JP5160738B2 - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Description
19 犠牲窒化膜
22 絶縁膜側壁
23 タングステンゲート
25 ソースコンタクト
Claims (13)
- (a)半導体基板上にゲート酸化膜とポリシリコン膜と窒化膜を形成し、これらをパターニングしてポリゲートを形成する工程と、
(b)前記ポリゲートの側面にスペーサを形成する工程と、
(c)前記全表面上に犠牲窒化膜を形成し、全面に層間絶縁膜を形成する工程と、
(d)前記窒化膜が露出するように、前記層間絶縁膜と前記ポリゲート上に形成された犠牲窒化膜を平坦除去する工程と、
(e)前記窒化膜を除去すると同時に、前記犠牲窒化膜の上部を除去する工程と、
(f)前記窒化膜の除去により露出した側面に窒化膜スペーサを形成し、前記犠牲窒化膜が除去された部分に絶縁膜を充填する工程と、
(g)前記窒化膜が除去された部分にタングステンゲートを形成する工程とを含むことを特徴とするタングステンゲート電極を有する半導体素子の製造方法。 - 前記ポリゲートを形成する工程は、
前記窒化膜上にハードマスクを形成する工程と、
前記ハードマスクをパターニングする工程と、
前記パターニングされたハードマスクをマスクとして前記窒化膜と前記ポリシリコン膜と前記ゲート酸化膜をエッチングする工程と、
前記ハードマスク膜を除去する工程とからなることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の製造方法。 - 前記ハードマスク膜は、アルファカーボン膜であることを特徴とする請求項2に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記ハードマスク膜を500Å〜2000Åの厚さに形成することを特徴とする請求項2に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記ハードマスク膜を酸素プラズマを用いて除去することを特徴とする請求項2に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記窒化膜を500Å〜2000Åの厚さに形成することを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記(d)工程は、
前記犠牲窒化膜が露出するように化学的機械的研磨工程で前記層間絶縁膜を平坦除去する工程と、
前記ポリゲート上に形成された犠牲窒化膜が完全に除去されるように更なる化学的機械的研磨工程を行う工程とからなることを特徴とする請求項1に記載のタングステンゲート電極を有する半導体素子の製造方法。 - 前記更なる化学的機械的研磨工程の際に前記犠牲窒化膜の下部の前記窒化膜を200Å〜500Åまで除去することを特徴とする請求項7に記載のタングステンゲート電極を有する半導体素子の製造方法。
- 前記(e)工程でリン酸溶液を用いて前記窒化膜および前記犠牲窒化膜を除去することを特徴とする請求項1に記載のタングステンゲート電極を有する半導体素子の製造方法。
- 前記(f)工程は、
全面に窒化膜を蒸着し、前記犠牲窒化膜が除去された部分を前記窒化膜を充填する工程と、
前記窒化膜をエッチバックし、前記窒化膜の除去により露出した側面に窒化膜スペーサを形成する工程と、
からなることを特徴とする請求項1に記載のタングステンゲート電極を有する半導体素子の製造方法。 - 前記絶縁膜を50Å〜300Åの厚さに形成することを特徴とする請求項10に記載のタングステンゲート電極を有する半導体素子の製造方法。
- 前記絶縁膜を窒化膜または酸化膜を用いて形成することを特徴とする請求項10に記載のタングステンゲート電極を有する半導体素子の製造方法。
- 前記(f)工程の後、(g)工程を行う前に、コンタクト領域の層間絶縁膜と犠牲窒化膜を除去してコンタクトホールを形成する工程をさらに含み、前記(g)工程で前記タングステンゲート形成の際に前記コンタクトホール内にタングステンを埋め立ててコンタクトを形成することを特徴とする請求項1に記載のタングステンゲート電極を有する半導体素子の製造方法。
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