JP2010192768A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Masaki Kokuni
誠基 小國
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reflect a result of inspection of damage due to cleaning treatment on manufacture of a semiconductor device by providing a TEG (Test Element Group) having an easy-to-collapse pattern for a semiconductor device having a TEG for inspecting damage due to a cleaning treatment. <P>SOLUTION: A collapse pattern 6 patterned in a channel shape on a principal surface of a silicon substrate 1 and comprising a thermal oxide film 2 and a conductive film 3 is formed as the TEG for inspection of damage due to cleaning treatment to check damage to a wafer having been subjected to the cleaning treatment using an ultrasonic wave and a solution by observing a collapse state of the collapse pattern 6 through an SEM. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、倒壊しやすいパターンを含むTEGを有する半導体装置の製造に適用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a manufacturing technique of a semiconductor device, and more particularly to a technique that is effective when applied to the manufacture of a semiconductor device having a TEG including a pattern that tends to collapse.

半導体デバイスに使用する材料の特性が半導体デバイスのデザインに影響を与えるか否か等、半導体デバイスに発生する設計上または製造上の問題を見つけ出すための評価用素子として、TEG(Test Element Group)が知られている。TEGはテスト構造(test structure)とも呼ばれ、その形状はウエハ形状やチップ形状など様々である。   TEG (Test Element Group) is an evaluation element for finding design and manufacturing problems that occur in semiconductor devices, such as whether the characteristics of materials used in semiconductor devices affect the design of semiconductor devices. Are known. The TEG is also called a test structure, and the shape thereof is various such as a wafer shape and a chip shape.

半導体デバイスのプロセス開発、設計、製造などの各種段階で発生する問題点の要因を究明する際、半導体デバイスを構成する素子や構造の一部を切り出したり、原因の究明に適した専用の回路を構成して作製したTEGを使用することで、早期に原因を究明することができる。   When investigating the causes of problems that occur at various stages, such as process development, design, and manufacturing of semiconductor devices, a part of the elements and structures that make up semiconductor devices are cut out, and dedicated circuits suitable for investigating the causes By using the TEG constructed and manufactured, the cause can be investigated early.

近年では高密度実装技術の発達に伴い、微細な素子が洗浄処理によりダメージを受ける可能性が高くなっており、洗浄処理により半導体装置が受けるダメージを検査するTEGの需要が益々高まっている。   In recent years, with the development of high-density mounting technology, there is a high possibility that fine elements will be damaged by the cleaning process, and the demand for TEG for inspecting the damage to the semiconductor device by the cleaning process is increasing.

TEGのパターンの倒壊に関しては、倒壊防止を目的とする半導体装置の製造技術が知られている(たとえば、特許文献1ないし特許文献5)。   Regarding the collapse of the TEG pattern, a semiconductor device manufacturing technique for the purpose of preventing the collapse is known (for example, Patent Document 1 to Patent Document 5).

特開2006―310755号公報JP 2006-310755 A 特開平11―345944号公報JP-A-11-345944 特開平11―330399号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-330399 特開平11―154634号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-154634 特開平05―326392号公報JP 05-326392 A

洗浄する対象物を純水または水溶液に浸した状態で、波動の物理的な力を利用して微小粒子を効率良く除去することができる超音波(メガソニック)洗浄処理や、洗浄液などを用いた水洗処理において、ダメージ評価を目的とした倒壊しやすいパターンを有するTEGの需要が生じてきている。従来は倒壊しやすいパターンを有するTEGのニーズが無かったために、そのようなTEGは存在しなかった。   Ultrasonic (Megasonic) cleaning treatment that can efficiently remove microparticles using the physical force of waves while the object to be cleaned is immersed in pure water or an aqueous solution, or cleaning liquid is used. In the water washing treatment, there is a demand for TEG having a pattern that tends to collapse for the purpose of damage evaluation. Conventionally, such a TEG has not existed because there was no need for a TEG having a pattern that easily collapses.

本発明の目的は、ウエハ洗浄処理によるダメージ評価用のTEGにおいて、倒壊しやすいパターンを有するTEGを、半導体前工程を適用して簡便に製造する技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique for easily manufacturing a TEG having a pattern that easily collapses in a TEG for damage evaluation by wafer cleaning processing by applying a semiconductor pre-process.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

本願の一発明による半導体装置の製造方法は、
第1の半導体基板に洗浄によるダメージ検査のためのTEGを形成する工程と、第2の半導体基板に前記TEGと同一構造のパターンを形成する工程を有する半導体装置の製造方法において、
(a)前記第1の半導体基板を準備する工程と、
(b)前記(a)工程の後、前記第1の半導体基板の主面上に膜を形成する工程と、
(c)前記(b)工程の後、前記膜をパターニングして前記TEGを形成する工程と、
(d)前記(c)工程の後、前記第1の半導体基板を洗浄処理する工程と、
(e)前記(d)工程の後、前記TEGが前記洗浄処理工程で倒壊しているかどうかを評価する工程と、
(f)前記(e)工程の後、前記第2の半導体基板に前記TEGと同一の構造を持つパターンを形成する工程と、
(g)前記(f)工程の後、前記(e)工程の評価に基づいて前記第2の半導体基板を洗浄処理する工程と、
を有することを特徴とするものである。
A method of manufacturing a semiconductor device according to an invention of the present application is as follows:
In a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a TEG for damage inspection by cleaning on a first semiconductor substrate; and a step of forming a pattern having the same structure as the TEG on a second semiconductor substrate.
(A) preparing the first semiconductor substrate;
(B) after the step (a), forming a film on the main surface of the first semiconductor substrate;
(C) after the step (b), patterning the film to form the TEG;
(D) After the step (c), a step of cleaning the first semiconductor substrate;
(E) after the step (d), evaluating whether the TEG has collapsed in the cleaning treatment step;
(F) After the step (e), forming a pattern having the same structure as the TEG on the second semiconductor substrate;
(G) After the step (f), the step of cleaning the second semiconductor substrate based on the evaluation of the step (e);
It is characterized by having.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの一実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by one embodiment of a representative one will be briefly described as follows.

半導体前工程において半導体基板上に倒壊しやすいパターンを簡便に作製し、ウエハの洗浄工程において半導体基板が受けるダメージを検査することが可能なTEGを提供し、洗浄処理によるダメージ検査の結果を半導体装置の製造に反映することができる。   A TEG capable of easily producing a pattern that easily collapses on a semiconductor substrate in a semiconductor pre-process, and capable of inspecting the damage to the semiconductor substrate in a wafer cleaning process, Can be reflected in the production of

本発明の実施の形態1である半導体装置を示す平面図である。1 is a plan view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 図1のA−A線に沿った要部断面図である。It is principal part sectional drawing along the AA of FIG. 本発明の実施の形態1である半導体装置の製造方法を説明する要部断面図である。It is principal part sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device which is Embodiment 1 of this invention. 図3に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 3; 図4に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 4; 図5に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。6 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 5; FIG. 図6に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 7 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 6; 本発明の半導体装置の実施例を示す平面図である。It is a top view which shows the Example of the semiconductor device of this invention. 本発明の実施の形態2である半導体装置の製造方法を説明する要部断面図である。It is principal part sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device which is Embodiment 2 of this invention. 図9に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 10 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 9; 図10に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 11 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 10; 図11に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 12 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 11; 図12に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 13 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 12; 図13に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 14 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 13; 図14に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 15 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 14;

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。   In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.

また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。   Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、実施の形態等において構成要素等について、「Aからなる」、「Aよりなる」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say. In addition, in the embodiment, etc., when “consisting of A” or “consisting of A” is used to exclude other elements, unless specifically stated that only those elements are stated. It goes without saying that it is not.

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、材料等について言及するときは、特にそうでない旨明記したとき、または、原理的または状況的にそうでないときを除き、特定した材料は主要な材料であって、副次的要素、添加物、付加要素等を排除するものではない。たとえば、シリコン部材は特に明示した場合等を除き、純粋なシリコンの場合だけでなく、添加不純物、シリコンを主要な要素とする2元、3元等の合金(たとえばSiGe)等を含むものとする。   In addition, when referring to materials, etc., unless specified otherwise, or in principle or not in principle, the specified material is the main material, and includes secondary elements, additives It does not exclude additional elements. For example, unless otherwise specified, the silicon member includes not only pure silicon but also an additive impurity, a binary or ternary alloy (for example, SiGe) having silicon as a main element.

また、以下の実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Also, components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof is omitted.

また、以下の実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするために部分的にハッチングを付す場合がある。   In the drawings used in the following embodiments, even a plan view may be partially hatched to make the drawings easy to see.

(実施の形態1)
本実施の形態は、半導体装置の製造方法に適用したものであり、図1および図2に、本実施の形態における半導体装置の構造を示す。図1は、本実施の形態における半導体装置の上面平面図、図2は図1のA−A線に沿った断面図である。
(Embodiment 1)
This embodiment is applied to a method for manufacturing a semiconductor device, and FIGS. 1 and 2 show the structure of the semiconductor device in the present embodiment. FIG. 1 is a top plan view of a semiconductor device according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.

図2において、シリコン基板(以下単に基板という)1の主面上にパターニングされた熱酸化膜2が形成され、熱酸化膜上には熱酸化膜2より幅が広くパターニングされた導電膜3が形成されており、図1に示すように熱酸化膜(図示しない)および導電膜は、コの字型にパターニングされたものが前後左右それぞれの向きに配置されている。   In FIG. 2, a patterned thermal oxide film 2 is formed on a main surface of a silicon substrate (hereinafter simply referred to as a substrate) 1, and a conductive film 3 patterned wider than the thermal oxide film 2 is formed on the thermal oxide film. As shown in FIG. 1, a thermal oxide film (not shown) and a conductive film patterned in a U-shape are arranged in the front, rear, left and right directions as shown in FIG.

本実施の形態によれば、たとえば純水による洗浄処理を行なった後に、コの字型にパターニングされた倒壊パターン6が倒壊しているかをSEM(Scanning Electron Microscope)を使用して確認することにより、洗浄処理がウエハにおよぼすダメージを調べることができる。   According to the present embodiment, for example, after performing a cleaning process with pure water, it is confirmed by using a scanning electron microscope (SEM) whether the collapse pattern 6 patterned in a U-shape is collapsed. Then, it is possible to examine the damage caused by the cleaning process on the wafer.

なお、ここでいう倒壊とは、水溶液などの水の力により倒壊パターン6の一部が欠けたり、倒壊パターン6全体が基板1上から剥がれることを意味する。   Here, the collapse means that a part of the collapse pattern 6 is missing or the entire collapse pattern 6 is peeled off from the substrate 1 by the power of water such as an aqueous solution.

次に、本実施の形態の半導体装置の製造方法について、図3〜図8を用いて説明する。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、図3に示すように、基板1上に、熱酸化膜2を形成する。   First, as shown in FIG. 3, a thermal oxide film 2 is formed on the substrate 1.

次に、図4に示すように、熱酸化膜2上に、ポリシリコンからなる導電膜3、CVD酸化膜4、レジスト5を順次形成し、レジスト5をパターニングする。   Next, as shown in FIG. 4, a conductive film 3 made of polysilicon, a CVD oxide film 4, and a resist 5 are sequentially formed on the thermal oxide film 2, and the resist 5 is patterned.

次に、図5に示すように、レジスト5をマスクにして、ドライエッチングにより、CVD酸化膜4を一部除去する。   Next, as shown in FIG. 5, the CVD oxide film 4 is partially removed by dry etching using the resist 5 as a mask.

次に、図6に示すように、レジスト5をアッシングにより除去した後、CVD酸化膜4をマスクにして、ドライエッチングにより導電膜3および熱酸化膜2を加工する。   Next, as shown in FIG. 6, after removing the resist 5 by ashing, the conductive film 3 and the thermal oxide film 2 are processed by dry etching using the CVD oxide film 4 as a mask.

次に、図7に示すように、ウェットエッチングによりCVD酸化膜4を除去した後、ウェットエッチングにより熱酸化膜2を一部除去することで、倒壊パターン6を完成する。ここで、ウェットエッチング処理の時間を制御することで、熱酸化膜2の幅L2を導電膜3の幅L3の範囲内で制御することができる。熱酸化膜2の幅L2を狭めることで、より倒壊しやすいパターンとすることもでき、逆に幅L2を広めることで倒壊しにくいパターンとすることも可能である。   Next, as shown in FIG. 7, after the CVD oxide film 4 is removed by wet etching, the thermal oxide film 2 is partially removed by wet etching, thereby completing the collapse pattern 6. Here, the width L2 of the thermal oxide film 2 can be controlled within the range of the width L3 of the conductive film 3 by controlling the time of the wet etching process. By narrowing the width L2 of the thermal oxide film 2, it is possible to make the pattern more easily collapsed. Conversely, by widening the width L2, it is possible to make the pattern difficult to collapse.

また、倒壊パターン6の大小、熱酸化膜2の厚さH2、導電膜3の厚さH3を変更することによっても、倒壊パターン6の倒壊しやすさを制御することができ、要求されるTEGに合わせて倒壊パターン6の耐久性を調整することが可能である。   Further, by changing the size of the collapse pattern 6, the thickness H2 of the thermal oxide film 2, and the thickness H3 of the conductive film 3, the ease of collapse of the collapse pattern 6 can be controlled, and the required TEG It is possible to adjust the durability of the collapse pattern 6 according to the above.

さらに、本実施の形態の倒壊パターンはMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)構造と同じく絶縁膜と導電膜からなるため、半導体前工程プロセスにおいてMOSFETと同じ工程で形成することができ、簡便に、優れた加工精度で作製することができる。このため、新たな装置や工程を追加することもなく、極微小な洗浄処理によるダメージ評価に適用することが可能である。   Furthermore, since the collapse pattern of the present embodiment is composed of an insulating film and a conductive film in the same manner as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) structure, it can be formed in the same process as the MOSFET in the semiconductor pre-process, making it easy. Can be produced with excellent processing accuracy. For this reason, it is possible to apply to the damage evaluation by an extremely minute cleaning process without adding a new device or process.

倒壊パターン6が完成したTEGは、その後洗浄装置内で洗浄し、SEMを用いて倒壊パターンの倒壊状況を確認することによって、半導体ウエハが洗浄処理によって受けるダメージを評価する。   The TEG on which the collapse pattern 6 is completed is then cleaned in a cleaning apparatus, and the damage situation of the semiconductor wafer is evaluated by confirming the collapse status of the collapse pattern using the SEM.

次に、ダメージ評価によって得られた情報に基づき、別の半導体基板に倒壊パターン6と同様の構造を有するMOSFETを形成する。倒壊パターン6が倒壊していた場合は、MOSFETを形成する工程における洗浄処理の条件を変えて洗浄し、素子を形成する。   Next, a MOSFET having the same structure as the collapse pattern 6 is formed on another semiconductor substrate based on the information obtained by the damage evaluation. When the collapse pattern 6 has collapsed, the element is formed by cleaning under different conditions of the cleaning process in the step of forming the MOSFET.

なお、図1に示すように、倒壊パターン6をコの字型のパターンとし、前後左右それぞれの向きに配置することで、より倒れやすいパターンを作製することができるが、倒壊パターン6の形状はコの字型に限らず、図8の(a)、(b)、(c)のそれぞれに示すように、T字型、L字型、直線状などの形状でも構わない。   In addition, as shown in FIG. 1, the collapse pattern 6 is a U-shaped pattern, and a pattern that is more easily collapsed can be produced by arranging the collapse pattern 6 in the respective directions of front, rear, left, and right. The shape is not limited to a U-shape, and may be a T-shape, an L-shape, a linear shape, or the like as shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C.

また、倒壊パターン6の寸法としては、図7に示すように、導電膜3の幅L3を50nm〜150nm、厚さH3を50nm〜500nm、熱酸化膜2の厚さH2を5nm〜50nmの範囲で形成する。熱酸化膜2の幅L2は、導電膜3の幅L3以下の幅で形成する。   Further, as shown in FIG. 7, the collapse pattern 6 has a width L3 of 50 nm to 150 nm, a thickness H3 of 50 nm to 500 nm, and a thickness H2 of the thermal oxide film 2 of 5 nm to 50 nm. Form with. The width L2 of the thermal oxide film 2 is formed to be equal to or smaller than the width L3 of the conductive film 3.

さらにまた、本実施の形態の倒壊パターン6を有するTEGを実際に製造する際は、通常、図1もしくは図8の(a)、(b)または(c)に示すような構造を一つの区画の構造として、それを一枚のウエハの全面に並べたものをTEGとして使用する。   Furthermore, when actually manufacturing the TEG having the collapse pattern 6 of the present embodiment, the structure shown in FIG. 1 or FIG. 8 (a), (b) or (c) is usually divided into one section. As a structure of the above, a TEG that is arranged on the entire surface of one wafer is used as a TEG.

(実施の形態2)
実施の形態1で述べたように、本発明におけるTEGは、倒壊パターンのみをウエハの上面の全面に形成することを主な製造方法としているが、従来のMOSFETと同じ工程での製造が可能であるため、ウエハ上にMOSFET素子と倒壊パターンが混在する状態でTEGとして使用することも可能である。本実施の形態は、MOSFET素子と倒壊パターンが混在するTEGの製造方法に適用したものであり、その製造工程について図9〜図15を用いて説明する。
(Embodiment 2)
As described in the first embodiment, the TEG in the present invention is mainly manufactured by forming only the collapse pattern on the entire upper surface of the wafer, but it can be manufactured in the same process as the conventional MOSFET. Therefore, it can be used as a TEG in a state where MOSFET elements and collapse patterns are mixed on the wafer. The present embodiment is applied to a method for manufacturing a TEG in which MOSFET elements and collapse patterns are mixed, and the manufacturing process will be described with reference to FIGS.

まず、図9に示すように、基板1の主面上に熱酸化膜2およびポリシリコンからなる導電膜3を形成する。   First, as shown in FIG. 9, a thermal oxide film 2 and a conductive film 3 made of polysilicon are formed on the main surface of the substrate 1.

次に、図10に示すように、導電膜3上に形成されパターニングされたレジスト13をマスクとして、ドライエッチングによって導電膜3および熱酸化膜2を一部加工し、熱酸化膜2からなるゲート絶縁膜7および導電膜3からなるゲート電極8を形成する。   Next, as shown in FIG. 10, with the resist 13 formed and patterned on the conductive film 3 as a mask, the conductive film 3 and the thermal oxide film 2 are partially processed by dry etching to form a gate made of the thermal oxide film 2. A gate electrode 8 composed of the insulating film 7 and the conductive film 3 is formed.

次に、図11に示すように、レジスト13をアッシングして除去した後、基板1の主面上にCVD酸化膜4を堆積する。   Next, as shown in FIG. 11, after removing the resist 13 by ashing, a CVD oxide film 4 is deposited on the main surface of the substrate 1.

次に、図12に示すように、CVD酸化膜4上の一部にパターニングされたレジスト5を形成した後、ドライエッチングにより、レジスト5の下部と、導電膜3および熱酸化膜2の側面と、ゲート電極8およびゲート絶縁膜7の側面以外の領域のCVD酸化膜4を除去する。これにより、熱酸化膜2および導電膜3の側面と、ゲート絶縁膜7およびゲート電極8の側面にはCVD酸化膜4からなるサイドウォール9、10がそれぞれ形成され、ゲート絶縁膜7、ゲート電極8、サイドウォール10を含むダミーMOSFET11が形成される。   Next, as shown in FIG. 12, after a patterned resist 5 is formed on a part of the CVD oxide film 4, the lower part of the resist 5, the side surfaces of the conductive film 3 and the thermal oxide film 2 are formed by dry etching. Then, the CVD oxide film 4 in the region other than the side surfaces of the gate electrode 8 and the gate insulating film 7 is removed. Thus, sidewalls 9 and 10 made of the CVD oxide film 4 are formed on the side surfaces of the thermal oxide film 2 and the conductive film 3 and the side surfaces of the gate insulating film 7 and the gate electrode 8, respectively. 8. A dummy MOSFET 11 including the sidewall 10 is formed.

なお、本実施の形態で作製するTEGは、洗浄処理によるダメージを観察することが目的であるため、ダミーMOSFET11はソース・ドレイン領域を含まず、MOSFETとしての電気的機能を有していない。   Note that the TEG manufactured in this embodiment is for the purpose of observing damage due to the cleaning process, and therefore the dummy MOSFET 11 does not include a source / drain region and does not have an electrical function as a MOSFET.

次に、図13に示すように、レジスト5をアッシングにより除去した後、基板1の主面上に、ダミーMOSFET11を覆うようにパターニングされたレジスト12を形成する。   Next, as shown in FIG. 13, after removing the resist 5 by ashing, a resist 12 patterned so as to cover the dummy MOSFET 11 is formed on the main surface of the substrate 1.

次に、図14に示すように、CVD酸化膜4をマスクにして、ドライエッチングにより、導電膜3および熱酸化膜2を加工した後、ウェットエッチングによりCVD酸化膜4およびサイドウォール9を除去する。   Next, as shown in FIG. 14, after the conductive film 3 and the thermal oxide film 2 are processed by dry etching using the CVD oxide film 4 as a mask, the CVD oxide film 4 and the sidewalls 9 are removed by wet etching. .

次に、図15に示すように、ウェットエッチングにより熱酸化膜2を一部除去することで、熱酸化膜2および導電膜3からなる倒壊パターン6を形成する。その後、アッシングによりレジスト12を除去することで、本実施の形態のTEGを完成する。   Next, as shown in FIG. 15, a part of the thermal oxide film 2 is removed by wet etching, thereby forming a collapse pattern 6 composed of the thermal oxide film 2 and the conductive film 3. Thereafter, the resist 12 is removed by ashing to complete the TEG of the present embodiment.

ここで、実施の形態1と同様に、倒れやすい倒壊パターン6を形成することで、超音波または水溶液などによる洗浄処理によってウエハが受けるダメージを観察することができる。半導体前工程においてダミーMOSFET11と平行して倒壊パターン6を形成することができることからもわかるように、倒壊パターン6はMOS構造と同構造をとることから、従来適用している半導体前工程の製造プロセスを適用して製造することができる。   Here, as in the first embodiment, by forming the collapse pattern 6 that is easy to collapse, it is possible to observe the damage received on the wafer by the cleaning process using an ultrasonic wave or an aqueous solution. As can be seen from the fact that the collapse pattern 6 can be formed in parallel with the dummy MOSFET 11 in the semiconductor pre-process, the collapse pattern 6 has the same structure as the MOS structure. Can be manufactured.

倒壊パターン6が完成したTEGは、その後洗浄装置内で洗浄し、SEMを用いて倒壊パターンの倒壊状況を確認することによって、半導体ウエハが洗浄処理によって受けるダメージを評価する。   The TEG on which the collapse pattern 6 is completed is then cleaned in a cleaning apparatus, and the damage situation of the semiconductor wafer is evaluated by confirming the collapse status of the collapse pattern using the SEM.

次に、ダメージ評価によって得られた情報に基づき、別の半導体基板に倒壊パターン6と同様の構造を持つパターンを有するMOSFETを形成する。   Next, a MOSFET having a pattern having the same structure as the collapse pattern 6 is formed on another semiconductor substrate based on the information obtained by the damage evaluation.

なお、倒壊パターン6のパターン形状は、図1及び図8に示すように、コの字型やT字型など求めるダメージ評価によって様々なデザインにすることが可能である。   It should be noted that the pattern shape of the collapse pattern 6 can be various designs depending on the required damage evaluation such as a U-shape or T-shape, as shown in FIGS.

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

本発明の半導体装置の製造方法は、洗浄処理または超音波装置によるダメージ評価に使用するTEG構造を有する半導体装置の製造に幅広く利用されるものである。   The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is widely used for manufacturing a semiconductor device having a TEG structure used for damage evaluation by a cleaning process or an ultrasonic device.

1 基板(シリコン基板)
2 熱酸化膜
3 導電膜
4 CVD酸化膜
5 レジスト
6 倒壊パターン
7 ゲート絶縁膜
8 ゲート電極
9 サイドウォール
10 サイドウォール
11 ダミーMOSFET
12 レジスト
13 レジスト
1 Substrate (silicon substrate)
2 Thermal oxide film 3 Conductive film 4 CVD oxide film 5 Resist 6 Collapse pattern 7 Gate insulating film 8 Gate electrode 9 Side wall 10 Side wall 11 Dummy MOSFET
12 resist 13 resist

Claims (4)

第1の半導体基板に洗浄によるダメージ検査のためのTEGを形成する工程と、第2の半導体基板に前記TEGと同一構造のパターンを形成する工程を有する半導体装置の製造方法において、
(a)前記第1の半導体基板を準備する工程と、
(b)前記(a)工程の後、前記第1の半導体基板の主面上に膜を形成する工程と、
(c)前記(b)工程の後、前記膜をパターニングして前記TEGを形成する工程と、
(d)前記(c)工程の後、前記第1の半導体基板を洗浄処理する工程と、
(e)前記(d)工程の後、前記TEGが前記洗浄処理工程で倒壊しているかどうかを評価する工程と、
(f)前記(e)工程の後、前記第2の半導体基板に前記TEGと同一の構造を持つパターンを形成する工程と、
(g)前記(f)工程の後、前記(e)工程の評価に基づいて前記第2の半導体基板を洗浄処理する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
In a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a TEG for damage inspection by cleaning on a first semiconductor substrate; and a step of forming a pattern having the same structure as the TEG on a second semiconductor substrate.
(A) preparing the first semiconductor substrate;
(B) after the step (a), forming a film on the main surface of the first semiconductor substrate;
(C) after the step (b), patterning the film to form the TEG;
(D) After the step (c), a step of cleaning the first semiconductor substrate;
(E) after the step (d), evaluating whether the TEG has collapsed in the cleaning treatment step;
(F) After the step (e), forming a pattern having the same structure as the TEG on the second semiconductor substrate;
(G) After the step (f), the step of cleaning the second semiconductor substrate based on the evaluation of the step (e);
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記(b)工程において、前記TEGは前記第1の半導体基板の主面上に絶縁膜と導電膜を順次積層した後にドライエッチングおよびウェットエッチングによりパターニングし、前記絶縁膜は前記導電膜より幅を狭く形成して、前記(d)工程の洗浄処理の際に倒壊しやすく構成する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。   In the step (b), the TEG is formed by sequentially laminating an insulating film and a conductive film on the main surface of the first semiconductor substrate, and then patterning by dry etching and wet etching, and the insulating film is wider than the conductive film. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is narrowly formed and is easily collapsed during the cleaning process in the step (d). 前記(b)工程において、前記膜は上方から見てコの字型にパターニングする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。   2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein, in the step (b), the film is patterned into a U-shape when viewed from above. 前記洗浄処理は、超音波洗浄である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。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the cleaning process is ultrasonic cleaning.
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