KR100545173B1 - A method for manufacturing a semiconductor device using a shallow trench isolation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 얕은 트렌치 분리(STI) 구조를 가지는 반도체 소자에 있어서, 구형의 결함(Defect)으로 인한 STI 브릿지 발생을 제거할 수 있도록 반도체 소자의 트렌치를 형성하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 STI를 이용한 반도체 소자의 제조 방법은, ⅰ) 반도체 기판 상에 패드 산화막과 질화막을 형성하는 단계; ⅱ) 상기 질화막 상부에 하부 반사방지막을 형성하는 단계; ⅲ) 상기 하부 반사방지막 상부에 트렌치 마스크 패턴을 형성하는 단계; ⅳ) 상기 트렌치 마스크 패턴을 이용하여 하부 반사방지막을 설정된 제1 공정 조건으로 건식 식각하는 단계; ⅴ) 상기 트렌치 마스크 패턴을 이용하여 상기 질화막을 설정된 제2 공정 조건으로 건식 식각하는 단계; 및 ⅵ) 상기 상기 제2 공정 조건을 이용하여 상기 패드 산화막 및 실리콘 기판을 추가로 식각하여 트렌치를 형성하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 반도체 소자의 트렌치 분리막 형성시 발생할 수 있는 0.2㎛ 정도의 구형의 결함을 억제함으로써 보다 높고 안정적인 반도체 소자의 수율을 제공할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a trench in a semiconductor device in a semiconductor device having a shallow trench isolation (STI) structure so as to eliminate the occurrence of STI bridges due to spherical defects. A method of manufacturing a semiconductor device using an STI according to the present invention includes the steps of: i) forming a pad oxide film and a nitride film on a semiconductor substrate; Ii) forming a lower anti-reflection film on the nitride film; Iii) forming a trench mask pattern on the lower anti-reflection film; Iv) dry etching the lower anti-reflective coating under the set first process condition using the trench mask pattern; Iii) dry etching the nitride film using the trench mask pattern under a set second process condition; And iii) further etching the pad oxide layer and the silicon substrate using the second process conditions to form a trench. According to the present invention, it is possible to provide a higher and more stable semiconductor device yield by suppressing a spherical defect of about 0.2 μm that may occur when forming a trench separator of a semiconductor device.
STI, 트렌치, 결함, 건식 식각, BARCSTI, Trench, Defect, Dry Etch, BARC
Description
도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 따른 STI를 이용한 소자 분리막 형성 공정을 나타내는 도면들이다.1A to 1D are diagrams illustrating a device isolation layer forming process using STI according to the prior art.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명에 따른 STI를 이용한 반도체 소자의 제조 공정을 나타내는 도면들이다.2A to 2G are views illustrating a manufacturing process of a semiconductor device using an STI according to the present invention.
도 3a는 종래 기술에서 발생할 수 있는 구형(spherical shape)의 결함원(defect source), 도 3b는 도 3a의 구형의 결함원으로 인해 발생하는 STI 브리지(bridge)를 각각 보여주는 사진이다.FIG. 3A shows a spherical shape defect source that can occur in the prior art, and FIG. 3B shows a STI bridge generated due to the spherical defect source of FIG. 3A.
도 4는 STI를 이용한 반도체 소자의 제조시에 구형의 결함원이 제거된 것을 보여주는 사진이다.4 is a photograph showing that a spherical defect source was removed during fabrication of a semiconductor device using STIs.
도 5a 및 도 5b는 각각 결함이 제거되기 이전과 제거된 이후를 보여주는 실리콘 웨이퍼의 스캔 맵(Scan Map) 사진이다.5A and 5B are scan map photographs of a silicon wafer showing before and after defects are removed, respectively.
본 발명은 얕은 트렌치 분리(Shallow Trench Isolation: STI)를 이용한 반도 체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, STI 구조를 가지는 반도체 소자에 있어서, 하부 반사방지막(Bottom AntiReflective Coating: 이하 'BARC')의 건식 식각시에 발생하는 구형의 결함(Defect)을 제거할 수 있도록 반도체 소자의 트렌치를 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device using shallow trench isolation (STI), and more particularly, to a semiconductor device having an STI structure, the bottom anti-reflective coating (hereinafter referred to as 'BARC') The present invention relates to a method of forming a trench in a semiconductor device so as to remove spherical defects generated during dry etching.
반도체 회로에서는 반도체 기판의 상부에 형성된 트랜지스터, 다이오드 및 저항 등의 여러 소자들을 전기적으로 분리할 필요가 있다. 또한, 반도체 소자의 고집적화가 진행됨에 따라, 소자 제조시 미세 패턴이 요구되어 왔고, 트랜지스터의 채널 길이와 소자 분리를 위한 필드 산화막의 폭 또한 줄어들게 되었다.In a semiconductor circuit, it is necessary to electrically isolate various elements such as transistors, diodes, and resistors formed on the semiconductor substrate. In addition, as the integration of semiconductor devices has progressed, fine patterns have been required in manufacturing devices, and the channel length of transistors and the width of field oxide films for device isolation have also been reduced.
이러한 소자 분리를 형성하기 위한 방법으로서 종래에는 실리콘 부분 산화법(LOCal Oxidation of Silicon; 이하 LOCOS라 한다)이 가장 많이 사용되어 왔다.As a method for forming such device isolation, a conventional LOCal Oxidation of Silicon (LOCOS) has been most commonly used.
상기 LOCOS 소자 분리는 실리콘 기판 상에 패드 산화막 및 질화막을 차례로 형성하는 단계, 상기 질화막을 패터닝하는 단계, 및 실리콘 기판을 선택적으로 산화시켜 필드 산화막을 형성하는 단계로 이루어지며, 이러한 LOCOS 소자 분리에 의하면, 실리콘 기판의 선택적 산화시 마스크로 사용되는 질화막 하부에서 패드 산화막의 측면으로 산소가 침투하면서 필드 산화막의 끝부분에 버즈 비크(bird's beak)가 발생하게 된다. 이러한 버즈 비크에 의해 필드 산화막이 버즈 비크의 길이만큼 액티브 영역으로 확장되기 때문에, 채널 길이가 짧아져서 문턱전압(threshold voltage)이 증가하는 소위 협채널 효과(short channel effect)가 유발되어 트랜지스터의 전기적 특성을 악화시킨다. 특히, 이러한 LOCOS 소자 분리는 채널 길이가 0.3㎛ 이하로 감소됨에 따라 액티브 영역 양측의 필드 산화막이 붙어버리는 펀치쓰루(punch-through)가 발생하여 액티브 영역의 폭이 정확하게 확보되지 않는 등 그 한계를 나타내었다.The LOCOS device isolation is performed by sequentially forming a pad oxide film and a nitride film on a silicon substrate, patterning the nitride film, and selectively oxidizing the silicon substrate to form a field oxide film. In the selective oxidation of the silicon substrate, a bird's beak is generated at the end of the field oxide layer as oxygen penetrates into the side of the pad oxide layer under the nitride layer used as a mask. Since the field oxide film is extended to the active region by the length of the buzz beak by such a buzz beak, a so-called short channel effect is generated in which the channel length is shortened and the threshold voltage is increased, resulting in the electrical characteristics of the transistor. Worsens. In particular, the LOCOS device isolation exhibits limitations such as a punch-through occurs in which field oxide films on both sides of the active region are stuck as the channel length is reduced to 0.3 μm or less, thereby not accurately securing the width of the active region. It was.
따라서 0.25㎛ 이하의 디자인-룰로 제조되는 최근의 반도체 제조 공정에서는 트렌치(trench) 소자 분리 방법이 거론되어 왔다. 즉, 반도체 기판을 부분적으로 식각하여 소자들 사이에 소정의 트렌치를 형성하여 소자 분리하는 트렌치 기법이 적용되고 있다.Therefore, trench device isolation methods have been discussed in recent semiconductor manufacturing processes manufactured with design rules of 0.25 mu m or less. That is, a trench technique of partially etching the semiconductor substrate to form a predetermined trench between the devices and separating the devices is applied.
최근에는 소자 분리시 실리콘 기판을 국부적으로 식각하여 트렌치를 형성한 후에 절연막(예를 들어, 산화막)을 증착하고, 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정에 의해 액티브 영역 위의 절연막을 식각하여 필드 영역에만 절연막이 잔존하도록 하는 얕은 트렌치 분리(STI) 기법이 주로 이용되고 있다. 특히, 트렌치의 깊이를 3㎛ 이하로 얕게 형성하는 STI 기법은, 현재 0.15㎛급 이하의 디자인룰까지 큰 문제없이 적용되고 있다.Recently, a silicon substrate is locally etched to form a trench at the time of device isolation, an insulating film (eg, an oxide film) is deposited, and an insulating film on the active region is etched by a chemical mechanical polishing (CMP) process. A shallow trench isolation (STI) technique is mainly used in which an insulating film remains only in the field region. In particular, the STI technique for forming the trench depth shallower than 3 µm has been applied to design rules of 0.15 µm or less without major problems.
이러한 STI 공정은 실리콘 기판을 소정 깊이로 식각하여 트렌치를 형성하는 단계, 상기 트렌치 및 기판의 상부에 절연막을 증착하는 단계, 및 상기 절연막을 전면 식각(etch back) 또는 CMP 방법으로 식각하여 상기 트렌치의 내부를 절연막으로 충진(filling) 또는 매립하는 단계로 이루어진다. 현재는 트렌치를 충진하는 산화막으로 USG(undoped silicate glass), TEOS(tetra-ethyl-ortho-silicate) 및 HTO(high temperature oxide), 또는 이들의 조합을 사용하고 있다. 상기한 물질들은 산화 공정에 의해 형성되는 산화막(thermal oxide)에 비해 열 다발(heat budget)이 적고 쓰루풋(throughput)이 높은 반면에, 습식 식각율이 빠르다. 따라서 상기한 물질들로 채워진 트렌치 산화막이 표면으로 드러나게 되면, 후속 공정에서 감광막 스트립(strip)이나 플루오르화수소(HF) 습식 식각을 진행할 때 상기 트렌치 산화막이 액티브 영역보다 훨씬 빠르게 식각된다.The STI process may include forming a trench by etching a silicon substrate to a predetermined depth, depositing an insulating layer on the trench and the substrate, and etching the insulating layer by etching the entire surface by a back etching or a CMP method. Filling or filling the inside with an insulating film. Currently, undoped silicate glass (USG), tetra-ethyl-ortho-silicate (TEOS), high temperature oxide (HTO), or a combination thereof is used as an oxide film to fill a trench. The above materials have a lower heat budget and a higher throughput than the thermal oxide formed by the oxidation process, while the wet etching rate is fast. Therefore, when the trench oxide layer filled with the above materials is exposed to the surface, the trench oxide layer is etched much faster than the active region when the photoresist strip or hydrogen fluoride (HF) wet etching is performed in a subsequent process.
이하, 도 1a 내지 도 1d를 참조하여, 종래 기술에 따른 STI 기법을 이용한 소자 분리막의 형성 과정을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a process of forming a device isolation layer using the STI technique according to the prior art will be described in detail with reference to FIGS. 1A to 1D.
도 1a 내지 도 1g는 종래 기술에 따른 STI 기법을 이용한 반도체 소자 분리 과정을 도시한 도면들이다.1A to 1G are diagrams illustrating a semiconductor device isolation process using the STI technique according to the prior art.
도 1a에 도시한 바와 같이, 실리콘 기판(11) 상에 열산화막 재질의 패드 산화막(Pad Film; 13)과 질화막(15)을 순차적으로 형성한다.As shown in FIG. 1A, a
다음에, 패드 산화막(13) 및 질화막(15) 상에 감광막(Photo Resist: PR)(17)을 도포하고(도 1b 참조), 소자 분리 영역의 상측만 제거되도록 상기 감광막(17)을 노광 및 현상하여 트렌치 마스크 패턴(17')을 형성한다(도 1c 참조).Next, a photoresist (PR) 17 is applied on the
이후, 트렌치 마스크 패턴(17')을 마스크로 하여 상기 질화막(15), 패드 산화막(13) 및 실리콘 기판(11)을 건식 식각 방법으로 식각하여 트렌치를 형성한다(도 1d 참조). 이와 같이 형성된 트렌치는 얕은 트렌치 분리(STI) 소자를 형성하기 위한 것이다. 여기서, 도면부호 A는 식각 부위를 나타내며, A 부분에 트렌치가 형성된다.Afterwards, the trench is formed by etching the
종래 기술에 따른 STI 기법을 이용한 소자 분리막의 형성 기술은 상기 질화막의 반사(Reflectance) 특성 때문에 패턴 브리지(Pattern Bridge), 디스컴(Descum) 및 CD 균일성(Critical Dimension Uniformity) 등의 문제를 발생시킨다는 문제점이 있다.The technology of forming a device isolation layer using the STI technique according to the related art causes problems such as pattern bridge, descum, and CD uniform dimension due to reflection characteristics of the nitride film. There is a problem.
전술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해, 빛의 반사를 막는 하부 반사방지막인 BARC(Bottom AntiReflective Coating: BARC)를 형성한 후 트렌치를 형성하는 방법 등이 사용되고 있다.In order to improve the above-described problems of the prior art, a method of forming a trench after forming BARC (Bottom AntiReflective Coating: BARC), which is a lower anti-reflection film that prevents light reflection, is used.
이때, 종래에는 상기 BARC를 건식 식각하기 위한 공정 조건으로, 10 내지 50 sccm의 CHF3와 30 내지 60 sccm의 CF4, 및 5 내지 15 sccm의 O2로 이루어지는 반응 가스를 사용하고, 30 내지 60 mTorr의 압력을 유지하면서, 300 내지 500 Watt의 고주파 전력(RF Power)을 사용하였다.In this case, conventionally, as a process condition for dry etching the BARC, a reaction gas including 10 to 50 sccm of CHF 3 , 30 to 60 sccm of CF 4 , and 5 to 15 sccm of O 2 is used. While maintaining a pressure of mTorr, RF power of 300 to 500 Watts was used.
그러나 상기한 공정 조건으로 트렌치를 형성하는 경우에는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은 문제점이 발생한다.However, when the trench is formed under the process conditions described above, a problem as shown in FIGS. 3A and 3B occurs.
도 3a는 종래 기술에서 발생할 수 있는 구형(spherical shape)의 결함원(defect source), 도 3b는 도 3a의 구형의 결함원으로 인해 발생하는 STI 브리지(bridge)를 각각 보여주는 사진이다. 여기서, 도면부호 E는 BARC 손실 영역을 나타내며, 도면부호 F는 결함원을 나타내고, 도면부호 G는 STI 브리지를 나타낸다.FIG. 3A shows a spherical shape defect source that can occur in the prior art, and FIG. 3B shows a STI bridge generated due to the spherical defect source of FIG. 3A. Here, E denotes a BARC loss area, F denotes a defect source, and G denotes an STI bridge.
즉, 종래의 공정 조건을 사용하는 건식 식각을 진행한 경우에는 구형의 결함원이 발생되고, 이로 인해 질화막 상반부가 차단(blocking)되어 반도체 소자의 분리(Isolation) 특성을 떨어뜨림으로써 수율의 저하를 가져오는 문제점이 있다.In other words, when dry etching using the conventional process conditions is performed, a spherical defect source is generated, which causes the upper half of the nitride film to be blocked, thereby lowering the isolation characteristics of the semiconductor device, thereby lowering the yield. There is a problem with importing.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 하부 반사방지막의 건식 식각시에 발생되는 구형의 결함(Defect)을 제거할 수 있도록 반도체 소자의 트렌치를 형성하는 방법을 제공하기 위한 것이다. An object of the present invention for solving the above problems is to provide a method for forming a trench of a semiconductor device to remove the spherical defects generated during the dry etching of the lower anti-reflection film.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 얕은 트렌치 분리(Shallow Trench Isolation: STI)를 이용한 반도체 소자의 제조 방법은,As a means for achieving the above object, a method of manufacturing a semiconductor device using the shallow trench isolation (Shallow Trench Isolation: STI) according to the present invention,
ⅰ) 반도체 기판 상에 패드 산화막과 질화막을 형성하는 단계;Iii) forming a pad oxide film and a nitride film on the semiconductor substrate;
ⅱ) 상기 질화막 상부에 하부 반사방지막(Bottom AntiReflective Coating: BARC)을 형성하는 단계;Ii) forming a bottom antireflective coating (BARC) on the nitride film;
ⅲ) 상기 하부 반사방지막 상부에 트렌치 마스크 패턴을 형성하는 단계;Iii) forming a trench mask pattern on the lower anti-reflection film;
ⅳ) 상기 트렌치 마스크 패턴을 이용하며, 설정된 제1 공정 조건으로 하부 반사방지막을 건식 식각하는 단계;Iii) dry etching the lower anti-reflection film using the trench mask pattern under a first process condition;
ⅴ) 상기 트렌치 마스크 패턴을 이용하며, 설정된 제2 공정 조건으로 질화막을 식각하는 단계; 및Iv) etching the nitride film using the trench mask pattern under a set second process condition; And
ⅵ) 상기 제2 공정 조건을 이용하여 상기 패드 산화막 및 실리콘 기판을 추가로 식각하여 트렌치를 형성하는 단계;Iii) further etching the pad oxide layer and the silicon substrate using the second process conditions to form a trench;
를 포함한다.It includes.
여기서, 상기 하부 반사방지막은 400~700Å 정도의 두께로 코팅하는 것이 바람직하고, 트렌치 마스크 패턴은 4000~5000Å 정도의 감광막으로 형성하는 것이 바람직하다.Here, the lower anti-reflection film is preferably coated with a thickness of about 400 ~ 700Å, the trench mask pattern is preferably formed of a photosensitive film of about 4000 ~ 5000Å.
여기서, 상기 하부 반사방지막을 건식 식각하기 위한 제1 공정 조건은, 20 내지 60 sccm의 CHF3와 50 내지 100 sccm의 Ar 및 20 내지 60 sccm의 O2로 이루어지는 반응 가스와, 10 내지 50 mTorr의 압력, 및 100 내지 200 Watt의 고주파 전력(RF Power)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Here, the first process conditions for dry etching the lower anti-reflection film is a reaction gas consisting of 20 to 60 sccm CHF 3 , 50 to 100 sccm Ar and 20 to 60 sccm O 2 , and 10 to 50 mTorr Pressure, and a high frequency power (RF Power) of 100 to 200 Watt.
그리고, 상기 하부 반사방지막 식각의 종료점(End Point)을 추적하기 위하여 OES(Optical Emission System) 장비를 사용하여 4000~5000Å 정도의 파장을 모니터링(monitoring)하는 것을 특징으로 한다.And, in order to track the end point (End Point) of the lower anti-reflection film etching is characterized in that by monitoring the wavelength of about 4000 ~ 5000Å using OES (Optical Emission System) equipment.
여기서, 상기 질화막을 건식 식각하기 위한 제2 공정 조건은, 40 내지 80 sccm의 CHF3와 5 내지 50 sccm의 Ar 및 3 내지 10 sccm의 O2로 이루어지는 반응 가스와, 30 내지 60 mTorr의 압력 및 200 내지 300 Watt의 고주파 전력으로 이루어진다.Here, the second process conditions for dry etching the nitride film, the reaction gas consisting of 40 to 80 sccm CHF 3 and 5 to 50 sccm Ar and 3 to 10 sccm O 2 , a pressure of 30 to 60 mTorr and It consists of high frequency power of 200 to 300 Watts.
그리고, 상기 질화막 식각의 종료점을 추적하기 위하여 OES 장비를 사용하여 3700~3900Å 정도의 파장을 모니터링하는 것을 특징으로 한다.And, in order to track the end point of the nitride film etching is characterized in that for monitoring the wavelength of about 3700 ~ 3900Å by using the OES equipment.
여기서, 상기 ⅵ) 단계의 추가 식각은 상기 ⅴ) 단계의 식각보다 약 50~100 % 정도 추가로 식각할 수 있다.Here, the additional etching of step iii) may be further etched by about 50 to 100% than the etching of step iii).
본 발명에 따르면, 전술한 제1 공정 조건을 이용하여 BARC를 건식 식각하는 경우 구형의 결함 발생을 억제함으로써 보다 높고 안정적인 수율을 제공할 수 있다.According to the present invention, when dry etching BARC using the first process conditions described above, a higher and more stable yield can be provided by suppressing the occurrence of spherical defects.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 얕은 트렌치 분리(STI)를 이용한 반도체 소자의 제조 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device using shallow trench isolation (STI) according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명에 따른 STI를 이용한 반도체 소자의 제조 공정을 나타내는 도면들이다.2A to 2G are views illustrating a manufacturing process of a semiconductor device using an STI according to the present invention.
먼저, 실리콘 기판(21) 위에 100~200Å의 패드 산화막(23)을 성장시키고, 그 상부에 1000~2000Å 정도의 질화막(25)을 성장시킨다(도 2a 참조). 이후에, 400~700Å 정도의 BARC를 형성한다(도 2b 참조). 다음으로, 상기 BARC(27) 상부에 4000~5000Å 정도의 감광막(29)을 코팅하고(도 2c 참조), 이후 상기 감광막을 패터닝하여 트렌치 마스크 패턴(29')을 형성한다(도 2d 참조).First, a 100-200 kPa
다음으로, 다음과 같은 제1 공정 조건으로 BARC(27)를 건식 식각한다(도 2e 참조).Next, the
즉, 10 내지 50 mTorr의 압력을 유지하면서 100 내지 200 Watt의 고주파 전력(RF Power)을 이용하여 건식 식각을 실시하는데, 이때 반응 가스로는 20 내지 60 sccm의 CHF3과 50 내지 100 sccm의 Ar, 그리고 20 내지 60 sccm의 O2를 사용한다. 그리고, 상기 BARC(27) 식각의 종료점(End Point)을 추적하기 위하여 OES(Optical Emission System) 장비를 사용하여 4000~5000Å 정도의 파장을 모니터링(monitoring)한다. 여기서, 도면부호 B는 상기 BARC(27')가 식각된 부위를 나타낸다.That is, dry etching is performed using a high frequency power of 100 to 200 Watt while maintaining a pressure of 10 to 50 mTorr, wherein the reaction gas is 20 to 60 sccm of CHF 3 and 50 to 100 sccm of Ar, And 20 to 60 sccm of O 2 is used. And, in order to track the end point (End Point) of the BARC (27) etching (OES (Optical Emission System) equipment) to monitor the wavelength of about 4000 ~ 5000Å. Here, reference numeral B denotes a portion where the BARC 27 'is etched.
참고적으로, 상기 BARC를 나타내는 도면부호 27과 27'는 각각 패턴이 형성되기 전과 형성된 후를 나타내며, 이후 설명될 도면부호들도 각각 식각에 의한 변경 전과 변경 후를 나타내는 것을 의미한다.For reference,
다음으로, 상기 질화막(25)을 식각하는데, 이 때에는 전술한 제1 공정 조건과 다른 제2 공정 조건을 이용한다(도 2f 참조). 즉, 상기 질화막(25)은 30 내지 60 mTorr의 압력을 유지하면서, 200 내지 300 Watt의 고주파 전력을 이용하여 식각을 실시한다. 또한, 반응 가스로는 40 내지 80 sccm의 CHF3, 5 내지 50 sccm의 Ar, 그리고 3 내지 10 sccm O2를 사용한다. 이때, 상기 질화막(25') 식각의 종료점을 추적하기 위하여 OES 장비를 사용하여 3700~3900Å 정도의 파장을 모니터링한다. 여기서, 도면부호 C는 상기 질화막이 식각된 부위를 나타낸다.Next, the
계속하여, 상기 패드 산화막(23') 및 실리콘 기판(21')이 드러나는 시점에서 약 50~100 % 정도의 식각을 추가로 실시한다(도 2g 참조). 여기서, 도면부호 D는 추가 식각이 이루어져 형성된 트렌치를 나타낸다.Subsequently, about 50 to 100% of etching is further performed when the pad oxide film 23 'and the silicon substrate 21' are exposed (see FIG. 2G). Here, reference numeral D denotes a trench formed by further etching.
도 4는 STI를 이용한 반도체 소자의 제조시에 구형의 결함원이 제거되어 전술한 STI 브리지가 발생되지 않은 것을 보여준다. 한편, 도 5a는 결함이 제거되기 이전을 보여주고 있고, 도 5b는 본 발명이 적용되어 결함이 제거된 이후를 보여주는 실리콘 웨이퍼의 스캔 맵(Scan Map) 사진으로서, 수율이 증가한 것을 알 수 있다.4 shows that a spherical defect source is removed during fabrication of a semiconductor device using STI, so that the aforementioned STI bridge is not generated. On the other hand, Figure 5a shows before the defect is removed, Figure 5b is a scan map (Scan Map) picture of the silicon wafer showing after the defect is removed by the present invention, it can be seen that the yield is increased.
결국, 전술한 제1 공정 조건을 이용하여 BARC를 건식 식각한 경우에는 구형의 결함 발생을 억제시킬 수 있게 된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 전술한 STI 브리지가 발생하지 않게 되며, 이로 인해 도 5b에 도시된 바와 같이 실리콘 웨 이퍼의 수율이 증가함을 알 수 있다.As a result, when BARC is dry etched using the first process conditions described above, spherical defects can be suppressed. That is, as shown in FIG. 4, the above-described STI bridge does not occur, and as a result, the yield of the silicon wafer may be increased as shown in FIG. 5B.
위에서는 본 발명을 바람직한 실시예를 예로 들어 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술 사항을 벗어남이 없어 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다.While the present invention has been described by way of example of the preferred embodiments, these embodiments are intended to illustrate and not to limit the invention. It will be apparent to those skilled in the art that various changes, modifications, or adjustments to the above embodiments are possible without departing from the technical details of the present invention.
본 발명에 따른 STI를 이용한 반도체 소자의 제조 방법은 반도체 소자의 트렌치 분리막 형성시 발생할 수 있는 0.2㎛ 정도의 구형의 결함을 억제함으로써 보다 높고 안정적인 반도체 소자의 수율을 제공할 수 있다.The method of manufacturing a semiconductor device using the STI according to the present invention can provide a higher and more stable yield of the semiconductor device by suppressing a spherical defect of about 0.2 μm that may occur when forming a trench isolation layer of the semiconductor device.
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