KR20020000349A - A method for forming a capacitor of a semiconductor device - Google Patents

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KR20020000349A KR1020000034895A KR20000034895A KR20020000349A KR 20020000349 A KR20020000349 A KR 20020000349A KR 1020000034895 A KR1020000034895 A KR 1020000034895A KR 20000034895 A KR20000034895 A KR 20000034895A KR 20020000349 A KR20020000349 A KR 20020000349A
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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a capacitor of a semiconductor device is provided to prevent a characteristic of a storage electrode from being degraded by an electric filed concentration phenomenon, by forming a cylindrical conductive layer with no cusp in an end portion of the sidewall of the cylindrical storage electrode. CONSTITUTION: A lower insulation layer(33) having a storage electrode contact plug(50) is formed on a semiconductor substrate(31). An etch barrier layer is formed on the entire surface by a predetermined thickness, and a sacrificial insulation layer is formed on the etch barrier layer. A photoresist layer pattern is formed on the sacrificial insulation layer by an exposure and development process using a storage electrode mask. The sacrificial insulation layer is etched to expose the etch barrier layer by using the photoresist layer pattern as a mask. The photoresist layer pattern and the exposed etch barrier layer are eliminated to expose the contact plug. A conductive layer connected to the contact plug is formed on the entire surface. The conductive layer is etched by a predetermined thickness from the surface to form a cylindrical conductive layer which is connected to the contact plug and has the sidewalls of the etch barrier layer and the sacrificial insulation layer. The sacrificial insulation layer and the etch barrier layer are eliminated.

Description

반도체소자의 캐패시터 형성방법{A method for forming a capacitor of a semiconductor device}A method for forming a capacitor of a semiconductor device

본 발명은 반도체소자의 캐패시터 형성방법에 관한 것으로, 특히 삼차원적구조를 갖는 캐패시터를 형성하여 반도체소자의 고집적화에 충분한 정전용량을 확보할 수 있는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a capacitor of a semiconductor device, and more particularly, to a technology capable of securing a capacitance sufficient for high integration of a semiconductor device by forming a capacitor having a three-dimensional structure.

반도체소자가 고집적화되어 셀 크기가 감소됨에따라 저장전극의 표면적에 비례하는 정전용량을 충분히 확보하기가 어려워지고 있다.As semiconductor devices are highly integrated and cell size is reduced, it is difficult to secure a capacitance that is proportional to the surface area of the storage electrode.

특히, 단위셀이 하나의 모스 트랜지스터와 캐패시터로 구성되는 디램 소자는 칩에서 많은 면적을 차지하는 캐패시터의 정전용량을 크게하면서, 면적을 줄이는 것이 디램 소자의 고집적화에 중요한 요인이 된다.In particular, in a DRAM device having a unit cell composed of one MOS transistor and a capacitor, it is important to reduce the area while increasing the capacitance of a capacitor that occupies a large area on a chip, which is an important factor for high integration of the DRAM device.

그래서, ( Eo × Er × A ) / T ( 단, 상기 Eo 는 진공유전율, 상기 Er 은 유전막의 유전율, 상기 A 는 캐패시터의 면적 그리고 상기 T 는 유전막의 두께 ) 로 표시되는 캐패시터의 정전용량을 증가시키기 위하여, 하부전극인 저장전극의 표면적을 증가시켜 캐패시터를 형성하였다.Thus, the capacitance of the capacitor represented by (Eo × Er × A) / T (wherein Eo is the vacuum dielectric constant, Er is the dielectric constant of the dielectric film, A is the area of the capacitor and T is the thickness of the dielectric film) is increased. In order to increase the surface area of the storage electrode, which is a lower electrode, a capacitor was formed.

그리고, 일반적으로 사용되는 삼차원적 구조가 실린더형이다.And the three-dimensional structure generally used is a cylindrical shape.

도 1a 및 도 1b 는 종래기술에 따른 반도체소자의 캐패시터 형성방법을 도시한 단면도이다.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a method of forming a capacitor of a semiconductor device according to the prior art.

먼저, 반도체기판(11) 상부에 하부절연층(13)을 형성한다.First, a lower insulating layer 13 is formed on the semiconductor substrate 11.

이때, 상기 하부절연층(13)은 소자분리막(도시안됨), 워드라인(도시안됨) 및 비트라인(도시안됨)을 형성하고 그 상부를 평탄화시켜 형성한 것이다.In this case, the lower insulating layer 13 is formed by forming an isolation layer (not shown), a word line (not shown), and a bit line (not shown) and planarizing an upper portion thereof.

여기서, 상기 하부절연층(13)은 BPSG 와 같이 유동성이 우수한 절연물질로 형성한다.Here, the lower insulating layer 13 is formed of an insulating material having excellent fluidity, such as BPSG.

그 다음, 상기 반도체기판(11)의 예정된 부분을 노출시키는 저장전극콘택홀(30)을 형성한다.Next, a storage electrode contact hole 30 exposing a predetermined portion of the semiconductor substrate 11 is formed.

이때, 상기 저장전극 콘택홀(30)은 저장전극 콘택마스크(도시안됨)를 이용한 사진식각공정으로 상기 하부절연층(13)을 식각하여 상기 반도체기판을 노출시켜 형성한 것이다.In this case, the storage electrode contact hole 30 is formed by etching the lower insulating layer 13 by a photolithography process using a storage electrode contact mask (not shown) to expose the semiconductor substrate.

그 다음, 상기 저장전극 콘택홀(30)을 매립하는 저장전극 콘택플러그를 형성한다.Next, a storage electrode contact plug for filling the storage electrode contact hole 30 is formed.

이때, 상기 저장전극 콘택플러그는 상기 콘택홀(30)을 매립하는 제1다결정실리콘막(15)을 전체표면상부에 형성하고 이를 평탄화식각하여 형성한 것이다.In this case, the storage electrode contact plug is formed by forming a first polycrystalline silicon film 15 filling the contact hole 30 on the entire surface and flattening etching.

그 다음, 전체표면상부에 제2다결정실리콘막(17)과 희생산화막(19)을 각각 일정두께 형성한다.Then, a second polycrystalline silicon film 17 and a sacrificial oxide film 19 are formed on the entire surface, respectively.

그리고, 저장전극 마스크(도시안됨)를 이용한 사진식각공정으로 상기 제2다결정실리콘막(17)과 희생산화막(19)의 적층구조를 패터닝한다.The stacked structure of the second polysilicon layer 17 and the sacrificial oxide layer 19 is patterned by a photolithography process using a storage electrode mask (not shown).

이때, 상기 제2다결정실리콘막(17)은 상기 제1다결정실리콘막(15)으로 형성되는 콘택플러그와 접속된다.In this case, the second polysilicon film 17 is connected to a contact plug formed of the first polycrystalline silicon film 15.

그 다음, 상기 적층구조의 측벽을 포함한 전체표면상부에 제3다결정실리콘막 (21)을 일정두께 형성한다. (도 1a)Next, a third polycrystalline silicon film 21 is formed on the entire surface including the sidewalls of the laminated structure at a predetermined thickness. (FIG. 1A)

그리고, 상기 제3다결정실리콘막(23)을 이방성식각하여 상기 희생산화막(21)과 제2다결정실리콘막(19) 적층구조의 측벽에 제3다결정실리콘막(23) 스페이서를 형성한다.The third polysilicon layer 23 is anisotropically etched to form a third polysilicon layer 23 spacer on the sidewalls of the sacrificial oxide layer 21 and the second polysilicon layer 19.

이때, 상기 희생산화막(21)이 노출된다.In this case, the sacrificial oxide film 21 is exposed.

그 다음, 상기 노출된 희생산화막(21)을 제거하여 제1,2,3다결정실리콘막 (15,19,23)으로 구비되는 실린더형 저장전극을 형성한다.Next, the exposed sacrificial oxide layer 21 is removed to form a cylindrical storage electrode including the first, second, and third polysilicon layers 15, 19, and 23.

이때, 실린더형의 저장전극의 측벽 상부 끝부분인 ⓐ 부분은 다른 부분보다 날카롭게 형성되어 전계가 집중되고 그로인하여, 저장전극의 특성을 열화시킨다. 그리고, 후속공정으로 형성되는 유전체막의 유전특성을 열화시키는 문제점이 있다. (도 1b)At this time, the portion ⓐ, which is the upper end of the sidewall of the cylindrical storage electrode, is sharper than other portions, so that an electric field is concentrated, thereby degrading the characteristics of the storage electrode. In addition, there is a problem of degrading the dielectric properties of the dielectric film formed in a subsequent process. (FIG. 1B)

본 발명은 상기한 바와같이 종래기술에 따른 문제점을 해결하기 위하여, 실린더형 저장전극의 측벽 상부의 첨점 부분이 발생되지 않도록 패턴을 실린더형 저장전극을 형성함으로써 소자의 특성 열화를 방지하여 반도체소자의 특성 및 신뢰성을 향상시키고 그에 따른 반도체소자의 고집적화를 가능하게 하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention to solve the problem according to the prior art as described above, by forming a cylindrical storage electrode in the pattern so that the peak portion of the upper sidewall of the cylindrical storage electrode is not generated by preventing the deterioration of the characteristics of the device of the semiconductor device SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of forming a capacitor of a semiconductor device, which improves characteristics and reliability and thereby enables high integration of the semiconductor device.

도 1a 내지 도 1b 는 종래기술에 따른 반도체소자의 캐패시터 형성방법을 도시한 단면도.1A to 1B are cross-sectional views illustrating a method of forming a capacitor of a semiconductor device according to the prior art.

도 2a 내지 도 2e 는 본 발명의 실시예에 반도체소자의 캐패시터 형성방법을 도시한 단면도.2A to 2E are cross-sectional views showing a capacitor forming method of a semiconductor device in an embodiment of the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

11,31 : 반도체기판 13,33 : 하부절연층11,31: semiconductor substrate 13,33: lower insulating layer

15,50 : 저장전극 콘택플러그, 제1다결정실리콘막15,50: storage electrode contact plug, first polysilicon film

17,41 : 제2다결정실리콘막 19,37 : 희생산화막17,41 second polysilicon film 19,37 sacrificial oxide film

21 : 제3다결정실리콘막 30,60 : 저장전극 콘택홀21: third polycrystalline silicon film 30, 60: storage electrode contact hole

35 : 식각장벽층 39 : 감광막패턴35 etch barrier layer 39 photosensitive film pattern

ⓐ,ⓑ : 실리콘더형 저장전극 측벽 상부Ⓐ, ⓑ: silicon side type storage electrode sidewall top

이상의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 반도체소자의 캐패시터 형성방법은,In order to achieve the above object, a method of forming a capacitor of a semiconductor device according to the present invention,

반도체기판 상부에 저장전극 콘택플러그가 구비되는 하부절연층을 형성하는 공정과,Forming a lower insulating layer having a storage electrode contact plug on the semiconductor substrate;

전체표면상부에 식각장벽층을 일정두께 형성하고 그 상부에 희생절연막을 형성하는 공정과,Forming an etch barrier layer on the entire surface and forming a sacrificial insulating film thereon;

상기 희생절연막 상부에 저장전극 마스크를 이용한 노광 및 현상공정으로 감광막패턴을 형성하는 공정과,Forming a photoresist pattern on the sacrificial insulating layer by exposure and development using a storage electrode mask;

상기 감광막패턴을 마스크로하여 상기 희생절연막을 식각하여 상기 식각장벽층을 노출시키는 공정과,Exposing the etch barrier layer by etching the sacrificial insulating layer using the photoresist pattern as a mask;

상기 감광막패턴을 제거하고 노출된 상기 식각장벽층을 제거하여 상기 콘택플러그를 노출시키는 공정과,Exposing the contact plug by removing the photoresist pattern and removing the exposed etch barrier layer;

상기 콘택플러그에 접속되는 도전층을 전체표면상부에 형성하는 공정과,Forming a conductive layer connected to the contact plug on the entire surface;

상기 도전층을 표면으로부터 일정두께 식각하여 상기 콘택플러그에 접속되며 상기 식각장벽층과 희생절연막의 측벽까지 구비되는 실린더형 도전층을 형성하는 공정과,Etching the conductive layer to a predetermined thickness from a surface to form a cylindrical conductive layer connected to the contact plug and provided to sidewalls of the etch barrier layer and the sacrificial insulating layer;

상기 희생절연막과 식각장벽층을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로한다.And removing the sacrificial insulating layer and the etching barrier layer.

한편, 본 발명의 원리는, 실린더형 저장전극의 측벽 상부를 측벽과 같은 두께를 갖도록 형성하여 상기 측벽 끝부분에서의 전계 집중 현상을 감소시키고 그로인한 후속공정에서의 유전체막 특성 열화를 방지하는 것이다.On the other hand, the principle of the present invention is to form the upper sidewall of the cylindrical storage electrode to have the same thickness as the sidewall to reduce the electric field concentration phenomenon at the end of the sidewall, thereby preventing the deterioration of dielectric film characteristics in subsequent steps .

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a 내지 도 2e 는 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자의 캐패시터 형성방법을 도시한 단면도로서, 일측은 셀부(100)를 도시하고 타측은 주변회로부(200)를 도시한다.2A through 2E are cross-sectional views illustrating a method of forming a capacitor of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention, one side showing a cell unit 100 and the other side showing a peripheral circuit unit 200.

먼저, 반도체기판(31) 상부에 하부절연층(33)을 형성한다.First, a lower insulating layer 33 is formed on the semiconductor substrate 31.

이때, 상기 하부절연층(33)은, 소자분리막(도시안됨), 워드라인(도시안됨)및 비트라인(도시안됨)을 형성하고 그 상부를 평탄화시켜 형성한 것이다.In this case, the lower insulating layer 33 is formed by forming an isolation layer (not shown), a word line (not shown), and a bit line (not shown) and planarizing an upper portion thereof.

여기서, 상기 하부절연층(33)은 BPSG 와 같이 유동성이 우수한 절연물질로 형성한다.Here, the lower insulating layer 33 is formed of an insulating material having excellent fluidity, such as BPSG.

그 다음, 상기 반도체기판(31)의 예정된 부분을 노출시키는 저장전극 콘택홀(60)을 형성한다.Next, a storage electrode contact hole 60 exposing a predetermined portion of the semiconductor substrate 31 is formed.

이때, 상기 저장전극 콘택홀(60)은 저장전극 콘택마스크(도시안됨)를 이용한 사진식각공정으로 상기 하부절연층(33)을 식각하여 상기 반도체기판을 노출시켜 형성한 것이다.In this case, the storage electrode contact hole 60 is formed by etching the lower insulating layer 33 by the photolithography process using a storage electrode contact mask (not shown) to expose the semiconductor substrate.

그 다음, 상기 저장전극 콘택홀(60)을 매립하는 제1다결정실리콘막(50)으로 콘택플러그를 형성한다.Thereafter, a contact plug is formed of the first polysilicon film 50 filling the storage electrode contact hole 60.

그 다음, 상기 제1다결정실리콘막(50)을 포함한 전체표면상부에 식각장벽층(35)을 일정두께 형성한다.Next, an etching barrier layer 35 is formed on the entire surface including the first polysilicon film 50 at a predetermined thickness.

이때, 상기 식각장벽층(35)은 질화막, 산화질화막, Si-rich 산화질화막, 알루미나(Al2O3), 탄탈륨산화막(Ta2O5) 등과 같이 후속공정에서 사용될 희생산화막에 대하여 고선택비를 확보할 수 있는 박막으로 형성한다.In this case, the etch barrier layer 35 has a high selectivity for the sacrificial oxide layer to be used in a subsequent process such as a nitride layer, an oxynitride layer, a Si-rich oxynitride layer, alumina (Al 2 O 3 ), tantalum oxide layer (Ta 2 O 5 ), or the like. It is formed into a thin film that can secure.

그 다음, 상기 식각장벽층(35) 상부에 희생산화막(37)을 형성한다.Next, a sacrificial oxide layer 37 is formed on the etch barrier layer 35.

그리고, 상기 희생산화막(37) 상부에 감광막패턴(39)을 형성한다.The photoresist pattern 39 is formed on the sacrificial oxide film 37.

이때, 상기 감광막패턴(39)은 저장전극 마스크를 이용한 노광 및 현상공정으로 형성한 것이다. (도 2a)In this case, the photoresist pattern 39 is formed by an exposure and development process using a storage electrode mask. (FIG. 2A)

그 다음, 상기 감광막패턴(39)을 마스크로하여 상기 희생산화막(37)을 식각한다.Next, the sacrificial oxide film 37 is etched using the photoresist pattern 39 as a mask.

이때, 상기 희생산화막(37)의 식각공정은, 식각장벽층(35)을 식각장벽으로 실시한다.At this time, in the etching process of the sacrificial oxide film 37, the etching barrier layer 35 is performed as an etching barrier.

여기서, 상기 희생산화막(37)의 식각공정은, 다량의 폴리머를 유발시키는 CF4, C2F4, C2F6, C3F6, C3F8, C4F6, C4F8, C5F8, CH3F, CH2F2, C2HF5, CHF3, NF3, SF6등의 F 함유가스와 CxHyHz (x,y,z≥2) 등과 같은 카본리치 ( carbon rich ) C-F 계열 가스를 제1가스로 하여 실시한다.Here, the etching process of the sacrificial oxide film 37, CF 4 , C 2 F 4 , C 2 F 6 , C 3 F 6 , C 3 F 8 , C 4 F 6 , C 4 F which causes a large amount of polymer F-containing gases such as 8 , C 5 F 8 , CH 3 F, CH 2 F 2 , C 2 HF 5 , CHF 3 , NF 3 , SF 6 and carbon rich such as CxHyHz (x, y, z≥2) carbon rich) CF gas is used as the first gas.

그리고, 식각 단면 형성에 필요한 O2, CO, CO2, NO, NO2등 O를 포함하는 가스를 제2식각가스로 사용한다.In addition, a gas containing O, such as O 2 , CO, CO 2 , NO, or NO 2 necessary for forming an etching cross section, is used as the second etching gas.

그리고, 플라즈마의 안정과 스퍼터링 효과를 증가시켜 식각특성을 개선하기 위하여 He, Ne, Ar, Xe 등의 불활성가스를 제3식각가스로 사용한다.In order to improve the etching characteristics by increasing the stability of the plasma and the sputtering effect, an inert gas such as He, Ne, Ar, or Xe is used as the third etching gas.

그리고, 상기 식각장벽층(35)에 대하여 식각선택비를 보유하기 위해 Cl2, BCl3, HBr 등과 같은 불활성가스를 제4식각가스로 사용한다.In order to maintain the etching selectivity with respect to the etching barrier layer 35, an inert gas such as Cl 2 , BCl 3, HBr, or the like is used as the fourth etching gas.

또한, 상기 희생산화막(37)의 식각공정은, 상기 제1,2,3,4식각가스를 혼합하여 실시할 수도 있다.In addition, the etching process of the sacrificial oxide film 37 may be performed by mixing the first, second, third and fourth etching gases.

그 다음, 상기 감광막패턴(39)을 제거하고 세정공정을 실시한다.Next, the photoresist pattern 39 is removed and a cleaning process is performed.

여기서, 상기 세정공정은 상기 식각장벽층(35)을 식각하는 역할도 수행한다.Here, the cleaning process also serves to etch the etching barrier layer 35.

이때, 상기 세정공정은 H2O2/H2SO4/DI 또는 HF/NH4F/DI 등의 용액을 이용하여실시한다. (도 2b)At this time, the cleaning process is carried out using a solution such as H 2 O 2 / H 2 SO 4 / DI or HF / NH 4 F / DI. (FIG. 2B)

그 다음, 전체표면상부에 제2다결정실리콘막(41)을 형성한다. 이때, 상기 제2다결정실리콘막(41) 대신 W, Pt RuO2또는 Ir 이나 여타의 도전물질로 형성할 수 있다. (도 2c)Next, a second polysilicon film 41 is formed over the entire surface. In this case, the second polysilicon layer 41 may be formed of W, Pt RuO 2, Ir, or other conductive material. (FIG. 2C)

그리고, 상기 제2다결정실리콘막(41)을 표면으로부터 일정두께 식각하고 주변회로부(200)에 남아 있는 상기 제2다결정실리콘막(41)을 제거한다.The second polysilicon film 41 is etched from the surface by a predetermined thickness to remove the second polycrystalline silicon film 41 remaining in the peripheral circuit unit 200.

이때, 상기 제2다결정실리콘막(41)의 식각공정은, HNO3/HF/DI 혼합용액을 이용하여 웨이퍼를 회전시키거나 용액을 회전시켜 실시하는 회전방식의 습식식각 ( advanced chemical etch, 이하에서 ACE 라 함 ) 방법으로 실시함으로써 실린더형 구조를 갖는 제2다결정실리콘막(41)을 형성한다. 여기서, 상기 식각공정시 식각량은, 상기 제2다결정실리콘막(41) 증착공정시 도핑농도와 증착온도를 조절하여 조정할 수 있다.In this case, the etching process of the second polysilicon film 41 may be performed by rotating the wafer using the HNO 3 / HF / DI mixed solution or by rotating the solution. The second polycrystalline silicon film 41 having a cylindrical structure is formed by the ACE method. Here, the etching amount during the etching process may be adjusted by adjusting the doping concentration and the deposition temperature during the deposition process of the second polysilicon film 41.

그리고, 상기 제2다결정실리콘막(41) 대신 W을 사용하는 경우는, HNO3/HF/DI 혼합용액이나 H2O2/TMAH 용액을 사용하거나 HNO3/H2SO4/DI 혼합용액을 사용하여 실시한다.In the case of using W instead of the second polysilicon film 41, HNO 3 / HF / DI mixed solution or H 2 O 2 / TMAH solution may be used or HNO 3 / H 2 SO 4 / DI mixed solution may be used. Use it.

그리고, 상기 ACE 방법을 사용하지 않고 등방성 건식식각방법을 사용할 수도 있다.In addition, an isotropic dry etching method may be used without using the ACE method.

상기 등방성 건식식각방법은,The isotropic dry etching method,

다량의 폴리머를 유발시키는 CF4, NF3, SF6등의 F 함유가스를 제1가스로 하고, 식각 단면 형성에 필요한 O2, CO, CO2, NO, NO2등 O를 포함하는 가스를 제2식각가스로 사용하고, 플라즈마의 안정과 스퍼터링 효과를 증가시켜 식각특성을 개선하기 위하여 He, Ne, Ar, Xe 등의 불활성가스를 제3식각가스로 사용하고, 식각특성을 향상시키기 위하여 Cl2, BCl3, HBr 등과 같은 불활성가스를 제4식각가스로 사용하며, 상기 제1,2,3,4식각가스를 혼합하여 실시한다. (도 2d)A gas containing F, such as CF 4 , NF 3 , SF 6 , which causes a large amount of polymer, is used as the first gas, and a gas containing O, such as O 2 , CO, CO 2 , NO, or NO 2 , required for etching cross-section is formed. It is used as the second etching gas, and inert gas such as He, Ne, Ar, and Xe is used as the third etching gas to improve the etching characteristics by increasing the stability and sputtering effect of the plasma, and to improve the etching characteristics. Inert gas such as 2 , BCl 3 , HBr and the like is used as the fourth etching gas, and the first , second , third and fourth etching gases are mixed. (FIG. 2D)

그 다음, 상기 희생산화막(37)과 식각장벽층(35)을 제거한다. (도 2e)Next, the sacrificial oxide layer 37 and the etching barrier layer 35 are removed. (FIG. 2E)

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 따른 반도체소자의 캐패시터 형성방법은, 실린더형 저장전극의 측벽 끝부분에 첨점이 없는 실린더형을 형성하여 전계 집중현상으로 인한 저장전극의 특성 열화을 방지하고 후속공정으로 형성되는 유전체막의 특성 열화를 방지하는 효과를 제공한다.As described above, in the method of forming a capacitor of a semiconductor device according to the present invention, a cylindrical shape without a dot is formed at the end of the sidewall of the cylindrical storage electrode to prevent deterioration of characteristics of the storage electrode due to electric field concentration and to be formed in a subsequent process. It provides an effect of preventing the deterioration of the characteristics of the dielectric film.

Claims (19)

반도체기판 상부에 저장전극 콘택플러그가 구비되는 하부절연층을 형성하는 공정과,Forming a lower insulating layer having a storage electrode contact plug on the semiconductor substrate; 전체표면상부에 식각장벽층을 일정두께 형성하고 그 상부에 희생절연막을 형성하는 공정과,Forming an etch barrier layer on the entire surface and forming a sacrificial insulating film thereon; 상기 희생절연막 상부에 저장전극 마스크를 이용한 노광 및 현상공정으로 감광막패턴을 형성하는 공정과,Forming a photoresist pattern on the sacrificial insulating layer by exposure and development using a storage electrode mask; 상기 감광막패턴을 마스크로하여 상기 희생절연막을 식각하여 상기 식각장벽층을 노출시키는 공정과,Exposing the etch barrier layer by etching the sacrificial insulating layer using the photoresist pattern as a mask; 상기 감광막패턴을 제거하고 노출된 상기 식각장벽층을 제거하여 상기 콘택플러그를 노출시키는 공정과,Exposing the contact plug by removing the photoresist pattern and removing the exposed etch barrier layer; 상기 콘택플러그에 접속되는 도전층을 전체표면상부에 형성하는 공정과,Forming a conductive layer connected to the contact plug on the entire surface; 상기 도전층을 표면으로부터 일정두께 식각하여 상기 콘택플러그에 접속되며 상기 식각장벽층과 희생절연막의 측벽까지 구비되는 실린더형 도전층을 형성하는 공정과,Etching the conductive layer to a predetermined thickness from a surface to form a cylindrical conductive layer connected to the contact plug and provided to sidewalls of the etch barrier layer and the sacrificial insulating layer; 상기 희생절연막과 식각장벽층을 제거하는 공정을 포함하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.And removing the sacrificial insulating layer and the etch barrier layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 식각장벽층은 질화막, 산화질화막, Si-rich 산화질화막, 알루미나 (Al2O3), 탄탈륨산화막(Ta2O5) 과 같이 후속공정에서 사용될 희생산화막에 대하여 고선택비를 확보할 수 있는 박막으로 형성하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.The etch barrier layer can secure a high selectivity for the sacrificial oxide film to be used in subsequent processes such as nitride film, oxynitride film, Si-rich oxynitride film, alumina (Al 2 O 3 ), tantalum oxide film (Ta 2 O 5 ) A method of forming a capacitor of a semiconductor device, characterized in that formed in a thin film. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 희생절연막은 산화막인 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.And the sacrificial insulating film is an oxide film. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 희생절연막의 식각공정은, 다량의 폴리머를 유발시키는 CF4, C2F4, C2F6, C3F6, C3F8, C4F6, C4F8, C5F8, CH3F, CH2F2, C2HF5, CHF3, NF3, SF6로 이루어진 군으로부터 선택된 F 함유가스와 CxHyHz (x,y,z≥2) 과 같은 카본리치 ( carbon rich ) C-F 계열 가스중에서 선택된 가스를 제1가스로 하여 실시하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.The etching process of the sacrificial insulating film is CF 4 , C 2 F 4 , C 2 F 6 , C 3 F 6 , C 3 F 8 , C 4 F 6 , C 4 F 8 , C 5 F 8, CH 3 F, CH 2 F 2, C 2 HF 5, CHF 3, NF 3, SF 6 F -containing gas selected from the group consisting of and CxHyHz (x, y, z≥2) carbon-rich (rich carbon, such as A method for forming a capacitor of a semiconductor device, characterized in that the first gas is selected from among CF-based gases. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 희생절연막 식각공정은, 식각 단면 형성에 필요한 O2, CO, CO2, NO, NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 산소(O)를 포함하는 가스를 제2식각가스로 사용하여 실시하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.The sacrificial insulating layer etching process may be performed by using a gas containing oxygen (O) selected from the group consisting of O 2 , CO, CO 2 , NO, and NO 2 required for forming an etching cross section as a second etching gas. A method of forming a capacitor of a semiconductor device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 희생절연막 식각공정은, 플라즈마의 안정과 스퍼터링 효과를 증가시켜 식각특성을 개선하기 위하여 He, Ne, Ar, Xe 로 이루어진 군으로부터 선택된 불활성가스를 제3식각가스로 사용하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.In the sacrificial insulating layer etching process, an inert gas selected from the group consisting of He, Ne, Ar, and Xe is used as a third etching gas in order to improve etching stability by increasing stability and sputtering effect of plasma. Capacitor formation method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 희생절연막 식각공정은, 상기 식각장벽층에 대하여 식각선택비를 보유하기 위해 Cl2, BCl3, HBr 로 이루어진 군으로부터 선택된 불활성가스를 제4식각가스로 사용하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.In the sacrificial insulating layer etching process, a capacitor of a semiconductor device using an inert gas selected from the group consisting of Cl 2 , BCl 3 , and HBr as a fourth etching gas to maintain an etching selectivity with respect to the etching barrier layer. Formation method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 희생절연막 식각공정은, 다량의 폴리머를 유발시키는 CF4, C2F4, C2F6, C3F6, C3F8, C4F6, C4F8, C5F8, CH3F, CH2F2, C2HF5, CHF3, NF3, SF6로 이루어진 군으로부터 선택된 F 함유가스와 CxHyHz (x,y,z≥2) 과 같은 카본리치 ( carbon rich ) C-F 계열 가스중에서 선택된 제1가스와,The sacrificial insulating layer etching process, CF 4 , C 2 F 4 , C 2 F 6 , C 3 F 6 , C 3 F 8 , C 4 F 6 , C 4 F 8 , C 5 F 8 that causes a large amount of polymer , C 3 F, CH 2 F 2 , C 2 HF 5 , CHF 3 , NF 3 , SF 6 and F-containing gas selected from the group consisting of carbon rich such as CxHyHz (x, y, z≥2) A first gas selected from CF series gases, 식각 단면 형성에 필요한 O2, CO, CO2, NO, NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 산소(O)를 포함하는 제2식각가스와,A second etching gas including oxygen (O) selected from the group consisting of O 2 , CO, CO 2 , NO, and NO 2 required for forming an etching cross section; 플라즈마의 안정과 스퍼터링 효과를 증가시켜 식각특성을 개선하기 위하여 He, Ne, Ar, Xe 로 이루어진 군으로부터 선택된 불활성가스인 제3식각가스와,A third etching gas which is an inert gas selected from the group consisting of He, Ne, Ar, and Xe in order to improve etching stability by increasing the stability and sputtering effect of the plasma, 상기 희생절연막 식각공정은, 상기 식각장벽층에 대하여 식각선택비를 보유하기 위해 Cl2, BCl3, HBr 로 이루어진 군으로부터 선택된 불활성가스인 제4식각가스를 혼합하여 실시하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.The sacrificial insulating layer etching process may be performed by mixing a fourth etching gas which is an inert gas selected from the group consisting of Cl 2 , BCl 3 , and HBr to maintain an etching selectivity with respect to the etching barrier layer. Capacitor formation method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 식각장벽층의 제거공정은, 상기 감광막패턴을 제거공정후 세정공정으로 실시하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.The removing of the etch barrier layer is a capacitor forming method of the semiconductor device, characterized in that for performing the cleaning step after the photosensitive film pattern. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 세정공정은 H2O2/H2SO4/DI 또는 HF/NH4F/DI 용액을 이용하여 실시하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.The cleaning process is a capacitor forming method of a semiconductor device, characterized in that performed using a H 2 O 2 / H 2 SO 4 / DI or HF / NH 4 F / DI solution. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도전층은, 다결정실리콘막, W, Pt, RuO2또는 Ir 로 이루어진 군으로부터 선택된 도전물질로 형성하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.And the conductive layer is formed of a conductive material selected from the group consisting of a polycrystalline silicon film, W, Pt, RuO 2 or Ir. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 도전층이 다결정실리콘막인 경우의 식각공정은, HNO3/HF/DI 혼합용액을 이용하여 웨이퍼를 회전시키거나 용액을 회전시켜 실시하는 회전방식의 습식식각 ( advanced chemical etch, ACE ) 방법으로 실시하되, 증착공정시 도핑농도와 증착온도를 조절하여 식각량을 조절하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.In the case where the conductive layer is a polysilicon film, the etching process may be performed by rotating a wafer using an HNO 3 / HF / DI mixed solution or by rotating an advanced chemical etch (ACE) method. A method of forming a capacitor of a semiconductor device, wherein the etching amount is controlled by controlling the doping concentration and the deposition temperature during the deposition process. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 도전층이 텅스텐 ( W ) 인 경우는, HNO3/HF/DI 혼합용액이나 H2O2/TMAH 용액을 사용하거나 HNO3/H2SO4/DI 혼합용액을 사용하는 회전방식의 습식식각방법으로 실시하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.In the case where the conductive layer is tungsten (W), a wet etching method using a HNO 3 / HF / DI mixed solution or a H 2 O 2 / TMAH solution or a HNO 3 / H 2 SO 4 / DI mixed solution is used. A method for forming a capacitor of a semiconductor device, characterized in that carried out by the method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도전층의 식각공정을 등방성 건식식각방법으로 실시하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.And etching the conductive layer by an isotropic dry etching method. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 등방성 건식식각방법은, 다량의 폴리머를 유발시키는 CF4, NF3, SF6로이루어진 군으로부터 선택된 F 함유가스를 제1가스로 하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.The isotropic dry etching method is a capacitor forming method of a semiconductor device, characterized in that the first gas containing a F-containing gas selected from the group consisting of CF 4 , NF 3 , SF 6 causing a large amount of polymer. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 등방성 건식식각방법은, 식각 단면 형성에 필요한 O2, CO, CO2, NO, NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 산소(O)를 포함하는 가스를 제2식각가스로 사용하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.The isotropic dry etching method is a semiconductor, characterized in that a gas containing oxygen (O) selected from the group consisting of O 2 , CO, CO 2 , NO, NO 2 required for etching cross-sectional formation as a second etching gas Capacitor Formation Method of Device. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 등방성 건식식각방법은, 플라즈마의 안정과 스퍼터링 효과를 증가시켜 식각특성을 개선하기 위하여 He, Ne, Ar, Xe 로 이루어진 군으로부터 선택된 불활성가스를 제3식각가스로 사용하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.The isotropic dry etching method includes using an inert gas selected from the group consisting of He, Ne, Ar, and Xe as a third etching gas to improve etching stability by increasing the stability and sputtering effect of the plasma. Capacitor formation method. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 등방성 건식식각방법은, 식각특성을 향상시키기 위하여 Cl2, BCl3, HBr로 이루어진 군으로부터 선택된 불활성가스를 제4식각가스로 사용하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.The isotropic dry etching method, the method of forming a capacitor of the semiconductor device, characterized in that for using the inert gas selected from the group consisting of Cl 2 , BCl 3 , HBr to improve the etching characteristics as a fourth etching gas. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 등방성 건식식각방법은, 상기 희생절연막 식각공정은, 다량의 폴리머를 유발시키는 CF4, C2F4, C2F6, C3F6, C3F8, C4F6, C4F8, C5F8, CH3F, CH2F2, C2HF5, CHF3, NF3, SF6로 이루어진 군으로부터 선택된 F 함유가스와 CxHyHz (x,y,z≥2) 과 같은 카본리치 ( carbon rich ) C-F 계열 가스중에서 선택된 제1가스와,The isotropic dry etching method, the sacrificial insulating film etching process, CF 4 , C 2 F 4 , C 2 F 6 , C 3 F 6 , C 3 F 8 , C 4 F 6 , C 4 which causes a large amount of polymer F-containing gas selected from the group consisting of F 8 , C 5 F 8 , CH 3 F, CH 2 F 2 , C 2 HF 5 , CHF 3 , NF 3 , SF 6 and CxHyHz (x, y, z≥2) and The first gas selected from the same carbon rich CF-based gas, 식각 단면 형성에 필요한 O2, CO, CO2, NO, NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 산소(O)를 포함하는 제2식각가스와,A second etching gas including oxygen (O) selected from the group consisting of O 2 , CO, CO 2 , NO, and NO 2 required for forming an etching cross section; 플라즈마의 안정과 스퍼터링 효과를 증가시켜 식각특성을 개선하기 위하여 He, Ne, Ar, Xe 로 이루어진 군으로부터 선택된 불활성가스인 제3식각가스와,A third etching gas which is an inert gas selected from the group consisting of He, Ne, Ar, and Xe in order to improve etching stability by increasing the stability and sputtering effect of the plasma, 상기 희생절연막 식각공정은, 상기 식각장벽층에 대하여 식각선택비를 보유하기 위해 Cl2, BCl3, HBr 로 이루어진 군으로부터 선택된 불활성가스인 제4식각가스를 혼합하여 실시하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.The sacrificial insulating layer etching process may be performed by mixing a fourth etching gas which is an inert gas selected from the group consisting of Cl 2 , BCl 3 , and HBr to maintain an etching selectivity with respect to the etching barrier layer. Capacitor formation method.
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