JP3267199B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP3267199B2
JP3267199B2 JP18352297A JP18352297A JP3267199B2 JP 3267199 B2 JP3267199 B2 JP 3267199B2 JP 18352297 A JP18352297 A JP 18352297A JP 18352297 A JP18352297 A JP 18352297A JP 3267199 B2 JP3267199 B2 JP 3267199B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン基板等の
半導体基板に絶縁分離用あるいはキャパシタ形成用のト
レンチをドライエッチング処理で形成する際、ブラック
シリコン等の残渣物の発生を極力防止することができる
半導体ウエハ及び半導体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is to minimize the generation of residues such as black silicon when forming trenches for insulating isolation or forming capacitors in a semiconductor substrate such as a silicon substrate by dry etching. The present invention relates to a semiconductor wafer and a method for manufacturing a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ウエハ,例えばシリコンウエハに
おいて、素子間分離用のトレンチを形成することが、例
えば特開平5−109882号公報に提案されている。
トレンチ形成にあたっては、ウエハ表面に酸化膜をCV
D法などにより形成し、この酸化膜にトレンチ形成領域
に対応してフォトリソグラフィ処理により開口部を形成
してエッチング用マスクとして利用する。そして、酸化
膜により露出されたトレンチ形成領域に対して、反応性
イオンエッチング(RIE)処理等によりシリコンを選
択的にエッチングして、例えば10〜15μm程度の深
さ寸法のトレンチを形成する。
2. Description of the Related Art It has been proposed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-109882 to form a trench for element isolation in a semiconductor wafer, for example, a silicon wafer.
When forming a trench, an oxide film is
An opening is formed in the oxide film by photolithography corresponding to the trench formation region and used as an etching mask. Then, silicon is selectively etched by a reactive ion etching (RIE) process or the like in the trench formation region exposed by the oxide film to form a trench having a depth dimension of, for example, about 10 to 15 μm.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のトレ
ンチエッチングにおいてはパーティクルによる汚染が少
なくないという問題があり、その汚染の原因を追求した
ところ、トレンチエッチング時に、ウエハ周辺部にシリ
コンが広く露出する領域ができ、該周辺部に図13
(a)に模式的に示すような所謂ブラックシリコンが発
生することに起因していることが判明した。その点につ
いて説明すると次のとおりである。
In the conventional trench etching, however, there is a problem that contamination by particles is not small. When the cause of the contamination is sought, silicon is widely exposed to the periphery of the wafer during the trench etching. An area is created, and the area around FIG.
It has been found that this is caused by the generation of so-called black silicon as schematically shown in FIG. This will be described below.

【0004】図13(a)においてトレンチエッチング
処理に供されるシリコンウエハは、2枚のシリコンウエ
ハ1A,1Bを埋込み酸化膜1Cを介して貼り合わせた
所謂貼り合わせSOI(Silicon On Insulator)構造を有
するものである。このシリコンウエハ1の主表面1aに
トレンチエッチングのマスク材料として酸化膜2が形成
された状態で、該酸化膜2にトレンチ用開口部2aを形
成し、これをマスクとして反応性イオンエッチング処理
により、露出しているシリコンを選択的にエッチングし
てトレンチ3を形成する。このトレンチエッチング時に
ウエハ1の周辺部にシリコンが広く露出する部分5があ
ると、ブラックシリコン6が発生しやすくなり、その後
の工程中(例えば洗浄工程)で、ブラックシリコン6の
先端の突起部が折れる等してパーティクルとなるのであ
る。なお、このブラックシリコン6は、図中符号4で示
すように、トレンチ3の幅が広い領域にも発生しやすく
なっていることが判明した。
In FIG. 13A, a silicon wafer subjected to a trench etching process has a so-called bonded SOI (Silicon On Insulator) structure in which two silicon wafers 1A and 1B are bonded via a buried oxide film 1C. Have With the oxide film 2 formed as a mask material for trench etching on the main surface 1a of the silicon wafer 1, an opening 2a for a trench is formed in the oxide film 2, and using this as a mask, reactive ion etching is performed. The trench 3 is formed by selectively etching the exposed silicon. If there is a portion 5 where silicon is widely exposed at the peripheral portion of the wafer 1 during the trench etching, black silicon 6 is likely to be generated, and during a subsequent process (for example, a cleaning process), the protrusion at the tip of the black silicon 6 is removed. It breaks and becomes particles. It has been found that the black silicon 6 tends to be generated even in a region where the width of the trench 3 is wide, as indicated by reference numeral 4 in the drawing.

【0005】トレンチエッチング時にブラックシリコン
6が発生しやすくなるという問題は図13(a)に示す
ような貼り合わせSOIウエハに限ったことではなく、
図13(b)に示すように、ベアのシリコンウエハに素
子間分離のトレンチやトレンチキャパシタ構造を形成す
る際にも発生する。このようにシリコンウエハ1上にブ
ラックシリコン6が発生してパーティクルとなると電気
的な絶縁不良を起こす原因となるので、結果として製作
の歩留りに悪影響を与えることにもなる。
The problem that black silicon 6 is likely to be generated during trench etching is not limited to a bonded SOI wafer as shown in FIG.
As shown in FIG. 13B, this also occurs when a trench for separating elements or a trench capacitor structure is formed in a bare silicon wafer. When the black silicon 6 is generated on the silicon wafer 1 and becomes a particle, it causes electrical insulation failure, and as a result, the production yield is adversely affected.

【0006】トレンチエッチング時にシリコンウエハ周
辺表面に広い面積のシリコン露出領域5が発生すること
の原因のひとつとして、トレンチエッチング処理のマス
ク部材としての酸化膜2にトレンチ用開口部2aを形成
する過程で行うフォトリソグラフィ処理がある。フォト
リソグラフィ処理は、レジスト塗布,露光・現像,エッ
チングの各工程からなるものであるが、このレジスト塗
布はスピンコータなどによりシリコンウエハ1を高速回
転させた状態でフォトレジストなどのレジスト材料7を
シリコンウエハ1上に滴下して塗布するようにしている
ため、遠心力で外周部に達したレジスト材料7がシリコ
ンウエハ1の周辺部からその一部が裏面側にまで回り込
むという現象がある(図14(a)参照)。レジスト材
料7がシリコンウエハ1の周辺部に塗布されていると、
ウエハ周辺端部が各工程で位置決め部などと接触してパ
ーティクルの発生を引き起こしたり、露光機など他の装
置においては該パーティクルの発生によって露光時の解
像度の低下を起こしたりするため、これを何らかの手段
により除去することが必要である。
One of the causes of the large exposed silicon region 5 on the peripheral surface of the silicon wafer during the trench etching is that a trench opening 2a is formed in the oxide film 2 as a mask member for the trench etching process. There is a photolithography process to be performed. The photolithography process includes the steps of resist application, exposure / development, and etching. In this resist application, a silicon wafer 1 is rotated at a high speed by a spin coater or the like, and a resist material 7 such as a photoresist is applied to the silicon wafer. Since the resist material 7 that has reached the outer peripheral portion by the centrifugal force is partially applied from the peripheral portion of the silicon wafer 1 to the back surface side, there is a phenomenon (FIG. 14 ( a)). When the resist material 7 is applied to the peripheral portion of the silicon wafer 1,
Since the peripheral edge of the wafer comes into contact with a positioning portion in each process to cause particles, or in other devices such as an exposure apparatus, the generation of the particles causes a decrease in resolution at the time of exposure. It is necessary to remove by means.

【0007】一般に、シリコンウエハ1の外周部に回り
込むレジスト材料7を除去するために、レジスト塗布時
に周辺部レジストに溶剤をかけて除去するサイドリンス
(エッジリンス)処理が行われている。これは、シリコ
ンウエハ1を回転させた状態でレジスト材料7を回転中
心付近から滴下して塗布すると共に、リンス剤を周辺部
に滴下してやることにより、シリコンウエハ1の外周部
分に塗布されたレジスト材料7を除去してしまうのであ
る(図14(b),(c)参照)。これによって、裏面
に回り込んだレジスト材料7も同時に剥離されるので、
上述した不具合を回避することができるのである。な
お、同様にレジスト塗布時に,または塗布直後にウエハ
裏面側にリンス液をかけて裏面に付着したレジストを除
去するバックリンスや、ウエハ周辺を選択的に露光して
現像時に周辺部レジストを除去する周辺露光という手法
もあるが、何れも周辺部のレジスト欠けに起因するパー
ティクル発生を防止するためである。
In general, in order to remove the resist material 7 wrapping around the outer peripheral portion of the silicon wafer 1, a side rinse (edge rinse) process of applying a solvent to the peripheral resist at the time of applying the resist is performed. This is because, while the silicon wafer 1 is rotated, the resist material 7 is applied by dripping from the vicinity of the center of rotation, and the rinsing agent is dripped onto the peripheral portion, whereby the resist material applied on the outer peripheral portion of the silicon wafer 1 is applied. 7 is removed (see FIGS. 14B and 14C). As a result, the resist material 7 wrapped around the back surface is also peeled off at the same time.
The above-mentioned problem can be avoided. Similarly, a back rinse for applying a rinsing liquid to the back surface of the wafer during or immediately after application of the resist to remove the resist adhering to the back surface, or selectively exposing the periphery of the wafer to remove the peripheral resist during development. There is also a technique called peripheral exposure, which is to prevent the generation of particles due to lack of resist in the peripheral portion.

【0008】したがって、トレンチエッチング時のマス
ク用酸化膜2に開口部2aを形成する際のフォトリソグ
ラフィ処理では、上述のサイドリンス処理でレジスト材
料7が除去されたシリコンウエハ1の周辺部分の酸化膜
2もエッチングにより除去されることになるのである。
この結果、トレンチエッチング時には、シリコンウエハ
1の外周部にシリコンが露出した広い領域ができ、上述
したブラックシリコンが発生してしまうのである。
Therefore, in the photolithography process for forming the opening 2a in the mask oxide film 2 at the time of trench etching, the oxide film in the peripheral portion of the silicon wafer 1 from which the resist material 7 has been removed by the side rinsing process described above. 2 will also be removed by etching.
As a result, at the time of trench etching, a large area where silicon is exposed is formed on the outer peripheral portion of the silicon wafer 1, and the above-described black silicon is generated.

【0009】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、たとえトレンチエッチング時のマスク
部材にトレンチ用開口部を形成する際にサイドリンス処
理が実施される場合であっても、トレンチエッチング工
程にてブラックシリコンの発生を防止できるようにした
半導体ウエハおよび半導体装置の製造方法を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object even if a side rinse process is performed when forming a trench opening in a mask member at the time of trench etching. It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor wafer and a semiconductor device capable of preventing generation of black silicon in a trench etching step.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願発明では、ドライエッチングにてトレンチが形
成される半導体ウエハにおいて、トレンチエッチングの
間、トレンチ形成領域以外の領域において半導体領域が
露出されるのを防止するようにしたことを特徴としてい
る。
In order to solve the above problems, according to the present invention, in a semiconductor wafer in which a trench is formed by dry etching, a semiconductor region is exposed in a region other than the trench forming region during the trench etching. It is characterized by being prevented from being performed.

【0011】より具体的には、そのチップ形成領域に深
溝あるいは深孔を形成するドライエッチングに供される
半導体ウエハであって、その周辺領域には該ドライエッ
チングの間にエッチングされる酸化膜厚よりも厚い酸化
膜が、該ドライエッチングの前に形成されていることを
特徴とするものである。つまり半導体ウエハにあらかじ
め厚い酸化膜が形成されているので、該厚い酸化膜がト
レンチ(深溝あるいは深孔)を形成する際にエッチング
防止用絶縁膜として機能し、たとえトレンチエッチング
時のマスク部材にトレンチ用開口部を形成する際にサイ
ドリンス処理が実施される場合であっても、半導体ウエ
ハの主表面にはそのチップ形成領域に形成されたマスク
用絶縁膜のトレンチ用開口部を除いて半導体領域が露出
する部分はなくなる。また、トレンチエッチング時にウ
エハ周辺に配置された該厚い酸化膜は、上述したサイド
リンス処理によってウエハ表面に露出されていたとして
も、その膜厚がトレンチエッチング時にエッチングされ
得る酸化膜厚よりも厚く設定されているために、ウエハ
の外周領域ではトレンチエッチングが終了した後でも該
酸化膜が残ることになる。すなわち、トレンチエッチン
グ処理を実施するときに、トレンチ形成領域以外には半
導体が広い領域でエッチングされることはなく、ブラッ
クシリコン等の残渣物が発生するのは抑制できるように
なる。
More specifically, a semiconductor wafer to be subjected to dry etching for forming a deep groove or a deep hole in the chip forming region, and an oxide film to be etched during the dry etching in a peripheral region thereof. A thicker oxide film is formed before the dry etching. That is, since a thick oxide film is previously formed on the semiconductor wafer, the thick oxide film functions as an etching preventing insulating film when forming a trench (deep groove or deep hole). Even when the side rinse process is performed when forming the opening for the semiconductor, the semiconductor surface is formed on the main surface of the semiconductor wafer except for the opening for the trench of the mask insulating film formed in the chip forming region. There is no exposed part. Further, even if the thick oxide film disposed around the wafer during the trench etching is exposed on the wafer surface by the side rinsing process described above, its thickness is set to be larger than the oxide film that can be etched during the trench etching. Therefore, the oxide film remains in the outer peripheral region of the wafer even after the trench etching is completed. That is, when the trench etching process is performed, the semiconductor is not etched in a wide area other than the trench forming area, and generation of a residue such as black silicon can be suppressed.

【0012】なお、周辺領域に形成される厚い酸化膜の
膜厚は、その最小値がトレンチエッチング時の半導体の
トレンチ深さと半導体に対する酸化膜のエッチング選択
比との積に基づいて設定することができ、さらにはマス
ク用絶縁膜のパターニング時(トレンチ用開口部形成
時)におけるオーバーエッチング量を見込んで設定する
ことができる。このように厚い酸化膜,すなわちエッチ
ング防止用絶縁膜を設定することで、トレンチを形成し
た時点でもエッチング防止用絶縁膜を残すことができ、
確実にブラックシリコン等の残渣物の発生を防止するこ
とができる。
The minimum thickness of the thick oxide film formed in the peripheral region may be set based on the product of the trench depth of the semiconductor during trench etching and the etching selectivity of the oxide film to the semiconductor. Further, it can be set in consideration of the amount of over-etching at the time of patterning the mask insulating film (at the time of forming the trench opening). By setting the thick oxide film, that is, the etching preventing insulating film, the etching preventing insulating film can be left even at the time of forming the trench,
Generation of a residue such as black silicon can be reliably prevented.

【0013】なお、トレンチエッチング時にトレンチ形
成領域以外にも半導体が露出されたとしても、その露出
領域のサイズがトレンチ用開口部の幅寸法よりも狭くな
るように設定されていれば、ブラックシリコン等の残渣
物の発生抑制効果は期待できる。なお、2枚の半導体ウ
エハを貼り付けて形成した所謂SOIウエハに本発明を
適用する場合、両半導体ウエハの間に挟まれる埋め込み
酸化膜をエッチング防止用絶縁膜として利用することも
できるし、貼り合せ後に該SOIウエハを酸化して外周
部に選択的に厚い酸化膜を形成するようにしてエッチン
グ防止用絶縁膜とすることもできる。
Even if a semiconductor is exposed in a region other than the trench forming region during the trench etching, if the size of the exposed region is set to be smaller than the width of the trench opening, black silicon or the like is used. The effect of suppressing the generation of residues can be expected. When the present invention is applied to a so-called SOI wafer formed by sticking two semiconductor wafers, a buried oxide film sandwiched between the two semiconductor wafers can be used as an etching preventing insulating film. After the alignment, the SOI wafer may be oxidized to selectively form a thick oxide film on the outer peripheral portion, thereby forming an insulating film for preventing etching.

【0014】さらに、半導体ウエハに形成するマスク用
絶縁膜のトレンチ用開口部の幅寸法を10μm以下に設
定すればトレンチ領域にてブラックシリコン等の残渣物
が発生するのも防止することができる。
Further, when the width of the trench opening of the mask insulating film formed on the semiconductor wafer is set to 10 μm or less, generation of a residue such as black silicon in the trench region can be prevented.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明を貼り合せSOIウ
エハを半導体ウエハとして使用した場合の第1実施例に
ついて図1ないし図3を参照して説明する。半導体素子
をシリコン基板上で素子分離して形成する場合に、シリ
コンウエハの状態で素子分離のトレンチを形成する。ま
た、各素子形成領域に各半導体素子を形成する前に素子
分離用トレンチを形成するようにしている。この場合
に、用いるシリコンウエハとして、図1(a)に模式的
断面で示すような貼り合せSOI(silicon on insulat
or)ウエハ11が使用される。このSOIウエハ11
は、第1のシリコンウエハ12、この第1のシリコンウ
エハ12の表面に形成されSOIウエハ内に埋設される
熱酸化膜からなる埋め込み酸化膜13、およびこのシリ
コンウエハ11の主表面側に埋め込み酸化膜13を介し
た状態で貼り付けられた第2のシリコンウエハ14から
なるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment in which the present invention is applied to a case where a bonded SOI wafer is used as a semiconductor wafer will be described below with reference to FIGS. When a semiconductor element is formed on a silicon substrate by element isolation, an element isolation trench is formed in a silicon wafer state. Further, before forming each semiconductor element in each element formation region, an element isolation trench is formed. In this case, as a silicon wafer to be used, a bonded SOI (silicon on insulat) as shown in a schematic cross section in FIG.
or) A wafer 11 is used. This SOI wafer 11
Is a buried oxide film 13 made of a thermal oxide film formed on the surface of the first silicon wafer 12 and buried in the SOI wafer, and a buried oxide film on the main surface side of the silicon wafer 11. It is composed of a second silicon wafer 14 attached with the film 13 interposed therebetween.

【0016】この場合、埋め込み酸化膜13は、第1の
シリコンウエハ12の外周に位置する部分が本発明のエ
ッチング防止用絶縁膜となるエッチング防止用酸化膜1
3aとして機能するもので、そのエッチング防止用酸化
膜13aの部分の膜厚Dsioは、後述するトレンチエッ
チング処理の条件等から、例えば、0.8〜1.1μm
程度,望ましくは0.9〜1.0μm程度の範囲に設定
されている。
In this case, the buried oxide film 13 has a portion located on the outer periphery of the first silicon wafer 12 and serves as the etching prevention insulating film of the present invention.
3a, the thickness Dsio of the portion of the oxide film 13a for preventing etching is, for example, 0.8 to 1.1 [mu] m, depending on conditions of a trench etching process described later.
, Preferably in the range of about 0.9 to 1.0 μm.

【0017】なお、一般的なSOIウエハにおいては、
第1のシリコンウエハ12上の埋め込み酸化膜13の膜
厚は、第2のシリコンウエハ14との界面に位置する部
分では0.9〜1.0μm程度設けられているものもあ
るが、後述するSOIウエハの製作上の問題で、外周部
の膜厚Dsio はそれよりも数十パーセント程度薄くなっ
ているのが実情で、約0.4〜0.5μm程度と薄くな
っている。外周部の膜厚Dsio がその厚さ寸法では不足
するので、本実施例では、外周部分の酸化膜13aの膜
厚Dsio が後述するようにエッチング防止用酸化膜とし
て機能するように0.9〜1.0μm程度の厚さとなる
ように、埋め込み酸化膜3の膜厚を例えば1.2μm程
度に設定している。
In a general SOI wafer,
The thickness of the buried oxide film 13 on the first silicon wafer 12 is about 0.9 to 1.0 μm at a portion located at the interface with the second silicon wafer 14, which will be described later. Due to a problem in manufacturing an SOI wafer, the film thickness Dsio at the outer peripheral portion is actually about several tens percent smaller than that, and is as thin as about 0.4 to 0.5 μm. In the present embodiment, the thickness Dsio of the oxide film 13a at the outer peripheral portion is set to 0.9 to 0.9% so that the thickness Dsio of the outer peripheral portion functions as an oxide film for preventing etching as described later. The thickness of the buried oxide film 3 is set to, for example, about 1.2 μm so as to have a thickness of about 1.0 μm.

【0018】これによって、後述する酸化膜エッチング
工程(第3の工程)やトレンチエッチング処理工程(第
5の工程)を経た後にもその下のシリコンが露出してし
まうことはなくなり、トレンチエッチング時においてシ
リコンが(特にウエハ外周部において)広い面積にわた
って露出されてエッチングが進行することはなく、ブラ
ックシリコンの発生を抑制することができるのである。
As a result, after the oxide film etching step (third step) and the trench etching processing step (fifth step), which will be described later, the underlying silicon is not exposed. The silicon is not exposed over a large area (especially in the outer peripheral portion of the wafer) and the etching does not proceed, so that the generation of black silicon can be suppressed.

【0019】次に、素子分離用のトレンチを形成する工
程の詳細について図1および図2を参照して説明する。
この場合に、半導体ウエハとしては、上述した貼り合せ
SOIウエハ11(図1(a)参照)を用いる。第1の
工程として、図1(b)に示すように、SOI基板11
の上面側つまり第2のシリコンウエハ14が設けられて
いる側の面にマスク用絶縁膜としてのマスク用酸化膜1
5をCVD法等の方法により堆積する。なお、マスク用
酸化膜を熱酸化にて形成すると予めエッチング防止用酸
化膜13aが露出されているウエハ外周部の表面上に形
成される酸化膜15の厚さが充分でなくなるため、マス
ク用酸化膜15はCVD法によるような堆積膜とする必
要がある。さらに、この場合、形成するマスク用酸化膜
15の膜厚Dcvd は、1.0μm程度となるように設定
されている。なお、この膜厚の設定値は、後述するトレ
ンチエッチング処理工程において、シリコンと共にわず
かにエッチングされる酸化物膜の膜厚よりも十分厚くな
るように設定されている。なお、SOIウエハ11の外
周部分では、下地の酸化膜13をエッチング防止用酸化
膜13aとしてその上にさらにマスク用酸化膜15が積
層されることになり、この部分では、酸化膜としての全
体の膜厚が2.0μm程度となる。
Next, the details of the step of forming a trench for element isolation will be described with reference to FIGS.
In this case, the above-mentioned bonded SOI wafer 11 (see FIG. 1A) is used as a semiconductor wafer. As a first step, as shown in FIG.
Oxide film 1 as a mask insulating film on the upper surface side of the semiconductor device, that is, on the surface on which the second silicon wafer 14 is provided.
5 is deposited by a method such as a CVD method. If the oxide film for the mask is formed by thermal oxidation, the thickness of the oxide film 15 formed on the surface of the outer peripheral portion of the wafer where the oxide film 13a for etching prevention is previously exposed becomes insufficient. The film 15 needs to be a deposited film by a CVD method. Further, in this case, the thickness Dcvd of the mask oxide film 15 to be formed is set to be about 1.0 μm. The set value of the film thickness is set to be sufficiently larger than the film thickness of the oxide film that is slightly etched together with silicon in a trench etching process described later. In the outer peripheral portion of the SOI wafer 11, the underlying oxide film 13 is used as an oxide film 13a for preventing etching, and a mask oxide film 15 is further laminated thereon. The thickness becomes about 2.0 μm.

【0020】次に、第2の工程として、SOIウエハ1
1のマスク用酸化膜15が形成されている面側にレジス
ト材料であるフォトレジスト16を塗布してフォトリソ
グラフィ処理によりパターニングする。この場合、フォ
トレジスト16の塗布は、一般的なスピンコータにおい
て液状のフォトレジスト16を滴下してSOIウエハ1
1の表面全面に渡って塗布するようになっており、その
塗布時あるいは塗布直後に、外周部に残るフォトレジス
ト16は上述のサイドリンス処理によって除去される。
Next, as a second step, the SOI wafer 1
A photoresist 16 as a resist material is applied to the surface on which the one mask oxide film 15 is formed, and is patterned by photolithography. In this case, the photoresist 16 is applied by dripping the photoresist 16 in a liquid form using a general spin coater.
The photoresist 16 remaining on the outer peripheral portion is removed by the above-described side rinsing process at the time of or immediately after the application.

【0021】サイドリンス処理では、塗布直後のフォト
レジスト16の外周部分に現像液を滴下してリンス除去
するもので、これによって、外周部から裏面側に回り込
むフォトレジスト16を除去して後工程における加工精
度の向上を図るものである。したがって、このサイドリ
ンス処理を経ることによって、SOIウエハ11の外周
部のエッチング防止用酸化膜13aは部分的に露出され
た状態となる。なお、この際のフォトレジスト16の端
部と第2のシリコンウエハ14の端部との位置関係は、
必ず後者の方がウエハの面内で内側となるようにされて
いる。これは後述のマスク用酸化膜15のパターニング
後に第2のシリコンウエハ14の端部側面からシリコン
面が露出してしまうのを防止するためである。
In the side rinsing process, the developing solution is dropped on the outer peripheral portion of the photoresist 16 immediately after the application to remove the rinse, whereby the photoresist 16 wrapping around from the outer peripheral portion to the back surface is removed, and a subsequent process is performed. The purpose is to improve the processing accuracy. Therefore, through the side rinsing process, the etching preventing oxide film 13a on the outer peripheral portion of the SOI wafer 11 is partially exposed. In this case, the positional relationship between the end of the photoresist 16 and the end of the second silicon wafer 14 is as follows.
The latter is always arranged inside in the plane of the wafer. This is to prevent the silicon surface from being exposed from the side surface of the end of the second silicon wafer 14 after the patterning of the mask oxide film 15 described later.

【0022】続いて、トレンチエッチング処理を行うべ
き部分に対応したマスクを用いて露光を行い、フォトレ
ジスト16を現像処理することにより、図1(b)に示
すように、フォトレジスト16に所定のパターンを形成
する。これによって形成されるフォトレジスト16のパ
ターンは、次工程でマスク用酸化膜15に開口部15a
を形成するためのものである。
Subsequently, the photoresist 16 is exposed by using a mask corresponding to a portion to be subjected to the trench etching process, and the photoresist 16 is developed. As shown in FIG. Form a pattern. The pattern of the photoresist 16 thus formed is formed in the opening 15a in the mask oxide film 15 in the next step.
Is formed.

【0023】次に、第3の工程として、マスク用酸化膜
15を、CF4 ,CHF3 ,Ar等の混合ガスを用いた
ドライエッチング処理を行うことにより、図1(c)に
示すように、トレンチ形成部分に開口部15aを形成す
る。このときの開口部15aの幅寸法は、例えば10μ
m以上とならないように設定されている。これは、開口
部の幅寸法が広くなることによりブラックシリコンの発
生が後述の如く予想されるからである。また、このドラ
イエッチング処理では、開口部15aに対応する部分の
マスク用酸化膜15を確実に除去するために、一般的に
は、エッチングするマスク用酸化膜15の膜厚Dcvd に
対して、30%程度のオーバーエッチングとなる条件を
設定している。
Next, as a third step, the mask oxide film 15 is subjected to dry etching using a mixed gas of CF 4 , CHF 3 , Ar, etc., as shown in FIG. Then, an opening 15a is formed in the trench formation portion. The width of the opening 15a at this time is, for example, 10 μm.
m is set so as not to exceed m. This is because black silicon is expected to be generated as the width of the opening is increased, as described later. In this dry etching process, in order to surely remove the mask oxide film 15 in a portion corresponding to the opening 15a, generally, the thickness Dcvd of the mask oxide film 15 to be etched is set to 30%. The conditions for over-etching of about% are set.

【0024】したがって、このマスク用酸化膜15のド
ライエッチング処理においては、SOIウエハ11の外
周部でサイドリンス処理によってフォトレジスト16が
除去された部分のマスク用酸化膜15も同時にエッチン
グ除去されると共に、上記したオーバーエッチングによ
ってその下地のエッチング防止用酸化膜13aも厚さd
1だけエッチングされるようになる。この場合、エッチ
ング防止用酸化膜13aの膜厚は、上述したように0.
9〜1.0μm程度に設定しているので、オーバーエッ
チングの期間を経ても0.7μm程度は残存することに
なる。
Therefore, in the dry etching process of the mask oxide film 15, the mask oxide film 15 in the portion where the photoresist 16 has been removed by the side rinse process on the outer peripheral portion of the SOI wafer 11 is simultaneously etched and removed. By the above-mentioned over-etching, the underlying oxide film 13a for preventing etching also has a thickness d.
Only one is etched. In this case, the thickness of the oxide film 13a for preventing etching is set to 0.1 as described above.
Since the thickness is set to about 9 to 1.0 μm, about 0.7 μm remains even after the over-etching period.

【0025】マスク用酸化膜15のパターニング処理の
後に、第4の工程として、SOIウエハ11上に残って
いるフォトレジスト16を剥離する(図1(c)参
照)。これによって、SOIウエハ11上にはマスク用
酸化膜15にトレンチエッチング用の開口部15aが形
成された状態となる。また、SOIウエハ11の外周部
においては、マスク用酸化膜15はエッチングによって
除去されているが、その下地として形成されているエッ
チング防止用酸化膜13aは残存した状態とされてい
て、第1のシリコンウエハ12の表面を覆ったままの状
態となっている。
After the patterning of the mask oxide film 15, as a fourth step, the photoresist 16 remaining on the SOI wafer 11 is peeled off (see FIG. 1C). Thus, the opening 15a for trench etching is formed in the mask oxide film 15 on the SOI wafer 11. In the outer peripheral portion of the SOI wafer 11, the mask oxide film 15 has been removed by etching, but the etching prevention oxide film 13a formed as a base thereof has been left. It is in a state where the surface of the silicon wafer 12 is covered.

【0026】次に、第5の工程として、HBr,SiF
4 ,SF6 ,He/O2 等の混合ガスからなる反応ガス
を用いた反応性イオンエッチング(RIE)処理によ
り、図2(a)に示す如く、マスク用酸化膜15に形成
された開口部15a部分に露出されているシリコンを選
択的にドライエッチング(トレンチエッチング)する。
この反応性イオンエッチング処理では、シリコンのエッ
チング選択比を酸化膜に対して50対1程度に設定して
いる。これにより、シリコンを第2のシリコンウエハの
厚さ(TEsi)分,即ち15μm程度の深さ寸法までエ
ッチングしてトレンチ17を形成する際、マスク用酸化
膜15および外周部のエッチング防止用酸化膜13aも
共にわずかであるがエッチングされるようになる。
Next, as a fifth step, HBr, SiF
4, the SF 6, He / O 2 reactive ion etching (RIE) process using a reactive gas comprising a mixed gas such as, as shown in FIG. 2 (a), the opening formed in the mask oxide film 15 The silicon exposed at the portion 15a is selectively dry-etched (trench-etched).
In this reactive ion etching process, the etching selectivity of silicon is set to about 50 to 1 with respect to the oxide film. Accordingly, when the trench 17 is formed by etching silicon to the depth (TEsi) of the second silicon wafer, that is, about 15 μm, the oxide film 15 for masking and the oxide film for preventing etching at the outer peripheral portion are formed. 13a is also slightly etched.

【0027】この後、HF等のエッチャントを用いてト
レンチ内の側壁に堆積した反応生成物を除去した後、熱
酸化処理を行ってトレンチ17内のシリコン表面に酸化
膜18を形成する。そして、トレンチ17を埋めるよう
にポリシリコン19をLPCVD(減圧CVD)法など
の方法によって堆積し、トレンチ17部分以外の部分
(ウエハ表面)に堆積したポリシリコンをドライエッチ
ング処理によりエッチバックして、図2(b)に示すよ
うに分離溝を埋設する。
Thereafter, the reaction products deposited on the side walls in the trenches are removed using an etchant such as HF, and then thermal oxidation is performed to form an oxide film 18 on the silicon surface in the trenches 17. Then, polysilicon 19 is deposited by a method such as LPCVD (low pressure CVD) so as to fill the trench 17, and the polysilicon deposited on a portion (wafer surface) other than the trench 17 is etched back by dry etching. As shown in FIG. 2B, the separation groove is buried.

【0028】このような工程を経て、SOIウエハ11
のチップ形成領域には互いに絶縁分離された複数のアイ
ランド状のシリコン領域が形成されるようになるもの
で、該アイランド状のシリコン領域に各々半導体素子が
形成されるようになる。なお、以上の説明ではSOIウ
エハの外周部に焦点をあてて本実施例の概略工程を説明
したが、チップ形成領域におけるトレンチエッチング工
程,半導体素子形成工程などの詳細は例えば特開平5−
109882号公報を参照されたい。
Through these steps, the SOI wafer 11
A plurality of island-shaped silicon regions that are insulated and separated from each other are formed in the chip formation region, and a semiconductor element is formed in each of the island-shaped silicon regions. In the above description, the outline steps of this embodiment have been described focusing on the outer peripheral portion of the SOI wafer, but details such as a trench etching step and a semiconductor element formation step in a chip formation region are described in, for example,
See No. 109882.

【0029】以上のように本実施例においては、シリコ
ンの反応性イオンエッチング処理時に、トレンチ形成領
域以外にはシリコンが露出されないようにウエハ外周の
エッチング防止用酸化膜13aの膜厚Dsio が設定され
ているのとともに、トレンチ形成領域の開口幅も10μ
mを超えないように設定されているため、ブラックシリ
コンが発生することがなくなる。この結果、後工程にお
いてブラックシリコンの突起部が折れるなどしてパーテ
ィクルが発生するのを防止でき、高精度で加工を行うこ
とができ、歩留りの向上にも貢献できるようになる。
As described above, in this embodiment, the film thickness Dsio of the oxide film 13a for preventing etching on the outer periphery of the wafer is set so that silicon is not exposed in regions other than the trench formation region during the reactive ion etching of silicon. And the opening width of the trench formation region is also 10 μm.
m, so that black silicon is not generated. As a result, it is possible to prevent generation of particles due to breakage of the projections of the black silicon in a later step, and to perform processing with high accuracy, thereby contributing to improvement in yield.

【0030】次に、トレンチエッチング時に、広い面積
にわたってシリコンが露出した場合にブラックシリコン
が発生しやすくなることについて説明する。上述のよう
にトレンチエッチングのエッチングマスクとしては、被
エッチング材料であるシリコンにエッチング選択性がと
れるように、酸化膜がマスク部材として用いられるのが
一般的である。そして、トレンチエッチング時における
シリコンのエッチングの選択比が高くなるように反応性
ドライエッチング処理が工程設計される。反応性ドライ
エッチングのエッチングメカニズムは、反応ガスがプラ
ズマ状態とされてウエハ上に供給され、プラズマ中のイ
オンが電界によって加速されてウエハ表面に衝突し、ウ
エハ表面に露出したSiがFと結合して揮発性の高いS
i−Fとなって揮発することでエッチングが進行するこ
とによると考えられる。ここでBrはSi表面にダメー
ジを与えてSi−Fの生成を促進する効果を有している
と考えられる。当然このSi−Fの揮発は酸化膜表面で
も発生するが、Si表面での反応に比べると遅く、従っ
て酸化膜表面のエッチングレートは小さい。その一方
で、反応ガス中に酸素を多く供給すると揮発したSi−
Fが酸素分子と反応してSi−Oが生成され、それがウ
エハ表面(マスク用酸化膜上)やトレンチ側壁等に堆積
して側壁方向のエッチング進行を防止したり、マスク用
酸化膜の削れる速度を抑えたりすることができるように
なり、シリコンの酸化膜に対するエッチング選択比を大
きくとることが可能となる。ところが、シリコンのエッ
チングの選択比を高く設定すると、換言すれば酸素の供
給量を増やしてSi−Oの堆積速度をはやくすると、特
に大面積でシリコンが露出している様なところでは気相
中のSi−Fの密度も高いためSi−Oの生成反応が過
剰となり、それが被エッチング面であるシリコンに再付
着する確率が高くなる。すると、この付着した反応生成
物がエッチングに対するマスク部材として作用してしま
い、これによって反応生成物の付着部分を残してエッチ
ングが進行することになり、このような再付着する部分
が過剰になると、全体としてエッチング面に細かいシリ
コンの突起部が形成されることになり、これが図13に
模式的に示すような所謂ブラックシリコンの発生となる
のである。
Next, the fact that black silicon is likely to be generated when silicon is exposed over a large area during trench etching will be described. As described above, as an etching mask for trench etching, an oxide film is generally used as a mask member so that etching selectivity can be obtained for silicon as a material to be etched. Then, a reactive dry etching process is designed in a process so as to increase the selectivity of silicon etching during trench etching. The etching mechanism of the reactive dry etching is that the reaction gas is supplied to the wafer in a plasma state, ions in the plasma are accelerated by the electric field and collide with the wafer surface, and Si exposed on the wafer surface is combined with F. And highly volatile S
It is considered that the etching proceeds due to volatilization as i-F. Here, it is considered that Br has an effect of damaging the Si surface and promoting the generation of Si-F. Naturally, the volatilization of Si-F also occurs on the surface of the oxide film, but is slower than the reaction on the surface of the Si film, so that the etching rate on the surface of the oxide film is small. On the other hand, when a large amount of oxygen is supplied to the reaction gas, the volatile Si-
F reacts with oxygen molecules to generate Si—O, which deposits on the wafer surface (on the mask oxide film), on the side walls of the trenches, etc., to prevent the progress of etching in the side wall direction, or to remove the mask oxide film. The speed can be suppressed, and the etching selectivity of silicon to an oxide film can be increased. However, if the selectivity of etching of silicon is set high, in other words, if the supply rate of oxygen is increased and the deposition rate of Si—O is increased, particularly in a large area where silicon is exposed, Is also high, the generation reaction of Si—O becomes excessive, and the probability of redepositing on the silicon to be etched surface increases. Then, the adhered reaction product acts as a mask member for etching, whereby the etching proceeds while leaving the reaction product adhered portion, and when such a re-adhered portion becomes excessive, As a whole, fine silicon protrusions are formed on the etched surface, which results in the generation of so-called black silicon as schematically shown in FIG.

【0031】なお、酸素とフッ素の供給量を制御してエ
ッチング選択比をブラックシリコンが発生しない程度に
低く設定することも考えられるが、この場合には反応生
成物であるSi−Oによるトレンチ側面保護も抑制さ
れ、トレンチの断面形状が中央部で膨らんだ形状となる
所謂ボーイングと呼ばれる状態となり、この結果、その
後の工程でトレンチをポリシリコンなどで埋める際に、
所謂「す」となる中空部分が発生してしまうと不具合が
あり、簡単に選択比を下げることはできない事情があ
る。
Incidentally, it is conceivable to set the etching selectivity low enough not to generate black silicon by controlling the supply amounts of oxygen and fluorine, but in this case, the trench side surface is formed by the reaction product Si-O. Protection is also suppressed, and the cross-sectional shape of the trench becomes a so-called bowing in which the cross-sectional shape swells at the center, and as a result, when the trench is filled with polysilicon or the like in a subsequent process,
There is a problem that a so-called "su" hollow portion is generated, and the selection ratio cannot be easily reduced.

【0032】したがって、ブラックシリコン等の柱状残
渣物の発生を抑制するためには、本実施例の如く、トレ
ンチエッチング時にトレンチ形成領域以外(特にウエハ
外周部)にシリコンが広く露出されないようにエッチン
グ防止用酸化膜13aの膜厚Dsio を設定する、あるい
はたとえ露出したとしてもその露出領域のサイズがトレ
ンチ用開口部15aの開口幅よりも狭くなるように設定
されるようにするのが有効である。
Therefore, in order to suppress the generation of columnar residues such as black silicon, as in this embodiment, etching is prevented so that silicon is not widely exposed outside the trench formation region (particularly the outer peripheral portion of the wafer) during trench etching. It is effective to set the film thickness Dsio of the oxide film for use 13a or to set the size of the exposed region to be smaller than the opening width of the trench opening 15a even if it is exposed.

【0033】次に、発明者らは、上述のようにしてエッ
チング防止用酸化膜13aを形成する場合に、膜厚Dsi
o をどの程度に設定すれば良いかという点について、実
験を行うことにより確認した。図3はこの結果を示すも
ので、この場合における実験条件は次のようになってい
る。すなわち、この実験では、シリコンウエハの外周部
に残すエッチング防止用酸化膜の膜厚Dsio の寸法に対
して、トレンチエッチング処理を行った結果、最終的に
残存する外周部の酸化膜の膜厚De はどの程度となるか
という相関関係を確認したものである。
Next, when forming the oxide film 13a for preventing etching as described above, the present inventors have found that the film thickness Dsi
Experiments were conducted to confirm how much o should be set. FIG. 3 shows this result, and the experimental conditions in this case are as follows. That is, in this experiment, the trench etching process was performed on the dimension of the thickness Dsio of the oxide film for etching prevention remaining on the outer peripheral portion of the silicon wafer, and as a result, the film thickness De of the oxide film remaining on the outer peripheral portion finally remained. Confirms the correlation of the degree.

【0034】この場合において、各部の実験条件は次の
ように設定されている。 マスク用酸化膜(CVDにて形成)の膜厚Dcvd =1.
5μm シリコンエッチング深さ寸法TEsi=15μm シリコンと酸化膜とのエッチングの選択比k=50〜2
00 マスク用酸化膜パターニング時のオーバーエッチング量
=+30% 上述の結果、この条件の下では、エッチング防止用酸化
膜の膜厚Dsio は最低でも0.63μm程度必要であ
り、本実施例を実施しない場合の約0.4〜0.5μm
程度ではトレンチエッチング中に下地のシリコンが露出
してしまう場合があることがわかった。また、工程ばら
つきに起因したウエハ面内での膜厚ばらつきは、0.3
μm程度を見込めば良いことがわかった。
In this case, the experimental conditions of each part are set as follows. Film thickness Dcvd of mask oxide film (formed by CVD) = 1.
5 μm Silicon etching depth dimension TEsi = 15 μm Etch selectivity k = 50-2 for silicon and oxide film
00 Amount of over-etching during patterning of oxide film for mask = + 30% As described above, under this condition, the film thickness Dsio of the oxide film for etching prevention needs to be at least about 0.63 μm, and this embodiment is not implemented. About 0.4-0.5μm in case
It has been found that under some circumstances, the underlying silicon may be exposed during the trench etching. The variation in film thickness on the wafer surface due to the process variation is 0.3%.
It turns out that it is sufficient to expect about μm.

【0035】さて、上述の結果を踏まえて、エッチング
防止用酸化膜の膜厚Dsio の必要な寸法を見積もってみ
る。まず、実際のエッチング工程を考えると、下記の式
(1)を満たすことが条件となる。
Now, based on the above results, the required dimensions of the thickness Dsio of the oxide film for preventing etching will be estimated. First, considering the actual etching process, the condition is to satisfy the following expression (1).

【0036】[0036]

【数1】 De =(Dcvd +Dsio )−(Dcvd +d1+d2)>0 …(1) ただし、De は最終的に残存するエッチング防止用酸化
膜の膜厚,Dsio はエッチング防止用酸化膜の膜厚,D
cvd はマスク用酸化膜の膜厚,d1はマスク用酸化膜の
ドライエッチング処理工程でエッチングされるエッチン
グ防止用酸化膜の膜厚,d2はトレンチエッチング処理
でエッチングされるエッチング防止用酸化膜の膜厚であ
る。
## EQU1 ## De = (Dcvd + Dsio)-(Dcvd + d1 + d2)> 0 (1) where De is the film thickness of the finally remaining etching preventing oxide film, Dsio is the film thickness of the etching preventing oxide film, D
cvd is the thickness of the masking oxide film, d1 is the thickness of the etching preventing oxide film etched in the dry etching process of the masking oxide film, and d2 is the film of the etching preventing oxide film etched in the trench etching process. It is thick.

【0037】したがって、上式(1)から、エッチング
防止用酸化膜の膜厚Dsio の条件を求めると、式(2)
のようになる。
Therefore, when the condition of the thickness Dsio of the oxide film for etching prevention is obtained from the above equation (1), the equation (2) is obtained.
become that way.

【0038】[0038]

【数2】 Dsio >d(=d1+d2) …(2) そこで、膜厚Dsio を制限する寸法dについて求めてみ
る。上式(2)で示す寸法のそれぞれは、次の関係が設
定されている。
## EQU2 ## Dsio> d (= d1 + d2) (2) Therefore, a dimension d that limits the film thickness Dsio will be obtained. The following relationship is set for each of the dimensions shown by the above equation (2).

【0039】[0039]

【数3】 d1 =0.3 × Dcvd …(3)D1 = 0.3 × Dcvd (3)

【0040】[0040]

【数4】 d2 =TEsi / k …(4)D2 = TEsi / k (4)

【0041】[0041]

【数5】 Dcvd =0.1 × TEsi …(5) ただし、TEsiはトレンチエッチング処理でエッチング
されるシリコンの深さ寸法,kはトレンチエッチング時
のシリコンの酸化膜に対するエッチング選択比で(TE
si/TEsio )=(50〜200)である。なお、式
(5)ではトレンチエッチング時にマスク用酸化膜が確
実にシリコンウエハ表面に残っているように、その膜厚
Dcvd をシリコンのトレンチ深さTEsiの10%程度を
見積もって設定しているが、トレンチ深さTEsiと選択
比kを用いてその最小値を設定することもできる。
Dcvd = 0.1 × TEsi (5) where TEsi is the depth dimension of the silicon to be etched by the trench etching process, and k is the etching selectivity of the silicon to the oxide film at the time of the trench etching.
si / TEsio) = (50-200). In the equation (5), the film thickness Dcvd is set by estimating about 10% of the silicon trench depth TEsi so that the mask oxide film remains on the silicon wafer surface during the trench etching. , The minimum value can be set using the trench depth TEsi and the selectivity k.

【0042】そこで、上式(3)〜(5)の関係を式
(2)に代入してdの値を求めると次式(6)のように
なる。
Therefore, when the value of d is obtained by substituting the relations of the above equations (3) to (5) into the equation (2), the following equation (6) is obtained.

【0043】[0043]

【数6】 d=(0.03+1/k)×TEsi =(0.035〜0.05)×TEsi …(6) 以上の結果からTEsiの寸法を15μmとした場合の値
を見積もって計算してみると、式(6)から、dは0.
525μm〜0.75μmの間の寸法となる。これか
ら、実験の結果と略一致する値が得られることがわか
る。次に、式(2)の関係を満たす実用的なDsio の値
を見積もってみる。前述の製造上のばらつきを考慮して
0.3μm程度の厚さを見込んで形成することにする
と、この場合にはエッチング防止用酸化膜13aの膜厚
Dsio は0.8μm〜1.1μm程度形成することが好
ましいことがわかる。
D = (0.03 + 1 / k) × TEsi = (0.035-0.05) × TEsi (6) From the above results, the value obtained when the dimension of TEsi is 15 μm is estimated and calculated. From the equation (6), d is equal to 0.
The dimension is between 525 μm and 0.75 μm. From this, it can be seen that a value substantially matching the result of the experiment is obtained. Next, a practical value of Dsio that satisfies the relationship of equation (2) will be estimated. In consideration of the above-described manufacturing variation, the thickness is to be formed to be about 0.3 μm. In this case, the thickness Dsio of the oxide film 13 a for etching prevention is about 0.8 μm to 1.1 μm. It is understood that it is preferable to perform

【0044】つまり、本実施例で説明したように、エッ
チング防止用酸化膜13aの膜厚が0.9〜1.0μm
程度(0.8〜1.1μm)を設定したことはこのよう
な根拠によるものである。尚、製造上の膜形成精度が向
上すれば上述の寸法dよりも厚い寸法に設定すれば良い
し、逆に、見積もった膜厚Dsio (=0.8〜1.1μ
m)よりも厚い寸法にしても差支えないことはいうまで
もないことである。
That is, as described in this embodiment, the thickness of the etching preventing oxide film 13a is 0.9 to 1.0 μm.
The degree (0.8 to 1.1 μm) is set on this basis. Incidentally, if the film formation accuracy in manufacturing is improved, it may be set to a dimension larger than the above-mentioned dimension d, and conversely, the estimated film thickness Dsio (= 0.8 to 1.1 μm)
It goes without saying that a dimension larger than m) can be used.

【0045】本第1実施例では、素子形成側となる第2
のシリコンウエハの厚さ,すなわちトレンチエッチング
する深さTEsiに応じてウエハ外周の酸化膜厚Dsio が
トレンチエッチング後にも残存する膜厚になるように埋
め込み酸化膜の膜厚を制御するものであったが、この点
について次に説明する。貼り合せSOIウエハ11の製
造方法について、図4(a)〜(g)を用いて簡単に説
明する。まず、ベースとなる第1のシリコンウエハ12
の表面に埋め込み酸化膜13となる熱酸化膜を形成する
とともに、素子形成側となる第2のシリコンウエハ14
を準備し(図4(a)参照)、それらの鏡面同士を清浄
な雰囲気下で公知の直接接合法にて貼り合せ、アニール
することで接合する(図4(b)参照)。そして、第2
のシリコンウエハ14の表面側から研削して薄肉化した
後(図4(c)参照)、その外周部14Aをエッジ欠け
防止のために研削する(図4(d)参照)。その後、貼
り合せウエハの上面側と裏面側に各々マスキングテープ
100a,100bを被着した状態(図4(e)参照)
で薬液により第2のシリコンウエハ14の外周部をウエ
ットエッチングにより除去し(図4(f)参照)、マス
キングテープ100a,100bを剥離した後、第2の
シリコンウエハ14の表面から仕上げの研磨を行い(図
4(g)参照)、所望の厚さ(TEsi) のSOI層を有
する貼り合せSOIウエハ11を得る。
In the first embodiment, the second
The thickness of the buried oxide film is controlled so that the oxide film thickness Dsio on the outer periphery of the wafer becomes a film thickness remaining after the trench etching according to the thickness of the silicon wafer, that is, the trench etching depth TEsi. However, this point will be described below. A method for manufacturing the bonded SOI wafer 11 will be briefly described with reference to FIGS. First, a first silicon wafer 12 serving as a base
A thermal oxide film serving as a buried oxide film 13 is formed on the surface of
Is prepared (see FIG. 4A), and their mirror surfaces are bonded to each other by a known direct bonding method in a clean atmosphere and then annealed (see FIG. 4B). And the second
After the surface of the silicon wafer 14 is ground and thinned (see FIG. 4C), the outer peripheral portion 14A is ground to prevent edge chipping (see FIG. 4D). Thereafter, the masking tapes 100a and 100b are applied to the upper and lower surfaces of the bonded wafer, respectively (see FIG. 4E).
Then, the outer peripheral portion of the second silicon wafer 14 is removed by wet etching with a chemical solution (see FIG. 4F), and after the masking tapes 100a and 100b are peeled off, final polishing is performed from the surface of the second silicon wafer 14. This is performed (see FIG. 4G) to obtain a bonded SOI wafer 11 having an SOI layer having a desired thickness (TEsi).

【0046】この製造途中において、上述のようにウエ
ハ中央部における埋め込み酸化膜の膜厚に対して外周部
の酸化膜膜厚Dsio はそれよりも数十パーセント程度薄
くなる。つまり図5に示すように、第1のシリコンウエ
ハ12の外周部表面に形成された酸化膜13の膜厚は、
表面に第2のシリコンウエハ14が存在する領域に比べ
薄くなり(TA <Tsio )、さらに外周に近づくにつれ
てより薄くなる(TB<TA )。これは図4(f)の工
程でウエハ端部をウエットエッチングすることに起因し
ており、さらにその際にシリコンを完全に外周表面から
除去するようにオーバーエッチングすることも原因とな
っている。
During the production, the thickness Dsio of the oxide film on the outer peripheral portion is several tens percent smaller than the thickness of the buried oxide film on the central portion of the wafer as described above. That is, as shown in FIG. 5, the thickness of the oxide film 13 formed on the outer peripheral surface of the first silicon wafer 12 is
It becomes thinner (T A <T sio) than the region where the second silicon wafer 14 is present on the surface, and becomes thinner (T B <T A ) as it approaches the outer periphery. This is due to the wet etching of the wafer edge in the step of FIG. 4 (f), and also the over-etching to completely remove silicon from the outer peripheral surface at that time.

【0047】上記第1実施例では外周部の酸化膜をエッ
チング防止用酸化膜13aとして機能させるのに必要な
膜厚Dsio (0.8〜1.1μm)を確保できるよう
に、このウエットエッチング(図4(f)の工程)での
エッチング量を見込んで埋め込み酸化膜13の膜厚を,
すなわち貼り合せ前の熱酸化膜の膜厚を、図6に示すよ
うに、前もって約1.2μmと厚くする(T’>Tsio
)ようにしている。
In the first embodiment, this wet etching (0.8 to 1.1 μm) is required to ensure the film thickness Dsio (0.8 to 1.1 μm) necessary for the outer peripheral oxide film to function as the etching preventing oxide film 13a. The film thickness of the buried oxide film 13 is set in consideration of the etching amount in the step (f) of FIG.
That is, as shown in FIG. 6, the thickness of the thermal oxide film before bonding is increased to about 1.2 μm in advance (T ′> Tsio).
).

【0048】この他の変形態様としては、外周部の酸化
膜をエッチング防止用酸化膜13aとして機能させるの
に必要な膜厚Dsio を確保できるように、図4(b)の
貼り合せ工程後のアニール処理を不活性雰囲気中から酸
化雰囲気中での処理に変更して、ウエハ外周部での酸化
膜厚をTsio からT''と選択的に厚肉化する方法(図7
(a),(b)参照)や、図4(c)の研削工程の研削
量を多くして(Tsiを薄くして)図4(f)のウエット
エッチング工程でウエハ外周のエッチング量VEsiを減
らす方法(図8(a),(b)参照)が採用できる。
As another modification, the film thickness after the bonding step shown in FIG. 4B is ensured so that the film thickness Dsio necessary to allow the oxide film on the outer peripheral portion to function as the oxide film 13a for preventing etching can be secured. A method in which the annealing is changed from an inert atmosphere to an oxidizing atmosphere to selectively increase the thickness of the oxide film at the outer peripheral portion of the wafer from Tsio to T ″ (FIG. 7)
(See (a) and (b)) and increasing the amount of grinding in the grinding step of FIG. 4 (c) (thinning Tsi) to reduce the etching amount VEsi of the outer periphery of the wafer in the wet etching step of FIG. 4 (f). A reduction method (see FIGS. 8A and 8B) can be adopted.

【0049】また、方法としては上記第1実施例で説明
したように貼り合せ前の酸化膜厚を厚くしておくという
図6に示す方法が最も有効であるが、熱酸化で形成する
酸化膜厚は1.3μm位が限度でそれ以上はスループッ
トが低くなるという問題があること、また第2のシリコ
ンウエハ側にも酸化膜を形成しておくことも考えられる
が酸化膜同士の貼り合せは接合性に劣る点、熱酸化膜で
なくCVD法で堆積した場合も接合性が良くないこと、
さらには厚肉化することで放熱性が悪くなること等を考
慮すると、図6に示す方法で酸化膜膜厚をできる範囲で
厚くし、図7,8に示す方法を組み合せるようにして、
ウエハ外周部の酸化膜がエッチング防止用酸化膜13a
として機能するのに必要な膜厚Dsio を確保できるよう
に貼り合せSOIウエハ11の製造工程を調整するよう
にしてもよい。
As shown in FIG. 6, the most effective method is to increase the thickness of the oxide film before bonding as described in the first embodiment, but the oxide film formed by thermal oxidation is most effective. There is a problem that the thickness is limited to about 1.3 μm and the throughput becomes lower. Further, it is considered that an oxide film is formed on the second silicon wafer side. Inferior bondability, poor bondability when deposited by CVD instead of thermal oxide film,
Further, considering that the heat dissipation is deteriorated by increasing the thickness, the thickness of the oxide film is made as thick as possible by the method shown in FIG. 6 and the method shown in FIGS.
The oxide film on the outer periphery of the wafer is an oxide film 13a for preventing etching
The manufacturing process of the bonded SOI wafer 11 may be adjusted so that the film thickness Dsio necessary for functioning as a function can be secured.

【0050】次に、図9乃至図12を用いて本発明の第
2実施例を説明する。この第2実施例では、SOIウエ
ハ11ではなく、通常のベアのシリコンウエハ20を用
いている。すなわち、シリコンウエハ20に対して、絶
縁分離あるいはキャパシタ形成用のトレンチを形成する
場合に関する。以下、本第2実施例を、図に示す製造工
程に従って説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, a normal bare silicon wafer 20 is used instead of the SOI wafer 11. That is, the present invention relates to a case where a trench for insulating isolation or forming a capacitor is formed in the silicon wafer 20. Hereinafter, the second embodiment will be described in accordance with the manufacturing steps shown in the drawings.

【0051】まず、図9(a)に示す通常のシリコンウ
エハ20の表面に薄いパッド酸化膜21をCVD法や熱
酸化などにより形成する(図9(b)参照)。このパッ
ド酸化膜21は後述する窒化シリコン膜からの応力によ
る欠陥防止のために形成される。そして図9(c)に示
すように、その上に窒化シリコン膜22をLPCVD法
などにより所定厚さ寸法だけ形成する。この窒化シリコ
ン膜22は、後工程でLOCOS工程のマスク部材とし
て利用するものである。次に、通常のスピンコータ等を
用いてフォトレジスト23をウエハ表面に塗布し、上述
のサイドリンス処理,周辺露光および現像処理を実施し
て、図9(d)に示すように、ウエハ外周部のフォトレ
ジスト23を除去する。この図9(d)に示す工程で
は、まず図10(a)に示すようにサイドリンス処理に
てウエハ外周の3mm程に被着したフォトレジストと裏
面に廻り込んだフォトレジストがリンス液の噴射にて除
去され、続く周辺露光にて、現像時に図10(b)に示
すようにウエハのオリフラ部分も含めてウエハ周辺部の
フォトレジスト23が除去される。そして外周部におい
て露出された部分の窒化シリコン膜22がドライエッチ
ングによって除去される(図11(a)参照)。
First, a thin pad oxide film 21 is formed on the surface of a normal silicon wafer 20 shown in FIG. 9A by a CVD method, thermal oxidation, or the like (see FIG. 9B). This pad oxide film 21 is formed to prevent defects due to stress from a silicon nitride film described later. Then, as shown in FIG. 9C, a silicon nitride film 22 is formed thereon by a predetermined thickness by LPCVD or the like. The silicon nitride film 22 is used as a mask member in a LOCOS step in a later step. Next, a photoresist 23 is applied to the wafer surface using a normal spin coater or the like, and the above-described side rinsing process, peripheral exposure, and development process are performed, and as shown in FIG. The photoresist 23 is removed. In the step shown in FIG. 9D, first, as shown in FIG. 10A, the photoresist applied to about 3 mm on the outer periphery of the wafer by the side rinsing process and the photoresist wrapped around the back surface are sprayed with a rinsing liquid. In the subsequent peripheral exposure, the photoresist 23 around the wafer including the orientation flat portion of the wafer is removed at the time of development, as shown in FIG. 10B. Then, the exposed portion of the silicon nitride film 22 in the outer peripheral portion is removed by dry etching (see FIG. 11A).

【0052】そして、フォトレジスト23が剥離された
後、シリコンウエハ20の外周部以外に配置された窒化
シリコン膜22をマスクとして酸化を行うことにより
(LOCOS工程)、エッチング防止用酸化膜24を
0.9〜1.0μm程度(0.8〜1.1μm程度)の
膜厚で形成する(図11(b)参照)。この後、マスク
部材として利用した窒化シリコン膜22はエッチング処
理により除去する。
Then, after the photoresist 23 is stripped off, the oxidation is performed by using the silicon nitride film 22 disposed at a portion other than the outer peripheral portion of the silicon wafer 20 as a mask (LOCOS step), so that the oxide film 24 for etching prevention becomes zero. It is formed with a film thickness of about 0.9 to 1.0 μm (about 0.8 to 1.1 μm) (see FIG. 11B). Thereafter, the silicon nitride film 22 used as a mask member is removed by an etching process.

【0053】次に、第1の工程として、シリコンウエハ
20の表面にマスク用酸化膜25を全面に渡ってCVD
法などによって形成する(図11(c)参照)。マスク
用酸化膜25の膜厚は上記第1実施例と同様に、トレン
チ深さを考慮して1.0μm程度に設定されている。な
お、シリコンウエハ20の表面には膜厚の異なるエッチ
ング防止用酸化膜24およびパッド酸化膜21が全面を
覆うように形成されており、両者の境界部分は図に示す
ように膜厚の差から段差ができた状態となっている。
Next, as a first step, a mask oxide film 25 is formed on the entire surface of the silicon wafer 20 by CVD.
It is formed by a method or the like (see FIG. 11C). The thickness of the mask oxide film 25 is set to about 1.0 μm in consideration of the trench depth, similarly to the first embodiment. An etching preventing oxide film 24 and a pad oxide film 21 having different thicknesses are formed on the surface of the silicon wafer 20 so as to cover the entire surface. There is a step.

【0054】この後、図12(a)に示すように、第2
の工程としてフォトリソグラフィ処理によりレジスト材
料としてのフォトレジスト26を塗布してトレンチ形成
部分に対応して所定のパターンを形成する。このとき、
フォトレジスト26の塗布工程では上述のようにサイド
リンス処理があるので、シリコンウエハ20の外周部に
はフォトレジスト26が塗布されない領域が形成される
ことになる。続いて、第3の工程として、図12(a)
に示すように、ドライエッチング処理によりフォトレジ
スト26に形成されたパターンに対応してマスク用酸化
膜25およびパッド酸化膜21に開口部25aを形成す
る。このとき、オーバーエッチングの条件は、マスク用
酸化膜25の膜厚(約1.0μm)に対して、30%程
度となるように設定されている。したがって、上述のサ
イドリンス処理においてフォトレジスト26が除去され
たシリコンウエハ20の外周部においては、マスク用酸
化膜25がエッチオフされた後、その下地に形成されて
いるエッチング防止用酸化膜24の一部がエッチングさ
れることになる。
Thereafter, as shown in FIG.
As a step, a photoresist 26 as a resist material is applied by photolithography to form a predetermined pattern corresponding to the trench formation portion. At this time,
In the process of applying the photoresist 26, since the side rinse process is performed as described above, a region where the photoresist 26 is not applied is formed on the outer peripheral portion of the silicon wafer 20. Subsequently, as a third step, FIG.
As shown in FIG. 7, openings 25a are formed in the mask oxide film 25 and the pad oxide film 21 corresponding to the pattern formed in the photoresist 26 by the dry etching process. At this time, the condition of the over-etching is set to be about 30% with respect to the thickness (about 1.0 μm) of the mask oxide film 25. Therefore, in the outer peripheral portion of the silicon wafer 20 from which the photoresist 26 has been removed in the above-described side rinsing process, after the mask oxide film 25 is etched off, the etching prevention oxide film 24 Part will be etched.

【0055】次に、第4の工程としてフォトレジスト2
6を剥離する。これにより、マスク用酸化膜25をマス
ク部材として開口部25aの中には、トレンチ形成用の
シリコンウエハ20のシリコンが露出された状態とな
る。続いて、図12(b)に示すように、第5の工程と
して、反応性イオンエッチング処理により、第1実施例
と同様にトレンチエッチングを実施し、シリコンウエハ
20にトレンチ27を形成する。このとき、トレンチ2
7の深さ寸法は例えば15μm程度とされ、またシリコ
ンと酸化膜とのエッチング選択比kは50〜200に設
定されており、シリコンウエハ20の外周部のエッチン
グ防止用酸化膜24もその一部がエッチングされること
になる。
Next, as a fourth step, the photoresist 2
6 is peeled off. As a result, the silicon of the silicon wafer 20 for trench formation is exposed in the opening 25a using the mask oxide film 25 as a mask member. Subsequently, as shown in FIG. 12B, as a fifth step, trench etching is performed in the same manner as in the first embodiment by reactive ion etching to form a trench 27 in the silicon wafer 20. At this time, trench 2
7 has a depth dimension of, for example, about 15 μm, the etching selectivity k between silicon and the oxide film is set to 50 to 200, and the oxide film 24 for etching prevention on the outer peripheral portion of the silicon wafer 20 is partially formed. Will be etched.

【0056】このエッチング防止用酸化膜24の膜厚
は、前述の第1実施例と同様、第5の工程を経ても残存
する条件となるように設定されているので、シリコンウ
エハ20のトレンチ形成領域以外のシリコンがエッチン
グされることはなく、したがって、ブラックシリコンが
発生することはない。なお、この後のトレンチ27に関
する工程としては、図12(c)に示すようなポリシリ
コン充填工程があるが、この工程については、上記第1
実施例と同様であるので、ここでは説明を省略するが、
これによってトレンチ27内壁部に酸化膜28が形成さ
れると共に、内部にポリシリコン29が充填されるよう
になる。
Since the film thickness of the oxide film 24 for etching prevention is set so as to remain under the fifth step, similarly to the above-described first embodiment, the trench formation of the silicon wafer 20 is performed. The silicon outside the region is not etched, and therefore, no black silicon is generated. As a subsequent process relating to the trench 27, there is a polysilicon filling process as shown in FIG. 12 (c).
The description is omitted here because it is the same as the embodiment,
As a result, an oxide film 28 is formed on the inner wall portion of the trench 27, and the inside is filled with polysilicon 29.

【0057】したがって、このような本第2実施例によ
っても、上記第1実施例と同様の効果を得ることができ
るものである。本発明は、上記した各実施例にのみ限定
されるものではなく、次のように変形また拡張できる。
半導体ウエハは、通常のシリコンウエハでCZウエハや
エピウエハあるいは埋込エピウエハでも適用できるし、
シリコンウエハ以外の半導体ウエハにも適用できる。
Therefore, according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. The present invention is not limited to the above embodiments, but can be modified or expanded as follows.
The semiconductor wafer can be applied to a normal silicon wafer, a CZ wafer, an epiwafer, or an embedded epiwafer.
The present invention is also applicable to semiconductor wafers other than silicon wafers.

【0058】またエッチング防止用酸化膜を形成する領
域としては、サイドリンス処理によってマスク用酸化膜
が露出する部分に限らず、他の条件によって露出が予想
される部分にもあらかじめ形成することができる。また
トレンチエッチング時に外周に酸化膜を残す方法として
は、バックリンスでウエハ裏面のみについたレジストを
除去し、マスク用酸化膜をパターニングするドライエッ
チング時にはウエハ上面側にクランプリングがかからな
いようなウエハ保持具を使用すれば、ウエハ外周上面の
レジスト除去に起因したマスク用酸化膜の除去はなくな
り、該マスク用酸化膜をエッチング防止用酸化膜として
利用できるようになる。
The region where the oxide film for preventing etching is formed is not limited to the portion where the oxide film for mask is exposed by the side rinse process, but may be formed in advance in the portion where the oxide film for exposure is expected under other conditions. . Also, as a method of leaving an oxide film on the outer circumference during trench etching, a wafer holder that removes a resist on only the back surface of the wafer by back rinsing and pattern an oxide film for a mask so that a clamp ring does not cover the upper surface of the wafer during dry etching. If it is used, the removal of the mask oxide film due to the removal of the resist on the outer peripheral upper surface of the wafer is eliminated, and the mask oxide film can be used as an oxide film for preventing etching.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例の各工程におけるシリコン
ウエハの模式的な縦断側面図である。
FIG. 1 is a schematic vertical sectional side view of a silicon wafer in each step of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例の各工程におけるシリコン
ウエハの模式的な縦断側面図である。
FIG. 2 is a schematic vertical sectional side view of a silicon wafer in each step of the first embodiment of the present invention.

【図3】エッチング防止用酸化膜の初期形成膜厚と処理
後最終膜厚との相関関係図である。
FIG. 3 is a correlation diagram between an initial formed film thickness of an etching preventing oxide film and a final film thickness after processing.

【図4】貼り合せSOIウエハの製造工程の説明に供す
る各工程におけるウエハの模式的な縦断側面図である。
FIG. 4 is a schematic vertical cross-sectional side view of the wafer in each step for explaining the manufacturing steps of the bonded SOI wafer.

【図5】ウエハ端部における酸化膜の膜厚分布を説明す
るウエハの模式的な縦断側面図である。
FIG. 5 is a schematic vertical cross-sectional side view of a wafer for explaining a film thickness distribution of an oxide film at an edge of the wafer.

【図6】第1実施例に供する貼り合せSOIウエハの製
造上の特徴部分を示すウエハの模式的な縦断側面図であ
る。
FIG. 6 is a schematic vertical cross-sectional side view of the bonded SOI wafer used in the first embodiment, showing a characteristic portion in the manufacture of the wafer.

【図7】第1実施例の変形態様の貼り合せSOIウエハ
の製造上の特徴部分を示すウエハの模式的な縦断側面図
である。
FIG. 7 is a schematic vertical cross-sectional side view of a wafer showing a characteristic part in manufacturing a bonded SOI wafer according to a modified embodiment of the first embodiment.

【図8】第1実施例の変形態様の貼り合せSOIウエハ
の製造上の特徴部分を示すウエハの模式的な縦断側面図
である。
FIG. 8 is a schematic vertical cross-sectional side view of a wafer showing a characteristic part in the manufacture of a bonded SOI wafer according to a modification of the first embodiment.

【図9】本発明の第2実施例の各工程におけるシリコン
ウエハの模式的な縦断側面図である。
FIG. 9 is a schematic vertical sectional side view of a silicon wafer in each step of the second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2実施例の図9(d)の工程にお
けるシリコンウエハの模式的な平面図である。
FIG. 10 is a schematic plan view of a silicon wafer in a step of FIG. 9D of the second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第2実施例の各工程におけるシリコ
ンウエハの模式的な縦断側面図である。
FIG. 11 is a schematic vertical sectional side view of a silicon wafer in each step of the second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第2実施例の各工程におけるシリコ
ンウエハの模式的な縦断側面図である。
FIG. 12 is a schematic vertical sectional side view of a silicon wafer in each step of the second embodiment of the present invention.

【図13】トレンチエッチング時に発生するシリコンブ
ラックを示すウエハ端部における模式的な縦断側面図で
ある。
FIG. 13 is a schematic vertical sectional side view at an edge of a wafer showing silicon black generated at the time of trench etching.

【図14】サイドリンス工程の説明に供するウエハの模
式的な縦断側面図あるいは平面図である。
FIG. 14 is a schematic vertical sectional side view or a plan view of a wafer used for explaining a side rinsing step.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 貼り合せSOIウエハ(半導体ウエハ) 12 第1のシリコンウエハ 13 埋め込み酸化膜 13a エッチング防止用酸化膜(エッチング防止用絶
縁膜) 14 第2のシリコンウエハ 15 マスク用酸化膜(マスク用絶縁膜) 15a 開口部 16 フォトレジスト(レジスト材料) 17 トレンチ 18 酸化膜 19 ポリシリコン 20 シリコンウエハ 21 パッド酸化膜 22 窒化シリコン膜 23 フォトレジスト(レジスト材料) 24 エッチング防止用酸化膜(エッチング防止用絶縁
膜) 25 マスク用酸化膜(マスク用絶縁膜) 25a 開口部 26 フォトレジスト(レジスト材料) 27 トレンチ 28 酸化膜 29 ポリシリコン。
11 bonded SOI wafer (semiconductor wafer) 12 first silicon wafer 13 buried oxide film 13a oxide film for etching prevention (insulating film for etching prevention) 14 second silicon wafer 15 oxide film for mask (insulating film for mask) 15a Opening 16 Photoresist (resist material) 17 Trench 18 Oxide film 19 Polysilicon 20 Silicon wafer 21 Pad oxide film 22 Silicon nitride film 23 Photoresist (resist material) 24 Oxide preventing oxide film (Etching preventing insulating film) 25 Mask Oxide film (insulating film for mask) 25a opening 26 photoresist (resist material) 27 trench 28 oxide film 29 polysilicon.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−163341(JP,A) 特開 平5−109883(JP,A) 特開 昭61−141171(JP,A) 特開 平3−76118(JP,A) 特開 昭61−220333(JP,A) 特開 平8−162395(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 H01L 21/822 H01L 21/76 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-6-163341 (JP, A) JP-A-5-109883 (JP, A) JP-A-61-141171 (JP, A) JP-A-3-3 76118 (JP, A) JP-A-61-220333 (JP, A) JP-A-8-162395 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065 H01L 21 / 822 H01L 21/76

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体ウエハの主表面にマスク用絶縁膜
を形成する第1の工程と、 前記マスク用絶縁膜にレジスト材料を塗布してパターニ
ングを行う第2の工程と、 この第2の工程によりパターニングされたレジスト材料
をマスクとして前記マスク用絶縁膜をエッチングするこ
とによりトレンチ用開口部を形成する第3の工程と、 前記半導体ウエハ上の前記レジスト材料を剥離する第4
の工程と、 前記マスク用絶縁膜をエッチングマスクとしてドライエ
ッチング処理を行うことにより前記半導体ウエハのトレ
ンチ用開口部に所定深さ寸法のトレンチを形成する第5
の工程とからなる半導体装置の製造方法において、 前記第1の工程から第5の工程に至る過程で、前記半導
体ウエハの主表面上に前記トレンチ用開口部以外にも半
導体が露出する領域の発生が想定される場合には、その
半導体が露出する領域部分に対応してあらかじめエッチ
ング防止用絶縁膜を形成することにより、前記第5の工
程におけるドライエッチング処理においてその部分の半
導体が該エッチング防止用絶縁膜により覆われた状態と
なるかまたは少なくとも半導体の露出領域が前記トレン
チ用開口部の幅寸法と同等以下の開口部となるようにし
ておくことを特徴とし、 さらに前記エッチング防止用絶縁膜は、前記第2の工程
においてレジスト材料を塗布した後に実施されるサイド
リンス工程によってレジスト材料が除去される周辺部分
に対応して形成されることを特徴とする 半導体装置の製
造方法。
A first step of forming an insulating film for a mask on a main surface of a semiconductor wafer; a second step of applying a resist material to the insulating film for a mask to perform patterning; A third step of forming an opening for a trench by etching the insulating film for a mask using the resist material patterned by the mask as a mask, and a fourth step of removing the resist material on the semiconductor wafer.
Forming a trench having a predetermined depth in the trench opening of the semiconductor wafer by performing dry etching using the mask insulating film as an etching mask.
In the method of manufacturing a semiconductor device comprising the steps of: forming a region where a semiconductor is exposed on the main surface of the semiconductor wafer other than the trench opening in the process from the first step to the fifth step; Is assumed, the etching prevention insulating film is formed in advance corresponding to the region where the semiconductor is exposed, so that the semiconductor in that portion is not etched in the dry etching process in the fifth step. It is characterized in that it is covered with an insulating film or at least the exposed region of the semiconductor is an opening that is equal to or less than the width of the opening for the trench , and the insulating film for etching prevention is further characterized in that , The second step
Side performed after applying resist material at
Peripheral area where resist material is removed by the rinsing process
A method for manufacturing a semiconductor device, characterized by being formed in accordance with (1) .
【請求項2】 前記エッチング防止用絶縁膜の膜厚は、 前記第3の工程において前記マスク用絶縁膜をエッチン
グするときにそのマスク用絶縁膜が除去された後にオー
バーエッチングにより剥離されることが予想される絶縁
膜の膜厚d1と、 前記第5の工程において前記半導体ウエハがエッチング
されるときに同時にエッチングされる絶縁膜の膜厚d2
との両膜厚d1およびd2の和の膜厚d(=d1+d
2)よりも大きい寸法に設定されていることを特徴とす
る請求項記載の半導体装置の製造方法。
2. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein said etching preventing insulating film is separated by overetching after said mask insulating film is removed when said mask insulating film is etched in said third step. The expected thickness d1 of the insulating film, and the thickness d2 of the insulating film that is simultaneously etched when the semiconductor wafer is etched in the fifth step.
The thickness d (= d1 + d) of the sum of the thicknesses d1 and d2
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1 , wherein the size is set to be larger than 2).
【請求項3】 前記半導体ウエハは、あらかじめ前記エ
ッチング防止用絶縁膜が形成された第1の半導体ウエハ
の主表面に素子形成用の第2の半導体基板を貼り付ける
ことにより形成された半導体基板であることを特徴とす
る請求項またはに記載の半導体装置の製造方法。
3. The semiconductor wafer is a semiconductor substrate formed by attaching a second semiconductor substrate for element formation to a main surface of a first semiconductor wafer on which the insulating film for etching prevention is formed in advance. 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 , wherein:
【請求項4】 前記半導体ウエハは、第1の半導体ウエ
ハの主表面に素子形成用の第2の半導体基板を貼り付け
ることにより形成された半導体基板の周辺部に選択的に
厚肉化した酸化膜を形成して前記エッチング防止用絶縁
膜の一部となしたものであることを特徴とする請求項
乃至の何れかに記載の半導体装置の製造方法。
4. The semiconductor wafer according to claim 1, wherein a second semiconductor substrate for forming an element is attached to a main surface of the first semiconductor wafer, and a peripheral portion of the semiconductor substrate is selectively oxidized. claim, characterized in that by forming a film is obtained without a part of the etching preventing insulating film 1
4. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3 .
【請求項5】 前記エッチング防止用絶縁膜は、前記半
導体ウエハにLOCOS法を用いて形成されることを特
徴とする請求項またはに記載の半導体装置の製造方
法。
Wherein said etch stop insulating film, a method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 or 2, characterized in that it is formed by a LOCOS method on the semiconductor wafer.
【請求項6】 前記半導体ウエハに形成されたマスク用
絶縁膜のトレンチ用開口部の幅寸法は10μm以下に設
定されることを特徴とする請求項乃至の何れかに記
載の半導体装置の製造方法。
6. The semiconductor device according to any one of claims 1 to 5 wherein the width of the trench opening of the mask insulating film formed on a semiconductor wafer characterized in that it is set to 10μm or less Production method.
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