KR20090044845A - Method for fabricating semiconductor device - Google Patents

Method for fabricating semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
KR20090044845A
KR20090044845A KR1020070111110A KR20070111110A KR20090044845A KR 20090044845 A KR20090044845 A KR 20090044845A KR 1020070111110 A KR1020070111110 A KR 1020070111110A KR 20070111110 A KR20070111110 A KR 20070111110A KR 20090044845 A KR20090044845 A KR 20090044845A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
forming
film
interlayer insulating
semiconductor device
carbon
Prior art date
Application number
KR1020070111110A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101046758B1 (en
Inventor
선준협
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR1020070111110A priority Critical patent/KR101046758B1/en
Publication of KR20090044845A publication Critical patent/KR20090044845A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101046758B1 publication Critical patent/KR101046758B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/48Data lines or contacts therefor
    • H10B12/482Bit lines
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto
    • H10B12/033Making the capacitor or connections thereto the capacitor extending over the transistor
    • H10B12/0335Making a connection between the transistor and the capacitor, e.g. plug

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 제조 방법을 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 기판 상에 제1층간절연막을 형성하는 단계, 상기 제1층간절연막 상에 복수의 비트라인을 형성하는 단계, 상기 비트라인의 상부 및 측벽일부를 노출시키는 제2층간절연막을 형성하는 단계, 노출된 비트라인의 상부 및 측벽을 덮는 보호막을 형성하는 단계 및 상기 보호막을 식각장벽으로 잔류하는 제2층간절연막과 그 하부의 제1층간절연막을 식각하여 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지므로써, 비트라인을 보호하는 박막들의 손실을 방지할 수 있어서, 후속 플러그와의 쇼트를 방지할 수 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, the method comprising: forming a first interlayer insulating film on a substrate, forming a plurality of bit lines on the first interlayer insulating film, an upper portion of the bit line, and Forming a second interlayer insulating film exposing a portion of the sidewalls, forming a protective film covering upper and sidewalls of the exposed bit line, and a second interlayer insulating film and a first interlayer insulating film below the protective film as an etch barrier. By forming a contact hole by etching, it is possible to prevent the loss of the thin films to protect the bit line, it is possible to prevent a short with the subsequent plug.

콘택홀, 비트라인, 층간절연막, 쇼트, 플러그 Contact hole, bit line, interlayer insulating film, short, plug

Description

반도체 소자 제조 방법{METHOD FOR FABRICATING SEMICONDUCTOR DEVICE}Semiconductor device manufacturing method {METHOD FOR FABRICATING SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 반도체 소자 제조 기술에 관한 것으로, 특히 비트라인을 보호하는 박막의 손실을 방지하기 위한 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device manufacturing technology, and more particularly, to a method of manufacturing a semiconductor device for preventing the loss of a thin film protecting a bit line.

반도체 소자를 대표하는 DRAM(Dynamic Random Access Memory) 소자, 특히 60nm이하급의 DRAM 소자는 하나의 트랜지스터(transistor)와 하나의 캐패시터(capacitor)를 포함하는 복수의 단위메모리셀(memory cell)을 갖는다.A DRAM (Dynamic Random Access Memory) device representing a semiconductor device, particularly a DRAM device of 60 nm or less, has a plurality of unit memory cells including one transistor and one capacitor.

그리고, 캐패시터는 전기적신호를 전달하기 위해 스토리지노드콘택플러그(storage node cotact plug)와 접촉하게 된다.The capacitor is in contact with a storage node contact plug to transmit an electrical signal.

스토리지노드콘택플러그는 캐패시터의 제1전극 - 스토리지노드 또는 하부전극을 의미함 - 과의 중첩마진(overlay margin)을 향상시키기 위해 도 1과 같은 제2플러그(13)를 더 포함한다. 이 제2플러그(13)는 'SNC2'라 일컫는다. 여기서, '12'는 제1플러그(12)이고, '11'을 층간절연막(11)이다. 그리고, 제1플러그(12) 및 제2플러그(13)을 스토리지노드콘택플러그라 일컫는다.The storage node contact plug further includes a second plug 13 as shown in FIG. 1 to improve an overlay margin with the first electrode of the capacitor, which means the storage node or the lower electrode. This second plug 13 is referred to as 'SNC2'. Here, '12' is the first plug 12 and '11' is the interlayer insulating film 11. The first plug 12 and the second plug 13 are referred to as storage node contact plugs.

위와 같은 구조를 갖는 스토리지노드콘택플러그를 형성하기 위해서는 홀 형(hole type)의 스토리지노드콘택홀을 형성해야 하는데, 이 스토리지노드콘택홀은 불화아르곤(ArF) 노광공정으로 형성된 포토레지스트패턴을 이용하기 때문에 제조 비용이 높아진다. 또한, 제2플러그(13)를 형성하기 위한 공정을 추가로 진행해야 하기 때문에 더욱 높은 비용이 소비된다.In order to form the storage node contact plug having the above structure, a hole type storage node contact hole must be formed. The storage node contact hole is formed by using a photoresist pattern formed by an argon fluoride (ArF) exposure process. This increases the manufacturing cost. In addition, a higher cost is consumed because the process for forming the second plug 13 must be further performed.

이와 같은 문제를 개선하기 위해 라인형(line type) 마스크로 스토리지노드콘택홀을 형성하는 방법이 제안되었다.In order to solve this problem, a method of forming a storage node contact hole with a line type mask has been proposed.

도 2는 종래기술에 따른 라인형의 스토리지노드콘택홀의 제조 방법을 나타낸 공정단면도이다.2 is a process cross-sectional view showing a method for manufacturing a line-type storage node contact hole according to the prior art.

도 2를 참조하면, 복수의 비트라인(22)을 포함한 기판(23) 상에 절연막을 형성하고, 절연막 상에 라인형의 마스크패턴(21)을 형성한다.Referring to FIG. 2, an insulating film is formed on a substrate 23 including a plurality of bit lines 22, and a line mask pattern 21 is formed on the insulating film.

이어서, 마스크패턴(21)을 식각장벽으로 절연막을 식각하여 기판(23)을 노출시키는 스토리지노드콘택홀(24)을 형성한다. 여기서, 절연막의 식각은 자기정렬콘택(Self Aligned Contact: SAC) 식각에 해당한다. Subsequently, the insulating layer is etched using the mask pattern 21 as an etch barrier to form the storage node contact hole 24 exposing the substrate 23. Here, the etching of the insulating layer corresponds to the self aligned contact (SAC) etching.

자기정렬콘택 식각은 질화막과 산화막의 식각선택비를 이용하는 식각공정으로, 질화막은 비트라인(22)에 포함된 비트라인하드마스크막(27) 및 비트라인스페이서(28)에 해당하고, 산화막은 절연막에 해당한다.Self-aligned contact etching is an etching process using an etching selectivity between the nitride film and the oxide film. The nitride film corresponds to the bit line hard mask film 27 and the bit line spacer 28 included in the bit line 22, and the oxide film is an insulating film. Corresponds to

이와 같은 라인형 마스크패턴(21)을 사용하는 경우, 크립톤아르곤(KrF) 노광공정으로 형성할 수 있어서 비용을 절감할 수 있다.When using such a linear mask pattern 21, it can be formed by a Krypton argon (KrF) exposure process can reduce the cost.

그러나, 라인형 마스크패턴(21)을 사용하여 스토리지노드콘택홀(24)을 형성하면 비트라인(22)이 외부에 노출되는데, 이 때문에 비트라인하드마스크막(27) 및 비트라인스페이서(28)가 SAC 식각공정에서 과도하게 손실(loss)되는 문제점이 발생한다. 이하, 위의 문제점을 'SAC페일(fail)'이라 약칭표기한다.However, when the storage node contact hole 24 is formed using the line mask pattern 21, the bit line 22 is exposed to the outside, which is why the bit line hard mask layer 27 and the bit liner 28 are exposed. An excessive loss occurs in the SAC etching process. Hereinafter, the above problem is abbreviated as 'SAC fail (fail)'.

따라서, 라인형 마스크패턴(21)을 사용하여 스토리지노드콘택홀(24)을 형성하는 공정에서 SAC페일 현상을 방지할 수 있는 기술의 필요성이 제기되고 있다.Accordingly, there is a need for a technology capable of preventing SAC fail in the process of forming the storage node contact hole 24 using the line mask pattern 21.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 라인형 마스크패턴을 이용하여 SAC공정에서 비트라인을 보호하는 박막들의 손실을 방지하는 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a semiconductor device which prevents the loss of thin films protecting a bit line in a SAC process using a line mask pattern. .

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 소자 제조 방법은 기판 상에 제1층간절연막을 형성하는 단계, 상기 제1층간절연막 상에 복수의 비트라인을 형성하는 단계, 상기 비트라인의 상부 및 측벽일부를 노출시키는 제2층간절연막을 형성하는 단계, 노출된 비트라인의 상부 및 측벽을 덮는 보호막을 형성하는 단계 및 상기 보호막을 식각장벽으로 잔류하는 제2층간절연막과 그 하부의 제1층간절연막을 식각하여 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.A semiconductor device manufacturing method of the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a first interlayer insulating film on a substrate, forming a plurality of bit lines on the first interlayer insulating film, the top and sidewalls of the bit line Forming a second interlayer insulating film exposing a portion, forming a protective film covering upper and sidewalls of the exposed bit line, and forming a second interlayer insulating film and a first interlayer insulating film under the protective film as an etch barrier. And etching to form contact holes.

상술한 바와 같은 과제 해결 수단을 바탕으로 하는 본 발명은 라인형의 마스크패턴을 이용하는 SAC식각공정에서 비트라인을 보호하는 박막들의 손실을 방지할 수 있어서, 후속 플러그와의 쇼트를 방지할 수 있다.The present invention based on the above-described problem solving means can prevent the loss of the thin film to protect the bit line in the SAC etching process using a line-type mask pattern, it is possible to prevent a short with the subsequent plug.

그리고, 본 발명은 라인형의 마스크패턴을 불화아르곤(ArF) 노광공정이 아닌 크립톤아르곤(KrF) 노광공정으로 형성하기 때문에 비용 절감효과를 볼 수 있다. 또 한, SNC2 형성공정을 생략할 수 있어서 공정의 단순화 및 비용 절감효과를 얻을 수 있다.In addition, since the present invention forms a line-type mask pattern by a krypton argon (KrF) exposure process instead of an argon fluoride (ArF) exposure process, the cost reduction effect can be seen. In addition, the SNC2 forming process can be omitted, thereby simplifying the process and reducing the cost.

따라서, 본 발명은 반도체 소자의 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 수율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.Therefore, the present invention not only can improve the stability and reliability of the semiconductor device, but also has the effect of improving the yield.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위해 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention.

도 3a 내지 3e는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 나타낸 공정단면도이다.3A to 3E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3a에 도시된 바와 같이, 소정의 하부층이 형성된 기판(30)상에 층간절연막(31)을 형성한다. 제1층간절연막(31)은 산화막으로 형성한다.As shown in FIG. 3A, an interlayer insulating film 31 is formed on the substrate 30 on which a predetermined lower layer is formed. The first interlayer insulating film 31 is formed of an oxide film.

이어서, 제1층간절연막(31) 상에 베리어메탈(32), 금속막(33), 듀얼하드마스크막(34, dual hardmask)을 순차적으로 형성한 후에 패터닝(patterning)하여 복수의 비트라인패턴을 형성한다.Subsequently, the barrier metal 32, the metal film 33, and the dual hard mask film 34 are sequentially formed on the first interlayer insulating film 31, and then patterned to form a plurality of bit line patterns. Form.

베리어메탈(32)은 티타늄막(Ti)과 티타늄질화막(TiN)이 순차적으로 적층된 구조로 형성하고, 금속막(33)은 텅스텐막으로 형성한다.The barrier metal 32 is formed of a structure in which a titanium film Ti and a titanium nitride film TiN are sequentially stacked, and the metal film 33 is formed of a tungsten film.

듀얼하드마스크막(34)은 적어도 2층 이상의 박막이 적층된 구조를 갖는데, 실시예에서는 제1하드마스크막(34A)과 제2하드마스크막(34B)이 적층된 구조로 형성 한다. 제1하드마스크막(34A)은 절연막, 특히 실리콘질화막(Si3N4)으로 형성하고, 제2하드마스크막(34B)은 텅스텐막(W), 텅스텐질화막(WN), 티타늄질화막(TiN), 알루미늄막(Al) 및 폴리실리콘막(poly-silicon)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 박막으로 형성한다. 예를 들면, 텅스텐막(W)과 텅스텐질화막(WN)의 적층구조일 수 있다.The dual hard mask film 34 has a structure in which at least two or more thin films are stacked. In an embodiment, the dual hard mask film 34 has a structure in which the first hard mask film 34A and the second hard mask film 34B are stacked. The first hard mask film 34A is formed of an insulating film, especially a silicon nitride film (Si 3 N 4 ), and the second hard mask film 34B is a tungsten film (W), a tungsten nitride film (WN), and a titanium nitride film (TiN). , At least one thin film selected from the group consisting of an aluminum film Al and a poly-silicon film. For example, it may have a stacked structure of tungsten film W and tungsten nitride film WN.

이어서, 비트라인패턴의 측벽에 비트라인스페이서(35)를 형성한다.Subsequently, a bit liner 35 is formed on sidewalls of the bit line pattern.

비트라인스페이서(35)는 비트라인패턴의 측벽을 보호함과 동시에 금속막(33)이 후속 열처리 공정에서 산화되는 것을 방지한다. The bit liner 35 protects the sidewalls of the bit line pattern and prevents the metal film 33 from being oxidized in a subsequent heat treatment process.

그리고, 비트라인스페이서(35)을 형성하기 위해서는 기판(30) 전면에 절연막을 형성하고 비등방 식각하는데, 절연막은 질화막, 특히 실리콘질화막으로 형성한다. 그리고, 비트라인스페이서(35)는 비트라인패턴의 선폭이 과도하게 증가되어 개방마진(open margin)이 불량해 지는 것을 방지하기 위해 적어도 수십Å 이하의 두께로 형성한다.In order to form the bit liner 35, an insulating film is formed on the entire surface of the substrate 30 and anisotropically etched. The insulating film is formed of a nitride film, particularly a silicon nitride film. The bit liner 35 is formed to a thickness of at least several tens of micrometers or less in order to prevent the line margin of the bit line pattern from being excessively increased and the open margin thereof becomes poor.

도 3b에 도시된 바와 같이, 비트라인패턴 사이가 채워지도록 제2층간절연막(36)을 형성한다. As shown in FIG. 3B, the second interlayer insulating layer 36 is formed to fill the bit line patterns.

이어서, 제2층간절연막(36) 상에 라인형의 마스크패턴(37)을 형성한 후, 이를 이용하여 비트라인패턴의 일부가 매립되도록 제2층간절연막(36)을 부분식각(partial etch)한다.Subsequently, after forming the line-type mask pattern 37 on the second interlayer insulating film 36, the second interlayer insulating film 36 is partially etched so that a portion of the bit line pattern is embedded. .

제2층간절연막(36A)의 식각은 비트라인패턴의 듀얼하드마스크막(34)과 비트 라인스페이서(35)과 식각선택비를 갖는 식각가스로 진행한다. 예를 들면, CxFy(x, y는 0을 제외한 자연수)계의 주식각가스에 산소(O2)를 첨가하여 진행한다. 여기서, CxFy계의 가스는 CF4 또는 C4F8 가스일 수 있다.The etching of the second interlayer insulating layer 36A is performed by an etching gas having an etching selectivity with the dual hard mask layer 34 and the bit line spacer 35 of the bit line pattern. For example, oxygen (O 2 ) is added to the stock corner gas of C x F y (where x and y are natural numbers except 0). Here, the gas of the C x F y system may be CF 4 or C 4 F 8 gas.

라인형의 마스크패턴(37)은 불화아르곤(ArF) 또는 크립톤아르곤(KrF) 노광공정으로 형성된 포토레지스트패턴이다.The linear mask pattern 37 is a photoresist pattern formed by argon fluoride (ArF) or krypton argon (KrF) exposure process.

이어서, 습식식각공정을 진행하는데, 우측도면을 참조하면 습식식각의 등방성식각특성에 의해 라인형의 마스크패턴(37) 아래의 제2층간절연막(36A)의 일부가 식각된 것을 볼 수 있다. 즉, 점선으로 표현된 부분이 라인형의 마스크패턴(37) 아래의 제2층간절연막(36A)이 식각된 것을 도시한 것이다.Subsequently, a wet etching process is performed. Referring to the right drawing, it can be seen that part of the second interlayer insulating film 36A under the line-type mask pattern 37 is etched by the isotropic etching characteristic of the wet etching. That is, the portion represented by the dotted line shows that the second interlayer insulating film 36A under the line mask pattern 37 is etched.

더욱 자세하게는 도 3b의 Ⅰ-Ⅰ'의 절단면을 나타낸 도 4를 참조하면, 라인형의 마스크패턴(37) 아래의 제2층간절연막(36A)이 습식식각에 의해 확장된 것을 볼 수 있다. 이는 이후 형성될 캐패시터의 제1전극 - 스토리지노드 또는 하부전극 - 과 스토리지노드콘택플러그간의 중첩마진(overlay margin)을 확보하여 접촉면적을 증가시키기 위한 것이다.More specifically, referring to FIG. 4, which shows a cut plane of II ′ of FIG. 3B, it can be seen that the second interlayer insulating film 36A under the line mask pattern 37 is expanded by wet etching. This is to increase the contact area by securing an overlay margin between the first electrode of the capacitor to be formed later-the storage node or the lower electrode-and the storage node contact plug.

습식식각공정은 딥아웃(dip out)방식의 습식스테이션(wet station)을 이용하되, 습식식각 균일도(wet etch uniformity)를 개선하기 위해 회전(spin)방식 또는 분사(spray) 방식의 습식스테이션에서도 진행할 수 있다. 그리고, 케미컬(chemical)은 불소(fluorine)를 함유한 케미컬로 진행하는데, 예를 들면, BOE(Bufferd Oxide Etchant) 또는 불화수소(HF) 용액일 수 있다. The wet etching process uses a dip out wet station, but can also be performed in a spin or spray wet station to improve wet etch uniformity. Can be. And, the chemical (chemical) proceeds to the chemical containing fluorine (fluorine), for example, may be a BOE (Buffered Oxide Etchant) or hydrogen fluoride (HF) solution.

그리고, 습식식각공정 후, 잔류하는 제2층간절연막(36A)의 높이는 수평적으로 비트라인패턴 중 금속막(33) 보다 높은 것이 바람직하다. 이는 소자의 안정성을 높이기 위한 것으로 금속막(33)이 노출될 가능성을 더욱 낮추기 위함이다.After the wet etching process, the height of the remaining second interlayer insulating film 36A is preferably higher than the metal film 33 in the bit line pattern. This is to increase the stability of the device and to further reduce the possibility of the metal film 33 being exposed.

도 3c에 도시된 바와 같이, 노출된 비트라인패턴의 상부 및 측벽에 보호막(38)을 형성한다.As shown in FIG. 3C, the passivation layer 38 is formed on the top and sidewalls of the exposed bit line pattern.

보호막(38)은 카본(carbon)계 폴리머(polymer)로 형성하는데, 비트라인패턴의 상부에 형성된 보호막(38)의 두께(D1)가 비트라인패턴의 측벽에 형성된 보호막패턴(38)의 두께(D2)보다 두껍게 형성한다. 비율적으로 D1:D2는 3:1의 비율을 갖는다. 이를 위해 카본계 폴리머의 형성은 고압, 예컨대 100~200mTorr의 챔버압력에서 진행한다.The passivation layer 38 is formed of a carbon-based polymer, and the thickness D1 of the passivation layer 38 formed on the bit line pattern is the thickness of the passivation layer pattern 38 formed on the sidewall of the bit line pattern. Thicker than D2). Proportionally, D1: D2 has a 3: 1 ratio. To this end, the formation of the carbon-based polymer proceeds at a high pressure, such as a chamber pressure of 100 ~ 200mTorr.

보호막(38)을 형성하는 방법으로는 카본계 폴리머의 형성 및 식각공정을 순차적으로 반복 진행하여 형성할 수 있다. 이를 나타낸 도면으로 도 5를 참조하면, 먼저 카본계 폴리머(38A)를 형성한다. 이 과정에서 스텝커버리지(step coverage)가 불량한 박막의 특성 때문에 복수의 비트라인패턴 상부에 형성된 카본계 폴리머(38A)가 서로 연결될 수 있다.As a method of forming the protective film 38, the carbon-based polymer forming and etching process may be sequentially and repeatedly performed. Referring to FIG. 5 as a diagram illustrating this, first, a carbon-based polymer 38A is formed. In this process, the carbon-based polymer 38A formed on the plurality of bit line patterns may be connected to each other because of the characteristics of the thin film having poor step coverage.

그래서 카본계 폴리머(38A)에 대한 식각공정을 진행하여 보호막(38)을 형성한다.Thus, the etching process for the carbon-based polymer 38A is performed to form the protective film 38.

이러한 카본계 폴리머(38A)의 형성 및 식각공정은 목표하는 두께의 보호막(38)이 형성될 때까지 반복 진행한다.The formation and etching of the carbon-based polymer 38A are repeated until the protective film 38 having a desired thickness is formed.

카본계 폴리머의 형성은 100~200mTorr의 챔버압력에서 C2H4, CH3F 및 CH4 가스로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 어느 하나 가스로 생성된 플라즈마(plasma)를 이용한다. 예를 들면, C2H4, CH3F의 혼합가스일 수 있다. 또한, C2H4, CH3F 및 CH4 가스로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 어느 하나 가스와 Ar 및 N2 가스를 혼합할 수 있다.Formation of the carbon-based polymer uses a plasma generated with at least one gas selected from the group consisting of C 2 H 4 , CH 3 F and CH 4 gas at a chamber pressure of 100 ~ 200mTorr. For example, it may be a mixed gas of C 2 H 4 , CH 3 F. In addition, at least one selected from the group consisting of C 2 H 4 , CH 3 F and CH 4 gas, and Ar and N 2 gas may be mixed.

카본계 폴리머의 식각은 에치백(etch back)으로 진행하는데, CF4 및 CHF3 가스로 생성된 플라즈마를 이용한다.Etching of the carbon-based polymer proceeds to etch back, using plasma generated from CF 4 and CHF 3 gas.

그리고, 카본계 폴리머의 형성 및 식각은 제2층간절연막(36A)을 일부식각한 식각챔버(etch chamber)에서 인시츄(in-situ)로 진행한다.The carbon-based polymer is formed and etched in-situ in an etch chamber in which the second interlayer insulating film 36A is partially etched.

또한, 비트라인패턴의 상부 및 측벽에만 보호막(38)을 형성하기 위해서는 제2층간절연막(36) 상부에 형성된 카본계 폴러머를 식각해야 한다.In addition, in order to form the passivation layer 38 only on the top and sidewalls of the bit line pattern, the carbon-based polymer formed on the second interlayer insulating layer 36 must be etched.

이 식각공정은 위에서 설명한 카본계 폴리머의 형성 및 식각공정에서 진행될 수 있으며, 카본계 폴리머의 증착이 완료된 후에 별도의 식각공정으로 진행할 수 있다.The etching process may be performed in the formation and etching process of the carbon-based polymer described above, and may be performed in a separate etching process after the deposition of the carbon-based polymer is completed.

도 3d에 도시된 바와 같이, 보호막(38)을 식각장벽으로 제1층간절연막(31)을 식각하여 콘택홀(39)을 형성한다.As shown in FIG. 3D, the first interlayer insulating layer 31 is etched using the protective layer 38 as an etch barrier to form the contact hole 39.

제1층간절연막(31)의 식각은 불소계 식각가스로 진행하는데, 불소계 식각가스는 C4F6 및 C4F8 가스일 수 있다.The first interlayer insulating layer 31 is etched using a fluorine-based etching gas, and the fluorine-based etching gas may be C 4 F 6 and C 4 F 8 gases.

도 3e에 도시된 바와 같이, 보호막(38)을 제거한 후에 콘택홀(39)을 확장한다.As shown in FIG. 3E, the contact hole 39 is expanded after the protective film 38 is removed.

보호막(38)의 제거는 O2 가스로 생성된 플라즈마를 이용하며, 콘택홀(39)의 확장은 습식식각(wet etch)으로 진행한다.Removal of the protective film 38 uses a plasma generated by O 2 gas, and the expansion of the contact hole 39 proceeds by wet etching.

이와같은 습식식각공정은 비트라인패턴의 측벽에 형성된 보호막(38)으로 인해 잔류하던 제2층간절연막(36A)을 제거할 수 있고, 제1층간절연막(31A)을 식각하여 콘택홀(39) 바닥면의 선폭을 증가시킬 수 있다. 이로써 콘택홀(39)은 확장되는 것이다.In this wet etching process, the second interlayer insulating layer 36A remaining due to the passivation layer 38 formed on the sidewalls of the bit line pattern may be removed, and the first interlayer insulating layer 31A may be etched to etch the bottom of the contact hole 39. You can increase the line width of the face. As a result, the contact hole 39 is expanded.

이어서, 콘택홀(39)에 전도막을 매립하여 콘택플러그를 형성한다. 이 콘택플러그가 스토리지노드콘택플러그에 해당한다. 추가적으로 콘택플러그를 형성하기 전에 비트라인과 스토리지노드콘택플러그간 쇼트(short) 방지를 위해 콘택홀(39)의 측벽에 스페이서를 형성할 수 있다.Subsequently, a conductive plug is embedded in the contact hole 39 to form a contact plug. This contact plug corresponds to a storage node contact plug. In addition, before forming the contact plug, a spacer may be formed on the sidewall of the contact hole 39 to prevent short between the bit line and the storage node contact plug.

위와 같은 공정으로 통해 형성된 스토리지노드콘택플러그는 안정적으로 형성된 콘택홀(39)로 인해 비트라인패턴간 쇼트가 발생하지 않는다.The storage node contact plug formed through the above process does not generate a short between the bit line patterns due to the stably formed contact hole 39.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시예는 라인형의 마스크패턴(39)을 사용하여 콘택홀(39)을 형성한다.In the embodiment of the present invention as described above, the contact hole 39 is formed by using the mask pattern 39 of the linear shape.

이때, 비트라인패턴이 전면에 노출되어 SAC페일이 발생될 수 있는데, 이를 방지하고자 비트라인패턴에 오버행(overhang)구조로 보호막(38)을 형성한다. 오버행 구조란, 성냥의 유황모양과 같이 수직구조물의 상부 및 측벽일부를 덮는 형태를 말한다. 따라서, SAC페일은 발생하지 않는다. In this case, the bit line pattern may be exposed on the entire surface to generate a SAC fail. In order to prevent this, the passivation layer 38 is formed on the bit line pattern in an overhang structure. The overhang structure refers to a form that covers the upper and sidewall portions of the vertical structure, such as the sulfur shape of the match. Therefore, SAC fail does not occur.

또한, 라인형의 마스크패턴(39) 하부의 제2층간절연막(36A)을 습식식각으로 확장시켜 캐패시터의 제1전극과 스토리지노드콘택플러그간의 접촉면적을 증가시킨다.In addition, the second interlayer insulating layer 36A under the linear mask pattern 39 is expanded by wet etching to increase the contact area between the first electrode of the capacitor and the storage node contact plug.

또한, 콘택홀(39)을 형성하고, 이를 확장시켜 콘택홀(39)의 선폭, 특히 콘택홀(39)의 바닥부의 선폭을 증가시킨다.In addition, the contact hole 39 is formed and expanded to increase the line width of the contact hole 39, in particular, the line width of the bottom of the contact hole 39.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.

도 1은 종래기술에 따른 스토리지노드콘택플러그를 나타낸 구조단면도.1 is a structural cross-sectional view showing a storage node contact plug according to the prior art.

도 2는 종래기술에 따른 라인형의 스토리지노드콘택홀의 제조 방법을 나타낸 공정단면도.Figure 2 is a process cross-sectional view showing a manufacturing method of a line-type storage node contact hole according to the prior art.

도 3a 내지 3e는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 나타낸 공정단면도.3A to 3E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3b의 Ⅰ-Ⅰ'의 절단면을 나타낸 단면도.4 is a cross-sectional view illustrating a cutting plane taken along line II ′ of FIG. 3B.

도 5는 보호막의 형성 방법을 나타낸 단면도.5 is a cross-sectional view showing a method of forming a protective film.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

30 : 기판 31A : 제1층간절연막30 substrate 31A first interlayer insulating film

32 : 베리어메탈 33 : 금속막32: barrier metal 33: metal film

34 : 듀얼하드마스크막 34A : 제1하드마스크막34: dual hard mask film 34A: first hard mask film

34B : 제2하드마스크막 35 : 비트라인스페이서34B: Second Hard Mask Layer 35: Beat Liner Facer

39 : 콘택홀39: contact hole

Claims (15)

기판 상에 제1층간절연막을 형성하는 단계;Forming a first interlayer insulating film on the substrate; 상기 제1층간절연막 상에 복수의 비트라인을 형성하는 단계;Forming a plurality of bit lines on the first interlayer insulating film; 상기 비트라인의 상부 및 측벽일부를 노출시키는 제2층간절연막을 형성하는 단계;Forming a second interlayer insulating film exposing a portion of an upper sidewall and a sidewall of the bit line; 노출된 비트라인의 상부 및 측벽을 덮는 보호막을 형성하는 단계; 및Forming a protective film covering upper and sidewalls of the exposed bit line; And 상기 보호막을 식각장벽으로 잔류하는 제2층간절연막과 그 하부의 제1층간절연막을 식각하여 콘택홀을 형성하는 단계Forming a contact hole by etching the second interlayer insulating layer having the protective layer as an etch barrier and the first interlayer insulating layer below the protective layer; 를 포함하는 반도체 소자 제조 방법.Semiconductor device manufacturing method comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보호막은 상기 비트라인 상부에서 오버행 구조로 형성하는 반도체 소자 제조 방법.The passivation layer may be formed in an overhang structure on the bit line. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보호막은 카본계 폴리머로 형성하는 반도체 소자 제조 방법.The protective film is a semiconductor device manufacturing method formed of a carbon-based polymer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보호막을 형성하는 단계는, Forming the protective film, 복수의 비트라인의 단차를 따라 오버행 구조로 카본계 폴리머를 형성하는 단계; 및Forming a carbon-based polymer in an overhang structure along the steps of the plurality of bit lines; And 에치백공정으로 상기 카본계 폴리머을 식각하는 단계Etching the carbon-based polymer by an etch back process 를 포함하는 반도체 소자 제조 방법.Semiconductor device manufacturing method comprising a. 제3항 또는 제4항에 있어서,The method according to claim 3 or 4, 상기 카본계 폴리머은 C2H4, CH3F 및 CH4 가스로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 어느 하나 가스를 이용하여 형성하는 반도체 소자 제조 방법.The carbon-based polymer is a semiconductor device manufacturing method using at least one gas selected from the group consisting of C 2 H 4 , CH 3 F and CH 4 gas. 제3항 또는 제4항에 있어서,The method according to claim 3 or 4, 상기 카본계 폴리머은 C2H4, CH3F 및 CH4 가스로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 어느 하나 가스와 Ar 및 N2 가스를 혼합한 가스를 이용하여 형성하는 반도체 소자 제조 방법.The carbon-based polymer is a semiconductor device manufacturing method using a gas mixed with at least one gas selected from the group consisting of C 2 H 4 , CH 3 F and CH 4 gas and Ar and N 2 gas. 제3항 또는 제4항에 있어서,The method according to claim 3 or 4, 상기 카본계 폴리머는 100~200mTorr의 챔버압력으로 진행하는 반도체 소자 제조 방법.The carbon-based polymer is a semiconductor device manufacturing method that proceeds at a chamber pressure of 100 ~ 200mTorr. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 카본계 폴리머의 형성 및 식각공정을 반복진행하여 상기 보호막을 형성하는 반도체 소자 제조 방법.A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the protective film is formed by repeatedly forming and etching the carbon-based polymer. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 카본계 폴리머의 식각은 CF4 및 CHF3 가스로 생성된 플라즈마로 진행하는 반도체 소자 제조 방법.Etching of the carbon-based polymer is a semiconductor device manufacturing method that proceeds to the plasma generated by the CF 4 and CHF 3 gas. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 카본계 폴리머의 형성 및 식각공정은 상기 제2층간절연막을 형성하기 위한 챔버내에서 인시츄로 진행하는 반도체 소자 제조 방법.The forming and etching process of the carbon-based polymer is in-situ in the chamber for forming the second interlayer insulating film. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2층간절연막을 형성하는 단계는 라인형 마스크패턴을 이용하여 부분식각 및 습식식각을 순차적으로 진행하는 반도체 소자 제조 방법.The forming of the second interlayer insulating layer may include performing partial etching and wet etching sequentially using a line mask pattern. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비트라인은 베리어메탈, 금속막 및 듀얼하드마스크막을 포함하는 반도체 소자 제조 방법.The bit line includes a barrier metal, a metal film, and a dual hard mask film. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 듀얼하드마스크막은 적어도 2층 이상의 박막을 포함하는 반도체 소자 제조 방법.The dual hard mask layer includes at least two or more thin films. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 듀얼하드마스크막은 절연막과 텅스텐막(W), 텅스텐질화막(WN), 티타늄질화막(TiN), 알루미늄막(Al) 및 폴리실리콘막(poly-silicon)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 박막을 적층시켜 형성하는 반도체 소자 제조 방 법.The dual hard mask layer may include at least one thin film selected from the group consisting of an insulating film, a tungsten film (W), a tungsten nitride film (WN), a titanium nitride film (TiN), an aluminum film (Al), and a polysilicon film (poly-silicon). Method of manufacturing a semiconductor device formed by laminating. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 콘택홀을 형성한 후에, 상기 콘택홀을 확장하는 단계; After forming the contact hole, expanding the contact hole; 확장된 콘택홀의 측벽면에 스페이서를 형성하는 단계; 및Forming a spacer on the sidewall surface of the extended contact hole; And 상기 콘택홀에 플러그를 형성하는 단계Forming a plug in the contact hole 를 더 포함하는 반도체 소자 제조 방법.A semiconductor device manufacturing method further comprising.
KR1020070111110A 2007-11-01 2007-11-01 Semiconductor device manufacturing method KR101046758B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070111110A KR101046758B1 (en) 2007-11-01 2007-11-01 Semiconductor device manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070111110A KR101046758B1 (en) 2007-11-01 2007-11-01 Semiconductor device manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090044845A true KR20090044845A (en) 2009-05-07
KR101046758B1 KR101046758B1 (en) 2011-07-05

Family

ID=40855345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070111110A KR101046758B1 (en) 2007-11-01 2007-11-01 Semiconductor device manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101046758B1 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100594279B1 (en) * 2004-06-07 2006-06-30 삼성전자주식회사 Method of forming self-aligned contact in semiconductor memory device and method of fabricating the semiconductor memory device using the method
KR100654040B1 (en) * 2005-09-28 2006-12-05 매그나칩 반도체 유한회사 Forming method of mim capacitor in image sensor
KR20070067404A (en) * 2005-12-23 2007-06-28 주식회사 하이닉스반도체 Method for forming capacitor in semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
KR101046758B1 (en) 2011-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7427564B2 (en) Method for forming storage node contact plug in semiconductor device
JP2007180493A (en) Manufacturing method of semiconductor device
US20060073699A1 (en) Method for fabricating semiconductor device
US7648878B2 (en) Method for fabricating semiconductor device with recess gate
US7842593B2 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
US7122467B2 (en) Method for fabricating semiconductor device
JP2007005770A (en) Method for forming contact hole of semiconductor element
US20080160759A1 (en) Method for fabricating landing plug contact in semiconductor device
US7851364B2 (en) Method for forming pattern in semiconductor device
US7910485B2 (en) Method for forming contact hole using dry and wet etching processes in semiconductor device
JPH11340198A (en) Method for forming multi-layer contact hole
KR20080060017A (en) Method for manufacturing of semiconductor device
KR101046758B1 (en) Semiconductor device manufacturing method
KR100668508B1 (en) Method for manufacturing semiconductor device with deep contact hole
KR20100034629A (en) Method for fabricating capacitor
KR100721548B1 (en) Method for forming storage node of capacitor in semiconductor device
US6790740B2 (en) Process for filling polysilicon seam
US20080090409A1 (en) Method for manufacturing a semiconductor device including interconnections having a smaller width
KR100388453B1 (en) Method for fabricating capacitor
KR20060023004A (en) Forming method of contact plug in semiconductor device
KR100913016B1 (en) The capacitor in semiconductor device and manufacturing method for thereof
KR100665902B1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR20080060598A (en) A method for forming a bit line of a semiconductor device
KR20090045715A (en) Method for fabricating capacitor in semiconductor device
KR20050116665A (en) Method for fabricating semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee