KR100424171B1 - Method of manufacturing flash mamory device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주변회로 영역에서의 기판 손상과 셀 영역에서의 유전막 손상을 방지할 수 있는 플래쉬 메모리 소자의 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 방법은, 셀 영역 및 주변회로 영역을 갖는 실리콘 기판의 전 영역 상에 버퍼산화막을 형성하는 단계와, 상기 버퍼산화막 상에 주변회로 영역을 가리는 제1감광막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제1감광막 패턴을 이용한 식각으로 셀 영역 상의 버퍼 산화막을 제거하는 단계와, 상기 제1감광막 패턴을 제거하는 단계와, 상기 실리콘 기판의 셀 영역과 주변회로 영역의 버퍼 산화막 상에 터널 산화막과 도전막을 차례로 형성하는 단계와, 상기 도전막 상에 셀 영역에서의 플로팅 게이트 형성 영역을 한정하는 제2감광막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제2감광막 패턴을 이용한 식각으로 셀 영역에 플로팅 게이트를 형성함과 동시에 주변회로 영역 상의 도전막을 제거하는 단계와, 상기 제2감광막 패턴을 제거하는 단계와, 상기 단계까지의 기판 결과물 상에 ONON막으로된 유전막을 형성하는 단계와, 상기 유전막 상에 셀 영역을 가리는 제3감광막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제3감광막 패턴을 이용한 식각으로 주변회로 영역 상의 유전막을 제거하는 단계와, 상기 유전막 식각시에 발생된 폴리머와 주변회로 영역 상의 버퍼 산화막을 제거하는 단계와, 상기 제3감광막 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.The present invention discloses a method of manufacturing a flash memory device capable of preventing substrate damage in the peripheral circuit region and dielectric film damage in the cell region. The disclosed method includes forming a buffer oxide film over an entire region of a silicon substrate having a cell region and a peripheral circuit region, and forming a first photoresist pattern covering the peripheral circuit region on the buffer oxide film; Removing the buffer oxide layer on the cell region by etching using the first photoresist pattern, removing the first photoresist pattern, and conducting the tunnel oxide layer and the conductive layer on the buffer oxide layer of the cell region and the peripheral circuit region of the silicon substrate. Forming a film in sequence, forming a second photoresist pattern defining a floating gate formation region in the cell region on the conductive layer, and forming a floating gate in the cell region by etching using the second photoresist pattern And removing the conductive film on the peripheral circuit area, removing the second photoresist pattern, and the steps up to the step. Forming a dielectric film formed of an ONON film on the resultant, forming a third photoresist pattern covering the cell region on the dielectric film, and removing the dielectric film on the peripheral circuit region by etching using the third photoresist pattern. And removing the polymer oxide and the buffer oxide layer on the peripheral circuit region generated during the etching of the dielectric layer, and removing the third photoresist pattern.
Description
본 발명은 플래쉬 메모리 소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 주변회로 영역에서의 기판 손상과 셀 영역에서의 유전막 손상을 방지할 수 있는 플래쉬 메모리 소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a flash memory device, and more particularly, to a method of manufacturing a flash memory device that can prevent damage to the substrate in the peripheral circuit region and damage to the dielectric film in the cell region.
플래쉬 메모리 소자(Flash Memory Device)는 프로그래밍(programing) 및 지우기(erase) 특성을 구비한 이피롬(EPROM)과, 전기적으로 프로그래밍 및 지우는 특성을 갖는 이이피롬(EEPROM)의 장점을 살려 제조된 소자이다. 이러한 플래쉬 메모리 소자는 한 개의 트랜지스터로서 한 비트의 저장 상태를 실현하며, 전기적으로 프로그래밍(Programing)과 지우기(Erase)를 할 수 있다.Flash memory devices are manufactured using the advantages of EPROM with programming and erasing characteristics and EEPROM with programming and erasing characteristics. . Such a flash memory device realizes a bit storage state as one transistor, and can be electrically programmed and erased.
이와 같은 플래쉬 메모리 소자는, 전원이 공급될 경우에만 데이터를 보존하는 디램(DRAM) 소자와는 달리, 전원이 차단되어도 데이터를 보존할 수 있는 특성을 갖으며, 이를 위해, 주변회로 영역(peri area)이 저전압(Low Voltage) 영역과 고전압(High Voltage) 영역으로 구획되어 저전압 트랜지스터와 고전압 트랜지스터가 각 영역에 형성되고, 아울러, 셀 영역(cell area)에 플로팅 게이트가 형성된다. 또한, 상기 플로팅 게이트에 의해서 데이터의 쓰기 및 지우기의 동작이 이루어지도록 해야하기 때문에 유전막의 형성이 필요하며, 이때, 상기 유전막은 셀 영역에는 형성되지만, 셀 영역 이외의 영역, 즉, 주변회로 영역에서는 트랜지스터에 의한 구동이 이루어지는 것으로 인해 형성되지 않는다.Such a flash memory device, unlike a DRAM device, which preserves data only when power is supplied, has a characteristic of preserving data even when the power is cut off. ) Is divided into a low voltage region and a high voltage region to form a low voltage transistor and a high voltage transistor in each region, and a floating gate is formed in a cell region. In addition, since the data must be written and erased by the floating gate, a dielectric film needs to be formed. In this case, the dielectric film is formed in the cell region, but in a region other than the cell region, that is, the peripheral circuit region. It is not formed due to the driving by the transistor.
여기서, 상기 유전막을 형성함에 있어서 0.25㎛급 이하의 32M 플래쉬 메모리 소자의 제조 공정에서는 주변회로 영역의 저전압 영역과 고전압 영역 각각에 80Å및 160Å의 게이트 산화막을 형성한 상태로 유전막 형성 공정을 진행하며, 셀 영역에만 유전막이 형성되도록, 후속에서 주변회로 영역에 형성된 유전막을 제거한다.Here, in forming the dielectric film, in the manufacturing process of the 32M flash memory device having a class of 0.25 µm or less, the dielectric film forming process is performed with a gate oxide film of 80 kV and 160 kV formed in each of the low voltage region and the high voltage region of the peripheral circuit region. The dielectric film formed in the peripheral circuit region is subsequently removed so that the dielectric film is formed only in the cell region.
그런데, 0.18㎛급 이상의 64M 및 128M 플래쉬 메모리 소자의 제조 공정에서는 셀 면적이 작아지면서 웰(well) 형성시의 면적 확보가 어려워지는 문제가 발생하게 되었는 바, 셀 영역에서의 효율적인 면적 확보를 위해, 저전압 및 고전압 영역을 형성하기 전에 유전막 형성 공정을 수행하고 있다.However, in the manufacturing process of the 64M and 128M flash memory devices of 0.18㎛ class or more, it is difficult to secure the area at the time of forming the wells due to the small cell area. Before forming the low voltage and high voltage regions, a dielectric film forming process is performed.
이하에서는 종래 기술에 따른 0.18㎛급 이상의 64M 및 128M 플래쉬 메모리 소자의 제조방법을 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of manufacturing 64M and 128M flash memory devices of 0.18 μm or more according to the prior art will be described with reference to FIGS. 1A to 1C.
먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 셀 영역 및 주변회로 영역을 갖는 실리콘 기판(1)을 마련한 상태에서 상기 실리콘 기판(1) 상에 박막의 터널 산화막(2)을 형성하고, 그런다음, 상기 터널 산화막(2) 상에 플로팅 게이트용 도전막, 예컨데, 폴리실리콘막(3)을 증착한다. 이어서, 상기 셀 영역에 형성된 폴리실리콘막 부분 상에 플로팅 게이트를 한정하는 제1감광막 패턴(4)을 형성한다. 이때, 주변회로 영역에 형성된 폴리실리콘막 부분은 노출된다.First, as shown in FIG. 1A, a thin-film tunnel oxide film 2 is formed on the silicon substrate 1 in a state where a silicon substrate 1 having a cell region and a peripheral circuit region is provided. A floating gate conductive film, for example, a polysilicon film 3, is deposited on the tunnel oxide film 2. Subsequently, a first photoresist layer pattern 4 defining a floating gate is formed on the polysilicon layer formed in the cell region. At this time, the polysilicon film portion formed in the peripheral circuit region is exposed.
다음으로, 도 1b에 도시된 바와 같이, 플로팅 게이트를 형성하기 위해 상기 제1감광막 패턴을 이용한 건식 식각 공정으로 상기 폴리실리콘막을 식각한다. 그런다음, 식각 마스크로 사용된 제1감광막 패턴을 제거하고, 이 과정에서 발생되는 폴리머(polymer)를 제거하기 위해 습식 식각을 행하며, 이어서, 유전막을 형성을 위한 전처리 공정으로서 예비 클리닝을 행한다.Next, as illustrated in FIG. 1B, the polysilicon layer is etched by a dry etching process using the first photoresist layer pattern to form a floating gate. Then, the first photoresist film pattern used as the etching mask is removed, wet etching is performed to remove polymer generated in this process, and then preliminary cleaning is performed as a pretreatment process for forming the dielectric film.
여기서, 상기 폴리실리콘막(3)의 식각시에는 주변회로 영역에 형성된 터널산화막(2)이 그의 전체 두께 대비 30∼40% 정도가 제거되며, 또한, 폴리머 제거를 위한 습식 식각시에도 일부 제거가 이루어져 전체 두께 대비 20∼30% 정도만 잔류되고, 그리고, 상기 전처리 공정인 예비 클리닝시에 완전히 제거된다.Here, when the polysilicon film 3 is etched, about 30 to 40% of the tunnel oxide film 2 formed in the peripheral circuit region is removed from the total thickness thereof, and some removal is also performed during wet etching for removing the polymer. Only 20 to 30% of the total thickness is retained, and completely removed during preliminary cleaning as the pretreatment step.
계속해서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 단계까지의 결과물 상에 ONO막으로된 유전막(5)을 증착하고, 이어서, 상기 유전막(5) 상에 셀 영역에 형성된 부분만 가리도록 제2감광막 패턴(6)을 형성한다. 그런다음, 노출된 주변회로 영역에서의 유전막 부분을 건식 식각을 통해서 제거한다.Subsequently, as shown in FIG. 1C, a dielectric film 5 made of an ONO film is deposited on the resultant up to the step, and then a second photoresist film is disposed so as to cover only a portion formed in the cell region on the dielectric film 5. The pattern 6 is formed. Then, the portion of the dielectric film in the exposed peripheral circuit area is removed by dry etching.
이후, 도시하지는 않았으나, 셀 영역 상에 형성된 제2감광막 패턴을 제거한 후, 이 과정에서 발생되는 폴리머를 제거하기 위해 BOE 용액을 이용한 습식 식각 공정을 수행하고, 이어서, 후속 공정에 대한 전처리 공정으로서 클리닝 공정을 행한다. 그리고나서, 공지의 후속 공정을 진행하여 플래쉬 메모리 소자를 제조한다.Subsequently, although not shown, after removing the second photoresist pattern formed on the cell region, a wet etching process using a BOE solution is performed to remove the polymer generated in this process, and then cleaning as a pretreatment process for the subsequent process. The process is performed. Thereafter, a well-known subsequent process is performed to manufacture a flash memory device.
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 플래쉬 메모리 소자의 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional method of manufacturing a flash memory device as described above has the following problems.
먼저, 기존의 0.25㎛급 이하 32M 플래쉬 메모리 소자 제조 공정의 경우에는 주변회로 영역의 저전압 영역과 고전압 영역 각각에 게이트 산화막을 형성한 상태로 유전막 형성 공정을 진행하기 때문에 상기 저전압 및 고전압 영역에 각각 형성시킨 게이트 산화막에 의해서 후속 공정인 유전막의 건식 식각, 폴리머 제거를 위한 습식 식각 및 예비클리닝 공정시 실리콘기판의 어택(attack), 즉, 손상(damage)을 방지할 수 있다.First, in the process of manufacturing a conventional 0.25M or less 32M flash memory device, the dielectric film forming process is performed in a state where a gate oxide film is formed in each of the low voltage region and the high voltage region of the peripheral circuit region. The gate oxide layer can prevent the attack, that is, damage of the silicon substrate during the dry etching of the dielectric layer, the wet etching for removing the polymer, and the precleaning process.
반면, 0.18㎛급 이상의 64M 및 128M 플래쉬 메모리 소자의 제조 공정에서는 유전막 형성 공정을 진행한 이후에 주변회로 영역에서의 저전압 영역 및 고전압 영역에 대한 공정을 수행하기 때문에 상기 주변회로 영역에 형성된 유전막을 제거하기 위한 건식 식각시에 과도 식각이 일어나 실리콘 기판이 어택을 받는 현상이 발생된다.On the other hand, in the manufacturing process of 64M and 128M flash memory devices of 0.18㎛ or more, the dielectric film formed in the peripheral circuit region is removed since the process of the low voltage region and the high voltage region in the peripheral circuit region is performed after the dielectric film forming process is performed. In the dry etching process, excessive etching occurs to cause the silicon substrate to be attacked.
또한, 후속 공정인 폴리머 제거를 위한 습식 식각 및 예비 클리닝 공정에서 실리콘 기판의 추가 손상이 발생되며, 아울러, 셀 영역에서의 유전막, 즉, ONO 구조에서 상부 산화막이 손실됨은 물론 질화막이 파괴(nitride fit)되는 현상이 야기되며, 이로 인해, 유전막에서의 누선전류 및 문턱전압 특성이 악화되는 결과가 초래된다.In addition, further damage of the silicon substrate occurs in the subsequent wet etching and preliminary cleaning process for the removal of the polymer, as well as the loss of the upper oxide layer in the dielectric layer in the cell region, that is, the ONO structure as well as the destruction of the nitride layer. ), Which results in deterioration of the leakage current and threshold voltage characteristics in the dielectric film.
도 2 및 도 3은 종래의 문제점을 설명하기 위한 사진들로서, 여기서, 도 2는 유전막의 건식 식각시에 감광막의 경화(harding)에 의해서 유발되는 폴리머를 보여주는 사진이고, 도 3은 유전막의 건식 식각시에 과도 식각에 의한 실리콘 기판의 어택이 유발된 상태를 보여주는 사진이다. 또한, 도 2에서 도면부호 A는 감광막이 형성되었던 영역을, 그리고, B는 감광막의 제거시에 발생된 폴리머를 나타내고, 도 3에서 도면부호 1은 어택이 유발된 실리콘 기판을, 그리고, STI는 소자분리영역을 나타낸다.2 and 3 are photographs for explaining a conventional problem, where FIG. 2 is a photo showing a polymer caused by hardening of the photosensitive film during dry etching of the dielectric film, and FIG. 3 is a dry etching of the dielectric film. This is a photo showing the attack of the silicon substrate caused by the excessive etching at the time. In addition, in FIG. 2, reference numeral A denotes a region where the photoresist film was formed, and B denotes a polymer generated when the photoresist film is removed. In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a silicon substrate in which an attack is induced, and STI An isolation region is shown.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 주변회로 영역에서의 기판 손상과 셀 영역에서의 유전막 손상을 방지할 수 있는 플래쉬 메모리 소자의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a flash memory device capable of preventing substrate damage in a peripheral circuit region and dielectric layer damage in a cell region.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 플래쉬 메모리 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도.1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory device according to the prior art.
도 2는 유전막의 건식 식각시에 감광막의 경화(harding)에 의해서 유발되는 폴리머를 보여주는 사진.FIG. 2 is a photograph showing a polymer caused by hardening of the photosensitive film during dry etching of the dielectric film. FIG.
도 3은 유전막의 건식 식각시에 과도 식각에 의한 실리콘 기판의 어택이 유발된 상태를 보여주는 사진.Figure 3 is a photograph showing a state in which the attack of the silicon substrate caused by the excessive etching during the dry etching of the dielectric film.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명에 따른 플래쉬 메모리 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도.4A to 4F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory device according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
11 : 실리콘 기판 12 : 버퍼 산화막11 silicon substrate 12 buffer oxide film
13 : 제1감광막 패턴 14 : 터널 산화막13: first photosensitive film pattern 14: tunnel oxide film
15 : 폴리실리콘막 16 : 제2감광막 패턴15 polysilicon film 16 second photosensitive film pattern
17 : 유전막 18 : 제3감광막 패턴17 dielectric layer 18 third photoresist pattern
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플래쉬 메모리 소자의 제조방법은, 셀 영역 및 주변회로 영역을 갖는 실리콘 기판의 전 영역 상에 버퍼산화막을 형성하는 단계; 상기 버퍼산화막 상에 주변회로 영역을 가리는 제1감광막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1감광막 패턴을 이용한 식각으로 셀 영역 상의 버퍼 산화막을 제거하는 단계; 상기 제1감광막 패턴을 제거하는 단계; 상기 실리콘 기판의 셀 영역과 주변회로 영역의 버퍼 산화막 상에 터널 산화막과 도전막을 차례로 형성하는 단계; 상기 도전막 상에 셀 영역에서의 플로팅 게이트 형성 영역을 한정하는 제2감광막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제2감광막 패턴을 이용한 식각으로 셀 영역에 플로팅 게이트를 형성함과 동시에 주변회로 영역 상의 도전막을 제거하는 단계; 상기 제2감광막 패턴을 제거하는 단계; 상기 단계까지의 기판 결과물 상에 ONON막으로된 유전막을 형성하는 단계; 상기 유전막 상에 셀 영역을 가리는 제3감광막 패턴을 형성하는 단계; 상기 제3감광막 패턴을 이용한 식각으로 주변회로 영역 상의 유전막을 제거하는 단계; 상기 유전막 식각시에 발생된 폴리머와 주변회로 영역 상의 버퍼 산화막을 제거하는 단계; 및 상기 제3감광막 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a flash memory device of the present invention for achieving the above object comprises the steps of: forming a buffer oxide film on the entire region of the silicon substrate having a cell region and a peripheral circuit region; Forming a first photoresist pattern covering the peripheral circuit region on the buffer oxide film; Removing the buffer oxide layer on the cell region by etching using the first photoresist pattern; Removing the first photoresist pattern; Sequentially forming a tunnel oxide film and a conductive film on a buffer oxide film of a cell region and a peripheral circuit region of the silicon substrate; Forming a second photoresist pattern defining a floating gate formation region in a cell region on the conductive layer; Forming a floating gate in a cell region by etching using the second photoresist pattern and simultaneously removing a conductive layer on a peripheral circuit region; Removing the second photoresist pattern; Forming a dielectric film of the ONON film on the substrate resultant up to this step; Forming a third photoresist pattern covering the cell region on the dielectric layer; Removing the dielectric film on the peripheral circuit region by etching using the third photoresist pattern; Removing the buffer oxide layer on the polymer and the peripheral circuit region generated during the etching of the dielectric layer; And removing the third photoresist pattern.
여기서, 본 발명의 방법은 상기 버퍼 산화막을 LP-CVD 공정을 이용하여 HTO막으로 형성하며, 그리고, 150∼300Å 두께로 형성한다.In the method of the present invention, the buffer oxide film is formed into an HTO film by using an LP-CVD process, and is formed to a thickness of 150 to 300 kPa.
본 발명에 따르면, 유전막 형성 공정 이전에 버퍼 산화막을 형성하기 때문에, 이러한 버퍼 산화막에 의해서 실리콘 기판의 어택이 유발되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 유전막의 재질을 ONON 구조로 변경하면서 폴리머의 제거 후에 감광막 패턴을 제거하기 때문에 유전막의 손실을 방지할 수 있다.According to the present invention, since the buffer oxide film is formed before the dielectric film forming step, it is possible to prevent the attack of the silicon substrate from being caused by the buffer oxide film. In addition, since the photoresist pattern is removed after the polymer is removed while changing the material of the dielectric film to the ONON structure, the loss of the dielectric film can be prevented.
(실시예)(Example)
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 종래의 문제점인 유전막의 건식 식각시에 실리콘 기판에 어택이 유발되는 것을 방지하고, 그리고, 폴리머 제거시의 유전막 손실을 방지하기 위해 다음과 같은 원리로 공정을 진행한다.The present invention proceeds the process based on the following principle to prevent the attack caused to the silicon substrate during dry etching of the dielectric film, which is a conventional problem, and to prevent the dielectric film loss during polymer removal.
전자의 경우에는 유전막을 형성하기 전에 실리콘 기판의 주변회로 영역 상에 버퍼 산화막을 소정 두께, 예컨데, 150∼300Å 두께로 형성함으로써, 상기 버퍼 산화막에 의해서 후속하는 유전막의 건식 식각시에 기판의 어택 유발을 방지한다.In the former case, before the dielectric film is formed, a buffer oxide film is formed on the peripheral circuit region of the silicon substrate to a predetermined thickness, for example, 150 to 300 microns thick, thereby causing attack of the substrate during dry etching of the subsequent dielectric film by the buffer oxide film. To prevent.
후자의 경우에는, 먼저, 저전압(Low Power) 및 높은 압력(High Pressure)의 조건 및 낮은 폴리머 발생 공정(Low Polymer Process)으로 유전막에 대한 건식 식각을 행하여 폴리머의 발생 정도를 최소화시키고, 아울러, 폴리머를 제거한 상태로 감광막의 제거 및 습식 식각을 행하며, 그리고, 유전막을 ONON 구조로 변경하여 BOE 및 HF 베스에서의 질화막과 산화막간의 선택비를 이용함으로써, 유전막의 손실을 방지한다.In the latter case, first, dry etching of the dielectric film is performed under conditions of low power and high pressure, and a low polymer process to minimize the generation of the polymer, and at the same time, The photoresist film is removed and wet etched while the dielectric film is removed, and the dielectric film is changed to the ONON structure to use the selectivity between the nitride film and the oxide film in the BOE and HF bath to prevent the loss of the dielectric film.
자세하게, 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 플래쉬 메모리 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.4A to 4D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 셀 영역 및 주변회로 영역을 갖는 실리콘기판(11)을 마련하고, 상기 실리콘 기판(11)의 전면 상에, 후속의 유전막 형성 공정에서 상기 실리콘 기판(11)의 주변회로 영역에서 어택이 유발되는 것을 방지하기 위해, LP-CVD 공정을 이용하여 HTO막으로 이루어진 버퍼 산화막(12)을 150∼300Å 두께로 형성한다. 그런다음, 셀 영역에 형성되는 플로팅 게이트가 저전압으로 동작하도록 하기 위해 상기 버퍼 산화막(12) 상에 주변회로 영역만을 가리는 셀 오픈 마스크, 즉, 제1감광막 패턴(13)을 형성한다.First, as shown in FIG. 4A, a silicon substrate 11 having a cell region and a peripheral circuit region is provided, and on the entire surface of the silicon substrate 11, the silicon substrate 11 in a subsequent dielectric film forming process. In order to prevent the attack from occurring in the peripheral circuit area of the film, a buffer oxide film 12 made of an HTO film is formed to have a thickness of 150 to 300 Å using the LP-CVD process. Then, in order to operate the floating gate formed in the cell region at a low voltage, a cell open mask, that is, a first photoresist pattern 13, covering only the peripheral circuit region is formed on the buffer oxide layer 12.
다음으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 셀 영역에 형성된 버퍼 산화막(12)을 기판 손상을 억제시킬 수 있는 습식 식각으로 제거한 후, 식각 마스크로 이용된 제1감광막 패턴을 제거한다. 그런다음, 노출된 실리콘 기판(11)의 셀 영역과 주변회로 영역의 버퍼 산화막(12) 상에 박막의 터널 산화막(14)을 80Å 두께로 형성한다. 이때, 상기 터널 산화막(14)은 셀 영역에서는 버퍼 산화막(12)이 없는 것으로 인해 80Å 정도가 모두 증착되며, 아울러, 게이트 산화막으로서의 특성을 확보하게 되는 반면, 주변회로 영역에서는 버퍼 산화막(12)의 존재로 인해 대략 20∼30Å 정도만 증착된다. 즉, 상기 터널 산화막(14)은 노출된 셀 영역 상에 형성되는 두께에 대해 주변회로 영역 상의 버퍼 산화막(12) 상에서는 25∼40% 두께만이 형성된다.Next, as shown in FIG. 4B, the buffer oxide film 12 formed in the cell region is removed by wet etching, which can suppress substrate damage, and then the first photoresist pattern used as an etching mask is removed. Then, a thin tunnel oxide film 14 is formed on the buffer oxide film 12 in the cell region and the peripheral circuit region of the exposed silicon substrate 11 to a thickness of 80 Å. At this time, the tunnel oxide film 14 is deposited in the cell region because the buffer oxide film 12 does not have all about 80 Å, and also as a gate oxide film to ensure the characteristics, while in the peripheral circuit region of the buffer oxide film 12 Due to their presence, only about 20-30 μs are deposited. That is, the tunnel oxide layer 14 is formed only 25 to 40% on the buffer oxide layer 12 on the peripheral circuit region to the thickness formed on the exposed cell region.
그 다음, 도 4c에 도시된 바와 같이, 셀 영역 및 주변회로 영역의 터널 산화막(14) 상에 플로팅 게이트용 도전막, 예컨데, 폴리실리콘막(15)을 증착하고, 상기 폴리실리콘막(15) 상에 플로팅 게이트를 한정하는 제2감광막 패턴(16)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 4C, a floating gate conductive film, for example, a polysilicon film 15 is deposited on the tunnel oxide film 14 in the cell region and the peripheral circuit region, and the polysilicon film 15 is deposited. A second photoresist pattern 16 defining a floating gate is formed thereon.
다음으로, 도 4d에 도시된 바와 같이, 식각 마스크로서 제2감광막 패턴(16)을 이용하여 폴리실리콘막(15)을 식각한다. 이때, 주변회로 영역에 형성된 폴리실리콘막이 식각 제거되며, 이에 따라, 상기 주변회로 영역에서의 터널 산화막(14)이 노출된다.Next, as shown in FIG. 4D, the polysilicon layer 15 is etched using the second photoresist layer pattern 16 as an etching mask. At this time, the polysilicon film formed in the peripheral circuit region is etched away, thereby exposing the tunnel oxide film 14 in the peripheral circuit region.
이어서, 도 4e에 도시된 바와 같이, 제2감광막 패턴을 제거한 상태에서, 상기 결과물 상에 ONON막으로된 유전막(17)을 증착한다. 여기서, 상기 유전막(17)을 ONON 구조로 변경한 것은, 전술한 바와 같이, BOE 및 HF 용액에 대한 질화막과 산화막의 식각 선택비를 확보하여 유전막의 손실이 억제되도록 하기 위함이다. 이어서, 상기 유전막(17) 상에 셀 영역만을 가리는 제3감광막 패턴(18)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 4E, in a state where the second photoresist pattern is removed, a dielectric film 17 including an ONON film is deposited on the resultant. In this case, the dielectric film 17 is changed to the ONON structure in order to secure the etching selectivity of the nitride film and the oxide film with respect to the BOE and HF solutions so that the loss of the dielectric film is suppressed. Subsequently, a third photoresist pattern 18 covering only the cell region is formed on the dielectric layer 17.
다음으로, 도 4f에 도시된 바와 같이, 식각 마스크로서 제3감광막 패턴을 이용하여 노출된 주변회로 영역에서의 유전막(14)을 건식 식각한다. 이때, 상기 유전막(14)의 건식 식각시에는 제3감광막의 경화가 최소화되도록 하기 위해 저전압 및 고압의 조건에서 낮은 폴리머 발생 공정으로 수행한다.Next, as shown in FIG. 4F, the dielectric layer 14 in the exposed peripheral circuit region is dry-etched using the third photoresist layer pattern as an etching mask. In this case, in the dry etching of the dielectric layer 14, a low polymer generation process is performed under low voltage and high pressure to minimize hardening of the third photoresist film.
이어서, 상기 유전막(14)의 건식 식각시에 발생된 폴리머와 주변회로 영역에서의 터널 산화막을 포함하는 버퍼 산화막을 BOE 또는 HF 용액을 이용한 습식 식각으로 모두 제거하고, 그리고나서, 상기 제3감광막 패턴을 제거한다.Subsequently, the buffer oxide layer including the polymer generated during the dry etching of the dielectric layer 14 and the tunnel oxide layer in the peripheral circuit region is removed by wet etching using a BOE or HF solution, and then the third photoresist pattern Remove it.
이후, 도시하지는 않았으나, 공지의 후속 공정을 진행하여 본 발명에 따른 플래쉬 메모리 소자를 제조한다.Thereafter, although not shown, a flash memory device according to the present invention is manufactured by performing a subsequent known process.
전술한 바와 같은 공정을 통해 제조되는 본 발명의 플래쉬 메모리 소자는 유전막 형성 공정을 수행하기 전에 실리콘 기판의 주변회로 영역에 버퍼 산화막을 형성하는 것으로 인해, 유전막의 과도 식각에 따른 실리콘 기판의 어택이 유발되는 것을 방지할 수 있음은 물론, 유전막의 건식 식각에 따른 잔류 산화막의 조절 마진을 확보할 수 있어, 공정 마진을 확보할 수 있게 된다.In the flash memory device of the present invention, which is manufactured through the process described above, the buffer oxide film is formed in the peripheral circuit region of the silicon substrate before the dielectric film forming process is performed, causing attack of the silicon substrate due to the excessive etching of the dielectric film. In addition, the control margin of the residual oxide film due to dry etching of the dielectric film can be secured, and thus, the process margin can be secured.
또한, 상기 버퍼 산화막의 형성으로 인해 폴리머 제거를 위한 습식 식각시에도 실리콘 기판의 어택을 방지할 수 있으며, 특히, 폴리머 제거를 위한 습식 식각에 상기 버퍼 산화막을 함께 제거하므로, 상기 버퍼 산화막을 제거하기 위한 추가 공정은 필요치 않다.In addition, the formation of the buffer oxide layer may prevent the attack of the silicon substrate even during wet etching for removing the polymer. In particular, the buffer oxide layer may be removed together with the wet etching for removing the polymer, thus removing the buffer oxide layer. No further processing is necessary.
게다가, 유전막의 재질을 ONON 구조로 변경함으로써, 폴리머 식각시의 유전막 손실 및 이에 따른 유전막의 특성 저하를 방지할 수 있게 되는 바, 그 특성을 확보할 수 있다.In addition, by changing the material of the dielectric film to the ONON structure, it is possible to prevent the loss of the dielectric film during the etching of the polymer and the deterioration of the characteristic of the dielectric film.
아울러, 버퍼 산화막 상에 증착되는 터널 산화막은 후속에서 수행되는 상기 버퍼 산화막의 식각시에 습식 타켓이 더 증가하는 문제를 방지할 수 있게 되며, 따라서, 후속의 전처리 및 후처리 공정에서 유발되는 버퍼 산화막의 손실을 정확하게 조절할 수 있다.In addition, the tunnel oxide film deposited on the buffer oxide film can prevent the problem of further increasing the wet target during the etching of the buffer oxide film which is subsequently performed. The loss can be adjusted accurately.
이상에서와 같이, 본 발명은 유전막 형성 공정을 수행하기 전에 버퍼 산화막을 형성함으로써, 이러한 버퍼 산화막을 통해서 실리콘 기판의 주변회로 영역에서 어택이 유발되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 주변회로 영역에 형성되는 저전압 및 고전압 트랜지스터의 특성을 확보할 수 있다.As described above, the present invention can prevent the attack from occurring in the peripheral circuit region of the silicon substrate through the buffer oxide film by forming a buffer oxide film before performing the dielectric film forming process, and thus, in the peripheral circuit region The characteristics of the low voltage and high voltage transistors formed can be ensured.
또한, 본 발명은 유전막의 재질을 ONON 구조로 변경함으로써, 감광막의 제거시에 유전막의 손실이 유발되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 게이트 특성 및 소자 특성을 확보할 수 있다.In addition, according to the present invention, by changing the material of the dielectric film to the ONON structure, it is possible to prevent the loss of the dielectric film when the photoresist film is removed, thereby securing the gate characteristics and the device characteristics.
그러므로, 본 발명의 방법을 이용하면, 고집적 플래쉬 메모리 소자를 신뢰성 있게 제조할 수 있다.Therefore, by using the method of the present invention, a highly integrated flash memory device can be manufactured reliably.
기타, 본 발명은 그 요지가 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.In addition, this invention can be implemented in various changes in the range which does not deviate from the summary.
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