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JPH06224161A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH06224161A
JPH06224161A JP26255193A JP26255193A JPH06224161A JP H06224161 A JPH06224161 A JP H06224161A JP 26255193 A JP26255193 A JP 26255193A JP 26255193 A JP26255193 A JP 26255193A JP H06224161 A JPH06224161 A JP H06224161A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
island
mask pattern
side wall
shaped portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26255193A
Other languages
English (en)
Inventor
Norihiro Ikeda
典弘 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP26255193A priority Critical patent/JPH06224161A/ja
Publication of JPH06224161A publication Critical patent/JPH06224161A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光リソグラフィ技術の限界を越えた微細幅の
配線又はマスクパターンを形成すること。 【構成】 シリコン窒化膜4からなる島形状部4aに、
多結晶シリコン膜6からなる側壁7を形成した後に、島
形状部4aを除去すれば、側壁7だけが残り、これを配
線として使用できる。配線の線幅は側壁の幅、即ち、配
線層の厚みによって決定されるので、リソグラフィ以下
の寸法も可能となる。同様に、ドープされた多結晶シリ
コン膜及びマスクパターンとは異なる材料からなる島形
状部に、シリコン窒化膜からなる側壁を形成した後に、
島形状部を除去すれば、リソグラフィ以下の寸法も可能
なマスクパターンが形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置において、
微細幅の配線やマスクパターンを形成する技術に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、半導体装置において配線の形
成には光リソグラフィ技術が用いられている。例えば、
半導体基板上に化学増感型の電離放射線レジストを形成
した後、所定のパタ−ンの露光を行い、露光後のベ−ク
の際にレジスト表面を強制的にベ−クし、その後現像す
るようにして高精度のパタ−ンを得ることが特開平3−
101218号公報(H01L21/027)に示され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来例のような光リソ
グラフィ技術にあっては、近年、要求される素子の最小
線幅が、転写に用いられている光の波長と同等になって
きたために、その寸法に限界が生じてきた。例えば、現
在開発が進められている64MDRAMでは、i線(波
長:0.365μm)が光源として用いられる可能性が
高いが、このi線を用いた場合、最小線幅は0.35μ
m〜0.4μmが限度である。
【0004】本発明は半導体装置の製造方法に関し、リ
ソグラフィの限界を越えた配線又はマスクパターンを形
成することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の本発明における半
導体装置の製造方法は、半導体基板上に配線を形成する
ものであって、半導体基板上に前記配線とは異なる材料
からなる層を形成し、パタ−ニングを行う工程と、この
パタ−ン上に前記配線となる層を形成する工程と、この
配線となる層をエッチバック処理して前記パタ−ンのラ
イン部に側壁を形成する工程と、前記異なる材料を除去
する工程とを行うものである。
【0006】また、第2の本発明における半導体装置の
製造方法は、半導体基板上にマスクパターンを形成する
ものであって、半導体基板上の被エッチング領域上に、
この被エッチング領域及び前記マスクパターンとは異な
る材料からなる層を形成し、パタ−ニングを行って所定
の島形状に加工する工程と、この島形状部の上に前記マ
スクパターンとなる層を形成する工程と、このマスクパ
ターンとなる層をエッチバック処理して前記島形状部に
側壁を形成する工程と、前記島形状部を除去する工程と
を行うものである。
【0007】また、第3の本発明における半導体装置の
製造方法は、前記被エッチング領域を配線材料で構成
し、前記側壁として残ったマスクパターンをマスクとし
てエッチングを行い、前記被エッチング領域を配線とし
て加工するものである。配線材料としては、それ自体導
電性を有する物質又は不純物をドーピングすることによ
り導電性を有する物質のいずれでもよく、例えば、LS
I技術で用いられるものとしては、多結晶シリコン、単
結晶シリコン、アルミニウム、タングステン、チタン、
クロム、ニッケル、鉄、銅、金、銀、白金、これらの合
金、又はこれらとシリコンとの化合物等の導電性材料が
用いられる。
【0008】配線材料と異なる材料としては、シリコン
酸化物、シリコン窒化物、多結晶シリコン、アルミニウ
ム合金等、絶縁物でも導電物でもどちらでもよい。マス
クパターンの材料としては、被エッチング領域の材料と
異なっていれば、導電性、絶縁性等については問わな
い。
【0009】
【作用】即ち、配線材料と異なる材料からなる島形状部
に、配線材料からなる側壁を形成した後に、島形状部を
除去すれば、側壁だけが残り、これを配線として使用で
きる。配線の線幅は側壁の幅、即ち、配線層の厚みによ
って決定されるので、リソグラフィ以下の寸法も可能と
なる。
【0010】同様に、被エッチング領域及びマスクパタ
ーンとは異なる材料からなる島形状部に、マスクパター
ン材料からなる側壁を形成した後に、島形状部を除去す
れば、リソグラフィ以下の寸法も可能なマスクパターン
が形成される。更に、被エッチング領域を、配線材料に
より形成すれば、マスクパターンをマスクとしてエッチ
ングすることにより、リソグラフィ以下の幅の配線を得
ることができる。
【0011】
【実施例】本発明の第1の実施例を図1に基づいて説明
する。図1は本発明による半導体装置の製造プロセスを
順次示した断面図である。 工程1:半導体基板1上に、熱酸化法やCVD法等によ
りシリコン酸化膜2を形成すると共に、局所酸化法(L
OCOS)によりフィールド酸化膜3を形成する(図1
A)。
【0012】工程2:シリコン酸化膜3に対しエッチン
グ選択比の高いシリコン窒化膜4をCVD法により0.
2μm堆積させ、リソグラフィ技術、マスク露光、現像
等の作業を経て、レジスト5のパターニングを施す。こ
の時、前記パターンのライン部を前記フィールド酸化膜
3の上部に位置させ且つその幅を酸化膜3よりも大きく
設定しておく(即ち、パターンのライン部が酸化膜3を
跨ぐように形成する、但し、所望のライン部のみでよ
い)(図1B)。
【0013】工程3:レジスト5をマスクとして、RI
E法により前記シリコン窒化膜4をエッチングした後、
酸素プラズマアッシングや熱硫酸を用いたウェット処理
等によりレジストを除去し、前記シリコン窒化膜4を島
形状に加工する(以下、島形状部4aという)。この島
形状部4aは当然前記レジスト5のライン部と同じ幅を
有する(図1C)。
【0014】工程4:シリコン酸化膜2及び島形状部4
aの上に、減圧CVD法により多結晶シリコン膜6を
0.1μm堆積させる。(図1D) 工程5:RIE法によりこの多結晶シリコン膜6をエッ
チバック処理し、前記島形状部4aに、多結晶シリコン
材からなる幅0.1μmの側壁7を形成する(図1
E)。
【0015】工程6:ケミカルドライエッチング(CD
E)や熱燐酸を用いたウェト処理等により前記島形状部
4a(シリコン窒化膜4)を除去すると、前記シリコン
酸化膜2上に多結晶シリコン材からなる幅0.1μmの
ゲート電極パターン8が形成される(図1F)。 尚、前記多結晶シリコン6(7、8)に導電性を与える
には、よく知られている通り、PやAs、B等をドーピ
ングすればよい。具体的には、前記工程4においてCV
D中にPH3 を加えたり、前記工程4〜工程6のいずれ
かの工程においてイオン注入を行ったり、前記工程4に
おいてPOCl3 により熱拡散させる。
【0016】以上のように、本発明にあっては、前記工
程4において多結晶シリコンの膜厚を変化させるだけ
で、0.5μm以下であっても所望の線幅を得ることが
できる。実施例では、配線としてゲート電極パターンの
形成を例としたが、ビットラインや信号線等のラインパ
ターン等全てのパターン形成に適用できる。
【0017】次に、この実施例の技術を、マスクパター
ン形成のために応用した第2の実施例を図2乃至図4に
基づいて説明する。図2乃至図4は本実施例における半
導体装置の製造プロセスを順次示した断面図である。 工程:半導体基板9上に、熱酸化法やCVD法等によ
りシリコン酸化膜10を形成すると共に、局所酸化法
(LOCOS)によりフィールド酸化膜11を形成する
(図2A)。
【0018】工程:工程で作成した基板の表面全体
に減圧CVD法により、膜厚0.3μm程度の多結晶シ
リコン膜12を堆積させ、リン(P)をドープして導電
性を与える(図2B)。 工程:前記多結晶シリコン膜12に対し、エッチング
選択比の高いシリコン酸化膜13をCVD法により0.
5μm堆積させる(図2C)。
【0019】工程:リソグラフィ技術、露光、現像等
の作業を経て前記シリコン酸化膜13の上に、レジスト
14のパターニングを形成する。この時、前記レジスト
14のライン部を前記フィールド酸化膜11の上部に位
置させ且つその幅を酸化膜11よりも大きく設定してお
く(即ち、ライン部が酸化膜11を跨ぐように形成す
る、但し、所望のライン部のみでよい)(図2D)。
【0020】工程:レジスト14をマスクとして、R
IE法により前記シリコン酸化膜13を異方性エッチン
グした後、酸素プラズマアッシングや熱硫酸を用いたウ
ェト処理等によりレジストを除去し、前記シリコン酸化
膜13を島形状に加工する(以下、島形状部13aとい
う)。この島形状部13aは当然前記レジスト14のラ
イン部と同じ幅を有する(図3E)。
【0021】工程:前記多結晶シリコン膜12及び島
形状部13aの上に、減圧CVD法によりシリコン窒化
膜15を0.1μm堆積させる。(図3F) 工程:RIE法によりこのシリコン窒化膜15をエッ
チバック処理し、前記島形状部13aの側面のみに、シ
リコン窒化膜材からなる幅0.1μmの側壁16を形成
する(図3G)。
【0022】工程:希釈フッ酸等を用いたウェット処
理等により前記島形状部13a(シリコン酸化膜13)
を除去すると、前記多結晶シリコン膜12上にシリコン
窒化膜材からなる幅0.1μmのマスクパターン17
(側壁16)が形成される(図3H)。 工程:このマスクパターン17をマスクとして、RI
E法により前記多結晶シリコン膜12を異方性エッチン
グした(図4I)後、マスクパターン17を熱燐酸等を
用いて除去すると、前記ゲート酸化膜としてのシリコン
酸化膜10上に、幅0.1μmの多結晶シリコン材から
なるゲート電極18が形成される(図4J)。
【0023】以上のように、本発明にあっては、工程
においてシリコン窒化膜の膜厚を変化させるだけで、
0.5μm以下であっても所望のマスクパターンを得る
ことができる。尚、この第2実施例では、多結晶シリコ
ン上にを微細マスクパターンを形成し、微細幅のゲート
電極を加工する例を示したが、例えば、スタック型キャ
パシタの下部電極上に形成して、下部電極をエッチング
し、その表面積を拡大させる等、応用方法は様々であ
る。
【0024】
【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法にあって
は、従来の光リソグラフィ技術でもって、その限界を越
えた微細幅の配線パターン又はマスクパターンを形成す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における半導体装置の製
造プロセスを順次示した断面図である。
【図2】本発明の第2の実施例における半導体装置の製
造プロセスを順次示した断面図である。
【図3】本発明の第2の実施例における半導体装置の製
造プロセスを順次示した断面図である。
【図4】本発明の第2の実施例における半導体装置の製
造プロセスを順次示した断面図である。
【符号の説明】
1、9 半導体基板 4 シリコン窒化膜(異なる材料からなる層) 4a 島形状部 6 多結晶シリコン膜(配線となる層) 7、16 側壁 8 ゲート電極パターン(配線) 12 多結晶シリコン膜(被エッチング領域) 13 シリコン酸化膜(異なる材料からなる層) 13a 島形状部 15 シリコン窒化膜(マスクパターンとなる層) 17 マスクパターン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に配線を形成するものであ
    って、半導体基板上に前記配線とは異なる材料からなる
    層を形成し、パタ−ニングを行って、所定の島形状に加
    工する工程と、この島形状部の上に前記配線となる層を
    形成する工程と、この配線となる層をエッチバック処理
    して前記島形状部に側壁を形成する工程と、前記島形状
    部を除去する工程とを行うことを特徴とした半導体装置
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 半導体基板上にマスクパターンを形成す
    るものであって、半導体基板上の被エッチング領域上
    に、この被エッチング領域及び前記マスクパターンとは
    異なる材料からなる層を形成し、パタ−ニングを行って
    所定の島形状に加工する工程と、この島形状部の上に前
    記マスクパターンとなる層を形成する工程と、このマス
    クパターンとなる層をエッチバック処理して前記島形状
    部に側壁を形成する工程と、前記島形状部を除去する工
    程とを行うことを特徴とした半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記被エッチング領域を配線材料で構成
    し、前記側壁として残ったマスクパターンをマスクとし
    てエッチングを行い、前記被エッチング領域を配線とし
    て加工することを特徴とした請求項2に記載の半導体装
    置の製造方法。
JP26255193A 1992-11-04 1993-10-20 半導体装置の製造方法 Pending JPH06224161A (ja)

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JP26255193A JPH06224161A (ja) 1992-11-04 1993-10-20 半導体装置の製造方法

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JP4-295101 1992-11-04
JP29510192 1992-11-04
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1012622A (ja) * 1996-06-26 1998-01-16 Nec Corp 半導体装置の製造方法
US6828634B2 (en) 2001-01-29 2004-12-07 Fujitsu Limited Semiconductor device with two types of FET's having different gate lengths and its manufacture method
WO2005121019A1 (ja) * 2004-06-08 2005-12-22 Riken ナノ構造体の製造方法およびナノ構造体
WO2009122764A1 (ja) * 2008-03-31 2009-10-08 東京エレクトロン株式会社 ホール形成方法、ホール形成装置及びプログラム

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