JPS6158237A - パタ−ン形成方法 - Google Patents

パタ−ン形成方法

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JPS6158237A
JPS6158237A JP59178402A JP17840284A JPS6158237A JP S6158237 A JPS6158237 A JP S6158237A JP 59178402 A JP59178402 A JP 59178402A JP 17840284 A JP17840284 A JP 17840284A JP S6158237 A JPS6158237 A JP S6158237A
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oxide film
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Hidetaka Kihara
木原 秀隆
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P76/00Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography
    • H10P76/20Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography of masks comprising organic materials
    • H10P76/204Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography of masks comprising organic materials of organic photoresist masks
    • H10P76/2041Photolithographic processes

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明はL S I 等に使用するパターン形成方法に
関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来, L3I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してパターンを抜くPEP(P
hoto −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iζ記載さ
れている様に(第5図ンシリコン基板(51り表面に酸
化膜(52)を形成し、更に多結晶シリコン層(53)
をバターユング形成する。そして全面を酸化し薄い酸化
膜(54》を形成する(第5図a)。次に、全面を反応
性イオンエツチングし,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(第
5図b)。そして所望により多結晶シリコン層(53)
を除去する(第5図c)、といったものである。
これによりPEP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。
〔発明の目的〕
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。
〔発明の概要〕
本発明は、基板の主面に凹部を設け1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。
〔発明の効果〕
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1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。
〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する゛。
第1図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(1υ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。(Lzはこの
様にして得た♂拡散層を示している。次に、表面に1μ
厚のシリコン酸化膜a3を平担に形成する。
下地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αJを平担に形成する事
ができる。次に、コンタクトホールCI〜C,を形成す
る。各コンタクトホールは拡![、MOSFET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♂多結晶シリ
コツ層α養を平担に埋め込む(第1図b)。
この後、全面に2μ厚のシリコン酸化膜a9を形成し、
パターニングする。これにより、幅広部(5)では25
μ、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αQを成長する。
成長膜厚は0.5μとした(第1図C)。Wの他にMo
 、 At、 n+多結晶シリコン等も使用できる。次
にCCt4ガスを用いた反応性イオンエツチング(RI
E)によりこれを垂直方向に0.5μエツチングする。
これによりシリコン酸化膜α9の側壁にW膜αeの自己
整合膜パターンが選択形成される(第1図d)。この後
、第1図(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αQを除去する。この後は、レジス
トバター7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α9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+、Cz間、C,
、C,間、C,−C,間が接続される。モしてC5〜C
8間を結ぶW膜αQ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
第2図は変形例を示す。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,CI0間I C1l〜C1)1間、C,、。
cry間がW膜αωによって接続される。
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b c、からc、−1c、 l c、 lまた
C14からass t C1)+ C□、C1,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−こより破線外のW膜αeを
除去する工程を無くしても構わない。
第3図は1本発明をE”FROMの電極に適用した実施
例で(alは平面図、(b)〜(d)はその工程断面図
を示す。
即ち、先ずP型シリコン基1))のフィールド領域をエ
ツチングして溝を設け、そこに堆積絶縁膜を平担に埋込
んでフィールド絶縁層03を形成する。
次いで基板全面を酸化して500^厚のゲート酸化膜(
至)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−を除去し、そこにんをイオン注入して1層
G4)を形成し、その表面に100A厚のトンネル絶縁
膜09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(至)を形成する。このパ
ターニング時ζこ、露出するゲート酸化M133、トン
ネル絶縁膜(へ)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(
至)表面で100OA、基板表面で50OA厚の第2ゲ
ート敢化膜07)が形成される。これにより。
基板主面に幅広部(A)では8μ幅1幅狭部(B)では
0.8μ幅の凹部が形成される。次に、CVD法により
リンをドープした多結晶シリコン層を400OA厚形成
し、CF4+H!ガスを用いたRIEにより基板と垂直
方向に400 OA厚エツチングする。そして、露出す
る第2ゲート酸化膜13?)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(至
)が形成される。そしてこれをマスクにヘイ十 オン注入を行ない、nソースC31,ドレイン四を形成
する(第3図b)。この後、シリコン酸化膜(41)に
より表面を平担にし、多結晶シリコン上で100OA厚
の第3ゲート酸化属(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CG、(43
)を形成する(第3図C)。この後、全面にシリコン酸
化膜(44)を形成し、ドレインOGに達するコンタク
トホールを開け、At配線(45踏形成する(第3図d
)。
書込みは、7− ス(39)を全セルo v、 CG、
 、CG。
を+20V、非選択セルのCG、、CGzをOv、ドレ
インQQを0■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+ff1(2)から電
子をFGこと注入することにより行なう。
消去時は、ソース(至)を全セル+20V、選択し7’
S: CGs 、 CGs ’e OV s 非R択セ
ル(7) CG1 、 CO2を+20V、ドレインを
Ov又は開放とする。これ−こより、FGは低電位とな
り、FGから該層(財)に電子が放出される。
セル内容の読出しは、CG、に+5■の選択電位を与え
、ソース(至)、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。CG。
によりオ7セットゲ: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
この例では、鎖状の自己整合電極が形成され、又、E’
FROMの高密度化、高速書換えが達成されている。
又、第2制御ゲート電極CGx (43)を無くし書換
え領域(C)の一層(ロ)をドレイン(41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70−ティングゲート(至
)を横方向の各セル連続tこ形成し、Moや油シリサイ
ド等によりその両側壁に第1制御ゲート電極CG、(至
)をRIEによる全面エツチングにより自己整合形成し
、その後谷セル間のフローティングゲート(至)のみを
選択エツチングにより切り離な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。
第4図はLSI基板のWe l l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の深さエツ
チングする。これにより幅広部(A)では15μ1幅狭
部(ト)では1μの幅の凹部が形成される。次に、CV
D法によりシリコン酸化膜(48)を0.5μ厚形成す
る(@4図b)。次にCI”、ガスを用いたRIEによ
り、これを0.5μエツチングする。そして、1塁シリ
コ7層(49陀エピタキシャル選択成長しく第4図c)
、マスク1471を除去する(第4図a)。かかる基板
はn −We 1)が密にモザイク配置され、p−ch
、N  chMO8FETの共存するLSIに提供する
事ができる。尚、第4図(b)の工程においてシリコン
酸化M(4Bの形成は、マスク(4?)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おる。
又1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、第5図において、多結晶シリコン層關
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(至)の側壁
にWをWF6+H2ガスにより選択気相成長させ、第5
図(c)において自己整合膜64)をかかるW膜とし九
8の字或いは鎖状の分岐を有するパターンとして得る事
もできる。セしてr54)をマスクにしてシリコン酸化
膜5zをエツチング加工すれば、これをイオン注入マス
クとして使用する事ができる。
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と組み合わせることにより、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
事ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明の実施例の平面図、(b)〜(d
)はその工程を示す断面図、第2図は他の実施例の平面
図、第3図(a)は他の実施例の平面図、(b)〜(d
)はその工程を示す断面図、第4図(a)は更に他の実
施例を示す平面図、(b) 、 (c)はその工程を示
す断面図、第5図(a)〜(c)は従来例を説明する断
面図である。 第1図において、 1)・・・Pa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
・・・凹部の幅狭部sC1〜C8・・・コンタクトホー
ル。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (ほか1名) 第  1 図 第2図 第3図 第3図 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (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。
  2. (2)気相成長法により膜を成長させた後、この膜を主
    面と垂直方向にエッチングする事により自己整合膜を設
    ける事を特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載のパ
    ターン形成方法。
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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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* 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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