KR20050053245A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명은, 캐패시터용 콘택플러그를 포함한 소정이 하지층이 형성된 반도체 기판을 제공하는 단계; 상기 하지층 상에 산화막으로 이루어진 제1층간절연막을 형성하는 단계; 상기 제1층간절연막 상에 비트라인을 형성하는 단계; 상기 비트라인을 포함한 제1층간절연막 상에 스페이서 질화막을 형성하는 단계; 상기 기판 결과물에 대해 HDP CVD 공정 챔버 내에서 O2 및 He 가스를 이용한 예비가열(preheat) 공정을 수행하여 비트라인 상부 및 제1층간절연막 상에 형성된 스페이서 질화막 부분들을 선택적으로 산화시키는 단계; 상기 기판 결과물 상에 HDP CVD 공정에 따라 산화막으로 이루어진 제2층간절연막을 형성하는 단계; 및 상기 제2층간절연막과 산화된 질화막 부분 및 제1층간절연막을 식각하여 캐패시터용 콘택플러그를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 기판 결과물에 대해 HDP CVD 공정 챔버 내에서 O2 및 He 가스를 이용한 예비가열 공정을 수행하여 스페이서 질화막 부분들을 선택적으로 산화시킴으로 인해 스토리지 노드 콘택을 형성하기 위한 영역에 산화막만 형성되어 있으므로, 스페이서 질화막 전면 식각 공정을 실시하지 않아도 되며, 스토리지 노드 콘택 식각 공정의 안정화를 이룰 수 있다.The present invention discloses a method for manufacturing a semiconductor device. Disclosed is a semiconductor substrate comprising a semiconductor substrate having a predetermined underlayer including a contact plug for a capacitor; Forming a first interlayer insulating film made of an oxide film on the underlayer; Forming a bit line on the first interlayer insulating film; Forming a spacer nitride film on the first interlayer insulating film including the bit line; Selectively oxidizing spacer nitride layer portions formed on the bit line and on the first interlayer dielectric layer by performing a preheating process using O 2 and He gas in the HDP CVD process chamber on the substrate resultant; Forming a second interlayer insulating film made of an oxide film on the substrate resultant according to an HDP CVD process; And etching the second interlayer insulating film, the oxidized nitride film portion, and the first interlayer insulating film to form a contact hole exposing a contact plug for a capacitor. According to the present invention, only an oxide layer is formed in a region for forming a storage node contact by performing a preheating process using O 2 and He gas in a HDP CVD process chamber to selectively oxidize spacer nitride layer portions to a substrate resultant. Therefore, the spacer nitride front surface etching process may not be performed, and the storage node contact etching process may be stabilized.
Description
본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 공정 단순화를 이룰 수 있는 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device capable of simplifying the process.
캐패시터를 형성함에 있어서, 반도체 소자의 고집적화로 인해 패턴 형성 면적이 감소되고, 반면, 단차가 증가됨에 따라, 스토리지 노드와 기판간의 콘택에 어려움이 야기되었다.In forming the capacitor, the pattern formation area is reduced due to the high integration of the semiconductor device, whereas, as the step height is increased, difficulty in contact between the storage node and the substrate is caused.
이에 고단차에 기인하는 공정 상의 어려움을 해결하기 위해, 즉, 스토리지 노드와 기판간의 콘택 마진을 확보하기 위해, 상기 스토리지 노드의 형성 전에 스토리지 노드 콘택(Storage Node Contact)을 형성하는 기술이 보편화되었음도 주지의 사실이다.In order to solve the process difficulties due to the high step, that is, to secure a contact margin between the storage node and the substrate, a technique for forming a storage node contact (Storage Node Contact) before the formation of the storage node has also become popular. It is a well known fact.
이러한 스토리지 노드 콘택을 형성하기 위해, 종래에는 트랜지스터 및 비트라인이 형성된 후에 식각 배리어 역할과 스토리지 노트 콘택 폴리 플러그 간의 절연을 위하여 스페이서 질화막을 형성한다. 그 다음, 스페이서 질화막에 전면 식각 공정을 진행하여 비트라인 스페이스 하부 영역의 스페이서 질화막을 제거한다. 여기에서, 스페이서 질화막을 제거하는 이유는 후속 공정의 층간절연막을 형성한 후에 스토리지 노트 콘택을 형성하는 경우, 콘택이 오픈(Open)되는 지역에 산화막(층간절연막)과 스페이서 질화막 및 산화막(층간절연막)이 적층구조로 형성되어 있어 식각 공정이 증가하고 질화막 제거에 어려움이 있다.In order to form such a storage node contact, a spacer nitride layer is conventionally formed after the transistor and the bit line are formed to insulate the etching barrier and the storage note contact poly plug. Next, a full surface etching process is performed on the spacer nitride layer to remove the spacer nitride layer in the lower region of the bit line space. Here, the reason for removing the spacer nitride film is that when the storage note contact is formed after the interlayer insulating film is formed in a subsequent process, the oxide film (interlayer insulating film), the spacer nitride film and the oxide film (interlayer insulating film) are formed in the area where the contact is opened. Since the laminate structure is formed, the etching process is increased and the nitride film is difficult to remove.
또한, 상기와 같은 방법으로 공정을 진행하게 되면 비트 라인 식각 공정, 스페이서 질화막 증착 공정, 스페이서 질화막 전면 식각 공정, 층간절연막 증착 공정과 같이 공정 스탭(Step) 수가 증가하게 되는 단점을 가지게 된다.In addition, when the process is performed in the above manner, the number of process steps increases, such as a bit line etching process, a spacer nitride film deposition process, a spacer nitride front surface etching process, and an interlayer dielectric film deposition process.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 스토리지 노드 콘택 형성시의 공정 단순화를 얻을 수 있는 반도체 소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device, which can be obtained to solve the conventional problems as described above, and to simplify the process of forming a storage node contact.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 캐패시터용 콘택플러그를 포함한 소정이 하지층이 형성된 반도체 기판을 제공하는 단계; 상기 하지층 상에 산화막으로 이루어진 제1층간절연막을 형성하는 단계; 상기 제1층간절연막 상에 비트라인을 형성하는 단계; 상기 비트라인을 포함한 제1층간절연막 상에 스페이서 질화막을 형성하는 단계; 상기 기판 결과물에 대해 HDP CVD 공정 챔버 내에서 O2 및 He 가스를 이용한 예비가열(preheat) 공정을 수행하여 비트라인 상부 및 제1층간절연막 상에 형성된 스페이서 질화막 부분들을 선택적으로 산화시키는 단계; 상기 기판 결과물 상에 HDP CVD 공정에 따라 산화막으로 이루어진 제2층간절연막을 형성하는 단계; 및 상기 제2층간절연막과 산화된 질화막 부분 및 제1층간절연막을 식각하여 캐패시터용 콘택플러그를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계를 포함한다.The present invention for achieving the above object, the step of providing a semiconductor substrate having a predetermined base layer including a contact plug for a capacitor; Forming a first interlayer insulating film made of an oxide film on the underlayer; Forming a bit line on the first interlayer insulating film; Forming a spacer nitride film on the first interlayer insulating film including the bit line; Selectively oxidizing spacer nitride layer portions formed on the bit line and on the first interlayer dielectric layer by performing a preheating process using O 2 and He gas in the HDP CVD process chamber on the substrate resultant; Forming a second interlayer insulating film made of an oxide film on the substrate resultant according to an HDP CVD process; And etching the second interlayer insulating film, the oxidized nitride film portion, and the first interlayer insulating film to form a contact hole exposing a contact plug for a capacitor.
여기에서, 상기 예비가열 공정은 O2 가스의 유량을 100∼300sccm, He 가스의 유량을 100∼450sccm으로 하면서 스페이서 질화막의 선택적 산화를 위해 바이어스 파워를 1000∼2500W로 하여 수행한다.Here, the preheating step is performed with a bias power of 1000 to 2500W for selective oxidation of the spacer nitride film while the flow rate of O2 gas is 100 to 300sccm, the He gas is 100 to 450sccm.
(실시예)(Example)
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.1A to 1D are cross-sectional views of processes for describing a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
도 1a에 도시된 바와 같이, 캐패시터용 콘택플러그를 포함한 소정의 하지층이 형성된 실리콘 기판(1) 상에 산화막으로 이루어진 제1층간절연막(15)을 형성하여 CMP(Chemical Mechanical Polishig) 공정을 진행한다. 여기에서, 도면부호 3은 게이트 산화막, 5는 게이트 전극들, 7은 하드 마스크막, 9는 스페이서, 11은 BPSG막, 13은 랜딩플러그 폴리이다.As shown in FIG. 1A, a first interlayer insulating film 15 made of an oxide film is formed on a silicon substrate 1 on which a predetermined base layer including a capacitor contact plug is formed, thereby performing a chemical mechanical polish (CMP) process. . Here, reference numeral 3 is a gate oxide film, 5 is a gate electrode, 7 is a hard mask film, 9 is a spacer, 11 is a BPSG film, and 13 is a landing plug poly.
이어서, 상기 제1층간절연막(15) 상에 공지의 방법으로 하드마스크 질화막과 비트라인 전도성 물질인 텅스텐 및 티타늄/티타늄 질화막 형성 및 식각 공정으로 비트라인(17)을 형성하고, 상기 비트라인(17)을 포함한 제1층간절연막(15) 상에 스페이서 질화막(19)을 형성한다.Subsequently, a bit line 17 is formed on the first interlayer insulating layer 15 by a known method of forming a hard mask nitride layer and a tungsten and titanium / titanium nitride layer, which is a bit line conductive material, and etching the bit line 17. The spacer nitride film 19 is formed on the first interlayer insulating film 15 including the?
도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 기판(1) 결과물에 대해 HDP CVD 공정 챔버 내에서 O2 및 He 가스를 이용한 예비가열(Preheat) 공정을 수행하여 비트라인(17) 상부 및 제1층간절연막(15) 상에 형성된 스페이서 질화막(19) 부분들을 선택적으로 산화(Oxidation)시킨다. 여기에서, 상기 예비가열 공정은 O2 가스의 유량을 100∼300scmm, He 가스의 유량을 100∼450scmm으로 하면서 스페이서 질화막의 선택적 산화를 위해 바이어스 파워를 1000∼2500W 하여 수행한다.As shown in FIG. 1B, a preheating process using O 2 and He gas is performed in the HDP CVD process chamber on the resultant of the substrate 1 to form an upper portion of the bit line 17 and the first interlayer dielectric layer ( The portions of the spacer nitride film 19 formed on the layer 15 are selectively oxidized. Here, the preheating process is carried out with a bias power of 1000 to 2500W for selective oxidation of the spacer nitride film while the flow rate of the O 2 gas is 100 to 300scmm, the He gas is 100 to 450scmm.
도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 기판(1) 결과물에 대해 예비가열 공정을 수행하고 나면, 비트라인(17)의 측벽에 형성된 스페이서 질화막(19)을 제외한 나머지 스페이서 질화막(19)이 산화막(19a)으로 변하게 된다.As shown in FIG. 1C, after the preheating process is performed on the resultant of the substrate 1, the spacer nitride film 19 except for the spacer nitride film 19 formed on the sidewall of the bit line 17 is formed of the oxide film 19a. )
도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 기판(1) 결과물 상에 HDP CVD 공정에 따라 산화막으로 이루어진 제2층간절연막(21)을 형성한다. 그 다음, 상기 제2층간절연막(21)과 산화된 질화막 부분 및 제1층간절연막(15)을 식각하여 캐패시터용 콘택 플러그를 노출시키는 콘택홀(23)을 형성한다.As shown in FIG. 1D, a second interlayer insulating film 21 made of an oxide film is formed on the substrate 1 by the HDP CVD process. Next, the second interlayer insulating film 21, the oxidized nitride film portion, and the first interlayer insulating film 15 are etched to form a contact hole 23 exposing a capacitor contact plug.
상기와 같이, 기판 결과물에 대해 HDP CVD 공정 챔버 내에서 O2 및 He 가스를 이용한 예비가열 공정을 수행하여 스페이서 질화막 부분들을 선택적으로 산화시킴으로 인해 스토리지 노드 콘택을 형성하기 위한 영역에 산화막만 형성되어 있으므로, 스페이서 질화막 전면 식각 공정을 실시하지 않아도 되며, 스토리지 노드 콘택 식각 공정의 안정화를 이룰 수 있다.As described above, since only the oxide layer is formed in the region for forming the storage node contact by performing a preheating process using O 2 and He gas in the HDP CVD process chamber to selectively oxidize the spacer nitride layer portions to the substrate resultant. It is not necessary to perform the spacer nitride film entire surface etching process, and the storage node contact etching process may be stabilized.
이상, 본 발명을 몇 가지 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 많은 수정과 변형을 가할 수 있음을 이해할 것이다.In the above, the present invention has been described with reference to some examples, but the present invention is not limited thereto, and a person of ordinary skill in the art may make many modifications and variations without departing from the spirit of the present invention. I will understand.
이상에서와 같이, 본 발명에 의하면, 비트라인 형성 후에 스페이서 질화막을 형성하고 산화 공정을 통해 비트라인간의 스페이스 영역에 존재하는 스페이서 질화막을 선택적으로 산화시킴으로 인해 스페이서 질화막 식각 공정을 실시하지 않아도 되며, 이로 인해 스토리지 노드 콘택 식각 공정의 안정화 및 반도체 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, since the spacer nitride film is formed after the bit line is formed and the spacer nitride film existing in the space region between the bit lines is selectively oxidized through the oxidation process, the spacer nitride film etching process does not need to be performed. As a result, the storage node contact etching process may be stabilized and the reliability of the semiconductor device may be improved.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.1A to 1D are cross-sectional views illustrating processes for manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 실리콘 기판 3 : 게이트 산화막1 silicon substrate 3 gate oxide film
5 : 게이트 전극 7 : 하드마스크막5 gate electrode 7 hard mask film
9 : 스페이서 11 : BPSG막9 spacer 11 BPSG film
13 : 랜딩 플러그 폴리 15 : 제1층간절연막13: landing plug poly 15: first interlayer insulating film
17 : 비트라인 19 : 스페이서 질화막17: bit line 19: spacer nitride film
21 : 제2층간절연막 23 : 콘택홀21: second interlayer insulating film 23: contact hole
Claims (2)
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KR1020030086885A KR20050053245A (en) | 2003-12-02 | 2003-12-02 | Method of manufacturing semiconductor device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8592326B2 (en) * | 2007-06-28 | 2013-11-26 | SK Hynix Inc. | Method for fabricating an inter dielectric layer in semiconductor device |
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2003
- 2003-12-02 KR KR1020030086885A patent/KR20050053245A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8592326B2 (en) * | 2007-06-28 | 2013-11-26 | SK Hynix Inc. | Method for fabricating an inter dielectric layer in semiconductor device |
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