JPH03136241A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH03136241A
JPH03136241A JP27473389A JP27473389A JPH03136241A JP H03136241 A JPH03136241 A JP H03136241A JP 27473389 A JP27473389 A JP 27473389A JP 27473389 A JP27473389 A JP 27473389A JP H03136241 A JPH03136241 A JP H03136241A
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JP
Japan
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layer
silicon
polycrystalline silicon
containing resist
silicon layer
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Application number
JP27473389A
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Japanese (ja)
Inventor
Shingo Kadomura
新吾 門村
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PURPOSE:To make possible a high-precision flattening of a polycrystalline silicon layer without being affected by a loading effect by a method wherein a silicon- containing resist layer is left in a recessed part in the silicon layer and an etchback of the silicon layer is performed with the mixed gas of chlorine gas and oxygen gas using the resist layer as a mask. CONSTITUTION:An opening part 3 is formed in an insulating film 2 on a semiconductor substrate 1 and a polycrystalline silicon layer 4 made to follow the surface step of the film 2 is formed in such a way as to cover at least the above opening part 3. Then, a silicon-containing resist layer 5 is selectively formed only in a recessed part 4b generated in the layer 4 facing the opening part 3 to flatten the surface of the substrate and after the layer 4 is etched back with the mixed gas of chlorine gas and oxygen gas using the layer 5 as a mask, the layer 5 is removed. Thereby, as O2 gas reacts with the silicon in the silicon-containing resist layer 5 and a silicon oxide film is formed in the surface layer part of the layer 5, an etching does never excessively proceed in the upper part of the opening part 3 and a good flattening is realized.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に多結晶シリ
コン層の平坦化方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and particularly to a method for planarizing a polycrystalline silicon layer.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、段差を有する基体上に形成された多結晶シリ
コン層をエッチバンクにより平坦化する半導体装置の製
造方法において、シリコン含有レジスト層を上記多結晶
シリコン層の凹部に選択的に残し、塩素系ガスと酸素ガ
スとの混合ガスにより上記シリコン含有レジスト層の表
層をエンチングされにくい酸化シリコンに変化させなが
ら上記多結晶シリコン層のエッチバックを行うことによ
り、ローディング効果の影響を受けずに精度の高い多結
晶シリコン層の平坦化を可能とするものである。
The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device in which a polycrystalline silicon layer formed on a substrate having a step is planarized using an etch bank, in which a silicon-containing resist layer is selectively left in the recessed portions of the polycrystalline silicon layer, and chlorine chloride is removed. By etching back the polycrystalline silicon layer while changing the surface layer of the silicon-containing resist layer to silicon oxide, which is difficult to etch, using a mixed gas of system gas and oxygen gas, accuracy can be improved without being affected by the loading effect. This makes it possible to flatten a high polycrystalline silicon layer.

[従来の技術〕 近年、VLSI、ULSI等の半導体装置の分野におい
ては高集積化、高性能化を目指して二次元方向の微細化
のみならず三次元方向の集積化が進行しており、平坦化
技術の重要性が高まっている。この平坦化の対象となる
材料層も絶縁膜に限コンタクトホール、ピアホール5 
トレンチキャパシタ、トレンチアイソレーション等を埋
め込むための多結晶シリコン層もその対象となっている
[Prior art] In recent years, in the field of semiconductor devices such as VLSI and ULSI, not only two-dimensional miniaturization but also three-dimensional integration has been progressing with the aim of achieving higher integration and higher performance. technology is becoming increasingly important. The material layer targeted for this planarization is limited to the insulating film, contact hole, and peer hole 5.
This also applies to polycrystalline silicon layers for embedding trench capacitors, trench isolation, etc.

従来、多結晶シリコン層の平坦化を行うには、一般に第
4図(A)および第4図(B)に示す方法がとられてい
る。
Conventionally, the methods shown in FIGS. 4(A) and 4(B) have generally been used to planarize a polycrystalline silicon layer.

すなわち、まず第4図(A)に示すように、予め半導体
基板(11)上に開口部(13)を存する絶縁膜(12
)が形成され、さらに少なくとも上記開口部(13)を
覆って多結晶シリコン層(14)が形成されてなる基体
をレジスト材料等からなる平坦化膜(15)により平坦
化する。
That is, as shown in FIG. 4(A), an insulating film (12) having an opening (13) formed on a semiconductor substrate (11) is prepared in advance.
) is formed, and a polycrystalline silicon layer (14) is further formed covering at least the opening (13), and the base body is flattened by a flattening film (15) made of a resist material or the like.

次に、平坦化膜(15)と多結晶シリコン層(14)の
選択比がl:1となる条件にてエッチバックを行い、第
4図(B)に示すように基体の表面を平坦化する。
Next, etchback is performed under conditions such that the selectivity ratio between the planarization film (15) and the polycrystalline silicon layer (14) is l:1, and the surface of the substrate is planarized as shown in FIG. 4(B). do.

ところが、酸化シリコン等からなる絶縁膜の平坦化とは
異なり、上述のような多結晶シリコン層(14)の平坦
化はローディング効果の影響を受は易く、実際に第4図
(B)に示すような理想的な状態を達成するのは困難で
ある。すなわち、エッチバックの過程において多結晶シ
リコン層(14)の表面が露出した時点で該多結晶シリ
コン層(14)のエッチレートが相対的に低下して凹部
に残存する平坦化ff15)の方が早く除去されるよう
になるため、絶縁II!(12)の表面が露出した時点
では開口部(13)の内部までエツチングが進行してし
まう (オーバーエンチング)、その結果、第5図に示
すように基体の表面が平坦化されなくなる。さらに極端
な場合には、開口部(13)内部の多結晶シリコン層(
14)が除去されるという重大な欠陥が発生する虞れも
ある。
However, unlike the planarization of an insulating film made of silicon oxide, etc., the planarization of the polycrystalline silicon layer (14) as described above is easily affected by the loading effect, and in fact, as shown in FIG. 4(B). Achieving such an ideal situation is difficult. That is, when the surface of the polycrystalline silicon layer (14) is exposed during the etch-back process, the etch rate of the polycrystalline silicon layer (14) is relatively lowered, and the flattened silicon layer (15) remaining in the recessed portion is better. Insulation II! When the surface of (12) is exposed, the etching progresses to the inside of the opening (13) (over-etching), and as a result, the surface of the substrate is not flattened as shown in FIG. In an even more extreme case, the polycrystalline silicon layer (
14) may be removed, which may be a serious defect.

このような問題を解決する技術として、たとえば特開昭
62−139321号公報には、開口部を覆って形成さ
れた多結晶シリコン屡の表層にリン等の不純物を高濃度
にイオン注入するか、あるいはタングステンシリサイド
化することにより、多結晶シリコン層の表層付近のエツ
チングガス(CF 4と0□の混合ガス)に対する反応
性を相対的に高めておき、上記混合ガスによる反応性イ
オンエツチングを行って基体の表面を平坦化する技術が
開示されている。
As a technique for solving such problems, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 139321/1983 describes a method of ion-implanting impurities such as phosphorus at a high concentration into the surface layer of the polycrystalline silicon layer formed to cover the opening. Alternatively, the reactivity of the polycrystalline silicon layer near the surface layer with respect to the etching gas (mixed gas of CF4 and 0□) is relatively increased by tungsten silicide, and reactive ion etching is performed using the mixed gas. Techniques for planarizing the surface of a substrate are disclosed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、特開昭62−139321号公報に開示
された技術を適用しても、以下のような理由により完全
な平坦化を行うことは困難であると考えられる。まず第
1に、多結晶シリコン層の表層部の性質を改変する手段
としてリンのイオン注入を行う場合には熱処理による活
性化を要する筈であるが、その結果、高濃度に導入され
た不純物が開口部の内部にまで拡散する虞れがある。第
2に、タングステンシリサイド化を行う場合にもやはり
熱処理が行われるので、シリサイド化される領域が開口
部の内部にまで拡大する虞れがある。しだがって、これ
らの手段は実用的とは言い難い。
However, even if the technique disclosed in JP-A-62-139321 is applied, it is considered difficult to achieve complete planarization for the following reasons. First of all, when ion implantation of phosphorus is performed as a means of modifying the properties of the surface layer of a polycrystalline silicon layer, activation by heat treatment is required, but as a result, the impurities introduced at a high concentration are There is a possibility that it will spread to the inside of the opening. Second, since heat treatment is also performed when tungsten silicide is formed, there is a possibility that the region to be silicided will expand into the inside of the opening. Therefore, these methods cannot be called practical.

そこで本発明は、従来技術の問題点を解決し、精度の高
い多結晶シリコン層の平坦化を可能とする半導体装置の
製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that solves the problems of the prior art and enables highly accurate planarization of a polycrystalline silicon layer.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明者は上述の目的を達成するためにyt意検討を行
った結果、従来上として多層レジスト法に適用されてい
るシリコン含有レジストが酸素プラズマに曝されると容
易に表層部が酸化シリコン(Sin、)に変化すること
に着目し、オーバーエツチングが発生し易い部分におい
て選択的にこれをマスクとして利用すれば、ローディン
グ効果の影響を受けずに高精度の平坦化が可能となるこ
とを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present inventor conducted a study and found that when a silicon-containing resist conventionally applied in a multilayer resist method is exposed to oxygen plasma, the surface layer easily changes to silicon oxide ( By paying attention to the change in the thickness of the etching surface (Sin, ) and using it selectively as a mask in areas where overetching is likely to occur, we found that highly accurate planarization is possible without being affected by the loading effect. , which led to the completion of the present invention.

すなわち、本発明にかかる半導体装置の製造方法は、半
導体基板上の絶縁膜に開口部を形成する工程と、少なく
とも前記開口部を覆って前記絶縁膜の表面段差にならっ
た多結晶シリコン層を形成する工程と、前記開口部に臨
んで前記多結晶シリコン層に生した凹部にのみ選択的に
シリコン含有レジスト層を形成して基体の表面を平坦化
する工程と、塩素系ガスと酸素ガスとの混合ガスにより
上記シリコン含有レジスト層をマスクとして前記多結晶
シリコン層をエッチバックする工程と、前記シリコン含
有レジスト層を除去する工程を有することを特徴とする
ものである。
That is, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the steps of forming an opening in an insulating film on a semiconductor substrate, and forming a polycrystalline silicon layer that covers at least the opening and follows the surface steps of the insulating film. a step of selectively forming a silicon-containing resist layer only in the recesses formed in the polycrystalline silicon layer facing the opening to planarize the surface of the substrate; The method is characterized by comprising a step of etching back the polycrystalline silicon layer with a mixed gas using the silicon-containing resist layer as a mask, and a step of removing the silicon-containing resist layer.

〔作用] 本発明では、従来のように異種材料の選択比をl;1に
設定してエッヂバックを行うことにより多結晶ンリコン
層を平坦化するのではなく、まず多結晶シリコン層の凹
部にのみ選択的にシリコン含有レジスト層を形成し、次
の工程で使用されるエツチングガスにより上記シリコン
含有レジスト層の表層部をエンチングされにくい材料に
変化させながら多結晶シリコン層のエツチングを行う。
[Function] In the present invention, instead of flattening the polycrystalline silicon layer by setting the selectivity of different materials to 1; A silicon-containing resist layer is selectively formed, and the polycrystalline silicon layer is etched while changing the surface layer of the silicon-containing resist layer into a material that is difficult to etch using an etching gas used in the next step.

ここで、多結晶シリコン層の凹部にのみ選択的にシリコ
ン含有レジスト層を形成する方法とじてば、全面にシリ
コン含有レジスト層を形成した後に、■多結晶シリコン
層の平坦部が露出するまでエッチバンクを行う方法、■
シリコン含有レジスト層の材料としてポジ型のものを選
択し、これを凹部にて光化学反応が進行しない程度に弱
く露光してから現像により露光部を除去する方法、ある
いは■絶縁膜に開口部を形成するためのマスクの反転マ
スクを使用してポジ型のシリコン含有レジストの露光を
行い、露光部を現像除去してからさらにエッチバックを
行う方法、等が考えられる。
Here, the method of selectively forming a silicon-containing resist layer only in the concave portions of the polycrystalline silicon layer is to form the silicon-containing resist layer on the entire surface and then etching until the flat portion of the polycrystalline silicon layer is exposed. How to bank, ■
Select a positive type material for the silicon-containing resist layer, expose it to light in the recesses weakly enough to prevent photochemical reactions from proceeding, and then remove the exposed areas by development, or ■ form openings in the insulating film. A possible method is to expose a positive type silicon-containing resist using an inverted mask, develop and remove the exposed area, and then etch back.

従来の一般的なエッチバック工程では、シリコン含有レ
ジストが多結晶シリコン層の凹部にのみ残された状態が
達成された時点で多結晶シリコン層の露出面積が急激に
増大するために、該多結晶シリコン層のエツチング速度
が相対的に下がり、ローディング効果による影響が大き
く現れた。
In the conventional general etch-back process, the exposed area of the polycrystalline silicon layer increases rapidly once the silicon-containing resist is left only in the recesses of the polycrystalline silicon layer. The etching speed of the silicon layer was relatively reduced, and the influence of the loading effect became significant.

しかし本発明では、続く工程において塩素系ガスと酸素
ガスとの混合ガスによるエッチバックが行われる。この
工程では、凹部に残存したシリコン含有レジスト層が酸
素プラズマと接触することによりその表層部が酸化シリ
コンに変化する。これは、レジスト層にシリコンが含有
されていて初めて発揮される効果である。しかも、上記
混合ガスによる多結晶シリコンと酸化シリコンの選択比
は10以上と大きい。その結果、開口部の上部において
は事実上、酸化シリコンの膜をマスクとして多結晶シリ
コン層のエツチングを行うに等しい過程が進行すること
になる。したがって、従来のようにローディング効果に
よる影古を受けることなく、高精度に平坦化を行うこと
が可能となる。
However, in the present invention, etchback is performed using a mixed gas of chlorine-based gas and oxygen gas in the subsequent step. In this step, the silicon-containing resist layer remaining in the recesses comes into contact with oxygen plasma, so that its surface layer changes to silicon oxide. This effect is only exhibited when the resist layer contains silicon. Moreover, the selectivity ratio between polycrystalline silicon and silicon oxide by the mixed gas is as large as 10 or more. As a result, a process equivalent to etching a polycrystalline silicon layer using the silicon oxide film as a mask proceeds in the upper part of the opening. Therefore, it is possible to perform flattening with high precision without being affected by the loading effect as in the prior art.

[実施例〕 以下、本発明の好適な実施例について第1図(A)ない
し第1図(E)を参照しながら課明する。
[Embodiments] Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be explained with reference to FIGS. 1(A) to 1(E).

まず第1図(A)に示すように、シリコン等からなる半
導体基板(1)上に例えば酸化シリコンからなる!! 
縁119 (2)を形成し、バターニングを行って開口
部(3)を形成する。次に、被覆性に優れるCVD法に
より全面に多結晶シリコン層(4)を被着形成する。こ
のとき、多結晶シリコン層(4)は下地の段差を反映し
、平坦部(4a)の他、開口部(3)に臨んで表面に凹
部(4b)が形成された状態となる。
First, as shown in FIG. 1(A), a semiconductor substrate (1) made of, for example, silicon oxide is placed on a semiconductor substrate (1) made of silicon or the like. !
Edges 119 (2) are formed and buttering is performed to form openings (3). Next, a polycrystalline silicon layer (4) is deposited over the entire surface by CVD, which has excellent coverage. At this time, the polycrystalline silicon layer (4) reflects the step difference in the underlying layer, and in addition to the flat part (4a), a concave part (4b) is formed on the surface facing the opening part (3).

次に、第1図(B)に示すように、全面にシリコン含有
レジスト層(5)を塗布形成し、基体の表面を平坦化す
る。ここでは、上記シリコン含有レジスト層(5)の材
料として、シロキサン系ノボラック樹脂とキノンジアジ
ド化合物の混合物を使用した。上記材料のシリコン含有
量は通常3%程度もしくはそれ以下である。しかし、酸
素プラズマにより容易に表面から酸化され得る材料であ
れば、これに限られるものではない。その後、80℃程
度の温度にてベーキングを行い、溶媒を蒸発除去する。
Next, as shown in FIG. 1B, a silicon-containing resist layer (5) is coated on the entire surface to planarize the surface of the substrate. Here, a mixture of a siloxane-based novolak resin and a quinonediazide compound was used as the material for the silicon-containing resist layer (5). The silicon content of the above materials is usually around 3% or less. However, the material is not limited to this, as long as the material can be easily oxidized from the surface by oxygen plasma. Thereafter, baking is performed at a temperature of about 80° C. to evaporate and remove the solvent.

次に、第1図(C)に示すように、上記シリコン含有レ
ジスト層(5)のエッチバックを行い、多結晶シリコン
層(4)の平坦部(4a)の表面が露出した時点で終了
する。ここで、上記エツチングを行うためのエツチング
ガスとしては、C/l!、、NF3゜SFi 、CCI
Fx 、NH3等が使用される。
Next, as shown in FIG. 1(C), the silicon-containing resist layer (5) is etched back, and the process ends when the surface of the flat part (4a) of the polycrystalline silicon layer (4) is exposed. . Here, as the etching gas for performing the above etching, C/l! ,,NF3゜SFi,CCI
Fx, NH3, etc. are used.

次に、cI!zガスと0□ガスとの混合ガスにより多結
晶シリコンN(4)のエンデパックを行う。
Next, cI! Endepacking of polycrystalline silicon N(4) is performed using a mixed gas of z gas and 0□ gas.

上記エッチバックの条件は、ECRエツチング装置を用
いて、たとえばC1lガス流it 20 SCCM。
The conditions for the above etchback are, for example, a C11 gas flow it 20 SCCM using an ECR etching apparatus.

0□ガス流130 SCCM、真空度10 mTorr
、?イクロ波パワー850 W 、高周波バイアス20
0Wとされる。この工程では、C1,ガスが多結晶シリ
コンと反応し、揮発性の高い塩化物の形でシリコンを除
去する一方、0□ガスがシリコン含有レジスト層(5)
中のシリコンと反応してその表層部に酸化シリコンSi
n、を形成する。この酸化シリコンSin、は上記混合
ガスにより多少はエツチングされるものの、そのエツチ
ング速度は多結晶シリコン層(4)のエツチング速度の
1/10以下である。
0□Gas flow 130 SCCM, vacuum level 10 mTorr
,? Microwave power 850 W, high frequency bias 20
It is assumed to be 0W. In this step, the C1 gas reacts with the polycrystalline silicon and removes the silicon in the form of highly volatile chlorides, while the C1 gas reacts with the silicon-containing resist layer (5).
Reacts with the silicon inside and forms silicon oxide on the surface layer.
form n. Although this silicon oxide (Sin) is etched to some extent by the mixed gas, the etching rate is less than 1/10 of the etching rate of the polycrystalline silicon layer (4).

したがって、上記シリコン含有レジスト層(5)は、エ
ツチングのマスクとして機能することとなり、しかもエ
ンチングの進行につれて表面から逐次酸化されてゆくの
でマスクとしての機能が持続する。
Therefore, the silicon-containing resist layer (5) functions as an etching mask, and since it is successively oxidized from the surface as etching progresses, it continues to function as a mask.

その結果、第1図(D)に示すように、絶縁膜(2)の
表面が露出するまで多結晶シリコンN(4)のエッチバ
ンクが行われた場合にも、開口部(3)の上部において
過度にエツチングが進行することなく、良好な平坦化が
実現される。
As a result, as shown in FIG. 1(D), even when the polycrystalline silicon N (4) is etched until the surface of the insulating film (2) is exposed, the upper part of the opening (3) Good planarization is achieved without excessive etching progressing.

なお、上記エッチバックに使用される塩素系ガスとして
は、上述のCf 2に限られず、BCl2.。
Note that the chlorine-based gas used for the etchback is not limited to the above-mentioned Cf2, but may include BCl2. .

HCI!、、C(14等も選択することができる。HCI! , , C (14, etc.) can also be selected.

最後に第1図(E)に示すように、開口部(3)の上部
に残存したシリコン含有レジストN(5)を緩衝化フッ
酸等により除去する。
Finally, as shown in FIG. 1E, the silicon-containing resist N (5) remaining above the opening (3) is removed using buffered hydrofluoric acid or the like.

なお、上述の例ではエッチバックによる多結晶シリコン
層(4)の平坦化は絶縁膜(2)の表面が露出した時点
で終了したが、該多結晶シリコン層(4)の層厚やカバ
レージの状態によっては、第2図に示すように、絶縁膜
(2)が露出する前に平坦化が達成される場合もあり得
る。このような場合には、シリコン含有レジスト層(5
)を−旦除去してから、絶縁膜(2)が露出するまで再
度エッチバックを行えば良い。
In the above example, the planarization of the polycrystalline silicon layer (4) by etch-back ended when the surface of the insulating film (2) was exposed, but the layer thickness and coverage of the polycrystalline silicon layer (4) Depending on the situation, planarization may be achieved before the insulating film (2) is exposed, as shown in FIG. In such a case, a silicon-containing resist layer (5
) may be removed first and then etched back again until the insulating film (2) is exposed.

ところで、上述の方法では多結晶シリコン層(4)の凹
部(4b)のみにシリコン含有レジスト層(5)を残す
にあたり、全面的なエッチバックを行ったが、エッチバ
ックによらない方法も可能である。たとえば、シリコン
含有レジストとしてポジ型の材料を選択し、これを塗布
してシリコン含有レジスト層(5)を形成し、第1図(
B)に示す状態と同様に基体を平坦化する。続いて、平
坦部(4a)の上部においてのみ光分解反応が起こり、
かつ凹部(4b)では光分解反応が起こらない程度の強
度にて制御露光を行い、しかる後に現像を行うと、凹部
(4b)のみがシリコン含有レジスト層(5)で埋め込
まれる。
By the way, in the above method, the entire silicon-containing resist layer (5) is left only in the recesses (4b) of the polycrystalline silicon layer (4) by etching back the entire surface, but a method that does not involve etchback is also possible. be. For example, a positive type material is selected as the silicon-containing resist and applied to form a silicon-containing resist layer (5), as shown in FIG.
The substrate is flattened in the same manner as in the state shown in B). Subsequently, a photodecomposition reaction occurs only in the upper part of the flat part (4a),
In addition, when controlled exposure is performed at an intensity that does not cause a photodecomposition reaction in the recesses (4b), and then development is performed, only the recesses (4b) are filled with the silicon-containing resist layer (5).

さらにあるいは、選択露光とエツチハ・ンクを組み合わ
せた次のような方法も考えられる。これを第3図(A)
および第3図(B)を参照しながら説明する。まず第3
図(A)に示すように、絶縁膜(2)に開口部(3)を
形成するためのマスクに対する反転マスク(6)を使用
し、第1図(B)に示すものと同し状態の基体の選択露
光を行う。次に、第3図(B)に示すように、現像によ
りシリコン含佇レジスト層(5)の露光部を除去し、開
口部(3)に臨む未露光部のみを残す。しかる後にエッ
チバックを行い、第1図(C)に示す状態と同様、基体
の表面を平坦化する。この方法によれば、被エツチング
領域となるシリコン含有レジスト層(5)の面積が少な
いため、エツチングに要する時間は大幅に短縮される。
Furthermore, the following method may be considered, which combines selective exposure and etching. This is shown in Figure 3 (A).
This will be explained with reference to FIG. 3(B). First, the third
As shown in Figure (A), an inverted mask (6) with respect to the mask for forming the opening (3) in the insulating film (2) is used, and the same condition as that shown in Figure 1 (B) is used. Perform selective exposure of the substrate. Next, as shown in FIG. 3B, the exposed portion of the silicon-containing resist layer (5) is removed by development, leaving only the unexposed portion facing the opening (3). Thereafter, etchback is performed to flatten the surface of the substrate as in the state shown in FIG. 1(C). According to this method, since the area of the silicon-containing resist layer (5) to be etched is small, the time required for etching is significantly shortened.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明からも明らかなように、本発明を適用すれば
、開口部を被覆して形成された多結晶シリコン層の平坦
化に際し、開口部の上部がマスクにより保護されながら
エッチバックが行われる。
As is clear from the above description, when the present invention is applied, when flattening the polycrystalline silicon layer formed covering the opening, etchback is performed while the upper part of the opening is protected by a mask. .

したがって、従来の一般的なエッチバンク工程において
しばしばみられた開口部内のオーバーエツチングが本発
明では発生せず、高集積度、高信頼性、高性能を有する
半導体装置の製造が可能となる。
Therefore, in the present invention, over-etching within the opening, which is often seen in the conventional general etch bank process, does not occur, and it is possible to manufacture a semiconductor device with high integration, high reliability, and high performance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(A)ないし第1図(E)は本発明の半導体装置
の製造方法の一例をその工程順にしたがって説明する概
略断面口であり、第1図(A)は絶縁膜、開口部、多結
晶シリコン層の形成工程、第1図(B)はシリコン含有
レジスト層の形成工程、第11ffl(C)はエッチバ
ックもしくは制御露光により多結晶シリコン層の凹部に
のみシリコン含有レジスト層を形成する工程、第1I2
] (D)は塩素系ガスと酸素ガスの混合ガスによる多
結晶シリコン層のエッチバック工程、第1図(E)はシ
リコン含有レジスト層の除去工程をそれぞれ示す。 第2図は多結晶シリコン層のエッチバック工程における
他の状態を示す概略断面図である。第3図(A)および
第3図(B)は、選IR露光により多結晶シリコン層の
凹部にのみソリコン含有レジスト層を形成する他の方法
を説明する概略断面図であり、第3図(A)は反転マス
クを使用する選択露光工程、第3図(B)は現像工程を
それぞれ示す。第4図(A)および第4図(B)は従来
の一般的な多結晶シリコン層の平坦化工程を順次説明す
る概略断面図であり、第4図(A)は絶縁膜。 開口部、多結晶シリコン層、平坦化膜の形成工程、第4
図(B)はエッチバックが終了した状態iそれぞれ示す
。第5図は従来の多結晶シリコン層の平坦化工程におけ
るオーバーエツチング状態を示す概略断面図である。 半導体基板 絶縁膜 開口部 多結晶シリコン層 凹部 シリコン含有レジスト層
FIGS. 1(A) to 1(E) are schematic cross-sectional views for explaining an example of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention according to the process order, and FIG. 1(A) shows an insulating film, an opening, Step of forming a polycrystalline silicon layer, FIG. 1(B) is a step of forming a silicon-containing resist layer, and step 11ffl (C) is a step of forming a silicon-containing resist layer only in the concave portions of the polycrystalline silicon layer by etch-back or controlled exposure. Process, 1st I2
] (D) shows the etch-back process of the polycrystalline silicon layer using a mixed gas of chlorine gas and oxygen gas, and FIG. 1 (E) shows the process of removing the silicon-containing resist layer. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another state in the etch-back process of the polycrystalline silicon layer. 3(A) and 3(B) are schematic cross-sectional views illustrating another method of forming a silicon-containing resist layer only in the recessed portions of a polycrystalline silicon layer by selective IR exposure. A) shows a selective exposure process using a reversal mask, and FIG. 3(B) shows a development process. 4(A) and 4(B) are schematic cross-sectional views sequentially illustrating a conventional general planarization process of a polycrystalline silicon layer, and FIG. 4(A) shows an insulating film. Forming process of opening, polycrystalline silicon layer, and planarization film, fourth
Figure (B) shows the state i after the etchback has been completed. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an overetching state in a conventional planarization process of a polycrystalline silicon layer. Semiconductor substrate insulating film opening polycrystalline silicon layer recess silicon-containing resist layer

Claims (1)

【特許請求の範囲】  半導体基板上の絶縁膜に開口部を形成する工程と、 少なくとも前記開口部を覆って前記絶縁膜の表面段差に
ならった多結晶シリコン層を形成する工程と、 前記開口部に臨んで前記多結晶シリコン層に生じた凹部
にのみ選択的にシリコン含有レジスト層を形成して基体
の表面を平坦化する工程と、塩素系ガスと酸素ガスとの
混合ガスにより上記シリコン含有レジスト層をマスクと
して前記多結晶シリコン層をエッチバックする工程と、 前記シリコン含有レジスト層を除去する工程を有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
[Scope of Claims] A step of forming an opening in an insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a polycrystalline silicon layer that covers at least the opening and follows the surface steps of the insulating film, and the opening a step of planarizing the surface of the substrate by selectively forming a silicon-containing resist layer only in the recesses formed in the polycrystalline silicon layer; A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: etching back the polycrystalline silicon layer using the polycrystalline silicon layer as a mask; and removing the silicon-containing resist layer.
JP27473389A 1989-10-21 1989-10-21 Manufacture of semiconductor device Pending JPH03136241A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07130711A (en) * 1993-11-02 1995-05-19 Nec Corp Manufacture of semiconductor device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH07130711A (en) * 1993-11-02 1995-05-19 Nec Corp Manufacture of semiconductor device

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