耐ラッチアップ構造及びその形成方法
【課題】 ＣＭＯＳデバイスのラッチアップ耐性を高める方法及びデバイスを提供する。
【解決手段】 好適な方法は、Ｎウェル及びＰウェルのエッジにインプラントを形成するためハイブリッド・レジストを使用する。インプラントは寄生トランジスタの少数キャリア存続期間を短縮し、よって寄生トランジスタのゲインを少なくする。これによりＣＭＯＳデバイスのラッチアップ傾向が小さくなる。好適な実施例の方法では、従来技術の方法にマスキング・ステップを追加することなくこれらのインプラントを形成できる。更にインプラントを形成する好適な方法により、ウェルのエッジと自己整合するインプラントが得られる。
【解決手段】 好適な方法は、Ｎウェル及びＰウェルのエッジにインプラントを形成するためハイブリッド・レジストを使用する。インプラントは寄生トランジスタの少数キャリア存続期間を短縮し、よって寄生トランジスタのゲインを少なくする。これによりＣＭＯＳデバイスのラッチアップ傾向が小さくなる。好適な実施例の方法では、従来技術の方法にマスキング・ステップを追加することなくこれらのインプラントを形成できる。更にインプラントを形成する好適な方法により、ウェルのエッジと自己整合するインプラントが得られる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には半導体デバイスに関し、特にラッチアップを少なくする方法及び構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積半導体デバイスがますます複雑になり、常に半導体デバイスの密度を上げることが求められる。しかし密度を高めると、アドレスされていない場合はデバイスが故障する原因になる問題が生じる。１つは、半導体デバイス、特にＣＭＯＳデバイスが"ラッチアップ"する傾向である。ラッチアップは集積回路の素子間で不要なトランジスタ動作により生じる周知の問題である。この不要なトランジスタ動作は、多種多様な事象によりトリガされ、半導体デバイスが故障する原因になる。
【０００３】ラッチアップは一般的には、現在のＣＭＯＳデバイスでＮチャネル及びＰチャネルのデバイスがかなり近接することにより生じる。例えばＰ型基板に作製される代表的なＣＭＯＳデバイスは、Ｎウェルに作製されるＰチャネル・デバイスとＰウェルに作製されるＮチャネル・デバイスを含み、ウェル間の距離は短い。この構造は必然的に寄生横型バイポーラ構造（ＮＰＮ）及び寄生縦型バイポーラ構造（ＰＮＰ）を形成する。特定のバイアス条件下では、ＰＮＰ構造はＮＰＮ構造にベース電流を供給し（またはその逆）、ＰＮＰＮアノードからカソードに大きな電流が流れる。ＰＮＰＮデバイスがトリガされると、ＰＮＰＮは低電流／高電圧状態から低電圧／高電流状態に遷移する。場合によっては低電圧／高電流状態が、熱暴走やＰＮＰＮ寄生素子の形成によって引き起こされる素子の破壊につながる。
【０００４】例えば図３０を参照すると、ＣＭＯＳデバイス部８００が示してある。代表的なＣＭＯＳ部８００はＰ−エピタキシャル層８０４を持つＰ＋基板８０２に形成される。ＣＭＯＳ部８００はＰウェル８０８に形成されるＮチャネル・デバイス（図は第１Ｎ＋＋拡散部８０６のみ示している）と、Ｎウェル８１２に形成されるＰチャネル・デバイス（図は第１Ｐ＋＋拡散部８１０のみ示している）を含む。２つのデバイスは浅いトレンチ分離部（ＳＴＩ）８１４で分けられる。
【０００５】１つの寄生横型バイポーラ構造（ＮＰＮ）がＮ＋＋拡散部８０６、Ｐウェル８０８／Ｐ−エピタキシャル層８０４、及びＮウェル８１２により形成される。ラッチアップが生じると、この構造は横型バイポーラＮＰＮトランジスタとして働き、Ｎ＋＋拡散部８０６はそのエミッタに、Ｐウェル８０８及びＰ−エピタキシャル層８０４はそのベースに、Ｎウェル８１２はコレクタになる。Ｎ＋＋拡散部８０６はＰウェル８０８に電子を注入する。注入された電子はＮウェル８１２によって集められる。
【０００６】同様に寄生縦型バイポーラ構造（ＰＮＰ）はＰ＋＋拡散部８１０、Ｎウェル８１２、及びＰ−エピタキシャル層８０４によって形成され、Ｐ＋＋拡散部８１０はそのエミッタとして、Ｎウェル８１２はそのベースとして、Ｐ−エピタキシャル層８０４はそのコレクタとして働く。Ｐ＋＋拡散部８１０からＮウェル８１２に注入されるホールはＰ−エピタキシャル層８０４によって集められる。Ｎウェル８１２からＰ−エピタキシャル層８０４へのホールの流れは、Ｐ−エピタキシャル層８０４からＮウェル８１２への対応する電子の流れを生じ、よってＮＰＮ横型バイポーラ構造の転移効果を高める。
【０００７】この正のフィードバック動作によりＮＰＮＰ構造がラッチアップすることがある。もちろんこれはＣＭＯＳデバイスで起こり得るラッチアップの一例に過ぎず、またラッチアップは、代表的なＣＭＯＳデバイス中の他のＮＰＮＰまたはＰＮＰＮの経路でも生じ得る。
【０００８】ＣＭＯＳデバイスのラッチアップの傾向に対しては、いくつかの形で取り組みがなされている。１つの方法は、トランジスタ型動作の"ゲイン"を下げるものである。ゲインはベース領域での少数キャリアの存続期間の関数である。ゲインを下げるとＣＭＯＳデバイスのラッチアップ傾向が小さくなる。これは寄生ＰＮＰＮをＣＭＯＳラッチアップにつながる負の抵抗状態にするために印加すべき電圧（"トリガ電圧"という）を上げることによる。
【０００９】ＣＭＯＳデバイスでの寄生トランジスタのゲインは、ウェル・プロファイル設計、Ｐ＋／Ｎ＋間隔等多くのパラメータの関数である。特に横型及び縦型のプロファイルはそれぞれ横型及び縦型の寄生トランジスタの寄生バイポーラ・ゲインに影響を与える。従ってウェル・プロファイル・エッジの配置及び制御は拡張ＣＭＯＳプロセスのラッチアップ特性に大きな影響を与える。現在、Ｐウェル及びＮウェルの間隔の制御は、ある程度オーバレイの変更により決定される。デバイスがスケーリングされＰ＋及びＮ＋の間隔が減少すると、従来の作製技術でウェル・プロファイルを制御することによって寄生ゲインを制限する機能は大きな問題になってくる。
【００１０】ラッチアップを扱うもう１つの方法は、ラッチアップ保持電圧を上げることである。ラッチアップ保持電圧は最小安定電圧であり、ラッチアップがトリガされた後に大きい電流をサポートすることができる。ラッチアップ保持電圧を上げることで、ラッチアップ耐性が増し、回路が故障する可能性は小さくなる。最適な状況は、保持電圧をバーンイン電圧より大きくする、通常は公称電源電圧（Ｖｄｄ）よりも１．５ボルト大きくすることである。
【００１１】Ｎチャネル及びＰチャネルのデバイス間には、ラッチアップの可能性を最小にするために浅いトレンチ分離部（ＳＴＩ）が用いられている。しかしＣＭＯＳ技術がより小さい寸法にまでスケーリングされると、ＳＴＩ寸法を含めた全ての幾何パラメータが小さくなる。ＳＴＩの深さや幅が小さくなるとラッチアップ耐性は減少する。これはトランジスタ電流ゲインが上がり、ラッチアップ保持電圧が下がるからである。ラッチアップ保持電圧が下がり過ぎる、つまりバーンイン電圧より小さくなると、ラッチアップ耐性は損なわれる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の方法は従って、ＣＭＯＳデバイスのサイズ、特にデバイス間の分離領域が小さくなると、ＣＭＯＳデバイスに充分なラッチアップ耐性を提供できない。従ってＣＭＯＳデバイスのラッチアップ耐性を高めるとともに、デバイスのスケーリングを進めてデバイス密度を高めることのできる改良された方法が必要である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術の制限を克服し、ウェル・エッジにインプラントを形成することによってＣＭＯＳデバイスのラッチアップ耐性を高める方法及びデバイスを提供する。ＣＭＯＳデバイスのラッチアップ耐性を高める好適な実施例の方法は、ハイブリッド・レジストを使用してＮウェル及び／またはＰウェルのエッジにインプラントを形成する。インプラントは寄生トランジスタの少数キャリア存続期間を短縮し、よって寄生トランジスタのゲインを少なくする。これによりＣＭＯＳデバイスのラッチアップ傾向は小さくなる。好適な実施例の方法では、これらのインプラントを、従来技術の方法以上にマスキング・ステップを追加せずに形成できる。更にインプラントを形成する好適な方法により、ウェルのエッジに対して自己整合するインプラントが得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施例は従来技術の制限を克服し、Ｎウェル及び／またはＰウェルのエッジでインプラントを形成するためハイブリッド・フォトレジストを使用したＣＭＯＳデバイスのラッチアップ耐性を高める方法及びデバイスを提供する。インプラントは寄生トランジスタの少数キャリア存続期間を短くし、よって寄生トランジスタのゲインを少なくする。このゲインの減少によりＣＭＯＳデバイスのラッチアップ傾向が小さくなる。ハイブリッド・フォトレジストを使用することでインプラントはウェル・エッジに自己整合する。
【００１５】ここでは、まずハイブリッド・フォトレジストについて説明し、次に好適な実施例の説明に進む。
【００１６】『ハイブリッド・フォトレジスト』好適な実施例は、露光に対してポジ型及びネガ型の両方の応答性を同時に有するフォトレジスト物質を使用する。物質のこの組み合わせにより、ここではハイブリッド・レジストと呼ばれる新しい型のレジストが得られる。
【００１７】ハイブリッド・レジストが化学線照射を受けると、照射強度の高い領域はネガ型ライン像を形成する。露光されなかった領域は現像液に対して不溶のままであり、よってポジ型ライン・パターンを形成する。照射強度が中間の領域、例えば回折効果により強度が低下した空間像のエッジ等は、現像時にレジスト膜にスペースを形成する。このレジスト反応は、このレジストの固有溶解速度特性の現れであり、非露光レジストは現像されず、一部露光されたレジストは高率で現像され、高露光レジストは現像されない。
【００１８】ハイブリッド・フォトレジストの固有溶解速度応答により、１つの空間像を従来のレジストのように、１つのラインまたはスペースとしてではなくスペース／ライン／スペースの組み合わせとして印刷することができる。このレジストのこの"周波数２重化"機能により、従来の露光装置をより高いパターン密度まで拡張することができる。０．２μｍ以下のラインとスペースは、解像度０．３５μｍで動作する設計の現在のＤＵＶ（遠紫外）リソグラフィ装置で印刷できることは、ハイブリッド・レジストの一例の利点である。
【００１９】この種のハイブリッド・レジストの他の利点は、露光量とレチクル像サイズが変わるときスペース幅はほぼ不変なことである。これにより各チップ内のスペース幅について、各ウエハ全面で生産ウエハのバッチからバッチへ、かなり精密な像制御が可能になる。
【００２０】ハイブリッド・レジストの他の利点は、ハイブリッド・レジストの周波数２重化機能により最小レチクル・フィーチャ・サイズが緩和されることである。例えば０．２μｍのフィーチャを従来のレジストで印刷するには、一般には０．２μｍのレチクル像サイズが必要である。ハイブリッド・レジストでは、０．２μｍのスペースをレチクル・フィーチャの１つのエッジで形成できる。例えば０．５μｍのレチクル開口で０．２μｍのスペース２つと０．２μｍのライン１つが作られる。このようにして、"縮小"Ｘ線または電子ビームのリソグラフィが実現できる。つまりレチクル像ピッチは基板上の印刷のピッチの約２倍となる。これにはまた光レチクルの像サイズ要件を緩和でき、コストを下げ、レチクルの歩留りを改良できるという利点もある。０．２μｍ以下のライン及びスペースを現在の装置を変更せずに実現できることはハイブリッド・レジストの利点である。
【００２１】露光量とレチクル・サイズが変わってもスペース幅はほぼ不変であり、よってスペース幅を制御するプロセス許容範囲を大きくすることができることも利点である。本発明のハイブリッド・レジストを使用することで、レチクル上の像寸法の誤差が、基板に印刷されたスペース幅に再現されることはない。その結果チップ上のスペース幅のばらつきは最小になる。これは光学的、Ｘ線及び電子ビームの露光方法には重要である。特に１倍レチクル、つまり通常は基板に印刷された像と１対１の関係を持つレチクルを要するリソグラフィの手法には有益である。レチクル上の像サイズのばらつきは通常、基板に再現されるからである。
【００２２】よって好適な実施例のハイブリッド・レジストは、露光に対してポジ型及びネガ型の両方の応答性を同時に有するフォトレジスト物質を提供する。ポジ型応答は比較的少ない露光量で支配的であり、ネガ型応答は露光量が比較的多いとき支配的である。このレジストの露光によりスペース／ライン／スペースの組み合わせが作られるが、従来のレジストならいずれも１つのフィーチャしか作られない。図２４は、露光量が増加するときポジ型レジストの可溶性が増す様子を示す。図２５はレチクル・ライン・パターンが印刷されたポジ型レジストのライン・パターンを示す。
【００２３】他方、ネガ型レジスト系の露光領域は、図２６２６に示すように、露光量が増すと可溶性は減少する。図２７はレチクル・ライン・パターンが印刷されたネガ型レジストのライン・パターンを示す。
【００２４】本発明のハイブリッド・レジストでは、ポジ型応答により、レチクル像のエッジ付近の領域等、回折効果のため露光強度が低下した領域の可溶性が増す。露光量が増すとネガ型応答が支配的になり、露光度の高い領域で可溶性が小さくなる。図２８はハイブリッド・レジストの露光量の関数としてレジストの可溶性を示す。レチクル・ライン・パターンを基板に印刷すると、図２９に示したスペース／ライン／スペース・パターンが得られる。
【００２５】このようにして空間像が"周波数２重化"され、標準レジストで達成できる場合に比べてフィーチャ数が２倍になる。図１は、ポジ型レジスト、ネガ型レジスト及びハイブリッド・レジストの間のこれら目立った違いを示す。
【００２６】周波数２重化ハイブリッド・レジストは通常、既存のポジ型及びネガ型のレジストの成分を使用して調製される。これには例えば酸感応可溶性／溶解阻害官能性、架橋剤、光酸発生剤、また任意に塩基添加剤と光増感剤により一部変性されたポリ（ヒドロキシスチレン）樹脂が含まれる。
【００２７】レジスト形成物に変更を加えることでポジ型反応を早め、ネガ型反応は遅くして、結果を最適化することもできる。またポジ型成分は、現像前ベーク温度に対する反応が比較的弱くなるよう選択でき、ネガ型の部分は、現像前ベーク温度に対する反応をより強くするよう選択することができる。このようにしてポジ型及びネガ型の応答の相対的性質をベーク温度により変化させ、所望の像形成結果を得ることも可能である。
【００２８】またレジスト形成物に変更を加えることで、寸法の異なるスペース幅を得ることもできる。例えばポリ（ヒドロキシスチレン）樹脂に対する可溶性阻止剤の量を増やすと、印刷されたスペース幅は狭くなる（図９）。この方法はまたネガ型ラインの等焦点印刷バイアスを変更するためにも使用できる。ポジ型可溶性阻止剤の濃度が高いと、ネガ型ラインの等焦点印刷バイアスが増加する（図４）。これは用途によっては、印刷されたネガ型ラインを細くし、レジストの周波数２重化特性を最適化する上で望ましい。
【００２９】ハイブリッド・レジストのポジ型及びネガ型の機能の相対的応答性はまた、露光条件を変えることによっても変更できる。例えばハイブリッド・レジストのネガ型ラインは、従来のレジストの挙動と同様に、露光量及びレチクル寸法と共に変化する。従って例えば露光量が増えると、ネガ型ラインの幅は増し、スペースは同じ大きさであるが、基板上の新しい位置にシフトする。スペースはネガ型ラインと隣接しているからである。同様にポジ型ラインは、露光量またはレチクル寸法が変わるとサイズが変化する。
【００３０】もう１つの例として、２つのレチクルを使用してレジストに２つの別々のパターンを印刷することができる。1つのレチクルは、露光量を多くすればハイブリッド機能がレジストに現れる。もう１つのレチクルは露光量を少なくして同じレジスト膜で露光すると、レジストのその部分にポジ型機能だけが現れる。この効果はまた、例えば露光量を少なくしたい領域で、化学線の部分フィルタがレチクルに含まれている場合、１回の露光プロセスで達成される。これにより、より狭いフィーチャと同時により広いスペースを印刷することができる。これはいくつかのデバイスの用途に必要である。
【００３１】この２段階像形成法の変形例として、ハイブリッド・レジストを使用して、標準ネガ型パターンを形成することができる。レジスト膜が標準ネガ型レチクルで像のとおりに露光され、ベークの後ハイブリッド像が形成され、次に化学線で均一露光され、第２の露光後ベーク・プロセスを適用せずに現像された場合、結果は標準のネガ型像になる。この方法はゲート導体回路の形成等、かなり細かいラインの印刷を要するが、高密度の像ピッチは必要としない用途には望ましいと考えられる。これに代わる方法として、レジストを像のとおりに露光した後、ベーク・ステップの前に少量の化学線エネルギで全面均一露光することができる。この方法がどの程度望ましいかは、可溶性阻止保護基が樹脂に存在するかどうか、またポジ型応答が温度に依存するかどうかによる。
【００３２】このような用途にハイブリッド・レジストを使用する利点は、ハイブリッド・レジストのネガ型ラインが、図３に示すように、等焦点で大きな印刷バイアスを示すことである。言い換えると、ハイブリッドのネガ型ラインについて、プロセス許容範囲が最大の点では、レジスト像はレチクル像よりかなり小さくなる。これが望ましいのは、レチクルが大きいときの回折効果による空間像の劣化が少ないからである。これにより、図２R>２に示すように従来のポジ型及びネガ型の系よりも焦点深度を大きくすることができる。この印刷バイアスは、クロム線のエッジがスペースとして印刷されるという事実の結果である。スペースは事実上、空間像のエッジを"トリミング"するよう機能するため、ネガ型ラインは従来のネガ型レジストの場合よりも小さく印刷される。これはハイブリッド・レジストの周波数２重化性が現れたものである。
【００３３】ネガ型ラインの印刷バイアスを最適化するようにレジスト形成物を設計することが可能である。例えばポジ型可溶性阻止剤について適切な付加係数（loadingfactor）を選択することによって、図４に示すように特定の印刷バイアスを得ることができる。理論上は他の要素についても、密度と反応性に変更を加えることによって、フォトレジストの応答性に関して同様なばらつきをもたらすことができることは明らかである。
【００３４】例えば０．５ＮＡ ＤＵＶリソグラフィ装置で露光したとき、ハイブリッド・レジストの等焦点印刷バイアスは、図２、図３からわかるようにデータに対して通常の計算を行うと、標準的なネガ型レジストの等焦点印刷バイアスより０．１１μｍ大きくなる。この差は２つの形で利用することができる。まず、同じレチクル像サイズではハイブリッド・レジストにより標準レジストより細い線を印刷しながら、焦点と露光プロセス許容範囲を維持することができる。もう１つの方法は、ハイブリッド・レジストでは、レチクル・フィーチャのサイズを標準レジストに対して大きくしながら、標準レジストと同じ像サイズで印刷することができる。大きいレチクル像を使用することで回折効果が減少するため焦点深度が大きくなる（図５）。前者の用途の場合、より小さなハイブリッド・レジスト像で高い性能を得ることができる。後者の用途では、ハイブリッド・レジストのプロセス許容範囲が大きいので歩留りがよくなる。
【００３５】レジスト形成物に変更を加えることで、高感光速度（photospeed）ポジ型反応と低感光速度ネガ型反応が得られ、最適な結果が得られる。またポジ型レジストは、露光後ベーク（ＰＥＢ）に反応しないように選択することができる。これによりポジ型のネガ型に対する感度比を変更でき、よってスペース／ライン／スペースの組み合わせの比が変更される。
【００３６】スペース／ライン／スペース比を変更するもう１つの方法は、露光装置のレチクルにグレースケール・フィルタを利用することである。グレースケール・フィルタでは、照射線の一部だけがレチクルを通過するので中間露光領域が作られる。これにより、露光量は臨界点に達することがないので、ネガ型レジストがこれらの領域で機能することが防止されるが、ポジ型は機能し、よってより広いスペースが作られる。その結果、より広いスペースをより狭いフィーチャと同時に印刷することができる。これはいくつかの素子用途に必要である。
【００３７】処理を更に高度化すると、通常、得られるフィーチャは、必要とされない場合は第２マスキング・ステップでトリミングすることができる。
【００３８】次の例は、周波数２重化レジストの組成の代表例であるが、組成はこの例に限定されることはなく、当業者は多くの変形例を容易に考えることができよう。
【００３９】本発明に従った用途に適したフォトレジスト樹脂としては、フォトレジスト形成物のポリマ樹脂として使用するのに適した、塩基可溶性（base-soluble）で鎖の長いポリマが含まれる。具体的には、ｉ）Hoechst Celanese（Corpus Christi、TX）から入手できるポリ（４−ヒドロキシスチレン）、ポリ（３−ヒドロキシスチレン）等のヒドロキシスチレンといった、−ＯＨ基を持つ芳香族ポリマ、Shipley（Maroboro、Mass）から入手できるノボラック樹脂、及びフェノール・ホルムアルデヒド樹脂等のフェノール−ＯＨ基を持つポリマ、ｉｉ）エステル側鎖を持つポリメタクリル酸等の酸基を持つポリマ、及びｉｉｉ）アクリルアミド基型ポリマ等である。
【００４０】ポリマ樹脂は、脱保護形では、すなわち一度ポジ型反応が起こると、塩基溶媒は可溶性になり、金属を含まない水酸化アンモニウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、金属を含む水酸化カリウム、メタケイ酸ナトリウムの水溶液等の現像液に対して相溶性を示す。好適なポリマ樹脂は、平均分子重量が約１，０００ダルトン乃至約２５０，０００ダルトンの範囲、更に好ましくは約１，０００ダルトン乃至２５，０００ダルトンの範囲であり、これにより現像液でのその可溶性を高めることができる。具体的には、ｐ−ヒドロキシスチレン−無水マレイン酸コポリマ、ポリヒドロキシスチレン−ｐ−ｔｅｒｔ−ブチル−カルガナトスチレン（carganatostyrene）コポリマ、ポリ（２−ヒドロキシスチレン）、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ポリメチル・メタクリル酸エステル−ｔｅｒｔ−ブチル・メタクリル酸エステル−ポリメタクリル酸３元共重合体、ポリ−４−ヒドロキシスチレン−ｔｅｒｔ−ブチル・メタクリル酸エステル・コポリマ、ポリ（４−ヒドロキシスチレン）と、芳香族環の１つ以上の酸反応活性（acid labile）アルキルまたはアリール置換基、ポリ（３−ヒドロキシスチレン）と芳香族環の１つ以上のアルキルまたはアリール置換基、またはコポリマの過半数のサブユニットとしてのこれら、例えばMaruzen America（New York、NY）から入手できるＰＨＭ−Ｃ等である。ＰＨＭ−Ｃには、ポリ（ヒドロキシスチレン）・サブユニットと、ビニル・シクロヘキサノール・サブユニットの両方が、好適には約９９：１乃至約５０：５０の範囲で含まれる。最も好適な比は約９０ポリ（ヒドロキシスチレン）・ユニットに対して約１０ビニル・シクロヘキサノール・サブユニットである。
【００４１】架橋組成は、好適にはテトラメトキシメチル・グリコウリル（glycouril）（"パウダーリンク"）及び２、６−ビス（ヒドロキシメチル）−ｐ−クレゾールである。ただし、この他に次のような架橋組成でもよい。
【化１】
【００４２】特開平１−２９３３３９号に見られる類似体及び誘導体、及びエーテル化アミノ樹脂、例えばメチル化もしくはブチル化したメラミン樹脂（Ｎ−メトキシメチル−または、Ｎ−ブトキシメチル−メラミン）、またはメチル化／ブチル化グリコールウリル（glycol-urils）等、例えば次式のものがある。
【化２】
【００４３】前記についてはカナダ特許番号第１２０４５４７号を参照されたい。
【００４４】光酸発生剤（"ＰＡＧ"）には、これらには限られないが、Ｎ−（トリフルオロメチル−スルホニルオキシ）−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−５−エン−２、３−ジカルボキシイミド（"ＭＤＴ"）、オニウム塩、芳香族ジアゾニウム塩、スルホニウム塩、ジアリルヨードニウム塩、及びＮ−ヒドロキシアミドまたはイミドのスルホン酸エステル等がある。米国特許番号第４７３１６０５号を参照されたい。またＮ−ヒドロキシ−ナフタルイミドのドデカンスルホナート（"ＤＤＳＮ"）等の弱酸を生成するＰＡＧも使用できる。
【００４５】可能な塩基添加剤としては、これらには限られないが、ジメチルアミノピリジン、７−ジエチルアミノ−４−メチル・クマリン（"クマリン１"）、第３アミン、プロトン・スポンジ、ベルベリン及びＢＡＳＦの"プルロン（Pluronic）"シリーズや"テトロン(Tetronic)"シリーズのポリマアミン等がある。また、ＰＡＧがオニウム塩のとき、水酸化テトラアルキルアンモニウムや、水酸化セチルトリメチルアンモニウムも使用できる。
【００４６】利用できる増感剤の例としては、クリセン、ピレン、フルオランテン、アントロン、ベンゾフェノン、チオキサントン及びアントラセン、例えば９−アントラセンメタノール（９−ＡＭ）がある。この他のアントラセン誘導増感剤は米国特許番号第４３７１６０５号に開示されている。増感剤には酸素や硫黄を含むことがある。好適な増感剤は窒素を含まないものである。窒素がある場合、例えばアミン及びフェノチアジン基は、露光プロセスで生じた遊離酸を封鎖する（sequester）傾向があり、形成物が感光性を失う。
【００４７】層を厚すぎず、または薄すぎずに基板表面に付着できるよう、組成全体に粘度を与えるため注型溶剤が用いられる。注型溶剤の例としては、プロピオン酸エトキシエチル（"ＥＥＰ"）、ＥＥＰ及びγ−ブチロラクトン（"ＧＢＬ"）の組み合わせ、プロピレングリコールモノエチルエーテル・アセテート（ＰＭアセテート）等がある。
【００４８】次の例では、それぞれ１つが選択されているが、レジストの様々な部分に対して、他にも多くの組成を選択できることは理解されたい。最も広い意味では、好適な実施例の方法及び構造は、ネガ型成分及びポジ型成分で構成され、ポジ型成分は第１化学線エネルギ・レベルで働き、ネガ型成分は第２化学線エネルギ・レベルで働き、第１及び第２の化学線エネルギ・レベルは、中間の化学線エネルギ・レベルにより分けられた任意のハイブリッド・レジストを使用して実現できる。
【００４９】例１：次の組成は、Pacific Pac Inc．（Hollister、CA）から入手できるプロピレングリコールモノメチルエーテル・アセテート（ＰＭアセテート）溶剤で溶解された。この溶剤は、３Ｍ（St．Paul、MN）から入手できる非イオン系フッ化アルキルエステル界面活性剤であるＦＣ−４３０を３５０ｐｐｍ含み、固形物は合計２０％である。Maruzen America（New York、NY）から入手できる１０％水素加（hydrogenated）ポリ（ヒドロキシスチレン）（ＰＨＳ）、メトキシプロペン（ＭＯＰ）で保護されたフェノール基を約２５％有する、固形物の８１．２％。Daychem Labs（Centerville、OH）から入手できるＮ−（トリフルオロメチル−スルホニルオキシ）−ビシクロ［２、２、１］ヘプト−５−エン−２、３−ジカルボキシイミド（ＭＤＴ）、固形物の１０．５％。Cytec（Danbury、CT）から入手できるテトラメトキシメチル・グリコウリル（glycouril）（"パウダーリンク"）、固形物の８．２％、及び、Aldrich Chemical Companyから入手できる７−ジエチルアミノ−４−メチル・クマリン・ダイ（クマリン１）、固形物の０．１％。
【００５０】溶液は０．２μｍフィルタで濾過された。ヘキサメチルジシラザンで下塗りをしたシリコン・ウエハ上にこの溶液を塗布し、１１０℃のソフト・ベークを行い、Nanospec反射分光メータ（reflectance spectrophotometer）により測定して約０．８μｍ厚の膜が得られた。被覆ウエハは次に、少量から多量まで露光量の異なるマトリックスを持つ開口数（ＮＡ）０．３７のCanonステッパにより、波長２４８ｎｍの遠紫外線（ＤＵＶ）エキシマ・レーザで露光され、１１０℃で９０秒、露光後ベーク（ＰＥＢ）にかけられた。露光膜の溶解速度は、０．１４規定（Ｎ）の水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）現像液で現像された後、残存膜の厚みから計算された。溶解速度と露光量の関係を図６に示す。図６からわかるように、レジストは非露光のときの溶解速度が非常に低い（約２ｎｍ／秒）。露光量を増やすと、溶解速度は約５０ｎｍ／秒に達するまで増加する。溶解速度は、露光量が約１ｍＪ乃至約３ｍＪの範囲にあるとき、このレベルで比較的一定している。露光量を更に増やすとネガ型架橋性が優勢になり、溶解速度は０付近まで戻る。
【００５１】このレジストの典型的なリソグラフィ応答を図１０に示す。図１０は、０．３７ＮＡの２４８ＤＵＶステッパを使用し、ピッチ２μｍで幅１μｍの組にされた（nested）クロムのラインを持つマスクを通してレジストを露光した結果を示している。マスクの全てのクロムのライン及びスペースの組み合わせは、レジストで２つのライン及び２つのスペースとして印刷される。ネガ型ラインは約０．８μｍ、ポジ型ラインは約０．６μｍ、２つのスペースは等しく約０．３μｍである。
【００５２】同じレジストを使用したもう１つの実験では、０．５ＮＡ ＤＵＶステッパMICRASCAN IIにより、分離したクロムのスペースがハイブリッド・レジスト膜に照射され、スペース／ライン／スペースの測定値がクロムのスペース幅の関数として描いてある（図１３）。データからわかるように、線幅はマスクのクロムのスペースのそれに応じて増加するが、ラインのいずれの側のスペースも比較的一定している。
【００５３】例２：この例は、光酸発生剤の型及び様々な成分の相対量を変えることで、ハイブリッド・レジストの溶解速度特性及びその結果としてのリソグラフィ応答がどのように変化するかを示している。この第２形成物は例１と同様に調製され処理されたが、次の成分で構成されている。ＭＯＰで保護されたフェノール基を約２５％有するＰＨＳ、固形物の９０．８％。トリフェニルスルホニウムトリフレート（triflate）、固形物の１．３％。"パウダーリンク"、固形物の７．８％。水酸化テトラブチルアンモニウム塩基、固形物の０．１％、及び、固形物１８．９％の溶液を作るための溶剤として、界面活性剤ＦＣ−４３０を３５０ｐｐｍ含有する充分なＰＭアセテート。
【００５４】得られたハイブリッド・レジストの溶解速度特性を図８に示す。曲線の全体的な性質は例１のハイブリッド・レジストと同様で、溶解速度は最初、非露光レジストでは低く、約５ｍＪで増加し、約７ｍＪで減少する。しかし絶対露光量の範囲とこの範囲内の溶解速度は、図６とはかなり異なる。
【００５５】図１０は、０．５ＮＡ ＤＵＶステッパMICRASCAN IIにより、等幅のスペースと組にされたクロムのラインのマスクを通して露光されたときのハイブリッド・レジストのこの形成物の応答を表す。ネガ型ライン、非露光（ポジ型）ライン、及びスペース幅が、マスク寸法の関数として描いてある。スペースは約０．１８μｍの範囲で比較的一定しているが、ラインは両方ともマスク寸法の変化に応じて変化している。
【００５６】例３：この例は、周波数２重化像のスペース幅が、ＰＨＳのＭＯＰによる保護レベルを変えることで変化することを示す。付加ＭＯＰが２４％と１５％の２つの異なるＰＨＳロットにより、例１と同様のハイブリッド形成物が作られた。ただし膜厚を約０．５μｍにするため、固形物含有量の合計は全体量の１６．０％に調整された。これら２つのストック形成物から、平均ＭＯＰレベルが１５％乃至２４％の範囲の形成物が複数調製された。ウエハへの被覆と１１０℃でのソフト・ベークの後、０．５ＮＡ ＤＵＶステッパMICRASCAN IIで露光し、１１０℃、６０秒の現像後ベークにかけられ、最終的に０．１４Ｎ ＴＭＡＨ現像液で現像された。クロム開口を有するレチクルがハイブリッド・レジスト膜に印刷された。レジスト像のスペース幅が測定され、それぞれの形成物を得るため用いられたＰＨＳの平均ＭＯＰ可溶性阻止剤の添加量の関数としてグラフ化した。図９に示すように、スペース幅はＭＯＰ濃度に対する依存性が高いことが確認された。
【００５７】例４：ネガ型像は、ＰＥＢの後、現像の前に全面均一ＤＵＶ露光により、本発明のハイブリッド・レジストで形成することができる。
【００５８】例２に示したハイブリッド・レジスト形成物の像は、０．５ＮＡ ＤＵＶ露光装置上の電気テスト・パターンのクロム・レチクルで露光された。得られたレジスト像のエッチング・パターンを電気プローブ法で測定できるように、２０００Åのポリシリコン膜を有するシリコン・ウエハ（２００ｍｍ）が基板として用いられた。露光後ベーク・プロセスの後、ウエハは再び露光装置（MICRASCAN II）にかけられ、クリア・ガラス・レチクルを使用して平方センチメートル（ｃｍ2）当たり１０ｍＪで露光された。露光後ベーク・プロセスは、この第２露光の後には行われなかった。第２の露光の目的は、最初に露光されなかったレジストをウエハから除去し、現像後にネガ型レジスト・パターンだけを残すことである。
【００５９】最初の像露光量は１７ｍＪ／ｃｍ2乃至２４ｍＪ／ｃｍ2、露光後ベーク温度は１１０℃、９０秒、現像時間は０．１４Ｎ ＴＭＡＨで１００秒だった。標準ネガ型レジストも同様に処理されたが、制御段階としての均一露光ステップは省略された。この実験からの電気データは図８及び図９に示してある。ハイブリッド・レジストについて、約０．１１μｍの大きな等焦点印刷バイアスが、標準ネガ型レジストに対して、従来の標準的な方法により計算されて観測された。
【００６０】『ＣＭＯＳデバイス製造方法』図１１に移る。ＣＭＯＳデバイスのラッチアップ傾向を小さくするためウェル・エッジ・インプラントを形成する好適な方法２０００が示してある。ウェル・エッジ・インプラントは、少数キャリア存続期間を短くし、よって寄生トランジスタ構造のゲインを減らすことによってラッチアップ傾向を小さくする。方法２０００はマスク・ステップを追加せずにウェル・エッジ・インプラントを形成する。
【００６１】好適な方法はＣＭＯＳデバイスに広く用いられる半導体基板から始まる。このような基板の例として、トップ部にＰ＋基板及びＰ−エピタキシャル層を持つウエハ部がある。もちろん他の適切な基板物質も使用できる。ここで好適な方法について図１２乃至図１９に示した第１実施例を参照して、その後、図２０乃至図２３R>３に示した第２実施例を参照して説明する。
【００６２】最初のステップ２０２はデバイス間に分離領域を形成することである。これらの分離領域は、好適には浅いトレンチ分離部であり、Ｎチャネル及びＰチャネルのデバイスを分離するため用いられる。ＳＴＩは任意の適切な処理方法で形成できる。１つの方法として、ＲＩＥ（反応性イオン・エッチング）により基板にＳＴＩトレンチが形成される。次にＳＴＩトレンチの壁と下部に酸化物ライナが適切な形で形成される。次にＳＴＩトレンチは酸化物で適切な形で埋められ、ウエハ１００はＣＭＰ（機械化学的研磨）により平坦化される。
【００６３】図１２に移る。ウエハ部２１００が示してある（実寸によらない）。ウエハ部２１００はＰ＋基板上にＰ−エピタキシャル層（Ｐ−ＥＰＩ）２１１０を含む。ウエハ部では２つの浅いトレンチ分離部（ＳＴＩ）２１０２が形成される。ＳＴＩ２１０２は代表的なＳＴＩであり、代表的な集積半導体デバイス上の様々なデバイス間に適切な形で形成される。次の処理ステップでは、Ｎチャネル・デバイスとＰチャネル・デバイスがウエハ部２１００に形成される。ＳＴＩ２１０２等のＳＴＩはこれら様々なデバイス間に（つまり２つのＮチャネル・デバイス間、２つのＰチャネル・デバイス間、及びＮチャネルとＰチャネルのデバイス間に）適切な形で形成される。どの場合でもＳＴＩ２１０２は隣接したデバイスを互いに分離するよう働く。
【００６４】後で明らかになるが、好適な実施例では、ＳＴＩ２１０２下のキャリア存続期間が短くなり、よってＳＴＩ２１０２は従来技術のＳＴＩより浅くなるが、それでもデバイス間に有効な分離が保たれる。従って好適な実施例はラッチアップ耐性を下げることなくＳＴＩのスケーリング性を改良する。
【００６５】図１１の方法２０００に戻る。ステップ２０４乃至２１２ではＮウェル・エッジ・インプラント及びＮウェル・エッジ・インプラントを形成する。ステップ２０４でハイブリッド・レジストの性質により、Ｎウェル・マスク・エッジのレジストに開口が形成される。
【００６６】ハイブリッド・レジストは最初にウエハ表面に付着される。次にハイブリッド・レジストは、適切なマスク形状（つまりクロム・マスク形状）でブロックされるＮウェルになる領域が化学線で露光される。ハイブリッド・レジストは次に現像される。露光されないハイブリッド・レジスト部分（つまりＮウェル領域）は現像液に不溶のままであり、ポジ型ライン・パターンを形成する。高い照射強度で露光されたハイブリッド・レジスト部分（つまり非Ｎウェル領域）はネガ型ライン像を形成する。中間強度で露光されたハイブリッド・レジスト部分（つまりＮウェル領域のエッジ）は現像ステップで溶解する。
【００６７】図１３に移る。表面に、露光され現像されたハイブリッド・レジストが付着されたウエハ部２１００が示してある。マスク２２０２のクロム領域２２０４は化学線露光時にＮウェル領域をブロックする。従ってＮウェル領域上のハイブリッド・レジストの部分は露光されず、非Ｎウェル領域上のハイブリッド・レジスト部分は高度に露光され、その間の領域は中間露光度になる。現像後、Ｎウェル領域上にポジ型ライン・パターン２２１０が、非Ｎウェル領域上にはネガ型ライン・パターン２２０８が形成される。中間照射量のハイブリッド・レジスト部分は現像時に溶解し、Ｎウェル領域のエッジにウェル・エッジ・スペース２２１２が形成される。ハイブリッド・フォトレジスト固有の性質により、ウェル・エッジ・スペース２２１２は、解像度０．３５μｍで動作するよう設計されたリソグラフィ装置を使用して０．２μｍ以下の寸法になる。
【００６８】図１１に示した方法２０００に戻ると、次のステップ２０６はウェル・エッジ・スペースを通してＮウェル・エッジ・インプラントを形成することである。この実施例でＮウェル・エッジ・インプラントは、好適にはＮウェル・エッジまわりのＮ＋領域で構成される。インプラントは好適にはリン（またはヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）等の他のドナー種）をウェル・エッジ形状を通して注入することによって形成される。インプラントの量は少数キャリア存続期間を短くするように選択されるが、ハイブリッド・レジストの光活性化合物を破壊しないように少ない量にする必要がある。その場合、好適なインプラントはリンであり、ＳＴＩトレンチ深さより深く、適切な形で注入される。好適な注入量は約１×１０11イオン／平方センチメートル乃至１×１０15イオン／平方センチメートルで、好適には約１×１０13イオン／平方センチメートルである。
【００６９】図１４に移る。Ｎウェル・エッジ・インプラント２３０３が形成されたウエハ部２１００が示してある。方法２０００に戻ると、次のステップ２０８は、ハイブリッド・レジストのＮウェル領域を露光し現像することである。Ｎウェル領域上のハイブリッド・レジスト部分はステップ２０４の化学線露光時に露光されなかったので、これらの部分はポジ型パターンで構成される。従ってＮウェル領域上のハイブリッド・レジスト部分は、ウエハ部を全面均一露光し、ポジ型パターンを現像して取り除くことができる。従ってこの除去操作は、マスキング層またはマスキング・ステップを追加することなく行える。
【００７０】次のステップ２１０では、適切なＮ型インプラント作製法によりＮウェルが形成される。図１５を参照すると、ハイブリッド・レジストのポジ型部分２２１０が取り除かれ、Ｎウェル２４０２が基板に注入されたウエハ部２１００が示してある。残りのネガ型部分２２０８は、Ｎ型インプラントに対して非Ｎウェル領域を保護するように働く。Ｎウェル・エッジ・インプラント２３０２は、Ｎウェル２４０２と同じネガ型レジスト構造を共有するので、それらは互いに自己整合する。
【００７１】Ｎウェルが形成されると、次のステップ２１２はハイブリッド・レジストの残りの部分（つまりネガ型部分２２０８）を剥離することである。
【００７２】Ｎウェル及びＮウェル・エッジ・インプラントが形成されると、ステップ２１４乃至２２２で、Ｐウェル及びＰウェル・エッジ・インプラントが形成される。ステップ２１４でＰウェル・パターンがハイブリッド・レジストで形成され、ウェル・エッジ・スペースがハイブリッド・レジストの性質を使用してウェル・エッジに形成される。
【００７３】ここでもハイブリッド・レジストは最初にウエハ全面に付着される。ハイブリッド・レジストは次に、適切なマスク形状（つまりクロム・マスク形状）でブロックされるＰウェルになる領域が化学線で露光される。次にハイブリッド・レジストは現像される。露光されないハイブリッド・レジスト部分（つまりＰウェル領域）は現像液に不溶なままでポジ型ライン・パターンを形成する。照射強度の高い領域（つまり非Ｐウェル領域）はネガ型ライン像を形成する。中間強度で露光されたハイブリッド・レジスト部分（つまりＰウェル領域のエッジ）は現像ステップで溶解する。
【００７４】図１６に移る。露光され現像された表面にハイブリッド・レジストが付着されたウエハ部２１００が示してある。マスク２５０２のクロム領域２５０４は化学線露光時にＰウェル領域をブロックする。従ってＰウェル領域は露光されず、非Ｐウェル領域は高度に露光され、その間の領域は中間露光度になる。現像後、Ｐウェル領域上にポジ型ライン・パターン２５１０が、非Ｐウェル領域上にはネガ型ライン・パターン２５０８が形成される。照射量が中間のハイブリッド・レジスト部分は現像時、つまりＰウェル領域のエッジのウェル領域エッジ・スペース２５１２の現像時に溶解する。ここでも、ハイブリッド・フォトレジスト固有の性質により、スペースは、解像度０．３５μｍで動作するよう設計されたリソグラフィ装置を使用して０．２μｍ以下の寸法になる。
【００７５】図１１に示した方法２０００に戻る。次のステップ２１６はＰウェル・エッジ・インプラントをウェル・エッジ・スペースを通して形成することである。Ｐウェル・エッジ・インプラントは、好適にはＰウェルのエッジまわりのＰ＋領域で構成される。インプラントは好適にはホウ素（またはインジウム（Ｉｎ）、ＢＦ2等他の適切なアクセプタ種）をウェル・エッジ形状を通して注入することによって形成される。ここでもインプラントの量は少数キャリア存続期間を短くするように選択されるが、ハイブリッド・レジストの光活性化合物を破壊しないように少ない量にする必要がある。その場合、好適なインプラントはホウ素であり、ＳＴＩトレンチ深さより深く、適切な形で注入される。好適な注入量は約１×１０11イオン／平方センチメートル乃至１×１０15イオン／平方センチメートルで、好適には約１×１０13イオン／平方センチメートルである。
【００７６】図１７に移る。Ｐウェル・エッジ・インプラント２６０２が形成されたウエハ部２１００が示してある。方法２０００に戻ると、次のステップ２１８はハイブリッド・レジストのＰウェル領域を露光し現像することである。Ｐウェル領域上のハイブリッド・レジスト部分は露光されなかったので、これらの部分はポジ型パターンで構成される。従ってＰウェル領域上のハイブリッド・レジスト部分は、マスキング・ステップを追加することなく、ウエハ部を均一露光し、ポジ型パターンを現像して取り除くことによって取り除くことができる。
【００７７】次のステップ２２０では、適切なＰ型インプラント作製法によりＰウェルが形成される。図１８を参照すると、ハイブリッド・レジストのポジ型部分２５１０が取り除かれ、Ｐウェル２７０２が基板に注入されたウエハ部２１００が示してある。残りのネガ型部分２５０８は、Ｐ型インプラントに対して非Ｐウェル領域をマスクして保護するように働く。Ｐウェル・エッジ・インプラント２６０２は、Ｐウェル２７０２と同じネガ型レジスト構造を共有するので、それらは互いに自己整合する。
【００７８】次のステップ２２２（図１０）はハイブリッド・レジストの残りの部分（つまりネガ型部分２５０８）を剥離することである。
【００７９】ウエハ部２１００は次に、適切な作製法、例えばデバイス・ゲートとコンタクト拡散領域を形成する等で完成させることができる。図１９に移る。Ｎ＋＋及びＰ＋＋のコンタクト拡散領域が形成されたウエハ部２１００が示してある。これらのコンタクト拡散領域は通常、拡散インプラントがポリシリコン・ゲートによってマスクされないシリコン表面に形成される（ポリシリコン・ゲートは図示していない）。
【００８０】従って図１２乃至図１９に示した第１実施例は、Ｐウェル、Ｎウェル及び／または２重ウェルのエッジにＮ＋及び／またはＰ＋のエッジ・インプラントを形成することによって、ＣＭＯＳデバイスのラッチアップを少なくする方法及び構造を提供する。図２０乃至図２３２３に示した第２実施例も同様の方法により、Ｎウェル及び／またはＰウェルのプロファイルを調整するためエッジ・インプラントを使用することによってラッチアップを少なくする。この実施例でエッジ・インプラントは、ドーピングの極性がＮウェル及び／またはＰウェルと反対のインプラント種で構成される。Ｎウェル領域ではエッジ・インプラントはＰ型ドーパントで、Ｐウェル領域ではエッジ・インプラントはＮ型ドーパントで構成される。
【００８１】図２０に移る。両方の種のウェル・エッジ・インプラントを持つウエハ部２１００が示してある。この実施例は、ウェル・エッジ・インプラントが注入されるまでは最初のものと同様に形成される。特に、ハイブリッド・レジストは付着され、クロム・マスク形状によってブロックされるＮウェル領域が化学線露光される。これはＮウェル領域のエッジにウェル・エッジ・スペース２２１２、及びポジ型パターン２２１０及びネガ型パターン２２０８を形成する。
【００８２】この実施例でＰ型インプラント２９０２はウェル・エッジ・スペース２２１２を通して形成される。Ｐ型インプラント２９０２はＳＴＩ２１０２下に、Ｎウェルのエッジと自己整合するＰ型領域を形成するように選択される。Ｐ型インプラントの量とエネルギは、Ｎウェルをカウンタドープするに充分な量でＳＴＩの直下にドーパントを位置付けるように選択する。
【００８３】次のステップは、ここでもハイブリッド・レジストのＮウェル領域を露光し現像することである。Ｎウェル領域上のハイブリッド・レジスト部分は露光されなかったので、これらの部分はポジ型パターンで構成される。従ってＮウェル領域上のハイブリッド・レジスト部分はウエハ部を均一露光し、ポジ型パターンを現像して取り除くことができる。従ってこの除去操作は、マスキング層またはマスキング・ステップを追加することなく行える。
【００８４】次のステップは、適切なＮ型インプラント注入法によりＮウェルを形成することである。図２１に移る。ハイブリッド・レジストのポジ型部分２２１０が除去され、Ｎ型インプラントでＮウェル３００２が形成されたウエハ部２１００が示してある。残りのネガ型部分２２０８は、Ｎ型インプラントに対して非Ｎウェル領域をマスクして保護するように働く。Ｎ型インプラントがＰ型ウェル・エッジ・インプラントと重なる所では、２つの反対の種が打ち消し合う。従って、得られるＮウェル３００２のプロファイルは図２１に示すようになる。このようにしてプロファイルを調整することで、寄生トランジスタのベース輸送係数（transport factor）が減少し、これはまた少数キャリア存続期間を短くし、デバイスのラッチアップ傾向を小さくする。
【００８５】図２２に移る。Ｐウェルに対する反対の種のウェル・エッジ・インプラントを持つウエハ部２１００が示してある。ここでもＰウェル・エッジ・インプラントは、第１実施例と同じようにハイブリッド・フォトレジストを使用して形成される。特に、ハイブリッド・レジストは付着され、クロム・マスク形状でブロックされるＰウェル領域が化学線露光される。これによりＰウェル領域のエッジにはウェル・エッジ・スペース２５１２が、及びネガ型パターン２５１０及びポジ型パターン２５０８が形成される。
【００８６】この実施例でＮ型インプラント３１０２はウェル・エッジ・スペース２５１２を通して形成される。Ｎ型インプラント３１０２はＳＴＩ２１０２下に、Ｐウェルのエッジと自己整合するＮ型領域を形成するように選択される。Ｎ型インプラントの量とエネルギは、Ｐウェルをカウンタドープするに充分な量でＳＴＩの直下にドーパントを位置付けるように選択する。
【００８７】次のステップはここでもハイブリッド・レジストのＰウェル領域を露光し現像することである。Ｐウェル領域上のハイブリッド・レジスト部分は露光されなかったので、これらの部分はポジ型パターンで構成される。従ってＰウェル領域上のハイブリッド・レジスト部分は、ウエハ部を均一露光し、ポジ型パターンを現像して取り除くことによって取り除くことができる。従ってこの除去操作は、マスキング層またはマスキング・ステップを追加することなく行える。
【００８８】次のステップは適切なＰ型インプラント注入法によりＰウェルを形成することである。図２３に移る。ハイブリッド・レジストのポジ型部分２５１０が除去され、Ｐ型インプラントでＰウェル３２０２が形成されたウエハ部２１００が示してある。残りのネガ型部分２５０８は、Ｐ型インプラントに対して非Ｐウェル領域をマスクして保護するように働く。Ｐ型インプラント・プロファイルがＮ型ウェル・エッジ・インプラント・プロファイルと重なる所では、２つの反対の種が組み合わせられ、Ｎ型及びＰ型の濃度の違いである正味ドーピング・プロファイルが作られる。従って、得られるＰウェル３２０２のプロファイルは図２３に示すようになる。このようにしてプロファイルを調整することで、寄生トランジスタのベース輸送係数が減少する。これはまた少数キャリア存続期間を短くし、デバイスのラッチアップ傾向を小さくする。
【００８９】ウェル・エッジ・インプラントを使用してウェル・プロファイルを調整することにはいくつか利点がある。第１に、Ｐ型ウェル・エッジ・インプラントはＮウェルと自己整合するので、Ｐウェル上のＮＰＮベース幅のＮウェル・オーバレイに対する感応性は減少し、これはＮＰＮゲインの制御性をよくする。第２に、Ｎ型ウェル・エッジ・インプラントはＮウェルと自己整合するので、Ｐウェル上のＰＮＰベース幅のＮウェル・オーバレイに対する感応性は減少し、これはＰＮＰゲインの制御性をよくする。最後に、ＳＴＩ下の領域でＰ型とＮ型のカウンタドープを加えることでキャリア移動度が劣化し、これはラッチアップがトリガされるときに保持電圧を上げるよう働く。
【００９０】従って好適な実施例は、Ｐウェル、Ｎウェル或いはまた２重ウェルのエッジにエッジ・インプラントを形成することによって、ＣＭＯＳデバイスのラッチアップを少なくする方法及び構造を提供する。これらのエッジ・インプラントは横型寄生トランジスタの少数キャリア存続期間を短くする。ハイブリッド・フォトレジスト固有の性質を利用することによって、エッジ・インプラントはウェルと自己整合し、マスキング・ステップを追加することなく形成される。
【００９１】本発明は、特にＰウェル及びＮウェルのエッジにハイブリッド・レジストで形成されるエッジ・インプラントを使用した好適な且つ代表的な実施例を参照して説明したが、本発明の主旨と範囲から逸脱することなく、形式及び詳細に関して様々な変形例が考えられることは当業者には理解されよう。特にハイブリッド・レジストのポジ型部分を使用してウェル領域を画成することはネガ型部分にも当てはまる。また本発明は複数の別個の技術（ＬＯＣＯＳ、リセス付酸化物（ＲＯＸ）、ＳＴＩ等）、ウェル及び基板の技術、ドーパントのタイプ、エネルギ及び種に適用できることも当業者には理解されよう。更に本発明の主旨は、シリコンをベースにした他の技術（ＢｉＣＭＯＳ、バイポーラ、ＳＯＩ（silicon-on-insulator）、ＳｉＧｅ（シリコン・ゲルマニウム）にも適用できることも理解されよう。
【００９２】まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００９３】（１）ラッチアップ耐性を高めた半導体デバイスを形成する方法であって、ａ）半導体基板を与えるステップと、ｂ）前記半導体基板に少なくとも１つのウェル・エッジ・インプラントを形成するステップと、ｃ）前記少なくとも１つのウェル・エッジ・インプラントと整合したエッジを持つウェル領域を前記半導体デバイスに形成するステップと、を含む、方法。
（２）前記ウェル・エッジ・インプラントはＰ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、前記（１）記載の方法。
（３）前記ウェル・エッジ・インプラントはＰ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、前記（１）記載の方法。
（４）前記ウェル・エッジ・インプラントはＮ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、前記（１）記載の方法。
（５）前記ウェル・エッジ・インプラントはＮ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、前記（１）記載の方法。
（６）ウェル・エッジ・インプラントを形成する前記ステップは、ｉ）ハイブリッド・レジストを付着するステップと、ｉｉ）前記ハイブリッド・レジストをマスクを通して露光するステップと、ｉｉｉ）中間露光量で露光された前記ハイブリッド・レジストの部分を取り除いて、前記ハイブリッド・レジストにウェル・エッジ・スペースが形成されるように、前記ハイブリッド・レジストを現像するステップと、を含む、前記（１）記載の方法。
（７）前記ウェル領域を形成するステップは、前記ハイブリッド・レジストを全面均一露光して現像するステップを含み、前記全面均一露光と現像により前記ハイブリッド・レジストの前記ウェル領域上に開口が形成され、前記開口を通してウェル・ドーパントが注入されることを特徴とする、前記（６）記載の方法。
（８）前記少なくとも１つのウェル・エッジ・インプラントは浅いトレンチ分離部下に形成される、前記（１）記載の方法。
（９）ラッチアップ耐性を高めた半導体デバイスを形成する方法であって、ａ）半導体基板を与えるステップと、ｂ）前記半導体基板にハイブリッド・レジストを付着するステップと、ｃ）前記ハイブリッド・レジストを形状を含むマスクを通して露光し、前記マスク形状によってブロックされる前記ハイブリッド・レジストの部分は露光されず、前記マスク形状によってブロックされない前記ハイブリッド・レジストの部分は完全に露光され、前記マスク形状のエッジ下のハイブリッド・レジストの遷移領域は中間露光量で露光されるステップと、ｄ）中間露光量で露光された前記ハイブリッド・レジストの部分は取り除かれて、前記ハイブリッド・レジストにウェル・エッジ・スペースが形成されるように、前記ハイブリッド・レジストを現像するステップと、ｅ）前記半導体基板に、前記ウェル・エッジ・スペースを通してウェル・エッジ・インプラントを形成するステップと、ｆ）前記ハイブリッド・レジストを全面均一露光するステップと、ｇ）前記ハイブリッド・レジストを現像し、前記ハイブリッド・レジストに少なくとも１つのウェル空間が開けられる、ステップと、ｈ）前記ハイブリッド・レジストの前記少なくとも１つのウェル空間を通して前記半導体基板に少なくとも１つのウェル領域を形成するステップと、を含む、方法。
（１０）前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つはＰ＋型インプラントを含み、前記少なくとも１つのウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、前記（９）記載の方法。
（１１）前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つはＰ＋型インプラントを含み、前記少なくとも１つのウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、前記（９）記載の方法。
（１２）前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つはＮ＋型インプラントを含み、前記少なくとも１つのウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、前記（９）記載の方法。
（１３）前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つはＮ＋型インプラントを含み、前記少なくとも１つのウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、前記（９）記載の方法。
（１４）前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つは浅いトレンチ分離部下に形成される、前記（９）記載の方法。
（１５）ａ）半導体基板に形成されたウェル領域と、ｂ）前記半導体基板の前記ウェル領域のエッジに形成されたウェル・エッジ・インプラントと、を含む、半導体構造。
（１６）前記ウェル・エッジ・インプラントはＰ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、前記（１５）記載の半導体構造。
（１７）前記ウェル・エッジ・インプラントはＰ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、前記（１５）記載の半導体構造。
（１８）前記ウェル・エッジ・インプラントはＮ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、前記（１５）記載の半導体構造。
（１９）前記ウェル・エッジ・インプラントはＮ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、前記（１５）記載の半導体構造。
（２０）前記ウェル・エッジ・インプラントは浅いトレンチ分離部下に形成される、前記（１５）記載の半導体構造。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッド・レジストの使用を示す図である。
【図２】様々な露光エネルギで標準ネガ型レジストが形成されるときの焦点（μｍ）に対する線幅（ｎｍ）を示すグラフである。
【図３】様々な露光エネルギで本発明のハイブリッド・レジストが形成されるときの焦点（μｍ）に対するハイブリッド・パターンのネガ型ラインの線幅（ｎｍ）を示すグラフである。
【図４】本発明のハイブリッド・レジストに組み合わされたポジ型可溶性阻止剤（ＭＯＰ）の量に対する線幅（ｎｍ）を示すグラフである。
【図５】標準レジスト形成物と本発明のハイブリッド・レジスト形成物を用いたとき、所与の線幅について焦点範囲比較モデルを示すグラフである。
【図６】本発明のハイブリッド・レジスト形成物を使用したときの、溶解速度（ｎｍ／秒）を露光量（ｍＪ）の関数として示すグラフである。
【図７】本発明のハイブリッド・レジスト形成物を使用したとき、得られるラインとスペースの幅をクロムのスペース幅の関数として示すグラフである。
【図８】本発明の他のハイブリッド・レジスト形成物の溶解速度(ｎｍ／秒)を露光量（ｍＪ）の関数として示すグラフである。
【図９】本発明のハイブリッド・レジスト形成物を使用したときの、スペース幅（μｍ）を付加ＭＯＰの関数として示すグラフである。
【図１０】照射（ネガ型）ライン、非照射（ポジ型）ライン、及びスペース幅を露光量の関数として描いた本発明のハイブリッド・レジストの形成物の応答を示すグラフである。
【図１１】本発明に従った作製方法を示すフローチャートである。
【図１２】中に浅いトレンチ分離部が形成されたウエハ部の側面断面図である。
【図１３】Ｎウェル・エッジ・インプラント形成物及びＮウェル形成のために、レジストをパターン化するのに用いられるハイブリッド・レジストとマスクが重ねられたウエハ部の側面断面図である。
【図１４】Ｎウェル・エッジ・インプラントが形成されたウエハ部の側面断面図である。
【図１５】Ｎウェル・エッジ・インプラント及びＮウェルが形成されたウエハ部の側面断面図である。
【図１６】Ｐウェル・エッジ・インプラント形成物とＰウェル形成のために、レジストをパターン化するのに用いられるハイブリッド・レジストとマスクが重ねられたウエハ部の側面断面図である。
【図１７】Ｐウェル・エッジ・インプラントを持つウエハ部の側面断面図である。
【図１８】Ｐウェル・エッジ・インプラントとＰウェルが形成されたウエハ部の側面断面図である。
【図１９】コンタクト拡散領域が形成されたウエハ部の側面断面図である。
【図２０】第２実施例に従ってＮウェル・エッジ・インプラント形成とＮウェル形成のためのハイブリッド・レジストが重ねられ、Ｎウェル・エッジ・インプラントがＰ型インプラントで構成されるウエハ部の側面断面図である。
【図２１】第２実施例に従ってＮウェルが形成されたウエハ部の側面断面図である。
【図２２】第２実施例に従ってＰウェル・エッジ・インプラント形成とＰウェル形成のためのハイブリッド・レジストが重ねられ、Ｐウェル・エッジ・インプラントがＮ型インプラントで構成されるウエハ部の側面断面図である。
【図２３】第２実施例に従ってＮウェルとＰウェルが形成されたウエハ部の側面断面図である。
【図２４】ポジ型レジストの可溶性を露光量の関数として示すグラフである。
【図２５】レチクル・ライン・パターンが印刷されたポジ型レジストのライン・パターンを示す図である。
【図２６】ネガ型レジストの可溶性を露光量の関数として示すグラフである。
【図２７】レチクル・ライン・パターンが印刷されたネガ型レジストのライン・パターンを示す図である。
【図２８】ハイブリッド・レジストの可溶性を露光量の関数として示すグラフである。
【図２９】ハイブリッド・レジストを使用して基板に形成されたスペース／ライン／スペース・パターンを示す図である。
【図３０】従来技術のＣＭＯＳウエハ部の側面断面図である。
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には半導体デバイスに関し、特にラッチアップを少なくする方法及び構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積半導体デバイスがますます複雑になり、常に半導体デバイスの密度を上げることが求められる。しかし密度を高めると、アドレスされていない場合はデバイスが故障する原因になる問題が生じる。１つは、半導体デバイス、特にＣＭＯＳデバイスが"ラッチアップ"する傾向である。ラッチアップは集積回路の素子間で不要なトランジスタ動作により生じる周知の問題である。この不要なトランジスタ動作は、多種多様な事象によりトリガされ、半導体デバイスが故障する原因になる。
【０００３】ラッチアップは一般的には、現在のＣＭＯＳデバイスでＮチャネル及びＰチャネルのデバイスがかなり近接することにより生じる。例えばＰ型基板に作製される代表的なＣＭＯＳデバイスは、Ｎウェルに作製されるＰチャネル・デバイスとＰウェルに作製されるＮチャネル・デバイスを含み、ウェル間の距離は短い。この構造は必然的に寄生横型バイポーラ構造（ＮＰＮ）及び寄生縦型バイポーラ構造（ＰＮＰ）を形成する。特定のバイアス条件下では、ＰＮＰ構造はＮＰＮ構造にベース電流を供給し（またはその逆）、ＰＮＰＮアノードからカソードに大きな電流が流れる。ＰＮＰＮデバイスがトリガされると、ＰＮＰＮは低電流／高電圧状態から低電圧／高電流状態に遷移する。場合によっては低電圧／高電流状態が、熱暴走やＰＮＰＮ寄生素子の形成によって引き起こされる素子の破壊につながる。
【０００４】例えば図３０を参照すると、ＣＭＯＳデバイス部８００が示してある。代表的なＣＭＯＳ部８００はＰ−エピタキシャル層８０４を持つＰ＋基板８０２に形成される。ＣＭＯＳ部８００はＰウェル８０８に形成されるＮチャネル・デバイス（図は第１Ｎ＋＋拡散部８０６のみ示している）と、Ｎウェル８１２に形成されるＰチャネル・デバイス（図は第１Ｐ＋＋拡散部８１０のみ示している）を含む。２つのデバイスは浅いトレンチ分離部（ＳＴＩ）８１４で分けられる。
【０００５】１つの寄生横型バイポーラ構造（ＮＰＮ）がＮ＋＋拡散部８０６、Ｐウェル８０８／Ｐ−エピタキシャル層８０４、及びＮウェル８１２により形成される。ラッチアップが生じると、この構造は横型バイポーラＮＰＮトランジスタとして働き、Ｎ＋＋拡散部８０６はそのエミッタに、Ｐウェル８０８及びＰ−エピタキシャル層８０４はそのベースに、Ｎウェル８１２はコレクタになる。Ｎ＋＋拡散部８０６はＰウェル８０８に電子を注入する。注入された電子はＮウェル８１２によって集められる。
【０００６】同様に寄生縦型バイポーラ構造（ＰＮＰ）はＰ＋＋拡散部８１０、Ｎウェル８１２、及びＰ−エピタキシャル層８０４によって形成され、Ｐ＋＋拡散部８１０はそのエミッタとして、Ｎウェル８１２はそのベースとして、Ｐ−エピタキシャル層８０４はそのコレクタとして働く。Ｐ＋＋拡散部８１０からＮウェル８１２に注入されるホールはＰ−エピタキシャル層８０４によって集められる。Ｎウェル８１２からＰ−エピタキシャル層８０４へのホールの流れは、Ｐ−エピタキシャル層８０４からＮウェル８１２への対応する電子の流れを生じ、よってＮＰＮ横型バイポーラ構造の転移効果を高める。
【０００７】この正のフィードバック動作によりＮＰＮＰ構造がラッチアップすることがある。もちろんこれはＣＭＯＳデバイスで起こり得るラッチアップの一例に過ぎず、またラッチアップは、代表的なＣＭＯＳデバイス中の他のＮＰＮＰまたはＰＮＰＮの経路でも生じ得る。
【０００８】ＣＭＯＳデバイスのラッチアップの傾向に対しては、いくつかの形で取り組みがなされている。１つの方法は、トランジスタ型動作の"ゲイン"を下げるものである。ゲインはベース領域での少数キャリアの存続期間の関数である。ゲインを下げるとＣＭＯＳデバイスのラッチアップ傾向が小さくなる。これは寄生ＰＮＰＮをＣＭＯＳラッチアップにつながる負の抵抗状態にするために印加すべき電圧（"トリガ電圧"という）を上げることによる。
【０００９】ＣＭＯＳデバイスでの寄生トランジスタのゲインは、ウェル・プロファイル設計、Ｐ＋／Ｎ＋間隔等多くのパラメータの関数である。特に横型及び縦型のプロファイルはそれぞれ横型及び縦型の寄生トランジスタの寄生バイポーラ・ゲインに影響を与える。従ってウェル・プロファイル・エッジの配置及び制御は拡張ＣＭＯＳプロセスのラッチアップ特性に大きな影響を与える。現在、Ｐウェル及びＮウェルの間隔の制御は、ある程度オーバレイの変更により決定される。デバイスがスケーリングされＰ＋及びＮ＋の間隔が減少すると、従来の作製技術でウェル・プロファイルを制御することによって寄生ゲインを制限する機能は大きな問題になってくる。
【００１０】ラッチアップを扱うもう１つの方法は、ラッチアップ保持電圧を上げることである。ラッチアップ保持電圧は最小安定電圧であり、ラッチアップがトリガされた後に大きい電流をサポートすることができる。ラッチアップ保持電圧を上げることで、ラッチアップ耐性が増し、回路が故障する可能性は小さくなる。最適な状況は、保持電圧をバーンイン電圧より大きくする、通常は公称電源電圧（Ｖｄｄ）よりも１．５ボルト大きくすることである。
【００１１】Ｎチャネル及びＰチャネルのデバイス間には、ラッチアップの可能性を最小にするために浅いトレンチ分離部（ＳＴＩ）が用いられている。しかしＣＭＯＳ技術がより小さい寸法にまでスケーリングされると、ＳＴＩ寸法を含めた全ての幾何パラメータが小さくなる。ＳＴＩの深さや幅が小さくなるとラッチアップ耐性は減少する。これはトランジスタ電流ゲインが上がり、ラッチアップ保持電圧が下がるからである。ラッチアップ保持電圧が下がり過ぎる、つまりバーンイン電圧より小さくなると、ラッチアップ耐性は損なわれる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の方法は従って、ＣＭＯＳデバイスのサイズ、特にデバイス間の分離領域が小さくなると、ＣＭＯＳデバイスに充分なラッチアップ耐性を提供できない。従ってＣＭＯＳデバイスのラッチアップ耐性を高めるとともに、デバイスのスケーリングを進めてデバイス密度を高めることのできる改良された方法が必要である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術の制限を克服し、ウェル・エッジにインプラントを形成することによってＣＭＯＳデバイスのラッチアップ耐性を高める方法及びデバイスを提供する。ＣＭＯＳデバイスのラッチアップ耐性を高める好適な実施例の方法は、ハイブリッド・レジストを使用してＮウェル及び／またはＰウェルのエッジにインプラントを形成する。インプラントは寄生トランジスタの少数キャリア存続期間を短縮し、よって寄生トランジスタのゲインを少なくする。これによりＣＭＯＳデバイスのラッチアップ傾向は小さくなる。好適な実施例の方法では、これらのインプラントを、従来技術の方法以上にマスキング・ステップを追加せずに形成できる。更にインプラントを形成する好適な方法により、ウェルのエッジに対して自己整合するインプラントが得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施例は従来技術の制限を克服し、Ｎウェル及び／またはＰウェルのエッジでインプラントを形成するためハイブリッド・フォトレジストを使用したＣＭＯＳデバイスのラッチアップ耐性を高める方法及びデバイスを提供する。インプラントは寄生トランジスタの少数キャリア存続期間を短くし、よって寄生トランジスタのゲインを少なくする。このゲインの減少によりＣＭＯＳデバイスのラッチアップ傾向が小さくなる。ハイブリッド・フォトレジストを使用することでインプラントはウェル・エッジに自己整合する。
【００１５】ここでは、まずハイブリッド・フォトレジストについて説明し、次に好適な実施例の説明に進む。
【００１６】『ハイブリッド・フォトレジスト』好適な実施例は、露光に対してポジ型及びネガ型の両方の応答性を同時に有するフォトレジスト物質を使用する。物質のこの組み合わせにより、ここではハイブリッド・レジストと呼ばれる新しい型のレジストが得られる。
【００１７】ハイブリッド・レジストが化学線照射を受けると、照射強度の高い領域はネガ型ライン像を形成する。露光されなかった領域は現像液に対して不溶のままであり、よってポジ型ライン・パターンを形成する。照射強度が中間の領域、例えば回折効果により強度が低下した空間像のエッジ等は、現像時にレジスト膜にスペースを形成する。このレジスト反応は、このレジストの固有溶解速度特性の現れであり、非露光レジストは現像されず、一部露光されたレジストは高率で現像され、高露光レジストは現像されない。
【００１８】ハイブリッド・フォトレジストの固有溶解速度応答により、１つの空間像を従来のレジストのように、１つのラインまたはスペースとしてではなくスペース／ライン／スペースの組み合わせとして印刷することができる。このレジストのこの"周波数２重化"機能により、従来の露光装置をより高いパターン密度まで拡張することができる。０．２μｍ以下のラインとスペースは、解像度０．３５μｍで動作する設計の現在のＤＵＶ（遠紫外）リソグラフィ装置で印刷できることは、ハイブリッド・レジストの一例の利点である。
【００１９】この種のハイブリッド・レジストの他の利点は、露光量とレチクル像サイズが変わるときスペース幅はほぼ不変なことである。これにより各チップ内のスペース幅について、各ウエハ全面で生産ウエハのバッチからバッチへ、かなり精密な像制御が可能になる。
【００２０】ハイブリッド・レジストの他の利点は、ハイブリッド・レジストの周波数２重化機能により最小レチクル・フィーチャ・サイズが緩和されることである。例えば０．２μｍのフィーチャを従来のレジストで印刷するには、一般には０．２μｍのレチクル像サイズが必要である。ハイブリッド・レジストでは、０．２μｍのスペースをレチクル・フィーチャの１つのエッジで形成できる。例えば０．５μｍのレチクル開口で０．２μｍのスペース２つと０．２μｍのライン１つが作られる。このようにして、"縮小"Ｘ線または電子ビームのリソグラフィが実現できる。つまりレチクル像ピッチは基板上の印刷のピッチの約２倍となる。これにはまた光レチクルの像サイズ要件を緩和でき、コストを下げ、レチクルの歩留りを改良できるという利点もある。０．２μｍ以下のライン及びスペースを現在の装置を変更せずに実現できることはハイブリッド・レジストの利点である。
【００２１】露光量とレチクル・サイズが変わってもスペース幅はほぼ不変であり、よってスペース幅を制御するプロセス許容範囲を大きくすることができることも利点である。本発明のハイブリッド・レジストを使用することで、レチクル上の像寸法の誤差が、基板に印刷されたスペース幅に再現されることはない。その結果チップ上のスペース幅のばらつきは最小になる。これは光学的、Ｘ線及び電子ビームの露光方法には重要である。特に１倍レチクル、つまり通常は基板に印刷された像と１対１の関係を持つレチクルを要するリソグラフィの手法には有益である。レチクル上の像サイズのばらつきは通常、基板に再現されるからである。
【００２２】よって好適な実施例のハイブリッド・レジストは、露光に対してポジ型及びネガ型の両方の応答性を同時に有するフォトレジスト物質を提供する。ポジ型応答は比較的少ない露光量で支配的であり、ネガ型応答は露光量が比較的多いとき支配的である。このレジストの露光によりスペース／ライン／スペースの組み合わせが作られるが、従来のレジストならいずれも１つのフィーチャしか作られない。図２４は、露光量が増加するときポジ型レジストの可溶性が増す様子を示す。図２５はレチクル・ライン・パターンが印刷されたポジ型レジストのライン・パターンを示す。
【００２３】他方、ネガ型レジスト系の露光領域は、図２６２６に示すように、露光量が増すと可溶性は減少する。図２７はレチクル・ライン・パターンが印刷されたネガ型レジストのライン・パターンを示す。
【００２４】本発明のハイブリッド・レジストでは、ポジ型応答により、レチクル像のエッジ付近の領域等、回折効果のため露光強度が低下した領域の可溶性が増す。露光量が増すとネガ型応答が支配的になり、露光度の高い領域で可溶性が小さくなる。図２８はハイブリッド・レジストの露光量の関数としてレジストの可溶性を示す。レチクル・ライン・パターンを基板に印刷すると、図２９に示したスペース／ライン／スペース・パターンが得られる。
【００２５】このようにして空間像が"周波数２重化"され、標準レジストで達成できる場合に比べてフィーチャ数が２倍になる。図１は、ポジ型レジスト、ネガ型レジスト及びハイブリッド・レジストの間のこれら目立った違いを示す。
【００２６】周波数２重化ハイブリッド・レジストは通常、既存のポジ型及びネガ型のレジストの成分を使用して調製される。これには例えば酸感応可溶性／溶解阻害官能性、架橋剤、光酸発生剤、また任意に塩基添加剤と光増感剤により一部変性されたポリ（ヒドロキシスチレン）樹脂が含まれる。
【００２７】レジスト形成物に変更を加えることでポジ型反応を早め、ネガ型反応は遅くして、結果を最適化することもできる。またポジ型成分は、現像前ベーク温度に対する反応が比較的弱くなるよう選択でき、ネガ型の部分は、現像前ベーク温度に対する反応をより強くするよう選択することができる。このようにしてポジ型及びネガ型の応答の相対的性質をベーク温度により変化させ、所望の像形成結果を得ることも可能である。
【００２８】またレジスト形成物に変更を加えることで、寸法の異なるスペース幅を得ることもできる。例えばポリ（ヒドロキシスチレン）樹脂に対する可溶性阻止剤の量を増やすと、印刷されたスペース幅は狭くなる（図９）。この方法はまたネガ型ラインの等焦点印刷バイアスを変更するためにも使用できる。ポジ型可溶性阻止剤の濃度が高いと、ネガ型ラインの等焦点印刷バイアスが増加する（図４）。これは用途によっては、印刷されたネガ型ラインを細くし、レジストの周波数２重化特性を最適化する上で望ましい。
【００２９】ハイブリッド・レジストのポジ型及びネガ型の機能の相対的応答性はまた、露光条件を変えることによっても変更できる。例えばハイブリッド・レジストのネガ型ラインは、従来のレジストの挙動と同様に、露光量及びレチクル寸法と共に変化する。従って例えば露光量が増えると、ネガ型ラインの幅は増し、スペースは同じ大きさであるが、基板上の新しい位置にシフトする。スペースはネガ型ラインと隣接しているからである。同様にポジ型ラインは、露光量またはレチクル寸法が変わるとサイズが変化する。
【００３０】もう１つの例として、２つのレチクルを使用してレジストに２つの別々のパターンを印刷することができる。1つのレチクルは、露光量を多くすればハイブリッド機能がレジストに現れる。もう１つのレチクルは露光量を少なくして同じレジスト膜で露光すると、レジストのその部分にポジ型機能だけが現れる。この効果はまた、例えば露光量を少なくしたい領域で、化学線の部分フィルタがレチクルに含まれている場合、１回の露光プロセスで達成される。これにより、より狭いフィーチャと同時により広いスペースを印刷することができる。これはいくつかのデバイスの用途に必要である。
【００３１】この２段階像形成法の変形例として、ハイブリッド・レジストを使用して、標準ネガ型パターンを形成することができる。レジスト膜が標準ネガ型レチクルで像のとおりに露光され、ベークの後ハイブリッド像が形成され、次に化学線で均一露光され、第２の露光後ベーク・プロセスを適用せずに現像された場合、結果は標準のネガ型像になる。この方法はゲート導体回路の形成等、かなり細かいラインの印刷を要するが、高密度の像ピッチは必要としない用途には望ましいと考えられる。これに代わる方法として、レジストを像のとおりに露光した後、ベーク・ステップの前に少量の化学線エネルギで全面均一露光することができる。この方法がどの程度望ましいかは、可溶性阻止保護基が樹脂に存在するかどうか、またポジ型応答が温度に依存するかどうかによる。
【００３２】このような用途にハイブリッド・レジストを使用する利点は、ハイブリッド・レジストのネガ型ラインが、図３に示すように、等焦点で大きな印刷バイアスを示すことである。言い換えると、ハイブリッドのネガ型ラインについて、プロセス許容範囲が最大の点では、レジスト像はレチクル像よりかなり小さくなる。これが望ましいのは、レチクルが大きいときの回折効果による空間像の劣化が少ないからである。これにより、図２R>２に示すように従来のポジ型及びネガ型の系よりも焦点深度を大きくすることができる。この印刷バイアスは、クロム線のエッジがスペースとして印刷されるという事実の結果である。スペースは事実上、空間像のエッジを"トリミング"するよう機能するため、ネガ型ラインは従来のネガ型レジストの場合よりも小さく印刷される。これはハイブリッド・レジストの周波数２重化性が現れたものである。
【００３３】ネガ型ラインの印刷バイアスを最適化するようにレジスト形成物を設計することが可能である。例えばポジ型可溶性阻止剤について適切な付加係数（loadingfactor）を選択することによって、図４に示すように特定の印刷バイアスを得ることができる。理論上は他の要素についても、密度と反応性に変更を加えることによって、フォトレジストの応答性に関して同様なばらつきをもたらすことができることは明らかである。
【００３４】例えば０．５ＮＡ ＤＵＶリソグラフィ装置で露光したとき、ハイブリッド・レジストの等焦点印刷バイアスは、図２、図３からわかるようにデータに対して通常の計算を行うと、標準的なネガ型レジストの等焦点印刷バイアスより０．１１μｍ大きくなる。この差は２つの形で利用することができる。まず、同じレチクル像サイズではハイブリッド・レジストにより標準レジストより細い線を印刷しながら、焦点と露光プロセス許容範囲を維持することができる。もう１つの方法は、ハイブリッド・レジストでは、レチクル・フィーチャのサイズを標準レジストに対して大きくしながら、標準レジストと同じ像サイズで印刷することができる。大きいレチクル像を使用することで回折効果が減少するため焦点深度が大きくなる（図５）。前者の用途の場合、より小さなハイブリッド・レジスト像で高い性能を得ることができる。後者の用途では、ハイブリッド・レジストのプロセス許容範囲が大きいので歩留りがよくなる。
【００３５】レジスト形成物に変更を加えることで、高感光速度（photospeed）ポジ型反応と低感光速度ネガ型反応が得られ、最適な結果が得られる。またポジ型レジストは、露光後ベーク（ＰＥＢ）に反応しないように選択することができる。これによりポジ型のネガ型に対する感度比を変更でき、よってスペース／ライン／スペースの組み合わせの比が変更される。
【００３６】スペース／ライン／スペース比を変更するもう１つの方法は、露光装置のレチクルにグレースケール・フィルタを利用することである。グレースケール・フィルタでは、照射線の一部だけがレチクルを通過するので中間露光領域が作られる。これにより、露光量は臨界点に達することがないので、ネガ型レジストがこれらの領域で機能することが防止されるが、ポジ型は機能し、よってより広いスペースが作られる。その結果、より広いスペースをより狭いフィーチャと同時に印刷することができる。これはいくつかの素子用途に必要である。
【００３７】処理を更に高度化すると、通常、得られるフィーチャは、必要とされない場合は第２マスキング・ステップでトリミングすることができる。
【００３８】次の例は、周波数２重化レジストの組成の代表例であるが、組成はこの例に限定されることはなく、当業者は多くの変形例を容易に考えることができよう。
【００３９】本発明に従った用途に適したフォトレジスト樹脂としては、フォトレジスト形成物のポリマ樹脂として使用するのに適した、塩基可溶性（base-soluble）で鎖の長いポリマが含まれる。具体的には、ｉ）Hoechst Celanese（Corpus Christi、TX）から入手できるポリ（４−ヒドロキシスチレン）、ポリ（３−ヒドロキシスチレン）等のヒドロキシスチレンといった、−ＯＨ基を持つ芳香族ポリマ、Shipley（Maroboro、Mass）から入手できるノボラック樹脂、及びフェノール・ホルムアルデヒド樹脂等のフェノール−ＯＨ基を持つポリマ、ｉｉ）エステル側鎖を持つポリメタクリル酸等の酸基を持つポリマ、及びｉｉｉ）アクリルアミド基型ポリマ等である。
【００４０】ポリマ樹脂は、脱保護形では、すなわち一度ポジ型反応が起こると、塩基溶媒は可溶性になり、金属を含まない水酸化アンモニウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、金属を含む水酸化カリウム、メタケイ酸ナトリウムの水溶液等の現像液に対して相溶性を示す。好適なポリマ樹脂は、平均分子重量が約１，０００ダルトン乃至約２５０，０００ダルトンの範囲、更に好ましくは約１，０００ダルトン乃至２５，０００ダルトンの範囲であり、これにより現像液でのその可溶性を高めることができる。具体的には、ｐ−ヒドロキシスチレン−無水マレイン酸コポリマ、ポリヒドロキシスチレン−ｐ−ｔｅｒｔ−ブチル−カルガナトスチレン（carganatostyrene）コポリマ、ポリ（２−ヒドロキシスチレン）、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ポリメチル・メタクリル酸エステル−ｔｅｒｔ−ブチル・メタクリル酸エステル−ポリメタクリル酸３元共重合体、ポリ−４−ヒドロキシスチレン−ｔｅｒｔ−ブチル・メタクリル酸エステル・コポリマ、ポリ（４−ヒドロキシスチレン）と、芳香族環の１つ以上の酸反応活性（acid labile）アルキルまたはアリール置換基、ポリ（３−ヒドロキシスチレン）と芳香族環の１つ以上のアルキルまたはアリール置換基、またはコポリマの過半数のサブユニットとしてのこれら、例えばMaruzen America（New York、NY）から入手できるＰＨＭ−Ｃ等である。ＰＨＭ−Ｃには、ポリ（ヒドロキシスチレン）・サブユニットと、ビニル・シクロヘキサノール・サブユニットの両方が、好適には約９９：１乃至約５０：５０の範囲で含まれる。最も好適な比は約９０ポリ（ヒドロキシスチレン）・ユニットに対して約１０ビニル・シクロヘキサノール・サブユニットである。
【００４１】架橋組成は、好適にはテトラメトキシメチル・グリコウリル（glycouril）（"パウダーリンク"）及び２、６−ビス（ヒドロキシメチル）−ｐ−クレゾールである。ただし、この他に次のような架橋組成でもよい。
【化１】
【００４２】特開平１−２９３３３９号に見られる類似体及び誘導体、及びエーテル化アミノ樹脂、例えばメチル化もしくはブチル化したメラミン樹脂（Ｎ−メトキシメチル−または、Ｎ−ブトキシメチル−メラミン）、またはメチル化／ブチル化グリコールウリル（glycol-urils）等、例えば次式のものがある。
【化２】
【００４３】前記についてはカナダ特許番号第１２０４５４７号を参照されたい。
【００４４】光酸発生剤（"ＰＡＧ"）には、これらには限られないが、Ｎ−（トリフルオロメチル−スルホニルオキシ）−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−５−エン−２、３−ジカルボキシイミド（"ＭＤＴ"）、オニウム塩、芳香族ジアゾニウム塩、スルホニウム塩、ジアリルヨードニウム塩、及びＮ−ヒドロキシアミドまたはイミドのスルホン酸エステル等がある。米国特許番号第４７３１６０５号を参照されたい。またＮ−ヒドロキシ−ナフタルイミドのドデカンスルホナート（"ＤＤＳＮ"）等の弱酸を生成するＰＡＧも使用できる。
【００４５】可能な塩基添加剤としては、これらには限られないが、ジメチルアミノピリジン、７−ジエチルアミノ−４−メチル・クマリン（"クマリン１"）、第３アミン、プロトン・スポンジ、ベルベリン及びＢＡＳＦの"プルロン（Pluronic）"シリーズや"テトロン(Tetronic)"シリーズのポリマアミン等がある。また、ＰＡＧがオニウム塩のとき、水酸化テトラアルキルアンモニウムや、水酸化セチルトリメチルアンモニウムも使用できる。
【００４６】利用できる増感剤の例としては、クリセン、ピレン、フルオランテン、アントロン、ベンゾフェノン、チオキサントン及びアントラセン、例えば９−アントラセンメタノール（９−ＡＭ）がある。この他のアントラセン誘導増感剤は米国特許番号第４３７１６０５号に開示されている。増感剤には酸素や硫黄を含むことがある。好適な増感剤は窒素を含まないものである。窒素がある場合、例えばアミン及びフェノチアジン基は、露光プロセスで生じた遊離酸を封鎖する（sequester）傾向があり、形成物が感光性を失う。
【００４７】層を厚すぎず、または薄すぎずに基板表面に付着できるよう、組成全体に粘度を与えるため注型溶剤が用いられる。注型溶剤の例としては、プロピオン酸エトキシエチル（"ＥＥＰ"）、ＥＥＰ及びγ−ブチロラクトン（"ＧＢＬ"）の組み合わせ、プロピレングリコールモノエチルエーテル・アセテート（ＰＭアセテート）等がある。
【００４８】次の例では、それぞれ１つが選択されているが、レジストの様々な部分に対して、他にも多くの組成を選択できることは理解されたい。最も広い意味では、好適な実施例の方法及び構造は、ネガ型成分及びポジ型成分で構成され、ポジ型成分は第１化学線エネルギ・レベルで働き、ネガ型成分は第２化学線エネルギ・レベルで働き、第１及び第２の化学線エネルギ・レベルは、中間の化学線エネルギ・レベルにより分けられた任意のハイブリッド・レジストを使用して実現できる。
【００４９】例１：次の組成は、Pacific Pac Inc．（Hollister、CA）から入手できるプロピレングリコールモノメチルエーテル・アセテート（ＰＭアセテート）溶剤で溶解された。この溶剤は、３Ｍ（St．Paul、MN）から入手できる非イオン系フッ化アルキルエステル界面活性剤であるＦＣ−４３０を３５０ｐｐｍ含み、固形物は合計２０％である。Maruzen America（New York、NY）から入手できる１０％水素加（hydrogenated）ポリ（ヒドロキシスチレン）（ＰＨＳ）、メトキシプロペン（ＭＯＰ）で保護されたフェノール基を約２５％有する、固形物の８１．２％。Daychem Labs（Centerville、OH）から入手できるＮ−（トリフルオロメチル−スルホニルオキシ）−ビシクロ［２、２、１］ヘプト−５−エン−２、３−ジカルボキシイミド（ＭＤＴ）、固形物の１０．５％。Cytec（Danbury、CT）から入手できるテトラメトキシメチル・グリコウリル（glycouril）（"パウダーリンク"）、固形物の８．２％、及び、Aldrich Chemical Companyから入手できる７−ジエチルアミノ−４−メチル・クマリン・ダイ（クマリン１）、固形物の０．１％。
【００５０】溶液は０．２μｍフィルタで濾過された。ヘキサメチルジシラザンで下塗りをしたシリコン・ウエハ上にこの溶液を塗布し、１１０℃のソフト・ベークを行い、Nanospec反射分光メータ（reflectance spectrophotometer）により測定して約０．８μｍ厚の膜が得られた。被覆ウエハは次に、少量から多量まで露光量の異なるマトリックスを持つ開口数（ＮＡ）０．３７のCanonステッパにより、波長２４８ｎｍの遠紫外線（ＤＵＶ）エキシマ・レーザで露光され、１１０℃で９０秒、露光後ベーク（ＰＥＢ）にかけられた。露光膜の溶解速度は、０．１４規定（Ｎ）の水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）現像液で現像された後、残存膜の厚みから計算された。溶解速度と露光量の関係を図６に示す。図６からわかるように、レジストは非露光のときの溶解速度が非常に低い（約２ｎｍ／秒）。露光量を増やすと、溶解速度は約５０ｎｍ／秒に達するまで増加する。溶解速度は、露光量が約１ｍＪ乃至約３ｍＪの範囲にあるとき、このレベルで比較的一定している。露光量を更に増やすとネガ型架橋性が優勢になり、溶解速度は０付近まで戻る。
【００５１】このレジストの典型的なリソグラフィ応答を図１０に示す。図１０は、０．３７ＮＡの２４８ＤＵＶステッパを使用し、ピッチ２μｍで幅１μｍの組にされた（nested）クロムのラインを持つマスクを通してレジストを露光した結果を示している。マスクの全てのクロムのライン及びスペースの組み合わせは、レジストで２つのライン及び２つのスペースとして印刷される。ネガ型ラインは約０．８μｍ、ポジ型ラインは約０．６μｍ、２つのスペースは等しく約０．３μｍである。
【００５２】同じレジストを使用したもう１つの実験では、０．５ＮＡ ＤＵＶステッパMICRASCAN IIにより、分離したクロムのスペースがハイブリッド・レジスト膜に照射され、スペース／ライン／スペースの測定値がクロムのスペース幅の関数として描いてある（図１３）。データからわかるように、線幅はマスクのクロムのスペースのそれに応じて増加するが、ラインのいずれの側のスペースも比較的一定している。
【００５３】例２：この例は、光酸発生剤の型及び様々な成分の相対量を変えることで、ハイブリッド・レジストの溶解速度特性及びその結果としてのリソグラフィ応答がどのように変化するかを示している。この第２形成物は例１と同様に調製され処理されたが、次の成分で構成されている。ＭＯＰで保護されたフェノール基を約２５％有するＰＨＳ、固形物の９０．８％。トリフェニルスルホニウムトリフレート（triflate）、固形物の１．３％。"パウダーリンク"、固形物の７．８％。水酸化テトラブチルアンモニウム塩基、固形物の０．１％、及び、固形物１８．９％の溶液を作るための溶剤として、界面活性剤ＦＣ−４３０を３５０ｐｐｍ含有する充分なＰＭアセテート。
【００５４】得られたハイブリッド・レジストの溶解速度特性を図８に示す。曲線の全体的な性質は例１のハイブリッド・レジストと同様で、溶解速度は最初、非露光レジストでは低く、約５ｍＪで増加し、約７ｍＪで減少する。しかし絶対露光量の範囲とこの範囲内の溶解速度は、図６とはかなり異なる。
【００５５】図１０は、０．５ＮＡ ＤＵＶステッパMICRASCAN IIにより、等幅のスペースと組にされたクロムのラインのマスクを通して露光されたときのハイブリッド・レジストのこの形成物の応答を表す。ネガ型ライン、非露光（ポジ型）ライン、及びスペース幅が、マスク寸法の関数として描いてある。スペースは約０．１８μｍの範囲で比較的一定しているが、ラインは両方ともマスク寸法の変化に応じて変化している。
【００５６】例３：この例は、周波数２重化像のスペース幅が、ＰＨＳのＭＯＰによる保護レベルを変えることで変化することを示す。付加ＭＯＰが２４％と１５％の２つの異なるＰＨＳロットにより、例１と同様のハイブリッド形成物が作られた。ただし膜厚を約０．５μｍにするため、固形物含有量の合計は全体量の１６．０％に調整された。これら２つのストック形成物から、平均ＭＯＰレベルが１５％乃至２４％の範囲の形成物が複数調製された。ウエハへの被覆と１１０℃でのソフト・ベークの後、０．５ＮＡ ＤＵＶステッパMICRASCAN IIで露光し、１１０℃、６０秒の現像後ベークにかけられ、最終的に０．１４Ｎ ＴＭＡＨ現像液で現像された。クロム開口を有するレチクルがハイブリッド・レジスト膜に印刷された。レジスト像のスペース幅が測定され、それぞれの形成物を得るため用いられたＰＨＳの平均ＭＯＰ可溶性阻止剤の添加量の関数としてグラフ化した。図９に示すように、スペース幅はＭＯＰ濃度に対する依存性が高いことが確認された。
【００５７】例４：ネガ型像は、ＰＥＢの後、現像の前に全面均一ＤＵＶ露光により、本発明のハイブリッド・レジストで形成することができる。
【００５８】例２に示したハイブリッド・レジスト形成物の像は、０．５ＮＡ ＤＵＶ露光装置上の電気テスト・パターンのクロム・レチクルで露光された。得られたレジスト像のエッチング・パターンを電気プローブ法で測定できるように、２０００Åのポリシリコン膜を有するシリコン・ウエハ（２００ｍｍ）が基板として用いられた。露光後ベーク・プロセスの後、ウエハは再び露光装置（MICRASCAN II）にかけられ、クリア・ガラス・レチクルを使用して平方センチメートル（ｃｍ2）当たり１０ｍＪで露光された。露光後ベーク・プロセスは、この第２露光の後には行われなかった。第２の露光の目的は、最初に露光されなかったレジストをウエハから除去し、現像後にネガ型レジスト・パターンだけを残すことである。
【００５９】最初の像露光量は１７ｍＪ／ｃｍ2乃至２４ｍＪ／ｃｍ2、露光後ベーク温度は１１０℃、９０秒、現像時間は０．１４Ｎ ＴＭＡＨで１００秒だった。標準ネガ型レジストも同様に処理されたが、制御段階としての均一露光ステップは省略された。この実験からの電気データは図８及び図９に示してある。ハイブリッド・レジストについて、約０．１１μｍの大きな等焦点印刷バイアスが、標準ネガ型レジストに対して、従来の標準的な方法により計算されて観測された。
【００６０】『ＣＭＯＳデバイス製造方法』図１１に移る。ＣＭＯＳデバイスのラッチアップ傾向を小さくするためウェル・エッジ・インプラントを形成する好適な方法２０００が示してある。ウェル・エッジ・インプラントは、少数キャリア存続期間を短くし、よって寄生トランジスタ構造のゲインを減らすことによってラッチアップ傾向を小さくする。方法２０００はマスク・ステップを追加せずにウェル・エッジ・インプラントを形成する。
【００６１】好適な方法はＣＭＯＳデバイスに広く用いられる半導体基板から始まる。このような基板の例として、トップ部にＰ＋基板及びＰ−エピタキシャル層を持つウエハ部がある。もちろん他の適切な基板物質も使用できる。ここで好適な方法について図１２乃至図１９に示した第１実施例を参照して、その後、図２０乃至図２３R>３に示した第２実施例を参照して説明する。
【００６２】最初のステップ２０２はデバイス間に分離領域を形成することである。これらの分離領域は、好適には浅いトレンチ分離部であり、Ｎチャネル及びＰチャネルのデバイスを分離するため用いられる。ＳＴＩは任意の適切な処理方法で形成できる。１つの方法として、ＲＩＥ（反応性イオン・エッチング）により基板にＳＴＩトレンチが形成される。次にＳＴＩトレンチの壁と下部に酸化物ライナが適切な形で形成される。次にＳＴＩトレンチは酸化物で適切な形で埋められ、ウエハ１００はＣＭＰ（機械化学的研磨）により平坦化される。
【００６３】図１２に移る。ウエハ部２１００が示してある（実寸によらない）。ウエハ部２１００はＰ＋基板上にＰ−エピタキシャル層（Ｐ−ＥＰＩ）２１１０を含む。ウエハ部では２つの浅いトレンチ分離部（ＳＴＩ）２１０２が形成される。ＳＴＩ２１０２は代表的なＳＴＩであり、代表的な集積半導体デバイス上の様々なデバイス間に適切な形で形成される。次の処理ステップでは、Ｎチャネル・デバイスとＰチャネル・デバイスがウエハ部２１００に形成される。ＳＴＩ２１０２等のＳＴＩはこれら様々なデバイス間に（つまり２つのＮチャネル・デバイス間、２つのＰチャネル・デバイス間、及びＮチャネルとＰチャネルのデバイス間に）適切な形で形成される。どの場合でもＳＴＩ２１０２は隣接したデバイスを互いに分離するよう働く。
【００６４】後で明らかになるが、好適な実施例では、ＳＴＩ２１０２下のキャリア存続期間が短くなり、よってＳＴＩ２１０２は従来技術のＳＴＩより浅くなるが、それでもデバイス間に有効な分離が保たれる。従って好適な実施例はラッチアップ耐性を下げることなくＳＴＩのスケーリング性を改良する。
【００６５】図１１の方法２０００に戻る。ステップ２０４乃至２１２ではＮウェル・エッジ・インプラント及びＮウェル・エッジ・インプラントを形成する。ステップ２０４でハイブリッド・レジストの性質により、Ｎウェル・マスク・エッジのレジストに開口が形成される。
【００６６】ハイブリッド・レジストは最初にウエハ表面に付着される。次にハイブリッド・レジストは、適切なマスク形状（つまりクロム・マスク形状）でブロックされるＮウェルになる領域が化学線で露光される。ハイブリッド・レジストは次に現像される。露光されないハイブリッド・レジスト部分（つまりＮウェル領域）は現像液に不溶のままであり、ポジ型ライン・パターンを形成する。高い照射強度で露光されたハイブリッド・レジスト部分（つまり非Ｎウェル領域）はネガ型ライン像を形成する。中間強度で露光されたハイブリッド・レジスト部分（つまりＮウェル領域のエッジ）は現像ステップで溶解する。
【００６７】図１３に移る。表面に、露光され現像されたハイブリッド・レジストが付着されたウエハ部２１００が示してある。マスク２２０２のクロム領域２２０４は化学線露光時にＮウェル領域をブロックする。従ってＮウェル領域上のハイブリッド・レジストの部分は露光されず、非Ｎウェル領域上のハイブリッド・レジスト部分は高度に露光され、その間の領域は中間露光度になる。現像後、Ｎウェル領域上にポジ型ライン・パターン２２１０が、非Ｎウェル領域上にはネガ型ライン・パターン２２０８が形成される。中間照射量のハイブリッド・レジスト部分は現像時に溶解し、Ｎウェル領域のエッジにウェル・エッジ・スペース２２１２が形成される。ハイブリッド・フォトレジスト固有の性質により、ウェル・エッジ・スペース２２１２は、解像度０．３５μｍで動作するよう設計されたリソグラフィ装置を使用して０．２μｍ以下の寸法になる。
【００６８】図１１に示した方法２０００に戻ると、次のステップ２０６はウェル・エッジ・スペースを通してＮウェル・エッジ・インプラントを形成することである。この実施例でＮウェル・エッジ・インプラントは、好適にはＮウェル・エッジまわりのＮ＋領域で構成される。インプラントは好適にはリン（またはヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）等の他のドナー種）をウェル・エッジ形状を通して注入することによって形成される。インプラントの量は少数キャリア存続期間を短くするように選択されるが、ハイブリッド・レジストの光活性化合物を破壊しないように少ない量にする必要がある。その場合、好適なインプラントはリンであり、ＳＴＩトレンチ深さより深く、適切な形で注入される。好適な注入量は約１×１０11イオン／平方センチメートル乃至１×１０15イオン／平方センチメートルで、好適には約１×１０13イオン／平方センチメートルである。
【００６９】図１４に移る。Ｎウェル・エッジ・インプラント２３０３が形成されたウエハ部２１００が示してある。方法２０００に戻ると、次のステップ２０８は、ハイブリッド・レジストのＮウェル領域を露光し現像することである。Ｎウェル領域上のハイブリッド・レジスト部分はステップ２０４の化学線露光時に露光されなかったので、これらの部分はポジ型パターンで構成される。従ってＮウェル領域上のハイブリッド・レジスト部分は、ウエハ部を全面均一露光し、ポジ型パターンを現像して取り除くことができる。従ってこの除去操作は、マスキング層またはマスキング・ステップを追加することなく行える。
【００７０】次のステップ２１０では、適切なＮ型インプラント作製法によりＮウェルが形成される。図１５を参照すると、ハイブリッド・レジストのポジ型部分２２１０が取り除かれ、Ｎウェル２４０２が基板に注入されたウエハ部２１００が示してある。残りのネガ型部分２２０８は、Ｎ型インプラントに対して非Ｎウェル領域を保護するように働く。Ｎウェル・エッジ・インプラント２３０２は、Ｎウェル２４０２と同じネガ型レジスト構造を共有するので、それらは互いに自己整合する。
【００７１】Ｎウェルが形成されると、次のステップ２１２はハイブリッド・レジストの残りの部分（つまりネガ型部分２２０８）を剥離することである。
【００７２】Ｎウェル及びＮウェル・エッジ・インプラントが形成されると、ステップ２１４乃至２２２で、Ｐウェル及びＰウェル・エッジ・インプラントが形成される。ステップ２１４でＰウェル・パターンがハイブリッド・レジストで形成され、ウェル・エッジ・スペースがハイブリッド・レジストの性質を使用してウェル・エッジに形成される。
【００７３】ここでもハイブリッド・レジストは最初にウエハ全面に付着される。ハイブリッド・レジストは次に、適切なマスク形状（つまりクロム・マスク形状）でブロックされるＰウェルになる領域が化学線で露光される。次にハイブリッド・レジストは現像される。露光されないハイブリッド・レジスト部分（つまりＰウェル領域）は現像液に不溶なままでポジ型ライン・パターンを形成する。照射強度の高い領域（つまり非Ｐウェル領域）はネガ型ライン像を形成する。中間強度で露光されたハイブリッド・レジスト部分（つまりＰウェル領域のエッジ）は現像ステップで溶解する。
【００７４】図１６に移る。露光され現像された表面にハイブリッド・レジストが付着されたウエハ部２１００が示してある。マスク２５０２のクロム領域２５０４は化学線露光時にＰウェル領域をブロックする。従ってＰウェル領域は露光されず、非Ｐウェル領域は高度に露光され、その間の領域は中間露光度になる。現像後、Ｐウェル領域上にポジ型ライン・パターン２５１０が、非Ｐウェル領域上にはネガ型ライン・パターン２５０８が形成される。照射量が中間のハイブリッド・レジスト部分は現像時、つまりＰウェル領域のエッジのウェル領域エッジ・スペース２５１２の現像時に溶解する。ここでも、ハイブリッド・フォトレジスト固有の性質により、スペースは、解像度０．３５μｍで動作するよう設計されたリソグラフィ装置を使用して０．２μｍ以下の寸法になる。
【００７５】図１１に示した方法２０００に戻る。次のステップ２１６はＰウェル・エッジ・インプラントをウェル・エッジ・スペースを通して形成することである。Ｐウェル・エッジ・インプラントは、好適にはＰウェルのエッジまわりのＰ＋領域で構成される。インプラントは好適にはホウ素（またはインジウム（Ｉｎ）、ＢＦ2等他の適切なアクセプタ種）をウェル・エッジ形状を通して注入することによって形成される。ここでもインプラントの量は少数キャリア存続期間を短くするように選択されるが、ハイブリッド・レジストの光活性化合物を破壊しないように少ない量にする必要がある。その場合、好適なインプラントはホウ素であり、ＳＴＩトレンチ深さより深く、適切な形で注入される。好適な注入量は約１×１０11イオン／平方センチメートル乃至１×１０15イオン／平方センチメートルで、好適には約１×１０13イオン／平方センチメートルである。
【００７６】図１７に移る。Ｐウェル・エッジ・インプラント２６０２が形成されたウエハ部２１００が示してある。方法２０００に戻ると、次のステップ２１８はハイブリッド・レジストのＰウェル領域を露光し現像することである。Ｐウェル領域上のハイブリッド・レジスト部分は露光されなかったので、これらの部分はポジ型パターンで構成される。従ってＰウェル領域上のハイブリッド・レジスト部分は、マスキング・ステップを追加することなく、ウエハ部を均一露光し、ポジ型パターンを現像して取り除くことによって取り除くことができる。
【００７７】次のステップ２２０では、適切なＰ型インプラント作製法によりＰウェルが形成される。図１８を参照すると、ハイブリッド・レジストのポジ型部分２５１０が取り除かれ、Ｐウェル２７０２が基板に注入されたウエハ部２１００が示してある。残りのネガ型部分２５０８は、Ｐ型インプラントに対して非Ｐウェル領域をマスクして保護するように働く。Ｐウェル・エッジ・インプラント２６０２は、Ｐウェル２７０２と同じネガ型レジスト構造を共有するので、それらは互いに自己整合する。
【００７８】次のステップ２２２（図１０）はハイブリッド・レジストの残りの部分（つまりネガ型部分２５０８）を剥離することである。
【００７９】ウエハ部２１００は次に、適切な作製法、例えばデバイス・ゲートとコンタクト拡散領域を形成する等で完成させることができる。図１９に移る。Ｎ＋＋及びＰ＋＋のコンタクト拡散領域が形成されたウエハ部２１００が示してある。これらのコンタクト拡散領域は通常、拡散インプラントがポリシリコン・ゲートによってマスクされないシリコン表面に形成される（ポリシリコン・ゲートは図示していない）。
【００８０】従って図１２乃至図１９に示した第１実施例は、Ｐウェル、Ｎウェル及び／または２重ウェルのエッジにＮ＋及び／またはＰ＋のエッジ・インプラントを形成することによって、ＣＭＯＳデバイスのラッチアップを少なくする方法及び構造を提供する。図２０乃至図２３２３に示した第２実施例も同様の方法により、Ｎウェル及び／またはＰウェルのプロファイルを調整するためエッジ・インプラントを使用することによってラッチアップを少なくする。この実施例でエッジ・インプラントは、ドーピングの極性がＮウェル及び／またはＰウェルと反対のインプラント種で構成される。Ｎウェル領域ではエッジ・インプラントはＰ型ドーパントで、Ｐウェル領域ではエッジ・インプラントはＮ型ドーパントで構成される。
【００８１】図２０に移る。両方の種のウェル・エッジ・インプラントを持つウエハ部２１００が示してある。この実施例は、ウェル・エッジ・インプラントが注入されるまでは最初のものと同様に形成される。特に、ハイブリッド・レジストは付着され、クロム・マスク形状によってブロックされるＮウェル領域が化学線露光される。これはＮウェル領域のエッジにウェル・エッジ・スペース２２１２、及びポジ型パターン２２１０及びネガ型パターン２２０８を形成する。
【００８２】この実施例でＰ型インプラント２９０２はウェル・エッジ・スペース２２１２を通して形成される。Ｐ型インプラント２９０２はＳＴＩ２１０２下に、Ｎウェルのエッジと自己整合するＰ型領域を形成するように選択される。Ｐ型インプラントの量とエネルギは、Ｎウェルをカウンタドープするに充分な量でＳＴＩの直下にドーパントを位置付けるように選択する。
【００８３】次のステップは、ここでもハイブリッド・レジストのＮウェル領域を露光し現像することである。Ｎウェル領域上のハイブリッド・レジスト部分は露光されなかったので、これらの部分はポジ型パターンで構成される。従ってＮウェル領域上のハイブリッド・レジスト部分はウエハ部を均一露光し、ポジ型パターンを現像して取り除くことができる。従ってこの除去操作は、マスキング層またはマスキング・ステップを追加することなく行える。
【００８４】次のステップは、適切なＮ型インプラント注入法によりＮウェルを形成することである。図２１に移る。ハイブリッド・レジストのポジ型部分２２１０が除去され、Ｎ型インプラントでＮウェル３００２が形成されたウエハ部２１００が示してある。残りのネガ型部分２２０８は、Ｎ型インプラントに対して非Ｎウェル領域をマスクして保護するように働く。Ｎ型インプラントがＰ型ウェル・エッジ・インプラントと重なる所では、２つの反対の種が打ち消し合う。従って、得られるＮウェル３００２のプロファイルは図２１に示すようになる。このようにしてプロファイルを調整することで、寄生トランジスタのベース輸送係数（transport factor）が減少し、これはまた少数キャリア存続期間を短くし、デバイスのラッチアップ傾向を小さくする。
【００８５】図２２に移る。Ｐウェルに対する反対の種のウェル・エッジ・インプラントを持つウエハ部２１００が示してある。ここでもＰウェル・エッジ・インプラントは、第１実施例と同じようにハイブリッド・フォトレジストを使用して形成される。特に、ハイブリッド・レジストは付着され、クロム・マスク形状でブロックされるＰウェル領域が化学線露光される。これによりＰウェル領域のエッジにはウェル・エッジ・スペース２５１２が、及びネガ型パターン２５１０及びポジ型パターン２５０８が形成される。
【００８６】この実施例でＮ型インプラント３１０２はウェル・エッジ・スペース２５１２を通して形成される。Ｎ型インプラント３１０２はＳＴＩ２１０２下に、Ｐウェルのエッジと自己整合するＮ型領域を形成するように選択される。Ｎ型インプラントの量とエネルギは、Ｐウェルをカウンタドープするに充分な量でＳＴＩの直下にドーパントを位置付けるように選択する。
【００８７】次のステップはここでもハイブリッド・レジストのＰウェル領域を露光し現像することである。Ｐウェル領域上のハイブリッド・レジスト部分は露光されなかったので、これらの部分はポジ型パターンで構成される。従ってＰウェル領域上のハイブリッド・レジスト部分は、ウエハ部を均一露光し、ポジ型パターンを現像して取り除くことによって取り除くことができる。従ってこの除去操作は、マスキング層またはマスキング・ステップを追加することなく行える。
【００８８】次のステップは適切なＰ型インプラント注入法によりＰウェルを形成することである。図２３に移る。ハイブリッド・レジストのポジ型部分２５１０が除去され、Ｐ型インプラントでＰウェル３２０２が形成されたウエハ部２１００が示してある。残りのネガ型部分２５０８は、Ｐ型インプラントに対して非Ｐウェル領域をマスクして保護するように働く。Ｐ型インプラント・プロファイルがＮ型ウェル・エッジ・インプラント・プロファイルと重なる所では、２つの反対の種が組み合わせられ、Ｎ型及びＰ型の濃度の違いである正味ドーピング・プロファイルが作られる。従って、得られるＰウェル３２０２のプロファイルは図２３に示すようになる。このようにしてプロファイルを調整することで、寄生トランジスタのベース輸送係数が減少する。これはまた少数キャリア存続期間を短くし、デバイスのラッチアップ傾向を小さくする。
【００８９】ウェル・エッジ・インプラントを使用してウェル・プロファイルを調整することにはいくつか利点がある。第１に、Ｐ型ウェル・エッジ・インプラントはＮウェルと自己整合するので、Ｐウェル上のＮＰＮベース幅のＮウェル・オーバレイに対する感応性は減少し、これはＮＰＮゲインの制御性をよくする。第２に、Ｎ型ウェル・エッジ・インプラントはＮウェルと自己整合するので、Ｐウェル上のＰＮＰベース幅のＮウェル・オーバレイに対する感応性は減少し、これはＰＮＰゲインの制御性をよくする。最後に、ＳＴＩ下の領域でＰ型とＮ型のカウンタドープを加えることでキャリア移動度が劣化し、これはラッチアップがトリガされるときに保持電圧を上げるよう働く。
【００９０】従って好適な実施例は、Ｐウェル、Ｎウェル或いはまた２重ウェルのエッジにエッジ・インプラントを形成することによって、ＣＭＯＳデバイスのラッチアップを少なくする方法及び構造を提供する。これらのエッジ・インプラントは横型寄生トランジスタの少数キャリア存続期間を短くする。ハイブリッド・フォトレジスト固有の性質を利用することによって、エッジ・インプラントはウェルと自己整合し、マスキング・ステップを追加することなく形成される。
【００９１】本発明は、特にＰウェル及びＮウェルのエッジにハイブリッド・レジストで形成されるエッジ・インプラントを使用した好適な且つ代表的な実施例を参照して説明したが、本発明の主旨と範囲から逸脱することなく、形式及び詳細に関して様々な変形例が考えられることは当業者には理解されよう。特にハイブリッド・レジストのポジ型部分を使用してウェル領域を画成することはネガ型部分にも当てはまる。また本発明は複数の別個の技術（ＬＯＣＯＳ、リセス付酸化物（ＲＯＸ）、ＳＴＩ等）、ウェル及び基板の技術、ドーパントのタイプ、エネルギ及び種に適用できることも当業者には理解されよう。更に本発明の主旨は、シリコンをベースにした他の技術（ＢｉＣＭＯＳ、バイポーラ、ＳＯＩ（silicon-on-insulator）、ＳｉＧｅ（シリコン・ゲルマニウム）にも適用できることも理解されよう。
【００９２】まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００９３】（１）ラッチアップ耐性を高めた半導体デバイスを形成する方法であって、ａ）半導体基板を与えるステップと、ｂ）前記半導体基板に少なくとも１つのウェル・エッジ・インプラントを形成するステップと、ｃ）前記少なくとも１つのウェル・エッジ・インプラントと整合したエッジを持つウェル領域を前記半導体デバイスに形成するステップと、を含む、方法。
（２）前記ウェル・エッジ・インプラントはＰ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、前記（１）記載の方法。
（３）前記ウェル・エッジ・インプラントはＰ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、前記（１）記載の方法。
（４）前記ウェル・エッジ・インプラントはＮ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、前記（１）記載の方法。
（５）前記ウェル・エッジ・インプラントはＮ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、前記（１）記載の方法。
（６）ウェル・エッジ・インプラントを形成する前記ステップは、ｉ）ハイブリッド・レジストを付着するステップと、ｉｉ）前記ハイブリッド・レジストをマスクを通して露光するステップと、ｉｉｉ）中間露光量で露光された前記ハイブリッド・レジストの部分を取り除いて、前記ハイブリッド・レジストにウェル・エッジ・スペースが形成されるように、前記ハイブリッド・レジストを現像するステップと、を含む、前記（１）記載の方法。
（７）前記ウェル領域を形成するステップは、前記ハイブリッド・レジストを全面均一露光して現像するステップを含み、前記全面均一露光と現像により前記ハイブリッド・レジストの前記ウェル領域上に開口が形成され、前記開口を通してウェル・ドーパントが注入されることを特徴とする、前記（６）記載の方法。
（８）前記少なくとも１つのウェル・エッジ・インプラントは浅いトレンチ分離部下に形成される、前記（１）記載の方法。
（９）ラッチアップ耐性を高めた半導体デバイスを形成する方法であって、ａ）半導体基板を与えるステップと、ｂ）前記半導体基板にハイブリッド・レジストを付着するステップと、ｃ）前記ハイブリッド・レジストを形状を含むマスクを通して露光し、前記マスク形状によってブロックされる前記ハイブリッド・レジストの部分は露光されず、前記マスク形状によってブロックされない前記ハイブリッド・レジストの部分は完全に露光され、前記マスク形状のエッジ下のハイブリッド・レジストの遷移領域は中間露光量で露光されるステップと、ｄ）中間露光量で露光された前記ハイブリッド・レジストの部分は取り除かれて、前記ハイブリッド・レジストにウェル・エッジ・スペースが形成されるように、前記ハイブリッド・レジストを現像するステップと、ｅ）前記半導体基板に、前記ウェル・エッジ・スペースを通してウェル・エッジ・インプラントを形成するステップと、ｆ）前記ハイブリッド・レジストを全面均一露光するステップと、ｇ）前記ハイブリッド・レジストを現像し、前記ハイブリッド・レジストに少なくとも１つのウェル空間が開けられる、ステップと、ｈ）前記ハイブリッド・レジストの前記少なくとも１つのウェル空間を通して前記半導体基板に少なくとも１つのウェル領域を形成するステップと、を含む、方法。
（１０）前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つはＰ＋型インプラントを含み、前記少なくとも１つのウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、前記（９）記載の方法。
（１１）前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つはＰ＋型インプラントを含み、前記少なくとも１つのウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、前記（９）記載の方法。
（１２）前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つはＮ＋型インプラントを含み、前記少なくとも１つのウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、前記（９）記載の方法。
（１３）前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つはＮ＋型インプラントを含み、前記少なくとも１つのウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、前記（９）記載の方法。
（１４）前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つは浅いトレンチ分離部下に形成される、前記（９）記載の方法。
（１５）ａ）半導体基板に形成されたウェル領域と、ｂ）前記半導体基板の前記ウェル領域のエッジに形成されたウェル・エッジ・インプラントと、を含む、半導体構造。
（１６）前記ウェル・エッジ・インプラントはＰ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、前記（１５）記載の半導体構造。
（１７）前記ウェル・エッジ・インプラントはＰ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、前記（１５）記載の半導体構造。
（１８）前記ウェル・エッジ・インプラントはＮ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、前記（１５）記載の半導体構造。
（１９）前記ウェル・エッジ・インプラントはＮ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、前記（１５）記載の半導体構造。
（２０）前記ウェル・エッジ・インプラントは浅いトレンチ分離部下に形成される、前記（１５）記載の半導体構造。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッド・レジストの使用を示す図である。
【図２】様々な露光エネルギで標準ネガ型レジストが形成されるときの焦点（μｍ）に対する線幅（ｎｍ）を示すグラフである。
【図３】様々な露光エネルギで本発明のハイブリッド・レジストが形成されるときの焦点（μｍ）に対するハイブリッド・パターンのネガ型ラインの線幅（ｎｍ）を示すグラフである。
【図４】本発明のハイブリッド・レジストに組み合わされたポジ型可溶性阻止剤（ＭＯＰ）の量に対する線幅（ｎｍ）を示すグラフである。
【図５】標準レジスト形成物と本発明のハイブリッド・レジスト形成物を用いたとき、所与の線幅について焦点範囲比較モデルを示すグラフである。
【図６】本発明のハイブリッド・レジスト形成物を使用したときの、溶解速度（ｎｍ／秒）を露光量（ｍＪ）の関数として示すグラフである。
【図７】本発明のハイブリッド・レジスト形成物を使用したとき、得られるラインとスペースの幅をクロムのスペース幅の関数として示すグラフである。
【図８】本発明の他のハイブリッド・レジスト形成物の溶解速度(ｎｍ／秒)を露光量（ｍＪ）の関数として示すグラフである。
【図９】本発明のハイブリッド・レジスト形成物を使用したときの、スペース幅（μｍ）を付加ＭＯＰの関数として示すグラフである。
【図１０】照射（ネガ型）ライン、非照射（ポジ型）ライン、及びスペース幅を露光量の関数として描いた本発明のハイブリッド・レジストの形成物の応答を示すグラフである。
【図１１】本発明に従った作製方法を示すフローチャートである。
【図１２】中に浅いトレンチ分離部が形成されたウエハ部の側面断面図である。
【図１３】Ｎウェル・エッジ・インプラント形成物及びＮウェル形成のために、レジストをパターン化するのに用いられるハイブリッド・レジストとマスクが重ねられたウエハ部の側面断面図である。
【図１４】Ｎウェル・エッジ・インプラントが形成されたウエハ部の側面断面図である。
【図１５】Ｎウェル・エッジ・インプラント及びＮウェルが形成されたウエハ部の側面断面図である。
【図１６】Ｐウェル・エッジ・インプラント形成物とＰウェル形成のために、レジストをパターン化するのに用いられるハイブリッド・レジストとマスクが重ねられたウエハ部の側面断面図である。
【図１７】Ｐウェル・エッジ・インプラントを持つウエハ部の側面断面図である。
【図１８】Ｐウェル・エッジ・インプラントとＰウェルが形成されたウエハ部の側面断面図である。
【図１９】コンタクト拡散領域が形成されたウエハ部の側面断面図である。
【図２０】第２実施例に従ってＮウェル・エッジ・インプラント形成とＮウェル形成のためのハイブリッド・レジストが重ねられ、Ｎウェル・エッジ・インプラントがＰ型インプラントで構成されるウエハ部の側面断面図である。
【図２１】第２実施例に従ってＮウェルが形成されたウエハ部の側面断面図である。
【図２２】第２実施例に従ってＰウェル・エッジ・インプラント形成とＰウェル形成のためのハイブリッド・レジストが重ねられ、Ｐウェル・エッジ・インプラントがＮ型インプラントで構成されるウエハ部の側面断面図である。
【図２３】第２実施例に従ってＮウェルとＰウェルが形成されたウエハ部の側面断面図である。
【図２４】ポジ型レジストの可溶性を露光量の関数として示すグラフである。
【図２５】レチクル・ライン・パターンが印刷されたポジ型レジストのライン・パターンを示す図である。
【図２６】ネガ型レジストの可溶性を露光量の関数として示すグラフである。
【図２７】レチクル・ライン・パターンが印刷されたネガ型レジストのライン・パターンを示す図である。
【図２８】ハイブリッド・レジストの可溶性を露光量の関数として示すグラフである。
【図２９】ハイブリッド・レジストを使用して基板に形成されたスペース／ライン／スペース・パターンを示す図である。
【図３０】従来技術のＣＭＯＳウエハ部の側面断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】ラッチアップ耐性を高めた半導体デバイスを形成する方法であって、ａ）半導体基板を与えるステップと、ｂ）前記半導体基板に少なくとも１つのウェル・エッジ・インプラントを形成するステップと、ｃ）前記少なくとも１つのウェル・エッジ・インプラントと整合したエッジを持つウェル領域を前記半導体デバイスに形成するステップと、を含む、方法。
【請求項２】前記ウェル・エッジ・インプラントはＰ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】前記ウェル・エッジ・インプラントはＰ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】前記ウェル・エッジ・インプラントはＮ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】前記ウェル・エッジ・インプラントはＮ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】ウェル・エッジ・インプラントを形成する前記ステップは、ｉ）ハイブリッド・レジストを付着するステップと、ｉｉ）前記ハイブリッド・レジストをマスクを通して露光するステップと、ｉｉｉ）中間露光量で露光された前記ハイブリッド・レジストの部分を取り除いて、前記ハイブリッド・レジストにウェル・エッジ・スペースが形成されるように、前記ハイブリッド・レジストを現像するステップと、を含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】前記ウェル領域を形成するステップは、前記ハイブリッド・レジストを全面均一露光して現像するステップを含み、前記全面均一露光と現像により前記ハイブリッド・レジストの前記ウェル領域上に開口が形成され、前記開口を通してウェル・ドーパントが注入されることを特徴とする、請求項６記載の方法。
【請求項８】前記少なくとも１つのウェル・エッジ・インプラントは浅いトレンチ分離部下に形成される、請求項１記載の方法。
【請求項９】ラッチアップ耐性を高めた半導体デバイスを形成する方法であって、ａ）半導体基板を与えるステップと、ｂ）前記半導体基板にハイブリッド・レジストを付着するステップと、ｃ）前記ハイブリッド・レジストを形状を含むマスクを通して露光し、前記マスク形状によってブロックされる前記ハイブリッド・レジストの部分は露光されず、前記マスク形状によってブロックされない前記ハイブリッド・レジストの部分は完全に露光され、前記マスク形状のエッジ下のハイブリッド・レジストの遷移領域は中間露光量で露光されるステップと、ｄ）中間露光量で露光された前記ハイブリッド・レジストの部分は取り除かれて、前記ハイブリッド・レジストにウェル・エッジ・スペースが形成されるように、前記ハイブリッド・レジストを現像するステップと、ｅ）前記半導体基板に、前記ウェル・エッジ・スペースを通してウェル・エッジ・インプラントを形成するステップと、ｆ）前記ハイブリッド・レジストを全面均一露光するステップと、ｇ）前記ハイブリッド・レジストを現像し、前記ハイブリッド・レジストに少なくとも１つのウェル空間が開けられる、ステップと、ｈ）前記ハイブリッド・レジストの前記少なくとも１つのウェル空間を通して前記半導体基板に少なくとも１つのウェル領域を形成するステップと、を含む、方法。
【請求項１０】前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つはＰ＋型インプラントを含み、前記少なくとも１つのウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つはＰ＋型インプラントを含み、前記少なくとも１つのウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１２】前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つはＮ＋型インプラントを含み、前記少なくとも１つのウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１３】前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つはＮ＋型インプラントを含み、前記少なくとも１つのウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１４】前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つは浅いトレンチ分離部下に形成される、請求項９記載の方法。
【請求項１５】ａ）半導体基板に形成されたウェル領域と、ｂ）前記半導体基板の前記ウェル領域のエッジに形成されたウェル・エッジ・インプラントと、を含む、半導体構造。
【請求項１６】前記ウェル・エッジ・インプラントはＰ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、請求項１５記載の半導体構造。
【請求項１７】前記ウェル・エッジ・インプラントはＰ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、請求項１５記載の半導体構造。
【請求項１８】前記ウェル・エッジ・インプラントはＮ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、請求項１５記載の半導体構造。
【請求項１９】前記ウェル・エッジ・インプラントはＮ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、請求項１５記載の半導体構造。
【請求項２０】前記ウェル・エッジ・インプラントは浅いトレンチ分離部下に形成される、請求項１５記載の半導体構造。
【請求項１】ラッチアップ耐性を高めた半導体デバイスを形成する方法であって、ａ）半導体基板を与えるステップと、ｂ）前記半導体基板に少なくとも１つのウェル・エッジ・インプラントを形成するステップと、ｃ）前記少なくとも１つのウェル・エッジ・インプラントと整合したエッジを持つウェル領域を前記半導体デバイスに形成するステップと、を含む、方法。
【請求項２】前記ウェル・エッジ・インプラントはＰ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】前記ウェル・エッジ・インプラントはＰ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】前記ウェル・エッジ・インプラントはＮ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】前記ウェル・エッジ・インプラントはＮ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】ウェル・エッジ・インプラントを形成する前記ステップは、ｉ）ハイブリッド・レジストを付着するステップと、ｉｉ）前記ハイブリッド・レジストをマスクを通して露光するステップと、ｉｉｉ）中間露光量で露光された前記ハイブリッド・レジストの部分を取り除いて、前記ハイブリッド・レジストにウェル・エッジ・スペースが形成されるように、前記ハイブリッド・レジストを現像するステップと、を含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】前記ウェル領域を形成するステップは、前記ハイブリッド・レジストを全面均一露光して現像するステップを含み、前記全面均一露光と現像により前記ハイブリッド・レジストの前記ウェル領域上に開口が形成され、前記開口を通してウェル・ドーパントが注入されることを特徴とする、請求項６記載の方法。
【請求項８】前記少なくとも１つのウェル・エッジ・インプラントは浅いトレンチ分離部下に形成される、請求項１記載の方法。
【請求項９】ラッチアップ耐性を高めた半導体デバイスを形成する方法であって、ａ）半導体基板を与えるステップと、ｂ）前記半導体基板にハイブリッド・レジストを付着するステップと、ｃ）前記ハイブリッド・レジストを形状を含むマスクを通して露光し、前記マスク形状によってブロックされる前記ハイブリッド・レジストの部分は露光されず、前記マスク形状によってブロックされない前記ハイブリッド・レジストの部分は完全に露光され、前記マスク形状のエッジ下のハイブリッド・レジストの遷移領域は中間露光量で露光されるステップと、ｄ）中間露光量で露光された前記ハイブリッド・レジストの部分は取り除かれて、前記ハイブリッド・レジストにウェル・エッジ・スペースが形成されるように、前記ハイブリッド・レジストを現像するステップと、ｅ）前記半導体基板に、前記ウェル・エッジ・スペースを通してウェル・エッジ・インプラントを形成するステップと、ｆ）前記ハイブリッド・レジストを全面均一露光するステップと、ｇ）前記ハイブリッド・レジストを現像し、前記ハイブリッド・レジストに少なくとも１つのウェル空間が開けられる、ステップと、ｈ）前記ハイブリッド・レジストの前記少なくとも１つのウェル空間を通して前記半導体基板に少なくとも１つのウェル領域を形成するステップと、を含む、方法。
【請求項１０】前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つはＰ＋型インプラントを含み、前記少なくとも１つのウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つはＰ＋型インプラントを含み、前記少なくとも１つのウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１２】前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つはＮ＋型インプラントを含み、前記少なくとも１つのウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１３】前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つはＮ＋型インプラントを含み、前記少なくとも１つのウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１４】前記ウェル・エッジ・インプラントの少なくとも１つは浅いトレンチ分離部下に形成される、請求項９記載の方法。
【請求項１５】ａ）半導体基板に形成されたウェル領域と、ｂ）前記半導体基板の前記ウェル領域のエッジに形成されたウェル・エッジ・インプラントと、を含む、半導体構造。
【請求項１６】前記ウェル・エッジ・インプラントはＰ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、請求項１５記載の半導体構造。
【請求項１７】前記ウェル・エッジ・インプラントはＰ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、請求項１５記載の半導体構造。
【請求項１８】前記ウェル・エッジ・インプラントはＮ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＮ型ウェル領域を含む、請求項１５記載の半導体構造。
【請求項１９】前記ウェル・エッジ・インプラントはＮ＋型インプラントを含み、前記ウェル領域はＰ型ウェル領域を含む、請求項１５記載の半導体構造。
【請求項２０】前記ウェル・エッジ・インプラントは浅いトレンチ分離部下に形成される、請求項１５記載の半導体構造。
【図５】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図６】
【図８】
【図１０】
【図２４】
【図２５】
【図９】
【図１２】
【図１３】
【図１１】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２９】
【図３０】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図６】
【図８】
【図１０】
【図２４】
【図２５】
【図９】
【図１２】
【図１３】
【図１１】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開平１０−３２１８０７
【公開日】平成１０年（１９９８）１２月４日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−１２０９４７
【出願日】平成１０年（１９９８）４月３０日
【出願人】（３９０００９５３１）インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＳＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【公開日】平成１０年（１９９８）１２月４日
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年（１９９８）４月３０日
【出願人】（３９０００９５３１）インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＳＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
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