JPH10284590A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH10284590A
JPH10284590A JP8518997A JP8518997A JPH10284590A JP H10284590 A JPH10284590 A JP H10284590A JP 8518997 A JP8518997 A JP 8518997A JP 8518997 A JP8518997 A JP 8518997A JP H10284590 A JPH10284590 A JP H10284590A
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JP
Japan
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alignment mark
forming
silicon thin
thin film
region
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Withdrawn
Application number
JP8518997A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuichi Egawa
雄一 江川
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 プレーナーフィールドシールドプロセスのフ
ォト工程で、アラインメントマークの検出が容易なゲー
ト電極配線層の製造方法を提供する。 【解決手段】 アラインメントマーク形成領域50及び素
子分離領域の半導体基板10上にゲート酸化膜20を形成
し、該膜上にポリSi膜30とシールド酸化膜40を順次形
成する。この酸化膜40とポリSi膜30をパターニングし
て、両膜の材料からなるアラインメントマーク55を形成
すると共に、素子分離領域にポリSi層30の材料からな
る電界遮蔽電極形状を形成する。その後、この電界遮蔽
電極の側壁にサイドウォール酸化膜60を形成し、素子分
離領域に囲まれた素子活性領域の半導体基板上にゲート
酸化膜70とゲート電極となるポリSi膜80を順に形成し
た後、前記シールド酸化膜40が露出するまでポリSi膜
をCMP方法を用いてエッチングすることにより、アラ
インメントマークの検出が容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関し、特に、プレーナーフィールドシール
ドプロセスのフォト工程におけるアライメントマークの
検出に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造におけるプレーナーフ
ィールドシールドプロセスにおいては、フィールドシー
ルドゲート酸化膜上にシールド用のポリシリコンを積層
した後、シールド酸化膜を堆積した後パターニングし素
子分離領域を形成する。その後、ゲートポリシリコンを
堆積した後、CMP( Chemical Mechanical Polishin
g;化学的機械的研磨方法)を行い、さらにその上にポ
リシリコンとキャップ酸化膜を積層し、エッチングによ
ってゲート電極配線層をパターニングする。
【0003】そのため、素子分離領域の段差がポリシリ
コンに埋め込まれるため、通常は表面の段差がなくなっ
てしまう。そのためゲートフォト工程でのアライメント
マークを検出することが困難になるという問題があっ
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このため、本発明で
は、上記従来のプレーナーフィールドシールドプロセス
におけるフォト工程で、アライメントマークの検出が容
易なゲート電極配線層の製造方法を提供することを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、アライメントマーク形成領域及び素子分離領
域の半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する第1の工程
と、前記第1の絶縁膜上に第1のシリコン薄膜を形成す
る第2の工程と、前記第1のシリコン薄膜上に第2の絶
縁膜を形成する第3の工程とを有し、前記アライメント
マーク形成領域及び前記素子分離領域に形成された前記
第2の絶縁膜と前記第1のシリコン薄膜をパターニング
することにより、前記アライメントマーク形成領域に前
記第2の絶縁膜及び前記第1のシリコン薄膜の材料から
なるアライメントマークを形成すると共に、前記素子分
離領域に前記第1のシリコン薄膜の材料からなるフィー
ルドシールド電極形状を形成する第4の工程とを有す
る。
【0006】また、前記第4の工程後に、前記フィール
ドシールド電極の側壁にサイドウォール絶縁膜を形成す
る第5の工程と、前記素子分離領域に囲まれた素子活性
領域の半導体基板上に第3の絶縁膜を形成する第6の工
程と、少なくとも前記第2、3の絶縁膜上に第2のシリ
コン薄膜を形成する第7の工程と、前記第2の絶縁膜が
露出するまで前記第2のシリコン薄膜を化学的機械的研
磨方法によってエッチングする第8の工程とを更に有す
る。
【0007】本発明の半導体装置は、アライメントマー
ク形成領域及び素子分離領域の半導体基板上に形成され
た第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上に形成された第
1のシリコン薄膜とを有する半導体装置において、前記
アライメントマーク形成領域に前記第1のシリコン薄膜
の材料からなるアライメントマークパターン形状と、前
記素子分離領域に前記第1のシリコン薄膜の材料からな
るフィールドシールド電極形状とを備え、少なくとも前
記アライメントマークの表面と前記フィールドシールド
電極表面との高さが同一レベルとなる。
【0008】この発明は、前記CMP処理工程で、前記
ポリシリコン層はデッシング(dishing) により素子分離
領域の高さより低いところまで削れるため、広い素子活
性領域中の素子分離領域は周囲のポリシリコン層より高
さを高くすることが可能になる。そのため、アライメン
トマークの検出が容易になる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施の形態を図
面を参照しながら具体的に説明する。図1および図2は
本発明の一実施の形態に係わるゲート電極配線層の形成
工程順の概略断面構造図を示す。なお図3は活性領域の
長さとアライメントマークの検出感度の関係を示す。図
1に示すゲート電極配線層の形成過程を図1(A)〜図
2(H)に分割して具体的に述べる。
【0010】図1(A)に示すように、従来と同様な手
順で半導体基板10上に、熱酸化法により熱酸化膜20
を形成した後、CVD法によりポリシリコン層30、酸
化膜40を形成する。この場合の各層の厚さは、例えば
熱酸化膜が30〜50nm、ポリシリコン層が100〜
300nm、酸化膜が100〜300nmである。
【0011】次に図1(B)に示すように、フォトリソ
グラフィーと異方性エッチング技術により、上記酸化膜
40とポリシリコン層30と酸化膜20の積層膜を選択
的に除去する。これにより、上部酸化膜とフィールドシ
ールドゲート及びフィールドシールドゲート酸化膜から
成る素子分離層が所定の素子形成領域を分離するように
形成される。
【0012】また、前記パターニング処理によって、ス
クラブ領域に長手方向が60μm以上の広い素子活性領
域の中央部分にフォトリソグラフィー時の位置合わせの
ためのアライメントマーク55および合わせ精度測定パ
ターンも同時に形成される。なお、図3に示すように、
活性領域の長さが40μm以上で、活性領域の長さとア
ライメントマーク55の検出感度の強度は雑音レベルを
超える。
【0013】次に上部酸化膜とフィールドシールドゲー
トとを被覆するように半導体基板上の全面にCVD法に
より酸化膜を形成し、全面エッチバックにより、上部酸
化膜とフィールドシールドゲートの側壁にのみ酸化膜が
残存する。これにより図1(C)に示すように、フィー
ルドシールドサイドウォール60が形成される。
【0014】次に図1(D)に示すように、素子分離層
によって囲まれた領域内で半導体基板上にゲート酸化膜
70を熱酸化により形成し、CVD法によりリンがドー
プされたポリシリコン層70を厚さ400〜1000n
m堆積する。次にフィールドシールドゲート上の酸化膜
をストッパー層として、CMP法により、ポリシリコン
層を平坦化する。
【0015】このCMP処理工程で、アライメントマー
ク等の広い素子活性領域中に形成されたポリシリコン層
はデッシング(dishing) により素子分離領域の高さより
低いところまで削れるため、広い素子活性領域中の素子
分離領域は周囲のポリシリコン層より高さを高くするこ
とが可能になる。
【0016】CMP法の条件としては、例えばスラリー
としてシリカパウダーとアミンベースのアルカリ溶液を
使用し、ポリシリコンを選択的に研磨するために、シリ
カパウダーの砥粒濃度を0.1〜2%にすることにより
物理的研磨よりも化学的研磨を強する方法がある。
【0017】次に図2(E)に示すように、その上にC
VD法によりリンがドープされたポリシリコン層80お
よび酸化膜90をそれぞれ厚さ30〜100nm、10
0〜300nm堆積する。次に図2(E)に示すよう
に、前記酸化膜90とポリシリコン80をパターニング
することによりゲート電極100を形成する。
【0018】この後図2(G)に示すように、全面にC
VD法により酸化膜を堆積した後全面エッチバックする
ことにより、サイドウォール110が形成される。この
後図2(H)に示すように、イオン注入により高濃度拡
散領域120を形成する。イオン注入条件は、例えばひ
素を用い、10〜30keV、1E15〜1E16(/
cm2 )で行う。
【0019】以上に示すように、本発明の半導体装置の
製造方法は、アライメントマーク形成領域50及び素子
分離領域の半導体基板10上に第1の熱酸化膜20を形
成し、熱酸化膜20上にポリシリコン層30と絶縁膜4
0を順次形成する。このアライメントマーク形成領域5
0及び前記素子分離領域に形成された前記酸化膜40と
ポリシリコン層30をパターニングすることにより、前
記アライメントマーク形成領域50に前記酸化膜40及
び前記ポリシリコン層30の材料からなるアライメント
マーク55を形成すると共に素子分離領域にポリシリコ
ン層30の材料からなるフィールドシールド電極形状を
形成する。その後に、前記フィールドシールド電極の側
壁にサイドウォール酸化膜60を形成し、前記素子分離
領域に囲まれた素子活性領域の半導体基板10上にゲー
ト酸化膜70とゲート電極となるポリシリコン層80を
順次形成する。しかる後、前記酸化膜40が露出するま
で前記ポリシリコン層40を化学的機械的研磨方法によ
ってエッチングすることにより、プレーナーフィールド
シールドプロセスにおけるフォト工程でアライメントマ
ークの検出が容易にすることを可能となる。
【0020】また、本発明の半導体装置は、アライメン
トマーク形成領域及び素子分離領域の半導体基板上に形
成された第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上に形成さ
れた第1のシリコン薄膜とを有する半導体装置におい
て、前記アライメントマーク形成領域に前記第1のシリ
コン薄膜の材料からなるアライメントマークパターン形
状と、前記素子分離領域に前記第1のシリコン薄膜の材
料からなるフィールドシールド電極形状とを備え、少な
くとも前記アライメントマークの表面と前記フィールド
シールド電極表面との高さが同一レベルとなる。
【0021】
【発明の効果】以上、本発明による半導体装置の製造方
法は、プレーナーフィールドシールドプロセスにおい
て、アライメントマーク等の広い素子活性領域中に形成
されたポリシリコンはデッシングにより薄膜化されてい
るので、その中に形成されたアライメントマークは周囲
のポリシリコンから突出するため検出が容易になる。そ
のため、ゲート電極配線層の形成を容易にする効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態を説明するための半導
体装置の製造工程を示す概略縦断面図である。
【図2】 図1に続く半導体装置の製造工程を示す概略
縦断面図である。
【図3】 活性領域の長さとアライメントマークの検出
感度の関係を示す。
【符号の説明】
10:半導体基板 20:シールドゲート酸化膜 30:シールドポリシリコン膜 40:シールド酸化膜 50:アライメントマーク形成領域 55:アライメントマーク 60:シールドサイドウォール 70:ゲート酸化膜 80:ゲートポリシリコン膜 90:酸化膜 100:ゲート電極 110:サイドウォール 120:高濃度拡散領域

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アライメントマーク形成領域及び素子分
    離領域の半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する第1の
    工程と、 前記第1の絶縁膜上に第1のシリコン薄膜を形成する第
    2の工程と、 前記第1のシリコン薄膜上に第2の絶縁膜を形成する第
    3の工程と、 前記アライメントマーク形成領域及び前記素子分離領域
    に形成された前記第2の絶縁膜と前記第1のシリコン薄
    膜をパターニングすることにより、前記アライメントマ
    ーク形成領域に前記第2の絶縁膜及び前記第1のシリコ
    ン薄膜の材料からなるアライメントマークを形成すると
    共に、前記素子分離領域に前記第1のシリコン薄膜の材
    料からなるフィールドシールド電極形状を形成する第4
    の工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の半導体装置の製造方法
    において、 前記第4の工程後に、前記フィールドシールド電極の側
    壁にサイドウォール絶縁膜を形成する第5の工程と、 前記素子分離領域に囲まれた素子活性領域の半導体基板
    上に第3の絶縁膜を形成する第6の工程と、 少なくとも前記第2、3の絶縁膜上に第2のシリコン薄
    膜を形成する第7の工程と、 前記第2の絶縁膜が露出するまで前記第2のシリコン薄
    膜をエッチングする第8の工程とを有することを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の前記第4の工程のパタ
    ーニング工程が、前記フィールドシールド電極のパター
    ン形成と前記アライメントマークのパターン形成とを含
    み、それぞれが分離したパターン形成工程であることを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項2に記載の前記第8の工程のエッ
    チングは、化学的機械的研磨方法によって行われて前記
    第2のシリコン薄膜を研磨することを特徴とする半導体
    装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 アライメントマーク形成領域及び素子分
    離領域の半導体基板上に形成された第1の絶縁膜と、前
    記第1の絶縁膜上に形成された第1のシリコン薄膜とを
    有する半導体装置において、 前記アライメントマーク形成領域に前記第1のシリコン
    薄膜の材料からなるアライメントマークパターン形状
    と、 前記素子分離領域に前記第1のシリコン薄膜の材料から
    なるフィールドシールド電極形状とを備え、 前記アライメントマークの表面と前記フィールドシール
    ド電極表面との高さが同一レベルとなることを特徴とす
    る半導体装置。
JP8518997A 1997-04-03 1997-04-03 半導体装置及びその製造方法 Withdrawn JPH10284590A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106783803A (zh) * 2016-11-30 2017-05-31 武汉新芯集成电路制造有限公司 一种减少光刻标记图形损失的方法和半导体结构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106783803A (zh) * 2016-11-30 2017-05-31 武汉新芯集成电路制造有限公司 一种减少光刻标记图形损失的方法和半导体结构
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