(57)【要約】【課題】半導体装置の信頼性を向上させる。【解決手段】半導体基板ＳＢ上に、シリコンからなるダミーゲート電極であるゲート電極ＤＧを形成してから、イオン注入法により、半導体基板ＳＢにＭＩＳＦＥＴのソースまたはドレイン用の半導体領域を形成する。それから、半導体基板ＳＢ上に、ゲート電極ＤＧを覆うように、絶縁膜ＩＬ１を形成してから、絶縁膜ＩＬ１を研磨してゲート電極ＤＧを露出させる。それから、ゲート電極ＤＧの表面をＡＰＭによりウェットエッチングしてから、アンモニア水を用いたウェットエッチングによりゲート電極ＤＧを除去する。その後、ゲート電極ＤＧが除去された領域に、ＭＩＳＦＥＴ用のゲート電極を形成する。【選択図】図１７
2018056175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）半導体基板を用意する工程、
（ｂ）前記半導体基板上に、シリコンからなるダミーゲート電極を形成する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程後、イオン注入法により、前記半導体基板にＭＩＳＦＥＴのソースまたはドレイン用の第１半導体領域を形成する工程、
（ｄ）前記（ｃ）工程後、前記半導体基板上に、前記ダミーゲート電極を覆うように、第１絶縁膜を形成する工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程後、前記第１絶縁膜を研磨して、前記ダミーゲート電極を露出させる工程、
（ｆ）前記（ｅ）工程後、前記ダミーゲート電極の表面を、ＡＰＭによりウェットエッチングする工程、
（ｇ）前記（ｆ）工程後、アンモニア水を用いたウェットエッチングにより前記ダミーゲート電極を除去する工程、
（ｈ）前記（ｇ）工程後、前記ダミーゲート電極が除去された領域である第１溝内に、前記ＭＩＳＦＥＴ用のゲート電極を形成する工程、
を有する、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｆ）工程は、第１処理槽内のＡＰＭからなる薬液中に前記半導体基板を浸漬することにより行われ、
前記（ｇ）工程は、前記半導体基板を浸漬させた前記薬液を、ＡＰＭからアンモニア水に置換することにより行われる、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（ｆ）と前記（ｇ）工程との間に、前記半導体基板を水洗処理する工程は行われない、半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項２記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｇ）工程では、前記第１処理槽内の前記薬液中に前記半導体基板を浸漬させた状態で、前記第１処理槽内にアンモニア水を導入しながら前記第１処理槽から前記薬液を溢れさせることで、前記第１処理槽内の前記薬液をＡＰＭからアンモニア水に置換する、半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｇ）工程では、前記第１処理槽の底部からアンモニア水を前記第１処理槽内に導入し、前記第１処理槽の上部から前記薬液を溢れさせる、半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｇ）工程では、前記第１処理槽内へアンモニア水を第１の時間導入した後、前記第１処理槽内へのアンモニア水の導入を停止し、前記半導体基板を前記第１処理槽内の前記薬液中に浸漬させた状態を第２の時間維持する、半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項２記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｇ）工程後、前記（ｈ）工程前に、前記第１処理槽内で前記半導体基板を水洗処理する工程が行われる、半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程では、前記半導体基板上に、第２絶縁膜を介して前記ダミーゲート電極を形成する、半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｇ）工程では、前記第１溝の底部で前記第２絶縁膜が残存する、半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２絶縁膜は、酸化シリコン膜または酸窒化シリコン膜である、半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項９記載の半導体装置の製造方法において、
前記ゲート電極は、メタルゲート電極である、半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｇ）工程では、前記第１溝内に、第３絶縁膜を介して前記ゲート電極が形成され、
前記第３絶縁膜は、高誘電率絶縁膜である、半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程後、前記（ｄ）工程前に、
（ｃ１）前記第１半導体領域上に金属シリサイド層を形成する工程、
を更に有する、半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｇ）工程後、前記（ｈ）工程前に、
（ｇ１）酸系の洗浄液を用いて前記半導体基板を洗浄する工程、
を更に有する、半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の半導体装置の製造方法において、
前記洗浄工程は、第２処理槽内の前記洗浄液中に前記半導体基板を浸漬させることにより行われ、
前記（ｇ）と前記（ｇ１）工程との間に、前記半導体基板を乾燥させる工程は行われない、半導体装置の製造方法
【請求項１６】
請求項１５記載の半導体装置の製造方法において、
前記洗浄液は、ＳＰＭ、ＨＰＭまたは塩酸からなる、半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
（ａ）半導体基板を用意する工程、
（ｂ）前記半導体基板上に、シリコンからなるダミーゲート電極を形成する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程後、イオン注入法により、前記半導体基板にＭＩＳＦＥＴのソースまたはドレイン用の第１半導体領域を形成する工程、
（ｄ）前記（ｃ）工程後、前記半導体基板上に、前記ダミーゲート電極を覆うように、第１絶縁膜を形成する工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程後、前記第１絶縁膜を研磨して、前記ダミーゲート電極を露出させる工程、
（ｆ）前記（ｅ）工程後、前記ダミーゲート電極の表面を、酸系の第１薬液によりウェットエッチングする工程、
（ｇ）前記（ｆ）工程後、アンモニア水からなる第２薬液を用いたウェットエッチングにより前記ダミーゲート電極を除去する工程、
（ｈ）前記（ｇ）工程後、前記ダミーゲート電極が除去された領域である第１溝内に、前記ＭＩＳＦＥＴ用のゲート電極を形成する工程、
を有する、半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｆ）工程は、第１処理槽内の前記第１薬液中に前記半導体基板を浸漬させることにより行われ、
前記（ｇ）工程は、第２処理槽内の前記第２薬液中に前記半導体基板を浸漬させることにより行われる、半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｆ）と前記（ｇ）工程との間に、前記第１処理槽内で前記半導体基板を水洗処理する工程が行われる、半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
請求項１７記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１薬液は、フッ酸、塩酸またはＨＰＭからなる、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関し、例えば、ＭＩＳＦＥＴを有する半導体装置の製造方法に好適に利用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成し、イオン注入などによりソース・ドレイン領域を形成することで、ＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor：ＭＩＳ電界効果トランジスタ、ＭＩＳトランジスタ）を形成することができる。
【０００３】
また、半導体基板上にゲート絶縁膜を介してダミーゲート電極を形成し、イオン注入などによりソース・ドレイン領域を形成した後、ダミーゲート電極をメタルゲート電極に置換することで、ＭＩＳＦＥＴを形成することもできる。
【０００４】
特開２０１４−１２７５２７号公報（特許文献１）、特開２０１３−２６４６６号公報（特許文献２）および特開２０１２−９９５１７号公報（特許文献３）には、ゲートラストプロセスにより、メタルゲート電極を備えたＭＩＳＦＥＴを製造する技術が記載されている。特開２００８−４１９３９号公報（特許文献４）には、シリコン異方性エッチング方法に関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１２７５２７号公報
【特許文献２】特開２０１３−２６４６６号公報
【特許文献３】特開２０１２−９９５１７号公報
【特許文献４】特開２００８−４１９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＭＩＳＦＥＴを有する半導体装置において、できるだけ信頼性を向上させることが望まれる。
【０００７】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施の形態によれば、半導体装置の製造方法は、ダミーゲート電極を形成してから、ＭＩＳＦＥＴのソースまたはドレイン用の半導体領域を形成した後、前記ダミーゲート電極を前記ＭＩＳＦＥＴ用のゲート電極に置換する。前記ダミーゲート電極を除去する際には、前記ダミーゲート電極の表面をＡＰＭによりウェットエッチングする工程と、その後、アンモニア水を用いたウェットエッチングにより前記ダミーゲート電極を除去する工程と、を行う。
【０００９】
また、一実施の形態によれば、半導体装置の製造方法は、ダミーゲート電極を形成してから、ＭＩＳＦＥＴのソースまたはドレイン用の半導体領域を形成した後、前記ダミーゲート電極を前記ＭＩＳＦＥＴ用のゲート電極に置換する。前記ダミーゲート電極を除去する際には、前記ダミーゲート電極の表面を酸系の第１薬液によりウェットエッチングする工程と、その後、アンモニア水を用いたウェットエッチングにより前記ダミーゲート電極を除去する工程と、を行う。
【発明の効果】
【００１０】
一実施の形態によれば、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施の形態の半導体装置の製造工程を示す工程フロー図である。
【図２】図１に続く半導体装置の製造工程を示す工程フロー図である。
【図３】図２に続く半導体装置の製造工程を示す工程フロー図である。
【図４】一実施の形態の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図５】図４に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図６】図５に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図７】図６に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図８】図７に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図９】図８に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１０】図９に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１１】図１０に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１２】図１１に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１３】キャップ絶縁膜を省略した場合の図１２と同じ製造工程中の要部断面図である。
【図１４】図１２に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１５】図１４に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１６】図１５に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１７】図１６に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１８】図１７に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１９】図１８に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２０】図１９に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２１】図２０に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２２】図２１に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２３】図２２に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２４】図２３に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２５】図２４に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２６】図２５に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２７】ステップＳ１４のエッチング工程の詳細を示す工程フロー図である。
【図２８】ステップＳ１４で用いられる処理装置を模式的に示す説明図である。
【図２９】他の実施の形態における、ステップＳ１４のエッチング工程の詳細を示す工程フロー図である。
【図３０】他の実施の形態において、ステップＳ１４で用いられる処理装置を模式的に示す説明図である。
【図３１】他の実施の形態における、ステップＳ１４のエッチング工程の詳細を示す工程フロー図である。
【図３２】他の実施の形態において、ステップＳ１４で用いられる処理装置を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１３】
以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００１４】
また、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。
【００１５】
（実施の形態１）
＜半導体装置の製造工程について＞
本実施の形態の半導体装置の製造方法を、図面を参照して説明する。本実施の形態の半導体装置の製造方法は、ＭＩＳＦＥＴを備えた半導体装置の製造方法である。
【００１６】
図１〜図３は、本実施の形態の半導体装置の製造工程を示すプロセスフロー図である。図４〜図２６は、本実施の形態の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。図４〜図２６の断面図には、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１ＡおよびＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂの要部断面図が示されており、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１ＡおよびＭＩＳＦＥＴ形成領域１ＢにそれぞれＭＩＳＦＥＴが形成される様子が示されている。
【００１７】
まず、図４に示されるように、例えば１〜１０Ωｃｍ程度の比抵抗を有するｐ型の単結晶シリコンなどからなる半導体基板（半導体ウエハ）ＳＢを用意（準備）する（図１のステップＳ１）。半導体基板ＳＢは、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１ＡとＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂとを有している。
【００１８】
ここで、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａは、半導体基板ＳＢ（の主面）において、ゲートラストプロセスでＭＩＳＦＥＴが形成される予定の領域である。また、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂは、半導体基板ＳＢ（の主面）において、ゲートファーストプロセスでＭＩＳＦＥＴが形成される予定の領域である。ＭＩＳＦＥＴ形成領域１ＡとＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂとは、同じ半導体基板ＳＢに存在している。すなわち、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１ＡとＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂとは、同一の半導体基板ＳＢの主面の互いに異なる平面領域に対応している。なお、図４〜図２６の断面図においては、理解を簡単にするために、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１ＡとＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂとを互いに隣接して示しているが、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１ＡとＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂとの実際の位置関係は、必要に応じて変更することができる。
【００１９】
次に、半導体基板ＳＢの主面に、活性領域を規定（画定）する素子分離領域（素子間分離絶縁領域）ＳＴを形成する（図１のステップＳ２）。
【００２０】
素子分離領域ＳＴは、酸化シリコンなどの絶縁体からなり、例えばＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）法またはＬＯＣＯＳ（Local Oxidization of Silicon ）法などにより形成することができる。例えば、半導体基板ＳＢの主面に素子分離用の溝を形成した後、この素子分離用の溝内に、例えば酸化シリコンからなる絶縁膜を埋め込むことで、素子分離領域ＳＴを形成することができる。
【００２１】
素子分離領域ＳＴによって、半導体基板ＳＢの活性領域が規定される。ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａにおける素子分離領域ＳＴで規定された活性領域に、後述するようにしてＭＩＳＦＥＴが形成される。また、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂにおける素子分離領域ＳＴで規定された活性領域に、後述するようにしてＭＩＳＦＥＴが形成される。
【００２２】
次に、図５に示されるように、半導体基板ＳＢにｐ型ウエル（ｐ型半導体領域）ＰＷ１，ＰＷ２を形成する（図１のステップＳ３）。ｐ型ウエルＰＷ１，ＰＷ２は、例えばホウ素（Ｂ）などのｐ型の不純物を半導体基板ＳＢにイオン注入することなどによって形成することができる。
【００２３】
ｐ型ウエルＰＷ１は、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａの半導体基板ＳＢに形成され、ｐ型ウエルＰＷ２は、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂの半導体基板ＳＢに形成される。ｐ型ウエルＰＷ１，ＰＷ２は、半導体基板ＳＢの主面から所定の深さにわたって形成される。ｐ型ウエルＰＷ１とｐ型ウエルＰＷ２とは、同じ導電型であるため、同じイオン注入工程で形成しても、あるいは異なるイオン注入工程で形成してもよい。
【００２４】
次に、希釈フッ酸洗浄などによって半導体基板ＳＢ（ｐ型ウエルＰＷ１，ＰＷ２）の表面を清浄化した後、半導体基板ＳＢの主面（ｐ型ウエルＰＷ１，ＰＷ２の表面）に、ゲート絶縁膜用の絶縁膜ＧＦを形成する（図１のステップＳ４）。
【００２５】
絶縁膜ＧＦは、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａにおける半導体基板ＳＢの表面（すなわちｐ型ウエルＰＷ１の上面）と、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂにおける半導体基板ＳＢの表面（すなわちｐ型ウエルＰＷ２の上面）とに形成される。絶縁膜ＧＦとしては、例えば酸化シリコン膜を用いることができるが、酸窒化シリコン膜を用いることも可能である。
【００２６】
絶縁膜ＧＦが酸化シリコン膜の場合は、例えば熱酸化法により絶縁膜ＧＦを形成することができる。また、絶縁膜ＧＦを酸窒化シリコン膜とする場合は、例えば、Ｎ２ＯとＯ２とＨ２とを用いた高温短時間酸化法、あるいは、熱酸化法により酸化シリコン膜を形成した後にプラズマ中で窒化処理（プラズマ窒化）を行う手法などにより、形成することができる。絶縁膜ＧＦの形成膜厚は、例えば２〜３ｎｍ程度とすることができる。なお、図５では、便宜上、絶縁膜ＧＦが素子分離領域ＳＴ上にも形成されているように描かれているが、絶縁膜ＧＦを熱酸化法により形成した場合には、実際には、素子分離領域ＳＴ上には絶縁膜ＧＦは形成されない。
【００２７】
他の形態として、ステップＳ４において、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａにおける絶縁膜ＧＦとＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂにおける絶縁膜ＧＦとを、互いに異なる工程で形成することもでき、その場合は、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａにおける絶縁膜ＧＦの厚さとＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂにおける絶縁膜ＧＦの厚さとを、互いに異ならせることもできる。
【００２８】
次に、ゲート電極ＤＧ，ＧＥを形成する（図１のステップＳ５）。ステップＳ５のゲート電極ＤＧ，ＧＥ形成工程は、例えば、次（図６および図７）のようにして行うことができる。
【００２９】
すなわち、まず、図６に示されるように、半導体基板ＳＢの主面（主面全面）上に、すなわち、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１ＡおよびＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂの絶縁膜ＧＦ上に、シリコン膜ＰＳを形成（堆積）する。
【００３０】
シリコン膜ＰＳは、後述のゲート電極ＤＧ，ＧＥを形成するための導電膜であり、このシリコン膜ＰＳにより、後述のゲート電極ＤＧ，ＧＥが形成される。シリコン膜ＰＳは、多結晶シリコン膜（ポリシリコン膜）からなり、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学的気相成長）法などを用いて形成することができる。成膜時はシリコン膜ＰＳをアモルファスシリコン膜として形成してから、その後の熱処理で、アモルファスシリコン膜からなるシリコン膜ＰＳを、多結晶シリコン膜からなるシリコン膜ＰＳに変えることもできる。ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂのシリコン膜ＰＳは、好ましくは、リン（Ｐ）またはヒ素（Ａｓ）などのｎ型不純物が導入されたｎ型のシリコン膜である。シリコン膜ＰＳに不純物を導入する手法としては、成膜時に不純物を導入する手法と、成膜後にイオン注入で不純物を導入する手法とがある。また、後述のゲート電極ＤＧは、後述のステップＳ１４で除去されるため、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａのシリコン膜ＰＳは、不純物が導入されていても、されていなくてもよい。
【００３１】
次に、シリコン膜ＰＳ上に絶縁膜ＣＰＺを形成する。絶縁膜ＣＰＺは、窒化シリコン膜などからなり、ＣＶＤ法などを用いて形成することができる。図６には、この段階が示されている。
【００３２】
次に、フォトリソグラフィ法およびドライエッチング法を用いて絶縁膜ＣＰＺをパターニングしてから、パターニングされた絶縁膜ＣＰＺをエッチングマスク（ハードマスク）として用いてシリコン膜ＰＳをドライエッチングしてパターニングする。これにより、図７に示されるように、パターニングされたシリコン膜ＰＳからなるゲート電極ＤＧ，ＧＥが形成される。ゲート電極ＤＧは、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａにおいて、半導体基板ＳＢ（ｐ型ウエルＰＷ１）上に絶縁膜ＧＦを介して形成される。また、ゲート電極ＧＥは、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂにおいて、半導体基板ＳＢ（ｐ型ウエルＰＷ２）上に絶縁膜ＧＦを介して形成される。ゲート電極ＤＧ上には、パターニングされた絶縁膜ＣＰＺからなるキャップ絶縁膜ＣＰ１が形成され、ゲート電極ＧＥ上には、パターニングされた絶縁膜ＣＰＺからなるキャップ絶縁膜ＣＰ２が形成される。キャップ絶縁膜ＣＰ１は、ゲート電極ＤＧとほぼ同じ平面形状を有し、キャップ絶縁膜ＣＰ２は、ゲート電極ＧＥとほぼ同じ平面形状を有している。
【００３３】
このようにして、ステップＳ５のゲート電極ＤＧ，ＧＥ形成工程が行われる。
【００３４】
また、ゲート電極ＤＧ，ＧＥで覆われない部分の絶縁膜ＧＦは、シリコン膜ＰＳをパターニングする際のドライエッチングまたはその後のウェットエッチングなどにより除去され得る。
【００３５】
ここで、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａに形成された、ゲート電極ＤＧとキャップ絶縁膜ＣＰ１との積層構造体を、以下では積層体ＬＴ１と称することとする。また、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂに形成された、ゲート電極ＧＥとキャップ絶縁膜ＣＰ２との積層構造体を、以下では積層体ＬＴ２と称することとする。積層体ＬＴ１は、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａにおいて、半導体基板ＳＢ（ｐ型ウエルＰＷ１）上に絶縁膜ＧＦを介して形成され、積層体ＬＴ２は、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂにおいて、半導体基板ＳＢ（ｐ型ウエルＰＷ２）上に絶縁膜ＧＦを介して形成されている。また、ゲート電極ＤＧは、ダミーのゲート電極（擬似的なゲート電極）であり、後で除去される。
【００３６】
次に、図８に示されるように、ｎ−型半導体領域（ｎ型不純物拡散層、エクステンション領域、ＬＤＤ領域）ＥＸ１，ＥＸ２を、イオン注入法を用いて形成する（図１のステップＳ６）。
【００３７】
ステップＳ６において、例えばヒ素（Ａｓ）またはリン（Ｐ）などのｎ型の不純物を、積層体ＬＴ１および積層体ＬＴ２をマスク（イオン注入阻止マスク）として用いて半導体基板ＳＢ（ｐ型ウエルＰＷ１，ＰＷ２）にイオン注入法で導入することにより、ｎ−型半導体領域ＥＸ１，ＥＸ２を形成することができる。この際、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａにおいては、積層体ＬＴ１がマスク（イオン注入阻止マスク）として機能することにより、半導体基板ＳＢ（ｐ型ウエルＰＷ１）における積層体ＬＴ１の両側の領域に、ｎ−型半導体領域ＥＸ１が形成される。また、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂにおいては、積層体ＬＴ２がマスク（イオン注入阻止マスク）として機能することにより、半導体基板ＳＢ（ｐ型ウエルＰＷ２）における積層体ＬＴ２の両側の領域に、ｎ−型半導体領域ＥＸ２が形成される。
【００３８】
ｎ−型半導体領域ＥＸ１は、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａに形成されるＭＩＳＦＥＴのソース・ドレイン領域（ソースまたはドレイン領域）の一部として機能することができ、また、ｎ−型半導体領域ＥＸ２は、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂに形成されるＭＩＳＦＥＴのソース・ドレイン領域（ソースまたはドレイン領域）の一部として機能することができる。ｎ−型半導体領域ＥＸ１とｎ−型半導体領域ＥＸ２とは、同じイオン注入工程で形成することができるが、異なるイオン注入工程で形成することも可能である。
【００３９】
次に、図９に示されるように、積層体ＬＴ１，ＬＴ２の両側面上に、側壁絶縁膜としてサイドウォールスペーサＳＷを形成する（図１のステップＳ７）。サイドウォールスペーサＳＷ形成工程は、次のようにして行うことができる。
【００４０】
すなわち、まず、半導体基板ＳＢの主面全面上に、積層体ＬＴ１，ＬＴ２を覆うように、サイドウォールスペーサＳＷ形成用の絶縁膜をＣＶＤ法などを用いて堆積する。このサイドウォールスペーサＳＷ形成用の絶縁膜は、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、あるいはそれらの積層膜からなる。それから、このサイドウォールスペーサＳＷ形成用の絶縁膜を異方性エッチング（エッチバック）することによって、図９に示されるように、積層体ＬＴ１の両側面上と、積層体ＬＴ２の両側面上とに、この絶縁膜（サイドウォールスペーサＳＷ形成用の絶縁膜）を残して、サイドウォールスペーサＳＷを形成する。
【００４１】
次に、図１０に示されるように、ｎ＋型半導体領域（ｎ型不純物拡散層、ソース・ドレイン領域）ＳＤ１，ＳＤ２を、イオン注入法を用いて形成する（図１のステップＳ８）。
【００４２】
ステップＳ８において、例えばヒ素（Ａｓ）またはリン（Ｐ）などのｎ型の不純物を、積層体ＬＴ１および積層体ＬＴ２とそれらの側壁上のサイドウォールスペーサＳＷとをマスク（イオン注入阻止マスク）として用いて半導体基板ＳＢ（ｐ型ウエルＰＷ１，ＰＷ２）にイオン注入することで、ｎ＋型半導体領域ＳＤ１，ＳＤ２を形成することができる。この際、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａにおいては、積層体ＬＴ１とその両側面上のサイドウォールスペーサＳＷとがマスク（イオン注入阻止マスク）として機能することにより、半導体基板ＳＢ（ｐ型ウエルＰＷ１）における、積層体ＬＴ１とその両側面上のサイドウォールスペーサＳＷとからなる構造体の両側の領域に、ｎ＋型半導体領域ＳＤ１が形成される。また、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂにおいては、積層体ＬＴ２とその両側面上のサイドウォールスペーサＳＷとがマスク（イオン注入阻止マスク）として機能することにより、半導体基板ＳＢ（ｐ型ウエルＰＷ２）における、積層体ＬＴ２とその両側面上のサイドウォールスペーサＳＷとからなる構造体の両側の領域に、ｎ＋型半導体領域ＳＤ２が形成される。これにより、ＬＤＤ（Lightly doped Drain）構造が形成される。ｎ＋型半導体領域ＳＤ１とｎ＋型半導体領域ＳＤ２とは、同じイオン注入工程で形成することができるが、異なるイオン注入工程で形成することも可能である。
【００４３】
このようにして、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａの半導体基板ＳＢ（ｐ型ウエルＰＷ１）に、ｎ−型半導体領域ＥＸ１とそれよりも高不純物濃度のｎ＋型半導体領域ＳＤ１とにより、ＭＩＳＦＥＴのソース・ドレイン領域（ソースまたはドレイン用の半導体領域）として機能するｎ型の半導体領域が形成される。また、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂの半導体基板ＳＢ（ｐ型ウエルＰＷ２）に、ｎ−型半導体領域ＥＸ２とそれよりも高不純物濃度のｎ＋型半導体領域ＳＤ２とにより、ＭＩＳＦＥＴのソース・ドレイン領域（ソースまたはドレイン用の半導体領域）として機能するｎ型の半導体領域が形成される。ｎ＋型半導体領域ＳＤ１は、ｎ−型半導体領域ＥＸ１よりも不純物濃度が高くかつ接合深さが深く、ｎ＋型半導体領域ＳＤ２は、ｎ−型半導体領域ＥＸ２よりも不純物濃度が高くかつ接合深さが深い。
【００４４】
次に、これまでに導入した不純物（ｎ−型半導体領域ＥＸ１，ＥＸ２およびｎ＋型半導体領域ＳＤ１，ＳＤ２などに導入された不純物）を活性化するための熱処理である活性化アニールを行う（図１のステップＳ９）。
【００４５】
このようにして、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂに、ＭＩＳＦＥＴのゲート電極ＧＥおよびソース・ドレイン領域が形成され、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１ＡにＭＩＳＦＥＴのソース・ドレイン領域が形成されたが、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａにおいて、最終的に使用するゲート電極（後述のゲート電極ＭＧ）は、まだ形成されていない。
【００４６】
次に、金属シリサイド層ＳＬを形成する（図１のステップＳ１０）。
【００４７】
金属シリサイド層ＳＬは、いわゆるサリサイド（Salicide：Self Aligned Silicide）プロセスを行うことによって、形成することができる。具体的には、次のようにして金属シリサイド層ＳＬを形成することができる。
【００４８】
すなわち、まず、図１１に示されるように、ｎ＋型半導体領域ＳＤ１，ＳＤ２の上面（表面）上を含む半導体基板ＳＢの主面全面上に、積層体ＬＴ１，ＬＴ２およびサイドウォールスペーサＳＷを覆うように、金属シリサイド層ＳＬ形成用の金属膜ＭＭを形成（堆積）する。この金属膜ＭＭは、単体の金属膜（純金属膜）または合金膜を用いることができ、例えば、コバルト（Ｃｏ）膜、ニッケル（Ｎｉ）膜、またはニッケル白金合金膜からなり、スパッタリング法などを用いて形成することができる。それから、半導体基板ＳＢに対して熱処理（金属シリサイド層ＳＬ形成用の熱処理）を施すことによって、ｎ＋型半導体領域ＳＤ１，ＳＤ２の各上層部分を金属膜ＭＭと反応させる。これにより、図１２に示されるように、ｎ＋型半導体領域ＳＤ１，ＳＤ２の各上部（上層部）に、それぞれ金属シリサイド層ＳＬが形成される。その後、未反応の金属膜ＭＭをウェットエッチングなどにより除去し、図１２にはこの段階の断面図が示されている。また、未反応の金属膜ＭＭを除去した後に、更に熱処理を行うこともできる。金属膜ＭＭがコバルト膜の場合は、金属シリサイド層ＳＬはコバルトシリサイド層からなり、金属膜ＭＭがニッケル膜の場合は、金属シリサイド層ＳＬはニッケルシリサイド層からなり、金属膜ＭＭがニッケル白金合金膜の場合は、金属シリサイド層ＳＬは白金添加ニッケルシリサイド層からなる。
【００４９】
このように、いわゆるサリサイドプロセスを行うことによって、ｎ＋型半導体領域ＳＤ１，ＳＤ２の各上部に金属シリサイド層ＳＬを形成し、それによって、ソース、ドレインの抵抗を低減することができる。
【００５０】
また、本実施の形態では、ゲート電極ＤＧ上にはキャップ絶縁膜ＣＰ１が形成され、ゲート電極ＧＥ上にはキャップ絶縁膜ＣＰ２が形成されているため、ゲート電極ＤＧ，ＧＥ上には金属シリサイド層ＳＬは形成されない。
【００５１】
他の形態として、キャップ絶縁膜ＣＰ１，ＣＰ２の形成を省略することもでき、その場合は、上記シリコン膜ＰＳを形成した後、上記絶縁膜ＣＰＺ形成工程を行わずに、シリコン膜ＰＳをパターニングすることで、ゲート電極ＤＧ，ＧＥを形成することになる。キャップ絶縁膜ＣＰ１，ＣＰ２の形成を省略した場合は、上記図８〜図１２の工程（ステップＳ６〜Ｓ１０）における上記説明において、「積層体ＬＴ１」を「ゲート電極ＤＧ」と読み替え、「積層体ＬＴ２」を「ゲート電極ＧＥ」と読み替えればよい。キャップ絶縁膜ＣＰ１，ＣＰ２の形成を省略した場合は、ステップＳ１０（金属シリサイド層ＳＬ形成工程）を行うと、図１２ではなく図１３に示されるように、ｎ＋型半導体領域ＳＤ１，ＳＤ２の各上部だけでなく、ゲート電極ＤＧ，ＧＥの各上部にも、金属シリサイド層ＳＬが形成される。ここで、図１３は、キャップ絶縁膜ＣＰ１，ＣＰ２を形成しなかった場合に、ステップＳ１０を行った段階を示す要部断面図であり、図１２と同じ工程段階に対応している。但し、図１３のようにステップＳ１０で各ゲート電極ＤＧ，ＧＥの上部に金属シリサイド層ＳＬを形成したとしても、後述のステップＳ１２の研磨工程で、各ゲート電極ＤＧ，ＧＥの上部の金属シリサイド層ＳＬは除去されてしまう。
【００５２】
次に、図１４に示されるように、半導体基板ＳＢの主面全面上に、積層体ＬＴ１，ＬＴ２（ゲート電極ＤＧ，ＧＥ）およびサイドウォールスペーサＳＷを覆うように、層間絶縁膜として絶縁膜（層間絶縁膜）ＩＬ１を形成（堆積）する（図２のステップＳ１１）。
【００５３】
絶縁膜ＩＬ１は、酸化シリコン膜の単体膜、あるいは、窒化シリコン膜と該窒化シリコン膜上に該窒化シリコン膜よりも厚く形成された酸化シリコン膜との積層膜などからなり、例えばＣＶＤ法などを用いて形成することができる。
【００５４】
次に、絶縁膜ＩＬ１の上面を、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械的研磨）法などを用いて研磨する（図２のステップＳ１２）。
【００５５】
ステップＳ１２の研磨工程により、図１５に示されるように、ゲート電極ＤＧおよびゲート電極ＧＥの各上面が露出される。すなわち、ステップＳ１２の研磨工程は、ゲート電極ＤＧおよびゲート電極ＧＥの各上面が露出されるまで、行われる。ウエハ（半導体基板ＳＢ）全面においてゲート電極が露出するよう、一部のゲート電極が露出した後も研磨を一定時間継続するオーバー研磨を追加することが望ましい場合が多く、ゲート電極を削りすぎない範囲の適切な時間でオーバー研磨を適用することが可能である。
【００５６】
ゲート電極ＤＧ，ＧＥ上にキャップ絶縁膜ＣＰ１，ＣＰ２を形成していた場合は、ステップＳ１２の研磨工程により、絶縁膜ＩＬ１だけでなくキャップ絶縁膜ＣＰ１，ＣＰ２も研磨されて除去されて、ゲート電極ＤＧおよびゲート電極ＧＥの各上面が露出される。
【００５７】
また、ゲート電極ＤＧ，ＧＥ上にキャップ絶縁膜ＣＰ１，ＣＰ２を形成していなかった場合は、上記図１３のようにステップＳ１０でゲート電極ＤＧ，ＧＥの各上部に金属シリサイド層ＳＬが形成される。その場合は、ステップＳ１２の研磨工程により、絶縁膜ＩＬ１だけでなく各ゲート電極ＤＧ，ＧＥの上部の金属シリサイド層ＳＬも研磨されて除去されて、ゲート電極ＤＧおよびゲート電極ＧＥの各上面が露出される。このため、ステップＳ１０を行って上記図１２の構造を得た場合と、ステップＳ１０を行って上記図１３の構造を得た場合のいずれにおいても、ステップＳ１２の研磨工程を行うと、ゲート電極ＤＧおよびゲート電極ＧＥの各上面（シリコン面）が露出されて、図１５の構造が得られる。
【００５８】
いずれにしても、ステップＳ１２の研磨工程を行うと、ゲート電極ＤＧおよびゲート電極ＧＥの各上面が露出される。
【００５９】
また、後述のステップＳ１７の研磨工程で金属膜ＭＥの研磨残りが発生しないように、ステップＳ１２の研磨工程は、研磨後の絶縁膜ＩＬ１の上面の平坦性が十分に確保され、絶縁膜ＩＬ１におけるディッシングを抑制するように、行うことが望ましい。
【００６０】
次に、ゲート電極ＧＥを覆い、かつ、ゲート電極ＤＧを覆わずに露出させるような保護膜（マスク層）ＨＭを、絶縁膜ＩＬ１上に形成する（図２のステップＳ１３）。ステップＳ１３の保護膜ＨＭ形成工程は、例えば、次（図１６および図１７）のようにして行うことができる。
【００６１】
すなわち、まず、図１６に示されるように、半導体基板ＳＢ上に、すなわち絶縁膜ＩＬ１上に、ゲート電極ＤＧおよびゲート電極ＧＥを覆うように、保護膜ＨＭ形成用の材料膜ＨＭａを形成する。それから、この材料膜ＨＭａ上に、フォトリソグラフィ技術を用いてフォトレジストパターンＰＲ１を形成する。フォトレジストパターンＰＲ１は、平面視においてゲート電極ＤＧを内包する開口部ＯＰを有している。この開口部ＯＰは、平面視においてゲート電極ＧＥとは重なっていない。それから、フォトレジストパターンＰＲ１をエッチングマスクとして用いて、フォトレジストパターンＰＲ１の開口部ＯＰから露出する材料膜ＨＭａをエッチングして除去する。これにより、材料膜ＨＭａは、パターニングされて保護膜ＨＭとなる。その後、フォトレジストパターンＰＲ１を除去し、図１７にはこの段階が示されている。ステップＳ１２の研磨工程により、図１５に示されるように、ゲート電極ＤＧおよびゲート電極ＧＥが露出されたが、保護膜ＨＭを形成すると、図１７に示されるように、ゲート電極ＤＧの上面は保護膜ＨＭで覆われずに露出した状態になり、ゲート電極ＧＥは保護膜ＨＭで覆われることで露出していない状態になる。このため、保護膜ＨＭは、ゲート電極ＧＥを覆いかつゲート電極ＤＧを露出するマスク層とみなすことができる。
【００６２】
また、後述のステップＳ１４で、ゲート電極ＤＧは除去されるがゲート電極ＧＥは除去されないようにするために、ステップＳ１３で、ゲート電極ＧＥを覆いかつゲート電極ＤＧを露出するような保護膜ＨＭを形成している。すなわち、保護膜ＨＭは、後述のステップＳ１４で、マスク層（ハードマスク）として機能する。保護膜ＨＭ（材料膜ＨＭａ）の材料としては、金属材料（金属伝導を示す金属化合物材料）または絶縁材料が挙げられる。保護膜ＨＭの材料としては、後述のステップＳ１４でゲート電極ＤＧを除去する際にエッチングされにくい材料であることが好ましく、また、後述のステップＳ１７の研磨工程において研磨されやすい材料であることが好ましい。後述のステップＳ１７の研磨工程において研磨されやすいことを重視すれば、保護膜ＨＭとして、窒化チタン（ＴｉＮ）膜を好適に用いることができる。保護膜ＨＭとして窒化チタン（ＴｉＮ）膜を用いる場合は、上記材料膜ＨＭａとして窒化チタン（ＴｉＮ）膜を用いることになり、その窒化チタン（ＴｉＮ）膜は、例えばＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法を用いて形成することができる。
【００６３】
ここで、上記材料膜ＨＭａとして窒化チタン膜を用いる場合について説明する。この場合、上記フォトレジストパターンＰＲ１をエッチングマスクとして窒化チタン膜（材料膜ＨＭａ）をエッチングしやすいように、窒化チタン膜の膜厚（形成膜厚）は、例えば１５ｎｍ程度とすることができる。また、上記フォトレジストパターンＰＲ１をエッチングマスクとして窒化チタン膜（材料膜ＨＭａ）をエッチングする際には、エッチング液としてＨＰＭ（Hydrochloric acid-Hydrogen Peroxide Mixture）を用いたウェットエッチングを好適に用いることができる。その際のエッチング液の濃度比（容積配合比）は、例えば、ＨＣｌ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：４：２００程度とすることができ、エッチング液の温度は例えば７０℃程度とすることができ、窒化チタン膜（材料膜ＨＭａ）のエッチング速度は、例えば０．０２ｎｍ／sec.程度、エッチング時間は、オーバーエッチングの時間も含めて、例えば１０００〜１５００秒程度とすることができる。また、上記フォトレジストパターンＰＲ１をエッチングマスクとして窒化チタン膜（材料膜ＨＭａ）をエッチングして保護膜ＨＭを形成した後、上記フォトレジストパターンＰＲ１を除去する。フォトレジストの除去プロセスとしては、ドライプロセスのアッシング処理と高温のＳＰＭ（Sulfuric acid-Hydrogen Peroxide Mixture）を用いたウェット処理の二通りあるが、ＳＰＭを用いると窒化チタン膜（保護膜ＨＭ）が除去されてしまう虞がある。このため、窒化チタン膜（保護膜ＨＭ）が除去されないように、酸素プラズマによるアッシング処理で上記フォトレジストパターンＰＲ１を除去することが好ましい。なお、ＨＰＭとは、塩酸と過酸化水素と水の混合液であり、ＳＰＭとは、硫酸と過酸化水素と水の混合液である。
【００６４】
次に、図１８に示されるように、ゲート電極ＤＧをエッチングにより除去する（図２のステップＳ１４）。
【００６５】
ステップＳ１４のゲート電極ＤＧのエッチング工程は、ウェットエッチングにより行う。また、ステップＳ１４のゲート電極ＤＧのエッチング工程は、ゲート電極ＤＧに比べて、絶縁膜ＩＬ１、サイドウォールスペーサＳＷおよび絶縁膜ＧＦがエッチングされにくい条件で、エッチングを行うことが好ましい。すなわち、ゲート電極ＤＧのエッチング速度に比べて、絶縁膜ＩＬ１、サイドウォールスペーサＳＷおよび絶縁膜ＧＦのエッチング速度が小さくなるエッチング選択性の高い条件で、ゲート電極ＤＧのエッチングを行うことが好ましい。これにより、ステップＳ１４のゲート電極ＤＧのエッチング工程において、ゲート電極ＤＧを選択的にエッチングすることができる。ゲート電極ＤＧはシリコン（ポリシリコン）により形成されているため、ステップＳ１４において、ゲート電極ＤＧの高いエッチング選択比を確保しやすくなる。
【００６６】
また、ステップＳ１４では、ゲート電極ＤＧは、保護膜ＨＭで覆われずに露出していたため、エッチングされて除去されるが、ゲート電極ＧＥは、保護膜ＨＭで覆われており、露出されていないため、エッチングされずにそのまま残存する。
【００６７】
ステップＳ１４でゲート電極ＤＧが除去されたことにより、溝（凹部、窪み部）ＴＲが形成される。溝ＴＲは、ゲート電極ＤＧが除去された領域であり、ステップＳ１４でゲート電極ＤＧを除去する前までゲート電極ＤＧが存在していた領域に対応している。溝ＴＲの底面は、絶縁膜ＧＦの上面により形成され、溝ＴＲの側壁（側面）は、サイドウォールスペーサＳＷの側面（ゲート電極ＤＧの除去前までゲート電極ＤＧに接していた側面）により形成されている。溝ＴＲの底部では、半導体基板ＳＢは露出せずに、絶縁膜ＧＦが層状に残存していることが好ましい。
【００６８】
ステップＳ１４で、溝ＴＲの底部で絶縁膜ＧＦが完全に除去されてしまうと、除去すべきゲート電極ＤＧと同じ材料（ここではシリコン）からなる半導体基板ＳＢが溝ＴＲの底部で露出することになるため、溝ＴＲの底部で意図しない半導体基板ＳＢの過剰エッチングが生じる虞がある。このため、ステップＳ１４のエッチング工程は、溝ＴＲの底部で半導体基板ＳＢが露出する前に終了し、溝ＴＲの底部で絶縁膜ＧＦを層状に残存させることが好ましい。このため、ステップＳ１４のエッチング工程は、ゲート電極ＤＧを確実に除去できることと、ゲート電極ＤＧの下地の絶縁膜ＧＦを完全には除去せずに層状に残存させることができるように、エッチング条件を設定する必要がある。
【００６９】
なお、詳細は後述するが、ステップＳ１４では、単独のエッチング液を用いたウェットエッチングのみを行うのではない。すなわち、本実施の形態の場合は、ステップＳ１４において、まず、ゲート電極ＤＧの表面をＡＰＭによりウェットエッチングする工程（後述のステップＳ１４ａ）を行ってから、アンモニア水を用いたウェットエッチングによりゲート電極ＤＧを除去する工程（後述のステップＳ１４ｂ）を行う。また、後述の実施の形態２の場合は、ステップＳ１４において、まず、ゲート電極ＤＧの表面を酸系の薬液によりウェットエッチングする工程（後述のステップＳ１４ｃ）を行ってから、アンモニア水を用いたウェットエッチングによりゲート電極ＤＧを除去する工程（後述のステップＳ１４ｄ）を行う。これらについては、後でより詳細に説明する。
【００７０】
次に、図１９に示されるように、半導体基板ＳＢ上に、すなわち溝ＴＲの内面（底面および側壁）上を含む絶縁膜ＩＬ１および保護膜ＨＭ上に、絶縁膜ＨＫを形成する（図２のステップＳ１５）。それから、図２０に示されるように、半導体基板ＳＢ上に、すなわち絶縁膜ＨＫ上に、溝ＴＲ内を埋めるように、メタルゲート電極用の導電膜として金属膜（導電膜）ＭＥを形成する（図２のステップＳ１６）。
【００７１】
溝ＴＲにおいて、ステップＳ１５では溝ＴＲの底面および側壁（側面）上に絶縁膜ＨＫが形成されるが、溝ＴＲは絶縁膜ＨＫでは完全には埋まらず、ステップＳ１６で金属膜ＭＥを形成することにより、溝ＴＲは絶縁膜ＨＫと金属膜ＭＥとにより完全に埋まった状態になる。
【００７２】
絶縁膜ＨＫは、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａに形成されるＭＩＳＦＥＴのゲート絶縁膜用の絶縁膜であり、金属膜ＭＥは、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａに形成されるＭＩＳＦＥＴのゲート電極用の導電膜である。
【００７３】
絶縁膜ＨＫは、窒化シリコンよりも誘電率（比誘電率）が高い絶縁材料膜、いわゆるＨｉｇｈ−ｋ膜（高誘電率膜）である。なお、本願において、Ｈｉｇｈ−ｋ膜、高誘電率膜、高誘電率絶縁膜あるいは高誘電率ゲート絶縁膜と言うときは、窒化シリコンよりも誘電率（比誘電率）が高い膜を意味する。
【００７４】
絶縁膜ＨＫとしては、酸化ハフニウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化アルミニウム膜、酸化タンタル膜または酸化ランタン膜などの金属酸化物膜を用いることができ、また、これらの金属酸化物膜は、窒素（Ｎ）およびケイ素（Ｓｉ）の一方または両方を更に含有することもできる。絶縁膜ＨＫは、例えば、ＡＬＤ（Atomic layer Deposition：原子層堆積）法またはＣＶＤ法により形成することができる。ゲート絶縁膜に高誘電率膜（ここでは絶縁膜ＨＫ）を用いた場合は、ゲート絶縁膜に酸化シリコン膜を用いた場合に比べて、ゲート絶縁膜の物理的膜厚を増加させることができるため、トランジスタの駆動能力向上やゲート電極と基板間のリーク電流を低減できるという利点を得られる。
【００７５】
金属膜ＭＥとしては、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）膜、窒化タンタル（ＴａＮ）膜、窒化タングステン（ＷＮ）膜、炭化チタン（ＴｉＣ）膜、炭化タンタル（ＴａＣ）膜、炭化タングステン（ＷＣ）膜、窒化炭化タンタル（ＴａＣＮ）膜、チタン（Ｔｉ）膜、タンタル（Ｔａ）膜、チタンアルミニウム（ＴｉＡｌ）膜またはアルミニウム（Ａｌ）膜などの、金属膜を用いることができる。なお、ここで言う金属膜とは、金属伝導を示す導電膜を言い、単体の金属膜（純金属膜）や合金膜だけでなく、金属伝導を示す金属化合物膜（窒化金属膜や炭化金属膜など）も含むものとする。このため、金属膜ＭＥは、金属伝導を示す導電膜であり、単体の金属膜（純金属膜）や合金膜に限定されず、金属伝導を示す金属化合物膜（窒化金属膜や炭化金属膜など）であってもよい。また、金属膜ＭＥを積層膜（複数の膜が積層された積層膜）とすることもできるが、その場合、その積層膜の最下層は金属膜（金属伝導を示す導電膜）とする。また、その積層膜を、複数の金属膜（金属伝導を示す導電膜）の積層膜とすることもできる。金属膜ＭＥは、例えばスパッタリング法などを用いて形成することができる。
【００７６】
金属膜ＭＥの好適な一例として、金属膜ＭＥを、窒化チタン（ＴｉＮ）膜と該窒化チタン膜上のアルミニウム（Ａｌ）膜との積層膜とすることができる。この場合、まず絶縁膜ＨＫ上に例えば２〜３ｎｍ程度の窒化チタン膜を形成してから、その窒化チタン膜上に、溝ＴＲ内を埋めるように、アルミニウム膜を形成することになる。この際、窒化チタン膜よりもアルミニウム膜を厚くすることが好ましい。アルミニウム膜は、低抵抗率であるため、後で形成するゲート電極ＭＧの低抵抗化を図ることができる。また、後で形成されるゲート電極ＭＧにおけるゲート絶縁膜に接する部分（ここでは窒化チタン膜）の材料の仕事関数で、そのゲート電極ＭＧを備えるトランジスタのしきい値電圧を制御することができる。
【００７７】
次に、図２１に示されるように、溝ＴＲの外部の不要な金属膜ＭＥおよび絶縁膜ＨＫをＣＭＰ法などの研磨処理によって除去することにより、溝ＴＲ内に絶縁膜ＨＫおよび金属膜ＭＥを埋め込む（図２のステップＳ１７）。
【００７８】
すなわち、ステップＳ１７では、溝ＴＲの外部の金属膜ＭＥおよび絶縁膜ＨＫを除去し、溝ＴＲ内に絶縁膜ＨＫおよび金属膜ＭＥを残す。これにより、溝ＴＲ内に絶縁膜ＨＫと金属膜ＭＥとが残存して埋め込まれた状態になる。すなわち、溝ＴＲ内に絶縁膜ＨＫを介して金属膜ＭＥが埋め込まれた状態になる。
【００７９】
このようにして、ゲート電極ＤＧが除去された領域である溝ＴＲ内に、絶縁膜ＨＫを介して、メタルゲート電極であるゲート電極ＭＧが形成される。溝ＴＲに埋め込まれた金属膜ＭＥが、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１ＡのＭＩＳＦＥＴのゲート電極ＭＧとなり、溝ＴＲに埋め込まれた絶縁膜ＨＫが、そのＭＩＳＦＥＴのゲート絶縁膜として機能する。つまり、溝ＴＲに、絶縁膜ＨＫを介して金属膜ＭＥを埋め込むことで、ゲート電極ＭＧが形成される。
【００８０】
また、本実施の形態では、ゲート電極ＤＧを除去してゲート電極ＭＧに置換し、このゲート電極ＭＧをＭＩＳＦＥＴ形成領域１ＡのＭＩＳＦＥＴのゲート電極として用いている。このため、ゲート電極ＤＧは、ダミーのゲート電極（擬似的なゲート電極）であり、リプレイスメントゲート電極または置換用ゲート電極とみなすことができ、ゲート電極ＭＧは、ＭＩＳＦＥＴを構成するゲート電極とみなすことができる。
【００８１】
また、本実施の形態では、金属膜ＭＥを用いてゲート電極ＭＧを形成しているため、ゲート電極ＭＧをメタルゲート電極とすることができる。ゲート電極ＭＧをメタルゲート電極としたことで、ゲート電極ＭＧの空乏化現象を抑制し、寄生容量をなくすことができるという利点を得られる。また、トランジスタ素子の小型化（ゲート絶縁膜の薄膜化）も可能になるという利点も得られる。
【００８２】
ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａにおいて、絶縁膜ＨＫは、溝ＴＲの底面および側壁上に形成され、ゲート電極ＭＧは、底面および側壁（側面）が絶縁膜ＨＫに隣接する。ゲート電極ＭＧと半導体基板ＳＢ（ｐ型ウエルＰＷ１）との間には、絶縁膜ＧＦと絶縁膜ＨＫが介在しており、ゲート電極ＭＧとサイドウォールスペーサＳＷとの間には、絶縁膜ＨＫが介在している。ゲート電極ＭＧの直下の絶縁膜ＧＦ，ＨＫがＭＩＳＦＥＴのゲート絶縁膜として機能するが、絶縁膜ＨＫは高誘電率膜であるため、高誘電率ゲート絶縁膜として機能する。
【００８３】
また、ステップＳ１７の研磨工程において、保護膜ＨＭも研磨されて除去され得る。このため、ステップＳ１７の研磨工程を行うと、ゲート電極ＭＧおよびゲート電極ＧＥの各上面が露出されることになる。
【００８４】
また、ステップＳ１４でゲート電極ＤＧをエッチングして除去した後も、溝ＴＲの底部では絶縁膜ＧＦが層状に残存している。このため、ステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７を行ってゲート電極ＭＧを形成すると、ゲート電極ＭＧと半導体基板ＳＢとの間には、絶縁膜ＨＫと絶縁膜ＧＦとが介在することになる。すなわち、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａにおいて、絶縁膜ＨＫ（ゲート電極ＭＧの下に位置する部分の絶縁膜ＨＫ）と半導体基板ＳＢ（ｐ型ウエルＰＷ１）との間（界面）に、界面層として絶縁膜ＧＦが介在することになる。高誘電率膜である絶縁膜ＨＫを、半導体基板ＳＢの表面（シリコン面）上に直接的に形成せずに、絶縁膜ＨＫ（ゲート電極ＭＧの下に位置する部分の絶縁膜ＨＫ）と半導体基板ＳＢ（ｐ型ウエルＰＷ１）との界面に、薄い酸化シリコン膜又は酸窒化シリコン膜からなる界面層（ここでは絶縁膜ＧＦ）を設けた場合、トラップ準位などの欠陥数を減らして、駆動能力や信頼性を向上させることができる。
【００８５】
また、ステップＳ１７の研磨工程で、溝ＴＲの外部の金属膜ＭＥおよび絶縁膜ＨＫを除去するだけでなく、保護膜ＨＭも除去することができる。なお、保護膜ＨＭが絶縁体からなる場合は、ステップＳ１７の研磨工程の後に、保護膜ＨＭが残存していてもよい。
【００８６】
次に、図２２に示されるように、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａ全体を覆い、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂにおいてゲート電極ＧＥを露出するような絶縁膜（マスク層）ＩＬ２を、絶縁膜ＩＬ１上に形成する（図２のステップＳ１８）。絶縁膜ＩＬ２は、例えば、半導体基板ＳＢ上に、すなわち絶縁膜ＩＬ１上に、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａ，１Ｂ全体を覆うように絶縁膜（絶縁膜ＩＬ２形成用の絶縁膜）を形成してから、この絶縁膜をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いてパターニングすることにより、形成することができる。絶縁膜ＩＬ２を形成すると、ゲート電極ＧＥの上面は絶縁膜ＩＬ２で覆われずに露出した状態になり、ゲート電極ＭＧは、絶縁膜ＩＬ２で覆われることで露出していない状態になる。
【００８７】
絶縁膜ＩＬ２は、絶縁膜ＩＬ１とは異なる絶縁材料により形成することがより好ましく、これにより、所望の平面形状を有する絶縁膜ＩＬ２を形成しやすくなる。例えば、絶縁膜ＩＬ１を酸化シリコン膜により形成した場合は、絶縁膜ＩＬ２を窒化シリコン膜により形成することができる。
【００８８】
次に、ゲート電極ＧＥの上部に、金属シリサイド層ＳＬ２を形成する（図２のステップＳ１９）。金属シリサイド層ＳＬ２は、いわゆるサリサイドプロセスを行うことによって、形成することができる。具体的には、次のようにして金属シリサイド層ＳＬ２を形成することができる。
【００８９】
すなわち、まず、ゲート電極ＧＥの上面上を含む絶縁膜ＩＬ１，ＩＬ２上に、金属シリサイド層ＳＬ２形成用の金属膜（図示せず）を形成（堆積）する。この金属膜は、単体の金属膜（純金属膜）または合金膜を用いることができ、例えば、コバルト（Ｃｏ）膜、ニッケル（Ｎｉ）膜、またはニッケル白金合金膜からなり、スパッタリング法などを用いて形成することができる。それから、半導体基板ＳＢに対して熱処理（金属シリサイド層ＳＬ２形成用の熱処理）を施すことによって、ゲート電極ＧＥの上層部分を、金属シリサイド層ＳＬ２形成用の金属膜と反応させる。これにより、図２３に示されるように、ゲート電極ＧＥの上部に、金属シリサイド層ＳＬ２が形成される。その後、未反応の金属膜（金属シリサイド層ＳＬ２形成用の金属膜）をウェットエッチングなどにより除去する。図２３にはこの段階の断面図が示されている。また、未反応の金属膜を除去した後に、更に熱処理を行うこともできる。
【００９０】
金属シリサイド層ＳＬ２は、例えばコバルトシリサイド層、ニッケルシリサイド層、または、ニッケル白金シリサイド層などからなる。
【００９１】
このように、いわゆるサリサイドプロセスを行うことによって、ゲート電極ＧＥの上部に金属シリサイド層ＳＬ２を自己整合的に形成し、それによって、ゲート電極ＧＥの抵抗を低減することができる。
【００９２】
また、メタルゲート電極であるゲート電極ＭＧを絶縁膜ＩＬ２で覆った状態で、金属シリサイド層ＳＬ２をサリサイドプロセスで形成している。これにより、メタルゲート電極であるゲート電極ＭＧが、サリサイドプロセスの影響を受けるのを、的確に防止することができる。
【００９３】
また、本実施の形態では、ゲート電極ＧＥの上部に金属シリサイド層ＳＬ２を形成する場合について説明した。他の形態として、ゲート電極ＧＥの上部に金属シリサイド層ＳＬ２を形成しない場合もあり得る。ゲート電極ＧＥの上部に金属シリサイド層ＳＬ２を形成しない場合は、ステップＳ１８（絶縁膜ＩＬ２形成工程）と、ステップＳ１９（金属シリサイド層ＳＬ２形成工程）とを省略すればよい。
【００９４】
次に、図２４に示されるように、半導体基板ＳＢの主面全面上に、層間絶縁膜として絶縁膜（層間絶縁膜）ＩＬ３を形成（堆積）する（図２のステップＳ２０）。
【００９５】
なお、図２４では、絶縁膜ＩＬ２をエッチングなどにより除去してから、絶縁膜ＩＬ３を形成した場合が示されている。この場合、絶縁膜ＩＬ３は、絶縁膜ＩＬ１上に、ゲート電極ＭＧ、ゲート電極ＧＥおよびサイドウォールスペーサＳＷを覆うように、形成される。他の形態として、絶縁膜ＩＬ２を除去せずに絶縁膜ＩＬ３を形成することもできる。
【００９６】
絶縁膜ＩＬ３としては、例えば、酸化シリコンを主体とした、酸化シリコン系の絶縁膜を用いることができる。絶縁膜ＩＬ３の形成後、絶縁膜ＩＬ３の上面をＣＭＰ法により研磨するなどして、絶縁膜ＩＬ３の上面の平坦性を高めることもできる。
【００９７】
次に、フォトリソグラフィ法を用いて絶縁膜ＩＬ３上に形成したフォトレジストパターン（図示せず）をエッチングマスクとして、絶縁膜ＩＬ３，ＩＬ１をドライエッチングすることにより、図２５に示されるように、絶縁膜ＩＬ３，ＩＬ１にコンタクトホール（貫通孔）を形成する（図３のステップＳ２１）。それから、コンタクトホール内に、タングステン（Ｗ）やチタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）などからなる導電性のプラグＰＧを形成する（図３のステップＳ２２）。例えば、コンタクトホールの底面および側壁上を含む絶縁膜ＩＬ３上に、バリア導体膜を形成してから、そのバリア導体膜上にタングステン膜などからなる主導体膜をコンタクトホール内を埋めるように形成する。バリア導体膜は、例えば、チタン膜または窒化チタン膜あるいはそれらの積層膜からなる。その後、コンタクトホールＣＴの外部の不要な主導体膜およびバリア導体膜をＣＭＰ法またはエッチバック法などによって除去することにより、プラグＰＧを形成することができる。プラグＰＧは、ｎ＋型半導体領域ＳＤ１、ｎ＋型半導体領域ＳＤ２、ゲート電極ＭＧおよびゲート電極ＧＥの上などに形成されて、それらと電気的に接続される。
【００９８】
次に、図２６に示されるように、プラグＰＧが埋め込まれた絶縁膜ＩＬ３上に絶縁膜ＩＬ４を形成する（図３のステップＳ２３）。それから、絶縁膜ＩＬ４の所定の領域に配線溝を形成した後、配線溝内にシングルダマシン技術を用いて配線Ｍ１を埋め込む（図３のステップＳ２４）。配線Ｍ１は、例えば、銅を主成分とする銅配線（埋込銅配線）である。配線Ｍ１は、プラグＰＧを介して、ｎ＋型半導体領域ＳＤ１、ｎ＋型半導体領域ＳＤ２、ゲート電極ＭＧおよびゲート電極ＧＥなどと電気的に接続される。
【００９９】
その後、デュアルダマシン法などにより２層目以降の配線を形成するが、ここでは図示およびその説明は省略する。また、配線Ｍ１およびそれよりも上層の配線は、ダマシン配線に限定されず、配線用の導電体膜をパターニングして形成することもでき、例えばタングステン配線またはアルミニウム配線などとすることもできる。
【０１００】
以上のようにして、本実施の形態の半導体装置が製造される。
【０１０１】
また、ここでは、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａに形成するＭＩＳＦＥＴがｎチャネル型のＭＩＳＦＥＴである場合について説明したが、導電型を逆にして、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａにｐチャネル型のＭＩＳＦＥＴを形成することもでき、あるいは、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ａにｎチャネル型のＭＩＳＦＥＴとｐチャネル型のＭＩＳＦＥＴとの両方を形成することもできる。また、ここでは、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂに形成するＭＩＳＦＥＴがｎチャネル型のＭＩＳＦＥＴである場合について説明したが、導電型を逆にして、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂにｐチャネル型のＭＩＳＦＥＴを形成することもでき、あるいは、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂにｎチャネル型のＭＩＳＦＥＴとｐチャネル型のＭＩＳＦＥＴとの両方を形成することもできる。また、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１Ｂに不揮発性メモリのメモリセル（シングルゲート型またはスプリットゲート型のメモリセル）を形成することもできる。
【０１０２】
＜検討の経緯について＞
本発明者は、ゲートラストプロセスでＭＩＳＦＥＴを形成する場合について、ダミーゲート電極をエッチングにより除去する手法について検討している。ダミーゲート電極をエッチングにより除去する工程は、本実施の形態の場合は、上記ステップＳ１４のゲート電極ＤＧのエッチング工程に対応している。
【０１０３】
ここで、ゲートラストプロセスとは、ダミーゲート電極を形成してから、イオン注入などによりソース・ドレイン領域を形成し、その後、ダミーゲート電極をＭＩＳＦＥＴ用のゲート電極に置換することで、ＭＩＳＦＥＴを形成する手法である。本実施の形態の場合は、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１ＡにおいてゲートラストプロセスでＭＩＳＦＥＴが形成されており、上記ゲート電極ＤＧがダミーゲート電極に対応し、上記ゲート電極ＭＧがＭＩＳＦＥＴ用のゲート電極に対応している。一方、ゲートファーストプロセスとは、ＭＩＳＦＥＴ用のゲート電極を形成してから、イオン注入などによりソース・ドレイン領域を形成することで、ＭＩＳＦＥＴを形成する手法である。本実施の形態の場合は、ＭＩＳＦＥＴ形成領域１ＢにおいてゲートファーストプロセスでＭＩＳＦＥＴが形成されており、上記ゲート電極ＧＥがＭＩＳＦＥＴ用のゲート電極に対応している。
【０１０４】
エッチングは、大きく分けるとドライエッチングとウェットエッチングの２種類に分類される。
【０１０５】
ダミーゲート電極をエッチングにより除去する工程（上記ステップＳ１４に相当）にドライエッチングを適用した場合の課題は、ダミーゲート電極の下地のゲート絶縁膜（上記絶縁膜ＧＦに対応）や半導体基板ＳＢに対するプラズマダメージである。ドライエッチングプロセスでは、エッチング対象物をエッチングするために、高周波を印加することにより発生したプラズマを用いて反応種を活性化させる場合が多い。反応種はエネルギーが高く、エッチング反応を起こす際に、エッチング工程後に残留させるべき下地をアタックしてしまい、ダメージを与えてしまう。また、プラズマにさらされた材料は、膜質が劣化する。このため、ダミーゲート電極をエッチングにより除去する工程（上記ステップＳ１４に相当）にドライエッチングを適用した場合は、デバイス特性に直接寄与するゲート周辺の材料（ここでは上記絶縁膜ＧＦや半導体基板ＳＢ）を損傷させることにつながり、トランジスタ特性やデバイスの信頼性を劣化させる原因となる。
【０１０６】
そこで、本実施の形態では、ダミーゲート電極をエッチングにより除去する工程（上記ステップＳ１４に相当）には、ドライエッチングではなく、ウェットエッチングを採用することとしている。ドライエッチングではなく、ウェットエッチングを用いることで、ダミーゲート電極の下地（ここでは絶縁膜ＧＦや半導体基板ＳＢ）にダメージを与えることなく、ダミーゲート電極をエッチングして除去することができる。
【０１０７】
ダミーゲート電極をエッチングにより除去する工程（上記ステップＳ１４に相当）にウェットエッチングを採用する場合の課題は、ダミーゲートの除去能力と、ダミーゲート電極とその下地の絶縁膜とのエッチング選択性である。ダミーゲート電極の除去の妨げとなるもののとしては、ダミーゲート電極全体ではなくダミーゲート電極の表面層が挙げられる。シリコン膜の表面は大気中の酸素と反応して容易に酸化物層を形成するため、シリコンからなるダミーゲート電極（ここではゲート電極ＤＧ）の上面には、大気中の酸素との反応により生成された酸化物層が形成されやすい。また、ゲートラストプロセスにおいては、ダミーゲート電極（ここではゲート電極ＤＧ）の上面には、単純なシリコン酸化物層だけではなく、ダミーゲート電極の内部とは異質な表面層が形成されてしまう。
【０１０８】
ダミーゲート電極（ここではゲート電極ＤＧ）の上面に、ダミーゲート電極の内部とは異質な表面層が形成される原因としては、ダミーゲート電極をエッチングにより除去する工程（上記ステップＳ１４に相当）の前に行われる、ダミーゲート電極を露出させるための研磨工程（上記ステップＳ１２に相当）がある。この研磨工程に起因して、ダミーゲート電極（ここではゲート電極ＤＧ）の上面に、ダミーゲート電極の内部とは異質な表面層が形成されてしまう。例えば、研磨工程で使用した研磨スラリーなどの残留物の付着などに起因して、ダミーゲート電極（ここではゲート電極ＤＧ）の上面に、ダミーゲート電極の内部とは異質な表面層が形成されてしまう。また、サリサイドプロセス（上記ステップＳ１０に相当）を実施した場合は、それに伴い、ダミーゲート電極の表面付近に金属元素が拡散するなどして、ダミーゲート電極（ここではゲート電極ＤＧ）の上面に、ダミーゲート電極の内部とは異質な表面層が形成される虞もある。
【０１０９】
シリコン膜を除去するためのウェットエッチングに使用するエッチング液としては、ＴＭＡＨ（Tetramethylammonium hydroxide：水酸化テトラメチルアンモニウム）あるいはアンモニア水などの１種類の薬液を用いることが一般的である。ＴＭＡＨまたはアンモニア水は、シリコン膜自体を十分に溶解する能力を有している。しかしながら、ＴＭＡＨまたはアンモニア水は、シリコンからなるダミーゲート電極の上面に、ダミーゲート電極の内部とは異質な表面層が形成されていた場合に、その異質な表面層を除去する能力については劣っている。シリコンからなるダミーゲート電極の上面に形成された異質な表面層を除去する薬液としては、アンモニア水に過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）を追加したＡＰＭ（Ammonia-Hydrogen Peroxide Mixtures：アンモニア過水混合溶液)が有効である。しかしながら、シリコンからなるダミーゲート電極をＡＰＭでエッチングしようとすると、Ｈ２Ｏ２の影響によりＳｉのエッチングレートが下がるため、ダミーゲート電極の除去能力が低下してしまう。なお、ＡＰＭは、アンモニアと過酸化水素と水の混合液である。
【０１１０】
他に、表面酸化層を除去する薬液としては、ＨＦ（Hydrofluoric acid：フッ化水素酸、フッ酸)が候補として挙げられるが、フッ酸（ＨＦ）は、ダミーゲート電極の下地の酸化膜も除去してしまう薬液である上に、Ｓｉの除去能力がないため、ダミーゲート電極を除去するエッチング液として、フッ酸は適用できない。
【０１１１】
従って、１種類のエッチング液を用いたウェットエッチングでは、ダミーゲート電極の下地に対するエッチングを抑制しながら、ダミーゲート電極の表面層とシリコンからなるダミーゲート電極自身とを的確に除去することは、容易ではない。
【０１１２】
ダミーゲート電極をエッチングにより除去する工程で、ダミーゲート電極を上手く除去できずにダミーゲート電極のエッチング残りが生じてしまうと、製造された半導体装置の信頼性が低下してしまう。あるいは、半導体装置の製造歩留まりが低下してしまう。このため、ダミーゲート電極をエッチングにより除去する工程では、安定したウェットエッチングを行えるようにして、ダミーゲート電極のエッチング残りが生じないようにすることが望まれる。
【０１１３】
そこで、本発明者は、ダミーゲート電極をエッチングにより除去する工程（上記ステップＳ１４に相当）について、ダミーゲート電極の表面層の除去、シリコンからなるダミーゲート電極自身の除去、および、ダミーゲート電極の下地に対するエッチングの抑制、などを考慮して、エッチングの薬液の選定や処理シーケンスの構築を行った。これについて、以下に説明する。
【０１１４】
＜ステップＳ１４のエッチング工程について＞
図２７は、上記ステップＳ１４のエッチング工程の詳細を示す工程フロー図である。
【０１１５】
本実施の形態では、上記ステップＳ１４で、ダミーゲート電極であるゲート電極ＤＧをウェットエッチングにより除去しているが、このステップＳ１４のエッチングを、ＡＰＭ（ＡＰＭ液）によるウェットエッチング処理（図２７のステップＳ１４ａ）と、アンモニア水によるウェットエッチング処理（図２７のステップＳ１４ｂ）と、により行っている。ステップＳ１４では、まず、ＡＰＭによるウェットエッチング処理（ステップＳ１４ａ）を行い、その後に、アンモニア水によるウェットエッチング処理（ステップＳ１４ｂ）を行う。
【０１１６】
ステップＳ１４では、まず、ステップＳ１４ａでＡＰＭによるウェットエッチング処理を行うことで、ゲート電極ＤＧの表面（上面）がＡＰＭによりウェットエッチングされる。ステップＳ１４を行う前に（例えばステップＳ１２の研磨工程で）、ゲート電極ＤＧの上面にゲート電極ＤＧの内部とは異質な表面層が形成されていても、ステップＳ１４ａのＡＰＭによるウェットエッチング処理により、その表面層をエッチングして除去することができる。
【０１１７】
そして、ステップＳ１４ａのＡＰＭによるウェットエッチング処理の後に、ステップＳ１４ｂのアンモニア水によるウェットエッチング処理を行うことで、シリコンからなるゲート電極ＤＧをエッチングして除去することができる。ステップＳ１４ｂのアンモニア水によるウェットエッチング処理は、ゲート電極ＤＧ全体が除去されるまで行われる。ステップＳ１４を行う前に（例えばステップＳ１２の研磨工程で）ゲート電極ＤＧの上面に形成された異質な表面層は、ステップＳ１４ａのＡＰＭによるウェットエッチング処理により既に除去されているため、ステップＳ１４ｂのアンモニア水によるウェットエッチング処理では、異質な表面層をエッチングしなくともよく、シリコンからなるゲート電極ＤＧを除去すればよい。
【０１１８】
なお、ステップＳ１４ａのＡＰＭによるウェットエッチング処理は、ゲート電極ＤＧの表面（上面）をＡＰＭによりウェットエッチングする工程とみなすことができ、ステップＳ１４ｂのアンモニア水によるウェットエッチング処理は、アンモニア水を用いたウェットエッチングによりゲート電極ＤＧを除去する工程とみなすこともできる。
【０１１９】
エッチング液としてアンモニア水を用いた場合には、Ｓｉのエッチング選択比を高めることができ、Ｓｉのみを選択的にエッチングすることができるが、エッチング液としてＡＰＭを用いた場合には、Ｓｉのエッチング選択比はそれほど高くはならない。このため、Ｓｉの除去にはアンモニア水は適しているが、ゲート電極ＤＧの上面に形成された異質な表面層の除去には、アンモニア水は適しておらず、それよりもＡＰＭの方が適している。そこで、本実施の形態では、ステップＳ１４では、まず、ステップＳ１４ａで、ゲート電極ＤＧの表面をＡＰＭによりウェットエッチングし、その後、ステップＳ１４ｂで、アンモニア水を用いたウェットエッチングによりゲート電極ＤＧを除去するのである。
【０１２０】
ステップＳ１４ａのＡＰＭによるウェットエッチング処理とステップＳ１４ｂのアンモニア水によるウェットエッチング処理のエッチング条件の一例について説明する。ステップＳ１４ａのＡＰＭによるウェットエッチング処理において、エッチング液の濃度比（容積配合比）は、例えば、ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝４：５：２００程度とすることができ、エッチング液の温度は例えば４５℃程度とすることができ、エッチング時間は、例えば３００秒程度とすることができる。ステップＳ１４ｂのアンモニア水によるウェットエッチング処理において、エッチング液の濃度比（容積配合比）は、例えば、ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ＝１：５０程度とすることができ、エッチング液の温度は例えば５０℃程度とすることができ、エッチング時間は、ゲート電極ＤＧの厚みにもよるが、例えば１８００秒程度とすることができる。これらのエッチング条件を用いた場合には、ゲート電極ＤＧを除去した後の下地の絶縁膜ＧＦのエッチング量（エッチング厚み）は、例えば１ｎｍ程度とすることができる。また、ステップＳ４での絶縁膜ＧＦの形成膜厚は、例えば２〜３ｎｍとすることができる。すなわち、ステップＳ４での絶縁膜ＧＦの形成膜厚よりも、ステップＳ１４における絶縁膜ＧＦのエッチング量（エッチング厚み）が小さくなっている。このため、ステップＳ１４でゲート電極ＤＧを除去した後も、溝ＴＲの底部で絶縁膜ＧＦを層状に残存させることができ、ステップＳ１４で、溝ＴＲの底部で半導体基板ＳＢがエッチングされるのを防止することができる。
【０１２１】
ＡＰＭによるウェットエッチング処理は、アンモニア水によるウェットエッチング処理では除去することが困難な層（ここではゲート電極ＤＧの上面の異質な表面層）をエッチングするのに有効である。すなわち、ステップＳ１４を行う前に（例えばステップＳ１２の研磨工程で）ゲート電極ＤＧの上面に形成された異質な表面層は、アンモニア水では除去しにくいが、ＡＰＭで除去しやすい。
【０１２２】
本実施の形態とは異なり、ステップＳ１４において、ＡＰＭによるウェットエッチング処理を行わずに、アンモニア水によるウェットエッチング処理だけを行った場合を仮定し、この場合を第１検討例と称することとする。第１検討例の場合は、ステップＳ１４を行う前に（例えばステップＳ１２の研磨工程で）ゲート電極ＤＧの上面に形成された異質な表面層は、アンモニア水によるウェットエッチング処理だけでは除去しにくいため、ウェットエッチングを終了した段階で、ゲート電極ＤＧのエッチング残りが生じるリスクがある。
【０１２３】
また、本実施の形態とは異なり、ステップＳ１４において、アンモニア水によるウェットエッチング処理を行わずに、ＡＰＭによるウェットエッチング処理だけを行った場合を仮定し、この場合を第２検討例と称することとする。第２検討例の場合は、ステップＳ１４を行う前に（例えばステップＳ１２の研磨工程で）ゲート電極ＤＧの上面に形成された異質な表面層は、ＡＰＭによるウェットエッチング処理で除去することができる。しかしながら、ＡＰＭによるウェットエッチング処理では、ＡＰＭに含まれるＨ２Ｏ２（過酸化水素）の影響により、シリコンからなるゲート電極ＤＧのエッチングレートが低下してしまうため、エッチング時間が長くなり、半導体装置のスループットが低下してしまう。例えば、エッチング液の濃度にもよるが、ＡＰＭによるシリコン膜のエッチングレートは、アンモニア水によるシリコン膜のエッチングレートの１０分の１以下である。また、アンモニア水に比べてＡＰＭは、シリコン酸化膜に対するシリコンのエッチング選択比が低い。このため、第２検討例の場合は、ゲート電極ＤＧの下地の絶縁膜ＧＦのエッチング量が増加してしまい、溝ＴＲの底部で半導体基板ＳＢが露出するリスクがある。また、第２検討例の場合は、層間絶縁膜（上記絶縁膜ＩＬ１に対応）もある程度エッチングされてしまう。層間絶縁膜のエッチング量が多いと、上記ステップＳ１７の研磨工程で研磨残りが発生するリスクが高まるため、望ましくない。
【０１２４】
それに対して、本実施の形態では、ＡＰＭによるウェットエッチング処理をまず行い、その後、アンモニア水によるウェットエッチング処理を行っている。すなわち、まず、ゲート電極ＤＧの表面をＡＰＭによりウェットエッチングすることで、ゲート電極ＤＧの上面に形成されていた異質な表面層を除去することができ、その後、アンモニア水を用いたウェットエッチングにより、シリコンからなるゲート電極ＤＧを除去することができる。ステップＳ１４を行う前にゲート電極ＤＧの上面に形成された異質な表面層は、ＡＰＭによるウェットエッチング処理で除去することができるため、その後に行うアンモニア水によるウェットエッチング処理では、異質な表面層をエッチングしなくともよく、シリコンからなるゲート電極ＤＧを除去すればよいため、ゲート電極ＤＧのエッチング残りが発生するのを防止することができる。
【０１２５】
このため、本実施の形態の場合は、上述した第１検討例の場合に比べて、ステップＳ１４において、ゲート電極ＤＧの除去能力を向上させることができ、ゲート電極ＤＧのエッチング残りが生じるリスクを低減することができる。このため、製造された半導体装置の信頼性を向上させることができる。また、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【０１２６】
また、本実施の形態の場合は、上述した第２検討例の場合に比べて、ステップＳ１４におけるエッチング時間を短縮することができる。また、本実施の形態の場合は、アンモニア水によるウェットエッチング処理で、ゲート電極ＤＧを除去して絶縁膜ＧＦが露出される。このため、上述した第２検討例の場合は、ＡＰＭによって絶縁膜ＧＦがオーバーエッチングされるが、本実施の形態の場合は、アンモニア水によって絶縁膜ＧＦがオーバーエッチングされることになる。このため、本実施の形態の場合は、第２検討例の場合に比べて、ゲート電極ＤＧの下地の絶縁膜ＧＦのエッチング量（エッチング厚み）を小さくすることができ、それゆえ、ステップＳ１４を終了した段階で、溝ＴＲの底部で半導体基板ＳＢが露出するリスクを低減することができる。このため、製造された半導体装置の信頼性を向上させることができる。また、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【０１２７】
また、本実施の形態の場合は、ゲート電極ＤＧの大部分を除去するのにアンモニア水を用いているので、第２検討例の場合に比べて、ＡＰＭによるウェットエッチング処理の時間を短くすることができるため、ステップＳ１４における層間絶縁膜（上記絶縁膜ＩＬ１に対応）のエッチング量（エッチング厚み）も抑制することができる。
【０１２８】
また、ステップＳ１４ａにおけるゲート電極ＤＧのエッチング量（エッチング厚み）は、ステップＳ１４ｂにおけるゲート電極ＤＧのエッチング量（エッチング厚み）よりも小さいことが好ましく、これにより、ステップＳ１４におけるエッチング時間を、より的確に短縮することができる。
【０１２９】
＜ステップＳ１４の具体的な処理シーケンスについて＞
図２８は、ステップＳ１４で用いられる処理装置（エッチング装置）ＥＳを模式的に示す説明図（断面図）である。なお、図２８は、図面を見やすくするために、ハッチングを省略してある。
【０１３０】
ステップＳ１４で用いられる処理装置ＥＳは、バッチ式の処理装置であり、処理槽（薬液槽）ＢＨを有している。処理槽ＢＨは、処理槽ＢＨの底部から処理槽ＢＨ内に薬液を導入（供給）することが可能になっている。また、処理槽ＢＨの底部から導入された薬液は、処理槽ＢＨ内に貯留されるが、処理槽ＢＨの上部から溢れた（オーバーフローした）薬液は、外槽（回収槽）ＧＢで回収されるようになっている。また、処理槽ＢＨ内には、カセットの役割を有するウエハを載せて保持できる溝ＣＳが配置されており、このウエハ保持部の溝ＣＳには、複数のウエハ（半導体ウエハ）ＷＦを配置（収容）することができるようになっている。なお、処理装置ＥＳ（処理槽ＢＨおよび外槽ＧＢ）は、図示はしないけれども、排気用の配管が接続された処理室内に配置されている。
【０１３１】
次に、ステップＳ１４のエッチング工程の処理シーケンスを簡単に説明すると、次のようなものである。
【０１３２】
すなわち、本実施の形態では、ワンバス方式の処理装置ＥＳを用い、１つの処理槽ＢＨの中で、ウエハＷＦに対して、ＡＰＭによる処理（ステップＳ１４ａに対応）と、アンモニア水による処理（ステップＳ１４ｂに対応）と、純水による水洗処理（リンス処理）とを、順次行う。まず、処理槽ＢＨ内に貯留された薬液（ここではＡＰＭ）中にウエハＷＦを浸漬し（浸し）、これを所定時間保持することで、ウエハＷＦに対するＡＰＭ処理（ステップＳ１４ａに対応）を行う。それから、処理槽ＢＨ内の薬液中にウエハＷＦを浸漬させた状態で、処理槽ＢＨの底部から処理槽ＢＨ内にアンモニア水を導入（供給）しながら処理槽ＢＨの上部から薬液を溢れさせる（オーバーフローさせる）ことにより、処理槽ＢＨ内の薬液をＡＰＭからアンモニア水に徐々に置換する。そして、処理槽ＢＨ内の薬液がアンモニア水に置換された後も、薬液中にウエハＷＦが浸漬された状態を所定の時間維持することで、ウエハＷＦに対するアンモニア水処理（ステップＳ１４ｂに対応）が行われる。この間、ウエハＷＦは、処理槽ＢＨに貯留された薬液中に浸漬された状態にある。その後、処理槽ＢＨの中で、ウエハＷＦに対する水洗処理（リンス処理）が行われる。
【０１３３】
以下、ステップＳ１４のエッチング工程の処理シーケンスについて、より具体的に説明する。
【０１３４】
まず、処理槽ＢＨ内のウエハ保持部の溝ＣＳにはウエハＷＦが配置されていない状態で、処理槽ＢＨの底部から処理槽ＢＨ内にＡＰＭ（ＡＰＭ薬液）を導入して貯留する。この際、例えば、４５℃程度の温水（加熱された純水）を２５Ｌ／ｍｉｎ、ＮＨ４ＯＨ（アンモニア）を５００ｍｌ／ｍｉｎ、Ｈ２Ｏ２（過酸化水素）を６２５ｍｌ／ｍｉｎの流量で、３００秒程度、処理槽ＢＨに導入する。これにより、ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝４：５：２００程度の濃度比のＡＰＭからなる薬液が、処理槽ＢＨ内に貯留される。温水を用いたことで、薬液の温度は、４５℃程度となっている。なお、ここで例に挙げる流量や時間は、処理槽ＢＨの容量が、例えば４０Ｌ（リットル）程度の場合を想定している。処理槽ＢＨの上部から溢れた（オーバーフローした）薬液（ここではＡＰＭ）は、外槽ＧＢで回収されるが、再使用はされない。なお、温水とＮＨ４ＯＨ（アンモニア）とＨ２Ｏ２（過酸化水素）とを混合した状態で処理槽ＢＨ内に導入する場合と、混合していない状態で処理槽ＢＨ内に導入する場合とがあり得るが、いずれにしても、ＡＰＭが処理槽ＢＨ内に導入されて貯留されることになる。
【０１３５】
それから、処理槽ＢＨの底部から処理槽ＢＨ内への薬液（ここではＡＰＭ）の導入を停止し、処理槽ＢＨ内に貯留された薬液（ＡＰＭ）の温度が安定したことを確認した後、複数のウエハＷＦを、処理槽ＢＨ内の薬液中に浸漬し、ウエハ保持部の溝ＣＳに配置（収容）する。なお、ここで用いられるウエハＷＦは、上記半導体基板ＳＢに対応している。すなわち、ステップＳ１４を行う直前の工程まで行われた上記半導体基板ＳＢが、ウエハＷＦとして、処理槽ＢＨ内の薬液中に浸漬されて、ウエハ保持部の溝に配置（収容）される。ウエハ保持部の溝ＣＳに配置された複数のウエハＷＦは、処理槽ＢＨに貯留されている薬液（ここではＡＰＭ）中に浸漬された状態が維持され、その薬液によるウェット処理（ＡＰＭ処理）が各ウエハＷＦに対して行われる。これが、上記ステップＳ１４ａのＡＰＭによるウェットエッチング処理に対応している。このＡＰＭ処理は、所定の時間、例えば１８００秒程度、維持される。
【０１３６】
ウエハＷＦが、ＡＰＭからなる薬液中に浸漬された状態が所定の時間（例えば１８００秒程度）維持された後、処理槽ＢＨの底部から処理槽ＢＨ内にアンモニア水を導入することで、処理槽ＢＨからＡＰＭを追い出し、処理槽ＢＨに貯留されている薬液をＡＰＭからアンモニア水に置換する。例えば、５０℃の温水を２５Ｌ／ｍｉｎ、アンモニア（ＮＨ４ＯＨ濃度３０％）を５００ｍｌ／ｍｉｎの流量で、６００秒程度、処理槽ＢＨに導入することで、ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ＝１：５０程度の濃度比のアンモニア水が、処理槽ＢＨ内に導入されて貯留される。処理槽ＢＨの底部から処理槽ＢＨ内にアンモニア水を導入している間、処理槽ＢＨに貯留されている薬液は処理槽ＢＨの上部から溢れるため、処理槽ＢＨ内の薬液は、ＡＰＭからアンモニア水に徐々に置換されることになる。処理槽ＢＨの上部から溢れた薬液は、外槽ＧＢで回収されるが、再使用はされない。なお、処理槽ＢＨ内にアンモニア水を導入する間も、ウエハ保持部の溝ＣＳに配置された複数のウエハＷＦは、処理槽ＢＨに貯留されている薬液中に浸漬された状態が維持されている。また、温水とＮＨ４ＯＨ（アンモニア）とを混合した状態で処理槽ＢＨ内に導入する場合と、混合していない状態で処理槽ＢＨ内に導入する場合とがあり得るが、いずれにしても、アンモニア水が処理槽ＢＨ内に導入されて貯留されることになる。
【０１３７】
処理槽ＢＨの上部から薬液を溢れさせながら、処理槽ＢＨの底部から処理槽ＢＨ内に十分な量のアンモニア水を導入することで、処理槽ＢＨに貯留されている薬液をＡＰＭからアンモニア水に置換することができる。処理槽ＢＨの容量にもよるが、例えば、上記の流量で上記の時間、処理槽ＢＨの底部から処理槽ＢＨ内にアンモニア水を導入することで、処理槽ＢＨに貯留されている薬液をＡＰＭからアンモニア水に的確に置換することができる。
【０１３８】
処理槽ＢＨの底部から処理槽ＢＨ内に所定の時間（例えば上記流量で６００秒程度）、アンモニア水を導入することで、処理槽ＢＨに貯留されている薬液をＡＰＭからアンモニア水に置換した後、処理槽ＢＨの底部から処理槽ＢＨ内へのアンモニア水の導入を停止する。その後、処理槽ＢＨの底部から処理槽ＢＨ内への薬液の供給が無い状態で、ウエハ保持部の溝ＣＳに配置された複数のウエハＷＦが、処理槽ＢＨに貯留されている薬液（ここではアンモニア水）中に浸漬されている状態を、所定の時間（例えば１２００秒程度）、維持する。
【０１３９】
アンモニア水を処理槽ＢＨの底部から処理槽ＢＨ内に導入している間（約６００秒）と、その後、アンモニア水の処理槽ＢＨへの導入を停止した後にアンモニア水からなる薬液中にウエハＷＦを浸漬した状態を維持している間（約１２００秒）とに、処理槽ＢＨ内の薬液（ここではアンモニア水）によるウェット処理（アンモニア水処理）が各ウエハＷＦに対して行われる。これが、上記ステップＳ１４ｂのアンモニア水によるウェットエッチング処理に対応している。このアンモニア水処理は、合計１８００秒程度行われることになる。
【０１４０】
ウエハＷＦが、アンモニア水からなる薬液中に浸漬された状態が所定の時間、維持された後、水洗処理（リンス処理）に移行する。水洗処理は、具体的には、次のように行うことができる。
【０１４１】
まず、処理槽ＢＨの底部から処理槽ＢＨ内に室温（２３℃程度）の純水を所定の流量（例えば２５Ｌ／ｍｉｎ）で所定の時間（例えば６０秒程度）、導入する。処理槽ＢＨの底部から処理槽ＢＨ内に純水を導入する間、処理槽ＢＨに貯留されている薬液は処理槽ＢＨの上部から溢れるため、処理槽ＢＨ内の薬液は、アンモニア水から純水に近づいていき、薬液のアンモニア濃度が低下していく。処理槽ＢＨの上部から溢れた薬液は、外槽ＧＢで回収されるが、再使用はされない。それから、処理槽ＢＨの底部から処理槽ＢＨ内への純水の導入を停止し、処理槽ＢＨの上方に配置されたシャワーノズル（図示せず）から噴出された純水によりウエハＷＦを洗浄（水洗）しながら、処理槽ＢＨ内を急速廃液（Quick Dump）し、処理槽ＢＨ内の薬液を処理槽ＢＨの底部から処理槽ＢＨ外に排出（急速排出）する。これにより、ウエハＷＦが処理槽ＢＨ内の薬液に浸漬された状態は解消され、ウエハＷＦの表面から薬液が取り除かれる。処理槽ＢＨ内の薬液を処理槽ＢＨ外に排出した後、処理槽ＢＨの底部から処理槽ＢＨ内に純水を所定の流量（例えば２５Ｌ／ｍｉｎ）で所定の時間（例えば６００秒程度）、導入して貯留する。処理槽ＢＨの上部から溢れた純水は、外槽ＧＢで回収される。これにより、処理槽ＢＨ内に純水が貯留され、ウエハ保持部の溝ＣＳに配置された複数のウエハＷＦは、処理槽ＢＨに貯留された純水中に浸漬された状態になる。これにより、ウエハ保持部の溝ＣＳに配置された複数のウエハＷＦは、純水により十分に洗浄（水洗）される。このようにして、水洗処理が行われる。水洗処理において上述のように急速廃液を用いれば、水洗処理に要する時間を短縮できるとともに、水洗処理に移行した後に、残存するアンモニア成分により過剰なエッチングが生じるのを抑制または防止することができる。
【０１４２】
その後、ウエハ保持部の溝ＣＳに配置されていた複数のウエハＷＦを取り出して、処理槽ＢＨの外部に移動させ、ウエハＷＦの乾燥処理を行う。乾燥処理は、例えば、乾燥槽（図示せず）でＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などを用いてウエハＷＦを乾燥させることで、行うことができる。これにより、ステップＳ１４は終了し、ウエハＷＦは次の工程を行うための製造装置に搬送される。
【０１４３】
その後、処理装置ＥＳにおいて、上述のように、処理槽ＢＨの底部から処理槽ＢＨ内にＡＰＭを導入して貯留してから、次のロットの複数のウエハを処理槽ＢＨ内の薬液中に浸漬してウエハ保持部の溝ＣＳに配置することで、それらのウエハに対してＡＰＭ処理（上記ステップＳ１４ａに対応する処理）を行うが、その繰り返しの説明は省略する。
【０１４４】
このように、本実施の形態では、ステップＳ１４ａは、処理槽ＢＨ内のＡＰＭからなる薬液中にウエハＷＦ（半導体基板ＳＢ）を浸漬することにより行われ、ステップＳ１４ｂは、ウエハＷＦ（半導体基板ＳＢ）を浸漬させた薬液を、ＡＰＭからアンモニア水に置換することにより行われる。上述のように、ステップＳ１４ａ（ＡＰＭ処理）とステップＳ１４ｂ（アンモニア水処理）との間に、ウエハＷＦ（半導体基板ＳＢ）を水洗処理する工程は行われない。ステップＳ１４ｂ（アンモニア水処理）の後、処理槽ＢＨ内でウエハＷＦ（半導体基板ＳＢ）を水洗処理する工程を行ってから、その後の工程（ステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７）が行われる。
【０１４５】
本実施の形態では、ステップＳ１４のエッチングには、バッチ式の処理装置ＥＳを用い、処理ロット毎に薬液を調合し、処理後の薬液は排液するワンバス処理方式を用いている。ＡＰＭ処理（ステップＳ１４ａに対応）とアンモニア水処理（ステップＳ１４ｂに対応）は、いずれも、アンモニアを含むアルカリ性薬液を用いた処理であるため、ＡＰＭ処理（ステップＳ１４ａに対応）とアンモニア水処理（ステップＳ１４ｂに対応）とは、１つの処理槽ＢＨで実施できる。１つの処理槽ＢＨでＡＰＭ処理（ステップＳ１４ａに対応）とアンモニア水処理（ステップＳ１４ｂに対応）とを行うため、薬液をＡＰＭからアンモニア水へ切り替える際に、搬送シーケンスが不要であり、ウエハＷＦが薬液中に浸漬した状態で、薬液をＡＰＭからアンモニア水へ切り替えることができる。
【０１４６】
本実施の形態とは異なり、ＡＰＭ処理（ステップＳ１４ａに対応）を行う処理槽と、アンモニア水処理（ステップＳ１４ｂに対応）を行う処理槽とを、別々に設けた場合には、ＡＰＭ処理用の処理槽でＡＰＭ処理（ステップＳ１４ａに対応）を行った後に、ウエハをＡＰＭ処理用の処理槽からアンモニア水処理用の処理槽へ搬送させる必要がある。この場合、その搬送時に、水分がウエハ表面から除去されてウエハが大気にさらされることで、上記ゲート電極ＤＧの表面に酸化膜が形成される虞があるが、搬送中に上記ゲート電極ＤＧの表面に酸化膜が形成されてしまうと、その酸化膜はアンモニア水処理（ステップＳ１４ｂに対応）で除去されにくく、上記ゲート電極ＤＧのエッチング残りの原因となる懸念がある。また、この搬送時に、ウエハの表面が乾くことでウォータマークが発生してしまうと、そのウォータマークに起因した欠陥の発生が懸念される。
【０１４７】
それに対して、本実施の形態では、１つの処理槽ＢＨでＡＰＭ処理（ステップＳ１４ａに対応）とアンモニア水処理（ステップＳ１４ｂに対応）とを行うため、ウエハＷＦを薬液中に浸漬させた状態で、薬液をＡＰＭからアンモニア水へ切り替えることができる。このため、ＡＰＭ処理（ステップＳ１４ａ）とアンモニア水処理（ステップＳ１４ｂ）とを、ウエハＷＦを大気中にさらすことなく、連続的に行うことができる。また、ＡＰＭ処理（ステップＳ１４ａ）とアンモニア水処理（ステップＳ１４ｂ）との間に、水洗処理（リンス処理）は行われない。このため、上記ゲート電極ＤＧの上面の異質な表面層をＡＰＭ処理（ステップＳ１４ａ）で除去した後、ウエハＷＦが大気中にさらされないことで、ゲート電極ＤＧの上面に酸化膜が形成されずに、アンモニア水処理（ステップＳ１４ｂ）を行うことができ、それによって、ゲート電極ＤＧを的確に除去することができる。これにより、ステップＳ１４の終了後に、ゲート電極ＤＧのエッチング残りが発生するのを、より的確に防止することができる。また、ＡＰＭ処理（ステップＳ１４ａ）の後でアンモニア水処理（ステップＳ１４ｂ）を行う前に、ウォータマークが発生するリスクを回避でき、ウォータマークに起因した欠陥の発生を防止することができる。
【０１４８】
また、本実施の形態では、ＡＰＭ処理（ステップＳ１４ａ）で使用した薬液やアンモニア水処理（ステップＳ１４ｂ）で使用した薬液は、再利用せずに使い捨てしている。このため、各ロット毎に、新たに調合した薬液を用いてＡＰＭ処理（ステップＳ１４ａ）やアンモニア水処理（ステップＳ１４ｂ）が行われる。もしも薬液を再利用した場合には、薬液中に蓄積された金属成分や、Ｓｉ膜（ゲート電極ＤＧ）をエッチングしたことで薬液中に混入した成分が、ウエハに異物として再付着してしまう懸念があるが、本実施の形態では、そのような懸念を回避することができる。本実施の形態では、処理槽から溢れた薬液を再利用せずに使い捨てるバッチ式処理装置を用いたことで、処理槽から溢れた薬液を処理槽内に循環させて再利用する方式のバッチ式処理装置を用いた場合に比べて、より優れたエッチング除去性能を得ることができる。
【０１４９】
（実施の形態２）
図２９は、本実施の形態２における、上記ステップＳ１４のエッチング工程の詳細を示す工程フロー図であり、上記実施の形態１の上記図２７に対応するものである。
【０１５０】
本実施の形態２では、上記実施の形態１との相違点を中心に説明し、上記実施の形態１と同様な点については、その繰り返しの説明は省略する。上記実施の形態１と本実施の形態２とでは、上記ステップＳ１４が相違しているが、ステップＳ１４以外の工程は、本実施の形態２も、上記実施の形態１と同様である。
【０１５１】
上記図２７と図２９とを参照すると分かるように、本実施の形態２では、ステップＳ１４において、上記実施の形態１のステップＳ１４ａのＡＰＭによるウェットエッチング処理の代わりに、ステップＳ１４ｃの酸系の薬液（酸を含有する薬液、酸性の薬液）によるウェットエッチング処理を行っており、この点が、上記実施の形態１と本実施の形態２との主たる相違点である。上記実施の形態１の場合はステップＳ１４ａの後に、本実施の形態２の場合はステップＳ１４ｃの後に、いずれもアンモニア水によるウェットエッチング処理（ステップＳ１４ｂまたはステップＳ１４ｄ）を行う点は、共通である。以下、具体的に説明する。
【０１５２】
ステップＳ１４で、ダミーゲート電極であるゲート電極ＤＧをウェットエッチングにより除去する。上記実施の形態１では、このステップＳ１４のエッチングを、ＡＰＭによるウェットエッチング処理（図２７のステップＳ１４ａ）と、アンモニア水によるウェットエッチング処理（図２７のステップＳ１４ｂ）とにより行っている。それに対して、本実施の形態２では、このステップＳ１４のエッチングを、酸系の薬液によるウェットエッチング処理（図２９のステップＳ１４ｃ）と、アンモニア水によるウェットエッチング処理（図２９のステップＳ１４ｄ）とにより行っている。すなわち、本実施の形態２においては、ステップＳ１４では、まず、酸系の薬液によるウェットエッチング処理（ステップＳ１４ｃ）を行い、その後に、アンモニア水によるウェットエッチング処理（ステップＳ１４ｄ）を行う。
【０１５３】
本実施の形態２においては、ステップＳ１４では、まず、ステップＳ１４ｃで酸系の薬液によるウェットエッチング処理を行うことで、ゲート電極ＤＧの表面（上面）が酸系の薬液によりウェットエッチングされる。ステップＳ１４を行う前に（例えばステップＳ１２の研磨工程で）、ゲート電極ＤＧの上面にゲート電極ＤＧの内部とは異質な表面層が形成されていても、ステップＳ１４ｃの酸系の薬液によるウェットエッチング処理により、その表面層をエッチングして除去することができる。
【０１５４】
そして、ステップＳ１４ｃの酸系の薬液によるウェットエッチング処理の後に、ステップＳ１４ｄのアンモニア水によるウェットエッチング処理を行うことで、シリコンからなるゲート電極ＤＧをエッチングして除去することができる。ステップＳ１４ｄのアンモニア水によるウェットエッチング処理は、ゲート電極ＤＧ全体が除去されるまで行われる。ステップＳ１４を行う前に（例えばステップＳ１２の研磨工程で）ゲート電極ＤＧの上面に形成された異質な表面層は、ステップＳ１４ｃの酸系の薬液によるウェットエッチング処理により既に除去されているため、ステップＳ１４ｄのアンモニア水によるエッチング処理では、異質な表面層をエッチングしなくともよく、シリコンからなるゲート電極ＤＧを除去すればよい。
【０１５５】
なお、ステップＳ１４ｃの酸系の薬液によるウェットエッチング処理は、ゲート電極ＤＧの表面（上面）を酸系の薬液によりウェットエッチングする工程とみなすことができ、ステップＳ１４ｄのアンモニア水によるウェットエッチング処理は、アンモニア水を用いたウェットエッチングによりゲート電極ＤＧを除去する工程とみなすこともできる。
【０１５６】
エッチング液としてアンモニア水を用いた場合には、Ｓｉのエッチング選択比を高めることができ、Ｓｉのみを選択的にエッチングすることができる。このため、Ｓｉの除去にはアンモニア水は適しているが、ゲート電極ＤＧの上面に形成された異質な表面層の除去には、アンモニア水は適しておらず、それよりも酸系の薬液の方が適している。そこで、本実施の形態２では、ステップＳ１４では、まず、ステップＳ１４ｃで、ゲート電極ＤＧの表面を酸系の薬液によりウェットエッチングし、その後、ステップＳ１４ｄで、アンモニア水を用いたウェットエッチングによりゲート電極ＤＧを除去するのである。
【０１５７】
本実施の形態２では、ステップＳ１４において、まず、ゲート電極ＤＧの表面を酸系の薬液によりウェットエッチングすることで、ゲート電極ＤＧの上面に形成されていた異質な表面層を除去することができ、その後、アンモニア水を用いたウェットエッチングにより、シリコンからなるゲート電極ＤＧを除去することができる。ステップＳ１４を行う前にゲート電極ＤＧの上面に形成された異質な表面層は、酸系の薬液によるウェットエッチング処理で除去することができるため、その後に行うアンモニア水によるウェットエッチング処理では、異質な表面層をエッチングしなくともよく、シリコンからなるゲート電極ＤＧを除去すればよいため、ゲート電極ＤＧのエッチング残りが発生するのを防止することができる。
【０１５８】
このため、本実施の形態２の場合は、本実施の形態２とは異なりステップＳ１４ｃを行うことなくステップＳ１４ｄのアンモニア水を用いたウェットエッチングだけを行ってゲート電極ＤＧを除去した場合に比べて、ステップＳ１４におけるゲート電極ＤＧの除去能力を向上させることができ、ゲート電極ＤＧのエッチング残りが生じるリスクを低減することができる。従って、製造された半導体装置の信頼性を向上させることができる。また、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【０１５９】
また、本実施の形態２では、ステップＳ１４ｃの後に、ステップＳ１４ｄでアンモニア水を用いたウェットエッチングによりゲート電極ＤＧを除去することで、ステップＳ１４におけるエッチング時間を短縮することができる。また、上記実施の形態１と同様に、本実施の形態２においても、アンモニア水によるウェットエッチング処理でゲート電極ＤＧを除去して絶縁膜ＧＦが露出されるため、アンモニア水によって絶縁膜ＧＦがオーバーエッチングされることになる。このため、上記実施の形態１と同様に、本実施の形態２においても、ゲート電極ＤＧの下地の絶縁膜ＧＦのエッチング量（エッチング厚み）を小さくすることができ、それゆえ、ステップＳ１４を終了した段階で、溝ＴＲの底部で半導体基板ＳＢが露出するリスクを低減することができる。従って、製造された半導体装置の信頼性を向上させることができる。また、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【０１６０】
また、本実施の形態２では、ゲート電極ＤＧの大部分を除去するのにアンモニア水を用いているため、酸系の薬液を用いたウェットエッチング処理（ステップＳ１４ｃ）の時間を短くすることができるので、ステップＳ１４における層間絶縁膜（上記絶縁膜ＩＬ１に対応）のエッチング量（エッチング厚み）も抑制することができる。
【０１６１】
また、ステップＳ１４ｃにおけるゲート電極ＤＧのエッチング量（エッチング厚み）は、ステップＳ１４ｄにおけるゲート電極ＤＧのエッチング量（エッチング厚み）よりも小さいことが好ましく、これにより、ステップＳ１４におけるエッチング時間を、より的確に短縮することができる。
【０１６２】
ステップＳ１４を行う前にゲート電極ＤＧの上面に形成された異質な表面層は、上記実施の形態１の場合はステップＳ１４ａでＡＰＭにより除去していたが、本実施の形態２の場合はステップＳ１４ｃで酸系の薬液により除去している。このため、ステップＳ１４を行う前にゲート電極ＤＧの上面に形成された異質な表面層が、ＡＰＭでは除去しにくく、酸系の薬液で除去しやすいような性質を有している場合は、本実施の形態２を適用することで、ゲート電極ＤＧのエッチング残りが発生するのを防止する効果を、より高めることができる。
【０１６３】
また、上記実施の形態１では、ステップＳ１４ａでアルカリ系の薬液であるＡＰＭを用い、ステップＳ１４ｂでアルカリ系の薬液であるアンモニア水を用いているため、ステップＳ１４ａで用いられる処理槽とステップＳ１４ｂで用いられる処理槽とを共用化して、同じ処理槽でステップＳ１４ａとステップＳ１４ｂとを行っている。
【０１６４】
それに対して、本実施の形態２では、ステップＳ１４ｃで酸系の薬液を用い、ステップＳ１４ｄではアルカリ系の薬液であるアンモニア水を用いているため、ステップＳ１４ｃで用いられる処理槽と、ステップＳ１４ｄで用いられる処理槽とは、共用化できず、別々に用意する必要がある。すなわち、ステップＳ１４ｃ用の処理槽（後述の処理槽ＢＨ１に対応）でステップＳ１４ｃを行った後、ステップＳ１４ｃ用の処理槽からステップＳ１４ｄ用の処理槽（後述の処理槽ＢＨ２に対応）にウエハ（半導体基板ＳＢ）を搬送し、ステップＳ１４ｄ用の処理槽でステップＳ１４ｄを行う必要がある。このため、ステップＳ１４ｃ用の処理槽からステップＳ１４ｄ用の処理槽にウエハ（半導体基板ＳＢ）を搬送する際に、ウエハが大気にさらされることで、上記ゲート電極ＤＧの表面に酸化膜が形成されてしまい、その酸化膜がゲート電極ＤＧのエッチング残りの原因となる懸念がある。また、この搬送時に、ウエハの表面が乾くことでウォータマークが発生してしまうと、そのウォータマークに起因した欠陥の発生が懸念される。
【０１６５】
このため、本実施の形態２では、ステップＳ１４において、処理槽間の搬送回数をできるだけ減らすことが望ましい。従って、ステップＳ１４ｃ用の処理槽で酸系の薬液によるエッチング処理が終わったら、そのステップＳ１４ｃ用の処理槽で水洗処理を行い、その後、ウエハの乾燥工程を行うことなくステップＳ１４ｄ用の処理槽にウエハを搬送し、ステップＳ１４ｄ用の処理槽でアンモニア水によるエッチング処理を行い、それが終わったら、そのステップＳ１４ｄ用の処理槽で水洗処理を行うことが好ましい。
【０１６６】
なお、本実施の形態２では、ステップＳ１４ｃ用の処理槽でステップＳ１４ｃを行った後、ステップＳ１４ｃ用の処理槽からステップＳ１４ｄ用の処理槽にウエハを搬送することが必要であるが、上記実施の形態１では、１つの処理槽ＢＨでＡＰＭ処理（ステップＳ１４ａに対応）とアンモニア水処理（ステップＳ１４ｂに対応）とを行うことができる。このため、上記実施の形態１では、ステップＳ１４ａとステップＳ１４ｂとを、ウエハを大気中にさらすことなく、連続的に行うことができる。このため、上記実施の形態１では、ゲート電極ＤＧの上面の異質な表面層をステップＳ１４ａで除去した後、ウエハが大気中にさらされないことで、ゲート電極ＤＧの上面に酸化膜が形成されるこることなく、アンモニア水処理（ステップＳ１４ｂ）を行うことができ、この点、本実施の形態２よりも有利である。すなわち、ステップＳ１４ａとステップＳ１４ｂとの間にウエハが大気にさらされて上記ゲート電極ＤＧの表面に酸化膜が形成される懸念を回避できる点で、上記実施の形態１は、本実施の形態２よりも有利である。また、ステップＳ１４ａの後でアンモニア水処理（ステップＳ１４ｂ）を行う前に、ウォータマークが発生するリスクを回避できる点でも、上記実施の形態１は、本実施の形態２よりも有利である。
【０１６７】
本実施の形態２では、ステップＳ１４ｃで、酸系の薬液を使用するが、この酸系の薬液としては、フッ酸（希フッ酸）、ＦＰＭ（Hydrofluoric acid-Hydrogen Peroxide Mixture：フッ酸過水混合溶液）、塩酸（希塩酸）またはＨＰＭを好適に用いることができる。なお、上述のように、ＨＰＭは、塩酸と過酸化水素と水の混合液である。また、ＦＰＭは、フッ酸と過酸化水素と水の混合液である。
【０１６８】
本実施の形態２では、ステップＳ１４を行う前にゲート電極ＤＧの上面に形成された異質な表面層は、ステップＳ１４ｃで酸系の薬液により除去するが、その異質な表面層が酸化膜またはそれに近いものである場合は、ステップＳ１４ｃで使用する酸系の薬液としては、フッ酸（希フッ酸）あるいはＦＰＭが好適である。また、その異質な表面層が金属元素を含有している場合、具体的には、ゲート電極ＤＧの上面に金属が付着している場合や、ゲート電極ＤＧの上面に金属元素がリッチなエッチング阻害層が付着している場合などは、ステップＳ１４ｃで使用する酸系の薬液としては、ＨＰＭが好適である。
【０１６９】
ステップＳ１４ｃで使用する酸系の薬液がフッ酸の場合のステップＳ１４のエッチング工程の処理シーケンスについて、図３０を参照して、以下に説明する。
【０１７０】
図３０は、本実施の形態２において、ステップＳ１４で用いられる処理装置（エッチング装置）を模式的に示す説明図（断面図）である。なお、図３０は、図面を見やすくするために、ハッチングを省略してある。
【０１７１】
図３０に示されるように、本実施の形態２においては、ステップＳ１４で用いられる処理装置は、バッチ式の処理装置であり、２つの処理槽（薬液槽）ＢＨ１，ＢＨ２を有している。各処理槽ＢＨ１，ＢＨ２は、それぞれの底部から処理槽ＢＨ１，ＢＨ２内に薬液を導入（供給）することが可能になっている。また、処理槽ＢＨ１の底部から導入された薬液は、処理槽ＢＨ１内に貯留されるが、処理槽ＢＨ１の上部から溢れた（オーバーフローした）薬液は、外槽（回収槽）ＧＢ１で回収されるようになっている。同様に、処理槽ＢＨ２の底部から導入された薬液は、処理槽ＢＨ２内に貯留されるが、処理槽ＢＨ２の上部から溢れた（オーバーフローした）薬液は、外槽（回収槽）ＧＢ２で回収されるようになっている。また、処理槽ＢＨ１内には、ウエハ保持部の溝ＣＳ１が配置され、処理槽ＢＨ２内には、ウエハ保持部の溝ＣＳ２が配置されている。ウエハ保持部の溝ＣＳ１，ＣＳ２には、複数のウエハ（半導体ウエハ）ＷＦを配置（収容）することができるようになっている。
【０１７２】
まず、処理槽ＢＨ１内のウエハ保持部の溝ＣＳ１にはウエハＷＦが配置されていない状態で、処理槽ＢＨ１の底部から処理槽ＢＨ１内に薬液を導入（供給）して貯留する。この際の薬液には、例えば、ＨＦ濃度５０％のフッ酸原液を５００倍の純水で希釈した薬液（フッ酸水溶液）を用いることができる。例えば、室温の純水を２５Ｌ／ｍｉｎ、ＨＦ濃度５０％のフッ酸原液を５０ｍｌ／ｍｉｎの流量で、３００秒程度、処理槽ＢＨ１に導入する。各処理槽ＢＨ１，ＢＨ２の容量は、例えば４０Ｌ程度である。処理槽ＢＨ１の上部から溢れた（オーバーフローした）薬液（ここではフッ酸水溶液）は、外槽ＧＢ１で回収されるが、再使用はされない。処理槽ＢＨ１内の薬液（フッ酸水溶液）は、室温（２３℃程度）に温度管理される。
【０１７３】
それから、処理槽ＢＨ１の底部から処理槽ＢＨ１内への薬液（ここではフッ酸水溶液）の導入を停止した後、処理槽ＢＨ１内に貯留された薬液（フッ酸水溶液）中に複数のウエハＷＦを浸漬し、その複数のウエハＷＦをウエハ保持部の溝ＣＳ１に配置（収容）する。なお、ステップＳ１４を行う直前の工程まで行われた上記半導体基板ＳＢが、ウエハＷＦとして、処理槽ＢＨ１内の薬液中に浸漬されて、ウエハ保持部の溝ＣＳ１に配置される。ウエハ保持部の溝ＣＳ１に配置された複数のウエハＷＦは、処理槽ＢＨ１に貯留されている薬液（フッ酸水溶液）中に浸漬された状態が所定の時間（例えば１２０秒程度）維持され、その薬液によるウェット処理（フッ酸処理）が各ウエハＷＦに対して行われる。これが、上記ステップＳ１４ｃの酸系の薬液によるウェットエッチング処理に対応している。なお、ここで挙げた条件（フッ酸濃度や処理時間など）は、ステップＳ１４ｃにおいて、熱酸化膜を１．２ｎｍ程度除去できるようなエッチングを行う場合を想定して、例示している。
【０１７４】
ウエハＷＦが、処理槽ＢＨ１に貯留されている薬液（フッ酸水溶液）中に浸漬された状態が所定の時間、維持された後、水洗処理（リンス処理）に移行する。水洗処理は、上記実施の形態１において処理槽ＢＨでアンモニア水による処理が行われた後にその処理槽ＢＨで行う水洗処理と同様であるので、ここではその繰り返しの説明は省略する。このため、ステップＳ１４ｃとその後の水洗処理は、処理槽ＢＨ１で行われる。
【０１７５】
それから、処理槽ＢＨ１内のウエハ保持部の溝ＣＳ１に配置されていた複数のウエハＷＦを取り出して、処理槽ＢＨ１から処理槽ＢＨ２に搬送する。処理槽ＢＨ２内には、薬液としてアンモニア水が予め貯留されている。使用するアンモニア水の濃度などについては、上記実施の形態１のステップＳ１４ｂと同様とすることができる。そして、処理槽ＢＨ１から処理槽ＢＨ２に搬送された複数のウエハＷＦを、処理槽ＢＨ２内に貯留された薬液（アンモニア水）中に浸漬し、ウエハ保持部の溝ＣＳ２に配置（収容）する。ウエハ保持部の溝ＣＳ２に配置された複数のウエハＷＦは、処理槽ＢＨ２に貯留されている薬液（アンモニア水）中に浸漬された状態が所定の時間（上記ステップＳ１４ｂと同程度）維持され、その薬液によるウェット処理（アンモニア水処理）が各ウエハＷＦに対して行われる。これが、上記ステップＳ１４ｄのアンモニア水によるウェットエッチング処理に対応している。
【０１７６】
ウエハＷＦが、処理槽ＢＨ２に貯留されている薬液（アンモニア水）中に浸漬された状態が所定の時間、維持された後、水洗処理（リンス処理）に移行するが、この水洗処理は、上記実施の形態１において処理槽ＢＨでアンモニア水による処理が行われた後にその処理槽ＢＨで行う水洗処理と同様であるので、ここではその繰り返しの説明は省略する。このため、ステップＳ１４ｄとその後の水洗処理は、処理槽ＢＨ２で行われる。
【０１７７】
その後、ウエハ保持部の溝ＣＳ２に配置されていた複数のウエハＷＦを取り出して、処理槽ＢＨ２の外部に移動させ、乾燥処理を行うことで、ステップＳ１４は終了し、ウエハＷＦは次の工程を行うための製造装置に搬送される。
【０１７８】
次に、ステップＳ１４ｃで使用する酸系の薬液がＨＰＭの場合のステップＳ１４のエッチング工程の処理シーケンスについて、以下に説明する。なお、ＨＰＭは、ＡＰＭと比べて、ｐＨ（水素イオン指数）が低く、金属の除去能力に優れ、酸化膜のエッチングが発生しないで済むという利点を有する。但し、ＨＰＭは、窒化チタン（ＴｉＮ）をエッチングする作用を有しているため、ステップＳ１４ｃでＨＰＭを用いる場合は、上記保護膜ＨＭには、窒化チタン（ＴｉＮ）は用いずに、他の材料（例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜）を用いることが好ましい。
【０１７９】
まず、処理槽ＢＨ１内のウエハ保持部の溝ＣＳ１にはウエハＷＦが配置されていない状態で、処理槽ＢＨ１の底部から処理槽ＢＨ１内に薬液を導入（供給）して貯留する。この際、例えば、７０℃程度の温水を２５Ｌ／ｍｉｎ、ＨＣｌ（塩酸）を１２５ｍｌ／ｍｉｎ、Ｈ２Ｏ２（過酸化水素）を５００ｍｌ／ｍｉｎの流量で、３００秒程度、処理槽ＢＨ１に導入することで、ＨＣｌ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：４：２００程度の濃度比のＨＰＭからなる薬液が、処理槽ＢＨ１内に貯留される。処理槽ＢＨ１内の薬液の温度は、７０℃程度となっている。処理槽ＢＨ１の上部から溢れた（オーバーフローした）薬液（ここではＨＰＭ）は、外槽ＧＢ１で回収されるが、再使用はされない。
【０１８０】
それから、処理槽ＢＨ１の底部から処理槽ＢＨ１内への薬液（ここではＨＰＭ）の導入を停止し、処理槽ＢＨ１内に貯留された薬液（ＨＰＭ）の温度が安定したことを確認した後、複数のウエハＷＦを、処理槽ＢＨ１内に貯留された薬液（ＨＰＭ）中に浸漬し、ウエハ保持部の溝ＣＳ１に配置（収容）する。ウエハ保持部の溝ＣＳ１に配置された複数のウエハＷＦは、処理槽ＢＨ１に貯留されている薬液（ＨＰＭ）中に浸漬された状態が所定の時間（例えば６００秒程度）維持され、その薬液によるウェット処理（ＨＰＭ処理）が各ウエハＷＦに対して行われる。これが、上記ステップＳ１４ｃの酸系の薬液によるウェットエッチング処理に対応している。
【０１８１】
ウエハＷＦが、処理槽ＢＨ１に貯留されている薬液（ＨＰＭ）中に浸漬された状態が所定の時間、維持された後、水洗処理（リンス処理）に移行する。水洗処理は、上記実施の形態１において処理槽ＢＨでアンモニア水による処理が行われた後にその処理槽ＢＨで行う水洗処理と同様であるので、ここではその繰り返しの説明は省略する。このため、ステップＳ１４ｃとその後の水洗処理は、処理槽ＢＨ１で行われる。
【０１８２】
その後は、ステップＳ１４ｃでＨＰＭを用いた場合も、ステップＳ１４ｃでフッ酸を用いた場合と同様であり、複数のウエハＷＦは処理槽ＢＨ１から処理槽ＢＨ２に搬送されて、処理槽ＢＨ２でステップＳ１４ｄのアンモニア水による処理とその後の水洗処理とが行われるが、ここではその繰り返しの説明は省略する。
【０１８３】
このように、本実施の形態２では、ステップＳ１４ｃは、処理槽ＢＨ１内の酸性の薬液中にウエハＷＦ（半導体基板ＳＢ）を浸漬させることにより行われ、ステップＳ１４ｄは、処理槽ＢＨ２内の薬液（すなわちアンモニア水）中にウエハＷＦ（半導体基板ＳＢ）を浸漬させることにより行われる。ステップＳ１４ｃで使用される酸系の薬液は、好ましくは、フッ酸（希フッ酸）、ＦＰＭ（フッ酸過水混合溶液）、塩酸（希塩酸）またはＨＰＭからなる。上述のように、ステップＳ１４ｃの酸系の薬液による処理と、ステップＳ１４ｄのアンモニア水による処理との間に、処理槽ＢＨ１内でウエハＷＦ（半導体基板ＳＢ）を水洗処理する工程が行われている。また、ステップＳ１４ｄ（アンモニア水処理）の後、処理槽ＢＨ２内でウエハＷＦ（半導体基板ＳＢ）を水洗処理する工程を行ってから、その後の工程（ステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７）が行われる。
【０１８４】
（実施の形態３）
本実施の形態３では、上記実施の形態１との相違点を中心に説明し、上記実施の形態１と同様な点については、その繰り返しの説明は省略する。
【０１８５】
図３１は、本実施の形態３における、上記ステップＳ１４のエッチング工程の詳細を示す工程フロー図であり、上記実施の形態１の上記図２７に対応するものである。
【０１８６】
本実施の形態では、ステップＳ１４において、ステップＳ１４ａ（ＡＰＭ処理）とステップＳ１４ｂ（アンモニア水処理）とを連続的に行った後、酸系の薬液（洗浄液）を用いて半導体基板ＳＢ（ウエハＷＦ）を洗浄する処理（図３１のステップＳ１４ｅ）を行っている。
【０１８７】
ステップＳ１４の後にゲート絶縁膜用の絶縁膜ＨＫをステップＳ１５で形成するが、その絶縁膜ＨＫを形成する前には、酸系の薬液を用いた洗浄処理を行うことが好ましい。酸系の薬液を用いた洗浄処理により、金属汚染物などを除去することができ、清浄化された各膜上に絶縁膜ＨＫを形成することができる。これにより、製造される半導体装置の信頼性を向上させることができる。このため、ステップＳ１４ｂの後で、ステップＳ１５の前に、酸系の薬液を用いた洗浄処理（図３１のステップＳ１４ｅ）を行う。ステップＳ１４ｅで使用する酸系の薬液（洗浄液）としては、ＳＰＭ、ＨＰＭまたは塩酸（希塩酸）を好適に用いることができる。
【０１８８】
本実施の形態３では、ゲート絶縁膜用の絶縁膜ＨＫを形成する前に行う酸系の薬液を用いた洗浄処理（前洗浄処理）を、ステップＳ１４ｅとして、ステップＳ１４ａ，Ｓ１４ｂの後に連続して行っている。このため、本実施の形態３では、ステップＳ１４ａ，Ｓ１４ｂ，Ｓ１４ｅを、１つの処理装置を用いて行うことができる。また、本実施の形態３では、ステップＳ１４ｂとステップＳ１４ｅとの間に乾燥工程を行わないことが好ましく、すなわち、ステップＳ１４ａ，Ｓ１４ｂを上記実施の形態１と同様にして行った後、ウエハＷＦ（半導体基板ＳＢ）の乾燥工程を行うことなく、ステップＳ１４ｅを行うことが好ましい。これにより、ステップＳ１４ｅを行う前にウォータマークなどの異物が発生するリスクを回避でき、ウォータマークなどの異物に起因した欠陥の発生を防止することができる。
【０１８９】
本実施の形態３におけるステップＳ１４のエッチング工程の処理シーケンスについて、図３２を参照して、以下に説明する。
【０１９０】
図３２は、本実施の形態３において、ステップＳ１４で用いられる処理装置（エッチング装置）を模式的に示す説明図（断面図）である。なお、図３２は、図面を見やすくするために、ハッチングを省略してある。
【０１９１】
図３２に示されるように、本実施の形態３においては、ステップＳ１４で用いられる処理装置は、バッチ式の処理装置であり、２つの処理槽（薬液槽）ＢＨ，ＢＨ３を有している。各処理槽ＢＨ，ＢＨ３は、それぞれの底部から処理槽ＢＨ，ＢＨ３内に薬液を導入（供給）することが可能になっている。また、処理槽ＢＨの底部から導入された薬液は、処理槽ＢＨ内に貯留されるが、処理槽ＢＨの上部から溢れた（オーバーフローした）薬液は、外槽（回収槽）ＧＢで回収されるようになっている。同様に、処理槽ＢＨ３の底部から導入された薬液は、処理槽ＢＨ３内に貯留されるが、処理槽ＢＨ３の上部から溢れた（オーバーフローした）薬液は、外槽（回収槽）ＧＢ３で回収されるようになっている。また、処理槽ＢＨ内には、ウエハ保持部の溝ＣＳが配置され、処理槽ＢＨ３内には、ウエハ保持部の溝ＣＳ３が配置されている。ウエハ保持部の溝ＣＳ，ＣＳ３には、複数のウエハ（半導体ウエハ）ＷＦを配置（収容）することができるようになっている。
【０１９２】
本実施の形態３においては、上記実施の形態１と同様にして、処理槽ＢＨでＡＰＭ処理（ステップＳ１４ａ）とアンモニア水処理（ステップＳ１４ｂ）を行い、その後、上記実施の形態１と同様にして、処理槽ＢＨで水洗処理（リンス処理）を行うが、ここではその繰り返しの説明は省略する。その後、本実施の形態３では、処理槽ＢＨ内のウエハ保持部の溝ＣＳに配置されていた複数のウエハＷＦを取り出して、ウエハＷＦの乾燥処理を行うことなく、処理槽ＢＨから処理槽ＢＨ３に搬送する。処理槽ＢＨ３内には、薬液（洗浄液）として酸系の薬液が予め貯留されている。酸系の薬液は、処理槽ＢＨ３の底部から処理槽ＢＨ３内に導入（供給）して貯留され、処理槽ＢＨ３の上部から溢れた（オーバーフローした）薬液は、外槽ＧＢ３で回収されるが、再使用はされない。そして、処理槽ＢＨから処理槽ＢＨ３に搬送された複数のウエハＷＦを、処理槽ＢＨ３内に貯留された薬液（酸系の薬液）中に浸漬し、ウエハ保持部の溝ＣＳ３に配置（収容）する。ウエハＷＦを処理槽ＢＨ３内の薬液中に浸漬する際には、処理槽ＢＨ３の底部から処理槽ＢＨ３内への薬液の導入は停止されている。ウエハ保持部の溝ＣＳ３に配置された複数のウエハＷＦは、処理槽ＢＨ３に貯留されている薬液（酸系の薬液）中に浸漬された状態が所定の時間維持され、その薬液によるウェット処理が各ウエハＷＦに対して行われる。これが、上記ステップＳ１４ｅの酸系の薬液による洗浄処理に対応している。すなわち、ステップＳ１４ｅの洗浄処理（洗浄工程）は、処理槽ＢＨ３内の薬液（洗浄液）中にウエハＷＦ（半導体基板ＳＢ）を浸漬させることにより行われる。ステップＳ１４ｅで使用する酸系の薬液（洗浄液）は、好ましくは、ＳＰＭ、ＨＰＭまたは塩酸からなる。上述のように、本実施の形態３では、ステップＳ１４ｂのアンモニア水によるエッチング処理とステップＳ１４ｅの酸系の薬液による洗浄処理との間に、半導体ウエハＷＦ（半導体基板ＳＢ）を乾燥させる処理（工程）は行われない。
【０１９３】
ウエハＷＦが、処理槽ＢＨ３に貯留されている薬液（酸系の薬液）中に浸漬された状態が所定の時間、維持された後、水洗処理（リンス処理）に移行するが、この水洗処理は、上記実施の形態１において処理槽ＢＨでアンモニア水による処理が行われた後にその処理槽ＢＨで行う水洗処理と同様であるので、ここではその繰り返しの説明は省略する。このため、ステップＳ１４ｅとその後の水洗処理は、処理槽ＢＨ３で行われる。
【０１９４】
その後、ウエハ保持部の溝ＣＳ３に配置されていた複数のウエハＷＦを取り出して、処理槽ＢＨ３の外部に移動させ、乾燥処理を行うことで、ステップＳ１４は終了し、ウエハＷＦは次の工程を行うための製造装置に搬送される。
【０１９５】
なお、処理槽ＢＨ３に貯留している酸系の薬液がＳＰＭの場合は、その薬液の濃度比（容積配合比）は、例えば、Ｈ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２＝５：１程度（水は所定量含有）とすることができ、薬液の温度は例えば１４０℃程度とすることができ、処理時間（ウエハＷＦを薬液中に浸漬する時間）は例えば６００秒程度とすることができる。
【０１９６】
また、処理槽ＢＨ３に貯留している酸系の薬液がＨＰＭの場合は、その薬液の濃度比（容積配合比）は、例えば、ＨＣｌ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：４：２００程度とすることができ、薬液の温度は例えば７０℃程度とすることができ、処理時間（ウエハＷＦを薬液中に浸漬する時間）は例えば６００秒程度とすることができる。
【０１９７】
また、処理槽ＢＨ３に貯留している酸系の薬液が塩酸（希塩酸）の場合は、その薬液の濃度比（容積配合比）は、例えば、ＨＣｌ：Ｈ２Ｏ＝１：２０００程度とすることができ、薬液の温度は例えば室温（２３℃程度）とすることができ、処理時間（ウエハＷＦを薬液中に浸漬する時間）は例えば１２０秒程度とすることができる。
【０１９８】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１９９】
１Ａ，１Ｂ  ＭＩＳＦＥＴ形成領域
ＣＧ  制御ゲート電極
ＤＧ  ゲート電極
ＥＸ１，ＥＸ２  ｎ−型半導体領域
ＧＥ  ゲート電極
ＧＦ  絶縁膜
ＨＫ  絶縁膜
ＨＭ  保護膜
ＨＭａ  材料膜
ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３，ＩＬ４  絶縁膜
Ｍ１  配線
ＭＥ，ＭＭ  金属膜
ＭＧ  ゲート電極
ＰＧ  プラグ
ＰＳ  シリコン膜
ＰＷ１，ＰＷ２  ｐ型ウエル
ＳＢ  半導体基板
ＳＤ１，ＳＤ２  ｎ＋型半導体領域
ＳＬ，ＳＬ２  金属シリサイド層
ＳＴ  素子分離領域
ＳＷ  サイドウォールスペーサ
ＴＲ  溝
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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