KR19980039908A

KR19980039908A - 반도체 소자 제조방법

Info

Publication number: KR19980039908A
Application number: KR1019960059026A
Authority: KR
Inventors: 남기원; 배영헌
Original assignee: 김영환; 현대전자산업 주식회사
Priority date: 1996-11-28
Filing date: 1996-11-28
Publication date: 1998-08-17

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

반도체 소자 제조방법.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

공정상의 번거로움 및 챔버 이동에 따른 화학 파티클의 영향을 제거하기 위한 반도체 소자 제조방법을 제공하고자 함.

3. 발명의 해결방법의 요지

반도체 소자의 실린더형 전하저장전극의 실린더 구조 형성을 위해 형성된 희생산화막 제거방법에 있어서, 상기 실린더 구조 형성 후 동일한 장비내에 적어도 불소()를 포함하는 가스와 수소()를 포함하는 가스 및 상기 가스들과 상기 희생산화막과의 반응을 돕기위한 촉매가스를 주입하는 단계; 상기 챔버내의 가스들을 플라즈마화시키는 단계; 상기 플라즈마화된 가스와 상기 희생산화막을 반응시켜 상기 희생산화막을 건식식각하는 단계를 포함해서 이루어진 반도체 소자 제조방법을 제공하고자 함.

4. 발명의 중요한 용도

반도체 소자 제조 공정 중 실린더형 전하저장전극 형성 공정에 이용됨.

Description

반도체 소자 제조방법

본 발명은 반도체 소자 제조방법에 관한 것으로, 특히 실린더 구조를 갖는 전하저장전극 형성시 실린더 구조 형성을 위해 형성된 희생산화막을 효과적으로 제거하기 위한 반도체 소자 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 디램(DRAM)을 비롯한 범용의 반도체 소자가 고집적화되어감에 따라 단위 셀당 전하저장전극이 형성될 면적이 감소되고있어, 전하저장전극을 3차원 형상으로 형성하여 표면적을 극대화시키므로써, 단위 셀당 필요시되는 전하저장용량을 확보하는 기술은 현재 많은 연구 및 개발중에 있다.

상기와 같은 제반 요구사항에 따라 전하저장전극의 용량 확보를 위해 실린더형 전하저장전극을 형성하였는데, 상기와 같은 실린더 구조를 갖는 전하저장전극 형성 공정은 다음과 같다.

먼저, 소정의 하부층이 형성된 반도체 기판상의 층간절연막을 식각하여 소정부위의 반도체 기판이 노출되는 전하저장전극 콘택홀을 형성하고, 전체구조 상부에 전하저장전극용 제1 폴리실리콘막 및 희생산화막을 차례로 형성한 후, 전하저장전극 마스크를 사용한 식각 공정에 의해 상기 희생산화막 및 전하저장전극용 제1 폴리실리콘막을 차례로 식각하였다.

이어서, 전체구조 상부에 전하저장전극용 제2 폴리실리콘막을 증착한 후, 마스크없이 비등방성 전면식각하여 상기 전하저장전극용 제1 폴리실리콘막 및 희생산화막 측벽에 스페이서 형태로 잔류시킨 다음, 상기 희생산화막을 20 : 1 의 불산()용액에 담그어(Dip) 습식제거하여 최종적인 실린더형 전하저장전극을 형성하였다.

그러나, 상기와 같이 실린더 구조의 전하저장전극을 형성하기 위해 사용된 희생산화막을 습식제거하게 될 경우 상기와 같은 실린더 구조의 전하저장전극까지 형성된 웨이퍼를 상기 희생산화막 제거를 위한 습식장비로 옮겨야 하기 때문에 공정이 복잡해지고, 상기 습식장비로 웨이퍼를 뎄기는 동안 외부의 파티클(Particle) 등에 의해 웨이퍼가 오염될 뿐만 아니라, 상기 습식제거 공정시 사용된 화학 용액이 잔류하게 되어 소자의 불량(Fail)을 초래하며 이로인한 소자의 수율과 신뢰성이 저하되는 등의 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 공정상의 번거로움 및 챔버 이동에 따른 화학 파티클의 영향을 제거하기 위한 반도체 소자 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 희생산화막 제거 메카니즘(Mechanism)을 도시한 단면도이고,

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 층간절연막 제거 메카니즘을 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 :막 20 :막

30 :,,및로 구성된 막

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반도체 소자의 실린더형 전하저장전극의 실린더 구조 형성을 위해 형성된 희생산화막 제거방법에 있어서, 상기 실린더 구조 형성 후 동일한 장비내에 적어도 불소()를 포함하는 가스와 수소()를 포함하는 가스 및 상기 가스들과 상기 희생산화막과의 반응을 돕기위한 촉매가스를 주입하는 단계; 상기 챔버내의 가스들을 플라즈마화시키는 단계; 및 상기 플라즈마화된 가스와 상기 희생산화막을 반응시켜 상기 희생산화막을 건식식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도1 및 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자 제조 공정 단면도로, 도면부호 10은 층간절연막인막, 20은 희생산화막인막 및 30은을 각각 나타낸 것이다.

본 발명을 전반적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 소정부위 반도체 기판이 노출되는 전하저장전극 콘택홀을 형성하고, 전체구조 상부에 전하저장전극용 제1 폴리실리콘막 및 희생산화막인막을 차례로 형성한 후, 전하저장전극 마스크를 사용한 식각 공정에 의해 상기막 및 전하저장전극용 제1 폴리실리콘막을 차례로 식각한 다음, 전체구조 상부에 전하저장전극용 제2 폴리실리콘막을 증착한다.

이어서, 이후의 공정 진행을 위해 웨이퍼를 식각 챔버에 삽입한 후, 상기 제2 폴리실리콘막을 마스크없이 전면성 건식식각하여 상기 전하저장전극용 제1 폴리실리콘막 및 희생산화막 측벽에 스페이서 형태로 잔류시켜 최종적인 실린더형 전하저장전극을 형성한다.

계속해서, 상기 챔버내에가스,가스와또는와 같은계열의 가스를 챔버(Chamber)내에 주입(Flow)하고, 상기 챔버내의 압력을 200이하로 조절한 후, RF(Radio Frequency) 파워(Power)를 온(On)시키면 각각의 가스가 이온화되며, 이온화된 각각의 가스와 상기 희생산화막인막의 성분인가 반응하여 상기막 상부에,,및로 구성된 막(30)이 형성되고, 이 막은 위발성 성분인로써 대기중으로 휘발되면서 제거된다.

이때, 상기 실린더형 전하저장전극에 의해 노출된 층간절연막인막은 상기막에서와 같은 휘발성 성분은 생성시키지 않으므로 제거되지 않는다.

이어서, 각각의 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 살펴본다.

먼저, 도1은 본 발명의 일실시예에 따른 희생산화막 제거 메카니즘(Mechanism)을 도시한 단면도로, 먼저, 챔버내에 주입되어 이온화된 각각의가스,가스와또는와 같은계열의 가스는 상기막(20)을 식각하기 위한 식각기(Etching Species)로 사용되어 식각할 박막인막(20)의 원자들과 반응하여 휘발성 화합물을 생성하면서 식각이 진행된다.

먼저, 도1에 도시된 바와 같이가스의기와계열 가스의기가 반응하여 불산()을 생성하게 되고,가스의는 상기계열 가스의기와 결합하여를 생성하며 이때, 생성된 불산()과가 하부의막(20)의성분과성분 중성분과 결합하여 상기막(20) 전체구조 상부에,,및등의 성분을 갖는,,및로 구성된 막(30)이 형성된다.

이때, 공급되는 식각가스의 총 유량을 100Sccm으로 할 때 각각의와의 유량은 40 : 40 : 20 정도로하여 식각 공정을 진행한다.

또한, 상기가스는나등을 사용한다.

이어서, 상기,,및로 구성된 막(30)내에서 생성된 휘발성 성분인가 대기중으로 휘발되고, 상기,,및로 구성된 막(30)중에 잔류하게 되는,는 하부의막(20)의및성분과 다시 반응하여,,및등의 성분을 갖는,,및로 구성된 막(30)을 생성하게 된다.

상기와 같은 일련의 반응이 다수번 반복해서 진행되면서 상기 희생산화막인막(20)은 제거된다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 층간절연막 제거 메카니즘을 도시한 단면도로서, 챔버내에 주입된 식각가스인,가스에 의해 생성된 불산() 및는 하부의 층간절연막인막(10)과 반응하여 휘발성 성분은 생성시키지 않음을 도시한 것이다.

따라서, 층간절연막인막(10)은 상기 희생산화막인막(20)과 1000이상의 식각선택비 차를 유지한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 제한된 면적에서 유효 표면적을 극대화하기 위한 실린더 구조를 갖는 전하저장전극의 폴리실리콘막 스페이서 형성 공정후 동일 챔버내에서 상기 폴리실리콘막 스페이서 형성을 위해 임의로 형성한 희생산화막을 식각가스만을 달리하여 건식제거함으로써, 종래의 습식제거를 위해 습식챔버로의 이동시 외부의 파티클이나 잔류 습식 화학물 등에 의한 소자의 페일 및 공정의 번거로움을 피할 수 있어 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

반도체 소자의 실린더형 전하저장전극의 실린더 구조 형성을 위해 형성된 희생산화막 제거방법에 있어서,

상기 실린더 구조 형성 후 동일한 장비내에 적어도 불소()를 포함하는 가스와 수소()를 포함하는 가스 및 상기 가스들과 상기 희생산화막과의 반응을 돕기위한 촉매가스를 주입하는 단계;

상기 챔버내의 가스들을 플라즈마화시키는 단계; 및

상기 플라즈마화된 가스와 상기 희생산화막을 반응시켜 상기 희생산화막을 건식식각하는 단계를 포함해서 이루어진 반도체 소자 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 불소()를 포함하는 가스는가스인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법.
제2항에 있어서,

상기 수소()를 포함하는 가스는계열의 가스인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법.
제3항에 있어서,

상기계열의 가스는또는인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법.
제4항에 있어서,

상기가스와 상기계열가스와 상기 희생산화막과의 반응을 돕기위한 촉매가스는 산소() 가스인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 챔버내의 압력은 200이하로 조절하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 플라즈마화된 가스와 상기 희생산화막과의 반응하여 생성된 휘발성 물질은,,및로 구성된 막인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기가스와 상기계열가스와 상기 희생산화막과의 반응을 돕기위한 촉매가스인 산소() 가스는 2 : 2 : 1의 비율로 공급되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법.