KR20000003914A - 반도체소자 제조방법 - Google Patents
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Abstract
반도체소자 제조를 위한 감광막패턴 형성후 그 하부의 질화막을 실리콘기판에 손상을 가하는 일 없이 완벽하게 제거하기 위하여 반도체기판 상부에 제1도전막을 형성하는 단계와, 상기 제1전도막 상부에 질화막을 형성하는 단계, 상기 질화막 상부에 소정의 감광막패턴을 형성하는 단계, 상기 감광막패턴 측면에 플라즈마를 이용하여 폴리머를 형성함과 동시에 감광막패턴이 형성되지 않은 부분의 노출된 상기 질화막을 제거하는 단계, 상기 감광막패턴 및 폴리머를 마스크로 이용하여 상기 제1전도막을 건식식각하여 제1전도막패턴을 형성함과 동시에 상기 감광막패턴을 제거하고 그 하부의 질화막을 일정두께 제거하는 단계, 상기 폴리머를 제거하는 단계, 상기 반도체기판 전면에 절연막을 형성하는 단계, 상기 절연막을 선택적으로 식각하여 상기 반도체기판 및 제1전도막패턴의 소정부분을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계 및 상기 콘택홀을 포함한 절연막 전면에 제2전도막을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 반도체소자 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 반도체소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 반도체소자 제조를 위한 감광막패턴 형성후 그 하부의 질화막을 실리콘기판에 손상을 가하는 일 없이 완벽하게 제거하는 방법에 관한 것이다.
반도체소자 제조공정중 질화막은 감광막패턴 형성시 빛의 반사효과를 억제하여 패턴불량을 방지하고 균일한 크기의 패턴을 형성하는데 있어서 중요한 막이다. 그러나 이러한 질화막이 후속공정인 콘택홀 형성공정에서는 제거하기가 상당히 까다로운 막이어서 이를 제거하기 위해 타겟을 증가시키면 실리콘기판에 손상이 가해지므로 타겟을 증가시키는 것도 어렵다. 이러한 현상은 반도체소자가 집적화될수록 콘택홀의 크기도 작아지면서 동시에 실리콘기판에 주입되는 이온의 주입깊이도 얕아져 질화막 제거가 더욱 어렵게 되고 있다.
도 1a 내지 도 1d를 참조하여 종래기술에 의하여 반도체소자 제조를 위한 감광막패턴 형성후 그 하부의 질화막을 제거하는 방법을 설명한다.
도 1a을 참조하면, 실리콘기판(1)상에 소정의 패턴(1)(게이트(1)와 게이트 캡산화막(2) 및 게이트 측벽스페이서(3)로 이루어진)을 형성한 후, 기판 전면에 제1전도막(4)을 형성하고, 그 상부에 질화막(5)을 형성한다. 이어서 질화막(5)위에 감광막을 도포하고 노광하여 소정의 감광막패턴(6)을 형성한다.
이어서 도 1b를 참조하면, 상기 감광막패턴(6) 측면에 플라즈마를 이용하여 폴리머(7)를 형성하여 패턴의 크기를 늘리면서 동시에 감광막패턴이 형성되지 않은 부분의 질화막을 제거한다.
도 1c를 참조하면, 상기 감광막 및 폴리머패턴(6,7)을 마스크로 이용하여 제1전도막(4)을 건식식각하여 제1전도막패턴을 형성한다.
도 1d를 참조하면, 상기 감광막 및 폴리머패턴을 제거한 후, 기판 전면에 절연막(8)을 형성한 다음 선택적으로 식각하여 소정위치에 콘택홀을 형성한다. 이어서 상기 콘택홀을 포함한 절연막(8) 전면에 제2전도막(9)을 형성한다. 이때, 도시된 바와 같이 콘택홀 형성시 실리콘기판의 손상을 방지하기 위하여 식각타겟을 증가시키지 못하는 이유로 제1전도막패턴(4) 상부에 남아 있는 질화막(5)이 완전히 제거되지 않는다. 이와 같이 남아 있는 질화막은 제2전도막 형성시 제1전도막과의 연결을 방해하여 단선(open)에 의한 페일(fail)을 유발하여 (도 1d의 A부분 참조) 반도체소자의 신뢰성 및 수율을 저하시킨다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 감광막패턴 형성후 그 하부의 반사방지막을 실리콘기판에 손상을 가하는 일 없이 완벽하게 제거하는 반도체소자 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1a 내지 도 1d는 종래기술에 의한 반도체소자 제조를 위한 감광막패턴 형성후 그 하부의 질화막을 제거하는 방법을 도시한 공정순서도,
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체소자의 제조방법을 도시한 공정순서도.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명을 반도체소자 제조에 실제로 적용한 예를 나타낸 사진.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1.게이트 2.게이트 캡산화막
3.게이트 측벽스페이서 4.제1전도막
5.질화막 6.감광막패턴
7.폴리머 8.절연막
9.제2전도막
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 반도체소자의 제조방법은 반도체기판 상부에 제1도전막을 형성하는 단계와; 상기 제1전도막 상부에 질화막을 형성하는 단계; 상기 질화막 상부에 소정의 감광막패턴을 형성하는 단계; 상기 감광막패턴 측면에 플라즈마를 이용하여 폴리머를 형성함과 동시에 감광막패턴이 형성되지 않은 부분의 노출된 상기 질화막을 제거하는 단계; 상기 감광막패턴 및 폴리머를 마스크로 이용하여 상기 제1전도막을 건식식각하여 제1전도막패턴을 형성함과 동시에 상기 감광막패턴을 제거하고 그 하부의 질화막을 일정두께 제거하는 단계; 상기 폴리머를 제거하는 단계; 상기 반도체기판 전면에 절연막을 형성하는 단계; 상기 절연막을 선택적으로 식각하여 상기 반도체기판 및 제1전도막패턴의 소정부분을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계 및 상기 콘택홀을 포함한 절연막 전면에 제2전도막을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2a 내지 도 2d에 본 발명의 일실시예에 의한 반도체소자의 제조방법을 공정순서에 따라 도시하였다.
먼저, 도 2a를 참조하면, 실리콘기판(1)상에 소정의 도전층 패턴(1)(게이트(1)와 게이트 캡산화막(2) 및 게이트 측벽스페이서(3)로 이루어진)을 형성한 후, 기판 전면에 제1전도막(4)으로서, 예컨대 비정질실리콘을 증착하고, 그 상부에 질화막(5)을 형성한다. 이어서 질화막(5)위에 감광막을 도포하고 노광하여 소정의 감광막패턴(6)을 형성한다.
이어서 도 2b를 참조하면, 상기 감광막패턴(6) 측면에 플라즈마를 이용하여 폴리머(7)를 형성하여 패턴의 크기를 늘리면서 동시에 감광막패턴이 형성되지 않은 부분의 질화막을 제거한다. 상기 폴리머는 HBr가스 또는 HBr을 함유하는 가스등을 이용하여 플라즈마를 발생시켜 형성한다.
도 2c를 참조하면, 상기 감광막 및 폴리머패턴(6,7)을 마스크로 이용하여 제1전도막(4)을 건식식각하는 바, 일단 제1전도막을 건식식각하여 제1전도막패턴(4)을 형성한 후, 감광막에 대하여 낮은 식각선택비를 갖는 건식식각을 실시하여 제1전도막패턴(4) 상부에 존재하는 감광막패턴(6)을 제거함과 동시에 감광막 하부에 위치하고 있는 질화막(5)을 일정두께 식각하고 일정두께만 남도록 한다. (A부분 참조) 이때 제1전도막(4)에 대한 식각선택비는 상당히 높아야 한다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 감광막패턴 제거를 위한 건식식각시 제1전도막에 대해서는 식각선택비가 60이상이고, 감광막에 대해서는 5이하이며, 감광막패턴 제거후, 질화막 제거를 위한 건식식각시 질화막에 대한 식각선택비는 15이하인 것이 바람직하다. 상기 건식식각은 플라즈마를 이용하여 행하는데 플라즈마 발생시 Cl2가스를 주된 식각물질로 사용하고 O2, N2, HBr, SF6, NF3등을 혼합하여 사용한다. 또한, 상기 질화막을 식각하기 위한 건식식각은 O2를 함유하는 가스의 플라즈마를 이용하여 행한다. 상기 제1전도막패턴 형성 및 감광막패턴 제거는 1회의 식각공정에 의해 동시에 실시하거나 2단계 이상의 건식식각을 이용하여 각각 제거할 수 있다.
도 2d를 참조하면, 상기 폴리머를 제거한 후, 기판 전면에 절연막(8)을 형성한 다음 선택적으로 식각하여 소정위치에 콘택홀을 형성한다. 이어서 상기 콘택홀을 포함한 절연막(8) 전면에 제2전도막(9)을 형성한다. 이때, 상기한 바와 같이 질화막을 미리 일정두께 식각해 놓음으로써 상기 콘택홀 형성시 실리콘기판의 손상도 방지하면서 콘택홀 내부의 질화막도 완전히 제거할 수 있다. (B참조) 따라서 제1전도막(4)과 제2전도막(9)의 연결에 전혀 문제가 없는 안정된 소자를 제조할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명을 반도체소자 제조에 실제로 적용한 예를 사진으로 나타낸 것으로, 도 3a는 상기 제1전도막패턴을 형성한 후의 단면형상이고, 도 3b는 콘택홀 형성후, 그리고 도 3c는 제2전도막 형성후의 단면형상을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이 질화막이 완벽히 제거되어 제1전도막과 제2전도막의 연결이 잘 이루어짐을 알 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.
본 발명에 의하면, 소자동작에 치명적인 단선에 의한 페일(fail)을 완벽하게 제거할 수 있으며, 동시에 실리콘기판의 접합영역의 손상이 거의 없으므로 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 반도체소자의 수율을 증대시킬 있고, 신규장비에 대한 투자없이도 반도체소자의 집적도를 높일 수 있다.
Claims (10)
- 반도체기판 상부에 제1도전막을 형성하는 단계;상기 제1전도막 상부에 반사방지막을 형성하는 단계;상기 반사방지막 상부에 소정의 감광막패턴을 형성하는 단계;상기 감광막패턴 측면에 플라즈마를 이용하여 폴리머를 형성함과 동시에 감광막패턴이 형성되지 않은 부분의 노출된 상기 반사방지막을 제거하는 단계; 및상기 감광막패턴 및 폴리머를 마스크로 이용하여 상기 제1전도막을 건식식각하여 제1전도막패턴을 형성함과 동시에 상기 감광막패턴을 제거하고 그 하부의 상기 반사방지막을 일정두께 제거하는 단계를 포함하는 반도체소자 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 반사방지막을 일정두께 제거하는 단계후,상기 폴리머를 제거하는 단계;상기 반도체기판 전면에 절연막을 형성하는 단계;상기 절연막을 선택적으로 식각하여 상기 반도체기판 및 제1전도막패턴의 소정부분을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계; 및상기 콘택홀을 포함한 절연막 전면에 제2전도막을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어진 반도체소자 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 반사방지막은 질화막인 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 제1전도막을 식각함과 동시에 감광막패턴 및 반사방지막을 제거하는 단계에서 플라즈마를 이용하여 건식식각하는 반도체소자의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 제1전도막을 식각함과 동시에 감광막패턴 및 반사방지막을 제거하는 단계에서 제1전도막의 식각 및 감광막패턴 제거공정을 1회의 건식식각에 의해 동시에 제거하거나 2단계 이상의 건식식각에 의해 각각 제거하는 반도체소자의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 제1전도막을 식각함과 동시에 감광막패턴 및 반사방지막을 제거하는 단계에서 감광막패턴을 제거할때 제1전도막에 대한 식각선택비는 충분히 높게 하고 감광막에 대한 식각선택비는 매우 낮게 설정하여 건식식각을 행하는 반도체소자의 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 제1전도막을 식각함과 동시에 감광막패턴 및 질화막을 제거하는 단계에서 질화막 제거시 질화막에 대한 식각선택비를 15이하로 하여 건식식각을 행하는 반도체소자의 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 질화막의 건식식각시 O2를 함유한 가스의 플라즈마를 이용하는 반도체소자의 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 제1전도막을 식각함과 동시에 감광막패턴 및 질화막을 제거하는 단계에서 감광막패턴 제거시 제1전도막에 대한 식각선택비가 60이상이고 감광막에 대한 식각선택비가 5이하인 식각조건하에서 건식식각을 행하는 반도체소자의 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 건식식각에서 Cl2가스를 주 식각가스로 하고, O2, N2, HBr, SF6, 및 NF3중 어느하나 또는 그들을 혼합한 가스를 첨부가스로 사용하는 반도체소자의 제조방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100583168B1 (ko) * | 1999-05-19 | 2006-05-24 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 제조 방법 |
-
1998
- 1998-06-30 KR KR1019980025221A patent/KR100265340B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100583168B1 (ko) * | 1999-05-19 | 2006-05-24 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100265340B1 (ko) | 2000-09-15 |
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