KR20070074175A - Method for manufacturing storagenode contact in semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 따른 라인타입 자기정렬콘택식각을 이용한 스토리지노드콘택의 형성 방법을 도시한 도면.1A to 1C illustrate a method of forming a storage node contact using a line type self-aligned contact etching according to the prior art.
도 2a 및 도 2b는 종래기술에 따른 비트라인 프로파일(profile)을 도시한 SEM 사진. 2A and 2B are SEM photographs showing a bitline profile according to the prior art.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 스토리지노드콘택의 제조 방법을 도시한 도면.3A to 3F illustrate a method of manufacturing a storage node contact according to an embodiment of the present invention.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 비트라인 프로파일을 도시한 SEM사진.4A and 4B are SEM photographs showing a bit line profile according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
30 : 게이트도전층 31 : 게이트하드마스크30: gate conductive layer 31: gate hard mask
32 : 게이트스페이서 33 : 제1층간절연막32: gate spacer 33: first interlayer insulating film
34 : 랜딩플러그콘택 35 : 제2층간절연막34: landing plug contact 35: second interlayer insulating film
36 : 비트라인도전층 37 : 비트라인하드마스크36: bit line conductive layer 37: bit line hard mask
38 : 제3층간절연막 39a : 하드마스크폴리실리콘패턴 38: third interlayer
41 : 1차 개구부 42 : 보호막41: primary opening 42: protective film
43 : 식각정지막 44 : 2차 개구부 43: etching stop film 44: secondary opening
45 : 스토리지노드콘택45: storage node contact
본 발명은 반도체소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 라인타입 자기정렬콘택식각(Line type Self Aligned Contact etch)을 이용한 스토리지노드콘택 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a storage node contact using a line type self aligned contact etch.
라인타입 자기정렬콘택식각(Line type Self Aligned Contact)을 이용한 80nm급 기술 적용시 스토리지노드콘택, 스토리지노드를 KrF 감광막으로 패터닝이 가능하며, SNC KO(Key Open) 식각공정의 생략이 가능하여 8만장 용량의 3FAB 기준으로 367억/년의 절감효과를 갖는 기술이다.When applying 80nm technology using Line type Self Aligned Contact, storage node contact and storage node can be patterned with KrF photoresist, and SNC KO (Key Open) etching process can be omitted. The technology has a savings of 36.7 billion won / year based on 3FAB of capacity.
도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 따른 라인타입 자기정렬콘택식각을 이용한 스토리지노드콘택의 형성 방법을 도시한 도면이다.1A to 1C illustrate a method of forming a storage node contact using a line type self-aligned contact etching according to the related art.
도 1a에 도시된 바와 같이, 게이트도전층(10), 게이트하드마스크(gate hard mask)(11) 및 게이트스페이서(gate spacer)(12)를 갖는 게이트패턴(gate pattern) 상에 제1층간절연막(13)을 형성한 후, 제1층간절연막(13)을 CMP(Chemical Mechanical Polishing)를 통해 평탄화시킨다.As shown in FIG. 1A, a first interlayer insulating film is formed on a gate pattern having a gate
이어서, 게이트패턴 사이의 제1층간절연막을 선택적으로 식각하고, 여기에 랜딩플러그콘택(landing plug contact)(14)을 형성한다.Subsequently, the first interlayer insulating film between the gate patterns is selectively etched, and a
이어서, 랜딩플러그콘택(14)을 포함한 전면에 제2층간절연막(15)을 증착한다.Subsequently, a second
이어서, 제2층간절연막(15)의 소정 표면 상에 게이트패턴과 교차하는 형태의 비트라인패턴(bitline pattern)을 형성한다. 이때, 비트라인패턴은 비트라인도전층(16) 및 비트라인하드마스크(17)의 순서로 적층된 비트라인패턴을 형성한다.Subsequently, a bitline pattern having a form intersecting the gate pattern is formed on a predetermined surface of the second
이어서, 비트라인패턴 사이를 채울때까지 전면에 HDP(High Density Plasma) 산화막을 이용하여 제3층간절연막(18)을 증착한 후, 비트라인패턴의 상부까지 CMP를 통해 평탄화시킨다.Subsequently, the third
이어서, 평탄화된 제3층간절연막(18) 상에 하드마스크폴리실리콘(hardmask polysilicon)(19)을 증착한 후, 라인타입(Line type)의 콘택마스크(contact mask)(20)를 형성한다.Subsequently, a
도 1b에 도시된 바와 같이, 콘택마스크(20)를 식각 장벽층으로 하드마스크폴리실리콘(19)을 식각하여 라인타입의 하드마스크폴리실리콘패턴(19a)을 형성한 후, 콘택마스크(20)를 제거한다.As shown in FIG. 1B, the
이어서, 하드마스크폴리실리콘패턴(19a)을 식각 장벽층으로 1차로 부분 식각을 진행하여 1차 개구부(21)를 형성하고, 연속해서 습식식각을 진행하여 1차 개구부(21)의 너비를 확장시킨다.Subsequently, the hard
이어서, 스페이서 보강목적의 식각정지막(22)을 형성한다.Subsequently, an
이어서, 1차 개구부 아래의 제3층간절연막(18)과 제1층간절연막(15)을 식각하여 2차 개구부(23)를 형성한다. 여기서, 2차 개구부(23)는 랜딩플러그콘택(14)을 노출시키며, 라인타입의 하드마스크폴리실리콘패턴(19a)를 이용하여 식각하므로 1차 개구부(21)에 비해 폭이 작다.Subsequently, the third
상기 1차 개구부(21)와 2차 개구부(23)는 스토리지노드콘택홀(storage node contact hole)이 된다.The
도 1c에 도시된 바와 같이, 1차 개구부(21)와 2차 개구부(23)로 이루어진 스토리지노드콘택홀을 채울때까지 폴리실리콘을 증착한 후 에치백(etch back)과 같이 마스크없이 전면 식각공정을 진행하여 스토리지노드콘택홀에 매립되는 스토리지노드콘택(24)을 형성한다.As illustrated in FIG. 1C, polysilicon is deposited until the storage node contact hole including the
그러나, 종래기술의 라인타입의 자기정렬콘택식각 공정은 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.However, the conventional line-type self-aligned contact etching process has the following problems.
도 2a는 종래기술에 따른 비트라인 프로파일을 도시한 사진이고, 도 2b는 종래기술에 따른 비트라인 손상을 나타낸 사진이다.Figure 2a is a photograph showing a bit line profile according to the prior art, Figure 2b is a photograph showing a bit line damage according to the prior art.
① 첨탑 형태의 부실한 비트라인 프로파일(profile)Poor steep bitline profile
비트라인 공정은 이전 소자의 요구에 의해 지속적으로 마스크 임계치수(Crytical Dimension; 이하, CD라 함)에 비해 FICD(Final Inspection Critical Dimension)를 감소시키는 레슨 공정(Lessen process)이 적용되어 왔다.The bit line process has been applied to the lesson process (Lessen process) to continuously reduce the Final Inspection Critical Dimension (FICD) compared to the mask critical dimension (hereinafter referred to as CD) by the requirements of the previous device.
이는 식각용액을 이용하여 인위적으로 CD를 감소시키는 공정으로 80nm 이하 의 소자에서는 비트라인하드마스크질화막의 프로파일이 매우 취약해져 하부에 비해 상부의 폭이 좁은 첨탑형태의 프로파일을 갖게 되었다(도 2a참조). 이러한 첨탑 프로파일은 후속 제3층간절연막인 HDP 갭필공정 진행시 HDP 증착공정 중 진행되는 식각공정(스퍼터링)에 의해 프로파일이 더욱 열화되어 뾰족해지고 심한 경우 휘어지는 현상이 나타나게 된다.This is the process of artificially reducing the CD by using the etching solution. In the device of 80 nm or less, the bit line hard mask nitride film is very weak in profile and has a narrow spire profile at the upper part than the lower part (see FIG. 2A). . Such a spire profile is further deteriorated by the etching process (sputtering) during the HDP deposition process during the HDP gap fill process, which is the third interlayer insulating film, and becomes sharp, and in a severe case, the phenomenon occurs.
② 비대칭형 스페이서 형성과 요철형() 프로파일② Asymmetrical spacer formation and irregularities ( ) profile
라인타입 자기정렬콘택(SAC) 공정의 기본 공정 플로우(flow)를 따라 진행하면, ①번에서 언급한 비트라인프로파일의 영향(휘어짐, 얇아짐)으로 좌우대칭의 스페이서가 발견된다. 또한 빈약한 비트라인 프로파일의 영향으로 자기정렬콘택(Self Align Contact; SAC) 식각 레시피(recipe)에 대한 저항성이 떨어져 비트라인패턴이 요철형() 프로파일을 갖게 된다(도 2b 참조). 여기서, 스페이서라 함은 스토리지노드콘택 식각후에 잔류하는 제3층간절연막의 잔류형태를 의미한다.Proceeding along the basic process flow of the line-type self-aligned contact (SAC) process, left and right symmetrical spacers are found due to the influence (bending and thinning) of the bit line profile mentioned in step 1). In addition, due to the poor bit line profile, the bit line pattern has irregularities due to its resistance to self-aligned contact (SAC) etching recipes. ) Have a profile (see FIG. 2B). Here, the spacer refers to the remaining form of the third interlayer dielectric layer remaining after the storage node contact etching.
비대칭 스페이서의 경우 산화막 스페이서의 열화현상으로 비트라인측벽이 극히 취약하게 되어 SAC 페일(fail)에 취약해지고, 요철형 프로파일의 경우 후속 LPP(Landing Plug Poly) CMP 공정의 분리공정 진행시 마진(잔류 질화막 및 CD) 확보에 크게 불리하다.In the case of asymmetric spacers, the bit line side walls are extremely fragile due to deterioration of the oxide spacers, making them vulnerable to SAC fail, and in the case of the uneven profile, the margins of the separation process of the subsequent LPP (Landing Plug Poly) CMP process (residual nitride film) And CD).
③ 불충분한 스페이서 두께③ insufficient spacer thickness
산화막 스페이서의 적정 두께 확보는 SAC 페일 방지 및 비트라인의 정전용량(Capacitacace) 값 감소를 위해 매우 중요하다. 하지만 실험을 통해 확인한 결과 산화막 스페이서의 두께는 질화막의 증착두께를 증가시켜도 크게 증가하지 않는다. 그 이유는 프로파일이 경사져 있기 때문에 질화막에 대한 다량의 식각이 진행되어 원하는 만큼의 스페이서 확보되지 않는 것으로 판단된다.Ensuring the proper thickness of the oxide spacer is very important for preventing SAC fail and reducing the capacitance value of the bit line. However, as a result of experiments, the thickness of the oxide spacer does not increase significantly even if the deposition thickness of the nitride film is increased. The reason for this is that since the profile is inclined, a large amount of etching is performed on the nitride film, and thus it is determined that the spacer as much as desired is not secured.
④ 폴리하드마스크 사용으로 인한 공정증가와 결함 발생④ Process increase and defects caused by using poly hard mask
폴리하드마스크 사용으로 KO(Key Open) 공정의 증가와 폴리하드마스크를 사용하기 때문에 하드마스크 식각공정시 인시튜(in-situ) 공정을 진행하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 습식세정공정에서 발생하는 흐름성 결함의 문제로 인한 수율 감소로 실제 양산과정에 어려움이 있다. Increasing the KO (Key Open) process and using the poly hard mask by using a poly hard mask has a problem that it is difficult to proceed in-situ process during the hard mask etching process. In addition, there is a difficulty in the actual mass production process due to reduced yield due to the problem of flow defects occurring in the wet cleaning process.
따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 다음과 같은 목적들이 있다. Accordingly, the present invention has been proposed to solve the problems of the prior art, and has the following objects.
먼저, 본 발명은 라인타입 스토리지노드컨택 형성공정시 SAC 문제점인 폴리하드마스크를 질화막 계열의 물질로 변경하여 KO 공정을 생략하고, 인-시튜 식각공정이 가능한 반도체소자의 스토리지노드콘택 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다. First, the present invention provides a method for forming a storage node contact of a semiconductor device capable of in-situ etching by omitting the KO process by changing the polyhard mask, which is a SAC problem, to a nitride film-based material during the line type storage node contact forming process. Its purpose is to.
또한, 본 발명은 스토리지노드컨택 진행공정 중 비트라인 상부에 보호막(capping layer)을 증착하여 안정적인 비트라인 스페이서 형성공정을 확보할 수 있는 반도체소자의 스토리지노드콘택 형성방법을 제공하는데 다른 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide a method for forming a storage node contact of a semiconductor device capable of securing a stable bit line spacer forming process by depositing a capping layer on an upper portion of a bit line during a storage node contact process.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 랜딩플러그콘택이 성된 구조물 상부에 제1절연막을 형성하는 단계와, 상기 제1절연막의 소정 표면 상에 비트라인도전층과 비트라인하드마스크의 순서로 적층된 비트라인패턴을 형성하는 단계와, 상기 비트라인패턴 사이를 채울때까지 전면에 제2절연막을 형성하는 단계와, 상기 비트라인패턴의 상부가 드러날때까지 상기 제2절연막을 평탄화시키는 단계와, 상기 제2절연막 상부에 질화막 계열의 물질을 이용하여 하드마스크를 증착하는 단계와, 상기 하드마스크를 식각하여 하드마스크패턴을 형성하는 단계와, 상기 하드마스크패턴을 식각 장벽층으로 상기 하드마스크패턴 형성공정과 인-시튜로 동일 챔버내에서 상기 제2절연막을 1차로 부분식각하여 1차 개구부를 형성하는 단계와, 상기 챔버 내에서 상기 1차 개구부의 너비를 확장시키는 단계와, 상기 1차 개구부에 의해 드러난 비트라인패턴의 상부 프로파일을 직사각형 프로파일로 바꾸어 주는 보호막을 형성하는 단계와, 상기 보호막 상에 스페이서를 형성하는 단계와, 상기 랜딩플러그콘택의 표면이 노출될때까지 상기 스페이서에 대한 스페이서식각을 진행하여 2차 개구부를 형성하는 단계와, 상기 1,2차 개구부로 이루어진 스토리지노드콘택홀에 매립되는 스토리지노드콘택을 형성하는 단계를 포함하는 반도체소자의 스토리지노드콘택 형성방법을 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of forming a first insulating layer on a structure having a landing plug contact, and forming a bit line conductive layer and a bit line hard mask on a predetermined surface of the first insulating layer. Forming a stacked bit line pattern in a sequence; forming a second insulating film on the entire surface until the bit line pattern is filled; and planarizing the second insulating film until an upper portion of the bit line pattern is exposed. Depositing a hard mask using a nitride based material on the second insulating layer, forming a hard mask pattern by etching the hard mask, and forming the hard mask pattern as an etch barrier layer. Forming a first opening by partially etching the second insulating layer in the same chamber in-situ with a mask pattern forming process; Extending a width of the primary opening, forming a protective film for changing the upper profile of the bit line pattern exposed by the primary opening into a rectangular profile, forming a spacer on the protective film; Forming a secondary opening by performing spacer etching on the spacer until the surface of the landing plug contact is exposed, and forming a storage node contact embedded in the storage node contact hole formed of the first and second openings. It provides a method for forming a storage node contact of a semiconductor device comprising a.
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 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자의 스토리지노드콘택 형성방법을 설명하기 위하여 도시한 공정 단면도이다. 도면의 좌측은 비트라인패턴과 교차하는 방향으로 절취한 도면이고, 우측은 비트라인패턴과 나란한 방향으로 절취한 도면이다. 이하, 자세한 설명을 위해 두 방향에서의 공정 단면도를 함께 보여준다. 3A to 3F are cross-sectional views illustrating a method of forming a storage node contact of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. The left side of the figure is a diagram cut in the direction crossing the bit line pattern, and the right side is a figure cut in the direction parallel to the bit line pattern. Hereinafter, the cross-sectional views of the process in two directions are shown together for detailed description.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 게이트도전층(30), 게이트하드마스크(31) 및 게이트스페이서(32)를 갖는 게이트패턴 상에 제1층간절연막(33)을 형성한 후, 제1층간절연막(33)을 CMP를 통해 평탄화시킨다.First, as shown in FIG. 3A, a first
이어서, 게이트패턴 사이의 제1층간절연막(33)을 선택적으로 식각하고, 여기에 랜딩플러그콘택(34)을 형성한다.Subsequently, the first
이어서, 랜딩플러그콘택(34)을 포함한 전면에 제2층간절연막(35)을 증착한 다.Subsequently, a second
이어서, 제2층간절연막(35)의 소정 표면 상에 게이트패턴과 교차하는 형태의 비트라인패턴을 형성한다. 이때, 비트라인패턴은 비트라인도전층(36) 및 비트라인하드마스크(37)의 순서로 적층되며, 비트라인도전층(36)은 W, Ti, WN 또는 WSi 중에서 선택되는 단일물질 또는 복수의 물질로 형성하고, 비트라인하드마스크(37)는 SiON 또는 SiN으로 형성한다.Subsequently, a bit line pattern having a shape intersecting with the gate pattern is formed on a predetermined surface of the second
이어서, 비트라인패턴 사이를 채울때까지 전면에 HDP(High Density Plasma) 산화막을 이용하여 제3층간절연막(38)을 증착한 후, 비트라인패턴의 상부까지 CMP를 통해 평탄화시킨다. Subsequently, the third
이어서, 평탄화된 제3층간절연막(38) 상에 SRON(Silicon Rich Oxinitride) 또는 산화막과의 식각 선택비가 높은 Si3N4 및 SiON와 같은 질화막으로 하드마스크(39)를 형성한 후, 라인타입(Line type)의 콘택마스크(40)를 형성한다.Subsequently, the
도 3b에 도시된 바와 같이, 절연막 식각 챔버(etching chamber for dielectric)를 이용하여 콘택마스크(40)를 식각 장벽층으로 하드마스크(39)를 식각하여 라인타입의 하드마스크패턴(39a)을 형성한 후, 인-시튜로 하드마스크패턴(39a)을 식각 장벽층으로 1차로 부분 식각(Partial etch)을 진행하여 1차 개구부(41)를 형성하고, 연속해서 습식식각(Wet etch)을 진행하여 1차 개구부(41)의 너비를 확장시킨다. As shown in FIG. 3B, the
하드마스크패턴(39a)을 형성하기 위한 식각조건(etch recipe)은 10~100mTorr 의 압력과, 100~2000W 전력(power)과, 1~100sccm의 CxFy, 1~100sccm의 CxHyFz와 같은 불소계 소스가스와, 1~100sccm의 O2, 1~100sccm의 N2, 1~1000sccm의 Ar 반응 가스를 이용한다. 여기서, x, y, z는 자연수 또는 소수점을 포함하는 유리수이다. 또한, 1차 부분식각시에는 질화막과 선택비를 갖는 식각조건으로 진행한다. 1차 개구부(41)의 너비를 확장시키는 습식식각공정시 식각조건은 20:1∼300:1의 불산계 용액, 즉 BOE(Buffered Oxide Etchant) 또는 DHF(Dilute HF)를 이용한다. The etch recipe for forming the
이후, 콘택마스크(40)를 제거한다.Thereafter, the
이어서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 너비가 확장된 1차 개구부(41)를 포함한 전면에 보호막(42)을 형성한다. 여기서, 보호막(42)은 비트라인패턴의 상부에도 적정 두께로 증착되도록 하는데, 바람직하게 보호막(42)은 산화막 또는 질화막으로 형성한다. 바람직하게는 USG(Undoped Silicate Glrass)막을 이용하여 1000Å 이하, 바람직하게는 400~900Å 정도의 두께로 형성한다. USG막은 피복성(Step coverage)이 취약한 산화막으로서, USG막을 증착하면 비트라인패턴의 상부에 많은 두께의 USG막이 증착되어 프로파일을 보정한다. 즉, 비트라인하드마스크(37)의 프로파일은 상부는 얇고 하부는 두꺼운 사다리꼴 모양의 프로파일을 갖는 반면에 보호막(42)을 증착해주면 보호 효과로 인해 직사각형 형태의 프로파일이 된다. 즉, 보호막(42)은 프로파일 보정 목적으로 도입된 것이다.Subsequently, as shown in FIG. 3C, the
한편, 보호막(42)은 스텝커버리지가 취약한 질화막 물질로 형성할 수도 있다.On the other hand, the
도 3d에 도시된 바와 같이, 보호막(42)을 포함한 전면에 비트라인패턴의 측벽에 스페이서를 보강할 목적의 질화막스페이서(43)를 50∼500Å 두께로 형성한다. 여기서, 질화막스페이서(43)는 SiON 또는 SiN으로 형성한다.As shown in FIG. 3D, a
도 3e에 도시된 바와 같이, SNC 스페이서식각을 진행하여 2차 개구부(44)를 오픈시킨다. 이때, 비트라인패턴의 상부에 증착된 보호막(42)으로 인해 비트라인하드마스크(37)의 손실을 크게 감소시킨다. 즉, 보호막(42)이 희생막으로 기능하게 된다. As shown in FIG. 3E, the SNC spacer is etched to open the
상기 2차 개구부(44)는, 질화막스페이서(43)의 스페이서식각을 진행하면서 1차 개구부(41) 아래의 제3층간절연막(38)과 제2층간절연막(35)을 식각하여 2차 개구부(44)를 형성한다. 여기서, 2차 개구부(44)는 랜딩플러그콘택(34)을 노출시키며, 2차 개구부(44) 형성시 층간절연막들의 식각과 동시에 보호막(42)이 인시튜(Insitu)로 식각이 진행되며, 질화막스페이서(43)는 비트라인하드마스크(37)의 측벽에 콘택스페이서 형태로 잔류하게 된다. The
상기 1차 개구부(41)와 2차 개구부(44)는 스토리지노드콘택홀이 되며, 1차 개구부(41) 형성을 위한 식각공정을 '1차 스토리지노드콘택식각'이라 하고, 2차 개구부(44) 형성을 위한 식각공정을 '2차 스토리지노드콘택식각'이라고 한다.The
상기 2차 스토리지노드콘택식각후의 결과를 보면, 비트라인패턴의 상부 프로파일이 직사각형 프로파일('X' 참조)이 된다. 이처럼, 비트라인하드마스크의 첨탑형 프로파일을 직사각형 프로파일(X)의 안정된 프로파일을 바꾸어주므로써 안정된 산화막스페이서 두께('Y' 참조)를 확보할 수 있다. 산화막스페이서두께(Y)는 캡핑 막(42) 두께만큼 더 증가된 것이다. As a result of the secondary storage node contact etching, the upper profile of the bit line pattern is a rectangular profile (see 'X'). As such, the stable oxide film thickness (see 'Y') can be secured by changing the stable profile of the rectangular profile X by changing the spire profile of the bit line hard mask. The oxide spacer thickness Y is further increased by the capping
또한, 보호막(42)에 의해 비트라인하드마스크의 식각손실이 방지되어 1,2차 스토리지노드콘택식각후에 발생하던 요철형() 프로파일이 발생하지 않는다. 이로써, 후속 CMP 공정시 이웃한 스토리지노드콘택간 분리 CD가 크게 증가한다.In addition, the etch loss of the bit line hard mask is prevented by the
도 3f에 도시된 바와 같이, 1차 개구부(41)와 2차 개구부(44)로 이루어진 스토리지노드콘택홀을 채울때까지 폴리실리콘을 증착한 후 에치백을 진행하여 스토리지노드콘택홀에 매립되는 스토리지노드콘택(45)을 형성한다. 이때, 하드마스크패턴(39a)까지 연마하여 제거한다.As shown in FIG. 3F, polysilicon is deposited until the storage node contact hole including the
상기에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자의 스토리지노드콘택 형성방법을 적용하는 경우 비트라인 프로파일은 도 4a 및 도 4b와 같다. 여기서, 도 4a는 도 2a에 대응되는 도면으로서, 보호막(42)을 형성한 후의 프로파일이고, 도 4b는 도 2b에 대응되는 도면으로서, SNC 스페이서 식각 후 프로파일을 도시하였다. In the case of applying the storage node contact forming method of the semiconductor device according to the exemplary embodiment described above, the bit line profiles are as shown in FIGS. 4A and 4B. Here, FIG. 4A is a view corresponding to FIG. 2A, which is a profile after forming the
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 도 2a 및 도 2b에 비해 비트라인의 손실이 개선될 뿐만 아니라, 비트라인 양측벽에 충분한 두께로 측벽 스페이서가 확보된 것을 알 수 있다. As shown in FIGS. 4A and 4B, not only the loss of the bit line is improved as compared with FIGS. 2A and 2B, but the sidewall spacers are secured to a sufficient thickness on both sidewalls of the bit line.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과들을 얻을 수 있다. As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
첫째, 본 발명은 폴리실리콘막 대신에 질화막 계열의 하드마스크를 적용함으로써 하드마스크 식각공정과 SNC 식각공정을 절연막 식각챔버 내에서 인-시튜로 진행하는 것이 가능하고, 정렬 키 오픈 마스크(Key open mask) 형성공정 및 식각공정을 생략할 수 있다. First, in the present invention, a hard mask etching process and an SNC etching process can be performed in-situ in an insulating film etching chamber by applying a nitride film-based hard mask instead of a polysilicon film, and a key open mask ) Forming process and etching process can be omitted.
둘째, 본 발명은 비트라인패턴의 상부에 피복성이 취약한 보호막을 적용함으로써 비트라인패턴의 상부를 직사각형 형태의 프로파일로 형성하므로써 산화막스페이서가 안정적으로 구현된다. Second, in the present invention, an oxide film spacer is stably implemented by forming a rectangular profile on an upper portion of the bit line pattern by applying a protective film having a poor coating on the upper portion of the bit line pattern.
또한, 보호막의 효과로 인해 후속 질화막스페이서 및 2차 스토리지노드콘택 식각공정시 비트라인하드마스크의 손실이 크게 감소한다. In addition, due to the effect of the protective film, the loss of the bit line hard mask during the subsequent nitride spacer and the second storage node contact etching process is greatly reduced.
또한, 스토리지노드콘택홀 형성을 위한 식각공정후에 비트라인 상부에 발생하는 요철형 프로파일이 크게 개선되어 후속 CMP 공정 진행시 공정마진이 크게 증가한다. In addition, the uneven profile generated in the upper part of the bit line after the etching process for forming the storage node contact hole is greatly improved, and the process margin is greatly increased during the subsequent CMP process.
또한, 좌우 비대칭 형태의 스페이서로 일부 비트라인패턴에서 발견되었던 스페이서 소실 현상을 개선하였고, 스토리지노드콘택 분리 마진 확보를 위한 비트라인패턴의 비트라인하드마스크의 잔류 두께를 크게 증가시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, the left and right asymmetric spacers have improved the spacer disappearance phenomenon found in some bit line patterns, and it is possible to increase the residual thickness of the bit line hard mask of the bit line pattern to secure the storage node contact separation margin. .
또한, 비트라인패턴 상부의 프로파일을 안정적인 직사각형 형태의 프로파일 로 확보하므로써 스토리지노드콘택의 CMP 공정시 충분한 분리CD를 확보할 수 있는 효과가 있다. In addition, by securing the profile of the upper part of the bit line pattern as a stable rectangular profile, sufficient separation CD can be obtained during the CMP process of the storage node contact.
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