(57)【要約】【課題】活性領域表面に凹凸を生じることなく活性領域上端の角部を丸めることができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】活性領域を画定する素子分離絶縁膜を形成する工程と、活性領域上に、０．１ｎｍ以上、０．７ｎｍ未満の膜厚の自然酸化膜を形成する工程と、水素を含む雰囲気中で、８５０℃よりも高く９５０℃未満の温度で熱処理を行い、活性領域の角部を丸めるとともに、自然酸化膜を還元除去する工程と、自然酸化膜を除去した活性領域上に、ゲート絶縁膜を形成する工程とを有する。【選択図】図４
2010056189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に、活性領域を画定する素子分離絶縁膜を形成する工程と、
前記活性領域上に、０．１ｎｍ以上、０．７ｎｍ未満の膜厚の自然酸化膜を形成する工程と、
水素を含む雰囲気中で、８５０℃よりも高く９５０℃未満の温度で熱処理を行い、前記活性領域の角部を丸めるとともに、前記自然酸化膜を還元除去する工程と、
前記自然酸化膜を除去した前記活性領域上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
半導体基板に、第１の活性領域及び第２の活性領域を画定する素子分離絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の活性領域上及び前記第２の活性領域上に、第１のゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の活性領域上の前記第１のゲート絶縁膜を選択的に除去する工程と、
前記第２の活性領域上に、０．１ｎｍ以上、０．７ｎｍ未満の膜厚の自然酸化膜を形成する工程と、
水素を含む雰囲気中で、８５０℃よりも高く９５０℃未満の温度で熱処理を行い、前記第２の活性領域の角部を丸めるとともに、前記自然酸化膜を還元除去する工程と、
前記自然酸化膜を除去した前記第１の活性領域上に、前記第１のゲート絶縁膜よりも薄い第２のゲート絶縁膜を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置の製造方法において、
前記自然酸化膜を除去した後、前記半導体基板を大気に触れさせることなく、前記第２のゲート絶縁膜を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
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において、
前記自然酸化膜を形成する工程は、膜厚が０．７ｎｍ以上の前記自然酸化膜を形成する工程と、前記自然酸化膜をエッチングし、前記自然酸化膜を０．１ｎｍ以上、０．７ｎｍ未満の膜厚にする工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
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において、
前記自然酸化膜を形成する工程は、硫酸と過酸化水素水との混合溶液で前記半導体基板を処理する工程を含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
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において、
前記水素を含む雰囲気は、水素雰囲気又は水素と不活性ガスとの混合ガスを含む雰囲気である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に、活性領域上端部の角部を丸める処理を含む半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の高集積化によるＭＩＳトランジスタの微細化に伴い、活性領域上端の形状ばらつきがトランジスタ特性に与える影響が問題となってきている。
【０００３】
活性領域上端の形状ばらつきを抑制するための手段として、活性領域の上端の角部を丸める処理を行う方法が提案されている。その一つとして、素子分離溝の形成後に高温酸化やラジカル酸化等を行って活性領域端の角部を丸める方法が知られている。また、酸化工程を使用せずに角部を丸める方法としては、ゲート絶縁膜の形成前に水素アニールを行ってシリコン原子をマイグレーションさせる方法が知られている。
【特許文献１】特開平０９−１１５８６９号公報
【特許文献２】特開２００２−２８９６１１号公報
【特許文献３】特開２００４−０８７９６０号公報
【特許文献４】特開２００５−０７９２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、酸化による丸め処理を行うと活性領域幅が狭くなるため、トランジスタの微細化が困難となる。また、水素アニールによるマイグレーションを用いる方法について、本願発明者等が鋭意検討を行ったところ、条件によって、活性領域表面に凹凸が生じることや、活性領域端形状のばらつきが十分に抑制できないことが判明した。
【０００５】
本発明の目的は、活性領域表面に凹凸を生じることなく活性領域上端の角部を丸め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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の一観点によれば、半導体基板に、活性領域を画定する素子分離絶縁膜を形成する工程と、前記活性領域上に、０．１ｎｍ以上、０．７ｎｍ未満の膜厚の自然酸化膜を形成する工程と、水素を含む雰囲気中で、８５０℃よりも高く９５０℃未満の温度で熱処理を行い、前記活性領域の角部を丸めるとともに、前記自然酸化膜を還元除去する工程と、前記自然酸化膜を除去した前記活性領域上に、ゲート絶縁膜を形成する工程とを有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０００７】
また、実施形態の他の観点によれば、半導体基板に、第１の活性領域及び第２の活性領域を画定する素子分離絶縁膜を形成する工程と、前記第１の活性領域上及び前記第２の活性領域上に、第１のゲート絶縁膜を形成する工程と、前記第２の活性領域上の前記第１のゲート絶縁膜を選択的に除去する工程と、前記第２の活性領域上に、０．１ｎｍ以上、０．７ｎｍ未満の膜厚の自然酸化膜を形成する工程と、水素を含む雰囲気中で、８５０℃よりも高く９５０℃未満の温度で熱処理を行い、前記第２の活性領域の角部を丸めるとともに、前記自然酸化膜を還元除去する工程と、前記自然酸化膜を除去した前記第１の活性領域上に、前記第１のゲート絶縁膜よりも薄い第２のゲート絶縁膜を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
開示の半導体装置の製造方法によれば、ゲート絶縁膜の形成の際に半導体基板上に存在する自然酸化膜を還元除去できるとともに、活性領域上端の角部を丸めることができる。これにより、水素アニール後の半導体基板表面が平坦になり、のちに形成するゲート絶縁膜の信頼性を高めることができる。また、活性領域の上端の角部の形状ばらつきが低減し、ＭＩＳトランジスタの特性ばらつきを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
一実施形態による半導体装置の製造方法について図１乃至図９を用いて説明する。
【００１０】
図１乃至図５は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。図６は、自然酸化膜のエッチング量とエッチング時間との関係を示すグラフである。図７は、水素アニール温度を変化したときの活性領域上端部の形状の変化を示す断面ＴＥＭ像である。図８は、水素アニール時の自然酸化膜の膜厚の膜厚を変化したときのゲート絶縁膜の表面形状の変化を示すＡＦＭ像である。図９は、水素アニール後の表面凹凸と水素アニール条件との関係を示すグラフである。
【００１１】
まず、シリコン基板１０に、例えばシャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ：Shallow Trench Isolation）法により、活性領域１４ａ，１４ｂを画定する素子分離絶縁膜１２を形成する（図１（ａ））。図において、中央の素子分離絶縁膜１２よりも左側の活性領域１４ａは、薄いゲート絶縁膜を有するＭＩＳトランジスタの形成領域であるものとする。また、中央の素子分離絶縁膜１２よりも右側の活性領域１４ｂは、厚いゲート絶縁膜を有するＭＩＳトランジスタの形成領域であるものとする。薄いゲート絶縁膜を有するＭＩＳトランジスタは、特に限定されるものではないが、例えば、ロジック回路用の低電圧トランジスタである。また、厚いゲート絶縁膜を有するＭＩＳトランジスタは、特に限定されるものではないが、例えば、入出回路用の中電圧トランジスタである。
【００１２】
次いで、例えば熱酸化法により、素子分離絶縁膜１２により画定された活性領域１４ａ，１４ｂ上にシリコン酸化膜を成長し、シリコン酸化膜の犠牲酸化膜１６を形成する。
【００１３】
次いで、フォトリソグラフィイオン注入により、不純物イオンを所定領域にイオン注入し、シリコン基板１０内にウェル１８，２０を形成する（図１（ｂ））。
【００１４】
次いで、例えば弗酸水溶液を用いたウェットエッチングにより、犠牲酸化膜１６を除去する。
【００１５】
次いで、例えば８００℃の水蒸気（ウェット）酸化により、犠牲酸化膜１６を除去した活性領域１４ａ，１４ｂの表面に、例えば膜厚７．５ｎｍのシリコン酸化膜２２を形成する（図２（ａ））。
【００１６】
次いで、フォトリソグラフィにより、活性領域１４ｂを覆い、活性領域１４ａを露出するフォトレジスト膜２４を形成する。
【００１７】
次いで、フォトレジスト膜２４をマスクとして、例えば濃度０．２５ｗｔ％の希釈弗酸水溶液を用いてウェットエッチングを行い、活性領域１４ａ上のシリコン酸化膜２２を選択的に除去する（図２（ｂ））。この際、シリコン酸化膜２２のエッチングとともに素子分離絶縁膜１２もエッチングされ、活性領域１４ａの上端の角部４４が露出する。
【００１８】
なお、活性領域１４ａの上端の角部４４とは、断面形状を見たときに角部として現れる部分であり、活性領域１４ａの表面と、活性領域１４ａの素子分離絶縁膜１２との交差部分に形成される角部である。
【００１９】
次いで、例えば酸素プラズマを用いたアッシング及び硫酸と過酸化水素水との混合溶液（ＳＰＭ：Sulfuric acid Hydrogen Peroxide Mixture）を用いた薬液処理を行い、フォトレジスト膜２４を除去する。
【００２０】
次いで、アンモニア水と過酸化水素水との混合液（ＡＰＭ：Ammonia hydrogen Peroxide Mixture）を用いた洗浄処理（ＳＣ１洗浄）を行い、シリコン基板１０上のパーティクルや有機物を除去する。
【００２１】
次いで、塩酸と過酸化水素水との混合液（ＨＰＭ：Hydrochloric acid hydrogen PeroxideMixture）を用いた洗浄処理（ＳＣ２洗浄）を行い、シリコン基板１０上の金属不純物を除去する。
【００２２】
これら洗浄処理により、活性領域１４ａの表面には、例えば膜厚１．０ｎｍの自然酸化膜２６が形成される（図３（ａ））。特に、酸素プラズマ処理やＳＰＭ処理を経て形成される自然酸化膜の膜厚は、ＳＣ１洗浄及びＳＣ２洗浄だけを行う場合よりも厚くなる。
【００２３】
なお、本願明細書において自然酸化膜とは、ウェーハの大気放置により形成される酸化膜や薬液処理によって形成される化学酸化膜を含む不完全な酸化膜を指すものとする。自然酸化膜は、膜質に優れた熱酸化膜と比べて、結晶性が不完全で、低密度であり、絶縁層としての特性が低いものである。
【００２４】
次いで、弗酸濃度が０．２５ｗｔ％以下程度、例えばＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：７００の希釈弗酸水溶液を用い、活性領域１４ａ上の自然酸化膜２６の膜厚が０．１ｎｍ以上、０．７ｎｍ未満となるように、自然酸化膜２６をウェットエッチングする（図３（ｂ））。自然酸化膜２６のウェットエッチングは、処理時間を短くすることができる等の観点からは枚葉式の処理装置を用いることが望ましいが、浸漬式のバッチ処理装置を用いてもよい。ウェットエッチング後の半導体基板１０は、水洗・乾燥処理される。
【００２５】
自然酸化膜２６の膜厚を０．１ｎｍ以上とするのは、自然酸化膜２６を総て除去してしまうと、シリコン基板１０の活性表面が露出され、洗浄後の水洗等でパーティクルの付着が生じやすくなるからである。自然酸化膜２６の膜厚を０．７ｎｍ未満にする理由については、後述する。なお、洗浄処理直後の自然酸化膜の膜厚が０．１ｎｍ以上、０．７ｎｍ未満である場合には、本ウェットエッチング工程は必ずしも必要ではない。
【００２６】
ここでは、例えば自然酸化膜２６を０．５ｎｍウェットエッチングし、自然酸化膜２６の膜厚を０．５ｎｍとする。このウェットエッチングに伴い、活性領域１４ｂ上のシリコン酸化膜２２もウェットエッチングされ、シリコン酸化膜２２の膜厚は７ｎｍとなる。
【００２７】
図６は、弗酸濃度が０．２５ｗｔ％の弗酸水溶液を用いたときの自然酸化膜のエッチング量とエッチング時間との関係を示すグラフである。
【００２８】
図６に示すように、自然酸化膜のエッチング時間とエッチング量との関係は比例関係にあり、そのばらつきも非常に小さいことが判る。弗酸濃度を０．２５ｗｔ％程度以下の低濃度にすることにより、エッチング時間によりエッチング膜厚を０．１ｎｍオーダーで正確に制御することができる。
【００２９】
なお、弗酸水溶液の弗酸濃度は、自然酸化膜のエッチング量を０．１ｎｍオーダーで制御できれば特に限定されるものではなく、必ずしも弗酸濃度を０．２５ｗｔ％よりも低くする必要はない。また、エッチング液には、弗酸水溶液以外の薬液を用いてもよい。
【００３０】
次いで、水素を含む雰囲気中、で、８５０℃よりも高く且つ９５０℃よりも低い温度、例えば９００℃、１０秒間の熱処理（以下、「水素アニール」という）を行う。この水素アニールにより、膜厚が０．７ｎｍ未満の自然酸化膜２６は、還元除去される。また、活性領域１４ａの上端の角部４４は、熱処理によるシリコン原子のマイグレーションによって丸まる（図４（ａ））。
【００３１】
水素アニールの雰囲気は、水素が含まれていれば特に限定されるものではない。水素雰囲気を用いる場合には、１００Ｔｏｒｒ以下の圧力、例えば圧力２０Ｔｏｒｒで行うことができる。水素雰囲気のほか、水素と不活性ガス（例えば窒素やアルゴン等）との混合ガス雰囲気を用いてもよい。この場合、常圧下又は減圧下で行うことができる。
【００３２】
水素アニールの温度を８５０℃よりも高い温度とするのは、８５０℃以下の温度では活性領域１４ａ端部の角部４４を十分に丸めることができないからである。また、水素アニールの温度を９５０℃よりも低い温度とするのは、９５０℃以上の温度では活性領域１４ａの端部のマイグレーションが大きすぎ、活性領域１４ａが素子分離絶縁膜１２上に覆い被さるような傘形状となるからである。
【００３３】
図７は水素アニールを行った後の素子分離絶縁膜及び活性領域の形状を示す断面ＴＥＭ像である。図７（ａ）は熱処理温度を９００℃とした場合、図７（ｂ）は熱処理温度を１０００℃とした場合である。
【００３４】
水素アニールを９００℃で行った場合、図７（ｂ）に示すように、活性領域の端部の角部が丸まっており、素子分離絶縁膜方向への突出も認められない。これに対し、水素アニールを１０００℃で行った場合、図７（ｂ）に示すように、活性領域の上端部が素子分離絶縁膜方向へ張り出した傘形状となっている。
【００３５】
図３（ｂ）の工程において自然酸化膜２６の膜厚を、０．７ｎｍ未満の膜厚にしているのは、０．７ｎｍ以上の膜厚の自然酸化膜２６が形成されていると、水素アニールによって自然酸化膜を完全に除去できないからである。
【００３６】
本実施形態による半導体装置の製造方法では、水素アニール温度を９５０℃未満とすることにより、活性領域の上端部が素子分離絶縁膜方向へ突出して傘形状になるのを抑制している。しかしながら、熱処理温度を低温化すると、自然酸化膜の還元作用が低下するため、自然酸化膜を完全に除去できない場合がある。具体的には、自然酸化膜の膜厚が０．７ｎｍ以上では、９５０℃未満の温度の水素アニールによって自然酸化膜を還元除去することができない。そこで、活性領域の上端部が傘形状となるのを抑制しつつ自然酸化膜を完全に除去するために、水素アニール時の自然酸化膜の膜厚を０．７ｎｍ未満の厚さにしている。
【００３７】
図８は、ゲート絶縁膜を形成した後の活性領域の表面状態を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope）により撮影した結果を示すＡＦＭ像である。図８（ａ）〜（ｅ）は、水素アニール時の自然酸化膜の膜厚を、それぞれ、０．８ｎｍ、０．７ｎｍ、０．５５ｎｍ、０．３５ｎｍ及び０．２５ｎｍとした場合である。撮影に用いた試料におけるゲート絶縁膜の膜厚は、１ｎｍである。
【００３８】
自然酸化膜の膜厚が０．７ｎｍ以上では、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜の表面に凹凸が生じている。これは、水素アニールによって一部の自然酸化膜だけが除去されるために生じているものと考えられる。また、自然酸化膜の膜厚が０．７ｎｍ以上では、活性領域端部のマイグレーション不足による形状ばらつきが生じることも判明した。
【００３９】
これに対し、自然酸化膜の膜厚を０．７ｎｍ未満とすることにより、図８（ｃ）乃至図８（ｅ）に示すように、ゲート絶縁膜表面に凹凸が形成されるのを防止することができ、良好な表面状態を得ることができた。これは、水素アニールによって自然酸化膜が均一に除去されているためと考えられる。
【００４０】
図９は水素アニール後における表面凹凸と水素アニール条件との関係を示すグラフである。縦軸は、表面凹凸のばらつきを自乗平均値（ＲＭＳ）で表したものである。図中、Ａは、自然酸化膜の膜厚が０．８ｎｍであり、熱処理温度を９５０℃とした場合である。Ｂは、自然酸化膜の膜厚が０．５ｎｍであり、熱処理温度を９５０℃とした場合である。Ｃは、自然酸化膜の膜厚が０．５ｎｍであり、熱処理温度を８５０℃とした場合である。
【００４１】
図９に示すように、表面凹凸は、自然酸化膜の膜厚に大きく依存する。自然酸化膜の膜厚が０．８ｎｍのときの表面凹凸が約０．３６ｎｍであるのに対し（図中、Ａを参照）、自然酸化膜の膜厚が０．５ｎｍのときの表面凹凸は約０．１２ｎｍ程度であった（図中、Ｂ及びＣを参照）。表面凹凸に関しては、熱処理温度が８５０℃の場合と９５０℃の場合とにおいて有意差は見られなかった。
【００４２】
次いで、自然酸化膜２６を除去した活性領域１４ａ上に、例えばドライ酸化法により、例えば膜厚１．２ｎｍのシリコン酸化膜２８を形成する。この熱処理により、シリコン酸化膜２０も追加酸化され、膜厚約７．１ｎｍのシリコン酸化膜３０となる（図４（ｂ））。
【００４３】
水素アニール後のシリコン基板１０の表面は、シリコンのダングリングボンドが水素終端されているため、比較的安定である。ただし、水素アニールの後、シリコン酸化膜２８，３０の形成前に大気中に曝した場合、新たに自然酸化膜が成長することも考えられる。これを防止する観点から、シリコン酸化膜２８，３０の形成は、水素アニールを行った処理室と同一の処理室内、又は真空を破らずに基板を搬送できる処理室内において行うことが望ましい。
【００４４】
次いで、必要に応じて、窒素を含む雰囲気中、例えばＮ２ＯやＮＯ等のガス雰囲気中で窒化処理を行い、シリコン酸化膜２８，３０内に窒素を導入する。相対的に膜厚の薄いシリコン酸化膜２８では、導入された窒素がマイグレートし、シリコン基板との界面近傍にシリコン窒化酸化膜又はシリコン窒化膜が形成される。窒素導入方法としては、熱窒化処理のほか、活性窒素を用いてシリコン酸化膜２８，３０中に窒素を導入するようにしてもよい。
【００４５】
こうして、活性領域１４ａ上に、窒素が導入されたシリコン酸化膜２８により形成されたゲート絶縁膜３２を形成し、活性領域１４ｂ上に、窒素が導入されたシリコン酸化膜３０により形成されたゲート絶縁膜３４を形成する。
【００４６】
次いで、全面に、例えばＣＶＤ法により、例えば膜厚１５０ｎｍのポリシリコン膜を堆積する。
【００４７】
次いで、フォトリソグラフィ及びドライエッチングによりこのポリシリコン膜をパターニングし、ゲート絶縁膜３２，３４上に、ポリシリコン膜のゲート電極３６，３８を、それぞれ形成する（図５（ａ））。
【００４８】
次いで、通常のＭＩＳトランジスタの製造方法と同様にして、側壁絶縁膜４０、ソース／ドレイン領域４２等を形成し、薄いゲート絶縁膜３２を有するＭＩＳトランジスタと、厚いゲート絶縁膜３４を有するＭＩＳトランジスタとを完成する（図５（ｂ））。
【００４９】
このように、本実施形態によれば、自然酸化膜を０．１ｎｍ以上、０．７ｎｍ未満の膜厚にした後、８５０℃よりも高く９５０℃未満の温度で水素アニールを行うので、自然酸化膜を均一に還元除去できるとともに、活性領域の上端の角部を丸めて良好な形状にすることができる。これにより、水素アニール後の半導体基板表面が平坦になり、のちに形成するゲート絶縁膜の信頼性を高めることができる。また、活性領域の上端の角部の形状ばらつきが低減し、ＭＩＳトランジスタの特性ばらつきを抑制することができる。
【００５０】
［変形実施形態］
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【００５１】
例えば、上記実施形態では、ゲート絶縁膜の膜厚が異なる２種類のＭＩＳトランジスタを有するマルチゲート構造デバイスにおいて、薄いゲート絶縁膜の形成過程に適用した例を示したが、開示の製造方法を適用可能なプロセスはこれに限定されるものではない。例えば、ゲート絶縁膜の膜厚が異なる３種類以上のＭＩＳトランジスタを有するマルチゲート構造デバイスでは、最も厚いゲート絶縁膜を除く他のゲート絶縁膜の形成過程に開示の方法を適用することができる。また、マルチゲート構造デバイスのみならず、ゲート絶縁膜の膜厚が１種類の半導体デバイスに適用してもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、単層のゲート電極を有する通常のＭＩＳトランジスタのゲート絶縁膜の形成過程に適用した例を示したが、開示の製造方法を、複数層のゲート電極を有するトランジスタ、例えばスタックゲート構造の不揮発メモリトランジスタのトンネルゲート絶縁膜の形成過程に適用してもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、開示の製造方法をシリコン基板上に形成した半導体装置の製造プロセスに適用した例を示したが、基板としては、バルクのシリコン基板のみならず、少なくとも表面にシリコン層を有する基板、例えばＳＯＩ基板を適用することもできる。
【００５４】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００５５】
（付記１）  半導体基板に、活性領域を画定する素子分離絶縁膜を形成する工程と、
前記活性領域上に、０．１ｎｍ以上、０．７ｎｍ未満の膜厚の自然酸化膜を形成する工程と、
水素を含む雰囲気中で、８５０℃よりも高く９５０℃未満の温度で熱処理を行い、前記活性領域の角部を丸めるとともに、前記自然酸化膜を還元除去する工程と、
前記自然酸化膜を除去した前記活性領域上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００５６】
（付記２）  付記１記載の半導体装置の製造方法において、
前記自然酸化膜を除去した後、前記半導体基板を大気に触れさせることなく、前記ゲート絶縁膜を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００５７】
（付記３）  半導体基板に、第１の活性領域及び第２の活性領域を画定する素子分離絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の活性領域上及び前記第２の活性領域上に、第１のゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の活性領域上の前記第１のゲート絶縁膜を選択的に除去する工程と、
前記第２の活性領域上に、０．１ｎｍ以上、０．７ｎｍ未満の膜厚の自然酸化膜を形成する工程と、
水素を含む雰囲気中で、８５０℃よりも高く９５０℃未満の温度で熱処理を行い、前記第２の活性領域の角部を丸めるとともに、前記自然酸化膜を還元除去する工程と、
前記自然酸化膜を除去した前記第１の活性領域上に、前記第１のゲート絶縁膜よりも薄い第２のゲート絶縁膜を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００５８】
（付記４）  付記３記載の半導体装置の製造方法において、
前記自然酸化膜を除去した後、前記半導体基板を大気に触れさせることなく、前記第２のゲート絶縁膜を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００５９】
（付記５）  付記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において、
前記自然酸化膜を形成する工程は、膜厚が０．７ｎｍ以上の前記自然酸化膜を形成する工程と、前記自然酸化膜をエッチングし、前記自然酸化膜を０．１ｎｍ以上、０．７ｎｍ未満の膜厚にする工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００６０】
（付記６）  付記５記載の半導体装置の製造方法において、
前記自然酸化膜をエッチングする工程では、弗酸水溶液を用いて前記自然酸化膜をエッチングする
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００６１】
（付記７）  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において、
前記自然酸化膜を形成する工程は、硫酸と過酸化水素水との混合溶液で前記半導体基板を処理する工程を含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００６２】
（付記８）  付記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において、
前記水素を含む雰囲気は、水素雰囲気又は水素と不活性ガスとの混合ガスを含む雰囲気である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００６３】
（付記９）  付記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において、
前記半導体基板は、少なくともシリコン表面層を有する基板である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００６４】
（付記１０）  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において、
前記ゲート絶縁膜は、シリコン酸化膜である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００６５】
（付記１１）  付記１乃至１０のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記素子分離絶縁膜を形成する工程では、シャロートレンチアイソレーション法により、前記素子分離絶縁膜を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、一実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図２】図２は、一実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【図３】図３は、一実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その３）である。
【図４】図４は、一実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その４）である。
【図５】図５は、一実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その５）である。
【図６】図６は、自然酸化膜のエッチング量とエッチング時間との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、水素アニール温度を変化したときの活性領域上端部の形状の変化を示す断面ＴＥＭ像である。
【図８】図８は、水素アニール時の自然酸化膜の膜厚の膜厚を変化したときのゲート絶縁膜の表面形状の変化を示すＡＦＭ像である。
【図９】図９は、水素アニール後の表面凹凸と水素アニール条件との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６７】
１０…シリコン基板
１２…素子分離絶縁膜
１４…活性領域
１６…犠牲酸化膜
１８，２０…ウェル
２２，２８，３０…シリコン酸化膜
２４…フォトレジスト膜
２６…自然酸化膜
３２，３４…ゲート絶縁膜
３６，３８…ゲート電極
４０…側壁絶縁膜
４２…ソース／ドレイン領域
４４…活性領域の角部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図７】
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【図８】
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