JPH0786393A - Device isolating method of semiconductor device - Google Patents

Device isolating method of semiconductor device

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Publication number
JPH0786393A
JPH0786393A JP23068693A JP23068693A JPH0786393A JP H0786393 A JPH0786393 A JP H0786393A JP 23068693 A JP23068693 A JP 23068693A JP 23068693 A JP23068693 A JP 23068693A JP H0786393 A JPH0786393 A JP H0786393A
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JP
Japan
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film
silicon
carbon film
carbon
polishing
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Pending
Application number
JP23068693A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Kiyotoshi
正弘 清利
Yoshitaka Tsunashima
祥隆 綱島
Haruo Okano
晴雄 岡野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP23068693A priority Critical patent/JPH0786393A/en
Publication of JPH0786393A publication Critical patent/JPH0786393A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To keep not only a polishing process high in controllability but also a semiconductor device high in characteristics by a method wherein a carbon film is provided as a polishing stop layer in a polishing process wherein a buried insulating film used for isolating devices from each other is flattened. CONSTITUTION:Carbon films 10 and 14 are made to serve as a polishing stop layer, and silicon oxide films 4 and 7 and a silicon nitride film 11 are polished with cerium oxide as abrasive material. A carbon film used as a polishing stopper can be set 20 times or above as low in polishing rate as a silicon oxide, so that polishing can be stopped at a required position. Then, silicon oxide films 4 and 7 and the silicon nitride film 11 are thermally treated for 30 minutes in an atmosphere of water vapor and oxygen at a temperature of 650 deg.C and successively thermally treated for 30 minutes in an atmosphere of oxygen at a temperature of 1050 deg.C. By these thermal treatments, the silicon oxide film 7 is enhanced in density, and the carbon films 10 and 14 can be removed by burning, so that processes can be lessened in number.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体素子の製造方法に
係わり、特に素子の分離方法である埋め込み素子分離方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a buried device separating method which is a device separating method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の埋め込み素子分離方法における平
坦化工程には、主としてレジストエッチバック法と多結
晶シリコン膜を研磨障壁層として用いる研磨法とがあ
る。ここでは、多結晶シリコン膜を研磨障壁層として用
いる研磨法について図4を参照して説明する。
2. Description of the Related Art A planarization process in a conventional buried element isolation method mainly includes a resist etch back method and a polishing method using a polycrystalline silicon film as a polishing barrier layer. Here, a polishing method using a polycrystalline silicon film as a polishing barrier layer will be described with reference to FIG.

【0003】シリコン基板1上にシリコン熱酸化膜2を
膜厚35nmで形成する。この熱酸化膜2は、応力によ
る界面の干渉を防いでいる。次に、LPCVDにより後
述する研磨の研磨障壁層として多結晶シリコン膜3を膜
厚300nmで、さらに常圧CVD法によりシリコン酸
化膜4を膜厚400nmで成膜する。
A silicon thermal oxide film 2 having a film thickness of 35 nm is formed on a silicon substrate 1. This thermal oxide film 2 prevents interface interference due to stress. Next, a polycrystalline silicon film 3 having a film thickness of 300 nm is formed as a polishing barrier layer for polishing described later by LPCVD, and a silicon oxide film 4 is formed to have a film thickness of 400 nm by atmospheric pressure CVD.

【0004】次に、前記シリコン酸化膜4上にポジレジ
スト(図示せず)1μmを塗布する。次に、周知のリソ
グラフィ技術により前記ポジレジストをパターニングす
ることにより、前記シリコン基板1の素子領域となる部
分の上部にのみポジレジストを残存させる。次に、前記
ポジレジストをマスクとして、前記シリコン酸化膜4を
反応性イオンエッチングによりエッチングする。次に、
強酸等で前記ポジレジストを除去する。
Next, a positive resist (not shown) of 1 μm is applied on the silicon oxide film 4. Next, the positive resist is patterned by a well-known lithographic technique, so that the positive resist remains only above the portion of the silicon substrate 1 which will be the element region. Next, the silicon oxide film 4 is etched by reactive ion etching using the positive resist as a mask. next,
The positive resist is removed with a strong acid or the like.

【0005】次に、前記シリコン酸化膜4をマスクとし
て、前記多結晶シリコン膜3、シリコン熱酸化膜2、シ
リコン基板1を順次反応性イオンエッチングによってエ
ッチングしてシリコン基板上の素子分離領域5となる部
分に深さ500nmの溝を形成する(図4(a))。次
に、この溝内面にエッチングダメージの除去および後述
する埋め込み膜の界面保護のために、シリコン熱酸化膜
6を35nmの膜厚で形成する。
Next, using the silicon oxide film 4 as a mask, the polycrystalline silicon film 3, the silicon thermal oxide film 2, and the silicon substrate 1 are sequentially etched by reactive ion etching to form element isolation regions 5 on the silicon substrate. A groove having a depth of 500 nm is formed in the portion to be formed (FIG. 4A). Next, a silicon thermal oxide film 6 having a film thickness of 35 nm is formed on the inner surface of the groove in order to remove etching damage and to protect the interface of a buried film described later.

【0006】その後、素子分離領域5の埋め込み膜とし
て、例えばシリコン酸化膜7をLPCVD法により60
0nmの膜厚で堆積させる(図4(b))。次に、前記
シリコン酸化膜7上にLPCVD法により多結晶シリコ
ン膜8を膜厚200nmで成膜する。さらに、前記多結
晶シリコン膜8上にポジレジスト1μmを塗布した後、
前記素子分離領域5となる溝のうち、特に溝幅が3μm
以上の溝9内に形成されるシリコン酸化膜7上にのみ、
前記ポジレジストを周知のリソグラフィ技術によりパタ
ーニングして残存せしめる。
After that, a silicon oxide film 7 is formed as a buried film in the element isolation region 5 by LPCVD, for example.
It is deposited to a film thickness of 0 nm (FIG. 4B). Next, a polycrystalline silicon film 8 having a film thickness of 200 nm is formed on the silicon oxide film 7 by the LPCVD method. Further, after applying a positive resist of 1 μm on the polycrystalline silicon film 8,
Among the trenches to be the element isolation regions 5, especially the trench width is 3 μm
Only on the silicon oxide film 7 formed in the groove 9 described above,
The positive resist is patterned by a well-known lithography technique to be left.

【0007】次に、前記ポジレジストをマスクとして、
前記多結晶シリコン膜8を化学的ドライエッチングによ
りエッチングし、強酸等により前記ポジレジストを除去
する(図4(c))。
Next, using the positive resist as a mask,
The polycrystalline silicon film 8 is etched by chemical dry etching, and the positive resist is removed with a strong acid or the like (FIG. 4C).

【0008】次に、二酸化セリウムを研磨剤とし、多結
晶シリコン膜8をポリッシングを停止させる膜(研磨障
壁層)として用い、前記シリコン酸化膜7及びシリコン
酸化膜4を研磨してエッチバックを行う(図4
(d))。また、残留している研磨剤は、強酸等により
除去する。
Next, using cerium dioxide as an abrasive and using the polycrystalline silicon film 8 as a film (polishing barrier layer) for stopping polishing, the silicon oxide film 7 and the silicon oxide film 4 are polished and etched back. (Fig. 4
(D)). The remaining polishing agent is removed with a strong acid or the like.

【0009】次に、650℃の酸素と水蒸気を含む雰囲
気中で30分間の熱処理を行い、さらに1050℃の窒
素雰囲気中で30分間の熱処理を行うことにより、シリ
コン酸化膜7を緻密化させる。その後、前記多結晶シリ
コン膜3及び8を化学的ドライエッチングにより除去す
る。最後に、前記シリコン熱酸化膜を弗化アンモニウム
水溶液中で除去して、素子分離領域を完成する(図4
(e))。
Next, heat treatment is performed for 30 minutes in an atmosphere containing oxygen and water vapor at 650 ° C., and further heat treatment is performed for 30 minutes in a nitrogen atmosphere at 1050 ° C. to densify the silicon oxide film 7. Then, the polycrystalline silicon films 3 and 8 are removed by chemical dry etching. Finally, the silicon thermal oxide film is removed in an aqueous solution of ammonium fluoride to complete the element isolation region (FIG. 4).
(E)).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述したような埋め込
み素子分離法における埋め込み膜の平坦化工程には以下
のような問題があった。多結晶シリコン膜を研磨障壁層
として用いる研磨法は、厚い膜厚を短時間でエッチング
できる生産性の高い方法であるが、例えば埋め込み絶縁
膜として用いるシリコン酸化膜との間の選択比が大きく
とれないために、エッチバックを制御して研磨障壁層の
多結晶シリコン膜3、8を完全に研磨してしまう前にエ
ッチングをとめるのが困難であった。この場合、多結晶
シリコン膜3の膜厚を厚くしても、素子分離領域上にで
きる溝の実質的な深さが大きくなるので、シリコン酸化
膜7の埋め込みが更に困難になる。また、研磨障壁層
(ストッパー)としての多結晶シリコン膜3、8の形成
には長大な時間を要する。さらに、研磨工程後に残存す
るストッパーの多結晶シリコン膜3、8をエッチング除
去する工程も長時間を要するようになり、その際にこの
多結晶シリコン膜3とシリコン基板1との間のシリコン
熱酸化膜2が残存するように上記シリコン熱酸化膜2の
膜厚を厚くする必要があり、この熱酸化膜2の除去工程
で素子分離領域に埋め込んであるシリコン酸化膜7が大
きく膜べりしてしまうなどの問題があった。本発明は上
記実情を鑑みて為されたものであり、上記問題点を解決
し、良好な形状を備えた素子分離領域を形成することを
目的とする。
The flattening process of the buried film in the above-mentioned buried element isolation method has the following problems. The polishing method using a polycrystalline silicon film as a polishing barrier layer is a highly productive method capable of etching a thick film in a short time, but for example, a large selection ratio with respect to a silicon oxide film used as a buried insulating film can be obtained. Since it is not present, it is difficult to stop the etching before controlling the etch back to completely polish the polycrystalline silicon films 3 and 8 of the polishing barrier layer. In this case, even if the thickness of the polycrystalline silicon film 3 is increased, the substantial depth of the groove formed on the element isolation region becomes large, so that it becomes more difficult to embed the silicon oxide film 7. Further, it takes a long time to form the polycrystalline silicon films 3 and 8 as the polishing barrier layers (stoppers). Further, the step of etching away the polycrystalline silicon films 3 and 8 of the stopper remaining after the polishing step also requires a long time, and at that time, the silicon thermal oxidation between the polycrystalline silicon film 3 and the silicon substrate 1 is performed. It is necessary to increase the thickness of the silicon thermal oxide film 2 so that the film 2 remains, and the silicon oxide film 7 embedded in the element isolation region is greatly thinned in the removal step of the thermal oxide film 2. There was such a problem. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to solve the above problems and form an element isolation region having a good shape.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、半導体基板上の素子領域形成部上に炭素膜
を選択的に形成するとともに、この炭素膜の露出面を耐
酸化性膜で被覆する工程と、前記半導体基板に素子分離
領域となる溝を形成する工程と、前記溝の内面に熱酸化
膜を形成する工程と、前記炭素膜の側壁の耐酸化性膜を
除去する工程と、前記溝を埋め込むように全面に埋め込
み膜を形成する工程と、前記炭素膜を研磨障壁層とし
て、前記埋め込み膜を研磨により素子分離領域の溝に残
存せしめる工程と、前記炭素膜を除去する工程とを有す
る半導体素子の素子分離方法を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention selectively forms a carbon film on an element region forming portion on a semiconductor substrate and makes the exposed surface of the carbon film resistant to oxidation. A step of covering with a film, a step of forming a groove to be an element isolation region in the semiconductor substrate, a step of forming a thermal oxide film on the inner surface of the groove, and a step of removing the oxidation resistant film on the side wall of the carbon film. A step of forming a buried film on the entire surface so as to fill the groove, a step of leaving the buried film in the groove of the element isolation region by polishing with the carbon film as a polishing barrier layer, and removing the carbon film And an element isolation method for a semiconductor element, the method including:

【0012】ここで、前記素子領域形成部上に炭素膜を
選択的に形成するとともに、この炭素膜の露出面を耐酸
化性膜で被覆する工程は、半導体基板上の全面に炭素膜
を形成する工程と、この炭素膜の全面に耐酸化性膜を形
成する工程と、前記炭素膜及び耐酸化性膜を素子領域形
成部上に選択的に残存せしめる工程と、全面に耐酸化性
膜を形成した後、異方性エッチングにより該耐酸化性膜
をエッチングし、前記炭素膜の側壁に該耐酸化性膜を残
存せしめる工程とを有すると良い。
Here, in the step of selectively forming a carbon film on the element region forming portion and covering the exposed surface of the carbon film with an oxidation resistant film, the carbon film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate. And a step of forming an oxidation resistant film on the entire surface of the carbon film, a step of selectively leaving the carbon film and the oxidation resistant film on the element region forming portion, and an oxidation resistant film on the entire surface. After forming, the oxidation resistant film may be etched by anisotropic etching to leave the oxidation resistant film on the side wall of the carbon film.

【0013】望ましくは、前記炭素膜の露出面を被覆す
る前記耐酸化性膜として、少なくとも硅素と窒素とを含
有する膜を用いると良い。また、前記素子分離領域に形
成された溝の溝幅が3μm以上であり、この溝上に研磨
障壁層として炭素膜をさらに選択的に形成すると良い。
さらに、前記炭素膜を除去する工程を酸素を含有する雰
囲気中で行うと良い。なお、前記酸素を含有する雰囲気
には、水蒸気を含有するとさらに良い。
Desirably, a film containing at least silicon and nitrogen is used as the oxidation resistant film for covering the exposed surface of the carbon film. Further, the groove formed in the element isolation region has a groove width of 3 μm or more, and a carbon film may be further selectively formed on the groove as a polishing barrier layer.
Further, the step of removing the carbon film may be performed in an atmosphere containing oxygen. It is more preferable that the atmosphere containing oxygen contains water vapor.

【0014】[0014]

【作用】本発明により埋め込み素子分離領域を形成する
と、良好な形状を有する素子分離領域を形成することが
可能である。すなわち、炭素膜はシリコン酸化膜との研
磨レート比を20以上にすることが可能であり、研磨に
よるエッチングを所望の位置で停止することが可能であ
る。しかも金属汚染の問題も炭素膜をストッパーに使用
する場合は問題にならない。
When the buried element isolation region is formed according to the present invention, the element isolation region having a good shape can be formed. That is, the polishing rate ratio of the carbon film to the silicon oxide film can be set to 20 or more, and etching by polishing can be stopped at a desired position. Moreover, the problem of metal contamination is not a problem when the carbon film is used as a stopper.

【0015】また、炭素膜は酸化性雰囲気中で燃焼させ
て除去することが可能であり、平坦化後容易にこれを選
択的に除去することが可能である。特にシリコン酸化膜
の埋め込みの場合、シリコン酸化膜を熱処理により緻密
化させる工程が必要である。緻密化工程は水蒸気等を含
む酸化性雰囲気中で行うとより効果的であり、この埋め
込みシリコン酸化膜の緻密化工程で同時に研磨障壁層と
しての炭素膜を燃焼させて除去することが可能である。
The carbon film can be removed by burning it in an oxidizing atmosphere, and it can be easily removed selectively after planarization. Particularly in the case of embedding a silicon oxide film, a step of densifying the silicon oxide film by heat treatment is necessary. The densification step is more effective when performed in an oxidizing atmosphere containing water vapor and the like, and at the same time as the densification step of the embedded silicon oxide film, the carbon film as the polishing barrier layer can be burned and removed. .

【0016】一方、炭素膜が燃焼で容易に除去できるこ
とから、逆に研磨障壁層である炭素膜が研磨工程以前の
高温の工程で酸化されて除去されてしまうことが問題に
なる。しかし、本発明では炭素膜の露出面に耐酸化性を
有する膜、例えばシリコン窒化膜を成膜することで、炭
素膜が酸化されることを抑制している。このような炭素
膜の表面における耐酸化性膜の成膜は、炭素膜の酸化防
止のほかに、良好な素子分離形状を実現し、素子特性を
向上させるという利点がある。
On the other hand, since the carbon film can be easily removed by combustion, on the contrary, there is a problem that the carbon film as the polishing barrier layer is oxidized and removed in the high temperature process before the polishing process. However, in the present invention, the oxidation of the carbon film is suppressed by forming a film having oxidation resistance, for example, a silicon nitride film on the exposed surface of the carbon film. The formation of such an oxidation resistant film on the surface of the carbon film has an advantage of realizing a good element isolation shape and improving element characteristics, in addition to preventing oxidation of the carbon film.

【0017】この素子特性の向上について以下に説明す
る。まず、多結晶シリコン等を研磨障壁層とした研磨に
よって、埋め込み絶縁膜の平坦化を行う従来技術の問題
点を図5を用いて説明する。
The improvement of the device characteristics will be described below. First, the problem of the conventional technique of flattening the embedded insulating film by polishing using polycrystalline silicon or the like as a polishing barrier layer will be described with reference to FIG.

【0018】埋め込み素子分離の埋め込み絶縁膜平坦化
において多結晶シリコン膜あるいはシリコン窒化膜等を
研磨障壁層22として埋め込み絶縁膜21の研磨を行う
と、研磨直後の素子分離領域の形状は図5(a)のよう
な形状になる。ここで研磨障壁層22を除去後、半導体
基板20上のシリコン熱酸化膜23を弗化アンモニウム
水溶液中でエッチングして除去すると、通常、埋め込み
絶縁膜21であるシリコン酸化膜は、緻密化工程を経て
も弗酸系のウエットエッチング液中でのエッチングレー
トはシリコン熱酸化膜23のエッチングレートよりも大
きいために、素子分離領域は図5(b)のように半導体
基板20の表面よりも落ち込んだ形状となり、この形状
で素子領域にゲート酸化膜24を形成し、ゲート電極2
5を形成すると素子領域の端部である溝開口部の角をゲ
ート電極25が囲んだ形状になるために、溝開口部の角
に電界集中が発生する。このためトランジスターのサブ
スレッショールド特性にキンクが発生してリーク電流の
原因になる等の問題がある(図5(c))。
When the embedded insulating film 21 is polished using the polycrystalline silicon film, the silicon nitride film, or the like as the polishing barrier layer 22 in the planarization of the embedded insulating film for the embedded element isolation, the shape of the element isolation region immediately after polishing is shown in FIG. The shape is as shown in a). Here, after removing the polishing barrier layer 22, the silicon thermal oxide film 23 on the semiconductor substrate 20 is removed by etching in an aqueous solution of ammonium fluoride. Usually, the silicon oxide film which is the buried insulating film 21 is subjected to a densification process. Since the etching rate in the hydrofluoric acid-based wet etching solution is still higher than the etching rate of the silicon thermal oxide film 23, the element isolation region is lower than the surface of the semiconductor substrate 20 as shown in FIG. 5B. The gate electrode 2 is formed into a shape, and the gate oxide film 24 is formed in the element region with this shape.
When No. 5 is formed, the gate electrode 25 surrounds the corner of the groove opening, which is the end of the element region, so that electric field concentration occurs at the corner of the groove opening. Therefore, there is a problem that a kink occurs in the subthreshold characteristic of the transistor and causes a leak current (FIG. 5C).

【0019】これに対して、本発明のように炭素膜を研
磨障壁層とする方法の場合を図3を用いて説明する。本
発明の方法では、研磨障壁層22としてシリコン酸化膜
に対して大きな選択比をとれる炭素膜を形成し、その側
壁に耐酸化性膜を形成し、これを埋め込み絶縁膜である
シリコン酸化膜21を形成する前に除去するので、シリ
コン酸化膜を埋め込んでから機械研磨した直後の素子分
離領域の形状は図3(a)のような形状になる。ここで
研磨障壁層22を除去してから、半導体基板20上のシ
リコン熱酸化膜23を除去した後、ゲート酸化膜24、
ゲート電極25を形成すると素子分離領域の形状は図3
(b)のような形状になる。この形状では溝開口部の角
はシリコン酸化膜21で包まれており、素子領域に電界
集中が生じる部分は発生しない。このためトランジスタ
ーのサブスレッショールド特性にキンクが発生せずリー
ク電流は大幅に減り、良好な素子特性を得ることができ
る(3(c))。
On the other hand, the case of using the carbon film as the polishing barrier layer as in the present invention will be described with reference to FIG. In the method of the present invention, a carbon film having a large selection ratio with respect to the silicon oxide film is formed as the polishing barrier layer 22, an oxidation resistant film is formed on the side wall of the carbon film, and the silicon oxide film 21 serving as a buried insulating film is formed. Since the silicon oxide film is removed before formation, the element isolation region immediately after the silicon oxide film is buried and mechanically polished has a shape as shown in FIG. Here, after removing the polishing barrier layer 22, the silicon thermal oxide film 23 on the semiconductor substrate 20 is removed, and then the gate oxide film 24,
When the gate electrode 25 is formed, the shape of the element isolation region is shown in FIG.
The shape is as shown in (b). In this shape, the corners of the groove opening are covered with the silicon oxide film 21, and no electric field concentration occurs in the element region. Therefore, no kink is generated in the subthreshold characteristics of the transistor, the leak current is significantly reduced, and good element characteristics can be obtained (3 (c)).

【0020】なお、シリコン酸化膜に対して大きな選択
比をとれる研磨障壁層として、例えば窒化チタン、タン
グステンシリサイド膜等の金属を成分に含む膜があげら
れるが、このような金属を成分に含む膜を埋め込み素子
分離法の平坦化工程として採用する場合、以下のような
問題がある。すなわち、埋め込み素子分離領域は半導体
装置の素子製造工程以前に製造されるために、埋め込み
素子分離領域の製造に際する金属汚染等を抑制する必要
があり、上記した金属を成分に含む膜を研磨障壁層とし
て用いるのは困難である。
As a polishing barrier layer having a large selection ratio with respect to a silicon oxide film, a film containing a metal such as titanium nitride or a tungsten silicide film as a component can be mentioned. A film containing such a metal as a component. When adopting as a flattening step of the buried element isolation method, there are the following problems. That is, since the buried element isolation region is manufactured before the element manufacturing process of the semiconductor device, it is necessary to suppress metal contamination and the like during the manufacturing of the buried element isolation region, and the film containing the above metal as a component is polished. It is difficult to use as a barrier layer.

【0021】[0021]

【実施例】以下に本発明の半導体素子の素子分離方法の
一実施例を図1を参照して説明する。シリコン基板1上
にシリコン熱酸化膜2を20nmの膜厚で形成する。次
に、スパッタ法により炭素膜10を、アルゴン雰囲気中
で圧力10-4Torr、基板温度350℃の条件かで膜
厚100nmで、LPCVDによりシリコン窒化膜11
を、圧力0.5〜1.0Torr、温度750〜850
℃の条件下で、20nmの膜厚で成膜し、さらに通常の
常圧CVD法によりシリコン酸化膜4を膜厚400nm
で成膜する。但し前記シリコン窒化膜11の成膜にあた
っては、シリコン窒化膜LPCVDの材料ガスであるジ
クロルシランとアンモニアの流量比を0.1とし、窒素
のシリコンに対する組成比は約1.3とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a semiconductor element isolation method of the present invention will be described below with reference to FIG. A silicon thermal oxide film 2 having a film thickness of 20 nm is formed on a silicon substrate 1. Next, the carbon film 10 is sputtered to form a silicon nitride film 11 by LPCVD at a film thickness of 100 nm under a pressure of 10 −4 Torr and a substrate temperature of 350 ° C. in an argon atmosphere.
At a pressure of 0.5 to 1.0 Torr and a temperature of 750 to 850
A film having a thickness of 20 nm is formed under the condition of ° C, and a silicon oxide film 4 having a thickness of 400 nm is formed by a normal atmospheric pressure CVD method.
To form a film. However, when forming the silicon nitride film 11, the flow rate ratio of dichlorosilane and ammonia, which is the material gas of the silicon nitride film LPCVD, is 0.1, and the composition ratio of nitrogen to silicon is about 1.3.

【0022】次に、前記シリコン酸化膜4上にポジレジ
スト12を1μmに塗布する。次に、周知のリソグラフ
ィ技術により前記ポジレジスト12をパターニングする
ことにより、前記シリコン基板1の素子領域となる部分
の上部にのみポジレジスト12を残存させる(図1
(a))。
Next, a positive resist 12 having a thickness of 1 μm is applied on the silicon oxide film 4. Next, the positive resist 12 is patterned by a well-known lithographic technique to leave the positive resist 12 only above the portion of the silicon substrate 1 which will be the element region (FIG. 1).
(A)).

【0023】次に、前記ポジレジスト12をマスクとし
て、前記シリコン酸化膜4、シリコン窒化膜11、炭素
膜10をこの順序に反応性イオンエッチングにより異方
性エッチングする。例えば、シリコン酸化膜4及び炭素
膜10は、CF4 とO2 の混合ガスで、シリコン窒化膜
11は、CF4 ガス又はCHF3 とCOとの混合ガスで
エッチングを行うと良い。特に上記炭素膜10のエッチ
ングにおいては、下地のシリコン熱酸化膜2が露出しな
いように、オーバーエッチングを行わない条件でエッチ
ングを止めることとする(図1(b))。この図1
(b)では、上記炭素膜10の一部を薄くシリコン酸化
膜2の上に残存させたものを示してある。
Next, using the positive resist 12 as a mask, the silicon oxide film 4, the silicon nitride film 11, and the carbon film 10 are anisotropically etched in this order by reactive ion etching. For example, the silicon oxide film 4 and the carbon film 10 may be etched with a mixed gas of CF 4 and O 2 , and the silicon nitride film 11 may be etched with a mixed gas of CF 4 gas or CHF 3 and CO. Particularly, in the etching of the carbon film 10, the etching is stopped under the condition that the over-etching is not performed so that the underlying silicon thermal oxide film 2 is not exposed (FIG. 1B). This Figure 1
In (b), a part of the carbon film 10 is thinly left on the silicon oxide film 2 and is shown.

【0024】次に、例えば、熱濃硫酸と過酸化水素水と
の混合液中で前記ポジレジスト12を除去する。なお、
本実施例では酸等によりポジレジスト12を除去した
が、この除去工程を酸素及び四弗化炭素を用いた化学的
ドライエッチングにより行うことも可能である。この工
程で、上記した残存した炭素膜10を同時に除去するこ
とも可能である。
Next, the positive resist 12 is removed, for example, in a mixed solution of hot concentrated sulfuric acid and hydrogen peroxide solution. In addition,
In this embodiment, the positive resist 12 is removed with acid or the like, but this removing step can be performed by chemical dry etching using oxygen and carbon tetrafluoride. In this step, it is possible to remove the above-mentioned remaining carbon film 10 at the same time.

【0025】次に、前記シリコン酸化膜4をマスクとし
て、前記炭素膜10の残膜を例えば、酸素プラズマ雰囲
気中にてエッチングする。このように、前記炭素膜10
の大部分をポジレジスト12をマスクとして異方的にエ
ッチングすることにより良好な加工形状を得ることがで
き、またその後のオーバーエッチングにおいてシリコン
酸化膜4をマスクとして残存炭素膜10をエッチングす
ることにより、シリコン熱酸化膜2のエッチング量を抑
えることができ、シリコン熱酸化膜2を従来に比べ薄膜
化することが可能である。なお、炭素膜10を酸素プラ
ズマ雰囲気中などでエッチングする場合には、該炭素膜
10を一度にエッチングすることも可能である。
Next, using the silicon oxide film 4 as a mask, the remaining film of the carbon film 10 is etched in, for example, an oxygen plasma atmosphere. Thus, the carbon film 10
By anisotropically etching most of the above with the positive resist 12 as a mask, and by etching the residual carbon film 10 with the silicon oxide film 4 as a mask in the subsequent overetching. The amount of etching of the silicon thermal oxide film 2 can be suppressed, and the silicon thermal oxide film 2 can be made thinner than before. When the carbon film 10 is etched in an oxygen plasma atmosphere or the like, the carbon film 10 can be etched at once.

【0026】次に、全面にLPCVD法によりシリコン
窒化膜13を圧力0.5〜1.0Torr、温度750
〜850℃の条件下で、25nmの膜厚で成膜する。但
し前記シリコン窒化膜11の成膜にあたっては、シリコ
ン窒化膜LPCVDの材料ガスであるジクロルシランと
アンモニアの流量比を0.1とし、窒素のシリコンに対
する組成比は約1.3とする。次に、前記シリコン窒化
膜13の全面を異方性エッチングして、前記シリコン酸
化膜4、シリコン窒化膜11、炭素膜10の側面にのみ
残存せしめる(図1(c))。本実施例では、炭素膜1
0の露出面に耐酸化性を有するシリコン窒化膜11を成
膜することで、炭素膜10が酸化されることを抑制して
いる。このような炭素膜10の表面におけるシリコン窒
化膜11の成膜は、炭素膜10の酸化防止のほかに、良
好な素子分離形状を実現し、素子特性を向上させるとい
う利点があるのは作用で述べた通りである。
Next, a silicon nitride film 13 is formed on the entire surface by the LPCVD method at a pressure of 0.5 to 1.0 Torr and a temperature of 750.
A film having a film thickness of 25 nm is formed under the condition of ˜850 ° C. However, in forming the silicon nitride film 11, the flow rate ratio of dichlorosilane and ammonia, which is the material gas of the silicon nitride film LPCVD, is 0.1, and the composition ratio of nitrogen to silicon is about 1.3. Next, the entire surface of the silicon nitride film 13 is anisotropically etched so that only the side surfaces of the silicon oxide film 4, the silicon nitride film 11 and the carbon film 10 are left (FIG. 1C). In this embodiment, the carbon film 1
By forming the silicon nitride film 11 having oxidation resistance on the exposed surface of 0, the carbon film 10 is suppressed from being oxidized. The formation of the silicon nitride film 11 on the surface of the carbon film 10 as described above has the advantage that, in addition to preventing the oxidation of the carbon film 10, a good element isolation shape is realized and the element characteristics are improved. As stated.

【0027】次に、前記シリコン酸化膜4、及びシリコ
ン窒化膜13をマスクとして反応性イオンエッチングに
よってシリコン熱酸化膜2及びシリコン基板1をエッチ
ングして、シリコン基板1に深さ500nmの素子分離
領域5となる溝を形成する。さらに、この溝の内面にシ
リコン熱酸化膜6を20nmの膜厚で形成する(図1
(d))。
Next, the silicon thermal oxide film 2 and the silicon substrate 1 are etched by reactive ion etching using the silicon oxide film 4 and the silicon nitride film 13 as masks, and an element isolation region having a depth of 500 nm is formed in the silicon substrate 1. A groove to be 5 is formed. Further, a silicon thermal oxide film 6 having a film thickness of 20 nm is formed on the inner surface of this groove (FIG. 1).
(D)).

【0028】このシリコン熱酸化膜6を形成する工程に
おいて、炭素膜10の側面をシリコン窒化膜11が被覆
しているので、炭素膜10は酸化されず保護される。次
に、熱燐酸中で前記シリコン窒化膜13を除去し、さら
に、LPCVD法によりシリコン酸化膜7を全面に55
0nmの膜厚で堆積させる(図1(e))。
In the step of forming the silicon thermal oxide film 6, since the side surface of the carbon film 10 is covered with the silicon nitride film 11, the carbon film 10 is protected without being oxidized. Next, the silicon nitride film 13 is removed in hot phosphoric acid, and then the silicon oxide film 7 is formed on the entire surface by LPCVD.
It is deposited to a film thickness of 0 nm (FIG. 1 (e)).

【0029】次に、前記シリコン酸化膜7上に炭素膜1
4を膜厚100nmでスパッタ法により形成する。この
炭素膜14上にポジレジスト1μmを塗布した後、前記
素子分離領域5となる溝のうち、特に溝幅が3μm以上
の溝9内に形成されるシリコン酸化膜7上にのみ、前記
ポジレジストを周知のリソグラフィ技術によりパターニ
ングして残存せしめる。次に、前記ポジレジストをマス
クとして反応性イオンエッチングによって炭素膜14を
エッチングする。この炭素膜14上のポジレジストは熱
濃硫酸と過酸化水素水との混合液中で除去する(図1
(f))。
Next, the carbon film 1 is formed on the silicon oxide film 7.
4 with a film thickness of 100 nm is formed by the sputtering method. After applying a positive resist of 1 μm on the carbon film 14, the positive resist is formed only on the silicon oxide film 7 formed in the groove 9 having a groove width of 3 μm or more among the grooves to be the element isolation regions 5. Are patterned by a well-known lithographic technique to remain. Next, the carbon film 14 is etched by reactive ion etching using the positive resist as a mask. The positive resist on the carbon film 14 is removed in a mixed solution of hot concentrated sulfuric acid and hydrogen peroxide solution (FIG. 1).
(F)).

【0030】次に、前記炭素膜10及び14をエッチン
グの研磨障壁層として、また、研磨剤として、例えば酸
化セリウムを用いて、前記シリコン酸化膜4及び7、シ
リコン窒化膜11を研磨する(図1(g))。残存して
いる前記研磨剤は濃硫酸等により除去する。本実施例で
ストッパーとして用いられている炭素膜はシリコン酸化
膜との研磨レート比を20以上にすることが可能であ
り、研磨によるエッチングを所望の位置で停止すること
が可能である。
Next, the silicon oxide films 4 and 7 and the silicon nitride film 11 are polished by using the carbon films 10 and 14 as a polishing barrier layer for etching and using, for example, cerium oxide as a polishing agent (FIG. 1 (g)). The remaining polishing agent is removed with concentrated sulfuric acid or the like. The carbon film used as the stopper in the present embodiment can have a polishing rate ratio with the silicon oxide film of 20 or more, and etching by polishing can be stopped at a desired position.

【0031】次に、650℃の水蒸気及び酸素を含有す
る雰囲気中で30分間の熱処理を行い、続いて1050
℃の窒素雰囲気中で30分間の熱処理を行う。この熱処
理によって前記シリコン酸化膜7を緻密化させると同時
に、前記炭素膜10及び14を燃焼させて除去すること
が可能であり、工程数の減少が図れる。さらに、弗化ア
ンモニウム水溶液中でシリコン熱酸化膜2を除去して、
素子分離領域5にのみシリコン酸化膜7を残存させて素
子分離領域5を形成する(図1(h))。
Next, heat treatment is performed at 650 ° C. for 30 minutes in an atmosphere containing water vapor and oxygen, and then 1050
Heat treatment is performed for 30 minutes in a nitrogen atmosphere at ℃. By this heat treatment, the silicon oxide film 7 can be densified, and at the same time, the carbon films 10 and 14 can be burned and removed, and the number of steps can be reduced. Further, the silicon thermal oxide film 2 is removed in an ammonium fluoride aqueous solution,
The device isolation region 5 is formed by leaving the silicon oxide film 7 only in the device isolation region 5 (FIG. 1H).

【0032】上記は本実施例によれば、作用において述
べたように、良好な形状を有する素子分離領域を形成す
ることが可能である。以下に本発明の半導体素子の素子
分離方法の他の実施例を図2を参照して説明する。
According to the present embodiment described above, as described in the operation, it is possible to form the element isolation region having a good shape. Another embodiment of the semiconductor element isolation method of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0033】シリコン基板1上にシリコン熱酸化膜2を
35nmに形成する。次に、スパッタ法により炭素膜3
を膜厚200nmで、さらにLPCVDによりシリコン
窒化膜11を、圧力0.5〜1.0Torr、温度75
0〜850℃の条件下で、膜厚400nmで成膜する。
但し前記シリコン窒化膜11の成膜にあたっては、シリ
コン窒化膜LPCVDの材料ガスであるジクロルシラン
とアンモニアの流量比を4とした成膜応力の低いシリコ
ン窒化膜とする。窒素のシリコンに対する組成比は約
0.9とする(図2(a))。
A silicon thermal oxide film 2 having a thickness of 35 nm is formed on the silicon substrate 1. Next, the carbon film 3 is formed by the sputtering method.
With a film thickness of 200 nm, and the silicon nitride film 11 is further deposited by LPCVD under a pressure of 0.5 to 1.0 Torr and a temperature of 75.
A film having a thickness of 400 nm is formed under the condition of 0 to 850 ° C.
However, when forming the silicon nitride film 11, a silicon nitride film having a low film formation stress is used with a flow rate ratio of dichlorosilane, which is a material gas of the silicon nitride film LPCVD, to ammonia. The composition ratio of nitrogen to silicon is about 0.9 (FIG. 2A).

【0034】次に、前記シリコン窒化膜11上にポジレ
ジスト1μmを塗布する。次に、周知のリソグラフィ技
術により前記ポジレジストをパターニングすることによ
り、前記シリコン基板1の素子領域となる部分の上部に
のみポジレジストを残存させる。
Next, a positive resist of 1 μm is applied on the silicon nitride film 11. Next, the positive resist is patterned by a well-known lithographic technique, so that the positive resist remains only above the portion of the silicon substrate 1 which will be the element region.

【0035】その後、前記ポジレジストをマスクとし
て、前記シリコン窒化膜11、炭素膜10をこの順序に
反応性イオンエッチングにより異方性エッチングする。
次に、熱濃硫酸過酸化水素水混合液中で前記ポジレジス
トを除去する。なお、本実施例では酸等によりポジレジ
ストを炭素膜10に対して選択的に除去したが、この除
去工程を酸素及び四弗化炭素を用いた化学的ドライエッ
チングにより行うことも可能である。また、実施例1に
示すように炭素膜のエッチング除去を2段階で行うこと
なうことも可能である。
Then, using the positive resist as a mask, the silicon nitride film 11 and the carbon film 10 are anisotropically etched in this order by reactive ion etching.
Next, the positive resist is removed in a hot concentrated sulfuric acid / hydrogen peroxide mixture solution. Although the positive resist is selectively removed from the carbon film 10 with acid or the like in this embodiment, this removing step can be performed by chemical dry etching using oxygen and carbon tetrafluoride. Further, as shown in Example 1, the carbon film may be removed by etching in two steps.

【0036】次に、全面にLPCVD法によりシリコン
窒化膜13を膜厚25nmで成膜し、このシリコン窒化
膜13の全面を異方性エッチングして、シリコン窒化膜
11、炭素膜10の側面にのみ前記窒化膜13を残存せ
しめる(図2(b))。
Next, a silicon nitride film 13 having a film thickness of 25 nm is formed on the entire surface by LPCVD, and the entire surface of the silicon nitride film 13 is anisotropically etched to form side surfaces of the silicon nitride film 11 and the carbon film 10. Only the nitride film 13 is left (FIG. 2B).

【0037】その後、前記シリコン窒化膜11及び13
をマスクとして反応性イオンエッチングによってシリコ
ン熱酸化膜2及びシリコン基板1をエッチングして、シ
リコン基板1に深さ500nmの素子分離領域5となる
溝を形成する。さらに、前記溝内面にシリコン熱酸化膜
6を膜厚35nmで形成する(図2(c))。
After that, the silicon nitride films 11 and 13 are formed.
Using the as a mask, the silicon thermal oxide film 2 and the silicon substrate 1 are etched by reactive ion etching to form a groove to be the element isolation region 5 having a depth of 500 nm in the silicon substrate 1. Further, a silicon thermal oxide film 6 is formed on the inner surface of the groove with a film thickness of 35 nm (FIG. 2C).

【0038】次に、熱燐酸中で前記シリコン窒化膜13
を除去した後、LPCVD法によりシリコン酸化膜7を
全面に550nmの膜厚で堆積させる。さらに、前記シ
リコン酸化膜7上に炭素膜14を膜厚が170nmとな
るようにスパッタ法により形成する。次に、前記炭素膜
14上にポジレジスト1μmを塗布し、前記素子分離領
域となる溝のうち、特に溝幅が3μm以上の溝9内に形
成されるシリコン酸化膜7上にのみ、前記ポジレジスト
を周知のリソグラフィ技術によりパターニングして残存
せしめる。さらに、前記ポジレジストをマスクとして反
応性イオンエッチングにより炭素膜14をエッチングす
る。炭素膜14上のポジレジストは熱濃硫酸と過酸化水
素水との混合液中で除去する(図2(d))。
Next, the silicon nitride film 13 is formed in hot phosphoric acid.
Then, the silicon oxide film 7 is deposited on the entire surface by LPCVD to a thickness of 550 nm. Further, a carbon film 14 is formed on the silicon oxide film 7 by a sputtering method so as to have a film thickness of 170 nm. Next, a positive resist of 1 μm is coated on the carbon film 14, and the positive resist is applied only on the silicon oxide film 7 formed in the groove 9 having a groove width of 3 μm or more among the grooves to be the element isolation regions. The resist is patterned by a well-known lithography technique to be left. Further, the carbon film 14 is etched by reactive ion etching using the positive resist as a mask. The positive resist on the carbon film 14 is removed in a mixed liquid of hot concentrated sulfuric acid and hydrogen peroxide solution (FIG. 2 (d)).

【0039】次に、前記した第1の実施例と同様に、研
磨剤として、例えば酸化セリウムを用い、前記炭素膜1
0及び14をエッチングの研磨障壁層として、前記シリ
コン酸化膜7及びシリコン窒化膜11を研磨する(図2
(e))。残留している研磨剤は強酸等により除去す
る。
Next, as in the case of the first embodiment described above, for example, cerium oxide was used as an abrasive, and the carbon film 1 was used.
The silicon oxide film 7 and the silicon nitride film 11 are polished using 0 and 14 as a polishing barrier layer for etching (FIG. 2).
(E)). The remaining polishing agent is removed with a strong acid or the like.

【0040】次に、650℃の水蒸気及び酸素を含有す
る雰囲気中で30分間の熱処理を行い、続いて1050
℃の窒素雰囲気中で30分間の熱処理を行う。この熱処
理によって前記第1の実施例と同様に前記シリコン酸化
膜7を緻密化させるとともに、前記炭素膜10及び14
を燃焼させて除去する。さらに、弗化アンモニウム水溶
液中でシリコン熱酸化膜2を除去して、素子分離領域5
にのみシリコン酸化膜7を残存させて素子分離領域5を
形成する(図2(f))。
Next, heat treatment is performed for 30 minutes in an atmosphere containing water vapor and oxygen at 650 ° C., and then 1050
Heat treatment is performed for 30 minutes in a nitrogen atmosphere at ℃. By this heat treatment, the silicon oxide film 7 is densified as in the first embodiment, and the carbon films 10 and 14 are formed.
Is burnt to remove. Further, the silicon thermal oxide film 2 is removed in an ammonium fluoride aqueous solution to remove the element isolation region 5
The element isolation region 5 is formed by leaving the silicon oxide film 7 only in the area (FIG. 2F).

【0041】本実施例においても第1の実施例と同様の
効果が得られるほか、シリコン窒化膜11を厚く形成す
るので、炭素膜10の保護がより確実になり、さらにシ
リコン酸化膜4を省くことで工程数を減らすことができ
る。
In this embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and since the silicon nitride film 11 is formed thick, the carbon film 10 can be protected more reliably and the silicon oxide film 4 can be omitted. This can reduce the number of steps.

【0042】なお、上記実施例1及び2において、素子
分離領域に形成されるシリコン熱酸化膜6は、膜厚が1
0〜40nmの範囲内であることが、エッチングによる
ダメージの除去及び埋め込み膜の界面保護のために最も
望ましい。
In the first and second embodiments, the silicon thermal oxide film 6 formed in the element isolation region has a film thickness of 1
The range of 0 to 40 nm is most desirable for removing damage due to etching and protecting the interface of the embedded film.

【0043】また、埋め込み膜としてのシリコン酸化膜
7は、膜が溝内に残置されればよいので、膜厚は、例え
ば500〜800nmの範囲内であれば構わない。さら
に、耐酸化性膜として、シリコン窒化膜のほかにシリコ
ン窒化酸化膜のようなSiとOとNを含む膜等を用いて
も良い。
Further, the silicon oxide film 7 as the burying film may be left in the groove, so that the film thickness may be in the range of 500 to 800 nm, for example. Further, as the oxidation resistant film, a film containing Si, O and N such as a silicon nitride oxide film may be used in addition to the silicon nitride film.

【0044】さらにまた、本発明における炭素膜には、
H、N、Si等の不純物が含まれた炭素膜等も含まれ
る。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施することができる。
Furthermore, in the carbon film of the present invention,
A carbon film containing impurities such as H, N, and Si is also included. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、素
子分離のための埋め込み絶縁膜を平坦化する工程におい
て、研磨の研磨障壁層として炭素膜を用いることによ
り、研磨の良好な制御性を確保すると共に、良好な素子
特性を得ることのできる素子分離形状を実現することが
できる。
As described above, according to the present invention, by using a carbon film as a polishing barrier layer for polishing in the step of flattening a buried insulating film for element isolation, good controllability of polishing can be obtained. It is possible to realize the element isolation shape that can secure good characteristics and obtain good element characteristics.

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

【図1】 本発明による半導体素子の素子分離方法の第
1の実施例を示す工程断面図。
FIG. 1 is a process cross-sectional view showing a first embodiment of a semiconductor element isolation method according to the present invention.

【図2】 本発明による半導体素子の素子分離方法の第
2の実施例を示す工程断面図。
FIG. 2 is a process sectional view showing a second embodiment of the element isolation method for a semiconductor element according to the present invention.

【図3】 本発明による半導体素子の素子分離方法での
埋め込み素子分離領域の断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a buried element isolation region in an element isolation method of a semiconductor device according to the present invention.

【図4】 平坦化工程において多結晶シリコン膜を研磨
障壁層として研磨エッチバック法を行う従来の埋め込み
素子分離法の工程断面図。
FIG. 4 is a process cross-sectional view of a conventional buried element isolation method in which a polishing etchback method is performed using a polycrystalline silicon film as a polishing barrier layer in a planarization step.

【図5】 従来方法による埋め込み素子分離領域の断面
図。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a buried element isolation region according to a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 シリコン熱酸化膜 3 多結晶シリコン膜 4 シリコン酸化膜 5 素子分離領域 6 シリコン熱酸化膜 7 シリコン酸化膜 8 多結晶シリコン膜 9 3μm以上の溝 10 炭素膜 11 シリコン窒化膜 12 ポジレジスト 13 シリコン窒化膜 14 炭素膜 21 絶縁膜 22 研磨障壁層 23 シリコン熱酸化膜 24 ゲート酸化膜 25 ゲート電極 1 Silicon Substrate 2 Silicon Thermal Oxide Film 3 Polycrystalline Silicon Film 4 Silicon Oxide Film 5 Element Isolation Area 6 Silicon Thermal Oxide Film 7 Silicon Oxide Film 8 Polycrystalline Silicon Film 9 Grooves of 3 μm or More 10 Carbon Film 11 Silicon Nitride Film 12 Positive Resist 13 silicon nitride film 14 carbon film 21 insulating film 22 polishing barrier layer 23 silicon thermal oxide film 24 gate oxide film 25 gate electrode

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上の素子領域形成部上に炭素
膜を選択的に形成するとともに、この炭素膜の露出面を
耐酸化性膜で被覆する工程と、前記半導体基板に素子分
離領域となる溝を形成する工程と、前記溝の内面に熱酸
化膜を形成する工程と、前記炭素膜の側壁の耐酸化性膜
を除去する工程と、前記溝を埋め込むように全面に埋め
込み膜を形成する工程と、前記炭素膜を研磨障壁層とし
て、前記埋め込み膜を研磨により素子分離領域の溝に残
存せしめる工程と、前記炭素膜を除去する工程とを有す
ることを特徴とする半導体素子の素子分離方法。
1. A step of selectively forming a carbon film on an element region forming portion on a semiconductor substrate and coating an exposed surface of the carbon film with an oxidation resistant film, and an element isolation region on the semiconductor substrate. Forming a groove, a step of forming a thermal oxide film on the inner surface of the groove, a step of removing the oxidation resistant film on the side wall of the carbon film, and a buried film formed on the entire surface so as to fill the groove. Element, a step of leaving the buried film in the groove of the element isolation region by polishing, using the carbon film as a polishing barrier layer, and a step of removing the carbon film. Method.
【請求項2】 前記素子領域形成部上に炭素膜を選択的
に形成するとともに、この炭素膜の露出面を耐酸化性膜
で被覆する工程は、半導体基板上の全面に炭素膜を形成
する工程と、この炭素膜の全面に耐酸化性膜を形成する
工程と、前記炭素膜及び耐酸化性膜を素子領域形成部上
に選択的に残存せしめる工程と、全面に耐酸化性膜を形
成した後、異方性エッチングにより該耐酸化性膜をエッ
チングし、前記炭素膜の側壁に該耐酸化性膜を残存せし
める工程とを有することを特徴とする請求項1記載の半
導体素子の素子分離方法。
2. The step of selectively forming a carbon film on the element region forming portion and covering the exposed surface of the carbon film with an oxidation resistant film forms the carbon film on the entire surface of the semiconductor substrate. Steps, a step of forming an oxidation resistant film on the entire surface of this carbon film, a step of selectively leaving the carbon film and the oxidation resistant film on the element region forming portion, and forming an oxidation resistant film on the entire surface And a step of etching the oxidation resistant film by anisotropic etching so that the oxidation resistant film remains on the side wall of the carbon film. Method.
【請求項3】 前記炭素膜の露出面を被覆する前記耐酸
化性膜として、少なくとも硅素と窒素とを含有する膜を
用いることを特徴とする請求項1記載の半導体素子の素
子分離方法。
3. The element isolation method for a semiconductor device according to claim 1, wherein a film containing at least silicon and nitrogen is used as the oxidation resistant film that covers the exposed surface of the carbon film.
【請求項4】 前記素子分離領域に形成された溝の溝幅
が3μm以上であり、この溝上に研磨障壁層として炭素
膜をさらに選択的に形成することを特徴とする請求項1
記載の半導体素子の素子分離方法。
4. The groove formed in the element isolation region has a groove width of 3 μm or more, and a carbon film is further selectively formed as a polishing barrier layer on the groove.
An element isolation method for a semiconductor element as described above.
【請求項5】 前記炭素膜を除去する工程を酸素を含有
する雰囲気中で行うことを特徴とする請求項1記載の半
導体素子の素子分離方法。
5. The element isolation method for a semiconductor element according to claim 1, wherein the step of removing the carbon film is performed in an atmosphere containing oxygen.
【請求項6】 前記酸素を含有する雰囲気には、水蒸気
を含有することを特徴とする請求項5記載の半導体素子
の素子分離方法。
6. The element isolation method for a semiconductor element according to claim 5, wherein the atmosphere containing oxygen contains water vapor.
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