JP3845545B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置の製造方法に関するものであり、より詳細にはキャパシティがビットラインの上部に配置されるCOB(Capacitor Over Bit-line)構造のダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)セルを含む半導体装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
高集積半導体メモリ装置のデザインルールはメガビット(Mbit)級ダイナミックランダムアクセスメモリ(Dynamic Random Access Memory:DRAM)時代の約1μm水準でギガビット(Gbit)級DRAMでは約0.15μm水準で小さくなっている。これにより、シリコン基板に対する電気的接触部であるコンタクトホールの大きさもだんだん縮小されており、垂直方向としては3次元キャパシティ構造などを使用することによりアスペクト比(aspect ratio)もだんだん高くなる傾向を示している。このようなコンタクトホール直径の縮小及び高いアスペクト比は後続の写真工程に大きな負担になっている。デザインルールは工程限界を示す因子になるが、ディップ−サブマイクロン(deep submicron)デザインルールでの整列公差(alignment tolerance)は素子の致命的不良(failure)を決定する主な要因になっている。
【0003】
特に、DRAMでの技術開発では限定された単位面積でのキャパシタンシを増大させるためにすべての努力が集中されてきた。これにより初期の平面セルキャパシティ構造でスタック型またはトレンチ型キャパシティ構造で変化してきた。一方、スタック型キャパシティ構造でもシリンダ(cylinder)型キャパシティまたはフィン(fin)型キャパシティなどのように有効キャパシティ面積を増大させられる構造で技術変化がなされている。
【0004】
このような技術変化を工程順番の観点からみると、ビットライン形成以前にキャパシティが形成されるCUB(Capacitor Under Bit-line)構造でビットライン形成以後にキャパシティが形成されるCOB構造で変更された。COB構造はCUB構造と対比してビットライン形成以後にキャパシティを形成するためにビットライン構造のマージンに関係なくキャパシティを形成することが可能であるために制限された面積でセルのキャパシタンスを増大させるのに優秀な長所を有する。すなわち、COB構造はキャパシティがビットラインの上部に形成されるために、ストレージノード電極の大きさ(size)を写真工程の限界まで最大化させることができ大きい容量のキャパシタンスを確保できる。しかし、COB構造によると素子活性領域とストレージノード電極を接続させるための埋没コンタクトホールはアスペクト比が大きくなり、デザインルールの減少によりストレージノード電極と対物コンタクトホール間のミスアライメントマージンが減少するようになる。従って、埋没コンタクトホールはナットオープン(not-open)が発生しない程度の大きさ分を減らし、ストレージノードは隣り合うストレージノード間にブリッジが発生しない程度の領域分を増やすことによりストレージノード電極と埋没コンタクトホール間のミスアライメントマージンを増大させることができる。
【0005】
図1ないし図4は従来方法による半導体装置の埋没コンタクト形成方法を説明する断面図である。
図1を参照すると、半導体基板10の上部に通常の素子分離工程でフィールド酸化膜層11を形成して基板10を活性領域とフィールド領域で区分する。次いで、基板10の上部にワードライン及び一対のソース/ドレイン領域を具備したMOSトランジスタ(図示せず)を形成する。
【0006】
MOSトランジスタが形成された結果物の上部に酸化膜層(図示せず)を蒸着した後、写真食刻工程を通して酸化膜層を食刻してソース及びドレイン領域らをそれぞれ露出させるコンタクトホール(図示せず)を形成する。結果物の上部にドープドポリシリコン層を蒸着しこれをパタニングしてソース及びドレイン領域らにそれぞれ接続されるランディングパッド(landing pad)12を形成する。ランディングパッド12は後続工程で形成されるビットラインコンタクトホールと埋没コンタクトホールのアスペクト比を減少させる役割をする。
【0007】
ランディングパッド12が形成された結果物の上部に第1層間絶縁層13を形成した後、写真食刻工程を通して第1層間絶縁層13を食刻してドレイン領域上に形成されたランディングパッド12を露出させるビットラインコンタクトホール(図示せず)を形成する。結果物の上部にドープドポリシリコン層14、タングステンシリサイド層15及びキャピング層(図示せず)を順次に積層した後、写真食刻工程を通してこの層をパタニングしてポリサイド構造のビットライン16を形成する。
【0008】
ビットライン16が形成された結果物の上部に第2層間絶縁層17を形成した後、その上部に高温酸化膜(HTO)層18を蒸着する。写真工程を通して高温酸化膜層18の上部に埋没コンタクトホール領域を定義するようにフォトレジストパターン19を形成する。フォトレジストパターン19をマスクで利用して高温酸化膜18、第2層間絶縁層17及び第1層間絶縁層13を食刻してソース領域上に形成されたランディングパッド12を露出させる埋没コンタクトホール20を形成する。
【0009】
図2を参照すると、エッチング及びストリップ工程でフォトレジストパターン19を除去する。結果物の上部に窒化膜を蒸着した後、プラズマ乾式食刻により窒化膜をエッチバックして埋没コンタクト20の内側壁上に窒化膜スペーサ22を形成する。このとき、埋没コンタクトホール20の底面が完全にオープンされるようにするために過度食刻を実施するが、窒化膜と酸化膜間の食刻選択比の不足により埋没コンタクトホール20の最上部入り口部分で高温酸化膜層18が一緒に食刻されながら窒化膜スペーサ22が形成される。その結果、高温酸化膜層18が傾き(slope)を有するようになり(点線部分参照)埋没コンタクトホール20の入り口が開いた模様になる。
【0010】
図3を参照すると、埋没コンタクトホール20を完全に埋めながら一定高さを有するようにドープドポリシリコン層24を蒸着する。
図4を参照すると、写真工程を通してポリシリコン層24の上部にストレージノード領域を定義するようにフォトレジストパターン25を形成する。フォトレジストパターン25をマスクで利用してポリシリコン層24をプラズマ乾式食刻することにより埋没コンタクトホール20を経てソース領域上のランディングパッド12に接続されるストレージノード電極24aを形成する。
【0011】
前述した従来方法によると、ストレージノード電極用ポリシリコン層をパタニングするための写真食刻工程時フォトレジストパターンが埋没コンタクトホールに対してミスアライメントされ埋没コンタクトホールの最上部(top)入り口の傾斜した部分に食刻が進行される場合、前記傾斜した部分で食刻イオンらが散乱(scattering)され食刻方向が撓むようになる。その結果、埋没コンタクトホールの最上部入り口でストレージポリシリコン層が取り外される形状が誘発される(図4の参照符号26)。これにより、埋没コンタクトホールを埋めているストレージポリシリコン層が埋没コンタクトホールの最上部入り口で細くなってコンタクト抵抗が増加され、後続工程で誘電体層が均一な厚さで形成されなくて、図4の点線部分でセルキャパシタンスの漏洩が発生することにより素子の動作不良を誘発するようになる。
このような問題はデザインルールの減少でストレージノード電極と埋没コンタクトホール間のミスアライメントマージンが不足になるほどさらに酷くなる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は埋没コンタクトホールとその上部配線間に充分なミスアライメントマージンが保障できる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前記のような目的を達成するための本発明の半導体装置は、その上に形成された半導体素子を有する半導体基板と、前記半導体基板の上部に形成された第1層間絶縁層と、前記第1層間絶縁層を貫通して前記半導体素子に接続される第1配線(interconnection)と、前記第1配線及び前記第1層間絶縁層の上部に形成された第2層間絶縁層と、前記第2層間絶縁層の上部に形成された食刻阻止層と、前記食刻阻止層及び前記第2層間絶縁層を貫通して前記半導体素子を露出させるように形成された埋没コンタクトホールと、前記埋没コンタクトホールの内側壁の上に形成された絶縁膜スペーサと、前記埋没コンタクトホール及び前記食刻阻止層の上部に形成され、前記埋没コンタクトホールを通して前記半導体素子に接続される第2配線を具備し、前記埋没コンタクトホールと前記第2配線間に十分なミスアライメントマージンを確保するように前記埋没コンタクトホールの最上部入り口が垂直プロファイルを有する.
【0014】
望ましくは、前記半導体素子と前記第1層間絶縁層の間に位置し、前記半導体素子に接続されるように前記半導体基板の表面に対して平行に所定間隔で形成された一対のランディングパッドをさらに具備する。このとき、第1配線は一つのランディングパッドに接続され前記第2配線は他の一つのランディングパッドに接続される。
【0015】
望ましくは、前記食刻阻止層の上部に形成され前記食刻阻止層に対して湿式食刻選択比を有する絶縁層をさらに具備し、前記埋没コンタクトホールは前記絶縁層まで延長され形成される。
【0016】
望ましくは、埋没コンタクトホールの内部に形成された導電性プラギングバーをさらに具備し、前記第2配線は前記導電性プラギングバーに直接接続される。
望ましくは、半導体素子はDRAMセルであり、前記第1配線はビットラインであり、前記第2配線はキャパシティのストレージノード電極である。
【0017】
前記目的を達成するために本発明の半導体装置の製造方法は、半導体素子が設置された半導体基板の上部に形成された第1層間絶縁層を蒸着する段階と、前記第1層間絶縁層の上部に前記第1層間絶縁層を貫通して前記半導体素子に接続される第1配線を形成する段階と、前記結果物の上部に第2層間絶縁層を蒸着する段階と、前記第2層間絶縁層の上部に食刻阻止層を蒸着する段階と、前記食刻阻止層の上部に前記食刻阻止層に対して湿式食刻選択比を有する絶縁層を蒸着する段階と、前記絶縁層、前記食刻阻止層及び前記第2層間絶縁層を食刻して前記半導体素子を露出させる埋没コンタクトホールを形成する段階と、前記埋没コンタクトホールの内側壁らの上に形成された絶縁膜スペーサらを形成する段階と、前記絶縁層を湿式食刻する段階と、前記各段階の実施後に得られる結果物の上部に導電層を蒸着し、前記導電層をパタニングして前記埋没コンタクトホールを通して前記半導体素子に接続される第2配線を形成する段階を具備する。
【0018】
望ましくは、第1層間絶縁層を蒸着する段階の前に、前記半導体素子に接続されるように前記半導体基板の上部に所定間隔で一対のランディングパッドを形成する段階をさらに具備する。
望ましくは、絶縁層を湿式食刻する段階で前記絶縁層の一部分のみを除去するか前記絶縁層を完全に除去する。
【0019】
前記目的を達成するために本発明の半導体装置の製造方法は、半導体素子が設置された半導体基板の上部に形成された第1層間絶縁層を蒸着する段階と、前記第1層間絶縁層の上部に前記第1層間絶縁層を貫通して前記半導体素子に接続される第1配線を形成する段階と、前記結果物の上部に第2層間絶縁層を蒸着する段階と、前記第2層間絶縁層の上部に食刻阻止層を蒸着する段階と、前記食刻阻止層の上部に前記食刻阻止層に対して湿式食刻選択比を有する絶縁層を蒸着する段階と、前記絶縁層、前記食刻阻止層及び前記第2層間絶縁層を食刻して前記半導体素子を露出させる埋没コンタクトホールを形成する段階と、前記埋没コンタクトホールの内側壁に形成された絶縁膜スペーサを形成する段階と、前記結果物の上部に第1導電層を蒸着し、前記絶縁層の表面が露出されるまで前記第1導電層を除去して前記埋没コンタクトホールの内部にプラギングバーを形成する段階と、前記絶縁層を湿式食刻する段階と、前記結果物の上部に第2導電層を蒸着し、前記第2導電層をパタニングして前記プラギングバーに直接接続される第2配線を形成する段階とを具備する。
【0020】
望ましくは、第1導電層は前記埋没コンタクトホールを十分に埋められる程度の厚さで蒸着し、第2導電層のドーピング濃度より高いドーピング濃度を有する。
【0021】
本発明によると、埋没コンタクトホールの最上部の入り口が垂直プロファイルを有するように形成する。従って、ストレージノード電極をパタニングするための写真式各工程時に埋没コンタクトホールに対するミスアライメントが発生しても埋没コンタクトホールの最上部の入り口でストレージノード電極が非正常的に食刻される問題が発生しない。
【0022】
以上のような本発明の目的と別の特徴及び長所などは次ぎに参照する本発明のいくつかの好適な実施例に対する以下の説明から明確になるであろう。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
図5ないし図10は本発明の第1実施例による半導体装置の埋没コンタクト形成方法を説明する図であって図15のA−A´線断面図である。図15は本発明の実施例が適用されたDRAMセルの平面レイアウト図であり、便宜上ランディングパッドは図示しなかった。
【0024】
図5は埋没コンタクトホール190を形成する段階を図示する。半導体基板100の上部に通常の素子分離工程、例えば、改良されたシリコン部分酸化(LOCOS)工程や浅いトレンチ素子分離(shallow trench isolation)工程でフィールド酸化膜層110を形成して基板100を活性領域(図15の参照符号105)とフィールド領域で区分する。次いで、基板100の上部にワードライン(図15の参照符号115)で提供されるMOSトランジスタのゲート電極を形成する。望ましくは、ワードライン115は通常のドーピング工程、例えば拡散工程、イオン注入工程またはインシチュドーピング工程により高濃度の不純物でドーピングされたポリシリコン層とタングステンシリサイド層が積層されたポリサイド構造で形成される。ワードライン115は酸化膜や窒化膜でキャッピングされ、その側壁に酸化膜や窒化膜でなされたスペーサが形成される。次いで、ワードライン115をマスクで利用して不純物をイオン注入することにより活性領域105の表面にMOSトランジスタのソース及びドレイン領域らを形成する。
【0025】
結果物の上部にワードライン115が充分に被覆される程度の厚さで酸化膜層(図示せず)を蒸着した後、写真食刻工程で酸化膜層を食刻してMOSトランジスタのソース及びドレイン領域をそれぞれ露出させるコンタクトホールを形成する。結果物の上部にドープドポリシリコン膜を約1000Åの厚さで蒸着してこれをパタニングしてソース及びドレイン領域にそれぞれ接続されるランディングパッド120を形成する。ランディングパッド120はドレイン領域とビットラインを接続させるためのビットラインコンタクトホール及びソース領域とストレージノード電極を接続させるための埋没コンタクトホールのアスペクト比を減少させる役割をする。
【0026】
ランディングパッド120が形成された結果物の上部に平坦化特性が優秀なBPSG(borophosphosilicate glass)またはUSG(undoped silicate glass)を約2000ないし8000Åの厚さで蒸着して第1層間絶縁層130を形成する。次いで、第1層間絶縁層130をリフロー工程、エッチバック工程または化学機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing:CMP)工程により平坦化させる。
【0027】
写真食刻工程を通して第1層間絶縁層130を食刻してドレイン領域上に形成されたランディングパッドを露出させるビットラインコンタクトホール(図15の参照符号125)を形成する。結果物の上部にドープドポリシリコン層132を約1000Åの厚さで蒸着して、その上部にタングステンシリサイド層134を約1500Åの厚さで蒸着した後、写真食刻工程を通してこの層らをパタニングしてポリサイド構造のビットライン140を形成する。望ましくは、ビットライン140は酸化膜層や窒化膜層でキャッピングされる。
【0028】
ビットライン140が形成された結果物の上部にBPSGまたはUSGを蒸着して第2層間絶縁層150を形成する。次いで、第2層間絶縁層150を化学機械的研磨(CMP)工程でビットライン140の上部で約2000Åの厚さで残っている時まで研磨してその表面を平坦化させる。
【0029】
第2層間絶縁層150の上部に窒化膜を約50ないし150Åの厚さで蒸着して食刻阻止層160を形成した後、その上部に任意の湿式食刻工程に対して窒化膜との選択比を有する物質、例えば酸化膜を約500ないし3000Åの厚さで蒸着して絶縁層170を形成する。望ましくは、絶縁層170は湿式食刻率が高い低温酸化膜(LTO)、PE−SiH4またはTEOS(terraethoxysilane)系列の酸化膜で形成する。絶縁層170は後続する絶縁膜スペーサの形成時に一緒に食刻され傾きを有するようになることを考慮してその厚さを決定する。
【0030】
次いで、写真工程を通して絶縁層170の上部に埋没コンタクトホール領域を定義するようにフォトレジストパターン180を形成する。フォトレジストパターン180をマスクで利用して絶縁層170、食刻阻止層160、第2層間絶縁層150及び第1層間絶縁層130を食刻してソース領域上に形成されたランディングパッド120を露出させる埋没コンタクトホール190を形成する。
【0031】
図6は絶縁膜スペーサ192を形成する段階を図示する。前述したように埋没コンタクトホール190を形成した後、エッチング及びストリップ工程でフォトレジストパターン180を除去する。結果物の上部に窒化物のような絶縁膜を約200ないし300Åの厚さで蒸着してこれをプラズマ式乾式食刻でエッチバックして埋没コンタクトホール190の内側壁らの上に絶縁膜スペーサら192を形成する。このとき、埋没コンタクト190の底面が完全にオープンされるように絶縁膜を過度食刻するようになるが、、乾式食刻に対する窒化膜と酸化膜間の選択比の不足により埋没コンタクトホール190の最上部入り口の部分で絶縁層170が一緒に食刻されながら絶縁膜スペーサ192が形成される。その結果、絶縁層170が傾きを有するようになり埋没コンタクトホール190の入り口が開いた模様になる。また、絶縁膜スペーサ192はその食刻特性上埋没コンタクトホール190の最上部の入り口より下側に形成される。
【0032】
図7を参照すると、埋没コンタクトホール190の最上部入り口の傾斜になった部分を除去するために絶縁層170をふっ酸(Hydrofluoric Acid:HF)、SC−1(standard Cleaning:NH4OHとH22及びH2Oが1:4:20の比で混合された有機物)、BOE(Buffered Oxide Etchant)などのようなエチャントで湿式食刻する。このとき、絶縁層170を完全に除去することができ、一定厚さの絶縁層170を残すこともできる。すなわち、絶縁層170の食刻量は絶縁膜スペーサ192の形成条件により決定することが望ましい。前述した湿式食刻工程により埋没コンタクトホール190の最上部入り口が垂直プロファイルを有するようになり、後続するストレージノード電極の形成のための写真食刻工程時に埋没コンタクトホール190に対する充分なミスアライメントマージンを確保することができる。
【0033】
図8を参照すると、埋没コンタクトホール190を完全に埋めながら一定高さを有するようにドープドポリシリコン膜のような導電層194を蒸着する。望ましくは、導電層194はセルキャパシタンスを考慮して約5000Å以上の厚さで蒸着する。
【0034】
図9を参照すると、写真工程を通して導電層194の上部にストレージノード領域を定義するようにフォトレジストパターン196を形成する。次いで、フォトレジストパターン196をマスクで利用して導電層194をプラズマ乾式食刻する。このとき、フォトレジストパターン196が埋没コンタクトホール190に対してミスアラインされても埋没コンタクトホール190の最上部入り口が垂直プロファイルを有しているために導電層194が非正常的に食刻される問題が発生しない。
【0035】
図10を参照すると、エッチング及びストリップ工程でフォトレジストパターン196を除去する。その結果、埋没コンタクトホール190を経てソース領域上のランディングパッド120に接続されるキャパシティのストレージノード電極194aが形成される。
【0036】
次いで、図示しなかったがストレージノード電極194aの上部に誘電体層及びプレート電極を順次に積層してキャパシティを形成する。
図11ないし図14は図15のA−Aエ線による、本発明の第2実施例による半導体装置の埋没コンタクト形成方法を説明するための断面図である。
【0037】
図11を参照すると、前述した本発明の第1実施例と同一な方法でランディングパッド220、第1層間絶縁層230、ビットライン240、第2層間絶縁層250、食刻阻止層260及び絶縁層270を形成する。次いで、絶縁層270、食刻阻止層260、第2層間絶縁層250及び第1層間絶縁層230を食刻してMOSトランジスタのソース領域上に形成されたランディングパッド220を露出させる埋没コンタクトホール290を形成する。
【0038】
結果物の上部に窒化物のような絶縁膜200ないし300Åの厚さで蒸着してこれをプラズマ乾式食刻でエッチバックして埋没コンタクトホール290の内側壁らの上に絶縁膜スペーサら300を形成する。このとき、乾式食刻に対する窒化膜と酸化膜間の選択比の不足により絶縁層270が傾きを有するようになり埋没コンタクトホール290の入り口が開いた模様になる。また、絶縁膜スペーサ300はその食刻特性上埋没コンタクトホール290の最上部の入り口より下側に形成される。
【0039】
結果物の上部に埋没コンタクトホール290を完全に埋められる程度の厚さでドープドポリシリコン膜のような第1導電性310を蒸着する。次いで、エッチバックまたは化学機械的研磨(CMP)により絶縁層270の上部表面が露出されるまで第1導電性を除去して埋没コンタクトホール290の内部のみに第1導電性でなされたプラギングバー310を残す。半導体装置の集積度増加により埋没コンタクトホール290の大きさが減少してコンタクト抵抗が増加することを考慮して、第1導電性でなされたプラギングバー310は後続工程で形成される第2導電性より高濃度のドープドポリシリコン膜で形成することが望ましい。例えば、ストレージノード電極の表面に半球形決定粒子(hemispherical grain:HSG)らを成長させ有効キャパシティ面積を増加させようとする場合、ストレージノード電極のドーピング濃度が高くなるとHSGの成長が妨害されるバルドディペクトが発生する。従って、IE20atoms/cm3以上の高濃度でドーピングされた第1導電性でプラギングバー310を形成した後第1導電性のドーピング濃度より低い濃度でドーピングされた第2導電性を蒸着してストレージノード電極を形成すると、コンタクト抵抗を減少させながら所望のセルキャパシティを得られる。
【0040】
図12を参照すると、絶縁層270をHF、SC−1、BOEなどのエチャントを利用して湿式食刻する。このとき、絶縁層270を完全に除去することもでき、一定厚さの絶縁層270を残すこともできる。すなわち、絶縁層270の食刻量は絶縁膜スペーサ300の形成条件により決定することが望ましい。前述した絶縁層270の湿式食刻により埋没コンタクトホール290の最上部入り口の傾斜になった部分が除去される。
【0041】
図13を参照すると、結果物の上部にドープドポリシリコン膜のような第2導電性320をセルキャパシティを考慮して約5000Å以上の厚さで蒸着する。このとき、第2導電性320はプラギングバー310と同一の導電物質で形成され、プラギングバー310らの間のギャプ(gap)を完全に満たしながら蒸着される。
【0042】
図14を参照すると、写真食刻工程で第2導電性320及びプラギングバー310をパタニングしてキャパシティのストレージノード電極320aを形成する。このとき、前述した絶縁層270の湿式食刻工程により埋没コンタクトホール290の最上部の入り口が垂直プロファイルを有しているために、ストレージノード電極320aを形成するための写真食刻工程時にフォトマスクが埋没コンタクトホール290に対してミスアラインされても埋没コンタクトホール290の最上部入り口でストレージノード電極320aが非正常的に食刻される問題が発生しない。
【0043】
前述した実施例はストレージノード電極がビットラインの上部に形成されるCOB構造を例示する。しかし、本発明はビットラインがストレージノード電極の上部に形成されるCUB構造にも類似に適用できる。また、本発明はDRAM装置以外にも高いアスペクト比を有するコンタクトホールを形成する段階が要求される他の半導体装置にも効果的である。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、埋没コンタクトホールの最上部の入り口が垂直プロファイルを有するように形成する。従って、ストレージノード電極をパタニングするための写真式各工程時に埋没コンタクトホールに対するミスアライメントが発生しても埋没コンタクトホールの最上部の入り口でストレージノード電極が非正常的に食刻される問題が発生しない。
【0045】
本発明を実施例によって詳細に説明したが、本発明は実施例によって限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来方法による半導体装置の埋没コンタクトホールの形成方法を説明する断面図である。
【図2】従来方法による半導体装置の埋没コンタクトホールの形成方法を説明する断面図である。
【図3】従来方法による半導体装置の埋没コンタクトホールの形成方法を説明する断面図である。
【図4】従来方法による半導体装置の埋没コンタクトホールの形成方法を説明する断面図である。
【図5】図15のA−A´線によって切断した本発明の第1実施例による半導体装置の埋没コンタクトホールの形成方法を説明する断面図である。
【図6】図15のA−A´線によって切断した本発明の第1実施例による半導体装置の埋没コンタクトホールの形成方法を説明する断面図である。
【図7】図15のA−A´線によって切断した本発明の第1実施例による半導体装置の埋没コンタクトホールの形成方法を説明する断面図である。
【図8】図15のA−A´線によって切断した本発明の第1実施例による半導体装置の埋没コンタクトホールの形成方法を説明する断面図である。
【図9】図15のA−A´線によって切断した本発明の第1実施例による半導体装置の埋没コンタクトホールの形成方法を説明する断面図である。
【図10】図15のA−A´線によって切断した本発明の第1実施例による半導体装置の埋没コンタクトホールの形成方法を説明する断面図である。
【図11】図15のA−A´線によって切断した本発明の第2実施例による半導体装置の埋没コンタクトホールの形成方法を説明する断面図である。
【図12】図15のA−A´線によって切断した本発明の第2実施例による半導体装置の埋没コンタクトホールの形成方法を説明する断面図である。
【図13】図15のA−A´線によって切断した本発明の第2実施例による半導体装置の埋没コンタクトホールの形成方法を説明する断面図である。
【図14】図15のA−A´線によって切断した本発明の第2実施例による半導体装置の埋没コンタクトホールの形成方法を説明する断面図である。
【図15】本発明の第1実施例及び第2実施例が適用されたDRAMセルの平面レイアウト図である。
【符号の説明】
100、200 半導体基板
105 活性領域
110、210 フィールド酸化膜層
115 ワードライン
120、220 ランディングパッド
125 ビットラインコンタクトホール
130、230 第1層間絶縁層
131、240 ビットライン
132、250 第2層間絶縁層
160、260 食刻阻止層
170、270 絶縁層
190、290 埋没コンタクトホール
192、300 絶縁膜スペーサ
194、310、320 導電性
194a、320a ストレージノード電極

Claims (18)

  1. 半導体素子が設置された半導体基板の上部に形成された第1層間絶縁層を蒸着する段階と、
    前記第1層間絶縁層の上部に前記第1層間絶縁層を貫通して前記半導体素子に接続される第1配線を形成する段階と、
    前記各段階の実施後に得られる結果物の上部に第2層間絶縁層を蒸着する段階と、
    前記第2層間絶縁層の上部に食刻阻止層を蒸着する段階と、
    前記食刻阻止層の上部に前記食刻阻止層に対して湿式食刻選択比を有する絶縁層を蒸着する段階と、
    前記絶縁層、前記食刻阻止層及び前記第2層間絶縁層を食刻して前記半導体素子を露出させる埋没コンタクトホールを形成する段階と、
    前記埋没コンタクトホールの内側壁に形成された絶縁膜スペーサを形成する段階と、
    前記絶縁層を湿式食刻する段階と、
    前記各段階の実施後に得られる結果物の上部に導電層を蒸着し、前記導電層をパタニングして前記埋没コンタクトホールを通して前記半導体素子に接続される第2配線を形成する段階と、
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 前記第1層間絶縁層を蒸着する段階の前に、前記半導体素子に接続されるように前記半導体基板の上部に所定間隔で一対のランディングパッドを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 前記絶縁層を湿式食刻する段階で前記絶縁層の一部又は全部を除去することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 前記食刻阻止層は窒化膜で形成し前記絶縁層は高い湿式食刻率を有する酸化膜で形成することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  5. 前記絶縁膜スペーサは窒化膜で形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  6. 前記第1配線はビットラインを形成し前記第2配線はキャパシティのストレージノード電極を形成することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  7. 半導体素子が設置された半導体基板の上部に形成された第1層間絶縁層を蒸着する段階と、
    前記第1層間絶縁層の上部に前記第1層間絶縁層を貫通して前記半導体素子に接続される第1配線を形成する段階と、
    前記各段階の実施後に得られる結果物の上部に第2層間絶縁層を蒸着する段階と、
    前記第2層間絶縁層の上部に食刻阻止層を蒸着する段階と、
    前記食刻阻止層の上部に前記食刻阻止層に対して湿式食刻選択比を有する絶縁層を蒸着する段階と、
    前記絶縁層、前記食刻阻止層及び前記第2層間絶縁層を食刻して前記半導体素子を露出させる埋没コンタクトホールを形成する段階と、
    前記埋没コンタクトホールの内側壁に形成された絶縁膜スペーサを形成する段階と、
    前記各段階の実施後に得られる結果物の上部に第1導電層を蒸着し、前記絶縁層の表面が露出するまで前記第1導電層を除去して前記埋没コンタクトホールの内部にプラギングバーを形成する段階と、
    前記絶縁層を湿式食刻する段階と、
    前記各段階の実施後に得られる結果物の上部に第2導電層を蒸着し、前記第2導電層をパタニングして前記プラギングバーに直接接続される第2配線を形成する段階と、
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  8. 前記第1層間絶縁層を蒸着する段階前に、前記半導体素子に接続されるように前記半導体基板の上部に所定間隔で一対のランディングパッドを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
  9. 前記絶縁層を湿式食刻する段階で前記絶縁層の一部又は全部を除去することを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
  10. 前記食刻阻止層は窒化膜で形成して前記絶縁層は高い湿式食刻率を有する酸化膜で形成されることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
  11. 前記絶縁膜スペーサは窒化膜で形成されることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
  12. 前記第1導電層は前記埋没コンタクトホールを十分に埋められる程度の厚さで蒸着することを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
  13. 前記埋没コンタクトホールの内部にプラギングバーを形成するために前記絶縁層の表面が露出されるまで前記第1導電層を除去する段階はエッチバックまたは化学機械的研磨行程により遂行されることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
  14. 前記第1導電層は前記第2導電層のドーピング濃度より高いドーピング濃度を有することを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
  15. 前記第1配線はビットラインを形成し、前記第2配線はキャパシティのストレージノード電極を形成することを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
  16. 活性領域とワードラインが形成されている半導体基板の上部に前記ワードライン間の前記活性領域に接続される一対のランディングパッドを形成する段階と、
    前記段階の実施後に得られる結果物の上部に第1層間絶縁層を蒸着する段階と、
    前記第1層間絶縁層の上部に前記第1層間絶縁層を貫通して一つのランディングパッドに接続されるビットラインを形成する段階と、
    前記各段階の実施後に得られる結果物の上部に第2層間絶縁層を蒸着する段階と、
    前記第2層間絶縁層の上部に食刻阻止層を蒸着する段階と、
    前記食刻阻止層の上部に前記食刻阻止層に対して湿式食刻選択比を有する絶縁層を蒸着する段階と、
    前記絶縁層、前記食刻阻止層及び前記第2層間絶縁層を食刻して他の一つのランディングパッドを露出させる埋没コンタクトホールを形成する段階と、
    前記埋没コンタクトホールの内側壁に絶縁膜スペーサを形成する段階と、
    前記各段階の実施後に得られる結果物の上部に第1導電層を蒸着し、前記絶縁層の表面が露出されるまで前記第1導電層を除去して前記埋没コンタクトホールの内部にプラギングバーを形成する段階と、
    前記絶縁層を湿式食刻する段階と、
    前記各段階の実施後に得られる結果物の上部に導電層を蒸着し、前記導電層をパタニングして前記埋没コンタクトホールを通して前記他の一つのランディングパッドに接続されるキャパシティのストレージノード電極を形成する段階と、
    を含むことを特徴とするダイナミックランダムアクセスメモリ装置の製造方法。
  17. 前記絶縁層を湿式食刻する段階で前記絶縁層の一部又は全部を除去することを特徴をする請求項16に記載のダイナミックランダムアクセスメモリ装置の製造方法。
  18. 前記絶縁層を湿式食刻する段階前に、前記埋没コンタクトホールの内部に導電性プラギングバーを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項16に記載のダイナミックランダムアクセスメモリ装置の製造方法。
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