KR20080062734A - Method for fabricating capacitor in semiconductor device - Google Patents

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Abstract

A method for fabricating a capacitor in a semiconductor device is provided to improve the properties of the device by preventing lifting defect for dropping an etching stopper. A method for fabricating a capacitor in a semiconductor device comprises the steps of: forming an interlayer dielectric film(202) on a semiconductor substrate(200); forming a hard mask layer pattern for selectively exposing the interlayer dielectric film; forming a contact hole(225) by etching the interlayer dielectric film with the hard mask layer pattern as a mask; forming a contact plug(214) for embedding the contact hole; fabricating a TEOS(Tetraethyl Ortho Silicate) oxidation layer(216) on the contact plug and the interlayer dielectric layer; fabricating an etching stopper on the TEOS oxidation layer; and fabricating a storage node electrode(222), a dielectric film(224), and a plate electrode(226) on the etching stopper.

Description

반도체 소자의 캐패시터 형성방법{Method for fabricating capacitor in semiconductor device}Method for fabricating capacitor in semiconductor device

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 캐패시터에서 식각정지막이 들뜨는 현상을 설명하기 위해 나타내보인 셈(SEM) 사진이다.1 and 2 are SEM (SEM) photographs shown to explain a phenomenon in which the etch stop film is lifted in the capacitor according to the prior art.

도 3 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 캐패시터 형성방법을 설명하기 위행 나타내보인 도면들이다.3 to 8 are diagrams illustrating the formation of a capacitor of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 10a 내지 도 10d는 본 발명에 따른 반도체 소자의 캐패시터 형성시 웨이퍼의 결함 맵을 나타내보인 도면들이다. 10A to 10D illustrate a defect map of a wafer when a capacitor is formed in a semiconductor device according to the present invention.

11a 및 11b는 웨이퍼에 발생한 결함의 이미지를 나타내보인 도면들이다.11a and 11b show images of defects occurring in the wafer.

본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 식각정지막의 리프팅 결함을 억제할 수 있는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법에 관한 것이다. The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming a capacitor of a semiconductor device capable of suppressing a lifting defect of an etch stop film.

최근 반도체 소자가 고집적화됨에 따라 100nm 이하의 소자를 개발하는 공정에 있어서 이슈 가운데 하나로 캐패시터를 형성하는 과정에서 식각정지막이 떨어지 는 리프팅 결함(lifting defect)이 발생하는 것이다. 리프팅 결함은, 셀 영역(cell region)에서는 발생하지 않지만 주변회로영역(peripheral region)에서 주로 발생하고 있다. Recently, as semiconductor devices have been highly integrated, one of the issues in the process of developing devices of 100 nm or less is a lifting defect in which an etch stop film falls during the formation of a capacitor. Lifting defects do not occur in the cell region but mainly occur in the peripheral region.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 캐패시터에서 식각정지막이 들뜨는 현상을 설명하기 위해 나타내보인 셈(SEM) 사진이다. 1 and 2 are SEM (SEM) photographs shown to explain a phenomenon in which the etch stop film is lifted in the capacitor according to the prior art.

도 1 및 도 2를 참조하면, 식각정지막이 하부 층간절연막(ILD; Interlayer dielectric)의 계면에서 떨어지는 리프팅 결함(A)이 발생하는 것을 알 수 있다. 이러한 식각정지막이 떨어지는 리프팅 결함(A)이 발생하면, 캐패시터를 형성한 이후 금속배선을 형성하는 과정에서 배리어금속막으로 이용되는 사염화탄소(TiCl4)를 베이스로 하는 티타늄나이트라이드(TiN)막 증착시 리프팅 결함으로 인해 벌어진 틈(crack)을 통하여 티타늄나이트라이드(TiN)막이 증착되어 브릿지 결함(bridge defect)의 요인이 될 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, it can be seen that a lifting defect A, in which the etch stop layer falls at the interface of the lower interlayer dielectric (ILD), occurs. When such a lifting stop film A falls in which the etch stop film falls, when depositing a titanium nitride (TiN) film based on carbon tetrachloride (TiCl 4 ) used as a barrier metal film in the process of forming a metal wiring after forming a capacitor Titanium nitride (TiN) films are deposited through cracks caused by lifting defects, which may cause bridge defects.

이와 같은 리프트성 결함이 발생하는 원인으로는 스토리지노드전극과 연결되는 컨택플러그를 형성하기 위한 식각 과정에서 이용하는 하드마스크막 및 식각정지막 형성방법을 주요 원인으로 들 수 있다.As a cause of such lift defects, a hard mask film and an etch stop film forming method used in an etching process for forming a contact plug connected to a storage node electrode may be a main cause.

컨택플러그를 형성하기 위해 층간절연막을 식각하여 컨택홀을 형성하는 과정에서 식각마스크막으로 실리콘이 다량 함유된 나이트라이드막(Silicon rich oxy-nitride; 이하 SRON이라고 함)을 이용하고 있다. 이러한 SRON막을 형성하면서 진행하는 열 공정에서 SRON막으로부터 나오는 과다한 실리콘(Si)이 SRON막과 인접한 층 간절연막을 강도가 약하면서 실리콘이 다량 함유된 산화막으로 변화시킨다. 이후 이와 같이 강도가 약한 산화막 위에 식각정지막을 형성시, 저압의 퍼니스(furnace)에서 성장시키는 질화막의 높은 장력에 의한 스트레스에 의해 층간절연막과 접착도가 감소하면서 식각정지막이 떨어지는 리프팅 결함이 발생할 수 있다. 이러한 리프팅 결함이 발생하면, 브릿지성 결함과 같이 후속 공정에 영향을 미치게 되어 소자의 특성을 저하시킬 수 있다. In the process of forming the contact hole by etching the interlayer insulating film to form the contact plug, a silicon rich oxy-nitride (hereinafter referred to as SRON) containing a large amount of silicon is used as an etching mask film. In the thermal process that proceeds while forming the SRON film, excessive silicon (Si) from the SRON film changes the interlayer insulating film adjacent to the SRON film into an oxide film containing a large amount of silicon while having low strength. Thereafter, when the etch stop film is formed on the oxide film having such a low strength, a lifting defect may occur while the etch stop film falls while the adhesion between the interlayer insulating film and the adhesion decreases due to the stress caused by the high tension of the nitride film grown in the furnace at a low pressure. . When such a lifting defect occurs, it may affect subsequent processes, such as bridging defects, thereby degrading the characteristics of the device.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 식각정지막이 떨어지는 리프팅 결함을 억제하여 소자의 특성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법을 제공하는데 있다. An object of the present invention is to provide a method for forming a capacitor of a semiconductor device that can improve the characteristics of the device by suppressing the lifting defect falling off the etch stop film.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 반도체 소자의 캐패시터 형성방법은, 반도체 기판 상에 층간절연막을 형성하는 단계; 상기 층간절연막을 선택적으로 노출시키는 하드마스크막 패턴을 형성하는 단계; 상기 하드마스크막 패턴을 마스크로 상기 층간절연막을 식각하여 컨택홀을 형성하는 단계; 상기 컨택홀을 매립하는 컨택플러그를 형성하는 단계; 상기 컨택플러그 및 층간절연막 위에 테오스(TEOS) 산화막을 형성하는 단계; 상기 테오스(TEOS) 산화막 위에 식각정지막을 형성하는 단계; 및 상기 식각정지막 위에 스토리지노드전극, 유전체막 및 플레이트전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a method of forming a capacitor of a semiconductor device according to the present invention, forming an interlayer insulating film on a semiconductor substrate; Forming a hard mask film pattern to selectively expose the interlayer insulating film; Forming a contact hole by etching the interlayer insulating layer using the hard mask pattern as a mask; Forming a contact plug to fill the contact hole; Forming a TEOS oxide layer on the contact plug and the interlayer dielectric layer; Forming an etch stop layer on the TEOS oxide layer; And forming a storage node electrode, a dielectric layer, and a plate electrode on the etch stop layer.

본 발명에 있어서, 상기 하드마스크막 패턴은 실리콘이 다량 함유된 옥시나 이트라이드막(SRON)을 이용하는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the hard mask film pattern uses an oxynitride film (SRON) containing a large amount of silicon.

상기 테오스(TEOS) 산화막은 400-500Å의 두께로 형성할 수 있으며, 500Å의 두께를 넘지 않도록 형성하는 것이 바람직하다. The TEOS oxide film may be formed to a thickness of 400-500 kPa, and preferably not to exceed the thickness of 500 kPa.

상기 테오스(TEOS) 산화막을 형성하는 단계는 350-450℃의 공정 온도와 2.0-2.5Torr의 압력에서 질소(N2) 가스는 1000-2000sccm의 유량으로 공급하고, 아산화질소(N2O) 가스는 9500-15000sccm의 유량으로 공급하며, 실란(SiH4) 가스는 150-250sccm의 유량으로 공급할 수 있다. Forming the TEOS oxide film is supplied with a nitrogen (N 2 ) gas at a flow rate of 1000-2000sccm at a process temperature of 350-450 ° C. and a pressure of 2.0-2.5 Torr, and nitrous oxide (N 2 O) Gas may be supplied at a flow rate of 9500-15000 sccm, and silane (SiH 4 ) gas may be supplied at a flow rate of 150-250 sccm.

상기 식각정지막은 플라즈마 강화 화학기상증착(PECVD)방법을 이용하여 형성할 수 있다. The etch stop layer may be formed using a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method.

상기 식각정지막을 형성하는 단계는, 실란(SiH4) 가스, 암모늄(NH3) 가스 및 질소(N2) 가스를 공급하면서 450-500W의 파워를 인가하여 형성할 수 있다. The etching stop layer may be formed by applying a power of 450-500 W while supplying a silane (SiH 4 ) gas, an ammonium (NH 3 ) gas, and a nitrogen (N 2 ) gas.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.

도 3 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 캐패시터 형성방법을 설명하기 위행 나타내보인 도면들이다.3 to 8 are diagrams illustrating the formation of a capacitor of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 트랜지스터 및 비트라인 등의 하부구조물(미도시)이 형성되어 있는 반도체 기판(200) 상에 층간절연막(202)을 형성한다. 계속해서 층간절연막(202) 위에 하드마스크막(204)을 증착한다. 이러한 하드마스크막(204)은 이후 컨택플러그를 형성하기 위한 식각 공정에서 식각마스크 역할을 한다. 하드마스크막(204)은 실리콘이 다량 함유된 옥시나이트라이드(Silicon rich oxy-nitride; 이하 SRON이라 함)막으로 형성할 수 있다. 이때, 하드마스크막(204)은 플라즈마 강화 화학기상증착(PECVD; Plasma enhanced chemical vapor deposition) 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 층간절연막(202)은 고밀도 플라즈마 산화막(HDP; High deposition plasma)으로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 3, an interlayer insulating film 202 is formed on a semiconductor substrate 200 on which substructures (not shown) such as transistors and bit lines are formed. Subsequently, a hard mask film 204 is deposited over the interlayer insulating film 202. The hard mask layer 204 then serves as an etching mask in an etching process for forming a contact plug. The hard mask layer 204 may be formed of a silicon rich oxy-nitride (hereinafter referred to as SRON) film containing a large amount of silicon. In this case, the hard mask layer 204 may be formed using a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method. In addition, the interlayer insulating film 202 may be formed of a high density plasma oxide film (HDP).

한편, 이러한 SRON막을 형성하는 과정에서 SRON막으로부터 나오는 과다한 실리콘(Si)이 SRON막과 인접한 층간절연막(202)의 계면에 영향을 주면서 층간절연막(202)과 하드마스크막(204) 계면에 강도가 약하면서 실리콘이 다량 함유된 산화막(206)이 형성된다. 다음에 하드마스크막(204) 위에 감광막을 도포 및 패터닝하여 하드마스크막(204)의 소정 영역을 노출시키는 감광막 패턴(208)을 형성한다. Meanwhile, in the process of forming the SRON film, excessive silicon (Si) from the SRON film affects the interface between the SRON film and the interlayer insulating film 202 adjacent to the SRON film, and the strength is increased at the interface between the interlayer insulating film 202 and the hard mask film 204. An oxide film 206 that is weak and contains a large amount of silicon is formed. Next, a photoresist film is applied and patterned on the hard mask film 204 to form a photoresist pattern 208 that exposes a predetermined region of the hard mask film 204.

도 4를 참조하면, 감광막 패턴(208)을 마스크로 하드마스크막(204)을 식각하여 산화막(206)의 소정영역을 노출시키는 하드마스크막 패턴(210)을 형성한다. 여기서 산화막(206)의 노출된 영역은 이후 컨택플러그가 형성될 영역이다. 다음에 감광막 패턴(208)은 스트립(strip) 공정을 진행하여 제거한다. Referring to FIG. 4, the hard mask layer 204 is etched using the photoresist layer pattern 208 as a mask to form a hard mask layer pattern 210 exposing a predetermined region of the oxide layer 206. The exposed region of the oxide film 206 is a region where a contact plug will be formed later. Next, the photoresist pattern 208 is removed by performing a strip process.

도 5를 참조하면, 하드마스크막 패턴(210)을 식각마스크로 산화막(206) 및 층간절연막(202)의 노출된 영역을 식각하여 컨택홀(212)을 형성한다. Referring to FIG. 5, a contact hole 212 is formed by etching the exposed regions of the oxide layer 206 and the interlayer insulating layer 202 using the hard mask layer pattern 210 as an etch mask.

도 6을 참조하면, 반도체 기판(200) 상에 도전성막을 증착하여 컨택홀 내부를 도전성 물질로 매립한다. 계속해서 반도체 기판(200) 상에 평탄화 공정을 진행하여 하부구조물과 이후 형성할 캐패시터와 연결되는 컨택플러그(214)를 형성한다. 여기서 컨택플러그(214)는 도전성 물질, 예를 들어 폴리실리콘막으로 형성할 수 있다. 이때, 평탄화 공정은 에치백(etch-back) 또는 화학적기계적연마(CMP; Chemical mechanical polishing) 방법을 이용하여 진행할 수 있다. 이러한 평탄화 공정을 진행하는 과정에 의해 하드마스크막 패턴(210)은 제거된다. Referring to FIG. 6, a conductive film is deposited on the semiconductor substrate 200 to fill a contact hole with a conductive material. Subsequently, a planarization process is performed on the semiconductor substrate 200 to form a contact plug 214 connected to the underlying structure and the capacitor to be formed later. The contact plug 214 may be formed of a conductive material, for example, a polysilicon film. In this case, the planarization process may be performed by using an etch-back or chemical mechanical polishing (CMP) method. As a result of the planarization process, the hard mask layer pattern 210 is removed.

도 7을 참조하면, 컨택플러그(214) 및 산화막(206)이 형성된 층간절연막(202) 위에 TEOS 산화막(TEOS; Tetra ethyl ortho silicate)(216)을 형성한다. 이러한 TEOS 산화막(216)은 SRON막과 접촉되었던 층간절연막(202)의 계면에 형성된 TEOS 산화막(206)과 이후 형성될 식각정지막 사이에 스트레스를 완화하는 버퍼막(buffer layer) 역할을 한다. 이에 따라 식각정지막이 떨어지는 리프팅 현상을 억제할 수 있다. Referring to FIG. 7, a TEOS oxide film (TEOS; Tetra ethyl ortho silicate) 216 is formed on the interlayer insulating film 202 on which the contact plug 214 and the oxide film 206 are formed. The TEOS oxide layer 216 serves as a buffer layer to alleviate stress between the TEOS oxide layer 206 formed at the interface of the interlayer insulating layer 202 that has been in contact with the SRON layer and the etch stop layer to be formed later. Accordingly, the lifting phenomenon in which the etch stop film falls may be suppressed.

TEOS 산화막(216)은, 350-450℃의 공정 온도와 2.0-2.5Torr의 압력에서 질소(N2) 가스는 1000-2000sccm의 유량으로 공급하고, 아산화질소(N2O) 가스는 9500-15000sccm의 유량으로 공급하며, 실란(SiH4) 가스는 150-250sccm의 유량으로 공급하면서 PECVD(Plasma enhanced chemical vapor deposition) 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 이와 함께 적절한 파워, 예를 들어 RF 파워를 1000-1200W의 파워로 인가하여 형성할 수 있다. TEOS 산화막(216)은 400-500Å의 두께로 증착할 수 있다. 이 때, TEOS 산화막(216)은 500Å의 두께를 넘지 않도록 증착하는 것이 바람직하다. The TEOS oxide film 216 supplies nitrogen (N 2 ) gas at a flow rate of 1000-2000 sccm at a process temperature of 350-450 ° C. and a pressure of 2.0-2.5 Torr, and nitrous oxide (N 2 O) gas at 9500-15000 sccm The silane (SiH 4 ) gas may be formed by using a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method while supplying a flow rate of 150-250 sccm. In addition, it can be formed by applying a suitable power, for example RF power of 1000-1200W. The TEOS oxide film 216 may be deposited to a thickness of 400-500 kV. At this time, the TEOS oxide film 216 is preferably deposited so as not to exceed the thickness of 500 kPa.

도 8을 참조하면, TEOS 산화막(216) 위에 식각정지막(218)을 형성한다. 식각정지막(218)은 이후 스토리지노드용 컨택홀을 형성하기 위해 진행하는 식각과정에서 층간절연막(202) 및 컨택플러그(214)가 과도하게 식각되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이러한 식각정지막(218)은 PECVD 방법을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 식각정지막(218)은 실란(SiH4) 가스, 암모늄(NH3) 가스 및 질소(N2) 가스를 공급하면서 450-500W의 파워를 인가하여 질화막으로 형성할 수 있다. 이러한 PECVD 방법을 이용하여 형성된 식각정지막(218)은 높은 압출력(high compressive), 예를 들어 -8E9 dyne/㎠을 갖는다. 이러한 스트레스 모드의 변화에 의하여 기존의 저압(low pressure)의 조건에서 형성된 질화막을 식각정지막으로 형성한 것과 비교하여 고 장력에서 오는 리프팅 결함을 방지할 수 있다. Referring to FIG. 8, an etch stop layer 218 is formed on the TEOS oxide layer 216. The etch stop layer 218 prevents the etch of the interlayer insulating layer 202 and the contact plug 214 from being excessively etched during the etching process to form the contact hole for the storage node. The etch stop layer 218 is preferably formed using a PECVD method. In this case, the etch stop layer 218 may be formed of a nitride layer by applying a power of 450-500 W while supplying a silane (SiH 4 ) gas, an ammonium (NH 3 ) gas, and a nitrogen (N 2 ) gas. The etch stop film 218 formed using this PECVD method has a high compressive force, for example, -8E9 dyne / cm 2. By the change of the stress mode, it is possible to prevent the lifting defects resulting from the high tension compared to the nitride film formed under the conventional low pressure conditions as the etch stop film.

도 9를 참조하면, 반도체 기판(200) 상에 캐패시터(228)를 형성한다. Referring to FIG. 9, a capacitor 228 is formed on a semiconductor substrate 200.

구체적으로, 식각정지막(218) 위에 희생절연막(220)을 캐패시터를 형성할 높이만큼 증착한다. 계속해서 희생절연막(220)을 식각하여 희생절연막(220) 내부에 스토리지노드용 컨택홀(225)을 형성한다. 다음에 스토리지노드용 컨택홀(225) 내에 스토리지노드전극(222)을 형성하고, 스토리지노드전극(222) 위에 유전체막(224) 및 플레이트 전극(226)을 순차적으로 형성하여 캐패시터(228)를 형성한다. In detail, the sacrificial insulating layer 220 is deposited on the etch stop layer 218 at a height sufficient to form a capacitor. Subsequently, the sacrificial insulating layer 220 is etched to form the storage node contact hole 225 in the sacrificial insulating layer 220. Next, the storage node electrode 222 is formed in the storage node contact hole 225, and the dielectric film 224 and the plate electrode 226 are sequentially formed on the storage node electrode 222 to form the capacitor 228. do.

이러한 TEOS 산화막 및 스트레스 모드를 변경하여 형성한 식각정지막을 적용함으로써 SRON막에 의해 계면에 약한 산화막이 형성되어 반도체 소자를 제조 공정 과정 중에 식각정지막이 떨어지는 리프팅 결함(A, 도 1 참조)을 억제할 수 있다. 이를 웨이퍼 상에 발생된 결함을 조사하여 나타내보인 도면을 참조하여 설명하기로 한다.By applying the TEOS oxide film and the etch stop film formed by changing the stress mode, a weak oxide film is formed on the interface by the SRON film, thereby suppressing the lifting defect (A, FIG. 1) in which the etch stop film falls during the semiconductor device manufacturing process. Can be. This will be described with reference to the drawings shown by examining defects generated on the wafer.

도 10a 내지 도 10d는 본 발명에 따른 반도체 소자의 캐패시터 형성시 웨이퍼의 결함 맵을 나타내보인 도면들이다. 여기서 접시 수(ea)는 웨이퍼 상에 발생된 결함의 수를 나타낸다. 그리고 11a 및 11b는 웨이퍼에 발생한 결함의 이미지를 나타내보인 도면들이다.10A to 10D illustrate a defect map of a wafer when a capacitor is formed in a semiconductor device according to the present invention. Here, the number of dishes ea represents the number of defects generated on the wafer. And 11a and 11b show images of defects occurring in the wafer.

도 10a를 참조하면, TEOS 산화막을 포함하는 버퍼막을 이용하지 않고 캐패시터를 형성한 웨이퍼의 결함 맵으로써 웨이퍼 전 영역에 걸쳐 결함(300)이 나타나는 것을 알 수 있다. 도 10b 내지 도 10d는 버퍼막 및 식각정지막을 적용하여 캐패시터를 형성한 웨이퍼의 결함 맵을 나타내보인 도면으로써 도 10a와 비교하면, 버퍼막을 적용하는 경우 결함의 수가 현저하게 감소하는 것을 알 수 있다. 또한, 도 10b 및 도 10c를 참조하면, 버퍼막으로 USG(Undoped silicate glass) 산화막을 이용하고, 식각정지막으로 PECVD 방법을 이용하여 질화막을 형성한 도 10b의 웨이퍼 상에 발견된 결함의 수보다, 버퍼막으로 TEOS 산화막을 이용하고, 식각정지막은 생략하여 형성한 도 10c의 웨이퍼 상에 발견된 결함의 수가 더 적게 나타나는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 10A, it can be seen that the defect 300 appears over the entire wafer region as a defect map of the wafer on which the capacitor is formed without using the buffer film including the TEOS oxide film. 10B to 10D illustrate a defect map of a wafer on which a capacitor is formed by applying a buffer film and an etch stop film. Compared with FIG. 10A, the number of defects is significantly reduced when the buffer film is applied. Also, referring to FIGS. 10B and 10C, the number of defects found on the wafer of FIG. 10B in which a nitride film is formed by using an undoped silicate glass (USG) oxide film as a buffer film and a PECVD method as an etch stop film is shown. It can be seen that a smaller number of defects found on the wafer of FIG. 10C formed by using the TEOS oxide film as the buffer film and omitting the etch stop film.

또한, 도 10d는 본 발명의 실시예에 따라 TEOS 산화막을 버퍼막으로 이용하고, 식각정지막을 PECVD 방법을 이용하여 형성한 웨이퍼의 결함의 수를 나타내보인 도면이다. 도 10a 내지 도 10c와 도 10d의 결함의 수를 비교하면, TEOS 산화막 및 PECVD 방법을 적용하여 식각정지막을 형성하는 경우 결함의 수가 현저하게 감소하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 버퍼막으로 실란(SiH4) 분위기의 USG 산화막보다 TEOS 분위기의 PETEOS 산화막을 적용한 경우 더욱 효과적임을 알 수 있다. 이러한 결함은 도 11a의 결함(B)이 발생한 이미지와 결함이 발생하지 않은 도 11b를 참조하여 확인할 수 있다.10D is a view showing the number of defects in a wafer formed using a TEOS oxide film as a buffer film and an etch stop film using a PECVD method according to an embodiment of the present invention. Comparing the number of defects of FIGS. 10A to 10C with FIG. 10D, it can be seen that the number of defects is significantly reduced when the etch stop layer is formed by applying the TEOS oxide film and the PECVD method. In addition, it can be seen that the PETEOS oxide film of TEOS atmosphere is more effective than the USG oxide film of silane (SiH 4 ) atmosphere as the buffer film. Such a defect can be confirmed with reference to the image in which the defect B of FIG. 11A occurs and FIG. 11B in which the defect does not occur.

한편, 도 10d를 참조하면, 버퍼막의 두께가 두꺼워질수록 결함의 수가 감소하는 것을 확인할 수 있다. 버퍼막을 100Å의 두께로 형성할 경우 결함의 수가 12개 발견되는 반면, 300Å의 두께의 경우 그 수가 감소하고, 버퍼막을 500Å의 두께로 형성하는 경우 결함이 발견되지 않는 것을 확인할 수 있다. 한편, 버퍼막의 두께를 500Å이상으로 형성하는 경우 식각 정지가 발생하므로 버퍼막은 500Å의 두께를 넘지 않도록 형성하는 것이 바람직하다.Meanwhile, referring to FIG. 10D, it can be seen that as the thickness of the buffer film increases, the number of defects decreases. When the buffer film is formed to a thickness of 100 ms, the number of defects is found to be twelve, whereas the number of defects is reduced when the thickness is 300 ms, and no defects are found when the buffer film is formed to a thickness of 500 ms. On the other hand, since the etching stop occurs when the thickness of the buffer film is set to 500 kPa or more, the buffer film is preferably formed so as not to exceed the thickness of 500 kPa.

본 발명에 따른 반도체 소자의 캐패시터 형성방법은, 컨택플러그와 식각정지막 사이에 플라즈마 방식을 이용하여 TEOS 산화막을 형성함으로써 식각정지막이 떨어지는 리프팅 결함을 억제할 수 있다. 아울러 식각정지막을 PECVD 방법을 이용하여 높은 압출력을 갖는 질화막을 형성하여 스트레스 모드를 변화함으로써 리프팅 결함을 방지할 수 있다. In the method for forming a capacitor of a semiconductor device according to the present invention, a lifting defect in which the etch stop film falls by forming a TEOS oxide film between the contact plug and the etch stop film using a plasma method can be suppressed. In addition, the etching stop film is formed by using a PECVD method to form a nitride film having a high extrusion force to change the stress mode to prevent the lifting defect.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자의 캐패시터 형성방법에 의하면, 캐패시터를 형성하는 과정에서 TEOS 산화막 및 PECVD 방법을 이용하 여 높은 압출력을 갖는 질화막을 형성함으로써 식각정지막이 떨어지는 리프팅 결함을 방지할 수 있다. 이에 따라 소자의 특성을 향상시킬 수 있다. As described above, according to the method of forming a capacitor of a semiconductor device according to the present invention, a nitride defect having a high extrusion force is formed by using a TEOS oxide film and a PECVD method in the formation of a capacitor, thereby preventing a lifting defect in which the etch stop film falls. can do. Thereby, the characteristic of an element can be improved.

Claims (7)

반도체 기판 상에 층간절연막을 형성하는 단계;Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate; 상기 층간절연막을 선택적으로 노출시키는 하드마스크막 패턴을 형성하는 단계;Forming a hard mask film pattern to selectively expose the interlayer insulating film; 상기 하드마스크막 패턴을 마스크로 상기 층간절연막을 식각하여 컨택홀을 형성하는 단계;Forming a contact hole by etching the interlayer insulating layer using the hard mask pattern as a mask; 상기 컨택홀을 매립하는 컨택플러그를 형성하는 단계;Forming a contact plug to fill the contact hole; 상기 컨택플러그 및 층간절연막 위에 테오스(TEOS) 산화막을 형성하는 단계;Forming a TEOS oxide layer on the contact plug and the interlayer dielectric layer; 상기 테오스(TEOS) 산화막 위에 식각정지막을 형성하는 단계; 및Forming an etch stop layer on the TEOS oxide layer; And 상기 식각정지막 위에 스토리지노드전극, 유전체막 및 플레이트전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법.And forming a storage node electrode, a dielectric layer, and a plate electrode on the etch stop layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하드마스크막 패턴은 실리콘이 다량 함유된 옥시나이트라이드막(SRON)을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법.The hard mask film pattern is a method of forming a capacitor of the semiconductor device, characterized in that using a silicon-containing oxynitride film (SRON). 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 테오스(TEOS) 산화막은 400-500Å의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법.The TEOS oxide film is a capacitor forming method of a semiconductor device, characterized in that formed to a thickness of 400-500Å. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 테오스(TEOS) 산화막은 500Å의 두께를 넘지 않도록 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법.The TEOS oxide film is a capacitor formation method of a semiconductor device, characterized in that formed not to exceed the thickness of 500 kHz. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 테오스(TEOS) 산화막을 형성하는 단계는 350-450℃의 공정 온도와 2.0-2.5Torr의 압력에서 질소(N2) 가스는 1000-2000sccm의 유량으로 공급하고, 아산화질소(N2O) 가스는 9500-15000sccm의 유량으로 공급하며, 실란(SiH4) 가스는 150-250sccm의 유량으로 공급하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법.Forming the TEOS oxide film is supplied with a nitrogen (N 2 ) gas at a flow rate of 1000-2000sccm at a process temperature of 350-450 ° C. and a pressure of 2.0-2.5 Torr, and nitrous oxide (N 2 O) The gas is supplied at a flow rate of 9500-15000sccm, and the silane (SiH 4 ) gas is supplied at a flow rate of 150-250sccm. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 식각정지막은 플라즈마 강화 화학기상증착(PECVD)방법을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법.The etch stop layer is formed using a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 식각정지막을 형성하는 단계는, 실란(SiH4) 가스, 암모늄(NH3) 가스 및 질소(N2) 가스를 공급하면서 450-500W의 파워를 인가하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법.The forming of the etch stop layer may include forming a capacitor by applying a power of 450-500 W while supplying a silane (SiH 4 ) gas, an ammonium (NH 3 ) gas, and a nitrogen (N 2 ) gas. Formation method.
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