JP2003209121A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor device

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JP2003209121A
JP2003209121A JP2002007494A JP2002007494A JP2003209121A JP 2003209121 A JP2003209121 A JP 2003209121A JP 2002007494 A JP2002007494 A JP 2002007494A JP 2002007494 A JP2002007494 A JP 2002007494A JP 2003209121 A JP2003209121 A JP 2003209121A
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Japan
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resist
gate electrode
semiconductor device
manufacturing
layer
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JP2002007494A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Ueda
和宏 上田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor device having a reliable MOS transistor of an LDD structure without causing shadowing. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the semiconductor device comprises a process of applying a resist on a substrate 1 formed with a gate electrode 4a, a process of removing part of the resist so as to expose the gate electrode 4a, and a process of chamfering the end on the gate electrode 4a side of a resist 8a left over from the process for removing part of the resist by a thinner separation method. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置の製
造方法に関し、特に、LDD構造のMOSトランジスタ
を備えた半導体装置の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device including a MOS transistor having an LDD structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8、図9にて、従来の半導体装置につ
いて、簡単に説明する。図8は、従来の半導体装置を示
す概略断面図であり、図9は、その製造方法であって各
工程における半導体装置を示す概略断面図である。
2. Description of the Related Art A conventional semiconductor device will be briefly described with reference to FIGS. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a conventional semiconductor device, and FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the semiconductor device in each step of the manufacturing method.

【0003】図8、図9において、1は基板としてのP
型半導体基板、3はゲート加工前のゲート絶縁膜、3a
はゲート加工後のゲート絶縁膜、4はゲート加工前のゲ
ート電極層、4aはゲート加工後のゲート電極層、5は
ゲート電極層を形成するための加工前のレジスト、5a
はゲート電極層を形成するための加工後のレジスト、1
0はLDD構造を有するN層、10aはNチャネルトラ
ンジスタのN層、10bNチャネルトランジスタのN
層、10cはN層10bにおけるゲート絶縁膜3a
との隣接部としてのN層を示す。
In FIGS. 8 and 9, 1 is P as a substrate
-Type semiconductor substrate, 3 is a gate insulating film before gate processing, 3a
Is a gate insulating film after gate processing, 4 is a gate electrode layer before gate processing, 4a is a gate electrode layer after gate processing, 5 is a resist before processing for forming a gate electrode layer, 5a
Is a processed resist for forming a gate electrode layer, 1
0 is an N layer having an LDD structure, 10a is an N + layer of an N-channel transistor, and 10b is an N + layer of an N-channel transistor.
- layer, 10c are N - gate insulating the layer 10b membrane 3a
The N - layer is shown as the adjacent portion to and.

【0004】ここで、図8に示すように、LDD構造の
MOSトランジスタは、ソース・ドレイン領域となる拡
散層が、不純物濃度の高いN層10aと、不純物濃度
の低いN層10b、10cとの二重構造となってい
る。これにより、MOSトランジスタのドレイン領域に
おける境界部分における電界集中を緩和することができ
る。
As shown in FIG. 8, in the LDD structure MOS transistor, the diffusion layers serving as the source / drain regions have N + layers 10a with a high impurity concentration and N layers 10b, 10c with a low impurity concentration. It has a double structure with. This can alleviate the electric field concentration at the boundary in the drain region of the MOS transistor.

【0005】以上のように構成された図8に示す半導体
装置は、図9(a)〜(c)に示す工程を経て製造され
るものである。以下、その工程を順次説明する。まず、
図9(a)に示すように、一導電型半導体基板としての
P型半導体基板1上に、熱酸化法により、ゲート絶縁膜
3を形成する。そして、ゲート絶縁膜3上に、ポリシリ
コン等のゲート電極層4を形成する。さらに、ゲート電
極層4上に、レジスト5を塗布する。
The semiconductor device shown in FIG. 8 configured as described above is manufactured through the steps shown in FIGS. 9 (a) to 9 (c). The steps will be sequentially described below. First,
As shown in FIG. 9A, the gate insulating film 3 is formed on the P-type semiconductor substrate 1 as the one conductivity type semiconductor substrate by a thermal oxidation method. Then, the gate electrode layer 4 of polysilicon or the like is formed on the gate insulating film 3. Further, a resist 5 is applied on the gate electrode layer 4.

【0006】次に、図9(b)に示すように、フォトリ
ソグラフィ法を用いて、パターニングされた所望のレジ
スト5aを形成する。そして、このパターニングされた
レジスト5aをマスクとして、ゲート電極層4の露出領
域をエッチングにより除去する。これにより、MOSト
ランジスタのゲート電極としてのゲート電極層4aが形
成される。
Next, as shown in FIG. 9B, a desired patterned resist 5a is formed by photolithography. Then, using the patterned resist 5a as a mask, the exposed region of the gate electrode layer 4 is removed by etching. As a result, the gate electrode layer 4a as the gate electrode of the MOS transistor is formed.

【0007】その後、図9(c)に示すように、ゲート
電極層4a上のレジスト5aを除去する。そして、同図
の矢印で示すように、ゲート電極層4aをマスクにして
その下方に向けて斜め方向からリン等のイオンを注入
(斜め回転注入法という。)することにより、N層10
におけるN層を形成する。ここで、斜め回転注入法と
は、ゲート電極4a直下(図8の10cの領域であ
る。)に拡散層を形成するために所定の注入角度βにて
イオンを注入するとともに、斜め方向のイオン注入によ
るソース・ドレインにおける拡散層の非対称性を抑止す
るためにP型半導体基板1を回転させながらイオン注入
するものである。
After that, as shown in FIG. 9C, the resist 5a on the gate electrode layer 4a is removed. Then, as shown by the arrow in the figure, the N layer 10 is formed by implanting ions of phosphorus or the like obliquely downward with the gate electrode layer 4a used as a mask (oblique rotation implantation method).
To form the N layer. Here, the oblique rotation implantation method means that ions are implanted at a predetermined implantation angle β in order to form a diffusion layer just below the gate electrode 4a (the region 10c in FIG. 8), and the ions in the diagonal direction are also implanted. Ion implantation is performed while rotating the P-type semiconductor substrate 1 in order to suppress the asymmetry of the diffusion layer in the source / drain due to the implantation.

【0008】その後、ゲート電極層4aをマスクにし
て、ソース・ドレイン領域に向けて、P型半導体基板1
に対して垂直方向からヒ素等のイオンを注入することに
より、N層10におけるN層を形成する。以上のよう
にして、N層10aとN層10b、10cとからな
るN層10を有するLDD構造MOSトランジスタが形
成される。なお、図9(b)に示す工程では、ゲート絶
縁膜3は除去されていないため、図9は、厳密な意味で
図8に示す半導体装置の製造方法を示すものではない
が、主たる製造方法に大きな違いはない。
After that, using the gate electrode layer 4a as a mask, the P-type semiconductor substrate 1 is directed toward the source / drain regions.
By implanting ions of arsenic or the like from the direction perpendicular to, the N + layer in the N layer 10 is formed. As described above, the LDD structure MOS transistor having the N layer 10 including the N + layer 10a and the N layers 10b and 10c is formed. Note that the gate insulating film 3 is not removed in the step shown in FIG. 9B, and therefore, although FIG. 9 does not strictly show the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. Does not make a big difference.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の半導体装
置においては、シャドーイングにより、ゲート電極層の
下方に向けての斜め方向からのイオン注入が充分にでき
ないという問題があった。
The above-described conventional semiconductor device has a problem that it is not possible to sufficiently perform ion implantation from a diagonal direction downward to the gate electrode layer due to shadowing.

【0010】図10にて、その具体例を説明する。図1
0は、Nチャネルトランジスタ領域Rにおけるゲート電
極層4aの下方に向けて、リンの注入をおこなう斜め回
転注入工程における半導体装置を示す概略断面図であ
る。同図の半導体装置は、高集積化されたCMOSトラ
ンジスタであって、この工程においては、リンの注入を
おこなうNチャネルトランジスタ領域R以外のPチャネ
ルトランジスタ領域S上に、1μm程度の膜厚のレジス
ト48が形成されている。また、Nチャネルトランジス
タ領域RとPチャネルトランジスタ領域Sとの境界部に
は、素子間分離絶縁膜2が形成されている。
A specific example will be described with reference to FIG. Figure 1
0 is a schematic cross-sectional view showing the semiconductor device in the oblique rotation implantation step of implanting phosphorus toward the lower side of the gate electrode layer 4a in the N-channel transistor region R. The semiconductor device shown in the figure is a highly integrated CMOS transistor, and in this step, a resist having a film thickness of about 1 μm is formed on the P-channel transistor region S other than the N-channel transistor region R in which phosphorus is implanted. 48 are formed. An inter-element isolation insulating film 2 is formed at the boundary between the N-channel transistor region R and the P-channel transistor region S.

【0011】ところが、Nチャネルトランジスタ領域R
におけるゲート電極層4aの下方に向けて、注入角度β
にてリンの注入をおこなおうとした場合、同図の破線矢
印で示すように、ゲート電極層4aに近接するレジスト
48によりリンの注入経路が遮断されてしまう。この現
象をシャドーイングという。このシャドーイングが発生
する状況では、リンの注入は、所望の注入角度βより小
さな注入角度αでしか達成できないために、所望のLD
D構造を形成できないことになる。
However, the N-channel transistor region R
Toward the bottom of the gate electrode layer 4a at
If phosphorus is to be implanted in, the phosphorus implantation route will be blocked by the resist 48 adjacent to the gate electrode layer 4a, as indicated by the broken line arrow in FIG. This phenomenon is called shadowing. In the situation where this shadowing occurs, the implantation of phosphorus can only be achieved with an implantation angle α that is smaller than the desired implantation angle β, so that the desired LD
The D structure cannot be formed.

【0012】このような問題は、微細化された半導体装
置において、一層重大なものとなっている。すなわち、
微細化された半導体装置においては、各素子の大きさは
さらに小さくなるために、図10中におけるMOSトラ
ンジスタの拡散層10の幅Lも小さくなる。したがっ
て、注入可能な注入角度αは、一層小さくなる。
Such a problem becomes more serious in a miniaturized semiconductor device. That is,
In the miniaturized semiconductor device, the size of each element is further reduced, so that the width L of the diffusion layer 10 of the MOS transistor in FIG. 10 is also reduced. Therefore, the injection angle α that can be injected becomes smaller.

【0013】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、シャドーイングの生じない、信
頼性の高いLDD構造MOSトランジスタを有する半導
体装置の製造方法を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device having a highly reliable LDD structure MOS transistor which does not cause shadowing.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1記載
の発明にかかる半導体装置の製造方法は、ゲート電極が
形成された基板上にレジストを塗布する工程と、前記ゲ
ート電極が露呈するように前記レジストの一部を除去す
る工程と、前記レジストの一部を除去する工程にて残存
する前記レジストの前記ゲート電極側端部を、シンナー
剥離法により面取りする工程とを備えるものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, wherein a step of applying a resist on a substrate on which a gate electrode is formed and the gate electrode is exposed. The method further includes the step of removing a part of the resist, and the step of chamfering the gate electrode side end of the resist remaining in the step of removing a part of the resist by a thinner peeling method.

【0015】また、この発明の請求項2記載の発明にか
かる半導体装置の製造方法は、ゲート電極が形成された
基板上にレジストを塗布する工程と、前記レジストの露
光領域を露光する露光装置の視野絞りと共役な位置に該
露光領域の端部の露光量を減ずるフィルタを設ける工程
と、前記ゲート電極が露呈するように前記レジストの一
部を除去するとともに、残存する前記レジストの前記ゲ
ート電極側端部を面取りする工程とを備えるものであ
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of applying a resist on a substrate on which a gate electrode is formed, and an exposure apparatus which exposes an exposed area of the resist. Providing a filter for reducing the exposure amount at the end of the exposure region at a position conjugate with the field stop; removing a part of the resist so that the gate electrode is exposed; and remaining the gate electrode of the resist And a step of chamfering the side end portion.

【0016】また、この発明の請求項3記載の発明にか
かる半導体装置の製造方法は、ゲート電極が形成された
基板上に第1レジストを塗布する工程と、前記ゲート電
極が露呈するように前記第1レジストの一部を除去する
工程と、前記第1レジスト上に第2レジストを塗布する
工程と、前記第1レジストの一部を除去する工程にて残
存する前記第1レジストの開口部より大きく開口するよ
うに前記第2レジストへの露光量を調整した後に、前記
第2レジストの一部を除去する工程とを備えるものであ
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, wherein a step of applying a first resist on a substrate having a gate electrode formed thereon and the step of exposing the gate electrode are performed. From the opening of the first resist remaining in the step of removing a part of the first resist, the step of applying a second resist on the first resist, and the step of removing a part of the first resist After the exposure amount to the second resist is adjusted so as to make a large opening, a step of removing a part of the second resist is provided.

【0017】また、この発明の請求項4記載の発明にか
かる半導体装置の製造方法は、ゲート電極が形成された
基板上に第1レジストを塗布する工程と、前記ゲート電
極が露呈するように前記第1レジストの一部を除去する
工程と、前記第1レジスト上に第2レジストを塗布する
工程と、前記第1レジストの一部を除去する工程にて残
存する前記第1レジストの開口部と同等に開口するよう
に前記第2レジストの一部を除去する工程と、前記第2
レジストの一部を除去する工程にて残存する前記第2レ
ジストの前記ゲート電極側端部を面取りする工程とを備
えるものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, wherein a step of applying a first resist on a substrate having a gate electrode formed thereon and the step of exposing the gate electrode are performed. A step of removing a part of the first resist, a step of applying a second resist on the first resist, and an opening of the first resist remaining in the step of removing a part of the first resist. Removing a part of the second resist so as to open equally,
And a step of chamfering the gate electrode side end of the second resist remaining in the step of removing a part of the resist.

【0018】また、請求項5記載の発明にかかる半導体
装置の製造方法は、上記請求項4に記載の発明におい
て、前記面取りする工程を、アッシングする工程とする
ものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth aspect, the chamfering step is an ashing step.

【0019】また、請求項6記載の発明にかかる半導体
装置の製造方法は、上記請求項4に記載の発明におい
て、前記面取りする工程を、熱処理する工程とするもの
である。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth aspect, the chamfering step is a heat treatment step.

【0020】また、請求項7記載の発明にかかる半導体
装置の製造方法は、上記請求項4に記載の発明におい
て、前記面取りする工程を、シンナー剥離法を用いる工
程とするものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth aspect, the chamfering step is a step using a thinner peeling method.

【0021】また、この発明の請求項8記載の発明にか
かる半導体装置の製造方法は、ゲート電極が形成された
基板上に第1レジストを塗布する工程と、前記ゲート電
極が露呈するように前記第1レジストの一部を除去する
工程と、前記第1レジスト上に第2レジストを塗布する
工程と、前記第1レジストの一部を除去する工程にて残
存する前記第1レジストの開口部と同等に開口するよう
に前記第2レジストの一部を除去するとともに、残存す
る前記第2レジストの前記ゲート電極側端部を面取りす
る工程とを備えるものである。
Further, in a method of manufacturing a semiconductor device according to an eighth aspect of the present invention, the step of applying a first resist on a substrate on which a gate electrode is formed, and the step of exposing the gate electrode are performed. A step of removing a part of the first resist, a step of applying a second resist on the first resist, and an opening of the first resist remaining in the step of removing a part of the first resist. And a step of removing a part of the second resist so as to equally open and chamfering the remaining end of the second resist on the gate electrode side.

【0022】また、請求項9記載の発明にかかる半導体
装置の製造方法は、上記請求項8に記載の発明におい
て、前記第2レジストの露光領域に焦点をずらして露光
する工程をさらに備えるものである。
The method of manufacturing a semiconductor device according to a ninth aspect of the present invention is the method according to the eighth aspect, further comprising a step of exposing the exposure region of the second resist while defocusing it. is there.

【0023】また、請求項10記載の発明にかかる半導
体装置の製造方法は、上記請求項8に記載の発明におい
て、前記第2レジストの露光領域を露光する露光装置の
視野絞りと共役な位置に該露光領域の端部の露光量を減
ずるフィルタを設ける工程をさらに備えるものである。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the eighth aspect, wherein the exposure area of the second resist is exposed at a position conjugate with a field stop of the exposure apparatus. The method further comprises the step of providing a filter for reducing the exposure amount at the end of the exposure area.

【0024】また、請求項11記載の発明にかかる半導
体装置の製造方法は、上記請求項3〜請求項10のいず
れかに記載の発明において、前記第1レジストのエッチ
ング速度を、前記第2レジストのエッチング速度より小
さくするものである。
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the third aspect, wherein the etching rate of the first resist is set to the second resist. The etching rate is lower than the etching rate.

【0025】また、請求項12記載の発明にかかる半導
体装置の製造方法は、上記請求項1〜請求項11のいず
れかに記載の発明において、前記ゲート電極の下方に向
けて斜め方向からイオンを回転注入する工程をさらに備
えるものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, the ions are obliquely directed downward from the gate electrode. The method further comprises the step of rotating injection.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同
一または相当する部分には同一の符号を付しており、そ
の重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and the duplicate description thereof will be appropriately simplified or omitted.

【0027】実施の形態1.図1、図2にて、この発明
の実施の形態1について詳細に説明する。図1(a)〜
(c)、図2(a)〜(b)は、この発明の実施の形態
1を示す半導体装置の製造方法であって、各工程におけ
る半導体装置を示す概略断面図である。
Embodiment 1. A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 (a)-
2 (a) and 2 (b) are schematic cross-sectional views showing the semiconductor device in each step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【0028】まず、図1(a)に示すように、基板とし
てのP型半導体基板1に、例えば、LOCOS分離法等
により、素子間分離絶縁膜2を形成する。そして、P型
半導体基板1上に、ゲート絶縁膜3を形成する。そし
て、ゲート絶縁膜3上に、ポリシリコン等のゲート電極
層4を形成する。さらに、ゲート電極層4上に、レジス
ト5を塗布する。ここで、ゲート絶縁膜3、ゲート電極
層4の膜厚は、例えば、それぞれ6nm、100nm程
度である。また、素子間分離絶縁膜2は、Nチャネルト
ランジスタとPチャネルトランジスタとの境界に形成さ
れる。
First, as shown in FIG. 1A, an element isolation insulating film 2 is formed on a P-type semiconductor substrate 1 as a substrate by, for example, the LOCOS isolation method. Then, the gate insulating film 3 is formed on the P-type semiconductor substrate 1. Then, the gate electrode layer 4 of polysilicon or the like is formed on the gate insulating film 3. Further, a resist 5 is applied on the gate electrode layer 4. Here, the film thicknesses of the gate insulating film 3 and the gate electrode layer 4 are, for example, about 6 nm and 100 nm, respectively. The element isolation insulating film 2 is formed at the boundary between the N-channel transistor and the P-channel transistor.

【0029】次に、図1(b)に示すように、フォトリ
ソグラフィ法を用いてレジスト5をパターニングした後
に、RIE法により不要なレジスト5部を除去して所望
のレジスト5aを形成する。そして、この残存したレジ
スト5aをマスクとして、ゲート電極層4の露出領域
と、その下層のゲート絶縁膜3とを、エッチングにより
除去する。これにより、MOSトランジスタのゲート電
極としてのゲート電極層4aと、ゲート絶縁膜3aとが
形成される。
Next, as shown in FIG. 1B, after the resist 5 is patterned by using the photolithography method, unnecessary portions of the resist 5 are removed by the RIE method to form a desired resist 5a. Then, using the remaining resist 5a as a mask, the exposed region of the gate electrode layer 4 and the gate insulating film 3 thereunder are removed by etching. As a result, the gate electrode layer 4a as the gate electrode of the MOS transistor and the gate insulating film 3a are formed.

【0030】その後、図1(c)に示すように、ゲート
電極層4a上のレジスト5aを除去する。そして、ゲー
ト電極層4aが形成されたP型半導体基板1上に、後述
するイオンを所望の箇所に注入するためのレジストを塗
布する。さらに、ゲート電極層4aとその周辺領域(後
に拡散層となる領域である。)とが露呈するように、レ
ジストの一部を除去して所望のレジスト8を形成する。
ここで、レジスト8は、N拡散層を形成するためのイオ
ン注入を必要としないPチャネルトランジスタ領域に形
成されるものである。
Thereafter, as shown in FIG. 1C, the resist 5a on the gate electrode layer 4a is removed. Then, on the P-type semiconductor substrate 1 on which the gate electrode layer 4a is formed, a resist for injecting ions, which will be described later, into desired portions is applied. Further, a desired resist 8 is formed by removing a part of the resist so that the gate electrode layer 4a and its peripheral region (which will be a diffusion layer later) are exposed.
Here, the resist 8 is formed in the P-channel transistor region which does not require ion implantation for forming the N diffusion layer.

【0031】次に、図2(a)に示すように、図1
(c)の工程で残存したレジスト8において、ゲート電
極層4a側の端部(レジスト8の紙面左側の角部であ
る。)をシンナー剥離法により面取りして、テーパ部を
有するレジスト8aを形成する。
Next, as shown in FIG.
In the resist 8 remaining in the step (c), the end portion on the gate electrode layer 4a side (the corner portion on the left side of the paper surface of the resist 8) is chamfered by a thinner peeling method to form a resist 8a having a tapered portion. To do.

【0032】ここで、シンナー剥離法とは、液体として
のシンナーにレジストを浸すことで、レジストを剥離す
る方法である。そして、ある領域をシンナー処理する場
合、その領域の端部は中央部に比べて強く反応する傾向
がある。そのため、シンナー剥離法を施した後のレジス
トは、端部がたれたような面取りされた形状となる。
Here, the thinner stripping method is a method of stripping the resist by immersing the resist in a thinner as a liquid. When a certain region is subjected to thinner treatment, the end portions of the region tend to react more strongly than the central portion. Therefore, the resist after being subjected to the thinner peeling method has a chamfered shape such that the end portions are sloping.

【0033】また、シンナー剥離法により形成された面
取り部を有するレジスト8aは、次に述べる注入回転工
程におけるイオンの注入に対して、充分な耐性を備えた
ものである。すなわち、イオンを注入したくないPチャ
ネルトランジスタ領域において、イオンがレジスト8a
を突き抜ける等の不具合が発生しないように、レジスト
8aは必要最小限の厚みが確保されている。
Further, the resist 8a having the chamfered portion formed by the thinner peeling method has sufficient resistance to the ion implantation in the implantation rotation step described below. That is, in the P-channel transistor region where it is not desired to implant the ions, the ions are not resist 8a.
The resist 8a has a necessary minimum thickness so as not to cause a problem such as penetration through.

【0034】そして、図2(b)に示すように、斜め回
転注入法により、ゲート電極層4a及びレジスト8aを
マスクとしてゲート電極層4aの下方に向けて斜め方向
からリン等のイオンを注入する(同図の破線矢印で示す
方向である。)。これにより、ゲート電極層4a端部の
直下に、イオンが注入される。ここで、ゲート電極層4
aに近接するレジスト8aの端部は面取りされているた
めに、面取りされていない場合のイオン注入角度αより
も大きなイオン注入角度βを確保することができる。
Then, as shown in FIG. 2 (b), ions such as phosphorus are obliquely implanted downward of the gate electrode layer 4a by the oblique rotation implantation method using the gate electrode layer 4a and the resist 8a as a mask. (This is the direction indicated by the dashed arrow in the figure.). As a result, ions are implanted just below the end of the gate electrode layer 4a. Here, the gate electrode layer 4
Since the end portion of the resist 8a adjacent to a is chamfered, an ion implantation angle β larger than the ion implantation angle α when not chamfered can be secured.

【0035】したがって、N層10を形成するための幅
Lが狭くても、ゲート電極層4aの端部から中央部に向
けて、比較的深くイオンを注入することができる。そし
て、ここで注入されるイオンにより、LDD構造MOS
トランジスタのN層10のN 層が形成される。なお、
イオンの注入工程は、例えば、リンを注入エネルギー8
0keV、ドーズ量5×1013cm−2にて注入する
条件にておこなうことができる。
Therefore, the width for forming the N layer 10
Even if L is narrow, the gate electrode layer 4a faces from the end to the center.
Therefore, ions can be implanted relatively deeply. That
Then, due to the ions implanted here, the LDD structure MOS
N of the N layer 10 of the transistor A layer is formed. In addition,
In the ion implantation process, for example, phosphorus is implanted at an energy of 8
0 keV, dose 5 × 10Thirteencm-2Inject at
It can be done under certain conditions.

【0036】その後、ゲート電極層4a及びレジスト8
aをマスクにして、ソース・ドレイン領域に向けて、P
型半導体基板1に対して垂直方向からヒ素等のイオンを
注入することにより、N層10におけるN層を形成す
る。以上のようにして、N層とN層とからなるN層
10を有するLDD構造MOSトランジスタが形成され
る。
After that, the gate electrode layer 4a and the resist 8 are formed.
Using a as a mask, P toward the source / drain regions
An N + layer in the N layer 10 is formed by implanting ions of arsenic or the like into the type semiconductor substrate 1 from the vertical direction. As described above, the LDD structure MOS transistor having the N layer 10 including the N + layer and the N layer is formed.

【0037】以上説明したように、本実施の形態1にお
いては、LDD構造MOSトランジスタの形成工程にお
いて用いるレジストによるシャドーイングが生じない、
信頼性の高い半導体装置の製造方法及び半導体装置を提
供することができる。
As described above, in the first embodiment, the shadowing due to the resist used in the process of forming the LDD structure MOS transistor does not occur.
A highly reliable semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device can be provided.

【0038】なお、本実施の形態1では、断面が矩形の
レジスト8に対して、シンナー処理の特性を生かして、
面取りされたレジスト8aを形成した。これに対して、
アッシング処理による特性を生かして、面取りされたレ
ジスト8aを形成することもできる。すなわち、上述の
図2(a)の工程において、シンナー剥離法の代わりに
アッシング処理を用いて、テーパ形状のレジスト8aを
形成する。ここで、ある領域をアッシング処理する場
合、シンナー処理と同様に、その領域の端部が中央部に
比べて強く反応する傾向がある。そのため、比較的弱い
アッシング処理を施した後のレジストは、シンナー処理
を施したレジストと同様に、端部がたれたような面取り
された形状となる。なお、面取りされたレジスト8aを
形成するためのアッシングの条件としては、例えば、O
ガス雰囲気中で、ガス流量400sccm、圧力1T
orr(133.3Pa)、温度140℃とすることが
できる。このアッシング条件は、レジスト8をすべて除
去する際のアッシング条件と比較して、小さく調整され
たものである。
In the first embodiment, the resist 8 having a rectangular cross section is used to take advantage of the characteristics of the thinner processing.
A chamfered resist 8a was formed. On the contrary,
The chamfered resist 8a can be formed by taking advantage of the characteristics of the ashing process. That is, in the step of FIG. 2A, the ashing process is used instead of the thinner stripping method to form the tapered resist 8a. Here, when an ashing process is performed on a certain region, the end portions of the region tend to react more strongly than the central portion, as in the thinner process. Therefore, the resist after being subjected to the relatively weak ashing treatment has a chamfered shape such that the end portions are sloping like the resist subjected to the thinner treatment. The ashing condition for forming the chamfered resist 8a is, for example, O
Gas flow rate 400 sccm, pressure 1T in 2 gas atmosphere
Orr (133.3 Pa) and temperature may be 140 ° C. This ashing condition is adjusted to be smaller than the ashing condition when removing all the resist 8.

【0039】また、本実施の形態1では、断面が矩形の
レジスト8に対して、シンナー剥離法の特性を生かし
て、面取りされたレジスト8aを形成した。これに対し
て、熱処理(キュア)による特性を生かして、面取りさ
れたレジスト8aを形成することもできる。すなわち、
上述の図2(a)の工程において、シンナー剥離法の代
わりに熱処理を用いて、テーパ形状のレジスト8aを形
成する。これは、レジストに熱処理を施した場合、レジ
ストの端部が収縮して、面取りされたような形状となる
特性を利用したものである。
In the first embodiment, the chamfered resist 8a is formed on the resist 8 having a rectangular cross section by utilizing the characteristics of the thinner peeling method. On the other hand, the chamfered resist 8a can be formed by taking advantage of the characteristics of heat treatment (cure). That is,
In the step of FIG. 2A, heat treatment is used instead of the thinner stripping method to form the tapered resist 8a. This utilizes the characteristic that when the resist is heat-treated, the end portions of the resist contract to form a chamfered shape.

【0040】また、本実施の形態1では、本発明をNチ
ャネルのトランジスタ領域に適用したが、Pチャネルの
トランジスタ領域に対しても本発明を適用することがで
きる。すなわち、N型半導体基板上にP層とP層と
からなる拡散層を形成するために、Nチャネルトランジ
スタ領域上にテーパ形状のレジストを形成して、イオン
の斜め回転注入をおこなうことができる。そして、この
場合にも、本実施の形態1と同様の効果を奏することが
できる。
Although the present invention is applied to the N-channel transistor region in the first embodiment, the present invention can also be applied to the P-channel transistor region. That is, in order to form a diffusion layer composed of a P + layer and a P layer on an N-type semiconductor substrate, a tapered resist may be formed on the N-channel transistor region and oblique rotation implantation of ions may be performed. it can. Also in this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0041】ここで、本実施の形態1では、レジスト8
aの面取り部の形状を簡単のためC面として図示した
が、シンナー処理の程度等によりその形状はきれいな面
取り形状にはならない場合がある。しかし、その場合で
あっても、所望の注入角度βが確保されることで、本実
施の形態1の効果を奏することになる。
Here, in the first embodiment, the resist 8 is used.
Although the shape of the chamfered portion a is shown as the C surface for simplicity, the shape may not be a clean chamfered shape depending on the degree of thinner treatment. However, even in that case, the effect of the first embodiment can be obtained by ensuring the desired injection angle β.

【0042】実施の形態2.図3、図4にて、この発明
の実施の形態2について詳細に説明する。図3(a)〜
(b)、図4(a)〜(b)は、この発明の実施の形態
2を示す半導体装置の製造方法であって、各工程におけ
る半導体装置を示す概略断面図である。本実施の形態2
における半導体装置の製造方法は、シンナー剥離法によ
らずフォトリソグラフィ工程における露光条件によりレ
ジストの面取り部を形成する点が、前記実施の形態1と
相違する。
Embodiment 2. The second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. Fig.3 (a)-
FIGS. 4B and 4A to 4B are schematic cross-sectional views showing the semiconductor device in each step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. Second Embodiment
The method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment is different from the first embodiment in that the chamfered portion of the resist is formed under the exposure conditions in the photolithography process instead of the thinner peeling method.

【0043】まず、図3(a)に示すように、基板とし
てのP型半導体基板1に、前記実施の形態1と同様、素
子間分離絶縁膜2を形成する。そして、P型半導体基板
1上に、ゲート絶縁膜3、ゲート電極層4、レジスト5
を順次形成する。
First, as shown in FIG. 3A, an element isolation insulating film 2 is formed on a P-type semiconductor substrate 1 as a substrate, as in the first embodiment. Then, on the P-type semiconductor substrate 1, the gate insulating film 3, the gate electrode layer 4, the resist 5 are formed.
Are sequentially formed.

【0044】次に、図3(b)に示すように、フォトリ
ソグラフィ法、RIE法による処理を施して、前記実施
の形態1と同様、パターニングされた所望のレジスト5
aを形成する。そして、この残存したレジスト5aをマ
スクとして、ゲート電極層4の露出領域をエッチングに
より除去する。
Next, as shown in FIG. 3B, the desired resist 5 patterned by the photolithography method and the RIE method is applied as in the first embodiment.
a is formed. Then, using the remaining resist 5a as a mask, the exposed region of the gate electrode layer 4 is removed by etching.

【0045】その後、図4(a)に示すように、ゲート
電極層4a上のレジスト5aを除去する。そして、ゲー
ト電極層4aが形成されたP型半導体基板1上に、後述
するイオンを所望の箇所に注入するためのレジストを塗
布する。
After that, as shown in FIG. 4A, the resist 5a on the gate electrode layer 4a is removed. Then, on the P-type semiconductor substrate 1 on which the gate electrode layer 4a is formed, a resist for injecting ions, which will be described later, into desired portions is applied.

【0046】そして、不図示の露光装置により、P型半
導体基板1上に形成したレジストの表面に、後述する所
望のレジスト18の領域に対応した露光をおこなう。す
なわち、ネガ型レジストを用いた場合には所望のレジス
ト18の領域が露光領域となり、ポジ型レジストを用い
た場合には所望のレジスト18領域以外の領域が露光領
域となる。
Then, an exposure device (not shown) exposes the surface of the resist formed on the P-type semiconductor substrate 1 to the desired resist 18 which will be described later. That is, when the negative resist is used, the desired resist 18 region becomes the exposure region, and when the positive resist is used, the region other than the desired resist 18 region becomes the exposure region.

【0047】ここで、露光装置の視野絞りと共役な位置
には、レジスト5の露光領域における端部の露光量を減
ずるフィルタが設置される。具体的には、例えば、露光
装置の光源位置に、あるいはそれと光学的に共役な位置
に、周縁部のみフィルタが形成されたドーナッツ状フィ
ルタを設置する。これにより、レジスト上の露光領域に
おいて、端部の露光量は減ぜられる。そして、次で述べ
るレジストを除去する工程において、不要なレジストの
除去とともに、残存するレジストの端部を面取りするこ
とができる。
Here, a filter for reducing the exposure amount at the end of the exposure area of the resist 5 is installed at a position conjugate with the field stop of the exposure apparatus. Specifically, for example, a donut-shaped filter in which a filter is formed only on the peripheral portion is installed at the light source position of the exposure apparatus or at a position optically conjugate with it. As a result, in the exposed area on the resist, the exposure amount at the end is reduced. Then, in the step of removing the resist, which will be described below, unnecessary resist can be removed and the remaining end portions of the resist can be chamfered.

【0048】その後、ゲート電極層4aとその周辺領域
(後に拡散層となる領域である。)とが露呈するように
レジスト5の一部を除去し、かつ、その残存するレジス
トのゲート電極4a側端部の面取りを行い、所望のレジ
スト18を形成する。そして、図4(b)に示すよう
に、前記実施の形態1と同様、斜め回転注入法により、
レジスト18等をマスクとしてゲート電極層4aの下方
に向けて斜め方向からリン等のイオンを注入する(同図
の破線矢印で示す方向である。)。これにより、ゲート
電極層4a端部の直下に、N層を形成する。
Thereafter, a part of the resist 5 is removed so that the gate electrode layer 4a and its peripheral region (which will be a diffusion layer later) are exposed, and the remaining resist is on the gate electrode 4a side. The end portion is chamfered to form a desired resist 18. Then, as shown in FIG. 4B, as in the first embodiment, by the oblique rotation injection method,
Ions such as phosphorus are implanted obliquely downward from the gate electrode layer 4a using the resist 18 and the like as a mask (the direction indicated by the broken line arrow in the figure). Thus, the N layer is formed immediately below the end portion of the gate electrode layer 4a.

【0049】なお、面取り部を有するレジスト18は、
上述の注入回転工程におけるイオンの注入に対して、充
分な耐性を備えたものである。すなわち、イオンを注入
したくないPチャネルトランジスタ領域において、レジ
スト18を突き抜ける等の不具合が発生しないように、
レジスト18は必要最小限の厚みが確保されている。
The resist 18 having the chamfered portion is
It has sufficient resistance to the ion implantation in the above-mentioned implantation rotation step. That is, in the P-channel transistor region where it is not desired to implant ions, a problem such as penetrating the resist 18 does not occur,
The resist 18 has a required minimum thickness.

【0050】その後、前記実施の形態1と同様に、ゲー
ト電極層4a等をマスクにして、ソース・ドレイン領域
に向けて、P型半導体基板1に対して垂直方向からヒ素
等のイオンを注入することにより、N層10におけるN
層を形成する。以上のようにして、N層とN層と
からなるN層10を有するLDD構造MOSトランジス
タが形成される。
Then, as in the first embodiment, ions of arsenic or the like are vertically implanted into the P-type semiconductor substrate 1 toward the source / drain regions by using the gate electrode layer 4a or the like as a mask. Therefore, N in the N layer 10
+ Layer is formed. As described above, the LDD structure MOS transistor having the N layer 10 including the N + layer and the N layer is formed.

【0051】以上説明したように、本実施の形態2にお
いても、前記実施の形態1と同様に、LDD構造MOS
トランジスタの形成工程において用いるレジストによる
シャドーイングが生じない、信頼性の高い半導体装置の
製造方法及び半導体装置を提供することができる。
As described above, also in the second embodiment, as in the first embodiment, the LDD structure MOS is formed.
A highly reliable manufacturing method of a semiconductor device and a semiconductor device in which shadowing due to a resist used in a transistor formation step does not occur can be provided.

【0052】なお、本実施の形態2では、露光装置の視
野絞りと共役な位置に、レジスト5の露光領域における
端部の露光量を減ずるフィルタを設けることで、レジス
ト5上の露光領域端部の露光量を減じて、その後に面取
り部を有するレジスト18を形成した。これに対して、
露光装置によりレジスト5の露光領域へ露光する際に意
図的に焦点をずらすことで、露光領域における端部の光
の強さ、すなわち露光量(光の強さ×時間である。)を
調整して、面取り部を有するレジスト18を形成するこ
ともできる。
In the second embodiment, a filter for reducing the exposure amount at the edge of the exposure area of the resist 5 is provided at a position conjugate with the field stop of the exposure device, so that the edge of the exposure area on the resist 5 is exposed. After that, the resist 18 having a chamfered portion was formed. On the contrary,
By intentionally shifting the focus when the exposure area of the resist 5 is exposed by the exposure device, the intensity of light at the end portion in the exposure area, that is, the exposure amount (light intensity × time) is adjusted. Thus, the resist 18 having the chamfered portion can be formed.

【0053】具体的には、例えば、露光装置としてi線
ステッパを用いた場合に、半導体装置を搭載するステー
ジを露光装置に対して上下方向に移動して、レジスト5
表面の焦点位置(フォーカス位置)が0.1〜0.2μ
mずれるように露光する。このように、レジスト5表面
に対して焦点位置をずらして露光した場合、その露光領
域と非露光領域との境界においては弱い光が照射され
て、その部分のレジストが弱い反応をすることになる。
これにより、次で述べるレジストを除去する工程におい
て、不要なレジストの除去とともに、残存するレジスト
の端部を面取りすることができる。
Specifically, for example, when an i-line stepper is used as the exposure apparatus, the stage on which the semiconductor device is mounted is moved vertically with respect to the exposure apparatus, and the resist 5 is removed.
The focus position (focus position) on the surface is 0.1-0.2μ
Exposure is performed so as to shift by m. In this way, when the exposure is performed with the focal position shifted with respect to the surface of the resist 5, weak light is irradiated at the boundary between the exposed area and the non-exposed area, and the resist in that portion reacts weakly. .
Thereby, in the step of removing the resist described below, unnecessary resist can be removed and the remaining end portion of the resist can be chamfered.

【0054】実施の形態3.図5、図6にて、この発明
の実施の形態3について詳細に説明する。図5(a)〜
(c)、図6(a)〜(b)は、この発明の実施の形態
3を示す半導体装置の製造方法であって、各工程におけ
る半導体装置を示す概略断面図である。本実施の形態3
における半導体装置の製造方法は、イオン注入が不要な
領域にレジストを2工程に分けて形成している点が、前
記各実施の形態と相違する。
Embodiment 3. The third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 5 (a)-
6C and 6A to 6B are schematic cross-sectional views showing the semiconductor device in each step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. Third Embodiment
The method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment differs from the above-described embodiments in that a resist is formed in two steps in a region where ion implantation is unnecessary.

【0055】まず、図5(a)に示すように、P型半導
体基板1に、前記各実施の形態と同様、素子間分離絶縁
膜2を形成する。そして、P型半導体基板1上に、ゲー
ト絶縁膜3、ゲート電極層4、レジスト5を順次形成す
る。次に、図5(b)に示すように、フォトリソグラフ
ィ法、RIE法による処理を施して、前記各実施の形態
と同様、パターニングされた所望のレジスト5aを形成
する。そして、この残存したレジスト5aをマスクとし
て、ゲート電極層4の露出領域等をエッチングにより除
去する。
First, as shown in FIG. 5A, the element isolation insulating film 2 is formed on the P-type semiconductor substrate 1 as in the above-described embodiments. Then, the gate insulating film 3, the gate electrode layer 4, and the resist 5 are sequentially formed on the P-type semiconductor substrate 1. Next, as shown in FIG. 5B, a desired patterned resist 5a is formed by performing a photolithography method and an RIE method, as in the above-described embodiments. Then, using the remaining resist 5a as a mask, the exposed region of the gate electrode layer 4 and the like are removed by etching.

【0056】その後、図5(c)に示すように、ゲート
電極層4a上のレジスト5aを除去する。そして、ゲー
ト電極層4aが形成されたP型半導体基板1上に、薄膜
の第1レジストを塗布する。ここで、第1レジストの膜
厚は比較的薄く、例えば、0.5μm程度である。そし
て、フォトリソグラフィ法による処理を経て、所望の形
状の第1レジスト28を形成する。
After that, as shown in FIG. 5C, the resist 5a on the gate electrode layer 4a is removed. Then, a thin-film first resist is applied on the P-type semiconductor substrate 1 on which the gate electrode layer 4a is formed. Here, the film thickness of the first resist is relatively thin, for example, about 0.5 μm. Then, the first resist 28 having a desired shape is formed through processing by the photolithography method.

【0057】そして、図6(a)に示すように、上述し
た図5(c)のP型半導体基板1上に第2レジストを塗
布する。ここで、第2レジストの膜厚も比較的薄く、第
1レジストと第2レジストとを合わせた膜厚が、前記各
実施の形態におけるレジスト8a、18の膜厚とほぼ同
等である。
Then, as shown in FIG. 6A, a second resist is applied on the P-type semiconductor substrate 1 shown in FIG. 5C. Here, the film thickness of the second resist is also relatively small, and the combined film thickness of the first resist and the second resist is almost the same as the film thickness of the resists 8a and 18 in each of the above-described embodiments.

【0058】そして、フォトリソグラフィ法による処理
を経て、所望の形状の第2レジスト29を形成する。こ
こで、第2レジスト29を形成する際の露光工程におい
て、第2レジスト29の開口部(第2レジスト29のな
い領域である。)が、第1レジスト28の開口部(第1
レジスト28のない領域である。)よりも、開口面積が
大きくなるように、レジストへの露光量が調整される。
具体的には、第1レジスト28と第2レジスト29とが
ポジ型レジストである場合、第1レジスト28を形成す
る際の露光量よりも、第2レジスト29を形成する際の
露光量を大きくする。
Then, the second resist 29 having a desired shape is formed through the processing by the photolithography method. Here, in the exposure step when forming the second resist 29, the opening of the second resist 29 (the region where the second resist 29 does not exist) is changed to the opening of the first resist 28 (the first resist 29).
This is a region without the resist 28. The exposure amount to the resist is adjusted so that the opening area becomes larger than that of (1).
Specifically, when the first resist 28 and the second resist 29 are positive resists, the exposure amount when forming the second resist 29 is larger than the exposure amount when forming the first resist 28. To do.

【0059】このように、レジスト表面に照射する露光
量を大きくした場合、露光量が小さい場合よりも広い範
囲で反応が進むことになる。これにより、段差形状のレ
ジスト28、29を形成することができる。なお、第1
レジスト28と第2レジスト29とがネガ型レジストで
ある場合であっても、第2レジスト29を形成する際の
露光量を、第1レジスト28を形成する際の露光量より
小さくすることで、段差形状のレジスト28、29を形
成することができる。
As described above, when the exposure amount applied to the resist surface is increased, the reaction proceeds in a wider range than when the exposure amount is small. As a result, stepped resists 28 and 29 can be formed. The first
Even when the resist 28 and the second resist 29 are negative resists, by setting the exposure amount when forming the second resist 29 smaller than the exposure amount when forming the first resist 28, Step-shaped resists 28 and 29 can be formed.

【0060】そして、図6(b)に示すように、斜め回
転注入法により、第1レジスト28及び第2レジスト2
9をマスクとして、ゲート電極層4aの下方に向けて斜
め方向からリン等のイオンを注入する。これにより、ゲ
ート電極層4a端部の直下に、N層を形成する。
Then, as shown in FIG. 6B, the first resist 28 and the second resist 2 are formed by the oblique rotation injection method.
Using 9 as a mask, ions such as phosphorus are implanted obliquely downward from the gate electrode layer 4a. Thus, the N layer is formed immediately below the end portion of the gate electrode layer 4a.

【0061】その後、ゲート電極層4a、第1レジスト
28、第2レジスト29をマスクにして、ソース・ドレ
イン領域に向けて、P型半導体基板1に対して垂直方向
からヒ素等のイオンを注入することにより、N層10に
おけるN層を形成する。以上のようにして、N層と
層とからなるN層10を有するLDD構造MOSト
ランジスタが形成される。
After that, using the gate electrode layer 4a, the first resist 28, and the second resist 29 as masks, ions of arsenic or the like are vertically injected into the P-type semiconductor substrate 1 toward the source / drain regions. Thus, the N + layer in the N layer 10 is formed. As described above, the LDD structure MOS transistor having the N layer 10 including the N + layer and the N layer is formed.

【0062】以上説明したように、本実施の形態3にお
いては、段形状のレジスト28、29を形成して大きな
注入角度βを確保したので、LDD構造MOSトランジ
スタの形成工程において用いるレジストによるシャドー
イングが生じない、信頼性の高い半導体装置の製造方法
及び半導体装置を提供することができる。
As described above, in the third embodiment, since the step-shaped resists 28 and 29 are formed to secure a large implantation angle β, shadowing by the resist used in the process of forming the LDD structure MOS transistor is performed. It is possible to provide a highly reliable method for manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device which are free from the above problems.

【0063】なお、本実施の形態3では、レジスト2
8、29を2工程に分けて形成したが、分割する工程数
はこれに限定されることはない。すなわち、2段よりも
多い段数の階段状レジストを形成することもできる。そ
して、その場合も本実施の形態3と同等の効果を奏する
ことになる。
In the third embodiment, the resist 2 is used.
Although 8 and 29 are formed by being divided into two steps, the number of dividing steps is not limited to this. That is, it is possible to form a stepped resist having a number of steps larger than two. Then, also in that case, the same effect as that of the third embodiment can be obtained.

【0064】実施の形態4.図7にて、この発明の実施
の形態4について詳細に説明する。図7は、この発明の
実施の形態4を示す半導体装置の製造方法であって、第
2レジスト形成工程における半導体装置を示す概略断面
図である。本実施の形態4における半導体装置の製造方
法は、イオン注入が不要な領域にレジストを2回に分け
て形成している点は前記実施の形態3と共通するが、上
段のレジストの端部を面取り形状とした点が前記実施の
形態3と相違する。すなわち、本実施の形態4は、前記
実施の形態1又は前記実施の形態2と、前記実施の形態
3とを、組み合わせた形態である。
Fourth Embodiment A fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor device in a second resist forming step in a method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention. The semiconductor device manufacturing method according to the fourth embodiment is similar to the third embodiment in that the resist is formed twice in a region where ion implantation is not necessary, but the upper end of the resist is not formed. The chamfered shape is different from that of the third embodiment. That is, the fourth embodiment is a combination of the first or second embodiment and the third embodiment.

【0065】本実施の形態4では、まず、前記実施の形
態3における図5(a)〜(c)で示す各工程と同じ工
程を経る。ここで、図5(a)〜(c)に対応する工程
の図示と説明は省略する。なお、本実施の形態4におけ
る第1レジスト38は、前記実施の形態3における第1
レジスト28に対応する。すなわち、第1レジスト38
は、前記実施の形態3と同様に、ゲート電極層4aが形
成されたP型半導体基板1上に塗布された薄膜の第1レ
ジストに、フォトリソグラフィ処理を施して形成したも
のである。
In the fourth embodiment, first, the same steps as the steps shown in FIGS. 5A to 5C in the third embodiment are performed. Here, illustration and description of steps corresponding to FIGS. 5A to 5C are omitted. The first resist 38 in the fourth embodiment is the same as the first resist 38 in the third embodiment.
Corresponds to the resist 28. That is, the first resist 38
Is formed by subjecting the thin-film first resist applied on the P-type semiconductor substrate 1 having the gate electrode layer 4a formed thereon to a photolithography process, as in the third embodiment.

【0066】その後、図7に示すように、第1レジスト
38が形成されたP型半導体基板1上に第2レジストを
塗布する。そして、フォトリソグラフィ法による処理を
経て、所望の形状の第2レジスト39を形成する。ここ
で、第2レジスト39を形成する際の露光工程における
第2レジスト39への露光量は、前記実施の形態3とは
異なり、第1レジスト38を形成する際の露光量と同等
に設定する。これにより、第2レジスト39の開口部
は、第1レジスト38の開口部と同等の開口面積を有す
ることになる。
Then, as shown in FIG. 7, a second resist is applied on the P-type semiconductor substrate 1 on which the first resist 38 is formed. Then, the second resist 39 having a desired shape is formed through processing by the photolithography method. Here, unlike the third embodiment, the exposure amount for the second resist 39 in the exposure step for forming the second resist 39 is set equal to the exposure amount for forming the first resist 38. . As a result, the opening of the second resist 39 has the same opening area as the opening of the first resist 38.

【0067】その後、上段の第2レジスト39にアッシ
ング処理を施して、第2レジスト39のゲート電極4a
側端部を面取りする。ここで、第1レジスト38と第2
レジスト39とは、選択比が異なるレジストである。具
体的には、第1レジスト38のエッチング速度が、第2
レジスト39のエッチング速度より小さくなっている。
これにより、第1レジスト38に対する、第2レジスト
39へのアッシング処理工程による影響が軽減されるこ
とになる。すなわち、第1レジスト38は、アッシング
処理をおこなってもほぼその原形が保たれるために、そ
の後のイオン注入工程時の注入ストレスを緩和するとと
もに、イオン注入突き抜け等の問題を抑止することがで
きる。このことは、第1レジスト38と第2レジスト3
9との選択比を異なるものとすることで、レジスト3
8、39の加工性が向上することを意味するものであ
る。
Thereafter, the second resist 39 on the upper stage is subjected to an ashing process to remove the gate electrode 4a of the second resist 39.
Chamfer the side edges. Here, the first resist 38 and the second resist 38
The resist 39 is a resist having a different selection ratio. Specifically, the etching rate of the first resist 38 is
It is lower than the etching rate of the resist 39.
As a result, the influence of the ashing process on the second resist 39 on the first resist 38 is reduced. That is, since the first resist 38 maintains its original shape substantially even after the ashing process is performed, it is possible to relieve the implantation stress in the subsequent ion implantation process and to suppress problems such as ion implantation punch-through. . This means that the first resist 38 and the second resist 3
By changing the selection ratio with respect to 9
This means that the workability of Nos. 8 and 39 is improved.

【0068】その後、図示は省略するが、前記各実施の
形態と同様に、斜め回転注入法により、ゲート電極層4
a、第1レジスト38、第2レジスト39をマスクとし
て、ゲート電極層4aの下方に向けて斜め方向からリン
等のイオンを注入する。これにより、ゲート電極層4a
端部の直下に、N層を形成する。
After that, although not shown, the gate electrode layer 4 is formed by the oblique rotation implantation method as in each of the above-described embodiments.
Using a, the first resist 38, and the second resist 39 as masks, ions such as phosphorus are implanted obliquely downward from the gate electrode layer 4a. Thereby, the gate electrode layer 4a
An N layer is formed immediately below the edge.

【0069】さらに、ゲート電極層4a、第1レジスト
38、第2レジスト39をマスクにして、ソース・ドレ
イン領域に向けて、P型半導体基板1に対して垂直方向
からヒ素等のイオンを注入することにより、N層10に
おけるN層を形成する。以上のようにして、N層と
層とからなるN層10を有するLDD構造MOSト
ランジスタが形成される。
Further, using the gate electrode layer 4a, the first resist 38, and the second resist 39 as a mask, ions of arsenic or the like are vertically injected into the P-type semiconductor substrate 1 toward the source / drain regions. Thus, the N + layer in the N layer 10 is formed. As described above, the LDD structure MOS transistor having the N layer 10 including the N + layer and the N layer is formed.

【0070】以上説明したように、本実施の形態4にお
いては、2段のレジスト38、39のうち上段の第2レ
ジスト39に面取り部を形成して大きな注入角度βを確
保したので、LDD構造MOSトランジスタの形成工程
において用いるレジストによるシャドーイングが生じな
い、信頼性の高い半導体装置の製造方法及び半導体装置
を提供することができる。
As described above, in the fourth embodiment, the chamfered portion is formed in the upper second resist 39 of the two resists 38 and 39 to secure a large implantation angle β, so that the LDD structure is obtained. It is possible to provide a highly reliable manufacturing method of a semiconductor device and a semiconductor device in which shadowing due to a resist used in a process of forming a MOS transistor does not occur.

【0071】なお、本実施の形態4では、Pチャネルト
ランジスタ領域に2層のレジスト38、39を形成し
て、その後にアッシングにより上層の第2レジスト39
に面取り部を形成した。これに対して、2層のレジスト
38、39を形成した後に、シンナー剥離法又は熱処理
をおこなって第2レジスト39に面取り部を形成するこ
ともできる。
In the fourth embodiment, two layers of resists 38 and 39 are formed in the P-channel transistor region and then ashing is performed to form an upper layer second resist 39.
A chamfered portion was formed on the. On the other hand, after forming the two layers of resists 38 and 39, it is possible to form a chamfered portion on the second resist 39 by performing a thinner peeling method or a heat treatment.

【0072】また、本実施の形態4は、Pチャネルトラ
ンジスタ領域に2層のレジスト38、39を形成した後
に上層の第2レジスト39に面取り部を形成するとい
う、前記実施の形態1と前記実施の形態3とを組み合わ
せた形態である。これに対して、前記実施の形態2と前
記実施の形態3とを組み合わせた形態であっても、本実
施の形態4と同等の効果を奏することになる。すなわ
ち、Pチャネルトランジスタ領域に第1レジストを形成
した後に、第2レジスト上に前記実施の形態2の焦点位
置をずらす露光工程、又は、視野絞り位置にフィルタを
設置する露光工程を経て、面取り部を有する所望の第2
レジスト39を形成することができる。
In the fourth embodiment, the chamfered portion is formed in the upper second resist 39 after the two resists 38 and 39 are formed in the P-channel transistor region. This is a combination of the third form and the third form. On the other hand, even in the mode in which the second embodiment and the third embodiment are combined, the same effect as in the fourth embodiment can be obtained. That is, after the first resist is formed in the P-channel transistor region, the chamfered portion is subjected to the exposure process of shifting the focus position of the second embodiment on the second resist or the exposure process of installing the filter at the field stop position. Desired second having
The resist 39 can be formed.

【0073】また、上記各実施の形態においては、本発
明をLDD構造のCMOCトランジスタの形成工程に適
用したが、レジストをマスクとして斜め回転注入法を用
いる工程であれば、上記各実施の形態と同様に本発明を
適用することができる。
In each of the above embodiments, the present invention is applied to the process of forming a CMOC transistor having an LDD structure. The present invention can be similarly applied.

【0074】なお、本発明が上記各実施の形態に限定さ
れず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形
態の中で示唆した以外にも、各実施の形態は適宜変更さ
れ得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、
位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を
実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができ
る。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned respective embodiments, and the respective embodiments may be appropriately modified within the scope of the technical idea of the present invention, in addition to those suggested in the respective embodiments. That is clear. Also, the number of the above-mentioned constituent members,
The position, shape, etc. are not limited to those in the above-described embodiment, and can be any number, position, shape, etc. suitable for carrying out the present invention.

【0075】[0075]

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、シャドーイングの生じない、信頼性の高いLDD構
造MOSトランジスタを有する半導体装置の製造方法を
提供することができる。
Since the present invention is configured as described above, it is possible to provide a method of manufacturing a semiconductor device having a highly reliable LDD structure MOS transistor which does not cause shadowing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1を示す半導体装置の
製造方法であって、各工程における半導体装置を示す概
略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor device in each step in a method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1に続く各工程における半導体装置を示す
概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor device in each step following FIG.

【図3】 この発明の実施の形態2を示す半導体装置の
製造方法であって、各工程における半導体装置を示す概
略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the semiconductor device in each step of the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図4】 図3に続く各工程における半導体装置を示す
概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the semiconductor device in each step following FIG.

【図5】 この発明の実施の形態3を示す半導体装置の
製造方法であって、各工程における半導体装置を示す概
略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the semiconductor device in each step of the method of manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention.

【図6】 図5に続く各工程における半導体装置を示す
概略断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor device in each step following FIG.

【図7】 この発明の実施の形態4を示す半導体装置の
製造方法であって、第2レジスト形成工程における半導
体装置を示す概略断面図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor device in a second resist forming step in a method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】 従来の半導体装置を示す概略断面図である。FIG. 8 is a schematic sectional view showing a conventional semiconductor device.

【図9】 従来の半導体装置の製造方法であって、各工
程における半導体装置を示す概略断面図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor device in each step in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図10】 図9のイオン回転注入工程における半導体
装置を示す概略断面図である。
10 is a schematic cross-sectional view showing the semiconductor device in the ion rotation implantation step of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型半導体基板(基板)、 2 素子間分離絶縁
膜、3、3a ゲート絶縁膜、 4、4a ゲート電極
層(ゲート電極)、5、5a レジスト、 8、8a、
18、48 レジスト、 10 N層、10a N
層、 10b、10c N層、 28、38 第1
レジスト、29、39 第2レジスト。
1 P-type semiconductor substrate (substrate), 2 element isolation insulating film, 3 and 3a gate insulating film, 4 and 4a gate electrode layer (gate electrode), 5 and 5a resist, 8 and 8a,
18, 48 resist, 10 N layer, 10a N
+ Layer, 10b, 10c N - layer, 28, 38 1st
Resist, 29, 39 Second resist.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/78 H01L 29/78 301P ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI Theme Coat (Reference) H01L 29/78 H01L 29/78 301P

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ゲート電極が形成された基板上にレジス
トを塗布する工程と、 前記ゲート電極が露呈するように前記レジストの一部を
除去する工程と、 前記レジストの一部を除去する工程にて残存する前記レ
ジストの前記ゲート電極側端部を、シンナー剥離法によ
り面取りする工程とを備えることを特徴とする半導体装
置の製造方法。
1. A step of applying a resist on a substrate having a gate electrode formed thereon, a step of removing a part of the resist so that the gate electrode is exposed, and a step of removing a part of the resist. And a step of chamfering the end portion of the resist remaining on the side of the gate electrode by a thinner peeling method.
【請求項2】 ゲート電極が形成された基板上にレジス
トを塗布する工程と、 前記レジストの露光領域を露光する露光装置の視野絞り
と共役な位置に該露光領域の端部の露光量を減ずるフィ
ルタを設ける工程と、 前記ゲート電極が露呈するように前記レジストの一部を
除去するとともに、残存する前記レジストの前記ゲート
電極側端部を面取りする工程とを備えることを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
2. A step of applying a resist on a substrate on which a gate electrode is formed, and a step of reducing an exposure amount at an end portion of the exposure area at a position conjugate with a field stop of an exposure device which exposes the exposure area of the resist. A semiconductor device comprising: a step of providing a filter; and a step of removing a part of the resist so that the gate electrode is exposed and chamfering an end of the resist on the gate electrode side. Production method.
【請求項3】 ゲート電極が形成された基板上に第1レ
ジストを塗布する工程と、 前記ゲート電極が露呈するように前記第1レジストの一
部を除去する工程と、 前記第1レジスト上に第2レジストを塗布する工程と、 前記第1レジストの一部を除去する工程にて残存する前
記第1レジストの開口部より大きく開口するように前記
第2レジストへの露光量を調整した後に、前記第2レジ
ストの一部を除去する工程とを備えることを特徴とする
半導体装置の製造方法。
3. A step of applying a first resist on a substrate on which a gate electrode is formed, a step of removing a part of the first resist so that the gate electrode is exposed, and a step of removing the first resist on the first resist. After the step of applying the second resist and the step of removing a part of the first resist, after adjusting the exposure amount to the second resist so that the opening is larger than the remaining opening of the first resist, And a step of removing a portion of the second resist.
【請求項4】 ゲート電極が形成された基板上に第1レ
ジストを塗布する工程と、 前記ゲート電極が露呈するように前記第1レジストの一
部を除去する工程と、 前記第1レジスト上に第2レジストを塗布する工程と、 前記第1レジストの一部を除去する工程にて残存する前
記第1レジストの開口部と同等に開口するように前記第
2レジストの一部を除去する工程と、 前記第2レジストの一部を除去する工程にて残存する前
記第2レジストの前記ゲート電極側端部を面取りする工
程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A step of applying a first resist on a substrate on which a gate electrode is formed, a step of removing a part of the first resist so that the gate electrode is exposed, and a step of applying a resist on the first resist. A step of applying a second resist, and a step of removing a part of the second resist so as to have an opening equivalent to the opening of the first resist remaining in the step of removing a part of the first resist. And a step of chamfering the gate electrode side end of the second resist remaining in the step of removing a part of the second resist.
【請求項5】 前記面取りする工程は、アッシングする
工程であることを特徴とする請求項4に記載の半導体装
置の製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the chamfering step is an ashing step.
【請求項6】 前記面取りする工程は、熱処理する工程
であることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の
製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the chamfering step is a heat treatment step.
【請求項7】 前記面取りする工程は、シンナー剥離法
を用いる工程であることを特徴とする請求項4に記載の
半導体装置の製造方法。
7. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the chamfering step is a step using a thinner peeling method.
【請求項8】 ゲート電極が形成された基板上に第1レ
ジストを塗布する工程と、 前記ゲート電極が露呈するように前記第1レジストの一
部を除去する工程と、 前記第1レジスト上に第2レジストを塗布する工程と、 前記第1レジストの一部を除去する工程にて残存する前
記第1レジストの開口部と同等に開口するように前記第
2レジストの一部を除去するとともに、残存する前記第
2レジストの前記ゲート電極側端部を面取りする工程と
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. A step of applying a first resist on a substrate having a gate electrode formed thereon, a step of removing a part of the first resist so that the gate electrode is exposed, and a step of removing the first resist on the first resist. In the step of applying a second resist and in the step of removing a part of the first resist, while removing a part of the second resist so as to have an opening equivalent to the opening of the first resist remaining, And a step of chamfering the remaining end of the second resist on the side of the gate electrode.
【請求項9】 前記第2レジストの露光領域に焦点をず
らして露光する工程をさらに備えることを特徴とする請
求項8に記載の半導体装置の製造方法。
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, further comprising the step of exposing the exposure area of the second resist while defocusing it.
【請求項10】 前記第2レジストの露光領域を露光す
る露光装置の視野絞りと共役な位置に該露光領域の端部
の露光量を減ずるフィルタを設ける工程をさらに備える
ことを特徴とする請求項8に記載の半導体装置の製造方
法。
10. The method further comprising the step of providing a filter for reducing an exposure amount at an end portion of the exposure area at a position conjugate with a field stop of an exposure device for exposing the exposure area of the second resist. 8. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 8.
【請求項11】 前記第1レジストのエッチング速度
が、前記第2レジストのエッチング速度より小さいこと
を特徴とする請求項3〜請求項10のいずれかに記載の
半導体装置の製造方法。
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein an etching rate of the first resist is lower than an etching rate of the second resist.
【請求項12】 前記ゲート電極の下方に向けて斜め方
向からイオンを回転注入する工程をさらに備えることを
特徴とする請求項1〜請求項11のいずれかに記載の半
導体装置の製造方法。
12. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of rotationally implanting ions from a diagonal direction toward the lower side of the gate electrode.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008218609A (en) * 2007-03-02 2008-09-18 Fujitsu Ltd Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2011066158A (en) * 2009-09-16 2011-03-31 Toshiba Corp Semiconductor device and method of manufacturing the same

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