(57)【要約】【課題】    基板の大型化と共に新たに発見された研磨残を生じる課題を解決する。【解決手段】    半導体装置の製造方法は、（ａ）二酸化セリウム砥粒と、界面活性剤よりなる添加剤と、を含む第１の研磨剤を研磨パッドを設けた研磨テーブル上に供給しながら、研磨ヘッドに支持された半導体基板上に形成された被研磨膜の表面を、研磨パッドを用いて被研磨膜表面が平坦化されるまで、研磨する工程と、  （ｂ）工程（ａ）の後、物理的研磨機能を有する第２の研磨剤を用いて、被研磨膜表面を研磨する工程と、  （ｃ）工程（ｂ）の後、二酸化セリウム砥粒と、界面活性剤よりなる添加剤と、希釈剤と、を含む第３の研磨剤を用いて、被研磨膜表面を研磨する工程と、を含む。【選択図】  図３
2007019428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）二酸化セリウム砥粒と、界面活性剤よりなる添加剤と、を含む第１の研磨剤を研磨パッドを設けた研磨テーブル上に供給しながら、研磨ヘッドに支持された半導体基板上に形成された被研磨膜の表面を、前記研磨パッドを用いて被研磨膜表面が平坦化されるまで、研磨する工程と、
（ｂ）工程（ａ）の後、物理的研磨機能を有する第２の研磨剤を用いて、前記被研磨膜表面を研磨する工程と、
（ｃ）工程（ｂ）の後、二酸化セリウム砥粒と、界面活性剤よりなる添加剤と、希釈剤と、を含む第３の研磨剤を用いて、前記被研磨膜表面を研磨する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２の研磨剤が、研磨砥粒としてシリカ、またはジルコニアを含む請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記希釈剤は水であり、前記第３の研磨剤は前記第１の研磨剤と水とを研磨テーブル上で混合することで形成する請求項１または２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
（ｄ）工程（ａ）の後、工程（ｂ）の後、の少なくとも一方において、前記研磨テーブルに水を供給して研磨剤を流し去る工程、
をさらに含む請求項１〜３のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
工程（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を同一研磨テーブル上で行う請求項１〜４のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
工程（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を２または３の研磨テーブル上で行う請求項１〜４のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
工程（ａ）、（ｃ）の少なくとも一方において、研磨の終点を研磨テーブル又は研磨ヘッドの回転トルクの変動から検出する請求項１〜６のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記半導体基板がシリコン基板であり、工程（ａ）の前に、
（ｘ）シリコン基板表面にバッファ酸化シリコン膜、窒化シリコン膜を積層して形成し、少なくとも前記窒化シリコン膜をパターニングしてエッチングマスクを形成する工程と、
（ｙ）前記エッチングマスクを利用して前記シリコン基板に素子領域を分離するトレンチを形成する工程と、
（ｚ）前記シリコン基板上に絶縁膜を堆積し、前記トレンチを絶縁膜で埋める工程と、
を含み、工程（ｃ）が前記エッチングマスクを研磨ストッパとして研磨を行う請求項１〜７のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
工程（ｚ）が、前記絶縁膜を堆積する前に前記トレンチ表面を熱酸化して酸化シリコン膜を形成し、続いて窒化シリコン膜を堆積し、その後高密度プラズマ化学気相堆積により酸化シリコン膜を堆積する請求項８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
工程（ｃ）の後、前記窒化シリコン膜、バッファ酸化シリコン膜をエッチングし、その後、前記素子領域にＭＯＳトランジスタを形成する工程を含む請求項８又は９記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に被研磨膜を研磨して平坦化する化学機械研磨（chemical mechanical polishing, ＣＭＰ）工程を含む半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
素子領域を画定する分離領域の形成技術として、シリコン基板上にバッファ酸化膜を介して形成した窒化シリコンマスクを介してシリコン基板を選択的に酸化するシリコン局所酸化（local oxidation of silicon, ＬＯＣＯＳ）が広く用いられていた。ＬＯＣＯＳにより酸化シリコンの分離領域を形成すると,窒化シリコンマスク端部下方でも,シリコン基板の酸化が生じ,バーズビークが形成され,素子領域を狭くしてしまう。また,形成される酸化シリコンの分離領域はシリコン基板の表面から盛り上がり,大きな段差を形成してしまう。更なる微細化,高集積化を行うためには、ＬＯＣＯＳでは困難であった。
【０００３】
ＬＯＣＯＳに代わる技術として,シリコン基板にトレンチ(溝)をエッチングし,トレンチ内を絶縁膜、例えば酸化シリコン膜、で埋め,トレンチ外の絶縁膜を化学機械研磨（chemicalmechanical polishing,  ＣＭＰ）して除去し、トレンチ内にのみ絶縁膜を残すシャロートレンチアイソレーション（shallow trenchisolation,  ＳＴＩ）が用いられるようになった。トレンチのエッチング前に、ＬＯＣＯＳ同様、バッファ酸化シリコン膜,窒化シリコン膜を形成し,窒化シリコンマスクを形成し、ＣＭＰの際に窒化シリコンマスクをストッパとして利用する。残った窒化シリコンマスクは熱燐酸等でエッチングし、バッファ酸化シリコン膜は希フッ酸等でエッチングする。
【０００４】
ＣＭＰにおいては、例えばシリカよりなる研磨砥粒とＫＯＨよりなる添加剤と水を含む研磨剤が用いられた。研磨剤は、酸化シリコンに対する研磨速度が速く、窒化シリコンに対する研磨速度ができるだけ遅く（窒化シリコンが研磨のストッパとして機能する）、また研磨後の表面を高度に平坦化できることが望ましい。シリカよりなる研磨砥粒とＫＯＨよりなる添加剤を含む研磨剤は、酸化シリコンに対する研磨速度が余り速くなく、窒化シリコンのストッパが露出した後も、３００ｎｍ／分程度の研磨速度を示してしまう。また、研磨後の表面は一応平坦化されるが、ある程度の段差は残ってしまう。酸化シリコンに対して研磨速度がより速く、選択性が高く、研磨後の表面の平坦性が高い研磨剤が望まれていた。
【０００５】
これらの要求を満足する研磨剤として、研磨砥粒として酸化セリウム（セリア、二酸化セリウムＣｅＯ２）、添加剤としてポリアクリル酸アンモニウム塩等を含む研磨剤が提案されている。酸化セリウムを水と混合した研磨剤は、研磨速度が速すぎ、段差緩和機能が低い。ポリアクリル酸アンモニウム塩を添加すると、研磨速度を適当な値に制御でき、凹部での研磨を抑制して平坦化機能が高くなり、研磨面が平坦化された時には自己停止（オートストップ）機能を生じる。酸化セリウムと添加剤とを含む研磨剤は、凹凸を有する表面を平坦化する研磨剤として優れた性能を持つ。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−００９７０２号公報
【特許文献２】特開２００１−０８５３７３号公報
【特許文献３】特開２０００−２４８２６３号公報  凹凸が消滅するまでの研磨をメイン研磨と呼ぶ。研磨面の凹凸が消滅した研磨終点を検出する技術として、研磨面の温度や回転トルクを検出する技術も提案されている。
【特許文献４】特開平１１−１０４９５５号公報  ＣＭＰを行う研磨装置は、研磨面を有する回転可能な研磨テーブルと、基板を保持する回転可能な研磨ヘッドと、研磨剤や純水を供給する複数のノズルを備え、研磨テーブルに対して研磨ヘッドに押圧力を加えながら、研磨ヘッド、研磨テーブルを回転させ、研磨剤を供給しながら研磨を行う。
【特許文献５】特開２００１−３３８９０２号公報
【特許文献６】特開２００２−０８３７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、基板の大型化と共に新たに発見された課題を解決することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、研磨後の平坦性に優れた研磨工程を含む半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１観点によれば、
（ａ）二酸化セリウム砥粒と、界面活性剤よりなる添加剤と、を含む第１の研磨剤を研磨パッドを設けた研磨テーブル上に供給しながら、研磨ヘッドに支持された半導体基板上に形成された被研磨膜の表面を、前記研磨パッドを用いて被研磨膜表面が平坦化されるまで、研磨する工程と、
（ｂ）工程（ａ）の後、物理的研磨機能を有する第２の研磨剤を用いて、前記被研磨膜表面を研磨する工程と、
（ｃ）工程（ｂ）の後、二酸化セリウム砥粒と、界面活性剤よりなる添加剤と、希釈剤と、を含む第３の研磨剤を用いて、前記被研磨膜表面を研磨する工程と、
を含む半導体装置の製造方法
が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
工程（ｂ）により、半導体基板上の被研磨膜表面が研磨され、第１の研磨剤の残渣が除去される。工程（ｃ）により、半導体基板全面で平坦性の高い表面が形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
二酸化セリウム砥粒と界面活性剤よりなる添加剤とを含む研磨剤は、酸化シリコンに対する研磨速度が高く、研磨面が平坦化すると研磨が自動的に停止する自動停止機能を有する。研磨剤に水を加え、砥粒と添加剤に対する水の組成を高くすると自動停止機能が抑制され、平坦表面を有する酸化シリコンに対する研磨速度が復活し、窒化シリコン膜に対する研磨選択性は維持する。
【００１２】
従って、二酸化セリウム砥粒と界面活性剤よりなる添加剤とを含む第１の組成の研磨剤を用いて被研磨膜を平坦化し、その後研磨剤に水を加えた第２の組成の研磨剤で研磨することにより、下地表面を良好に露出できると考えられた。
【００１３】
図１Ａ−１Ｄを参照して、実験に用いた研磨装置の構成例を説明する。図１Ａは研磨装置の平面図、図１Ｂは１つの研磨テーブル分の一部破断側面図、図１Ｃは１つの研磨テーブル分の平面図、図１Ｄは目立て部の一部破断側面図である。
【００１４】
図１Ａに示すように、研磨装置の基台１００には３つの研磨テーブル１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが設けられている。以下複数の同等部材を区別するときに、添字ａ、ｂ、ｃ、ｄ等を用いる。同等部材をまとめて指す時は添字ａ、ｂ等は省略する。基台１００上には、４つのアーム１０８ａ〜１０８ｄを有するカルーセル１１０が設けられている。各アーム１０８先端には被研磨物を支持する研磨ヘッド１１２が結合されている。３つの研磨ヘッドを研磨テーブル上に配置して同時に研磨することができる。余った１つの研磨ヘッドでは被研磨物の交換を行うことができる。研磨テーブル１０２、カルーセル１１０、研磨ヘッド１１２はそれぞれ回転可能である。各研磨テーブル１０２には、目立て１１４も設けられている。
【００１５】
図１Ｂ、１Ｃに示すように、各研磨テーブル１０２上には、研磨パッド１０４が設けられている。例えば、ニッタハース社製型番ＩＣ１４００の研磨パッドが用いられる。なお、研磨パッドなしで研磨することも可能である。研磨ヘッド１１２は、半導体ウエハ１０等の被研磨物を支持し、研磨テーブル１０２上に押圧することができる。ノズル１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃは、研磨剤、希釈剤などを研磨テーブル１０２上に供給する。例えば、３つのノズル１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃは、それぞれ砥粒としてセリアを含む研磨剤、希釈材ないし洗浄剤としての純水、砥粒としてシリカを含む研磨剤を供給する。なお、当初はノズル１２４ｃは使用していなかった。
【００１６】
研磨テーブル１０２、研磨ヘッド１１２を回転させながら、研磨ヘッド１１２を研磨テーブル１０２に押し付け、ノズル１２４ａからセリア系研磨剤を研磨テーブル上に供給することにより、研磨ヘッドに指示した被研磨物をメイン研磨することができる。メイン研磨後には、セリア系研磨剤と水とを供給することにより、均一な仕上げ研磨を行うことができる。複数工程の研磨を行う時は、各工程を同一研磨テーブル上で行っても、異なる研磨テーブル上で行っても良い。
【００１７】
図１Ｄに示すように、目立て１１４は、各研磨テーブル１０２の研磨パッド１０４の目立てを行うことができる。目立て１１４は、回転軸に結合されたダイアモンドディスク１１６を有している。ダイアモンドディスク１１６は、例えばステンレスの台金１１８に、例えば１５０μｍ程度の粒径のダイアモンド粒１２０をニッケルメッキ層１２２で１ｃｍ２当たり数個程度固定している。研磨テーブル１０２を回転させながら、ダイアモンドディスク１１６を回転させ、研磨パッドに押し付けることにより、研磨パッドの目立てを行うことができる。目立ては、研磨前に行っても、研磨中に行ってもよい。
【００１８】
図１Ａ〜１Ｄに示すような研磨装置を用い、セリアを含む研磨剤を用いて、シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）用の埋め込み酸化シリコン膜の研磨を行った。
【００１９】
図２Ａは、研磨前の被研磨膜の状態を概略的に示す段面図である。酸化シリコンの被研磨膜２２０は、表面に凹凸を有している。界面活性剤よりなる添加剤２２４が表面に付着する。研磨パッド１０４が被研磨膜２２０に押圧され、相対的に回転される。被研磨膜２２０の凸部では研磨パッド１０４から高い圧力が与えられ、添加剤２２４が剥がされる。
【００２０】
図２Ｂに示すように、研磨砥粒２２６により凸部の研磨が行われる。凹部では添加剤２２４が表面に付着するため研磨は阻害される。このようにして、被研磨膜２２０の凸部が選択的に研磨される。
【００２１】
図２Ｃに示すように、被研磨膜２２０の表面が平坦化されると、界面活性剤よりなる添加剤２２４が被研磨膜２２０全面に付着することになり、研磨速度は極めて遅くなる。ここで研磨剤の供給を止め、純水を供給する。
【００２２】
図２Ｄに示すように、予想では、添加剤２２６は水溶性のため短時間で除去される。研磨砥粒２２４は水溶性ではないため、除去されにくく、研磨パッド１０４と被研磨膜２２０との間に残る。残された研磨砥粒により、被研磨膜２２０がさらに研磨される。このようにして、被研磨膜を一様に研磨して除去できるものと考えられた。
【００２３】
ところが、図２Ｅに示すように、半導体ウエハ１０上の酸化シリコンの被研磨膜２２０が全面的には除去されず、中央部に残ることがある。特にウエハが２００ｍｍ径から３００ｍｍ径へと大口径化すると、ウエハ中央部の酸化膜の残りが、より顕在化した。
【００２４】
本発明者は、ウエハ中央部の酸化シリコン膜が残りやすいのは、ウエハ表面に付着した添加剤が除去しきれないことに原因するのであろうと考えた。ウエハ表面に付着した研磨剤をムラなく除去するためには、ウエハ表面を物理的に研磨することがもっとも確実であろう。物理的な研磨は例えばシリカないしジルコニアを研磨砥粒とする研磨剤で行うことができる。以下、本発明の実施例を説明する。
【００２５】
図３Ａに示すように、シリコンウエハである半導体基板１０の表面を熱酸化し、厚さ１０ｎｍ程度の酸化シリコン膜１２を形成する。酸化シリコン膜１２上に、化学気相成長（ＣＶＤ）により、窒化シリコン膜１３を厚さ１００ｎｍ程度堆積する。ホトリソグラフィとエッチングにより、窒化シリコン膜１３、酸化シリコン膜１２に半導体基板１０表面を露出する開口１４を形成する。ここでホトリソグラフィで形成したレジストパターンを除去してもよい。少なくとも開口１４の形成された窒化シリコン膜１３をマスクとして、半導体基板１０をリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）により異方的にエッチングし、例えば窒化シリコン膜１３表面からの深さ３００ｎｍ程度のトレンチ１５を形成する。トレンチ側面は傾斜させる条件でエッチングすることが好ましい。
【００２６】
図３Ｂに示すように、トレンチ表面に露出したシリコン表面を熱酸化し、例えば厚さ１〜５ｎｍ程度の酸化シリコン膜１７を形成する。酸化シリコン膜１７、窒化シリコン膜１３の表面を覆うように、例えば厚さ２〜８ｎｍ程度の窒化シリコン膜１８を低圧（ＬＰ）ＣＶＤにより堆積する。厚さ１〜５ｎｍ程度の酸化シリコン膜は、希フッ酸が浸入しにくい厚さであり、厚さ２〜８ｎｍ程度の窒化シリコン膜は、熱燐酸が浸入しにくい厚さである。窒化シリコン膜１８を形成した半導体基板上に、高密度プラズマ（ＨＤＰ）ＣＶＤにより、例えば厚さ４５０ｎｍ程度の酸化シリコン膜２０を堆積する。トレンチ１５内は酸化シリコン膜２０で埋め込まれる。窒化シリコン膜１３（及び窒化シリコン膜１８）表面より上の埋め込み酸化シリコン膜２０が被研磨膜となる。
【００２７】
半導体基板１０を、被研磨膜２０が下になるように、図１Ａ〜１Ｃに示す研磨ヘッド１１２により支持する。カルーセル１１０を回転し、研磨ヘッド１１２を研磨パッド１０４を設けた研磨テーブル１０２上方に配置する。研磨ヘッド１１２を回転させながら降下させ、ノズル１１２ａからセリア砥粒と添加剤を含む研磨剤を供給しつつ、研磨テーブル１０２の研磨パッド１０４上に半導体基板１０を押し付ける。
【００２８】
図３Ｃに示すように、メイン研磨を行い、被研磨膜２０の表面を平坦化する。メイン研磨は、例えば以下の条件で行えばよい。
研磨ヘッドを研磨パッドに押し付ける圧力：１００〜５００ｇ重／ｃｍ２、例えば２１０ｇ重／ｃｍ２、
研磨ヘッドの回転数：７０〜１５０回転／分、例えば１４２回転／分、
研磨テーブルの回転数：７０〜１５０回転／分、例えば１４０回転／分、
研磨剤:純水中に、研磨砥粒としてセリア砥粒、添加剤としてポリアクリル酸アンモニウム塩を含む研磨剤（例えば、デュポンエアプロダクトナノマテリアル社製、型番Ｍｉｃｒｏ  Ｐｌａｎｅｒ  ＳＴＩ２１００）、
研磨剤の供給量：０．１〜０．３リットル／分、例えば０．１５リットル／分、
研磨剤の供給位置:研磨テーブル（研磨パッド）中央。
【００２９】
図４は、メイン研磨中に研磨テーブル又は研磨ヘッドに働くトルクの変化を示すグラフである。研磨開始から８０秒程度までほぼ一定のトルクが働き、その後一旦トルクが減少してから、急激にトルクが増大し、やがて飽和する。最後のトルクの増大を検出し、その後トルクの増加率が一定値より小さくなった時を研磨終点とできる。一定回転数で研磨ヘッド及び研磨テーブルを回転し駆動電圧又は駆動電流をモニタすれば、トルクをモニタすることができる。なお、メイン研磨終点の検出はこれに限らない。例えばトルク自身をモニタしてもよい。また、必要に応じて、メイン研磨前又はメイン研磨中に研磨パッドの目立てを行ってもよい。
【００３０】
研磨パッドの目立ては、例えば以下の条件で行えばよい。
ダイアモンドディスク１１６が研磨パッド１０４に与える荷重：１３００〜４６００ｇ重、
ダイアモンドディスク１１６の回転数：７０〜１２０回転／分。
【００３１】
メイン研磨が終了し、酸化シリコン膜２０表面が平坦化したら、ノズル１２４ｂから純水を供給し、研磨剤を流し去る。半導体基板表面に付着した添加剤は、この純水洗い流し工程のみでは除去しきれない可能性がある。
【００３２】
次に、仕上げ研磨の予備研磨を行う。仕上げ研磨の予備研磨は、例えばノズル１２４ｃから研磨パッド中央上にシリカベースの研磨剤を供給して行う。シリカベースの研磨剤としては、例えばキャボット社製の型番ＳＥＭＩ  ＳＰＲＥＳ  ２５の研磨剤を用いることができる。研磨ヘッド１１２を回転させながら、回転する研磨テーブル１０２の研磨パッド１０４上に押し付ける。仕上げ研磨の予備研磨は、例えば以下の条件で行えばよい。
研磨圧力：１００〜５００ｇ重／ｃｍ２、たとえば２１０ｇ重／ｃｍ２、
研磨ヘッドの回転数：７０〜１５０回転／分、例えば１２２回転／分、
研磨テーブルの回転数：７０〜１５０回転／分、例えば１２０回転／分、
研磨剤の供給量：０．０５〜０．３リットル／分、例えば０．１リットル／分、
研磨量（時間）：膜厚１０ｎｍ以下、例えば５秒程度
仕上げ研磨の予備研磨は、被研磨膜表面を浅く除去することにより、付着している可能性のある添加剤を除去することであり、窒化シリコン膜１８，１３は露出させないことが好ましい。
【００３３】
仕上げ研磨の予備研磨の後、ノズル１２４ｂから純水を例えば１０秒程度供給し、シリカベースの研磨剤を流し去る。シリカベースの研磨剤が残ると、仕上げ研磨の選択性が劣化し得る。
【００３４】
その後、図３Ｄに示すように、仕上げ研磨の本研磨を、ノズル１２４ａからセリアベースの研磨剤、ノズル１２４ｂから純水を供給して行う。例えば、セリアベースの研磨剤は研磨パッドの中央に、純水はそれより外側で供給する。但し、供給位置は、これに限定されない。研磨ヘッド、研磨パッドは共に回転させる。
【００３５】
仕上げ研磨の本研磨は、例えば以下の条件で行う。
研磨圧力：１００〜５００ｇ重／ｃｍ２、例えば２１０ｇ重／ｃｍ２、
研磨ヘッドの回転数：７０〜１５０回転／分、例えば１２２回転／分、
研磨テーブルの回転数：７０〜１５０回転／分、例えば１２０回転／分、
研磨剤の供給量：０．０５〜０．３リットル／分、例えば０．０５リットル／分、
純水供給量：０．０５〜０．３リットル／分、例えば０．１５リットル／分、
研磨量（時間）：窒化シリコン膜を露出させるまで、例えば６０秒程度
なお、仕上げ研磨の本研磨の条件は上記に限定されるものではない。窒化シリコン膜１３（窒化シリコン膜１８）上の酸化シリコン膜が除去され、窒化シリコン膜が露出する状態とできればよい。薄い窒化シリコン膜１８は除去されても、残ってもよい。
【００３６】
図３Ｅに示すように、例えば熱燐酸で窒化シリコン膜１３（１８）をエッチングし、希フッ酸で酸化シリコン膜１２をエッチングする。埋め込み酸化シリコン膜２０、半導体基板１０に挟まれた酸化シリコン膜１７、窒化シリコン膜１８はエッチングしないことが好ましい。上述の膜厚とすれば、エッチング液が進入しにくいのでエッチングを抑制できる。
【００３７】
このように、仕上げ研磨の本研磨前に仕上げ研磨の予備研磨を物理的研磨で行うことにより、ウエハ表面に添加剤が付着していても、その添加剤を確実に除去することができる。大口径ウエハでも全面の酸化シリコン膜を残なく除去できるようになる。その後、ＳＴＩに画定された活性領域に半導体素子、たとえばＣＭＯＳトランジスタを形成する。
【００３８】
図５Ａ，５Ｂは、ＣＭＯＳトランジスタの構成例を示す。
【００３９】
図５Ａは、素子分離領域２０により画定された活性領域ＡＲと、シリコン基板表面に形成されたゲート電極３２の形状を示す平面図である。ＳＴＩにより素子分離領域２０が形成され、活性領域を画定する。図では、２つの活性領域ＡＲによりＣＭＯＳインバータが構成されている。なお、この状態はサイドウォールスペーサが形成される前である。
【００４０】
図５Ｂは、図５ＡのＶＢ−ＶＢ線に沿う断面図である。トレンチ表面は酸化シリコン膜ライナ１７、窒化シリコン膜ライナ１８で覆われた後、酸化シリコン膜２０がトレンチを埋め込んでいる。酸化シリコン膜２０の不要部を除去するのに、上述のメイン研磨、仕上げ研磨の予備研磨、仕上げ研磨の本研磨を含む研磨が行われる。ｐ型活性領域を横切って、酸化窒化シリコンのゲート絶縁膜３１、多結晶シリコンのゲート電極３２が形成され、その両側に低濃度のｎ型不純物がイオン注入されてＬＤＤ領域が形成されている。ゲート電極の側壁上にサイドウォールスペーサＳＷが形成され、さらに高濃度ｎ型不純物がイオン注入され、高濃度ソース／ドレイン領域Ｓ/Ｄが形成されている。なお、他の活性領域ＡＲはｎ型であり、ｐ型不純物のイオン注入が行われる。イオン注入後、例えば、Ｃｏ膜を堆積し、シリサイド反応を行わせることにより、シリコン表面にシリサイド膜３３が形成される。このようにしてＣＭＯＳトランジスタが形成される。その後、層間絶縁膜形成、配線作成を行い、半導体装置を形成する。
【００４１】
埋め込み絶縁膜を、ウエハ全面で残なく、除去できるので、ウエハ全面に歩留まりよく、半導体チップを形成することができる。
【００４２】
以上実施例に従って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、セリア系研磨剤に用いる添加剤は、ポリアクリル酸アンモニウム塩の他、ポリビニルピロリドン等を用いてもよい。物理的研磨はシリカ系研磨剤の他ジルコニア系研磨剤で行ってもよい。被研磨膜は、酸化シリコン膜に限らず、酸化窒化シリコン膜等でもよい。その他、種々の変更、改良、組み合わせなどが可能なことは、当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１Ａは研磨装置の平面図、図１Ｂは１つの研磨テーブル分の一部破断側面図、図１Ｃは１つの研磨テーブル分の平面図、図１Ｄは目立て部の一部破断側面図である。
【図２】図２Ａ〜２Ｄは、予備考察で行った研磨工程における被研磨膜の状態を概略的に示す段面図、図２Ｅは、研磨工程で残を生じたウエハの平面図である。
【図３】図３Ａ〜３Ｅは、実施例による研磨工程を示す半導体ウエハの断面図である。
【図４】研磨工程中のトルクの変化を示すグラフである。
【図５】図５Ａ，５Ｂは、半導体装置の平面図及び断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０      シリコンウエハ
１２      酸化シリコン膜
１３      窒化シリコン膜
１７      酸化シリコン膜
１８      窒化シリコン膜
２０      酸化シリコン膜（素子分離領域）
１００      基台
１０２      研磨テーブル
１０４      研磨パッド
１０８      アーム
１１０      カルーセル
１１２      研磨ヘッド
１２４      ノズル
２２０      被研磨膜
２２４      添加剤
２２６      研磨砥粒
【図１】
2007019428.tif 000003
【図２】
2007019428.tif 000004
【図３】
2007019428.tif 000005
【図４】
2007019428.tif 000006
【図５】
2007019428.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年8月24日(2005.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
研磨テーブル１０２、研磨ヘッド１１２を回転させながら、研磨ヘッド１１２を研磨テーブル１０２に押し付け、ノズル１２４ａからセリア系研磨剤を研磨テーブル上に供給することにより、研磨ヘッドに支持した被研磨物をメイン研磨することができる。メイン研磨後には、セリア系研磨剤と水とを供給することにより、均一な仕上げ研磨を行うことができる。複数工程の研磨を行う時は、各工程を同一研磨テーブル上で行っても、異なる研磨テーブル上で行っても良い。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2007019428.tif 000008