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KR20070114952A - How to form a capacitor - Google Patents

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KR20070114952A
KR20070114952A KR1020060048658A KR20060048658A KR20070114952A KR 20070114952 A KR20070114952 A KR 20070114952A KR 1020060048658 A KR1020060048658 A KR 1020060048658A KR 20060048658 A KR20060048658 A KR 20060048658A KR 20070114952 A KR20070114952 A KR 20070114952A
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KR
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mold layer
layer
pattern
opening
forming
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Withdrawn
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KR1020060048658A
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Inventor
강대혁
한동균
이몽섭
홍창기
이근택
박임수
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.)
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Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
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Abstract

단락 불량을 억제하는 커패시터 형성 방법에 있어서, 기판 상에 하부 몰드막을 형성하고, 하부 몰드막 상에 동일한 식각 용액에 대하여 하부 몰드막을 이루는 물질보다 낮은 식각율을 갖는 물질로 이루어진 상부 몰드막을 형성한다. 하부 몰드막 및 상부 몰드막을 부분적으로 이방성 식각하여, 기판 표면을 노출시키며 하부로 갈수록 좁은 폭을 가지는 제1 개구가 생성된 제1 몰드막 패턴을 형성하고, 식각 용액을 사용하여 제1 개구의 측벽에 노출된 제1 몰드막을 등방성 식각하여 제1 개구에 비해 하부 폭이 넓은 제2 개구가 생성된 제2 몰드막 패턴을 형성하며, 제2 개구의 내벽에 노출된 제2 몰드막 패턴의 표면을 따라 하부 전극을 형성한다. 하부 몰드막을 남기면서 상부 몰드막의 적어도 일부분을 제거하여 하부 전극의 하부를 둘러싸는 제3 몰드막 패턴을 형성하고, 제3 몰드막 패턴 및 하부 전극의 표면을 따라 유전막 및 상부 전극을 순차적으로 형성한다.In the capacitor forming method for suppressing short circuit defects, a lower mold layer is formed on a substrate, and an upper mold layer is formed on a lower mold layer, the upper mold layer including a material having a lower etching rate than a material forming the lower mold layer with respect to the same etching solution. Partially anisotropically etch the lower mold layer and the upper mold layer to form a first mold layer pattern that exposes the substrate surface and has a first opening having a narrower width toward the bottom, and using an etching solution to form sidewalls of the first opening. Isotropically etching the first mold film exposed to the second mold film pattern to form a second opening having a lower width than the first opening, and forming a surface of the second mold film pattern exposed on the inner wall of the second opening. Thus forming a lower electrode. At least a portion of the upper mold layer is removed while leaving the lower mold layer to form a third mold layer pattern surrounding the lower portion of the lower electrode, and the dielectric layer and the upper electrode are sequentially formed along the surfaces of the third mold layer pattern and the lower electrode. .

Description

커패시터 형성 방법{Method of forming a capacitor}Method of forming a capacitor

도 1 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터 형성 방법을 설명하기 위한 개략적인 공정 단면도들이다.1 to 13 are schematic cross-sectional views illustrating a method of forming a capacitor according to an embodiment of the present invention.

도 14 내지 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커패시터 형성 방법을 설명하기 위한 개략적인 공정 단면도들이다.14 to 16 are schematic cross-sectional views illustrating a method of forming a capacitor according to another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 반도체 기판 102 : 절연막 패턴100 semiconductor substrate 102 insulating film pattern

112 : 게이트 114, 116 : 콘택 패드112: gate 114, 116: contact pad

122 : 스토리지 노드 콘택 124 : 식각 저지막122: storage node contact 124: etch stop film

126 : 하부 몰드막 128 : 상부 몰드막126: lower mold film 128: upper mold film

130 : 제1 몰드막 패턴 132 : 제1 개구130: first mold film pattern 132: first opening

134 : 제2 몰드막 패턴 136 : 제2 개구134: second mold film pattern 136: second opening

138 : 도전막 140 : 희생막138: conductive film 140: sacrificial film

142 : 하부 전극 144 : 유전막142: lower electrode 144: dielectric film

본 발명은 커패시터 형성 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 실린더 형상의 커패시터를 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a capacitor. More specifically, it relates to a method of forming a cylindrical capacitor.

근래에는, DRAM 장치의 집적도가 기가급 이상으로 증가함에 따라 단위 셀 당 허용면적의 감소가 지속되면서 커패시터의 커패시턴스를 확보하기 위하여, 초기에는 커패시터의 형상을 평탄한 구조로 제작하다가, 점차로 박스 형상 또는 실린더 형상으로 형성하고 있다. 그러나, 현재와 같이 초 미세 선폭 기술을 적용한 기가급 이상의 DRAM 장치에 있어서, 허용된 셀 면적 내에서 커패시터가 요구되는 커패시턴스를 가지기 위해서는 필연적으로 커패시터의 종횡비가 증가할 수밖에 없게 된다.In recent years, 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 to the giga level or more, the shape of the capacitor is initially made into a flat structure, and then gradually becomes a box shape or a cylinder. It is formed in a shape. However, in today's Giga-class or higher DRAM devices employing ultra-fine line width technology, the aspect ratio of the capacitor is inevitably increased to have the required capacitance within the allowable cell area.

상기 실린더형 커패시터의 종횡비가 증가함으로써 상기 커패시터를 형성하는데 있어 불량이 빈번하게 발생하고 있다. 구체적으로, 상기 커패시터의 하부 전극의 하부 폭이 상부의 폭보다 작아져 이후 하부 전극 표면을 따라 유전막을 형성하기가 매우 어렵다.As the aspect ratio of the cylindrical capacitor increases, defects frequently occur in forming the capacitor. Specifically, the lower width of the lower electrode of the capacitor is smaller than the upper width, so that it is very difficult to form a dielectric film along the lower electrode surface.

또한, 커패시터의 하부 전극은 하부의 폭이 상부의 폭보다 좁은 형상으로 불안정한 구조를 갖는다. 따라서, 상기 커패시터의 하부 전극이 기울어지거나 쓰러지는 현상이 발생하여 인접한 커패시터들의 상부에서 2-비트 단락(2-bit fail)이 발생할 수 있다.In addition, the lower electrode of the capacitor has an unstable structure in a shape where the width of the lower part is narrower than the width of the upper part. Accordingly, a phenomenon in which the lower electrode of the capacitor is inclined or collapses may occur, and thus a 2-bit fail may occur at an upper portion of adjacent capacitors.

상기 문제를 해결하기 위하여, 상기 하부 전극의 하부 폭을 상부 폭이 비해 증가시킴으로서, 상기 유전막을 형성할 수 있는 선폭이 확보되며 보다 안정된 구조를 갖도록 하는 방법이 개발되고 있다. 그러나, 상기 하부 전극의 상부 및 하부로 나뉘는 부위에서 실린더 형상이 다소 꺽이는 형태를 갖게되며, 상기 상부 및 하부 의 경계 부위에서 이웃하는 하부 전극들 간의 간격이 매우 가까워지게 된다. 때문에 상기 구조를 갖는 커패시터들은 상기 하부 전극의 중심 부위에서 2-비트 단락이 발생하는 문제가 있다.In order to solve the problem, by increasing the lower width of the lower electrode compared to the upper width, a method for securing a line width for forming the dielectric film and having a more stable structure has been developed. However, the cylindrical shape is slightly bent at portions divided into upper and lower portions of the lower electrode, and the distance between neighboring lower electrodes becomes very close at the boundary portions of the upper and lower portions. Therefore, the capacitors having the above structure have a problem in that a 2-bit short circuit occurs at the center of the lower electrode.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 안정된 구조를 가지며, 2-비트 단락 발생이 억제된 커패시터를 형성하는 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above problems is to provide a method of forming a capacitor having a stable structure and suppressed occurrence of 2-bit short circuit.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 커패시터 형성 방법에 있어서, 기판 상에 하부 몰드막을 형성한다. 상기 하부 몰드막 상에, 동일한 식각 용액에 대하여 상기 하부 몰드막을 이루는 물질보다 낮은 식각율을 갖는 물질로 이루어진 상부 몰드막을 형성한다. 상기 하부 몰드막 및 상부 몰드막을 부분적으로 이방성 식각하여, 상기 기판 표면을 노출시키며 하부로 갈수록 좁은 폭을 가지는 제1 개구가 생성된 제1 몰드막 패턴을 형성한다. 상기 식각 용액을 사용하여 상기 제1 개구의 측벽에 노출된 하부 몰드막을 등방성 식각하여 상기 제1 개구에 비해 하부 폭이 넓은 제2 개구가 생성된 제2 몰드막 패턴을 형성한다. 상기 제2 개구의 내벽에 노출된 제2 몰드막 패턴의 표면을 따라 하부 전극을 형성한다. 상기 하부 몰드막을 남기면서 상기 상부 몰드막의 적어도 일부분을 제거하여 상기 하부 전극의 하부를 둘러싸는 제3 몰드막 패턴을 형성한다. 상기 제3 몰드막 패턴 및 상기 하부 전극의 표면을 따라 유전막 및 상부 전극을 순차적으로 형성한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, in the capacitor forming method, forming a lower mold film on a substrate. On the lower mold layer, an upper mold layer formed of a material having an etching rate lower than that of the material forming the lower mold layer is formed with respect to the same etching solution. The lower mold layer and the upper mold layer are partially anisotropically etched to form a first mold layer pattern exposing a surface of the substrate and having a first opening having a narrower width toward the lower portion. The lower mold layer exposed to the sidewall of the first opening is isotropically etched using the etching solution to form a second mold layer pattern in which a second opening having a lower width is formed than the first opening. A lower electrode is formed along the surface of the second mold layer pattern exposed on the inner wall of the second opening. At least a portion of the upper mold layer is removed while leaving the lower mold layer to form a third mold layer pattern surrounding the lower portion of the lower electrode. A dielectric film and an upper electrode are sequentially formed along the surfaces of the third mold layer pattern and the lower electrode.

상기 하부 몰드막은 BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass) 또는 저 유전율 을 갖는 유전 물질로 이루어져 있으며, 상기 상부 몰드막은 PE-TEOS(Plasma Enhanced-TetraEthyl OrthoSilicate)으로 이루어질 수 있다. 상기 하부 몰드막은 상기 상부 몰드막보다 실질적으로 낮은 두께로 형성될 수 있다. 상기 하부 전극은, 상기 제2 몰드막 패턴의 표면을 따라 하부 전극용 도전막을 형성하고, 상기 도전막이 형성된 제1 개구 내부를 메우도록 상기 몰드막 패턴 상에 희생막을 형성하며, 상기 도전막의 상부면이 노출되도록 상기 희생막을 평탄화하고, 상기 제2 몰드막 패턴의 상부면이 노출되도록 상기 노출된 도전막을 제거하여 노드 분리하고, 상기 제2 몰드막 패턴의 상부 몰드막의 일부를 제거하는 동안 상기 희생막이 완전하게 제거함으로써 형성한다. 상기 희생막은 ALD 산화물(Atomic Layer deposition Oxide)로 이루어질 수 있다.The lower mold layer may be made of BPSG (Boron Phosphorus Silicate Glass) or a dielectric material having a low dielectric constant, and the upper mold layer may be made of Plasma Enhanced-TetraEthyl OrthoSilicate (PE-TEOS). The lower mold layer may have a thickness substantially lower than that of the upper mold layer. The lower electrode forms a conductive film for the lower electrode along the surface of the second mold film pattern, and forms a sacrificial film on the mold film pattern to fill the inside of the first opening in which the conductive film is formed, and an upper surface of the conductive film The sacrificial layer is planarized to expose the sacrificial layer, and the node is removed by removing the exposed conductive layer so that the upper surface of the second mold layer pattern is exposed. Formed by complete removal. The sacrificial layer may be made of ALD oxide (Atomic Layer deposition Oxide).

상기와 같은 본 발명에 따르면, 하부 전극의 하단부 폭이 넓어져 보다 안정된 구조를 갖는 커패시터를 형성할 수 있으며, 증착 공정을 통해 상기 하부 전극 상에 유전막 및 상부 전극을 용이하게 형성할 수 있다.According to the present invention as described above, the width of the lower end of the lower electrode can be widened to form a capacitor having a more stable structure, it is possible to easily form a dielectric film and the upper electrode on the lower electrode through the deposition process.

또한, 상기 하부 전극의 하단부의 외벽들 사이에 몰드막 패턴이 개재됨으로써, 이웃하는 하부 전극들이 하부에서 서로 단락되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the mold layer pattern may be interposed between the outer walls of the lower end of the lower electrode, thereby preventing the adjacent lower electrodes from being shorted to each other.

이하, 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 커패시터 형성 방법에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method for forming a capacitor according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터 형성 방법을 설명하기 위한 개략적인 공정 단면도들이다.1 to 12 are schematic cross-sectional views illustrating a method of forming a capacitor according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 반도체 기판(100) 상에 패드 산화막(도시되지 않음) 및 실 리콘 질화막(도시되지 않음)을 순차적으로 형성한다. 상기 실리콘 질화막 상에 실리콘 질화막을 선택적으로 노출시키는 포토레지스트 패턴(도시되지 않음)을 형성한다.Referring to FIG. 1, a pad oxide film (not shown) and a silicon nitride film (not shown) are sequentially formed on the semiconductor substrate 100. A photoresist pattern (not shown) is formed on the silicon nitride film to selectively expose the silicon nitride film.

상기 포토레지스트 패턴에 의해 노출되는 기판(100) 부위는 필드 영역이 되고, 상기 포토레지스트 패턴에 의해 마스킹되는 기판(100) 부위는 액티브 영역이 된다. 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 노출된 실리콘 질화막 및 패드 산화막을 순차적으로 식각하여 실리콘 질화막 패턴 및 패드 산화막 패턴을 포함하는 제1 하드 마스크 패턴(도시되지 않음)을 형성한다.A portion of the substrate 100 exposed by the photoresist pattern becomes a field region, and a portion of the substrate 100 masked by the photoresist pattern becomes an active region. The exposed silicon nitride layer and the pad oxide layer are sequentially etched using the photoresist pattern as an etching mask to form a first hard mask pattern (not shown) including the silicon nitride layer pattern and the pad oxide layer pattern.

상기 제1 하드 마스크 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 노출된 반도체 기판(100)을 식각하여 트렌치(도시되지 않음)를 형성한다. 상기 트렌치를 메우도록 USG(Undoped Silicate Glass), O3-TEOS USG(O3-Tetra Ethyl Ortho Silicate Undoped Silicate Glass) 또는 고밀도 플라즈마(High Density Plasma : HDP) 산화막과 같은 갭 매립 특성이 우수한 실리콘 산화막을 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition : CVD) 방법에 의해 형성한다. 필요한 경우, 상기 실리콘 산화막(도시되지 않음)을 약 800 내지 1015℃의 고온 및 불활성 가스 분위기 하에서 어닐링하여 상기 갭 매립 산화막을 치밀화시켜 후속하는 세정 공정에 대한 습식 식각율을 낮출 수 있다.The exposed semiconductor substrate 100 is etched using the first hard mask pattern as an etch mask to form a trench (not shown). To fill the trench, a silicon oxide film having excellent gap filling characteristics such as Undoped Silicate Glass (USG), O 3 -TEOS USG (O 3 -Tetra Ethyl Ortho Silicate Undoped Silicate Glass), or High Density Plasma (HDP) oxide It is formed by a chemical vapor deposition (CVD) method. If necessary, the silicon oxide film (not shown) may be annealed under a high temperature and inert gas atmosphere of about 800 to 1015 ° C. to densify the gap buried oxide film, thereby lowering the wet etch rate for subsequent cleaning processes.

상기 실리콘 산화막을 에치백 또는 화학 기계적 연마공정으로 연마하여 상기 트렌치 내부에 절연막 패턴(102)을 형성한다. 이로써, 상기 반도체 기판(100)이 절 연막 패턴(102)에 의해 필드 영역 및 액티브 영역으로 구분된다.The silicon oxide film is polished by an etch back or chemical mechanical polishing process to form an insulating film pattern 102 in the trench. As a result, the semiconductor substrate 100 is divided into a field region and an active region by the insulating film pattern 102.

이어서, 상기 액티브 영역의 표면에 열 산화법으로 얇은 게이트 산화막(104)을 성장시킨 후, 도전 물질로 이루어지는 게이트 전극막(도시되지 않음) 및 하드 마스크막(도시되지 않음)을 형성한다. 상기 하드 마스크막 및 게이트 전극막을 패터닝하여 상기 게이트 전극 패턴(106) 및 제2 하드 마스크 패턴(108)이 적층된 형태의 게이트(112)를 형성한다.Subsequently, a thin gate oxide film 104 is grown on the surface of the active region by thermal oxidation, and then a gate electrode film (not shown) and a hard mask film (not shown) made of a conductive material are formed. The hard mask layer and the gate electrode layer are patterned to form a gate 112 in which the gate electrode pattern 106 and the second hard mask pattern 108 are stacked.

또한, 상기 게이트(112) 양측에는 실리콘 질화물로 이루어진 제1 스페이서(110)를 형성한다. 상기 게이트(112) 및 제1 스페이서(110)를 마스크로 이용하여 불순물을 이온 주입함으로서, 상기 게이트(112) 양측의 기판(100) 아래로 소스/드레인으로 제공되기 위한 제1 불순물 영역(도시되지 않음) 및 제2 불순물 영역(도시되지 않음)을 형성한다. 이때, 상기 제1 불순물 영역은 이후 비트 라인과 접속하고, 상기 제2 불순물 영역은 이후 커패시터의 하부 전극과 접속된다.In addition, first spacers 110 formed of silicon nitride are formed on both sides of the gate 112. By implanting impurities using the gate 112 and the first spacer 110 as a mask, a first impurity region to be provided as a source / drain under the substrate 100 on both sides of the gate 112 (not shown) And second impurity regions (not shown). In this case, the first impurity region is subsequently connected to the bit line, and the second impurity region is subsequently connected to the lower electrode of the capacitor.

상기 게이트(112)를 충분히 매립하는 제1 층간 절연막(도시되지 않음)을 형성하고, 사진 식각 공정에 의해 상기 제1 층간 절연막을 부분적으로 식각하여 제1 불순물 영역 및 제2 불순물 영역을 각각 노출시키는 셀프 얼라인 콘택홀(도시되지 않음)을 형성한다. 상기 제1 층간 절연막은 실리콘 산화물을 사용하여 형성할 수 있다.Forming a first interlayer insulating film (not shown) that sufficiently fills the gate 112, and partially etching the first interlayer insulating film by a photolithography process to expose the first impurity region and the second impurity region, respectively. A self-aligned contact hole (not shown) is formed. The first interlayer insulating layer may be formed using silicon oxide.

상기 콘택홀 내에 도핑된 폴리실리콘을 증착한 후, 상기 폴리실리콘을 상기 제1 층간 절연막 상부면이 노출되도록 평탄화 공정을 수행하여 상기 제1 불순물 영역 및 제2 불순물 영역과 접속하는 제1 콘택 패드(114) 및 제2 콘택 패드(116)들을 각각 형성한다.After depositing the doped polysilicon in the contact hole, a first contact pad for connecting the first and second impurity regions by performing a planarization process so that the upper surface of the first interlayer insulating film is exposed ( 114 and second contact pads 116 are formed, respectively.

도 2를 참조하면, 상기 제1 콘택 패드(114) 및 제2 콘택 패드(116)들을 포함하는 제1 층간 절연막 상에 제2 층간 절연막(118)을 형성한다.Referring to FIG. 2, a second interlayer insulating layer 118 is formed on the first interlayer insulating layer including the first contact pads 114 and the second contact pads 116.

상세하게 도시되어 있지는 않지만, 상기 제2 층간 절연막(118)에 비트 라인 콘택(도시되지 않음) 및 비트 라인 구조물(도시되지 않음)을 형성한다. 보다 상세하게 설명하면, 우선, 상기 제2 층간 절연막(118)의 소정 부위를 식각하여 상기 제1 콘택 패드(114)만을 선택적으로 노출시키는 비트 라인 콘택홀(도시되지 않음)을 형성한다. 이어서, 상기 비트 라인 콘택홀 및 상기 제2 층간 절연막(118) 상에 베리어 금속막(도시되지 않음)을 형성한다. 상기 베리어 금속막은 티타늄, 티타늄 질화막, 탄탈륨, 탄탈륨 질화막 또는 이들 중 적어도 두 개의 막이 적층된 막으로 형성한다.Although not shown in detail, bit line contacts (not shown) and bit line structures (not shown) are formed in the second interlayer insulating layer 118. In more detail, first, a predetermined portion of the second interlayer insulating layer 118 is etched to form a bit line contact hole (not shown) for selectively exposing only the first contact pad 114. Subsequently, a barrier metal film (not shown) is formed on the bit line contact hole and the second interlayer insulating film 118. 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.

계속해서, 상기 베리어 금속막 상에 텅스텐막(도시되지 않음)을 형성한다. 상기 텅스텐 막 상에 캡핑막으로서 실리콘 질화막(도시되지 않음)을 형성한다. 상기 캡핑막은 상기 텅스텐막을 식각할 때 하드 마스크로서 제공되며, 이후 셀프 얼라인 콘택 형성 공정 시 텅스텐막을 보호하는 역할도 한다. 이어서, 상기 캡핑막을 식각하여 캡핑막 패턴(도시되지 않음)을 형성한다. 상기 캡핑막 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 텅스텐막 및 베리어 금속막을 이방성으로 식각한다. 상기 식각 공정을 통해, 베리어 금속 패턴, 텅스텐 패턴 및 캡핑막 패턴으로 이루어지는 비트 라인 구조물 및 비트 라인 콘택을 동시에 형성한다. 상기 비트 라인 구조물은 상기 비트 라인 콘택을 통하여 제1 콘택 패드(114)와 연결됨으로써 상기 제1 불순물 영 역과 전기적으로 접속한다.Subsequently, a tungsten film (not shown) is formed on the barrier metal film. A silicon nitride film (not shown) is formed on the tungsten film as a capping film. The capping film serves as a hard mask when etching the tungsten film, and also serves to protect the tungsten film during the self-aligned contact forming process. Subsequently, the capping layer is etched to form a capping layer pattern (not shown). The tungsten film and the barrier metal film are etched anisotropically using the capping film pattern as an etching mask. Through the etching process, a bit line structure and a bit line contact including a barrier metal pattern, a tungsten pattern, and a capping layer pattern are simultaneously formed. The bit line structure is electrically connected to the first impurity region by being connected to the first contact pad 114 through the bit line contact.

도 3을 참조하면, 상기 비트 라인 구조물을 완전하게 매몰하도록 제3 층간 절연막(120)을 형성한다. 상기 제3 층간 절연막(120)은 실리콘 산화물을 화학 기상 증착법에 의해 증착시켜 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3, a third interlayer insulating layer 120 is formed to completely bury the bit line structure. The third interlayer insulating layer 120 may be formed by depositing silicon oxide by chemical vapor deposition.

상기 제2 층간 절연막(118) 및 제3 층간 절연막(120)을 부분적으로 제거하여 상기 제2 콘택 패드(116)의 상부면을 노출시키는 스토리지 노드 콘택홀(도시되지 않음)들을 형성한다.The second interlayer insulating layer 118 and the third interlayer insulating layer 120 are partially removed to form storage node contact holes (not shown) that expose the top surface of the second contact pad 116.

이어서, 상기 스토리지 노드 콘택홀 내에 도전 물질을 매립하고 상기 도전 물질을 연마하여 스토리지 노드 콘택(122)들을 형성한다. 상기 스토리지 노드 콘택(122)들은 상기 비트 라인 구조물들 사이에 구비되어 상기 제2 콘택 패드(116)와 전기적으로 접속한다.Subsequently, a conductive material is embedded in the storage node contact hole and the conductive material is polished to form storage node contacts 122. The storage node contacts 122 are provided between the bit line structures to electrically connect with the second contact pads 116.

도 4를 참조하면, 상기 제3 층간 절연막(120) 및 스토리지 노드 콘택(122) 상에 식각 저지막(124)을 형성한다.Referring to FIG. 4, an etch stop layer 124 is formed on the third interlayer insulating layer 120 and the storage node contact 122.

상기 식각 저지막(124)은 이후 형성되는 몰드막(도시되지 않음)을 식각하는 공정에서 식각의 종점을 확인하기 위한 기능을 수행한다. 따라서, 상기 몰드막과 식각 선택비를 갖는 물질을 포함한다. 상기 식각 저지막(124)의 예로는 실리콘 질화막을 사용한다. 이때, 상기 몰드막은 상기 실리콘 질화물과 식각 선택비를 갖는 산화물로 이루어지는 것이 바람직하다.The etch stop layer 124 performs a function for identifying an end point of the etch in a process of etching a mold layer (not shown) formed thereafter. Therefore, the material includes an material having an etching selectivity with respect to the mold layer. As an example of the etch stop layer 124, a silicon nitride layer is used. In this case, the mold layer is preferably made of the silicon nitride and the oxide having an etching selectivity.

도 5를 참조하면, 상기 식각 저지막(124) 상에 하부 몰드막(126)을 제1 두께로 형성한다.Referring to FIG. 5, a lower mold layer 126 is formed on the etch stop layer 124 to have a first thickness.

상기 하부 몰드막(126)은 상기 이후 형성되는 상부 몰드막과 동일한 식각 용액에 대하여 식각 선택비를 가져야 한다. 본 실시예에서 상기 하부 몰드막(126)으로는 BPSG(boron phosphorus silicate glass) 또는 저 유전율을 갖는 유전 물질로 이루어질 수 있다.The lower mold layer 126 should have an etching selectivity with respect to the same etching solution as that of the upper mold layer formed thereafter. In the present exemplary embodiment, the lower mold layer 126 may be made of boron phosphorus silicate glass (BPSG) or a dielectric material having a low dielectric constant.

후속 공정에서, 상기 하부 몰드막(126)의 일부분은 커패시터의 하부 전극 하부의 외벽들 사이에 개재되어 상기 하부 전극의 하부를 지지하는 역할을 한다.In a subsequent process, a portion of the lower mold layer 126 is interposed between outer walls of the lower electrode lower portion of the capacitor to support the lower portion of the lower electrode.

도 6을 참조하면, 상기 하부 몰드막(126) 상에 동일한 식각 용액에 대하여 상기 하부 몰드막(126)을 이루는 물질보다 낮은 식각율을 갖는 물질로 이루어진 상부 몰드막(128)을 형성한다.Referring to FIG. 6, an upper mold layer 128 formed of a material having a lower etching rate than a material forming the lower mold layer 126 may be formed on the lower mold layer 126.

상기 하부 몰드막(126)이 BPSG일 경우, 불산(HF) 희석액에 대하여 상기 하부 몰드막(126) 보다 낮은 식각율을 갖는 상부 몰드막(128)으로 PE-TEOS(plasma enhanced- tetraethylene orthosilicate)을 사용할 수 있다.When the lower mold layer 126 is BPSG, plasma-enhanced tetraethylene orthosilicate (PE-TEOS) is applied to the upper mold layer 128 having an etching rate lower than that of the lower mold layer 126 with respect to the hydrofluoric acid (HF) diluent. Can be used.

상기 상부 몰드막(128)의 두께가 두꺼워질수록 상기 유전막과 접촉하는 하부 전극의 표면적이 증가하게 된다. 그러므로, 상기 상부 몰드막(128)은 상기 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 갖는 것이 바람직하다. 이에 대한 설명은 이후에 자세하게 하기로 한다.As the thickness of the upper mold layer 128 increases, the surface area of the lower electrode in contact with the dielectric layer increases. Therefore, the upper mold layer 128 preferably has a second thickness thicker than the first thickness. This will be described later in detail.

도 7을 참조하면, 상기 상부 몰드막(128) 상에 상기 상부 몰드막(128)을 부분적으로 노출시키는 제3 하드 마스크 패턴(도시되지 않음)을 형성한다.Referring to FIG. 7, a third hard mask pattern (not shown) is formed on the upper mold layer 128 to partially expose the upper mold layer 128.

이어서, 상기 제3 하드 마스크 패턴을 식각 마스크로 상기 상부 몰드막(128) 및 하부 몰드막(126)을 이방성 식각하여, 상기 식각 저지막(124)이 노출시키며 하 부로 갈수록 좁은 폭을 가지는 제1 개구(132)가 생성된 제1 몰드막 패턴(130)을 형성한다.Subsequently, the upper mold layer 128 and the lower mold layer 126 are anisotropically etched using the third hard mask pattern as an etch mask, thereby exposing the etch stop layer 124 and having a narrow width toward the bottom. The first mold layer pattern 130 in which the opening 132 is formed is formed.

상기와 같이 제1 개구(132)의 하부가 좁은 폭을 가지면 상기 제1 개구(132)에 의해 노출된 제1 몰드막 패턴(130) 표면을 따라 유전막 및 상부 전극을 형성하기가 매우 어렵다. 이를 극복하기 위하여 상기 제1 개구(132) 하단부의 폭을 증가시키는 공정을 수행한다.As described above, when the lower portion of the first opening 132 has a narrow width, it is very difficult to form the dielectric layer and the upper electrode along the surface of the first mold layer pattern 130 exposed by the first opening 132. In order to overcome this, a process of increasing the width of the lower end of the first opening 132 is performed.

도 8을 참조하면, 상기 식각 용액을 사용하여 상기 제1 개구(132)의 측벽에 노출된 하부 몰드막(126)을 등방성 식각하여 상기 제1 개구(132)에 비해 하부 폭이 넓은 제2 개구(136)가 생성된 제2 몰드막 패턴(134)을 형성한다.Referring to FIG. 8, a second opening having a lower width than that of the first opening 132 by isotropically etching the lower mold layer 126 exposed to the sidewall of the first opening 132 using the etching solution. A second mold film pattern 134 on which 136 is formed is formed.

여기에서, 상기 하부 몰드막(126) 및 상부 몰드막(128)은 동일한 식각 용액에 대하여 식각 선택비를 갖는다. 보다 상세하게 설명하면, 불산 희석액에 대하여 상기 하부 몰드막(126)이 상기 상부 몰드막(128)보다 빠르게 식각된다. 따라서, 상기 제1 개구(132)의 측벽에 노출된 하부 몰드막(126)이 등방성 식각되어 상기 제1 개구(132)보다 하부 폭이 넓어진 제2 개구(136)를 형성한다.Here, the lower mold layer 126 and the upper mold layer 128 have an etching selectivity with respect to the same etching solution. In more detail, the lower mold layer 126 is etched faster than the upper mold layer 128 with respect to the hydrofluoric acid diluent. Accordingly, the lower mold layer 126 exposed on the sidewall of the first opening 132 is isotropically etched to form a second opening 136 having a lower width than the first opening 132.

여기에서, 상기 등방성 식각 시간이 증가할수록 상기 하부 몰드막(126)의 식각량이 증가하게 되고, 상기 상부 몰드막(128)도 점진적으로 식각된다. 따라서, 상기 등방성 식각 공정 시간을 조절함으로써, 상기 하부 몰드막(126)을 식각하여 제1 개구(132)보다 하부 폭이 넓은 제2 개구(136)를 형성하여야 한다.Here, as the isotropic etching time increases, the etching amount of the lower mold layer 126 increases, and the upper mold layer 128 is gradually etched. Therefore, by adjusting the isotropic etching process time, the lower mold layer 126 may be etched to form a second opening 136 having a lower width than the first opening 132.

이어서, 상기 제2 개구(136)에 의해 노출된 식각 저지막(124)을 제거하여 스토리지 노드 콘택(122) 상부면을 노출시킨다. 여기에서, 상기 식각 저지막(124)을 제거하는 동안 상기 제2 개구(136)의 저면의 폭이 일부 줄어들 수 있다.Subsequently, the etch stop layer 124 exposed by the second opening 136 is removed to expose the top surface of the storage node contact 122. Here, the width of the bottom surface of the second opening 136 may be partially reduced while removing the etch stop layer 124.

도 9를 참조하면, 상기 제2 몰드막 패턴(134)의 표면을 따라 도전막(138)을 형성한다.9, a conductive film 138 is formed along the surface of the second mold film pattern 134.

상기 도전막(138)은 커패시터의 하부 전극으로 사용된다. 상기 도전막(138)은 불순물로 도핑된 폴리실리콘이나 금속과 같은 도전성 물질을 사용하여 형성된다.The conductive film 138 is used as a lower electrode of the capacitor. The conductive layer 138 is formed using a conductive material such as polysilicon or metal doped with impurities.

이때, 상기 도전막(138)은 상기 제2 개구(136)를 메우지 않고, 상기 제2 개구(136)의 표면 프로파일을 따라 형성된다. 따라서, 상기 도전막(138)의 하부 폭이 상부의 폭보다 넓은 형상을 갖도록 형성된다.In this case, the conductive layer 138 is formed along the surface profile of the second opening 136 without filling the second opening 136. Therefore, the lower width of the conductive film 138 is formed to have a shape wider than the upper width.

도 10을 참조하면, 상기 도전막(138)이 형성된 제2 개구(136) 내부를 완전하게 메우도록 상기 제2 몰드막 패턴(134) 상에 희생막(140)을 형성한다.Referring to FIG. 10, a sacrificial layer 140 is formed on the second mold layer pattern 134 to completely fill the inside of the second opening 136 in which the conductive layer 138 is formed.

상기 희생막(140)은 이후 하부 전극 형성을 위한 스토리지 노드 분리 공정 및 후속되는 공정 시에 하부 전극을 보호하는 역할을 한다. 상기 희생막(140)으로는 ALD 산화물을 사용할 수 있다. 이때, LAL 식각 용액에 대하여 상기 ALD 산화물은 PE-TEOS보다 식각율이 높다. 따라서, LAL 식각 용액에 대하여 희생막(140)이 상부 몰드막(128)보다 빠르게 식각된다.The sacrificial layer 140 then serves to protect the lower electrode during the storage node separation process and subsequent processes for forming the lower electrode. ALD oxide may be used as the sacrificial layer 140. At this time, the ALD oxide has a higher etching rate than the PE-TEOS for the LAL etching solution. Therefore, the sacrificial layer 140 is etched faster than the upper mold layer 128 with respect to the LAL etching solution.

도 11을 참조하면, 상기 희생막(140)을 상기 도전막(138)의 상부면이 노출되도록 평탄화한다.Referring to FIG. 11, the sacrificial layer 140 is planarized to expose the top surface of the conductive layer 138.

계속해서, 상기 노출된 도전막(138)을 제거하여 노드 분리된 하부 전극(142)을 형성한다. 이때, 상기 하부 전극(142)은 하부의 폭이 상부의 폭보다 넓은 실린 더 형상을 가진다.Subsequently, the exposed conductive layer 138 is removed to form a node-separated lower electrode 142. At this time, the lower electrode 142 has a cylinder shape in which the width of the lower portion is wider than the width of the upper portion.

상기와 같이 상기 하부 전극(142)의 하부의 폭이 넓기 때문에 이후 통상의 증착 공정을 통해 유전막 및 상부 전극을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 상기 하부 전극(142)의 하부의 폭이 넓어져 보다 안정적인 구조의 커패시터가 형성될 수 있다.As described above, since the lower portion of the lower electrode 142 is wide, the dielectric layer and the upper electrode may be easily formed through a conventional deposition process. In addition, the width of the lower portion of the lower electrode 142 is widened to form a capacitor having a more stable structure.

도 12를 참조하면, 상기 하부 몰드막(126)을 남기면서 상기 상부 몰드막(128)의 적어도 일부분을 제거하여 상기 하부 전극(142)의 하부를 둘러싸는 제3 몰드막 패턴(144)을 형성한다.Referring to FIG. 12, at least a portion of the upper mold layer 128 is removed while leaving the lower mold layer 126 to form a third mold layer pattern 144 surrounding the lower portion of the lower electrode 142. do.

상기 상부 몰드막(128)은 PE-TEOS로 이루어져 있어 LAL 용액에 의해 습식 식각된다. 이때, 상기 상부 몰드막(128)의 일부만 제거되어, 상기 하부 몰드막(126)이 노출되지 않도록 한다.The upper mold layer 128 is made of PE-TEOS and wet-etched by the LAL solution. In this case, only a part of the upper mold layer 128 is removed to prevent the lower mold layer 126 from being exposed.

상기 상부 몰드막(128)의 일부를 제거하는 동안 ALD 산화물로 이루어진 희생막(140)이 제거된다. 상기 희생막(140)은 상기 상부 몰드막(128)보다 상기 LAL 식각 용액에 대하여 식각율이 더 높아 상기 상부 몰드막(128)의 일부가 제거되는 동안 상기 희생막(140)은 완전하게 제거되어 상기 하부 전극(142) 내측을 노출시킨다.During the removal of a portion of the upper mold layer 128, the sacrificial layer 140 made of ALD oxide is removed. The sacrificial layer 140 has a higher etching rate with respect to the LAL etching solution than the upper mold layer 128, and the sacrificial layer 140 is completely removed while a portion of the upper mold layer 128 is removed. The inner side of the lower electrode 142 is exposed.

또한, 상기 상부 몰드막(128)이 제거됨으로써 상기 하부 전극(142)의 외측벽 상부가 노출된다. 이때, 상기 하부 전극(142)이 노출되는 부위가 증가할수록 유전막의 증착 면적이 증가되어 커패시터의 커패시턴스가 높아지게 된다. 그러므로, 상기 상부 몰드막(128)이 대부분 제거되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the upper mold layer 128 is removed to expose the upper portion of the outer wall of the lower electrode 142. At this time, as the portion where the lower electrode 142 is exposed increases, the deposition area of the dielectric layer increases, thereby increasing the capacitance of the capacitor. Therefore, it is preferable to remove most of the upper mold layer 128.

이로써, 상기 하부 몰드막(126)과 상부 몰드막(128)의 일부가 남아 제3 몰드막 패턴(144)을 형성하며, 상기 제3 몰드막 패턴(144)은 상기 하부 전극(142)의 하단부를 감싸며 형성된다. 따라서, 이웃하는 하부 전극(142)들 사이의 접촉을 미연에 방지할 수 있으며, 구조적으로도 매우 안정하다.As a result, a portion of the lower mold layer 126 and the upper mold layer 128 remain to form a third mold layer pattern 144, and the third mold layer pattern 144 is at the lower end of the lower electrode 142. It is formed to surround. Therefore, contact between neighboring lower electrodes 142 can be prevented in advance, and the structure is also very stable.

또한, 하부 전극(142)의 하부의 폭이 넓어져 이후 유전막 및 상부 전극이 용이하게 형성될 수 있다.In addition, since the width of the lower portion of the lower electrode 142 is widened, the dielectric layer and the upper electrode can be easily formed.

도 13을 참조하면, 상기 제3 몰드막 패턴(144) 및 상기 하부 전극(142) 표면을 따라 유전막(146) 및 상부 전극(도시되지 않음)을 순차적으로 형성한다. 상기 유전막(146)으로는 고 유전율을 갖는 금속 산화물을 증착시켜 형성한다. 상기 금속 산화물의 예로서는 알루미늄 산화물 및 하프늄 산화물을 들 수 있다. 상기 유전막(146)은 CVD 공정 또는 ALD 공정에 의해 형성될 수 있다.Referring to FIG. 13, dielectric layers 146 and upper electrodes (not shown) are sequentially formed along surfaces of the third mold layer pattern 144 and the lower electrode 142. The dielectric layer 146 is formed by depositing a metal oxide having a high dielectric constant. Examples of the metal oxides include aluminum oxide and hafnium oxide. The dielectric layer 146 may be formed by a CVD process or an ALD process.

다음에, 상기 유전막(146) 상에 금속 물질 또는 폴리실리콘 물질로 이루어지는 상부 전극을 형성한다. 상기 상부 전극은 상기 하부 전극(142)과 동일한 물질로 형성하는 것이 바람직하다.Next, an upper electrode formed of a metal material or a polysilicon material is formed on the dielectric film 146. The upper electrode may be formed of the same material as the lower electrode 142.

이때, 상기 하부 전극(142) 하부의 폭이 종래보다 넓어져, 유전막(146) 및 상부 전극이 용이하게 형성될 수 있다.In this case, the width of the lower portion of the lower electrode 142 is wider than that of the related art, and thus the dielectric layer 146 and the upper electrode may be easily formed.

이로써, 하부 전극(142), 유전막(146) 및 상부 전극으로 이루어진 커패시터를 형성한다. 상기와 같은 커패시터는 하부의 폭이 상부의 폭보다 넓은 폭을 갖는 실린더 형상을 갖는다.As a result, a capacitor including the lower electrode 142, the dielectric layer 146, and the upper electrode is formed. The capacitor as described above has a cylindrical shape in which the width of the lower portion is wider than the width of the upper portion.

상기와 같이 하부의 폭이 넓어, 하부 전극(142) 내에 유전막(146) 및 상부 전극을 용이하게 형성할 수 있으며, 상기 하부 전극(142) 하단부의 외측면이 제3 몰드막 패턴(144)에 의해 감싸져 하부 전극(142) 사이의 접촉을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 상기 하부 전극(142) 내부의 희생막(140)이 완전하게 제거되어 상기 하부 전극(142) 내측 하부까지 유전막(146) 및 상부 전극이 형성되어 상기 커패시터의 커패시턴스를 증가시킬 수 있다.As described above, the width of the lower part is wide, so that the dielectric layer 146 and the upper electrode may be easily formed in the lower electrode 142, and the outer surface of the lower end of the lower electrode 142 may be formed on the third mold layer pattern 144. It is wrapped by the lower electrode 142 can be prevented in advance. In addition, the sacrificial layer 140 inside the lower electrode 142 may be completely removed to form a dielectric layer 146 and an upper electrode up to an inner lower portion of the lower electrode 142, thereby increasing capacitance of the capacitor.

이하, 본 발명에 따른 다른 실시예에 따른 커패시터 형성 방법에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a capacitor forming method according to another embodiment of the present invention will be described in detail.

도 14 내지 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커패시터 형성 방법을 설명하기 위한 개략적인 공정 단면도들이다.14 to 16 are schematic cross-sectional views illustrating a method of forming a capacitor according to another embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 도 1 내지 도 5를 참조로 설명한 것과 동일한 공정을 수행함으로써, 반도체 기판(200) 상에 게이트(204), 제1 콘택 패드(206), 제2 콘택 패드(208), 스토리지 노드 콘택(214) 및 식각 저지막(216) 등을 형성한다. 설명되지 않은 도면 부호 210 및 214는 각각 제2 층간 절연막 및 제3 층간 절연막이다.Referring to FIG. 14, by performing the same process as described with reference to FIGS. 1 to 5, the gate 204, the first contact pad 206, the second contact pad 208, The storage node contact 214 and the etch stop layer 216 may be formed. Reference numerals 210 and 214, which are not described, refer to second and third interlayer insulating films, respectively.

상기 식각 저지막(216) 상에 서로 다른 식각 선택비를 갖는 다수의 몰드막을 형성한다. 이때, 상기 몰드막은 2개 이상일 수 있다. 본 실시예에서는 상기 몰드막을 3개를 사용하는데, 본 발명에서는 몰드막의 수량을 한정하지는 않는다.A plurality of mold layers having different etching selectivity are formed on the etch stop layer 216. In this case, two or more mold layers may be provided. In the present embodiment, three mold films are used, but the number of mold films is not limited in the present invention.

상기 식각 저지막(216) 상에 하부 몰드막(218), 중부 몰드막(220) 및 상부 몰드막(222)을 형성한다. 이때, 상기 하부 몰드막(218), 중부 몰드막(220) 및 상부 몰드막(222)은 동일한 식각 용액에 대하여 식각 선택비를 갖는다. 보다 상세하게 설명하면, 동일한 식각 용액에 대하여 하부 몰드막(218)이 중부 몰드막(220)보다 더 식각율이 높고, 상기 중부 몰드막(220)이 상부 몰드막(222) 보다 더 식각율이 높다. 즉, 동일한 식각 용액에 대하여 하부 몰드막(218), 중부 몰드막(220), 상부 몰드막(222) 순으로 갈수록 식각율이 낮아진다.The lower mold layer 218, the middle mold layer 220, and the upper mold layer 222 are formed on the etch stop layer 216. In this case, the lower mold layer 218, the middle mold layer 220, and the upper mold layer 222 have an etching selectivity with respect to the same etching solution. In more detail, for the same etching solution, the lower mold layer 218 has a higher etching rate than the middle mold layer 220, and the middle mold layer 220 has a higher etching rate than the upper mold layer 222. high. That is, the etching rate decreases in the order of the lower mold layer 218, the middle mold layer 220, and the upper mold layer 222 with respect to the same etching solution.

도 15를 참조하면, 상기 상부 몰드막(222) 상에 하드 마스크 패턴을 형성하며, 상기 하드 마스크 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 상부 몰드막(222), 중부 몰드막(220) 및 하부 몰드막(218)을 이방성 식각하여 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 제1 개구(226)가 생성된 제1 몰드막 패턴(224)을 형성한다. 이때, 상기 제1 개구(226) 저면에 식각 저지막(216)이 노출된다.Referring to FIG. 15, a hard mask pattern is formed on the upper mold layer 222, and the upper mold layer 222, the middle mold layer 220, and the lower mold layer are formed by using the hard mask pattern as an etching mask. Anisotropically etch the 218 to form a first mold layer pattern 224 having a first opening 226 that is narrower toward the bottom. In this case, an etch stop layer 216 is exposed on a bottom surface of the first opening 226.

이어서, 상기 제1 개구(226) 측면에 의해 노출된 하부 몰드막(218)을 상기 식각 용액에 의해 등방성 식각하여 제1 개구(226)보다 하부의 폭이 넓어진 제2 개구(도시되지 않음)가 생성된 제2 몰드막 패턴(도시되지 않음)을 형성한다.Subsequently, the lower mold layer 218 exposed by the side surface of the first opening 226 isotropically etched by the etching solution to form a second opening (not shown) having a lower width than the first opening 226. The resulting second mold film pattern (not shown) is formed.

이때, 상기 중부 몰드막(220)은 상기 하부 몰드막(218)이 식각되는 양보다 적게 식각되고, 상부 몰드막(222)이 식각되는 것보다는 많이 식각되어, 도시된 바와 같이 상기 상부 몰드막(222) 및 중부 몰드막(220) 경계에 단차를 가지게 된다.In this case, the middle mold layer 220 is etched less than the amount of the lower mold layer 218 is etched, and the upper mold layer 222 is etched more than the etching amount, as shown in the upper mold layer ( 222 and the middle mold layer 220 has a step.

즉, 상기 제2 개구는 하부의 폭이 중부의 폭보다 넓고, 상기 중부에 단차를 가지며, 상부로 갈수록 폭이 넓어지는 형상을 갖는다.That is, the second opening has a shape in which the width of the lower portion is wider than the width of the central portion, has a step in the central portion, and the width thereof becomes wider toward the upper portion.

계속해서, 상기 제2 개구 저면에 노출된 식각 저지막(216)을 제거하여 스토리지 노드 콘택(214) 상부면을 노출시킨다.Subsequently, the etch stop layer 216 exposed to the bottom of the second opening is removed to expose the top surface of the storage node contact 214.

도 16을 참조하면, 상기 제2 몰드막 패턴을 따라 도전막(도시되지 않음)을 형성한다. 상기 도전막은 커패시터의 하부 전극으로 사용되고, 상기 도전막으로는 불순물이 도핑된 폴리실리콘이나 금속과 같은 도전성 물질 등이 사용될 수 있다.Referring to FIG. 16, a conductive film (not shown) is formed along the second mold film pattern. The conductive layer may be used as a lower electrode of a capacitor, and a conductive material such as polysilicon or a metal doped with impurities may be used as the conductive layer.

상기 도전막이 형성된 제2 개구 내부를 완전하게 메우도록 상기 제2 몰드막 패턴 상에 희생막(도시되지 않음)을 형성하고, 상기 희생막을 상기 도전막의 상부면이 노출되도록 평탄화한다. 이때, 상기 희생막은 동일한 식각 용액에 있어서, 상기 상부 몰드막(222) 및 중부 몰드막(220)을 이루는 물질보다 높은 식각율을 갖는 물질로 이루어져 있다.A sacrificial layer (not shown) is formed on the second mold layer pattern to completely fill the inside of the second opening in which the conductive layer is formed, and the sacrificial layer is planarized to expose the upper surface of the conductive layer. In this case, the sacrificial layer is made of a material having a higher etching rate than a material forming the upper mold layer 222 and the middle mold layer 220 in the same etching solution.

계속해서, 상기 노출된 도전막을 제거하여 노드 분리된 하부 전극(230)을 형성한다. 이때, 상기 하부 전극(230)은 하부의 폭이 중부의 폭보다 넓고, 중부에서 상부로 갈수록 폭이 넓어지는 실린더 형상을 갖는다.Subsequently, the exposed conductive layer is removed to form the lower electrode 230 separated from the node. In this case, the lower electrode 230 has a cylindrical shape in which the width of the lower portion is wider than the width of the central portion, and the width thereof becomes wider from the middle portion to the upper portion.

이어서, 상기 하부 몰드막(218)을 남기면서, 상기 중부 몰드막(220)의 적어도 일부분과 상부 몰드막(222)의 전부를 제거하여 상기 하부 전극(230)의 하부를 둘러싸는 제3 몰드막 패턴(228)을 형성한다.Subsequently, at least a portion of the middle mold layer 220 and all of the upper mold layer 222 are removed while leaving the lower mold layer 218 to surround the lower portion of the lower electrode 230. Pattern 228 is formed.

이때, 상기 상부 몰드막(222) 및 중부 몰드막(220)을 식각하는 동안 상기 희생막은 상기 상부 또는 중부 몰드막(220)에 비해 동일한 식각 용액에 있어서 빠르게 식각되어 상기 하부 전극(230)의 내측면을 전체적으로 노출시킨다.In this case, during the etching of the upper mold layer 222 and the middle mold layer 220, the sacrificial layer is rapidly etched in the same etching solution as compared to the upper or middle mold layer 220, and thus, the inside of the lower electrode 230 may be etched. Expose the sides as a whole.

또한, 상기 하부 전극(230)의 외측면의 일부가 노출된다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 상부 몰드막(222)의 전체 및 중부 몰드막(220)의 일부가 제거됨으로써 상기 하부 전극(230)의 중부 및 상부의 외측면이 노출된다. 이때, 상기 하부 전극(230)의 노출되는 외측면의 높이는 상기 상부 및 중부 몰드막(220)의 두께와 상 기 제거되는 중부 몰드막(220)의 양에 따라 결정될 수 있다.In addition, a portion of the outer surface of the lower electrode 230 is exposed. In more detail, all of the upper mold layer 222 and a part of the middle mold layer 220 are removed to expose the outer surfaces of the middle and upper portions of the lower electrode 230. In this case, the height of the exposed outer surface of the lower electrode 230 may be determined according to the thicknesses of the upper and middle mold layers 220 and the amount of the middle mold layer 220 removed.

이로써, 상기 하부 몰드막(218) 및 중부 몰드막(220)의 일부가 남아 제3 몰드막 패턴(228)을 형성하며, 상기 제3 몰드막 패턴(228)은 상기 하부 전극(230)의 하단부를 감싸며 형성된다. 따라서, 이웃하는 하부 전극(230)들 사이의 접촉을 미연에 방지할 수 있으며, 구조적으로도 매우 안정한다.As a result, a portion of the lower mold layer 218 and the middle mold layer 220 remain to form a third mold layer pattern 228, and the third mold layer pattern 228 is at the lower end of the lower electrode 230. It is formed to surround. Therefore, contact between neighboring lower electrodes 230 can be prevented in advance, and the structure is also very stable.

또한, 하부 전극(230)의 하부의 폭이 넓어져 이후 유전막 및 상부 전극이 용이하게 형성될 수 있다.In addition, since the width of the lower portion of the lower electrode 230 is widened, the dielectric layer and the upper electrode may be easily formed.

이어서, 상기 제3 몰드막 패턴(228) 및 상기 하부 전극(230) 표면을 따라 유전막(232) 및 상부 전극(도시되지 않음)을 순차적으로 형성한다. 이로써, 구조적으로 안정하며, 하부 전극(230) 하부의 단락 현상이 억제된 커패시터를 형성할 수 있다.Subsequently, a dielectric layer 232 and an upper electrode (not shown) are sequentially formed along the third mold layer pattern 228 and the lower electrode 230 surface. As a result, it is possible to form a capacitor which is structurally stable and suppresses a short circuit phenomenon under the lower electrode 230.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 하부 전극이 하부의 폭이 상부보다 넓어, 이후 하부 전극 상에 형성되는 유전막 및 상부 전극이 용이하게 형성될 수 있으며, 상기 하부 전극 내측의 희생막이 완전하게 제거되어 상기 하부 전극 내측 하부까지 유전막 및 상부 전극이 형성되어 커패시터의 커패시턴스가 증가시킬 수 있다.As described above, according to the preferred embodiment of the present invention, since the lower electrode has a wider width than the upper portion thereof, a dielectric film and an upper electrode formed on the lower electrode can be easily formed, and sacrificed inside the lower electrode. The film may be completely removed to form the dielectric film and the upper electrode up to the inner bottom of the lower electrode, thereby increasing the capacitance of the capacitor.

또한, 상기 하부 전극의 하부 폭이 넓어져 보다 안정된 구조를 가지며, 상기 하부 전극 하부를 제3 몰드막 패턴이 감싸고 있어, 이웃하는 하부 전극사이의 단락을 미연에 방지할 수 있다.In addition, the lower width of the lower electrode is wider to have a more stable structure, and a third mold layer pattern is wrapped around the lower electrode, thereby preventing short circuits between neighboring lower electrodes.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

Claims (5)

기판 상에 하부 몰드막을 형성하는 단계;Forming a lower mold layer on the substrate; 상기 하부 몰드막 상에, 동일한 식각 용액에 대하여 상기 하부 몰드막을 이루는 물질보다 낮은 식각율을 갖는 물질로 이루어진 상부 몰드막을 형성하는 단계;Forming an upper mold layer on the lower mold layer, wherein the upper mold layer is formed of a material having a lower etching rate than a material forming the lower mold layer with respect to the same etching solution; 상기 하부 몰드막 및 상부 몰드막을 부분적으로 이방성 식각하여, 상기 기판 표면을 노출시키며 하부로 갈수록 좁은 폭을 가지는 제1 개구가 생성된 제1 몰드막 패턴을 형성하는 단계;Partially anisotropically etching the lower mold layer and the upper mold layer to form a first mold layer pattern exposing a surface of the substrate and having a first opening having a narrower width toward the bottom; 상기 식각 용액을 사용하여 상기 제1 개구의 측벽에 노출된 하부 몰드막을 등방성 식각하여 상기 제1 개구에 비해 하부 폭이 넓은 제2 개구가 생성된 제2 몰드막 패턴을 형성하는 단계;Isotropically etching the lower mold layer exposed on the sidewalls of the first opening using the etching solution to form a second mold layer pattern in which a second opening having a lower width is formed than the first opening; 상기 제2 개구의 내벽에 노출된 제2 몰드막 패턴의 표면을 따라 하부 전극을 형성하는 단계;Forming a lower electrode along a surface of a second mold layer pattern exposed on an inner wall of the second opening; 상기 하부 몰드막을 남기면서 상기 상부 몰드막의 적어도 일부분을 제거하여 상기 하부 전극의 하부를 둘러싸는 제3 몰드막 패턴을 형성하는 단계; 및Removing at least a portion of the upper mold layer while leaving the lower mold layer to form a third mold layer pattern surrounding the lower portion of the lower electrode; And 상기 제3 몰드막 패턴 및 상기 하부 전극의 표면을 따라 유전막 및 상부 전극을 순차적으로 형성하는 단계를 포함하는 커패시터 형성 방법.And sequentially forming a dielectric film and an upper electrode along surfaces of the third mold layer pattern and the lower electrode. 제 1항에 있어서, 상기 하부 몰드막은 BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass) 또는 저 유전율을 갖는 유전 물질로 이루어져 있으며, 상기 상부 몰드막은 PE-TEOS(Plasma Enhanced-TetraEthyl OrthoSilicate)으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 커패시터 형성 방법.The capacitor of claim 1, wherein the lower mold layer is made of BPSG (Boron Phosphorus Silicate Glass) or a dielectric material having a low dielectric constant, and the upper mold layer is made of Plasma Enhanced-TetraEthyl OrthoSilicate (PE-TEOS). Forming method. 제1항에 있어서, 상기 하부 몰드막은 상기 상부 몰드막보다 실질적으로 낮은 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 커패시터 형성 방법.The method of claim 1, wherein the lower mold layer is formed to have a thickness substantially lower than that of the upper mold layer. 제1항에 있어서, 상기 하부 전극을 형성하는 단계는,The method of claim 1, wherein the forming of the lower electrode comprises: 상기 제2 몰드막 패턴의 표면을 따라 하부 전극용 도전막을 형성하는 단계;Forming a conductive film for a lower electrode along a surface of the second mold film pattern; 상기 도전막이 형성된 제1 개구 내부를 메우도록 상기 몰드막 패턴 상에 희생막을 형성하는 단계;Forming a sacrificial layer on the mold layer pattern to fill the inside of the first opening in which the conductive layer is formed; 상기 도전막의 상부면이 노출되도록 상기 희생막을 평탄화하는 단계;Planarizing the sacrificial layer to expose an upper surface of the conductive layer; 상기 제2 몰드막 패턴의 상부면이 노출되도록 상기 노출된 도전막을 제거하여 노드 분리하는 단계; 및Removing the exposed conductive layer so as to expose the top surface of the second mold layer pattern to separate the nodes; And 상기 제2 몰드막 패턴의 상부 몰드막의 일부를 제거하는 동안 상기 희생막이 완전하게 제거하는 단계를 포함하는 커패시터 형성 방법.And completely removing the sacrificial film while removing a portion of the upper mold film of the second mold film pattern. 제4항에 있어서, 상기 희생막은 ALD 산화물(Atomic Layer deposition Oxide)로 이루어진 것을 특징으로 하는 커패시터 형성 방법.The method of claim 4, wherein the sacrificial layer is made of ALD oxide (Atomic Layer deposition Oxide).
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