KR20060095610A - Method of forming landing plug poly of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 랜딩 플러그 폴리 형성방법을 개시한다. 개시된 본 발명에 따른 반도체 소자의 랜딩 플러그 폴리 형성방법은, 수개의 게이트가 형성된 실리콘 기판을 제공하는 단계; 상기 게이트를 덮도록 기판 전면 상에 스페이서용 질화막을 증착하는 단계; 상기 스페이서용 질화막을 식각하여 게이트들의 양측벽에 질화막 스페이서를 형성함과 아울러 게이트들 사이의 기판 부분을 노출시키는 단계; 상기 기판 결과물 상에 게이트들 사이의 기판 부분을 매립하도록 폴리실리콘막을 증착하는 단계; 상기 게이트가 노출될 때까지 폴리실리콘막을 CMP하는 단계; 상기 기판 결과물 상에 콘택 지역 이외의 기판 부분을 노출시키는 마스크 패턴을 형성하는 단계; 상기 마스크 패턴을 이용해서 상기 기판 결과물에 대해 자기정렬콘택 식각공정을 진행하여 콘택 지역 이외의 폴리실리콘막을 제거하는 단계; 상기 기판 결과물 상에 층간절연막을 증착하는 단계; 및 상기 게이트들이 노출될 때까지 상기 기판 결과물을 CMP하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a method for forming a landing plug poly of a semiconductor device. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of forming a landing plug poly of a semiconductor device, the method including: providing a silicon substrate on which several gates are formed; Depositing a nitride film for a spacer on an entire surface of the substrate to cover the gate; Etching the nitride film for spacers to form nitride film spacers on both sidewalls of the gates, and exposing a substrate portion between the gates; Depositing a polysilicon film to bury a substrate portion between gates on the substrate resultant; CMPing the polysilicon film until the gate is exposed; Forming a mask pattern on the substrate result that exposes a portion of the substrate other than a contact region; Performing a self-aligned contact etching process on the substrate resultant using the mask pattern to remove a polysilicon layer other than a contact region; Depositing an interlayer insulating film on the substrate resultant; And CMP the substrate resultant until the gates are exposed.
Description
도 1a 내지 도 1d는 종래기술에 따른 반도체 소자의 랜딩 플러그 폴리 형성방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.1A to 1D are cross-sectional views of processes for describing a method for forming a landing plug poly of a semiconductor device according to the related art.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 반도체 소자의 랜딩 플러그 폴리 형성방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.2A to 2E are cross-sectional views of processes for describing a method for forming a landing plug poly of a semiconductor device according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
21: 반도체 기판 23: 게이트 하드마스크21: semiconductor substrate 23: gate hard mask
24: 게이트 전극 27: 스페이서용 질화막24: gate electrode 27: nitride film for spacer
28: 랜딩 플러그 폴리 31: 층간절연막28: landing plug poly 31: interlayer insulating film
본 발명은 반도체 소자의 랜딩 플러그 폴리 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정단계의 단축과 아울러 생산비용을 절감할 수 있는 반도체 소자의 랜딩 플러그 폴리 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a landing plug poly of a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming a landing plug poly of a semiconductor device capable of shortening a process step and reducing a production cost.
반도체 소자의 고집적화가 진행됨에 따라, 반도체 소자의 제조시 한정된 공 간에 더 많은 단위 셀들을 구비시키기 위하여, 단위 셀의 실질적인 면적의 감소와 더불어, 콘택 사이즈의 크기도 함께 감소되고 있다. 이에 따라, 실리콘 기판과 비트라인 및 상기 실리콘 기판과 캐패시터 사이를 전기적으로 연결하기 위한 콘택홀의 형성에 큰 어려움을 겪고 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위한 하나의 기술로서 자기정렬콘택(Self Aligned Contact:이하 SAC) 공정 기술이 제안되었다.As the integration of semiconductor devices proceeds, in order to have more unit cells in a limited space in the manufacture of semiconductor devices, the size of the contact size is also reduced along with the reduction of the substantial area of the unit cells. Accordingly, there is a great difficulty in forming a contact hole for electrically connecting the silicon substrate and the bit line and the silicon substrate and the capacitor, and a self-aligned contact as a technique for solving the problem. SAC) process technology has been proposed.
상기 SAC 기술은 비트라인 및 캐패시터가 형성될 셀 영역 부분을 노출시키는 콘택홀(Landing Plug Contact:이하 LPC)을 형성한 후, 상기 콘택홀을 비트라인용 및 캐패시터용 랜딩 플러그 폴리(Landing Plug Poly:LPP)로 매립함으로써, 후속에서 형성될 비트라인 및 캐패시터와 실리콘 기판간의 전기적 연결이 용이하게 되도록 한다.The SAC technology forms a landing plug contact (hereinafter referred to as LPC) that exposes a portion of a cell region in which a bit line and a capacitor are to be formed, and then connects the contact hole to a landing plug poly for a bit line and a capacitor. LPP) facilitates the electrical connection between the silicon substrate and the bitline and capacitor to be formed subsequently.
도 1a 내지 도 1d는 종래의 반도체 소자의 랜딩 플러그 폴리 형성공정을 나타낸 단면도이다.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a landing plug poly forming process of a conventional semiconductor device.
도 1a를 참조하면, 반도체 기판(1) 상에 게이트산화막(도시안됨),폴리실리콘막, 텅스텐막 및 게이트 하드마스크(3)로 이루어진 게이트(4)를 형성하고, 상기 게이트(4)를 덮도록 스페이서용 질화막(7)을 증착한다.Referring to FIG. 1A, a
도 1b를 참조하면, 상기 기판 전면 상에 층간절연막으로 BPSG(Boron Phosphorous Silicate Glass)막(8)을 증착하고 BPSG막(8)의 매립 특성을 향상시키기 위하여 어닐링 공정을 수행한다.Referring to FIG. 1B, a BPSG (Boron Phosphorous Silicate Glass)
다음으로, 상기 BPSG막(8)을 게이트 하드마스크(3)가 노출되도록 CMP한다. 이어서, 상기 결과물 상에 LPC 하드마스크용 질화막(9)을 증착한 후, LPC가 형성될 영역을 노출시키는 감광막 패턴(10)을 형성한다. 그런 다음, 상기 감광막 패턴(10)을 이용해서 LPC 하드마스크용 질화막(9)을 식각하여 패턴을 형성한다.Next, the BPSG
도 1c를 참조하면, 상기 식각된 LPC 하드마스크용 질화막(9)을 이용해서 노출된 게이트들 사이의 층간절연막 부분을 식각하여 LPC(12)를 형성한다. 그런 다음, LPC 바닥부분의 스페이서용 질화막(7)을 식각하기 위한 공정시 게이트 하드마스크가 손상되는 것을 방지하기 위해서 버퍼산화막으로 USG막(11)을 증착한다.Referring to FIG. 1C, an LPC 12 is formed by etching portions of an interlayer insulating film between exposed gates using the
도 1d를 참조하면, 상기 USG막(11)과 스페이서용 질화막을 에치백하여 게이트 사이의 기판영역을 노출시킨다. 그런 다음, 상기 기판 결과물 상에 LPC를 매립하도록 폴리실리콘막을 증착한다. 다음으로, 상기 기판 결과물 전체를 게이트 하드마스크(3)가 노출될 때까지 CMP하여, 게이트들 사이에 랜딩 플러그 폴리(13)를 형성한다. Referring to FIG. 1D, the
그런데, 전술한 바와 같은 랜딩 플러그 폴리를 형성하기 위해서는, 많은 공정을 거치게 되는데, 현재와 같은 경우 15 공정 이상으로 120시간 이상 소요되므로 공정상의 지연 및 공정비용이 문제된다. However, in order to form the landing plug poly as described above, a number of processes are required. In the present case, since the process takes 15 hours or more to 15 processes or more, process delay and process cost are problematic.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 공정단계의 단축과 아울러 생산비용을 절감할 수 있는 반도체 소자의 랜딩 플러그 폴리 형성방법을 제공함에 있다.Accordingly, the present invention is to provide a method for forming a landing plug poly of a semiconductor device that can reduce the production steps and reduce the production cost as proposed to solve the conventional problems as described above.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 수개의 게이트가 형성된 실리콘 기판을 제공하는 단계; 상기 게이트를 덮도록 기판 전면 상에 스페이서용 질화막을 증착하는 단계; 상기 스페이서용 질화막을 식각하여 게이트들의 양측벽에 질화막 스페이서를 형성함과 아울러 게이트들 사이의 기판 부분을 노출시키는 단계; 상기 기판 결과물 상에 게이트들 사이의 기판 부분을 매립하도록 폴리실리콘막을 증착하는 단계; 상기 게이트가 노출될 때까지 폴리실리콘막을 CMP하는 단계; 상기 기판 결과물 상에 콘택 지역 이외의 기판 부분을 노출시키는 마스크 패턴을 형성하는 단계; 상기 마스크 패턴을 이용해서 상기 기판 결과물에 대해 자기정렬콘택 식각공정을 진행하여 콘택 지역 이외의 폴리실리콘막을 제거하는 단계; 상기 기판 결과물 상에 층간절연막을 증착하는 단계; 및 상기 게이트들이 노출될 때까지 상기 기판 결과물을 CMP하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 랜딩 플러그 폴리 형성방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of providing a silicon substrate formed with several gates; Depositing a nitride film for a spacer on an entire surface of the substrate to cover the gate; Etching the nitride film for spacers to form nitride film spacers on both sidewalls of the gates, and exposing a substrate portion between the gates; Depositing a polysilicon film to bury a substrate portion between gates on the substrate resultant; CMPing the polysilicon film until the gate is exposed; Forming a mask pattern on the substrate result that exposes a portion of the substrate other than a contact region; Performing a self-aligned contact etching process on the substrate resultant using the mask pattern to remove a polysilicon layer other than a contact region; Depositing an interlayer insulating film on the substrate resultant; And CMPing the substrate resultant until the gates are exposed.
여기서, 상기 층간절연막은 매립 특성이 좋은 고밀도플라즈마 화학기상증착(High Demsity Plasma Chemical Vapor Deposition: HDPCVD) 방식에 따라 증착하는 것을 특징으로 한다.The interlayer insulating layer may be deposited by high density plasma chemical vapor deposition (HDPCVD).
(실시예)(Example)
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 랜딩 플러그 폴리 형성방법을 설명하기 위한 공정별 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.2A through 2E are cross-sectional views illustrating processes of forming a landing plug poly in a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
도 2a를 참조하면, 반도체 기판(21) 상에 게이트산화막(도시안됨), 폴리실리 콘막, 텅스텐막 및 게이트 하드마스크(23)로 이루어진 게이트(24)를 형성한다. 그런 다음, 상기 결과물 상에 게이트(24)를 덮도록 스페이서용 질화막(27)을 증착한다. Referring to FIG. 2A, a
도 2b를 참조하면, 상기 스페이서용 질화막(27)을 상기 게이트(24)의 양측벽에만 잔류하도록 식각한다. 이때 식각선택비를 조절하여 게이트(24) 사이의 바닥부분에 증착된 스페이서용 질화막과 함께 실리콘 기판 상에 형성되어 있는 버퍼산화막(도시안됨)까지 식각하여 게이트(24)들 사이의 기판 부분을 노출시킨다. Referring to FIG. 2B, the
도 2c를 참조하면, 상기 기판 결과물 상에 게이트들 사이의 기판 부분을 매립하도록 폴리실리콘막을 증착한다. 그런 다음, 게이트 하드마스크(23)가 노출될 때까지 CMP한다. Referring to FIG. 2C, a polysilicon film is deposited on the substrate resultant to fill a portion of the substrate between the gates. Then, CMP until the gate
도 2d를 참조하면, 상기 기판 결과물상에 LPC 하드마스크용 질화막을 증착한다. 그런 다음, 상기 LPC 하드마스크용 질화막 상에, 자세히 도시하지는 않았지만,종래와는 반대로 랜딩 플러그 폴리가 형성될 지역 이외의 부분을 노출시키는 마스크(30)를 형성한 다음, 이를 이용해서 LPC 하드마스크용 질화막(29)을 식각한다.Referring to FIG. 2D, a nitride film for an LPC hard mask is deposited on the substrate resultant. Then, on the LPC hard mask nitride film, although not shown in detail, a
다음으로, 상기 식각된 LPC 하드마스크용 질화막(29)을 이용해서, 콘택 지역, 즉 랜딩 플러그 폴리가 형성될 지역 이외의 폴리실리콘막을 식각하여 상기 게이트들 사이에만 선택적으로 랜딩 플러그 폴리(28)를 형성한다. Next, using the
도 2e를 참조하면, 상기 기판 결과물 상에 층간절연막(31)을 증착한다. 여기서 상기 층간절연막(31)은 매립 특성이 좋은 고밀도플라즈마 화학기상증착 방식에 따라 증착하는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 2E, an
다음으로, 상기 기판 결과물을 게이트 하드마스크(23)가 노출될 때까지 CMP하여, 본 발명에 따른 랜딩 플러그 폴리의 형성을 완성한다. Next, the substrate product is CMP until the gate
이와 같이, 본 발명은 스페이서용 질화막의 식각시 실리콘 기판을 노출시킨 다음, 층간절연막 대신 먼저 폴리실리콘막을 증착하고 콘택 지역 이외의 폴리실리콘막을 제거한 후 층간절연막을 증착하기 때문에, 종래의 랜딩 플러그 폴리 제조시 LPC 형성 후 수행하였던 USG막 증착 및 식각 공정을 거치지 않게 된다. 따라서, 공정단계가 감소되어 2.8시간 정도의 공정시간이 단축되는 효과를 가져온다. As described above, the present invention exposes the silicon substrate during etching of the nitride film for the spacer, and then, instead of the interlayer insulating film, first deposits the polysilicon film, removes the polysilicon film other than the contact area, and then deposits the interlayer insulating film. After the LPC is formed, the USG film deposition and etching process are not performed. Therefore, the process step is reduced, resulting in an effect of shortening the process time of about 2.8 hours.
본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것이 아니고, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있을 것이다. While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments, the invention is not so limited, and the invention is not limited to the scope and spirit of the invention as defined by the following claims. It will be readily apparent to one of ordinary skill in the art that various modifications and variations can be made.
이상에서와 같이, 본 발명은 랜딩 플러그 폴리 형성시, 버퍼산화막의 증착 및 식각공정을 거치지 않기 때문에 공정단계의 단축과 아울러 생산비용을 절감할 수 있다. 따라서 본 발명은 랜딩 플러그 폴리 자체의 공정단계를 단축할 수 있음은 물론 반도체 소자의 신뢰성 및 제조수율을 향상시킬 수 있다.As described above, since the present invention does not go through the deposition and etching process of the buffer oxide film when the landing plug poly is formed, it is possible to shorten the process step and reduce the production cost. Therefore, the present invention can shorten the process step of the landing plug poly itself, as well as improve the reliability and manufacturing yield of the semiconductor device.
Claims (2)
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KR1020050016368A KR20060095610A (en) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | Method of forming landing plug poly of semiconductor device |
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