KR20020058259A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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KR20020058259A
KR20020058259A KR1020000086306A KR20000086306A KR20020058259A KR 20020058259 A KR20020058259 A KR 20020058259A KR 1020000086306 A KR1020000086306 A KR 1020000086306A KR 20000086306 A KR20000086306 A KR 20000086306A KR 20020058259 A KR20020058259 A KR 20020058259A
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capacitor
forming
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이성준
정구철
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박종섭
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Abstract

PURPOSE: A fabrication method of semiconductor devices is provided to prevent a short between a second metal wire and a lower conductive layer by restraining an over-etching. CONSTITUTION: A plurality of bit lines(47) having a hard mask(49) and an insulating spacer(51) are formed on a lower structure(41) defined by a cell and a peripheral region. A plug(53a) is formed between the bit lines of a metal wire contact formation portion for connecting an upper electrode(61) of the peripheral region and a lower electrode(57) of the cell region. A capacitor is formed at the cell region to connect the plug(53a), and a conductive layer is formed on a second oxide layer(56). After forming an interlayer dielectric(63) on the resultant structure, a contact hole(65) connected to the upper electrode of the peripheral region is formed by selectively etching the interlayer dielectric, the second oxide layer and the conductive layer.

Description

반도체 소자의 제조 방법{Method for manufacturing semiconductor device}Method for manufacturing semiconductor device

본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 하부에 식각 방지용 플러그(Plug)층을 형성한 후 캐패시터의 상부 전극에 콘택되는 금속 배선을 형성하여 소자의 수율 및 신뢰성을 향상시키는 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and in particular, to form a semiconductor layer contacting an upper electrode of a capacitor after forming an anti-etching plug layer at the bottom thereof to manufacture a semiconductor device that improves yield and reliability of the device. It is about a method.

종래 기술에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 도 1a에서와 같이, 제 1 절연막(13)으로 절연되며 셀(Cell) 영역과 주변 영역이 정의된 하부 구조물(11)상에 베리어(Barrier) 금속층(15), 텅스텐(W)층(17), 하드 마스크(Hard mask)층(19) 및 제 1 감광막(도시하지 않음)을 순차적으로 형성한다.The method of manufacturing a semiconductor device according to the related art is a barrier metal layer 15 on a lower structure 11 insulated with a first insulating film 13 and defined with a cell region and a peripheral region, as shown in FIG. 1A. ), A tungsten (W) layer 17, a hard mask layer 19, and a first photosensitive film (not shown) are sequentially formed.

그리고, 상기 제 1 감광막을 비트 라인(Bit line)이 형성될 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한 후, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 1 감광막을 마스크로 상기 하드 마스크층(19), 텅스텐층(17) 및 베리어 금속층(15)을 선택 식각한 다음, 상기 제 1 감광막을 제거한다.After selectively exposing and developing the first photoresist film so as to remain only at a portion where a bit line is to be formed, the hard mask layer 19 and a tungsten layer using the selectively exposed and developed first photoresist film as a mask. (17) and the barrier metal layer 15 are selectively etched, and then the first photosensitive film is removed.

여기서, 상기 베리어 금속층(15)과 텅스텐층(17)으로 비트 라인을 형성한다.Here, a bit line is formed of the barrier metal layer 15 and the tungsten layer 17.

이어, 상기 비트 라인을 포함한 전면에 제 2 절연막을 형성하고 에치백(Etch back)하여 상기 비트 라인 양측에 제 2 절연막 측벽(21)을 형성한다.Subsequently, a second insulating film is formed on the entire surface including the bit line and etched back to form second insulating film sidewalls 21 on both sides of the bit line.

그리고, 상기 하드 마스크층(19)과 제 2 절연막 측벽(21)을 마스크로 상기 제 1 절연막(13)을 선택 제거한다.The first insulating layer 13 is selectively removed using the hard mask layer 19 and the second insulating layer sidewall 21 as a mask.

이어, 상기 제 2 절연막 측벽(21)을 포함한 전면에 제 1 다결정실리콘층(23)을 형성한다.Subsequently, the first polysilicon layer 23 is formed on the entire surface including the second insulating layer sidewall 21.

도 1b에서와 같이, 상기 제 1 다결정 실리콘층(23)상에 제 2 감광막(도시하지 않음)을 도포한 다음, 상기 제 2 감광막을 상기 셀 영역의 캐패시터의 하부 전극 콘택이 형성될 부위에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한다.As shown in FIG. 1B, a second photoresist film (not shown) is applied on the first polycrystalline silicon layer 23, and then the second photoresist film is removed only at a portion where the lower electrode contact of the capacitor of the cell region is to be formed. It is selectively exposed and developed as much as possible.

그리고, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 2 감광막을 마스크로 상기 제 1 다결정 실리콘층(23)을 선택 식각하여 플러그층(23a)을 형성한 후, 상기 제 2 감광막을 제거한다.The first polycrystalline silicon layer 23 is selectively etched using the selectively exposed and developed second photoresist film to form a plug layer 23a, and then the second photoresist film is removed.

이어, 상기 하드 마스크층(19)을 식각 종말점으로 화학 기계 연마 방법에 의해 상기 플러그층(23a)을 평탄 식각한다.Subsequently, the plug layer 23a is flatly etched by a chemical mechanical polishing method using the hard mask layer 19 as an etching end point.

도 1c에서와 같이, 상기 플러그층(23a)을 포함한 전면에 제 1 산화막(24)을 형성하고, 상기 하드 마스크층(19)을 식각 종말점으로 화학 기계 연마 방법에 의해 상기 제 1 산화막(24)을 평탄 식각한다.As shown in FIG. 1C, the first oxide film 24 is formed on the entire surface including the plug layer 23a, and the hard mask layer 19 is etched to the end point by the chemical mechanical polishing method. Etch a flat surface.

그리고, 상기 제 1 산화막(24)을 포함한 전면에 질화막(25)과 제 2 산화막(26)을 순차적으로 형성한 후, 평탄화 공정을 진행한다.After the nitride film 25 and the second oxide film 26 are sequentially formed on the entire surface including the first oxide film 24, the planarization process is performed.

이어, 상기 제 2 산화막(26)상에 제 3 감광막(도시하지 않음)을 도포한 다음, 상기 제 3 감광막을 셀 영역의 캐패시터의 하부 전극이 형성될 부위에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한 후, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 3 감광막을 마스크로 상기 제 2 산화막(26)과 질화막(25)을 선택 식각하여 제 1 콘택홀을 형성하고, 상기 제 3 감광막을 제거한다.Subsequently, after applying a third photoresist film (not shown) on the second oxide film 26, the third photoresist film is selectively exposed and developed to be removed only at a portion where the lower electrode of the capacitor of the cell region is to be formed. The second oxide layer 26 and the nitride layer 25 are selectively etched using the selectively exposed and developed third photoresist layer as a mask to form a first contact hole, and the third photoresist layer is removed.

그리고, 상기 노출된 플러그층(23a)과 제 2 산화막(26)상에 라이너(Liner)TiN층을 형성한다.A liner TiN layer is formed on the exposed plug layer 23a and the second oxide layer 26.

그 후, 상기 제 2 산화막(26)을 식각 종말점으로 화학 기계 연마 방법에 의해 상기 TiN층을 평탄 식각하여 상기 제 2 산화막(26)으로 서로 분리되며 상기 플러그층(23a)과 전기적으로 연결되는 하부 전극(27)을 형성한다.Thereafter, the TiN layer is flat-etched by a chemical mechanical polishing method using the second oxide layer 26 as an etching end point, and the lower portion separated from each other by the second oxide layer 26 and electrically connected to the plug layer 23a. The electrode 27 is formed.

그리고, 전면에 유전막(29)과 제 4 감광막(도시하지 않음)을 순차적으로 형성한 다음, 상기 제 4 감광막을 셀 영역에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한다.The dielectric film 29 and the fourth photoresist film (not shown) are sequentially formed on the entire surface, and then the fourth photoresist film is selectively exposed and developed so as to remain only in the cell region.

이어, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 4 감광막을 마스크로 상기 주변 영역의 유전막(29)을 식각하고, 상기 제 4 감광막을 제거한다.Subsequently, the dielectric layer 29 of the peripheral region is etched using the selectively exposed and developed fourth photoresist layer, and the fourth photoresist layer is removed.

여기서, 상기 유전막(29)을 TaON으로 형성한다.Here, the dielectric layer 29 is formed of TaON.

그 후, 상기 유전막(29)을 포함한 전면에 캐패시터의 상부 전극(31)을 형성한다.Thereafter, the upper electrode 31 of the capacitor is formed on the entire surface including the dielectric layer 29.

도 1d에서와 같이, 상기 상부 전극(31)상에 층간 절연막(33)과 제 5 감광막(도시하지 않음)을 순차적으로 형성한 다음, 상기 제 5 감광막을 주변 영역의 상부 전극에 콘택되는 금속 배선 콘택홀이 형성될 부위에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한다.As shown in FIG. 1D, an interlayer insulating film 33 and a fifth photoresist film (not shown) are sequentially formed on the upper electrode 31, and then the metal wirings in which the fifth photoresist film is contacted with the upper electrode of the peripheral region. It is selectively exposed and developed to be removed only at the site where the contact hole is to be formed.

이어, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 5 감광막을 마스크로 상기 층간 절연막(33), 상부 전극(31), 제 2 산화막(26), 질화막(25) 및 제 1 산화막(24)을 선택 식각하여 제 2 콘택홀(35)을 형성하고, 상기 제 5 감광막을 제거한다.Subsequently, the interlayer insulating layer 33, the upper electrode 31, the second oxide layer 26, the nitride layer 25 and the first oxide layer 24 are selectively etched using the selectively exposed and developed fifth photoresist layer as a mask. A second contact hole 35 is formed, and the fifth photosensitive film is removed.

종래의 반도체 소자의 제조 방법은 소자의 고집적화에 따라 캐패시터를 형성하는 등 소자의 단차는 증가하기 때문에, 주변 영역의 비트 라인 배선 콘택홀과 캐패시터의 상부 전극 배선 콘택홀과는 10배의 단차가 발생되어, 상기 주변 영역의 캐패시터의 상부 전극에 콘택되는 제 1 금속 배선과 비트 라인과 콘택되는 제 2 금속 배선 형성 공정시, 상기 상부 전극이 산화막과의 식각 선택비가 없어 상기 제 1 금속 배선에서 하부 구조물의 도전층까지 과도 식각되므로 과도 콘택홀이 발생되어 상기 제 1 금속 배선과 반도체 기판과의 쇼트(Short)가 발생되므로 소자의 수율 및 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.In the conventional method of manufacturing a semiconductor device, the step height of the device is increased due to the high integration of the device. Therefore, a step of 10 times occurs between the bit line wiring contact hole in the peripheral region and the upper electrode wiring contact hole of the capacitor. In the process of forming the first metal wiring contacting the upper electrode of the capacitor of the peripheral region and the second metal wiring contacting the bit line, the upper electrode has no etch selectivity with the oxide film, and thus the lower structure in the first metal wiring. Since the over-etched to the conductive layer of the excessive contact hole is generated to generate a short (Short) between the first metal wiring and the semiconductor substrate has a problem that the yield and reliability of the device is lowered.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 캐패시터의 상부 전극에 콘택되는 주변 영역의 제 1 금속 배선의 하부에 식각 방지용 플러그층을 먼저 형성한 후 그 상측에 상기 제 1 금속 배선을 형성하므로, 상기 제 1 금속 배선과 주변 영역의 비트 라인과 콘택되는 제 2 금속 배선 형성 공정시 상기 플러그층의 형성으로 상기 제 2 금속 배선 콘택홀에 하부 구조물의 도전층까지의 과도 식각으로 발생되는 과도 콘택홀을 방지하는 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and since the etch preventing plug layer is first formed on the lower portion of the first metal wiring in the peripheral region contacted with the upper electrode of the capacitor, the first metal wiring is formed on the upper side thereof. And a transient contact caused by an excessive etching from the second metal wiring contact hole to the conductive layer of the lower structure by forming the plug layer in the process of forming the second metal wiring contacting the first metal wiring and the bit line of the peripheral region. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device for preventing holes.

도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도1A to 1D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to the prior art.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도2A through 2D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a first embodiment of the present invention.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a second embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

11, 41 : 하부구조물 13, 43 : 제 1 절연막11, 41: Substructure 13, 43: First insulating film

15, 45 : 베리어 금속층 17, 47 : 비트 라인15, 45: barrier metal layer 17, 47: bit line

19, 49 : 하드 마스크층 21, 51 : 제 2 절연막 측벽19 and 49: hard mask layers 21 and 51: second insulating film sidewalls

23, 53 : 제 1 다결정 실리콘층 23a, 53a : 플러그층23, 53: first polycrystalline silicon layer 23a, 53a: plug layer

24, 54 : 제 1 산화막 25, 55 : 질화막24, 54: first oxide film 25, 55: nitride film

26. 56 : 제 2 산화막 27, 57 : 하부 전극26. 56: second oxide film 27, 57: lower electrode

29, 59 : 유전막 31, 61 : 상부 전극29, 59: dielectric film 31, 61: upper electrode

33, 63 : 층간 절연막 35, 65 : 상부 전극 배선 콘택홀33, 63: interlayer insulating film 35, 65: upper electrode wiring contact hole

본 발명의 반도체 소자의 제조 방법은 하드 마스크층과 절연막 스페이서를 구비한 다수개의 비트 라인들이 형성되며 셀 영역과 주변 영역이 정의된 하부 구조물을 마련하는 단계, 상기 셀 영역의 캐패시터의 하부 전극 콘택과 주변 영역의 캐패시터의 상부 전극에 콘택되는 금속 배선 콘택이 형성될 부위의 비트 라인 사이에 플러그층을 형성하고 그 외의 비트 라인 사이에 제 1 층간 절연막을 형성하는 단계, 전면에 제 2 층간 절연막을 형성하는 단계, 상기 셀 영역에 상기 플러그층과 전기적으로 연결된 캐패시터를 형성하고, 상기 주변 영역의 제 2 층간 절연막 상에 상기 캐패시터의 상부 전극용 도전층을 형성하는 단계, 전면에 제 3 층간 절연막을 형성하는 단계 및 상기 플러그층을 식각 방지막으로 상기 제 3 층간 절연막, 도전층 및 제 2 층간 절연막을 선택 식각하여 상기 주변 영역의 상부 전극에 콘택되는 금속 배선 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the method comprises: forming a lower structure in which a plurality of bit lines having a hard mask layer and an insulating layer spacer are formed and defining a cell region and a peripheral region, and a lower electrode contact of a capacitor of the cell region; Forming a plug layer between the bit lines of the portion where the metal wiring contact to be formed in contact with the upper electrode of the capacitor in the peripheral region, and forming a first interlayer insulating film between the other bit lines, and forming a second interlayer insulating film on the entire surface Forming a capacitor electrically connected to the plug layer in the cell region, forming a conductive layer for the upper electrode of the capacitor on the second interlayer insulating layer in the peripheral region, and forming a third interlayer insulating layer on the entire surface And the third insulating layer, the conductive layer, and the second insulating layer using the plug layer as an etch stop layer. By selecting etching, including the step of forming a metal wiring contact hole contacts the upper electrode of the peripheral region is characterized by true.

상기와 같은 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention as follows.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도이고, 도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도이다.2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a first embodiment of the present invention, and FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views illustrating a manufacturing method of a semiconductor device in accordance with a second embodiment of the present invention. to be.

본 발명의 제 1 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 도 2a에서와 같이, 제 1 절연막(43)으로 절연되며 셀 영역과 주변 영역이 정의된 하부 구조물(41)상에 베리어 금속층(45), 텅스텐층(47), 하드 마스크층(49) 및 제 1 감광막(도시하지 않음)을 순차적으로 형성한다.In the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2A, the barrier metal layer 45 is insulated from the first insulating layer 43 and the lower structure 41 in which the cell region and the peripheral region are defined. , A tungsten layer 47, a hard mask layer 49, and a first photosensitive film (not shown) are sequentially formed.

그리고, 상기 제 1 감광막을 비트 라인이 형성될 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한 후, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 1 감광막을 마스크로 상기 하드 마스크층(49), 텅스텐층(47) 및 베리어 금속층(45)을 선택 식각한 다음, 상기 제 1 감광막을 제거한다.And selectively exposing and developing the first photoresist film so as to remain only in a portion where a bit line is to be formed, and then using the selectively exposed and developed first photoresist film as a mask, the hard mask layer 49, tungsten layer 47, and After the barrier metal layer 45 is selectively etched, the first photoresist layer is removed.

여기서, 상기 베리어 금속층(45)과 텅스텐층(47)으로 비트 라인을 형성한다.Here, a bit line is formed of the barrier metal layer 45 and the tungsten layer 47.

이어, 상기 비트 라인을 포함한 전면에 제 2 절연막을 형성하고 에치백하여 상기 비트 라인 양측에 제 2 절연막 측벽(51)을 형성한다.Subsequently, a second insulating film is formed on the entire surface including the bit line and etched back to form second insulating film sidewalls 51 on both sides of the bit line.

그리고, 상기 하드 마스크층(49)과 제 2 절연막 측벽(51)을 마스크로 상기 제 1 절연막(43)을 선택 제거한다.The first insulating layer 43 is selectively removed using the hard mask layer 49 and the second insulating layer sidewall 51 as a mask.

이어, 상기 제 2 절연막 측벽(51)을 포함한 전면에 제 1 다결정 실리콘층(53)을 형성한다.Next, a first polycrystalline silicon layer 53 is formed on the entire surface including the second insulating layer sidewall 51.

도 2b에서와 같이, 상기 제 1 다결정 실리콘층(53)상에 제 2 감광막(도시하지 않음)을 도포한 다음, 상기 제 2 감광막을 상기 셀 영역의 캐패시터의 하부 전극 콘택과 주변 영역의 캐패시터의 상부 전극 배선 콘택이 형성될 부위에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한다.As shown in FIG. 2B, a second photosensitive film (not shown) is coated on the first polycrystalline silicon layer 53, and then the second photosensitive film is applied to the lower electrode contact of the capacitor of the cell region and the capacitor of the peripheral region. It is selectively exposed and developed so as to be removed only at the portion where the upper electrode wiring contact is to be formed.

그리고, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 2 감광막을 마스크로 상기 제 1 다결정 실리콘층(53)을 선택 식각하여 플러그층(53a)을 형성한 후, 상기 제 2 감광막을 제거한다.The first polycrystalline silicon layer 53 is selectively etched using the selectively exposed and developed second photoresist layer to form a plug layer 53a, and then the second photoresist layer is removed.

이어, 상기 하드 마스크층(49)을 식각 종말점으로 화학 기계 연마 방법에 의해 상기 플러그층(53a)을 평탄 식각한다.Subsequently, the plug layer 53a is etched flat by the chemical mechanical polishing method with the hard mask layer 49 as an etching end point.

도 2c에서와 같이, 상기 플러그층(53a)을 포함한 전면에 제 1 산화막(54)을 형성하고, 상기 하드 마스크층(49)을 식각 종말점으로 화학 기계 연마 방법에 의해 상기 제 1 산화막(54)을 평탄 식각한다.As shown in FIG. 2C, the first oxide film 54 is formed on the entire surface including the plug layer 53a, and the hard mask layer 49 is etched to the end point by the chemical mechanical polishing method. Etch a flat surface.

이어, 상기 제 1 산화막(54)을 포함한 전면에 질화막(55)과 제 2 산화막(56)을 순차적으로 형성한 후, 평탄화 공정을 진행한다.Subsequently, the nitride film 55 and the second oxide film 56 are sequentially formed on the entire surface including the first oxide film 54, and then the planarization process is performed.

그리고, 상기 제 2 산화막(56)상에 제 3 감광막(도시하지 않음)을 도포한 다음, 상기 제 3 감광막을 셀 영역의 캐패시터의 하부 전극이 형성될 부위에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한 후, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 3 감광막을 마스크로 상기 제 2 산화막(56)과 질화막(55)을 선택 식각하여 제 1 콘택홀을 형성하고, 상기 제 3 감광막을 제거한다.After applying a third photoresist film (not shown) on the second oxide film 56, the third photoresist film is selectively exposed and developed to be removed only at a portion where the lower electrode of the capacitor in the cell region is to be formed. The second oxide film 56 and the nitride film 55 are selectively etched using the selectively exposed and developed third photoresist film as a mask to form a first contact hole, and the third photoresist film is removed.

이어, 상기 노출된 플러그층(53a)과 제 2 산화막(56)상에 라이너 TiN층을 형성한다.Subsequently, a liner TiN layer is formed on the exposed plug layer 53a and the second oxide layer 56.

그리고, 상기 제 2 산화막(56)을 식각 종말점으로 화학 기계 연마 방법에 의해 상기 TiN층을 평탄 식각하여 상기 제 2 산화막(56)으로 서로 분리되며 상기 플러그층(53a)과 전기적으로 연결되는 하부 전극(57)을 형성한다.In addition, the TiN layer may be flatly etched by the chemical mechanical polishing method using the second oxide film 56 as an etching end point, and the lower electrode may be separated from each other by the second oxide film 56 and electrically connected to the plug layer 53a. Form 57.

그 후, 전면에 유전막(59)과 제 4 감광막(도시하지 않음)을 순차적으로 형성한 다음, 상기 제 4 감광막을 셀 영역에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한다.Thereafter, the dielectric film 59 and the fourth photoresist film (not shown) are sequentially formed on the entire surface, and then the fourth photoresist film is selectively exposed and developed so as to remain only in the cell region.

이어, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 4 감광막을 마스크로 상기 주변 영역의 유전막(59)을 식각하고, 상기 제 4 감광막을 제거한다.Subsequently, the dielectric layer 59 of the peripheral region is etched using the selectively exposed and developed fourth photoresist layer, and the fourth photoresist layer is removed.

여기서, 상기 유전막(59)을 TaON으로 형성한다.Here, the dielectric film 59 is formed of TaON.

그리고, 상기 유전막(59)을 포함한 전면에 캐패시터의 상부 전극(61)을 형성한다.The upper electrode 61 of the capacitor is formed on the entire surface including the dielectric layer 59.

도 2d에서와 같이, 상기 상부 전극(61)상에 층간 절연막(63)과 제 5 감광막(도시하지 않음)을 순차적으로 형성한 다음, 상기 제 5 감광막을 주변 영역의 상부 전극에 콘택되는 금속 배선 콘택홀이 형성될 부위에만 제거되도록 선택적으로 노광및 현상한다.As shown in FIG. 2D, an interlayer insulating layer 63 and a fifth photoresist film (not shown) are sequentially formed on the upper electrode 61, and then the metal wirings in which the fifth photoresist film is contacted with the upper electrode of the peripheral region. It is selectively exposed and developed to be removed only at the site where the contact hole is to be formed.

이어, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 5 감광막을 마스크로, 상기 플러그층(53a)을 식각 방지막으로 상기 층간 절연막(63), 상부 전극(61) 및 제 2 산화막(56)을 선택 식각하여 제 2 콘택홀(65)을 형성하고, 상기 제 5 감광막을 제거한다.Subsequently, the interlayer insulating layer 63, the upper electrode 61, and the second oxide layer 56 are selectively etched using the selectively exposed and developed fifth photoresist layer as a mask and the plug layer 53a as an etch stop layer. 2 contact holes 65 are formed, and the fifth photosensitive film is removed.

본 발명의 제 2 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 도 3a에서와 같이, 제 1 절연막(43)으로 절연되며 셀 영역과 주변 영역이 정의된 하부 구조물(41)상에 베리어 금속층(45), 텅스텐층(47), 하드 마스크층(49) 및 제 1 감광막(도시하지 않음)을 순차적으로 형성한다.In the method of manufacturing a semiconductor device according to the second exemplary embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3A, the barrier metal layer 45 is insulated from the first insulating layer 43 and on the lower structure 41 in which the cell region and the peripheral region are defined. , A tungsten layer 47, a hard mask layer 49, and a first photosensitive film (not shown) are sequentially formed.

그리고, 상기 제 1 감광막을 비트 라인이 형성될 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한 후, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 1 감광막을 마스크로 상기 하드 마스크층(49), 텅스텐층(47) 및 베리어 금속층(45)을 선택 식각한 다음, 상기 제 1 감광막을 제거한다.And selectively exposing and developing the first photoresist film so as to remain only in a portion where a bit line is to be formed, and then using the selectively exposed and developed first photoresist film as a mask, the hard mask layer 49, tungsten layer 47, and After the barrier metal layer 45 is selectively etched, the first photoresist layer is removed.

여기서, 상기 베리어 금속층(45)과 텅스텐층(47)으로 비트 라인을 형성한다.Here, a bit line is formed of the barrier metal layer 45 and the tungsten layer 47.

이어, 상기 비트 라인을 포함한 전면에 제 2 절연막을 형성하고 에치백하여 상기 비트 라인 양측에 제 2 절연막 측벽(51)을 형성한다.Subsequently, a second insulating film is formed on the entire surface including the bit line and etched back to form second insulating film sidewalls 51 on both sides of the bit line.

그리고, 상기 하드 마스크층(49)과 제 2 절연막 측벽(51)을 마스크로 상기 제 1 절연막(43)을 선택 제거한다.The first insulating layer 43 is selectively removed using the hard mask layer 49 and the second insulating layer sidewall 51 as a mask.

이어, 상기 제 2 절연막 측벽(51)을 포함한 전면에 제 1 다결정 실리콘층(53)을 형성한다.Next, a first polycrystalline silicon layer 53 is formed on the entire surface including the second insulating layer sidewall 51.

도 3b에서와 같이, 상기 제 1 다결정 실리콘층(53)상에 제 2 감광막(도시하지 않음)을 도포한 다음, 상기 제 2 감광막을 상기 셀 영역의 캐패시터의 하부 전극 콘택과 주변 영역의 캐패시터의 상부 전극 배선 콘택이 형성될 부위에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한다.As shown in FIG. 3B, a second photosensitive film (not shown) is coated on the first polycrystalline silicon layer 53, and then the second photosensitive film is applied to the lower electrode contact of the capacitor of the cell region and the capacitor of the peripheral region. It is selectively exposed and developed so as to be removed only at the portion where the upper electrode wiring contact is to be formed.

그리고, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 2 감광막을 마스크로 상기 제 1 다결정 실리콘층(53)을 선택 식각하여 플러그층(53a)을 형성한 후, 상기 제 2 감광막을 제거한다.The first polycrystalline silicon layer 53 is selectively etched using the selectively exposed and developed second photoresist layer to form a plug layer 53a, and then the second photoresist layer is removed.

이어, 상기 하드 마스크층(49)을 식각 종말점으로 화학 기계 연마 방법에 의해 상기 플러그층(53a)을 평탄 식각한다.Subsequently, the plug layer 53a is etched flat by the chemical mechanical polishing method with the hard mask layer 49 as an etching end point.

그리고, 상기 플러그층(53a)을 포함한 전면에 제 1 산화막(54)을 형성하고, 상기 하드 마스크층(49)을 식각 종말점으로 화학 기계 연마 방법에 의해 상기 제 1 산화막(54)을 평탄 식각한다.A first oxide film 54 is formed on the entire surface including the plug layer 53a, and the first oxide film 54 is flat-etched by a chemical mechanical polishing method using the hard mask layer 49 as an etching end point. .

이어, 상기 제 1 산화막(54)을 포함한 전면에 질화막(55)과 제 2 산화막(56)을 순차적으로 형성한 후, 평탄화 공정을 진행한다.Subsequently, the nitride film 55 and the second oxide film 56 are sequentially formed on the entire surface including the first oxide film 54, and then the planarization process is performed.

도 3c에서와 같이, 상기 제 2 산화막(56)상에 제 3 감광막(도시하지 않음)을 도포한 다음, 상기 제 3 감광막을 상기 플러그층(53a) 상측에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한 후, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 3 감광막을 마스크로, 상기 제 2 산화막(56)과 질화막(55)을 선택 식각하여 제 1 콘택홀을 형성하고, 상기 제 3 감광막을 제거한다.3C, after applying a third photoresist film (not shown) on the second oxide film 56, and selectively exposing and developing the third photoresist film so as to be removed only above the plug layer 53a. By using the selectively exposed and developed third photoresist film as a mask, the second oxide film 56 and the nitride film 55 are selectively etched to form a first contact hole, and the third photoresist film is removed.

여기서 상술한 바와 같이, 상기 제 1 콘택홀은 주변 영역의 플러그층(53a)상측에도 형성된다.As described above, the first contact hole is also formed above the plug layer 53a in the peripheral region.

이어, 상기 노출된 플러그층(53a)과 제 2 산화막(56)상에 라이너 TiN층을 형성한다.Subsequently, a liner TiN layer is formed on the exposed plug layer 53a and the second oxide layer 56.

그리고, 상기 제 2 산화막(56)을 식각 종말점으로 화학 기계 연마 방법에 의해 상기 TiN층을 평탄 식각하여 상기 제 2 산화막(56)으로 서로 분리되며 상기 플러그층(53a)과 전기적으로 연결되는 하부 전극(57)을 형성한다.In addition, the TiN layer may be flatly etched by the chemical mechanical polishing method using the second oxide film 56 as an etching end point, and the lower electrode may be separated from each other by the second oxide film 56 and electrically connected to the plug layer 53a. Form 57.

그 후, 전면에 유전막(59)을 형성한 다음, 상기 유전막(59)을 포함한 전면에 캐패시터의 상부 전극(61)을 형성한다.Thereafter, the dielectric film 59 is formed on the entire surface, and then the upper electrode 61 of the capacitor is formed on the entire surface including the dielectric film 59.

여기서, 상기 유전막(59)을 TaON으로 형성한다.Here, the dielectric film 59 is formed of TaON.

도 3d에서와 같이, 상기 상부 전극(61)상에 층간 절연막(63)과 제 4 감광막(도시하지 않음)을 순차적으로 형성한 다음, 상기 제 4 감광막을 주변 영역의 상부 전극 배선과 콘택되는 금속 배선 콘택홀이 형성될 부위에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한다.As shown in FIG. 3D, an interlayer insulating layer 63 and a fourth photoresist film (not shown) are sequentially formed on the upper electrode 61, and then the fourth photoresist film is contacted with the upper electrode wiring of the peripheral region. It is selectively exposed and developed so as to be removed only at the site where the wiring contact hole is to be formed.

이어, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 4 감광막을 마스크로, 상기 상부 전극(61)을 식각 방지막으로 상기 층간 절연막(63)을 선택 식각하여 제 2 콘택홀(65)을 형성하고, 상기 제 4 감광막을 제거한다.Subsequently, the interlayer insulating layer 63 is selectively etched using the selectively exposed and developed fourth photoresist layer as the mask, the upper electrode 61 as an etch stop layer, and the second contact hole 65 is formed. Remove the photoresist.

본 발명의 반도체 소자의 제조 방법은 캐패시터의 상부 전극에 콘택되는 주변 영역의 제 1 금속 배선의 하부에 식각 방지용 플러그층을 먼저 형성한 후 그 상측에 상기 제 1 금속 배선을 형성하므로, 상기 제 1 금속 배선과 주변 영역의 비트라인과 콘택되는 제 2 금속 배선 형성 공정시 상기 플러그층의 형성으로 상기 제 2 금속 배선 콘택홀에 하부 도전층까지의 과도 식각으로 발생되는 과도 콘택홀을 방지하여 상기 제 2 금속 배선과 하부 도전층과의 쇼트 발생을 억제하므로 소자의 수율 및 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, since an etch-preventive plug layer is first formed on the lower portion of the first metal wire in the peripheral region contacted with the upper electrode of the capacitor, and then the first metal wire is formed on the upper side thereof, the first metal wire is formed. In the process of forming the second metal wiring contacting the metal wiring and the bit line of the peripheral region, the formation of the plug layer prevents the excessive contact hole caused by the excessive etching from the second metal wiring contact hole to the lower conductive layer. Since the occurrence of short between the two metal wirings and the lower conductive layer is suppressed, there is an effect of improving the yield and reliability of the device.

Claims (2)

하드 마스크층과 절연막 스페이서를 구비한 다수개의 비트 라인들이 형성되며 셀 영역과 주변 영역이 정의된 하부 구조물을 마련하는 단계;Providing a lower structure in which a plurality of bit lines including a hard mask layer and an insulating layer spacer are formed, and a cell region and a peripheral region are defined; 상기 셀 영역의 캐패시터의 하부 전극 콘택과 주변 영역의 캐패시터의 상부 전극에 콘택되는 금속 배선 콘택이 형성될 부위의 비트 라인 사이에 플러그층을 형성하고 그 외의 비트 라인 사이에 제 1 층간 절연막을 형성하는 단계;A plug layer is formed between the lower electrode contact of the capacitor of the cell region and the bit line of the portion where the metal wiring contact to be contacted to the upper electrode of the capacitor of the peripheral region is formed, and a first interlayer insulating layer is formed between the other bit lines. step; 전면에 제 2 층간 절연막을 형성하는 단계;Forming a second interlayer insulating film on the entire surface; 상기 셀 영역에 상기 플러그층과 전기적으로 연결된 캐패시터를 형성하고, 상기 주변 영역의 제 2 층간 절연막 상에 상기 캐패시터의 상부 전극용 도전층을 형성하는 단계;Forming a capacitor electrically connected to the plug layer in the cell region, and forming a conductive layer for the upper electrode of the capacitor on the second interlayer insulating layer in the peripheral region; 전면에 제 3 층간 절연막을 형성하는 단계;Forming a third interlayer insulating film on the entire surface; 상기 플러그층을 식각 방지막으로 상기 제 3 층간 절연막, 도전층 및 제 2 층간 절연막을 선택 식각하여 상기 주변 영역의 상부 전극에 콘택되는 금속 배선 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.And etching the third interlayer insulating layer, the conductive layer, and the second interlayer insulating layer by using the plug layer as an etch stop layer to form a metal wiring contact hole contacting the upper electrode of the peripheral region. Method of manufacturing the device. 하드 마스크층과 절연막 스페이서를 구비한 다수개의 비트 라인들이 형성되며 셀 영역과 주변 영역이 정의된 하부 구조물을 마련하는 단계;Providing a lower structure in which a plurality of bit lines including a hard mask layer and an insulating layer spacer are formed, and a cell region and a peripheral region are defined; 상기 셀 영역의 캐패시터의 하부 전극 콘택이 형성될 부위의 비트 라인 사이에 플러그층을 형성하고 그 외의 비트 라인 사이에 제 1 층간 절연막을 형성하는 단계;Forming a plug layer between bit lines of a portion where the lower electrode contact of the capacitor of the cell region is to be formed, and forming a first interlayer insulating layer between the other bit lines; 전면에 제 2 층간 절연막을 형성하는 단계;Forming a second interlayer insulating film on the entire surface; 상기 셀 영역의 캐패시터의 하부 전극 콘택이 형성될 부위와 주변 영역의 캐패시터의 상부 전극에 콘택되는 금속 배선 콘택이 형성될 부위의 제 2 층간 절연막을 제거하는 단계;Removing a second interlayer insulating layer between a portion where a lower electrode contact of the capacitor of the cell region is to be formed and a portion where a metal wiring contact that is to contact the upper electrode of the capacitor of the peripheral region is to be formed; 상기 셀 영역에 상기 플러그층과 전기적으로 연결된 캐패시터를 형성하고, 상기 캐패시터의 형성 공정에 따라 상기 주변 영역의 제 2 층간 절연막이 제거된 부위와 제 2 층간 절연막 상에 하부 전극용 제 1 도전층, 유전막 및 상부 전극용 제 2 도전층을 형성하는 단계;Forming a capacitor electrically connected to the plug layer in the cell region, and a first conductive layer for a lower electrode on a portion where the second interlayer insulating layer of the peripheral region is removed and a second interlayer insulating layer according to the process of forming the capacitor; Forming a second conductive layer for the dielectric film and the upper electrode; 전면에 제 3 층간 절연막을 형성하는 단계;Forming a third interlayer insulating film on the entire surface; 상기 제 2 도전층을 식각 방지막으로 상기 제 3 층간 절연막을 선택 식각하여 상기 주변 영역의 상부 전극에 콘택되는 금속 배선 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.And etching the third interlayer insulating layer using the second conductive layer as an etch stop layer to form a metal wiring contact hole in contact with an upper electrode of the peripheral region.
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