(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）半導体ウエハを準備する工程、
（ｂ）前記半導体ウエハの主面上にゲート電極用の第１導電膜を形成する工程、
（ｃ）前記第１導電膜上に第２絶縁膜を形成する工程、
（ｄ）前記第２絶縁膜をパターニングする工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程後、前記半導体ウエハにおける前記第２絶縁膜のパターンの寸法を補正する工程、
（ｆ）前記（ｅ）工程後、前記第２絶縁膜のパターンをエッチングマスクとして用いて前記第１導電膜をエッチングしてゲート電極を形成する工程、
を有し、
前記（ｅ）工程では、
前記半導体ウエハを回転させ、回転する前記半導体ウエハの上方でエッチング液供給手段を前記半導体ウエハの前記主面の外周部側から中心部側に移動させながら、前記エッチング液供給手段から前記半導体ウエハの前記主面に前記第２絶縁膜のパターンをエッチングするためのエッチング液を供給し、
前記半導体ウエハの外周部側と中心部側とで、前記エッチング液供給手段の移動速度が異な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（ｅ）工程では、
前記第２絶縁膜のパターンの寸法を縮小させ、
前記第２絶縁膜のパターンの寸法の縮小量が、前記半導体ウエハの中心部側よりも外周部側で大きい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（ｅ）工程では、
前記（ｆ）工程で生じる前記ゲート電極のテーパ量の前記半導体ウエハにおける分布に応じて、前記エッチング液供給手段の移動速度を制御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関し、特に、半導体ウエハ上に形成した膜の膜厚分布を均一化する半導体装置の製造技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００４−３３５９２３号公報（特許文献１）には、ウエハ上に形成された被加工膜の膜厚プロファイルを予め把握しておき、被加工膜の膜厚の厚い部分にエッチャント薬液を吐出してウェットエッチングを行うエッチング方法において、エッチャント薬液の吐出と同時に、被加工膜の膜厚の薄い部分にエッチャント薬液の希釈液を吐出する技術が記載されている。
【０００３】
また、特開２００２−１３４４６６号公報（特許文献２）には、ウエハ上に形成される被加工膜の膜厚プロファイルを予め把握しておき、薬液ノズルを外周側から中心側に移動させながら、膜厚の厚い部分のみにエッチャント薬液を吐出する技術が記載されている。
【０００４】
また、特開２００５−３１１０１２号公報（特許文献３）には、所定の回転速度で水平回転する基板の半径方向にノズルを往復移動させながらエッチング液を噴出して前記基板をエッチングするウェットエッチング装置において、前記ノズルの移動速度を、前記基板の中心側よりも外周側を低速にするノズル速度制御手段を備える構成とする技術が記載されている。
【０００５】
また、特開２０００−２１２７７３号公報（特許文献４）には、光検出素子から出力される波長分布スペクトルの変化からウェットエッチングの終了時点を検出する装置において、回転テーブルが整数回回転すると共に該回転に同期して光検出素子の所定領域からの信号読み出しが整数回行われるトリガ信号を、それぞれモータ駆動回路及び光検出素子駆動回路に与えることにより、回転テーブルの回転の揺らぎに起因して、光検出素子から最終的に得られるデータのばらつきを抑制し、正確なウェットエッチングの終了時点を検出する技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−３３５９２３号公報
【特許文献２】特開２００２−１３４４６６号公報
【特許文献３】特開２００５−３１１０１２号公報
【特許文献４】特開２０００−２１２７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者の検討によれば、次のことが分かった。
【０００７】
ＭＩＳＦＥＴを有する半導体装置を製造する際には、半導体ウエハの主面にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成した後、半導体ウエハの主面上にゲート電極を覆うように絶縁膜（側壁絶縁膜形成用の絶縁膜）を形成し、この絶縁膜をエッチバックしてゲート絶縁膜の側壁上に側壁絶縁膜を形成する。この側壁絶縁膜形成用の絶縁膜を半導体ウエハの主面上に堆積した段階で、半導体ウエハの主面の面内で堆積膜厚がばらついて不均一な膜厚分布が生じ、側壁絶縁膜用の堆積膜厚が厚い領域と薄い領域が発生する可能性がある。
【０００８】
側壁絶縁膜形成用の絶縁膜の堆積膜厚が半導体ウエハの主面の面内で不均一になり、堆積膜厚が厚い領域と薄い領域が混在すると、側壁絶縁膜形成の際のエッチバック工程で、堆積膜厚が厚かった領域ではエッチング残りが発生し、このエッチング残りがその後の工程に影響が生じる可能性がある。例えば、エッチング残りが、ソース・ドレイン形成用のイオン注入工程でイオン注入阻止マスクとして機能したり、あるいは、ソース・ドレイン上の金属シリサイド層の形成を阻害する可能性がある。
【０００９】
エッチング残りが生じないようにするために、側壁絶縁膜形成のためのエッチバック工程で、側壁絶縁膜形成用の絶縁膜の堆積膜厚が厚かった領域に合わせて絶縁膜をエッチバックすると、今度は、堆積膜厚が薄かった領域で、オーバーエッチングが生じて、露出した半導体ウエハの基板領域にダメージが与えられ、形成されるＭＩＳＦＥＴのゲート特性などに悪影響を与える可能性がある。
【００１０】
これらは、半導体装置の製造歩留まりを低下させる。
【００１１】
また、半導体装置の小型化や高集積化に伴い、ゲート電極間の間隔も狭くなり、隣り合うゲート電極の側壁上に形成された側壁絶縁膜の間隔も狭くなってきているため、隣り合うゲート電極間のソースまたはドレイン上にコンタクトホールを形成する際には、側壁絶縁膜を、コンタクトホールの目外れ防止用のエッチングストッパとして機能させる。このため、隣り合うゲート電極間のソースまたはドレイン上に形成したコンタクトホールでは、コンタクトホールの底部で露出するソースまたはドレインの面積が、隣り合うゲート電極の側壁上に形成された側壁絶縁膜の間隔によって規定されることになる。ゲート電極の側壁上に形成された側壁絶縁膜の厚みは、側壁絶縁膜形成用の絶縁膜の堆積膜厚にほぼ対応するので、側壁絶縁膜形成用の絶縁膜の堆積膜厚分布が不均一であると、側壁絶縁膜の厚みも半導体ウエハの主面の位置により不均一になる可能性がある。このため、側壁絶縁膜形成用の絶縁膜の堆積膜厚が厚かった領域では、堆積膜厚が薄かった領域に比べて、側壁絶縁膜の厚みが厚くなることから、隣り合うゲート電極の側壁上に形成された側壁絶縁膜の間隔が狭くなり、隣り合うゲート電極間に形成したコンタクトホールの底部で露出するソースまたはドレインの面積が小さくなり、接続抵抗の増加や接続不良の発生率が高くなる可能性がある。これも、半導体装置の製造歩留まりを低下させる。
【００１２】
本発明の目的は、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる技術を提供することにある。
【００１３】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、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】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１５】
本発明は、（ａ）半導体ウエハを準備する工程、（ｂ）前記半導体ウエハの主面上にゲート電極を形成する工程、（ｃ）前記半導体ウエハの前記主面上に前記ゲート電極を覆うように第１絶縁膜を形成する工程、（ｄ）前記（ｃ）工程後に前記半導体ウエハにおける前記第１絶縁膜の膜厚分布を補正する工程、（ｅ）前記（ｄ）工程後に前記第１絶縁膜をエッチバックして前記ゲート電極の側壁上に前記第１絶縁膜からなる側壁絶縁膜を形成する工程を有し、前記（ｄ）工程では、前記半導体ウエハを回転させ、回転する前記半導体ウエハの上方でエッチング液供給手段を前記半導体ウエハの前記主面の外周部側から中心部側に移動させながら、前記エッチング液供給手段から前記半導体ウエハの前記主面に前記第１絶縁膜をエッチングするためのエッチング液を供給し、前記半導体ウエハにおける前記第１絶縁膜の膜厚分布に応じて、前記エッチング液供給手段の移動速度を制御するものである。
【００１６】
また、本発明は、（ａ）半導体ウエハを準備する工程、（ｂ）前記半導体ウエハの主面上にゲート電極を形成する工程、（ｃ）前記半導体ウエハの前記主面上に前記ゲート電極を覆うように第１絶縁膜を形成する工程、（ｄ）前記（ｃ）工程後に前記半導体ウエハにおける前記第１絶縁膜の膜厚分布を補正する工程、（ｅ）前記（ｄ）工程後に前記第１絶縁膜をエッチバックして前記ゲート電極の側壁上に前記第１絶縁膜からなる側壁絶縁膜を形成する工程を有し、前記（ｄ）工程では、前記半導体ウエハの前記主面に前記第１絶縁膜をエッチングするためのエッチング液を供給した後、回転する前記半導体ウエハの上方でリンス液供給手段を前記半導体ウエハの前記主面の外周部側から中心部側に移動させながら、前記リンス液供給手段から前記半導体ウエハの前記主面に前記第１絶縁膜のエッチングを停止するためのリンス液を供給し、前記半導体ウエハにおける前記第１絶縁膜の膜厚分布に応じて、前記リンス液供給手段の移動速度を制御するものである。
【００１７】
また、本発明は、（ａ）半導体ウエハを準備する工程、（ｂ）前記半導体ウエハの主面上にゲート電極用の第１導電膜を形成する工程、（ｃ）前記第１導電膜用の第２絶縁膜を形成する工程、（ｄ）前記第２絶縁膜をパターニングする工程、（ｅ）前記（ｄ）工程後に前記半導体ウエハにおける前記第２絶縁膜のパターンの寸法を補正する工程、（ｆ）前記（ｅ）工程後に前記第２絶縁膜のパターンをエッチングマスクとして用いて前記第１導電膜をエッチングしてゲート電極を形成する工程を有し、前記（ｅ）工程では、前記半導体ウエハを回転させ、回転する前記半導体ウエハの上方でエッチング液供給手段を前記半導体ウエハの前記主面の外周部側から中心部側に移動させながら、前記エッチング液供給手段から前記半導体ウエハの前記主面に前記第２絶縁膜のパターンをエッチングするためのエッチング液を供給し、前記半導体ウエハの外周部側と中心部側とで、前記エッチング液供給手段の移動速度が異なるものである。
【発明の効果】
【００１８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１９】
半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本願発明を詳細に説明する前に、本願における用語の意味を説明すると次の通りである。
【００２１】
１．シリコン等物質名を言う場合、特にその旨記載した場合を除き、表示された物質のみを示すものではなく、示された物質（元素、原子群、分子、高分子、共重合体、化合物等）を主要な成分、組成成分とするものを含むものとする。
【００２２】
すなわち、シリコン領域等といっても、特にそうでない旨明示したときを除き、純粋シリコン領域、不純物をドープしたシリコンを主要な成分とする領域、ＧｅＳｉのようにシリコンを主要な構成要素とする混晶領域等を含むものとする。更に、ＭＩＳというときの「Ｍ」は、特にそうでない旨明示したときを除き、純粋な金属に限定されるものではなく、ポリシリコン（アモルファスを含む）電極、シリサイド層、その他の金属類似の性質を示す部材を含むものとする。更に、ＭＩＳというときの「Ｉ」は、特にそうでない旨明示したときを除き、酸化シリコン膜等の酸化膜に限定されず、窒化膜、酸窒化膜、アルミナ膜その他の通常誘電体、高誘電体、強誘電体膜等を含むものとする。
【００２３】
２．ウエハとは、半導体集積回路の製造に用いるシリコンその他の半導体単結晶基板（一般にほぼ円板形、半導体ウエハ、その他それらを単位集積回路領域に分割した半導体チップ又はペレット並びにその基体領域）、サファイア基板、ガラス基板、その他の絶縁、反絶縁または半導体基板等並びにそれらの複合的基板を言う。
【００２４】
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良い。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。
【００２５】
以下、本発明の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。
【００２６】
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、平面図や斜視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。
【００２７】
（実施の形態１）
本実施の形態の半導体装置の製造工程を図面を参照して説明する。
【００２８】
図１〜図１２は、本発明の一実施の形態である半導体装置、例えばＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）、の製造工程中の要部断面図である。
【００２９】
まず、図１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ウエハ（ウエハ、半導体基板）１を準備し、半導体ウエハ１の主面に素子分離領域２を形成する。素子分離領域２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。素子分離領域２を形成することにより、半導体ウエハ１の主面には、素子分離領域２によって周囲を規定された活性領域が形成される。
【００３０】
次に、半導体ウエハ１の主面から所定の深さに渡ってｐ型ウエル３を形成する。ｐ型ウエル３は、例えばホウ素（Ｂ）などのｐ型の不純物を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。
【００３１】
次に、ｐ型ウエル３の表面を清浄化した後、ｐ型ウエル３の表面にゲート絶縁膜５を形成する。ゲート絶縁膜５は、例えば薄い酸化シリコン膜などからなり、例えば熱酸化法などによって形成することができる。また、ゲート絶縁膜５を酸窒化シリコン膜により形成することもできる。また、ゲート絶縁膜５を、いわゆるｈｉｇｈ−ｋ絶縁膜（高誘電率膜）により形成することも可能である。
【００３２】
次に、半導体ウエハ１の主面上に（すなわちゲート絶縁膜５上に）、導電膜（導体膜、導電性膜）６を形成する。導電膜６はゲート電極形成用の導電膜である。導電膜６は、例えば低抵抗の多結晶シリコン膜（不純物を導入した多結晶シリコン膜、ドープトポリシリコン膜）により形成することができる。それから、導電膜６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用いて、導電膜６をエッチング（ドライエッチング）してパターニングする。これにより、図２に示されるように、パターニングされた導電膜６からなるゲート電極８がｐ型ウエル３上のゲート絶縁膜５上に形成される。
【００３３】
次に、例えば熱酸化処理などを行うことにより、ゲート絶縁膜５を修復するとともに、ゲート電極８の露出表面（側面）上に薄い酸化シリコン膜（図示せず）を形成する。この薄い酸化シリコン膜の膜厚は、例えば２ｎｍ程度とすることができる。
【００３４】
次に、図３に示されるように、半導体ウエハ１の主面の全面に、ゲート電極８を覆うように、酸化シリコンなどからなる絶縁膜１１ａをＣＶＤ法などにより堆積（形成）する。絶縁膜１１ａは、後述するオフセットスペーサ１２形成用の絶縁膜である。絶縁膜１１ａの堆積膜厚は、例えば１０ｎｍ程度とすることができる。絶縁膜１１ａの堆積（形成）後、詳細は後述するが、半導体ウエハ１の主面上に堆積した絶縁膜１１（ここでは絶縁膜１１ａ）の膜厚分布を補正（均一化）する処理であるステップＳ１を行う。
【００３５】
次に、図４に示されるように、絶縁膜１１ａをエッチバック（異方性エッチング）して、ゲート電極８の側壁上に絶縁膜１１ａを残し、他の領域の絶縁膜１１ａを除去する。これにより、ゲート電極８の側壁上に、残存する絶縁膜１１ａからなるオフセットスペーサ（側壁絶縁膜）１２を形成することができる。また、上記のように、ゲート電極８の露出表面上に薄い酸化シリコン膜（図示せず）を形成した後に、絶縁膜１１ａを形成した場合は、オフセットスペーサ１２はその薄い酸化シリコン膜とその上の絶縁膜１１ａとからなる。オフセットスペーサ１２の幅（ゲート長方向の厚み）は、例えば１２ｎｍ程度とすることができる。
【００３６】
次に、図５に示されるように、ｐ型ウエル３のゲート電極８およびオフセットスペーサ１２の両側の領域にリン（Ｐ）またはヒ素（Ａｓ）などのｎ型の不純物をイオン注入することなどにより、ｐ型ウエル３にｎ−型半導体領域１３を形成する。ｎ−型半導体領域１３は、ゲート電極８の側壁上のオフセットスペーサ１２に対して自己整合して形成されるが、オフセットスペーサ１２の形成を省略することも可能であり、この場合、ｎ−型半導体領域１３は、ゲート電極８に対して自己整合して形成される。
【００３７】
次に、半導体ウエハ１の主面の全面に、ゲート電極８を覆うように、絶縁膜１１ｂを堆積（形成）する。絶縁膜１１ｂは、後述するサイドウォールスペーサ１５形成用の絶縁膜である。絶縁膜１１ｂは、例えば酸化シリコン膜などからなり、ＣＶＤ法などにより堆積（形成）することができる。絶縁膜１１ｂの堆積膜厚は、例えば２０ｎｍ程度とすることができる。絶縁膜１１ｂの堆積（形成）後、詳細は後述するが、半導体ウエハ１の主面上に堆積した絶縁膜１１（ここでは絶縁膜１１ｂ）の膜厚分布を補正（均一化）する処理であるステップＳ１を行う。
【００３８】
次に、図６に示されるように、半導体ウエハ１の主面の全面に、すなわち絶縁膜１１ｂ上に、絶縁膜１１ｃを堆積（形成）する。絶縁膜１１ｃは、ゲート電極８を覆うように形成される。絶縁膜１１ｃは、後述するサイドウォールスペーサ１５形成用の絶縁膜である。絶縁膜１１ｃは、例えば窒化シリコン膜などからなり、ＣＶＤ法などにより堆積（形成）することができる。絶縁膜１１ｃの堆積膜厚は、例えば２５ｎｍ程度とすることができる。絶縁膜１１ｃの堆積（形成）後、詳細は後述するが、半導体ウエハ１の主面上に堆積した絶縁膜１１（ここでは絶縁膜１１ｃ）の膜厚分布を補正（均一化）する処理であるステップＳ１を行う。
【００３９】
次に、図７に示されるように、半導体ウエハ１の主面の全面に、すなわち絶縁膜１１ｃ上に、絶縁膜１１ｄを堆積（形成）する。絶縁膜１１ｄは、ゲート電極８を覆うように形成される。絶縁膜１１ｄは、後述するサイドウォールスペーサ１５形成用の絶縁膜である。絶縁膜１１ｄは、例えば酸化シリコン膜などからなり、ＣＶＤ法などにより堆積（形成）することができる。絶縁膜１１ｄの堆積膜厚は、例えば５０ｎｍ程度とすることができる。絶縁膜１１ｄの堆積（形成）後、詳細は後述するが、半導体ウエハ１の主面上に堆積した絶縁膜１１（ここでは絶縁膜１１ｄ）の膜厚分布を補正（均一化）する処理であるステップＳ１を行う。
【００４０】
次に、図８に示されるように、絶縁膜１１ｂ，１１ｃ，１１ｄをエッチバック（異方性エッチング）してゲート電極８の側壁上に絶縁膜１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの積層膜をサイドウォールスペーサ（側壁絶縁膜）１５として残し、他の領域の絶縁膜１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを除去する。これにより、ゲート電極８の側壁上に、オフセットスペーサ１２を介して、絶縁膜１１ｂ，１１ｃ，１１ｄからなるサイドウォールスペーサ（側壁絶縁膜）１５を形成することができる。また、本実施の形態では、絶縁膜１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの積層膜によりサイドウォールスペーサ１５を形成しているが、他の形態として、絶縁膜１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのうちの１層または２層のみを形成し、その１層または２層によりサイドウォールスペーサ１５を形成することもできる。
【００４１】
次に、図９に示されるように、サイドウォールスペーサ１５をイオン注入阻止マスクとして用いて、ｐ型ウエル３のゲート電極８およびサイドウォールスペーサ１５の両側の領域にリン（Ｐ）またはヒ素（Ａｓ）などのｎ型の不純物をイオン注入することなどにより、サイドウォールスペーサ１５に自己整合してｎ＋型半導体領域１６（ソース、ドレイン）をｐ型ウエル３に形成する。ｎ＋型半導体領域１６は、ｎ−型半導体領域１３よりも不純物濃度が高い。イオン注入後、導入した不純物の活性化のためのアニール処理（熱処理）を行うこともできる。
【００４２】
次に、図１０に示されるように、ゲート電極８およびｎ＋型半導体領域１６の表面を露出させ、例えばコバルト（Ｃｏ）膜のような金属膜を堆積して熱処理することによって、ゲート電極８とｎ＋型半導体領域１６との表面に、それぞれ金属シリサイド層１７（例えばコバルトシリサイド層）を形成する。これにより、ｎ＋型半導体領域１６の拡散抵抗やコンタクト抵抗などを低抵抗化することができる。その後、未反応の金属膜（コバルト膜）は除去する。
【００４３】
このようにして、ｐ型ウエル３にｎチャネル型のＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）ＱＮが形成される。
【００４４】
なお、本実施の形態では、ｎチャネル型のＭＩＳＦＥＴを形成する場合について説明したが、ｎ型とｐ型の導電型を逆にするなどして、ｐチャネル型のＭＩＳＦＥＴを形成することもできる。また、ｎチャネル型のＭＩＳＦＥＴとｐチャネル型のＭＩＳＦＥＴの両方を形成して、ＣＭＩＳＦＥＴ（Complementary Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）を形成することもできる。
【００４５】
次に、図１１に示されるように、半導体ウエハ１の主面上に、ゲート電極８およびサイドウォールスペーサ１５を覆うように、絶縁膜（層間絶縁膜）２１，２２を順に形成する。絶縁膜２１は絶縁膜２２よりも薄い。絶縁膜２１は、例えば窒化シリコン膜からなり、絶縁膜２１上の絶縁膜２２は、例えば酸化シリコン膜などからなり、ＣＶＤ法などにより形成することができる。絶縁膜２２を複数の絶縁膜の積層膜により形成することもできる。絶縁膜２２の形成後、必要に応じてＣＭＰ処理などを行って絶縁膜２２の上面を平坦化することもできる。
【００４６】
次に、図１２に示されるように、フォトリソグラフィ法を用いて絶縁膜２２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２２，２１をドライエッチングすることにより、ｎ＋型半導体領域１６（ソース、ドレイン）およびゲート電極８の上部などにコンタクトホール（開口部、貫通孔）２３を形成する。この際、まず絶縁膜２１をエッチングストッパ膜として用いて絶縁膜２２をドライエッチングして絶縁膜２２にコンタクトホール２３を形成し、それからコンタクトホール２３の底部で絶縁膜２１をドライエッチングすることにより、絶縁膜２１，２２を貫通するコンタクトホール２３を形成することができる。これにより、コンタクトホール２３の形成のためのドライエッチング工程で、基板領域（ｎ＋型半導体領域１６）がダメージを受けるのを防止することができる。また、コンタクトホール２３を形成するドライエッチングの際には、サイドウォールスペーサ１５を、コンタクトホール２３の目外れ防止用のエッチングストッパとして機能させることができる。絶縁膜２１に形成されたコンタクトホール２３の底部では、半導体ウエハ１の主面の一部、例えばｎ＋型半導体領域１６（の表面上の金属シリサイド層１７）の一部やゲート電極８（の表面上の金属シリサイド層１７）の一部などが露出される。
【００４７】
次に、コンタクトホール２３内にプラグ２４を形成する。プラグ２４を形成するには、例えば、コンタクトホール２３の内部を含む絶縁膜２２上に導電性バリア膜（例えばチタン膜と窒化チタン膜の積層膜）２４ａを形成した後、タングステン膜（主導体膜）２４ｂをＣＶＤ法などによって導電性バリア膜２４ａ上にコンタクトホール２３を埋めるように形成する。それから、絶縁膜２２上の不要なタングステン膜２４ｂおよび導電性バリア膜２４ａをＣＭＰ法またはエッチバック法などによって除去し、コンタクトホール２３内に導電性バリア膜２４ａおよびタングステン膜２４ｂを残す。これにより、コンタクトホール２３内に残存して埋め込まれた導電性バリア膜２４ａおよびタングステン膜２４ｂからなるプラグ２４を形成することができる。
【００４８】
次に、プラグ２４が埋め込まれた絶縁膜２２上に、配線２５を形成する。例えば、チタン膜２５ａ、窒化チタン膜２５ｂ、アルミニウム膜２５ｃおよび窒化チタン膜２５ｄをスパッタリング法などによって順に形成し、フォトリソグラフィ法およびドライエッチング法などを用いてパターニングすることで、配線２５を形成することができる。その後、更に層間絶縁膜や上層の配線層などが形成されるが、ここではその説明は省略する。
【００４９】
上記のように、半導体ウエハ１の主面上に堆積した絶縁膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄをエッチバック（異方性エッチング）することで、ゲート電極８の側壁上に絶縁膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ（オフセットスペーサ１２やサイドウォールスペーサ１５）を残し、それ以外の絶縁膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを除去する。しかしながら、半導体ウエハ１の主面上に絶縁膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを堆積した段階で、半導体ウエハ１の主面の面内で絶縁膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの膜厚がばらついて不均一な膜厚分布が生じ、絶縁膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの堆積膜厚が厚い領域（後述する領域１Ａに対応）と薄い領域（後述する領域１Ｂに対応）が発生する可能性がある。
【００５０】
図１３〜図１５は、本実施の形態とは異なり、ステップＳ１の処理を行わない第１比較例の半導体装置の製造工程中の要部断面図であり、それぞれ、本実施の形態の図７，図８および図１２の工程段階にほぼ対応するものである。図１３に示される絶縁膜２７は、側壁絶縁膜（サイドウォールスペーサ１５）形成用の絶縁膜であり、上記絶縁膜１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの積層膜に対応する。また、図１３〜図１５には、半導体ウエハ１の主面に堆積した絶縁膜２７の堆積膜厚が厚い領域１Ａと絶縁膜２７の堆積膜厚が薄い領域１Ｂの要部断面図が示されている。また、図１３〜図１５では、ｐ型ウエル３、ｎ−型半導体領域１３およびｎ＋型半導体領域１６は、半導体ウエハ１に含めて図示している。
【００５１】
本実施の形態とは異なり、ステップＳ１の処理を行わなかった場合、絶縁膜２７の堆積膜厚が半導体ウエハ１の主面の面内で不均一になり、図１３に示されるように、半導体ウエハ１の主面で、絶縁膜２７の堆積膜厚が厚い領域１Ａと薄い領域１Ｂが存在することになる。絶縁膜２７の堆積後、サイドウォールスペーサ１５を形成するための絶縁膜２７のエッチバック工程で、絶縁膜２７の膜厚が薄い領域１Ｂに合わせて絶縁膜２７をエッチバックすると、絶縁膜２７の膜厚が厚い領域１Ａでは絶縁膜２７のエッチング残りが発生し、その後の工程に影響が生じる可能性がある。例えば、絶縁膜２７の堆積膜厚が厚い領域１Ａは、絶縁膜２７のエッチング残りが、ｎ＋型半導体領域１６形成のためのイオン注入工程でイオン注入阻止マスクとして機能したり、あるいは、金属シリサイド層１７の形成を阻害する可能性がある。
【００５２】
このため、図１３に示されるように、半導体ウエハ１の主面で、絶縁膜２７の堆積膜厚が厚い領域１Ａと薄い領域１Ｂが存在している場合、図１４に示されるように、絶縁膜２７の膜厚が厚い領域１Ａに合わせて絶縁膜２７をエッチバックする必要がある。図１４では、絶縁膜２７の堆積膜厚が厚い領域１Ａに合わせて絶縁膜２７をエッチバックしているので、サイドウォールスペーサ１５以外の絶縁膜２７のエッチング残りが生じるのを防止することができる。
【００５３】
しかしながら、絶縁膜２７の堆積膜厚が厚い領域１Ａに合わせて絶縁膜２７をエッチバックした場合、絶縁膜２７の堆積膜厚が薄い領域１Ｂでは、オーバーエッチングが生じて、露出した半導体ウエハ１の基板領域（ここではｐ型ウエル３のうちのｎ＋型半導体領域１６を形成すべき領域）にダメージが与えられ、形成されるＭＩＳＦＥＴＱＮのゲート特性などに悪影響を与える可能性がある。これは、半導体装置の製造歩留まりを低下させる。なお、図１４では、絶縁膜２７のエッチバックの際に、オーバーエッチングによりダメージを受ける領域２８が点線で模式的に示されている。
【００５４】
また、サイドウォールスペーサ１５の厚みは絶縁膜２７の堆積膜厚にほぼ対応するので、図１４に示されるように、絶縁膜２７の堆積膜厚が厚い領域１Ａでは、サイドウォールスペーサ１５の厚みが厚くなり、絶縁膜２７の堆積膜厚が薄い領域１Ｂでは、サイドウォールスペーサ１５の厚みが薄くなる。このため、隣り合うゲート電極８の側壁上に形成されたサイドウォールスペーサ１５の間隔は、絶縁膜２７の堆積膜厚が薄い領域１Ｂよりも絶縁膜２７の堆積膜厚が厚い領域１Ａで、小さく（狭く）なる。すなわち、絶縁膜２７の堆積膜厚が厚い領域１Ａにおける隣り合うゲート電極８の側壁上に形成されたサイドウォールスペーサ１５の間隔Ｗ１は、絶縁膜２７の堆積膜厚が薄い領域１Ｂにおける隣り合うゲート電極８の側壁上に形成されたサイドウォールスペーサ１５の間隔Ｗ２よりも、小さく（狭く）なる（Ｗ１＜Ｗ２）。
【００５５】
半導体装置の小型化や高集積化に伴い、ゲート電極８間の間隔も狭くなり、隣り合うゲート電極８の側壁上に形成されたサイドウォールスペーサ１５の間隔が狭くなってきているため、図１５に示されるように、コンタクトホール２３を形成する際には、サイドウォールスペーサ１５を、コンタクトホール２３の目外れ防止用のエッチングストッパとして機能させる。このため、ｎ＋型半導体領域１６上に形成したコンタクトホール２３では、底部で露出するｎ＋型半導体領域１６（の表面上の金属シリサイド層１７）の面積が、隣り合うゲート電極８の側壁上に形成されたサイドウォールスペーサ１５の間隔Ｗ１，Ｗ２によって規定されることになる。
【００５６】
従って、絶縁膜２７の堆積膜厚が薄い領域１Ｂでは、隣り合うゲート電極８の側壁上に形成されたサイドウォールスペーサ１５の間隔Ｗ２が広いことから、コンタクトホール２３の底部で露出するｎ＋型半導体領域１６（の表面上の金属シリサイド層１７）の面積が大きいが、絶縁膜２７の堆積膜厚が厚い領域１Ａでは、隣り合うゲート電極８の側壁上に形成されたサイドウォールスペーサ１５の間隔Ｗ１が狭いことから、コンタクトホール２３の底部で露出するｎ＋型半導体領域１６（の表面上の金属シリサイド層１７）の面積が小さくなる。これにより、絶縁膜２７の堆積膜厚が薄い領域１Ｂに比べて絶縁膜２７の堆積膜厚が厚い領域１Ａでは、コンタクトホール２３内のプラグ２４とｎ＋型半導体領域１６（の表面上の金属シリサイド層１７）の接続抵抗が高くなる。また、絶縁膜２７の堆積膜厚が薄い領域１Ｂに比べて絶縁膜２７の堆積膜厚が厚い領域１Ａでは、コンタクトホール２３内のプラグ２４とｎ＋型半導体領域１６（の表面上の金属シリサイド層１７）の接続不良の発生率が高くなる可能性もある。これは、半導体装置の製造歩留まりを低下させる。
【００５７】
そこで、本実施の形態では、半導体ウエハ１の主面１ａ上に絶縁膜１１を堆積（形成）した後に、以下のようにして、半導体ウエハ１の主面上における絶縁膜１１の膜厚分布を補正（均一化）する処理、すなわちステップＳ１を行うことで、図１３〜図１５を参照して説明したような問題点を改善する。このステップＳ１の処理の対象となる絶縁膜１１は、絶縁膜２７を構成する絶縁膜であり、上記絶縁膜１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに対応する。また、図１３〜図１５で説明した問題は、サイドウォールスペーサ１５だけでなくオフセットスペーサ１２形成の際にも生じ得るので、絶縁膜１１は、絶縁膜１１ａにも対応する。すなわち、ステップＳ１の処理の対象となる絶縁膜１１は、ゲート電極８の側壁上に側壁絶縁膜（オフセットスペーサ１２またはサイドウォールスペーサ１５）を形成するための絶縁膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄである。
【００５８】
図１６は、本実施の形態で行われるステップＳ１の処理（半導体ウエハ１の主面上に堆積した絶縁膜１１の膜厚分布を均一化する処理）の説明図（断面図）である。
【００５９】
本実施の形態では、図１６に示されるように、枚葉式のウェットエッチング装置３１を用いて絶縁膜１１の一部（上層部分）をウェットエッチングすることにより、ステップＳ１の絶縁膜１１の膜厚分布を補正する処理を行う。すなわち、ステップＳ１は、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の膜厚分布が均一化するように、絶縁膜１１の堆積膜厚が厚いところでは、絶縁膜１１の堆積膜厚が薄いところよりも多く、絶縁膜１１をウェットエッチングして、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の膜厚分布を補正する処理であり、これは、後述の実施の形態２，３のステップＳ１ａ，Ｓ１ｂについても同様である。
【００６０】
図１６に示されるように、ウェットエッチング装置３１は、回転ステージ（ウエハ回転ステージ、スピンベース）３２と、回転ステージ３２の外周部に固定、連結されたウエハチャック３３とを有している。回転ステージ３２は、図示しない回転機構（例えばモータなど）によって高速で回転可能に構成された回転板であり、例えば半導体ウエハ１よりも大きな径を有している。ウエハチャック３３は、半導体ウエハ１を保持可能に構成されており、半導体ウエハ１の絶縁膜１１が形成された側の面である主面（表面、半導体素子形成側の主面）１ａが上方を向き、主面１ａとは反対側の面である裏面が下方を向くように半導体ウエハ１が保持される。図示しない回転機構によって回転ステージ３２を回転させることで、ウエハチャック３３およびウエハチャック３３に保持された半導体ウエハ１も回転させることができる。
【００６１】
回転ステージ３２の上方、ここではウエハチャック３３によって回転ステージ３２に固定された半導体ウエハ１の主面１ａの中央部上方に、リンス液用ノズル（リンスノズル、リンス液供給手段）３４が配置され、リンス液用ノズル３４からリンス液（洗浄液、すすぎ液）３５を半導体ウエハ１の主面１ａに向かって吐出（噴出）し、半導体ウエハ１の主面１ａにリンス液３５を供給できるように構成されている。リンス液３５は、例えば純水を用いることができる。また、バルブ（図示せず）などにより、リンス液用ノズル３４からのリンス液３５の供給開始および停止の切換えができるように（あるいはリンス液３５の供給（吐出）量を調整できるように）構成されている。
【００６２】
また、回転ステージ３２の上方に、エッチング液用ノズル（エッチング液供給手段）３６が配置され、エッチング液用ノズル３６からエッチング液（洗浄液、エッチャント液、薬液）３７を半導体ウエハ１の主面１ａに向かって吐出（噴出、供給）し、半導体ウエハ１の主面１ａにエッチング液３７を供給できるように構成されている。エッチング液３７は、半導体ウエハ１の主面１ａに形成されている絶縁膜１１をエッチング可能なエッチング液を用い、例えばフッ酸（ＨＦ）の水溶液などを用いることができる。エッチング液３７のフッ酸の濃度は、枚葉式のウェットエッチング装置では生産性に支障をきたさない範囲のエッチング時間で目的とするエッチング量を確保できるようにすればよく、例えば、３０秒間で熱酸化膜換算で１．５ｎｍ程度のエッチング量を狙うのであれば５０％ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：１００程度に、例えば、２０秒間で熱酸化膜換算で５ｎｍ程度のエッチング量を狙うのであれば５０％ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：２０程度に、薄めることができる。
【００６３】
また、バルブ（図示せず）などにより、エッチング液用ノズル３６からのエッチング液３７の供給開始および停止の切換えができるように（あるいは供給（吐出）量を調整できるように）構成されている。エッチング液用ノズル３６から吐出されるエッチング液３７の温度は、例えば、フッ酸であれば一般的な２４℃程度とすることができる。また、エッチング液用ノズル３６から吐出されて半導体ウエハ１の主面１ａ上に供給されるエッチング液３７の流量は、例えば、ウエハチャック３３からの跳ね返りを抑制できる流量として０．２Ｌ／分程度とすることができる。
【００６４】
リンス液用ノズル３４およびエッチング液用ノズル３６とそれらにリンス液３５およびエッチング液３７を供給する配管（図示せず）は回転ステージ３２には固定されておらず、回転ステージ３２が回転しても、リンス液用ノズル３４およびエッチング液用ノズル３６は回転しないように構成されている。
【００６５】
エッチング液用ノズル３６は、回転ステージ３２の上方において、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ水平方向（回転ステージ３２およびそこに保持された半導体ウエハ１の主面１ａに平行な方向）に移動可能に構成されている。エッチング液用ノズル３６の移動速度は、所望の速度に制御可能に構成されている。
【００６６】
次に、ステップＳ１の具体的な手順について、説明する。
【００６７】
まず、主面１ａに絶縁膜１１を堆積した半導体ウエハ１を、図１６に示されるように、ウエハチャック３３によってエッチング装置３１の回転ステージ３２に保持する。それから、回転ステージ３２を回転させることによって、回転ステージ３２に保持された半導体ウエハ１を回転させる。この際、回転ステージ３２の回転の中心が半導体ウエハ１の主面１ａの中心位置とほぼ一致させることで、半導体ウエハ１が主面１ａの中心位置を回転中心にして回転するようにする。半導体ウエハ１の回転速度は、例えば５００ｒｐｍ（５００回転／分）程度とすることができる。
【００６８】
半導体ウエハ１が回転した状態で、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの上方でエッチング液用ノズル３６を半導体ウエハ１の主面１ａの外周部側から中心部側に移動させながら、エッチング液用ノズル３６から半導体ウエハの主面１ａに絶縁膜１１をエッチングするためのエッチング液３７を供給する。すなわち、半導体ウエハ１が回転した状態で、エッチング液用ノズル３６からのエッチング液３７の吐出を開始し、エッチング液３７を吐出するエッチング液用ノズル３６を、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ水平方向（回転ステージ３２およびそこに保持された半導体ウエハ１の主面１ａに平行な方向）に移動させる。これにより、半導体ウエハ１の主面１ａにエッチング液用ノズル３６からエッチング液３７が供給され、半導体ウエハ１の主面１ａに供給されたエッチング液３７により、半導体ウエハ１の主面１ａに形成されていた絶縁膜１１がエッチングされる。この際、エッチング液用ノズル３６が、半導体ウエハ１の主面１ａにエッチング液３７を供給しながら移動するので、半導体ウエハ１の主面１ａにおけるエッチング液３７の供給される位置が、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部に移動することになる。
【００６９】
エッチング液用ノズル３６を半導体ウエハ１の上方で半導体ウエハ１の主面１ａの外周部側から中心部側に移動させ、エッチング液用ノズル３６が、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置に到達し、エッチング液用ノズル３６から半導体ウエハ１の主面１ａへエッチング液３７が供給される位置が、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部まで移動した後、エッチング液用ノズル３６から半導体ウエハ１の主面１ａへのエッチング液３７の供給を停止する。それから、半導体ウエハ１の主面１ａの中央部上方に位置するリンス液用ノズル３４から、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの中心部に、絶縁膜１１のエッチングを停止するためのリンス液３５を供給する。半導体ウエハ１は回転しているので、リンス液用ノズル３４から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部に供給されたリンス液３５は、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部から外周部側に移動して、半導体ウエハ１の主面１ａの全面にリンス液３５が行き渡る。これにより、半導体ウエハ１の主面１ａのリンス処理（すすぎ処理）が行われ、半導体ウエハ１の主面１ａからエッチング液３７がリンス液３５とともに除去され、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１のエッチングが停止する。
【００７０】
リンス液用ノズル３４から半導体ウエハ１の主面１ａへリンス液３５を供給する際には、エッチング液用ノズル３６が、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方に位置していると、エッチング液用ノズル３６が邪魔になる可能性がある。このため、エッチング液用ノズル３６からのエッチング液３７の供給を停止した後、エッチング液用ノズル３６を、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置から外周部側に速やかに移動させてから、リンス液用ノズル３４から半導体ウエハ１の主面１ａへのリンス液３５の供給を開始すれば、より好ましい。
【００７１】
リンス処理の後、リンス液用ノズル３４からのリンス液３５の吐出が停止され、半導体ウエハ１の主面１ａへのリンス液３５の供給が終了する。そして、回転ステージ３２の回転速度を上昇させることによって半導体ウエハ１の回転速度を上昇させて、半導体ウエハ１を高速回転させ、高速回転による遠心力を利用して半導体ウエハ１の主面１ａ上に残留する液体または水分（リンス液３５）を振り切って、半導体ウエハ１を乾燥させる。所定の時間、高速回転させて半導体ウエハ１を乾燥させた後、半導体ウエハ１の回転を停止させる（回転ステージ３２の回転を停止させる）。
【００７２】
その後、半導体ウエハ１は、次の工程（絶縁膜１１のエッチバックによるサイドウォールスペーサ１５の形成工程）に送られるか、あるいはその前に一旦、収容ケースなどに収容される。
【００７３】
上記のように、半導体ウエハ１が回転した状態で、エッチング液用ノズル３６からエッチング液３７を吐出させながら、エッチング液用ノズル３６を、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ水平方向に移動させる。半導体ウエハ１は回転しているので、エッチング液用ノズル３６から半導体ウエハ１の主面１ａ上に供給されたエッチング液３７は、半導体ウエハ１の主面１ａ上を外周部側に移動する。このため、半導体ウエハ１の主面１ａにおいて、エッチング液用ノズル３６からエッチング液３７が供給された位置から外側（外周側）には、エッチング液３７が行き渡った（存在した）状態となり、このエッチング液３７により、半導体ウエハ１の主面１ａに形成されている絶縁膜１１がエッチング（ウェットエッチング）される。このため、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置では、エッチング液用ノズル３６から供給されるエッチング液３７に触れて（接液して）から、リンス液用ノズル３４から供給されるリンス液３５が触れる（接液する）まで、絶縁膜１１のエッチングが進行する。従って、エッチング液用ノズル３６は、半導体ウエハ１の主面１ａ上を外周部側から中心部側に１回移動させれば良く、ステップＳ１の処理の動作を単純化でき、またステップＳ１に要する時間を短縮できる。
【００７４】
ステップＳ１における半導体ウエハ１の主面の各位置のエッチング時間は、各位置上をエッチング液用ノズル３６が通過してから、リンス液用ノズル３４からのリンス液３５の供給を開始するまでの時間に対応することになる。従って、本実施の形態では、エッチング液用ノズル３６の移動速度を、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚分布に応じて制御することで、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置でのエッチング時間を、絶縁膜１１の膜厚分布の均一化のために主面１ａの各位置で絶縁膜１１をエッチングすべき量に対応させ、それによって、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の膜厚分布を、位置によらず、均一化することができる。
【００７５】
本実施の形態では、エッチング液３７を吐出させながら、エッチング液用ノズル３６を、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ水平方向に移動するので、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部側では、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部側に比べて、エッチング液３７に触れている時間が長く、エッチング時間が長くなる。このため、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部側では、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部側に比べて、エッチング液３７による絶縁膜１１のエッチング量が多く（大きく）なる。
【００７６】
このため、本実施の形態のステップＳ１は、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部側に比べて、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部側で、絶縁膜１１の堆積膜厚が厚い場合に適用することができ、ステップＳ１を行うことにより、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布を均一化させることができる。なお、この場合は、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部近傍が上記絶縁膜１１の堆積膜厚が薄い領域１Ｂに対応し、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部近傍が絶縁膜１１の堆積膜厚が厚い領域１Ａに対応する。
【００７７】
半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚分布が単純で、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化量が半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離に比例している場合であれば、エッチング液用ノズル３６を、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ等速で移動させればよい。これにより、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置における絶縁膜１１のエッチング時間を、半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離に比例させ、それによって、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置における絶縁膜１１のエッチング量を、半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離に比例させることができる。
【００７８】
しかしながら、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚分布が単純ではなく、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化量が半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離に比例していない場合には、エッチング液用ノズル３６を、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ等速移動させることでは、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布を均一化させることはできない。
【００７９】
エッチング液用ノズル３６を、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ移動させるが、本実施の形態では、エッチング液用ノズル３６の移動速度は等速ではなく、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布に応じて、エッチング液用ノズル３６の移動速度を制御する（変化させる）。
【００８０】
次に、エッチング液用ノズル３６の移動速度の制御について、より詳細に説明する。
【００８１】
図１７は、半導体ウエハ１上を移動するエッチング液用ノズル３６の移動速度の制御の説明図（平面図）である。図１８は、半導体ウエハ１の主面１ａに絶縁膜１１を堆積した段階（ステップＳ１の処理前）の絶縁膜１１の膜厚（堆積膜厚）分布を示すグラフである。図１９は、ステップＳ１におけるエッチング液用ノズル３６の移動位置を示すグラフである。図２０は、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率とステップＳ１におけるエッチング液用ノズル３６の移動速度を示すグラフである。図２１は、ステップＳ１における絶縁膜１１のエッチング量を示すグラフである。図２２は、ステップＳ１を行った後の絶縁膜１１の膜厚分布を示すグラフである。なお、図１８〜図２２の各グラフの縦軸および横軸は、任意単位（arbitrary unit）で示してある。
【００８２】
本実施の形態では、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率（後述するＣ（ｎ）に対応する）に応じて、エッチング液用ノズル３６の移動速度を制御（調整）する。すなわち、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率（後述するＣ（ｎ）に対応）が大きい領域では、エッチング液用ノズル３６の移動速度を遅くし、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率（後述するＣ（ｎ）に対応）が小さい領域では、エッチング液用ノズル３６の移動速度を速くする。
【００８３】
具体的には、例えば、図１７に示されるように、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の位置Ｐ（１）から中心部の位置Ｐ（６）まで、半導体ウエハ１の主面１ａの半径方向に順に配列した６箇所の位置Ｐ（１）〜Ｐ（６）を決め、半導体ウエハ１の主面１ａを５つの区間（領域）ＲＧ（１）〜ＲＧ（５）に分ける。
【００８４】
位置Ｐ（６）は、半導体ウエハ１の主面１ａの中心に対応し、位置Ｐ（５）は、半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離がＬ（５）である位置に対応し、位置Ｐ（４）は、半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離がＬ（５）＋Ｌ（４）である位置に対応し、位置Ｐ（３）は、半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離がＬ（５）＋Ｌ（４）＋Ｌ（３）である位置に対応する。位置Ｐ（２）は、半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離がＬ（５）＋Ｌ（４）＋Ｌ（３）＋Ｌ（２）である位置に対応する。位置Ｐ（１）は、半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離がＬ（５）＋Ｌ（４）＋Ｌ（３）＋Ｌ（２）＋Ｌ（１）、すなわち半導体ウエハ１の半径に相当する値、の位置に対応する。従って、区間ＲＧ（５）は、半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離がＬ（５）以内の領域に対応し、区間ＲＧ（４）は、半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離がＬ（５）からＬ（５）＋Ｌ（４）の間の領域に対応し、区間ＲＧ（３）は、半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離がＬ（５）＋Ｌ（４）からＬ（５）＋Ｌ（４）＋Ｌ（３）の間の領域に対応する。区間ＲＧ（２）は、半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離がＬ（５）＋Ｌ（４）＋Ｌ（３）からＬ（５）＋Ｌ（４）＋Ｌ（３）＋Ｌ（２）の間の領域に対応し、区間ＲＧ（１）は、半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離がＬ（５）＋Ｌ（４）＋Ｌ（３）＋Ｌ（２）以上の領域に対応する。このため、図１８〜図２２のグラフの横軸は、半導体ウエハ１の主面１ａにおける位置であるが、半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離にも対応している。これは、後述する実施の形態２以降のグラフにおいても同様である。
【００８５】
半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚の分布は図１８に示されており、各位置Ｐ（１）〜Ｐ（６）での絶縁膜１１の堆積膜厚がｔ（１）〜ｔ（６）であったとする。エッチング液３７による絶縁膜１１のエッチングレート（エッチング速度）はＥｒであるとする（Ｅｒは絶縁膜１１をエッチング液３７にさらしたときに単位時間当たりにエッチングされる絶縁膜１１の厚みに対応する）。
【００８６】
絶縁膜１１の堆積膜厚の分布（ｔ（１）〜ｔ（６））は、膜厚測定装置を用いて直接的に測定して決定することができるが、他の形態として、同じ成膜装置で絶縁膜１１の成膜を繰り返し行った場合の半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚の分布（ｔ（１）〜ｔ（６））の傾向を予め調べておき、この予め調べておいた堆積膜厚の分布の傾向のデータを用いることで、間接的に決定することもできる。このことは、本実施の形態だけでなく、実施の形態２〜４についても同様である。
【００８７】
また、本実施の形態のステップＳ１および後述する実施の形態２，３のステップＳ１ａ，Ｓ１ｂにおいては、半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離が同じ位置（領域）では、絶縁膜１１は同じ量（厚み）だけエッチングされる。このため、本実施の形態のステップＳ１および後述する実施の形態２，３のステップＳ１ａ，Ｓ１ｂは、半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離が同じである位置では、絶縁膜１１の堆積膜厚がほぼ同じ（すなわち半導体ウエハ１の主面１ａの円周方向で絶縁膜１１の堆積膜厚がほぼ均一）で、半導体ウエハ１の主面１ａの半径方向に絶縁膜１１の堆積膜厚が変動するような堆積膜厚分布を絶縁膜１１が有する場合に適用して好適である。
【００８８】
ステップＳ１では、エッチング液用ノズル３６の移動位置を時間の経過とともに図１９のような位置にあるように制御する。なお、図１９のグラフの縦軸は、時間（時刻）に対応するが、縦軸の下方に向かう方向が、時間が経過する方向である。
【００８９】
具体的には、エッチング液用ノズル３６が区間ＲＧ（ｎ）を通過するのに要する時間、すなわち位置Ｐ（ｎ）上から位置Ｐ（ｎ＋１）上までを通過するのに要する時間をＴ（ｎ）とすると、
Ｔ（ｎ）＝（ｔ（ｎ）−ｔ（ｎ＋１））／Ｅｒ、但しｎ＝１〜５  ・・・（式１）
となるように、エッチング液用ノズル３６の移動速度を制御する。
【００９０】
また、エッチング液用ノズル３６が半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の位置Ｐ（６）上に到達した後、リンス液用ノズル３４からリンス液３５を半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の位置Ｐ（６）に供給するまでの時間（待つ時間）をＴ（６）とすると、
Ｔ（６）＝ｔ０／Ｅｒ  ・・・（式２）
となるように、リンス液用ノズル３４からのリンス液３５の供給開始のタイミングを制御する。なお、式２中のｔ０は、中心部の位置Ｐ（６）での絶縁膜１１のエッチング量（エッチング厚み）に対応する。
【００９１】
エッチング液用ノズル３６から半導体ウエハ１の主面１ａへエッチング液３７の供給を開始してから、リンス液用ノズル３４からリンス液３５を半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の位置Ｐ（６）に供給するまでの時間、すなわちＴ（１）＋Ｔ（２）＋Ｔ（３）＋Ｔ（４）＋Ｔ（５）＋Ｔ（６）は、絶縁膜１１の膜厚分布やエッチング液３７の種類や濃度にもよるが、例えば、５０％ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：１００で熱酸化膜換算で１．５ｎｍ程度のエッチング量を狙うのであれば３０秒間、例えば、５０％ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：２０で熱酸化膜換算で５ｎｍ程度のエッチング量を狙うのであれば２０秒間、程度とすることができる。
【００９２】
位置Ｐ（ｎ）から位置Ｐ（ｎ＋１）までの距離をＬ（ｎ）とすれば、区間ＲＧ（ｎ）を移動する間、すなわち位置Ｐ（ｎ）から位置Ｐ（ｎ＋１）までを移動する間のエッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）は、
Ｖ（ｎ）＝Ｌ（ｎ）／Ｔ（ｎ）  ・・・（式３）
で表されるので、上記式３に式１を代入して、
Ｖ（ｎ）＝Ｅｒ×Ｌ（ｎ）／（ｔ（ｎ）−ｔ（ｎ＋１））  ・・・（式４）
となる。
【００９３】
ここで、位置Ｐ（ｎ）から位置Ｐ（ｎ＋１）までの間の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率（すなわち区間ＲＧ（ｎ）の両端間での絶縁膜１１の堆積膜厚の差）をＣ（ｎ）とすると、
Ｃ（ｎ）＝（ｔ（ｎ）−ｔ（ｎ＋１））／Ｌ（ｎ）  ・・・（式５）
で表されるので、式４は、
Ｖ（ｎ）＝Ｅｒ／Ｃ（ｎ）  ・・・（式６）
で表される。
【００９４】
なお、式５からも分かるように、半導体ウエハ１主面１ａにおいて、外周側の位置Ｐ（ｎ）から中心部側の位置Ｐ（ｎ＋１）に向かって、絶縁膜１１の堆積膜厚ｔ（ｎ）が薄くなる場合を、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が正であるものとし、本実施の形態は、ｔ（ｎ＋１）≦ｔ（ｎ）となる場合に適用すれば好適であり、この場合、Ｃ（ｎ）≧０となる。
【００９５】
従って、本実施の形態において、半導体ウエハ１の主面１ａの半径方向における絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）は、式５からも分かるように、半導体ウエハ１の主面１ａの中心から外周部に向かう方向での単位長さ当たりの絶縁膜１１の堆積膜厚の増加率（増加量）に対応する。
【００９６】
本実施の形態では、位置Ｐ（１）〜Ｐ（６）の各区間でのエッチング液用ノズル３６の移動速度を、式６を満たすような移動速度Ｖ（ｎ）に制御する。図２０のグラフには、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が点線で示され、ステップＳ１におけるエッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）が実線で示されている。式６や図２０からも分かるように、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が大きい領域では、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を遅く（小さく）し、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が小さい領域では、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を速く（大きく）する。このようにして、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）に応じて、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を制御（調整）する。また、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）がゼロに近い領域（絶縁膜１１の堆積膜厚がほぼ均一な領域）では、式６のＶ（ｎ）が、エッチング装置３１の可能な範囲を超えしまう場合があるが、この領域では、エッチング装置３１の可能な範囲で、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を速くすればよい。また、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が負となる（Ｃ（ｎ）＜０）領域があれば、そこでも、エッチング装置３１の可能な範囲で、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を速くする。
【００９７】
位置Ｐ（ｎ）がエッチング液３７に始めて触れるのは、位置Ｐ（ｎ）上にエッチング液３７を吐出するエッチング液用ノズル３６がきたときであり、それによって、位置Ｐ（ｎ）での絶縁膜１１のエッチング液３７によるエッチングが開始される。位置Ｐ（ｎ）上をエッチング液用ノズル３６が通過した後は、リンス液用ノズル３４からのリンス液３５の供給を開始するまで、位置Ｐ（ｎ）上にエッチング液３７が存在した状態が継続し、それによって位置Ｐ（ｎ）での絶縁膜１１のエッチングが継続する。これは、エッチング液用ノズル３６から、位置Ｐ（ｎ）よりも中心部Ｐ（６）寄りの位置にエッチング液３７が供給されても、エッチング液３７が半導体ウエハ１の回転によって外側（外周側）方向に移動し、このエッチング液３７が位置Ｐ（ｎ）上を通過するためである。従って、位置Ｐ（ｎ）がエッチング液３７に触れている時間、すなわち位置Ｐ（ｎ）における絶縁膜１１のエッチング時間ＥＴ（ｎ）は、図２３に示されるような式７で表される。また、図１９のグラフの斜線で示される領域が、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置におけるエッチング時間に対応する。
【００９８】
図２３の式７に上記式１および式２を代入すると、位置Ｐ（ｎ）における絶縁膜１１のエッチング時間ＥＴ（ｎ）は、
ＥＴ（ｎ）＝（ｔ（ｎ）−ｔ（６）＋ｔ０）／Ｅｒ
で表される。位置Ｐ（ｎ）における絶縁膜１１のエッチング量（エッチング厚み）ＥＷ（ｎ）は、エッチング時間ＥＴ（ｎ）およびエッチングレートＥｒに比例し、両者の積（すなわちＥＴ（ｎ）×Ｅｒ）となるので、
ＥＷ（ｎ）＝ｔ（ｎ）−ｔ（６）＋ｔ０
となる。
【００９９】
なお、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置におけるステップＳ１中の絶縁膜１１のエッチング量（ＥＷ（ｎ））をグラフ化すると、図２１のようになる。
【０１００】
従って、ステップＳ１の後の位置Ｐ（ｎ）における絶縁膜１１の膜厚ｔａ（ｎ）は、
ｔａ（ｎ）＝ｔ（ｎ）−ＥＷ（ｎ）＝ｔ（６）−ｔ０
となり、ステップＳ１の処理の後の半導体ウエハ１の主面１ａの絶縁膜１１の膜厚（残存膜厚）は、位置によらず一定（ｔ（６）−ｔ０）となる。すなわち、ステップＳ１の後の各位置Ｐ（１）〜Ｐ（６）における絶縁膜１１の膜厚ｔａ（１）〜ｔａ（６）は、
ｔａ（１）＝ｔａ（２）＝ｔａ（３）＝ｔａ（４）＝ｔａ（５）＝ｔａ（６）＝ｔ（６）−ｔ０
と均一になる。
【０１０１】
なお、ステップＳ１を行った後の半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の膜厚分布をグラフ化すると、図２２のようになる。
【０１０２】
上記式６から分かるように、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が一定の場合、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）も一定にすればよいが、実際の半導体ウエハ１の主面１ａにおいて、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）は一定ではなく、例えば図１８や図２０のグラフに示されるように、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部近傍（例えば区間ＲＧ（５））よりも外周部近傍（例えば区間ＲＧ（１））で、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が大きくなる（Ｃ（１）＞Ｃ（５））。このため、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部近傍（例えば区間ＲＧ（１））では、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を遅くし、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部近傍（例えば区間ＲＧ（５））では、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を速くする（Ｖ（１）＜Ｖ（５））。このため、半導体ウエハ１の外周部側と中心部側とで、エッチング液用ノズル３６の移動速度が異なることになる。
【０１０３】
このように、本実施の形態では、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）に応じて、エッチング液用ノズル３６の移動速度を制御し、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が大きい領域では、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を遅くし、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が小さい領域では、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を速くする。これにより、図２２に示されるように、ステップＳ１の後の半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の膜厚（ｔａ（ｎ））を均一化することができる。
【０１０４】
また、本実施の形態では、絶縁膜１１の堆積膜厚ｔ（ｎ）ではなく、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）に応じて、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を制御している。このため、絶縁膜１１の堆積膜厚ｔ（ｎ）が厚い領域で、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を遅くし、絶縁膜１１の堆積膜厚ｔ（ｎ）が薄い領域で、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を速くするという制御を行うのではない。本実施の形態では、絶縁膜１１の堆積膜厚ｔ（ｎ）が厚いか薄いかに関わらず、導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が小さければ、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を速くし、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が大きければ、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を遅くする制御を行うものである。
【０１０５】
本実施の形態は、半導体ウエハ１の主面１ａの絶縁膜１１の堆積膜厚（ｔ（ｎ））の分布が、図１８のグラフのように、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部（位置Ｐ（１））で最も厚く、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部（位置Ｐ（６））に近づくにつれて絶縁膜１１の堆積膜厚（ｔ（ｎ））が薄くなるような場合（ｔ（ｎ＋１）≦ｔ（ｎ）となる場合）に適用することができる。このような絶縁膜１１の堆積膜厚分布は、バッチ式の成膜装置（バッチ式のＣＶＤ装置など）を用いて絶縁膜１１を半導体ウエハ１上に堆積した場合に、生じ易い。従って、バッチ式の成膜装置（バッチ式のＣＶＤ装置など）を用いて絶縁膜１１を半導体ウエハ１上に堆積した場合に、本実施の形態を適用すれば、より効果が大きい。
【０１０６】
そして、エッチング液用ノズル３６を、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ移動させる。これにより、エッチング液３７に触れている時間、すなわちエッチング時間を、図１９のように半導体ウエハ１の主面１ａの外周部で長くし、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部側に近づくほど短くし、それによって、絶縁膜１１のエッチング量（エッチング厚み）を、図２１のように半導体ウエハ１の主面１ａの外周部で多く（大きく）し、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部側に近づくほど少なく（小さく）することができる。このため、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部で最も厚く、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部に近づくにつれて薄くなるような堆積膜厚分布の絶縁膜１１の膜厚を、ある程度均一化することができる。
【０１０７】
しかしながら、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚分布が単純ではなく、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化量が半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離に比例していない場合には、エッチング液用ノズル３６を、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ等速移動させることでは、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布を十分に均一化させることはできず、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の膜厚の分布に不均一性が残ってしまう。このため、本実施の形態では、エッチング液用ノズル３６の移動速度は等速ではなく、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布に応じて、エッチング液用ノズル３６の移動速度を制御する（変化させる）。具体的には、上記のように、絶縁膜１１の堆積膜厚ｔ（ｎ）ではなく、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）に応じて、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を制御する。すなわち、導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が大きい領域では、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が小さい領域よりも、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を遅くする制御を行う。図１８に示されるように、半導体ウエハ１の主面１ａの絶縁膜１１の堆積膜厚の分布は、半導体ウエハ１の中心部近傍では絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が小さく、半導体ウエハ１の外周部近傍では絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が大きくなるような分布になりやすく、この場合、図２０のように、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部側と中心部側とでエッチング液用ノズル３６の移動速度が異なることになる。これにより、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚分布が単純ではなく、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化量が半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離に比例していない場合であっても、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布を十分に均一化させることができ、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の膜厚の分布の不均一性を十分に除去することができる。
【０１０８】
図２４〜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り、それぞれ、本実施の形態の図７，図８および図１２の工程段階にほぼ対応するものである。図２４〜図２６は、それぞれ、上記第１比較例の図１３〜図１５に対応するものであるが、図１３〜図１５の第１比較例とは異なり、本実施の形態（図２４〜図２６）では、ステップＳ１の処理を行っている。また、図２４に示される絶縁膜２７は、側壁絶縁膜（サイドウォールスペーサ１５）形成用の絶縁膜であり、上記絶縁１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの積層膜に対応する。また、図２４〜図２６には、上記図１３〜図１５と同じ絶縁膜２７（１１）の堆積膜厚が厚い領域１Ａと絶縁膜２７の堆積膜厚が薄い領域１Ｂの要部断面図が示されている。また、図２４〜図２６では、ｐ型ウエル３、ｎ−型半導体領域１３およびｎ＋型半導体領域１６は、半導体ウエハ１に含めて図示している。
【０１０９】
本実施の形態では、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）の堆積時の膜厚分布が不均一であっても、ステップＳ１の処理を行うことにより、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布を十分に均一化させることができるので、上記図１３〜図１５を参照して説明したような不具合が生じるのを防止することができる。
【０１１０】
すなわち、絶縁膜１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）を堆積した段階で、絶縁膜１１の堆積膜厚分布が不均一となり、半導体ウエハ１の主面１ａで、絶縁膜１１の堆積膜厚が厚い領域１Ａと薄い領域１Ｂが存在していても、絶縁膜１１の堆積後にステップＳ１の処理を行うことにより、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布を均一化することができる。このため、半導体ウエハ１の主面１ａの面内で均一な膜厚分布を有する絶縁膜１１（１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）により絶縁膜２７が構成されるので、半導体ウエハ１の主面１ａの面内で絶縁膜２７の膜厚分布が均一になり、絶縁膜１１の堆積膜厚が厚い領域１Ａと薄い領域１Ｂで、図２４に示されるように、絶縁膜２７の膜厚を均一（同じ）にすることができる。
【０１１１】
絶縁膜１１の堆積膜厚が厚い領域１Ａと薄い領域１Ｂで、絶縁膜２７の膜厚が均一（同じ）となるため、図２５のようなサイドウォールスペーサ１５形成のための絶縁膜２７のエッチバック工程で、絶縁膜１１の堆積膜厚が厚い領域１Ａと薄い領域１Ｂで絶縁膜２７のエッチング量を同じにすることができ、サイドウォールスペーサ１５以外の絶縁膜２７のエッチング残りが生じるのを防止することができる。また、サイドウォールスペーサ１５形成のための絶縁膜２７のエッチバック工程で、絶縁膜１１の堆積膜厚が厚い領域１Ａと薄い領域１Ｂで絶縁膜１１のエッチング量を同じにすることができるので、オーバーエッチングを抑制でき、露出した半導体ウエハ１の基板領域（ここではｐ型ウエル３のうちのｎ＋型半導体領域１６を形成すべき領域）にダメージが与えられるのを防止することができる。従って、半導体装置の信頼性や性能を向上することができる。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。
【０１１２】
また、絶縁膜１１の堆積膜厚が厚い領域１Ａと薄い領域１Ｂで、絶縁膜２７の膜厚が均一（同じ）であるため、絶縁膜１１の堆積膜厚が厚い領域１Ａと薄い領域１Ｂで、図２５に示されるように、サイドウォールスペーサ１５の厚みが均一（同じ）になる。このため、絶縁膜１１の堆積膜厚が厚い領域１Ａと薄い領域１Ｂで、隣り合うゲート電極８の側壁上に形成されたサイドウォールスペーサ１５の間隔は均一（同じ）になる。すなわち、絶縁膜１１の堆積膜厚が厚い領域１Ａにおける隣り合うゲート電極８の側壁上に形成されたサイドウォールスペーサ１５の間隔Ｗ３と、絶縁膜１１の堆積膜厚が薄い領域１Ｂにおける隣り合うゲート電極８の側壁上に形成されたサイドウォールスペーサ１５の間隔Ｗ４とが、均一（同じ）になる（Ｗ３＝Ｗ４）。従って、絶縁膜１１の堆積膜厚が厚い領域１Ａと薄い領域１Ｂで、隣り合うゲート電極８の側壁上に形成されたサイドウォールスペーサ１５の間隔Ｗ３，Ｗ４が均一（Ｗ３＝Ｗ４）であることから、図２６に示されるようにコンタクトホール２３を形成した際に、コンタクトホール２３の底部で露出するｎ＋型半導体領域１６（の表面上の金属シリサイド層１７）の面積が均一（同じ）になる。これにより、絶縁膜１１の堆積膜厚が厚い領域１Ａと薄い領域１Ｂで、コンタクトホール２３内のプラグ２４とｎ＋型半導体領域１６（の表面上の金属シリサイド層１７）の接続抵抗を均一（同じ）にすることができる。また、絶縁膜１１の堆積膜厚が厚い領域１Ａと薄い領域１Ｂで、コンタクトホール２３内のプラグ２４とｎ＋型半導体領域１６（の表面上の金属シリサイド層１７）とを確実に接続することができ、接続不良の発生を防止することができる。従って、半導体装置の信頼性や性能を向上することができる。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。
【０１１３】
また、図１３〜図１５で説明した問題は、サイドウォールスペーサ１５だけでなくオフセットスペーサ１２形成の際にも生じ得るが、これも絶縁膜１１ａの堆積後にステップＳ１の処理を行うことで改善できる。従って、ステップＳ１の対象となる絶縁膜１１は、ゲート電極８の側壁上に側壁絶縁膜（オフセットスペーサ１２またはサイドウォールスペーサ１５）を形成するための絶縁膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄである。また、絶縁膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのうちの少なくとも１つの膜の堆積後にステップＳ１の処理を行えば、ステップＳ１を全く行わない場合に比べて膜厚分布を均一化することができるので有効であるが、各絶縁膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの堆積を行う毎に、ステップＳ１の処理を行うことが、側壁絶縁膜を形成用の絶縁膜の膜厚分布を最も均一化できるので、より好ましい。また、各絶縁膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの堆積後に行うステップＳ１の処理を、全膜について行わない場合は、絶縁膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのうち、膜厚分布の不均一性が高い膜を堆積した後に、ステップＳ１の処理を行うことが好ましい。また、サイドウォールスペーサ１５を積層膜ではなく単体膜により形成する場合は、その単体膜の堆積後にステップＳ１の処理を行えばよい。これらのことは、以下の実施の形態２以降についても、同様である。
【０１１４】
また、図１３〜図１５で説明した問題は、絶縁膜１１の膜厚分布の不均一さに敏感であり、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚の分布の変動量（半導体ウエハ１の主面１ａの面内における絶縁膜１１の堆積膜厚の最大値と最小値の差）が大きくなくとも、堆積膜厚に不均一性が残っていれば、図１３〜図１５で説明した問題が生じやすい。このため、図１３〜図１５で説明した問題を改善するために絶縁膜１１の膜厚分布を均一化する処理を行う際に、エッチング液用ノズル３６を単調に移動させるのではなく、本実施の形態のように、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の膜厚分布に応じて、エッチング液用ノズル３６の移動速度を制御することが好ましい。これにより、絶縁膜１１の堆積膜厚が半導体ウエハ１の主面１ａで複雑な分布を有していても、ステップＳ１の処理後の絶縁膜１１の膜厚分布の均一性を高めることができ、図１３〜図１５で説明した問題が生じるのを的確に防止することができる。
【０１１５】
また、本実施の形態では、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部から中心までに６箇所の位置Ｐ（１）〜Ｐ（６）を決め、半導体ウエハ１の主面１ａを５つの区間ＲＧ（１）〜ＲＧ（５）に分けて各区間ＲＧ（１）〜ＲＧ（５）ごとにエッチング液用ノズル３６の移動速度を制御する場合について説明したが、エッチング液用ノズル３６の移動速度を制御するために半導体ウエハ１の主面１ａを分ける区間数はこれ（５区間）に限定されない。これは、以下の実施の形態２以降についても同様である。半導体ウエハ１の主面１ａの外周部から中心までを少なくとも２区間以上に分けて各区間ごとにエッチング液用ノズル３６の移動速度を制御すれば、有効である。しかしながら、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部から中心までを分ける区間ＲＧ（ｎ）の数が少ないと、ステップＳ１の処理後の絶縁膜１１の膜厚の半導体ウエハ１の主面１ａにおける均一性が低下する可能性がある。このため、絶縁膜１１の堆積時の膜厚分布が複雑であれば、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部から中心までをより多くの区間（例えば本実施の形態のように５区間以上）に分けて各区間ごとにエッチング液用ノズル３６の移動速度を制御することが好ましく、これにより、ステップＳ１の処理後の絶縁膜１１の膜厚膜厚の半導体ウエハ１の主面１ａにおける均一性の向上効果がより大きくなる。
【０１１６】
（実施の形態２）
本実施の形態の半導体装置の製造工程を図面を参照して説明する。
【０１１７】
本実施の形態の半導体装置の製造工程は、上記実施の形態１のステップＳ１の処理の代わりに、以下のようなステップＳ１ａの処理を行うこと以外は、上記実施の形態１とほぼ同様であるので、ここではステップＳ１ａの処理以外については、その説明を省略する。
【０１１８】
本実施の形態においても、上記のように、半導体ウエハ１の主面１ａ上に絶縁膜１１を堆積した後、半導体ウエハ１の主面上に堆積した絶縁膜１１の膜厚分布を補正（均一化）する処理（以下ステップＳ１ａと呼ぶ）を行う。
【０１１９】
図２７は、本実施の形態で行われるステップＳ１ａの処理（半導体ウエハ１の主面上に堆積した絶縁膜１１の膜厚分布を補正する処理）の説明図（断面図）であり、上記実施の形態１の図１６に対応するものである。
【０１２０】
本実施の形態においては、図２７に示されるように、枚葉式のウェットエッチング装置３１ａを用いて絶縁膜１１の一部をウェットエッチングすることにより、ステップＳ１ａの絶縁膜１１の膜厚分布を補正（均一化）する処理を行う。
【０１２１】
図２７に示されるように、本実施の形態で用いるウェットエッチング装置３１ａは、回転ステージ３２とウエハチャック３３とを有しており、回転ステージ３２とウエハチャック３３の構成および機能については、上記実施の形態１のウェットエッチング装置３１と同様であるので、ここではその説明は省略する。
【０１２２】
回転ステージ３２の上方、ここではウエハチャック３３によって回転ステージ３２に固定された半導体ウエハ１の主面１ａの中央部上方に、エッチング液用とリンス液とを兼用したノズル（エッチング液およびリンス液供給手段）３４ａが配置され、ノズル３４ａからエッチング液３７またはリンス液３５を半導体ウエハ１の主面１ａに向かって吐出（噴出）し、半導体ウエハ１の主面１ａにエッチング液３７またはリンス液３５を供給できるように構成されている。エッチング液３７は、上記実施の形態１と同様に、半導体ウエハ１の主面１ａに形成されている絶縁膜１１をエッチング可能なエッチング液を用い、例えばフッ酸（ＨＦ）の水溶液などを用いることができる。ノズル３４ａから吐出されるエッチング液３７の温度は、例えば、フッ酸であれば一般的な２４℃程度とすることができる。また、ノズル３４ａから吐出されるエッチング液３７の流量は、例えば、速やかにウエハ全面に行き渡らせる流量として２Ｌ／分程度とすることができる。ノズル３４ａから供給するリンス液３５は、例えば純水を用いることができる。また、バルブ（図示せず）などにより、ノズル３４ａからのエッチング液３７またはリンス液３５の供給開始、供給停止および供給切り換えなどが行えるように（あるいは供給（吐出）量を調整できるように）構成されている。すなわち、ノズル３４ａは、上記実施の形態１のリンス液用ノズル３４と同じ位置に配置されているが、上記実施の形態１では、リンス液用ノズル３４からはリンス液３５を供給していたのに対して、本実施の形態では、ノズル３４ａからはエッチング液３７とリンス液３５の両方を選択して供給可能である。
【０１２３】
また、回転ステージ３２の上方に、リンス液用ノズル（リンス液供給手段）３６ａが配置され、リンス液用ノズル３６ａからリンス液（洗浄液、すすぎ液）３５を半導体ウエハ１の主面１ａに向かって吐出（噴出、供給）し、半導体ウエハ１の主面１ａにリンス液３５を供給できるように構成されている。リンス液用ノズル３６ａから吐出するリンス液３５は、例えば純水を用いることができる。リンス液用ノズル３６ａから吐出されて半導体ウエハ１の主面１ａ上に供給されるリンス液３５の流量は、例えば、ウエハチャック３３からの跳ね返りを抑制できる流量として０．２Ｌ／分程度とすることができる。また、バルブ（図示せず）などにより、リンス液用ノズル３６ａからのリンス液３５の供給開始および停止の切換えができるように（あるいはリンス液３５の供給（吐出）量を調整できるように）構成されている。
【０１２４】
ノズル３４ａおよびリンス液用ノズル３６ａとそれらにエッチング液３７およびリンス液３５を供給する配管（図示せず）は回転ステージ３２には固定されておらず、回転ステージ３２が回転しても、ノズル３４ａおよびリンス液用ノズル３６ａは回転しないように構成されている。
【０１２５】
リンス液用ノズル３６ａは、上記実施の形態１のエッチング液用ノズル３６と同様に、回転ステージ３２の上方において、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ水平方向（回転ステージ３２およびそこに保持された半導体ウエハ１の主面１ａに平行な方向）に移動可能に構成されている。リンス液用ノズル３６ａの移動速度は、所望の速度に制御可能に構成されている。すなわち、リンス液用ノズル３６ａは、上記実施の形態１のエッチング液ノズル３６と同じように移動可能に構成されているが、上記実施の形態１では、エッチング液用ノズル３６からエッチング液３７を供給していたのに対して、本実施の形態では、リンス液用ノズル３６ａからリンス液３５を供給する。
【０１２６】
次に、ステップＳ１ａの具体的な手順について、説明する。
【０１２７】
まず、主面１ａに絶縁膜１１を堆積した半導体ウエハ１を、図２７に示されるように、ウエハチャック３３によってエッチング装置３１ａの回転ステージ３２に保持する。それから、回転ステージ３２を回転させることによって、回転ステージ３２に保持された半導体ウエハ１を回転させる。この際、回転ステージ３２の回転の中心が半導体ウエハ１の主面１ａの中心位置とほぼ一致させることで、半導体ウエハ１が主面１ａの中心位置を回転中心にして回転するようにする。半導体ウエハ１の回転速度は、例えば２００ｒｐｍ（２００回転／分）程度とすることができる。
【０１２８】
半導体ウエハ１が回転した状態で、回転する半導体ウエハ１の主面１ａにノズル３４ａから絶縁膜１１をエッチングするためのエッチング液３７を供給した後、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの上方でリンス液用ノズル３６ａを半導体ウエハ１の主面１ａの外周部側から中心部側に移動させながら、リンス液用ノズル３６ａから半導体ウエハ１の主面１ａに絶縁膜１１のエッチングを停止するためのリンス液３５を供給する。
【０１２９】
より具体的には、まず、半導体ウエハ１が回転した状態で、半導体ウエハ１の主面１ａの中央部上方に位置するノズル３４ａから、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの中心部にエッチング液３７を供給する。半導体ウエハ１は回転しているので、ノズル３４ａから半導体ウエハ１の主面１ａの中心部に供給されたエッチング液３７は、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部から外周部側に移動して、半導体ウエハ１の主面１ａの全面にエッチング液３７が行き渡り、半導体ウエハ１の主面１ａの全面で、エッチング液３７による絶縁膜１１のエッチングが開始される。
【０１３０】
所定の時間、ノズル３４ａから、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの中心部にエッチング液３７を供給した後、ノズル３４ａから半導体ウエハ１の主面１ａへのエッチング液３７の供給を停止する。それから、半導体ウエハ１が回転した状態で、リンス液用ノズル３６ａからのリンス液３５の吐出を開始し、リンス液３５を吐出するリンス液用ノズル３６ａを、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ水平方向（回転ステージ３２およびそこに保持された半導体ウエハ１の主面１ａに平行な方向）に移動させる。これにより、半導体ウエハ１の主面１ａにリンス液用ノズル３６ａからリンス液３５が供給され、半導体ウエハ１の主面１ａに供給されたリンス液３５により、半導体ウエハ１の主面１ａのリンス処理（すすぎ処理）が行われ、半導体ウエハ１の主面１ａからエッチング液３７がリンス液３５とともに除去され、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１のエッチングが停止する。なお、リンス液用ノズル３６ａが、半導体ウエハ１の主面１ａにリンス液３５を供給しながら移動するので、半導体ウエハ１の主面１ａにおけるリンス液３５の供給される位置が、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部に移動することになる。
【０１３１】
リンス液用ノズル３６ａが、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置に到達し、リンス液用ノズル３６ａから半導体ウエハ１の主面１ａへリンス液３５が供給される位置が、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部まで移動した後、リンス液用ノズル３６ａから半導体ウエハ１の主面１ａへのリンス液３５の供給を停止する。それから、半導体ウエハ１の主面１ａの中央部上方に位置するノズル３４ａから、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの中心部にリンス液３５を供給する。
【０１３２】
ノズル３４ａから半導体ウエハ１の主面１ａへリンス液３５を供給する際には、リンス液用ノズル３６ａが、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方に位置していると、リンス液用ノズル３６ａが邪魔になる可能性がある。このため、リンス液用ノズル３６ａからのリンス液３５の供給を停止した後、リンス液用ノズル３６ａを、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置から外周部側に速やかに移動させてから、ノズル３４ａから半導体ウエハ１の主面１ａへのリンス液３５の供給を開始すれば、より好ましい。
【０１３３】
リンス処理の後、ノズル３４ａからのリンス液３５の吐出が停止され、半導体ウエハ１の主面１ａへのリンス液３５の供給が終了する。そして、回転ステージ３２の回転速度を上昇させることによって半導体ウエハ１の回転速度を上昇させて、半導体ウエハ１を高速回転させ、高速回転による遠心力を利用して半導体ウエハ１の主面１ａ上に残留する液体または水分（リンス液）を振り切って、半導体ウエハ１を乾燥させる。所定の時間、高速回転させて半導体ウエハ１を乾燥させた後、半導体ウエハ１の回転を停止させる（回転ステージ３２の回転を停止させる）。
【０１３４】
その後、半導体ウエハ１は、次の工程（絶縁膜１１のエッチバックによるサイドウォールスペーサ１５の形成工程）に送られるか、あるいはその前に一旦、収容ケースなどに収容される。
【０１３５】
上記のように、半導体ウエハ１が回転した状態で、半導体ウエハ１の主面１ａの中央部上方に位置するノズル３４ａから、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部にエッチング液３７を供給することで、半導体ウエハ１の主面１ａの全面にエッチング液３７を行き渡らせ、このエッチング液３７により、半導体ウエハ１の主面１ａに形成されていた絶縁膜１１のエッチングを開始することができる。半導体ウエハ１が回転しているので、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部に供給したエッチング液３７は、半導体ウエハ１の主面１ａの全面に速やかに行き渡るので、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置で、ほぼ同時にエッチング液３７による絶縁膜１１のエッチングが開始される。
【０１３６】
半導体ウエハ１の回転速度が速すぎると、高速回転による遠心力によって半導体ウエハ１の主面１ａ上からエッチング液３７が振り切られて完全に除去されるが、半導体ウエハ１の主面１ａからエッチング液３７が完全に除去されずに、半導体ウエハ１の主面１ａの全面に所定の量のエッチング液３７が残留できる程度に、半導体ウエハ１の回転速度を制御する。例えば、半導体ウエハ１の回転速度を２００ｒｐｍ程度とする。これにより、ノズル３４ａから半導体ウエハ１の主面１ａへのエッチング液３７の供給を停止した後も、半導体ウエハ１の主面１ａに残留するエッチング液３７により、半導体ウエハ１の主面１ａに形成されていた絶縁膜１１のエッチングが進行する。
【０１３７】
ノズル３４ａから半導体ウエハ１の主面１ａへのエッチング液３７の供給を停止した後、上記のように、半導体ウエハ１が回転した状態で、リンス液用ノズル３６ａからリンス液３５を吐出させながら、リンス液用ノズル３６ａを、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ水平方向に移動させる。半導体ウエハ１は回転しているので、リンス液用ノズル３６ａから半導体ウエハ１の主面１ａ上に供給されたリンス液３５は、半導体ウエハ１の主面１ａ上を外周部側に移動する。このため、半導体ウエハ１の主面１ａにおいて、リンス液用ノズル３６ａからリンス液３５が供給された位置から外側（外周側）では、リンス液３５が行き渡った（存在した）状態となり、リンス処理（すすぎ処理）が行われ、エッチング液３７がリンス液３５とともに除去されて、絶縁膜１１のエッチング（ウェットエッチング）が停止する。
【０１３８】
半導体ウエハ１の主面１ａの各位置においては、ノズル３４ａから供給されたエッチング液３７によってほぼ同時に絶縁膜１１のエッチングが開始されるが、リンス液３５を吐出するリンス液用ノズル３６ａを、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ水平方向に移動するので、リンス液３５によるリンス処理の開始時間は、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置で異なる。半導体ウエハ１の主面１ａの各位置では、ノズル３４ａから供給されたエッチング液３７が触れて（接液して）から、リンス液用ノズル３６ａから供給されたリンス液３５に触れる（接液する）まで、絶縁膜１１のエッチングが進行する。このため、リンス液用ノズル３６ａは、半導体ウエハ１の主面１ａ上を外周部側から中心部側に１回移動させれば良く、ステップＳ１ａの処理の動作を単純化でき、またステップＳ１ａに要する時間を短縮できる。
【０１３９】
ステップＳ１ａにおける半導体ウエハ１の主面の各位置のエッチング時間は、ノズル３４ａからのエッチング液３７の供給を開始してから、各位置上をリンス液用ノズル３６ａが通過するまでの時間に対応することになる。従って、本実施の形態では、リンス液用ノズル３６ａの移動速度を、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚分布に応じて制御することで、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置でのエッチング時間を、絶縁膜１１の膜厚分布の均一化のために主面１ａの各位置で絶縁膜１１をエッチングすべき量に対応させ、それによって、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の膜厚分布を、位置によらず、均一化することができる。
【０１４０】
本実施の形態では、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部側では、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部側に比べて、リンス液３５の供給が開始されるまでの時間が長くなり、エッチング液３７によるエッチングが継続している時間（すなわちエッチング時間）が長くなる。このため、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部側では、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部側に比べて、エッチング液３７による絶縁膜１１のエッチング量が大きくなる。従って、本実施の形態のステップＳ１ａは、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部側に比べて、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部側で、絶縁膜１１の堆積膜厚が厚い場合に適用することができ、ステップＳ１ａの処理を行うことにより、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布を均一化させることができる。なお、この場合は、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部近傍が上記実施の形態１の絶縁膜１１の堆積膜厚が薄い領域１Ｂに対応し、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部近傍が上記実施の形態１の絶縁膜１１の堆積膜厚が厚い領域１Ａに対応する。
【０１４１】
半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚分布が単純で、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化量が半導体ウエハ１の主面１ａの外周部からの距離に比例している場合であれば、リンス液用ノズル３６ａを、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ等速で移動させればよい。これにより、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置における絶縁膜１１のエッチング時間を、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部からの距離に比例させ、それによって、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置における絶縁膜１１のエッチング量を、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部からの距離に比例させることができる。
【０１４２】
しかしながら、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚分布が単純ではなく、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化量が半導体ウエハ１の主面１ａの外周部からの距離に比例していない場合には、リンス液用ノズル３６ａを、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ等速移動させることでは、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布を十分に均一化させることはできない。
【０１４３】
このため、リンス液用ノズル３６ａを、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ移動させるが、本実施の形態では、リンス液用ノズル３６ａの移動速度は等速ではなく、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布に応じて、リンス液用ノズル３６ａの移動速度を制御する（変化させる）。
【０１４４】
次に、リンス液用ノズル３６ａの移動速度の制御について、より詳細に説明する。
【０１４５】
図２８は、半導体ウエハ１の主面１ａに絶縁膜１１を堆積した段階（ステップＳ１ａの処理前）の絶縁膜１１の膜厚（堆積膜厚）分布を示すグラフである。図２９は、ステップＳ１ａにおけるリンス液用ノズル３６ａの移動位置を示すグラフである。図３０は、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率とステップＳ１ａにおけるリンス液用ノズル３６ａの移動速度を示すグラフである。図３１は、ステップＳ１ａにおける絶縁膜１１のエッチング量を示すグラフである。図３２は、ステップＳ１ａを行った後の絶縁膜１１の膜厚分布を示すグラフである。なお、図２８〜図３２は、それぞれ、上記実施の形態１の図１８〜図２２のグラフに対応するものであり、これらのグラフの縦軸および横軸も、任意単位（arbitrary unit）で示してある。
【０１４６】
本実施の形態では、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率（後述するＣｒ（ｎ）に対応）に応じて、リンス液用ノズル３６ａの移動速度（後述するＶｒ（ｎ）に対応）を制御（調整）する。すなわち、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率（後述するＣｒ（ｎ）に対応）が大きい領域では、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を遅くし、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率（後述するＣｒ（ｎ）に対応）が小さい領域では、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を速くする制御を行う。
【０１４７】
具体的には、上記実施の形態１と同様に、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の位置Ｐ（１）から中心部の位置Ｐ（６）まで、半導体ウエハ１の主面１ａの半径方向に順に配列した例えば６箇所の位置Ｐ（１）〜Ｐ（６）を決める。
【０１４８】
半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚の分布は図２８に示されており、各位置Ｐ（１）〜Ｐ（６）での絶縁膜１１の堆積膜厚がｔ（１）〜ｔ（６）であったとする。但し、上記実施の形態１では、ｔ（ｎ＋１）≦ｔ（ｎ）であったが、本実施の形態では、ｔ（ｎ＋１）≧ｔ（ｎ）である。エッチング液３７による絶縁膜１１のエッチングレートはＥｒであるとする。
【０１４９】
ステップＳ１ａでは、リンス液用ノズル３６ａの移動位置を時間の経過とともに図２９のような位置にあるように制御する。なお、図２９のグラフの縦軸は、時間（時刻）に対応するが、縦軸の下方に向かう方向が、時間が経過する方向である。
【０１５０】
具体的には、リンス液用ノズル３６ａが区間ＲＧ（ｎ）を通過するのに要する時間、すなわち位置Ｐ（ｎ）上から位置Ｐ（ｎ＋１）上までを通過するのに要する時間をＴｒ（ｎ＋１）とすると、
Ｔｒ（ｎ＋１）＝（ｔ（ｎ＋１）−ｔ（ｎ））／Ｅｒ、但しｎ＝１〜５  ・・・（式１１）
となるように、リンス液用ノズル３６ａの移動速度を制御する。
【０１５１】
また、ノズル３４ａから半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の位置Ｐ（６）へエッチング液３７を供給してから、リンス液用ノズル３６ａから半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の位置Ｐ（１）へのリンス液３５の供給を開始するまでの時間をＴｒ（１）とすると、
Ｔｒ（１）＝ｔｒ０／Ｅｒ  ・・・（式１２）
となるように、ノズル３４ａからのエッチング液３７供給開始とリンス液用ノズル３６ａからのリンス液３５の供給開始のタイミングを制御する。なお、式１２中のｔｒ０は、外周部の位置Ｐ（１）での絶縁膜１１のエッチング量（エッチング厚み）に対応する。
【０１５２】
ノズル３４ａから半導体ウエハ１の中心部の位置Ｐ（６）へエッチング液３７を供給してから、リンス液用ノズル３６ａが半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の位置Ｐ（６）上に移動して位置Ｐ（６）へリンス液３５を供給するまでの時間、すなわちＴｒ（１）＋Ｔｒ（２）＋Ｔｒ（３）＋Ｔｒ（４）＋Ｔｒ（５）＋Ｔｒ（６）は、絶縁膜１１の膜厚分布やエッチング液３７の種類や濃度にもよるが、例えば、５０％ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：１００で熱酸化膜換算で１．５ｎｍ程度のエッチング量を狙うのであれば３０秒間、例えば、５０％ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：２０で熱酸化膜換算で５ｎｍ程度のエッチング量を狙うのであれば２０秒間、程度とすることができる。
【０１５３】
位置Ｐ（ｎ）から位置Ｐ（ｎ＋１）までの距離をＬ（ｎ）とすれば、区間ＲＧ（ｎ）を移動する間、すなわち位置Ｐ（ｎ）から位置Ｐ（ｎ＋１）までを移動する間のリンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）は、
Ｖｒ（ｎ）＝Ｌ（ｎ）／Ｔｒ（ｎ＋１）  ・・・（式１３）
で表されるので、上記式１３に式１１を代入して、
Ｖｒ（ｎ）＝Ｅｒ×Ｌ（ｎ）／（ｔ（ｎ＋１）−ｔ（ｎ））  ・・・（式１４）
となる。
【０１５４】
ここで、位置Ｐ（ｎ）から位置Ｐ（ｎ＋１）までの間の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率（すなわち区間ＲＧ（ｎ）の両端間での絶縁膜１１の堆積膜厚の差）をＣｒ（ｎ）とすると、
Ｃｒ（ｎ）＝（ｔ（ｎ＋１）−ｔ（ｎ））／Ｌ（ｎ）  ・・・（式１５）
で表されるので、式１４は、
Ｖｒ（ｎ）＝Ｅｒ／Ｃｒ（ｎ）  ・・・（式１６）
で表される。
【０１５５】
なお、式１５からも分かるように、半導体ウエハ１主面１ａにおいて、外周側の位置Ｐ（ｎ）から中心部側の位置Ｐ（ｎ＋１）に向かって、絶縁膜１１の堆積膜厚ｔ（ｎ）が厚くなる場合を、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）が正であるものとし、本実施の形態は、ｔ（ｎ＋１）≧ｔ（ｎ）となる場合に適用すれば好適であり、この場合、Ｃｒ（ｎ）≧０となる。従って、上記実施の形態１の変化率Ｃ（ｎ）の正負を逆にしたものが、本実施の形態の変化率Ｃｒ（ｎ）に対応する（Ｃ（ｎ）＝−Ｃｒ（ｎ））。
【０１５６】
従って、本実施の形態において、半導体ウエハ１の主面１ａの半径方向における絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）は、式１５からも分かるように、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部から中心に向かう方向での単位長さ当たりの絶縁膜１１の堆積膜厚の増加率（増加量）に対応する。
【０１５７】
本実施の形態では、位置Ｐ（１）〜Ｐ（６）の各区間でのリンス液用ノズル３６ａの移動速度を、式１６を満たすような移動速度Ｖｒ（ｎ）に制御する。図３０のグラフには、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）が点線で示され、ステップＳ１ａにおけるリンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）が実線で示されている。式１６や図３０からも分かるように、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）が大きい領域では、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を遅く（小さく）し、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）が小さい領域では、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を速く（大きく）する。このようにして、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）に応じて、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を制御（調整）する。また、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）がゼロに近い領域（絶縁膜１１の堆積膜厚がほぼ均一な領域）では、式１６のＶｒ（ｎ）が、エッチング装置３１ａの可能な範囲を超えしまう場合があるが、この領域では、エッチング装置３１ａの可能な範囲で、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を速くすればよい。また、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）が負となる（Ｃｒ（ｎ）＜０）領域があれば、そこでも、エッチング装置３１ａの可能な範囲で、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を速くする。
【０１５８】
位置Ｐ（１）〜Ｐ（６）がエッチング液３７に始めて触れるのは、ノズル３４ａから半導体ウエハ１の主面１ａにエッチング液３７の供給を開始したときであり、それによって、位置Ｐ（１）〜Ｐ（６）での絶縁膜１１のエッチング液３７によるエッチングが開始される。エッチング開始後、位置Ｐ（ｎ）がリンス液３５に始めて触れるのは、位置Ｐ（ｎ）上にリンス液３５を吐出するリンス液用ノズル３６ａがきたときであり、それによって、位置Ｐ（ｎ）でのリンス液３５によるリンス処理が始まってエッチング液３７によるエッチングが停止される。位置Ｐ（ｎ）上をリンス液用ノズル３６ａが通過した後は、リンス液用ノズル３６ａから供給されたリンス液３５が位置Ｐ（ｎ）上を通過するので、位置Ｐ（ｎ）でのリンス処理が継続される。従って、位置Ｐ（ｎ）がエッチング液３７に触れている時間、すなわち位置Ｐ（ｎ）における絶縁膜１１のエッチング時間ＥＴｒ（ｎ）は、図３３に示されるような式１７で表される。また、図２９のグラフの斜線で示される領域が、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置におけるエッチング時間に対応する。
【０１５９】
図３３の式１７に上記式１１および式１２を代入すると、位置Ｐ（ｎ）における絶縁膜１１のエッチング時間ＥＴ（ｎ）は、
ＥＴ（ｎ）＝（ｔ（ｎ）−ｔ（１）＋ｔｒ０）／Ｅｒ
で表される。位置Ｐ（ｎ）における絶縁膜１１のエッチング量（エッチング厚み）ＥＷｒ（ｎ）は、エッチング時間ＥＴ（ｎ）およびエッチングレートＥｒに比例し、両者の積（すなわちＥＴｒ（ｎ）×Ｅｒ）となるので、
ＥＷｒ（ｎ）＝ｔ（ｎ）−ｔ（１）＋ｔｒ０
となる。
【０１６０】
なお、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置におけるステップＳ１ａ中の絶縁膜１１のエッチング量（ＥＷｒ（ｎ））をグラフ化すると、図３１のようになる。
【０１６１】
従って、ステップＳ１ａの後の位置Ｐ（ｎ）における絶縁膜１１の膜厚ｔａ（ｎ）は、
ｔａ（ｎ）＝ｔ（ｎ）−ＥＷｒ（ｎ）＝ｔ（６）−ｔｒ０
となり、ステップＳ１ａの処理の後の半導体ウエハ１の主面１ａの絶縁膜１１の膜厚（残存膜厚）は、位置によらず一定（ｔ（６）−ｔ０）となる。すなわち、ステップＳ１ａの後の各位置Ｐ（１）〜Ｐ（６）における絶縁膜１１の膜厚ｔａ（１）〜ｔａ（６）は、
ｔａ（１）＝ｔａ（２）＝ｔａ（３）＝ｔａ（４）＝ｔａ（５）＝ｔａ（６）＝ｔ（６）−ｔ０
と均一になる。
【０１６２】
なお、ステップＳ１ａを行った後の半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の膜厚分布をグラフ化すると、図３２のようになる。
【０１６３】
上記式１６から分かるように、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）が一定の場合、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）も一定にすればよいが、実際の半導体ウエハ１の主面１ａにおいて、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）は一定ではなく、例えば図２８や図３０のグラフに示されるように、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部近傍（例えば区間ＲＧ（５））よりも外周部近傍（例えば区間ＲＧ（１））で、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が大きくなる（Ｃｒ（１）＞Ｃｒ（５））。このため、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部近傍（例えば区間ＲＧ（１））では、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を遅くし、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部近傍（例えば区間ＲＧ（５））では、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を速くする（Ｖｒ（１）＜Ｖｒ（５））。このため、半導体ウエハ１の外周部側と中心部側とで、リンス液用ノズル３６ａの移動速度が異なることになる。
【０１６４】
このように、本実施の形態では、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）に応じて、リンス液用ノズル３６ａの移動速度を制御し、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）が大きい領域では、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を遅くし、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）が小さい領域では、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を速くする。これにより、図３２に示されるように、ステップＳ１ａの後の半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の膜厚（ｔａ（ｎ））を均一化することができる。
【０１６５】
また、本実施の形態では、絶縁膜１１の堆積膜厚ｔ（ｎ）ではなく、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）に応じて、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を制御している。このため、絶縁膜１１の堆積膜厚ｔ（ｎ）が薄い領域で、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を遅くし、絶縁膜１１の堆積膜厚ｔ（ｎ）が厚い領域で、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を速くするという制御を行うのではない。本実施の形態では、絶縁膜１１の堆積膜厚ｔ（ｎ）が厚いか薄いかに関わらず、導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）が小さければ、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を速くし、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）が大きければ、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を遅くする制御を行うものである。
【０１６６】
本実施の形態は、半導体ウエハ１の主面１ａの絶縁膜１１の堆積膜厚（ｔ（ｎ））の分布が、図２８のグラフのように、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部（位置Ｐ（１））で最も薄く、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部（位置Ｐ（６））に近づくにつれて絶縁膜１１の堆積膜厚（ｔ（ｎ））が厚くなるような場合（ｔ（ｎ＋１）≧ｔ（ｎ）となる場合）に適用することができる。このような絶縁膜１１の堆積膜厚分布は、枚葉式の成膜装置（枚葉式のＣＶＤ装置など）を用いて絶縁膜１１を半導体ウエハ１上に堆積した場合に、生じ易い。従って、枚葉式の成膜装置（枚葉式のＣＶＤ装置など）を用いて絶縁膜１１を半導体ウエハ１上に堆積した場合に、本実施の形態を適用すれば、より効果が大きい。
【０１６７】
このように、本実施の形態では、エッチング液３７による絶縁膜１１のエッチングを開始した後、リンス液用ノズル３６ａを、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ移動させ、リンス液用ノズル３６ａから供給したリンス液３５によって絶縁膜１１のエッチングを停止させる。これにより、エッチング液３７によるエッチング時間を、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部で短くし、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部側に近づくほど長くし、それによって、絶縁膜１１のエッチング量（エッチング厚み）を、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部で少なく（小さく）し、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部側に近づくほど多く（大きく）することができる。このため、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部で最も薄く、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部に近づくにつれて厚くなるような堆積膜厚分布の絶縁膜１１の膜厚を、均一化することができる。
【０１６８】
しかしながら、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚分布が単純ではなく、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化量が半導体ウエハ１の主面１ａの外周部からの距離に比例していない場合には、リンス液用ノズル３６ａを、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ等速移動させることでは、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布を十分に均一化させることはできず、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の膜厚の分布に不均一性が残ってしまう。
【０１６９】
このため、本実施の形態では、リンス液用ノズル３６ａの移動速度は等速ではなく、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布に応じて、リンス液用ノズル３６ａの移動速度を制御する（変化させる）。具体的には、上記のように、絶縁膜１１の堆積膜厚ｔ（ｎ）ではなく、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）に応じて、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を制御する。すなわち、導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）が小さければ、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を速くし、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）が大きければ、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を遅くする制御を行う。これにより、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚分布が単純ではなく、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化量が半導体ウエハ１の主面１ａの外周部からの距離に比例していない場合であっても、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布を十分に均一化させることができ、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の膜厚の分布の不均一性を十分に除去することができる。
【０１７０】
本実施の形態においても、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚分布が不均一であっても、ステップＳ１ａの処理を行うことにより、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布を十分に均一化させることができるので、上記実施の形態１とほぼ同様の効果を得ることができる。例えば、サイドウォールスペーサ１５形成のための絶縁膜２７のエッチバック工程で、サイドウォールスペーサ１５以外の絶縁膜２７のエッチング残りが生じるのを防止することができ、また、オーバーエッチングが生じるのを抑制して、露出した半導体ウエハ１の基板領域（ここではｐ型ウエル３のうちのｎ＋型半導体領域１６を形成すべき領域）にダメージが与えられるのを防止することができる。また、絶縁膜１１の堆積膜厚が厚い領域１Ａと薄い領域１Ｂで、サイドウォールスペーサ１５の厚みを均一（同じ）にできるので、コンタクトホール２３内のプラグ２４とｎ＋型半導体領域１６（の表面上の金属シリサイド層１７）の接続抵抗を均一（同じ）にすることができ、また、コンタクトホール２３内のプラグ２４とｎ＋型半導体領域１６（の表面上の金属シリサイド層１７）との接続不良の発生を防止することができる。従って、半導体装置の信頼性や性能を向上することができる。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。
【０１７１】
また、図１３〜図１５で説明した問題は、絶縁膜１１の膜厚分布の不均一さに敏感であり、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚の分布の変動量が大きくなくとも、堆積膜厚に不均一性が残っていれば、図１３〜図１５で説明した問題が生じやすい。このため、図１３〜図１５で説明した問題を改善するために絶縁膜１１の膜厚分布を均一化する処理を行う際に、リンス液用ノズル３６ａを単調に移動させるのではなく、本実施の形態のように、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の膜厚分布に応じて、リンス液用ノズル３６ａの移動速度を制御することが好ましい。これにより、絶縁膜１１の堆積膜厚が半導体ウエハ１の主面１ａで複雑な分布を有していても、ステップＳ１ａの処理後の絶縁膜１１の膜厚分布の均一性を高めることができ、図１３〜図１５で説明した問題が生じるのを的確に防止することができる。
【０１７２】
（実施の形態３）
本実施の形態の半導体装置の製造工程を図面を参照して説明する。
【０１７３】
本実施の形態の半導体装置の製造工程は、上記実施の形態１のステップＳ１の処理の代わりに、以下のようなステップＳ１ｂの処理を行うこと以外は、上記実施の形態１とほぼ同様であるので、ここではステップＳ１ｂの処理以外については、その説明を省略する。
【０１７４】
本実施の形態においても、上記のように、半導体ウエハ１の主面１ａ上に絶縁膜１１を堆積した後、半導体ウエハ１の主面上に堆積した絶縁膜１１の膜厚分布を補正（均一化）する処理（以下ステップＳ１ｂと呼ぶ）を行う。
【０１７５】
図３４は、本実施の形態で行われるステップＳ１ｂの処理（半導体ウエハ１の主面上に堆積した絶縁膜１１の膜厚分布を補正する処理）の説明図（断面図）であり、上記実施の形態１，２の図１６，図２７に対応するものである。図３５は、半導体ウエハ１の主面１ａに絶縁膜１１を堆積した段階（ステップＳ１ｂの処理前）の絶縁膜１１の膜厚（堆積膜厚）分布を示すグラフである。図３６は、ステップＳ１ｂにおけるエッチング液用ノズル３６とリンス液用ノズル３６ａの移動位置を示すグラフである。図３７は、ステップＳ１ｂにおけるエッチング液用ノズル３６の移動速度とリンス液用ノズル３６ａの移動速度を示すグラフである。図３８は、ステップＳ１ｂにおける絶縁膜１１のエッチング量を示すグラフである。図３９は、ステップＳ１ｂを行った後の絶縁膜１１の膜厚分布を示すグラフである。なお、図３５〜図３９は、それぞれ、上記実施の形態１の図１８〜図２２のグラフにほぼ対応するものであり、これらのグラフの縦軸および横軸も、任意単位（arbitrary unit）で示してある。但し、図３７では、ステップＳ１ｂにおけるエッチング液用ノズル３６の移動速度が実線で示され、ステップＳ１ｂにおけるリンス液用ノズル３６ａの移動速度が一点差線で示されている。
【０１７６】
本実施の形態においては、図３４に示されるように、枚葉式のウェットエッチング装置３１ｂを用いて絶縁膜１１の一部（上層部分）をウェットエッチングすることにより、ステップＳ１ａの絶縁膜１１の膜厚分布を補正（均一化）する処理を行う。
【０１７７】
図３４に示されるように、本実施の形態で用いるウェットエッチング装置３１ｂは、回転ステージ３２とウエハチャック３３とを有しており、回転ステージ３２とウエハチャック３３の構成および機能については、上記実施の形態１のウェットエッチング装置３１と同様であるので、ここではその説明は省略する。
【０１７８】
本実施の形態で用いるウェットエッチング装置３１ｂにおいても、上記実施の形態１と同様に、回転ステージ３２の上方、ここではウエハチャック３３によって回転ステージ３２に固定された半導体ウエハ１の主面１ａの中央部上方に、リンス液用ノズル３４が配置され、リンス液用ノズル３４からリンス液３５を半導体ウエハ１の主面１ａに向かって吐出し、半導体ウエハ１の主面１ａにリンス液３５を供給できるように構成されている。また、本実施の形態で用いるウェットエッチング装置３１ｂにおいても、上記実施の形態１と同様に、回転ステージ３２の上方に、エッチング液用ノズル３６が配置され、エッチング液用ノズル３６からエッチング液３７を半導体ウエハ１の主面１ａに向かって吐出し、半導体ウエハ１の主面１ａにエッチング液３７を供給できるように構成されている。
【０１７９】
また、本実施の形態で用いるウェットエッチング装置３１ｂにおいては、更に、上記実施の形態２と同様のリンス液用ノズル３６ａが回転ステージ３２の上方に配置され、リンス液用ノズル３６ａからリンス液３５を半導体ウエハ１の主面１ａに向かって吐出し、半導体ウエハ１の主面１ａにリンス液３５を供給できるように構成されている。リンス液用ノズル３４、リンス液３５、エッチング液用ノズル３６およびエッチング液３７の構成は、上記実施の形態１とほぼ同様であり、リンス液用ノズル３６ａの構成は、上記実施の形態２とほぼ同様である。従って、エッチング液用ノズル３６およびリンス液用ノズル３６ａは、それぞれ、回転ステージ３２の上方において、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ水平方向（回転ステージ３２およびそこに保持された半導体ウエハ１の主面１ａに平行な方向）に独立に移動可能に構成されている。エッチング液用ノズル３６およびリンス液用ノズル３６ａの移動速度は、それぞれ所望の速度に制御可能に構成されている。また、エッチング液用ノズル３６とリンス液用ノズル３６ａは、いずれも半導体ウエハ１の主面１ａ上を外周部から中心部に移動するよう構成されているが、図３４に示されるように、互いに異なる方向の外周部から中心部に移動するようにしておくことが好ましい。
【０１８０】
次に、ステップＳ１ｂの具体的な手順について、説明する。
【０１８１】
まず、主面１ａに絶縁膜１１を堆積した半導体ウエハ１を、図３４に示されるように、ウエハチャック３３によってエッチング装置３１ｂの回転ステージ３２に保持する。それから、回転ステージ３２を回転させることによって、回転ステージ３２に保持された半導体ウエハ１を回転させる。この際、回転ステージ３２の回転の中心が半導体ウエハ１の主面１ａの中心位置とほぼ一致させることで、半導体ウエハ１が主面１ａの中心位置を回転中心にして回転するようにする。半導体ウエハ１の回転速度は、例えば２００ｒｐｍ（２００回転／分）程度とすることができる。
【０１８２】
半導体ウエハ１が回転した状態で、エッチング液用ノズル３６からのエッチング液３７の吐出を開始し、エッチング液３７を吐出するエッチング液用ノズル３６を、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ水平方向（回転ステージ３２およびそこに保持された半導体ウエハ１の主面１ａに平行な方向）に移動させる。これにより、半導体ウエハ１の主面１ａにエッチング液用ノズル３６からエッチング液３７が供給され、半導体ウエハ１の主面１ａに供給されたエッチング液３７により、半導体ウエハ１の主面１ａに形成されていた絶縁膜１１がエッチングされる。この際、エッチング液用ノズル３６が、半導体ウエハ１の主面１ａにエッチング液３７を供給しながら移動するので、半導体ウエハ１の主面１ａにおけるエッチング液３７の供給される位置が、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部に移動することになる。
【０１８３】
エッチング液用ノズル３６が、半導体ウエハ１の主面１ａにエッチング液３７を供給しながらの移動を開始してから所定の時間経過した後、半導体ウエハ１が回転した状態で、リンス液用ノズル３６ａからのリンス液３５の吐出を開始し、リンス液３５を吐出するリンス液用ノズル３６ａを、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ水平方向に移動させる。これにより、半導体ウエハ１の主面１ａにリンス液用ノズル３６ａからリンス液３５が供給され、半導体ウエハ１の主面１ａに供給されたリンス液３５により、半導体ウエハ１の主面１ａのリンス処理（すすぎ処理）が行われ、半導体ウエハ１の主面１ａからエッチング液３７がリンス液３５とともに除去され、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１のエッチングが停止する。なお、リンス液用ノズル３６ａが、半導体ウエハ１の主面１ａにリンス液３５を供給しながら移動するので、半導体ウエハ１の主面１ａにおけるリンス液３５の供給される位置が、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部に移動することになる。
【０１８４】
エッチング液用ノズル３６が、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置に到達し、エッチング液用ノズル３６から半導体ウエハ１の主面１ａへエッチング液３７が供給される位置が、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部まで移動した後、エッチング液用ノズル３６から半導体ウエハ１の主面１ａへのエッチング液３７の供給を停止する。その後、リンス液用ノズル３６ａが、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置に到達し、リンス液用ノズル３６ａから半導体ウエハ１の主面１ａへリンス液３５が供給される位置が、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部まで移動した後、リンス液用ノズル３６ａから半導体ウエハ１の主面１ａへのリンス液３５の供給を停止する。それから、半導体ウエハ１の主面１ａの中央部上方に位置するリンス液用ノズル３４から、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの中心部にリンス液３５を供給する。
【０１８５】
リンス液用ノズル３４から半導体ウエハ１の主面１ａへリンス液３５を供給する際には、エッチング液用ノズル３６およびリンス液用ノズル３６ａが、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方に位置していると、リンス液用ノズル３６ａが邪魔になる可能性がある。このため、エッチング液用ノズル３６からのエッチング液３７の供給を停止した後、エッチング液用ノズル３６を、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置から外周部側に速やかに移動させる。また、リンス液用ノズル３６ａからのリンス液３５の供給を停止した後、リンス液用ノズル３６ａを、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置から外周部側に速やかに移動させる。その後、リンス液用ノズル３４から半導体ウエハ１の主面１ａへリンス液３５を供給すればよい。
【０１８６】
リンス処理の後、リンス液用ノズル３４からのリンス液３５の吐出が停止され、半導体ウエハ１の主面１ａへのリンス液３５の供給が終了する。そして、回転ステージ３２の回転速度を上昇させることによって半導体ウエハ１の回転速度を上昇させて、半導体ウエハ１を高速回転させ、高速回転による遠心力を利用して半導体ウエハ１の主面１ａ上に残留する液体または水分（リンス液３５）を振り切って、半導体ウエハ１を乾燥させる。所定の時間、高速回転させて半導体ウエハ１を乾燥させた後、半導体ウエハ１の回転を停止させる（回転ステージ３２の回転を停止させる）。
【０１８７】
その後、半導体ウエハ１は、次の工程（絶縁膜１１のエッチバックによるサイドウォールスペーサ１５の形成工程）に送られるか、あるいはその前に一旦、収容ケースなどに収容される。
【０１８８】
上記のように、半導体ウエハ１が回転した状態で、エッチング液用ノズル３６からエッチング液３７を吐出させながら、エッチング液用ノズル３６を、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ水平方向に移動させる。半導体ウエハ１は回転しているので、エッチング液用ノズル３６から半導体ウエハ１の主面１ａ上に供給されたエッチング液３７は、半導体ウエハ１の主面１ａ上を外周部側に移動する。このため、半導体ウエハ１の主面１ａにおいて、エッチング液用ノズル３６からエッチング液３７が供給された位置から外側（外周側）には、エッチング液３７が行き渡った（存在した）状態となり、このエッチング液３７により、半導体ウエハ１の主面１ａに形成されている絶縁膜１１がエッチング（ウェットエッチング）される。
【０１８９】
エッチング液用ノズル３６から供給されたエッチング液３７による絶縁膜１１のエッチングが開始した後、上記のように、半導体ウエハ１が回転した状態で、リンス液用ノズル３６ａからリンス液３５を吐出させながら、リンス液用ノズル３６ａを、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ水平方向に移動させる。半導体ウエハ１は回転しているので、リンス液用ノズル３６ａから半導体ウエハ１の主面１ａ上に供給されたリンス液３５は、半導体ウエハ１の主面１ａ上を外周部側に移動する。このため、半導体ウエハ１の主面１ａにおいて、リンス液用ノズル３６ａからリンス液３５が供給された位置から外側（外周側）では、リンス液３５が行き渡った（存在した）状態となり、リンス処理（すすぎ処理）が行われ、エッチング液３７がリンス液３５とともに除去されて、絶縁膜１１のエッチング（ウェットエッチング）が停止する。
【０１９０】
本実施の形態では、上記実施の形態１と同様に、エッチング液３７を吐出するエッチング液用ノズル３６を、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ水平方向に移動するので、エッチング液３７によるエッチング処理の開始時間は、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置で異なる。すなわち、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置において、エッチング液用ノズル３６から供給されたエッチング液３７によって時間差を持って絶縁膜１１のエッチングが開始され、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置での絶縁膜１１のエッチング開始時間は、その位置の上をエッチング液３７を吐出するエッチング液用ノズル３６が通過してエッチング液用ノズル３６から供給されたエッチング液３７がその位置に触れた瞬間である。更に、本実施の形態では、上記実施の形態２と同様に、リンス液３５を吐出するリンス液用ノズル３６ａを、回転する半導体ウエハ１の主面１ａの外周部の上方の位置から半導体ウエハ１の主面１ａの中心部の上方の位置へ水平方向に移動するので、リンス液３５によるリンス処理の開始時間は、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置で異なる。すなわち、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置において、リンス液用ノズル３６ａから供給されたリンス液３５によって時間差を持って絶縁膜１１のエッチングが停止され、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置での絶縁膜１１のエッチング停止時間は、その位置の上をリンス液３５を吐出するリンス液用ノズル３６ａが通過してリンス液用ノズル３６ａから供給されたリンス液３５がその位置に触れた瞬間である。
【０１９１】
このため、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置では、エッチング液用ノズル３６から供給されるエッチング液３７に触れて（接液して）から、リンス液用ノズル３６ａから供給されるリンス液３５が触れる（接液する）まで、絶縁膜１１のエッチングが進行する。従って、エッチング液用ノズル３６とリンス液用ノズル３６ａは、半導体ウエハ１の主面１ａ上を外周部側から中心部側に１回移動させれば良く、ステップＳ１ｂの処理の動作を単純化でき、またステップＳ１ｂに要する時間を短縮できる。
【０１９２】
ステップＳ１ｂにおける半導体ウエハ１の主面の各位置のエッチング時間は、各位置上をエッチング液用ノズル３６が通過してから、各位置上をリンス液用ノズル３６ａが通過するまでの時間に対応することになる。従って、本実施の形態では、エッチング液用ノズル３６の移動速度とリンス液用ノズル３６ａの移動速度とを、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚分布に応じて制御することで、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置でのエッチング時間を、絶縁膜１１の膜厚分布の均一化のために主面１ａの各位置で絶縁膜１１をエッチングすべき量に対応させ、それによって、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の膜厚分布を、位置によらず、均一化することができる。
【０１９３】
本実施の形態では、図３６や図３７に示されるように、エッチング液用ノズル３６とリンス液用ノズル３６ａの移動速度を、等速ではなく、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布に応じて制御する（変化させる）。このため、絶縁膜１１のエッチング時間を、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置で異ならせることができる。
【０１９４】
本実施の形態とは異なり、エッチング液用ノズル３６の移動速度が等速で、かつリンス液用ノズル３６ａの移動速度も等速であれば、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置において、その位置の上をエッチング液用ノズル３６が通過してから、その位置の上をリンス液用ノズル３６ａが通過するまでの時間（これがエッチング時間に相当する）が同じであるため、絶縁膜１１のエッチング時間は、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置で同じになる。
【０１９５】
それに対して、本実施の形態では、エッチング液用ノズル３６の移動速度とリンス液用ノズル３６ａの移動速度の両者を、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布（堆積膜厚分布）に応じて制御する（変化させる）。このため、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置において、その位置の上をエッチング液用ノズル３６が通過してから、その位置の上をリンス液用ノズル３６ａが通過するまでの時間（これがエッチング時間に相当する）を異ならせることができる。すなわち、絶縁膜１１のエッチング時間を、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置で異ならせることができる。
【０１９６】
例えば、上記実施の形態１のように、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が大きい領域では、図３７に示されるように、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を遅くし、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が小さい領域では、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を速くする制御を行う。そして、上記実施の形態２のように、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）が大きい領域では、図３７に示されるように、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を遅くし、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）が小さい領域では、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を速くする制御を行う。また、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）が負の領域（すなわち変化率Ｃｒ（ｎ）が正の領域）では、エッチング装置３１ｂの可能な範囲で、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）を速くし、また、絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃｒ（ｎ）が負の領域（すなわち変化率Ｃ（ｎ）が正の領域）では、エッチング装置３１ｂの可能な範囲で、リンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を速くすればよい。
【０１９７】
このように、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）、Ｃｒ（ｎ）に応じて、エッチング液用ノズル３６の移動速度Ｖ（ｎ）とリンス液用ノズル３６ａの移動速度Ｖｒ（ｎ）を制御することで、図３５のグラフのように半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚分布が複雑な場合でも、図３８のように絶縁膜１１のエッチング量を、絶縁膜１１の堆積膜厚の分布に応じて、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置で異ならせることができる。このため、図３９のように、ステップＳ１ｂの後の半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の膜厚（ｔａ（ｎ））を均一化することができる。
【０１９８】
本実施の形態は、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布に応じてエッチング液用ノズル３６とリンス液用ノズル３６ａの移動速度を制御する（変化させる）ことで、例えば図３８のように、絶縁膜１１のエッチング時間（エッチング量）を、半導体ウエハ１の主面１ａの各位置で異ならせることができる。このため、半導体ウエハ１の主面１ａの絶縁膜１１の堆積膜厚の膜厚分布が、上記実施の形態１，２よりも複雑な場合にも適用することができる。例えば、半導体ウエハ１の主面１ａの絶縁膜１１の堆積膜厚（ｔ（ｎ））の分布が、図３５のグラフのように、半導体ウエハ１の主面１ａの外周部と中心部で薄く、その間で厚くなるような場合などにも適用することができる。このような絶縁膜１１の堆積膜厚分布は、枚葉式の成膜装置（枚葉式のＣＶＤ装置など）を用いて絶縁膜１１を半導体ウエハ１上に堆積した場合に、生じ易い。従って、枚葉式の成膜装置（枚葉式のＣＶＤ装置など）を用いて絶縁膜１１を半導体ウエハ１上に堆積した場合に、本実施の形態を適用すれば、より効果が大きい。
【０１９９】
本実施の形態においても、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚分布が不均一であっても、ステップＳ１ｂの処理を行うことにより、半導体ウエハ１の主面１ａの面内の絶縁膜１１の膜厚分布を十分に均一化させることができる。このため、上記実施の形態１，２とほぼ同様の効果を得ることができる。例えば、サイドウォールスペーサ１５形成のための絶縁膜２７のエッチバック工程で、サイドウォールスペーサ１５以外の絶縁膜２７のエッチング残りが生じるのを防止することができ、また、オーバーエッチングが生じるのを抑制して、露出した半導体ウエハ１の基板領域（ここではｐ型ウエル３のうちのｎ＋型半導体領域１６を形成すべき領域）にダメージが与えられるのを防止することができる。また、絶縁膜１１の堆積膜厚が厚い領域１Ａと薄い領域１Ｂで、サイドウォールスペーサ１５の厚みを均一（同じ）にできるので、コンタクトホール２３内のプラグ２４とｎ＋型半導体領域１６（の表面上の金属シリサイド層１７）の接続抵抗を均一（同じ）にすることができ、また、コンタクトホール２３内のプラグ２４とｎ＋型半導体領域１６（の表面上の金属シリサイド層１７）との接続不良の発生を防止することができる。従って、半導体装置の信頼性や性能を向上することができる。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。
【０２００】
（実施の形態４）
本実施の形態の半導体装置の製造工程を図面を参照して説明する。図４０〜図４２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。本実施の形態は、図１の工程までは上記実施の形態１と同様であるのでここではその説明は省略し、図１に続く工程について説明する。
【０２０１】
上記実施の形態１と同様にして図１の構造が得られた後、上記実施の形態１と同様にして半導体ウエハ１の主面上に（すなわちゲート絶縁膜５上に）、導電膜６を形成し、更に、図４０に示されるように、導電膜６上に絶縁膜７を形成する。絶縁膜７はゲート電極加工時のハードマスク用の絶縁膜であり、例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜などにより形成することができる。
【０２０２】
次に、絶縁膜７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用いて、図４１に示されるように、絶縁膜７をエッチング（ドライエッチング）してパターニングする。これにより、パターニングされた絶縁膜７からなる絶縁膜パターン７ａ（すなわち絶縁膜７のパターン）が形成される。
【０２０３】
次に、フォトレジストパターンを除去した後、詳細は後述するが、上記実施の形態１のステップＳ１と同様の処理を行い、絶縁膜パターン７ａの寸法を補正する処理を行う。それから、図４２に示されるように、絶縁膜パターン７ａをエッチングマスク（ハードマスク）として用いて、導電膜６をエッチング（ドライエッチング）してパターニングする。これにより、パターニングされた導電膜６からなるゲート電極８がｐ型ウエル３上のゲート絶縁膜５上に形成される。
【０２０４】
以降の工程は、上記実施の形態１の図３〜図１２の工程とほぼ同様であるので、ここではその説明は省略する。絶縁膜７は、ゲート電極８形成後の任意の工程で除去することもできる。
【０２０５】
図４３および図４４は、本実施の形態とは異なり、ステップＳ１の処理を行わない第２比較例の半導体装置の製造工程中の要部断面図であり、各図中には、半導体ウエハ１の主面の周辺部（外周部）１Ｃと中央部（中心部）１Ｄが示されている。
【０２０６】
図４３は、上記図４１の工程段階に対応し、絶縁膜７をパターニングして絶縁膜パターン７ａを形成した状態が示されている。図４４は、上記図４２の工程段階に対応するが、本実施の形態とは異なり、ステップＳ１の処理を行うことなく、絶縁膜パターン７ａをエッチングマスクとして導電膜６をパターニングしてゲート電極８を形成した状態が示されている。
【０２０７】
半導体ウエハ１の主面の周辺部１Ｃと中央部１Ｄでは、同じマスク（フォトマスク）を用いて形成したフォトレジストパターンを用いて絶縁膜７をパターニングするので、図４３に示されるように、絶縁膜パターン７ａの寸法５１（後で形成されるゲート電極８のゲート長方向に対応する方向の寸法）は、半導体ウエハ１の主面の周辺部１Ｃと中央部１Ｄでほぼ同じになる。
【０２０８】
図４５は、半導体ウエハ１の各位置における絶縁膜パターン７ａの寸法５１と、その寸法の絶縁膜パターン７ａを用いて形成されるゲート電極８の実効的なゲート長８ａを示すグラフであり、ステップＳ１の処理を行わずに、半導体ウエハの全位置で同じ寸法５１の絶縁膜パターン７ａをエッチングマスクとして導電膜６パターニングしてゲート電極８を形成した場合が示されている。
【０２０９】
同じ寸法５１にパターニングされた絶縁膜パターン７ａをエッチングマスクとして導電膜６をドライエッチングした場合、図４４に示されるように、半導体ウエハ１の主面の中央部１Ｄに比べて、周辺部１Ｃでは、導電膜６がテーパ状にエッチングされやすい。このため、半導体ウエハ１の主面の中央部１Ｄに比べて、周辺部１Ｃでは、形成されるゲート電極８が裾引き（テーパ、テーパー）形状になりやすい。従って、図４４および図４５のように、半導体ウエハ１の主面の中央部１Ｄに比べて、周辺部１Ｃでは、ゲート電極８の実効的なゲート長が大きくなる。これは、半導体ウエハ１の主面の周辺部１Ｃで、半導体装置の特性劣化の原因となり、半導体装置の製造歩留まりを低下させる可能性がある。
【０２１０】
そこで、本実施の形態では、絶縁膜７をパターニングして絶縁膜パターン７ａを形成した後、上記実施の形態１のステップＳ１と同様の処理を行って絶縁膜パターン７ａの寸法５１を寸法補正（後述の寸法５１ａに補正）してから、寸法補正後の絶縁膜パターン７ａをエッチングマスクとして導電膜６のドライエッチングを行いゲート電極８を形成する。ステップＳ１の具体的な手順は、上記実施の形態１と同様であるので、ここではその説明は省略する。
【０２１１】
図４６および図４７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り、各図中には、半導体ウエハ１の主面の周辺部（外周部）１Ｃと中央部（中心部）１Ｄが示されている。図４６は、図４３の構造が得られた後、ステップＳ１の処理を行って、絶縁膜パターン７ａの寸法を補正した状態が示されている。図４７は、上記図４２の工程段階に対応し、図４６のようにステップＳ１の処理を行って絶縁膜パターン７ａの寸法を補正した後に、補正後の寸法５１ａの絶縁膜パターン７ａをエッチングマスクとして導電膜６パターニングしてゲート電極８を形成した状態が示されている。
【０２１２】
図４８は、ステップＳ１の処理による絶縁膜パターン７ａのエッチング量、すなわち絶縁膜パターン７ａの寸法５１の縮小量（寸法５１と寸法５１ａとの差に対応）を示すグラフである。図４９は、ステップＳ１の処理後の半導体ウエハ１の主面１ａの各位置における絶縁膜パターン７ａの寸法５１ａと、その寸法の絶縁膜パターン７ａを用いて形成されるゲート電極８の実効的なゲート長８ａを示すグラフである。図４９のグラフでは、ステップＳ１の処理により、半導体ウエハ１の主面１ａの位置により絶縁膜パターン７ａの寸法５１ａを異ならせ、この絶縁膜パターン７ａをエッチングマスクとして導電膜６をパターニングしてゲート電極８を形成した場合が示されている。なお、絶縁膜パターン７ａの寸法５１，５１ａは、後で形成されるゲート電極８のゲート長方向に対応する方向の寸法であるが、ステップＳ１の処理前の寸法が寸法５１であり、ステップＳ１の処理後の寸法が寸法５１ａである。
【０２１３】
本実施の形態では、ステップＳ１の処理により、半導体ウエハ１の主面１ａにおけるゲート電極８の実効的なゲート長８ａの分布が均一化するように、ゲート電極８のテーパ量６１が大きいところでは、ゲート電極８のテーパ量６１が小さいところよりも多く、絶縁膜パターン７ａをウェットエッチングして寸法５１を縮小させ、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜パターン７ａの分布を補正する。すなわち、絶縁膜パターン７ａをエッチングマスクとした導電膜６のエッチング工程（ゲート電極８の加工工程）で生じるゲート電極８のテーパ量（テーパ形状の発生程度、ゲート電極８の裾引き形状の程度）６１に応じてエッチング装置３１のエッチング液用ノズル３６からのエッチング液３７により絶縁膜パターン７ａをウェットエッチングして絶縁膜パターン７ａの寸法５１を寸法５１ａに縮小させる。ここで、ゲート電極８のテーパ量６１は、絶縁膜パターン７ａの寸法５１ａと、ゲート電極８の下部の寸法に対応する実効的なゲート長８ａとの差に対応し、図４９のグラフの実線と点線の差に相当する。また、本実施の形態では、エッチング液３７は、絶縁膜パターン７ａをエッチングして、絶縁膜パターン７ａの寸法５１を縮小させるためのエッチング液であるので、エッチング液３７としては、絶縁膜パターン７ａをエッチング可能で、導電膜６がエッチングされにくいようなエッチング液を用いる。
【０２１４】
図４６および図４８に示されるように、導電膜６のエッチングの際にテーパ形状が発生しやすい（テーパ量６１が大きくなってゲート電極８の裾引き形状が発生しやすい）半導体ウエハ１の主面の周辺部１Ｃでは、ステップＳ１による絶縁膜７のエッチング量（エッチング時間）を多く（長く）して絶縁膜パターン７ａの寸法５１の縮小量（ステップＳ１の処理前の寸法５１とステップＳ１の処理後の寸法５１ａの差）を大きくする。一方、導電膜６のエッチングの際にテーパ形状が発生しにくい（テーパ量６１が小さくゲート電極８の裾引き形状が発生しにくい）半導体ウエハ１の主面の中央部１Ｄでは、図４６および図４８に示されるように、ステップＳ１による絶縁膜パターン７ａのエッチング量（エッチング時間）を少なく（短く）して絶縁膜パターン７ａの寸法５１の縮小量（ステップＳ１の処理前の寸法５１とステップＳ１の処理後の寸法５１ａの差）を小さくする。すなわち、絶縁膜パターン７ａの寸法５１の縮小量を、半導体ウエハ１の主面１ａの中心部側よりも外周部側で大きくする。これにより、ステップＳ１の処理の前には半導体ウエハ１の主面１ａの位置によらず同じ寸法５１であった絶縁膜パターン７ａが、ステップＳ１の処理を行うことにより、半導体ウエハ１の主面１ａの位置によって異なる寸法５１ａを有する絶縁膜パターン７ａとなる。
【０２１５】
このようなステップＳ１の処理による寸法補正を行った絶縁膜パターン７ａをハードマスクとして用いて導電膜６をエッチングすることで、図４７および図４９に示されるように、ゲート電極８の上部の寸法（ゲート長方向の寸法）は、半導体ウエハ１の主面の周辺部１Ｃでは、中央部１Ｄに比べて、小さくなるが、ゲート電極８の下部の寸法（ゲート長方向の寸法）、すなわちゲート電極８の実効的なゲート長８ａは、半導体ウエハ１の主面の周辺部１Ｃと中央部１Ｄでほぼ同じにすることができる。このため、半導体ウエハ１の主面の中央部１Ｄと周辺部１Ｃで、すなわち半導体ウエハ１の主面１ａの全面で、ゲート電極８の実効的なゲート長８ａを均一にすることができる。従って、半導体ウエハ１の主面の周辺部１Ｃでの半導体装置の特性劣化を防止でき、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【０２１６】
本実施の形態でも、上記実施の形態１と同様に、半導体ウエハ１を複数の区間（上記区間ＲＧ（１）〜ＲＧ（５）に相当するもの）に分けて各区間ごとにエッチング液用ノズル３６の移動速度を制御する。このため、半導体ウエハ１の外周部側と中心部側とで、エッチング液用ノズル３６の移動速度が異なっている。
【０２１７】
本実施の形態における図４９のゲート電極８のテーパ量６１の半導体ウエハ１の主面１ａにおける分布が、上記実施の形態１における図１８に示される半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の堆積膜厚分布に相当するものである。上記実施の形態１では、半導体ウエハ１の主面１ａにおける絶縁膜１１の膜厚分布に応じて、エッチング液用ノズル３６の移動速度を制御したように、本実施の形態においても、ゲート電極８加工の際に生じるゲート電極８のテーパ量６１の半導体ウエハ１の主面１ａにおける分布に応じて、エッチング液用ノズル３６の移動速度を制御すればよい。より具体的には、上記実施の形態１で、半導体ウエハ１の主面１ａにおける半径方向の絶縁膜１１の堆積膜厚の変化率Ｃ（ｎ）に応じて、エッチング液用ノズル３６の移動速度を制御したように、本実施の形態では、ゲート電極８のテーパ量６１の変化率（半導体ウエハ１の主面１ａの半径方向での変化率）に応じて、エッチング液用ノズル３６の移動速度を制御すればよい。すなわち、ゲート電極８のテーパ量６１の変化率が大きい領域では、エッチング液用ノズル３６の移動速度を遅くし、ゲート電極８のテーパ量６１の変化率が小さい領域では、エッチング液用ノズル３６の移動速度を速くすればよい。
【０２１８】
従って、ゲート電極８加工の際のテーパ量６１の発生程度が単純ではなく、図４８や図４９のように、絶縁膜パターン７ａの寸法５１の縮小量（絶縁膜パターン７ａのエッチング量）が半導体ウエハ１の主面１ａの中心からの距離に比例していない場合であっても、上記実施の形態１のようなステップＳ１の処理を行うことにより、ステップＳ１後の絶縁膜パターン７ａの寸法５１ａを所望の分布に制御でき、図４９などのような複雑な分布を実現できる。このため、形成されるゲート電極８の実効的なゲート長８ａを半導体ウエハ１の主面の面内で均一にすることができる。従って、半導体ウエハ１の主面の面内で半導体装置の特性を均一にすることができ、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【０２１９】
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。
【産業上の利用可能性】
【０２２０】
本発明は、半導体装置の製造技術に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２２１】
【図１】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２】図１に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図３】図２に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図４】図３に続く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】第１比較例の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１４】図１３に続く第１比較例の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１５】図１４に続く第１比較例の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１６】半導体ウエハの主面上に堆積した絶縁膜の膜厚分布を均一化する処理の説明図である。
【図１７】半導体ウエハ上を移動するエッチング液用ノズルの移動速度の制御の説明図である。
【図１８】半導体ウエハの主面に絶縁膜を堆積した段階の堆積膜厚分布を示すグラフである。
【図１９】エッチング液用ノズルの移動位置を示すグラフである。
【図２０】半導体ウエハの主面における半径方向の絶縁膜の堆積膜厚の変化率とエッチング液用ノズルの移動速度を示すグラフである。
【図２１】半導体ウエハの主面上に堆積した絶縁膜の膜厚分布を均一化する処理における絶縁膜のエッチング量を示すグラフである。
【図２２】半導体ウエハの主面上に堆積した絶縁膜の膜厚分布を均一化する処理を行った後の絶縁膜の膜厚分布を示すグラフである。
【図２３】絶縁膜のエッチング時間を表す式を示す説明図である。
【図２４】本発明の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】半導体ウエハの主面上に堆積した絶縁膜の膜厚分布を均一化する処理の説明図である。
【図２８】半導体ウエハの主面に絶縁膜を堆積した段階の堆積膜厚分布を示すグラフである。
【図２９】リンス液用ノズルの移動位置を示すグラフである。
【図３０】半導体ウエハの主面における半径方向の絶縁膜の堆積膜厚の変化率とリンス液用ノズルの移動速度を示すグラフである。
【図３１】半導体ウエハの主面上に堆積した絶縁膜の膜厚分布を均一化する処理における絶縁膜のエッチング量を示すグラフである。
【図３２】半導体ウエハの主面上に堆積した絶縁膜の膜厚分布を均一化する処理を行った後の絶縁膜の膜厚分布を示すグラフである。
【図３３】絶縁膜のエッチング時間を表す式を示す説明図である。
【図３４】半導体ウエハの主面上に堆積した絶縁膜の膜厚分布を均一化する処理の説明図である。
【図３５】半導体ウエハの主面に絶縁膜を堆積した段階の堆積膜厚分布を示すグラフである。
【図３６】エッチング液用ノズルとリンス液用ノズルの移動位置を示すグラフである。
【図３７】エッチング液用ノズルの移動速度とリンス液用ノズルの移動速度を示すグラフである。
【図３８】半導体ウエハの主面上に堆積した絶縁膜の膜厚分布を均一化する処理における絶縁膜のエッチング量を示すグラフである。
【図３９】半導体ウエハの主面上に堆積した絶縁膜の膜厚分布を均一化する処理を行った後の絶縁膜の膜厚分布を示すグラフである。
【図４０】本発明の他の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４１】図４０に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図４２】図４１に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図４３】第２比較例の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図４４】図４３に続く第２比較例の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図４５】半導体ウエハの各位置における絶縁膜パターンの寸法と、その寸法の絶縁膜パターンを用いて形成されるゲート電極の実効的なゲート長を示すグラフである。
【図４６】本発明の他の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４７】図４６に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図４８】絶縁膜パターンのエッチング量を示すグラフである。
【図４９】半導体ウエハの主面の各位置における絶縁膜パターンの寸法と、その寸法の絶縁膜パターンを用いて形成されるゲート電極の実効的なゲート長を示すグラフである。
【符号の説明】
【０２２２】
１  半導体ウエハ
２  素子分離領域
３  ｐ型ウエル
５  ゲート絶縁膜
６  導電膜
７  絶縁膜
７ａ  絶縁膜パターン
８  ゲート電極
８ａ  ゲート長
１１,１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ  絶縁膜
１２  オフセットスペーサ
１３  ｎ−型半導体領域
１５  サイドウォールスペーサ
１６  ｎ＋型半導体領域
１７  金属シリサイド層
２１，２２  絶縁膜
２３  コンタクトホール
２４  プラグ
２４ａ  導電性バリア膜
２４ｂ  タングステン膜
２５  配線
２５ａ  チタン膜
２５ｂ  窒化チタン膜
２５ｃ  アルミニウム膜
２５ｄ  窒化チタン膜
３１，３１ａ，３１ｂ  エッチング装置
３２  回転ステージ
３３  ウエハチャック
３４  リンス液用ノズル
３４ａ  ノズル
３５  リンス液
３６  エッチング液用ノズル
３６ａ  リンス液用ノズル
３７  エッチング液
５１，５１ａ  寸法
ＱＮ  ｎチャネル型のＭＩＳＦＥＴ
【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】
0005134774.tif 000009
【図９】
0005134774.tif 000010
【図１０】
0005134774.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005134774.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0005134774.tif 000017
【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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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
0005134774.tif 000036
【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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