KR20010039178A - Method for fabricating a fully planarized dram device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for fabricating a DRAM is to simply a manufacturing process by excluding a planarizing process of an interlayer dielectric formed for a subsequent metal interconnection process. CONSTITUTION: A plurality of transistors(240) is formed on a semiconductor substrate(200) with a cell region and a core/peri region defined thereon. A contact pad(260) is formed on both sides of the transistor. The first interlayer dielectric(280) is formed on the resultant substructure. A bit line(300) is formed on the first interlayer dielectric. The second interlayer dielectric(320) is formed on the first interlayer dielectric. A contact hole is formed to expose the contact pad by etching the first and second interlayer dielectrics. A polysilicon is deposited and planarized on the second interlayer dielectric to fill in the contact hole, thereby forming a contact plug(340). An etching stop layer(360) is formed on the second interlayer dielectric. A sacrificial oxide layer(380) is formed to determine a height of a capacitor lower electrode. A lower electrode opening is formed to expose the contact plug by etching the sacrificial oxide layer and then removing the etching stop layer.

Description

평탄화된 반도체 장치의 디램 제조 방법{METHOD FOR FABRICATING A FULLY PLANARIZED DRAM DEVICE}DRAM manufacturing method of planarized semiconductor device {METHOD FOR FABRICATING A FULLY PLANARIZED DRAM DEVICE}

본 발명은 반도체 장치의 디램 제조에 관한 것으로서, 구체적으로는 커패시터 상에 형성되는 층간절연막에 대한 평탄화 공정을 생략할 수 있는 평탄화된 반도체 장치의 디램 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to DRAM fabrication of semiconductor devices, and more particularly, to a DRAM fabrication method of a planarized semiconductor device capable of omitting a planarization process for an interlayer insulating film formed on a capacitor.

최근 반도체 장치는 경제적 비용측면에서 고집적화 되고있다. 특히 디램(DRAM)과 같은 메모리 장치의 경우에는 집적도 증가가 중요한 자리를 차지하고 있다. 주지하는 바와 같이, 반도체 장치의 집적도 증가는 필연적으로 반도체 기판 상에 형성되는 여러 소자의 점유 면적을 그만큼 감소시킨다. 그러나 메모리 소자를 구성하는 커패시터는 신뢰성 있는 소자 동작을 위해서는 최소한의 일정한 커패시턴스를 필요로 한다. 알파-입자에 의한 소프트 에러나 노이즈에 의한 저장된 데이터의 에러를 방지할 수 있도록 셀당 약 25fF 이상은 유지되어야 한다.Recently, semiconductor devices have been highly integrated in terms of economic cost. In particular, in the case of a memory device such as DRAM (DRAM), increasing the density is an important place. As is well known, increasing the degree of integration of semiconductor devices inevitably reduces the area occupied by the various elements formed on the semiconductor substrate. However, the capacitors that make up a memory device require a minimum constant capacitance for reliable device operation. At least about 25 fF per cell should be maintained to prevent soft errors caused by alpha-particles or errors in stored data due to noise.

따라서 동일 면적 또는 동일한 웨이퍼에 많은 수의 소자를 집적하는 초고집적화와 반도체 공정 기술의 발전에 따른 최소 선폭의 감소로 작은 단면적에 동일 커패시턴스를 가진 커패시터를 집적하는 방법이 디램에 있어서 중요한 문제 중 하나라 할 수 있다. 잘 알려진 바와 같이 커패시터의 커패시턴스(C) = εx A/d 이다. 여기서 ε는 커패시터 두 전극 사이에 형성되는 유전막의 유전율이며, A는 커패시터 전극 면적을 그리고 d는 유전막의 두께를 각각 나타낸다.Therefore, the method of integrating capacitors having the same capacitance in a small cross-sectional area is one of the important problems in DRAM due to the ultra-high integration that integrates a large number of devices in the same area or the same wafer and the reduction of the minimum line width due to the development of semiconductor processing technology. Can be. As is well known, the capacitance of a capacitor (C) = εx A / d. Where ε is the dielectric constant of the dielectric film formed between the two electrodes of the capacitor, A is the capacitor electrode area, and d is the thickness of the dielectric film, respectively.

따라서 주어진 셀 면적 내에서 커패시턴스를 증가시키는 방법으로 유전율이 높은 물질을 유전막으로 사용하거나 유전막의 두께를 얇게 형성하거나 커패시터 전극의 면적을 증가시키는 방법을 생각할 수 있다. 유전막의 경우 NO막이나 ONO막을 제외하고는 대부분 현재 개발중이며 제품에 적용될 경우 신뢰도 문제 등 여러 가지 해결해야 할 과제가 아직 많이 남아있다. 다른 방법으로 커패시터 전극의 표면적을 증가시키는 방법이 있다. 이를 위해 커패시터 구조가 평면 셀(planar cell) 구조에서 삼차원 구조인 실린더형 구조(cylindrical cell), 트렌치 구조(trench cell) 등으로 복잡화되고 셀 구조도 CUB(capacitor under bit line)에서 COB(capacitor over bit line) 형태로 바뀌었다. 트렌치형 커패시터의 경우, 하부전극의 면적을 크게 가져갈 수 있지만, 격리(isolation)와 같은 문제나 공정기술상의 복잡성을 가지고 있다. 이에 따라, 최근에는 실린더형 커패시터가 널리 사용되고 있다. 이런 경우 셀 영역과 주변 영역사이의 단차가 커지게되며, 포토리소그라피의 포커스 마진이 감소하여 금속 배선이 얇아지거나 끊어질 수 있으며, 브리지 같은 문제가 발생할 수 있다.Therefore, as a method of increasing capacitance within a given cell area, a method of using a material having high dielectric constant as a dielectric film, forming a thin dielectric film, or increasing an area of a capacitor electrode can be considered. Most of dielectric films are under development except NO film and ONO film, and there are still many problems to be solved such as reliability problem when applied to products. Another method is to increase the surface area of the capacitor electrode. To this end, the capacitor structure is complicated from a planar cell structure to a three-dimensional cylindrical structure, a trench structure, and a cell structure, and the cell structure is also a capacitor over bit in a capacitor under bit line (CUB). line). In the case of trench capacitors, the area of the lower electrode can be large, but there are problems such as isolation and complexity of the process technology. Accordingly, in recent years, cylindrical capacitors have been widely used. In this case, the step between the cell region and the peripheral region becomes large, the focus margin of the photolithography may decrease, and the metal wiring may be thinned or broken, and problems such as bridges may occur.

통상의 경우 이러한 COB구조를 갖는 실린더형 커패시터 형성에 있어서, 셀 커패시터 형성 후 셀 영역과 코아 또는 주변 영역 간에는 셀 커패시터 만큼의 단차가 발생한다. 도 1a 도 1c를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.In the case of forming a cylindrical capacitor having such a COB structure, a step difference between the cell region and the core or the peripheral region occurs as much as the cell capacitor. It will be described in more detail with reference to Fig. 1a 1c.

도 1a 내지 도1c는 평탄화 공정의 문제점을 설명하기 위한 통상적인 방법에 따른 디램 제조 공정의 일부를 나타내는 단면도이다. 먼저 도 1a를 참조하면, 커패시터 하부전극용 콘택 플러그(10)를 가지는 층간절연막(20)이 반도체 기판(도시하지 안음)의 셀 영역에 형성된다. 다음 상기 결과물 전면에 희생산화막이 형성되고 선택적으로 식각되어 상기 콘택 플러그(10)를 노출시키는 커패시터 하부전극용 오프닝이 형성된다. 이후 하부전극용 도전막이 증착되고 셀 단위로 하부전극이 분리되고 습식 공정으로 셀 영역 뿐 아니라 코아/주변 영역에서도 모두 희생산화막이 제거되어 실린더형 하부전극(30)이 완성된다. 그리고 나서 커패시터 유전막(40) 및 상부전극막(50)이 형성되고 패터닝 되어 커패시터가 완성된다. 그러나 도시된 바와 같이 희생산화막이 셀 영역 뿐 아니나 코아/주변 영역에서도 제거되기 때문에, 대략 셀 커패시터 높이 만큼의 높이 차이(단차)가 셀 영역과 코아/주변 영역 사이에 발생하게 된다. 이후 제2층간절연막(60)이 상기 결과물 상에 형성된다. 도시된 바와 같이 셀 영역과 코아/주변 영역 사이의 단차로 인해 상기 제2층간절연막 (60) 또한 단차가 발생하게 된다.1A to 1C are cross-sectional views showing a part of a DRAM manufacturing process according to a conventional method for explaining a problem of the planarization process. First, referring to FIG. 1A, an interlayer insulating film 20 having a contact plug 10 for a capacitor lower electrode is formed in a cell region of a semiconductor substrate (not shown). Next, a sacrificial oxide film is formed on the entire surface of the resultant, and selectively etched to form an opening for the capacitor lower electrode exposing the contact plug 10. Subsequently, the conductive film for the lower electrode is deposited, the lower electrode is separated by a cell unit, and the sacrificial oxide film is removed not only in the cell region but also in the core / peripheral region by a wet process, thereby completing the cylindrical lower electrode 30. Then, the capacitor dielectric film 40 and the upper electrode film 50 are formed and patterned to complete the capacitor. However, as shown, since the sacrificial oxide film is removed not only in the cell region but also in the core / peripheral region, a height difference (step difference) of approximately the height of the cell capacitor is generated between the cell region and the core / peripheral region. A second interlayer insulating film 60 is then formed on the resultant. As shown in the drawing, the step between the cell region and the core / peripheral region also causes a step difference between the second interlayer insulating layer 60.

이러한 단차는 후속 공정인 단위 소자들의 연결 및 배선 공정시 공정 마진을 감소시키는 주된 원인으로 작용한다. 따라서 이러한 단차를 줄이기 위해 통상적으로 여러 종류의 산화막을 이용하여 평탄화 시키거나 궁극적인 평탄화는 셀 커패시터 형성후 화학적기계적 연마(chemical mechanical polishing) 공정을 적용하여 도 1b 및 도 1c에 나타난 바와 같이 셀과 코아, 주변 영역을 완전히 평탄화 한다. 완전 평탄화 시키는 공정은 후속 공정인 금속 콘택 형성시 산화막 식각량이 크기 때문에 안정한 공정을 유지하기 어렵다.This step is a major cause of reducing process margins in the subsequent process of connecting and wiring unit devices. Therefore, in order to reduce such a step, the planarization or ultimate planarization using various kinds of oxide films is generally performed by applying a chemical mechanical polishing process after forming a cell capacitor, as shown in FIGS. 1B and 1C. , Completely flatten the surrounding area. The fully planarization process is difficult to maintain a stable process because a large amount of oxide etching is performed when forming a metal contact, which is a subsequent process.

이에 따라 부분 평탄화 공정이 일반적으로 적용되는데, 이때 공정이 복잡하고 공정마진이 협소하여 안정한 공정을 가져가기 어려운 문제가 또한 발생한다.Accordingly, a partial planarization process is generally applied, which also causes a problem that the process is complicated and the process margin is narrow, making it difficult to bring a stable process.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 커패시터 완성후 형성되는 층간절연막에 대한 평탄화 공정을 배제할 수 있는 디램제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a DRAM manufacturing method capable of eliminating the planarization process of an interlayer insulating film formed after completion of a capacitor as proposed to solve the above-mentioned problems.

도 1a 내지 도 1c는 종래 방법에 의한 평탄화된 반도체 장치의 디램 제조 방법을 개략적으로 나타내는 단면도;1A to 1C are cross-sectional views schematically showing a DRAM manufacturing method of a planarized semiconductor device by a conventional method;

도 2a 내지 도 2i는 본 발명에 따른 평탄화된 반도체 장치의 디램 제조 방법을 공정순서에 따라 개략적으로 나타내는 단면도이다.2A to 2I are cross-sectional views schematically illustrating a DRAM manufacturing method of a flattened semiconductor device according to the present invention in a process sequence.

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

200 : 반도체 기판 220 : 소자 격리 영역200: semiconductor substrate 220: device isolation region

240 : 트랜지스터 260 : 콘택 패드240: transistor 260: contact pad

280,320 : 절연막 300 : 비트라인280,320 Insulation film 300: Bit line

340 : 커패시터 하부전극 콘택 360 : 식각저지막340: capacitor lower electrode contact 360: etch stop layer

380 : 희생산화막 400 : 하부전극용 오프닝380: sacrificial oxide film 400: opening for the lower electrode

420 : 하부전극용 도전막 440 : 평탄화 절연막420: conductive film for lower electrode 440: planarization insulating film

460 : 포토레지스트 470 : 하부전극460 photoresist 470 lower electrode

480 : 커패시터 유전막 500 : 커패시터 상부전극480: capacitor dielectric film 500: capacitor upper electrode

520 : 층간절연막 540 : 비아 콘택520: interlayer insulating film 540: via contact

560 : 금속 배선560: metal wiring

본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 구성은, 셀 영역과 코아/주변 영역이 정의된 반도체 기판 상에 적어도 커패시터 하부전극용 매몰 플러그를 상기 셀 영역 가지는 제1층간절연막을 형성하는 단계와, 상기 제1층간절연막 상에 커패시터 하부전극의 높이를 결정하는 몰드 산화막을 형성하는 단계와, 상기 셀 영역 상의 상기 몰드 산화막을 식각하여 상기 매몰 플러그를 노출시키는 하부전극용 오프닝을 형성하는 단계와, 상기 오프닝을 부분적으로 채우도록 상기 몰드 산화막 상에 커패시터 하부전극용 제1도전막을 형성하는 단계와, 상기 몰드 산화막의 상부가 노출될 때까지 상기 제1도전막을 제거하여 상기 오프닝 내부에만 남기는 단계와, 상기 셀 영역의 상기 제1층간절연막이 나타날 때까지 몰드 산화막만을 선택적으로 제거하여 커패시터 하부전극을 상기 셀 영역에 형성하는 단계와, 상기 커패시터 하부전극은 상기 코아/주변 영역의 몰드 산화막과 동일한 높이를 가지며, 상기 셀 영역에 커패시터 유전막 및 커패시터 상부전극을 형성하여 커패시터를 완성하는 단계와, 그리고 상기 셀 영역의 상기 커패시터 상부전극 및 상기 코아/주변 영역의 몰드 산화막 상에 제2층간절연막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A preferred configuration for achieving the object of the present invention is to form a first interlayer insulating film having at least a buried plug for a capacitor lower electrode in the cell substrate and a core / peripheral region defined therein, the first interlayer insulating film having the cell region; Forming a mold oxide film on the interlayer insulating film to determine the height of the capacitor lower electrode, etching the mold oxide film on the cell region to form an opening for the lower electrode exposing the buried plug, and opening Forming a first conductive film for a capacitor lower electrode on the mold oxide film to partially fill it, removing the first conductive film and leaving only the inside of the opening until the upper portion of the mold oxide film is exposed, and the cell region Selectively remove only the mold oxide film until the first interlayer insulating film of Forming an electrode in the cell region, the capacitor lower electrode having the same height as a mold oxide film in the core / peripheral region, and forming a capacitor dielectric layer and a capacitor upper electrode in the cell region to complete the capacitor; And forming a second interlayer dielectric layer on the capacitor upper electrode of the cell region and the mold oxide layer of the core / peripheral region.

상술한 방법의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 몰드 산화막의 상부가 노출될 때까지 상기 제1도전막을 제거하여 상기 오프닝 내부에만 남기는 단계는, 상기 제1도전막으로 상기 오프닝을 부분적으로 채운 후 상기 몰드 산화막 상에 상기 오프닝을 완전히 채우도록 절연막을 형성하는 단계와, 상기 몰드 산화막 상부가 나타날 때까지 상기 절연막 및 상기 오프닝 양측의 제1도전막을 평탄화하는 단계를 포함하며, 이때, 상기 셀 영역의 상기 제1층간절연막이 나타날 때까지 몰드 산화막만을 선택적으로 제거하여 커패시터 하부전극을 상기 셀 영역에 형성하는 단계는 상기 절연막을 제거하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of the above method, removing the first conductive film and leaving only the inside of the opening until the upper portion of the mold oxide film is exposed, partially filling the opening with the first conductive film and then forming the mold. Forming an insulating film on the oxide film so as to completely fill the opening, and planarizing the insulating film and the first conductive film on both sides of the opening until the upper portion of the mold oxide film appears. Selectively removing only the mold oxide film until the interlayer insulating film appears to form the capacitor lower electrode in the cell region may include removing the insulating film.

상술한 방법의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2층간절연막을 선택적으로 식각하여 상기 커패시터 상부전극을 노출시키는 비아 콘택을 형성하는 단계와 그리고 상기 비아 콘택 및 상기 제2층간절연막 상에 도전물질을 형성하고 패터닝하여 금속 배선을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of the method, selectively etching the second interlayer insulating film to form a via contact exposing the capacitor upper electrode and forming a conductive material on the via contact and the second interlayer insulating film. And patterning the metal wirings.

상술한 본 발명의 바람직한 공정 구성에 따르면, 희생산화막이 셀 영역 뿐 아니리 코아/주변 영역에서도 동시에 제거되기 때문에 셀 영역과 코아/주변 영역 사이에 높이 차이가 발생하지 않는다. 따라서 후속 층간절연막에 대한 평탄화 공정을 생략할 수 있다.According to the above-described preferred process configuration of the present invention, the height difference does not occur between the cell region and the core / peripheral region because the sacrificial oxide film is simultaneously removed not only in the cell region but also in the core / peripheral region. Therefore, the planarization process for the subsequent interlayer insulating film can be omitted.

이하에서는 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 제시된 도면에서 형성되는 영역 및 막질의 두께 등이 도의 간략화 및 설명의 명확화를 위해 다소 과장되어 표시되어 있다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. In the drawings, regions, films, and the like, which are formed, are exaggerated for clarity and clarity.

도 2a 내지 도 2i는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평탄화된 반도체 장치의 디램 제조 공정을 순차적으로 나타내는 단면도이다. 도 2a는 이미 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 공정이 진행된 반도체 기판의 일부분을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 잘 알려진 바와 같이 디램 장치는 데이타를 저장하기 위한 다수의 셀이 형성되는 셀 어레이 영역과 셀 어레이 영역을 제어하고 구동하기 위한 코아/주변 영역으로 나누어진다. 먼저 셀영역과 코아/주변 영역이 정의된 반도체 기판(200) 상에 소자분리영역(220)이 종래의 방법으로 형성되어 활성영역을 형성한다. 상기 반도체 기판(200) 상에 게이트, 소스/드레인 영역으로 구성된 다수의 트랜지스터(240)가 형성된다. 공정마진을 확보하기 위해 통상적으로 셀 어레이 영역에서는 콘택 패드(260)가 트렌지스터 양측에 형성된다. 상기 트랜지스터의 형성 및 콘택 패드의 형성은 이 분야에서 널리 알려져 있기 때문에 설명은 생략한다. 다음 상기 결과물 상에 제1층간절연막(280)이 산화막으로 형성되며 예를 들면 USG막(undoped silicate glass layer)과 같은 도핑 되지 않은 산화막 또는 보로포스포실리케이트글래스(borophospho silicateglass)막으로 형성된다. 다음 상기 제1층간절연막(280) 상에 비트라인(300)이 형성된다. 면에는 미도시 되었으나, 상기 비트라인(300)은 먼저 상기 제1층간절연막(280)이 선택적으로 식각되어 상기 트랜지스터 양측의 소정의 콘택 패드중 일부를 노출시키는 비트라인 콘택이 형성된 후, 도전막이 증착되고 패터닝되어 형성된다.2A to 2I are cross-sectional views sequentially illustrating a DRAM manufacturing process of a planarized semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention. 2A is a schematic cross-sectional view of a portion of a semiconductor substrate in which a plurality of processes are already performed according to an embodiment of the present invention. As is well known, a DRAM device is divided into a cell array area in which a plurality of cells for storing data are formed and a core / peripheral area for controlling and driving the cell array area. First, an isolation region 220 is formed on a semiconductor substrate 200 in which a cell region and a core / peripheral region are defined to form an active region. A plurality of transistors 240 formed of a gate and a source / drain region are formed on the semiconductor substrate 200. In order to ensure process margins, contact pads 260 are typically formed at both sides of the transistor in the cell array region. Since the formation of the transistor and the formation of the contact pad are well known in the art, description thereof is omitted. Next, a first interlayer insulating film 280 is formed on the resultant as an oxide film, for example, an undoped oxide film or a borophospho silicate glass film such as an undoped silicate glass layer. Next, a bit line 300 is formed on the first interlayer insulating film 280. Although not shown on the surface, the bit line 300 may be formed by first etching the first interlayer insulating layer 280 to form a bit line contact exposing some of the contact pads on both sides of the transistor, and then depositing a conductive layer. And patterned to form.

다음 상기 비트라인(399)이 형성된 상기 제1층간절연막(280) 상에 제2층간절연막(320)이 형성된다. 상기 제2층간절연막(320)은 BPSG막을 증착한 후 소정의 온도에서 리플로시켜 형성하거나 또는 USG막을 증착한 후 에치백 공정을 진행하여 형성할 수 있다.Next, a second interlayer insulating layer 320 is formed on the first interlayer insulating layer 280 on which the bit line 399 is formed. The second interlayer insulating layer 320 may be formed by depositing a BPSG film and then reflowing at a predetermined temperature, or by performing an etch back process after depositing a USG film.

다음 공정은 스토리지 콘택 플러그(340) 형성 공정이다. 상기 제2층간절연막(320) 및 제1층간절연막(280)이 식각되어 상기 트랜지스터 양측의 상기 콘택 패드(260)를 노출시키는 콘택홀이 형성된다. 다음 상기 콘택홀을 완전히 채우도록 도전물질 예를 들면 폴리실리콘이 상기 제2층간절연막(320) 상에 증착되고 평탄화 되어 콘택 플러그(340)가 완성된다.The next process is to form the storage contact plug 340. The second interlayer insulating layer 320 and the first interlayer insulating layer 280 are etched to form contact holes exposing the contact pads 260 on both sides of the transistor. Next, a conductive material, for example, polysilicon is deposited on the second interlayer insulating layer 320 and planarized to completely fill the contact hole, thereby completing the contact plug 340.

다음 공정은 커패시터 하부전극 형성 공정으로서, 먼저 도 2b에 나타난 바와 같이 상기 콘택 플러그(40)를 포함하여 상기 제2층간절연막(320) 상에 식각저지막이 형성된다. 상기 식각저지막(360)은 후속 하부전극용 오프닝 형성을 위한 희생산화막 식각공정에서 식각저지막으로 작용한다. 상기 식각저지막(360)은 상기 제2층간절연막(320)인 산화막과 식각선택비가 있는 물질 예를 들면 실리콘 질화막으로 형성될 수 있다. 다음 커패시터 하부전극의 높이를 결정하는 희생산화막(380)이 형성된다.Next, a capacitor lower electrode forming process is performed. First, as illustrated in FIG. 2B, an etch stop layer is formed on the second interlayer insulating layer 320 including the contact plug 40. The etch stop layer 360 serves as an etch stop layer in the sacrificial oxide etching process for forming the opening for the lower electrode. The etch stop layer 360 may be formed of an oxide layer, which is the second interlayer insulating layer 320, and a material having an etching selectivity, for example, a silicon nitride layer. Next, a sacrificial oxide film 380 is formed to determine the height of the capacitor lower electrode.

다음 상기 희생 산화막(380) 상에 포토레지스트막(미도시)이 스핀 코팅되고 패터닝되어 커패시터 하부전극 형성 영역을 정의한다. 상기 패턴화된 포토레지스트막을 사용하여 상기 희생산화막(380)이 식각되고 이후 식각저지막(360)이 제거되어 하부전극용 오프닝(400)이 적어도 상기 콘택 플러그(340)를 노출시키도록 도 2c에 도시된 바와 같이 형성된다.Next, a photoresist film (not shown) is spin coated and patterned on the sacrificial oxide film 380 to define a capacitor lower electrode formation region. The sacrificial oxide film 380 is etched using the patterned photoresist film and then the etch stop film 360 is removed so that the opening 400 for the lower electrode exposes at least the contact plug 340. It is formed as shown.

다음 도 2d를 참조하면, 상기 오프닝(400) 및 상기 희생산화막(380) 상에 커패시터 하부전극용 도전막(420)이 형성된다. 그리고 나서 셀 단위로 하부전극을 분리시키기 위해 평탄화 공정을 진행한다. 이를 위해 상기 도전막(420) 상에 사익 오프닝을 완전해 채우도록 평탄화 절연막(440)을 형성한다. 그리고 나서 CMP 또는 재식각(etch back) 등의 방법으로 상기 희생산화막(380)의 상부가 나타날 때까지 평탄화 공정을 진행하여 하부전극을 셀 단위로 분리한다(도 2e 참조).Next, referring to FIG. 2D, the conductive film 420 for the capacitor lower electrode is formed on the opening 400 and the sacrificial oxide film 380. Then, the planarization process is performed to separate the lower electrode by cell unit. For this purpose, the planarization insulating layer 440 is formed on the conductive layer 420 to completely fill the wing opening. Then, the planarization process is performed until the upper portion of the sacrificial oxide film 380 appears by CMP or etch back (see FIG. 2E).

다음 하부전극의 내부 및 외부를 노출시키기 위해 희생산화막 제거 공정이 진행된다. 본 발명에 의하면, 도 2f에 도시된 바와 같이 단지 하부전극이 형성된 셀 영역에 있는 희생산화막 만이 제거된다. 즉 코아/주변 영역을 덮도록 포토레지스트 패턴(460)이 형성하고 이를 식각저지막으로 하여 셀 영역의 희생산화막 및 오프닝 내부에 잔존하는 평탄화 절연막을 제거하여 하부전극(470)을 완성한다. 따라서 본 발명에 따르면 셀 영역과 코아/주변 영역 사이에 단차가 발생하기 안는다.Next, a sacrificial oxide film removing process is performed to expose the inside and the outside of the lower electrode. According to the present invention, only the sacrificial oxide film in the cell region in which the lower electrode is formed is removed as shown in FIG. 2F. That is, the photoresist pattern 460 is formed to cover the core / peripheral region, and the lower electrode 470 is completed by removing the sacrificial oxide layer and the planarization insulating layer remaining in the opening of the cell region using the photoresist pattern 460 as an etch stop layer. Therefore, according to the present invention, a step does not occur between the cell region and the core / peripheral region.

이후 커패시터 유전막(480) 및 상부전극용 도전막(500)이 형성되어 실린더형 커패시터가 완성된다. 다음 상부전극 다음 상기 커패시터를 절연시기키 위해 제3층간절연막(520)이 도 2g에 도시된 바와 같이 상기 결과물 전면에 형성된다. 이때 도 2g에 나타난 바와 같이 셀 영역과 코아/주변 영역의 단차는 단지 커패시터 상부전극의 두께 정도로 실질적으로 단차가 없다. 따라서 상기 제3층간절연막(520) 또한 실질적으로 평탄한 표면 토폴로지를 가지며 종래 방법에서와 같이 따로이 평탄화 공정을 진행할 필요가 없다.Thereafter, the capacitor dielectric layer 480 and the conductive layer 500 for the upper electrode are formed to complete the cylindrical capacitor. Next, a third interlayer insulating film 520 is formed on the entire surface of the resultant product to insulate the capacitor after the upper electrode. In this case, as shown in FIG. 2G, the step difference between the cell region and the core / peripheral region is substantially not as high as the thickness of the capacitor upper electrode. Accordingly, the third interlayer insulating film 520 also has a substantially flat surface topology and does not need to be separately planarized as in the conventional method.

다음 공정은 금속 배선 공정으로서, 먼저 상기 제3층간절연막을 선택적으로 식각하여 사익 상기 상부전극(520)을 노출시키는 비아 콘택(540)이 도 2i에 나타난 바와 같이 형성된다. 이후, 도전물질을 증착하고 패터닝 하여 금속 배선(560)을 완성한다.The next process is a metal wiring process. First, a via contact 540 is formed as shown in FIG. 2I to selectively etch the third interlayer insulating film to expose the upper electrode 520. Thereafter, the conductive material is deposited and patterned to complete the metal wiring 560.

바람직한 실시예에 의거하여 본 발명이 기술되었지만, 본 발명의 범위는 여기에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 다양한 변형 및 비슷한 배열들도 포함한다. 따라서 본 발명의 청구범위의 진정한 범위 및 사상은 상기 변형 및 비슷한 배열을 포함할 수 있도록 가장 넓게 해석되어야 한다.Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited thereto. Rather, various modifications and similar arrangements are included. Therefore, the true scope and spirit of the claims of the present invention should be interpreted broadly to encompass such modifications and similar arrangements.

상술한 바와 같은 본 발명의 특징에 의하면, 희생산화막이 코아/주변 영역에 그대로 유지되기 때문에 커패시터 형성후 셀 영역과 코아/주변영역 사이의 단차가 발생하기 않으며, 따라서 후속 금속 배선 공정을 위해 형성되는 층간절연막에 대한 평탄화 공정을 생략할 수 있어 공정이 간단해 지고 공정비용이 감소하며, 공정 컨트롤이 용이해 진다.According to the features of the present invention as described above, since the sacrificial oxide film is kept in the core / periphery region, no step is generated between the cell region and the core / peripheral region after capacitor formation, and thus is formed for the subsequent metal wiring process. The planarization process for the interlayer insulating film can be omitted, which simplifies the process, reduces the process cost, and facilitates process control.

또한 평탄화 공정이 배제되기 때문에 금속 배선을 위한 층간절연막의 형성 두께가 감소하고 따라서, 금속 콘택 형성시 층간절연막 식각량도 감소시킬 수 있으므로 안정적인 금속 콘택을 형성할 수 있다.In addition, since the planarization process is excluded, the thickness of the interlayer dielectric layer for the metal wiring is reduced, and thus, the amount of the interlayer dielectric layer etched when the metal contact is formed may be reduced, thereby forming a stable metal contact.

Claims (3)

평탄화된 반도체 장치의 제조에 있어서,In the manufacture of planarized semiconductor devices, 셀 영역과 코아/주변 영역이 정의된 반도체 기판 상에 적어도 커패시터 하부전극용 매몰 플러그를 상기 셀 영역 가지는 제1층간절연막을 형성하는 단계와;Forming a first interlayer insulating film having at least a buried plug for a capacitor lower electrode and said cell region on a semiconductor substrate having a cell region and a core / peripheral region defined therein; 상기 제1층간절연막 상에 커패시터 하부전극의 높이를 결정하는 몰드 산화막을 형성하는 단계와;Forming a mold oxide film on the first interlayer insulating film to determine a height of a capacitor lower electrode; 상기 셀 영역 상의 상기 몰드 산화막을 식각하여 상기 매몰 플러그를 노출시키는 하부전극용 오프닝을 형성하는 단계와;Etching the mold oxide film on the cell region to form an opening for a lower electrode exposing the buried plug; 상기 오프닝을 부분적으로 채우도록 상기 몰드 산화막 상에 커패시터 하부전극용 제1도전막을 형성하는 단계와;Forming a first conductive film for a capacitor lower electrode on the mold oxide film to partially fill the opening; 상기 몰드 산화막의 상부가 노출될 때까지 상기 제1도전막을 제거하여 상기 오프닝 내부에만 남기는 단계와;Removing the first conductive film and leaving only the inside of the opening until the upper portion of the mold oxide film is exposed; 상기 셀 영역의 상기 제1층간절연막이 나타날 때까지 몰드 산화막만을 선택적으로 제거하여 커패시터 하부전극을 상기 셀 영역에 형성하는 단계와, 상기 커패시터 하부전극은 상기 코아/주변 영역의 몰드 산화막과 동일한 높이를 가지며;Selectively removing only a mold oxide layer until the first interlayer dielectric layer of the cell region appears to form a capacitor lower electrode in the cell region, wherein the capacitor lower electrode has the same height as the mold oxide layer in the core / peripheral region. Has; 상기 셀 영역에 커패시터 유전막 및 커패시터 상부전극을 형성하여 커패시터를 완성하는 단계와; 그리고Forming a capacitor dielectric layer and a capacitor upper electrode in the cell region to complete a capacitor; And 상기 셀 영역의 상기 커패시터 상부전극 및 상기 코아/주변 영역의 몰드 산화막 상에 제2층간절연막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평탄화된 반도체 장치의 디램 제조 방법.And forming a second interlayer dielectric layer on the capacitor upper electrode of the cell region and the mold oxide layer of the core / peripheral region. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 몰드 산화막의 상부가 노출될 때까지 상기 제1도전막을 제거하여 상기 오프닝 내부에만 남기는 단계는, 상기 제1도전막으로 상기 오프닝을 부분적으로 채운 후 상기 몰드 산화막 상에 상기 오프닝을 완전히 채우도록 절연막을 형성하는 단계와, 상기 몰드 산화막 상부가 나타날 때까지 상기 절연막 및 상기 오프닝 양측의 제1도전막을 평탄화하는 단계를 포함하며,Removing the first conductive film and leaving only the inside of the opening until the upper portion of the mold oxide film is exposed may include: partially filling the opening with the first conductive film and then completely filling the opening on the mold oxide film. Forming a film, and planarizing the insulating film and the first conductive film on both sides of the opening until an upper portion of the mold oxide film appears. 상기 셀 영역의 상기 제1층간절연막이 나타날 때까지 몰드 산화막만을 선택적으로 제거하여 커패시터 하부전극을 상기 셀 영역에 형성하는 단계는 상기 절연막을 제거하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 평탄화된 반도체 장치의 디램 제조 방법.Selectively removing only a mold oxide layer until the first interlayer dielectric layer of the cell region appears to form a capacitor lower electrode in the cell region, wherein the insulating layer includes removing the insulating layer. Manufacturing method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2층간절연막을 선택적으로 식각하여 상기 커패시터 상부전극을 노출시키는 비아 콘택을 형성하는 단계와; 그리고Selectively etching the second interlayer insulating film to form a via contact exposing the capacitor upper electrode; And 상기 비아 콘택 및 상기 제2층간절연막 상에 도전물질을 형성하고 패터닝하여 금속 배선을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 디램 제조 방법.And forming a metal material by forming and patterning a conductive material on the via contact and the second interlayer insulating layer.
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