JP5061429B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体基板の表面にシリサイド層を形成する工程を含む半導体装置の製造方法に関する。 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 step of forming a silicide layer on the surface of a semiconductor substrate.
現在、半導体装置のソース・ドレイン領域やゲート電極の低抵抗化の観点から、ゲート電極やソース・ドレイン領域の表層にシリサイド層を形成することが行われている。ゲート電極とソース・ドレイン領域の表層に同時にシリサイド層を形成する技術は、サリサイドプロセスと称されている。 At present, a silicide layer is formed on the surface layer of a gate electrode or a source / drain region from the viewpoint of reducing the resistance of the source / drain region or the gate electrode of the semiconductor device. A technique for simultaneously forming a silicide layer on the surface layer of the gate electrode and the source / drain region is called a salicide process.
一方で、半導体装置の特性の向上等の観点から、半導体装置を構成する特定のトランジスタのソース・ドレイン領域の表層に、シリサイド層を形成しない場合もある。また、DRAMなどの記憶装置やCMOSイメージセンサにおいては、キャパシタに接続するトランジスタのソース・ドレイン領域や、フォトダイオードを兼ねるソース・ドレイン領域の表層には、シリサイド層を形成しない場合がある(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, from the viewpoint of improving the characteristics of the semiconductor device, a silicide layer may not be formed on the surface layer of the source / drain region of a specific transistor constituting the semiconductor device. In addition, in a storage device such as a DRAM or a CMOS image sensor, a silicide layer may not be formed on the surface layer of the source / drain region of a transistor connected to a capacitor or the source / drain region also serving as a photodiode (for example, Patent Document 1).
上記のシリサイド層を形成しない特定の領域(シリサイドブロック領域)には、シリサイドブロック層が形成される。シリサイドブロック層は、半導体基板の全面にサイドウォール用絶縁膜を形成した後に、サイドウォール用絶縁膜上に形成される。シリサイドブロック層としては、例えばNSG(nondoped silicate glass)と称される酸化シリコン膜が用いられる。シリサイドブロック層は、レジストマスクを用いたウェットエッチングによりNSGを加工することにより形成される。 A silicide block layer is formed in a specific region (silicide block region) where the silicide layer is not formed. The silicide block layer is formed on the sidewall insulating film after the sidewall insulating film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate. As the silicide block layer, for example, a silicon oxide film called NSG (nondoped silicate glass) is used. The silicide block layer is formed by processing NSG by wet etching using a resist mask.
ところで、従来は、サイドウォール用絶縁膜として、700℃以上の成膜温度で、ジクロルシラン(dichlorosilane:DCS)とアンモニアを原料ガスとしたCVD法により窒化シリコン膜を形成していた。本願明細書では、ジクロルシランを用いて成膜した窒化シリコン膜をDCS−SiN膜と称する。 Conventionally, as a sidewall insulating film, a silicon nitride film is formed by a CVD method using dichlorosilane (DCS) and ammonia as source gases at a film forming temperature of 700 ° C. or more. In the present specification, a silicon nitride film formed using dichlorosilane is referred to as a DCS-SiN film.
一方で、デバイスの微細化に伴い、プロセスの低温化が要求されている。通常、浅いエクステンション領域の形成後にサイドウォール用絶縁膜を形成するため、エクステンション領域中の不純物拡散や不活性化を抑制するために、サイドウォール用絶縁膜をできるだけ低温で成膜する必要があるからである。 On the other hand, with the miniaturization of devices, it is required to lower the process temperature. Usually, since the sidewall insulating film is formed after the shallow extension region is formed, it is necessary to form the sidewall insulating film at as low a temperature as possible in order to suppress impurity diffusion and inactivation in the extension region. It is.
700℃以下の成膜温度でCVD法により窒化シリコン膜を成膜する場合には、原料ガスとして、ヘキサクロロジシラン(hexachlorodisilane:HCD)とアンモニアが用いられる。本願明細書では、ヘキサクロロジシランを用いて成膜した窒化シリコン膜をHCD−SiN膜という。
しかしながら、低温で成膜したHCD−SiN膜は、ウェットエッチング耐性が低いという問題がある。HCD−SiN膜のエッチングレートは、DCS−SiN膜と比較して7倍以上速くなり、シリサイドブロック層となるNSG膜に対するエッチング選択比は7以下となる。この結果、NSG膜をウェットエッチングにより加工する際に、サイドウォール用絶縁膜であるHCD−SiN膜もエッチングされて無くなるか、非常に薄くなってしまう。 However, the HCD-SiN film formed at a low temperature has a problem of low wet etching resistance. The etching rate of the HCD-SiN film is 7 times or more faster than that of the DCS-SiN film, and the etching selectivity with respect to the NSG film serving as the silicide block layer is 7 or less. As a result, when the NSG film is processed by wet etching, the HCD-SiN film that is the sidewall insulating film is also etched away or becomes very thin.
ゲート電極上のHCD−SiN膜が無くなるか薄くなると、後にHCD−SiN膜を含むサイドウォール用絶縁膜の全面エッチバックの際に、HCD−SiN膜下のゲート電極がエッチングされてしまうという問題がある。一方で、サイドウォールの幅によりHCD−SiN膜の膜厚は設定されるため、HCD−SiN膜を厚くすることは困難である。特に、今後はデバイスの微細化に伴い、サイドウォール幅も縮小する傾向にあるため、サイドウォール用絶縁膜は薄膜化する傾向にある。 If the HCD-SiN film on the gate electrode disappears or becomes thin, the gate electrode under the HCD-SiN film is etched when the sidewall insulating film including the HCD-SiN film is etched back. is there. On the other hand, since the film thickness of the HCD-SiN film is set by the width of the sidewall, it is difficult to increase the thickness of the HCD-SiN film. In particular, since the sidewall width tends to be reduced with the miniaturization of the device in the future, the sidewall insulating film tends to be thinned.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シリサイドブロック層の形成時におけるサイドウォール用絶縁膜の膜厚の減少を抑制することができ、ゲート電極のエッチングやサイドウォール幅のばらつきの発生を抑制することができる半導体装置の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to suppress a reduction in the film thickness of the sidewall insulating film during the formation of the silicide block layer. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device that can suppress the occurrence of variation in width.
上記の目的を達成するため、本発明の半導体装置の製造方法は、基板上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極を被覆するように前記基板上に、サイドウォール用絶縁膜を形成する工程と、前記サイドウォール用絶縁膜上にエッチングストッパ膜を形成する工程と、前記エッチングストッパ膜上にシリサイドブロック用の絶縁層を形成する工程と、ウェットエッチングにより前記絶縁層を加工して、シリサイド化を防止する領域にのみシリサイドブロック層を形成する工程と、前記シリサイドブロック層から露出した前記エッチングストッパ膜を除去する工程と、前記サイドウォール用絶縁膜をエッチバックして、前記ゲート電極の両側にサイドウォールを形成する工程と、前記サイドウォールから露出した前記基板の表面にシリサイド層を形成する工程とを有する。 In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a gate electrode on a substrate, and an insulating film for sidewalls is formed on the substrate so as to cover the gate electrode. A step of forming an etching stopper film on the sidewall insulating film, a step of forming an insulating layer for silicide block on the etching stopper film, and processing the insulating layer by wet etching to form a silicide Forming a silicide block layer only in a region to prevent the formation, removing the etching stopper film exposed from the silicide block layer, etching back the sidewall insulating film, and forming both sides of the gate electrode Forming a sidewall on the substrate; and a surface of the substrate exposed from the sidewall. And a step of forming a de layer.
上記の本発明の半導体装置の製造方法では、サイドウォール用絶縁膜上にエッチングストッパ膜を形成した後に、絶縁層を形成している。このため、絶縁層を加工してシリサイドブロック層を形成する工程において、サイドウォール用絶縁膜はエッチングストッパ膜により保護されていることから、サイドウォール用絶縁膜の膜厚が減少することはない。
半導体基板上およびゲート電極上に均一な膜厚のサイドウォール用絶縁膜が残ることから、サイドウォール用絶縁膜をエッチバックする工程において、ゲート電極のエッチングが防止される。また、均一な膜厚のサイドウォール用絶縁膜をエッチバックすることにより、ゲート電極の側壁に幅の均一なサイドウォールが形成される。
サイドウォールを形成した後に、サイドウォールから露出した基板の表面にシリサイド層が形成される。シリサイドブロック層が形成された領域では、基板が露出していないため、シリサイド層は形成されない。
In the manufacturing method of the semiconductor device of the present invention, the insulating layer is formed after the etching stopper film is formed on the sidewall insulating film. For this reason, in the process of forming the silicide block layer by processing the insulating layer, the sidewall insulating film is protected by the etching stopper film, so that the thickness of the sidewall insulating film does not decrease.
Since the sidewall insulating film having a uniform thickness remains on the semiconductor substrate and the gate electrode, the etching of the gate electrode is prevented in the step of etching back the sidewall insulating film. Further, by etching back the sidewall insulating film having a uniform thickness, a sidewall having a uniform width is formed on the sidewall of the gate electrode.
After forming the sidewall, a silicide layer is formed on the surface of the substrate exposed from the sidewall. In the region where the silicide block layer is formed, no silicide layer is formed because the substrate is not exposed.
本発明によれば、シリサイドブロック層の加工時におけるサイドウォール用絶縁膜の膜厚の減少を抑制することができ、ゲート電極のエッチングやサイドウォール幅のばらつきの発生を抑制することができる。このため、サイドウォール用絶縁膜として、シリサイドブロック層となる絶縁層とのエッチング選択比の小さい材料を用いることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in the thickness of the sidewall insulating film during the processing of the silicide block layer, and it is possible to suppress the gate electrode etching and the occurrence of variations in the sidewall width. For this reason, a material having a small etching selection ratio with the insulating layer serving as the silicide block layer can be used as the sidewall insulating film.
以下に、本発明の半導体装置の製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る半導体装置の断面図である。本実施形態では、一例として、DRAMの例について説明する。 FIG. 1 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the present embodiment. In the present embodiment, an example of a DRAM will be described as an example.
シリコン等からなる半導体基板1には、活性領域を区画する素子分離絶縁膜2が形成されている。半導体基板1の活性領域には、トランジスタTrが形成されており、半導体基板1の内部にはトレンチ型のキャパシタCが形成されている。
An element
トランジスタTrは、半導体基板1上にゲート絶縁膜3を介して形成されたゲート電極4と、ゲート電極4の両側における半導体基板1に形成されたエクステンション領域5およびソース・ドレイン領域6とにより構成される。
The transistor Tr includes a gate electrode 4 formed on the
キャパシタCは、半導体基板1に埋め込まれて形成された一方のキャパシタ電極9と、キャパシタ電極9を取り囲むように形成されたキャパシタ絶縁膜8と、図示はしないがキャパシタ絶縁膜8の周囲に形成された他方のキャパシタ電極とにより構成される。他方のキャパシタ電極は、不純物拡散層により形成される。キャパシタ電極9は、近接するトランジスタTrのソース・ドレイン領域6と電気的に接続されている。
The capacitor C is formed around one
ゲート電極4の側壁には、サイドウォールSWが形成されている。サイドウォールSWは、本実施形態では、第1絶縁膜11と第2絶縁膜12の2層により形成されている。第1絶縁膜11は例えばTEOS膜であり、第2絶縁膜12はHCD−SiN膜である。TEOS膜とは、TEOS(tetraethylorthosilicate)を原料として成膜された酸化シリコン膜である。
A sidewall SW is formed on the side wall of the gate electrode 4. In the present embodiment, the sidewall SW is formed by two layers of the first
エクステンション領域5は、サイドウォールSW直下における半導体基板1に形成されており、ソース・ドレイン領域6は、エクステンション領域5の外側における半導体基板1に形成されている。nMOSトランジスタの場合にはエクステンション領域5およびソース・ドレイン領域6はn型であり、pMOSトランジスタの場合にはエクステンション領域5およびソース・ドレイン領域6はp型である。
The
上記のトランジスタのソース・ドレイン領域6およびゲート電極4の表層部には、低抵抗化のためにシリサイド層7が形成されている。シリサイド層7は、ニッケルシリサイド、コバルトシリサイド、あるいはチタンシリサイドなどからなる。
A
キャパシタ電極9に接続するトランジスタTrのソース・ドレイン領域6上には、シリサイドブロック層30が形成されており、シリサイド層7は形成されていない。これは、キャパシタ電極9に接続するソース・ドレイン領域6にシリサイド層7が形成されることにより、キャパシタの特性が低下することを防止するためである。
A
上記のように、DRAMにおいて、キャパシタ電極9に接続するソース・ドレイン領域6には、シリサイドブロック層30が形成される。なお、シリサイドブロック層30を形成する領域に限定はない。また、DRAM以外の半導体装置であっても同様にシリサイドブロック層30が形成される場合がある。
As described above, the
次に、上記の本実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図2〜図8を参照して説明する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図2(a)に示すように、半導体基板1にトレンチ型のキャパシタCを形成し、活性領域を区画する素子分離絶縁膜2を形成し、活性領域における半導体基板1上にゲート絶縁膜3を介してゲート電極4を形成する。キャパシタCは、半導体基板1にトレンチを形成した後、トレンチの内壁に不純物を拡散して不図示の拡散層(キャパシタ電極)を形成し、トレンチの内壁を被覆するキャパシタ絶縁膜8を形成し、トレンチを埋め込むキャパシタ電極9を形成することにより形成される。キャパシタCを形成した後に、例えばSTI(Shallow Trench Isolation)からなる素子分離絶縁膜2が形成される。素子分離絶縁膜2を形成した後、半導体基板1上に熱酸化法により例えば酸化シリコンからなるゲート絶縁膜3を形成し、ゲート絶縁膜3上にポリシリコンを堆積させ、レジストマスクを用いてポリシリコンを加工することによりゲート電極4を形成する。ゲート電極4の高さは、例えば100nmである。
As shown in FIG. 2A, a trench type capacitor C is formed on a
次に、図2(b)に示すように、ゲート電極4をマスクとしたイオン注入により、ゲート電極4の両側における半導体基板1にエクステンション領域5を形成する。nMOSトランジスタの場合には、砒素やリンなどのn型不純物をイオン注入して、n型のエクステンション領域5を形成する。pMOSトランジスタの場合には、ボロンなどのp型不純物をイオン注入して、p型のエクステンション領域5を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B,
次に、図3(a)に示すように、ゲート電極4を被覆するように半導体基板1上に、サイドウォール用絶縁膜10を形成する。本実施形態では、サイドウォール用絶縁膜10として、CVD法により第1絶縁膜11および第2絶縁膜12の2層を形成する。第1絶縁膜11として、570℃の成膜温度で12nmの膜厚のTEOS膜を形成する。第2絶縁膜12として、550℃の成膜温度で15nmの膜厚のHCD−SiN膜を形成する。本例では、25nm幅のサイドウォールSWを形成するため、第1絶縁膜11および第2絶縁膜12の膜厚を上記のように設定する。
Next, as shown in FIG. 3A, a
次に、図3(b)に示すように、第2絶縁膜12上に第1ダミー絶縁膜21を形成する。第1ダミー絶縁膜21は、第1絶縁膜11と同じTEOS膜である。第1ダミー絶縁膜21は、この後に成膜する第2ダミー絶縁膜22をホット燐酸で除去するときのエッチングストッパとなる。第1ダミー絶縁膜21は、エッチングストッパとして作用する最低限の膜厚があればよい。例えば、第1ダミー絶縁膜21として、570℃の成膜温度で5nmの膜厚のTEOS膜を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, a first
次に、図4(a)に示すように、第1ダミー絶縁膜21上に第2ダミー絶縁膜22を形成する。第2ダミー絶縁膜22は、第2絶縁膜12と同じHCD−SiN膜である。第2ダミー絶縁膜22は、後に堆積させるNSGをウェットエッチングしたときに、全てがエッチングされない程度の膜厚があればよい。例えば、第2ダミー絶縁膜22として、550℃の成膜温度で25nmの膜厚のHCD−SiN膜を形成する。
Next, as shown in FIG. 4A, a second
これにより、サイドウォール用絶縁膜10と同じ膜構成をもつ、第1ダミー絶縁膜21および第2ダミー絶縁膜22の2層構造のエッチングストッパ膜20が形成される。第1ダミー絶縁膜21および第2ダミー絶縁膜22は、最終的に形成されるサイドウォールSWの幅に関係なく厚みを設定できるため、上記した膜厚よりも厚くしてもよい。
Thereby, an
次に、図4(b)に示すように、高さが100nm程度のゲート電極4を埋め込むように、エッチングストッパ膜20上に絶縁層30aを形成する。絶縁層30aとして、例えば膜厚が400nmのNSGを成膜する。NSGは、不純物を含有しない酸化シリコン膜である。
Next, as shown in FIG. 4B, an insulating
次に、図5(a)に示すように、例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing)法により絶縁層30aの平坦化を行った後に、絶縁層30aのエッチバックを行う。エッチバックは、ゲート電極4上の第2ダミー絶縁膜22が露出するまで行う。
Next, as shown in FIG. 5A, the insulating
次に、図5(b)に示すように、シリサイド層を形成しない特定の領域(シリサイドブロック領域)における絶縁層30aを保護するレジストマスク40を形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, a resist
次に、図6(a)に示すように、バッファードフッ酸を用いて、絶縁層30aをウェットエッチングする。これにより、レジストマスク40で保護された領域以外の絶縁層30aは全て除去され、レジストマスク40により保護された領域には絶縁層30aからなるシリサイドブロック層30が形成される。このとき、ゲート電極4上の第2ダミー絶縁膜22はバッファードフッ酸によりエッチングされて薄くはなるが、初期膜厚を25nmと厚く形成していたので、第2ダミー絶縁膜22の全てがエッチングされることはない。
Next, as shown in FIG. 6A, the insulating
次に、図6(b)に示すように、レジストマスク40を除去した後、ホット燐酸(H3PO4)を用いたウェットエッチングにより第2ダミー絶縁膜22を除去する。エッチング量は25nmである。ゲート電極4上の第2ダミー絶縁膜22は薄くなっているが、第2ダミー絶縁膜22の下の第1ダミー絶縁膜21がエッチングストッパとして作用するため、サイドウォール用絶縁膜10がエッチングされることはない。シリサイドブロック領域では、第2ダミー絶縁膜22はエッチングされることなく残る。
Next, as shown in FIG. 6B, after removing the resist
次に、図7(a)に示すように、ウェットエッチングにより、第1ダミー絶縁膜21を除去する。このときのエッチング量は、第1ダミー絶縁膜21の膜厚分に設定する。本例の場合は、5nmである。これにより、ゲート電極4上およびゲート電極4の側壁における第1ダミー絶縁膜21が除去される。この第1ダミー絶縁膜21のエッチングでは、第1ダミー絶縁膜21下の第2絶縁膜12が過剰にエッチングされることはない。シリサイドブロック領域では、第1ダミー絶縁膜21はエッチングされることなく残る。
Next, as shown in FIG. 7A, the first
次に、図7(b)に示すように、ドライエッチングにより、第2絶縁膜12をエッチバックする。これにより、ゲート電極4の側壁のみに第2絶縁膜12が残る。このドライエッチングにおいて、第1絶縁膜11はエッチングストッパとして作用する。シリサイドブロック領域では、第2絶縁膜12はエッチングされることなく残る。
Next, as shown in FIG. 7B, the second insulating
次に、図8(a)に示すように、ドライエッチングにより、第1絶縁膜11をエッチバックする。この結果、ゲート電極4の側壁のみに第1絶縁膜11が残り、シリサイドブロック領域以外では半導体基板1が露出する。ゲート電極4の側壁に、第1絶縁膜11および第2絶縁膜12からなるサイドウォールSWが形成される。サイドウォールSWの幅は、約25nmである。シリサイドブロック領域では、第1絶縁膜11はエッチングされることなく残る。
Next, as shown in FIG. 8A, the first insulating
次に、図8(b)に示すように、ゲート電極4およびサイドウォールSWをマスクとしたイオン注入により、サイドウォールSWの外側における半導体基板1に、エクステンション領域5よりも深いソース・ドレイン領域6を形成する。nMOSトランジスタの場合には、砒素やリンなどのn型不純物をイオン注入して、n型のソース・ドレイン領域6を形成する。pMOSトランジスタの場合には、ボロンなどのp型不純物をイオン注入して、p型のソース・ドレイン領域6を形成する。
Next, as shown in FIG. 8B, source /
次に、ゲート電極4を被覆するように半導体基板1の全面を被覆して金属膜を堆積し、熱処理を行って金属膜とシリコンとを反応させた後、不要な金属膜を除去する。金属膜としては、ニッケル、コバルトあるいはチタンを用いる。これにより、半導体基板1のうち、金属膜と接触する領域、すなわちソース・ドレイン領域6の表面にシリサイド層7が形成される(図1参照)。同時に、ゲート電極4の表面にもシリサイド層7が形成される。シリサイド層7としては、ニッケルシリサイド、コバルトシリサイドあるいはチタンシリサイドが形成される。
Next, a metal film is deposited by covering the entire surface of the
以上のようにして、図1に示す半導体装置が製造される。なお、以降の工程としては、トランジスタTrを被覆する層間絶縁膜の形成工程や、配線形成工程が行われる。シリサイドブロック層30は、最終的に残しても、除去してもよい。
As described above, the semiconductor device shown in FIG. 1 is manufactured. As subsequent steps, an interlayer insulating film forming step for covering the transistor Tr and a wiring forming step are performed. The
上記の本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、サイドウォール用絶縁膜10上にエッチングストッパ膜20を形成した後に、絶縁層30aを形成している。このため、絶縁層30aを加工してシリサイドブロック層30を形成する際のウェットエッチングにおいて、サイドウォール用絶縁膜10はエッチングストッパ膜20により保護されていることから、サイドウォール用絶縁膜10の膜厚が減少することはない。
In the method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment, the insulating
半導体基板1上およびゲート電極4上に均一な膜厚のサイドウォール用絶縁膜10が残ることから、サイドウォール用絶縁膜10をエッチバックする工程において(図7(b),図8(a)参照)、ゲート電極4がエッチングされることを防止することができる。
Since the
また、均一な膜厚のサイドウォール用絶縁膜10をエッチバックすることにより、ゲート電極4の側壁に幅の均一なサイドウォールSWを形成することができる。このため、サイドウォールSWをマスクとしたイオン注入により形成されるソース・ドレイン領域6の位置ずれなどを防止することができ、安定した特性をもつトランジスタが得られる。
Further, by etching back the
第1絶縁膜11と第2絶縁膜12の2層構成のサイドウォール用絶縁膜10を用いる場合に、膜種の同じ第1ダミー絶縁膜21および第2ダミー絶縁膜22の2層構成のエッチングストッパ膜20を形成することにより、シリサイドブロック層30の形成時におけるサイドウォール用絶縁膜10のエッチングを簡易に防止することができる。
When the
このため、第2絶縁膜12として、低温成膜が可能なHCD−SiN膜を用いることが可能となるため、既に形成されたエクステンション領域5中の不純物拡散を防止することができ、非常に浅いエクステンション領域5を維持することができる。
For this reason, it is possible to use an HCD-SiN film that can be formed at a low temperature as the second insulating
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
例えば、サイドウォール用絶縁膜10、エッチングストッパ膜20および絶縁層30aの材料および製法に限定はない。第2絶縁膜12として、CVD法によりHCD−SiN膜を形成する以外にも、ALD(Atomic Layer Deposition)法により窒化シリコン膜(SiN膜)を形成してもよい。ALD法であっても、低温で成膜した窒化シリコン膜は、HCD−SiN膜と同様にウェットエッチング耐性が低いため、この場合にも本発明を適用することは有効である。また、第2絶縁膜12としては、HCD−SiN膜以外の絶縁膜を採用することも可能である。
The present invention is not limited to the description of the above embodiment.
For example, the material and manufacturing method of the
また、例えば、本実施形態では、2層構成のサイドウォール用絶縁膜10を用いた例について説明したが、1層のサイドウォール用絶縁膜10であってもよい。また、エッチングストッパ膜20も2層ではなく、1層であってもよい。例えば、絶縁層30aとして窒化シリコン膜を用いる場合には、エッチングストッパ膜20はTEOS膜の1層で形成することができる。
For example, in the present embodiment, an example in which the
また、第1絶縁膜11および第2絶縁膜12を加工した後に、ソース・ドレイン領域6を形成する例について説明したが(図8(b)参照)、第2絶縁膜12を加工した後、第1絶縁膜11を加工する前にイオン注入によりソース・ドレイン領域6を形成することも可能である。また、第1絶縁膜11を加工する前、すなわち図3(a)に示すサイドウォール用絶縁膜10を形成した後に、イオン注入によりソース・ドレイン領域6を形成してもよい。
Further, the example of forming the source /
さらに、本実施形態では、半導体装置としてDRAMを例に説明したが、DRAM以外のCMOSイメージセンサやその他の半導体装置の製造にも適用可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
Furthermore, in the present embodiment, the DRAM is described as an example of the semiconductor device, but the present invention can also be applied to the manufacture of CMOS image sensors other than DRAM and other semiconductor devices.
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1…半導体基板、2…素子分離絶縁膜、3…ゲート絶縁膜、4…ゲート電極、5…エクステンション領域、6…ソース・ドレイン領域、7…シリサイド層、8…キャパシタ絶縁膜、9…キャパシタ電極、10…サイドウォール用絶縁膜、11…第1絶縁膜、12…第2絶縁膜、20…エッチングストッパ膜、21…第1ダミー絶縁膜、22…第2ダミー絶縁膜、30…シリサイドブロック層、30a…絶縁層、40…レジストマスク、SW…サイドウォール、Tr…トランジスタ、C…キャパシタ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ゲート電極を被覆するように前記基板上に、サイドウォール用絶縁膜を形成する工程と、
前記サイドウォール用絶縁膜上にエッチングストッパ膜を形成する工程と、
前記エッチングストッパ膜上に、前記ゲート電極を埋め込む膜厚をもつシリサイドブロック用の絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート電極上の前記エッチングストッパ膜が露出するまで、前記シリサイドブロック用の絶縁層を薄膜化させる工程と、
シリサイド化を防止する領域の前記シリサイドブロック用の絶縁層上に、レジストマスクを形成する工程と、
前記レジストマスクで保護された領域以外の前記シリサイドブロック用の絶縁層をウェットエッチングにより除去し、前記シリサイド化を防止する領域にシリサイドブロック層を形成する工程と、
前記シリサイドブロック層から露出した前記エッチングストッパ膜を除去する工程と、
前記サイドウォール用絶縁膜をエッチバックして、前記ゲート電極の両側にサイドウォールを形成する工程と、
前記サイドウォールから露出した前記基板の表面にシリサイド層を形成する工程と
を有する半導体装置の製造方法。 Forming a gate electrode on the substrate;
Forming a sidewall insulating film on the substrate so as to cover the gate electrode;
Forming an etching stopper film on the sidewall insulating film;
Forming a silicide block insulating layer having a film thickness for embedding the gate electrode on the etching stopper film;
Thinning the silicide block insulating layer until the etching stopper film on the gate electrode is exposed;
Forming a resist mask on the silicide block insulating layer in a region for preventing silicidation;
Removing the insulating layer for the silicide block other than the region protected by the resist mask by wet etching, and forming a silicide block layer in the region for preventing silicidation;
Removing the etching stopper film exposed from the silicide block layer;
Etching back the sidewall insulating film to form sidewalls on both sides of the gate electrode;
Forming a silicide layer on the surface of the substrate exposed from the side wall.
前記エッチングストッパ膜を形成する工程において、前記第1絶縁膜と同じ材料の第1ダミー絶縁膜と、前記第2絶縁膜と同じ材料の第2ダミー絶縁膜の積層膜を形成する
請求項1記載の半導体装置の製造方法。 In the step of forming the sidewall insulating film, a stacked film of a first insulating film and a second insulating film having different film types is formed,
The stacked film of a first dummy insulating film made of the same material as the first insulating film and a second dummy insulating film made of the same material as the second insulating film is formed in the step of forming the etching stopper film. Semiconductor device manufacturing method.
請求項1記載の半導体装置の製造方法。 A step of forming extension regions on the substrate on both sides of the gate electrode by ion implantation using the gate electrode as a mask after the step of forming the gate electrode and before the step of forming the sidewall insulating film. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising:
請求項3記載の半導体装置の製造方法。 After the step of forming the sidewalls and before the step of forming the silicide layers, by ion implantation using the gate electrode and the sidewalls as a mask, the substrate on both sides of the sidewalls is extended from the extension region. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3 , further comprising forming a deep source / drain region.
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