JP2007189162A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ゲート電極の側壁絶縁膜形成用の絶縁膜11を半導体ウエハ1の主面上に堆積した後、絶縁膜11の膜厚分布を均一化する処理を行う。この処理では、エッチング装置31の回転ステージ32に固定されて回転する半導体ウエハ1の上方でエッチング液用ノズル36を半導体ウエハ1の主面の外周部側から中心部側に移動させながら、エッチング液用ノズル36からエッチング液37を半導体ウエハ1の主面に供給する。エッチング液用ノズル36の移動速度は、半導体ウエハ1における絶縁膜11の膜厚分布に応じて制御し、半導体ウエハ1の半径方向における絶縁膜11の膜厚の変化率が大きい領域では、変化率が小さい領域よりも、エッチング液用ノズル36の移動速度を遅くする。
【選択図】図16
Description
本実施の形態の半導体装置の製造工程を図面を参照して説明する。
T(n)=(t(n)−t(n+1))/Er、但しn=1〜5 ・・・(式1)
となるように、エッチング液用ノズル36の移動速度を制御する。
T(6)=t0/Er ・・・(式2)
となるように、リンス液用ノズル34からのリンス液35の供給開始のタイミングを制御する。なお、式2中のt0は、中心部の位置P(6)での絶縁膜11のエッチング量(エッチング厚み)に対応する。
V(n)=L(n)/T(n) ・・・(式3)
で表されるので、上記式3に式1を代入して、
V(n)=Er×L(n)/(t(n)−t(n+1)) ・・・(式4)
となる。
C(n)=(t(n)−t(n+1))/L(n) ・・・(式5)
で表されるので、式4は、
V(n)=Er/C(n) ・・・(式6)
で表される。
ET(n)=(t(n)−t(6)+t0)/Er
で表される。位置P(n)における絶縁膜11のエッチング量(エッチング厚み)EW(n)は、エッチング時間ET(n)およびエッチングレートErに比例し、両者の積(すなわちET(n)×Er)となるので、
EW(n)=t(n)−t(6)+t0
となる。
ta(n)=t(n)−EW(n)=t(6)−t0
となり、ステップS1の処理の後の半導体ウエハ1の主面1aの絶縁膜11の膜厚(残存膜厚)は、位置によらず一定(t(6)−t0)となる。すなわち、ステップS1の後の各位置P(1)〜P(6)における絶縁膜11の膜厚ta(1)〜ta(6)は、
ta(1)=ta(2)=ta(3)=ta(4)=ta(5)=ta(6)=t(6)−t0
と均一になる。
本実施の形態の半導体装置の製造工程を図面を参照して説明する。
Tr(n+1)=(t(n+1)−t(n))/Er、但しn=1〜5 ・・・(式11)
となるように、リンス液用ノズル36aの移動速度を制御する。
Tr(1)=tr0/Er ・・・(式12)
となるように、ノズル34aからのエッチング液37供給開始とリンス液用ノズル36aからのリンス液35の供給開始のタイミングを制御する。なお、式12中のtr0は、外周部の位置P(1)での絶縁膜11のエッチング量(エッチング厚み)に対応する。
Vr(n)=L(n)/Tr(n+1) ・・・(式13)
で表されるので、上記式13に式11を代入して、
Vr(n)=Er×L(n)/(t(n+1)−t(n)) ・・・(式14)
となる。
Cr(n)=(t(n+1)−t(n))/L(n) ・・・(式15)
で表されるので、式14は、
Vr(n)=Er/Cr(n) ・・・(式16)
で表される。
ET(n)=(t(n)−t(1)+tr0)/Er
で表される。位置P(n)における絶縁膜11のエッチング量(エッチング厚み)EWr(n)は、エッチング時間ET(n)およびエッチングレートErに比例し、両者の積(すなわちETr(n)×Er)となるので、
EWr(n)=t(n)−t(1)+tr0
となる。
ta(n)=t(n)−EWr(n)=t(6)−tr0
となり、ステップS1aの処理の後の半導体ウエハ1の主面1aの絶縁膜11の膜厚(残存膜厚)は、位置によらず一定(t(6)−t0)となる。すなわち、ステップS1aの後の各位置P(1)〜P(6)における絶縁膜11の膜厚ta(1)〜ta(6)は、
ta(1)=ta(2)=ta(3)=ta(4)=ta(5)=ta(6)=t(6)−t0
と均一になる。
本実施の形態の半導体装置の製造工程を図面を参照して説明する。
本実施の形態の半導体装置の製造工程を図面を参照して説明する。図40〜図42は、本実施の形態の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。本実施の形態は、図1の工程までは上記実施の形態1と同様であるのでここではその説明は省略し、図1に続く工程について説明する。
2 素子分離領域
3 p型ウエル
5 ゲート絶縁膜
6 導電膜
7 絶縁膜
7a 絶縁膜パターン
8 ゲート電極
8a ゲート長
11,11a,11b,11c,11d 絶縁膜
12 オフセットスペーサ
13 n−型半導体領域
15 サイドウォールスペーサ
16 n+型半導体領域
17 金属シリサイド層
21,22 絶縁膜
23 コンタクトホール
24 プラグ
24a 導電性バリア膜
24b タングステン膜
25 配線
25a チタン膜
25b 窒化チタン膜
25c アルミニウム膜
25d 窒化チタン膜
31,31a,31b エッチング装置
32 回転ステージ
33 ウエハチャック
34 リンス液用ノズル
34a ノズル
35 リンス液
36 エッチング液用ノズル
36a リンス液用ノズル
37 エッチング液
51,51a 寸法
QN nチャネル型のMISFET
Claims (20)
- (a)半導体ウエハを準備する工程、
(b)前記半導体ウエハの主面上にゲート電極を形成する工程、
(c)前記半導体ウエハの前記主面上に、前記ゲート電極を覆うように、第1絶縁膜を形成する工程、
(d)前記(c)工程後、前記半導体ウエハにおける前記第1絶縁膜の膜厚分布を補正する工程、
(e)前記(d)工程後、前記第1絶縁膜をエッチバックして、前記ゲート電極の側壁上に前記第1絶縁膜からなる側壁絶縁膜を形成する工程、
を有し、
前記(d)工程では、
前記半導体ウエハを回転させ、回転する前記半導体ウエハの上方でエッチング液供給手段を前記半導体ウエハの前記主面の外周部側から中心部側に移動させながら、前記エッチング液供給手段から前記半導体ウエハの前記主面に前記第1絶縁膜をエッチングするためのエッチング液を供給し、
前記半導体ウエハにおける前記第1絶縁膜の膜厚分布に応じて、前記エッチング液供給手段の移動速度を制御する半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記半導体ウエハの半径方向における前記第1絶縁膜の膜厚の変化率に応じて、前記エッチング液供給手段の移動速度を制御する半導体装置の製造方法。 - 請求項2記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記変化率が大きい領域では、前記変化率が小さい領域よりも、前記エッチング液供給手段の移動速度を遅くする半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記半導体ウエハの外周部側と中心部側とで、前記エッチング液供給手段の移動速度が異なる半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記(c)工程で形成された前記第1絶縁膜の膜厚分布は、前記半導体ウエハの外周部側で厚く、前記半導体ウエハの中心部側に近づくにつれて薄くなる半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記エッチング液供給手段を前記半導体ウエハの前記主面の外周部側から中心部側に移動させた後、
前記第1絶縁膜のエッチングを停止するためのリンス液を前記半導体ウエハの前記主面に供給することによって、前記第1絶縁膜のエッチングを停止させる半導体装置の製造方法。 - 請求項6記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記半導体ウエハの前記主面の各位置では、前記エッチング液供給手段から供給される前記エッチング液に触れてから、前記リンス液が触れるまで、前記第1絶縁膜のエッチングが進行する半導体装置の製造方法。 - 請求項6記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記リンス液を前記半導体ウエハの前記主面の中心部に供給することによって、前記半導体ウエハの前記主面の全面で前記第1絶縁膜のエッチングを停止させる半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記エッチング液供給手段の移動を開始した後、回転する前記半導体ウエハの上方でリンス液供給手段を前記半導体ウエハの前記主面の外周部側から中心部側に移動させながら、前記リンス液供給手段から前記半導体ウエハの前記主面に前記第1絶縁膜のエッチングを停止するためのリンス液を供給し、
前記半導体ウエハにおける前記第1絶縁膜の膜厚分布に応じて、前記リンス液供給手段の移動速度を制御する半導体装置の製造方法。 - 請求項9記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記半導体ウエハの前記主面の各位置では、前記エッチング液供給手段から供給される前記エッチング液に触れてから、前記リンス液供給手段から供給される前記リンス液が触れるまで、前記第1絶縁膜のエッチングが進行する半導体装置の製造方法。 - (a)半導体ウエハを準備する工程、
(b)前記半導体ウエハの主面上にゲート電極を形成する工程、
(c)前記半導体ウエハの前記主面上に、前記ゲート電極を覆うように、第1絶縁膜を形成する工程、
(d)前記(c)工程後、前記半導体ウエハにおける前記第1絶縁膜の膜厚分布を補正する工程、
(e)前記(d)工程後、前記第1絶縁膜をエッチバックして、前記ゲート電極の側壁上に前記第1絶縁膜からなる側壁絶縁膜を形成する工程、
を有し、
前記(d)工程では、
前記半導体ウエハの前記主面に前記第1絶縁膜をエッチングするためのエッチング液を供給した後、回転する前記半導体ウエハの上方でリンス液供給手段を前記半導体ウエハの前記主面の外周部側から中心部側に移動させながら、前記リンス液供給手段から前記半導体ウエハの前記主面に前記第1絶縁膜のエッチングを停止するためのリンス液を供給し、
前記半導体ウエハにおける前記第1絶縁膜の膜厚分布に応じて、前記リンス液供給手段の移動速度を制御する半導体装置の製造方法。 - 請求項11記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記半導体ウエハの半径方向における前記第1絶縁膜の膜厚の変化率に応じて、前記リンス液供給手段の移動速度を制御する半導体装置の製造方法。 - 請求項12記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記変化率が大きい領域では、前記変化率が小さい領域よりも、前記リンス液供給手段の移動速度を遅くする半導体装置の製造方法。 - 請求項11記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記半導体ウエハの外周部側と中心部側とで、前記リンス液供給手段の移動速度が異なる半導体装置の製造方法。 - 請求項11記載の半導体装置の製造方法において、
前記(c)工程で形成された前記第1絶縁膜の膜厚分布は、前記半導体ウエハの外周部側で薄く、前記半導体ウエハの中心部側に近づくにつれて厚くなる半導体装置の製造方法。 - 請求項11記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記半導体ウエハの前記主面の中心部に前記エッチング液を供給することによって前記半導体ウエハの前記主面の全面で前記第1絶縁膜のエッチングを開始する半導体装置の製造方法。 - 請求項11記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記半導体ウエハの前記主面の各位置では、前記エッチング液が触れてから、前記リンス液供給手段から供給される前記リンス液に触れるまで、前記第1絶縁膜のエッチングが進行する半導体装置の製造方法。 - (a)半導体ウエハを準備する工程、
(b)前記半導体ウエハの主面上にゲート電極用の第1導電膜を形成する工程、
(c)前記第1導電膜用の第2絶縁膜を形成する工程、
(d)前記第2絶縁膜をパターニングする工程、
(e)前記(d)工程後、前記半導体ウエハにおける前記第2絶縁膜のパターンの寸法を補正する工程、
(f)前記(e)工程後、前記第2絶縁膜のパターンをエッチングマスクとして用いて前記第1導電膜をエッチングしてゲート電極を形成する工程、
を有し、
前記(e)工程では、
前記半導体ウエハを回転させ、回転する前記半導体ウエハの上方でエッチング液供給手段を前記半導体ウエハの前記主面の外周部側から中心部側に移動させながら、前記エッチング液供給手段から前記半導体ウエハの前記主面に前記第2絶縁膜のパターンをエッチングするためのエッチング液を供給し、
前記半導体ウエハの外周部側と中心部側とで、前記エッチング液供給手段の移動速度が異なる半導体装置の製造方法。 - 請求項18記載の半導体装置の製造方法において、
前記(e)工程では、
前記第2絶縁膜のパターンの寸法を縮小させ、
前記第2絶縁膜のパターンの寸法の縮小量が、前記半導体ウエハの中心部側よりも外周部側で大きい半導体装置の製造方法。 - 請求項19記載の半導体装置の製造方法において、
前記(e)工程では、
前記(f)工程で生じる前記ゲート電極のテーパ量の前記半導体ウエハにおける分布に応じて、前記エッチング液供給手段の移動速度を制御する半導体装置の製造方法。
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