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KR100532202B1 - Method for forming a capacitor - Google Patents

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Publication number
KR100532202B1
KR100532202B1 KR1020040049070A KR20040049070A KR100532202B1 KR 100532202 B1 KR100532202 B1 KR 100532202B1 KR 1020040049070 A KR1020040049070 A KR 1020040049070A KR 20040049070 A KR20040049070 A KR 20040049070A KR 100532202 B1 KR100532202 B1 KR 100532202B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
mold
layer
etching
support
Prior art date
Application number
KR1020040049070A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김경석
임기빈
이광욱
신원식
김봉현
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
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Publication of KR100532202B1 publication Critical patent/KR100532202B1/en

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40Capacitors
    • H01L28/60Electrodes
    • H01L28/82Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation
    • H01L28/90Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation having vertical extensions
    • H01L28/91Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation having vertical extensions made by depositing layers, e.g. by depositing alternating conductive and insulating layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
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Abstract

실린더 형상의 커패시터 제조 방법에서, 우선, 기판 상에 제1 몰드막, 상기 제1 몰드막에 비해 습식 세정액에 의한 식각 내성이 우수한 제2 몰드막, 지지막 및 제3 몰드막을 형성한다. 상기 막들을 순차적으로 식각하여 개구부를 형성한다. 상기 개구부의 내부면에 실린더형의 스토리지 전극을 형성한다. 상기 제3 몰드막 및 지지막을 부분적으로 제거하여 지지막 패턴을 형성한다. 상기 제2 몰드막과 지지막 패턴간의 식각 선택비가 70:1 보다 높은 제1 식각액을 사용하여 상기 제2 몰드막 을 1차 식각한다. 상기 제1 몰드막과 지지막 패턴간의 식각 선택비가, 상기 제1 식각액에 의해 식각되는 상기 제2 몰드막과 지지막 패턴간의 식각 선택비보다 더 높은 조건을 만족하는 제2 식각액을 사용하여 잔류된 몰드막들을 2차 식각한다. 상기 스토리지 전극 상에 유전막 및 플레이트 전극을 형성한다. 상기 방법에 의하면, 지지막 패턴의 소모가 감소되어 커패시터의 스토리지 노드 전극의 안정성을 향상시킬 수 있다. In the cylindrical capacitor manufacturing method, first, a first mold film, a second mold film, a support film, and a third mold film, which are superior in etching resistance by the wet cleaning liquid, are formed on the substrate. The films are sequentially etched to form openings. A cylindrical storage electrode is formed on an inner surface of the opening. The third mold film and the support film are partially removed to form a support film pattern. The second mold layer is first etched using a first etchant having an etching selectivity ratio between the second mold layer and the support layer pattern higher than 70: 1. The etching selectivity between the first mold layer and the support layer pattern is maintained using a second etching solution that satisfies a condition higher than the etching selectivity between the second mold layer and the support layer pattern etched by the first etching solution. The mold layers are secondarily etched. A dielectric film and a plate electrode are formed on the storage electrode. According to the method, the consumption of the support layer pattern can be reduced to improve the stability of the storage node electrode of the capacitor.

Description

커패시터 제조 방법{Method for forming a capacitor} Method for forming a capacitor

본 발명은 반도체 장치의 커패시터 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실린더 형상의 커패시터 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing a capacitor of a cylindrical shape.

일반적으로 DRAM 장치와 같은 메모리용 반도체 장치들은 데이터나 프로그램의 명령과 같은 정보를 기억하는 장치로서 그로부터 기억된 정보를 읽어내기도 하고 장치에 다른 정보를 기억시킬 수 있다. 하나의 메모리 장치는 대개 1개의 트랜지스터와 1개의 커패시터로 구성된다. 통상적으로 DRAM 소자 등에 포함되는 커패시터는 스토리지 전극, 유전막 및 플레이트 전극 등으로 구성된다. 이와 같은 커패시터를 포함하는 메모리 장치의 용량을 향상시키기 위해서는 커패시터의 정전 용량을 증가시키는 것이 매우 중요하다. Generally, semiconductor devices for memory, such as DRAM devices, store information such as data or program instructions, and may read information stored therein and store other information in the device. One memory device usually consists of one transistor and one capacitor. Typically, a capacitor included in a DRAM device or the like is composed of a storage electrode, a dielectric film, a plate electrode, and the like. In order to improve the capacity of a memory device including such a capacitor, it is very important to increase the capacitance of the capacitor.

현재, DRAM 장치의 집적도가 기가급 이상으로 증가함에 따라 단위 셀 당 허용 면적의 감소가 지속되면서 커패시터의 커패시턴스를 확보하기 위하여, 초기에는 커패시터의 형상을 평탄한 구조로 제작하다가, 점차로 박스 형상 또는 실린더 형상으로 형성하고 있다. Currently, in order to secure the capacitance of the capacitor while decreasing the allowable area per unit cell as the degree of integration of the DRAM device increases above the giga level, the capacitor is initially manufactured in a flat structure, and gradually becomes a box or cylinder shape. Formed.

상기 실린더형 커패시터에 대한 예들은 미합중국 특허 6,228,736호(issued to Lee et al), 미합중국 특허 6,080,620호(issued to Jeng) 등에 개시되어 있다. 그러나, 상기 실린더형의 커패시터의 높이를 단순하게 증가시킬 경우, 상기 커패시터를 제조하는 도중에 상기 커패시터의 스토리지 전극이 기울어지거나 쓰러지는 상황이 발생한다. 특히, 실린더형의 경우에는 상기 상황이 더욱 빈번하게 발생한다. 이는, 상기 실린더형의 커패시터가 높이에 다소 취약한 구조를 갖기 때문이다.Examples of such cylindrical capacitors are disclosed in US Pat. No. 6,228,736 (issued to Lee et al), US Pat. No. 6,080,620 (issued to Jeng), and the like. However, when the height of the cylindrical capacitor is simply increased, the storage electrode of the capacitor is inclined or falls down during the manufacture of the capacitor. In particular, in the case of a cylindrical type, the situation occurs more frequently. This is because the cylindrical capacitor is somewhat weak in height.

이에 따라, 최근에는 상기 실린더형 커패시터에서의 스토리지 전극의 상부가 지나치게 넓어지지 않도록 구조를 보강한 형태로 제조되고 있다. Accordingly, in recent years, the upper portion of the storage electrode of the cylindrical capacitor has been manufactured in a form in which the structure is reinforced.

상기 하부 구조를 보강한 형태의 실린더형 커패시터에 대한 예는 일본국 공개특허 평13-57413호에 개시되어 있다.An example of a cylindrical capacitor of the type which reinforces the substructure is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 13-57413.

도 1은 종래의 실린더형 커패시터의 스토리지 전극의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a storage electrode of a conventional cylindrical capacitor.

도 1을 참조하면, 기판(15) 상에 형성되어 있는 실린더형 커패시터의 스토리지 전극(10)으로서, 상기 스토리지 전극(10)은 절연막 패턴(17)에 의해 형성되는 콘택 플러그(11) 및 상기 콘택 플러그(11)와 연결되는 노드(13)를 갖는다. 그리고, 상기 콘택 플러그(11)의 아래에는, 도시되지 않았지만, 상기 콘택 플러그(11)와 연결되는 패드가 있다.Referring to FIG. 1, as a storage electrode 10 of a cylindrical capacitor formed on a substrate 15, the storage electrode 10 is a contact plug 11 formed by an insulating film pattern 17 and the contact. It has a node 13 connected with a plug 11. In addition, although not shown, there is a pad connected to the contact plug 11 under the contact plug 11.

여기서, 상기 스토리지 전극(10)의 노드(13)는 선폭에 근거하여 상부 노드(13a)와 하부 노드(13b)로 구분한다. 이때, 상기 스토리지 전극(10)의 노드(10)는 상기 하부 노드(13b)의 선폭(CD2)이 상기 상부 노드(13a)의 선폭(CD1)보다 큰 구조를 갖는다.Here, the node 13 of the storage electrode 10 is divided into an upper node 13a and a lower node 13b based on the line width. In this case, the node 10 of the storage electrode 10 has a structure in which the line width CD2 of the lower node 13b is larger than the line width CD1 of the upper node 13a.

이와 같이, 상기 하부 노드(13b)의 선폭(CD2)을 상기 상부 노드(13a)의 선폭(CD1)보다 다소 크게 형성함으로서 상기 실린더형의 커패시터의 높이에 따른 취약한 구조를 일부 극복할 수 있다.As such, by forming the line width CD2 of the lower node 13b to be somewhat larger than the line width CD1 of the upper node 13a, a weak structure according to the height of the cylindrical capacitor may be partially overcome.

상기와 같은 2-비트 단락을 방지하기 위한 또 다른 방법의 일 예로서, 상기 커패시터들 사이를 상호 지지함으로써 상기 커패시터들의 구조적 안정성을 향상시키는 메쉬(mesh) 형상의 지지막 패턴을 형성하는 방법이 개발되고 있다. As an example of another method for preventing the 2-bit short circuit, a method of forming a mesh-like support layer pattern for improving structural stability of the capacitors by mutually supporting the capacitors has been developed. It is becoming.

상기 방법을 간단하게 설명하면, 우선, 커패시터의 스토리지 전극을 형성하기 위한 몰드막 구조물은 제1 몰드막, 제2 몰드막, 지지막 및 제3 몰드막으로 이루어진다. 상기 제2 몰드막은 상기 제1 몰드막에 비해 습식 세정액에 의한 식각 내성이 우수한 막으로 이루어진다. 상기 제2 몰드막을 형성함으로서, 후속 공정에서 형성되는 개구부의 입구 부위가 지나치게 넓어지는 것을 방지할 수 있다. Briefly describing the method, first, the mold film structure for forming the storage electrode of the capacitor is composed of a first mold film, a second mold film, a support film and a third mold film. The second mold layer is formed of a film having better etching resistance by the wet cleaning liquid than the first mold layer. By forming the second mold film, it is possible to prevent the inlet portion of the opening formed in the subsequent step from being too wide.

상기 몰드막 구조물에 커패시터 형성을 위한 개구부를 형성한 후, 상기 개구부의 내부 표면에 스토리지 전극을 형성한다. 상기 제3 몰드막을 제거하고 상기 지지막을 부분적으로 식각하여 지지막 패턴을 형성한다. 이 후, 리프트 오프(Lift off) 공정을 통해 상기 몰드막 구조물을 완전히 제거한다. After forming an opening for forming a capacitor in the mold layer structure, a storage electrode is formed on an inner surface of the opening. The third mold layer is removed and the support layer is partially etched to form a support layer pattern. Thereafter, the mold layer structure is completely removed through a lift off process.

상기 몰드막 구조물을 제거할 시에, 상기 지지막 패턴은 거의 식각되지 않는 조건으로 식각 공정을 수행하여야 한다. 상기 몰드막 구조물을 제거할 시에 상기 지지막 패턴도 함께 제거되는 경우, 상기 지지막 패턴이 지나치게 얇아지거나 없어지게 되어 상기 스토리지 전극을 지지하는 역할을 수행하지 못하게 된다. When removing the mold layer structure, the support layer pattern should be etched under the condition that the support layer pattern is hardly etched. When the support layer pattern is also removed when the mold layer structure is removed, the support layer pattern becomes too thin or disappears and thus cannot support the storage electrode.

그런데, 통상적으로 상기 제1 몰드막과 제2 몰드막은 동일한 식각액을 사용하는 경우 식각율이 다소 차이가 있다. 또한, 상기 제1 몰드막과 제2 몰드막 각각은 통상적으로 실리콘 질화물로 이루어지는 상기 지지막 패턴과도 식각 선택비에서 차이가 있다. However, typically, the etching rate of the first mold layer and the second mold layer is slightly different when the same etching solution is used. In addition, each of the first mold layer and the second mold layer has a difference in etching selectivity from the support layer pattern which is typically made of silicon nitride.

그러므로, 상기 제1 몰드막과 제2 몰드막의 두께 조합이 제약을 받게된다. 예를들어, 상기 리프트 오프 공정 시에 상기 제1 몰드막과 지지막 패턴과의 식각 선택비가 상기 제2 몰드막과 지지막 패턴과의 식각 선택비에 비해 상대적으로 낮은 제1 식각액을 사용하는 경우, 상기 제1 몰드막을 제거하면서 상기 지지막 패턴도 상당 부분 제거되어 상기 지지막의 메쉬 연결 부위의 선폭이 지나치게 얇아진다. 때문에, 상기 제1 식각액을 사용하기 위해서는 상기 제1 몰드막이 되도록 얇게 형성되어야만 한다. Therefore, the combination of thicknesses of the first mold film and the second mold film is restricted. For example, when the etching selectivity between the first mold layer and the support layer pattern is lower than the etching selectivity between the second mold layer and the support layer pattern during the lift-off process, the first etchant is used. While the first mold film is removed, a substantial portion of the support film pattern is also removed, so that the line width of the mesh connection portion of the support film becomes too thin. Therefore, in order to use the first etchant, the first mold layer must be formed as thin as possible.

반면에, 상기 리프트 오프 공정 시에 상기 제1 몰드막과 지지막 패턴과의 식각 선택비가 상기 제2 몰드막과 지지막 패턴과의 식각 선택비에 비해 상대적으로 높은 제2 식각액을 사용하는 경우, 상기 제1 몰드막을 제거하면서 상기 지지막도 상당 부분 제거되어 상기 지지막 패턴의 메쉬 연결 부위의 선폭이 지나치게 얇아진다. 때문에, 상기 제2 식각액을 사용하기 위해서는 상기 제1 몰드막이 되도록 두껍게 형성되어야만 한다.On the other hand, when the etching selectivity between the first mold layer and the support layer pattern is higher than the etching selectivity between the second mold layer and the support layer pattern during the lift-off process, While the first mold film is removed, a substantial portion of the support film is also removed so that the line width of the mesh connection portion of the support film pattern becomes too thin. Therefore, in order to use the second etchant, the first mold layer must be formed thicker.

상기와 같이, 상기 제1 몰드막 및 제2 몰드막의 두께 조합이 제약을 받게됨에 따라 실린더형의 커패시터 스토리지 전극을 원하는 높이로 증가시킬 수 없는 등의 문제가 발생한다. As described above, as the combination of thicknesses of the first mold layer and the second mold layer is restricted, a problem such as the inability to increase the cylindrical capacitor storage electrode to a desired height occurs.

따라서, 본 발명의 목적은 메쉬형의 지지막 패턴을 갖고 높이에 제약을 받지 않는 실린더형의 커패시터 제조 방법을 제공하는데 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a cylindrical capacitor manufacturing method having a mesh-like support film pattern and not being limited by the height.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따르면, 우선, 기판 상에 제1 몰드막, 상기 제1 몰드막에 비해 습식 세정액에 의한 식각 내성이 우수한 제2 몰드막, 지지막 및 제3 몰드막을 형성한다. 상기 제3 몰드막, 지지막, 제2 몰드막 및 제1 몰드막을 순차적으로 식각하여 개구부를 형성한다. 상기 개구부의 내부면에 도전층을 형성하여 실린더형의 스토리지 전극을 형성한다. 상기 제3 몰드막 및 지지막을 부분적으로 제거하여 상기 스토리지 전극을 감싸면서 이웃하는 스토리지 전극과 서로 연결되는 지지막 패턴을 형성한다. 상기 제2 몰드막과 지지막 패턴간의 식각 선택비가 70:1 보다 높은 제1 식각액을 사용하여 상기 제2 몰드막을 1차 식각한다. 상기 제1 몰드막과 지지막 패턴간의 식각 선택비가, 상기 제1 식각액에 의해 식각되는 상기 제2 몰드막과 지지막 패턴간의 식각 선택비보다 더 높은 조건을 만족하는 제2 식각액을 사용하여 잔류된 몰드막들을 2차 식각한다. 상기 스토리지 전극 상에 유전막을 형성한다. 이어서, 상기 유전막 상에 플레이트 전극을 형성하여 커패시터를 완성한다. In order to achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, first, the first mold film, the second mold film, the support film and the first excellent in the etching resistance by the wet cleaning liquid compared to the first mold film 3 A mold film is formed. The third mold film, the support film, the second mold film, and the first mold film are sequentially etched to form openings. A conductive layer is formed on the inner surface of the opening to form a cylindrical storage electrode. The third mold layer and the support layer are partially removed to form a support layer pattern that surrounds the storage electrode and is connected to neighboring storage electrodes. The second mold layer is first etched using a first etchant having an etching selectivity ratio between the second mold layer and the support layer pattern higher than 70: 1. The etching selectivity between the first mold layer and the support layer pattern is maintained using a second etching solution that satisfies a condition higher than the etching selectivity between the second mold layer and the support layer pattern etched by the first etching solution. The mold layers are secondarily etched. A dielectric film is formed on the storage electrode. Subsequently, a plate electrode is formed on the dielectric layer to complete the capacitor.

상기와 같이, 제1 몰드막 및 제2 몰드막의 식각 특성을 고려하여 2회의 식각 공정에 의해 리프트 오프 공정을 수행함으로서, 상기 제1 몰드막 및 제2 몰드막의 두께 제약을 피할 수 있다. 때문에, 실린더형의 커패시터 스토리지 전극을 원하는 높이로 형성할 수 있다. As described above, by performing the lift-off process by two etching processes in consideration of the etching characteristics of the first mold film and the second mold film, thickness constraints of the first mold film and the second mold film may be avoided. Therefore, the cylindrical capacitor storage electrode can be formed at a desired height.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 내지 도 6, 도 8 내지 도 13 및 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 디램 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 여기서, 도 2 내지 도 6, 도 8 및 도 10은 도 7에서의 I_I'방향 절단한 단면도들이고, 도 9, 도 11 내지 도 13 및 도 14는 도 7에서의 II_II'방향 절단한 단면도들이다. 2 to 6, 8 to 13 and 15 are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a DRAM device according to an embodiment of the present invention. 2 to 6, 8 and 10 are cross-sectional views taken along the line I_I 'in FIG. 7, and FIGS. 9, 11 to 13 and 14 are cross-sectional views taken along the line II_II' in FIG. 7.

도 7 및 도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 디램 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다. 7 and 14 are plan views illustrating a method of manufacturing a DRAM device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 셸로우 트렌치 소자 분리(STI) 공정이나 실리콘 부분 산화법(LOCOS) 등과 같은 소자 분리 공정을 이용하여 반도체 기판(100) 상에 소자 분리막(103)을 형성함으로써, 반도체 기판(100)을 액티브 영역 및 필드 영역으로 구분한다. Referring to FIG. 2, the device isolation layer 103 is formed on the semiconductor substrate 100 by using a device isolation process such as a shallow trench device isolation (STI) process or a silicon partial oxidation method (LOCOS). ) Is divided into an active region and a field region.

이어서, 소자 분리막(103)이 형성된 반도체 기판(100) 상에 열 산화법이나 화학 기상 증착(CVD) 공정을 수행하여 얇은 두께의 게이트 산화막(106)을 형성한다. 상기 게이트 산화막(106) 상에 게이트 도전막 패턴(109)들 및 제1 하드 마스크 패턴(112)들을 형성한다. 이하에서는, 상기 게이트 산화막(106), 게이트 도전막 패턴(109) 및 제1 하드 마스크 패턴(112)의 적층 구조를 게이트 구조물(115)이라 하면서 설명한다. 상기 게이트 구조물(115)은 라인형으로 이루어진다. Subsequently, a thermal oxidation method or a chemical vapor deposition (CVD) process is performed on the semiconductor substrate 100 on which the device isolation film 103 is formed to form a gate oxide film 106 having a thin thickness. Gate conductive layer patterns 109 and first hard mask patterns 112 are formed on the gate oxide layer 106. Hereinafter, the stacked structure of the gate oxide film 106, the gate conductive film pattern 109, and the first hard mask pattern 112 will be described as a gate structure 115. The gate structure 115 is formed in a line shape.

상기 게이트 구조물들(115)이 형성된 반도체 기판(100) 상에 실리콘 질화물을 형성한 후, 상기 실리콘 질화물을 이방성 식각하여 각 게이트 구조물들(115)의 측벽에 게이트 스페이서인 게이트 스페이서(118)를 형성한다.After silicon nitride is formed on the semiconductor substrate 100 on which the gate structures 115 are formed, the silicon nitride is anisotropically etched to form gate spacers 118 as gate spacers on sidewalls of the gate structures 115. do.

상기 게이트 구조물들(115)을 이온 주입 마스크로 이용하여 게이트 구조물들(115)사이에 노출되는 반도체 기판(100)에 불순물을 주입하고 열처리하여, 반도체 기판(100)에 소오스/드레인 영역(124, 121)을 형성한다. Using the gate structures 115 as an ion implantation mask, impurities are implanted and heat-treated in the semiconductor substrate 100 exposed between the gate structures 115, so that the source / drain regions 124 are formed on the semiconductor substrate 100. 121).

상기 공정들을 수행함으로서, 반도체 기판(100)에 트랜지스터들이 완성된다. 상기 라인형의 게이트 전극은 워드 라인으로도 공통으로 사용된다. 상기 소오스/드레인 영역(124, 121)은 트랜지스터의 동작 모드에 의해 정의된다. 그러나, 이하에서는 편의상 비트 라인과 전기적으로 연결되는 부분을 소오스 영역(124)이라 하고, 커패시터와 전기적으로 연결되는 부분을 드레인 영역(121)이라 하여 설명한다. By performing the above processes, transistors are completed in the semiconductor substrate 100. The line type gate electrode is commonly used as a word line. The source / drain regions 124 and 121 are defined by the operating mode of the transistor. However, hereinafter, a portion electrically connected to the bit line will be referred to as a source region 124 and a portion electrically connected to the capacitor will be described as a drain region 121 for convenience.

상기 트랜지스터들이 형성된 반도체 기판(100)의 전면에 실리콘 산화물로 이루어진 제1 층간 절연막(130)을 형성한다. 상기 제1 층간 절연막(130)을 부분적으로 식각하여, 상기 소오스 및 드레인 영역을 노출시키는 제1 콘택홀(도시안됨)들을 형성한다. 이어서, 상기 제1 콘택홀들 내에 도전성 물질을 매립하여 패드 콘택(133)들을 형성한다. A first interlayer insulating layer 130 made of silicon oxide is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 100 on which the transistors are formed. The first interlayer insulating layer 130 is partially etched to form first contact holes (not shown) that expose the source and drain regions. Subsequently, a conductive material is filled in the first contact holes to form pad contacts 133.

상기 제1 층간 절연막(130) 상에 제2 층간 절연막(139)을 형성한다. 상기 제2 층간 절연막(139)을 식각하여 상기 소오스 영역(124)과 접촉하는 패드 콘택(133)과 전기적으로 연결되는 제2 콘택홀(도시안됨)을 형성한다. 상기 제2 콘택홀 내부 및 상기 제2 층간 절연막(139) 상부면에 도전물질을 증착시킨 후 패터닝하여 비트 라인(도시안됨) 및 비트 라인 콘택(도시안됨)을 형성한다. A second interlayer insulating layer 139 is formed on the first interlayer insulating layer 130. The second interlayer insulating layer 139 is etched to form a second contact hole (not shown) that is electrically connected to the pad contact 133 in contact with the source region 124. A conductive material is deposited on the inside of the second contact hole and the upper surface of the second interlayer insulating layer 139 and then patterned to form bit lines (not shown) and bit line contacts (not shown).

상기 비트 라인을 매립하면서 상기 제2 층간 절연막(139) 상에 제3 층간 절연막(154)을 형성한다. 다음에, 상기 제3 층간 절연막(154) 및 제2 층간 절연막(139)을 부분적으로 식각함으로써, 상기 드레인 영역과 접속하는 패드 콘택(133)을 노출시키는 제3 콘택홀(도시안됨)들을 형성한다. 상기 제3 콘택홀들에 도전 물질로 채워넣어 스토리지 노드 콘택(157)을 형성한다. 이어서, 도시하지는 않았지만, 상기 스토리지 노드 콘택(157) 상에 상기 스토리지 노드 전극의 형성 영역을 정의하기 위한 패드 패턴을 더 형성할 수 있다.A third interlayer insulating layer 154 is formed on the second interlayer insulating layer 139 while filling the bit line. Next, the third interlayer insulating layer 154 and the second interlayer insulating layer 139 are partially etched to form third contact holes (not shown) that expose the pad contact 133 connecting to the drain region. . The storage node contact 157 is formed by filling the third contact holes with a conductive material. Subsequently, although not shown, a pad pattern may be further formed on the storage node contact 157 to define a formation region of the storage node electrode.

다음에, 상기 스토리지 노드 콘택(157) 및 제3 층간 절연막(154) 상에 식각 저지막(163)으로서 실리콘 질화막을 형성한다. Next, a silicon nitride layer is formed as an etch stop layer 163 on the storage node contact 157 and the third interlayer insulating layer 154.

도 3을 참조하면, 상기 식각 저지막(163) 상에 제1 몰드막(170)을 형성하고, 상기 제1 몰드막(170) 상에, 상기 제1 몰드막(170)에 비해 습식 세정액에 의한 식각 내성이 우수한 제2 몰드막(172)을 형성한다. 상기 제1 몰드막(170) 및 제2 몰드막(172)은 실리콘 산화물계 절연물질로 형성한다. Referring to FIG. 3, a first mold layer 170 is formed on the etch stop layer 163, and a wet cleaning solution is formed on the first mold layer 170 in comparison with the first mold layer 170. The second mold layer 172 having excellent etching resistance is formed. The first mold layer 170 and the second mold layer 172 are formed of a silicon oxide insulating material.

예를들어, 상기 제1 몰드막(170)은 BPSG막 또는 USG막으로 이루어지고, 상기 제2 몰드막(172)은 PE-TEOS막으로 이루어질 수 있다. For example, the first mold layer 170 may be formed of a BPSG layer or a USG layer, and the second mold layer 172 may be formed of a PE-TEOS layer.

상기 제1 몰드막(170) 및 제2 몰드막(172)은 실린더형의 스토리지 전극을 성형(mold)하기 위한 막이다. 이 때, 스토리지 전극의 상부를 성형하기 위한 제2 몰드막(172)은 상기 제1 몰드막(170)에 비해 습식 세정액에 의한 식각 내성이 우수한 막으로 사용함으로서, 상기 스토리지 전극 상부가 지나치게 넓어지는 것을 방지하고 전체적으로 안정된 구조를 갖는 스토리지 전극을 형성할 수 있다. 이와 관련된 설명은 이후에 더욱 상세히 설명할 것이다. The first mold layer 170 and the second mold layer 172 are films for molding a cylindrical storage electrode. In this case, the second mold layer 172 for forming the upper portion of the storage electrode is used as a film having excellent etching resistance due to the wet cleaning liquid compared to the first mold layer 170, so that the upper portion of the storage electrode is too wide. And a storage electrode having an overall stable structure can be formed. A description thereof will be described later in more detail.

또한, 상기 제1 몰드막(170) 및 제2 몰드막(172)의 두께 합은 실린더형의 스토리지 전극의 높이를 좌우한다. 따라서, 상기 제1 몰드막(170) 및 제2 몰드막(172)의 두께 합은 커패시터에서 요구하는 커패시턴스에 따라 적절히 조절할 수 있다. 최근의 디램 장치에서는 상기 제1 몰드막(170) 및 제2 몰드막(172)의 두께 합은 약 10000 내지 20000Å 정도의 두께를 갖는다. In addition, the sum of the thicknesses of the first mold layer 170 and the second mold layer 172 determines the height of the cylindrical storage electrode. Therefore, the sum of the thicknesses of the first mold layer 170 and the second mold layer 172 may be appropriately adjusted according to the capacitance required by the capacitor. In the recent DRAM device, the sum of the thicknesses of the first mold layer 170 and the second mold layer 172 has a thickness of about 10000 to 20,000 kPa.

상기 제2 몰드막(172) 상에 실린더형의 스토리지 전극을 서로 연결시키는 지지막 패턴으로 형성되기 위한 지지막(174)을 형성한다. 상기 지지막(174)은 상기 실리콘 산화물계 물질로 이루어지는 제1 몰드막(170)과 제2 몰드막(172)과의 식각 선택비가 높은 물질인 실리콘 질화물로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 지지막은 100 내지 1000Å의 두께로 형성한다. A support layer 174 is formed on the second mold layer 172 to form a support layer pattern for connecting the cylindrical storage electrodes to each other. The support layer 174 may be formed of silicon nitride, which is a material having a high etching selectivity between the first mold layer 170 and the second mold layer 172 made of the silicon oxide-based material. The support film is formed to a thickness of 100 to 1000Å.

이어서, 상기 지지막(174) 상에 제3 몰드막(176)을 형성한다. 상기 제3 몰드막(176)은 제2 몰드막(172)으로부터 약 1,000∼6,000Å 정도의 두께로 형성될 수 있다.Subsequently, a third mold layer 176 is formed on the support layer 174. The third mold layer 176 may be formed to have a thickness of about 1,000 to 6,000 mm 3 from the second mold layer 172.

상기 제3 몰드막(176) 상에 실린더형의 스토리지 전극을 성형하기 위한 개구부 부위를 노출시키는 제2 하드 마스크 패턴(178)을 형성한다. 상기 제2 하드 마스크 패턴(178)은 상기 제1 내지 제3 몰드막(170, 172, 176)에 대해 식각 선택비가 높은 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를들어, 상기 제2 하드 마스크 패턴(178)은 폴리실리콘으로 형성할 수 있다. A second hard mask pattern 178 is formed on the third mold layer 176 to expose an opening portion for forming a cylindrical storage electrode. The second hard mask pattern 178 may be formed of a material having a high etching selectivity with respect to the first to third mold layers 170, 172, and 176. For example, the second hard mask pattern 178 may be formed of polysilicon.

도 4를 참조하면, 제2 하드 마스크 패턴(178)을 식각 마스크로 이용하여 상기 제3 몰드막(176), 지지막(174), 제2 몰드막(172) 및 제1 몰드막(170)을 순차적으로 식각함으로서, 상기 스토리지 노드 콘택의 상부면을 노출시키는 예비 개구부(도시안됨)를 형성한다. Referring to FIG. 4, the third mold layer 176, the support layer 174, the second mold layer 172, and the first mold layer 170 using the second hard mask pattern 178 as an etching mask. By sequentially etching to form a preliminary opening (not shown) that exposes the top surface of the storage node contact.

이어서, 상기 예비 개구부(도시안됨)의 표면을 세정함으로서 실린더형의 스토리지 전극을 형성하기 위한 개구부(180)를 형성한다. 상기 세정 공정은 습식 세정액을 사용하여 수행하며, 상기 습식 세정액에 의해 상기 제1 및 제2 몰드막(170, 172)이 일부 제거됨에 따라 상기 개구부(180)는 상기 예비 개구부에 비해 오픈 사이즈가 커진다. 그런데, 식각 내성이 큰 제2 몰드막(172)은 상기 제1 몰드막(170)에 비해 더 작게 제거되므로, 형성되는 개구부(180)의 입구 부위가 지나치게 증가되지 않는다. 때문에, 상기 개구부(180) 입구 부위의 개구 폭이 증가됨에 따라, 후속 공정에서 형성되는 스토리지 노드 전극들이 상부에서 서로 쇼트되는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 후속 공정에 의해 형성되는 스토리지 노드 전극의 구조가 안정된다.Subsequently, the opening 180 for forming the cylindrical storage electrode is formed by cleaning the surface of the preliminary opening (not shown). The cleaning process is performed using a wet cleaning liquid. As the first and second mold layers 170 and 172 are partially removed by the wet cleaning liquid, the opening 180 becomes larger in size than the preliminary opening. . However, since the second mold layer 172 having high etching resistance is removed smaller than the first mold layer 170, the inlet portion of the opening 180 to be formed is not excessively increased. Therefore, as the opening width of the inlet portion of the opening 180 is increased, the short circuit of the storage node electrodes formed in a subsequent process may be minimized. In addition, the structure of the storage node electrode formed by the subsequent process is stabilized.

도 5를 참조하면, 상기 개구부(180)의 측벽, 저면 및 남아있는 제2 하드 마스크 패턴(도시안됨)의 상부면에 스토리지 노드 전극용 도전층(도시안됨)을 형성한다. 상기 스토리지 노드 전극용 도전층은 불순물이 도핑된 폴리실리콘으로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 5, a conductive layer for a storage node electrode (not shown) is formed on a sidewall, a bottom surface of the opening 180, and an upper surface of the remaining second hard mask pattern (not shown). The conductive layer for the storage node electrode may be formed of polysilicon doped with impurities.

상기 개구부(180)를 충분히 매립하도록 상기 스토리지 노드 전극용 도전층 상에 희생층(184)을 형성한다. 상기 희생층(184)은 실리콘 산화물계 물질로 형성할 수 있으며, 예를들어, BPSG막 또는 USG막으로 형성할 수 있다. A sacrificial layer 184 is formed on the conductive layer for the storage node electrode to sufficiently fill the opening 180. The sacrificial layer 184 may be formed of a silicon oxide based material, for example, a BPSG film or a USG film.

이어서, 상기 제3 몰드막(176) 상부면에 형성되어 있는 스토리지 노드 전극용 도전층 및 남아있는 제2 하드 마스크 패턴이 제거되도록 평탄화 공정을 수행하여, 상기 개구부(180) 내부 표면에만 도전층을 남겨서 스토리지 전극(182)을 형성한다. Subsequently, a planarization process is performed to remove the second hard mask pattern and the conductive layer for the storage node electrode formed on the top surface of the third mold layer 176, thereby forming the conductive layer only on the inner surface of the opening 180. To form the storage electrode 182.

도 6을 참조하면, 상기 스토리지 전극(182)을 형성한 후, 습식 식각 공정을 수행하여 상기 제3 몰드막(176)을 제거한다. 상기 습식 식각 공정을 수행하면, 상기 지지막(174)의 상부면이 노출된다. 그리고, 상기 개구부 내부에 형성되어 있는 희생층(184)의 상부도 함께 제거된다. Referring to FIG. 6, after the storage electrode 182 is formed, the third mold layer 176 is removed by performing a wet etching process. When the wet etching process is performed, an upper surface of the support layer 174 is exposed. In addition, an upper portion of the sacrificial layer 184 formed inside the opening is also removed.

도 7은 스토리지 전극이 배치를 나타내는 평면도이다. 7 is a plan view showing the arrangement of the storage electrodes.

상기 스토리지 전극(182)은 사선 방향으로 규칙적으로 배열되어 있다. 또한, 하나의 스토리지 전극(182a)을 기준으로 잡고 그에 이웃하는 스토리지 전극들을 살펴보면, 상기 기준 스토리지 전극(182a)과의 거리가 상대적으로 가까운 스토리지 전극(182b)이 있는 반면, 상기 기준 스토리지 전극(182a)과의 거리가 상대적으로 먼 스토리지 전극(182c)이 있다. 이하에서는, 이웃하는 스토리지 전극간의 거리가 상대적으로 가까운 스토리지 전극을 연결하는 어느 하나의 방향을 제1 방향(I-I')이라하고, 이웃하는 스토리지 전극간의 거리가 상대적으로 먼 스토리지 전극을 연결하는 어느 하나의 방향을 제2 방향(II-II')이라하여 설명한다. The storage electrodes 182 are regularly arranged in an oblique direction. In addition, referring to one storage electrode 182a and looking at neighboring storage electrodes, while there is a storage electrode 182b relatively close to the reference storage electrode 182a, the reference storage electrode 182a There is a storage electrode 182c that is relatively far from. Hereinafter, one direction connecting the storage electrodes having relatively close distances between neighboring storage electrodes is referred to as a first direction I-I ', and the storage electrodes having relatively close distances between the neighboring storage electrodes are connected. Either direction is described as 2nd direction II-II '.

도 8 및 도 9는 동일하게 진행된 공정에서 제2 방향 및 제1 방향으로 각각 절단한 단면도들이다. 8 and 9 are cross-sectional views cut in the second direction and the first direction, respectively, in the same process.

도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 노출된 스토리지 전극(182)의 상부, 지지막(174), 및 희생층(184)의 표면상에 마스크용 산화막(도시안됨)을 형성한다. 상기 마스크용 산화막은 하지막 의존성이 강한 APCVD 공정을 이용하여 형성할 수 있다. 8 and 9, a mask oxide layer (not shown) is formed on the exposed storage electrode 182, the support layer 174, and the surface of the sacrificial layer 184. The mask oxide film may be formed using an APCVD process having a strong underlying film dependency.

상기 마스크용 산화막은 상기 제1 방향(I-I')으로 배치된 상기 스토리지 전극 (182)사이의 갭 부위(도 9참조)는 완전히 매립되면서 상기 제2 방향(II-II')으로 배치된 스토리지 전극(182)사이의 갭 부위(도 8 참조)는 상기 갭의 프로파일을 따라 부분적으로 매립되도록 형성한다. The mask oxide layer is disposed in the second direction II-II 'while the gap region (see FIG. 9) between the storage electrodes 182 disposed in the first direction I-I' is completely filled. The gap region (see FIG. 8) between the storage electrodes 182 is formed to be partially filled along the profile of the gap.

다음에, 상기 마스크용 산화막을 이방성 식각하여 상기 스토리지 전극의 상부 측벽에 스페이서 형상의 제3 마스크 패턴(186)을 형성한다. Next, the mask oxide film is anisotropically etched to form a spacer-shaped third mask pattern 186 on the upper sidewall of the storage electrode.

이 때, 상기 제1 방향으로 배치된 스토리지 전극(182) 사이의 갭에는 상기 마스크용 산화막이 완전히 매립되어 있었으므로, 상기 갭에서의 제3 마스크 패턴(186)은 스페이서 형상을 갖지 않는다. 반면에, 상기 제2 방향으로 배치된 스토리지 전극 사이의 갭 부위 및 상기 희생층(184) 상에 형성된 마스크용 산화막은 이방성으로 식각되어 스페이서 형상의 제3 마스크 패턴(186)으로 형성된다. 따라서, 상기 제2 방향으로 배치된 스토리지 전극(182) 사이의 갭 부위에는 상기 지지막(174)이 노출되어 있고, 상기 제1 방향으로 배치된 스토리지 전극(182) 사이의 갭부위에는 상기 제3 마스크 패턴이 형성되어 있어 상기 지지막(174)이 외부에 노출되지 않는다. At this time, since the mask oxide film is completely filled in the gap between the storage electrodes 182 arranged in the first direction, the third mask pattern 186 in the gap does not have a spacer shape. On the other hand, the gap between the storage electrodes arranged in the second direction and the mask oxide film formed on the sacrificial layer 184 are etched anisotropically to form a spacer-shaped third mask pattern 186. Accordingly, the support layer 174 is exposed at the gap between the storage electrodes 182 disposed in the second direction, and the third portion is disposed at the gap between the storage electrodes 182 arranged in the first direction. Since the mask pattern is formed, the support layer 174 is not exposed to the outside.

도 10 및 도 11은 동일하게 진행된 공정에서 제1 방향 및 제2 방향으로 각각 절단한 단면도들이다. 10 and 11 are cross-sectional views cut in the first direction and the second direction, respectively, in the same process.

도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 노출된 지지막(174)을 선택적으로 제거하여 제1 방향으로 배치된 스토리지 전극(182)들을 서로 연결하는 지지막 패턴(174a)을 형성한다. 상기 지지막 패턴(174a)은 상기 스토리지 전극(182)을 둘러싸면서 상기 제1 방향으로 배치된 스토리지 전극(182)을 서로 연결하는 매쉬 형상을 갖는다. 10 and 11, the exposed support layer 174 may be selectively removed to form a support layer pattern 174a that connects the storage electrodes 182 disposed in the first direction to each other. The support layer pattern 174a has a mesh shape that surrounds the storage electrode 182 and connects the storage electrodes 182 disposed in the first direction to each other.

상기 지지막 패턴(174a)을 형성함에 따라, 스토리지 전극(182)들이 서로 지지하게 됨으로서 구조적으로 안정되어 상기 스토리지 전극(182)의 쓰러짐이나 기울어짐을 최소화할 수 있다. As the support layer pattern 174a is formed, the storage electrodes 182 are supported by each other to be structurally stable, thereby minimizing the fall or inclination of the storage electrode 182.

도 12를 참조하면, 상기 제2 몰드막(172) 및 희생층(184)을 1차 식각한다. 상기 1차 식각 공정을 수행할 시에, 상기 제2 몰드막(172)과 지지막 패턴(174a)간의 식각 선택비가 70:1 보다 높은 제1 식각액을 사용한다. Referring to FIG. 12, the second mold layer 172 and the sacrificial layer 184 are first etched. When performing the first etching process, a first etching solution having an etching selectivity between the second mold layer 172 and the support layer pattern 174a is higher than 70: 1.

예를들어, 상기 제2 몰드막(172)이 PE-TEOS막으로 형성하는 경우에는 HF, NHF4 및 물이 혼합된 혼합 용액을 제1 식각액으로 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 식각액은 상기 NHF4가 17 부피 퍼센트(%)이상으로 조성되는 것이 바람직하다. 사용할 수 있는 제1 식각액의 예로서는 NHF4, HF 및 물이 18 : 4.5 : 77.5의 부피비를 갖는 고선택 실리콘 질화막 식각액(HSSE, high selective silicon nitride etchant), NHF4, HF 및 물이 17 : 0.7 : 82.3의 부피비를 갖는 LAL200 용액, NHF4, HF 및 물이 25 : 2.5 : 77.5의 부피비를 갖는 LAL500 용액 등을 들 수 있다.For example, when the second mold layer 172 is formed of a PE-TEOS layer, a mixed solution of HF, NHF 4 and water may be used as the first etching solution. Specifically, the first etching solution is preferably composed of the NHF 4 17% by volume (%) or more. Examples of the first etchant that can be used include NHF 4 , HF and water with high selective silicon nitride etchant (HSSE) having a volume ratio of 18: 4.5: 77.5, and NHF 4 , HF and water with 17: 0.7: And LAL200 solution having a volume ratio of 82.3, NHF 4 , HF and water having a volume ratio of 25: 2.5: 77.5.

상기 HSSE을 사용하여 식각 공정을 수행하였을 경우 막들의 식각율을 살펴보면, PE-TEOS막의 식각율은 약 3396Å/min이고, BPSG막의 식각율은 약 2158Å/min이고, SiN막의 식각율은 약 40Å/min이다. When the etching process is performed using the HSSE, the etching rate of the PE-TEOS film is about 3396Å / min, the BPSG film is about 2158Å / min, and the SiN film is about 40Å / min. min.

상기 1차 식각 공정에서는 상기 제2 몰드막(172)만을 완전히 제거하는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 1차 식각 공정에서 상기 제1 몰드막(170)이 일부 제거되거나 또는 상기 제2 몰드막(172)이 일부 남아있더라도 동일한 효과를 나타낼 수 있다. In the first etching process, only the second mold layer 172 may be completely removed. However, even if some of the first mold layer 170 is removed or some of the second mold layer 172 remains in the first etching process, the same effect may be obtained.

도 13을 참조하면, 상기 제1 몰드막(170)과 지지막 패턴(174a)간의 식각 선택비가, 상기 제1 식각액에 의해 식각되는 상기 제2 몰드막(172)과 지지막 패턴(174a)간의 식각 선택비보다 더 높은 조건을 만족하는 제2 식각액을 사용하여, 잔류하는 몰드막 및 희생층(184)을 2차 식각한다. 구체적으로, 상기 2차 식각 공정을 수행할 시에, 상기 제1 몰드막(170)과 지지막 패턴(174a)간의 식각 선택비가 90:1 보다 높은 제2 식각액을 사용한다. Referring to FIG. 13, an etch selectivity between the first mold layer 170 and the support layer pattern 174a is between the second mold layer 172 and the support layer pattern 174a etched by the first etchant. The remaining mold film and the sacrificial layer 184 are secondaryly etched using a second etchant that satisfies a condition higher than the etching selectivity. In detail, when the secondary etching process is performed, a second etching solution having an etching selectivity between the first mold layer 170 and the support layer pattern 174a is greater than 90: 1.

예를들어, 상기 제1 몰드막(170)이 BPSG막으로 형성된 경우에는 HF 및 물이 혼합된 혼합 용액을 제2 식각액으로 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 식각액으로는 상기 물과 HF가 5:1 부피비 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다. 달리 말하면, 상기 HF는 제2 식각액에서 16% 이상의 부피로 조성되는 것이 바람직하다. For example, when the first mold layer 170 is formed of a BPSG layer, a mixed solution in which HF and water are mixed may be used as the second etching solution. Specifically, the second etchant is preferably such that the water and HF is 5: 1 volume ratio or more. In other words, the HF is preferably composed of a volume of 16% or more in the second etching solution.

상기 2차 식각 공정에서 상기 잔류하는 몰드막 및 희생층(184)이 제거되면 상기 실린더형 스토리지 전극의 외부 표면이 노출된다. When the remaining mold layer and the sacrificial layer 184 are removed in the secondary etching process, an outer surface of the cylindrical storage electrode is exposed.

도 14는 지지막 패턴이 형성된 스토리지 전극을 나타내는 평면도이다. 상기 공정들을 완료하면, 상부에 메쉬형의 지지막 패턴이 형성되어 있는 스토리지 전극을 완성할 수 있다. 14 is a plan view illustrating a storage electrode on which a support layer pattern is formed. When the above processes are completed, the storage electrode having the mesh-like support layer pattern formed thereon may be completed.

상기 설명한 바와 같이, 제1 몰드막(170) 및 제2 몰드막(172)의 각각의 식각 특성을 고려하여 2회에 걸쳐 식각 공정을 수행하여 상기 제1 몰드막(170) 및 제2 몰드막(172)을 제거하는 경우에, 상기 식각 공정에 의해 상기 지지막 패턴(174a)이 불가피하게 식각되는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 지지막 패턴(174a)의 메쉬 날개 부위의 선폭(D) 감소를 최소화할 수 있다. As described above, the etching process is performed twice in consideration of the etching characteristics of each of the first mold layer 170 and the second mold layer 172, thereby forming the first mold layer 170 and the second mold layer. When removing 172, the inevitable etching of the support layer pattern 174a by the etching process may be minimized. In addition, it is possible to minimize the reduction in the line width (D) of the mesh wing portion of the support layer pattern 174a.

또한, 상기 지지막 패턴(174a)의 식각량이 상기 제1 몰드막(170) 및 제2 몰드막(172)의 두께에 따른 영향을 최소화시킬 수 있으므로, 상기 제1 몰드막(170)의 두께 및 제2 몰드막(172)의 두께에 제약을 두지 않아도 된다. In addition, since the amount of etching of the support layer pattern 174a may be minimized due to the thicknesses of the first mold layer 170 and the second mold layer 172, the thickness of the first mold layer 170 may be reduced. The thickness of the second mold film 172 does not have to be restricted.

도 15를 참조하면, 상기 스토리지 전극(182)의 표면 및 지지막 패턴(174a)의 표면에 유전막(190)을 형성한다. 이어서, 상기 유전막(190) 상에 플레이트 전극(192)을 형성한다. Referring to FIG. 15, a dielectric layer 190 is formed on the surface of the storage electrode 182 and the surface of the support layer pattern 174a. Subsequently, a plate electrode 192 is formed on the dielectric layer 190.

상기 공정에 의해, 스토리지 전극의 쓰러짐이나 기울어짐을 방지하면서 고용량을 갖는 스토리지 전극을 포함하는 디램 장치를 형성할 수 있다. By the above process, it is possible to form a DRAM device including a storage electrode having a high capacity while preventing the storage electrode from falling or tilting.

비교 데이터 1Comparison data 1

도 16은 종래의 방법에 의해 1회의 습식 식각으로 리프트 오프 공정을 수행하는 경우의 실리콘 질화막의 소모량을 나타내는 그래프이다. FIG. 16 is a graph showing a consumption amount of a silicon nitride film when the lift-off process is performed by one wet etching by a conventional method.

구체적으로, 기판 상에 제1 몰드 산화막으로서 BPSG막을 형성하고, 제2 몰드 산화막으로서 PE-TEOS막을 형성하고, 상기 PE-TEOS막 상에 실리콘 질화물로 이루어지는 지지막 패턴을 형성한다. 이 때, 상기 BPSG막과 PE-TEOS막의 두께 합은 20000Å으로 고정하고, 상기 BPSG막과 PE-TEOS막의 두께를 각각 변화시켜 형성한다. 그리고, 상기 각각의 구조물에 대해 서로 다른 습식 식각액을 사용하는 경우의 지지막 패턴의 식각량을 계산에 의해 수득하여 그래프로 나타내었다. 이 때, 상기 지지막 패턴의 식각량은 상기 BPSG막과 PE-TEOS막을 약 40%정도 과도 식각한 경우의 식각량이다. Specifically, a BPSG film is formed on the substrate as a first mold oxide film, a PE-TEOS film is formed as a second mold oxide film, and a support film pattern made of silicon nitride is formed on the PE-TEOS film. At this time, the sum of the thicknesses of the BPSG film and the PE-TEOS film is fixed at 20000Å, and is formed by changing the thicknesses of the BPSG film and the PE-TEOS film, respectively. In addition, the etching amount of the support membrane pattern in the case of using different wet etchant for each of the above structures was obtained by calculation and represented by a graph. In this case, the etching amount of the support layer pattern is an etching amount when the BPSG film and the PE-TEOS film are excessively etched by about 40%.

사용되는 각각의 습식 식각액의 식각율(Å/min)은 표 1과 같다. The etching rate (Å / min) of each wet etchant used is shown in Table 1.

식각율(Å/min)             Etch Rate (Å / min) PE-TEOS막PE-TEOS membrane BPSG막BPSG film SiN막SiN film LAL 500LAL 500 975975 580580 1212 HSSEHSSE 33963396 21582158 4040 HF희석액HF Diluent 17501750 48304830 4747

도 16에서, 도면번호 200은 LAL 500을 식각액으로 사용한 경우의 소모되는 실리콘 질화막의 두께를 나타내고, 도면번호 202은 HSSE를 식각액으로 사용한 경우의 소모되는 실리콘 질화막의 두께를 나타내고, 도면번호 204은 희석된 HF를 식각액으로 사용한 경우의 소모되는 실리콘 질화막의 두께를 나타낸다. In FIG. 16, reference numeral 200 denotes the thickness of the silicon nitride film consumed when LAL 500 is used as an etchant, and reference numeral 202 denotes the thickness of the silicon nitride film consumed when HSSE is used as an etchant, and reference numeral 204 is diluted. The thickness of the silicon nitride film consumed when the prepared HF is used as an etching solution is shown.

도 16에서 보여지듯이, 동일한 식각액을 사용하더라도 BPSG막과 PE-TEOS막의 두께에 따라 습식 식각에 의하여 소모되는 실리콘 질화막이 매우 달라진다. 또한, BPSG막과 PE-TEOS막의 두께가 동일하다 하더라도 습식 식각액이 달라지는 경우, 소모되는 실리콘 질화막이 매우 달라진다. 더구나, 메쉬의 날개 부분 선폭이 40㎚ 이상 남아있도록 하기 위해서는 상기 실리콘 질화막의 소모량이 380Å 이하가 되는 것이 바람직하다. 도면 부호 206은 상기 실리콘 질화막의 소모량이 380Å인 지시선이며, 도시된 것과 같이, 상기 실리콘 질화막의 소모량이 380Å 이하를 만족시키는 BPSG막과 PE-TEOS막의 두께가 매우 한정적이다. As shown in FIG. 16, even when the same etchant is used, the silicon nitride film consumed by wet etching is very different depending on the thickness of the BPSG film and the PE-TEOS film. In addition, even if the thickness of the BPSG film and PE-TEOS film is the same, if the wet etching solution is different, the silicon nitride film consumed is very different. Furthermore, in order to keep the line width of the wing portion of the mesh 40 nm or more, the consumption of the silicon nitride film is preferably 380 kPa or less. Reference numeral 206 denotes a leader line of which the consumption of the silicon nitride film is 380 kPa, and as shown, the thickness of the BPSG film and the PE-TEOS film having a consumption of the silicon nitride film of 380 kPa or less is very limited.

비교 데이터 2Comparison data 2

도 17은 본 발명의 방법에 의해 2회의 습식 식각으로 리프트 오프 공정을 수행하는 경우의 실리콘 질화막의 소모량을 나타내는 그래프이다. 17 is a graph showing the consumption amount of silicon nitride film when the lift-off process is performed by two wet etching processes by the method of the present invention.

구체적으로, 기판 상에 제1 몰드 산화막으로서 BPSG막을 형성하고, 제2 몰드 산화막으로서 PE-TEOS막을 형성하고, 상기 PE-TEOS막 상에 실리콘 질화물로 이루어지는 지지막 패턴을 형성한다. 이 때, 상기 BPSG막과 PE-TEOS막의 두께 합은 20000Å으로 고정하고, 상기 BPSG막과 PE-TEOS막의 두께를 각각 변화시켜 형성한다. Specifically, a BPSG film is formed on the substrate as a first mold oxide film, a PE-TEOS film is formed as a second mold oxide film, and a support film pattern made of silicon nitride is formed on the PE-TEOS film. At this time, the sum of the thicknesses of the BPSG film and the PE-TEOS film is fixed at 20000Å, and is formed by changing the thicknesses of the BPSG film and the PE-TEOS film, respectively.

그리고, HSSE를 이용하여 상기 PE-TEOS막을 1차 식각하고, HF 희석액을 이용하여 상기 BPSG를 2차 식각한 경우의 지지막 패턴의 식각량을 계산에 의해 수득하여 그래프로 나타내었다. 상기 그래프(도 17)에서의 실리콘 질화막의 식각량은 2차 식각 시에 약 2분 정도 과도 식각한 경우의 실리콘 질화막의 식각량이다. In addition, the PE-TEOS film was firstly etched using HSSE, and the etching amount of the support film pattern when the BPSG was secondly etched using HF dilution was obtained by calculation, and is represented by a graph. The etching amount of the silicon nitride film in the graph (FIG. 17) is the etching amount of the silicon nitride film in the case of excessive etching for about 2 minutes during the secondary etching.

도 17의 도면번호 300에서 보여지듯이, 상기 BPSG막과 PE-TEOS막의 두께에 따라 소모되는 실리콘 질화막의 두께 차이가 거의 발생하지 않는다. 더구나, 상기 BPSG막과 PE-TEOS막이 어떤 두께 조합을 가지더라도 상기 실리콘 질화막은 350Å이하의 두께로 소모된다. 여기서, 도면 부호 302는 상기 실리콘 질화막의 소모량이 380Å인 지시선이다. 그러므로, 상기와 같이 2회에 걸쳐 리프트 오프 공정을 수행하는 경우 메쉬의 날개 부분 선폭이 40㎚ 이상 남아있게 된다. As shown by reference numeral 300 of FIG. 17, the difference in thickness of the silicon nitride film consumed according to the thickness of the BPSG film and the PE-TEOS film hardly occurs. Moreover, no matter what thickness combination the BPSG film and the PE-TEOS film have, the silicon nitride film is consumed to a thickness of 350 kPa or less. Here, reference numeral 302 denotes a leader line whose consumption amount of the silicon nitride film is 380 kPa. Therefore, when the lift-off process is performed twice as described above, the line width of the blade portion of the mesh remains 40 nm or more.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 제1 몰드막 및 제2 몰드막의 식각 특성을 고려하여 2회의 식각 공정에 의해 리프트 오프 공정을 수행함으로서, 상기 제1 몰드막 및 제2 몰드막의 두께 제약을 피할 수 있다. 때문에, 실린더형의 스토리지 전극을 원하는 높이로 형성할 수 있어서 커패시터의 용량을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 리프트 오프 공정에 의해 지지막 패턴이 거의 제거되지 않으므로 커패시터의 스토리지 노드 전극의 안정성을 향상시킬 수 있다. 이로 인해, 반도체 장치의 신뢰성 향상 및 수율 향상 등을 기대할 수 있다. As described above, according to the present invention, by performing the lift-off process by two etching processes in consideration of the etching characteristics of the first mold film and the second mold film, the thickness constraints of the first mold film and the second mold film can be avoided. Can be. Therefore, the cylindrical storage electrode can be formed at a desired height, thereby increasing the capacitance of the capacitor. In addition, since the support layer pattern is hardly removed by the lift-off process, stability of the storage node electrode of the capacitor may be improved. For this reason, the reliability improvement, the yield improvement, etc. of a semiconductor device can be anticipated.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. And can be changed.

도 1은 종래의 실린더형 커패시터의 스토리지 전극의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a storage electrode of a conventional cylindrical capacitor.

도 2 내지 도 6, 도 8 내지 도 13 및 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 디램 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 2 to 6, 8 to 13 and 15 are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a DRAM device according to an embodiment of the present invention.

도 7 및 도 14은 본 발명의 일실시예에 따른 디램 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다. 7 and 14 are plan views illustrating a method of manufacturing a DRAM device according to an embodiment of the present invention.

도 16은 종래의 방법에 의해 1회의 습식 식각으로 리프트 오프 공정을 수행하는 경우의 실리콘 질화막의 소모량을 나타내는 그래프이다. FIG. 16 is a graph showing a consumption amount of a silicon nitride film when the lift-off process is performed by one wet etching by a conventional method.

도 17은 본 발명의 방법에 의해 2회의 습식 식각으로 리프트 오프 공정을 수행하는 경우의 실리콘 질화막의 소모량을 나타내는 그래프이다. 17 is a graph showing the consumption amount of silicon nitride film when the lift-off process is performed by two wet etching processes by the method of the present invention.

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

100 : 반도체 기판 163 : 식각 저지막100 semiconductor substrate 163 etch stop film

170 : 제1 몰드막 172 : 제2 몰드막170: first mold film 172: second mold film

174a: 지지막 패턴 176 : 제3 몰드막 174a: support film pattern 176: third mold film

180 : 개구부 182 : 스토리지 전극180: opening 182: storage electrode

184 : 희생층 186 : 제3 마스크 패턴 184: sacrificial layer 186: third mask pattern

190 : 유전막 192 : 플레이트 전극190 dielectric film 192 plate electrode

Claims (9)

기판 상에 제1 몰드막, 상기 제1 몰드막에 비해 습식 세정액에 의한 식각 내성이 우수한 제2 몰드막, 지지막 및 제3 몰드막을 형성하는 단계; Forming a first mold film, a second mold film, a support film, and a third mold film on the substrate, which are superior in etching resistance by a wet cleaning liquid compared to the first mold film; 상기 제3 몰드막, 지지막, 제2 몰드막 및 제1 몰드막을 순차적으로 식각하여 개구부를 형성하는 단계; Sequentially etching the third mold film, the support film, the second mold film, and the first mold film to form an opening; 상기 개구부의 내부면에 도전층을 형성하여 실린더형의 스토리지 전극을 형성하는 단계; Forming a conductive layer on the inner surface of the opening to form a cylindrical storage electrode; 상기 제3 몰드막 및 지지막을 부분적으로 제거하여 상기 스토리지 전극을 감싸면서 이웃하는 스토리지 전극과 서로 연결되는 지지막 패턴을 형성하는 단계;Partially removing the third mold layer and the support layer to form a support layer pattern surrounding the storage electrode and connected to a neighboring storage electrode; 상기 제2 몰드막과 지지막 패턴간의 식각 선택비가 70:1 보다 높은 제1 식각액을 사용하여 상기 제2 몰드막을 1차 식각하는 단계; First etching the second mold layer using a first etchant having an etching selectivity between the second mold layer and the support layer pattern higher than 70: 1; 상기 제1 몰드막과 지지막 패턴간의 식각 선택비가, 상기 제1 식각액에 의해 식각되는 상기 제2 몰드막과 지지막 패턴간의 식각 선택비보다 더 높은 조건을 만족하는 제2 식각액을 사용하여 잔류된 몰드막들을 2차 식각하는 단계; The etching selectivity between the first mold layer and the support layer pattern is maintained using a second etching solution that satisfies a condition higher than the etching selectivity between the second mold layer and the support layer pattern etched by the first etching solution. Secondary etching the mold layers; 상기 스토리지 전극 상에 유전막을 형성하는 단계; 및Forming a dielectric layer on the storage electrode; And 상기 유전막 상에 플레이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 커패시터 제조 방법. Forming a plate electrode on the dielectric layer. 제1항에 있어서, 상기 제1 몰드막은 BPSG막 또는 USG막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 커패시터 제조 방법. The method of claim 1, wherein the first mold film is a BPSG film or a USG film. 제2항에 있어서, 상기 제2 식각액은 물 및 HF의 혼합액인 것을 특징으로 하는 커패시터 제조 방법.The method of claim 2, wherein the second etchant is a mixture of water and HF. 제3항에 있어서, 상기 제2 식각액에서 물과 HF는 5:1 이상의 부피비로 혼합된 것을 특징으로 하는 커패시터 제조 방법.The method of claim 3, wherein water and HF are mixed in a volume ratio of 5: 1 or more in the second etching solution. 제2항에 있어서, 상기 제2 몰드막은 P_TEOS막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 커패시터 제조 방법. The method of claim 2, wherein the second mold film is made of a P_TEOS film. 제5항에 있어서, 상기 제1 식각액은 HF, NH4F 및 물의 혼합액인 것을 특징으로 하는 커패시터 제조 방법.The method of claim 5, wherein the first etchant is a mixture of HF, NH 4 F, and water. 제6항에 있어서, 상기 제1 식각액에서 상기 NH4F은 17 부피 퍼센트 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 제조 방법.The method of claim 6, wherein the NH 4 F in the first etchant comprises 17 volume percent or more. 제1항에 있어서, 상기 스토리지 전극을 형성한 후 상기 개구부를 매립하는 희생층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 제조 방법.The method of claim 1, further comprising forming a sacrificial layer filling the opening after forming the storage electrode. 제8항에 있어서, 상기 희생층은 BPSG막 또는 USG막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 커패시터 제조 방법.The method of claim 8, wherein the sacrificial layer is made of a BPSG film or a USG film.
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