KR101096215B1 - Method for fabricating semiconductor device with buried gate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 매립 게이트 형성시 게이트절연막의 손실을 줄이고, 잔류물 등에 의한 매립게이트의 결점을 개선하는 매립게이트를 갖는 반도체 장치 제조 방법을 제공하기 위한 것으로, 기판에 하드마스크패턴을 형성하는 단계; 상기 하드마스크패턴을 식각장벽으로 상기 기판을 식각하여 매립게이트용 트렌치를 형성하는 단계; 상기 트렌치를 포함하는 전체구조의 단차를 따라 게이트절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트절연막 상에 상기 트렌치를 매립하는 매립게이트용 도전막을 형성하는 단계; 상기 도전막 및 게이트절연막을 일정깊이 리세스 시키는 1차 식각 단계; 및 상기 도전막을 상기 트렌치 내에 일정깊이 잔류하도록 2차 식각하여 매립게이트를 형성하는 단계를 포함하여, 트렌치의 탑코너(Top corner)가 드러나는 문제점을 개선하는 효과, 게이트절연막의 어택(Attack) 및 손실(Loss)이 감소되며, 이에 따라 소자의 신뢰성을 개선하는 효과, 1차 식각에 의해 하드마스크막 측벽의 게이트절연막이 식각됨으로써 후속 하드마스크막 제거 공정을 원활히 진행하고, 이에 의한 잔류물 발생을 방지하는 효과가 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device having a buried gate which reduces a loss of a gate insulating film when forming a buried gate and improves a defect of a buried gate due to residues, the method comprising: forming a hard mask pattern on a substrate; Etching the substrate using the hard mask pattern as an etch barrier to form a trench for a buried gate; Forming a gate insulating film along a step of the entire structure including the trench; Forming a buried gate conductive film filling the trench on the gate insulating film; A first etching step of recessing the conductive film and the gate insulating film to a predetermined depth; And forming a buried gate by second-etching the conductive layer so that the conductive layer remains at a predetermined depth in the trench, thereby improving a problem in which the top corner of the trench is exposed, attacking and loss of the gate insulating layer. (Loss) is reduced, thereby improving the reliability of the device, and by etching the gate insulating film on the sidewall of the hard mask by primary etching, the subsequent hard mask film removing process is smoothly performed, thereby preventing the occurrence of residues. It is effective.
매립게이트, 선택비 Landfill gate, selectivity ratio
Description
본 발명은 반도체 제조 기술에 관한 것으로, 특히 매립 게이트를 갖는 반도체 소자 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing techniques, and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor device having a buried gate.
디자인 룰(Design rule)이 작아지면서 취약해지는 소자(Device) 특성으로 인해 DRAM 셀(Cell) 구조는 변천이 이루어져 왔다. 최근 DRAM 셀은 리프레시(Refrsh) 특성 향상을 위해 리세스 게이트(Recessed Gate) 구조가 일반적인 주류를 이루고 있는데, 이 구조는 실리콘(Silicon) 기판에 트렌치를 형성하여 폴리실리콘을 채운다음, 그 위에 금속 박막을 입히고, 노광 공정과 식각 공정을 하여 워드라인(WL;Word Line)패턴을 형성하여 만들어진다. 리세스 게이트는 파진 홀(hole)을 따라 게이트 산화막(Gate Oxide)이 형성되어 소스-드레인 사이 채널을 길게 만들 수 있어, 리프레시 특성을 기존 스택(Stack)형 구조보다 개선시킬 수 있어 보편화 되어 있다.DRAM cell structures have changed due to the weakening of device characteristics as design rules become smaller. Recently, the DRAM cell has a recessed gate structure in order to improve refreshing characteristics. The structure of the DRAM cell forms a trench on a silicon substrate to fill polysilicon, and then a metal thin film thereon. And a word line (WL) pattern are formed by performing an exposure process and an etching process. Recess gates have gate oxides formed along the holes to make the channel between the source and the drain longer, so that the refresh characteristics can be improved compared to the conventional stack type structure.
한편, 메모리 셀에서 기생 캐패시턴스(Parasitic Capacitance)에 의해 메모리 셀의 처리 속도가 저하되는 문제점이 있다. 기생 캐패시턴스는 워드라인, 비트라인(Bit Line) 및 상부 전극 등의 전도성 물질과 그 사이 절연막이 있어 생기는 여러 종류의 캐패시턴스(Capacitance)를 말한다. 리세스 게이트 구조를 적용하여도 기생 캐패시턴스 문제를 개선하기 어렵다. On the other hand, there is a problem that the processing speed of the memory cell is reduced by the parasitic capacitance in the memory cell. Parasitic capacitance refers to various kinds of capacitances generated by conductive materials such as word lines, bit lines, and upper electrodes, and insulating films therebetween. Even when the recess gate structure is applied, it is difficult to improve the parasitic capacitance problem.
이에 따라, 기생 캐패시턴스 등의 문제를 개선하기 위해 매립 게이트(BG;Buried Gate) 구조가 최근에 연구 개발되고 있다. Accordingly, in order to improve problems such as parasitic capacitance, buried gate (BG) structures have recently been researched and developed.
도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 따른 매립게이트 제조 방법을 도시한 도면이다.1A to 1C illustrate a buried gate manufacturing method according to the prior art.
도 1a에 도시된 바와 같이, 반도체기판(11)에 활성영역(12)을 정의한 후, 하드마스크막(13)을 형성한다. 여기서, 하드마스크막(13)은 질화막이다.As shown in FIG. 1A, after defining the
이어서, 하드마스크막(13)을 식각장벽으로 활성영역(12)을 식각하여 트렌치(14)를 형성한다. Next, the
도 1b에 도시된 바와 같이, 게이트절연막(15)을 형성하기 위한 게이트산화공정을 진행한다.As shown in FIG. 1B, a gate oxidation process for forming the
도 1c에 도시된 바와 같이, 매립게이트로 사용되는 게이트도전막을 증착하여 트렌치를 갭필한 후, CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정 및 에치백(Etchback) 공정을 순차적으로 진행하여 일정 깊이 리세스시켜 매립게이트(16)를 형성한다.As illustrated in FIG. 1C, the gate conductive film used as the buried gate is deposited to gap fill the trench, and then the CMP (Chemical Mechanical Polishing) process and the etchback process are sequentially performed to recess the buried gate to a predetermined depth. (16) is formed.
그러나, 종래기술은 매립게이트 형성을 위한 에치백 공정시에 트렌치의 탑코 너(Top Corner)에서 게이트절연막(15)이 손실(도 1c의 'A' 참조)되는 것을 피할 수 없다. 이와 같이, 게이트절연막(15)이 과도하게 손실되면 잔류 게이트절연막(Remain Gate Oxide)의 두께가 트렌치 측벽에 비해 현저하게 얇아져서(Thinning) 반도체장치의 리프레시 특성이 열화된다.However, the prior art cannot avoid the loss of the
도 2는 종래기술에 따른 매립게이트 형성 후의 결과를 도시한 사진으로서, 트렌치의 탑코너에서 게이트절연막이 얇아지고 있음을 알 수 있다.Figure 2 is a photograph showing the result after forming the buried gate according to the prior art, it can be seen that the gate insulating film is thinning in the top corner of the trench.
위와 같은 종래 기술이 문제점을 개선하기 위해, 트렌치 내부의 게이트 절연막(15)이 손실되지 않고 버틸 수 있도록, 게이트도전막과 고선택비를 갖는 조건으로 식각을 진행하고 있다.In order to improve the problem of the prior art as described above, etching is performed under conditions having a high selectivity with the gate conductive film so that the
그러나, 고선택비를 갖는 조건으로 식각을 진행하는 경우, 하드마스크막(13)의 측면의 게이트절연막(15)도 식각이 잘 진행되지 않아, 후속 질화막질의 하드마스크막(13) 제거시 산화막질의 게이트절연막(15)으로 인해 스트립 공정이 어려운 문제점이 있다. However, when the etching is performed under a condition having a high selectivity, the
도 3a 및 3b에서는 고선택비를 갖는 조건으로 식각을 진행한 경우의 결과를 도시한 사진으로서, 하드마스크막 측벽에 게이트절연막이 남아있는 모습을 확인할 수 있다. 3A and 3B are photographs showing the results of the etching performed under the condition of having a high selectivity, and it can be seen that the gate insulating film remains on the sidewall of the hard mask film.
고선택비를 갖는 조건으로 식각을 진행하는 경우, 또 다른 문제점으로, 전 공정인 평탄화 공정에서 미세한 잔류 물질이 있게되면 게이트도전막의 식각이 잘되지 않아서 결점(Defect)이 발생하는 문제점이 있다. 이는, 고선택비의 식각이 금속계열의 식각은 원활히 진행되나, 잔류물 또는 산화막의 식각은 잘 되지 않기 때문 이다.When etching is performed under a condition having a high selectivity, another problem is that when a fine residual material is present in the planarization process, the gate conductive layer is not etched well, resulting in a defect. This is because the etching of the metal series with the high selectivity etching proceeds smoothly, but the residue or the oxide film is not etched well.
도 3c는 미세한 잔류 물질에 의한 결점을 도시한 사진으로서, 산화막 또는 전공정에서 잔류한 잔류물(예컨대, 슬러리 찌꺼기)이 식각이 잘 되지 않아 결점이 발생한 것을 확인할 수 있다. 이러한 결점은 웨이퍼 전체에 걸쳐 회오리 모양으로 발생한다.Figure 3c is a photograph showing the defects caused by the fine residual material, it can be seen that the residues (eg, slurry residues) remaining in the oxide film or the previous process is not etched well, a defect occurs. This defect occurs in a whirlwind form throughout the wafer.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 매립 게이트 형성시 게이트절연막의 손실을 줄이는 매립게이트를 갖는 반도체 장치 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a method of manufacturing a semiconductor device having a buried gate which reduces a loss of a gate insulating film when forming a buried gate.
또 다른 목적으로, 잔류물 등에 의한 매립게이트의 결점을 개선하는 매립게이트를 갖는 반도체 장치 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Another object is to provide a method for manufacturing a semiconductor device having a buried gate that improves a defect of the buried gate due to residues or the like.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 매립 게이트를 갖는 반도체 소자 제조 방법은 기판에 하드마스크패턴을 형성하는 단계; 상기 하드마스크패턴을 식각장벽으로 상기 기판을 식각하여 매립게이트용 트렌치를 형성하는 단계; 상기 트렌치를 포함하는 전체구조의 단차를 따라 게이트절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트절연막 상에 상기 트렌치를 매립하는 매립게이트용 도전막을 형성하는 단계; 상기 도전막 및 게이트절연막을 일정깊이 리세스 시키는 1차 식각 단계; 및 상기 도전막을 상기 트렌치 내에 일정깊이 잔류하도록 2차 식각하여 매립게이트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A semiconductor device manufacturing method having a buried gate of the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a hard mask pattern on a substrate; Etching the substrate using the hard mask pattern as an etch barrier to form a trench for a buried gate; Forming a gate insulating film along a step of the entire structure including the trench; Forming a buried gate conductive film filling the trench on the gate insulating film; A first etching step of recessing the conductive film and the gate insulating film to a predetermined depth; And forming a buried gate by secondary etching the conductive layer so that the conductive layer remains at a predetermined depth in the trench.
특히, 상기 도전막은 금속막이고, 상기 도전막은 단층 또는 다층으로 형성하며, 상기 도전막은 탄탈륨질화막(TaN), 티타늄질화막(TiN) 및 텅스텐막(W)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하되, 상기 도전막은 TiN 또는 TaN의 단층, TiN/W 또는 TaN/W의 다층구조인 것을 특징으로 한다.In particular, the conductive film is a metal film, the conductive film is formed in a single layer or a multilayer, the conductive film includes at least one selected from the group consisting of tantalum nitride film (TaN), titanium nitride film (TiN) and tungsten film (W) The conductive film is characterized in that a single layer of TiN or TaN, a multilayer structure of TiN / W or TaN / W.
또한, 상기 게이트절연막은 산화막인 것을 특징으로 한다.In addition, the gate insulating film is characterized in that the oxide film.
또한, 상기 1차 식각은 금속막과 산화막이 유사한 식각속도를 갖는 저선택비 식각으로 진행하되, 상기 1차 식각은 SF6 가스를 메인 식각가스로 사용하고, 상기 1차 식각은 바이어스 파워는 인가하지 않으며, 7mTorr∼15mTorr의 압력으로 진행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first etching proceeds to a low selectivity etching process where the metal film and the oxide film have similar etching rates, wherein the primary etching uses SF 6 gas as the main etching gas, and the primary etching is applied with a bias power. It is not characterized in that the progress in the pressure of 7mTorr ~ 15mTorr.
또한, 상기 2차 식각은 산화막에 대해 선택비를 갖는 식각으로 진행하되, 상기 2차 식각은 상기 1차 식각은 SF6 가스를 메인 식각가스로 사용하고, 상기 1차 식각은 바이어스 파워는 인가하지 않으며, 30mTorr∼50mTorr의 압력으로 진행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the secondary etching proceeds to an etching having a selectivity with respect to the oxide film, the secondary etching is the primary etching using SF 6 gas as the main etching gas, the primary etching is not applied to the bias power It is characterized by proceeding at a pressure of 30mTorr ~ 50mTorr.
상술한 본 발명의 매립게이트를 갖는 반도체 장치 제조 방법은 산화막과 금속막 간의 선택비가 낮은 조건으로 1차 식각을 진행하고, 산화막과 금속막 간의 선택비가 높은 조건으로 2차 식각을 진행하여 금속막 식각시 게이트절연막이 식각되어 트렌치(24)의 탑코너(Top corner)가 드러나는 문제점을 개선하는 효과가 있다. In the method of fabricating a semiconductor device having a buried gate according to the present invention, the first etching is performed under the condition that the selectivity between the oxide film and the metal film is low, and the second etching is performed under the condition that the selectivity between the oxide film and the metal film is high. When the gate insulating film is etched, there is an effect of improving the problem that the top corner of the
또한, 2차 식각시 고선택비에 의해 게이트절연막의 어택(Attack) 및 손실(Loss)이 감소되며, 이에 따라 소자의 신뢰성을 개선하는 효과가 있다.In addition, the attack and loss of the gate insulating layer are reduced by the high selectivity during the secondary etching, thereby improving the reliability of the device.
또한, 1차 식각에 의해 하드마스크막 측벽의 게이트절연막이 식각됨으로써 후속 하드마스크막 제거 공정을 원활히 진행하고, 이에 의한 잔류물 발생을 방지하는 효과가 있다.In addition, since the gate insulating film on the hard mask film sidewall is etched by the primary etching, the subsequent hard mask film removing process may be smoothly performed, and thus, residues may be prevented.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. .
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 매립게이트를 갖는 반도체 장치 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.4A to 4E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device having a buried gate according to an embodiment of the present invention.
도 4a에 도시된 바와 같이, 반도체기판(21)에 활성영역(22)을 형성한다. 여기서, 반도체기판(21)은 실리콘기판을 포함하며, 활성영역(22)은 잘 알려진 바와 같이 소자분리 공정에 의해 형성된다. 소자분리막은 도시하지 않기로 한다.As shown in FIG. 4A, the
이어서, 하드마스크막(23)을 형성한다. 여기서, 하드마스크막(23)은 질화막을 포함한다. 또한, 하드마스크막(23)은 산화막(Oxide), 실리콘산화질화막(SiON)을 포함할 수도 있다.Next, the
이어서, 매립게이트마스크(도시 생략)을 이용하여 하드마스크막(23)을 식각한 후에, 연속해서 하드마스크막(23)을 식각장벽으로 이용한 식각공정을 통해 매립게이트가 매립될 트렌치(24)를 형성한다. 이때, 트렌치(24)는 활성영역(22)을 일정 깊이 식각하여 형성한다.Subsequently, after the
도 4b에 도시된 바와 같이, 희생게이트산화 공정을 통해 희생게이트절연 막(25)을 형성한다. 이때, 게이트절연막(25)은 실리콘산화막을 포함하며, 반도체기판(21)의 트렌치(24) 표면에만 형성될 수 있다.As shown in FIG. 4B, the sacrificial
도 4c에 도시된 바와 같이, 트렌치(24)를 갭필할 때까지 전면에 게이트도전막(26)을 증착한다. 게이트도전막(26)은 탄탈륨질화막(TaN), 티타늄질화막(TiN) 및 텅스텐막(W)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 게이트도전막(26)은 TiN 또는 TaN을 단독으로 사용하거나, 티타늄질화막 및 탄탈륨질화막 상에 텅스텐막을 적층하는 TiN/W 또는 TaN/W과 같은 2층 구조로 형성할 수 있다. As shown in FIG. 4C, the gate
이어서, 하드마스크막(23)의 표면에서 연마가 정지하도록 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 진행한다. 이에 따라, 하드마스크막(23)의 표면에서 게이트도전막(26)이 제거되어, 트렌치(24) 및 하드마스크막(23) 사이에만 게이트도전막(26)이 잔류한다. 또한, 하드마스크막(23)의 표면이 드러나는 타겟으로 CMP공정을 진행하였기 때문에, 하드마스크막(23)의 표면에 게이트절연막(25, 도 4b 참조)이 제거되어 트렌치(24) 및 하드마스크막(23)의 측벽에만 1차 게이트절연막패턴(25A)이 잔류한다.Subsequently, a chemical mechanical polishing (CMP) process is performed to stop polishing on the surface of the
도 4d에 도시된 바와 같이, 1차 식각을 진행하여 게이트도전막(26, 도 4c 참조) 및 1차 게이트절연막패턴(25A, 도 4c 참조)을 일정 깊이 리세스시킨다. As shown in FIG. 4D, the primary etching is performed to recess the gate conductive layer 26 (see FIG. 4C) and the primary gate insulating
특히, 1차 식각은 게이트도전막(26, 도 4c 참조)과 함께 하드마스크막(23) 측벽의 1차 게이트절연막패턴(25A, 도 4c 참조)이 함께 식각되는 조건으로 진행하는 것이 바람직하다. 즉, 금속막인 게이트도전막(26, 도 4c 참조)과 산화막인 1차 게이트절연막패턴(25A, 도 4c 참조)이 유사한 식각률로 식각되도록 상호간 저선택비를 갖는 조건으로 1차 식각을 진행하는 것이 바람직하다. In particular, the primary etching may be performed under the condition that the primary gate insulating
이를 위한, 1차 식각공정은 SF6 가스를 메인 식각가스로 사용하고, 바이어스 파워는 인가하지 않으며, 적어도 15mTorr이하(7mTorr∼15mTorr)의 압력에서 진행하는 것이 바람직하다. For this purpose, in the primary etching process, SF 6 gas is used as the main etching gas, and the bias power is not applied, and it is preferable to proceed at a pressure of at least 15 mTorr (7 mTorr to 15 mTorr).
1차 식각에 의해 게이트도전막(26, 도 4c 참조) 및 1차 게이트절연막패턴(25A, 도 4c 참조)이 일정 깊이 리세스되어 1차 게이트도전막패턴(26A) 및 2차 게이트절연막패턴(25B)이 형성되며, 이때, 1차 게이트도전막패턴(26A) 및 2차 게이트절연막패턴(25B)의 높이('d')는 적어도 반도체 기판(21)의 표면보다 높도록 잔류시키는 것이 바람직하다. 즉, 1차 게이트도전막패턴(26A) 및 2차 게이트절연막패턴(25B)은 반도체 기판(21)으로부터 400Å∼800Å의 높이가 되도록 잔류시키는 것이 바람직하다.By the primary etching, the gate conductive layer 26 (see FIG. 4C) and the primary gate insulating
도 4e에 도시된 바와 같이, 2차 식각을 진행하여 1차 게이트도전막(26A, 도 4d 참조)을 리세스시킨다. 리세스 된 1차 게이트도전막(26A, 도 4d 참조)은 매립 게이트(26B)가 된다.As shown in FIG. 4E, the secondary etching is performed to recess the primary gate
특히, 2차 식각은 1차 게이트도전막(26A, 도 4d 참조)만 식각되고, 2차 게이트절연막패턴(25B, 도 4d 참조)은 식각되지 않고 잔류하도록 진행하는 것이 바람직하다. 즉, 산화막인 2차 게이트절연막패턴(25B, 도 4d 참조)에 대해 선택비를 갖고, 금속막인 1차 게이트도전막(26A, 도 4d 참조)만 선택적으로 식각하기 위한 고 선택비를 갖는 조건으로 2차 식각을 진행하는 것이 바람직하다.In particular, it is preferable that the secondary etching is performed by etching only the primary gate
이를 위한, 2차 식각공정은 SF6 가스를 메인 식각가스로 사용하고, 바이어스 파워는 인가하지 않으며, 적어도 30mTorr이상(30mTorr∼50mTorr)의 압력에서 진행하는 것이 바람직하다. 30mTorr∼50mTorr의 압력에서 식각을 진행하면, 식각 가스의 자유 행정거리(Mean Free Path)가 감소하여, 화학적 식각특성이 높아지고, 반대로 물리적 식각특성은 낮아지므로, 화학적 식각특성이 강한 금속막은 식각이 원활히 이루어지나, 반대로 본딩결합이 강해 물리적 식각특성이 강한 산화막의 경우 식각이 잘되지 않는다. 따라서, 2차 게이트절연막패턴(25B, 도 4d 참조)의 손실없이 1차 게이트도전막(26A, 도 4d 참조) 만을 선택적으로 식각할 수 있다.For this purpose, in the secondary etching process, SF 6 gas is used as the main etching gas, and the bias power is not applied, and it is preferable to proceed at a pressure of at least 30 mTorr (30 mTorr to 50 mTorr). When etching is performed at a pressure of 30 mTorr to 50 mTorr, the free gas path of the etching gas decreases, thereby increasing the chemical etching characteristics and, conversely, lowering the physical etching characteristics. Therefore, metal films having strong chemical etching characteristics can be easily etched. On the contrary, in the case of an oxide film having strong bonding bonds and having strong physical etching characteristics, etching is difficult. Therefore, only the primary gate
위와 같이, 산화막과 금속막 간의 선택비가 낮은 조건으로 1차 식각을 진행하여 반도체 기판(21)에서 일정 깊이(예컨대, 400Å∼800Å) 잔류하도록 리세스 시킨 후, 산화막과 금속막 간의 선택비가 높은 조건으로 2차 식각을 진행하여 1차 게이트도전막(26A, 도 4d 참조) 만을 선택적으로 리세스 시킴으로써, 금속막 식각시 게이트절연막이 식각되어 트렌치(24)의 탑코너(Top corner)가 드러나는 문제점을 개선할 수 있다. 또한, 2차 식각시 고선택비에 의해 게이트절연막의 어택(Attack) 및 손실(Loss)이 감소되며, 이에 따라 소자의 신뢰성을 개선할 수 있다.As described above, the first etching is performed under the condition that the selectivity between the oxide film and the metal film is low, and the recess is recessed to remain at a predetermined depth (for example, 400 kPa to 800 kPa) on the
또한, 1차 식각에 의해 하드마스크막(23) 측벽의 게이트절연막이 식각됨으로써 후속 하드마스크막(23) 제거 공정을 원활히 진행할 수 있다.In addition, since the gate insulating layer on the sidewall of the
또한, 도 4c에서 게이트도전막의 CMP시 잔류물이 존재하여도 저선택비의 1차 식각시 모두 제거되기 때문에, 잔류물에 의한 결점(Defect) 역시 방지할 수 있다. In addition, since the residues during the CMP of the gate conductive film are removed during the first etching of the low selectivity in FIG. 4C, defects due to the residues can also be prevented.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 매립 게이트 및 결점의 분포를 나타낸 사진으로, 하드마스크막의 측벽에서는 게이트절연막이 거의 제거되고, 트렌치의 탑코너가 드러나지 않도록 트렌치의 측벽에 게이트절연막이 잔류하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 3c에서 결점이 회오리 모양으로 웨이퍼 전면에 나타난 것과 달리, 웨이퍼 전면에 결점이 고르게 분포하고 있으며 또한 도 3c에서 보다 결점이 확연히 감소한 것을 확인할 수 있다.5A and 5B illustrate the distribution of a buried gate and defects according to an exemplary embodiment of the present invention. The gate insulating layer is almost removed from the sidewall of the hard mask layer, and the gate insulating layer is formed on the sidewall of the trench so that the top corner of the trench is not exposed. It can be confirmed that it remains. In addition, unlike the defects shown on the front surface of the wafer in a whirlwind shape in FIG. 3C, the defects are evenly distributed on the front surface of the wafer, and the defects are significantly reduced in FIG. 3C.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 따른 매립게이트 제조 방법을 도시한 도면,1a to 1c is a view showing a buried gate manufacturing method according to the prior art,
도 2는 종래기술에 따른 매립게이트 형성 후의 결과를 도시한 사진,Figure 2 is a photograph showing the result after the buried gate formation according to the prior art,
도 3a 및 3b에서는 고선택비를 갖는 조건으로 식각을 진행한 경우의 결과를 도시한 사진,3A and 3B are photographs showing the results of etching performed under conditions having a high selectivity;
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 매립게이트를 갖는 반도체 장치 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도,4A to 4E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device having a buried gate according to an embodiment of the present invention;
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 매립 게이트 및 결점의 분포를 나타낸 사진.5A and 5B are photographs showing distribution of buried gates and defects according to an embodiment of the present invention.
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