JPH07211706A - パターン形成方法 - Google Patents

パターン形成方法

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JPH07211706A
JPH07211706A JP2577095A JP2577095A JPH07211706A JP H07211706 A JPH07211706 A JP H07211706A JP 2577095 A JP2577095 A JP 2577095A JP 2577095 A JP2577095 A JP 2577095A JP H07211706 A JPH07211706 A JP H07211706A
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oxide film
substrate
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Hidetaka Kihara
秀隆 木原
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 基板の表面に凹分を設ける工程と、この凹部
の側壁に自己整合膜を選択形成する工程とを備え、前記
凹部に幅狭部を設ける事により分岐形状の自己整合膜を
形成するようにした事を特徴とするパターン形成方法。 【効果】 本発明によれば分岐を有するパターンを得る
事ができ、これを単独で或いは直線状や閉ループ状の自
己整合膜パターン形成法の設計自由度を大幅に向上させ
る事ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はLSI等に使用するパタ
ーン形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、LSIに使用するパターンの形成
方法としてフォトレジストをマスクととしてパターンを
抜くPEP(Photo-Engrave-Process )工程が一般的で
あった。これに対して最近、自己整合膜により微細パタ
ーンを形成する方法が注目されている。これは、例えば
特開昭58−217499号に記載されている様に(図
5)シリコン基板(51)の表面に酸化膜(52)を形
成し、更に多結晶シリコン層(53)をパターニング形
成する。そして全面を酸化し薄い酸化膜(54)を形成
する。(図5a)。次に、全面を反応性イオンエッチン
グし、多結晶シリコン膜(53)の側壁に選択的に熱酸
化膜(54)を自己整合して残す(図5b)。そして所
望により多結晶シリコン層(53)を除去する(図5
c)、といったものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これにより発明はPE
P工程に依るより微細なパターンが形成できる。しかし
ながら従来は、直線的なパターンは形成できても分岐パ
ターンを形成する方法がなく、従ってパターン設計に制
約があった。
【0004】本発明は、自己整合膜パターンの設計自由
度を大きくする事のできるパターン形成方法を提供する
事を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板の主面に
凹部を設け、次いで前記凹部の側壁に自己整合膜を選択
形成するようにし、その際、凹部に幅狭部を設けること
により自己整合膜に分岐部を持たせるものである。
【0006】
【作用】本発明によれば、従来閉ループ状のパターンし
か得られなかったのに対し、分岐部を有する自己整合膜
パターンを実現する事が出来る様になる。従ってこれを
単独で、或いは直線状や閉ループ状の自己整合膜パター
ンと組み合わせて用いることにより、自己整合膜を用い
たパターン形成法の設計自由度を大幅に向上させる事が
できる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【0008】図1は配線パターンに適用したもので、
(a)は平面図、(b)〜(d)は工程断面図を示す。
即ち、先ず、P型シリコン基板(11)に必要な素子を
形成する。例えばMOSFETや拡散配線を形成する。
(12)はこの様にして得たn+ 拡散層を示している。
次に、表面に1μ厚のシリコン酸化膜(13)を平坦に
形成する。地下に凹凸がある場合には、エッチバックや
バイアススパッタ等によりシリコン酸化膜(13)を平
坦に形成する事ができる。次に、コンタクトホールC1
〜C8 を形成する。各コンタクトホールは拡散層、MO
SFETのゲート電極、多結晶シリコン配線等に対して
開けられる。次に、各コンタクトホールに導体膜、例え
ばn+ 多結晶シリコン層(14)を平坦に埋め込む(図
1b)。
【0009】この後、全面に2μ厚のシリコン酸化膜
(15)を形成し、パターニングする。これにより、幅
広部(A)では2.5μ、幅狭部(B)では1μの幅の
凹部が形成される。そして、気相成長法(CVD法)に
より導体膜、例えばW(タングステン)膜(16)を成
長する。成長膜厚は0.5μとした(図1c)。Wの他
にMo,Al,n+ 多結晶シリコン等も使用できる。次
にCCl4 ガスを用いた反応性イオンエッチング(RI
E)によりこれを垂直方向に0.5μエッチングする。
これによりシリコン酸化膜(15)の側壁にW膜(1
6)の自己整合膜パターンが選択形成される(図1
d)。この後、図1(a)で破線で囲んだ領域にレジス
トパターンを設け、不要なW膜(16)を除去する。こ
の後は、レジストパターンを除去し、全体を酸化膜で被
覆する。先に形成したシリコン酸化膜(15)を除去し
てから酸化膜被覆してもよい。或いは更に配線層を形成
する事もできる。以上の様にして、コンタクトホールC
1 ,C2 間、C3 ,C4 間、C5 〜C8 間が接続され
る。そしてC5 〜C8 間を結ぶW膜(16)により分岐
パターンが形成される。この様に本実施例においては分
岐配線の形成が可能である。従って、自己整合膜によっ
て配線を形成する際、その配線パターンの設計自由度を
向上させることができる。
【0010】図2は変形例を示す。製造工程は上記実施
例と同じであるので説明を省略する。この例ではコンタ
クトホールC9 ,C10間、C11〜C15間、C16,C17
がW膜(16)によって接続される。
【0011】又、以上の様な分岐配線により、高速動作
が実現できる。例えば、C6 からC5 ,C7 ,C8 ,ま
たC14からC13,C11,C12,C15へ信号伝達する場
合、配線距離が短いので配線抵抗が小さく信号の伝達が
早い。又、所望により破線外のW膜(16)を除去する
工程を無くしても構わない。
【0012】図3は、本発明をE2 PROMの電極に適
用した実施例で(a)は平面図、(b)〜(d)はその
工程断面図を示す。
【0013】即ち、先ずP型シリコン基板(31)のフ
ィールド領域をエッチングして溝を設け、そこに堆積絶
縁膜を平坦に埋込んでフィールド絶縁層(32)を形成
する。次いで基板全面を酸化して500オングストロー
ム厚のゲート酸化膜(33)を形成する。そして書換え
領域(c)の基板上のゲート酸化膜(33)を除去し、
そこにAsをイオン注入してn+ 層(34)を形成し、
その表面に100オングストローム厚のトンネル絶縁膜
(35)を熱酸化により形成する。次に1μ厚のリンド
ープ多結晶シリコン層を形成し、これをパターニングし
てフローティングゲートFG(36)を形成する。この
パターニング時に、露出するゲート酸化膜(33)、ト
ンネル絶縁膜(35)も除去する。次いで、全体を再度
熱酸化し、フローティングゲート(36)表面で100
0オングストローム、基板表面で500オングストロー
ム厚の第2ゲート酸化膜(37)が形成される。これに
より、基板主面に幅広部(A)では8μ幅、幅狭部
(B)では0.8μ幅の凹部が形成される。次に、CV
D法によりリンをドープした多結晶シリコン層を400
0オングストローム厚形成し、CF4 +H2 ガスを用い
たRIEにより基板垂直方向に4000オングストロー
ム厚エッチングする。そして、露出する第2ゲート酸化
膜(37)を除去する。これにより多結晶シリコン層か
ら成る第1制御ゲート電極CG1 (38)が形成され
る。そしてこれをマスクにAsイオン注入を行ない、n
+ ソース(39)、ドレイン(40)を形成する(図3
b)。この後、シリコン酸化膜(41)により表面を平
坦にし、多結晶シリコン上で1000オングストローム
厚の第3ゲート酸化膜(42)を熱酸化により形成す
る。次いでリンをドープした多結晶シリコン層を形成
し、これをパターニングして第2制御ゲート電極CG2
(43)を形成する(図3c)。この後、全面にシリコ
ン酸化膜(44)を形成し、ドレイン(40)に達する
コンタクトホールを開け、Al配線(45)を形成する
(図3d)。
【0014】書込みは、ソース(39)を全セル0V、
CG1 ,CG2 を+20V、非選択セルのCG1 ,CG
2 を0V、ドレイン(40)を0V又は開放とする。こ
れにより、FGは高電位となり、ソースと同電位のn+
層(34)から電子をFGに注入することにより行な
う。
【0015】消去時は、ソース(39)を全セル+20
V、選択したCG1 ,CG2 を0V、非選択セルのCG
1 ,CG2 を+20V、ドレインを0V又は開放とす
る。これにより、FGは低電位となり、FGからn+
(34)に電子が放出される。
【0016】セル内容の読出しは、CG1 に+5Vの選
択電位を与え、ソース(39)、ドレイン(40)間の
導通、非導通によりセル内容を検知する事により行な
う。CG1 によりオフセットゲートが構成されているの
で書換えによりFG下がノーマリオンとなっても選択読
出しできる。
【0017】この例では、鎖状の自己整合電極が形成さ
れ、又、E2 PROMの密度化,高速書換えが達成され
ている。
【0018】又、第2制御ゲート電極CG2 (43)を
無くし書換え領域(c)のn+ 層(34)をドレイン
(40)側から延在させる様にしてもよい。又、以上2
つのメモリの例において多結晶シリコンよりなるフロー
ティングゲート(36)を横方向の各セル連続に形成
し、MoやMoシリサイド等によりその両側壁に第1制
御ゲート電極CG1 (38)をRIEによる全面エッチ
ングにより自己整合形成し、その後各セル間のフローテ
ィングゲート(36)のみを選択エッチングにより切り
離す事も考えられるが本実施例では工程がより簡略化で
きる。
【0019】図4はLSI基板のWell形成に適用し
た例である。先ず、P型シリコン基板(46)の主面に
シリコン酸化膜マスク(47)を形成し、基板を2μの
深さエッチングする。これにより幅広部(A)では15
μ、幅狭部(B)では1μの幅の凹部が形成される。次
に、CVD法によりシリコン酸化膜(48)を0.5μ
厚形成する(図4b)。次にCF4 ガスを用いたRIE
により、これを0.5μエッチングする。そして、n型
シリコン層(49)をエピタキシャル選択成長し(図4
c)、マスク(47)を除去する(図4)。かかる基板
はn−Wellが密にモザイク配置され、p−ch,N
−ch MOSFETの共存するLSIに提供する事が
できる。尚、図4(b)の工程においてシリコン酸化膜
(48)の形成は、マスク(47)をシリコン窒化膜と
して熱酸化により形成し、しかる後RIEで自己整合膜
とする事も可能である。
【0020】又、本発明は上記例に限らず種々変更して
実施する事ができる。例えば、図5において、多結晶シ
リコン層(53)を例えば2つ近接して設け、その表面
に加工マスク例えばシリコン酸化膜を残した状態でパタ
ーン(53)の側壁にWをSF6 +H2 ガスにより選択
気相成長させ、図5(c)において自己整合膜(54)
をかかるW膜とした8の字或いは鎖状の分岐を有するパ
ターンとして得ることもできる。そして(54)をマス
クにしてシリコン酸化膜(52)をエッチング加工すれ
ば、これをイオン注入マスクとして使用する事ができ
る。
【0021】
【発明の効果】以上の様に、本発明によれば分岐を有す
るパターンを得る事が出来、これを単独で或いは直線状
や閉ループ状の自己整合膜パターンと組み合わせる事に
より、自己整合膜のパターン形成法の設計自由度を大幅
に向上させる事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の図。
【図2】 他の実施例の平面図。
【図3】 他の実施例の図。
【図4】 更に他の実施例を示す図。
【図5】 従来例を説明する断面図。
【符号の説明】
11…P型シリコン基板 12…n+ 層 13,15…シリコン酸化膜 14…n+ 多結晶シリコン層 16…W膜 A…凹部の幅広部 B…凹部の幅狭い部 C1 〜C8 …コンタクトホール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/336 7514−4M H01L 29/78 301 P

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板の表面に凹部を設ける工程と、この凹
    部の側壁に自己整合膜を選択形成する工程とを備え、前
    記、凹部に幅狭部を設ける事により分岐形状の自己整合
    膜を形成するようにした事を特徴とするパターン形成方
    法。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5956740A (ja) * 1982-09-24 1984-04-02 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5956740A (ja) * 1982-09-24 1984-04-02 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

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