KR20010018357A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
KR20010018357A
KR20010018357A KR1019990034288A KR19990034288A KR20010018357A KR 20010018357 A KR20010018357 A KR 20010018357A KR 1019990034288 A KR1019990034288 A KR 1019990034288A KR 19990034288 A KR19990034288 A KR 19990034288A KR 20010018357 A KR20010018357 A KR 20010018357A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
contact hole
layer
buried contact
interlayer insulating
pattern
Prior art date
Application number
KR1019990034288A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김명수
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 KR1019990034288A priority Critical patent/KR20010018357A/en
Publication of KR20010018357A publication Critical patent/KR20010018357A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto
    • H10B12/033Making the capacitor or connections thereto the capacitor extending over the transistor
    • H10B12/0335Making a connection between the transistor and the capacitor, e.g. plug
    • 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
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/308Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a semiconductor device is provided to prevent a defect of a cell capacitor and to improve an operating characteristic of a memory cell, by easily guaranteeing overlap margin of a buried contact hole and a bar pattern of a storage electrode while using a conventional photolithography process, and by increasing misalign margin of the buried contact hole and the bar pattern. CONSTITUTION: An interlayer dielectric(60) is formed on a silicon substrate(10). An etch mask layer pattern where an etching groove is incline-etched in a desired portion of the interlayer dielectric, is formed on the interlayer dielectric. The exposed interlayer dielectric in the etching groove is etched to form a buried contact hole(63) for exposing a portion of the silicon substrate for a buried contact by using the etch mask layer. A bar pattern of a storage electrode electrically connected to the portion for the buried contact and overlapping the buried contact hole, is selectively formed on the interlayer dielectric.

Description

반도체소자 제조방법{method for manufacturing semiconductor device}Method for manufacturing semiconductor device

본 발명은 반도체소자 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메몰콘택홀과 스토리지전극의 바 패턴과의 부정합 허용 마진을 확대하여 셀 커패시터의 불량 발생을 방지하도록 한 반도체소자 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device to increase the margin of mismatch between the buried contact hole and the bar pattern of the storage electrode to prevent the failure of the cell capacitor.

일반적으로, 디램(DRAM)의 셀 커패시턴스 증가는 메모리셀의 독출능력을 향상시키고, 소프트에러율을 감소시키는 역할을 하므로 셀의 메모리특성을 향상시키는데 크게 기여한다. 메모리셀의 집적도가 증가함에 하나의 칩에서 단위 셀이 차지하는 면적이 줄어드는데 이는 셀 커패시터의 영역 감소를 초래한다. 그러므로, 단위 셀의 집적도 증가와 더불어 셀 커패시터의 정전용량 증가가 필수적이다.In general, an increase in the cell capacitance of a DRAM improves the readability of the memory cell and decreases the soft error rate, thus greatly contributing to improving the memory characteristics of the cell. As the density of memory cells increases, the area occupied by unit cells in one chip decreases, which leads to a reduction in the area of the cell capacitor. Therefore, it is necessary to increase the capacitance of the cell capacitor along with increasing the integration of the unit cell.

최근, 셀 커패시턴스를 증가시키기 위해 많은 연구들이 계속 소개되어 왔는데 이들 대부분은 셀 커패시터를 구성하는 스토리지 전극의 구조에 관한 것으로, 후지쯔(Fujitsu)사의 핀(pin) 구조 전극, 도시바(Toshiba) 사의 박스(box) 구조 전극, 미쯔비시(Mitsubishi) 사의 원통(cylindrical) 구조 전극 등이 그 주류를 이루고 있다. 스토리지 전극의 구조를 개선하여 셀 커패시터의 정전용량을 증가시키고자 하는 시도는 디자인룰의 한계, 복잡한 공정에 의한 에러율 증가 등의 문제점이 지적되어 그 제조가능성에 대해 회의적인 평가를 받아 왔다. 그래서, 이들 문제점을 극복하는 새로운 셀 커패시터의 제조방법에 대한 필요성이 높아져 왔다.Recently, many studies have been continuously introduced to increase cell capacitance, most of which are related to the structure of the storage electrode constituting the cell capacitor, such as Fujitsu's pin structure electrode, Toshiba's box ( Box structure electrodes, cylindrical structure electrodes of Mitsubishi Corp., and the like are mainstream. Attempts to increase the capacitance of cell capacitors by improving the structure of the storage electrodes have been criticized for their manufacturability due to problems such as limitations of design rules and increased error rates due to complex processes. Thus, there has been a growing need for a new cell capacitor manufacturing method that overcomes these problems.

한편, 비트라인 위에 셀 커패시터를 형성한 구조의 COB(capacitor over bitline) 셀이 64M 디램셀이나 256M디램셀에 적합한 구조로서 비트라인의 불량콘택을 방지하기 위해 소개되었다.Meanwhile, a COB (capacitor over bitline) cell having a cell capacitor formed on a bit line has been introduced to prevent bad contact of a bit line as a structure suitable for a 64M DRAM cell or a 256M DRAM cell.

그런데, 종래의 COB구조 셀 커패시터에는 사진식각공정에 의해 스토리지 전극의 바 패턴(bar pattern)을 층간절연막 상에 형성할 때 층간절연막의 메몰콘택홀과의 오버랩 마진 부족으로 인하여 메몰콘택홀에 상기 바 패턴이 부정합 허용 마진을 초과하여 부정합되는 불량 현상이 다발하기 쉽다. 이로써 상기 바 패턴의 형성을 위한 다결정실리콘츠의 선택적 식각 때에 메몰콘택홀 내의 다결정실리콘층도 일부 식각되는데 이는 셀 커패시터의 불량을 유발하고 나아가 메모리셀의 동작특성을 악화시킨다.However, in the conventional COB structure cell capacitor, when the bar pattern of the storage electrode is formed on the interlayer insulating layer by a photolithography process, the bar is not formed in the contact hole due to the lack of overlap margin with the mem contact hole of the interlayer insulating layer. Poor phenomena where the pattern mismatches exceed the mismatch allowable margin are likely to occur frequently. As a result, in the selective etching of the polysilicon for forming the bar pattern, some of the polysilicon layers in the buried contact hole are etched, which causes a failure of the cell capacitor and further deteriorates the operation characteristics of the memory cell.

그러나, 현재, 고집적화된 반도체칩의 바 패턴 사이의 간격 축소가 더 이상 곤란한 한계에 직면하고 있기 때문에 메몰콘택홀과의 오버랩 마진을 확대하기 위해 바 패턴의 사이즈를 확대하기가 어려운 실정에 있다. 그래서, 메몰콘택홀의 폭을 축소하는 방향으로 개발이 이루어지고 있으나 현재의 사진식각공정으로는 한계에 도달해 있다.However, at present, it is difficult to increase the size of the bar pattern in order to increase the overlap margin with the buried contact hole because the gap between the bar patterns of the highly integrated semiconductor chip is no longer difficult. Therefore, development has been made in the direction of reducing the width of the buried contact hole, but the current photolithography process has reached its limit.

따라서, 본 발명의 목적은 메몰콘택홀과 스토리지 전극의 바 패턴과의 부정합 허용 마진을 확대하여 셀 커패시터의 불량 발생을 방지하도록 한 반도체소자 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device in which misalignment between a buried contact hole and a bar pattern of a storage electrode is allowed to be prevented, thereby preventing a defect of a cell capacitor.

도 1은 본 발명에 의한 반도체소자 제조방법에 적용된 디램(DRAM)의 구조를 나타낸 레이아웃도.1 is a layout showing the structure of a DRAM (DRAM) applied to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

도 2는 도 1의 A-A선에 따라 절단한 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 3은 도 1의 B-B선을 따라 절단한 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.

도 4 내지 도 9는 본 발명에 의한 반도체소자 제조방법을 나타낸 공정도.4 to 9 is a process chart showing a semiconductor device manufacturing method according to the present invention.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 반도체소자 제조방법은The semiconductor device manufacturing method according to the present invention for achieving the above object is

소정의 공정을 처리 완료한 실리콘기판 상에 층간절연막을 형성하는 단계;Forming an interlayer insulating film on the silicon substrate which has been subjected to a predetermined process;

상기 층간절연막의 원하는 부분에 경사 식각된 식각홈이 위치한 식각마스크층의 패턴을 상기 층간절연막 상에 형성하는 단계;Forming a pattern of an etch mask layer on the interlayer insulating layer, wherein the etch mask layer is disposed on the desired portion of the interlayer insulating layer;

상기 식각마스크층을 이용하여 상기 식각홈 내의 노출된 층간절연막을 식각하여 상기 실리콘기판의 메몰콘택할 부분을 노출시키기 위한 메몰콘택홀을 형성하는 단계; 그리고Etching the exposed interlayer dielectric layer in the etch groove using the etch mask layer to form a etch contact hole for exposing a portion to be immersed in the silicon substrate; And

상기 메몰콘택할 부분에 전기적으로 연결되며 상기 메몰콘택홀에 오버랩되는 스토리지 전극의 바 패턴을 상기 층간절연막 상에 선택적으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And selectively forming a bar pattern of a storage electrode electrically connected to the portion to be contacted with the buried contact and overlapping the buried contact hole on the interlayer insulating layer.

바람직하게는 상기 식각마스크층을 상기 스토리지 전극의 바 패턴과 동질의 다결정실리콘층으로 형성한다. 또한, 상기 스토리지 전극의 바 패턴 하측부를 상기 식각마스크층으로 형성한다.Preferably, the etching mask layer is formed of a polysilicon layer that is the same as the bar pattern of the storage electrode. In addition, a lower portion of the bar pattern of the storage electrode is formed as the etching mask layer.

따라서, 본 발명은 메몰콘택홀의 상측부 폭을 기존의 사진식각공정의 CD(critical dimension) 이상으로 줄여 메몰콘택홀과 스토리지 전극의 바 패턴의 오버랩 마진을 확대하고 나아가 이들의 부정합 허용 마진을 높일 수 있다.Accordingly, the present invention can reduce the width of the upper portion of the contact hole by more than the CD (critical dimension) of the conventional photolithography process to enlarge the overlap margin of the bar pattern of the contact hole and the storage electrode and further increase the margin of mismatch. have.

이하, 본 발명에 의한 반도체소자 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 반도체소자 제조방법에 적용된 디램의 레이아웃도이고, 도 2는 도 1의 A-A선을 따라 절단한 단면도이고, 도 3은 도 1의 B-B선을 따라 절단한 단면도이다. 설명의 편의상 도 1 내지 도 3을 연관하여 설명하기로 한다.1 is a layout diagram of a DRAM applied to a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 1. For convenience of description, the description will be made with reference to FIGS. 1 to 3.

도 1에 도시된 바와 같이, 워드라인들(W/L)이 해당 트랜지스터의 소오스/드레인(S/D) 사이의 채널영역을 지나가면서 종방향으로 연장하여 배선되고, 비트라인들(B/L)이 해당 트랜지스터를 사이에 두고 워드라인들(W/L)을 수직으로 교차하며 횡방향으로 연장하여 배선되고, 트랜지스터의 소오스(S)가 D/C콘택홀을 거쳐 해당 비트라인(B/L)에 전기적으로 연결되고, 일점쇄선으로 한정된 셀 패드들이 각 트랜지스터의 양측 드레인(D)에 오버랩하며 전기적으로 연결되고, 이점쇄선으로 한정된 스토리지 전극들의 바패턴이 해당 셀 패드들에 오버랩하면서 메몰콘택홀을 거쳐 전기적으로 연결된다.As shown in FIG. 1, word lines W / L are wired in a longitudinal direction while passing through a channel region between a source / drain S / D of a corresponding transistor, and bit lines B / L. ) Cross the word lines (W / L) vertically with the transistors interposed therebetween, and extend in the lateral direction, and the source (S) of the transistor passes through the D / C contact hole and the corresponding bit line (B / L). Cell pads, which are electrically connected to each other, are connected by overlapping the drains (D) of each transistor, and the bar patterns of the storage electrodes defined by the double-dotted lines overlap the corresponding cell pads. Electrically connected via

도 2에 도시된 바와 같이, 실리콘기판(10)의 필드영역에 액티브영역을 아이솔레이션하기 위한 아이솔레이션층(11)이 형성되고, 트랜지스터의 소오스/드레인(S/D) 사이의 채널영역 상에 게이트산화막(13)이 형성되고, 게이트산화막(13)과 아이솔레이션층(11)의 일부분 상에 각각 워드라인(W/L)에 해당하는 게이트전극(20)이 형성되고, 게이트전극(20) 상에 절연막(30)이 형성되고, 게이트전극(20)의 양측벽에 절연막의 스페이서(40)가 형성되고, 셀 패드(50)가 드레인(D)에 접속하도록 이웃한 게이트전극(20) 사이에 형성되고, 스토리지 전극의 바패턴(80)이 층간절연막(60)을 사이에 두고 해당 셀 패드(50) 상에 오버랩된다.As shown in FIG. 2, an isolation layer 11 for isolating the active region is formed in the field region of the silicon substrate 10, and the gate oxide film is formed on the channel region between the source / drain (S / D) of the transistor. 13, a gate electrode 20 corresponding to a word line W / L is formed on a portion of the gate oxide film 13 and the isolation layer 11, and an insulating film is formed on the gate electrode 20. 30 is formed, spacers 40 of insulating films are formed on both side walls of the gate electrode 20, and the cell pad 50 is formed between neighboring gate electrodes 20 so as to be connected to the drain D. The bar pattern 80 of the storage electrode overlaps the cell pad 50 with the interlayer insulating layer 60 therebetween.

여기서, 게이트전극(20)은 워드라인의 저항을 줄여주기 위해 하층의 장벽금속층(21)과 상층의 고융점 금속층(23)으로 이루어질 수 있다. 절연막(30)은 하층의 질화막(31)과 상층의 고온산화막(33)으로 이루어질 수 있다.Here, the gate electrode 20 may be formed of a lower barrier metal layer 21 and a high melting point metal layer 23 in order to reduce the resistance of the word line. The insulating film 30 may be formed of a lower nitride film 31 and an upper high temperature oxide film 33.

도 3에 도시된 바와 같이, 각 트랜지스터의 드레인(D)을 사이에 두며 실리콘기판(10)의 필드영역에 아이솔레이션층(11)이 형성되고, 드레인(D)에 해당 셀 패드(50)가 오버랩하며 접속하고, 비트라인(70)이 이웃한 셀 패드(50) 사이에서 셀 패드(50)보다 높게 층간절연막(60) 내에 위치하고, 스토리지 전극의 바패턴(80)이 층간절연막(60)의 경사 식각된 메몰콘택홀(63) 내에 채워진 바패턴(80)과 동질 재료에 의해 해당 셀 패드(50)에 전기적으로 연결된다. 메몰콘택홀(63)의 상측부의 폭(W1)이 하측부의 폭(W2)보다 넓고, 바 패턴(80)의 폭(W3)이 메몰콘택홀(63)의 상측부의 폭(W1)보다 넓다. 비트라인(70)은 하층의 장벽금속층(71)과 상층의 텅스텐층(73)으로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 3, the isolation layer 11 is formed in the field region of the silicon substrate 10 with the drain D of each transistor interposed therebetween, and the cell pad 50 overlaps the drain D. And the bit line 70 is positioned in the interlayer insulating film 60 higher than the cell pad 50 between the adjacent cell pads 50, and the bar pattern 80 of the storage electrode is inclined of the interlayer insulating film 60. The cell pattern 50 is electrically connected to the cell pad 50 by the same material as the bar pattern 80 filled in the etched contact hole 63. The width W1 of the upper portion of the mold contact hole 63 is wider than the width W2 of the lower portion, and the width W3 of the bar pattern 80 is wider than the width W1 of the upper portion of the mold contact hole 63. The bit line 70 may be formed of a lower barrier metal layer 71 and an upper tungsten layer 73.

이와 같이 구성되는 반도체소자의 제조방법을 도 4 내지 도 9를 참조하여 설명하기로 한다. 도 2와 도 3의 부분과 동일 부분에는 동일 부호를 부여한다.A method of manufacturing a semiconductor device configured as described above will be described with reference to FIGS. 4 to 9. The same code | symbol is attached | subjected to the part same as the part of FIG. 2 and FIG.

도 4를 참조하면, 먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 실리콘기판(10)의 필드영역에 예를 들어 STI(shallow trench isolation) 공정에 의해 아이솔레이션층(11)을 형성한다. 이후, 실리콘기판(10)의 액티브영역 상에 열산화공정에 의해 게이트산화막(11)을 성장시키고, 게이트산화막(11)을 포함한 실리콘기판(10)의 전면 상에 다결정실리콘층(21)을 적층하고 그 위에 실리사이드층, 예를 들어 텅스텐실리사이드층(23)을 형성한다. 그런 다음, 텅스텐 실리사이드층(23) 상에 예를 들어 하층의 질화막(41)과 상층의 고온산화막(43)으로 이루어진 절연막(40)을 적층한다. 이어서, 사진식각공정에 의해 도 1의 워드라인에 해당하는 부분에만 절연막(40)을 남기고 그 나머지 부분의 절연막(40)을 텅스텐 실리사이드층(23)이 노출될 때까지 제거한다. 그 다음, 남은 절연막(40)의 패턴을 마스크로 이용하여 노출된 부분의 실리사이드층(23)과 다결정실리콘층(21)을 그 아래의 게이트산화막(13)이 노출될 때까지 식각하여 워드라인(20)을 형성한다.Referring to FIG. 4, first, as shown in FIG. 2, the isolation layer 11 is formed in a field region of the silicon substrate 10 by, for example, a shallow trench isolation (STI) process. Thereafter, the gate oxide film 11 is grown on the active region of the silicon substrate 10 by a thermal oxidation process, and the polysilicon layer 21 is laminated on the entire surface of the silicon substrate 10 including the gate oxide film 11. And a silicide layer, for example, a tungsten silicide layer 23, is formed thereon. Then, an insulating film 40 made of, for example, a lower nitride film 41 and an upper high temperature oxide film 43 is stacked on the tungsten silicide layer 23. Subsequently, the insulating layer 40 is left only in a portion corresponding to the word line of FIG. 1 by a photolithography process, and the insulating layer 40 in the remaining portion is removed until the tungsten silicide layer 23 is exposed. Next, using the remaining pattern of the insulating film 40 as a mask, the exposed silicide layer 23 and the polysilicon layer 21 are etched until the gate oxide film 13 below is exposed to the word line ( 20).

워드라인(20)의 형성이 완료되고 나면, 상기 결과 구조물 상에 각 트랜지스터의 액티브영역을 노출시키는 개구부를 갖는 감광막(도시 안됨)의 패턴을 형성하고 상기 감광막과 워드라인(20)을 마스크로 이용하여 각 트랜지스터의 액티브영역에 원하는 도전형의 불순물을 저농도로 이온주입하여 LDD(lightly doped drain) 영역을 형성한다. 그런 다음, 실리콘기판(10)의 전면에 스페이서(40)를 위한 절연막을 두껍게 적층하고 이를 액티브영역이 노출될 때까지 에치백하여 워드라인(20)의 양측벽에 스페이서(40)를 형성한다. 이후, 상기 결과 구조물 상에 각 트랜지스터의 액티브영역을 노출시키는 개구부를 갖는 감광막(도시 안됨)의 패턴을 형성하고 상기 감광막과 워드라인(20)과 스페이서(40)를 마스크로 이용하여 액티브영역에 원하는 도전형의 불순물을 고농도로 이온주입하여 소오스/드레인(S/D)을 형성한다.After the formation of the word line 20 is completed, a pattern of a photoresist film (not shown) having an opening exposing an active region of each transistor is formed on the resultant structure, and the photoresist film and the word line 20 are used as a mask. Thus, a lightly doped drain (LDD) region is formed by implanting impurities of a desired conductivity type into the active region of each transistor at low concentration. Then, a thick insulating film for the spacer 40 is stacked on the front surface of the silicon substrate 10 and etched back until the active region is exposed to form spacers 40 on both sidewalls of the word line 20. Thereafter, a pattern of a photoresist film (not shown) having an opening that exposes the active region of each transistor is formed on the resultant structure, and the photoresist, the word line 20 and the spacer 40 are used as a mask to form a desired pattern in the active region. A high concentration of ions are implanted to form a source / drain (S / D).

소오스/드레인(S/D)의 형성이 완료되고 나면, 다결정실리콘층을 상기 결과 구조물 상에 셀 패드(50)를 위한 두께로 적층하고 이를 사진식각공정에 의해 도 1의 이점쇄선으로 한정된 영역의 다결정실리콘층을 남기고 나머지 부분의 다결정실리콘층을 제거하여 셀 패드(50)의 패턴을 해당 드레인(D) 상에 오버랩하여 형성한다.After the formation of the source / drain (S / D) is completed, a polysilicon layer is deposited on the resultant structure to a thickness for the cell pad 50, which is then defined by the advantaged line of FIG. 1 by a photolithography process. The pattern of the cell pad 50 is overlapped on the corresponding drain D by leaving the polysilicon layer and removing the remaining polysilicon layer.

셀 패드(50)의 형성이 완료되고 나면, 셀 패드(50) 사이의 빈공간을 충분히 메우고 표면 평탄화를 위해 상기 결과 구조물 상에 제 1 층간절연막, 예를 들어 BPSG막을 두껍게 적층한 후 이를 기계화학연막(chemical mechanical polishing) 공정에 의해 평탄화한다. 이어서, 사진식각공정을 이용하여 소오스와 비트라인과의 전기적 연결을 위한 도 1의 콘택홀의 층간절연막(60)에 콘택홀을 형성한 후 콘택홀을 포함한 층간절연막(60)에 위에 비트라인을 위한 Ti/TiN 재질의 장벽금속층(71)과 고융점 금속, 예를 들어 텅스텐층(73)을 순차적으로 적층한다. 이후, 사진식각공정을 이용하여 도 1의 비트라인을 위한 부분의 텅스텐층(73)과 장벽금속층(71)을 남기고 나머지 부분의 텅스텐층(73)과 장벽금속층(71)을 제거하여 비트라인(70)의 패턴을 형성한다. 따라서, 비트라인(70)과 소오스(S)가 전기적으로 연결된다.After formation of the cell pad 50 is completed, a first interlayer insulating film, for example, a BPSG film, is thickly deposited on the resultant structure to sufficiently fill the void space between the cell pads 50 and to planarize the surface, and then mechanically It is planarized by a chemical mechanical polishing process. Subsequently, a contact hole is formed in the interlayer insulating layer 60 of the contact hole of FIG. 1 for electrical connection between the source and the bit line by using a photolithography process, and then a bit line is formed on the interlayer insulating layer 60 including the contact hole. A barrier metal layer 71 of Ti / TiN material and a high melting point metal, for example, a tungsten layer 73 are sequentially stacked. Thereafter, the tungsten layer 73 and the barrier metal layer 71 of the portion for the bit line of FIG. 1 are left by using a photolithography process, and the tungsten layer 73 and the barrier metal layer 71 of the remaining portion are removed to remove the bit line ( 70) is formed. Thus, the bit line 70 and the source S are electrically connected.

비트라인(70)의 형성이 완료되고 나면, 상기 결과 구조물 상에 표면 평탄화를 위해 제 1 층간절연막과 동질의 제 2 층간절연막을 두껍게 적층하고 이를 에치백공정에 의해 표면 평탄화하여 제 1 층간절연막과 제 2 층간절연막으로 이루어진 층간절연막(60)을 형성한다. 층간절연막(60)의 두께(T1)는 후속 공정에서 형성될 메몰콘택홀(63)의 하측부 폭(W2)을 고려하여 결정되는 것이 바람직하다.After the formation of the bit line 70 is completed, a thick layer of the first interlayer insulating film and the same second interlayer insulating film is thickly stacked on the resultant structure for surface planarization, and the surface is planarized by an etch back process to form a first interlayer insulating film. An interlayer insulating film 60 made of a second interlayer insulating film is formed. The thickness T1 of the interlayer insulating film 60 is preferably determined in consideration of the lower width W2 of the buried contact hole 63 to be formed in a subsequent process.

도 5를 참조하면, 층간절연막(60)의 형성이 완료되고 나면, 층간절연막(60)상에 후속의 경사 식각공정에서 층간절연막(60)의 식각마스크로서 역할을 할 다결정실리콘층(81)을 적층한다. 여기서, 다결정실리콘층(81)의 두께는 도 7의 메몰콘택홀(63)의 형성 용이성과 부정합 허용 마진을 높이기 위해 후속의 경사 식각 공정에서 형성될 다결정실리콘층(81)의 하측부 폭(W2)을 고려하여 500∼4000Å의 두께로 결정하는 것이 바람직하다. 다결정실리콘층(81)은 도 8에 도시된, 향후 형성될 스토리지 전극의 바 패턴(80)의 재질과 동일하다.Referring to FIG. 5, after the formation of the interlayer insulating film 60 is completed, the polysilicon layer 81 to serve as an etch mask of the interlayer insulating film 60 in a subsequent inclined etching process on the interlayer insulating film 60. Laminated. Here, the thickness of the polysilicon layer 81 is lower than the width W2 of the polysilicon layer 81 to be formed in the subsequent inclined etching process in order to increase the ease of forming the buried contact hole 63 and mismatch allowance margin of FIG. 7. ), It is preferable to determine a thickness of 500 to 4000 kPa. The polysilicon layer 81 is the same as the material of the bar pattern 80 of the storage electrode to be formed, which is shown in FIG.

이어서, 메몰콘택할 부분, 예를 들어 해당 셀패드(50)의 상부면 일부를 노출시키기 위한 개구부(76)를 갖는 감광막(75)의 패턴을 층간절연막(60) 상에 형성한다. 통상적으로, 개구부(76)의 폭(W)은 사진공정에서 형성할 수 있는 최소 치수로 결정된다.Subsequently, a pattern of the photosensitive film 75 having an opening 76 for exposing a portion to be contacted, for example, a portion of the upper surface of the cell pad 50, is formed on the interlayer insulating film 60. Typically, the width W of the opening 76 is determined to be the smallest dimension that can be formed in the photographic process.

도 6을 참조하면, 이후, 감광막(75)의 패턴을 식각마스크로 이용하여 개구부(76) 내의 노출된 다결정실리콘층(81)을 그 아래의 층간절연막(60)이 노출될 때까지 경사 식각하여 식각홈(82)을 형성한다. 여기서, 식각홈(82)의 상측부 폭이 감광막(75)의 개구부의 폭(W)에 해당하고, 식각홈(82)의 하측부 폭(W1)은 폭(W)보다 작게 축소된다. 이는 후속공정에서 형성될 도 7의 메몰콘택홀(63)의 상측부 폭이 사진식각공정의 한계 이상인 폭(W1)으로 축소시키는 역할을 한다.Referring to FIG. 6, by using the pattern of the photosensitive film 75 as an etching mask, the exposed polysilicon layer 81 in the opening 76 is inclinedly etched until the interlayer insulating film 60 is exposed. An etching groove 82 is formed. Here, the upper width of the etching groove 82 corresponds to the width W of the opening of the photosensitive film 75, and the lower width W1 of the etching groove 82 is smaller than the width W. This serves to reduce the width of the upper portion of the buried contact hole 63 of FIG. 7 to be formed in a subsequent process to a width W1 that is greater than or equal to the limit of the photolithography process.

도 7을 참조하면, 다결정실리콘층(81)의 경사 식각이 완료되고 나면, 도 6의 남은 감광막(75)의 패턴을 제거한다. 이후, 다결정실리콘층(81)을 식각마스크로 이용하여 식각홈(82) 내의 노출된 층간절연막(60)을 셀 패드(50)의 일부분이 노출될 때까지 경사 식각하여 메몰콘택홀(63)을 형성한다. 메몰콘택홀(63)의 하측부 폭(W2)은 상측부 폭(W1)보다 축소된다.Referring to FIG. 7, after the inclined etching of the polysilicon layer 81 is completed, the remaining pattern of the photosensitive film 75 of FIG. 6 is removed. Thereafter, using the polysilicon layer 81 as an etching mask, the exposed interlayer insulating layer 60 in the etching groove 82 is inclinedly etched until a portion of the cell pad 50 is exposed to form the etch contact hole 63. Form. The lower width W2 of the buried contact hole 63 is smaller than the upper width W1.

물론, 메몰콘택할 부분으로서 실리콘기판(10) 그 자체의 일 부분이 층간절연막(60)의 메몰콘택홀(도시 안됨)에 의해 노출될 수도 있다.Of course, a portion of the silicon substrate 10 itself as a portion to be etched contact may be exposed by a etch contact hole (not shown) of the interlayer insulating film 60.

도 8을 참조하면, 이후, 셀 패드(50)와의 전기적 접촉을 위해 메몰콘택홀(63)을 완전히 메울 수 있고 아울러 스토리지 전극의 바 패턴(80)의 형성에 필요한 두께로 다결정실리콘층(81)과 동질의 다결정실리콘층(83)을 층간절연막(60) 상에 적층한다.Referring to FIG. 8, the polysilicon layer 81 may be completely filled in the contact hole 63 for electrical contact with the cell pad 50, and may be formed to a thickness necessary for forming the bar pattern 80 of the storage electrode. A polysilicon layer 83 of the same quality is laminated on the interlayer insulating film 60.

도 9를 참조하면, 이어서, 메몰콘택홀(63)에 오버랩하기 위한 감광막(77)의 패턴을 도 1에 도시된 일점쇄선으로 한정된 영역의 다결정실리콘층(83) 상에 형성하고 이를 식각마스크로 이용하여 노출된 부분의 다결정실리콘층(83)을 그 아래의 층간절연막(60)이 노출될 때까지 식각하여 스토리지 전극의 바 패턴(80)을 형성한다. 이때, 다결정실리콘층(81)이 스토리지 전극의 바 패턴(80) 하측부를 이룬다.Referring to FIG. 9, a pattern of the photosensitive film 77 for overlapping the buried contact hole 63 is then formed on the polysilicon layer 83 in the region defined by the dashed-dotted line shown in FIG. 1 and formed into an etching mask. The exposed portion of the polysilicon layer 83 is etched until the interlayer dielectric layer 60 is exposed to form the bar pattern 80 of the storage electrode. In this case, the polysilicon layer 81 forms a lower portion of the bar pattern 80 of the storage electrode.

마지막으로 감광막(77)의 패턴을 제거하여 도 3에 도시된 바와 같은 스토리지 전극의 바 패턴(80)을 완성한다.Finally, the pattern of the photoresist layer 77 is removed to complete the bar pattern 80 of the storage electrode as shown in FIG. 3.

따라서, 메몰콘택홀(63)의 상측부 폭(W1)이 현재의 사진식각공정에서 형성 가능한 CD 이하로 축소되므로 그 만큼 메몰콘택홀(63)에 바 패턴(80)을 오버랩하는 마진을 확보하기가 용이하다. 이는 기존의 사진식각공정을 그대로 이용하면서도 메몰콘택홀과 바 패턴의 부정합 허용 마진을 확보 가능하게 한다.Therefore, the upper width W1 of the buried contact hole 63 is reduced to less than or equal to the CD that can be formed in the current photolithography process, thereby securing a margin for overlapping the bar pattern 80 in the buried contact hole 63. Is easy. This makes it possible to secure a margin of mismatch between the buried contact hole and the bar pattern while using the existing photolithography process as it is.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 비트라인의 형성이 완료된 실리콘기판 상에 층간절연막을 적층하고, 메몰콘택홀이 형성될 층간절연막의 부분에 경사 식각된 식각홈이 위치한 다결정실리콘층의 패턴을 형성하고, 이를 식각마스크층으로 이용하여 식각홈 내의 노출된 층간절연막을 식각하여 상측부의 폭이 현재의 사진식각공정의 CD(critical dimension) 이상으로 축소된 메몰콘택홀을 형성한다. 이후, 메몰콘택홀을 채울 수 있고 스토리지 전극의 바 패턴에 필요한 두께로 다결정실리콘층을 적층하고 이를 선택적으로 식각하여 메몰콘택홀에 오버랩된 스토리지 전극의 바 패턴을 형성한다.As described above, according to the present invention, a pattern of a polysilicon layer in which an interlayer insulating layer is stacked on a silicon substrate on which a bit line is formed and an inclined etched groove is positioned in a portion of the interlayer insulating layer in which a mem contact hole is to be formed is formed. By using this as an etch mask layer, the exposed interlayer insulating film in the etch groove is etched to form a etch contact hole in which the width of the upper portion is reduced to more than the CD (critical dimension) of the current photolithography process. Thereafter, the silicon contact hole may be filled, and a polysilicon layer is stacked to a thickness required for the bar pattern of the storage electrode, and then selectively etched to form a bar pattern of the storage electrode overlapped with the memory contact hole.

따라서, 본 발명은 본 발명은 기존의 사진식각공정을 그대로 사용하면서도 메몰콘택홀과 스토리지 전극의 바 패턴과의 오버랩 마진을 확보하기 용이하고 나아가 메몰콘택홀과 바 패턴의 부정합 허용 마진을 확대할 수 있다. 그 결과 셀 커패시터의 불량을 방지하고 나아가 메모리셀의 동작 특성을 향상할 수 있다.Therefore, the present invention can easily secure the overlap margin between the buried contact hole and the bar pattern of the storage electrode while using the conventional photolithography process as it is, and further increase the margin of mismatch between the buried contact hole and the bar pattern. have. As a result, defects of the cell capacitors can be prevented and further, operating characteristics of the memory cells can be improved.

한편, 본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.On the other hand, the present invention is not limited to the contents described in the drawings and detailed description, it is obvious to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. .

Claims (3)

소정의 공정을 처리 완료한 실리콘기판 상에 층간절연막을 형성하는 단계;Forming an interlayer insulating film on the silicon substrate which has been subjected to a predetermined process; 상기 층간절연막의 원하는 부분에 경사 식각된 식각홈이 위치한 식각마스크층의 패턴을 상기 층간절연막 상에 형성하는 단계;Forming a pattern of an etch mask layer on the interlayer insulating layer, wherein the etch mask layer is disposed on the desired portion of the interlayer insulating layer; 상기 식각마스크층을 이용하여 상기 식각홈 내의 노출된 층간절연막을 식각하여 상기 실리콘기판의 메몰콘택할 부분을 노출시키기 위한 메몰콘택홀을 형성하는 단계; 그리고Etching the exposed interlayer dielectric layer in the etch groove using the etch mask layer to form a etch contact hole for exposing a portion to be immersed in the silicon substrate; And 상기 메몰콘택할 부분에 전기적으로 연결되며 상기 메몰콘택홀에 오버랩되는 스토리지 전극의 바 패턴을 상기 층간절연막 상에 선택적으로 형성하는 단계를 포함하는 반도체소자 제조방법.And selectively forming a bar pattern of a storage electrode electrically connected to the portion to be contacted with the buried contact hole on the interlayer insulating layer. 제 1 항에 있어서, 상기 식각마스크층을 상기 스토리지 전극의 바 패턴과 동질의 다결정실리콘층으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법.The method of claim 1, wherein the etching mask layer is formed of a polysilicon layer that is the same as the bar pattern of the storage electrode. 제 2 항에 있어서, 상기 스토리지 전극의 바 패턴 하측부를 상기 식각마스크층으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법.The method of claim 2, wherein the lower portion of the bar pattern of the storage electrode is formed as the etching mask layer.
KR1019990034288A 1999-08-19 1999-08-19 Method for manufacturing semiconductor device KR20010018357A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990034288A KR20010018357A (en) 1999-08-19 1999-08-19 Method for manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990034288A KR20010018357A (en) 1999-08-19 1999-08-19 Method for manufacturing semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010018357A true KR20010018357A (en) 2001-03-05

Family

ID=19607789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990034288A KR20010018357A (en) 1999-08-19 1999-08-19 Method for manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20010018357A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7189605B2 (en) Method for fabricating semiconductor device
US7161215B2 (en) Semiconductor memory device and method of manufacturing the same, a method of manufacturing a vertical MISFET and a vertical MISFET, and a method of manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device
JP5073157B2 (en) Semiconductor device
JP4570811B2 (en) Semiconductor device
US7214572B2 (en) Semiconductor memory device and manufacturing method thereof
US7863131B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method for semiconductor device to reduce the lithography masks
JP4718021B2 (en) A method for manufacturing a semiconductor device.
JP2007329501A (en) Self-aligned contact formation method for semiconductor device
JP3955416B2 (en) Self-aligned contact manufacturing method
KR20050089684A (en) Transistors of a semiconducvtor device having a channel region in a channel-portion hole and methods of fabricating thereof
US20100181623A1 (en) Semiconductor device having dummy bit line structure
KR100299257B1 (en) Self-aligned contact formation method of semiconductor device
KR100404682B1 (en) Method for manufacturing a silicide layer of flat cell memory device
KR100621759B1 (en) method for manufacturing semiconductor device
KR100328599B1 (en) capacitor of semiconductor memory device and method for manufacturing the same
KR20010018357A (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR100621763B1 (en) method for manufacturing capacitors of the semiconductor of memory device
JP2009060137A (en) Semiconductor integrated circuit device
KR100745063B1 (en) Method for fabricating a landing plug of semiconductor device
KR20020024376A (en) Method of forming contacts in semiconductor devices
JPH0645559A (en) Forming method for transfer transistor of mos ram
KR20010053876A (en) method for manufacturing semiconductor devices
JP2008171913A (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same

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