KR20070055880A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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KR20070055880A
KR20070055880A KR1020050114366A KR20050114366A KR20070055880A KR 20070055880 A KR20070055880 A KR 20070055880A KR 1020050114366 A KR1020050114366 A KR 1020050114366A KR 20050114366 A KR20050114366 A KR 20050114366A KR 20070055880 A KR20070055880 A KR 20070055880A
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semiconductor device
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etching
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이홍구
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주식회사 하이닉스반도체
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    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
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Abstract

본 발명은 반도체 소자의 컨택홀 형성시 DICD를 증가시키지 않고도 컨택홀을 매립시키는 물질의 컨택 저항을 감소시킬 수 있는 반도체 소자 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은 제1 도전막이 형성된 기판을 제공하는 단계와, 상기 제1 도전막 상에 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제1 도전막의 상부가 일정 깊이로 리세스되도록 상기 절연막을 식각하는 단계와, 상기 절연막과 상기 제1 도전막 간의 식각선택비를 이용한 등방성 식각공정을 실시하여 상기 절연막의 패턴 폭보다 넓은 폭을 갖도록 상기 제1 도전막 내부에 컨택홈을 형성하는 단계와, 상기 컨택홈이 매립되도록 제2 도전막을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자 제조방법을 제공한다.The present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can reduce the contact resistance of the material for filling the contact hole without increasing the DICD when forming the contact hole of the semiconductor device, the present invention is a substrate on which the first conductive film is formed Providing an insulating film, forming an insulating film on the first conductive film, etching the insulating film so that an upper portion of the first conductive film is recessed to a predetermined depth, and between the insulating film and the first conductive film. Performing an isotropic etching process using an etching selectivity to form a contact groove in the first conductive layer to have a width wider than the pattern width of the insulating layer, and forming a second conductive layer to fill the contact groove. It provides a method for manufacturing a semiconductor device comprising.

비트라인, 컨택 저항, 컨택홀, 접촉 면적, DICD. Bit line, contact resistance, contact hole, contact area, DICD.

Description

반도체 소자 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}Semiconductor device manufacturing method {METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}

도 1은 일반적인 디램 셀(DRAM Cell)을 도시한 평면도.1 is a plan view illustrating a general DRAM cell.

도 2 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자 제조방법을 도시한 공정 단면도.2 to 8 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

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

10 : 기판10: substrate

11 : 게이트 절연막11: gate insulating film

12 : 폴리 실리콘막12: polysilicon film

13 : 텅스텐 실리사이드막13: tungsten silicide film

14 : 하드 마스크14: hard mask

15 : 워드라인15: wordline

16 : 게이트 스페이서16: gate spacer

17 : 제1 층간 절연막17: first interlayer insulating film

18 : 랜딩 플러그18: landing plug

19 : 제2 층간 절연막19: second interlayer insulating film

20 : 포토레지스트 패턴20: photoresist pattern

21 : 식각공정21: etching process

22 : 컨택홀22: contact hole

23 : 질화막23: nitride film

23a : 컨택홀 스페이서23a: contact hole spacer

24 : 에치백24: etch back

25 : 컨택홈25: Contact Home

25a : 비트라인 컨택홀25a: Bitline contact hole

26 : 비트라인26: bit line

27 : 하드 마스크 패턴27: hard mask pattern

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 디램(DRAM) 셀의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a DRAM cell.

도 1은 일반적인 디램 셀(DRAM Cell)을 도시한 평면도이다.1 is a plan view illustrating a general DRAM cell.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 디램 셀은 비트라인(Bit Line, BL)과 워드라인에 각각 연결되는 트랜지스터 및 캐패시터로 이루어진다. 이때, 트랜지스터의 소오스/드레인은 각각 비트라인 및 캐패시터와 전기적으로 접속되어야 한다. As shown in FIG. 1, a DRAM cell generally includes a transistor and a capacitor connected to a bit line (BL) and a word line, respectively. At this time, the source / drain of the transistor should be electrically connected to the bit line and the capacitor, respectively.

이처럼, 소오스(또는, 드레인)을 비트라인과 접속시키기 위해서는 비트라인 컨택이 필요하고, 드레인(또는, 소오스)을 캐패시터와 접속시키기 위해서는 캐패시터의 하부전극인 스토리지 노드(Storage node)와 연결되는 스토리지 컨택이 필요하다. As such, a bit line contact is required to connect a source (or a drain) to a bit line, and a storage contact is connected to a storage node, which is a lower electrode of the capacitor, to connect a drain (or source) to a capacitor. This is necessary.

도 1에 있어서, 'BC'는 비트라인 컨택을 형성하기 위한 비트라인 컨택홀(Contact hole)을 나타내고, 'SC'는 스토리지 컨택을 형성하기 위한 스토리지 컨택홀을 나타내며, 'A'는 액티브 영역을 나타낸다. 1, 'BC' represents a bit line contact hole for forming a bit line contact, 'SC' represents a storage contact hole for forming a storage contact, and 'A' represents an active region. Indicates.

한편, 디램 셀에 있어서, 컨택 저항(Resistance)을 낮추기 위해서는 비트라인 저부의 랜딩 플러그(Landing plug)와의 접촉면적을 확보해야 하므로, 비트라인 컨택홀(BC) 형성시에는 비트라인 컨택홀(BC)의 바닥 면적(Bottom CD) 확보가 매우 중요하다.On the other hand, in the DRAM cell, in order to lower the contact resistance, the contact area with the landing plug at the bottom of the bit line must be secured. Therefore, when forming the bit line contact hole BC, the bit line contact hole BC is formed. It is very important to secure the Bottom CD.

그러나, 비트라인 컨택홀(BC)의 바닥 면적 확보를 위해 DICD(Develope Inspection CD)를 증가시키게 되면, 비트라인 컨택홀(BC)의 탑 면적(Top CD)까지 함께 증가된다. 이에 따라, 후속공정을 통해 형성되는 스토리지 컨택홀(SC)과의 오버랩 마진(Overlap-margin)이 감소되어 비트라인 컨택홀(BC)과 스토리지 컨택홀(SC) 간에 브릿지(Bridge, 'B' 부위 참조)가 발생하게 된다.However, when the development inspection CD (DICD) is increased to secure the bottom area of the bit line contact hole BC, the top area of the bit line contact hole BC is also increased. As a result, an overlap-margin with the storage contact hole SC formed through a subsequent process is reduced, so that a bridge (B) area between the bit line contact hole BC and the storage contact hole SC is reduced. Will occur).

또한, 비트라인 컨택홀(BC) 형성 후 진행되는 세정공정(Cleaning)시 BOE(Buffered Oxide Etchant) 용액을 사용할 경우에는 비트라인 컨택홀(BC)의 탑 면적은 더욱 증가되어 브릿지 발생 확률이 더욱 증가하게 된다. 그리고, 비트라인 컨택홀(BC)의 바닥 면적이 계속해서 증가하는 경우에도, 비트라인 컨택홀(BC) 저부 의 게이트 전극용 하드 마스크와의 오버랩이 증가함에 따라 하드 마스크에 데미지를 입힐 수 있는 확률이 더욱 증가하게 된다.In addition, when the BOE (Buffered Oxide Etchant) solution is used during the cleaning process performed after the formation of the bit line contact hole BC, the top area of the bit line contact hole BC is further increased to further increase the probability of bridging. Done. In addition, even when the bottom area of the bit line contact hole BC continues to increase, the probability of damaging the hard mask as the overlap with the gate electrode hard mask at the bottom of the bit line contact hole BC increases. This further increases.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 반도체 소자의 컨택홀 형성시 DICD를 증가시키지 않고도 컨택홀을 매립시키는 물질의 컨택 저항을 감소시킬 수 있는 반도체 소자 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can reduce the contact resistance of the material to fill the contact hole without increasing the DICD when forming the contact hole of the semiconductor device have.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 제1 도전막이 형성된 기판을 제공하는 단계와, 상기 제1 도전막 상에 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제1 도전막의 상부가 일정 깊이로 리세스되도록 상기 절연막을 식각하는 단계와, 상기 절연막과 상기 제1 도전막 간의 식각선택비를 이용한 등방성 식각공정을 실시하여 상기 절연막의 패턴 폭보다 넓은 폭을 갖도록 상기 제1 도전막 내부에 컨택홈을 형성하는 단계와, 상기 컨택홈이 매립되도록 제2 도전막을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자 제조방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, providing a substrate with a first conductive film, forming an insulating film on the first conductive film, the upper portion of the first conductive film is a predetermined depth Etching the insulating layer so as to be recessed, and performing an isotropic etching process using an etching selectivity ratio between the insulating layer and the first conductive layer to contact the inside of the first conductive layer to have a width wider than the pattern width of the insulating layer. And forming a groove and forming a second conductive layer to fill the contact groove.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 도전 패턴층이 형성된 기판을 제공하는 단계와, 상기 도전 패턴층 사이에 컨택 플러그를 형성하는 단계와, 상기 컨택 플러그를 포함하는 전체 구조 상부에 절연막을 형성하는 단계와, 상기 컨택 플러그의 상부가 일정 깊이로 리세스되도록 상기 절연 막을 식각하는 단계와, 상기 절연막과 상기 컨택 플러그 간의 식각선택비를 이용한 등방성 식각공정을 실시하여 상기 절연막의 패턴 폭보다 넓은 폭을 갖도록 상기 컨택 플러그 내부에 컨택홈을 형성하는 단계와, 상기 컨택홈이 매립되도록 금속배선을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자 제조방법을 제공한다.In addition, according to another aspect of the present invention for achieving the above object, providing a substrate having a plurality of conductive pattern layer, forming a contact plug between the conductive pattern layer, and comprises the contact plug Forming an insulating film on the entire structure, etching the insulating film so that the upper portion of the contact plug is recessed to a predetermined depth, and performing an isotropic etching process using an etching selectivity between the insulating film and the contact plug. And forming a contact groove in the contact plug to have a width wider than the pattern width of the insulating layer, and forming a metal wiring to fill the contact groove.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 워드라인이 형성된 기판을 제공하는 단계와, 상기 워드라인 사이에 랜딩 플러그를 형성하는 단계와, 상기 랜딩 플러그를 포함하는 전체 구조 상부에 절연막을 형성하는 단계와, 상기 랜딩 플러그의 상부가 일정 깊이로 리세스되도록 상기 절연막을 식각하는 단계와, 상기 절연막과 상기 랜딩 플러그 간의 식각선택비를 이용한 등방성 식각공정을 실시하여 상기 절연막의 패턴 폭보다 넓은 폭을 갖도록 상기 랜딩 플러그 내부에 컨택홈을 형성하는 단계와, 상기 컨택홈이 매립되도록 비트라인을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자 제조방법을 제공한다.In addition, according to another aspect of the present invention for achieving the above object, providing a substrate having a word line formed, forming a landing plug between the word line, and the overall structure including the landing plug Forming an insulating film on the upper surface, etching the insulating film so that the upper portion of the landing plug is recessed to a predetermined depth, and performing an isotropic etching process using an etching selectivity between the insulating film and the landing plug. A method of manufacturing a semiconductor device includes forming a contact groove in the landing plug to have a width wider than a pattern width, and forming a bit line to fill the contact groove.

본 발명에 있어서, 상기 등방성 식각공정은 상기 절연막보다 상기 제1 도전막(또는, 상기 컨택 플러그 또는 상기 랜딩 플러그)에 대한 식각 선택비가 높은 식각가스를 이용하는데, Cl2 또는 HBr 가스를 이용하는 것이 바람직하다.In the present invention, the isotropic etching process uses an etching gas having a higher etching selectivity with respect to the first conductive film (or the contact plug or the landing plug) than the insulating film, preferably using Cl 2 or HBr gas. Do.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 컨택홈은 전구 모양으로 형성한다.In addition, in the present invention, the contact groove is formed in the shape of a bulb.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 절연막을 식각한 후, 상기 등방성 식각공정시 상기 절연막이 식각되지 않도록 상기 절연막의 내측벽에 스페이서를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있는데, 상기 스페이서는 질화막 계열의 물질로 형성하는 것이 바 람직하다.The method may further include forming a spacer on an inner wall of the insulating layer after the insulating layer is etched so that the insulating layer is not etched during the isotropic etching process, wherein the spacer is a nitride-based material. It is desirable to form

상기한 본 발명에 따르면, 도전막 상에 형성된 절연막 내에 도전막이 일정 깊이 리세스되도록 절연막을 식각한 후, 절연막과 도전막 간의 식각선택비를 이용한 화학적 등방성 식각공정을 통해 도전막 내에 절연막의 패턴 폭보다 넓은 폭으로 컨택홈을 형성함으로써, DICD를 증가시키지 않고도 상부 폭이 바닥부 폭보다 좁은 컨택홀을 형성시킬 수 있다. 따라서, DICD를 증가시키지 않고도 컨택홀을 매립시키는 물질의 컨택 저항을 감소시킬 수 있다. According to the present invention described above, after etching the insulating film so that the conductive film is recessed to a predetermined depth in the insulating film formed on the conductive film, the pattern width of the insulating film in the conductive film through a chemical isotropic etching process using the etching selectivity between the insulating film and the conductive film By forming a contact groove with a wider width, a contact hole whose upper width is narrower than the bottom width can be formed without increasing the DICD. Thus, the contact resistance of the material filling the contact hole can be reduced without increasing the DICD.

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 설명한다. 또한, 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나, 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 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. In addition, in the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity, and in the case where the layers are said to be "on" another layer or substrate, they may be formed directly on another layer or substrate or Or a third layer may be interposed therebetween. In addition, the same reference numerals throughout the specification represent the same components.

실시예Example

도 2 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자 제조방법을 도시한 공정 단면도이다. 여기서, 도 2 내지 도 8의 (a)는 전술한 도 1에 도시된 비트라인(BL) 방향으로 절단하여 본 발명의 실시예를 적용한 공정 단면도이고, 도 2 내지 도 8의 (b)는 비트라인(BL)과 수직을 이루는 워드라인(Word Line) 방향으로 절단하여 본 발명의 실시예를 적용한 공정 단면도이다.2 to 8 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention. 2A to 8A are cross-sectional views of the process of applying the embodiment of the present invention by cutting in the bit line BL direction shown in FIG. 1, and FIGS. 2 to 8B are bits. FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a process in which the embodiment of the present invention is applied by cutting in a word line direction perpendicular to the line BL.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 전처리 세정공정 및 문턱전압 조절을 위한 이온주입공정 등이 완료된 반도체 기판(10)이 제공된다. 여기서, 전처리 세정공정은 DHF(Diluted HF)로 세정한 후 SC-1(NH4OH/H2O2/H2O)으로 실시되거나, BOE(Buffer Oxide Etchant)로 세정한 후 SC-1로 순차적으로 실시될 수 있다. First, as shown in FIG. 2, a semiconductor substrate 10 having a pretreatment cleaning process and an ion implantation process for adjusting a threshold voltage is provided. Here, the pretreatment washing process is performed with DHF (Diluted HF) and then SC-1 (NH 4 OH / H 2 O 2 / H 2 O), or BOE (Buffer Oxide Etchant) and then SC-1. It may be performed sequentially.

이어서, 상부에 하드 마스크(14)를 구비하고 양 측벽에는 게이트 스페이서(16)를 구비하는 워드라인용 게이트 전극(15; 이하, 워드라인이라 함)을 기판(10) 상에 형성한다. 예컨대, 기판(10) 상에 게이트 절연막(11), 폴리 실리콘막(12), 텅스텐 실리사이드막(13, WSi2) 및 하드 마스크(14)를 순차적으로 형성한 후, 포토 공정을 통해 형성된 소정의 마스크 패턴(미도시)을 이용하여 하드 마스크(14)를 식각한다. 그런 다음, 식각된 하드 마스크(14)를 이용하여 텅스텐 실리사이드막(13), 폴리 실리콘막(12) 및 게이트 절연막(11)을 순차적으로 식각하여 상부에 하드 마스크(14)를 구비한 워드라인(15)을 형성한다.Subsequently, a word line gate electrode 15 (hereinafter referred to as a word line) having a hard mask 14 on the top and gate spacers 16 on both sidewalls is formed on the substrate 10. For example, the gate insulating film 11, the polysilicon film 12, the tungsten silicide films 13 and WSi 2 , and the hard mask 14 are sequentially formed on the substrate 10, and then formed through a photo process. The hard mask 14 is etched using a mask pattern (not shown). Then, the tungsten silicide layer 13, the polysilicon layer 12, and the gate insulating layer 11 are sequentially etched using the etched hard mask 14 to form a word line having the hard mask 14 thereon. 15).

여기서, 게이트 스페이서(16)는 공지된 스페이서 형성 기술에 따라 형성한다.Here, the gate spacers 16 are formed in accordance with known spacer formation techniques.

이어서, 워드라인(15)을 포함한 기판(10) 상부에 층간 절연막(17; 이하, 제1 층간 절연막이라 함)을 형성한다. 제1 층간 절연막(17)은 산화막 계열의 물질로 형성한다. 예컨대, 제1 층간 절연막(17)은 HDP(High Density Plasma) 산화막, BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)막, PSG(Phosphorus Silicate Glass)막, PETEOS(Plasma Enhanced Tetra Ethyle Ortho Silicate)막, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)막, USG(Un-doped Silicate Glass)막, FSG(Fluorinated Silicate Glass)막, CDO(Carbon Doped Oxide)막 및 OSG(Organic Silicate Glass)막 중 어느 하나를 이용하여 단층막 또는 이들이 적층된 적층막으로 형성한다.Subsequently, an interlayer insulating layer 17 (hereinafter, referred to as a first interlayer insulating layer) is formed on the substrate 10 including the word line 15. The first interlayer insulating film 17 is formed of an oxide film-based material. For example, the first interlayer insulating layer 17 may include an HDP (High Density Plasma) oxide film, a Boron Phosphorus Silicate Glass (BPSG) film, a Phosphorus Silicate Glass (PSG) film, a Plasma Enhanced Tetra Ethyle Ortho Silicate (PETOS) film, and Plasma Enhanced PECVD. Single layer film or lamination thereof using any one of Chemical Vapor Deposition (USG) film, USG (Un-doped Silicate Glass) film, Fluorinated Silicate Glass (FSG) film, Carbon Doped Oxide (CDO) film and Organic Silicate Glass (OSG) film It is formed into a laminated film.

이어서, 마스크 공정 및 식각공정을 실시하여 제1 층간 절연막(17)의 일부를 식각한다. 바람직하게는, 일부 워드라인(15) 사이의 기판(10)이 노출되도록 제1 층간 절연막(17)의 일부를 식각한다.Subsequently, a part of the first interlayer insulating film 17 is etched by performing a mask process and an etching process. Preferably, a portion of the first interlayer insulating layer 17 is etched to expose the substrate 10 between some word lines 15.

이어서, 노출된 기판(10)을 덮도록 제1 층간 절연막(17) 사이에 랜딩 플러그(18)를 형성한다. 예컨대, 랜딩 플러그(18)는 도전물질로서 폴리 실리콘막을 증착하여 형성한다.Next, a landing plug 18 is formed between the first interlayer insulating layer 17 to cover the exposed substrate 10. For example, the landing plug 18 is formed by depositing a polysilicon film as a conductive material.

이어서, CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 실시하여 워드라인(15) 상부가 노출될 때까지 제1 층간 절연막(17) 및 랜딩 플러그(18)를 평탄화한다. Next, a chemical mechanical polishing (CMP) process is performed to planarize the first interlayer insulating layer 17 and the landing plug 18 until the upper portion of the word line 15 is exposed.

이어서, 랜딩 플러그(18)를 포함한 전체 구조 상부에 층간 절연막(19; 이하, 제2 층간 절연막이라 함)을 증착한다. 여기서, 제2 층간 절연막(19)은 제1 층간 절연막(17)과 동일한 물질로 형성한다.Subsequently, an interlayer insulating film 19 (hereinafter referred to as a second interlayer insulating film) is deposited over the entire structure including the landing plug 18. Here, the second interlayer insulating film 19 is formed of the same material as the first interlayer insulating film 17.

이어서, 포토 공정을 실시하여 제2 층간 절연막(19) 상에 포토레지스트 패턴(20)을 형성한다. 여기서, 포토레지스트 패턴(20)은 비트라인 컨택홀이 형성될 영역을 정의하기 위한 것으로 랜딩 플러그(18)와 대응되는 영역의 일부를 노출시키는 구조로 형성한다. Subsequently, the photoresist pattern 20 is formed on the second interlayer insulating film 19 by performing a photo process. Here, the photoresist pattern 20 is to define a region where the bit line contact hole is to be formed, and has a structure that exposes a part of the region corresponding to the landing plug 18.

특히, 포토레지스트 패턴(20)은 비트라인 컨택홀 형성을 위한 포토 공정의 DICD를 작게 하기 위하여 리플로우(Reflow) 공정을 적용하여 형성할 수 있다.In particular, the photoresist pattern 20 may be formed by applying a reflow process to reduce the DICD of the photo process for forming the bit line contact holes.

이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(20)을 식각 마스크(mask)로 이용한 식각공정(21)을 실시하여 랜딩 플러그(18)가 일정 깊이 리세스(recess)되도록 제2 층간 절연막(19)을 식각한다. 이로써, 제2 층간 절연막(19) 내에는 랜딩 플러그(18)의 일부를 노출시키는 컨택홀(22)이 형성된다.Subsequently, as shown in FIG. 3, the second interlayer insulating layer may be etched using the photoresist pattern 20 as an etching mask so that the landing plug 18 is recessed to a predetermined depth. Etch (19). As a result, a contact hole 22 exposing a part of the landing plug 18 is formed in the second interlayer insulating layer 19.

이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 스트립(strip) 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(20, 도 3 참조)을 제거한다. 이로써, 컨택홀(22)을 포함한 제2 층간 절연막(19)이 노출된다.Subsequently, as shown in FIG. 4, a strip process is performed to remove the photoresist pattern 20 (see FIG. 3). As a result, the second interlayer insulating layer 19 including the contact hole 22 is exposed.

이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 컨택홀(22, 도 4 참조)을 포함한 제2 층간 절연막(19) 상부의 단차를 따라 스페이서 형성용으로 질화막 계열의 물질(23; 이하, 질화막이라 함)을 증착한다. 바람직하게는, 스텝 커버리지(step coverage)가 우수한 Si3N4를 증착한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 5, a nitride film-based material 23 (hereinafter, referred to as a nitride film) for forming a spacer along a step above the second interlayer insulating film 19 including the contact holes 22 (see FIG. 4). Deposit. Preferably, Si 3 N 4 is deposited which has excellent step coverage.

이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 에치백(etch-back, 24)과 같은 건식식각공정을 실시하여 질화막(23, 도 5 참조)을 식각하여 컨택홀(22, 도 4 참조)의 내측벽에 각각 컨택홀 스페이서(23a)를 형성한다. 여기서, 컨택홀 스페이서(23a)는 후속으로 진행될 등방성 식각공정시 제2 층간 절연막(19)이 식각되는 것을 방지하기 위하여 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 6, a dry etching process such as an etch-back 24 is performed to etch the nitride film 23 (see FIG. 5) to form an inner wall of the contact hole 22 (see FIG. 4). Contact hole spacers 23a are respectively formed in the grooves. Here, the contact hole spacers 23a are formed to prevent the second interlayer insulating layer 19 from being etched during the subsequent isotropic etching process.

이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 라디컬(radical)에 방향성을 주지 않는 등방성 식각공정, 예컨대 화학적 등방성 식각공정(CDE : Chemical Dry Etch)을 실시하여 컨택홀(22, 도 4 참조) 저부의 랜딩 플러그(18)를 식각한다. 이로써, 컨택홀(22) 저부의 랜딩 플러그(18) 내에는 컨택홀(22)의 폭(W1), 즉 제2 층간 절연막(19) 사이의 폭보다 넓은 폭(W2)으로 전구(Bulb) 모양의 컨택홈(25)이 형성된다.Subsequently, as shown in FIG. 7, the bottom of the contact hole 22 (refer to FIG. 4) may be formed by performing an isotropic etching process, such as chemical dry etching (CDE), which gives no direction to the radical. The landing plug 18 is etched. Accordingly, in the landing plug 18 at the bottom of the contact hole 22, the light bulb Bulb may have a width W 2 that is wider than the width W 1 of the contact hole 22, that is, the width between the second interlayer insulating layers 19. The contact groove 25 of the shape is formed.

특히, 화학적 등방성 식각공정시에는 제2 층간 절연막(19)에 비하여 랜딩 플러그(18)에 대한 식각 선택비가 높은 식각가스, 예컨대 Cl2 또는 HBr 가스를 이용한다. 즉, 산화막에 비하여 폴리 실리콘막에 대한 식각 선택비가 높은 Cl2 또는 HBr 가스를 이용한 등방성 식각공정을 적용하여 컨택홀(22) 저부의 폴리 실리콘막으로 이루어진 랜딩 플러그(18)를 식각함으로써, 랜딩 플러그(18) 내에 전구 모양의 컨택홈(25)을 형성하는 것이다. 이로써, 상부 폭(W1)이 바닥부 폭(W2)보다 작은 비트라인 컨택홀(25a)이 형성된다.In particular, in the chemically isotropic etching process, an etching gas having a high etching selectivity relative to the landing plug 18 is used, for example, Cl 2 or HBr gas, compared to the second interlayer insulating film 19. That is, the landing plug 18 is etched by using a polysilicon film at the bottom of the contact hole 22 by applying an isotropic etching process using Cl 2 or HBr gas having a higher etching selectivity to the polysilicon film than the oxide film. The bulbous contact grooves 25 are formed in 18. As a result, the bit line contact hole 25a having the upper width W 1 smaller than the bottom width W 2 is formed.

따라서, 비트라인 컨택홀(25a) 형성시 DICD를 증가시키지 않고도 비트라인 컨택홀(25a)의 바닥 면적만을 증가시켜 비트라인의 컨택 저항을 감소시킬 수 있다. Accordingly, the contact resistance of the bit line may be reduced by increasing only the bottom area of the bit line contact hole 25a without increasing the DICD when forming the bit line contact hole 25a.

결국, 비트라인 컨택홀(25a)의 상부 폭은 그대로 유지하면서 바닥부의 폭 만을 선택적으로 증가시킴으로써, 전술한 바와 같이 기존에 비트라인의 컨택 저항 감소를 위해 DICD를 증가시키는 경우 비트라인 컨택홀(25a)의 상부 폭이 증가함에 따라 브릿지가 발생하는 것을 억제하면서 비트라인의 컨택 저항을 감소시킬 수 있게 된다. As a result, by selectively increasing only the width of the bottom portion while maintaining the upper width of the bit line contact hole 25a, the bit line contact hole 25a when the DICD is increased to reduce the contact resistance of the bit line as described above. As the upper width of the N) increases, the contact resistance of the bit line can be reduced while suppressing the occurrence of the bridge.

이어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 비트라인 컨택홀(25a)이 매립되도록 제2 층간 절연막 상에 비트라인용 도전물질을 증착한 후, 마스크 공정 및 식각공정을 실시하여 소정의 하드 마스크 패턴(27)을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 8, the conductive material for the bit line is deposited on the second interlayer insulating layer so that the bit line contact hole 25a is filled, and then a mask process and an etching process are performed to form a predetermined hard mask pattern ( 27).

이어서, 하드 마스크 패턴(27)을 이용한 식각공정을 통해 비트라인용 도전물질을 식각하여 비트라인 컨택홀(25a, 도 7 참조)을 매립시키는 비트라인(26)을 형성한다.Subsequently, the bit line conductive material is etched using the hard mask pattern 27 to form the bit line 26 to fill the bit line contact holes 25a (see FIG. 7).

상기에서 본 발명의 기술 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail in the preferred embodiments, it should be noted that the above-described embodiments are for the purpose of description and not of limitation. In addition, it will be understood by those skilled in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 도전막 상에 형성된 절연막 내에 도전막이 일정 깊이 리세스되도록 절연막을 식각한 후, 절연막과 도전막 간의 식각선택비를 이용한 화학적 등방성 식각공정을 통해 도전막 내에 절연막의 패턴 폭보다 넓은 폭으로 컨택홈을 형성함으로써, DICD(Develope Inspeciton CD)를 증가시키지 않고도 상부 폭이 바닥부 폭보다 좁은 컨택홀을 형성시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, the insulating film is etched so that the conductive film is recessed to a predetermined depth in the insulating film formed on the conductive film, and then the chemically isotropic etching process using the etching selectivity between the insulating film and the conductive film is performed in the conductive film. By forming the contact grooves having a width wider than the pattern width of the insulating layer, a contact hole having an upper width smaller than the bottom width can be formed without increasing the development inspeciton CD (DICD).

따라서, 컨택홀의 바닥부 면적만을 선택적으로 증가시켜 기존에 상부 면적이 증가됨에 따라 이웃하는 컨택홀 간에 발생할 수 있는 브릿지를 억제하면서 컨택홀을 매립시키는 물질의 컨택 저항을 감소시킬 수 있다.Therefore, by selectively increasing only the bottom area of the contact hole, as the upper area is increased, the contact resistance of the material filling the contact hole may be reduced while suppressing bridges that may occur between neighboring contact holes.

Claims (18)

제1 도전막이 형성된 기판을 제공하는 단계;Providing a substrate on which a first conductive film is formed; 상기 제1 도전막 상에 절연막을 형성하는 단계;Forming an insulating film on the first conductive film; 상기 제1 도전막의 상부가 일정 깊이로 리세스되도록 상기 절연막을 식각하는 단계;Etching the insulating layer to recess the upper portion of the first conductive layer to a predetermined depth; 상기 절연막과 상기 제1 도전막 간의 식각선택비를 이용한 등방성 식각공정을 실시하여 상기 절연막의 패턴 폭보다 넓은 폭을 갖도록 상기 제1 도전막 내부에 컨택홈을 형성하는 단계; 및Forming a contact groove in the first conductive layer to have a width wider than the pattern width of the insulating layer by performing an isotropic etching process using an etching selectivity between the insulating layer and the first conductive layer; And 상기 컨택홈이 매립되도록 제2 도전막을 형성하는 단계Forming a second conductive layer to fill the contact grooves 를 포함하는 반도체 소자 제조방법.Semiconductor device manufacturing method comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 등방성 식각공정은 상기 절연막보다 상기 제1 도전막에 대한 식각 선택비가 높은 식각가스를 이용하는 반도체 소자 제조방법.The isotropic etching process uses an etching gas having an etching selectivity higher than that of the insulating layer with respect to the first conductive layer. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 둥방성 식각공정은 Cl2 또는 HBr 가스를 이용하는 반도체 소자 제조방법.The circular etching process is a semiconductor device manufacturing method using Cl 2 or HBr gas. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 컨택홈은 전구 모양으로 형성하는 반도체 소자 제조방법.The contact groove is a semiconductor device manufacturing method to form a bulb shape. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 절연막을 식각한 후, The method according to any one of claims 1 to 3, wherein after etching the insulating film, 상기 등방성 식각공정시 상기 절연막이 식각되지 않도록 상기 절연막의 내측벽에 스페이서를 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 소자 제조방법.And forming a spacer on an inner wall of the insulating layer so that the insulating layer is not etched during the isotropic etching process. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, 상기 스페이서는 질화막 계열의 물질로 형성하는 반도체 소자 제조방법.The spacer is a semiconductor device manufacturing method of forming a nitride film-based material. 복수의 도전 패턴층이 형성된 기판을 제공하는 단계;Providing a substrate on which a plurality of conductive pattern layers are formed; 상기 도전 패턴층 사이에 컨택 플러그를 형성하는 단계;Forming a contact plug between the conductive pattern layers; 상기 컨택 플러그를 포함하는 전체 구조 상부에 절연막을 형성하는 단계;Forming an insulating film on the entire structure including the contact plug; 상기 컨택 플러그의 상부가 일정 깊이로 리세스되도록 상기 절연막을 식각하는 단계;Etching the insulating film so that an upper portion of the contact plug is recessed to a predetermined depth; 상기 절연막과 상기 컨택 플러그 간의 식각선택비를 이용한 등방성 식각공정을 실시하여 상기 절연막의 패턴 폭보다 넓은 폭을 갖도록 상기 컨택 플러그 내부에 컨택홈을 형성하는 단계; 및Forming a contact groove in the contact plug to have a width wider than the pattern width of the insulating film by performing an isotropic etching process using an etching selectivity between the insulating film and the contact plug; And 상기 컨택홈이 매립되도록 금속배선을 형성하는 단계Forming a metal wiring to fill the contact groove 를 포함하는 반도체 소자 제조방법.Semiconductor device manufacturing method comprising a. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 등방성 식각공정은 상기 절연막보다 상기 컨택 플러그에 대한 식각 선택비가 높은 식각가스를 이용하는 반도체 소자 제조방법.The isotropic etching process is a semiconductor device manufacturing method using an etching gas having a higher etching selectivity for the contact plug than the insulating film. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 둥방성 식각공정은 Cl2 또는 HBr 가스를 이용하는 반도체 소자 제조방법.The circular etching process is a semiconductor device manufacturing method using Cl 2 or HBr gas. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 7 to 9, 상기 컨택홈은 전구 모양으로 형성하는 반도체 소자 제조방법.The contact groove is a semiconductor device manufacturing method to form a bulb shape. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 절연막을 식각한 후, The method according to any one of claims 7 to 9, wherein after etching the insulating film, 상기 등방성 식각공정시 상기 절연막이 식각되지 않도록 상기 절연막의 내측벽에 스페이서를 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 소자 제조방법.And forming a spacer on an inner wall of the insulating layer so that the insulating layer is not etched during the isotropic etching process. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 상기 스페이서는 질화막 계열의 물질로 형성하는 반도체 소자 제조방법.The spacer is a semiconductor device manufacturing method of forming a nitride film-based material. 워드라인이 형성된 기판을 제공하는 단계;Providing a substrate having a word line formed thereon; 상기 워드라인 사이에 랜딩 플러그를 형성하는 단계;Forming a landing plug between the word lines; 상기 랜딩 플러그를 포함하는 전체 구조 상부에 절연막을 형성하는 단계;Forming an insulating film on the entire structure including the landing plug; 상기 랜딩 플러그의 상부가 일정 깊이로 리세스되도록 상기 절연막을 식각하 는 단계;Etching the insulating film so that an upper portion of the landing plug is recessed to a predetermined depth; 상기 절연막과 상기 랜딩 플러그 간의 식각선택비를 이용한 등방성 식각공정을 실시하여 상기 절연막의 패턴 폭보다 넓은 폭을 갖도록 상기 랜딩 플러그 내부에 컨택홈을 형성하는 단계; 및Forming a contact groove in the landing plug to have a width wider than a pattern width of the insulating film by performing an isotropic etching process using an etching selectivity between the insulating film and the landing plug; And 상기 컨택홈이 매립되도록 비트라인을 형성하는 단계Forming a bit line to fill the contact groove 를 포함하는 반도체 소자 제조방법.Semiconductor device manufacturing method comprising a. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 등방성 식각공정은 상기 절연막보다 상기 랜딩 플러그에 대한 식각 선택비가 높은 식각가스를 이용하는 반도체 소자 제조방법.The isotropic etching process uses an etching gas having an etching selectivity higher than that of the insulating film for the landing plug. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 둥방성 식각공정은 Cl2 또는 HBr 가스를 이용하는 반도체 소자 제조방법.The circular etching process is a semiconductor device manufacturing method using Cl 2 or HBr gas. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 13 to 15, 상기 컨택홈은 전구 모양으로 형성하는 반도체 소자 제조방법.The contact groove is a semiconductor device manufacturing method to form a bulb shape. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 절연막을 식각한 후, The method of claim 13, wherein after etching the insulating film, 상기 등방성 식각공정시 상기 절연막이 식각되지 않도록 상기 절연막의 내측벽에 스페이서를 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 소자 제조방법.And forming a spacer on an inner wall of the insulating layer so that the insulating layer is not etched during the isotropic etching process. 제 17 항에 있어서, The method of claim 17, 상기 스페이서는 질화막 계열의 물질로 형성하는 반도체 소자 제조방법.The spacer is a semiconductor device manufacturing method of forming a nitride film-based material.
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