JPH029164A - パターン形成方法および半導体装置の製造方法 - Google Patents

パターン形成方法および半導体装置の製造方法

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JPH029164A
JPH029164A JP63160060A JP16006088A JPH029164A JP H029164 A JPH029164 A JP H029164A JP 63160060 A JP63160060 A JP 63160060A JP 16006088 A JP16006088 A JP 16006088A JP H029164 A JPH029164 A JP H029164A
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JP
Japan
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resin film
resist pattern
organic resin
pattern
forming
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JP63160060A
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English (en)
Inventor
Takashi Uehara
隆 上原
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (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】 産業上の利用分野 本発明は主に0MO3構造を有する半導体装置ノ製造に
有効な方法に関し、特にソース・ドレイン領域(以下活
性領域という)形成の過程におけるイオン注入マスク用
パターンの形成方法、及び上記パターンを用いた活性領
域の形成方法に関するものである。
従来の技術 0MO3構造のLSIでは、Pチャネル及びNチャネル
両方のMOS)ランシスターを形成しなければならない
。従来台チャネルの活性領域をイオン注入で形成する際
に、Nチャネル用のホトマスクとPチャネル用のホトマ
スクの両方が必要であった。またこれらのマスクは、互
いに反転の関係にある。以下に従来の方法による活性領
域の形成方法について図を用いて説明する。
第4図は、従来技術でのNチャネル及びPチャネルの活
性領域の形成方法を示したものである。
Nウェル11、素子分離12、ゲート電極13が各々形
成された半導体基板10上に、レジストパターン21で
Pチャネル部を覆って P”イオンを注入する(第2図
(a))。次にレジストパターン22でNチャネル部を
覆って B“イオンを注入する(第2図(b))。この
様にして、Nチャネル及びPチャネルの活性領域23.
24がそれぞれ形成される(第2図(C))。ここで、
レジストパターン21と22は、互いに反転の関係にな
っている。1.2はゲート絶縁膜、3.4はゲート側壁
の絶縁膜である。
発明が解決しようとする課題 0MO8構造を有する半導体装置では、活性領域を形成
する為のフォトリソグラフィからイオン注入、レジスト
除去までの工程を、前記のようにNチャネル、Pチャネ
ル別々に行わねばならない。
その為工程が長くなり、開発効率が下がる。
また、Nチャネル用とPチャネル用の両方のホトマスク
が必要となる為、その分の費用がよけいにかかることに
なる。また半導体素子の微細化に伴い、イオン注入時、
特に高エネルギーもしくは高電流のイオン注入時の素子
へのダメージや、注入イオンのゲート電極突き抜けによ
る素子特性の変動が、益々深刻になっている。
本発明では、以上の観点から、0MO8構造を有する半
導体装置の試作工程の短縮化、試作費用の軽減を目的と
したパターン形成方法、更にはイオン注入による素子特
性の劣化をな(すような、半導体装置の製造方法を提供
することを目的としている。
課題を解決するための手段 本発明は、レジストパターンの形成された半導体基板上
に、有機構脂膜を形成し、前記有機樹脂膜をレジストパ
ターンが露出するまで全面エツチングしくエッチバック
)、更に前記レジストパターンを除去する事を特徴とす
るパターン形成方法である。また前記方法により形成さ
れたパターンを用いて活性領域を形成する半導体装置の
製造方法である。
作用 本発明による方法を用いると、0MO8構造を有する半
導体装置の試作工程が短縮化でき、また試作費用も軽減
される。更にはイオン住人工程を減少させることにより
、素子特性の劣化を低減することができる。
実施例 以下、図面に基づいて本発明について更に詳しく説明す
る。
(実施例1) 第1図の(a)〜(d)は本発明によるパターン形成方
法を示したものである。まず半導体基板10上にレジス
トパターン21をフォトリソグラフィにより形成する(
第1図(a))。次に第1図(b)に示す様に、有機樹
脂膜30を回転塗布・熱処理により形成する。この時の
熱処理温度はレジストパターン21が変形台劣化等しな
い様に180°C以下の温度で行う。その後、有機樹脂
膜30をレジストパターン21の表面が露出するまでド
ライエツチングにより全面エツチングする(エンチバッ
ク)(第1図(C))。その後02プラズマによりレジ
ストパターン21を除去する(第1図(d))。この様
にして形成された有機樹脂膜30のパターン30Aは、
自己整合的にレジストパターン21の反転されたパター
ンになり、新たに反転パターン形成用のホトマスクを必
要としない。こうして形成されたパターン21.3OA
をそれぞれマスクとして基板10に選択的に不純物を導
入することができる。
前記有機樹脂膜としてシロキサン結合を含む高分子樹脂
を用いると、200°C以下の温度で硬化させることが
できるので、熱硬化時にレジストパターンの変形・劣化
の心配がない。また耐02プラズマ性も高くレジストと
の選択比も高くとることができる。更には含有有機物の
成分を調整することにより硫酸や硝酸に可溶となる。
(実施例2) 第2図の(a)〜(e)は、本発明によるパターン形成
方法を用いたCMO3半導体装置の製造方法を示したも
のである。第2図(a)では、従来技術により、P型シ
リコン基板10に、Nチャネルの活性領域23(N型ソ
ース、ドレイン領域)がすでに選択的に形成された状態
である。即ちNウェル11、素子分離12、ゲート電極
13が各々形成された半導体基板10上に、レジストパ
ターン21でPチャネル部を覆い P”(’Jン)イオ
ンを注入することによりNチャネルの活性領域23が形
成される。その上に実施例1に記載の方法により反転パ
ターンを形成する。すなわち、まず第2図(b)に示す
様に、レジストパターン21および基板上に有機樹脂膜
30を回転塗布・熱処理により形成する。その後、有機
樹脂膜30をレジストパターン21の表面が露出するま
でドライエツチングにより全面エツチングする(エツチ
ング)。
その後o2プラズマによりレジストパターン21を除去
する(第2図(C))。この残された有機樹脂膜30を
マスクとしてNウェル11に、B゛(ホ゛ロン)イオン
を注入してP型ソース、 ドレイン活性領域を形成する
(第2図(d))。最後に有機構脂膜3oを硫酸等の強
酸で除去して、Nチャネル及びPチャネルの活性領域2
3.24が形成される(第2図(e))。本実施例の様
に、実施例1によるパターン形成方法をCM OS +
:4造を有する半導体装置の製造方法に用いると、活性
領域形成の工程が短縮化され、また試作費用がI! 減
される。
(実施例3) 本発明によるパターン形成方法を用いた半導体装置の製
造方法の第2の実施例として、不純物を含む有機樹脂膜
を用いた方法を以下に示す。Nウェル11、素子分離1
2、ゲート電極13n、13pが各々形成された半導体
基板10上に、レジストパターン21をフォトリソグラ
フィにより形成し、その上に実施例1に記載の方法によ
り有機樹脂膜31による反転パターンを形成する(第3
図(a))。ここで有機樹脂膜31中には、Nチャネル
の活性領域を形成する為の不純物として燐が含まれてい
る。この後600″C〜900 ’Cの温度で熱処理す
ると、有機樹脂膜31中の不純物(燐)が基板中に拡散
してNチャネルの活性領域23が形成され、この有機樹
脂膜31をマスクに B゛(ボロン)イオンを注入する
(第3図(b))。最後に有機樹脂膜31を硫酸等の強
酸で除去すると、第2図(e)と同様のNチャネル及び
Pチャネルの活性領域23.24が形成される。本実施
例による半導体装置の製造方法を用いると、Nチャネル
の活性領域形成の為のイオン注入工程か省略できるので
、Nチャネルに於けるイオン注入時の素子へのダメージ
や注入イオンのゲート電極突き抜けによる素子特性の変
動がなくなり、半導体装置を歩留よく製造することがで
きる。
(実施例4) 実施例3に於て B”イオンを注入する代わりに固体拡
散によりPチャネルの活性領域を形成することができる
。不純物として燐を含む有機構脂膜による反転パターン
を形成するまでは、実施例3と全く同様である(第3図
(a))。この後ホウ素の拡散源と一緒に600°C〜
900°Cの温度で熱処理すると、有機樹脂膜31から
の燐の拡散によりNチャネルの活性領域が、また拡散源
からのホウ素の拡散によりPチャネルの活性領域がそれ
ぞれ形成される。最後に有機樹脂膜31を硫酸等の強酸
で除去すると、第2図(e)と同様のNチャネル及びP
チャネルの活性領域23.24が形成される。本実施例
による半導体装置の製造方法を用いると、Nチャネルの
活性領域形成の為のイオン注入工程に加えてPチャネル
の活性領域形成の為のイオン注入工程も省略できるので
、Nチャネル及びPチャネルに於けるイオン注入時の素
子へのダメージや注入イオンのゲート電極突き抜けによ
る素子特性の変動がなくなり、半導体装置を更に歩留よ
く製造することができる。又工程か更に短縮化できる。
尚、実施例2〜4に於ける有機樹脂膜としてシロキチン
結合を含む高分子樹脂膜をもちいると、200°C以下
の温度で硬化させることができるので、熱硬化時にレジ
ストパターンの変形φ劣化の心配がない。また耐02プ
ラズマ性も高くレジストとの選択比も高くとることがで
きる。更には含有宵機物の成分を調整することにより硫
酸や硝酸に可溶となる。特に実施例3及び実施例4の場
合では、600′C以上の高温で拡散させるために耐熱
性が要求される。そこで不純物含有の有機樹脂膜31と
しては、シラノールを主成分として一部を低分子mアル
キル基に置換したf’:/j造のものを用いると耐熱性
は窒素雰囲気で900 ’Cまで問題はない。
実施例2〜4ではNウェル構造のCMO3について述べ
たが、Pウェルや両ウェル構造に於いても全く同様であ
る。またNチャネルとPチャネルは何れから先年形成し
ても構わないし、を様相脂膜31からの拡散はN型、P
挽回れも可能である。
更に実施例3及び4では、二重拡散を有する素子を形成
する場合には間に低電流のイオン注入を追加することが
できる。
発明の効果 本発明による方法を用いると、1つのホトマスクで互い
に反転の関係にある2つのパターンを形成することがで
きる。また0MO8構造を有する半導体装置の試作工程
が短縮化でき、また試作費用も’Flされる。更にはイ
オン注入工程を減少させることにより、素子特性の劣化
を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかるパターン形成方法の一実施例を
説明するための部分工程断面図、第2図、第3図は本発
明にかかるパターン形成方法を半導体装置の製造方法に
応用した一実施例を説明するための部分工程断面図、第
4図は従来の半導体装置の製造方法の部分工程断面図で
ある。 10・・・基板、11・・・Nウェル、12・・・素子
分離、13n113p・・・ゲート′Ja極、21.2
2・・・レジストパターン、23.24・・・活性領域
、30.31・・・有機樹脂膜。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名第 図 /  1j)JR ツノ Nクエッレ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)レジストパターンの形成された半導体基板上に、
    有機樹脂膜を形成する工程と、前記有機樹脂膜を前記レ
    ジストパターンが露出するまで全面エッチングする工程
    と、前記レジストを除去し、前記有機樹脂膜を選択的に
    残存させる工程を有するパターン形成方法。
  2. (2)素子分離及びゲート電極の形成された半導体基板
    上に、レジストパターンを形成する工程と、前記レジス
    トパターンをマスクにして前記基板に第1のイオン注入
    を行う工程と、前記基板およびレジストパターン上に有
    機樹脂膜を形成する工程と、前記有機樹脂膜を前記レジ
    ストパターンが露出するまで全面エッチングする工程と
    、前記レジストパターンを除去する工程と、残された前
    記有機樹脂膜をマスクとして第2のイオン注入を行う工
    程を有する半導体装置の製造方法。
  3. (3)有機樹脂膜が、シロキサン系高分子樹脂であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の
    半導体装置の製造方法。
  4. (4)素子分離及びゲート電極の形成された半導体基板
    上に、レジストパターンを形成する工程と、前記基板お
    よびレジストパターン上に不純物を含む有機樹脂膜を形
    成する工程と、前記有機樹脂膜を前記レジストが露出す
    るまで、全面エッチングする工程と、前記レジストパタ
    ーンを除去する工程と、熱処理して前記不純物を前記基
    板に導入する工程と、残された前記有機樹脂膜をマスク
    としてイオン注入を行う工程を有する半導体装置の製造
    方法。
  5. (5)素子分離及びゲート電極の形成された半導体基板
    上に、レジストパターンを形成する工程と、前記基板お
    よびレジストパターン上に不純物を含む有機樹脂膜を形
    成する工程と、前記有機樹脂膜を前記レジストが露出す
    るまで、全面エッチングする工程と、前記レジストパタ
    ーンを除去する工程と、前記基板に、前記有機樹脂膜か
    ら不純物を拡散するとともに、前記有機樹脂膜をマスク
    として他の不純物を拡散する工程とを有する半導体装置
    の製造方法。
  6. (6)有機樹脂膜が、燐、ヒ素、ホウ素のうちいずれか
    を含むシロキサン系高分子樹脂膜であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第4項又は第5項記載の半導体装置の
    製造方法。
JP63160060A 1988-06-28 1988-06-28 パターン形成方法および半導体装置の製造方法 Pending JPH029164A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003531494A (ja) * 2000-04-12 2003-10-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 半導体装置の製造方法
JP4879169B2 (ja) * 2004-06-03 2012-02-22 ヒメネス,アルバート 乳児/幼児支持体

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003531494A (ja) * 2000-04-12 2003-10-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 半導体装置の製造方法
JP4846167B2 (ja) * 2000-04-12 2011-12-28 エヌエックスピー ビー ヴィ 半導体装置の製造方法
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