KR19980057105A - 반도체 장치의 콘택홀 형성방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

반도체 장치 제조방법

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

종래의 반도체 장치의 콘택홀 형성 공정은 마스크 공정시 해상도의 한계로 인하여 미세한 선폭의 콘택홀을 구현하는데 여러움이 있었음.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은 플라즈마 식각시 폴리머가 다량 발생하는 희생막을 사용하여 측벽에 폴리머가 증착된 포토레지스트 패턴을 형성하고 이를 식각 장벽으로하여 미세한 콘택홀을 형성하는 방법을 제공하고자 함.

4. 발명의 중요한 용도

반도체 장치의 콘택홀 형성에 이용됨

Description

반도체 장치의 콘택홀 형성방법

본 발명은 반도체 장치의 콘택홀 형성방법에 관한 것으로, 특히 미세한 선폭을 가지는 반도체 장치의 콘택홀 형성 방법에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면 도 1을 참조하여 반도체 장치의 콘택홀 형성방법에 관한 종래 기술을 설명한다.

우선, 도 1에 도시된 바와 같이 반도체 장치의 콘택홀은 포토레지스트 패턴(12)을 실리콘 기판(10) 및 소정의 하부층 상에 형성된 층간 절연막(11) 상부에 형성하고, 이러한 포토레지스트 패턴(12)을 식각 장벽으로하여 선택적 식각 함으로써 콘택홀을 형성한다.

그러나, 이러한 콘택홀의 선폭 크기는 포토레지스트 패턴(12)의 선폭 크기에 의해 결정되는데, 마스크 공정시 해상도의 한계로 인하여 고집적 반도체 장치의 미세 콘택홀 형성이 어려워지고 있다.

참고로, 현재의 마스크 공정시 해상도, 즉 패턴의 한계 선폭은 파장이 365㎜인 i-라인(i-line) 적용시에는 0.35㎛ 정도이며, 그 파장이 248㎚인 딥 자외선(deep UV) 적용시에도 0.25㎛ 정도이다.

본 발명은 플라즈마 식각시 폴리머가 다량 발생하는 희생막을 사용하여 측벽에 폴리머가 증착된 포토레지스트 패턴을 형성하고 이를 식각 장벽으로하여 미세한 콘택홀을 형성하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래기술에 따라 형성된 반도체 장치의 콘택홀 형성 공정도,

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 장치의 콘택홀 형성 공정도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 20 : 실리콘 기판 11, 21 : 층간 절연막

12, 23 : 포토레지스트 패턴 22 : 폴리 실리콘막

24 : 폴리머

소정의 하부층이 형성된 반도체 기판 상에 소정의 층간 절연막을 형성하는 단계,상기 층간 절연막 상부에, 플라즈마 식각에 의해 폴리머를 생성하는 희생막을 형성하는 단계, 상기 희생막 상부에 콘택홀 형성을 위한 포토레지스트 패턴을 형성하고, 이를 식각 장벽으로하여 상기 희생막을 플라즈마 식각함으로써 상기 희생막의 패턴 및 포토레지스트 측벽 부위에 폴리머를 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴 및 상기 폴리머를 식각 장벽으로하여 상기 층간 절연막을 선택적 식각하는 단계 및 상기 포토레지스트 패턴 및 상기 폴리머를 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이하, 첨부된 도면 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 본 발명의 일실시예를 상술한다.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이 소정의 하부층이 형성된 실리콘 기판(20) 상에 층간 절연막(21)을 형성하고, 그 상부에 폴리 실리콘막(22)을 형성한 다음, 그 상부에 콘택홀 형성을 위한 포토레지스트 패턴(23)을 형성한다. 폴리 실리콘막(22)은 7족 플라즈마(F, Cl, Br)에 잘 식각되며, 탄소기의 흡착이 용이하며, 탄소를 포함하는 플라즈마에서 다량의 폴리머를 형성시키는 특성이 있다.

다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이 포토레지스트 패턴(23)을 식각 장벽으로하여 폴리 실리콘막(22)을 식각한다. 이때, 사용되는 플라즈마는 C_xF_y계 또는 C_xH_yF_z계 플라즈마로서 탄소(C)와 불소(F)의 비율을 조절하거나, 수소기 또는 산소기를 첨가함으로써 폴리 실리콘막(22)에 대한 선택비 및 폴리머의 생성량을 조절할 수 있다. 또한, 폴리 실리콘막(22)을 C_xF_y계 또는 C_xH_yF_z계 플라즈마로 식각시 다량의 폴리머(24)가 생성되며, 이는 이온 밤바드(bombard)에 의하여 식각된 폴리 실리콘막(22) 및 포토레지스트 패턴(23) 측벽에 폴리머(24)가 증착된다.

이어서, 도 2c에 도시된 바와 같이 포토레지스트 패턴(23) 및 폴리머(24)를 식각 장벽으로하여 층간 절연막(21)을 선택적 식각하여 콘택홀을 형성한다. 폴리머(24)에 의하여 포토레지스트 패턴(23)의 선폭 보다 미세한 선폭의 콘택홀을 형성할수 있으며, 층간 절연막(SiO₂)(21) 식각시 SiF₄, O₂, CO 등의 부산물이 생성되는데, 이때, 생성된 산소기가 폴리머(24)를 제거하게 된다.

이후, 포토레지스트 패턴(23) 및 폴리 실리콘막(22)을 제거하고. 후속 공정을 진행한다.

본 발명은 일실시예에서 밝힌 폴리 실리콘막 외에도 플라즈마 식각시 폴리머를 다량 유발하는 질화막 등을 희생막으로하여 실시 가능하며, 이때는 플라즈마의 종류가 달라지게 된다.

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 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기와 같이 본 발명을 실시하면 플라즈마 식각시 폴리머가 다량 발생하는 폴리 실리콘막 또는 질화막 등을 사용하여 측벽에 폴리머가 증착된 포토레지스트 패턴을 식각 장벽으로하여 층간 절연막을 선택적 식각함으로써 미세한 선폭을 가진 콘택홀을 형성할 수 있으며, 이로 인하여 고집적 반도체 장치의 제조 수율을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 소정의 하부층이 형성된 반도체 기판 상에 소정의 층간 절연막을 형성하는 단계, 상기 층간 절연막 상부에, 플라즈마 식각에 의해 폴리머를 생성하는 희생막을 형성하는 단계, 상기 희생막 상부에 콘택홀 형성을 위한 포토레지스트 패턴을 형성하고, 이를 식각 장벽으로하여 상기 희생막을 플라즈마 식각함으로써 상기 희생막의 패턴 및 포토레지스트 측벽 부위에 폴리머를 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴 및 상기 폴리머를 식각 장벽으로하여 상기 층간 절연막을 선택적 식각하는 단계 및 상기 포토레지스트 패턴 및 상기 폴리머를 제거하는 단계를 포함하여 이루어진 반도체 장치의 콘택홀 형성방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 희생막은 폴리 실리콘막 또는 질화막인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 콘택홀 형성방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플라즈마는 C_xF_y계 또는 C_xH_yF_z계 플라즈마인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 콘택홀 형성방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리머는 상기 플라즈마의 탄소와 불소의 비율을 조절하여 그 생성량을 조절하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 콘택홀 형성방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리머는 상기 플라즈마에 수소기 또는 산소기를 첨가하여 그 생성량을 조절하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 콘택홀 형성방법.