JP2006032700A - メモリ領域とロジック領域を混載する半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 メモリ領域とロジック領域でのSTIの突き出し量のバラツキを低減するのと共に、ゲート写真製版のフォーカスマージンを向上し得る半導体装置の製造方法を得ることを目的とする。
【解決手段】 素子分離としてのSTI形成後の半導体基板において、メモリ領域のメモリセル部に対するチャネルドープ工程をゲート酸化前に行い、所定の不純物注入完了後にレジスト付きの状態にてフッ酸含有の溶液によりSTI段差を調整するためウエットエッチングを行い、メモリ領域とロジック領域のSTI突き出し量の差が同程度になるようにした。
【選択図】 図2
【解決手段】 素子分離としてのSTI形成後の半導体基板において、メモリ領域のメモリセル部に対するチャネルドープ工程をゲート酸化前に行い、所定の不純物注入完了後にレジスト付きの状態にてフッ酸含有の溶液によりSTI段差を調整するためウエットエッチングを行い、メモリ領域とロジック領域のSTI突き出し量の差が同程度になるようにした。
【選択図】 図2
Description
この発明は、メモリ領域とロジック領域を混載する半導体装置の製造方法に関し、特にトレンチ型素子分離(STI)の形成に関する。
従来、半導体装置の微細化が進むにつれて、素子分離技術に浅溝素子分離(STI:Shallow Trench Isolation)と化学的機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)が用いられている。しかしながら、STI形成時とCMP平坦化処理時には、パターンの粗密差によりSTIの突き出し量に差が生じており、特に、ロジックとメモリの混載デバイスでは、ロジック部の突き出し量を高くすると、メモリ部のゲート写真製版時のフォーカスマージンが減少するといった不具合がある。
次に、従来の半導体装置のSTI形成方法について図6の工程図を用いて説明する。図において、1はシリコン等の半導体基板、11は酸化膜、12はポリシリコンまたはアモルファスシリコン、13は窒化膜、14はトレンチまたは溝部、15はHDP(High Degree of Purity)膜であり、バイアス高密度プラズマCVD(HDP-CVD)を用いた酸化膜(SiO2)、100はHDP膜15を埋め込み形成した素子分離としてのSTIである。
先ず、図6(a)に示すように、半導体基板1上に酸化膜11、ポリシリコン12、窒化膜13を順に成膜する。ここで、酸化膜11の膜厚は17nm、ポリシリコン12の膜厚は20nmの酸化膜11、窒化膜13の膜厚は17nm程度に設定される(ステップS101)。
次に、図6(b)に示すように、所定の素子分離パターンを得るように形成した酸化膜等のマスク(図示せず)を介して、異方性エッチングにより300nm程度の深さまでトレンチ14を形成する(ステップS102)。
次に、図6(c)に示すように、この上にHDP膜15を480nm程度の膜厚にて成膜しこれを1150℃にて焼きしめを行う(ステップS103)。
次に、図6(d)に示すように、このHDP膜15に対してプリエッチを行い素子分離としてのSTI100を形成する(ステップS104)。このプリエッチとは、活性領域上のHDP膜15の膜厚が厚いため活性領域上のHDP膜15のみをドライエッチングすることをいう。なお、本ステップを次ステップのCMP研磨にて兼ねて平坦化することも可能である。
次に、図6(e)に示すように、これにCMPを適用しSTI100の所定の厚さを研磨して除去する(ステップS105)。
最後に、図6(f)に示すように、窒化膜13とポリシリコン12を所定のウエットまたはドライエッチングにより除去しSTI形成を終了する(ステップS106)。
次に、図6(b)に示すように、所定の素子分離パターンを得るように形成した酸化膜等のマスク(図示せず)を介して、異方性エッチングにより300nm程度の深さまでトレンチ14を形成する(ステップS102)。
次に、図6(c)に示すように、この上にHDP膜15を480nm程度の膜厚にて成膜しこれを1150℃にて焼きしめを行う(ステップS103)。
次に、図6(d)に示すように、このHDP膜15に対してプリエッチを行い素子分離としてのSTI100を形成する(ステップS104)。このプリエッチとは、活性領域上のHDP膜15の膜厚が厚いため活性領域上のHDP膜15のみをドライエッチングすることをいう。なお、本ステップを次ステップのCMP研磨にて兼ねて平坦化することも可能である。
次に、図6(e)に示すように、これにCMPを適用しSTI100の所定の厚さを研磨して除去する(ステップS105)。
最後に、図6(f)に示すように、窒化膜13とポリシリコン12を所定のウエットまたはドライエッチングにより除去しSTI形成を終了する(ステップS106)。
ところで、DRAM部とロジック領域を混載する半導体装置では、STI形成時におけるCMP平坦化処理時にパターンの粗密差により、STIの突き出し量に差が生じていた。特に、ロジックとDRAMを混載するeRAMにおいては、DRAM部のSTI占有率が高く、ロジック部を20±20nmに仕上げると、DRAM部では30〜40nmと突き出し量が高い状態であった(図7のA領域)。
さらに、PウェルとNウェルにある素子分離または分離領域のエッチングレートは、特にV族のAsを注入することによりSTIを構成するHDP膜のエッチングレートが変化し、以下のとおり差が生じる。
50:1 HF 10:1 HF
――――――――――――――――――――――――――
Nウェル 101Å/min 404Å/min
Pウェル 73Å/min 300Å/min
注入無し 71Å/min 280Å/min
50:1 HF 10:1 HF
――――――――――――――――――――――――――
Nウェル 101Å/min 404Å/min
Pウェル 73Å/min 300Å/min
注入無し 71Å/min 280Å/min
このように、分離領域同士でエッチングレートに差があるため、STI形成後のウエットエッチング前(図8(a))と、ウエットエッチング後のゲート電極成膜(後述の図10(c))までには、PウェルとNウェルで差が生じてSTI突き出し量がNウエル領域の方で低くなってしまうのが通常である(図8(b))。そのため、従来のDRAM部とロジック部を混載する半導体装置の製造方法では、Pウェルの注入を先に行ってから最後にNウエルを形成するようにしていた。
この従来の製造方法について、以下に具体的に説明すると、図9および図10は、従来のDRAM部とロジック部を混載する半導体装置の製造方法を示す工程図であり、図において、1は半導体基板、4はPウェル、5はNウェル、6はゲート電極膜、10はレジスト、11は酸化膜、100は素子分離としてのSTIである。
先ず、図9(a)に示すように、STI100の形成後にはパターンの粗密差により段差(STIの高さ)に差が生じるため、DRAM部のパターンが密な場所は段差が高く、ロジック部のパターンが粗なところでは段差が低くなっている(ステップS201)。
次に、図9(b)に示すように、NMOS領域のPウェル4の形成およびチャネルドープを行うべく、DRAM(Pウェル)およびNMOS(Pウェル)側のレジスト10の開口部を通じてIII 族のホウ素(B)の注入を行う(ステップS202)。
次に、図9(c)に示すように、続いて、DRAMメモリセル部の追加チャネルドープを行うべく、レジスト10の開口部を通じてIII 族のホウ素(B)の注入を行う(ステップS203)。
さらに、図10(a)に示すように、PMOS領域のNウェル5の形成およびPチャネルドープを行うべく、PMOS(Nウェル)側のレジスト10の開口部を通じてV族のヒ素(As)やリン(P)の注入を行う(ステップS204)。
図10(b)に示すように、レジスト10の除去して、STI100の形成時の初期に成膜した酸化膜11(下敷き酸化膜)を除去する(ステップS205)。
最後に、図10(c)に示すように、ゲート酸化膜とポリシリコンを順に堆積することによりゲート電極膜6を成膜する(ステップS206)。
このように、従来の製造方法では、STI100の形成後、NMOS→DRAM→PMOS領域へと順に不純物の注入を行いゲート酸化を行っていたため、ロジック部のNMOSおよびPMOS部分に比べDRAMセル部のSTI突き出し量が高くなっていた。そのため、場所によりSTIの突き出し量が違うためバラツキが大きくゲート電極形成時のフォトリソグラフィーのフォーカスマージンに影響を及ぼしていた。
先ず、図9(a)に示すように、STI100の形成後にはパターンの粗密差により段差(STIの高さ)に差が生じるため、DRAM部のパターンが密な場所は段差が高く、ロジック部のパターンが粗なところでは段差が低くなっている(ステップS201)。
次に、図9(b)に示すように、NMOS領域のPウェル4の形成およびチャネルドープを行うべく、DRAM(Pウェル)およびNMOS(Pウェル)側のレジスト10の開口部を通じてIII 族のホウ素(B)の注入を行う(ステップS202)。
次に、図9(c)に示すように、続いて、DRAMメモリセル部の追加チャネルドープを行うべく、レジスト10の開口部を通じてIII 族のホウ素(B)の注入を行う(ステップS203)。
さらに、図10(a)に示すように、PMOS領域のNウェル5の形成およびPチャネルドープを行うべく、PMOS(Nウェル)側のレジスト10の開口部を通じてV族のヒ素(As)やリン(P)の注入を行う(ステップS204)。
図10(b)に示すように、レジスト10の除去して、STI100の形成時の初期に成膜した酸化膜11(下敷き酸化膜)を除去する(ステップS205)。
最後に、図10(c)に示すように、ゲート酸化膜とポリシリコンを順に堆積することによりゲート電極膜6を成膜する(ステップS206)。
このように、従来の製造方法では、STI100の形成後、NMOS→DRAM→PMOS領域へと順に不純物の注入を行いゲート酸化を行っていたため、ロジック部のNMOSおよびPMOS部分に比べDRAMセル部のSTI突き出し量が高くなっていた。そのため、場所によりSTIの突き出し量が違うためバラツキが大きくゲート電極形成時のフォトリソグラフィーのフォーカスマージンに影響を及ぼしていた。
以下の特許文献1には、半導体基板の表面に第1〜第3シリコン溝を形成し、それぞれ広い幅、中程度の幅および狭い幅の素子分離領域を形成する手法が述べられており、幅広のSTIにレジスト塗布後にエッチングすることにより、STIの高さを保持する技術が開示されている。
また、特許文献2には、半導体素子が形成される素子形成領域に不純物を導入し、PおよびNチャネル領域形成後に素子分離溝を形成してSTIを形成し、STIの高さを調節する技術が開示されている。
従来のメモリ領域とロジック領域を混載する半導体装置の製造方法は以上のように構成されているので、例えば、DRAMとロジックの混載デバイスにおいて、DRAM部とロジック部はSTI突き出し量がDRAM部で30〜40nm高くなっているため、ゲート電極のパターン形成時に写真製版のフォーカスマージンが少なくなっている。例えば、ロジック部に焦点を合わすとDRAM部のマージンが少なくなり、一方、DRAM部とロジック部の中間に合わすと互いにマージンが少なくなってしまうといった課題があった。
また、NウェルとPウェルではウエットエッチング量が異なるので、ゲート電極形成時にはNウェル領域の方がSTIの突き出し量が低くなってしまい、その結果、ゲート電極形成時の写真製版のフォーカスマージンが少なくなるといった課題があった。
また、NウェルとPウェルではウエットエッチング量が異なるので、ゲート電極形成時にはNウェル領域の方がSTIの突き出し量が低くなってしまい、その結果、ゲート電極形成時の写真製版のフォーカスマージンが少なくなるといった課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、素子分離であるSTIの突き出し量のバラツキを低減できるのと共に、ゲート写真製版のフォーカスマージンを向上できるメモリ領域とロジック領域を混載する半導体装置の製造方法を得ることを目的とする。
この発明に係るメモリ領域とロジック領域を混載する半導体装置の製造方法は、半導体基板の主表面に素子分離用の溝部を形成する工程と、この上に絶縁膜を形成し溝部に絶縁膜を埋め込むことにより素子分離を形成する工程と、Pウェル領域形成およびNチャネルドープを行う工程と、Nウェル領域形成およびPチャネルドープを行う工程と、メモリセル部に所定のレジストパターンを介してメモリ用のチャネルドープを行う工程と、レジストパターンを介してウエットエッチングを行い素子分離の段差を調整する工程と、ゲート電極の成膜を行う工程とを備えるようにしたものである。
この発明によれば、Pウェル領域形成およびNチャネルのチャネルドープを行った後に、Nウェル領域形成およびPチャネルのチャネルドープを行ってからメモリセル部にチャネルドープを行い、レジストパターン付きにてウエットエッチングを行い素子分離の段差を調整するように構成したので、メモリ領域のメモリセル部とロジック領域の素子分離の突き出し量を同レベルに合わせこむことができるので、ゲート写真製版のフォーカスマージンが大きくなるので、製造コストの低減と製品歩留まりの向上に寄与し得るという効果がある。
実施の形態1.
図1および図2は、この発明の実施の形態1によるDRAM部とロジック部を混載する半導体装置の製造方法を示す工程図であり、図において、1はシリコン等の半導体基板、4はPウェル、5はNウェル、6はゲート酸化膜とポリシリコンや高融点金属シリサイドの組み合わせ構造を有するゲート電極膜、10はレジスト、11は酸化膜、100は素子分離としてのSTIであり、HDP膜をトレンチまたは溝部に埋め込んで形成したものである。
図1および図2は、この発明の実施の形態1によるDRAM部とロジック部を混載する半導体装置の製造方法を示す工程図であり、図において、1はシリコン等の半導体基板、4はPウェル、5はNウェル、6はゲート酸化膜とポリシリコンや高融点金属シリサイドの組み合わせ構造を有するゲート電極膜、10はレジスト、11は酸化膜、100は素子分離としてのSTIであり、HDP膜をトレンチまたは溝部に埋め込んで形成したものである。
次に、この実施の形態1による半導体装置の製造方法について説明する。
先ず、図1(a)に示すように、STI100の形成後にはパターンの粗密差により段差(STIの高さ)に差が生じるため、メモリ領域としてのDRAM部のパターンが密な場所は段差が高く、ロジック領域としてのロジック部のパターンが粗なところでは、段差が低くなっている(ステップS1−1)。
次に、図1(b)に示すように、PMOS領域への不純物注入を行うとウエットエッチングレートが早くなるため、NMOS領域のPウェル4の形成およびチャネルドープを行うべく、DRAM(Pウェル)およびNMOS(Pウェル)側のレジスト10の開口部を通じてIII 族のホウ素(B)の注入を行う(ステップS1−2)。
次に、図1(c)に示すように、PMOS領域のNウェル5の形成およびPチャネルドープを行うべく、PMOS(Nウェル)側のレジスト10の開口部を通じてV族のヒ素(As)やリン(P)の注入を行う(ステップS1−3)。
次に、図1(d)に示すように、最後にDRAMメモリセル部の追加チャネルドープを行うべく、DRAM(Pウェル)側のレジスト10の開口部を通じてIII 族のホウ素(B)の注入を行う(ステップS1−4)。
続いて、図2(a)に示すように、レジスト10の開口部を通じてDRAM部の追加注入を行った後、レジスト10を除去せずSTI100の段差調整のため、フッ酸などのウエットエッチングにて露出したSTI100の段差調整を行う。ここで、ウエットエッチング量は段差調整を行わずゲート電極を形成したウエーハの断面解析によりDRAM部とロジック部(NMOSとPMOSの中間)の段差の差を確認してウエットエッチング量を決定する(ステップS1−5)。
そして、図2(b)に示すように、STI100の形成時の初期に成膜した酸化膜11(下敷き酸化膜)をフッ酸含有の溶液を用いたウエットエッチングにより除去する。この時、PMOS(Nウェル)領域のほうがNMOS(Pウェル)領域に比べてウエットエッチングレートが早いため、STI100の段差が低くなってしまう(ステップS1−6)。
さらに、図2(c)に示すように、ゲート電極には、厚膜ゲート酸化膜(ISSG膜)と薄膜ゲート酸化膜(ISSG+ラジカル窒化やNO窒化膜)が用いられる。即ち、1回目の酸化を行い、薄膜ゲート酸化膜を用いる領域のみフッ酸溶液にて酸化膜を除去する。その後、薄膜ゲート酸化膜を成膜し、ポリシリコンや高融点金属シリサイドを堆積することによりゲート電極膜6を成膜する(ステップS1−7)。
先ず、図1(a)に示すように、STI100の形成後にはパターンの粗密差により段差(STIの高さ)に差が生じるため、メモリ領域としてのDRAM部のパターンが密な場所は段差が高く、ロジック領域としてのロジック部のパターンが粗なところでは、段差が低くなっている(ステップS1−1)。
次に、図1(b)に示すように、PMOS領域への不純物注入を行うとウエットエッチングレートが早くなるため、NMOS領域のPウェル4の形成およびチャネルドープを行うべく、DRAM(Pウェル)およびNMOS(Pウェル)側のレジスト10の開口部を通じてIII 族のホウ素(B)の注入を行う(ステップS1−2)。
次に、図1(c)に示すように、PMOS領域のNウェル5の形成およびPチャネルドープを行うべく、PMOS(Nウェル)側のレジスト10の開口部を通じてV族のヒ素(As)やリン(P)の注入を行う(ステップS1−3)。
次に、図1(d)に示すように、最後にDRAMメモリセル部の追加チャネルドープを行うべく、DRAM(Pウェル)側のレジスト10の開口部を通じてIII 族のホウ素(B)の注入を行う(ステップS1−4)。
続いて、図2(a)に示すように、レジスト10の開口部を通じてDRAM部の追加注入を行った後、レジスト10を除去せずSTI100の段差調整のため、フッ酸などのウエットエッチングにて露出したSTI100の段差調整を行う。ここで、ウエットエッチング量は段差調整を行わずゲート電極を形成したウエーハの断面解析によりDRAM部とロジック部(NMOSとPMOSの中間)の段差の差を確認してウエットエッチング量を決定する(ステップS1−5)。
そして、図2(b)に示すように、STI100の形成時の初期に成膜した酸化膜11(下敷き酸化膜)をフッ酸含有の溶液を用いたウエットエッチングにより除去する。この時、PMOS(Nウェル)領域のほうがNMOS(Pウェル)領域に比べてウエットエッチングレートが早いため、STI100の段差が低くなってしまう(ステップS1−6)。
さらに、図2(c)に示すように、ゲート電極には、厚膜ゲート酸化膜(ISSG膜)と薄膜ゲート酸化膜(ISSG+ラジカル窒化やNO窒化膜)が用いられる。即ち、1回目の酸化を行い、薄膜ゲート酸化膜を用いる領域のみフッ酸溶液にて酸化膜を除去する。その後、薄膜ゲート酸化膜を成膜し、ポリシリコンや高融点金属シリサイドを堆積することによりゲート電極膜6を成膜する(ステップS1−7)。
このように、この実施の形態1の特徴は、図1(d)のDRAMセルのチャネルドープをゲート酸化直前に処理し、図2(a)のウエットエッチング処理の追加によりSTI100の突き出し量を調整することにある。即ち、DRAMメモリセル部のチャネルドープ工程をゲート酸化前に行い、不純物注入処理の完了後にレジスト付いたままの状態(レジストを剥離しない状態)にてフッ酸処理に付することにより、DRAMメモリセル部のSTIの突き出し量を選択的に低くし、その後、下敷き酸化膜11を除去し、ゲート電極膜6を成膜することにより、ロジック部とDRAM部のメモリセル部におけるSTI100の突き出し量の高低差を無くし同レベルにすることである。
なお、ステップS1−5でのウエットエッチングの追加により、DRAMメモリセル周辺ではチャネルドープ用のレジストパターンに沿ってSTIにウェットエッチング量による段差が付くという特徴がある。
なお、ステップS1−5でのウエットエッチングの追加により、DRAMメモリセル周辺ではチャネルドープ用のレジストパターンに沿ってSTIにウェットエッチング量による段差が付くという特徴がある。
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、DRAMメモリセル部のチャネルドープ完了後にレジスト付きでDRAM部とロジック部のSTI突き出し量の差をウエットエッチング処理にて調整するように構成したので、マスクを追加することなく、ロジック部とDRAM部のSTI段差を同レベルに制御することが可能となる。このように、STIの突き出し量の差を少なくすることにより、ゲート電極作成の際のフォトリソグラフィーすなわち写真製版マージンが向上するのでプロセス管理を容易にし、製造コストの低減と製品歩留まりの向上に寄与し得るという効果を奏する。
実施の形態2.
図3および図4は、この発明の実施の形態2によるDRAM部とロジック部を混載する半導体装置の製造方法を示す工程図であり、以下、これらの工程図を参照してこの製造方法について説明する。なお、上記実施の形態1と同一符号の構成要素は同一部分または相当部分を示すものとする。
図3および図4は、この発明の実施の形態2によるDRAM部とロジック部を混載する半導体装置の製造方法を示す工程図であり、以下、これらの工程図を参照してこの製造方法について説明する。なお、上記実施の形態1と同一符号の構成要素は同一部分または相当部分を示すものとする。
先ず、図3(a)は図1(a)と同様に、STI100の形成後の状態を示すもので、パターンの粗密差によりSTI100の高さに差が生じるため、パターンが密なDRAM部ではSTI段差が高く、パターンが粗なロジック部ではSTI段差が低くなっている(ステップS2−1)。
次に、図3(b)に示すように、HDP膜から成るSTI100のウエットエッチングレートが早くなるPMOS(Nウェル)側に、先にレジスト10の開口部を通じてV族のヒ素(As)やリン(P)の注入を行う(S2−2)。このV族不純物注入により、PMOS領域のゲート電極形成までの間にSTI100がエッチングされる量が一番大きくなる。したがって、後述の図4(a)のステップS2−5における段差調整のエッチングでNMOS領域とPMOS領域の高さの差を調整する。
次に、図3(c)に示すように、先にDRAM部のメモリセル部の追加チャネルドープを行うべく、DRAM(Pウェル)側のレジスト10の開口部を通じてIII 族のホウ素(B)の注入を行う(ステップS2−3)。
次に、図3(d)に示すように、NMOS領域のPウェル4の形成およびチャネルドープを行うべく、DRAM(Pウェル)およびNMOS(Pウェル)側のレジスト10の開口部を通じてIII 族のホウ素(B)の注入を行う(ステップS2−4)。
続いて、図4(a)に示すように、NMOS領域の注入後、レジストを付けたまま、フッ酸処理を行うことによりNMOS、PMOS領域の段差の差を低減するように、段差調整を行う(ステップS2−5)。
そして、図4(b)に示すように、STI100形成時の初期に成膜した酸化膜11(下敷き酸化膜)をフッ酸を含有した溶液を用いたウエットエッチングにより除去する。この時、PMOS(Nウェル)領域のほうがウエットエッチングレートが早いため、STI100の段差が低くなる傾向がある(ステップS2−6)。
さらに、図4(c)に示すように、ゲート電極には、上記と同様に、厚膜ゲート酸化膜(ISSG膜)と薄膜ゲート酸化膜(ISSG+ラジカル窒化やNO窒化膜)が用いられ、1回目の酸化を行い、薄膜ゲート酸化膜を用いる領域のみフッ酸溶液にて酸化膜を除去した後、薄膜ゲート酸化膜を成膜し、ポリシリコンや高融点金属シリサイドを堆積することによりゲート電極膜6を成膜する(ステップS2−7)。
次に、図3(b)に示すように、HDP膜から成るSTI100のウエットエッチングレートが早くなるPMOS(Nウェル)側に、先にレジスト10の開口部を通じてV族のヒ素(As)やリン(P)の注入を行う(S2−2)。このV族不純物注入により、PMOS領域のゲート電極形成までの間にSTI100がエッチングされる量が一番大きくなる。したがって、後述の図4(a)のステップS2−5における段差調整のエッチングでNMOS領域とPMOS領域の高さの差を調整する。
次に、図3(c)に示すように、先にDRAM部のメモリセル部の追加チャネルドープを行うべく、DRAM(Pウェル)側のレジスト10の開口部を通じてIII 族のホウ素(B)の注入を行う(ステップS2−3)。
次に、図3(d)に示すように、NMOS領域のPウェル4の形成およびチャネルドープを行うべく、DRAM(Pウェル)およびNMOS(Pウェル)側のレジスト10の開口部を通じてIII 族のホウ素(B)の注入を行う(ステップS2−4)。
続いて、図4(a)に示すように、NMOS領域の注入後、レジストを付けたまま、フッ酸処理を行うことによりNMOS、PMOS領域の段差の差を低減するように、段差調整を行う(ステップS2−5)。
そして、図4(b)に示すように、STI100形成時の初期に成膜した酸化膜11(下敷き酸化膜)をフッ酸を含有した溶液を用いたウエットエッチングにより除去する。この時、PMOS(Nウェル)領域のほうがウエットエッチングレートが早いため、STI100の段差が低くなる傾向がある(ステップS2−6)。
さらに、図4(c)に示すように、ゲート電極には、上記と同様に、厚膜ゲート酸化膜(ISSG膜)と薄膜ゲート酸化膜(ISSG+ラジカル窒化やNO窒化膜)が用いられ、1回目の酸化を行い、薄膜ゲート酸化膜を用いる領域のみフッ酸溶液にて酸化膜を除去した後、薄膜ゲート酸化膜を成膜し、ポリシリコンや高融点金属シリサイドを堆積することによりゲート電極膜6を成膜する(ステップS2−7)。
このように、この実施の形態2は、ロジック部のNMOS(Pウェル)領域とPMOS(Nウェル)領域の段差を低減させる方法を示している。即ち、PMOS領域はSTI100のウエットエッチングレートが早くなる。そこで、PMOS領域の注入を先に行い、ゲート酸化直前にPウェルの注入を行い(図3(d))、その後ゲート酸化前でのNMOSとPMOS領域のSTI突き出し量の差分を揃えるため、フッ酸溶液によりウエットエッチングする(図4(a))。このことにより、NMOSおよびPMOS領域におけるSTI100段差の差の低減が可能となる。このSTI100の突き出し量の差を少なくすることにより、ゲート電極の写真製版すなわちフォトリソグラフィーマージンが向上する。
なお、この実施の形態2の場合は、Pウェル周辺のSTI100にNMOSとPMOSのSTI段差が付くことが特徴である。
なお、この実施の形態2の場合は、Pウェル周辺のSTI100にNMOSとPMOSのSTI段差が付くことが特徴である。
以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、PMOS領域の注入を先に行ってからゲート酸化直前にPウェルの注入を行い、その後ゲート酸化前でのNMOSおよびPMOS領域のSTI突き出し量の差分をフッ酸含有の溶液によりウエットエッチングを行うように構成したので、マスクを追加することなく、NMOSおよびPMOS領域におけるSTI段差の差の低減が可能となり、ゲート電極作成の際のフォトリソグラフィーすなわち写真製版マージンが向上するのでプロセス管理を容易にし、製造コストの低減と製品歩留まりの向上に寄与し得るという効果を奏する。
実施の形態3.
図5は、この発明の実施の形態3による半導体装置の製造方法を示す工程図であり、占有率が密な部分がDRAM部、粗な部分がロジック部に相当するもので、STI100の占有率密度によるSTI段差のバラツキ低減に適用した場合である。なお、上記と同一の符号は同一部分または相当部分を示すものとする。
先ず、図5(a)は図1(a)と同様に、半導体基板1に所定パターンをした溝部を形成し、これにHDP膜を埋め込んだSTI100形成後の状態を示すもので、STIの占有率が高い部分(密)と占有率が低い部分(粗)とでSTI段差に差があり、パターンが粗な部分ではSTI段差が低くなっている(ステップS3−1)。
次に、図5(b)に示すように、STI100の占有率が密のエッチングはSTI形成直後、または注入工程が完了し、ゲート酸化形成前でレジスト10の開口部を通じて行う(ステップS3−2)。
さらに、図5(c)に示すように、図5(b)にSTI100の占有率が密部のところのみをウエットエッチングすることによりパターンの粗密による段差を低減する。
図5は、この発明の実施の形態3による半導体装置の製造方法を示す工程図であり、占有率が密な部分がDRAM部、粗な部分がロジック部に相当するもので、STI100の占有率密度によるSTI段差のバラツキ低減に適用した場合である。なお、上記と同一の符号は同一部分または相当部分を示すものとする。
先ず、図5(a)は図1(a)と同様に、半導体基板1に所定パターンをした溝部を形成し、これにHDP膜を埋め込んだSTI100形成後の状態を示すもので、STIの占有率が高い部分(密)と占有率が低い部分(粗)とでSTI段差に差があり、パターンが粗な部分ではSTI段差が低くなっている(ステップS3−1)。
次に、図5(b)に示すように、STI100の占有率が密のエッチングはSTI形成直後、または注入工程が完了し、ゲート酸化形成前でレジスト10の開口部を通じて行う(ステップS3−2)。
さらに、図5(c)に示すように、図5(b)にSTI100の占有率が密部のところのみをウエットエッチングすることによりパターンの粗密による段差を低減する。
このように、素子分離としてのSTI100の突き出し量はCMP研磨時、パターンの占有率の影響を受けやすいため、占有率によりSTI100の突き出し量が異なる(図5(c))。この発明の実施の形態3では、この突き出し量を同レベルにするため、下敷き酸化膜11を除去する前に、STI100の占有率が高い部分のみ開口するマスクを形成し、占有率が高い部分のみSTI100をエッチングすることでSTIパターンの粗密差によるSTI100の突き出し量を揃えることを特徴とする。なお、この製造方法では、図2(a)で示したウエット処理の追加を行わず、STI100の占有率に応じた開口マスクで写真製版を行い、フッ酸含有溶液によるウエット処理を追加することができる。
以上で明らかなように、この実施の形態3によれば、占有率が密部のエッチングはSTI形成後直後、または注入工程が完了し、ゲート酸化膜の形成前で行うように構成したので、STIの占有率の粗密差による段差の差を低減することができ、ゲート電極形成時にSTIの占有率によるフォーカスマージンの低下は無くなり、プロセス管理を容易にし、製造コスト低減や歩留まり向上に寄与し得るという効果を奏する。
なお、上記実施の形態1〜3では、メモリ領域にDRAMを適用したものを示したが、これに限られるものではなく、SRAMやEEPROM、フラッシュメモリを適用することも可能である。例えば、SRAM部のトランジスタのみしきい値を変更したい場合には、SRAM部のNMOS部の注入時に上記実施の形態1および2で示した手法が適用できるであろう。また、SRAMのみ開口するマスクを追加することにより、STI突き出し量の調整が可能であろう。
1 半導体基板、4 Pウェル、5 Nウェル、6 ゲート電極膜、10 レジスト、11 酸化膜、12 ポリシリコン、13 窒化膜、14 トレンチ(溝部)、15 HDP膜、100 素子分離(STI)。
Claims (4)
- 半導体基板の主表面に素子分離用の溝部を形成する工程と、
この上に絶縁膜を形成し上記溝部に上記絶縁膜を埋め込むことにより素子分離を形成する工程と、
Pウェル領域形成およびNチャネルドープを行う工程と、
Nウェル領域形成およびPチャネルドープを行う工程と、
メモリセル部に所定のレジストパターンを介してメモリ用のチャネルドープを行う工程と、
上記レジストパターンを介してウエットエッチングを行い上記素子分離の段差を調整する工程と、
ゲート電極の成膜を行う工程とを備えたメモリ領域とロジック領域を混載する半導体装置の製造方法。 - 半導体基板の主表面に素子分離用の溝部を形成する工程と、
この上に絶縁膜を形成し上記溝部に上記絶縁膜を埋め込むことにより素子分離を形成する工程と、
Nウェル領域形成およびPチャネルドープを行う工程と、
メモリセル部にメモリ用のチャネルドープを行う工程と、
所定のレジストパターンを介してPウェル領域形成およびNチャネルドープを行う工程と、
上記レジストパターンを介してウエットエッチングを行い上記素子分離の段差を調整する工程と、
ゲート電極の成膜を行う工程とを備えたメモリ領域とロジック領域を混載する半導体装置の製造方法。 - 半導体基板の主表面に素子分離用の溝部を形成する工程と、
この上に絶縁膜を形成し上記溝部に上記絶縁膜を埋め込むことにより素子分離を形成する工程と、
Pウェル領域形成およびNチャネルドープを行う工程と、
Nウェル領域形成およびPチャネルドープを行う工程と、
メモリセル部に所定のレジストパターンを介してメモリ用のチャネルドープを行う工程と、
ゲート電極の成膜を行う工程とを備えたメモリ領域とロジック領域を混載する半導体装置の製造方法において、
レジストパターンを介してウエットエッチングを行い上記素子分離の段差を調整する工程を、上記素子分離の形成工程後およびゲート電極の成膜工程前のいずれか一方にて行うことを特徴とするメモリ領域とロジック領域を混載する半導体装置の製造方法。 - メモリ領域は、DRAM、SRAM、EEPROMおよびフラッシュメモリのうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載のメモリ領域とロジック領域を混載する半導体装置の製造方法。
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Cited By (5)
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WO2008001458A1 (en) | 2006-06-30 | 2008-01-03 | Fujitsu Microelectronics Limited | Semiconductor device and semiconductor manufacturing method |
JP2008016636A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Nec Electronics Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2008251800A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Fujitsu Microelectronics Ltd | 半導体装置の製造方法、及び半導体装置 |
KR100967025B1 (ko) | 2008-01-14 | 2010-06-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | 플래시 메모리 소자의 제조 방법 |
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-
2004
- 2004-07-16 JP JP2004210222A patent/JP2006032700A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008001458A1 (en) | 2006-06-30 | 2008-01-03 | Fujitsu Microelectronics Limited | Semiconductor device and semiconductor manufacturing method |
US7986015B2 (en) | 2006-06-30 | 2011-07-26 | Fujitsu Semiconductor Limited | Semiconductor device with STI and method for manufacturing the semiconductor device |
US8497176B2 (en) | 2006-06-30 | 2013-07-30 | Fujitsu Semiconductor Limited | Semiconductor device with STI and method for manufacturing the semiconductor device |
US8698253B2 (en) | 2006-06-30 | 2014-04-15 | Fujitsu Semiconductor Limited | Semiconductor device with STI and method for manufacturing the semiconductor device |
US8912069B2 (en) | 2006-06-30 | 2014-12-16 | Fujitsu Semiconductor Limited | Semiconductor device with STI and method for manufacturing the semiconductor device |
JP2008016636A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Nec Electronics Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2008251800A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Fujitsu Microelectronics Ltd | 半導体装置の製造方法、及び半導体装置 |
KR100967025B1 (ko) | 2008-01-14 | 2010-06-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | 플래시 메모리 소자의 제조 방법 |
US8796107B2 (en) | 2011-11-28 | 2014-08-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods for fabricating semiconductor devices |
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