JPH0336730A - 選択酸化の方法およびれれに用いるレチクル - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば半導体基板上において、素子分離領
域を形成する際の選択酸化の方法およびそれに用いるレ
チクルに関する。

（従来の技術） 従来、半導体基板表面への素子分離領域（以下フィール
ド領域と称す）形成の際、素子分離幅（以下フィールド
幅と称す）の設計値と、仕上り値とは、主にバーズビー
クによって、コンマ数μｍ程度のズレを生じている。

そこで現在、上記の°ズレを考慮に入れ、レチクルに描
かれるフィールド領域パターンには、バーズビークの伸
びを予想した変換差が盛り込まれている。このように変
換差を盛り込むことによって、上記フィールド幅の仕上
り値が、設計値に近い値で形成できる。例えばポジ型の
ホトレジストを用いてフィールド領域を形成する場合に
は、第７図に示すように、ホトレジスト（図示せず）に
対してフィールド領域を投影するために、レチクル１０
１に描かれている光透過部１０２の幅を、フィールド幅
の設計値１０３より、変換差Ｔ３の分だけ狭くなるよう
にしている。

第７図に示すレチクルを用いて、フィールド領域形成の
一工程である、ポジ型ホトレジスト（図示せず）を用い
た写真蝕刻を行なうと、第８図（ａ）に示すような、開
孔部１０４を持つ耐酸化性膜、例えば窒化膜１０５のパ
ターンが得られる。

次に、上記窒化膜１０５のパターンをマスクとして、選
択酸化を行なうと、第８図（ｂ）に示すような、フィー
ルド酸化膜１０６のパターンが形成される。ところがこ
のとき、図中の円１０７内に示す領域では、設計値１０
３を大きく逸脱したフィールド酸化膜１０６が形成され
てしまう。

この原因としては、第１に、第８図（ａ）の円１０９内
に示す開孔部１０４同士の交差部分では、開孔部１０４
が四方向に開いているために酸化剤が入りやすい。この
ため、他の部分より、酸化が進みやすくなる。

第２に、同図（ａ）中に示す円１１０内に示す窒化膜１
０５の角部では、窒化膜１０５の剛性が低く、他の部分
より、窒化膜１０５がめくれやすい。このため、バーズ
ビークが伸びやすくなる。

これらの２点が相乗効果となって、第８図（ｂ）中の円
１０７内に示す領域には、設計値１０３を大きく逸脱し
たフィールド酸化膜１０６が形成されるのである。設計
値１０３を大きく逸脱したフィールド酸化膜１０６が形
成されると、素子領域１０８の面積が減ってしまう。素
子領域１０８の面積が減少すると、ここに形成される能
動素子の特性に影響を及ぼす。例えば素子領域１０８に
入りこんでいるフィールド酸化膜１０６のために、必要
な電流が充分に得られなくなる、あるいは電源マージン
（Ｖ　ｃｃｌｉｎ　）等の悪化が起こる。このような、
素子特性の悪化は、特に現在、進行中である素子の微細
化に伴い、素子領域１０８自体が微細になってきた際、
より顕著なものとなる。例えば素子領域１０８内に入り
込むバーズビークの伸びの量は、素子領域１０８の減少
に対して、必ずしも比例縮小するとは限らない。このた
め、素子領域１０８自体が小さくなると、上記素子領域
１０８内に入り込むバーズビークによる面積減少率が高
くなる。

（発明が解決しようとする課題） この発明は上記のような点に鑑み為されたちので、バー
ズビークの伸びが耐酸化性膜パターンの形状、およびこ
れに設けられている開孔部の形状によって変わる点を改
善し、フィールド領域の仕上り値を、より設計値に近く
でき、素子領域の面積減少を抑制できる選択酸化の方法
およびそれに用いるレチクルを提供することを目的とす
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明による選択酸化の方法によれば、耐酸化性膜パ
ターンを用いて酸化膜パターンを選択的に形成する方法
において、上記耐酸化性膜パターンが角部を持つ場合、
この角部にあらかじめ肉付は部を設けて酸化を行なうこ
とを特徴とする。

また、それに用いるレチクルによれば、レチクルに描か
れている耐酸化性膜パターンを投影する部分に角部が存
在する場合、この角部に肉付は部が設けられていること
を特徴とする。

（作用） 上記のような選択酸化の方法によれば、耐酸化性膜パタ
ーンの角部に肉付は部を設けることによって、この耐酸
化性膜パターンの角部の剛性が高まり、耐酸化性膜がめ
くれにくくなる。さらに、この角部に隣接して開孔部の
交差部分が存在した場合には、上記肉付は部によって、
開孔部の幅を狭めることができ、酸化剤が入りにくくな
る。これらのことから、従来、バーズビークが伸びやす
かった部分において、バーズビークの伸びが抑制される
。

また、上記選択酸化に用いるレチクルによれば、レチク
ルに描かれているパターンの角部に肉付は部が設けられ
ており、このようなレチクルを用いて写真蝕刻を行なえ
ば、酸化膜パターンの角部を設計値に近く形成できる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の実施例に係わる選択酸
化の方法およびそれに用いるレチクルについて説明する
。

第１図（ａ）は、本発明の第１の実施例に係わるレチク
ルの一部を示す平面図、第１図（ｂ）は、第１図（ａ）
中に示す円５内の拡大図、第２図（ａ）および第２図（
ｂ）は、第１の実施例に係わる選択酸化の方法を工程順
に示した平面図である。

まず、第１図ｑ（ａ）に示すように、レチクル１には、
例えばポジ型ホトレジストに対して、フィールド領域を
投影する光透過部２が描かれている。この光透過部２は
、フィールド幅の設計値３より、変換差Ｔ１の分だけ狭
く描かれている。−方、光遮断部４は、耐酸化性膜のパ
ターンを、上記ホトレジストに対して投影する。このと
き、図中の円５内に示す上記光遮断部４の角部には、肉
付は部が設けられた形状となっている。この肉付は部を
第１図（ｂ）の拡大図を参照して説明する。

第１図（ｂ）に示すように、光遮断部４は、フィールド
幅の設計値３より、変換差Ｔ１の分だけ広く描かれてい
る。また、このフィールド幅の設計値３は、角部におい
て設計値３の延長線３″より、幅部１″だけ、さらに広
くなっている。設計値３をＣＡＤに入力する際、この幅
Ｔｌ−を盛り込んで入力することによって、変換差を単
純−律に盛り込む、既存のＣＡＤシステムでも、上記光
遮断部４の面積を大きく描くことが可能となる。

この幅Ｔｌ’によって、レチクル１の耐酸化性膜を投影
する光遮断部４に肉付は部５′を設けることが可能とな
る。

このようなレチクル１を用いて、フィールド領域形成の
一工程であ゛る、ポジ型ホトレジスト（図示せず）を用
いた写真蝕刻を行なうと、第２図（ａ）に示すような、
開孔部６を持つ耐酸化性膜、例えば窒化膜７のパターン
が得られる。このとき、〆 図中の円８内に示すように、上記窒化膜７のパターンの
角部には、肉付は部７′が形成されている。

次に、上記窒化膜７をマスクとして、選択酸化を行なう
と、第２図（ｂ）に示すような、フィールド酸化膜９パ
ターンが形成される。このとき、図中の円１０内に示す
領域において、フィールド幅の設計値３を大きく逸脱す
るフィールド酸化膜９は形成されにくくなっている。こ
の理由は、第２図（Ｊｌ）中、の円８内に示す窒化膜７
の角部に、肉付は部を設けて、選択酸化を行なった点に
ある。

つまり、従来、剛性が低かった窒化膜７の角部に肉付は
部７′を設けることにより、上記窒化膜７の角部の剛性
を高めることができ、この結果、窒化膜７はめくれにく
くなって、バーズビークは伸びにくくなる。

さらに、上記窒化膜７の角部には、第２図（ａ）中の円
１１内に示す開孔部６同士の交差部分が近接して存在し
ている。この交差部分は、開孔部が四方向に開いている
ために、従来から酸化剤が入りやすい領域であった。と
ころが、上記肉付は部７″を設けることによって、四方
向に開いている開孔部の幅が、個々に狭められている。

開孔部の幅が狭まれば、酸化剤が入る量は減少し、この
結果、酸化は進みにくくなる。

これらのことから、従来、設計値を大きく逸脱したフィ
ールド酸化膜が形成されていた第２図（ｂ）中の円１０
内に示す領域において、設計値３を大きく逸脱するフィ
ールド酸化膜８は形成されにくくなり、より設計値３に
近い値のフィールド幅を持つ、フィールド酸化膜９が形
成されるようになる。

したがって、第２図（ｂ）に示す素子領域１２の面積は
、大きく減少することはなく、ここに形成される能動素
子の特性が悪化することもなくなる。

また、この効果は、素子の微細化が進行し、上記素子領
域１２の面積自体が縮小された時に、特に有・効となっ
てくる。例えば、従来、上記バーズビークによる素子領
域１２の面積減少率は、素子領域１２自体が小さくなる
につれて高くなっていた。ところが本発明によれば、バ
ーズビークの伸び自体も小さくなることによって、面積
減少率の増大が抑制されるためである。

また、上記肉付は部７′の形状としては、主に、選択酸
化時の条件、フィールド酸化膜９の幅と、素子領域１２
の面積とによって若干左右されるが、フィールド酸化膜
９の幅を、１〜１．５μｍとした場合、例えば開孔部６
に沿う長さは、開孔部６の幅と同程度、開孔部６に入り
込む長さは、開孔部６の幅の１割〜２割程度の矩形が適
当である。

尚、ネガ型ホトレジストを用いて写真蝕刻を行なう場合
には、上記レチクル１において、光透過部２と、光遮断
部４とを逆にすれば良い。

次に、第３図、第４図（ａ）、および第４図（ｂ）を参
照して、この発明の第２の実施例に係わる選択酸化の方
法およびそれに用いるレチクルについて説明する。

第３図は、この発明の第２の実施例に係わるレチクルの
一部を示す平面図、第４図（ａ）および第４図（ｂ）は
、第２の実施例に係わる選択酸化の方法について工程順
に示した平面図である。

まず、第３図に示すように、レチクル２１には、例えば
ポジ型ホトレジストに対して、フィールド領域を投影す
るＴ型の光透過部２２が描かれている。この光透過部２
２は、フィールド幅の設計値２３より、変換差Ｔ２の分
だけ狭く描かれている。

一方、光遮断部２４は、耐酸化性膜のパターンを、上記
ホトレジストに対して投影する。このとき、図中の円２
５内に示す上記光遮断部２４の角部には、第１の実施例
同様、肉付は部２４′が設けられた形状となっている。

このようなレチクル２１を用いて、フィールド領域形成
の一工程である、ポジ型ホトレジスト（図示せず）を用
いた写真蝕刻を行なうと、第４図（ａ）に示すような、
開孔部２６を持つ耐酸化性膜、例えば窒化膜２７のパタ
ーンが得られる。

図中の円２８内に示すように、上記窒化膜２７のパター
ンの角部には、第１の実施例同様、肉付は部２７′が形
成されている。

次に、上記窒化膜２７をマスクとして、選択酸化を行な
うと、第４図（ｂ）に示すような、フィールド酸化膜２
９パターンが形成される。このとき、図中の円３０内に
示す領域において、フィールド幅の設計値２３を大きく
逸脱するフィールド酸化膜２つは形成されにくくなって
いる。この理由は、第１の実施例同様、第４図（ａ）中
の円２８内に示す窒化膜２７の角部に、肉付は部２７″
を設けて、選択酸化を行なった点にある。

よって、窒化膜２７の角部の剛性が高まることから、窒
化膜２７がめくれにくくなり、バーズビークは伸びにく
くなる。

さらに、上記窒化膜２７の角部には、開孔部２６同士の
交差部分が近接して存在している。この交差部分は、開
孔部が三方向に開いているために酸化剤が入りやすい。

ところが、上記肉付は部２７′を設けることによって、
三方向に開いている開孔部の幅を狭めることができる。

よって、第１の実施例同様、酸化剤の入る量が減り、酸
化が進みにくくなる。

このように、開孔部が複数の方向に対して開き、これら
が互いに交差している領域を持つ耐酸化性膜が存在すれ
ば、この発明は適用できる。

これらのことから、第４図（ｂ）中の円３０内に示す領
域において、設計値２３を大きく逸脱するフィールド酸
化膜２９は形成されにくくなり、より設計値２３に近い
値のフィールド幅を持つ、フィールド酸化膜２９が形成
されるようになる。

したがって、第４図（ｂ）に示す素子領域３１の面積は
、大きく減少することはなく、ここに形成される能動素
子の特性が悪化することもなくなる。

また、この効果は、第１の実施例同様、素子の微細化が
進行し、上記素子領域１２の面積自体が縮小されるにつ
れ、有効となることは勿論である。

また、上記肉付は部の形状は、選択酸化時の条件によっ
て若干左右されるが、例えば長さは、開孔部２６の幅と
同程度、開孔部２６に入り込む長さは、開孔部２６の幅
の１割〜２割程度の矩形が適当である。

尚、ネガ型ホトレジストを用いて写真蝕刻を行なう場合
には、上記レチクル２１において、光透過部２２と、光
遮断部２４とを逆にすれば良い。

次に、上記レチクル２１の改良タイプを、第５図の平面
図に示す。

さらに、この第２の実施例に係わるレチクル２１に、第
５図に示す円３２内に示す、新たな肉付は部３２′を設
けても良い。このような肉付は部３２″を新たに設けれ
ば、図示しないが開孔部同士の交差部分において、これ
らの開孔部の幅をさらに狭めることができ、酸１化剤が
一段と入りにくくなる。よって、バーズビークの伸びを
いっそう抑制できるようになる。

次に、この発明の変形例について、第６図を参照して説
明する。

第６図は、この発明の変形例に係わる選択酸化の一工程
中の平面図である。

従来の問題として、耐酸化性膜の角部では剛性が低くバ
ーズビークが伸びやすい。さらに、このような角部は、
往々にして耐酸化性膜の開孔部が互いに交差している領
域に近接しており、この領域は酸化剤が入りやすいこと
から、酸化が進みやすい。

以上の２点が相乗効果となって、バーズビークが伸びや
すいことを既に述べた。

この点を踏まえると、第６図に示すように、開孔部４１
を持つ耐酸化性膜４２のパターンがあった場合に、上記
耐酸化性膜４２の角部に、さらに、第２の耐酸化性膜４
３を形成して、上記角部の剛性の増強を図り、さらに、
上記開孔部４１の交差領域において、互いの開孔部４１
の幅を狭めても良い。

このように、耐酸化性膜４２の角部に、新たに第２の耐
酸化性膜４３を形成して選択酸化を行なっても、従来、
バーズビークが伸びやすかった部分において、バーズビ
ークの伸びを抑制でき、素子領域の面積減少を防止する
ことができる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、バーズビークの
伸びが耐酸化性膜パターンの形状、およびこれに設けら
れている開孔部の形状によって変わる点が改善され、フ
ィールド領域の仕上り値を、より設計値に近くでき、素
子領域の面積減少が抑制できる選択酸化の方法およびそ
れに用いるレチクルが提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はこの発明の第１の実施例に係わるレチク
ルの平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）に示す円ａ内
の拡大図、第２図（ａ）および第２図（ｂ）は第１の実
施例に係わる選択酸化の方法を工程順に示した平面図、
第３図はこの発明の第２の実施例に係わるレチクルの平
面図、第４図（ａ）および第４図（ｂ）は第２の実施例
に係わる選択酸化の方法を工程順に示した平面図、第５
図は第２の実施例に係わるレチクルの改良タイプの平面
図、第６図はこの発明の変形例に係わる選択酸化の方法
の一工程中の平面図、第７図は従来のレチクルの平面図
、第８図（ａ）および第８図（ｂ）は従来の選択酸化の
方法を工程順に示した平面図である。 １・・・・・・レチクル、２・・・・・・光透過部、３
・・・・・・設計値、４・・・・・・光遮断部、６・・
・・・・開孔部、７・・・・・・窒化膜、９・・・・・
・フィールド酸化膜、１２・・・・・・素子領域、２１
・・・・・・レチクル、２２・・・・・・光透過部、２
３・・・・・・設計値、２４・・・・・・光遮断部、２
６・・・・・・開孔部、２７・・・・・・窒化膜、２９
・・・・・・フィールド酸化膜、３１・・・・・・素子
領域、４１・・・・・・開孔部、４２・・・・・・耐酸
化性膜、４３・・・・・・第２の耐酸化性膜。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐酸化性膜パターンを用いて酸化膜パターンを選
   択的に形成する方法において、上記耐酸化性膜パターン
   が角部を持つ場合、この角部にあらかじめ肉付け部を設
   けて酸化を行なうことを特徴とする選択酸化の方法。
2. （２）写真蝕刻工程で用いるレチクルにおいて、このレ
   チクルに描かれている耐酸化性膜パターンを投影する部
   分に角部が存在する場合、この角部に肉付け部が設けら
   れていることを特徴とするレチクル。