(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板における第１の活性領域上に形成された第１導電型の第１のＭＩＳトランジスタと、前記半導体基板における第２の活性領域上に形成された第２導電型の第２のＭＩＳトランジスタと、前記半導体基板におけるダミー活性領域上に形成されたダミー素子とを備えた半導体装置であって、
前記第１のＭＩＳトランジスタは、
前記第１の活性領域上に形成された第１の高誘電率絶縁膜を有し、全部分が調整用金属を含有する第１のゲート絶縁膜と、
前記第１のゲート絶縁膜上に形成された第１のゲート電極とを備え、
前記第２のＭＩＳトランジスタは、
前記第２の活性領域上に形成された第２の高誘電率絶縁膜を有し、前記調整用金属を含有しない第２のゲート絶縁膜と、
前記第２のゲート絶縁膜上に形成された第２のゲート電極とを備え、
前記ダミー素子は、
前記ダミー活性領域上に形成されたダミー高誘電率絶縁膜を有し、少なくとも一部分が前記調整用金属を含有しないダミーゲート絶縁膜と、
前記ダミーゲート絶縁膜上に形成されたダミーゲート電極と
を備え、
前記第１の活性領域、前記第２の活性領域及び前記ダミー活性領域は、前記半導体基板における素子分離領域に取り囲まれており、  
前記第１の活性領域は、第２導電型の第１のウェル領域に形成されており、
前記第２の活性領域は、第１導電型の第２のウェル領域に形成されており、
前記ダミー活性領域は、第２導電型の第３のウェル領域に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記ダミーゲート絶縁膜は、全部分が前記調整用金属を含有していないことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記ダミーゲート絶縁膜は、前記調整用金属を含有する含有部分と前記調整用金属を含有しない非含有部分とからなることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記ダミーゲート絶縁膜及び前記ダミーゲート電極は、前記素子分離領域及び前記ダミー活性領域の上に跨って形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記第１のＭＩＳトランジスタは、ｎ型ＭＩＳトランジスタであり、
前記第２のＭＩＳトランジスタは、ｐ型ＭＩＳトランジスタであり、
前記調整用金属は、ランタンであることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記第１のＭＩＳトランジスタは、ｐ型ＭＩＳトランジスタであり、
前記第２のＭＩＳトランジスタは、ｎ型ＭＩＳトランジスタであり、
前記調整用金属は、アルミニウムであることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記第1のゲート絶縁膜は、第１の下地膜と前記第１の下地膜上に形成された前記第１の高誘電率絶縁膜とからなり、
前記第２のゲート絶縁膜は、第２の下地膜と前記第２の下地膜上に形成された前記第２の高誘電率絶縁膜とからなることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
半導体基板における第１の活性領域上に形成された第１導電型の第１のＭＩＳトランジスタと、前記半導体基板における第２の活性領域上に形成された第２導電型の第２のＭＩＳトランジスタとを備えた半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板における素子分離形成領域に、前記第１の活性領域及び前記第２の活性領域を取り囲む素子分離領域を形成する工程（ａ）と、
前記工程（ａ）の後に、前記半導体基板上に、高誘電率絶縁膜を有するゲート絶縁膜形成膜を形成する工程（ｂ）と、
前記ゲート絶縁膜形成膜上に高融点金属膜を形成する工程（ｃ）と、
前記高融点金属膜をパターニングして、前記ゲート絶縁膜形成膜における前記第１の活性領域上に位置する第１の部分を露出する一方、前記ゲート絶縁膜形成膜における前記第２の活性領域上に位置する第２の部分を覆う金属マスクを形成すると共に、前記ゲート絶縁膜形成膜における前記素子分離形成領域上に位置する領域における第３の部分を覆う平面形状が方形状のダミー金属マスクを形成する工程（ｄ）と、
前記工程（ｄ）の後に、前記金属マスク及び前記ダミー金属マスクが形成された前記ゲート絶縁膜形成膜上に、調整用金属を含む調整用金属化合物膜を形成する工程（ｅ）と、
前記工程（ｅ）の後に、前記金属マスク及び前記ダミー金属マスクを導入防止マスクとして、熱処理により前記ゲート絶縁膜形成膜に前記調整用金属化合物膜中の調整用金属を導入する工程（ｆ）と、
前記工程（ｆ）の後に、前記調整用金属化合物膜、前記金属マスク及び前記ダミー金属マスクを除去する工程（ｇ）と、
前記工程（ｇ）の後に、前記調整用金属が導入された前記ゲート絶縁膜形成膜上に、ゲート電極形成膜を形成する工程（ｈ）と、
前記ゲート電極形成膜及び前記ゲート絶縁膜形成膜をパターニングして、前記第１の活性領域上に第１のゲート絶縁膜及び第１のゲート電極を形成すると共に、前記第２の活性領域上に第２のゲート絶縁膜及び第２のゲート電極を形成する工程（ｉ）とを備え、
前記工程（ｄ）において、前記ダミー金属マスクは、前記金属マスクから離間して形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程（ｆ）において、前記ゲート絶縁膜形成膜における前記第１の部分に前記調整用金属を導入して前記調整用金属を含有する第１のゲート絶縁膜形成膜を形成すると共に、前記金属マスクにより前記ゲート絶縁膜形成膜における前記第２の部分に前記調整用金属が導入されることを防止して前記調整用金属を含有しない第２のゲート絶縁膜形成膜を形成し、
前記工程（ｉ）において、前記第１の活性領域上に前記第１のゲート絶縁膜形成膜からなる前記第１のゲート絶縁膜及び前記第１のゲート電極を形成すると共に、前記第２の活性領域上に前記第２のゲート絶縁膜形成膜からなる前記第２のゲート絶縁膜及び前記第２のゲート電極を形成し、
前記第１のゲート絶縁膜は、前記調整用金属を含有し、
前記第２のゲート絶縁膜は、前記調整用金属を含有しないことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程（ｉ）は、前記素子分離形成領域上にダミーゲート絶縁膜及びダミーゲート電極を形成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１１】
請求項８〜１０のうちいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程（ａ）は、前記素子分離形成領域に、前記素子分離領域に取り囲まれたダミー活性領域を形成する工程を含み、
前記工程（ｄ）において、前記第３の部分は、前記ゲート絶縁膜形成膜における前記ダミー活性領域の少なくとも一部分上に位置する部分を含む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、半導体装置及びその製造方法に関し、特に、調整用金属を含有する高誘電率絶縁膜を含むゲート絶縁膜を有するＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）を備えた半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体集積回路に要求される高速化及び低消費電力化を実現するため、ゲート容量の増大とリーク電流の低減との両立が必要とされている。このため、ゲート絶縁膜として、従来のシリコン酸化膜の代わりに、ハフニウム（Ｈｆ）を含むＨｆ系酸化膜等の高誘電率絶縁膜を用いることにより、ゲート絶縁膜の電気的な膜厚を薄くする一方、ゲート絶縁膜の物理的な膜厚を厚くすることで、ゲート容量を増大しつつリーク電流を低減することが試みられている。
【０００３】
しかしながら、ゲート絶縁膜として、高誘電率絶縁膜を用いた場合、フェルミレベルピンニングと呼ばれる現象により、ＭＩＳＦＥＴ（以下、「ＭＩＳトランジスタ」という）の閾値電圧が高くなるという問題がある。このため、ゲート絶縁膜として、例えばランタン（Ｌａ）を含むＨｆ系酸化膜を用いることにより、ｎ型ＭＩＳトランジスタの閾値電圧を低くすることが検討されている。なお、ゲート絶縁膜として、Ｌａを含むＨｆ系酸化膜を用いることにより、ｎ型ＭＩＳトランジスタの閾値電圧を低くすることができるのは、次のような理由による。Ｈｆ系酸化膜にＬａを含ませると、フラットバンド電圧がマイナス側へシフトするため、ｎ型ＭＩＳトランジスタの実効仕事関数がバンドエッジ側へシフトするので、ｎ型ＭＩＳトランジスタの閾値電圧を低くすることができる。
【０００４】
そこで、ゲート絶縁膜としてＬａを含むＨｆ系酸化膜を用いたｎ型ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタと、ｐ型ＭＯＳトランジスタとを備えた半導体装置の製造方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。以下に、従来の半導体装置の製造方法について、図９(a) 〜(d) を参照しながら説明する。図９(a) 〜(d) は、従来の半導体装置の製造方法を工程順に示すゲート長方向の断面図である。図９(a) 〜(d) において、「ｎＭＯＳ領域」とは、ｎ型ＭＯＳトランジスタが形成される領域をいう。「ｐＭＯＳ領域」とは、ｐ型ＭＯＳトランジスタが形成される領域をいう。
【０００５】
まず、図９(a) に示すように、半導体基板２００における素子分離領域２０１に取り囲まれた活性領域２００ａ，２００ｂ上に、ＳｉＯ2膜２０２ｘ，２０２ｙを形成する。その後、半導体基板２００上に、ＨｆＳｉＯ膜２０３及びＳｉ膜２０４を順次形成する。その後、Ｓｉ膜２０４及びＨｆＳｉＯ膜２０３におけるｐＭＯＳ領域に位置する部分のみを窒化して、ＨｆＳｉＯＮ膜２０５及びＳｉＮ膜２０６を形成する。その後、Ｓｉ膜２０４及びＳｉＮ膜２０６の上に、Ｌａ（Ｏ）膜２０７を形成する。
【０００６】
次に、図９(b) に示すように、Ｌａ（Ｏ）膜２０７上に、Ｗ膜２０８及びＴｉＮ膜２０９を順次形成する。
【０００７】
次に、図９(c) に示すように、熱処理を行う。これにより、Ｌａ（Ｏ）膜２０７中のＬａを、ＨｆＳｉＯ膜２０３に拡散させて、Ｌａを含むＨｆＳｉＯ膜２１０を形成する。一方、ＳｉＮ膜２０６により、Ｌａ（Ｏ）膜２０７中のＬａが、ＨｆＳｉＯＮ膜２０５に拡散されることを防止する。それと共に、Ｓｉ膜２０４とＷ膜２０８とを反応させて、ＷＳｉ膜２１１を形成する。
【０００８】
次に、図９(d) に示すように、ＴｉＮ膜２０９上に、多結晶Ｓｉ膜を形成する。その後、パターニングを行う。これにより、活性領域２００ａ上に、ＳｉＯ2膜２０２ａ及びＬａを含むＨｆＳｉＯ膜２１０ａを有するゲート絶縁膜２１０Ａ、並びにＷＳｉ膜２１１ａ、ＴｉＮ膜２０９ａ及び多結晶Ｓｉ膜２１２ａを有するゲート電極２１２Ａを順次形成する。一方、活性領域２００ｂ上に、ＳｉＯ2膜２０２ｂ及びＨｆＳｉＯＮ膜２０５ｂを有するゲート絶縁膜２０５Ｂ、ＳｉＮ膜２０６ｂ、Ｌａ（Ｏ）膜２０７ｂ、並びにＷ膜２０８ｂ、ＴｉＮ膜２０９ｂ及び多結晶Ｓｉ膜２１２ｂを有するゲート電極２１２Ｂを順次形成する。
【０００９】
以上のようにして、従来の半導体装置を製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−１９４３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の半導体装置の製造方法では、以下に示す問題がある。
【００１２】
従来では、図９(c) に示すように、熱処理時に、Ｌａ（Ｏ）膜２０７中のＬａがＨｆＳｉＯＮ膜２０５に導入されることを防止する為の導入防止マスクとして、ＨｆＳｉＯＮ膜２０５上にのみ形成されたＳｉＮ膜２０６を用いる。
【００１３】
一般に、ＳｉＮ膜を、高誘電率絶縁膜（例えばＨｆＳｉＯＮ膜）から選択的に除去することは困難である。このため、従来では、熱処理後に、ＳｉＮ膜２０６を除去せずにＨｆＳｉＯＮ膜２０５上に残存させるため、図９(d) に示すように、ゲート絶縁膜２０５Ｂとゲート電極２１２Ｂとの間に、ＳｉＮ膜２０６ｂが介在する。このため、ゲート容量が低下し、ｐ型ＭＯＳトランジスタの駆動能力が低下するという問題がある。
【００１４】
このため、熱処理後に、導入防止マスクを、高誘電率絶縁膜から選択的に除去することが望ましい。そこで、導入防止マスクとして、高融点金属を含む金属マスクを用いることが有望視される。これにより、熱処理後に、導入防止マスク（金属マスク）を、高誘電率絶縁膜から選択的に除去することができる。
【００１５】
導入防止マスクとして、高融点金属を含む金属マスクを用いて、ＭＩＳトランジスタの閾値電圧を調整する為の調整用金属（例えばＬａ）を、高誘電率絶縁膜におけるｎＭＩＳ領域に位置する部分に選択的に導入する方法として、例えば以下のような第１，第２の方法が考えられる。第１，第２の方法について、図１０(a) 〜(c) 及び図１１(a) 〜(c) を参照しながら説明する。図１０(a) 〜(c) は、第１の方法を用いた半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。図１１(a) 〜(c) は、第２の方法を用いた半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。図１０(a) 〜図１１(c) において、「ｎＭＩＳ領域」とは、ｎ型ＭＩＳトランジスタが形成される領域をいう。「ｐＭＩＳ領域」とは、ｐ型ＭＩＳトランジスタが形成される領域をいう。「非ＭＩＳ領域」とは、ｎ，ｐ型ＭＩＳトランジスタが形成されない領域をいう。矢印で示す領域は、素子分離形成領域であり、「素子分離形成領域」とは、素子分離領域を含む領域をいう。図１０(a) 〜(c) 及び図１１(a) 〜(c) の各々において、互いに同一の構成要素には、互いに同一の符号を付す。図１０(a) 〜図１１(c) は、ウェハに含まれるチップの一部分の構成を示す断面図である。なお、ウェハＷは、図１２に示すように、複数のチップＣを含む。チップＣは、最終的に、ウェハＷから切り出されて個片化される。図１２において、簡略的に図示する為に図示を省略するが、各チップＣは、複数のｎ，ｐ型ＭＩＳトランジスタを含む。
【００１６】
以下に、第１の方法を用いた半導体装置の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、導入防止マスクを除去する工程迄を説明し、それ以降の工程の説明を省略する。
【００１７】
まず、図１０(a) に示すように、半導体基板１００における素子分離形成領域に、素子分離領域１０１を形成する。その後、半導体基板１００におけるｎＭＩＳ領域に、ｐ型の第１のウェル領域１０２ａを形成する。一方、半導体基板１００におけるｐＭＩＳ領域に、ｎ型の第２のウェル領域１０２ｂを形成する。その後、半導体基板１００上に、下地膜１０３及び高誘電率絶縁膜１０４を順次形成する。
【００１８】
次に、図１０(b) に示すように、高誘電率絶縁膜１０４上に、高融点金属膜を形成する。その後、高融点金属膜をパターニングする。これにより、高誘電率絶縁膜１０４におけるｎＭＩＳ領域及び非ＭＩＳ領域に位置する部分を露出する一方、高誘電率絶縁膜１０４におけるｐＭＩＳ領域に位置する部分を覆う金属マスク１０５Ｘを形成する。
【００１９】
次に、図１０(c) に示すように、金属マスク１０５Ｘが形成された高誘電率絶縁膜１０４上に、調整用金属を含む調整用金属化合物膜１０６を形成する。その後、金属マスク１０５Ｘを導入防止マスクとして、赤外線を利用したＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）等の熱処理を行う。これにより、高誘電率絶縁膜１０４におけるｎＭＩＳ領域及び非ＭＩＳ領域に位置する部分に、調整用金属化合物膜１０６中の調整用金属を導入して、調整用金属を含有する高誘電率絶縁膜１０４Ａ，１０４Ｃを形成する。一方、金属マスク１０５Ｘにより、高誘電率絶縁膜１０４におけるｐＭＩＳ領域に位置する部分に、調整用金属化合物膜１０６中の調整用金属が導入されることを防止して、調整用金属を含有しない高誘電率絶縁膜１０４Ｂを形成する。
【００２０】
その後、未反応の調整用金属化合物膜１０６及び金属マスク１０５Ｘを除去する。このとき、金属マスク１０５Ｘを、高誘電率絶縁膜１０４Ｂから選択的に除去することができる。
【００２１】
以下に、第２の方法を用いた半導体装置の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、導入防止マスクを除去する工程迄を説明し、それ以降の工程の説明を省略する。
【００２２】
まず、図１０(a) に示す工程と同様の工程を行うことにより、図１１(a) に示す構成を得る。
【００２３】
次に、図１１(b) に示すように、高誘電率絶縁膜１０４上に、高融点金属膜を形成する。その後、高融点金属膜をパターニングする。これにより、高誘電率絶縁膜１０４におけるｎＭＩＳ領域に位置する部分を露出する一方、高誘電率絶縁膜１０４におけるｐＭＩＳ領域及び非ＭＩＳ領域に位置する部分を覆う金属マスク１０５Ｙを形成する。
【００２４】
次に、図１１(c) に示すように、金属マスク１０５Ｙが形成された高誘電率絶縁膜１０４上に、調整用金属化合物膜１０６を形成する。その後、金属マスク１０５Ｙを導入防止マスクとして、ＲＴＡ等の熱処理を行う。これにより、高誘電率絶縁膜１０４におけるｎＭＩＳ領域に位置する部分に、調整用金属化合物膜１０６中の調整用金属を導入して、調整用金属を含有する高誘電率絶縁膜１０４Ａを形成する。一方、金属マスク１０５Ｙにより、高誘電率絶縁膜１０４におけるｐＭＩＳ領域及び非ＭＩＳ領域に位置する部分に、調整用金属化合物膜１０６中の調整用金属が導入されることを防止して、調整用金属を含有しない高誘電率絶縁膜１０４Ｄを形成する。
【００２５】
その後、未反応の調整用金属化合物膜１０６及び金属マスク１０５Ｙを除去する。このとき、金属マスク１０５Ｙを、高誘電率絶縁膜１０４Ｄから選択的に除去することができる。
【００２６】
以上から判るように、高誘電率絶縁膜１０４における活性領域１００ａ上に位置する部分に、調整用金属を導入することが必要である。一方、高誘電率絶縁膜１０４における活性領域１００ｂ上に位置する部分に、調整用金属が導入されることを防止することが必要である。これに対し、高誘電率絶縁膜１０４における素子分離形成領域上に位置する部分には、調整用金属を導入してもよいし、導入しなくてもよい。
【００２７】
しかしながら、第１，第２の方法を用いた半導体装置の製造方法では、以下に示す問題がある。
【００２８】
第１の方法では、図１０(c) に示すように、金属マスク１０５Ｘは、高誘電率絶縁膜１０４におけるｐＭＩＳ領域に位置する部分のみを覆う。このため、ｐＭＩＳ領域が密に存在する領域は、金属マスク１０５Ｘが密に配置される密領域である。反対に、ｐＭＩＳ領域が疎に存在する領域は、金属マスク１０５Ｘが疎に配置される疎領域である。
【００２９】
一方、第２の方法では、図１１(c) に示すように、金属マスク１０５Ｙは、高誘電率絶縁膜１０４におけるｎＭＩＳ領域に位置する部分のみを露出する。このため、ｎＭＩＳ領域が密に存在する領域は、金属マスク１０５Ｙが疎に配置される疎領域である。反対に、ｎＭＩＳ領域が疎に存在する領域は、金属マスク１０５Ｙが密に配置される密領域である。
【００３０】
このため、第１の方法では、チップにおけるｐＭＩＳ領域の密度に応じて、金属マスクの面積率が変動する。一方、第２の方法では、チップにおけるｎＭＩＳ領域の密度に応じて、金属マスクの面積率が変動する。「チップにおけるｎ，ｐＭＩＳ領域の密度（粗密度合）」とは、チップの表面積に対する、ｎ，ｐＭＩＳ領域の表面積の割合をいう。「金属マスクの面積率」とは、チップの表面積に対する、金属マスクの表面積の割合をいう。このように、チップにおけるｎＭＩＳ領域又はｐＭＩＳ領域の密度に応じて、金属マスクの面積率が変動する。
【００３１】
一般に、チップにおけるｎ，ｐＭＩＳ領域の密度には、ばらつきがある。このため、図１２に示すように、チップＣを、例えば１２等分した場合、チップＣにおいて、金属マスクの面積率が高い密領域Ｈと、金属マスクの面積率が低い疎領域Ｌとが混在する。
【００３２】
一般に、高融点金属が赤外線を反射させる反射率は、シリコン（Ｓｉ）が赤外線を反射させる反射率よりも大きい。このため、赤外線を利用するＲＴＡ等の熱処理時に、高融点金属を含む金属マスクにより赤外線が反射される。
【００３３】
このため、熱処理時に、密領域Ｈでの赤外線が反射される反射量Ｒhは、疎領域Ｌでの赤外線が反射される反射量Ｒlよりも、多くなる（Ｒh＞Ｒl）。このため、密領域Ｈでのウェハ温度Ｔhは、疎領域Ｌでのウェハ温度Ｔlよりも、低くなる（Ｔh＜Ｔl）。このように、金属マスクの面積率に応じて、赤外線の反射量が変動し、ウェハ温度が変動する。「ウェハ温度」とは、熱処理により赤外線を吸収して昇温するウェハ（半導体基板）の温度をいう。
【００３４】
一般に、ウェハ温度が高くなるに連れて、高誘電率絶縁膜に導入される調整用金属の量は多くなる。このため、熱処理時に、密領域Ｈでの高誘電率絶縁膜に導入される調整用金属の量Ａhは、疎領域Ｌでの高誘電率絶縁膜に導入される調整用金属の量Ａlよりも、少なくなる（Ａh＜Ａl）。このため、密領域Ｈでの高誘電率絶縁膜に含まれる調整用金属の平均濃度Ｃhは、疎領域Ｌでの高誘電率絶縁膜に含まれる調整用金属の平均濃度Ｃlよりも、低くなる（Ｃh＜Ｃl）。
【００３５】
一般に、高誘電率絶縁膜に含まれる調整用金属の平均濃度が高くなるに連れて、ｎ型ＭＩＳトランジスタの閾値電圧は低くなる。このため、密領域Ｈでのｎ型ＭＩＳトランジスタの閾値電圧Ｖhは、疎領域Ｌでのｎ型ＭＩＳトランジスタの閾値電圧Ｖlよりも、高くなる（Ｖh＞Ｖl）。
【００３６】
このように、チップにおけるウェハ温度に応じて、調整用金属の平均濃度が変動し、ｎ型ＭＩＳトランジスタの閾値電圧が変動する。
【００３７】
以上のように、チップにおけるｎＭＩＳ領域又はｐＭＩＳ領域の密度に応じて、金属マスクの面積率が変動する。金属マスクの面積率に応じて、ウェハ温度が変動し、ｎ型ＭＩＳトランジスタの閾値電圧が変動する。
【００３８】
従って、上述の通り、一般に、チップにおけるｎ，ｐＭＩＳ領域の密度には、ばらつきがあるため、金属マスクの面積率に、ばらつきが生じる。このため、チップにおけるウェハ温度に、ばらつきが生じる。このため、同一のチップに含まれるｎ型ＭＩＳトランジスタの閾値電圧に、ばらつきが生じるという問題がある。
【００３９】
前記に鑑み、本発明の目的は、導入防止マスクとして、高融点金属を含む金属マスクを用いて、調整用金属が導入された高誘電率絶縁膜を含むゲート絶縁膜を有するＭＩＳトランジスタを備えた半導体装置において、同一のチップに含まれるＭＩＳトランジスタの閾値電圧に、ばらつきが生じることを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
前記の目的を達成するため、本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板における第１の活性領域上に形成された第１導電型の第１のＭＩＳトランジスタと、半導体基板における第２の活性領域上に形成された第２導電型の第２のＭＩＳトランジスタとを備えた半導体装置の製造方法であって、半導体基板における素子分離形成領域に、第１の活性領域及び第２の活性領域を取り囲む素子分離領域を形成する工程（ａ）と、工程（ａ）の後に、半導体基板上に、高誘電率絶縁膜を有するゲート絶縁膜形成膜を形成する工程（ｂ）と、ゲート絶縁膜形成膜上に高融点金属膜を形成する工程（ｃ）と、高融点金属膜をパターニングして、ゲート絶縁膜形成膜における第１の活性領域上に位置する第１の部分を露出する一方、ゲート絶縁膜形成膜における第２の活性領域上に位置する第２の部分を覆う金属マスクを形成すると共に、ゲート絶縁膜形成膜における素子分離形成領域上に位置する領域における第３の部分を覆うダミー金属マスクを形成する工程（ｄ）と、工程（ｄ）の後に、金属マスク及びダミー金属マスクが形成されたゲート絶縁膜形成膜上に、調整用金属を含む調整用金属化合物膜を形成する工程（ｅ）と、工程（ｅ）の後に、金属マスク及びダミー金属マスクを導入防止マスクとして、熱処理によりゲート絶縁膜形成膜に調整用金属化合物膜中の調整用金属を導入する工程（ｆ）と、工程（ｆ）の後に、調整用金属化合物膜、金属マスク及びダミー金属マスクを除去する工程（ｇ）と、工程（ｇ）の後に、調整用金属が導入されたゲート絶縁膜形成膜上に、ゲート電極形成膜を形成する工程（ｈ）と、ゲート電極形成膜及びゲート絶縁膜形成膜をパターニングして、第１の活性領域上に第１のゲート絶縁膜及び第１のゲート電極を形成すると共に、第２の活性領域上に第２のゲート絶縁膜及び第２のゲート電極を形成する工程（ｉ）とを備えることを特徴とする。
【００４１】
本発明に係る半導体装置の製造方法によると、ゲート絶縁膜形成膜における素子分離形成領域上に位置する領域上に、該領域における第３の部分を覆うダミー金属マスクを形成する。これにより、チップにおける第１，第２のＭＩＳトランジスタが形成される領域の密度に、ばらつきがあっても、金属マスク及びダミー金属マスクの面積率に、ばらつきが生じることを抑制することができる。このため、例えば赤外線を利用する熱処理時に、チップにおけるウェハ温度に、ばらつきが生じることを抑制することができる。「金属マスク及びダミー金属マスクの面積率」とは、チップの表面積に対する、金属マスク及びダミー金属マスクの表面積の割合をいう。
【００４２】
このため、ゲート絶縁膜形成膜における第１の部分に導入される調整用金属の量に、ばらつきが生じることを抑制することができ、ゲート絶縁膜形成膜における第１の部分に含まれる調整用金属の平均濃度に、ばらつきが生じることを抑制することができる。従って、同一のチップに含まれる第１のＭＩＳトランジスタの閾値電圧に、ばらつきが生じることを抑制することができる。
【００４３】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、工程（ｆ）において、ゲート絶縁膜形成膜における第１の部分に調整用金属を導入して調整用金属を含有する第１のゲート絶縁膜形成膜を形成すると共に、金属マスクによりゲート絶縁膜形成膜における第２の部分に調整用金属が導入されることを防止して調整用金属を含有しない第２のゲート絶縁膜形成膜を形成し、工程（ｉ）において、第１の活性領域上に第１のゲート絶縁膜形成膜からなる第１のゲート絶縁膜及び第１のゲート電極を形成すると共に、第２の活性領域上に第２のゲート絶縁膜形成膜からなる第２のゲート絶縁膜及び第２のゲート電極を形成し、第１のゲート絶縁膜は、調整用金属を含有し、第２のゲート絶縁膜は、調整用金属を含有しないことが好ましい。
【００４４】
このようにすると、上述の通り、チップにおけるウェハ温度に、ばらつきが生じることを抑制することができるため、第１のゲート絶縁膜形成膜に含まれる調整用金属の平均濃度に、ばらつきが生じることを抑制することができる。
【００４５】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、工程（ｉ）は、素子分離形成領域上にダミーゲート絶縁膜及びダミーゲート電極を形成する工程を含むことが好ましい。
【００４６】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、工程（ｆ）において、ゲート絶縁膜形成膜における素子分離形成領域上に位置する領域における、第３の部分以外の部分に調整用金属を導入すると共に、ダミー金属マスクにより第３の部分に調整用金属が導入されることを防止して、ダミーゲート絶縁膜形成膜を形成し、工程（ｉ）において、素子分離形成領域上にダミーゲート絶縁膜形成膜からなるダミーゲート絶縁膜及びダミーゲート電極を形成することが好ましい。
【００４７】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、ダミーゲート絶縁膜の少なくとも一部分は、調整用金属を含有しないことが好ましい。
【００４８】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、工程（ａ）は、素子分離形成領域に、素子分離領域に取り囲まれたダミー活性領域を形成する工程を含み、工程（ｄ）において、第３の部分は、ゲート絶縁膜形成膜におけるダミー活性領域の少なくとも一部分上に位置する部分を含むことが好ましい。
【００４９】
このようにすると、素子分離形成領域に、ダミー活性領域を形成する。これにより、チップにおける第１，第２の活性領域及びダミー活性領域の密度に生じるばらつきを、小さくすることができる。このため、チップにおけるウェハ温度に、ばらつきが生じる虞を抑制することができる。
【００５０】
このように、ダミー活性領域により、チップにおける活性領域の密度の差異に起因して、ウェハ温度に、ばらつきが生じる虞を抑制することができる。加えて、上述の通り、ダミー金属マスクにより、金属マスクの面積率の差異に起因して、ウェハ温度に、ばらつきが生じることを抑制することができる。従って、同一のチップに含まれる第１のＭＩＳトランジスタの閾値電圧に、ばらつきが生じることを効果的に抑制することができる。
【００５１】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、工程（ａ）は、素子分離形成領域に、素子分離領域に取り囲まれたダミー活性領域を形成する工程を含み、工程（ｄ）において、第３の部分は、ゲート絶縁膜形成膜におけるダミー活性領域の少なくとも一部分上に位置する部分を含み、工程（ｉ）において、ダミーゲート絶縁膜及びダミーゲート電極は、素子分離領域及びダミー活性領域の上に跨って形成されることが好ましい。
【００５２】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、第１の活性領域は、第２導電型の第１のウェル領域に形成されており、第２の活性領域は、第１導電型の第２のウェル領域に形成されており、ダミー活性領域は、第２導電型の第３のウェル領域に形成されており、第１のゲート絶縁膜は、調整用金属を含有し、ダミーゲート絶縁膜の少なくとも一部分は、調整用金属を含有しないことが好ましい。
【００５３】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、第１のＭＩＳトランジスタは、ｎ型ＭＩＳトランジスタであり、第２のＭＩＳトランジスタは、ｐ型ＭＩＳトランジスタであり、調整用金属は、ランタンであることが好ましい。
【００５４】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、第１のＭＩＳトランジスタは、ｐ型ＭＩＳトランジスタであり、第２のＭＩＳトランジスタは、ｎ型ＭＩＳトランジスタであり、調整用金属は、アルミニウムであることが好ましい。
【００５５】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、ゲート絶縁膜形成膜は、下地膜と下地膜上に形成された高誘電率絶縁膜とからなり、ゲート電極形成膜は、金属膜と金属膜上に形成されたシリコン膜とからなることが好ましい。
【００５６】
前記の目的を達成するため、本発明に係る半導体装置は、半導体基板における第１の活性領域上に形成された第１導電型の第１のＭＩＳトランジスタと、半導体基板における第２の活性領域上に形成された第２導電型の第２のＭＩＳトランジスタと、半導体基板におけるダミー活性領域上に形成されたダミー素子とを備えた半導体装置であって、第１のＭＩＳトランジスタは、第１の活性領域上に形成された第１の高誘電率絶縁膜を有し、調整用金属を含有する第１のゲート絶縁膜と、第１のゲート絶縁膜上に形成された第１のゲート電極とを備え、第２のＭＩＳトランジスタは、第２の活性領域上に形成された第２の高誘電率絶縁膜を有し、調整用金属を含有しない第２のゲート絶縁膜と、第２のゲート絶縁膜上に形成された第２のゲート電極とを備え、ダミー素子は、ダミー活性領域上に形成されたダミー高誘電率絶縁膜を有し、少なくとも一部分が調整用金属を含有しないダミーゲート絶縁膜と、ダミーゲート絶縁膜上に形成されたダミーゲート電極とを備え、第１の活性領域、第２の活性領域及びダミー活性領域は、半導体基板における素子分離領域に取り囲まれており、第１の活性領域は、第２導電型の第１のウェル領域に形成されており、第２の活性領域は、第１導電型の第２のウェル領域に形成されており、ダミー活性領域は、第２導電型の第３のウェル領域に形成されていることを特徴とする。
【００５７】
本発明に係る半導体装置によると、同一のチップに含まれる第１のＭＩＳトランジスタが有する第１のゲート絶縁膜に含まれる調整用金属の平均濃度に、ばらつきが生じることを抑制することができるため、同一のチップに含まれる第１のＭＩＳトランジスタの閾値電圧に、ばらつきが生じることを抑制することができる。
【００５８】
本発明に係る半導体装置において、ダミーゲート絶縁膜は、全部分が調整用金属を含有していないことが好ましい。
【００５９】
本発明に係る半導体装置において、ダミーゲート絶縁膜は、調整用金属を含有する含有部分と調整用金属を含有しない非含有部分とからなることが好ましい。
【００６０】
本発明に係る半導体装置において、ダミーゲート絶縁膜及びダミーゲート電極は、素子分離領域及びダミー活性領域の上に跨って形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００６１】
本発明に係る半導体装置及びその製造方法によると、同一のチップに含まれる第１のＭＩＳトランジスタの閾値電圧に、ばらつきが生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】(a) 〜(c) は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示すゲート長方向の断面図である。
【図２】(a) 〜(b) は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示すゲート長方向の断面図である。
【図３】(a) 〜(b) は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示すゲート長方向の断面図である。
【図４】(a) 〜(b) は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示すゲート長方向の断面図である。
【図５】(a) 〜(b) は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、(a) は、(b) に示すVa-Va線における断面図であり、(b) は、平面図である。
【図６】金属マスクの面積率と、平均閾値電圧の変動値との関係を示すグラフである。
【図７】ダミー金属マスクのレイアウトのその他の例を示す平面図である。
【図８】ダミー金属マスクのレイアウトのその他の例を示す平面図である。
【図９】(a) 〜(d) は、従来の半導体装置の製造方法を工程順に示すゲート長方向の断面図である。
【図１０】(a) 〜(c) は、第１の方法を用いた半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１１】(a) 〜(c) は、第２の方法を用いた半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１２】ウェハの構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００６４】
（一実施形態）
以下に、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１(a) 〜(c) 、図２(a) 〜(b) 、図３(a) 〜(b) 及び図４(a) 〜(b) 並びに図５(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図１(a) 〜図４(b) は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示すゲート長方向の断面図である。図５(a) 〜(b) は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、(a) は、(b) に示すVa-Va線における断面図であり、(b) は、平面図である。なお、図５(a) に示す図は、図１(c) に示す図と同一である。図１(a) 〜図４(b) において、「ｎＭＩＳ領域」とは、ｎ型の第１のＭＩＳトランジスタが形成される領域をいう。「ｐＭＩＳ領域」とは、ｐ型の第２のＭＩＳトランジスタが形成される領域をいう。「ダミー領域」とは、ダミー素子が形成される領域をいう。矢印で示す領域は、素子分離形成領域であり、「素子分離形成領域」とは、素子分離領域、及び素子分離領域に取り囲まれたダミー活性領域を含む領域をいう（言い換えれば、第１，第２の活性領域を含まない領域をいう）。なお、図１(a) 〜図４(b) は、ウェハに含まれるチップの一部分の構成を示す断面図である。
【００６５】
まず、図１(a) に示すように、例えばＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）法により、例えばｐ型のシリコン（Ｓｉ）からなる半導体基板１０における素子分離形成領域に、素子分離領域１１を選択的に形成する。これにより、半導体基板１０におけるｎＭＩＳ領域に、素子分離領域１１に取り囲まれた第１の活性領域１０ａを形成する。それと共に、半導体基板１０におけるｐＭＩＳ領域に、素子分離領域１１に取り囲まれた第２の活性領域１０ｂを形成する。それと共に、半導体基板１０におけるダミー領域に、各々が素子分離領域１１に取り囲まれた複数のダミー活性領域１０ｃを形成する。
【００６６】
複数のダミー活性領域１０ｃは、後述の図５(b) に示すように、例えば行列状に配列されている。複数のダミー活性領域１０ｃの各々の平面形状は、互いに同じである。ダミー活性領域１０ｃのゲート長方向の幅Ｗ10clは、例えば０．２μｍ〜１０μｍである。ダミー活性領域１０ｃのゲート幅方向の幅Ｗ10cwは、例えば０．４μｍ〜１０μｍである。ゲート長方向に沿って隣り合うダミー活性領域１０ｃ同士の間隔Ｉ10clは、互いに同じであり、間隔Ｉ10clは、例えば０．２μｍ〜５μｍである。ゲート幅方向に沿って隣り合うダミー活性領域１０ｃ同士の間隔Ｉ10cwは、互いに同じであり、間隔Ｉ10cwは、例えば０．４μｍ〜１０μｍである。
【００６７】
その後、半導体基板１０におけるｎＭＩＳ領域に、ｐ型の第１のウェル領域１２ａを形成する。それと共に、半導体基板１０におけるダミー領域に、ｐ型の第３のウェル領域１２ｃを形成する。一方、半導体基板１０におけるｐＭＩＳ領域に、ｎ型の第２のウェル領域１２ｂを形成する。なお、本実施形態では、半導体基板１０の導電型がｐ型であるため、必ずしもｐ型の第１，第３のウェル領域１２ａ，１２ｃを形成する必要はない。
【００６８】
次に、図１(b) に示すように、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、半導体基板１０上に、例えば膜厚が１ｎｍの酸化シリコン（ＳｉＯ2）又は酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）からなる下地膜１３を形成する。その後、例えばＣＶＤ法により、下地膜１３上に、例えば膜厚が２ｎｍのＨｆＳｉＯＮからなる高誘電率絶縁膜１４を形成する。高誘電率絶縁膜１４は、比誘電率が例えば１０以上の金属酸化物からなることが好ましい。このようにして、半導体基板１０上に、下地膜１３及び高誘電率絶縁膜１４を有するゲート絶縁膜形成膜１５を形成する。
【００６９】
その後、例えばＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法により、ゲート絶縁膜形成膜１５上に、例えば膜厚が１０ｎｍの窒化チタン（ＴｉＮ）からなる高融点金属膜１６を形成する。高融点金属膜１６は、高融点金属として、例えばチタン（Ｔｉ）を含む。
【００７０】
次に、図１(c) に示すように、例えばリソグラフィにより、高融点金属膜１６上に、ｎＭＩＳ領域を露出する一方、ｐＭＩＳ領域を覆い、且つ、ダミー領域の一部分を露出する一方、ダミー領域の他部分を覆うレジスト（図示省略）を形成する。その後、レジストをマスクとして、例えば薬液としてＳＰＭ（Ｈ2ＳＯ4／Ｈ2Ｏ2／Ｈ2Ｏ）を用いたウェットエッチングにより、高融点金属膜１６をパターニングする。
【００７１】
これにより、ゲート絶縁膜形成膜１５における第１の活性領域１０ａ上に位置する第１の部分を露出する一方、ゲート絶縁膜形成膜１５における第２の活性領域１０ｂ上に位置する第２の部分を覆う金属マスク１６ｂを形成する。それと共に、各々が、ゲート絶縁膜形成膜１５における素子分離形成領域上に位置する領域における、第３の部分を覆う複数のダミー金属マスク１６ｃを形成する。
【００７２】
ダミー金属マスク１６ｃは、図１(c) に示すように、ゲート絶縁膜形成膜１５におけるダミー活性領域１０ｃの一部分上に位置する部分を覆う。言い換えれば、ゲート絶縁膜形成膜１５におけるダミー金属マスク１６ｃが覆う第３の部分は、ゲート絶縁膜形成膜１５におけるダミー活性領域１０ｃの一部分上に位置する部分を含む。なお、後述の図７に示すように、ダミー金属マスク２６ｃは、ゲート絶縁膜形成膜におけるダミー活性領域１０ｃの全部分上に位置する部分を覆ってもよい。このように、第３の部分は、ゲート絶縁膜形成膜１５におけるダミー活性領域１０ｃの少なくとも一部分上に位置する部分を含む。
【００７３】
本実施形態では、図１(c) 及び図５(a) 〜(b) に示すように、ゲート絶縁膜形成膜１５における素子分離形成領域上に位置する領域上に、各々が、該領域における第３の部分を覆う複数のダミー金属マスク１６ｃを形成する。複数のダミー金属マスク１６ｃは、行列状に配列されている。複数のダミー金属マスク１６ｃの各々は、平面形状が、互いに同じであり、平面形状は、例えば方形状である。ダミー金属マスク１６ｃのゲート長方向の幅Ｗ16clは、例えば１μｍ〜１０μｍである。ダミー金属マスク１６ｃのゲート幅方向の幅Ｗ16cwは、例えば１μｍ〜１０μｍである。ゲート長方向に沿って隣り合うダミー金属マスク１６ｃ同士の間隔Ｉ16clは、互いに同じであり、間隔Ｉ16clは、例えば０．５μｍ〜２μｍである。ゲート幅方向に沿って隣り合うダミー金属マスク１６ｃ同士の間隔Ｉ16cwは、互いに同じであり、間隔Ｉ16cwは、例えば０．５μｍ〜２μｍである。
【００７４】
本実施形態では、ダミー金属マスク１６ｃを設けることにより、金属マスク１６ｂ及びダミー金属マスク１６ｃの面積率を調整する。「金属マスク及びダミー金属マスクの面積率」とは、チップの表面積に対する、金属マスク及びダミー金属マスクの表面積の割合をいう。
【００７５】
次に、図２(a) に示すように、例えばスパッタ法により、金属マスク１６ｂ及びダミー金属マスク１６ｃが形成されたゲート絶縁膜形成膜１５上に、例えば膜厚が１ｎｍの酸化ランタン（ＬａＯ）膜からなる調整用金属化合物膜１７を形成する。調整用金属化合物膜１７は、調整用金属として、例えばランタン（Ｌａ）を含む。
【００７６】
次に、図２(b) に示すように、金属マスク１６ｂ及びダミー金属マスク１６ｃを導入防止マスクとして、例えば７００℃で１分間のＲＴＡ等の熱処理を行う。
【００７７】
これにより、ゲート絶縁膜形成膜１５における第１の部分に、調整用金属化合物膜１７中の調整用金属を導入して、第１の下地膜１３Ａ、及び調整用金属を含有する第１の高誘電率絶縁膜１４Ａを有する第１のゲート絶縁膜形成膜１５Ａを形成する。一方、金属マスク１６ｂにより、ゲート絶縁膜形成膜１５における第２の部分に、調整用金属化合物膜１７中の調整用金属が導入されることを防止して、第２の下地膜１３Ｂ、及び調整用金属を含有しない第２の高誘電率絶縁膜１４Ｂを有する第２のゲート絶縁膜形成膜１５Ｂを形成する。なお、第１，第２の下地膜１３Ａ，１３Ｂは、下地膜１３における第１，第２の活性領域１０ａ，１０ｂ上に位置する部分の膜をいう。
【００７８】
それと共に、ゲート絶縁膜形成膜１５における素子分離形成領域上に位置する領域における、第３の部分以外の部分に、調整用金属化合物膜１７中の調整用金属を導入する一方、ダミー金属マスク１６ｃにより、第３の部分に、調整用金属化合物膜１７中の調整用金属が導入されることを防止して、ダミー下地膜１３Ｃ、及び一部分（１４Ｃｘ参照）が調整用金属を含有し、且つ、他部分（１４Ｃｙ参照）が調整用金属を含有しないダミー高誘電率絶縁膜１４Ｃを有するダミーゲート絶縁膜形成膜１５Ｃを形成する。ダミー高誘電率絶縁膜１４Ｃは、調整用金属を含有する含有部１４Ｃｘ及び調整用金属を含有しない非含有部１４Ｃｙを有する。なお、ダミー下地膜１３Ｃは、下地膜１３における素子分離形成領域上に位置する部分の膜をいう。
【００７９】
このようにして、調整用金属を含有する第１のゲート絶縁膜形成膜１５Ａ、調整用金属を含有しない第２のゲート絶縁膜形成膜１５Ｂ、及び一部分が調整用金属を含有し、且つ、他部分が調整用金属を含有しないダミーゲート絶縁膜形成膜１５Ｃを有するゲート絶縁膜形成膜を形成する。
【００８０】
次に、図３(a) に示すように、例えば薬液として塩酸（ＨＣｌ）を用いたウェットエッチングにより、未反応の調整用金属化合物膜１７、金属マスク１６ｂ及びダミー金属マスク１６ｃを除去する。
【００８１】
次に、図３(b) に示すように、例えばＡＬＤ法により、調整用金属が導入されたゲート絶縁膜形成膜上に、例えば膜厚が１０ｎｍのＴｉＮからなる金属膜１８を形成する。その後、例えばＣＶＤ法により、金属膜１８上に、例えば膜厚が６０ｎｍの多結晶シリコンからなるシリコン膜１９を形成する。このようにして、ゲート絶縁膜形成膜上に、金属膜１８及びシリコン膜１９を有するゲート電極形成膜２０を形成する。
【００８２】
次に、図４(a) に示すように、リソグラフィにより、ゲート電極形成膜２０上に、レジスト（図示省略）を形成する。その後、レジストをマスクとして、エッチングにより、ゲート電極形成膜２０、並びに第１，第２のゲート絶縁膜形成膜１５Ａ，１５Ｂ及びダミーゲート絶縁膜形成膜１５Ｃを有するゲート絶縁膜形成膜をパターニングする。
【００８３】
これにより、第１の活性領域１０ａ上に、第１の下地膜１３ａ及び調整用金属を含有する第１の高誘電率絶縁膜１４ａを有する第１のゲート絶縁膜１５ａ、並びに第１の金属膜１８ａ及び第１のシリコン膜１９ａを有する第１のゲート電極２０ａを形成する。
【００８４】
それと共に、第２の活性領域１０ｂ上に、第２の下地膜１３ｂ及び調整用金属を含有しない第２の高誘電率絶縁膜１４ｂを有する第２のゲート絶縁膜１５ｂ、並びに第２の金属膜１８ｂ及び第２のシリコン膜１９ｂを有する第２のゲート電極２０ｂを形成する。
【００８５】
それと共に、半導体基板１０における素子分離形成領域上に、ダミー下地膜１３ｃ〜１３ｇ及びダミー高誘電率絶縁膜１４ｃ〜１４ｇを有するダミーゲート絶縁膜１５ｃ〜１５ｇ、並びにダミー金属膜１８ｃ〜１８ｇ及びダミーシリコン膜１９ｃ〜１９ｇを有するダミーゲート電極２０ｃ〜２０ｇを形成する。
【００８６】
ダミー高誘電率絶縁膜１４ｃは、全部分が、調整用金属を含有している。ダミー高誘電率絶縁膜１４ｄ，１４ｅは、全部分が、調整用金属を含有していない。ダミー高誘電率絶縁膜１４ｆ，１４ｇは、一部分が調整用金属を含有している一方、他部分が調整用金属を含有していない。言い換えれば、ダミー高誘電率絶縁膜１４ｆ，１４ｇは、調整用金属を含有する含有部１４ｆｘ，１４ｇｘと、調整用金属を含有しない非含有部１４ｆｙ，１４ｇｙとを有している。
【００８７】
次に、図４(b) に示すように、第１の活性領域１０ａにおける第１のゲート電極２０ａの側方下に、ｎ型のエクステンション領域２１ａを形成する。それと共に、ダミー活性領域１０ｃにおけるダミーゲート電極２０ｃ〜２０ｆの側方下に、ｎ型のダミーエクステンション領域２１ｃ〜２１ｆを形成する。一方、第２の活性領域１０ｂにおける第２のゲート電極２０ｂの側方下に、ｐ型のエクステンション領域２１ｂを形成する。
【００８８】
その後、第１，第２のゲート電極１５ａ，１５ｂの側面上に、第１，第２のサイドウォール２２ａ，２２ｂを形成する。それと共に、ダミーゲート電極２０ｃ〜２０ｇの側面上に、ダミーサイドウォール２２ｃ〜２２ｇを形成する。
【００８９】
その後、第１の活性領域１０ａにおける第１のサイドウォール２２ａの外側方下に、ｎ型のソースドレイン領域２３ａを形成する。それと共に、ダミー活性領域１０ｃにおけるダミーサイドウォール２２ｃ〜２２ｇの外側方下に、ｎ型のダミーソースドレイン領域２３ｃ〜２３ｇを形成する。一方、第２の活性領域１０ｂにおける第２のサイドウォール２２ｂの外側方下に、ｐ型のソースドレイン領域２３ｂを形成する。
【００９０】
以上のようにして、本実施形態に係る半導体装置を製造することができる。
【００９１】
以下に、本発明の一実施形態に係る半導体装置の構成について、図４(b) を参照しながら説明する。
【００９２】
本実施形態に係る半導体装置は、ｎ型（第１導電型）の第１のＭＩＳトランジスタＴｒ１と、ｐ型（第２導電型）の第２のＭＩＳトランジスタＴｒ２と、ダミー素子Ｅ１〜Ｅ５とを備えている。
【００９３】
第１のＭＩＳトランジスタＴｒ１は、第１の活性領域１０ａ上に形成され、調整用金属（例えばＬａ）を含有する第１のゲート絶縁膜１５ａと、第１のゲート絶縁膜１５ａ上に形成された第１のゲート電極２０ａと、第１の活性領域１０ａにおける第１のゲート電極２０ａの両側方下に形成されたｎ型のエクステンション領域２１ａと、第１のゲート電極２０ａの側面上に形成された第１のサイドウォール２２ａと、第１の活性領域１０ａにおける第１のサイドウォール２２ａの両外側方下に形成されたｎ型のソースドレイン領域２３ａとを備えている。
【００９４】
第２のＭＩＳトランジスタＴｒ２は、第２の活性領域１０ｂ上に形成され、調整用金属を含有しない第２のゲート絶縁膜１５ｂと、第２のゲート絶縁膜１５ｂ上に形成された第２のゲート電極２０ｂと、第２の活性領域１０ｂにおける第２のゲート電極２０ｂの両側方下に形成されたｐ型のエクステンション領域２１ｂと、第２のゲート電極２０ｂの側面上に形成された第２のサイドウォール２２ｂと、第２の活性領域１０ｂにおける第２のサイドウォール２２ｂの両外側方下に形成されたｐ型のソースドレイン領域２３ｂとを備えている。
【００９５】
ダミー素子Ｅ１は、素子分離領域１１及びダミー活性領域１０ｃの上に跨って形成されたダミーゲート絶縁膜１５ｃと、ダミーゲート絶縁膜１５ｃ上に形成されたダミーゲート電極２０ｃと、ダミー活性領域１０ｃにおけるダミーゲート電極２０ｃの右側方下に形成されたｎ型のダミーエクステンション領域２１ｃと、ダミーゲート電極２０ｃの側面上に形成されたダミーサイドウォール２２ｃと、ダミー活性領域１０ｃにおけるダミーサイドウォール２２ｃの右外側方下に形成されたｎ型のダミーソースドレイン領域２３ｃとを備えている。
【００９６】
ダミー素子Ｅ２は、素子分離領域１１上に形成されたダミーゲート絶縁膜１５ｄと、ダミーゲート絶縁膜１５ｄ上に形成されたダミーゲート電極２０ｄと、ダミー活性領域１０ｃにおけるダミーゲート電極２０ｄの左側方下に形成されたｎ型のダミーエクステンション領域２１ｄと、ダミーゲート電極２０ｄの側面上に形成されたダミーサイドウォール２２ｄと、ダミー活性領域１０ｃにおけるダミーサイドウォール２２ｄの左外側方下に形成されたｎ型のダミーソースドレイン領域２３ｄとを備えている。
【００９７】
ダミー素子Ｅ３は、ダミー活性領域１０ｃ上に形成されたダミーゲート絶縁膜１５ｅと、ダミーゲート絶縁膜１５ｅ上に形成されたダミーゲート電極２０ｅと、ダミー活性領域１０ｃにおけるダミーゲート電極２０ｅの左側方下に形成されたｎ型のダミーエクステンション領域２１ｅと、ダミーゲート電極２０ｅの側面上に形成されたダミーサイドウォール２２ｅと、ダミー活性領域１０ｃにおけるダミーサイドウォール２２ｅの左外側方下に形成されたｎ型のダミーソースドレイン領域２３ｅとを備えている。
【００９８】
ダミー素子Ｅ４は、素子分離領域１１及びダミー活性領域１０ｃの上に跨って形成されたダミーゲート絶縁膜１５ｆと、ダミーゲート絶縁膜１５ｆ上に形成されたダミーゲート電極２０ｆと、ダミー活性領域１０ｃにおけるダミーゲート電極２０ｆの右側方下に形成されたｎ型のダミーエクステンション領域２１ｆと、ダミーゲート電極２０ｆの側面上に形成されたダミーサイドウォール２２ｆと、ダミー活性領域１０ｃにおけるダミーサイドウォール２２ｆの右外側方下に形成されたｎ型のダミーソースドレイン領域２３ｆとを備えている。
【００９９】
ダミー素子Ｅ５は、素子分離領域１１上に形成されたダミーゲート絶縁膜１５ｇと、ダミーゲート絶縁膜１５ｇ上に形成されたダミーゲート電極２０ｇと、ダミーゲート電極２０ｇの側面上に形成されたダミーサイドウォール２２ｇと、ダミー活性領域１０ｃにおけるダミーサイドウォール２２ｇの左外側方下に形成されたｎ型のダミーソースドレイン領域２３ｇとを備えている。
【０１００】
第１の活性領域１０ａ、第２の活性領域１０ｂ及びダミー活性領域１０ｃは、素子分離領域１１に取り囲まれている。
【０１０１】
第１の活性領域１０ａは、ｐ型の第１のウェル領域１２ａに形成されている。第２の活性領域１０ｂは、ｎ型の第２のウェル領域１２ｂに形成されている。ダミー活性領域１０ｃは、ｐ型の第３のウェル領域１２ｃに形成されている。
【０１０２】
第１のゲート絶縁膜１５ａは、調整用金属を含有している。第２のゲート絶縁膜１５ｂは、調整用金属を含有していない。
【０１０３】
ダミーゲート絶縁膜１５ｃは、調整用金属を含有している。ダミーゲート絶縁膜１５ｄ，１５ｅは、全部分が、調整用金属を含有していない。ダミーゲート絶縁膜１５ｆ，１５ｇは、一部分が、調整用金属を含有している一方、他部分が、調整用金属を含有していない。言い換えれば、ダミーゲート絶縁膜１５ｆ，１５ｇは、調整用金属を含有する含有部分と、調整用金属を含有しない非含有部分とを有している。
【０１０４】
第１のゲート絶縁膜１５ａは、第１の下地膜１３ａ及び第１の高誘電率絶縁膜１４ａを有している。第２のゲート絶縁膜１５ｂは、第２の下地膜１３ｂ及び第２の高誘電率絶縁膜１４ｂを有している。ダミーゲート絶縁膜１５ｃ〜１５ｇは、ダミー下地膜１３ｃ〜１３ｇ及びダミー高誘電率絶縁膜１４ｃ〜１４ｇを有している。
【０１０５】
第１の高誘電率絶縁膜１４ａは、調整用金属を含有している。第２の高誘電率絶縁膜１４ｂは、調整用金属を含有していない。
【０１０６】
ダミー高誘電率絶縁膜１４ｃは、全部分が、調整用金属を含有している。ダミー高誘電率絶縁膜１４ｄ，１４ｅは、全部分が、調整用金属を含有していない。ダミー高誘電率絶縁膜１４ｆ，１４ｇは、一部分が、調整用金属を含有している一方、他部分が、調整用金属を含有していない。言い換えれば、ダミー高誘電率絶縁膜１４ｆ，１４ｇは、調整用金属を含有する含有部１４ｆｘ，１４ｇｘと、調整用金属を含有しない非含有部１４ｆｙ，１４ｇｙとを有している。
【０１０７】
第１のゲート電極２０ａは、第１の金属膜１８ａ及び第１のシリコン膜１９ａを有している。第２のゲート電極２０ｂは、第２の金属膜１８ｂ及び第２のシリコン膜１９ｂを有している。ダミーゲート電極２０ｃ〜２０ｇは、ダミー金属膜１８ｃ〜１８ｇ及びダミーシリコン膜１９ｃ〜１９ｇを有している。
【０１０８】
ダミーゲート絶縁膜１５ｃ，１５ｆ及びダミーゲート電極２０ｃ，２０ｆは、素子分離領域１１及びダミー活性領域１０ｃの上に跨って形成されている。ダミーゲート絶縁膜１５ｄ，１５ｇ及びダミーゲート電極２０ｄ，２０ｇは、素子分離領域１１上に形成されている。ダミーゲート絶縁膜１５ｅ及びダミーゲート電極２０ｅは、ダミー活性領域１０ｃ上に形成されている。
【０１０９】
ダミーソースドレイン領域２３ｃとダミーソースドレイン領域２３ｄとは、隣接している。ダミーソースドレイン領域２３ｆとダミーソースドレイン領域２３ｇとは、隣接している。
【０１１０】
以下に、高融点金属を含む金属マスクの面積率と、平均閾値電圧の変動値との関係について、図６を参照しながら説明する。図６は、金属マスクの面積率と、平均閾値電圧の変動値との関係を示すグラフである。
【０１１１】
図６に示すグラフを得るのに用いたチップは、テスト用チップであり、テスト用チップは、以下のような構成である。
【０１１２】
一般に、ウェハは、複数の製品用チップと、テストが行われるテスト用チップとを含む。テスト用チップは、区画された複数のブロックを含み、例えば、金属マスクの面積率が、Ｘ（Ｘ＝２０，３０，４０，４５，５０，６０，７０，８０，１００）％のブロックを含む。各ブロックは、複数のｎ型ＭＩＳトランジスタ等を含む。「金属マスクの面積率」とは、テスト用チップの表面積に対する、金属マスクの表面積の割合をいう。
【０１１３】
各ブロックに含まれるｎ型ＭＩＳトランジスタが有するゲート絶縁膜は、Ｌａを含有する高誘電率絶縁膜を含む。Ｌａを含有する高誘電率絶縁膜は、７００℃で１分間のＲＴＡにより、膜厚が１ｎｍのＬａＯからなる調整用金属酸化膜中のＬａが導入された高誘電率絶縁膜である。
【０１１４】
平均閾値電圧の変動値は、以下のようにして求められる。
【０１１５】
金属マスクの面積率が４５％のブロックに含まれる複数のｎ型ＭＩＳトランジスタの閾値電圧を平均した平均閾値電圧Ｖ45を、基準（＝０）とする。金属マスクの面積率がＸ％のブロックに含まれる複数のｎ型ＭＩＳトランジスタの閾値電圧を平均した平均閾値電圧Ｖxから、平均閾値電圧Ｖ45を差し引くことで、平均閾値電圧の変動値を求める。ここで、本テスト用チップの金属マスクの面積率が４５％であるため、平均閾値電圧Ｖ45を基準としている。
【０１１６】
平均閾値電圧の変動値＝平均閾値電圧Ｖx−平均閾値電圧Ｖ45
図６に示すように、金属マスクの面積率が４５％よりも小さい場合、平均閾値電圧の変動値は、負の変動値を示し、金属マスクの面積率が４５％よりも小さくなるに連れて、平均閾値電圧の変動値は、負側に大きくなる。言い換えれば、金属マスクの面積率が４５％よりも小さくなるに連れて、平均閾値電圧は低くなる。
【０１１７】
一方、金属マスクの面積率が４５％よりも大きい場合、平均閾値電圧の変動値は、正の変動値を示し、金属マスクの面積率が４５％よりも大きくなるに連れて、平均閾値電圧の変動値は、正側に大きくなる。言い換えれば、金属マスクの面積率が４５％よりも大きくなるに連れて、平均閾値電圧は高くなる。
【０１１８】
このように、金属マスクの面積率が小さくなるに連れて、平均閾値電圧は低くなる。このことから判るように、金属マスクの面積率が小さくなるに連れて、ウェハ温度が高くなって、高誘電率絶縁膜に含まれるＬａの平均濃度は高くなる。
【０１１９】
本実施形態によると、図１(c) に示すように、ゲート絶縁膜形成膜１５における素子分離形成領域上に位置する領域上に、該領域における第３の部分を覆うダミー金属マスク１６ｃを形成する。これにより、チップにおけるｎ，ｐＭＩＳ領域の密度に、ばらつきがあっても、金属マスク１６ｂ及びダミー金属マスク１６ｃの面積率に、ばらつきが生じることを抑制することができる。このため、例えば赤外線を利用するＲＴＡ等の熱処理時に、チップにおけるウェハ温度に、ばらつきが生じることを抑制することができる。
【０１２０】
このため、ゲート絶縁膜形成膜１５における第１の部分に導入される調整用金属の量に、ばらつきが生じることを抑制することができ、第１のゲート絶縁膜形成膜１５Ａに含まれる調整用金属の平均濃度に、ばらつきが生じることを抑制することができる。従って、同一のチップに含まれる第１のＭＩＳトランジスタＴｒ１が有する第１のゲート絶縁膜１５ａに含まれる調整用金属の平均濃度に、ばらつきが生じることを抑制することができるため、同一のチップに含まれる第１のＭＩＳトランジスタＴｒ１の閾値電圧に、ばらつきが生じることを抑制することができる。
【０１２１】
例えば、チップを、互いに同一の平面積を有する複数の領域に区分した時の、各領域での金属マスク及びダミー金属マスクの面積率を、３０％〜６０％の範囲内に収めるように、ダミー金属マスクを形成する。これにより、図６からも判るように、各領域での平均閾値電圧同士の差異を、±５ｍＶに収めることができ、同一のチップに含まれる第１のＭＩＳトランジスタの閾値電圧に、ばらつきが生じることを抑制することができる。「各領域での平均閾値電圧」とは、各領域に含まれる複数の第１のＭＩＳトランジスタの閾値電圧を平均した平均閾値電圧をいう。区分された領域の平面形状としては、例えば、幅が２０μｍ〜５００μｍの方形状等が挙げられる。
【０１２２】
なお、いうまでもないが、本発明の効果を効果的に得るには、表面積が比較的大きい１コのダミー金属マスクではなく、表面積が比較的小さい複数のダミー金属マスクを分散して形成し、金属マスク及びダミー金属マスクの面積率を調整することが好ましい。例えば、金属マスク及びダミー金属マスクの面積率を、Ｘ％に調整する場合、表面積がＹμｍ2の１コのダミー金属マスクではなく、表面積がｙ（ｙ＜Ｙ）μｍ2のｎコのダミー金属マスクを分散して形成することが好ましい（Ｙ＝ｙ×ｎ）。
【０１２３】
素子分離形成領域に、ダミー活性領域１０ｃを形成することにより、以下のような効果を得ることができる。
【０１２４】
第１に、以下のような効果を得ることができる。
【０１２５】
一般に、Ｓｉが赤外線を反射させる反射率ＲSiは、ＳｉＯ2が赤外線を反射させる反射率ＲSiO2よりも大きい（ＲSi＞ＲSiO2）。このため、赤外線を利用するＲＴＡ等の熱処理時に、高誘電率絶縁膜１４及び下地膜１３等を透過した赤外線が、Ｓｉを含む活性領域により反射される。
【０１２６】
このため、チップにおいて、活性領域の密度（粗密の度合）が高い密領域と、活性領域の密度が低い疎領域とが混在する場合、熱処理時に、密領域での赤外線が反射される反射量は、疎領域での赤外線が反射される反射量よりも、多くなる虞がある。このため、密領域でのウェハ温度は、疎領域でのウェハ温度よりも、低くなる虞がある。
【０１２７】
このように、チップにおける活性領域の密度に応じて、ウェハ温度が変動し、ウェハ温度に、ばらつきが生じる虞がある。チップにおけるウェハ温度に、ばらつきが生じた場合、既述の通り、同一のチップに含まれるｎ型ＭＩＳトランジスタの閾値電圧に、ばらつきが生じるという問題がある。
【０１２８】
そこで、本実施形態では、図５(b) に示すように、素子分離形成領域に、ダミー活性領域１０ｃを形成する。これにより、チップにおける第１，第２の活性領域１０ａ，１０ｂ及びダミー活性領域１０ｃの密度に生じるばらつきを、比較的小さくすることができる。このため、チップにおけるウェハ温度に生じるばらつきを、比較的小さくすることができる。
【０１２９】
これに対し、例えば、図１０(a) 又は図１１(a) に示すように、素子分離形成領域の全領域に、素子分離領域１０１を形成し、ダミー活性領域を形成しない場合、チップにおける第１，第２の活性領域１００ａ，１００ｂの密度に生じるばらつきが、比較的大きい。このため、チップにおけるウェハ温度に生じるばらつきが、比較的大きい。
【０１３０】
以上のように、ダミー活性領域１０ｃにより、チップにおける活性領域の密度の差異に起因して、ウェハ温度に、ばらつきが生じる虞を抑制することができる。加えて、既述の通り、ダミー金属マスク１６ｃにより、金属マスクの面積率の差異に起因して、ウェハ温度に、ばらつきが生じることを抑制することができる。従って、同一のチップに含まれる第１のＭＩＳトランジスタの閾値電圧に、ばらつきが生じることを効果的に抑制することができる。即ち、本発明の目的を効果的に達成することができる。
【０１３１】
なお、既述の通り、高融点金属が赤外線を反射させる反射率ＲMは、Ｓｉが赤外線を反射させる反射率ＲSiよりも大きい（ＲM＞ＲSi）。但し、反射率ＲMと反射率ＲSiとの差異は、比較的大きい一方、反射率ＲSiと反射率ＲSiO2との差異は、比較的小さい。このため、金属マスクの面積率の差異に起因して生じるウェハ温度のばらつきは、比較的大きい。一方、チップにおける活性領域の密度の差異に起因して生じるウェハ温度のばらつきは、比較的小さい。このため、仮に、ダミー活性領域を設けずに、ダミー金属マスクのみを設けても、本発明の目的を充分に達成することができる。
【０１３２】
第２に、以下のような効果を得ることができる。
【０１３３】
本実施形態では、詳細な説明を省略したが、素子分離領域は、次のようにして形成される。例えばＳｉからなる半導体基板の上部に溝を形成した後、半導体基板上に溝内を埋め込むように例えばＳｉＯ2からなる絶縁膜を形成し、その後、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法により、絶縁膜における溝外に形成された部分を研磨除去する。このようにして、溝内に絶縁膜が埋め込まれた素子分離領域を形成する。
【０１３４】
絶縁膜が埋め込まれた溝の幅が大きい場合、ＣＭＰ法による研磨除去時に、ディッシングと呼ばれる現象が起こる虞がある。即ち、絶縁膜における溝の中央部に埋め込まれた部分が、溝の周縁部に埋め込まれた部分よりも、過剰に研磨除去されて、溝内に埋め込まれた絶縁膜の表面が凹む虞がある。このため、図１０(a) 又は図１１(a) に示すように、半導体基板１００における素子分離形成領域の全領域に、素子分離領域１０１を形成し、ダミー活性領域を形成しない場合、例えば右側に図示された溝の幅が比較的大きいため、該溝内に埋め込まれた絶縁膜の表面が凹む虞がある。
【０１３５】
そこで、本実施形態では、図５(b) に示すように、素子分離形成領域に、ダミー活性領域１０ｃを形成する。これにより、半導体基板１０の上部に形成された複数の溝は、何れも、幅が比較的小さいため、ＣＭＰ法による研磨除去時に、ディッシングが発生することを防止し、溝内に埋め込まれた絶縁膜の表面が凹むことを防止することができる。
【０１３６】
素子分離形成領域上に、ダミーゲート絶縁膜及びダミーゲート電極を形成することにより、以下のような効果を得ることができる。
【０１３７】
本実施形態では、説明を省略したが、図４(b) に示す工程の後、半導体基板上に、第１，第２のゲート電極及びダミーゲート電極を覆うように、層間絶縁膜を形成した後、ＣＭＰ法により、層間絶縁膜を研磨除去して、層間絶縁膜の表面を平坦化する。
【０１３８】
ゲート絶縁膜及びゲート電極（以下、「ゲートパターン」という）が疎に配置された疎領域と、ゲートパターンが密に配置された密領域とが混在する場合、ＣＭＰ法による研磨除去時に、ディッシングが起こる。即ち、層間絶縁膜における疎領域が、層間絶縁膜における密領域よりも、過剰に研磨除去されて、層間絶縁膜における疎領域の膜厚と密領域の膜厚との間に、差異が生じ、層間絶縁膜の表面を平坦化することができない。
【０１３９】
そこで、本実施形態では、図４(b) に示すように、素子分離形成領域上に、ダミーゲート絶縁膜１５ｃ〜１５ｇ及びダミーゲート電極２０ｃ〜２０ｇ（以下、「ダミーゲートパターン」という）を形成する。これにより、ゲートパターン及びダミーゲートパターンの密度（粗密度合）に生じるばらつきを、小さくすることができる。このため、ＣＭＰ法による研磨除去時に、ディッシングが発生することを防止し、層間絶縁膜の表面を平坦化することができる。
【０１４０】
なお、本実施形態では、素子分離形成領域に、ダミー活性領域１０ｃを形成する場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１０(a) 及び図１１(a) に示すように、素子分離形成領域の全領域に、素子分離領域１０１を形成し、ダミー活性領域を形成しなくてもよい。
【０１４１】
なお、本実施形態では、素子分離形成領域上に、ダミーゲート絶縁膜１５ｃ〜１５ｇ及びダミーゲート電極２０ｃ〜２０ｇを形成する場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、素子分離形成領域上に、ダミーゲート絶縁膜及びダミーゲート電極を形成しなくてもよい。
【０１４２】
なお、本実施形態では、図５(b) に示すように、ダミー金属マスク１６ｃが、ダミー活性領域１０ｃの一部分のみを覆う場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１４３】
例えば、図７に示すように、ダミー金属マスク２６ｃが、ダミー活性領域１０ｃの全部分を覆ってもよい。さらに、図７に示すように、複数のダミー金属マスク２６ｃの各々の平面形状を、互いに同じにし、且つ、間隔Ｉ26cl、間隔Ｉ26cw、距離Ｄl及び距離Ｄwを、互いに同じにしてもよい。これにより、熱処理時に、チップから反射される赤外線の量に、ばらつきが生じることを効果的に抑制することができる。このため、チップにおけるウェハ温度に、ばらつきが生じることを効果的に抑制することができる。
【０１４４】
なお、本実施形態では、図５(b) に示すように、ダミー活性領域１０ｃにおけるダミー金属マスク１６ｃで覆われる領域の表面積は、互いに異なるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１４５】
例えば、図８に示すように、ダミー活性領域１０ｃにおけるダミー金属マスク３６ｃで覆われる領域の表面積を、互いに同じにしてもよい。さらに、図８に示すように、複数のダミー金属マスク３６ｃの各々の平面形状を、互いに同じにし、且つ、間隔Ｉ36cl、間隔Ｉ36cw、距離Ｄl及び距離Ｄwを、互いに同じにしてもよい。これにより、熱処理時に、チップから反射される赤外線の量に、ばらつきが生じることを効果的に抑制することができる。このため、チップにおけるウェハ温度に、ばらつきが生じることを効果的に抑制することができる。
【０１４６】
図７〜図８において、「間隔Ｉ26cl，間隔Ｉ36cl」とは、ゲート長方向に沿って隣り合うダミー金属マスク２６ｃ，３６ｃ同士の間隔をいう。「間隔Ｉ26cw，間隔Ｉ36cw」とは、ゲート幅方向に沿って隣り合うダミー金属マスク２６ｃ，３６ｃ同士の間隔をいう。「距離Ｄl」とは、ダミー活性領域１０ｃの一端からダミー金属マスク２６ｃ，３６ｃの一端までの距離をいう。「距離Ｄw」とは、ダミー活性領域１０ｃの他端からダミー金属マスク２６ｃ，３６ｃの他端までの距離をいう。
【０１４７】
なお、本実施形態では、図５(b) に示すように、ダミー金属マスク１６ｃの表面積を、ダミー活性領域１０ｃの表面積よりも大きくする場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ダミー金属マスクの表面積を、ダミー活性領域の表面積と同じ、又はダミー活性領域の表面積よりも小さくしてもよい。
【０１４８】
なお、本実施形態では、調整用金属化合物膜１７に含まれる調整用金属として、Ｌａを用いる場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｌａの代わりに、例えば、他のランタノイド元素又はマグネシウム（Ｍｇ）等を用いてもよい。
【０１４９】
なお、本実施形態では、調整用金属化合物膜１７として、調整用金属を含む金属酸化膜（具体的には例えば、ＬａＯ膜）を用いる場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、調整用金属を含む金属窒化膜、又はＬａ膜等の調整用金属を含む金属膜を用いてもよい。
【０１５０】
なお、本実施形態では、高融点金属膜１６として、ＴｉＮ膜を用いる場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＴｉＮ膜の代わりに、例えばタンタル膜（Ｔａ膜）、窒化タンタル膜（ＴａＮ膜）、炭化タンタル膜（ＴａＣ膜）、炭窒化タンタル膜（ＴａＣＮ膜）又はタングステン膜（Ｗ膜）を用いてもよい。
【０１５１】
本実施形態では、ゲート絶縁膜形成膜１５における第１の部分を露出する一方、ゲート絶縁膜形成膜１５における第２の部分を覆う金属マスク１６ｂ、及びダミー金属マスク１６ｃを導入防止マスクとして、ゲート絶縁膜形成膜１５における第１の部分に、調整用金属化合物膜１７中の調整用金属を導入する場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１５２】
例えば、ゲート絶縁膜形成膜における第１の部分を覆う一方、ゲート絶縁膜形成膜における第２の部分を露出する金属マスク、及びダミー金属マスクを導入防止マスクとして、ゲート絶縁膜形成膜における第２の部分に、調整用金属化合物膜中の調整用金属を導入してもよい。調整用金属化合物膜としては、例えば、酸化アルミニウム膜（Ａｌ2Ｏ3膜）及びアルミニウム膜（Ａｌ膜）等のＡｌを含む膜又は酸化タンタル膜（ＴａＯ膜）等が挙げられる。このように、調整用金属化合物膜として、調整用金属を含む金属酸化膜、若しくは調整用金属を含む金属窒化膜、又は調整用金属を含む金属膜が挙げられる。
【０１５３】
このようにすると、ダミー金属マスクにより、金属マスクの面積率の差異に起因して、ウェハ温度に、ばらつきが生じることを抑制することができる。従って、同一のチップに含まれる第２のＭＩＳトランジスタが有する第２のゲート絶縁膜に含まれる調整用金属の平均濃度に、ばらつきが生じることを抑制することができるため、同一のチップに含まれる第２のＭＩＳトランジスタの閾値電圧に、ばらつきが生じることを抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
以上説明したように、本発明は、同一のチップに含まれるＭＩＳトランジスタの閾値電圧に、ばらつきが生じることを抑制することができ、調整用金属を含有するゲート絶縁膜を有するＭＩＳトランジスタを備えた半導体装置及びその製造方法に有用である。
【符号の説明】
【０１５５】
１０  半導体基板
１０ａ  第１の活性領域
１０ｂ  第２の活性領域
１０ｃ  ダミー活性領域
１１  素子分離領域
１２ａ  ｐ型の第１のウェル領域
１２ｂ  ｎ型の第２のウェル領域
１２ｃ  ｐ型の第３のウェル領域
１３  下地膜
１３Ａ，１３ａ  第１の下地膜
１３Ｂ，１３ｂ  第２の下地膜
１３Ｃ，１３ｃ〜１３ｇ  ダミー下地膜
１４  高誘電率絶縁膜
１４Ａ，１４ａ  第１の高誘電率絶縁膜
１４Ｂ，１４ｂ  第２の高誘電率絶縁膜
１４Ｃ，１４ｃ〜１４ｇ  ダミー高誘電率絶縁膜
１４Ｃｘ，１４ｆｘ，１４ｇｘ  含有部
１４Ｃｙ，１４ｆｙ，１４ｇｙ  非含有部
１５  ゲート絶縁膜形成膜
１５Ａ  第１のゲート絶縁膜形成膜
１５Ｂ  第２のゲート絶縁膜形成膜
１５Ｃ  ダミーゲート絶縁膜形成膜
１５ａ  第１のゲート絶縁膜
１５ｂ  第２のゲート絶縁膜
１５ｃ〜１５ｇ  ダミーゲート絶縁膜
１６  高融点金属膜
１６ｂ  金属マスク
１６ｃ  ダミー金属マスク
１７  調整用金属化合物膜
１８  金属膜
１８ａ  第１の金属膜
１８ｂ  第２の金属膜
１８ｃ〜１３ｇ  ダミー金属膜
１９  シリコン膜
１９ａ  第１のシリコン膜
１９ｂ  第２のシリコン膜
１９ｃ〜１９ｇ  ダミーシリコン膜
２０  ゲート電極形成膜
２０ａ  第１のゲート電極
２０ｂ  第２のゲート電極
２０ｃ〜２０ｇ  ダミーゲート電極
２１ａ  ｎ型のエクステンション領域
２１ｂ  ｐ型のエクステンション領域
２１ｃ〜２１ｆ  ｎ型のダミーエクステンション領域
２２ａ  第１のサイドウォール
２２ｂ  第２のサイドウォール
２２ｃ  ダミーサイドウォール
２３ａ  ｎ型のソースドレイン領域
２３ｂ  ｐ型のソースドレイン領域
２３ｃ〜２３ｇ  ｎ型のダミーソースドレイン領域
Ｔｒ１  第１のＭＩＳトランジスタ
Ｔｒ２  第２のＭＩＳトランジスタ
Ｅ１〜Ｅ５  ダミー素子
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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