JP2001085531A - Manufacture of semiconductor integrated circuit - Google Patents

Manufacture of semiconductor integrated circuit

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JP2001085531A
JP2001085531A JP25748799A JP25748799A JP2001085531A JP 2001085531 A JP2001085531 A JP 2001085531A JP 25748799 A JP25748799 A JP 25748799A JP 25748799 A JP25748799 A JP 25748799A JP 2001085531 A JP2001085531 A JP 2001085531A
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Japan
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insulating film
film
manufacturing
integrated circuit
circuit device
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JP25748799A
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Japanese (ja)
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Takayuki Kanda
隆行 神田
Atsushi Hiraiwa
篤 平岩
Norio Suzuki
範夫 鈴木
Satoru Sakai
哲 酒井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve reliability of a semiconductor integrated circuit device which has multiple kinds of MISFETs (metal insulator semiconductor field-effect transistor) which differ in gate insulating film thickness. SOLUTION: By this manufacturing method, a silicon nitride film 7 of about 4 nm or smaller in thickness is formed on a silicon oxide film 6 formed on the top surface of a semiconductor substrate 1 and then the silicon nitride film 7 and silicon oxide film 6 in an region B where a thin gate insulating film is formed are removed in the order, by using a resist pattern 8 as a mask. Then the resist pattern 8 is removed, followed by the entire silicon nitride film 7 and the silicon oxide film 6 of about 0.2 nm or smaller in thickness are removed, and the semiconductor substrate 1 is treated by thermal oxidation to form gate insulating films which are different in thickness.

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】本発明は、半導体集積回路装
置の製造技術に関し、特に、例えば付加される電圧の異
なる2種類のMISFET(Metal Insulator Semicond
uctor Field Effect Transistor )を内蔵する半導体集
積回路装置に適用して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technology for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to, for example, two types of MISFETs (Metal Insulator Semiconductors) having different applied voltages.
The present invention relates to a technology that is effective when applied to a semiconductor integrated circuit device having a built-in uctor field effect transistor).

【0002】[0002]

【従来の技術】CMOS(Complementary Metal Oxide
Semiconductor )論理LSI(LargeScale Integrated
Circuit)、SRAM(Static Random Access Memory
)またはDRAM(Dynamic Random Access Memory)
等のメモリLSI、およびメモリ回路を搭載したCMO
S論理LSIにおいては、内部回路と入出力回路との電
源電圧が異なる場合がある。
2. Description of the Related Art CMOS (Complementary Metal Oxide)
Semiconductor) Logic LSI (LargeScale Integrated)
Circuit), SRAM (Static Random Access Memory)
) Or DRAM (Dynamic Random Access Memory)
CMO with memory LSI and memory circuit such as
In the S logic LSI, the power supply voltages of the internal circuit and the input / output circuit may be different.

【0003】例えば、CMOS論理LSIでは、内部回
路のMISFETのゲート電極の長さ(ゲート長)を入
出力回路のMISFETのゲート長よりも短く設定する
ことにより高速化を図っているが、内部回路のMISF
ETのソース、ドレインを構成する半導体領域の耐圧を
確保するために、内部回路の電源電圧は入出力回路の電
源電圧よりも低く設定される。この際、電源電圧の高い
入出力回路のMISFETのゲート絶縁膜の信頼度を確
保するために、このゲート絶縁膜の厚さは電源電圧の低
い内部回路のMISFETのゲート絶縁膜の厚さよりも
厚く形成される。
For example, in a CMOS logic LSI, the speed is increased by setting the length (gate length) of the gate electrode of the MISFET of the internal circuit shorter than the gate length of the MISFET of the input / output circuit. MISF
The power supply voltage of the internal circuit is set lower than the power supply voltage of the input / output circuit in order to ensure the withstand voltage of the semiconductor region forming the source and drain of the ET. At this time, in order to secure the reliability of the gate insulating film of the MISFET of the input / output circuit having a high power supply voltage, the thickness of the gate insulating film is larger than the thickness of the gate insulating film of the MISFET of the internal circuit having a low power supply voltage. It is formed.

【0004】厚さの異なる2種類のゲート絶縁膜をシリ
コンで構成される半導体基板上に形成する方法として
は、まず、半導体基板の主面上に素子分離領域を形成し
た後、半導体基板に1回目の熱酸化処理を施して半導体
基板の表面に酸化シリコン膜を形成する。次に、厚いゲ
ート絶縁膜が形成される領域をレジスト膜で覆い、薄い
ゲート絶縁膜が形成される領域の上記酸化シリコン膜を
ウエットエッチングによって除去した後、上記レジスト
膜を除去し、次いで半導体基板に2回目の熱酸化処理を
施す方法が採用されている。すなわち、薄いゲート絶縁
膜は2回目の熱酸化処理で形成され、厚いゲート絶縁膜
は1回目および2回目の熱酸化処理で形成される。
As a method of forming two types of gate insulating films having different thicknesses on a semiconductor substrate made of silicon, first, an element isolation region is formed on a main surface of the semiconductor substrate, and then, one layer is formed on the semiconductor substrate. A second thermal oxidation treatment is performed to form a silicon oxide film on the surface of the semiconductor substrate. Next, the region where the thick gate insulating film is formed is covered with a resist film, the silicon oxide film in the region where the thin gate insulating film is formed is removed by wet etching, and then the resist film is removed. Is subjected to a second thermal oxidation treatment. That is, the thin gate insulating film is formed by the second thermal oxidation process, and the thick gate insulating film is formed by the first and second thermal oxidation processes.

【0005】なお、薄いゲート絶縁膜および厚いゲート
絶縁膜を半導体基板上に形成する技術については、例え
ば特開平2−15374号公報などに記載がある。
A technique for forming a thin gate insulating film and a thick gate insulating film on a semiconductor substrate is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-15374.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者が検討したところによると、厚さの異なる2種類のゲ
ート絶縁膜を形成する前記方法では、薄いゲート絶縁膜
が形成される領域の酸化シリコン膜をウエットエッチン
グによって除去する際、厚いゲート絶縁膜が形成される
領域をレジスト膜で覆うため、レジスト膜による汚染、
およびレジスト除去工程とその後の洗浄工程における何
らかのダメージ等によって、薄いゲート絶縁膜、厚いゲ
ート絶縁膜またはこれら両者のゲート絶縁膜に耐圧劣化
が生ずることが考えられた。
However, according to the study by the present inventor, according to the method of forming two types of gate insulating films having different thicknesses, the silicon oxide in the region where the thin gate insulating film is formed is formed. When the film is removed by wet etching, the region where the thick gate insulating film is formed is covered with a resist film, so that contamination by the resist film,
It has been considered that the thin gate insulating film, the thick gate insulating film, or both of these gate insulating films are deteriorated in breakdown voltage due to some damage in the resist removing step and the subsequent cleaning step.

【0007】本発明の目的は、ゲート絶縁膜の厚さが互
いに異なるMISFETを複数種類有する半導体集積回
路装置の信頼性を向上させることのできる技術を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the reliability of a semiconductor integrated circuit device having a plurality of types of MISFETs having different thicknesses of gate insulating films.

【0008】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。すなわち、 (1)本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、半導
体基板の第1の活性領域に相対的に厚い実効膜厚を有す
るゲート絶縁膜を備えたMISFETと、第2の活性領
域に相対的に薄い実効膜厚を有するゲート絶縁膜を備え
たMISFETとを形成する際、前記半導体基板上に第
1絶縁膜を形成する工程と、前記第1絶縁膜の上層に第
2絶縁膜を形成する工程と、前記第1の活性領域をレジ
ストパターンで覆う工程と、前記レジストパターンをマ
スクとして、前記第2の活性領域の前記第2絶縁膜およ
び前記第1絶縁膜を順次除去する工程と、前記レジスト
パターンを除去した後、前記第2絶縁膜の全ておよび前
記第1絶縁膜の一部を除去する工程と、前記半導体基板
上に第3絶縁膜を形成する工程とを有するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows. That is, (1) a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes the steps of: providing a MISFET having a gate insulating film having a relatively large effective film thickness in a first active region of a semiconductor substrate; Forming a first insulating film on the semiconductor substrate when forming a MISFET including a gate insulating film having a relatively small effective film thickness; and forming a second insulating film on the first insulating film. Forming, covering the first active region with a resist pattern, and sequentially removing the second insulating film and the first insulating film in the second active region using the resist pattern as a mask. Removing the resist pattern, removing all of the second insulating film and part of the first insulating film, and forming a third insulating film on the semiconductor substrate. .

【0010】(2)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、半導体基板の第1の活性領域に相対的に厚い実
効膜厚を有するゲート絶縁膜を備えたMISFETと、
第2の活性領域に相対的に薄い実効膜厚を有するゲート
絶縁膜を備えたMISFETとを形成する際、前記半導
体基板上に第1絶縁膜を形成する工程と、前記第1絶縁
膜の上層に第2絶縁膜を形成する工程と、前記第1の活
性領域をレジストパターンで覆う工程と、前記レジスト
パターンをマスクとして、前記第2の活性領域の前記第
2絶縁膜および前記第1絶縁膜を順次除去する工程と、
前記レジストパターンを除去した後、前記半導体基板に
洗浄処理を施す工程と、前記半導体基板上に第3絶縁膜
を形成する工程とを有するものである。
(2) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, comprising: a MISFET having a gate insulating film having a relatively large effective film thickness in a first active region of a semiconductor substrate;
Forming a first insulating film on the semiconductor substrate when forming a MISFET having a gate insulating film having a relatively small effective thickness in a second active region; and forming an upper layer on the first insulating film. Forming a second insulating film on the substrate, covering the first active region with a resist pattern, and using the resist pattern as a mask, forming the second insulating film and the first insulating film in the second active region. Sequentially removing,
After the resist pattern is removed, the method includes a step of performing a cleaning process on the semiconductor substrate and a step of forming a third insulating film on the semiconductor substrate.

【0011】(3)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、半導体基板の第1の活性領域に相対的に厚い実
効膜厚を有するゲート絶縁膜を備えたMISFETと、
第2の活性領域に相対的に薄い実効膜厚を有するゲート
絶縁膜を備えたMISFETとを形成する際、前記半導
体基板上に第1絶縁膜を形成する工程と、前記第1絶縁
膜の上層に第2絶縁膜を形成する工程と、前記第2の活
性領域をレジストパターンで覆う工程と、前記レジスト
パターンをマスクとして、前記第1の活性領域の前記第
2絶縁膜および前記第1絶縁膜を順次除去する工程と、
前記レジストパターンを除去した後、前記半導体基板に
洗浄処理を施す工程と、前記第1の活性領域の前記半導
体基板上に第3絶縁膜を選択的に形成する工程とを有す
るものである。
(3) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, comprising: a MISFET having a gate insulating film having a relatively large effective film thickness in a first active region of a semiconductor substrate;
Forming a first insulating film on the semiconductor substrate when forming a MISFET having a gate insulating film having a relatively small effective thickness in a second active region; and forming an upper layer on the first insulating film. Forming a second insulating film on the substrate, covering the second active region with a resist pattern, and using the resist pattern as a mask, forming the second insulating film and the first insulating film in the first active region. Sequentially removing,
After the resist pattern is removed, the method includes a step of performing a cleaning process on the semiconductor substrate, and a step of selectively forming a third insulating film on the semiconductor substrate in the first active region.

【0012】(4)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記(1)または(2)記載のMISFETの
製造方法において、前記第1絶縁膜および前記第3絶縁
膜を酸化シリコン膜、酸化チタン膜または酸化タンタル
膜とし、前記第2絶縁膜を化学的気相成長法、ジェット
・プラズマ気相成長法、リモート・プラズマ・ナイトラ
イゼーション法または熱窒化処理によって形成された窒
化シリコン膜とするものである。
(4) The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is the method for manufacturing a MISFET according to the above (1) or (2), wherein the first insulating film and the third insulating film are a silicon oxide film, A titanium oxide film or a tantalum oxide film, and the second insulating film is a silicon nitride film formed by a chemical vapor deposition method, a jet plasma vapor deposition method, a remote plasma nitrization method, or a thermal nitriding treatment. Things.

【0013】(5)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記(3)記載のMISFETの製造方法にお
いて、前記第1絶縁膜を酸化シリコン膜、酸化チタン膜
または酸化タンタル膜とし、前記第2絶縁膜を化学的気
相成長法、ジェット・プラズマ気相成長法、リモート・
プラズマ・ナイトライゼーション法または熱窒化処理に
よって形成された窒化シリコン膜とするものである。
(5) The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is the method for manufacturing a MISFET according to the item (3), wherein the first insulating film is a silicon oxide film, a titanium oxide film, or a tantalum oxide film. Chemical vapor deposition, jet plasma vapor deposition, remote
The silicon nitride film is formed by a plasma nitrization method or a thermal nitridation process.

【0014】(6)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記(1)記載のMISFETの製造方法にお
いて、前記第1絶縁膜および前記第3絶縁膜を酸化シリ
コン膜とし、前記第2絶縁膜を約4nm以下の厚さの窒
化シリコン膜とするものである。
(6) The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is the method of manufacturing a MISFET according to (1), wherein the first insulating film and the third insulating film are silicon oxide films, The insulating film is a silicon nitride film having a thickness of about 4 nm or less.

【0015】(7)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記(2)記載のMISFETの製造方法にお
いて、前記第1絶縁膜および前記第3絶縁膜を酸化シリ
コン膜とし、前記第2絶縁膜を4〜6nm程度の厚さの
窒化シリコン膜とするものである。
(7) In the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the method for manufacturing a MISFET according to the item (2), the first insulating film and the third insulating film may be silicon oxide films, and The insulating film is a silicon nitride film having a thickness of about 4 to 6 nm.

【0016】(8)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記(3)記載のMISFETの製造方法にお
いて、前記第1絶縁膜を1〜2nm程度の厚さの酸化シ
リコン膜とし、前記第2絶縁膜を窒化シリコン膜とする
ものである。
(8) In the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the method for manufacturing a MISFET according to the item (3), the first insulating film may be a silicon oxide film having a thickness of about 1 to 2 nm. The second insulating film is a silicon nitride film.

【0017】(9)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記(3)記載のMISFETの製造方法にお
いて、前記第2絶縁膜の上層にさらに第4絶縁膜を形成
し、この第4絶縁膜の全てまたは上部は前記洗浄処理で
除去されるものである。
(9) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the method of manufacturing a MISFET according to the item (3), a fourth insulating film is further formed on the second insulating film. All or the upper part of the insulating film is removed by the cleaning process.

【0018】(10)本発明の半導体集積回路装置の製
造方法は、前記(9)記載のMISFETの製造方法に
おいて、前記第4絶縁膜をTEOS酸化膜とするもので
ある。
(10) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the method of manufacturing a MISFET according to the item (9), the fourth insulating film is a TEOS oxide film.

【0019】(11)本発明の半導体集積回路装置の製
造方法は、前記(3)記載のMISFETの製造方法に
おいて、電気伝導機構の異なる相対的に厚い実効膜厚を
有する絶縁膜と相対的に薄い実効膜厚を有する絶縁膜と
が形成されるものである。
(11) The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is the same as the method for manufacturing a MISFET according to the above (3), except that the insulating film having a different electric conduction mechanism and a relatively large effective film thickness is used. An insulating film having a small effective film thickness is formed.

【0020】上記した手段(1)、(2)によれば、相
対的に実効膜厚の厚いゲート絶縁膜を形成する領域に設
けられた第1絶縁膜上に直接レジストパターンを形成せ
ず、第2絶縁膜を介在してレジストパターンを形成して
いるので、レジスト膜からの汚染は第2絶縁膜に付着す
ることになる。この後、上記第2絶縁膜の全てを除去す
る、またはその表面を洗浄することによって、第1絶縁
膜に及ぼすレジスト膜による汚染およびレジスト除去工
程とその後の洗浄工程における何らかのダメージ等の影
響を回避することができる。また、第3絶縁膜を成膜す
る工程の前洗浄処理で、第2絶縁膜の全てを除去しても
第1絶縁膜の削れ量を抑えることにより、第1絶縁膜に
発生するウィークスポットを抑制することができる。
According to the above means (1) and (2), a resist pattern is not formed directly on the first insulating film provided in the region where the gate insulating film having a relatively large effective film thickness is formed. Since the resist pattern is formed with the second insulating film interposed, contamination from the resist film adheres to the second insulating film. Thereafter, by removing all of the second insulating film or cleaning the surface thereof, it is possible to avoid the contamination of the first insulating film by the resist film and the influence of any damage or the like in the resist removing step and the subsequent cleaning step. can do. Further, even if all of the second insulating film is removed in the pre-cleaning process in the step of forming the third insulating film, a weak spot generated in the first insulating film can be reduced by suppressing the shaving amount of the first insulating film. Can be suppressed.

【0021】さらに、上記した手段(3)によれば、相
対的に実効膜厚の薄いゲート絶縁膜を形成する領域に設
けられた第1絶縁膜上に、第2絶縁膜を介在してレジス
トパターンを形成しているので、レジスト膜からの汚染
は第2絶縁膜に付着することになる。この後、上記第2
絶縁膜が除去され難い条件で洗浄処理を半導体基板に施
すことで第1絶縁膜にダメージ等の影響を及ぼすことな
くレジスト膜からの汚染を除去することができる。ま
た、相対的に実効膜厚の薄いゲート絶縁膜が形成される
領域には第2絶縁膜および第1絶縁膜が形成されるが、
第3絶縁膜よりも比誘電率が大きい絶縁膜を第2絶縁膜
に用いることで、実効膜厚を薄くすることができ、電気
伝導機構の異なる複数種類のゲート絶縁膜を形成するこ
とができる。
Further, according to the means (3), the resist is formed on the first insulating film provided in the region where the gate insulating film having a relatively small effective film thickness is formed, with the second insulating film interposed therebetween. Since the pattern is formed, contamination from the resist film adheres to the second insulating film. After this, the second
By performing cleaning treatment on the semiconductor substrate under conditions where the insulating film is difficult to remove, contamination from the resist film can be removed without affecting the first insulating film such as damage. A second insulating film and a first insulating film are formed in a region where a gate insulating film having a relatively small effective film thickness is formed.
By using an insulating film having a higher relative dielectric constant than the third insulating film as the second insulating film, the effective film thickness can be reduced, and a plurality of types of gate insulating films having different electric conduction mechanisms can be formed. .

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0023】なお、実施の形態を説明するための全図に
おいて同一機能を有するものは同一の符号を付し、その
繰り返しの説明は省略する。
In all the drawings for describing the embodiments, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0024】(実施の形態1)本発明の一実施の形態で
あるCMOSデバイスの製造方法を図1〜図12を用い
て説明する。図中、QnはnチャネルMISFET、Q
pはpチャネルMISFETを示し、A領域は厚いゲー
ト絶縁膜が形成される領域、B領域は薄いゲート絶縁膜
が形成される領域を示す。
(Embodiment 1) A method of manufacturing a CMOS device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure, Qn is an n-channel MISFET, Q
p indicates a p-channel MISFET, region A indicates a region where a thick gate insulating film is formed, and region B indicates a region where a thin gate insulating film is formed.

【0025】まず、図1に示すように、比抵抗が10Ω
cm程度のシリコン単結晶で構成された半導体基板1を
用意し、この半導体基板1の主面に浅溝2を形成する。
その後、半導体基板1に熱酸化処理を施し、図示はしな
いが、酸化シリコン膜を形成する。さらに酸化シリコン
膜3を堆積した後、これを化学的機械研磨(ChemicalMe
chanical Polishing :CMP)法により研磨して浅溝
2内にのみ酸化シリコン膜3を残すことにより素子分離
領域を形成する。
First, as shown in FIG.
A semiconductor substrate 1 made of a silicon single crystal of about cm is prepared, and a shallow groove 2 is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1.
Thereafter, a thermal oxidation process is performed on the semiconductor substrate 1 to form a silicon oxide film (not shown). After further depositing the silicon oxide film 3, this is subjected to chemical mechanical polishing (ChemicalMechanical polishing).
An element isolation region is formed by polishing by a mechanical polishing (CMP) method and leaving the silicon oxide film 3 only in the shallow groove 2.

【0026】CMP法による研磨を行う際、活性領域が
研磨されるのを防止したり、酸化シリコン膜3の表面が
活性領域の表面よりも低くなるのを防止したりするため
に、各種工夫が必要であるが、ここではその説明を省略
する。
When polishing by the CMP method, various measures have been taken to prevent the active region from being polished or to prevent the surface of the silicon oxide film 3 from being lower than the surface of the active region. Although it is necessary, the description is omitted here.

【0027】次に、nチャネルMISFETを形成する
領域にp形不純物、例えばB(ホウ素)をイオン打ち込
みしてp形ウエル4を形成し、pチャネルMISFET
を形成する領域にn形不純物、例えばP(リン)をイオ
ン打ち込みしてn形ウエル5を形成する。また、このイ
オン打ち込みに続いて、nチャネルMISFETおよび
pチャネルMISFETのしきい値電圧を調整するため
の不純物、例えばBF2 (フッ化ホウ素)をp形ウエル
4のチャネル領域に、Pをn形ウエル5のチャネル領域
にイオン打ち込みして、図示はしないが、しきい値電圧
制御層を形成する。
Next, a p-type impurity, for example, B (boron) is ion-implanted into a region for forming the n-channel MISFET to form a p-type well 4, and the p-channel MISFET is formed.
Is formed by ion-implanting an n-type impurity, for example, P (phosphorus) into a region for forming an n-type well 5. Subsequent to this ion implantation, impurities for adjusting the threshold voltages of the n-channel MISFET and the p-channel MISFET, for example, BF 2 (boron fluoride) are added to the channel region of the p-type well 4 and P is added to the n-type MISFET. Ion is implanted into the channel region of the well 5 to form a threshold voltage control layer (not shown).

【0028】次に、半導体基板1の表面をHF(フッ
酸)系の水溶液を用いて洗浄した後、図2に示すよう
に、半導体基板1に熱酸化処理を施して半導体基板1の
表面に6〜7nm程度の厚さの酸化シリコン膜6を形成
する。次いで、図3に示すように、酸化シリコン膜6の
上層に化学的気相成長(Chemical Vapor Deposition :
CVD)法によって約4nm以下、例えば1〜2nm程
度の窒化シリコン膜7を堆積する。
Next, after cleaning the surface of the semiconductor substrate 1 using an aqueous solution of HF (hydrofluoric acid), the semiconductor substrate 1 is subjected to a thermal oxidation treatment as shown in FIG. A silicon oxide film 6 having a thickness of about 6 to 7 nm is formed. Next, as shown in FIG. 3, chemical vapor deposition (Chemical Vapor Deposition:
A silicon nitride film 7 having a thickness of about 4 nm or less, for example, about 1 to 2 nm is deposited by a CVD method.

【0029】次に、図4に示すように、半導体基板1上
にレジスト膜を塗布した後、露光および現像処理を施す
ことによりレジスト膜をパターニングしてレジストパタ
ーン8を厚いゲート絶縁膜が形成される領域Aの半導体
基板1上に形成する。次いで、図5に示すように、上記
レジストパターン8をマスクとしたドライエッチングお
よびBHF(BufferedHF)処理によって、窒化シリコ
ン膜7および酸化シリコン膜6を順次除去して、薄いゲ
ート絶縁膜が形成される領域Bの半導体基板1の表面を
露出させる。
Next, as shown in FIG. 4, after a resist film is applied on the semiconductor substrate 1, the resist film is patterned by exposing and developing to form a thick gate insulating film having a resist pattern 8 thereon. Area A on the semiconductor substrate 1. Next, as shown in FIG. 5, the silicon nitride film 7 and the silicon oxide film 6 are sequentially removed by dry etching using the resist pattern 8 as a mask and BHF (Buffered HF) treatment, thereby forming a thin gate insulating film. The surface of the semiconductor substrate 1 in the region B is exposed.

【0030】次に、図6に示すように、レジストパター
ン8を除去した後、半導体基板1に前洗浄処理を施す。
Next, as shown in FIG. 6, after removing the resist pattern 8, the semiconductor substrate 1 is subjected to a pre-cleaning process.

【0031】一般に、図7に示すように、酸化シリコン
膜の表面の汚染を除去するためには酸化シリコン膜の削
れ量を増やす必要があるが、過剰な洗浄は酸化シリコン
膜にウィークスポットを作り込むことになる。しかしな
がら、本実施の形態1では、酸化シリコン膜6の表面は
窒化シリコン膜7で保護されているので、窒化シリコン
膜7を除去することによりレジスト膜による汚染は除去
され、また酸化シリコン膜6に及ぼす何らかのダメージ
等の影響が回避できる。さらに、図8に示すように、酸
化シリコン膜の削れ量が約0. 2nm以下であれば、ウ
ィークスポットの発生が抑えられて酸化シリコン膜の欠
陥密度を0. 01個/cm2 程度と低く抑えることがで
きる。
In general, as shown in FIG. 7, to remove contamination on the surface of the silicon oxide film, it is necessary to increase the shaving amount of the silicon oxide film. However, excessive cleaning creates a weak spot on the silicon oxide film. It will be crowded. However, in the first embodiment, since the surface of the silicon oxide film 6 is protected by the silicon nitride film 7, contamination by the resist film is removed by removing the silicon nitride film 7. The effect of any damage or the like can be avoided. Further, as shown in FIG. 8, when the shaved amount of the silicon oxide film is about 0.2 nm or less, the generation of weak spots is suppressed and the defect density of the silicon oxide film is reduced to about 0.01 / cm 2. Can be suppressed.

【0032】そこで、前記前洗浄処理では、酸化シリコ
ン膜6の上層に設けられた窒化シリコン膜7の全てと約
0. 2nm以下の厚さの酸化シリコン膜6とが除去され
るように制御される。これによって、窒化シリコン膜7
によってレジスト膜による汚染および何らかのダメージ
等の影響が回避でき、さらに酸化シリコン膜6の削れ量
を約0. 2nm以下とすることでウィークスポットの少
ない酸化シリコン膜6を得ることができる。
Therefore, in the pre-cleaning process, control is performed so that all of the silicon nitride film 7 provided on the silicon oxide film 6 and the silicon oxide film 6 having a thickness of about 0.2 nm or less are removed. You. Thereby, the silicon nitride film 7
Thus, the contamination of the resist film and the influence of some damage can be avoided, and the silicon oxide film 6 with a small number of weak spots can be obtained by reducing the shaving amount of the silicon oxide film 6 to about 0.2 nm or less.

【0033】次に、図9に示すように、半導体基板1に
熱酸化処理を施して、酸化シリコン膜6が形成されてい
る領域Aに厚いゲート絶縁膜を構成する厚さ約6〜8n
m程度の酸化シリコン膜9aを形成し、半導体基板1の
表面が露出している領域Bに薄いゲート絶縁膜を構成す
る厚さ2〜4nm程度の酸化シリコン膜9bを形成す
る。
Next, as shown in FIG. 9, the semiconductor substrate 1 is subjected to a thermal oxidation treatment to form a thick gate insulating film in a region A where the silicon oxide film 6 is formed.
A silicon oxide film 9a having a thickness of about 2 to 4 nm forming a thin gate insulating film is formed in a region B where the surface of the semiconductor substrate 1 is exposed.

【0034】次に、図10に示すように、半導体基板1
上に、例えばPなどのn形不純物が添加された多結晶シ
リコン膜をCVD法で堆積した後、レジストパターンを
マスクとしてこの多結晶シリコン膜をエッチングし、多
結晶シリコン膜によって構成されるゲート電極10を形
成する。
Next, as shown in FIG.
After depositing a polycrystalline silicon film to which an n-type impurity such as P is added by a CVD method, the polycrystalline silicon film is etched using a resist pattern as a mask to form a gate electrode composed of the polycrystalline silicon film. Form 10.

【0035】次に、n形ウエル5をレジスト膜で覆い、
ゲート電極10をマスクとしてp形ウエル4にn形不純
物(例えば、P)を導入し、nチャネルMISFETQ
nのソース、ドレインの一部を構成する低濃度のn-
半導体領域11aを形成する。同様に、p形ウエル4を
レジスト膜で覆い、ゲート電極10をマスクとしてn形
ウエル5にp形不純物(例えば、BF2 )を導入し、p
チャネルMISFETQpのソース、ドレインの一部を
構成する低濃度のp- 形半導体領域12aを形成する。
Next, the n-type well 5 is covered with a resist film,
Using the gate electrode 10 as a mask, an n-type impurity (eg, P) is introduced into the p-type well 4 to form an n-channel MISFET Q
A low-concentration n -type semiconductor region 11a forming a part of n source and drain is formed. Similarly, the p-type well 4 is covered with a resist film, and a p-type impurity (for example, BF 2 ) is introduced into the n-type well 5 using the gate electrode 10 as a mask.
Forming a type semiconductor region 12a - channel MISFETQp source, a low concentration of p constituting a part of the drain.

【0036】次いで、図11に示すように、半導体基板
1上にCVD法で堆積した酸化シリコン膜をRIE(Re
active Ion Etching)法でエッチングして、ゲート電極
10の側壁にサイドウォールスペーサ13を形成する。
Next, as shown in FIG. 11, a silicon oxide film deposited on the semiconductor substrate 1 by CVD is subjected to RIE (Re
The side wall spacer 13 is formed on the side wall of the gate electrode 10 by etching by an active ion etching (active ion etching) method.

【0037】次に、n形ウエル5をレジスト膜で覆い、
ゲート電極10およびサイドウォールスペーサ13をマ
スクとして、p形ウエル4にn形不純物(例えば、As
(砒素))を導入し、nチャネルMISFETQnのソ
ース、ドレインの他の一部を構成する高濃度のn+ 形半
導体領域11bを形成する。同様に、p形ウエル4をレ
ジスト膜で覆い、ゲート電極10およびサイドウォール
スペーサ13をマスクとして、n形ウエル5にp形不純
物(例えば、BF2 )導入し、pチャネルMISFET
Qpのソース、ドレインの他の一部を構成する高濃度の
+ 形半導体領域12bを形成する。
Next, the n-type well 5 is covered with a resist film,
Using the gate electrode 10 and the sidewall spacer 13 as a mask, an n-type impurity (for example, As
(Arsenic)) is introduced to form a high-concentration n + -type semiconductor region 11b constituting another part of the source and drain of the n-channel MISFET Qn. Similarly, the p-type well 4 is covered with a resist film, and a p-type impurity (for example, BF 2 ) is introduced into the n-type well 5 using the gate electrode 10 and the side wall spacer 13 as a mask.
A high-concentration p + -type semiconductor region 12b constituting another part of the source and drain of Qp is formed.

【0038】次に、自己整合法によって低抵抗のチタン
シリサイド膜14をnチャネルMISFETQnのゲー
ト電極10の表面およびn+ 形半導体領域11bの表
面、ならびにpチャネルMISFETQpのゲート電極
10の表面およびp+ 形半導体領域12bの表面に形成
する。
Next, a low-resistance titanium silicide film 14 is formed on the surface of the gate electrode 10 of the n-channel MISFET Qn and the surface of the n + type semiconductor region 11b, and the surface of the gate electrode 10 of the p-channel MISFET Qp and the p + It is formed on the surface of the semiconductor region 12b.

【0039】その後、図12に示すように、半導体基板
1上に層間絶縁膜15を形成し、次いで層間絶縁膜15
をエッチングしてコンタクトホール16を開孔した後、
層間絶縁膜15の上層に堆積した金属膜をエッチングし
て配線層17を形成することにより、CMOSデバイス
が完成する。
Thereafter, as shown in FIG. 12, an interlayer insulating film 15 is formed on the semiconductor substrate 1 and then the interlayer insulating film 15 is formed.
To form a contact hole 16 by etching
By etching the metal film deposited on the interlayer insulating film 15 to form the wiring layer 17, a CMOS device is completed.

【0040】なお、本実施の形態1では、窒化シリコン
膜7をCVD法で成膜したが、ジェット・プラズマ気相
成長(Jet Plasma Vapor Deposition :JVD)法また
はリモート・プラズマ・ナイトライゼーション(Remote
Plasma Nitrization )法などの原子レベル程度の厚さ
を制御することのできる形成方法、あるいは熱窒化処理
などによって成膜してもよい。
In the first embodiment, the silicon nitride film 7 is formed by the CVD method. However, a jet plasma vapor deposition (JVD) method or a remote plasma nitrification (Remote
The film may be formed by a formation method capable of controlling the thickness at an atomic level, such as a plasma nitrification method, or a thermal nitridation treatment.

【0041】また、本実施の形態1では、厚いゲート絶
縁膜および薄いゲート絶縁膜は熱酸化法で成膜された酸
化シリコン膜6,9a,9bによって構成されたが、異
なる製法で形成された他の絶縁膜、例えば酸化チタン膜
または酸化タンタル膜を用いてもよく、同様な効果が得
られる。
In the first embodiment, the thick gate insulating film and the thin gate insulating film are formed by the silicon oxide films 6, 9a, 9b formed by the thermal oxidation method, but are formed by different manufacturing methods. Other insulating films, for example, a titanium oxide film or a tantalum oxide film may be used, and the same effect is obtained.

【0042】また、本実施の形態1では、窒化シリコン
膜7の厚さを約4nm以下とし、ゲート絶縁膜を形成す
る前工程で窒化シリコン膜7を全て除去したが、窒化シ
リコン膜7の厚さを4〜6nm程度とすることにより、
厚いゲート絶縁膜を形成する領域Aにこの窒化シリコン
膜7の一部を残すことで、窒化シリコン膜7を含んだ積
層構造からなるゲート絶縁膜を形成してもよい。
In the first embodiment, the thickness of the silicon nitride film 7 is set to about 4 nm or less, and the silicon nitride film 7 is entirely removed in a process before forming the gate insulating film. By setting the height to about 4 to 6 nm,
By leaving a part of the silicon nitride film 7 in the region A where the thick gate insulating film is formed, a gate insulating film having a stacked structure including the silicon nitride film 7 may be formed.

【0043】このように、本実施の形態1によれば、厚
さの異なる2種類のゲート絶縁膜を形成する際、酸化シ
リコン膜6上に直接レジストパターン8が形成されず、
窒化シリコン膜7を介在して形成されるので、レジスト
膜からの汚染は窒化シリコン膜7に付着することにな
る。この後、上記窒化シリコン膜7を除去することによ
り、酸化シリコン膜6に及ぼすレジスト膜による汚染お
よび何らかのダメージ等の影響を回避することができ
る。さらに、ゲート絶縁膜を形成する際の前洗浄処理で
は、窒化シリコン膜7の全ては除去されるものの酸化シ
リコン膜6の削れ量が約0. 2nm以下に抑えられて、
ウィークスポットの少ない酸化シリコン膜6が得られる
ので、欠陥密度の低い酸化シリコン膜9aを形成するこ
とができる。
As described above, according to the first embodiment, when forming two types of gate insulating films having different thicknesses, the resist pattern 8 is not directly formed on the silicon oxide film 6,
Since the silicon nitride film 7 is formed, the contamination from the resist film adheres to the silicon nitride film 7. Thereafter, by removing the silicon nitride film 7, the influence of the resist film on the silicon oxide film 6, such as contamination and any damage, can be avoided. Further, in the pre-cleaning process when forming the gate insulating film, although the entire silicon nitride film 7 is removed, the shaved amount of the silicon oxide film 6 is suppressed to about 0.2 nm or less.
Since the silicon oxide film 6 with few weak spots is obtained, the silicon oxide film 9a having a low defect density can be formed.

【0044】(実施の形態2)本発明の他の実施の形態
であるCMOSデバイスのゲート絶縁膜の製造方法を図
13〜図18を用いて説明する。
(Embodiment 2) A method of manufacturing a gate insulating film of a CMOS device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0045】まず、前記実施の形態1において前記図1
を用いて説明した製造方法と同様に、素子分離領域、p
形ウエル4およびn形ウエル5を形成する。
First, in the first embodiment, FIG.
As in the manufacturing method described with reference to FIG.
Form well 4 and n-well 5 are formed.

【0046】次に、半導体基板1の表面をHF系の水溶
液を用いて洗浄した後、図13に示すように、半導体基
板1に熱酸化処理を施して半導体基板1の表面に1〜2
nm程度の厚さの酸化シリコン膜18を形成する。次い
で、図14に示すように、酸化シリコン膜18の上層に
CVD法によって4〜6nm程度の窒化シリコン膜19
を堆積する。
Next, after cleaning the surface of the semiconductor substrate 1 using an HF-based aqueous solution, as shown in FIG.
A silicon oxide film 18 having a thickness of about nm is formed. Next, as shown in FIG. 14, a silicon nitride film 19 of about 4 to 6 nm is formed on the silicon oxide film 18 by CVD.
Is deposited.

【0047】次に、図15に示すように、半導体基板1
上にレジスト膜を塗布した後、露光および現像処理を施
すことによりレジスト膜をパターニングしてレジストパ
ターン8を薄いゲート絶縁膜が形成される領域Bの半導
体基板1上に形成する。次いで、図16に示すように、
上記レジストパターン8をマスクとしたドライエッチン
グおよびBHF処理によって、窒化シリコン膜19およ
び酸化シリコン膜18を順次除去して、厚いゲート絶縁
膜が形成される領域Aの半導体基板1の表面を露出させ
る。
Next, as shown in FIG.
After a resist film is applied thereon, the resist film is patterned by performing exposure and development treatments to form a resist pattern 8 on the semiconductor substrate 1 in a region B where a thin gate insulating film is formed. Then, as shown in FIG.
The silicon nitride film 19 and the silicon oxide film 18 are sequentially removed by dry etching and BHF processing using the resist pattern 8 as a mask to expose the surface of the semiconductor substrate 1 in the region A where the thick gate insulating film is formed.

【0048】次に、図17に示すように、レジストパタ
ーン8を除去した後、窒化シリコン膜19が除去され難
い条件で半導体基板1に洗浄処理を施して、レジスト膜
による汚染を除去する。この際、窒化シリコン膜19が
保護膜となって、酸化シリコン膜18は除去されず、さ
らに酸化シリコン膜18に及ぼすレジスト膜による汚染
および何らかのダメージ等の影響を回避することができ
る。
Next, as shown in FIG. 17, after the resist pattern 8 is removed, the semiconductor substrate 1 is subjected to a cleaning process under conditions where the silicon nitride film 19 is difficult to remove, thereby removing contamination by the resist film. At this time, the silicon nitride film 19 serves as a protective film, the silicon oxide film 18 is not removed, and the influence of the resist film on the silicon oxide film 18 such as contamination and any damage can be avoided.

【0049】次いで、図18に示すように、半導体基板
1に熱酸化処理を施して、半導体基板1の表面が露出し
ている領域Aに厚いゲート絶縁膜を構成する厚さ約6〜
8nm程度の酸化シリコン膜20を形成する。さらに、
領域Bの窒化シリコン膜19の表面はほとんど酸化され
ないことから、主に窒化シリコン膜19および酸化シリ
コン膜18からなる積層構造で、比誘電率を考慮した酸
化シリコン膜の膜厚換算で2〜4nm程度の実効膜厚を
有する薄いゲート絶縁膜が得られる。
Next, as shown in FIG. 18, the semiconductor substrate 1 is subjected to a thermal oxidation treatment to form a thick gate insulating film in a region A where the surface of the semiconductor substrate 1 is exposed.
A silicon oxide film 20 of about 8 nm is formed. further,
Since the surface of the silicon nitride film 19 in the region B is hardly oxidized, it has a laminated structure mainly composed of the silicon nitride film 19 and the silicon oxide film 18 and has a thickness of 2 to 4 nm in terms of the thickness of the silicon oxide film in consideration of the relative dielectric constant. A thin gate insulating film having an effective film thickness of the order is obtained.

【0050】なお、本実施の形態2では、薄いゲート絶
縁膜が形成される領域Bに酸化シリコン膜18を保護す
る窒化シリコン膜19が設けられたが、さらに、窒化シ
リコン膜19の上層に、ウエットエッチング速度の速い
絶縁膜、例えばTEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicat
e;Si(OC2 5 4 )ガスとオゾン(O3 )ガス
とをソースとしたプラズマCVD法で形成されるTEO
S酸化膜を設けてもよい。これによって薄いゲート絶縁
膜の一部を構成する窒化シリコン膜19に及ぼす汚染、
何らかのダメージ等の影響を低減することができる。
In the second embodiment, the silicon nitride film 19 for protecting the silicon oxide film 18 is provided in the region B where the thin gate insulating film is formed. An insulating film having a high wet etching rate, for example, TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicon)
e; TEO formed by a plasma CVD method using Si (OC 2 H 5 ) 4 ) gas and ozone (O 3 ) gas as sources.
An S oxide film may be provided. This causes contamination on the silicon nitride film 19 constituting a part of the thin gate insulating film,
The effect of some kind of damage can be reduced.

【0051】また、本実施の形態2では、酸化シリコン
膜18は熱酸化法で成膜されたが、異なる製法によって
形成された他の絶縁膜、例えば酸化チタン膜または酸化
タンタル膜を用いてもよく、同様な効果が得られる。
In the second embodiment, the silicon oxide film 18 is formed by a thermal oxidation method. However, another insulating film, such as a titanium oxide film or a tantalum oxide film, formed by a different manufacturing method may be used. Well, similar effects can be obtained.

【0052】このように、本実施の形態2によれば、薄
いゲート絶縁膜が形成される領域Bに設けられた1〜2
nm程度の厚さの酸化シリコン膜18の上層に、窒化シ
リコン膜19を介在してレジストパターン8を形成して
いるので、レジスト膜からの汚染は窒化シリコン膜19
に付着することになる。この後、窒化シリコン膜19が
除去され難い条件で前洗浄処理を半導体基板に施すこと
で、酸化シリコン膜18に何らかのダメージ等を与える
ことなく、レジスト膜からの汚染を除去することができ
る。
As described above, according to the second embodiment, the first to second layers provided in the region B where the thin gate insulating film is formed are formed.
Since the resist pattern 8 is formed on the silicon oxide film 18 having a thickness of about nm with the silicon nitride film 19 interposed therebetween, contamination from the resist film is prevented.
Will adhere to. Thereafter, by performing a pre-cleaning process on the semiconductor substrate under conditions where the silicon nitride film 19 is difficult to remove, contamination from the resist film can be removed without causing any damage to the silicon oxide film 18.

【0053】さらに、厚いゲート絶縁膜が形成される領
域Aでは、約6〜8nm程度の厚さの酸化シリコン膜2
0からなるゲート絶縁膜が形成されるが、薄いゲート絶
縁膜が形成される領域Bでは、4〜6nm程度の厚さの
窒化シリコン膜19および1〜2nm程度の厚さの酸化
シリコン膜20からなるスタック構造を有し、実効膜厚
が約2〜4nm程度のゲート絶縁膜が形成されるので、
電気伝導機構の異なる2種類のゲート絶縁膜を形成する
ことができる。
Further, in the region A where the thick gate insulating film is formed, the silicon oxide film 2 having a thickness of about 6 to 8 nm
0 is formed, but in a region B where a thin gate insulating film is formed, a silicon nitride film 19 having a thickness of about 4 to 6 nm and a silicon oxide film 20 having a thickness of about 1 to 2 nm are formed. And a gate insulating film having an effective film thickness of about 2 to 4 nm is formed.
Two types of gate insulating films having different electric conduction mechanisms can be formed.

【0054】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the scope of the invention. Needless to say, it can be changed.

【0055】例えば、前記実施の形態では、CMOSデ
バイスの製造方法に適用した場合について説明したが、
厚さの異なる複数種類の絶縁膜を有するいかなる半導体
装置の製造方法にも適用可能である。
For example, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the method of manufacturing a CMOS device has been described.
The present invention can be applied to a method for manufacturing any semiconductor device having a plurality of types of insulating films having different thicknesses.

【0056】[0056]

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0057】本発明によれば、厚さの異なる複数種類の
ゲート絶縁膜を形成する際、レジスト膜による汚染、レ
ジスト除去工程とその後の洗浄工程における何らかのダ
メージ等の影響が回避でき、さらに欠陥密度を低減でき
ることから、ゲート絶縁膜の耐圧等の劣化を防ぐことが
きるので、ゲート絶縁膜の厚さが互いに異なるMISF
ETを複数種類有する半導体集積回路装置の信頼性を向
上させることができる。
According to the present invention, when forming a plurality of types of gate insulating films having different thicknesses, it is possible to avoid the effects of contamination by the resist film, and any damages in the resist removing step and the subsequent cleaning step. Can be prevented from deteriorating the withstand voltage and the like of the gate insulating film.
The reliability of a semiconductor integrated circuit device having a plurality of ET types can be improved.

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

【図1】本発明の一実施の形態であるCMOSデバイス
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 1 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate, illustrating a method of manufacturing a CMOS device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態であるCMOSデバイス
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOS device according to the embodiment of the present invention;

【図3】本発明の一実施の形態であるCMOSデバイス
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOS device according to the embodiment of the present invention;

【図4】本発明の一実施の形態であるCMOSデバイス
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOS device according to one embodiment of the present invention;

【図5】本発明の一実施の形態であるCMOSデバイス
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOS device according to the embodiment of the present invention;

【図6】本発明の一実施の形態であるCMOSデバイス
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOS device according to the embodiment of the present invention;

【図7】汚染量およびウィークスポットの作り込み量と
酸化シリコン膜の削れ量との関係を示す概念図である。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing the relationship between the amount of contamination, the amount of weak spot formation, and the amount of silicon oxide film shaved.

【図8】酸化シリコン膜の欠陥密度と削れ量との関係を
示すグラフ図である。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the defect density of the silicon oxide film and the shaving amount.

【図9】本発明の一実施の形態であるCMOSデバイス
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 9 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOS device according to one embodiment of the present invention;

【図10】本発明の一実施の形態であるCMOSデバイ
スの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 10 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOS device according to one embodiment of the present invention;

【図11】本発明の一実施の形態であるCMOSデバイ
スの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 11 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOS device according to one embodiment of the present invention;

【図12】本発明の一実施の形態であるCMOSデバイ
スの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 12 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOS device according to one embodiment of the present invention;

【図13】本発明の他の実施の形態であるCMOSデバ
イスのゲート絶縁膜の製造方法を示す半導体基板の要部
断面図である。
FIG. 13 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate, illustrating a method for manufacturing a gate insulating film of a CMOS device according to another embodiment of the present invention.

【図14】本発明の他の実施の形態であるCMOSデバ
イスのゲート絶縁膜の製造方法を示す半導体基板の要部
断面図である。
FIG. 14 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate, illustrating a method of manufacturing a gate insulating film of a CMOS device according to another embodiment of the present invention.

【図15】本発明の他の実施の形態であるCMOSデバ
イスのゲート絶縁膜の製造方法を示す半導体基板の要部
断面図である。
FIG. 15 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method for manufacturing a gate insulating film of a CMOS device according to another embodiment of the present invention.

【図16】本発明の他の実施の形態であるCMOSデバ
イスのゲート絶縁膜の製造方法を示す半導体基板の要部
断面図である。
FIG. 16 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate, illustrating a method of manufacturing a gate insulating film of a CMOS device according to another embodiment of the present invention.

【図17】本発明の他の実施の形態であるCMOSデバ
イスのゲート絶縁膜の製造方法を示す半導体基板の要部
断面図である。
FIG. 17 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate, illustrating a method of manufacturing a gate insulating film of a CMOS device according to another embodiment of the present invention.

【図18】本発明の他の実施の形態であるCMOSデバ
イスのゲート絶縁膜の製造方法を示す半導体基板の要部
断面図である。
FIG. 18 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate, illustrating a method of manufacturing a gate insulating film of a CMOS device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 浅溝 3 酸化シリコン膜 4 p形ウエル 5 n形ウエル 6 酸化シリコン膜 7 窒化シリコン膜 8 レジストパターン 9a 酸化シリコン膜 9b 酸化シリコン膜 10 ゲート電極 11a n- 形半導体領域 11b n+ 形半導体領域 12a p- 形半導体領域 12b p+ 形半導体領域 13 サイドウォールスペーサ 14 チタンシリサイド膜 15 層間絶縁膜 16 コンタクトホール 17 配線層 18 酸化シリコン膜 19 窒化シリコン膜 20 酸化シリコン膜 A 厚いゲート絶縁膜が形成される領域 B 薄いゲート絶縁膜が形成される領域 Qn nチャネルMISFET Qp pチャネルMISFET1 semiconductor substrate 2 shallow trench 3 silicon oxide film 4 p type well 5 n-type well 6 silicon oxide film 7 silicon nitride film 8 resist pattern 9a silicon oxide film 9b silicon oxide film 10 gate electrode 11a n - type semiconductor region 11b n + form Semiconductor region 12a p -type semiconductor region 12b p + -type semiconductor region 13 sidewall spacer 14 titanium silicide film 15 interlayer insulating film 16 contact hole 17 wiring layer 18 silicon oxide film 19 silicon nitride film 20 silicon oxide film A thick gate insulating film Region to be formed B Region to form thin gate insulating film Qn n-channel MISFET Qp p-channel MISFET

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 範夫 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 酒井 哲 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 Fターム(参考) 5F048 AA07 AC01 AC03 BA01 BB05 BB08 BB11 BB13 BB16 BD04 BE03 BF06 BG14 DA25  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Norio Suzuki 3-16-1, Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 Inside the Device Development Center, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Satoshi Sakai 6--16, Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 F-term in Hitachi, Ltd. Device Development Center (reference) 5F048 AA07 AC01 AC03 BA01 BB05 BB08 BB11 BB13 BB16 BD04 BE03 BF06 BG14 DA25

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の第1の活性領域に相対的に
厚い実効膜厚を有する絶縁膜を形成し、第2の活性領域
に相対的に薄い実効膜厚を有する絶縁膜を形成する半導
体集積回路装置の製造方法であって、(a).前記半導体基
板上に第1絶縁膜を形成する工程と、(b).前記第1絶縁
膜の上層に第2絶縁膜を形成する工程と、(c).前記第1
の活性領域をレジストパターンで覆う工程と、(d).前記
レジストパターンをマスクとして、前記第2の活性領域
の前記第2絶縁膜および前記第1絶縁膜を順次除去する
工程と、(e).前記レジストパターンを除去した後、前記
第2絶縁膜の全ておよび前記第1絶縁膜の一部を除去す
る工程と、(f).前記半導体基板上に第3絶縁膜を形成す
る工程とを有することを特徴とする半導体集積回路装置
の製造方法。
1. A semiconductor wherein an insulating film having a relatively large effective film thickness is formed in a first active region of a semiconductor substrate and an insulating film having a relatively small effective film thickness is formed in a second active region. A method for manufacturing an integrated circuit device, comprising: (a) forming a first insulating film on the semiconductor substrate; and (b) forming a second insulating film on the first insulating film. (C). The first
(D) using the resist pattern as a mask, sequentially removing the second insulating film and the first insulating film in the second active region, and (e). After removing the resist pattern, removing all of the second insulating film and part of the first insulating film; and (f) forming a third insulating film on the semiconductor substrate. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising:
【請求項2】 半導体基板の第1の活性領域に相対的に
厚い実効膜厚を有する絶縁膜を形成し、第2の活性領域
に相対的に薄い実効膜厚を有する絶縁膜を形成する半導
体集積回路装置の製造方法であって、(a).前記半導体基
板上に第1絶縁膜を形成する工程と、(b).前記第1絶縁
膜の上層に第2絶縁膜を形成する工程と、(c).前記第1
の活性領域をレジストパターンで覆う工程と、(d).前記
レジストパターンをマスクとして、前記第2の活性領域
の前記第2絶縁膜および前記第1絶縁膜を順次除去する
工程と、(e).前記レジストパターンを除去した後、前記
半導体基板に洗浄処理を施す工程と、(f).前記半導体基
板上に第3絶縁膜を形成する工程とを有することを特徴
とする半導体集積回路装置の製造方法。
2. A semiconductor wherein an insulating film having a relatively large effective film thickness is formed in a first active region of a semiconductor substrate and an insulating film having a relatively small effective film thickness is formed in a second active region. A method for manufacturing an integrated circuit device, comprising: (a) forming a first insulating film on the semiconductor substrate; and (b) forming a second insulating film on the first insulating film. (C). The first
(D) using the resist pattern as a mask, sequentially removing the second insulating film and the first insulating film in the second active region, and (e). After removing the resist pattern, performing a cleaning process on the semiconductor substrate; and (f) forming a third insulating film on the semiconductor substrate. Production method.
【請求項3】 半導体基板の第1の活性領域に相対的に
厚い実効膜厚を有する絶縁膜を形成し、第2の活性領域
に相対的に薄い実効膜厚を有する絶縁膜を形成する半導
体集積回路装置の製造方法であって、(a).前記半導体基
板上に第1絶縁膜を形成する工程と、(b).前記第1絶縁
膜の上層に第2絶縁膜を形成する工程と、(c).前記第2
の活性領域をレジストパターンで覆う工程と、(d).前記
レジストパターンをマスクとして、前記第1の活性領域
の前記第2絶縁膜および前記第1絶縁膜を順次除去する
工程と、(e).前記レジストパターンを除去した後、前記
半導体基板に洗浄処理を施す工程と、(f).前記第1の活
性領域の前記半導体基板上に第3絶縁膜を選択的に形成
する工程とを有することを特徴とする半導体集積回路装
置の製造方法。
3. A semiconductor in which an insulating film having a relatively large effective film thickness is formed in a first active region of a semiconductor substrate and an insulating film having a relatively small effective film thickness is formed in a second active region. A method for manufacturing an integrated circuit device, comprising: (a) forming a first insulating film on the semiconductor substrate; and (b) forming a second insulating film on the first insulating film. (C). The second
Covering the active region with a resist pattern, and (d) sequentially removing the second insulating film and the first insulating film in the first active region using the resist pattern as a mask, and (e). After removing the resist pattern, performing a cleaning process on the semiconductor substrate; and (f) selectively forming a third insulating film on the semiconductor substrate in the first active region. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項4】 請求項1または2記載の半導体集積回路
装置の製造方法において、前記第1絶縁膜および前記第
3絶縁膜は酸化シリコン膜、酸化チタン膜または酸化タ
ンタル膜であり、前記第2絶縁膜は化学的気相成長法、
ジェット・プラズマ気相成長法、リモート・プラズマ・
ナイトライゼーション法または熱窒化処理によって形成
された窒化シリコン膜であることを特徴とする半導体集
積回路装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said first insulating film and said third insulating film are a silicon oxide film, a titanium oxide film or a tantalum oxide film, and The insulating film is made by chemical vapor deposition,
Jet plasma vapor deposition, remote plasma
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the method is a silicon nitride film formed by a nitrization method or a thermal nitridation process.
【請求項5】 請求項3記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記第1絶縁膜は酸化シリコン膜、酸
化チタン膜または酸化タンタル膜であり、前記第2絶縁
膜は化学的気相成長法、ジェット・プラズマ気相成長
法、リモート・プラズマ・ナイトライゼーション法また
は熱窒化処理によって形成された窒化シリコン膜である
ことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
5. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 3, wherein said first insulating film is a silicon oxide film, a titanium oxide film or a tantalum oxide film, and said second insulating film is a chemical vapor deposition. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: a silicon nitride film formed by a sputtering method, a jet plasma vapor deposition method, a remote plasma nitrization method, or a thermal nitriding treatment.
【請求項6】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記第1絶縁膜および前記第3絶縁膜
は酸化シリコン膜であり、前記第2絶縁膜は約4nm以
下の厚さの窒化シリコン膜であることを特徴とする半導
体集積回路装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said first insulating film and said third insulating film are silicon oxide films, and said second insulating film has a thickness of about 4 nm or less. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the method is a silicon nitride film.
【請求項7】 請求項2記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記第1絶縁膜および前記第3絶縁膜
は酸化シリコン膜であり、前記第2絶縁膜は6〜7nm
程度の厚さの窒化シリコン膜であることを特徴とする半
導体集積回路装置の製造方法。
7. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 2, wherein said first insulating film and said third insulating film are silicon oxide films, and said second insulating film is 6 to 7 nm.
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising a silicon nitride film having a thickness of about one.
【請求項8】 請求項3記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記第1絶縁膜は1〜2nm程度の厚
さの酸化シリコン膜であり、前記第2絶縁膜は窒化シリ
コン膜であることを特徴とする半導体集積回路装置の製
造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 3, wherein said first insulating film is a silicon oxide film having a thickness of about 1 to 2 nm, and said second insulating film is a silicon nitride film. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項9】 請求項3記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記(b) 工程の前記第2絶縁膜を形成
した後、さらに前記第2絶縁膜の上層に第4絶縁膜を形
成し、この第4絶縁膜の全てまたは上部は前記(e) 工程
の洗浄処理で除去されることを特徴とする半導体集積回
路装置の製造方法。
9. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 3, wherein after forming the second insulating film in the step (b), a fourth insulating film is further formed on the second insulating film. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein all or an upper portion of the fourth insulating film is removed by the cleaning process in the step (e).
【請求項10】 請求項1〜9のいずれか1項に記載の
半導体集積回路装置の製造方法において、前記相対的に
厚い実効膜厚を有する絶縁膜および前記相対的に薄い実
効膜厚を有する絶縁膜は、MISトランジスタのゲート
絶縁膜であることを特徴とする半導体集積回路装置の製
造方法。
10. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said insulating film has a relatively large effective film thickness and said relatively thin effective film thickness has an effective film thickness. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the insulating film is a gate insulating film of a MIS transistor.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100408863B1 (en) * 2001-06-29 2003-12-06 주식회사 하이닉스반도체 Method of forming a gate oxide in a semiconductor device
KR100466209B1 (en) * 2002-07-08 2005-01-13 매그나칩 반도체 유한회사 Method of manufacturing semiconductor device
KR100602109B1 (en) * 2002-07-30 2006-07-19 동부일렉트로닉스 주식회사 Method for forming gate oxide layer of semiconductor device

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KR100466209B1 (en) * 2002-07-08 2005-01-13 매그나칩 반도체 유한회사 Method of manufacturing semiconductor device
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