KR20060113283A - Manufacturing method for semiconductor device - Google Patents

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KR20060113283A
KR20060113283A KR1020050036569A KR20050036569A KR20060113283A KR 20060113283 A KR20060113283 A KR 20060113283A KR 1020050036569 A KR1020050036569 A KR 1020050036569A KR 20050036569 A KR20050036569 A KR 20050036569A KR 20060113283 A KR20060113283 A KR 20060113283A
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contact hole
insulating film
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etching
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황창연
이홍구
최익수
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주식회사 하이닉스반도체
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Abstract

A method for fabricating a semiconductor device is provided to increase misalign tolerance of a charge storage node contact hole by forming a plug pad of a wineglass type on a landing plug for a charge storage node before the charge storage node contact hole is formed on a semiconductor substrate having a landing plug. A gate insulation layer(12) is formed on a semiconductor substrate(10). A gate electrode(14) is formed on the gate insulation layer, overlapping a hard mask layer pattern. An insulation spacer is formed on the sidewall of the hard mask layer pattern and the gate electrode. A first interlayer dielectric(20) including a landing plug is formed on the resultant structure. A second interlayer dielectric(24) is formed on the resultant structure. The second interlayer dielectric on a portion of the landing plug reserved for a charge storage node contact is removed to form a contact hole of a wineglass type. The contact hole is filled with a plug pad(26). The second interlayer dielectric is made of BPSG(boron phosphorous silicate glass) or an LPCVD(low pressure plasma chemical vapor deposition) TEOS(tetraethoxysilane) oxide layer, having a thickness of 1000~5000 angstroms.

Description

반도체소자의 제조방법 {Manufacturing method for semiconductor device} Manufacturing method for semiconductor device

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 반도체소자의 제조공정도. 1A and 1B are manufacturing process diagrams of a semiconductor device according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 반도체소자의 레이아웃도. 2 is a layout diagram of a semiconductor device according to the present invention;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>         <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 반도체기판 12 : 게이트절연막10 semiconductor substrate 12 gate insulating film

14 : 게이트전극 16 : 하드마스크층14 gate electrode 16 hard mask layer

18 : 스페이서 20 : 제1층간절연막18 spacer 20 first interlayer insulating film

22 : 랜딩플러그 24 : 제2층간절연막22: landing plug 24: second interlayer insulating film

26 : 플러그 패드 26: plug pad

본 발명은 반도체소자의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 비트라인 형성 후에 실시하는 전하저장전극 콘택플러그 형성 공정에서 콘택플러그 상부에 와인잔 형상의 플러그 패드를 형성하여 오정렬 여유도를 향상시키고, 콘택 불량을 방지하여 공정 수율 및 소자 동작의 신뢰성 저하를 방지할 수 있는 반도체소자의 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device. In particular, in the charge storage electrode contact plug forming process performed after the formation of a bit line, a wineglass-shaped plug pad is formed on the contact plug to improve misalignment margin and to prevent contact failure. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device which can prevent the degradation of process yield and reliability of device operation.

최근의 반도체 장치의 고집적화 추세는 미세 패턴 형성 기술의 발전에 큰 영향을 받고 있으며, 반도체 장치의 제조 공정 중에서 식각 또는 이온주입 공정 등의 마스크로 매우 폭 넓게 사용되는 감광막 패턴의 미세화가 필수 요건이다. The recent trend of high integration of semiconductor devices has been greatly influenced by the development of fine pattern formation technology, and the miniaturization of photoresist patterns, which are widely used as masks such as etching or ion implantation processes, are essential in the manufacturing process of semiconductor devices.

이러한 감광막 패턴의 분해능(R)은 감광막 자체의 재질이나 기판과의 접착력 등과도 밀접한 연관이 있으나, 일차적으로는 사용되는 축소노광장치의 광원 파장(λ) 및 공정 변수(k)에 비례하고, 노광 장치의 렌즈 구경(numerical aperture; NA, 개구수)에 반비례한다. The resolution (R) of the photoresist pattern is closely related to the material of the photoresist itself or the adhesion to the substrate. It is inversely proportional to the lens aperture (NA, numerical aperture) of the device.

여기서 상기 축소노광장치의 광분해능을 향상시키기 위하여 광원의 파장을 감소시키게 되며, 예를들어 파장이 436 및 365㎚인 G-라인 및 i-라인 축소노광장치는 공정 분해능이 라인/스페이스 패턴의 경우 각각 약 0.7, 0.5㎛ 정도가 한계이고, 0.5㎛ 이하의 미세 패턴을 형성하기 위해서는 이보다 파장이 더 작은 원자외선(deep ultra violet; DUV), 예를들어 파장이 248㎚인 KrF 레이저나 193㎚인 ArF 레이저를 광원으로 사용하는 노광 장치를 이용하여야 한다. Here, the wavelength of the light source is reduced in order to improve the optical resolution of the reduced exposure apparatus. For example, the G-line and i-line reduced exposure apparatus having wavelengths of 436 and 365 nm have a process resolution of a line / space pattern. The limit is about 0.7 and 0.5 μm, respectively, and in order to form a fine pattern of 0.5 μm or less, deeper ultra violet (DUV), for example, KrF laser having a wavelength of 248 nm or 193 nm An exposure apparatus using an ArF laser as a light source should be used.

또한 축소노광장치와는 별도로 공정 상의 방법으로는 노광마스크(photo mask)로서 위상반전마스크(phase shift mask)를 사용하는 방법이나, 이미지 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 별도의 박막을 웨이퍼 상에 형성하는 씨.이.엘(contrast enhancement layer; CEL) 방법이나, 두층의 감광막 사이에 에스.오.지(spin on glass; SOG)등의 중간층을 개재시킨 삼층레지스트(Tri layer resister; 이하 TLR이 라 칭함) 방법 또는 감광막의 상측에 선택적으로 실리콘을 주입시키는 실리레이션 방법 등이 개발되어 분해능 한계치를 낮추고 있다. In addition to the reduction exposure apparatus, the process method includes a method of using a phase shift mask as a photo mask, or forming a separate thin film on the wafer to improve image contrast. A tri layer resister (hereinafter referred to as a TLR) in which a contrast enhancement layer (CEL) method or an intermediate layer such as spin on glass (SOG) is interposed between two photoresist layers. A method or a silicide method for selectively injecting silicon on top of the photoresist film has been developed to lower the resolution limit.

또한 상하의 도전배선을 연결하는 콘택홀은 상기에서의 라인/스페이스 패턴에 비해 디자인 룰이 더 크게 나타나는데, 소자가 고집적화 되어감에 따라 자체의 크기와 주변배선과의 간격이 감소되고, 콘택홀의 지름과 깊이의 비인 에스팩트비(aspect ratio)가 증가한다. 따라서, 다층의 도전배선을 구비하는 고집적 반도체소자에서는 콘택 형성 공정에서의 마스크들간의 정확하고 엄격한 정렬이 요구되어 공정여유도가 감소되거나, 여유가 전혀 없이 공정을 진행하여야하는 어려움이 있다. In addition, the contact hole connecting the upper and lower conductive wirings has a larger design rule than the above line / space pattern. As the device becomes more integrated, the size of the contact hole and the distance between the peripheral wirings are reduced, and the diameter of the contact hole is reduced. The aspect ratio, which is the ratio of depths, increases. Therefore, in the highly integrated semiconductor device having the multilayer conductive wiring, accurate and strict alignment between the masks in the contact forming process is required, so that the process margin is reduced or the process must be performed without any margin.

이러한 콘택홀은 홀간의 간격 유지를 위하여 마스크 정렬시의 오배열 여유(misalignment tolerance), 노광공정시의 렌즈 왜곡(lens distortion), 마스크 제작 및 사진식각 공정시의 임계크기 변화(critical dimension variation), 마스크간의 정합(registration)등과 같은 요인들을 고려하여 마스크를 형성한다. These contact holes can be used for misalignment tolerance during mask alignment, lens distortion during exposure, critical dimension variation during mask fabrication and photolithography, The mask is formed by considering factors such as registration between the masks.

상기와 같은 콘택홀의 형성 방법으로는 직접 식각 방법과, 측벽 스페이서를 사용하는 방법 및 SAC 방법 등이 있다. As a method of forming the contact hole as described above, there are a direct etching method, a method using a sidewall spacer, a SAC method, and the like.

상기에서 직접 식각방법과 측벽 스페이서 형성 방법은 현재의 제반 기술 수준에서 0.3㎛ 이하의 디자인 룰을 갖는 소자 제조에는 사용할 수 없어 소자의 고집적화에 한계가 있다. Since the direct etching method and the sidewall spacer forming method cannot be used for manufacturing a device having a design rule of 0.3 μm or less in the current state of the art, there is a limit to high integration of the device.

또한 콘택홀 형성시 리소그래피(Lithography) 공정의 한계를 극복하기 위하여 고안된 SAC 방법은 식각장벽층으로 사용하는 물질에 따라 다결정실리콘층이나 질화막 또는 산화질화막등을 사용하는 것으로 나눌 수 있으며, 가장 유망한 것으로 질화막을 식각 방어막으로 사용하는 방법이 있다. In addition, the SAC method, which is designed to overcome the limitations of the lithography process in forming contact holes, can be divided into polysilicon layer, nitride film, or oxynitride film, depending on the material used as the etch barrier layer. Can be used as an etch shield.

도시되어 있지는 않으나, 종래 기술에 따른 반도체소자의 전하저장전극 콘택 형성 공정을 살펴보면 다음과 같다. Although not shown, a process of forming a charge storage electrode contact of a semiconductor device according to the related art is as follows.

먼저, 반도체기판상에 소자분리산화막을 형성하여 활성영역을 정의하고, 하드마스크층 패턴과 중첩되어 있는 게이트전극 및 소오스/드레인영역등의 MOSFET와 같은 하부 구조물들을 형성하고, 상기 구조의 전표면에 랜딩플러그를 구비하는 제1층간절연막을 형성한 후, 상기 제1층간절연막 상에 질화막 재질의 하드마스크와 중첩되어있는 비트라인을 형성하고, 상기 비트라인 패턴의 측벽에 질화막 스페이서를 형성한다. First, a device isolation oxide film is formed on a semiconductor substrate to define an active region, and lower structures such as a MOSFET, such as a gate electrode and a source / drain region, which overlap with a hard mask layer pattern, are formed on the entire surface of the structure. After forming a first interlayer insulating film having a landing plug, a bit line overlapping the hard mask made of a nitride film is formed on the first interlayer insulating film, and a nitride film spacer is formed on sidewalls of the bit line pattern.

그다음 상기 구조의 전표면에 제2층간절연막을 형성하고, 화학 기계적연마 방법으로 상부면을 평탄화시킨 후, 상기 제2층간절연막 상에 다결정실리콘층 재질의 하드마스크층을 형성한다. Then, a second interlayer insulating film is formed on the entire surface of the structure, and the top surface is planarized by chemical mechanical polishing, and then a hard mask layer of polycrystalline silicon layer is formed on the second interlayer insulating film.

그후, 상기 하드마스크층을 전하저장전극용 콘택홀 형성을 위한 감광막 패턴으로 사진식각하여 하드마스크층 패턴을 형성하고, 상기 하드마스크층 패턴을 마스크로 상기 제2층간절연막을 제거하여 전하저장전극용 콘택홀을 형성한다. Thereafter, the hard mask layer is photo-etched with a photoresist pattern for forming a contact hole for a charge storage electrode to form a hard mask layer pattern, and the second interlayer insulating layer is removed using the hard mask layer pattern as a mask for charge storage electrode. A contact hole is formed.

그다음 상기 하드마스크층을 제거하고, 상기 구조의 전표면에 콘택플러그가 되는 다결정실리콘층을 도포하여 상기 콘택홀을 메우고, 상기 콘택홀 상부의 다결정실리콘층을 화학-기계적 연마 등의 방법으로 제거하여 다결정실리콘층 패턴으로된 콘택플러그를 형성하고, 그 상부에 전하저장전극과 유전막 및 플레이트전극으로 구성되는 캐패시터를 형성한다. Then, the hard mask layer is removed, a polysilicon layer which becomes a contact plug is applied to the entire surface of the structure to fill the contact hole, and the polysilicon layer on the contact hole is removed by chemical-mechanical polishing or the like. A contact plug having a polysilicon layer pattern is formed, and a capacitor including a charge storage electrode, a dielectric film, and a plate electrode is formed thereon.

상기와 같은 종래 기술에 따른 반도체소자의 제조방법은 전하저장전극 콘택형성 공정시 랜딩플러그 콘택 오픈 공저시의 공정 마진을 증가시키기 위하여 게이트전극 하드마스크층의 두께를 증가시키는 방법을 사용하는데, 이 방법은 종횡비가 증가되어 콘택 오픈 불량이나 갭필 마진이 감소되는 등의 문제점이 있고, 콘택의 정렬 여유도가 감소되어 오정렬이 발생하거나 콘택 임계크기가 증가될 경우 브릿지 불량이 발생되는 등의 문제점이 있다. The method of manufacturing a semiconductor device according to the prior art as described above uses a method of increasing the thickness of the gate electrode hard mask layer in order to increase the process margin during landing plug contact open co-operation during the charge storage electrode contact forming process. The aspect ratio is increased, such as a problem in contact open failure or gap fill margin is reduced, there is a problem, such as bridge failure occurs when the alignment margin of the contact is reduced or misalignment occurs or the contact threshold size is increased.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전하저장전극용 콘택 형성 공정에서 전하저장전극용 랜딩플러그의 상부에 와인잔 형상의 플러그 패드를 형성하여 게이트전극 하드마스크층의 두께를 증가시키지 않아도 전하저장전극 콘택을 용이하게 형성할 수 있어 종횡비 증가나 콘택 오픈 불량 또는 갭필 마진이 감소되는 것을 방지하고, 콘택의 정렬 여유도가 증가되어 오정렬이나 콘택 임계크기 증가 시에도 브릿지 불량이 방지되어 공정 수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체소자의 제조방법을 제공함에 있다. The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to form a wineglass-shaped plug pad on the top of the landing plug for the charge storage electrode in the charge storage electrode contact forming process of the gate electrode hard mask layer The charge storage electrode contacts can be easily formed without increasing the thickness, thereby preventing an increase in aspect ratio, poor contact openness, or reduced gap fill margin, and an increase in contact alignment margin, resulting in bridge failure even when misalignment or contact threshold size is increased. This is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can be prevented to improve the process yield and the reliability of device operation.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 제조방법의 특징은, Features of the semiconductor device manufacturing method according to the present invention for achieving the above object,

반도체기판상에 게이트절연막을 형성하는 공정과, Forming a gate insulating film on the semiconductor substrate;

상기 게이트절연막상에 하드마스크층 패턴과 중첩되어 있는 게이트전극을 형성하는 공정과, Forming a gate electrode overlapping the hard mask layer pattern on the gate insulating film;

상기 하드마스크층 패턴과 게이트전극의 측벽에 절연 스페이서를 형성하는 공정과, Forming an insulating spacer on sidewalls of the hard mask layer pattern and the gate electrode;

상기 구조의 전표면에 랜딩플러그를 구비하는 제1층간절연막을 형성하는 공정과, Forming a first interlayer insulating film having a landing plug on the entire surface of the structure;

상기 구조의 전표면에 제2층간절연막을 형성하는 공정과, Forming a second interlayer insulating film on the entire surface of the structure;

상기 랜딩플러그중 전하저장전극 콘택으로 예정되어 있는 부분 상의 제2층간절연막으로 제거하여 콘택홀을 형성하되, 와인잔 형상으로 형성하는 공정과, Forming a contact hole by removing a second interlayer insulating film on a portion of the landing plug, which is intended as a charge storage electrode contact, and forming a contact hole in a wineglass shape;

상기 콘택홀을 메우는 플러그 패드를 형성하는 공정을 구비함에 있다. And forming a plug pad filling the contact hole.

또한 본 발명의 다른 특징은, 상기 제2층간절연막은 BPSG 또는 저압 플라즈마 화학기상증착 TEOS 산화막으로 형성하되, 1000 내지 5000Å 정도 두께로 형성하고, 상기 제2층간절연막의 상부를 화학 기계적연마나 전면 식각을 통해 식각하여 평탄화시켜 상기 제2층간절연막이 1000 내지 2000Å 남도록 하며, 상기 와인잔 형상의 콘택홀은 습식 이방성 식각과 건식 등방성 식각으로 두차례 식각하여 형성하며, 상기 콘택홀 형성 후 감광막 패턴을 제거하고, BOE를 사용하여 세정하는 공정을 구비하고, 상기 플러그 패드는 다결정실리콘층을 500 내지 3000Å 두께로 형성하고, 이를 식각하여 형성하는 것을 특징으로 한다. In another aspect of the present invention, the second interlayer dielectric layer is formed of BPSG or low pressure plasma chemical vapor deposition TEOS oxide, but is formed to a thickness of about 1000 to 5000 kPa, and the upper portion of the second interlayer dielectric layer is chemically mechanically polished or entirely etched. The second interlayer insulating film is left to have a thickness of 1000 to 2000 평탄 by etching through the same, and the wineglass-shaped contact hole is formed by etching two times by wet anisotropic etching and dry isotropic etching, and removing the photoresist pattern after forming the contact hole. And a process of cleaning using BOE, and the plug pad is formed by forming a polysilicon layer with a thickness of 500 to 3000 kPa and etching the same.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체소자의 제조방법에 대하여 상세히 설명을 하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 반도체소자의 제조공정도이다. 1A and 1B are manufacturing process diagrams of a semiconductor device according to the present invention.

먼저, 반도체기판(10)의 일측에 활성영역을 형성하기 위한 소자분리 산화막(도시되지 않음)을 형성하고, 상기 구조의 전표면에 게이트절연막(12)을 형성한 후, 상기 게이트절연막(12)상에 하드마스크층(16) 패턴과 중첩되어 있는 게이트전극(14)을 형성하고, 상기 하드마스크층(16) 패턴과 게이트전극(14)의 측벽에 절연 스페이서(18)를 형성한다. 여기서 상기 게이트전극(14)은 다결정실리콘층 200 내지 1000Å, W 실리사이드 500 내지 2000Å 정도 두께로 형성하고, 상기 하드마스크층(16)은 1000 내지 2000Å 정도 두께의 질화막으로 형성하며, 상기 하드마스크층(16) 식각은 CF4/CHF3/O2/Ar 혼합 가스를 사용하여 30 내지 70mTorr 압력으로, 500 내지 1000W 파워로 식각하고, 상기 W 실리사이드층과 다결정실리콘층은 C2F6/NF3/Cl2/O2/N2/He/HBr 등의 혼합가스를 사용하여 1 내지 100mTorr 압력으로, 500 내지 1000W 파워로 식각하며, 상기 스페이서(18)는 질화막 재질로 식각장벽층이 되도록 100 내지 300Å 정도 두께로 형성한다. First, a device isolation oxide film (not shown) is formed on one side of the semiconductor substrate 10 and a gate insulating film 12 is formed on the entire surface of the structure, and then the gate insulating film 12 is formed. A gate electrode 14 overlapping the pattern of the hard mask layer 16 is formed on the substrate, and an insulating spacer 18 is formed on sidewalls of the pattern of the hard mask layer 16 and the gate electrode 14. Here, the gate electrode 14 is formed to a thickness of about 200 to 1000 GPa of polycrystalline silicon layer and about 500 to about 2000 GPa of W silicide, and the hard mask layer 16 is formed of a nitride film having a thickness of about 1000 to 2000 GPa, and the hard mask layer ( 16) Etching is performed using a CF 4 / CHF 3 / O 2 / Ar mixed gas at a pressure of 30 to 70mTorr, 500 to 1000W power, and the W silicide layer and the polysilicon layer are C 2 F 6 / NF 3 / Using a mixed gas such as Cl 2 / O 2 / N 2 / He / HBr, the wafer is etched at a power of 500 to 1000 W at a pressure of 1 to 100 mTorr, and the spacer 18 is 100 to 300 kW to be an etch barrier layer made of a nitride film. Form to the thickness of about.

그다음 상기 구조의 전표면에 제1층간절연막(20)을 형성하고, 랜딩플러그 마스크를 이용하여 상기 반도체기판(10)에서 콘택으로 예정되어 있는 부분상의 제1층간절연막(20)을 제거하여 랜딩플러그용 콘택홀을 형성한 후, 상기 콘택홀을 메우는 랜딩플러그(22)를 다결정실리콘 등으로 형성하고, 상기 구조의 전표면에 제2층간절연막(24)을 형성한다. 여기서 상기 제1층간절연막(20)을 BPSG 등의 산화막 재질로 5000 내지 10000Å 정도 두께로 형성하고, 습식 열처리를 하여 갭필이 원활하게 되 도록 하고, 화학 기계적 연마 방법으로 식각하여 평탄화시킨다. Then, the first interlayer insulating film 20 is formed on the entire surface of the structure, and the landing plug is removed by removing the first interlayer insulating film 20 on the portion of the semiconductor substrate 10, which is intended to be contacted, using a landing plug mask. After forming the contact hole, the landing plug 22 filling the contact hole is formed of polycrystalline silicon or the like, and a second interlayer insulating film 24 is formed on the entire surface of the structure. Here, the first interlayer insulating film 20 is formed of an oxide film such as BPSG to a thickness of about 5000 to 10000 kPa, wet heat treatment to smooth the gap fill, and etching and flattening by chemical mechanical polishing.

또한 랜딩플러그 마스크는 감광막 패턴으로 형성하거나, 질화막 또는 다결정실리콘층을 하드마스크층으로 사용하여 제1층간절연막(20)을 식각하되, C4F8/C5F8/C4F6/CH2F2/Ar/O2/CO/N2 등의 혼합 가스를 사용하여 10 내지 100mTorr 압력으로, 1000 내지 2000W 파워로 식각하여 콘택홀을 오픈한다. 상기 콘택 오픈 후 감광막 패턴 제거공정시 폴리머 제거 공정으로 H2SO4 + H202 가 혼합된 BOE를 사용하여 세정하면, 식각시 발생된 폴리머를 제거하고, 콘택홀의 바닥 면적을 증가시킬 수 있다. In addition, the landing plug mask may be formed using a photoresist pattern, or the first interlayer insulating layer 20 may be etched using a nitride film or a polysilicon layer as a hard mask layer, and C 4 F 8 / C 5 F 8 / C 4 F 6 / CH The contact hole is opened by etching at 1000 to 2000 W power at a pressure of 10 to 100 mTorr using a mixed gas such as 2F 2 / Ar / O 2 / CO / N 2 . When the photoresist pattern is removed after the contact is opened, the polymer may be removed by using a BOE mixed with H 2 SO 4 + H 2 0 2 to remove the polymer generated during etching and increase the bottom area of the contact hole. .

또한 랜딩플러그(22)용 도전층은 다결정실리콘층을 500 내지 2000Å 정도 두께로 도포하고, C2F6/CF3/Cl2/HBr 등의 혼합가스를 사용하여 1 내지 20mTorr 압력으로, 100 내지 500W 파워로 식각하며 형성한다. 또한 상기 제2층간절연막(24)은 BPSG나 저압 플라즈마 화학기상증착 TEOS 산화막 등의 산화막 재질로 1000 내지 5000Å 정도 두께로 형성한다. (도 1a 참조). In addition, the conductive layer for the landing plug 22 may be coated with a polysilicon layer having a thickness of about 500 to 2000 kPa, and 100 to 100 mTorr pressure using a mixed gas such as C 2 F 6 / CF 3 / Cl 2 / HBr. Form by etching with 500W power. In addition, the second interlayer insulating film 24 is formed of an oxide film material such as BPSG or low pressure plasma chemical vapor deposition TEOS oxide film to a thickness of about 1000 to 5000 kPa. (See FIG. 1A).

그 후, 상기 제2층간절연막(24)의 상부를 화학 기계적연마나 전면 식각 등을 통해 식각하여 평탄화시키되, 상기 제2층간절연막(24)이 약 1000 내지 2000Å 정도 남도록 하고, 플러그 패드 콘택 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 전하저장전극용 랜딩플러그(22)를 노출시키는 콘택홀을 형성하되, 습식 이방성 식각과 건식 등방성 식각으로 두차례 식각하여 상기 콘택홀을 와인잔 형상으로 형성하고, 상기 콘택홀을 메우는 와인잔 형상의 플러그 패드(26)를 형성한다. 이때 상기 제2층간절 연막(24)은 비트라인용 랜딩플러그(22) 상에는 얇게 남게된다. Thereafter, the upper portion of the second interlayer insulating film 24 is etched and planarized by chemical mechanical polishing or front surface etching, and the second interlayer insulating film 24 is left to have a thickness of about 1000 to 2000 microseconds. A contact hole exposing the landing plug 22 for the charge storage electrode is formed by a photolithography process, and the contact hole is formed in a wineglass shape by etching twice with wet anisotropic etching and dry isotropic etching, and forming the contact hole. To form a plug pad 26 of the wineglass shape filling the. At this time, the second interlayer smoke screen 24 is left thin on the landing plug 22 for the bit line.

여기서 상기 와인잔 형상의 콘택홀 형성 후 감광막 패턴을 제거하고, H2SO4 + H202 가 혼합된 BOE를 사용하여 세정하면, 식각시 발생된 폴리머를 제거하고, 콘택홀의 바닥 면적을 증가시킬 수 있다. 또한 상기 플러그 패드(26)는 다결정실리콘층을 500 내지 3000Å 정도 두께로 형성하고, 이를 C2F6/CHF3/Cl2/HBr 등의 혼합가스를 사용하여 1 내지 20mTorr 압력으로, 100 내지 500W 파워로 식각하여 형성한다. (도 1b 참조). Here, the photoresist pattern is removed after the formation of the wineglass-shaped contact hole, and cleaning is performed using a BOE mixed with H 2 SO 4 + H 2 0 2 , thereby removing the polymer generated during etching and increasing the bottom area of the contact hole. You can. In addition, the plug pad 26 forms a polysilicon layer having a thickness of about 500 to 3000 kPa, and uses a mixed gas such as C 2 F 6 / CHF 3 / Cl 2 / HBr at a pressure of 1 to 20 mTorr and 100 to 500 W It is formed by etching with power. (See FIG. 1B).

그다음 도시되어 있지는 않으나, 상기 구조상에 비트라인 랜딩플러그(22)와 접촉되는 비트라인을 형성하고, 전면에 절연막 도포한 후, 상기 플러그 패드(26)와 접촉되는 전하저장전극 콘택플러그를 형성하고, 캐패시터를 형성한다. Next, although not shown, a bit line in contact with the bit line landing plug 22 is formed on the structure, an insulating film is coated on the front surface, and a charge storage electrode contact plug in contact with the plug pad 26 is formed. Form a capacitor.

이때 상기 콘택플러그가 플러그 패드(26) 상부에 형성되어 식각 공정에 따른 게이트전극(14)의 하드마스크층(16) 손실이 방지된다. In this case, the contact plug is formed on the plug pad 26 to prevent the loss of the hard mask layer 16 of the gate electrode 14 due to the etching process.

도 2는 본 발명에 따른 반도체소자의 레이아웃도로서, 반도체기판(10)상에 소자분리 산화막(11)에 의해 활성영역(도시되지 않음)이 정의되어 있고, 상기 라인/스페이스 패턴을 가로질려 게이트전극(14)이 일정간격으로 세로 방향으로 연장되어 있으며, 그와 직교되는 가로 방향으로 비트라인(30)이 배치되어 있고, 상기 비트라인(30)은 비트라인 콘택홀(32)을 통해 기판과 연결되며, 게이트전극(14)들의 사이에 플러그 패드(26)가 와인잔 형상으로 형성되어 있어 콘택 마진을 증가시켜 전하저장전극 콘택홀(34)의 오정렬 여유도를 증가시킨다. FIG. 2 is a layout diagram of a semiconductor device according to the present invention, in which an active region (not shown) is defined by an isolation oxide layer 11 on a semiconductor substrate 10 and a gate is crossed across the line / space pattern. The electrode 14 extends in the longitudinal direction at regular intervals, and the bit line 30 is disposed in the horizontal direction orthogonal thereto, and the bit line 30 is connected to the substrate through the bit line contact hole 32. The plug pad 26 is connected between the gate electrodes 14 to form a wine glass, thereby increasing the contact margin, thereby increasing the margin of misalignment of the charge storage electrode contact hole 34.

또한 상기에서는 비트라인은 플러그 패드 상부에 형성하였으나, 플러그 패드를 비트라인 상부에 형성할 수도 있다. In addition, although the bit line is formed above the plug pad, the plug pad may be formed above the bit line.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체소자의 제조방법은 랜딩플러그가 형성되어 있는 반도체기판상에 전하저장전극 콘택홀 형성 전에 전하저장전극용 랜딩플러그의 상부에 와인잔 형상의 플러그 패드를 형성하였으므로, 전하저장전극 콘택홀의 오정렬 여유도가 증가되어 오픈불량과 단락 불량을 방지하여 공정 수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. As described above, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the present invention, since a wineglass-shaped plug pad is formed on the landing plug for the charge storage electrode before the charge storage electrode contact hole is formed on the semiconductor substrate on which the landing plug is formed. In addition, the margin of misalignment of the charge storage electrode contact hole is increased to prevent open defects and short circuit defects, thereby improving process yield and reliability of device operation.

Claims (6)

반도체기판상에 게이트절연막을 형성하는 공정과, Forming a gate insulating film on the semiconductor substrate; 상기 게이트절연막상에 하드마스크층 패턴과 중첩되어 있는 게이트전극을 형성하는 공정과, Forming a gate electrode overlapping the hard mask layer pattern on the gate insulating film; 상기 하드마스크층 패턴과 게이트전극의 측벽에 절연 스페이서를 형성하는 공정과, Forming an insulating spacer on sidewalls of the hard mask layer pattern and the gate electrode; 상기 구조의 전표면에 랜딩플러그를 구비하는 제1층간절연막을 형성하는 공정과, Forming a first interlayer insulating film having a landing plug on the entire surface of the structure; 상기 구조의 전표면에 제2층간절연막을 형성하는 공정과, Forming a second interlayer insulating film on the entire surface of the structure; 상기 랜딩플러그중 전하저장전극 콘택으로 예정되어 있는 부분 상의 제2층간절연막으로 제거하여 콘택홀을 형성하되, 와인잔 형상으로 형성하는 공정과, Forming a contact hole by removing a second interlayer insulating film on a portion of the landing plug, which is intended as a charge storage electrode contact, and forming a contact hole in a wineglass shape; 상기 콘택홀을 메우는 플러그 패드를 형성하는 공정을 구비하는 반도체소자의 제조방법. And forming a plug pad filling the contact hole. 제1항에 있어서, 상기 제2층간절연막은 BPSG 또는 저압 플라즈마 화학기상증착 TEOS 산화막으로 형성하되, 1000 내지 5000Å 정도 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법. The method of claim 1, wherein the second interlayer dielectric layer is formed of BPSG or low-pressure plasma chemical vapor deposition TEOS oxide, but has a thickness of about 1000 to 5000 kV. 제1항에 있어서, 상기 제2층간절연막의 상부를 화학 기계적연마나 전면 식각을 통해 식각하여 평탄화시켜 상기 제2층간절연막이 1000 내지 2000Å 남도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법. The method of claim 1, wherein the upper portion of the second interlayer dielectric layer is etched and planarized by chemical mechanical polishing or front surface etching to leave the second interlayer dielectric layer at 1000 to 2000 μm. 제1항에 있어서, 상기 와인잔 형상의 콘택홀은 습식 이방성 식각과 건식 등방성 식각으로 두차례 식각하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법. The method of claim 1, wherein the wineglass-shaped contact hole is formed by etching twice by wet anisotropic etching and dry isotropic etching. 제1항에 있어서, 상기 콘택홀 형성 후 감광막 패턴을 제거하고, BOE를 사용하여 세정하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of removing the photoresist pattern after forming the contact hole and cleaning using BOE. 제1항에 있어서, 상기 플러그 패드는 다결정실리콘층을 500 내지 3000Å 두께로 형성하고, 이를 식각하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법. The method of claim 1, wherein the plug pad is formed by forming a polysilicon layer with a thickness of 500 to 3000 μm and etching the same.
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