KR20000000889A - Method for manufacturing semiconductor devices - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고집적화된 디램(DRAM)이나 디램과 로직(logic)이 머지(merge)된 MDL(Merged DRAM and Logic)의 선택적 실리사이드막 형성시 크리티컬(critical)한 수준의 광식각 공정 (photolithography) 적용없이도 미스얼라인으로 인해 야기되는 공정 불량을 막을 수 있도록 한 반도체 소자 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to the formation of a selective silicide film of highly integrated DRAM or merged DRAM and logic (MDL) in which DRAM and logic are merged. The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device capable of preventing process defects caused by misalignment without applying a level of photolithography.
반도체 소자의 고집적화가 진행됨에 따라 콘택의 사이즈가 작아지게 되고, 이에 따라 반도체 소자의 콘택 저항이 커지는 문제가 발생하게 되었다. 이를 방지하기 위하여 샐리사이드(salicide:self-aligned silicide) 공정이 개발되었고, 0.35㎛급의 로직 소자에서는 이미 적용이 시작되었다.As the integration of semiconductor devices increases, the size of the contacts becomes smaller, which causes a problem of increasing the contact resistance of the semiconductor devices. In order to prevent this, a salicide (self-aligned silicide) process has been developed, and application has already begun for a 0.35 μm logic device.
샐리사이드 형성시 일반적으로 이용되어 오던 저저항 금속의 대표적인 예로는 W-폴리사이드(W-polycide)를 들 수 있는데, 셀 게이트의 선폭이 0.2㎛ 이하로 좁아지는 기가-비트(giga-bit)급의 디램이나 고밀도 게이트 로직이 머지된 디램에서는 게이트 저항 문제로 인해 W-폴리사이드막 적용에 한계가 따르게 되어, 현재는 선택적인 실리사이드막 형성시 주로, TiSi나 CoSi 등의 저저항 금속 사용이 일반화되고 있는 추세이다.Representative examples of low-resistance metals commonly used in forming salicides include W-polycide, which is a giga-bit class in which the line width of the cell gate is narrowed to 0.2 μm or less. Of DRAM or high-density gate logic merged, there is a limitation in application of W-polyside film due to gate resistance problem. Currently, low-resistance metals such as TiSi and CoSi are commonly used to form a selective silicide film. There is a trend.
이러한 샐리사이드 공정을 채용하여 반도체 소자를 제조할 경우, 반도체 소자의 전 영역에 걸쳐 실리사이드막을 형성할 경우에는 별 문제가 제기되지 않으나, 소자 특성상의 문제로 인해 선택적인 실리사이드막 형성이 필요한 경우에는 실리사이드 블로킹막(silicide blocking layer:이하, SBL이라 한다)을 특정 부위에만 남겨 주기 위하여 별도의 광식각 공정이 요구되므로, 공정 진행 자체가 복잡하고 까다롭다는 등의 문제가 제기되고 있다.When manufacturing a semiconductor device using the salicide process, there is no problem when forming a silicide film over the entire region of the semiconductor device. However, when a silicide film is selectively formed due to a problem in device characteristics, silicide is required. Since a separate photoetch process is required in order to leave a blocking layer (hereinafter referred to as SBL) only at a specific site, a problem such as complicated and difficult process progress is raised.
이것은 게이트 단차가 있는 상태에서 실리사이드막 형성부를 선택적으로 오픈시켜 주어야 하므로, SBL 식각시 미스얼라인으로 인한 공정 불량 발생을 억제하기 위하여 크리티컬(critical)한 수준의 광식각 공정이 요구될 뿐 아니라 공정 마진 확보에 많은 어려움이 따르기 때문에 발생되는 것으로, 현재는 이를 개선하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.Since the silicide film forming part must be selectively opened in the presence of the gate step, a critical level of photoetching process is required to suppress process defects due to misalignment during SBL etching, as well as process margin. This is caused by a lot of difficulties in securing, and research is being actively conducted to improve this.
이를 도 1 내지 도 7에 제시된 종래 반도체 소자의 선택적 실리사이드막 형성방법을 도시한 공정수순도를 참조하여 제 6 단계로 구분하여 살펴보면 다음과 같다. 여기서는 일 예로서, 디램과 로직이 머지된 반도체 소자 제조에 있어서, 디램 셀 형성부의 액티브 영역에서의 실리사이드막 형성은 피하면서 로직 형성부의 게이트 전극과 액티브 영역, 그리고 디램 셀 형성부의 게이트 전극에는 실리사이드막을 형성해 주는 경우에 대하여 살펴본다. 상기 도면에서 A로 표시된 부분은 반도체 소자의 디램 셀 형성부를 나타내고, B로 표시된 부분은 반도체 소자의 로직 형성부를 나타낸다.This will be described in the sixth step with reference to the process flow diagram illustrating a method for forming a selective silicide film of the conventional semiconductor device shown in FIGS. 1 to 7 as follows. As an example, in the fabrication of a semiconductor device in which a DRAM and a logic are merged, a silicide layer may be formed on the gate electrode and the active region of the logic forming portion and the gate electrode of the DRAM cell forming portion while avoiding the silicide film formation in the active region of the DRAM cell forming portion. Look at the case of forming. In the drawing, a portion A denotes a DRAM cell forming portion of the semiconductor device, and a portion denoted B denotes a logic forming portion of the semiconductor device.
제 1 단계로서, 도 1에 도시된 바와 같이 게이트 절연막(미 도시)과 필드 산화막(12)이 구비된 반도체 기판(실리콘 기판)(10) 상에 폴리실리콘 재질의 게이트 전극(14)를 형성하고, 이를 마스크로 이용하여 기판(10) 상으로 저농도의 불순물을 이온주입하여 LDD(lightly doped drain)(미 도시)를 형성한다. 이어, 게이트 전극(14)의 양 측벽에 질화막이나 산화막 재질의 스페이서(spacer)(16)를 형성하고, 기판 상으로 고농도의 불순물을 이온주입하여 게이트 전극(14) 양 에지측의 기판(10) 내부에 소오스·드레인용 액티브 영역(미 도시)을 형성한다.As a first step, as shown in FIG. 1, a polysilicon gate electrode 14 is formed on a semiconductor substrate (silicon substrate) 10 having a gate insulating film (not shown) and a field oxide film 12. Using this as a mask, a low concentration of impurities are ion-implanted onto the substrate 10 to form a lightly doped drain (LDD) (not shown). Subsequently, spacers 16 made of a nitride film or an oxide film are formed on both sidewalls of the gate electrode 14, and a high concentration of impurities are ion-implanted onto the substrate to form the substrate 10 on both edges of the gate electrode 14. Source and drain active regions (not shown) are formed inside.
제 2 단계로서, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 결과물 전면에 SBL로 사용되어질 중온 산화막(medium temperature oxide:이하, MTO라 한다) 재질의 절연막(18)을 형성한다. 여기서, MTO란 300 ~ 600℃의 온도 범위 내에서 성장된 산화막을 나타낸다.As a second step, as shown in FIG. 2, an insulating film 18 of a medium temperature oxide (hereinafter referred to as MTO) material to be used as SBL is formed on the entire surface of the resultant. Here, MTO represents the oxide film grown in the temperature range of 300-600 degreeC.
제 3 단계로서, 도 3에 도시된 바와 같이 절연막(18) 상에 비반사코팅막(anti-reflective layer:이하, ARL이라 한다)(20)을 형성한다. 이와 같이, 절연막(18) 상에 ARL(20)을 형성해 준 것은 후속 광식각 공정을 진행할 때 U.V 광이 상기 절연막(18) 표면에서 난반사(diffused reflection)되는 현상이 발생되므로, ARL없이는 목적하는 절연막의 미세 패턴을 형성하기 어렵기 때문이다.As a third step, an anti-reflective layer 20 (hereinafter referred to as ARL) 20 is formed on the insulating film 18 as shown in FIG. As such, the formation of the ARL 20 on the insulating film 18 causes a phenomenon that UV light is diffusely reflected on the surface of the insulating film 18 during the subsequent photoetching process. This is because it is difficult to form a fine pattern.
제 4 단계로서, 도 4에 도시된 바와 같이 ARL(20) 상에 감광막(22)을 형성하고, 광식각 공정을 이용하여 디램 셀 형성부(A)의 게이트 전극(14) 상측에 위치한 ARL(20)과 로직 형성부(B)의 ARL(20) 표면이 노출되도록 상기 감광막(22)을 선택식각한다.As a fourth step, as shown in FIG. 4, the photoresist film 22 is formed on the ARL 20, and an ARL (on the upper side of the gate electrode 14 of the DRAM cell forming unit A) is formed using a photolithography process. The photoresist film 22 is selectively etched to expose 20 and the surface of the ARL 20 of the logic forming unit B.
제 5 단계로서, 도 5에 도시된 바와 같이 식각처리된 상기 감광막(22)을 마스크로 이용하여 ARL(20)과 절연막(18)을 순차적으로 식각한다.As a fifth step, the ARL 20 and the insulating film 18 are sequentially etched using the photosensitive film 22 etched as shown in FIG. 5 as a mask.
제 6 단계로서, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 결과물 전면에 Co, Ti, Ni 재질의 고융점 금속을 형성하고, 열처리를 실시한다. 이때, ARL(20)과 절연막(18)이 제거된 영역에서는 실리콘과 고융점 금속이 반응되어져 저저항 금속인 실리사이드막(24)이 형성되는 반면, 절연막(18)이 남겨진 영역이나 측벽 스페이서(16)가 형성된 영역에서는 실리콘과 고융점 금속이 반응하지 못하여 고융점 금속이 미반응 금속으로 남게 된다. 이어, 미반응된 고융점 금속을 제거해 주므로써, 본 공정 진행을 완료한다.As a sixth step, as shown in Figure 6, a high melting point metal of Co, Ti, Ni material is formed on the entire surface of the resultant, and heat treatment is performed. At this time, in the region where the ARL 20 and the insulating film 18 are removed, silicon and the high melting point metal react to form a silicide film 24, which is a low resistance metal, while the insulating film 18 is left or the sidewall spacer 16. In the region where) is formed, silicon and the high melting point metal do not react, and the high melting point metal remains as an unreacted metal. Then, by removing the unreacted high melting point metal, the present process is completed.
그러나, 상기와 같이 반도체 소자의 선택적 실리사이드막 형성 공정을 진행할 경우에는 앞서 간략하게 언급된 바와 같이 다음과 같은 문제점이 발생된다.However, when the selective silicide film forming process of the semiconductor device is performed as described above, the following problems occur as briefly mentioned above.
로직 형성부(B)와 같이 실리사이드막이 전면 형성되는 영역에서는 문제가 발생되지 않으나, 디램 셀 형성부(A)와 같이 게이트 전극(14)의 표면에만 선택적으로 실리사이드막이 형성되는 영역에서는 미스얼라인으로 인해 게이트 전극(14) 위에 국부적으로 실리사이드막이 형성되지 않거나 혹은 액티브 영역인 소오스·드레인 영역에 국부적으로 실리사이드막이 형성되는 문제가 발생된다. 이러한 현상은 디램 셀의 고집적화로 인해 미세 패턴의 사이즈가 작아질 경우 더욱 심화되므로 이에 대한 개선책이 시급하게 요구되고 있다.The problem does not occur in the region in which the silicide layer is formed on the entire surface, such as the logic forming portion B, but in the region in which the silicide layer is selectively formed only on the surface of the gate electrode 14, such as the DRAM cell forming portion A, the misalignment occurs. This causes a problem that a silicide film is not locally formed on the gate electrode 14 or a silicide film is locally formed in a source / drain region which is an active region. Such a phenomenon is further exacerbated when the size of the fine pattern is reduced due to the high integration of the DRAM cell, and therefore, an improvement for this phenomenon is urgently required.
이에 본 발명의 목적은, SBL로 사용되는 절연막을 특정 부위에만 남겨 주기 위한 크리티컬한 수준의 광식각 공정 적용없이도 미스얼라인으로 인해 야기되는 공정 불량을 제거할 수 있도록 하여, 반도체 소자의 선택적 실리사이드막 형성시 제품의 균일한 특성 확보가 가능하도록 한 반도체 소자 제조방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to remove a process defect caused by misalignment without applying a critical level of photoetch process to leave an insulating film used as SBL only in a specific region, thereby selecting a selective silicide film of a semiconductor device. It is to provide a method of manufacturing a semiconductor device that enables to ensure the uniform characteristics of the product when forming.
도 1 내지 도 6은 종래 반도체 소자의 선택적 실리사이드막 형성방법을 도시한 공정수순도,1 to 6 are process flowcharts illustrating a method of forming a selective silicide film of a conventional semiconductor device;
도 7 내지 도 11은 본 발명에 의한 반도체 소자의 선택적 실리사이드막 형성방법을 도시한 공정수순도이다.7 to 11 are process flowcharts showing a method for forming a selective silicide film of a semiconductor device according to the present invention.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 반도체 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 공정과; 상기 게이트 전극의 양 측벽에 스페이서를 형성하는 공정과; 상기 게이트 전극 양 에지측의 상기 기판 내부에 소오스·드레인용 액티브 영역을 형성하는 공정과; 상기 게이트 전극과 상기 스페이서를 포함한 상기 기판 전면에 에치스토퍼를 형성하는 공정과; 상기 에치스토퍼 상에 절연막을 형성하는 공정과; 상기 게이트 전극 상의 상기 에치스토퍼가 노출되도록, 상기 절연막을 CMP 처리하여 디램 셀 형성부의 상기 액티브 영역 표면과 그 이외의 임의의 영역의 상기 액티브 영역 표면에만 자기정합적으로 상기 절연막을 잔존시키는 공정과; 상기 결과물 상에 디램 셀 형성부를 한정하는 감광막 패턴을 형성하고, 이를 마스크로 이용하여 그 이외의 임의의 영역의 상기 잔존 절연막을 식각한 다음, 상기 감광막 패턴을 제거하는 공정과; 상기 절연막이 잔존되지 않은 부분의 상기 에치스토퍼를 전면 식각하는 공정; 및 디램 셀 형성부의 상기 게이트 전극 표면 및 그 이외의 임의의 영역의 상기 게이트 전극과 상기 액티브 영역 표면에 실리사이드막을 형성하는 공정으로 이루어진 반도체 소자 제조방법이 제공된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a process for forming a gate electrode on a semiconductor substrate; Forming spacers on both sidewalls of the gate electrode; Forming a source / drain active region in the substrate on both edges of the gate electrode; Forming an etch stopper on the entire surface of the substrate including the gate electrode and the spacer; Forming an insulating film on the etch stopper; CMP-processing the insulating film so that the etch stopper on the gate electrode is exposed so as to self-align the insulating film only on the surface of the active region of the DRAM cell forming portion and the surface of the active region of any other region; Forming a photoresist pattern defining a DRAM cell forming part on the resultant, using the mask as a mask to etch the remaining insulating film in any other region, and then removing the photoresist pattern; Etching the entire surface of the etch stopper in a portion where the insulating film is not remaining; And forming a silicide film on the gate electrode surface of the DRAM cell forming portion and on the gate electrode and the active region surface of any other region.
상기와 같이 공정을 진행할 경우, SBL로 사용되는 절연막 식각시 크리티컬한 수준의 광식각 공정이 필요없을 뿐 아니라 종래의 경우에 비해 공정 마진 확보 측면에서 유리하여 자기 정합된 실리사이드막 형성시 미스얼라인으로 인해 공정 불량이 발생되는 것을 막을 수 있게 된다.When the process is performed as described above, a critical level of photoetching process is not necessary for the etching of the insulating film used as SBL, and it is advantageous in terms of securing process margin compared to the conventional case, and thus it is misaligned when forming the self-aligned silicide layer. This can prevent process defects from occurring.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 SBL로 사용되는 절연막을 특정 부분(예컨대, 디램 셀 형성부(A)의 게이트 전극 간의 액티브 영역)에만 남겨 주기 위한 크리티컬한 수준의 광식각 공정 적용없이도 실리사이드막을 자기 정합적으로 원하는 부위에만 선택적으로 형성할 수 있도록 하여, 디램 셀의 리프레쉬(refresh) 특성을 훼손하지 않으면서도 미스얼라인으로 인해 야기되는 공정 불량을 제거할 수 있도록 하는데 주안점을 둔 기술이다.According to the present invention, the silicide film may be self-aligned to a desired portion without applying a critical level of photoetch process to leave the insulating film used as the SBL only in a specific portion (for example, an active region between the gate electrodes of the DRAM cell forming portion A). It is a technology that focuses on making it possible to selectively form, to eliminate process defects caused by misalignment without compromising the refresh characteristics of the DRAM cell.
이를 도 7 내지 도 11에 제시된 본 발명에 의한 반도체 소자의 선택적 실리사이드막 형성방법을 도시한 공정수순도를 참조하여, 제 5 단계로 구분하여 살펴보면 다음과 같다. 여기서는 일 예로서, 디램과 로직이 머지된 반도체 소자 제조에 있어서, 디램 셀 형성부의 액티브 영역에서의 실리사이드막 형성은 피하면서 로직 형성부의 게이트 전극과 액티브 영역, 그리고 디램 셀 형성부의 게이트 전극에는 실리사이드막을 형성해 주는 경우에 대하여 살펴본다. 상기 도면에서 A로 표시된 부분은 반도체 소자의 디램 셀 형성부를 나타내고, B로 표시된 부분은 반도체 소자의 로직 형성부를 나타낸다.Referring to the process flow diagram illustrating a method for forming a selective silicide film of a semiconductor device according to the present invention shown in Figures 7 to 11, it is divided into a fifth step as follows. As an example, in the fabrication of a semiconductor device in which a DRAM and a logic are merged, a silicide layer may be formed on the gate electrode and the active region of the logic forming portion and the gate electrode of the DRAM cell forming portion while avoiding the silicide film formation in the active region of the DRAM cell forming portion. Look at the case of forming. In the drawing, a portion A denotes a DRAM cell forming portion of the semiconductor device, and a portion denoted B denotes a logic forming portion of the semiconductor device.
제 1 단계로서, 도 7에 도시된 바와 같이 게이트 절연막(미 도시)과 필드 산화막(102)이 구비된 반도체 기판(예컨대, 실리콘 기판)(100) 상에 폴리실리콘 재질의 게이트 전극(104)을 형성하고, 이를 마스크로 이용하여 기판(100) 상으로 저농도의 불순물을 이온주입하여 LDD(미 도시)를 형성한다. 이어, 게이트 전극(104)을 포함한 기판(100) 전면에 산화막이나 질화막 재질의 절연막을 형성한 다음, 이를 에치백하여 게이트 전극(104)의 양 측벽에 절연막 재질의 스페이서(106)를 형성한다. 그후, 게이트 전극(104)과 스페이서(106)를 마스크로 이용하여 기판(100) 상으로 고농도의 불순물을 이온주입하여 게이트 전극(104) 양 에지측의 기판(100) 내부에 소오스·드레인용 액티브 영역(미 도시)을 형성한다.As a first step, as shown in FIG. 7, a polysilicon gate electrode 104 is formed on a semiconductor substrate (eg, a silicon substrate) 100 having a gate insulating layer (not shown) and a field oxide layer 102. LDD (not shown) is formed by ion implanting impurities of low concentration onto the substrate 100 using the mask as a mask. Next, an insulating film made of an oxide film or a nitride film is formed on the entire surface of the substrate 100 including the gate electrode 104, and then etched back to form spacers 106 made of an insulating film on both sidewalls of the gate electrode 104. Thereafter, a high concentration of impurities are ion-implanted onto the substrate 100 by using the gate electrode 104 and the spacer 106 as a mask, and active source and drain active within the substrate 100 on both edges of the gate electrode 104 are performed. Form an area (not shown).
제 2 단계로서, 도 8에 도시된 바와 같이 게이트 전극(104)과 스페이서(106)를 포함한 기판(100) 전면에 질화막 재질의 에치스토퍼(108)를 형성하고, 그 위에 갭 필(gap fill) 특성이 우수한 CVD 산화막 재질의 절연막(110)을 형성한다. 이때, 상기 절연막(110)으로는 HDP(high density plasma) 산화막의 단층 구조나 "HDP 산화막/PE-TEOS 산화막"의 적층 구조가 이용된다.As a second step, as shown in FIG. 8, an etch stopper 108 formed of a nitride film is formed on the entire surface of the substrate 100 including the gate electrode 104 and the spacer 106, and a gap fill thereon. An insulating film 110 made of a CVD oxide film material having excellent characteristics is formed. In this case, a single layer structure of a high density plasma (HDP) oxide film or a stacked structure of an "HDP oxide film / PE-TEOS oxide film" may be used as the insulating film 110.
제 3 단계로서, 도 9에 도시된 바와 같이 게이트 전극(104) 상의 에치스토퍼(108)가 노출될 때까지 상기 절연막(110)을 CMP 처리하여, 디램 셀 형성부(A)의 액티브 영역 표면과 로직 형성부(B)의 액티브 영역 표면에만 자기 정합적으로 SBL로 사용되어질 수백Å 이상의 절연막(110)이 잔존되도록 한다. 이때, 상기 필드 산화막(102) 상에 형성된 게이트 전극(104)은 다른 부분(예컨대, 활성영역)에 형성된 게이트 전극(104)보다 단차가 높으므로, CMP 과정에서 게이트 전극(104) 표면의 에치스토퍼(108)가 거의 다 제거되게 된다.As a third step, as shown in FIG. 9, the insulating film 110 is subjected to CMP treatment until the etch stopper 108 on the gate electrode 104 is exposed, so that the surface of the active region of the DRAM cell forming portion A is formed. Only a few hundred 절연막 or more insulating films 110 to be used as SBLs remain in the self-alignment only on the active region surface of the logic forming unit B. At this time, the gate electrode 104 formed on the field oxide film 102 has a higher step height than the gate electrode 104 formed on another portion (for example, the active region), and thus the etch stopper on the surface of the gate electrode 104 in the CMP process. Almost 108 will be removed.
제 4 단계로서, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 결과물 상에 디램 셀 형성부(A)를 한정하는 감광막 패턴(112)을 형성하고, 이를 마스크로 이용하여 그 이외의 임의의 영역(예컨대, 로직 형성부)의 잔존 절연막(110)을 제거한다. 이때, 잔존 절연막(110)은 랄(LAL)을 에천트로 이용한 습식식각 공정에 의해 제거된다.As a fourth step, as shown in FIG. 10, a photoresist pattern 112 defining a DRAM cell forming portion A is formed on the resultant, and any other area (for example, logic) is formed using the photoresist pattern 112 as a mask. The remaining insulating film 110 of the forming portion is removed. In this case, the remaining insulating layer 110 is removed by a wet etching process using LAL as an etchant.
제 5 단계로서, 도 11에 도시된 바와 같이 감광막 패턴(112)을 제거하고, 절연막(110)이 남겨진 부분을 제외한 영역의 에치스토퍼(108)를 식각하여 실리사이드막 형성부(예컨대, 디램 셀 형성부(A)의 게이트 전극 표면 및 로직 형성부(B)의 게이트 전극 표면과 액티브 영역 표면)를 노출시킨다. 이때, 에치스토퍼(108)는 건식식각 공정이나 RF(raido frequency) 식각 공정에 의해 식각된다. 이어, 게이트 전극(104)과 스페이서(106), 그리고 SBL로 이용되는 잔존 절연막(110)을 포함한 기판(100) 전면에 Co, Ti, Ni 재질의 고융점 금속을 형성하고, 열처리를 실시한다. 이때, 절연막(110)이 제거된 영역에서는 실리콘과 고융점 금속이 반응되어져 저저항 금속인 실리사이드막(114)이 형성되는 반면, 절연막(110)이 남겨진 영역이나 스페이서(106)가 형성된 영역에서는 실리콘과 고융점 금속이 반응하지 못하여 고융점 금속이 미반응 금속으로 남게 된다. 이어, 미반응된 고융점 금속을 황산을 이용하여 제거해 주므로써, 본 공정 진행을 완료한다.As a fifth step, as shown in FIG. 11, the photoresist pattern 112 is removed, and the etch stopper 108 is removed by etching the region except for the portion where the insulating layer 110 remains. The gate electrode surface of the portion A and the gate electrode surface and the active region surface of the logic forming portion B) are exposed. In this case, the etch stopper 108 may be etched by a dry etching process or a raido frequency (RF) etching process. Subsequently, a high melting point metal made of Co, Ti, or Ni is formed on the entire surface of the substrate 100 including the gate electrode 104, the spacer 106, and the remaining insulating film 110 used as SBL, and heat treatment is performed. At this time, in the region where the insulating layer 110 is removed, silicon and the high melting point metal react to form a silicide layer 114 which is a low resistance metal, whereas in the region where the insulating layer 110 remains or the spacer 106 is formed And the high melting point metal does not react, and the high melting point metal remains as unreacted metal. Then, the unreacted high melting point metal is removed using sulfuric acid to complete the present process.
이와 같이 공정을 진행할 경우, SBL로 사용되는 절연막(110)의 식각 공정이 CMP 공정에 의해 이루어지므로, 선택적 실리사이드막 형성시 크리티컬한 수준의 광식각 공정이 필요없을 뿐 아니라 기존의 경우에 비해 공정 마진 확보가 유리하여, 미스얼라인으로 인해 야기되는 공정 불량을 제거할 수 있게 된다. 또한, 이로 인해 수율향상을 기할 수 있게 되므로, 원가 절감 측면에서도 큰 효과를 얻을 수 있게 된다.In this case, since the etching process of the insulating film 110 used as the SBL is performed by the CMP process, a critical level of photoetching process is not required when forming the selective silicide layer, and the process margin is compared with the conventional case. Securing is advantageous, making it possible to eliminate process defects caused by misalignment. In addition, this can improve the yield, it is possible to obtain a great effect in terms of cost reduction.
본 발명에서는 상기 공정의 이해를 돕기 위하여 편의상, 주변회로부나 입·출력단 등에서의 실리사이드막 형성에 관한 구체적인 언급을 피하였으나, 이 부분의 선택적 실리사이드막 형성시에도 상기 공정은 동일하게 적용된다.In the present invention, in order to facilitate the understanding of the above-described process, specific reference to silicide film formation in the peripheral circuit portion, the input and output terminals, etc. has been avoided for convenience, but the above-described process is also applied to the formation of the selective silicide film.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, SBL로 사용되는 절연막이 크리티컬한 수준의 광식각 공정이 아닌 에치스토퍼를 적용한 CMP 공정에 의해 식각되므로, 공정 마진 확보가 가능하게 되어 선택적 실리사이드막 형성시 미스얼라인으로 인해 야기되는 공정 불량(예컨대, 게이트 전극 위에 국부적으로 실리사이드막이 형성되지 않거나 혹은 액티브인 소오스, 드레인 영역에 국부적으로 실리사이드막이 형성되는 등의 불량)을 제거할 수 있게 되고, 또한 이로 인해 반도체 제품의 균일한 특성 확보가 가능하게 되므로 고신뢰성의 반도체 소자를 구현할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, since the insulating film used as SBL is etched by a CMP process using an etch stopper instead of a critical level of photoetching process, a process margin can be secured, thus making it difficult to form a selective silicide film. Process defects caused by phosphorus (e.g., a defect in which no silicide film is locally formed on the gate electrode, or an active source or a silicide film is locally formed in the drain region) can be eliminated. Since it is possible to ensure a uniform characteristic of the high reliability semiconductor device can be implemented.
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