JP2010003992A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シリコン基板の一の面は半導体素子を形成するものである。他の面に酸化膜を形成する工程と、第1の膜を、一の面を覆うように、また他の面の酸化膜を覆うように成膜する工程と、第1の膜を、パターニングし、マスクパターンを形成する工程と、一の面に、素子分離領域を形成する工程と、他の面において、第1の膜を除去する工程と、一の面においてゲート絶縁膜28Gを形成する工程と、一の面においてゲート絶縁膜28Gを介してゲート電極29Gを形成する工程と、ゲート電極29Gの両側にソース・ドレイン領域21c,21dを形成し、トランジスタを形成する工程と、他の面に前記酸化膜を維持したまま、半導体基板上方に配線層を形成する工程と、を含む。
【選択図】図2W
Description
を含む。
図1は、第1の実施形態において熱酸化処理などに使われる縦型炉10の概略的構成を示す。
[第2の実施形態]
図9Aを参照するに、この工程では酸化膜を有さないように例えばHFなどによりにより処理された、あるいは100nm以下の酸化膜を有する、例えば300mm径のシリコンウェハ101が準備される。
(付記1)
酸化膜を有さない、あるいは100nm以下の酸化膜を有し、一の面を有するシリコン基板を準備する工程と、
前記シリコン基板の少なくとも他の面に第1の酸化膜を形成する工程と、
前記シリコン基板に第1の膜を、少なくとも前記一の面を覆うように成膜する工程と、
前記第1の膜を、前記シリコン基板の前記一の面においてパターニングし、マスクパターンを形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一の面に、前記マスクパターンをマスクとして使い、素子分離領域を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一の面においてゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一の面において前記ゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極の両側にソース・ドレイン領域を形成し、トランジスタを形成する工程と、
前記シリコン基板の前記他の面に前記第1の酸化膜を維持したまま、前記半導体基板上方に配線層を形成する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
(付記2)
前記ゲート絶縁膜の形成は、前記シリコン基板を複数載置した縦型熱処理炉を用いて熱処理を行うことを特徴とする付記1記載の半導体装置の製造方法。
(付記3)
前記縦型炉中において前記複数のシリコン基板は、各々は水平な状態で、間隔をあけて垂直方向に配置されることを特徴とする付記2記載の半導体装置の製造方法。
(付記4)
前記ゲート絶縁膜を形成する工程は、750〜950℃の温度において、前記縦型炉中に酸素ガスを10〜20slmの流量で供給しながら実行されることを特徴とする付記1〜3のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
(付記5)
前記素子分離構造を形成する工程は、前記シリコン基板の前記一の面に、前記マスクパターンを使って素子分離溝を形成する工程と、前記シリコン基板の前記一の面に、前記素子分離溝を充填してシリコン酸化膜を堆積する工程と、前記シリコン酸化膜を前記一の面から、前記素子分離溝を充填している部分を除き、化学機械研磨およびHF処理を実行することにより除去する工程と、を含むことを特徴とする付記1〜4のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
(付記6)
前記ゲート電極形成後、少なくとも前記ゲート電極の側壁面を覆って第2の膜を成膜し、前記第2の膜を前記一の面においてエッチバックしてサイドウォールを形成する工程と、
前記シリコン基板の前記他の面に形成された前記第2の膜を除去する工程と、
をさらに含む付記1〜5のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
(付記7)
前記第1の膜が、ポリシリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、アモルファスシリコン膜、酸窒化シリコン膜のいずれかを含む、あるいはこれらを2以上含む積層膜であることを特徴とする付記1〜6のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
(付記8)
前記第1の膜を成膜後、第2の酸化膜を成膜し、前記一の面の前記第2の酸化膜を除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
(付記9)
前記第1の膜が、ポリシリコン膜であることを特徴とする付記7または8記載の半導体装置の製造方法。
(付記10)
前記第1の酸化膜が、シリコン酸化膜であることを特徴とする付記1〜9のうち、いずれか一項記載の半導体装置。
(付記11)
前記第1の酸化膜の膜厚が、200nm以上であることを特徴とする付記1〜10のうち、いずれか一項記載の半導体装置。
(付記12)
前記配線層を形成する工程は、Cu配線層を形成する工程を含むことを特徴とする付記1〜11のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
(付記13)
先記シリコン基板は、300mm径のシリコンウェハであることを特徴とする付記1〜11のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
(付記14)
酸化膜を有さない、あるいは100nm以下の酸化膜を有し、一の面を有するシリコン基板を準備する工程と、
前記シリコン基板に第1の膜を、少なくとも前記一の面を覆うように成膜する工程と、
前記シリコン基板の少なくとも前記他の面を覆うように第1の酸化膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一の面において前記第1の酸化膜を除去する工程と、
前記第1の膜を、前記シリコン基板の一の面においてパターニングし、マスクパターンを形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一の面に、前記マスクパターンをマスクとして素子分離領域を形成する工程と、
前記シリコン基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一の面に前記ゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極の両側にソース・ドレイン領域を形成し、トランジスタを形成する工程と、
前記シリコン基板の他の面に前記第1の酸化膜を維持したまま、前記シリコン基板上方に配線層を形成する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
(付記15)
前記ゲート絶縁膜の形成は、複数の前記シリコン基板を載置した縦型熱処理炉を用いて熱処理を行うことを特徴とする付記14記載の半導体装置の製造方法。
(付記16)
前記酸化膜の除去後に熱処理を行うことを行うことを特徴とする付記13または15記載の半導体装置の製造方法。
(付記17)
前記素子分離構造を形成する工程は、前記シリコン基板の前記一の面に、前記マスクパターンを使って素子分離溝を形成する工程と、前記シリコン基板の前記一の面に、前記素子分離溝を充填してシリコン酸化膜を堆積する工程と、前記シリコン酸化膜を前記一の面から、前記素子分離溝を充填している部分を除き、化学機械研磨およびHF処理を実行することにより除去する工程と、を含むことを特徴とする付記14〜16のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
(付記18)
前記第1の膜が、ポリシリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、アモルファスシリコン膜、酸窒化シリコン膜のいずれか、あるいはこれらの積層膜からなることを特徴とする付記14〜17のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
(付記19)
前記酸化膜の膜厚が、200nm以上であることを特徴とする付記14〜18のうち、いずれか一項記載の半導体装置。
(付記20)
前記配線層を形成する工程は、Cu配線層を形成する工程を含むことを特徴とする付記14〜19のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
(付記21)
先記シリコン基板は、300mm径のシリコンウェハであることを特徴とする付記14〜20のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
11A ヒータ
12A 石英ボート
12B 石英管リアクタ
12a 排気口
12b ガス導入口
12c 石英ライン
21 シリコンウェハ
21T 素子分離溝
21a,21b LDD領域
21c,21d ソース/ドレイン領域
22,22A,25A,25B シリコン酸化膜
23 パッド酸化膜
24A,24B,29A,29B ポリシリコン膜
26A,26B 反射防止膜
27 シリコン酸化膜
27I 素子分離絶縁膜
28,28G ゲート酸化膜
29G ポリシリコンゲート電極
30A,30B シリコン窒化膜
30W 側壁絶縁膜
31S,31D,31G シリサイド領域
Claims (10)
- 酸化膜を有さない、あるいは100nm以下の酸化膜を有し、一の面を有するシリコン基板を準備する工程と、
前記シリコン基板の少なくとも他の面に第1の酸化膜を形成する工程と、
前記シリコン基板に第1の膜を、少なくとも前記一の面を覆うように成膜する工程と、
前記第1の膜を、前記シリコン基板の前記一の面においてパターニングし、マスクパターンを形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一の面に、前記マスクパターンをマスクとして使い、素子分離領域を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一の面においてゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一の面において前記ゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極の両側にソース・ドレイン領域を形成し、トランジスタを形成する工程と、
前記シリコン基板の前記他の面に前記第1の酸化膜を維持したまま、前記半導体基板上方に配線層を形成する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。 - 前記ゲート絶縁膜の形成は、前記シリコン基板を複数載置した縦型熱処理炉を用いて熱処理を行うことを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記ゲート電極形成後、少なくとも前記ゲート電極の側壁面を覆って第2の膜を成膜し、前記第2の膜を前記一の面においてエッチバックしてサイドウォールを形成する工程と、
前記シリコン基板の前記他の面に形成された前記第2の膜を除去する工程と、
をさらに含む請求項1または2記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1の膜が、ポリシリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、アモルファスシリコン膜、酸窒化シリコン膜のいずれかを含む、あるいはこれらを2つ以上含む積層膜であることを特徴とする請求項1〜3のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1の膜を成膜後、第2の酸化膜を成膜し、前記一の面の前記第2の酸化膜を除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項1〜4のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1の膜が、ポリシリコン膜であることを特徴とする請求項1〜4のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1の酸化膜の膜厚が、200nm以上であることを特徴とする請求項1〜6のうち、いずれか一項記載の半導体装置。
- 酸化膜を有さない、あるいは100nm以下の酸化膜を有し、一の面を有するシリコン基板を準備する工程と、
前記シリコン基板に第1の膜を、少なくとも前記一の面を覆うように成膜する工程と、
前記シリコン基板の少なくとも前記他の面を覆うように第1の酸化膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一の面において前記第1の酸化膜を除去する工程と、
前記第1の膜を、前記シリコン基板の一の面においてパターニングし、マスクパターンを形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一の面に、前記マスクパターンをマスクとして素子分離領域を形成する工程と、
前記シリコン基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一の面に前記ゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極の両側にソース・ドレイン領域を形成し、トランジスタを形成する工程と、
前記シリコン基板の他の面に前記第1の酸化膜を維持したまま、前記シリコン基板上方に配線層を形成する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。 - 前記ゲート絶縁膜の形成は、複数の前記シリコン基板を載置した縦型熱処理炉を用いて熱処理を行うことを特徴とする請求項8記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1の酸化膜の除去後に熱処理を行うことを行うことを特徴とする請求項8または9記載の半導体装置の製造方法。
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