KR100276680B1 - 반도체 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

반도체 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100276680B1
KR100276680B1 KR1019970033013A KR19970033013A KR100276680B1 KR 100276680 B1 KR100276680 B1 KR 100276680B1 KR 1019970033013 A KR1019970033013 A KR 1019970033013A KR 19970033013 A KR19970033013 A KR 19970033013A KR 100276680 B1 KR100276680 B1 KR 100276680B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stopper
forming
insulating film
oxide film
buried
Prior art date
Application number
KR1019970033013A
Other languages
English (en)
Other versions
KR980011680A (ko
Inventor
도시유끼 곤도
Original Assignee
니시무로 타이죠
가부시끼가이샤 도시바
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 니시무로 타이죠, 가부시끼가이샤 도시바 filed Critical 니시무로 타이죠
Publication of KR980011680A publication Critical patent/KR980011680A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100276680B1 publication Critical patent/KR100276680B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76224Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76224Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials
    • H01L21/76232Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials of trenches having a shape other than rectangular or V-shape, e.g. rounded corners, oblique or rounded trench walls
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105After-treatment
    • H01L21/31051Planarisation of the insulating layers
    • H01L21/31053Planarisation of the insulating layers involving a dielectric removal step
    • H01L21/31055Planarisation of the insulating layers involving a dielectric removal step the removal being a chemical etching step, e.g. dry etching
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/05Etch and refill

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

매립 소자 분리 영역의 단부를 스텝 형상으로 함으로써 잔류 게이트 재료를 제거하기 쉽게 하며, 게이트 간이 도통되는 것을 방지한다.
반도체 기판상(1)에 산화막(2), 제1 스토퍼(3) 및 제2 스토퍼(4)를 형성한다(도 1a). 제1 및 제2 스토퍼는 산화 속도가 다른 것 또는 등방성 에칭 속도가 다른 것 등 조합에 의해 선택한다. 다음에, 패터닝하여 레지스터(7)를 형성하고 질화 실리콘층의 제2 스토퍼(4), 다결정 실리콘의 제1 스토퍼(3), 산화막(2) 및 반도체 기판(1)을 이방성 에칭한다(도 1b). 레지스터(7)을 박리한 후, 수 10㎚ 정도 산화를 행함으로써 산화막(5)이 형성된다(도 1c). 이 때, 주로 제1 스토퍼(3)는 산화되기 쉬운 물질이기 때문에, 횡방향으로 산화막(5)이 성장하여 형성된다. SiO2등을 퇴적시켜 매립하고 절연막(6)을 형성하여(도 3d), CMP를 행하여 절연막(6)을 연마하고(도 3e), 이 제1 및 제2 스토퍼(3, 4)를 등방성 에칭을 이용하여 박리한다(도 3f).

Description

반도체 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
본 발명은 반도체 장치 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 매립 소자 분리 영역을 형성할 때의 화학 기계 연마(CMP, Chemical Mechanical Polishing) 공정에서 2 종류 이상의 재질을 적층 구조로 한 스토퍼재를 이용한 반도체 장치 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, MOS 트랜지스터 등의 소자 분리는 예를 들면 LOCOS법(Local oxidation of silicon법)에 의해 필드 절연막을 형성함으로써 행해진다. 이것은 디바이스 부분에 덮여진 Si3N4를 마스크로 하여 열산화에 의해 분리 확산과 필드 산화막을 형성하는 것이다.
최근에는, 이 외에 매립 소자 분리에 의한 절연막을 형성하는 방법이 주목되고 있다. 이 방법에 의하면, LOCOS법에 비해서, 예를 들면 이하와 같은 이점을 갖는다.
·소자 형성 영역(디바이스)과 소자 분리 영역(필드 부분)과의 단차가 적어 평평하게 되는 것.
·패터닝 할 때 치수 마진을 크게 할 수 있고, 그 결과 제조 마진이 커지므로, 반도체 프로세스에 유리한 것.
·절연막이 깊게 매립되므로 래치업 등이 한 층 방지되는 것.
도 11에서 종래의 매립 소자 분리에 의한 반도체 장치의 제조 방법의 공정 개략도를 도시한다.
매립 소자 분리에 의한 반도체 장치의 제조 공정에서는 CMP 공정이 포함되고 연마할 때의 기준이 되는 스토퍼가 설치된다. 통상, 이 스토퍼는 예를 들면 다결정 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 재료에 의해, 단층만의 구조로 형성한 것이 이용되고 있다. 이와 같은 제조 방법을 이하에서 설명한다.
우선, 도 11a에 도시한 바와 같이, 실리콘 등의 반도체 기판(91), 산화막(92)을 형성한다. 또한, CMP일 때 이용되는 스토퍼(93)를 퇴적시킨다. 스토퍼(93)의 재료로서는, 예를 들면 다결정 실리콘이나 질화 실리콘(SiOXNY) 등이 있다. 그 후, 도 11b에 도시한 바와 같이 광 리소그래피 등의 기술을 이용해서 소자 분리 영역을 패터닝하고 그 후, 예를 들면 이방성 에칭에 의해 트렌치를 개공한다. 도 11c에 도시한 바와 같이, 트렌치내 등은 디바이스에 따라서 산화를 행하여 산화막(94)을 형성한다. 그 후, 도 11d에 도시한 바와 같이, 예를 들면 SiO2와 같은 절연막(95)을 기판 전체에 퇴적시킨다. 그 후, 도 11e에 도시한 바와 같이, CMP 공정에 의해 에칭과 평탄화를 동시에 행한다. CMP 종료 후 도 11f에 도시한 바와 같이, 스토퍼(93)를 등방성 에칭에 의해 박리하여 반도체 기판이 완성된다.
종래의 방법으로는 도 11f에 도시한 바와 같이, 필드단은 단차가 잇는 형상이 된다. 일단, CMP 공정에서 사용되는 스토퍼는 어느 정도의 막 두께가 필요하다(예를 들면 1000옹스트롱 정도). 그리고, CMP의 균일성이 나쁜 경우에는 한개의 웨이퍼에서 장소마다 즉, 소자 형성 영역마다 연마 깊이가 다르게 된다. 그 결과, 어느 개소에서는 두꺼운 단차가 생겨 버리는 일이 있다.
도 11f와 같이 형성된 반도체 기판은 이어서 게이트 전극을 형성하는 공정이 실시된다. 그 때, 이 두꺼운 단차가 문제가 되는 경우가 있다.
도 12에 종래의 게이트 전극을 형성하는 공정 개략도를 도시한다.
도 12a에는 매립 절연막(95)으로 부터 소자 분리된 소자 형성 영역의 단면을 도시한다. 다음으로, 도 12b에 도시한 바와 같이 다결정 실리콘 등의 게이트 재료(96)를 퇴적하고 패터닝하여, RIE(반응성 이온 에칭, Reactive Ion Etching) 등에 의해 도면 중 화살표와 같이 일정한 깊이까지 이방성 에칭이 행해진다. 또한, 대개의 경우 오버 에칭이 행해지는 것의 에칭량은 기판에 손실을 부여하지 않은 정도로 제한된다. 그 때문에 도 12c에 도시한 바와 같이, 게이트 재료를 에칭한 후에라도 소자 형성 영역에서의 매립 절연막(95)의 단부에 두꺼운 단차가 생긴 개소에는 단차의 구석에 잔류 게이트 재료(97)가 남겨지게 되는 현상이 발생한다.
도 13에 잔류 게이트 재료에 의한 게이트 전극간의 단락에 대한 설명도를 도시한다.
도 13에 도시한 바와 같이, 게이트 전극(98, 99)이 패터닝에 의해 형성되야 하는 것이다. 그러나, 상술한 바와 같이 에칭에 의해 제거되지 않은 잔류 게이트 재료(97)는 패터닝된 게이트 전극(98 및 99)의 사이를 도통하게 된다. 본래 게이트 전극(98 및 99)은 분리될 필요가 있어, 잔류 게이트 재료에 의해 도통되는 것은 불합리하다.
본 발명은 매립 소자 분리시 CMP를 이용할 때, 소자 분리 영역 단부(필드단)의 형상을 개선함으로써 잔류 게이트 재료를 제거하기 쉽게 하며, 게이트 간이 도통되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다. 또한, 필드단 형상으로서는 구체적으로 각 스텝이 얇은 2단계의 스텝 형상 또는 1단계의 얇은 형상으로 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 매립 소자 분리에서 CMP를 이용할 때, 오버 에칭 및 디바이스 영역의 단차 등에 대해서 가공 마진을 넓히도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 화학 기계 연마(CMP)시 이용되는 스토퍼를 산화되는 속도가 다른 재료 또는 등방성 에칭의 에칭 레이트가 다른 재료를 적층 구조로 함으로써(예를 들면, 다결정 실리콘과 질화 실리콘), CMP의 스토퍼 박리 후의 필드단의 형상을 2단 스텝 형상으로 한다.
본 발명에 의하면, 소자 형성 영역 및 인접하는 상기 소자 영역 간에 설치된 매립 소자 분리 영역을 형성하는 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 반도체 기판 상에, 화학 기계 연마 시에 이용되고 막 두께가 얇은 제1 스토퍼를 형성하는 공정과, 상기 제1 스토퍼 상에, 막 두께가 얇고 산화 속도 또는 등방성 에칭 속도가 상기 제1 스토퍼 보다 느린 제2 스토퍼를 형성하는 공정과, 상기 제1 스토퍼와 상기 제2 스토퍼와의 산화 속도 또는 등방성 에칭 속도의 차에 의해 상기 제1 스토퍼의 폭이 상기 제2 스토퍼의 폭보다 좁은 스텝 형상을 형성하는 산화 공정 또는 등방성 에칭 공정과, 상기 반도체 기판에 절연막을 퇴적하는 공정과, 상기 제1 및 제2 스토퍼를 기준으로 하여 화학 기계 연마한 후, 상기 제1 및 제2 스토퍼를 제거함으로써 매립 소자 영역에 매립 절연막을 형성하는 공정을 구비한 반도체 장치의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 의하면, 화학 기계 연마에 의해 소자 형성 영역 및 인접하는 상기 소자 형성 영역 간에 설치된 매립 소자 분리 영역을 형성한 반도체 장치에 있어서, 매립 절연막은, 각 스텝이 화학 기계 연마에서 절삭으로서 필요한 스토퍼의 박막을 복수개로 분리한 두께를 갖는 낮은 단차를 구비하고, 복수의 상기 각 스텝에 의해 상기 매립 절연막의 표면으로부터 상기 반도체 기판의 표면을 향해서 상기 소자 형성 영역의 폭이 좁아지도록 한 스텝 형상으로 한 매립 절연막 단부를 구비한 반도체 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대한 공정 개략도.
도 2는 다결정 실리콘 등의 제1 스토퍼까지 연마된 경우의 단면 개략도.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대한 공정 개략도.
도 4는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대한 공정 개략도.
도 5는 제3 실시 형태에서 더욱 산화를 행한 경우의 공정 개략도.
도 6은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대한 공정 개략도.
도 7은 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대한 공정 개략도.
도 8은 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대한 공정 개략도.
도 9는 제1 실시 형태에서 라이너를 구비한 구성도.
도 10은 제1 실시 형태에서 제3 스토퍼를 절연막상에 구비한 구성도.
도11은 종래의 매립 소자 분리에 의한 반도체 장치의 제조 방법의 공정 개략도.
도 12는 종래 게이트 전극을 형성하는 공정 개략도.
도 13은 잔류 게이트 재료에 의한 게이트 전극간 단락에 대한 설명도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 반도체 기판
2, 5, 8, 9 : 산화막
3 : 제1 스토퍼
4 : 제2 스토퍼
6 : 매립 절연막
7 : 레지스터
10 : 라이너
11 : 제3 스토퍼
도 1에서, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대한 공정 개략도를 도시한다.
도 1a에 도시한 바와 같이, 실리콘 등의 반도체 기판상(1)에 산화막(2)을, 예를 들면 10 내지 20㎚ 정도 형성한다. 산화막(2)상에 다결정 실리콘 등을, 예를 들면 100 내지 150㎚ 정도 퇴적시켜 제1 스토퍼(3)를 형성한다. 또한 질화 실리콘 SiXNY(이하, SiN으로 생략) 등을 200 내지 250㎚정도 퇴적시켜 제2 스토퍼(4)를 형성한다. 여기서, 스토퍼로서는 다결정 실리콘 대신에 비정질 실리콘 등의 실리콘계 재료를 이용할 수도 있다. 여기서, 제1 및 제2 스토퍼는 산화 속도가 다른 것 또는 등방성 에칭 속도가 다른 것 등의 조합에 의해 적당한 재료를 선택할 수 있다. 여기에서는 일례로서 산화 속도가 다른 것을 선택한다(또, 이 재료는 등방성 에칭 속도도 마찬가지로 다르다). 또한, 제1 및 제2 스토퍼의 막 두께는 스토퍼 가공 마진이나 CMP의 조건으로부터 결정된다. 스토퍼재의 막두께는 CMP에 의해 연마되는 량의 변동을 고려하여, 어느 정도의 절삭이 필요하다. 충분한 막 두께의 스토퍼를 종래는 1 종류의 재료에 의해 형성하고 있었던 것에 대하여, 본 발명에서는 2 종류의 재료로 형성하고 있다. 그 때문에 각 제1 또는 제2 스토퍼의 막 두께는 종래에 비해서 거의 절반 정도로 할 수 있다. 또한, 잔류 게이트 재료가 종래와 같이 잔류하지 않도록 각 스토퍼 막 두께는 충분히 얇은 두께로 할 필요가 있다.
다음으로, 광 리소그래피 기술 등을 이용하여 소자 분리 영역을 패터닝하여 레지스터(7)를 형성한다. 그 후, 도 1b에 도시한 바와 같이 이방성 에칭에 의해 SiN층의 제2 스토퍼(4), 다결정 실리콘의 제1 스토퍼(3), 산화막(2), 및 반도체 기판(1)을 각각 순서대로 에칭한다. 레지스터(7)에서 덮여져 있지 않은 부분은 에칭에 의해 제거되지 않고 남아, 소자 형성 영역(디바이스 영역)이 된다. 한편, 에칭에 의해 제거된 영역은 소자 분리 영역(필드 영역)이 된다.
다음으로, 도 1c에 도시한 바와 같이, 레지스터(7)를 박리한 후, 수 10㎚ 정도 산화를 행함으로써 산화막(5)이 형성된다. 이 때, 제1 스토퍼(3)에 대해서는 산화 되기 쉬운 물질이기 때문에, 횡방향으로 산화막(5)이 성장하여 형성된다. 한편, 제2 스토퍼(4)는 산화되기 어려운 물질이기 때문에, 산화막(5)이 형성되지 않는다(또는, 형성되기 어렵다.).
다음으로, 도 1d와 같이, SiO2등을 퇴적시켜 매립하고 절연막(6)을 형성한다. 그 후, 도 1e와 같이 CMP를 행하고 절연막(6)을 연마하여, 에칭과 평탄화를 행한다. CMP는 예를 들면 제1 또는 제2 스토퍼가 표면에 노출되는 것을 기준으로 하여 행한다.
다음으로, 도 1f에 도시한 바와 같이, CMP 종료 후 이 제1 및 제2 스토퍼(3, 4)를 등방성 에칭을 이용하여 박리한다. 이 때, 필드단의 형상은 2단계 스텝으로 되어 있다. 각 스텝의 두께는 전술한 바와 같이, 종래의 스토퍼 막 두께의 거의 반 정도로 얇게 할 수 있다.
또한, 일반적으로 CMP의 균일성이 충분하지 않은 경우는, 한개의 웨이퍼 내에서도 연마되는 깊이가 다른 것이 있다. 그 때문에 종래에는 충분한 두께의 스토퍼를 이용하고 있었지만, 본 발명에서는 스토퍼를 2단 적층 구조로 구성하기 때문에, 장소에 있어서는 도 1e에 도시한 바와 같은 CMP의 공정에서 제1 스토퍼(3)까지 연마되게 된다.
도 2에 다결정 실리콘 등의 제1 스토퍼까지 연마된 경우의 단면 개략도를 도시한다.
이 경우, 도 2e'에 도시한 바와 같이, 제1 스토퍼(3)만이 남겨져 있어, 1단의 스토퍼이지만, 전술한 바와 같이 잔류 게이트재를 고려하여 충분히 얇은 막 두께이다. 따라서, 도 2f'에 도시한 바와 같이 제1 스토퍼(3)가 제거되면, 필드단의 단차는 충분히 작은 것이 된다.
제조된 반도체 기판은, 다음의 공정에서 다결정 실리콘 등의 게이트 재료를 퇴적하고 패터닝하여, RIE 등에 의해 이방성 에칭 등이 행해진다. 이 때 필드단에서의 단차는 2단계의 스텝의 개소에서는 각 스텝의 단차가 낮아지므로, 그 구석에 잔류 게이트 재료가 남아 버리는 일은 없다. 또한, 1단계 스텝의 개소라도 스텝의 단차가 낮기 때문에, 그 구석에 잔류 게이트 재료가 남겨지게 되지 않는다 따라서, 패터닝된 게이트 재료 간을 도통하는 것이 방지되고, 그 후 게이트 전극 가공시 문제가 생기지 않는다.
다음으로, 도 3에 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대한 공정 개략도를 도시한다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태와 마찬가지로 실리콘 등의 반도체 기판상(1)에 산화막(2)을 적층한다. 또한, 다결정 실리콘 등을, 예를 들면 100 내지 150㎚ 정도 퇴적시켜 제1 스토퍼(3)를 형성하고, 이 위에 SiN 등을 200 내지 250㎚ 정도 퇴적시켜 제2 스토퍼(4)를 형성한다. 제1 및 제2 스토퍼는 여기서는 일례로서 등방성 에칭 속도가 다른 재료를 선택한다. 제1 및 제2 스토퍼(3, 4)의 막 두께 등의 조건은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
다음으로, 광 리소그래피 기술 등을 이용해서 소자 분리 영역을 패터닝하여 레지스터(7)를 형성한다. 그 후 도 3b에 도시한 바와 같이, 등방성 에칭에 의해 SiN층의 제2 스토퍼(4), 다결정 실리콘의 제1 스토퍼(3), 산화막(2), 및 반도체 기판(1)을 각각 순서대로 에칭한다. 레지스터(7)로 덮여지지 않는 부분은 에칭에 의해 제거되지 않고 남아, 소자 형성 영역(디바이스 영역)이 된다. 한편, 에칭에 의해 제거된 영역은 소자 분리 영역(필드 영역)이 된다.
다음으로, 도 3c에 도시한 바와 같이 등방성 에칭에 의해 다결정 실리콘의 제1 스토퍼(3)를 예를 들면 수 10㎚정도 에칭한다. 등방성 에칭할 때는 제1 스토퍼(3)는 에칭되기 쉬운 물질이기 때문에 횡방향으로 에칭이 진행하지만, 제2 스토퍼(4)는 에칭되기 어려운 물질이기 때문에 에칭되지 않는다(또한, 에칭되기 어렵다). 또한, 에칭할 때는 에칭 조건을 바꿈으로써 결과적으로 2단계 스텝 형상을 형성할 수 있다.
이 후, 제1 실시 형태와 마찬가지의 공정이 행해진다. 즉, 도 3d와 같이 SiO2등을 퇴적 매립하여 절연막(6)을 형성한다. 그 후, 도 3e와 같이 CMP를 행하고 절연막(6)을 연마하여, 에칭과 평탄화를 행한다. 도면에서는, CMP가 예를 들면 제2 스토퍼가 표면에 노출된 것을 기준으로 하여 행해진다. 다음으로, 도 3e에 도시한 바와 같이, CMP 종료 후 이 제1 및 제2 스토퍼(3, 4)를 등방성 에칭을 이용해서 박리한다.
이 때, 필드 단의 형상은 2단계 스텝이 되어 있다. 각 스텝의 두께는 전술한 바와 같이, 종래의 스토퍼의 막 두께의 거의 반 정도로 얇아질 수 있다. 또한, 제1 실시 형태와 마찬가지로 장소에 있어서는, 도 3e에 도시된 바와 같은 CMP의 공정에서 제1 스토퍼(3)까지 연마되게 된다.
도 4에 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대한 공정 개략도를 도시한다. 이 실시 형태는 매립 소자 분리 영역에 대해서 스토퍼 이상의 층과 그보다 아래 층의 2층으로 나뉘어서 에칭하는 방법이다. 또한, 여기서는, 제1 및 제2 스토퍼의 등방성 에칭 속도의 차를 이용해서 필드단의 스텝 형상 구조를 형성한다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 실리콘 등의 반도체 기판상(1)에 산화막(2)을 예를 들면, 10 내지 20㎚정도 형성한다. 산화막(2)상에 다결정 실리콘 등을 예를 들면 100 내지 150㎚정도 퇴적시켜 제1 스토퍼(3)를 형성한다. 또한 이 위에 SiN 등을 200 내지 250 ㎚ 정도 퇴적시켜 제2 스토퍼(4)를 형성한다. 제1 및 제2 스토퍼는 산화 속도가 다른 것 또는 등방성 에칭 속도가 다른 것 등의 조합에 의해 적당한 재료를 선택할 수 있다. 여기서는, 일례로서 등방성 에칭 속도가 다른 재료를 선택한다. 제1 및 제2 스토퍼(3, 4)의 막 두께의 조건은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
다음으로, 광 리소그래피 기술 등을 이용해서 소자 분리 영역을 패터닝하여 레지스터(7)를 형성한다. 그 후, 도 4b에 도시한 바와 같이, 이방성 에칭에 의해 SiN층의 제2 스토퍼(4), 다결정 실리콘의 제1 스토퍼(3)를 각각 순서대로 에칭한다. 여기에서, 산화막(2) 및 반도체 기판(1)은 에칭되지 않도록 한다. 레지스터(7)로 덮여져 있지 않은 부분은, 에칭에 의해 제거되지 않고 남아, 디바이스 영역이 된다. 한편, 에칭에 의해 제거된 영역은 소자 분리 영역(필드 영역)이 된다.
다음으로, 도 4c에서 도시한 바와 같이 등방성 에칭에 의해 다결정 실리콘의 제1 스토퍼(3)를 예를 들면 수 10㎚ 정도 에칭한다. 등방성 에칭할 때는 제1 스토퍼(3)는 에칭되기 쉬운 물질이기 때문에 횡방향으로 에칭이 진행하지만, 제2 스토퍼(4)는 에칭되기 어려운 물질이기 때문에, 에칭되지 않는다(또는, 에칭되기 어렵다). 또한, 에칭할 때는 에칭 조건을 바꿈으로써 결과적으로 2단계 스텝 형상을 형성할 수 있다.
그 후, 도 4d에 도시한 바와 같이, 이방성 에칭에 의해 산화막(2) 및 반도체 기판(1)을 각각 에칭하고, 레지스터(7)를 박리한다.
다음으로, 제1 실시 형태와 같은 공정이 행해진다. 즉, 도 4e와 같이 SiO2등을 퇴적 매립하여 절연막(6)을 형성한다. 그 후, 도 4f와 같이 CMP를 행하고 절연막(6)을 연마하여, 에칭과 평탄화를 행한다. 도면에서는 CMP가 예를 들면 제2 스토퍼가 표면에 노출된 것을 기준으로 하여 행해진 것이다. 다음으로, 도 4g에 도시한 바와 같이 CMP 종료 후, 이 제1 및 제2 스토퍼(3, 4)를 등방성 에칭을 이용해서 박리한다.
이 때, 필드단의 형상은 2단계 스텝이 되어 있다. 각 스텝의 두께는 전술한 바와 같이, 종래의 스토퍼의 막 두께의 거의 반 정도로 얇아질 수 있다. 또한, 제1 실시 형태와 같이 장소에 있어서는, 도 4f에 도시된 바와 같은 CMP의 공정으로 제1 스토퍼(3)까지 연마되게 된다.
도 4d와 같이 레지스터(7)을 박리한 후에, 예를 들면 수 10㎚ 정도의 산화를 더욱 행하는 경우가 있다. 도 5에 산화를 행한 경우의 공정 개략도를 도시한다. 이 경우 도 5d'에 도시한 바와 같이 산화막(5)이 제1 스토퍼(3)상에 형성된다. 제2 스토퍼(4)에 산화막이 형성되지 않는 것은 일례로서 산화되기 어려운 재료를 선택했기 때문이다. 이하는 도 4와 같이 도 5e'에 도시한 산화막(6)의 퇴적 공정, 도 5f'에 도시한 CMP 공정, 및 도 5g'에 도시한 제1 및 제2 스토퍼(3, 4)의 제거 공정을 거쳐서 반도체 기판이 형성된다.
도 6에 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대한 공정 개략도를 도시한다. 이 실시 형태는, 매립 소자 분리 영역에 대해서 스토퍼 이상의 층과 그보다 아래층인 2층으로 나뉘어서 에칭하는 방법이다. 또한, 여기서는 제1 및 제2 스토퍼의 산화 속도의 차를 이용해서 필드 단부의 스텝 형상 구조를 형성한다.
도 6a에 도시한 바와 같이, 제3 실시 형태와 같이 실리콘 등의 반도체 기판 상(1)에 산화막(2)을 형성하고, 그 위에 다결정 실리콘 등을, 예를 들면 100 내지 150㎚ 정도 퇴적시켜 제1 스토퍼(3)를 형성한다. 또한, 이 위에 SiN 등을 200 내지 250㎚ 정도 퇴적시켜 제2 스토퍼(4)를 형성한다. 여기에서, 제1 및 제2 스토퍼는 일례로서 산화 속도가 다른 재료를 선택한다. 제1 및 제2 스토퍼(3, 4)의 막 두께 등의 조건은 제1 실시 형태와 같다.
다음으로, 도 6b에 도시한 바와 같이, 광 리소그래피 기술 등을 이용해서 소자 분리 영역을 패터닝하여 레지스터(7)를 형성하고 그 후, 이방성 에칭에 의해 제2 스토퍼(4), 제1 스토퍼(3)를 에칭한다.
이 후, 도 6c에 도시한 바와 같이 수 10㎚정도 산화를 행함으로써, 산화막(9)이 형성된다. 이 때, 제1 스토퍼(3)에 대해서는 산화되기 쉬운 물질이기 때문에 횡방향으로 산화막(9)이 성장하여 형성된다. 한편, 제2 스토퍼(4)는 산화되기 어려운 물질이고, 레지스터(7)로 덮여 있기 때문에 산화막(9)은 형성되지 않는다(또는, 형성되기 어렵다).
그 후, 도 6d에 도시한 바와 같이 레지스터(7)를 마스크로 하여 이방성 에칭에 의해 산화막(2) 및 반도체 기판(1)을 각각 에칭하고, 그 후 레지스터(7)를 박리한다.
이하는, 제3 실시 형태와 같은 공정이 행해진다. 즉, 도 6e와 같이 SiO2등을 퇴적 매립하여, 절연막(6)을 형성한다. 그 후, 도 6f와 같이, CMP를 행하고 절연막(6)을 연마하여, 에칭과 평탄화를 행한다. 도면에서는 CMP가 예를 들면 제2 스토퍼가 표면에 노출된 것을 기준으로써 행해진 것이다. 다음으로, 도 6g에 도시한 바와 같이 CMP 종료 후, 이 제1 및 제2 스토퍼(3, 4)를 등방성 에칭을 이용해서 박리한다.
이 때, 필드단의 형상은 2단계 스텝으로 되어 있다. 각 스텝의 두께는 전술한 바와 같이 종래의 스토퍼의 막 두께의 거의 반 정도로 얇아질 수 있다. 또한, 제1 실시 형태와 동일하게 장소에 있어서는, 도 6f에 도시된 바와 같은 CMP의 공정에서 제1 스토퍼(3)까지 연마되게 된다.
다음으로, 도 7에 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대한 공정 개략도를 도시한다. 이 실시 형태는 제2 스토퍼의 위에 산화막층을 형성하고, 이것을 마스크로서 이용하는 방법이다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 실리콘 등의 반도체 기판(1)상에 산화막(2)을 예를 들면 10 내지 20㎚ 정도 형성한다. 산화막(2)상에 다결정 실리콘 등을 예를 들면 100 내지 150㎚ 정도 퇴적시켜 제1 스토퍼(3)를 형성한다. 또한, 이 위에 SiN 등을 200 내지 250㎚정도 퇴적시켜 제2 스토퍼(4)를 형성한다. 제1 및 제2 스토퍼는 산화 속도가 다른 것 또는 등방성 에칭 속도가 다른 것 등의 조합에 의해 적당한 재료를 선택할 수 있다. 여기서는, 일례로서 등방성 에칭 속도가 다른 재료를 선택한다. 제1 및 제2 스토퍼(3, 4)의 막 두께 등의 조건은 제1 실시 형태와 같다. 제3 실시 형태에서는, 또한 그 위에 산화막(8)을 예를 들면, 300 내지 400㎚ 정도 퇴적시킨다.
다음으로, 도 7b에 도시한 바와 같이, 광 리소그래피 기술 등을 이용해서 소자 분리 영역을 패터닝해서 레지스터(7)를 형성하고 그 후, 이방성 에칭에 의해 산화막(8) 및 SiN층의 제2 스토퍼(4)를 에칭한다.
다음으로, 도 7c에 도시한 바와 같이, 레지스터(7)를 박리하고 산화막(8)을 마스크로 하여, 등방성 에칭을 행한다. 이 공정에 의해서 다결정 실리콘의 제1 스토퍼(3)를 예를 들면 수 10㎚정도 에칭한다. 등방성 에칭할 때는, 제1 스토퍼(3)는 에칭하기 쉬운 물질이기 때문에 횡방향으로 에칭이 진행하지만, 제2 스토퍼(4)는 에칭되기 어려운 물질이고 또한, 산화막(8)으로 덮여져 있기 때문에, 에칭되지 않는다(또는, 에칭되기 어렵다). 그 후, 도 7d에 도시한 바와 같이, 산화막(8)을 마스크로 하여 이방성 에칭에 의해 반도체 기판(1)을 각각 에칭하고 그 후, 산화막(8)을 박리한다.
다음으로, 제1 또는 제2 실시 형태와 같은 공정이 행해진다. 즉, 도 7e와 같이 SiO2등을 퇴적 매립하여 절연막(6)을 형성한다. 그 후 도 7f와 같이, CMP를 행하고 절연막(6)을 연마하여, 에칭과 평탄화를 행한다. 도면에서는 CMP가 예를 들면 제2 스토퍼가 표면에 노출된 것을 기준으로 하여 행해진 것이다. 다음으로, 도 7g에 도시한 바와 같이 CMP 종료 후, 이 제1 및 제2 스토퍼(3, 4)를 등방성 에칭을 이용해서 박리한다.
이 때, 필드단의 형상은 2단계 스텝이 되어 있다. 각 스텝의 두께는, 전술한 바와 같이, 종래의 스토퍼의 박막의 거의 반 정도로 얇아질 수 있다. 또한, 제1 실시 형태와 같이 장소에 있어서는 도 7f에 도시된 바와 같은 CMP의 공정에서 제1 스토퍼(3)까지 연마되게 된다.
도 8에 본 발명의 제 6 실시 형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대한 공정 개략도를 도시한다.
도 8a에 도시한 바와 같이 제3 실시 형태와 같이 실리콘 등의 반도체 기판 상(1)에 산화막(2)을 형성하고, 그 위에 다결정 실리콘 등을 예를 들면 100 내지 150㎚ 정도 퇴적시켜 제1 스토퍼(3)를 형성한다. 또한 이 위에 SiN 등을 200 내지 250㎚ 정도 퇴적시켜 제2 스토퍼(4)를 형성한다. 또한, 그 위에 산화막(8)을 예를 들면 300 내지 400㎚ 정도 퇴적시킨다. 여기서, 제1 및 제2 스토퍼는 일례로서, 산화 속도가 다른 재료를 선택한다. 제1 및 제2 스토퍼(3, 4)의 막 두께 등의 조건은 제1 실시 형태와 같다.
다음으로, 도 8b에 도시한 바와 같이 광 리소그래피 기술 등을 이용해서 소자 분리 영역을 패터닝하여 레지스터(7)를 형성하고, 그 후 이방성 에칭에 의해 산화막(8) 및 SiN 층의 제2 스토퍼(4)를 에칭한다.
다음으로, 도 8c에 도시한 바와 같이, 레지스터(7)를 박리하고 산화막(8)을 마스크로 하여 제1 스토퍼(3)에 대해서 이방성 에칭을 행한다.
이 후, 도 8d에 도시한 바와 같이, 수 10㎚정도 산화를 행함으로써 산화막(9)이 형성된다. 이 때, 제1 스토퍼(3)에 대해서는 산화되기 쉬운 물질이기 때문에, 횡방향으로 산화막(9)이 성장하여 형성된다. 한편, 제2 스토퍼(4)는 산화되기 어려운 물질이고, 산화막(8)으로 덮여져 있기 때문에, 산화막(9)은 형성되지 않는다(또는, 형성되기 어렵다).
그 후, 도 8e에 도시한 바와 같이 산화막(8)을 마스크로 하여 이방성 에칭에 의해 반도체 기판(1)을 각각 에칭하고, 그 후 산화막(8)을 박리한다.
이하는, 제5 실시 형태와 같은 공정이 행해진다. 즉, 도 8f와 같이, SiO2등을 퇴적 매립하여 절연막(6)을 형성한다. 그 후, 도 8g와 같이 CMP를 행하고 절연막(6)을 연마하여, 에칭과 평탄화를 행한다. 도면에서는 CMP가 예를 들면 제2 스토퍼가 표면으로 노출되는 것을 기준으로서 행해진 것이다. 다음으로, 도 8h에 도시한 바와 같이 CMP 종료 후 이 제1 및 제2 스토퍼(3, 4)를 등방성 에칭을 이용해서 박리한다.
이 때, 필드단의 형상은 2단계 스텝으로 되어 있다. 각 스텝의 두께는 전술한 바와 같이 종래의 스토퍼의 막 두께의 거의 반정도로 얇아질 수 있다. 또한, 제1 실시 형태와 같이, 장소에 있어서는 도 8g에 도시한 바와 같은 CMP의 공정에서 제1 스토퍼(3)까지 연마된다.
또한, 제1 실시 형태에서 도 1c의 공정 후에 더욱 SiN 등의 라이너를 배치하는 경우도 있다. 도 9에서 제1 실시 형태에서 라이너를 구비한 구성도를 도시한다. 이 경우, 도 9c'에 도시한 바와 같이 라이너(10)가 구비된다. 그 후, 상술한 바와 같은 공정을 거쳐서, 도 9f'와 같은 2단계의 필드단이 형성된다. 또, 여기서 c' 및 f'는 도 1에서의 c 및 f에 각각 상당한다. 이와 같이 라이너를 형성하는 것은, 상술한 제2 내지 제6 실시 형태에도 적용할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서 도 1d의 공정 후에, 디바이스에 의해서는 절연막(6)상에 또한 CMP의 스토퍼를 형성하는 것이 있다. 도 10에 제3 스토퍼를 절연막상에 구비한 구성도를 도시한다. 도 10에서, 제3 스토퍼(11)가 디바이스 영역에 설치된다. 재질 및 막 두께 등은 제1 및 제2 스토퍼와 동일한 것을 적당히 선택할 수 있다. 이에 따라, CMP의 연마층에 변동이 있어도 예를 들면, 소자 분리 영역이 넓은 경우에도, 소자 분리 영역의 산화막의 막 두께를 충분히 확보하기 위한 지표로 할 수 있다. 이와 같이 제3 스토퍼를 형성하는 것은 상술한 제2 내지 제6 실시 형태에도 적용할 수 있다.
또한, 상기의 실시 형태에서는 2개의 스토퍼에 의한 적층 구조를 구비하도록 했지만, 3개 이상의 복수의 스토퍼에 의해 적층 구조를 형성하도록 하더라도 좋다. 또한, 종방향으로 농도 등의 구배를 주어, 연속적으로 산화 또는 에칭의 횡방향 깊이를 취할 수 있도록 함으로써, 경사를 이룬 필드단 형상으로 하는 것에 의해서도 동일한 작용·효과가 있다.
또한 제1, 제2 제4 내지 제6 실시 형태에서도 제3 실시 형태에서의 도 5 및그 설명에서 나타낸 바와 같이, 제1 스토퍼에 대해서 등방성 에칭에 의해 선택적으로 에칭을 행한 후에, 또한 산화를 행하는 공정을 부가하도록 하더라도 좋다.
본 발명에 의하면 매립 소자 분리시 CMP를 이용할 때, 소자 분리 영역 단부(필드단)의 형상을 개선함으로써 잔류 게이트 재료를 제거하기 쉽게 하고, 게이트간이 도통되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 필드단의 형상으로서는 구체적으로는, 각 스텝이 얇은 2단계의 스텝 형상 또는 1단계의 얇은 형상으로 함으로써, 이와 같은 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 매립 소자 분리시 CMP를 이용할 때, 오버 에칭 및 디바이스 영역의 단차 등에 대해서 가공 마진을 넓힐 수 있다.
또한, 스텝 형상을 형성할 때 소자 분리 영역의 반도체 기판 및 그 위에 버퍼 산화막을 에칭함으로써 스텝 형상의 폭 등을 조정하기 쉽고 또한 반도체 기판 내로의 불순물 혼입 등을 방지할 수 있다.

Claims (32)

  1. 소자 형성 영역 및 인접하는 상기 소자 영역 간에 설치된 매립 소자 분리 영역을 형성하는 반도체 장치의 제조 방법에 있어서,
    반도체 기판 상에, 화학 기계 연마 시에 이용되고 막 두께가 얇은 제1 스토퍼를 형성하는 공정과,
    상기 제1 스토퍼 상에, 막 두께가 얇고 산화 속도 또는 등방성 에칭 속도가 상기 제1 스토퍼 보다 느린 제2 스토퍼를 형성하는 공정과,
    상기 제1 스토퍼와 상기 제2 스토퍼와의 산화 속도 또는 등방성 에칭 속도의 차에 의해 상기 제1 스토퍼의 폭이 상기 제2 스토퍼의 폭보다 좁은 스텝 형상을 형성하는 산화 공정 또는 등방성 에칭 공정과,
    상기 반도체 기판에 절연막을 퇴적하는 공정과,
    상기 제1 및 제2 스토퍼를 기준으로 하여 화학 기계 연마한 후, 상기 제1 및 제2 스토퍼를 제거함으로써 매립 소자 영역에 매립 절연막을 형성하는 공정을
    구비한 반도체 장치의 제조 방법.
  2. 반도체 기판에, 화학 기계 연마시 이용되고 막 두께가 얇은 제1 스토퍼를 적층하는 공정과,
    또한 상기 제1 스토퍼 상에, 막 두께가 얇고 상기 제1 스토퍼 보다 산화 속도가 느린 제2 스토퍼를 형성하는 공정과,
    레지스터에 의해 패터닝하는 공정과,
    상기 패터닝에 근거해서, 매립 소자 분리 영역에 대하여 상기 제2 스토퍼, 상기 제1 스토퍼, 및 상기 반도체 기판을 이방성 에칭하는 공정과,
    상기 제1 및 제2 스토퍼의 산화 속도의 차에 의해 상기 제1 스토퍼의 폭이 상기 제2 스토퍼의 폭 보다 작아지도록, 상기 제1 스토퍼의 측면을 산화하는 공정과,
    상기 반도체 기판 상에 절연막을 퇴적하는 공정과,
    화학 기계 연마를 행하고, 상기 제1 또는 제2 스토퍼가 표면에 노출되기 까지 상기 절연막을 연마하여, 매립 소자 분리 영역에 매립 절연막을 형성하는 공정과,
    상기 제1 및 제2 스토퍼를 박리하는 공정을
    구비한 반도체 장치의 제조 방법.
  3. 반도체 기판에, 화학 기계 연마시 이용되고 막 두께가 얇은 제1 스토퍼를 적층하는 공정과,
    또한 상기 제1 스토퍼 상에, 막두께가 얇고 상기 제1 스토퍼 보다 등방성 에칭 속도가 느린 제2 스토퍼를 형성하는 공정과,
    레지스터에 의해 패터닝하는 공정과,
    상기 패터닝에 근거해서, 매립 소자 분리 영역에 대하여 상기 제2 스토퍼, 상기 제1 스토퍼 및 상기 반도체 기판을 이방성 에칭하는 공정과,
    상기 제1 및 제2 스토퍼의 등방성 에칭 속도의 차에 의해 상기 제1 스토퍼의 폭이 상기 제2 스토퍼의 폭보다 작아지도록, 상기 제1 스토퍼를 등방성 에칭하는 공정과,
    상기 반도체 기판상에 절연막을 퇴적하는 공정과,
    화학 기계 연마를 행하고, 상기 제1 또는 제2 스토퍼가 표면에 노출되기 까지 상기 절연막을 연마하여, 매립 소자 분리 영역에 매립 절연막을 형성하는 공정과,
    상기 제1 및 제2 스토퍼를 박리하는 공정을
    구비한 반도체 장치의 제조 방법.
  4. 반도체 기판 상에 산화막을 형성하는 공정과,
    상기 산화막상에, 화학 기계 연마시 이용되고 막 두께가 얇은 제1 스토퍼를 적층하는 공정과,
    또한 상기 제1 스토퍼 상에 막 두께가 얇고 제1 스토퍼보다 산화 속도가 느린 제2 스토퍼를 형성하는 공정과,
    레지스터에 의해 패터닝하는 공정과,
    상기 패터닝에 근거해서, 매립 소자 분리 영역에 대하여 상기 제2 스토퍼 및 상기 제1 스토퍼를 이방성 에칭을 하는 공정과,
    상기 제1 및 제2 스토퍼의 산화 속도의 차에 의해 상기 제1 스토퍼의 폭이 상기 제2 스토퍼의 폭 보다 작아지도록, 상기 제1 스토퍼의 측면을 산화하는 공정과,
    상기 패터닝에 근거해서, 상기 매립 소자 분리 영역에 대하여 상기 산화막 및 상기 반도체 기판을 이방성 에칭하는 공정과,
    상기 반도체 기판상에 절연막을 퇴적하는 공정과,
    화학 기계 연마를 행하고, 상기 제1 또는 제2 스토퍼가 표면에 노출되기 까지 상기 절연막을 연마하여, 매립 소자 분리 영역에 매립 절연막을 형성하는 공정과,
    상기 제1 및 제2 스토퍼를 박리하는 공정을
    구비한 반도체 장치의 제조 방법.
  5. 반도체 기판 상에 산화막을 형성하는 공정과,
    상기 산화막상에, 화학 기계 연마시 이용되고 막 두께가 얇은 제1 스토퍼를 적층하는 공정과,
    또한 상기 제1 스토퍼 상에, 막 두께가 얇고 상기 제1 스토퍼 보다 등방성 에칭 속도가 느린 제2 스토퍼를 형성하는 공정과,
    레지스터에 의해 패터닝하는 공정과,
    상기 패터닝에 근거해서, 매립 소자 분리 영역에 대하여 상기 제2 스토퍼를 이방성 에칭하는 공정과,
    상기 제1 및 제2 스토퍼의 등방성 에칭 속도의 차에 의해 상기 제1 스토퍼의 폭이 상기 제2 스토퍼의 폭 보다 작아지도록, 상기 제1 스토퍼를 등방성 에칭하는 공정과,
    상기 패터닝에 근거해서, 상기 매립 소자 분리 영역에 대하여 상기 산화막 및 상기 반도체 기판을 이방성 에칭하는 공정과,
    상기 반도체 기판 상에 절연막을 퇴적하는 공정과,
    화학 기계 연마를 행하고, 상기 제1 또는 제2 스토퍼가 표면에 노출되기 까지 상기 절연막을 연마하여, 매립 소자 분리 영역에 매립 절연막을 형성하는 공정과,
    상기 제1 및 제2 스토퍼를 박리하는 공정을
    구비한 반도체 장치의 제조 방법.
  6. 반도체 기판상에 산화막을 형성하는 공정과,
    상기 산화막상에, 화학 기계 연마시 이용되고 막 두께가 얇은 제1 스토퍼를 적층하는 공정과,
    상기 제1 스토퍼 상에, 막 두께가 얇고 상기 제1 스토퍼 보다 산화 속도가 느린 제2 스토퍼를 형성하는 공정과,
    상기 제2 스토퍼 상에 제2 산화막을 형성하는 공정과,
    레지스터에 의해 패터닝하는 공정과,
    상기 패터닝에 근거해서, 매립 소자 분리 영역에 대하여 상기 제2 산화막, 상기 제2 스토퍼 및 제1 스토퍼를 이방성 에칭하는 공정과,
    상기 레지스터를 박리한 후에, 상기 제2 산화막을 마스크로 하여 상기 제1 및 제2 스토퍼의 산화 속도의 차에 의해 상기 제1 스토퍼의 폭이 상기 제2 스토퍼의 폭보다 작아지도록, 상기 제1 스토퍼의 측면을 산화하는 공정과,
    상기 제2 산화막을 마스크로 하여 상기 패터닝에 근거해서, 상기 매립 소자 분리 영역에 대하여 상기 산화막 및 상기 반도체 기판을 이방성 에칭하는 공정과,
    상기 제2 산화막을 박리하는 공정과,
    상기 반도체 기판 상에 절연막을 퇴적하는 공정과,
    화학 기계 연마를 행하고, 상기 제1 또는 제2 스토퍼가 표면에 노출되기 까지 상기 절연막을 연마하여, 매립 소자 분리 영역에 매립 절연막을 형성하는 공정과,
    상기 제1 및 제2 스토퍼를 박리하는 공정을
    구비한 반도체 장치의 제조 방법.
  7. 반도체 기판상에 산화막을 형성하는 공정과,
    상기 산화막상에, 화학 기계 연마시 이용되고 막 두께가 얇은 제1 스토퍼를 적층하는 공정과,
    상기 제1 스토퍼 상에, 막 두께가 얇고 상기 제1 스토퍼 보다 등방성 에칭 속도가 느린 제2 스토퍼를 형성하는 공정과,
    상기 제2 스토퍼 상에 제2 산화막을 형성하는 공정과,
    레지스터에 의해 패터닝하는 공정과,
    상기 패터닝에 근거해서, 매립 소자 분리 영역에 대하여 상기 제2 산화막 및 상기 제2 스토퍼를 이방성 에칭하는 공정과,
    상기 레지스터를 박리한 후에, 상기 제2 산화막을 마스크로 하여 상기 제1 및 제2 스토퍼의 등방성 에칭 속도의 차에 의해 상기 제1 스토퍼의 폭이 상기 제2 스토퍼의 폭보다 작아지도록, 상기 제1 스토퍼의 측면을 등방성 에칭하는 공정과,
    상기 제2 산화막을 마스크로 하여 상기 패터닝에 근거해서, 상기 매립 소자 분리 영역에 대하여 상기 산화막 및 상기 반도체 기판을 이방성 에칭하는 공정과,
    상기 제2 산화막을 박리하는 공정과,
    상기 반도체 기판 상에 절연막을 퇴적하는 공정과,
    화학 기계 연마를 행하고, 상기 제1 또는 제2 스토퍼가 표면에 노출되기 까지 상기 절연막을 연마하여, 매립 소자 분리 영역에 매립 절연막을 형성하는 공정과,
    상기 제1 및 제2 스토퍼를 박리하는 공정을
    구비한 반도체 장치의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스토퍼 재질은 다결정 실리콘이고, 상기 제2 스토퍼의 재료는 질화 실리콘인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1 스토퍼 재질은 다결정 실리콘이고, 상기 제2 스토퍼의 재료는 질화 실리콘인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 제1 스토퍼 재질은 다결정 실리콘이고, 상기 제2 스토퍼의 재료는 질화 실리콘인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 제1 스토퍼 재질은 다결정 실리콘이고, 상기 제2 스토퍼의 재료는 질화 실리콘인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 제1 스토퍼 재질은 다결정 실리콘이고, 상기 제2 스토퍼의 재료는 질화 실리콘인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 제1 스토퍼 재질은 다결정 실리콘이고, 상기 제2 스토퍼의 재료는 질화 실리콘인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 제1 스토퍼 재질은 다결정 실리콘이고, 상기 제2 스토퍼의 재료는 질화 실리콘인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스토퍼에 산화막을 형성하는 공정 후에 소자 형성 영역을 덮는 라이너를 형성하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 제1 스토퍼에 산화막을 형성하는 공정 후에 소자 형성 영역을 덮는 라이너를 형성하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  17. 제3항에 있어서,
    상기 제1 스토퍼에 산화막을 형성하는 공정 후에 소자 형성 영역을 덮는 라이너를 형성하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  18. 제4항에 있어서,
    상기 제1 스토퍼에 산화막을 형성하는 공정 후에 소자 형성 영역을 덮는 라이너를 형성하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  19. 제5항에 있어서,
    상기 제1 스토퍼에 산화막을 형성하는 공정 후에 소자 형성 영역을 덮는 라이너를 형성하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  20. 제6항에 있어서,
    상기 제1 스토퍼에 산화막을 형성하는 공정 후에 소자 형성 영역을 덮는 라이너를 형성하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  21. 제7항에 있어서,
    상기 제1 스토퍼에 산화막을 형성하는 공정 후에 소자 형성 영역을 덮는 라이너를 형성하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 절연막을 형성하는 공정 후에 매립 소자 분리 영역에서의 상기 절연막 상에 제3 스토퍼를 형성하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  23. 제2항에 있어서,
    상기 절연막을 형성하는 공정 후에 매립 소자 분리 영역에서의 상기 절연막 상에 제3 스토퍼를 형성하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  24. 제3항에 있어서,
    상기 절연막을 형성하는 공정 후에 매립 소자 분리 영역에서의 상기 절연막 상에 제3 스토퍼를 형성하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  25. 제4항에 있어서,
    상기 절연막을 형성하는 공정 후에 매립 소자 분리 영역에서의 상기 절연막 상에 제3 스토퍼를 형성하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  26. 제5항에 있어서,
    상기 절연막을 형성하는 공정 후에 매립 소자 분리 영역에서의 상기 절연막 상에 제3 스토퍼를 형성하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  27. 제6항에 있어서,
    상기 절연막을 형성하는 공정 후에 매립 소자 분리 영역에서의 상기 절연막 상에 제3 스토퍼를 형성하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  28. 제7항에 있어서,
    상기 절연막을 형성하는 공정 후에 매립 소자 분리 영역에서의 상기 절연막 상에 제3 스토퍼를 형성하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  29. 화학 기계 연마에 의해 소자 형성 영역 및 인접하는 상기 소자 형성 영역 간에 설치된 매립 소자 분리 영역을 형성한 반도체 장치에 있어서,
    매립 절연막은,
    각 스텝이 화학 기계 연마에서 절삭으로서 필요한 스토퍼의 박막을 복수개로 분리한 두께를 갖는 낮은 단차를 구비하고,
    복수의 상기 각 스텝에 의해 상기 매립 절연막의 표면으로부터 상기 반도체 기판의 표면을 향해서 상기 소자 형성 영역의 폭이 좁아지도록 한 스텝 형상으로 한 매립 절연막 단부를 구비한 반도체 장치.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 매립 절연막 단부는,
    화학 기계 연마 공정에서 사용되는 스토퍼를,
    막 두께가 비교적 얇은 제1 스토퍼와 상기 제1 스토퍼보다 산화 속도 또는 등방성 에칭 속도가 느린 제2 스토퍼에 의한 적층 구조에 의해 화학 기계 연마로 스토퍼로서 필요로 하는 소정의 절삭 막 두께로 하고,
    상기 제1 스토퍼와 상기 제2 스토퍼의 산화 속도 또는 등방성 에칭 속도의 차에 의해서 상기 제1 및 제2 스토퍼를 스텝 형상으로 하고,
    상기 제1 및 제2 스토퍼를 제거함으로써 스텝 형상으로 한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  31. 제29에 있어서,
    상기 매립 절연 단부는, 상기 화학 기계 연마에 의해 얇게 연마된 개소는 각 스텝이 얇은 단차를 갖는 2단계 스텝 형상인 한편, 상기 화학 기계 연마에 의해 깊게 연마된 개소는 얇은 단차를 갖는 1단계 스텝 형상인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 매립 절연 단부는, 상기 화학 기계 연마에 의해 얇게 연마된 개소는 각 스텝이 얇은 단차를 갖는 2단계 스텝 형상인 한편, 상기 화학 기계 연마에 의해 두껍게 연마된 개소는 얇은 단차를 갖는 1단계 스텝 형상인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
KR1019970033013A 1996-07-16 1997-07-16 반도체 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 KR100276680B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18579096A JP3688816B2 (ja) 1996-07-16 1996-07-16 半導体装置の製造方法
JP96-185790 1996-07-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR980011680A KR980011680A (ko) 1998-04-30
KR100276680B1 true KR100276680B1 (ko) 2001-01-15

Family

ID=16176949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970033013A KR100276680B1 (ko) 1996-07-16 1997-07-16 반도체 장치 및 반도체 장치의 제조 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6010947A (ko)
JP (1) JP3688816B2 (ko)
KR (1) KR100276680B1 (ko)
TW (1) TW350972B (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5851916A (en) 1995-11-03 1998-12-22 Micron Technology, Inc. Formation of a self-aligned integrated circuit structures using planarization to form a top surface
US6274498B1 (en) * 1998-09-03 2001-08-14 Micron Technology, Inc. Methods of forming materials within openings, and method of forming isolation regions
US6372601B1 (en) * 1998-09-03 2002-04-16 Micron Technology, Inc. Isolation region forming methods
JP4136145B2 (ja) * 1998-12-25 2008-08-20 富士通株式会社 半導体装置の製造方法
JP2001144170A (ja) * 1999-11-11 2001-05-25 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
US6645840B2 (en) * 2000-10-19 2003-11-11 Texas Instruments Incorporated Multi-layered polysilicon process
KR100399986B1 (ko) 2001-03-20 2003-09-29 삼성전자주식회사 셸로우트렌치 소자분리방법
KR20020091982A (ko) * 2001-06-01 2002-12-11 삼성전자 주식회사 얕은 트렌치 소자분리 구조를 가지는 비휘발성 메모리소자 및 그 제조방법
DE10138510B4 (de) * 2001-08-06 2006-08-10 Infineon Technologies Ag Grabenisolation mit selbstjustierender Oberflächenversiegelung und Verfahren zur Herstellung einer solchen Grabenisolation
KR100476691B1 (ko) * 2002-04-18 2005-03-18 삼성전자주식회사 셸로우 트렌치 소자분리 방법 및 이를 이용한 불휘발성메모리 장치의 제조방법
KR100485518B1 (ko) * 2002-09-18 2005-04-27 동부아남반도체 주식회사 셀로우 트렌치 소자분리막의 제조 방법
KR100546852B1 (ko) * 2002-12-28 2006-01-25 동부아남반도체 주식회사 반도체 소자의 제조 방법
US6890833B2 (en) * 2003-03-26 2005-05-10 Infineon Technologies Ag Trench isolation employing a doped oxide trench fill
KR102649372B1 (ko) * 2016-01-08 2024-03-21 삼성전자주식회사 3차원 반도체 메모리 장치

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53132275A (en) * 1977-04-25 1978-11-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor device and its production
US5290396A (en) * 1991-06-06 1994-03-01 Lsi Logic Corporation Trench planarization techniques
US5362669A (en) * 1993-06-24 1994-11-08 Northern Telecom Limited Method of making integrated circuits
BE1007588A3 (nl) * 1993-09-23 1995-08-16 Philips Electronics Nv Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting met een halfgeleiderlichaam met veldisolatiegebieden gevormd door met isolerend materiaal gevulde groeven.
JP2955459B2 (ja) * 1993-12-20 1999-10-04 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
JPH07193121A (ja) * 1993-12-27 1995-07-28 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JP3438446B2 (ja) * 1995-05-15 2003-08-18 ソニー株式会社 半導体装置の製造方法
US5712185A (en) * 1996-04-23 1998-01-27 United Microelectronics Method for forming shallow trench isolation

Also Published As

Publication number Publication date
JPH1032240A (ja) 1998-02-03
JP3688816B2 (ja) 2005-08-31
KR980011680A (ko) 1998-04-30
US6010947A (en) 2000-01-04
TW350972B (en) 1999-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6251734B1 (en) Method for fabricating trench isolation and trench substrate contact
KR0178823B1 (ko) 반도체장치 및 그 제조방법
US20040222182A1 (en) Method for multiple spacer width control
KR100276680B1 (ko) 반도체 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
JPH05206262A (ja) トレンチ構造の作製方法
KR100273615B1 (ko) 반도체장치및그제조방법
JPH0410740B2 (ko)
US6727150B2 (en) Methods of forming trench isolation within a semiconductor substrate including, Tshaped trench with spacers
KR19980041816A (ko) 디봇 형성을 최소화하는 방법 및 집적 회로 칩
JPH09289245A (ja) 半導体装置の製造方法
KR100515383B1 (ko) 서로 다른 두께의 게이트 산화막을 포함하는 트랜지스터형성 방법
KR100567026B1 (ko) 얕은 트렌치 아이솔레이션 코너의 모우트 개선방법
KR100286901B1 (ko) 반도체 소자 분리를 위한 얕은 트렌치 제조 방법
KR20090070710A (ko) 반도체 소자의 트렌치 형성 방법
KR100204418B1 (ko) 반도체 소자 분리방법
JPH11224896A (ja) 半導体装置およびその製造方法
KR100416813B1 (ko) 반도체소자의필드산화막형성방법
KR100291417B1 (ko) 반도체 소자의 아이솔레이션 제조방법
JP2001127175A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2004247328A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2000232155A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS63266878A (ja) 半導体集積回路装置
JP2001053142A (ja) 浅いトレンチ絶縁領域を有する集積回路の製造方法
JPH10335483A (ja) 半導体装置の製造方法
KR19990085773A (ko) 반도체장치의 트렌치 소자분리방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080926

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee