KR20060133796A - Formation method of sti - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 STI 형성 방법을 순차적으로 도시한 순서도,1 is a flowchart sequentially illustrating a conventional STI formation method;
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 STI 형성 방법을 순차적으로 도시한 단면도.2A through 2F are cross-sectional views sequentially illustrating an STI forming method according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10... 웨이퍼 20... 패드 산화막10
30... 패드 질화막 40... 제1포토 레지스트30. Pad
50... 제2포토 레지스트 60... 필드 산화막50 ...
본 발명은 STI 형성 방법에 관한 것으로서, 특히 고전압을 사용하는 플레쉬 메모리에서의 메모리 셀 지역과 페리 지역의 STI를 하나의 마스크에 의하여 형성하는 STI 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an STI forming method, and more particularly, to an STI forming method for forming an STI of a memory cell region and a ferry region using a single mask in a flash memory using high voltage.
일반적으로 STI(shallow trench isolation)는 반도체 소자 제조 시에 개개 소자의 전기적 분리를 위하여 형성된 소자 분리막이다.In general, shallow trench isolation (STI) is a device isolation layer formed for electrical isolation of individual devices during semiconductor device manufacturing.
종래에 플레쉬 메모리 공정에서 STI를 형성하기 위하여는 메모리 셀 영역과 페리 영역 각각의 트렌치 깊이가 차이나기 때문에 서로 다른 두개의 마스크를 사용한다. Conventionally, two different masks are used to form an STI in a flash memory process because the trench depths of the memory cell regions and the ferry regions are different from each other.
즉, 도 1과 같이 메모리 셀용 마스크를 이용하여 메모리 셀 영역에 1차 노광(S1)을 진행한 다음, 메모리 셀 영역을 식각(S2)하여 메모리 셀 영역에 STI를 형성한 후, 페리 영역용 마스크를 이용하여 페리 영역에 2차 노광(S3) 및 식각(S4)을 하여 메모리 셀 영역에 형성된 STI와 그 깊이가 다른 STI를 형성한다.That is, as shown in FIG. 1, after the first exposure S1 is performed on the memory cell region using the mask for the memory cell, the memory cell region is etched (S2) to form an STI in the memory cell region, and then a mask for the ferry region. The second exposure (S3) and the etching (S4) to the ferry region by using to form an STI different in depth from the STI formed in the memory cell region.
그런데, 메모리 셀 영역과 페리 영역 각각에 서로 다른 깊이의 STI를 형성하기 위하여 상기와 같이 두개의 서로 다른 마스크를 사용하는 것은 비경제적이며, 각각의 마스크에 OPC 및 마스크 프레임 형성 작업 등을 하여야 하므로 번거로운 문제점이 있다. However, using two different masks as described above in order to form STIs having different depths in each of the memory cell region and the ferry region is uneconomical, and it is cumbersome because OPC and mask frame forming work must be performed on each mask. There is a problem.
또한, 하나의 레이어에 두개의 마스크를 사용함으로써 오버레이 관점에서도 추가로 마진 손실을 야기하는 문제점이 있다.In addition, using two masks in one layer causes a problem of additional margin loss in terms of overlay.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 경제적이고, 용이하며, 오버레이에 의한 추가 마진을 방지할 수 있는 개선된 STI 형성 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an improved STI forming method which is economical, easy, and can prevent additional margin by overlay.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 STI 형성 방법은, 메모리 셀 영역과 페리 영역으로 이루어진 웨이퍼 상에 순차적으로 패드 산화막와, 패드 질화막 및 제1포토 레지스트를 형성하는 단계; 상기 제1포토 레지스트를 상기 메모리 셀 영역 의 회로 패턴과 페리 영역의 회로 패턴이 함께 형성된 하나의 마스크에서 상기 메모리 셀 영역의 회로 패턴을 통하여 노광하여 패터닝하는 단계; 상기 패턴을 따라 상기 메모리 셀 영역에 트렌치를 형성하기 위하여 상기 패드 질화막과, 상기 패드 산화막 및 상기 웨이퍼를 에칭하고, 상기 제1포토 레지스트를 제거하는 단계; 상기 패터닝된 패드 질화막 상에 제2포토 레지스트를 형성하는 단계; 상기 페리 영역의 회로 패턴을 통해 노광하여 상기 제2포토 레지스트를 패터닝하는 단계; 상기 제2포토 레지스트에 의하여 형성된 패턴을 따라 상기 페리 영역에 트렌치를 형성하기 위하여 상기 웨이퍼를 에칭하고, 상기 제2포토 레지스트를 제거하는 단계; 및 상기 메모리 셀 영역과 상기 페리 영역에 형성된 트렌치 내부에 필드 산화물을 채우고, 상기 패드 질화막을 제거하는 단계를 포함한다.The STI forming method of the present invention for achieving the above object comprises the steps of sequentially forming a pad oxide film, a pad nitride film and a first photoresist on a wafer consisting of a memory cell region and a ferry region; Exposing and patterning the first photoresist through a circuit pattern of the memory cell region in a mask in which a circuit pattern of the memory cell region and a circuit pattern of the ferry region are formed together; Etching the pad nitride film, the pad oxide film, and the wafer to form a trench in the memory cell region along the pattern, and removing the first photoresist; Forming a second photoresist on the patterned pad nitride film; Patterning the second photoresist by exposing through a circuit pattern of the ferry region; Etching the wafer to form trenches in the ferry region along the pattern formed by the second photoresist and removing the second photoresist; And filling a field oxide in the trenches formed in the memory cell region and the ferry region, and removing the pad nitride layer.
여기서, 상기 메모리 셀 영역의 노광은 ArF 광원을 사용한 것이 바람직하다.Here, the exposure of the memory cell region preferably uses an ArF light source.
또한, 상기 페리 영역의 노광은 KrF 광원을 사용한 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to use KrF light source for exposure of the said ferry area | region.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 STI 형성 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.2A to 2F are cross-sectional views sequentially illustrating an STI forming method according to an embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, STI 형성 방법은 도 2a와 같이 메모리 셀 영역과 페리 영역으로 이루어진 웨이퍼(10) 상에 순차적으로 패드 산화막(20)와, 패드 질화막(30) 및 제1포토 레지스트(40)를 형성한다. Referring to the drawings, as shown in FIG. 2A, the
다음으로, 도 2b와 같이 제1포토 레지스트(40)를 패터닝하기 위하여 노광한 다. 이 노광 시 사용되는 마스크에는 메모리 셀 영역의 회로 패턴과 페리 영역의 회로 패턴이 함께 형성되어 있다. 즉, 종래의 경우 메모리 셀 영역의 노광에 사용되는 마스크와 페리 영역의 노광에 사용되는 마스크로 구분되어 있었으나, 본 발명의 경우에는 하나의 마스크에 메모리 셀 영역의 회로 패턴과 페리 영역의 회로 패턴이 함께 형성되어 있다. Next, as shown in FIG. 2B, the
그리고 노광 시, 제1포토 레지스트(40)의 패터닝은 메모리 셀 영역에는 좁은 피치(pitch)로, 페리 영역에는 넓은 피치로 형성된다. 이때 광원으로는 ArF가 사용되며, 조명계로는 해상력이 좋은 다이폴(dipole)이나 크로스폴(crosspole) 등이 사용된다.During exposure, the patterning of the
다음으로, 도 2c와 같이 제1포토 레지스트(40)에 형성된 패턴을 따라 메모리 셀 영역에 트렌치(trench)를 형성하기 위하여 패드 질화막(30)과, 패드 산화막(20) 및 웨이퍼(10)를 에칭하고, 잔존 제1포토 레지스트(40)를 제거한다.Next, as shown in FIG. 2C, the
다음은 페리 영역에 트렌치를 형성하기 위한 단계로서, 패터닝된 패드 질화막 상에 제2포토 레지스트를 형성하고, 도 2d와 같이 페리 영역의 회로 패턴을 통해 노광하여 제2포토 레지스트(50)를 패터닝한다. Next, as a step for forming a trench in the ferry region, a second photoresist is formed on the patterned pad nitride layer, and the
이때 메모리 셀 영역은 디파인(define)되지 않게 해상력이 떨어지는 컨벤셔널(conventional) 조명계를 사용하거나, KrF 광원을 사용한다.In this case, the memory cell region uses a conventional illumination system having low resolution so as not to be defined, or a KrF light source.
다음으로, 도 2e와 같이 제2포토 레지스트(50)에 의하여 형성된 패턴을 따라 페리 영역에 트렌치를 형성하기 위하여 웨이퍼(10)를 에칭하고, 잔존 제2포토 레지스트(50)를 제거한다. 이 페리 영역에 형성되는 트렌치는 그 깊이가 메모리 셀 영 역에 형성된 트렌치의 깊이보다 더 깊게 형성된다.Next, as shown in FIG. 2E, the
마지막으로, 도 2f와 같이 STI를 형성하기 위하여 메모리 셀 영역과 상기 페리 영역에 형성된 트렌치 내부에 필드 산화물(60)을 채우고, 패드 질화막(30)을 제거한다.Finally, as shown in FIG. 2F, the
이와 같은 구성의 STI 형성 방법은 메모리 셀 영역의 회로 패턴과 페리 영역의 회로 패턴 양자가 모두 형성된 하나의 마스크를 통해 노광 공정을 진행하므로 공정의 단순화와 오버레이에 의한 마진 감소를 방지할 수 있게 된다.In the STI forming method having the above configuration, since the exposure process is performed through one mask in which both the circuit pattern of the memory cell region and the circuit pattern of the ferry region are formed, the process can be simplified and the margin reduction due to the overlay can be prevented.
상술한 바와 같이 본 발명의 STI 형성 방법에 의하면, 하나의 마스크에 메모리 셀 영역의 회로 패턴과 페리 영역의 회로 패턴을 함께 형성하여 노광 공정을 진행하므로 경제적이며, 공정의 단순화 및 오버레이에 의한 마진 감소를 줄일 수 있는 효과를 제공한다.As described above, according to the STI forming method of the present invention, since the exposure process is performed by forming the circuit pattern of the memory cell region and the circuit pattern of the ferry region in one mask, it is economical, and the process is simplified and the margin is reduced by overlay. Provides the effect of reducing
본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.It is to be understood that the invention is not limited to that described above and illustrated in the drawings, and that more modifications and variations are possible within the scope of the following claims.
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