[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR100701699B1 - Method for forming isolation layer of semiconductor device - Google Patents

Method for forming isolation layer of semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
KR100701699B1
KR100701699B1 KR1020050058136A KR20050058136A KR100701699B1 KR 100701699 B1 KR100701699 B1 KR 100701699B1 KR 1020050058136 A KR1020050058136 A KR 1020050058136A KR 20050058136 A KR20050058136 A KR 20050058136A KR 100701699 B1 KR100701699 B1 KR 100701699B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insulating film
buried insulating
trench
width
buried
Prior art date
Application number
KR1020050058136A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20070002550A (en
Inventor
송석표
신동선
안상태
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR1020050058136A priority Critical patent/KR100701699B1/en
Publication of KR20070002550A publication Critical patent/KR20070002550A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100701699B1 publication Critical patent/KR100701699B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76224Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials
    • H01L21/76229Concurrent filling of a plurality of trenches having a different trench shape or dimension, e.g. rectangular and V-shaped trenches, wide and narrow trenches, shallow and deep trenches

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Abstract

본 발명은 STI(Shallow Trench Isolation) 공정을 이용한 소자분리막 형성시의 트렌치 매립 특성을 개선시키기 위한 반도체 소자의 소자분리막 형성방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 방법은, 제1폭과 상기 제1폭 보다 큰 제2폭의 트렌치들이 형성된 반도체기판을 제공하는 단계; 상기 기판 전면 상에 제1폭의 트렌치가 매립되도록 균일한 두께로 제1매립절연막을 증착하는 단계; 상기 제1매립절연막을 등방성식각하여 기판 표면 및 제2폭의 트렌치 표면에 증착된 제1매립절연막을 제거함과 아울러 제1폭의 트렌치에 증착된 제1매립절연막의 일부를 제거하여 상기 제1폭의 트렌치 상부에 상기 제1매립절연막의 증착시 제1트렌치에서 발생된 심(seam)을 노출시키는 홈을 형성하는 단계; 상기 홈에 의해 노출된 심(seam)을 덮음과 아울러 제2폭의 트렌치가 완전 매립되도록 잔류된 제1매립절연막을 포함한 기판 전면 상에 제2매립절연막을 증착하는 단계; 및 상기 제2매립절연막을 CMP하는 단계;를 포함한다. 본 발명에 따르면, 서로 다른 폭을 갖는 트렌치들의 매립시, 상대적으로 좁은 폭의 트렌치를 먼저 매립한 후, 이 과정에서 발생된 심(seam)을 노출시키도록 매립된 트렌치 상부에 홈을 형성하고, 이후, 홈과 그 밖의 트렌치들을 최종적으로 매립시킴으로써 상대적으로 좁은 폭의 트렌치에서 발생되는 심(seam)을 트렌치 내부로 숨겨줄 수 있고, 이에 따라, 심(seam)으로 인한 소자 특성 열화를 방지할 수 있다. The present invention discloses a method of forming a device isolation film of a semiconductor device for improving the trench filling characteristics in forming the device isolation film using a shallow trench isolation (STI) process. The disclosed method includes providing a semiconductor substrate having trenches of a first width and a second width greater than the first width; Depositing a first buried insulating film having a uniform thickness such that a trench of a first width is buried on the entire surface of the substrate; Isotropically etching the first buried insulating film to remove the first buried insulating film deposited on the surface of the substrate and the trench of the second width, and removing a portion of the first buried insulating film deposited on the trench of the first width to remove the first buried insulating film. Forming a groove on the trench to expose a seam generated in the first trench when the first buried insulating film is deposited; Depositing a second buried insulating film on the entire surface of the substrate including the first buried insulating film remaining to cover the seam exposed by the groove and completely fill the trench of the second width; And CMPing the second buried insulating film. According to the present invention, when filling trenches having different widths, a trench having a relatively narrow width is buried first, and then a groove is formed in the trench to expose the seams generated in the process. Then, by finally filling the trenches and other trenches, seams generated in the relatively narrow width of trenches can be hidden in the trenches, thereby preventing deterioration of device characteristics due to seams. have.

Description

반도체 소자의 소자분리막 형성방법{Method for forming isolation layer of semiconductor device}Method for forming isolation layer of semiconductor device

도 1은 액티브영역을 한정하는 트렌치가 형성된 반도체기판을 설명하기 위한 평면도.1 is a plan view for explaining a semiconductor substrate having a trench defining an active region;

도 2a와 도 2b는 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 단면도. 2A and 2B are cross-sectional views for explaining the problems of the prior art.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 소자분리막 형성방법을 설명하기 위한 공정별 단면도. 3A to 3D are cross-sectional views of processes for describing a method of forming a device isolation film according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 소자분리막 형성방법을 설명하기 위한 사진.Figure 4 is a photograph for explaining a device isolation film forming method according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

21 : 반도체기판 22 : 제1매립절연막21 semiconductor substrate 22 first buried insulating film

23 : 홈 24 : 제2매립절연막23: groove 24: the second buried insulating film

T, T1, T2 : 트렌치 A : 액티브영역T, T1, T2: trench A: active region

본 발명은 반도체 소자의 소자분리막 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, STI(Shallow Trench Isolation) 공정을 이용한 소자분리막 형성시의 트렌치 매립 특성을 개선시키기 위한 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for forming a device isolation film of a semiconductor device, and more particularly, to a method for improving trench filling characteristics in forming a device isolation film using a shallow trench isolation (STI) process.

주지된 바와 같이, 최근의 반도체 소자는 소자들 간을 전기적으로 분리시키는 소자분리막을 STI 공정을 이용하여 형성하고 있다. 이것은 기존 로코스(LOCOS) 공정의 경우는 소자분리막의 상단 가장자리에 새부리 형상의 버즈-빅(bird's-beak)이 발생되는 것으로 인해 액티브 영역의 크기를 감소시키게 되지만, 상기 STI 공정의 경우는 작은 폭으로의 소자분리막 형성이 가능하여 액티브 영역의 크기를 확보할 수 있음으로 인해 고집적 소자를 구현할 수 있기 때문이다.As is well known, recent semiconductor devices have formed device isolation films using STI processes to electrically separate devices. In the case of the conventional LOCOS process, the size of the active region is reduced due to the occurrence of bird's-beak having a beak shape at the upper edge of the device isolation layer, but the width of the STI process is small. This is because the device isolation layer can be formed to secure the size of the active region, thereby realizing a highly integrated device.

이하에서는 STI 공정을 이용한 종래의 소자분리막 형성방법을 간략하게 설명하도록 한다. Hereinafter, a conventional method of forming an isolation layer using an STI process will be described.

먼저, 반도체기판 상에 패드산화막과 패드질화막을 차례로 형성한 후, 상기 패드질화막을 패터닝한다. 그런다음, 상기 패터닝된 패드질화막을 이용해서 그 아래의 패드산화막과 기판을 식각하여 트렌치를 형성한다. First, a pad oxide film and a pad nitride film are sequentially formed on a semiconductor substrate, and then the pad nitride film is patterned. Then, a trench is formed by etching the pad oxide layer and the substrate below using the patterned pad nitride layer.

다음으로, 트렌치를 매립하도록 기판 결과물 상에 매립절연막을 증착하고, 패드질화막이 노출될 때까지 상기 매립절연막을 화학적기계연마(Chemical Mechanical Polishing; 이하, CMP)한다. Next, a buried insulating film is deposited on the substrate product to fill the trench, and the buried insulating film is chemical mechanical polished (CMP) until the pad nitride film is exposed.

그리고나서, 식각장벽으로 이용된 패드질화막을 인산용액을 이용한 습식식각방식으로 제거하고, 연이어, 불화수소 용액을 이용한 습식세정으로 패드산화막을 제거하여 트렌치형의 소자분리막 형성을 완성한다. Then, the pad nitride film used as the etch barrier is removed by a wet etching method using a phosphoric acid solution, and subsequently, the pad oxide film is removed by wet cleaning using a hydrogen fluoride solution to complete the formation of a trench type device isolation layer.

그러나, 반도체 소자의 디자인 룰이 100nm급 이하로 감소되면서 트렌치의 에스펙트 비(aspect ratio)가 증가됨에 따라, 전술한 STI 공정을 이용한 종래의 소자 분리막 형성방법은 트렌치 매립의 한계 문제에 직면하고 있다.However, as the aspect ratio of the trench is increased as the design rule of the semiconductor device is reduced to 100 nm or less, the conventional device isolation layer forming method using the above-described STI process faces the limitation of trench filling. .

이하에서는, 도 2a와 도 2b를 참조하여, 종래 기술의 문제점을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. Hereinafter, the problems of the prior art will be described in more detail with reference to FIGS. 2A and 2B.

먼저, 도 1을 참조하여, 액티브영역(A)을 한정하는 소자분리막을 형성하기 위해 소자분리막 예정 영역에 트렌치(T)를 형성시킨 반도체기판(1)의 평면도를 설명하도록 한다. First, referring to FIG. 1, a plan view of a semiconductor substrate 1 in which a trench T is formed in a predetermined region of a device isolation film so as to form a device isolation film that defines an active region A will be described.

도 1을 참조하면, 액티브영역(A)은 서로 교차되는 영역에서 단축방향으로 최단 근접거리를 갖는다.(D영역)Referring to FIG. 1, the active area A has the shortest proximal distance in the short axis direction in areas crossing each other.

그러므로, D영역에서의 트렌치 폭은 그 밖의 영역에 비해 상대적으로 좁으며, 트렌치 매립이 상대적으로 어렵다. Therefore, the trench width in the D region is relatively narrow compared with the other regions, and the trench filling is relatively difficult.

도 2a를 참조하면, 종래의 HDP(High Density Plasma)-CVD 방식에 의한 산화막(2a)으로 트렌치를 매립하는 경우, 100nm급 이하의 소자 제조시, D영역과 같은 폭이 좁은 트렌치(T1) 내에 보이드(void)가 발생되고, 이러한 보이드가 후속의 습식식각 공정에서 노출됨으로써 폴리 스트링거(poly stringer)를 유발하여 소자의 전기적 페일(fail)을 초래하고 있다. 여기서, 미설명된 부호 T2는 상기 T1보다 큰 폭을 갖는 트렌치를 가리킨다.Referring to FIG. 2A, when the trench is buried in the oxide film 2a by the conventional HDP (High Density Plasma) -CVD method, when fabricating a device having a class of 100 nm or less, in the trench T1 having the same width as the D region. Voids are generated, and these voids are exposed in subsequent wet etching processes, causing a poly stringer, resulting in an electrical failure of the device. Here, the unexplained symbol T2 indicates a trench having a width larger than the T1.

한편, 도 2b를 참조하면, 상기 보이드의 발생을 억제하기 위해, 단차피복성(스텝 커버리지 : Step coverage)이 우수한 물질을 매립절연막으로 사용하는 경우에는, 트렌치를 포함한 기판 전 표면에서 거의 균일한 두께로 매립절연막(2b)이 증착되고 성장하므로, 보이드 발생은 억제되지만, 폭이 좁은 트렌치(T1)에서 심(seam) 이 유발된다는 문제가 있다. On the other hand, referring to Figure 2b, in order to suppress the generation of the void, when using a material having excellent step coverage (step coverage) as a buried insulating film, almost uniform thickness on the entire surface of the substrate including the trench Since the buried insulating film 2b is deposited and grown, void generation is suppressed, but there is a problem that a seam is caused in the narrow trench T1.

상기 심(seam)은 트렌치 양측벽에 증착되는 매립절연막(2b)이 맞닿는 부분에서 발생하는 것으로서, 후속되는 세정공정에서 노출되어 확대되므로, 결과적으로는, 보이드와 유사한 문제를 일으켜 고집적 소자의 신뢰성 및 수율을 저하시키는 요인으로 작용하고 있다.The seam is generated at a portion where the buried insulating film 2b deposited on both sidewalls of the trench abuts, and is exposed and enlarged in a subsequent cleaning process, resulting in a problem similar to voids, resulting in high reliability of the integrated device. It acts as a factor to lower the yield.

더욱이, 소자의 고집적화에 따라 트렌치 측벽의 경사 각도 또한 점차 가파라지고 있어, 상기 심(seam)의 발생 확률이 높아지고 있는 추세이다. Furthermore, as the device is highly integrated, the inclination angle of the trench sidewalls is also steeply increasing, so that the probability of occurrence of the seam is increasing.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, STI 공정에서 트렌치 매립시 보이드(void) 및 심(seam)으로 인한 소자의 특성 열화를 방지할 수 있는 반도체 소자의 소자분리막 형성방법을 제공함에 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described conventional problems, the device isolation film of the semiconductor device that can prevent the deterioration of the device characteristics due to voids and seams during the trench filling in the STI process The purpose is to provide a formation method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자의 소자분리막 형성방법은, 제1폭과 상기 제1폭 보다 큰 제2폭의 트렌치들이 형성된 반도체기판을 제공하는 단계; 상기 기판 전면 상에 제1폭의 트렌치가 매립되도록 균일한 두께로 제1매립절연막을 증착하는 단계; 상기 제1매립절연막을 등방성식각하여 기판 표면 및 제2폭의 트렌치 표면에 증착된 제1매립절연막을 제거함과 아울러 제1폭의 트렌치에 증착된 제1매립절연막의 일부를 제거하여 상기 제1폭의 트렌치 상부에 상기 제1매립절연막의 증착시 제1트렌치에서 발생된 심(seam)을 노출시키는 홈을 형성하는 단계; 상기 홈에 의해 노출된 심(seam)을 덮음과 아울러 제2폭의 트렌치가 완전 매립되도록 잔류된 제1매립절연막을 포함한 기판 전면 상에 제2매립절연막을 증착하는 단계; 및 상기 제2매립절연막을 CMP하는 단계;를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of forming a device isolation layer of a semiconductor device, the method including: providing a semiconductor substrate having trenches having a first width and a second width larger than the first width; Depositing a first buried insulating film having a uniform thickness such that a trench of a first width is buried on the entire surface of the substrate; Isotropically etching the first buried insulating film to remove the first buried insulating film deposited on the surface of the substrate and the trench of the second width, and removing a portion of the first buried insulating film deposited on the trench of the first width to remove the first buried insulating film. Forming a groove on the trench to expose a seam generated in the first trench when the first buried insulating film is deposited; Depositing a second buried insulating film on the entire surface of the substrate including the first buried insulating film remaining to cover the seam exposed by the groove and completely fill the trench of the second width; And CMPing the second buried insulating film.

여기서, 상기 제1매립절연막은 O3-TEOS 베이스 열공정으로 증착되는 산화막 또는 ALD 공정으로 증착되는 절연막이며, 한편, 상기 제2매립절연막은 HDP-CVD 공정에 의한 산화막이다.Here, the first buried insulating film is an oxide film deposited by an O3-TEOS base thermal process or an insulating film deposited by an ALD process, while the second buried insulating film is an oxide film by an HDP-CVD process.

상기 제1매립절연막은 제1 및 제2폭을 갖는 트렌치에서의 측벽 증착 두께가 100∼1000Å가 되도록 증착한다. The first buried insulating film is deposited so that the sidewall deposition thickness in the trenches having the first and second widths is 100 to 1000 mW.

상기 제1매립절연막을 등방성식각하는 단계 후, 그리고, 상기 제2매립절연막을 증착하는 단계 전, 또는, 상기 제2매립절연막을 증착하는 단계 후, 상기 제1매립절연막의 매립 특성이 향상되도록 기판 결과물을 열처리하는 단계를 더 포함한다.After the isotropic etching of the first buried insulating film, before the depositing of the second buried insulating film, or after the depositing of the second buried insulating film, the buried property of the first buried insulating film is improved. It further comprises the step of heat-treating the result.

(실시예)(Example)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 소자분리막 형성방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.3A to 3D are cross-sectional views illustrating processes of forming a device isolation film of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 3a를 참조하면, 반도체기판(21) 상에 공지의 공정에 따라 패드산화막(미도시)과 패드질화막(미도시)을 차례로 형성한다. 그런다음, 공지의 포토리소그라피 공정에 따라 패드질화막(미도시)을 식각한 후, 식각된 패드질화막(미도시)을 식각장벽으로 이용해서 패드산화막(미도시)과 기판(21)의 소정 깊이를 식각하여 기판의 필드영역에 트렌치(T1, T2)를 형성한다. Referring to FIG. 3A, a pad oxide film (not shown) and a pad nitride film (not shown) are sequentially formed on the semiconductor substrate 21 according to a known process. Thereafter, the pad nitride film (not shown) is etched according to a known photolithography process, and then a predetermined depth of the pad oxide film (not shown) and the substrate 21 are prepared by using the etched pad nitride film (not shown) as an etching barrier. Etching forms trenches T1 and T2 in the field region of the substrate.

이때, 상기 트렌치는, 도 1에서 설명한 바와 같이, 다양한 폭을 갖고 형성되는데, 여기서는, 설명의 용이성을 위해, 트렌치 폭 중에서 가장 좁은 제1폭을 갖는 트렌치(T1)와 상기 제1폭 보다 큰 제2폭을 갖는 트렌치(T2)에 대해서 도시하였다. 이때, 상기 제1폭을 갖는 트렌치(T1)에 해당하는 부분은 도1에서의 D영역이다. In this case, the trench is formed with various widths, as described with reference to FIG. 1. Here, for ease of description, the trench T1 having the narrowest first width among the trench widths and the larger than the first width are formed. A trench T2 having two widths is shown. In this case, the portion corresponding to the trench T1 having the first width is region D in FIG. 1.

다음으로, 도시하지는 않았으나, 반도체기판(21)과 트렌치의 계면 사이에서 발생될 수 있는 누설전류를 방지하기 위해 트렌치 표면에 산화 공정을 통한 측벽산화막을 형성한다. 그런다음, 상기 측벽산화막 상에 후속에서 진행되는 세정 공정에서 측벽산화막의 손실이 방지되도록 선형질화막(liner nitride)을 증착하고, 연이어, 후속하는 트렌치 매립절연막의 증착시에 발생될 수 있는 반도체기판(21)의 결함을 방지하기 위해 선형산화막(liner oxide)을 증착한다. Next, although not shown, a sidewall oxide film is formed on the trench surface through an oxidation process to prevent leakage current that may occur between the semiconductor substrate 21 and the interface of the trench. Thereafter, a linear nitride film is deposited on the sidewall oxide film so that the loss of the sidewall oxide film is prevented in a subsequent cleaning process, and subsequently a semiconductor substrate may be generated during the deposition of the subsequent trench buried insulating film. In order to prevent the defect of 21), a linear oxide is deposited.

도 3b를 참조하면, 상기 제1폭의 트렌치(T1)를 매립하도록 기판 결과물 상에 제1매립절연막(22)을 증착한다. 상기 제1매립절연막(22)은 O3-TEOS(Tetraethyl-orthosilicate) 베이스 열공정에 의한 산화막 또는 원자층증착(Atomic Layer Deposition : 이하 ALD) 방식에 의한 절연막으로서, 단차피복성이 우수한 특성을 갖는다. Referring to FIG. 3B, a first buried insulating film 22 is deposited on a substrate resultant to fill the trench T1 of the first width. The first buried insulating film 22 is an oxide film by an O3-TEOS (Tetraethyl-orthosilicate) base thermal process or an insulating film by an atomic layer deposition (ALD) method, and has excellent step coverage.

그러므로, 상기 제1매립절연막(22)은 기판 전면에 균일한 두께를 갖고 컨포멀(conformal) 하게 증착되는데, 본 발명에서는, 도시된 바와 같이, 상기 제1폭을 갖는 트렌치(T1)는 완전 매립되고 그 밖의 제1폭 보다 큰 폭을 갖는 트렌치(T2)들을 매립되지 않도록 제1매립절연막(22)을 증착시킨다. Therefore, the first buried insulating film 22 has a uniform thickness and conformally deposited on the entire surface of the substrate. In the present invention, as shown, the trench T1 having the first width is completely buried. And the first buried insulating film 22 is deposited so as not to fill the trenches T2 having a width larger than the first width.

예컨데, 상기 제1매립절연막(22)의 증착 두께는 트렌치에서의 측벽 증착 두께를 기준으로 100∼1000Å 범위가 되도록 한다. 이때, 도시된 바와 같이, 제1폭을 갖는 트렌치(T1)에 매립된 제1매립절연막(22) 부분에서는 심(seam)이 발생된다. For example, the deposition thickness of the first buried insulating film 22 is in a range of 100 to 1000 GPa based on the thickness of the sidewall deposition in the trench. At this time, as shown in the drawing, a seam is generated in the portion of the first buried insulating film 22 embedded in the trench T1 having the first width.

도 3c를 참조하면, 상기 제1매립절연막(22)을 등방성식각하여 기판(21) 표면 및 제2폭의 트렌치(T2) 표면에 증착된 제1매립절연막(22)을 제거함과 아울러 제1폭의 트렌치(T1)에 증착된 제1매립절연막(22)의 상부 일부를 제거하여 상기 제1폭의 트렌치(T1) 상부에 심(seam)을 노출시키는 홈(23)을 형성한다. 이때, 상기 등방성식각은 건식 및 습식 식각방식으로 수행할 수 있고, 습식식각시에는 불화수소(HF)를 포함하는 희석액을 사용한다. Referring to FIG. 3C, the first buried insulating film 22 is isotropically etched to remove the first buried insulating film 22 deposited on the surface of the substrate 21 and the second trench T2. A portion of the upper portion of the first buried insulating layer 22 deposited in the trench T1 is removed to form a groove 23 exposing a seam on the upper portion of the trench T1 of the first width. In this case, the isotropic etching may be performed by a dry and wet etching method, a diluent containing hydrogen fluoride (HF) is used during the wet etching.

여기서, 상기 등방성식각으로 제2폭의 트렌치(T1) 표면에 증착된 제1매립절연막(22)을 모두 제거시키는 것이 바람직하나, 200Å 이하 두께의 제1매립절연막(22) 부분을 잔류시킬 수도 있다. The first buried insulating film 22 deposited on the surface of the trench T1 having the second width is preferably removed by the isotropic etching, but a portion of the first buried insulating film 22 having a thickness of 200 μm or less may be left. .

이상과 같이, 상기 등방성식각 공정을 통하여, 제1폭의 트렌치(T1) 상부에 홈(23)이 형성됨과 아울러 제2폭의 트렌치(T2) 내부는 그 공간이 넓어지게 된다.As described above, through the isotropic etching process, the groove 23 is formed in the upper portion of the trench T1 of the first width, and the space of the trench T2 of the second width is widened.

도 4는 상기 등방성식각 후 반도체기판의 평면 사진으로서, 등방성식각 후 제1폭의 트렌치(T1) 영역에만 제1층간절연막(22)이 매립되고, 그 밖의 큰 폭을 갖는 트렌치(T2) 영역은 제1층간절연막(22)이 제거되어 노출돼 있는 것을 확인할 수 있다. FIG. 4 is a planar photograph of the semiconductor substrate after the isotropic etching. The first interlayer insulating layer 22 is embedded only in the trench T1 region having the first width after the isotropic etching, and the trench T2 region having the other large width is It can be seen that the first interlayer insulating film 22 is removed and exposed.

여기서, 도시하지는 않았지만, 상기 등방성식각 후, 그리고, 제2매립절연막(24)을 증착하기 전, 필요에 따라 상기 홈(23)을 포함한 기판(21) 전면 상에 100Å 이하 두께의 보호막을 추가적으로 형성시킬 수도 있다.Although not shown, an additional protective film having a thickness of 100 μm or less is formed on the entire surface of the substrate 21 including the grooves 23 as necessary after the isotropic etching and before the deposition of the second buried insulating film 24. You can also

도 3d를 참조하면, 상기 홈(23)에 의해 노출된 심(seam)을 덮음과 아울러 제2폭의 트렌치(T2)가 완전 매립되도록 잔류된 제1매립절연막(22)을 포함한 기판 전면 상에 제2매립절연막(24)을 증착한다. Referring to FIG. 3D, the entire surface of the substrate including the first buried insulating layer 22 remaining to cover the seam exposed by the groove 23 and to completely fill the trench T2 of the second width is shown in FIG. The second buried insulating film 24 is deposited.

여기서, 상기 제2매립절연막(24)은 HDP-CVD 공정에 의한 산화막으로서, 도시된 바와 같이, 트렌치들(T1, T2)를 매립시키면서 비교적 평탄한 증착 높이를 갖고 증착된다.Here, the second buried insulating film 24 is an oxide film by an HDP-CVD process, and as shown, is deposited with a relatively flat deposition height while filling the trenches T1 and T2.

본 발명에서는, 도시된 바와 같이, 좁은 트렌치(T1)에서 제1매립절연막(22)의 상부를 식각하여 홈(23)을 형성한 후, 상기 홈(23)을 제2매립절연막(24)으로 메워줌으로써, 심(seam)이 트렌치(T1) 내부로 숨게 된다. 그러므로, 본 발명의 방법에 따르면, 후속되는 세정공정에서 심(seam)이 세정액에 노출되지 않게 되며, 이에 따라, 심(seam)으로 인한 소자 특성 열화가 방지된다. In the present invention, as shown, after forming the groove 23 by etching the upper portion of the first buried insulating film 22 in the narrow trench (T1), the groove 23 to the second buried insulating film 24 By filling, the seam hides into the trench T1. Therefore, according to the method of the present invention, the seam is not exposed to the cleaning liquid in the subsequent cleaning process, thereby preventing deterioration of device characteristics due to the seam.

또한, 본 발명에서 제2폭을 갖는 트렌치(T2)는 전술한대로 등방성식각공정에 의해 그 내부 공간이 확보된 상태에서, 제2매립절연막(24)에 의해 매립되므로, 매립이 용이하다. In the present invention, since the trench T2 having the second width is buried by the second buried insulating film 24 in the state where the internal space is secured by the isotropic etching process as described above, the trench T2 is easily buried.

상기 제2매립절연막(24)을 증착하는 단계 후, 상기 제1매립절연막(22)의 매립 특성이 향상되도록 기판 결과물을 열처리한다. After depositing the second buried insulating film 24, the substrate is heat-treated to improve the buried characteristics of the first buried insulating film 22.

상기 열처리 공정은 제1매립절연막(22)을 등방성식각하는 단계 후, 그리고, 상기 제2매립절연막(24)을 증착하는 단계 전에 수행할 수도 있다. The heat treatment process may be performed after isotropically etching the first buried insulating film 22 and before depositing the second buried insulating film 24.

이후, 도시하지는 않았으나, 상기 제2매립절연막(24)을 CMP하여 본 발명의 소자분리막 형성공정을 완료하고, 계속해서, 공지의 후속 공정을 차례로 수행하여 반도체 소자를 완성한다.Subsequently, although not shown, the second buried insulating film 24 is CMP to complete the device isolation film forming process of the present invention. Subsequently, a subsequent known step is sequentially performed to complete the semiconductor device.

이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.As mentioned above, although the present invention has been illustrated and described with reference to specific embodiments, the present invention is not limited thereto, and the following claims are not limited to the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention. It can be easily understood by those skilled in the art that can be modified and modified.

이상에서와 같이, 본 발명은 상대적으로 좁은 폭의 트렌치를 먼저 매립한 후, 매립된 트렌치 상부에 홈을 형성시키고나서, 상기 홈과 그 밖의 트렌치들을 최종적으로 매립시킴으로써, 상대적으로 좁은 폭의 트렌치에서 발생되는 심(seam)을 트렌치 내부로 숨겨줄 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 심(seam)으로 인한 소자의 특성 열화를 방지할 수 있어 소자의 신뢰성 및 특성이 향상된다. As described above, the present invention fills a trench with a relatively narrow width first, and then forms a groove on the buried trench, and finally fills the groove and the other trenches, so that the trench has a relatively narrow width. The generated seam can be hidden inside the trench. Accordingly, the present invention can prevent the deterioration of the characteristics of the device due to the seam, thereby improving the reliability and characteristics of the device.

특히, 본 발명의 방법은 상대적으로 좁은 트렌치의 매립 특성을 향상시킬 수 있는 방법으로서, 고집적 소자의 소자분리막 제조시 용이하게 적용할 수 있는 잇점이 있다. In particular, the method of the present invention is a method that can improve the buried characteristics of the relatively narrow trench, there is an advantage that can be easily applied in the manufacturing of the device isolation film of the highly integrated device.

Claims (5)

제1폭과 상기 제1폭 보다 큰 제2폭의 트렌치들이 형성된 반도체기판을 제공하는 단계: Providing a semiconductor substrate having trenches of a first width and a second width larger than the first width: 상기 기판 전면 상에 제1폭의 트렌치가 매립되도록 균일한 두께로 제1매립절연막을 증착하는 단계; Depositing a first buried insulating film having a uniform thickness such that a trench of a first width is buried on the entire surface of the substrate; 상기 제1매립절연막을 등방성식각하여 기판 표면 및 제2폭의 트렌치 표면에 증착된 제1매립절연막을 제거함과 아울러 제1폭의 트렌치에 증착된 제1매립절연막의 일부를 제거하여 상기 제1폭의 트렌치 상부에 상기 제1매립절연막의 증착시 제1트렌치에서 발생된 심(seam)을 노출시키는 홈을 형성하는 단계; Isotropically etching the first buried insulating film to remove the first buried insulating film deposited on the surface of the substrate and the trench of the second width, and removing a portion of the first buried insulating film deposited on the trench of the first width to remove the first buried insulating film. Forming a groove on the trench to expose a seam generated in the first trench when the first buried insulating film is deposited; 상기 홈에 의해 노출된 심(seam)을 덮음과 아울러 제2폭의 트렌치가 완전 매립되도록 잔류된 제1매립절연막을 포함한 기판 전면 상에 제2매립절연막을 증착하는 단계; 및 Depositing a second buried insulating film on the entire surface of the substrate including the first buried insulating film remaining to cover the seam exposed by the groove and completely fill the trench of the second width; And 상기 제2매립절연막을 CMP하는 단계;CMPing the second buried insulating film; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 소자분리막 형성방법. Device isolation film forming method of a semiconductor device comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 제1매립절연막은 O3-TEOS 베이스 열공정으로 증착되는 산화막 또는 ALD 공정으로 증착되는 절연막인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 소자분리막 형성방법.The method of claim 1, wherein the first buried insulating film is an oxide film deposited by an O3-TEOS base thermal process or an insulating film deposited by an ALD process. 제 1 항에 있어서, 상기 제1매립절연막은 제1 및 제2폭의 트렌치에서의 측벽 증착 두께가 100∼1000Å가 되도록 증착하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 소 자분리막 형성방법.2. The method of claim 1, wherein the first buried insulating film is deposited so that the sidewall deposition thickness in the trenches of the first and second widths is 100 to 1000 mW. 제 1 항에 있어서, 상기 제2매립절연막은 HDP-CVD 공정에 의한 산화막인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 소자분리막 형성방법.The method of claim 1, wherein the second buried insulating film is an oxide film by an HDP-CVD process. 제 1 항에 있어서, 상기 제1매립절연막을 등방성식각하는 단계 후, 그리고, 상기 제2매립절연막을 증착하는 단계 전, 또는, 상기 제2매립절연막을 증착하는 단계 후, 상기 제1매립절연막의 매립 특성이 향상되도록 기판 결과물을 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 소자분리막 형성방법.The method of claim 1, wherein after the isotropic etching of the first buried insulating film, before the depositing of the second buried insulating film, or after depositing the second buried insulating film, The method of claim 1 further comprising the step of heat-treating the resulting substrate to improve the buried characteristics.
KR1020050058136A 2005-06-30 2005-06-30 Method for forming isolation layer of semiconductor device KR100701699B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050058136A KR100701699B1 (en) 2005-06-30 2005-06-30 Method for forming isolation layer of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050058136A KR100701699B1 (en) 2005-06-30 2005-06-30 Method for forming isolation layer of semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070002550A KR20070002550A (en) 2007-01-05
KR100701699B1 true KR100701699B1 (en) 2007-03-29

Family

ID=37869523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050058136A KR100701699B1 (en) 2005-06-30 2005-06-30 Method for forming isolation layer of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100701699B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101641573B1 (en) 2009-11-12 2016-07-22 삼성전자주식회사 Isolation structure and method of the same
KR102001597B1 (en) * 2012-12-11 2019-07-19 에스케이하이닉스 주식회사 Semiconductor device and method for fabricating the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0147629B1 (en) * 1995-04-21 1998-11-02 김광호 Isolation method for semiconductor device
KR19990048786A (en) * 1997-12-10 1999-07-05 김영환 Method of forming device isolation film of semiconductor device
KR20010058498A (en) * 1999-12-30 2001-07-06 박종섭 Method of forming trench type isolation layer in semiconductor device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0147629B1 (en) * 1995-04-21 1998-11-02 김광호 Isolation method for semiconductor device
KR19990048786A (en) * 1997-12-10 1999-07-05 김영환 Method of forming device isolation film of semiconductor device
KR20010058498A (en) * 1999-12-30 2001-07-06 박종섭 Method of forming trench type isolation layer in semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070002550A (en) 2007-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7858492B2 (en) Method of filling a trench and method of forming an isolating layer structure using the same
US8022501B2 (en) Semiconductor device and method for isolating the same
TW554472B (en) A method for forming shallow trench isolation
KR100678645B1 (en) Semiconductor device and fabrication method for the same
KR100543455B1 (en) Method for forming trench isolation in semiconductor device
US20020127818A1 (en) Recess-free trench isolation structure and method of forming the same
US8742549B2 (en) Shallow trench isolation structure
KR100251280B1 (en) Sti method
US7709927B2 (en) Shallow trench isolation structures for semiconductor devices including wet etch barriers
US6893940B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR100701699B1 (en) Method for forming isolation layer of semiconductor device
KR20120090544A (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
KR100532727B1 (en) Method for manufacturing shallow trench isolation layer
TWI714423B (en) Semiconductor structure and method of manufacturing the same
KR20070063821A (en) Method for forming isolation layer of semiconductor device
US8043932B2 (en) Method of fabricating semiconductor device
KR100653704B1 (en) Methods of forming trench isolation in semiconductor device and trench isolation structure fabricated thereby
KR100801733B1 (en) Method of fabricating the trench isolation layer having side oxides with a different thickness
KR100808588B1 (en) Method for gap-filling a insulating layer of semiconductor device
KR100808590B1 (en) Isolation layer of semiconductor device and method of forming the same
KR100734086B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
TWI306643B (en)
KR100849361B1 (en) Method For Manufacturing Semiconductor Devices
JP2014212230A (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR20080062582A (en) Method for forming isolation layer of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110222

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee