KR19990053209A - 반도체 장치의 콘택홀 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조 분야에 관한 것으로, 특히 반도체 장치의 콘택홀 형성방법에 관한 것이다. 본 발명은 층간 절연막의 토폴로지에 의한 난반사를 감소시키는 반도체 장치의 콘택홀 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 이를 위하여 본 발명으로부터 제공되는 특징적인 반도체 장치의 콘택홀 형성방법은 반도체 기판 상에 형성된 소정의 하부층 상부에 산화막계 층간 절연막을 형성하는 제1 단계; 상기 층간 절연막의 표면 부분에 원자외선 광원을 흡수하는 질소 이온주입 영역을 형성하는 제2 단계; 원자외선을 노광원으로 사용하는 사진 및 식각 공정을 실시하여 상기 층간 절연막을 선택적 식각하는 제3 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

반도체 장치의 콘택홀 형성방법

본 발명은 반도체 제조 분야에 관한 것으로, 특히 반도체 장치의 콘택홀 형성방법에 관한 것이다.

포토레지스트를 사용한 반도체 장치의 패턴 형성은 하부막의 반사율에 크게 영향을 받는다. 즉, 반사율이 작은 물질을 패터닝하는 경우에는 용이하게 패턴을 형성할 수 있으나, 반사율이 큰 물질을 패터닝하는 경우에는 반사된 빛에 의하여 패턴 형성이 방해를 받아 원하는 패턴의 위치 및 형상을 확보하기가 어렵다. 이러한 현상은 반도체 장치의 고집적화에 따라 패턴이 미세화 될수록 더욱 심각한 문제로 대두되고 있다.

이러한 하부층의 반사율에 따른 리소그래피 공정 상의 난점을 해소하기 위하여 반사율이 큰 하부층 상부에 반사 방지막(ARC; Anti-Reflective Coating)을 사용하여 빛의 반사를 줄이는 기술이 일반화되고 있다.

그러나, 이러한 반사 방지막은 포토레지스트 패턴을 사용한 하부층 식각시 그 식각이 용이하지 않아 식각 잔유물을 유발하고, 이러한 식각 잔유물이 하부층의 식각 방지막으로서 작용하여 하부층의 패터닝에 장애가 되거나, 식각 잔유물 제거를 위한 과도 식각을 진행할 경우에는 기판이 손상되는 문제점이 있었다. 또한, 이러한 반사 방지막은 반도체 장치 제조가 끝난 후에도 불필요하게 계속하여 남아 있게 되는 단점이 있었다. 그리고, 단차를 가진 부분에서 형성되는 반사 방지막의 두께가 불균일하여 반사율의 차이를 유발하는 문제점을 가지고 있다.

특히, 하프톤 위상반전 마스크(halftone phase shift mask)를 사용한 콘택홀 형성시 포토마스크의 크롬 지역에서 빛이 부분적으로 투과되고, 투과된 빛이 기판의 토폴로지(topology)에 의해 난반사 되어 포토레지스트 패턴의 긁힘(notching) 현상을 유발하여 콘택홀 형성이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

본 발명은 층간 절연막의 토폴로지에 의한 난반사를 감소시키는 반도체 장치의 콘택홀 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 장치의 콘택홀 형성 공정 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 실리콘 기판 11 : 워드라인

12 : BPSG막 13 : 질소 이온주입 영역

본 발명으로부터 제공되는 특징적인 반도체 장치의 콘택홀 형성방법은 반도체 기판 상에 형성된 소정의 하부층 상부에 산화막계 층간 절연막을 형성하는 제1 단계; 상기 층간 절연막의 표면 부분에 원자외선 광원을 흡수하는 질소 이온주입 영역을 형성하는 제2 단계; 원자외선을 노광원으로 사용하는 사진 및 식각 공정을 실시하여 상기 층간 절연막을 선택적 식각하는 제3 단계를 포함하여 이루어진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상술한다.

첨부된 도면 도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 장치의 콘택홀 형성 공정을 도시한 것이다.

우선, 도 1a에 도시된 바와 같이 실리콘 기판(10) 상에 워드라인(11) 및 다른 하부층 공정을 진행한 다음, 전체 구조 상부에 층간 절연막인 BPSG(BoroPhospho Silicate Glass)막(12)을 증착하고 이를 플로우(flow) 시킨다.

다음으로, 도 1b에 도시된 바와 같이 BPSG막(12) 표면 부분에 질소 이온주입을 실시한다.

이어서, 도 1c에 도시된 바와 같이 열처리를 실시하여 BPSG막(12) 상부의 이온주입 영역(13)에서 248㎚ 파장의 원자외선(DUV)을 흡수하는 산소와 질소간의 결합을 형성한다.

이후, 전체 구조 상부에 포토레지스트를 형성하고, 콘택홀 형성을 위한 하프톤 위상반전 마스크를 사용하여 원자외선 노광을 실시한다. 이때, BPSG막(12) 상부의 이온주입 영역(13)에서 원자외선(DUV)을 흡수하게 되어 난반사를 방지함으로써 포토레지스트 패턴의 긁힘 현상이 나타나지 않게 된다.

상술한 일실시예는 층간 절연막으로서 BPSG막을 일례로 들어 설명하였으나 이는 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니며, 본 발명은 모든 산화막계 층간 절연막에 적용할 수 있다.

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.

이상에서와 같이 본 발명을 실시하면 원자외선 메커니즘을 사용하는 리소그래피 공정을 통한 콘택홀 형성시 별도의 반사 방지막의 증착을 생략할 수 있어 공정 단순화를 기대할 수 있다. 또한, 본 발명을 실시하면 균일한 반사 방지막을 얻을 수 있어 콘택홀 형성을 용이하게 한다.

Claims (3)

1. 반도체 기판 상에 형성된 소정의 하부층 상부에 산화막계 층간 절연막을 형성하는 제1 단계;

   상기 층간 절연막의 표면 부분에 원자외선 광원을 흡수하는 질소 이온주입 영역을 형성하는 제2 단계;

   원자외선을 노광원으로 사용하는 사진 및 식각 공정을 실시하여 상기 층간 절연막을 선택적 식각하는 제3 단계

   를 포함하여 이루어진 반도체 장치의 콘택홀 형성방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 단계가

   상기 층간 절연막에 질소 이온주입을 실시하는 제4 단계와,

   열처리를 실시하는 제5 단계를 포함하여 이루어진 반도체 장치의 콘택홀 형성방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제1 단계가

   상기 소정의 하부층 상부에 보로포스포 실리킷 글래스막을 증착하는 제6 단계와,

   상기 보로포스포 실리킷 글래스막을 플로우 시키는 제7 단계를 포함하여 이루어진 반도체 장치의 콘택홀 형성방법.