JPH0458532A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0458532A
JPH0458532A JP17057590A JP17057590A JPH0458532A JP H0458532 A JPH0458532 A JP H0458532A JP 17057590 A JP17057590 A JP 17057590A JP 17057590 A JP17057590 A JP 17057590A JP H0458532 A JPH0458532 A JP H0458532A
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JP
Japan
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film
sio
sin
substrate
underlying
Prior art date
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Pending
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JP17057590A
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English (en)
Inventor
Hirotoshi Kawahira
川平 博敏
Masahiro Horio
正弘 堀尾
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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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】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、更に詳しくは
半導体製造工程における素子分離工程の微細化を可能に
するfこめの手法に関するものである。
(ロ)従来の技術 LSIの素子分離工程においては従来はLOCO8法二
局所酸化法]て形成する。これは活性領域にSiN膜を
被着し、それ以外の部分にイオン注入等を経て1μm前
後の膜厚が得られる様に酸化を行うと、SiNか被着し
ていない部分てフィールド酸化膜(〜1μm)か成形さ
れる。
すなわち、第4図は、通常のLOCO9法に関しての工
程フローを示す。
第4図(a)に示すように、例えばP型S】基板4Iに
下敷のS + 02膜42を形成後S 13N +膜4
3を堆積する。次にフォトレノストでパターン44を形
成後B(ボロン)45をイオン注入する[第4図(b)
参照]。その後残存しrこ5isN4膜43およびS1
0.膜42をもとに酸化工程を行い、フィールドSiO
2膜46を形成するE第4図(c)参、照コ 。
この様に活性領域S間の分離を厚い酸化膜で分離する方
法においては、フィールド酸化膜形成時にSiN膜43
の端部に5iOzが侵入し、いわゆるバーズビーク47
ができて[第5図(a)参照コ、チャンネル幅か実効的
に減少する。第5図(b)に下敷SiO2膜厚によるバ
ーズビーク長Qの変化を示す。第5図(b)から、バー
ズビーク長が片側で06〜1.0μmになるにめマスク
サイズからのノットは12〜20μmに至ることがわか
る。
このにめS I N @の端をフィールド部の内側まで
伸ばしてバーズビーク長を短くするオフセットロコス法
(O5ELO法)か提案されている。
すなわち、第3図(a)に示すように、Si基板31上
に、下敷きのSin、膜32、SiN膜33、酸化膜(
HTO膜)34を堆積する。次に、レジストマスクを用
いてパターン35を形成する[第3図(b)参照コ。さ
らに、SiN膜36、HTo膜(酸化膜)37をデポジ
ットする[第3図(c)参照コ。続いて、ドライエツチ
ャーによりエッチバックし、窓35aをあけるとともに
、窓部35aにイオン注入を行う7第3図(d)参照コ
。この際、例えば、1B°を注入する。モして、不純物
層38を形成「第3図(e)参照コした後、ウェットエ
ツチングにより、酸化膜34.37を除去し7第3図(
f)参照2、第3図(g)に示すように、Lacos酸
化(1050℃)を行う。LOGOS膜39を形成後、
SiN膜33,36および5loz膜32を除去するL
第3図(h)参照]。
本方法ではマスクからのノットか抑えられるため微細化
において有利であるか反面次の様を問題点かある。
(ハ)発明か解決しようとする課題 】1局所酸化時のバーズビーク長を抑えるためにSiN
膜のオフセット幅を長くする必要かある。
このfこめに、下敷の5jOz膜とSiN膜を厚膜化す
る必要がありエツチング時に下地のSi○、のバラツキ
やエツチング均一性のバラツキにより下地のSiが掘れ
すぎて溝となって後の工程での不良につながる。
2、またこの様な膜厚下で5iOz(局所酸化)を成長
させた場合に強いストレス(応力)を受け、フィールド
酸化部にダメージの発生する可能性がある。
すなわち、具体的に、第2図(a)に示す様に、Si基
板31上に堆積された、5102膜32/S iN膜3
3 / S i O2膜34が所定のレジストパターン
をマスクにエツチングされる際に、膜厚バラツキ、エツ
チングバラツキにより、Siか掘れすぎる箇所31aか
生じる。この掘れすぎる箇所31aを有するSi基板3
1上に、酸化膜37の堆積C第2図(b);、エッチバ
ック工程E第2図(c):、・を行い、第2図(d)に
示すように、酸化を経fニウェハ−40は、第2図(e
)に示すように、ストレスダメージ、Siの溝の発生す
る可能性がある。
すなわち、ストレスによるダメージ部39a1Siの掘
れすぎによる溝39bが形成されるおそれがあり、後の
工程で、レジスト残り等が発生する。
本発明はLS If)製造工程時における上記問題点の
解決を図るためのしので、下地S1の掘れ量を低減し、
かつストレスを緩和するのに有効な方法を提供するもの
である。
(ニ)課題を解決するための手段及び作用この発明は、
S1基板上に、オフセットロコス法を用いて素子分離部
を形成するに際して、(i)Si基板上に、全面に、下
敷の5iOy膜、第1のSiN膜、第1のSiO2膜を
順次積層し、(11)フォトレノストパターンを用いて
素子分離部形成領成上に、上記第1の5i02膜及び第
1のSiN膜を除去し、さらに上記下敷のSiO2膜を
途中まで除去してS1基板上に下敷の5iOyを残存さ
せながら窓を形成し、(iii)続いて、ウェットエツ
チングを用いて残在された下敷のSin、膜を除去して
窓側壁のSiN膜直下における素子分離部形成領域にア
ンダーカット部を形成し、(IV)窓を含むSi基板上
に、全面に、第2のSiN膜、サイドウオール形成用の
第2の5102膜を順次積層した後、エッチバックをお
こなって窓側壁面部にサイドウオールを形成し、(■)
イオン注入をおこなってSi基板上の素子分離部形成領
域に不純物層を形成し、(Vl)サイドウオールおよび
残存する第1のSiOx膜を除去した後、Si基板上に
、全面に、熱酸化をおこなってS iOtのロコス酸化
膜を形成し、続いて表面の5i02膜およびすへてのS
iN膜を除去して素子分離部を形成することを特徴とす
る半導体装置の製造方法である。
すなわち、この発明は、下敷のSiO2膜、SiN膜を
形成後フォトレジストパターンを用いてエツチングしf
こ後、少なくとも100A、以上のSiO2膜をエツチ
ングするウェット処理工程を行うことにより、下地S1
の掘fllを抑え、かつロコス酸化膜形成時にSiN及
びロコス酸化膜に作用する応力を緩和できる方法を提供
する事により構成されるものである。
(ホ)実施例 以下図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。
なおこれによってこの発明は限定されるものではない。
第1図は本発明による素子分離形成工程の一実施例を示
し、几ものである。
まず、第1図(a)に示すように、Si基板1上に下敷
の5iO=膜2、SiN膜3を形成後、フォトレノスト
4を塗布し、所望のパターン5を、マスク4を用いて露
光、現像する二とによって形成する二第1図(b)参照
j0 この際、ドライエツチング装置を用いてパターン5を下
敷のSiO2、SiNとエツチングを続は適当な膜厚だ
け5IO2膜2aを残す。
さらにウェットエツチングを用いて残存のSiO2膜2
aをエツチングするとともに、SiN膜3のノくターン
13の下に100 A種変のアンダーカット部14を生
じさせる[第1図(c)参照]。
この後、オフセットSiN形成用のSiN膜6を堆積し
、さらにSiO!膜(HTO膜)7を堆積し[第1図(
d)参照]、エッチバック工程によりウェハーを全面エ
ツチングし、サイドウオール7aを作成する[第1図(
e)参照コ。
この際、アンダーカット部14によりSiN膜6と5i
Op膜2間には空隙15か生じる。また、イオン注入の
窓16が形成される。
しかる後、窓16に”B ”のイオン45を注入し、不
純物層8を形成し[第1図(f)参照]、5i0z膜7
i、4を除去し[第1図(g)参照コ、1050℃でロ
コス酸化をおこない、5iOyのロコス酸化部19を形
成し「第1図(h)参照〕、次いで表面のSiO2膜お
よびすべてのSiN膜3.6を除去してLOGO5膜9
を形成する7第1図(i)参照2゜ 本方法では、アンダーカプト部を設けた状態でLOGO
S膜を形成するようにしたので、従来のオフセットロコ
ス膜て形成しTニパターンに比へて81の掘れすぎによ
る形状不良かなく、またロコス酸化膜の上下に発生する
応力をオフセットSiN膜で緩和しているため不良なロ
コス酸化膜が得られる。
(へ)発明の効果 以上のようにこの発明によれば、LSIの素子分離工程
に、いわゆるオフセットロコス法を用いる際に、シリコ
ン基板上にSiO2膜を形成し、次にS i N膜を形
成し、次にSiO2膜を堆積したのちフォトレノストパ
ターンを用いてエツチングした後に、少なくとも100
Å以上のSiO2膜をエツチングするウェット処理工程
を行うことにより、エツチング時のバラツキや堆積膜の
バラツキによるウェハー内の部分的な下地Siの掘れ量
を最小限に抑制でき、プロセス上のマージンを向上する
事か可能である。
また、ロコス酸化膜形成時に、S iN及びロコス酸化
膜に作用する応力による結晶の欠陥等を緩和でき、結晶
欠陥等によって生じる電気的な不良(リーク他)を防止
できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すオフセットロコス工
程の製造工程説明図、第2図は従来例のオフセットロコ
ス工程時に発生する不良を説明する1こめの製造工程説
明図、第3図は従来例のオフセットロコス工程の製造工
程説明図、第4図は通常のLOCO3法を説明するため
の製造工程説明図、第5図(a)および(b)はそれぞ
れ第4図の通常のLOGOS工程における欠点を説明す
るための要部構成説明図および下敷Sin、膜厚対バー
ズビーク長特性図である。 4・・・・・第1のSiO2膜、 5 ・・・・第1のパターン(窓)、 6・・・・・第2のSiN膜、 7・・・・・第2のSiC,膜、 7a ・・・サイドウオール、 8・・・・・・不純物拡散層、 9・・・・・LOCO5酸化膜(Sift膜)、13・
・・ 第2のパターン、 14・・・・・アンダーカット部。 l ・・・51基板、 2・・・下敷の5iO=膜、 3・・・第1のSiN膜、 第2図 13図 第4図 第5図 1右5i02!gA7% (nm)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、Si基板上に、オフセットロコス法を用いて素子分
    離部を形成するに際して、 (i)Si基板上に、全面に、下敷のSiO_2膜、第
    1のSiN膜、第1のSiO_2膜を順次積層し、(i
    i)フォトレジストパターンを用いて素子分離部形成領
    域上に、上記第1のSiO_2膜及び第1のSiN膜を
    除去し、さらに上記下敷のSiO_2膜を途中まで除去
    してSi基板上に下敷のSiO_2を残存させながら窓
    を形成し、 (iii)続いて、ウェットエッチングを用いて残在さ
    れた下敷のSiO_2膜を除去して窓側壁のSiN膜直
    下における素子分離部形成領域にアンダーカット部を形
    成し、 (iv)窓を含むSi基板上に、全面に、第2のSiN
    膜、サイドウォール形成用の第2のSiO_2膜を順次
    積層した後、エッチバックをおこなって窓側壁面部にサ
    イドウォールを形成し、 (v)イオン注入をおこなってSi基板上の素子分離部
    形成領域に不純物層を形成し、 (vi)サイドウォールおよび残存する第1のSiO_
    2膜を除去した後、Si基板上に、全面に、熱酸化をお
    こなってSiO_2のロコス酸化膜を形成し、続いて表
    面のSiO_2膜およびすべてのSiN膜を除去して素
    子分離部を形成することを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970053451A (ko) * 1995-12-27 1997-07-31 김주용 반도체소자의 소자분리막 제조방법
US5714781A (en) * 1995-04-27 1998-02-03 Nippondenso Co., Ltd. Semiconductor device having a gate electrode in a grove and a diffused region under the grove
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