process is performed until the gate 13-1 of the cell region and the upper portion of the gate 13-2 of the peripheral circuit region are exposed. In this case, the second insulating layer is formed of a gap fill material such as borofossilicate glass. The second insulating film planarization method is performed by a chemical mechanical polishing process or an etch back process.

도 1h를 참조하면, 상기 제2 절연막(23) 상부에 비정질 탄소층(미도시) 및 PE-TEOS막(미도시)과 같은 하드마스크막과 반사방지막(미도시)의 적층막을 순차적으로 증착한 다음, 상기 반사방지막 상부에 포토리소그라피 공정에 의해 셀 영역이 노출된 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한다.Referring to FIG. 1H, a stacked layer of a hard mask film such as an amorphous carbon layer (not shown) and a PE-TEOS film (not shown) and an antireflection film (not shown) are sequentially deposited on the second insulating film 23. Next, a photoresist pattern (not shown) in which a cell region is exposed by a photolithography process is formed on the antireflection film.

상기 포토레지스트 패턴(미도시)을 식각 마스크로 상기 제2 절연막(23)이 노출될 때까지 적층막(미도시)을 식각하여 마스크 패턴(미도시)을 형성한다. 이때, 상기 식각 공정은 질소(N2) 및 아르곤(Ar) 가스를 식각 가스로 이용한다.Using the photoresist pattern (not shown) as an etch mask, a stacked layer (not shown) is etched to form a mask pattern (not shown) until the second insulating layer 23 is exposed. In this case, the etching process uses nitrogen (N 2 ) and argon (Ar) gas as an etching gas.

상기 마스크 패턴(미도시)과, 셀 영역의 게이트 및 제1 스페이서(21)를 식각 배리어로 이용하는 1차 자기 정렬 식각 공정으로 상기 게이트 패턴(13-1) 사이의 제2 절연막(23)을 제거하여 제1 콘택(미도시)을 형성한다.The second insulating layer 23 between the gate pattern 13-1 is removed by a first self-aligned etching process using the mask pattern, the gate of the cell region, and the first spacer 21 as an etching barrier. To form a first contact (not shown).

상기 1차 식각 공정은 셀 영역의 제1 스페이서 즉, 제2 질화막이 노출될 때까지 제2 절연막을 식각하기 위하여, 질화막의 식각 속도가 낮은 조건 하에서 수행된다. 예컨대, 상기 1차 식각 공정은 C4F6, C4F8 또는 이들의 조합으로 이루어진 불화 탄소 가스에 아르곤 가스 및 산소 가스를 조합한 식각 가스로 수행된다.The first etching process is performed under a condition where the etching rate of the nitride film is low to etch the second insulating film until the first spacer of the cell region, that is, the second nitride film is exposed. For example, the first etching process may be performed using an etch gas in which argon gas and oxygen gas are combined with carbon fluoride gas made of C 4 F 6 , C 4 F 8, or a combination thereof.

이어서, 후속 식각 공정에 의해 랜딩 플러그용 콘택이 손상되지 않도록 게이트 상부와 1차 콘택 내부에 버퍼 산화막과 랜딩 플러그 콘택용 질화막 스페이서를 이용한 식각 배리어막(미도시)을 증착한다.Subsequently, a buffer is placed on the gate and inside the primary contact so that the landing plug contacts are not damaged by the subsequent etching process. An etch barrier film (not shown) using an oxide film and a nitride film spacer for landing plug contact is deposited.

그 다음, 기판(11)이 노출될 때까지 상기 버퍼 산화막(미도시)을 식각 마스크로 이용하는 2차 자기 정렬 식각 공정으로 상기 셀 영역의 제1 스페이서(21)를 제거하여 랜딩 플러그용 제2 콘택(25)을 형성한다. Next, the second contact for landing plugs is removed by removing the first spacer 21 of the cell region by a second self-aligned etching process using the buffer oxide layer (not shown) as an etching mask until the substrate 11 is exposed. To form 25.

상기 2차 식각 공정은 상기 1차 식각 공정과 식각 선택비가 상이한 조건, 구체적으로, 기판이 노출될 때까지 질화막에 대한 식각 선택비 즉, 질화막 식각 속도가 높은 조건 하에서 에치백 식각 공정으로 수행된다. 예컨대, 상기 2차 식각 공정은 기판이 노출될 때까지 C4F4 가스에 산소 가스 및 아르곤 가스를 조합한 식각 가스를 이용하여 폴리머 리치 공정 조건으로 수행된다. The secondary etching process may be performed as an etch back etching process under conditions where the etching selectivity is different from the primary etching process, specifically, the etching selectivity with respect to the nitride layer until the substrate is exposed, that is, the nitride etching rate is high. For example, the secondary etching process is performed under polymer rich process conditions by using an etching gas in which oxygen gas and argon gas are combined with C 4 F 4 gas until the substrate is exposed.

도 1i를 참조하면, 상기 제2 콘택(25)을 포함하는 전면에 도전 물질(미도시)을 형성한 다음, 게이트 상부가 노출될 때까지 평탄화하여 랜딩 플러그 콘택(27)을 형성한다.Referring to FIG. 1I, a conductive material (not shown) is formed on the entire surface including the second contact 25, and then planarized to form a landing plug contact 27 until the upper portion of the gate is exposed.

도 1j를 참조하면, 상기 랜딩 플러그 콘택(27)을 포함하는 전면에 평탄화된 제3 절연막(29)을 증착한 다음, 상기 제3 절연막(29)의 소정 영역을 식각하여 상기 랜딩 플러그 콘택(27)과 접합 된 비트라인 콘택(31)을 형성한다.Referring to FIG. 1J, a planarized third insulating layer 29 is deposited on the entire surface including the landing plug contact 27, and then a predetermined region of the third insulating layer 29 is etched to form the landing plug contact 27. ) To form a bit line contact 31 bonded thereto.

도 1a 내지 도 1j는 본 발명의 반도체 소자의 콘택 형성 방법을 도시한 공정 개략도.1A to 1J are process schematic diagrams illustrating a method for forming a contact of a semiconductor device of the present invention.

도 2는 도 1e의 소자의 단면 몇 평면에 대한 전자 현미경 사진. 2 is an electron micrograph of several planes in cross section of the device of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>

11: 기판 13-1: 셀 영역의 게이트11: substrate 13-1: gate of cell region

13-2: 주변회로 영역의 게이트 15: 셀 영역의 제1 절연막13-2: Gate 15 of peripheral circuit region 15: First insulating film of cell region

15-1: 주변회로 영역의 제1 스페이서 17: 셀 영역의 제1 질화막15-1: First spacer of peripheral circuit region 17: First nitride film of cell region

17-1: 주변회로 영역의 제2 스페이서 19: 포토레지스트 패턴17-1: second spacer of the peripheral circuit region 19: photoresist pattern

21: 셀 영역의 제1 스페이서21: first spacer of the cell region

21-1: 주변회로 영역의 제3 스페이서21-1: Third spacer of peripheral circuit area

23: 제2 절연막 25: 랜딩 플러그용 콘택23: second insulating film 25: contact for landing plug

27: 랜딩 플러그 콘택 29: 제3 절연막27: landing plug contact 29: third insulating film

31: 비트라인 콘택 31: Bitline contact

A: 셀 영역 B: 주변회로 영역A: cell area B: peripheral circuit area

Claims (11)

게이트가 구비된 셀 영역 및 주변회로 영역을 포함하는 기판을 제공하는 단계;Providing a substrate comprising a cell region having a gate and a peripheral circuit region; 상기 기판 전면에 제1 절연막을 증착하는 단계;Depositing a first insulating film on the entire surface of the substrate; 상기 주변회로 영역의 제1 절연막을 선택적으로 식각하여 상기 주변회로 영역의 게이트 측벽에 제1 스페이서를 형성하는 단계;Selectively etching the first insulating layer of the peripheral circuit region to form a first spacer on a gate sidewall of the peripheral circuit region; 상기 셀 영역 및 주변회로 영역 전면에 제1 질화막을 증착하여, 상기 주변회로 영역의 게이트 표면에 제2 스페이서를 형성하는 단계;Depositing a first nitride film over the cell region and the entire peripheral circuit region to form a second spacer on a gate surface of the peripheral circuit region; 상기 셀 영역의 제1 질화막 및 제1 절연막을 제거하여 상기 셀 영역의 게이트를 노출하는 단계;Exposing a gate of the cell region by removing the first nitride layer and the first insulating layer of the cell region; 상기 셀 영역 및 주변회로 영역 전면에 제2 질화막을 증착하여, 상기 셀 영역의 게이트 표면에 제1 스페이서를 형성하되, 상기 주변회로 영역의 게이트 표면에 제3 스페이서를 형성하는 단계;Depositing a second nitride film over the cell region and the entire peripheral circuit region to form a first spacer on the gate surface of the cell region, and forming a third spacer on the gate surface of the peripheral circuit region; 상기 셀 영역 및 주변회로 영역 전면에 평탄화된 제2 절연막을 매립하는 단계; 및Embedding a planarized second insulating layer in front of the cell region and the peripheral circuit region; And 상기 셀 영역의 게이트와 기판을 식각 배리어로 이용하는 자기 정렬 식각 공정을 실시하여 랜딩 플러그용 콘택을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 콘택 형성 방법.And forming a landing plug contact by performing a self-aligned etching process using the gate and the substrate in the cell region as an etch barrier. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 주변회로 영역의 제1 스페이서는 상기 제1 절연막 상부에 포토리소그라피 공정에 의해 주변회로 영역을 선택적으로 노출하는 포토레지스트 패턴을 형성한 다음, 이를 식각 마스크로 이용하여 기판이 노출될 때까지 이방성 식각을 실시하여 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 콘택 형성 방법.The first spacers of the peripheral circuit region form a photoresist pattern selectively exposing the peripheral circuit region by a photolithography process on the first insulating layer, and then use the same as an etching mask until the substrate is exposed. A contact forming method for a semiconductor device, characterized in that formed by performing. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 주변회로 영역의 제1 스페이서 및 제2 스페이서를 포함하는 스페이서 두께의 합은 400Å∼10,000Å인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 콘택 형성 방법.The sum of the thicknesses of the spacers including the first spacer and the second spacer in the peripheral circuit region is 400 kPa to 10,000 kPa. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 셀 영역의 게이트를 노출하는 단계는, Exposing the gate of the cell region, 상기 제1 질화막이 증착된 전면에 포토리소그라피 공정에 의해 셀 영역을 선택적으로 노출하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; Forming a photoresist pattern on the entire surface on which the first nitride film is deposited to selectively expose a cell region by a photolithography process; 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 셀 영역의 제1 절연막이 노출될 때까지 셀 영역의 제1 질화막만을 선택적으로 제거하는 단계; 및 Selectively removing only the first nitride film of the cell region using the photoresist pattern as an etching mask until the first insulating layer of the cell region is exposed; And 상기 노출된 셀 영역의 제1 절연막과 잔류하는 포토레지스트 패턴을 습식 식각 공정으로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 콘택 형성 방법.And removing the remaining first photoresist pattern and the remaining photoresist pattern in the exposed cell region by a wet etching process. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 습식 공정 후, 기판 전면에 대한 디스컴 공정을 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 콘택 형성 방법.And after the wet process, performing a discom process on the entire surface of the substrate. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제2 절연막은 갭 필 물질인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 콘택 형성 방법.And the second insulating film is a gap fill material. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제2 절연막을 매립한 후, 어닐링 공정을 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 콘택 형성 방법.And filling the second insulating film, and then performing an annealing process. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 자기 정렬 식각 공정은The self-aligned etching process 상기 제2 절연막 상부에 셀 영역을 선택적으로 노출하는 마스크 패턴을 형성하는 단계; Forming a mask pattern over the second insulating layer to selectively expose a cell region; 상기 마스크 패턴과 셀 영역의 제1 스페이서를 식각 배리어로 이용하여 상기 제2 절연막을 제거하여 제1 콘택을 형성하는 1차 자기 정렬 식각 공정을 실시하는 단계; Performing a first self-aligned etching process of forming the first contact by removing the second insulating layer using the mask pattern and the first spacer of the cell region as an etching barrier; 상기 제1 콘택을 포함하는 전면에 식각 배리어막을 형성하는 단계; 및 Forming an etch barrier layer on the entire surface including the first contact; And 기판이 노출될 때까지 상기 셀 영역의 게이트를 식각 마스크로 이용하는 2차 자기 정렬 식각 공정을 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 콘택 형성 방법.And performing a second self-aligned etching process using the gate of the cell region as an etching mask until the substrate is exposed. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 1차 자기 정렬 식각 공정은 C4F6, C4F8 또는 이들의 조합으로 이루어진 불화 탄소 가스에 아르곤 가스 및 산소 가스를 조합한 식각 가스로 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 콘택 형성 방법.The first self-aligned etching process is a contact forming method of a semiconductor device, characterized in that the etching gas is a combination of argon gas and oxygen gas to carbon fluoride carbon gas consisting of C 4 F 6 , C 4 F 8 or a combination thereof. . 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 식각 배리어막은 버퍼 산화막 및 랜딩 플러그 콘택용 질화막 스페이서인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 콘택 형성 방법.And the etching barrier layer is a buffer oxide layer and a nitride spacer for a landing plug contact. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 2차 자기정렬 식각 공정은 폴리머 리치 공정 조건 하에서, C4F4 가스에 산소 가스 및 아르곤 가스를 조합한 식각 가스로 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 콘택 형성 방법.The second self-aligned etching process is a contact forming method of a semiconductor device, characterized in that the etching gas is a combination of oxygen gas and argon gas combined with C 4 F 4 gas under the polymer rich process conditions.
KR1020080085072A 2008-08-29 2008-08-29 Method for Fabricating Contact of Semiconductor Device KR101017751B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080085072A KR101017751B1 (en) 2008-08-29 2008-08-29 Method for Fabricating Contact of Semiconductor Device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080085072A KR101017751B1 (en) 2008-08-29 2008-08-29 Method for Fabricating Contact of Semiconductor Device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100026172A KR20100026172A (en) 2010-03-10
KR101017751B1 true KR101017751B1 (en) 2011-02-28

Family

ID=42177549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080085072A KR101017751B1 (en) 2008-08-29 2008-08-29 Method for Fabricating Contact of Semiconductor Device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101017751B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080001195A (en) * 2006-06-29 2008-01-03 주식회사 하이닉스반도체 Method for forming semiconductor device
KR20080062722A (en) * 2006-12-29 2008-07-03 주식회사 하이닉스반도체 Method for fabricating transistor in semiconductor device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080001195A (en) * 2006-06-29 2008-01-03 주식회사 하이닉스반도체 Method for forming semiconductor device
KR20080062722A (en) * 2006-12-29 2008-07-03 주식회사 하이닉스반도체 Method for fabricating transistor in semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100026172A (en) 2010-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9082784B2 (en) Method of fabricating a semiconductor device having stacked storage nodes of capacitors in cell region separated from peripheral region
US7427564B2 (en) Method for forming storage node contact plug in semiconductor device
KR101096976B1 (en) Semiconductor device and method of fabricating the same
US20080153276A1 (en) Method for Manufacturing Semiconductor Device
KR101087880B1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US20110159677A1 (en) Method of fabricating landing plug contact in semiconductor memory device
US9029957B2 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
KR100772687B1 (en) Method for manufacturing a semiconductor device
KR20090008675A (en) Wiring structure of semiconductor device and method of forming a wiring structure
US6960523B2 (en) Method of reducing erosion of a nitride gate cap layer during reactive ion etch of nitride liner layer for bit line contact of DRAM device
US6200849B1 (en) Methods of fabricating conductive contacts for integrated circuit memory devices using first and second dielectric layers and first and second conductive layers
US20090023285A1 (en) Method of forming contact of semiconductor device
KR100949880B1 (en) Semicoductor device and Method of fabricating the same
KR20110119275A (en) Method for fabricating semiconductor device
KR101017751B1 (en) Method for Fabricating Contact of Semiconductor Device
KR20110080783A (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR100653983B1 (en) Method for forming the storage node contact
KR20040057485A (en) Method for fabricating semiconductor device
KR101031459B1 (en) Method for manufacturing a semiconductor device
KR100875656B1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
KR20070063672A (en) Method for forming storagenode contact in semiconductor device
KR100520176B1 (en) A method for forming a semiconductor device
KR101024814B1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR101062829B1 (en) Method for manufacturing buried gate in semiconductor device
KR100929293B1 (en) Capacitor manufacturing method of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee