JPH10242265A - Manufacture of semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Manufacture of semiconductor integrated circuit device

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JPH10242265A
JPH10242265A JP4770297A JP4770297A JPH10242265A JP H10242265 A JPH10242265 A JP H10242265A JP 4770297 A JP4770297 A JP 4770297A JP 4770297 A JP4770297 A JP 4770297A JP H10242265 A JPH10242265 A JP H10242265A
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JP
Japan
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film
etching
semiconductor substrate
integrated circuit
polishing
Prior art date
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Application number
JP4770297A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Matsuda
安司 松田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To flatten the main face of a semiconductor substrate which is large in roughness and fineness of the polishing place. SOLUTION: A pad oxide film 2 is made on the main face of the semiconductor substrate 1 consisting of silicon, and then a polishing stop film 3 consisting of material lower in polishing speed than the film 2 is made on the pad oxide film 2, and then a groove 4 is made by photolithography etching, and further a film 8 (CVD oxide film) as an insulating film for element isolation is made thick to fill up the groove 4 on the main face of the semiconductor substrate 1. Next, an etching mask 12 is made, using a mask which has an inverted exposure pattern which becomes reverse to the exposure pattern of a mask for photolithography at formation of an active region 10. Next, the swell 9 of the CVD oxide film 8 at the aperture part 11 of the etching mask 12 is etched by specified thickness to lessen the remaining projection 13, and then chemicomechanical polishing processing is performed to flatten the main face of the semiconductor substrate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路装置
の製造方法、特に、半導体基板の表面をCMP(Chemic
al Mechanical Polishing)技術によって平坦化する技術
に関し、たとえば、半導体基板の表面に形成した溝(ト
レンチ)にCVD(気相化学成長法)酸化膜等の絶縁膜
(素子分離用絶縁膜)を埋め込んでアイソレーション構
造を形成する技術に適用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device using a CMP (Chemic
Al Mechanical Polishing), for example, by embedding an insulating film (insulating film for element isolation) such as a CVD (vapor phase chemical growth) oxide film in a trench formed on the surface of a semiconductor substrate. The present invention relates to a technique which is effective when applied to a technique for forming an isolation structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置の製造における半導
体基板表面の平坦化技術の一つとして、CMP技術が知
られている。
2. Description of the Related Art As one of techniques for flattening the surface of a semiconductor substrate in manufacturing a semiconductor integrated circuit device, a CMP technique is known.

【0003】CMP技術については、たとえば、工業調
査会発行「電子材料」1996年5月号、P22〜P27に記載
されている。同文献には、要約すると「半導体デバイス
の製造において、最小加工寸法が次世代デバイスでは
0.35μm、そしてやがて0.25μmが用いられる
こと、そしてこれらの場合には、デバイス表面に段差が
存在するとステッパで十分な解像度が得られなくなるこ
とから、表面の凹凸や段差解消のために、グローバルな
平坦化が求められる。」旨記載されている。
[0003] The CMP technique is described in, for example, "Electronic Materials", May 1996, p. The document summarizes, "In the manufacture of semiconductor devices, the minimum processing dimension is 0.35 μm for next-generation devices, and eventually 0.25 μm, and in these cases, there is a step on the device surface. Since a stepper cannot provide sufficient resolution, global flattening is required to eliminate surface irregularities and steps. "

【0004】また、同文献には、絶縁膜へのアプリケー
ションとしてアイソレーション形成,メタル下層絶縁膜
形成,メタル層間絶縁膜形成、メタル膜へのアプリケー
ションとしてプラグ形成,配線形成,配線・プラグの同
時形成が挙げられている。
[0004] Further, in the document, isolation is formed as an application to an insulating film, a metal lower layer insulating film is formed, a metal interlayer insulating film is formed, and as a metal film, a plug is formed, a wiring is formed, and a wiring and a plug are simultaneously formed. Are listed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来、CMPによる平
坦化は半導体基板の表面(主面)の段差パターンに疎密
がある場合、研磨レートに差が生じ平坦化が悪くなる
(デイッシング効果)という問題がある。
Conventionally, flattening by CMP has a problem that when the step pattern on the surface (main surface) of the semiconductor substrate is uneven, the polishing rate is different and flattening is deteriorated (dishing effect). There is.

【0006】この問題を回避するために半導体基板表面
にレジストを塗布しドライエッチング技術により全面エ
ッチバックを行い、突出部上のCVD酸化膜部分を予め
削り取り、その後CMP処理を行う方法(特開平3-1481
55号, 特開平 6-61342号)や、デバイスパターンに凹凸
の疎密が生じないように予めダミーパターンをデバイス
パターンと同時に作り込む方法(米国特許5,292,689
号)が知られている。
In order to avoid this problem, a method in which a resist is applied to the surface of a semiconductor substrate, the whole surface is etched back by a dry etching technique, a portion of the CVD oxide film on the protruding portion is preliminarily cut, and then a CMP process is performed (Japanese Patent Laid-Open No. -1481
No. 55, JP-A-6-61342) and a method in which a dummy pattern is formed simultaneously with a device pattern in advance so that unevenness of the device pattern does not occur (US Pat. No. 5,292,689).
No.) is known.

【0007】しかし、前者の場合は、レジスト膜厚がパ
ターン密度や面積により不均一となり易く、ドライエッ
チング後の面内平坦の均一性が課題となる。
However, in the former case, the resist film thickness tends to be non-uniform depending on the pattern density and the area, and there is a problem in the uniformity of in-plane flatness after dry etching.

【0008】後者の場合は寄生容量の増加や寄生MOS
FET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect-Tra
nsistor)などの弊害やレイアウト設計上の煩雑さや規制
が生じるという問題がある。
In the latter case, the parasitic capacitance increases and the parasitic MOS increases.
FET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect-Tra
There are problems such as adverse effects such as nsistor), complexity in layout design, and restrictions.

【0009】本発明の目的は、半導体集積回路装置の製
造における化学的機械研磨処理において半導体基板表面
の平坦化を達成することにある。
An object of the present invention is to achieve a planarization of a semiconductor substrate surface in a chemical mechanical polishing process in the manufacture of a semiconductor integrated circuit device.

【0010】本発明の他の目的は、研磨箇所の疎密が大
きい半導体基板における半導体基板表面の平坦化を図る
ことにある。
[0010] Another object of the present invention is to planarize the surface of a semiconductor substrate in a semiconductor substrate in which the density of polished portions is large.

【0011】本発明の他の目的は、アイソレーション技
術に化学的機械研磨処理を適用した平坦化において、研
磨箇所の疎密を修正した後化学的機械研磨処理によって
平坦化を行う技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique for performing flattening by chemical mechanical polishing after correcting the density of polished portions in flattening by applying chemical mechanical polishing to isolation technology. It is in.

【0012】本発明の前記ならびにそのほかの目的と新
規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきら
かになるであろう。
[0012] The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.

【0014】(1)半導体基板の主面に形成した膜を化
学的機械研磨して前記半導体基板の主面を平坦化する半
導体集積回路装置の製造方法であって、前記膜上に選択
的にエッチングマスクを形成した後、前記エッチングマ
スクを使用して前記膜の盛り上がり部分を所定厚さエッ
チングし、その後前記エッチングマスクを除去し、つい
で前記膜を研磨処理する。
(1) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which a film formed on a main surface of a semiconductor substrate is chemically and mechanically polished to flatten the main surface of the semiconductor substrate, wherein a film is selectively formed on the film. After forming the etching mask, the raised portion of the film is etched by a predetermined thickness using the etching mask, the etching mask is removed, and the film is polished.

【0015】一例としては、半導体基板(シリコン基
板)の主面にパッド酸化膜を形成した後、前記パッド酸
化膜上に研磨速度が前記膜の研磨速度よりも遅い材質か
らなる研磨ストップ膜(Si34膜)を形成し、その後
ホトリソグラフィとエッチングによって溝(トレンチ)
を形成し、さらに前記半導体基板の主面上に素子分離
(アイソレーション)用絶縁膜としての膜(CVD酸化
膜)を前記溝を埋め尽くすように厚く形成する。
As an example, after a pad oxide film is formed on the main surface of a semiconductor substrate (silicon substrate), a polishing stop film (Si) made of a material whose polishing rate is lower than the polishing rate of the film is formed on the pad oxide film. 3 N 4 film) is formed, then the groove by photolithography and etching (trench)
Is formed on the main surface of the semiconductor substrate, and a film (CVD oxide film) as an insulating film for element isolation (isolation) is formed thickly so as to fill the trench.

【0016】前記エッチングマスクのパターンは、前記
溝形成時のホトリソグラフィ用マスクの露光パターンを
反転させた露光パターンとなっている。
The pattern of the etching mask is an exposure pattern obtained by inverting the exposure pattern of the photolithographic mask when forming the groove.

【0017】つぎに、前記エッチングマスクの開口部分
のCVD酸化膜の盛り上がり部分をエッチング(たとえ
ばウエットエッチング)して残留突出部分を少なくし、
研磨箇所の疎密を解消させて均一化した後、化学的機械
研磨処理を行って半導体基板主面の平坦化を図る。
Next, the protruding portion of the CVD oxide film at the opening of the etching mask is etched (for example, wet-etched) to reduce the remaining protruding portion.
After the density of the polished portion is eliminated and uniformized, the main surface of the semiconductor substrate is planarized by performing a chemical mechanical polishing process.

【0018】前記エッチングマスクの開口部が小さい場
合には、前記ウエットエッチングで使用するエッチング
液には前記開口部にエッチング液が入り易いような作用
をする界面活性剤を含ませても良い。
When the opening of the etching mask is small, the etchant used in the wet etching may contain a surfactant which acts so that the etching liquid easily enters the opening.

【0019】なお、前記エッチングマスクの開口部のパ
ターンは溝形成用マスクの対応するパターンと異なって
も良い。
The pattern of the opening of the etching mask may be different from the corresponding pattern of the groove forming mask.

【0020】(2)前記手段(1)の構成において、前
記エッチングを異方性ドライエッチングと、その後のウ
エットエッチングで行い、ついで化学的機械研磨処理に
よって半導体基板の平坦化を図る。
(2) In the configuration of the means (1), the etching is performed by anisotropic dry etching and subsequent wet etching, and then the semiconductor substrate is planarized by chemical mechanical polishing.

【0021】前記(1)の手段によれば、前記溝から外
れたCVD酸化膜(素子分離用絶縁膜)は盛り上がって
いるが、この盛り上がり部分は前記エッチングマスクを
使用したエッチングによって多くはその周縁部分を残し
て所定厚さ除去されるため、半導体基板主面各領域にお
ける前記盛り上がり部分の疎密の差が少なくなり、その
後の化学的機械研磨処理において半導体基板主面全域で
均一な研磨が可能となることから半導体基板主面の平坦
性が良好になる。
According to the above-mentioned means (1), the CVD oxide film (insulating insulating film for element isolation) which deviates from the trench is raised, but the raised portion is mostly etched by the etching using the etching mask. Since a predetermined thickness is removed while leaving the portion, the difference in the density of the raised portion in each region of the semiconductor substrate main surface is reduced, and uniform polishing over the entire semiconductor substrate main surface is possible in the subsequent chemical mechanical polishing process. Therefore, the flatness of the main surface of the semiconductor substrate is improved.

【0022】また、化学的機械研磨は前記研磨ストップ
膜がストッパとなることから、半導体基板主面全域での
研磨終了高さが一定となり、半導体基板主面の平坦化が
達成できる。
In chemical mechanical polishing, since the polishing stop film serves as a stopper, the polishing end height is constant over the entire main surface of the semiconductor substrate, and the main surface of the semiconductor substrate can be flattened.

【0023】また、前記エッチングはウエットエッチン
グで行われることから、エッチングマスクの開口部内に
入ったエッチング液で等方的なエッチングが行えること
になり、残留盛り上がり部が体積的に少なくなる。した
がって、化学的機械研磨処理による平坦化効果はより高
くなる。
Further, since the etching is performed by wet etching, isotropic etching can be performed with an etching solution that has entered the opening of the etching mask, and the residual swelling portion is reduced in volume. Therefore, the planarization effect by the chemical mechanical polishing process is higher.

【0024】また、界面活性剤を含むエッチング液を使
用してウエットエッチングした場合、エッチングマスク
の開口部が小さくてもエッチング液が開口部に入るた
め、エッチングが効率的に行え、化学的機械研磨処理に
よる半導体基板主面の平坦化が確実になる。
When wet etching is performed using an etching solution containing a surfactant, the etching solution can enter the opening even if the opening of the etching mask is small. The flattening of the main surface of the semiconductor substrate by the processing is ensured.

【0025】また、前記エッチングマスクのパターン
は、溝形成時のホトリソグラフィ用マスクの露光パター
ンを反転させたパターンとすることから、エッチングマ
スクの形成が容易になる。
Further, since the pattern of the etching mask is a pattern obtained by inverting the exposure pattern of the photolithographic mask at the time of forming the groove, the formation of the etching mask is facilitated.

【0026】前記(2)の手段によれば、素子分離用絶
縁膜の盛り上がり部分を、最初の異方性ドライエッチン
グによってある程度低くした後、等方性エッチング効果
の高いウエットエッチングで前記盛り上がり部分全体を
再びエッチングすることから、盛り上がり部分の残留領
域は少なくなり、その後の化学的機械研磨処理での平坦
化精度がさらに高くなる。
According to the means (2), after the raised portion of the insulating film for element isolation is reduced to some extent by the first anisotropic dry etching, the entire raised portion is wet-etched with a high isotropic etching effect. Is etched again, the remaining area of the raised portion is reduced, and the flattening accuracy in the subsequent chemical mechanical polishing is further improved.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を
説明するための全図において、同一機能を有するものは
同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments of the present invention, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0028】(実施形態1)図1乃至図14は本発明の
実施形態1である半導体集積回路装置の製造方法に係わ
る図である。
(Embodiment 1) FIGS. 1 to 14 relate to a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 1 of the present invention.

【0029】本実施形態1では、アイソレーション技術
に化学的機械研磨処理(CMP処理)を適用して半導体
基板表面(主面)の平坦化を図った後、素子分離用絶縁
膜で囲まれた一つの活性領域(アクティブ領域)にMO
SFETを形成する例について説明する。
In the first embodiment, the surface (main surface) of the semiconductor substrate is flattened by applying a chemical mechanical polishing process (CMP process) to the isolation technique, and then surrounded by an insulating film for element isolation. MO in one active area (active area)
An example of forming an SFET will be described.

【0030】半導体基板主面の平坦化処理は、図2のフ
ローチャートで示すように、半導体基板を用意(ステッ
プ101)、パッド酸化膜形成(ステップ102)、研
磨ストップ膜形成(ステップ103)、トレンチ形成
(ステップ104)、埋め込み絶縁膜形成(ステップ1
05)、エッチングマスク形成(ステップ106)、エ
ッチング(ステップ107)、CMP処理(ステップ1
08)、研磨ストップ膜除去(ステップ109)の各工
程を経て行われる。
As shown in the flow chart of FIG. 2, the semiconductor substrate main surface is planarized by preparing a semiconductor substrate (Step 101), forming a pad oxide film (Step 102), forming a polishing stop film (Step 103), and forming a trench. Formation (Step 104), buried insulating film formation (Step 1)
05), etching mask formation (step 106), etching (step 107), CMP processing (step 1)
08), and the removal of the polishing stop film (step 109).

【0031】最初に、図3に示すように、たとえばp型
の単結晶珪素からなる半導体基板(シリコン基板)1を
用意した(ステップ101)後、前記半導体基板1の主
面(上面)にパッド酸化膜2および研磨ストップ膜3を
順次形成する(ステップ102およびステップ10
3)。
First, as shown in FIG. 3, after preparing a semiconductor substrate (silicon substrate) 1 made of, for example, p-type single crystal silicon (step 101), pads are formed on the main surface (upper surface) of the semiconductor substrate 1. An oxide film 2 and a polishing stop film 3 are sequentially formed (Step 102 and Step 10).
3).

【0032】前記パッド酸化膜2は、たとえば10〜5
0nm程度の厚さの酸化珪素膜(SiO2膜)である。
また、前記研磨ストップ膜3は、たとえば100〜15
0nm程度の窒化珪素膜(Si34膜)である。
The pad oxide film 2 is, for example, 10 to 5
It is a silicon oxide film (SiO 2 film) having a thickness of about 0 nm.
Further, the polishing stop film 3 is, for example, 100 to 15
It is a silicon nitride film (Si 3 N 4 film) of about 0 nm.

【0033】使用するスラリーによっても異なるが、一
般に使用されているスラリーによるCMP処理において
は、前記Si34膜はSiO2膜に比較して2〜3倍程
度研磨速度が遅く、SiO2膜をCMP処理する場合、
Si34膜は充分研磨ストップ膜として作用し、半導体
基板1の全域の研磨高さを一定にすることに寄与し、半
導体基板1の主面の平坦化が可能になる。
[0033] varies depending slurry used in the CMP process by a slurry that is commonly used, the the Si 3 N 4 film is slow 2-3 times polishing rate compared to the SiO 2 film, a SiO 2 film When CMP processing is performed,
The Si 3 N 4 film sufficiently functions as a polishing stop film, contributes to making the polishing height of the entire region of the semiconductor substrate 1 constant, and enables the main surface of the semiconductor substrate 1 to be flattened.

【0034】つぎに、図4に示すように、常用のホトリ
ソグラフィ技術とエッチング技術によって溝(トレン
チ)4を形成する(ステップ104)。溝4に囲まれた
領域は独立した半導体領域5となる。図4では左側に半
導体領域5が寄り集まった密領域6を示し、右側に単一
の半導体領域5が位置する疎領域7を模式的に示してあ
る。
Next, as shown in FIG. 4, a trench (trench) 4 is formed by ordinary photolithography and etching (step 104). The region surrounded by the groove 4 becomes an independent semiconductor region 5. In FIG. 4, a dense region 6 in which the semiconductor regions 5 are gathered is shown on the left side, and a sparse region 7 in which a single semiconductor region 5 is located is schematically shown on the right side.

【0035】つぎに、図5に示すように半導体基板1の
主面全域に、たとえばCVD酸化膜(SiO2膜)から
なる絶縁膜8を形成する(ステップ105)。前記トレ
ンチ4に囲まれた半導体領域5上の絶縁膜8は盛り上が
り部分9となる。
Next, as shown in FIG. 5, an insulating film 8 made of, for example, a CVD oxide film (SiO 2 film) is formed over the entire main surface of the semiconductor substrate 1 (step 105). The insulating film 8 on the semiconductor region 5 surrounded by the trench 4 becomes a raised portion 9.

【0036】前記盛り上がり部分9の領域は、図1に示
すように、密領域6では多くなり、疎領域7では少なく
なる。
As shown in FIG. 1, the area of the raised portion 9 increases in the dense area 6 and decreases in the sparse area 7.

【0037】前記絶縁膜8は、後述するようにCMP処
理によって所定の厚さ除去され、前記溝4部分のみに素
子分離用絶縁膜が埋め込まれる状態になる。
The insulating film 8 is removed by a predetermined thickness by a CMP process as described later, so that only the trench 4 is filled with the element isolating insulating film.

【0038】この結果、溝4によって囲まれた半導体領
域5は活性領域10として使用できるようになる。
As a result, the semiconductor region 5 surrounded by the trench 4 can be used as the active region 10.

【0039】前記素子分離用絶縁膜はロジックやメモリ
ー等の各素子を区画するフィールド絶縁膜や、メモリー
等の各セルを絶縁的に分離する絶縁膜となる。
The insulating film for element isolation is a field insulating film for partitioning each element such as logic and memory, and an insulating film for insulating each cell such as memory.

【0040】メモリー等では活性領域10が密に配置さ
れる(密領域6)ことから、素子分離用絶縁膜を形成す
るための絶縁膜8による盛り上がり部分9の領域が多く
なり、CMP処理による研磨面積が広くなり、研磨レー
トが遅くなる。
In a memory or the like, since the active regions 10 are densely arranged (dense region 6), the region of the raised portion 9 by the insulating film 8 for forming the insulating film for element isolation is increased, and the region is polished by the CMP process. The area increases, and the polishing rate decreases.

【0041】これに対して、フィールド絶縁膜中に活性
領域10が散在する部分では、絶縁膜8の盛り上がり部
分9の領域は少なくなり(疎領域7)、研磨面積は小さ
くなるため、研磨レートは速くなる。
On the other hand, in the portion where the active regions 10 are scattered in the field insulating film, the region of the raised portion 9 of the insulating film 8 is reduced (sparse region 7), and the polishing area is reduced. Be faster.

【0042】したがって、一枚の半導体基板1をCMP
した場合、研磨代に疎密があることから、全面で均一な
研磨が行えなくなり、平坦性が悪くなる。そこで、本実
施形態1では、各研磨部分の研磨面積を減少させるとと
もに、活性領域10の疎密に係わらず研磨箇所を分散さ
せて研磨の均一化を図り、半導体基板1の研磨の平坦化
を図るようにする。
Therefore, one semiconductor substrate 1 is
In this case, uniform polishing cannot be performed on the entire surface due to unevenness in the polishing allowance, and the flatness deteriorates. Therefore, in the first embodiment, the polishing area of each polishing portion is reduced, and the polishing locations are dispersed regardless of the density of the active regions 10 to achieve uniform polishing, and the polishing of the semiconductor substrate 1 is planarized. To do.

【0043】そこで、図6および図1に示すように、つ
ぎに前記半導体領域5(活性領域10)に対応した部分
に開口部11を有するエッチングマスク12を形成する
(ステップ106)。エッチングマスク12は、半導体
基板1の主面全域に形成したホトレジスト膜を選択的に
露光しかつ現像することによって形成される。前記ホト
レジスト膜の露光は、前記溝4を形成する際使用したホ
トリソグラフィ用マスクの露光パターンを反転させた露
光パターンを有するマスクを用いて行う。
Then, as shown in FIGS. 6 and 1, an etching mask 12 having an opening 11 in a portion corresponding to the semiconductor region 5 (active region 10) is formed (step 106). The etching mask 12 is formed by selectively exposing and developing a photoresist film formed over the entire main surface of the semiconductor substrate 1. The exposure of the photoresist film is performed using a mask having an exposure pattern obtained by inverting the exposure pattern of the photolithography mask used when forming the grooves 4.

【0044】つぎに、前記エッチングマスク12を用い
て前記絶縁膜8を所定厚さエッチングする(ステップ1
07)。エッチングはたとえば、等方性エッチングが可
能なウエットエッチングによって行う。この結果、エッ
チングによって盛り上がり部分9の大部分は除去され、
わずかに部分9の周縁部分が盛り上がり残留部13とし
て残る。
Next, the insulating film 8 is etched to a predetermined thickness using the etching mask 12 (step 1).
07). The etching is performed by, for example, wet etching that enables isotropic etching. As a result, most of the raised portion 9 is removed by etching,
The edge portion of the portion 9 slightly rises and remains as the remaining portion 13.

【0045】なお、前記開口部11が小さい場合には、
開口部11内にエッチング液が入り込み易くするために
エッチング液に界面活性剤を添加させる。
When the opening 11 is small,
A surfactant is added to the etchant to make it easier for the etchant to enter the opening 11.

【0046】また、密領域6では、エッチングは隣接す
る盛り上がり部分にまで及ぶことから、近接する盛り上
がり部分の境も除去されることになり、前記盛り上がり
残留部13は密領域6の外周部分のみとなる。この結
果、半導体基板1の主面において、絶縁膜の盛り上がり
部分に疎密があっても、CMP処理の対象となる部分は
前記盛り上がり残留部13であることから、研磨箇所は
半導体基板1の全域において均一化される(図7参
照)。
In the dense region 6, since the etching extends to the adjacent raised portion, the boundary between the adjacent raised portions is also removed. Become. As a result, even if the insulating film has a raised portion on the main surface of the semiconductor substrate 1, the portion to be subjected to the CMP process is the raised remaining portion 13. It is made uniform (see FIG. 7).

【0047】つぎに、図7に示すように、前記エッチン
グマスク12を除去した後、半導体基板1の主面を化学
的機械研磨処理(CMP処理)して、図8に示すよう
に、半導体基板1の主面を平坦化する。なお、図1の二
点鎖線部分がCMP処理による最終研磨高さAである。
Next, as shown in FIG. 7, after the etching mask 12 is removed, the main surface of the semiconductor substrate 1 is subjected to chemical mechanical polishing (CMP), and as shown in FIG. 1 is flattened. Note that the two-dot chain line in FIG. 1 is the final polishing height A by the CMP process.

【0048】CMP処理では、図7に示すように、半導
体基板1の主面において、活性領域10が密領域6でも
疎領域7でも盛り上がり残留部13の量は大きく変わら
なくなり、絶縁膜8の盛り上がり部分9を直接研磨する
従来の場合に比較して研磨が半導体基板1の主面全域で
均一化されるため、半導体基板1の主面全域で平均化さ
れた研磨が可能となり、研磨の平坦化が達成できる。
In the CMP process, as shown in FIG. 7, in the main surface of the semiconductor substrate 1, the active region 10 rises irrespective of whether the active region 10 is the dense region 6 or the sparse region 7. Since the polishing is uniform over the entire main surface of the semiconductor substrate 1 as compared with the conventional case where the portion 9 is directly polished, the averaged polishing over the entire main surface of the semiconductor substrate 1 is possible, and the polishing is flattened. Can be achieved.

【0049】また、前記研磨ストップ膜3がCVD酸化
膜からなる絶縁膜8に比較して三倍程度研磨速度が遅い
ことから、本実施形態1のように前記研磨ストップ膜3
を残すようにして研磨を行えば、研磨ストップ膜3が研
磨ストッパとして作用するため、半導体基板1の主面の
平坦化が確実になる。
Since the polishing rate of the polishing stop film 3 is about three times lower than that of the insulating film 8 made of a CVD oxide film, the polishing stop
If the polishing is carried out so as to leave, the polishing stop film 3 acts as a polishing stopper, so that the main surface of the semiconductor substrate 1 is reliably flattened.

【0050】前記溝4に残留するCVD酸化膜は素子分
離用絶縁膜15となり、素子分離用絶縁膜15に囲まれ
た半導体領域5は素子等を形成する活性領域10として
使用できる。
The CVD oxide film remaining in the trench 4 becomes an insulating film 15 for element isolation, and the semiconductor region 5 surrounded by the insulating film 15 for element isolation can be used as an active region 10 for forming an element or the like.

【0051】つぎに、図9に示すように、パッド酸化膜
2上の研磨ストップ膜3をエッチング除去する。
Next, as shown in FIG. 9, the polishing stop film 3 on the pad oxide film 2 is removed by etching.

【0052】つぎに、平坦化処理が終了した半導体基板
1の活性領域10にMOSFETが形成される状態につ
いて、図10乃至図14を用いて説明する。
Next, a state in which a MOSFET is formed in the active region 10 of the semiconductor substrate 1 after the planarization has been completed will be described with reference to FIGS.

【0053】前記半導体基板1の主面のパッド酸化膜2
をフッ化水素液等によるエッチングによって除去した
後、図10に示すように、半導体基板1の主面に絶縁膜
20を所定の厚さに形成するとともに、この絶縁膜20
上に電極形成膜21を形成する。たとえば、前記絶縁膜
20はゲート絶縁膜を形成するための熱酸化膜(SiO
2膜)であり、前記電極形成膜21はゲート電極を形成
するためのポリシリコン膜である。
Pad oxide film 2 on the main surface of semiconductor substrate 1
Is removed by etching with a hydrogen fluoride solution or the like, as shown in FIG. 10, an insulating film 20 is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1 to a predetermined thickness.
An electrode forming film 21 is formed thereon. For example, the insulating film 20 is a thermal oxide film (SiO 2) for forming a gate insulating film.
2 ), and the electrode forming film 21 is a polysilicon film for forming a gate electrode.

【0054】つぎに、常用のホトリソグラフィ技術とエ
ッチング技術によって前記電極形成膜21と絶縁膜20
を選択的にエッチングして、図11に示すようにゲート
絶縁膜(ゲート酸化膜)22と、ゲート電極23を形成
する。
Next, the electrode forming film 21 and the insulating film 20 are formed by a usual photolithography technique and etching technique.
Is selectively etched to form a gate insulating film (gate oxide film) 22 and a gate electrode 23 as shown in FIG.

【0055】つぎに、図12に示すように、半導体基板
1の主面に選択的に絶縁膜25を形成し、この絶縁膜2
5の一対の開口部26から活性領域10の表層部分にn
型の不純物を打ち込むとともにアニールしてソース領域
およびドレイン領域である一対のn型の半導体領域3
0,31を形成する。
Next, as shown in FIG. 12, an insulating film 25 is selectively formed on the main surface of the semiconductor substrate 1.
5 from the pair of openings 26 to the surface layer of the active region 10
Is implanted and annealed to form a pair of n-type semiconductor regions 3 serving as source and drain regions.
0, 31 are formed.

【0056】つぎに、図13に示すように、半導体基板
1の主面に選択的に配線32,33を形成する。前記配
線32,33はそれぞれ前記半導体領域30,31に電
気的に接続される。
Next, as shown in FIG. 13, wirings 32 and 33 are selectively formed on the main surface of the semiconductor substrate 1. The wirings 32 and 33 are electrically connected to the semiconductor regions 30 and 31, respectively.

【0057】つぎに、図14に示すように半導体基板1
の主面に選択的に絶縁膜35を形成し、絶縁膜配線3
2,33を被う。これによりMOSFETQが形成され
る。
Next, as shown in FIG.
The insulating film 35 is selectively formed on the main surface of the
Cover 2,33. Thereby, MOSFET Q is formed.

【0058】本実施形態1の半導体集積回路装置の製造
方法によれば、以下の効果を奏する。
According to the method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device of the first embodiment, the following effects can be obtained.

【0059】(1)活性領域上の絶縁膜(CVD酸化
膜)は高く盛り上がり、前記活性領域を囲む溝上の絶縁
膜は低くなっている。したがって、活性領域が密に配置
される半導体基板領域(密領域)はCMP処理における
研磨面積(研磨量)が大きく、活性領域が疎らに配置さ
れる半導体基板領域(疎領域)はCMP処理における研
磨面積(研磨量)が少ない。本実施形態1では、前記活
性領域に対応する部分に開口部を有するエッチングマス
クを用いて前記絶縁膜の盛り上がり部分をその周縁部分
を除いて除去すること、また密領域では隣接する盛り上
がり部分はその境界部分も除去されて密領域の周縁部分
のみ盛り上がり残留部が残ることから、研磨される盛り
上がり残留部の分布は均一化され、かつ研磨面積も大幅
に小さくなるため、半導体基板主面の平坦化が可能とな
る。
(1) The insulating film (CVD oxide film) on the active region rises high, and the insulating film on the trench surrounding the active region is low. Therefore, a semiconductor substrate region (dense region) in which active regions are densely arranged has a large polishing area (polishing amount) in the CMP process, and a semiconductor substrate region (sparse region) in which the active regions are sparsely arranged is subjected to polishing in the CMP process. The area (polishing amount) is small. In the first embodiment, the protruding portion of the insulating film is removed except for the peripheral portion thereof using an etching mask having an opening in a portion corresponding to the active region. Since the boundary portion is also removed and only the peripheral portion of the dense region has a raised residual portion, the distribution of the bulged residual portion to be polished is uniform and the polished area is significantly reduced, so that the main surface of the semiconductor substrate is flattened. Becomes possible.

【0060】(2)本実施形態1の半導体集積回路装置
の製造方法によれば、各活性領域の表面のパッド酸化膜
上には、SiO2膜に比較して研磨レートが低い研磨ス
トップ膜が設けられていることから、化学的機械研磨処
理時、前記研磨ストップ膜が研磨のストッパとして作用
するため、半導体基板主面全域での研磨終了高さが一定
となり、半導体基板主面の平坦化が達成できる。
(2) According to the method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device of the first embodiment, the polishing stop film having a lower polishing rate than the SiO 2 film is formed on the pad oxide film on the surface of each active region. Since the polishing stop film acts as a polishing stopper during the chemical mechanical polishing process, the polishing end height over the entire semiconductor substrate main surface is constant, and the semiconductor substrate main surface is flattened. Can be achieved.

【0061】(3)本実施形態1によれば、絶縁膜を選
択的に除去するエッチングはウエットエッチングで行わ
れることから、エッチングマスクの開口部内に入ったエ
ッチング液は等方的なエッチングを行い、残留盛り上が
り部を面積的に少なくすることができる。したがって、
化学的機械研磨処理による平坦化効果はより高くなる。
(3) According to the first embodiment, since the etching for selectively removing the insulating film is performed by wet etching, the etching solution entering the opening of the etching mask performs isotropic etching. In addition, the residual swell can be reduced in area. Therefore,
The planarization effect by the chemical mechanical polishing process is higher.

【0062】(4)本実施形態1によれば、前記エッチ
ングにおいて、界面活性剤を含むエッチング液を使用し
てウエットエッチングした場合、エッチングマスクの開
口部が小さくてもエッチング液が開口部に入るため、エ
ッチングが効率的に行え、化学的機械研磨処理による半
導体基板主面の平坦化が確実になる。
(4) According to the first embodiment, when wet etching is performed using an etching solution containing a surfactant in the above-described etching, the etching solution enters the opening even if the opening of the etching mask is small. Therefore, the etching can be performed efficiently, and the main surface of the semiconductor substrate can be reliably flattened by the chemical mechanical polishing process.

【0063】(5)本実施形態1によれば、前記エッチ
ングにおいて用いるエッチングマスクの露光パターン
は、溝形成時のホトリソグラフィ用マスクの露光パター
ンの反転パターンとなることから、エッチングマスクの
レイアウト処理が容易になる。
(5) According to the first embodiment, since the exposure pattern of the etching mask used in the etching is an inverted pattern of the exposure pattern of the photolithography mask at the time of forming the groove, the layout processing of the etching mask is not performed. It will be easier.

【0064】(6)本実施形態1の半導体集積回路装置
の製造方法によれば、素子分離用絶縁膜の形成時におい
て、半導体基板主面の平坦化が良好となり、微細パター
ンの加工が可能となるため、高集積度の半導体集積回路
装置を高歩留りで製造することができる。
(6) According to the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the first embodiment, the flattening of the main surface of the semiconductor substrate is improved when the insulating film for element isolation is formed, so that a fine pattern can be processed. Therefore, a highly integrated semiconductor integrated circuit device can be manufactured with a high yield.

【0065】(実施形態2)図15は本発明の実施形態
2である半導体集積回路装置の製造方法において絶縁膜
を選択的にエッチングした状態を示す一部の断面図であ
る。
(Embodiment 2) FIG. 15 is a partial cross-sectional view showing a state where an insulating film is selectively etched in a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 2 of the present invention.

【0066】本実施形態2においては、絶縁膜8の盛り
上がり部分9を選択的にエッチングする場合、2回のエ
ッチング処理でエッチングを行う。すなわち、最初のエ
ッチングは異方性ドライエッチングによって行い、盛り
上がり部分9を所定の厚さにする。
In the second embodiment, when the raised portion 9 of the insulating film 8 is selectively etched, the etching is performed by two etching processes. That is, the first etching is performed by anisotropic dry etching, and the raised portion 9 has a predetermined thickness.

【0067】つぎに、等方性エッチングであるウエット
エッチングによって2回目のエッチングを行い、活性領
域10(半導体領域5)上のエッチング平坦面40と溝
4上の絶縁膜8の平坦面41の高さを略近似させる。
Next, a second etching is performed by wet etching which is an isotropic etching, and the height of the flat surface 40 of the etching on the active region 10 (semiconductor region 5) and the flat surface 41 of the insulating film 8 on the groove 4 are increased. Approximate the approximation.

【0068】その後、化学的機械研磨処理を行い半導体
基板1の主面の平坦化を図る。
Thereafter, the main surface of the semiconductor substrate 1 is planarized by performing a chemical mechanical polishing process.

【0069】本実施形態2の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記実施形態1と同様の効果を有するととも
に、以下の効果を有する。
The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment has the same effects as those of the first embodiment, and also has the following effects.

【0070】すなわち、絶縁膜(素子分離用絶縁膜)の
盛り上がり部分を、最初の異方性ドライエッチングによ
ってある程度低くした後、等方性エッチング効果の高い
ウエットエッチングで前記盛り上がり部分全体を再びエ
ッチングすることから、盛り上がり部分の残留領域は少
なくなり、その後の化学的機械研磨処理での平坦化精度
がさらに高くなる。
That is, after the raised portion of the insulating film (insulating film for element isolation) is reduced to some extent by the first anisotropic dry etching, the entire raised portion is etched again by wet etching having a high isotropic etching effect. Therefore, the remaining area of the raised portion is reduced, and the flattening accuracy in the subsequent chemical mechanical polishing process is further improved.

【0071】(実施形態3)図16乃至図19は本発明
の実施形態3である半導体集積回路装置の製造方法に係
わる図である。
(Embodiment 3) FIGS. 16 to 19 are diagrams relating to a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 3 of the present invention.

【0072】本実施形態3は、半導体基板の主面に溝を
形成する場合、露光時のマスク合わせ等に使用する位置
合わせマークを形成した場合に有効な方法である。
The third embodiment is an effective method when a groove is formed on the main surface of a semiconductor substrate, or when an alignment mark used for mask alignment at the time of exposure is formed.

【0073】図16は、半導体基板1の主面に、たとえ
ば溝4によって十文字状の位置合わせマーク45を形成
した断面図である。位置合わせマーク45は半導体領域
5からなり、表面にはパッド酸化膜2および研磨ストッ
プ膜3が形成されている。また、半導体基板1の主面に
設けられたCVD酸化膜からなる絶縁膜8は、開口部1
1を有するエッチングマスク12を使用して、ウエット
エッチングによってエッチングされている。
FIG. 16 is a cross-sectional view in which a cross-shaped alignment mark 45 is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1 by, for example, the groove 4. The alignment mark 45 is composed of the semiconductor region 5, and the pad oxide film 2 and the polishing stop film 3 are formed on the surface. The insulating film 8 made of a CVD oxide film provided on the main surface of the semiconductor substrate 1 has an opening 1
It has been etched by wet etching using an etching mask 12 having 1.

【0074】本実施形態3では、位置合わせマーク45
の寸法に比較して前記開口部11の寸法を大きくしてあ
り、またエッチングは研磨ストップ膜3を越えて深くエ
ッチングしてある。
In the third embodiment, the alignment mark 45
The size of the opening 11 is larger than that of the above-mentioned size, and the etching is deeper than the polishing stop film 3.

【0075】このような半導体基板1は、つぎに図17
に示すように、エッチングマスク12が除去される。
Such a semiconductor substrate 1 will be described next with reference to FIG.
As shown in FIG. 7, the etching mask 12 is removed.

【0076】つぎに、半導体基板1の主面は化学的機械
研磨処理によって、図18に示すように、平坦化処理さ
れる。化学的機械研磨処理は前記研磨ストップ膜3の中
断で終了されることから、研磨ストップ膜3の周囲に
は、エッチングによる円弧面46が残留する。
Next, the main surface of the semiconductor substrate 1 is planarized by chemical mechanical polishing as shown in FIG. Since the chemical mechanical polishing process is terminated when the polishing stop film 3 is interrupted, an arc surface 46 by etching remains around the polishing stop film 3.

【0077】つぎに、図19に示すように、研磨ストッ
プ膜3を除去する。研磨ストップ膜3の周囲の面は半導
体基板1の主面に垂直になる面であるとともに、この面
は前記円弧面46に交差することから、その交差縁は鋭
利となり、位置合わせマーク45は鮮明に観察できるよ
うになる。
Next, as shown in FIG. 19, the polishing stop film 3 is removed. The peripheral surface of the polishing stop film 3 is a surface perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate 1, and since this surface intersects the arc surface 46, the intersection edge is sharp and the alignment mark 45 is sharp. To be able to observe.

【0078】本実施形態3によれば、エッチングマスク
12の一部の開口部11の寸法を変えることによって、
マスク合わせのための位置合わせマークを顕在化させる
工程が不要となる。
According to the third embodiment, by changing the size of a part of the opening 11 of the etching mask 12,
The step of exposing the alignment mark for mask alignment becomes unnecessary.

【0079】すなわち、従来では化学的機械研磨処理を
行うと半導体基板1の主面は平坦化され、位置合わせが
困難となることから、化学的機械研磨処理後に再び位置
合わせマークを顕在化させる工程が必要であるが、本実
施形態3によればこの工程は不要となり、半導体集積回
路装置の製造コストの低減が可能になる。
That is, conventionally, when the chemical mechanical polishing process is performed, the main surface of the semiconductor substrate 1 is flattened and the alignment becomes difficult. Therefore, the step of revising the alignment mark after the chemical mechanical polishing process is performed. However, according to the third embodiment, this step becomes unnecessary, and the manufacturing cost of the semiconductor integrated circuit device can be reduced.

【0080】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say.

【0081】また、前記実施形態では、素子分離用絶縁
膜形成時の半導体基板主面の平坦化に本発明を適用した
例について説明したが、他の絶縁膜形成時の半導体基板
主面の平坦化や、配線の平坦化にも同様に適用し同様の
効果を得ることができる。
In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to flatten the main surface of the semiconductor substrate when forming the insulating film for element isolation has been described. The same effect can be obtained by applying the same method to the formation of the wiring and the flattening of the wiring.

【0082】[0082]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0083】(1)半導体基板の主面に設けた素子分離
用絶縁膜形成のための絶縁膜を化学的機械研磨処理によ
って平坦化するに際して、前記絶縁膜上に活性領域に対
応した開口部を有するエッチングマスクを形成した後、
このエッチングマスクを利用してウエットエッチングし
て前記活性領域上に盛り上がった絶縁膜部分(盛り上が
り部分)を所定厚さエッチングするため、盛り上がり残
留部は絶縁膜活性領域の周縁部分のみとなるとともに、
活性領域が密になる領域では隣接する盛り上がり部分を
もエッチング除去するため、盛り上がり残留部は密領域
では周縁部分のみとなり、半導体基板主面各領域におけ
る前記盛り上がり部分の疎密の差が少なくなり、その後
の化学的機械研磨処理において半導体基板主面全域で均
一な研磨が可能となることから半導体基板主面の平坦性
が良好になる。
(1) When an insulating film provided on the main surface of a semiconductor substrate for forming an insulating film for element isolation is planarized by chemical mechanical polishing, an opening corresponding to an active region is formed on the insulating film. After forming an etching mask having
Since the insulating film portion (elevated portion) raised on the active region by wet etching using this etching mask is etched to a predetermined thickness, the raised residual portion becomes only the peripheral portion of the insulating film active region.
In the region where the active region becomes dense, the adjacent raised portion is also etched away, so that the raised portion remains only in the peripheral portion in the dense region, and the difference in the density of the raised portion in each region of the semiconductor substrate main surface is reduced. In this chemical mechanical polishing process, uniform polishing can be performed over the entire main surface of the semiconductor substrate, thereby improving the flatness of the main surface of the semiconductor substrate.

【0084】(2)化学的機械研磨は前記研磨ストップ
膜の表面がストップ面となることから、半導体基板主面
全域での研磨終了高さが一定となり、半導体基板主面の
平坦化が達成できる。
(2) In chemical mechanical polishing, since the surface of the polishing stop film serves as a stop surface, the polishing end height over the entire semiconductor substrate main surface is constant, and the semiconductor substrate main surface can be flattened. .

【0085】(3)エッチングはウエットエッチングで
行われることから、エッチングマスクの開口部内に入っ
たエッチング液で等方的なエッチングが行えることにな
り、残留盛り上がり部が面積的に少なくなる。したがっ
て、化学的機械研磨処理による平坦化効果はより高くな
る。
(3) Since the etching is performed by wet etching, isotropic etching can be performed with an etching solution contained in the opening of the etching mask, and the area of the remaining swelling is reduced. Therefore, the planarization effect by the chemical mechanical polishing process is higher.

【0086】(4)エッチングマスクのパターンは、溝
形成時のホトリソグラフィ用マスクの露光パターンの反
転パターンとすることから、エッチングマスクの形成が
容易になる。
(4) Since the pattern of the etching mask is an inverted pattern of the exposure pattern of the photolithographic mask when the groove is formed, the formation of the etching mask becomes easy.

【0087】(5)素子分離用絶縁膜形成時の半導体基
板主面の平坦化が行えることから、その後において微細
パターン加工が可能となり、集積度の高い半導体集積回
路装置を高歩留りで製造することができる。
(5) Since the main surface of the semiconductor substrate can be flattened at the time of forming the element isolation insulating film, fine pattern processing can be performed thereafter, and a highly integrated semiconductor integrated circuit device can be manufactured at a high yield. Can be.

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

【図1】本発明の実施形態1である半導体集積回路装置
の製造方法における素子分離用絶縁膜の平坦化を説明す
る一部の断面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating flattening of an isolation insulating film in a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態1の半導体集積回路装置の製造方法
における素子分離用絶縁膜の平坦化方法を示すフローチ
ャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for planarizing an isolation insulating film in a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment.

【図3】本実施形態1の半導体集積回路装置の製造方法
において、表面にパッド酸化膜と研磨ストップ膜を形成
した半導体基板を示す一部の断面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a semiconductor substrate having a pad oxide film and a polishing stop film formed on a surface in the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment.

【図4】本実施形態1の半導体集積回路装置の製造方法
において、表面にトレンチを形成した半導体基板を示す
一部の断面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a semiconductor substrate having a trench formed on a surface in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment.

【図5】本実施形態1の半導体集積回路装置の製造方法
において、半導体基板の表面に絶縁膜を設けた半導体基
板を示す一部の断面図である。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a semiconductor substrate in which an insulating film is provided on a surface of the semiconductor substrate in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment.

【図6】本実施形態1の半導体集積回路装置の製造方法
において、絶縁膜を選択的にエッチングした半導体基板
を示す一部の断面図である。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a semiconductor substrate in which an insulating film is selectively etched in the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment.

【図7】本実施形態1の半導体集積回路装置の製造方法
において、エッチングマスクを除去した半導体基板を示
す一部の断面図である。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing the semiconductor substrate from which the etching mask has been removed in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the first embodiment.

【図8】本実施形態1の半導体集積回路装置の製造方法
において、表面をCMP処理によって平坦化した半導体
基板を示す一部の断面図である。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a semiconductor substrate having a surface flattened by a CMP process in the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment.

【図9】本実施形態1の半導体集積回路装置の製造方法
において、研磨ストップ膜を除去した半導体基板を示す
一部の断面図である。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing the semiconductor substrate from which the polishing stop film has been removed in the method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment.

【図10】本実施形態1の半導体集積回路装置の製造方
法において、平坦化処理された半導体基板に絶縁膜およ
び電極形成膜を形成した状態を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which an insulating film and an electrode forming film are formed on the planarized semiconductor substrate in the method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment.

【図11】本実施形態1の半導体集積回路装置の製造方
法において、ゲート絶縁膜およびゲート電極を形成した
半導体基板を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a semiconductor substrate on which a gate insulating film and a gate electrode are formed in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment.

【図12】本実施形態1の半導体集積回路装置の製造方
法において、ソース・ドレイン領域となる半導体領域を
形成した半導体基板を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a semiconductor substrate on which semiconductor regions to be source / drain regions are formed in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment.

【図13】本実施形態1の半導体集積回路装置の製造方
法において、ソース・ドレイン領域に接続される配線を
形成した半導体基板を示す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a semiconductor substrate on which wirings connected to source / drain regions are formed in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the first embodiment.

【図14】本実施形態1の半導体集積回路装置の製造方
法において形成されたMOSFET部分を示す断面図で
ある。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a MOSFET portion formed in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment.

【図15】本発明の実施形態2である半導体集積回路装
置の製造方法において絶縁膜を選択的にエッチングした
状態を示す一部の断面図である。
FIG. 15 is a partial cross-sectional view showing a state where an insulating film is selectively etched in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention;

【図16】本発明の実施形態3である半導体集積回路装
置の製造方法において、絶縁膜を選択的にエッチングし
た半導体基板を示す一部の断面図である。
FIG. 16 is a partial cross-sectional view showing a semiconductor substrate in which an insulating film is selectively etched in a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention.

【図17】本実施形態3の半導体集積回路装置の製造方
法において、エッチングマスクを除去した半導体基板を
示す一部の断面図である。
FIG. 17 is a partial cross-sectional view showing a semiconductor substrate from which an etching mask has been removed in the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment.

【図18】本実施形態3の半導体集積回路装置の製造方
法において、表面をCMP処理によって平坦化した半導
体基板を示す一部の断面図である。
FIG. 18 is a partial cross-sectional view showing a semiconductor substrate whose surface is flattened by a CMP process in the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment.

【図19】本実施形態3の半導体集積回路装置の製造方
法において、研磨ストップ膜を除去した半導体基板を示
す一部の断面図である。
FIG. 19 is a partial cross-sectional view showing the semiconductor substrate from which the polishing stop film has been removed in the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板、2…パッド酸化膜、3…研磨ストップ
膜、4…溝(トレンチ)、5…半導体領域、6…密領
域、7…疎領域、8…絶縁膜、9…盛り上がり部分、1
0…活性領域、11…開口部、12…エッチングマス
ク、13…盛り上がり残留部、15…素子分離用絶縁
膜、20…熱酸化膜、21…ポリシリコン膜、22…ゲ
ート絶縁膜、23…ゲート電極、25…絶縁膜、26…
開口部、30,31…半導体領域、32,33…配線、
35…絶縁膜、40…エッチング平坦面、41…平坦
面、45…位置合わせマーク、46…円弧面。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Pad oxide film, 3 ... Polishing stop film, 4 ... Groove (trench), 5 ... Semiconductor region, 6 ... Dense region, 7 ... Sparse region, 8 ... Insulating film, 9 ... Protruded portion, 1
Reference numeral 0: active region, 11: opening, 12: etching mask, 13: rising residual portion, 15: insulating film for element isolation, 20: thermal oxide film, 21: polysilicon film, 22: gate insulating film, 23: gate Electrodes, 25 ... insulating film, 26 ...
Openings, 30, 31 ... semiconductor region, 32, 33 ... wiring,
35: insulating film, 40: etched flat surface, 41: flat surface, 45: alignment mark, 46: arc surface.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の主面に形成した膜を化学的
機械研磨して前記半導体基板の主面を平坦化する半導体
集積回路装置の製造方法であって、前記膜上に選択的に
エッチングマスクを形成した後、前記エッチングマスク
を使用して前記膜の盛り上がり部分を所定厚さエッチン
グし、その後前記エッチングマスクを除去し、ついで前
記膜を研磨処理することを特徴とする半導体集積回路装
置の製造方法。
1. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein a film formed on a main surface of a semiconductor substrate is chemically and mechanically polished to flatten the main surface of the semiconductor substrate, wherein the film is selectively etched on the film. After forming a mask, the raised portion of the film is etched to a predetermined thickness using the etching mask, the etching mask is removed, and then the film is polished. Production method.
【請求項2】 前記膜を形成する前に研磨速度が前記膜
の研磨速度よりも遅い材質からなる研磨ストップ膜を選
択的に形成し、研磨後に前記研磨ストップ膜を除去する
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置
の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein a polishing stop film made of a material having a polishing rate lower than that of the film is selectively formed before forming the film, and the polishing stop film is removed after polishing. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1.
【請求項3】 半導体基板の主面にホトリソグラフィと
エッチングによって溝を形成した後、前記半導体基板の
主面上に前記膜または前記研磨ストップ膜と膜を形成す
ることを特徴とする請求項2に記載の半導体集積回路装
置の製造方法。
3. The method according to claim 2, wherein a groove is formed on the main surface of the semiconductor substrate by photolithography and etching, and then the film or the polishing stop film and the film are formed on the main surface of the semiconductor substrate. 3. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to 1.
【請求項4】 前記半導体基板の主面にパッド酸化膜を
形成した後、前記パッド酸化膜上に研磨速度が前記膜の
研磨速度よりも遅い材質からなる研磨ストップ膜を形成
し、その後前記溝を形成することを特徴とする請求項3
に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
4. After a pad oxide film is formed on the main surface of the semiconductor substrate, a polishing stop film made of a material having a polishing speed lower than the polishing speed of the film is formed on the pad oxide film, and then the groove is formed. 4. The method of claim 3, wherein
3. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to 1.
【請求項5】 前記溝形成時のホトリソグラフィ用マス
クの露光パターンとは逆となる露光パターンを有するマ
スクを用いて前記エッチングマスクを形成することを特
徴とする請求項3または請求項4に記載の半導体集積回
路装置の製造方法。
5. The etching mask according to claim 3, wherein the etching mask is formed by using a mask having an exposure pattern opposite to an exposure pattern of a photolithographic mask at the time of forming the groove. Of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項6】 前記膜は素子分離用絶縁膜であることを
特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載
の半導体集積回路装置の製造方法。
6. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said film is an insulating film for element isolation.
【請求項7】 前記エッチングをウエットエッチングで
行うことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか
1項に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
7. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said etching is performed by wet etching.
【請求項8】 前記エッチングを異方性ドライエッチン
グと、このドライエッチング後に行うウエットエッチン
グで行うことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいず
れか1項に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
8. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said etching is performed by anisotropic dry etching and wet etching performed after said dry etching. Method.
【請求項9】 前記ウエットエッチングで使用するエッ
チング液には前記エッチングマスクの開口部にエッチン
グ液が入り易いような作用をする界面活性剤が含まれて
いることを特徴とする請求項7または請求項8に記載の
半導体集積回路装置の製造方法。
9. The etching solution used in the wet etching contains a surfactant that acts so that the etching solution easily enters the opening of the etching mask. Item 9. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to item 8.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100325604B1 (en) * 1999-05-13 2002-02-25 황인길 Shallow trench manufacture method for isolating semiconductor devices

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