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JP6032415B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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JP6032415B2 JP2012254583A JP2012254583A JP6032415B2 JP 6032415 B2 JP6032415 B2 JP 6032415B2 JP 2012254583 A JP2012254583 A JP 2012254583A JP 2012254583 A JP2012254583 A JP 2012254583A JP 6032415 B2 JP6032415 B2 JP 6032415B2
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Description

本発明は、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.

半導体集積回路装置内に形成されるp型MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)、n型MISFETのキャリア移動度を速くするため、MISFETのチャネル領域に応力を加える構造が知られている。例えば、n型MISFETについては、チャネル領域に引っ張り歪みを加える絶縁膜、例えばSOG膜やSiN膜をn型MISFETの上に形成する構造が知られている。また、p型MISFETについては、チャネル領域に圧縮歪みを加える絶縁膜、例えばSiNをp型MISFETの上に形成することや、ソース/ドレイン領域にシリコンゲルマニウム膜を埋め込むことなどが知られている。なお、SiN膜は形成条件を変えることにより、引っ張り歪みと圧縮歪みを選択することが知られている。   In order to increase the carrier mobility of a p-type MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor) and an n-type MISFET formed in a semiconductor integrated circuit device, a structure is known in which stress is applied to the channel region of the MISFET. For example, an n-type MISFET has a known structure in which an insulating film that applies tensile strain to a channel region, such as an SOG film or an SiN film, is formed on the n-type MISFET. As for the p-type MISFET, it is known to form an insulating film that applies compressive strain to the channel region, for example, SiN on the p-type MISFET, or to embed a silicon germanium film in the source / drain regions. In addition, it is known that the tensile strain and the compressive strain are selected by changing the formation conditions of the SiN film.

半導体集積回路装置では、n型MISFETとp型MISFETの双方が形成されるので、上記のような引っ張り歪みを加える絶縁膜と、圧縮歪みを加える絶縁膜を同一半導体基板上に併せて形成する場合、半導体基板上でn型MISFETを覆う絶縁膜は、p型MISFET形成領域ではエッチングにより除去されることになる。また、チャネル領域に歪みを記憶させるストレスメモライゼーション技術(Stress Memorization Technique:SMT)では、トランジスタ領域を応力印加膜で覆い、熱処理を施してチャネル領域に歪みを記憶させた後、応力印加膜を除去する。   In a semiconductor integrated circuit device, since both an n-type MISFET and a p-type MISFET are formed, the insulating film for applying tensile strain and the insulating film for applying compressive strain are formed on the same semiconductor substrate. The insulating film covering the n-type MISFET on the semiconductor substrate is removed by etching in the p-type MISFET formation region. In the stress memorization technique (SMT) that stores strain in the channel region, the transistor region is covered with a stress application film, heat treatment is performed to store the strain in the channel region, and then the stress application film is removed. To do.

特開2007−049092号公報JP 2007-049092 A 特開2008−288606号公報JP 2008-288606 A 特開2003−068701号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-068701 特開平9−50968号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-50968 特開2007−134718号公報JP 2007-134718 A

ところで、半導体基板上ではパターン密度の相違によって、その上に形成される絶縁膜のエッチング時間が部分的に長くなったり短くなったりすることがある。   By the way, depending on the pattern density on the semiconductor substrate, the etching time of the insulating film formed thereon may be partially increased or decreased.

本発明の目的は、パターン密度が互いに異なる複数の領域を覆う絶縁膜のエッチング終了時間の部分的なバラツキ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。   An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of suppressing partial variations in etching end time of an insulating film covering a plurality of regions having different pattern densities.

本実施形態の1つの観点によれば、半導体基板の第1領域に第1ゲート用パターンと第2ゲート用パターンを形成し、前記半導体基板の第2領域に、前記第1ゲート用パターンと前記第2ゲート用パターンの間隔より広い間隔で隣接する第3ゲート用パターンと第4ゲート用パターンを形成する工程と、前記半導体基板、前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート電極、及び、前記第4ゲート用パターンを覆う第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜のうち、前記第1領域上の部分を覆い、前記第2領域上の部分を露出させる第1のレジストを形成する工程と、前記第1のレジストをマスクとして、前記第1の絶縁膜にイオン注入を行う工程と、前記イオン注入を行う工程の後に、前記第1のレジストを除去する工程と、前記第1のレジストを除去する工程の後に、前記第1の絶縁膜をエッチングにより除去する工程と、を備え、前記第1の絶縁膜の前記エッチングのレートは前記イオン注入により低下することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
発明の目的および利点は、請求の範囲に具体的に記載された構成要素および組み合わせによって実現され達成される。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、典型例および説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない、と理解されるものである。
According to one aspect of this embodiment, a first gate pattern and a second gate pattern are formed in a first region of a semiconductor substrate, and the first gate pattern and the second gate pattern are formed in a second region of the semiconductor substrate. Forming a third gate pattern and a fourth gate pattern that are adjacent to each other at a wider interval than the second gate pattern; the semiconductor substrate; the first gate pattern; the second gate pattern; A step of forming a first insulating film covering the third gate electrode and the fourth gate pattern; and covering a portion of the first insulating film on the first region and on the second region After the step of forming a first resist that exposes a portion, the step of implanting ions into the first insulating film using the first resist as a mask, and the step of performing ion implantation, the first resist Regis Removing the, after the step of removing the first resist, and a step of removing the first insulating film by etching, the first of the etching rate of the insulating film is the ion implantation the method of manufacturing a semiconductor device which is characterized that you drop by is provided.
The objects and advantages of the invention will be realized and attained by means of the elements and combinations particularly pointed out in the appended claims. It is to be understood that the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are not restrictive of the invention.

本実施形態によれば、パターン密度が互いに異なる複数の領域を覆う絶縁膜のエッチング終了時間の部分的なバラツキを抑制することができる。   According to the present embodiment, it is possible to suppress partial variations in the etching end time of the insulating film covering a plurality of regions having different pattern densities.

図1は、第1実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment. 図2は、第1実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment. 図3は、第1実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment. 図4は、第1実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment. 図5は、第1実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment. 図6は、第1実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment. 図7は、第1実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment. 図8は、実施形態に係る半導体装置の製造工程において、絶縁膜への元素のイオン注入の有無によるエッチングレートの違いを示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a difference in etching rate depending on presence / absence of ion implantation of elements into the insulating film in the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment. 図9は、第2実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment. 図10は、第2実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment. 図11は、第2実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment. 図12は、第2実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment. 図13は、第2実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment.

以下に、図面を参照して実施形態を説明する。図面において、同様の構成要素には同じ参照番号が付されている。   Embodiments will be described below with reference to the drawings. In the drawings, similar components are given the same reference numerals.

(第1の実施の形態)
図1〜図7は、第1実施形態に係る半導体装置の製造工程の一例を示す断面図である。
(First embodiment)
1 to 7 are cross-sectional views illustrating an example of the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment.

次に、図1(a)に示す構造を形成するまでの工程について説明する。
まず、半導体基板、例えばシリコン基板1の上部に、素子分離絶縁膜2としてシャロートレンチアイソレーション(STI)を形成し、これによりn型MISFET形成領域Iとp型MISFET形成領域IIを区画する。STIは、シリコン基板1の上部に形成された溝内に絶縁膜を埋め込んだ構造を有している。その後に、シリコン基板1のうちn型MISFET形成領域Iとp型MISFET形成領域IIのそれぞれにp型、n型不純物をイオン注入することによりPウェル1pとNウェル1nを形成する。p型、n型不純物のイオン注入の打ち分けはレジストパターンを使用して行われる。
Next, steps required until a structure shown in FIG.
First, shallow trench isolation (STI) is formed as an element isolation insulating film 2 on a semiconductor substrate, for example, a silicon substrate 1, thereby partitioning an n-type MISFET formation region I and a p-type MISFET formation region II. The STI has a structure in which an insulating film is embedded in a groove formed in the upper part of the silicon substrate 1. Thereafter, p-type and n-type impurities are ion-implanted into the n-type MISFET formation region I and the p-type MISFET formation region II of the silicon substrate 1, thereby forming the P well 1p and the N well 1n. The ion implantation of p-type and n-type impurities is performed using a resist pattern.

続いて、シリコン基板1の上に、ゲート絶縁膜3、ポリシリコン膜4、ハードマスク膜5を順に形成する。ゲート絶縁膜3としては、二酸化シリコンを形成してもよいし、それより高誘電率の絶縁膜を形成してもよい。また、ハードマスク膜5として例えば窒化シリコン膜を形成する。   Subsequently, a gate insulating film 3, a polysilicon film 4, and a hard mask film 5 are sequentially formed on the silicon substrate 1. As the gate insulating film 3, silicon dioxide may be formed, or an insulating film having a higher dielectric constant may be formed. For example, a silicon nitride film is formed as the hard mask film 5.

その後に、Pウェル1p、Nウェル1nのそれぞれの上方のハードマスク膜5の上にゲート電極形状のレジストパターン(不図示)を形成する。その後、レジストパターンをマスクに使用し、ハードマスク膜5からゲート絶縁膜3までをエッチングする。これによりパターニングされたポリシリコン膜4は、Pウェル1pの上方においてゲート電極形状の第1〜第4のゲート用パターン4a〜4dとして使用される。同時にパターニングされたポリシリコン膜4は、Nウェル1nの上方においてゲート電極形状の第5〜第8のゲート用パターン4e〜4hとなる。第1、第2のゲート用パターン4a、4bと第5、第6のゲート用パターン4e、4fは、互いの間隔が狭く、異なる高密度領域IA、IIAに形成され、第3、第4のゲート用パターン4c、4dと第7、第8のゲート用パターン4g、4hは、それぞれ低密度領域IB、IIBに形成される。高密度領域IA、IIAにおけるゲート用パターンの間隔は、低密度領域IB、IIBにおけるゲート用パターンの間隔より狭くなっている。   Thereafter, a resist pattern (not shown) having a gate electrode shape is formed on the hard mask film 5 above each of the P well 1p and the N well 1n. Thereafter, using the resist pattern as a mask, the hard mask film 5 to the gate insulating film 3 are etched. The polysilicon film 4 thus patterned is used as first to fourth gate patterns 4a to 4d having a gate electrode shape above the P well 1p. The simultaneously patterned polysilicon film 4 becomes the fifth to eighth gate patterns 4e to 4h having a gate electrode shape above the N well 1n. The first and second gate patterns 4a and 4b and the fifth and sixth gate patterns 4e and 4f are formed in different high-density regions IA and IIA with a small distance from each other. The gate patterns 4c and 4d and the seventh and eighth gate patterns 4g and 4h are formed in the low density regions IB and IIB, respectively. The interval between the gate patterns in the high density regions IA and IIA is narrower than the interval between the gate patterns in the low density regions IB and IIB.

n型MISFET形成領域Iにおいて、第2、第3及び第4のゲート用パターン4b、4c、4dの互いの間隔は、第1、第2のゲート用パターン4a、4bの間隔よりも広く形成されている。また、第p型MISFET形成領域IIにおいて、第6、第7及び第8のゲート用パターン4f、4g、4hの互いの間隔は、第5、第6のゲート用パターン4e、4fの間隔よりも広く形成されている。第1〜第8のゲート用パターン4a〜4hの上にはハードマスク膜5a〜5hが積層され、また、第1〜第8のゲート用パターン4a〜4hとシリコン基板1の間にはそれぞれゲート絶縁膜3a〜3hが挟まれた状態となる。   In the n-type MISFET formation region I, the distance between the second, third and fourth gate patterns 4b, 4c and 4d is formed wider than the distance between the first and second gate patterns 4a and 4b. ing. In the p-type MISFET formation region II, the distance between the sixth, seventh, and eighth gate patterns 4f, 4g, and 4h is larger than the distance between the fifth and sixth gate patterns 4e and 4f. Widely formed. Hard mask films 5a to 5h are stacked on the first to eighth gate patterns 4a to 4h, and gates are provided between the first to eighth gate patterns 4a to 4h and the silicon substrate 1, respectively. The insulating films 3a to 3h are sandwiched.

次に、シリコン基板1の上に窒化シリコン膜をCVD法により形成し、第1〜第8のゲート用パターン4a〜4hを覆う。その後に窒化シリコン膜をエッチバックすることにより、図1(b)に示すように第1〜第8のゲート用パターン4a〜4hの側面に残し、それらを絶縁性のオフセットスペーサ6a〜6hとして使用する。   Next, a silicon nitride film is formed on the silicon substrate 1 by a CVD method to cover the first to eighth gate patterns 4a to 4h. Thereafter, the silicon nitride film is etched back to leave the side surfaces of the first to eighth gate patterns 4a to 4h as shown in FIG. 1B and to use them as insulating offset spacers 6a to 6h. To do.

次に、図1(c)に示す構造を形成するまでの工程を説明する。
まず、シリコン基板1の上に、酸化シリコン膜(不図示)を形成し、その後にn型MISFET形成領域Iの酸化シリコン膜をレジストパターン(不図示)で覆う。続いて、p型MISFET形成領域IIで露出した酸化シリコン膜をウエットエッチングにより選択的に除去する。この後、レジストパターンを除去する。
Next, steps required until a structure shown in FIG.
First, a silicon oxide film (not shown) is formed on the silicon substrate 1, and then the silicon oxide film in the n-type MISFET formation region I is covered with a resist pattern (not shown). Subsequently, the silicon oxide film exposed in the p-type MISFET formation region II is selectively removed by wet etching. Thereafter, the resist pattern is removed.

この後に、n型MISFET形成領域I上の酸化シリコン膜(不図示)、第5〜第8のハードマスク膜5e〜5h及びオフセットスペーサ6e〜6hをマスクに使用し、p型MISFET形成領域IIで露出するシリコン基板1を選択的にエッチングする。これにより、シリコン基板1のうち第5〜第8のゲート用パターン4e〜4hの両側方の領域に溝1a〜1eを形成する。その後に、溝1a〜1e内にホウ素(B)がドープされたシリコンゲルマニウム(SiGe)を含む第1〜第5の半導体層7a〜7eをCVD法により選択成長する。第1〜第5の半導体層7a〜7eは、シリコン基板1とゲート絶縁膜3e〜3hの界面より高く突出して形成され、さらに、第5〜第8のゲート用パターン4e〜4hの下方のシリコン基板1のチャネル領域に圧縮歪みを加える。その後に、n型MISFET形成領域Iの酸化シリコン膜(不図示)をウエットエッチングにより選択的に除去する。   Thereafter, the silicon oxide film (not shown) on the n-type MISFET formation region I, the fifth to eighth hard mask films 5e to 5h, and the offset spacers 6e to 6h are used as a mask, and the p-type MISFET formation region II is used. The exposed silicon substrate 1 is selectively etched. Thereby, grooves 1a to 1e are formed in regions on both sides of the fifth to eighth gate patterns 4e to 4h in the silicon substrate 1. Thereafter, first to fifth semiconductor layers 7a to 7e containing silicon germanium (SiGe) doped with boron (B) in the grooves 1a to 1e are selectively grown by a CVD method. The first to fifth semiconductor layers 7a to 7e are formed so as to protrude higher than the interface between the silicon substrate 1 and the gate insulating films 3e to 3h, and silicon below the fifth to eighth gate patterns 4e to 4h. A compressive strain is applied to the channel region of the substrate 1. Thereafter, the silicon oxide film (not shown) in the n-type MISFET formation region I is selectively removed by wet etching.

この後に、n型MISFET形成領域Iにおいてハードマスク膜5a〜5dとオフセットスペーサ6a〜6dをマスクに使用して、n型MISFET形成領域Iのシリコン基板1にn型不純物として例えば砒素又は燐をイオン注入する。これにより、Pウェル1pのうち第1〜第4のゲート用パターン4a〜4dの両側方にn型エクステンション領域8a〜8eを形成する。さらに、p型MISFET形成領域IIにおいてハードマスク膜5e〜5hとオフセットスペーサ6e〜6hをマスクに使用して、p型MISFET形成領域IIのシリコン基板1にp型不純物として例えばホウ素をイオン注入する。これにより、Nウェル1nのうち第5〜第8のゲート用パターン4e〜4hの両側方にp型エクステンション領域10a〜10eを形成する。なお、p型不純物とn型不純物の打ち分けは、イオン注入しない領域をレジストパターン(不図示)で覆うことにより行われる。これにより、図1(c)に示す構造が形成される。   Thereafter, using the hard mask films 5a to 5d and the offset spacers 6a to 6d as masks in the n-type MISFET formation region I, for example, arsenic or phosphorus is ionized as an n-type impurity in the silicon substrate 1 in the n-type MISFET formation region I. inject. Thus, n-type extension regions 8a to 8e are formed on both sides of the first to fourth gate patterns 4a to 4d in the P well 1p. Further, for example, boron is ion-implanted as a p-type impurity into the silicon substrate 1 in the p-type MISFET formation region II using the hard mask films 5e to 5h and the offset spacers 6e to 6h as masks in the p-type MISFET formation region II. Thus, p-type extension regions 10a to 10e are formed on both sides of the fifth to eighth gate patterns 4e to 4h in the N well 1n. The p-type impurity and the n-type impurity are separated by covering a region where ions are not implanted with a resist pattern (not shown). Thereby, the structure shown in FIG. 1C is formed.

次に、シリコン基板1の上に窒化シリコン膜をCVD法により形成し、第1〜第8のゲート用パターン4a〜4hとシリコン基板1の表面を覆う。その後に、窒化シリコン膜をエッチバックすることにより第1〜第8のゲート用パターン4a〜4hの側面のオフセットスペーサ6a〜6hの上に残し、図2(a)に示すように、絶縁性のサイドウォールスペーサ12a〜12hとして使用する。   Next, a silicon nitride film is formed on the silicon substrate 1 by a CVD method to cover the first to eighth gate patterns 4 a to 4 h and the surface of the silicon substrate 1. Thereafter, the silicon nitride film is etched back so as to remain on the offset spacers 6a to 6h on the side surfaces of the first to eighth gate patterns 4a to 4h, and as shown in FIG. Used as sidewall spacers 12a to 12h.

その後に、図2(b)に示すようにp型MISFET形成領域IIのシリコン基板1、サイドウォールスペーサ12e〜12h等をレジストパターン16により覆う。続いて、n型MISFET形成領域Iにおいてハードマスク膜5a〜5dとサイドウォールスペーサ12a〜〜12dをマスクに使用して、n型MISFET形成領域Iのシリコン基板1にn型不純物、例えばヒ素をイオン注入する。これにより、Pウェル1pのうち第1〜第4のゲート用パターン4a〜4dの両側方にn型ソース/ドレイン領域9a〜9eを形成する。なお、上記の第1〜第5の半導体層7a〜7eは、p型ソース/ドレイン領域11a〜11eとして使用される。   Thereafter, as shown in FIG. 2B, the silicon substrate 1, the side wall spacers 12 e to 12 h in the p-type MISFET formation region II are covered with a resist pattern 16. Subsequently, using the hard mask films 5a to 5d and the side wall spacers 12a to 12d as masks in the n-type MISFET formation region I, n-type impurities such as arsenic are ionized in the silicon substrate 1 in the n-type MISFET formation region I. inject. Thus, n-type source / drain regions 9a to 9e are formed on both sides of the first to fourth gate patterns 4a to 4d in the P well 1p. The first to fifth semiconductor layers 7a to 7e are used as p-type source / drain regions 11a to 11e.

次に、図2(c)に示すように、シリコン基板1表面、第1〜第5の半導体層7a〜7e、サイドウォールスペーサ12a〜12h、ハードマスク膜5a〜5hの上に、積層構造のSMT絶縁膜として酸化シリコン膜14と窒化シリコン膜15をCVD法により形成する。この場合、窒化シリコン膜15は、第1〜第4のゲート用パターン4a〜4dの下方のチャネル領域に引っ張り歪みを生じさせる条件で形成され、その厚さを例えばハードマスク膜5a〜5hの上で数nm〜数十nm程度、例えば約30nmにする。また、酸化シリコン膜14は、窒化シリコン膜15からシリコン基板1に与える歪みを減衰しないように窒化シリコン膜15よりも薄く形成される。窒化シリコン膜15の膜厚分布は不均一となる。例えば、第1、第2のゲート用パターン4a、4bの間の狭い領域と第5、第6のゲート用パターン4e、4fの間の狭い領域には窒化シリコン膜15が埋め込まれ、第3、第4のゲート用パターン4c、4dの間や第7、第8のゲート用パターン4g、4hの間などの広い領域よりも厚く形成される。   Next, as shown in FIG. 2C, a laminated structure is formed on the surface of the silicon substrate 1, the first to fifth semiconductor layers 7a to 7e, the sidewall spacers 12a to 12h, and the hard mask films 5a to 5h. As the SMT insulating film, a silicon oxide film 14 and a silicon nitride film 15 are formed by a CVD method. In this case, the silicon nitride film 15 is formed under a condition that causes tensile strain in the channel region below the first to fourth gate patterns 4a to 4d, and the thickness thereof is, for example, above the hard mask films 5a to 5h. The thickness is about several nm to several tens of nm, for example, about 30 nm. The silicon oxide film 14 is formed thinner than the silicon nitride film 15 so as not to attenuate the strain applied from the silicon nitride film 15 to the silicon substrate 1. The film thickness distribution of the silicon nitride film 15 is not uniform. For example, a silicon nitride film 15 is embedded in a narrow region between the first and second gate patterns 4a and 4b and a narrow region between the fifth and sixth gate patterns 4e and 4f. It is formed thicker than a wide region such as between the fourth gate patterns 4c and 4d and between the seventh and eighth gate patterns 4g and 4h.

次に、図3(a)に示すように、n型エクステンション領域8a〜8e、n型ソース/ドレイン領域9a〜9e、p型エクステンション領域10a〜10e、p型ソース/ドレイン領域11a〜11eにおける不純物を活性化するためにシリコン基板1に活性化アニール(熱処理)を施す。活性化アニールとして、例えば1000℃以上のスパイク高速アニール(RTA)又はミリセックアニールを採用する。このアニールによれば、不純物の活性化と同時に窒化シリコン膜15が加熱され、収縮し、さらに窒化シリコン膜15の応力がn型MISFET形成領域Iのn型ソース/ドレイン領域9a〜9eに転写される。これにより、シリコン基板1における第1〜第4のゲート用パターン4a〜4dの下方のチャネル領域には引っ張り歪みが加わる。なお、p型MISFET形成領域IIでは、p型ソース/ドレイン領域11a〜11eの表面がチャネル領域表面より高くなっているため、チャネル領域への引っ張り応力の印加は抑制され、第1〜第5の半導体層7a〜7eからなるp型ソース/ドレイン領域11a〜11eが第5〜第8のゲート用パターン4e〜4hの下方のチャネル領域に圧縮歪みを加える。   Next, as shown in FIG. 3A, impurities in n-type extension regions 8a to 8e, n-type source / drain regions 9a to 9e, p-type extension regions 10a to 10e, and p-type source / drain regions 11a to 11e. In order to activate the silicon substrate 1, activation annealing (heat treatment) is applied to the silicon substrate 1. As the activation annealing, for example, spike rapid annealing (RTA) or millisec annealing at 1000 ° C. or higher is employed. According to this annealing, the silicon nitride film 15 is heated and contracted simultaneously with the activation of impurities, and the stress of the silicon nitride film 15 is transferred to the n-type source / drain regions 9a to 9e in the n-type MISFET formation region I. The Thus, tensile strain is applied to the channel region below the first to fourth gate patterns 4a to 4d in the silicon substrate 1. In the p-type MISFET formation region II, since the surface of the p-type source / drain regions 11a to 11e is higher than the surface of the channel region, the application of tensile stress to the channel region is suppressed, and the first to fifth The p-type source / drain regions 11a to 11e made of the semiconductor layers 7a to 7e apply compressive strain to the channel regions below the fifth to eighth gate patterns 4e to 4h.

この後に、窒化シリコン膜15を除去する。高温でアニールされた窒化シリコン膜15は、アニールされない場合に比べてエッチングレートが小さく、しかも、CVD法により形成される窒化シリコン膜15は、第1、第2のゲート用パターン4a、4b間のような狭い領域では、間隔が広く配置される第3、第4のゲート用パターン4c、4dの相互間の領域に比べて厚く形成される。従って、窒化シリコン膜15の全てをアニール後のそのままの状態でエッチングすると、窒化シリコン膜15の薄い領域では厚い領域に比べてエッチングが早期に終了するので、その下の薄い酸化シリコン膜14も過剰にエッチングされて除去されてしまう。窒化シリコンのエッチャントは、酸化シリコンに対するエッチングレートが窒化シリコンに対するエッチングレートよりも小さいが、酸化シリコンもエッチングする性質を有するからである。この対策として、酸化シリコン膜14を厚く形成することも考えられるが、窒化シリコン膜15からシリコン基板1に加わる応力が厚い酸化シリコン膜14によって弱められてしまう。そこで、窒化シリコン膜15を次のような方法により除去する。   Thereafter, the silicon nitride film 15 is removed. The silicon nitride film 15 annealed at a high temperature has a lower etching rate than the case where it is not annealed, and the silicon nitride film 15 formed by the CVD method is between the first and second gate patterns 4a and 4b. In such a narrow region, it is formed thicker than the region between the third and fourth gate patterns 4c and 4d, which are widely spaced. Therefore, if the entire silicon nitride film 15 is etched as it is after the annealing, the etching is completed earlier in the thin region of the silicon nitride film 15 than in the thick region, so that the thin silicon oxide film 14 thereunder is also excessive. It will be etched away. This is because the etchant of silicon nitride has a property of etching silicon oxide even though the etching rate for silicon oxide is smaller than the etching rate for silicon nitride. As a countermeasure against this, it is conceivable to form the silicon oxide film 14 thick, but the stress applied to the silicon substrate 1 from the silicon nitride film 15 is weakened by the thick silicon oxide film 14. Therefore, the silicon nitride film 15 is removed by the following method.

まず、窒化シリコン膜15の上にフォトレジストを塗布し、これを露光、現像等することにより、図3(b)に示すようなレジストパターン17を形成する。レジストパターン17は、第1、第2のゲート用パターン4a、4bの上とそれらの間の領域と、第5、第6のゲート用パターン4e、4fの上とそれらの間の領域のそれぞれを覆う形状を有している。この場合、第1、第2のゲート用パターン4a、4bの間と、第5、第6のゲート用パターン4e、4fの間の領域のように間隔の狭いゲート用パターン間の窒化シリコン膜15だけを覆うレジストパターン17の形状としてもよい。   First, a photoresist is applied on the silicon nitride film 15, and this is exposed, developed, etc., thereby forming a resist pattern 17 as shown in FIG. The resist pattern 17 is formed on the first and second gate patterns 4a and 4b and the region therebetween, and on the fifth and sixth gate patterns 4e and 4f and the region therebetween. It has a covering shape. In this case, the silicon nitride film 15 between the first and second gate patterns 4a and 4b, and between the gate patterns having a narrow interval such as the region between the fifth and sixth gate patterns 4e and 4f. It is good also as the shape of the resist pattern 17 which covers only.

続いて、レジストパターン17をマスクに使用し、エッチングレート調整用不純物、例えば炭素を窒化シリコン膜15にイオン注入する。炭素のイオン注入条件として、その下方の酸化シリコン膜14とシリコン基板1に炭素が実質的に注入されない条件に設定する。この場合、イオン注入の加速エネルギー、ドーズ量は、窒化シリコン膜15の厚さにより調整され、例えばn型ソース/ドレイン領域9a〜9eの上の窒化シリコン膜15の厚さの中心又はそれより上の位置に濃度ピークが存在するように調整される。例えば、その厚さが30nm程度の場合に、加速エネルギーを1〜5keVとし、ドーズ量を1×1014cm−2以上に設定する。ついで、レジストパターン17を除去する。 Subsequently, using the resist pattern 17 as a mask, an etching rate adjusting impurity such as carbon is ion-implanted into the silicon nitride film 15. Carbon ion implantation conditions are set such that carbon is not substantially implanted into the underlying silicon oxide film 14 and silicon substrate 1. In this case, the acceleration energy and dose amount of the ion implantation are adjusted by the thickness of the silicon nitride film 15, for example, the center of the thickness of the silicon nitride film 15 on the n-type source / drain regions 9a to 9e or higher. It is adjusted so that a concentration peak exists at the position of. For example, when the thickness is about 30 nm, the acceleration energy is set to 1 to 5 keV, and the dose is set to 1 × 10 14 cm −2 or more. Next, the resist pattern 17 is removed.

その後に、窒化シリコン膜15をウエットエッチングにより除去する。エッチング液として例えばリン酸を使用する。この場合、高温でアニールされた窒化シリコン膜15は、アニールされない状態に比べてエッチングレートが小さくなる。また、窒化シリコン膜15中に炭素をイオン注入した状態としない状態を比較すると、図8に例示するように、炭素イオンを注入することにより時間当たりのエッチング量、即ちエッチングレートが低下していることがわかる。これにより、第1、第2のゲート用パターン4a、4bの相互間や第5、第6のゲート用パターン4e、4fの相互間の狭い領域におけるエッチング終了時間と、第2、第3及び第4のゲート用パターン4b、4c、4dの相互間や第6、第7及び第8のゲート用パターン4f、4g、4hの相互間の広い領域におけるエッチング終了時間とのバラツキを抑制することができる。   Thereafter, the silicon nitride film 15 is removed by wet etching. For example, phosphoric acid is used as an etching solution. In this case, the etching rate of the silicon nitride film 15 annealed at a high temperature is lower than that in a state where it is not annealed. Further, comparing the state in which carbon is ion-implanted into the silicon nitride film 15 and the state in which carbon is not ion-implanted, as illustrated in FIG. I understand that. As a result, the etching end time in a narrow region between the first and second gate patterns 4a and 4b and between the fifth and sixth gate patterns 4e and 4f, and the second, third, and second patterns are reduced. Variation in etching end time in a wide region between the four gate patterns 4b, 4c, and 4d and between the sixth, seventh, and eighth gate patterns 4f, 4g, and 4h can be suppressed. .

従って、図4(a)に示すように、n型、p型MISFET形成領域I、IIにおいては、窒化シリコン膜15が実質的に除去された状態で、サイドウォールスペーサ12a〜12h上の酸化シリコン膜14が残ることになる。換言すれば、窒化シリコン膜15の下の酸化シリコン膜14ができるだけ残っているように上記の炭素イオン注入条件が調整される。これは、酸化シリコン膜14とその下のサイドウォールスペーサ12a〜12hまでエッチングが進むと、n型、p型ソース/ドレイン領域9a〜9e、11a〜11eとゲート用パターン4a〜4hの互いの距離が縮まり、それらの上に後の工程で形成されるシリサイド層19a〜19jの相互間でリーク電流が発生する原因になるからである。また、上記のようにイオン注入された炭素の窒化シリコン膜15内の濃度のピークを中心かそれより上に位置させることにより、窒化シリコン膜15の底部がエッチングされ易くなり、窒化シリコン膜15のエッチング残渣が発生しにくくなる。この後に、図4(b)に示すように酸化シリコン膜14をウェットエッチングにより除去する。この場合、エッチング液として例えばフッ酸を使用する。   Therefore, as shown in FIG. 4A, in the n-type and p-type MISFET formation regions I and II, the silicon oxide on the side wall spacers 12a to 12h with the silicon nitride film 15 substantially removed. The film 14 will remain. In other words, the above carbon ion implantation conditions are adjusted so that the silicon oxide film 14 below the silicon nitride film 15 remains as much as possible. This is because when the etching proceeds to the silicon oxide film 14 and the side wall spacers 12a to 12h therebelow, the distances between the n-type and p-type source / drain regions 9a to 9e, 11a to 11e and the gate patterns 4a to 4h. This is because the current is shrunk and a leak current is generated between the silicide layers 19a to 19j formed in the subsequent process. Further, by positioning the concentration peak in the silicon nitride film 15 of the ion-implanted carbon as described above at the center or above it, the bottom of the silicon nitride film 15 can be easily etched, and the silicon nitride film 15 Etching residue is less likely to occur. Thereafter, as shown in FIG. 4B, the silicon oxide film 14 is removed by wet etching. In this case, for example, hydrofluoric acid is used as the etching solution.

次に、図5(a)に示す構造を形成する工程を説明する。まず、n型ソース/ドレイン領域9a〜9d、p型ソース/ドレイン領域11a〜11e、サイドウォールスペーサ12a〜12hの上に金属膜(不図示)、例えばニッケル膜を形成する。その後に、アニールによりn型ソース/ドレイン領域9a〜9eとp型ソース/ドレイン領域11a〜11eの表面にシリサイド層19a〜19jを形成する。その後に、金属膜を除去する。   Next, a process for forming the structure shown in FIG. First, a metal film (not shown) such as a nickel film is formed on the n-type source / drain regions 9a to 9d, the p-type source / drain regions 11a to 11e, and the sidewall spacers 12a to 12h. Thereafter, silicide layers 19a to 19j are formed on the surfaces of the n-type source / drain regions 9a to 9e and the p-type source / drain regions 11a to 11e by annealing. Thereafter, the metal film is removed.

続いて、図5(b)に示すように、シリコン基板1の上にコンタクトエッチストップ(CESL)層20を薄く形成し、これによりn型、p型ソース/ドレイン領域9a〜9e、11a〜11e等を覆う。CESL層20として、例えばn型ソース/ドレイン領域9a〜9eの間のチャネル領域に引っ張り歪みを与える窒化シリコン膜を形成する。なお、そのような歪みを与える窒化シリコン膜をp型ソース/ドレイン領域11a〜11eであるSiGeを含む半導体層7a〜7eの上に形成しても、その膜厚は薄いので、半導体層7a〜7eによってそれらの間のチャネル領域に加えられる圧縮歪みは殆ど低減しない。その後に、CESL層20の上に第1層間絶縁膜21として例えば酸化シリコン膜、不純物ドープ酸化シリコン膜などを形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 5B, a contact etch stop (CESL) layer 20 is formed thinly on the silicon substrate 1, thereby forming n-type and p-type source / drain regions 9 a to 9 e and 11 a to 11 e. Etc. As the CESL layer 20, for example, a silicon nitride film that applies tensile strain to the channel region between the n-type source / drain regions 9 a to 9 e is formed. Even if a silicon nitride film which gives such strain is formed on the semiconductor layers 7a to 7e containing SiGe which are the p-type source / drain regions 11a to 11e, the film thickness is small. The compressive strain applied to the channel region between them by 7e is hardly reduced. Thereafter, for example, a silicon oxide film, an impurity-doped silicon oxide film, or the like is formed on the CESL layer 20 as the first interlayer insulating film 21.

次に、図6(a)に示すように、第1層間絶縁膜21の上面を化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing;CMP)法により平坦化し、さらにハードマスク膜5a〜5hを除去するまで研磨を進め、第1〜第8のゲート用パターン4a〜4hの上面を露出させる。   Next, as shown in FIG. 6A, the upper surface of the first interlayer insulating film 21 is planarized by a chemical mechanical polishing (CMP) method, and further polished until the hard mask films 5a to 5h are removed. The top surfaces of the first to eighth gate patterns 4a to 4h are exposed.

続いて、図6(b)に示すように、第1層間絶縁膜21、第1〜第8のゲート用パターン4a〜4h等の上に、ハードマスク22として例えば窒化シリコン膜を形成した後に、これをパターニングしてn型MISFET形成領域Iから除去するとともにp型MISFET形成領域IIに残存させる。さらに、第1〜第4のゲート用パターン4a〜4dを選択的に除去して電極空間23a〜23dを形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 6B, after a silicon nitride film, for example, is formed as the hard mask 22 on the first interlayer insulating film 21, the first to eighth gate patterns 4a to 4h, etc. This is patterned to be removed from the n-type MISFET formation region I and to remain in the p-type MISFET formation region II. Further, the first to fourth gate patterns 4a to 4d are selectively removed to form electrode spaces 23a to 23d.

この後に、それらの電極空間23a〜23d内にゲート電極用の金属膜を形成する。その後に、第1層間絶縁膜21上の金属膜とハードマスク膜22をCMP法により除去する。これにより、図6(c)に示すように、電極空間23a〜23d内に残された金属膜を第1〜第4のn側ゲート電極24a〜24dとして使用する。これにより。第1〜第4のn側ゲート電極24a〜24dと各々の両側のn型ソース/ドレイン領域9a〜9e等により第1〜第4のn型MISFET(n型MISトランジスタ)tn1〜tn4の基本構造が形成される。なお、第1〜第4のn型MISFETtn1〜tn4同士のうち隣接するトランジスタ同士はn型ソース/ドレイン領域9a〜9eを共有する。 Thereafter, a metal film for a gate electrode is formed in the electrode spaces 23a to 23d. Thereafter, the metal film and the hard mask film 22 on the first interlayer insulating film 21 are removed by a CMP method. Thereby, as shown in FIG. 6C, the metal film left in the electrode spaces 23a to 23d is used as the first to fourth n-side gate electrodes 24a to 24d. By this. The first to fourth n-type MISFETs (n-type MIS transistors) t n1 to t n4 are constituted by the first to fourth n-side gate electrodes 24a to 24d and the n-type source / drain regions 9a to 9e on both sides. A basic structure is formed. Note that adjacent transistors among the first to fourth n-type MISFETs t n1 to t n4 share the n-type source / drain regions 9a to 9e.

続いて、同様な方法により、図7(a)に示すように、p型MISFET形成領域II内の第5〜第8のゲート用パターン4e〜4hを除去して凹部を形成し、それらの凹部内に第1〜第4のp側ゲート電極25a〜25dとして金属を埋め込む。これにより。第1〜第4のp側ゲート電極25a〜25dと各々の両側のp型ソース/ドレイン領域11a〜11e等により第1〜第4のp型MISFET(p型MISトランジスタ)tp1〜tp4が形成される。なお、第1〜第4のp型MISFETtp1〜tp4同士のうち隣接するトランジスタ同士はp型ソース/ドレイン領域11a〜11eを共有する。 Subsequently, by the same method, as shown in FIG. 7A, the fifth to eighth gate patterns 4e to 4h in the p-type MISFET formation region II are removed to form recesses, and these recesses are formed. A metal is embedded in the first to fourth p-side gate electrodes 25a to 25d. By this. First to fourth p-type MISFET by p-type source / drain regions 11a~11e like on both sides of the first to fourth p-side gate electrode 25a~25d and each (p-type MIS transistor) t p1 ~t p4 is It is formed. Note that adjacent transistors among the first to fourth p-type MISFETs t p1 to t p4 share the p-type source / drain regions 11a to 11e.

次に、図7(b)に示す構造を形成するまでの工程について説明する。
まず、第1層間絶縁膜21、n側ゲート電極24a〜24d、p側ゲート電極25a〜25d等の上に第2層間絶縁膜28をCVD法により形成し、その後に第2層間絶縁膜28の上面をCMP法により平坦化する。第2層間絶縁膜28は、第1層間絶縁膜21と同じ材料から形成する。
Next, steps required until a structure shown in FIG.
First, the second interlayer insulating film 28 is formed by CVD on the first interlayer insulating film 21, the n-side gate electrodes 24a to 24d, the p-side gate electrodes 25a to 25d, and then the second interlayer insulating film 28 is formed. The upper surface is planarized by the CMP method. The second interlayer insulating film 28 is formed from the same material as the first interlayer insulating film 21.

その後に、第2層間絶縁膜28、第1層間絶縁膜21をパターニングする。これにより、第1、第4のn型MISFETtn1、tn4のゲート電極24a、24dとn型ソース/ドレイン領域9a、9b、9d、9e表面のシリサイド層19a、19b、19d、19eの上にコンタクトホールを形成する。同時に、第1、第4のp型MISFETtp1、tp4のゲート電極25a、25dとp型ソース/ドレイン領域11a、11b、11d、11e表面のシリサイド層19f、19g、19i、19jの上にコンタクトホールを形成する。さらに、それらのコンタクトホール内に導電材を埋め込んで導電性プラグ29a〜29lを形成し、ゲート電極24a、24d、25a、25dとシリサイド層19a、19b、19d、19e、19f、19g、19i、19jに接続する。なお、第2層間絶縁膜28上に形成される導電性プラグ29a〜29j用の導電材はCMPにより除去される。その後、第2層間絶縁膜28上に多層配線構造を形成することにより半導体装置を形成する。 Thereafter, the second interlayer insulating film 28 and the first interlayer insulating film 21 are patterned. As a result, the gate electrodes 24a and 24d of the first and fourth n-type MISFETs t n1 and t n4 and the silicide layers 19a, 19b, 19d and 19e on the surfaces of the n-type source / drain regions 9a, 9b, 9d and 9e are formed. A contact hole is formed. At the same time, first, the gate electrode 25a of the fourth p-type MISFETt p1, t p4, 25d and p-type source / drain regions 11a, 11b, 11d, 11e surfaces of the silicide layer 19f, 19 g, 19i, contacts on the 19j A hole is formed. Further, conductive plugs 29a to 29l are formed by embedding a conductive material in the contact holes, and the gate electrodes 24a, 24d, 25a, 25d and the silicide layers 19a, 19b, 19d, 19e, 19f, 19g, 19i, 19j Connect to. The conductive material for the conductive plugs 29a to 29j formed on the second interlayer insulating film 28 is removed by CMP. Thereafter, a multilayer wiring structure is formed on the second interlayer insulating film 28 to form a semiconductor device.

以上のような工程によれば、複数のゲート用パターン4a〜4h、サイドウォールスペーサ12a〜12hの上とそれらの間に形成される窒化シリコン膜15の膜厚分布がゲート用パターン4a〜4h間の広さの違いにより不均一な場合に、薄い部分に炭素をイオン注入している。窒化シリコン膜15のエッチングレートは、炭素のイオン注入により小さくなるように変化するので、膜厚の違いによるエッチング終了の時差を縮小するかその時差を実質的に無くすことができる。これにより、窒化シリコン膜15の下の膜が窒化シリコン膜15のエッチャントによりエッチングされて除去されることを防止し、或いは劣化することを抑制することができる。   According to the above process, the thickness distribution of the silicon nitride film 15 formed on and between the plurality of gate patterns 4a to 4h and the sidewall spacers 12a to 12h is between the gate patterns 4a to 4h. In the case of non-uniformity due to the difference in the area of carbon, carbon is ion-implanted into a thin part. Since the etching rate of the silicon nitride film 15 changes so as to be reduced by carbon ion implantation, the time difference at the end of etching due to the difference in film thickness can be reduced or substantially eliminated. As a result, it is possible to prevent the film under the silicon nitride film 15 from being etched away by the etchant of the silicon nitride film 15 or to prevent deterioration.

ところで、上記の説明では、窒化シリコン膜15のうち薄く形成された部分に炭素をイオン注入してエッチングレートを遅くするようにしているが、イオン注入の元素は炭素に限られるものではなく、例えばホウ素を採用してもよい。しかし、絶縁膜である窒化シリコン膜15中に元素を注入すればエッチングレートが遅くなるとは限らない。例えば、図8の一点鎖線に示すように、窒化シリコン膜の窒素含有量を増やすと、炭素の場合とは逆にエッチングレートが大きくなる。従って、膜厚の厚い領域に窒素をイオン注入することも考えられるが、イオン注入の有無によるエッチングレートの差は小さい。   By the way, in the above description, carbon is ion-implanted into the thinly formed portion of the silicon nitride film 15 to reduce the etching rate. However, the ion implantation element is not limited to carbon. For example, Boron may be employed. However, if an element is implanted into the silicon nitride film 15 which is an insulating film, the etching rate is not necessarily slowed down. For example, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 8, when the nitrogen content of the silicon nitride film is increased, the etching rate increases as opposed to the case of carbon. Therefore, nitrogen may be ion-implanted into a thick region, but the difference in etching rate depending on whether or not ion implantation is performed is small.

(第2の実施の形態)
図9〜図13は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。なお、図9〜図13において、図1〜図7と同じ符号は同じ要素を示している。
(Second Embodiment)
9 to 13 are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. 9 to 13, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 7 denote the same elements.

次に、図9(a)に示す構造を形成するまでの工程を説明する。
まず、第1実施形態と同様に、シリコン基板1のうち素子分離絶縁膜2により区画されたn型MISFET形成領域Iとp型MISFET形成領域IIの上に、ゲート絶縁膜3a〜3hを介して第1〜第8のゲート用パターン4a〜4hを形成する。この場合、第1〜第8のゲート用パターン4a〜4hのそれぞれの上には、第1実施形態と同様に、ハードマスク膜5a〜5hが積層され、それらの側壁には絶縁性のオフセットスペーサ6a〜6hが形成されている。
Next, steps required until a structure shown in FIG.
First, similarly to the first embodiment, on the n-type MISFET formation region I and the p-type MISFET formation region II defined by the element isolation insulating film 2 in the silicon substrate 1, the gate insulating films 3a to 3h are interposed. First to eighth gate patterns 4a to 4h are formed. In this case, hard mask films 5a to 5h are stacked on each of the first to eighth gate patterns 4a to 4h, as in the first embodiment, and insulating offset spacers are formed on the side walls thereof. 6a-6h are formed.

続いて、シリコン基板1のうちn型MISFET形成領域Iをレジストパターン(不図示)により覆った状態でp型MISFET形成領域IIにp型不純物をイオン注入しp型エクステンション領域10a〜10eを形成する。その後、p型エクステンション領域10a〜10eを活性化アニールする。その後、レジストパターン(不図示)を除去する。   Subsequently, with the n-type MISFET formation region I of the silicon substrate 1 covered with a resist pattern (not shown), p-type impurities are ion-implanted into the p-type MISFET formation region II to form p-type extension regions 10a to 10e. . Thereafter, activation annealing is performed on the p-type extension regions 10a to 10e. Thereafter, the resist pattern (not shown) is removed.

続いて、図9(b)に示すように、シリコン基板1のうちp型MISFET形成領域IIをレジストパターン41により覆った状態でn型MISFET形成領域Iにn型不純物をイオン注入しn型エクステンション領域8a〜8eを形成する。その後、レジストパターン41を除去する。   Subsequently, as shown in FIG. 9B, n-type impurities are ion-implanted into the n-type MISFET formation region I in a state where the p-type MISFET formation region II of the silicon substrate 1 is covered with the resist pattern 41. Regions 8a to 8e are formed. Thereafter, the resist pattern 41 is removed.

次に、図9(c)に示す構造を形成する工程を説明する。
まず、第1実施形態と同様な方法により、シリコン基板1上の第1〜第8のゲート用パターン4a〜4hの側方にサイドウォールスペーサ12a〜12hを形成する。その後に、シリコン基板1のうちp型MISFET形成領域IIをレジストパターン42により覆った状態でn型MISFET形成領域Iにn型不純物をイオン注入しn型ソース/ドレイン領域9a〜9eを形成する。その後、レジストパターン42を除去する。
Next, a process for forming the structure shown in FIG.
First, sidewall spacers 12a to 12h are formed on the sides of the first to eighth gate patterns 4a to 4h on the silicon substrate 1 by the same method as in the first embodiment. Thereafter, n-type impurities are ion-implanted into the n-type MISFET formation region I with the p-type MISFET formation region II of the silicon substrate 1 covered with the resist pattern 42 to form n-type source / drain regions 9a to 9e. Thereafter, the resist pattern 42 is removed.

続いて、図10(a)に示すように、シリコン基板1、サイドウォールスペーサ12a〜12h等の上に、第1実施形態と同様に、SMT絶縁膜の積層構造として酸化シリコン膜14と窒化シリコン膜15をCVD法により形成する。この場合、窒化シリコン膜15は、シリコン基板1のうち第1〜第4のゲート用パターン4a〜4dの下方のチャネル領域に引っ張り歪みを生じさせる条件で形成され、その厚さを例えばハードマスク膜5a〜5hの上で数nm〜数十nm程度、例えば約30nmにする。また、酸化シリコン膜14は、第1実施形態と同様に、窒化シリコン膜15よりも薄く形成される。   Subsequently, as shown in FIG. 10A, the silicon oxide film 14 and the silicon nitride are formed on the silicon substrate 1 and the side wall spacers 12a to 12h as a stacked structure of the SMT insulating film as in the first embodiment. The film 15 is formed by the CVD method. In this case, the silicon nitride film 15 is formed under a condition that causes tensile strain in the channel region below the first to fourth gate patterns 4a to 4d in the silicon substrate 1, and the thickness thereof is, for example, a hard mask film The thickness is set to about several nm to several tens of nm, for example, about 30 nm on 5a to 5h. Further, the silicon oxide film 14 is formed thinner than the silicon nitride film 15 as in the first embodiment.

次に、窒化シリコン膜15の上にフォトレジスト43を塗布し、これを露光、現像することにより、n型MISFET形成領域Iに残し、p型MISFET形成領域IIから除去する。この後に、図10(b)に示すように、フォトレジスト43をマスクに使用してp型MISFET形成領域IIの窒化シリコン膜15及び酸化シリコン膜14をエッチングで除去する。その後に、フォトレジスト43を除去する。   Next, a photoresist 43 is applied on the silicon nitride film 15 and exposed and developed to leave it in the n-type MISFET formation region I and remove it from the p-type MISFET formation region II. Thereafter, as shown in FIG. 10B, the silicon nitride film 15 and the silicon oxide film 14 in the p-type MISFET formation region II are removed by etching using the photoresist 43 as a mask. Thereafter, the photoresist 43 is removed.

続いて、図11(a)に示すように、n型MISFET形成領域Iの窒化シリコン膜15とp型MISFET形成領域IIのハードマスク膜5e〜5h、サイドウォールスペーサ12e〜12hをマスクに使用する。そして、第1実施形態と同様に、ハードマスク膜5e〜5h、サイドウォールスペーサ12e〜12hに覆われていない部分のシリコン基板1をエッチングして凹部を形成する。その後に、第1実施形態と同様に、凹部内にホウ素をドープしたSiGeを含む半導体層7a〜7eを形成する。半導体層7a〜7eはp型ソース/ドレイン領域11a〜11eとして使用される。   Subsequently, as shown in FIG. 11A, the silicon nitride film 15 in the n-type MISFET formation region I, the hard mask films 5e to 5h in the p-type MISFET formation region II, and the side wall spacers 12e to 12h are used as masks. . Then, as in the first embodiment, the concave portions are formed by etching the portions of the silicon substrate 1 not covered with the hard mask films 5e to 5h and the side wall spacers 12e to 12h. After that, as in the first embodiment, semiconductor layers 7a to 7e containing SiGe doped with boron are formed in the recesses. Semiconductor layers 7a-7e are used as p-type source / drain regions 11a-11e.

次に、図11(b)に示すように、n型エクステンション領域8a〜8e、n型ソース/ドレイン領域9a〜9eにおける不純物を活性化するために、第1実施形態と同様に、1000℃程度のアニールを行う。このアニールによれば、n型MISFET形成領域Iの窒化シリコン膜15の歪みがその下のシリコン基板1に加えられて引っ張りの歪みを与え、その状態を保持させる。なお、p型MISFET形成領域IIは、窒化シリコン膜15に覆われていないので、チャネル領域に引っ張りの歪みが加えられることはない。また、アニールされた窒化シリコン膜15はその前の状態に比べてエッチングレートが低下する。そこで、図12(a)に示すように、シリコン基板1の上にフォトレジスト45を塗布し、これを露光、現像する。これにより、n型MISFET形成領域Iにおいて幅の狭い第1、第2のゲート用パターン4a、4bの間の領域とその両側のハードマスク膜5a、5bの上の領域をフォトレジスト45により覆う。同時に、p型MISFET形成領域IIのシリコン基板1、サイドウォールスペーサ12e〜12h等をフォトレジスト45により覆う。なお、フォトレジスト45から露出した部分は窒化シリコン膜15の薄い領域である。   Next, as shown in FIG. 11B, in order to activate the impurities in the n-type extension regions 8a to 8e and the n-type source / drain regions 9a to 9e, the temperature is about 1000 ° C. as in the first embodiment. Annealing is performed. According to this annealing, strain of the silicon nitride film 15 in the n-type MISFET formation region I is applied to the underlying silicon substrate 1 to give tensile strain, and this state is maintained. Since the p-type MISFET formation region II is not covered with the silicon nitride film 15, no tensile strain is applied to the channel region. Further, the etching rate of the annealed silicon nitride film 15 is lower than that in the previous state. Therefore, as shown in FIG. 12A, a photoresist 45 is applied on the silicon substrate 1, and this is exposed and developed. As a result, in the n-type MISFET formation region I, the region between the narrow first and second gate patterns 4a and 4b and the regions on the hard mask films 5a and 5b on both sides thereof are covered with the photoresist 45. At the same time, the silicon substrate 1 and the side wall spacers 12e to 12h in the p-type MISFET formation region II are covered with the photoresist 45. A portion exposed from the photoresist 45 is a thin region of the silicon nitride film 15.

続いて、n型MISFET形成領域Iの窒化シリコン膜15のうちフォトレジスト45から露出した部分に、エッチングレート調整用元素として例えば炭素、ホウ素をイオン注入する。例えば、炭素のイオン注入条件は、第1実施形態と同様に設定する。この後に図12(b)に示すように、フォトレジスト45を除去する。   Subsequently, for example, carbon or boron is ion-implanted as an etching rate adjusting element into the portion of the silicon nitride film 15 in the n-type MISFET formation region I exposed from the photoresist 45. For example, the carbon ion implantation conditions are set in the same manner as in the first embodiment. Thereafter, as shown in FIG. 12B, the photoresist 45 is removed.

次に、シリコン基板1の上に、酸化シリコン膜18を形成し、その後にp型MISFET形成領域IIの酸化シリコン膜18をレジストパターン(不図示)で覆う。続いて、n型MISFET形成領域で露出した酸化シリコン膜18をウエットエッチングにより選択的に除去した後、レジストパターンを除去する。これにより、図13(a)に示すように、p型MISFET形成領域II上に酸化シリコン膜18が残される。酸化シリコン膜18の厚さは、n型MISFET形成領域の酸化シリコン膜14の厚さよりも厚くなるように形成されている。 Next, a silicon oxide film 18 is formed on the silicon substrate 1, and then the silicon oxide film 18 in the p-type MISFET formation region II is covered with a resist pattern (not shown). Subsequently, after the silicon oxide film 18 exposed in the n-type MISFET formation region I is selectively removed by wet etching, the resist pattern is removed. As a result, as shown in FIG. 13A, the silicon oxide film 18 is left on the p-type MISFET formation region II. The thickness of the silicon oxide film 18 is formed to be thicker than the thickness of the silicon oxide film 14 in the n-type MISFET formation region I.

次に、図13(b)に示すように、ウエットエッチングによりn型MISFET形成領域Iの窒化シリコン膜15を除去する。この場合、エッチング液としてリン酸を使用する。この場合、第1実施形態と同様に、窒化シリコン膜15のうちイオン注入領域では、非注入領域に比べてエッチングレートが遅くなる。従って、膜厚の違いによる窒化シリコン膜15の部分的な過剰エッチング時間が短縮され、サイドウォールスペーサ12a〜12d上の酸化シリコン膜14が殆ど残される。一方、p型MISFET形成領域IIの酸化シリコン膜18は、窒化シリコン膜15に比べてエッチングレートが遅いので、p型MISFET形成領域IIに残る。   Next, as shown in FIG. 13B, the silicon nitride film 15 in the n-type MISFET formation region I is removed by wet etching. In this case, phosphoric acid is used as an etching solution. In this case, as in the first embodiment, the etching rate is slower in the ion implanted region of the silicon nitride film 15 than in the non-implanted region. Therefore, the partial excessive etching time of the silicon nitride film 15 due to the difference in film thickness is shortened, and the silicon oxide film 14 on the sidewall spacers 12a to 12d is almost left. On the other hand, the silicon oxide film 18 in the p-type MISFET formation region II remains in the p-type MISFET formation region II because the etching rate is slower than that of the silicon nitride film 15.

これにより、酸化シリコン膜14、18の下のサイドウォールスペーサ12a〜12hの薄層化が抑制され、n型、p型ソース/ドレイン領域9a〜9e、11a〜11eとゲート用パターン4a〜4hの互いの距離の縮小化を防止でき、後に形成されるシリサイド層間でのリーク電流の発生が防止される。この場合、酸化シリコン膜14を厚く形成してサイドウォールスペーサ12a〜12dを保護することも可能であるが、窒化シリコン膜15からシリコン基板1への歪みの印加を弱め、トランジスタ特性を劣化させる。   Thereby, the thinning of the sidewall spacers 12a to 12h under the silicon oxide films 14 and 18 is suppressed, and the n-type and p-type source / drain regions 9a to 9e and 11a to 11e and the gate patterns 4a to 4h are formed. The distance between each other can be prevented from being reduced, and leakage current between silicide layers formed later can be prevented. In this case, it is possible to protect the sidewall spacers 12a to 12d by forming the silicon oxide film 14 thick, but the application of strain from the silicon nitride film 15 to the silicon substrate 1 is weakened to deteriorate the transistor characteristics.

続いて、図13(c)に示すように、酸化シリコン膜14、18を第1実施形態と同様に除去した後に、第1実施形態と同様な方法により、n型ソース/ドレイン領域9a〜9e、p型ソース/ドレイン領域11a〜11eのそれぞれの表層にシリサイド層19a〜19jを形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 13C, after the silicon oxide films 14 and 18 are removed in the same manner as in the first embodiment, the n-type source / drain regions 9a to 9e are formed by the same method as in the first embodiment. , Silicide layers 19a to 19j are formed on the surface layers of the p-type source / drain regions 11a to 11e, respectively.

この後に、第1実施形態の図5(b)、図6、図7に示すと同様に、第1層間絶縁膜21を形成し、さらに第1〜第4のゲート用パターン4a〜4dを金属膜に変えて第1〜第4のn側ゲート電極24a〜24dを形成する。さらに、第5〜第8のゲート用パターン4e〜4hを金属膜に変えて第5〜第8のp型用ゲート電極25aから25dを形成する。さらに、第2層間絶縁膜28を形成し、さらに導電性プラグ29a〜29lを形成するなど、多層配線構造を形成する工程などを経て半導体装置を完成させる。   Thereafter, as shown in FIGS. 5B, 6 and 7 of the first embodiment, the first interlayer insulating film 21 is formed, and the first to fourth gate patterns 4a to 4d are made of metal. Instead of the film, first to fourth n-side gate electrodes 24a to 24d are formed. Further, the fifth to eighth gate patterns 4e to 4h are changed to metal films to form fifth to eighth p-type gate electrodes 25a to 25d. Further, the semiconductor device is completed through a process of forming a multilayer wiring structure such as forming the second interlayer insulating film 28 and further forming the conductive plugs 29a to 29l.

以上のような工程において、アニールによりシリコン基板1のn型MISFET形成領域Iに歪みを加える絶縁膜、即ち窒化シリコン膜15のうち薄く形成された領域に炭素をイオン注入している。従って、第1実施形態と同様に、窒化シリコン膜15において、イオン注入部分のエッチングレートが非注入部分のエッチングレートよりも小さくなるので、膜厚に違いがあってもエッチング終了時の差を縮小するか無くすことができる。このため、窒化シリコン膜15の下に形成される酸化シリコン膜14のエッチングが抑制され、さらに下のサイドウォールスペーサ12a〜12dの薄層化が防止される。これにより、n側ゲート電極24a〜24dとn型ソース/ドレイン領域9a〜9eの距離の縮小化が防止される。   In the process as described above, carbon is ion-implanted into an insulating film that adds strain to the n-type MISFET formation region I of the silicon substrate 1 by annealing, that is, a thinly formed region of the silicon nitride film 15. Therefore, as in the first embodiment, in the silicon nitride film 15, since the etching rate of the ion implanted portion is smaller than the etching rate of the non-implanted portion, the difference at the end of etching is reduced even if there is a difference in film thickness. Can be done or lost. For this reason, the etching of the silicon oxide film 14 formed under the silicon nitride film 15 is suppressed, and further, the lower sidewall spacers 12a to 12d are prevented from being thinned. This prevents the distance between the n-side gate electrodes 24a to 24d and the n-type source / drain regions 9a to 9e from being reduced.

なお、窒化シリコン膜15のうちp型MISFET形成領域IIについては、アニールの前に除去されるので、膜厚分布に差があっても全体のエッチング速度が速いのでその下の酸化シリコン膜14のエッチングは抑制される。しかし、酸化シリコン膜14の厚さによっては窒化シリコン用エッチャントによりエッチングされることがある。この場合には、窒化シリコン膜15のうち膜厚の厚い第5、第6のゲート用パターン4e、4fの間の領域に埋め込まれた部分を除いて第1実施形態と同様な条件で炭素をイオン注入してもよい。   Since the p-type MISFET formation region II in the silicon nitride film 15 is removed before annealing, the entire etching rate is high even if there is a difference in film thickness distribution. Etching is suppressed. However, depending on the thickness of the silicon oxide film 14, the silicon oxide film 14 may be etched by an etchant for silicon nitride. In this case, carbon is used under the same conditions as in the first embodiment except for the portion of the silicon nitride film 15 embedded in the thick region between the fifth and sixth gate patterns 4e and 4f. Ion implantation may be performed.

ところで、上記の説明では、同一の窒化シリコン膜15の一部領域に炭素をイオン注入してエッチングレートを遅くするようにしているが、イオン注入の元素は炭素に限られるものではなく、第1実施形態と同様に例えばホウ素を採用してもよい。   In the above description, carbon is ion-implanted into a partial region of the same silicon nitride film 15 to slow the etching rate. However, the ion implantation element is not limited to carbon. For example, boron may be employed as in the embodiment.

上記の第1、第2実施形態において、シリコン基板1上にゲート用パターン4a〜4h、サイドウォールスペーサ12a〜12hを形成した後に、ゲート用パターン4a〜4hを選択的に除去して凹部を形成した後に、凹部に金属を埋め込み、その金属膜によりゲート電極24a〜24d、25a〜25dを形成している。しかし、そのような置換ゲート工程を使用せずに、ポリシリコン膜からなるゲート用パターン4a〜4hをそのままゲート電極として使用してもよい。この場合、ゲート用パターン4a〜4h上のハードマスク膜5a〜5hの形成を省略し、ゲート電極の上にシリサイド層を形成する。また、置換ゲート工程を用いる場合には、ゲート用パターンとしてポリシリコン膜の他に、サイドウォールスペーサ12a〜12hに対して選択的にエッチングできる材料を使用してもよい。また、絶縁膜である窒化シリコン膜15への炭素等のイオン注入はアニール(熱処理)の前に行ってもよい。   In the first and second embodiments, after forming the gate patterns 4a to 4h and the sidewall spacers 12a to 12h on the silicon substrate 1, the gate patterns 4a to 4h are selectively removed to form the recesses. After that, a metal is buried in the recess, and the gate electrodes 24a to 24d and 25a to 25d are formed by the metal film. However, without using such a replacement gate process, the gate patterns 4a to 4h made of a polysilicon film may be used as they are as the gate electrodes. In this case, the formation of the hard mask films 5a to 5h on the gate patterns 4a to 4h is omitted, and a silicide layer is formed on the gate electrode. In the case of using the replacement gate process, a material that can be selectively etched with respect to the sidewall spacers 12a to 12h may be used as the gate pattern in addition to the polysilicon film. Further, ion implantation of carbon or the like into the silicon nitride film 15 which is an insulating film may be performed before annealing (heat treatment).

ここで挙げた全ての例および条件的表現は、発明者が技術促進に貢献した発明および概念を読者が理解するのを助けるためのものであり、ここで具体的に挙げたそのような例および条件に限定することなく解釈され、また、明細書におけるそのような例の編成は本発明の優劣を示すこととは関係ない。本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、それに対して種々の変更、置換および変形を施すことができると理解される。   All examples and conditional expressions given here are intended to help the reader understand the inventions and concepts that have contributed to the promotion of technology, such examples and It is interpreted without being limited to the conditions, and the organization of such examples in the specification is not related to showing the superiority or inferiority of the present invention. While embodiments of the present invention have been described in detail, it will be understood that various changes, substitutions and variations can be made thereto without departing from the spirit and scope of the invention.

次に、本発明の実施形態について特徴を付記する。
(付記1)半導体基板の第1領域に第1ゲート用パターンと第2ゲート用パターンを形成し、前記半導体基板の第2領域に、前記第1ゲート用パターンと前記第2ゲート用パターンの間隔より広い間隔で隣接する第3ゲート用パターンと第4ゲート用パターンを形成する工程と、前記半導体基板、前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート電極、及び、前記第4ゲート用パターンを覆う第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜のうち、前記第1領域上の部分を覆い、前記第2領域上の部分を露出させる第1のレジストを形成する工程と、前記第1のレジストをマスクとして、前記第1の絶縁膜にイオン注入を行う工程と、前記イオン注入を行う工程の後に、前記第1のレジストを除去する工程と、前記第1のレジストを除去する工程の後に、前記第1の絶縁膜をエッチングにより除去する工程と、を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記2)前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート用パターン、及び、前記第4ゲート用パターンを形成する工程の前に、前記半導体基板の前記第1領域及び前記第2領域に、p型のイオンを注入する工程を更に備えることを特徴とする付記1に記載の半導体装置の製造方法。
(付記3)半導体基板の第1領域及び第2領域に、p型のイオンを注入する工程と、前記半導体基板の第3領域及び第4領域に、n型のイオンを注入する工程と、前記p型のイオンを注入する工程の後に、前記第1領域に第1ゲート用パターンと第2ゲート用パターンを形成し、前記第2領域に、前記第1ゲート用パターンと前記第2ゲート用パターンの間隔より広い間隔で隣接する第3ゲート用パターンと第4ゲート用パターンを形成する工程と、前記n型のイオンを注入する工程の後に、前記第3領域に第5ゲート用パターンと第6ゲート用パターンを形成し、前記第4領域に、前記第5ゲート用パターンと前記第6ゲート用パターンの間隔より広い間隔で隣接する第7ゲート用パターンと第8ゲート用パターンを形成する工程と、前記第5ゲート用パターン、前記第6ゲート用パターン、前記第7ゲート用パターン、及び、前記第8ゲート用パターンをマスクとして、前記第3領域及び前記第4領域の前記半導体基板をエッチングして溝を形成する工程と、前記溝にシリコンとゲルマニウムを含む半導体層を埋め込む工程と、前記半導体基板、前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート用パターン、前記第4ゲート用パターン、前記第5ゲート用パターン、前記第6ゲート用パターン、前記第7ゲート用パターン、前記第8ゲート用パターン、及び、前記半導体層を覆う第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜のうち、前記第1領域上の部分及び前記第3領域上の部分を覆い、前記第2領域上の部分及び前記第4領域上の部分を露出させる第1のレジストを形成する工程と、前記第1のレジストをマスクとして、前記第1の絶縁膜にイオン注入を行う工程と、前記第1のレジストを除去する工程と、前記第1のレジストを除去する工程の後に、前記第1の絶縁膜をエッチングにより除去する工程と、を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記4)半導体基板の第1領域及び第2領域に、p型のイオンを注入する工程と、前記半導体基板の第3領域にn型のイオンを注入する工程と、前記p型のイオンを注入する工程の後に、前記第1領域に第1ゲート用パターンと第2ゲート用パターンを形成し、前記第2領域に、前記第1ゲート用パターンと前記第2ゲート用パターンの間隔より広い間隔で隣接する第3ゲート用パターンと第4ゲート用パターンを形成する工程と、前記n型のイオンを注入する工程の後に、前記第3領域に第5ゲート用パターンを形成する工程と、前記半導体基板、前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート用パターン、前記第4ゲート用パターン、及び、前記第5ゲート用パターンを覆う第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜のうち、前記第1領域及び前記第2領域を覆い、前記第3領域を開口する第1のレジストを形成する工程と、前記第1のレジストをマスクとして、前記第1の絶縁膜をエッチングして除去する工程と、前記第1のレジストを除去する工程と、前記第1の絶縁膜、及び、前記第5ゲート用パターンをマスクとして、前記半導体基板をエッチングして溝を形成する工程と、前記溝にシリコンとゲルマニウムを含む半導体層を埋め込む工程と、前記半導体層を埋め込む工程の後に、前記第1領域及び第3領域上を覆い、前記第2領域を開口させて前記第1の絶縁膜を露出させる第2のレジストを形成する工程と、前記第2のレジストをマスクとして、前記第1の絶縁膜にイオン注入を行う工程と、前記第2のレジストを除去する工程と、前記第2のレジストを除去する工程の後に、前記第1の絶縁膜をエッチングにより除去する工程と、を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記5)前記第2のレジストを除去する工程の後、前記第1の絶縁膜をエッチングにより除去する工程の前に、前記第1の絶縁膜、前記半導体層、及び、前記第5ゲート用パターンを覆う第4の絶縁膜を前記第1の絶縁膜とは異なる材料で形成する工程と、前記第4の絶縁膜のうち、前記第3領域上の部分を覆い、前記第1領域上及び前記第2領域上の部分を露出させる第3のレジストを形成する工程と、前記第3のレジストをマスクとして、前記第4の絶縁膜をエッチングして除去する工程と、前記第3のレジストを除去する工程と、を更に備えることを特徴とする付記4に記載の半導体装置の製造方法。
(付記6)前記第5ゲート用パターンを形成する前に、前記半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程を更に備え、前記半導体層の表面の高さが、前記半導体基板と前記ゲート絶縁膜の界面の高さより高くなるように前記半導体層を埋め込むこと特徴とする付記3乃至付記5のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
(付記7)前記第1の絶縁膜及び前記半導体基板に第1の熱処理を施す工程を有することを特徴とする付記1乃至6のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
(付記8)前記第1の絶縁膜は、前記第1の熱処理を施すことにより収縮することを特徴とする付記7に記載の半導体装置の製造方法。
(付記9)前記第1の絶縁膜を形成する工程の前に、前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート用パターン、及び、前記第4ゲート用パターンをマスクとして、前記半導体基板の前記第1領域及び前記第2領域にn型のイオンを注入する工程を更に備えることを特徴とする付記1乃至8のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(付記10)前記第1の絶縁膜を形成する工程の前に、前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート用パターン、及び、前記第4ゲート用パターンの側壁にサイドウォールスペーサを形成する工程を更に備えることを特徴とする付記1乃至9のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
(付記11)前記第1の絶縁膜を形成する工程の前に、前記半導体基板、前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート用パターン、及び、前記第4ゲート用パターンを覆う第2の絶縁膜を前記第1の絶縁膜とは異なる材料で形成する工程を更に備えることを特徴とする付記1乃至10のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(付記12)前記第1の絶縁膜を除去する工程の後に、前記半導体基板にシリサイド層を形成する工程と、前記シリサイド層を覆う第3の絶縁膜を形成する工程と、前記第3の絶縁膜の中に、前記シリサイド層に接触する導電性プラグを形成する工程を更に備えることを特徴とする付記1乃至11のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(付記13)前記半導体基板、前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート用パターン、及び、前記第4ゲート用パターン、及び、前記サイドウォールスペーサを覆う第3の絶縁膜を形成する工程と、前記第3の絶縁膜を研磨して前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート用パターン、及び、前記第4ゲート用パターンを露出させる第1の研磨工程と、前記第1の研磨工程の後に、前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート用パターン、及び、前記第4ゲート用パターンを除去して第1の電極空間、第2の電極空間、第3の電極空間、及び、第4の電極空間を形成する工程と、前記第1の電極空間、第2の電極空間、第3の電極空間、及び、第4の電極空間、及び、前記第3の絶縁膜を覆う金属膜を形成する工程と、前記金属膜を研磨して前記第3の絶縁膜を露出させるとともに、前記第1の電極空間、第2の電極空間、第3の電極空間、及び、第4の電極空間に残された前記金属を第1のゲート電極、第2のゲート電極、第3のゲート電極、及び、第4のゲート電極に適用する第2の研磨工程と、を更に備えることを特徴とする付記1乃至12のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(付記14)前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート用パターン、及び、前記第4ゲート用パターンはシリコン膜から形成されたゲート電極であることを特徴とする付記1乃至13のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(付記15)前記第1の絶縁膜は、窒化シリコン膜であることを特徴とする付記1乃至14のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
(付記16)前記第1の絶縁膜への前記イオン注入は、炭素イオン又はホウ素イオンを注入することを特徴とする付記1乃至15のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(付記17)前記第1の絶縁膜への前記イオン注入により注入される元素の濃度ピークは前記第2領域において、前記第1の絶縁膜の厚さの中央か前記中央より上に位置することを特徴とする付記1乃至付記16のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
Next, features of the embodiment of the present invention will be described.
(Supplementary Note 1) A first gate pattern and a second gate pattern are formed in a first region of a semiconductor substrate, and an interval between the first gate pattern and the second gate pattern is formed in a second region of the semiconductor substrate. Forming a third gate pattern and a fourth gate pattern adjacent to each other at a wider interval, the semiconductor substrate, the first gate pattern, the second gate pattern, the third gate electrode, and the A step of forming a first insulating film covering the fourth gate pattern; and a first portion of the first insulating film that covers a portion on the first region and exposes a portion on the second region. A step of forming a resist, a step of implanting ions into the first insulating film using the first resist as a mask, a step of removing the first resist after the step of performing ion implantation, Previous The method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that it comprises after the step of removing the first resist and removing by etching said first insulating film.
(Supplementary Note 2) Before the step of forming the first gate pattern, the second gate pattern, the third gate pattern, and the fourth gate pattern, the first region of the semiconductor substrate and The method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 1, further comprising a step of implanting p-type ions into the second region.
(Supplementary Note 3) A step of implanting p-type ions into the first region and the second region of the semiconductor substrate, a step of implanting n-type ions into the third region and the fourth region of the semiconductor substrate, After the step of implanting p-type ions, a first gate pattern and a second gate pattern are formed in the first region, and the first gate pattern and the second gate pattern are formed in the second region. The fifth gate pattern and the sixth gate pattern are formed in the third region after the step of forming the third gate pattern and the fourth gate pattern that are adjacent to each other at a wider interval than the step of the step, and the step of implanting the n-type ions. Forming a gate pattern and forming, in the fourth region, a seventh gate pattern and an eighth gate pattern adjacent to each other at a wider interval than the fifth gate pattern and the sixth gate pattern; The first Using the 5 gate pattern, the 6th gate pattern, the 7th gate pattern, and the 8th gate pattern as a mask, the semiconductor substrate in the third region and the fourth region is etched to form grooves. Forming a semiconductor layer containing silicon and germanium in the trench, the semiconductor substrate, the first gate pattern, the second gate pattern, the third gate pattern, and the fourth gate use. Forming a pattern, the fifth gate pattern, the sixth gate pattern, the seventh gate pattern, the eighth gate pattern, and a first insulating film covering the semiconductor layer; The insulating film of 1 covers a portion on the first region and a portion on the third region, and a portion on the second region and a portion on the fourth region are exposed. A step of forming a first resist, a step of implanting ions into the first insulating film using the first resist as a mask, a step of removing the first resist, and the first resist And a step of removing the first insulating film by etching after the step of removing the semiconductor device.
(Supplementary Note 4) A step of implanting p-type ions into the first region and the second region of the semiconductor substrate, a step of implanting n-type ions into the third region of the semiconductor substrate, and the p-type ions. After the implantation step, a first gate pattern and a second gate pattern are formed in the first region, and an interval wider than an interval between the first gate pattern and the second gate pattern is formed in the second region. Forming a third gate pattern and a fourth gate pattern adjacent to each other, a step of forming a fifth gate pattern in the third region after the step of implanting the n-type ions, and the semiconductor Forming a first insulating film covering the substrate, the first gate pattern, the second gate pattern, the third gate pattern, the fourth gate pattern, and the fifth gate pattern; , Of the first insulating film, a step of forming a first resist covering the first region and the second region and opening the third region; and using the first resist as a mask, Etching the semiconductor substrate and etching the semiconductor substrate using the first insulating film and the fifth gate pattern as a mask. Forming a semiconductor layer containing silicon and germanium in the groove, and embedding the semiconductor layer, covering the first region and the third region, and opening the second region. Forming a second resist for exposing the first insulating film; performing ion implantation on the first insulating film using the second resist as a mask; and removing the second resist. Craft If, after said step of removing the second resist, a method of manufacturing a semiconductor device characterized by and a step of removing the first insulating film by etching.
(Supplementary Note 5) After the step of removing the second resist and before the step of removing the first insulating film by etching, the first insulating film, the semiconductor layer, and the fifth gate Forming a fourth insulating film covering the pattern with a material different from that of the first insulating film; covering a portion of the fourth insulating film on the third region; over the first region; Forming a third resist that exposes a portion on the second region; etching and removing the fourth insulating film using the third resist as a mask; and The method for manufacturing a semiconductor device according to appendix 4, further comprising a step of removing.
(Supplementary Note 6) Before forming the fifth gate pattern, the semiconductor substrate further includes a step of forming a gate insulating film on the semiconductor substrate, and the height of the surface of the semiconductor layer is determined between the semiconductor substrate and the gate insulating film The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of appendix 3 to appendix 5, wherein the semiconductor layer is embedded so as to be higher than a height of the interface.
(Supplementary note 7) The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of supplementary notes 1 to 6, further comprising a step of performing a first heat treatment on the first insulating film and the semiconductor substrate.
(Supplementary note 8) The method for manufacturing a semiconductor device according to supplementary note 7, wherein the first insulating film contracts by performing the first heat treatment.
(Supplementary Note 9) Before the step of forming the first insulating film, the first gate pattern, the second gate pattern, the third gate pattern, and the fourth gate pattern are used as a mask. The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of appendices 1 to 8, further comprising a step of implanting n-type ions into the first region and the second region of the semiconductor substrate.
(Appendix 10) Before the step of forming the first insulating film, the sidewalls of the first gate pattern, the second gate pattern, the third gate pattern, and the fourth gate pattern are formed. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of appendices 1 to 9, further comprising a step of forming a sidewall spacer.
(Appendix 11) Before the step of forming the first insulating film, the semiconductor substrate, the first gate pattern, the second gate pattern, the third gate pattern, and the fourth gate pattern 11. The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of appendices 1 to 10, further comprising a step of forming a second insulating film covering the pattern with a material different from that of the first insulating film.
(Supplementary Note 12) After the step of removing the first insulating film, a step of forming a silicide layer on the semiconductor substrate, a step of forming a third insulating film covering the silicide layer, and the third insulation The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of appendices 1 to 11, further comprising a step of forming a conductive plug in contact with the silicide layer in the film.
(Supplementary Note 13) Third insulation covering the semiconductor substrate, the first gate pattern, the second gate pattern, the third gate pattern, the fourth gate pattern, and the sidewall spacer Forming a film; and polishing the third insulating film to expose the first gate pattern, the second gate pattern, the third gate pattern, and the fourth gate pattern. After the first polishing step and the first polishing step, the first gate pattern, the second gate pattern, the third gate pattern, and the fourth gate pattern are removed to remove the first gate pattern. Forming the electrode space, the second electrode space, the third electrode space, and the fourth electrode space, the first electrode space, the second electrode space, the third electrode space, and Fourth electric Forming a metal film covering the space and the third insulating film; polishing the metal film to expose the third insulating film; and the first electrode space and the second electrode space The metal remaining in the third electrode space and the fourth electrode space is applied to the first gate electrode, the second gate electrode, the third gate electrode, and the fourth gate electrode. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of appendices 1 to 12, further comprising: 2 polishing steps.
(Supplementary note 14) The first gate pattern, the second gate pattern, the third gate pattern, and the fourth gate pattern are gate electrodes formed of a silicon film. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of 1 to 13.
(Supplementary note 15) The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of supplementary notes 1 to 14, wherein the first insulating film is a silicon nitride film.
(Additional remark 16) The said ion implantation to a said 1st insulating film implants carbon ion or boron ion, The manufacturing method of the semiconductor device as described in any one of additional remark 1 thru | or 15 characterized by the above-mentioned.
(Supplementary Note 17) The concentration peak of the element implanted by the ion implantation into the first insulating film is located in the center of the thickness of the first insulating film or above the center in the second region. 18. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of supplementary notes 1 to 16, wherein:

1 シリコン基板
1n Nウェル
1p Pウェル
1a〜1e 溝
2 素子分離絶縁膜
3a〜3h ゲート絶縁膜
4a〜4h ゲート用パターン
5a〜5h ハードマスク膜
6a〜6h オフセットスペーサ
7a〜7e 半導体層
8a〜8e n型エクステンション領域
9a〜9e n型ソース/ドレイン領域
10a〜10e p型エクステンション領域
11a〜11e n型ソース/ドレイン領域
12a〜12h サイドウォールスペーサ
14 酸化シリコン膜
15 地下シリコン膜
16、17 レジストパターン
18 酸化シリコン膜
19a〜19j シリサイド層
20 窒化シリコン膜
21 第1層間絶縁膜
22 ハードマスク
23a〜23d 電極空間
24a〜24d ゲート電極
25a〜35d ゲート電極
28 第2層間絶縁膜
29a〜29l 導電性プラグ
41、43、45 レジストパターン





DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 1n N well 1p P well 1a-1e Groove 2 Element isolation insulating films 3a-3h Gate insulating films 4a-4h Gate patterns 5a-5h Hard mask films 6a-6h Offset spacers 7a-7e Semiconductor layers 8a-8en Type extension regions 9a to 9e n type source / drain regions 10a to 10e p type extension regions 11a to 11e n type source / drain regions 12a to 12h side wall spacer 14 silicon oxide film 15 underground silicon film 16, 17 resist pattern 18 silicon oxide Films 19a to 19j Silicide layer 20 Silicon nitride film 21 First interlayer insulating film 22 Hard masks 23a to 23d Electrode spaces 24a to 24d Gate electrodes 25a to 35d Gate electrode 28 Second interlayer insulating films 29a to 29l Conductive plugs 41, 43, 45 resist pattern





Claims (9)

半導体基板の第1領域に第1ゲート用パターンと第2ゲート用パターンを形成し、前記半導体基板の第2領域に、前記第1ゲート用パターンと前記第2ゲート用パターンの間隔より広い間隔で隣接する第3ゲート用パターンと第4ゲート用パターンを形成する工程と、
前記半導体基板、前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート電極、及び、前記第4ゲート用パターンを覆う第1の絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜のうち、前記第1領域上の部分を覆い、前記第2領域上の部分を露出させる第1のレジストを形成する工程と、
前記第1のレジストをマスクとして、前記第1の絶縁膜にイオン注入を行う工程と、
前記イオン注入を行う工程の後に、前記第1のレジストを除去する工程と、
前記第1のレジストを除去する工程の後に、前記第1の絶縁膜をエッチングにより除去する工程と、を備え
前記第1の絶縁膜の前記エッチングのレートは前記イオン注入により低下すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
A first gate pattern and a second gate pattern are formed in the first region of the semiconductor substrate, and the second region of the semiconductor substrate is spaced at a wider interval than the interval between the first gate pattern and the second gate pattern. Forming adjacent third gate pattern and fourth gate pattern;
Forming a first insulating film covering the semiconductor substrate, the first gate pattern, the second gate pattern, the third gate electrode, and the fourth gate pattern;
Forming a first resist that covers a portion of the first insulating film on the first region and exposes a portion of the second region;
Performing ion implantation into the first insulating film using the first resist as a mask;
Removing the first resist after the ion implantation step;
After the step of removing the first resist, the step of removing the first insulating film by etching ,
The method of manufacturing a semiconductor device wherein an etching rate of the first insulating film, wherein that you drop by the ion implantation.
半導体基板の第1領域及び第2領域に、p型のイオンを注入する工程と、
前記半導体基板の第3領域及び第4領域に、n型のイオンを注入する工程と、
前記p型のイオンを注入する工程の後に、前記第1領域に第1ゲート用パターンと第2ゲート用パターンを形成し、前記第2領域に、前記第1ゲート用パターンと前記第2ゲート用パターンの間隔より広い間隔で隣接する第3ゲート用パターンと第4ゲート用パターンを形成する工程と、
前記n型のイオンを注入する工程の後に、前記第3領域に第5ゲート用パターンと第6ゲート用パターンを形成し、前記第4領域に、前記第5ゲート用パターンと前記第6ゲート用パターンの間隔より広い間隔で隣接する第7ゲート用パターンと第8ゲート用パターンを形成する工程と、
前記第5ゲート用パターン、前記第6ゲート用パターン、前記第7ゲート用パターン、及び、前記第8ゲート用パターンをマスクとして、前記第3領域及び前記第4領域の前記半導体基板をエッチングして溝を形成する工程と、
前記溝にシリコンとゲルマニウムを含む半導体層を埋め込む工程と、
前記半導体基板、前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート用パターン、前記第4ゲート用パターン、前記第5ゲート用パターン、前記第6ゲート用パターン、前記第7ゲート用パターン、前記第8ゲート用パターン、及び、前記半導体層を覆う第1の絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜のうち、前記第1領域上の部分及び前記第3領域上の部分を覆い、前記第2領域上の部分及び前記第4領域上の部分を露出させる第1のレジストを形成する工程と、
前記第1のレジストをマスクとして、前記第1の絶縁膜にイオン注入を行う工程と、
前記第1のレジストを除去する工程と、
前記第1のレジストを除去する工程の後に、前記第1の絶縁膜をエッチングにより除去する工程と、を備え
前記第1の絶縁膜の前記エッチングのレートは前記イオン注入により低下すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
Implanting p-type ions into the first region and the second region of the semiconductor substrate;
Implanting n-type ions into the third region and the fourth region of the semiconductor substrate;
After the step of implanting the p-type ions, a first gate pattern and a second gate pattern are formed in the first region, and the first gate pattern and the second gate pattern are formed in the second region. Forming a third gate pattern and a fourth gate pattern that are adjacent to each other at a wider interval than the pattern interval;
After the n-type ion implantation step, a fifth gate pattern and a sixth gate pattern are formed in the third region, and the fifth gate pattern and the sixth gate pattern are formed in the fourth region. Forming a seventh gate pattern and an eighth gate pattern adjacent to each other at an interval wider than the pattern interval;
Etching the semiconductor substrate in the third region and the fourth region using the fifth gate pattern, the sixth gate pattern, the seventh gate pattern, and the eighth gate pattern as a mask. Forming a groove;
Burying a semiconductor layer containing silicon and germanium in the groove;
The semiconductor substrate, the first gate pattern, the second gate pattern, the third gate pattern, the fourth gate pattern, the fifth gate pattern, the sixth gate pattern, and the seventh gate. Forming a first insulating film that covers the semiconductor layer, and the pattern for the eighth gate, the pattern for the eighth gate, and
Of the first insulating film, a first resist that covers a portion on the first region and a portion on the third region, and exposes a portion on the second region and a portion on the fourth region. Forming, and
Performing ion implantation into the first insulating film using the first resist as a mask;
Removing the first resist;
After the step of removing the first resist, the step of removing the first insulating film by etching ,
The method of manufacturing a semiconductor device wherein an etching rate of the first insulating film, wherein that you drop by the ion implantation.
半導体基板の第1領域及び第2領域に、p型のイオンを注入する工程と、
前記半導体基板の第3領域にn型のイオンを注入する工程と、
前記p型のイオンを注入する工程の後に、前記第1領域に第1ゲート用パターンと第2ゲート用パターンを形成し、前記第2領域に、前記第1ゲート用パターンと前記第2ゲート用パターンの間隔より広い間隔で隣接する第3ゲート用パターンと第4ゲート用パターンを形成する工程と、
前記n型のイオンを注入する工程の後に、前記第3領域に第5ゲート用パターンを形成する工程と、
前記半導体基板、前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート用パターン、前記第4ゲート用パターン、及び、前記第5ゲート用パターンを覆う第1の絶縁膜を形成する工程と
前記第1の絶縁膜のうち、前記第1領域及び前記第2領域を覆い、前記第3領域を開口する第1のレジストを形成する工程と、
前記第1のレジストをマスクとして、前記第1の絶縁膜をエッチングして除去する工程と、
前記第1のレジストを除去する工程と、
前記第1の絶縁膜、及び、前記第5ゲート用パターンをマスクとして、前記半導体基板をエッチングして溝を形成する工程と、
前記溝にシリコンとゲルマニウムを含む半導体層を埋め込む工程と、
前記半導体層を埋め込む工程の後に、前記第1領域及び第3領域上を覆い、前記第2領域を開口させて前記第1の絶縁膜を露出させる第2のレジストを形成する工程と、
前記第2のレジストをマスクとして、前記第1の絶縁膜にイオン注入を行う工程と、
前記第2のレジストを除去する工程と、
前記第2のレジストを除去する工程の後に、前記第1の絶縁膜をエッチングにより除去する工程と、を備え
前記第1の絶縁膜の前記エッチングのレートは前記イオン注入により低下すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
Implanting p-type ions into the first region and the second region of the semiconductor substrate;
Implanting n-type ions into the third region of the semiconductor substrate;
After the step of implanting the p-type ions, a first gate pattern and a second gate pattern are formed in the first region, and the first gate pattern and the second gate pattern are formed in the second region. Forming a third gate pattern and a fourth gate pattern that are adjacent to each other at a wider interval than the pattern interval;
A step of forming a fifth gate pattern in the third region after the step of implanting the n-type ions;
Forming a first insulating film covering the semiconductor substrate, the first gate pattern, the second gate pattern, the third gate pattern, the fourth gate pattern, and the fifth gate pattern; Process ,
Forming a first resist covering the first region and the second region of the first insulating film and opening the third region;
Etching and removing the first insulating film using the first resist as a mask;
Removing the first resist;
Etching the semiconductor substrate using the first insulating film and the fifth gate pattern as a mask to form a groove;
Burying a semiconductor layer containing silicon and germanium in the groove;
After the step of embedding the semiconductor layer, forming a second resist that covers the first region and the third region, opens the second region, and exposes the first insulating film;
Using the second resist as a mask, implanting ions into the first insulating film;
Removing the second resist;
A step of removing the first insulating film by etching after the step of removing the second resist ,
The method of manufacturing a semiconductor device wherein an etching rate of the first insulating film, wherein that you drop by the ion implantation.
前記第1の絶縁膜及び前記半導体基板に第1の熱処理を施す工程を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of performing a first heat treatment on the first insulating film and the semiconductor substrate. 5. 前記第1の絶縁膜を形成する工程の前に、前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート用パターン、及び、前記第4ゲート用パターンの側壁にサイドウォールスペーサを形成する工程を更に備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   Before the step of forming the first insulating film, sidewall spacers are formed on sidewalls of the first gate pattern, the second gate pattern, the third gate pattern, and the fourth gate pattern. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of forming the semiconductor device. 前記第1の絶縁膜を形成する工程の前に、前記半導体基板、前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート用パターン、及び、前記第4ゲート用パターンを覆う第2の絶縁膜を前記第1の絶縁膜とは異なる材料で形成する工程を更に備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   Before the step of forming the first insulating film, the semiconductor substrate, the first gate pattern, the second gate pattern, the third gate pattern, and the fourth gate pattern are covered. 6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of forming the second insulating film with a material different from that of the first insulating film. 前記半導体基板、前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート用パターン、及び、前記第4ゲート用パターン、及び、前記サイドウォールスペーサを覆う第3の絶縁膜を形成する工程と、
前記第3の絶縁膜を研磨して前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート用パターン、及び、前記第4ゲート用パターンを露出させる第1の研磨工程と、
前記第1の研磨工程の後に、前記第1ゲート用パターン、前記第2ゲート用パターン、前記第3ゲート用パターン、及び、前記第4ゲート用パターンを除去して第1の電極空間、第2の電極空間、第3の電極空間、及び、第4の電極空間を形成する工程と、
前記第1の電極空間、前記第2の電極空間、前記第3の電極空間、及び、前記第4の電極空間、及び、前記第3の絶縁膜を覆う金属膜を形成する工程と、
前記金属膜を研磨して前記第3の絶縁膜を露出させるとともに、前記第1の電極空間、前記第2の電極空間、前記第3の電極空間、及び、前記第4の電極空間に残された前記金属を第1のゲート電極、第2のゲート電極、第3のゲート電極、及び、第4のゲート電極に適用する第2の研磨工程と、
を更に備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
A third insulating film is formed to cover the semiconductor substrate, the first gate pattern, the second gate pattern, the third gate pattern, the fourth gate pattern, and the sidewall spacer. Process,
A first polishing step of polishing the third insulating film to expose the first gate pattern, the second gate pattern, the third gate pattern, and the fourth gate pattern;
After the first polishing step, the first gate pattern, the second gate pattern, the third gate pattern, and the fourth gate pattern are removed to remove the first electrode space, the second Forming the electrode space, the third electrode space, and the fourth electrode space;
The first electrode space and the second electrode space, said third electrode space, and the fourth electrode space, and a step of forming a metal film covering the third insulating film,
To expose the third insulating film by polishing the metal film, the first electrode space and the second electrode space, said third electrode space, and left in the fourth electrode space A second polishing step of applying the metal to the first gate electrode, the second gate electrode, the third gate electrode, and the fourth gate electrode;
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising:
前記第1の絶縁膜への前記イオン注入は、炭素イオン又はホウ素イオンを注入することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the ion implantation into the first insulating film is performed by implanting carbon ions or boron ions. 前記第1の絶縁膜は、窒化シリコンであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first insulating film is silicon nitride.
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