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KR100866709B1 - Method for forming capacitor of semiconductor device - Google Patents

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KR100866709B1
KR100866709B1 KR1020020042114A KR20020042114A KR100866709B1 KR 100866709 B1 KR100866709 B1 KR 100866709B1 KR 1020020042114 A KR1020020042114 A KR 1020020042114A KR 20020042114 A KR20020042114 A KR 20020042114A KR 100866709 B1 KR100866709 B1 KR 100866709B1
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Abstract

본 발명은 반도체소자의 캐패시터 형성방법에 관한 것으로, 강유전체를 사용하는 캐패시터 형성공정 시 저장전극 형성 후 캐핑절연막을 증착하여 후속공정으로 실시되는 CMP공정에서 상기 저장전극이 손실되는 것을 방지함으로써 공정의 안정성을 확보하여 캐패시터의 전기적 특성이 열화되는 것을 방지하고 그에 따른 소자의 동작특성 및 신뢰성을 향상시키는 기술이다. The present invention relates to a method for forming a capacitor of a semiconductor device, in which a capping insulating film is deposited after forming a storage electrode in a capacitor forming process using a ferroelectric material, thereby preventing loss of the storage electrode in a CMP process performed in a subsequent process, To prevent the electrical characteristics of the capacitor from deteriorating and to improve the operating characteristics and reliability of the device.

Description

반도체소자의 캐패시터 형성방법{Manufacturing method for capacitor of semiconductor device} [0001] The present invention relates to a method of forming a capacitor of a semiconductor device,

도 1 은 종래기술에 따른 반도체소자의 캐패시터 형성방법에 의해 형성된 소자의 단면도.1 is a cross-sectional view of a device formed by a method of forming a capacitor of a semiconductor device according to the prior art;

도 2a 내지 도 2e 는 본 발명에 따른 반도체소자의 캐패시터 형성방법을 도시한 공정 단면도. FIGS. 2A to 2E are process sectional views showing a method of forming a capacitor of a semiconductor device according to the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art

11, 51 : 반도체기판 13, 53: 소자분리절연막11, 51: semiconductor substrate 13, 53: element isolation insulating film

15, 55 : 워드라인 17, 57 : 제1층간절연막15, 55: word line 17, 57: first interlayer insulating film

19, 59 : 비트라인 콘택 플러그 21, 61 : 비트라인19, 59: bit line contact plug 21, 61: bit line

23, 63 : 제2층간절연막 25, 65 : 저장전극 콘택플러그23, 63: second interlayer insulating film 25, 65: storage electrode contact plug

27, 67 : 접착층 29, 69 : 저장전극27, 67: adhesive layer 29, 69: storage electrode

31, 73 : 제3층간절연막 33, 75 : 유전체막31, 73: third interlayer insulating film 33, 75: dielectric film

35, 77 : 상부전극 37, 79 : 제4층간절연막35, 77: upper electrode 37, 79: fourth interlayer insulating film

39, 81 : 확산방지막 41, 83 : 금속배선39, 81: diffusion preventing film 41, 83: metal wiring

71 : 캐핑절연막 71: capping insulating film

본 발명은 반도체소자의 캐패시터 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 강유전체를 사용하는 캐패시터 형성공정에 있어서 저장전극의 손실을 방지하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of forming a capacitor of a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming a capacitor of a semiconductor device that prevents loss of a storage electrode in a capacitor forming process using a ferroelectric material.

반도체소자의 고집적화 추세에 따라 셀 크기가 감소되어 충분한 정전용량을 갖는 캐패시터를 형성하기가 어려워지고 있다. 상기 캐패시터는 저장전극, 유전체막 및 플레이트전극으로 구성되고 있으며, 정전용량을 증가시키기 위해서는 고유전율을 갖는 유전체막을 사용하거나, 저장전극의 표면적을 증가시키는 방법이 있다. The cell size is reduced in accordance with the trend of high integration of semiconductor devices, and it becomes difficult to form a capacitor having a sufficient capacitance. The capacitor is composed of a storage electrode, a dielectric film, and a plate electrode. In order to increase the capacitance, there is a method of using a dielectric film having a high dielectric constant or increasing the surface area of the storage electrode.

그러나 셀 크기가 감소되어 저장전극의 표면적을 증가시키는데는 한계가 있으므로, 고유전율을 갖는 유전막을 적용하는 방법이 주로 사용되고 있다. However, since the cell size is reduced to increase the surface area of the storage electrode, a method of applying a dielectric film having a high dielectric constant is mainly used.

종래에는 저장전극 및 플레이트전극을 다결정실리콘으로 형성하고, 산화막, 질화막 또는 그 적층막인 오.엔.오.(Oxide-Nitride-Oxide)막을 유전체로 사용하였다. Conventionally, the storage electrode and the plate electrode are formed of polycrystalline silicon, and an oxide film, a nitride film, or an oxide-nitride-oxide film, which is a laminated film thereof, is used as a dielectric.

그러나 최근에는 상기 유전체막보다 유전율이 큰 Ta2O5, BST((Ba1-xSrx )TiO3), STO(SrTiO3) 또는 PZT(PbZr1-xTixO3) 등의 MOCVD(metal organic chemical vapor deposition)막이 주로 적용되고 있으며, 상기 Ta2O5막은 이미 사용되고 있다. In recent years, however, MOCVD (tantalum pentoxide) such as Ta 2 O 5 and BST ((Ba 1-x Sr x ) TiO 3 ), STO (SrTiO 3 ) or PZT (PbZr 1-x Ti x O 3 ) metal organic chemical vapor deposition) film is mainly applied, and the Ta 2 O 5 film has already been used.

한편, 상기 유전율이 큰 유전체막을 사용하는 경우에는 TiN, W, Ru, Pt, Ir 등의 금속으로 저장전극을 형성하면 유전율을 더욱 향상시킬 수 있기 때문에 MIM(metal-insulator-metal) 구조의 캐패시터 기술 개발이 활발하게 진행되고 있다. On the other hand, when the dielectric film having a large dielectric constant is used, the dielectric constant can be further improved by forming the storage electrode using a metal such as TiN, W, Ru, Pt, or Ir. Development is progressing actively.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 종래기술에 따른 반도체소자의 캐패시터 형성방법을 설명한다. Hereinafter, a method of forming a capacitor of a semiconductor device according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 종래기술에 따른 반도체소자의 캐패시터 형성방법에 의해 형성된 소자의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a device formed by a conventional method for forming a capacitor of a semiconductor device.

먼저, 반도체기판(11)에 소자분리절연막(13) 및 워드라인(15)을 형성한다. First, an element isolation insulating film 13 and a word line 15 are formed on a semiconductor substrate 11.

다음, 전체표면 상부에 제1층간절연막(17)을 형성한다. Next, a first interlayer insulating film 17 is formed on the entire surface.

그 다음, 비트라인 콘택마스크를 식각마스크로 상기 제1층간절연막(17)을 식각하여 비트라인 콘택홀을 형성한다. Next, the bit line contact hole is formed by etching the first interlayer insulating film 17 with the bit line contact mask as an etching mask.

다음, 상기 비트라인 콘택홀을 통하여 상기 반도체기판(11)의 활성영역에 접속되는 비트라인 콘택 플러그(19)를 형성한다. 이때, 상기 비트라인 콘택플러그(19)는 텅스텐으로 형성된다. Next, a bit line contact plug 19 connected to the active region of the semiconductor substrate 11 through the bit line contact hole is formed. At this time, the bit line contact plug 19 is formed of tungsten.

그 다음, 상기 비트라인 콘택플러그(19)에 접속되는 비트라인(21)을 형성한다. A bit line 21 is then formed which is connected to the bit line contact plug 19.

다음, 전체표면 상부에 제2층간절연막(23)을 형성한다. Next, a second interlayer insulating film 23 is formed on the entire surface.

그 다음, 저장전극 콘택마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 제2층간절연막(23) 및 제1층간절연막(17)을 식각하여 저장전극 콘택홀을 형성한다. Then, the second interlayer insulating film 23 and the first interlayer insulating film 17 are etched by a photolithography process using a storage electrode contact mask to form a storage electrode contact hole.

그 다음, 전체표면 상부에 다결정실리콘층을 증착한 후 전면식각공정 또는 화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing, 이하 CMP 라 함)공정으로 제 거하여 상기 저장전극 콘택홀을 매립하는 저장전극 콘택플러그(25)를 형성한다. Then, a polycrystalline silicon layer is deposited on the entire surface, and then a storage electrode contact plug 25 for filling the storage electrode contact hole by a front etching process or a chemical mechanical polishing (CMP) .

그 다음, 전면식각공정으로 상기 저장전극 콘택플러그(25)를 소정 두께 리세스시켜 상기 저장전극 콘택홀 상부를 일부 노출시킨다. Then, the storage electrode contact plug 25 is recessed by a predetermined thickness in a front etching process to partially expose the upper portion of the storage electrode contact hole.

다음, 전체표면 상부에 접착층(27)을 소정 두께 형성한다. 이때, 상기 접착층(27)은 Ti막으로 형성한다. Next, an adhesive layer 27 is formed to a predetermined thickness on the entire surface. At this time, the adhesive layer 27 is formed of a Ti film.

그 다음, 열처리공정을 실시하여 상기 Ti막과 상기 저장전극 콘택플러그(25)를 반응시켜 TiSi2막을 형성한다. 이때, 상기 TiSi2막은 콘택 저항을 감소시키기 위해 형성되는 것이다. Then, the Ti film and the storage electrode contact plug 25 are reacted with each other by a heat treatment process to form a TiSi 2 film. At this time, the TiSi 2 film is formed to reduce the contact resistance.

다음, 습식식각공정으로 상기 열처리공정으로 반응하지 않은 Ti막을 제거한다. Next, the Ti film which has not reacted in the heat treatment step is removed by the wet etching process.

그 다음, 전체표면 상부에 저장전극용 도전층(도시안됨)을 형성한다. 이때, 상기 저장전극용 도전층은 Ir막, IrOx막, Pt막, Ru막, Re막, Rh막 또는 이들의 적층구조로 형성된다. Then, a conductive layer (not shown) for the storage electrode is formed on the entire surface. At this time, the storage electrode conductive layer is formed of an Ir film, an IrOx film, a Pt film, a Ru film, a Re film, an Rh film, or a laminated structure thereof.

다음, 저장전극 마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 적층구조를 식각하여 저장전극(29)을 형성한다. Next, the storage electrode 29 is formed by etching the stacked structure by a photolithography process using a storage electrode mask.

그 다음, 전체표면 상부에 제3층간절연막(31)을 형성한다. Then, a third interlayer insulating film 31 is formed on the entire surface.

다음, 상기 제3층간절연막(31)을 CMP공정으로 제거하여 상기 저장전극(29)을 노출시킨다. 이때, 상기 CMP공정은 상기 Pt막을 연마장벽으로 이용하여 실시된다. Next, the third interlayer insulating film 31 is removed by CMP to expose the storage electrode 29. At this time, the CMP process is performed using the Pt film as a polishing barrier.

그 다음, 전체표면 상부에 유전체막(33)을 형성한다. 이때, 상기 유전체막(33)은 PZT((Pb, Zr)TiO3), SBT(SrBi2Ta2O9) 또는 BLT((Bi, La)4Ti3O12) 등의 강유전체로 형성된다.Then, a dielectric film 33 is formed on the entire surface. At this time, the dielectric film 33 is formed of a ferroelectric material such as PZT ((Pb, Zr) TiO 3 ), SBT (SrBi 2 Ta 2 O 9 ), or BLT ((Bi, La) 4 Ti 3 O 12 ).

다음, 전체표면 상부에 플레이트전극용 도전층(도시안됨)을 형성한다. 이때, 상기 플레이트전극용 도전층은 Ir막, IrOx막, Pt막, Ru막, Re막, Rh막 또는 이들의 적층구조로 형성된다. Next, a conductive layer (not shown) for the plate electrode is formed on the entire surface. At this time, the conductive layer for the plate electrode is formed of an Ir film, an IrOx film, a Pt film, a Ru film, a Re film, an Rh film or a laminated structure thereof.

그 다음, 플레이트전극 마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 플레이트전극용 도전층을 식각하여 플레이트전극(35)을 형성한다. Then, the plate electrode 35 is formed by etching the conductive layer for the plate electrode by a photolithography process using a plate electrode mask.

다음, 전체표면 상부에 제4층간절연막(37)을 형성한다. Next, a fourth interlayer insulating film 37 is formed on the entire surface.

그 다음, 금속배선 콘택마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 제4층간절연막(37)을 식각하여 상기 플레이트전극(35)을 노출시키는 금속배선 콘택홀을 형성한다. Then, the fourth interlayer insulating film 37 is etched by a photolithography process using a metal wiring contact mask to form a metal wiring contact hole exposing the plate electrode 35.

다음, 상기 플레이트전극(35)에 접속되는 금속배선(41)을 형성한다. 이때, 상기 금속배선(41)과 플레이트전극(35) 간에 확산방지막(39)이 형성된다. 상기 확산방지막(39)은 TiN막으로 형성된 것이다.(도 1 참조)Next, a metal wiring 41 connected to the plate electrode 35 is formed. At this time, a diffusion preventing film 39 is formed between the metal wiring 41 and the plate electrode 35. The diffusion prevention film 39 is formed of a TiN film (see FIG. 1)

상기한 바와 같이 종래기술에 따른 반도체소자의 캐패시터 형성방법은, 저장전극 형성 후 실시되는 CMP공정 시 저장전극이 연마장벽으로 사용되어 저장전극의 손실 및 손상에 의해 캐패시터의 특성이 열화되는 문제점이 있다.As described above, in the method of forming a capacitor of a semiconductor device according to the prior art, a storage electrode is used as a polishing barrier in the CMP process after the formation of the storage electrode, which deteriorates the characteristics of the capacitor due to loss or damage of the storage electrode .

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 저장전극 형성 후 캐핑절연막을 형성함으로써 후속공정으로 실시되는 CMP공정 시 상기 저장전극의 손실 및 손상을 방지하여 소자의 동작특성 및 신뢰성을 향상시키는 반도체소자의 캐패시터 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a capping insulator after forming a storage electrode, thereby preventing loss or damage of the storage electrode during a subsequent CMP process, And a method of forming a capacitor of a semiconductor device.

이상의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 반도체소자의 캐패시터 형성방법은, According to an aspect of the present invention, there is provided a method of forming a capacitor of a semiconductor device,

반도체기판 상부에 저장전극 콘택플러그가 구비되는 제1층간절연막을 형성하는 공정과,Forming a first interlayer insulating film having a storage electrode contact plug on a semiconductor substrate;

전체표면 상부에 저장전극용 도전층을 형성하는 공정과,Forming a conductive layer for a storage electrode over the entire surface,

저장전극 마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 저장전극용 도전층을 식각하여 저장전극을 형성하는 공정과,Forming a storage electrode by etching the conductive layer for the storage electrode by a photolithography process using a storage electrode mask;

전체표면 상부에 캐핑절연막을 소정 두께 형성하는 공정과,Forming a capping insulating film on the entire surface with a predetermined thickness,

상기 캐핑절연막 상부에 제2층간절연막을 형성하는 공정과,Forming a second interlayer insulating film on the capping insulating film,

상기 제2층간절연막을 화학적 기계적 연마공정으로 제거하되, 상기 캐핑절연막을 연마장벽으로 사용하여 실시하는 공정과,Removing the second interlayer insulating film by a chemical mechanical polishing process using the capping insulating film as a polishing barrier;

상기 캐핑절연막을 전면식각공정으로 제거하여 상기 저장전극을 노출시키는 공정과,Removing the capping insulating film by a front etching process to expose the storage electrode,

전체표면 상부에 강유전체막을 형성하는 공정과,A step of forming a ferroelectric film on the entire surface,

상기 강유전체막 상부에 플레이트전극용 도전층을 형성하는 공정과,Forming a conductive layer for a plate electrode on the ferroelectric film;

플레이트전극 마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 플레이트전극용 도전 층을 식각하여 플레이트전극을 형성하는 공정과,A step of etching the conductive layer for the plate electrode by a photo etching process using a plate electrode mask to form a plate electrode,

상기 캐핑절연막은 SiN막을 사용하여 100 ∼ 200Å 두께로 형성된 것과,The capping insulating film may be formed to have a thickness of 100-200 Å by using an SiN film,

상기 저장전극용 도전층은 Ir막, IrOx막, Pt막, Ru막, Re막, Rh막 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 한가지로 형성되는 것과,Wherein the storage electrode conductive layer is formed of one selected from the group consisting of an Ir film, an IrOx film, a Pt film, a Ru film, a Re film, an Rh film,

상기 플레이트전극용 도전층은 Ir막, IrOx막, Pt막, Ru막, Re막, Rh막 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 한가지로 형성되는 것과,Wherein the conductive layer for a plate electrode is formed of one selected from the group consisting of an Ir film, an IrOx film, a Pt film, a Ru film, a Re film, an Rh film,

상기 화학적 기계적 연마공정은 SiO2, CeO2, ZrO2, Al2O3 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 한가지를 연마재로 포함하는 슬러리로 실시하는 것과,Wherein the chemical mechanical polishing process is carried out with a slurry containing one selected from the group consisting of SiO2, CeO2, ZrO2, Al2O3, and combinations thereof as an abrasive,

상기 강유전체막은 PZT((Pb, Zr)TiO3), SBT(SrBi2Ta2O9) 또는 BLT((Bi, La)4Ti3O12)을 사용하는 것과,(Pb, Zr) TiO 3 ), SBT (SrBi 2 Ta 2 O 9 ) or BLT ((Bi, La) 4 Ti 3 O 12 ) is used as the ferroelectric film,

상기 저장전극 마스크와 플레이트전극 마스크는 같은 레티클을 사용하는 것을 특징으로 한다. And the storage electrode mask and the plate electrode mask use the same reticle.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a 내지 도 2e 는 본 발명에 따른 반도체소자의 캐패시터 형성방법을 도시한 단면도이다.2A to 2E are cross-sectional views illustrating a method of forming a capacitor of a semiconductor device according to the present invention.

먼저, 반도체기판(51)에 소자분리절연막(53) 및 워드라인(55)을 형성한다. First, an element isolation insulating film 53 and a word line 55 are formed on a semiconductor substrate 51.

다음, 전체표면 상부에 제1층간절연막(57)을 형성한다. Next, a first interlayer insulating film 57 is formed on the entire surface.

그 다음, 비트라인 콘택마스크를 식각마스크로 상기 제1층간절연막(57)을 식각하여 비트라인 콘택홀을 형성한다. Next, the bit line contact hole is formed by etching the first interlayer insulating film 57 with the bit line contact mask as an etching mask.                     

다음, 상기 비트라인 콘택홀을 통하여 상기 반도체기판(51)의 활성영역에 접속되는 비트라인 콘택 플러그(59)를 형성한다. 이때, 상기 비트라인 콘택플러그(59)는 텅스텐으로 형성된다. Next, a bit line contact plug 59 connected to the active region of the semiconductor substrate 51 through the bit line contact hole is formed. At this time, the bit line contact plug 59 is formed of tungsten.

그 다음, 상기 비트라인 콘택플러그(59)에 접속되는 비트라인(61)을 형성한다. Then, a bit line 61 connected to the bit line contact plug 59 is formed.

다음, 전체표면 상부에 제2층간절연막(63)을 형성한다. Next, a second interlayer insulating film 63 is formed on the entire surface.

그 다음, 저장전극 콘택마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 제2층간절연막(63) 및 제1층간절연막(57)을 식각하여 저장전극 콘택홀을 형성한다. Then, the second interlayer insulating film 63 and the first interlayer insulating film 57 are etched by a photolithography process using a storage electrode contact mask to form a storage electrode contact hole.

그 다음, 전체표면 상부에 다결정실리콘층을 증착한 후 전면식각공정 또는 CMP 공정으로 제거하여 상기 저장전극 콘택홀을 매립하는 저장전극 콘택플러그(65)를 형성한다. Then, a polycrystalline silicon layer is deposited on the entire surface, and then a front etching process or a CMP process is performed to form a storage electrode contact plug 65 for filling the storage electrode contact hole.

그 다음, 전면식각공정으로 상기 저장전극 콘택플러그(65)를 소정 두께 리세스시켜 상기 저장전극 콘택홀 상부를 일부 노출시킨다. Then, the storage electrode contact plug 65 is recessed by a predetermined thickness in a front etching process to partially expose the upper portion of the storage electrode contact hole.

다음, 전체표면 상부에 접착층(67)을 소정 두께 형성한다. 이때, 상기 접착층(67)은 Ti막으로 형성한다. Next, an adhesive layer 67 is formed to a predetermined thickness on the entire surface. At this time, the adhesive layer 67 is formed of a Ti film.

그 다음, 열처리공정을 실시하여 상기 Ti막과 상기 저장전극 콘택플러그(65)를 반응시켜 TiSi2막을 형성한다. 이때, 상기 TiSi2막은 콘택 저항을 감소시키기 위해 형성되는 것이다. Then, the Ti film and the storage electrode contact plug 65 are reacted with each other by a heat treatment process to form a TiSi 2 film. At this time, the TiSi 2 film is formed to reduce the contact resistance.

다음, 습식식각공정으로 상기 열처리공정으로 반응하지 않은 Ti막을 제거한 다. Next, the Ti film which has not reacted in the heat treatment step is removed by the wet etching process.

그 다음, 전체표면 상부에 저장전극용 도전층(도시안됨)을 형성한다. 이때, 상기 저장전극용 도전층은 Ir막, IrOx막, Pt막, Ru막, Re막, Rh막 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 한가지로 형성된다. Then, a conductive layer (not shown) for the storage electrode is formed on the entire surface. At this time, the storage electrode conductive layer is formed of one selected from the group consisting of an Ir film, an IrOx film, a Pt film, a Ru film, a Re film, an Rh film, and a combination thereof.

다음, 저장전극 마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 적층구조를 식각하여 저장전극(69)을 형성한다. (도 2a 참조)Next, a storage electrode 69 is formed by etching the stacked structure by a photolithography process using a storage electrode mask. (See FIG. 2A)

그 다음, 전체표면 상부에 캐핑절연막(71)을 소정 두께 형성한다. 이때, 상기 캐핑절연막(71)은 SiN막을 사용하여 100 ∼ 200Å 두께로 형성된 것이다. (도 2b 참조)Then, a capping insulating film 71 is formed to a predetermined thickness on the entire surface. At this time, the capping insulating film 71 is formed to a thickness of 100-200 Å by using a SiN film. (See FIG. 2B)

다음, 전체표면 상부에 제3층간절연막(73)을 형성한다. 이때, 상기 제3층간절연막(73)은 TEOS, PSG, BPSG 등의 SiOx계 산화물로 형성된다.Next, a third interlayer insulating film 73 is formed on the entire surface. At this time, the third interlayer insulating film 73 is formed of an SiOx oxide such as TEOS, PSG, or BPSG.

그 후, 상기 제3층간절연막(73)을 CMP공정으로 제거한다. 이때, 상기 CMP공정은 상기 캐핑절연막(71)을 연마장벽으로 이용하여 실시된다.Thereafter, the third interlayer insulating film 73 is removed by a CMP process. At this time, the CMP process is performed using the capping insulating film 71 as a polishing barrier.

상기 CMP공정은 SiO2, CeO2, ZrO2, Al2O3 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 한가지가 연마재로 포함되는 슬러리를 이용하여 실시된다. (도 2c 참조)The CMP process is performed using a slurry containing one selected from the group consisting of SiO2, CeO2, ZrO2, Al2O3, and combinations thereof as an abrasive. (See FIG. 2C)

그 다음, 상기 캐핑절연막(71)을 전면식각공정으로 제거하여 상기 저장전극(69)을 노출시킨다. (도 2d 참조)Then, the capping insulating film 71 is removed by a front etching process to expose the storage electrode 69. (See Fig. 2d)

그 다음, 전체표면 상부에 유전체막(75)을 형성한다. 이때, 상기 유전체막(75)은 PZT((Pb, Zr)TiO3), SBT(SrBi2Ta2O9) 또는 BLT((Bi, La)4Ti3O12) 등의 강유전체로 형성된다.Then, a dielectric film 75 is formed on the entire surface. At this time, the dielectric film 75 is formed of a ferroelectric material such as PZT ((Pb, Zr) TiO 3 ), SBT (SrBi 2 Ta 2 O 9 ), or BLT ((Bi, La) 4 Ti 3 O 12 ).

다음, 전체표면 상부에 플레이트전극용 도전층(도시안됨)을 형성한다. 이때, 상기 플레이트전극용 도전층은 Ir막, IrOx막, Pt막, Ru막, Re막, Rh막 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 한가지로 형성된다. Next, a conductive layer (not shown) for the plate electrode is formed on the entire surface. At this time, the conductive layer for the plate electrode is formed of one selected from the group consisting of an Ir film, an IrOx film, a Pt film, a Ru film, a Re film, an Rh film, and a combination thereof.

그 다음, 플레이트전극 마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 플레이트전극용 도전층을 식각하여 플레이트전극(77)을 형성한다. 이때, 상기 플레이트전극 마스크는 상기 저장전극 마스크와 같은 레티클을 사용할 수도 있다.Then, the plate electrode 77 is formed by etching the conductive layer for the plate electrode by a photo etching process using a plate electrode mask. At this time, the plate electrode mask may use the same reticle as the storage electrode mask.

다음, 전체표면 상부에 제4층간절연막(79)을 형성한다. Next, a fourth interlayer insulating film 79 is formed on the entire surface.

그 다음, 금속배선 콘택마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 제4층간절연막(79)을 식각하여 상기 플레이트전극(77)을 노출시키는 금속배선 콘택홀을 형성한다. Next, the fourth interlayer insulating film 79 is etched by a photolithography process using a metal wiring contact mask to form a metal wiring contact hole exposing the plate electrode 77.

다음, 상기 플레이트전극(77)에 접속되는 금속배선(83)을 형성한다. 이때, 상기 금속배선(83)과 플레이트전극(77) 간에 확산방지막(81)이 형성된다. 상기 확산방지막(81)은 TiN막으로 형성된 것이다.(도 2e 참조)Next, a metal wiring 83 connected to the plate electrode 77 is formed. At this time, a diffusion preventing film 81 is formed between the metal wiring 83 and the plate electrode 77. The diffusion preventing film 81 is formed of a TiN film (see FIG.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체소자의 캐패시터 형성방법은, 강유전체를 사용하는 캐패시터 형성공정 시 저장전극 형성 후 캐핑절연막을 증착하여 후속공정으로 실시되는 CMP공정에서 상기 저장전극이 손실되는 것을 방지함으로써 공정의 안정성을 확보하여 캐패시터의 전기적 특성이 열화되는 것을 방지하고 그에 따른 소자의 동작특성 및 신뢰성을 향상시키는 이점이 있다. As described above, the method of forming a capacitor of a semiconductor device according to the present invention includes depositing a capping insulating film after forming a storage electrode in a capacitor forming process using a ferroelectric material, thereby preventing the storage electrode from being lost in a subsequent CMP process Thereby securing the stability of the process, thereby preventing deterioration of the electrical characteristics of the capacitor and improving the operation characteristics and reliability of the device.

Claims (7)

반도체기판 상부에 저장전극 콘택플러그가 구비되는 제1층간절연막을 형성하는 공정과,Forming a first interlayer insulating film having a storage electrode contact plug on a semiconductor substrate; 전체표면 상부에 저장전극용 도전층을 형성하는 공정과,Forming a conductive layer for a storage electrode over the entire surface, 저장전극 마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 저장전극용 도전층을 식각하여 저장전극을 형성하는 공정과,Forming a storage electrode by etching the conductive layer for the storage electrode by a photolithography process using a storage electrode mask; 전체표면 상부에 캐핑절연막을 형성하는 공정과,Forming a capping insulating film on the entire surface, 상기 캐핑절연막 상부에 제2층간절연막을 형성하는 공정과,Forming a second interlayer insulating film on the capping insulating film, 상기 제2층간절연막을 화학적 기계적 연마공정으로 제거하되, 상기 캐핑절연막을 연마장벽으로 사용하여 실시하는 공정과,Removing the second interlayer insulating film by a chemical mechanical polishing process using the capping insulating film as a polishing barrier; 상기 캐핑절연막을 전면식각공정으로 제거하여 상기 저장전극을 노출시키는 공정과,Removing the capping insulating film by a front etching process to expose the storage electrode, 전체표면 상부에 강유전체막을 형성하는 공정과,A step of forming a ferroelectric film on the entire surface, 상기 강유전체막 상부에 플레이트전극용 도전층을 형성하는 공정과,Forming a conductive layer for a plate electrode on the ferroelectric film; 플레이트전극 마스크를 이용한 사진식각공정으로 상기 플레이트전극용 도전층을 식각하여 플레이트전극을 형성하는 공정을 포함하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법. And etching the conductive layer for the plate electrode by a photolithography process using a plate electrode mask to form a plate electrode. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 캐핑절연막은 SiN막을 사용하여 100 ∼ 200Å 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법. Wherein the capping insulating layer is formed to a thickness of 100 to 200 占 using a SiN film. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 저장전극용 도전층은 Ir막, IrOx막, Pt막, Ru막, Re막, Rh막 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 한가지로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법. Wherein the storage electrode conductive layer is formed of one selected from the group consisting of an Ir film, an IrOx film, a Pt film, a Ru film, a Re film, an Rh film, and a combination thereof. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 플레이트전극용 도전층은 Ir막, IrOx막, Pt막, Ru막, Re막, Rh막 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 한가지로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법. Wherein the conductive layer for a plate electrode is formed of one selected from the group consisting of an Ir film, an IrOx film, a Pt film, a Ru film, a Re film, an Rh film, and a combination thereof. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 화학적 기계적 연마공정은 SiO2, CeO2, ZrO2, Al2O3 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 한가지를 연마재로 포함하는 슬러리로 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법. Wherein the chemical mechanical polishing step is performed with a slurry containing one selected from the group consisting of SiO2, CeO2, ZrO2, Al2O3, and combinations thereof as an abrasive. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 강유전체막은 PZT((Pb, Zr)TiO3), SBT(SrBi2Ta2O9) 또는 BLT((Bi, La)4Ti3O12)을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법. Wherein said ferroelectric film is made of PZT ((Pb, Zr) TiO 3 ), SBT (SrBi 2 Ta 2 O 9 ) or BLT ((Bi, La) 4 Ti 3 O 12 ) . 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 저장전극 마스크와 플레이트전극 마스크는 같은 레티클을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 캐패시터 형성방법.Wherein the storage electrode mask and the plate electrode mask use the same reticle.
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