KR20120064308A - Method for fabricating semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for fabricating a semiconductor device is provided to prevent damage to a separation film by forming a barrier layer on a sidewall after a primary open part is formed. CONSTITUTION: A sacrificing layer is formed on an upper portion of a substrate(10). A primary open part is formed by partially etching the sacrificing layer at a constant height. A barrier layer(17A) is formed on a sidewall of the primary open part. A secondary open part(16A) is formed by etching the rest of the sacrificing layer on a lower portion of the primary open part. The secondary open part exposes the substrate.

Description

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

본 발명은 반도체 제조 기술에 관한 것으로, 특히 반도체 장치의 캐패시터 제조 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing techniques, and more particularly, to a method of manufacturing capacitors in semiconductor devices.

반도체 장치의 고집적화, 소형화 및 고속화에 따라 캐패시터가 차지하는 면적이 감소하고 있다. 비록 반도체 장치가 고집적화 및 소형화되더라도 반도체 장치를 구동시키기 위한 캐패시터의 정전 용량은 최소한 확보되어야한다. The area occupied by capacitors is decreasing with increasing integration, miniaturization, and speed of semiconductor devices. Although the semiconductor device is highly integrated and miniaturized, the capacitance of the capacitor for driving the semiconductor device should be at least secured.

최근에 반도체 장치의 크기가 nm급 극미세소자까지 작아짐에 따라 반도체 장치의 개발공정에서 캐패시터의 용량 확보를 위해 캐패시터의 높이가 높아지고 있다. 즉, 선폭의 감소에 의한 저장용량 감소를 극복위해 50이상의 고종횡비 콘택(High Aspect Ratio Contact)이 형성되고 있다.Recently, as the size of a semiconductor device is reduced to an ultra-small sized device, the height of the capacitor is increasing to secure the capacity of the capacitor in the development process of the semiconductor device. That is, over 50 high aspect ratio contacts are formed to overcome the reduction in storage capacity due to the reduction in line width.

그러나, 고종횡비 콘택을 형성하는 경우 여러가지 문제가 발생한다.However, various problems arise when forming high aspect ratio contacts.

먼저, 이웃하는 스토리지 노드 간의 브릿지 마진(Bridge Margin)을 확보하기 위해 충분한 분리막 두께를 잔류시키는 경우 식각 선폭이 너무 작아 오픈 패일(Open Fail)이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 콘택의 오픈 패일을 방지하기 위해 과도식각 등의 공정을 진행하는 경우 스토리지 노드 간의 충분한 분리막 두께가 확보되지 않아 스토리지 노드 간에 브릿지(Bridge)가 발생하는 문제점이 있다. First, when sufficient separator thickness is left to secure a bridge margin between neighboring storage nodes, an etch line width is too small to cause an open fail. In addition, when a process such as excessive etching is performed in order to prevent the open fail of the contact, there is a problem that bridges are generated between the storage nodes because a sufficient separator thickness between the storage nodes is not secured.

위와 같이, 브릿지 마진과 콘택 오픈은 서로 트래이드 오프(Trade Off) 관계에 있어서 두가지를 모두 충족시키기 어려운 실적이다.
As described above, the bridging margin and contact open are difficult to meet both in the trade-off relationship.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스토리지 노드 간의 브릿지 마진을 확보하면서 동시에 콘택 오픈 불량을 방지하는 반도체 장치 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and has an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device which prevents contact open failure while securing bridge margins between storage nodes.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치 제조 방법은 기판 상부에 희생막을 형성하는 단계; 상기 희생막을 일정높이로 부분식각하여 1차 오픈부를 형성하는 단계; 상기 1차 오픈부의 측벽에 배리어막을 형성하는 단계; 및 상기 1차 오픈부 하부의 나머지 희생막을 식각하여 상기 기판을 노출시키는 2차 오픈부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A semiconductor device manufacturing method according to an embodiment of the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a sacrificial film on the substrate; Partially etching the sacrificial layer to a predetermined height to form a first open portion; Forming a barrier film on sidewalls of the primary open portion; And etching the remaining sacrificial layer under the first open part to form a second open part exposing the substrate.

특히, 상기 희생막을 형성하는 단계 전에, 기판 상부에 층간절연막을 형성하는 단계; 상기 층간절연막을 관통하고 상기 기판에 연결된 스토리지 노드 콘택 플러그를 형성하는 단계; 상기 층간절연막을 일정 높이 리세스 시키는 단계; 상기 스토리지 노드 콘택 플러그를 포함하는 결과물 상에 식각방지막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In particular, before the forming of the sacrificial layer, forming an interlayer insulating layer on the substrate; Forming a storage node contact plug penetrating the interlayer insulating film and connected to the substrate; Recessing the interlayer insulating film to a predetermined height; The method may further include forming an etch stop layer on the resultant product including the storage node contact plug.

또한, 상기 1차 오픈부의 측벽에 배리어막을 형성하는 단계는, 상기 1차 오픈부를 포함하는 결과물의 단차를 따라 배리어용 도전막을 형성하는 단계; 상기 배리어용 도전막을 에치백하여 상기 1차 오픈부의 측벽에 잔류시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the barrier film on the sidewall of the primary open part may include forming a barrier conductive film along a step of a resultant product including the primary open part; And etching back the barrier conductive film on the sidewalls of the primary open portion.

또한, 상기 2차 오픈부를 형성하는 단계 후, 상기 1 및 2차 오픈부를 포함하는 결과물의 단차를 따라 전극용 도전막을 형성하는 단계; 상기 전극용 도전막을 분리하여 하부전극을 형성하는 단계; 상기 하부전극을 포함하는 결과물을 따라 유전막을 형성하는 단계; 및 상기 유전막 상에 상부전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, after the forming of the secondary open portion, forming a conductive film for the electrode along the step of the resultant including the first and secondary open portion; Separating the electrode conductive film to form a lower electrode; Forming a dielectric film along the resultant material including the lower electrode; And forming an upper electrode on the dielectric layer.

또한, 상기 배리어막은 상기 전극용 도전막과 동일한 물질로 형성하고, 상기 배리어막은 티타늄질화막(TiN)으로 형성하는 것을 특징으로 한다.The barrier layer may be formed of the same material as the electrode conductive layer, and the barrier layer may be formed of a titanium nitride layer (TiN).

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치 제조 방법은 기판 상부에 제1희생막을 형성하는 단계; 상기 제1희생막보다 습식식각속도가 느린 제2희생막을 형성하는 단계; 상기 제1희생막을 식각하여 1차 오픈부를 형성하는 단계; 상기 1차 오픈부의 측벽에 배리어막을 형성하는 단계; 및 상기 1차 오픈부 하부의 제2희생막 및 식각방지막을 식각하여 상기 기판을 노출시키는 2차 오픈부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A semiconductor device manufacturing method according to another embodiment of the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a first sacrificial film on the substrate; Forming a second sacrificial film having a slower wet etching rate than the first sacrificial film; Etching the first sacrificial layer to form a first open portion; Forming a barrier film on sidewalls of the primary open portion; And forming a second open part exposing the substrate by etching the second sacrificial film and the etch stop layer under the first open part.

특히, 상기 제1희생막을 형성하는 단계 전에, 기판 상부에 층간절연막을 형성하는 단계; 상기 층간절연막을 관통하고 상기 기판에 연결된 스토리지 노드 콘택 플러그를 형성하는 단계; 상기 층간절연막을 일정 높이 리세스 시키는 단계; 상기 스토리지 노드 콘택 플러그를 포함하는 결과물 상에 식각방지막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In particular, before the step of forming the first sacrificial film, forming an interlayer insulating film on the substrate; Forming a storage node contact plug penetrating the interlayer insulating film and connected to the substrate; Recessing the interlayer insulating film to a predetermined height; The method may further include forming an etch stop layer on the resultant product including the storage node contact plug.

또한, 상기 제1 및 제2희생막은 산화막으로 형성하되, 제1희생막은 PSG(Phosphorus Silicate Glass) 또는 BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)를 포함하고, 제2희생막은 TEOS(Tetra Ethyle Ortho Silicate)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the first and second sacrificial films are formed of an oxide film, the first sacrificial film includes PSG (Phosphorus Silicate Glass) or BPSG (Boron Phosphorus Silicate Glass), and the second sacrificial film includes TEOS (Tetra Ethyle Ortho Silicate) Characterized in that.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치 제조 방법은 1차 오픈부 형성 후, 측벽에 배리어막을 형성하여 분리막의 손상을 방지하고, 충분한 과도식각을 가능하게 하여 캐패시터간 브릿지 마진 확보 및 콘택 오픈 불량 방지 효과가 있다.In the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention described above, after forming the first open portion, a barrier film is formed on the sidewall to prevent damage to the separator, and sufficient transient etching is possible to secure bridge margin between capacitors and poor contact open. It has a protective effect.

또한, 층간절연막을 일부 두께 리세스하고, 그 두께만큼 식각방지막의 두께를 증가시켜 하부전극의 쓰러짐 현상 방지 및 딥아웃 시 층간절연막에 딥아웃용액이 침투하는 것을 방지하는 효과가 있다.
In addition, the thickness of the interlayer insulating layer is recessed, and the thickness of the etch stop layer is increased by the thickness, thereby preventing the lower electrode from falling down and preventing the dipout solution from penetrating into the interlayer insulating layer during the dipout.

도 1a 내지 도 1j는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 장치 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도,
도 2a 내지 도 2j는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 장치 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도.
1A to 1J are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a first embodiment of the present invention;
2A to 2J are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a second embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the technical idea of the present invention.

((실시예 1))((Example 1))

도 1a 내지 도 1j는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 장치 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.1A to 1J are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a first embodiment of the present invention.

도 1a에 도시된 바와 같이, 기판(10) 상에 층간절연막(11)을 형성한다. 기판(10)은 디램(DRAM) 공정이 진행되는 반도체(실리콘) 기판일 수 있다. 또한, 층간절연막(11)을 형성하기 전에 기판(10) 상에 게이트, 비트라인 등의 소정 공정이 진행된다.As shown in FIG. 1A, an interlayer insulating film 11 is formed on the substrate 10. The substrate 10 may be a semiconductor (silicon) substrate on which a DRAM process is performed. Before the interlayer insulating film 11 is formed, a predetermined process such as a gate and a bit line is performed on the substrate 10.

층간절연막(11)은 기판(10)과 상부층 간의 층간절연을 위한 것으로, 산화막으로 형성하는 것이 바람직하다. 산화막은 HDP(High Density Plasma) 산화막, BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)막, PSG(Phosphorus Silicate Glass)막, BSG(Boron Silicate Glass)막, TEOS(Tetra Ethyle Ortho Silicate)막, USG(Un-doped Silicate Glass)막, FSG(Fluorinated Silicate Glass)막, CDO(Carbon Doped Oxide)막 및 OSG(Organo Silicate Glass)막으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나로 형성하거나, 이들이 적어도 2층 이상 적층된 적층막으로 형성할 수 있다. 또는, SOD(Spin On Dielectric)막과 같이 스핀 코팅(Spin Coating)방식으로 도포되는 막으로 형성할 수 있다.The interlayer insulating film 11 is for interlayer insulation between the substrate 10 and the upper layer, and is preferably formed of an oxide film. The oxide film is HDP (High Density Plasma) oxide film, BPSG (Boron Phosphorus Silicate Glass) film, PSG (Phosphorus Silicate Glass) film, BSG (Boron Silicate Glass) film, TEOS (Tetra Ethyle Ortho Silicate) film, USG (Un-doped Silicate) film Glass (FSG), Fluorinated Silicate Glass (FSG) film, Carbon Doped Oxide (CDO) film, and Organic Silicate Glass (OSG) film, or any one selected from the group consisting of a laminated film of at least two or more layers can be formed have. Alternatively, the film may be formed by a spin coating method such as a spin on dielectric (SOD) film.

이어서, 층간절연막(11)을 관통하여 기판(10)에 연결되는 스토리지 노드 콘택 플러그(12, Strorage Node Contact Plug)를 형성한다. 스토리지 노드 콘택 플러그(12)는 층간절연막(11)을 식각하여 기판(10)을 노출시키는 콘택홀(Contact Hole)을 형성한 후, 콘택홀에 도전물질을 매립하고, 층간절연막(11)의 표면이 드러나는 타겟으로 도전물질을 연마 및 식각하여 형성한다. 이때, 도전물질은 예컨대, 전이금속막, 희토류금속막, 이들의 합금막 또는 이들의 실리사이드막으로 이루어진 그룹 중 선택된 어느 하나로 형성한다. 또한, 불순물 이온이 도핑된(doped) 다결정실리콘막으로 형성한다. 또한, 상기 도전성 물질들이 적어도 2층 이상 적층된 적층 구조로 형성할 수도 있다.Subsequently, a storage node contact plug 12 connected to the substrate 10 through the interlayer insulating layer 11 is formed. The storage node contact plug 12 forms a contact hole for exposing the substrate 10 by etching the interlayer insulating layer 11, and then filling a conductive material in the contact hole, and then forming a surface of the interlayer insulating layer 11. The exposed target is formed by polishing and etching the conductive material. In this case, the conductive material is formed of any one selected from the group consisting of a transition metal film, a rare earth metal film, an alloy film thereof, and a silicide film thereof. Also, a polysilicon film doped with impurity ions is formed. In addition, the conductive materials may be formed in a laminated structure in which at least two layers are stacked.

도 1b에 도시된 바와 같이, 층간절연막(11, 도 1a 참조)을 일정 두께 리세스 시킨다. 리세스 된 층간절연막(11, 도 1a 참조)을 이하 '층간절연막(11A)'라고 한다.As shown in FIG. 1B, the interlayer insulating film 11 (see FIG. 1A) is recessed to a predetermined thickness. The recessed interlayer insulating film 11 (refer to FIG. 1A) is hereinafter referred to as 'interlayer insulating film 11A'.

이에 따라, 스토리지 노드 콘택 플러그(12)가 층간절연막(11, 도 1a 참조) 상부로 일정 두께 돌출된다. 층간절연막(11A)은 건식식각 또는 습식식각을 통해 리세스 시킬 수 있으며, 이때 식각되는 층간절연막(11A)의 두께는 100Å?1500Å으로 조절할 수 있다. Accordingly, the storage node contact plug 12 protrudes a predetermined thickness above the interlayer insulating layer 11 (see FIG. 1A). The interlayer insulating film 11A may be recessed through dry etching or wet etching, and the thickness of the interlayer insulating film 11A to be etched may be adjusted to 100 kW to 1500 kW.

층간절연막(11A)을 리세스 시키기 위한 건식식각은 불소(F)를 함유하는 가스 플라즈마(Gas Plasma)를 이용할 수 있으며, 습식식각은 HF를 0.01%?10% 함유하고 있는 혼합 케미칼을 이용할 수 있다.Dry etching for recessing the interlayer insulating film 11A may use gas plasma containing fluorine (F), and wet etching may use a mixed chemical containing 0.01% to 10% HF. .

위와 같이, 층간절연막(11A)을 일정 두께 리세스 시켜 스토리지 노드 콘택 플러그(12)의 상부 뿐 아니라 측벽 또한 노출되어 후속 캐패시터의 오정렬을 방지할 뿐 아니라, 캐패시터와 접촉면적을 증가시켜 콘택 저항이 감소되는 장점이 있다. As described above, the interlayer insulating layer 11A is recessed to a predetermined thickness to expose not only the upper side of the storage node contact plug 12 but also the sidewalls to prevent misalignment of subsequent capacitors, and to increase the contact area with the capacitor to reduce the contact resistance. It has the advantage of being.

도 1c에 도시된 바와 같이, 스토리지 노드 콘택 플러그(12)를 포함하는 결과물 상에 식각방지막(12)을 형성한다. 식각방지막(12)은 층간절연막(11A)이 리세스된 두께를 모두 채우도록 즉, 스토리지 노드 콘택 플러그(12)의 돌출부분이 노출되지 않는 두께로 형성하는 것이 바람직하다.As illustrated in FIG. 1C, an etch stop layer 12 is formed on a resultant product including the storage node contact plug 12. The etch stop layer 12 may be formed to have a thickness such that the interlayer insulating layer 11A fills the recessed thickness, that is, the protrusion portion of the storage node contact plug 12 is not exposed.

식각방지막(12)은 후속 오픈부 형성시 식각정지 역할을 하여 하부층의 손실을 방지하기 위한 것으로, 층간절연막(11A) 및 후속 희생층과 선택비를 갖는 물질로 형성하며, 층간절연막(11A) 및 희생층이 산화막인 경우, 식각방지막(12)은 예컨대 질화막으로 형성하는 것이 바람직하다.The etch stop layer 12 serves as an etch stop during the formation of a subsequent open portion to prevent loss of the lower layer, and is formed of a material having a selectivity with the interlayer insulating layer 11A and the subsequent sacrificial layer, and the interlayer insulating layer 11A and When the sacrificial layer is an oxide film, the etch stop film 12 is preferably formed of, for example, a nitride film.

또한, 층간절연막(11A)이 리세스 된 두께만큼 식각방지막의 두께가 두꺼워지므로, 후속 딥아웃(Dip out) 공정에서 하부전극의 쓰러짐(Leaning) 현상을 방지하고, 딥아웃 공정에서 층간절연막(11A)의 손상을 방지하는 장점이 있다.In addition, since the thickness of the etch stop layer becomes thicker as the thickness of the interlayer insulating layer 11A is recessed, it is possible to prevent the falling of the lower electrode in the subsequent dip out process, and to prevent the interlayer insulating layer 11A in the dipout process. ) To prevent damage.

도 1d에 도시된 바와 같이, 식각방지막(12) 상에 희생막(14)을 형성한다. 희생막(14)은 하부전극을 형성하기 위한 공간을 제공하는 것이다.As shown in FIG. 1D, the sacrificial layer 14 is formed on the etch stop layer 12. The sacrificial layer 14 provides a space for forming the lower electrode.

희생막(14)은 식각방지막(12)에 대해 식각선택비를 갖는 물질로 형성하며, 산화막으로 형성할 수 있다. The sacrificial layer 14 may be formed of a material having an etch selectivity with respect to the etch stop layer 12, and may be formed of an oxide layer.

또한, 희생막(14) 상에 후속 하부전극의 쓰러짐 방지를 위해 지지막(Nitride Floating Capacitor, 도시생략)를 추가로 형성할 수 있다.In addition, a support layer (not shown) may be further formed on the sacrificial layer 14 to prevent the subsequent lower electrode from falling down.

이어서, 희생막(14) 상에 마스크 패턴(15)을 형성한다. 마스크 패턴(15)은 희생막(14)을 식각하기 위한 것으로, 감광막 패턴으로 형성하고, 감광막 패턴을 형성하기 전에 식각마진 확보를 위해 비정질 카본 등의 하드마스크를 추가로 형성할 수 있다.Subsequently, a mask pattern 15 is formed on the sacrificial layer 14. The mask pattern 15 may be used to etch the sacrificial layer 14. The mask pattern 15 may be formed as a photoresist pattern, and a hard mask such as amorphous carbon may be additionally formed to secure an etching margin before forming the photoresist pattern.

도 1e에 도시된 바와 같이, 마스크 패턴(15)을 식각장벽으로 희생막(14, 도 1d 참조)을 일부두께 식각하여 1차 오픈부(16)를 형성한다. 식각된 희생막(14, 도 1d 참조)의 두께는 적어도 희생막(14, 도 1d 참조)의 총 두께의 절반 이상이 되도록 조절하는 것이 바람직하다. As illustrated in FIG. 1E, the sacrificial layer 14 (see FIG. 1D) is partially etched using the mask pattern 15 as an etch barrier to form the primary open part 16. The thickness of the etched sacrificial layer 14 (see FIG. 1D) is preferably adjusted to be at least half the total thickness of the sacrificial layer 14 (see FIG. 1D).

식각된 희생막(14, 도 1d 참조)을 이하, '희생막(14A)'이라고 한다.The etched sacrificial layer 14 (refer to FIG. 1D) is hereinafter referred to as 'sacrificial layer 14A'.

1차 오픈부(16) 사이에 분리막으로 작용하는 희생막(14A)의 선폭(Critical Dimension)은 후속 하부전극 간에 브릿지(Bridge) 가능성이 없고, 후속 유전막 및 상부 전극이 증착될 수 있는 최소의 두께가 되도록 조절하는 것이 바람직하다. The critical dimension of the sacrificial film 14A, which acts as a separator between the primary openings 16, is that there is no possibility of bridging between subsequent lower electrodes, and the minimum thickness at which subsequent dielectric and upper electrodes can be deposited. It is preferable to adjust so that.

이때, 분리막으로 작용하는 희생막(14A)의 선폭은 최소 10nm이상이 되도록 조절하는 것이 바람직하다.At this time, the line width of the sacrificial film 14A acting as the separator is preferably adjusted to be at least 10 nm.

도 1f에 도시된 바와 같이, 1차 오픈부(16)를 포함하는 결과물의 단차를 따라 배리어용 도전막(17)을 형성한다. 배리어용 도전막(17)은 후속 2차 오픈부 형성시 분리막으로 사용되는 희생막(14A)을 보호하기 위한 것으로, 희생막(14A)에 대해 식각선택비를 갖는 물질로 형성하는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 1F, the barrier conductive film 17 is formed along the step difference of the resultant product including the primary open part 16. The barrier conductive layer 17 is to protect the sacrificial layer 14A used as a separation layer in the subsequent formation of the second open portion, and is preferably formed of a material having an etching selectivity with respect to the sacrificial layer 14A.

특히, 배리어용 도전막(17)은 후속 하부전극 물질과 동일한 물질로 형성할 수 있다. 즉, 하부전극 물질을 티타늄질화막(TiN)으로 형성하는 경우, 배리어용 도전막(17) 역시 티타늄질화막으로 형성한다.In particular, the barrier conductive layer 17 may be formed of the same material as a subsequent lower electrode material. That is, when the lower electrode material is formed of a titanium nitride film (TiN), the barrier conductive film 17 is also formed of a titanium nitride film.

위와 같이, 배리어용 도전막(17)을 희생막(14A)에 대해 식각선택비를 갖고, 하부전극 물질과 동일한 티타늄질화막으로 형성하면, 2차 오픈부 형성시 희생막(14A)의 손상을 방지하고, 더욱이 하부전극 물질과 동일한 물질이므로 제거 공정을 생략할 수 있다.As described above, if the barrier conductive film 17 has an etching selectivity with respect to the sacrificial film 14A and is formed of the same titanium nitride film as the lower electrode material, the damage of the sacrificial film 14A is prevented when forming the second open portion. In addition, since the material is the same as that of the lower electrode material, the removal process may be omitted.

배리어용 도전막(17)은 희생막(14A)의 손상을 방지할 수 있는 최소한의 두께로 형성하며, 수십 nm이하로 증착하는 것이 바람직하다.The barrier conductive film 17 is formed to a minimum thickness that can prevent damage to the sacrificial film 14A, and is preferably deposited to several tens of nm or less.

도 1g에 도시된 바와 같이, 배리어용 도전막(17, 도 1f 참조)을 식각하여 1차 오픈부(16)의 측벽에만 잔류하는 배리어막(17A)을 형성한다. 따라서, 1차 오픈부(16)의 바닥부와 분리막으로 사용되는 희생막(14A) 상부의 마스크 패턴(15) 상부에 형성된 배리어용 도전막(17, 도 1f 참조) 역시 제거된다.As shown in FIG. 1G, the barrier conductive film 17 (see FIG. 1F) is etched to form a barrier film 17A remaining only on the sidewall of the primary opening 16. Accordingly, the barrier conductive film 17 (see FIG. 1F) formed on the mask pattern 15 on the sacrificial film 14A used as the separator and the bottom of the primary open part 16 is also removed.

도 1h에 도시된 바와 같이, 1차 오픈부(16, 도 1g 참조)의 바닥부에 희생막(14A, 도 1g 참조)을 식각하고, 식각방지막(13, 도 1g 참조)을 식각하여 스토리지 노드 콘택 플러그(12)를 노출시키는 2차 오픈부(16A)를 형성한다.As shown in FIG. 1H, the sacrificial layer 14A (see FIG. 1G) is etched at the bottom of the primary opening 16 (see FIG. 1G), and the etch stop layer (see FIG. 1G) is etched to the storage node. A secondary open portion 16A exposing the contact plug 12 is formed.

2차 오픈부(16A)를 제공하는 희생막(14A, 도 1g 참조)을 이하, '희생막(14B)'이라고 한다.The sacrificial film 14A (see FIG. 1G) providing the secondary open portion 16A is hereinafter referred to as the 'sacrificial film 14B'.

2차 오픈부(16A) 형성시 1차 오픈부(16, 도 1g 참조)의 측벽에 형성된 배리어막(17A)이 보호막 역할을 하여 희생막(14B)의 손상을 방지하므로 분리막으로 사용되는 희생막(14B)의 선폭을 그대로 유지시킬 수 있다.When forming the secondary open portion 16A, the barrier layer 17A formed on the sidewall of the primary open portion 16 (refer to FIG. 1G) serves as a protective layer to prevent damage to the sacrificial layer 14B and thus is used as a separator. The line width of 14B can be maintained as it is.

또한, 배리어막(17A)으로 인해 희생막(14B) 식각시 충분한 과도식각이 가능하므로 2차 오픈부(16A)의 콘택 오픈 불량을 방지할 수 있다.In addition, due to the barrier layer 17A, sufficient overetching may be performed when the sacrificial layer 14B is etched, thereby preventing contact opening failure of the secondary opening 16A.

과도식각은 희생막(14B)의 총 높이의 20% 이상의 식각 타켓으로 진행하는데, 이때 배리어막(17A)으로 인해 희생막(14B)의 충분한 보호하고 있으므로 식각 특성이 우수한 조건으로 진행할 수 있다. 예컨대, 과도식각은 적어도 20mTorr 이하의 낮은 압력과, 적어도 5000W이상의 고전압을 인가하고, C4F8가스를 사용하여 적어도 10℃이상의 고온에서 진행할 수 있다.The transient etching proceeds to an etching target of 20% or more of the total height of the sacrificial film 14B. At this time, since the barrier film 17A has sufficient protection of the sacrificial film 14B, the etching property can be performed under excellent etching characteristics. For example, the transient etching may be performed at a high temperature of at least 10 ° C. by applying a low pressure of at least 20 mTorr or less, a high voltage of at least 5000 kPa, and using a C 4 F 8 gas.

위와 같이, 1차 오픈부(16, 도 1g 참조)의 측벽에 배리어막(17A)을 형성하여 분리막으로 사용되는 희생막(14B)을 보호하며, 따라서 충분한 과도식각이 가능하므로 2차 오픈부(16A)의 콘택 오픈 불량을 방지하는 장점이 있다.As described above, the barrier layer 17A is formed on the sidewall of the primary open portion 16 (see FIG. 1G) to protect the sacrificial layer 14B used as the separator, and thus, the secondary open portion ( 16A) has the advantage of preventing contact open failure.

도 1i에 도시된 바와 같이, 2차 오픈부(16A)를 포함하는 결과물의 전면에 스토리지 노드 콘택 플러그(12)에 연결되는 전극용 도전막(18)을 형성한다. 전극용 도전막(18)은 하부전극을 형성하기 위한 것으로, 배리어막(17A)과 동일한 물질로 형성할 수 있으며, 바람직하게는 티타늄질화막으로 형성한다.As illustrated in FIG. 1I, an electrode conductive film 18 connected to the storage node contact plug 12 is formed on the front surface of the resultant including the secondary opening 16A. The electrode conductive film 18 is for forming a lower electrode, and may be formed of the same material as the barrier film 17A, and preferably formed of a titanium nitride film.

도 1j에 도시된 바와 같이, 희생막(14B, 도 1i 참조) 상부의 전극용 도전막(18, 도 1i 참조)을 식각하여 배리어막(17A)을 포함하는 하부전극(SN; Storage Node)을 형성한다.As shown in FIG. 1J, the lower conductive electrode SN including the barrier layer 17A is etched by etching the conductive layer 18 (see FIG. 1I) for the electrode on the sacrificial layer 14B (see FIG. 1I). Form.

이어서, 희생막(14B, 도 1i 참조)을 제거한다. 희생막(14B, 도 1i 참조)은 딥아웃(Dip out)으로 제거한다. 특히, 식각방지막(13A)을 층간절연막(11A)이 리세스 된 두께만큼 두껍게 형성하여 하부전극(SN)의 쓰러짐(Leaning) 현상을 방지하고, 동시에 딥아웃 용액이 층간절연막(11A)에 침투하는 것을 방지하는 장점이 있다.Next, the sacrificial film 14B (see FIG. 1I) is removed. The sacrificial film 14B (see FIG. 1I) is removed by dip out. In particular, the etch stop layer 13A is formed to be as thick as the interlayer insulating layer 11A is recessed to prevent the lowering of the lower electrode SN, and at the same time, the dip-out solution penetrates the interlayer insulating layer 11A. There is an advantage to prevent.

이어서, 희생막(14B, 도 1i 참조)의 제거로 형성된 실린더형 하부전극(SN)을 포함하는 결과물을 따라 유전막(19)을 형성하고, 유전막(19) 상에 상부전극(20)을 형성하여 실린더형 캐패시터를 형성한다.Subsequently, a dielectric film 19 is formed along the resulting product including the cylindrical lower electrode SN formed by removing the sacrificial film 14B (see FIG. 1I), and the upper electrode 20 is formed on the dielectric film 19. To form a cylindrical capacitor.

((실시예 2))((Example 2))

도 2a 내지 도 2j는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 장치 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.2A to 2J are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a second embodiment of the present invention.

도 2a에 도시된 바와 같이, 기판(30) 상에 층간절연막(31)을 형성한다. 기판(30)은 디램(DRAM) 공정이 진행되는 반도체(실리콘) 기판일 수 있다. 또한, 층간절연막(31)을 형성하기 전에 기판(30) 상에 게이트, 비트라인 등의 소정 공정이 진행된다.As shown in FIG. 2A, an interlayer insulating film 31 is formed on the substrate 30. The substrate 30 may be a semiconductor (silicon) substrate on which a DRAM process is performed. Before the interlayer insulating film 31 is formed, a predetermined process such as a gate and a bit line is performed on the substrate 30.

층간절연막(31)은 기판(30)과 상부층 간의 층간절연을 위한 것으로, 산화막으로 형성하는 것이 바람직하다. 산화막은 HDP(High Density Plasma) 산화막, BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)막, PSG(Phosphorus Silicate Glass)막, BSG(Boron Silicate Glass)막, TEOS(Tetra Ethyle Ortho Silicate)막, USG(Un-doped Silicate Glass)막, FSG(Fluorinated Silicate Glass)막, CDO(Carbon Doped Oxide)막 및 OSG(Organo Silicate Glass)막으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나로 형성하거나, 이들이 적어도 2층 이상 적층된 적층막으로 형성할 수 있다. 또는, SOD(Spin On Dielectric)막과 같이 스핀 코팅(Spin Coating)방식으로 도포되는 막으로 형성할 수 있다.The interlayer insulating film 31 is for interlayer insulation between the substrate 30 and the upper layer, and is preferably formed of an oxide film. The oxide film is HDP (High Density Plasma) oxide film, BPSG (Boron Phosphorus Silicate Glass) film, PSG (Phosphorus Silicate Glass) film, BSG (Boron Silicate Glass) film, TEOS (Tetra Ethyle Ortho Silicate) film, USG (Un-doped Silicate) film Glass (FSG), Fluorinated Silicate Glass (FSG) film, Carbon Doped Oxide (CDO) film, and Organic Silicate Glass (OSG) film, or any one selected from the group consisting of a laminated film of at least two or more layers can be formed have. Alternatively, the film may be formed by a spin coating method such as a spin on dielectric (SOD) film.

이어서, 층간절연막(31)을 관통하여 기판(30)에 연결되는 스토리지 노드 콘택 플러그(32, Strorage Node Contact Plug)를 형성한다. 스토리지 노드 콘택 플러그(32)는 층간절연막(31)을 식각하여 기판(30)을 노출시키는 콘택홀(Contact Hole)을 형성한 후, 콘택홀에 도전물질을 매립하고, 층간절연막(31)의 표면이 드러나는 타겟으로 도전물질을 연마 및 식각하여 형성한다. 이때, 도전물질은 예컨대, 전이금속막, 희토류금속막, 이들의 합금막 또는 이들의 실리사이드막으로 이루어진 그룹 중 선택된 어느 하나로 형성한다. 또한, 불순물 이온이 도핑된(doped) 다결정실리콘막으로 형성한다. 또한, 상기 도전성 물질들이 적어도 2층 이상 적층된 적층 구조로 형성할 수도 있다.Subsequently, a storage node contact plug 32 connected to the substrate 30 through the interlayer insulating layer 31 is formed. The storage node contact plug 32 forms a contact hole to expose the substrate 30 by etching the interlayer insulating layer 31, and then fills a conductive material in the contact hole, and then forms a surface of the interlayer insulating layer 31. The exposed target is formed by polishing and etching the conductive material. In this case, the conductive material is formed of any one selected from the group consisting of a transition metal film, a rare earth metal film, an alloy film thereof, and a silicide film thereof. Also, a polysilicon film doped with impurity ions is formed. In addition, the conductive materials may be formed in a laminated structure in which at least two layers are stacked.

도 2b에 도시된 바와 같이, 층간절연막(31, 도 2a 참조)을 일정 두께 리세스 시킨다. 리세스 된 층간절연막(31, 도 2a 참조)을 이하 '층간절연막(31A)'라고 한다.As shown in FIG. 2B, the interlayer insulating film 31 (see FIG. 2A) is recessed to a predetermined thickness. The recessed interlayer insulating film 31 (see FIG. 2A) is hereinafter referred to as 'interlayer insulating film 31A'.

이에 따라, 스토리지 노드 콘택 플러그(32)가 층간절연막(31, 도 2a 참조) 상부로 일정 두께 돌출된다. 층간절연막(31A)은 건식식각 또는 습식식각을 통해 리세스 시킬 수 있으며, 이때 식각되는 층간절연막(31A)의 두께는 100Å?1500Å으로 조절할 수 있다. Accordingly, the storage node contact plug 32 protrudes a predetermined thickness above the interlayer insulating layer 31 (see FIG. 2A). The interlayer insulating layer 31A may be recessed through dry etching or wet etching, and the thickness of the interlayer insulating layer 31A to be etched may be adjusted to 100 μs to 1500 μs.

층간절연막(31A)을 리세스 시키기 위한 건식식각은 불소(F)를 함유하는 가스 플라즈마(Gas Plasma)를 이용할 수 있으며, 습식식각은 HF를 0.01%?10% 함유하고 있는 혼합 케미칼을 이용할 수 있다.Dry etching for recessing the interlayer insulating film 31A may use gas plasma containing fluorine (F), and wet etching may use a mixed chemical containing 0.01% to 10% HF. .

위와 같이, 층간절연막(31A)을 일정 두께 리세스 시켜 스토리지 노드 콘택 플러그(32)의 상부 뿐 아니라 측벽 또한 노출되어 후속 캐패시터의 오정렬을 방지할 뿐 아니라, 캐패시터와 접촉면적을 증가시켜 콘택 저항이 감소되는 장점이 있다. As described above, the interlayer insulating layer 31A is recessed to a predetermined thickness to expose not only the upper side of the storage node contact plug 32 but also the sidewalls to prevent misalignment of subsequent capacitors, and to increase the contact area with the capacitor to reduce the contact resistance. It has the advantage of being.

도 2c에 도시된 바와 같이, 스토리지 노드 콘택 플러그(32)를 포함하는 결과물 상에 식각방지막(32)을 형성한다. 식각방지막(32)은 층간절연막(31A)이 리세스된 두께를 모두 채우도록 즉, 스토리지 노드 콘택 플러그(32)의 돌출부분이 노출되지 않는 두께로 형성하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2C, an etch stop layer 32 is formed on the resultant including the storage node contact plug 32. The etch stop layer 32 may be formed to have a thickness such that the interlayer insulating layer 31A fills the recessed thickness, that is, the protrusion portion of the storage node contact plug 32 is not exposed.

식각방지막(32)은 후속 오픈부 형성시 식각정지 역할을 하여 하부층의 손실을 방지하기 위한 것으로, 층간절연막(31A) 및 후속 희생층과 선택비를 갖는 물질로 형성하며, 층간절연막(31A) 및 희생층이 산화막인 경우, 식각방지막(32)은 예컨대 질화막으로 형성하는 것이 바람직하다.The etch stop layer 32 serves to stop the loss of the lower layer by forming an etch stop when forming a subsequent open part, and is formed of a material having a selectivity with the interlayer insulating film 31A and the subsequent sacrificial layer, and the interlayer insulating film 31A and When the sacrificial layer is an oxide film, the etch stop film 32 is preferably formed of, for example, a nitride film.

또한, 층간절연막(31A)이 리세스 된 두께만큼 식각방지막의 두께가 두꺼워지므로, 후속 딥아웃(Dip out) 공정에서 하부전극의 쓰러짐(Leaning) 현상을 방지하고, 딥아웃 공정에서 층간절연막(31A)의 손상을 방지하는 장점이 있다.In addition, since the thickness of the etch stop layer becomes thicker as the thickness of the interlayer insulating layer 31A is recessed, the delamination of the lower electrode is prevented in the subsequent dip out process, and the interlayer insulating layer 31A in the dipout process. ) To prevent damage.

도 2d에 도시된 바와 같이, 식각방지막(32) 상에 제1 및 제2희생막(34, 35)을 적층한다. As shown in FIG. 2D, the first and second sacrificial films 34 and 35 are stacked on the etch stop layer 32.

제1 및 제2희생막(34, 35)은 식각방지막(32)에 대해 식각선택비를 갖는 물질로 형성하며, 산화막으로 형성할 수 있다. 특히, 제2희생막(35)은 제1희생막(34)보다 습식식각속도가 느린 산화막으로 형성한다. The first and second sacrificial films 34 and 35 may be formed of a material having an etching selectivity with respect to the etch stop layer 32, and may be formed of an oxide film. In particular, the second sacrificial film 35 is formed of an oxide film having a wet etching rate lower than that of the first sacrificial film 34.

예컨대, 제1희생막(34)을 상대적으로 습식식각속도가 빠른 PSG(Phosphorus Silicate Glass) 또는 BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)막으로 형성하고, 제2희생막(35)은 상대적으로 습식식각속도가 느린 TEOS(Tetra Ethyle Ortho Silicate)막으로 형성한다.For example, the first sacrificial layer 34 is formed of a PSG (Phosphorus Silicate Glass) or BPSG (Boron Phosphorus Silicate Glass) film having a relatively high wet etching rate, and the second sacrificial layer 35 has a relatively wet etching rate. It is formed of a slow TEOS (Tetra Ethyle Ortho Silicate) film.

제1 및 제2희생막(34, 35)을 습식식각속도가 서로 다른 산화막으로 형성하면 후속 배리어막 형성을 위한 1차 오픈부 형성시 식각타겟을 잡기가 용이하며, 2차 오픈부 형성시 습식식각속도 차이를 이용하여 오픈부의 하부선폭을 증가시킬 수 있다.When the first and second sacrificial films 34 and 35 are formed of oxide films having different wet etch rates, it is easy to catch an etch target when forming the first open portion for subsequent barrier film formation, and the wet type when forming the second open portion. By using the difference in etching speed, the lower line width of the open part can be increased.

이어서, 제2희생막(35) 상에 지지막(36)을 형성한다. 지지막(36)은 실린더형 하부전극 형성을 위한 후속 딥아웃(Dip Out) 공정에서 표면 응력에 의한 하부전극의 쓰러짐(Leaning) 현상을 방지하기 위한 것으로, 제1 및 제2희생막(34, 35)에 대해 식각선택비를 갖는 물질, 즉 제1 및 제2희생막(34, 35)보다 습식식각률이 느린 물질로 형성하는 것이 바람직하다. Subsequently, a supporting film 36 is formed on the second sacrificial film 35. The support layer 36 is to prevent the lower electrode from falling due to surface stress in a subsequent dip out process for forming the cylindrical lower electrode, and the first and second sacrificial layers 34, It is preferable to form a material having an etching selectivity with respect to 35), that is, a material having a slow wet etch rate than the first and second sacrificial films 34 and 35.

지지막(36)은 질화막으로 형성하며, 딥아웃 공정에서 표면 응력에 저항할 수 있는 두께로 조절한다.The support film 36 is formed of a nitride film and is adjusted to a thickness that can resist surface stress in the dipout process.

이어서, 지지막(36) 상에 보호막(37)을 형성한다. 보호막(37)은 후속 하부전극 형성을 위한 평탄화 공정에서 지지막(36)이 손상되는 것을 보호하기 위한 것으로, 지지막(36)에 대해 식각선택비를 갖는 물질로 형성하며, 예컨대 산화막으로 형성한다. 보호막(37)은 평탄화 공정시 지지막(36)이 노출되지 않는 두께로 형성하고, 예컨대 100Å?1500Å의 두께로 형성할 수 있다. Next, the protective film 37 is formed on the support film 36. The passivation layer 37 is to protect the support layer 36 from being damaged in the subsequent planarization process for forming the lower electrode. The passivation layer 37 is formed of a material having an etching selectivity with respect to the support layer 36, for example, an oxide layer. . The passivation layer 37 may be formed to a thickness such that the support layer 36 is not exposed during the planarization process, and may be formed to a thickness of, for example, 100 μs to 1500 μs.

이어서, 보호막(37) 상에 마스크 패턴(38)을 형성한다. 마스크 패턴(38)은 보호막(37), 지지막(36), 제1 및 제2희생막(34, 35)을 식각하기 위한 것으로, 감광막 패턴으로 형성한다. 마스크 패턴(38)을 형성하기 전에 식각마진 확보를 위해 비정질 카본 등의 하드마스크를 추가로 형성할 수 있다.Subsequently, a mask pattern 38 is formed on the protective film 37. The mask pattern 38 is used to etch the passivation layer 37, the support layer 36, and the first and second sacrificial layers 34 and 35 and is formed in the photoresist layer pattern. Before forming the mask pattern 38, a hard mask such as amorphous carbon may be further formed to secure an etching margin.

도 2e에 도시된 바와 같이, 마스크 패턴(38)을 식각장벽으로 보호막(37, 도 2d 참조), 지지막(36, 도 2d 참조) 및 제2희생막(35, 도 2d 참조)을 식각하여 1차 오픈부(39)를 형성한다.As shown in FIG. 2E, the protective layer 37 (see FIG. 2D), the support layer 36 (see FIG. 2D), and the second sacrificial layer 35 (see FIG. 2D) are etched using the mask pattern 38 as an etch barrier. The primary open part 39 is formed.

식각된 보호막(37, 도 2d 참조), 지지막(36, 도 2d 참조) 및 제2희생막(35, 도 2d 참조)을 이하, '보호막(37A)', '지지막(36A)' 및 '제2희생막(35A)'이라고 한다.The etched protective film 37 (see FIG. 2D), the supporting film 36 (see FIG. 2D) and the second sacrificial film 35 (see FIG. 2D) are hereinafter referred to as 'protective film 37A', 'supporting film 36A' and The second sacrificial film (35A) is called.

1차 오픈부(39) 사이에 분리막으로 작용하는 제2희생막(35A)의 선폭(Critical Dimension)은 후속 하부전극 간에 브릿지(Bridge) 가능성이 없고, 후속 유전막 및 상부 전극이 증착될 수 있는 최소의 두께가 되도록 조절하는 것이 바람직하다. The critical dimension of the second sacrificial layer 35A, which serves as a separator between the primary openings 39, is that there is no possibility of bridging between subsequent lower electrodes, and the minimum that a subsequent dielectric film and upper electrode can be deposited. It is preferable to adjust so that it may become the thickness of.

이때, 분리막으로 작용하는 제2희생막(35A)의 선폭은 최소 10nm이상이 되도록 조절하는 것이 바람직하다.At this time, the line width of the second sacrificial membrane 35A serving as the separator is preferably adjusted to be at least 10 nm.

도 2f에 도시된 바와 같이, 1차 오픈부(39)를 포함하는 결과물의 단차를 따라 배리어용 도전막(40)을 형성한다. 배리어용 도전막(40)은 후속 2차 오픈부 형성시 분리막으로 사용되는 제2희생막(35A)을 보호하기 위한 것으로, 제1 및 제2희생막(34, 35A)에 대해 식각선택비를 갖는 물질로 형성하는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 2F, the barrier conductive film 40 is formed along the step difference of the resultant product including the primary open part 39. The barrier conductive film 40 is to protect the second sacrificial film 35A used as a separator in the subsequent formation of the second open portion, and provides an etch selectivity with respect to the first and second sacrificial films 34 and 35A. It is preferable to form with the substance which has.

특히, 배리어용 도전막(40)은 후속 하부전극 물질과 동일한 물질로 형성할 수 있다. 즉, 하부전극 물질을 티타늄질화막(TiN)으로 형성하는 경우, 배리어용 도전막(40) 역시 티타늄질화막으로 형성한다.In particular, the barrier conductive layer 40 may be formed of the same material as the material of the subsequent lower electrode. That is, when the lower electrode material is formed of a titanium nitride film (TiN), the barrier conductive film 40 is also formed of a titanium nitride film.

위와 같이, 배리어용 도전막(40)을 제1 및 제2희생막(34, 35A)에 대해 식각선택비를 갖고, 하부전극 물질과 동일한 티타늄질화막으로 형성하면, 2차 오픈부 형성시 희생막(35A)의 손상을 방지하고, 더욱이 하부전극 물질과 동일한 물질이므로 제거 공정을 생략할 수 있다.As described above, when the barrier conductive film 40 has an etch selectivity with respect to the first and second sacrificial films 34 and 35A and is formed of the same titanium nitride film as the lower electrode material, the sacrificial film is formed when the second open portion is formed. Damage to 35A is prevented, and the removal process can be omitted since it is the same material as the lower electrode material.

배리어용 도전막(40)은 제2희생막(35A)의 손상을 방지할 수 있는 최소한의 두께로 형성하며, 수십 nm이하로 증착하는 것이 바람직하다.The barrier conductive film 40 is formed to a minimum thickness that can prevent damage to the second sacrificial film 35A, and is preferably deposited to several tens of nm or less.

도 2g에 도시된 바와 같이, 배리어용 도전막(40, 도 2f 참조)을 식각하여 1차 오픈부(39)의 측벽에만 잔류하는 배리어막(40A)을 형성한다. 따라서, 1차 오픈부(39)의 바닥부와 분리막으로 사용되는 제2희생막(35A) 상부의 마스크 패턴(38) 상부에 형성된 배리어용 도전막(40, 도 2f 참조) 역시 제거된다.As shown in FIG. 2G, the barrier conductive film 40 (see FIG. 2F) is etched to form the barrier film 40A remaining only on the sidewall of the primary opening 39. Accordingly, the barrier conductive film 40 (see FIG. 2F) formed on the mask pattern 38 on the bottom of the first open part 39 and on the second sacrificial film 35A used as the separator is also removed.

도 2h에 도시된 바와 같이, 1차 오픈부(39, 도 2g 참조)의 바닥부에 제1희생막(34, 도 2g 참조)을 식각하고, 식각방지막(33, 도 2g 참조)을 식각하여 스토리지 노드 콘택 플러그(32)를 노출시키는 2차 오픈부(39A)를 형성한다.As shown in FIG. 2H, the first sacrificial layer 34 (see FIG. 2G) is etched on the bottom of the primary opening 39 (see FIG. 2G), and the etch stop layer 33 (see FIG. 2G) is etched. A secondary open portion 39A exposing the storage node contact plug 32 is formed.

식각된 제1희생막(34, 도 2g 참조)을 이하, '제1희생막(34A)'이라고 한다.The etched first sacrificial film 34 (see FIG. 2G) is hereinafter referred to as 'first sacrificial film 34A'.

2차 오픈부(39A) 형성시 1차 오픈부(39, 도 1g 참조)의 측벽에 형성된 배리어막(40A)이 보호막 역할을 하여 제2희생막(35A)의 손상을 방지하므로, 분리막으로 사용되는 제2희생막(35A)의 선폭을 그대로 유지시킬 수 있다.When forming the secondary open portion 39A, the barrier film 40A formed on the sidewall of the primary open portion 39 (refer to FIG. 1G) serves as a protective film to prevent damage to the second sacrificial film 35A, and thus used as a separator. The line width of the second sacrificial film 35A can be maintained as it is.

또한, 배리어막(40A)으로 인해 제1희생막(34A) 식각시 충분한 과도식각이 가능하므로 2차 오픈부(39A)의 콘택 오픈 불량을 방지할 수 있다.In addition, due to the barrier film 40A, sufficient transient etching is possible when the first sacrificial film 34A is etched, thereby preventing contact opening failure of the second opening 39A.

과도식각은 제1 및 제2희생막(34A, 35A)의 총 높이의 20% 이상의 식각 타켓으로 진행하는데, 이때 배리어막(40A)이 제2희생막(35A)을 보호하고 있으므로 식각 특성이 우수한 조건으로 진행할 수 있다. 예컨대, 과도식각은 적어도 20mTorr 이하의 낮은 압력과, 적어도 5000W이상의 고전압을 인가하고, C4F8가스를 사용하여 적어도 10℃이상의 고온에서 진행할 수 있다.The transient etching proceeds to an etching target of 20% or more of the total height of the first and second sacrificial films 34A and 35A. At this time, since the barrier film 40A protects the second sacrificial film 35A, the etching characteristics are excellent. You can proceed with the conditions. For example, the transient etching may be performed at a high temperature of at least 10 ° C. by applying a low pressure of at least 20 mTorr or less, a high voltage of at least 5000 kPa, and using a C 4 F 8 gas.

위와 같이, 1차 오픈부(39, 도 1g 참조)의 측벽에 배리어막(40A)을 형성하여 분리막으로 사용되는 제2희생막(35A)을 보호하며, 따라서 충분한 과도식각이 가능하므로 2차 오픈부(39A)의 콘택 오픈 불량을 방지하는 장점이 있다.As described above, the barrier film 40A is formed on the sidewall of the primary open part 39 (see FIG. 1G) to protect the second sacrificial film 35A used as the separator, and thus, the secondary open is possible because sufficient transient etching is possible. There is an advantage of preventing contact open failure of the portion 39A.

2차 오픈부(39A)를 형성한 후 습식세정을 진행할 수 있다. 습식세정시 제1 및 제2희생막(34A, 35A)의 습식식각속도차이로 인해 제1희생막(34A)의 측벽이 식각되면서 2차 오픈부(39A)의 하부 선폭이 증가되는 이점이 있다.After the second open part 39A is formed, wet cleaning may be performed. Due to the difference in the wet etching speeds of the first and second sacrificial films 34A and 35A during wet cleaning, the sidewalls of the first sacrificial film 34A are etched to increase the lower line width of the second open part 39A. .

도 2i에 도시된 바와 같이, 2차 오픈부(39A)를 포함하는 결과물의 전면에 스토리지 노드 콘택 플러그(32)에 연결되는 전극용 도전막(41)을 형성한다. 전극용 도전막(41)은 하부전극을 형성하기 위한 것으로, 배리어막(40A)과 동일한 물질로 형성할 수 있으며, 바람직하게는 티타늄질화막으로 형성한다.As shown in FIG. 2I, the conductive film 41 for electrodes connected to the storage node contact plug 32 is formed on the front surface of the resultant including the secondary open part 39A. The electrode conductive film 41 is for forming the lower electrode, and may be formed of the same material as the barrier film 40A. Preferably, the electrode conductive film 41 is formed of a titanium nitride film.

도 2j에 도시된 바와 같이, 보호막(37A, 도 2i 참조) 상부의 전극용 도전막(41, 도 2i 참조)을 식각하여 배리어막(40A)을 포함하는 하부전극(SN; Storage Node)을 형성한다.As shown in FIG. 2J, the conductive layer 41 (see FIG. 2I) for the electrode on the passivation layer 37A (see FIG. 2I) is etched to form a lower electrode SN including the barrier layer 40A. do.

이어서, 제1 및 제2희생막(34A, 35A, 도 2i 참조)과 보호막(37A, 도 2i 참조)을 제거한다. 제1 및 제2희생막(34A, 35A, 도 2i 참조)과 보호막(37A, 도 2i 참조)은 딥아웃(Dip out)으로 제거한다. 이때, 식각방지막(33A)을 층간절연막(31A)이 리세스 된 두께만큼 두껍게 형성하여 하부전극(SN)의 쓰러짐(Leaning) 현상을 방지하고, 동시에 딥아웃 용액이 층간절연막(31A)에 침투하는 것을 방지하는 장점이 있다. 또한, 딥아웃시 지지막(36A)은 그대로 잔류하여 하부전극(SN)이 쓰러짐 현상을 방지한다.Subsequently, the first and second sacrificial films 34A and 35A (see FIG. 2I) and the protective film 37A and FIG. 2I are removed. The first and second sacrificial films 34A, 35A (see FIG. 2I) and the protective film 37A (see FIG. 2I) are removed by dip out. At this time, the etch stop layer 33A is formed to be as thick as the interlayer insulating layer 31A is recessed to prevent the lowering of the lower electrode SN. There is an advantage to prevent. In addition, during the dip out, the support layer 36A remains as it is to prevent the lower electrode SN from falling over.

이어서, 제1 및 제2희생막(14B, 도 1i 참조)의 제거로 형성된 실린더형 하부전극(SN)을 포함하는 결과물을 따라 유전막(42)을 형성하고, 유전막(42) 상에 상부전극(43)을 형성하여 실린더형 캐패시터를 형성한다.
Subsequently, a dielectric film 42 is formed along the resultant product including the cylindrical lower electrode SN formed by the removal of the first and second sacrificial films 14B (see FIG. 1I), and the upper electrode (on the dielectric film 42 is formed). 43) to form a cylindrical capacitor.

본 발명의 기술 사상은 상기 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above embodiments, it should be noted that the above embodiments are for the purpose of description and not of limitation. In addition, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

10 : 기판 11 : 층간절연막
12 : 스토리지 노드 콘택 13 : 식각방지막
14 : 희생막 15 : 마스크 패턴
16 : 1차 오픈부 17A : 배리어막
16A : 2차 오픈부 18 : 전극용 도전막
19 : 유전막 20 : 상부전극
10 substrate 11 interlayer insulating film
12: storage node contact 13: etch barrier
14: sacrificial film 15: mask pattern
16: primary opening 17A: barrier film
16A: secondary open portion 18: conductive film for electrode
19 dielectric film 20 upper electrode

Claims (15)

기판 상부에 희생막을 형성하는 단계;
상기 희생막을 일정높이로 부분식각하여 1차 오픈부를 형성하는 단계;
상기 1차 오픈부의 측벽에 배리어막을 형성하는 단계; 및
상기 1차 오픈부 하부의 나머지 희생막을 식각하여 상기 기판을 노출시키는 2차 오픈부를 형성하는 단계
를 포함하는 반도체 장치 제조 방법.
Forming a sacrificial layer on the substrate;
Partially etching the sacrificial layer to a predetermined height to form a first open portion;
Forming a barrier film on sidewalls of the primary open portion; And
Forming a second open part exposing the substrate by etching the remaining sacrificial layer under the first open part;
≪ / RTI >
제1항에 있어서,
상기 희생막을 형성하는 단계 전에,
기판 상부에 층간절연막을 형성하는 단계;
상기 층간절연막을 관통하고 상기 기판에 연결된 스토리지 노드 콘택 플러그를 형성하는 단계;
상기 층간절연막을 일정 높이 리세스 시키는 단계;
상기 스토리지 노드 콘택 플러그를 포함하는 결과물 상에 식각방지막을 형성하는 단계
를 더 포함하는 반도체 장치 제조 방법.
The method of claim 1,
Before forming the sacrificial layer,
Forming an interlayer insulating film on the substrate;
Forming a storage node contact plug penetrating the interlayer insulating film and connected to the substrate;
Recessing the interlayer insulating film to a predetermined height;
Forming an etch stop layer on a resultant product including the storage node contact plug;
A semiconductor device manufacturing method further comprising.
제1항에 있어서,
상기 1차 오픈부의 측벽에 배리어막을 형성하는 단계는,
상기 1차 오픈부를 포함하는 결과물의 단차를 따라 배리어용 도전막을 형성하는 단계; 및
상기 배리어용 도전막을 에치백하여 상기 1차 오픈부의 측벽에 잔류시키는 단계
를 포함하는 반도체 장치 제조 방법.
The method of claim 1,
Forming a barrier film on the sidewall of the first open portion,
Forming a barrier conductive film along a step of the resultant product including the first open part; And
Etching back the barrier conductive film and remaining on the sidewalls of the primary opening;
≪ / RTI >
제1항에 있어서,
상기 2차 오픈부를 형성하는 단계 후,
상기 1차 및 2차 오픈부를 포함하는 결과물의 단차를 따라 전극용 도전막을 형성하는 단계;
상기 전극용 도전막을 분리하여 하부전극을 형성하는 단계;
상기 하부전극을 포함하는 결과물을 따라 유전막을 형성하는 단계; 및
상기 유전막 상에 상부전극을 형성하는 단계
를 포함하는 반도체 장치 제조 방법.
The method of claim 1,
After forming the secondary open portion,
Forming a conductive film for an electrode along a step of the resultant product including the first and second open parts;
Separating the electrode conductive film to form a lower electrode;
Forming a dielectric film along the resultant material including the lower electrode; And
Forming an upper electrode on the dielectric layer
≪ / RTI >
제4항에 있어서,
상기 배리어막은 상기 전극용 도전막과 동일한 물질로 형성하는 반도체 장치 제조 방법.
The method of claim 4, wherein
And the barrier film is formed of the same material as the electrode conductive film.
제1항에 있어서,
상기 배리어막은 티타늄질화막(TiN)으로 형성하는 반도체 장치 제조 방법.
The method of claim 1,
And the barrier film is formed of a titanium nitride film (TiN).
기판 상부에 제1희생막을 형성하는 단계;
상기 제1희생막보다 습식식각속도가 느린 제2희생막을 형성하는 단계;
상기 제1희생막을 식각하여 1차 오픈부를 형성하는 단계;
상기 1차 오픈부의 측벽에 배리어막을 형성하는 단계; 및
상기 1차 오픈부 하부의 제2희생막 및 식각방지막을 식각하여 상기 기판을 노출시키는 2차 오픈부를 형성하는 단계
를 포함하는 반도체 장치 제조 방법.
Forming a first sacrificial layer on the substrate;
Forming a second sacrificial film having a slower wet etching rate than the first sacrificial film;
Etching the first sacrificial layer to form a first open portion;
Forming a barrier film on sidewalls of the primary open portion; And
Forming a second open part exposing the substrate by etching the second sacrificial layer and the etch stop layer under the first open part;
≪ / RTI >
제7항에 있어서,
상기 제1희생막을 형성하는 단계 전에,
기판 상부에 층간절연막을 형성하는 단계;
상기 층간절연막을 관통하고 상기 기판에 연결된 스토리지 노드 콘택 플러그를 형성하는 단계;
상기 층간절연막을 일정 높이 리세스 시키는 단계;
상기 스토리지 노드 콘택 플러그를 포함하는 결과물 상에 식각방지막을 형성하는 단계
를 더 포함하는 반도체 장치 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
Before forming the first sacrificial film,
Forming an interlayer insulating film on the substrate;
Forming a storage node contact plug penetrating the interlayer insulating film and connected to the substrate;
Recessing the interlayer insulating film to a predetermined height;
Forming an etch stop layer on a resultant product including the storage node contact plug;
A semiconductor device manufacturing method further comprising.
제7항에 있어서,
상기 1차 오픈부의 측벽에 배리어막을 형성하는 단계는,
상기 1차 오픈부를 포함하는 결과물의 단차를 따라 배리어용 도전막을 형성하는 단계; 및
상기 배리어용 도전막을 에치백하여 상기 1차 오픈부의 측벽에 잔류시키는 단계
를 포함하는 반도체 장치 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
Forming a barrier film on the sidewall of the first open portion,
Forming a barrier conductive film along a step of the resultant product including the first open part; And
Etching back the barrier conductive film and remaining on the sidewalls of the primary opening;
≪ / RTI >
제7항에 있어서,
상기 2차 오픈부를 형성하는 단계 후,
상기 1 및 2차 오픈부를 포함하는 결과물의 단차를 따라 전극용 도전막을 형성하는 단계;
상기 전극용 도전막을 분리하여 하부전극을 형성하는 단계;
상기 하부전극을 포함하는 결과물을 따라 유전막을 형성하는 단계; 및
상기 유전막 상에 상부전극을 형성하는 단계
를 더 포함하는 반도체 장치 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
After forming the secondary open portion,
Forming a conductive film for an electrode along a step of the resultant product including the first and second open parts;
Separating the electrode conductive film to form a lower electrode;
Forming a dielectric film along the resultant material including the lower electrode; And
Forming an upper electrode on the dielectric layer
A semiconductor device manufacturing method further comprising.
제10항에 있어서,
상기 배리어막은 상기 전극용 도전막과 동일한 물질로 형성하는 반도체 장치 제조 방법.
The method of claim 10,
And the barrier film is formed of the same material as the electrode conductive film.
제7항에 있어서,
상기 배리어막은 티타늄질화막(TiN)으로 형성하는 반도체 장치 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
And the barrier film is formed of a titanium nitride film (TiN).
제7항에 있어서,
상기 제1희생막 및 제2희생막은 산화막으로 형성하는 반도체 장치 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
The first sacrificial film and the second sacrificial film are formed of an oxide film.
제7항에 있어서,
제1희생막은 PSG(Phosphorus Silicate Glass) 또는 BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)를 포함하는 반도체 장치 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
The first sacrificial film includes a phosphosilicate glass (PSG) or boron phosphorus silicate glass (BPSG).
제7항에 있어서,
제2희생막은 TEOS를 포함하는 반도체 장치 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
The second sacrificial film includes a TEOS.
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