JP2014170881A - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
近年、半導体素子の微細化に伴って、トランジスタの寸法も縮小される傾向にある。半導体記憶装置について言えば、この寸法縮小によりメモリセル領域内の素子分離領域幅と周辺回路領域内の素子分離領域幅の差が大きくなっている。また、メモリセル領域内の素子分離領域幅が狭くなり、絶縁膜で埋設しにくくなってきたため、F−CVD(Flowable-Chemical Vapor Deposition)法によるシリコン酸化膜(以下、流動性シリコン酸化膜と呼ぶ)のような流動性を持った絶縁膜で埋設する方法が導入されている。すなわち、メモリセル領域内の素子分離領域と周辺回路領域内の素子分離領域のうち幅が80nm以下のものは流動性シリコン酸化膜で埋設され、幅80nmを超える周辺回路領域内の素子分離領域は、流動性シリコン酸化膜とHDP(High Density Plasma)−CVDシリコン酸化膜(以下、HDPシリコン酸化膜と略称する)の複合構造で埋設される。特許文献1には、流動性シリコン酸化膜を用いて溝を埋設する半導体装置の製造方法が記載されている。 In recent years, with the miniaturization of semiconductor elements, the size of transistors tends to be reduced. With regard to the semiconductor memory device, the difference between the element isolation region width in the memory cell region and the element isolation region width in the peripheral circuit region is increased due to the size reduction. Further, since the element isolation region width in the memory cell region has become narrower and it has become difficult to embed with an insulating film, a silicon oxide film (hereinafter referred to as a fluid silicon oxide film) by F-CVD (Flowable-Chemical Vapor Deposition) method is used. The method of embedding with an insulating film having fluidity such as) has been introduced. That is, of the element isolation region in the memory cell region and the element isolation region in the peripheral circuit region, those having a width of 80 nm or less are embedded with a fluid silicon oxide film, and the element isolation region in the peripheral circuit region having a width exceeding 80 nm is It is embedded in a composite structure of a fluid silicon oxide film and an HDP (High Density Plasma) -CVD silicon oxide film (hereinafter abbreviated as HDP silicon oxide film). Patent Document 1 describes a method for manufacturing a semiconductor device in which a groove is embedded using a fluid silicon oxide film.
ところで、素子分離領域を流動性シリコン酸化膜で埋設する場合、流動性シリコン酸化膜の成膜には、酸素及び窒素雰囲気でのアニール(高温による改質処理)が必要となる。 By the way, when the element isolation region is buried with a fluid silicon oxide film, annealing in the oxygen and nitrogen atmosphere (reforming treatment at a high temperature) is required to form the fluid silicon oxide film.
詳しくは、素子分離領域内の流動性シリコン酸化膜のウエットエッチレートを改善するために、高酸素濃度で高温の熱処理で素子分離領域内の流動性シリコン酸化膜を改質(Cure)する必要がある。この改質に際し、図17に示すように、半導体基板100に形成したメモリセルシャロウトレンチ(Shallow Trench)201と幅80nm以下の周辺シャロウトレンチ202と幅80nm超の大領域分離トレンチ203のそれぞれの内壁を熱酸化して熱酸化膜204を形成後、メモリセルシャロウトレンチ201と周辺シャロウトレンチ202と大領域分離トレンチ203を流動性シリコン酸化膜205で埋設し高酸素濃度で高温アニール処理を行うと、シリコンロスD1が発生し、記憶保持能力を低下させる。また、応力により流動性シリコン酸化膜205の上部が脱離し、脱離欠陥D2を生じる。
Specifically, in order to improve the wet etch rate of the fluid silicon oxide film in the element isolation region, it is necessary to modify (Cure) the fluid silicon oxide film in the element isolation region by high-temperature heat treatment at a high oxygen concentration. is there. In this modification, as shown in FIG. 17, the inner walls of each of the memory cell
本発明の態様に係る半導体装置の製造方法は、素子形成層を分断するように複数の素子分離用の溝部を形成し、これらの溝部に素子分離絶縁膜を埋め込むことによって、複数の素子分離領域と、これら複数の素子分離領域によって絶縁分離された複数の活性領域とを形成する工程を含み、その工程においてマスク窒化膜を除去せずに素子分離絶縁膜を成膜してアニールにより改質後、一番細い素子分離用の溝部の上から30〜40%までエッチバックし、改質の必要の無い素子分離絶縁膜で埋め戻すことを特徴とする。 A method for manufacturing a semiconductor device according to an aspect of the present invention includes forming a plurality of element isolation trenches so as to divide an element formation layer, and embedding element isolation insulating films in these trenches, thereby providing a plurality of element isolation regions. And a plurality of active regions insulated and isolated by the plurality of element isolation regions, in which the element isolation insulating film is formed without removing the mask nitride film and modified by annealing. Etching back 30% to 40% from above the thinnest element isolation trench, and backfilling with an element isolation insulating film that does not require modification.
本発明の第1の態様によれば、半導体基板上に、素子分離領域で囲まれる活性領域を有する半導体装置の製造方法において、前記半導体基板表面に前記活性領域に対応するマスク窒化膜のパターンを形成する工程と、前記マスク窒化膜をマスクとして、前記半導体基板をエッチングし、前記素子分離領域に対応する素子分離トレンチを形成する工程と、前記素子分離トレンチを埋設すると共に前記マスク窒化膜上面よりも上方に表面が位置するように、流動性シリコン酸化膜を形成する工程と、前記流動性シリコン酸化膜を前記素子分離トレンチの上端から所定の深さまでエッチングする工程と、エッチングされた前記素子分離トレンチを埋設するように、HDPシリコン酸化膜を形成する工程と、前記マスク窒化膜をストップ膜として前記HDPシリコン酸化膜を平坦化する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。 According to the first aspect of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device having an active region surrounded by an element isolation region on a semiconductor substrate, a mask nitride film pattern corresponding to the active region is formed on the surface of the semiconductor substrate. A step of etching, using the mask nitride film as a mask, etching the semiconductor substrate to form an element isolation trench corresponding to the element isolation region; and embedding the element isolation trench and from above the mask nitride film Forming a fluid silicon oxide film so that the surface is located above, etching the fluid silicon oxide film from the upper end of the element isolation trench to a predetermined depth, and etching the element isolation Forming an HDP silicon oxide film so as to bury the trench, and using the mask nitride film as a stop film The method of manufacturing a semiconductor device which comprises the steps of flattening the DP silicon oxide film, is provided.
本発明の第2の態様によれば、半導体基板上に、メモリセル領域内の第一の素子分離領域で囲まれる第一の活性領域と周辺回路領域内の第二の素子分離領域で囲まれる第二の活性領域を有する半導体装置の製造方法において、前記半導体基板表面に前記第一の活性領域、前記第二の活性領域に対応するマスク窒化膜のパターンを形成する工程と、前記マスク窒化膜をマスクとして、前記半導体基板をエッチングし、前記第一の素子分離領域に対応する第一の素子分離トレンチ、前記第二の素子分離領域に対応し前記第一の素子分離トレンチより広い溝幅を持つ第二の素子分離トレンチ、前記メモリセル領域と前記周辺回路領域の間に対応し前記第二の素子分離トレンチより広い溝幅を持つ領域分離トレンチをそれぞれ形成する工程と、前記領域分離トレンチを完全に埋設することなく、前記第一の素子分離トレンチ及び前記第二の素子分離トレンチを埋設すると共に、前記第一の素子分離トレンチ及び前記第二の素子分離トレンチにおいては前記マスク窒化膜上面よりも上方に表面が位置するように、流動性シリコン酸化膜を形成する工程と、前記領域分離トレンチにおいて前記流動性シリコン酸化膜で埋設されずに残る溝を埋め込むように第一HDPシリコン酸化膜を形成する工程と、前記マスク窒化膜をストップ膜として前記第一HDPシリコン酸化膜を平坦化する工程と、前記第一の素子分離トレンチについてはその上端から所定の深さ、前記第二の素子分離トレンチについては前記半導体基板表面と面一、前記領域分離トレンチについては前記マスク窒化膜の上面からその膜厚の所定の割合の深さ位置までエッチングする工程と、エッチングされた前記第一の素子分離トレンチ、前記第二の素子分離トレンチ及び前記領域分離トレンチを埋設すると共に前記マスク窒化膜上面よりも上方に表面が位置するように、第二HDPシリコン酸化膜を形成する工程と、前記マスク窒化膜をストップ膜として前記第二HDPシリコン酸化膜を平坦化する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。 According to the second aspect of the present invention, the semiconductor substrate is surrounded by the first active region surrounded by the first element isolation region in the memory cell region and the second element isolation region in the peripheral circuit region. Forming a mask nitride film pattern corresponding to the first active region and the second active region on a surface of the semiconductor substrate in a method of manufacturing a semiconductor device having a second active region; The mask is used as a mask to etch the semiconductor substrate so that the first element isolation trench corresponding to the first element isolation region has a groove width wider than the first element isolation trench corresponding to the second element isolation region. Forming a second element isolation trench, a region isolation trench corresponding to a width between the memory cell area and the peripheral circuit area and wider than the second element isolation trench; and The first element isolation trench and the second element isolation trench are embedded without completely burying the isolation trench, and the mask nitridation is performed in the first element isolation trench and the second element isolation trench. A step of forming a fluid silicon oxide film so that the surface is located above the upper surface of the film; and a first HDP silicon so as to fill a groove remaining in the region isolation trench without being buried by the fluid silicon oxide film A step of forming an oxide film, a step of planarizing the first HDP silicon oxide film using the mask nitride film as a stop film, and a predetermined depth from the upper end of the first element isolation trench, the second The element isolation trench is flush with the surface of the semiconductor substrate, and the region isolation trench is from the upper surface of the mask nitride film. Etching to a depth position of a predetermined proportion of the thickness, and embedding the etched first element isolation trench, the second element isolation trench and the region isolation trench and above the upper surface of the mask nitride film And a step of forming a second HDP silicon oxide film so that the surface thereof is located on the substrate, and a step of planarizing the second HDP silicon oxide film using the mask nitride film as a stop film. A method of manufacturing a device is provided.
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、アニール時にマスク窒化膜が残っており高酸素濃度の雰囲気から半導体基板表面が遠くなるのでシリコンロスが発生しにくくなり、一番細い素子分離用の溝部の上から30〜40%までエッチバックすることで、応力により脱離しやすくなっている素子分離絶縁膜の上部並びに離脱した素子分離絶縁膜を除去するので、脱離欠陥を生じにくくなる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the mask nitride film remains at the time of annealing, and the surface of the semiconductor substrate becomes far from the atmosphere of high oxygen concentration. Etching back up to 30 to 40% from the top of the groove removes the upper part of the element isolation insulating film that is easily detached due to stress and the separated element isolation insulating film, so that it becomes difficult to cause a separation defect.
以下、本発明を適用した半導体装置の製造方法及び半導体装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。 Hereinafter, a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device embodiment to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for convenience, and the dimensional ratios of the respective components are the same as the actual ones. Not exclusively. In addition, the materials, dimensions, and the like exemplified in the following description are merely examples, and the present invention is not necessarily limited thereto, and can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the invention. .
[第1の実施形態]
(半導体装置)
本発明の第1の実施形態として、図1、図2を用いて、本発明を適用した半導体装置1の主要部分の配置構成について説明する。なお、図1は、半導体装置1のビット線までの主要部分の配置構成を示す平面図である。また、図2は、図1のA−A断面に相当する図である。図1にはX方向と、X方向に直角なY方向、及びX−Y面上でX方向にある角度をなすX’方向を示し、図2には、X方向とX−Y面に直角なZ方向を示している。
[First Embodiment]
(Semiconductor device)
As a first embodiment of the present invention, an arrangement configuration of main parts of a semiconductor device 1 to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view showing an arrangement configuration of main parts up to the bit line of the semiconductor device 1. FIG. 2 is a view corresponding to the AA cross section of FIG. FIG. 1 shows the X direction, the Y direction perpendicular to the X direction, and the X ′ direction forming an angle in the X direction on the XY plane, and FIG. 2 shows a right angle to the X direction and the XY plane. Z direction is shown.
半導体装置1は、最終的にDRAM(Dynamic Random Access Memory)として機能させるものであり、半導体基板100の面内に、メモリセル領域2と、このメモリセル領域2の周辺に位置する周辺回路領域3(図1では、メモリセル領域の右側のみ図示)とを備えている。このうち、メモリセル領域2は、複数のメモリセルがマトリックス状に並んで配置される領域である。一方、周辺回路領域3は、各メモリセルの動作を制御するための回路が形成される領域である。
The semiconductor device 1 finally functions as a DRAM (Dynamic Random Access Memory). In the plane of the
半導体基板100の表面を分断するように複数のメモリセルシャロウトレンチ(第一の素子分離トレンチ)201と周辺シャロウトレンチ(第二の素子分離トレンチ)202と大領域分離(領域分離トレンチ)トレンチ203を形成している。これら複数の溝部に素子分離絶縁膜を埋め込むことによって、メモリセル領域2では、複数のメモリセル活性領域101がX方向、Y方向に整列して設けられ,周辺回路領域3では周辺回路活性領域102がX方向、Y方向に整列して設けられている。ここで素子分離絶縁膜は、後述する流動性シリコン酸化膜205と第一HDPシリコン酸化膜206からなる。
A plurality of memory cell shallow trenches (first element isolation trenches) 201, a peripheral shallow trench (second element isolation trench) 202, and a large region isolation (region isolation trench)
また、メモリセル領域2の半導体基板100表面には、第一層間絶縁膜400が設けられ、メモリセル活性領域101と交差するY方向に延在する複数のワード線300が、ストライプ状に並んで設けられている。これらワード線300の上部をキャップ絶縁膜314で封じている。
A first
また、各メモリセル活性領域101のワード線300に挟まれた中央部に接続するようにビット線コンタクトプラグ511が設けられている。ビット線コンタクトプラグ511の上面に接続するように、X方向に延在するビット線501が設けられている。ビット線501の上面にはカバー絶縁膜504が設けられる。
In addition, a bit
また、複数の周辺回路活性領域102の中央部の上に周辺ゲート絶縁膜503を介して周辺ゲート502が設けられる。周辺ゲート502の上面にはカバー絶縁膜504が設けられる。
A
また、ビット線501と周辺ゲート502を覆うように第二層間絶縁膜600が設けられる。第二層間絶縁膜600を貫通して各メモリセル活性領域101のワード線300を挟んだ両端部に接続するように容量コンタクトプラグ700が設けられ、第二層間絶縁膜600を貫通して各周辺回路活性領域102の周辺ゲート502を挟んだ両端部に接続するように周辺コンタクトプラグ750が設けられ、周辺コンタクトプラグ750の上面に接続するように周辺配線770が設けられる。
A second
また、容量コンタクトプラグ700の上面および周辺配線770を含む半導体基板100全面を覆うようにストッパー膜780と第三層間絶縁膜790が設けられる。第三層間絶縁膜790とストッパー膜780を貫通してシリンダーホール810が設けられシリンダーホール810の内側の面を使って、下部電極811と容量絶縁膜812と上部電極813からなるキャパシタ800が設けられる。なお、キャパシタ800をシリンダー型としているがクラウン型等の他の型でもかまわない。キャパシタ800の上面を覆うように第四層間絶縁膜910が設けられる。第四層間絶縁膜910と第三層間絶縁膜790とストッパー膜780を貫通して周辺配線770に接続する配線コンタクトプラグ900が設けられ、配線コンタクトプラグ900の上面に接続するように配線920が設けられる。配線920を覆うように保護絶縁膜930が設けられる。
Further, a
(第1の実施形態の半導体装置の製造方法)
次に、第1の実施形態の半導体装置1の製造方法を、図3〜図10を用いて説明する。
(Method for Manufacturing Semiconductor Device of First Embodiment)
Next, a method for manufacturing the semiconductor device 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
図3は、図1に対応する部分を示す平面図である。図4〜図10は、図2に対応する部分を示す断面図である。 FIG. 3 is a plan view showing a portion corresponding to FIG. 4-10 is sectional drawing which shows the part corresponding to FIG.
先ず、図3、図4を参照する。半導体基板100の表面にマット酸化膜208とマスク窒化膜209を成膜し、全面にレジスト91を塗布してリソグラフィとドライエッチングで半導体基板100の表面を分断するように複数のメモリセルシャロウトレンチ201と周辺シャロウトレンチ202と大領域分離トレンチ203を形成する。これにより複数のメモリセル活性領域101と複数の周辺回路活性領域102が形成される。
First, FIG. 3 and FIG. 4 will be referred to. A plurality of memory cell
次に、図5を参照する。レジスト91を除去して、熱拡散によりメモリセルシャロウトレンチ201と周辺シャロウトレンチ202と大領域分離トレンチ203の内面に薄く(例えば5nm)熱酸化膜204を形成する。
Reference is now made to FIG. The resist 91 is removed, and a thin thermal oxide film 204 (for example, 5 nm) is formed on the inner surfaces of the memory cell
次に、図6を参照する。メモリセルシャロウトレンチ201と幅80nm以下の周辺シャロウトレンチ202を埋め込み、大領域分離トレンチ203の内面を覆うように流動性シリコン酸化膜205を成膜し、酸化性雰囲気、例えば高酸素濃度の雰囲気でアニールして流動性シリコン酸化膜205を改質(Cure)する。このとき、マスク窒化膜209が残っているため、高酸素濃度の雰囲気と半導体基板100表面との距離が遠くなり、図17で説明したようなシリコンロスが起こりにくくなる。また、メモリセルシャロウトレンチ201上部の流動性シリコン酸化膜205に応力が発生するが、流動性シリコン酸化膜205の最上部がつながっているため脱離しない。
Reference is now made to FIG. A memory cell
次に、図7を参照する。酸化膜プラズマドライエッチングまたは酸化膜ウエットエッチング(HF)で流動性シリコン酸化膜205をH1だけエッチバックする。H1は、メモリセルシャロウトレンチ201の上端からトレンチ全体の30〜40%の深さとする。このとき、大領域分離トレンチ203では、流動性シリコン酸化膜205がへこんでいるため、そのへこみを押し広げるように大領域残トレンチ210が形成される。ここで、メモリセルシャロウトレンチ201上部の応力を持った流動性シリコン酸化膜205がエッチングされてなくなり、脱離してもエッチングにより除去されるので、脱離欠陥が起こりにくくなる。
Reference is now made to FIG. The fluid
次に、図8を参照する。メモリセルシャロウトレンチ201と幅80nm以下の周辺シャロウトレンチ202のエッチバック分と大領域残トレンチ210を埋設するように第一HDPシリコン酸化膜206を厚く成膜する。
Reference is now made to FIG. The first HDP
次に、図9を参照する。CMP(Chemical Mechanical Polishing)によりマスク窒化膜209をストップ膜として、第一HDPシリコン酸化膜206を平坦化する。
Reference is now made to FIG. The first HDP
次に、図10を参照する。酸化膜ウエットエッチングで第一HDPシリコン酸化膜206をマット酸化膜208の上面と面一になるまでエッチングし、窒化膜ウエットエッチングでマスク窒化膜209を除去する。
Reference is now made to FIG. The first HDP
次に、公知の方法で、図2で説明した周辺ゲート絶縁膜503,第一層間絶縁膜400,ワード線300,ビット線501,周辺ゲート502,第二層間絶縁膜600,容量コンタクトプラグ700,周辺コンタクトプラグ750,周辺配線770,ストッパー膜780,第三層間絶縁膜790,キャパシタ800,第四層間絶縁膜910,配線コンタクトプラグ900,配線920,保護絶縁膜930を形成して図1、図2の半導体装置1が完成する。
Next, the peripheral gate insulating film 503, the first
[第2の実施形態]
(半導体装置)
第1の実施形態において、第一HDPシリコン酸化膜206の成膜時にメモリセルシャロウトレンチ201と周辺シャロウトレンチ202と大領域分離トレンチ203の上部の内面が露出している。HDP−CVDは、デポジションと同時にスパッタリングを行うことでカバレッジを向上させている。メモリセルシャロウトレンチ201と周辺シャロウトレンチ202は幅が狭いので問題ないが、大領域分離トレンチ203は幅が広いので、第一HDPシリコン酸化膜206の成膜時にスパッタリングによるシリコンロスの懸念がある。これを解決するために第2の実施形態の半導体装置の製造方法を考案した。
[Second Embodiment]
(Semiconductor device)
In the first embodiment, the upper inner surfaces of the memory cell
(第2の実施形態の半導体装置の製造方法)
第2の実施形態の半導体装置1の製造方法を、図11〜図16を用いて説明する。図11〜図16は、図2に対応する部分の断面図である。また、以下の説明では、上記第1の実施形態の半導体装置の製造方法と同じ部分については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
(Method for Manufacturing Semiconductor Device of Second Embodiment)
A method for manufacturing the semiconductor device 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIGS. 11-16 is sectional drawing of the part corresponding to FIG. In the following description, the same portions as those in the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment are not described, and the same reference numerals are given in the drawings.
先ず、メモリセルシャロウトレンチ201と幅80nm以下の周辺シャロウトレンチ202を埋め込み大領域分離トレンチ203の内面を覆うように流動性シリコン酸化膜205を成膜し、高酸素濃度の雰囲気でアニールして流動性シリコン酸化膜205を改質するまでは第1の実施形態の半導体装置の製造方法と同じ工程を経る(図6に相当)。このとき、マスク窒化膜209が残っているため、高酸素濃度の雰囲気と半導体基板100表面との距離が遠くなり、シリコンロスが起こりにくくなる。また、メモリセルシャロウトレンチ201上部の流動性シリコン酸化膜205に応力が発生するが、流動性シリコン酸化膜205の最上部がつながっているため脱離しない。
First, a flowable
次に、図11を参照する。大領域分離トレンチ203の内面を覆うように流動性シリコン酸化膜205を成膜した後に残る大領域残トレンチ210を完全に埋め込むように半導体基板100全面に第一HDPシリコン酸化膜206を成膜する。
Reference is now made to FIG. A first HDP
次に、図12を参照する。CMPによりマスク窒化膜209をストップ膜として、第一HDPシリコン酸化膜206を平坦化する。
Reference is now made to FIG. The first HDP
次に、図13を参照する。酸化膜プラズマドライエッチングで第一HDPシリコン酸化膜206と流動性シリコン酸化膜205をメモリセルシャロウトレンチ201でH1、幅80nm以下の周辺シャロウトレンチ202でH2、大領域分離トレンチ203でH3だけマスク窒化膜209から下がるようにエッチバックする。H1はメモリセルシャロウトレンチ201の上端からトレンチ全体の30〜40%の深さ、H2は半導体基板100表面と面一になる深さ、H3はマスク窒化膜209の上面からマスク窒化膜209の膜厚の50〜70%の深さとなるようにプロセス条件を調整する。このようなエッチングは逆ローディング効果が発生するプロセス条件を用いることで実現できる。ここで、逆ローディング効果とは、Depo(エッチング生成物)が多いプロセス条件でエッチングした場合に、Depoの影響で、狭いパターン内のエッチングレートが広いパターン内のエッチングレートより大きくなる現象をいう。このエッチングより、メモリセルシャロウトレンチ201上部の応力を持った流動性シリコン酸化膜205がエッチングされてなくなり、また、脱離してもエッチングにより除去されるので脱離欠陥が起こりにくくなる。
Reference is now made to FIG. The first HDP
次に、図14を参照する。上記工程でエッチバックした分を埋め戻すように半導体基板100全面に第二HDPシリコン酸化膜207を成膜する。第二HDPシリコン酸化膜207の成膜時に大領域分離トレンチ203の側面が露出しないのでスパッタリングによるシリコンロスを防ぐことができる。
Reference is now made to FIG. A second HDP
次に、図15を参照する。CMPによりマスク窒化膜209をストップ膜として、第二HDPシリコン酸化膜207を平坦化する。
Reference is now made to FIG. The second HDP
次に、図16を参照する。酸化膜ウエットエッチングで第二HDPシリコン酸化膜207と第一HDPシリコン酸化膜206と流動性シリコン酸化膜205をマット酸化膜208の上面と面一になるまでエッチングし、窒化膜ウエットエッチングでマスク窒化膜209を除去する。
Reference is now made to FIG. The second HDP
以降、第1の実施形態の半導体装置の製造方法と同じ工程を経る。 Thereafter, the same steps as those of the semiconductor device manufacturing method of the first embodiment are performed.
以上の製造方法により、第2の実施形態においても第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。 With the above manufacturing method, the same effects as those of the first embodiment can be obtained in the second embodiment.
以上、本発明を、複数の実施形態を参照して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、請求項に記載された本発明の精神や範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 Although the present invention has been described with reference to a plurality of embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the spirit and scope of the present invention described in the claims.
1 半導体装置
2 メモリセル領域
3 周辺回路領域
91 レジスト
100 半導体基板
101 メモリセル活性領域
102 周辺回路活性領域
201 メモリセルシャロウトレンチ
202 周辺シャロウトレンチ
203 大領域分離トレンチ
204 熱酸化膜
205 流動性シリコン酸化膜
206 第一HDPシリコン酸化膜
207 第二HDPシリコン酸化膜
208 マット酸化膜
209 マスク窒化膜
210 大領域残トレンチ
300 ワード線
400 第一層間絶縁膜
314 キャップ絶縁膜
501 ビット線
502 周辺ゲート
503 周辺ゲート絶縁膜
504 カバー絶縁膜
511 ビット線コンタクトプラグ
600 第二層間絶縁膜
700 容量コンタクトプラグ
750 周辺コンタクトプラグ
770 周辺配線
780 ストッパー膜
790 第三層間絶縁膜
800 キャパシタ
810 シリンダーホール
811 下部電極
812 容量絶縁膜
813 上部電極
900 第四層間絶縁膜
910 配線コンタクトプラグ
920 配線
930 保護絶縁膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (16)
前記半導体基板表面に前記活性領域に対応するマスク窒化膜のパターンを形成する工程と、
前記マスク窒化膜をマスクとして、前記半導体基板をエッチングし、前記素子分離領域に対応する素子分離トレンチを形成する工程と、
前記素子分離トレンチを埋設すると共に前記マスク窒化膜上面よりも上方に表面が位置するように、流動性シリコン酸化膜を形成する工程と、
前記流動性シリコン酸化膜を前記素子分離トレンチの上端から所定の深さまでエッチングする工程と、
エッチングされた前記素子分離トレンチを埋設するように、HDPシリコン酸化膜を形成する工程と、
前記マスク窒化膜をストップ膜として前記HDPシリコン酸化膜を平坦化する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 In a method for manufacturing a semiconductor device having an active region surrounded by an element isolation region on a semiconductor substrate,
Forming a mask nitride film pattern corresponding to the active region on the semiconductor substrate surface;
Etching the semiconductor substrate using the mask nitride film as a mask to form an element isolation trench corresponding to the element isolation region;
Forming a flowable silicon oxide film so as to bury the element isolation trench and to have a surface located above the upper surface of the mask nitride film;
Etching the fluid silicon oxide film from the upper end of the element isolation trench to a predetermined depth;
Forming an HDP silicon oxide film so as to bury the etched element isolation trench;
Planarizing the HDP silicon oxide film using the mask nitride film as a stop film;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記半導体基板表面に前記第一の活性領域、前記第二の活性領域に対応するマスク窒化膜のパターンを形成する工程と、
前記マスク窒化膜をマスクとして、前記半導体基板をエッチングし、前記第一の素子分離領域に対応する第一の素子分離トレンチ、前記第二の素子分離領域に対応し前記第一の素子分離トレンチより広い溝幅を持つ第二の素子分離トレンチ、前記メモリセル領域と前記周辺回路領域の間に対応し前記第二の素子分離トレンチより広い溝幅を持つ領域分離トレンチをそれぞれ形成する工程と、
前記領域分離トレンチを完全に埋設することなく、前記第一の素子分離トレンチ及び前記第二の素子分離トレンチを埋設すると共に、前記第一の素子分離トレンチ及び前記第二の素子分離トレンチにおいては前記マスク窒化膜上面よりも上方に表面が位置するように、流動性シリコン酸化膜を形成する工程と、
前記領域分離トレンチにおいて前記流動性シリコン酸化膜で埋設されずに残る溝を埋め込むように第一HDPシリコン酸化膜を形成する工程と、
前記マスク窒化膜をストップ膜として前記第一HDPシリコン酸化膜を平坦化する工程と、
前記第一の素子分離トレンチについてはその上端から所定の深さ、前記第二の素子分離トレンチについては前記半導体基板表面と面一、前記領域分離トレンチについては前記マスク窒化膜の上面からその膜厚の所定の割合の深さ位置までエッチングする工程と、
エッチングされた前記第一の素子分離トレンチ、前記第二の素子分離トレンチ及び前記領域分離トレンチを埋設すると共に前記マスク窒化膜上面よりも上方に表面が位置するように、第二HDPシリコン酸化膜を形成する工程と、
前記マスク窒化膜をストップ膜として前記第二HDPシリコン酸化膜を平坦化する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Manufacturing of a semiconductor device having a first active region surrounded by a first element isolation region in a memory cell region and a second active region surrounded by a second element isolation region in a peripheral circuit region on a semiconductor substrate In the method
Forming a mask nitride film pattern corresponding to the first active region and the second active region on the semiconductor substrate surface;
Using the mask nitride film as a mask, the semiconductor substrate is etched, and a first element isolation trench corresponding to the first element isolation region and a first element isolation trench corresponding to the second element isolation region Forming a second element isolation trench having a wide groove width, a region isolation trench corresponding to a width between the memory cell region and the peripheral circuit region and having a groove width wider than that of the second element isolation trench;
The first element isolation trench and the second element isolation trench are embedded without completely burying the region isolation trench, and in the first element isolation trench and the second element isolation trench, Forming a flowable silicon oxide film such that the surface is positioned above the upper surface of the mask nitride film;
Forming a first HDP silicon oxide film so as to fill a groove remaining in the region isolation trench without being filled with the fluid silicon oxide film;
Planarizing the first HDP silicon oxide film using the mask nitride film as a stop film;
The first element isolation trench has a predetermined depth from the upper end, the second element isolation trench has the same level as the surface of the semiconductor substrate, and the region isolation trench has a film thickness from the upper surface of the mask nitride film. Etching to a predetermined percentage depth position;
The second HDP silicon oxide film is embedded so as to bury the etched first element isolation trench, the second element isolation trench, and the region isolation trench and to have a surface positioned above the upper surface of the mask nitride film. Forming, and
Planarizing the second HDP silicon oxide film using the mask nitride film as a stop film;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013042821A JP2014170881A (en) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | Semiconductor device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013042821A JP2014170881A (en) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | Semiconductor device manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014170881A true JP2014170881A (en) | 2014-09-18 |
Family
ID=51693048
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013042821A Pending JP2014170881A (en) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | Semiconductor device manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2014170881A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10483202B2 (en) | 2016-02-22 | 2019-11-19 | Toshiba Memory Corporation | Semiconductor device having a wiring line with an end portion having rounded side surfaces and manufacturing method thereof |
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2013
- 2013-03-05 JP JP2013042821A patent/JP2014170881A/en active Pending
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US10483202B2 (en) | 2016-02-22 | 2019-11-19 | Toshiba Memory Corporation | Semiconductor device having a wiring line with an end portion having rounded side surfaces and manufacturing method thereof |
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