JP2008306132A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2008306132A
JP2008306132A JP2007154280A JP2007154280A JP2008306132A JP 2008306132 A JP2008306132 A JP 2008306132A JP 2007154280 A JP2007154280 A JP 2007154280A JP 2007154280 A JP2007154280 A JP 2007154280A JP 2008306132 A JP2008306132 A JP 2008306132A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
semiconductor device
semiconductor substrate
film
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007154280A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinya Tokizaki
晋也 鴇崎
Eiji Nobutoki
英治 信時
Teruhiko Kumada
輝彦 熊田
Yoshihiro Miyagawa
義弘 宮河
Masazumi Matsuura
正純 松浦
Kosuke Asai
孝祐 浅井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Technology Corp
Original Assignee
Renesas Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Technology Corp filed Critical Renesas Technology Corp
Priority to JP2007154280A priority Critical patent/JP2008306132A/en
Publication of JP2008306132A publication Critical patent/JP2008306132A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of further improving the current driving capacity of a field-effect transistor having an n-channel region such as an NMOS transistor. <P>SOLUTION: An NMOS transistor 3 of a semiconductor device includes a semiconductor substrate 1 having an n-channel region, an n-type source/drain region 4, a gate insulating film 7, and a gate electrode 8. The n-type source/drain region 4 is formed in such a manner as to pinch the n-channel region on the semiconductor substrate 1. The gate insulating film 7 is formed on the n-channel region. A method for manufacturing the semiconductor device has a step for forming the gate insulating film 7 and the gate electrode 8 on the semiconductor substrate 1, a step for forming a thin film 20 including a silicon nitride in such a manner as to cover the gate electrode 8 on the semiconductor substrate 1, and a step for irradiating this thin film 20 with ultraviolet rays. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、nチャネル領域を有する電界効果トランジスタを含む半導体装置の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device including a field effect transistor having an n-channel region.

従来から、NMOS(N-channel Metal Oxide Semiconductor)トランジスタの電流駆動能力を向上させるためにさまざまな技術が提案されている。たとえば非特許文献1によれば、高い引張応力を有するシリコン窒化膜(high tensile silicon nitride layer)がNMOSトランジスタ上に形成されることにより、当該NMOSトランジスタの電流駆動能力(オン電流(on-current)をオフ電流(off-current)で除した値)を向上させる技術が開示されている。
S. Pidin et al., "A Novel Strain Enhanced CMOS Architecture Using Selectively Deposited High Tensile And High Compressive Silicon Nitride Films", IEDM Technical Digest, 2004, pp.921-924
Conventionally, various techniques have been proposed to improve the current drive capability of NMOS (N-channel Metal Oxide Semiconductor) transistors. For example, according to Non-Patent Document 1, a high tensile silicon nitride layer having a high tensile stress is formed on an NMOS transistor, so that the current driving capability (on-current) of the NMOS transistor is increased. (A value obtained by dividing by an off-current) is disclosed.
S. Pidin et al., "A Novel Strain Enhanced CMOS Architecture Using Selectively Deposited High Tensile And High Compressive Silicon Nitride Films", IEDM Technical Digest, 2004, pp.921-924

上記の従来例では、形成されたシリコン窒化膜の引張応力をさらに高める方法が開示されていない。このため、シリコン窒化膜の引張応力をシリコン窒化膜の形成時よりもさらに高めることができず、NMOSトランジスタの電流駆動能力をより向上させることができないという問題があった。   In the above conventional example, a method for further increasing the tensile stress of the formed silicon nitride film is not disclosed. For this reason, there is a problem that the tensile stress of the silicon nitride film cannot be further increased than when the silicon nitride film is formed, and the current driving capability of the NMOS transistor cannot be further improved.

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、NMOSトランジスタなどのnチャネル領域を有する電界効果トランジスタの電流駆動能力をより向上させることができる半導体装置の製造方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device that can further improve the current drive capability of a field effect transistor having an n-channel region such as an NMOS transistor. It is to be.

本発明の半導体装置は、電界効果トランジスタを含んでいる。電界効果トランジスタは、半導体基板と、n型ソース/ドレイン領域と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極とを有している。半導体基板はnチャネル領域を有している。n型ソース/ドレイン領域は、半導体基板上にnチャネル領域を挟むように形成されている。ゲート絶縁膜はnチャネル領域上に形成されている。ゲート電極はゲート絶縁膜上に形成されている。   The semiconductor device of the present invention includes a field effect transistor. The field effect transistor has a semiconductor substrate, n-type source / drain regions, a gate insulating film, and a gate electrode. The semiconductor substrate has an n-channel region. The n-type source / drain regions are formed on the semiconductor substrate so as to sandwich the n-channel region. The gate insulating film is formed on the n-channel region. The gate electrode is formed on the gate insulating film.

本発明の半導体装置の製造方法は以下の工程を備えている。
まず半導体基板上にゲート絶縁膜およびゲート電極が形成される。半導体基板上にゲート電極を覆うように窒化シリコンを含む薄膜が形成される。この薄膜に紫外線が照射される。
The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes the following steps.
First, a gate insulating film and a gate electrode are formed on a semiconductor substrate. A thin film containing silicon nitride is formed on the semiconductor substrate so as to cover the gate electrode. The thin film is irradiated with ultraviolet rays.

本発明の半導体装置の製造方法によれば、窒化シリコンを含む薄膜が形成された後に、この薄膜に紫外線が照射される。この照射により薄膜の引張応力が向上する。よって、紫外線が照射されない場合に比して、NMOSトランジスタの電流駆動能力をさらに向上させることができる。   According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, after a thin film containing silicon nitride is formed, the thin film is irradiated with ultraviolet rays. This irradiation improves the tensile stress of the thin film. Therefore, the current driving capability of the NMOS transistor can be further improved as compared with the case where no ultraviolet ray is irradiated.

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における半導体装置の構成を概略的に示す断面図である。図1を参照して、本実施の形態の半導体装置は、たとえばp型シリコン基板である半導体基板1を有している。半導体基板1は素子分離絶縁膜2により区画された活性領域を有している。素子分離絶縁膜2は、たとえばシリコン酸化膜からなる。そして半導体装置は、半導体基板1の活性領域の一部をnチャネル領域として有する複数のNMOSトランジスタ3を有している。なお本実施の形態の半導体装置が有する電界効果トランジスタはMOS型であるため、nチャネル領域はp型半導体からなる領域である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the semiconductor device of the present embodiment has a semiconductor substrate 1 which is, for example, a p-type silicon substrate. The semiconductor substrate 1 has an active region partitioned by an element isolation insulating film 2. The element isolation insulating film 2 is made of, for example, a silicon oxide film. The semiconductor device has a plurality of NMOS transistors 3 having a part of the active region of the semiconductor substrate 1 as an n-channel region. Note that since the field effect transistor included in the semiconductor device of this embodiment is a MOS type, the n-channel region is a region formed of a p-type semiconductor.

各NMOSトランジスタ3は、1対のソース/ドレイン領域4,4と、ゲート構造6とを有している。1対のソース/ドレイン領域4,4は、互いに所定距離をなしてnチャネル領域を挟むように半導体基板1の上面に形成されている。隣合う2つのNMOSトランジスタ3,3は、この両者に挟まれたソース/ドレイン領域4を共有している。また各ソース/ドレイン領域4の上面の一部にはシリサイド部5が形成されている。   Each NMOS transistor 3 has a pair of source / drain regions 4, 4 and a gate structure 6. The pair of source / drain regions 4 and 4 are formed on the upper surface of the semiconductor substrate 1 so as to sandwich the n channel region at a predetermined distance from each other. Two adjacent NMOS transistors 3 and 3 share a source / drain region 4 sandwiched between them. A silicide portion 5 is formed on a part of the upper surface of each source / drain region 4.

ゲート構造6は、互いに隣合う2つのソース/ドレイン領域4,4で挟まれた半導体基板1のnチャネル領域およびこの2つのソース/ドレイン領域4,4のそれぞれの端部の上に形成されている。ゲート構造6は、ゲート絶縁膜7と、ゲート電極8と、サイドウォール10とを有している。   The gate structure 6 is formed on the n-channel region of the semiconductor substrate 1 sandwiched between the two source / drain regions 4 and 4 adjacent to each other and the respective end portions of the two source / drain regions 4 and 4. Yes. The gate structure 6 includes a gate insulating film 7, a gate electrode 8, and sidewalls 10.

ゲート絶縁膜7は、互いに隣合う1対のソース/ドレイン領域4で挟まれた半導体基板1のnチャネル領域の上面上に形成されている。ゲート電極8はゲート絶縁膜7の上に形成されている。サイドウォール10はゲート絶縁膜7およびゲート電極8の側面上に形成されている。ゲート電極8は、ゲート絶縁膜7と接する側(図中の下側)にポリシリコン部8aを有しており、このポリシリコン部8aの上にシリサイド部9を有している。   The gate insulating film 7 is formed on the upper surface of the n channel region of the semiconductor substrate 1 sandwiched between a pair of adjacent source / drain regions 4. The gate electrode 8 is formed on the gate insulating film 7. The sidewall 10 is formed on the side surfaces of the gate insulating film 7 and the gate electrode 8. The gate electrode 8 has a polysilicon portion 8a on the side in contact with the gate insulating film 7 (the lower side in the figure), and has a silicide portion 9 on the polysilicon portion 8a.

サイドウォール10は、第1の絶縁膜11および第2の絶縁膜12を有している。第1の絶縁膜11は、ゲート絶縁膜7およびゲート電極8の側面上と、ソース/ドレイン領域4の端部の上とに設けられている。第2の絶縁膜12は第1の絶縁膜11上に設けられている。   The sidewall 10 has a first insulating film 11 and a second insulating film 12. The first insulating film 11 is provided on the side surfaces of the gate insulating film 7 and the gate electrode 8 and on the end portions of the source / drain regions 4. The second insulating film 12 is provided on the first insulating film 11.

また、半導体装置は、薄膜20と、層間絶縁膜21と、コンタクトホール22と、コンタクトプラグ23と、配線24とを有している。   The semiconductor device also has a thin film 20, an interlayer insulating film 21, a contact hole 22, a contact plug 23, and a wiring 24.

薄膜20は、半導体基板1上にゲート構造6を覆うように形成されている。すなわち薄膜20はゲート電極8を覆うように形成されている。   The thin film 20 is formed on the semiconductor substrate 1 so as to cover the gate structure 6. That is, the thin film 20 is formed so as to cover the gate electrode 8.

薄膜20は窒化シリコンを含んでいる。また薄膜20は炭素を含んでいてもよい。また薄膜20は水素を含んでいてもよい。   The thin film 20 contains silicon nitride. The thin film 20 may contain carbon. The thin film 20 may contain hydrogen.

コンタクトホール22は層間絶縁膜21に設けられた貫通孔である。コンタクトプラグ23はコンタクトホール22内に充填されている。配線24はコンタクトプラグ23の上に形成されている。   The contact hole 22 is a through hole provided in the interlayer insulating film 21. The contact plug 23 is filled in the contact hole 22. The wiring 24 is formed on the contact plug 23.

なお、シリサイド部5およびシリサイド部9のそれぞれは、たとえばニッケルシリサイドやコバルトシリサイドにより形成されている。また、ゲート絶縁膜7、第1の絶縁膜11および層間絶縁膜21のそれぞれは、たとえばシリコン酸化膜により形成されている。第2の絶縁膜12は、たとえばシリコン窒化膜により形成されている。   Each of the silicide portion 5 and the silicide portion 9 is formed of, for example, nickel silicide or cobalt silicide. Each of the gate insulating film 7, the first insulating film 11, and the interlayer insulating film 21 is formed of, for example, a silicon oxide film. The second insulating film 12 is formed of, for example, a silicon nitride film.

次に、本実施の形態における半導体装置の製造方法について説明する。図2〜図5は、本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。   Next, a method for manufacturing a semiconductor device in the present embodiment will be described. 2 to 5 are schematic cross-sectional views showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

図2を参照して、半導体基板1に素子分離絶縁膜2が活性領域を区画するように形成される。そして半導体基板1のこの活性領域に複数のNMOSトランジスタ3が形成される。またソース/ドレイン領域4のゲート構造6に覆われていない部分にシリサイド部5が形成される。   Referring to FIG. 2, element isolation insulating film 2 is formed on semiconductor substrate 1 so as to partition the active region. A plurality of NMOS transistors 3 are formed in this active region of the semiconductor substrate 1. A silicide portion 5 is formed in a portion of the source / drain region 4 that is not covered with the gate structure 6.

図3を参照して、各NMOSトランジスタ3のゲート構造6を覆うように半導体基板1上に薄膜20が形成される。   Referring to FIG. 3, thin film 20 is formed on semiconductor substrate 1 so as to cover gate structure 6 of each NMOS transistor 3.

薄膜20は、たとえばシリコン窒化膜である。シリコン酸化膜は、シラン系化合部と、窒素(N2)または窒化化合物とを原料とし、処理温度が200℃以上300℃以下のプラズマCVD法を使用して形成することができる。シラン系化合物としては、たとえばSiH4が使用され、窒化化合物としては、たとえばN2OやNH3が使用される。 The thin film 20 is, for example, a silicon nitride film. The silicon oxide film can be formed using a plasma CVD method in which a silane compound and nitrogen (N 2 ) or a nitride compound are used as raw materials and a processing temperature is 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. For example, SiH 4 is used as the silane compound, and N 2 O or NH 3 is used as the nitride compound.

また薄膜20は、炭素を含有するシリコン窒化膜であってもよい。炭素を含有するシリコン窒化膜は、シラン系化合物と、窒素または窒素系化合物とを原料とし、処理温度が200℃以上400℃以下のプラズマCVD法を使用して形成することができる。シラン系化合物としては、たとえばトリメチルシラン(3MS)あるいはテトラメチルシラン(4MS)が使用され、窒素系化合物としては、たとえばN2OやNH3が使用される。 The thin film 20 may be a silicon nitride film containing carbon. The silicon nitride film containing carbon can be formed using a plasma CVD method using a silane compound and nitrogen or a nitrogen compound as raw materials and a processing temperature of 200 ° C. or more and 400 ° C. or less. As the silane compound, for example, trimethylsilane (3MS) or tetramethylsilane (4MS) is used, and as the nitrogen compound, for example, N 2 O or NH 3 is used.

なお、後述する工程において、薄膜20の互いに隣合う2つのゲート構造6の間の部分は、コンタクトホール22(図1)形成のために層間絶縁膜21がエッチングされる際のエッチングストッパ膜としても利用される。したがって、薄膜20の上記部分は過度に厚くない方が、引き続き行なわれるエッチングストッパ膜の除去が容易となる。したがって、薄膜20は、2つのゲート構造6の間を完全には充填しないように形成されることが好ましい。このためには、たとえば、ゲート構造6の上面上における膜厚aがゲート構造6の側面上における膜厚bよりも大きく設定されればよい。   In the process described later, the portion of the thin film 20 between the two adjacent gate structures 6 can be used as an etching stopper film when the interlayer insulating film 21 is etched to form the contact hole 22 (FIG. 1). Used. Therefore, the subsequent removal of the etching stopper film is facilitated if the portion of the thin film 20 is not excessively thick. Therefore, the thin film 20 is preferably formed so as not to completely fill the space between the two gate structures 6. For this purpose, for example, the film thickness a on the upper surface of the gate structure 6 may be set larger than the film thickness b on the side surface of the gate structure 6.

図4および図6を参照して、薄膜20形成後のポスト処理として、図中実線矢印で示すように薄膜20に対して紫外線が照射される。   Referring to FIGS. 4 and 6, as a post process after forming thin film 20, ultraviolet light is irradiated onto thin film 20 as indicated by solid line arrows in the drawing.

この照射の準備のため、まず半導体基板1が、薄膜20の成膜用のチャンバーから取出される。そして半導体基板1が紫外線照射用のチャンバー100内に移動される。チャンバー100内の雰囲気は、窒素およびヘリウムの少なくともいずれかを含む雰囲気とされる。   In order to prepare for this irradiation, first, the semiconductor substrate 1 is taken out from the chamber for forming the thin film 20. Then, the semiconductor substrate 1 is moved into the chamber 100 for ultraviolet irradiation. The atmosphere in the chamber 100 is an atmosphere containing at least one of nitrogen and helium.

チャンバー100内に設けられた部材であるサセプタ101の上に半導体基板1が載置される。このサセプタ101は高温に保持されており、サセプタ101により半導体基板1が加熱される。サセプタ101の温度は、400℃以上550℃以下、好ましくは400℃以上480℃以下に設定されている。またこの温度は、薄膜20がプラズマCVD法により形成された場合は、この形成時の処理温度よりも高い温度とされる。   The semiconductor substrate 1 is placed on a susceptor 101 that is a member provided in the chamber 100. The susceptor 101 is held at a high temperature, and the semiconductor substrate 1 is heated by the susceptor 101. The temperature of the susceptor 101 is set to 400 ° C. or higher and 550 ° C. or lower, preferably 400 ° C. or higher and 480 ° C. or lower. Further, when the thin film 20 is formed by the plasma CVD method, this temperature is higher than the processing temperature at the time of formation.

そして、サセプタ101の上面に垂直な軸である回転軸103が回転軸とされて、サセプタ101が、たとえば低速で180°回転される。この回転中に、チャンバー100の上方に設置された少なくとも1つの光源102から生じる紫外線が半導体基板1に照射される。   Then, the rotation shaft 103 that is a shaft perpendicular to the upper surface of the susceptor 101 is used as a rotation shaft, and the susceptor 101 is rotated by 180 ° at a low speed, for example. During this rotation, the semiconductor substrate 1 is irradiated with ultraviolet rays generated from at least one light source 102 installed above the chamber 100.

光源102の発光波長は210nm以上260nm以下、好ましくは220nm以上240nm以下とされる。上記発光波長の紫外線を発生させるための光源102としては、エキシマランプ、エキシマレーザ、水銀ランプ、キセノンランプおよび重水素ランプのうち少なくとも1つを用いることができ、特に、KrClエキシマの発光を利用した光源が好ましい。また、光源102とともに、波長を調整するためのフィルタなどが用いられてもよい。   The light emission wavelength of the light source 102 is 210 nm to 260 nm, preferably 220 nm to 240 nm. As the light source 102 for generating the ultraviolet light having the above emission wavelength, at least one of an excimer lamp, an excimer laser, a mercury lamp, a xenon lamp, and a deuterium lamp can be used, and in particular, the light emission of KrCl excimer is used. A light source is preferred. In addition to the light source 102, a filter for adjusting the wavelength may be used.

紫外線の照射強度は15mW/cm2以上が好ましい。なお、回転軸103を回転軸とする回転方向は時計廻りでも反時計廻りでもよい。以上のポスト処理が実行されることにより、薄膜20の引張応力は、たとえば1.6GPaまで増大する。 The irradiation intensity of ultraviolet rays is preferably 15 mW / cm 2 or more. The rotation direction about the rotation shaft 103 may be clockwise or counterclockwise. By performing the above post treatment, the tensile stress of the thin film 20 increases to, for example, 1.6 GPa.

なお、紫外線が照射された薄膜20は、クロスリンク構造を有している部分において、局所的にストイキオメトリの組成比(化学量論組成比)を有している。たとえば薄膜20がシリコン窒化膜の場合、シリコンと窒素との組成比がSi:N=3:4となっている。また、薄膜20の機械的強度(弾性率)が向上し、250GPa以下となっている。   Note that the thin film 20 irradiated with ultraviolet rays has a stoichiometric composition ratio (stoichiometric composition ratio) locally in a portion having a cross-link structure. For example, when the thin film 20 is a silicon nitride film, the composition ratio of silicon and nitrogen is Si: N = 3: 4. In addition, the mechanical strength (elastic modulus) of the thin film 20 is improved and is 250 GPa or less.

また、薄膜20が成膜された時点での薄膜20の結合水素濃度が比較的高くても、上記のポスト処理が行なわれることにより結合水素濃度は大きく低減する。このため、水素に起因してNMOSトランジスタ3におけるホットキャリア耐性などの信頼性が劣化することはほとんどなくなる。   Moreover, even if the bond hydrogen concentration of the thin film 20 at the time when the thin film 20 is formed is relatively high, the bond hydrogen concentration is greatly reduced by performing the above post treatment. For this reason, reliability such as hot carrier resistance in the NMOS transistor 3 is hardly deteriorated due to hydrogen.

図5を参照して、薄膜20上に層間絶縁膜21が形成される。次に、隣合う2つのゲート構造6の間において層間絶縁膜21の上面からソース/ドレイン領域4上のシリサイド部5にまで達するコンタクトホール22が、層間絶縁膜21および薄膜20を貫通するように形成される。なおコンタクトホール22の形成の際、まずは層間絶縁膜21が薄膜20をエッチングストッパ膜としてエッチングされる。これにより薄膜20の一部が露出される。その後、この露出された薄膜20が除去されて、コンタクトホール22が形成される。   Referring to FIG. 5, interlayer insulating film 21 is formed on thin film 20. Next, a contact hole 22 extending from the upper surface of the interlayer insulating film 21 to the silicide portion 5 on the source / drain region 4 between two adjacent gate structures 6 penetrates the interlayer insulating film 21 and the thin film 20. It is formed. When the contact hole 22 is formed, first, the interlayer insulating film 21 is etched using the thin film 20 as an etching stopper film. Thereby, a part of the thin film 20 is exposed. Thereafter, the exposed thin film 20 is removed, and a contact hole 22 is formed.

再び図1を参照して、コンタクトホール22内にコンタクトプラグ23が充填される。その後、層間絶縁膜21上にコンタクトプラグ23と接触する配線24が形成される。以上により、本実施の形態の半導体装置が得られる。   Referring again to FIG. 1, contact plug 23 is filled in contact hole 22. Thereafter, a wiring 24 in contact with the contact plug 23 is formed on the interlayer insulating film 21. As described above, the semiconductor device of the present embodiment is obtained.

次に、本実施の形態の半導体装置の製造方法の実施例について説明する。表1は、6サンプルの半導体装置について、紫外線波長、薄膜20の紫外線照射後の膜ストレス(引張応力)、照射時間、およびサセプタ101(図6)の設定温度をまとめた表である。なお、サンプルB〜サンプルGにおける紫外線の照射強度は15mW/cm2である。またサンプルAは比較例であり、紫外線照射が行なわれずに半導体基板1のサセプタ101による加熱のみが行なわれた例である。 Next, examples of the method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment will be described. Table 1 is a table summarizing the ultraviolet wavelength, the film stress (tensile stress) after the ultraviolet irradiation of the thin film 20, the irradiation time, and the set temperature of the susceptor 101 (FIG. 6) for six sample semiconductor devices. In addition, the irradiation intensity | strength of the ultraviolet-ray in the sample B-sample G is 15 mW / cm < 2 >. Sample A is a comparative example in which only the semiconductor substrate 1 is heated by the susceptor 101 without being irradiated with ultraviolet rays.

Figure 2008306132
Figure 2008306132

表1を参照して、紫外線が照射されなかったサンプルA(比較例)の薄膜20の膜ストレスは0.6GPaであった。一方、紫外線が照射されたサンプルB〜サンプルGは、比較例であるサンプルAに比して薄膜20の膜ストレスが大きくなった。このサンプルB〜サンプルGのうち、サンプルEの薄膜20の膜ストレスが最も大きく、1.6GPaであった。このことから、波長222nmによる紫外線照射処理が薄膜20の膜ストレス(引張応力)の向上に最も効果的であることが実験で確認された。   Referring to Table 1, the film stress of the thin film 20 of Sample A (Comparative Example) that was not irradiated with ultraviolet rays was 0.6 GPa. On the other hand, Sample B to Sample G irradiated with ultraviolet rays had a greater film stress on the thin film 20 than Sample A, which is a comparative example. Among Sample B to Sample G, the film stress of the thin film 20 of Sample E was the largest and was 1.6 GPa. From this, it was confirmed by experiments that the ultraviolet irradiation treatment with a wavelength of 222 nm is most effective in improving the film stress (tensile stress) of the thin film 20.

上記のように、特に波長222nmの紫外線が用いられた場合に引張応力が1.6GPaとなり、引張応力が特に大きく向上した。この原理は以下のように考えられる。   As described above, particularly when ultraviolet rays having a wavelength of 222 nm were used, the tensile stress was 1.6 GPa, and the tensile stress was particularly greatly improved. This principle can be considered as follows.

薄膜20は窒化シリコンを含んでいる。窒化シリコンに対して紫外線が照射されると、紫外線のエネルギーが窒化シリコンで吸収される。これにより、窒化シリコンの各種結合(シリコンと窒素との結合、シリコンと水素との結合、および窒素と水素との結合)が一度切れ、新たな各種結合が生じる。すなわち、アモルファス構造の再配列が生じる。   The thin film 20 contains silicon nitride. When silicon nitride is irradiated with ultraviolet rays, the energy of the ultraviolet rays is absorbed by the silicon nitride. As a result, various bonds of silicon nitride (a bond between silicon and nitrogen, a bond between silicon and hydrogen, and a bond between nitrogen and hydrogen) are once broken, and new various bonds are generated. That is, rearrangement of the amorphous structure occurs.

この紫外線の波長が210nmよりも小さいと、光子エネルギーが高いために、薄膜20の引張応力に寄与している膜骨格に関与する結合までもが切断されてしまう。この切断は、薄膜20の引張応力向上を阻害する要因となる。   If the wavelength of the ultraviolet light is smaller than 210 nm, the photon energy is high, and thus even the bonds involved in the film skeleton contributing to the tensile stress of the thin film 20 are cut. This cutting becomes a factor that hinders the improvement of the tensile stress of the thin film 20.

逆に紫外線の波長が260nmよりも大きいと、光子エネルギーが低いためにシリコン窒化膜に紫外線が十分に吸収されず、紫外線照射による架橋反応(クロスリンク)が十分に進まなくなる。   On the other hand, if the wavelength of ultraviolet rays is larger than 260 nm, the photon energy is low, so that the ultraviolet rays are not sufficiently absorbed by the silicon nitride film, and the crosslinking reaction (cross-linking) due to ultraviolet irradiation does not proceed sufficiently.

210nm以上260nm以下の波長による紫外線照射では、窒素と水素の結合が選択的に励起されるため、引張応力向上に必要な架橋反応が選択的に行なわれ、窒化シリコンの組成比が局所的に化学量論組成比に近づく。この結果、引張応力が上記のように1.6GPaまで向上するものと考えられる。なお、薄膜20が窒化シリコンに加えて炭素を含む場合においても、引張応力向上に必要な架橋反応を促進させる波長は窒素と水素との結合に起因するため、シリコン窒化膜と同一であると考えられる。   In ultraviolet irradiation with a wavelength of 210 nm or more and 260 nm or less, since the bond between nitrogen and hydrogen is selectively excited, a cross-linking reaction necessary for improving tensile stress is selectively performed, and the composition ratio of silicon nitride is locally chemical. It approaches the stoichiometric composition ratio. As a result, it is considered that the tensile stress is improved to 1.6 GPa as described above. Even when the thin film 20 contains carbon in addition to silicon nitride, the wavelength that promotes the cross-linking reaction necessary for improving the tensile stress is attributed to the bond between nitrogen and hydrogen, and is considered to be the same as that of the silicon nitride film. It is done.

上記のように、薄膜20の引張応力が向上すると、NMOSトランジスタ3の電流駆動能力が向上する。この原理は以下のように考えられる。   As described above, when the tensile stress of the thin film 20 is improved, the current driving capability of the NMOS transistor 3 is improved. This principle can be considered as follows.

図4を参照して、引張応力を有する薄膜20は、ゲート構造6に対して図中破線矢印で示すように半導体基板1の方(図中下方)に向かう力を与える。これによりゲート構造6が半導体基板1のnチャネル領域に半導体基板1の厚み方向(図中縦方向)に沿って押付けられる。この結果、nチャネル領域には半導体基板1の面方向(図中横方向)の引張応力が生じる。したがって、薄膜20に対する紫外線照射(図中実線矢印)により薄膜20の引張応力が向上すると、nチャネル領域の引張応力が向上する。   Referring to FIG. 4, thin film 20 having a tensile stress gives a force toward gate substrate 6 toward semiconductor substrate 1 (downward in the drawing) as indicated by a broken line arrow in the drawing. As a result, the gate structure 6 is pressed against the n-channel region of the semiconductor substrate 1 along the thickness direction (vertical direction in the drawing) of the semiconductor substrate 1. As a result, tensile stress is generated in the n-channel region in the surface direction of the semiconductor substrate 1 (lateral direction in the figure). Therefore, when the tensile stress of the thin film 20 is improved by ultraviolet irradiation (solid arrow in the figure) to the thin film 20, the tensile stress of the n-channel region is improved.

nチャネル領域に大きな引張応力が加わると、この領域でシリコンの結晶格子が歪み、等方的であったシリコン結晶のバンド構造の対称性が崩れ、エネルギー準位の分裂が生じる。その結果、格子振動によるキャリア散乱の減少や有効質量の低減が生じ、電子の移動
度が向上する。これにより、NMOSトランジスタ3の電流駆動能力が向上する効果が得られる。
When a large tensile stress is applied to the n-channel region, the crystal lattice of silicon is distorted in this region, the symmetry of the isotropic band structure of the silicon crystal is lost, and energy level splitting occurs. As a result, carrier scattering and effective mass are reduced due to lattice vibration, and electron mobility is improved. As a result, the effect of improving the current drive capability of the NMOS transistor 3 can be obtained.

上記の効果を工業的に利用するためには、紫外線の照射強度は、好ましくは15mW/cm2以上とされる。なお、紫外線強度が15mW/cm2未満の場合、薄膜20の引張応力を所望の量だけ向上させるためには長時間を要するため、生産性が悪化したり工程単価が上昇したりする。 In order to utilize the above effect industrially, the irradiation intensity of ultraviolet rays is preferably 15 mW / cm 2 or more. Note that when the ultraviolet intensity is less than 15 mW / cm 2 , it takes a long time to improve the tensile stress of the thin film 20 by a desired amount, so that the productivity is deteriorated and the unit cost of the process is increased.

次に、紫外線照射が行なわれる際の半導体基板1の温度(キュア温度)がNMOSトランジスタ3の特性に与える影響について説明する。   Next, the influence of the temperature (curing temperature) of the semiconductor substrate 1 when ultraviolet irradiation is performed on the characteristics of the NMOS transistor 3 will be described.

薄膜20の形成の際には、たとえば処理温度が200℃以上300℃以下のプラズマCVD法が使用される。その後、半導体基板1は400℃以上550℃以下のサセプタ101上に載置され、薄膜20に対して紫外線が照射される。これにより引張応力向上を効率的に行なうことを可能であり、サーマルバジェットを抑制できる。これにより、NMOSトランジスタ3の不純物拡散層の不活性化を抑制することができるので、NMOSトランジスタ3の性能を向上することができると考えられる。   In forming the thin film 20, for example, a plasma CVD method with a processing temperature of 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower is used. Thereafter, the semiconductor substrate 1 is placed on the susceptor 101 at 400 ° C. or higher and 550 ° C. or lower, and the thin film 20 is irradiated with ultraviolet rays. As a result, the tensile stress can be improved efficiently, and the thermal budget can be suppressed. Thereby, inactivation of the impurity diffusion layer of the NMOS transistor 3 can be suppressed, and it is considered that the performance of the NMOS transistor 3 can be improved.

なお、サセプタ101の温度が400℃未満で紫外線処理が行なわれると、引張応力向上に必要なシリコンと窒素との架橋反応が十分に進まない。サセプタ101の温度が550℃を超えて紫外線処理が行なわれると、サーマルバジェットが増加するとともに、NMOSトランジスタ3におけるソース/ドレイン領域4のシリサイド部5やゲート電極8のシリサイド部9が悪影響を受ける。   Note that when the temperature of the susceptor 101 is less than 400 ° C. and the ultraviolet ray treatment is performed, the crosslinking reaction between silicon and nitrogen necessary for improving the tensile stress does not proceed sufficiently. When the temperature of the susceptor 101 exceeds 550 ° C. and the ultraviolet treatment is performed, the thermal budget increases and the silicide portion 5 of the source / drain region 4 and the silicide portion 9 of the gate electrode 8 in the NMOS transistor 3 are adversely affected.

次に、紫外線照射が行なわれる際の半導体基板1の回転の効果について説明する。図6を参照して、半導体基板1はその上面に垂直な軸を回転軸103として回転させられる。この回転中に、薄膜20は紫外線の照射を受ける。よって、薄膜20に対して紫外線を均一に照射することができる。その結果、薄膜20に対する紫外線の照射効率が向上し、ポスト処理の処理時間を短縮することができる。   Next, the effect of rotation of the semiconductor substrate 1 when ultraviolet irradiation is performed will be described. Referring to FIG. 6, the semiconductor substrate 1 is rotated with an axis perpendicular to the upper surface as a rotation axis 103. During this rotation, the thin film 20 is irradiated with ultraviolet rays. Therefore, the thin film 20 can be uniformly irradiated with ultraviolet rays. As a result, the irradiation efficiency of the ultraviolet rays with respect to the thin film 20 is improved, and the processing time of the post processing can be shortened.

さらに、薄膜20に対して紫外線が均一に照射されることによって、薄膜20の収縮が均一に発生する。したがって、薄膜20の膜厚を均一化することもできる。   Furthermore, the thin film 20 is uniformly contracted by being uniformly irradiated with ultraviolet rays. Therefore, the film thickness of the thin film 20 can be made uniform.

なお、半導体基板1が静止した状態で薄膜20に紫外線が照射された場合、薄膜20において紫外線が照射されやすい部分と照射されにくい部分とが生じる。つまり、薄膜20に対して照射むらが生じる。たとえば、紫外線照射に使用される装置によっては、ゲート構造6の側面上の部分や、ゲート構造6間の半導体基板1の上面上の部分は紫外線等が照射されにくいことがある。   Note that, when the thin film 20 is irradiated with ultraviolet rays while the semiconductor substrate 1 is stationary, a portion of the thin film 20 that is easily irradiated with ultraviolet rays and a portion that is difficult to be irradiated are generated. That is, uneven irradiation occurs on the thin film 20. For example, depending on the apparatus used for ultraviolet irradiation, the portion on the side surface of the gate structure 6 and the portion on the upper surface of the semiconductor substrate 1 between the gate structures 6 may be difficult to be irradiated with ultraviolet rays.

本実施の形態によれば、図4の実線矢印に示すように紫外線が照射されることにより、薄膜20の引張応力が向上する。これにより、図中破線で示すように、薄膜20がゲート構造6を半導体基板1に押付ける力が増大する。この結果、半導体基板1におけるnチャネル領域の引張応力が向上し、NMOSトランジスタ3の電流駆動能力を向上させることができる。   According to the present embodiment, the tensile stress of the thin film 20 is improved by irradiating with ultraviolet rays as indicated by solid arrows in FIG. Thereby, as indicated by a broken line in the figure, the force with which the thin film 20 presses the gate structure 6 against the semiconductor substrate 1 increases. As a result, the tensile stress of the n channel region in the semiconductor substrate 1 is improved, and the current driving capability of the NMOS transistor 3 can be improved.

また、照射される紫外線の波長が210nm以上260nm以下であることにより、窒素と水素との結合が選択的に励起され、引張応力向上に必要な架橋反応が選択的に行なわれる。この結果、薄膜20の引張応力が大きく向上する。   Further, when the wavelength of the irradiated ultraviolet ray is 210 nm or more and 260 nm or less, the bond between nitrogen and hydrogen is selectively excited, and the crosslinking reaction necessary for improving the tensile stress is selectively performed. As a result, the tensile stress of the thin film 20 is greatly improved.

また、照射される紫外線の照射強度が15mW/cm2以上であることにより、薄膜20の引張応力を所望の量だけ向上させるための時間が抑制され、生産性がを高めることができる。 Moreover, when the irradiation intensity | strength of the irradiated ultraviolet rays is 15 mW / cm < 2 > or more, the time for improving the tensile stress of the thin film 20 only by a desired quantity is suppressed, and productivity can be improved.

また、紫外線の光源102(図6)が、エキシマランプ、エキシマレーザ、水銀ランプ、キセノンランプおよび重水素ランプの少なくともいずれである。これにより上記の210nm以上260nm以下の波長の紫外線を発生させることができる。   The ultraviolet light source 102 (FIG. 6) is at least one of an excimer lamp, an excimer laser, a mercury lamp, a xenon lamp, and a deuterium lamp. Thereby, ultraviolet rays having a wavelength of 210 nm to 260 nm can be generated.

また、サセプタ101(図6)の温度が400℃以上550℃以下とされる。この温度が400℃以上とされることにより、引張応力向上に必要なシリコンと窒素との架橋反応を十分に進めることができる。またこの温度が550℃以下とされることにより、サーマルバジェットが抑制されるとともに、NMOSトランジスタ3におけるソース/ドレイン領域4のシリサイド部5やゲート電極8のシリサイド部9が受ける悪影響を抑制できる。   Further, the temperature of the susceptor 101 (FIG. 6) is set to 400 ° C. or more and 550 ° C. or less. By setting the temperature to 400 ° C. or higher, the cross-linking reaction between silicon and nitrogen necessary for improving the tensile stress can be sufficiently advanced. Further, by setting the temperature to 550 ° C. or lower, the thermal budget is suppressed, and the adverse effect on the silicide portion 5 of the source / drain region 4 and the silicide portion 9 of the gate electrode 8 in the NMOS transistor 3 can be suppressed.

また、チャンバー100内の雰囲気が、窒素およびヘリウムの少なくともいずれかを含む雰囲気とされて、紫外線の照射が行なわれる。これにより、薄膜20の酸化を抑制することができる。   Further, the atmosphere in the chamber 100 is an atmosphere containing at least one of nitrogen and helium, and ultraviolet irradiation is performed. Thereby, the oxidation of the thin film 20 can be suppressed.

(実施の形態2)
図7から図10は、本発明の実施の形態2における半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
(Embodiment 2)
7 to 10 are schematic cross-sectional views showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.

主に図7を参照して、まず上述した実施の形態1(図2)と同様にして、半導体基板1に素子分離絶縁膜2とNMOSトランジスタ3とが形成される。次に、薄膜20(図10)の一部となる部分薄膜20aがNMOSトランジスタ3のゲート構造6を覆うように半導体基板1上に形成される。部分薄膜20aは実施の形態1における薄膜20と同様の方法により形成することができる。   Referring mainly to FIG. 7, first, element isolation insulating film 2 and NMOS transistor 3 are formed on semiconductor substrate 1 in the same manner as in the first embodiment (FIG. 2) described above. Next, a partial thin film 20 a that becomes a part of the thin film 20 (FIG. 10) is formed on the semiconductor substrate 1 so as to cover the gate structure 6 of the NMOS transistor 3. Partial thin film 20a can be formed by the same method as thin film 20 in the first embodiment.

図8を参照して、部分薄膜20aに膜収縮を発生させる工程が行なわれる。具体的には、実施の形態1における紫外線照射と同様にして、部分薄膜(第1の薄膜)20aに対して図中実線矢印に示すように紫外線が照射される工程が行なわれる。   Referring to FIG. 8, a step of causing film contraction in partial thin film 20a is performed. Specifically, the process of irradiating the partial thin film (first thin film) 20a with ultraviolet rays as shown by the solid line arrow is performed in the same manner as the ultraviolet irradiation in the first embodiment.

なお、部分薄膜20aに赤外線を照射する工程、部分薄膜20aに電子ビームを照射する工程、および部分薄膜20aに対してプラズマ処理を行なう工程のうち少なくともいずれかが、上記紫外線照射の工程に代わり、または上記紫外線照射の工程と併用されて行なわれてもよい。   In addition, at least one of the step of irradiating the partial thin film 20a with infrared rays, the step of irradiating the partial thin film 20a with an electron beam, and the step of performing plasma treatment on the partial thin film 20a is replaced with the step of irradiating the ultraviolet rays. Alternatively, it may be performed in combination with the ultraviolet irradiation step.

主に図9を参照して、薄膜20の一部となる部分薄膜20bが部分薄膜20a上に積層される。そして、部分薄膜20aに膜収縮を発生させる工程(図8)と同様の工程により、部分薄膜20bに膜収縮を発生させる工程が行なわれる。   Referring mainly to FIG. 9, partial thin film 20b, which is a part of thin film 20, is laminated on partial thin film 20a. And the process of generating film contraction in the partial thin film 20b is performed by the same process as the process of generating film contraction in the partial thin film 20a (FIG. 8).

図10を参照して、薄膜20の一部となる部分薄膜20cが部分薄膜20b上に積層される。これにより、複数の部分薄膜20a〜20cからなる薄膜20が形成される。そして実施の形態1における紫外線照射と同様にして、薄膜20(部分薄膜20a〜20c)に対して図中実線矢印に示すように紫外線が照射される工程が行なわれる。   Referring to FIG. 10, partial thin film 20 c that is a part of thin film 20 is laminated on partial thin film 20 b. Thereby, the thin film 20 which consists of several partial thin films 20a-20c is formed. Then, in the same manner as in the ultraviolet irradiation in the first embodiment, a process of irradiating the thin film 20 (partial thin films 20a to 20c) with ultraviolet rays is performed as indicated by solid line arrows in the figure.

以後、実施の形態1と同様にして、層間絶縁膜21、コンタクトホール22、コンタクトプラグ23および配線24が順次形成され、本実施の形態における半導体装置が完成する。   Thereafter, in the same manner as in the first embodiment, the interlayer insulating film 21, the contact hole 22, the contact plug 23, and the wiring 24 are sequentially formed, and the semiconductor device in the present embodiment is completed.

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を省略する。   Since the configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the first embodiment described above, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

本実施の形態によれば、図8に示すように部分薄膜(第1の部分薄膜)20aの膜収縮が発生する。次に、図9に示すように部分薄膜20bの膜収縮が発生する。次に、図10に示すように紫外線が照射されて部分薄膜(第2の部分薄膜)20cの膜収縮が発生する。すなわち薄膜20が実施の形態1のように一気に膜収縮させられずに、各部分薄膜20a〜20cごとに膜収縮が発生させられる。これにより薄膜20でのクラック発生や、薄膜20が下地から剥がれてしまうことを抑制することができる。   According to the present embodiment, film contraction of the partial thin film (first partial thin film) 20a occurs as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 9, film contraction of the partial thin film 20b occurs. Next, as shown in FIG. 10, ultraviolet rays are irradiated to cause film shrinkage of the partial thin film (second partial thin film) 20c. That is, the thin film 20 is not contracted at a stretch as in the first embodiment, and the contraction is generated for each of the partial thin films 20a to 20c. Thereby, it is possible to suppress occurrence of cracks in the thin film 20 and peeling of the thin film 20 from the base.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、nチャネル領域を有する電界効果トランジスタを含む半導体装置の製造方法に特に有利に適用され得る。   The present invention can be applied particularly advantageously to a method for manufacturing a semiconductor device including a field effect transistor having an n-channel region.

本発明の実施の形態1における半導体装置の構成を概略的に示す断面図である。1 is a cross sectional view schematically showing a configuration of a semiconductor device in a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法の第1工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 1st process of the manufacturing method of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法の第2工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 2nd process of the manufacturing method of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法の第3工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 3rd process of the manufacturing method of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法の第4工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 4th process of the manufacturing method of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法の第3工程における紫外線照射用のチャンバーおよびその内部の構成の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the chamber for ultraviolet irradiation in the 3rd process of the manufacturing method of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention, and its internal structure. 本発明の実施の形態2における半導体装置の製造方法の第1工程示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 1st process of the manufacturing method of the semiconductor device in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における半導体装置の製造方法の第2工程示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 2nd process of the manufacturing method of the semiconductor device in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における半導体装置の製造方法の第3工程示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 3rd process of the manufacturing method of the semiconductor device in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における半導体装置の製造方法の第4工程示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 4th process of the manufacturing method of the semiconductor device in Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体基板、3 NMOSトランジスタ、4 ソース/ドレイン領域、5,9 シリサイド部、6 ゲート構造、7 ゲート絶縁膜、8 ゲート電極、20 薄膜、20a〜20c 部分薄膜、101 サセプタ、102 光源、103 回転軸。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate, 3 NMOS transistor, 4 Source / drain region, 5,9 Silicide part, 6 Gate structure, 7 Gate insulating film, 8 Gate electrode, 20 Thin film, 20a-20c Partial thin film, 101 Susceptor, 102 Light source, 103 rotation axis.

Claims (6)

nチャネル領域を有する半導体基板と、前記半導体基板上に前記nチャネル領域を挟むように形成されたn型ソース/ドレイン領域と、前記nチャネル領域上に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極とを有する電界効果トランジスタを含む半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板上に前記ゲート絶縁膜および前記ゲート電極を形成する工程と、
前記半導体基板上に前記ゲート電極を覆うように窒化シリコンを含む薄膜を形成する工程と、
前記薄膜に紫外線を照射する工程とを備えた、半導体装置の製造方法。
a semiconductor substrate having an n-channel region; an n-type source / drain region formed on the semiconductor substrate so as to sandwich the n-channel region; a gate insulating film formed on the n-channel region; and the gate insulation A method of manufacturing a semiconductor device including a field effect transistor having a gate electrode formed on a film,
Forming the gate insulating film and the gate electrode on the semiconductor substrate;
Forming a thin film containing silicon nitride on the semiconductor substrate so as to cover the gate electrode;
And a step of irradiating the thin film with ultraviolet light.
前記紫外線の波長が210nm以上260nm以下であり、前記紫外線の照射強度が15mW/cm2以上であることを特徴とする、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the wavelength of the ultraviolet light is 210 nm or more and 260 nm or less, and the irradiation intensity of the ultraviolet light is 15 mW / cm 2 or more. 前記紫外線の光源が、エキシマランプ、エキシマレーザ、水銀ランプ、キセノンランプおよび重水素ランプの少なくともいずれであることを特徴とする、請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。   3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the ultraviolet light source is at least one of an excimer lamp, an excimer laser, a mercury lamp, a xenon lamp, and a deuterium lamp. 前記半導体装置が前記n型ソース/ドレイン領域の上に形成されたシリサイド膜をさらに含み、
前記照射する工程が、半導体基板を400℃以上550℃以下に加熱する工程を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
The semiconductor device further includes a silicide film formed on the n-type source / drain regions;
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the irradiating step includes a step of heating the semiconductor substrate to 400 ° C. or higher and 550 ° C. or lower.
前記照射する工程が、窒素およびヘリウムの少なくともいずれかを含む雰囲気中で行なわれることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the irradiating step is performed in an atmosphere containing at least one of nitrogen and helium. 前記薄膜を形成する工程が、前記薄膜の一部となる第1の薄膜を形成する工程と、前記第1の薄膜を収縮させる工程と、前記第1の薄膜の上に前記薄膜の一部となる第2の薄膜を形成する工程とを備え、
前記第1の薄膜を収縮させる工程が、前記第1の薄膜に紫外線を照射する工程、前記第1の薄膜に赤外線を照射する工程、前記第1の薄膜に電子ビームを照射する工程、および前記第1の薄膜に対してプラズマ処理を行なう工程のうち少なくともいずれかの工程であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
The step of forming the thin film includes a step of forming a first thin film that becomes a part of the thin film, a step of shrinking the first thin film, a part of the thin film on the first thin film, Forming a second thin film comprising:
Shrinking the first thin film comprises irradiating the first thin film with ultraviolet light, irradiating the first thin film with infrared light, irradiating the first thin film with an electron beam, and The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the method is at least one of steps of performing plasma treatment on the first thin film.
JP2007154280A 2007-06-11 2007-06-11 Method for manufacturing semiconductor device Pending JP2008306132A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007154280A JP2008306132A (en) 2007-06-11 2007-06-11 Method for manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007154280A JP2008306132A (en) 2007-06-11 2007-06-11 Method for manufacturing semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008306132A true JP2008306132A (en) 2008-12-18

Family

ID=40234546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007154280A Pending JP2008306132A (en) 2007-06-11 2007-06-11 Method for manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008306132A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012164869A (en) * 2011-02-08 2012-08-30 Renesas Electronics Corp Semiconductor device and manufacturing method of the same
CN103620748A (en) * 2011-05-09 2014-03-05 国际商业机器公司 Preserving stress benefits of uv curing in replacement gate transistor fabrication
KR101561862B1 (en) 2008-12-26 2015-10-21 삼성전자 주식회사 Fabricating method of semiconductor integrated circuit devices
JP2017216305A (en) * 2016-05-30 2017-12-07 株式会社東芝 Semiconductor device, method of manufacturing the same, inverter circuit, drive device, vehicle, and elevator

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005112127A1 (en) * 2004-05-05 2005-11-24 Advanced Micro Devices, Inc. SEMICONDUCTOR DEVICE BASED ON Si-Ge WITH HIGH STRESS LINER FOR ENHANCED CHANNEL CARRIER MOBILITY
WO2006104582A2 (en) * 2005-03-29 2006-10-05 Tokyo Electron Limited Method and system for increasing tensile stress in a thin film using collimated electromagnetic radiation
JP2007123518A (en) * 2005-10-27 2007-05-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2008103504A (en) * 2006-10-18 2008-05-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
WO2008117431A1 (en) * 2007-03-27 2008-10-02 Fujitsu Microelectronics Limited Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005112127A1 (en) * 2004-05-05 2005-11-24 Advanced Micro Devices, Inc. SEMICONDUCTOR DEVICE BASED ON Si-Ge WITH HIGH STRESS LINER FOR ENHANCED CHANNEL CARRIER MOBILITY
JP2007536736A (en) * 2004-05-05 2007-12-13 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド Si-Ge based semiconductor devices with high stress liners for improved channel carrier mobility
WO2006104582A2 (en) * 2005-03-29 2006-10-05 Tokyo Electron Limited Method and system for increasing tensile stress in a thin film using collimated electromagnetic radiation
JP2008535244A (en) * 2005-03-29 2008-08-28 東京エレクトロン株式会社 Method and system for increasing tensile stress in a thin film using parallel electromagnetic radiation
JP2007123518A (en) * 2005-10-27 2007-05-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2008103504A (en) * 2006-10-18 2008-05-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
WO2008117431A1 (en) * 2007-03-27 2008-10-02 Fujitsu Microelectronics Limited Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101561862B1 (en) 2008-12-26 2015-10-21 삼성전자 주식회사 Fabricating method of semiconductor integrated circuit devices
JP2012164869A (en) * 2011-02-08 2012-08-30 Renesas Electronics Corp Semiconductor device and manufacturing method of the same
CN103620748A (en) * 2011-05-09 2014-03-05 国际商业机器公司 Preserving stress benefits of uv curing in replacement gate transistor fabrication
JP2014519192A (en) * 2011-05-09 2014-08-07 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション Preserving the stress gain of UV curing in the fabrication of replacement gate transistors
JP2017216305A (en) * 2016-05-30 2017-12-07 株式会社東芝 Semiconductor device, method of manufacturing the same, inverter circuit, drive device, vehicle, and elevator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7629273B2 (en) Method for modulating stresses of a contact etch stop layer
US20090289284A1 (en) High shrinkage stress silicon nitride (SiN) layer for NFET improvement
KR100839359B1 (en) Method for manufacturing pmos transistor and method for manufacturing cmos transistor
US7795107B2 (en) Method for forming isolation structures
KR100825778B1 (en) Method of fabricating semiconductor device having dual stress liner
CN101055872A (en) Semiconductor structure and its making method
CN1892998A (en) Method of forming semiconductor structure
JP2008172234A (en) Low-cost strained soi substrate for high-performance cmos technology
US7790540B2 (en) Structure and method to use low k stress liner to reduce parasitic capacitance
JP2009277908A (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
CN101431101A (en) Method for fabricating a semiconductor device
JP4143096B2 (en) MOS type semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2007200961A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
CN1905209A (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
JP2008306132A (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2009283527A (en) Semiconductor device and production method thereof
WO2019085096A1 (en) Method for manufacturing flexible oled display panel, and flexible oled display panel
JP2008147325A (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2008053587A (en) Semiconductor device manufacturing method
US20080026517A1 (en) Method for forming a stressor layer
US8975181B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US20090068854A1 (en) Silicon nitride gap-filling layer and method of fabricating the same
CN102280379A (en) Method for manufacturing strained silicon N-channel metal oxide semiconductor (NMOS) apparatus
US20130109186A1 (en) Method of forming semiconductor devices using smt
JP2945032B2 (en) Manufacturing method of thin film transistor

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20100526

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100527

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120727

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120731

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120928

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20121023

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Effective date: 20130305

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02