JPH0824141B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JPH0824141B2
JPH0824141B2 JP63093750A JP9375088A JPH0824141B2 JP H0824141 B2 JPH0824141 B2 JP H0824141B2 JP 63093750 A JP63093750 A JP 63093750A JP 9375088 A JP9375088 A JP 9375088A JP H0824141 B2 JPH0824141 B2 JP H0824141B2
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film
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幹夫 西尾
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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、特に半導体素
子の絶縁分離を溝埋め込みによって行なう際の溝埋め込
みおよび平坦化の方法に関する。
Description: 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 method for groove filling and planarization when insulating isolation of a semiconductor element is performed by groove filling.

従来の技術 半導体装置の高集積化に伴い、素子分離領域の微細化
は重要な要素の一つとなってきている。そこで、従来の
半導体装置の製造方法では、半導体基板に溝を形成し絶
縁膜等で埋め込むことにより分離領域の低減を図ってい
る。例えば第3図(a)から(c)を用いて説明する
と、まず第3図(a)に示すように、半導体基板31表面
に分離領域となる溝を形成した後、同(b)に示すよう
に溝深さとほぼ等しい膜厚のCVD−酸化膜32を形成して
シリコン基板31上の溝を埋める。さらに、幅の広い溝部
(以後フィールド領域と記す)に表面の段差つまりは溝
深さと同等膜厚のレジストパターン33を形成し、全面に
平坦化用のフォトレジスト34を形成して表面を平坦にす
る。次にエッチバック技術によりフォトレジスト34およ
びフィールド部のレジストパターン33とCVD−酸化膜32
をほぼ等速度でエッチングして、第3図(c)に示す様
に分離領域およびフィールド領域にCVD−酸化膜32を埋
め平坦にするというものであった。
2. Description of the Related Art With higher integration of semiconductor devices, miniaturization of element isolation regions has become one of important factors. Therefore, in the conventional method of manufacturing a semiconductor device, the isolation region is reduced by forming a groove in the semiconductor substrate and filling it with an insulating film or the like. For example, referring to FIGS. 3 (a) to 3 (c), first, as shown in FIG. 3 (a), a groove serving as an isolation region is formed on the surface of the semiconductor substrate 31, and then shown in FIG. 3 (b). Thus, a CVD-oxide film 32 having a film thickness almost equal to the groove depth is formed to fill the groove on the silicon substrate 31. Further, a resist pattern 33 having the same film thickness as the surface step, that is, the groove depth is formed in a wide groove (hereinafter referred to as a field region), and a photoresist 34 for planarization is formed on the entire surface to flatten the surface. To do. Next, the photoresist 34, the resist pattern 33 in the field portion and the CVD-oxide film 32 are formed by the etch-back technique.
Was etched at a substantially constant rate to fill the isolation region and the field region with the CVD-oxide film 32 to make it flat as shown in FIG. 3 (c).

発明が解決しようとする課題 しかし、第3図で示した従来の製造方法では、以下に
記述する様な課題が残っている。
However, the conventional manufacturing method shown in FIG. 3 still has the following problems.

(1) 素子の微細化に伴う溝の幅と深さの比{(溝深
さ)/(溝幅)}が0.5以上になると、CVD−酸化膜32で
溝を埋め込む際、CVD酸化膜をカバーレッジ良く形成し
ても、溝の中央部で、両側から成長してきたCVD−酸化
膜が、物理的に接することとなり、この接した部分の膜
質が著しく悪い、そのため、エッチバック技術を用い
て、第3図cの様にCVD−酸化膜32を一部除去した後、
洗浄等に用いるウェットエッチング処理を施すと、前述
した膜質の悪い部分のエッチングレートが著しく大きい
ため、cに示すように、表面からスリット35が形成され
た状態となる。また、CVD−酸化膜32の形成で、カバー
レッジが悪いと、溝中央部付近にボイド36と呼ばれる空
洞ができる。そのため、エッチバックを施すと、ボイド
36部がスリット35となり表面に残ることとなる。このよ
うに、表面にスリットが発生した状態では、後にMOSト
ランジスタのためのゲート配線を形成する際にエッチン
グ不良を引き起こし、ゲート配線間が短絡してしまうと
いう問題が起こる。
(1) When the ratio of groove width to depth {(groove depth) / (groove width)} due to device miniaturization becomes 0.5 or more, when the groove is filled with the CVD-oxide film 32, the CVD oxide film is removed. Even if the cover ledge is formed well, the CVD-oxide film grown from both sides is physically in contact with each other in the central part of the groove, and the film quality of the contacted part is extremely poor. , After partially removing the CVD-oxide film 32 as shown in FIG. 3c,
When the wet etching used for cleaning or the like is performed, the etching rate of the above-mentioned portion having poor film quality is remarkably large, so that the slit 35 is formed from the surface as shown in c. Further, when the CVD-oxide film 32 is formed and the coverage is poor, a cavity called a void 36 is formed near the center of the groove. Therefore, when etch back is applied, voids
36 parts will be slits 35 and will remain on the surface. As described above, in the state where the slits are formed on the surface, there arises a problem that an etching defect is caused when the gate wiring for the MOS transistor is formed later and the gate wirings are short-circuited.

(2) エッチバックによるCVD−酸化膜のエッチング
でシリコン基板31の活性領域を露出させる必要がある。
酸化膜エッチングの均一性や制御性から考えて、オーバ
ーエッチングをして、活性領域を完全に露出させねばな
らないので、当然のごとく、分離領域やフィールド領域
のCVD−酸化膜部が活性領域よりも低くなり、活性領域
上に形成されるMOSトランジスタの特性劣化や、フィー
ルド領域上に形成される配線と基板の容量が増し、素子
の高速化の妨げとなる。
(2) It is necessary to expose the active region of the silicon substrate 31 by etching the CVD-oxide film by etch back.
Considering the uniformity and controllability of oxide film etching, it is necessary to perform over-etching to completely expose the active region, and as a matter of course, the CVD-oxide film portion of the isolation region or the field region is more than the active region. This lowers the characteristics of the MOS transistor formed on the active region and increases the capacitance of the wiring and the substrate formed on the field region, which hinders high-speed operation of the device.

課題を解決するための手段 本発明の半導体装置の製造方法では、前に記述した課
題を解決するため、次に記す方法を用いる。
Means for Solving the Problems In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the following method is used to solve the problems described above.

まず1つには、活性領域以外の領域の半導体基板が所
望の量選択的に除去され溝の形成された基板の一主面に
おいて、少なくとも全面に前記基板表面に形成された溝
部の段差とほぼ等しい膜厚の第1の絶縁膜を形成し、前
記基板表面の前記溝を埋める工程と、アスペクト比が0.
5以下の前記溝領域に有機薄膜パターンを形成する工程
と、前記有機薄膜パターンをマスクとして前記第1の絶
縁膜を前記活性領域の半導体基板が露出するまで除去す
る工程と、さらに前記有機薄膜パターンと前記活性領域
の半導体基板をマスクにして、最も狭い幅の溝部におい
て表面の凹部のアスペクト比が0.5以下になるまで、溝
内の前記第1の絶縁膜を除去する工程と、前記有機薄膜
パターンを除去する工程と、全面に第2の絶縁膜を形成
する工程と、全面に平坦化膜を形成し表面を平坦にする
工程と、前記平坦化膜および第2の絶縁膜を等速度で前
記活性領域の半導体基板が露出するまで除去する工程を
備え、基板上の溝を絶縁物で埋めかつ平坦にする方法で
ある。
First, the semiconductor substrate in the region other than the active region is selectively removed by a desired amount, and in at least one main surface of the substrate on which the groove is formed, a level difference of the groove portion formed on the substrate surface is formed at least over the entire surface. Forming a first insulating film of equal thickness and filling the groove on the surface of the substrate, and an aspect ratio of 0.
Forming an organic thin film pattern in the groove region of 5 or less; removing the first insulating film by using the organic thin film pattern as a mask until the semiconductor substrate in the active region is exposed; and the organic thin film pattern And using the semiconductor substrate in the active region as a mask, removing the first insulating film in the groove until the aspect ratio of the surface recess is 0.5 or less in the groove having the narrowest width, and the organic thin film pattern The step of removing the second insulating film, the step of forming a second insulating film on the entire surface, the step of forming a flattening film on the entire surface to flatten the surface, and the flattening film and the second insulating film at the same speed. It is a method that includes a step of removing the semiconductor substrate in the active region until it is exposed, and fills a groove on the substrate with an insulator and flattens it.

また、他の1つには、活性領域以外の領域の半導体基
板が所望の量選択的に除去され溝の形成された基板の一
主面において、少なくとも全面に前記基板表面に形成さ
れた溝部の段差とほぼ等しい膜厚の第1の絶縁膜を形成
する工程と、第1の平坦化用有機薄膜を形成し表面を平
坦にする工程と、前記第1の平坦化用有機薄膜と前記第
1の絶縁膜を等速度で所望の量除去し、さらに、前記活
性領域の半導体基板をマスクにして、溝内の前記第1の
絶縁膜を所望の量除去する工程と、全面に第2の絶縁膜
を形成する工程と、第2の平坦化有機薄膜を形成し表面
を平坦にする工程と、前記第2の平坦化有機薄膜および
前記第2の絶縁膜を等速度で所望の量除去する工程を備
え、基板の溝を絶縁物で埋め、かつ平坦にする方法であ
る。
The other is that the semiconductor substrate in the region other than the active region is selectively removed by a desired amount to form a groove, and at least the entire surface of the substrate having the groove is formed. A step of forming a first insulating film having a film thickness substantially equal to the step, a step of forming a first planarizing organic thin film to planarize the surface, the first planarizing organic thin film and the first planarizing film. Removing the desired amount of the insulating film at a constant rate, and further using the semiconductor substrate in the active region as a mask to remove the desired amount of the first insulating film in the groove, and the second insulating film over the entire surface. A step of forming a film, a step of forming a second flattening organic thin film to flatten the surface, and a step of removing the second flattening organic thin film and the second insulating film in a desired amount at a constant rate. Is a method of filling the groove of the substrate with an insulating material and flattening it.

さらに、前述の方法に加え、活性領域の半導体基板上
に、エッチングストッパー膜を形成し、平坦化後に除去
することにより、性能を向上させることもできる。
Further, in addition to the method described above, the performance can be improved by forming an etching stopper film on the semiconductor substrate in the active region and removing it after planarization.

作用 本発明は上記構成により、以下のように作用する。Action The present invention having the above-described configuration acts as follows.

(1) 段差基板上に第1の絶縁膜を形成すると、溝の
幅と深さの比{(溝深さ)/(溝幅)}(以後アスペク
ト比と記す)が0.5以下のところでは溝中央部で前記の
第1の絶縁膜が両側より物理的に接するため膜質が著し
く悪くなる、又はボイドと呼ばれる空洞が形成された状
態になる。そこで、平坦化用有機薄膜を形成して、表面
を平坦にした後にエッチバックを施す、さらに溝内の第
1の絶縁膜を所望の量除去すると、基板表面に残る溝の
アスペクト比は0.5以下にすることができる。この際、
溝中央部の膜質の悪い部分(又は空洞部)はエッチング
レートが速いためV型又はU型のスリットとなる。この
後に、第2の絶縁膜を全面に形成すると、表面段差のア
スペクト比が0.5以下であるため、第2の絶縁膜の膜中
には膜質の悪い部分は生成されず、又、空洞も形成され
ない。そこで、エッチバックにより、活性領域上の第2
の絶縁物を除去して平坦化した後に、ウェットエッチン
グ等の洗浄を行なっても表面にスリットを発生しない埋
め込み平坦化が可能となる。
(1) When the first insulating film is formed on the stepped substrate, when the groove width-depth ratio {(groove depth) / (groove width)} (hereinafter referred to as aspect ratio) is 0.5 or less, Since the first insulating film is physically in contact with both sides in the central part, the film quality is remarkably deteriorated, or a cavity called a void is formed. Therefore, if an organic thin film for flattening is formed, the surface is flattened and then etched back, and the first insulating film in the groove is removed by a desired amount, the aspect ratio of the groove remaining on the substrate surface is 0.5 or less. Can be On this occasion,
Since the etching rate is high, the portion with poor film quality (or the hollow portion) at the center of the groove becomes a V-type or U-type slit. After that, when the second insulating film is formed on the entire surface, since the aspect ratio of the surface step is 0.5 or less, a portion having poor film quality is not formed in the film of the second insulating film, and a cavity is also formed. Not done. Then, by etching back, the second
After the insulating material is removed and the surface is flattened, even if cleaning such as wet etching is performed, it is possible to perform embedded flattening in which no slit is generated on the surface.

(2) 活性領域の半導体基板上にエッチングストッパ
ー膜を形成した後に前述の手法により溝の埋め込み、平
坦化を行なうと、第2の絶縁膜のエッチバックを行なう
際、エッチングストッパー膜の膜厚分までオーバーエッ
チングを行なっても、後にエッチングストッパー膜を選
択的に除去できるので、溝内の絶縁膜は活性領域の半導
体基板面より低くならないので、素子特性の劣化を招く
ことを防げる。
(2) When the etching stopper film is formed on the semiconductor substrate in the active region and then the groove is filled and flattened by the above-mentioned method, when the second insulating film is etched back, the thickness of the etching stopper film is equal to the thickness of the etching stopper film. Even if overetching is performed up to this point, the etching stopper film can be selectively removed later, so that the insulating film in the groove does not become lower than the semiconductor substrate surface in the active region, which can prevent deterioration of device characteristics.

実施例 以下に、本発明の半導体装置の製造方法を図面に基づ
いて説明する。
Example A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1実施例) 第1図は、第1の発明の半導体装置の第1の実施例を
説明するための工程断面図であり、P型(100)シリコ
ン(Si)基板11を酸化してSiO2(50nm)12を形成した
後、エッチングストッパー膜としてのポリシリコン(po
ly Si,200nm)13とリンドープガラス(PSG 800nm)14を
CVDにより形成した後、活性領域となる部分にレジスト
パターン15を形成する(第1図A)。次に、レジストパ
ターン15をエッチングマスクとしてPSG14とpoly Si 13
とSiO2 12をドライエッチングにより、異方的にエッチ
ングする。次に、レジストパターン15を除去した後、PS
G14をエッチングマスクとしてSi基板11をドライエッチ
ングにより異方的にエッチング(800nm)する(第1図
B)。
First Embodiment FIG. 1 is a process sectional view for explaining a first embodiment of a semiconductor device of the first invention, in which a P-type (100) silicon (Si) substrate 11 is oxidized. After forming SiO 2 (50 nm) 12, polysilicon (po
ly Si, 200nm) 13 and phosphorus-doped glass (PSG 800nm) 14
After forming by CVD, a resist pattern 15 is formed in a portion which will be an active region (FIG. 1A). Next, using the resist pattern 15 as an etching mask, PSG 14 and poly Si 13
And SiO 2 12 are anisotropically etched by dry etching. Next, after removing the resist pattern 15, PS
The Si substrate 11 is anisotropically etched (800 nm) by dry etching using G14 as an etching mask (FIG. 1B).

次に、チャンネルストップ用の不純物をイオン注入に
より拡散(図中省略)した後、弗酸等を用いて、PSG14
を選択的に除去する。この際、PSG14はSiO2 12に比べ著
しくエッチングレートが大きいため、SiO2 12はほとん
どエッチングされない。次に、Si基板11を酸化(20nm,
図中省略)した後、第1の絶縁膜としてのCVD酸化膜(1
050nm)16を形成して溝を埋める。この時、溝幅が狭い
(2μm以下)のところでは膜質の悪い部分又は空洞が
できる。さらに、広い溝領域(例えば溝幅3μm以上と
なる部分すべて)に有機薄膜パターンとしてのレジスト
パターン17を第1図Cに示す様に形成する。レジストパ
ターン17をエッチングマスクとしてドライエッチングに
よりCVD酸化膜16を異方的にエッチングし、poly Si 13
が露出したところで、poly Si 13をエッチングマスクと
して、CVD酸化膜16を約400nmエッチングする(第1図
D)。この際、ドライエッチングの選択比にもよるが、
poly Si 13は約100nmに減少しており、段差は0.3μm程
度であり、溝幅0.6μm以上のところではアスペクト比
は0.5以下になっている。
Next, after the impurity for channel stop is diffused by ion implantation (not shown in the figure), PSG14 is used by using hydrofluoric acid or the like.
Are selectively removed. At this time, PSG14 has a large significantly etching rate compared with SiO 2 12, SiO 2 12 is hardly etched. Next, the Si substrate 11 is oxidized (20 nm,
(Omitted in the figure), and then CVD oxide film (1
050 nm) 16 is formed to fill the groove. At this time, a portion having a poor film quality or a cavity is formed where the groove width is narrow (2 μm or less). Further, a resist pattern 17 as an organic thin film pattern is formed in a wide groove region (for example, all portions having a groove width of 3 μm or more) as shown in FIG. 1C. The CVD oxide film 16 is anisotropically etched by dry etching using the resist pattern 17 as an etching mask.
When exposed, the CVD oxide film 16 is etched by about 400 nm using poly Si 13 as an etching mask (FIG. 1D). At this time, depending on the dry etching selection ratio,
The poly Si 13 is reduced to about 100 nm, the step is about 0.3 μm, and the aspect ratio is 0.5 or less at the groove width of 0.6 μm or more.

さらに、溝幅2μm以下のところでのCVD酸化膜の膜
質の悪い部分はV字型にエッチングされている。この状
態から、Si基板11の溝側面を酸化(20nm,図中省略)
し、第2の絶縁膜としてのCVD酸化膜(1000nm)18を形
成する。0.6μm以上の溝幅の部分はアスペクト比が0.5
以下であることや、溝内の形状が第1図Dに示した様に
V字型(もしくはそれに類似した形)になっているため
に、CVD酸化膜18は膜質の悪い部分や空洞を含まずに形
成できる。次に平坦化膜としてのレジスト19を形成し表
面を平坦にする(第1図E)。次に、エッチバック技術
により、レジスト19とCVD酸化膜18をほぼ同じエッチン
グ速度となる様な条件下で、poly Si 13が露出するとこ
ろまでエッチングする(第1図F)。この際、poly Si
13の膜厚分だけ、エッチングのバラツキが許されるので
制御性が楽になる。次にpoly Si 13をドライエッチング
あるいはウェットエッチングにより等方的に除去した
後、ウェットエッチングにより、SiO2 12を除去して、
埋め込み、平坦化を完了する(第1図G)。以後は、周
知の技術により、活性領域上にMOSトランジスタなどを
形成していくというものである。
Further, the portion of the CVD oxide film having a poor film quality in the groove width of 2 μm or less is V-shaped. From this state, oxidize the groove side surface of the Si substrate 11 (20 nm, omitted in the figure)
Then, a CVD oxide film (1000 nm) 18 is formed as a second insulating film. The aspect ratio of the groove width of 0.6 μm or more is 0.5
The CVD oxide film 18 includes portions and cavities with poor film quality because of the following, and because the shape of the groove is V-shaped (or a shape similar to it) as shown in FIG. 1D. Can be formed without. Next, a resist 19 as a flattening film is formed to flatten the surface (FIG. 1E). Next, the resist 19 and the CVD oxide film 18 are etched by the etch-back technique under the condition that the etching rates are almost the same until the poly Si 13 is exposed (FIG. 1F). At this time, poly Si
Since the variation in etching is allowed by the film thickness of 13, the controllability becomes easier. Next, after removing poly Si 13 isotropically by dry etching or wet etching, SiO 2 12 is removed by wet etching,
Embedding and planarization are completed (FIG. 1G). After that, a MOS transistor or the like is formed on the active region by a known technique.

(第2実施例) 第2図は、第2の発明の半導体装置の第2の実施例を
説明するための工程断面図であり、第1の実施例と同様
にして、P型(100)Si基板を酸化してSiO2(50nm)12
を形成した後、エッチングストッパー膜としてのpoly S
i(200nm)とPSG(800nm)14をCVDにより形成した後、
活性領域となる部分にレジストパターン15を形成する
(第2図H)。次に、レジストパターン15をエッチング
マスクとしてPSG14とpoly Si 13とSiO2 12をドライエッ
チングにより、異方的にエッチングする。次に、レジス
トパターン15を除去した後、PSG14をエッチングマスク
としてSi基板11をドライエッチングにより異方的にエッ
チング(800nm)する(第2図I)。次にチャンネルス
トップ用の不純物をイオン注入により拡散(図中省略)
した後、弗酸等を用いて、PSG14を選択的に除去する。
(Second Embodiment) FIG. 2 is a process sectional view for explaining a second embodiment of the semiconductor device of the second invention. Similar to the first embodiment, a P-type (100) is shown. Oxide Si substrate to SiO 2 (50 nm) 12
After forming, poly S as an etching stopper film
After forming i (200 nm) and PSG (800 nm) 14 by CVD,
A resist pattern 15 is formed on a portion which will be an active region (FIG. 2H). Next, using the resist pattern 15 as an etching mask, the PSG 14, poly Si 13 and SiO 2 12 are anisotropically etched by dry etching. Next, after removing the resist pattern 15, the Si substrate 11 is anisotropically etched (800 nm) by dry etching using the PSG 14 as an etching mask (FIG. 2I). Next, diffuse impurities for channel stop by ion implantation (not shown in the figure)
After that, PSG14 is selectively removed using hydrofluoric acid or the like.

次に、Si基板11を酸化(20nm,図中省略)した後、第
1の絶縁膜としてのCVD酸化膜(1100nm)16を形成して
溝を埋める。この時溝幅が狭い(2μm以下)ところで
は、膜質の悪い部分又は空洞ができる。さらに、第2図
Jに示す様に、第1の平坦化有機薄膜としてのレジスト
20を均一に形成するために広い溝幅の領域(例えば3μ
m以上)に段差部とほぼ等しい膜厚のレジストパターン
17を形成し、平坦化用のレジスト20を形成して平面を平
坦にする。次に、エッチバック技術によりレジスト20と
レジストパターン17、およびCVD酸化膜16をほぼ同じエ
ッチング速度となる条件下でpoly Si 13が露出するまで
エッチングを行なう。次に活性領域上のpoly Si 13をエ
ッチングマスクとしてCVD酸化膜16を約400nmエッチング
する(第2図K)。この時、溝幅0.6μm以上のところ
でのアスペクト比は0.5以下になっている。次にSi基板1
1の溝側面を酸化(20nm,図中省略)し、第2の絶縁膜と
してのCVD酸化膜(1000nm)23を形成する。CVD酸化膜23
中には膜質の悪い部分や空洞を含まない。
Next, after the Si substrate 11 is oxidized (20 nm, omitted in the figure), a CVD oxide film (1100 nm) 16 as a first insulating film is formed to fill the groove. At this time, when the groove width is narrow (2 μm or less), a portion or cavity with poor film quality is formed. Further, as shown in FIG. 2J, the resist as the first planarizing organic thin film
A wide groove area (for example, 3μ) to form 20 uniformly.
resist pattern with a film thickness almost equal to the step
17 is formed and a resist 20 for flattening is formed to flatten the plane. Next, the resist 20, the resist pattern 17, and the CVD oxide film 16 are etched by the etch-back technique under the condition that the etching rates are almost the same until the poly Si 13 is exposed. Next, the CVD oxide film 16 is etched by about 400 nm using poly Si 13 on the active region as an etching mask (FIG. 2K). At this time, the aspect ratio at a groove width of 0.6 μm or more is 0.5 or less. Next, Si substrate 1
The side surface of the groove 1 is oxidized (20 nm, omitted in the figure) to form a CVD oxide film (1000 nm) 23 as a second insulating film. CVD oxide film 23
It does not contain any parts with poor film quality or voids.

次に、前述と同様、広い溝幅の領域(3μm以上)
に、段差と同じ膜厚のレジストパターン21を形成した後
第2の平坦化有機薄膜としてのレジスト22を形成して表
面を平坦にする(第2図L)。次に、エッチバック技術
によりレジスト22とレジストパターンおよびCVD酸化膜2
3をpoly Si 13が露出するところまでエッチングする
(第2図M)。次にpoly Si 13を選択的に除去し、ウェ
ットエッチングによりSiO2 12を除去して、埋め込み平
坦化を完了する(第2図N)。以後は周知の技術により
活性領域上にMOSトランジスタなどを形成するというも
のである。
Next, similar to the above, a wide groove width region (3 μm or more)
Then, after forming a resist pattern 21 having the same film thickness as the step, a resist 22 as a second planarizing organic thin film is formed to flatten the surface (FIG. 2L). Next, the resist 22 and the resist pattern and the CVD oxide film 2 are formed by the etch back technique.
Etch 3 to the point where poly Si 13 is exposed (Fig. 2M). Next, poly Si 13 is selectively removed, and SiO 2 12 is removed by wet etching to complete the buried planarization (N in FIG. 2). After that, a MOS transistor or the like is formed on the active region by a known technique.

以上、第1実施例および第2実施例において、Si基板
11の異方エッチングの際PSGをエッチングマスクに用い
る方法で説明したが、これはレジストパターンを用いて
も良く、poly Si 13上にレジストパターン15を形成した
後、poly Si 13,SiO2 12およびSi基板をそれぞれエッチ
ングする。その後、レジストパターンを除去すれば良
い。
As described above, in the first and second embodiments, the Si substrate
Although the method of using PSG as an etching mask in the anisotropic etching of 11 has been described, this may use a resist pattern, and after forming the resist pattern 15 on poly Si 13, poly Si 13, SiO 2 12 and Etch each Si substrate. After that, the resist pattern may be removed.

また、第1実施例において、平坦化膜としてレジスト
19を用いて、レジスト19とCVD酸化膜18を同じエッチン
グ速度となる条件下でエッチバックを行なったが、これ
は、平坦化膜として塗布焼成酸化膜(SOG膜)を用いて
も良い。
In the first embodiment, the resist is used as the planarizing film.
Although the resist 19 and the CVD oxide film 18 were etched back under the condition that the etching rate was the same, the coating baked oxide film (SOG film) may be used as the flattening film.

さらに、第2実施例ではレジストによる平坦化を行な
う際、広い溝幅の領域に段差とほぼ等しい膜厚のレジス
トパターンを形成した後、平坦化用のレジストを形成し
たが、これは、レジストパターンを形成せず、平坦化用
のレジストを形成しても差しつかえはない。
Furthermore, in the second embodiment, when the resist is flattened, the resist for flattening is formed after the resist pattern having a film thickness almost equal to the step is formed in the wide groove width region. There is no problem even if a resist for planarization is formed without forming.

第1実施例および第2実施例において、有機薄膜パタ
ーンとしてのレジストパターン17を用いたが、これはエ
ッチングの際のエッチングマスクとして使用できるもの
や、エッチバックを行なう際に等速度エッチングを行な
えるものであれば無機薄膜など何であっても良い。
In the first and second embodiments, the resist pattern 17 is used as the organic thin film pattern, but this can be used as an etching mask during etching, and can perform constant-rate etching when performing etch back. Any thin film such as an inorganic thin film may be used.

発明の効果 以上述べてきたように、本発明の半導体装置の製造方
法によれば以下のような効果が得られる。
EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the following effects can be obtained.

(1) 半導体基板上における絶縁物の溝埋め込み、平
坦化に際し、溝幅と溝深さの比{(深さ)/(幅)}
(アスペクト比)に関係なく、スリットがなく良好な埋
め込みができる。そのため、後に形成する配線等での形
成不良を引き起こさない。
(1) Ratio of groove width to groove depth when embedding and flattening a groove in an insulator on a semiconductor substrate {(depth) / (width)}
Regardless of the (aspect ratio), there is no slit and good embedding is possible. Therefore, formation defects such as wirings to be formed later are not caused.

(2) エッチングストッパー膜を用い、これを選択除
去することにより、素子分離領域が活性領域よりも下が
ることを防げるので素子の特性を向上させることができ
る。
(2) By using an etching stopper film and selectively removing it, the element isolation region can be prevented from falling below the active region, so that the element characteristics can be improved.

(3) エッチングストッパー膜を用いることにより、
エッチバックの際のエッチング量の設定が容易となる。
(3) By using an etching stopper film,
It becomes easy to set the etching amount at the time of etch back.

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

第1図は本発明の半導体装置の製造方法の一実施例を説
明するための工程断面図、第2図は同他の実施例を説明
するための工程断面図、第3図は従来例を説明するため
の工程断面図である。 11……Si基板、13……poly Si、14……PSG、15,17……
レジストパターン、16,18……CVD酸化膜、19……レジス
ト。
FIG. 1 is a process sectional view for explaining one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, FIG. 2 is a process sectional view for explaining the other embodiment, and FIG. 3 is a conventional example. It is a process sectional view for explaining. 11 …… Si substrate, 13 …… poly Si, 14 …… PSG, 15,17 ……
Resist pattern, 16,18 ... CVD oxide film, 19 ... Resist.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】活性領域以外の領域の半導体基板が所望の
量選択的に除去され溝の形成された基板の一主面に、少
なくとも全面に前記基板表面に形成された溝部の段差と
ほぼ同じ膜厚の第1の絶縁膜を形成して前記基板表面の
前記溝を埋める工程と、アスペクト比が0.5以下の前記
溝領域に有機薄膜パターンを形成する工程と、前記有機
薄膜パターンをマスクとして前記第1の絶縁膜を前記活
性領域の半導体基板が露出するまで除去する工程と、さ
らに、前記有機薄膜パターンと前記活性領域の半導体基
板をマスクにして、最も狭い幅の溝部において表面の凹
部のアスペクト比が0.5以下になるまで、溝内の前記第
1の絶縁膜を除去する工程と、前記有機薄膜パターンを
除去する工程と、全面に第2の絶縁膜を形成する工程
と、全面に平坦化膜を形成し表面を平坦にする工程と、
前記平坦化膜および第2の絶縁膜を等速度で前記活性領
域の半導体基板が露出するまで除去する工程を備え、基
板上の溝を絶縁膜で埋め、かつ表面を平坦にするように
した半導体装置の製造方法。
1. A semiconductor substrate in a region other than an active region is selectively removed by a desired amount and is substantially the same as a step of a groove portion formed on the surface of the substrate at least on the main surface of the substrate where the groove is formed. Forming a first insulating film having a film thickness to fill the groove on the surface of the substrate; forming an organic thin film pattern in the groove region having an aspect ratio of 0.5 or less; and using the organic thin film pattern as a mask, A step of removing the first insulating film until the semiconductor substrate in the active region is exposed, and further, using the organic thin film pattern and the semiconductor substrate in the active region as a mask, the aspect ratio of the concave portion on the surface in the groove portion having the narrowest width Until the ratio becomes 0.5 or less, the step of removing the first insulating film in the groove, the step of removing the organic thin film pattern, the step of forming the second insulating film on the entire surface, and the planarization on the entire surface. Shape the membrane A step of flattening the surface,
A semiconductor having a step of removing the flattening film and the second insulating film at a constant rate until the semiconductor substrate in the active region is exposed, the groove on the substrate is filled with the insulating film, and the surface is made flat. Device manufacturing method.
【請求項2】活性領域以外の領域の半導体基板が所望の
量選択的に除去され溝の形成された基板の一主面におい
て、少なくとも全面に第1の絶縁膜を形成し前記溝部を
埋める工程と、第1の平坦化用有機薄膜を形成し表面を
平坦にする工程と、前記第1の平坦化用有機薄膜および
第1の絶縁膜を等速度で所望の量除去し、さらに、前記
活性領域の半導体基板をマスクにして、溝内の前記第1
の絶縁膜を所望の量除去する工程と、全面に第2の絶縁
膜を形成する工程と、第2の平坦化用有機薄膜を形成し
表面を平坦にする工程と、前記第2の平坦化用有機薄膜
および第2の絶縁膜を等速度で所望の量除去する工程を
備え、半導体基板の溝を絶縁膜で埋めかつ平坦にするよ
うにした半導体装置の製造方法。
2. A step of forming a first insulating film on at least the entire main surface of a substrate in which a groove is formed by selectively removing a desired amount of the semiconductor substrate in a region other than the active region and filling the groove. A step of forming a first planarizing organic thin film to flatten the surface, removing the desired amount of the first planarizing organic thin film and the first insulating film at a constant rate, and Using the semiconductor substrate in the region as a mask, the first
Removing a desired amount of the insulating film, forming a second insulating film on the entire surface, forming a second planarizing organic thin film to planarize the surface, and the second planarizing A method of manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of removing a desired amount of the organic thin film and the second insulating film at a constant rate, so that the groove of the semiconductor substrate is filled with the insulating film and flattened.
【請求項3】活性領域となる半導体基板上に、エッチン
グストッパー膜を形成し、活性領域以外の半導体基板を
所望の量選択的に除去した基板を用い、半導体基板の溝
を埋めかつ平坦にした後、前記エッチングストッパー膜
を選択的に除去することにより、活性領域の半導体基板
へのダメージを防ぐようにした特許請求の範囲第1項ま
たは第2項記載の半導体装置の製造方法。
3. A substrate in which an etching stopper film is formed on a semiconductor substrate to be an active region, and the semiconductor substrate other than the active region is selectively removed in a desired amount, and the groove of the semiconductor substrate is filled and flattened. 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein damage to the semiconductor substrate in the active region is prevented by selectively removing the etching stopper film thereafter.
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