KR20040001949A - Method for fabricating semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a semiconductor device is provided to be capable of preventing attacks of a bit line due to wet-cleaning. CONSTITUTION: A bit line contact hole(43) is formed to expose a substrate(40) by selectively etching the first insulating layer(42). A conductive layer(45) is filled into the contact hole. A nitride hard mask(46) is formed on the conductive layer by using PECVD(Plasma Enhanced CVD). A fluidity insulating layer(47) is deposited on the nitride hard mask so as to improve topology and to prevent attacks of the conductive layer due to wet-cleaning. A bit line pattern is then formed by selectively etching the fluidity insulating layer, the nitride hard mask and the conductive layer. After forming the second insulating layer on the resultant structure, a plurality of contact plugs as storage nodes are formed. Wet-cleaning is then performed to remove defects.

Description

반도체소자 제조방법{METHOD FOR FABRICATING SEMICONDUCTOR DEVICE}Semiconductor device manufacturing method {METHOD FOR FABRICATING SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 반도체소자 제조방법에 관한 것으로 특히, 스토리지노드 콘택 플러그 분리 공정 후 실시하는 세정 공정에 따른 비트라인의 어택을 방지하기 위한 반도체소자 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device for preventing attack of a bit line according to a cleaning process performed after a storage node contact plug separation process.

일반적으로 반도체 장치는 그 내부에 다수의 반도체 장치들을 포함하여 이루어진다. 반도체 장치가 고집적화되면서 일정한 셀(Cell) 면적상에 고밀도로 반도체 소자들을 형성하여야 하며, 이로 인하여 반도체 소자, 예를 들면 트랜지스터, 캐패시터들의 크기는 점차 줄어들고 있다. 특히 DRAM(Dynamic Random Access Memory)과 같은 반도체 메모리 장치에서 디자인 룰(Design rule)이 감소하면서 셀의 내부에 형성되는 반도체 소자들의 크기가 점차 작아지고 있다. 실제로 최근 반도체 DRAM 장치의 최소 선폭은 0.115㎛ 이하로 형성된다. 따라서 셀을 이루는 반도체 소자들의 제조 공정에 많은 어려움들이 발생하고 있다.In general, a semiconductor device includes a plurality of semiconductor devices therein. As semiconductor devices become highly integrated, semiconductor devices must be formed at a high density on a predetermined cell area, thereby decreasing the size of semiconductor devices, for example, transistors and capacitors. In particular, in semiconductor memory devices such as DRAM (Dynamic Random Access Memory), as the design rule is reduced, the size of semiconductor devices formed inside the cell is gradually decreasing. In fact, the minimum line width of the recent semiconductor DRAM device is formed to 0.115㎛ or less. Therefore, many difficulties have arisen in the manufacturing process of the semiconductor devices forming the cell.

도 1은 워드라인과 비트라인을 포함한 전도막패턴을 개략적으로 도시한 평면도이다.1 is a plan view schematically illustrating a conductive film pattern including a word line and a bit line.

도 1을 참조하면, 일방향으로 다수의 게이트전극 예컨대, 워드라인(W/L)이 배치되어 있으며, 워드라인(W/L)과 교차하는 방향으로 비트라인(B/L)이 배치되어 있다. 비트라인(B/L)은 랜딩플러그콘택(Landing Plug Contact; 이하 LPC라 함) 공정을 통해 기판의 활성영역(도시하지 않음)과 비트라인콘택(BLC)를 통해 콘택되어있으며, LPC 공정시 후속 캐패시터 형성을 위한 스토리지노드콘택(Storage Node Contact, SNC)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 1, a plurality of gate electrodes, for example, word lines W / L are disposed in one direction, and bit lines B / L are disposed in a direction crossing the word lines W / L. The bit line B / L is contacted through an active region (not shown) and a bit line contact (BLC) of the substrate through a landing plug contact (hereinafter referred to as LPC) process. Storage node contacts (SNCs) are formed to form capacitors.

이하, 반도체 메모리 장치에서 비트라인(B/L)과 비트라인콘택(BLC) 및 스토리지노드콘택(SNC)의 형성 방법을 간략히 살펴본다.Hereinafter, a method of forming a bit line B / L, a bit line contact BLC, and a storage node contact SNC in a semiconductor memory device will be described.

먼저, 반도체 기판상에 게이트전극을 포함하는 게이트전극 패턴 형성한다. 상기 게이트전극 패턴을 포함하는 반도체 기판 전면에 제1층간절연막을 형성한 다음, 자기정렬콘택(Self Align Contact; 이하 SAC이라 함) 공정을 통하여 자기정렬콘택 패턴을 형성한다. 다음으로, 상기 자기정렬콘택 패턴상에 폴리 실리콘을 형성하고 평탄화하여 비트라인콘택 패드 및 스토리지노드콘택 패드를 형성한다.First, a gate electrode pattern including a gate electrode is formed on a semiconductor substrate. A first interlayer insulating layer is formed on the entire surface of the semiconductor substrate including the gate electrode pattern, and then a self alignment contact pattern is formed through a self alignment contact (hereinafter, referred to as a SAC) process. Next, polysilicon is formed on the self-aligned contact pattern and planarized to form a bit line contact pad and a storage node contact pad.

한편, 이러한 콘택 패드의 형성은 각 공정 스펙(Spec)에 따라 달라지는 바, 콘택 패드 형성 공정을 제외할 수도 있다.On the other hand, the formation of such contact pads may vary depending on each process specification, so the contact pad forming process may be excluded.

다음으로, 비트라인콘택 패드 및 스토리지노드콘택 패드를 포함하는 반도체 기판 전면에 식각정지층 및 제2층간절연막을 형성하고 패터닝하여 비트라인콘택홀을 형성한다. 비트라인콘택홀을 포함하는 전체 프로파일 따라 베리어메탈(Barrier metal을 증착한 다음, 베리어메탈 상에 비트라인 형성용 도전성 물질을 형성한다.Next, an etch stop layer and a second interlayer insulating layer are formed on the entire surface of the semiconductor substrate including the bit line contact pads and the storage node contact pads to form bit line contact holes. A barrier metal is deposited along the entire profile including the bit line contact hole, and then a conductive material for bit line formation is formed on the barrier metal.

이 때, 제2층간절연막 상의 베리어메탈 및 도전성 물질을 화학기계적연마(Chemical Mechanical Polishing; 이하 CMP라 함) 방법으로 평탄화하여 비트라인콘택을 형성하는 방법 또한 사용 가능하다.In this case, a method of forming a bit line contact by planarizing the barrier metal and the conductive material on the second interlayer insulating film by Chemical Mechanical Polishing (hereinafter referred to as CMP) method may also be used.

도전성 물질 상에 질화막계열의 하드마스크 물질을 증착한 다음 포토리소그라피 공정을 통해 비트라인 패턴을 형성한다.A nitride layer hard mask material is deposited on the conductive material, and then a bit line pattern is formed through a photolithography process.

여기서, 전술한 베리어메탈 TiN을 주로 이용하며, 오믹콘택(Ohmic contact)을 형성하기 위하여 Ti/TiN의 이중층으로 형성할 수도 있다. 또한 상기 비트라인용 도전성 물질은 금속, 예를 들면 텅스텐(W) 등을 이용한다.Here, the above-mentioned barrier metal TiN is mainly used, and may be formed as a double layer of Ti / TiN in order to form ohmic contact. In addition, the bit line conductive material may be made of metal such as tungsten (W).

한편, 전술한 하드마스크용 질화막은 주로 플라즈마화학기상증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; 이하 PECVD라 함)을 이용하는 바, 단차피복성이 열악한 단점이 있다. 따라서, 비트라인콘택홀 내에 형성되는 텅스텐 등의 전도성 물질막 상부층을 완전하게 캡핍(Capping)하지 못한다.Meanwhile, the above-mentioned hard mask nitride film mainly uses plasma enhanced chemical vapor deposition (hereinafter referred to as PECVD), and thus has a disadvantage of poor step coverage. Therefore, the upper layer of the conductive material film such as tungsten formed in the bit line contact hole may not be completely capped.

계속해서, 비트라인 상부에 제3층간절연막을 증착한 다음, 도 1에 도시된 바와 같이 비트라인(B/L)과 수직 방향으로 라인 형태(Line type)의 SAC 패턴 즉, 스토리지노드콘택(SNC)을 위한 콘택홀을 형성한 다음, 폴리실리콘 등을 이용하여 스토리지노드콘택 플러그를 형성한다. 이어서, 플러그간의 분리(Isolation)를 위해 CMP 공정을 실시한 다음, 식각 잔류물로 인한 결함 발생 억제를 위해 습식세정 공정을 실시하게 된다.Subsequently, a third interlayer dielectric layer is deposited on the bit line, and then, as shown in FIG. 1, a SAC pattern of a line type in a direction perpendicular to the bit line B / L, that is, a storage node contact SNC After forming the contact hole for), and using the polysilicon or the like to form a storage node contact plug. Subsequently, a CMP process is performed for isolation between plugs, and then a wet cleaning process is performed to suppress defects caused by etching residues.

이 때 사용되는 케미컬로는 H2SO4/H2O2/NH4OH의 혼합 케미컬을 주로 이용하는 바, 이 과정에서 전술한 바와 같이 하드마스크용 질화막의 열악한 캡핑 특성에 의해 CMP 공정 후 노출된 비트라인을 이루는 텅스텐 물질이 어택을 받게 된다.At this time, the chemical used is mainly a mixed chemical of H 2 SO 4 / H 2 O 2 / NH 4 OH. As described above, the chemicals are exposed after the CMP process due to the poor capping characteristics of the nitride film for hard mask. The tungsten material forming the bitline is attacked.

도 2는 텅스텐을 전극물질로 이용한 비트라인의 어택을 도시한 평면 SEM(Scanning Electron Microscope)사진이며, 도 3은 단면 SEM 사진인 바, 두 도면은 전체 공정을 거친 반도체소자의 불량 분석을 위해 웨이퍼를 디캡(Decap)하여 어택에 의해 손상된 비트라인(B/L)을 도시한다.FIG. 2 is a planar scanning electron microscope (SEM) photograph showing an attack of a bit line using tungsten as an electrode material, and FIG. 3 is a cross-sectional SEM photograph. Decap shows the bit line (B / L) damaged by the attack.

도 2 및 도 3을 참조하면, 비트라인콘택(BLC) 부위에서 노출된 텅스텐 비트라인(B/L)으로의 습식 케미컬의 침투(Y)에 의해 텅스텐 비트라인(B/L)의 어택(X)이 발생함을 알 수 있다.2 and 3, the attack (X) of the tungsten bit line (B / L) by the penetration of the wet chemical (Y) into the tungsten bit line (B / L) exposed at the bit line contact (BLC) site. ) Can be seen.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 스토리지노드콘택 플러그 형성 후 플러그간 분리 및 습식세정에 따른 비트라인의 습식 어택을 방지할 수 있는 반도체소자 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and provides a method of manufacturing a semiconductor device capable of preventing the wet attack of the bit line according to the separation between the plug and wet cleaning after the storage node contact plug is formed. There is this.

도 1은 워드라인과 비트라인을 포함한 전도막패턴을 개략적으로 도시한 평면도.1 is a plan view schematically showing a conductive film pattern including a word line and a bit line.

도 2는 텅스텐을 전극물질로 이용한 비트라인의 어택을 도시한 평면 SEM사진.Figure 2 is a planar SEM photograph showing the attack of the bit line using tungsten as an electrode material.

도 3은 텅스텐을 전극물질로 이용한 비트라인의 어택을 도시한 단면 SEM 사진.3 is a cross-sectional SEM photograph showing the attack of the bit line using tungsten as an electrode material.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체소자 제조공정을 도시한 단면도.4A to 4C are cross-sectional views illustrating a semiconductor device manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

40 : 기판41: 활성영역40 substrate 41 active region

42 : 제1절연막43 : 콘택홀42: first insulating film 43: contact hole

44 : 베리어막47 : 유동성절연막44: barrier film 47: flowable insulating film

45 : 비트라인 형성용 도전성 물질막45: conductive material film for forming the bit line

46: 하드마스크용 질화막46: nitride film for hard mask

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 기판 상의 제1절연막을 선택적으로 식각하여 상기 기판 표면 일부를 노출시키는 비트라인 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 콘택홀을 매립하여 노출된 상기 기판 표면과 도통되는 비트라인용 전도막을 형성하는 단계; 상기 전도막 상에 플라즈마화학기상증착방식을 이용하여 하드마스크용 질화막을 형성하는 단계; 상기 질화막 상부의 열악한 타폴로지를 개선하고 후속 세정에 의한 상기 전도막의 어택을 방지하기 위해 상기 질화막 상에 유동성절연막을 증착하는 단계; 상기 유동성절연막과 상기 질화막 및 상기 전도막을 선택적으로 식각하여 비트라인 패턴을 형성하는 단계; 상기 비트라인 패턴이 형성된 전체구조 상부에 제2절연막을 형성하는 단계; 상기 제2절연막 및 상기 제1절연막을 관통하여상기 기판 표면의 다른 일부와 콘택되며 서로 분리가 이루어진 다수의 스토리지노드용 콘택 플러그를 형성하는 단계; 및 세정 공정을 실시하여 결함을 제거하는 단계를 포함하는 반도체소자 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of selectively etching the first insulating film on the substrate to form a bit line contact hole for exposing a portion of the substrate surface; Filling the contact hole to form a conductive film for the bit line conductive with the exposed surface of the substrate; Forming a nitride film for a hard mask on the conductive film by using plasma chemical vapor deposition; Depositing a flowable insulating film on the nitride film to improve poor tarology on top of the nitride film and to prevent attack of the conductive film by subsequent cleaning; Selectively etching the flowable insulating film, the nitride film, and the conductive film to form a bit line pattern; Forming a second insulating layer on the entire structure where the bit line pattern is formed; Forming a plurality of contact plugs for storage nodes penetrating through the second insulating layer and the first insulating layer to be in contact with other portions of the surface of the substrate and separated from each other; And performing a cleaning process to remove the defects.

본 발명은 비트라인 상부에 단차피복성이 열악한 하드마스크용 질화막 증착 후 그 상부에 유동성절연막을 형성하여 열악한 상부 타폴로지를 개선하고 비트라인 상부를 캡핑함으로써, 후속 스토리지노드콘택 플러그 형성 후 실시하는 습식 세정에 의한 비트라인의 어택을 방지하고자 한다.The present invention improves the poor top morphology by depositing a nitride film for hard mask having poor step coverage on the bit line, and improves the poor top morphology and caps the upper part of the bit line, thereby forming a subsequent wetted storage node contact plug. It is intended to prevent attack of the bit line by cleaning.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, in order to explain in detail enough to enable those skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention, refer to FIGS. 4A to 4C attached to the most preferred embodiment of the present invention. It will be described in detail.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체소자 제조공정을 도시한 단면도로서, 이를 참조하여 상세히 설명한다.4A to 4C are cross-sectional views illustrating a semiconductor device manufacturing process according to an embodiment of the present invention, which will be described in detail with reference to the drawings.

먼저 도 4a에 도시된 바와 같이, 반도체소자를 이루기 위한 여러 요소가 형성된 기판(40) 상에 게이트전극을 포함하는 게이트전극 패턴(도시하지 않음) 형성한다. 상기 게이트전극 패턴을 포함하는 반도체 기판(40) 전면에 제1절연막(42)을 형성한 다음, SAC 식각 공정을 통하여 기판(40) 표면을 노출시키는 자기정렬콘택 패턴 즉, 콘택홀(43)을 형성한다.First, as shown in FIG. 4A, a gate electrode pattern (not shown) including a gate electrode is formed on a substrate 40 on which various elements for forming a semiconductor device are formed. The first insulating layer 42 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 40 including the gate electrode pattern, and then a self-aligned contact pattern that exposes the surface of the substrate 40 through a SAC etching process, that is, the contact hole 43 is formed. Form.

본 발명의 실시예에서의 도면부호 '41'은 기판(40) 상의 활성영역 예컨대, 소스/드레인 접합 등을 나타내는 바, 스토리지노드 콘택 및 비트라인콘택용 패드를 형성하는 공정을 실시할 수도 있는 바, 이 경우 도면부호 '41'은 이러한 콘택 패드를 지칭하게 된다.In the embodiment of the present invention, the reference numeral '41' indicates an active region on the substrate 40, for example, a source / drain junction, etc., and a process of forming a pad for a storage node contact and a bit line contact may be performed. In this case, reference numeral 41 denotes such a contact pad.

이어서, 콘택홀(43)을 매립하여 노출된 기판(40) 표면과 도통되는 비트라인용 전도막을 형성한다.Subsequently, the contact hole 43 is buried to form a bit line conductive film that is in contact with the exposed surface of the substrate 40.

구체적으로, 비트라인 형성을 위한 콘택홀(43)을 포함하는 전체 프로파일 따라 베리어막(44)을 형성한 다음, 베리어막(44) 상에 비트라인 형성용 도전성 물질막(45)을 형성한다.Specifically, the barrier layer 44 is formed along the entire profile including the contact hole 43 for forming the bit line, and then the conductive material layer 45 for forming the bit line is formed on the barrier layer 44.

도전성 물질막(45) 상에 하드마스크용 질화막(46)을 PECVD 방식을 이용하여 증착한다. 전술한 베리어막(44)용 물질 TiN을 주로 이용하며, 오믹콘택을 형성하기 위하여 Ti/TiN의 이중층으로 형성할 수도 있다. 또한 상기 비트라인용 도전성 물질은 금속, 예를 들면 텅스텐(W) 등을 이용한다.The hard mask nitride film 46 is deposited on the conductive material film 45 using PECVD. The material TiN for the barrier film 44 described above is mainly used, and a double layer of Ti / TiN may be formed to form an ohmic contact. In addition, the bit line conductive material may be made of metal such as tungsten (W).

한편, 전술한 하드마스크용 질화막(46)은 주로 PECVD 방식을 이용하는 바, 단차피복성이 열악한 단점이 있어, 비트라인콘택홀 내에 형성되는 텅스텐 등의 도전성 물질막(45) 상부층을 완전하게 캡핍하지 못한다.On the other hand, the above-mentioned hard mask nitride film 46 mainly uses a PECVD method, and has a disadvantage in that step coverage is poor, so that the upper layer of the conductive material film 45 such as tungsten formed in the bit line contact hole is not completely capped. can not do it.

따라서, 본 발명은 질화막(46)의 상부 타폴로지를 개선하고 후속 세정에 의한 도전성 물질막(45)의 어택을 방지하기 위해 유동성 및 자체 평탄화 특성이 우수한 질화막(46) 상에 유동성절연막(47)을 형성한다.Accordingly, the present invention provides a flowable insulating film 47 on the nitride film 46 having excellent fluidity and self-planarization properties in order to improve the upper topology of the nitride film 46 and to prevent attack of the conductive material film 45 by subsequent cleaning. To form.

유동성절연막(47)은 산화막 계열의 물질로서, 그 대표적인 예로APL(Advanced Planarization Layer)막과 SOG(Spin On Glass)막을 들 수 있다.The fluid insulating layer 47 is an oxide-based material, and examples thereof include an Advanced Planarization Layer (APL) film and a spin on glass (SOG) film.

APL막 기술 중 특히, 자기 평탄화 CVD(Chemical Vapor Deposition)막을 적용하는 바, 자기 평탄화 CVD막은 상당히 유동성이 높은 반응 중간체를 형성하는 것으로, 막 형성을 할 때 우수하게 채움 평탄화를 실현할 수 있다.Particularly in the APL film technology, a self-planarized chemical vapor deposition (CVD) film is applied, and the self-planarized CVD film forms a highly flowable reaction intermediate, which can achieve excellent fill planarization during film formation.

이러한 자기 평탄화 CVD막 즉, 유동성절연막(47)은 저압화학기상증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition; 이하 LPCVD라 함) 방식에 의해 SiH4와 H2O2에 의한 CVD 방식으로 형성한 실리콘산화막으로 상당히 우수한 채움성 및 평탄성을 갖고 있으며, 또한 형성된 막은 막중의 함유 수분이 적어 고품질이다.The self-planarizing CVD film, that is, the fluid insulating film 47, is a silicon oxide film formed by CVD by SiH 4 and H 2 O 2 by a Low Pressure Chemical Vapor Deposition (LPCVD) method. It has excellent fillability and flatness, and the film formed is of high quality due to the low moisture content in the film.

그 증착 과정을 보다 구체적으로 살펴 보면, 유동성절연막(47)을 형성하기 전에 후속 유동성절연막(47)의 접착력 및 갭-필(Gap-fill) 특성을 향상시키기 위해 플라즈마 처리가 필요하며, 이 때 N2O를 포함한 플라즈마를 이용한다.Looking at the deposition process in more detail, before forming the flow insulating film 47, a plasma treatment is required to improve the adhesion and gap-fill characteristics of the subsequent flow insulating film 47, wherein N Use a plasma containing 2 O.

이어서, 질화막(46) 상부에 유동성절연막(47)을 형성하는 바, N2O 등의 질소를 포함하는 반응소스를 이용한 LPVCD 방식을 사용하여 적절한 두께로 형성하며, 이 때 유동성절연막(47)은 SiOxHy(x는 0 ∼ 3, y는 0 ∼ 1)의 성분을 포함한다.Subsequently, the flowable insulating film 47 is formed on the nitride film 46, and formed to have an appropriate thickness by using an LPVCD method using a reaction source containing nitrogen such as N 2 O. In this case, the flowable insulating film 47 is formed. SiO x H y and (x is 0 to 3, y is from 0 to 1) contain components.

구체적으로, 전술한 질소를 포함하는 반응소스는 SiH4, SiHa(CH3)b(a, b는 0 ∼ 4), H2O2, O2, H2O 및 N2O를 포함하는 것으로, 이러한 반응소스를 이용하여 100mTorr ∼ 2Torr의 저압 및 0℃ ∼ 10℃의 온도 하에서 실시하며, 이 때 100SCCM ∼ 3000SCCM의 N2O를 사용하는 것이 바람직하다.Specifically, the reaction source containing nitrogen described above includes SiH 4 , SiHa (CH 3 ) b (a, b is 0 to 4), H 2 O 2 , O 2 , H 2 O and N 2 O. Using such a reaction source, it is carried out under a low pressure of 100 mTorr to 2 Torr and a temperature of 0 ° C to 10 ° C, and it is preferable to use N 2 O of 100SCCM to 3000SCCM.

한편, 유동성절연막(47) 형성에 따른 유동성절연막(47) 내에 잔류하는 수분을 제거하며 막의 치밀화를 위해 플라즈마 처리 또는 열처리를 추가로 실시한다.Meanwhile, water remaining in the fluid insulating film 47 due to the formation of the fluid insulating film 47 is removed, and plasma treatment or heat treatment is further performed for densification of the film.

구체적으로, 플라즈마 처리는 SiH4, SiHa(CH3)b(a, b는 0 ∼4), N2, NH3, O2, O3, Ar, He, Ne 또는 N2O 등의 가스를 혼합하여 5초 ∼ 200초 동안 실시하며, 열처리는 O2, N2, O3, N2O 또는 H2등의 가스 분위기 및 600℃ ∼ 800℃의 온도 하에서 10초 ∼ 200초 동안 실시하는 것이 바람직하다.Specifically, the plasma treatment is a gas such as SiH 4 , SiH a (CH 3) b (a, b is 0 to 4), N 2 , NH 3 , O 2 , O 3 , Ar, He, Ne or N 2 O The mixture is carried out for 5 seconds to 200 seconds, and the heat treatment is performed for 10 seconds to 200 seconds under a gas atmosphere such as O 2 , N 2 , O 3 , N 2 O, or H 2 and a temperature of 600 ° C. to 800 ° C. desirable.

이어서, 실리콘산화질화막 등의 반사방지막(48)을 증착한 다음, 도 4b에 도시된 바와 같이 포토리소그라피 공정을 통해 스택 구조의 비트라인 구조를 형성한다.Subsequently, an antireflection film 48 such as a silicon oxynitride film is deposited, and a bit line structure of a stack structure is formed through a photolithography process as shown in FIG. 4B.

계속해서, 비트라인 상부에 제2절연막(49)을 증착한 다음, 전술한 도 1에 도시된 바와 같이 비트라인(B/L)과 수직 방향으로 라인 형태의 SAC 패턴 즉, 스토리지노드콘택(SNC)을 위한 콘택홀을 형성한 다음, 폴리실리콘 등을 이용하여 스토리지노드콘택 플러그(50)를 형성한다. 이어서, 플러그간의 분리를 위해 CMP 공정을 실시한 다음, 도 4c에 도시된 바와 같이, 식각 잔류물로 인한 결함 발생 억제를 위해 습식세정 공정을 실시하게 된다.Subsequently, the second insulating layer 49 is deposited on the bit line, and as shown in FIG. 1, the SAC pattern, that is, the storage node contact (SNC) in a line shape perpendicular to the bit line B / L. After forming a contact hole for the), the storage node contact plug 50 is formed using polysilicon or the like. Subsequently, the CMP process is performed to separate the plugs, and then, as shown in FIG. 4C, the wet cleaning process is performed to suppress the occurrence of defects due to the etching residue.

한편, 일실시예로 제시된 도면은 반도체 메모리소자의 주변회로영역을 나타내는 것으로 도 4b의 스토리지노드 콘택 플러그(49)는 플러그 분리 공정이 완료된 도 4c에서는 완전히 제거된 모습이다.On the other hand, Figure 1b is a view showing a peripheral circuit region of a semiconductor memory device, the storage node contact plug 49 of Figure 4b is completely removed in Figure 4c when the plug separation process is completed.

도 4c의 세정 공정은 CMP 등의 공정 후에 발생한 각종 파티클 등의 결함을제거하기 위한 것으로, 이 때 사용되는 케미컬로는 H2SO4/H2O2/NH4OH의 혼합 케미컬을 주로 이용하는 바, 이 과정에서 종래의 경우 하드마스크용 질화막의 열악한 캡핑 특성에 의해 CMP 공정 후 노출된 비트라인을 이루는 텅스텐 물질이 어택을 받게 되었다. 그러나 본 발명에서는 유동성절연막(47) 이러한 캡핑을 보상하기 때문에 텅스텐 등으로 이루어진 비트라인의 어택을 방지할 수 있다.The cleaning process of FIG. 4C is for removing defects such as various particles generated after a process such as CMP. In this case, as the chemical used, a mixed chemical of H 2 SO 4 / H 2 O 2 / NH 4 OH is mainly used. In this process, in the conventional case, the tungsten material forming the exposed bit line after the CMP process is attacked by the poor capping property of the nitride film for hard mask. However, in the present invention, the fluid insulating film 47 compensates for the capping, thereby preventing attack of the bit line made of tungsten or the like.

전술한 본 발명은, 비트라인 하드마스크용 질화막 상에 갭-필 특성 및 막평탄도가 뛰어난 유동성절연막을 증착하여 캡핑함으로써, 스토리지노드 콘택 플러그 형성 후 실시하는 세정공정에 의한 비트라인의 어택을 방지할 수 있음을 실시예를 통해 알아 보았다.The present invention described above, by depositing and capping a fluid insulating film having excellent gap-fill characteristics and film flatness on the nitride film for bit line hard mask, thereby preventing the attack of the bit line by the cleaning process performed after the storage node contact plug is formed. It can be seen through the examples that it can.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

상술한 바와 같은 본 발명은, 습식세정에 따른 비트라인의 어택을 방지할 수 있어, 반도체소자의 수율을 향상시킬 수 있는 탁월한 효과를 기대할 수 있다.As described above, the present invention can prevent the attack of the bit line due to wet cleaning, and can expect an excellent effect of improving the yield of the semiconductor device.

Claims (9)

기판 상의 제1절연막을 선택적으로 식각하여 상기 기판 표면 일부를 노출시키는 비트라인 콘택홀을 형성하는 단계;Selectively etching a first insulating layer on a substrate to form a bit line contact hole exposing a portion of the surface of the substrate; 상기 콘택홀을 매립하여 노출된 상기 기판 표면과 도통되는 비트라인용 전도막을 형성하는 단계;Filling the contact hole to form a conductive film for the bit line conductive with the exposed surface of the substrate; 상기 전도막 상에 플라즈마화학기상증착방식을 이용하여 하드마스크용 질화막을 형성하는 단계;Forming a nitride film for a hard mask on the conductive film by using plasma chemical vapor deposition; 상기 질화막 상부의 열악한 타폴로지를 개선하고 후속 세정에 의한 상기 전도막의 어택을 방지하기 위해 상기 질화막 상에 유동성절연막을 증착하는 단계;Depositing a flowable insulating film on the nitride film to improve poor tarology on top of the nitride film and to prevent attack of the conductive film by subsequent cleaning; 상기 유동성절연막과 상기 질화막 및 상기 전도막을 선택적으로 식각하여 비트라인 패턴을 형성하는 단계;Selectively etching the flowable insulating film, the nitride film, and the conductive film to form a bit line pattern; 상기 비트라인 패턴이 형성된 전체구조 상부에 제2절연막을 형성하는 단계;Forming a second insulating layer on the entire structure where the bit line pattern is formed; 상기 제2절연막 및 상기 제1절연막을 관통하여 상기 기판 표면의 다른 일부와 콘택되며 서로 분리가 이루어진 다수의 스토리지노드용 콘택 플러그를 형성하는 단계; 및Forming a plurality of contact plugs for storage nodes penetrating through the second insulating layer and the first insulating layer to be in contact with other portions of the surface of the substrate and separated from each other; And 세정 공정을 실시하여 결함을 제거하는 단계Performing cleaning process to remove defects 를 포함하는 반도체소자 제조방법.Semiconductor device manufacturing method comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유동성절연막을 100Å 내지 1000Å의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법.A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that the flowable insulating film is formed to a thickness of 100 Å to 1000 Å. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유동성절연막을 형성하는 단계에서 SiH4, SiHa(CH3)b(a, b는 0 ∼ 4), H2O2, O2, H2O 및 N2O를 포함하는 반응소스를 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법.In the forming of the flowable insulating film, using a reaction source including SiH 4 , SiHa (CH 3 ) b (a, b is 0 to 4), H 2 O 2 , O 2 , H 2 O and N 2 O A semiconductor device manufacturing method characterized in that. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 유동성절연막을 형성하는 단계는 100mTorr 내지 2Torr의 저압 및 0℃ 내지 10℃의 온도 하에서 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법.Forming the flowable insulating film is a semiconductor device manufacturing method, characterized in that carried out under a low pressure of 100mTorr to 2Torr and a temperature of 0 ℃ to 10 ℃. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 N2O를 100SCCM 내지 3000SCCM으로 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that using the N 2 O 100SCCM to 3000SCCM. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유동성절연막을 형성하는 단계 전에 N2O를 포함한 플라즈마 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법.And a plasma treatment including N 2 O prior to forming the flowable insulating film. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유동성절연막을 형성하는 단계 후, 수분 제거 및 막 치밀화를 위해 플라즈마 처리 또는 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법.And forming a flowable insulating film, and then performing plasma treatment or heat treatment for water removal and film densification. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 플라즈마 처리하는 단계는 SiH4, SiHa(CH3)b(a, b는 0 ∼4), N2, NH3, O2, O3, Ar, He, Ne 또는 N2O 중 적어도 어느 하나의 가스를 이용하여 5초 내지 200초 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법.The plasma treatment may include at least one of SiH 4 , SiH a (CH 3) b (a, b is 0 to 4), N 2 , NH 3 , O 2 , O 3 , Ar, He, Ne, or N 2 O. Method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that carried out for 5 seconds to 200 seconds using a gas of. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 열처리하는 단계는 O2, N2, O3, N2O 또는 H2중 어느 하나의 가스 분위기 및 500℃ 내지 1200℃의 온도 하에서 10초 내지 200초 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법.The heat treatment may be performed for 10 seconds to 200 seconds under a gas atmosphere of 500 ° C. to 1200 ° C. in any one of O 2 , N 2 , O 3 , N 2 O or H 2 . Way.
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