KR20060038616A - Fabricating method of semicondutor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식각잔류물에 의한 콘택홀의 낫오픈(Not-Open)을 방지할 수 있는 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 피식각층 상에 하드마스크용 폴리실리콘막을 형성하는 단계; 상기 폴리실리콘막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device capable of preventing not-open contact holes due to etching residues, the method comprising: forming a polysilicon film for hard mask on an etching layer; Forming a photoresist pattern on the polysilicon film;
상기 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 상기 폴리실리콘막을 식각하여 하드마스크를 형성하는 단계; F(Flourine)를 포함하는 가스를 이용하여 상기 하드마스크의 측면 및 노출되는 상기 피식각층 상에 잔류하는 식각잔류물을 제거하는 단계; 및 적어도 상기 하드마스크를 식각마스크로 상기 피식각층을 식각하여 소정의 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
Etching the polysilicon layer using the photoresist pattern as an etch mask to form a hard mask; Removing etch residues remaining on the side of the hard mask and the exposed etching layer by using a gas including F (Flourine); And etching the etched layer using at least the hard mask as an etch mask to form a predetermined pattern.
식각잔류물, 낫오픈(Not-Open), F(Flourine)Etch residue, Not-Open, F (Flourine)
Description
도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 도시한 공정단면도,1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to the prior art;
도 2는 하드마스크의 측면에 식각잔류물이 잔류하는 모습을 보여주는 TEM사진도,2 is a TEM photograph showing the appearance of the etching residues on the side of the hard mask,
도 3은 콘택홀이 낫오픈(Not-Open)된 모습을 보여주는 TEM사진도,3 is a TEM photograph showing a contact hole not-open (Not-Open) state,
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 도시한 공정단면도,4A to 4D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a preferred embodiment of the present invention;
도 5는 하드마스크측면에 존재하는 식각잔류물이 제거된 모습을 보여 주는 TEM사진도,5 is a TEM photograph showing a state in which the etching residue existing on the side of the hard mask is removed;
도 6은 콘택홀이 오픈(Open)된 모습을 보여주는 TEM사진도.
6 is a TEM photograph showing a state in which a contact hole is opened.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
40 : 기판 41 : 도전막40: substrate 41: conductive film
42 : 하드마스크용 절연막 43 : 실리콘산화막42: insulating film for hard mask 43: silicon oxide film
44 : 하드마스크용 폴리실리콘막 45 : 포토레지스트 패턴
44 polysilicon film for
G4 : 도전패턴
G4: Challenge Pattern
본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 식각잔류물에 의한 콘택홀의 낫오픈(Not-Open)을 방지할 수 있는 반도체 소자의 제조 방법에 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 capable of preventing not-open contact holes due to etching residues.
반도체 소자의 디자인룰이 지속적으로 감소함에 따라 딥콘택(Deep Contact)의 종횡비(Aspect Ratio) 또한 지속적으로 높아져서, 딥콘택(Deep Contact)의 깊이가 30000Å에 이른다. 이에 따른 PR마진부족을 해결하기 위해 하드마스크를 도입하고 있다. As the design rule of the semiconductor device continues to decrease, the aspect ratio of the deep contact also increases continuously, resulting in a depth of the deep contact reaching 30000Å. As a result, a hard mask is introduced to solve the lack of PR margin.
도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 도시한 공정단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to the prior art.
도 1a을 참조하면, 기판(10) 상에 하드마스크용 절연막(12)/도전막(11)의 적층구조로 이루어진 도전패턴(G1)을 형성한다. 이어서, 도전패턴(G1) 상에 실리콘산화막(13)을 형성하고, 실리콘산화막(13)상에 하드마스크용 폴리실리콘막(14)을 형성한다. 이어서, 폴리실리콘막(14) 상에 포토레지스트 패턴(15)을 형성한다.Referring to FIG. 1A, a conductive pattern G1 having a stacked structure of an
이어서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(15)을 식각마스크로 폴리실리콘막(14)을 식각하여 하드마스크(14a)를 형성한다.
Subsequently, as shown in FIG. 1B, the
도 2는 하드마스크의 측면에 식각잔류물이 잔류하는 모습을 보여주는 TEM사진도이다.2 is a TEM photograph showing the etching residues remaining on the side of the hard mask.
도 2에 A에 도시된 바와 같이, 폴리실리콘막(14)을 식각 후, 폴리머와 같은 식각잔류물(R)이 하드마스크(14a)의 측면 및 노출된 실리콘산화막(13) 상에 존재하게 된다.As shown in FIG. 2A, after etching the
이어서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(15)을 제거하고, 하드마스크(14a)를 식각마스크로 실리콘산화막(13)을 식각하여 도전패턴(G1)의 도전막(11)이 노출되도록 콘택홀(C1)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 1C, the
도 3은 콘택홀이 낫오픈(Not-Open)된 모습을 보여주는 TEM사진도이다.3 is a TEM photograph showing a contact hole not-open (Not-Open).
도 3의 B에 도시된 바와 같이, 폴리실리콘막(14)의 식각 후, 남은 잔류물 및 실리콘산화막(13)의 식각 후, 남은 잔류물로 인하여 콘택홀(Con1)이 도전막(11)과 연결되지 못하고 낫오픈(Not-Open)됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 3B, after the etching of the
상기한 종래기술에 의한 반도체 소자의 제조 방법은 하드마스크를 형성하는 공정 후, 하드마스크의 측면 및 노출된 실리콘산화막 상에 남아 있는 식각잔류물이 외부로 완전히 제거되지 못하여 콘택홀 형성 후, 콘택홀의 낫오픈(Not-Open)을 유발하는 문제점이 있었다.
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the related art, after the process of forming the hard mask, the etch residues remaining on the side surfaces of the hard mask and the exposed silicon oxide film are not completely removed to the outside and the contact holes are formed. There was a problem that caused Not-Open.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 식각잔류물에 의한 콘택홀의 낫오픈(Not-Open)을 방지할 수 있는 반도체 소자의 제조 방법을 제공 하는데 그 목적이 있다.
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of preventing the not-open of a contact hole due to an etching residue.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 피식각층 상에 하드마스크용 폴리실리콘막을 형성하는 단계; 상기 폴리실리콘막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 상기 폴리실리콘막을 식각하여 하드마스크를 형성하는 단계; F(Flourine)를 포함하는 가스를 이용하여 상기 하드마스크의 측면 및 노출되는 상기 피식각층 상에 잔류하는 식각잔류물을 제거하는 단계; 및 적어도 상기 하드마스크를 식각마스크로 상기 피식각층을 식각하여 소정의 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of forming a polysilicon film for a hard mask on the etching layer; Forming a photoresist pattern on the polysilicon film; Etching the polysilicon layer using the photoresist pattern as an etch mask to form a hard mask; Removing etch residues remaining on the side of the hard mask and the exposed etching layer by using a gas including F (Flourine); And etching the etched layer using at least the hard mask as an etch mask to form a predetermined pattern.
상기 식각잔류물을 제거하는 단계에서, 상기 피식각층의 일부를 식각하여 패턴형성 영역을 정의한다.
In the removing of the etching residue, a portion of the etching layer is etched to define a pattern formation region.
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 도면을 참조하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. .
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 도시한 공정단면도이다.4A through 4D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
도 4a을 참조하면, 기판(40) 상에 하드마스크용 절연막(42)/도전막(41)의 적층구조로 이루어진 도전패턴(G1)을 형성한다. 이어서, 도전패턴(G1) 상에 실리콘산 화막(43)을 형성하고, 실리콘산화막(43) 상에 하드마스크용 폴리실리콘막(44)을 형성한다. 이어서, 폴리실리콘막(44) 상에 포토레지스트 패턴(45)을 형성한다.Referring to FIG. 4A, a conductive pattern G1 having a laminated structure of a hard
이어서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(45)을 식각마스크로 폴리실리콘막(44)을 식각하여 하드마스크(44a)를 형성한다. 4B, the
이때, 도 2에 A에 도시된 바와 같이, 폴리실리콘막(44)을 식각 후, 폴리머와 같은 식각잔류물(R)이 하드마스크(44a)의 측면 및 노출된 실리콘산화막(43) 상에 존재하게 된다.In this case, as shown in FIG. 2A, after etching the
이어서, 도 4c에 도시된 바와 같이, F(Flourine)를 포함하는 가스인 CF4가스를 이용하여 하드마스크(44a)의 측면 및 노출된 실리콘산화막(43) 상에 존재하는 식각잔류물(R)을 제거한다. 여기서, 식각잔류물(R)을 제거는 CF4가스에 Ar 및 O2가스를 더 포함하는 가스를 이용하여, 8초 내지 20초 동안 실시할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 4C, the etching residue R existing on the side of the
또한, 식각잔류물(R)을 제거공정에서 노출된 실리콘산화막(43)의 일부가 함께 제거되어 콘택홀 형성영역(Con2)을 정의한다. In addition, a portion of the
도 5는 하드마스크측면에 존재하는 식각잔류물이 제거된 모습을 보여 주는 TEM사진도이다.5 is a TEM photograph showing a state in which the etching residues present on the side of the hard mask are removed.
도 5의 C에 도시된 바와 같이, 하드마스크(44a)의 측면 및 노출된 실리콘산화막(43) 상에 존재하는 식각잔류물(R)을 제거함과 동시에 노출된 실리콘산화막(43)을 식각하여 종래기술에 의해 제조되는 콘택홀 보다 콘택홀의 형성영역을 증가시켜 콘택홀의 낫오픈(Not-Open)을 방지할 수 있다.
As shown in FIG. 5C, the exposed
이어서, 도 4d에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(45)을 제거하고, 하드마스크(44a)를 식각마스크로 실리콘산화막(43)을 식각하여 도전패턴(G4)의 도전막(41)이 노출되도록 콘택홀(Con3)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 4D, the
도 6은 콘택홀이 오픈(Open)된 모습을 보여주는 TEM사진도이다.6 is a TEM photograph showing a state in which a contact hole is opened.
도 6의 D에 도시된 바와 같이, 식각잔류물이 완전히 제거되어 콘택홀과 도전패턴과 접합하는 영역이 완전히 오픈(OPEN)됨을 알수 있다.As shown in FIG. 6D, it can be seen that the etching residue is completely removed to completely open the contact area between the contact hole and the conductive pattern.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의해야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the technical spirit 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 본 발명에 의하면, F(Flourine)를 포함하는 가스를 이용하여 하드마스크형성 후에 발생하는 식각잔류물을 제거함과 동시에 콘택홀의 형성영역을 증가시킴으로써, 콘택홀의 낫오픈(Not-Open)을 방지할 수 있다.According to the present invention described above, by using a gas containing F (Flourine) to remove the etching residues generated after the formation of the hard mask and at the same time increasing the contact hole forming area, to prevent the (Not-Open) of the contact hole can do.
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