JP3398735B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
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- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法にかかり、詳しくは、トレンチ(溝)分離技術に関す
るものである。
法にかかり、詳しくは、トレンチ(溝)分離技術に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の高密度化及び微細化が進展
するに伴ってトランジスタなどのデバイス同士間を確実
に分離しておく必要性が増大しており、近年において
は、トレンチ分離技術を採用したうえでデバイス同士間
を分離することが行われている。そして、トレンチ分離
技術を採用した際における半導体装置は、図5(a)−
(f)の工程断面図で示すような手順に従って製造され
るのが一般的となっている。
するに伴ってトランジスタなどのデバイス同士間を確実
に分離しておく必要性が増大しており、近年において
は、トレンチ分離技術を採用したうえでデバイス同士間
を分離することが行われている。そして、トレンチ分離
技術を採用した際における半導体装置は、図5(a)−
(f)の工程断面図で示すような手順に従って製造され
るのが一般的となっている。
【0003】まず、図5(a)で示すように、ウェル形
成及びしきい値電圧制御のためのイオン注入が実行され
たシリコン基板51を用意し、このシリコン基板51の
表面上にゲート酸化膜52及びポリシリコン膜53のそ
れぞれを順次堆積した後、図5(b)で示すように、パ
ターニングされたゲート酸化膜52及びポリシリコン膜
53をマスクとしたうえでのドライエッチングによって
シリコン基板51の内部に素子分離溝54を形成する。
そして、図5(c)で示すように、シラン(SiH4)系
ガスを利用したうえでのCVDにより、コンフォーマブ
ルな堆積形状を有する絶縁性膜としての酸化珪素膜55
を堆積する。
成及びしきい値電圧制御のためのイオン注入が実行され
たシリコン基板51を用意し、このシリコン基板51の
表面上にゲート酸化膜52及びポリシリコン膜53のそ
れぞれを順次堆積した後、図5(b)で示すように、パ
ターニングされたゲート酸化膜52及びポリシリコン膜
53をマスクとしたうえでのドライエッチングによって
シリコン基板51の内部に素子分離溝54を形成する。
そして、図5(c)で示すように、シラン(SiH4)系
ガスを利用したうえでのCVDにより、コンフォーマブ
ルな堆積形状を有する絶縁性膜としての酸化珪素膜55
を堆積する。
【0004】引き続き、ポリシリコン膜53をストッパ
とする化学機械研磨法(CMP法)もしくはエッチバッ
ク法を採用したうえで表面を平坦化すると、図5(d)
で示すように、シリコン基板51に形成された素子分離
溝54の内部には酸化珪素膜55が埋め込まれているこ
とになる。さらに、図5(e)で示すように、タングス
テンシリサイド膜56を堆積した後、ドライエッチング
によってゲート酸化膜52及びポリシリコン膜53と、
タングステンシリサイド膜56とをパターニングする
と、図5(f)で示すようなゲート電極を備えた所要構
造のトランジスタが完成する。
とする化学機械研磨法(CMP法)もしくはエッチバッ
ク法を採用したうえで表面を平坦化すると、図5(d)
で示すように、シリコン基板51に形成された素子分離
溝54の内部には酸化珪素膜55が埋め込まれているこ
とになる。さらに、図5(e)で示すように、タングス
テンシリサイド膜56を堆積した後、ドライエッチング
によってゲート酸化膜52及びポリシリコン膜53と、
タングステンシリサイド膜56とをパターニングする
と、図5(f)で示すようなゲート電極を備えた所要構
造のトランジスタが完成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、トレンチ分
離技術を採用して半導体装置を製造する際においては、
素子分離溝54の端部形状がデバイス特性に対して重大
な影響を与えることになり、図5(d)で示したよう
に、素子分離溝54内に埋め込まれた酸化珪素膜55の
表面がシリコン基板51の表面よりも下側にまでエッチ
ングされる場合には、サブ−シュレショルド特性におけ
るハンプ現象や逆狭チャネル効果が発生するばかりか、
フォトリソグラフィ時の焦点深度不足も生じてしまう。
そこで、トレンチ分離技術の採用時における平坦化工程
では、面内均一性に優れてパターン依存性の無い平坦化
処理を実行する必要があり、そのためには、埋め込み時
における酸化珪素膜55の膜厚をできるだけ薄くすると
ともに、平坦化以前の表面凹凸をできるだけ小さくして
おく必要があることになっていた。
離技術を採用して半導体装置を製造する際においては、
素子分離溝54の端部形状がデバイス特性に対して重大
な影響を与えることになり、図5(d)で示したよう
に、素子分離溝54内に埋め込まれた酸化珪素膜55の
表面がシリコン基板51の表面よりも下側にまでエッチ
ングされる場合には、サブ−シュレショルド特性におけ
るハンプ現象や逆狭チャネル効果が発生するばかりか、
フォトリソグラフィ時の焦点深度不足も生じてしまう。
そこで、トレンチ分離技術の採用時における平坦化工程
では、面内均一性に優れてパターン依存性の無い平坦化
処理を実行する必要があり、そのためには、埋め込み時
における酸化珪素膜55の膜厚をできるだけ薄くすると
ともに、平坦化以前の表面凹凸をできるだけ小さくして
おく必要があることになっていた。
【0006】しかしながら、高密度化及び微細化が進展
するほどデバイス同士間には深さの深い素子分離溝54
を形成しておかねばならず、深い素子分離溝54を埋め
込むためには膜厚の厚い酸化珪素膜55を堆積する必要
があることを考えると、図5(c)で示したように、膜
厚が厚くてコンフォーマブルな堆積形状を有する酸化珪
素膜55を用いざるを得ず、平坦化以前の表面凹凸を小
さくすることは困難であり、特に、酸化珪素膜55の膜
厚の2倍以上の幅を有する素子分離溝54に埋め込まれ
た酸化珪素膜55の表面がシリコン基板51よりも下側
にエッチングされることは防止できないのが現状であっ
た。さらにまた、膜厚の厚い酸化珪素膜55を堆積した
際には、酸化珪素膜55の有する膜厚自体の面内均一性
が低下することにもなり、平坦化以後において優れた面
内均一性を得ることが困難になるという不都合も生じて
いた。
するほどデバイス同士間には深さの深い素子分離溝54
を形成しておかねばならず、深い素子分離溝54を埋め
込むためには膜厚の厚い酸化珪素膜55を堆積する必要
があることを考えると、図5(c)で示したように、膜
厚が厚くてコンフォーマブルな堆積形状を有する酸化珪
素膜55を用いざるを得ず、平坦化以前の表面凹凸を小
さくすることは困難であり、特に、酸化珪素膜55の膜
厚の2倍以上の幅を有する素子分離溝54に埋め込まれ
た酸化珪素膜55の表面がシリコン基板51よりも下側
にエッチングされることは防止できないのが現状であっ
た。さらにまた、膜厚の厚い酸化珪素膜55を堆積した
際には、酸化珪素膜55の有する膜厚自体の面内均一性
が低下することにもなり、平坦化以後において優れた面
内均一性を得ることが困難になるという不都合も生じて
いた。
【0007】本発明は、従来の不都合に鑑みてなされた
ものであって、面内均一性に優れて“パターン依存性”
の少ない平坦化を容易に実現することができる半導体装
置の製造方法を提供することを目的としている。
ものであって、面内均一性に優れて“パターン依存性”
の少ない平坦化を容易に実現することができる半導体装
置の製造方法を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる半導体装
置の製造方法は、トレンチ分離技術を採用したうえでデ
バイス同士間を分離することが行われる製造方法であっ
て、シリコン基板上に第1の膜及び導電性膜である第2
の膜を順次堆積する工程と、パターニングされた第1の
膜及び導電性膜である第2の膜をマスクとしてシリコン
基板内に素子分離溝を形成する工程と、シリコンが露出
した素子分離溝内にオゾン(O3)とテトラエトキシシ
ラン(TEOS:Si(OC2H5)4)との反応によっ
て生成される酸化珪素膜を成長させる工程とを含んでお
り、前記パターニングされた膜上への酸化珪素膜の成長
速度は、シリコンのそれよりも低いものであることを特
徴とし、この発明方法はオゾンとテトラエトキシシラン
(以下、TEOSという)との反応によって生成される
酸化珪素膜の堆積特性が下地の膜質に強く依存するとい
う事実に着目して創案されたものである。なお、酸化珪
素膜の堆積特性が下地の膜質に強く依存することについ
ては米国特許5、399、389号に示されている。
置の製造方法は、トレンチ分離技術を採用したうえでデ
バイス同士間を分離することが行われる製造方法であっ
て、シリコン基板上に第1の膜及び導電性膜である第2
の膜を順次堆積する工程と、パターニングされた第1の
膜及び導電性膜である第2の膜をマスクとしてシリコン
基板内に素子分離溝を形成する工程と、シリコンが露出
した素子分離溝内にオゾン(O3)とテトラエトキシシ
ラン(TEOS:Si(OC2H5)4)との反応によっ
て生成される酸化珪素膜を成長させる工程とを含んでお
り、前記パターニングされた膜上への酸化珪素膜の成長
速度は、シリコンのそれよりも低いものであることを特
徴とし、この発明方法はオゾンとテトラエトキシシラン
(以下、TEOSという)との反応によって生成される
酸化珪素膜の堆積特性が下地の膜質に強く依存するとい
う事実に着目して創案されたものである。なお、酸化珪
素膜の堆積特性が下地の膜質に強く依存することについ
ては米国特許5、399、389号に示されている。
【0009】すなわち、この際、オゾンとTEOSとの
反応によって生成される酸化珪素膜は、シリコン上には
成長しやすく、シリコン以外の下地上には成長しがたい
ものであるとともに、TEOSとの反応時に条件によっ
ては、シリコン以外の下地上に全く成長しないという堆
積特性を有するものであり、シリコンが露出した素子分
離溝内に酸化珪素膜を選択的に成長させることによって
面内均一性に優れ、かつ、パターン依存性の少ない平坦
化を実現することが可能となる。
反応によって生成される酸化珪素膜は、シリコン上には
成長しやすく、シリコン以外の下地上には成長しがたい
ものであるとともに、TEOSとの反応時に条件によっ
ては、シリコン以外の下地上に全く成長しないという堆
積特性を有するものであり、シリコンが露出した素子分
離溝内に酸化珪素膜を選択的に成長させることによって
面内均一性に優れ、かつ、パターン依存性の少ない平坦
化を実現することが可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の半導体装置の製造方法
は、シリコン基板上に第1の膜及び第2の膜を順次堆積
する工程と、パターニングされた第1の膜及び第2の膜
をマスクとしてシリコン基板内に素子分離溝を形成する
工程と、シリコンが露出した素子分離溝内にオゾンとT
EOSとの反応によって生成される酸化珪素膜を成長さ
せる工程とを含んでおり、前記パタ−ニングされた膜上
への酸化珪素膜の成長速度は、シリコンのそれよりも低
いものであることを特徴としている。
は、シリコン基板上に第1の膜及び第2の膜を順次堆積
する工程と、パターニングされた第1の膜及び第2の膜
をマスクとしてシリコン基板内に素子分離溝を形成する
工程と、シリコンが露出した素子分離溝内にオゾンとT
EOSとの反応によって生成される酸化珪素膜を成長さ
せる工程とを含んでおり、前記パタ−ニングされた膜上
への酸化珪素膜の成長速度は、シリコンのそれよりも低
いものであることを特徴としている。
【0011】さらに、本発明の半導体装置の製造方法
は、第2の膜が導電性膜であり、オゾンとTEOSとの
反応による酸化珪素膜の生成後に第2の膜である導電性
膜を除去する工程を含んでいることを特徴としている。
また、導電性膜である第2の膜は、金属シリサイド膜も
しくは金属膜もしくは金属合金膜である。
は、第2の膜が導電性膜であり、オゾンとTEOSとの
反応による酸化珪素膜の生成後に第2の膜である導電性
膜を除去する工程を含んでいることを特徴としている。
また、導電性膜である第2の膜は、金属シリサイド膜も
しくは金属膜もしくは金属合金膜である。
【0012】これら半導体装置の製造方法によれば、少
なくとも素子分離溝内、つまり、シリコンが露出した素
子分離溝内において酸化珪素膜を成長させたうえで埋め
込むことが可能となる結果、面内均一性に優れてパター
ン依存性の少ない平坦化を実現できることができる。
なくとも素子分離溝内、つまり、シリコンが露出した素
子分離溝内において酸化珪素膜を成長させたうえで埋め
込むことが可能となる結果、面内均一性に優れてパター
ン依存性の少ない平坦化を実現できることができる。
【0013】以下、本発明方法の実施の形態を図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【0014】(実施の形態1)図1(a)−(g)は実
施の形態1にかかる半導体装置の製造方法を手順に従っ
て示す工程断面図であり、トレンチ分離技術を採用した
際における半導体装置は図1(a)−(g)で示す以下
のような手順に従って製造されることになる。
施の形態1にかかる半導体装置の製造方法を手順に従っ
て示す工程断面図であり、トレンチ分離技術を採用した
際における半導体装置は図1(a)−(g)で示す以下
のような手順に従って製造されることになる。
【0015】まず、図1(a)で示すように、ウェル形
成及びしきい値電圧制御のためのイオン注入が実行され
たシリコン基板1を用意し、かつ、このシリコン基板1
の表面上に第1の膜となるゲート酸化膜2及びポリシリ
コン膜3のそれぞれを順次堆積したうえ、図1(b)で
示すように、第2の膜である酸化珪素膜11をポリシリ
コン膜3上に堆積する。そして、図1(c)で示すよう
に、パターニングされたゲート酸化膜2及びポリシリコ
ン膜3と、酸化珪素膜11とをマスクとしたうえでのド
ライエッチングを実行することにより、シリコン基板1
の内部に素子分離溝5を形成する。
成及びしきい値電圧制御のためのイオン注入が実行され
たシリコン基板1を用意し、かつ、このシリコン基板1
の表面上に第1の膜となるゲート酸化膜2及びポリシリ
コン膜3のそれぞれを順次堆積したうえ、図1(b)で
示すように、第2の膜である酸化珪素膜11をポリシリ
コン膜3上に堆積する。そして、図1(c)で示すよう
に、パターニングされたゲート酸化膜2及びポリシリコ
ン膜3と、酸化珪素膜11とをマスクとしたうえでのド
ライエッチングを実行することにより、シリコン基板1
の内部に素子分離溝5を形成する。
【0016】次に、図1(d)で示すように、オゾンと
TEOSとの反応によって生成される新たな酸化珪素膜
9を、酸化珪素膜11と素子分離溝5内とに成長させ
る。ここでの酸化珪素膜9は、シリコンが露出した素子
分離溝5内のみならず、第2の膜である酸化珪素膜11
上にも堆積することになるが、酸化珪素膜9の選択的な
堆積特性に基づき、酸化珪素膜11上に堆積した酸化珪
素膜9の膜厚の方が素子分離溝5内に堆積した酸化珪素
膜9よりも薄くなっている。反応条件の一例として、酸
素中のオゾン濃度(オゾン/酸素)が10w%、1気
圧、400℃が挙げられる。
TEOSとの反応によって生成される新たな酸化珪素膜
9を、酸化珪素膜11と素子分離溝5内とに成長させ
る。ここでの酸化珪素膜9は、シリコンが露出した素子
分離溝5内のみならず、第2の膜である酸化珪素膜11
上にも堆積することになるが、酸化珪素膜9の選択的な
堆積特性に基づき、酸化珪素膜11上に堆積した酸化珪
素膜9の膜厚の方が素子分離溝5内に堆積した酸化珪素
膜9よりも薄くなっている。反応条件の一例として、酸
素中のオゾン濃度(オゾン/酸素)が10w%、1気
圧、400℃が挙げられる。
【0017】引き続き、図1(e)で示すように、化学
機械研磨法もしくはエッチバック法を採用したうえでの
表面平坦化処理により、ポリシリコン膜3上に堆積して
いる酸化珪素膜9,11のそれぞれを除去することによ
り、シリコン基板1に形成された素子分離溝5内にのみ
酸化珪素膜9を残存させる。すなわち、この際において
は、従来方法による酸化珪素膜55を除去する場合に比
べると、溝5内に堆積した酸化珪素膜9よりも、酸化珪
素膜11上に堆積された酸化珪素膜9の方が薄いため、
処理時間が少なくて済むことになり、面内均一性の向上
及びパターン依存性の低減という利点が得られる。さら
に、図1(f)で示すように、タングステンシリサイド
膜7を全面にわたって堆積することを行った後、ドライ
エッチングによってゲート酸化膜2及びポリシリコン膜
3と、タングステンシリサイド膜7とをパターニングす
ると、図1(g)で示すようなゲート電極を備えた所要
構造のトランジスタが完成したことになる。
機械研磨法もしくはエッチバック法を採用したうえでの
表面平坦化処理により、ポリシリコン膜3上に堆積して
いる酸化珪素膜9,11のそれぞれを除去することによ
り、シリコン基板1に形成された素子分離溝5内にのみ
酸化珪素膜9を残存させる。すなわち、この際において
は、従来方法による酸化珪素膜55を除去する場合に比
べると、溝5内に堆積した酸化珪素膜9よりも、酸化珪
素膜11上に堆積された酸化珪素膜9の方が薄いため、
処理時間が少なくて済むことになり、面内均一性の向上
及びパターン依存性の低減という利点が得られる。さら
に、図1(f)で示すように、タングステンシリサイド
膜7を全面にわたって堆積することを行った後、ドライ
エッチングによってゲート酸化膜2及びポリシリコン膜
3と、タングステンシリサイド膜7とをパターニングす
ると、図1(g)で示すようなゲート電極を備えた所要
構造のトランジスタが完成したことになる。
【0018】(実施の形態2)図2(a)−(g)は実
施の形態2にかかる半導体装置の製造方法を手順に従っ
て示す工程断面図であり、この際における半導体装置は
図2(a)−(g)で示す以下のような手順に従って製
造されることになる。なお、この図2(a)−(g)に
おいて、図1(a)−(g)と互いに同一となる基板や
膜については同一符号を付している。
施の形態2にかかる半導体装置の製造方法を手順に従っ
て示す工程断面図であり、この際における半導体装置は
図2(a)−(g)で示す以下のような手順に従って製
造されることになる。なお、この図2(a)−(g)に
おいて、図1(a)−(g)と互いに同一となる基板や
膜については同一符号を付している。
【0019】まず、図2(a)で示すように、ウェル形
成及びしきい値電圧制御のためのイオン注入が実行され
たシリコン基板1を用意し、かつ、このシリコン基板1
の表面上に第1の膜となるゲート酸化膜2及びポリシリ
コン膜3のそれぞれを順次堆積したうえ、図2(b)で
示すように、第2の膜である導電性膜としてのタングス
テンシリサイド膜4をポリシリコン膜3上に堆積する。
そして、図2(c)で示すように、パターニングされた
ゲート酸化膜2及びポリシリコン膜3と、タングステン
シリサイド膜4とをマスクとしたうえでのドライエッチ
ングを実行することにより、シリコン基板1の内部に素
子分離溝5を形成する。
成及びしきい値電圧制御のためのイオン注入が実行され
たシリコン基板1を用意し、かつ、このシリコン基板1
の表面上に第1の膜となるゲート酸化膜2及びポリシリ
コン膜3のそれぞれを順次堆積したうえ、図2(b)で
示すように、第2の膜である導電性膜としてのタングス
テンシリサイド膜4をポリシリコン膜3上に堆積する。
そして、図2(c)で示すように、パターニングされた
ゲート酸化膜2及びポリシリコン膜3と、タングステン
シリサイド膜4とをマスクとしたうえでのドライエッチ
ングを実行することにより、シリコン基板1の内部に素
子分離溝5を形成する。
【0020】引き続き、図2(d)で示すように、オゾ
ンとTEOSとの反応によって生成される酸化珪素膜9
を、タングステンシリサイド膜4と素子分離溝5内とに
成長させる。すなわち、TEOSとの反応によって生成
される酸化珪素膜9はシリコンが露出したままの素子分
離溝5内のみならず、タングステンシリサイド膜4上に
も堆積するが、酸化珪素膜9の選択的な堆積特性に基づ
き、タングステンシリサイド膜4上に堆積した酸化珪素
膜9の膜厚は素子分離溝5内よりも薄くなり、シリコン
基板1に形成された素子分離溝5の内部には酸化珪素膜
9が埋め込まれている。
ンとTEOSとの反応によって生成される酸化珪素膜9
を、タングステンシリサイド膜4と素子分離溝5内とに
成長させる。すなわち、TEOSとの反応によって生成
される酸化珪素膜9はシリコンが露出したままの素子分
離溝5内のみならず、タングステンシリサイド膜4上に
も堆積するが、酸化珪素膜9の選択的な堆積特性に基づ
き、タングステンシリサイド膜4上に堆積した酸化珪素
膜9の膜厚は素子分離溝5内よりも薄くなり、シリコン
基板1に形成された素子分離溝5の内部には酸化珪素膜
9が埋め込まれている。
【0021】次に、図2(e)で示すように、化学機械
研磨法もしくはエッチバック法を採用したうえでタング
ステンシリサイド膜4上に薄く堆積した酸化珪素膜9を
除去することによって表面を平坦化した後、図2(f)
で示すように、タングステンシリサイド膜7を全面にわ
たって堆積することを行う。なお、この際には、タング
ステンシリサイド膜4上に堆積した酸化珪素膜9を除去
するための表面平坦化処理を実行する必要があることに
なっているが、従来方法の採用に伴って堆積した膜厚の
厚い酸化珪素膜55を除去する場合に比べると処理時間
が少なくて済むことになるので、面内均一性の向上及び
パターン依存性の低減という利点が得られる。さらに、
ドライエッチングによってゲート酸化膜2及びポリシリ
コン膜3と、タングステンシリサイド膜4,7とをパタ
ーニングすると、図2(g)で示すようなゲート電極を
備えた所要構造のトランジスタが完成する。
研磨法もしくはエッチバック法を採用したうえでタング
ステンシリサイド膜4上に薄く堆積した酸化珪素膜9を
除去することによって表面を平坦化した後、図2(f)
で示すように、タングステンシリサイド膜7を全面にわ
たって堆積することを行う。なお、この際には、タング
ステンシリサイド膜4上に堆積した酸化珪素膜9を除去
するための表面平坦化処理を実行する必要があることに
なっているが、従来方法の採用に伴って堆積した膜厚の
厚い酸化珪素膜55を除去する場合に比べると処理時間
が少なくて済むことになるので、面内均一性の向上及び
パターン依存性の低減という利点が得られる。さらに、
ドライエッチングによってゲート酸化膜2及びポリシリ
コン膜3と、タングステンシリサイド膜4,7とをパタ
ーニングすると、図2(g)で示すようなゲート電極を
備えた所要構造のトランジスタが完成する。
【0022】さらに、実施の形態1においてはポリシリ
コン膜3上に堆積している酸化珪素膜9および酸化珪素
膜11のそれぞれを除去する必要があったが、実施の形
態2では、タングステンシリサイド膜4上に堆積した酸
化珪素膜9のみを除去すればよい。
コン膜3上に堆積している酸化珪素膜9および酸化珪素
膜11のそれぞれを除去する必要があったが、実施の形
態2では、タングステンシリサイド膜4上に堆積した酸
化珪素膜9のみを除去すればよい。
【0023】また、エッチングマスクとして用いたタン
グステンシリサイド膜4は導電膜であるとともに、CM
Pなどの表面平坦化工程の犠牲膜としても作用する。そ
のため、酸化珪素膜9を除去するためのオ−バ研磨(C
MP)、もしくはオ−バ−エッチング(ドライエッチン
グ)マ−ジンを十分に確保できるようになり、タングス
テンシリサイド膜4上に酸化珪素膜9残りがなく、タン
グステンシリサイド膜4と7は、優れた密着性を有する
ことができる。
グステンシリサイド膜4は導電膜であるとともに、CM
Pなどの表面平坦化工程の犠牲膜としても作用する。そ
のため、酸化珪素膜9を除去するためのオ−バ研磨(C
MP)、もしくはオ−バ−エッチング(ドライエッチン
グ)マ−ジンを十分に確保できるようになり、タングス
テンシリサイド膜4上に酸化珪素膜9残りがなく、タン
グステンシリサイド膜4と7は、優れた密着性を有する
ことができる。
【0024】本実施の形態2においては、第2の膜とし
ての導電性膜がタングステンシリサイド膜4であるとし
ているが、導電性膜がタングステンシリサイド膜4に限
られることはなく、例えば、チタンシリサイド膜やコバ
ルトシリサイド膜などのような他の金属シリサイド膜、
あるいはまた、アルミニウムやタングステンなどの金属
膜、又は金属合金膜であってもよいことは勿論である。
ての導電性膜がタングステンシリサイド膜4であるとし
ているが、導電性膜がタングステンシリサイド膜4に限
られることはなく、例えば、チタンシリサイド膜やコバ
ルトシリサイド膜などのような他の金属シリサイド膜、
あるいはまた、アルミニウムやタングステンなどの金属
膜、又は金属合金膜であってもよいことは勿論である。
【0025】(実施の形態3)図3(a)−(g)は実
施の形態3にかかる半導体装置の製造方法を示す工程断
面図であり、ここでの半導体装置は図3(a)−(g)
で示される手順に従いながらトレンチ分離技術を採用し
たうえで製造されるものとなっている。なお、図3
(a)−(g)では、図1(a)−(g)と同一の基板
や膜に同一符号を付している。
施の形態3にかかる半導体装置の製造方法を示す工程断
面図であり、ここでの半導体装置は図3(a)−(g)
で示される手順に従いながらトレンチ分離技術を採用し
たうえで製造されるものとなっている。なお、図3
(a)−(g)では、図1(a)−(g)と同一の基板
や膜に同一符号を付している。
【0026】まず、図3(a)で示すように、ウェル形
成及びしきい値電圧制御のためのイオン注入が実行され
たシリコン基板1を用意し、このシリコン基板1の表面
上に第1の膜となるゲート酸化膜2及びポリシリコン膜
3のそれぞれを順次堆積したうえ、図3(b)で示すよ
うに、シラン系ガスを利用したうえでのCVDや熱酸化
によって膜厚の薄い酸化珪素膜11を第2の膜としてポ
リシリコン膜3上に堆積する。そして、図3(c)で示
すように、パターニングされたゲート酸化膜2及びポリ
シリコン膜3と、酸化珪素膜11とをマスクとしたドラ
イエッチングを実行することにより、シリコン基板1の
内部に素子分離溝5を形成する。
成及びしきい値電圧制御のためのイオン注入が実行され
たシリコン基板1を用意し、このシリコン基板1の表面
上に第1の膜となるゲート酸化膜2及びポリシリコン膜
3のそれぞれを順次堆積したうえ、図3(b)で示すよ
うに、シラン系ガスを利用したうえでのCVDや熱酸化
によって膜厚の薄い酸化珪素膜11を第2の膜としてポ
リシリコン膜3上に堆積する。そして、図3(c)で示
すように、パターニングされたゲート酸化膜2及びポリ
シリコン膜3と、酸化珪素膜11とをマスクとしたドラ
イエッチングを実行することにより、シリコン基板1の
内部に素子分離溝5を形成する。
【0027】次に、堆積特性の選択性が最も顕著となる
条件の下で、オゾンとTEOSとを反応させ、これによ
って生成される酸化珪素膜6を、図3(d)で示すよう
に、シリコンが露出したままの素子分離溝5内にのみ成
長させることを行う。すなわち、最適条件のオゾンで、
生成される酸化珪素膜6はシリコン上にのみ成長し、第
2の膜である酸化珪素膜11上には成長しないので、オ
ゾンとTEOSとの反応によって生成された新たな酸化
珪素膜6は素子分離溝5内でのみ成長する。その結果、
シリコン基板1に形成された素子分離溝5の内部には、
酸化珪素膜6が埋め込まれていることになる。
条件の下で、オゾンとTEOSとを反応させ、これによ
って生成される酸化珪素膜6を、図3(d)で示すよう
に、シリコンが露出したままの素子分離溝5内にのみ成
長させることを行う。すなわち、最適条件のオゾンで、
生成される酸化珪素膜6はシリコン上にのみ成長し、第
2の膜である酸化珪素膜11上には成長しないので、オ
ゾンとTEOSとの反応によって生成された新たな酸化
珪素膜6は素子分離溝5内でのみ成長する。その結果、
シリコン基板1に形成された素子分離溝5の内部には、
酸化珪素膜6が埋め込まれていることになる。
【0028】引き続き、図3(e)で示すように、化学
機械研磨法もしくはエッチバック法を採用したうえでの
表面平坦化処理によって酸化珪素膜11を除去する。な
お、この際における表面平坦化処理は、第2の膜である
酸化珪素膜11の膜厚が薄いため、極めて簡便であると
ともに、面内均一性の向上及びパターン依存性の低減に
寄与するものとなる。さらに、図3(f)で示すよう
に、タングステンシリサイド膜7を全面にわたって堆積
することを行った後、ドライエッチングによってゲート
酸化膜2及びポリシリコン膜3と、タングステンシリサ
イド膜7とをパターニングすると、図3(g)で示すよ
うなゲート電極を備えた所要構造のトランジスタが完成
する。
機械研磨法もしくはエッチバック法を採用したうえでの
表面平坦化処理によって酸化珪素膜11を除去する。な
お、この際における表面平坦化処理は、第2の膜である
酸化珪素膜11の膜厚が薄いため、極めて簡便であると
ともに、面内均一性の向上及びパターン依存性の低減に
寄与するものとなる。さらに、図3(f)で示すよう
に、タングステンシリサイド膜7を全面にわたって堆積
することを行った後、ドライエッチングによってゲート
酸化膜2及びポリシリコン膜3と、タングステンシリサ
イド膜7とをパターニングすると、図3(g)で示すよ
うなゲート電極を備えた所要構造のトランジスタが完成
する。
【0029】(実施の形態4)図4(a)−(f)は実
施の形態4にかかる半導体装置の製造方法を手順に従っ
て示す工程断面図であり、トレンチ分離技術を採用した
際における半導体装置は図4(a)−(f)で示すよう
な手順に従って製造されることになる。
施の形態4にかかる半導体装置の製造方法を手順に従っ
て示す工程断面図であり、トレンチ分離技術を採用した
際における半導体装置は図4(a)−(f)で示すよう
な手順に従って製造されることになる。
【0030】まず、図4(a)で示すように、ウェル形
成及びしきい値電圧制御のためのイオン注入が実行され
たシリコン基板1を用意し、かつ、このシリコン基板1
の表面上に第1の膜となるゲート酸化膜2及びポリシリ
コン膜3のそれぞれを順次堆積したうえ、図4(b)で
示すように、第2の膜である導電性膜としてのタングス
テンシリサイド膜4をポリシリコン膜3上に堆積する。
そして、図4(c)で示すように、パターニングされた
ゲート酸化膜2及びポリシリコン膜3と、タングステン
シリサイド膜4とをマスクとしたうえでのドライエッチ
ングを実行することにより、シリコン基板1の内部に素
子分離溝5を形成する。
成及びしきい値電圧制御のためのイオン注入が実行され
たシリコン基板1を用意し、かつ、このシリコン基板1
の表面上に第1の膜となるゲート酸化膜2及びポリシリ
コン膜3のそれぞれを順次堆積したうえ、図4(b)で
示すように、第2の膜である導電性膜としてのタングス
テンシリサイド膜4をポリシリコン膜3上に堆積する。
そして、図4(c)で示すように、パターニングされた
ゲート酸化膜2及びポリシリコン膜3と、タングステン
シリサイド膜4とをマスクとしたうえでのドライエッチ
ングを実行することにより、シリコン基板1の内部に素
子分離溝5を形成する。
【0031】次に、堆積特性の選択性が最も顕著となる
条件の下で、オゾンとTEOSとを反応させ、これよっ
て生成される酸化珪素膜6を、図4(d)で示すよう
に、シリコンが露出したままの素子分離溝5内にのみ成
長させる。つまり、この際、最適条件のオゾン下で生成
される酸化珪素膜6はシリコン上にのみ成長し、金属シ
リサイド膜や金属膜上には成長しないという選択的な堆
積特性を有しているので、酸化珪素膜6は素子分離溝5
内でのみ成長したうえで堆積することになる。その結
果、シリコン基板1に形成された素子分離溝5の内部に
は、酸化珪素膜6が埋め込まれていることになる。
条件の下で、オゾンとTEOSとを反応させ、これよっ
て生成される酸化珪素膜6を、図4(d)で示すよう
に、シリコンが露出したままの素子分離溝5内にのみ成
長させる。つまり、この際、最適条件のオゾン下で生成
される酸化珪素膜6はシリコン上にのみ成長し、金属シ
リサイド膜や金属膜上には成長しないという選択的な堆
積特性を有しているので、酸化珪素膜6は素子分離溝5
内でのみ成長したうえで堆積することになる。その結
果、シリコン基板1に形成された素子分離溝5の内部に
は、酸化珪素膜6が埋め込まれていることになる。
【0032】そして、必要であれば、化学機械研磨法な
どを採用したうえでの表面平坦化処理を行う。しかしな
がら、酸化珪素膜6の堆積特性からタングステンシリサ
イド膜4上には酸化珪素膜6が堆積していないと考えら
れるので、この際における表面平坦化は省略可能、もし
くは、表面荒れを除去する程度に留まる処理であるに過
ぎないことになる。引き続き、図4(e)で示すよう
に、タングステンシリサイド膜7を全面にわたって堆積
することを行った後、ドライエッチングによってゲート
酸化膜2及びポリシリコン膜3と、タングステンシリサ
イド膜4,7とをパターニングすると、図4(f)で示
すようなゲート電極を備えた所要構造のトランジスタが
完成する。
どを採用したうえでの表面平坦化処理を行う。しかしな
がら、酸化珪素膜6の堆積特性からタングステンシリサ
イド膜4上には酸化珪素膜6が堆積していないと考えら
れるので、この際における表面平坦化は省略可能、もし
くは、表面荒れを除去する程度に留まる処理であるに過
ぎないことになる。引き続き、図4(e)で示すよう
に、タングステンシリサイド膜7を全面にわたって堆積
することを行った後、ドライエッチングによってゲート
酸化膜2及びポリシリコン膜3と、タングステンシリサ
イド膜4,7とをパターニングすると、図4(f)で示
すようなゲート電極を備えた所要構造のトランジスタが
完成する。
【0033】すなわち、本実施の形態4にかかる半導体
装置の製造方法では、従来方法における酸化珪素膜5
5、つまり、膜厚が厚くてコンフォーマルな堆積形状の
酸化珪素膜55を堆積していないので、この酸化珪素膜
55を除去するための表面平坦化を実行する必要が全く
ないことになる。ところで、本実施の形態4において
は、第2の膜としての導電性膜がタングステンシリサイ
ド膜4であるとしているが、導電性膜がタングステンシ
リサイド膜4に限られることはなく、例えば、チタンシ
リサイド膜やコバルトシリサイド膜などのような他の金
属シリサイド膜、あるいはまた、アルミニウムやタング
ステンなどの金属膜であってもよいことは勿論である。
装置の製造方法では、従来方法における酸化珪素膜5
5、つまり、膜厚が厚くてコンフォーマルな堆積形状の
酸化珪素膜55を堆積していないので、この酸化珪素膜
55を除去するための表面平坦化を実行する必要が全く
ないことになる。ところで、本実施の形態4において
は、第2の膜としての導電性膜がタングステンシリサイ
ド膜4であるとしているが、導電性膜がタングステンシ
リサイド膜4に限られることはなく、例えば、チタンシ
リサイド膜やコバルトシリサイド膜などのような他の金
属シリサイド膜、あるいはまた、アルミニウムやタング
ステンなどの金属膜であってもよいことは勿論である。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる半
導体装置の製造方法によれば、第2の膜として導電性膜
を使用したうえでオゾンを用いることにより、このオゾ
ンとTEOSとの反応によって生成される酸化珪素膜を
シリコンが露出した素子分離溝内に堆積させたうえで、
この素子分離溝内に酸化珪素膜を埋め込むことが行われ
る。したがって、予め薄く堆積していた第2の膜である
導電性膜とオゾンとTEOSとの反応によって生成され
た第2の膜上に薄く堆積した導電性膜とを除去するだけ
の平坦化処理によって半導体装置を製造しうることにな
り、面内均一性に優れているとともに、パターン依存性
の少ない平坦化を実現することができる。
導体装置の製造方法によれば、第2の膜として導電性膜
を使用したうえでオゾンを用いることにより、このオゾ
ンとTEOSとの反応によって生成される酸化珪素膜を
シリコンが露出した素子分離溝内に堆積させたうえで、
この素子分離溝内に酸化珪素膜を埋め込むことが行われ
る。したがって、予め薄く堆積していた第2の膜である
導電性膜とオゾンとTEOSとの反応によって生成され
た第2の膜上に薄く堆積した導電性膜とを除去するだけ
の平坦化処理によって半導体装置を製造しうることにな
り、面内均一性に優れているとともに、パターン依存性
の少ない平坦化を実現することができる。
【0035】
【図1】 本発明の実施の形態1にかかる半導体装置の
製造方法を手順に従って示す工程断面図である。
製造方法を手順に従って示す工程断面図である。
【図2】 本発明の実施の形態2にかかる半導体装置の
製造方法を手順に従って示す工程断面図である。
製造方法を手順に従って示す工程断面図である。
【図3】 本発明の実施の形態3にかかる半導体装置の
製造方法を手順に従って示す工程断面図である。
製造方法を手順に従って示す工程断面図である。
【図4】 本発明の実施の形態4にかかる半導体装置の
製造方法を手順に従って示す工程断面図である。
製造方法を手順に従って示す工程断面図である。
【図5】 従来例にかかる半導体装置の製造方法を手順
に従って示す工程断面図である。
に従って示す工程断面図である。
1 シリコン基板
2 ゲート酸化膜(第1の膜)
3 ポリシリコン膜(第1の膜)
4 タングステンシリサイド膜(第2の膜)
5 素子分離溝
6 酸化珪素膜
フロントページの続き
(72)発明者 瀬川 瑞樹
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(72)発明者 荒井 雅利
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(72)発明者 森脇 將
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(56)参考文献 特開 平5−90399(JP,A)
特開 平6−177239(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H01L 21/76
Claims (4)
- 【請求項1】 シリコン基板上に導電性膜を堆積し、パ
ターニングする工程と、 前記パターニングされた導電性膜をマスクとしてシリコ
ン基板内に素子分離溝を形成する工程と、 シリコンが露出した素子分離溝内に、主としてオゾンと
テトラエトキシシランとの反応によって生成される酸化
珪素膜を成長させる工程とを含んでおり、 前記パターニングされた導電性膜上への酸化珪素膜の成
長速度は、シリコンのそれよりも低いものであることを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 導電性膜は、金属シリサイド膜、もしく
は金属膜、もしくは金属合金膜であることを特徴とする
請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 シリコン基板上にゲート酸化膜およびポ
リシリコン膜を順次堆積する工程と、 ポリシリコン膜上に、主としてオゾンとテトラエトキシ
ランとの反応による酸化珪素膜の成長速度がシリコンよ
りも低い導電性膜からなるマスク膜を形成する工程と、 前記のゲート酸化膜、ポリシリコン膜、およびマスク膜
をパターニングする工程と、パターニングされたマスク膜をマスクとしてシリコン基
板内に素子分離溝を形成する工程と、 シリコンが露出した素子分離溝内にオゾンとテトラエト
キシシランとの反応によって生成される酸化珪素膜を成
長させる工程とを含む ことを特徴とする半導体装置の製
造方法。 - 【請求項4】 導電性膜は、金属シリサイド膜、もしく
は金属膜、もしくは金属合金膜であることを特徴とする
請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17812397A JP3398735B2 (ja) | 1996-07-12 | 1997-07-03 | 半導体装置の製造方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18321096 | 1996-07-12 | ||
JP8-183210 | 1996-07-12 | ||
JP17812397A JP3398735B2 (ja) | 1996-07-12 | 1997-07-03 | 半導体装置の製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1079422A JPH1079422A (ja) | 1998-03-24 |
JP3398735B2 true JP3398735B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=16131713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17812397A Expired - Fee Related JP3398735B2 (ja) | 1996-07-12 | 1997-07-03 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (4)
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US (1) | US6069055A (ja) |
EP (1) | EP0818815A1 (ja) |
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KR100444314B1 (ko) * | 1997-06-30 | 2004-11-03 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자제조방법 |
US7157385B2 (en) | 2003-09-05 | 2007-01-02 | Micron Technology, Inc. | Method of depositing a silicon dioxide-comprising layer in the fabrication of integrated circuitry |
EP0959496B1 (en) | 1998-05-22 | 2006-07-19 | Applied Materials, Inc. | Methods for forming self-planarized dielectric layer for shallow trench isolation |
JP4237344B2 (ja) * | 1998-09-29 | 2009-03-11 | 株式会社東芝 | 半導体装置及びその製造方法 |
US20070190751A1 (en) * | 1999-03-29 | 2007-08-16 | Marr Kenneth W | Semiconductor fuses and methods for fabricating and programming the same |
US6300219B1 (en) * | 1999-08-30 | 2001-10-09 | Micron Technology, Inc. | Method of forming trench isolation regions |
US20040038458A1 (en) * | 2002-08-23 | 2004-02-26 | Marr Kenneth W. | Semiconductor fuses, semiconductor devices containing the same, and methods of making and using the same |
US7125815B2 (en) * | 2003-07-07 | 2006-10-24 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming a phosphorous doped silicon dioxide comprising layer |
JP2005183814A (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
US7053010B2 (en) * | 2004-03-22 | 2006-05-30 | Micron Technology, Inc. | Methods of depositing silicon dioxide comprising layers in the fabrication of integrated circuitry, methods of forming trench isolation, and methods of forming arrays of memory cells |
US7015113B2 (en) * | 2004-04-01 | 2006-03-21 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming trench isolation regions |
US7235459B2 (en) * | 2004-08-31 | 2007-06-26 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming trench isolation in the fabrication of integrated circuitry, methods of fabricating memory circuitry, integrated circuitry and memory integrated circuitry |
US7510966B2 (en) * | 2005-03-07 | 2009-03-31 | Micron Technology, Inc. | Electrically conductive line, method of forming an electrically conductive line, and method of reducing titanium silicide agglomeration in fabrication of titanium silicide over polysilicon transistor gate lines |
US8012847B2 (en) * | 2005-04-01 | 2011-09-06 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming trench isolation in the fabrication of integrated circuitry and methods of fabricating integrated circuitry |
US8105956B2 (en) | 2009-10-20 | 2012-01-31 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming silicon oxides and methods of forming interlevel dielectrics |
US10164044B2 (en) * | 2015-04-16 | 2018-12-25 | Micron Technology, Inc. | Gate stacks |
US9899515B1 (en) * | 2016-10-31 | 2018-02-20 | International Business Machines Corporation | Fabrication of a pair of vertical fin field effect transistors having a merged top source/drain |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58165341A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-09-30 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH0779127B2 (ja) * | 1989-12-27 | 1995-08-23 | 株式会社半導体プロセス研究所 | 半導体装置の製造方法 |
EP0582724A1 (de) * | 1992-08-04 | 1994-02-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur lokal und global planarisierenden CVD-Abscheidung von SiO2-Schichten auf strukturierten Siliziumsubstraten |
JP3311044B2 (ja) * | 1992-10-27 | 2002-08-05 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
US5433794A (en) * | 1992-12-10 | 1995-07-18 | Micron Technology, Inc. | Spacers used to form isolation trenches with improved corners |
JP2705513B2 (ja) * | 1993-06-08 | 1998-01-28 | 日本電気株式会社 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
KR0151051B1 (ko) * | 1995-05-30 | 1998-12-01 | 김광호 | 반도체장치의 절연막 형성방법 |
US5702977A (en) * | 1997-03-03 | 1997-12-30 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Shallow trench isolation method employing self-aligned and planarized trench fill dielectric layer |
US5786262A (en) * | 1997-04-09 | 1998-07-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Self-planarized gapfilling for shallow trench isolation |
-
1997
- 1997-07-01 US US08/886,859 patent/US6069055A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-07-03 JP JP17812397A patent/JP3398735B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-07-03 KR KR1019970030848A patent/KR100423132B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-07-10 EP EP97111775A patent/EP0818815A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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KR100423132B1 (ko) | 2004-06-26 |
EP0818815A1 (en) | 1998-01-14 |
JPH1079422A (ja) | 1998-03-24 |
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