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KR100699915B1 - Semiconductor device and method for manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor device and method for manufacturing the same Download PDF

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Publication number
KR100699915B1
KR100699915B1 KR1020060022970A KR20060022970A KR100699915B1 KR 100699915 B1 KR100699915 B1 KR 100699915B1 KR 1020060022970 A KR1020060022970 A KR 1020060022970A KR 20060022970 A KR20060022970 A KR 20060022970A KR 100699915 B1 KR100699915 B1 KR 100699915B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bit line
interlayer insulating
insulating layer
contact
contact hole
Prior art date
Application number
KR1020060022970A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김현창
신상규
홍원철
박규술
마종완
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
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto
    • H10B12/033Making the capacitor or connections thereto the capacitor extending over the transistor
    • H10B12/0335Making a connection between the transistor and the capacitor, e.g. plug
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/48Data lines or contacts therefor
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

A semiconductor device and a method for manufacturing the same are provided to reduce the bridge between storage node contacts by forming an etch blocking pattern of bar shape. A first interlayer dielectric having contact pads(110a,110b) is formed on a substrate(100). Bit line structures are elongated to a first direction on the first interlayer dielectric. Insulating spacers are formed both sidewalls of the bit line structures. An etch blocking pattern of bar shape is formed between the bit line structures and elongated to a second direction. A second interlayer dielectric(122) is covered on the bit line structures. Storage node contacts(142) are formed between the bit line structures having the insulating spacer to connect the contact pad, wherein the upper part is wider than the lower part, and the upper part is contacted with the etch blocking pattern to the first direction and contacted with the insulating spacer to the second direction.

Description

반도체 장치 및 그 제조 방법{Semiconductor device and method for manufacturing the same}Semiconductor device and method for manufacturing the same

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 DRAM장치의 단면도들이다. 1A and 1B are cross-sectional views of a DRAM device according to an embodiment of the present invention.

도 2a 내지 도 10b는 본 실시예에 따른 디램 장치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 2A to 10B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a DRAM device according to the present embodiment.

도 11은 도 4a 및 4b 단계에서의 평면도이다. 11 is a plan view at steps 4a and 4b.

도 12는 도 6a 및 6b 단계에서의 평면도이다. 12 is a plan view at steps 6a and 6b.

본 발명은 반도체 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 상부면이 넓은 형태의 콘택을 포함하는 반도체 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a semiconductor device including a contact having a wide top surface and a method of manufacturing the same.

최근의 반도체 장치들은 기능적인 면에 있어 높은 축적 용량을 가지면서 고속 동작이 요구된다. 이를 위하여 상기 반도체 장치들은 집적도, 응답 속도 및 신뢰도를 향상시키기 위한 방향으로 제조 기술들이 개발되고 있다.Recent semiconductor devices require high speed operation while having a high storage capacity in terms of functionality. To this end, the semiconductor devices have been developed with manufacturing techniques in order to improve the degree of integration, response speed and reliability.

상기 반도체 장치로서는 정보의 입력과 출력이 자유롭고, 고용량을 갖는 디 램(DRAM) 장치가 범용적으로 이용되고 있다. 상기 디램 장치의 각 메모리 셀에는 하나의 액서스 트랜지스터(access transistor)와 하나의 축적 커패시터가 구비된다. As the semiconductor device, a DRAM device having free input and output of information and having a high capacity is used for general purposes. Each memory cell of the DRAM device includes one access transistor and one storage capacitor.

상기 메모리 셀의 집적도가 증가됨에 따라, 각 셀이 형성되는 수평 면적은 더욱 감소되고 있다. 때문에, 상기 축소된 면적 내에 높은 커패시턴스를 갖는 커패시터를 형성하는 것이 보다 중요한 문제로 부각되고 있다. As the degree of integration of the memory cells is increased, the horizontal area in which each cell is formed is further reduced. Therefore, the formation of a capacitor having a high capacitance in the reduced area is a more important problem.

상기 커패시터에 포함되는 전극의 유효 면적을 증가시키기 위해서는 초기의 평면 커패시터 구조에서 스택(stack)형 또는 트렌치(trench)형 커패시터 구조로 변화되고 있으며, 스택형 커패시터 구조에서도 실린더형 커패시터 구조로 변화되고 있다. In order to increase the effective area of the electrode included in the capacitor is changed from the initial planar capacitor structure to the stack (stack) or trench (trench) capacitor structure, the stack capacitor structure is also changed to the cylindrical capacitor structure. .

상기 디램 장치의 경우, 상기 실린더형 커패시터들은 좁은 면적 내에서 서로 접촉되지 않으면서 형성되어야 한다. 그런데, 커패시터는 액서스 트랜지스터의 소오스/드레인의 어느 한 영역과 전기적으로 접속하여야 하므로, 상기 커패시터가 형성되는 영역은 하부의 소오스/드레인의 위치에 따라 한정된다. 때문에, 이웃하는 커패시터 간의 마진이 협소하여 상기 커패시터들 간이 서로 접촉하는 문제가 빈번하게 발생된다. In the case of the DRAM device, the cylindrical capacitors should be formed without being in contact with each other in a narrow area. However, since the capacitor must be electrically connected to any one region of the source / drain of the access transistor, the region in which the capacitor is formed is defined according to the position of the lower source / drain. As a result, the margin between neighboring capacitors is so narrow that frequent contact between the capacitors occurs.

최근에는, 상기 커패시터들이 하부의 소오스/드레인의 위치에 관계없이 이웃하는 커패시터들 간의 사이가 넓게 배치될 수 있도록 하기 위한 공정이 개발되고 있다. 구체적으로, 상기 커패시터와 접속하는 스토리지 노드 콘택의 상부면이 상대적으로 넓은 형상을 갖도록 형성하거나 또는 상기 스토리지 노드 콘택의 상부면에 랜딩 패드를 형성함으로서 상기 커패시터 및 스토리지 노드 콘택의 접촉 마진을 증가시키고 있다. Recently, a process has been developed to allow the capacitors to be widely disposed between neighboring capacitors regardless of the position of the underlying source / drain. Specifically, the contact margin of the storage node contact is increased by forming a top surface of the storage node contact connecting to the capacitor to have a relatively wide shape or by forming a landing pad on the top surface of the storage node contact. .

그러나, 상기 스토리지 노드 콘택의 상부면을 상대적으로 넓게 형성하는 경우에는 상기 스토리지 노드 콘택들이 서로 지나치게 가까워지므로 상기 스토리지 노드 콘택들간 브릿지 불량이 쉽게 발생될 수 있다. 또한, 상기 스토리지 노드 콘택의 상부면에 랜딩 패드를 형성하는 경우 증착 및 사진 공정이 추가적으로 수행되어야 하며 랜딩 패드가 미스얼라인 되는 경우 불량이 발생될 수 있다. However, when the upper surface of the storage node contacts is formed relatively wide, bridge failures between the storage node contacts may easily occur because the storage node contacts are too close to each other. In addition, when the landing pad is formed on the upper surface of the storage node contact, a deposition and a photographing process must be additionally performed, and when the landing pad is misaligned, a defect may occur.

따라서, 상부 접촉면의 면적을 충분히 넓으면서도 이웃하는 콘택 간 브릿지 불량을 유발하지 않는 콘택 및 이를 형성하는 방법이 요구되고 있다. Therefore, there is a need for a contact and a method of forming the same that have a sufficiently large area of the upper contact surface but do not cause bridge failure between neighboring contacts.

따라서, 본 발명의 제1 목적은 상부 접촉면의 면적이 넓고 콘택 간 브릿지 불량이 감소되는 콘택이 포함된 반도체 장치를 제공하는데 있다. Accordingly, a first object of the present invention is to provide a semiconductor device including a contact having a large area of an upper contact surface and reducing bridge defects between contacts.

본 발명의 제2 목적은 상기한 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는데 있다. A second object of the present invention is to provide a method of manufacturing the semiconductor device.

상기한 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 장치는, 기판 상에 구비되고 내부에 콘택 패드들을 포함하는 제1 층간 절연막과, 상기 제1 층간 절연막 상에 제1 방향으로 연장되는 비트 라인 구조물들과, 상기 비트 라인 구조물들 상부의 양측벽을 부분적으로 감싸는 절연막 스페이서들과, 상기 비트 라인 구조물들 사이에 구비되고, 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 연장되는 바 형태의 식각 블록킹 패턴들과, 상기 비트 라인 구조물들을 덮는 제2 층간 절연막과, 상기 절연막 스페이서가 형성된 비트 라인 구조물들 사이에 구비되어 상기 콘택 패드와 전기적으로 접속하고, 하부보다 상부가 더 넓은 형상을 갖고, 그 상부는 상기 제1 방향으로 상기 식각 블록킹 패턴과 접하고 상기 제2 방향으로 상기 절연막 스페이서와 접하는 형상을 갖는 스토리지 노드 콘택들 및 상기 스토리지 노드 콘택들 상부면에 구비되는 커패시터들을 포함한다. A semiconductor device of the present invention for achieving the first object described above comprises a first interlayer insulating film provided on a substrate and including contact pads therein, and a bit line structure extending in a first direction on the first interlayer insulating film. And insulating layer spacers partially surrounding both sidewalls of the bit line structures, and a bar-type etching blocking pattern provided between the bit line structures and extending in a second direction perpendicular to the first direction. And a second interlayer insulating film covering the bit line structures and the bit line structures having the insulating film spacers electrically connected to the contact pads, the upper portion having a wider shape than the lower portion. Stokes having a shape in contact with the etch blocking pattern in the first direction and in contact with the insulating film spacer in the second direction Ridge node contacts and capacitors provided on an upper surface of the storage node contacts.

상기 식각 블록킹 패턴은 실리콘 질화물로 형성된다. The etch blocking pattern is formed of silicon nitride.

상기한 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법으로, 상기 기판 상에 내부에 콘택 패드들을 포함하는 제1 층간 절연막을 형성한다. 상기 제1 층간 절연막 상에 제1 방향으로 연장되는 비트 라인 구조물들을 형성한다. 상기 비트 라인을 덮으면서 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 연장되는 바 형태의 개구부들을 갖는 제2 층간 절연막을 형성한다. 상기 개구부들 내부에 식각 블록킹막을 채움으로서 식각 블록킹 패턴들을 형성한다. 상기 절연막 스페이서가 구비된 비트 라인 구조물들 사이의 제2 층간 절연막을 부분적으로 식각하여 상기 제1 방향으로 상기 식각 블록킹 패턴과 접하고 상기 제2 방향으로 상기 비트 라인 구조물의 측벽과 접하는 형상을 갖는 상부 콘택홀을 형성한다. 상기 상부 콘택홀에 의해 노출되어 있는 상기 비트 라인 구조물의 상부 측벽에 절연막 스페이서를 형성한다. 상기 상부 콘택홀 아래에 위치하는 제2 층간 절연막 및 제1 층간 절연막을 부분적으로 식각하여 상기 상부 콘택홀에 비해 내부 폭이 좁고 상기 콘택 패드의 상부면을 노출하는 하부 콘택홀을 형성한다. 상기 상부 콘택홀 및 하부 콘택홀에 도전성 물질을 매립시켜 상기 제1 방향으로 상기 식각 블록킹 패턴과 접하고 상기 제 2 방향으로 상기 절연막 스페이서와 접하는 형상을 갖는 스토리지 노드 콘택을 형성한다. 다음에, 상기 스토리지 노드 콘택들 상부면에 구비되는 커패시터들을 형성한다. In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention for achieving the above-described second object, a first interlayer insulating film including contact pads is formed on the substrate. Bit line structures extending in a first direction are formed on the first interlayer insulating layer. A second interlayer insulating layer having bar openings extending in a second direction perpendicular to the first direction while covering the bit line is formed. Etch blocking patterns are formed by filling an etch blocking layer in the openings. An upper contact partially etching the second interlayer insulating layer between the bit line structures having the insulating layer spacer to contact the etch blocking pattern in the first direction and to contact the sidewall of the bit line structure in the second direction Form a hole. An insulating layer spacer is formed on an upper sidewall of the bit line structure exposed by the upper contact hole. The second interlayer insulating layer and the first interlayer insulating layer positioned under the upper contact hole are partially etched to form a lower contact hole having a narrower inner width than the upper contact hole and exposing an upper surface of the contact pad. A conductive material is filled in the upper contact hole and the lower contact hole to form a storage node contact having a shape in contact with the etch blocking pattern in the first direction and in contact with the insulating layer spacer in the second direction. Next, capacitors are formed on upper surfaces of the storage node contacts.

상기 식각 블록킹 패턴은 실리콘 질화물을 사용하여 형성한다. The etch blocking pattern is formed using silicon nitride.

상기 상부 콘택홀을 형성하기 위해서, 상기 제2 층간 절연막, 비트 라인 구조물 및 식각 블록킹 패턴 상에 상기 제2 방향으로 연장되는 라인 형상의 마스크 패턴을 형성한다. 상기 마스크 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 비트 라인 구조물 및 상기 마스크 패턴에 의해 한정되는 영역을 이방성 식각하여 예비 상부 콘택홀을 형성한다. 상기 예비 상부 콘택홀을 등방성 식각하여 상기 식각 블록킹 패턴을 노출하는 상부 콘택홀을 형성한다. In order to form the upper contact hole, a line-shaped mask pattern extending in the second direction is formed on the second interlayer insulating layer, the bit line structure, and the etch blocking pattern. The preliminary upper contact hole may be formed by anisotropically etching the bit line structure and the region defined by the mask pattern using the mask pattern as an etch mask. The preliminary upper contact hole is isotropically etched to form an upper contact hole exposing the etch blocking pattern.

상기와 같이 식각 블록킹 패턴을 형성함으로서 이웃하는 상기 스토리지 노드 콘택들이 접촉하는 브릿지 불량을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 스토리지 노드 콘택은 커패시터와 접촉하는 상부면이 하부면에 비해 상대적으로 넓게 형성되어 있어 상기 커패시터와의 접촉 마진이 증가될 뿐 아니라, 상기 커패시터들이 서로 최대한 이격되도록 배치할 수 있다. By forming an etch blocking pattern as described above, bridge failures between neighboring storage node contacts may be reduced. In addition, since the upper surface of the storage node contact is formed to be relatively wider than the lower surface of the storage node contact, the contact margin with the capacitor is increased, and the capacitors may be arranged to be spaced apart from each other as much as possible.

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 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 DRAM장치의 단면도들이다. 1A and 1B are cross-sectional views of a DRAM device according to an embodiment of the present invention.

도 1a는 워드 라인 방향(제2 방향)으로 절단한 단면도이고, 도 1b는 비트 라인 방향(제1 방향)으로 절단한 단면도들이다. 1A is a cross-sectional view cut in the word line direction (second direction), and FIG. 1B is a cross-sectional view cut in the bit line direction (first direction).

도 1a 및 1b를 참조하면, 고립된 액티브 영역을 갖는 기판(100) 상에 게이트(104)가 구비된다. 상기 고립된 액티브 영역은 제1 방향으로 길게 연장되는 형상을 갖고 상기 게이트(104)는 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되는 라인 형상을 갖는다. 고립된 액티브 영역에는 2개의 게이트가 구비된다. 1A and 1B, a gate 104 is provided on a substrate 100 having an isolated active region. The isolated active region has a shape extending in a first direction and the gate 104 has a line shape extending in a second direction perpendicular to the first direction. Two gates are provided in the isolated active region.

상기 게이트(104)는 구체적으로, 게이트 절연막 패턴, 게이트 전극 패턴 및 하드 마스크 패턴이 적층된 형상을 갖는다. 즉, 상기 게이트(104)는 디램 장치의 워드 라인으로 제공된다. Specifically, the gate 104 has a shape in which a gate insulating layer pattern, a gate electrode pattern, and a hard mask pattern are stacked. That is, the gate 104 is provided as a word line of the DRAM device.

상기 게이트(104)의 양측벽에는 실리콘 질화물로 이루어지는 제1 스페이서(106)가 구비된다. Both side walls of the gate 104 are provided with a first spacer 106 made of silicon nitride.

상기 게이트(104)의 양측의 기판 표면 아래에는 소오스 및 드레인으로 제공되기 위한 불순물 영역(도시안됨)들이 구비된다. 상기 고립된 액티브 영역의 중심 부위에 해당하는 제1 불순물 영역은 비트 라인과 접속하기 위한 영역이 되고, 상기 액티브 영역의 양측에 해당하는 제2 불순물 영역은 커패시터와 접속하는 영역이 된다. Impurity regions (not shown) are provided below the substrate surfaces on both sides of the gate 104 to serve as a source and a drain. The first impurity region corresponding to the center portion of the isolated active region becomes a region for connecting with the bit line, and the second impurity regions corresponding to both sides of the active region becomes a region for connecting with the capacitor.

상기 게이트(104)를 매립하는 하부 제1 층간 절연막(108)이 구비된다. 상기 하부 제1 층간 절연막(108) 내에는 상기 제1 불순물 영역 및 제2 불순물 영역과 각각 접속하는 콘택 패드(110a, 110b)들이 구비된다. A lower first interlayer insulating layer 108 filling the gate 104 is provided. Contact pads 110a and 110b are provided in the lower first interlayer insulating layer 108 to connect the first impurity region and the second impurity region, respectively.

상기 콘택 패드(110a, 110b)들을 포함하는 상기 하부 제1 층간 절연막(108) 상에 상부 제1 층간 절연막(112)이 더 구비된다. 상기 상부 제1 층간 절연막(112) 내부에는 상기 제1 불순물 영역과 접속하는 제1 콘택 패드(110a)와 연결되는 비트 라인 콘택(도시안됨)이 구비된다. 상기 비트 라인 콘택은 예컨대, 베리어 금속막 패턴 및 텅스텐 패턴으로 이루어질 수 있다. An upper first interlayer insulating layer 112 is further provided on the lower first interlayer insulating layer 108 including the contact pads 110a and 110b. A bit line contact (not shown) connected to the first contact pad 110a connected to the first impurity region is provided in the upper first interlayer insulating layer 112. The bit line contact may be formed of, for example, a barrier metal layer pattern and a tungsten pattern.

상기 하부 및 상부 제1 층간 절연막(108, 112)은 실리콘 산화물로 이루어진다. The lower and upper first interlayer insulating layers 108 and 112 are made of silicon oxide.

상기 제1 상부 층간 절연막(112) 상에는 상기 제1 방향으로 연장되는 비트 라인 구조물(120)들이 구비된다. 상기 비트 라인 구조물(120)은 라인 형태의 도전막 패턴(114, 116) 및 캡핑막 패턴(118)이 적층된 형상을 갖는다. 이 때, 상기 도전막 패턴(114, 116)은 금속 패턴, 폴리실리콘 패턴, 금속 실리사이드 패턴 또는 상기 패턴들이 적층된 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 도전막 패턴(114, 116)은 도시된 것과 같이, 베리어 금속막 패턴(114) 및 텅스텐 패턴(116)이 적층된 구조를 가질 수 있다. 상기 도전막 패턴(114, 116)의 하부면의 일부분은 상기 비트 라인 콘택(도시안됨)과 접해있다. 따라서, 상기 도전막 패턴(114, 116)은 상기 비트 라인 콘택을 통해 상기 제1 불순물 영역과 전기적으로 접속된다. Bit line structures 120 extending in the first direction are provided on the first upper interlayer insulating layer 112. The bit line structure 120 has a shape in which conductive line patterns 114 and 116 and a capping layer pattern 118 in a line shape are stacked. In this case, the conductive layer patterns 114 and 116 may have a metal pattern, a polysilicon pattern, a metal silicide pattern, or a structure in which the patterns are stacked. For example, the conductive layer patterns 114 and 116 may have a structure in which the barrier metal layer pattern 114 and the tungsten pattern 116 are stacked as illustrated. A portion of the lower surface of the conductive layer patterns 114 and 116 is in contact with the bit line contact (not shown). Therefore, the conductive layer patterns 114 and 116 are electrically connected to the first impurity region through the bit line contact.

상기 비트 라인 구조물(120)들 상부의 양측벽을 감싸는 제2 스페이서(136)가 구비된다. 상기 제2 스페이서(136)는 상기 비트 라인 구조물(120)에 포함된 캡핑막 패턴(118)의 측벽에 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제2 스페이서(136)는 실리콘 질화물로 이루어 질 수 있다. 즉, 상기 비트 라인 구조물(120)에 포함된 도전막 패턴(114, 116)의 측벽에는 실리콘 산화물에 비해 고유전율을 갖는 실리콘 질화물로 이루어지는 제2 스페이서(136)가 형성되어 있지 않다. Second spacers 136 are provided to surround both sidewalls of the bit line structures 120. The second spacer 136 may be formed on sidewalls of the capping layer pattern 118 included in the bit line structure 120. The second spacer 136 may be made of silicon nitride. That is, the second spacer 136 made of silicon nitride having a higher dielectric constant than silicon oxide is not formed on sidewalls of the conductive layer patterns 114 and 116 included in the bit line structure 120.

상기 비트 라인 구조물(120)들 사이에 구비되고, 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 연장되는 바(bar) 형태의 식각 블록킹 패턴(128)들이 구비된다. 상기 식각 블록킹 패턴(128)은 스토리지 노드 콘택(142)이 형성되지 않는 부위 즉, 상기 스토리지 노드 콘택(142)들 사이에 해당하는 부위에 구비된다. Etch blocking patterns 128 provided between the bit line structures 120 and extending in a second direction perpendicular to the first direction are provided. The etch blocking pattern 128 is provided at a portion where the storage node contact 142 is not formed, that is, at a portion corresponding to the storage node contacts 142.

상기 식각 블록킹 패턴(128)은 층간 절연막을 식각하여 콘택홀을 형성하는 공정에서, 과도하게 층간 절연막이 식각됨으로서 이웃하는 콘택들이 서로 연결되는 것을 방지하기 위하여 제공된다. 그러므로, 상기 층간 절연막과의 식각 선택비가 높은 물질로 형성되는 것이 바람직하며, 구체적으로 식각 블록킹 패턴(128)은 실리콘 질화물로 형성될 수 있다. The etch blocking pattern 128 is provided to prevent neighboring contacts from being connected to each other by excessively etching the interlayer insulating layer in a process of forming a contact hole by etching the interlayer insulating layer. Therefore, the etching selectivity with respect to the interlayer insulating layer is preferably formed of a material, specifically, the etching blocking pattern 128 may be formed of silicon nitride.

상기 상부 제1 층간 절연막(112) 상에 상기 비트 라인 구조물(120)을 덮는 제2 층간 절연막(122)이 구비된다. 상기 제2 층간 절연막(122)은 실리콘 산화물로 이루어질 수 있다. 상기 제2 층간 절연막(122)은 상기 식각 블록킹 패턴(128) 부위 및 스토리지 노드 콘택(142) 부위가 제거된 형상을 갖는다. 즉, 상기 식각 블록킹 패턴 (128) 및 스토리지 노드 콘택(142)은 상기 제2 층간 절연막(122)에서 개구된 부위의 내부를 채우도록 형성된다. A second interlayer insulating layer 122 covering the bit line structure 120 is provided on the upper first interlayer insulating layer 112. The second interlayer insulating layer 122 may be made of silicon oxide. The second interlayer insulating layer 122 has a shape in which a portion of the etch blocking pattern 128 and a portion of the storage node contact 142 are removed. That is, the etch blocking pattern 128 and the storage node contact 142 are formed to fill the inside of the portion opened in the second interlayer insulating layer 122.

상기 제2 층간 절연막(122) 및 상기 상부 제1 층간 절연막(112)을 관통하면서 상기 제2 불순물 영역과 접속하는 제2 콘택 패드(110b)와 연결되는 스토리지 노드 콘택(142)이 구비된다. 상기 스토리지 노드 콘택(142)은 하부보다 상부가 더 넓은 형상을 갖는다. A storage node contact 142 is formed to penetrate the second interlayer insulating layer 122 and the upper first interlayer insulating layer 112 and to be connected to the second contact pad 110b connecting to the second impurity region. The storage node contact 142 has a shape in which the upper portion is wider than the lower portion.

구체적으로, 상기 스토리지 노드 콘택(142)의 상부는 상기 제1 방향으로 상 기 식각 블록킹 패턴(128)과 접하고 상기 제2 방향으로 상기 제2 스페이서(136)와 접하는 형상을 갖는다. In detail, an upper portion of the storage node contact 142 is in contact with the etch blocking pattern 128 in the first direction and in contact with the second spacer 136 in the second direction.

상기 스토리지 노드 콘택(142)의 상부는 상기 제2 방향에 비해 상기 제1 방향으로 더 넓은 형상을 갖는다. 또한, 상기 스토리지 노드 콘택(142) 하부로부터 상기 제1 방향의 양측으로 동일한 사이즈로 확장된 형상을 갖는다. An upper portion of the storage node contact 142 has a shape wider in the first direction than in the second direction. The storage node contact 142 may extend from the lower portion of the storage node contact 142 to the same size on both sides of the first direction.

상기 스토리지 노드 콘택(142) 상부의 표면을 따라 실리콘 질화막이 형성되어 있다. A silicon nitride film is formed along the surface of the upper portion of the storage node contact 142.

상기 스토리지 노드 콘택(142)은 폴리실리콘으로 이루어질 수 있다. The storage node contact 142 may be made of polysilicon.

상기 스토리지 노드 콘택(142)들 상부면에는 스토리지 전극(144), 유전막(도시안됨) 및 플레이트 전극(도시안됨)으로 이루어지는 커패시터들이 구비된다. 상기 커패시터는 상기 스토리지 노드 콘택(142)들 상부면의 중심부로부터 상기 제1 방향의 어느 한쪽으로 치우쳐진 위치에 배치된다. 전체적으로, 상기 각 커패시터들은 서로 사선 방향으로 배치된다. 이로 인해, 이웃하는 커패시터들 간의 간격이 넓어지게 된다. Capacitors including a storage electrode 144, a dielectric layer (not shown), and a plate electrode (not shown) are provided on upper surfaces of the storage node contacts 142. The capacitor is disposed at a position oriented in one side of the first direction from a center of an upper surface of the storage node contacts 142. In total, the capacitors are arranged diagonally to each other. This widens the spacing between neighboring capacitors.

본 발명의 일 실시예에 따른 DRAM장치는 스토리지 노드 콘택 상부면이 제1 방향의 양측으로 확장되어 있다. 그러므로, 스토리지 노드 콘택과 접속하는 커패시터들의 간격을 보다 넓게 배치할 수 있다. 또한, 상기 스토리지 노드 콘택 상부 일측벽에는 식각 블록킹 패턴이 구비되어 있다. 그러므로, 상기 스토리지 노드 콘택들의 브릿지 불량을 감소시킬 수 있다. In a DRAM device according to an exemplary embodiment, upper surfaces of storage node contacts extend to both sides in a first direction. Therefore, the spacing between the capacitors connecting to the storage node contacts can be wider. In addition, an etch blocking pattern is provided on one side wall of the upper portion of the storage node contact. Therefore, the bridge failure of the storage node contacts can be reduced.

또한, 상기 비트 라인 구조물에 포함된 도전막 패턴과 스토리지 노드 콘택 사이에는 실리콘 질화물로 이루어지는 제2 스페이서가 형성되지 않다. 즉, 상기 비트 라인 구조물에 포함된 도전막 패턴과 스토리지 노드 콘택 사이에는 실리콘 질화물에 비해 낮은 유전율을 갖는 제2 층간 절연막이 형성되어 있다. 그러므로, 상기 도전막 패턴과 상기 스토리지 노드 콘택 사이에 생성되는 기생 커패시턴스가 감소된다. In addition, a second spacer made of silicon nitride is not formed between the conductive layer pattern included in the bit line structure and the storage node contact. That is, a second interlayer insulating layer having a lower dielectric constant than that of silicon nitride is formed between the conductive layer pattern included in the bit line structure and the storage node contact. Therefore, parasitic capacitance generated between the conductive layer pattern and the storage node contact is reduced.

이하에서는 상기에서 설명한 DRAM장치를 제조하기에 적합한 방법을 설명한다. Hereinafter, a method suitable for manufacturing the DRAM device described above will be described.

도 2a 내지 도 10b는 본 실시예에 따른 디램 장치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 2A to 10B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a DRAM device according to the present embodiment.

도 2a 내지 도 10b에서 각 a도는 디램 장치를 워드 라인 방향(제2 방향)으로 절단한 단면도이고, 각 b도는 비트 라인 방향(제1 방향)으로 절단한 단면도들이다. 2A to 10B, each a diagram is a cross-sectional view of the DRAM device in the word line direction (second direction), and each b diagram is a cross-sectional view taken in the bit line direction (first direction).

도 11은 도 4a 및 4b 단계에서의 평면도이고, 도 12는 도 6a 및 6b 단계에서의 평면도이다. FIG. 11 is a plan view in steps 4a and 4b, and FIG. 12 is a plan view in steps 6a and 6b.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 실리콘 기판(100)에 통상의 셸로우 트렌치 소자 분리 공정을 수행하여, 제1 방향을 길이 방향으로 하는 고립된 액티브 영역 및 소자 분리 영역(102)을 구분한다. 2A and 2B, a conventional shallow trench device isolation process is performed on the silicon substrate 100 to separate the isolated active region and the device isolation region 102 having the first direction in the longitudinal direction.

구체적으로, 실리콘 기판(100) 상에 버퍼 산화막(도시안됨)을 형성한다. 상기 버퍼 산화막은 이 후에 실리콘 질화막을 형성할 시에 스트레스를 완화시키기 위한 막이다. 이어서, 상기 버퍼 산화막 상에 실리콘 질화막(도시안됨)을 형성한다. 이어서, 통상의 사진 식각 공정에 의해 상기 질화막의 일부를 제거하여 질화막 패턴을 형성한다. 상기 질화막 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 버퍼 산화막을 건식 식각하여 버퍼 산화막 패턴을 형성한다. 계속해서, 상기 질화막 패턴을 식각 마스크로 이용하여 노출된 기판을 소정 깊이로 식각하여 트렌치를 형성한다. 여기서, 상기 액티브 패턴용 사진식각 공정의 마진을 높이기 위하여 상기 질화막상에 반사 방지층(anti-reflection layer; ARL)(도시하지 않음)을 형성할 수도 있다. 상기 트렌치 내에 실리콘 산화막을 매립하고 이를 평탄화하여 상기 실리콘 질화막 패턴을 노출시킨다. 상기 실리콘 질화막 패턴 및 버퍼 산화막 패턴을 습식 식각 공정에 의해 제거함으로서 소자 분리 영역(102) 및 액티브 영역을 구분한다. Specifically, a buffer oxide film (not shown) is formed on the silicon substrate 100. The buffer oxide film is a film for relieving stress when forming a silicon nitride film later. Subsequently, a silicon nitride film (not shown) is formed on the buffer oxide film. Subsequently, a part of the nitride film is removed by a normal photolithography process to form a nitride film pattern. The buffer oxide layer is dry-etched using the nitride layer pattern as an etching mask to form a buffer oxide layer pattern. Subsequently, the exposed substrate is etched to a predetermined depth using the nitride film pattern as an etching mask to form a trench. In this case, an anti-reflection layer (ALR) (not shown) may be formed on the nitride layer to increase the margin of the photolithography process for the active pattern. A silicon oxide film is embedded in the trench and planarized to expose the silicon nitride film pattern. The silicon isolation layer pattern and the buffer oxide layer pattern are removed by a wet etching process to separate the device isolation region 102 and the active region.

상기 액티브 영역의 표면에 열산화법(thermal oxidation)으로 얇은 게이트 산화막(도시안됨)을 성장시킨 후, 도전 물질로 이루어지는 게이트 전극막(도시안됨) 및 하드 마스크막(도시안됨)을 형성한다. 다음에, 상기 하드 마스크막 및 게이트 전극막을 패터닝하여 게이트 전극 패턴 및 하드 마스크 패턴이 적층된 형태의 게이트(104)를 형성한다. After the thin gate oxide film (not shown) is grown on the surface of the active region by thermal oxidation, a gate electrode film (not shown) and a hard mask film (not shown) made of a conductive material are formed. Next, the hard mask film and the gate electrode film are patterned to form a gate 104 in which a gate electrode pattern and a hard mask pattern are stacked.

상기 게이트(104)는 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 연장되는 라인 형상을 갖는다. 상기 게이트(104)는 워드 라인과 공통으로 사용된다. 상기 고립된 액티브 영역에는 2개의 게이트(104)가 나란하게 배치되도록 형성된다. The gate 104 has a line shape extending in a second direction perpendicular to the first direction. The gate 104 is used in common with the word line. In the isolated active region, two gates 104 are formed side by side.

상기 게이트(104)의 양측에는 실리콘 질화물로 이루어지는 제1 스페이서(106)를 형성한다. 이 후, 상기 게이트(104)를 마스크로 이용하여 불순물을 이온주입함으로써, 상기 게이트(104) 양측의 기판 아래로 소오스/드레인으로 제공되기 위 한 제1 및 제2 불순물 영역(도시안됨)을 형성한다. 상기 고립된 액티브 영역의 중심 부위에 형성되는 불순물 영역은 비트 라인과 접속하는 제1 불순물 영역이고, 상기 고립된 액티브 영역의 양측 가장자리에 형성되는 불순물 영역은 커패시터의 스토리지 전극과 접속하는 제2 불순물 영역이다. First spacers 106 formed of silicon nitride are formed on both sides of the gate 104. Thereafter, by implanting impurities using the gate 104 as a mask, first and second impurity regions (not shown) to be provided as a source / drain under the substrate on both sides of the gate 104 are formed. do. An impurity region formed at a center portion of the isolated active region is a first impurity region connected to a bit line, and an impurity region formed at both edges of the isolated active region is a second impurity region connected to a storage electrode of a capacitor. to be.

이 후, 상기 게이트를 충분히 매립하는 하부 제1 층간 절연막(108)을 형성하고, 통상의 사진 식각 공정에 의해 상기 하부 제1 층간 절연막(108)을 부분적으로 식각하여 소오스/드레인 영역을 각각 노출하는 셀프 얼라인 콘택홀(도시안됨)을 형성한다. 상기 하부 제1 층간 절연막(108)은 실리콘 산화물을 사용하여 형성할 수 있다. Thereafter, a lower first interlayer insulating film 108 is formed to sufficiently fill the gate, and the lower first interlayer insulating film 108 is partially etched by a conventional photolithography process to expose the source / drain regions, respectively. A self-aligned contact hole (not shown) is formed. The lower first interlayer insulating layer 108 may be formed using silicon oxide.

다음에, 상기 콘택홀 내에 도핑된 폴리실리콘을 증착한 후 평탄화 공정을 수행하여, 상기 제1 및 제2 불순물 영역과 접속하는 제1 및 제2 콘택 패드(110a, 110b)들을 형성한다. 이하에서는, 상기 제1 불순물 영역과 접속하는 콘택 패드를 제1 콘택 패드(110a)라 하고, 상기 제2 불순물 영역과 접속하는 제2 콘택 패드(110b)라 한다. Next, after the doped polysilicon is deposited in the contact hole, a planarization process is performed to form first and second contact pads 110a and 110b connecting to the first and second impurity regions. In the following description, a contact pad connected to the first impurity region is referred to as a first contact pad 110a and a second contact pad 110b connected to the second impurity region.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 제1 및 제2 콘택 패드(110)를 포함하는 하부 제1 층간 절연막(110)상에 상부 제1 층간 절연막(112)을 형성한다. 3A and 3B, an upper first interlayer insulating layer 112 is formed on the lower first interlayer insulating layer 110 including the first and second contact pads 110.

이어서, 상기 상부 제1 층간 절연막(112)의 소정 부위를 식각하여 상기 제1 콘택 패드(110a)만을 선택적으로 노출시키는 비트라인 콘택홀(도시안됨)을 형성한다. 이어서, 상기 비트라인 콘택홀 및 상기 제1 상부 층간 절연막(112) 상에 베리어 금속막(도시안됨)을 형성한다. 상기 베리어 금속막은 티타늄, 티타튬 질화막, 탄탈륨, 탄탈륨 질화막 또는 이들중 적어도 2개의막이 적층된 막으로 형성한다. 이어서, 상기 베리어 금속막 상에 텅스텐막(도시안됨)을 형성한다. Subsequently, a predetermined portion of the upper first interlayer insulating layer 112 is etched to form a bit line contact hole (not shown) for selectively exposing only the first contact pad 110a. Subsequently, a barrier metal layer (not shown) is formed on the bit line contact hole and the first upper interlayer insulating layer 112. The barrier metal film is formed of a titanium, a titanium nitride film, a tantalum, a tantalum nitride film, or a film in which at least two of them are stacked. Subsequently, a tungsten film (not shown) is formed on the barrier metal film.

상기 텅스텐막 상에 캡핑막(도시안됨)으로로서 실리콘 질화막을 형성한다. 상기 캡핑막은 상기 텅스텐막을 식각할 시에 하드 마스크로서 제공되며, 이 후 셀프 얼라인 콘택 형성 공정 시에 텅스텐막을 보호하는 역할도 한다. 때문에, 이 후 상기 텅스텐막의 패터닝 공정 및 콘택 형성 공정을 완전히 수행할 때까지 상기 캡핑막이 일정 두께 이상으로 남아있도록 충분히 두꺼워야 한다. A silicon nitride film is formed on the tungsten film as a capping film (not shown). The capping film serves as a hard mask when the tungsten film is etched, and then serves to protect the tungsten film during the self-aligned contact forming process. Therefore, the capping film should be thick enough to remain above a predetermined thickness until the patterning process and the contact forming process of the tungsten film are completely performed.

상기 캡핑막 상에, 비트 라인 구조물을 형성하기 위한 제1 포토레지스트 패턴(도시안됨)을 형성한다. 이어서, 상기 제1 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 캡핑막을 식각하여 캡핑막 패턴(118)을 형성한다. 이 후, 상기 제1 포토레지스트 패턴을 통상의 에싱 및 스트립 공정으로 제거한다. A first photoresist pattern (not shown) is formed on the capping layer to form a bit line structure. Subsequently, the capping layer is etched using the first photoresist pattern to form a capping layer pattern 118. Thereafter, the first photoresist pattern is removed by a conventional ashing and stripping process.

상기 캡핑막 패턴(118)을 식각 마스크로 이용하여 상기 텅스텐막 및 베리어막을 이방성으로 식각한다. 상기 식각 공정을 통해, 베리어막 패턴(114), 텅스텐 패턴(116) 및 캡핑막 패턴(118)으로 이루어지는 비트 라인 구조물(120) 및 비트 라인 콘택(도시안됨)을 동시에 형성한다. 상기 비트 라인 구조물(120)은 상기 제1 방향으로 연장되는 라인 형상을 갖도록 형성한다. 그리고, 상기 비트 라인 구조물(120)은 상기 비트 라인 콘택(도시안됨)을 통하여 제1 콘택 패드(110a)와 연결됨으로서, 상기 제1 불순물 영역과 전기적으로 접속한다. The tungsten film and the barrier film are etched anisotropically using the capping film pattern 118 as an etching mask. Through the etching process, the bit line structure 120 and the bit line contact (not shown) including the barrier layer pattern 114, the tungsten pattern 116, and the capping layer pattern 118 are simultaneously formed. The bit line structure 120 is formed to have a line shape extending in the first direction. The bit line structure 120 is electrically connected to the first impurity region by being connected to the first contact pad 110a through the bit line contact (not shown).

도 4a, 도 4b 및 도 11을 참조하면, 상기 비트 라인 구조물(120)을 완전히 매몰하도록 제2 층간 절연막(122)을 형성한다. 상기 제2 층간 절연막(122)은 실리 콘 산화물을 화학 기상 증착법에 의해 증착시켜 형성할 수 있다. 다음에, 상기 캡핑막 패턴(118)이 상부면에 노출되도록 평탄화한다. 상기 평탄화 공정은 화학 기계적 연마 공정으로 수행할 수 있다. 상기 캡핑막 패턴(118)이 노출되도록 상기 제2 층간 절연막(122)을 평탄화하는 경우 상기 제2 층간 절연막(122)의 높이를 비교적 정확하게 알 수 있다. 4A, 4B, and 11, a second interlayer insulating layer 122 is formed to completely bury the bit line structure 120. The second interlayer insulating layer 122 may be formed by depositing silicon oxide by chemical vapor deposition. Next, the capping layer pattern 118 is planarized to be exposed on the upper surface. The planarization process may be performed by a chemical mechanical polishing process. When the second interlayer insulating layer 122 is planarized to expose the capping layer pattern 118, the height of the second interlayer insulating layer 122 may be relatively accurate.

상기 제2 층간 절연막(122) 상에 상기 제2 방향으로 연장되는 라인 형상의 식각 마스크 패턴(124)을 형성한다. 상기 식각 마스크 패턴(124)은 사진 공정에 의해 형성된 포토레지스트 패턴을 포함한다. 상기 식각 마스크 패턴(124)은 스토리지 노드 콘택이 형성되지 않는 부위 즉, 상기 스토리지 노드 콘택들 사이에 해당하는 부위를 선택적으로 노출하도록 형성한다. A line etch mask pattern 124 extending in the second direction is formed on the second interlayer insulating layer 122. The etching mask pattern 124 includes a photoresist pattern formed by a photo process. The etching mask pattern 124 is formed to selectively expose a portion where a storage node contact is not formed, that is, a portion corresponding to the storage node contacts.

이 후, 상기 식각 마스크 패턴(124)을 사용하여 상기 노출된 제2 층간 절연막(122)을 부분적으로 식각함으로서 개구부(126)를 형성한다. 상기 식각 공정에서, 상기 식각 마스크 패턴(124) 및 상기 비트 라인 구조물(120)에 의해 한정되는 상기 제2 층간 절연막(122)만이 제거됨으로서, 상기 개구부(126)는 상기 제2 방향으로 연장되는 바(bar) 형상을 갖게된다. Thereafter, the openings 126 are formed by partially etching the exposed second interlayer insulating layer 122 using the etching mask pattern 124. In the etching process, only the second interlayer insulating layer 122 defined by the etch mask pattern 124 and the bit line structure 120 is removed, so that the opening 126 extends in the second direction. It will have a bar shape.

도 5를 참조하면, 상기 개구부(126) 내부를 채우면서 상기 제2 층간 절연막(122) 상에 식각 블록킹막(도시안됨)을 형성한다. 상기 식각 블록킹막은 후속 공정에서 상기 제2 층간 절연막(122)을 부분적으로 식각하여 상부 콘택홀을 형성할 시에, 상기 제2 층간 절연막(122)이 측방으로 과도하게 식각되는 것을 방지하기 위하여 제공된다. 그러므로, 상기 식각 블록킹막은 상기 제2 층간 절연막(122)을 식각 하는 조건에서 거의 식각이 이루어지지 않는 물질을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 식각 블록킹막은 실리콘 질화물을 사용하여 형성할 수 있다. Referring to FIG. 5, an etch blocking layer (not shown) is formed on the second interlayer insulating layer 122 while filling the inside of the opening 126. The etch blocking layer is provided to prevent the second interlayer insulating layer 122 from being excessively etched laterally when the second interlayer insulating layer 122 is partially etched to form an upper contact hole in a subsequent process. . Therefore, the etch blocking layer may be formed using a material that is hardly etched under the condition of etching the second interlayer insulating layer 122. Specifically, the etch blocking layer may be formed using silicon nitride.

다음에, 상기 제2 층간 절연막(122)의 상부면이 노출되도록 상기 식각 블록킹막을 연마함으로서 상기 개구부(126) 내부에 식각 블록킹 패턴(128)을 형성한다. Next, the etching blocking pattern 128 is formed inside the opening 126 by grinding the etching blocking layer to expose the top surface of the second interlayer insulating layer 122.

도 6a, 도 6b 및 도 12를 참조하면, 상기 제2 층간 절연막(122) 상에 하드 마스크막을 형성한 후, 상기 하드 마스크막을 패터닝함으로서 스토리지 노드 콘택홀을 형성하기 위한 식각 마스크로서 제공되는 하드 마스크 패턴(130)을 형성한다. 상기 하드 마스크 패턴(130)은 상기 제2 방향으로 연장되는 라인 형상을 갖는다. 6A, 6B, and 12, after forming a hard mask film on the second interlayer insulating film 122, the hard mask provided as an etch mask for forming a storage node contact hole by patterning the hard mask film. The pattern 130 is formed. The hard mask pattern 130 has a line shape extending in the second direction.

상기 하드 마스크 패턴(130)은 캡핑막 패턴(118)을 식각하는 조건 및 제2 층간 절연막(122)을 식각하는 조건 하에서 거의 식각이 이루어지지 않는 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 그러므로, 상기 하드 마스크 패턴(130)은 폴리실리콘으로 형성되는 것이 바람직하다. The hard mask pattern 130 may be formed of a material which is hardly etched under the condition of etching the capping layer pattern 118 and the condition of etching the second interlayer insulating layer 122. Therefore, the hard mask pattern 130 is preferably formed of polysilicon.

이 후, 상기 하드 마스크 패턴(130)을 사용하여 상기 제2 층간 절연막(122)을 부분적으로 이방성 식각함으로서 예비 상부 콘택홀(132)을 형성한다. 이 때, 상기 비트 라인 구조물(120) 및 상기 하드 마스크 패턴(130)에 의해 한정되는 상기 제2 층간 절연막(122)만이 제거됨으로서, 콘택홀의 형상을 갖게된다. 상기 예비 상부 콘택홀(132)은 상기 비트 라인 구조물의 캡핑막 패턴(118)의 상부 일부분을 노출하도록 형성된다.Thereafter, the preliminary upper contact hole 132 is formed by partially anisotropically etching the second interlayer insulating layer 122 using the hard mask pattern 130. In this case, only the second interlayer insulating layer 122 defined by the bit line structure 120 and the hard mask pattern 130 is removed to have a shape of a contact hole. The preliminary upper contact hole 132 is formed to expose an upper portion of the capping layer pattern 118 of the bit line structure.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 상기 예비 상부 콘택홀(132)을 등방성으로 식각 함으로서 상기 예비 상부 콘택홀(132)보다 내부 폭이 넓은 상부 콘택홀(134)을 형성한다. 상기 등방성 식각은 습식 식각 공정을 포함한다. 7A and 7B, the preliminary upper contact hole 132 is isotropically etched to form an upper contact hole 134 having a larger inner width than the preliminary upper contact hole 132. The isotropic etching includes a wet etching process.

상기 등방성 식각 공정을 통해 형성되는 상기 상부 콘택홀(134)은 제1 방향으로는 상기 식각 블록킹 패턴(128)과 접하고 상기 제2 방향으로는 상기 비트 라인 구조물(120)의 측벽과 접하는 형상을 갖도록 한다. 이 때, 상기 상부 콘택홀(134)의 표면에는 상기 비트 라인 구조물(120)의 도전막 패턴(114, 116)이 노출되지 않도록 하는 것이 바람직하다.The upper contact hole 134 formed through the isotropic etching process may have a shape in contact with the etch blocking pattern 128 in a first direction and in contact with a sidewall of the bit line structure 120 in the second direction. do. In this case, the conductive layer patterns 114 and 116 of the bit line structure 120 may not be exposed to the surface of the upper contact hole 134.

상기 식각 블록킹 패턴(128)이 형성되어 있으므로, 상기 예비 상부 콘택홀(132)의 내부를 확장시키는 과정에서 과도 식각에 의해 이웃하는 상부 콘택홀(134)들이 서로 연결되는 등의 문제가 거의 발생되지 않는다. 때문에, 상부 콘택홀(134)들이 서로 연결됨으로서 발생되는 불량이 감소된다. Since the etch blocking pattern 128 is formed, a problem such that adjacent upper contact holes 134 are connected to each other by excessive etching in the process of expanding the inside of the preliminary upper contact hole 132 is hardly generated. Do not. Therefore, the defects caused by the upper contact holes 134 are connected to each other is reduced.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 상기 상부 콘택홀(134)이 형성되어 있는 제2 층간 절연막(122), 하드 마스크 패턴(130) 및 비트 라인 구조물(120)의 표면 프로파일을 따라 스페이서용 절연막(도시안됨)을 형성한다. 상기 스페이서용 절연막은 실리콘 질화물로 형성될 수 있다. 8A and 8B, an insulating film for a spacer is formed along surface surfaces of the second interlayer insulating film 122, the hard mask pattern 130, and the bit line structure 120 on which the upper contact hole 134 is formed. Not shown). The spacer insulating layer may be formed of silicon nitride.

상기 스페이서용 절연막을 이방성으로 식각함으로서 상기 비트 라인 구조물(120)의 상부 측벽에 제2 스페이서(136)를 형성한다. 상기 제2 스페이서(136)를 형성할 시에, 상기 상부 콘택홀(134)에서 상기 하드 마스크 패턴(130)에 의해 가려지는 표면 부위에는 도시된 것과 같이 상기 스페이서용 절연막이 남아있게 된다. By anisotropically etching the spacer insulating film, a second spacer 136 is formed on the upper sidewall of the bit line structure 120. When forming the second spacer 136, an insulating film for the spacer remains on the surface portion of the upper contact hole 134 that is covered by the hard mask pattern 130.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 상기 하드 마스크 패턴(130)에 의해 노출되는 제2 층간 절연막(122)을 식각하고 계속하여 상기 상부 제1 층간 절연막(112)을 이방성으로 식각함으로서 상기 상부 콘택홀(134)과 연통하고 상기 제2 콘택 패드(110b)의 상부면을 노출하는 하부 콘택홀(138)을 형성한다. 상기 하부 콘택홀(138)은 상기 상부 콘택홀(134)에 비해 좁은 내부 폭을 갖는다. 9A and 9B, the upper contact hole is etched by etching the second interlayer insulating layer 122 exposed by the hard mask pattern 130 and subsequently etching the upper first interlayer insulating layer 112 anisotropically. A lower contact hole 138 is formed in communication with 134 and exposing an upper surface of the second contact pad 110b. The lower contact hole 138 has a narrower inner width than the upper contact hole 134.

상기 상부 콘택홀(134) 및 하부 콘택홀(138)은 스토리지 전극과 접속되기 위한 스토리지 노드 콘택홀(140)로 제공된다. The upper contact hole 134 and the lower contact hole 138 are provided to the storage node contact hole 140 to be connected to the storage electrode.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 상기 스토리지 노드 콘택홀(140) 내에 도전 물질을 매립하고, 상기 캡핑막 패턴(118)의 상부면이 노출되도록 상기 도전 물질 및 상기 하드 마스크 패턴(130)을 연마하여 스토리지 노드 콘택(142)들을 형성한다. 10A and 10B, a conductive material is embedded in the storage node contact hole 140, and the conductive material and the hard mask pattern 130 are polished to expose the top surface of the capping layer pattern 118. To form storage node contacts 142.

상기 스토리지 노드 콘택(142)은 상기 제2 스페이서(136)가 형성된 비트 라인 구조물(120)들 사이에 구비되어 상기 제2 콘택 패드(110b)와 전기적으로 접속하고, 하부보다 상부가 더 넓은 형상을 갖고, 그 상부는 상기 제1 방향으로 상기 식각 블록킹 패턴(128)과 접하고 상기 제2 방향으로 상기 제2 스페이서(136)와 접하는 형상을 갖게 된다. The storage node contacts 142 are provided between the bit line structures 120 having the second spacers 136 to electrically connect with the second contact pads 110b and have a shape wider than an upper portion thereof. The upper portion has a shape in contact with the etch blocking pattern 128 in the first direction and in contact with the second spacer 136 in the second direction.

다시 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 상기 스토리지 노드 콘택(142)들 상의 소정 영역과 접하는 실린더형의 스토리지 전극(144)들을 형성한다. Referring back to FIGS. 1A and 1B, cylindrical storage electrodes 144 contacting predetermined regions on the storage node contacts 142 are formed.

상기 스토리지 전극 형성하는 방법을 간단히 설명하면, 우선, 스토리지 노드 콘택(142)이 형성되어 있는 제2 층간 절연막(122) 상에, BPSG, TEOS 또는 이들이 적층된 형태의 몰드막(도시안됨)을 형성한다. 상기 몰드막의 소정 영역을 식각하여 상기 스토리지 노드 콘택 상부면을 노출시키는 개구부(도시안됨)를 형성한다. 다음에, 상기 개구부의 표면 및 상기 몰드막 표면 상에 도핑된 폴리실리콘막을 증착하고, 상기 폴리실리콘막이 증착되어 있는 개구부를 매몰하도록 USG와 같은 물질로서 희생막(도시안됨)을 형성한다. 다음에, 상기 몰드막 상에 형성되어 있는 폴리실리콘막이 제거되어 각 노드가 분리되도록 화학 기계적 연마 공정을 수행한다. 다음에, 상기 희생막 및 몰드막을 등방성 식각 공정으로 제거하여, 상기 실린더형의 스토리지 전극(144)이 형성된다. 그런데, 상기 스토리지 전극(144)과 접속하는 스토리지 노드 콘택(142)의 상부면이 넓어져 있어, 상기 스토리지 전극(144)의 위치에 대한 한정을 최소화할 수 있다. Briefly describing the method of forming the storage electrode, first, a BPSG, TEOS, or a mold film (not shown) formed thereon is formed on the second interlayer insulating layer 122 on which the storage node contacts 142 are formed. do. A predetermined region of the mold layer is etched to form an opening (not shown) that exposes an upper surface of the storage node contact. Next, a doped polysilicon film is deposited on the surface of the opening and the mold film surface, and a sacrificial film (not shown) is formed as a material such as USG to bury the opening in which the polysilicon film is deposited. Next, the polysilicon film formed on the mold film is removed to perform a chemical mechanical polishing process so that each node is separated. Next, the sacrificial film and the mold film are removed by an isotropic etching process to form the cylindrical storage electrode 144. However, since the upper surface of the storage node contact 142 connecting to the storage electrode 144 is widened, it is possible to minimize the limitation on the position of the storage electrode 144.

이 때, 상기 스토리지 전극(144)은 상기 스토리지 노드 콘택(142) 상부면의 중심을 기준으로 상기 제1 방향의 어느 한쪽으로 치우쳐진 위치상에 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 전체의 상기 스토리지 전극(144)들이 서로 사선으로 배치되도록 하여, 이웃하는 스토리지 전극(144)들 사이의 간격을 넓게 한다. In this case, the storage electrode 144 may be formed on a position biased in one of the first directions with respect to the center of the upper surface of the storage node contact 142. Specifically, the entire storage electrodes 144 are arranged diagonally with each other, thereby increasing the distance between neighboring storage electrodes 144.

이어서, 도시하지는 않았으나, 상기 스토리지 전극(144) 내부면 및 외부면에 유전막을 증착한다. 이어서, 상기 유전막 상에 플레이트 전극을 형성한다. Next, although not shown, a dielectric film is deposited on the inner surface and the outer surface of the storage electrode 144. Subsequently, a plate electrode is formed on the dielectric layer.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, As described above, according to the present invention,

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 변 경시킬 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.

Claims (5)

기판 상에 구비되고, 내부에 콘택 패드들을 포함하는 제1 층간 절연막; A first interlayer insulating layer provided on the substrate and including contact pads therein; 상기 제1 층간 절연막 상에 제1 방향으로 연장되는 비트 라인 구조물들;Bit line structures extending in a first direction on the first interlayer insulating film; 상기 비트 라인 구조물들 상부의 양측벽을 부분적으로 감싸는 절연막 스페이서들;Insulating layer spacers partially surrounding both sidewalls of the bit line structures; 상기 비트 라인 구조물들 사이에 구비되고, 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 연장되는 바 형태의 식각 블록킹 패턴들; Etch blocking patterns provided between the bit line structures and extending in a second direction perpendicular to the first direction; 상기 비트 라인 구조물들을 덮는 제2 층간 절연막; A second interlayer insulating layer covering the bit line structures; 상기 절연막 스페이서가 형성된 비트 라인 구조물들 사이에 구비되어 상기 콘택 패드와 전기적으로 접속하고, 하부보다 상부가 더 넓은 형상을 갖고, 그 상부는 상기 제1 방향으로 상기 식각 블록킹 패턴과 접하고 상기 제2 방향으로 상기 절연막 스페이서와 접하는 형상을 갖는 스토리지 노드 콘택들; 및 The insulating film spacers are formed between the bit line structures on which the insulating layer spacers are formed, and are electrically connected to the contact pads. Storage node contacts having a shape in contact with the insulating layer spacer; And 상기 스토리지 노드 콘택들 상부면에 구비되는 커패시터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치. And capacitors on upper surfaces of the storage node contacts. 제1항에 있어서, 상기 식각 블록킹 패턴은 실리콘 질화물로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 장치. The semiconductor device of claim 1, wherein the etch blocking pattern is formed of silicon nitride. 기판 상에, 내부에 콘택 패드들을 포함하는 제1 층간 절연막을 형성하는 단 계; Forming a first interlayer insulating film on the substrate, the first interlayer insulating film including contact pads therein; 상기 제1 층간 절연막 상에 제1 방향으로 연장되는 비트 라인 구조물들을 형성하는 단계;Forming bit line structures extending in a first direction on the first interlayer insulating film; 상기 비트 라인을 덮으면서 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 연장되는 바 형태의 개구부들을 갖는 제2 층간 절연막을 형성하는 단계; Forming a second interlayer insulating film covering the bit line and having a bar-shaped opening extending in a second direction perpendicular to the first direction; 상기 개구부들 내부에 식각 블록킹막을 채움으로서 식각 블록킹 패턴들을 형성하는 단계; Forming etch blocking patterns by filling an etch blocking layer in the openings; 상기 절연막 스페이서가 구비된 비트 라인 구조물들 사이의 제2 층간 절연막을 부분적으로 식각하여 상기 제1 방향으로 상기 식각 블록킹 패턴과 접하고 상기 제2 방향으로 상기 비트 라인 구조물의 측벽과 접하는 형상을 갖는 상부 콘택홀을 형성하는 단계; An upper contact partially etching the second interlayer insulating layer between the bit line structures having the insulating layer spacer to contact the etch blocking pattern in the first direction and to contact the sidewall of the bit line structure in the second direction Forming a hole; 상기 상부 콘택홀에 의해 노출되어 있는 상기 비트 라인 구조물의 상부 측벽에 절연막 스페이서를 형성하는 단계; Forming an insulating film spacer on an upper sidewall of the bit line structure exposed by the upper contact hole; 상기 상부 콘택홀 아래에 위치하는 제2 층간 절연막 및 제1 층간 절연막을 부분적으로 식각하여 상기 상부 콘택홀에 비해 내부 폭이 좁고 상기 콘택 패드의 상부면을 노출하는 하부 콘택홀을 형성하는 단계; Partially etching the second interlayer insulating layer and the first interlayer insulating layer positioned below the upper contact hole to form a lower contact hole having a smaller inner width than the upper contact hole and exposing an upper surface of the contact pad; 상기 상부 콘택홀 및 하부 콘택홀에 도전성 물질을 매립시켜 상기 제1 방향으로 상기 식각 블록킹 패턴과 접하고 상기 제2 방향으로 상기 절연막 스페이서와 접하는 형상을 갖는 스토리지 노드 콘택을 형성하는 단계; 및Filling a conductive material in the upper contact hole and the lower contact hole to form a storage node contact having a shape in contact with the etch blocking pattern in the first direction and in contact with the insulating layer spacer in the second direction; And 상기 스토리지 노드 콘택들 상부면에 구비되는 커패시터들을 형성하는 단계 를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법. And forming capacitors on upper surfaces of the storage node contacts. 제3항에 있어서, 상기 식각 블록킹 패턴은 실리콘 질화물을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.The method of claim 3, wherein the etching blocking pattern is formed using silicon nitride. 제1항에 있어서, 상기 상부 콘택홀을 형성하는 단계는, The method of claim 1, wherein the forming of the upper contact hole comprises: 상기 제2 층간 절연막, 비트 라인 구조물 및 식각 블록킹 패턴 상에 상기 제2 방향으로 연장되는 라인 형상의 마스크 패턴을 형성하는 단계;Forming a line-shaped mask pattern extending in the second direction on the second interlayer insulating layer, the bit line structure, and the etch blocking pattern; 상기 마스크 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 비트 라인 구조물 및 상기 마스크 패턴에 의해 한정되는 영역을 이방성 식각하여 예비 상부 콘택홀을 형성하는 단계; 및Anisotropically etching the bit line structure and the region defined by the mask pattern using the mask pattern as an etch mask to form a preliminary upper contact hole; And 상기 예비 상부 콘택홀을 등방성 식각하여 상기 식각 블록킹 패턴을 노출하는 상부 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.Isotropically etching the preliminary upper contact hole to form an upper contact hole exposing the etch blocking pattern.
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