KR100636681B1 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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KR100636681B1
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김수호
박동수
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주식회사 하이닉스반도체
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Abstract

A method for fabricating a semiconductor device is provided to avoid a horn phenomenon occurring in forming a recessed channel by simultaneously forming an isolation region and a trench for a recess gate. A mask layer pattern in which a pad oxide layer pattern and a pad nitride layer pattern are formed is formed on a semiconductor substrate(400). A photoresist pattern for defining a trench formation region is formed on the mask layer pattern. By using the photoresist pattern as an etch mask, first and second trenches(510,520) are formed in the semiconductor substrate. A buried insulation layer(560) is formed to bury the first and the second trenches and the semiconductor substrate. An open mask is formed to expose the second trench in the semiconductor substrate. By using the open mask as an etch mask, the buried insulation layer in the second trench is eliminated. A plurality of gates are formed to overlap the second trench.

Description

반도체 소자의 제조방법{Method for manufacturing semiconductor device}Method for manufacturing semiconductor device

도 1은 종래 기술에 따른 리세스된 채널을 가지는 반도체 소자를 설명하기 위해 나타내보인 도면이다.1 is a view illustrating a semiconductor device having a recessed channel according to the prior art.

도 2는 도 1을 X-X' 방향으로 잘라낸 부분을 나타내보인 도면이다.FIG. 2 is a view showing a portion cut out in the direction of X-X 'of FIG.

도 3은 도 1을 Y-Y' 방향으로 잘라낸 부분을 확대하여 나타내보인 도면이다.FIG. 3 is an enlarged view of a portion cut from FIG. 1 in the Y-Y 'direction.

도 4 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.4 to 13 are views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.14 is a view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

400 : 반도체 기판 440 : 제1 포토마스크400: semiconductor substrate 440: first photomask

460 : 제2 포토마스크 510 : 제1 트렌치460: second photomask 510: first trench

520 : 제2 트렌치 560 : 매립절연막520: second trench 560: buried insulating film

570 : 오픈마스크570: open mask

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 리세스된 채널 형성시 발생하는 혼 현상을 방지하는 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device that prevents phenomena occurring when forming a recessed channel.

최근, 디램(DRAM) 셀이 고집적화 됨에 따라 트랜지스터의 크기가 작아지고 이로 인해 소스/드레인 간의 채널 길이 또한 짧아지고 있다. 채널길이가 짧아지게 되면 트랜지스터의 단채널 효과를 심화시켜 문턱전압을 감소시킨다. 따라서 종래에는 트랜지스터의 단채널 효과로 인하여 문턱전압이 감소되는 것을 방지하기 위해 채널의 도핑농도를 증가시켜 원하는 크기의 문턱전압을 얻었다.Recently, as DRAM cells are highly integrated, transistors have become smaller in size, and thus, channel lengths between source and drain are also shortened. As the channel length becomes shorter, the short channel effect of the transistor is intensified to reduce the threshold voltage. Accordingly, in order to prevent the threshold voltage from decreasing due to the short channel effect of the transistor, the doping concentration of the channel is increased to obtain a threshold voltage having a desired size.

그러나 이러한 채널 도핑농도의 증가는 소스 접합부에서의 전계집중 현상을 유발하고, 누설전류를 증가시켜 디램 메모리 셀의 리프레시 특성을 악화시키는 문제가 있다. 이에 따라, 최근에는 기판의 일부를 소정깊이 식각하여 유효 채널길이를 길게 함으로써, 소자의 집적도를 감소시키지 않으면서도 위와 같은 문제를 억제할 수 있는 리세스 채널구조에 대한 연구가 진행되고 있다. However, such an increase in channel doping concentration causes a field concentration phenomenon at the source junction, and increases leakage current, thereby degrading the refresh characteristics of the DRAM memory cell. Accordingly, recently, studies have been conducted on recess channel structures capable of suppressing the above problems without reducing the integration density of devices by etching a portion of the substrate to a predetermined depth to increase the effective channel length.

도 1은 종래 기술에 따른 리세스된 채널을 가지는 반도체 소자를 설명하기 위해 나타내보인 도면이다. 도 2는 도 1을 X-X' 방향으로 잘라낸 부분을 나타내보인 도면이다. 그리고 도 3은 도 1을 Y-Y' 방향으로 잘라낸 부분을 확대하여 나타내보인 도면이다.1 is a view illustrating a semiconductor device having a recessed channel according to the prior art. FIG. 2 is a view showing a portion cut out in the direction of X-X 'of FIG. FIG. 3 is an enlarged view of a portion cut out in FIG. 1 in the Y-Y 'direction.

도 1 및 도 2를 참조하면, 리세스된 채널을 가지는 반도체 소자는 반도체 기판(100)에 제1 트렌치(101)를 형성한 후, 제1 트렌치(101)에 측벽산화막(102), 라이너질화막(104) 및 라이너산화막(106)을 형성한 후, 소정의 공정을 거쳐 소자분리 영역을 정의하는 소자분리막(108)을 형성한다. 다음에 상기 소자분리막(108)에 의해 정의된 활성영역에 반도체 기판(100)의 표면으로부터 소정의 깊이로 제2 트렌치(109)를 형성한 후, 상기 제2 트렌치(109) 상에 게이트스택(118)을 배치하고, 소스/드레인 불순물을 주입하여 채널(A)을 형성한다. 게이트스택(118)은 게이트산화막패턴(110), 도전막패턴(112), 금속막패턴(114), 하드마스크막패턴(116)을 포함하여 형성할 수 있다. 그리고 상기 게이트스택(118)의 측면에는 스페이서막(도시하지 않음)이 배치된다. 이처럼 리세스된 채널(A)을 가지는 반도체 소자는 평면 채널을 가지는 반도체 소자에 비하여 게이트 채널의 길이가 길어지게 된다. 게이트 채널의 길이가 길어지면 그에 따라 셀 문턱전압이 상승하게 되는데, 셀 문턱전압이 상승하게 되면, 전계의 양을 감소시켜 정션 누설전류와 GIDL(Gate Induced Drain Leakage)를 감소시켜 리프레시 특성을 평면 채널을 가지는 반도체 소자에 비하여 2배 정도 증가시킬 수 있다. 1 and 2, in the semiconductor device having the recessed channel, after forming the first trench 101 in the semiconductor substrate 100, the sidewall oxide film 102 and the liner nitride film in the first trench 101 are formed. After forming the 104 and the liner oxide film 106, the device isolation film 108 defining the device isolation region is formed through a predetermined process. Next, a second trench 109 is formed at a predetermined depth from the surface of the semiconductor substrate 100 in the active region defined by the device isolation layer 108, and then a gate stack is formed on the second trench 109. 118 is disposed and source / drain impurities are implanted to form channel A. The gate stack 118 may include a gate oxide film pattern 110, a conductive film pattern 112, a metal film pattern 114, and a hard mask film pattern 116. A spacer film (not shown) is disposed on the side surface of the gate stack 118. The length of the gate channel of the semiconductor device having the recessed channel A is longer than that of the semiconductor device having the planar channel. As the length of the gate channel increases, the cell threshold voltage increases accordingly. When the cell threshold voltage increases, the planar channel improves the refresh characteristics by reducing the amount of electric field, reducing the junction leakage current and the gate induced drain leakage (GIDL). It can be increased by about twice as compared to the semiconductor device having a.

한편, 도 3을 참조하면, 리세스 게이트를 가지는 반도체 소자를 형성하는데 있어서, 제2 트렌치(109)를 형성하는 식각을 수행할 때 활성영역의 반도체 기판(100)과 소자분리막(108)이 만나는 부분에 위치하는 측벽산화막(102)으로 인하여 식각이 방해되어 측벽산화막(102)과의 경계면의 활성영역(100)의 식각이 느려지게 된다. 이에 따라 상기 활성영역의 반도체 기판(100)과 소자분리막(108)간의 식각율의 차이로 실리콘이 날카롭게(sharply) 남는 현상(이하 혼(horn)이라 칭함)(300)이 발생한다. 이와 같은 혼(300)이 발생하면 게이트 전극에 전류가 지나갈 때 혼(300)이 발생한 부분에 전계가 집중되면서 셀 문턱전압이 심하게 저하된다. 셀 문턱전압 이 저하되면, 소자의 동작에 오류를 가져오게 됨에 따라 소자의 특성이 열화되는 문제가 발생한다. Meanwhile, referring to FIG. 3, in forming a semiconductor device having a recess gate, the semiconductor substrate 100 of the active region and the device isolation layer 108 meet each other when etching to form the second trench 109. Etching is disturbed due to the sidewall oxide film 102 positioned at the portion, thereby slowing down the etching of the active region 100 at the interface with the sidewall oxide film 102. Accordingly, a phenomenon in which silicon remains sharply (hereinafter, referred to as a horn) 300 occurs due to a difference in etching rate between the semiconductor substrate 100 and the device isolation layer 108 in the active region. When the horn 300 is generated, the cell threshold voltage is severely lowered as the electric field is concentrated at the portion where the horn 300 is generated when a current passes through the gate electrode. When the cell threshold voltage is lowered, an error occurs in the operation of the device, causing a problem of deterioration of device characteristics.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 리세스된 채널 형성시 발생하는 혼 현상을 방지하여 반도체 소자의 전기적 특성을 개선하는 반도체 소자의 트렌치 형성방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a method for forming a trench in a semiconductor device to prevent the phenomena occurring when the recessed channel is formed to improve the electrical characteristics of the semiconductor device.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조방법은, 반도체 기판 위에 마스크막패턴을 형성하는 단계; 상기 마스크막패턴 위에 트렌치 형성영역을 정의하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 상기 반도체 기판에 제1 및 제2 트렌치를 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2 트렌치와 반도체 기판을 매립하는 매립절연막을 형성하는 단계; 상기 반도체 기판의 제2 트렌치를 노출하는 오픈마스크를 형성하는 단계; 상기 오픈마스크를 식각마스크로 하여 제2 트렌치 내부의 매립절연막을 제거하는 단계; 및 상기 제2 트렌치에 중첩하도록 복수의 게이트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, forming a mask film pattern on a semiconductor substrate; Forming a photoresist pattern defining a trench formation region on the mask layer pattern; Forming first and second trenches on the semiconductor substrate using the photoresist pattern as an etch mask; Forming a buried insulating film filling the first and second trenches and the semiconductor substrate; Forming an open mask that exposes a second trench of the semiconductor substrate; Removing the buried insulating layer inside the second trench using the open mask as an etch mask; And forming a plurality of gates to overlap the second trenches.

본 발명에 있어서, 상기 마스크막패턴은 패드산화막패턴 및 패드질화막패턴을 포함하여 형성할 수 있다.In the present invention, the mask layer pattern may include a pad oxide layer pattern and a pad nitride layer pattern.

또한, 상기 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계는, 상기 마스크막 패턴 위에 포토레지스트막을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트막에 제1 노광 및 현상을 수행 하여 제1 트렌치 형성영역을 패터닝하는 단계; 및 상기 패터닝된 제1 트렌치 형성영역을 제외한 영역에 제2 노광 및 현상을 수행하여 제2 트렌치 형성영역을 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the photoresist pattern may include forming a photoresist film on the mask film pattern; Patterning a first trench formation region by performing first exposure and development on the photoresist film; And patterning the second trench formation region by performing a second exposure and development on a region other than the patterned first trench formation region.

또한, 상기 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 포토레지스트 패턴은 상기 제1 트렌치 및 제2 트렌치 형성영역을 동시에 패터닝할 수있다.In the forming of the photoresist pattern, the photoresist pattern may simultaneously pattern the first trench and the second trench formation region.

상기 반도체 기판에 제1 및 제2 트렌치를 형성하는 단계에서는, 건식식각을 이용하는 것이 바람직하다.In the forming of the first and second trenches in the semiconductor substrate, it is preferable to use dry etching.

상기 반도체 기판에 제1 및 제2 트렌치를 형성하는 단계에서, 상기 제2 트렌치는 제1 트렌치보다 얕은 깊이를 갖는 것이 바람직하다.In forming the first and second trenches in the semiconductor substrate, it is preferable that the second trench has a shallower depth than the first trench.

상기 제2 트렌치를 노출하는 오픈마스크는 원형의 오픈마스크으로 형성한다.The open mask exposing the second trench is formed as a circular open mask.

상기 제2 트렌치 내부의 매립절연막을 제거하는 단계에서는, HF를 포함하는 식각액을 이용할 수 있다.In the removing of the buried insulating layer inside the second trench, an etchant including HF may be used.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.

도 4 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.4 to 13 are views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

먼저 도 4를 참조하면, 반도체 기판(400) 위에 패드산화막(410)과 패드질화막(420)을 순차적으로 증착한다. 여기서 패드산화막(410)은 열산화 공정을 이용하여 대략 110Å의 두께로 형성하고, 패드질화막(420)은 저압화학기상증착(LPCVD; Low Pressure Chemical Deposition)방법을 이용하여 대략 600Å의 두께로 형성한다. 상기 패드산화막(410)은 패드질화막(420)의 인력에 의한 반도체 기판(400)의 스트레스를 완화하는 역할을 한다. 다음에 패드질화막(420) 전체 표면 위에 감광성 물질을 도포하여 포토레지스트막(430)을 형성한다.First, referring to FIG. 4, the pad oxide film 410 and the pad nitride film 420 are sequentially deposited on the semiconductor substrate 400. Here, the pad oxide film 410 is formed to a thickness of about 110 kPa using a thermal oxidation process, and the pad nitride film 420 is formed to a thickness of about 600 kPa using a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method. . The pad oxide layer 410 serves to relieve stress of the semiconductor substrate 400 due to the attraction of the pad nitride layer 420. Next, a photoresist is applied on the entire surface of the pad nitride film 420 to form a photoresist film 430.

다음에 도 5를 참조하면, 포토레지스트막(430)이 형성된 반도체 기판(400)의 상부에 소자분리영역을 정의하는 패턴을 갖는 제1 포토마스크(레티클이라고도 함)(440)를 배치하고 제1 포토마스크(440)를 통해 포토마스크막(430)을 노광용 광원에 노출시킨다. 그러면 소자분리영역을 정의하는 패턴이 포토레지스트 막(430)에 전사된다. 다음에 상기 제1 포토마스크(440)를 통해 소자분리영역을 정의하는 패턴이 전사된 포토레지스트막(430)을 특정한 현상액을 사용하여 현상(develope)시켜 포토레지스트막(430) 위에 소자분리영역을 정의하는 제1 포토레지스트 패턴(450)을 형성하고, 상기 제1 포토마스크(440)는 제거한다.Next, referring to FIG. 5, a first photomask (also referred to as a reticle) 440 having a pattern defining an isolation region is disposed on the semiconductor substrate 400 on which the photoresist film 430 is formed. The photomask layer 430 is exposed to the light source for exposure through the photomask 440. The pattern defining the isolation region is then transferred to the photoresist film 430. Next, the photoresist layer 430 on which the pattern defining the device isolation region is transferred through the first photomask 440 is developed using a specific developer to form a device isolation region on the photoresist layer 430. A first photoresist pattern 450 is defined, and the first photomask 440 is removed.

다음에 도 6을 참조하면, 상기 제1 포토레지스트 패턴(450)을 제거하지 않은 상태에서 반도체 기판(400)의 상부에 리세스 게이트용 트렌치 형성영역을 정의하는 패턴을 갖는 제2 포토마스크(460)를 배치하고, 제2 포토마스크(460)를 통해 노광용 광원에 노출시킨다. 그러면 리세스 게이트용 트렌치 형성영역을 정의하는 패턴이 상기 소자분리영역이 정의된 부위를 제외한 영역(470)에 전사된다. 다음에 상기 제 2 포토마스크(460)를 통해 리세스 게이트용 트렌치 형성영역을 정의하는 패턴이 전사된 포토레지스트 막을 특정한 현상액을 사용하여 현상(develope)시켜 소자분리영역이 정의된 부위를 제외한 영역(470) 위에 리세스 게이트용 트렌치 형성영역을 정의하는 제2 포토레지스트 패턴(480)을 형성한다.6, a second photomask 460 having a pattern defining a trench formation region for a recess gate on the semiconductor substrate 400 without removing the first photoresist pattern 450. ) Is disposed and exposed to the light source for exposure through the second photomask 460. Then, the pattern defining the trench forming region for the recess gate is transferred to the region 470 except for the portion in which the device isolation region is defined. Next, the photoresist film having the pattern defining the trench forming region for the recess gate is transferred through the second photomask 460 using a specific developer to develop a region except for the region where the device isolation region is defined. A second photoresist pattern 480 defining a trench formation region for a recess gate is formed on the 470.

다음에 도 7을 참조하면, 제2 포토레지스트 패턴(480)을 식각마스크로 하여 패드질화막(420) 및 패드산화막(410)의 노출부분을 순차적으로 제거하여 반도체 기판(400)의 소자분리영역 및 리세스 게이트용 트렌치 형성영역을 노출하는 패드산화막패턴(490) 및 패드질화막패턴(500)을 형성한 후 상기 제2 포토레지스트 패턴(480)은 제거한다. Next, referring to FIG. 7, the exposed portions of the pad nitride layer 420 and the pad oxide layer 410 are sequentially removed using the second photoresist pattern 480 as an etch mask, and the device isolation region of the semiconductor substrate 400 may be removed. After forming the pad oxide layer pattern 490 and the pad nitride layer pattern 500 exposing the trench formation region for the recess gate, the second photoresist pattern 480 is removed.

다음에 도 8을 참조하면, 반도체 기판(400)의 노출 부분에 대한 식각공정을 수행하여 일정 깊이를 갖는 트렌치를 형성한다. 이때 리세스 게이트용 트렌치 형성영역에는 상대적으로 좁은 폭의 제1 트렌치(510)가 만들어지고, 소자분리영역에는 상대적으로 넓은 폭의 제2 트렌치(520)가 만들어진다. 제1 및 제2 트렌치(510, 520)를 형성시, 건식식각, 예를 들어 플라즈마 식각, 방법을 이용하여 수행할 수 있다. 이때, 제1 트렌치(510)는 제2 트렌치(520)보다 노출된 면적이 좁아 플라즈마가 닿는 양이 적어 제2 트렌치(520)보다 얕은 깊이로 식각된다. 이 경우, 건식식각공정을 통해 제1 및 제2 트렌치(510, 520)가 동시에 형성됨으로써 종래 소자분리영역에서 측벽산화막(102, 도 3참조)과 활성영역의 반도체 기판(100, 도 3참조)의 경계면에서 식각이 느려지게 되어 발생하는 혼(300, 도 3참조) 현상을 방지할 수 있다. Next, referring to FIG. 8, an etching process is performed on the exposed portion of the semiconductor substrate 400 to form a trench having a predetermined depth. In this case, the first trench 510 having a relatively narrow width is formed in the trench formation region for the recess gate, and the second trench 520 having a relatively wide width is formed in the device isolation region. When the first and second trenches 510 and 520 are formed, dry etching, for example, plasma etching, may be performed using a method. In this case, the first trench 510 is narrower than the second trench 520, so the plasma is less exposed to the second trench 520, so that the first trench 510 is etched to a shallower depth than the second trench 520. In this case, the first and second trenches 510 and 520 are simultaneously formed through a dry etching process, so that the sidewall oxide layer 102 (see FIG. 3) and the semiconductor substrate 100 (see FIG. 3) of the active region are formed in the conventional device isolation region. It is possible to prevent the horn (300, see Figure 3) caused by the etching is slow at the interface of the.

다음에 도 9를 참조하면, 제1 및 제2 트렌치(510, 520)의 내벽에 측벽산화막(530)을 형성한다. 측벽산화막(530)은 건식산화방법을 사용하여 형성할 수 있다. 다음에 반도체 기판(500) 전면에 후속 매립절연막 형성공정시 반도체 기판(400)의 손상을 방지하기 위해 라이너질화막(540) 및 라이너산화막(550)을 형성한다. 이 경우, 라이너질화막(540)은 저압화학기상증착(LPCVD; Low Pressure Chemical Vapor Deposition)법을 사용하여 퍼니스(furnace)에서 형성할 수 있다. 다음에 라이너산화막(550)이 형성된 반도체 기판(400)을 고밀도 플라즈마 장비 내에 로딩한 후에 소스가스로서 실레인(SiH₄) 및 산소(O₂)를 공급하고, 첨가가스로서 헬륨(He)을 공급한 후, 소정의 공정을 거쳐 제1 및 제2 트렌치(510, 520)가 모두 매립되도록 매립절연막(560)으로서 고밀도플라즈마(HDP; High Density Plasma)산화막을 형성한다.Next, referring to FIG. 9, sidewall oxide layers 530 are formed on inner walls of the first and second trenches 510 and 520. The sidewall oxide film 530 may be formed using a dry oxidation method. Next, a liner nitride film 540 and a liner oxide film 550 are formed on the entire surface of the semiconductor substrate 500 to prevent damage to the semiconductor substrate 400 in a subsequent buried insulating film forming process. In this case, the liner nitride film 540 may be formed in a furnace by using a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method. Next, after loading the semiconductor substrate 400 on which the liner oxide film 550 is formed into a high density plasma apparatus, silane (SiH₄) and oxygen (O₂) are supplied as a source gas, and helium (He) is supplied as an additive gas. A high density plasma (HDP) oxide film is formed as the buried insulating film 560 so that both the first and second trenches 510 and 520 are buried through a predetermined process.

다음에 도 10을 참조하면, 패드질화막패턴(490)의 표면이 노출되도록 상기 매립절연막(560)에 대한 평탄화를 수행하고 패드질화막패턴(490)을 제거한다. 여기서 매립절연막(560)의 평탄화는 화학적기계적연마(CMP; Chemical Mechanical Polishing)방법을 이용하여 수행할 수 있다. 또한 패드질화막패턴(490)은 인산(H₃PO₄)을 이용하여 제거할 수 있다. 다음에 제1 트렌치(510) 형성영역을 노출하는 오픈마스크(570)를 형성한다. 이때, 상기 오픈마스크 (570)는 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 트렌치(510) 형성영역만 원형으로 노출된 감광막 패턴으로 형성할 수 있다.Next, referring to FIG. 10, the buried insulating film 560 is planarized to expose the surface of the pad nitride film pattern 490 and the pad nitride film pattern 490 is removed. The planarization of the buried insulating film 560 may be performed using a chemical mechanical polishing (CMP) method. In addition, the pad nitride film pattern 490 may be removed using phosphoric acid (H 3 PO₄). Next, an open mask 570 that exposes the first trench 510 formation region is formed. In this case, as shown in FIG. 11, the open mask 570 may be formed as a photoresist pattern in which only the first trench 510 forming region is exposed in a circular shape.

다음에 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 오픈마스크(570)를 식각마스크로 하 여 제1 트렌치(510)의 매립절연막(560), 라이너산화막(550) 및 라이너질화막(540)을 제거하여 제1 트렌치(510)를 노출시킨다. 이 경우 매립절연막(560), 라이너산화막(550) 및 라이너질화막(540)은 HF를 포함하는 수용액을 이용하여 제거할 수 있다. Next, as shown in FIG. 12, the buried insulating film 560, the liner oxide film 550, and the liner nitride film 540 of the first trench 510 are removed using the open mask 570 as an etch mask. 1 expose trench 510. In this case, the buried insulating film 560, the liner oxide film 550, and the liner nitride film 540 may be removed using an aqueous solution containing HF.

다음에 도 13을 참조하면, 상기 제1 트렌치(510)와 중첩하도록 복수의 게이트 스택(630)을 형성한다. 이때, 게이트 스택(630)은 게이트산화막패턴(590), 도전막패턴(600), 금속막패턴(610) 및 하드마스크막패턴(620)을 포함하여 형성할 수 있다.Next, referring to FIG. 13, a plurality of gate stacks 630 are formed to overlap the first trench 510. In this case, the gate stack 630 may include a gate oxide film pattern 590, a conductive film pattern 600, a metal film pattern 610, and a hard mask film pattern 620.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 단면도이다.14 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with another embodiment of the present invention.

먼저 상술한 도 4와 동일한 공정을 거쳐서 반도체 기판(400)에 패드산화막(410) 및 패드질화막(420)을 순차적으로 증착한 후, 패드질화막(420) 전체 표면 위에 감광성 물질을 도포하여 포토레지스트막(430)을 형성한다. First, the pad oxide film 410 and the pad nitride film 420 are sequentially deposited on the semiconductor substrate 400 through the same process as in FIG. 4, and then a photoresist is coated on the entire surface of the pad nitride film 420. 430 is formed.

다음에 도 14를 참조하면, 포토레지스트막(430)이 형성된 반도체 기판(400)의 상부에 제1 및 제2 트렌치 형성영역을 정의하는 패턴을 갖는 포토마스크(640)를 배치한 후, 상기 포토마스크(640)를 통해 노광용 광원에 노출시킨다. 그러면 제1 및 제2 트렌치 형성영역을 정의하는 패턴이 포토레지스트막(430)에 전사된다. 다음에 상기 포토마스크(640)를 통해 패터닝된 포토레지스트막(430)을 특정한 현상액을 사용하여 현상(develope)시켜 포토레지스트 막(430) 위에 제1 및 제2 트렌치 형성영역을 정의하는 포토레지스트 패턴(650)을 형성하고, 상기 포토마스크(640)를 제 거한다. 제1 및 제2 트렌치 형성영역이 동시에 패터닝된 포토레지스트 패턴(650)을 형성할 경우, 공정단계가 감소하여 반도체 소자의 수율이 향상할 수 있다. 이후에는 도 5 내지 도 13의 공정진행과 동일하다.Next, referring to FIG. 14, a photomask 640 having a pattern defining first and second trench formation regions is disposed on the semiconductor substrate 400 on which the photoresist film 430 is formed. The mask 640 is exposed to an exposure light source. Then, patterns defining the first and second trench formation regions are transferred to the photoresist film 430. Next, the photoresist pattern 430 patterned through the photomask 640 is developed using a specific developer to define first and second trench formation regions on the photoresist layer 430. 650 is formed and the photomask 640 is removed. When the photoresist pattern 650 in which the first and second trench formation regions are simultaneously patterned is formed, the process steps may be reduced, and thus the yield of the semiconductor device may be improved. Thereafter, the process is the same as that of FIGS. 5 to 13.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체소자의 트렌치 형성방법에 의하면, 소자분리영역 및 리세스 게이트용 트렌치를 동시에 형성함으로써 리세스된 채널 형성시 발생하는 혼 현상을 방지하여 반도체 소자의 전기적 특성을 개선할 수 있다. As described above, according to the trench forming method of the semiconductor device according to the present invention, by forming the device isolation region and the recess gate trench at the same time to prevent the phenomena generated during the formation of the recessed channel to prevent the electrical characteristics of the semiconductor device Can be improved.

Claims (7)

반도체 기판 위에 마스크막패턴을 형성하는 단계;Forming a mask film pattern on the semiconductor substrate; 상기 마스크막패턴 위에 트렌치 형성영역을 정의하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;Forming a photoresist pattern defining a trench formation region on the mask layer pattern; 상기 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 상기 반도체 기판에 제1 및 제2 트렌치를 형성하는 단계;Forming first and second trenches on the semiconductor substrate using the photoresist pattern as an etch mask; 상기 제1 및 제2 트렌치와 반도체 기판을 매립하는 매립절연막을 형성하는 단계;Forming a buried insulating film filling the first and second trenches and the semiconductor substrate; 상기 반도체 기판의 제2 트렌치를 노출하는 오픈마스크를 형성하는 단계;Forming an open mask that exposes a second trench of the semiconductor substrate; 상기 오픈마스크를 식각마스크로 하여 제2 트렌치 내부의 매립절연막을 제거하는 단계; 및Removing the buried insulating layer inside the second trench using the open mask as an etch mask; And 상기 제2 트렌치에 중첩하도록 복수의 게이트를 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조방법.Forming a plurality of gates so as to overlap the second trenches. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마스크막패턴은 패드산화막패턴 및 패드질화막패턴을 포함하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The mask layer pattern may include a pad oxide layer pattern and a pad nitride layer pattern. 제1항에 있어서, 상기 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계는,The method of claim 1, wherein the forming of the photoresist pattern comprises: 상기 마스크막 패턴 위에 포토레지스트막을 형성하는 단계;Forming a photoresist film on the mask film pattern; 상기 포토레지스트막에 제1 노광 및 현상을 수행하여 제1 트렌치 형성영역을 패터닝하는 단계; 및Patterning a first trench formation region by performing first exposure and development on the photoresist film; And 상기 패터닝된 제1 트렌치 형성영역을 제외한 영역에 제2 노광 및 현상을 수행하여 제2 트렌치 형성영역을 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.And patterning the second trench formation region by performing a second exposure and development on a region other than the patterned first trench formation region. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 포토레지스트 패턴은 상기 제1 트렌치 및 제2 트렌치 형성영역이 동시에 패터닝되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.In the forming of the photoresist pattern, the photoresist pattern is a semiconductor device manufacturing method, characterized in that the first trench and the second trench formation region is patterned at the same time. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반도체 기판에 제1 및 제2 트렌치를 형성하는 단계에서, 상기 제2 트렌치는 제1 트렌치보다 얕은 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.And forming first and second trenches in the semiconductor substrate, wherein the second trench has a shallower depth than the first trench. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 트렌치를 노출하는 오픈마스크는 원형의 오픈마스크인 반도체 소자의 제조방법.The open mask exposing the second trench is a circular open mask manufacturing method of a semiconductor device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 트렌치 내부의 매립절연막을 제거하는 단계에서는, HF를 포함하는 식각액을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.In the removing of the buried insulating layer inside the second trench, a method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that an etchant containing HF is used.
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