JPH1167765A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JPH1167765A
JPH1167765A JP21862097A JP21862097A JPH1167765A JP H1167765 A JPH1167765 A JP H1167765A JP 21862097 A JP21862097 A JP 21862097A JP 21862097 A JP21862097 A JP 21862097A JP H1167765 A JPH1167765 A JP H1167765A
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JP
Japan
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insulating film
interlayer insulating
element region
region
memory cell
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JP21862097A
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Inventor
Hideharu Nakajima
英晴 中嶋
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Sony Corp
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Sony Corp
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device which can ensure sufficient flatness with good controllability and good productivity, when planarizing the surface of an interlayer insulating film. SOLUTION: A peripheral circuit element region 3 and a memory cell element region 2 which is higher than the region 3 are formed on a Si substrate 1 for forming an interlayer insulating film 4 on the entire surface of the Si substrate 1. The interlayer insulating film 4 is selectively etched with a resist pattern 5 as a mask to form projections 7 in a part, corresponding to the region near the peripheral part of the memory cell element region 2 and a part, corresponding to the inner region of the memory cell element region 2 and then the resist pattern 5 is removed and the projections 7 are removed by a chemical mechanical method. An interlayer insulating film 8 may be formed on the interlayer insulating film 4 by a bias ECR-CVD method, the projections 7 may be removed, and the surface of the interlayer insulating film 8 may be planarized.

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】この発明は半導体装置の製造
方法に関し、特に、層間絶縁膜の平坦化に適用して好適
なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method suitable for flattening an interlayer insulating film.

【0002】[0002]

【従来の技術】表面に素子が形成された半導体基板上に
層間絶縁膜を形成する方法としては、従来より、半導体
基板上に、熱CVD法によりBPSG膜を堆積し、90
0℃程度の熱処理を行うことによりBPSG膜をリフロ
ーさせ、このBPSG膜の表面を平滑化する方法が知ら
れている。
2. Description of the Related Art As a method of forming an interlayer insulating film on a semiconductor substrate having an element formed on its surface, conventionally, a BPSG film is deposited on a semiconductor substrate by a thermal CVD method.
There is known a method of performing a heat treatment at about 0 ° C. to reflow the BPSG film and smooth the surface of the BPSG film.

【0003】ところで、近年では、半導体装置の設計ル
ールの微細化に伴って、リソグラフィー工程でのレジス
トの解像度を上げる努力がなされているが、レジストの
解像度を上げることによって焦点深度(Depth Of Focu
s,DOF)は低下してきている。この改善は、レジス
トの性能改善を待たなければならないが、このレジスト
の性能改善より設計ルールの微細化の要求の方が先行し
ているのが現状である。そこで、デバイス構造の高低差
をできるだけ低減することでレジストの焦点深度の不足
を補い、微細なパターンを焦点ずれを起こさずに確実に
解像させる方法が検討されている。
In recent years, efforts have been made to increase the resolution of a resist in a lithography process along with the miniaturization of design rules for semiconductor devices.
(s, DOF) is decreasing. This improvement must wait for the performance improvement of the resist, but at present, the request for the finer design rule precedes the performance improvement of the resist. In view of this, a method has been studied in which the height difference of the device structure is reduced as much as possible to compensate for the lack of depth of focus of the resist and to reliably resolve a fine pattern without causing a defocus.

【0004】上述したBPSG膜のリフローによる平坦
化の場合、表面の平滑化を実現することができるため
に、リソグラフィー工程でのレジスト追従性が良好とな
り、解像限界を向上することが可能となったものの、焦
点深度の低下を考慮してグローバル段差を低減すること
はほとんど期待できないのが実情である。
[0004] In the case of the above-mentioned flattening by reflow of the BPSG film, since the surface can be smoothed, the resist followability in the lithography process is improved, and the resolution limit can be improved. However, in reality, it is hardly expected to reduce the global step in consideration of the decrease in the depth of focus.

【0005】そこで、デバイス構造の高低差による表面
の段差を解消し、表面を平坦化する方法として、最近で
は、シリコン(Si)ウェーハの鏡面加工技術を応用し
た化学機械研磨(CMP)法が採用されている。図15
は、このCMP法による研磨に用いられるCMP装置の
構成の一例を示す略線図である。
[0005] Therefore, as a method of eliminating a surface step due to a height difference of a device structure and flattening the surface, recently, a chemical mechanical polishing (CMP) method using a mirror processing technique of a silicon (Si) wafer has been adopted. Have been. FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a CMP apparatus used for polishing by the CMP method.

【0006】図15に示すように、このCMP装置は、
表面に研磨パッド101が接着された研磨プレート10
2と、ダイヤモンドパウダー103等を金属板に電着形
成した、研磨パッド101を目立てするためのドレッサ
104と、ウェーハなどの被処理基板105を保持する
ためのキャリア106と、研磨スラリーを研磨パッド1
01上に供給するためのノズル107を有する研磨スラ
リー供給装置108とを有している。ここで、研磨プレ
ート102、ドレッサ104およびキャリア106は、
それぞれ、回転軸109、回転軸110および回転軸1
11の回りに回転可能となっている。
[0006] As shown in FIG.
Polishing plate 10 having a polishing pad 101 adhered to the surface
2, a dresser 104 for sharpening the polishing pad 101, a carrier 106 for holding a substrate 105 to be processed such as a wafer, and a polishing pad 1 formed by electrodepositing a diamond powder 103 on a metal plate.
And a polishing slurry supply device 108 having a nozzle 107 for supplying the polishing slurry onto the nozzle. Here, the polishing plate 102, the dresser 104, and the carrier 106
Rotating shaft 109, rotating shaft 110 and rotating shaft 1 respectively
It is rotatable around 11.

【0007】このCMP装置を用いて被処理基板105
の表面を研磨する場合は、この被処理基板105を、研
磨面が研磨パッド101側を向くように、バックフィル
ム112を介してキャリア106に取り付ける。そし
て、研磨パッド102をドレッサ104によりドレッシ
ング(研削)した後に、研磨プレート102およびキャ
リア106を、それぞれ、回転軸109および回転軸1
11の回りに所定の回転速度で回転させ、ノズル107
から研磨パッド101の中央部に研磨スラリーを供給し
ながら、研磨圧力調整機構113により被処理基板10
5を研磨パッド101上に押しつけて被処理基板105
の研磨を行う。
[0007] The substrate 105 to be processed is
Is polished, the substrate 105 is attached to the carrier 106 via the back film 112 such that the polishing surface faces the polishing pad 101 side. After dressing (grinding) the polishing pad 102 with the dresser 104, the polishing plate 102 and the carrier 106 are moved to the rotating shaft 109 and the rotating shaft 1 respectively.
11 at a predetermined rotational speed, and the nozzle 107
The polishing pressure adjusting mechanism 113 supplies the polishing slurry to the central portion of the polishing pad 101 from
5 is pressed onto the polishing pad 101 to be processed 105
Is polished.

【0008】ここで、従来のCMP法による層間絶縁膜
の平坦化方法について、DRAMなどの半導体記憶装置
において、層間絶縁膜の表面に形成された段差を解消
し、層間絶縁膜の表面を平坦化する場合を例に説明す
る。
Here, a conventional method of planarizing an interlayer insulating film by a CMP method eliminates a step formed on the surface of the interlayer insulating film in a semiconductor memory device such as a DRAM and planarizes the surface of the interlayer insulating film. An example will be described.

【0009】すなわち、この従来のCMP法による層間
絶縁膜の平坦化方法においては、まず、図16に示すよ
うに、Si基板201上に、通常のDRAMの製造方法
に従って、セル部素子領域202および周辺回路部素子
領域203を形成する。このとき、Si基板201の表
面からのセル部素子領域202の表面は、Si基板20
1の表面からの周辺回路部素子領域203の表面より、
例えば1μm程度高くなっている。また、メモリセル部
素子領域202は、例えば、4mm×6mmの長方形状
の平面形状を有している。なお、ここでは、図面の煩雑
さを避けるために、セル部素子領域202および周辺回
路部素子領域203は模式的に示している。
That is, in this conventional method of planarizing an interlayer insulating film by the CMP method, first, as shown in FIG. 16, a cell part element region 202 and a cell element region 202 are formed on a Si substrate 201 in accordance with a normal DRAM manufacturing method. A peripheral circuit element region 203 is formed. At this time, the surface of the cell part element region 202 from the surface of the Si substrate 201 is
1 from the surface of the peripheral circuit element region 203 from the surface
For example, the height is increased by about 1 μm. The memory cell element region 202 has a rectangular planar shape of, for example, 4 mm × 6 mm. Here, in order to avoid complication of the drawing, the cell part element region 202 and the peripheral circuit part element region 203 are schematically shown.

【0010】次に、図17に示すように、Si基板20
1の全面に、例えばCVD法により、厚さ2μm程度の
SiO2 膜のような層間絶縁膜204を形成する。この
層間絶縁膜204は、Si基板201の表面に沿ってコ
ンフォーマル成長しており、この層間絶縁膜204のメ
モリセル部素子領域202に対応する部分には、凸部2
04aが形成されている。ここで、層間絶縁膜204の
凸部204aの高さ、したがって、セル部素子領域20
2に対応する部分における層間絶縁膜204の表面の高
さと、周辺回路部素子領域203に対応する部分におけ
る層間絶縁膜204の表面の高さとの差は、セル部素子
領域202の表面の高さと周辺回路部素子領域203の
表面の高さとの差とほぼ同一であり、例えば1μm程度
である。
Next, as shown in FIG.
An interlayer insulating film 204 such as a SiO 2 film having a thickness of about 2 μm is formed on the entire surface of the substrate 1 by, for example, a CVD method. The interlayer insulating film 204 is conformally grown along the surface of the Si substrate 201, and a portion of the interlayer insulating film 204 corresponding to the memory cell element region 202 has a protrusion 2
04a is formed. Here, the height of the convex portion 204a of the interlayer insulating film 204, and thus the cell portion element region 20
The difference between the height of the surface of the interlayer insulating film 204 at the portion corresponding to No. 2 and the height of the surface of the interlayer insulating film 204 at the portion corresponding to the peripheral circuit element region 203 is the height of the surface of the cell portion element region 202. The difference from the height of the surface of the peripheral circuit element region 203 is almost the same, for example, about 1 μm.

【0011】次に、図15に示したCMP装置を用い、
CMP法により層間絶縁膜204を、凸部204aの表
面から1.2μm程度除去する。このとき、まず、高さ
1μm程度の層間絶縁膜204の凸部204aが除去さ
れた後、層間絶縁膜204の全面が0.2μm程度除去
されることになる。これにより、図18に示すように、
セル部素子領域202に対応する部分における層間絶縁
膜204の表面の高さと、周辺回路部素子領域203に
対応する部分における層間絶縁膜204の表面の高さと
が等しくなり、層間絶縁膜204の表面が平坦化され
る。
Next, using the CMP apparatus shown in FIG.
The interlayer insulating film 204 is removed by about 1.2 μm from the surface of the projection 204a by the CMP method. At this time, first, after the protrusion 204a of the interlayer insulating film 204 having a height of about 1 μm is removed, the entire surface of the interlayer insulating film 204 is removed by about 0.2 μm. Thereby, as shown in FIG.
The height of the surface of the interlayer insulating film 204 in a portion corresponding to the cell portion element region 202 is equal to the height of the surface of the interlayer insulating film 204 in a portion corresponding to the peripheral circuit portion device region 203. Is flattened.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のCMP法による層間絶縁膜の平坦化方法には、
次のような問題点があった。
However, the above-mentioned conventional method of planarizing an interlayer insulating film by the CMP method includes the following.
There were the following problems.

【0013】すなわち、図19は、SiO2 膜をCMP
法により研磨したときの、研磨時間に対するSiO2
の表面の高さの変化を示すグラフである。図19におい
て、横軸は研磨時間、縦軸はSiO2 膜の表面の高さを
示す。また、実線は、SiO2 膜の平坦部における表面
の高さを示すグラフであり、点線はSiO2 膜の突起部
における表面に高さを示すグラフである。図19に示す
ように、CMP法による研磨の場合、研磨レートは、広
い平坦部ほど低く、突起部のような突出した部分ほど高
くなるという特性がある。これは、研磨面の実効的な研
磨圧力が、その研磨面の面積に依存するためである。こ
のため、CMP法は、微小な突起部を選択的かつ高速に
除去して解消することで平坦な面を作りだすという点に
ついては効果が大きいのに対して、広い平坦な領域によ
る段差を低減するという点については、大きな効果が期
待できないことがわかる。このため、上述した従来のC
MP法による層間絶縁膜の平坦化方法の場合、図17に
示すように、層間絶縁膜204のメモリセル部素子領域
202に対応する部分に形成された凸部204aが、ま
とまった一つの広い平坦な領域となっているため、この
層間絶縁膜204の表面の段差をCMP法により低減し
ようとすると、メモリセル部素子領域202に対応する
部分における層間絶縁膜204と、周辺回路部203に
対応する部分における層間絶縁膜204とが、ほぼ等し
い量だけ研磨されるため、両者間の段差を低減すること
は原理的に難しいという問題があった。
FIG. 19 shows that the SiO 2 film is formed by CMP.
6 is a graph showing a change in the height of the surface of the SiO 2 film with respect to a polishing time when the polishing is performed by a method. In FIG. 19, the horizontal axis represents the polishing time, and the vertical axis represents the height of the surface of the SiO 2 film. The solid line is a graph showing the height of the surface of the flat portion of the SiO 2 film, and the dotted line is a graph showing the height of the surface of the protrusion of the SiO 2 film. As shown in FIG. 19, in the case of polishing by the CMP method, there is a characteristic that the polishing rate is lower in a wider flat portion and higher in a protruding portion such as a protrusion. This is because the effective polishing pressure of the polished surface depends on the area of the polished surface. For this reason, the CMP method has a great effect in that a flat surface is created by selectively removing and removing small projections at a high speed, whereas the CMP method reduces a step due to a wide flat region. In this regard, it can be seen that a great effect cannot be expected. For this reason, the above-described conventional C
In the case of the method of flattening the interlayer insulating film by the MP method, as shown in FIG. 17, a convex portion 204a formed in a portion of the interlayer insulating film 204 corresponding to the memory cell element region 202 is formed into one large flat surface. In order to reduce the step on the surface of the interlayer insulating film 204 by the CMP method, the area corresponding to the interlayer insulating film 204 in the portion corresponding to the memory cell portion element region 202 and the peripheral circuit portion 203 are reduced. Since the interlayer insulating film 204 in the portion is polished by an almost equal amount, there is a problem that it is theoretically difficult to reduce a step between the two.

【0014】そこで、この対策として、例えば、特開平
7−147278には、次のようなCMP法による層間
絶縁膜の平坦化方法が開示されている。すなわち、この
CMP法による層間絶縁膜の平坦化方法においては、図
20に示すように、層間絶縁膜204上に、メモリセル
部素子領域202の内部の領域に対応する部分に開口を
有するレジストパターン205を形成し、このレジスト
パターン205をマスクとして、層間絶縁膜204を選
択的にエッチングする。これにより、層間絶縁膜204
のうち、メモリセル部素子領域204の内部の領域に対
応する部分を所望の深さだけ除去し、メモリセル部素子
領域202の周辺部近傍の領域に対応する部分に突起部
206を形成する。次に、レジストパターン205を除
去した後、CMP法により突起部206が除去されるよ
うに層間絶縁膜204を研磨する。これにより、層間絶
縁膜204の表面が平坦化される。
Therefore, as a countermeasure against this, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 147278/1995 discloses the following method for planarizing an interlayer insulating film by a CMP method. That is, in the method of planarizing the interlayer insulating film by the CMP method, as shown in FIG. 20, a resist pattern having an opening in a portion corresponding to the region inside the memory cell part element region 202 is formed on the interlayer insulating film 204. The interlayer insulating film 204 is selectively etched using the resist pattern 205 as a mask. Thereby, the interlayer insulating film 204
Of these, a portion corresponding to a region inside the memory cell portion element region 204 is removed by a desired depth, and a projection portion 206 is formed in a portion corresponding to a region near the peripheral portion of the memory cell portion element region 202. Next, after removing the resist pattern 205, the interlayer insulating film 204 is polished so that the protrusion 206 is removed by the CMP method. Thereby, the surface of the interlayer insulating film 204 is flattened.

【0015】しかしながら、この層間絶縁膜の平坦化方
法は、層間絶縁膜204のメモリセル部素子領域202
の周辺部近傍の領域に対応する部分に形成された突起部
206の研磨を開始したときに、層間絶縁膜204のメ
モリセル部素子領域202の中央部近傍の領域に対応す
る部分の研磨も同時に開始されるために、CMP法によ
る研磨後に、層間絶縁膜204のうち、突起部206が
あったメモリセル部素子領域202の周辺部近傍の領域
に対応する部分の表面に比べて、メモリセル部素子領域
202の中央部近傍の領域に対応する部分の表面が凹む
という問題があった。
However, this method of flattening the interlayer insulating film employs a method of forming the interlayer insulating film 204 in the memory cell element region 202.
When the polishing of the protrusions 206 formed in the portion corresponding to the region near the peripheral portion of the memory cell is started, the polishing of the portion of the interlayer insulating film 204 corresponding to the region near the center of the memory cell element region 202 is simultaneously performed. After the polishing by the CMP method, the memory cell portion is compared with the surface of a portion of the interlayer insulating film 204 corresponding to a region near the peripheral portion of the memory cell portion element region 202 where the protrusion portion 206 was located. There is a problem that the surface of a portion corresponding to a region near the center of the element region 202 is dented.

【0016】したがって、この発明の目的は、層間絶縁
膜の表面を平坦化する際に、制御性および生産性が共に
良好で、十分な平坦度を確保することができる半導体装
置の製造方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device which has good controllability and productivity when planarizing the surface of an interlayer insulating film, and which can secure sufficient flatness. Is to do.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第1の発明による半導体装置の製造方法
は、半導体基板上に第1の素子領域およびこの第1の素
子領域より表面の高さが高い第2の素子領域を形成する
工程と、半導体基板の全面に層間絶縁膜を形成する工程
と、エッチングにより、層間絶縁膜のうち、第2の素子
領域の周辺部近傍の領域に対応する部分と、第2の素子
領域の内部の領域に対応する部分の少なくとも一部とに
突起部を形成する工程と、層間絶縁膜を研磨して少なく
とも突起部を除去する工程とを有することを特徴とする
ものである。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to a first aspect of the present invention is directed to a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a first element region on a semiconductor substrate; Forming a second element region having a high height, forming an interlayer insulating film over the entire surface of the semiconductor substrate, and etching the region of the interlayer insulating film near the periphery of the second element region. Forming a protrusion on at least a portion corresponding to the region inside the second element region, and polishing the interlayer insulating film to remove at least the protrusion. It is characterized by the following.

【0018】この発明の第2の発明による半導体装置の
製造方法は、半導体基板上に第1の素子領域およびこの
第1の素子領域より表面の高さが高い第2の素子領域を
形成する工程と、半導体基板の全面に第1の層間絶縁膜
を形成する工程と、エッチングにより、第1の層間絶縁
膜のうち、第2の素子領域の周辺部近傍の領域に対応す
る部分と、第2の素子領域の内部の領域に対応する部分
の少なくとも一部とに突起部を形成する工程と、第1の
層間絶縁膜上に、バイアス印加高密度プラズマ化学気相
成長法により第2の層間絶縁膜を形成して突起部を除去
する工程とを有することを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device, a first element region and a second element region having a surface higher than the first element region are formed on a semiconductor substrate. Forming a first interlayer insulating film over the entire surface of the semiconductor substrate; and etching, by etching, a portion of the first interlayer insulating film corresponding to a region near a peripheral portion of the second element region; Forming a projection on at least a part of a portion corresponding to a region inside the element region of the first region, and forming a second interlayer insulating film on the first interlayer insulating film by bias applied high density plasma chemical vapor deposition. Forming a film and removing the protrusions.

【0019】この発明の第1の発明においては、層間絶
縁膜の第2の素子領域の内部の領域に対応する部分に、
突起部を規則的に形成することが好ましい。また、この
発明の第2の発明においては、第1の層間絶縁膜の第2
の素子領域の内部の領域に対応する部分に、突起部を規
則的に形成することが好ましい。なお、これらの場合、
より好ましくは、層間絶縁膜または第1の層間絶縁膜の
第2の素子領域の内部の領域に対応する部分に、突起部
が平均的に分散するようにこの突起部を形成する。
According to the first aspect of the present invention, a portion of the interlayer insulating film corresponding to a region inside the second element region is provided.
It is preferable to form the projections regularly. Further, according to the second aspect of the present invention, the second interlayer insulating film is formed of a second material.
It is preferable that protrusions are regularly formed in a portion corresponding to a region inside the element region. In these cases,
More preferably, the protrusions are formed in a portion of the interlayer insulating film or the first interlayer insulating film corresponding to a region inside the second element region so that the protrusions are evenly dispersed.

【0020】この発明の第1の発明において、典型的に
は、層間絶縁膜の研磨は、化学機械研磨法により行う。
In the first aspect of the present invention, typically, polishing of the interlayer insulating film is performed by a chemical mechanical polishing method.

【0021】この発明において、典型的には、第2の素
子領域はメモリセル部素子領域であり、第1の素子領域
は周辺回路部素子領域である。
In the present invention, typically, the second element region is a memory cell part element region, and the first element region is a peripheral circuit part element region.

【0022】上述のように構成されたこの発明の第1の
発明によれば、半導体基板上に層間絶縁膜を形成した段
階で、第2の素子領域に対応する部分おける層間絶縁膜
の表面が、第1の素子領域に対応する部分における層間
絶縁膜の表面よりも高くなることよって生じる段差を解
消する際に、エッチングにより、層間絶縁膜のうち、第
2の素子領域の周辺部近傍の領域に対応する部分と、第
2の素子領域の内部の領域に対応する部分の少なくとも
一部とに突起部を形成した後、層間絶縁膜を研磨して少
なくとも突起部を除去するようにしていることにより、
層間絶縁膜に突起部を形成せずに層間絶縁膜を研磨する
場合に比べて、段差の解消を容易に、かつ、制御性良く
行うことができる。また、突起部は、層間絶縁膜の第2
の素子領域の周辺部近傍の領域に対応する部分だけでな
く、層間絶縁膜の第2の素子領域の内部の領域に対応す
る部分の少なくとも一部にも形成されているので、層間
絶縁膜を研磨して突起部を除去する際に、層間絶縁膜の
第2の素子領域の中央部近傍の領域に対応する部分にお
ける表面が、凹んだ形状となることを効果的に防止する
ことができる。
According to the first aspect of the present invention configured as described above, at the stage when the interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate, the surface of the interlayer insulating film in a portion corresponding to the second element region is formed. In order to eliminate a step caused by being higher than the surface of the interlayer insulating film in a portion corresponding to the first element region, etching is performed on a region of the interlayer insulating film in the vicinity of a peripheral portion of the second element region. And forming at least part of the portion corresponding to the region inside the second element region, and then polishing the interlayer insulating film to remove at least the protrusion. By
As compared with the case where the interlayer insulating film is polished without forming a projection on the interlayer insulating film, the step can be easily eliminated and the controllability can be improved. In addition, the protruding portion is formed on the second insulating film.
Is formed not only in a portion corresponding to a region near a peripheral portion of the element region, but also in at least a part of a portion of the interlayer insulating film corresponding to a region inside the second element region. When the protrusion is removed by polishing, it is possible to effectively prevent the surface of a portion of the interlayer insulating film corresponding to a region near the center of the second element region from becoming concave.

【0023】上述のように構成されたこの発明の第2の
発明によれば、エッチングにより、第1の層間絶縁膜の
うち、第2の素子領域の周辺部近傍の領域に対応する部
分と、第2の素子領域の内部の領域に対応する部分の少
なくとも一部とに突起部を形成した後、第1の層間絶縁
膜上に、バイアス印加高密度プラズマ化学気相成長法に
より第2の層間絶縁膜を形成して突起部を除去するよう
にしていることにより、エッチングと堆積とを同時進行
的に行うことができるバイアス印加高密度プラズマ化学
気相成長法の特性を利用して、第1の層間絶縁膜に形成
された突起部間の凹部に第2の層間絶縁膜を埋め込ん
で、突起部を除去することができるとともに、第1の層
間絶縁膜上に、平坦な表面を有する第2の層間絶縁膜
を、容易に、かつ、制御性良く形成することができる。
According to the second aspect of the present invention configured as described above, by etching, a portion of the first interlayer insulating film corresponding to a region near the periphery of the second element region; After a projection is formed on at least a part of a portion corresponding to a region inside the second element region, a second interlayer insulating film is formed on the first interlayer insulating film by bias applied high density plasma chemical vapor deposition. By forming the insulating film to remove the protrusions, the characteristics of the bias-applied high-density plasma enhanced chemical vapor deposition method capable of performing etching and deposition simultaneously can be used. The second interlayer insulating film can be buried in the recesses between the protrusions formed in the first interlayer insulating film to remove the protrusions, and the second interlayer insulating film having a flat surface on the first interlayer insulating film can be removed. Easily and easily It can be sexual well formed.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings of the embodiments, the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals.

【0025】まず、この発明の第1の実施形態による半
導体装置の製造方法ついて説明する。この第1の実施形
態では、DRAMのような半導体記憶装置において、層
間絶縁膜の表面に形成された段差を解消し、層間絶縁膜
の表面を平坦化する場合を例にとって説明する。
First, the method for fabricating the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, a case where a step formed on the surface of an interlayer insulating film is eliminated and the surface of the interlayer insulating film is flattened in a semiconductor memory device such as a DRAM will be described as an example.

【0026】ずなわち、この第1の実施形態による半導
体装置の製造方法においては、まず、図1に示すよう
に、Si基板1上に、通常のDRAMの製造方法に従っ
て、メモリセル部素子領域2および周辺回路部素子領域
3を形成する。ここで、半導体基板1の表面からのメモ
リセル部素子領域2の表面の高さは、半導体基板1の表
面からの周辺回路部素子領域3の表面の高さより、例え
ば1μm程度高くなっている。また、メモリセル部素子
領域2は、例えば4μm×6μmの長方形状の平面形状
を有している。なお、ここでは、図面の煩雑さを避ける
ために、メモリセル部素子領域2および周辺回路部素子
領域3は模式的に示している。
That is, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, first, as shown in FIG. 1, a memory cell element region is formed on a Si substrate 1 in accordance with a normal DRAM manufacturing method. 2 and a peripheral circuit section element region 3 are formed. Here, the height of the surface of the memory cell part element region 2 from the surface of the semiconductor substrate 1 is, for example, about 1 μm higher than the height of the surface of the peripheral circuit part element region 3 from the surface of the semiconductor substrate 1. The memory cell element region 2 has a rectangular planar shape of, for example, 4 μm × 6 μm. Here, in order to avoid complication of the drawing, the memory cell part element region 2 and the peripheral circuit part element region 3 are schematically shown.

【0027】次に、図2に示すように、Si基板1の全
面に、例えば、CVD法により、SiO2 膜のような層
間絶縁膜4を形成する。ここで、この層間絶縁膜4を形
成する際には、周辺回路部素子領域3に対応する部分に
おける層間絶縁膜4の厚さが、メモリセル部素子領域2
の表面と周辺回路素子領域3の表面との不一致による段
差の高さよりも大きくなるようにする。この場合、層間
絶縁膜4の厚さは、例えば2μm程度とする。なお、こ
の層間絶縁膜4は、Si基板1の表面に沿ってコンフォ
ーマル成長しており、メモリセル部素子領域2に対応す
る部分における層間絶縁膜4の表面は、周辺回路部素子
領域3に対応する部分における層間絶縁膜の表面よりも
高くなっており、層間絶縁膜4のメモリセル部素子領域
2に対応する部分には凸部が形成されている。この場
合、メモリセル部素子領域2に対応する部分における層
間絶縁膜4の表面の高さと、周辺回路部素子領域3に対
応する部分における層間絶縁膜4の表面の高さとの差
は、メモリセル部素子領域2の表面の高さと周辺回路部
素子領域3の表面の高さとの差とほぼ同一であり、例え
ば1μm程度である。
Next, as shown in FIG. 2, an interlayer insulating film 4 such as a SiO 2 film is formed on the entire surface of the Si substrate 1 by, for example, a CVD method. Here, when the interlayer insulating film 4 is formed, the thickness of the interlayer insulating film 4 in a portion corresponding to the peripheral circuit part element region 3 is set to the value corresponding to the memory cell part element region 2.
Is larger than the height of the step caused by mismatch between the surface of the peripheral circuit element region 3 and the surface of the peripheral circuit element region 3. In this case, the thickness of the interlayer insulating film 4 is, for example, about 2 μm. The interlayer insulating film 4 is conformally grown along the surface of the Si substrate 1, and the surface of the interlayer insulating film 4 in a portion corresponding to the memory cell unit element region 2 is formed in the peripheral circuit unit element region 3. The height is higher than the surface of the interlayer insulating film in a corresponding portion, and a protrusion is formed in a portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the memory cell element region 2. In this case, the difference between the height of the surface of the interlayer insulating film 4 at the portion corresponding to the memory cell element region 2 and the height of the surface of the interlayer insulating film 4 at the portion corresponding to the peripheral circuit element region 3 is the memory cell The difference between the surface height of the element region 2 and the surface height of the peripheral circuit element region 3 is substantially the same, for example, about 1 μm.

【0028】次に、図3に示すように、例えばリソグラ
フィー工程により、層間絶縁膜4上にレジストパターン
5を形成する。このレジストパターン5は、メモリセル
部素子領域2に対応する部分のうち、メモリセル部素子
領域2の周辺部近傍の領域と、メモリセル部素子領域2
の内部の領域に対応する部分の一部とを除く部分に開口
部5aを有している。
Next, as shown in FIG. 3, a resist pattern 5 is formed on the interlayer insulating film 4 by, for example, a lithography process. The resist pattern 5 includes, in a portion corresponding to the memory cell part element region 2, a region near the periphery of the memory cell part element region 2 and a part near the memory cell part element region 2.
The opening 5a is provided in a portion excluding a part of a portion corresponding to the internal region of.

【0029】図4は、このレジストパターン5を形成し
たときの状態を示す平面図である。この場合、図4に示
すように、レジストパターン5は、メモリセル部素子領
域2に対応する部分に格子状の開口部5aを有し、メモ
リセル部素子領域2の内部の領域に対応する部分に複数
の島状部5bを有している。ここで、レジストパターン
5の開口部5aの端部は、メモリセル部素子領域2の外
周部上から、例えば10μm程度メモリセル部素子領域
2の内側に入ったメモリセル部素子領域2上に位置して
いる。また、レジストパターン5の島状部5bは、ほぼ
正方形状の平面形状を有し、その一辺の大きさは、例え
ば100μm程度以上ないしはミリオーダー程度であ
る。この場合、複数の島状部5bが、メモリセル部素子
領域2の内部の領域に対応する部分に規則的に配列され
ている。なお、レジストパターン5の開口部5aの端部
は、メモリセル部素子領域2上から外にはずれなければ
よいので、このレジストパターン5を形成するためのリ
ソグラフィー工程の際の露光時には、マスクの位置合わ
せを10μm程度のラフな精度で行うことができる。こ
のため、このレジストパターン5を形成する際には、再
生率が向上するなど、リソグラフィー工程の負担が少な
くなるというメリットがある。
FIG. 4 is a plan view showing a state when the resist pattern 5 is formed. In this case, as shown in FIG. 4, the resist pattern 5 has a lattice-shaped opening 5a in a portion corresponding to the memory cell element region 2 and a portion corresponding to a region inside the memory cell element region 2. Has a plurality of island-shaped portions 5b. Here, the end of the opening 5 a of the resist pattern 5 is located on the memory cell part element region 2, for example, about 10 μm inside the memory cell part element region 2 from the outer peripheral part of the memory cell part element region 2. doing. The island portion 5b of the resist pattern 5 has a substantially square planar shape, and the size of one side is, for example, about 100 μm or more or about millimeter order. In this case, the plurality of island-shaped portions 5b are regularly arranged in a portion corresponding to a region inside the memory cell element region 2. Note that the end of the opening 5a of the resist pattern 5 does not have to be displaced from the memory cell element region 2 so that the position of the mask during exposure in the lithography step for forming the resist pattern 5 can be reduced. The alignment can be performed with a rough accuracy of about 10 μm. Therefore, when the resist pattern 5 is formed, there is an advantage that the load on the lithography process is reduced, for example, the reproduction rate is improved.

【0030】次に、図5に示すように、レジストパター
ン5をマスクとして、例えばドライエッチング法によ
り、層間絶縁膜4を選択的にエッチングする。これによ
り、層間絶縁膜4のうち、レジストパターン5の開口部
5aに対応する部分に凹部6が形成されるとともに、メ
モリセル部素子領域2の周辺部近傍の領域に対応する部
分と、メモリセル部素子領域2の内部の領域に対応する
部分の一部(この場合、レジストパターン5の島状部5
bに対応する部分)とに、突起部7が形成される。な
お、このとき、層間絶縁膜4のエッチング深さは、エッ
チングにより形成される凹部6の底面が、周辺回路部素
子領域3に対応する部分における層間絶縁膜4の表面よ
りも低くならない範囲内で所望の値に選ぶことができ
る。ここでは、層間絶縁膜4のエッチング深さ、したが
って、凹部6の深さは、例えば1μm程度としている。
この場合、凹部6の深さは、メモリセル部素子領域2の
表面と周辺回路部素子領域3の表面との間の段差の高さ
とほぼ等しく、凹部6の底部における層間絶縁膜4の表
面の高さと、周辺回路部素子領域3に対応する部分にお
ける層間絶縁膜4の表面の高さとがほぼ等しくなってい
る。
Next, as shown in FIG. 5, using the resist pattern 5 as a mask, the interlayer insulating film 4 is selectively etched by, for example, a dry etching method. As a result, a recess 6 is formed in a portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the opening 5a of the resist pattern 5, and a portion corresponding to a region near a peripheral portion of the memory cell element region 2 and a memory cell Of the portion corresponding to the region inside the element region 2 (in this case, the island-shaped portion 5 of the resist pattern 5).
(corresponding to b)). At this time, the etching depth of the interlayer insulating film 4 is set so that the bottom surface of the concave portion 6 formed by etching is not lower than the surface of the interlayer insulating film 4 in a portion corresponding to the peripheral circuit element region 3. You can choose the desired value. Here, the etching depth of the interlayer insulating film 4, that is, the depth of the recess 6 is, for example, about 1 μm.
In this case, the depth of the concave portion 6 is almost equal to the height of the step between the surface of the memory cell portion element region 2 and the surface of the peripheral circuit portion element region 3, and the height of the surface of the interlayer insulating film 4 at the bottom of the concave portion 6. The height is almost equal to the height of the surface of the interlayer insulating film 4 in a portion corresponding to the peripheral circuit element region 3.

【0031】図6は、レジストパターン5をマスクとし
て層間絶縁膜4をエッチングしたときの状態を示す平面
図である。なお、図6において、レジストパターン5は
図示省略されている。この場合、図6に示すように、層
間絶縁膜4のうち、メモリセル部素子領域2の周辺部近
傍の領域に対応する部分には、メモリセル部素子領域2
に対応する部分の外周を縁取るように突起部7が形成さ
れ、メモリセル部素子領域2の内部の領域に対応する部
分には複数の島状の突起部7が形成されている。層間絶
縁膜4のメモリセル部素子領域2の内部の領域に対応す
る部分に形成された複数の島状の突起部7は、メモリセ
ル部素子領域2の内部に対応する部分に、規則的に、か
つ、平均的に分散して配列されている。なお、これらの
突起部7は、層間絶縁膜4のメモリセル部素子領域2に
対応する部分に形成された凸部に形成されている。ここ
で、層間絶縁膜4のメモリセル部素子領域2に対応する
部分においては、凹部6の占有面積が突起部7の占有面
積よりも大きくなることが好ましい。この場合、層間絶
縁膜4のメモリセル部素子領域2に対応する部分におけ
る突起部7の面積占有率は、例えば、25%以下にされ
ている。
FIG. 6 is a plan view showing a state when the interlayer insulating film 4 is etched using the resist pattern 5 as a mask. In FIG. 6, the resist pattern 5 is not shown. In this case, as shown in FIG. 6, a portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to a region near the peripheral portion of the memory cell portion element region 2 is provided in the memory cell portion element region 2.
Are formed so as to border the outer periphery of the portion corresponding to..., And a plurality of island-shaped protrusions 7 are formed in the portion corresponding to the region inside the memory cell element region 2. A plurality of island-shaped protrusions 7 formed in a portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to a region inside the memory cell part element region 2 are regularly formed in a part corresponding to the inside of the memory cell part element region 2. , And are dispersed on average. Note that these protrusions 7 are formed on protrusions formed in a portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the memory cell element region 2. Here, in the portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the memory cell element region 2, it is preferable that the occupied area of the recess 6 be larger than the occupied area of the projection 7. In this case, the area occupancy of the protrusion 7 in a portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the memory cell element region 2 is, for example, 25% or less.

【0032】次に、レジストパターン5を除去した後、
図7に示すように、CMP法により、層間絶縁膜4を研
磨することにより、この層間絶縁膜4の表面を平坦化す
る。このとき、層間絶縁膜4のメモリセル部素子領域2
に対応する部分における厚さが、例えば0.5μm程度
となるまで研磨を行う。このCMP法による研磨の条件
の一例を挙げると、ポリウレタン系の研磨パッドおよび
KOHベースでシリカ系粒子含有のスラリーを用い、研
磨圧力を5×104 Pa、定盤の回転数を20rpmと
する。このとき、SiO2 膜の平坦な表面での研磨レー
トは、約150nm/分である。このような条件で、層
間絶縁膜4のメモリセル部素子領域2に対応する部分に
おける厚さが0.5μmになるまで研磨を行った場合、
研磨時間は約2.5分程度である。
Next, after removing the resist pattern 5,
As shown in FIG. 7, the surface of the interlayer insulating film 4 is planarized by polishing the interlayer insulating film 4 by the CMP method. At this time, the memory cell part element region 2 of the interlayer insulating film 4
Is polished until the thickness at the portion corresponding to is, for example, about 0.5 μm. As an example of polishing conditions by the CMP method, a polishing pad of polyurethane polyurethane and a slurry containing silica particles based on KOH are used, the polishing pressure is 5 × 10 4 Pa, and the rotation speed of the platen is 20 rpm. At this time, the polishing rate on the flat surface of the SiO 2 film is about 150 nm / min. Under such conditions, when polishing is performed until the thickness of the portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the memory cell element region 2 becomes 0.5 μm,
The polishing time is about 2.5 minutes.

【0033】以上により、層間絶縁膜4を形成した段階
でこの層間絶縁膜4に存在していた段差が解消され、層
間絶縁膜4の表面が平坦化される。
As described above, the step existing in the interlayer insulating film 4 at the stage of forming the interlayer insulating film 4 is eliminated, and the surface of the interlayer insulating film 4 is flattened.

【0034】上述のように構成されたこの第1の実施形
態によれば、メモリセル部素子領域2および周辺回路部
素子領域3が形成されたSi基板1上に層間絶縁膜4を
形成し、この層間絶縁膜4をレジストパターン5をマス
クとして選択的にエッチングすることにより、この層間
絶縁膜4のうち、メモリセル部素子領域2の周辺部の領
域に対応する部分と、メモリセル部素子領域2の内部の
領域に対応する部分の一部とに突起部7を形成するよう
にしている。また、この場合、層間絶縁膜4のメモリセ
ル部素子領域2に対応する部分における突起部7の面積
占有率は、低くなっている。したがって、この第1の実
施形態によれば、層間絶縁膜4に広い平坦な領域からな
る段差が形成されている場合であっても、CMP法によ
り層間絶縁膜4の突起部7を研磨、除去することで、極
めて短い研磨時間で層間絶縁膜4の表面の平坦化を行う
ことができるので、生産性を良好とすることができる。
According to the first embodiment configured as described above, the interlayer insulating film 4 is formed on the Si substrate 1 on which the memory cell element region 2 and the peripheral circuit element region 3 are formed. By selectively etching the interlayer insulating film 4 using the resist pattern 5 as a mask, a portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the peripheral region of the memory cell unit element region 2 and the memory cell unit element region The projections 7 are formed on a part of the portion corresponding to the area inside 2. In this case, the area occupancy of the protrusion 7 in the portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the memory cell element region 2 is low. Therefore, according to the first embodiment, even when the step formed of a wide flat area is formed in the interlayer insulating film 4, the protrusion 7 of the interlayer insulating film 4 is polished and removed by the CMP method. By doing so, the surface of the interlayer insulating film 4 can be flattened in an extremely short polishing time, so that productivity can be improved.

【0035】また、突起部7の除去および除去の確認が
容易で、かつ、研磨量の制御が容易であるため、層間絶
縁膜4の表面の平坦化を制御性良く行うことができる。
このため、平坦化後の層間絶縁膜4の厚さの制御性が良
好となるので、この層間絶縁膜4への接続孔などの加工
が容易となり、また、この層間絶縁膜4に形成された接
続孔などへの導電体膜の充填が困難になることによる導
通不良の問題や、この層間絶縁膜4の厚さが薄くなるた
めに起こる寄生容量の増加や、電気的絶縁不良などの電
気的特性の劣化の問題などを効果的に防止することがで
きる。
Further, since the removal and confirmation of the removal of the protrusion 7 are easy and the amount of polishing is easy to control, the surface of the interlayer insulating film 4 can be flattened with good controllability.
Therefore, the controllability of the thickness of the interlayer insulating film 4 after the planarization is improved, so that the processing of the connection holes and the like in the interlayer insulating film 4 becomes easy, and the interlayer insulating film 4 is formed on the interlayer insulating film 4. There is a problem of poor conduction due to difficulty in filling the conductive film into the connection holes and the like, an increase in parasitic capacitance caused by the reduction in the thickness of the interlayer insulating film 4, and an electrical failure such as poor electrical insulation. It is possible to effectively prevent the problem of characteristic deterioration and the like.

【0036】また、この第1の実施形態によれば、層間
絶縁膜4のメモリセル部素子領域2の周辺部近傍の領域
に対応する部分に加えて、層間絶縁膜4のメモリセル部
素子領域2の内部の領域に対応する部分にも部分的に突
起部7を形成するようにしていることにより、CMP法
により層間絶縁膜4を研磨し突起部7を除去する際に、
この層間絶縁膜4のメモリセル部素子領域2の中央部近
傍の領域における表面が凹むことを効果的に防止するこ
とができる。これにより、CMP法による平坦化後に、
表面の平坦度が極めて高い層間絶縁膜4を得ることがで
きる。このため、リソグラフィー工程において微細なパ
ターンの解像に必要とされている、小さい焦点深度に対
応した平坦性を確保することができる。
According to the first embodiment, in addition to the portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the region near the peripheral portion of the memory cell portion element region 2, the memory cell portion element region of the interlayer insulating film 4 When the protrusions 7 are removed by polishing the interlayer insulating film 4 by the CMP method, the protrusions 7 are partially formed also in the portions corresponding to the regions inside the substrate 2.
It is possible to effectively prevent the surface of the interlayer insulating film 4 in the region near the center of the memory cell element region 2 from being depressed. Thereby, after planarization by the CMP method,
The interlayer insulating film 4 having extremely high surface flatness can be obtained. For this reason, flatness corresponding to a small depth of focus, which is required for resolution of a fine pattern in a lithography process, can be ensured.

【0037】次に、この発明の第2の実施形態による半
導体装置の製造方法について説明する。図8は、この第
2の実施形態による半導体装置の製造方法を説明するた
めの平面図である。
Next, the method for fabricating the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a plan view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment.

【0038】すなわち、この第2の実施形態による半導
体装置の製造方法においては、図8に示すように、所定
形状のレジストパターン(図示せず)をマスクとして層
間絶縁膜4を選択的にエッチングすることにより、層間
絶縁膜4のメモリセル部素子領域2の周辺部近傍の領域
に対応する部分に突起部7を形成するとともに、層間絶
縁膜4のメモリセル部素子領域2の内部の領域に対応す
る部分に、複数のストライプ状の突起部7を形成する。
この場合、層間絶縁膜4のメモリセル部素子領域2の内
部の領域に対応する部分に形成されたストライプ状の突
起部7は、層間絶縁膜4のメモリセル部素子領域2の周
辺部近傍の領域に対応する部分に形成された突起部7と
つながっている。この場合、層間絶縁膜4のメモリセル
部素子領域2の内部の領域に対応する部分に形成された
ストライプ状の突起部7の幅は、例えば100μm程度
以上ないしはミリオーダー程度である。その他のことは
第1の実施形態による半導体装置の製造方法と同様であ
るので、説明を省略する。
That is, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment, as shown in FIG. 8, the interlayer insulating film 4 is selectively etched using a resist pattern (not shown) of a predetermined shape as a mask. Thus, the protrusion 7 is formed in a portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to a region near the peripheral portion of the memory cell portion element region 2, and the protrusion 7 is formed in the region of the interlayer insulating film 4 in the memory cell portion element region 2 A plurality of stripe-shaped protrusions 7 are formed in the portions to be formed.
In this case, the stripe-shaped protrusions 7 formed in the portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the region inside the memory cell portion element region 2 are formed near the peripheral portion of the memory cell portion element region 2 of the interlayer insulating film 4. It is connected to a protrusion 7 formed at a portion corresponding to the region. In this case, the width of the stripe-shaped protrusion 7 formed in a portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the region inside the memory cell element region 2 is, for example, about 100 μm or more or about millimeters. The other points are the same as those of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment, and the description is omitted.

【0039】この第2の実施形態によっても、第1の実
施形態と同様な効果を得ることができる。
According to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0040】次に、この発明の第3の実施形態による半
導体装置の製造方法について説明する。図9は、この第
3の実施形態による半導体装置の製造方法を説明するた
めの平面図である。
Next, the method for fabricating the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention will be explained. FIG. 9 is a plan view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment.

【0041】すなわち、上述の第2の実施形態による半
導体装置の製造方法においては、層間絶縁膜4のメモリ
セル部素子領域2の内部の領域に対応する部分に形成さ
れたストライプ状の突起部7が、層間絶縁膜4のメモリ
セル部素子領域2の周辺部近傍の領域に対応する部分に
形成された突起部7とつながった形状となっているが、
この第3の実施形態による半導体装置の製造方法におい
ては、図9に示すように、層間絶縁膜4のメモリセル部
素子領域2の内部の領域に対応する部分におけるストラ
イプ状の突起部7が、層間絶縁膜4のメモリセル部素子
領域2の周辺部近傍の領域に対応する部分における突起
部7から分離して形成される。その他のことは第1の実
施形態による半導体装置の製造方法と同様であるので、
説明を省略する。
That is, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment described above, the stripe-shaped protrusions 7 formed in the portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the region inside the memory cell element region 2 are provided. Has a shape connected to a protrusion 7 formed in a portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to a region near the periphery of the memory cell element region 2,
In the method of manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment, as shown in FIG. 9, the stripe-shaped protrusions 7 in the portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the area inside the memory cell element region 2 are formed. The interlayer insulating film 4 is formed separately from the protrusion 7 at a portion corresponding to a region near the peripheral portion of the memory cell element region 2. The other points are the same as those in the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment.
Description is omitted.

【0042】この第3の実施形態によっても、第1の実
施形態と同様な効果を得ることができる。
According to the third embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

【0043】次に、この発明の第4の実施形態による半
導体装置の製造方法について説明する。図10は、この
第4の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する
ための平面図である。
Next, the method for fabricating the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention will be explained. FIG. 10 is a plan view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the fourth embodiment.

【0044】すなわち、この第4の実施形態による半導
体装置の製造方法においては、図10に示すように、所
定形状のレジストパターン(図示せず)をマスクとして
層間絶縁膜4を選択的にエッチングすることにより、こ
の層間絶縁膜4のメモリセル部素子領域2に対応する部
分に格子状の突起部7を形成する。その他のことは第1
の実施形態による半導体装置の製造方法と同様であるの
で、説明を省略する。
That is, in the method for fabricating a semiconductor device according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 10, the interlayer insulating film 4 is selectively etched using a resist pattern (not shown) having a predetermined shape as a mask. As a result, a lattice-like projection 7 is formed in a portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the memory cell element region 2. Other things are number one
Since the method is the same as the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment, the description thereof will be omitted.

【0045】この第4の実施形態によっても、第1の実
施形態と同様な効果を得ることができる。
According to the fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0046】次に、この発明の第5の実施形態による半
導体装置の製造方法について説明する。図11は、この
第5の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する
ための平面図である。
Next, the method for fabricating the semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention will be explained. FIG. 11 is a plan view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the fifth embodiment.

【0047】すなわち、例えば、上述の第1の実施形態
による半導体装置の製造方法においては、層間絶縁膜4
に突起部7を形成する際に、メモリセル部素子領域2の
周辺部近傍の領域に対応する部分の突起部7を、ほぼ均
一な幅で形成するようにしているのに対して、この第5
の実施形態による半導体装置の製造方法においては、層
間絶縁膜4に突起部7を形成する際に、層間絶縁膜4の
メモリセル部素子領域2の周辺部近傍の領域に対応する
部分の突起部7の幅が、部分的に太くなるようにする。
この場合、層間絶縁膜4のメモリセル部素子領域2の周
辺部近傍の領域に対応する部分に形成された突起部7の
一部が、メモリセル部素子領域2の内部の領域に対応す
る部分の一部にも形成されている。この場合、CMP法
により層間絶縁膜4を研磨したときに、層間絶縁膜4の
メモリセル部素子領域2の中央部近傍の領域に対応する
部分の表面が凹むことを効果的に防止する観点から、突
起部7を、メモリセル部素子領域2の内部の領域に対応
する部分に深く入り組んだ形状となるようすることが好
ましい。その他のことは第1の実施形態による半導体装
置の製造方法と同様であるので、説明を省略する。
That is, for example, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the above-described first embodiment, the interlayer insulating film 4
When the projections 7 are formed at a portion corresponding to a region near the peripheral portion of the memory cell element region 2, the projections 7 are formed with a substantially uniform width. 5
In the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment, when forming the protrusion 7 in the interlayer insulating film 4, a portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to a region near the periphery of the memory cell element region 2 is formed. The width of 7 is partially increased.
In this case, a part of the protrusion 7 formed in a portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to a region near the peripheral portion of the memory cell part element region 2 is replaced with a part corresponding to a region inside the memory cell part element region 2. Is also formed in part. In this case, from the viewpoint of effectively preventing the surface of the portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the region near the center of the memory cell element region 2 from being dented when the interlayer insulating film 4 is polished by the CMP method. It is preferable that the protruding portion 7 has a shape that is deeply involved in a portion corresponding to the region inside the memory cell element region 2. The other points are the same as those of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment, and the description is omitted.

【0048】この第5の実施形態によっても、第1の実
施形態と同様な効果を得ることができる。
According to the fifth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0049】次に、この発明の第6の実施形態による半
導体装置の製造方法について説明する。
Next, the method for fabricating the semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention will be explained.

【0050】すなわち、この第6の実施形態による半導
体装置の製造方法においては、第1の実施形態による半
導体装置の製造方法と同様の工程に従って、層間絶縁膜
4上にレジストパターンを形成し、このレジストパター
ンをマスクとして層間絶縁膜4を選択的にエッチングし
た後、エッチングマスクとして用いたレジストパターン
を除去する。これにより、図12に示すように、この層
間絶縁膜4のうち、レジストパターン(図示せず)の開
口部に対応する部分に凹部6が形成されるとともに、メ
モリセル部素子領域2の周辺部近傍の領域に対応する部
分と、メモリセル部素子領域2の内部の領域に対応する
部分の一部とに、突起部7が形成される。この場合、層
間絶縁膜4のメモリセル部素子領域2の内部の領域に対
応する部分に形成された突起部7の幅は、層間絶縁膜4
のメモリセル部素子領域2の周辺部近傍の領域に対応す
る部分に形成された突起部7(図12中、符号7´で示
される部分)の幅より大きくなっている。ここで、層間
絶縁膜4のメモリセル部素子領域2の内部の領域に対応
する部分に形成された突起部7の幅は、例えば20μm
以上、具体的には例えば100μm程度である。また、
層間絶縁膜4のメモリセル部素子領域2の周辺部近傍の
領域に対応する部分に形成された突起部7(符号7´で
示される部分)は、メモリセル部素子領域2と例えば1
0μm程度オーバーラップしている。この状態の平面図
は、例えば第1の実施形態の図7と同様である。
That is, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the sixth embodiment, a resist pattern is formed on the interlayer insulating film 4 according to the same steps as those of the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment. After selectively etching the interlayer insulating film 4 using the resist pattern as a mask, the resist pattern used as the etching mask is removed. Thereby, as shown in FIG. 12, a recess 6 is formed in a portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the opening of the resist pattern (not shown), and a peripheral portion of the memory cell element region 2 is formed. Protrusions 7 are formed in a portion corresponding to a nearby region and a part of a portion corresponding to a region inside memory cell element region 2. In this case, the width of the protruding portion 7 formed in a portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the region inside the memory cell element region 2 is
12 is larger than the width of the protrusion 7 (portion 7 'in FIG. 12) formed in a portion corresponding to a region near the peripheral portion of the memory cell element region 2. Here, the width of the projection 7 formed in a portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the region inside the memory cell element region 2 is, for example, 20 μm.
As described above, specifically, the thickness is, for example, about 100 μm. Also,
A protrusion 7 (a portion indicated by reference numeral 7 ′) formed in a portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to a region near the peripheral portion of the memory cell portion element region 2 is, for example, 1
They overlap by about 0 μm. A plan view in this state is the same as, for example, FIG. 7 of the first embodiment.

【0051】ここで、図12中、D1 はSi基板1の表
面の段差の高さ(Si基板1の表面からのメモリセル部
素子領域2の表面の高さと、Si基板1の表面からの周
辺回路部素子領域3の表面の高さとの差)。D2 は層間
絶縁膜4の厚さ、D3 は層間絶縁膜4のエッチング深さ
に相当する凹部6の深さ、D4 は凹部6に対応する部分
における層間絶縁膜4の厚さ、A1 は、層間絶縁膜4の
メモリセル部素子領域2の内部の領域に対応する部分に
形成された突起部7の幅、A2 は凹部6の幅を示す。こ
の場合、Si基板1の表面の段差の高さD1 および層間
絶縁膜4の厚さD2 は、D1 ≦D2 の関係を満たし、S
i基板1の表面の段差の高さD1 および凹部6の深さD
3 は、D1 ≧D3 の関係を満たす。また、凹部6に対応
する部分における層間絶縁膜4の厚さD4 は、D4 ≧0
となっている。ここでは、例えば、D1 =D3 =1μm
とし、D2 =2μmとしている。また、凹部6のアスペ
クト比、したがって、D3 /A2 は、例えばD3 /A2
≦2.5の関係を満たすように選ばれる。
In FIG. 12, D 1 is the height of the step on the surface of the Si substrate 1 (the height of the surface of the memory cell element region 2 from the surface of the Si substrate 1 and the height of the step from the surface of the Si substrate 1). Difference from the height of the surface of the peripheral circuit element region 3). D 2 is the thickness of the interlayer insulating film 4, D 3 is the depth of the recess 6 corresponding to the etching depth of the interlayer insulating film 4, D 4 is the interlayer insulating film 4 in the portion corresponding to the recess 6 thickness, A 1 denotes the width of the protrusion 7 formed in a portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the region inside the memory cell element region 2, and A 2 denotes the width of the recess 6. In this case, the height D 1 of the step on the surface of the Si substrate 1 and the thickness D 2 of the interlayer insulating film 4 satisfy the relationship of D 1 ≦ D 2 ,
The height D 1 of the step on the surface of the i-substrate 1 and the depth D of the recess 6
3 satisfies the relationship of D 1 ≧ D 3 . The thickness D 4 of the interlayer insulating film 4 at the portion corresponding to the concave portion 6 is D 4 ≧ 0.
It has become. Here, for example, D 1 = D 3 = 1 μm
And D 2 = 2 μm. In addition, the aspect ratio of the concave portion 6, that is, D 3 / A 2 is, for example, D 3 / A 2
It is selected so as to satisfy the relationship of ≦ 2.5.

【0052】次に、図13に示すように、層間絶縁膜4
上に、高密度プラズマCVD法、例えば、バイアスEC
R−CVD法によりSiO2 膜のような層間絶縁膜8を
形成する。このバイアスECR−CVD法は、エッチン
グと堆積とを同時進行的に行うことが可能であり、この
ため、突起部7による凹凸の解消も含めて、表面が平坦
となるように層間絶縁膜8を形成することができる。こ
のとき、凹部6に対応する部分における層間絶縁膜8の
厚さは、D3 +A1 /2(D3 は凹部6の深さ、A1
層間絶縁膜4のメモリセル部素子領域2の内部の領域に
対応する部分に形成された突起部7の幅)以上である。
このバイアスECR−CVD法による層間絶縁膜8の形
成条件の一例を挙げると、プロセスガスとして、SiH
4 、OおよびArの混合ガスを用い、SiH
ス、O2 ガスおよびArガスの流量をそれぞれ80sc
cm、120sccm、150sccmとし、圧力を
0.5Pa、マイクロ波出力を1500W、高周波(R
F)出力を2000Wとする。このような条件で、突起
部7の解消も含めて、その表面が平坦となるように層間
絶縁膜8を形成するのに必要な時間は、約2.5分程度
である。
Next, as shown in FIG.
On top, a high-density plasma CVD method, for example, bias EC
An interlayer insulating film 8 such as a SiO 2 film is formed by the R-CVD method. In the bias ECR-CVD method, the etching and the deposition can be performed simultaneously. Therefore, the interlayer insulating film 8 is formed so as to have a flat surface, including the elimination of the unevenness due to the projections 7. Can be formed. The thickness of the interlayer insulating film 8 in the portions corresponding to the recesses 6, D 3 + A 1/2 (D 3 is the recess 6 depths, A 1 is a memory cell section element region 2 of the interlayer insulating film 4 (The width of the protrusion 7 formed in a portion corresponding to the internal region).
An example of conditions for forming the interlayer insulating film 8 by the bias ECR-CVD method is as follows.
4 , a mixed gas of O 2 and Ar, and the flow rates of SiH 4 gas, O 2 gas and Ar gas are each 80 sc.
cm, 120 sccm, 150 sccm, pressure 0.5 Pa, microwave output 1500 W, high frequency (R
F) Output is 2000W. Under such conditions, the time required to form the interlayer insulating film 8 so that its surface becomes flat, including the elimination of the protrusions 7, is about 2.5 minutes.

【0053】ここで、図14を参照して、凹部6および
突起部7を有する層間絶縁膜4上に、バイアスECR−
CVD法により層間絶縁膜8を形成したときの、層間絶
縁膜8の堆積の様子について説明する。
Referring to FIG. 14, bias ECR- is formed on interlayer insulating film 4 having concave portions 6 and projecting portions 7.
The state of deposition of the interlayer insulating film 8 when the interlayer insulating film 8 is formed by the CVD method will be described.

【0054】すなわち、図14に示すように、凹部6お
よび突起部7が形成された層間絶縁膜4上に、バイアス
ECR−CVD法により層間絶縁膜8を形成した場合、
周辺回路部素子領域3に対応する部分における層間絶縁
膜4上および凹部6上には、層間絶縁膜8が平坦に堆積
し、突起部7上には層間絶縁膜8がエッジの部分から内
側に、例えば45°傾斜した斜面を形成しながら堆積し
てゆく。そして、層間絶縁膜8の堆積が進行し、凹部6
の内部が層間絶縁膜8により埋められ、層間絶縁膜8の
状態が状態Iから状態IIになるにつれて、突起部7上
の部分に突出した層間絶縁膜8の高さが減少してゆき、
層間絶縁膜8の状態が状態IIIになると、すなわち、
突起部7に対応する部分における層間絶縁膜8の厚さB
が、B=A1 /2(A1 は、層間絶縁膜4のメモリセル
部素子領域2の内部の領域に対応する部分に形成された
突起部7の幅)となると、層間絶縁膜8の表面は平坦に
なる。したがって、凹部6に対応する部分における層間
絶縁膜8の厚さをD3 +A1 /2以上とすることによ
り、層間絶縁膜8の表面が平坦になることがわかる。
That is, as shown in FIG. 14, when the interlayer insulating film 8 is formed by the bias ECR-CVD method on the interlayer insulating film 4 on which the concave portions 6 and the protrusions 7 are formed,
An interlayer insulating film 8 is flatly deposited on the interlayer insulating film 4 and the concave portion 6 in a portion corresponding to the peripheral circuit element region 3, and the interlayer insulating film 8 is formed on the protrusion 7 inward from the edge portion. , For example, while forming a slope inclined at 45 °. Then, the deposition of the interlayer insulating film 8 proceeds, and the concave portions 6 are formed.
Are filled with the interlayer insulating film 8, and as the state of the interlayer insulating film 8 changes from the state I to the state II, the height of the interlayer insulating film 8 protruding from the portion above the protrusion 7 decreases,
When the state of the interlayer insulating film 8 becomes the state III,
Thickness B of interlayer insulating film 8 at a portion corresponding to protrusion 7
There, B = A 1/2 ( A 1 , an interlayer width of the protrusion 7 formed in the portion corresponding to the inside of the memory cell portion element region 2 of the insulating film 4) becomes, the interlayer insulating film 8 The surface becomes flat. Therefore, the thickness of the interlayer insulating film 8 in the portions corresponding to the recess 6 by a D 3 + A 1/2 or more, the surface of the interlayer insulating film 8 it can be seen that becomes flat.

【0055】以上により、層間絶縁膜4に形成された突
起部7の解消も含めて、層間絶縁膜8の表面が平坦化さ
れる。
As described above, the surface of the interlayer insulating film 8 is flattened, including the elimination of the protrusions 7 formed on the interlayer insulating film 4.

【0056】上述のように構成されたこの第6の実施形
態によれば、層間絶縁膜4を選択的にエッチングするこ
とにより、層間絶縁膜4のうち、メモリセル部素子領域
2の周辺部近傍の領域に対応する部分と、メモリセル部
素子領域2の内部の領域に対応する部分の一部とに突起
部7を形成した後、この層間絶縁膜4上に、バイアスE
CR−CVD法により層間絶縁膜8を形成するようにし
ていることにより、エッチングと堆積とを同時進行的に
行うことができるバイアスECR−CVD法の特性を利
用して、層間絶縁膜4に形成された凹部6に層間絶縁膜
8を埋め込んで突起部7を除去することができるととも
に、層間絶縁膜4上に平坦な表面を有する層間絶縁膜8
を形成することができる。このとき、層間絶縁膜4の凹
部6に対応する部分における層間絶縁膜8の厚さが、D
3 +A1 /2(ただし、D3 は凹部6の深さ、A1 は層
間絶縁膜4のメモリセル部素子領域2の内部の領域に対
応する部分に形成された突起部7の幅)以上であれば、
層間絶縁膜8の表面を平坦にすることができるので、平
坦な表面を有する層間絶縁膜8を制御性良く、かつ、平
坦性を良好に形成することができる。この場合、バイア
スECR−CVD法により層間絶縁膜8を形成している
ため、CMP法により平坦化を行った場合と異なって、
表面にキズがつかないという利点をも有する。
According to the sixth embodiment configured as described above, the interlayer insulating film 4 is selectively etched, so that the portion of the interlayer insulating film 4 near the peripheral portion of the memory cell element region 2 is formed. Are formed on a portion corresponding to the region corresponding to the region E and a portion corresponding to the region inside the memory cell element region 2, and then a bias E is formed on the interlayer insulating film 4.
Since the interlayer insulating film 8 is formed by the CR-CVD method, the interlayer insulating film 8 is formed on the interlayer insulating film 4 by utilizing the characteristics of the bias ECR-CVD method in which etching and deposition can be performed simultaneously. The protrusion 7 can be removed by embedding the interlayer insulating film 8 in the recess 6 thus formed, and the interlayer insulating film 8 having a flat surface on the interlayer insulating film 4.
Can be formed. At this time, the thickness of the interlayer insulating film 8 in a portion corresponding to the concave portion 6 of the interlayer insulating film 4 is D
3 + A 1/2 (although, D 3 is the depth of the recess 6, A 1 is the width of the protrusion 7 formed in the portion corresponding to the inside of the memory cell portion element region 2 of the interlayer insulating film 4) or If,
Since the surface of the interlayer insulating film 8 can be made flat, the interlayer insulating film 8 having a flat surface can be formed with good controllability and good flatness. In this case, since the interlayer insulating film 8 is formed by the bias ECR-CVD method, unlike the case where the planarization is performed by the CMP method,
It also has the advantage of not scratching the surface.

【0057】また、この第6の実施形態によれば、層間
絶縁膜4に形成された突起部7を解消し、その表面が平
坦となるように層間絶縁膜8を形成するのに要する時間
が短く、さらに、必然的に付加的な工程を伴うCMP法
による研磨を行わなくても、平坦な表面を有する層間絶
縁膜8を得ることができるので、生産性が良好である。
また、この場合、層間絶縁膜4のメモリセル部素子領域
2の内部の領域に対応する部分に形成された突起部7の
幅A1 を小さくすると、表面を平坦にするために必要な
層間絶縁膜8の厚さが小さくて済むため、層間絶縁膜8
の形成に要する時間をより一層短縮することができる。
Further, according to the sixth embodiment, the time required for eliminating the protrusion 7 formed on the interlayer insulating film 4 and forming the interlayer insulating film 8 so that the surface becomes flat is obtained. Since the interlayer insulating film 8 having a short surface and a flat surface can be obtained without polishing by a CMP method which necessarily involves an additional step, the productivity is good.
In this case, reducing the width A 1 of the protrusion 7 formed in the portion corresponding to the inside of the memory cell portion element region 2 of the interlayer insulating film 4, interlayer insulating necessary to flatten the surface Since the thickness of the film 8 can be small, the interlayer insulating film 8
Can be further reduced.

【0058】したがって、この第6の実施形態によって
も、第1の実施形態と同様な効果を得ることができる。
Therefore, according to the sixth embodiment, effects similar to those of the first embodiment can be obtained.

【0059】以上この発明の実施形態について具体的に
説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定される
ものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変
形が可能である。例えば、実施形態において挙げた数
値、材料、構造、プロセス条件などはあくまで例にすぎ
ず、これに限定されるものではない。具体的には、例え
ば、上述の第1〜第6の実施形態において示した、層間
絶縁膜4に形成された突起部7の構造は、それぞれ一例
にすぎず、突起部7の構造としては、これら以外にも様
々なバリエーションが考えられる。
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications based on the technical concept of the present invention are possible. For example, numerical values, materials, structures, process conditions, and the like described in the embodiments are merely examples, and the present invention is not limited thereto. Specifically, for example, the structures of the protrusions 7 formed on the interlayer insulating film 4 shown in the above-described first to sixth embodiments are merely examples, and the structures of the protrusions 7 are as follows. Various other variations are conceivable.

【0060】また、上述の第1の実施形態においては、
層間絶縁膜4のエッチング深さ、したがって、凹部6の
深さを1μm程度とし、層間絶縁膜4に形成された段差
の高さとほぼ等しくしているが、この凹部6の深さは、
層間絶縁膜4に形成された段差の高さよりも小さくして
もよい。具体的には、例えば、凹部6の深さを0.5μ
m程度としてもよい。この場合、凹部6の深さを第1の
実施形態の場合よりも小さくしたことで、突起部7の高
さを小さくすることができ、この突起部7を除去するた
めの研磨量を削減することが可能となる。なお、この場
合、CMP法により突起部7を除去しただけでは、層間
絶縁膜4のメモリセル部素子領域2に対応する部分と周
辺回路部素子領域3との間は滑らかな形状となっている
にも係わらず、段差は残留することになるので、凹部6
の深さは、層間絶縁膜4に形成された段差の高さよりも
小さくするのは、リソグラフィー工程において余裕のあ
る場合、すなわち、焦点深度に対する許容範囲が広い場
合に限られるが、これにより、研磨量が大きく削減でき
ることになり、生産性の点でプロセス的なメリットは大
きい。
In the first embodiment described above,
The etching depth of the interlayer insulating film 4, that is, the depth of the recess 6 is about 1 μm, which is almost equal to the height of the step formed in the interlayer insulating film 4.
The height may be smaller than the height of the step formed in the interlayer insulating film 4. Specifically, for example, the depth of the concave portion 6 is set to 0.5 μm.
m. In this case, by making the depth of the concave portion 6 smaller than that in the first embodiment, the height of the protrusion 7 can be reduced, and the amount of polishing for removing the protrusion 7 can be reduced. It becomes possible. In this case, by simply removing the projections 7 by the CMP method, a smooth shape is formed between the portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to the memory cell element region 2 and the peripheral circuit element region 3. Despite this, the step remains, so the recess 6
Is smaller than the height of the step formed in the interlayer insulating film 4 only when there is a margin in the lithography process, that is, when the allowable range for the depth of focus is wide. The amount can be greatly reduced, and there is a great process advantage in terms of productivity.

【0061】また、上述の第6の実施形態においては、
層間絶縁膜8をバイアスECR−CVD法により形成し
ているが、この層間絶縁膜8は、例えば、バイアス印加
型のICP(Inductively Couplled Plasma )−CVD
法や、バイアス印加型のヘリコン波プラズマCVD法に
より形成することも可能である。
In the sixth embodiment described above,
The interlayer insulating film 8 is formed by a bias ECR-CVD method. The interlayer insulating film 8 is formed, for example, by a bias application type ICP (Inductively Coupled Plasma) -CVD.
It is also possible to form by a bias method or a helicon wave plasma CVD method of a bias application type.

【0062】また、上述の第6の実施形態においては、
層間絶縁膜4のうち、メモリセル部素子領域2の周辺部
近傍の領域に対応する部分と、メモリセル部素子領域2
の内部の領域に対応する部分とに突起部7を形成してい
るが、この場合、突起部7は、層間絶縁膜4のうち、メ
モリセル部素子領域2の周辺部近傍の領域に対応する部
分のみに形成してもよい。
In the above-described sixth embodiment,
A portion of the interlayer insulating film 4 corresponding to a region near a peripheral portion of the memory cell portion element region 2;
Is formed in a portion corresponding to a region inside the semiconductor device. In this case, the protrusion 7 corresponds to a region of the interlayer insulating film 4 near a peripheral portion of the memory cell element region 2. It may be formed only in a part.

【0063】また、上述の第1〜第6の実施形態では、
この発明を、半導体記憶装置における層間絶縁膜の平坦
化に適用した場合について説明したが、この発明は、半
導体記憶装置以外に、他の半導体装置の製造にも広く適
用することができる。
In the first to sixth embodiments,
Although the present invention has been described for the case where the present invention is applied to the planarization of an interlayer insulating film in a semiconductor memory device, the present invention can be widely applied to the manufacture of other semiconductor devices in addition to the semiconductor memory device.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の第1の
発明によれば、半導体基板上に層間絶縁膜を形成した段
階で、第2の素子領域に対応する部分おける層間絶縁膜
の表面が、第1の素子領域に対応する部分における層間
絶縁膜の表面よりも高くなることよって生じる段差を解
消し、層間絶縁膜の表面を平坦化する際に、エッチング
により、層間絶縁膜のうち、第2の素子領域の周辺部近
傍の領域に対応する部分と、第2の素子領域の内部の領
域に対応する部分の少なくとも一部とに突起部を形成す
るという単純な工程を付加することにより、層間絶縁膜
を研磨して少なくとも突起部を除去することで、極めて
短い研磨時間で、層間絶縁膜の表面を制御性良く、か
つ、生産性良く平坦化することができる。また、突起部
は、層間絶縁膜の第2の素子領域の周辺部近傍の領域に
対応する部分だけでなく、層間絶縁膜の第2の素子領域
の内部の領域に対応する部分の少なくとも一部にも形成
されているので、層間絶縁膜を研磨して突起部を除去す
る際に、層間絶縁膜の第2の素子領域にの中央部近傍に
対応する部分における表面が、凹んだ形状となることを
防止することができ、平坦化後の層間絶縁膜の表面の平
坦度を、極めて良好とすることができる。このため、リ
ソグラフィー工程において微細パターンの解像に必要と
されている、小さい焦点深度に対応する平坦性を確保す
ることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, when the interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate, the surface of the interlayer insulating film in a portion corresponding to the second element region is formed. Eliminates a step caused by being higher than the surface of the interlayer insulating film in a portion corresponding to the first element region, and when flattening the surface of the interlayer insulating film, etching of the interlayer insulating film By adding a simple step of forming a projection at a portion corresponding to a region near the peripheral portion of the second element region and at least a part of a portion corresponding to a region inside the second element region By polishing the interlayer insulating film to remove at least the protrusions, the surface of the interlayer insulating film can be planarized with excellent controllability and productivity with an extremely short polishing time. Further, the protrusion is not only a portion corresponding to a region near a peripheral portion of the second element region of the interlayer insulating film, but also at least a part of a portion corresponding to a region inside the second element region of the interlayer insulating film. When the protrusion is removed by polishing the interlayer insulating film, the surface of the interlayer insulating film in a portion corresponding to the vicinity of the center of the second element region has a concave shape. This can be prevented, and the flatness of the surface of the interlayer insulating film after flattening can be made extremely good. Therefore, flatness corresponding to a small depth of focus, which is required for resolving a fine pattern in a lithography process, can be ensured.

【0065】この発明の第2の発明によれば、エッチン
グにより、第1の層間絶縁膜のうち、第2の素子領域の
周辺部近傍の領域に対応する部分と、第2の素子領域の
内部の領域に対応する部分の少なくとも一部とに突起部
を形成した後、第1の層間絶縁膜上に、バイアス印加高
密度プラズマ化学気相成長法により第2の層間絶縁膜を
形成して突起部を除去するようにしていることにより、
エッチングと堆積とを同時進行的に行うことができるバ
イアス印加高密度プラズマ化学気相成長法の特性を利用
して、第1の層間絶縁膜に形成された突起部間の凹部に
第2の層間絶縁膜を埋め込んで、突起部を除去すること
ができるとともに、第1の層間絶縁膜上に、平坦な表面
を有する第2の層間絶縁膜を、容易に、かつ、制御性良
く形成することができる。これにより、第1の実施形態
と同様な効果を得ることができる。
According to the second aspect of the present invention, by etching, a portion of the first interlayer insulating film corresponding to a region near the peripheral portion of the second element region and the inside of the second element region. After forming a protrusion on at least a part of a portion corresponding to the region, a second interlayer insulating film is formed on the first interlayer insulating film by a bias applied high density plasma chemical vapor deposition method. By removing the part,
Utilizing the characteristics of the bias-applied high-density plasma-enhanced chemical vapor deposition method in which etching and deposition can be performed simultaneously, the second interlayer insulating film is formed in a concave portion between the projecting portions formed in the first interlayer insulating film. The protrusion can be removed by embedding the insulating film, and the second interlayer insulating film having a flat surface can be easily and well controlled on the first interlayer insulating film. it can. Thereby, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

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

【図1】 この発明の第1の実施形態による半導体装置
の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 1 is a sectional view for explaining a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention;

【図2】 この発明の第1の実施形態による半導体装置
の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 2 is a sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図3】 この発明の第1の実施形態による半導体装置
の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 3 is a sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図4】 この発明の第1の実施形態による半導体装置
の製造方法を説明するための平面図である。
FIG. 4 is a plan view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図5】 この発明の第1の実施形態による半導体装置
の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 5 is a sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図6】 この発明の第1の実施形態による半導体装置
の製造方法を説明するための平面図である。
FIG. 6 is a plan view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の第1の実施形態による半導体装置
の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 7 is a sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図8】 この発明の第2の実施形態による半導体装置
の製造方法を説明するための平面図である。
FIG. 8 is a plan view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の第3の実施形態による半導体装置
の製造方法を説明するための平面図である。
FIG. 9 is a plan view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention.

【図10】 この発明の第4の実施形態による半導体装
置の製造方法を説明するための平面図である。
FIG. 10 is a plan view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention.

【図11】 この発明の第5の実施形態による半導体装
置の製造方法を説明するための平面図である。
FIG. 11 is a plan view for explaining a method for manufacturing a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図12】 この発明の第6の実施形態による半導体装
置の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 12 is a sectional view for explaining the method for manufacturing a semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention;

【図13】 この発明の第6の実施形態による半導体装
置の製造方法において、凹部および突起部を有する層間
絶縁膜上に、バイアスECR−CVD法により層間絶縁
膜の形成をしたときの、層間絶縁膜の堆積の様子を説明
するための拡大断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view of a method for fabricating a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention, in which an interlayer insulating film is formed by a bias ECR-CVD method on an interlayer insulating film having a concave portion and a protrusion. It is an expanded sectional view for explaining a situation of film deposition.

【図14】 この発明の第6の実施形態による半導体装
置の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention.

【図15】 CMP法による研磨に用いられるCMP装
置の構成例を示す略線図である。
FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a CMP apparatus used for polishing by a CMP method.

【図16】 従来の層間絶縁膜の平坦化方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining a conventional method for planarizing an interlayer insulating film.

【図17】 従来の層間絶縁膜の平坦化方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining a conventional method for planarizing an interlayer insulating film.

【図18】 従来の層間絶縁膜の平坦化方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view for explaining a conventional method for planarizing an interlayer insulating film.

【図19】 CMP法によりSiO2 膜を研磨したとき
の、研磨時間に対するSiO2 膜の厚さの変化を示すグ
ラフである。
FIG. 19 is a graph showing a change in the thickness of the SiO 2 film with respect to the polishing time when the SiO 2 film is polished by the CMP method.

【図20】 従来の層間絶縁膜の平坦化方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view for explaining a conventional method for planarizing an interlayer insulating film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・Si基板、2・・・メモリセル部素子領域、3
・・・周辺回路部素子領域、4、8・・・層間絶縁膜、
5・・・レジストパターン、5a・・・開口部、5b・
・・島状部、6・・・凹部、7・・・突起部
1 ... Si substrate, 2 ... Memory cell part element region, 3
... peripheral circuit element region, 4, 8 ... interlayer insulating film,
5: resist pattern, 5a: opening, 5b
..Island-shaped portions, 6 concave portions, 7 projected portions

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に第1の素子領域およびこ
の第1の素子領域より表面の高さが高い第2の素子領域
を形成する工程と、 上記半導体基板の全面に層間絶縁膜を形成する工程と、 エッチングにより、上記層間絶縁膜のうち、上記第2の
素子領域の周辺部近傍の領域に対応する部分と、上記第
2の素子領域の内部の領域に対応する部分の少なくとも
一部とに突起部を形成する工程と、 上記層間絶縁膜を研磨して少なくとも上記突起部を除去
する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。
A step of forming a first element region and a second element region having a surface height higher than that of the first element region on a semiconductor substrate; and forming an interlayer insulating film on the entire surface of the semiconductor substrate. And at least part of a portion of the interlayer insulating film corresponding to a region near a peripheral portion of the second element region and a portion corresponding to a region inside the second element region, by etching. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a projection part; and a step of polishing the interlayer insulating film to remove at least the projection part.
【請求項2】 上記層間絶縁膜の上記第2の素子領域の
内部の領域に対応する部分に、上記突起部を規則的に形
成するようにしたことを特徴とする請求項1記載の半導
体装置の製造方法。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said protrusions are regularly formed in a portion of said interlayer insulating film corresponding to a region inside said second element region. Manufacturing method.
【請求項3】 上記層間絶縁膜の上記第2の素子領域の
内部の領域に対応する部分に、複数の島状の上記突起部
を形成するようにしたことを特徴とする請求項1記載の
半導体装置の製造方法。
3. The plurality of island-shaped protrusions are formed in a portion of the interlayer insulating film corresponding to a region inside the second element region. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項4】 上記層間絶縁膜の上記第2の素子領域の
内部の領域に対応する部分に、複数のストライプ状の上
記突起部を形成するようにしたことを特徴とする請求項
1記載の半導体装置の製造方法。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of stripe-shaped protrusions are formed in a portion of the interlayer insulating film corresponding to a region inside the second element region. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項5】 上記層間絶縁膜の上記第2の素子領域の
内部の領域に対応する部分に、格子状の上記突起部を形
成するようにしたことを特徴とする請求項1記載の半導
体装置の製造方法。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein said lattice-shaped protrusion is formed in a portion of said interlayer insulating film corresponding to a region inside said second element region. Manufacturing method.
【請求項6】 上記第2の素子領域はメモリセル部素子
領域であり、上記第1の素子領域は周辺回路部素子領域
であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製
造方法。
6. The method according to claim 1, wherein the second element region is a memory cell part element region, and the first element region is a peripheral circuit part element region.
【請求項7】 半導体基板上に第1の素子領域およびこ
の第1の素子領域より表面の高さが高い第2の素子領域
を形成する工程と、 上記半導体基板の全面に第1の層間絶縁膜を形成する工
程と、 エッチングにより、上記第1の層間絶縁膜のうち、上記
第2の素子領域の周辺部近傍の領域に対応する部分と、
上記第2の素子領域の内部の領域に対応する部分の少な
くとも一部とに突起部を形成する工程と、 上記第1の層間絶縁膜上に、バイアス印加高密度プラズ
マ化学気相成長法により第2の層間絶縁膜を形成して上
記突起部を除去する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。
7. A step of forming a first element region and a second element region having a surface height higher than that of the first element region on a semiconductor substrate; Forming a film; and etching, by etching, a portion of the first interlayer insulating film corresponding to a region near a periphery of the second element region;
Forming a protrusion on at least a part of a portion corresponding to a region inside the second element region; Forming a second interlayer insulating film and removing the protruding portion.
【請求項8】 上記突起部間の凹部のアスペクト比が
2.5以下であることを特徴とする請求項7記載の半導
体装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein an aspect ratio of the recess between the projections is 2.5 or less.
【請求項9】 上記第1の層間絶縁膜の上記第2の素子
領域の内部の領域に対応する部分に、上記突起部を規則
的に形成するようにしたことを特徴とする請求項7記載
の半導体装置の製造方法。
9. The projection according to claim 7, wherein said projections are regularly formed in a portion of said first interlayer insulating film corresponding to a region inside said second element region. Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項10】 上記第1の層間絶縁膜の上記第2の素
子領域の内部の領域に対応する部分に、複数の島状の上
記突起部を形成するようにしたことを特徴とする請求項
7記載の半導体装置の製造方法。
10. A plurality of island-shaped protrusions are formed in a portion of the first interlayer insulating film corresponding to a region inside the second element region. 8. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 7.
【請求項11】 上記第1の層間絶縁膜の上記第2の素
子領域の内部の領域に対応する部分に、複数のストライ
プ状の上記突起部を形成するようにしたことを特徴とす
る請求項7記載の半導体装置の製造方法。
11. A plurality of stripe-shaped protrusions are formed in a portion of the first interlayer insulating film corresponding to a region inside the second element region. 8. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 7.
【請求項12】 上記層間絶縁膜の上記第2の素子領域
の内部の領域に対応する部分に、格子状の上記突起部を
形成するようにしたことを特徴とする請求項7記載の半
導体装置の製造方法。
12. The semiconductor device according to claim 7, wherein said lattice-shaped protrusion is formed in a portion of said interlayer insulating film corresponding to a region inside said second element region. Manufacturing method.
【請求項13】 上記第2の素子領域はメモリセル部素
子領域であり、上記第1の素子領域は周辺回路部素子領
域であることを特徴とする請求項7記載の半導体装置の
製造方法。
13. The method according to claim 7, wherein the second element region is a memory cell part element region, and the first element region is a peripheral circuit part element region.
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