JPH04111445A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH04111445A
JPH04111445A JP2231517A JP23151790A JPH04111445A JP H04111445 A JPH04111445 A JP H04111445A JP 2231517 A JP2231517 A JP 2231517A JP 23151790 A JP23151790 A JP 23151790A JP H04111445 A JPH04111445 A JP H04111445A
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oxide film
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polysilicon
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体装置の製造方法に関し、 全面に堆積したポリシリコン膜をドライエツチングして
ゲート電極を形成する際、フィールド酸化膜上のシリコ
ン酸化膜段差部にゴミの原因となるエツチング残を残さ
ないようにすることができ、このエツチング残によるゴ
ミに起因する歩留り低下や性能劣化を防ぐことができ、
かつ半導体装置の製造のコストダウンを行うことができ
る半導体装置の製造方法を提供することを目的とし、下
地の股上に段差部を有する膜を形成する工程と、該段差
部を有する膜を覆うように導電性膜を形成する工程と、
該導電性膜上にゲート電極または配線層形成用の第1の
マスクを形成するとともに、少な(とも該膜段差部に対
応する該導電性膜上に第2のマスクを形成する工程と、
該第1、第2マスクを用い、該導電性膜をドライエツチ
ングしてゲート電極または配線層を形成するとともに、
酸膜の段差部に該導電性膜を残す工程と、該第1、第2
のマスクを除去する工程とを含むように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、LSI、特にトレンチアイソレーションを用
いる半導体装置の製造方法に関する近時、全面に堆積し
たポリシリコン膜をエツチングしてゲート電極を形成す
る際、フィールド酸化膜上のシリコン酸化膜段差部にゴ
ミの原因となるエツチング残を残さないようにすること
ができ、このエツチング残によるゴミに起因する歩留り
低下や性能劣化を防ぐことができ、かつ半導体装置のコ
ストダウンを行うことができる半導体装置の製造方法が
要求されている。
〔従来の技術〕
第3図および第4図は従来の半導体装置の製造方法を説
明する図であり、第3図は従来例のs。
Iとトレンチ構造を用いてデジタル部とアナログ部を分
離した構造を示す断面図、第4図は従来例の製造方法を
説明する図である。これらの図において、31はSi等
からなる基板、32はSin、等からなる絶縁層、33
はSi等からなる半導体層、34はトレンチ、35は5
iOz等からなるシリコン酸化膜、36はトレンチ34
内に埋め込まれたポリシリコン膜、37はSin、等か
らなるフィールド酸化膜、38はポリシリコン膜36が
酸化され形成されたSin、等からなるシリコン酸化膜
、39は5iO8等からなるゲート酸化膜、40はポリ
St等からなるゲート電極、41はソース/ドレイン拡
散層、42はアナログ部、43はデジタル部、44はS
iO□等からなるシリコン酸化膜、45はSi、N4等
からなるシリコン窒化膜、46は結晶欠陥、47.48
はSin!等からなるシリコン酸化膜、49はPSC等
からなる層間絶縁膜、50は層間絶縁膜49およびシリ
コン酸化W448に形成されたコンタクトホール、51
はA1.等からなる配線層である。
従来、アナログ−デジタル混載のLSI(特にMO3L
SI)においては、第3図に示すように、アナログ部4
2へのノイズを防ぐためにアナログ部42とデジタル部
43をトレンチ34を用いたアイソレーション法によっ
て分離することが行われており、S O1(Silic
on On In5ulter)等の誘電体上の半導体
基板とを組み合わせれば、完全分離することも可能とな
る。
この場合、トレンチ34内部への埋め込み物質は、カバ
レンジの良好なポリシリコンが一般的に用いられている
が、ポリシリコンは半導体であるため、通常は酸化処理
を行い、トレンチ34内のポリシリコン膜36と配線N
51とのショートを防いでいる。
しかしながら、この酸化処理のストレスにより、第4図
(a)、(b)に示すように、半導体層33に結晶欠陥
46が生じ易いため、例えば、第4図(C)に示すよう
に、ポリシリコン膜36を酸化せずに気相成長法によっ
てポリシリコンI!36上にシリコン酸化膜47を形成
したり、また、第4図(d)に示すように、トレンチ3
4内のみにポリシリコン膜36を残すのではなく、トレ
ンチ34上部にパッドを設ける形でポリシリコン膜36
を形成し、酸化時にトレンチ34内部のポリシリコンま
で酸化させないように表面部分のみ酸化したりすること
により、半導体層33内へのストレスを防ぎ、半導体層
33内に結晶欠陥46を生じ難くさせることができる。
また、このトレンチ34内のポリシリコン膜36が電極
として作用して素子特性を劣化させることがあるため、
第4図(e)に示すように、このパッドのシリコン酸化
膜48を配線層51とのコンタクト用に用いることによ
り電位を与えられるようにすることができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記した第4図(d)、(e)に示す従
来の半導体装置の製造方法では、第5図(a)に示すよ
うに、全面に堆積したポリシリコン膜をドライエツチン
グしてゲート電極40を形成する際、フィールド酸化膜
37上のポリシリコン膜36を酸化して形成したシリコ
ン酸化膜48段差部に、ゲート材料としてのポリシリコ
ン膜がエツチング残52として残ってしまい、このポリ
シリコンからなるエツチング残52が後工程でリフトオ
フされてゴミとなり、歩留り低下や性能劣化を引き起こ
すという問題があった。ここで、ドライエツチングして
いるのは特に微細なゲート電極40パターンを形成する
のに有利であるからである。
なお、このようにゴミとなるエツチング残が生じるとい
う問題は第4図(C)に示す如くポリシリコン膜36上
にCVD法によりシリコン酸化膜47を形成した場合も
同じように生じる。
この問題を解決する従来技術としては、第5図(b)に
示すように、この段差部のみを開は他の部分を覆うレジ
ストマスク53を用いて、シリコン酸化膜48段差部の
ポリシリコンからなるエツチング残52を等方性エツチ
ャーを用いて除去する方法が採られていた。
しかしながら、この従来の製造方法ではレジストマスク
53が1層増え半導体装置の製造コストが増加するとい
う問題があった。
そこで、本発明は、全面に堆積したポリシリコン膜をド
ライエツチングしてゲート電極を形成する際、フィール
ド酸化膜上のシリコン酸化膜段差部にゴミの原因となる
エツチング残を残さないようにすることができ、このエ
ツチング残によるゴミに起因する歩留り低下や性能劣化
を防ぐことができ、かつ半導体装置の製造のコストダウ
ンを行う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。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による半導体装置の製造方法は上記目的達成のた
め、下地の膜上に段差部を有する膜を形成する工程と、
該段差部を有する膜を覆うように導電性膜を形成する工
程と、該導電性膜上にゲート電極または配線層形成用の
第1のマスクを形成するとともに、少なくとも該膜段差
部に対応する該導電性膜上に第2のマスクを形成する工
程と、該第1、第2マスクを用い、該導電性膜をドライ
エツチングしてゲート電極または配線層を形成するとと
せに、酸膜の段差部に該導電性膜を残す工程と、該第1
、第2のマスクを除去する工程とを含むものである。
〔作用〕
本発明では、第1図に示すように、ポリシリコン膜14
をドライエツチングしてゲート電極14aを形成する際
、シリコン酸化膜11段差部12のポリシリコン膜14
を覆うようにレジストマスク15bで保護しているため
、従来のゲート電極形成用のレジストマスクのみでドラ
イエツチングする場合よりもシリコン酸化膜11段差部
12のポリシリコン膜14をドライエツチングの際のプ
ラズマに曝されないようにすることができる。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例
を説明する図であり、第1図において、1はSi等から
なる基板、2はSin、等からなるシリコン酸化膜、3
はSi、N、等からなるシリコン窒化膜、4はシリコン
窒化膜3に形成された開口部、5はSin、等からなる
フィールド酸化膜、6はS i 0x(P S Gでも
よい)等からなるシリコン酸化膜、7はシリコン酸化膜
6及びフィールド酸化膜5に形成された開口部、8は基
板1に形成されたトレンチ、9はSing等からなるシ
リコン酸化膜、10a、10bはポリシリコン膜、11
はSiO□等からなるシリコン酸化膜、12はフィール
ド酸化膜5とシリコン酸化膜11間に生じる段差、13
はSin、等からなるゲート酸化膜、14はポリシリコ
ン膜、14aはポリSt等からなるゲート電極、15a
、15bはレジストマスクである。
次に、その製造方法について説明する。
まず、第1図(a)に示すように、例えば熱酸化により
基板1を酸化して膜厚が例えば500人のシリコン酸化
膜2を形成した後、例えばCVD法によりシリコン酸化
膜2上に5isN4を堆積して膜厚が例えば1500人
のシリコン窒化膜3を形成する0次いで、例えばRIE
によりシリコン窒化膜3を選択的にエツチングしてフィ
ールド酸化膜形成用の開口部4を形成した後、LOGO
3によりシリコン窒化膜3をマスクとして開口部4を介
して基板1を選択酸化して膜厚が例えば8000人のフ
ィールド酸化膜5を形成する。
次に、第1図(b)に示すように、例えばCVD法によ
り全面にSin、を堆積して膜厚が例えば8000人の
絶縁膜6を形成し、レジストマスク(図示せず)を用い
て絶縁膜6およびフィールド酸化膜5を選択的にエツチ
ングして開口部7を形成するとともに、開口部7内に基
板1を露出させ、レジストマスクを除去した後、例えば
RIEにより絶縁膜6をマスクとして開口部7内の基板
1をエツチングして幅が例えば1.2μmで深さが例え
ば4μmのトレンチ8を形成する。
次に、第1図(c)に示すように、例えば熱酸化により
トレンチ8内の基板1を酸化して膜厚が例えば1000
人のシリコン酸化膜9を形成した後、例えばRIEによ
り絶縁膜6をエツチング除去する。次いで、例えばCV
D法により開口部7及びトレンチ8からなる溝を覆うよ
うにポリStを堆積して膜厚が例えば2.011mのポ
リシリコン膜10aを形成し、例えばRIEにより開口
部7及びトレンチ8からなる溝内に埋め込むようにポリ
シリコン膜10aをエッチバックした後、例えばCVD
法により更に全面にポリSiを堆積して膜厚が例えば5
000人のポリシリコン膜10bを形成し、例えばRI
Hによりポリシリコン膜10bをポリシリコン膜10a
及びフィールド酸化膜5上でバッドとして適宜残るよう
に選択的にエツチングする。
次に、第1図(d)に示すように、例えば熱酸化により
ポリシリコン膜10bの表面部分を酸化して膜厚が例え
ば2000人のシリコン酸化膜11を形成する。この時
、フィールド酸化膜5とシリコン酸化膜11間に段差部
12が生じる。
次に、第1図(e)に示すように、例えばウェットエツ
チングによりシリコン窒化膜3及びシリコン酸化膜2を
除去し、例えば熱酸化により基板1を酸化して膜厚が例
えば300人のゲート酸化膜13を形成し、例えばCV
D法により全面にポリSiを膜厚が例えば4000人の
ポリシリコン膜14を形成する0次いで、レジストを全
面に塗布し、露光・現像によりレジストをパターニング
してゲート酸化膜13に対応するポリシリコン膜14上
にゲート電極形成用のレジストマスク15aを形成する
とともに、シリコン酸化膜11段差部12に対応するポ
リシリコン膜を覆うようにレジストマスク15bを形成
する。なお、ここでのレジストマスク15bはシリコン
酸化膜11上に対応するポリシリコン膜14も覆ってい
る。
次に、第1図(e)に示すようにRIEによりレジスト
マスク15a、15bをマスクとしてポリシリコン膜1
4をドライエツチングしてゲート電極14aを形成する
とともに、シリコン酸化膜11段差部12にポリシリコ
ン膜14を残す。
そして、ソース/ドレイン拡散層、眉間絶縁膜、コンタ
クトホール及び配線層等を形成することにより半導体装
置を得ることができる。
すなわち、上記実施例では、ポリシリコン膜14上にゲ
ート電極形成用のレジストマスク15aを形成するとと
もに、シリコン酸化膜11段差部12に対応するポリシ
リコン膜14を覆うようにレジストマスク15bを形成
した後、このレジストマスク15a、15bを用いてポ
リシリコン膜14をドライエツチングしてゲート電極1
4aを形成するとともに、シリコン酸化膜11段差部1
2を覆うようにポリシリコン膜14を残している。この
ように、ポリシリコン膜14をドライエツチングしてゲ
ート電極14aを形成する際、シリコン酸化膜11段差
部12のポリシリコン膜14を覆うようにレジストマス
ク15bで保護しているため従来のゲート電極形成用の
レジストマスクのみでドライエツチングする場合よりも
シリコン酸化膜11段差部12のポリシリコン膜14を
ドライエツチングの際のプラズマに曝されないようにす
ることができる。
したがって、従来のようなシリコン酸化膜l1段差部1
2にゴミの原因となるよエツチング残を残さないように
することができるとともに、レジストマスク15bによ
りシリコン酸化膜11段差部12に残されたポリシリコ
ン膜14は従来のような後工程でリフトオフされてゴミ
となることはないため、ゴミに起因する歩留り低下や性
能劣化を防ぐことができる。また、従来のエツチング残
を除去する工程を必要としないため、半導体装置の製造
のコストダウンを行うことができる。
なお、上記実施例ではレジストマスク15bを用いてシ
リコン酸化膜11段差部12及びシリコン酸化膜11上
にポリシリコン膜14を残す場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、シリコン酸化
膜11段差部12のみにポリシリコン膜14を残す場合
であってもよい。以下、具体的に図面を用いて説明する
第2図は本発明に係る半導体装置の製造方法の他の実施
例を説明する図である。第2図において、第1図と同一
符号は同一または相当部分を示し、21a、21bはレ
ジストマスク、22はソース/ドレイン拡散層、23は
PSG等からなる層間絶縁膜、24は層間絶縁膜23及
びシリコン酸化膜11に形成されたコンタクトホール、
25はA/2等からなる配線層である。
次に、その製造方法について説明する。
なお、ここではシリコン酸化膜2の形成からポリシリコ
ン膜14の形成までは第1図で説明した場合と同様であ
るので省略する。
即ち、ポリシリコン膜14形成後、第2図(a)に示す
ように、レジストを全面に塗布し、露光・現像によりレ
ジストをバターニングしてゲート酸化膜13に対応する
ポリシリコン膜14上にゲート電極形成用のレジストマ
スク21aを形成するとともに、シリコン酸化膜11段
差部12に対応するゲートM化膜t3上にレジストマス
ク15bを形成する。
次に、第2図(b)に示すように、RIEによりレジス
トマスク21a、21bをマスクとしてポリシリコン膜
14をドライエツチングしてゲート電極14aを形成す
るとともに、シリコン酸化膜11段差部12にポリシリ
コン膜14を残す。
そして、ソース/ドレイン拡散N22、PSGからなる
眉間絶縁膜23、コンタクトホール14及びA!からな
る配線層25等を形成することにより、第2図(C)に
示すような半導体装置を得ることができる。
なお、上記各実施例ではポリシリコン膜14をドライエ
ツチングしてゲート電極14aを形成する場合について
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
ポリシリコン膜14をドライエツチングして配線層を形
成する場合であってもよい。
第2図は他の実施例の製造方法を説明する図、第3図は
従来例のSolとトレンチ構造を用いてデジタル部とア
ナログ部を分離した構造を示す断面図、 第4図は従来例の製造方法を説明する図、第5図は従来
例の課題を説明する図である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、全面に堆積したポリシリコン膜をドラ
イエツチングしてゲート電極を形成する際、フィールド
酸化膜上のシリコン酸化膜段差部にゴミの原因とでるエ
ツチング残を残さないようにすることができ、このエツ
チング残によるゴミに起因する歩留り低下や性能劣化を
防ぐことができ、かつ半導体装置の製造のコストダウン
を行うことができるという効果がある。
1・・・・・・基板、 5・・・・・・フィールド酸化膜、 10b・・・・・・ポリシリコン膜、 11・・・・・・シリコン酸化膜、 12・・・・・・段差部、 13・・・・・・ゲート酸化膜、 14・・・・・・ポリシリコン膜、 14a・・・・・・ゲート電極、 15a、15b、21a、21b・・・・・・レジスト
マスク。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例
の製造方法を説明する図、 一実施例の製造方法を説明する図 駕 11M 21a、 21b: レジストマスク 他の実施例の製造方法を説明する図 第2図 従来例の製造方法を説明する図 第4図 (a) 従来例の課題を説明する図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 下地の膜(5、13)上に段差部(12)を有する膜(
    10b、11)を形成する工程と、 該段差部(12)を有する膜(10b、11)を覆うよ
    うに導電性膜(14)を形成する工程と、該導電性膜(
    14)上にゲート電極または配線層形成用の第1のマス
    ク(15a、21a)を形成するとともに、少なくとも
    該膜(10b、11)段差部(12)に対応する該導電
    性膜(14)上に第2のマスク(15b、21b)を形
    成する工程と、該第1、第2マスクを用い、該導電性膜
    (14)をドライエッチングしてゲート電極(14a)
    または配線層を形成するとともに、該膜(10b、11
    )段差部(12)に該導電性膜(14)を残す工程と、
    該第1、第2のマスクを除去する工程とを含むことを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
JP2231517A 1990-08-31 1990-08-31 半導体装置の製造方法 Expired - Lifetime JPH0834243B2 (ja)

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