(57)【要約】【課題】  マスク枚数を増やすことなく、浅いウェル領域の形状を変更し、デバイスの信頼性と耐圧の向上をはかる。【解決手段】  半導体体基板に作成したフォトマスクを、熱処理することによって変形させ、その後不純物注入を行なう。これにより、浅いウェル領域でかつウェル領域と基板との耐圧を向上させる工程を含むように構成する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子中に、ウェル領域を形成する方法であって、ウェルインプラフォトマスクを形成する工程において、ポジレジストパターン形成後にウエハを140℃から250℃で熱処理することにより、フォトレジスト形状を変形させることを含む工程と、該半導体素子の形成を完成する工程と、を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記熱処理する工程において、所望のフォトレジスト形状を得るために、UV光照射と熱処理を併用する請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理によるフォトレジスト形状の変形は、ウェルインプラフォトマスク開口部外周のフォトレジスト膜厚は、熱処理前よりも薄く変形して、イオンインプラがフォトマスクを突き抜ける請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
ウェルインプラフォトマスクの開口部以外のレジスト膜厚は、インプラが突き抜けない請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
半導体層にウェルインプラを施して活性化するに際し、ウェル活性化温度を低くして、半導体層ウェル領域を浅くする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
半導体層にウェルインプラを施して活性化するに際し、ウェル活性化時間を短くして半導体層ウェル領域を浅くする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半体装置の製造方法に関する。特に、ウェルインプラの工程に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の動作特性を向上させるために、半導体基板に素子を直接形成せず、基板内に基板と反対導電型の不純物イオンを注入してウェルを形成した後に素子を形成するのが一般的になっている。このようなウェルは、その形成方法に基づいて様々な種類に分けられる。まず、素子隔離工程を行うのに先立って基板の全面又は部分的にイオン注入及び拡散工程を行って単一ウェル又はツインウェル又はトリプルウェルを形成する拡散ウェルがある。更に、素子隔離工程を施した後にイオン注入エネルギーの大きさを調節してそれぞれ異なる導電型のウェルを形成するリトログレードウェルがあり、またＢＩＬＬＩ(Buried Implanted Layer for Lateral Isolation)構造のリトログレードウェルがある。
【０００３】
設計ルールが小さくなるにつれて、熱拡散を少なくするためにウェル領域が浅くなっている。ウェル領域を浅くすると、インプラ（implantation）いimplantation）の打たれた領域の形状がウェル領域に反映されるようになり、ウェル下端とウェル側壁の交わる曲率（曲率半径の逆数）が大きくなり、そのためウェル領域と基板との耐圧が落ちる問題が発生している。また、耐圧を劣化させないためにイオン注入を数回に分けて行うため、工程が増え、かつアライメント精度の問題が生じている。
【０００４】
以下、この従来技術について、図面を用いながら説明する。図１に半導体装置ウェル形成時の断面図を示す。図１ａに示すように、半導体基板３１にフォトレジストによりマスク１１を形成し、イオンインプラ２１を行なう。このとき、図１ｂのウェルインプラ領域４１に示すような形状不純物が注入される。図１ｂに示すように、レジストマスクを剥離した後、図１ｃのように熱拡散によりウェル領域４１を形成する。このとき、設計ルールの小さい半導体装置では、熱による拡散を制御するために、十分な加熱処理を行うことができず、ウェル領域４１の形状はインプラ後の形状を留めている。そのため、ウェル領域下端と側壁との曲率が大きいままとなり半導体装置の耐圧を下げることとなる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０ −１３５３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように製造された従来の半導体装置のウェル形成方法においては、ウェル領域下端と側壁との曲率（曲率半径の逆数）が大きいままとなり、ウェル領域と基板との耐圧が劣化する問題が生じる。
また、本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、マスク枚数を増やすことなく、ウェル領域の曲率を小さくすることができる半導体装置のウェル形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の半導体装置のウェル形成方法は、半導体基板にフォトマスクを形成する工程と、フォトマスクを熱処理により変形する工程と、半導体基板にイオンインプラを施す工程と、半導体基板からフォトマスクを除去した後、ウェル不純物領域をドライブインで拡散してウェル領域を形成する工程とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
上述したように、不純物領域の端部の深さが中央部に比べ浅くなる。その後拡散すると、端部の曲率は小さくなる。つまり、インプラ本発明の半導体装置のウェル形成方法は、マスク枚数を増やすことなく、ウェル領域と基板の耐圧を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面に基づき半導体装置のウェル形成方法を以下の実施例を基に説明する。
【実施例】
【０００９】
図２は、本実施形態のウェル形成方法を示す工程断面図である。本実施例に於けるウェル形成方法は、図２ａに示すように、半導体基板３１にフォトレジストマスク１１を作成する。フォトレジストマスク１１には、半導体基板３１のウェル形成領域に相当する領域に開口部が形成されている。次に、フォトレジストマスク１１を１４０℃から２５０℃で熱処理する。この熱処理は、フォトレジストマスクを固化するための熱処理とは異なるものである。単なる、固化するための熱処理は約１２０℃以下である。若しくは、熱処理中にUV照射を行ない、フォトマスク表層を硬化させることによって、熱処理されたフォトレジストマスク１２を形成する。熱処理されたフォトレジストマスク１２は、図２ｂに示すように、開口部あたりは薄く形成される。そして、フォトレジストマスク１２をマスクとしてイオンインプラ２１を施す。マスク膜厚はイオンインプラのエネルギーにより変更する。ウェルインプラフォトマスク開口部外周のフォトレジスト膜厚は、熱処理前よりも薄く変形し、イオンインプラがフォトマスクを突き抜けることになる。（ウェルインプラ用）フォトマスクの開口部以外のレジスト膜厚は、インプラが突き抜けない用に厚く形成される。
【００１０】
その後、図２ｃに示すようにフォトマスクを除去し、図２ｄに示すように熱拡散を行ない、ウェル拡散層４１を活性化する。半導体層にウェルインプラを施して活性化するに際し、ウェル活性化温度を低くして、半導体層ウェル領域を浅くする。また、ウェルインプラを施して活性化するに際し、ウェル活性化時間を短くして半導体層ウェル領域を浅くすることもできる。
【００１１】
なお、本発明は、フォトレジストマスクと半導体基板の間に酸化酸化膜もしくはチッ化膜を挟む構造でも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】半導体装置の従来のウェル形成方法を示す工程断面図である。
【図２】本発明実施形態のウェル形成方法を示す工程断面図である。
【符号の説明】
【００１３】
１１  フォトレジストマスク
１２  本発明のフォトレジストマスク形状
２１  イオンインプラ
３１  半導体基板
４１  ウェル領域
【図１】
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【図２】
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