KR100815962B1 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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KR100815962B1
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Abstract

A method for fabricating a semiconductor device is provided to guarantee the margin of a CMP process by forming a planarization stop layer using a silicon nitride layer in a trench oxide layer region with a step in an STI process using reverse patterning. An oxide layer(202) and a plurality of first photoresist patterns separated from each other by a predetermined interval are formed on a semiconductor substrate(201). The oxide layer and the substrate are selectively etched to form a plurality of trenches by using the first photoresist pattern as an etch mask. A trench oxide layer(205) is filled in the trench. A planarization stop layer is formed on the trench oxide layer. A second photoresist pattern is formed on the planarization stop layer. The planarization stop layer is selectively etched by using the second photoresist pattern as an etch mask. The trench oxide layer is planarized by an etch-back process or a CMP process while the selectively etched planarization stop layer is removed. An ARC(anti-reflective coating) is formed on the planarized trench oxide layer. A plurality of third photoresist patterns are formed on the ARC. The ARC and the trench oxide layer are selectively etched to form an STI by using the third photoresist pattern as an etch mask.

Description

반도체 소자의 제조 방법{Manufacturing Method of Semiconductor Device}Manufacturing Method of Semiconductor Device

도 1a 내지 도 1b는 종래기술에 따른 반도체 소자의 STI 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도. 1A to 1B are cross-sectional views illustrating a STI manufacturing method of a semiconductor device according to the prior art.

도 2a 내지 도 2k는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 STI 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도.2A to 2K are cross-sectional views illustrating a STI manufacturing method of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

201 : 반도체 기판201: semiconductor substrate

202 : 산화막202: oxide film

203 : 제 1 포토레지스트 패턴203: first photoresist pattern

204 : 트렌치204: trench

205 : 트렌치 산화막205: trench oxide film

206 : 평탄화 저지막206: planarization blocking film

207 : 제 2 포토레지스트 패턴207: second photoresist pattern

208 : ARC(Anti Reflect Coating)208: ARC (Anti Reflect Coating)

209 : 제 3 포토레지스트 패턴209: third photoresist pattern

본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 STI(Shallow Trench Isolation)를 형성하기 위한 공정 과정 중에서 평탄화 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 제조 방법에 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 capable of improving the reliability of a planarization process during a process for forming shallow trench isolation (STI).

반도체 장치의 고집적화를 실현하기 위하여는, 반도체 장치를 구성하는 각종 반도체 소자들, 예컨대 트랜지스터, 커패시터 및 각종 배선들을 매우 좁은 영역에 형성해야 한다. 따라서, 반도체 장치를 구성하는 각 구성 요소들 사이의 거리가 좁기 때문에, 각 구성 요소들 사이의 절연을 더욱 강화할 필요가 있다. 종래에는 반도체 장치를 구성하는 반도체 소자들을 전기적으로 분리시키기 위한 수단으로서, 국소적으로 실리콘 기판을 산화시켜 형성하는 로코스(LOCOS)형 필드 산화막이 널리 사용되어 왔다.In order to realize high integration of the semiconductor device, it is necessary to form various semiconductor elements constituting the semiconductor device, for example, transistors, capacitors, and various wirings in a very narrow area. Therefore, since the distance between each component which comprises a semiconductor device is narrow, it is necessary to further strengthen the insulation between each component. Conventionally, a LOCOS field oxide film, which is formed by locally oxidizing a silicon substrate, has been widely used as a means for electrically separating semiconductor elements constituting a semiconductor device.

그러나, 로코스형 필드 산화막은 그 형성 과정에서 발생하는 버즈 비크(bird's beak)로 인하여 반도체 소자들이 형성되는 활성 영역을 일부 침범하게 되므로 반도체 장치의 고집적화를 방해한다. 따라서, 형성되는 영역은 적으면서 동시에 절연성이 뛰어난 필드 산화막이 필요하였는데, 그 대표적인 예가 트랜치형 필드 산화막이며, 특히 얕은 트랜치형 소자 분리막(Shallow Trench Isolation : STI)이 널리 사용되고 있다. STI 공정은 반도체 기판영역을 선택적으로 식각하여 소자 분리를 위한 트랜치를 형성하고 트랜치에 절연막을 채워 넣는 방법이다.However, the locos type field oxide film interferes with high integration of the semiconductor device because the locus-type field oxide film partially invades the active region where the semiconductor devices are formed due to a bird's beak generated in the formation process. Therefore, a field oxide film having a small area and excellent insulating property was required. A representative example is a trench field oxide film, and a shallow trench isolation (STI) is particularly widely used. In the STI process, a semiconductor substrate region is selectively etched to form a trench for device isolation, and an insulating film is filled in the trench.

최근, 반도체 소자가 더욱 고집적화되고 미세화됨에 따라 각 개별 소자의 크기가 축소되어 기판 내부에 소자분리막을 형성하기 위한 트렌치의 폭이 감소하고 깊이 또한 증가하고 있다. 이와 같이, 소자의 고집적화에 따라 트렌치 폭의 감소와 깊이의 증가로 인해 트렌치의 종횡비(aspect ratio)가 커지면 트렌치 산화막 증착시, 스텝 커버리지(step coverige)가 좋지않아 트렌치의 깊은 부분을 미처 매립하기 전에 입구부분이 먼저 막혀 트렌치 내부에 산화막이 완전히 매립되지 않는 갭필(gap fill) 능력이 저하되는 문제가 발생한다. In recent years, as semiconductor devices become more integrated and miniaturized, the size of each individual device is reduced, and the width of the trench for forming the device isolation layer in the substrate is decreased and the depth is also increased. As such, when the aspect ratio of the trench increases due to the decrease in the trench width and the increase in depth due to the high integration of the device, the step coverig is not good during the deposition of the trench oxide. A problem arises in that the inlet portion is blocked first, thereby degrading a gap fill capability in which the oxide layer is not completely filled in the trench.

도 1a 내지 도 1b는, 갭필 능력을 향상시킬 수 있는 STI의 형성 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.1A to 1B are cross-sectional views for explaining a method of forming an STI capable of improving gap fill capability.

먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, STI를 형성하기 위해 반도체 기판(101)을 식각하여 다수의 트렌치를 형성한 후, 기판(101) 전면에 대해 트렌치를 충분히 매립하도록 소정 두께의 트렌치 산화막(103)을 증착한다. 이때, 기판(101)의 활성 영역 상부에 전술한 바와 같은 트렌치 산화막(103)을 매립하는 과정에서 불필요한 부가적인 막 예컨데, 패드 산화막 및 패드 질화막의 하드마스크가 기판(101) 상부에 존재하지 않기 때문에 트렌치의 종횡비 깊이는 실제 트렌치의 깊이만큼만 고려해주면 되므로 갭필 마진이 더욱 넓어질 수 있다. First, as shown in FIG. 1A, a plurality of trenches are formed by etching the semiconductor substrate 101 to form an STI, and then a trench oxide film 103 having a predetermined thickness to sufficiently fill the trench with respect to the entire surface of the substrate 101. E). At this time, in the process of embedding the trench oxide film 103 as described above on the active region of the substrate 101, an unnecessary additional film, for example, because the hard mask of the pad oxide film and the pad nitride film is not present on the substrate 101. The gap fill margin can be wider because the aspect ratio depth of the trench needs to be considered only as the depth of the actual trench.

하지만, 도 1b에 도시된 바와 같이, 트렌치 산화막(103)을 증착한 결과물에 대해 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing : CMP)를 통한 평탄화를 진행할 수 있는데, 이러한 CMP 공정에서 식각 정지막으로 사용되고 있는 패드 질화막이 없기 때문에 트렌치 산화막(103)이 균일하게 평탄화되도록 조절하기 어렵다.However, as illustrated in FIG. 1B, planarization through chemical mechanical polishing (CMP) may be performed on the result of depositing the trench oxide film 103, and the pad used as an etch stop layer in the CMP process may be used. Since there is no nitride film, it is difficult to control the trench oxide film 103 to be uniformly flattened.

따라서, 상술한 바와 같이, 트렌치 산화막(103)을 평탄화하기 위한 CMP 공정에서 패드 질화막의 부재에 따른 공정 마진(margin)이 부족할 뿐만 아니라 도 1b에 서 보듯이, 패턴 밀도(pattern density)에 따른 디싱(dishing) 및 침식(erosion) 현상(A)이 심화되어 후속의 공정에 악영향을 미치는 문제가 발생한다.Therefore, as described above, in the CMP process for planarizing the trench oxide film 103, not only the process margin due to the absence of the pad nitride film is insufficient but also dishing according to the pattern density, as shown in FIG. 1B. The problem of aggravating (ishing) and erosion (A) adversely affects subsequent processes.

전술한 문제를 해결하기 위해 본 발명은, STI를 형성하기 위한 공정 과정 중에서 평탄화 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can improve the reliability of the planarization process in the process for forming the STI.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 반도체 기판상에 산화막 및 소정의 간격으로 이격된 다수의 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 산화막 및 상기 기판을 선택 식각하여 다수의 트렌치를 형성하는 단계와; 상기 트렌치에 대해 트렌치 산화막을 매립하는 단계와; 상기 트렌치 산화막 위에 평탄화 저지막을 형성하는 단계와; 상기 평탄화 저지막 위에 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 2 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 평탄화 저지막을 선택 식각하는 단계와; 상기 트렌치 산화막을 평탄화하되, 상기 선택 식각된 평탄화 저지막을 제거하는 단계와; 상기 평탄화된 트렌치 산화막 위에 ARC(Anti Reflect Coating)막을 형성하는 단계와; 상기 ARC(Anti Reflect Coating)막 위에 다수의 제 3 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 3 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 ARC 및 상기 트렌치 산화막을 선택 식각하여 STI(Shallow Trench Isolation)를 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of forming an oxide film and a plurality of first photoresist patterns spaced at predetermined intervals on a semiconductor substrate; Forming a plurality of trenches by selectively etching the oxide layer and the substrate using the first photoresist pattern as an etching mask; Embedding a trench oxide layer in the trench; Forming a planarization blocking film on the trench oxide film; Forming a second photoresist pattern on the planarization blocking film; Selectively etching the planarization blocking layer using the second photoresist pattern as an etching mask; Planarizing the trench oxide layer, but removing the selectively etched planarization barrier layer; Forming an anti reflect coating (ARC) film on the planarized trench oxide film; Forming a plurality of third photoresist patterns on the ARC (Anti Reflect Coating) film; And selectively etching the ARC and the trench oxide layer using the third photoresist pattern as an etching mask to form a shallow trench isolation (STI).

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 평탄화 저지막은 실리콘 질화막(SiN)인 것 것이 바람직하다.According to an embodiment of the present invention, the planarization blocking film is preferably a silicon nitride film (SiN).

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제 3 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 제 3 포토레지스트 패턴은 상기 반도체 기판의 필드 영역 상부에 형성되는 것이 바람직하다.According to an embodiment of the present invention, in the forming of the third photoresist pattern, the third photoresist pattern is preferably formed on the field region of the semiconductor substrate.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 평탄화하는 단계는 에치 백 공정 또는 화학적 기계적 연마 공정을 통해 진행하는 것이 바람직하다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the planarization may be performed through an etch back process or a chemical mechanical polishing process.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 자세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.Descriptions of technical contents that are well known in the art to which the present invention pertains and are not directly related to the present invention will be omitted. This is to more clearly communicate without obscure the subject matter of the present invention by omitting unnecessary description.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(201)의 표면에 TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate) 물질을 이용하여 산화막(202)을 형성한다. 이어서, 산화막(202) 위에 제 1 포토레지스트막을 형성한 후, 제 1 포토레지스트막에 대해 기판(201)에서 소자 분리막이 형성될 영역을 노출하도록 패터닝한다. 즉, 기판(201) 상부에 형성된 제 1 포토레지스트막에 대해 노광하여 소정의 간격으로 이격된 다수의 제 1 포토레지스트 패턴(203)을 형성한다.First, as illustrated in FIG. 2A, an oxide film 202 is formed on a surface of a semiconductor substrate 201 using TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate) material. Subsequently, after the first photoresist film is formed on the oxide film 202, the first photoresist film is patterned to expose a region where the device isolation film is to be formed on the substrate 201. That is, the first photoresist film formed on the substrate 201 is exposed to form a plurality of first photoresist patterns 203 spaced at predetermined intervals.

다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 기판(201)에 트렌치(204)를 형성하기 위해 제 1 포토레지스트 패턴(203)을 식각 마스크로 사용하여 산화막(202)을 선택 식각한다. Next, as illustrated in FIG. 2B, the oxide film 202 is selectively etched using the first photoresist pattern 203 as an etching mask to form the trench 204 in the substrate 201.

이어서, 제 1 포토레지스트 패턴(203) 및 식각된 산화막(202)을 식각 마스크로 사용하여 반응 이온 식각(Reactive Ion Etching: RIE)을 포함한 건식 식각으로 기판(201)을 소정의 깊이로 선택 식각하여 다수의 트렌치(204)를 형성한다. 이때, 트렌치(204)를 형성한 후, 트렌치(204) 내벽에 대해 열확산을 얇게 시키는 공정 과정을 포함할 수 있다. 이러한 과정은 이어지는 트렌치 산화막을 채우는 과정에서 불순물들이 실리콘 속으로 침투될 수 있는 것을 방지할 수 있다. Subsequently, the substrate 201 is selectively etched to a predetermined depth by dry etching including reactive ion etching (RIE) using the first photoresist pattern 203 and the etched oxide layer 202 as an etching mask. Multiple trenches 204 are formed. In this case, after the trench 204 is formed, a process of thinning the thermal diffusion with respect to the inner wall of the trench 204 may be included. This process can prevent impurities from penetrating into the silicon during the subsequent filling of the trench oxide film.

이어서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 애싱(Ashing) 공정을 이용하여 제 1 포토레지스트 패턴(203)을 제거할 수 있다.Subsequently, as illustrated in FIG. 2C, the first photoresist pattern 203 may be removed using an ashing process.

다음으로, 2d에 도시된 바와 같이, 전술한 방법으로 형성된 트렌치(204)를 포함한 반도체 기판(201) 전면에 대해 트렌치(204)를 충분히 매립하도록 소정 두께의 트렌치 산화막(205)을 증착한다. 이때, 트렌치 산화막(205)은 갭필 특성이 좋은 산화막, 예컨데 SiO2를 이용하되, 바람직하게는 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착법(High Density Plasma Chemical Vapoer Deposition : HDP CVD)을 이용하여 증착할 수 있다. 특히, 이러한 트렌치 산화막(205) 매립시, 불필요한 부가적인 막 예컨데, 패드 산화막 및 패드 질화막의 하드마스크가 기판(201) 상부에 존재하지 않기 때문에 트렌치(204)의 종횡비(aspect ratio) 깊이는 실제 트렌치(204)의 깊이만큼만 고려해주면 되므로 갭필 마진(margin)이 더욱 넓어질 수 있다.Next, as shown in 2d, a trench oxide film 205 having a predetermined thickness is deposited to sufficiently fill the trench 204 with respect to the entire surface of the semiconductor substrate 201 including the trench 204 formed by the above-described method. In this case, the trench oxide layer 205 may be formed using an oxide film having good gap fill characteristics, for example, SiO 2 , and preferably by using high density plasma chemical vapor deposition (HDP CVD). In particular, when the trench oxide 205 is buried, an unnecessary additional film such as a pad oxide film and a pad nitride film hard mask does not exist on the substrate 201, so the aspect ratio depth of the trench 204 is actually a trench. The gap fill margin can be further widened by considering only the depth of 204.

다음으로, 도 2e에 도시된 바와 같이, 전술한 바와 같이 트렌치(204)를 포함한 기판(201) 전면에 대해 트렌치 산화막(205)을 매립하면, 트렌치(204) 영역에 매 립된 트렌치 산화막(205)은 움푹 패이도록 증착되어 단차가 발생할 수 있다. 이러한 단차는 평탄화 공정을 통해 극복할 수 있는데 이때, 트렌치 산화막(205)에 디싱 및 침식의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 단차가 발생한 트렌치(204) 영역 상부에 평탄화 저지막을 형성하기 위하여 트렌치 산화막(205) 상에 실리콘 질화막(SiN)을 이용하여 평탄화 저지막(206)을 증착한다.Next, as shown in FIG. 2E, when the trench oxide film 205 is buried in the entire surface of the substrate 201 including the trench 204 as described above, the trench oxide film 205 embedded in the trench 204 region. May be deposited to dent so that a step may occur. Such a step may be overcome through a planarization process, in which case, problems of dishing and erosion may occur in the trench oxide layer 205. Accordingly, the planarization stopper layer 206 is deposited on the trench oxide layer 205 by using a silicon nitride film (SiN) to form a planarization stopper layer on the trench 204 region where the step is generated.

다음으로, 도 2f에 도시된 바와 같이, 평탄화 저지막(206)이 증착된 트렌치 산화막(205) 위에 제 2 포토레지스트막을 도포한 후, 전술한 바와 같이 단차가 발생한 트렌치(204) 영역의 상부에 평탄화 저지막(206)을 형성하도록 제 2 포토레지스트막을 노광하여 제 2 포토레지스트 패턴(207)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 2F, a second photoresist film is applied on the trench oxide film 205 on which the planarization stop film 206 is deposited, and then, on the trench 204 region where the step occurs as described above. The second photoresist film is exposed to form the planarization stopper film 206 to form the second photoresist pattern 207.

다음으로, 도 2g에 도시된 바와 같이, 제 2 포토레지스트 패턴(207)을 식각 마스크로 사용하여 평탄화 저지막(206)을 선택 식각할 수 있다.Next, as illustrated in FIG. 2G, the planarization blocking layer 206 may be selectively etched using the second photoresist pattern 207 as an etching mask.

다음으로, 도 2h에 도시된 바와 같이, 트렌치 산화막(205)을 증착한 결과물에 대해 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing : CMP)를 통한 평탄화를 진행한다. 이때, 트렌치 산화막(205)에 대해 평탄화 공정을 수행하되, 선택 식각된 평탄화 저지막까지 제거하는 공정을 수행할 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 트렌치 산화막(205)의 평탄화 공정 시, 부분적으로 평탄화 저지막(206)을 형성함으로써, 트렌치 산화막(205)에 대한 CMP 공정 마진을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 패턴 밀도(pattern density)에 따른 디싱 및 침식 현상을 방지할 수 있다. Next, as shown in FIG. 2H, planarization is performed through chemical mechanical polishing (CMP) on the result of depositing the trench oxide film 205. In this case, the planarization process may be performed on the trench oxide layer 205, and a process of removing the planarization blocking layer selectively etched may be performed. Therefore, as described above, in the planarization process of the trench oxide film 205, by partially forming the planarization stopper film 206, the CMP process margin for the trench oxide film 205 can be secured, as well as the pattern density. ) Can prevent dishing and erosion.

다음으로, 도 2i에 도시된 바와 같이, 평탄화된 트렌치 산화막(205) 위에 ARC(Anti Reflect Coating)막(208) 및 제 3 포토레지스트막을 형성한다. Next, as shown in FIG. 2I, an ARC (Anti Reflect Coating) film 208 and a third photoresist film are formed on the planarized trench oxide film 205.

이어서, 이렇게 형성된 제 3 포토레지스트막은 기판(201)에서 활성 영역을 노출하도록 패터닝된다. 즉, ARC막(208) 및 평탄화된 트렌치 산화막(205)을 포함한 기판(201) 위에 형성된 제 3 포토레지스트막을 노광하여 기판(201)의 필드 영역 상부에 다수의 제 3 포토레지스트 패턴(209)을 형성한다. 이러한 제 3 포토레지스트 패턴(209)을 형성하는 공정은 다수의 STI를 형성하기 위한 마스크로 사용하기 위함이다.The third photoresist film thus formed is then patterned to expose the active region in the substrate 201. That is, the third photoresist film formed on the substrate 201 including the ARC film 208 and the planarized trench oxide film 205 is exposed to expose a plurality of third photoresist patterns 209 on the field region of the substrate 201. Form. The process of forming the third photoresist pattern 209 is for use as a mask for forming a plurality of STIs.

다음으로, 도 2j에 도시된 바와 같이, 제 3 포토레지스트 패턴(209)을 식각 마스크로 사용하여 ARC막(208)을 선택 식각한다. Next, as shown in FIG. 2J, the ARC film 208 is selectively etched using the third photoresist pattern 209 as an etching mask.

이어서, 제 3 포토레지스트 패턴(209) 및 식각된 ARC막(208)을 다시 식각 마스크로 사용하여 기판(201) 위의 활성 영역이 노출되도록 RIE 방법을 포함한 건식 식각 방법을 사용하여 충분한 두께로 트렌치(204)를 매립한 트렌치 산화막(205)을 식각한다. 일반적으로 STI를 형성하기 위한 공정시, 기판의 활성영역 위에 희생막 패턴 및 포토레지스트 패턴을 형성하고, 이러한 패턴을 식각 마스크로 사용하여 기판 내에 STI가 형성되는 것이 통상적인 방법이다. Subsequently, using a third photoresist pattern 209 and an etched ARC film 208 as an etching mask again, trenches with a sufficient thickness using a dry etching method including a RIE method to expose the active region on the substrate 201. A trench oxide film 205 having 204 embedded therein is etched. In general, in the process of forming the STI, a sacrificial layer pattern and a photoresist pattern are formed on the active region of the substrate, and the STI is formed in the substrate using the pattern as an etching mask.

하지만, 본 발명에 따른 STI 형성 방법은, 전술한 방법과는 반대로 예컨데, 리버스 패터닝(reverse patterning)을 이용한 소자 분리막 형성 방법으로써 기판 상부의 필드영역에 이전과 동일한 방법의 패턴을 형성하여 기판의 활성영역이 노출되도록 식각함으로써 STI를 형성할 수 있는 방법이다. 이러한 리버스 패터닝을 이용한 STI 공정 과정에서, 트렌치 산화막(205) 매립시, 불필요한 부가적인 막 예컨데, 패드 산화막 및 패드 질화막의 하드마스크가 기판(201) 상부에 존재하지 않기 때문에 트렌치(204)의 종횡비 깊이는 실제 트렌치(204)의 깊이만큼만 고려해주면 되므로 갭필 마진이 더욱 넓어질 수 있다. However, the STI forming method according to the present invention, in contrast to the above-described method, for example, is a method of forming an isolation layer using reverse patterning to form an active pattern of the substrate by forming a pattern of the same method as in the field region above the substrate. It is possible to form an STI by etching the exposed region. In the STI process using reverse patterning, when the trench oxide layer 205 is buried, an unnecessary additional layer, for example, an aspect ratio depth of the trench 204 is not present on the substrate 201 because hard masks of the pad oxide layer and the pad nitride layer do not exist on the substrate 201. Since the gap only needs to be considered as the depth of the actual trench 204, the gap fill margin can be further widened.

다음으로, 도 2k에 도시된 바와 같이, 마지막으로 남아있는 제 3 포토레지스트 패턴(209)에 대해 애싱 공정 및 세정 공정을 수행한다. 이렇게 하여, 본 발명에 따라 형성된 리버스 패터닝을 이용한 STI 공정은 하드마스크를 사용하지 않고도 정상적인 STI의 프로파일을 구현할 수 있다. Next, as shown in FIG. 2K, an ashing process and a cleaning process are performed on the remaining third photoresist pattern 209. In this way, the STI process using reverse patterning formed according to the present invention can implement a profile of normal STI without using a hard mask.

지금까지 본 발명의 구체적인 구현예를 도면을 참조로 설명하였지만 이것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 평균적 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것이고 발명의 기술적 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여 정하여지며, 도면을 참조로 설명한 구현예는 본 발명의 기술적 사상과 범위 내에서 얼마든지 변형하거나 수정할 수 있다. Although specific embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, this is intended to be easily understood by those skilled in the art and is not intended to limit the technical scope of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention is determined by the matters described in the claims, and the embodiments described with reference to the drawings may be modified or modified as much as possible within the technical spirit and scope of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 리버스 패터닝을 이용한 STI(Shallow Trench Isolation) 공정 과정에서, 단차가 발생한 트렌치 산화막 영역에 대해 실리콘 질화막을 이용한 평탄화 저지막을 형성함으로써 CMP 공정의 마진을 확보할 수 있어 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, the margin of the CMP process can be secured by forming a planarization stoppage film using a silicon nitride film in the trench oxide film region in which the step is generated in the STI (Shallow Trench Isolation) process using reverse patterning. The reliability of the process can be improved.

Claims (4)

반도체 기판상에 산화막 및 소정의 간격으로 이격된 다수의 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;Forming an oxide film and a plurality of first photoresist patterns spaced at predetermined intervals on the semiconductor substrate; 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 산화막 및 상기 기판을 선택 식각하여 다수의 트렌치를 형성하는 단계;Forming a plurality of trenches by selectively etching the oxide layer and the substrate using the first photoresist pattern as an etching mask; 상기 트렌치에 대해 트렌치 산화막을 매립하는 단계;Embedding a trench oxide layer in the trench; 상기 트렌치 산화막 위에 평탄화 저지막을 형성하는 단계;Forming a planarization blocking film on the trench oxide film; 상기 평탄화 저지막 위에 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;Forming a second photoresist pattern on the planarization blocking film; 상기 제 2 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 평탄화 저지막을 선택 식각하는 단계;Selectively etching the planarization blocking layer using the second photoresist pattern as an etching mask; 상기 트렌치 산화막을 평탄화하되, 상기 선택 식각된 평탄화 저지막을 제거하는 단계;Planarizing the trench oxide layer, but removing the selectively etched planarization stop layer; 상기 평탄화된 트렌치 산화막 위에 ARC(Anti Reflect Coating)막을 형성하는 단계;Forming an anti reflect coating (ARC) film on the planarized trench oxide film; 상기 ARC(Anti Reflect Coating)막 위에 다수의 제 3 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및Forming a plurality of third photoresist patterns on the ARC (Anti Reflect Coating) film; And 상기 제 3 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 ARC 및 상기 트렌치 산화막을 선택 식각하여 STI(Shallow Trench Isolation)를 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법. And selectively etching the ARC and the trench oxide layer using the third photoresist pattern as an etching mask to form a shallow trench isolation (STI). 제1항에서,In claim 1, 상기 평탄화 저지막은 실리콘 질화막(SiN)인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.The planarization blocking film is a silicon nitride film (SiN) manufacturing method of a semiconductor device. 제1항에서,In claim 1, 상기 제 3 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 제 3 포토레지스트 패턴은 상기 반도체 기판의 필드 영역 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.In the forming of the third photoresist pattern, the third photoresist pattern is formed on the field region of the semiconductor substrate, characterized in that the manufacturing method. 제1항에서,In claim 1, 상기 평탄화하는 단계는 에치 백 공정 또는 화학적 기계적 연마 공정을 통해 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.The planarization step is a semiconductor device manufacturing method characterized in that the progress through the etch back process or chemical mechanical polishing process.
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