KR20040072269A - 이중 스토리지노드 콘택플러그 형성방법 - Google Patents

이중 스토리지노드 콘택플러그 형성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이중 스토리지노드 콘택플럭그 형성방법을 개시한다. 개시된 발명 은, 반도체기판상에 게이트와 그 측면에 게이트스페이서를 형성한후 상기 전체 구조의 상면에 제1층간산화막을 형성한후 이를 선택적으로 제거하여 상기 게이트스페이서사이의 반도체기판부분을 노출시키는 단계; 상기 노출된 반도체기판부분상에 비트라인 연결용 콘택플러그와 스토리지노드 연결용 콘택플러그를 형성하는 단계; 상기 비트라인 연결용 콘택플러그상에 비트라인을 형성한후 전체 구조의 상면에 제2층간산화막을 형성하는 단계; 상기 제2층간산화막을 선택적으로 제거하여 상기 비트라인사이의 스토리지노드 연결용 콘택플러그상면을 노출시키는 제1 스토리지노드 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 제1스토리지노드콘택홀측면에 스토리지노드스페이서를 형성하는 단계; 상기 제1스토리지노드 콘택홀아래의 스토리지노드 연결용 콘택플러그상에 라인타입의 제1스토리지노드 콘택플러그를 형성하는 단계; 상기 라인타입의 제1스토리지노드 콘택플러그를 포함한 전체 구조의 상면에 식각정지막을 형성한후 이를 선택적으로 제거하여 상기 홀타입의 제1스토리지노드 콘택플러그상면을 노출시키는 제2스토리지노드 콘택홀을 형성하는 단계; 및 상기 제2스토리지노드 콘택홀아래의 라인타입의 제1스토리지노드 콘택플러그상에 홀타입의 제2스토리지노드 콘택플러그를 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.

Description

이중 스토리지노드 콘택플러그 형성방법{Method for forming dual storage node contact plug}
본 발명은 반도체소자의 스토리지노드콘택 플러그 형성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스토리지노드 콘택마스크의 얼라인문제와 스토리지노드 콘택플러그용 폴리실리콘과 게이트간의 자기정렬 콘택불량을 개선하고 스토리지노드콘택 하부 CD를 확보할 수 있는 이중 스토리지노드 콘택플러그 형성방법에 관한 것이다.
반도체소자의 집적도 향상을 높이기 위해 미세공정 기술이 요구됨에 따라 더욱더 정교한 공정제어가 필요하게 되었다.
현재 0.117 μm 이하 기술개발에 있어서, 스토리지노드콘택 형성방법은 크게 라인타입의 자기정렬 콘택공정을 기본으로 하여 홀타입의 자기정렬콘택방법을 평가하고 있는 실정이다. 즉, 디자인룰이 작아짐에 따라 스토리지노드 콘택마스크 얼라인문제와 스토리지노드콘택 하부 프로파일 CD확보가 어려운 상황에서 라인타입의 자기정렬콘택 공정이 선호되지만, 후속공정인 스토리지노드 CMP 공정과 스토리지노드 식각 공정에서 도 1a에서와 같이 스토리지노드와 비트라인간 자기정렬콘택 불량 문제가 발생하고 있다.
따라서, 스토리지노드콘택 홀타입 자기정렬콘택공정이 이를 억제하기 위하여 평가되고 있지만 이 방법의 큰 단점으로는, 첫 번째로 스토리지노드콘택마스크 얼라인문제이고, 두 번째로는 도 1b에서와 같이 스토리지노드콘택 플러그용 폴리실리콘층과 게이트간의 자기정렬콘택 불량에 의한 쇼트문제이며, 세 번째로는 스토리지노드콘택 하부CD를 확보해야 하는 문제를 안고 있다.
이에 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 라인타입의 자기정렬콘택공정시의 스토리지노드와 비트라인간의 브릿지 문제와 홀타입의 자기정렬콘택공정에 의한 스토리지노드콘택과 게이트라인간의 자기정렬콘택 불량을 효과적으로 억제할 수 있는 이중 스토리지노드 콘택플러그 형성방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1a는 종래기술에 따른 반도체소자의 스토리지노드 콘택플러그 형성시에 스토리지노드와 비트라인간의 불량현상을 보여 주는 단면사진 (라인타입 자기정렬 콘택 의 경우),
도 1b는 종래기술에 따른 반도체소자의 스토리지노드 콘택플러그와 게이트 라인간의 불량현상을 보여 주는 단면사진 (홀 타입의 자기정렬콘택의 경우),
도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 이중 스토리지노드 콘택플러그 형성방법 을 설명하기 위한 공정단면도.
[도면부호의설명]
21 : 반도체기판 23 : 트렌치소자분리막
25 : 게이트전극 27, 37 : 하드마스크층
29 : 게이트스페이서 31 : 제1층간산화막
33a : 비트라인연결용 콘택플러그 33b : 스토리지노드연결용 콘택플러그
35 : 비트라인 39 : 비트라인스페이서
41 : 제2층간산화막 43 : 제1스토리지노드 콘택홀
45 : 스토리지노드 스페이서 47 : 제1폴리실리콘층
47b : 제1스토리지노드 콘택플러그 49 : 식각정지막
51 : 반사방지막 53 : 감광막패턴
55 : 제2스토리지노드콘택홀 57 : 제2스토리지노드콘택플러그
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이중 스토리지노드 콘택플럭그 형성방법은,
반도체기판상에 게이트와 그 측면에 게이트스페이서를 형성하는 단계;
상기 전체 구조의 상면에 제1층간산화막을 형성한후 이를 선택적으로 제거하여 상기 게이트스페이서사이의 반도체기판부분을 노출시키는 단계;
상기 노출된 반도체기판부분상에 비트라인 연결용 콘택플러그와 스토리지노드 연결용 콘택플러그를 형성하는 단계;
상기 비트라인 연결용 콘택플러그상에 비트라인을 형성한후 전체 구조의 상면에 제2층간산화막을 형성하는 단계;
상기 제2층간산화막을 선택적으로 제거하여 상기 비트라인사이의 스토리지노드 연결용 콘택플러그상면을 노출시키는 제1 스토리지노드 콘택홀을 형성하는 단계;
상기 제1스토리지노드콘택홀측면에 스토리지노드스페이서를 형성하는 단계;
상기 제1스토리지노드 콘택홀아래의 스토리지노드 연결용 콘택플러그상에 라인타입의 제1스토리지노드 콘택플러그를 형성하는 단계;
상기 라인타입의 제1스토리지노드 콘택플러그를 포함한 전체 구조의 상면에 식각정지막을 형성한후 이를 선택적으로 제거하여 상기 홀타입의 제1스토리지노드 콘택플러그상면을 노출시키는 제2스토리지노드 콘택홀을 형성하는 단계; 및
상기 제2스토리지노드 콘택홀아래의 라인타입의 제1스토리지노드 콘택플러그상에 홀타입의 제2스토리지노드 콘택플러그를 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.
(실시예)
이하, 본 발명에 따른 이중 스토리지노드 콘택플럭그 형성방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 이중 스토리지노드 콘택플럭그 형성방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.
본 발명에 따른 이중 스토리지노드 콘택플럭그 형성방법에 대해 설명하면, 도 2a에 도시된 바와같이, 먼저 반도체기판(21)내에 트렌치소자분리막(23)을 형성한후 게이트전극(25), 하드마스크층(27)과 이들 측면에 절연막스페이서(29)를 형성한다.
그다음, 전체 구조의 상면에 제1층간산화막(31)을 증착한후 이를 선택적으로 제거하여 상기 절연막스페이서(29)사이의 반도체기판(21)부분을 노출시키는 플러그콘택홀(미도시)을 형성한다.
이어서, 상기 플러그콘택홀(미도시)내에 비트라인 연결용 콘택플러그(33a)와 스토리지노드 연결용 콘택플러그(33b)을 동시에 형성한다.
그다음, 상기 비트라인 연결용 콘택플러그(33a)상에 비트라인(35) 및 비트라인 하드마스크층(37)을 형성한후 비트라인 하드마스크층(37)과 비트라인(35)측면에 절연막스페이서(39)을 형성한다.
이어서, 상기 전체 구조의 상면에 제2층간산화막(41)을 증착한후 이를 자기정렬콘택에 의해 선택적으로 제거하여 상기 절연막스페이서(39)사이의 스토리지노드 연결용 콘택플러그(33b) 상면을 노출시키는 제1스토리지노드콘택홀(43)을 형성한다.
그다음, 상기 스토리지노드콘택홀(43)표면을 포함한 제2층간산화막(41)상에 스토리지노드 스페이서용 질화막을 증착한후 이방성 건식각에 의해 선택적으로 제거하여 상기 절연막스페이서(39)표면에 스토리지노드 스페이서(45)를 형성한다. 이때, 상기 스토리지노드 스페이서(45) 형성시에 상기 스토리지노드 연결용 콘택플러그(33b)상면이 드러나게 된다. 이때, 상기 스토리지노드 스페이서 물질로는 질화막 대신에 PE-TEOS, LP-TEOS 등의 산화막 계열의 물질을 이용할 수도 있다.
이어서, 도 2b에 도시된 바와같이, 상기 전체 구조의 상면에 상기 스토리지노드콘택홀(43)을 충분히 매립할 정도의 두께로 라인타입의 제1스토리지노드 콘택플러그용 폴리실리콘층(47)을 증착한다.
그다음, 도 2c에 도시된 바와같이, 상기 폴리실리콘층(47)을 에치백하여 상기 제2층간산화막(41)위에 폴리실리콘층이 잔존하지 않을 정도로 적정수준까지 상기 폴리실리콘층(47)을 제거한다.
이어서, 도 2d에 도시된 바와같이, 라인타입의 제1스토리지노드 콘택플러그용 폴리실리콘층패턴(47a)을 분리시키기 위하여 상기 제1스토리지노드 콘택플러그용 폴리실리콘층패턴(47a)을 CMP하여 라인타입의 제1스토리지노드 콘택플러그(47b)를 형성한다.
그다음, 도 2e에 도시된 바와같이, 상기 라인타입의 제1 스토리지노드 콘택플러그(47b)를 포함한 전체 구조의 상면에 약 500Å 이상 두께의 스토리지노드 식각정지용 질화막(49)과 반사반지막(51)을 차례로 적층한후 그 위에 감광물질을 도포한다.
이어서, 상기 감광물질층을 포토리소그라피공정기술에 의한 노광 및 현상공정을 거쳐 선택적으로 제거하여 상기 제1스토리지노드 콘택플러그(47b)부분상의 질화막(49)부분을 드러나도록 하는 감광막패턴(53)을 형성한다.
그다음, 상기 감광막패턴(53)을 마스크로 상기 질화막(49)을 선택적으로 제거하여 상기 라인타입의 제1 스토리지노드 콘택플러그(47b) 상면을 노출시키는 제2스토리지노드콘택홀(55)을 형성한다.
이어서, 상기 감광막패턴(53)을 제거한후 상기 제2스토리지노드콘택홀(55)을 포함한 질화막(49)상에 홀 타입의 제2스토리지노드 콘택플러그용 폴리실리콘층(미도시)을 증착한후 이를 에치백 또는 CMP에 의해 선택적으로 제거하여 홀 타입의 제2스토리지노드 콘택플러그(57)를 형성한다.
상기에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 이중 스토리지노드 콘택플러그 형성방법에 의하면, 0.117 μm 이하의 초미세 기술개발에 있어서 스토리지노드 콘택플러그 형성공정을 완전하게 수행하므로써 라인타입의 자기정렬콘택공정에 의한 스토리지노드와 비트라인간의 브릿지 문제와 함께 홀타입의 자기정렬콘택공정에 의한 스토리지노드콘택과 게이트라인간의 자기정렬콘택 불량문제를 효과적으로 억제할 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (6)

  1. 반도체기판상에 게이트와 그 측면에 게이트스페이서를 형성하는 단계;
    상기 전체 구조의 상면에 제1층간산화막을 형성한후 이를 선택적으로 제거하여 상기 게이트스페이서사이의 반도체기판부분을 노출시키는 단계;
    상기 노출된 반도체기판부분상에 비트라인 연결용 콘택플러그와 스토리지노드 연결용 콘택플러그를 형성하는 단계;
    상기 비트라인 연결용 콘택플러그상에 비트라인을 형성한후 전체 구조의 상면에 제2층간산화막을 형성하는 단계;
    상기 제2층간산화막을 선택적으로 제거하여 상기 비트라인사이의 스토리지노드 연결용 콘택플러그상면을 노출시키는 제1 스토리지노드 콘택홀을 형성하는 단계;
    상기 제1스토리지노드콘택홀측면에 스토리지노드스페이서를 형성하는 단계;
    상기 제1스토리지노드 콘택홀아래의 스토리지노드 연결용 콘택플러그상에 라인타입의 제1스토리지노드 콘택플러그를 형성하는 단계;
    상기 라인타입의 제1스토리지노드 콘택플러그를 포함한 전체 구조의 상면에 식각정지막을 형성한후 이를 선택적으로 제거하여 상기 홀타입의 제1스토리지노드 콘택플러그상면을 노출시키는 제2스토리지노드 콘택홀을 형성하는 단계; 및
    상기 제2스토리지노드 콘택홀아래의 라인타입의 제1스토리지노드 콘택플러그상에 홀타입의 제2스토리지노드 콘택플러그를 형성하는 단계를 포함하여 구성되는것을 특징으로하는 이중 스토리지노드 콘택플러그 형성방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스토리지노드 스페이서 물질로는 질화막 또는 PE-TEOS, LP-TEOS 등의 산화막 계열의 물질을 이용하는 것을 특징으로하는 이중 스토리지노드 콘택플러그 형성방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 식각정지막은 질화막과 반사방지막의 적층구조로 이루어져 있는 것을 특징으로하는 이중 스토리지노드 콘택플러그 형성방법.
  4. 제3항에 있어서, 질화막은 500Å 이상 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 이중 스토리지노드 콘택플러그 형성방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 라인타입의 제1스토리지노드 콘택플러그를 형성하는 단계는;
    제1스토리지노드 콘택홀을 포함한 제2층간산화막상에 제1폴리실리콘층을 증착하는 단계와,
    상기 제1폴리실리콘층을 에치백공정과 CMP공정을 거쳐 라인타입의 제1스토리지노드 콘택플러그를 형성하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로하는 이중 스토리지노드 콘택플러그 형성방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 홀타입의 제2스토리지노드 콘택플러그를 형성하는 단계는;
    제2스토리지노드 콘택홀을 포함한 식각정지막상에 제2폴리실리콘층을 증착하는 단계와,
    상기 제2폴리실리콘층을 에치백공정 또는 CMP공정을 거쳐 홀타입의 제2스토리지노드 콘택플러그를 형성하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로하는 이중 스토리지노드 콘택플러그 형성방법.
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KR100950752B1 (ko) * 2007-04-20 2010-04-05 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자 및 그의 제조방법

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