KR20080095669A - Method of forming a contact structure - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘택 구조물 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1 to 8 are cross-sectional views illustrating a method of forming a contact structure according to an embodiment of the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
100: 반도체 기판 102: 소자 분리 영역100: semiconductor substrate 102: device isolation region
104: 제1 층간 절연막 106: 도전막 패턴104: first interlayer insulating film 106: conductive film pattern
108: 하드 마스크 110: 스페이서108: hard mask 110: spacer
112: 제 1보호막 패턴 114: 도전성 구조물112: first protective film pattern 114: conductive structure
116: 제2 층간 절연막 패턴 118: 리세스부116: second interlayer insulating film pattern 118: recessed portion
120: 제2 보호막 패턴 122: 제2 포토레지스트 패턴120: second protective film pattern 122: second photoresist pattern
124: 콘택홀 126: 예비 콘택 플러그124: contact hole 126: spare contact plug
128: 콘택 플러그128: contact plug
본 발명은 콘택 구조물 형성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 셀프 얼라인 방식으로 콘택 구조물을 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a contact structure, and more particularly, to a method of forming a contact structure in a self-aligned manner.
최근의 반도체 장치들은 기능적인 면에 있어 높은 축적 용량을 가지면서 고속 동작이 요구된다. 이를 위하여 상기 반도체 장치들은 집적도, 응답 속도 및 신뢰도를 향상시키기 위한 방향으로 제조 기술들이 개발되고 있다. Recent semiconductor devices require high speed operation while having a high storage capacity in terms of functionality. To this end, the semiconductor devices have been developed with manufacturing techniques in order to improve the degree of integration, response speed and reliability.
상기 반도체 장치로서는 정보의 입력과 출력이 자유롭고, 고용량을 갖는 디램(DRAM) 장치가 범용적으로 이용되고 있다. 상기 디램 장치의 각 메모리 셀(cell)에는 하나의 액서스 트랜지스터(access transistor)와 하나의 축적 커패시터가 구비된다.As the semiconductor device, a DRAM device having free input and output of information and having a high capacity is widely used. Each memory cell of the DRAM device includes one access transistor and one storage capacitor.
상기 메모리 셀의 집적도가 증가됨에 따라, 워드 라인 구조물 및 비트 라인 구조물 사이의 콘택 마진이 점차 줄어들고 있다. 이러한, 줄어드는 콘택 마진을 극복하기 위하여, 셀프 얼라인 콘택(self-aligned contact) 제조 기술이 사용된다.As the degree of integration of the memory cell is increased, the contact margin between the word line structure and the bit line structure is gradually decreasing. To overcome this diminishing contact margin, self-aligned contact manufacturing techniques are used.
상기 셀프 얼라인 콘택은 비트 라인 구조물 또는 워드 라인 구조물을 형성한 후, 비트 라인 구조물 또는 워드 라인 구조물과 층간 절연막 사이의 식각 선택비를 이용하여, 상기 층간 절연막을 식각함으로써 콘택홀을 형성하는 기술이다. 이후, 상기 콘택홀 내부가 도전 물질로 매립되면 콘택 플러그가 형성되며, 이들은 층간 절연막 하부에 위치하는 액티브 영역의 소스/드레인과 전기적으로 연결된다.The self-aligned contact is a technique of forming a contact hole by forming a bit line structure or a word line structure and then etching the interlayer insulating layer using an etch selectivity between the bit line structure or the word line structure and the interlayer insulating layer. . Thereafter, when the inside of the contact hole is filled with a conductive material, contact plugs are formed, and they are electrically connected to the source / drain of the active region under the interlayer insulating layer.
상기 셀프 얼라인 식각 공정을 통해 콘택 플러그를 형성할 때, 식각 공정이 완료될 때까지, 상기 비트 라인 구조물 또는 워드 라인 구조물에 포함된 하드 마스크 패턴이 남아있어야 한다. 그런데, 상기 식각 공정 시에 하드 마스크 패턴의 일부가 과도하게 식각되어, 상기 비트 라인 또는 워드 라인의 상부가 일부 노출될 수 있다. 이 경우, 상기 비트 라인 또는 워드 라인과 콘택 플러그가 쇼트될 수 있다. When the contact plug is formed through the self-aligned etching process, the hard mask pattern included in the bit line structure or the word line structure must remain until the etching process is completed. However, during the etching process, a part of the hard mask pattern may be excessively etched so that the upper part of the bit line or the word line may be exposed. In this case, the bit line or the word line and the contact plug may be shorted.
또한, 상기 하드 마스크 패턴이 상당 부분 제거됨으로써 비트 라인 구조물 또는 워드 라인 구조물의 형상이 불량해지고, 이로 인해 후속 공정이 어려워지는 등의 문제가 발생될 수 있다. In addition, since the hard mask pattern is substantially removed, the shape of the bit line structure or the word line structure may be deteriorated, which may cause problems such as difficulty in subsequent processes.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 도전성 구조물과 콘택 간의 쇼트(short) 불량을 감소시킬 수 있는 콘택 구조물 형성 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a method for forming a contact structure that can reduce the short (short) defect between the conductive structure and the contact.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 콘택 구조물 형성 방법으로, 기판 상에, 도전막 패턴과 상기 도전막 패턴의 상부면 및 측면에 구비되는 제1 보호막 패턴이 포함된 도전성 구조물들을 형성한다. 상기 도전성 구조물들 사이의 공간을 매립하는 층간 절연막 패턴을 형성한다. 상기 제1 보호막 패턴의 상부를 부분적으로 식각하여, 리세스부를 형성한다. 상기 리세스부를 매립하며, 상기 층간 절연막 패턴에 대하여 상기 제1 보호막 패턴보다 높은 식각 선택비를 갖는 물질을 사용하여 제2 보호막 패턴을 형성한다. 다음에, 상기 제1 및 제2 보호막 패턴 사이의 층간 절연막 패턴을 관통하여, 상기 기판과 전기적으로 접속하는 콘택 플러그를 형성한다. A method of forming a contact structure according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the conductive structures including a conductive film pattern and a first protective film pattern provided on the upper surface and side surfaces of the conductive film pattern Form. An interlayer insulating layer pattern filling the space between the conductive structures is formed. An upper portion of the first passivation layer pattern is partially etched to form a recess. The recess portion is buried and a second passivation layer pattern is formed using a material having an etching selectivity higher than that of the first passivation layer pattern with respect to the interlayer insulating layer pattern. Next, a contact plug is formed through the interlayer insulating film pattern between the first and second protective film patterns to be electrically connected to the substrate.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 도전성 구조물은 워드 라인 구조물 또는 비트 라인 구조물일 수 있다.According to embodiments of the present invention, the conductive structure may be a word line structure or a bit line structure.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 보호막 패턴은 상기 도전막 패턴의 상부면에 구비된 하드 마스크와 상기 도전막 패턴 및 하드 마스크의 측면에 구비된 스페이서를 포함할 수 있다.In example embodiments, the first passivation layer pattern may include a hard mask provided on an upper surface of the conductive layer pattern and a spacer provided on side surfaces of the conductive layer pattern and the hard mask.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 도전성 구조물들을 형성하는 단계는, 상기 기판 상에 도전막을 형성하고, 상기 도전막 상에 하드 마스크막을 형성하고, 상기 하드 마스크막 및 도전막을 패터닝하여, 도전막 패턴 및 하드 마스크를 형성하고, 상기 도전막 패턴 및 하드 마스크의 측면에 스페이서를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In example embodiments, the forming of the conductive structures may include forming a conductive layer on the substrate, forming a hard mask layer on the conductive layer, and patterning the hard mask layer and the conductive layer to form a conductive layer. The method may include forming a pattern and a hard mask and forming spacers on side surfaces of the conductive layer pattern and the hard mask.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 보호막 패턴은 실리콘 질화물로 이루어질 수 있다.In example embodiments, the first passivation layer pattern may be formed of silicon nitride.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제2 보호막 패턴은 폴리 실리콘, 금속 또는 금속 실리사이드로 이루어질 수 있다.In example embodiments, the second passivation layer pattern may be formed of polysilicon, a metal, or a metal silicide.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 콘택 플러그를 형성하는 단계는,상기 도전성 구조물 사이의 층간 절연막 패턴을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 층간 절연막 패턴을 식각하여, 상기 기판을 노출시키는 콘택홀을 형성하고, 상기 콘택홀 내부에 도전 물질을 증착하여, 예비 콘택 플러그를 형성하고, 상기 제1 보호막 패턴의 상부면이 노출되도록, 상기 예비 콘택 플러그, 제2 보호막 패턴 및 층간 절연막 패턴을 연마하는 단계를 포함할 수 있다.In example embodiments, the forming of the contact plug may include forming a photoresist pattern exposing the interlayer insulating layer pattern between the conductive structures, and using the photoresist pattern as an etching mask. Etching to form a contact hole for exposing the substrate, depositing a conductive material in the contact hole, forming a preliminary contact plug, and exposing the upper surface of the first passivation layer pattern, And polishing the second passivation layer pattern and the interlayer insulation layer pattern.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 도전성 구조물 상에, 제1 보호막 패턴 및 층간 절연막 패턴에 대하여 상기 제1 보호막 패턴보다 높은 식각 선택비를 갖는 물질 로 이루어진 제2 보호막 패턴을 형성한다.According to the present invention as described above, a second protective film pattern formed of a material having an etching selectivity higher than that of the first protective film pattern with respect to the first protective film pattern and the interlayer insulating film pattern is formed on the conductive structure.
따라서, 셀프 얼라인 콘택 식각 공정시, 도전성 구조물과 콘택 간의 쇼트(short) 불량을 감소시킬 수 있으므로, 상기 도전성 구조물과 콘택 간의 숄더 마진(shoulder margin)을 향상시킬 수 있다.Therefore, in the self-aligned contact etching process, short defects between the conductive structure and the contact can be reduced, and thus a shoulder margin between the conductive structure and the contact can be improved.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 콘택 구조물 형성 방법에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 첨부된 도면에 있어서, 기판, 층(막), 콘택홀, 콘택 플러그, 영역, 패턴들 또는 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 영역, 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다. 또한, 층(막), 플러그, 패턴 또는 구조물들이 "예비", "제1" 및/또는 "제2" 로 언급되는 경우, 이러한 부재들을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 각 층(막), 플러그, 패턴 또는 구조물들을 구분하기 위한 것이다. 따라서 "예비", "제1" 및/또는 "제2" 은 각 층(막), 플러그, 패턴 또는 구조물들에 대하여 각기 선택 적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.Hereinafter, a method for forming a contact structure according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments, and a person of ordinary skill in the art. If the present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit of the present invention. In the accompanying drawings, the dimensions of substrates, layers (films), contact holes, contact plugs, regions, patterns, or structures are shown to be larger than actual for clarity of the invention. In the present invention, each layer (film), region, pattern or structure is referred to as being formed "on", "top" or "bottom" of the substrate, each layer (film), region, pattern or structure. In this case, it is meant that each layer (film), region, pattern or structure is directly formed on or under the substrate, each layer (film), region, pattern or structures, or is a different layer (film), another region, another Patterns or other structures may additionally be formed on the substrate. In addition, where layers (membrane), plugs, patterns or structures are referred to as "spare", "first" and / or "second", it is not intended to limit these members but merely each layer (mem), plug, To distinguish between patterns or structures. Thus, "preliminary", "first" and / or "second" may be used either selectively or interchangeably for each layer (film), plug, pattern or structures.
도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘택 구조물 형성 방법을 나타내는 단면도들이다. 참고로, 상기 도 1 내지 도 8은 워드 라인 방향으로 절단한 단면도들이며, 비트 라인 구조물 이전에 형성되는 반도체 구조물에 대해서는 도시를 생략하고 간단하게 설명하기로 한다.1 to 8 are cross-sectional views illustrating a method of forming a contact structure according to an embodiment of the present invention. For reference, FIGS. 1 to 8 are cross-sectional views cut in the word line direction, and a semiconductor structure formed before the bit line structure will be omitted and briefly described.
도 1을 참조하면, 반도체 기판(100)에 셸로우 트렌지 소자 분리(Shallow Trench Isolation; STI) 공정을 수행하여, 액티브 영역(100) 및 소자 분리 영역(102)을 구분한다.Referring to FIG. 1, a shallow trench isolation (STI) process is performed on a
이를 구체적으로 설명하면, 상기 반도체 기판(100) 상에 버퍼 산화막(미도시)을 형성한다. 상기 버퍼 산화막은 이후, 형성될 실리콘 질화막과 기판(100) 상에 발생하는 스트레스를 완화시키기 위한 막의 역할을 한다. 상기 버퍼막 상에 실리콘 질화막(미도시)을 형성한다. 상기 실리콘 질화막의 일부를 제거하여, 실리콘 질화막 패턴(미도시)을 형성한다. 상기 실리콘 질화막 패턴을 식각 마스크로 이용하여, 상기 버퍼 산화막을 건식 식각하여 버퍼 산화막 패턴(미도시)을 형성한다. 계속해서, 상기 실리콘 질화막 패턴을 식각 마스크로 이용하여 노출된 기판(100)을 소정 깊이로 식각하여 트렌치(미도시)를 형성한다. 여기서, 상기 액티브 패턴용 사진 식각 공정의 마진을 높이기 위하여, 상기 질화막 상에 반사 방지막(anti-reflection layer; ARL)을 더 형성할 수 있다. 이후, 상기 트렌치 내에 실리콘 산화막(미도시)을 매립하고, 이를 평탄화하여 상기 실리콘 질화막 패턴을 노출시킨 다. 마지막으로, 상기 실리콘 질화막 패턴 및 버퍼 산화막 패턴을 습식 식각 공정에 의해 제거함으로써, 액티브 영역(100) 및 소자 분리 영역(102)을 구분한다.In detail, a buffer oxide layer (not shown) is formed on the
이후, 도시하지는 않았지만, 상기 액티브 영역(100) 상에는 워드 라인 구조물(미도시)을 형성한 후, 워드 라인 구조물과 전기적으로 절연되는 랜딩 콘택 플러그(미도시)를 형성한다. Although not shown, a word line structure (not shown) is formed on the
간략하게 설명하면, 상기 워드 라인 구조물을 덮는 제1 층간 절연막(104)을 증착한다. 상기 워드 라인 구조물 사이의 상기 제1 층간 절연막(104)을 식각하여, 상기 기판(100)의 일부를 노출시키는 콘택홀(미도시)을 포함하는 제1 층간 절연막 패턴(미도시)을 형성한다. 이후, 상기 콘택홀을 도전체 물질로 매립하여, 랜딩 콘택 플러그를 형성한다.Briefly, a first interlayer
도 2를 참조하면, 상기 제1 층간 절연막(104) 상에, 도전막 패턴(106)과 상기 도전막 패턴(106)의 상부면 및 측면에 구비되는 제1 보호막 패턴(112)이 포함된 도전성 구조물(114)들을 형성한다. 여기서, 상기 제1 보호막 패턴(112)은 상기 도전막 패턴(106)의 상부면에 구비된 하드 마스크(108)와 상기 도전막 패턴(106) 및 하드 마스크(108)의 측면에 구비된 스페이서(110)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a conductive film including a
상기 도전성 구조물(114)들을 형성하는 방법을 구체적으로 설명하면, 상기 제1 층간 절연막(104) 상에 비트 라인으로 기능하는 도전막(미도시)을 형성한다. 상기 도전막은 도핑 공정, 예를 들어, 이온주입 공정 또는 인-시튜(in-situ) 도핑 공정에 의해 고농도의 불순물로 도핑된 폴리 실리콘층으로 형성할 수 있다. A method of forming the
상기 도전막 상에 저압 화학 기상 증착 또는 플라즈마 화학 기상 증착 방법 을 이용하여, 제1 실리콘 질화막(미도시)을 형성한다. 상기 제1 실리콘 질화막은 후속의 도전막 식각 공정에서 하드 마스크막으로 사용된다. 또한, 후속 공정들을 진행할 때, 상기 제1 실리콘 질화막은 하부에 위치하는 도전막이 노출되지 않도록, 상기 도전막을 보호하는 역할을 한다. 따라서, 상기 하드 마스크막은 실리콘 질화물에 한정되지는 않으며, 층간 절연막으로 사용되는 실리콘 산화물과 식각 선택비를 갖는 절연 물질이면 가능하다.A first silicon nitride film (not shown) is formed on the conductive film using low pressure chemical vapor deposition or plasma chemical vapor deposition. The first silicon nitride film is used as a hard mask film in a subsequent conductive film etching process. In addition, when the subsequent processes are performed, the first silicon nitride layer serves to protect the conductive layer so that the conductive layer disposed below is not exposed. Accordingly, the hard mask layer is not limited to silicon nitride, and may be an insulating material having an etching selectivity with silicon oxide used as an interlayer insulating layer.
상기 하드 마스크막 상에 도전성 구조물의 형성 영역을 정의하는 제1 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한다. 상기 제1 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여, 상기 하드 마스크막 및 도전막을 순차적으로 패터닝한다. 상기 공정에 의해, 도전막 패턴(106) 및 하드 마스크(108)가 적층된 예비 도전성 구조물(미도시)을 형성한다. 이후, 상기 제1 포토레지스트 패턴은 애싱 및 스트립 방법을 이용하여 제거할 수 있다.A first photoresist pattern (not shown) defining a region in which a conductive structure is formed is formed on the hard mask layer. The hard mask layer and the conductive layer are sequentially patterned using the first photoresist pattern as an etching mask. By the above process, a preliminary conductive structure (not shown) in which the
상기 예비 도전성 구조물 및 기판의 표면을 따라 균일한 두께를 갖는 제2 실리콘 질화막(미도시)을 형성한다. 이후, 상기 예비 도전성 구조물의 측면에만 상기 제2 실리콘 질화막이 남아있도록 상기 제2 실리콘 질화막을 이방성 식각하여, 스페이서(110)를 형성한다.A second silicon nitride film (not shown) having a uniform thickness is formed along the surfaces of the preliminary conductive structure and the substrate. Thereafter, the second silicon nitride film is anisotropically etched so that only the side surface of the preliminary conductive structure remains, so that the
그 결과, 상기 도전막 패턴(106), 하드 마스크(108) 및 스페이서(110)를 포함하는 비트 라인용 도전성 구조물(114)이 완성된다.As a result, the bit line
도 3을 참조하면, 상기 도전성 구조물(114)을 덮는 제2 층간 절연막(미도시)을 증착한다. 상기 제2 층간 절연막은 실리콘 산화물로 이루어질 수 있으며, 예들 들어, BPSG(boro-phosphor silicate glass) 산화물, PSG(phosphor silicate glass) 산화물, USG(undoped silicate glass) 산화물, SOG(spin on glass) 산화물, PE-TEOS(plasma enhanced-tetra ethyl ortho silicate) 산화물, HDP-CVD(high density plasma-chemical vapor deposition) 산화물 등을 들 수 있다. Referring to FIG. 3, a second interlayer insulating film (not shown) covering the
상기 도전성 구조물(114)의 상부면이 노출되도록, 상기 제2 층간 절연막을 평탄화하는 공정을 수행하여, 제2 층간 절연막 패턴(116)을 형성한다. 상기 제2 층간 절연막 패턴(116)은 화학 기계적 연마 공정 또는 에치백 공정을 수행하여 형성할 수 있다.The second interlayer insulating
도 4를 참조하면, 상기 제1 보호막 패턴(112)의 상부를 부분적으로 식각하여, 리세스부(118)를 형성한다. 그 결과, 상기 제1 보호막 패턴(112)의 두께가 다소 낮아진다.Referring to FIG. 4, an upper portion of the first
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 보호막 패턴(112)은 실리콘 질화물로 이루어지므로, 상기 식각 공정은 인산(P2O5) 용액을 이용하는 습식 식각 공정을 통해 수행할 수 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, since the first
도 5를 참조하면, 상기 리세스(118)를 매립하는, 제2 보호막(미도시) 을 형성한다. 이후, 상기 제2 층간 절연막 패턴(116)이 노출될때까지, 상기 제2 보호막을 연마하여, 제2 보호막 패턴(120)을 형성한다. 상기 연마 공정은 화학 기계적 연마 공정 또는 에치백 공정을 수행하여 형성할 수 있다.Referring to FIG. 5, a second passivation layer (not shown) may be formed to fill the
상기 제2 보호막 패턴(120)은 상기 제2 층간 절연막 패턴(116)에 대하여 상 기 제1 보호막 패턴(112)보다 높은 식각 선택비를 갖는 물질을 사용하여 형성한다. 상기 제2 보호막 패턴(120)은 폴리 실리콘, 금속 또는 금속 실리사이드 물질을 이용할 수 있다. 상기 금속 또는 금속 실리사이드의 예로서는, 티타늄 질화물(titanium nitride), 탄탈륨 질화물(tantalum nitride), 텅스텐 실리사이드(tungsten silicide) 등을 들 수 있다. The second
도 6을 참조하면, 상기 제2 보호막 패턴(120) 사이의 제2 층간 절연막 패턴(116)을 노출시키는 제2 포토레지스트 패턴(122)을 형성한다.Referring to FIG. 6, a
상기 포토레지스트 패턴(122)을 식각 마스크로 사용하여, 상기 제2 층간 절연막 패턴(116) 및 제1 층간 절연막 패턴(104)을 순차적으로 식각하여, 상기 기판(100)을 노출시키는 콘택홀(124)을 형성한다.Using the
상기 식각 공정시, 먼저 상기 제2 보호막 패턴(120)이 식각되는데, 상기 제2 층간 절연막 패턴(116)에 대하여 상기 제2 보호막 패턴(120)은 식각 선택비가 매우 높다. 따라서, 상기 제2 보호막 패턴은 거의 식각이 이루어지지 않을 뿐 아니라, 상기 제2 보호막 패턴(120) 하부에 위치하는 제1 보호막 패턴(112a)은 거의 영향을 받지 못하게 된다. 특히, 포토 미스얼라인이 발생되어 상기 제2 보호막 패턴(120)의 식각 영역이 증가되더라도, 숄더 부위의 제거를 매우 감소시킬 수 있다. In the etching process, first, the second
일반적으로, 기존에는 도전성 구조물 상에 형성된 보호막 패턴은 실리콘 질화물로만 이루어지므로, 셀프 얼라인 식각 공정 시에 상기 보호막 패턴의 일부가 과도하게 식각된다. 따라서, 상기 도전성 구조물의 상부가 일부 노출되어, 도전성 구조물과 콘택 간의 쇼트가 발생한다.In general, since the protective film pattern formed on the conductive structure is made of silicon nitride only, part of the protective film pattern is excessively etched during the self-aligned etching process. Therefore, the upper part of the conductive structure is partially exposed, and a short occurs between the conductive structure and the contact.
하지만, 전술한 바와 같이, 본 발명에서는 제1 보호막 패턴 상에 식각 선택비가 높은 제2 보호막 패턴을 형성한다. 이로써, 제1 보호막 패턴 보다 상대적으로 식각 속도가 느린 제2 보호막 패턴이 먼저 식각되므로, 제2 보호막 패턴은 거의 식각이 이루어지지 않는다. 이로 인해, 도전성 구조물에 영향을 미치지 않도록, 셀프 얼라인 식각 공정을 수행할 수 있다.However, as described above, in the present invention, a second passivation layer pattern having a high etching selectivity is formed on the first passivation layer pattern. As a result, since the second passivation pattern, which is relatively slower than the first passivation pattern, is etched first, the second passivation pattern is hardly etched. Thus, the self-aligned etching process may be performed so as not to affect the conductive structure.
도 7을 참조하면, 상기 콘택홀(124) 내부를 도전 물질을 증착하여, 예비 콘택 플러그(126)를 형성한다.Referring to FIG. 7, a conductive material is deposited in the
도 8을 참조하면, 상기 제1 보호막 패턴(108a)의 상부면이 노출되도록, 상기 예비 콘택 플러그(126), 제2 보호막 패턴(116) 및 제2 층간 절연막 패턴(114)을 연마한다. 상기 연마 공정은 화학 기계적 연마 공정 또는 에치백 공정을 통해 수행할 수 있다.Referring to FIG. 8, the
이후, 상기 콘택 플러그(128)와 접속하는 하부 전극, 유전막 및 상부 전극을 포함하는 커패시터를 형성하는 공정을 더 수행할 수 있다.Thereafter, a process of forming a capacitor including a lower electrode, a dielectric layer, and an upper electrode connected to the
상기와 같은 본 발명의 콘택 구조물 형성 방법에 따르면, 도전성 구조물을 상에 제1 보호막 패턴 및 식각비가 서로 다른 제2 보호막 패턴을 적층함으로써, 셀프 얼라인 콘택 식각 공정시, 도전성 구조물과 콘택 간의 쇼트(short) 불량을 감소시킬 수 있다.According to the method of forming a contact structure of the present invention as described above, by stacking the first protective film pattern and the second protective film pattern having different etching ratios on the conductive structure, a short between the conductive structure and the contact during the self-aligned contact etching process ( short) can reduce defects.
이로 인해, 상기 도전성 구조물과 콘택 간의 숄더 마진(shoulder margin)을 개선시킬 수 있으므로, 반도체 장치의 신뢰도 및 수율을 향상시킬 수 있다.As a result, a shoulder margin between the conductive structure and the contact can be improved, thereby improving reliability and yield of the semiconductor device.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, but a person of ordinary skill in the art does not depart from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be understood that various modifications and changes can be made.
Claims (7)
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KR1020070040465A KR20080095669A (en) | 2007-04-25 | 2007-04-25 | Method of forming a contact structure |
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CN108511342A (en) * | 2017-02-24 | 2018-09-07 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | The preparation method of semiconductor devices |
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2007
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