KR20040002214A - Forming method for storage node of semiconductor device - Google Patents

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KR20040002214A KR1020020037660A KR20020037660A KR20040002214A KR 20040002214 A KR20040002214 A KR 20040002214A KR 1020020037660 A KR1020020037660 A KR 1020020037660A KR 20020037660 A KR20020037660 A KR 20020037660A KR 20040002214 A KR20040002214 A KR 20040002214A
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Abstract

PURPOSE: A method for forming a storage node of a semiconductor device is provided to prevent a bridge between storage nodes even after hemispherical silicon is formed on the storage node by additionally forming a nitride layer for increasing the interval between the storage nodes after a core insulation layer is formed. CONSTITUTION: A lower insulation layer including a storage node contact plug(53) is formed on a semiconductor substrate(41) including a predetermined underlying structure. The core insulation layer(57) and a thin film for a hard mask are sequentially formed on the resultant structure. The hard mask thin film and the core insulation layer are etched to form a trench exposing the storage node contact plug by a photolithography process using a storage node mask wherein a predetermined thickness of the lower insulation layer and the storage node contact plug is eliminated by over-etch. A conductive layer for the storage node(65) and a sacrificial insulation layer are formed on the resultant structure. The sacrificial insulation layer is blanket-etched to form the storage node wherein the storage node is over-etched to have a height lower than that of the hard mask. The sacrificial insulation layer is removed. The hemispherical silicon(67) is formed on the storage node.

Description

반도체소자의 저장전극 형성방법{Forming method for storage node of semiconductor device}Forming method for storage node of semiconductor device

본 발명은 반도체소자의 저장전극 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 저장전극의 표면적을 증가시키기 위해 반구형 실리콘을 형성하는 경우 저장전극 간의 절연 특성을 향상시키는 반도체소자의 저장전극 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a storage electrode of a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming a storage electrode of a semiconductor device for improving insulating properties between storage electrodes when forming hemispherical silicon to increase the surface area of the storage electrode.

최근의 반도체 장치의 고집적화 추세는 미세 패턴 형성 기술의 발전에 큰 영향을 받고 있으며, 반도체 장치의 제조 공정 중에서 식각 또는 이온주입 공정 등의 마스크로 매우 폭 넓게 사용되는 감광막 패턴의 미세화가 필수 요건이다.The recent trend of high integration of semiconductor devices has been greatly influenced by the development of fine pattern formation technology, and the miniaturization of photoresist patterns, which are widely used as masks such as etching or ion implantation processes, are essential in the manufacturing process of semiconductor devices.

상기 감광막 패턴의 분해능(R)은 축소노광장치의 광원의 파장(λ) 및 공정 변수(k)에 비례하고, 노광 장치의 렌즈 구경(numerical aperture:NA, 개구수)에 반비례한다.The resolution R of the photoresist pattern is proportional to the wavelength λ of the light source of the reduction exposure apparatus and the process variable k, and inversely proportional to the lens aperture (NA, numerical aperture) of the exposure apparatus.

[R=k*λ/NA, R=해상도, λ=광원의 파장, NA=개구수][R = k * λ / NA, R = resolution, λ = wavelength of light source, NA = number of apertures]

여기서, 상기 축소노광장치의 광분해능을 향상시키기 위하여 광원의 파장을 감소시키게 되며, 예를 들어 파장이 436 및 365㎚인 G-라인 및 i-라인 축소노광장치는 공정 분해능이 각각 약 0.7, 0.5㎛ 정도가 한계이고, 0.5㎛ 이하의 미세 패턴을 형성하기 위해 파장이 작은 원자외선, 예를 들어 파장이 248㎚인 KrF 레이저나193㎚인 ArF 레이저를 광원으로 사용하는 노광 장치를 이용하거나, 공정 상의 방법으로는 노광마스크를 위상 반전 마스크를 사용하는 방법과, 이미지 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 별도의 박막을 웨이퍼 상에 형성하는 씨.이.엘.(contrast enhancement layer: 이하 CEL이라 함) 방법이나 두 층의 감광막 사이에 에스.오.지.(spin on glass: SOG) 등의 중간층을 개재시킨 삼층레지스트(Tri layer resist: 이하 TLR 라 함) 방법 또는 감광막의 상측에 선택적으로 실리콘을 주입시키는 실리레이션 방법 등이 개발되어 분해능 한계치를 낮추고 있다.Here, the wavelength of the light source is reduced in order to improve the optical resolution of the reduced exposure apparatus. For example, the G-line and i-line reduced exposure apparatus having wavelengths of 436 and 365 nm have a process resolution of about 0.7 and 0.5, respectively. In order to form a fine pattern of 0.5 μm or less, the micrometer has a limit of about μm, and an exposure apparatus using an ultraviolet ray having a small wavelength, for example, a KrF laser having a wavelength of 248 nm or an ArF laser having a wavelength of 193 nm, is used as a light source, or a process As a method of imaging, a method of using a phase inversion mask as an exposure mask and a method of forming a separate thin film on the wafer which can improve image contrast can be used. Tri-layer resist (hereinafter referred to as TLR) method in which an intermediate layer such as spin on glass (SOG) is interposed between two photoresist layers or silicon on the photoresist layer. It has been developed, such as silico-migration method for injection may lower the resolution limit.

또한, 상하의 도전배선을 연결하는 콘택홀은 소자가 고집적화 되어감에 따라 자체의 크기와 주변배선과의 간격이 감소되고, 콘택홀의 지름과 깊이의 비인 에스펙트비(aspect ratio)가 증가한다. 따라서, 다층의 도전배선을 구비하는 고집적 반도체소자에서는 콘택을 형성하기 위하여 제조 공정에서의 마스크들 간의 정확하고, 엄격한 정렬이 요구되어 공정여유도가 감소된다.In addition, the contact hole connecting the upper and lower conductive wirings is reduced in size as the device is integrated, and the distance between the wiring and the peripheral wiring is reduced, and the aspect ratio, which is the ratio of the diameter and the depth of the contact hole, is increased. Therefore, in a highly integrated semiconductor device having multiple conductive wirings, accurate and tight alignment between masks in a manufacturing process is required to form a contact, thereby reducing process margin.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 종래기술에 따른 반도체소자의 저장전극 형성방법을 설명한다.Hereinafter, a method of forming a storage electrode of a semiconductor device according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1e 는 종래기술에 따른 반도체소자의 저장전극 형성방법을 도시한 공정단면도이다.1A to 1E are cross-sectional views illustrating a method of forming a storage electrode of a semiconductor device according to the prior art.

먼저, 반도체기판(11)에 활성영역을 정의하는 소자분리절연막(도시안됨)을 형성한다.First, an element isolation insulating film (not shown) defining an active region is formed on the semiconductor substrate 11.

다음, 상기 반도체기판(11) 상부에 게이트절연막(도시안됨)을 형성하고, 게이트전극(도시안됨) 및 소오스/드레인접합영역으로 이루어지는 트랜지스터를 형성한 후 전체표면 상부에 제1층간절연막(13)을 형성한다.Next, a gate insulating film (not shown) is formed on the semiconductor substrate 11, and a transistor including a gate electrode (not shown) and a source / drain junction region is formed, and then the first interlayer insulating film 13 is formed on the entire surface. To form.

그 다음, 전체표면 상부에 비트라인 콘택 및 저장전극 콘택으로 예정되는 부분을 노출시키는 콘택마스크를 이용한 사진식각공정으로 콘택홀(도시안됨)을 형성한 후 상기 콘택홀을 매립하는 랜딩플러그(15)를 형성한다.Next, a contact hole (not shown) is formed by a photolithography process using a contact mask that exposes a predetermined portion of the bit line contact and the storage electrode contact on the entire surface, and then the landing plug 15 filling the contact hole. To form.

다음, 전체표면 상부에 제2층간절연막(17)을 형성한다.Next, a second interlayer insulating film 17 is formed over the entire surface.

그 다음, 비트라인 콘택 마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 제2층간절연막(17)을 식각하여 비트라인 콘택홀(도시안됨)을 형성한다.Next, the second interlayer insulating layer 17 is etched by a photolithography process using a bit line contact mask to form a bit line contact hole (not shown).

다음, 상기 비트라인 콘택홀을 통하여 상기 랜딩플러그(15)에 접속되는 비트라인 콘택플러그(도시안됨)를 형성한다.Next, a bit line contact plug (not shown) is formed to be connected to the landing plug 15 through the bit line contact hole.

그 다음, 상기 비트라인 콘택플러그에 접속되는 비트라인(19)을 형성한다. 이때, 상기 비트라인(19)의 상부에는 마스크절연막패턴이 구비되고, 측벽에는 절연막 스페이서가 구비된다.A bit line 19 is then formed which is connected to the bit line contact plug. In this case, a mask insulating film pattern is provided on the bit line 19, and an insulating film spacer is provided on the sidewall.

다음, 전체표면 상부에 제3층간절연막(21), 식각방지막(25) 및 제4층간절연막(26)의 적층구조를 형성한다. 이때, 상기 식각방지막(25)은 질화막으로 형성되고, 상기 제3층간절연막(21) 및 제4층간절연막(26)은 산화막으로 형성된다.Next, a stacked structure of the third interlayer insulating film 21, the etch stop film 25, and the fourth interlayer insulating film 26 is formed on the entire surface. In this case, the etch stop layer 25 is formed of a nitride film, the third interlayer insulating film 21 and the fourth interlayer insulating film 26 is formed of an oxide film.

그 다음, 저장전극 콘택마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 적층구조를 식각하여 상기 랜딩플러그(15)를 노출시키는 저장전극 콘택홀(도시안됨)을 형성한다.Next, the stack structure is etched by a photolithography process using a storage electrode contact mask to form a storage electrode contact hole (not shown) that exposes the landing plug 15.

다음, 상기 저장전극 콘택홀을 통하여 상기 랜딩플러그(15)에 접속되는 저장전극 콘택플러그(23)를 형성한다.Next, a storage electrode contact plug 23 connected to the landing plug 15 is formed through the storage electrode contact hole.

그 다음, 전체표면 상부에 코아절연막(27)을 형성한다. 이때, 상기 코아절연막(27)은 산화막으로 형성된 것이다.Next, a core insulating film 27 is formed over the entire surface. In this case, the core insulating layer 27 is formed of an oxide film.

다음, 상기 코아절연막(27) 상부에 감광막(29)을 도포한다. (도 1a 참조)Next, a photoresist layer 29 is coated on the core insulation layer 27. (See Figure 1A)

그 다음, 저장전극 마스크를 이용한 사진공정으로 상기 감광막(29)을 노광 및 현상하여 감광막패턴(32)을 형성한다.Next, the photoresist layer 29 is exposed and developed by a photolithography process using a storage electrode mask to form a photoresist pattern 32.

그 후, 상기 감광막패턴(32)을 식각마스크로 상기 코아절연막(27)을 식각하여 상기 저장전극 콘택플러그(23)를 노출시키는 트렌치(31)를 형성한다. 이때, 상기 식각공정 시 과도식각에 의해 상기 제4층간절연막(26), 식각방지막(25) , 제3층간절연막(21) 및 소정 두께의 저장전극 콘택플러그(23)가 식각된다. (도 1b 참조)Thereafter, the core insulation layer 27 is etched using the photoresist pattern 32 as an etch mask to form a trench 31 exposing the storage electrode contact plug 23. In this case, the fourth interlayer insulating layer 26, the etch stop layer 25, the third interlayer insulating layer 21, and the storage electrode contact plug 23 having a predetermined thickness are etched by the transient etching during the etching process. (See FIG. 1B)

다음, 상기 감광막패턴(32)을 제거한다.Next, the photoresist pattern 32 is removed.

그 다음, 전체표면 상부에 저장전극용 도전층(33)을 소정 두께 형성한다. 이때, 상기 저장전극용 도전층(33)은 다결정실리콘층으로 형성된 것이다.Next, a conductive layer 33 for a storage electrode is formed on the entire surface to have a predetermined thickness. In this case, the storage electrode conductive layer 33 is formed of a polysilicon layer.

다음, 전체표면 상부에 희생절연막(35)을 형성한다. 이때, 상기 희생절연막(35)은 SOG막과 같이 유동성이 우수한 물질로 형성되며, 상기 트렌치 (31)가 완전히 매립되도록 형성한다.Next, a sacrificial insulating film 35 is formed over the entire surface. In this case, the sacrificial insulating layer 35 is formed of a material having excellent fluidity, such as an SOG film, and is formed so that the trench 31 is completely filled.

그 다음, 상기 희생절연막(35)을 전면식각하여 상기 저장전극용 도전층(33)을 노출시킨다. (도 1c 참조)Next, the sacrificial insulating layer 35 is etched entirely to expose the storage layer conductive layer 33. (See Figure 1C)

다음, 상기 노출된 저장전극용 도전층(33)을 전면식각하여 실린더형 저장전극(36)을 형성한다.Next, the exposed storage electrode conductive layer 33 is etched to form a cylindrical storage electrode 36.

그 다음, 상기 저장전극(36) 내의 희생절연막(35)을 제거하여 상기저장전극(36)의 표면을 노출시킨다.Next, the sacrificial insulating layer 35 in the storage electrode 36 is removed to expose the surface of the storage electrode 36.

다음, 상기 저장전극(36) 표면에 반구형 실리콘(37)을 성장시킨다. (도 1d 참조)Next, hemispherical silicon 37 is grown on the storage electrode 36. (See FIG. 1D)

그 다음, 전체표면 상부에 유전막(38) 및 플레이트전극용 도전층(39)을 형성한다. 이때, 상기 플레이트전극용 도전층(39)은 다결정실리콘층으로 형성된 것이다. (도 1e 참조)Next, a dielectric film 38 and a plate electrode conductive layer 39 are formed over the entire surface. In this case, the plate electrode conductive layer 39 is formed of a polycrystalline silicon layer. (See Figure 1E)

그 후, 플레이트전극 마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 플레이트전극용 도전층(39) 및 유전막(38)을 식각하여 캐패시터를 완성한다.Subsequently, the plate electrode conductive layer 39 and the dielectric layer 38 are etched by a photolithography process using a plate electrode mask to complete the capacitor.

상기와 같이 종래기술에 따른 반도체소자의 저장전극 형성방법은, 반도체소자가 고집적화되어 감에 따라 소자 간의 간격이 좁아져 저장전극의 표면적을 증가시키기 위해 반구형 실리콘을 형성하는 경우 도 2 의 ⓧ부분과 같이 저장전극 간에 브리지(bridge)가 발생되어 소자간의 절연 특성을 저하시켜 소자의 신뢰성 및 수율을 저하시키는 문제점이 있다.As described above, the method of forming a storage electrode of a semiconductor device according to the related art is, in the case where hemispherical silicon is formed in order to increase the surface area of the storage electrode as the semiconductor device becomes more integrated and the gap between the devices becomes narrower. As such, a bridge is generated between the storage electrodes, thereby lowering insulation characteristics between devices, thereby reducing reliability and yield of devices.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 코아절연막을 형성한 후 저장전극 간의 거리를 증가시키기 위하여 질화막을 추가로 형성함으로써 저장전극의 표면에 반구형 실리콘을 형성한 후에도 저장전극 간에 브리지가 발생하는 것을 방지하여 저장전극 간의 절연 특성을 향상시키고, 그에 따른 반도체소자의 고집적화를 향상시키는 반도체소자의 저장전극 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems of the prior art, a bridge between storage electrodes is formed even after forming a core insulating film and further forming a nitride film to increase the distance between the storage electrodes, even after forming hemispherical silicon on the surface of the storage electrode. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of forming a storage electrode of a semiconductor device by preventing occurrence of the same, improving insulation characteristics between the storage electrodes, and thus improving integration of the semiconductor device.

도 1a 내지 도 1e 는 종래기술에 따른 반도체소자의 저장전극 형성방법을 도시한 공정 단면도.1A to 1E are cross-sectional views illustrating a method of forming a storage electrode of a semiconductor device according to the related art.

도 2 는 종래기술에 의해 형성된 저장전극 간에 브리지가 발생한 것을 나타내는 사진.Figure 2 is a photograph showing that a bridge between the storage electrodes formed by the prior art.

도 3a 내지 도 3e 는 본 발명에 따른 반도체소자의 저장전극 형성방법을 도시한 공정 단면도.3A to 3E are cross-sectional views illustrating a method of forming a storage electrode of a semiconductor device according to the present invention.

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

11, 41 : 반도체기판 13, 43 : 제1층간절연막11, 41: semiconductor substrate 13, 43: first interlayer insulating film

15, 45 : 랜딩플러그 17, 47 : 제2층간절연막15, 45: landing plug 17, 47: second interlayer insulating film

19, 49 : 비트라인 21, 51 : 제3층간절연막19, 49: bit lines 21, 51: third interlayer insulating film

23, 53 : 저장전극 콘택플러그 25, 56 : 제4층간절연막23, 53: storage electrode contact plug 25, 56: fourth interlayer insulating film

26, 55 : 식각방지막 27, 57 : 코아절연막26, 55: etching prevention film 27, 57: core insulating film

29 : 감광막 31, 63 : 트렌치29: photosensitive film 31, 63: trench

32, 61 : 감광막패턴 33 : 저장전극용 도전층32, 61: photoresist pattern 33: conductive layer for storage electrode

35 : 희생절연막 36, 65 : 저장전극35: sacrificial insulating film 36, 65: storage electrode

37, 67 : 반구형 실리콘 38, 69 : 유전막37, 67: hemispherical silicon 38, 69: dielectric film

39, 71 : 플레이트전극용 도전층 59 : 하드마스크용 박막39, 71: conductive layer for plate electrodes 59: thin film for hard mask

60 : 하드마스크용 박막패턴60: thin film pattern for hard mask

이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자의 저장전극 형성방법은,Method for forming a storage electrode of a semiconductor device according to the present invention for achieving the above object,

소정의 하부구조물이 구비되는 반도체기판 상부에 저장전극 콘택플러그가 구비되는 하부절연막을 형성하는 공정과,Forming a lower insulating layer having a storage electrode contact plug on the semiconductor substrate having a predetermined lower structure;

전체표면 상부에 코아절연막과 하드마스크용 박막을 순차적으로 형성하는 공정과,Sequentially forming a core insulating film and a hard mask thin film on the entire surface;

저장전극 마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 하드마스크용 박막과 코아절연막을 식각하여 상기 저장전극 콘택플러그를 노출시키는 트렌치를 형성하되, 과도식각으로 실시하여 소정 두께의 하부절연막 및 저장전극 콘택플러그를 제거하는 공정과,A trench is formed to expose the storage electrode contact plug by etching the hard mask thin film and the core insulation layer by a photolithography process using a storage electrode mask, but performing the over etching to remove the lower insulating layer and the storage electrode contact plug having a predetermined thickness. Process to do,

전체표면 상부에 저장전극용 도전층 및 희생절연막을 형성하는 공정과,Forming a conductive layer for a storage electrode and a sacrificial insulating film on the entire surface thereof;

상기 희생절연막을 전면식각하여 상기 저장전극용 도전층 및 하드마스크용 박막을 노출시키되, 과도식각으로 실시하여 소정 두께의 하부절연막 및 저장전극 콘택플러그를 제거하는 공정과,Exposing the sacrificial insulating layer to the entire surface to expose the storage electrode conductive layer and the hard mask thin film, and performing the over etching to remove the lower insulating layer and the storage electrode contact plug having a predetermined thickness;

상기 저장전극용 도전층을 전면식각하여 저장전극을 형성하되, 과도식각으로 실시하여 상기 저장전극을 상기 하드마스크용 박막보다 낮은 높이로 형성하는 공정과,Forming a storage electrode by etching the conductive layer for the storage electrode on the entire surface, and performing the overetching to form the storage electrode at a height lower than that of the hard mask thin film;

상기 희생절연막을 제거하는 공정과,Removing the sacrificial insulating film;

상기 저장전극의 표면에 반구형 실리콘을 형성하는 공정과,Forming hemispherical silicon on the surface of the storage electrode;

상기 하드마스크용 박막은 질화막으로 형성되는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.The hard mask thin film may be formed of a nitride film.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 종래기술에 따른 반도체소자의 저장전극 형성방법을 설명한다.Hereinafter, a method of forming a storage electrode of a semiconductor device according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3a 내지 도 3e 는 본 발명에 따른 반도체소자의 저장전극 형성방법을 도시한 공정단면도이다.3A to 3E are cross-sectional views illustrating a method of forming a storage electrode of a semiconductor device according to the present invention.

먼저, 반도체기판(41)에 활성영역을 정의하는 소자분리절연막(도시안됨)을 형성한다.First, an element isolation insulating film (not shown) defining an active region is formed on the semiconductor substrate 41.

다음, 상기 반도체기판(41) 상부에 게이트절연막(도시안됨)을 형성하고, 게이트전극(도시안됨) 및 소오스/드레인접합영역으로 이루어지는 트랜지스터를 형성한 후 전체표면 상부에 제1층간절연막(43)을 형성한다.Next, a gate insulating film (not shown) is formed on the semiconductor substrate 41, and a transistor including a gate electrode (not shown) and a source / drain junction region is formed, and then the first interlayer insulating film 43 is formed on the entire surface. To form.

그 다음, 전체표면 상부에 비트라인 콘택 및 저장전극 콘택으로 예정되는 부분을 노출시키는 콘택마스크를 이용한 사진식각공정으로 콘택홀(도시안됨)을 형성한 후 상기 콘택홀을 매립하는 랜딩플러그(45)를 형성한다.Next, a contact plug (not shown) is formed by a photolithography process using a contact mask that exposes a portion intended as a bit line contact and a storage electrode contact on the entire surface, and then the landing plug 45 filling the contact hole. To form.

다음, 전체표면 상부에 제2층간절연막(47)을 형성한다.Next, a second interlayer insulating film 47 is formed over the entire surface.

그 다음, 비트라인 콘택 마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 제2층간절연막(47)을 식각하여 비트라인 콘택홀(도시안됨)을 형성한다.Next, the second interlayer insulating layer 47 is etched by a photolithography process using a bit line contact mask to form a bit line contact hole (not shown).

다음, 상기 비트라인 콘택홀을 통하여 상기 랜딩플러그(45)에 접속되는 비트라인 콘택플러그(도시안됨)를 형성한다.Next, a bit line contact plug (not shown) connected to the landing plug 45 is formed through the bit line contact hole.

그 다음, 상기 비트라인 콘택플러그에 접속되는 비트라인(49)을 형성한다.이때, 상기 비트라인(49)의 상부에는 마스크절연막패턴이 구비되고, 측벽에는 절연막 스페이서가 구비된다.A bit line 49 is then formed to be connected to the bit line contact plug. A mask insulating film pattern is provided on the bit line 49 and an insulating film spacer is provided on the side wall.

다음, 전체표면 상부에 제3층간절연막(51), 식각방지막(55) 및 제4층간절연막(56)의 적층구조를 형성한다. 이때, 상기 식각방지막(55)은 질화막으로 형성되고, 상기 제3층간절연막(51) 및 제4층간절연막(56)은 산화막으로 형성된다.Next, a stacked structure of a third interlayer insulating film 51, an etch stop film 55, and a fourth interlayer insulating film 56 is formed on the entire surface. In this case, the etch stop film 55 is formed of a nitride film, and the third interlayer insulating film 51 and the fourth interlayer insulating film 56 are formed of an oxide film.

그 다음, 저장전극 콘택마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 적층구조를 식각하여 상기 랜딩플러그(45)를 노출시키는 저장전극 콘택홀(도시안됨)을 형성한다.Next, the stack structure is etched by a photolithography process using a storage electrode contact mask to form a storage electrode contact hole (not shown) that exposes the landing plug 45.

다음, 상기 저장전극 콘택홀을 통하여 상기 랜딩플러그(45)에 접속되는 저장전극 콘택플러그(53)를 형성한다.Next, a storage electrode contact plug 53 connected to the landing plug 45 is formed through the storage electrode contact hole.

그 다음, 전체표면 상부에 코아절연막(57)을 형성한다. 이때, 상기 코아절연막(57)은 산화막으로 형성된 것이다.Next, a core insulating film 57 is formed over the entire surface. In this case, the core insulating layer 57 is formed of an oxide film.

다음, 상기 코아절연막(57) 상부에 하드마스크용 박막(59)을 소정 두께 형성한다.Next, a thin film 59 for a hard mask is formed on the core insulating layer 57 at a predetermined thickness.

이때, 상기 하드마스크용 박막(59)은 후속공정에서 저장전극 간의 거리를 증가시키기 위하여 질화막으로 형성된 것이다. 상기 하드마스크용 박막(59)은 상기 식각방지막(55)보다 두껍게 형성하여 후속공정에서 트렌치를 형성한 후에도 일정 두께 남도록 형성한다.In this case, the hard mask thin film 59 is formed of a nitride film to increase the distance between the storage electrodes in a subsequent process. The hard mask thin film 59 is formed to be thicker than the etch stop layer 55 so that a predetermined thickness remains after the trench is formed in a subsequent process.

그 후, 상기 하드마스크용 박막(59) 상부에 저장전극으로 예정되는 부분을 노출시키는 감광막패턴(61)을 형성한다. (도 3a 참조)Thereafter, a photoresist pattern 61 is formed on the hard mask thin film 59 to expose a portion to be a storage electrode. (See Figure 3A)

그 다음, 상기 감광막패턴(61)을 식각마스크로 상기 하드마스크용 박막(59)을 식각하여 하드마스크용 박막패턴(59)을 형성한다.Next, the hard mask thin film 59 is etched using the photoresist pattern 61 as an etch mask to form a hard mask thin film pattern 59.

다음, 상기 감광막패턴(61)을 제거한다.Next, the photoresist pattern 61 is removed.

그 후, 상기 하드마스크용 박막패턴(59)을 식각마스크로 상기 코아절연막(57)을 식각하여 상기 저장전극 콘택플러그(53)를 노출시키는 트렌치(63)를 형성한다. 이때, 상기 식각공정은 과도식각으로 실시하여 상기 제4층간절연막(56), 식각방지막(55) , 제3층간절연막(51) 및 소정 두께의 저장전극 콘택플러그(53)가 식각된다. (도 3b 참조)Thereafter, the core insulating layer 57 is etched using the hard mask thin film pattern 59 as an etch mask to form a trench 63 exposing the storage electrode contact plug 53. In this case, the etching process may be performed by excessive etching to etch the fourth interlayer insulating layer 56, the etch stop layer 55, the third interlayer insulating layer 51, and the storage electrode contact plug 53 having a predetermined thickness. (See Figure 3b)

그 다음, 전체표면 상부에 저장전극용 도전층(도시안됨)을 소정 두께 형성한다. 이때, 상기 저장전극용 도전층은 다결정실리콘층으로 형성된 것이다.Next, a conductive layer (not shown) for a storage electrode is formed on the entire surface to have a predetermined thickness. In this case, the storage electrode conductive layer is formed of a polycrystalline silicon layer.

다음, 전체표면 상부에 희생절연막(도시안됨)을 형성한다. 이때, 상기 희생절연막은 SOG막과 같이 유동성이 우수한 물질로 형성되며, 상기 트렌치(63)가 완전히 매립되도록 형성한다.Next, a sacrificial insulating film (not shown) is formed over the entire surface. In this case, the sacrificial insulating film is formed of a material having excellent fluidity, such as an SOG film, and is formed so that the trench 63 is completely buried.

그 다음, 상기 희생절연막을 전면식각하여 상기 저장전극용 도전층을 노출시킨다. 이때, 상기 식각공정은 과도식각으로 실시하여 상기 희생절연막이 상기 하드마스크용 박막패턴(60)보다 낮게 형성되도록 한다.Next, the sacrificial insulating layer is etched entirely to expose the conductive layer for the storage electrode. In this case, the etching process is performed by the excessive etching so that the sacrificial insulating layer is formed lower than the thin film pattern 60 for the hard mask.

다음, 상기 노출된 저장전극용 도전층을 전면식각하여 실린더형 저장전극(65)을 형성하되, 상기 식각공정은 과도식각공정으로 실시하여 상기 저장전극(65)이 상기 하드마스크용 박막패턴(60)보다 낮게 형성되도록 한다.Next, a cylindrical storage electrode 65 is formed by etching the exposed conductive layer for the storage electrode on the entire surface, and the etching process is performed by a transient etching process so that the storage electrode 65 is the thin film pattern 60 for the hard mask. To form lower than).

그 다음, 상기 저장전극(65) 내의 희생절연막을 제거하여 상기 저장전극(65)의 표면을 노출시킨다. (도 3c 참조)Next, the sacrificial insulating film in the storage electrode 65 is removed to expose the surface of the storage electrode 65. (See Figure 3c)

다음, 상기 저장전극(65) 표면에 반구형 실리콘(67)을 성장시킨다. 이때, 상기 저장전극(65) 간에 상기 하드마스크용 박막 패턴(60)이 형성되어 있어 저장전극(65) 간에 일정 거리가 유지되어 상기 반구형 실리콘(67)을 형성하여도 저장전극(65) 간에 브리지가 유발될 염려가 없다. (도 3d 참조)Next, hemispherical silicon 67 is grown on the surface of the storage electrode 65. At this time, the hard mask thin film pattern 60 is formed between the storage electrodes 65 so that a certain distance is maintained between the storage electrodes 65 so that even if the hemispherical silicon 67 is formed, a bridge between the storage electrodes 65 is formed. There is no fear of causing. (See FIG. 3D)

그 다음, 전체표면 상부에 유전막(69) 및 플레이트전극용 도전층(71)을 형성한다. 이때, 상기 플레이트전극용 도전층(71)은 다결정실리콘층으로 형성된 것이다. (도 3e 참조)Next, a dielectric film 69 and a plate electrode conductive layer 71 are formed over the entire surface. In this case, the plate electrode conductive layer 71 is formed of a polysilicon layer. (See Figure 3E)

그 후, 플레이트전극 마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 플레이트전극용 도전층(71) 및 유전막(69)을 식각하여 캐패시터를 완성한다.Subsequently, the plate electrode conductive layer 71 and the dielectric layer 69 are etched by a photolithography process using a plate electrode mask to complete the capacitor.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체소자의 저장전극 형성방법은, 코아절연막을 형성한 후 저장전극 간의 거리를 증가시키기 위하여 질화막을 추가로 형성함으로써 저장전극의 표면에 반구형 실리콘을 형성한 후에도 저장전극 간에 브리지가 발생하는 것을 방지하여 저장전극 간의 절연 특성을 향상시키고, 그에 따른 반도체소자의 고집적화를 향상시키는 이점이 있다.As described above, in the method of forming the storage electrode of the semiconductor device according to the present invention, after the core insulating film is formed, the nitride film is additionally formed to increase the distance between the storage electrodes, thereby storing the semi-spherical silicon on the surface of the storage electrode. By preventing bridges from occurring between the electrodes, the insulating properties between the storage electrodes can be improved, thereby increasing the integration of semiconductor devices.

Claims (2)

소정의 하부구조물이 구비되는 반도체기판 상부에 저장전극 콘택플러그가 구비되는 하부절연막을 형성하는 공정과,Forming a lower insulating layer having a storage electrode contact plug on the semiconductor substrate having a predetermined lower structure; 전체표면 상부에 코아절연막과 하드마스크용 박막을 순차적으로 형성하는 공정과,Sequentially forming a core insulating film and a hard mask thin film on the entire surface; 저장전극 마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 하드마스크용 박막과 코아절연막을 식각하여 상기 저장전극 콘택플러그를 노출시키는 트렌치를 형성하되, 과도식각으로 실시하여 소정 두께의 하부절연막 및 저장전극 콘택플러그를 제거하는 공정과,A trench is formed to expose the storage electrode contact plug by etching the hard mask thin film and the core insulation layer by a photolithography process using a storage electrode mask, but performing the over etching to remove the lower insulating layer and the storage electrode contact plug having a predetermined thickness. Process to do, 전체표면 상부에 저장전극용 도전층 및 희생절연막을 형성하는 공정과,Forming a conductive layer for a storage electrode and a sacrificial insulating film over the entire surface thereof 상기 희생절연막을 전면식각하여 상기 저장전극용 도전층 및 하드마스크용 박막을 노출시키되, 과도식각으로 실시하여 소정 두께의 하부절연막 및 저장전극 콘택플러그를 제거하는 공정과,Exposing the sacrificial insulating layer to the entire surface to expose the storage electrode conductive layer and the hard mask thin film, and performing the over etching to remove the lower insulating layer and the storage electrode contact plug having a predetermined thickness; 상기 저장전극용 도전층을 전면식각하여 저장전극을 형성하되, 과도식각으로 실시하여 상기 저장전극을 상기 하드마스크용 박막보다 낮은 높이로 형성하는 공정과,Forming a storage electrode by etching the conductive layer for the storage electrode on the entire surface, and performing the overetching to form the storage electrode at a height lower than that of the hard mask thin film; 상기 희생절연막을 제거하는 공정과,Removing the sacrificial insulating film; 상기 저장전극의 표면에 반구형 실리콘을 형성하는 공정을 포함하는 반도체소자의 저장전극 형성방법.And forming a hemispherical silicon on the surface of the storage electrode. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하드마스크용 박막은 질화막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 저장전극 형성방법.The hard mask thin film is a storage electrode forming method of a semiconductor device, characterized in that formed of a nitride film.
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