KR20040001741A - Method for manufacturing small contact in semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a fine contact of a semiconductor device is provided to be capable of effectively removing a hard mask after forming a contact hole by forming the hard mask using tungsten or nitride titanium. CONSTITUTION: After forming an insulating layer(300) at the upper portion of a semiconductor substrate(100), a metal hard mask(450) is formed at the upper portion of the insulating layer. A contact hole(350) is formed through the insulating layer for exposing the upper surface of the semiconductor substrate by selectively patterning the insulating layer using the metal hard mask as an etching mask. Then, the metal hard mask is selectively removed from the resultant structure. Preferably, the metal hard mask is made of a tungsten layer or a nitride titanium layer.

Description

반도체 소자의 미세 콘택 제조 방법{Method for manufacturing small contact in semiconductor device}Method for manufacturing micro contact of semiconductor device {Method for manufacturing small contact in semiconductor device}

본 발명은 반도체 소자 제조에 관한 것으로, 특히, 미세 콘택(small contact) 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the manufacture of semiconductor devices, and more particularly, to a method of manufacturing small contacts.

반도체 소자가 보다 고집적화되고 디자인 룰(design rule)이 더욱 미세화됨에 따라, 소자 형성을 위해 물질층을 패터닝(patterning)을 하는 공정에 많은 문제들이 수반되고 있다. 특히, 사진 공정에서 보다 작은 크기의 패턴을 구현하기 위하여, 포토레지스트(photoresist)의 층 두께가 점점 얇아지고 있는 추세이다. 이에 따라, 패턴 형성을 위한 건식 식각 시에 포토레지스트층이 제대로 식각 마스크(etch mask)의 역할을 하지 못하는 경우가 종종 발생하고 있다. 또한, 패턴이 찌글찌글해지는 이른바 찰흔(Striation) 현상 등이 패터닝 과정에서 유발될 수 있다. 이러한 패터닝 불량은 결국 반도체 소자의 불량을 유발하는 중요한 요소로 작용하게 된다.As semiconductor devices become more integrated and design rules become more sophisticated, many problems are involved in the process of patterning a material layer to form a device. In particular, in order to realize a pattern having a smaller size in the photolithography process, the layer thickness of the photoresist is becoming thinner. Accordingly, in some cases, the photoresist layer may not properly serve as an etch mask during dry etching for pattern formation. In addition, a so-called striation phenomenon in which the pattern is scrambled may be caused during the patterning process. Such patterning defects eventually act as an important factor inducing defects in semiconductor devices.

이러한 패터닝 과정에서의 포토레지스트에의 한계에 의해서 발생되는 불량을 극복하기 위한 방안들 중의 하나로, 하드 마스크(hard mask)의 개념이 도입되거나 평가되고 있다. 즉, 미세 콘택을 위한 콘택홀 형성 시에 포토레지스트층 아래에 다른 단단한 막, 예컨대, 폴리 실리콘 하드 마스크(poly silicon hard mask)를 도입하여, 이러한 폴리 실리콘 하드 마스크를 이용하여 패터닝을 수행하는 방안이 평가되고 있다.As one of methods for overcoming the defects caused by the limitation of the photoresist in the patterning process, the concept of a hard mask has been introduced or evaluated. That is, a method of performing patterning using such a polysilicon hard mask by introducing another hard film, for example, a polysilicon hard mask under the photoresist layer at the time of forming a contact hole for fine contact It is evaluated.

구체적으로, 256M DRAM 이상의 반도체 메모리 소자 제조 공정에서 비트 라인(bit line) 또는 커패시터(capacitor)를 반도체 기판의 활성 영역(active region)과 효과적으로 전기적 연결하기 위하여, 패드 콘택(pad Contact)들과 같은 중간 연결체들을 도입하고 있다. 이러한 패드 콘택들을 형성하는 과정에는 절연층을 사진 식각하여 콘택을 위한 콘택홀을 형성하는 공정이 수반되고 있다.Specifically, in order to effectively electrically connect a bit line or a capacitor with an active region of a semiconductor substrate in a semiconductor memory device manufacturing process of 256M DRAM or more, intermediates such as pad contacts may be used. The connectors are being introduced. The process of forming the pad contacts involves a process of forming a contact hole for contact by photo etching the insulating layer.

그런데, 디자인 룰이 0.14㎛ 이하로 매우 낮아지게 됨에 따라, 포토레지스트 마스크를 사용할 경우에, 포토레지스트층의 두께가 낮아짐에 의해서 미세 콘택홀을 완전히 뚫을 때까지 식각 마스크의 역할을 유지하기가 어려워지고 있다. 따라서, 포토레지스트층을 코팅(coating)하기 전에 폴리 실리콘과 같은 단단한 재질의 하드 마스크를 도입한다.However, as the design rule becomes very low to 0.14 μm or less, when the photoresist mask is used, the thickness of the photoresist layer becomes low, making it difficult to maintain the role of the etch mask until the micro contact hole is completely penetrated. have. Therefore, a hard mask of a hard material such as polysilicon is introduced before coating the photoresist layer.

그런데, 이러한 폴리 실리콘의 하드 마스크를 이용하여 미세 콘택홀을 형성할 경우에, ILS(In-line SEM)으로 임계 선폭(CD:Critical Dimension)을 측정하거나 정상적으로 콘택홀의 바닥이 열려있는지를 확인하기가 어렵다. ILS(In-line SEM)는 전자를 주사하여 반사되어 나오는 2차 전자(secondary electron)를 검출기(detector)가 검출하여 영상(image)을 형상화한다.However, in the case of forming a micro contact hole using a hard mask made of polysilicon, it is difficult to measure the critical dimension (CD) using ILS (In-line SEM) or to check whether the bottom of the contact hole is normally opened. it's difficult. In-line SEM (ILS) scans electrons and detects secondary electrons reflected by the detector to shape an image.

그런데, 폴리 실리콘의 하드 마스크가 콘택홀의 상측에 전면에 걸쳐서 존재하게 되면, 특히, 폴리 실리콘이 도핑되어 있을 경우에는, 폴리 실리콘의 하드 마스크가 접지(ground) 역할을 하게 되어 이러한 콘택홀 내로부터 반사되는 나오는 2차 전자들을 흡수하게 된다. 따라서, 반사되어 나오는 2차 전자들의 개수가 절대적으로 부족하게 되어, 미세 콘택홀의 내부에 대한 영상이 선명하게 얻어지기가 어렵다. 그럼에도 불구하고, 폴리 실리콘의 하드 마스크를 제거하는 과정은 용이하지가 않다. 따라서, 이와 같이 ILS으로 미세 콘택홀의 영상을 선명하게 얻지 못하는 현상은 폴리 실리콘 하드 마스크를 반도체 소자 제조에 채용하기 어렵게 하는 요소로 작용할 수 있다.However, when the hard mask of the polysilicon is present over the entire surface of the contact hole, especially when the polysilicon is doped, the hard mask of the polysilicon serves as a ground and is reflected from the inside of the contact hole. Coming out will absorb the secondary electrons. Therefore, the number of reflected secondary electrons is absolutely insufficient, so that the image of the inside of the fine contact hole is difficult to be clearly obtained. Nevertheless, the process of removing the hard mask of polysilicon is not easy. Therefore, the phenomenon in which the image of the micro contact hole is not clearly obtained by the ILS may act as an element that makes it difficult to employ the polysilicon hard mask in the manufacture of semiconductor devices.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 미세 콘택을 위한 콘택홀을 패터닝하는 과정에 식각 마스크로 도입될 수 있고, 임계 선폭(CD) 또는 콘택홀의 바닥 확인 검사 전에 형성된 패턴에 나쁜 영향이 발생되는 것을 방지하며 효과적으로 제거될 수 있는 새로운 하드 마스크를 도입하는 반도체 소자의 미세 콘택 제조 방법을 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention can be introduced as an etch mask in the process of patterning a contact hole for a fine contact, and prevents a bad influence from occurring on a critical line width (CD) or a pattern formed before the bottom check inspection of the contact hole. The present invention provides a method for manufacturing a micro contact of a semiconductor device that introduces a new hard mask that can be effectively removed.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 반도체 소자의 미세 콘택(small contact) 제조 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도들이다.1 to 6 are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a small contact of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 미세 콘택을 위한 콘택홀에 대한 주사 전자 현미경 사진이다.7 is a scanning electron micrograph of a contact hole for a fine contact formed according to an embodiment of the present invention.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 관점은, 금속 하드 마스크를 이용하는 반도체 소자의 미세 콘택 제조 방법을 제공한다. 상기 제조 방법은 반도체 기판 상의 절연층 상에 금속 하드 마스크를 형성하는 단계와, 상기 금속 하드 마스크를 식각 마스크로 상기 절연층을 패터닝하여 상기 절연층을 관통하여 상기 반도체 기판 표면을 노출하는 콘택홀을 형성하는 단계, 및 상기 금속 하드 마스크를 선택적으로 제거하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem provides a method of manufacturing a fine contact of a semiconductor device using a metal hard mask. The manufacturing method includes forming a metal hard mask on an insulating layer on a semiconductor substrate, and forming a contact hole for patterning the insulating layer using the metal hard mask as an etch mask to penetrate the insulating layer to expose a surface of the semiconductor substrate. Forming and selectively removing the metal hard mask.

여기서, 상기 금속 하드 마스크는 텅스텐층 또는 질화 티타늄층을 포함하여 형성된다.Here, the metal hard mask is formed including a tungsten layer or a titanium nitride layer.

또한, 상기 금속 하드 마스크를 제거하는 단계는 산화제 또는 산화제를 포함하는 용액을 식각 매체로 이용하는 습식 식각을 수행하는 단계를 포함하여 수행될 수 있다.In addition, the removing of the metal hard mask may be performed by performing wet etching using an oxidizing agent or a solution containing an oxidizing agent as an etching medium.

이때, 상기 식각 매체는 황산과 과산화수소의 혼합액을 포함하거나, 과산화수소 또는 과산화수소와 물의 혼합액을 포함하거나, 오존 또는 오존수를 포함할 수 있다.In this case, the etching medium may include a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide, may include hydrogen peroxide or a mixture of hydrogen peroxide and water, or may include ozone or ozone water.

본 발명에 따르면, 미세 콘택을 위한 콘택홀을 패터닝하는 과정에 식각 마스크로 도입될 수 있고, 임계 선폭(CD) 또는 콘택홀의 바닥 확인 검사 전에 형성된 패턴에 나쁜 영향이 발생되는 것을 방지하며 효과적으로 제거될 수 있는 새로운 하드 마스크를 도입하는 반도체 소자의 미세 콘택 제조 방법을 제공한다.According to the present invention, it can be introduced as an etch mask in the process of patterning a contact hole for a fine contact, and can be effectively removed to prevent the bad influence of the pattern formed before the critical line width (CD) or the bottom check inspection of the contact hole. The present invention provides a method of manufacturing a fine contact of a semiconductor device that can introduce a new hard mask.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면 상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. 또한, 어떤 층이 다른 층 또는 반도체 기판의 "상"에 있다라고 기재되는 경우에, 상기 어떤 층은 상기 다른 층 또는 반도체 기판에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는, 그 사이에 제3의 층이 개재되어질 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and the like of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same elements. In addition, where a layer is described as being "on" another layer or semiconductor substrate, the layer may exist in direct contact with the other layer or semiconductor substrate, or a third layer therebetween. May be interposed.

본 발명의 실시예에서는 미세 콘택을 위한 콘택홀을 형성하는 패터닝 과정에서 식각 마스크로 금속 하드 마스크를 도입하는 바를 제시한다. 이러한 금속 하드 마스크는 패터닝 과정에서 충분히 효과적으로 식각 마스크로서의 기능을 수행할 수 있고, 또한, 패터닝 과정 이후에 패턴들에 실질적으로 영향을 미치지 않고 충분히 선택적으로 제거될 수 있다.In an embodiment of the present invention, a metal hard mask is introduced as an etching mask in a patterning process of forming a contact hole for a fine contact. Such a metal hard mask may function as an etching mask sufficiently effectively in the patterning process, and may also be selectively removed sufficiently without substantially affecting the patterns after the patterning process.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 반도체 소자의 미세 콘택(small contact) 제조 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도들이다.1 to 6 are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a small contact of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 절연층(300) 상에 하드 마스크층(400)을 형성한다. 구체적으로, 반도체 기판(100)의 소자 분리(150)에 의해서 설정되는 활성 영역 상에 게이트(gate:210), 게이트 캐핑층(gate capping layer:220) 및 게이트 스페이서(gate spacer:220)를 포함하여 이루어지는 게이트 스택(gate stack:200)을 형성한다. 이러한 게이트 스택(200)을 포함하는 트랜지스터 구조를 반도체 기판(100) 상에 형성한 후, 이러한 게이트 스택(200)을 덮는 절연층(300)을 형성한다. 절연층(300)은 다양한 절연 물질, 예컨대, 실리콘 산화물 등으로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a hard mask layer 400 is formed on an insulating layer 300. In detail, the semiconductor substrate 100 includes a gate 210, a gate capping layer 220, and a gate spacer 220 on an active region set by the device isolation 150 of the semiconductor substrate 100. A gate stack 200 is formed. After the transistor structure including the gate stack 200 is formed on the semiconductor substrate 100, an insulating layer 300 covering the gate stack 200 is formed. The insulating layer 300 may be formed of various insulating materials, for example, silicon oxide.

미세한 패턴을 형성을 위해서, 증착된 절연층(300)의 표면을 화학 기계적 연마(CMP:Chemical Mechanical Polishing) 또는 에치 백(etch back) 등으로 평탄화한다. 이후에, 평탄한 표면을 가지게 된 절연층(300) 상에 하드 마스크층(400)을 형성한다. 예를 들어, 절연층(300) 상에 텅스텐(W)층을 증착하거나 또는 질화 티타늄(titanium nitride)층과 같은 금속층을 하드 마스크층(400)으로 증착한다.In order to form a fine pattern, the surface of the deposited insulating layer 300 is planarized by chemical mechanical polishing (CMP) or etch back. Thereafter, the hard mask layer 400 is formed on the insulating layer 300 having a flat surface. For example, a tungsten (W) layer is deposited on the insulating layer 300 or a metal layer such as a titanium nitride layer is deposited as the hard mask layer 400.

포토레지스트층만으로 식각 마스크를 형성할 경우, 디자인 룰의 감소, 예컨대, 디자인 룰이 0.14㎛ 이하로 감소되며, 포토레지스트층의 두께가 감소될 수밖에 없어 포토레지스트층이 미세 콘택홀을 완전히 뚫을 때까지 식각 마스크로서의 역할을 다하지 못하는 현상이 발생하고 있다. 또한, 패턴이 찌글찌글해지는 찰흔(Striation) 현상이 발생하고 있다. 본 발명의 실시예에서의 하드 마스크층(400)의 도입은 이러한 현상 또는 불량을 방지하기 위한 하드 마스크를 형성하기 위해서이다.When the etching mask is formed using only the photoresist layer, the design rule is reduced, for example, the design rule is reduced to 0.14 μm or less, and the thickness of the photoresist layer is inevitably reduced until the photoresist layer completely penetrates the fine contact hole. The phenomenon of not playing a role as an etching mask is occurring. In addition, a scratching phenomenon in which the pattern is scrambled occurs. The introduction of the hard mask layer 400 in the embodiment of the present invention is for forming a hard mask for preventing such a phenomenon or defect.

도 2를 참조하면, 하드 마스크층(400) 상에 하드 마스크층(400)을 하드 마스크로 패터닝하기 위한 포토레지스트 패턴(500)을 형성한다. 구체적으로, 미세 콘택홀을 위한 패터닝 과정에서 식각 마스크로 이용될 하드 마스크로 하드 마스크층(400)을 패터닝하기 위해서, 하드 마스크층(400) 상에 포토레지스트층을 도포하고 사진 공정, 즉, 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴(500)을 형성한다.Referring to FIG. 2, a photoresist pattern 500 is formed on the hard mask layer 400 to pattern the hard mask layer 400 into a hard mask. Specifically, in order to pattern the hard mask layer 400 as a hard mask to be used as an etch mask in the patterning process for the fine contact hole, a photoresist layer is coated on the hard mask layer 400 and a photo process, that is, exposure is performed. And developing to form the photoresist pattern 500.

도 3을 참조하면, 포토레지스트 패턴(500)을 식각 마스크로 하드마스크층(400)을 패터닝하여 하드 마스크(450)를 형성한다. 하드 마스크층(400)의 패터닝은 건식 식각으로 수행될 수 있다. 하드 마스크(450)가 패터닝된 후, 포토레지스트 패턴(500)은 제거된다.Referring to FIG. 3, the hard mask layer 400 is patterned using the photoresist pattern 500 as an etch mask to form a hard mask 450. Patterning of the hard mask layer 400 may be performed by dry etching. After the hard mask 450 is patterned, the photoresist pattern 500 is removed.

도 4를 참조하면, 하드 마스크(450)를 식각 마스크로 이용하여 노출된 절연층(300) 부분을 식각하여 콘택홀(350)을 완전히 연다. 이때, 절연층(300)의 식각은 절연층(300)이 실리콘 산화물로 바람직하게 형성되었으므로, 산화물에 대한 건식 식각으로 수행될 수 있다. 이러한 콘택홀(350)은 하부의 반도체 기판(100) 표면, 즉, 활성 영역의 표면을 완전히 노출하도록 패터닝된다. 이러한 콘택홀(350)은 미세 콘택을 위한 것이다. 미세 콘택은 후속에 형성될 비트 라인(bit line) 또는 커패시터(capacitor)를 반도체 기판(100)의 활성 영역과 효과적으로 전기적 연결하는 역할을 한다. 이러한 미세 콘택으로는 패드 콘택(pad contact)들과 같은 중간 연결체들을 예시할 수 있다.Referring to FIG. 4, the contact hole 350 is completely opened by etching the exposed portion of the insulating layer 300 using the hard mask 450 as an etching mask. In this case, since the insulating layer 300 is preferably formed of silicon oxide, the etching of the insulating layer 300 may be performed by dry etching of the oxide. The contact hole 350 is patterned to completely expose the lower surface of the semiconductor substrate 100, that is, the surface of the active region. The contact hole 350 is for fine contact. The micro contact serves to effectively electrically connect a bit line or capacitor to be formed later with the active region of the semiconductor substrate 100. Such fine contacts can illustrate intermediate connectors such as pad contacts.

도 5를 참조하면, 하드 마스크(450)를 선택적으로 제거한다. 콘택홀(350)이 완성된 후, 식각 마스크(450)로 이용된 하드 마스크(450)를 제거한다. 이때, 하드 마스크(450)는 금속성 물질로 형성되었으므로, 예컨대, 텅스텐층 또는 질화 티타늄층으로 형성되었으므로, 이러한 금속성 물질에 대한 식각 매체(etchant)를 이용하여 하드 마스크(450)를 제거한다.Referring to FIG. 5, the hard mask 450 is selectively removed. After the contact hole 350 is completed, the hard mask 450 used as the etching mask 450 is removed. In this case, since the hard mask 450 is formed of a metallic material, for example, is formed of a tungsten layer or a titanium nitride layer, the hard mask 450 is removed by using an etchant for the metallic material.

예를 들어, 절연층(300)을 바람직하게 이루는 실리콘 산화물과, 게이트 캐핑층(220) 또는 게이트 스페이서(230)를 바람직하게 이루는 실리콘 질화물(Si3N4) 및 반도체 기판(100)을 바람직하게 이루는 실리콘에 대해서 실질적으로 거의 식각 능력이 없는, SPM(황산과 과산화수소 혼합액), 과산화수소, 과산화수소와 물의 혼합액 또는 고농도의 오존수 등을 이용하는 습식 식각으로 하드 마스크(450)를 스트립(strip)한다.For example, the silicon oxide preferably forming the insulating layer 300, the silicon nitride Si 3 N 4 and the semiconductor substrate 100 preferably forming the gate capping layer 220 or the gate spacer 230 are preferable. The hard mask 450 is stripped by wet etching using SPM (sulfuric acid and hydrogen peroxide mixed solution), hydrogen peroxide, a mixture of hydrogen peroxide and water, or a high concentration of ozone water, which has substantially no etching ability.

상기한 바와 같은 식각 매체들은 산화제 또는 산화제를 포함한 용액으로 하드 마스크(450)를 이루는 금속층을 제거하는 능력을 가지고 있다. 반면에, 상기한 식각 매체들은, 하드 마스크(450)를 제거하는 공정에서 영향을 바람직하게 받지 않아야 되는 부분, 예컨대, 절연층(300), 반도체 기판(100), 게이트 캐핑층(220) 및 게이트 스페이서(230) 등을 각각 이루는 실리콘 산화물, 실리콘 또는 실리콘 질화물에 대해서는 실질적인 식각 능력을 발휘하지 못한다. 따라서, 상기한 식각 매체들을 이용함으로써, 하드 마스크(450)의 선택적인 제거가 효과적으로 수행될 수 있다. 즉, 주변막들에 대한 침해없이 식각 마스크로 사용했던 텅스텐층의 하드 마스크(450)만을 선택적으로 제거할 수 있다.Etching media as described above have the ability to remove the metal layer constituting the hard mask 450 with an oxidant or a solution containing an oxidant. On the other hand, the etching medium, the portion that should not be preferably affected in the process of removing the hard mask 450, for example, the insulating layer 300, the semiconductor substrate 100, the gate capping layer 220 and the gate The silicon oxide, silicon, or silicon nitride constituting the spacer 230 may not exhibit substantial etching ability. Thus, by using the above etching media, selective removal of the hard mask 450 can be effectively performed. That is, only the hard mask 450 of the tungsten layer used as the etching mask may be selectively removed without invading the peripheral layers.

도 6을 참조하면, 하드 마스크(450)의 제거 후에 콘택홀(350)을 채우는 도전성 콘택(600)을 형성한다. 이러한 도전성 콘택(600)은 후속에 형성될 비트 라인(bit line) 또는 커패시터(capacitor)를 반도체 기판(100)의 활성 영역과 효과적으로 전기적 연결하는 역할을 한다.Referring to FIG. 6, the conductive contact 600 filling the contact hole 350 is formed after the hard mask 450 is removed. The conductive contact 600 effectively connects a bit line or a capacitor to be subsequently formed with the active region of the semiconductor substrate 100.

본 발명에서 실시예에서와 같은 금속, 예컨대, 텅스텐 또는 질화 티타늄을 포함하는 하드 마스크는, 미세 콘택을 위한 콘택홀을 패터닝하는 과정 이후에 습식 식각 등으로 용이하고 효과적으로 제거될 수 있다. 이에 따라, 하드 마스크의 제거 후에 콘택홀이 형성된 결과물 표면을 인 라인(in- line) 주사 전자 현미경으로 관측함으로써, 콘택홀의 임계 선폭(CD)을 판정하거나 또는 콘택홀의 바닥이 완전히 열렸는지를 용이하고 효과적으로 확인할 수 있다. 이때, 주사 전자 현미경 사진을 얻는 과정에서 하드 마스크에 의한 방해 요소가 효과적으로 제거되므로, 콘택홀 등에 대한 주사 전자 현미경 사진을 보다 높은 해상도로 얻을 수 있다.In the present invention, the hard mask including the metal as in the embodiment, for example, tungsten or titanium nitride, can be easily and effectively removed by wet etching after the process of patterning the contact hole for the fine contact. Accordingly, by observing the resultant surface on which the contact hole is formed after removal of the hard mask with an in-line scanning electron microscope, it is easy to determine the critical line width (CD) of the contact hole or whether the bottom of the contact hole is completely opened. It can be confirmed effectively. At this time, since the obstacles caused by the hard mask are effectively removed in the process of obtaining the scanning electron micrograph, the scanning electron micrograph of the contact hole or the like can be obtained at a higher resolution.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 미세 콘택을 위한 콘택홀에 대한 주사 전자 현미경 사진(SEM)이다. 도 7은 텅스텐 하드 마스크를 사용하여 콘택홀을 형성한 후에, 하드 마스크를 상기한 바와 같이 습식 식각으로 제거한 후에, 대상 결과물에 대해서 얻은 SEM 사진이다. 도 7에 보여지듯이, ILS(In-line SEM)으로 콘택홀의 내부를 효과적으로 관할할 수 있다.7 is a scanning electron micrograph (SEM) of a contact hole for a micro contact formed according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a SEM photograph of a target result after forming a contact hole using a tungsten hard mask and removing the hard mask by wet etching as described above. As shown in FIG. 7, the inside of the contact hole may be effectively managed by an in-line SEM (ILS).

폴리 실리콘 하드 마스크를 사용하는 종래의 경우에는 콘택홀 형성 후에 SEM으로 콘택홀 내부가 잘 관측되지 않았으나, 본 발명의 실시예에서와 같이 텅스텐 하드 마스크를 이용하여 콘택홀을 형성한 후 제거하게 되면, 도 7에 보여지는 바와 같이 콘택홀 내부가 선명하게 보이게 되어 임계 선폭(CD) 측정이나 검사(inspection) 보다 효과적으로 진행될 수 있다.In the conventional case of using a polysilicon hard mask, the inside of the contact hole was not observed by SEM after the formation of the contact hole. However, when the contact hole is formed by using a tungsten hard mask as in the embodiment of the present invention, the contact hole is removed. As shown in FIG. 7, the inside of the contact hole is clearly visible, and thus, the contact hole may be more effectively processed than the critical line width (CD) measurement or inspection.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail through the specific Example, this invention is not limited to this, It is clear that the deformation | transformation and improvement are possible by the person of ordinary skill in the art within the technical idea of this invention.

상술한 본 발명에 따르면, 텅스텐 또는 질화 티타늄의 하드 마스크를 도입하여 콘택홀을 형성한 후, 하드 마스크를 습식 식각 등의 스트립 과정으로 효과적으로 선택 제거할 수 있다. 이후에, SEM 사진을 얻어 형성된 콘택홀을 관측함으로써, 콘택홀의 CD 측정 및 콘택홀의 내부 검사가 보다 정밀하고 신뢰성 있게 수행될 수 있다.According to the present invention described above, after forming a contact hole by introducing a hard mask of tungsten or titanium nitride, the hard mask can be effectively removed by stripping such as wet etching. Thereafter, by observing the contact hole formed by obtaining the SEM picture, the CD measurement of the contact hole and the internal inspection of the contact hole can be performed more precisely and reliably.

Claims (6)

반도체 기판 상의 절연층 상에 금속 하드 마스크를 형성하는 단계;Forming a metal hard mask on an insulating layer on the semiconductor substrate; 상기 금속 하드 마스크를 식각 마스크로 상기 절연층을 패터닝하여 상기 절연층을 관통하여 상기 반도체 기판 표면을 노출하는 콘택홀을 형성하는 단계; 및Patterning the insulating layer using the metal hard mask as an etch mask to form a contact hole penetrating the insulating layer to expose a surface of the semiconductor substrate; And 상기 금속 하드 마스크를 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 미세 콘택 제조 방법.And selectively removing the metal hard mask. 제1항에 있어서, 상기 금속 하드 마스크는The method of claim 1, wherein the metal hard mask 텅스텐층 또는 질화 티타늄층을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 미세 콘택 제조 방법.Method for producing a fine contact of a semiconductor device comprising a tungsten layer or a titanium nitride layer. 제1항에 있어서, 상기 금속 하드 마스크를 제거하는 단계는The method of claim 1, wherein removing the metal hard mask comprises: 산화제 또는 산화제를 포함하는 용액을 식각 매체로 이용하는 습식 식각을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 미세 콘택 제조 방법.A method of manufacturing a micro contact of a semiconductor device, comprising performing wet etching using an oxidizing agent or a solution containing an oxidizing agent as an etching medium. 제3항에 있어서, 상기 식각 매체는The method of claim 3, wherein the etching medium is 황산과 과산화수소의 혼합액을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 미세 콘택 제조 방법.A fine contact manufacturing method for a semiconductor device comprising a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide. 제3항에 있어서, 상기 식각 매체는The method of claim 3, wherein the etching medium is 과산화수소 또는 과산화수소와 물의 혼합액을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 미세 콘택 제조 방법.A method for manufacturing a micro contact of a semiconductor device comprising hydrogen peroxide or a mixture of hydrogen peroxide and water. 제3항에 있어서, 상기 식각 매체는The method of claim 3, wherein the etching medium is 오존 또는 오존수를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 미세 콘택 제조 방법.A fine contact manufacturing method for a semiconductor device comprising ozone or ozone water.
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