KR20060082309A - Method of forming a metal line in semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 사상은 셀 영역의 소스 영역 및 드레인 영역, 주변회로 영역의 소스/드레인 영역 및 게이트 전극패턴이 각각 구비된, 반도체 기판 상에 소스 콘택 플러그 및 드레인 콘택 플러그를 형성하는 단계, 상기 드레인 콘택 플러그가 형성된 결과물 상에 제2 식각정지막 및 제3 층간 절연막을 순차적으로 형성한 후 패터닝하는 단계, 상기 결과물 전면에 비정질 절연막 및 무기 반사방지막을 순차적으로 형성하고, 상기 비정질 절연막에도 패터닝하는 단계, 상기 영역들이 패터닝된 비정질 절연막을 식각 정지막 및 식각 마스크로 사용함으로써, 상기 소스 콘택 플러그와 연결될 제1 금속콘택홀을 형성하고, 상기 드레인 콘택 플러그와 연결될 제2 금속콘택홀을 형성하고, 상기 주변회로영역의 소스/드레인 영역과 연결될 제3 금속콘택홀을 형성하고, 상기 주변회로영역의 게이트 전극 패턴과 연결될 제4 금속 콘택홀을 형성하는 단계 및 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 금속 콘택홀들 내부에만 도전막이 매립되도록 함으로써, 제1 금속배선, 제2 금속배선, 제3 금속배선 및 제4 금속배선의 형성공정을 완료하는 단계를 포함한다. The idea of the present invention is to form a source contact plug and a drain contact plug on a semiconductor substrate, each having a source region and a drain region of a cell region, a source / drain region of a peripheral circuit region, and a gate electrode pattern, wherein the drain contact Sequentially forming and patterning a second etch stop layer and a third interlayer insulating layer on a resultant product on which a plug is formed, and forming an amorphous insulating layer on the entire surface of the resultant product And sequentially forming an inorganic antireflection film, patterning the amorphous insulating film, and forming the first metal contact hole to be connected to the source contact plug by using the patterned amorphous insulating film as an etch stop film and an etching mask. A second metal contact hole to be connected to the drain contact plug, a third metal contact hole to be connected to a source / drain region of the peripheral circuit region, and a fourth metal contact to be connected to a gate electrode pattern of the peripheral circuit region Forming a hole and allowing the conductive film to be embedded only in the first, second, third and fourth metal contact holes, thereby forming the first metal wiring, the second metal wiring, the third metal wiring and the fourth metal wiring. And completing the forming process.
금속배선Metal wiring
Description
도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 반도체 소자의 금속배선 형성방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
1 to 5 are cross-sectional views illustrating a method for forming metal wirings of a semiconductor device according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
44: 카본계열의 비정질 산화막 44: carbon-based amorphous oxide film
46: 무기(in-organic) 반사방지막46: In-organic antireflection film
M1, M2, M3, M4; 금속배선
M1, M2, M3, M4; Metal wiring
본 발명은 반도체소자의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 소자의 금속배선 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for forming metal wiring of a semiconductor device.
최근 플래쉬 메모리소자의 제조방법에 있어서, 듀얼 다마신 공정을 이용하여 금속배선을 형성하는 공정을 수행하고 있다. Recently, in the method of manufacturing a flash memory device, a process of forming a metal wiring using a dual damascene process is performed.
상층 배선을 형성하는 금속배선 트렌치를 형성하고, 이 금속배선 트렌치를 하부 배선 또는 기판에 형성된 접합영역과 연결하는 금속 콘택홀을 형성하여 도전막을 채운 뒤에 평탄화 공정을 수행하여 금속배선 형성공정을 수행한다. A metal wiring trench for forming an upper layer wiring is formed, a metal contact hole for connecting the metal wiring trench with a junction region formed in a lower wiring or a substrate is formed to fill a conductive film, and then a planarization process is performed to form a metal wiring trench. .
그러나 셀 영역과 주변회로 영역에 동시에 형성되는 금속콘택홀 형성 공정시 각 영역들에 형성된 패턴(게이트 전극, 소스/드레인 영역)들의 서로 다른 간격들로 인해 콘택홀 형성의 불균일성, 패턴 불량, 콘택 낫오픈 등의 문제가 발생하게 된다.
However, due to the different spacing of the patterns (gate electrode, source / drain regions) formed in each region in the metal contact hole formation process formed at the same time in the cell region and the peripheral circuit region, nonuniformity of the contact hole formation, pattern defect, contact sickle Problems such as open will occur.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 패턴(게이트 전극 패턴 등)간의 간격이 서로 상이한 영역인 셀 영역과 주변회로 영역에 동시에 형성되는 금속콘택홀 형성 공정시 발생되는 콘택홀 형성의 불균일성, 패턴 불량, 콘택 낫오픈 등의 문제를 해결할 수 있도록 하는 반도체 소자의 금속배선 형성방법을 제공함에 있다.
An object of the present invention for solving the above problems is the nonuniformity of contact hole formation generated during the metal contact hole formation process, which is simultaneously formed in the cell region and the peripheral circuit region, which are the regions where the patterns (gate electrode patterns, etc.) are different from each other, The present invention provides a method for forming a metal wiring of a semiconductor device that can solve problems such as pattern defects, contact knock-opening, and the like.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사상은 제1 접합영역을 노출하는 제1 콘택 플러그와 상기 제1 콘택 플러그보다 높은 높이를 갖는, 상기 제1 접합영역과 다른 영역에 형성된 제2 접합영역을 노출하는 제2 콘택 플러그가 구비된 셀 영 역과, 상기 제1 및 제2 접합영역과 다른 영역에 형성된 제3 접합영역을 구비하는 주변회로 영역이 제공되는 반도체 기판을 형성하는 단계, 상기 반도체 기판 전면에 비정질 절연막 및 반사방지막을 순차적으로 형성하는 단계, 상기 반사방지막 및 비정질 절연막을 패터닝하여 상기 제1 콘택 플러그, 상기 제2 콘택플러그 및 상기 제3 접합영역을 각각 노출하는 제1 금속 콘택홀, 제2 금속 콘택홀 및 제3 금속 콘택홀을 각각 형성하는 단계 및 상기 제1, 제2, 및 제3 금속 콘택홀들 내부에만 도전막이 매립되도록 함으로써, 제1 금속배선, 제2 금속배선 및 제3 금속배선의 형성공정을 완료하는 단계를 포함한다.An object of the present invention for achieving the above object is to provide a first contact plug exposing a first joining region and a second joining region formed in a region different from the first joining region having a height higher than that of the first contact plug. Forming a semiconductor substrate provided with a cell region having an exposed second contact plug and a peripheral circuit region having a third junction region formed in a region different from the first and second junction regions, the front surface of the semiconductor substrate Sequentially forming an amorphous insulating film and an antireflection film in the first metal contact hole exposing the first contact plug, the second contact plug, and the third junction region by patterning the antireflection film and the amorphous insulating film, respectively; Forming a second metal contact hole and a third metal contact hole, and allowing the conductive film to be embedded only in the first, second and third metal contact holes, respectively. Comprising the steps of forming the first metal wiring, the second metal wiring and the third metal wiring.
상기 비정질 절연막은 카본 계열의 비정질 산화막인 것을 포함하는 것이 바람직하다. Preferably, the amorphous insulating film includes a carbon-based amorphous oxide film.
상기 반사방지막은 무기 반사방지막인 것을 포함하는 것이 바람직하다. It is preferable that the antireflection film includes an inorganic antireflection film.
상기 제1 또는 제2 접합영역은 상기 셀 영역의 소스 영역인 것이 바람직하다. Preferably, the first or second junction region is a source region of the cell region.
상기 제1 또는 제2 접합영역은 상기 셀 영역의 드레인 영역인 것이 바람직하다. Preferably, the first or second junction region is a drain region of the cell region.
상기 제3 접합영역은 상기 주변회로 영역의 소스/드레인영역인 것이 바람직하다. Preferably, the third junction region is a source / drain region of the peripheral circuit region.
상기 제2 콘택 플러그가 상기 제1 콘택 플러그보다 높은 높이를 갖는 것은 상기 제1 콘택 플러그 상에 한 층이상의 층간 절연막이 형성된 후 상기 제2 콘택 플러그가 형성되도록 하기 때문인 것이 바람직하다. Preferably, the second contact plug has a height higher than that of the first contact plug because the second contact plug is formed after at least one interlayer insulating film is formed on the first contact plug.
상기 제3 접합영역을 노출하는 제3 금속 콘택홀은 상기 제2 콘택 플러그와 상기 비정질 절연막 및 반사방지막의 높이가 합쳐진 높이 정도인 것이 바람직하다. The third metal contact hole exposing the third junction region is preferably about the height of the sum of the heights of the second contact plug, the amorphous insulating film, and the anti-reflection film.
상기 제1 금속 콘택홀은 상기 제1 콘택 플러그 상에 형성된 상기 층간 절연막의 높이 및 상기 비정질 절연막 및 반사방지막의 높이가 합쳐진 높이 정도인 것이 바람직하다. The first metal contact hole may be about the height of the height of the interlayer insulating film formed on the first contact plug and the height of the amorphous insulating film and the antireflection film.
본 발명의 또 다른 사상은 셀 영역의 소스 영역 및 드레인 영역, 주변회로 영역의 소스/드레인 영역 및 게이트 전극패턴이 각각 구비된, 반도체 기판 상에 제1 층간 절연막을 형성하고 상기 제1 층간 절연막을 패터닝하여 상기 셀 영역의 소스영역을 노출하는 소스 콘택홀을 형성한 후 상기 소스 콘택홀 내부만을 매립하도록 도전막을 형성하여 소스 콘택 플러그를 형성하는 단계, 상기 소스 콘택 플러그가 형성된 결과물 상에 제1 식각정지막 및 제2 층간 절연막을 순차적으로 형성하고, 상기 제2 층간 절연막 및 상기 제1 식각정지막을 패터닝하여 상기 셀영역의 드레인 영역을 노출하는 드레인 콘택홀을 형성한 후 상기 드레인 콘택홀 내부만을 매립하도록 도전막을 형성하여 드레인 콘택 플러그를 형성하는 단계, 상기 드레인 콘택 플러그가 형성된 결과물 상에 제2 식각정지막 및 제3 층간 절연막을 순차적으로 형성한 후, 상기 소스 콘택 플러그와 연결될 금속배선이 형성될 영역, 상기 드레인 콘택 플러그와 연결될 금속배선이 형성될 영역, 상기 주변회로영역의 소스/드레인영역과 연결될 금속배선이 형성될 영역 및 상기 주변회로영역의 게이트 전극 패턴과 연결될 금속배선이 형성될 영역을 상기 제3 층간 절연막 및 상기 제2 식각 정지막에 각각 패터닝하는 단계, 상기 결과물 전면에 비정질 절연막 및 무기 반사방지 막을 순차적으로 형성하고, 상기 소스 콘택 플러그와 연결될 금속배선이 형성될 영역, 상기 드레인 콘택 플러그와 연결될 금속배선이 형성될 영역, 상기 주변회로영역의 소스/드레인 영역과 연결될 금속배선이 형성될 영역 및 상기 주변회로영역의 게이트 전극 패턴과 연결될 금속배선이 형성될 영역을 상기 비정질 절연막에도 패터닝하는 단계, 상기 영역들이 패터닝된 비정질 절연막을 식각 정지막 및 식각 마스크로 사용함으로써, 상기 제2 층간 절연막 및 상기 제1 식각 정지막을 식각하여 상기 소스 콘택 플러그와 연결될 제1 금속콘택홀을 형성하고, 상기 드레인 콘택 플러그와 연결될 제2 금속콘택홀을 형성하고, 상기 제2 층간 절연막, 제1 식각정지막 및 제1 층간 절연막을 식각하여 상기 주변회로영역의 소스/드레인 영역과 연결될 제3 금속콘택홀을 형성하고, 상기 제2 층간 절연막, 제1 식각 정지막 및 제1 층간 절연막을 식각하여 상기 주변회로영역의 게이트 전극 패턴과 연결될 제4 금속 콘택홀을 형성하는 단계 및 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 금속 콘택홀들 내부에만 도전막이 매립되도록 함으로써, 제1 금속배선, 제2 금속배선, 제3 금속배선 및 제4 금속배선의 형성공정을 완료하는 단계를 포함한다. Another idea of the present invention is to form a first interlayer insulating film on a semiconductor substrate, each having a source region and a drain region of a cell region, a source / drain region of a peripheral circuit region, and a gate electrode pattern, and forming the first interlayer insulating layer. Forming a source contact hole by patterning the source contact hole exposing the source region of the cell region, and then forming a source contact plug by forming a conductive layer to fill only the inside of the source contact hole, and forming a source contact plug on the resultant on which the source contact plug is formed. A stop layer and a second interlayer insulating layer are sequentially formed, and the second interlayer insulating layer and the first etch stop layer are patterned to form a drain contact hole exposing the drain region of the cell region, and then filling only the inside of the drain contact hole. Forming a drain contact plug by forming a conductive film so that the drain contact plug is formed After the second etch stop layer and the third interlayer insulating film are sequentially formed on the substrate, a region in which metal wiring to be connected to the source contact plug is to be formed, a region in which a metal wiring to be connected to the drain contact plug are to be formed, and the peripheral circuit region is formed. Patterning the region where the metal interconnection to be connected to the source / drain region and the region where the metal interconnection to be connected to the gate electrode pattern of the peripheral circuit region are to be formed on the third interlayer insulating layer and the second etch stop layer, respectively; Amorphous insulating film on the front And sequentially forming an inorganic antireflection film, a region in which a metal wiring to be connected to the source contact plug is formed, a region in which a metal wiring to be connected to the drain contact plug are formed, and a metal wiring to be connected to a source / drain region of the peripheral circuit region. Patterning the region to be formed and the region in which the metal wiring to be connected to the gate electrode pattern of the peripheral circuit region are to be formed in the amorphous insulating layer, and using the amorphous insulating pattern in which the regions are patterned as an etch stop layer and an etching mask. Etching the interlayer insulating layer and the first etch stop layer to form a first metal contact hole to be connected to the source contact plug, forming a second metal contact hole to be connected to the drain contact plug, and forming the second interlayer insulating layer and first etching The stop layer and the first interlayer insulating layer are etched and connected to the source / drain regions of the peripheral circuit region. Forming a third metal contact hole and etching the second interlayer insulating layer, the first etch stop layer, and the first interlayer insulating layer to form a fourth metal contact hole to be connected to the gate electrode pattern of the peripheral circuit region; Completing the process of forming the first metal wiring, the second metal wiring, the third metal wiring, and the fourth metal wiring by allowing the conductive film to be embedded only in the first, second, third and fourth metal contact holes. do.
상기 비정질 절연막은 카본 계열의 비정질 산화막인 것이 바람직하다. The amorphous insulating film is preferably a carbon-based amorphous oxide film.
상기 소스 콘택 플러그와 연결될 금속배선이 형성될 영역, 상기 드레인 콘택 플러그와 연결될 금속배선이 형성될 영역, 상기 주변회로영역의 소스/드레인 영역과 연결될 금속배선이 형성될 영역 및 상기 주변회로영역의 게이트 전극 패턴과 연결될 금속배선이 형성될 영역을 상기 비정질 절연막에도 패터닝하는 단계는 상기 무기 반사방지막 상부에 상기 소스 콘택 플러그와 연결될 금속배선이 형성될 영역, 상기 드레인 콘택 플러그와 연결될 금속배선이 형성될 영역, 상기 주변회로영역의 소스/드레인 영역과 연결될 금속배선이 형성될 영역 및 상기 주변회로영역의 게이트 전극 패턴과 연결될 금속배선이 형성될 영역을 정의할 패턴들을 각각 형성하는 단계, 상기 패턴들을 식각 마스크로 상기 무기반사방지막을 식각하여 패터닝하는 단계 및 상기 패턴들 및 패터닝된 무기 반사방지막을 식각 마스크로 상기 비정질 절연막을 식각하는 단계를 통해 수행되는 것이 바람직하다.
A region where a metal wiring to be connected to the source contact plug is to be formed, a region where a metal wiring to be connected to the drain contact plug is to be formed, a region where a metal wiring to be connected to the source / drain region of the peripheral circuit region is to be formed, and a gate of the peripheral circuit region. The patterning of the region in which the metal wiring to be connected to the electrode pattern is to be formed in the amorphous insulating film may include forming a region in which the metal wiring to be connected to the source contact plug is to be formed and a region in which the metal wiring to be connected to the drain contact plug is to be formed. Forming patterns for defining regions in which metal wirings to be connected to the source / drain regions of the peripheral circuit region and regions in which metal wirings to be connected to the gate electrode pattern of the peripheral circuit region are formed, and etching the patterns. Etching and patterning the inorganic anti-reflective coating layer Preferably, the amorphous insulating film is etched using the turns and the patterned inorganic anti-reflection film as an etching mask.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있지만 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되어지는 것이다. 또한 어떤 막이 다른 막 또는 반도체 기판의 '상'에 있다 또는 접촉하고 있다 라고 기재되는 경우에, 상기 어떤 막은 상기 다른 막 또는 반도체 기판에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는 그 사이에 제 3의 막이 개재되어질 수도 있다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, but the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. In addition, when a film is described as being on or in contact with another film or semiconductor substrate, the film may be in direct contact with the other film or semiconductor substrate, or a third film is interposed therebetween. It may be done.
도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 반도체 소자의 금속배선 형성방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 1 to 5 are cross-sectional views illustrating a method for forming metal wirings of a semiconductor device according to the present invention.
도 1을 참조하면, 셀 영역(A) 및 주변회로 영역(B)으로 구분 정의된 반도체 기판(10)상에 터널 산화막용 절연막(14), 플로팅 게이트 전극용 제1 폴리 실리콘막 (16), ONO막(18), 콘트롤 게이트 전극용 제2 폴리 실리콘막(20) 및 텅스텐 실리사이드막(22)을 순차적으로 형성한다. Referring to FIG. 1, an
상기 텅스텐 실리사이드막(20) 상에 게이트 전극용 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성하고, 이를 식각마스크로 상기 텅스텐 실리사이드막(22), 콘트롤 게이트 전극용 제2 폴리 실리콘막(20), ONO막(18), 플로팅 게이트 전극용 제1 폴리 실리콘막(16), 터널 산화막용 절연막(14)을 식각하여 패터닝하여, 게이트 전극 패턴을 형성한다. A photoresist pattern (not shown) for a gate electrode is formed on the
상기 게이트 전극 패턴은, 상기 셀 영역(A)에는 셀 트랜지스터(CT), SSL용 게이트 전극 패턴(SSL), DSL용 게이트 전극 패턴(DSL)이 형성되고, 상기 주변회로 영역(B)에는 주변회로용 게이트 전극 패턴(PT)이 형성된다. In the gate electrode pattern, a cell transistor CT, a gate electrode pattern SSL for SSL, and a gate electrode pattern DSL for DSL are formed in the cell region A, and a peripheral circuit is formed in the peripheral circuit region B. A gate electrode pattern PT is formed.
상기 게이트 전극 패턴들이 구비된 결과물 전면에 이온주입공정을 수행하여 제1 접합영역(24a)을 형성한다. The
상기 게이트 전극 패턴들이 형성된 결과물 전면에 질화막을 형성한 후 상기 질화막에 에치백 공정을 수행하여, 상기 주변회로용 게이트 전극 패턴(PT)의 양측벽, DSL(drain select line)용 게이트 전극 패턴(DSL)의 일측벽, SSL(source select line)용 게이트 전극 패턴(SSL)의 일측벽에 스페이서(26)를 형성한다. 또한, 상기 질화막은 셀트랜지스터와 셀트랜지스터, DSL용 게이트 전극 패턴(DSL)의 일측벽 및 셀트랜지스터, SSL용 게이트 전극 패턴(SSL)의 일측벽 및 셀 트랜지스터 사이에 매립되어 이들간을 절연시킨다. After the nitride film is formed on the entire surface of the resultant gate electrode pattern formed thereon, an etch back process is performed on the nitride film, so that both side walls of the peripheral circuit gate electrode pattern PT and the gate select pattern (DSL) gate electrode pattern DSL are formed. The
이어서, 상기 주변회로 영역만 노출되도록 한 후 이온주입공정을 수행하여, 상기 제1 접합영역(24a)이 형성된 인접영역의 반도체 기판에 제2 접합영역(24b)을 형성한다. Subsequently, after only the peripheral circuit region is exposed, an ion implantation process is performed to form a
이어서, 상기 주변회로용 게이트 전극 패턴(PT)을 식각하여 버팅(butting)콘택홀을 형성하기 위한 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성하고, 이 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 식각 공정을 수행하여, ONO막이 노출되는 버팅 콘택홀을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴(미도시)을 제거하는 에싱 공정을 수행한다. Subsequently, a photoresist pattern (not shown) is formed to etch the peripheral electrode gate electrode pattern PT to form a butting contact hole, and the photoresist pattern is etched using an etching mask. A butting contact hole through which the ONO film is exposed is formed. An ashing process for removing the photoresist pattern (not shown) is performed.
상기 주변회로용 게이트 전극 패턴에 버팅 콘택홀이 형성된 결과물 전면에 산화공정을 수행하여 버퍼 산화막(미도시)을 형성하고, 상기 버퍼 산화막(미도시)에 SAC용 질화막(28)을 형성한다. An oxidation process is performed on the entire surface of the resultant substrate in which the butting contact hole is formed in the gate electrode pattern for the peripheral circuit, and a buffer oxide layer (not shown) is formed, and the
상기 형성된 버퍼 산화막(미도시) 및 SAC용 질화막(28)이 형성된 결과물 전면에 HDP 산화막과 같은 제1 층간 절연막(30)을 형성하고, 트렌치형의 소스 콘택이 정의되도록 상기 HDP 산화막(30)상부에 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한 후 이를 식각 마스크로 식각 공정을 수행하여 접합영역(24a)이 노출되는 트렌치형의 소스 콘택홀(미도시)을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴(미도시)을 제거하는 에싱공정을 수행한다. The first
상기 소스 콘택홀(미도시)이 형성된 결과물 전면에 텅스텐 실리사이드막이 포함된 막을 형성하고, 제1 층간 절연막(31)이 노출될 때까지 CMP 공정과 같은 평탄화 공정을 수행하여, 소스 콘택(32)을 형성한다. A layer including a tungsten silicide layer is formed on the entire surface of the resultant in which the source contact hole (not shown) is formed, and a planarization process such as a CMP process is performed until the first interlayer insulating layer 31 is exposed to form a
상기 소스 콘택(32)이 형성된 결과물 전면에 제1 식각 정지막(34), 제2 층간 절연막(36)을 형성하고, 트렌치형의 드레인 콘택이 정의되도록 상기 층간 절연막 (36)상부에 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한 후 이를 식각 마스크로 식각 공정을 수행하여 접합영역(24a)이 노출되는 트렌치형의 드레인 콘택홀(미도시)을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴(미도시)을 제거하는 에싱공정을 수행한다. 상기 드레인 콘택홀이 형성된 결과물 전면에 금속물질을 형성하고, 식각 정지막(38)이 노출될 때까지 CMP 공정과 같은 평탄화 공정을 수행하여, 드레인 콘택(40)을 형성한다. A first
이어서, 상기 드레인 콘택(40)이 형성된 결과물 상에 제2 식각 정지막(38) 및 제3 층간 절연막(42)을 순차적으로 형성하고, 상기 형성된 제3 층간 절연막(42) 의 소정 영역에 금속 콘택 트렌치를 형성하기 위한 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성하고, 이를 식각 마스크로 제3 층간 절연막(42), 제2 식각 정지막(38)을 식각하여, 제1, 제2, 제3 및 제4 금속 배선 트렌치(MTP1, MTP2,MTP3,MTP4)를 형성한다. Subsequently, a second
상기 제1, 제2, 제3 및 제4 금속 배선 트렌치(MTP1, MTP2,MTP3,MTP4)는 비트라인인 금속배선이 형성될 영역을 정의하기 위한 트렌치이다. The first, second, third and fourth metal wiring trenches MTP1, MTP2, MTP3, and MTP4 are trenches for defining regions in which metal wirings, which are bit lines, are to be formed.
도 2를 참조하면, 상기 결과물 전면에 카본계열의 비정질 산화막(44) 및 무기(in-organic) 반사방지막(46)을 순차적으로 형성한다. 이어서, 상기 카본계열의 비정질 산화막(44) 및 무기 반사방지막(46) 상에도 상기 금속콘택 트렌치 형성용 패턴이 형성되도록 하기 위해, 상기 무기 반사방지막(46)상에 포토레지스트 패턴(PR)을 형성한다. Referring to FIG. 2, a carbon-based
상기 카본 계열의 비정질 산화막(44)은 상기 형성된 금속 콘택 트렌치 내부가 매립되도록 하는 두께이상으로 형성된다.
The carbon-based
또한, O2 처리에 의해 하부에 증착된 카본 계열의 비정질 산화막의 손상이 용이하므로 상기 콘택홀 형성을 위한 식각 공정시 상기 카본 계열의 비정질 산화막이 손상되는 것을 방지하기 위해 상기 무기반사방지막(46)을 증착하게 된다. In addition, since it is easy to damage the carbon-based amorphous oxide film deposited under the O 2 treatment, the inorganic
또한, 카본 계열의 비정질 산화막은 산화막과 폴리 실리콘막과 같은 도전막간의 10: 1 정도 높은 선택 식각비를 가지고 있으며, 0.5% 이하의 낮은 반사율을 유지하여 CD(임계치수: critical dimension) 콘트롤에 용이한 특성이 있고, 패턴의 밀집도에 영향이 적음으로써, 패턴(게이트 전극 패턴 등)간의 간격이 서로 상이한 영역인 셀 영역과 주변회로 영역에 동시에 형성되는 금속콘택 형성 공정시 발생되는 콘택 형성의 불균일성, 패턴 불량, 콘택 낫오픈 등의 문제를 해결할 수 있게 된다. In addition, the carbon-based amorphous oxide film has a selectivity ratio of about 10: 1 higher between the oxide film and the conductive film such as the polysilicon film, and maintains a low reflectance of 0.5% or less for easy CD (critical dimension) control. One characteristic is that the density of the pattern is less affected, so that the nonuniformity of contact formation generated during the metal contact formation process, which is simultaneously formed in the cell region and the peripheral circuit region, in which the intervals between the patterns (gate electrode patterns, etc.) are different from each other, It is possible to solve problems such as a pattern defect and contact open.
한편, 상기 형성되는 포토레지스트 패턴(PR)은 상기 카본 계열의 비정질 산화막(44)과 무기 반사방지막(46)의 증착이 갖는 높은 식각 선택비를 감안하면 종래의 금속배선 트렌치가 형성되도록 하는 포토레지스트 패턴의 두께보다 낮출 수 있게 되어, 종래보다 미세한 금속배선 트렌치를 구현할 수 있게 된다. On the other hand, the photoresist pattern PR to be formed is a photoresist for forming a conventional metal wiring trench in view of the high etching selectivity of the deposition of the carbon-based
도 3을 참조하면, 상기 형성된 포토레지스트 패턴(PR)을 식각 마스크로 무기 반사방지막(46)을 식각하여 무기 반사방지막(46)을 패터닝한다. 이어서, 상기 포토레지스트 패턴(PR) 및 무기 반사방지막(46)을 식각 마스크로 상기 카본 계열의 비정질 산화막(44)을 식각하여 카본 계열의 비정질 산화막(44)에 제1, 제2, 제3 및 제4 금속배선 트렌치(MTP1, MTP2, MTP3, MTP4)가 형성되도록 하고, 이 패턴들의 형 성으로 인해, 상기 도 1의 제3 층간 절연막(42), 제2 식각 정지막(38)에 형성되었던 금속배선 트렌치(MTP1, MTP2, MTP3, MTP4)가 노출된다. Referring to FIG. 3, the
상기 제1 금속배선 트렌치(MTP1)는 셀영역(A) 상의 소스 콘택을 노출하기 위한 금속배선이 정의될 영역에 형성되고, 상기 제2 금속배선 트렌치(MTP2)는 상기 셀영역(A)상의 드레인 콘택을 노출하기 위한 금속배선이 정의될 영역에 형성되고, 제3 금속배선 트렌치(MTP3)는 주변회로 영역(B)상의 소스 또는 드레인 영역을 노출하기 위한 금속배선이 정의될 영역에 형성되고, 제4 금속콘택 트렌치 형성용 패턴(MTP4)은 주변회로 영역(B)상의 게이트전극을 노출하기 위한 금속배선이 정의될 영역에 형성된다. The first metal wiring trench MTP1 is formed in a region where a metal wiring for exposing a source contact on the cell region A is defined, and the second metal wiring trench MTP2 is a drain on the cell region A. The metal wiring for exposing the contact is formed in the region to be defined, and the third metal wiring trench MTP3 is formed in the region in which the metal wiring for exposing the source or drain region on the peripheral circuit region B is defined. The metal contact trench forming pattern MTP4 is formed in a region where a metal wiring for exposing the gate electrode on the peripheral circuit region B is defined.
도 4를 참조하면, 상기 형성된 제1, 제3 및 제4 금속배선 트렌치(MTP1, MTP2, MTP4)를 식각 마스크로 사용하여 식각공정을 수행한다. Referring to FIG. 4, an etching process is performed using the first, third and fourth metal interconnection trenches MTP1, MTP2, and MTP4 formed as etching masks.
이로써, 셀 영역(A)의 소스 콘택을 노출하되, 소스 콘택의 상부에 형성된 제2 층간 절연막(36) 및 제1 식각정지막(34)이 식각되어, 상부의 제1 금속배선 트렌치와 접촉된 소스콘택노출용 금속콘택홀(MT1)이 형성되고, 상기 제2 층간절연막(36), 제1 식각정지막(34) 및 제1 층간절연막(32)이 식각되어 주변회로 영역의 소스 또는 드레인(24b)노출용 금속콘택홀(MT3)이 형성되고, 상기 제2 층간절연막(36), 제1 식각정지막(34) 및 제1 층간절연막(32)이 식각되어 주변회로 영역의 게이트전극노출용 금속콘택홀(MT4)이 각각 형성된다. As a result, the source contact of the cell region A is exposed, but the second
상기 소스 또는 드레인 노출용 금속콘택홀(MT3) 및 게이트전극노출용 금속콘택홀(MT4)은 상기 형성된 제3 및 제4 금속배선 트렌치(MTP3, MTP4)를 식각 마스크 로 하부의 막질들을 식각하여 형성된다. The metal contact hole MT3 for exposing the source or drain and the metal contact hole MT4 for exposing the gate electrode are formed by etching the lower layers with the formed third and fourth metal wiring trenches MTP3 and MTP4 as an etch mask. do.
한편, 상기 금속콘택홀(MTP1, MTP3, MTP4)을 식각마스크로 사용한 식각 공정시, 카본 계열의 비정질 산화막(44)은 식각정지막으로써의 기능을 수행한다. On the other hand, during the etching process using the metal contact holes (MTP1, MTP3, MTP4) as an etching mask, the carbon-based
도 5를 참조하면, 상기 형성된 소스콘택노출용 금속콘택홀(MT1), 드레인콘택 노출용 금속콘택홀(MT2), 주변회로영역의 소스 또는 드레인노출용 금속콘택홀(MT3) 및 주변회로 영역의 게이트전극노출용 금속콘택홀(MT4)이 포함된 결과물 전면에 구리 또는 알루미늄과 같은 도전막을 형성하고, 상기 제2 층간 절연막이 노출될 때까지 CMP 공정과 같은 평탄화 공정을 수행함으로써, 소스콘택 노출용 금속배선(M1), 드레인 콘택 노출용 금속배선(M2), 주변회로영역의 소스 또는 드레인 노출용 금속배선(M3) 및 주변회로 영역의 게이트 전극 노출용 금속 배선(M4)의 형성공정을 완료한다. Referring to FIG. 5, the formed source contact exposure metal contact hole MT1, drain contact exposure metal contact hole MT2, peripheral circuit region source or drain exposure metal contact hole MT3, and peripheral circuit region Source contact exposure is formed by forming a conductive film such as copper or aluminum on the entire surface of the resultant product including the metal contact hole MT4 for gate electrode exposure, and performing a planarization process such as a CMP process until the second interlayer insulating film is exposed. The process of forming the metal wiring M1, the drain contact metal wiring M2, the source or drain exposure metal wiring M3 in the peripheral circuit region and the gate electrode exposure metal wiring M4 in the peripheral circuit region is completed. .
본 발명에 의하면, 상기 카본 계열의 비정질 산화막 및 무기 반사방지막의 증착한 후 금속콘택홀 형성을 위한 식각공정을 수행함으로써, 패턴(게이트 전극 패턴 등)간의 간격이 서로 상이한 영역에 동시에 형성되는 금속콘택 형성 공정시 발생되는 콘택 형성의 불균일성, 패턴 불량, 콘택 낫오픈 등의 문제를 해결할 수 있게 된다. According to the present invention, by depositing the carbon-based amorphous oxide film and the inorganic anti-reflection film and performing an etching process for forming a metal contact hole, the metal contact is formed at the same time in the area between the pattern (gate electrode pattern, etc.) different from each other It is possible to solve problems such as non-uniformity of contact formation, poor pattern, and open contact which are generated during the formation process.
또한, 카본 계열의 비정질 산화막을 증착하여 금속콘택홀 형성공정에 적용함으로써, 패턴의 밀집도에 영향이 적고 산화막과 폴리 실리콘막과 같은 도전막간의 10: 1 정도 높은 선택 식각비를 가지고 있으므로 인해, 종래의 금속배선 트렌치가 형성되도록 하는 포토레지스트 패턴의 두께보다 낮출 수 있게 되어, 종래보다 미세 한 금속배선 트렌치를 구현할 수 있게 된다. In addition, by depositing a carbon-based amorphous oxide film and applying it to the metal contact hole forming process, the pattern has a small influence on the density of the pattern and has a selective etching ratio of about 10: 1 between the oxide film and the conductive film such as the polysilicon film. The metallization trench can be lower than the thickness of the photoresist pattern to be formed, it is possible to implement a finer metallization trench than conventional.
또한, 카본 계열의 비정질 산화막 및 무기 반사방지막은 0.5% 이하의 낮은 반사율을 유지하여 유기 반사방지막의 사용시보다 CD(임계치수: critical dimension) 콘트롤에 용이한 특성이 있다.
In addition, the carbon-based amorphous oxide film and the inorganic antireflection film maintain a low reflectance of 0.5% or less, and thus are easier to control the critical dimension (CD) than when the organic antireflection film is used.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 상기 카본 계열의 비정질 산화막 및 무기 반사방지막의 증착한 후 금속콘택홀 형성을 위한 식각공정을 수행함으로써, 패턴의 밀집도에 영향이 적고, 패턴(게이트 전극 패턴 등)간의 간격이 서로 상이한 영역에 동시에 형성되는 금속콘택홀 형성 공정시 발생되는 콘택 형성의 불균일성, 패턴 불량, 콘택 낫오픈 등의 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, by depositing the carbon-based amorphous oxide film and the inorganic anti-reflection film and performing an etching process for forming a metal contact hole, the pattern density (gate electrode pattern, etc.) is less affected. There is an effect that can solve problems such as non-uniformity of contact formation, pattern defect, contact open, etc. generated during the metal contact hole forming process formed at the same time between the gaps.
또한, 카본 계열의 비정질 산화막을 증착하여 금속콘택홀 형성공정에 적용함으로써, 산화막과 폴리 실리콘막과 같은 도전막간의 10: 1 정도 높은 선택 식각비를 가지고 있으므로 인해, 종래의 금속배선 트렌치가 형성되도록 하는 포토레지스트 패턴의 두께보다 낮출 수 있게 되어, 종래보다 미세한 금속배선 트렌치를 구현할 수 있는 효과가 있다. In addition, by depositing a carbon-based amorphous oxide film and applying it to a metal contact hole forming process, the metallization trench has a high selectivity ratio of about 10: 1 between the oxide film and the conductive film such as a polysilicon film. It can be lower than the thickness of the photoresist pattern, there is an effect that can implement a finer metal wiring trench than conventional.
또한, 카본 계열의 비정질 산화막 및 무기 반사방지막은 0.5% 이하의 낮은 반사율을 유지하여 유기 반사방지막의 사용시보다 CD(임계치수: critical dimension) 콘트롤에 용이한 효과가 있다. In addition, the carbon-based amorphous oxide film and the inorganic anti-reflection film maintain a low reflectance of 0.5% or less, which is easier to control the critical dimension (CD) than when the organic anti-reflection film is used.
본 발명은 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기 술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다. Although the present invention has been described in detail only with respect to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that modifications and variations can be made within the scope of the technical idea of the present invention, and such modifications or changes are defined in the claims of the present invention. Will belong.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050002830A KR20060082309A (en) | 2005-01-12 | 2005-01-12 | Method of forming a metal line in semiconductor device |
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KR1020050002830A KR20060082309A (en) | 2005-01-12 | 2005-01-12 | Method of forming a metal line in semiconductor device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101173478B1 (en) * | 2006-09-29 | 2012-08-14 | 에스케이하이닉스 주식회사 | Method for fabricating semiconductor device |
-
2005
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