JP2007073727A - Quantitation method of nitrogen and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Quantitation method of nitrogen and manufacturing method of semiconductor device Download PDF

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隆行 神田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for quantitating the amount of nitrogen introduced into an insulating film in plasma nitriding treatment in the manufacturing process of a semiconductor device. <P>SOLUTION: The method for quantitating the amount of nitrogen comprises processes of: forming a silicon oxide film 12 on the entire surface of a silicon substrate 11; removing the silicon oxide film 12 in a thin-film section 30 by etching; measuring the film thickness of an insulating film at a thick-film section 20 and a thin-film section 30; nitriding the surface of the thick-film section 20 and the thin-film section 30; performing the wet oxidation of the surface of the thick-film section region 20 and the thin-film section region 30; measuring the film thickness of the insulating films 16, 17 in the thick-film section region 20 and the thin-film section region 30; and quantitating the amount of nitrogen introduced by the nitriding process, based on the measured film thickness of the insulating films 16, 17. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、窒素量の定量方法に関し、特に、半導体装置内に形成されるシリコン酸窒化膜の窒素量のモニターに好適な窒素の定量方法に関する。本発明は、更に、このような窒素の定量方法を含む半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for determining the amount of nitrogen, and more particularly to a method for determining nitrogen suitable for monitoring the amount of nitrogen in a silicon oxynitride film formed in a semiconductor device. The present invention further relates to a method of manufacturing a semiconductor device including such a nitrogen determination method.

半導体装置では、一般的に、不純物が拡散されたシリコン層をゲート電極として用いている。これら不純物が拡散されたゲート電極の内でも、p型の不純物としてボロンが導入されたp型ゲート電極では、その後の熱処理により、ボロンがSi基板にまで漏れ出し、トランジスタの閾値電圧が変動するという問題がある。このボロン漏れ量が、ウェーハ面内で、或いは、ウエハ間やロット間などでばらつきがなく一定であれば、閾値電圧の変動分を織り込んだ上で、デバイス設計を行なうことが可能である。しかし、実際の半導体製造プロセスでは、酸化膜厚、熱処理量、不純物ドーズ量などにばらつきがあるため、ボロン漏れ量もばらついてしまい、たとえ閾値電圧の変動分を織り込んだとしても、安定な閾値電圧は得られない。   In a semiconductor device, a silicon layer in which impurities are diffused is generally used as a gate electrode. Among the gate electrodes in which these impurities are diffused, in the p-type gate electrode in which boron is introduced as a p-type impurity, boron leaks to the Si substrate by the subsequent heat treatment, and the threshold voltage of the transistor fluctuates. There's a problem. If the boron leakage amount is constant within the wafer surface, or between wafers and lots, it is possible to design a device after taking into account the variation in threshold voltage. However, in actual semiconductor manufacturing processes, there are variations in the oxide film thickness, heat treatment amount, impurity dose amount, etc., so the amount of boron leakage varies, and even if fluctuations in the threshold voltage are taken into account, a stable threshold voltage can be obtained. Cannot be obtained.

上記ボロン漏れに対する対策として、従来から半導体装置の製造プロセスに取り入れられているプラズマ窒化プロセスは、ゲート電極とゲート酸化膜との間にシリコン窒化層を形成し、ゲート電極から基板表面へのボロン漏れをブロックするものである。このプラズマ窒化プロセスは、酸化膜厚や、熱処理量、不純物ドーズ量などのばらつきに依存することなくボロン漏れを防ぐことを目指しているが、過剰な窒化は窒素元素に起因する固定電化の増大や、界面準位密度の増加をもたらすことが懸念される。このため、ボロン漏れがある程度防止でき、且つ、固定電化や界面準位密度の影響が最小限に抑えられるようにプロセス条件を制御するためには、シリコン酸窒化膜中の窒素量について精度が高い定量が必要である。   As a countermeasure against the boron leakage, a plasma nitridation process that has been conventionally incorporated in a semiconductor device manufacturing process forms a silicon nitride layer between a gate electrode and a gate oxide film, and boron leakage from the gate electrode to the substrate surface occurs. Is to block. This plasma nitridation process aims to prevent boron leakage without depending on variations in oxide film thickness, heat treatment amount, impurity dose amount, etc., but excessive nitridation is an increase in fixed electrification caused by elemental nitrogen. There is a concern that the interface state density may increase. For this reason, in order to control the process conditions so that the boron leakage can be prevented to some extent and the influence of fixed electrification and interface state density is minimized, the amount of nitrogen in the silicon oxynitride film is highly accurate. Quantification is required.

従来技術では、シリコン酸窒化膜中の窒素量の測定は、光電子分光法(XPS:X-ray Photoelectron Spectroscopy)や2次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectroscopy)による測定が一般的である。しかし、これらの測定方法は、定常的なモニターには不向きである。従って、これらの測定に代えて、分光偏光解析法(分光エリプソメトリー)又は単波長エリプソメトリーで計測されるプラズマ窒化前後の膜厚の変動量を測定することにより、窒素量の定量を行うことが試みられている。分光エリプソメトリーを利用した窒素量の定量は、例えば特許文献1に記載されている。
特開2003−163213号公報 特開2004−342656号公報
In the prior art, the amount of nitrogen in the silicon oxynitride film is generally measured by photoelectron spectroscopy (XPS) or secondary ion mass spectrometry (SIMS). . However, these measurement methods are not suitable for regular monitoring. Therefore, instead of these measurements, the amount of nitrogen can be quantified by measuring the amount of change in film thickness before and after plasma nitriding measured by spectroscopic ellipsometry (spectral ellipsometry) or single wavelength ellipsometry. Has been tried. The determination of the amount of nitrogen using spectroscopic ellipsometry is described in Patent Document 1, for example.
JP 2003-163213 A JP 2004-342656 A

従来技術で採用されている、分光又は単波長エリプソメトリーで測定されるプラズマ窒化処理前後の膜厚変動量に基づいて窒素量の推定を行う方法には、以下の問題があった。
(1)酸化膜表面のプラズマ窒化では、膜厚変動量が小さいので、窒素量の正確な定量が困難である。
(2)Si基板の表面に、直接にプラズマ窒化を行なった場合には、プラズマ窒化後の薄膜は、膜厚が2nm程度の小さな薄膜であるため、測定装置に依存する誤差が大きく、また、所望の測定精度が得られない。
(3)酸化膜及びSi基板の何れの表面のプラズマ窒化の場合にも、プラズマ窒化後の表面状態が不安定であるため、容易にクリーンルーム内の水分やカーボンを膜中に取り込んでしまい、測定される膜厚が経時的に増大する。このため、窒素量定量の精度が低下する。
The method of estimating the amount of nitrogen based on the film thickness fluctuation amount before and after the plasma nitriding treatment measured by spectroscopic or single-wavelength ellipsometry, employed in the prior art, has the following problems.
(1) In plasma nitriding of the oxide film surface, the amount of variation in film thickness is small, so that it is difficult to accurately determine the amount of nitrogen.
(2) When the plasma nitridation is performed directly on the surface of the Si substrate, the thin film after the plasma nitridation is a thin film having a thickness of about 2 nm. The desired measurement accuracy cannot be obtained.
(3) In the case of plasma nitridation on any surface of the oxide film and Si substrate, the surface state after plasma nitridation is unstable, so moisture and carbon in the clean room are easily taken into the film and measured. The applied film thickness increases with time. For this reason, the accuracy of determination of the amount of nitrogen is lowered.

上記のように、従来技術では、精度が高くまた測定装置に依存せずに絶縁膜中の窒素量をモニターする適当な手段が知られておらず、半導体装置の製造に際しプラズマ窒化プロセスを管理してゆく上で、定常的に且つ再現性良く、プラズマ窒化によって導入される窒素量の定量が可能な手法の確立が必須の技術的課題になっている。   As described above, in the prior art, there is no known accurate means for monitoring the amount of nitrogen in the insulating film without depending on the measurement apparatus, and the plasma nitridation process is managed during the manufacture of the semiconductor device. In the future, the establishment of a method capable of quantitatively determining the amount of nitrogen introduced by plasma nitriding has become an indispensable technical problem in a steady and reproducible manner.

本発明は、上記に鑑み、半導体装置の製造などに際して、精度が高くまた測定装置に依存せずに、プラズマ窒化処理によってシリコン基板又は絶縁膜中に導入される窒素量を定量できる、窒素量の定量方法を提供することを目的とする。   In view of the above, the present invention has a high accuracy in manufacturing a semiconductor device and the amount of nitrogen that can be quantified in a silicon substrate or an insulating film by plasma nitriding without depending on a measuring device. An object is to provide a quantitative method.

また、本発明は、半導体装置の実際の製品を製造する工程中においても、プラズマ窒化処理によってシリコン基板又は絶縁膜中に導入される窒素量を定量できるように改良された半導体装置の製造方法を提供することをも目的とする。   Further, the present invention provides an improved method for manufacturing a semiconductor device so that the amount of nitrogen introduced into a silicon substrate or insulating film by plasma nitriding can be quantified even during a process of manufacturing an actual product of the semiconductor device. It is also intended to provide.

上記目的を達成するために、本発明の第1の視点に係る窒素の定量方法は、
シリコンの表面を窒化する工程と、
前記窒化されたシリコンの表面をウエット酸化する工程と、
前記ウエット酸化されたシリコンの表面に形成された絶縁膜の膜厚を測定する工程と、
前記測定された絶縁膜の膜厚に基づいて、前記窒化する工程により導入された窒素量を定量する工程とを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for quantifying nitrogen according to the first aspect of the present invention comprises:
Nitriding the surface of silicon;
Wet oxidizing the surface of the nitrided silicon;
Measuring the thickness of the insulating film formed on the surface of the wet oxidized silicon;
And quantifying the amount of nitrogen introduced by the nitriding step based on the measured film thickness of the insulating film.

また、本発明の第2の視点に係る窒素の定量方法は、
シリコンの表面に酸化シリコンを含む絶縁膜を形成する工程と、
前記形成された絶縁膜の膜厚を測定して第1の測定膜厚とする工程と、
前記形成された絶縁膜の表面を窒化する工程と、
前記窒化された絶縁膜の表面をウエット酸化する工程と、
前記ウエット酸化された絶縁膜の膜厚を測定して第2の測定膜厚とする工程と、
前記第1の測定膜厚と前記第2の測定膜厚との際に基づいて、前記窒化する工程により導入された窒素量を定量する工程とを備えることを特徴とする。
In addition, the method for quantifying nitrogen according to the second aspect of the present invention includes:
Forming an insulating film containing silicon oxide on the surface of silicon;
Measuring the thickness of the formed insulating film to obtain a first measured thickness;
Nitriding the surface of the formed insulating film;
Wet-oxidizing the surface of the nitrided insulating film;
Measuring the thickness of the wet-oxidized insulating film to obtain a second measured thickness;
And quantifying the amount of nitrogen introduced by the nitriding step based on the first measured film thickness and the second measured film thickness.

また、本発明の第3の視点に係る半導体装置の製造方法は、
シリコン基板の表面に酸化シリコンを含む絶縁膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の第1の部分に前記絶縁膜を残し、第2の部分から絶縁膜を除去する工程と、
前記第2の部分の絶縁膜の膜厚を測定して、第1の測定膜厚とする工程と、
前記第1の部分及び前記第2の部分の表面を窒化する工程と、
前記第2の部分で絶縁膜の膜厚を測定して、第2の測定膜厚とする工程と、
前記第1の部分及び第2の部分の表面をウエット酸化する工程と、
前記第2の部分で絶縁膜の膜厚を測定して、第3の測定膜厚とする工程と、
前記第1の測定膜厚と前記第3の測定膜厚との差に基づいて、前記窒化する工程により前記第2の部分に導入された窒素量を定量する工程とを順次に備えることを特徴とする。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the third aspect of the present invention includes:
Forming an insulating film containing silicon oxide on the surface of the silicon substrate;
Leaving the insulating film in the first portion of the silicon substrate and removing the insulating film from the second portion;
Measuring the thickness of the insulating film of the second portion to obtain a first measured thickness;
Nitriding the surfaces of the first portion and the second portion;
Measuring the thickness of the insulating film at the second portion to obtain a second measured thickness;
Wet oxidizing the surfaces of the first and second portions;
Measuring the thickness of the insulating film in the second portion to obtain a third measured thickness;
And sequentially quantifying the amount of nitrogen introduced into the second part by the nitriding step based on the difference between the first measured film thickness and the third measured film thickness. And

また、本発明の第4の視点に係る半導体装置の製造方法は、
シリコン基板の表面に酸化シリコンを含む絶縁膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の第1の部分に前記絶縁膜を残し、第2の部分から絶縁膜を除去する工程と、
前記第1の部分の絶縁膜の膜厚を測定して、第1の測定膜厚とする工程と、
前記第1の部分及び前記第2の部分の表面を窒化する工程と、
前記第1の部分で絶縁膜の膜厚を測定して、第2の測定膜厚とする工程と、
前記第1の部分及び第2の部分の表面をウエット酸化する工程と、
前記第1の部分で絶縁膜の膜厚を測定して、第3の測定膜厚とする工程と、
前記第1の測定膜厚と前記第3の測定膜厚との差に基づいて、前記窒化する工程により前記第1の部分に導入された窒素量を定量する工程とを順次に備えることを特徴とする。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth aspect of the present invention includes:
Forming an insulating film containing silicon oxide on the surface of the silicon substrate;
Leaving the insulating film in the first portion of the silicon substrate and removing the insulating film from the second portion;
Measuring the thickness of the insulating film of the first portion to obtain a first measured thickness;
Nitriding the surfaces of the first portion and the second portion;
Measuring the thickness of the insulating film at the first portion to obtain a second measured thickness;
Wet oxidizing the surfaces of the first and second portions;
Measuring the thickness of the insulating film in the first portion to obtain a third measured thickness;
And sequentially quantifying the amount of nitrogen introduced into the first portion by the nitriding step based on a difference between the first measured film thickness and the third measured film thickness. And

本発明の第1〜第4の視点に係る方法によると、窒化する工程と窒化する工程の後で行われるウエット酸化工程とによって形成される絶縁膜の膜厚、又は、これらの工程によって増加する絶縁膜の膜厚と、窒化する工程で導入される窒素量との間には、大きな相関関係があるので、窒化する工程の前の絶縁膜の測定膜厚と、ウエット酸化後の絶縁膜の測定膜厚との差を求めることにより、窒化する工程で導入された窒素の定量が可能である。ここで、求められる膜厚差は比較的大きな差であるので、測定装置に依存する度合いが小さく、且つ、精度が高く窒素量の定量が可能となる。   According to the method according to the first to fourth aspects of the present invention, the film thickness of the insulating film formed by the nitriding step and the wet oxidation step performed after the nitriding step, or increased by these steps. Since there is a large correlation between the film thickness of the insulating film and the amount of nitrogen introduced in the nitriding process, the measured film thickness of the insulating film before the nitriding process and the insulating film after wet oxidation By obtaining the difference from the measured film thickness, the nitrogen introduced in the nitriding step can be quantified. Here, since the required film thickness difference is a relatively large difference, the degree of dependence on the measurement apparatus is small, and the amount of nitrogen can be quantified with high accuracy.

本発明の窒素の定量方法、及び、半導体装置の製造方法では、前記膜厚の測定を分光又は単波長エリプソメトリーで行うことが好ましい。この場合、精度の高い膜厚測定が可能である。   In the method for quantifying nitrogen and the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the film thickness is preferably measured by spectroscopy or single-wavelength ellipsometry. In this case, highly accurate film thickness measurement is possible.

また、前記ウエット酸化する工程は、シリコンの表面に2〜5nm厚みのシリコン酸化膜を形成するようなプロセス条件で行うことも本発明の好ましい態様である。この場合、ウエット酸化におけるプロセス条件のばらつきによって影響を受けることが少なく、また、導入された窒素がウエット酸化によってさほど失われることなくウエット酸化が行われ、窒素量の定量における精度が向上する。   Moreover, it is also a preferable aspect of the present invention that the wet oxidation step is performed under process conditions such that a silicon oxide film having a thickness of 2 to 5 nm is formed on the silicon surface. In this case, it is less affected by variations in process conditions in the wet oxidation, and the introduced nitrogen is wet without being lost so much by the wet oxidation, and the accuracy in determining the amount of nitrogen is improved.

本発明で定量する際に好適な窒素量は、絶縁膜中で5〜25atom%の範囲の窒素量である。この範囲の窒素量の定量に特に有効である旨が実験によって確認されている。   The amount of nitrogen suitable for quantification in the present invention is a nitrogen amount in the range of 5 to 25 atom% in the insulating film. Experiments have confirmed that it is particularly effective for quantifying the amount of nitrogen in this range.

本発明の半導体装置の製造方法の好ましい態様では、前記第1の測定膜厚と前記第2の測定膜厚との差に基づいて、前記定量した窒素量を評価する。ウエット酸化におけるプロセス条件のばらつきの程度によっては、絶縁膜の膜厚の増加に変動が生じるため、第1の測定膜厚と第2の測定膜厚との差を調べることで、定量した窒素量が妥当であるか否かの評価が可能になる。   In a preferred aspect of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the quantified nitrogen amount is evaluated based on a difference between the first measured film thickness and the second measured film thickness. The amount of nitrogen determined by examining the difference between the first measured film thickness and the second measured film thickness because the increase in the film thickness of the insulating film varies depending on the degree of variation in process conditions in wet oxidation. It is possible to evaluate whether or not is appropriate.

本発明の半導体装置の製造方法では、前記第3の測定膜厚を測定する工程の後に、前記第1及び第2の部分をプラズマ窒化する工程を更に備えることも出来る。この場合、実際に半導体装置をマルチオキサイドプロセスで製造する工程に整合させて本発明の半導体装置の製造方法を実施できる。   The semiconductor device manufacturing method of the present invention may further include a step of plasma nitriding the first and second portions after the step of measuring the third measured film thickness. In this case, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention can be carried out in conformity with the process of actually manufacturing the semiconductor device by a multi-oxide process.

本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の原理を説明する。本発明に従う窒素量の定量方法を評価するため、以下の試験を行った。まず、Si基板上で直接にプラズマ窒化を行なったサンプルに、シリコン表面上で3.4nmのシリコン酸化膜を形成する条件でのウェット酸化を行い、このウエット酸化後の膜厚の大小から窒素量をモニターすることとした。図1にXPS法で測定した窒素量測定値(横軸)と、Si基板上で直接にプラズマ窒化を行った後に、前記3.4nm条件のウェット酸化を行なったときの酸化前後での膜厚変化の測定値(縦軸)との相関を示す。窒素量5〜20atom%の範囲では、XPSで測定した窒素量に依存して、膜厚変化量が増加していることから、本発明に従う窒素量定量の手法は、少なくとも上記範囲の窒素量については、プラズマ窒化による窒素量を定量する手段として有効であることが分かる。   Prior to the description of the embodiments of the present invention, the principle of the present invention will be described. In order to evaluate the method for determining the amount of nitrogen according to the present invention, the following test was conducted. First, a sample that has been directly plasma-nitrided on a Si substrate is subjected to wet oxidation under the condition that a 3.4 nm silicon oxide film is formed on the silicon surface. We decided to monitor. FIG. 1 shows the measured amount of nitrogen measured by XPS (horizontal axis) and the film thickness before and after oxidation when wet oxidization was performed under the condition of 3.4 nm after direct plasma nitridation on a Si substrate. The correlation with the measured value of change (vertical axis) is shown. In the range of 5 to 20 atom% nitrogen, the amount of change in film thickness increases depending on the amount of nitrogen measured by XPS. Therefore, the method for determining the amount of nitrogen according to the present invention is at least for the amount of nitrogen in the above range. Is effective as a means for quantifying the amount of nitrogen by plasma nitriding.

次に、本発明による窒素量の定量における測定精度について考察する。本実施形態による手法では、測定する膜厚は3nmの近傍にあり、また、窒素量が10atom%〜20atom%までに変化する間に、膜厚変化が2.9nmから3.4nmの範囲で変動していることから、プラズマ窒化による膜厚の変動幅も0.5nm/10atom%と比較的大きい。つまり、窒素量変動に際して充分な膜厚変動があるため、測定精度についても高い精度が得られるものと考えられる。従って、従来の課題として掲げた(1)および(2)の問題に対する改善策として有効である。また、(3)の問題の改善に関しては、プラズマ窒化後にウェット酸化処理を行なっているため、膜表面の殆どが、酸素原子、シリコン原子、窒素原子又は水素原子で終端されることになり、ウエット酸化後に経時的な膜厚変動が起こりにくいことが挙げられる。   Next, the measurement accuracy in the determination of the nitrogen amount according to the present invention will be considered. In the method according to the present embodiment, the film thickness to be measured is in the vicinity of 3 nm, and the film thickness change varies from 2.9 nm to 3.4 nm while the nitrogen amount changes from 10 atom% to 20 atom%. Therefore, the fluctuation range of the film thickness due to plasma nitriding is also relatively large at 0.5 nm / 10 atom%. That is, since there is a sufficient film thickness variation when the nitrogen amount varies, it is considered that high accuracy can be obtained in terms of measurement accuracy. Therefore, it is effective as an improvement measure for the problems (1) and (2) listed as conventional problems. As for the improvement of the problem (3), since wet oxidation is performed after plasma nitriding, most of the film surface is terminated with oxygen atoms, silicon atoms, nitrogen atoms, or hydrogen atoms, so It is mentioned that the film thickness variation with time does not easily occur after oxidation.

上記実験は、シリコン基板の表面に直接にプラズマ窒化を行った場合について行ったが、シリコン基板の表面に形成したシリコン酸化膜の表面でプラズマ窒化を行った場合にも、同様な結果が得られることが分かった。従って、本発明の窒素の定量方法は、シリコン基板表面に直接に窒化処理を行った場合と、酸化膜表面上で窒化処理を行った場合の双方に適用可能である。   Although the above experiment was performed when plasma nitridation was performed directly on the surface of the silicon substrate, similar results can be obtained when plasma nitridation is performed on the surface of the silicon oxide film formed on the surface of the silicon substrate. I understood that. Therefore, the nitrogen quantification method of the present invention can be applied both when the nitriding treatment is performed directly on the silicon substrate surface and when the nitriding treatment is performed on the oxide film surface.

以下、本発明の実施形態の構成について詳細に説明する。図2は、本発明の一実施形態に係る窒素量モニター方法における処理を示すフローチャートであり、図3(a)〜(d)はそれぞれ、その方法を実施する際の半導体装置の状態を順次に示す断面図である。本実施形態は、1つの基板上に厚みが異なる複数のゲート酸化膜を形成するプロセス、いわゆるマルチオキサイドプロセスを用いる半導体装置の製造に本発明方法を適用した例である。例えば、DRAMなどの半導体メモリ装置では、メモリセル領域と周辺回路領域とでは、異なるゲート酸化膜を有するMOSトランジスタが用いられる。マルチオキサイドプロセスは、例えば特許文献2に記載されている。   Hereinafter, the configuration of the embodiment of the present invention will be described in detail. FIG. 2 is a flowchart showing processing in the nitrogen amount monitoring method according to the embodiment of the present invention. FIGS. 3A to 3D sequentially show the states of the semiconductor devices when the method is performed. It is sectional drawing shown. This embodiment is an example in which the method of the present invention is applied to the manufacture of a semiconductor device using a process of forming a plurality of gate oxide films having different thicknesses on one substrate, that is, a so-called multi-oxide process. For example, in a semiconductor memory device such as a DRAM, MOS transistors having different gate oxide films are used in the memory cell region and the peripheral circuit region. The multi-oxide process is described in Patent Document 2, for example.

まず、図3(a)に示すように、Si基板11上に、第1ゲート酸化プロセスとして、酸化膜12を例えば熱酸化法により形成する(図2、ステップS1)。次いで、フォトレジスト膜を全面に形成し、Si基板11の領域を、厚いゲート酸化膜が形成される厚膜部領域20、及び、薄いゲート酸化膜が形成される薄膜部領域30の2つの領域に区分し、薄膜部領域30のフォトレジスト膜をフォトリソグラフィー及びウエットエッチング工程によって除去する。これによって、パターニングされたフォトレジスト膜13を形成する(ステップS2)。次いで、このフォトレジスト膜13をエッチングマスクとして、薄膜部領域30の酸化膜12を選択的に除去することで、図3(a)の構造を得る(ステップS3)。   First, as shown in FIG. 3A, an oxide film 12 is formed on the Si substrate 11 by a thermal oxidation method, for example, as a first gate oxidation process (FIG. 2, step S1). Next, a photoresist film is formed on the entire surface, and the region of the Si substrate 11 is divided into two regions: a thick film portion region 20 where a thick gate oxide film is formed, and a thin film portion region 30 where a thin gate oxide film is formed. The photoresist film in the thin film portion region 30 is removed by photolithography and a wet etching process. Thereby, a patterned photoresist film 13 is formed (step S2). Next, using the photoresist film 13 as an etching mask, the oxide film 12 in the thin film portion region 30 is selectively removed to obtain the structure of FIG. 3A (step S3).

次いで、図3(b)に示すように、厚膜部領域20に残されているフォトレジスト膜13を剥離する(ステップS4)。引き続き、厚膜部領域20及び薄膜部領域30の膜厚を測定する第1の膜厚測定を実行する(ステップS5)。更に、厚膜部領域20及び薄膜部領域30の双方に、窒素雰囲気下で、且つ、100℃程度以上の温度でプラズマ窒化処理を実施する(ステップS6)。このプラズマ窒化処理に後続して、厚膜部領域20でシリコン酸窒化膜14の膜厚測定を行い、薄膜部領域30でシリコン窒化膜15の膜厚測定を行う第2の膜厚測定を行なう(ステップS7)。その後、厚膜部領域20及び薄膜部領域30の双方で、ウエットエッチングを利用して、表面を酸化する第2のゲート酸化処理を行い(ステップS8)、更に、その後に厚膜部領域20及び薄膜部領域30の双方でシリコン酸化膜(絶縁膜)16、17の膜厚測定を行う第3の膜厚測定を行う(ステップS9)。第1の膜厚測定で得られた膜厚と第3の膜厚測定で得られた膜厚との差を求め、図1に示したと同様なグラフに従って、プラズマ窒化処理で導入された窒素量の定量を行う(ステップS10)。なお、上記膜厚測定は、全て分光又は単波長エリプソメトリーで行う。   Next, as shown in FIG. 3B, the photoresist film 13 remaining in the thick film portion region 20 is peeled off (step S4). Then, the 1st film thickness measurement which measures the film thickness of the thick film part area | region 20 and the thin film part area | region 30 is performed (step S5). Furthermore, plasma nitriding is performed on both the thick film region 20 and the thin film region 30 in a nitrogen atmosphere and at a temperature of about 100 ° C. or higher (step S6). Subsequent to the plasma nitridation process, the thickness measurement of the silicon oxynitride film 14 is performed in the thick film portion region 20, and the second thickness measurement is performed in which the thickness of the silicon nitride film 15 is measured in the thin film portion region 30. (Step S7). Thereafter, a second gate oxidation process for oxidizing the surface is performed using wet etching in both the thick film region 20 and the thin film region 30 (step S8). A third film thickness measurement is performed to measure the film thickness of the silicon oxide films (insulating films) 16 and 17 in both the thin film region 30 (step S9). The difference between the film thickness obtained by the first film thickness measurement and the film thickness obtained by the third film thickness measurement is obtained, and the amount of nitrogen introduced by the plasma nitridation process according to the same graph as shown in FIG. Is determined (step S10). The above film thickness measurements are all performed by spectroscopy or single wavelength ellipsometry.

上記本発明の実施形態に係る窒素量の定量プロセスは、従来のマルチオキサイドプロセスで実行されるステップに追加して、モニター用のプラズマ窒化処理を行うステップS6と、第1〜第3の膜厚測定ステップS5、S7、S9とを追加したものである。また、例えば特許文献1に記載された従来の窒素量モニターのプロセスに追加して、ウエット酸化ステップS8、及び、第3の膜厚測定ステップS9を実施したものである。つまり、本実施形態の方法は、半導体装置を実際に製造する従来のマルチオキサイドプロセスに、僅かなステップ数を追加してモニターしたい条件でプラズマ窒化処理を行い、その条件で導入される窒素量の定量を可能としたものである。また、従来の手法による窒素量の定量と、本発明の手法による窒素量の定量とを、同じ半導体装置上で実施して、導入される窒素量を製品上で継続的にモニターするものである。   In addition to the steps performed in the conventional multi-oxide process, the nitrogen content determination process according to the embodiment of the present invention includes step S6 for performing plasma nitriding for monitoring, and first to third film thicknesses. Measurement steps S5, S7, and S9 are added. Further, for example, in addition to the conventional nitrogen amount monitoring process described in Patent Document 1, a wet oxidation step S8 and a third film thickness measurement step S9 are performed. In other words, the method of the present embodiment performs plasma nitridation processing under the condition to be monitored by adding a small number of steps to the conventional multi-oxide process for actually manufacturing a semiconductor device, and the amount of nitrogen introduced under that condition is reduced. Quantification is possible. In addition, the determination of the amount of nitrogen by the conventional method and the determination of the amount of nitrogen by the method of the present invention are performed on the same semiconductor device, and the amount of introduced nitrogen is continuously monitored on the product. .

上記実施形態の方法では、ステップS9の第3の膜厚測定で測定される薄膜部領域30の膜厚は、Si基板11上でプラズマ窒化処理(ステップS6)を行なった後に、ウェット酸化(ステップS8)を追加した後の膜厚であるため、この実施形態のプロセスは、図1に示した評価内容と実質的に同じ処理を行なっている。また、第2の膜厚測定(ステップS7)で測定される薄膜部領域30の膜厚と、第1の膜厚測定(ステップS5)で測定される薄膜部領域30の膜厚との差は、Si基板11表面上でのプラズマ窒化処理(ステップS6)による増膜量に相当し、且つ、第1の膜厚測定(ステップS5)で測定される厚膜部領域20の膜厚と、第2の膜厚測定(ステップS7)により測定される厚膜部領域20の膜厚との差は、酸化膜12表面上でのプラズマ窒化(ステップS6)による増膜量に相当している。従って、図2のプロセスは、従来方法であるプラズマ窒化による増膜量による窒素量モニターと、本発明で提案する、プラズマ窒化後にウェット酸化を実施し、その前後の膜厚差の計測による窒素量モニターとを同じ半導体装置上で実行することになる。このため、製品上で図2の処理を実施し続けることにより、従来方法での測定値と本発明が提案する手法による測定値との間の相関データの取得が可能になる。   In the method of the above embodiment, the film thickness of the thin film portion region 30 measured in the third film thickness measurement in step S9 is wet oxidation (step S6) after performing the plasma nitridation process (step S6) on the Si substrate 11. Since the film thickness is after the addition of S8), the process of this embodiment performs substantially the same processing as the evaluation content shown in FIG. Further, the difference between the film thickness of the thin film portion region 30 measured in the second film thickness measurement (step S7) and the film thickness of the thin film portion region 30 measured in the first film thickness measurement (step S5) is The film thickness of the thick film portion region 20 corresponding to the amount of film increase by the plasma nitriding process (step S6) on the surface of the Si substrate 11 and measured by the first film thickness measurement (step S5), The difference from the film thickness of the thick film portion region 20 measured by the second film thickness measurement (step S7) corresponds to the amount of film increase by plasma nitriding (step S6) on the surface of the oxide film 12. Therefore, the process of FIG. 2 is performed by the conventional method of monitoring the amount of nitrogen by increasing the film thickness by plasma nitriding and the nitrogen amount by measuring the difference in film thickness before and after performing wet oxidation after plasma nitriding as proposed in the present invention. The monitor is executed on the same semiconductor device. For this reason, by continuing to perform the processing of FIG. 2 on the product, it is possible to obtain correlation data between the measurement value by the conventional method and the measurement value by the method proposed by the present invention.

従来方法による測定値と、本発明の手法による測定値との相関データを取り続ける理由は下記の通りである。つまり、従来方法では、プラズマ窒化前後の酸化膜上の膜厚変化、及び、Si基板上の膜厚変化を測定しているのに対し、本発明による手法では、プラズマ窒化による膜厚変化とウェット酸化による膜厚変化とをまとめて、一度に測定する。このため、本発明による手法では、ウェット酸化による膜厚変化がそのプロセス条件などにより変動すると、モニターされる窒素量がこれに起因してずれてしまう。このため、図2のプロセスでは、第1の膜厚測定と第2の膜厚測定とを常に実施しておくことにより、仮にウェット酸化量がずれた場合でも、双方の手法で測定される測定値の相関データから、定量された窒素量の評価が可能になるものである。なお、図2のプロセスは、従来から半導体装置の製品の製造に使用されているマルチオキサイドプロセスに、プラズマ窒化工程(ステップS6)と、第1〜第3の膜厚測定工程(ステップS5、S7、S9)とを追加することにより容易に実現出来るため、日常管理も容易である。   The reason why the correlation data between the measured value obtained by the conventional method and the measured value obtained by the method of the present invention is kept is as follows. That is, in the conventional method, the change in the film thickness on the oxide film before and after the plasma nitridation and the change in the film thickness on the Si substrate are measured. The film thickness changes due to oxidation are collectively measured at once. For this reason, in the method according to the present invention, when the change in film thickness due to wet oxidation varies depending on the process conditions, the amount of nitrogen to be monitored shifts due to this. Therefore, in the process of FIG. 2, the first film thickness measurement and the second film thickness measurement are always performed, so that even if the wet oxidation amount is deviated, the measurement is performed by both methods. It is possible to evaluate the quantified amount of nitrogen from the correlation data of values. 2 includes a plasma nitriding step (step S6) and first to third film thickness measuring steps (steps S5 and S7) in addition to a multi-oxide process conventionally used for manufacturing a semiconductor device product. , S9) can be easily realized, and daily management is also easy.

製品の製造に際して、図2に示した処理を実行するプロセスは、例えば以下のように実行される。製造プロセスにおいて、マルチオキサイド工程に仕掛かっている例えば25枚構成のウエハ中で、25枚目のウエハを第2ゲート酸化処理の前で抜き取り、ウエハ上での膜厚測定(ステップS5)、モニターしたい条件のプラズマ窒化処理(ステップS6)、及び、ウエハ上での膜厚測定(ステップS7)の追加工程を実施した後に、他の24枚のウエハと合流させて第2ゲート酸化処理を行ない(ステップS8)、再度、ウエハ上での膜厚測定を行なう(ステップS9)。これによって、製品製造プロセス上で、図2のフローが実現できる。   When manufacturing a product, a process for executing the processing shown in FIG. 2 is executed as follows, for example. In the manufacturing process, for example, out of 25 wafers in the multi-oxide process, the 25th wafer is extracted before the second gate oxidation process, and the film thickness is measured on the wafer (step S5) and monitored. After performing the additional process of the condition plasma nitriding process (step S6) and the film thickness measurement on the wafer (step S7), the second gate oxidation process is performed by merging with the other 24 wafers (step S6). S8) The film thickness is measured again on the wafer (step S9). Thereby, the flow of FIG. 2 can be realized in the product manufacturing process.

なお、上記実施形態の製造プロセスでは、25枚目のウエハのみにプラズマ窒化処理を行なっているため、25枚目のウエハは1〜24枚目のウエハとは窒素分布が異なってしまう。従って、プラズマ窒化処理後にウェット酸化を3nm程度行なうこととする。これによりSi基板表面の窒化層は概ね除去されてしまうこと、及び、図1に示すようにプラズマ窒化後のウェット酸化による膜厚は、プラズマ窒化処理を行なわないときのウエット酸化による膜厚に比して薄くなることから、25枚目のみについては、第1ゲート酸化の膜厚は予め薄く作製し、且つ、第2ゲート酸化による膜厚は逆に厚く作製する。これにより、25枚目も1〜24枚目と同じ膜厚になるようにプロセスを組み立てることが可能となり、製品の品質に大きな影響を及ぼすことなく、実際の製品上で窒素量の定常的なモニターが可能になる。   In the manufacturing process of the above embodiment, only the 25th wafer is subjected to the plasma nitridation process, so the 25th wafer has a different nitrogen distribution from the 1st to 24th wafers. Therefore, wet oxidation is performed to about 3 nm after the plasma nitriding treatment. As a result, the nitride layer on the surface of the Si substrate is substantially removed, and as shown in FIG. 1, the film thickness by wet oxidation after plasma nitridation is compared with the film thickness by wet oxidation when plasma nitridation is not performed. Therefore, for the 25th substrate only, the first gate oxidation film thickness is made thin in advance, and the second gate oxidation film thickness is made thick on the contrary. This makes it possible to assemble the process so that the 25th sheet has the same film thickness as the 1st to 24th sheets, and the nitrogen amount is constant on the actual product without greatly affecting the quality of the product. Monitoring becomes possible.

図1で、窒素量が5〜25atom%の場合には、ウエット酸化による第2のゲート酸化後の膜厚は、酸化前に比して約0.4nm/10atom%の増加があることが分かる。従って、0.1nmの膜厚差が検出できれば、2.5atom%の窒素量のばらつきをモニターできることになる。SIMSやXPS測定でも、10%程度の測定誤差を含んでいることを考えると、窒素量の単純なモニターとして、本発明の手法は、これら従来の測定手法に比して、より精度高く窒素量を定量するといえる。   In FIG. 1, when the nitrogen amount is 5 to 25 atom%, the film thickness after the second gate oxidation by wet oxidation increases by about 0.4 nm / 10 atom% as compared with that before the oxidation. . Therefore, if a film thickness difference of 0.1 nm can be detected, a variation in the amount of nitrogen of 2.5 atom% can be monitored. Considering that measurement errors of about 10% are included in SIMS and XPS measurements, the method of the present invention is more accurate than the conventional measurement methods as a simple monitor of the amount of nitrogen. Can be said to be quantitative.

図2のプロセスでは、日常管理を定期的に行なうことを目的に、製品を用いた管理手法を記載したが、これに代えて、例えば白パターンと黒パターンとが均等に配置されている格子パターン(市松模様)が実現できるレチクルを用いれば、製品を用いることなく、同様の評価を簡易に行なうことが出来る。以下にこのときの処理の概要を示す。   In the process of FIG. 2, the management method using the product is described for the purpose of regularly performing daily management. Instead, for example, a lattice pattern in which white patterns and black patterns are evenly arranged If a reticle that can realize (checkered pattern) is used, the same evaluation can be easily performed without using a product. The outline of the processing at this time is shown below.

新品のSiウェーハ上に、第1の酸化処理である第1ゲート酸化に相当する酸化を行なった後、前記格子パターンを有するレチクルを使用し、フォトリソグラフィー、及び、酸化膜エッチングを続けて行なうことにより、格子パターン状に厚膜部領域20と薄膜部領域30の作り分けを行なう。続けて第1の膜厚測定(ステップS5)、プラズマ窒化処理(ステップS6)、第2の膜厚測定(ステップS7)、及び、第2の酸化処理である第2ゲート酸化をウェット酸化で行ない(ステップS8)、次いで、薄膜部領域30における第3の膜厚測定を行なう(ステップS9)。このプロセスによる評価は、先の実施例で示したものと同様の評価になっている。   After performing oxidation corresponding to the first gate oxidation which is the first oxidation process on a new Si wafer, using the reticle having the lattice pattern, and continuously performing photolithography and oxide film etching. Thus, the thick film portion region 20 and the thin film portion region 30 are separately formed in a lattice pattern. Subsequently, the first film thickness measurement (step S5), the plasma nitridation process (step S6), the second film thickness measurement (step S7), and the second gate oxidation which is the second oxidation process are performed by wet oxidation. (Step S8) Then, the third film thickness measurement in the thin film portion region 30 is performed (Step S9). Evaluation by this process is the same as that shown in the previous example.

上記簡易プロセスを用いることの利点は、単純なフローで簡便に窒素量の定量が行なえること、及び、製品に影響を及ぼすことなく評価が可能なことにあるが、製品フローを用いた評価に比べ日常管理の簡便性はやや劣っている。なお、図1と同じ測定を行なうだけであれば、新品のSiウェーハ上に直接プラズマ窒化、ウェット酸化を続けて行なった後に、膜厚測定を行なうことによっても実現可能である。   The advantage of using the above simple process is that the amount of nitrogen can be easily quantified with a simple flow and that evaluation can be performed without affecting the product. Compared with daily management, it is slightly inferior. If only the same measurement as in FIG. 1 is performed, the film thickness can be measured after plasma nitriding and wet oxidation are directly performed on a new Si wafer.

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の窒素の定量方法、及び、半導体装置の製造方法は、上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。   As described above, the present invention has been described based on the preferred embodiment. However, the nitrogen determination method and the semiconductor device manufacturing method of the present invention are not limited to the configuration of the above-described embodiment. Those in which various modifications and changes are made from the configuration of the embodiments are also included in the scope of the present invention.

本発明の半導体装置における窒素量の定量方法は、マルチオキサイドプロセスを採用するDRAM装置などの半導体装置の製造に好適に用いられる。   The method for determining the amount of nitrogen in a semiconductor device of the present invention is suitably used for manufacturing a semiconductor device such as a DRAM device employing a multi-oxide process.

Si基板上でのプラズマ窒化後に3.4nm条件のウェット酸化を行なった後の絶縁膜の膜厚と、XPS測定による窒素量との間の相関関係を示すグラフ。The graph which shows the correlation between the film thickness of the insulating film after performing wet oxidation of 3.4 nm conditions after plasma nitridation on a Si substrate, and the nitrogen content by XPS measurement. 本発明の一実施形態に係る窒素量の定量方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the determination method of the nitrogen content which concerns on one Embodiment of this invention. 図2のフローチャートにおける工程段階毎の半導体装置の状態を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state of a semiconductor device for each process stage in the flowchart of FIG. 2.

符号の説明Explanation of symbols

11:Si基板
12:酸化膜
13:フォトレジスト膜
14:酸化膜
15:シリコン窒化膜
16、17:酸化膜(絶縁膜)
11: Si substrate 12: Oxide film 13: Photoresist film 14: Oxide film 15: Silicon nitride film 16, 17: Oxide film (insulating film)

Claims (12)

シリコンの表面を窒化する工程と、
前記窒化されたシリコンの表面をウエット酸化する工程と、
前記ウエット酸化されたシリコンの表面に形成された絶縁膜の膜厚を測定する工程と、
前記測定された絶縁膜の膜厚に基づいて、前記窒化する工程により導入された窒素量を定量する工程とを備えることを特徴とする窒素の定量方法。
Nitriding the surface of silicon;
Wet oxidizing the surface of the nitrided silicon;
Measuring the thickness of the insulating film formed on the surface of the wet oxidized silicon;
And a step of quantifying the amount of nitrogen introduced by the nitriding step based on the measured film thickness of the insulating film.
シリコンの表面に酸化シリコンを含む絶縁膜を形成する工程と、
前記形成された絶縁膜の膜厚を測定して、第1の測定膜厚とする工程と、
前記形成された絶縁膜の表面を窒化する工程と、
前記窒化された絶縁膜の表面をウエット酸化する工程と、
前記ウエット酸化された絶縁膜の膜厚を測定して、第2の測定膜厚とする工程と、
前記第1の測定膜厚と前記第2の測定膜厚との際に基づいて、前記窒化する工程により導入された窒素量を定量する工程とを備えることを特徴とする窒素の定量方法。
Forming an insulating film containing silicon oxide on the surface of silicon;
Measuring the thickness of the formed insulating film to obtain a first measured thickness;
Nitriding the surface of the formed insulating film;
Wet-oxidizing the surface of the nitrided insulating film;
Measuring the thickness of the wet-oxidized insulating film to obtain a second measured film thickness;
And a step of quantifying the amount of nitrogen introduced by the nitriding step based on the first measured film thickness and the second measured film thickness.
前記膜厚測定を分光又は単波長エリプソメトリーで行う、請求項1又は2に記載の窒素量の定量方法。   The method for quantifying the amount of nitrogen according to claim 1 or 2, wherein the film thickness is measured by spectroscopy or single wavelength ellipsometry. 前記ウエット酸化する工程は、シリコンの表面に2〜5nm厚みのシリコン酸化膜を形成するプロセス条件で行う、請求項1〜3の何れか一に記載の窒素の定量方法。   The method for quantitatively determining nitrogen according to any one of claims 1 to 3, wherein the wet oxidation step is performed under process conditions for forming a silicon oxide film having a thickness of 2 to 5 nm on a silicon surface. 定量する窒素量が、前記絶縁膜中で5〜25atom%の範囲の窒素量である、請求項1〜4の何れか一に記載の窒素の定量方法。   The nitrogen determination method according to claim 1, wherein the amount of nitrogen to be quantified is a nitrogen amount in the range of 5 to 25 atom% in the insulating film. シリコン基板の表面に酸化シリコンを含む絶縁膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の第1の部分に前記絶縁膜を残し、第2の部分から前記絶縁膜を除去する工程と、
前記第2の部分の絶縁膜の膜厚を測定して、第1の測定膜厚とする工程と、
前記第1の部分及び前記第2の部分の表面を窒化する工程と、
前記第2の部分で絶縁膜の膜厚を測定して、第2の測定膜厚とする工程と、
前記第1の部分及び第2の部分の表面をウエット酸化する工程と、
前記第2の部分で絶縁膜の膜厚を測定して、第3の測定膜厚とする工程と、
前記第1の測定膜厚と前記第3の測定膜厚との差に基づいて、前記窒化する工程により前記第2の部分に導入された窒素量を定量する工程とを順次に備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming an insulating film containing silicon oxide on the surface of the silicon substrate;
Leaving the insulating film in the first portion of the silicon substrate and removing the insulating film from the second portion;
Measuring the thickness of the insulating film of the second portion to obtain a first measured thickness;
Nitriding the surfaces of the first portion and the second portion;
Measuring the thickness of the insulating film at the second portion to obtain a second measured thickness;
Wet oxidizing the surfaces of the first and second portions;
Measuring the thickness of the insulating film in the second portion to obtain a third measured thickness;
And sequentially quantifying the amount of nitrogen introduced into the second part by the nitriding step based on the difference between the first measured film thickness and the third measured film thickness. A method for manufacturing a semiconductor device.
シリコン基板の表面に酸化シリコンを含む絶縁膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の第1の部分に前記絶縁膜を残し、第2の部分から前記絶縁膜を除去する工程と、
前記第1の部分の絶縁膜の膜厚を測定して、第1の測定膜厚とする工程と、
前記第1の部分及び前記第2の部分の表面を窒化する工程と、
前記第1の部分で絶縁膜の膜厚を測定して、第2の測定膜厚とする工程と、
前記第1の部分及び第2の部分の表面をウエット酸化する工程と、
前記第1の部分で絶縁膜の膜厚を測定して、第3の測定膜厚とする工程と、
前記第1の測定膜厚と前記第3の測定膜厚との差に基づいて、前記窒化する工程により前記第1の部分に導入された窒素量を定量する工程とを順次に備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming an insulating film containing silicon oxide on the surface of the silicon substrate;
Leaving the insulating film in the first portion of the silicon substrate and removing the insulating film from the second portion;
Measuring the thickness of the insulating film of the first portion to obtain a first measured thickness;
Nitriding the surfaces of the first portion and the second portion;
Measuring the thickness of the insulating film at the first portion to obtain a second measured thickness;
Wet oxidizing the surfaces of the first and second portions;
Measuring the thickness of the insulating film in the first portion to obtain a third measured thickness;
And sequentially quantifying the amount of nitrogen introduced into the first portion by the nitriding step based on the difference between the first measured film thickness and the third measured film thickness. A method for manufacturing a semiconductor device.
前記第1の測定膜厚と前記第2の測定膜厚との差に基づいて、前記定量した窒素量を評価する、請求項6又は7に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the quantified nitrogen amount is evaluated based on a difference between the first measured film thickness and the second measured film thickness. 前記第3の測定膜厚を測定する工程の後に、前記第1及び第2の部分を窒化する工程を更に備える、請求項6〜8の何れか一に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, further comprising a step of nitriding the first and second portions after the step of measuring the third measured film thickness. 前記膜厚測定を分光又は単波長エリプソメトリーで行う、請求項6〜9の何れか一に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the film thickness measurement is performed by spectroscopy or single-wavelength ellipsometry. 前記ウエット酸化する工程は、シリコン基板の表面に2〜5nm厚みのシリコン酸化膜を形成するプロセス条件で行う、請求項6〜10の何れか一に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the wet oxidation step is performed under process conditions for forming a silicon oxide film having a thickness of 2 to 5 nm on a surface of a silicon substrate. 定量する窒素量が、絶縁膜中で5〜25atom%の範囲の窒素量である、請求項6〜11の何れか一に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the amount of nitrogen to be quantified is a nitrogen amount in the range of 5 to 25 atom% in the insulating film.
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