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KR100745070B1 - Landing plug formation method of semiconductor device - Google Patents

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KR100745070B1
KR100745070B1 KR1020050058767A KR20050058767A KR100745070B1 KR 100745070 B1 KR100745070 B1 KR 100745070B1 KR 1020050058767 A KR1020050058767 A KR 1020050058767A KR 20050058767 A KR20050058767 A KR 20050058767A KR 100745070 B1 KR100745070 B1 KR 100745070B1
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Abstract

본 발명의 반도체 소자의 랜딩플러그 형성방법은, 게이트 스택이 형성된 반도체 기판 전면에 스페이서용 질화막을 형성하는 단계; 게이트 스택 및 반도체 기판 전면에 층간절연막을 형성하는 단계; 스페이서용 질화막의 소정영역을 노출시키는 단계; 반도체 기판 전면에 제1 산화막을 형성하는 단계; 게이트 스택 측벽 및 반도체 기판 상의 제1 산화막을 선택적으로 제거하는 단계; 제1 산화막을 포함하는 반도체 기판 전면에 제2 산화막을 형성하는 단계; 게이트 스택의 양 측면 및 반도체 기판의 바닥면 상의 제2 산화막을 선택적으로 제거하면서, 스페이서용 질화막을 식각하여 스페이서막을 형성하는 단계; 및 반도체 기판에 랜딩플러그를 형성하는 단계를 포함한다.A method of forming a landing plug of a semiconductor device according to the present invention includes forming a nitride film for a spacer on an entire surface of a semiconductor substrate on which a gate stack is formed; Forming an interlayer insulating film over the gate stack and the semiconductor substrate; Exposing a predetermined region of the spacer nitride film; Forming a first oxide film on the entire surface of the semiconductor substrate; Selectively removing the first oxide film on the gate stack sidewall and the semiconductor substrate; Forming a second oxide film on the entire surface of the semiconductor substrate including the first oxide film; Etching the spacer nitride film to form the spacer film while selectively removing the second oxide film on both sides of the gate stack and the bottom surface of the semiconductor substrate; And forming a landing plug on the semiconductor substrate.

랜딩플러그, 제1 산화막, 제2 산화막, USG Landing Plug, First Oxide, Second Oxide, USG

Description

반도체 소자의 랜딩 플러그 형성방법{Method for fabricating landing plug in the semiconductor device}Method for fabricating landing plug in the semiconductor device

도 1a 내지 도 1f는 종래 기술에 따른 반도체 소자의 랜딩 플러그 형성방법을 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다.1A to 1F are views illustrating a method of forming a landing plug of a semiconductor device according to the related art.

도 2a 내지 도 2j는 본 발명에 따른 반도체 소자의 랜딩 플러그 형성방법을 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다.2A to 2J are views illustrating a method of forming a landing plug of a semiconductor device according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

200 : 반도체 기판 212 : 게이트 스택200 semiconductor substrate 212 gate stack

220 : 제1 산화막 224 : 제2 산화막220: first oxide film 224: second oxide film

228 : 랜딩플러그용 도전막228: conductive film for landing plug

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 소자의 랜딩플러그 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for forming a landing plug of a semiconductor device.

최근 반도체 메모리 소자로서 고용량을 갖는 디램(DRAM)소자가 이용되고 있다. 디램소자는 전하의 형태로 정보 데이터를 저장하는 메모리 셀 영역과 데이터의 입출력을 위한 주변회로영역으로 구성되고, 메모리 셀 영역의 단위셀은 하나의 트랜지스터와 하나의 캐패시터로 이루어진다. 이와 같은 디램소자를 형성하기 위해서는, 먼저 반도체 기판에 워드라인 및 소스/드레인으로 이루어지는 트랜지스터를 형성하고, 층간절연막을 통해 선택적으로 소스와 드레인 상부에 각각 컨택홀을 형성한다. 그리고 이 컨택홀을 통해 소스와 드레인에 각각 연결되는 비트라인과 캐패시터의 스토리지 노드를 각각 형성한 후, 스토리지 노드 상에 유전막 및 플레이트 전극을 형성하여 캐패시터를 형성한다. Recently, a DRAM device having a high capacity has been used as a semiconductor memory device. The DRAM device includes a memory cell region for storing information data in the form of charge and a peripheral circuit region for inputting and outputting data, and a unit cell of the memory cell region includes one transistor and one capacitor. In order to form such a DRAM device, first, a transistor including a word line and a source / drain is formed on a semiconductor substrate, and contact holes are formed on the source and the drain selectively through an interlayer insulating film. After forming the storage nodes of the bit line and the capacitor respectively connected to the source and the drain through the contact hole, the dielectric layer and the plate electrode are formed on the storage node to form the capacitor.

그런데 반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라 공정마진이 줄어들고 있다. 이에 따라 소스과 비트라인, 그리고 드레인와 스토리지노드를 연결시키는 컨택플러그를 형성하기 위해, 자기정렬된 컨택(SAC; Self Aligned Contact)공정을 주로 사용한다. 이 자기정렬된 컨택 공정을 이용하게 되면, 미스얼라인(mis-align)이 발생하더라도 질화막이 버퍼막으로 작용해서 게이트 도전막과 컨택 플러그 사이의 브리지 현상 등이 방지된다. However, as the degree of integration of semiconductor devices increases, process margins decrease. Accordingly, self-aligned contact (SAC) processes are mainly used to form contact plugs connecting the source, the bit line, the drain, and the storage node. When the self-aligned contact process is used, even if a misalignment occurs, the nitride film acts as a buffer film to prevent the bridge phenomenon between the gate conductive film and the contact plug.

도 1a 내지 도 1f는 종래 기술에 따른 반도체 소자의 랜딩 플러그 형성방법을 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다.1A to 1F are views illustrating a method of forming a landing plug of a semiconductor device according to the related art.

먼저 도 1a를 참조하면, 반도체 기판(100)에 활성영역을 한정하기 위한 소자분리막(102)을 형성한다. 그 다음 반도체 기판(100) 상에 게이트 스택(112)을 형성한다. 게이트 스택(112)은 게이트 절연막패턴(104), 도전막 패턴(106), 금속실리사이드막 패턴(108) 및 하드마스크막 패턴(110)이 순차적으로 적층되는 구조를 갖는다. 여기서 게이트 절연막패턴(104)은 산화막으로 형성할 수 있고, 도전막 패턴 (106)은 폴리막으로 형성할 수 있으며, 금속실리사이드막 패턴(108)은 텅스텐실리사이드(WSix)막으로 형성할 수 있고, 하드마스크막 패턴(110)은 나이트라이드막으로 형성할 수 있다. 그리고 게이트 스택(112)의 전면에 스페이서용 질화막(114)을 형성한다.First, referring to FIG. 1A, an isolation layer 102 for defining an active region is formed on a semiconductor substrate 100. A gate stack 112 is then formed on the semiconductor substrate 100. The gate stack 112 has a structure in which the gate insulating film pattern 104, the conductive film pattern 106, the metal silicide film pattern 108, and the hard mask film pattern 110 are sequentially stacked. The gate insulating film pattern 104 may be formed of an oxide film, the conductive film pattern 106 may be formed of a poly film, and the metal silicide film pattern 108 may be formed of a tungsten silicide (WSix) film. The hard mask layer pattern 110 may be formed of a nitride layer. The nitride film 114 for spacers is formed on the entire surface of the gate stack 112.

다음에 도 1b를 참조하면, 반도체 기판(100) 및 게이트 스택(112) 상에 층간절연막(116)을 형성하고, 상기 층간절연막(116) 상에 스페이서용 질화막(114)을 선택적으로 노출시키는 감광막 패턴(도시하지 않음)을 형성한다. 계속해서 감광막패턴을 마스크로 한 식각공정을 실시하여 스페이서용 질화막(114)을 선택적으로 노출시킨다. Next, referring to FIG. 1B, an interlayer insulating film 116 is formed on the semiconductor substrate 100 and the gate stack 112, and a photoresist film selectively exposing the spacer nitride film 114 on the interlayer insulating film 116. A pattern (not shown) is formed. Subsequently, an etching process using a photosensitive film pattern as a mask is performed to selectively expose the spacer nitride film 114.

다음에 도 1c를 참조하면, 노출된 스페이서용 질화막(114) 및 반도체 기판(100) 전면에 USG(Undoped silicate glass)산화막(118)을 화학적 기상증착(CVD; Chemical vapor deposition) 방법을 이용하여 형성한다. 이때, USG 산화막(118)은 게이트 스택(112)의 양 측면과 반도체 기판의 바닥면(bottom) 상에는 얇게 증착되고, 하드마스크막 패턴(110)의 상부(top)에는 두껍게 증착된다. USG 산화막(118)은 후속 랜딩플러그 컨택홀(LPC; Landing plug contact hole)을 형성하기 위한 공정시, 게이트 스택(112)의 하부에 남아 있는 스페이서용 질화막(114)을 제거할 때, 버퍼막 역할을 한다.Next, referring to FIG. 1C, an undoped silicate glass (USG) oxide film 118 is formed on the exposed spacer nitride film 114 and the semiconductor substrate 100 by a chemical vapor deposition (CVD) method. do. In this case, the USG oxide layer 118 is thinly deposited on both sides of the gate stack 112 and the bottom of the semiconductor substrate, and is thickly deposited on the top of the hard mask layer pattern 110. The USG oxide film 118 serves as a buffer film when removing the spacer nitride film 114 remaining in the lower portion of the gate stack 112 during a process of forming a subsequent landing plug contact hole (LPC). Do it.

다음에 도 1d를 참조하면, USG 산화막(118)을 제거하여 랜딩플러그 컨택홀을 형성하고, 게이트 스택(112) 측면에 스페이서막(120)을 형성한다. 여기서 USG 산화막(118)은 에치백(etch-back) 공정이나 고선택도의 슬러리를 사용한 화학적기계적 연마(CMP: Chemical Mechanical Polishing)방법을 이용하여 제거할 수 있다. 화학적기계적연마는, 게이트 스택(112)의 상부에 위치한 하드마스크막 패턴(110)이 노출되기 시작하면 산화막과 나이트라이드막의 선택비의 차이로 인하여 연마율이 떨어지면서 정지하게 된다. 그런데, 하드마스크막 패턴(110) 위에 충분한 USG 산화막(118)이 존재하지 않은 상태에서 에치백 공정를 진행하게 되어 상기 USG 산화막(118)이 버퍼 역할을 하지 못하여 하드마스크막 패턴(110)에 손실(A)이 발생한다.Next, referring to FIG. 1D, the landing plug contact hole is formed by removing the USG oxide layer 118, and a spacer layer 120 is formed on the side of the gate stack 112. The USG oxide layer 118 may be removed using an etch-back process or a chemical mechanical polishing (CMP) method using a slurry of high selectivity. The chemical mechanical polishing is stopped when the hard mask film pattern 110 located on the upper portion of the gate stack 112 begins to be exposed due to the difference in the selectivity between the oxide film and the nitride film. However, the etchback process is performed in a state in which sufficient USG oxide layer 118 does not exist on the hard mask layer pattern 110, so that the USG oxide layer 118 does not act as a buffer and is lost to the hard mask layer pattern 110. A) occurs.

다음에 도 1e를 참조하면, 랜딩플러그 컨택홀 및 반도체 기판(100)을 매립하도록 랜딩플러그 폴리막(122)을 형성하고, 게이트 스택간의 분리를 위하여 랜딩플러그 폴리막(122)에 대한 에치백(etch-back)을 수행한다. 그런데, 상기 USG 산화막(118)의 에치백 공정에서 유발된 하드마스크막 패턴(110)의 손실로 인해 후속 스토리지노드 컨택(도시하지 않음) 식각시에 미스얼라인에 의해 노출되는 게이트 스택(112)이 어택(attack)을 받아 자기정렬된 컨택(SAC) 공정 불량을 유발하여 게이트 스택(112)과 스토리지노드 컨택 플러그 간에 브릿지가 발생하여 소자의 신뢰성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.Next, referring to FIG. 1E, the landing plug poly film 122 is formed to fill the landing plug contact hole and the semiconductor substrate 100, and an etch back of the landing plug poly film 122 is formed to separate the gate stacks. etch-back). However, the gate stack 112 exposed by the misalignment during subsequent storage node contact (not shown) etching due to the loss of the hard mask layer pattern 110 caused by the etch back process of the USG oxide layer 118. This attack causes a self-aligned contact (SAC) process failure to cause a bridge between the gate stack 112 and the storage node contact plug, thereby deteriorating the reliability of the device.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, USG 산화막 형성공정을 개선하여 후속 게이트 전극 간을 분리시키는 공정에서 충분한 하드마스크용 질화막의 두께와 분리 임계치수(CD)를 확보하여 자기정렬컨택(SAC) 마진을 개선하고, 게이트 전극과 스토리지노드 컨택 플러그 간에 브릿지가 발생하는 것을 방지하는 반도체 소자의 랜딩플러그 형성방법을 제공하는데 있다. The technical problem to be achieved by the present invention is to improve the USG oxide film formation process to ensure the thickness of the nitride film for hard mask and the separation critical dimension (CD) sufficient in the process of separating between the subsequent gate electrode to achieve a self-aligned contact (SAC) margin The present invention provides a method of forming a landing plug of a semiconductor device which prevents a bridge from being generated between a gate electrode and a storage node contact plug.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 반도체 소자의 랜딩플러그 형성방법은, 게이트 스택이 형성된 반도체 기판 전면에 스페이서용 질화막을 형성하는 단계; 상기 게이트 스택 및 반도체 기판 전면에 층간절연막을 형성하는 단계; 상기 스페이서용 질화막의 소정영역을 노출시키는 단계; 상기 반도체 기판 전면에 제1 산화막을 형성하는 단계; 상기 게이트 스택 측벽 및 반도체 기판 상의 제1 산화막을 선택적으로 제거하는 단계; 상기 제1 산화막을 포함하는 반도체 기판 전면에 제2 산화막을 형성하는 단계; 상기 게이트 스택의 양 측면 및 반도체 기판의 바닥면 상의 상기 제2 산화막을 선택적으로 제거하면서, 상기 스페이서용 질화막을 식각하여 스페이서막을 형성하는 단계; 및 상기 반도체 기판에 랜딩플러그를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a method of forming a landing plug of a semiconductor device according to the present invention comprises: forming a nitride film for a spacer on the entire surface of a semiconductor substrate on which a gate stack is formed; Forming an interlayer insulating film over the gate stack and the semiconductor substrate; Exposing a predetermined region of the spacer nitride film; Forming a first oxide film over the entire semiconductor substrate; Selectively removing the first oxide film on the gate stack sidewall and the semiconductor substrate; Forming a second oxide film on an entire surface of the semiconductor substrate including the first oxide film; Etching the spacer nitride film to form a spacer film while selectively removing the second oxide film on both side surfaces of the gate stack and the bottom surface of the semiconductor substrate; And forming a landing plug on the semiconductor substrate.

본 발명에 있어서, 상기 반도체 기판에 랜딩플러그를 형성하는 단계는, 상기 결과물의 랜딩플러그가 형성될 영역을 패터닝하여 랜딩플러그 콘택홀을형성하는 단계; 상기 컨택홀 내부에 랜딩플러그 매립물질을 형성하는 단계; 및 상기 제2 산화막이 노출할 때까지 상기 랜딩플러그 매립물질을 평탄화하는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the landing plug on the semiconductor substrate may include forming a landing plug contact hole by patterning a region in which the resulting landing plug is to be formed; Forming a landing plug embedded material in the contact hole; And planarizing the landing plug buried material until the second oxide film is exposed.

상기 제1 및 제2 산화막은, USG를 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable that USG is used for the said 1st and 2nd oxide film.

상기 제1 산화막은 500Å의 두께로 형성할 수 있다.The first oxide film may be formed to a thickness of 500 kPa.

상기 제1 산화막을 선택적으로 제거하는 단계에서는, 습식식각 또는 건식식각 가운데 하나를 이용할 수 있다.In the step of selectively removing the first oxide layer, one of wet etching and dry etching may be used.

상기 제2 산화막은, 600-1200Å의 두께로 형성할 수 있다.The second oxide film may be formed to a thickness of 600-1200 kPa.

상기 랜딩플러그 매립물질은 폴리, 텅스텐, 알루미늄 중의 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.The landing plug buried material is preferably any one of poly, tungsten, aluminum.

상기 랜딩플러그 매립물질을 평탄화하는 단계는, 에치백 또는 화학적기계적연마(CMP)방법 중의 어느 하나를 이용할 수 있다.The planarizing of the landing plug embedded material may use any one of an etch back or chemical mechanical polishing (CMP) method.

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

도 2a 내지 도 2j는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 랜딩플러그 형성방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.2A to 2J are diagrams for describing a method for forming a landing plug of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저 도 2a를 참조하면, 반도체 기판(200)에 활성영역을 한정하기 위한 소자분리막(202)을 형성한다. 그 다음 반도체 기판(200) 상에 게이트 스택(212)을 형성한다. 게이트 스택(212)은 게이트절연막 패턴(204), 도전막 패턴(206), 금속실리사이드막 패턴(208) 및 하드마스크막 패턴(210)이 순차적으로 적층되는 구조를 갖는다. 여기서 도전막 패턴(206)은 폴리실리콘 등의 도전성 물질을 도포하여 형성할 수 있고, 금속실리사이드막 패턴(208)은 텅스텐실리사이드(WSix)막으로 형성할 수 있다. 또한, 하드마스크막 패턴(210)은 나이트라이드막으로 형성할 수 있다. 그리 고 게이트 스택(212) 및 반도체 기판(200) 전면에 스페이서용 질화막(214)을 형성한다.First, referring to FIG. 2A, an isolation layer 202 is formed on the semiconductor substrate 200 to define an active region. A gate stack 212 is then formed on the semiconductor substrate 200. The gate stack 212 has a structure in which the gate insulating layer pattern 204, the conductive layer pattern 206, the metal silicide layer pattern 208, and the hard mask layer pattern 210 are sequentially stacked. The conductive film pattern 206 may be formed by applying a conductive material such as polysilicon, and the metal silicide film pattern 208 may be formed of a tungsten silicide (WSix) film. In addition, the hard mask layer pattern 210 may be formed of a nitride layer. The nitride film 214 for the spacer is formed over the gate stack 212 and the semiconductor substrate 200.

다음에 도 2b를 참조하면, 반도체 기판(200) 및 게이트 스택(212) 상에 층간절연막(216)을 형성하고, 상기 층간절연막(216) 상에 스페이서용 질화막(214)을 선택적으로 노출시키는 감광막 패턴(도시하지 않음)을 형성한다. Next, referring to FIG. 2B, an interlayer insulating film 216 is formed on the semiconductor substrate 200 and the gate stack 212, and a photoresist film selectively exposing the spacer nitride film 214 on the interlayer insulating film 216. A pattern (not shown) is formed.

다음에 도 2c를 참조하면, 감광막패턴을 마스크로 한 식각공정을 실시하여 스페이서용 질화막(214)을 선택적으로 노출시킨다.Next, referring to FIG. 2C, an etching process using a photosensitive film pattern as a mask is performed to selectively expose the spacer nitride film 214.

다음에 도 2d를 참조하면, 게이트 스택(212) 및 반도체 기판(200) 전면에 제1 USG(Undoped silicate glass)산화막(220)을 형성한다. 제1 USG 산화막(220)은 사일렌(SiH₄)가스를 소스가스로 하는 화학적 기상증착(CVD)방법을 이용하여 500Å 이하의 두께를 갖도록 형성한다. 이때, 제1 USG 산화막(220)은 스텝 커버리지 특성이 좋지 않아 게이트 스택(212)의 양 측면과 반도체 기판(200)의 바닥면(bottom) 상에는 얇게 증착되고, 하드마스크막 패턴(210)의 상부(top)에는 두껍게 증착되는 형태로 형성된다. 제1 USG 산화막(220)은 후속 랜딩플러그 컨택홀(LPC; Landing plug contact hole)을 형성하기 위한 공정시, 게이트 스택(212)의 하부에 남아 있는 스페이서용 질화막(214)을 제거할 때, 버퍼막 역할을 한다.Next, referring to FIG. 2D, a first undoped silicate glass (USG) oxide film 220 is formed on the entire surface of the gate stack 212 and the semiconductor substrate 200. The first USG oxide film 220 is formed to have a thickness of 500 kW or less by using a chemical vapor deposition (CVD) method using a siethylene (SiH₄) gas as a source gas. In this case, since the first USG oxide layer 220 has poor step coverage characteristics, the first USG oxide layer 220 is thinly deposited on both sides of the gate stack 212 and the bottom surface of the semiconductor substrate 200, and the upper portion of the hard mask layer pattern 210. It is formed in the form of thick deposition on the top. When the first USG oxide layer 220 removes the spacer nitride layer 214 remaining under the gate stack 212 during a process of forming a subsequent landing plug contact hole (LPC), the buffer It just acts.

다음에 도 2e를 참조하면, 제1 USG 산화막(220)에 식각공정을 수행하여 게이트 스택(212)의 측면과 반도체 기판(200)의 바닥면 상의 제1 USG 산화막(220)을 선택적으로 제거한다. 즉, 식각공정을 수행할 경우, 식각속도에 의해 얇게 증착되어 있는 게이트 스택(212)의 측면과 반도체 기판(200)의 바닥면 상의 제1 USG 산화막 (220)은 완전히 제거되는 반면, 상대적으로 두껍게 증착되어 있는 게이트 스택(212) 상부의 제1 USG 산화막(220)은 일부 두께가 잔류하게 된다. 여기서 식각공정은 습식식각 또는 건식식각 가운데 하나를 이용할 수 있다. 이때, 습식식각을 이용하여 제거할 경우, 게이트 스택(212)의 바닥면의 제1 USG 산화막(220)을 대략 200-300Å의 두께로 남기고 제거하는 선택적인 식각을 실시한다. 또한, 건식식각을 이용하여 제거할 경우에는 스페이서용 질화막(214)이 노출될 때까지 식각을 진행한다.Next, referring to FIG. 2E, an etching process is performed on the first USG oxide layer 220 to selectively remove the first USG oxide layer 220 on the side surface of the gate stack 212 and the bottom surface of the semiconductor substrate 200. . That is, when the etching process is performed, the first USG oxide layer 220 on the side of the gate stack 212 and the bottom surface of the semiconductor substrate 200, which are thinly deposited by the etching rate, is completely removed while being relatively thick. The first USG oxide layer 220 on the gate stack 212 deposited is partially left. Here, the etching process may use either wet etching or dry etching. At this time, when the removal is performed using wet etching, selective etching may be performed to leave the first USG oxide layer 220 on the bottom surface of the gate stack 212 at a thickness of about 200-300 Å. In addition, in the case of removing by dry etching, etching is performed until the spacer nitride layer 214 is exposed.

다음에 도 2f를 참조하면, 게이트 스택(212) 상부에 잔류하는 제1 USG 산화막(220)을 포함하는 반도체 기판(200) 전면에 제2 USG 산화막(224)을 형성한다. 제2 USG 산화막(224)은 사일렌(SiH₄) 가스를 소스가스로 하여 화학적 기상증착방법을 이용하여 상기 제1 USG 산화막(220)의 증착 두께보다 두껍게 형성할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 600-1200Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 여기서 제2 USG 산화막(224)은 제1 USG 산화막(220)이 남아 있는 게이트 스택(212) 위에 형성되어 충분한 두께를 확보할 수 있음으로써 후속 랜딩플러그를 형성하기 위한 평탄화 공정을 수행할 때, 게이트 스택(212)의 하드마스크막 패턴(210)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.Next, referring to FIG. 2F, a second USG oxide film 224 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 200 including the first USG oxide film 220 remaining on the gate stack 212. The second USG oxide film 224 may be formed to be thicker than the deposition thickness of the first USG oxide film 220 by using a chemical vapor deposition method using a SiH (SiH₄) gas as a source gas, in an embodiment of the present invention. It is preferable to form the thickness of 600-1200 GPa. The second USG oxide layer 224 may be formed on the gate stack 212 in which the first USG oxide layer 220 remains to secure a sufficient thickness, thereby performing a planarization process for forming a subsequent landing plug. The hard mask layer pattern 210 of the stack 212 may be prevented from being damaged.

다음에 도 2g를 참조하면, 상기 게이트 스택(212)의 양 측면 및 반도체 기판(200)의 바닥면 상의 상기 제2 USG 산화막(224)을 선택적으로 제거하면서, 상기 스페이서용 질화막(214)을 식각하여 스페이서막(226)을 형성한다. 여기서 후속 랜딩플러그 컨택홀 형성시, 컨택홀이 개방되지 않는 현상을 방지하기 위하여 에치백 공 정을 과도하게 진행하더라도 제2 USG 산화막(224)이 게이트 스택(212) 상부에 충분히 두껍게 형성되어 있어 하드마스크막 패턴(210)이 어택받는 것을 방지할 수 있다.Next, referring to FIG. 2G, the spacer nitride film 214 is etched while selectively removing the second USG oxide film 224 on both side surfaces of the gate stack 212 and the bottom surface of the semiconductor substrate 200. The spacer film 226 is formed. In this case, the second USG oxide layer 224 is formed sufficiently thick on the gate stack 212 even if the etch back process is excessively performed to prevent the contact hole from opening when forming the subsequent landing plug contact hole. The mask layer pattern 210 may be prevented from being attacked.

다음에 도 2h를 참조하면, 제2 USG 산화막(224)을 포함하는 반도체 기판(200)의 노출 표면이 모두 매립되도록 랜딩플러그용 도전막(228)을 증착한다. 여기서 랜딩플러그용 도전막(228)은 폴리실리콘으로 증착할 수 있다.Next, referring to FIG. 2H, the landing plug conductive film 228 is deposited so that the exposed surface of the semiconductor substrate 200 including the second USG oxide film 224 is embedded. The landing plug conductive film 228 may be deposited using polysilicon.

다음에 도 2i를 참조하면, 상기 결과물에 연마공정, 예를 들어 에치백 공정 또는 화학적 기계적 연마(CMP: Chemical Mechanical Polishing)방법을 수행하여 하드마스크막 패턴(210)의 상부가 드러날 때까지 진행한다. 여기서 랜딩플러그용 도전막(228)을 증착한 후, 도 2j에 도시한 바와 같이, 연마공정, 예를 들어 에치백 공정 또는 화학적 기계적 연마(CMP)방법을 수행하여 제2 USG 산화막(224)의 표면이 드러날 때까지 진행할 수도 있다. 제2 USG 산화막(224)의 표면이 드러날 때까지 연마공정을 진행할 경우, 후속 스토리지노드 컨택 형성공정시 자기정렬컨택(SAC) 결함 마진을 개선할 수 있다.Next, referring to FIG. 2I, the resultant is subjected to a polishing process, for example, an etch back process or a chemical mechanical polishing (CMP) method, until the upper portion of the hard mask layer pattern 210 is exposed. . Here, after depositing the conductive plug 228 for the landing plug, as illustrated in FIG. 2J, a polishing process, for example, an etch back process or a chemical mechanical polishing (CMP) method, may be performed to form the second USG oxide film 224. You can also proceed until the surface is exposed. When the polishing process is performed until the surface of the second USG oxide layer 224 is exposed, a margin of self alignment contact (SAC) defect may be improved during a subsequent storage node contact forming process.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체소자의 랜딩플러그 형성방법에 의하면, USG 산화막의 스텝 커버리지 특성 및 식각공정의 특성을 이용하여 게이트 스택의 하드마스크막 패턴의 상부에 충분한 USG 산화막을 형성함으로써 하드마스크막 패턴이 손상 받는 것을 방지할 수 있다. 또한, 하드마스크막 패턴이 손상받는 것을 방지함으로써, 후속 스토리지노드 컨택과 게이트 스택의 자기정렬컨택 결함의 마진을 개선하여 소자의 수율을 향상할 수 있다.As described so far, according to the method for forming a landing plug of a semiconductor device according to the present invention, by forming a sufficient USG oxide film on the hard mask film pattern of the gate stack by using the step coverage characteristics and the etching process characteristics of the USG oxide film. The hard mask film pattern can be prevented from being damaged. In addition, by preventing the hard mask layer pattern from being damaged, the yield of the device may be improved by improving the margin of defects of the self-aligned contact of the subsequent storage node contact and the gate stack.

Claims (8)

게이트 스택이 형성된 반도체 기판 전면에 스페이서용 질화막을 형성하는 단계;Forming a nitride film for a spacer on an entire surface of the semiconductor substrate on which the gate stack is formed; 상기 게이트 스택 및 반도체 기판 전면에 층간절연막을 형성하는 단계;Forming an interlayer insulating film over the gate stack and the semiconductor substrate; 상기 스페이서용 질화막의 소정영역을 노출시키는 단계;Exposing a predetermined region of the spacer nitride film; 상기 반도체 기판 전면에 제1 산화막을 형성하는 단계;Forming a first oxide film over the entire semiconductor substrate; 상기 게이트 스택 상부는 일부 두께가 남으면서 게이트 스택 측면의 제1 산화막은 제거되도록 식각하는 단계;Etching the upper portion of the gate stack such that the first oxide layer on the side of the gate stack is removed while remaining a portion of the gate stack; 상기 제1 산화막을 포함하는 반도체 기판 전면에 제2 산화막을 형성하는 단계; Forming a second oxide film on an entire surface of the semiconductor substrate including the first oxide film; 상기 게이트 스택의 양 측면 및 반도체 기판의 바닥면 상의 상기 제2 산화막을 선택적으로 제거하면서, 상기 스페이서용 질화막을 식각하여 스페이서막을 형성하는 단계; 및Etching the spacer nitride film to form a spacer film while selectively removing the second oxide film on both side surfaces of the gate stack and the bottom surface of the semiconductor substrate; And 상기 반도체 기판에 랜딩플러그를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 랜딩플러그 형성방법.And forming a landing plug on the semiconductor substrate. 제1항에 있어서, 상기 반도체 기판에 랜딩플러그를 형성하는 단계는, The method of claim 1, wherein the forming of the landing plug on the semiconductor substrate comprises: 상기 결과물의 랜딩플러그가 형성될 영역을 패터닝하여 랜딩플러그 콘택홀을형성하는 단계; Patterning a region where the resulting landing plug is to be formed to form a landing plug contact hole; 상기 컨택홀 내부에 랜딩플러그 매립물질을 형성하는 단계; 및Forming a landing plug embedded material in the contact hole; And 상기 제2 산화막이 노출할 때까지 상기 랜딩플러그 매립물질을 평탄화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 랜딩플러그 형성방법.And planarizing the landing plug buried material until the second oxide film is exposed. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 및 제2 산화막은, USG를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 랜딩플러그 형성방법.The first and second oxide films are USG, characterized in that the landing plug forming method of the semiconductor device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 산화막은 500Å의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 랜딩플러그 형성방법.And the first oxide film is formed to a thickness of 500 kPa. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 산화막을 선택적으로 제거하는 단계에서는, 습식식각 또는 건식식각 가운데 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 랜딩플러그 형성방법.In the step of selectively removing the first oxide film, the landing plug forming method of a semiconductor device, characterized in that using either wet etching or dry etching. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 산화막은, 600-1200Å의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 랜딩플러그 형성방법.And the second oxide film is formed to a thickness of 600-1200 kPa. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 랜딩플러그 매립물질은 폴리, 텅스텐, 알루미늄 중의 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 랜딩플러그 형성방법.The landing plug buried material is a landing plug forming method of a semiconductor device, characterized in that using any one of poly, tungsten, aluminum. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 랜딩플러그 매립물질을 평탄화하는 단계는, 에치백 또는 화학적기계적연마(CMP)방법 중의 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 랜딩플러그 형성방법. The planarization of the landing plug embedded material may include any one of an etch back or chemical mechanical polishing (CMP) method.
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