KR20010004893A - Method of manufacture semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 디바이스에서 희생 산화막(SAC) 공정 및 마스크(Mask) 작업을 위하여 사용하고 있는 캡핑 래이어를 변경시킴으로써 씨엠피(화학적기계연마(CMP) : Chemical & Mechnical Polishing) 공정 및 후속 공정을 안정화시킨 반도체 소자 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to changing a capping layer used for a sacrificial oxide (SAC) process and a mask operation in a conventional device. ): Chemical & Mechnical Polishing) The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a step and a subsequent step are stabilized.
일반적으로, 반도체 소자의 고집적화에 따라 디바이스가 요구하는 콘택 홀, 선폭의 크기는 점차 감소하는 추세이며, 이러한 디자인의 감소에 따라 마스크의 정밀도 역시 함께 요구되고 있다.In general, as the integration of semiconductor devices increases, the size of the contact hole and line width required by the device is gradually decreasing. As the design decreases, the precision of the mask is also required.
마스크 작업의 정밀도를 개선하기 위해서 웨이퍼(wafer)의 글로벌 토포러지(topology) 개선은 필수적인 사항이며, 이러한 평탄화를 위해서 화학적기계연마(CMP) 공정이 도입되고 있으며, 256M 디램(DRAM)급 이상의 디바이스에서는 4∼5 스텝(step)의 화학적기계연마(CMP) 공정이 적용되고 있다.In order to improve the precision of masking, it is essential to improve the global topology of wafers, and the chemical mechanical polishing (CMP) process is introduced for this planarization, and in devices with 256M DRAM or higher Four to five step chemical mechanical polishing (CMP) processes are applied.
그러나, 종래의 반도체 소자 제조 방법에 있어서 화학적기계연마(CMP) 공정은 근본적으로 웨이퍼의 가장자리(edge)가 중앙(center)에 비해서 이동비가 크고 패턴의 밀도 등에 의해 셀(cell)과 페리(peri) 지역의 이동비가 서로 다른 문제점이 있었다. 이러한 문제점들로 인하여 디바이스 제작에 여러 번의 화학적기계연마(CMP) 공정을 적용할 경우 웨이퍼의 중앙과 가장자리, 셀과 페리 지역의 적층 래이어는 상당한 두께 차이를 가지게 되며, 이러한 두께 차이는 콘택홀 형성을 위한 식각 공정에서 목표 설정을 곤란하게 하는 등 후속 공정에서 여러 가지 문제점을 발생시키게 된다.However, in the conventional semiconductor device manufacturing method, the chemical mechanical polishing (CMP) process is essentially a cell edge and a peri due to the density of the pattern and the movement ratio of the wafer edge compared to the center. There was a problem with the movement costs in the region. Due to these problems, when multiple chemical mechanical polishing (CMP) processes are applied to the device fabrication, the lamination layers of the center and edges of the wafer, the cell and the ferry region have a considerable thickness difference, which is a result of contact hole formation. In the subsequent etching process, it is difficult to set a target, which causes various problems in the subsequent process.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 폴리 1, 폴리 2 등 전도층 상부에 적용하는 캡핑 래이어의 변경만으로 기존 화학적기계연마(CMP) 공정의 유니포미티(Uniformity)가 개선될 수 있도록 함으로써 화학적기계연마(CMP) 공정 및 후속 공정을 안정화시킨 반도체 소자 제조 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to change the capping layer to be applied to the upper conductive layer such as poly 1, poly 2, and the like. The present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device that stabilizes a chemical mechanical polishing (CMP) process and a subsequent process by improving uniformity.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명에 의한 반도체 소자의 제조 공정 단면도1A to 1E are cross-sectional views of a manufacturing process of a semiconductor device according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
2 : 폴리 4 : 텅스텐 실리사이드2: poly 4: tungsten silicide
6 : 플라즈마 질화막 8 ; 난반사 방지막6: plasma nitride film 8; Anti-reflective coating
12, 16 : 폴리 14 : 산화막12, 16: poly 14: oxide film
20 : 랜딩 플러그 폴리20: landing plug pulley
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 반도체 소자 제조 방법은,In order to achieve the above object, the semiconductor device manufacturing method of the present invention,
적어도, 소자 분리를 실시하고 웨이퍼의 전면에 폴리와 텅스텐 실리사이드를 증착하는 제 1단계와,At least a first step of device isolation and deposition of poly and tungsten silicides on the entire surface of the wafer,
상기 텅스텐 실리사이드 상부에 질화막과 실리콘 리치 산화질화막을 형성하는 제 2단계와,A second step of forming a nitride film and a silicon rich oxynitride film on the tungsten silicide;
상기 공정후 스페이서를 형성하고 제 1인터 폴리 옥사이드를 증착하여 화학적기계연마 공정으로 평탄화를 이루는 제 3단계와,A third step of forming a spacer after the process and depositing a first interpoly oxide to planarize by chemical mechanical polishing;
상기 공정후 엑티브 지역의 폴리 2, 폴리 3 콘택 자리에 플러그를 형성하기 위한 랜딩 플러그 콘택 마스크 및 식각 공정을 진행하는 제 4단계와,A fourth step of performing a landing plug contact mask and an etching process for forming a plug in the poly 2 and poly 3 contact positions of the active region after the process;
상기 웨이퍼의 전면에 폴리를 일정 두께로 증착하여 랜딩 플러그 폴리를 형성하는 제 5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And depositing a poly to a predetermined thickness on the entire surface of the wafer to form a landing plug poly.
상기 구성에 더하여, 상기 랜딩 플러그 폴리를 형성하기 위하여 질화막이 노출될 때 폴리 에치백을 실시하는 것이 바람직하다.In addition to the above configuration, it is preferable to perform poly etch back when the nitride film is exposed to form the landing plug poly.
상기 폴리에치백 공정은 화학적기계연마 공정을 이용하는 것이 바람직하다.The polyetch back process preferably uses a chemical mechanical polishing process.
이하, 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
또, 실시예를 설명하기 위한 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 사용하고 그 반복적인 설명은 생략한다.In addition, in all the drawings for demonstrating an embodiment, the thing with the same function uses the same code | symbol, and the repeated description is abbreviate | omitted.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명에 의한 반도체 소자의 제조 공정 단면도를 나타낸 것이다. 상기 도면을 참조하여, 본 발명의 반도체 소자의 제조 공정 진행 순서를 설명하기로 한다.1A to 1E show cross-sectional views of a manufacturing process of a semiconductor device according to the present invention. With reference to the drawings, it will be described the process of manufacturing the semiconductor device of the present invention.
기존의 방식으로 소자 분리를 실시하며, 이후 게이트 형성을 위하여 웨이퍼에 폴리(2) 및 텅스텐 실리사이드(Wsix)(4)를 증착한다. 증착 후, 게이트 공정에서의 하드 마스크(hard mask) 및 후속 콘택 형성 공정에서의 베리어(barrier) 역할을 위해 캡핑(capping) 래이어를 증착하고, 마스크 작업 후 건식 식각하여 게이트 라인을 제작한다. 기존에는 절연막(nitride) 등의 베리어 매트리얼(barrier material)과 포토의 마스크 작업을 용이하게 하기 위하여 산화막층을 주로 사용하였으나, 본 발명에서는 절연막의 두께를 감소시키고 상부에 난반사 방지막(Si-Rich Oxynitride ; 이하 'SRON'이라 칭함)(8)을 적용하였으며, 전체 두께를 기존과 비슷하도록 조절하였다. 이 경우 게이트 형성을 위한 건식 식각에는 아무런 문제가 없게 된다.(도 1a 참조)Device isolation is performed in a conventional manner, and then poly (2) and tungsten silicide (Wsix) 4 are deposited on the wafer for gate formation. After deposition, a capping layer is deposited for a hard mask in a gate process and a barrier in a subsequent contact forming process, and a gate line is manufactured by dry etching after the masking operation. Conventionally, an oxide film layer was mainly used to facilitate masking of barrier materials such as an insulation film and a photo, and in the present invention, in the present invention, the thickness of the insulation film is reduced and an anti-reflective film (Si-Rich Oxynitride) is formed on the top. (Hereinafter referred to as 'SRON') (8) was applied, and the overall thickness was adjusted to be similar to the existing. In this case, there is no problem in the dry etching for forming the gate (see FIG. 1A).
상기 게이트 형성 후 일반적으로 폴리 2 콘택와 폴리 3 콘택가 형성될 위치에 플러그(plug)를 형성하게 되며, 이러한 랜딩 플러그 폴리를 형성하기 위하여 IPO(Inter Poly Oxide) 1 절연막(10)을 증착하게 된다.After the gate is formed, a plug is generally formed at a position where a poly 2 contact and a poly 3 contact are to be formed, and an interpoly oxide (IPO) 1 insulating layer 10 is deposited to form the landing plug poly.
상기 IPO1 래이어(10)를 증착한 후 웨이퍼의 셀(100)과 페리(200) 지역은 하부 폴리 1(게이트) 라인에 의해 만들어진 단차가 발생하게 되며, 이러한 단차로 인해 양호한 랜딩플러그콘택(LPC) 마스크 작업은 불가능하게 된다. 이러한 점을 보완하기 위하여 IPO1 화학적기계연마(CMP)를 실시한다.(도 1b 참조).After depositing the IPO1 layer 10, the cell 100 and the ferry 200 region of the wafer have a step created by the lower poly 1 (gate) line, and this step causes a good landing plug contact (LPC). Masking becomes impossible. To compensate for this, IPO1 chemical mechanical polishing (CMP) is performed (see FIG. 1B).
상기 IPO1 화학적기계연마(CMP)후 랜딩플러그콘택(LPC)(Landing Plug Contact) 마스크를 이용하여 랜딩플러그콘택(LPC)를 형성한다. 랜딩플러그콘택(LPC) 에치시 폴리 1 라인 상부의 난반사 방지막(SRON)(8)은 산화막(14)과 선택비를 가지므로 거의 제거되지 않은 상태를 유지할 수 있다. 랜딩플러그콘택(LPC) 형성 후 웨이퍼의 전면에 랜딩 플러그로 사용할 폴리를 증착한다. 이후 에치 백(Etch Back)을 실시하여 랜딩플러그폴리(LPP)(Landind Plug Poly)를 형성할 수도 있으나, 화학적기계연마(CMP)를 진행하는 것이 후속 공정을 위하여 보다 효과적이다.After the IPO1 chemical mechanical polishing (CMP), a landing plug contact (LPC) is formed using a landing plug contact (LPC) mask. When the landing plug contact (LPC) is etched, the anti-reflective film (SRON) 8 on the upper poly 1 line has a selectivity with respect to the oxide film 14, so that it can be maintained almost unremoved. After forming the landing plug contact (LPC), the poly is deposited on the front surface of the wafer to be used as the landing plug. Thereafter, an etching back may be performed to form Landing Plug Poly (LPP), but chemical mechanical polishing (CMP) may be more effective for subsequent processes.
앞에서도 설명한 것처럼, 화학적기계연마(CMP) 진행시 웨이퍼의 가장자리는 중앙에 비하여 빠르게 이동되며, 웨이퍼 중앙에서 폴리 1 상부의 난반사방지막이 오픈될 때 가장자리는 이미 질화막의 오픈이 발생하게 된다. 옥사이드 슬러리(slurry)를 사용할 경우 질화막과 난반사 방지막은 선택적인 이동비를 가지게 되므로 중앙 지역의 난반사방지막(SRON)이 완전히 제거되어 각각의 랜딩플러그폴리(LPP)가 분리될 때 까지 가장자리 지역은 질화막이 베리어의 역할을 하게 된다. 화학적기계연마(CMP) 공정 완료 후 랜딩 플러그 폴리의 형성뿐만 아니라 평탄화라는 부수적인 결과를 얻을 수 있으며 이는 웨이퍼 중앙뿐만 아니라 셀과 페리 지역에서도 동일한 결과로 나타난다(도 1c 내지 도 1e).As described above, during the chemical mechanical polishing (CMP) process, the edge of the wafer is moved faster than the center, and when the anti-reflective coating on the poly 1 is opened at the center of the wafer, the edge of the wafer is already opened. When the oxide slurry is used, the nitride film and the anti-reflective film have a selective movement ratio, so that the nitride film is formed at the edge area until the landing anti-reflective film (SRON) in the central area is completely removed and each landing plug poly (LPP) is separated. It will act as a barrier. After completion of the chemical mechanical polishing (CMP) process, the formation of landing plug poly as well as the side effect of planarization can be achieved, which is the same result not only in the center of the wafer but also in the cell and ferry regions (FIGS. 1C-1E).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 반도체 소자 제조 방법에 의하면, 폴리 1, 폴리 2 등 전도층 상부에 적용하는 캡핑 래이어의 변경만으로 기존 화학적기계연마(CMP) 공정의 유니포미티가 개선될 수 있도록 함으로써 화학적기계연마(CMP) 공정 및 후속 공정을 안정화시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 전도층의 라인 구현 기술상 다각적인 건식 식각은 크게 문제가 되지 않으므로 현재 보유 기술의 적용만으로 보다 안정적인 웨이퍼 평탄화가 가능하게 되며, 이를 통한 디바이스의 조기 개발 및 수율 증가가 가능하다.As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the uniformity of the conventional chemical mechanical polishing (CMP) process can be improved only by changing the capping layer applied to the upper conductive layer such as poly 1 or poly 2. This can stabilize the chemical mechanical polishing (CMP) process and subsequent processes. In addition, since the dry etching is not a problem in the line implementation technology of the conductive layer, it is possible to more stable wafer planarization only by applying the current retention technology, thereby enabling early development of the device and increased yield.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.In addition, preferred embodiments of the present invention are disclosed for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, additions, etc. within the spirit and scope of the present invention, these modifications and changes should be seen as belonging to the following claims. something to do.
Claims (3)
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KR1019990025656A KR20010004893A (en) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | Method of manufacture semiconductor device |
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KR1019990025656A KR20010004893A (en) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | Method of manufacture semiconductor device |
Publications (1)
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KR1019990025656A KR20010004893A (en) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | Method of manufacture semiconductor device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100427718B1 (en) * | 2002-06-29 | 2004-04-28 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for manufacturing a semiconductor device |
US7635629B2 (en) | 2006-09-29 | 2009-12-22 | Hynix Semiconductor Inc. | Method of manufacturing non-volatile memory device |
-
1999
- 1999-06-30 KR KR1019990025656A patent/KR20010004893A/en not_active Application Discontinuation
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US7635629B2 (en) | 2006-09-29 | 2009-12-22 | Hynix Semiconductor Inc. | Method of manufacturing non-volatile memory device |
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