JPS63204739A - 素子分離領域の製造方法 - 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） 本発明は半導体集積回路の製造方法特に素子分離絶縁膜
層の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来半導体集積回路などのＭＯ８ＩＣ製造プロセスで各
素子間の分離法として溝堀素子分離法が知られている。

この目的の従来の方法を第２図（ａ）に模式的断面図を
示す。

第２図（ａ）において基板上に素子分離用溝１２を反応
性スパッタエツチングを用いて形成する。次に第２図（
ｂ）のように素子分離用溝１２内にＣＶＤ５ｉ０２膜１
４を堆積し、チャンネルドープ層１６、ゲート酸化膜１
８、ゲートポリシリコン２０、不純物層２２を形成する
。更に第２図（ｅ）のように層間絶縁膜２４、コンタク
トホール２６、Ａ１配線２８を形成する。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記工程において、素子分離用溝の形成は
プロセス制御性及び簡略化の点から素子部を形成する前
に行う必要がある。この方法では素子分離用溝形成後の
数多くの高温熱処理によって素子分離溝に熟ひすみや結
晶欠陥が発生するなどデバイス特性の信頼性を劣化させ
る原因となる欠点となっていた。

本発明の目的はこの問題点を解決した素子分離領域の製
造方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、基板上に溝を設ける工程、前記基板上に低分
子有機膜を形成して平坦にする工程、平坦にした後オゾ
ン雰囲気中で波長２００ｎｍ〜３００ｎｍを含む光線を
用いて前記基板表面まで前記低分子有機膜が除去される
ように照射し、前記低分子有機膜を前記基板上に設けた
溝内部に残す工程とを有することを特徴とする素子分離
領域の製造方法である。

（作用） 低分子有機膜をオゾン雰囲気中に晒しながら、波長２０
０ｎｍ〜３００ｎｍの光を吸収し、０３−０＋０２の反
応を起こし、活性な励起酸素に分解される。これらの○
と０２は低分子有機膜のカーボンや水素と反応し、Ｃｏ
、　ＣＯ２，ＯＨなどの揮発性ガスとなり除去される。

（実施例） 以下に実施例を用いて本発明の詳細な説明する。第１図
（ａ）、　（Ｃ）〜（ｈ）は本実施例ＮチャネルＭＯ８
ＩＣ製造プロセスの主要工程での基板の断面を示し、第
１図（ｂ）は本実施例の主要工程での基板の平面図を模
式的に示したものである。第１図（ａ）は基板１０上に
チャンネルドープ層１６、不純物層２２をポジ型フォト
レジスト膜をマスクとして、前記チャンネルドープ層１
６には低濃度のホウ素（ｉ　］Ｂ　＋　）、不純物層２
２には砒素（７５Ａｓ＋）を高１農度でイオン注入法を
用いて形成する。

次にゲート酸化膜１８を熱酸化で約５００人の膜厚で形
成する。更にゲートポリシリコン膜２０をＣＶＤ法を用
いて約５０００人堆積し、ポジ型フォトレジスト膜をマ
スクとしてＣＦ４　＋　０２ガスを用いて反応性スパッ
タエツチングを行いゲートポリシリコン膜２０のパター
ンを形成し、ポジ型フォトレジスト膜を剥離除去する。

この時ゲートポリシリコンＩＩ！２０のパターンは第１
図（ｂ）に示すように素子分離領域の内側に形成する。

次に第１図（ｃ）のように溝部分を形成するためにポジ
型フォトレジスト膜のパターニングを行い、ポジ型７オ
トレジスト膜３０をマスクとして層間絶縁膜２４を及び
基板１０をＣＦ４＋０２ガスを用いて反応性スパッタエ
ツチングによって溝１２を形成し、ポジ型フォトレジス
ト膜３０を剥離除去する。

次に第２図（ｄ）のように基板１０上に分子量１０００
ｗｔ％のポリスチレン膜３２をスピン塗布法により塗膜
形成するとポリスチレン）漢３２は低分子であるため流
動性が良く、回り込みが速いため溝内部が完全に埋りさ
らに、段差被覆率を効止させるため２００°Ｃの熱処理
を行い、塗膜形成したポリスチレン膜３２を平滑な表面
にすることができる。次に出カフ００ｗの水銀ランプ４
０を用いてオゾン雰囲気３４中で照射波長が２００ｎｍ
〜３００ｎｍになるように波長選択択フィルター３８で
波長を選択し、照射波長を２００ｎｍ〜３００ｎｍに選
択して、波長選択フィルター３８の保護を行う石英板３
６を介してポリスチレン膜３２に照射を行い第１図（ｅ
）のように層間絶縁膜２４上のポリスチレン膜３２が除
去され溝１２上の前記層間絶縁膜２４表面が露出した所
で照射を止めるとポリスチレン膜３２が残った溝１２が
形成される。更にポリスチレン膜３２を硬化させる目的
で出力１０００ｗ、波長２００〜３５０ｎｍの条件でハ
ードニングを行う。

次に第１図（Ｏのように低温で膜堆積のできる平行平板
型プラズマ（ｖｔ）装置で、ＳｉＨ４＋　Ｎ２０ガス、
圧力１００ｍＴｏｒｒ〜ＩＴｏｒｒの条件でプラズマ５
ｉ０２膜４２を約５０００人堆積する。更に後で行うＡ
Ｉ膜配線の段差部での断線を防止するために、ポリスチ
レン膜をスピン塗布法によって塗膜し、２００’Ｃの熱
処理を行って平滑な表面にし、エッチバック用ポリスチ
レン膜４４を形成する。次に第１図（ｇ）のように平行
平板型反応性スパッタエツチング装置を用いてＣＦ４＋
０２ガス、圧力１０Ｔｏｒｒ〜５０ｍＴｏｒｒ出力１ｋ
Ｗの条件でエッチバック用ポリスチレン膜４４をエッチ
バックし、ゲートポリシリコン膜２０上の層間絶縁膜が
露出した所でエツチングを停止すると段差の無くなった
平滑な表面が得られる。

次に第１図（ｈ）のようにポジ型フォトレジスト膜を通
常のスピン塗布法を用いて塗膜しコンタクトホール転写
用パターンを形成し、平行平板型スパッタエツチング装
置を用いてＣＦ４　＋　０２ガス、圧力３Ｐａ、出力１
ｋｗの条件でエツチングを行い、コンタクトホール２６
を開孔するその後ポジ型７ォトレジスト膜を剥離除去す
る。更に、ＡＩ蒸着法によってＡＩ膜を約１μｍ蒸着し
、ポジ型フォトレジスト膜で通常のスピン塗布法を用い
てＡＩ膜配線のパターンニゲを行い、平行平板型スパッ
タエツチング装置を用いてゲートポリシリコン膜２０及
びソース、ドレイン電極へのＡＩ配線パターンを転写し
、その後ポジ型フォトレジスト膜を剥離除去し、前記ゲ
ートポリシリコン膜２０及びソース、ドレイン電極Ａ１
膜２８による配線パターンを形成する。

以上の実施例では低分子有機膜として、ポリスチレン膜
を用いたが光照射を行うことにより硬化でき、また熱処
理を行うことにより絶縁物となる有機膜たとえばポリシ
ロキサンなどを用いても良く、又オゾン雰囲気を常圧下
で下ったが、減圧あるいは加圧下で行っても良く、又光
照射中の基板は常温で行ったが加熱しながら照射を行っ
ても良く、又オゾン雰囲気中に晒して光照射を行うと分
解反応を起こす他の有機膜を用いても本発明の効果は変
わらない。

（発明の効果） 以上のように本発明によればＭＯ８ＩＣの動作領域等を
形成後素子分離用溝を形成して、溝内にポリスチレン膜
等を埋め込み、不要なポリスチレン膜をオゾン雰囲気中
で波長２００〜３００ｎｍを含む光線を層間絶縁層表面
まで照射して除去するため素子の動作領域に与える影響
及び表面への損傷を無（、又ポリスチレン膜の埋め込み
が短時間で行え、デバイス特性の高信頼化及びデバイス
プロセスの簡略化が計れるなど製造歩留りが著しく向上
できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｃ）〜（ｈ）は本発明の実施例を主要
工程順に追って模式的に示した模式的な（析面図、第１
図（ｂ）は平面図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は従来の溝堀
素子分離形成プロセスを主要工程順に追って模式的に示
した模式的な断面図である。 １０・・・基極、１２・・・溝、１４・・・ＣＶＤ５ｉ
０２膜、１６・・・チャンネルドープ層、１８・・・ゲ
ート酸化膜、２０・・・ゲートポリシリコン膜、２２・
・・不純物層、２４・・・層間絶縁膜、２６・・・コン
タクトホール、２８・・・ＡＩ膜、３０・、・ポジ型フ
ォトレジスト膜、３２・・・ポリスチレン膜、３４・・
・オゾン雰囲気、３６・・・石英板、３８・・・波長選
択フィルター、４０・・水銀ランプ、４２・・プラズマ
５ｉ０２膜、４４・・エラチンバラ第１図 （ｂ） （Ｃ） 第１図 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　基板上に溝を設ける工程、前記基板上に低分子有機膜
   を形成して平坦にする工程、平坦にした後オゾン雰囲気
   中で波長２００ｎｍ〜３００ｎｍを含む光線を用いて前
   記基板表面まで前記低分子有機膜が除去されるように照
   射し、前記低分子有機膜を前記基板上に設けた溝内部に
   残す工程とを有することを特徴とする素子分離領域の製
   造方法。