KR100253349B1 - Manufacturing method for isolation of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자의 분리구조 제조방법에 관한 것으로, 특히 LOCOS공정으로 필드산화막을 형성한 후, 그 상부를 평탄화하여 이후의 공정에서 사진식각공정을 사용할 때 그 필드산화막의 주변부에서 인가되는 빛이 난반사되는 것을 방지하여 정확한 반도체 소자의 패턴을 형성하는데 적당하도록 한 반도체 소자의 분리구조 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위해서는 기판의 상부에 소자간의 절연 및 소자를 형성할 영역을 정의하는 분리구조를 먼저 제조해야 한다. 이와 같은 분리구조는 질화막을 기판의 상부전면에 증착하고, 사진식각공정을 통해 상기 질화막의 일부를 선택적으로 식각하여 기판의 일부를 노출시킨 후, 그 노출된 기판에 산화막을 성장시키는 방법이 가장 많이 쓰이고 있으며, 이를 보통 LOCOS공정이라 한다. 이와 같이 LOCOS공정을 통해 형성되는 분리구조는 넓은 영역에 걸쳐 형성되어 보통 필드산화막이라고 칭하며, 그 필드산화막의 주변부는 그 모양이 새부리와 비슷하다고 하여 새부리영역이라 부르고 있다. 이와 같은 새부리영역은 사진식각공정에서 빛을 난반사하여 패턴의 형성능을 저하시키며, 불필요한 면적을 차지하는 등의 문제점을 일으키며, 이와 같은 종래 반도체 소자의 분리구조 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.In general, in order to manufacture a semiconductor device, an isolation structure defining an insulation between devices and a region in which the device is to be formed must first be manufactured on a substrate. In such a separation structure, a nitride film is deposited on the upper surface of the substrate, and a portion of the nitride film is selectively etched through a photolithography process to expose a portion of the substrate, and then an oxide film is grown on the exposed substrate. This is usually called LOCOS process. As described above, the separation structure formed through the LOCOS process is formed over a wide area and is generally called a field oxide film. The periphery of the field oxide film is called a bird beak area because its shape is similar to a bird beak. Such a beak region is a reflection of light in the photolithography process to reduce the ability to form patterns, occupy an unnecessary area, and the like, and will be described in detail with reference to the accompanying drawings of the conventional method for manufacturing a separate structure of a semiconductor device. As follows.
도1a 내지 도1e는 종래 반도체 소자 분리구조의 제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부에 패드산화막(2)과 질화막(3)을 순차적으로 증착하는 단계(도1a)와; 상기 질화막(3)의 상부에 포토레지스트(P/R)를 도포하고 노광 및 현상하여 상기 질화막(3)의 일부를 노출시키는 패턴을 형성하는 단계(도1b)와; 상기 패턴이 형성된 포토레지스트(P/R)를 식각 마스크로 사용하는 식각공정으로 상기 노출된 질화막(3)을 식각하여 그 하부의 패드산화막(2)을 노출시키고, 포토레지스트(P/R)를 제거하는 단계(도1c)와; 상기 노출된 패드산화막(2)을 산화시켜 필드산화막(4)을 형성하는 단계(도1d)와; 상기 질화막(3)을 제거하는 단계(도1e)로 구성된다.1A through 1E are cross-sectional views illustrating a process of fabricating a semiconductor device isolation structure, and sequentially depositing the
이하, 상기와 같이 구성된 종래 반도체 소자의 분리구조 제조방법을 좀 더 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a separation structure of a conventional semiconductor device configured as described above will be described in more detail.
먼저, 도1a에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부전면에 패드산화막(2)과 질화막(3)을 순차적으로 증착한다. 이때, 패드산화막(2)을 기판(1)과 질화막(3)의 사이에 증착하는 이유는 질화막(3)의 분자간 거리와, 기판(1)의 분자간 거리가 서로 달라 기판(1)의 상부에 질화막(3)을 직접 증착하면 기판(1)에 손상을 주기 때문이다.First, as shown in FIG. 1A, the
그 다음, 도1b에 도시한 바와 같이 상기 질화막(3)의 상부에 포토레지스트(P/R)를 도포하고, 마스크를 통해 부분적으로 노광한 다음, 그 노광된 포토레지스트를 제거하는 현상을 통해 상기 질화막(3)의 일부를 노출시키는 패턴을 형성한다.Next, as shown in FIG. 1B, a photoresist (P / R) is applied on the
그 다음, 도1c에 도시한 바와 같이 상기 패턴이 형성된 포토레지스트(P/R)를 식각마스크로 사용하는 식각공정으로, 상기 노출된 질화막(3)을 식각하여 그 하부의 패드산화막(2)을 노출시키고, 상기 포토레지스트(P/R)를 모두 제거한다.Next, as shown in FIG. 1C, in the etching process using the photoresist P / R having the pattern as an etching mask, the exposed
그 다음, 도1d에 도시한 바와 같이 노출된 패드산화막(2)을 습식산화하여 성장시켜 필드산화막(4)을 형성한다. 이때, 필드산화막(4)은 기판(1)의 상부측으로 성장하는 비율과 기판의 하부측으로 성장하는 비율이 약 6 대 4로 성장되며, 상기 질화막(3)측면 하부로 파고들어 성장된다.Then, as shown in FIG. 1D, the exposed
그 다음, 도1e에 도시한 바와 같이 상기 질화막(3)을 선택적으로 제거하여 분리구조 제조공정을 완료한다.Next, as shown in FIG. 1E, the
상기한 바와 같이 종래 반도체 소자의 분리구조 제조방법은 질화막의 사이에 노출된 패드산화막을 습식산화를 통해 중앙부가 높고, 표면이 둥근 형태의 분리구조를 제조하여 이후의 사진식각공정에서 인가되는 광을 반사하는 각이 각 위치마다 다르게 되고, 특히 주변부에서는 난반사가 일어나 반도체 소자 패턴의 형성능을 감소시키는 문제점이 있었다.As described above, in the method of manufacturing a separation structure of a conventional semiconductor device, a pad oxide film exposed between nitride films is wet-oxidized to produce a separation structure having a high central portion and a rounded surface, thereby applying light applied in a subsequent photolithography process. The reflecting angle is different at each position, and particularly, irregular reflection occurs at the peripheral portion, thereby reducing the ability of forming a semiconductor device pattern.
이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 분리구조 제조 후의 사진식각공정에서 인가되는 빛을 난반사하지 않는 반도체 소자의 분리구조 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a separation structure manufacturing method of a semiconductor device that does not diffusely reflect light applied in a photolithography process after fabrication of the separation structure.
도1a 내지 도1e는 종래 반도체 소자 분리구조의 제조공정 수순단면도.1A to 1E are cross-sectional views of a manufacturing process of a conventional semiconductor device isolation structure.
도2a 내지 도2f는 본 발명 반도체 소자 분리구조의 제조공정 수순단면도.2A to 2F are cross-sectional views of a fabrication process of the semiconductor device isolation structure.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***
1:기판 2:패드산화막1: Substrate 2: Pad oxide film
3;질화막 4:필드산화막3; nitride film 4: field oxide film
상기와 같은 목적은 기판의 상부에 패드산화막과 질화막을 순차적으로 증착하는 질화막증착단계와; 상기 증착된 질화막의 일부를 식각하여 그 하부의 패드산화막을 노출시키는 패드산화막 노출단계와; 상기 노출된 패드산화막을 성장시키는 산화막성장단계를 포함하는 반도체 소자의 분리구조 제조방법에 있어서, 상기 산화막성장단계로 성장한 산화막의 상부를 패드산화막의 상부와 동일한 평면상에 위치하도록 평탄화하는 평탄화단계로 구성하여 그 상면이 평탄한 반도체 소자의 분리구조를 형성함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The above object is a nitride film deposition step of sequentially depositing a pad oxide film and a nitride film on the substrate; Exposing a pad oxide film by etching a portion of the deposited nitride film to expose a pad oxide film under the pad oxide film; In the method of manufacturing a separate structure of a semiconductor device comprising the oxide film growth step of growing the exposed pad oxide film, the planarization step of planarizing the top of the oxide film grown in the oxide film growth step to be located on the same plane as the top of the pad oxide film This is achieved by forming a separation structure of a semiconductor device having a flat upper surface, which will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도2a 내지 도2f는 본 발명 반도체 소자 분리구조의 제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부에 패드산화막(2)과 질화막(3)을 순차적으로 증착하는 단계(도2a)와; 상기 질화막(3)의 상부에 포토레지스트(P/R)를 도포하고 노광 및 현상하여 상기 질화막(3)의 일부를 노출시키는 패턴을 형성하는 단계(도2b)와; 상기 패턴이 형성된 포토레지스트(P/R)를 식각 마스크로 사용하는 식각공정으로 상기 노출된 질화막(3)을 식각하여 그 하부의 패드산화막(2)을 노출시키고, 포토레지스트(P/R)를 제거하는 단계(도2c)와; 상기 노출된 패드산화막(2)을 산화시켜 필드산화막(4)을 형성하는 단계(도2d)와; 상기 질화막(3)의 상부가 필드산화막(4)의 상부와 동일한 높이가 되도록 평탄화하는 단계(도2e)와; 상기 평탄화로 잔존하는 질화막(3)을 제거하고, 상기 필드산화막(4)의 상부가 패드산화막(2)의 상부와 동일한 높이가 되도록 식각하는 단계(도2f)로 구성된다.2A to 2F are cross-sectional views of a process for manufacturing a semiconductor device isolation structure, and the steps of sequentially depositing the
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 반도체 소자의 분리구조 제조방법을 좀 더 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a separate structure of the semiconductor device of the present invention configured as described above will be described in more detail.
먼저, 도2a에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부전면에 패드산화막(2)과 질화막(3)을 순차적으로 증착한다. 이때, 패드산화막(2)을 기판(1)과 질화막(3)의 사이에 증착하는 이유는 질화막(3)의 분자간 거리와, 기판(1)의 분자간 거리가 서로 달라 기판(1)의 상부에 질화막(3)을 직접 증착하면 기판(1)에 손상을 주기 때문이다.First, as shown in FIG. 2A, the
그 다음, 도2b에 도시한 바와 같이 상기 질화막(3)의 상부에 포토레지스트(P/R)를 도포하고, 마스크를 통해 부분적으로 노광한 다음, 그 노광된 포토레지스트를 제거하는 현상을 통해 상기 질화막(3)의 일부를 노출시키는 패턴을 형성한다.Then, as shown in FIG. 2B, a photoresist (P / R) is applied on the
그 다음, 도2c에 도시한 바와 같이 상기 패턴이 형성된 포토레지스트(P/R)를 식각마스크로 사용하는 식각공정으로, 상기 노출된 질화막(3)을 식각하여 그 하부의 패드산화막(2)을 노출시키고, 상기 포토레지스트(P/R)를 모두 제거한다.Next, as shown in FIG. 2C, in the etching process using the photoresist P / R having the pattern as an etching mask, the exposed
그 다음, 도2d에 도시한 바와 같이 노출된 패드산화막(2)을 습식산화하여 성장시켜 필드산화막(4)을 형성한다. 이때, 필드산화막(4)은 기판(1)의 상부측으로 성장하는 비율과 기판의 하부측으로 성장하는 비율이 약 6 대 4로 성장되며, 상기 질화막(3)측면 하부로 파고들어 성장된다.Next, as shown in FIG. 2D, the exposed
그 다음, 도2e에 도시한 바와 같이 상기 질화막(3)의 상부로부터 평탄화공정을 실시하여 상기 필드산화막(4)과 질화막(3)의 상부가 동일 평면상에 위치할 때까지 실시한다.Then, as shown in Fig. 2E, a planarization process is performed from the top of the
그 다음, 도2f에 도시한 바와 같이 상기 평탄화로 노출된 필드산화막(4)의 상부사이에 잔존하는 질화막(3)을 선택적으로 제거한 다음, 습식식각공정을 통해 상기 필드산화막(4)의 상부를 식각하여 상기 잔존하는 질화막(3)의 제거로 노출된 패드산화막(2)의 상부와 필드산화막(4)의 상부가 동일 평면상에 위치하도록 한다.Next, as shown in FIG. 2F, the
이와 같이 본 발명은 필드산화막(4)을 평탄화하여 후속공정으로 사진식각공정을 사용하는 경우에 필드산화막(4)의 평면에서 빛이 난반사하는 것을 방지한다.As such, the present invention flattens the
상기한 바와 같이 본 발명 반도체 소자의 분리구조 제조방법은 필드산화막을 제조한 후, 그 상부를 패드산화막의 상부와 동일 평면상에 위치하도록 평탄화하여 후속공정으로 사진식각공정을 사용할 때 빛의 난반사를 방지하여 반도체 소자 패턴의 형성능을 향상시키는 효과가 있다.As described above, in the method of manufacturing the isolation structure of the semiconductor device of the present invention, after manufacturing the field oxide film, the upper part is flattened so as to be located on the same plane as the upper part of the pad oxide film, and the diffuse reflection of the light is used when the photolithography process is used in the subsequent process. There is an effect of preventing and improving the forming ability of the semiconductor element pattern.
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1997
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