KR20080030386A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 내지 도 4은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.1 to 4 are cross-sectional views for each process for describing 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 on the main parts of the drawings
10: 반도체기판 20: 게이트10: semiconductor substrate 20: gate
30: 게이트 스페이서 40: 접합영역30: gate spacer 40: junction region
50: 제1층간절연막 60: 랜딩플러그50: first interlayer insulating film 60: landing plug
70: 제2층간절연막 80: 비트라인콘택용 스페이서70: second interlayer insulating film 80: bit line contact spacer
90a: 티타늄막 90b: 티타늄질화막90a: titanium film 90b: titanium nitride film
90: 베리어막 100: 텅스텐막90: barrier film 100: tungsten film
Cl,C2,C3: 콘택홀Cl, C2, C3: contact hole
본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 게이트와 비트라인간의 SAC 페일을 개선시킬 수 있는 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device that can improve the SAC fail between the gate and the bit line.
최근 개발되고 있는 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 감소됨에 따라 그에 대응해서 셀지역 뿐만 아니라 주변지역의 게이트간의 거리가 좁아지고 있으며, 아울러 비트라인콘택과 게이트간의 거리 또한 좁아지고 있다 As the design rules of semiconductor devices, which are being developed recently, have been reduced, the distances between gates of not only cell regions but also peripheral regions have been narrowed, and the distances between bit line contacts and gates have also narrowed.
한편, 비트라인콘택 형성은 반도체기판의 접합영역과 게이트 상에 동시에 형성하게 되는데, 반도체 소자가 고집적화가 되면서 게이트간의 거리가 좁아짐에 따라 상기 기판 상에 비트라인콘택 형성을 위한 식각공정시 게이트 양측벽에 형성된 스페이서가 소실되는 문제가 발생하게 된다.On the other hand, the bit line contact is formed on the junction region and the gate of the semiconductor substrate at the same time. As the semiconductor device becomes highly integrated and the distance between the gates becomes narrow, both side walls of the gate during the etching process for forming the bit line contact on the substrate are formed. There is a problem that the spacer formed in the disappearance.
이처럼, 비트라인과 게이트간의 절연을 위한 스페이서(spacer)가 소실(loss)하게 되면, 게이트의 금속막과 비트라인콘택이 쇼트(short)될 가능성이 높아지게 되고, 이는, 소자의 특성을 저하시켜 소자의 수율 향상에 악영향을 미치는 요인이 된다.As such, when the spacer for insulation between the bit line and the gate is lost, there is a high possibility that the metal film of the gate and the bit line contact are shorted, which degrades the device characteristics. This will adversely affect the yield improvement of the
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 게이트와 비트라인간의 쇼트 발생을 방지할 수 있는 반도체 소자의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of preventing short circuits between gates and bit lines.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 셀지역 및 주변지역으로 구획되며, 상기 각 지역에 스페이서를 구비한 게이트 및 접합영역이 형성된 반도체기판 상에 상기 셀지역의 랜딩플러그 형성영역을 한정하는 랜딩플러그용 콘택홀이 구비된 제1층간절연막을 형성하는 단계; 상기 랜딩플러그용 콘택홀 내에 랜딩플러그 를 형성하는 단계; 상기 랜딩플러그를 포함한 기판 전면 상에 제2층간절연막을 형성하는 단계; 상기 주변지역의 접합영역 및 게이트의 상부 측면 부분이 노출 될 때까지 상기 제2층간절연막을 식각하여 상기 주변지역의 비트라인콘택 형성영역을 한정하는 제1콘택홀을 형성하는 단계; 상기 제1콘택홀 양측벽에 비트라인콘택용 스페이서를 형성하는 단계; 상기 제2층간절연막을 식각하여 상기 셀지역의 비트라인콘택 형성영역을 한정하는 제2콘택홀을 형성하는 단계; 상기 제2콘택홀 표면 및 상기 주변지역의 비트라인콘택용 스페이서를 포함한 제2층간절연막 상에 베리어막을 형성하는 단계; 및 상기 베리어막이 형성된 제1 및 제2콘택홀이 매립되도록 상기 베리어막 상에 비트라인콘택용 도전막을 형성하는 단계;를 포함하는 반도체 소자의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is divided into a cell region and a peripheral region, and defining a landing plug forming region of the cell region on a semiconductor substrate having a gate and a junction region having a spacer in each region. Forming a first interlayer insulating film having a contact hole for a landing plug; Forming a landing plug in the landing plug contact hole; Forming a second interlayer insulating film on an entire surface of the substrate including the landing plug; Etching the second interlayer insulating layer until the junction region of the peripheral region and the upper side portion of the gate are exposed to form a first contact hole defining a bit line contact forming region of the peripheral region; Forming a spacer for bit line contacts on both side walls of the first contact hole; Etching the second interlayer insulating layer to form a second contact hole defining a bit line contact forming region in the cell region; Forming a barrier layer on the second interlayer insulating layer including a surface of the second contact hole and a spacer for a bit line contact in the peripheral area; And forming a bit line contact conductive film on the barrier film so that the first and second contact holes in which the barrier film is formed are filled.
여기서, 상기 비트라인콘택용 스페이서는 250∼300Å 두께로 형성하는 것을 특징으로 한다.The bit line contact spacer may be formed to a thickness of 250 to 300 ∼.
상기 제1콘택홀 양측벽에 비트라인콘택용 스페이서를 형성하는 단계는, 상기 제1콘택홀을 포함한 제2층간절연막 상에 스페이서용 절연막을 형성하는 단계; 및 상기 스페이서용 절연막을 전면 식각하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.The forming of the bit line contact spacers on both sidewalls of the first contact hole may include forming an insulating layer for spacers on the second interlayer insulating layer including the first contact hole; And etching the entire surface of the insulating film for spacers.
상기 스페이서용 절연막은 질화막으로 형성하는 것을 특징으로 한다.The spacer insulating film is formed of a nitride film.
상기 베리어막은 티타늄막과 티타늄질화막의 적층막으로 형성하는 것을 특징으로 한다.The barrier film is formed of a laminated film of a titanium film and a titanium nitride film.
상기 도전막은 텅스텐막으로 형성하는 것을 특징으로 한다.The conductive film is formed of a tungsten film.
(실시예)(Example)
이하, 첨부된 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.
먼저, 본 발명의 기술적 원리를 설명하면, 본 발명은 주변지역에 비트라인콘택 형성시 반도체기판의 접합영역과 게이트 상부를 노출시키는 비트라인콘택용 콘택홀 표면 상에 질화막 계열의 비트라인콘택용 스페이서를 형성하는 것을 특징으로 한다.First, the technical principles of the present invention will be described. According to the present invention, a nitride film-based bit line contact spacer is formed on a contact hole surface for a bit line contact that exposes a junction region of a semiconductor substrate and an upper portion of a gate when forming a bit line contact in a peripheral region. Characterized in that form.
이렇게 하면, 상기 콘택홀 표면에 비트라인콘택용 스페이서가 형성됨에 따라 비트라인콘택과 게이트간의 SAC(Self Align Contact) 페일(fail)을 방지할 수 있게 되어 소자의 특성을 향상시킬 수 있게 된다. In this case, as the spacer for the bit line contact is formed on the surface of the contact hole, the self alignment contact (SAC) fail between the bit line contact and the gate can be prevented, thereby improving the characteristics of the device.
자세하게, 도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.1 to 4 are cross-sectional views for each process for describing a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 셀지역(C) 및 주변지역(P)으로 구획되며, 상기 각 지역에 게이트 스페이서(30)를 구비한 게이트(20)가 형성된 반도체기판(10)을 마련한다.Referring to FIG. 1, a
그런다음, 상기 스페이서(30)가 형성된 게이트(20) 양측의 기판 표면 내에 접합영역(40)을 형성한다.Then, the
다음으로, 상기 게이트(20)를 덮도록 기판 전면 상에 제1층간절연막(50)을 증착한 후, 이를 식각하여 상기 셀지역(C)의 접합영역(40)을 노출시키는 랜딩플러그용 콘택홀을 형성한다.Next, after depositing the first
이어서, 상기 콘택홀을 포함한 제1층간절연막(50) 상에 도전막을 증착한 후, 이를 식각하여 상기 콘택홀 내에 랜딩플러그(60)를 형성한다.Subsequently, a conductive film is deposited on the first
계속해서, 상기 랜딩플러그(60)를 포함한 기판 전면 상에 제2층간절연막(70)을 형성한다.Subsequently, a second
도 2를 참조하면, 상기 제2층간절연막(70) 상에 주변지역(P)의 비트라인콘택 형성영역을 노출시키는 마스크패턴(미도시)을 형성한 후, 상기 마스크패턴을 식각마스크로 이용해서 상기 제2층간절연막(70)을 식각하여 상기 주변지역(P)의 접합영역(40) 및 게이트(20)의 상부 측면 부분을 노출시키는 제1콘택홀(C1,C2)을 형성한다.Referring to FIG. 2, after forming a mask pattern (not shown) exposing the bit line contact forming region of the peripheral area P on the second
이때, 상기 제2층간절연막(70) 식각시 상기 게이트(20) 양측벽에 형성된 스페이서(30)가 소실(loss)하게 된다.In this case, when the second
도 3을 참조하면, 상기 제1콘택홀(C1,C2)을 포함한 제2층간절연막(70) 상에 질화막 계열의 스페이서용 절연막을 증착한 후, 상기 절연막을 전면 식각하여 상기 콘택홀(C1,C2) 양측벽에 250∼300Å 두께를 갖는 비트라인콘택용 스페이서(80)를 형성한다.Referring to FIG. 3, after depositing an insulating film for a spacer based on a nitride layer on a second
여기서, 본 발명은 상기 제1콘택홀(C1,C2) 양측벽에 형성된 상기 비트라인콘택용 스페이서(80)가 상기 게이트(20) 양측벽에 소실된 스페이서(30)를 보완하는 역할을 함으로써, 후속의 비트라인콘택과 게이트(20)간의 쇼트(short) 발생을 방지할 수 있어 SAC(Self Align Contact)를 개선시킬 수 있게 된다.The bit
다시말하면, 종래에서는 비트라인콘택용 콘택홀(C1,C2) 형성을 위한 층간절연막(70) 식각공정시 상기 주변지역(P)의 게이트(20) 양측벽에 형성된 스페이서(30)가 소실하게 되면서, 이로 인해, 게이트와 비트라인콘택과의 쇼트 가능성이 증가하게 되었다.In other words, the
이에, 본 발명에서는, 비트라인콘택용 콘택홀(C1,C2) 표면 상에 비트라인콘택용 스페이서(80)를 형성함으로서, 상기 비트라인콘택용 스페이서(80)가 상기 소실된 게이트 스페이서(30)를 보완하는 역할을 수행하게 됨에 따라 후속의 비트라인콘택 형성시 상기 게이트(20)와 비트라인콘택간의 쇼트 발생을 방지할 수 있게 된다.Accordingly, in the present invention, the bit
도 4를 참조하면, 상기 제2층간절연막(70)을 식각하여 상기 셀지역(C)의 비트라인콘택 형성영역을 한정하는 제2콘택홀(C3)을 형성한 후, 상기 셀지역의 제2콘택홀(C3) 표면 및 상기 주변지역(P)의 비트라인콘택용 스페이서(80)를 포함한 상기 제2층간절연막(70) 상에 베리어막(barrier layer, 90)으로 티타늄(TiN)막(90a)과 티타늄질화(TiN)막(90b)을 차례로 증착한 후, 상기 제1 및 제2콘택홀(C1,C2,C3)이 매립되도록 상기 티타늄질화막(90b) 상에 비트라인콘택용 도전막으로 텅스텐(W)막(100)을 증착한다.Referring to FIG. 4, after forming the second contact hole C3 defining the bit line contact forming region of the cell region C by etching the second
전술한 바와 같이, 본 발명은 상기 주변지역(P)의 제1콘택홀(C1,C2) 표면 상에 비트라인콘택용 스페이서(80)가 형성함에 따라 후속의 비트라인콘택과 게이트간의 쇼트 발생을 방지할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, as the bit
이후, 도시하지는 않았으나, 상기 도전막과 베리어막을 식각하여 상기 콘택홀 상에 비트라인콘택을 형성한 후, 공지된 일련의 후속 공정을 차례로 진행하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자를 제조한다.Subsequently, although not illustrated, the conductive layer and the barrier layer are etched to form bit line contacts on the contact hole, and then a series of known subsequent steps are sequentially performed to manufacture a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention.
이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지 만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.Hereinbefore, the present invention has been illustrated and described with reference to specific embodiments, but the present invention is not limited thereto, and the scope of the following claims is not limited to the spirit and scope of the present invention. It will be readily apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made.
이상에서와 같이, 본 발명은 주변지역에 비트라인콘택 형성시 반도체기판의 접합영역과 스페이서가 형성된 게이트 상부 측면 부분을 노출시키는 비트라인콘택용 콘택홀 표면 상에 질화막 계열의 비트라인콘택용 스페이서를 형성함으로서, 상기 비트라인콘택용 스페이서로 인해 게이트와 비트라인콘택간의 쇼트 발생을 방지할 수 있게 된다. As described above, the present invention provides a nitride film-based bit line contact spacer on a contact hole surface for a bit line contact that exposes a junction region of a semiconductor substrate and an upper side portion of a gate where a spacer is formed when forming a bit line contact in a peripheral region. By forming, the bit line contact spacer can prevent the short circuit between the gate and the bit line contact.
따라서, 본 발명은 상기 비트라인콘택과 게이트간의 SAC(Self Align Contact) 페일(fail)을 방지할 수 있어 소자의 특성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the present invention can prevent the self alignment contact (SAC) fail between the bit line contact and the gate, thereby improving the characteristics of the device.
Claims (6)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020060096722A KR20080030386A (en) | 2006-09-30 | 2006-09-30 | Method of manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020060096722A KR20080030386A (en) | 2006-09-30 | 2006-09-30 | Method of manufacturing semiconductor device |
Publications (1)
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Family
ID=39532524
Family Applications (1)
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KR1020060096722A KR20080030386A (en) | 2006-09-30 | 2006-09-30 | Method of manufacturing semiconductor device |
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KR (1) | KR20080030386A (en) |
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2006
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