KR20000025683A - 반도체 소자의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 반도체 소자의 전기적 배선공정의 하나인 콘택홀 형성시, 콘택홀이 텅스텐 실리사이드 상부에 형성될 경우, 텅스텐 실리사이드가 노출됨에 의해 텅스텐 실리사이드 표면에 생성되어 콘택홀 저항을 높이며 소자의 동작특성을 악화시키는 WxOyCz 물질을 플루오린(Fluorine)계 가스와 질소 가스를 혼합한 혼합가스를 이용하여 용이하게 제거시킴으로써 소자의 동작특성과 제조 수율향상을 기할 수 있는 기술이다.

Description

반도체 소자의 제조방법
본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 반도체 소자의 전기적 배선공정의 하나인 콘택홀 형성시, 콘택홀이 텅스텐 실리사이드(W-Silicide) 위에 형성될 경우, 텅스텐 실리사이드 표면에 형성되어 콘택홀의 저항을 높이고 소자의 동작특성을 저하시키는 물질을 플루오린(Fluorine)계 가스와 질소 가스를 혼합한 혼합가스의 사용으로 용이하게 제거함으로써 반도체 소자의 동작특성 및 수율향상을 기대할 수 있는 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 집적도가 매우 높아짐에 따라 소자의 동작 속도도 매우 빠른 것이 요구되고 있다. 소자의 집적도가 비교적 낮은 4M 디램(DRAM)이나 16M 디램 소자에서는 워드라인으로 폴리실리콘(이하 '폴리' 라 함) 단일층을 사용하였다.
그러나 64M 디램의 후속 세대, 예컨데 0.25㎛ 디자인 룰을 사용하는 소자의 경우, 소자의 동작 속도 향상을 위해 (WSi2+폴리)의 복층 구조의 워드라인이 필요하게 되었다. 그런데 비트라인 콘택홀과 같이 워드라인의 상부에 콘택홀이 형성될 경우 실리사이드가 드러나게 된다. 이 경우 콘택홀 저항이 매우 높아지게 되어 소자의 동작 특성이 매우 악화되거나 소자가 구동되지 아니하는 문제점이 발생한다.
또한 상기한 점을 개선하기 위해 종래에는 비.오.이(BOE)와 같은 습식 크리닝을 행하거나 CF4/O2, NF3/02등과 같은 건식 크리닝을 행하였으나 이들 방법으로는 여전히 높은 저항을 개선시킬 수 없는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 텅스텐 실리사이드 상부에 콘택홀이 형성될 경우 상기 텅스텐 실리사이드 표면에 생성되어 콘택홀 저항을 높이며 소자의 동작특성을 악화시키는 물질을 소정가스를 사용하여 제거함으로써 콘택홀의 저항을 감소시키고 소자의 동작특성 및 제조공정수율을 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조방법은,
텅스텐 실리사이드 상부에 콘택홀이 형성될 경우 상기 텅스텐 실리사이드 표면에 생성되어 콘택홀 저항을 높이며 소자의 동작특성을 악화시키는 WxOyCz 물질을 제거하기 위하여,
플루오린을 포함하는 가스와 질소가스의 혼합가스를 사용함에 의해 제거하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 혼합가스는 NF3/N2또는 CF4/N2가스로 한다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
반도체 소자의 콘택홀 형성 시, 콘택홀이 텅스텐 실리사이드 위에 형성될 경우 텅스텐 실리사이드 표면에 WxOyCz이라는 물질이 형성되어 콘택홀 저항을 매우 높여 소자의 동작 특성을 악화시키는 문제를 야기한다. 상기 WxOyCz 물질은 식각시 또는 그 후에 형성되는 것으로 생각되는 물질로서, 상기 물질을 제거하기 위해서는 추가의 텅스텐 실리사이드 표면 세정 공정이 요구된다.
상기 WxOyCz 물질을 제거하기 위한 추가 공정으로, 본 발명에서는 NF3/N2또는 CF4/N2등과 같이, 플루오린을 포함하는 가스에 N2를 첨가함으로써 텅스텐 실리사이드 표면이 다시 산화되는 문제를 방지하고자 하는 것이다.
즉, 공정 적용은 콘택홀 산화막 식각을 행한 후 텅스텐 실리사이드가 드러나도록 하고, WxOyCz 물질을 제거하기 위하여 NF3/N2등의 공정을 진행한 후 폴리를 증착하는 순서로 진행한다.
한편, 상기 플루오린를 포함하는 N2가스는 NF2가스, SF2가스, CF4가스 중 임의의 어느 하나의 가스와 혼합하여 사용될 수 있으며, 또한 상기 각 가스에 He, Ne, Ar 등의 불활성 가스와 혼합하여 사용할 수도 있다.
또한 상기한 본 발명의 기술은 텅스텐 실리사이드가 드러나는 콘택홀 형성시, 콘택홀 산화막 식각 후 후속 공정으로 적용하는 Si-SOFT 식각 또는 건식 크리닝 공정시 사용될 수 있다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 반도체 소자의 콘택홀 형성 시, 콘택홀이 텅스텐 실리사이드의 상부에 형성될 경우, 텅스텐 실리사이드 표면에 형성되는 WxOyCz와 같은 물질을 NF3/N2등의 플루오린을 포함하는 가스에 N2를 첨가한 가스를 사용함으로 콘택홀 저항을 개선시킬 수 있고, 소자의 동작특성 및 제조 공정수율을 향상시킬 수 있다.
아울러, N2가스가 여타의 가스에 비하여 가격이 비교적 저렴하기 때문에 제조 원가 절감을 기대할 수 있다.

Claims (5)

  1. 텅스텐 실리사이드 상부에 콘택홀이 형성될 경우 상기 텅스텐 실리사이드 표면에 생성되어 콘택홀 저항을 높이며 소자의 동작특성을 악화시키는 WxOyCz 물질을 제거하기 위하여,
    플루오린를 포함하는 가스와 질소가스의 혼합가스를 사용함에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합가스는 NF3/N2또는 CF4/N2가스인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 플루오린을 포함하는 질소가스를 텅스텐 실리사이드가 드러나는 콘택홀 형성시, 콘택홀 산화막 식각 후 후속 공정으로 적용하는 Si-SOFT 식각 또는 건식 크리닝 공정시 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 플루오린을 포함하는 가스는 NF3가스, SF6가스, CF4가스 중 임의의 어느 하나이거나 또는 이들의 혼합가스인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 혼합가스에 He, Ne, Ar 등의 불활성 가스를 추가로 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
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