KR100640570B1 - Capacitor comprising an electrode formed by using the electroplating and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
전기 도금법으로 형성된 전극을 구비하는 커패시터 및 그 제조 방법에 관해 개시되어 있다. 제2 도전층과 도전성 플러그 사이에 제2 도전층보다 폭이 넓은 제1 도전층이 구비되어 있다. 이러한 결과는 결과적으로 제1 도전층이 되는 씨드 층 상에 전기 도금법으로 상기 제2 도전층을 형성하고, 그 측면에 스페이서를 형성한 다음, 상기 씨드 층을 식각하는 방법으로 얻어진다. 씨드 층을 식각 하는 동안에 발생되는 폴리머는 상기 스페이서로 인해 제2 도전층의 측면에 부착되지 않는다. 또, 상기 제2 도전층이 정렬 마진을 벗어나더라도 그 정도가 스페이서 폭 보다 크지 않는 한, 씨드 층을 셀 단위로 분리하는 과정에서 도전성 플러그가 노출되는 것과 도전성 플러그가 손상되는 것을 방지할 수 있다.A capacitor having an electrode formed by an electroplating method and a method of manufacturing the same are disclosed. A first conductive layer having a wider width than that of the second conductive layer is provided between the second conductive layer and the conductive plug. This result is obtained by forming the second conductive layer on the seed layer to be the first conductive layer by electroplating, forming a spacer on the side, and then etching the seed layer. The polymer generated during the etching of the seed layer does not adhere to the side of the second conductive layer due to the spacer. In addition, even if the second conductive layer deviates from the alignment margin, the conductive plug may be exposed and the conductive plug may be prevented from being damaged in the process of separating the seed layer by the cell unless the degree is greater than the spacer width.
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전기 도금법을 이용한 커패시터의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a capacitor using an electroplating method according to an embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 의한 커패시터 제조 방법을 단계별로 나타낸 단면도이다.2 to 10 are cross-sectional views showing step by step a capacitor manufacturing method according to a first embodiment of the present invention.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 의한 커패시터 제조 방법에서 제1 실시예와 차별화되는 공정만을 단계별로 나타낸 단면도이다.11 and 12 are cross-sectional views illustrating only processes that are different from the first embodiment in the capacitor manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
20, 40:기판 22, 42:층간 절연층20, 40:
24, 44:콘택홀 26:도전성 플러그24, 44: contact hole 26: conductive plug
27:하부 전극 28, 30:제1 및 제2 하부전극 27:
32, 60:유전층 34:상부전극32, 60: dielectric layer 34: upper electrode
44:콘택홀 46:도전성 플러그44: contact hole 46: conductive plug
48:제1 도전층(제1 하부전극) 50:절연층48: first conductive layer (first lower electrode) 50: insulating layer
52a:감광막 패턴 54:몰드 홀(mold hole)52a: Photoresist pattern 54: Mold hole
56:제2 도전층(제2 하부전극) 58:희생층56: second conductive layer (second lower electrode) 58: sacrificial layer
62:제3 도전층62: third conductive layer
본 발명은 고집적 회로를 구성하는 반도체 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 자세하게는 전기 도금법을 이용한 커패시터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
반도체 장치의 집적도가 높아지면서 좁은 영역에서 반도체 장치를 구동시키기에 충분한 정전용량을 얻기 위해 커패시터의 유전막으로 BST, PZT와 같은 고유전물질이 사용되고 전극으로는 고유전물질과 부합될 수 있는 백금(Pt), 루테늄(Ru) 등과 같은 내열성 금속 물질이 사용된다. 그러나, 백금(Pt) 등과 같은 내열성 금속 물질은 불활성이므로 식각이 어렵다. 따라서, 이러한 금속 물질을 이용한 커패시터 전극은 전기 도금법(electroplating)으로 형성하는 것이 해결방안이 된다.As the integration of semiconductor devices increases, high dielectric materials such as BST and PZT are used as the dielectric film of the capacitor to obtain sufficient capacitance to drive the semiconductor devices in a narrow area. ), Heat resistant metal materials such as ruthenium (Ru) and the like are used. However, a heat resistant metal material such as platinum (Pt) is inert and difficult to etch. Therefore, it is a solution to form a capacitor electrode using such a metal material by electroplating.
종래의 전기 도금법을 이용한 커패시터 전극 형성 방법에서 전극은 씨드 층(seed layer) 상에 전극이 형성될 영역을 한정하는 틀(mold)이 형성된다. 이어서, 전기 도금법을 적용하여 상기 틀 안의 한정된 영역을 내열성 금속 물질로 채운 다음, 상기 틀을 제거함으로서 전극이 형성된다.In the conventional method of forming a capacitor electrode using an electroplating method, an electrode is formed on a seed layer to form a mold defining a region in which an electrode is to be formed. An electrode is then formed by applying electroplating to fill the confined region within the mold with a heat resistant metal material and then removing the mold.
그런데 종래의 방법은 전극이 형성된 다음, 셀 단위로 전극을 분리하기 위한 씨드 층 식각 과정에서 폴리머가 발생되어 전극의 측면에 부착되는 문제와 전극의 정렬이 어긋나는 경우, 상기 씨드 층 식각 과정에서 전극과 기판을 연결시키는 도전성 플러그가 손상되는 문제점을 갖고 있다.However, in the conventional method, when the electrode is formed, a polymer is generated in the seed layer etching process for separating the electrode by the cell unit, and the electrode is attached to the side of the electrode and the alignment of the electrode is misaligned. There is a problem that the conductive plug connecting the substrate is damaged.
전극의 측면에 부착된 폴리머는 후속 습식 공정에서도 완전히 제거되지 않아 후속 공정을 불안정하게 하는 요인의 하나가 되며, 도전성 플러그의 손상은 전극의 안전성을 해치고 유전막 형성공정에서 유전막과 도전성 플러그의 접촉을 유발하여 커패시터의 누설전류 특성을 저하시킨다.The polymer attached to the side of the electrode is not completely removed even in the subsequent wet process, which is one of the factors that make the subsequent process unstable. Damage to the conductive plug impairs the safety of the electrode and causes contact between the dielectric film and the conductive plug in the dielectric film forming process. This reduces the leakage current characteristics of the capacitor.
따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술이 갖는 문제점을 해소하기 위한 것으로써, 전극을 셀 단위로 분리하는 과정에서 전극의 측면에 폴리머가 부착되는 것을 방지하고 전극의 미스 얼라인(mis-align)으로 하부의 도전성 플러그가 노출되는 것을 방지하기 위해 전극의 정렬 마진을 높인 전기 도금법으로 형성된 전극을 구비하는 커패시터를 제공함에 있다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to solve the problems of the prior art described above, in order to prevent the polymer from adhering to the side of the electrode in the process of separating the electrode by the cell unit, The present invention provides a capacitor including an electrode formed by electroplating to increase the alignment margin of the electrode in order to prevent the lower conductive plug from being exposed by mis-alignment.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 전기 도금법으로 형성된 전극을 구비하는 커패시터의 제조 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a capacitor having an electrode formed by the electroplating method.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 기판과 상기 기판에 연결되는 도전성 플러그와 상기 도전성 플러그의 상면을 커버링하는 제1 하부전극과 상기 제1 하부전극 상에 형성되어 있되, 제1 하부전극보다 단면적이 좁은 제2 하부전극과 상기 제1 및 제2 하부전극과 접촉된 유전막 및 상기 유전막 상에 형성된 상부 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 도금법으로 형성된 전극을 구비하는 커 패시터를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention is formed on the first lower electrode and the first lower electrode covering the substrate, the conductive plug connected to the substrate and the upper surface of the conductive plug, than the first lower electrode A capacitor having a second lower electrode having a narrow cross-sectional area, a dielectric film in contact with the first and second lower electrodes, and an upper electrode formed on the dielectric film is provided.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 기판 상에 층간 절연층을 형성하는 단계와 상기 층간 절연층에 상기 기판과 접촉되는 도전성 플러그를 형성하는 단계와 상기 층간 절연층 상에 상기 도전성 플러그와 접촉되는 씨드 층을 형성하는 단계와 상기 씨드 층 상에 절연층을 형성하는 단계와 상기 절연층에 상기 도전성 플러그를 덮는 씨드 층을 노출시키는 몰드홀을 형성하는 단계와 상기 몰드홀에 제2 도전층을 채우는 단계와 상기 절연층을 제거하는 단계와 상기 씨드 층을 셀 단위로 분리시키되, 상기 제2 도전층보다 넓은 폭으로 분리시키는 단계와 상기 씨드 층이 셀 단위로 분리된 결과물 전면에 유전막 및 도전층을 순차적으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 제조 방법을 제공한다.Another technical object of the present invention is to form an interlayer insulating layer on a substrate, and to form a conductive plug in contact with the substrate on the interlayer insulating layer and a seed in contact with the conductive plug on the interlayer insulating layer. Forming a layer, forming an insulating layer on the seed layer, forming a mold hole in the insulating layer exposing a seed layer covering the conductive plug, and filling a second conductive layer in the mold hole. And removing the insulating layer, separating the seed layer in cell units, separating the seed layer in a wider width than the second conductive layer, and sequentially disposing the dielectric layer and the conductive layer in front of the resultant product in which the seed layer is separated in cell units. It provides a capacitor manufacturing method comprising the step of forming a.
상기 제2 도전층은 제2 하부전극 역할을 하며 전기 도금법으로 형성한다.The second conductive layer serves as a second lower electrode and is formed by electroplating.
상기 씨드 층을 셀 단위로 분리시키는 단계는 상기 제2 도전층의 측면에 스페이서를 형성하는 단계와 상기 스페이서와 상기 제2 도전층을 식각 마스크로 하여 상기 씨드 층을 셀 단위로 분리시키는 단계와 상기 스페이서를 제거하는 단계를 더 포함한다.The separating of the seed layer in cell units may include forming a spacer on a side surface of the second conductive layer, separating the seed layer in cell units by using the spacer and the second conductive layer as an etching mask. And removing the spacer.
상기 씨드 층은 제1 도전층 역할을 하며 상기 유전막과 전기적 퍼텐셜 장벽이 높은 물질을 사용하여 형성한다.The seed layer serves as a first conductive layer and is formed using a material having a high electrical barrier and the dielectric film.
상기 제2 도전층의 측면에 스페이서를 형성하는 단계는 상기 제2 도전층이 형성된 결과물 전면에 소정의 두께로 희생층을 형성하는 단계와 상기 희생층의 전면을 이방성 건식식각하는 단계를 더 포함한다. Forming a spacer on a side of the second conductive layer further includes forming a sacrificial layer with a predetermined thickness on the entire surface of the resultant product on which the second conductive layer is formed, and anisotropic dry etching the entire surface of the sacrificial layer. .
상기 희생층은 상기 층간 절연층에 대한 식각 선택비가 높은 물질을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.The sacrificial layer may be formed using a material having a high etching selectivity with respect to the interlayer insulating layer.
이와 같이, 본 발명은 전기 도금법으로 커패시터 전극을 형성한 다음, 상기 전극의 측면에 스페이서를 형성하고, 상기 스페이서 및 전극을 식각 마스크로 하여 상기 씨드 층을 셀 단위로 분리한다. 따라서, 상기 씨드 층을 분리하는 과정에서 발생되는 폴리머가 전극의 측면에 부착되는 것을 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, after forming a capacitor electrode by electroplating, a spacer is formed on a side of the electrode, and the seed layer is separated into cells by using the spacer and the electrode as an etching mask. Accordingly, the polymer generated in the process of separating the seed layer may be prevented from adhering to the side of the electrode.
또, 본 발명은 상기 전극이 형성된 후 상기 스페이서를 형성하므로, 스페이서를 형성할 때 그 두께를 전극의 미스 얼라인 정도를 감안하여 결정하는 방법으로 셀 단위로 분리되는 씨드 층의 면적을 넓게 할 수 있다. 이것은 도전성 플러그를 덮는 씨드 층의 면적을 넓게 하는 것이므로 전극의 미스 얼라인을 보상하는 효과가 있다. 다시 말하자면 상기 스페이서의 형성으로 보다 넓어진 정렬 마진을 갖고 전극을 형성할 수 있다.In addition, the present invention forms the spacer after the electrode is formed, so that the thickness of the seed layer separated in units of cells can be increased by a method of determining the thickness in consideration of the misalignment of the electrode when forming the spacer. have. Since this increases the area of the seed layer covering the conductive plug, there is an effect of compensating for misalignment of the electrode. In other words, the formation of the spacers allows the formation of electrodes with a wider alignment margin.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 전기 도금법으로 형성된 전극을 구비하는 커패시터 및 그 제조 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다. 또한, 도면상에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, a capacitor having an electrode formed by an electroplating method and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of layers or regions illustrated in the drawings are exaggerated for clarity. In the drawings, like reference numerals refer to like elements.
도 1을 참조하면, 기판(20) 상에 층간 절연막(22)이 형성되어 있다. 층간 절연막(22)에 기판(20)이 노출되는 콘택홀(24)이 형성되어 있고, 그 안은 도전성 플러그(26)로 채워져 있다. 층간 절연막(22) 상에 도전성 플러그(26)의 전면과 접촉되는 하부전극(27)이 형성되어 있다. 하부전극(27)은 제1 하부전극(28)과 제2 하부 전극(30)으로 구성되어 있다. 커패시터의 커패시턴스는 제1 및 제2 도전층(28, 30)에 의해 결정되지만, 그 영향은 제2 하부전극(30)이 더 크다. 이러한 이유로 제2 하부전극(30)이 제1 하부전극(28)에 비해 더 두껍게 형성되어 있다. 제1 하부전극(28)은 층간 절연막(22) 상에 형성되어 있되, 도전성 플러그(26)의 전면과 직접 접촉되어 있다. 제2 하부전극(30)은 제1 하부전극(28) 상에 형성되어 있다. 제2 하부전극(30)은 제1 하부전극(28)의 전면이 아닌 일부 영역 상에 형성되어 있다. 도면에 도시한 바와 같이, 제1 하부전극(28)의 폭(W1)은 제2 하부전극(30)의 폭(W2)보다 커서 제1 하부전극(28)은 제2 하부전극(30)이 형성될 수 있는 충분한 공간을 제공한다. 이렇게 볼 때, 제1 하부전극(28)은 제2 하부전극(30)에 대해 패드 도전층 역할을 한다고 할 수 있다. 도면에서 제2 하부전극(30)의 어느 한 가장자리와 이에 가까운 제1 하부전극(28)의 가장 자리 사이의 거리(d)는 제2 하부전극(30)이 자유롭게 이동될 수 있는 거리인데, 제2 하부전극(30)의 정렬 마진은 그 만큼 증가된다.Referring to FIG. 1, an
제1 및 제2 하부전극(28, 30)을 구성하는 물질은 모두 내열성 금속이다. 따라서, 제1 및 제2 하부전극(28, 30)을 구성하는 물질은 루테늄(Ru), 백금(Pt), 루테늄 옥사이드(RuO2), 스트론튬 루테늄 옥사이드(Strontium Ruthenium Oxide) 및 이리듐(Ir)으로 이루어진 군중 선택된 어느 하나이다. 하지만, 제1 및 제2 하부전극(28, 30)을 구성하는 물질이 반드시 동일할 필요는 없다. 예컨대, 제1 하부전극(28)을 구성하는 물질은 루테늄일 수 있고, 제2 하부전극(30)을 구성하는 물질은 백금일 수 있다. 이때, 제1 하부전극(28)의 두께는 약 500Å이하가 바람직하 다.The materials constituting the first and second
계속해서, 하부전극(27)의 노출된 전면에 유전막(32)이 형성되어 있다. 유전막(32)은 BST나 PZT와 같은 고유전막으로써 제1 하부전극(28)사이로 노출되는 층간 절연막(22)과 접촉되어 있다. 유전막(32) 상에 상부 전극(34)이 형성되어 있다. 상부 전극(34)을 구성하는 물질은 하부전극(27)과 마찬가지로 내열성 금속이 바람직한데, 특히 제2 하부전극(30)을 구성하는 물질, 예컨대 백금인 것이 바람직하다.Subsequently, the
다음에는 상기한 바와 같은 구성 요소를 구비하는 커패시터의 제조 방법에 대해 설명한다.Next, a method of manufacturing a capacitor having the above components will be described.
<제1 실시예><First Embodiment>
도 2를 참조하면, 기판(40) 상에 층간 절연막(42)을 형성한다. 층간 절연막(42) 상에 콘택홀 형성 영역을 한정하는 감광막 패턴(미도시)을 형성한다. 상기 감광막 패턴을 식각 마스크로 하여 층간 절연막(42)에 기판(40)이 노출되는 콘택홀(44)을 형성한다. 콘택홀(44)에 기판(40)과 접촉되는 도전성 플러그(46)를 채운다. 층간 절연막(42) 상에 도전성 플러그(46)의 전면을 덮는 씨드 층(seed layer 48)을 형성한다. 씨드 층(48)은 후속 공정에서 형성할 유전막과 전기적 퍼텐셜 장벽이 높은 물질을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 씨드 층(48)은 내열성 금속 물질을 사용하여 형성하는 것이 바람직하여 루테늄(Ru), 백금(Pt), 루테늄 옥사이드(RuO2), 스트론튬 루테늄 옥사이드(Strontium Ruthenium Oxide) 및 이리듐(Ir)으로 이루어진 군중 선택된 어느 하나를 사용하여 형성하는 것이 바람직하나, 고유전막에 대해 우수한 특성을 유지할 수 있고 상대적으로 식각이 쉬운 루 테늄을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 이때, 씨드 층(48)은 후속에서 에칭이 용이하도록 500Å정도 이하의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 2, an
계속해서, 씨드 층(48) 상에 절연층(50)을 형성하고 절연층(50) 상에 스토리지 노드 형성 영역을 한정하는, 즉 스토리지 노드가 형성될 영역을 노출시키고 나머지 영역은 가리는 감광막 패턴(52a)을 형성한다. 절연층(50)은 산화막으로 형성하는 것이 바람직하다. 절연층(50)에서 상기 스토리지 노드 형성영역으로 한정된 영역은 도전성 플러그(46) 위에 형성된 영역이다. 감광막 패턴(52a)을 식각 마스크로 하여 절연층(50)의 노출된 영역을 하부의 씨드 층(48)이 노출될 때까지 이방성 건식식각 한다. 이어서 감광막 패턴(52a)을 제거한다.Subsequently, an insulating
도 4를 참조하면, 몰드홀(54)을 제2 도전층(56)으로 채운다. 제2 도전층(56)은 내열성 금속층으로서 전기 도금법으로 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 제2 도전층(56)은 루테늄, 백금, 루테늄 옥사이드, 스트론튬 루테늄 옥사이드 및 이리듐으로 이루어진 군중 선택된 어느 하나를 사용하여 형성하는 것이 바람직하나, 그 중에서도 백금(Pt)으로 형성하는 것이 가장 바람직하다.Referring to FIG. 4, the
한편, 제2 도전층(56)은 씨드 층(48) 상에 형성되므로, 제2 도전층(56)과 씨드 층(48)은 동일한 내열성 금속을 사용하여 형성하는 것이 바람직하나 다른 내열성 금속을 사용하여 형성해도 무방하다.Meanwhile, since the second
계속해서, 절연막 패턴(50a)을 습식식각한다. 이 결과, 도 5에 도시한 바와 같이, 씨드 층(48) 상에 제2 도전층(56)만 남게 된다. 제2 도전층(56)은 커패시터의 하부전극으로 사용된다.Subsequently, the insulating
제2 도전층(56)의 폭(W2)은 감광막 패턴(52a)을 형성하는 단계에서 한정되므로, 커패시터의 커패시턴스를 증가시킬 목적으로 제2 도전층(56)의 표면적을 증가시키기 위해서는 그 높이(H)를 높이는 수밖에 없다. 도 4에서 볼 수 있듯이 제2 도전층(56)의 높이(H)는 절연층(50)의 두께에 의해 결정되므로, 절연층(50)은 제2 도전층(56)이 원하는 높이로 형성될 수 있는 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 예컨대, 적정 커패시턴스를 얻기 위한 제2 도전층(56)의 높이(H)가 수천∼수만Å정도라면, 절연층(50)도 이와 동등한 두께로 형성하는 것이 바람직하다. Since the width W2 of the second
도 6을 참조하면, 씨드 층(48)과 제2 도전층(56)의 표면을 덮는 희생층(58)을 형성한다. 희생층(58)은 제2 도전층(56)의 미스 얼라인으로 인해 유발될 수 있는 도전성 플러그(46)의 노출 및 손상을 방지하고, 씨드 층(48)을 셀 단위로 식각하는 과정에서 발생되는 폴리머성 물질이 제2 도전층(56)의 측면에 부착되는 것을 방지하기 위해 형성한 것이다. 전자는 제2 도전층(56)의 측면이 희생층(58)으로 덮혀 있기만 하면 방지할 수 있는 것이므로, 희생층(58)의 두께와 큰 관련이 없다. 하지만, 후자는 제2 도전층(56)의 정렬과 관련된 것이고, 제2 도전층(56)을 형성하는 단계에서 희생층(58)이 형성될 두께를 감안하여 제2 도전층(56)의 정렬 마진을 정할 수 있으므로, 희생층(58)의 두께와 밀접한 관련이 있다. 또, 희생층(58)은 씨드 층(48)을 셀 단위로 분리한 다음 실시하는 식각 공정에서 층간 절연층(42)이 식각되지 않는 식각 에쳔트를 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 희생층(58)은 폴리 실리콘층 또는 알루미늄 산화막(Al2O3)으로 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 희생층(58)은 가능한 두껍게 형성하는 것이 바람직할 것이나 제2 도전층(56) 간의 간격 이 좁은 것과 과도한 식각에 따른 부작용 등을 고려하여 10Å∼1,000Å정도의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 6, a
계속해서, 물리적 식각 방법을 이용하여 희생층(58)의 전면을 씨드 층(48)이 노출될 때까지 이방성 식각한다. 상기 이방성 식각에 사용하는 식각 가스는 희생층(58)을 구성하는 물질에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 희생층(58)이 폴리 실리콘층이나 알루미늄 산화막인 경우, 알곤가스(Ar)와 염소가스(Cl2)가 포함된 혼합 가스를 식각 가스로 사용할 수 있으나, 희생층(58)이 다른 물질인 경우, 식각 가스는 알곤가스(Ar)와 염소가스(Cl2)가 포함된 혼합 가스가 아닌 다른 식각 가스 또는 다른 혼합 가스일 수도 있다. 희생층(58)의 이방성 식각 결과, 도 7에 도시한 바와 같이, 제2 도전층(56)의 측면에 스페이서(58a)가 형성된다. 이어서 제2 도전층(56) 및 스페이서(58a)를 식각 마스크로 하고 산소가스(O2)와 염소가스(Cl2)가 포함된 혼합 가스를 식각 가스로 사용하여 씨드 층(48)의 노출된 전면을 층간 절연층(42)이 노출될 때까지 이방성 식각한다. 이때 발생되는 폴리머는 희생층(58)의 이방성 식각으로 형성되는 스페이서(58a)로 인해 제2 도전층(56)의 측면에 부착되는 것이 방지된다.Subsequently, using the physical etching method, the entire surface of the
도 8을 참조하면, 상기 이방성 식각에 따라 셀 단위로 분리된 씨드 층 패턴(48a)이 형성된다. 씨드 층 패턴(48a)의 폭(W1)은 스페이서(58a)의 폭 만큼 제2 도전층(56)보다 넓다. 이에 따라, 제2 도전층(56)의 정렬 마진은 스페이서(58a)의 폭 만큼 커진다. 즉, 스페이서(58a)가 없는 경우, 제2 도전층(56) 의 정렬 마진은 도전성 플러그(46)의 가장자리와 제2 도전층(56)의 가장 자리 사이의 거리(d1)에 비례하나 스페이서(58a)가 있는 경우에는 이 거리(d1)와 스페이서(58a) 폭을 합친 거리(d2)에 비례하므로 제2 도전층(56)의 정렬 마진은 스페이서(58a) 폭 만큼 커지게 된다.Referring to FIG. 8, the
도 9를 참조하면, 씨드 층 패턴(48a)을 형성한 후, 스페이서(58a)를 습식 식각한다. 스페이서(58a)는 층간 절연층(42)을 식각 시키지 않는 식각 에쳔트, 예컨대 폴리 실리콘용 식각 에쳔트와 폴리머 제거용 에쳔트를 순차적으로 사용하여 습식 식각한다. 씨드 층 패턴(48a)을 형성하는 과정에서 발생되어 스페이서(58a)에 부착되어 있던 폴리머도 스페이서(58a)가 제거되면서 함께 제거된다.Referring to FIG. 9, after forming the
도 10을 참조하면, 스페이서(58a)를 제거한 다음, 층간 절연층(42) 상에 씨드 층 패턴(48a)과 제2 도전층(56)의 전면과 접촉되는 유전막(60)을 형성한다. 유전막(60)은 Ta2O5, Al2O3, BST막이나 PZT막 등과 같은 고유전막으로 형성하는 것이 바람직하다. 이어서 유전막(60) 전면에 제3 도전층(62)을 형성한다. 제3 도전층(62)은 상부 전극 역할을 한다. 이렇게 해서 하부전극이 전기 도금법으로 형성된 커패시터가 완성된다.Referring to FIG. 10, after the
<제2 실시예>Second Embodiment
제1 실시예에 따라 제2 도전층(56)을 형성한 다음, 도 11에 도시한 바와 같이, 제2 도전층(56)의 전면에 희생층(70)을 형성하되, 스텝 커버리지가 나쁜 조건하에서 형성한다. 이렇게 하면, 도 11에서 볼 수 있듯이 형성되는 희생층(70)의 두께는 제2 도전층(56)의 측면을 따라 아래에서 위로 갈수록 두꺼워지고, 제2 도전층(56) 사이에서 얇게 형성된다. 이와 같은 상태에서 희생층(70) 전면을 씨드 층(48)이 노출될 때까지 이방성식각한다. 그런데, 제2 도전층(56) 사이의 희생층이 제거되고 씨드 층(48)이 노출되어 상기 이방성식각이 종료된 후에도, 희생층(70)의 스텝 커버리지 특성으로 인하여 제2 도전층(56) 전면은 여전히 희생층(70a)으로 덮여 있게 된다(도 12). 이후, 제1 실시예에 따라 씨드 층(48) 및 제2 도전층(56)의 전면에 형성된 희생층(70a)을 순차적으로 제거하고, 그 결과물 전면에 도 10에 도시한 바와 같이 유전막(60) 및 제3 도전층(62)을 순차적으로 형성한다.After forming the second
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기 보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예들 들어 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 스페이서(58a)를 이중으로 형성하는 방법으로 제2 도전층(56)의 정렬 마진을 더 커게 할 수도 있을 것이다. 또는 층간 절연층(42) 상에 콘택홀(44) 형성 전에 별도의 식각 저지막을 형성함으로써, 스페이서(58a)를 게거하는 과정에서 층간 절연층(42)의 손상을 염려하지 않아도 될 것이다. 이것은 스페이서(58a)를 식각하는데 다양한 식각 에쳔트를 사용할 수 있음을 의미하고, 스페이서(58a)를 폴리 실리콘층이나 알루미늄 산화막외의 다른 물질층으로 형성할 수도 있음을 의미한다.While many details are set forth in the foregoing description, they should be construed as illustrative of preferred embodiments, rather than to limit the scope of the invention. For example, those skilled in the art may have a larger alignment margin of the second
상술한 바와 같이, 제2 하부전극과 도전성 플러그 사이에 제2 하부전극보다 평면 면적이 넓은 제1 하부전극이 구비되어 있다. 이러한 결과는 결과적으로 제1 하부전극이 되는 씨드 층 상에 전기 도금법으로 상기 제2 하부전극을 형성하고, 그 측면에 스페이서를 형성한 다음, 상기 씨드 층을 식각하는 방법으로 얻어진다. 이렇게 하면, 씨드 층을 식각 하는 동안에 발생되는 폴리머가 제2 도전층의 측면에 부착되는 것을 방지할 수 있다.As described above, a first lower electrode having a larger planar area than the second lower electrode is provided between the second lower electrode and the conductive plug. This result is obtained by forming the second lower electrode by electroplating on the seed layer which becomes the first lower electrode as a result, forming a spacer on the side, and then etching the seed layer. In this way, the polymer generated during the etching of the seed layer can be prevented from adhering to the side of the second conductive layer.
또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 제2 도전층(56)이 정렬 마진을 벗어나더라도 그 정도가 스페이서(58a) 폭 보다 크지 않는 한, 씨드 층 패턴(48a)을 형성하는 과정에서 도전성 플러그(46)가 노출되는 것과 도전성 플러그(46)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.As shown in FIG. 11, even when the second
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