JP2003535468A - 異なる深さのトレンチアイソレーションのための、ウェルの濡れ電流を制御する方法 - Google Patents
異なる深さのトレンチアイソレーションのための、ウェルの濡れ電流を制御する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
トレンチ(22)を半導体基板(10)内に形成するステップと、分離材料(24)を前記トレンチ(22)内に形成するステップとを含む方法。前記方法はさらに、前記トレンチ(22)の深さおよび前記トレンチ分離材料(24)の厚みの少なくとも1つを定量するステップおよび前記トレンチ(22)の前記定量された深さおよび前記分離材料(24)の前記定量された厚みの少なくとも1つに基づいて前記分離材料(24)を通じて行なわれるべきイオン注入プロセスのエネルギレベルを決定するステップとを含む。
Description
【0001】
この発明は、一般的には半導体プロセスの分野に向けられ、さらに詳細には、
異なる深さのトレンチアイソレーションを有する半導体装置においてウェルの漏
れ電流を制御する方法に向けられる。
異なる深さのトレンチアイソレーションを有する半導体装置においてウェルの漏
れ電流を制御する方法に向けられる。
【0002】
現在の集積回路装置は、シリコンなどの半導体基板の上に形成されたトランジ
スタなどの何百万もの半導体素子を含む。これらの素子は非常に密に実装されて
おり、素子の間にはほとんど空間がない。これらの素子または素子群は、その素
子がそれぞれの意図された機能を遂行するため、他の素子から電気的に分離され
なくてはならない。さらに、これらの素子が適切に分離されないと、たとえば短
絡経路が確立されるなどの多様な機能不良が起こる可能性がある。
スタなどの何百万もの半導体素子を含む。これらの素子は非常に密に実装されて
おり、素子の間にはほとんど空間がない。これらの素子または素子群は、その素
子がそれぞれの意図された機能を遂行するため、他の素子から電気的に分離され
なくてはならない。さらに、これらの素子が適切に分離されないと、たとえば短
絡経路が確立されるなどの多様な機能不良が起こる可能性がある。
【0003】
素子または素子群が適切に分離されることを保証するため、現在の半導体プロ
セスには、基板のさまざまな領域に浅いトレンチアイソレーション(STI)を
形成することを伴う。これらの浅いトレンチアイソレーションは典型的には、半
導体基板にトレンチをエッチングし、その後トレンチに分離材料たとえば二酸化
シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコンまたはその他の同様の材料などの絶
縁体を充填することで形成する。
セスには、基板のさまざまな領域に浅いトレンチアイソレーション(STI)を
形成することを伴う。これらの浅いトレンチアイソレーションは典型的には、半
導体基板にトレンチをエッチングし、その後トレンチに分離材料たとえば二酸化
シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコンまたはその他の同様の材料などの絶
縁体を充填することで形成する。
【0004】
トレンチアイソレーションが形成された後、典型的にはイオン注入プロセスが
行なわれ、ドーパント原子がトレンチアイソレーションにわたっておよびトレン
チアイソレーションの下の基板へと注入される。チャネル−ストップ(channel-
stop)注入として言及されることもあるこの注入プロセスの目的は、半導体素子
が適切に分離されることを確実にすることである。つまりこの注入は、ある規定
された境界を越えて電子の望ましくない移動を防ぐ手助けをする。使用されるド
ーパント原子の種類およびイオン注入プロセスで使用される多様なエネルギレベ
ルは、構築中の素子によって変化する。たとえばNMOS素子であれば、チャネ
ル−ストップ注入はボロンなどのP型ドーパント物質を含むであろう。PMOS
素子であれば、チャネル−ストップ注入は、砒素またはリンなどのN型ドーパン
ト物質を含むであろう。
行なわれ、ドーパント原子がトレンチアイソレーションにわたっておよびトレン
チアイソレーションの下の基板へと注入される。チャネル−ストップ(channel-
stop)注入として言及されることもあるこの注入プロセスの目的は、半導体素子
が適切に分離されることを確実にすることである。つまりこの注入は、ある規定
された境界を越えて電子の望ましくない移動を防ぐ手助けをする。使用されるド
ーパント原子の種類およびイオン注入プロセスで使用される多様なエネルギレベ
ルは、構築中の素子によって変化する。たとえばNMOS素子であれば、チャネ
ル−ストップ注入はボロンなどのP型ドーパント物質を含むであろう。PMOS
素子であれば、チャネル−ストップ注入は、砒素またはリンなどのN型ドーパン
ト物質を含むであろう。
【0005】
注入プロセスは、チャネル−ストップ注入のピーク濃度がトレンチアイソレー
ションの底部またはその僅かに下にくるように行なわれることが意図される。も
ちろん、後続の熱処理加工によってドーパント原子がある程度移動することがあ
る。チャネル−ストップ注入を形成するために使用される注入プロセスのパラメ
ータは、仮定のトレンチの深さおよび/またはそれを通じてチャネル−ストップ
注入が行なわれる分離材料の厚みに基づいている。しかしながら、製造上の多様
なばらつきが、受容可能または少なくともより有効なチャネル−ストップ注入の
形成に悪影響を及ぼすことがある。
ションの底部またはその僅かに下にくるように行なわれることが意図される。も
ちろん、後続の熱処理加工によってドーパント原子がある程度移動することがあ
る。チャネル−ストップ注入を形成するために使用される注入プロセスのパラメ
ータは、仮定のトレンチの深さおよび/またはそれを通じてチャネル−ストップ
注入が行なわれる分離材料の厚みに基づいている。しかしながら、製造上の多様
なばらつきが、受容可能または少なくともより有効なチャネル−ストップ注入の
形成に悪影響を及ぼすことがある。
【0006】
たとえば形成されたトレンチの深さが、オペレータのミスやトレンチの形成に
使用されるエッチングツール内のばらつきなどによって、予想よりも深いかまた
は浅いことがある。さらに、トレンチ内に形成され、それを通じてチャネルスト
ップ注入プロセスが行なわれる分離材料の厚みは、分離材料の研磨または形成に
おける誤差によって予想よりも厚いかまたは薄いことがある。
使用されるエッチングツール内のばらつきなどによって、予想よりも深いかまた
は浅いことがある。さらに、トレンチ内に形成され、それを通じてチャネルスト
ップ注入プロセスが行なわれる分離材料の厚みは、分離材料の研磨または形成に
おける誤差によって予想よりも厚いかまたは薄いことがある。
【0007】
このばらつきが考慮されないと、効果の薄いチャネル−ストップ注入につなが
り、したがって効果の薄い半導体素子の分離につながる。たとえば、トレンチが
予想よりも深く形成されおよび/またはトレンチ内の分離材料の厚みが予想より
も厚い場合、トレンチの深さおよび分離材料の厚みに対する仮定の設計パラメー
タに基づいてチャネル−ストップ注入プロセスを行なうと、結果として、そうで
ない場合に望まれるほど深くは基板に入り込まない注入となる。逆に、トレンチ
が浅過ぎるおよび/または分離材料の厚みが予想よりも薄い場合、結果的なチャ
ネル−ストップ注入は、そうでない場合に望まれるよりも基板の深くに形成され
ることになる。さらに、チャネル−ストップ注入を適切に形成することは、集積
回路装置がより密に実装されるにつれトレンチアイソレーションの幅が減少して
いる現在の半導体製造において、さらに重要になっている。
り、したがって効果の薄い半導体素子の分離につながる。たとえば、トレンチが
予想よりも深く形成されおよび/またはトレンチ内の分離材料の厚みが予想より
も厚い場合、トレンチの深さおよび分離材料の厚みに対する仮定の設計パラメー
タに基づいてチャネル−ストップ注入プロセスを行なうと、結果として、そうで
ない場合に望まれるほど深くは基板に入り込まない注入となる。逆に、トレンチ
が浅過ぎるおよび/または分離材料の厚みが予想よりも薄い場合、結果的なチャ
ネル−ストップ注入は、そうでない場合に望まれるよりも基板の深くに形成され
ることになる。さらに、チャネル−ストップ注入を適切に形成することは、集積
回路装置がより密に実装されるにつれトレンチアイソレーションの幅が減少して
いる現在の半導体製造において、さらに重要になっている。
【0008】
この発明は、前述の問題の一部またはすべてを最小限にするかまたは減少させ
る半導体装置を形成する方法に向けられる。
る半導体装置を形成する方法に向けられる。
【0009】
この発明は、異なる深さのトレンチアイソレーションのための、ウェルの漏れ
電流を制御する方法に向けられる。一実施例では、この方法は半導体基板内にト
レンチを形成するステップと、トレンチ内に分離材料を形成するステップとを含
む。この方法はさらにトレンチの深さおよび分離材料の厚みの少なくとも1つを
定量するステップと、トレンチの定量された深さおよび分離材料の定量された厚
みの少なくとも1つに基づいて分離材料を通じて行なわれるべきイオン注入プロ
セスのエネルギレベルを決定するステップとを含む。
電流を制御する方法に向けられる。一実施例では、この方法は半導体基板内にト
レンチを形成するステップと、トレンチ内に分離材料を形成するステップとを含
む。この方法はさらにトレンチの深さおよび分離材料の厚みの少なくとも1つを
定量するステップと、トレンチの定量された深さおよび分離材料の定量された厚
みの少なくとも1つに基づいて分離材料を通じて行なわれるべきイオン注入プロ
セスのエネルギレベルを決定するステップとを含む。
【0010】
この発明は、同じ参照番号が対応する部分を示す添付の図面とともに以下の説
明を参照することによって理解されるであろう。
明を参照することによって理解されるであろう。
【0011】
この発明には、さまざまな変更や代替があり得るが、その具体的な実施例は図
面による例で示され、詳細に説明される。しかしながら、具体的な実施例の記述
は、この発明を開示した特定の形状に限定することを意図しているのではなく、
反対に、特許請求の範囲に規定されたこの発明の精神と範囲内に入るすべての変
更、均等物および代替物を含むことを意図している。
面による例で示され、詳細に説明される。しかしながら、具体的な実施例の記述
は、この発明を開示した特定の形状に限定することを意図しているのではなく、
反対に、特許請求の範囲に規定されたこの発明の精神と範囲内に入るすべての変
更、均等物および代替物を含むことを意図している。
【0012】
この発明の例示的な実施例を以下に説明する。明白にするため、この明細書で
は実際の実行のすべての特徴を説明しているわけではない。このような実際の実
施例を発展させる上で、実行ごとに変化するシステム関連およびビジネス関連の
制約の遵守といった開発者の具体的な目標を達成するためには実行に特有の決定
を数多く行なわなければならないことも理解されるであろう。さらに、そのよう
な開発努力は複雑かつ時間を要するものであるかもしれないが、それにもかかわ
らず、この開示の恩恵を有する当業者にとっては日常的な仕事であることも理解
されるであろう。
は実際の実行のすべての特徴を説明しているわけではない。このような実際の実
施例を発展させる上で、実行ごとに変化するシステム関連およびビジネス関連の
制約の遵守といった開発者の具体的な目標を達成するためには実行に特有の決定
を数多く行なわなければならないことも理解されるであろう。さらに、そのよう
な開発努力は複雑かつ時間を要するものであるかもしれないが、それにもかかわ
らず、この開示の恩恵を有する当業者にとっては日常的な仕事であることも理解
されるであろう。
【0013】
ここからは図1から4を参照してこの発明を説明していく。半導体装置のさま
ざまな領域および構造は、非常に精密で鋭い構成とプロファイルを有するものと
して図面で描かれているが、当業者は、実際はこれらの領域および構造が図面に
示されたほど精密ではないことを認識している。さらに、図面に描かれているさ
まざまな特徴の相対的なサイズは、製作された装置上のそれらの特徴サイズのサ
イズと比較して誇張または縮小されることがある。それにもかかわらず、この発
明の例示的な実施例を説明記述するために添付の図面を含める。
ざまな領域および構造は、非常に精密で鋭い構成とプロファイルを有するものと
して図面で描かれているが、当業者は、実際はこれらの領域および構造が図面に
示されたほど精密ではないことを認識している。さらに、図面に描かれているさ
まざまな特徴の相対的なサイズは、製作された装置上のそれらの特徴サイズのサ
イズと比較して誇張または縮小されることがある。それにもかかわらず、この発
明の例示的な実施例を説明記述するために添付の図面を含める。
【0014】
一般に、この発明は、異なる深さのトレンチアイソレーションのための、ウェ
ルの漏れ電流を制御する方法に向けられる。この出願を完全に読めば、当業者に
はすぐ明白となるように、この発明は、たとえばNMOS、PMOS、CMOS
などのさまざまな技術に適用可能であり、論理装置、記憶装置などを含むがこれ
に限られない多様な装置に容易に適用可能である。
ルの漏れ電流を制御する方法に向けられる。この出願を完全に読めば、当業者に
はすぐ明白となるように、この発明は、たとえばNMOS、PMOS、CMOS
などのさまざまな技術に適用可能であり、論理装置、記憶装置などを含むがこれ
に限られない多様な装置に容易に適用可能である。
【0015】
図1に示されるように、例示的な半導体装置12は、半導体基板10の表面1
1上に形成される。この装置12は、トレンチアイソレーション21によって規
定される、基板10の活性領域13内に形成される。図1に示された例示的な半
導体装置12は、NMOSトランジスタであり、ゲート絶縁層16、ゲート電極
14、側壁スペーサ20およびソース/ドレイン領域18を含む。図1に描かれ
た例示的なトランジスタのさまざまな構成部分は、多様な技術によって形成でき
、異なる多様な材料を含むことがある。したがって、例示的な半導体装置12を
形成するために使用される特定の技術も、装置12の材料および構成も、この発
明の限定と考えられるべきではない。
1上に形成される。この装置12は、トレンチアイソレーション21によって規
定される、基板10の活性領域13内に形成される。図1に示された例示的な半
導体装置12は、NMOSトランジスタであり、ゲート絶縁層16、ゲート電極
14、側壁スペーサ20およびソース/ドレイン領域18を含む。図1に描かれ
た例示的なトランジスタのさまざまな構成部分は、多様な技術によって形成でき
、異なる多様な材料を含むことがある。したがって、例示的な半導体装置12を
形成するために使用される特定の技術も、装置12の材料および構成も、この発
明の限定と考えられるべきではない。
【0016】
まず最初に、トレンチアイソレーション21が基板10内に形成される。図2
は、例示的なトレンチアイソレーション21の拡大断面図である。特に、トレン
チ22は異方性エッチングプロセスなどのエッチングプロセスによって基板10
内に形成される。トレンチ22は、トレンチ22の深さを規定する底部28を有
する。トレンチ22の幅、深さおよび形状は、構築中の装置によって変化する。
したがって、ここに描かれたトレンチ22の特定の構成、幅および深さは、特許
請求の範囲に具体的に述べられていないかぎり、この発明の限定と考えられるべ
きではない。
は、例示的なトレンチアイソレーション21の拡大断面図である。特に、トレン
チ22は異方性エッチングプロセスなどのエッチングプロセスによって基板10
内に形成される。トレンチ22は、トレンチ22の深さを規定する底部28を有
する。トレンチ22の幅、深さおよび形状は、構築中の装置によって変化する。
したがって、ここに描かれたトレンチ22の特定の構成、幅および深さは、特許
請求の範囲に具体的に述べられていないかぎり、この発明の限定と考えられるべ
きではない。
【0017】
その後、分離材料24がトレンチ22内に形成される。これは、多様な技術、
たとえば材料の層を基板10の表面11全体およびトレンチ22内に堆積させる
かまたは成長させることによって達成できる。トレンチ分離材料24は、半導体
素子を分離する機能を遂行するのに好適な多様な材料、たとえば酸化物、酸化窒
化物、窒化物、二酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコンなどを含んで
もよい。この後、化学的機械研磨作業を行なってトレンチ分離材料24の表面2
3を平坦化し、それが実質的に基板10の表面11と同一面にあるようにしても
よい。これに代えて、分離材料24の表面23が基板10の表面上に以前に形成
された別の処理層(図示せず)の表面とほぼ同一面にあるように平坦化作業を行
なってもよい。図示の実施例では、分離材料24は上面23を有し、これは基板
10の表面11とほぼ同一面にある。もちろん、当業者には認められるであろう
ように、分離材料24の上面23は、トレンチアイソレーション21の形成が完
了するとき基板10の表面11上方に延びていることもある。
たとえば材料の層を基板10の表面11全体およびトレンチ22内に堆積させる
かまたは成長させることによって達成できる。トレンチ分離材料24は、半導体
素子を分離する機能を遂行するのに好適な多様な材料、たとえば酸化物、酸化窒
化物、窒化物、二酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコンなどを含んで
もよい。この後、化学的機械研磨作業を行なってトレンチ分離材料24の表面2
3を平坦化し、それが実質的に基板10の表面11と同一面にあるようにしても
よい。これに代えて、分離材料24の表面23が基板10の表面上に以前に形成
された別の処理層(図示せず)の表面とほぼ同一面にあるように平坦化作業を行
なってもよい。図示の実施例では、分離材料24は上面23を有し、これは基板
10の表面11とほぼ同一面にある。もちろん、当業者には認められるであろう
ように、分離材料24の上面23は、トレンチアイソレーション21の形成が完
了するとき基板10の表面11上方に延びていることもある。
【0018】
分離材料24がトレンチ22内に形成された後、矢印30によって示される、
イオン注入プロセスが使用され、図2に示されるように概略的に描かれたチャネ
ル−ストップ注入26が形成される。たとえばフォトレジストなどのマスキング
層31が基板10上に形成されパターニングされて、トレンチアイソレーション
21をイオン注入プロセス30に露出する。チャネル−ストップ注入26を形成
するために使用されるドーパント原子は、ボロン、リン、砒素など、構築中の装
置の種類によって変化する。
イオン注入プロセスが使用され、図2に示されるように概略的に描かれたチャネ
ル−ストップ注入26が形成される。たとえばフォトレジストなどのマスキング
層31が基板10上に形成されパターニングされて、トレンチアイソレーション
21をイオン注入プロセス30に露出する。チャネル−ストップ注入26を形成
するために使用されるドーパント原子は、ボロン、リン、砒素など、構築中の装
置の種類によって変化する。
【0019】
前述のとおり、注入の深さおよび、特にチャネル−ストップ注入のピーク濃度
の深さは、トレンチ22の深さおよびこれを通じてチャネル−ストップ注入を形
成するためにイオン注入プロセスが行なわれる分離材料24の厚みによって変化
する。しかしながら、チャネル−ストップ注入26がより正確に位置づけられる
ことを確実にするため、トレンチの深さおよび/または分離材料24の厚みのば
らつきが定量され、その情報を用いてチャネル−ストップ注入26を形成するた
めに使用されるイオン注入プロセスのエネルギレベルを変化させる。実際、トレ
ンチ22の深さおよび/または分離材料24の厚みに関する情報をフィードフォ
ワードして、チャネル−ストップ注入26を形成するために使用されるイオン注
入プロセスのエネルギレベルを変化させるために使用することもできる。これは
ロットごとまたはウェーハごとに行なってもよい。
の深さは、トレンチ22の深さおよびこれを通じてチャネル−ストップ注入を形
成するためにイオン注入プロセスが行なわれる分離材料24の厚みによって変化
する。しかしながら、チャネル−ストップ注入26がより正確に位置づけられる
ことを確実にするため、トレンチの深さおよび/または分離材料24の厚みのば
らつきが定量され、その情報を用いてチャネル−ストップ注入26を形成するた
めに使用されるイオン注入プロセスのエネルギレベルを変化させる。実際、トレ
ンチ22の深さおよび/または分離材料24の厚みに関する情報をフィードフォ
ワードして、チャネル−ストップ注入26を形成するために使用されるイオン注
入プロセスのエネルギレベルを変化させるために使用することもできる。これは
ロットごとまたはウェーハごとに行なってもよい。
【0020】
たとえば、トレンチ22が予想よりも深いと判断された場合または分離材料2
4が予想よりも厚いと判断された場合、イオン注入プロセスのためのエネルギレ
ベルは、トレンチ22の深さおよび/または分離材料24の厚みが予想どおりで
あったときにそうであるはずのものに対して増大されるであろう。逆に、トレン
チ22が予想よりも浅いまたは分離材料24が予想よりも薄いと判断された場合
、イオン注入プロセスのためのエネルギレベルは減じられるであろう。
4が予想よりも厚いと判断された場合、イオン注入プロセスのためのエネルギレ
ベルは、トレンチ22の深さおよび/または分離材料24の厚みが予想どおりで
あったときにそうであるはずのものに対して増大されるであろう。逆に、トレン
チ22が予想よりも浅いまたは分離材料24が予想よりも薄いと判断された場合
、イオン注入プロセスのためのエネルギレベルは減じられるであろう。
【0021】
図3は、この発明の例示的な実施例をフローチャートの形で示す。ここに示さ
れるように、この発明の方法は、ブロック32で示されるように、半導体基板内
にトレンチ22を形成するステップと、ブロック34で示されるように、トレン
チ22内に分離材料24を形成するステップとを含む。この方法はさらに、ブロ
ック36で示されるように、トレンチ22の深さおよび分離材料24の厚みの少
なくとも1つを定量するステップと、定量されたトレンチ22の深さおよび分離
材料24の厚みの少なくとも1つに基づいて分離材料を通じて行なわれるべきイ
オン注入プロセスの注入エネルギーを決定するステップとを含む。
れるように、この発明の方法は、ブロック32で示されるように、半導体基板内
にトレンチ22を形成するステップと、ブロック34で示されるように、トレン
チ22内に分離材料24を形成するステップとを含む。この方法はさらに、ブロ
ック36で示されるように、トレンチ22の深さおよび分離材料24の厚みの少
なくとも1つを定量するステップと、定量されたトレンチ22の深さおよび分離
材料24の厚みの少なくとも1つに基づいて分離材料を通じて行なわれるべきイ
オン注入プロセスの注入エネルギーを決定するステップとを含む。
【0022】
前に述べたとおり、ブロック32で示される、トレンチ22を形成するステッ
プは、多様なプロセスたとえば異方性エッチングプロセスによって行なってもよ
い。さらに、結果的として生じるトレンチ22はどのような形状をとっても良く
、非常に低いまたは高いアスペクト比を有することがある。ブロック34で示さ
れるトレンチ分離材料24を形成するステップは、多様な技術たとえば堆積、熱
成長などによって達成することもできる。さらに、トレンチ分離材料24は、多
様な材料たとえば酸化物や酸化窒化物などを含んでもよい。
プは、多様なプロセスたとえば異方性エッチングプロセスによって行なってもよ
い。さらに、結果的として生じるトレンチ22はどのような形状をとっても良く
、非常に低いまたは高いアスペクト比を有することがある。ブロック34で示さ
れるトレンチ分離材料24を形成するステップは、多様な技術たとえば堆積、熱
成長などによって達成することもできる。さらに、トレンチ分離材料24は、多
様な材料たとえば酸化物や酸化窒化物などを含んでもよい。
【0023】
ブロック36で示されるトレンチ22の深さの定量のステップに関しては、こ
れは、アルファステップシステムツールなどの計測ツールを使用して、トレンチ
22の深さを定量することによっても達成することができる。図2で示されたト
レンチ22の例示的な実施例に関しては、トレンチ22の深さは、基板10の表
面11とトレンチ22の底部面28との間のおよその距離と考えられるであろう
。分離材料24の厚みも、ブロック36で示されるように、偏光解析器やサーマ
ウェーブツール(Thermawave tool)などの計測ツールを使用して測定してもよ
い。分離材料24の対象となる厚みは、これを通じてチャネル−ストップイオン
注入プロセスを行なってチャネル−ストップ注入26を形成する分離材料の量で
あろう。図2で示される例示的な実施例では、対象となる厚みの寸法は分離材料
24の表面23からトレンチ22の底面28への寸法となるであろう。トレンチ
22の深さおよびまたは分離材料24の厚みを定量するステップは、代表ベース
で行なうことができる。すなわち十分な測定を行なって、測定の精度に関してユ
ーザを満足させてもよい。この測定値は、後続のウェーハ加工のためにロットご
とまたはウェーハごとに使用され得る。
れは、アルファステップシステムツールなどの計測ツールを使用して、トレンチ
22の深さを定量することによっても達成することができる。図2で示されたト
レンチ22の例示的な実施例に関しては、トレンチ22の深さは、基板10の表
面11とトレンチ22の底部面28との間のおよその距離と考えられるであろう
。分離材料24の厚みも、ブロック36で示されるように、偏光解析器やサーマ
ウェーブツール(Thermawave tool)などの計測ツールを使用して測定してもよ
い。分離材料24の対象となる厚みは、これを通じてチャネル−ストップイオン
注入プロセスを行なってチャネル−ストップ注入26を形成する分離材料の量で
あろう。図2で示される例示的な実施例では、対象となる厚みの寸法は分離材料
24の表面23からトレンチ22の底面28への寸法となるであろう。トレンチ
22の深さおよびまたは分離材料24の厚みを定量するステップは、代表ベース
で行なうことができる。すなわち十分な測定を行なって、測定の精度に関してユ
ーザを満足させてもよい。この測定値は、後続のウェーハ加工のためにロットご
とまたはウェーハごとに使用され得る。
【0024】
チャネル−ストップイオン注入プロセスのための注入エネルギーを決定するス
テップは、ブロック38で示されるように、多様な技術によって達成することが
できる。たとえば、トレンチ22の定量された深さおよび/または分離材料24
の定量された厚みをチャネル−ストップ注入プロセスのためのエネルギレベルに
相関させるデータベースを開発してもよい。これに代えて、定量されたトレンチ
22の深さおよび/または分離材料24の厚みに基づいてエネルギレベルを計算
することもできる。他の方法も可能である。この後、この方法は続いて分離材料
24を通じて決定されたエネルギレベルでイオン注入プロセスを行なう。
テップは、ブロック38で示されるように、多様な技術によって達成することが
できる。たとえば、トレンチ22の定量された深さおよび/または分離材料24
の定量された厚みをチャネル−ストップ注入プロセスのためのエネルギレベルに
相関させるデータベースを開発してもよい。これに代えて、定量されたトレンチ
22の深さおよび/または分離材料24の厚みに基づいてエネルギレベルを計算
することもできる。他の方法も可能である。この後、この方法は続いて分離材料
24を通じて決定されたエネルギレベルでイオン注入プロセスを行なう。
【0025】
この発明の一実施例では、チャネル−ストップ注入プロセスのエネルギレベル
は、トレンチ22の深さおよび/または分離材料24の厚みによって変化するか
または調整される。この発明に従って使用してもよい例示的な一システムが図4
に示される。そこに示されるように、ウェーハ52を処理するためのシステム5
0は、計測ツール44、自動プロセス制御器48およびイオン注入ツール46を
含む。この計測ツール44は、トレンチ22の深さおよび/または分離材料24
の厚みを測定するために使用される。この計測ツール44は所望の計測を行なう
ことのできる装置であればどのような種類の装置でもよい。
は、トレンチ22の深さおよび/または分離材料24の厚みによって変化するか
または調整される。この発明に従って使用してもよい例示的な一システムが図4
に示される。そこに示されるように、ウェーハ52を処理するためのシステム5
0は、計測ツール44、自動プロセス制御器48およびイオン注入ツール46を
含む。この計測ツール44は、トレンチ22の深さおよび/または分離材料24
の厚みを測定するために使用される。この計測ツール44は所望の計測を行なう
ことのできる装置であればどのような種類の装置でもよい。
【0026】
一実施例では、自動プロセス制御器48は計測ツール44およびイオン注入ツ
ール46とインターフェイスする。制御器48を使用して、計測ツール44によ
って定量されたトレンチ22の深さおよび/または分離材料24の厚みによって
、イオン注入ツール46内で行なわれるイオン注入プロセスのエネルギレベルを
決定または制御することができる。つまり、トレンチ22の深さおよび/または
分離材料24の厚みは制御器48へフィードフォワードされ、イオン注入ツール
46内で行なわれるチャネル−ストップ注入プロセスのエネルギレベルは、それ
らのパラメータの少なくとも1つに基づいて制御される。制御器48はスタンド
アローン装置であってもよいし、システムの一部であってもよいし、イオン注入
ツール46または化学的機械研磨ツールなどの別のプロセスツールの一部であっ
てもよい。さらに、計測ツール44はスタンドアローン装置またはシステムであ
ってもよいし、イオン注入ツール46か、化学的機械的研磨ツール、エッチング
ツールなどの別の処理ツール、または両方を含むシステムに組込まれてもよい。
ール46とインターフェイスする。制御器48を使用して、計測ツール44によ
って定量されたトレンチ22の深さおよび/または分離材料24の厚みによって
、イオン注入ツール46内で行なわれるイオン注入プロセスのエネルギレベルを
決定または制御することができる。つまり、トレンチ22の深さおよび/または
分離材料24の厚みは制御器48へフィードフォワードされ、イオン注入ツール
46内で行なわれるチャネル−ストップ注入プロセスのエネルギレベルは、それ
らのパラメータの少なくとも1つに基づいて制御される。制御器48はスタンド
アローン装置であってもよいし、システムの一部であってもよいし、イオン注入
ツール46または化学的機械研磨ツールなどの別のプロセスツールの一部であっ
てもよい。さらに、計測ツール44はスタンドアローン装置またはシステムであ
ってもよいし、イオン注入ツール46か、化学的機械的研磨ツール、エッチング
ツールなどの別の処理ツール、または両方を含むシステムに組込まれてもよい。
【0027】
この例示の実施例では、自動プロセス制御器48は、説明された機能を実行す
るためのソフトウェアでプログラムされたコンピュータである。しかしながら、
当業者によって理解されるであろうように、特定の機能を実行するために設計さ
れたハードウェア制御器(図示せず)を使用してもよい。この発明の一部および
対応する詳細な説明は、ソフトウェアまたはアルゴリズムおよびコンピュータメ
モリ内のデータビット上の動作を記号で表示したものによって呈示される。これ
らの説明および呈示は、それによって当業者が自分の仕事の内容を他の当業者に
効果的に伝えられるものである。アルゴリズムという用語はここで使用され、さ
らに一般的に使用されるとおり、所望の結果につながる自己一貫性のステップの
シーケンスと考えられている。ステップは、物理的な量の物理的な操作を必要と
する。必須ではないが通常これらの量は、記憶、転送、組合せ、比較またはその
他の操作が可能な光学的、電気的または磁気的な信号の形をとる。主に慣用であ
るという理由から、これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、数
字等として言及することが便利であることがわかっている。
るためのソフトウェアでプログラムされたコンピュータである。しかしながら、
当業者によって理解されるであろうように、特定の機能を実行するために設計さ
れたハードウェア制御器(図示せず)を使用してもよい。この発明の一部および
対応する詳細な説明は、ソフトウェアまたはアルゴリズムおよびコンピュータメ
モリ内のデータビット上の動作を記号で表示したものによって呈示される。これ
らの説明および呈示は、それによって当業者が自分の仕事の内容を他の当業者に
効果的に伝えられるものである。アルゴリズムという用語はここで使用され、さ
らに一般的に使用されるとおり、所望の結果につながる自己一貫性のステップの
シーケンスと考えられている。ステップは、物理的な量の物理的な操作を必要と
する。必須ではないが通常これらの量は、記憶、転送、組合せ、比較またはその
他の操作が可能な光学的、電気的または磁気的な信号の形をとる。主に慣用であ
るという理由から、これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、数
字等として言及することが便利であることがわかっている。
【0028】
しかしながら、これらの用語のすべておよび類似の用語は適切な物理的な量と
関連しており、これらの量に適用された単なる便利なラベルであるということを
心に留めておくべきである。具体的に別段の記載がある場合を除いてまたは議論
から明らかであるように、「プロセシング」または「コンピューティング」もし
くは「決定」または「表示」などの用語または同様の用語は、コンピュータシス
テムのレジスタおよびメモリ内で物理的、電気的量として呈示されるデータを、
コンピュータシステムレジスタまたはメモリまたはその他のそのような情報記憶
装置、伝送または表示装置内で物理的な量として呈示される類似の他のデータに
操作し変形するコンピュータシステムまたは類似の電子計算装置の作用およびプ
ロセスをさすものである。
関連しており、これらの量に適用された単なる便利なラベルであるということを
心に留めておくべきである。具体的に別段の記載がある場合を除いてまたは議論
から明らかであるように、「プロセシング」または「コンピューティング」もし
くは「決定」または「表示」などの用語または同様の用語は、コンピュータシス
テムのレジスタおよびメモリ内で物理的、電気的量として呈示されるデータを、
コンピュータシステムレジスタまたはメモリまたはその他のそのような情報記憶
装置、伝送または表示装置内で物理的な量として呈示される類似の他のデータに
操作し変形するコンピュータシステムまたは類似の電子計算装置の作用およびプ
ロセスをさすものである。
【0029】
説明されたような自動プロセス制御器48の機能を遂行するために適用可能な
例示的なソフトウェアシステムは、オブジェクトスペース・インコーポレィテッ
ド(ObjectSpace, Inc.)によって提供されるオブジェクトスペース触媒システ
ム(ObjectSpace Catalyst system)である。オブジェクトスペース触媒システ
ムは、国際半導体製造装置材料協会(Semiconductor Equipment and Materials
International; SEMI)コンピュータによる統合生産(Computer Integrated
Manufacturing; CIM)フレームワークに準拠のシステム技術を使用し、高度
プロセス制御(Advanced Process Control; APC)フレームワークに基づいて
いる。CIM(SEMI E81−0699 CIMフレームワークドメインア
ーキテクチャの暫定的仕様)およびAPC(SEMI E93−0999 CI
Mフレームワーク高度プロセス制御コンポーネントの暫定的仕様)の仕様はSE
MIから公に入手することができる。
例示的なソフトウェアシステムは、オブジェクトスペース・インコーポレィテッ
ド(ObjectSpace, Inc.)によって提供されるオブジェクトスペース触媒システ
ム(ObjectSpace Catalyst system)である。オブジェクトスペース触媒システ
ムは、国際半導体製造装置材料協会(Semiconductor Equipment and Materials
International; SEMI)コンピュータによる統合生産(Computer Integrated
Manufacturing; CIM)フレームワークに準拠のシステム技術を使用し、高度
プロセス制御(Advanced Process Control; APC)フレームワークに基づいて
いる。CIM(SEMI E81−0699 CIMフレームワークドメインア
ーキテクチャの暫定的仕様)およびAPC(SEMI E93−0999 CI
Mフレームワーク高度プロセス制御コンポーネントの暫定的仕様)の仕様はSE
MIから公に入手することができる。
【0030】
この発明を使用することにより、トレンチの深さおよび/または分離材料の厚
みのばらつきを考慮しつつ有効なトレンチアイソレーションを作ることができる
。結果として、より有効なトレンチアイソレーションを製造し、現在の半導体装
置で使用することができる。
みのばらつきを考慮しつつ有効なトレンチアイソレーションを作ることができる
。結果として、より有効なトレンチアイソレーションを製造し、現在の半導体装
置で使用することができる。
【0031】
上で開示した特定の実施例は例示的なものにすぎない、なぜならこの発明は、
この教示の恩恵を有する当業者にとって明白な、異なるが均等な方法によって変
更および実践され得るからである。さらには、特許請求の範囲に記載される以外
には、ここで示された構造や設計の詳細に対する制限は一切意図していない。よ
って、上に開示した特定の実施例は変更または改善される可能性があり、そのよ
うな変形はすべてこの発明の範囲と精神内にあると考えられることは明白である
。したがって、ここで求める保護は特許請求の範囲に述べるとおりである。
この教示の恩恵を有する当業者にとって明白な、異なるが均等な方法によって変
更および実践され得るからである。さらには、特許請求の範囲に記載される以外
には、ここで示された構造や設計の詳細に対する制限は一切意図していない。よ
って、上に開示した特定の実施例は変更または改善される可能性があり、そのよ
うな変形はすべてこの発明の範囲と精神内にあると考えられることは明白である
。したがって、ここで求める保護は特許請求の範囲に述べるとおりである。
【図1】 図1は半導体基板の上に形成された例示的な先行技術の半導体装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図2】 図2はトレンチアイソレーション構造の例示的な一実施例の拡大
断面図である。
断面図である。
【図3】 図3はこの発明の例示的な一実施例を示すフローチャートである
。
。
【図4】 図4はこの発明で使用してもよいシステムの例示的な一実施例を
示す図である。
示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF
,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,
ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G
M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ
,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,
MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,
AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B
Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK
,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,
GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J
P,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR
,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,
MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R
O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ
,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ,VN,
YU,ZA,ZW
(72)発明者 フルフォード,エイチ・ジム
アメリカ合衆国、78748 テキサス州、オ
ースティン、ウッドシャイアー・ドライ
ブ、9808
Fターム(参考) 5F032 AA35 AA44 AA46 AC01 BA02
BA03 CA17 CA20 DA01 DA25
DA33 DA44
Claims (9)
- 【請求項1】 トレンチ(22)を半導体基板(10)内に形成するステッ
プを含み、前記トレンチはある深さを有し、 分離材料(24)を前記トレンチ(22)内に形成するステップをさらに含み
、前記分離材料(24)はある厚みを有し、 前記トレンチ(22)の深さおよび前記分離材料(24)の厚みの少なくとも
1つを定量するステップと、 前記定量された前記トレンチ(22)の深さおよび前記分離材料(24)の前
記厚みの少なくとも1つに基づいて前記分離材料(24)を通じて行なわれるべ
きイオン注入プロセスのエネルギレベルを決定するステップをさらに含む、方法
。 - 【請求項2】 トレンチ(22)を半導体基板(10)内に形成するステッ
プは、トレンチ(22)を半導体基板内にエッチングするステップを含む、請求
項1に記載の方法。 - 【請求項3】 トレンチ分離材料(24)を前記トレンチ(22)内に形成
するステップは、酸化物、酸化窒化物および窒化物の少なくとも1つを含むトレ
ンチ分離材料(24)を前記トレンチ(22)内に形成するステップを含む、請
求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記トレンチ(22)の深さおよび前記分離材料(24)の
厚みの少なくとも1つを定量するステップは、前記トレンチ(22)の深さおよ
び前記分離材料(24)の厚みの少なくとも1つを測定するステップを含む、請
求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 前記定量された前記トレンチ(22)の深さおよび前記分離
材料(24)の前記厚みの少なくとも1つに基づいて前記分離材料(24)を通
じて行なわれるべきイオン注入プロセスのエネルギレベルを決定するステップは
、前記定量された前記トレンチ(22)の深さおよび前記分離材料(24)の前
記厚みの少なくとも1つに基づいて前記分離材料(24)を通じて行なわれるべ
きイオン注入プロセスのエネルギレベルを計算するステップを含む、請求項1に
記載の方法。 - 【請求項6】 前記定量された前記トレンチ(22)の深さおよび前記分離
材料(24)の前記厚みの少なくとも1つに基づいて前記分離材料(24)を通
じて行なわれるべきイオン注入プロセスのエネルギレベルを決定するステップは
、前記分離材料(24)を通じて行なわれるべきイオン注入プロセスのエネルギ
レベルを、前記定量された前記トレンチ(22)の深さおよび前記分離材料(2
4)の前記厚みの少なくとも1つと相関させるステップを含む、請求項1に記載
の方法。 - 【請求項7】 前記定量された前記トレンチの深さおよび前記分離材料の前
記厚みの少なくとも1つを、分離材料を通じてイオン注入プロセスを行なうため
に使用されるイオン注入ツールの注入エネルギを制御する制御器に報告するステ
ップをさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項8】 決定されたエネルギレベルを使用してイオン注入プロセスを
行なうステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項9】 トレンチ(22)の深さおよび前記トレンチ内に形成された
分離材料(24)の厚みの少なくとも1つを定量するための計測ツール(44)
と、 定量された深さおよび厚みの少なくとも1つに基づいて前記分離材料(24)
を通じて行なわれるべきイオン注入プロセスのエネルギレベルを決定するための
制御器(48)と、 前記イオン注入プロセスを前記決定されたエネルギレベルで行なうためのイオ
ン注入ツール(46)とを含むシステム。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US57876000A | 2000-05-25 | 2000-05-25 | |
US09/578,760 | 2000-05-25 | ||
PCT/US2001/012360 WO2001093311A2 (en) | 2000-05-25 | 2001-04-16 | Method of controlling well leakage for trench isolations of differing depths |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003535468A true JP2003535468A (ja) | 2003-11-25 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002500431A Withdrawn JP2003535468A (ja) | 2000-05-25 | 2001-04-16 | 異なる深さのトレンチアイソレーションのための、ウェルの濡れ電流を制御する方法 |
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KR (1) | KR20030005391A (ja) |
CN (1) | CN1437765A (ja) |
AU (1) | AU2001255414A1 (ja) |
WO (1) | WO2001093311A2 (ja) |
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JP3621400B2 (ja) * | 2003-03-03 | 2005-02-16 | 松下電器産業株式会社 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
CN100350588C (zh) * | 2003-09-25 | 2007-11-21 | 茂德科技股份有限公司 | 浅槽隔离区与动态随机存取存储器的结构及其制造方法 |
CN101414554B (zh) * | 2007-10-17 | 2010-04-14 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 离子注入方法 |
CN101728291B (zh) * | 2008-10-14 | 2012-03-28 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 浅沟槽内绝缘材料高度的确定方法 |
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US5937287A (en) * | 1997-07-22 | 1999-08-10 | Micron Technology, Inc. | Fabrication of semiconductor structures by ion implantation |
US6055460A (en) * | 1997-08-06 | 2000-04-25 | Advanced Micro Devices, Inc. | Semiconductor process compensation utilizing non-uniform ion implantation methodology |
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JPH11274418A (ja) * | 1998-03-25 | 1999-10-08 | Nec Corp | 半導体装置 |
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2001
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- 2001-04-16 KR KR1020027015882A patent/KR20030005391A/ko not_active Application Discontinuation
- 2001-04-16 CN CN01810025A patent/CN1437765A/zh active Pending
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WO2001093311A3 (en) | 2002-04-11 |
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---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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