KR20080060318A - Method for forming isolation layer in semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 소자분리막 형성방법을 설명하기 위해 도시한 공정단면도.1 to 5 are cross-sectional views illustrating a method of forming a device isolation film of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
100 : 기판 101 : 게이트 절연막100
102 : 도전막 103, 103A : 패드 질화막102
104 : 트렌치 105, 105A, 105B : 소자분리막104:
106 : 열처리 107 : 건식식각공정106: heat treatment 107: dry etching process
108 : 습식식각공정 CELL : 셀 영역108: wet etching process CELL: cell area
PERI : 주변회로 영역PERI: Peripheral Circuit Area
본 발명은 반도체 소자 제조기술에 관한 것으로, 특히 반도체 소자의 소자분리막, 더욱 구체적으로는 STI(Shallow Trench Isolation) 기술을 적용하는 반도체 소자의 소자분리막 형성방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device manufacturing technology, and more particularly, to a device isolation film of a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming a device isolation film of a semiconductor device to which a shallow trench isolation (STI) technology is applied.
반도체 메모리 소자의 제조공정 기술의 발달과 더불어 반도체 메모리 소자의 선폭은 점차 감소하게 되었다. 이에 따라, 액티브 영역(active region) 사이의 필드 영역(field region) 폭이 감소하게 되었고, 이로 인해, 필드 영역에 형성되는 트렌치의 종횡비가 증가하여 트렌치 내에 소자분리막을 매립(gap fill)시키는 공정이 어려워졌다. With the development of the manufacturing process technology of the semiconductor memory device, the line width of the semiconductor memory device has gradually decreased. As a result, the width of the field region between the active regions is reduced. As a result, the aspect ratio of the trenches formed in the field region is increased to fill the device isolation film in the trench. It became difficult.
특히, 기존의 HDP(High Density Plasma) CVD(Chemical Vapor Deposition) 방식으로 형성되는 HDP 산화막을 소자분리막으로 이용하다 보면 종횡비가 큰 트렌치 내에 매립이 어려워지게 된다. 예컨대, 종횡비가 3.5 이하의 STI 공정에서는 큰 어려움이 없었지만, 종횡비가 4 이상의 조건에서는 HDP 산화막을 소자분리막으로 이용하는데 한계가 따른다. 즉, 기존과 같이 HDP 산화막만을 이용하여 STI 공정을 진행하다 보면 소자분리막 내에 보이드(void)가 발생하는 문제가 따른다. In particular, when the HDP oxide film formed by the conventional HDP (High Density Plasma) Chemical Vapor Deposition (CVD) method is used as the device isolation layer, it is difficult to fill in the trench having a high aspect ratio. For example, in the STI process having an aspect ratio of 3.5 or less, there is no great difficulty. However, when the aspect ratio is 4 or more, there is a limit to using an HDP oxide film as an element isolation film. That is, as the conventional STI process is performed using only the HDP oxide layer, a void occurs in the device isolation layer.
따라서, 이러한 보이드 발생을 방지하고 소자분리막의 매립 특성을 향상시키기 위하여 HDP 산화막 대신에 스핀 코팅(spin coating) 방식으로 증착되는 SOD(Spin On Dielectric)막의 일종인 폴리실라잔(PoliSilaZane, 이하 PSZ라 함)을 이용하여 트렌치를 매립하는 기술이 제안되었다. Therefore, in order to prevent such voiding and improve the buried property of the device isolation layer, a polysilazane (PoliSilaZane, hereinafter, PSZ), which is a type of spin on dielectric (SOD) film deposited by a spin coating method instead of an HDP oxide film, is referred to as PSZ. Has been proposed to fill the trench.
그러나, PSZ는 HDP 산화막과는 달리 습식식각율이 빠르고 불균일하다는 물질 특성을 갖고 있어 습식식각공정 적용시 소자분리막의 유효높이(EFH, Effective Field oxide Height)를 불균일하게 하는 문제가 있다. 예컨대, PSZ는 메모리 셀이 형성되는 셀 영역과 그 주변소자가 형성되는 주변회로 영역에서 각각 서로 다른 습식식각을 갖게 되어 습식식각공정 적용 후 셀 영역과 주변회로 영역에서 소자분리막이 서로 다른 높이로 제어되는 문제가 있다. 이러한 문제에 대해서는 하기의 표1을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.However, unlike the HDP oxide film, PSZ has a material characteristic that the wet etching rate is fast and nonuniform, so that the effective field oxide height (EFH) of the device isolation layer is uneven when the wet etching process is applied. For example, the PSZ has different wet etching in the cell region in which the memory cell is formed and the peripheral circuit region in which the peripheral element is formed, so that the device isolation layer is controlled at different heights in the cell region and the peripheral circuit region after the wet etching process is applied. There is a problem. This problem will be described in detail with reference to Table 1 below.
표 1은 실제로 종래기술에 따라 PSZ를 이용하여 소자분리막을 형성한 경우 셀 영역과 주변회로 영역에서의 소자분리막 유효높이(EFH)를 측정한 결과를 도시한 것이다. 표 1을 참조하면, 셀 영역에 형성되는 소자분리막의 유효높이가 주변회로 영역에 형성되는 소자분리막의 유효높이보다 최대 920Å(986-66Å)정도 낮게 제어됨을 알 수 있다. 이는, PSZ의 습식식각율이 주변회로 영역에서보다 셀 영역에서 더 크기 때문이다. Table 1 shows the results of measuring the effective height of the device isolation film (EFH) in the cell region and the peripheral circuit area when the device isolation film is formed using the PSZ according to the prior art. Referring to Table 1, it can be seen that the effective height of the device isolation film formed in the cell region is controlled to be at most 920 Å (986-66 Å) lower than the effective height of the device isolation film formed in the peripheral circuit region. This is because the wet etch rate of the PSZ is larger in the cell region than in the peripheral circuit region.
표 1에서, CC(Cell Center)는 셀 영역의 중앙부를 나타내고 CE(Cell Edge)는 셀 영역의 가장자리부를 나타내며, LV(Low Voltage)는 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역으로 주변회로 영역에 속한다.In Table 1, CC (Cell Center) represents the center portion of the cell region, CE (Cell Edge) represents the edge portion of the cell region, and LV (Low Voltage) is a region in which the low voltage transistor is formed and belongs to the peripheral circuit region.
이에 따라, 최근에는 트렌치가 매립되도록 PSZ를 증착한 직후 약 700℃ 이상의 고온 열처리를 실시하여 PSZ막이 HDP 산화막과 유사한 습식식각율을 갖도록 하는 기술이 제안되었다.Accordingly, in recent years, a technique has been proposed in which the PSZ film has a wet etch rate similar to that of an HDP oxide film by performing a high temperature heat treatment of about 700 ° C. or more immediately after the deposition of the PSZ to fill the trench.
그러나, 이와 같이 PSZ를 증착한 직후 700℃ 이상의 고온 열처리를 실시하다 보면 이미 기판 상에 형성된 게이트 산화막 두께가 두꺼워지는 문제가 발생하게 된다. 예를 들면, 낸드 플래시 메모리 소자(NAND type flash memory device)의 경우에는 SA(Self Aligned)-STI 및 ASA(Advanced Self Aligned)-STI 공정을 적용하고 있는데, 이러한 공정에서는 미리 게이트 산화막을 형성한 후, 소자분리막을 형성하고 있어 상기한 고온 열처리시 게이트 산화막의 두께가 두꺼워지게 되는 것이다. However, when the high temperature heat treatment is performed at 700 ° C. or more immediately after the deposition of the PSZ, a problem occurs in that the thickness of the gate oxide film already formed on the substrate becomes thick. For example, in the case of a NAND type flash memory device, a self-aligned (SA) -STI and an advanced self-aligned (ASA) -STI process is applied. In this process, a gate oxide film is formed in advance. In addition, since the device isolation film is formed, the thickness of the gate oxide film becomes thick during the high temperature heat treatment.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 다음과 같은 목적들이 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above problems, and has the following objects.
첫째, 반도체 소자의 소자분리막 형성시 보이드 발생을 억제할 수 있는 반도체 소자의 소자분리막 형성방법을 제공하는데 목적이 있다.First, it is an object of the present invention to provide a method for forming a device isolation film of a semiconductor device capable of suppressing void generation when forming a device isolation film of a semiconductor device.
둘째, 반도체 소자의 소자분리막 형성시 소자분리막의 유효높이를 균일하게 제어할 수 있는 반도체 소자의 소자분리막 형성방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.Second, another object of the present invention is to provide a method for forming a device isolation film of a semiconductor device capable of uniformly controlling the effective height of the device isolation film when forming the device isolation film of the semiconductor device.
셋째, 반도체 소자의 소자분리막 형성시 기판 상의 게이트 절연막 두께가 두꺼워지는 것을 억제할 수 있는 반도체 소자의 소자분리막 형성방법을 제공하는데 또다른 목적이 있다.Third, another object of the present invention is to provide a method for forming a device isolation film of a semiconductor device capable of suppressing a thickening of a gate insulating film on a substrate when forming the device isolation film of a semiconductor device.
상기한 목적을 달성하기 위한 일측면에 따른 본 발명은, 기판 상부에 패드 질화막을 형성하는 단계와, 상기 패드 질화막 및 상기 기판을 식각하여 트렌치를 형성하는 단계와, 상기 트렌치가 매립되도록 상기 패드 질화막 상에 소자분리막을 증착하는 단계와, 상기 소자분리막을 적어도 2회 이상 열처리하되, 상기 열처리는 단계적으로 그 온도를 증가시켜 최종적으로는 적어도 700℃ 이상의 고온에서 실시하는 단계와, 상기 소자분리막을 평탄화하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 소자분리막 형성방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of forming a pad nitride film on an upper surface of a substrate, etching the pad nitride film and the substrate to form a trench, and filling the trench with the pad nitride film. Depositing a device isolation film on the substrate, heat treating the device isolation film at least two times, wherein the heat treatment is performed by increasing the temperature step by step at a temperature of at least 700 ° C. or above, and planarizing the device isolation film. It provides a device isolation film forming method of a semiconductor device comprising the step of.
여기서, 소자분리막은 PSZ 단일막 또는 산화막 계열의 절연막 상에 PSZ가 층된 적층막으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 소자분리막을 평탄화한 후에는 상기 패드 질화막이 일정 두께 잔류하도록 건식식각공정을 실시하는 단계와, 습식식각공정을 통해 상기 패드 질화막을 완전히 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the device isolation film is preferably formed of a laminated film in which the PSZ layer is formed on the PSZ single film or the oxide film-based insulating film. In addition, after the device isolation layer is planarized, the method may further include performing a dry etching process such that the pad nitride layer remains at a predetermined thickness, and completely removing the pad nitride layer through a wet etching process.
본 발명은 트렌치 내에 매립되는 소자분리막 형성 후 다수의 열처리를 실시하되, 단계적으로 그 온도를 증가시켜 최종적으로는 적어도 700℃ 이상의 고온에서 열처리를 실시함으로써, 소자분리막을 구성하는 물질(대표적으로 PSZ)의 습식식각율을 균일하게 제어하게 된다. 따라서, 습식식각공정 적용시에도 소자분리막의 유효높이를 균일하게 제어할 수 있다. According to the present invention, a plurality of heat treatments are performed after the formation of the device isolation film embedded in the trench, but the temperature is increased step by step, and finally, the heat treatment is performed at a high temperature of at least 700 ° C. or more, thereby forming a material (typically PSZ). The wet etch rate of is controlled uniformly. Therefore, even when the wet etching process is applied, the effective height of the device isolation layer may be uniformly controlled.
또한, 본 발명은 건식식각공정을 통해 패드 질화막이 일정 두께 잔류되도록 한 후 습식식각공정을 통해 이를 완전히 제거함으로써, 소자분리막의 유효높이를 더욱 효율적으로 균일하게 제어할 수 있다.In addition, the present invention allows the pad nitride film to remain at a predetermined thickness through a dry etching process, and then completely removes the pad nitride film through a wet etching process, thereby more efficiently and uniformly controlling the effective height of the device isolation layer.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나, 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면번호(참조번호)로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. In addition, in the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity, and in the case where the layers are said to be "on" another layer or substrate, they may be formed directly on another layer or substrate or Or a third layer may be interposed therebetween. In addition, parts denoted by the same reference numerals (reference numbers) throughout the specification represent the same components.
실시예Example
도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 소자분리막 형성방법을 설명하기 위해 도시한 공정단면도이다. 여기서는, 대표적인 예로 플래시 메모리 소자의 소자분리막 형성방법, 구체적으로는 ASA-STI 공정에 대해 설명하기로 한다. 1 to 5 are cross-sectional views illustrating a method of forming a device isolation film of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention. As a representative example, a method of forming an isolation layer of a flash memory device, specifically, an ASA-STI process, will be described.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 셀 영역(CELL)과 주변회로 영역(PERI)을 포함하는 반도체 기판(100) 상에 게이트 절연막(101), 게이트 전극용 도전막(102) 및 패드 질화막(103)을 차례로 형성한다. 여기서, 게이트 절연막(101)은 플래시 메모리 소자의 터널 산화막으로 기능하기 위한 것으로 산화공정을 통해 형성하고, 도전막(102)은 플로팅 게이트(floating gate)로 기능하기 위한 것으로 폴리실리콘막으로 형성하는 것이 바람직하다.First, as shown in FIG. 1, a gate
이어서, 패드 질화막(103), 도전막(102), 게이트 절연막(101) 및 기판(100)을 일정 깊이 식각하여 셀 영역(CELL) 및 주변회로 영역(PERI)에 각각 트렌치(104)를 형성한다.Subsequently, the
이어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 트렌치(104, 도 1 참조)가 매립되도록 전체 구조 상부에 소자분리막용 절연막(105, 이하 소자분리막이라 함)을 증착한다. 여기서, 소자분리막(105)은 PSZ 단일막으로 형성하거나, 산화막 계열의 절연막 상에 PSZ를 적층시켜 형성할 수 있다. 이때, 산화막 계열의 절연막으로는 HDP 산화막 또는 HARP(High Aspect Ratio Process) 산화막을 이용할 수 있다.Next, as shown in FIG. 2, an insulating film for a device isolation film 105 (hereinafter referred to as a device isolation film) is deposited on the entire structure so that the trench 104 (see FIG. 1) is embedded. The
즉, 소자분리막(104)은 트렌치(104)의 일부가 매립되도록 PSZ, HDP 산화막 및 HARP 산화막 중 어느 하나의 막을 증착한 후, 다시 트렌치(104)가 완전히 매립되도록 PSZ를 증착하여 형성할 수 있다. 예컨대, 전체 트렌치(104) 종횡비의 3.5(기판(100) 상에서의 두께가 500Å 이하가 되도록)인 지점까지 PSZ, HDP 산화막 및 HARP 산화막 중 어느 하나의 막을 증착한 후, 다시 트렌치(104)가 완전히 매립되도록 PSZ를 증착한다.That is, the
이어서, 열처리(106)를 실시하여 소자분리막(105)의 막질을 치밀화한다. 특히, 이러한 열처리(106)는 소자분리막(105)을 구성하는 PSZ가 최대한 HDP 산화막과 유사한 습식식각율을 갖도록 하기 위한 공정으로서, 다수 번에 걸쳐 실시하되, 최초로 실시하는 열처리는 700℃ 이하의 저온에서 실시하고 이후의 열처리시 단계적으로 그 온도를 700℃ 이상으로 증가시키는 것이 중요하다. 이를 통해, 게이트 절연막(101)의 두께가 증가하는 것을 방지하면서 소자분리막(105)을 구성하는 PSZ가 HDP 산화막과 최대한 유사한 습식식각율을 갖도록 할 수 있다. 따라서, 소자분리막(105)이 균일한 습식식각율을 갖게 되므로, 후속 습식식각공정 적용시에도 소자분리막(105)의 유효높이를 균일하게 제어할 수 있다. Next,
예컨대, 열처리(106)는 다음과 같이 이루어질 수 있다.For example, the
먼저, 350~450℃의 저온에서 첫번째 열처리를 30~60분간 실시한 후, 650~750℃의 온도에서 두번째 열처리를 30~60분간 실시한다. 이어서, 최종적으로 850~900℃의 고온에서 세번째 열처리를 30~60분간 실시한다.First, the first heat treatment is performed for 30 to 60 minutes at a low temperature of 350 ~ 450 ℃, the second heat treatment is carried out for 30 to 60 minutes at a temperature of 650 ~ 750 ℃. Subsequently, a third heat treatment is finally performed at a high temperature of 850 to 900 ° C. for 30 to 60 minutes.
또한, 이와 같은 열처리(106)는 첫번째 및 두번째 열처리는 습식으로 실시하는 반면 세번째 열처리는 건식으로 실시하는 것이 바람직하다. 여기서, 습식 열처리란 H2와 O2 기체분위기에서 실시하는 것으로, 백금촉매를 이용하여 H2와 O2를 반응시켜 수증기(H2O)를 유발함으로써 수증기 분위기에서 열을 가하는 것을 말한다. 또한, 건식 열처리란 N2 가스를 이용한 열처리를 말한다.In addition,
이러한 열처리(106)에 있어, 첫번째 열처리는 게이트 절연막(101)의 두께가 증가하는 것을 방지하기 위해 700℃보다 현저히 낮은 온도에서 실시하는 것이고, 두번째 열처리는 700℃ 정도의 고온에서 열처리를 진행하여 PSZ막이 HDP 산화막과 최대한 유사한 습식식각율을 갖도록 실시하는 것이다. 이러한 두번째 열처리시에는 게이트 절연막(101)에 미치는 영향이 매우 미미하여 700℃ 정도에서 실시하여도 무방하다. 또한, 세번째 열처리는 소자분리막(105)의 막질을 좀 더 치밀화하기 위해 두번째 열처리보다 더 고온에서 실시한다. In this
이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 화학적기계적연마(Chemical Mechanical Polishing, 이하 CMP라 함)공정을 실시하여 패드 질화막(103) 상의 소자분리막(105, 도 2 참조)을 제거한다. 즉, 패드 질화막(103)을 연마 정지막으로 하는 CMP 공정을 통해 소자분리막(105A)을 평탄화하는 것이다. 이로써, 트렌치(104, 도 1 참조) 내에 고립된 소자분리막(105A)이 형성된다.Next, as shown in FIG. 3, a chemical mechanical polishing (CMP) process is performed to remove the device isolation film 105 (see FIG. 2) on the
이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 건식식각공정(107)을 실시하여 패드 질화막(103A)이 도전막(102) 상에 일정 두께 잔류하도록 패드 질화막(103A)을 식각한다. 이러한 건식식각공정(107)은 패드 질화막(103A)이 도전막(102) 상으로 1~50Å의 두께만큼 잔류하도록 실시하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 건식식각공정(107)은 소자분리막(105B)과 패드 질화막(103A) 간의 식각 선택비를 1:1~1:1.5로 조절하여 실시한다. Next, as shown in FIG. 4, the
이때, 소자분리막(105B)과 패드 질화막(103A) 간의 식각 선택비를 1:1로 하는 경우에는 동도면에서와 같이 소자분리막(105B) 및 패드 질화막(103A)이 동일한 두께로 식각되어 평탄화된다. 예컨대, 소자분리막(105B) 및 패드 질화막(103A)이 모두 400~500Å정도 식각된다.In this case, when the etching selectivity between the
또한, 건식식각공정(107)은 CF4 및 CHF3 가스를 이용하되, 이들의 혼합비를 CF4:CHF3=1:3~1:5로 조절하여 실시하고, 250~300W의 파워조건 및 50~150mTorr의 압력조건에서 10~30초간 실시하는 것이 바람직하다.In addition, the
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 습식식각공정(108)을 실시하여 패드 질화 막(103A, 도 4 참조)을 제거한다. 이러한 습식식각공정(108)은 버퍼드 옥사이드 에천트(Buffered Oxide Etchant, 이하 BOE라 함) 및 인산용액(H3PO4)을 이용하여 실시한다. 이에 따라, 소자분리막(105B)이 일정 깊이 리세스됨과 동시에 패드 질화막(103A)이 완전히 제거된다. 여기서, BOE는 HF와 NH4F를 250:1~350:1의 비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.Subsequently, as shown in FIG. 5, a
따라서, 동도면에서와 같이 셀 영역(CELL)과 주변회로 영역(PERI)에서 소자분리막 유효높이(EFH1, EFH2)가 동일하게 제어될 수 있다. 이는, 건식식각공정(107)을 통해 소자분리막(105B)과 함께 패드 질화막(103A)을 일정 두께 제거한 상태에서 습식식각공정(108)을 실시하게 되므로, 소자분리막(105B)이 습식식각공정(108)에 노출되는 시간을 최소화할 수 있기 때문이다. Accordingly, the device isolation layers effective heights EFH1 and EFH2 may be equally controlled in the cell region CELL and the peripheral circuit region PERI as in the same figure. Since the
이하에서는, 하기의 표2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 경우 셀 영역과 주변회로 영역 간의 소자분리막의 유효높이 단차에 대해 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, referring to Table 2 below, the effective height step of the device isolation layer between the cell region and the peripheral circuit region will be described in detail according to the exemplary embodiment of the present invention.
표 2는 실제로 본 발명의 실시예에 따라 PSZ를 이용하여 소자분리막을 형성한 경우 셀 영역과 주변회로 영역에서의 소자분리막 유효높이(EFH)를 측정한 결과를 도시한 것이다. Table 2 shows the results of measuring the effective height (EFH) of the device isolation layer in the cell region and the peripheral circuit region when the device isolation layer is formed using the PSZ according to the embodiment of the present invention.
표 2를 참조하면, 셀 영역에 형성되는 소자분리막의 유효높이와 주변회로 영역에 형성되는 소자분리막의 유효높이 간 단차가 276Å(1039-763Å)이 됨을 알 수 있다. 즉, 기존의 셀 영역과 주변회로 영역 간의 소자분리막 유효높이의 단차(920Å)보다 현저히 감소됨을 알 수 있다. 이는, 전술한 바와 같이 PSZ가 HDP 산화막과 최대한 유사한 습식식각율을 갖게 되어 소자분리막(105B)이 전체적으로 균일한 습식식각율을 갖기 때문이다. 더욱이, 패드 질화막(103A)을 제거하는 공정을 기존과는 다르게 건식식각공정(107)과 습식식각공정(108)으로 나누어 실시하기 때문이다.Referring to Table 2, it can be seen that the difference between the effective height of the device isolation film formed in the cell region and the effective height of the device isolation film formed in the peripheral circuit region is 276 Å (1039-763 Å). In other words, it can be seen that the reduction in the effective height of the device isolation layer effective height between the existing cell region and the peripheral circuit region (920 Å). This is because the PSZ has a wet etch rate as similar as that of the HDP oxide film as described above, so that the
표 2에서, CC(Cell Center)는 셀 영역의 중앙부를 나타내고 CE(Cell Edge)는 셀 영역의 가장자리부를 나타내며, LV(Low Voltage)는 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역으로 주변회로 영역에 속한다.In Table 2, CC (Cell Center) represents the center portion of the cell region, CE (Cell Edge) represents the edge portion of the cell region, and LV (Low Voltage) is a region in which the low voltage transistor is formed and belongs to the peripheral circuit region.
본 발명의 기술 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 특히, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 ASA-STI 공정에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 STI 공정을 적용하는 모든 반도체 메모리 소자 제조공정시 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. Although the technical spirit of the present invention has been described in detail in the preferred embodiments, it should be noted that the above-described embodiments are for the purpose of description and not of limitation. In particular, although the embodiment of the present invention has been described for the ASA-STI process for convenience of description, the present invention is not limited thereto and may be applied to all semiconductor memory device manufacturing processes to which the STI process is applied. 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.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
첫째, 본 발명에 의하면, STI 공정을 적용하는 반도체 소자의 소자분리막 형성시 스핀 코팅 방식으로 증착되는 PSZ를 이용함으로써, 소자분리막 내 보이드 발생을 억제할 수 있다.First, according to the present invention, the generation of voids in the device isolation film can be suppressed by using the PSZ deposited by spin coating in forming the device isolation film of the semiconductor device using the STI process.
둘째, 본 발명에 의하면, 소자분리막 형성시 PSZ를 증착한 후 다수 번의 열처리를 실시하되, 단계적으로 그 열처리 온도를 증가시켜 최종적으로는 700℃ 이상의 고온에서 열처리를 실시함으로써, PSZ가 HDP 산화막과 최대한 유사한 습식식각율을 갖도록 할 수 있다. 이를 통해, 소자분리막의 유효높이를 균일하게 제어할 수 있다. Second, according to the present invention, the PSZ is deposited during the formation of the device isolation film, and then a plurality of heat treatments are performed, and the heat treatment temperature is increased step by step, and finally, the heat treatment is performed at a high temperature of 700 ° C. or more, so that the PSZ is formed with the HDP oxide film as much as possible. Similar wet etch rates can be achieved. Through this, the effective height of the device isolation film can be uniformly controlled.
셋째, 본 발명에 의하면, 상기한 다수 번의 열처리시 최초로 실시하는 열처리에서는 700℃보다 현저히 낮은 온도(350~450℃)로 실시하여 게이트 절연막의 두께가 두꺼워지는 것을 억제할 수 있다.Third, according to the present invention, the first heat treatment performed at the time of the plurality of heat treatments can be performed at a temperature (350-450 ° C.) significantly lower than 700 ° C. to prevent the thickness of the gate insulating film from becoming thick.
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KR101053647B1 (en) * | 2009-12-29 | 2011-08-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | Semiconductor device manufacturing method |
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