JPH0945698A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0945698A
JPH0945698A JP19846395A JP19846395A JPH0945698A JP H0945698 A JPH0945698 A JP H0945698A JP 19846395 A JP19846395 A JP 19846395A JP 19846395 A JP19846395 A JP 19846395A JP H0945698 A JPH0945698 A JP H0945698A
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JP
Japan
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conductive film
semiconductor device
wiring pattern
manufacturing
film
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JP19846395A
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English (en)
Inventor
Taeko Aoe
多恵子 青江
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォトリソグラフィ及びエッチング技術によ
る限界を超えて配線パターンを細くすることができる半
導体装置の製造方法を提供する。 【構成】 フォトリソグラフィ及びエッチングによって
導電性の配線6を形成した後、酸化や注入によって配線
パターンの幅方向に端から部分的に導電膜を変質させ、
変質した部分8を除去することにより細くなった配線7
を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置の製
造工程において、配線パターン(の特定箇所)をより細
く形成することを可能にする半導体装置の製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造工程における配線パタ
ーンの形成は、図9に示すように、例えばP型のシリコ
ン基板1の一主面にSiN膜2を成長させ、その上に導
電膜3を形成した後、フォトリソグラフィを用いて配線
パターン以外の領域に窓開けしたフォトレジスト4をマ
スクにしてエッチングを行う方法によるのが一般的であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような方法にお
いて、配線パターン幅の微細化については、フォトリソ
グラフィの光学的な限界やエッチング技術に起因する限
界が存在する。一方、半導体装置の集積度を高める等の
必要性から上記限界を超えて配線パターン幅を狭めるこ
とが要求される場合がある。例えば、非常に狭いピッチ
で層間接続部が並び、その間に配線パターンを通す必要
がある場合、少なくともその特定箇所において配線パタ
ーンの幅を狭く形成することが要求される。
【0004】そこで、本発明はフォトリソグラフィ及び
エッチング技術から自ずと定まるパターン幅の限界を超
えて配線パターンを細くすることを可能にする半導体装
置の製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
の製造方法の第1の構成は、半導体基板上に加熱又は冷
却によって非可逆的に収縮する材料で導電膜を形成する
工程と、前記導電膜にフォトリソグラフ及びエッチング
処理を施して所定の配線パターンを形成する工程と、加
熱又は冷却によって前記導電膜を非可逆的に収縮させる
工程とを含む。導電膜が非可逆的に収縮することによっ
て配線パターンの幅が狭くなる 本発明による半導体装置の製造方法の第2の構成は、半
導体基板上に導電膜を形成する工程と、前記導電膜にフ
ォトリソグラフ及びエッチング処理を施して所定の配線
パターンを形成する工程と、前記配線パターンの幅方向
に端から部分的に前記導電膜を変質させる工程と、変質
した部分を除去することによって前記配線パターンの幅
を狭める工程とを含む。導電膜を部分的に変質させる方
法としては、導電膜を酸化する方法が好ましく、加熱に
よる酸化の他に、CVD法により酸化膜を形成した後、
加熱する方法がある。或いは、導電膜へ不純物を注入す
ることによって導電膜を部分的に変質させる方法も好ま
しい。
【0006】配線パターンの特定箇所のみ幅を狭くする
には、その特定箇所以外を耐酸化性膜で被覆したのち酸
化し、あるいは、特定箇所以外を耐注入膜で被覆したの
ち不純物の注入を行うことにより、特定箇所の導電膜み
を部分的に変質させて除去すればよい。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい複数の実
施形態を図面に基づいて説明する。図1に、第1実施形
態の製造方法における工程順断面図を示す。図1(a)
に示すように、例えばSi基板1上に、SiH4750c
c/分、PH375cc/分の混合ガスを用いて、成長圧力
40Pa、成長温度780℃で気相成長法により、例え
ば、膜厚100nmの酸化性膜SiN膜2を成長させ
る。その後SiH4900cc/分、PH3200cc/分の
混合ガスを用いて成長圧力65Pa、成長温度600℃
で気相成長法により、例えば、膜厚400nmの燐ドー
プ多結晶シリコン層5を形成する。
【0008】次に、図1(b)に示すように、通常のフ
ォトリソグラフィを用いて配線形成領域以外の領域に窓
開けしたフォトレジストをマスクにして、燐ドープ多結
晶シリコン層3に例えばSF6、HCl、O2の混合ガス
を用いてリアクティブイオンエッチングを行い、幅0.
25μmの燐ドープ多結晶シリコン配線6を形成する。
【0009】この後、図1(c)に示すように、例えば
900℃の窒素雰囲気中で60分アニールを行って多結
晶シリコン配線6を熱収縮させ、幅0.2μmの燐ドー
プ多結晶シリコンの微細配線7を得る。このようにし
て、フォトリソグラフィ及びエッチング技術から決まる
最小パターン幅の限界0.25μmより細い配線パター
ン幅0.2μmを得ることができる。
【0010】次に、第2実施形態の製造方法における工
程順断面図を図2に示す。まず、図2(a)に示すよう
に、第1実施形態と同様の方法で、0.25μmの燐ド
ープ多結晶シリコン配線6を形成する。
【0011】この後、図2(b)に示すように、例えば
1000℃の酸素雰囲気中で熱酸化を行い、多結晶シリ
コン配線6の表面に多結晶シリコン酸化膜8を形成す
る。その後、バッファード弗酸水溶液で多結晶シリコン
酸化膜8を除去することにより、幅0.2μmの多結晶
シリコンの微細配線7を形成する。
【0012】次に、第3実施形態の製造方法における工
程順断面図を図3に示す。まず、図3(a)に示すよう
に、第1実施形態と同様の方法で、0.25μmの燐ド
ープ多結晶シリコン配線6を形成する。
【0013】この後、図3(b)に示すように、例え
ば、混合ガスを用いて成長圧力65Pa、成長温度70
0℃で気相成長法により、例えば、膜厚200nmの酸
化膜層9を形成する。
【0014】この後、例えば850℃の窒素雰囲気中で
30分アニールを行い、多結晶シリコン酸化膜10を形
成する。その後、バッファード弗酸水溶液で気相成長法
により形成した酸化膜9及び多結晶シリコン酸化膜10
を除去し、O.2μmの多結晶シリコンの微細配線7を
得る。この第3実施形態による方法は、制御性に関して
第2実施形態による方法より優れている。
【0015】次に、第4実施形態の製造方法における工
程順断面図を図3に示す。まず、図4(a)に示すよう
に、第1実施形態と同様の方法で、0.25μmの燐ド
ープ多結晶シリコン配線6を形成する。
【0016】そして、図4(b)に示すように、例えば
燐を加速電圧10keV、注入量1.4×1014cm-2
でTwist2方向から注入し、燐ドープ多結晶シリコ
ン配線6の表面にアモルファス層11を形成する。
【0017】その後、図4(c)に示すように、70℃
のNH4OHとH22とH2Oの混合液でアモルファス層
11を除去し、0.2μmの多結晶シリコンの微細配線
7を得る。この方法は第3実施形態の方法より簡便であ
る。
【0018】次に、配線パターンの特定箇所のみを細く
する第5及び第6の実施形態について説明する。まず、
第5実施形態の製造方法における工程順平面図を図5
(a)〜(c)に示すと共に、図5(a)〜(c)のA
−A’断面に対応する工程順断面図を図6(d)〜
(f)に、B−B’断面に対応する工程順断面図を図6
(d)〜(f)にそれぞれ示す。
【0019】図5(a)、図6(a)及び(d)に示す
ように、第1実施形態と同様の方法で、0.25μmの
燐ドープ多結晶シリコン配線6を形成する。この後、例
えばSiH4750cc/分、PH375cc/分混合ガスを
用いて成長圧力40Pa、成長温度780℃で気相成長
法により、例えば、膜厚160nmの耐酸化性膜SiN
膜12を形成する。
【0020】次に、通常のフォトリソグラフィを用い
て、配線を細くする特定箇所を窓開けしたフォトレジス
トをマスクにして、SiN膜12に例えばCF4、O2
混合ガスを用いてリアクティブイオンエッチングを行
う。その結果、図5(b)に示すように、特定箇所のS
iN膜12が除去される。
【0021】この後、例えば1000℃の酸素雰囲気中
で熱酸化を行い、図6(e)に示すように、特定箇所に
おける燐ドープ多結晶シリコン配線6の表面に多結晶シ
リコン酸化膜10を形成する。
【0022】その後、図5(c)、図6(c)及び
(f)に示すように、150℃の燐酸でSiN膜12を
除去し、さらにバッファード弗酸水溶液で多結晶シリコ
ン酸化膜10を除去して特定箇所7のみが0.2μmに
細くなった配線を得る。
【0023】次に、第6実施形態の製造方法における工
程順平面図を図7(a)〜(c)に示すと共に、図7
(a)〜(c)のA−A’断面に対応する工程順断面図
を図8(d)〜(f)に、B−B’断面に対応する工程
順断面図を図8(d)〜(f)にそれぞれ示す。
【0024】図7(a)、図8(a)及び(d)に示す
ように、第1実施態様と同様の方法で、0.25μmの
多結晶シリコン配線6を形成する。次に、図7(b)に
示すように、通常のフォトリソグラフィを用いて、配線
を細くする特定箇所を窓開けしたフォトレジスト13を
マスクにして、第4実施形態と同様に、例えば燐を加速
電圧10keV、注入量1.4×1014cm-2でTwi
st2方向から注入し、燐ドープ多結晶シリコン配線6
の表面にアモルファス層11を形成する(図8
(e))。
【0025】その後、図7(c)、図8(c)及び
(f)に示すように、フォトレジスト13を除去すると
ともに、70℃のNH4OHとH22とH2Oの混合液で
アモルファス層11を除去して特定箇所7のみが0.2
μmに細くなった配線を得る。
【0026】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、フォト
リソグラフィ及びエッチング技術による限界を超えて配
線パターン幅を細くすることができ、また、必要に応じ
て配線パターンの特定箇所のみを細くすることにより低
抵抗の配線の形成が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態による半導体装置の製造
方法を示す工程順断面図
【図2】本発明の第2実施形態による半導体装置の製造
方法を示す工程順断面図
【図3】本発明の第3実施形態による半導体装置の製造
方法を示す工程順断面図
【図4】本発明の第4実施形態による半導体装置の製造
方法を示す工程順断面図
【図5】本発明の第5実施形態による半導体装置の製造
方法を示す工程順平面図
【図6】本発明の第5実施形態による半導体装置の製造
方法を示す工程順断面図
【図7】本発明の第6実施形態による半導体装置の製造
方法を示す工程順平面図
【図8】本発明の第6実施形態による半導体装置の製造
方法を示す工程順断面図
【図9】従来の半導体装置の製造方法を示す工程順断面
【符号の説明】
1 Si基板 2 SiN膜 3 導電膜 4 フォトレジスト 5 燐ドープ多結晶シリコン層 6 燐ドープ多結晶シリコン配線 7 燐ドープ多結晶シリコンの微細配線 8 多結晶シリコン酸化膜 9 気相成長法により形成した酸化膜 10 多結晶シリコン酸化膜 11 アモルファス層 12 耐酸化性SiN膜

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に加熱又は冷却によって非
    可逆的に収縮する材料で導電膜を形成する工程と、前記
    導電膜にフォトリソグラフ及びエッチング処理を施して
    所定の配線パターンを形成する工程と、加熱又は冷却に
    よって前記導電膜を非可逆的に収縮させる工程とを含む
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 半導体基板上に導電膜を形成する工程
    と、前記導電膜にフォトリソグラフ及びエッチング処理
    を施して所定の配線パターンを形成する工程と、前記配
    線パターンの幅方向に端から部分的に前記導電膜を変質
    させる工程と、変質した部分を除去することによって前
    記配線パターンの幅を狭める工程とを含むことを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記導電膜を部分的に変質させる工程
    は、前記導電膜を酸化する工程であることを特徴とする
    請求項2記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記導電膜の酸化は、加熱によって行う
    ことを特徴とする請求項3記載の半導体装置の製造方
    法。
  5. 【請求項5】 前記導電膜の酸化は、前記導電膜上にC
    VD法により酸化膜を形成し、その後、加熱することに
    より行うことを特徴とする請求項3記載の半導体装置の
    製造方法。
  6. 【請求項6】 前記導電膜を部分的に変質させる工程
    は、前記導電膜への注入工程であることを特徴とする請
    求項3記載の半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 半導体基板上に導電膜を形成する工程
    と、前記導電膜にフォトリソグラフ及びエッチング処理
    を施して所定の配線パターンを形成する工程と、前記配
    線パターンの特定箇所において幅方向に端から部分的に
    前記導電膜を変質させる工程と、変質した部分を除去す
    ることによって前記配線パターンの特定箇所の幅を狭め
    る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
  8. 【請求項8】 前記配線パターンの特定箇所において導
    電膜を部分的に変質させる工程は、前記特定箇所のみを
    窓開けした耐酸化性膜で表面を被覆した後、前記導電膜
    を酸化する工程であることを特徴とする請求項7記載の
    半導体装置の製造方法。
  9. 【請求項9】 前記導電膜の酸化は、加熱によって行う
    ことを特徴とする請求項8記載の半導体装置の製造方
    法。
  10. 【請求項10】 前記配線パターンの特定箇所において
    導電膜を部分的に変質させる工程は、前記特定箇所のみ
    を窓開けした耐注入膜で表面を被覆した後、前記導電膜
    に注入を行う工程であることを特徴とする請求項7記載
    の半導体装置の製造方法。
JP19846395A 1995-08-03 1995-08-03 半導体装置の製造方法 Pending JPH0945698A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003318180A (ja) * 2002-04-23 2003-11-07 Hewlett Packard Co <Hp> サブリソグラフィサイズの線および空間パターンを形成する方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003318180A (ja) * 2002-04-23 2003-11-07 Hewlett Packard Co <Hp> サブリソグラフィサイズの線および空間パターンを形成する方法

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