JPH1126572A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH1126572A JPH1126572A JP19776097A JP19776097A JPH1126572A JP H1126572 A JPH1126572 A JP H1126572A JP 19776097 A JP19776097 A JP 19776097A JP 19776097 A JP19776097 A JP 19776097A JP H1126572 A JPH1126572 A JP H1126572A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 素子分離領域端において素子分離用酸化膜が
素子分離用の溝の側面にまで後退しないトレンチ分離構
造を形成できるようにする。 【解決手段】 半導体基板1上に第1のシリコン酸化膜
2とシリコン窒化膜3とを順に積層し、次に、このシリ
コン窒化膜3を所定のパターンに微細加工を施してシリ
コン窒化膜3のマスクを形成し、次に前記半導体基板1
を熱酸化して第2のシリコン酸化膜4を選択的に形成
し、次にシリコン窒化膜3をマスクとして第2のシリコ
ン酸化膜4を選択的にエッチングし、次に、シリコン窒
化膜3をマスクとして半導体基板1に素子分離領域用の
溝DTを形成し、次に、溝DTの側面を熱酸化して第3
のシリコン酸化膜5を形成し、次に、溝DT上に第4の
シリコン酸化膜6を堆積した後、化学機械的研磨法を用
いてシリコン窒化膜3が露出するまで第4のシリコン酸
化膜6を平坦化した後、シリコン窒化膜3、第1のシリ
コン酸化膜2を除去する。
素子分離用の溝の側面にまで後退しないトレンチ分離構
造を形成できるようにする。 【解決手段】 半導体基板1上に第1のシリコン酸化膜
2とシリコン窒化膜3とを順に積層し、次に、このシリ
コン窒化膜3を所定のパターンに微細加工を施してシリ
コン窒化膜3のマスクを形成し、次に前記半導体基板1
を熱酸化して第2のシリコン酸化膜4を選択的に形成
し、次にシリコン窒化膜3をマスクとして第2のシリコ
ン酸化膜4を選択的にエッチングし、次に、シリコン窒
化膜3をマスクとして半導体基板1に素子分離領域用の
溝DTを形成し、次に、溝DTの側面を熱酸化して第3
のシリコン酸化膜5を形成し、次に、溝DT上に第4の
シリコン酸化膜6を堆積した後、化学機械的研磨法を用
いてシリコン窒化膜3が露出するまで第4のシリコン酸
化膜6を平坦化した後、シリコン窒化膜3、第1のシリ
コン酸化膜2を除去する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に、STI(Shallow Tren
ch Isolation)の形成方法に関する。
方法に関し、特に、STI(Shallow Tren
ch Isolation)の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の素子分離技術の一つとし
て、半導体基板に溝を掘り、前記溝に酸化膜を埋め込む
トレンチ素子分離法がある。トレンチ素子分離法の形成
方法の一例を以下に示す。
て、半導体基板に溝を掘り、前記溝に酸化膜を埋め込む
トレンチ素子分離法がある。トレンチ素子分離法の形成
方法の一例を以下に示す。
【0003】まず、図2(a)に示すように、半導体基
板1上に、酸化膜2/窒化膜3の積層膜を形成し、次
に、図2(b)のように、素子分離領域の酸化膜2が露
出するように窒化膜3をパターニングする。
板1上に、酸化膜2/窒化膜3の積層膜を形成し、次
に、図2(b)のように、素子分離領域の酸化膜2が露
出するように窒化膜3をパターニングする。
【0004】次に、前記パターニングした窒化膜3をマ
スクにして、図2(c)のように、酸化膜2および半導
体基板1をエッチングして、半導体基板1に素子分離用
の溝DTを形成する。
スクにして、図2(c)のように、酸化膜2および半導
体基板1をエッチングして、半導体基板1に素子分離用
の溝DTを形成する。
【0005】次に、図2(d)ように、半導体基板1を
熱酸化して、溝DTの底面及び側面に酸化膜5を形成し
た後、図2(e)のように、半導体基板1上に化学気相
成長法(CVD法)を用いて酸化膜6を形成する。
熱酸化して、溝DTの底面及び側面に酸化膜5を形成し
た後、図2(e)のように、半導体基板1上に化学気相
成長法(CVD法)を用いて酸化膜6を形成する。
【0006】次に、図2(f)のように、化学機械的研
磨法を用いて、窒化膜3が露出するまで酸化膜6を平坦
化する。次に、熱リン酸を用いて窒化膜3を除去した
後、酸化膜2を除去してトレンチ分離を形成する。
磨法を用いて、窒化膜3が露出するまで酸化膜6を平坦
化する。次に、熱リン酸を用いて窒化膜3を除去した
後、酸化膜2を除去してトレンチ分離を形成する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の技術では、窒化膜3を熱リン酸で除去する工程
において、熱リン酸は酸化膜6に対してもエッチング効
果があるため、窒化膜3の除去が完了した段階で、図2
(g)のAの部分のような酸化膜6の窪みが発生してし
まう。
た従来の技術では、窒化膜3を熱リン酸で除去する工程
において、熱リン酸は酸化膜6に対してもエッチング効
果があるため、窒化膜3の除去が完了した段階で、図2
(g)のAの部分のような酸化膜6の窪みが発生してし
まう。
【0008】酸化膜6の窪みが発生した半導体基板1上
にトランジスタを後で形成すると、素子分離領域端の酸
化膜6が半導体基板1表面よりも下方に後退しているた
め、(イ)トレンチ側壁に寄生トランジスタが形成され
てしまう。(ロ)トランジスタ形成領域端部に電界集中
が起こり、リーク電流が増加してしまうという問題点が
あった。
にトランジスタを後で形成すると、素子分離領域端の酸
化膜6が半導体基板1表面よりも下方に後退しているた
め、(イ)トレンチ側壁に寄生トランジスタが形成され
てしまう。(ロ)トランジスタ形成領域端部に電界集中
が起こり、リーク電流が増加してしまうという問題点が
あった。
【0009】そこで本発明の目的は、素子分離領域端で
素子分離用酸化膜が半導体基板表面よりも下方に後退し
ないトレンチ分離の形成方法を提供することにある。
素子分離用酸化膜が半導体基板表面よりも下方に後退し
ないトレンチ分離の形成方法を提供することにある。
【0010】
【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、半導体基板上に、第一の酸化膜および前記第
一の酸化膜とは異なるマスク膜を順次形成する第一の工
程と、前記第一の酸化膜が部分的に露出するように前記
マスク膜をエッチング加工する第二の工程と、前記第二
の工程後、前記第一の酸化膜が露出した部分の半導体基
板上に第二の酸化膜を形成する第三の工程と、前記マス
ク膜をマスクにして、前記第二の酸化膜をエッチング除
去する第四の工程と、前記第四の工程後、前記マスク膜
をマスクにして、前記半導体基板に溝を形成する第五の
工程と、前記溝が形成された前記半導体基板表面に熱酸
化膜を形成する第六の工程と、前記第六の工程後、前記
半導体基板上に、少なくとも前記溝が埋るように第三の
酸化膜を形成する第七の工程と、前記マスク膜が露出す
るまで前記第三の酸化膜を除去する第八の工程と、前記
第八の工程後、前記マスク膜を除去する第九の工程と、
前記第九の工程後、前記第一の酸化膜を除去する第十の
工程とを備えることを特徴としている。
造方法は、半導体基板上に、第一の酸化膜および前記第
一の酸化膜とは異なるマスク膜を順次形成する第一の工
程と、前記第一の酸化膜が部分的に露出するように前記
マスク膜をエッチング加工する第二の工程と、前記第二
の工程後、前記第一の酸化膜が露出した部分の半導体基
板上に第二の酸化膜を形成する第三の工程と、前記マス
ク膜をマスクにして、前記第二の酸化膜をエッチング除
去する第四の工程と、前記第四の工程後、前記マスク膜
をマスクにして、前記半導体基板に溝を形成する第五の
工程と、前記溝が形成された前記半導体基板表面に熱酸
化膜を形成する第六の工程と、前記第六の工程後、前記
半導体基板上に、少なくとも前記溝が埋るように第三の
酸化膜を形成する第七の工程と、前記マスク膜が露出す
るまで前記第三の酸化膜を除去する第八の工程と、前記
第八の工程後、前記マスク膜を除去する第九の工程と、
前記第九の工程後、前記第一の酸化膜を除去する第十の
工程とを備えることを特徴としている。
【0011】また、本発明の他の特徴とするところは、
前記マスク膜は、窒化膜を含むことを特徴としている。
前記マスク膜は、窒化膜を含むことを特徴としている。
【0012】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、前記第三の工程で、700〜900度の熱酸化によ
り、最も厚い部分の膜厚が4000〜6000Åの第二
の酸化膜を形成することを特徴としている。
は、前記第三の工程で、700〜900度の熱酸化によ
り、最も厚い部分の膜厚が4000〜6000Åの第二
の酸化膜を形成することを特徴としている。
【0013】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、前記第八の工程で、前記マスク膜が露出するまで前
記第三の酸化膜を除去する方法は、化学機械的研磨法で
あることを特徴としている。
は、前記第八の工程で、前記マスク膜が露出するまで前
記第三の酸化膜を除去する方法は、化学機械的研磨法で
あることを特徴としている。
【0014】
【作用】本発明は前記技術手段よりなるので、シリコン
窒化膜をマスクとして半導体基板に第2のシリコン酸化
膜を形成する工程で、前記半導体基板と前記シリコン窒
化膜の間に第2のシリコン酸化膜が形成されることで素
子分離端部が熱酸化されるので、窒化膜除去時に発生す
る素子分離端の酸化膜の窪みが素子分離領域用の溝の側
面にまで後退することがなくなる。
窒化膜をマスクとして半導体基板に第2のシリコン酸化
膜を形成する工程で、前記半導体基板と前記シリコン窒
化膜の間に第2のシリコン酸化膜が形成されることで素
子分離端部が熱酸化されるので、窒化膜除去時に発生す
る素子分離端の酸化膜の窪みが素子分離領域用の溝の側
面にまで後退することがなくなる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置の製造
方法の実施の形態を、図1に基づき説明する。図1は、
本発明の実施の形態を示す製造工程図である。
方法の実施の形態を、図1に基づき説明する。図1は、
本発明の実施の形態を示す製造工程図である。
【0016】図1(a)に示すように、半導体基板1上
に酸化拡散技術により、800℃の温度で100Åのシ
リコン酸化膜2を形成した後、CVD技術により、78
0℃の温度でシリコン窒化膜3を1500Å堆積する。
に酸化拡散技術により、800℃の温度で100Åのシ
リコン酸化膜2を形成した後、CVD技術により、78
0℃の温度でシリコン窒化膜3を1500Å堆積する。
【0017】次に、図1(b)のように、フォトリソグ
ラフィー技術および異方性エッチング技術を用いて、素
子分離領域上のシリコン酸化膜2が露出するようにし、
シリコン窒化膜3をパターニングする。前記異方性エッ
チング処理は、平行平板型のエッチングチャンバーを用
い、CF4 /Ar=120/800sccm、1.7T
orr、750Wの雰囲気中で行った。
ラフィー技術および異方性エッチング技術を用いて、素
子分離領域上のシリコン酸化膜2が露出するようにし、
シリコン窒化膜3をパターニングする。前記異方性エッ
チング処理は、平行平板型のエッチングチャンバーを用
い、CF4 /Ar=120/800sccm、1.7T
orr、750Wの雰囲気中で行った。
【0018】次に、図1(c)のように、パターニング
した窒化膜3をマスクにして、半導体基板1上を700
〜900℃の温度、例えば、800℃の温度で酸化処理
して、最も厚い部分の膜厚が4000〜6000Åのシ
リコン酸化膜4を、例えば膜厚約5000Åで形成す
る。
した窒化膜3をマスクにして、半導体基板1上を700
〜900℃の温度、例えば、800℃の温度で酸化処理
して、最も厚い部分の膜厚が4000〜6000Åのシ
リコン酸化膜4を、例えば膜厚約5000Åで形成す
る。
【0019】次に、図1(d)のように、シリコン酸化
膜4を異方性エッチングして除去する。前記異方性エッ
チング処理は,平行平板型のエッチングチャンバーを用
い、CHF3 /CF4 /Ar=20/10/100sc
cm、0.2Torr、800Wの雰囲気中で行った。
これにより、窒化膜マスクの下側にバーズビークを形成
することができ、後述するように、前記バーズビークに
より、素子分離用酸化膜が半導体基板表面よりも下側に
後退することなくトレンチ分離構造を形成することがで
きる。
膜4を異方性エッチングして除去する。前記異方性エッ
チング処理は,平行平板型のエッチングチャンバーを用
い、CHF3 /CF4 /Ar=20/10/100sc
cm、0.2Torr、800Wの雰囲気中で行った。
これにより、窒化膜マスクの下側にバーズビークを形成
することができ、後述するように、前記バーズビークに
より、素子分離用酸化膜が半導体基板表面よりも下側に
後退することなくトレンチ分離構造を形成することがで
きる。
【0020】次に、図1(e)のように、半導体基板1
をエッチングして深さ0.74μmの素子分離用の溝D
Tを形成する。前記エッチング処理は、平行平板型のエ
ッチングチャンバーを用い、He/HBr/Cl2 =4
00/15/200sccm、425mTorr、22
5Wの雰囲気中で行った。
をエッチングして深さ0.74μmの素子分離用の溝D
Tを形成する。前記エッチング処理は、平行平板型のエ
ッチングチャンバーを用い、He/HBr/Cl2 =4
00/15/200sccm、425mTorr、22
5Wの雰囲気中で行った。
【0021】次に、図1(f)のように、半導体基板1
を800℃の温度で酸化処理して、素子分離用の溝DT
の底面及び側面に150Åのシリコン酸化膜膜5を形成
した後、図1(g)のように、CVD技術により、温度
680℃でシリコン酸化膜6を10000Å堆積させ
る。
を800℃の温度で酸化処理して、素子分離用の溝DT
の底面及び側面に150Åのシリコン酸化膜膜5を形成
した後、図1(g)のように、CVD技術により、温度
680℃でシリコン酸化膜6を10000Å堆積させ
る。
【0022】次に、図1(h)のように、化学機械的研
磨法を用いて、シリコン窒化膜3が露出するまでシリコ
ン酸化膜6を平坦化する。前記化学機械的研磨処理は、
回転数70rpm、圧力300g/cm2 の条件で行っ
た。
磨法を用いて、シリコン窒化膜3が露出するまでシリコ
ン酸化膜6を平坦化する。前記化学機械的研磨処理は、
回転数70rpm、圧力300g/cm2 の条件で行っ
た。
【0023】次に、図1(i)のように、温度170℃
の熱リン酸液中で、シリコン窒化膜3を除去する。この
時、素子分離端のシリコン酸化膜6に窪みが発生する
が、シリコン酸化膜4を形成した時に素子分離端部を酸
化しているため、シリコン酸化膜6が素子分離用の溝D
Tの側面にまで後退することはない。
の熱リン酸液中で、シリコン窒化膜3を除去する。この
時、素子分離端のシリコン酸化膜6に窪みが発生する
が、シリコン酸化膜4を形成した時に素子分離端部を酸
化しているため、シリコン酸化膜6が素子分離用の溝D
Tの側面にまで後退することはない。
【0024】次に、図1(j)のように、異方性エッチ
ング技術により、シリコン酸化膜2を除去してトレンチ
分離構造を形成する。
ング技術により、シリコン酸化膜2を除去してトレンチ
分離構造を形成する。
【0025】なお、前述した実施例では、図1(j)で
酸化膜2を除去したが、シリコン酸化膜2を除去せず、
酸化膜2をゲート酸化膜としてそのまま利用することも
可能である。
酸化膜2を除去したが、シリコン酸化膜2を除去せず、
酸化膜2をゲート酸化膜としてそのまま利用することも
可能である。
【0026】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明による半導体装置の製造方法によれば、素子分離領域
の半導体基板を熱酸化することで、窒化膜マスクの下側
にバーズビークを形成でき、前記バーズビークにより、
素子分離用酸化膜が半導体基板表面よりも下に後退する
ことなくトレンチ分離が形成できるので、良好な特性の
素子分離領域を形成することができる。
明による半導体装置の製造方法によれば、素子分離領域
の半導体基板を熱酸化することで、窒化膜マスクの下側
にバーズビークを形成でき、前記バーズビークにより、
素子分離用酸化膜が半導体基板表面よりも下に後退する
ことなくトレンチ分離が形成できるので、良好な特性の
素子分離領域を形成することができる。
【図1】本発明の実施の形態における半導体装置の工程
概略図である。
概略図である。
【図2】従来法で作製した半導体装置の工程概略図であ
る。
る。
1 半導体基板 2 シリコン酸化膜 3 シリコン窒化膜 4 シリコン酸化膜 5 シリコン酸化膜 6 シリコン酸化膜 DT 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/318 H01L 21/306 M 21/76 M
Claims (4)
- 【請求項1】 半導体基板上に、第一の酸化膜および前
記第一の酸化膜とは異なるマスク膜を順次形成する第一
の工程と、 前記第一の酸化膜が部分的に露出するように前記マスク
膜をエッチング加工する第二の工程と、 前記第二の工程後、前記第一の酸化膜が露出した部分の
半導体基板上に第二の酸化膜を形成する第三の工程と、 前記マスク膜をマスクにして、前記第二の酸化膜をエッ
チング除去する第四の工程と、 前記第四の工程後、前記マスク膜をマスクにして、前記
半導体基板に溝を形成する第五の工程と、 前記溝が形成された前記半導体基板表面に熱酸化膜を形
成する第六の工程と、 前記第六の工程後、前記半導体基板上に、少なくとも前
記溝が埋るように第三の酸化膜を形成する第七の工程
と、 前記マスク膜が露出するまで前記第三の酸化膜を除去す
る第八の工程と、 前記第八の工程後、前記マスク膜を除去する第九の工程
と、 前記第九の工程後、前記第一の酸化膜を除去する第十の
工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項2】 前記マスク膜は、窒化膜を含むことを特
徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 前記第三の工程で、700〜900度の
熱酸化により、最も厚い部分の膜厚が4000〜600
0Åの第二の酸化膜を形成することを特徴とする請求項
1に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 前記第八の工程で、前記マスク膜が露出
するまで前記第三の酸化膜を除去する方法は、化学機械
的研磨法であることを特徴とする請求項1に記載の半導
体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19776097A JPH1126572A (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19776097A JPH1126572A (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1126572A true JPH1126572A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=16379901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19776097A Withdrawn JPH1126572A (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1126572A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6846721B2 (en) | 2001-11-28 | 2005-01-25 | Renesas Technology Corp. | Manufacturing method of semiconductor device |
JP2010232677A (ja) * | 2010-06-18 | 2010-10-14 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1997
- 1997-07-08 JP JP19776097A patent/JPH1126572A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6846721B2 (en) | 2001-11-28 | 2005-01-25 | Renesas Technology Corp. | Manufacturing method of semiconductor device |
JP2010232677A (ja) * | 2010-06-18 | 2010-10-14 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041005 |