JPS6197943A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体装置の製造方法、特に半導体装置の素子
間分離方法に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来半導体装置の製造において素子間を絶縁物で分離す
る方法がある。その従来技術の１例を第１図を用いて説
明する。

第１図（−）でシリコン基板１１に熱酸化により酸化膜
１２を形成し窒化膜１３を堆積する。その上にホトレジ
スト膜１４を残し、これをマスクとして窒化膜１３．酸
化膜１２及びシリコン基板１１′をエツチングし、分離
領域となる幅の狭い溝１１へ広い溝１１Ｂを形成する。

その上からチャンネルストッパーイオン打ち込み層１６
を形成する。（ｂ）工程において酸化膜１６を形成し第
２の窒化膜１７をその上に堆積する。その後レジスト膜
１８をスピン塗布する。（Ｃ）工程においてレジスト膜
１８をドライエツチング法によりエツチングし１８Ａ。

１８Ｂの部分のみレジストを残す。このレジスト膜１ｓ
Ａ、１ｓＢをマスクとして第２の窒化膜１７をドライエ
ツチングして、一部の第２の窒化膜１７を残し、広い溝
の端部を除く表面を酸化膜１６のみとする。

（ｄ）工程において、レジスト膜１８Ａ、１８Ｂを除去
後窒化膜１７をマスクとして酸化を行ない酸化膜１９を
形成する。その上にＣＶ　Ｄ　、　Ｓ　ｉ０２膜２゜を
堆積し、その上にレジスト膜２１をスピンコード膜２Ｏ
Ａ、２０Ｂと１９を埋め込み形成する。

（ｆ）工程で素子領域にＭｏＳトランジスタ素子Ｔ１゜
Ｔ２を形成することでＬＳＩを形成する。２２゜２３は
ソース、ドレイン領域、２４はゲート酸化膜、２６はゲ
ート電極である。

しかし第１図中）工程におけるレジスト膜１８の断差部
での形状、つまり（Ｃ）工程における１８Ｂの形成、な
らびにその形状の均一形成に次の第２図。

第３図に示す問題が生じる。

第２図に示すように、断差を生じている基板３１にレジ
スト膜１８を矢印方向を回転中心としてスピンコードす
ると、レジスト膜１８自身粘性を有しかつ遠心力によっ
て段差部の左右で膜厚が不均一となる塗布ムラが発生す
る。つまり第１図（Ｃ）工程における断差部のレジスト
エツジまでの距離でか、不均一になってしまう。この傾
向は、通常のスピン塗布法ではかなり大きくなる。この
塗布ムラの為、絶縁分離の均一形成ができず、高精度Ｌ
ＳＩを形成することは不可能であり犬なる問題であった
。

発明の目的 本発明は、前述の従来例の問題点つまり塗布ムラを解消
し、均一かつ高精度の絶縁分離を形成することを目的と
する。

発明の構成 本発明は、レジスト粘性を低下させずに塗布することに
より、塗布ムラが解消される現象を利用した絶縁分離の
製造方法である。

本発明は、素子分離領域に溝形成し、耐酸化性膜（例え
ば窒化膜）を形成し、その上からレジスト中に含１れる
溶媒を消失しないように塗布（例えば密閉して塗布する
方法）する工程、加熱と同時に放射線を照射する工程、
再度加熱する工程を行い、そのレジストを基板平坦部で
なくなるまでエツチングし断差部にのみレジストを残す
。そしてこのレジストをマスクとして、断差部周辺の耐
酸化性膜と、凸部の後に素子形成部分の耐酸化性膜を残
存させ、広い分り部分を選択的に酸化し基板と素子形成
部をほぼ同じ高さに形成し、狭い分り領域と素子形成部
の端部に形成された溝を絶縁膜で埋め込み、平坦な分離
された基板を形成する。

実施例の説明 本発明の実施例を第１図を用いて説明を行なう。

第１図（ａ）では、Ｐ（１００）Ｓｉ基板１１に５０ｎ
ｍ厚さの酸化膜１２を熱酸化で形成し、１２０ｎｍ窒化
膜１３を堆積した、その上にホトレジスト膜１４を素子
形成領域に残し、これをマスクとして窒化膜１３．酸化
膜１２及びシリコン基板１１を０６６μｍの深さにエツ
チングし、その上からボロンを１００　ＫｅＶで５Ｘ１
０　　ｃｍ　　チャンネルストッパーとしてイオン注入
しＰ＋層１５を形成した。（ｂ）工程において６０ｎｍ
の熱酸化膜を形成した後、第２の窒化膜１了を１１００
ｎ堆積した。

その後、ポジレジスト（例えばシップレイ社のＭＰ１４
００）を用いてスピンナーで回転塗布する。この際、塗
布室内の雰囲気を完全に密閉した状態にして、レジスト
を滴下し、前記レジストの溶媒が完全に蒸発する前に回
転塗布を終了した。

同時に排気系をも閉める様にした。回転数は、３０００
−６００Ｏｒ　ｐｍで、６秒から２Ｑ秒の短時間で行な
い、得た膜厚は０．６〜１．８μｍであった。

次に加熱、例えばホットプレート型で５０〜１００℃で
加熱しながら同時に紫外線を全面照射する。

この照射量はポジレジストが完全に感光反応する様にし
たほうが好ましい。その後１５０〜２００℃位の高温で
ベークする。本実施例による塗布断面を第３図に示した
。段差中心から膜厚ｔＨになる距離ａ、　　ｂは等しく
なり対称形となったと同時に塗布ムラは全く観測されな
かった。

更に本発明におけるレジスト塗布の方法を第４図を用い
て説明する。基板３１上に滴下したレジスト１８は回転
されており、近接して配置された密閉板３１により、レ
ジスト中の溶媒３０が基板１１と密閉板３１０間に保持
されたままになり、結果的に最後まで溶媒雰囲気が消失
せず凝似的に粘性が高い状態に維持されたままになる。

したがって、均一な塗布が実現される。゛ 第１図（Ｃ）工程において、上記の方法で形成したレジ
スト膜１８を０２プラズマにより均一エツチングしてゆ
きレジスト膜１８Ａ、１８Ｂを均一に残すことができた
。これをマスクとして第２の窒化膜１７をドライエツチ
ングして、断差部及び素子形成領域に第１．第２の窒化
膜を残存させた。

（ｄ）工程においてレジスト膜１８Ａ、１８Ｂを除去後
、窒化膜１７を選択マスクとして酸化を行ない酸化膜１
９を１μｍ形成した。その上にＣＶＤ５　ｉ０２膜２０
を０．６μｍ堆積し、その上にレジスト膜２１をスピン
コードで形成し表面を平坦化する。レジスト膜２１と絶
縁膜２ＯＡ、２０Ｂ、１９を埋め込んで形成した。（ｆ
）工程で素子領域にＭＯＳトランジスタＴ１．Ｔ２を形
成することでＬＳＩを形成した。

本発明ではレジストの種類については問わないが、放射
線分解形（ポジタイプ）であることが好ましい。何故な
らば、例えば、紫外線分解形であるｖｖポジレジストは
、紫外線照射後加熱すると溶融しやすい性質となり塗布
の均一性が増すことが見出されたからである。又、放射
線照射する工程を省略しても同様な結果が得られた。

発明の効果 本発明によると、大規模のＬＳＩにおける素子分離が、
基板全面にわたって均一に形成される為ＬＳＩの高密度
化に太いに有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図（−）〜（ｆ）は従来法及び本発明の工程断面図
、第２図は従来法の欠点を示す断面図、第３図、第４図
は本発明によるレジスト塗布の断面図である。 １１・・・・・・８１基板、１３．１７・・・・・・窒
化膜、１８　１ＢＡ　　１８Ｂ・・・・・・レジスト、
１９・・・・・・酸化膜、２０，２０Ａ　２０Ｂ・・・
・・・Ｓ　ｉＯ２膜。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名（ｂ
） （Ｃ） 第１図 （Ｏ乙） 、２／ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体基板上に第１の耐酸化性薄膜を形成する工程、
   選択的に前記第１の耐酸化性被膜をエッチングし前記半
   導体基板を所望の深さにまでエッチングし溝を形成する
   工程、第２の耐酸化性薄膜を全体に堆積する工程、密閉
   した塗布室内に前記基板を保持し、前記耐酸化性薄膜上
   に樹脂溶液を滴下する工程と、前記樹脂溶液中の溶媒が
   完全に蒸発する前に回転塗布を終了する工程、前記樹脂
   を加熱と同時に放射線を照射する工程、前記放射線照射
   した樹脂を再度加熱する工程、前記樹脂を上部よりエッ
   チングし、断差部及び断差部周辺にのみ前記樹脂を残す
   工程、前記断差部に残存した樹脂をマスクとして前記第
   ２の耐酸化性薄膜を選択的にエッチング除去する工程、
   前記第１及び第２の耐酸化性薄膜をマスクとして基板を
   選択酸化する工程、前記第１及び第２の耐酸化性薄膜を
   除去する工程、前記溝部に絶縁物を埋め込む工程を備え
   たことを特徴とする半導体装置の製造方法。