KR20100008230A - 반도체 장치의 식각부산물 제거방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 식각부산물(etch byproduct)을 제거함과 동시에 식각부산물 제거하기 위한 세정공정시 기형성된 구조물이 손상되는 것을 방지할 수 있는 반도체 장치의 식각부산물 제거방법에 관한 것으로, 이를 위한 본 발명의 식각부산물 제거방법은, 기판상에 티타늄을 함유하는 식각대상층을 형성하는 단계; 상기 식각대상층을 식각하는 단계; 수소함유분위기에서 1차 열처리하는 단계; 상기 1차 열처리보다 높은 온도로 2차 열처리하는 단계 및 세정공정을 실시하는 단계를 포함하고 있으며, 상술한 본 발명에 따르면, 티타늄산화물 계열의 식각부산물을 말끔하게 제거함과 동시에 세정공정시 기형성된 구조물이 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
부산물, 티타늄산화물, 티타늄하이드라이드, 수소화합물, 세정

Description

반도체 장치의 식각부산물 제거방법{METHOD FOR REMOVING ETCH BYPRODUCT IN SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 반도체 장치의 제조 기술에 관한 것으로, 특히 식각부산물(etch byproduct)을 제거함과 동시에 식각부산물 제거하기 위한 세정공정시 기형성된 구조물이 손상되는 것을 방지할 수 있는 반도체 장치의 식각부산물 제거방법에 관한 것이다.
최근 반도체 장치의 집적도가 증가함에 따라 제한된 면적 내에서 큰 정전용량(capacitance)을 확보하기 위하여 캐패시터의 전극 예컨대, 스토리지노드(Storage Node, SN)로 티타늄질화막(TiN)과 같은 금속막을 사용하고, 3차원적 구조 즉, 실린더형(cylinder) 구조를 갖는 MIM(Metal-Insulator-Metal) 캐패시터 구조를 채택하고 있다.
도 1a 내지 도 1b는 종래기술에 따른 반도체 장치의 캐패시터 제조방법을 도시한 공정단면도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 스토리지노드콘택플러그(미도시)를 구비하는 기판(11) 상에 희생산화막(12)을 형성한 후, 희생산화막(12)을 선택적으로 식각하여 스토리지노드홀(13)을 형성한다.
다음으로, 스토리지노드홀(13)을 포함하는 희생산화막(12) 전면에 스토리지노드용 도전막으로 티타늄질화막(TiN)을 형성한 후, 전면건식식각 예컨대, 에치백공정을 실시하여 희생산화막(12) 상부면에 형성된 스토리지노드용 도전막을 선택적으로 식각하여 스토리지노드(14)를 형성한다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 습식딥아웃(wet dip out) 공정을 실시하여 희생산화막(12)을 제거함으로써, 실린더형 스토리지노드(14)를 완성한다.
하지만, 상술한 종래기술에서 스토리지노드(14)를 형성하기 위한 전면식각공정시 티타늄산화물(TiOx, x는 0을 제외한 자연수) 계열의 식각부산물(R)이 생성되고, 생성된 식각부산물로 인하여 인접한 스토리지노드(14)간 전기적단락이 발생하는 문제점이 있다(도 1a의 'X' 참조). 또한, 식각부산물(R)은 후속 공정간 파티클소스(particle source)로 작용하여 반도체 장치 및 생산장비를 오염시켜 반도체 장치의 생산 수율(yield)을 저하시키는 문제점을 유발한다.
티타늄산화물 계열의 식각부산물(R)은 전면식각과정에서 희생산화막(12)으로부터 분리된 산소성분 또는 챔버내 잔류하는 산소(O)성분과 국부적으로 미식각된 티타늄질화막의 티타늄(Ti)성분이 반응하여 생성되는 것으로, 묽은 불산(HF)용액과 같은 산화막 식각용액을 이용한 세정공정을 진행하여도 쉽게 제거되지 않는다. 이 때, 식각부산물(R)을 제거하기 위한 세정공정을 장시간 또는 고농도의 세정용액을 사용하여 진행할 경우, 세정용액의 의하여 기형성된 구조물에 손상이 발생하는 문제점이 유발된다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 식각부산물을 제거하기 위한 세정공정시 기형성된 구조물이 손상되는 것을 방지할 수있는 반도체 장치의 식각부산물 제거방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 티타늄산화물 계열의 식각부산물을 말끔하게 제거할 수 있는 반도체 장치의 식각부산물 제거방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명의 식각부산물 제거방법은, 기판상에 티타늄을 함유하는 식각대상층을 형성하는 단계; 상기 식각대상층을 식각하는 단계; 수소함유분위기에서 1차 열처리하는 단계; 상기 1차 열처리보다 높은 온도로 2차 열처리하는 단계 및 세정공정을 실시하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 1차 열처리 및 상기 2차 열처리는 인시튜(in situ)로 진행할 수 있다.
상기 1차 열처리는 0℃ ~ 50℃ 범위의 온도에서 실시할 수 있고, 상기 2차 열처리는 200℃ ~ 700℃ 범위의 온도에서 실시할 수 있다.
상기 2차 열처리는 상기 1차 열처리보다 높은 압력하에서 실시할 수 있다. 상기 1차 열처리는 1mTorr ~ 100mTorr 범위의 압력하에서 실시할 수 있고, 상기 2차 열처리는 500mTorr ~ 760Torr 범위의 압력하에서 실시할 수 있다.
상기 수소함유분위기는 NH3가스를 포함할 수 있으며, 상기 2차 열처리는 질소가스(N2) 또는 비활성가스(inert gas)를 더 포함할 수 있다.
상기 세정공정은 탈이온수(DI water)를 사용하여 실시할 수 있다.
상기 티타늄을 함유하는 식각대상층은 티타늄막, 티타늄질화막 및 티타늄실리사이드막으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들이 적층된 적층막을 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 일 측면에 따른 본 발명의 스토리지노드 제조방법은, 스토리지노드홀을 구비하는 절연막을 전면에 티타늄을 함유하는 스토리지노드용 도전막을 형성하는 단계; 상기 절연막 상부면에 형성된 스토리지노드용 도전막을 선택적으로 식각하여 스토리지노드를 형성하는 단계; 수소함유분위기에서 1차 열처리하는 단계; 상기 1차 열처리보다 높은 온도로 2차 열처리하는 단계 및 세정공정을 실시하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 1차 열처리 및 상기 2차 열처리는 인시튜(in situ)로 진행할 수 있다.
상기 1차 열처리는 0℃ ~ 50℃ 범위의 온도에서 실시할 수 있고, 상기 2차 열처리는 200℃ ~ 700℃ 범위의 온도에서 실시할 수 있다.
상기 2차 열처리는 상기 1차 열처리보다 높은 압력하에서 실시할 수 있다. 상기 1차 열처리는 1mTorr ~ 100mTorr 범위의 압력하에서 실시할 수 있고, 상기 2차 열처리는 500mTorr ~ 760Torr 범위의 압력하에서 실시할 수 있다.
상기 수소함유분위기는 NH3가스를 포함할 수 있으며, 상기 2차 열처리는 질 소가스(N2) 또는 비활성가스(inert gas)를 더 포함할 수 있다.
상기 세정공정은 탈이온수(DI water)를 사용하여 실시할 수 있다.
상기 티타늄을 함유하는 스토리지노드용 도전막은 티타늄막, 티타늄질화막 및 티타늄실리사이드막으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들이 적층된 적층막을 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단을 바탕으로 하는 본 발명은, 1차 및 2차 열처리를 통하여 티타늄을 함유하는 식각대상층(또는 스토리지노드용 도전막)을 식각하는 과정에서 발생된 식각부산물을 수소화합물로 변환시킨 후, 탈이온수를 사용하여 세정공정을 진행함으로써, 세정공정시 기형성된 구조물이 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 식각부산물이 후속 공정간 파티클소스로 작용하여 반도체 장치 및 생산장비를 오염시키는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통하여 반도체 장치의 생산수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하기로 한다.
후술한 본 발명은 반도체 장치의 식각부산물(etch byproduct) 제거방법에 관한 것으로, 특히, 티타늄산화물(TiOx, x는 0을 제외한 자연수) 계열의 식각부산물을 제거하기 위한 세정공정시 기형성된 구조물이 손상되는 것을 방지할 수 있는 반도체 장치의 식각부산물 제거방법을 제공한다. 이를 위해 본 발명은 식각부산물을 수용성(solubility in water) 수소화합물(hydride)로 변환시키는 것을 그 기술적 원리로 한다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 장치의 식각부산물 제거방법을 도시한 공정단면도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 소정의 구조물이 구비된 기판(31) 상에 티타늄(Ti)을 함유하는 식각대상층(32)을 형성한다. 티타늄을 함유하는 식각대상층(32)은 티타늄막(Ti), 티타늄질화막(TiN) 및 티타늄실리사이드막(TiSi)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들이 적층된 적층막으로 형성할 수 있다.
한편, 식각대상층(32)은 실리콘막, 금속막, 유기반도체막, 산화막, 질화막, 산화질화막, 탄소함유막 등을 더 포함할 수도 있다.
다음으로, 식각대상층(32) 상에 포토레지스트패턴(미도시)을 형성한 후, 포토레지스트패턴을 식각장벽으로 식각대상층을(32)을 식각하여 패턴(32A)을 형성한다. 이때, 패턴(32A)을 형성하기 위한 식각공정시 사용되는 식각가스, 분위기가스 또는 식각대상층(32) 중 어느 하나라도 산소성분(O)을 함유할 경우, 식각대상 층(32)에 함유된 티타늄(Ti)성분과 산소성분이 반응하여 티타늄산화물(TiOx, x는 0을 제외한 자연수) 계열의 식각부산물(R)이 생성된다. 식각부산물(R)은 후속 공정간 파티클소스(particle source)로 작용하여 반도체 장치 및 생산장비를 오염시켜 반도체 장치의 생산 수율(yield)을 저하시키는 문제점을 유발한다.
따라서, 후속 공정을 진행하기에 앞서 식각부산물(R)을 제거하는 것이 바람직하다. 통상적으로, 산화물 계열의 식각부산물을 제거하기 위한 세정공정은 묽은 불산(HF) 용액을 사용하여 진행하는데, 티타늄산화물 계열의 식각부산물(R)은 통상적인 산화물 세정용액으로 쉽게 제거되지 않는다. 이때, 식각부산물(R)을 제거하기 위하여 세정공정을 장시간 또는 고농도의 세정용액을 사용할 경우, 세정용액에 의하여 기형성된 구조물에 손상이 발생할 우려가 있다.
본 발명은 상술한 세정용액에 의한 구조물의 손상을 방지함과 동시에 티타늄산화물 계열의 식각부산물(R)을 말끔하게 제거하기 위하여 식각부산물(R)을 수용성 수소화합물로 변환시키는 것을 특징으로 한다. 이하, 식각부산물(R)을 수용성 수소화합물로 변환시키는 방법을 도 2b 및 도 2c를 통하여 자세히 설명한다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 패턴(32)을 포함하는 기판(31)을 수소(H)함유분위기에서 1차 열처리한다. 수소함유분위기는 수소를 포함하는 가스를 챔버에 플로우(flow)시켜서 형성할 수 있다. 수소를 포함하는 가스로는 NH3가스를 사용할 수 있다.
1차 열처리는 식각부산물(R)에 수소를 흡착(adsorption)시키기 위한 것으로, 퍼니스(furnace)를 사용하여 0℃ ~ 50℃ 범위의 온도 및 1mTorr ~ 100mTorr 범위의 압력하에서 실시할 수 있다.
예를 들어, 티타늄산화물 계열의 식각부산물(R)을 NH3가스 분위기에서 1차 열처리할 경우, 반응식은 다음과 같다.
TiOx + NH3 -> TiH2(NHO)x
이하, 수소가 흡착된 식각부산물(R, 예컨대 TiH2(NHO)x)의 도면부호를 "R`"으로 변경하여 표기한다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 1차 열처리보다 높은 온도에서 2차 열처리를 실시하여 수소가 흡착된 식각부산물(R`)을 수소화합물(H)로 변환시킨다. 또한, 2차 열처리는 1차 열처리보다 높은 압력하에서 실시할 수 있다. 이때, 1차 열처리와 2차 열처리는 동일 챔버에서 인시튜(in-situ)로 진행하는 것이 바람직하다.
2차 열처리는 식각부산물(R`)의 산소성분과 식각부산물(R`)에 흡착된 수소성분을 치환(substitution)시키기 위한 것으로, 퍼니스(furnace)를 사용하여 200℃ ~ 700℃ 범위의 온도 및 500mTorr ~ 대기압(760Torr) 범위의 압력하에서 실시할 수 있다. 또한, 2차 열처리는 질소가스(N2) 또는 비활성가스(inert gas) 분위기에서 실시할 수도 있다. 비활성 가스로는 아르곤가스(Ar)를 사용할 수 있다.
예를 들어, 수소가 흡착된 식각부산물인 [TiH2(NHO)x]를 2차 열처리할 경우, 반응식은 다음과 같다.
TiH2(NHO)x -> TiH2 + NOx(↑)
여기서, 2차 열처리를 통해 생성된 수소화합물은 티타늄하이드라이드(Titanium hydride, TiH2)이다. 참고로, 티타늄하이드라이드는 수용성을 갖는다. 상술한 공정과정을 통하여 티타늄산화물 계열의 식각부산물(R)을 수용성을 갖는 수소화합물(H)로 변환시킬 수 있다.
한편, 1차 열처리를 실시하지 않고 수소함유분위기에서 2차 열처리를 실시하여 식각부산물(R)을 수소화합물(H)로 변환시킬 수도 있다. 하지만, 1차 열처리를 실시하지 않고 수소함유분위기에서 2차 열처리를 실시할 경우, 식각부산물(R)이 수소화합물(H)로의 변환효율이 낮다. 따라서, 변화효율을 확보하기 위해서는 2차 열처리 시간을 증가시켜야 하기 때문에 반도체 장치의 생산수율이 저하될 우려가 있다. 또한, 2차 열처리는 고온(예컨대, 200℃ ~ 700℃ 범위)에서 실시하기 때문에 2차 열처리 시간이 증가할수록 기형성된 구조물에 열적부담이 증가할 우려가 있다.
도 2d에 도시된 바와 같이, 수소화합물(H)을 제거하기 위한 세정(cleaning)공정을 실시한다. 수소화합물(H)은 수용성을 갖기 때문에 세정공정은 탈이온수(DeionIzed water, DI)를 사용하여 실시할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 탈이온수를 사용하여 세정공정을 진행함으로써, 세정공정시 기형성된 구조물이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 식각부산물(R)이 후속 공정간 파티클소스(particle source)로 작용하여 반도체 장치 및 생산장비를 오염시키는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통하여 반도체 장치의 생산수율을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 기술적 원리를 반도체 장치의 스토리지노드 제조방법에 적용한 경우를 예시하여 설명한다. 반도체 장치의 스토리지노드 제조공정은 정보저장공간인 캐패시터에서 요구하는 정전용량을 확보하기 위하여 높은 청정도를 요구하는 제조공정이다. 따라서, 제조과정에서 발생하는 식각부산물을 말끔하게 제거할 필요성이 높다. 이하, 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 자세히 설명한다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 장치의 스토리지노드 제조방법을 도시한 공정단면도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 스토리지노드콘택플러그(미도시)를 구비하는 기판(21) 상에 식각정지막(22) 및 절연막(23)을 순차적으로 형성한다.
식각정지막(22)은 후속 공정간 기판(21)에 형성된 구조물을 보호하는 역할을 수행하는 것으로, 질화막으로 형성할 수 있다. 질화막을 실리콘질화막(Si3N4)을 사용할 수 있다.
절연막(23)은 캐패시터의 하부전극 이른바, 스토리지노드(Storage Node, SN) 가 형성된 3차원 구조를 제공하기 위한 것으로, 산화막으로 형성할 수 있다. 산화막으로는 실리콘산화막(SiO2), BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass), PSG(Phosphorus Silicate Glass), TEOS(Tetra Ethyle Ortho Silicate), USG(Un-doped Silicate Glass), SOG(Spin On Glass), 고밀도플라즈마산화막(High Density Plasma, HDP) 또는 SOD(Spin On Dielectric) 등을 사용할 수 있다.
다음으로, 절연막(23) 상에 하드마스크패턴(미도시)을 형성한 후, 하드마스크패턴을 식각장벽(erch barrier)으로 절연막(23) 및 식각정지막(22)을 순차적으로 식각하여 스토리지노드홀(24)을 형성한다.
다음으로, 스토리지노드홀(24)을 포함하는 절연막(23) 전면에 티타늄(Ti)을 함유하는 스토리지노드용 도전막(25)을 형성한다. 티타늄을 함유하는 스토리지노드용 도전막(25)은 티타늄막(Ti), 티타늄질화막(TiN) 및 티타늄실리사이드막(TiSi)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들이 적층된 적층막으로 형성할 수 있다.
다음으로, 전면건식식각을 실시하여 절연막(23) 상부면에 형성된 스토리지노드용 도전막(25)을 선택적으로 식각하여 스토리지노드(25A)를 형성한다.
스토리지노드(25A)를 형성하기 위한 전면건식식각은 고밀도 플라즈마 장치에서 아르곤(Ar)가스에 대한 염소(Cl)가스의 비율이 5:1(Ar:Cl=5:1)로 혼합된 혼합가스를 사용하여 실시할 수 있다. 고밀도 플라즈마 장치로는 ICP(Inductively Coupled Plasma), ECR(Electron Cyclotron Resonance), 마이크로웨이 브(Microwave), CCP(Capacitively Coupled Plasma) 등을 사용할 수 있다.
한편, 식각종말점인 절연막(23)의 상부면이 노출되면서 아르곤 양이온에 의하여 절연막(23)으로부터 분리된 산소(O)성분 또는 챔버내 잔류하는 산소성분과 국부적으로 미식각된 스토리지노드용 도전막(25)의 티타늄(Ti)성분이 반응하여 티타늄산화물(TiOx, x는 0을 제외한 자연수) 계열의 식각부산물(R)이 생성된다. 티타늄산화물 계열의 식각부산물(R)은 염소가스에 의해 식각되지 않기 때문에 전면건식식각 공정을 완료한 이후에도 잔류하게 된다. 이러한 식각부산물(R)은 인접한 스토리지노드(25A) 사이를 전기적으로 단락시키거나, 후속 공정간 파티클소스(particle source)로 작용하여 반도체 장치 및 생산장비를 오염시켜 반도체 장치의 생산 수율(yield)을 저하시키는 문제점을 유발한다.
따라서, 스토리지노드(25A)를 형성하는 과정에서 발생된 식각부산물(R)을 제거하기 위한 세정공정을 실시한다. 이때, 본 발명은 식각부산물(R)을 제거하기 위한 세정공정을 실시하기 이전에 티타늄산화물 계열의 식각부산물(R)을 수용성 수소화합물로 변환시키는 것을 특징으로 한다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 스토리지노드(25A)을 포함하는 기판(21)을 수소(H)함유분위기에서 1차 열처리한다. 수소함유분위기는 수소를 포함하는 가스를 챔버에 플로우(flow)시켜서 형성할 수 있다. 수소를 포함하는 가스로는 NH3가스를 사용할 수 있다.
1차 열처리는 식각부산물(R)에 수소를 흡착(adsorption)시키기 위한 것으로, 퍼니스(furnace)를 사용하여 0℃ ~ 50℃ 범위의 온도 및 1mTorr ~ 100mTorr 범위의 압력하에서 실시할 수 있다.
이하, 수소가 흡착된 식각부산물(R)의 도면부호를 "R`"으로 변경하여 표기한다.
도 3c에 도시된 바와 같이, 1차 열처리보다 높은 온도에서 2차 열처리를 실시하여 수소가 흡착된 식각부산물(R`)을 수소화합물(H)로 변환시킨다. 또한, 2차 열처리는 1차 열처리보다 높은 압력하에서 실시하는 것이 바람직하다. 이때, 1차 열처리와 2차 열처리는 동일 챔버에서 인시튜(in-situ)로 진행하는 것이 바람직하다.
2차 열처리는 식각부산물(R`)의 산소성분과 식각부산물(R`)에 흡착된 수소성분을 치환(substitution)시키기 위한 것으로, 퍼니스(furnace)를 사용하여 200℃ ~ 700℃ 범위의 온도 및 500mTorr ~ 대기압(760Torr) 범위의 압력하에서 실시할 수 있다. 또한, 2차 열처리는 질소가스(N2) 또는 비활성가스(inert gas) 분위기에서 실시할 수도 있다. 비활성 가스로는 아르곤가스(Ar)를 사용할 수 있다. 이때, 1차 열처리보다 2차 열처리를 높은 온도 및 높은 압력하에서 실시함으로써, 식각부산물(R`)을 보다 효과적으로 수소화합물(H)로 변환시킬 수 있다.
1차 및 2차 열처리를 통하여 티타늄산화물 계열의 식각부산물(R)은 티타늄하이드라이드(Titanium hydride, TiH2)와 같은 수소화합물(H)로 변화된다. 참고로, 티타늄하이드라이드는 수용성을 갖는다.
상술한 공정과정을 통하여 티타늄산화물 계열의 식각부산물(R)을 수용성을 갖는 수소화합물(H)로 변환시킬 수 있다.
한편, 1차 열처리를 실시하지 않고 수소함유분위기에서 2차 열처리를 실시하여 식각부산물(R)을 수소화합물(H)로 변환시킬 수도 있다. 하지만, 1차 열처리를 실시하지 않고 수소함유분위기에서 2차 열처리를 실시할 경우, 식각부산물(R)이 수소화합물(H)로의 변환효율이 낮다. 따라서, 변화효율을 확보하기 위해서는 2차 열처리 시간을 증가시켜야 하기 때문에 반도체 장치의 생산수율이 저하될 우려가 있다. 또한, 2차 열처리는 고온(예컨대, 200℃ ~ 700℃ 범위)에서 실시하기 때문에 2차 열처리 시간이 증가할수록 기형성된 구조물에 열적부담이 증가할 우려가 있다.
도 3d에 도시된 바와 같이, 수소화합물(H)을 제거하기 위한 세정(cleaning)공정을 실시한다. 수소화합물(H)은 수용성을 갖기 때문에 세정공정은 탈이온수(DeionIzed water, DI)를 사용하여 실시할 수 있다.
이하, 공지된 반도체 장치의 제조 기술을 이용하여 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 장치의 스토리지노드를 완성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 티타늄산화물 계열의 식각부산물을 수용성을 갖는 수소화합물로 변환시킨 후, 탈이온수를 사용하여 세정공정을 진행함으로써, 세정공정시 기형성된 구조물이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 식각부산물(R)이 후속 공정간 파티클소스(particle source)로 작용하여 반도체 장치 및 생산장비를 오염시키는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통하여 반도체 장치의 생산수율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위내의 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1b는 종래기술에 따른 반도체 장치의 스토리지노드 제조방법을 도시한 공정단면도.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 장치의 식각부산물 제거방법을 도시한 공정단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 장치의 스토리지노드 제조방법을 도시한 공정단면도.
*도면 주요 부분에 대한 부호 설명*
21, 31 : 기판 22 : 식각정지막
23 : 절연막 24 : 스토리지노드홀
25 : 스토리지노드용 도전막 25A : 스토리지노드
32 : 식각대상층 32A : 패턴
R : 식각부산물 R` : 수소가 흡착된 식각부산물
H : 수소화합물

Claims (22)

  1. 기판상에 티타늄을 함유하는 식각대상층을 형성하는 단계;
    상기 식각대상층을 식각하는 단계;
    수소함유분위기에서 1차 열처리하는 단계;
    상기 1차 열처리보다 높은 온도로 2차 열처리하는 단계; 및
    세정공정을 실시하는 단계
    를 포함하는 반도체 장치의 식각부산물 제거방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1차 열처리 및 상기 2차 열처리는 인시튜(in situ)로 진행하는 반도체 장치의 식각부산물 제거방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 1차 열처리는 0℃ ~ 50℃ 범위의 온도에서 실시하는 반도체 장치의 식각부산물 제거방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 2차 열처리는 200℃ ~ 700℃ 범위의 온도에서 실시하는 반도체 장치의 식각부산물 제거방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 2차 열처리는 상기 1차 열처리보다 높은 압력하에서 실시하는 반도체 장치의 식각부산물 제거방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 1차 열처리는 1mTorr ~ 100mTorr 범위의 압력하에서 실시하는 반도체 장치의 식각부산물 제거방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 2차 열처리는 500mTorr ~ 760Torr 범위의 압력하에서 실시하는 반도체 장치의 식각부산물 제거방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수소함유분위기는 NH3가스를 포함하는 반도체 장치의 식각부산물 제거방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 2차 열처리는 질소가스(N2) 또는 비활성가스(inert gas)를 더 포함하는 반도체 장치의 식각부산물 제거방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 세정공정은 탈이온수(DI water)를 사용하여 실시하는 반도체 장치의 식각부산물 제거방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 티타늄을 함유하는 식각대상층은 티타늄막, 티타늄질화막 및 티타늄실리사이드막으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들이 적층된 적층막을 포함하는 반도체 장치의 식각부산물 제거방법.
  12. 스토리지노드홀을 구비하는 절연막을 전면에 티타늄을 함유하는 스토리지노드용 도전막을 형성하는 단계;
    상기 절연막 상부면에 형성된 스토리지노드용 도전막을 선택적으로 식각하여 스토리지노드를 형성하는 단계;
    수소함유분위기에서 1차 열처리하는 단계;
    상기 1차 열처리보다 높은 온도로 2차 열처리하는 단계; 및
    세정공정을 실시하는 단계
    를 포함하는 반도체 장치의 스토리지노드 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 1차 열처리 및 상기 2차 열처리는 인시튜(in situ)로 진행하는 반도체 장치의 스토리지노드 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 1차 열처리는 0℃ ~ 50℃ 범위의 온도에서 실시하는 반도체 장치의 스토리지노드 제조방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 2차 열처리는 200℃ ~ 700℃ 범위의 온도에서 실시하는 반도체 장치의 스토리지노드 제조방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 2차 열처리는 상기 1차 열처리보다 높은 압력하에서 실시하는 반도체 장치의 스토리지노드 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 1차 열처리는 1mTorr ~ 100mTorr 범위의 압력하에서 실시하는 반도체 장치의 스토리지노드 제조방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 2차 열처리는 500mTorr ~ 760Torr 범위의 압력하에서 실시하는 반도체 장치의 스토리지노드 제조방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 수소함유분위기는 NH3가스를 포함하는 반도체 장치의 스토리지노드 제조방법.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 2차 열처리는 질소가스(N2) 또는 비활성가스(inert gas)를 더 포함하는 반도체 장치의 스토리지노드 제조방법.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 세정공정은 탈이온수(DI water)를 사용하여 실시하는 반도체 장치의 스토리지노드 제조방법.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 티타늄을 함유하는 스토리지노드용 도전막은 티타늄막, 티타늄질화막 및 티타늄실리사이드막으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들이 적층된 적층막을 포함하는 반도체 장치의 스토리지노드 제조방법.
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