KR100477540B1 - Method of manufacture embedded flash cell - Google Patents
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Abstract
본 발명은 임베디드 플래시 셀(Embedded Flash Cell) 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 임베디드 플래시 셀 제조 방법은, 반도체 기판 내에 액티브 영역을 정의하는 복수의 ISO 레이어를 긴 직사각형 모양으로 형성하고, 상기 각 ISO 레이어 상에 배치되도록 상기 ISO 레이어와 동일하게 긴 직사각형 모양이면서 상기 ISO 레이어 보다 더 작은 폭을 갖는 폴리1 레이어를 형성하며, 상기 ISO 레이어 및 폴리1 레이어와 수직하게 복수의 워드라인을 형성하고, 상기 각 워드라인 양측의 상기 기판 액티브 영역 내에 소스 및 드레인 영역을 형성하며, 상기 기판 결과물 상에 제1절연막을 형성한 후 상기 제1절연막 내에 상기 각 소스 영역과 콘택하는 복수의 메탈1 콘택을 형성하고, 상기 제1절연막 상에 상기 워드라인과 평행하면서 상기 복수의 메탈1 콘택과 연결되게 메탈1 레이어로 이루어진 공통 소스 라인을 형성하고, 상기 공통 소스 라인을 포함한 상기 제1절연막 상에 제2절연막을 형성한 후 상기 제1 및 제2절연막 내에 상기 각 드레인 영역과 콘택하는 메탈2 콘택을 형성하여, 이 메탈2 콘택과 연결되게 상기 제2절연막 상에 메탈2 레이어로 이루어진 비트라인을 상기 공통 버스 라인과 수직하게 형성하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a method of manufacturing an embedded flash cell, wherein the method of manufacturing an embedded flash cell of the present invention forms a plurality of ISO layers defining an active region in a semiconductor substrate in a long rectangular shape, and each of the ISOs. Forming a poly1 layer having a width that is smaller than that of the ISO layer, the rectangular shape being the same as the ISO layer so as to be disposed on the layer, and forming a plurality of word lines perpendicular to the ISO layer and the poly1 layer, Source and drain regions are formed in the substrate active regions on both sides of each word line, and a first insulating layer is formed on the substrate resultant, and then a plurality of metal 1 contacts are formed in the first insulating layer to contact the source regions. A metal on the first insulating layer in parallel with the word line and connected to the plurality of metal 1 contacts; A common source line including one layer is formed, and a second insulating layer is formed on the first insulating layer including the common source line, and then metal 2 contacts are formed in the first and second insulating layers to contact the drain regions. The bit line formed of the metal 2 layer is formed on the second insulating layer so as to be connected to the metal 2 contact so as to be perpendicular to the common bus line.
Description
본 발명은 임베디드 플래시 셀(Embedded Flash Cell) 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 공정 추가없이 감소된(shrinked) 0.18㎛ 셀을 만들 수 있으며, 또한, 기존에 발생하던 폴리1 브리지에 대한 공정 부담을 제거하여 수율을 향상시킬 수 있는 임베디드 플래시 셀 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an embedded flash cell, and more particularly, to produce a shrinked 0.18 μm cell without the addition of a process, and also to a process for a poly1 bridge that has previously occurred. The present invention relates to a method for manufacturing an embedded flash cell that can improve the yield by eliminating the burden.
플래시 메모리(Flash memory)는 비휘발성 메모리(Nonvolatile memory) 소자로서, 기기부품 용도로 시작하여 현재는 주 기억 장치용으로 그 활용도가 증대되고 있으며, 칩 집적도 또한 증가하고 있다. 또한, 플래시 메모리는 일반 로직(Logic)에 내장(Embedded)되어 그 제품이 다양하게 응용되고 있다. Flash memory is a nonvolatile memory device, which has started to be used for component parts, and is currently being used for main memory devices, and chip integration is also increasing. In addition, the flash memory is embedded in general logic, and its products have been widely applied.
한편, 현재 개발하고 있는 0.25㎛ 임베디드 플래시 웨이퍼에 ISO 레이어를 전형적인 직사각형 모양으로 해서 0.18㎛급 셀을 디자인하여 기술의 가능성을 검토한 결과, ISO 레이어와 폴리1 레이어를 포토 마스크로 형성한 경우에 각 레이어의 코너(coner) 부분이 라운딩(rounding)되는 현상이 발생되었고, 이에 따라, 후속 공정인 셀 게이트, 즉, 워드라인 형성 공정에서 조금만 마스크 미스얼라인(misalign)이 발생되어도 폴리1 레이어 브리지(bridge)가 일어날 가능성이 높아졌고, 특히, 셀의 특성이 바뀌어 수율(yield)에 나쁜 영향을 미쳤다. On the other hand, when the 0.18㎛ class cell was designed with a typical rectangular shape of the 0.25 μm embedded flash wafer under development, the possibility of technology was examined. The rounding of the corner portion of the layer occurred, and thus, even if a slight mask misalignment occurred in the cell gate, that is, the word line forming process, the poly1 layer bridge ( Bridges are more likely to occur, and in particular, cell characteristics have changed, adversely affecting yield.
이에, 상기 문제를 해결하고자 ISO 레이어와 폴리1 레이어를 긴 직사각형 모양으로 형성하는 NOR 타입의 셀 어레이 방식을 이용한 임베디드 플래시 셀 제조 방법이 제안되었다.In order to solve the above problem, an embedded flash cell manufacturing method using a NOR type cell array method for forming an ISO layer and a poly1 layer into a long rectangular shape has been proposed.
그런데, NOR형의 플래시 셀은 가상의 그라운드(virtual ground) 방식을 사용하기 때문에 각 셀의 소스를 하나로 연결시켜야만 한다. 이와 관련해서, 통상은 필드산화막(Field Oxide; FOX)을 셀프 얼라인 소스 에치(Self Align Source Etch; SAS)를 사용해서 정의한 후, 접합으로 각 셀의 소스들간을 연결시키는 방법을 사용한다. 그러나, 상기 셀프 얼라인 소스 에치(SAS)를 적용하면, ISO 프로파일이 변형됨은 물론 여러 새로운 기술을 개발해야 한다는 공정 상의 부담이 있다.However, since NOR-type flash cells use a virtual ground method, the sources of each cell must be connected together. In this regard, a field oxide film (FOX) is generally defined using a self align source etch (SAS), and then a method of connecting the sources of each cell by bonding is used. However, when applying the self-aligned source etch (SAS), there is a process burden that not only transforms the ISO profile but also develops various new technologies.
이하에서는 도 1을 참조해서 종래의 임베디드 플래시 셀 제조 방법 및 그 문제점에 대해 좀더 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a conventional embedded flash cell manufacturing method and a problem thereof will be described in detail with reference to FIG. 1.
도 1은 종래 NOR 타입의 셀 어레이 방식을 이용한 임베디드 플래시 셀의 레이아웃(Layout) 도면이다.1 is a layout diagram of an embedded flash cell using a conventional NOR type cell array method.
NOR 어레이 셀은, 도시된 바와 같이, 메탈1 레이어인 비트라인(2a∼2c)은 메탈1 콘택을 통해 기판 액티브 영역의 드레인 영역과 연결되어 있으며, 공통 소스 라인(4)은 ISO 레이어(3)를 짧은 직사각형으로 형성하여 접합(junction)으로 형성되어져 있다. 또한, 워드라인(1a∼1c)은 ISO 레이어(3)와 수직하게 형성되어져 있으며, 각 ISO 레이어(3) 상에는 폴리1 레이어가 형성되어져 있다. 상기 워드라인(1a∼1c) 양측의 기판 액티브 영역에는 소스 및 드레인 영역이 형성되어져 있다. In the NOR array cell, as shown, the bit lines 2a to 2c, which are metall layers, are connected to the drain regions of the substrate active region through metall contacts, and the common source line 4 is an ISO layer 3. Is formed into a junction by forming a short rectangle. The word lines 1a to 1c are formed perpendicular to the ISO layer 3, and a polyl layer is formed on each ISO layer 3. Source and drain regions are formed in the substrate active regions on both sides of the word lines 1a to 1c.
그러나, 셀 크기가 감소(shrink) 될수록 짧은 직사각형으로 ISO 레이어와 폴리1 레이어를 포토 마스크 공정으로 구현하는 경우에는, 도 1에서 보는 바와 같이, ISO 레이어(3)의 에지 부분(5)이 라운딩되어 후속 공정인 셀 게이트 마스크 공정, 즉, 워드라인(1a∼1c) 형성을 위한 포토 마스크 공정 진행시, 마스크의 미스얼라인이 일어날 경우, 폴리1 레이어 브리지(bridge)가 발생될 가능성이 높으며, 또한, ISO 레이어(3)의 프로파일이 라운딩됨에 따라 좌우 셀의 모양이 다르게 되어 셀 커런트 분포가 넓어져 센싱 마진이 없어지게 되므로 수율(yield)에 나쁜 영향을 미치게 된다. However, as the cell size decreases, when the ISO layer and the poly1 layer are implemented by the photo mask process with short rectangles, as shown in FIG. 1, the edge portion 5 of the ISO layer 3 is rounded. In the subsequent process of the cell gate mask process, that is, the photo mask process for forming the word lines 1a to 1c, if a misalignment of the mask occurs, a poly1 layer bridge is more likely to occur. As the profile of the ISO layer 3 is rounded, the shape of the left and right cells is changed to widen the cell current distribution so that the sensing margin is lost, thereby adversely affecting the yield.
도 1에서, 도면부호 6은 폴리1 레이어를 형성하기 위한 포토 마스크 진행후에 코너 라운딩(corner rounding)된 부분을 나타내며, 도면부호 7은 임계치수가 감소(shrink) 될수록 포토 마스크 진행시 코너 라운딩이 많이 발생되는 부분을 나타낸다. In FIG. 1, reference numeral 6 denotes a corner rounding portion after the photomask process for forming the poly1 layer, and reference numeral 7 denotes more corner rounding during photomask progression as the threshold is reduced. The part which becomes.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래이 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 공정 추가없이 0.18㎛ 셀을 용이하게 형성할 수 있는 임베디드 플래시 셀 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an embedded flash cell manufacturing method capable of easily forming a 0.18 μm cell without the addition of a process, which has been made to solve the above problems.
또한, 본 발명은 폴리1 브리지에 대한 공정 부담을 제거하여 수율을 향상시킬 수 있는 임베디드 플래시 셀 제조 방법을 제공함에 그 다른 목적이 있다. In addition, another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an embedded flash cell that can improve the yield by eliminating the process burden on the poly1 bridge.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 임베디드 플래시 셀 제조 방법은, NOR 타입의 셀 어레이 방식을 사용하여 임베디드 플래시 셀을 제조하는 방법에 있어서, 반도체 기판 내에 액티브 영역을 정의하는 복수의 ISO 레이어를 긴 직사각형 모양으로 형성하고, 상기 각 ISO 레이어 상에 배치되도록 상기 ISO 레이어와 동일하게 긴 직사각형 모양이면서 상기 ISO 레이어 보다 더 작은 폭을 갖는 폴리1 레이어를 형성하며, 상기 ISO 레이어 및 폴리1 레이어와 수직하게 복수의 워드라인을 형성하고, 상기 각 워드라인 양측의 상기 기판 액티브 영역 내에 소스 및 드레인 영역을 형성하며, 상기 기판 결과물 상에 제1절연막을 형성한 후 상기 제1절연막 내에 상기 각 소스 영역과 콘택하는 복수의 메탈1 콘택을 형성하고, 상기 제1절연막 상에 상기 워드라인과 평행하면서 상기 복수의 메탈1 콘택과 연결되게 메탈1 레이어로 이루어진 공통 소스 라인을 형성하고, 상기 공통 소스 라인을 포함한 상기 제1절연막 상에 제2절연막을 형성한 후 상기 제1 및 제2절연막 내에 상기 각 드레인 영역과 콘택하는 메탈2 콘택을 형성하여, 이 메탈2 콘택과 연결되게 상기 제2절연막 상에 메탈2 레이어로 이루어진 비트라인을 상기 공통 버스 라인과 수직하게 형성하는 것을 특징으로 한다. The embedded flash cell manufacturing method of the present invention for achieving the above object, in the method of manufacturing an embedded flash cell using a NOR type cell array method, a plurality of ISO layers defining an active region in a semiconductor substrate Forming a long rectangular shape, and forming a poly1 layer having a width smaller than that of the ISO layer, the same rectangular shape as the ISO layer so as to be disposed on each ISO layer, and perpendicular to the ISO layer and the poly1 layer. A plurality of word lines are formed, source and drain regions are formed in the substrate active regions on both sides of each word line, and a first insulating layer is formed on the substrate resultant. Forming a plurality of metal 1 contacts to be in contact with each other; While forming a common source line formed of a metal 1 layer to be connected to the plurality of metal 1 contacts, and forming a second insulating layer on the first insulating layer including the common source line, and forming the second insulating layer in the first and second insulating layers. And forming a metal 2 contact in contact with each drain region, and forming a bit line formed of a metal 2 layer on the second insulating layer to be perpendicular to the common bus line so as to be connected to the metal 2 contact.
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(실시예)(Example)
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 임베디드 플래시 셀 제조 방법을 설명하기 위한 레이아웃 도면으로, 이를 참조하여 그 제조방법을 설명하면 다음과 같다. 2 is a layout diagram illustrating a method of manufacturing an embedded flash cell according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명은 NOR 타입의 셀 어레이 방식으로 임베디드 플래시 셀을 제조함에 있어서 액티브 영역을 정의하는 ISO 레이어(13,15)와 폴리1 레이어(16)는 긴 직사각형 모양으로 형성한다. 이때, 상기 폴리1 레이어(16)는 각 ISO 레이어(13,15) 상에 배치되도록 하면서 상기 ISO 레이어(13,15) 보다는 더 작은 폭을 갖도록 형성한다. 계속해서, 상기 ISO 레이어(13,15) 및 폴리1 레이어(16)와 수직하게 다수의 워드라인(11a∼11c)을 형성한다. 상기 워드라인(11a∼11c) 양측의 기판 액티브 영역 내에 소스 영역과 드레인 영역을 형성한다. 상기 기판 결과물 상에 제1절연막(도시안됨)을 형성한다. 상기 제1절연막을 식각해서 각 셀의 소스 영역을 노출시키는 비아홀들을 형성한 후, 비아홀 내에 도전막을 매립시켜 메탈1 콘택(14a)을 형성한다. 제1절연막 상에 워드라인(11a∼11c)과 평행하면서 복수의 메탈1 콘택(14a)과 연결되는 메탈1 레이어로 이루어진 공통 소스 라인(14)을 형성한다. 상기 공통 소스 라인(14)을 포함한 제1절연막 상에 제2절연막을 형성한다. 상기 제2 및 제1절연막을 식각해서 각 드레인 영역을 노출시키는 스택 비아홀(도시안됨)을 형성한 후, 상기 스택 비아홀 내에 도전막을 매립시켜 메탈2 콘택을 형성한다. 상기 제2절연막 상에 메탈2 콘택과 연결되는 메탈2 레이어로 이루어진 비트라인(12a∼12c)를 공통 소스 라인(14)과 수직하게 형성하고, 이를 통해, 본 발명에 따른 임베디드 플래시 셀을 제조한다. As shown, according to the present invention, in manufacturing an embedded flash cell in a NOR type cell array method, the ISO layers 13 and 15 and the poly1 layer 16 defining an active area are formed in a long rectangular shape. In this case, the poly1 layer 16 is formed to have a smaller width than the ISO layers 13 and 15 while being disposed on the respective ISO layers 13 and 15. Subsequently, a plurality of word lines 11a to 11c are formed perpendicular to the ISO layers 13 and 15 and the polyl layer 16. Source and drain regions are formed in the substrate active regions on both sides of the word lines 11a to 11c. A first insulating layer (not shown) is formed on the substrate resultant. After the first insulating layer is etched to form via holes exposing the source region of each cell, a conductive film is embedded in the via hole to form the metal 1 contact 14a. A common source line 14 formed of a metal layer 1 connected to the plurality of metal layer 1 contacts 14a in parallel with the word lines 11a to 11c is formed on the first insulating layer. A second insulating layer is formed on the first insulating layer including the common source line 14. After the second and first insulating layers are etched to form a stack via hole (not shown) that exposes each drain region, a metal layer contact is formed by filling a conductive film in the stack via hole. Bit lines 12a to 12c formed of a metal 2 layer connected to the metal 2 contact are formed perpendicular to the common source line 14 on the second insulating layer, thereby manufacturing an embedded flash cell according to the present invention. .
상기한 바와 같이, 본 발명은 공통 소스 라인(14)을 메탈1 레이어로 형성하면서 메탈1 콘택을 통해 각 셀의 소스 영역들과 연결시키고, 비트라인(12a∼12c)을 메탈2 레이어로 형성하면서 메탈2 콘택을 통해 드레인 영역과 연결시키는 셀 레이아웃을 사용함으로써 새로운 기술 개발 없이도 종래의 공정 방식(process scheme)을 가지고도 매우 용이하게 0.18㎛ 임베디드 플래시 셀을 제조할 수 있다. As described above, the present invention forms the common source line 14 as the metal 1 layer while connecting the source regions of each cell through the metal 1 contact, and forms the bit lines 12a to 12c as the metal 2 layer. By using a cell layout that connects to the drain region through a metal2 contact, a 0.18µm embedded flash cell can be manufactured very easily with a conventional process scheme without developing new technologies.
또한, ISO 레이어(13,15) 및 폴리1 레이어(16)를 긴 직사각형 모양으로 형성하는 것과 관련해서, 기존에 발생하던 폴리1 레이어 브릿지 발생에 대한 공정상의 부담을 제거할 수 있으며, 아울러, 좌우 양측에 같은 셀(Cell)을 만들 수 있기 때문에 셀 전류(cell current) 분포 특성을 향상시킬 수 있다. In addition, in relation to forming the ISO layers 13 and 15 and the poly1 layer 16 into a long rectangular shape, the process burden on the existing poly1 layer bridge generation can be eliminated. Since the same cell can be made on both sides, the cell current distribution characteristic can be improved.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 임베디드 플래시 셀 제조 방법에 의하면, ISO 레이어와 폴리1 레이어를 길게 만듦과 아울러, 공통 소스 라인을 메탈1 레이어로 형성하면서 메탈1 콘택을 통해 소스 영역들과 연결시키고, 비트라인을 메탈2 레이어로 형성하면서 메탈2 콘택을 통해 드레인 영역과 연결시킴으로써, 공정 추가없이 축소된 0.18㎛ 셀을 매우 용이하게 제조할 수 있어 가격 경쟁력을 높일 수 있다.As described above, according to the embedded flash cell manufacturing method of the present invention, the ISO layer and the poly1 layer are made long, and the common source line is formed of the metal1 layer and connected to the source regions through the metal1 contact. By connecting the bit line to the drain region through the metal 2 contact while forming the bit line as the metal 2 layer, it is possible to easily manufacture a reduced 0.18 μm cell without additional process, thereby increasing the price competitiveness.
또한, 기존에 발생하던 폴리1 레이어의 브리지 발생에 대한 공정 상의 부담을 제거함으로써 수율을 향상시킬 수 있다.In addition, the yield can be improved by eliminating the process burden on the generation of the bridge of the poly1 layer, which has occurred previously.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. In addition, this invention can be implemented in various changes within the range which does not deviate from the summary.
도 1은 종래 기술에 따른 임베디드 플래시 셀 제조 방법을 설명하기 위한 레이아웃 도면.1 is a layout for explaining a method for manufacturing an embedded flash cell according to the prior art.
도 2는 본 발명에 따른 임베디드 플래시 셀 제조 방법을 설명하기 위한 레이아웃 도면. 2 is a layout for explaining an embedded flash cell manufacturing method according to the present invention.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
11a∼11c : 워드 라인 12a∼12c : 비트라인(=메탈2 레이어)11a to 11c: word line 12a to 12c: bit line (= metal 2 layer)
13,15 : ISO 레이어 14 : 공통 소스 라인(=메탈1 레이어)13,15: ISO layer 14: common source line (= metal 1 layer)
14a : 메탈1 콘택 16 : 폴리1 레이어14a: metal 1 contact 16: poly 1 layer
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |