KR20000051680A - Ethod for forming bit line of semiconductor memory device - Google Patents

Ethod for forming bit line of semiconductor memory device Download PDF

Info

Publication number
KR20000051680A
KR20000051680A KR1019990002252A KR19990002252A KR20000051680A KR 20000051680 A KR20000051680 A KR 20000051680A KR 1019990002252 A KR1019990002252 A KR 1019990002252A KR 19990002252 A KR19990002252 A KR 19990002252A KR 20000051680 A KR20000051680 A KR 20000051680A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bit line
forming
line contact
cell array
interlayer insulating
Prior art date
Application number
KR1019990002252A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
신수호
이규현
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤종용, 삼성전자 주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR1019990002252A priority Critical patent/KR20000051680A/en
Publication of KR20000051680A publication Critical patent/KR20000051680A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/48Data lines or contacts therefor
    • H10B12/482Bit lines
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8232Field-effect technology
    • H01L21/8234MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/823475MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type interconnection or wiring or contact manufacturing related aspects
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/48Data lines or contacts therefor
    • H10B12/485Bit line contacts

Abstract

PURPOSE: A method is provided to prevent a short between a bit line and gate electrode by avoiding an over-etching of a bit line contact pad. CONSTITUTION: A method comprises steps: a) depositing a bit line contact pad(108a), a material layer(109), and an inter dielectric layer(110) in sequence on a substrate(100); b) forming a bit line opening(112a, 112b) on each of cell array and core/peripheral region by etching a part of an inter dielectric layer selectively; c) forming a bit line spacer(114a,114b) on both walls of bit line openings, in which a bit line contact pad(108a) is exposed by etching a material layer; d) forming a bit line contact hole(116) by etching an inter dielectric layer; e) depositing a conductive layer(120) on overall substrate; and f) forming a bit line(120a) connected to a bit line contact pad on a cell array region as well as a b it line(120c) connected to a substrate on a core/peripheral region by etching a conductive layer.

Description

반도체 메모리 장치의 비트 라인 형성 방법{ETHOD FOR FORMING BIT LINE OF SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE}TECHNICAL FIELD The bit line forming method of a semiconductor memory device {ETHOD FOR FORMING BIT LINE OF SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE}

본 발명은 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 반도체 메모리 장치(semiconductor memory device)의 비트 라인(bit line) 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming a bit line of a semiconductor memory device.

DRAM 장치(dynamic random access memory device)가 고집적화 됨에 따라, 디자인 룰(design rule)이 감소되고 있고, 이에 따라 포토리소그라피(photolithography) 공정의 한계 극복 및 오정렬 마진(misalign margin)의 확보가 보다 중요한 문제로 대두되고 있다.As dynamic random access memory devices (DRAMs) are highly integrated, design rules are decreasing, and thus, overcoming the limitations of photolithography processes and securing misalign margins are more important problems. It is emerging.

도 1은 종래의 반도체 메모리 장치의 비트 라인이 형성된 셀 어레이 영역의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A1-A1' 라인을 따라 절개한 셀 어레이 영역 및 코아/주변회로 영역(도 1에 미도시)의 단면도이다.FIG. 1 is a plan view of a cell array region in which a bit line of a conventional semiconductor memory device is formed, and FIG. 2 is a cell array region and a core / peripheral circuit region (not shown in FIG. 1) cut along the line A1-A1 'of FIG. 1. ) Is a cross-sectional view.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 DRAM의 비트 라인 형성 방법은 먼저, 셀 어레이 영역(cell array region)과 코아/주변회로 영역(core/periphery region)을 갖는 반도체 기판(10) 상에 활성 영역(active region)(11)과 비활성 영역(inactive region)을 정의하기 위해 소자격리막(device isolation layer)(12)이 형성된다.Referring to FIGS. 1 and 2, a method of forming a bit line of a conventional DRAM is first active on a semiconductor substrate 10 having a cell array region and a core / periphery region. A device isolation layer 12 is formed to define an active region 11 and an inactive region.

상기 활성 영역(11)을 지나도록 게이트 전극(13a) 및 게이트 스페이서(13b)를 포함하는 워드 라인(word line)(13)이 형성된다. 다음, 상기 워드 라인(13)을 포함하여 반도체 기판(10) 전면에 층간절연막(16)이 증착 된다. 상기 코아/주변회로 영역의 층간절연막(16) 하부의 반도체 기판(10) 상에 형성된 막은 실리콘 질화막(14)으로서, 후속 비트 라인 콘택(22b) 형성을 위한 식각 공정시 식각 정지층(etch stopping layer)으로 작용하게 된다.A word line 13 including a gate electrode 13a and a gate spacer 13b is formed to pass through the active region 11. Next, an interlayer insulating layer 16 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 10 including the word line 13. The film formed on the semiconductor substrate 10 under the interlayer insulating film 16 in the core / peripheral circuit region is a silicon nitride film 14, and an etch stopping layer during an etching process for forming a subsequent bit line contact 22b. Will act as).

상기 층간절연막(16)을 뚫고 상기 워드 라인(13) 사이의 활성 영역(11)과 전기적으로 접속되도록 비트 라인 콘택 패드(18) 및 스토리지 전극 콘택 패드(19)가 각각 형성된다. 상기 비트 라인 콘택 패드(18)와 스토리지 전극 콘택 패드(19)는 예를 들어, 이 분야에서 잘 알려진 자기정렬 콘택(self-aligned contact) 형성 공정에 의해 동시에 형성된다.The bit line contact pads 18 and the storage electrode contact pads 19 are formed to penetrate the interlayer insulating layer 16 and to be electrically connected to the active regions 11 between the word lines 13. The bit line contact pads 18 and the storage electrode contact pads 19 are simultaneously formed by, for example, a self-aligned contact forming process well known in the art.

상기 콘택 패드들(18, 19)을 포함하여 반도체 기판(10) 전면에 층간절연막(20)이 증착 된다. 상기 층간절연막(20)을 뚫고 상기 셀 어레이 영역의 상기 비트 라인 콘택 패드(18)와 전기적으로 접속되는 비트 라인 콘택(22a) 및 상기 코아/주변회로 영역의 활성 영역(11)과 전기적으로 접속되는 비트 라인 콘택(22b)이 각각 형성된다.The interlayer insulating layer 20 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 10 including the contact pads 18 and 19. A bit line contact 22a electrically connected to the bit line contact pad 18 of the cell array region through the interlayer insulating layer 20 and electrically connected to an active region 11 of the core / peripheral circuit region. Bit line contacts 22b are formed respectively.

이어서, 상기 층간절연막(20) 상에 도전막이 증착 및 패터닝 되어, 상기 비트 라인 콘택들(22a, 22b)과 전기적으로 접속되는 비트 라인(24a - 24c)이 형성된다.Subsequently, a conductive film is deposited and patterned on the interlayer insulating film 20 to form bit lines 24a to 24c electrically connected to the bit line contacts 22a and 22b.

그러나, 상기 셀 어레이 영역과 코아/주변회로 영역에 비트 라인 콘택(22a, 22b)을 동시에 형성하는 경우, 셀 어레이 영역과 코아/주변회로 영역의 비트 라인 콘택홀의 깊이의 차이로 인해 셀 어레이 영역의 비트 라인 콘택 패드(18)가 참조 번호 26과 같이, 과도하게 식각 되는 문제점이 발생된다. 이러한 비트 라인 콘택 패드(18)의 과도한 식각은 상기 비트 라인(24a, 24b)과 게이트 전극(13a)의 단락(short)을 유발하게 된다.However, when the bit line contacts 22a and 22b are simultaneously formed in the cell array region and the core / peripheral circuit region, the depths of the bit line contact holes in the cell array region and the core / peripheral circuit region may vary. A problem arises in that the bit line contact pad 18 is excessively etched, as indicated by reference numeral 26. Excessive etching of the bit line contact pads 18 causes a short between the bit lines 24a and 24b and the gate electrode 13a.

또한, 현재 포토리소그라피 노광 장비로 구현할 수 있는 비트 라인 패턴의 한계는 셀의 크기를 감소시키는데 있어서 큰 장애물로 작용한다. 그 결과, 비트 라인의 폭을 감소시키지 못하기 때문에 후속 스토리지 노드 콘택과 상기 비트 라인(24a - 24c)의 오정렬 마진이 매우 작게 된다.In addition, the limitation of the bit line pattern that can be implemented by current photolithography exposure equipment is a big obstacle in reducing the size of the cell. As a result, since the width of the bit lines cannot be reduced, the misalignment margin of subsequent storage node contacts and the bit lines 24a to 24c becomes very small.

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 셀 어레이 영역과 코아/주변회로 영역에 동시에 비트 라인 콘택을 형성하면서도, 비트 라인 콘택 패드의 과도한 식각을 방지할 수 있고, 따라서 비트 라인과 게이트 전극의 단락을 방지할 수 있는 반도체 메모리 장치의 비트 라인 형성 방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above-described problems, while simultaneously forming bit line contacts in the cell array region and the core / peripheral circuit region, while preventing excessive etching of the bit line contact pads, thus preventing bit lines and It is an object of the present invention to provide a bit line forming method of a semiconductor memory device capable of preventing a short circuit of a gate electrode.

본 발명의 다른 목적은 포토리소그라피 공정에 의해 정의되는 비트 라인의 한계를 극복할 수 있고, 비트 라인과 스토리지 노드 콘택의 오정렬 마진을 증가시킬 수 있는 반도체 메모리 장치의 비트 라인 형성 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method of forming a bit line of a semiconductor memory device which can overcome the limitation of the bit line defined by the photolithography process and increase the misalignment margin of the bit line and the storage node contact.

도 1은 종래의 반도체 메모리 장치의 비트 라인(bit line)이 형성된 셀 어레이 영역(cell array region)의 평면도;1 is a plan view of a cell array region in which a bit line of a conventional semiconductor memory device is formed;

도 2는 도 1의 A1-A1' 라인을 따라 절개한 셀 어레이 영역 및 코아/주변회로 영역(core/periphery region)(도 1에 미도시)의 단면도;FIG. 2 is a cross-sectional view of a cell array region and a core / periphery region (not shown in FIG. 1) cut along the A1-A1 'line of FIG.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 비트 라인이 형성된 셀 어레이 영역의 평면도;3 is a plan view of a cell array region in which bit lines are formed in a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention;

도 4a 내지 도 4d는 도 3의 A2-A2' 라인을 따라 절개한 셀 어레이 영역 및 코아/주변회로 영역(도 3에 미도시)의 단면도로서, 비트 라인 형성 방법의 공정들을 순차적으로 보여주는 흐름도.4A through 4D are cross-sectional views of a cell array region and a core / peripheral circuit region (not shown in FIG. 3) cut along the A2-A2 'line of FIG. 3, sequentially showing the processes of the bit line forming method.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10, 100 : 반도체 기판11, 101 : 활성 영역10, 100: semiconductor substrate 11, 101: active region

12, 102 : 소자격리막14, 104, 109 : 실리콘 질화막12, 102: device isolation film 14, 104, 109: silicon nitride film

16, 20, 106, 110 : 층간절연막18, 108a : 비트 라인 콘택 패드16, 20, 106, 110: interlayer insulating film 18, 108a: bit line contact pad

22a, 22b, 118a, 118b : 비트 라인 콘택22a, 22b, 118a, 118b: bit line contacts

24a - 24c, 120a - 120c : 비트 라인24a-24c, 120a-120c: bit line

112a, 112b : 비트 라인 오프닝114a, 114b : 비트 라인 스페이서112a, 112b: bit line opening 114a, 114b: bit line spacer

116 : 비트 라인 콘택홀120 : 비트 라인 도전막116: bit line contact hole 120: bit line conductive film

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 반도체 메모리 장치의 비트 라인 형성 방법은, 셀 어레이 영역과 코아/주변회로 영역을 갖는 반도체 기판과, 상기 반도체 기판 상에 형성된 층간절연막을 뚫고 셀 어레이 영역의 반도체 기판과 전기적으로 접속되도록 형성된 비트 라인 콘택 패드를 포함하는 반도체 메모리 장치의 비트 라인 형성 방법에 있어서, 상기 비트 라인 콘택 패드를 포함하여 반도체 기판 전면에 물질막 및 층간절연막을 차례로 증착 한다. 이때, 상기 물질막은 상기 층간절연막과 식각 선택비를 갖는 막질로 형성된다. 상기 물질막의 일부가 노출되도록 상기 층간절연막을 부분적으로 식각 하여 셀 어레이 영역 및 코아/주변회로 영역에 각각의 비트 라인 오프닝을 형성한다. 상기 비트 라인 오프닝의 양측벽에 비트 라인 스페이서를 형성한다. 이때, 상기 비트 라인 스페이서 형성시 상기 비트 라인 오프닝 하부의 물질막이 식각 되어 상기 비트 라인 콘택 패드가 노출되도록 한다. 상기 코아/주변회로 영역의 비트 라인 오프닝의 하부의 반도체 기판의 일부가 노출되도록 상기 층간절연막을 식각 하여 비트 라인 콘택홀을 형성한다. 상기 비트 라인 오프닝 및 비트 라인 콘택홀을 포함하여 반도체 기판 전면에 도전막을 증착 한다. 상기 층간절연막의 상부가 노출되도록 상기 도전막을 평탄화 식각 하여 상기 셀 어레이 영역에 상기 비트 라인 콘택 패드와 전기적으로 접속되는 비트 라인을 형성하고, 동시에 상기 코아/주변회로 영역에 반도체 기판과 전기적으로 접속되는 비트 라인을 형성한다. 이로써, 비트 라인과 게이트 전극의 단락이 방지되고, 비트 라인과 스토리지 전극 콘택의 오정렬 마진이 증가된다.According to the present invention for achieving the above object, a method of forming a bit line of a semiconductor memory device includes a semiconductor substrate having a cell array region and a core / peripheral circuit region, and a cell array region through an interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate. In a bit line forming method of a semiconductor memory device including a bit line contact pad formed to be electrically connected to a semiconductor substrate of the semiconductor device, a material film and an interlayer insulating film are sequentially deposited on the entire surface of the semiconductor substrate including the bit line contact pad. In this case, the material film is formed of a film having an etching selectivity with the interlayer insulating film. The interlayer insulating layer is partially etched to expose a portion of the material layer to form respective bit line openings in the cell array region and the core / peripheral circuit region. Bit line spacers are formed on both sidewalls of the bit line opening. In this case, when the bit line spacer is formed, the material layer under the bit line opening is etched to expose the bit line contact pad. The interlayer insulating layer is etched to expose a portion of the semiconductor substrate under the bit line opening of the core / peripheral circuit region to form a bit line contact hole. A conductive film is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate including the bit line opening and the bit line contact hole. Planar etching of the conductive layer to expose an upper portion of the interlayer insulating layer to form a bit line electrically connected to the bit line contact pad in the cell array region, and at the same time to electrically connect the semiconductor substrate to the core / peripheral circuit region. Form a bit line. This prevents a short circuit between the bit line and the gate electrode, and increases the misalignment margin of the bit line and the storage electrode contact.

(실시예)(Example)

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 비트 라인이 형성된 셀 어레이 영역의 평면도이고, 도 4a 내지 도 4d는 도 3의 A2-A2' 라인을 따라 절개한 셀 어레이 영역 및 코아/주변회로 영역(도 3에 미도시)의 단면도로서, 비트 라인 형성 방법의 공정들을 순차적으로 보여주는 흐름도이다.3 is a plan view of a cell array region in which a bit line is formed in a semiconductor memory device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 4A to 4D illustrate a cell array region and a core / peripheral cut along a line A2-A2 'of FIG. 3. A cross-sectional view of a circuit region (not shown in FIG. 3), which is a flowchart showing the processes of the bit line forming method sequentially.

도 3 및 도 4e를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신규한 반도체 메모리 장치의 비트 라인 형성 방법은, 비트 라인 콘택 패드가 형성된 후, 층간절연막과 식각 선택비를 갖는 실리콘 질화막이 얇게 증착 된다. 이 실리콘 질화막은 비트 라인 오프닝 형성시 식각 정지층으로 사용되어, 셀 어레이 영역의 비트 라인 콘택 패드의 과도한 식각을 방지하게 된다. 비트 라인 오프닝의 양측벽에 실리콘 질화막으로 비트 라인 스페이서가 형성됨으로써, 포토리소그라피 공정에 의해 정의되는 비트 라인의 한계를 극복할 수 있고, 비트 라인과 스토리지 전극 콘택의 오정렬 마진이 증가된다.Referring to FIGS. 3 and 4E, in the method of forming a bit line of a novel semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention, after a bit line contact pad is formed, a silicon nitride film having an interlayer insulating film and an etching selectivity is deposited thinly. . This silicon nitride film is used as an etch stop layer in forming the bit line openings, thereby preventing excessive etching of the bit line contact pads in the cell array region. By forming bit line spacers with silicon nitride films on both sidewalls of the bit line openings, it is possible to overcome the limitations of the bit lines defined by the photolithography process and increase the misalignment margin of the bit lines and the storage electrode contacts.

도 4a 내지 도 4e에 있어서, 도 3에 도시된 반도체 메모리 장치의 구성 요소와 동일한 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.In Figs. 4A to 4E, the same reference numerals are given to components that have the same functions as the components of the semiconductor memory device shown in Fig. 3.

도 4a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 비트 라인 형성 방법은, 먼저 셀 어레이 영역과 코아/주변회로 영역을 갖는 반도체 기판(100) 상에 활성 영역(101)과 비활성 영역을 정의하기 위해 소자격리막(102)이 형성된다. 상기 활성 영역(101)은 도 3에 도시된 바와 같이, 일자형으로 형성될 수 있고, 또는 'T'자형으로 형성될 수도 있다. 그리고, 상기 소자격리막(102)은 예를 들어, 얕은 트렌치 격리(shallow trench isolation) 방법으로 형성된다.Referring to FIG. 4A, a method of forming a bit line in a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention may first include an active region 101 and an inactive region on a semiconductor substrate 100 having a cell array region and a core / peripheral circuit region. In order to define the device isolation layer 102 is formed. As shown in FIG. 3, the active region 101 may be formed in a straight shape or may be formed in a 'T' shape. In addition, the device isolation layer 102 is formed by, for example, a shallow trench isolation method.

상기 활성 영역(101) 상에 웰(well)을 형성하고 트랜지스터(transistor)의 문턱 전압(threshold voltage) 등을 조절하기 위한 이온주입(ion implantation) 공정이 수행된다.An ion implantation process is performed to form a well on the active region 101 and to adjust a threshold voltage of a transistor.

도 3에서와 같이, 상기 활성 영역(101)을 지나도록 게이트 전극(103a) 및 게이트 스페이서(103b)를 포함하는 워드 라인(103)이 형성된다. 상기 워드 라인(103)을 포함하여 반도체 기판(100) 전면에 층간절연막(106)이 형성된다.As shown in FIG. 3, a word line 103 including a gate electrode 103a and a gate spacer 103b is formed to pass through the active region 101. An interlayer insulating layer 106 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 100 including the word line 103.

상기 층간절연막(106)을 뚫고 상기 셀 어레이 영역의 활성 영역(101)과 전기적으로 접속되도록 비트 라인 콘택 패드(108a) 및 스토리지 전극 콘택 패드(108b)가 각각 형성된다.The bit line contact pads 108a and the storage electrode contact pads 108b are formed to penetrate the interlayer insulating layer 106 and to be electrically connected to the active regions 101 of the cell array region.

상기 콘택 패드들(108a, 108b)은 예를 들어, 이 분야에서 잘 알려진 자기정렬 콘택 형성 공정에 의해 동시에 형성된다.The contact pads 108a, 108b are formed simultaneously, for example, by a self-aligned contact forming process well known in the art.

이때, 상기 비트 라인 콘택 패드(108a)는 활성 영역(101)으로부터 연장하여 상기 소자격리막(102)의 일부와 오버랩(overlap) 되도록 형성된다.In this case, the bit line contact pads 108a are formed to extend from the active region 101 to overlap a portion of the device isolation layer 102.

상기 콘택 패드들(108a, 108b)을 포함하여 층간절연막(106) 상에 얇은 물질막이 증착된 후, 이어서 층간절연막(110)이 증착 된다. 상기 물질막(109)은 후속 층간절연막(110)과 식각 선택비를 갖는 막질로서, 예를 들어 실리콘 질화막(silicon nitride)(109)이며 300Å 내지 500Å의 두께 범위 내로 증착 된다.After the thin material film is deposited on the interlayer insulating film 106 including the contact pads 108a and 108b, the interlayer insulating film 110 is subsequently deposited. The material film 109 is a film material having an etching selectivity with the subsequent interlayer insulating film 110. For example, the material film 109 is a silicon nitride film 109 and is deposited within a thickness range of 300 kPa to 500 kPa.

상기 층간절연막(110)은 약 2000Å의 두께로 증착 된다.The interlayer insulating film 110 is deposited to a thickness of about 2000 mW.

비트 라인을 형성하기 위한 포토리소그라피 공정을 사용하여 상기 셀 어레이 영역 및 코아/주변회로 영역의 층간절연막(110)이 부분적으로 식각 되어 비트 라인 오프닝(112a, 112b)이 각각 형성된다. 이때, 상기 실리콘 질화막(109)이 식각 정지층으로 사용된다.The interlayer insulating layer 110 of the cell array region and the core / peripheral circuit region is partially etched using a photolithography process for forming a bit line, thereby forming bit line openings 112a and 112b, respectively. In this case, the silicon nitride film 109 is used as an etch stop layer.

상기 셀 어레이 영역의 비트 라인 오프닝(112a)은 비트 라인 콘택 및 비트 라인을 동시에 형성하기 위한 것으로서, 그 폭은 종래의 비트 라인의 폭과 같거나 그 이하가 된다.The bit line opening 112a of the cell array region is for simultaneously forming a bit line contact and a bit line, the width of which is less than or equal to the width of a conventional bit line.

상기 비트 라인 오프닝(112a, 112b)을 포함하여 층간절연막(110) 상에 얇은 물질막 예를 들어, 실리콘 질화막이 증착 된다. 상기 실리콘 질화막이 에치 백(etch back) 공정으로 식각 되어 상기 비트 라인 오프닝(112a, 112b)의 양측벽에 비트 라인 스페이서(114a, 114b)가 형성된다.A thin material layer, for example, a silicon nitride layer is deposited on the interlayer insulating layer 110 including the bit line openings 112a and 112b. The silicon nitride layer is etched through an etch back process to form bit line spacers 114a and 114b on both sidewalls of the bit line openings 112a and 112b.

상기 비트 라인 스페이서(114a, 114b)는 비트 라인과 스토리지 전극 콘택의 오정렬 마진을 증가시키기 위한 것으로서, 상기 비트 라인 스페이서(114a, 114b)를 형성하기 위한 실리콘 질화막은 300Å 내지 500Å의 두께 범위 내로 증착 된다.The bit line spacers 114a and 114b are used to increase the misalignment margin of the bit line and the storage electrode contacts, and the silicon nitride film for forming the bit line spacers 114a and 114b is deposited within a thickness range of 300 kV to 500 kV. .

이때, 상기 비트 라인 스페이서(114a, 114b)는 상기 비트 라인 오프닝(112a, 112b) 하부의 실리콘 질화막(109)이 제거되는 정도의 식각 시간(etch time)을 적용하여 수행된다. 즉, 상기 비트 라인 스페이서(114a, 114b)가 형성됨과 동시에, 상기 비트 라인 콘택 패드(108a)의 일부가 노출된다.In this case, the bit line spacers 114a and 114b are performed by applying an etching time such that the silicon nitride layer 109 under the bit line openings 112a and 112b is removed. That is, while the bit line spacers 114a and 114b are formed, a portion of the bit line contact pad 108a is exposed.

이와 같이, 상기 셀 어레이 영역의 비트 라인 오프닝(112a) 하부의 비트 라인 콘택 패드(108a)가 노출됨으로써, 상기 셀 어레이 영역에 있어서 비트 라인 콘택을 형성하기 위한 추가의 포토리소그라피 공정이 스킵(skip)된다.As such, the bit line contact pads 108a under the bit line opening 112a of the cell array region are exposed, thereby skipping further photolithography processes for forming bit line contacts in the cell array region. do.

도 4c에 있어서, 상기 코아/주변회로 영역의 비트 라인 콘택을 형성하기 위한 포토리소그라피 공정 및 층간절연막(106) 식각 공정이 수행되어, 상기 비트 라인 오프닝(112b)의 하부에 비트 라인 콘택홀(116)이 형성된다.In FIG. 4C, a photolithography process and an interlayer insulating film 106 etching process for forming a bit line contact in the core / peripheral circuit region are performed to form a bit line contact hole 116 under the bit line opening 112b. ) Is formed.

이때, 상기 비트 라인 콘택홀(116)은 바람직하게, 층간절연막(106) 증착 전에 코아/주변회로 영역의 반도체 기판(100) 상에 형성된 물질막 예를 들어, 실리콘 질화막(104)을 식각 정지층으로 사용하여 형성된다.In this case, the bit line contact hole 116 is preferably a material layer formed on the semiconductor substrate 100 in the core / peripheral circuit region before deposition of the interlayer dielectric layer 106, for example, the silicon nitride layer 104 is etched stop layer. It is formed using.

상기 비트 라인 오프닝(112a, 112b) 및 비트 라인 콘택홀(116)을 포함하여 반도체 기판(100) 전면에 비트 라인 형성을 위한 도전막(120)이 약 3000Å의 두께로 증착 된다. 상기 도전막(120)은 예를 들어, 폴리실리콘막(polysilicon layer) 내지 텅스텐막(tungsten layer)으로 형성된다. 상기 도전막(120) 형성 전에 Ti/TiN막 등의 배리어막(barrier layer)(도면에 미도시)이 더 형성될 수도 있다. 이때, 실리사이드화(silicidation) 공정을 통해 상기 비트 라인 콘택홀(116)의 하부에 부분적으로 티타늄 실리사이드막(titanium silicide layer)이 더 형성되도록 할 수도 있다.A conductive film 120 for forming a bit line is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 100 including the bit line openings 112a and 112b and the bit line contact holes 116 to have a thickness of about 3000 μs. The conductive film 120 is formed of, for example, a polysilicon layer or a tungsten layer. A barrier layer (not shown), such as a Ti / TiN film, may be further formed before the conductive film 120 is formed. In this case, a titanium silicide layer may be further formed under the bit line contact hole 116 through a silicidation process.

마지막으로, 상기 도전막(120)이 CMP(chemical mechanical polishing) 공정을 통해 상기 층간절연막(110)의 상부 표면이 노출될 때까지 평탄화 식각 되어 도 4e에 도시된 바와 같이, 셀 어레이 영역에 상기 비트 라인 콘택 패드(108a)와 전기적으로 접속되는 비트 라인 콘택(118a)과 비트 라인(120a)이 동시에 형성되고, 상기 층간절연막(106)의 상부를 지나는 비트 라인(120b)이 동시에 형성된다. 또한, 상기 코아/주변회로 영역의 활성 영역(101)과 전기적으로 접속되는 비트 라인 콘택(118b) 및 비트 라인(120c)이 동시에 형성된다.Finally, the conductive layer 120 is flattened and etched until the upper surface of the interlayer dielectric layer 110 is exposed through a chemical mechanical polishing (CMP) process, and as shown in FIG. 4E, the bit is formed in the cell array region. The bit line contact 118a and the bit line 120a electrically connected to the line contact pad 108a are simultaneously formed, and the bit line 120b passing over the interlayer insulating film 106 is formed at the same time. In addition, a bit line contact 118b and a bit line 120c electrically connected to the active region 101 of the core / peripheral circuit region are simultaneously formed.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 DRAM의 비트 라인 콘택 및 비트 라인은 이중 다마신(dual damascene) 공정을 통해 동시에 형성된다. 즉, 층간절연막을 식각 하여 비트 라인 콘택 및 비트 라인을 형성하기 위한 오프닝을 갖는 주형층(mold layer)을 형성한 후, 상기 오프닝을 도전막으로 채우고 평탄화 식각함으로써 형성된다.As described above, the bit line contact and the bit line of the DRAM according to the present invention are simultaneously formed through a dual damascene process. In other words, the insulating layer is etched to form a mold layer having a bit line contact and an opening for forming the bit line, and then the opening is filled with a conductive film and planarized etched.

본 발명은 비트 라인 콘택 및 비트 라인이 상술한 바와 같이 이중 다마신 공정으로 동시에 형성된다. 이로써, 비트 라인과 비트 라인 콘택의 오정렬을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.In the present invention, the bit line contacts and the bit lines are simultaneously formed in a dual damascene process as described above. As a result, misalignment of bit lines and bit line contacts can be minimized.

그리고, 비트 라인 콘택 패드 상에 실리콘 질화막으로 식각 정지층을 더 형성함으로써, 셀 어레이 영역과 코아/주변회로 영역에 동시에 비트 라인 콘택을 형성하면서도, 비트 라인 콘택 패드의 과도한 식각을 방지할 수 있고, 따라서 비트 라인과 게이트 전극의 단락을 방지할 수 있는 효과가 있다.By further forming an etch stop layer on the bit line contact pad with a silicon nitride film, it is possible to simultaneously form the bit line contact in the cell array region and the core / peripheral circuit region while preventing excessive etching of the bit line contact pad. Therefore, the short circuit between the bit line and the gate electrode can be prevented.

또한, 비트 라인 오프닝의 양측벽에 실리콘 질화막 스페이서를 형성함으로써, 포토리소그라피 공정에 의해 정의되는 비트 라인의 한계를 극복할 수 있고, 비트 라인과 스토리지 전극 콘택의 오정렬 마진을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by forming the silicon nitride film spacers on both sidewalls of the bit line opening, it is possible to overcome the limitation of the bit line defined by the photolithography process and to increase the misalignment margin of the bit line and the storage electrode contact. .

Claims (3)

셀 어레이 영역(cell array region)과 코아/주변회로 영역(core/periphery region)을 갖는 반도체 기판(100)과, 상기 반도체 기판(100) 상에 형성된 층간절연막(106)을 뚫고 셀 어레이 영역의 반도체 기판(100)과 전기적으로 접속되도록 형성된 비트 라인 콘택 패드(bit line contact pad)(108a)를 포함하는 반도체 메모리 장치의 비트 라인(bit line) 형성 방법에 있어서,The semiconductor of the cell array region is formed through a semiconductor substrate 100 having a cell array region and a core / periphery region, and an interlayer insulating layer 106 formed on the semiconductor substrate 100. In the method of forming a bit line of a semiconductor memory device including a bit line contact pad (108a) formed to be electrically connected to the substrate 100, 상기 비트 라인 콘택 패드(108a)를 포함하여 반도체 기판(100) 전면에 물질막(material layer)(109) 및 층간절연막(inter layer dielectric)(110)을 차례로 증착 하되, 상기 물질막(109)은 상기 층간절연막(110)과 식각 선택비(etch selectivity)를 갖는 막질로 형성하는 단계;A material layer 109 and an inter layer dielectric 110 are sequentially deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 100 including the bit line contact pads 108a. Forming a film having an etch selectivity with the interlayer insulating film 110; 상기 물질막(109)의 일부가 노출되도록 상기 층간절연막(110)을 부분적으로 식각 하여 셀 어레이 영역 및 코아/주변회로 영역에 각각의 비트 라인 오프닝(bit line opening)(112a, 112b)을 형성하는 단계;Forming the bit line openings 112a and 112b in the cell array region and the core / peripheral circuit region by partially etching the interlayer insulating layer 110 to expose a portion of the material layer 109. step; 상기 비트 라인 오프닝(112a, 112b)의 양측벽에 비트 라인 스페이서(114a, 114b)를 형성하되, 상기 비트 라인 스페이서(114a, 114b) 형성시 상기 비트 라인 오프닝(112a, 112b) 하부의 물질막(109)이 식각 되어 상기 비트 라인 콘택 패드(108a)가 노출되도록 하는 단계;Bit line spacers 114a and 114b are formed on both sidewalls of the bit line openings 112a and 112b, and the material layer under the bit line openings 112a and 112b when the bit line spacers 114a and 114b are formed. 109 etching to expose the bit line contact pads 108a; 상기 코아/주변회로 영역의 비트 라인 오프닝(112b)의 하부의 반도체 기판(100)의 일부가 노출되도록 상기 층간절연막(106)을 식각 하여 비트 라인 콘택홀(116)을 형성하는 단계;Etching the interlayer insulating layer (106) to expose a portion of the semiconductor substrate (100) below the bit line opening (112b) of the core / peripheral circuit region to form a bit line contact hole (116); 상기 비트 라인 오프닝(112a, 112b) 및 비트 라인 콘택홀(116)을 포함하여 반도체 기판(100) 전면에 도전막(120)을 증착 하는 단계; 및Depositing a conductive film (120) over the semiconductor substrate (100) including the bit line openings (112a, 112b) and bit line contact holes (116); And 상기 층간절연막(110)의 상부가 노출되도록 상기 도전막(120)을 평탄화 식각 하여 상기 셀 어레이 영역에 상기 비트 라인 콘택 패드(108a)와 전기적으로 접속되는 비트 라인(120a)을 형성하고, 동시에 상기 코아/주변회로 영역에 반도체 기판(100)과 전기적으로 접속되는 비트 라인(120c)을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치의 비트 라인 형성 방법.The conductive layer 120 is planarized and etched to expose the upper portion of the interlayer insulating layer 110, thereby forming a bit line 120a electrically connected to the bit line contact pad 108a in the cell array region. And forming a bit line (120c) electrically connected to the semiconductor substrate (100) in the core / peripheral circuit region. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비트 라인 스페이서(114a, 114b)는 상기 물질막(109)과 동일한 막질로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치의 비트 라인 형성 방법.And the bit line spacers (114a, 114b) are formed of the same film quality as the material film (109). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 물질막(109)은 실리콘 질화막인 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치의 비트 라인 형성 방법.And the material film (109) is a silicon nitride film.
KR1019990002252A 1999-01-25 1999-01-25 Ethod for forming bit line of semiconductor memory device KR20000051680A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990002252A KR20000051680A (en) 1999-01-25 1999-01-25 Ethod for forming bit line of semiconductor memory device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990002252A KR20000051680A (en) 1999-01-25 1999-01-25 Ethod for forming bit line of semiconductor memory device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20000051680A true KR20000051680A (en) 2000-08-16

Family

ID=19572298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990002252A KR20000051680A (en) 1999-01-25 1999-01-25 Ethod for forming bit line of semiconductor memory device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20000051680A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030049479A (en) * 2001-12-15 2003-06-25 삼성전자주식회사 Method for fabricating semiconductor device wherein bit-lines are formed by damascene technique
KR100674898B1 (en) * 2000-11-08 2007-01-26 삼성전자주식회사 Method for manufacturing semiconductor memory device
KR100859831B1 (en) * 2002-09-16 2008-09-23 주식회사 하이닉스반도체 Method for fabricating semiconductor device with buried-bitline
KR100878498B1 (en) * 2002-12-30 2009-01-15 주식회사 하이닉스반도체 Method for fabricating transistor
US9087871B2 (en) 2012-08-06 2015-07-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Nonvolatile memory devices and methods of fabricating the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100674898B1 (en) * 2000-11-08 2007-01-26 삼성전자주식회사 Method for manufacturing semiconductor memory device
KR20030049479A (en) * 2001-12-15 2003-06-25 삼성전자주식회사 Method for fabricating semiconductor device wherein bit-lines are formed by damascene technique
KR100859831B1 (en) * 2002-09-16 2008-09-23 주식회사 하이닉스반도체 Method for fabricating semiconductor device with buried-bitline
KR100878498B1 (en) * 2002-12-30 2009-01-15 주식회사 하이닉스반도체 Method for fabricating transistor
US9087871B2 (en) 2012-08-06 2015-07-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Nonvolatile memory devices and methods of fabricating the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100373297B1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US6607955B2 (en) Method of forming self-aligned contacts in a semiconductor device
KR20020078310A (en) Method for forming metal contact in semiconductor device
KR100275551B1 (en) Contact formation method of semiconductor memory device
US6337267B1 (en) Method for fabricating a semiconductor memory device and the structure thereof
US20020001938A1 (en) Process for fabricating semiconductor integrated circuit device having polycide line and impurity region respectively exposed to contact holes different in depth
KR100299257B1 (en) Self-aligned contact formation method of semiconductor device
KR100334572B1 (en) Method of forming a self aligned contact in a semiconductor device
KR100456358B1 (en) Methods of forming capacitor-over-bit line memory cells
KR20000051680A (en) Ethod for forming bit line of semiconductor memory device
KR100505443B1 (en) Method for fabricating semiconductor device
KR20010060041A (en) A method for forming a bit line of a semiconductor device
US6235623B1 (en) Methods of forming integrated circuit contact holes using blocking layer patterns
KR100252044B1 (en) Method for forming contact hole in semiconductor device
KR100195234B1 (en) Method of fabricating semiconductor device
KR20000007644A (en) Fabricating method of nor flash memory device
KR20010036018A (en) Bit line contact of a semiconductor device and method of forming the same
KR100266279B1 (en) A method of fabricating semiconductor memory
KR100277905B1 (en) Manufacturing Method of Semiconductor Memory Device
KR100480905B1 (en) Method for manufacturing of semiconductor device
KR20010058679A (en) Method for fabricating a semiconductor memory device having self-aligned contact
KR100289750B1 (en) Method for forming semiconductor device having self-aligned contact hole
KR20020030567A (en) Method for fabricating semiconductor device using self-aligned contact process
KR101061171B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR100570063B1 (en) Method for forming storagenode contact hole in semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid