JP2014192187A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レジストの密着性が低いと、レジストを介した基体のエッチングの際にレジストが剥がれてしまうことがある。
【解決手段】ヒドロキシル基が金属膜ＭＦ１ｃ´の表面に付着させられる。その後、密着膜ＡＦが金属膜ＭＦ１ｃ´の表面に塗布される。密着膜ＡＦは、ヒドロキシル基を開始剤として開環重合するエポキシ基を含んでいる。その後、密着膜ＡＦにおいてエポキシ基を開環重合させる。レジスト膜ＲＦ２は、密着膜ＡＦ上に形成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）に適用可能な技術である。

配線のパターン形成には、レジストが用いられることがある。特許文献１には、ウェーハとレジストとの密着性を向上させる方法が記載されている。特許文献１に記載に方法では、ウェーハの表面がＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）の蒸気に曝されることで疎水化される。特許文献２には、基板と選択的に形成されたレジストとの密着性を高める方法が記載されている。特許文献２に記載の方法では、基板表面がレジストパターンを介して疎水化されることで基板表面が選択的に疎水化される。

特開平１０−４１２１４号公報 特開２０１１−２１１１２４号公報

半導体または金属を含む基体を選択的にエッチングする際、レジストが用いられることがある。この場合、レジストは基体上に塗布される必要がある。レジストは有機化合物を含むため、有機化合物に対しては高い密着性を備えている。その一方で半導体または金属に対するレジストの密着性は、有機化合物に対する密着性に比べると低いことが多い。レジストの密着性が低いと、レジストを介した基体のエッチングの際にレジストが剥がれてしまうことがある。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態によれば、ヒドロキシル基が基体の表面に付着させられる。その後、密着膜が基体の表面に塗布される。この密着膜は、ヒドロキシル基を開始剤として開環重合するエポキシ基を含んでいる。その後、この密着膜においてエポキシ基を開環重合させる。レジスト膜は、この密着膜上に形成される。

前記一実施の形態によれば、基体とレジスト膜との密着性が高いものとなる。

第１の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。 図１に示される半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図１に示される半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図１に示される半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図１に示される半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図１に示される半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図１に示される半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図１に示される半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図１に示される半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図１に示される半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図１に示される半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図１に示される半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図１に示される半導体装置の製造方法を示す断面図である。 第２の実施形態に係るレジスト膜の形成方法を示す断面図である。 第２の実施形態に係るレジスト膜の形成方法を示す断面図である。 金属膜の最表面におけるＸＰＳデプスプロファイルによるＣ１ｓ結果を示すグラフである。

以下、実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る半導体装置ＳＤを示す断面図である。図１は半導体装置ＳＤを示す模式図であり、半導体装置ＳＤの構成は図１に示されるものに限られない。

半導体装置ＳＤは、図１に示されるように、基板ＳＵＢ上に形成された第１トランジスタＴＲ１と、第２トランジスタＴＲ２と、を含んでいる。第１トランジスタＴＲ１は、第１ゲート電極ＧＥ１と、第１ゲート絶縁膜ＧＩ１と、第１拡散領域ＤＲ１と、第１エクステンション領域ＥＸ１と、を備えている。第２トランジスタＴＲ２は、第２ゲート電極ＧＥ２と、第２ゲート絶縁膜ＧＩ２と、第２拡散領域ＤＲ２と、第２エクステンション領域ＥＸ２と、を備えている。第１トランジスタＴＲ１がｎ型トランジスタである場合は、第２トランジスタＴＲ２はｐ型トランジスタとしてもよい。また第１トランジスタＴＲ１がｐ型トランジスタＴＲ１である場合は、第２トランジスタＴＲ２はｎ型トランジスタとしてもよい。以下の説明では、第１トランジスタＴＲ１はｐ型トランジスタとし、第２トランジスタＴＲ２はｎ型トランジスタとする。

半導体装置ＳＤについて図１を用いて詳細に説明する。基板ＳＵＢには第１ウェルＷＬ１と、第２ウェルＷＬ２とが形成されている。基板ＳＵＢは、半導体基板（例えば、シリコン基板）としてもよい。第１ウェルＷＬ１と、第２ウェルＷＬ２とは、異なる導電型を有していてもよい。具体的には、第１ウェルＷＬ１の導電型がｎ型であるときは、第２ウェルＷＬ２の導電型はｐ型としてもよい。また第１ウェルＷＬ１の導電型がｐ型であるときは、第２ウェルＷＬ２の導電型はｎ型としてもよい。第１トランジスタＴＲ１はｐ型トランジスタとし、第２トランジスタＴＲ２はｎ型トランジスタとする場合、第１ウェルＷＬ１の導電型はｎ型とし、第２ウェルＷＬ２の導電型はｐ型とする。基板ＳＵＢには、素子分離膜ＳＴＩが形成されている。素子分離膜ＳＴＩは、第１ウェルＷＬ１と第２ウェルＷＬ２との間に形成されている。素子分離膜ＳＴＩは、第１ウェルＷＬ１と第２ＷＬ２とを電気的に絶縁している。

第１トランジスタＴＲ１について詳細に説明する。第１ゲート絶縁膜ＧＩ１は、第１ウェルＷＬ１上に形成されている。第１ゲート絶縁膜ＧＩ１は、絶縁膜により形成されている。第１ゲート絶縁膜ＧＩ１は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）、酸化窒化シリコン膜（ＳｉＯＮ）または高誘電率膜（例えば、ハフニウムシリケート膜（ＨｆＳｉＯ）または窒素添加ハフニウムシリケート膜）により形成されていてもよい。第１ゲート絶縁膜ＧＩ１は、図１に示されるように、ゲート絶縁膜ＧＩ１ａと、ゲート絶縁膜ＧＩ１ｂと、を含む複数の膜により形成されていてもよい。この場合、ゲート絶縁膜ＧＩ１ｂは、ゲート絶縁膜ＧＩ１ａ上に形成されている。第１ゲート絶縁膜ＧＩ１がこのように複数の膜により形成される場合、ゲート絶縁膜ＧＩ１ａおよびゲート絶縁膜ＧＩ１ｂは、酸化窒化シリコン膜および窒素添加ハフニウムシリケート膜によりそれぞれ形成されていてもよい。第１ゲート電極ＧＥ１は、第１ゲート絶縁膜ＧＩ１上に形成されている（第１ゲート電極ＧＥ１の詳細は後述する。）。第１ゲート絶縁膜ＧＩ１および第１ゲート電極ＧＥ１の両側壁上には、第１オフセットスペーサＯＳ１が形成されている。第１オフセットスペーサＯＳ１は、絶縁膜により形成されている。第１オフセットスペーサＯＳ１は、シリコン酸化膜により形成されていてもよい。第１ゲート絶縁膜ＧＩ１および第１ゲート電極ＧＥ１の両側には、第１オフセットスペーサＯＳ１を介して第１サイドウォールＳＷ１が形成されている。サイドウォールＳＷ１は、絶縁膜により形成されている。サイドウォールＳＷ１は、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜により形成されていてもよい。第１拡散領域ＤＲ１は、第１ゲート電極ＧＥ１の両側に形成されている。第１拡散領域ＤＲ１は、第１トランジスタＴＲ１のソースおよびドレインとして機能する。第１拡散領域ＤＲ１の表面には、図１に示されるように、シリサイド膜ＤＳ１が形成されていてもよい。シリサイド膜ＤＳ１は、シリサイドにより形成されている。シリサイド膜ＤＳ１は、Ｎｉシリサイド、Ｐｔシリサイド、Ｃｏシリサイド、ＴｉシリサイドまたはＰｔを含有したＮｉシリサイド（Ｎｉ_１−ｘＰｔ_ｘＳｉ（０＜ｘ＜１））により形成されていてもよい。第１エクステンション領域ＥＸ１は、平面視において第１ゲート電極ＧＥ１と第１拡散領域ＤＲ１との間に形成されている。

第２トランジスタＴＲ２について詳細に説明する。第２ゲート絶縁膜ＧＩ２は、第２ウェルＷＬ２上に形成されている。第２ゲート絶縁膜ＧＩ２は、絶縁膜により形成されている。第２ゲート絶縁膜ＧＩ２は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）、酸化窒化シリコン膜（ＳｉＯＮ）または高誘電率膜（例えば、ハフニウムシリケート膜（ＨｆＳｉＯ）または窒素添加ハフニウムシリケート膜）により形成されていてもよい。第２ゲート絶縁膜ＧＩ２は、図１に示されるように、ゲート絶縁膜ＧＩ２ａと、ゲート絶縁膜ＧＩ２ｂと、を含む複数の膜により形成されていてもよい。この場合、ゲート絶縁膜ＧＩ２ｂは、ゲート絶縁膜ＧＩ２ａ上に形成されている。第２ゲート絶縁膜ＧＩ２がこのように複数の膜により形成される場合、ゲート絶縁膜ＧＩ２ａおよびゲート絶縁膜ＧＩ２ｂは、酸化窒化シリコン膜および窒素添加ハフニウムシリケート膜によりそれぞれ形成されていてもよい。第２ゲート電極ＧＥ２は、第２ゲート絶縁膜ＧＩ２上に形成されている（第２ゲート電極ＧＥ２の詳細は後述する。）。第２ゲート絶縁膜ＧＩ２および第２ゲート電極ＧＥ２の両側壁上には、第２オフセットスペーサＯＳ２が形成されている。第２オフセットスペーサＯＳ２は、絶縁膜により形成されている。第２オフセットスペーサＯＳ２は、シリコン酸化膜により形成されていてもよい。第２ゲート絶縁膜ＧＩ２および第２ゲート電極ＧＥ２の両側には、第２オフセットスペーサＯＳ２を介して第２サイドウォールＳＷ２が形成されている。サイドウォールＳＷ２は、絶縁膜により形成されている。サイドウォールＳＷ２は、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜により形成されていてもよい。第２拡散領域ＤＲ２は、第２ゲート電極ＧＥ２の両側に形成されている。第２拡散領域ＤＲ２は、第２トランジスタＴＲ２のソースおよびドレインとして機能する。第２拡散領域ＤＲ２の表面には、図１に示されるように、シリサイド膜ＤＳ２が形成されていてもよい。シリサイド膜ＤＳ２は、シリサイドにより形成されている。シリサイド膜ＤＳ２は、Ｎｉシリサイド、Ｐｔシリサイド、Ｃｏシリサイド、ＴｉシリサイドまたはＰｔを含有したＮｉシリサイド（Ｎｉ_１−ｘＰｔ_ｘＳｉ（０＜ｘ＜１））により形成されていてもよい。第２エクステンション領域ＥＸ２は、平面視において第２ゲート電極ＧＥ２と第２拡散領域ＤＲ２との間に形成されている。

第１ゲート電極ＧＥ１について詳細に説明する。第１ゲート電極ＧＥ１は、図１に示されるように、金属膜ＭＦ１と、半導体膜ＳＭ１と、シリサイド膜ＧＳ１と、を含んでいる。半導体膜ＳＭ１は、金属膜ＭＦ１上に形成されている。シリサイド膜ＧＳ１は、半導体膜ＳＭ１上に形成されている。金属膜ＭＦ１は、図１に示されるように、金属膜ＭＦ１ａと、金属膜ＭＦ１ｂと、金属膜ＭＦ１ｃと、を含む複数の膜により形成されていてもよい。この場合、金属膜ＭＦ１ｂは、金属膜ＭＦ１ａ上に形成されている。金属膜ＭＦ１ｃは、金属膜ＭＦ１ｂ上に形成されている。金属膜ＭＦ１が複数の膜により形成される場合、金属膜ＭＦ１ａは、窒化チタン膜（ＴｉＮ）、窒化タンタル膜（ＴａＮ）、窒化タングステン膜（ＷＮ）、炭化チタン膜（ＴｉＣ）、炭化タンタル膜（ＴａＣ）または炭化タングステン膜（ＷＣ）により形成されていてもよい。また金属膜ＭＦ１ｂは、ハフニウム膜（Ｈｆ）、ジルコニウム膜（Ｚｒ）またはアルミニウム膜（Ａｌ）により形成されていてもよい。金属膜ＭＦ１ｃは、金属膜ＭＦ１ａと同様に、窒化チタン膜（ＴｉＮ）、窒化タンタル膜（ＴａＮ）、窒化タングステン膜（ＷＮ）、炭化チタン膜（ＴｉＣ）、炭化タンタル膜（ＴａＣ）または炭化タングステン膜（ＷＣ）により形成されていてもよい。金属膜ＭＦ１ｃは、金属膜ＭＦ１ａと同種の材料により形成されていてもよい。金属膜ＭＦ１ｂの膜厚は、金属膜ＭＦ１ａの膜厚および金属膜ＭＦ１ｃの膜厚それぞれより薄くてもよい。金属膜ＭＦ１がこのように金属膜ＭＦ１ｂを含む場合、金属膜ＭＦ１ｂは、金属膜ＭＦ１ａおよび金属膜ＭＦ１ｃの酸素を捕獲する膜として機能する。酸素がこのようにして金属膜ＭＦ１ｂに捕獲されれば、酸素が金属膜ＭＦ１ａを経由して第１ゲート絶縁膜ＧＩ１に達することが防止される。結果、酸素が第１ゲート絶縁膜ＧＩ１に取り込まれることによる第１ゲート絶縁膜ＧＩ１の膜厚の増加が防がれる。半導体膜ＳＭ１は、半導体により形成されている。半導体膜ＳＭ１は、シリコンにより形成されていてもよい。シリサイド膜ＧＳ１は、シリサイドにより形成されている。シリサイド膜ＧＳ１は、Ｎｉシリサイド、Ｐｔシリサイド、Ｃｏシリサイド、ＴｉシリサイドまたはＰｔを含有したＮｉシリサイド（Ｎｉ_１−ｘＰｔ_ｘＳｉ（０＜ｘ＜１））により形成されていてもよい。

第２ゲート電極ＧＥ２について詳細に説明する。第２ゲート電極ＧＥ２は、図１に示されるように、金属膜ＭＦ２と、半導体膜ＳＭ２と、シリサイド膜ＧＳ２と、を含んでいる。半導体膜ＳＭ２は、金属膜ＭＦ２上に形成されている。シリサイド膜ＧＳ２は、半導体膜ＳＭ２上に形成されている。金属膜ＭＦ２は、図１に示されるように、金属膜ＭＦ２ａと、金属膜ＭＦ２ｂと、金属膜ＭＦ２ｃと、を含む複数の膜により形成されていてもよい。この場合、金属膜ＭＦ２ｂは、金属膜ＭＦ２ａ上に形成されている。金属膜ＭＦ２ｃは、金属膜ＭＦ２ｂ上に形成されている。金属膜ＭＦ２が複数の膜により形成される場合、金属膜ＭＦ２ａは、窒化チタン膜（ＴｉＮ）、窒化タンタル膜（ＴａＮ）、窒化タングステン膜（ＷＮ）、炭化チタン膜（ＴｉＣ）、炭化タンタル膜（ＴａＣ）または炭化タングステン膜（ＷＣ）により形成されていてもよい。また金属膜ＭＦ２ｂは、ハフニウム膜（Ｈｆ）、ジルコニウム膜（Ｚｒ）またはアルミニウム膜（Ａｌ）により形成されていてもよい。金属膜ＭＦ２ｃは、金属膜ＭＦ２ａと同様に、窒化チタン膜（ＴｉＮ）、窒化タンタル膜（ＴａＮ）、窒化タングステン膜（ＷＮ）、炭化チタン膜（ＴｉＣ）、炭化タンタル膜（ＴａＣ）または炭化タングステン膜（ＷＣ）により形成されていてもよい。金属膜ＭＦ２ｃは、金属膜ＭＦ２ａと同種の材料により形成されていてもよい。金属膜ＭＦ２ｂの膜厚は、金属膜ＭＦ２ａの膜厚および金属膜ＭＦ２ｃの膜厚それぞれより薄くてもよい。金属膜ＭＦ２がこのように金属膜ＭＦ２ｂを含む場合、金属膜ＭＦ２ｂは、金属膜ＭＦ２ａおよび金属膜ＭＦ２ｃの酸素を捕獲する膜として機能する。酸素がこのようにして金属膜ＭＦ２ｂに捕獲されれば、酸素が金属膜ＭＦ２ａを経由して第２ゲート絶縁膜ＧＩ２に達することが防止される。結果、酸素が第２ゲート絶縁膜ＧＩ２に取り込まれることによる第２ゲート絶縁膜ＧＩ２の膜厚の増加が防がれる。半導体膜ＳＭ２は、半導体により形成されている。半導体膜ＳＭ２は、シリコンにより形成されていてもよい。シリサイド膜ＧＳ２は、シリサイドにより形成されている。シリサイド膜ＧＳ２は、Ｎｉシリサイド、Ｐｔシリサイド、Ｃｏシリサイド、ＴｉシリサイドまたはＰｔを含有したＮｉシリサイド（Ｎｉ_１−ｘＰｔ_ｘＳｉ（０＜ｘ＜１））により形成されていてもよい。以下の説明では、第２ゲート電極ＧＥ２は、第１ゲート電極ＧＥ１の材料とは異なる材料により形成されているものとする。第１ゲート電極ＧＥ１および第２ゲート電極ＧＥ２がこのように形成されている場合、半導体装置ＳＤは、デュアルメタルゲートを備えていることになる。

半導体装置ＳＤは、図１に示されるように、さらに、エッチングストッパ膜ＥＳと、層間絶縁膜ＩＤと、第１コンタクトプラグＣＰ１と、第２コンタクトプラグＣＰ２と、を含んでいる。エッチングストッパ膜ＥＳは、第１トランジスタＴＲ１および第２トランジスタＴＲ２を覆うように形成されている。エッチングストッパ膜ＥＳは、絶縁膜により形成されている。エッチングストッパ膜ＥＳは、シリコン窒化膜により形成されていてもよい。エッチングストッパ膜ＥＳは、層間絶縁膜ＩＤをエッチングする際のエッチングストッパとして機能する。層間絶縁膜ＩＤは、エッチングストッパ膜ＥＳ上に形成されている。層間絶縁膜ＩＤは、絶縁膜により形成されている。層間絶縁膜ＩＤは、シリコン酸化膜または低誘電率膜により形成されていてもよい。第１コンタクトプラグＣＰ１は、層間絶縁膜ＩＤおよびエッチングストッパ膜ＥＳを貫通して第１拡散領域ＤＲ１に達している。第１コンタクトプラグＣＰ１は、導電部材により形成されている。第１コンタクトプラグＣＰ１は、多結晶シリコンまたは金属により形成されていてもよい。第２コンタクトプラグＣＰ２は、層間絶縁膜ＩＤおよびエッチングストッパ膜ＥＳを貫通して第２拡散領域ＤＲ２に達している。第２コンタクトプラグＣＰ２は、導電部材により形成されている。第２コンタクトプラグＣＰ２は、多結晶シリコンまたは金属により形成されていてもよい。

次に、本実施形態における半導体装置ＳＤの製造方法について、図２から図１３までを用いて説明する。

まず、基板ＳＵＢに素子分離膜ＳＴＩを形成する。素子分離膜ＳＴＩは、基板ＳＵＢに設けられた溝内に酸化膜を埋め込んで形成されるＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ Ｔｒｅｎｃｈ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）である。次いで、各トランジスタを形成する領域にイオン注入を行い、第１ウェルＷＬ１および第２ウェルＷＬ２を形成する（図２（ａ））。以下の説明では、第１ウェルＷＬ１の導電型はｎ型とし、第２ウェルＷＬ２の導電型はｐ型とする。第１ウェルＷＬ１と第２ウェルＷＬ２とは、素子分離膜ＳＴＩを介して電気的に絶縁されている。

次いで、基板ＳＵＢ上に絶縁膜ＤＦ１を形成する（図２（ｂ））。絶縁膜ＤＦ１は、絶縁膜により形成されている。絶縁膜ＤＦ１は、半導体装置ＳＤにおける絶縁膜ＧＩ１ａおよびＧＩ２ａを構成する絶縁膜である。以下の説明では、絶縁膜ＤＦ１は、酸化窒化シリコン膜により形成されているものとする。絶縁膜ＤＦ１は、硫酸／過酸化水素水混合液、オゾン水または塩酸／オゾンといった溶液を用いた熱酸化により酸化膜を形成する工程と、酸化膜をプラズマ窒化処理する工程と、により形成されてもよい。

次いで、絶縁膜ＤＦ１上に絶縁膜ＤＦ２を形成する（図２（ｃ））。絶縁膜ＤＦ２は、絶縁膜により形成されている。絶縁膜ＤＦ２は、半導体装置ＳＤにおける絶縁膜ＧＩ１ｂおよびＧＩ２ｂを構成する絶縁膜である。以下の説明では、絶縁膜ＤＦ２は、窒素添加ハフニウムシリケート膜により形成されているものとする。この場合、絶縁膜ＤＦ２は、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によりハフニウムシリケートを形成する工程と、当該ハフニウムシリケートをプラズマ窒化処理する工程と、により形成されてもよい。

次いで、絶縁膜ＤＦ２上に金属膜ＭＦ１ａ´を形成する（図３（ａ））。金属膜ＭＦ１ａ´は、スパッタにより形成されてもよい。金属膜ＭＦ１ａ´は、金属により形成されている。金属膜ＭＦ１ａ´は、半導体装置ＳＤにおける金属膜ＭＦ１ａを構成する金属膜である。金属膜ＭＦ１ａ´は、窒化チタン膜（ＴｉＮ）、窒化タンタル膜（ＴａＮ）、窒化タングステン膜（ＷＮ）、炭化チタン膜（ＴｉＣ）、炭化タンタル膜（ＴａＣ）または炭化タングステン膜（ＷＣ）により形成されていてもよい。

次いで、金属膜ＭＦ１ａ´上に金属膜ＭＦ１ｂ´を形成する（図３（ｂ））。金属膜ＭＦ１ｂ´は、スパッタにより形成されてもよい。金属膜ＭＦ１ｂ´は、金属により形成されている。金属膜ＭＦ１ｂ´は、半導体装置ＳＤにおける金属膜ＭＦ１ｂを構成する金属膜である。金属膜ＭＦ１ａ´は、ハフニウム膜（Ｈｆ）膜、ジルコニウム膜（Ｚｒ）またはアルミニウム膜（Ａｌ）により形成されていてもよい。

次いで、金属膜ＭＦ１ｂ´上に金属膜ＭＦ１ｃ´を形成する（図３（ｃ））。金属膜ＭＦ１ｃ´は、スパッタにより形成されてもよい。金属膜ＭＦ１ｃ´は、半導体装置ＳＤにおける金属膜ＭＦ１ｃを構成する金属膜である。以下の説明では、金属膜ＭＦ１ｃ´は、金属膜ＭＦ１ａ´を形成する材料と同じ材料により形成されているものとする。

次いで、デュアルメタルゲートを実現すべく、第１ウェルＷＬ１上の金属膜ＭＦ１ａ´、ＭＦ１ｂ´およびＭＦ１ｃ´が残るように、第２ウェルＷＬ２上の金属膜ＭＦ１ａ´、ＭＦ１ｂ´およびＭＦ１ｃ´をウェットエッチングにより除去する。そこで第１ウェルＷＬ上の金属膜ＭＦ１ｃ´上に、ウェットエッチングのマスクとなるレジスト膜を形成する。この点、金属膜ＭＦ１ｃ´は金属により形成されているのに対し、レジスト膜は有機物により形成されている。このため、金属膜ＭＦ１ｃ´とレジスト膜との密着性は低い。そして金属膜ＭＦ１ｃ´とレジスト膜との密着性が低いと、第２ウェル上の金属膜ＭＦ１ａ´、ＭＦ１ｂ´およびＭＦ１ｃ´の除去に用いられるウェットエッチングによってレジスト膜が金属膜ＭＦ１ｃ´から剥がれることがある。特にレジスト膜によって形成されるレジストパターンが微細なものになればなるほど、このようなレジスト膜の剥がれは生じやすくなる傾向がある。また金属膜ＭＦ１ａ´、ＭＦ１ｂ´およびＭＦ１ｃ´のウェットエッチングには、レジスト膜にダメージを与えやすいアンモニア／過酸化水素水（ＡＰＭ：Ａｍｍｏｎｉａ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ−ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ−ｗａｔｅｒ）が用いられることがある。このようなＡＰＭが金属膜ＭＦ１ａ´、ＭＦ１ｂ´およびＭＦ１ｃ´のウェットエッチングに用いられると、レジスト膜がウェットエッチング完了前に剥がれてしまうことがある。

本実施形態におけるレジスト膜の形成は、上述したレジスト膜の剥がれを防止すべく、以下の工程を含んでいる。
工程（Ａ）：基体（金属膜ＭＦ１ｃ´）の表面にヒドロキシル基を付着させる工程
工程（Ｂ）：工程（Ａ）後において、基体（金属膜ＭＦ１ｃ´）の表面に、ヒドロキシル基を開始剤として開環重合するエポキシ基を含む密着膜ＡＦを塗布する工程
工程（Ｃ）：密着膜ＡＦにおいてエポキシ基を開環重合させる工程
工程（Ｄ）：密着膜ＡＦ上にレジスト膜ＲＦ２を形成する工程

本実施形態においては、基体（金属膜ＭＦ１ｃ´）の表面に付着させられたヒドロキシル基が含んでいる酸素原子と密着膜ＡＦのエポキシ基が含んでいる炭素原子とが結合する。このようにして、基体（金属膜ＭＦ１ｃ´）と密着膜ＡＦとの密着性が高いものとなる。また密着膜ＡＦにおいてはエポキシ基の開環重合により架橋反応が進む。このようにして、密着膜ＡＦ内部の密着性が高いものとなる。さらに密着膜ＡＦとレジスト膜ＲＦ２とは、ともに有機物である。有機物同士の界面の密着性は、有機物と金属との界面における密着性とは異なり、もともと高い。このため、密着膜ＡＦとレジスト膜ＲＦ２との間でも高い密着性が実現されている。以上のようにして、レジスト膜ＲＦ２が密着膜ＡＦを介して基体（金属膜ＭＦ１ｃ´）に強固に密着させられる。

本実施形態における金属膜ＭＦ１ｃ´上のレジスト膜ＲＦ２の形成について詳細に説明する。

まず、金属膜ＭＦ１ｃ´の全面上にレジスト膜ＲＦ１を形成する（図４（ａ））。レジスト膜ＲＦ１は、金属膜ＭＦ１ｃ´上に塗布されたレジストをスピンコートすることで形成されてもよい。レジスト膜ＲＦ１は、ヒドロキシル基および炭素を含んでいる。次いで、レジスト膜ＲＦ１を加熱する。レジスト膜ＲＦ１の加熱温度は、例えば、９０℃以上かつ１２０℃以下である。レジスト膜ＲＦ１がこのように加熱されると、レジスト膜ＲＦ１に含まれているヒドロキシル基が金属膜ＭＦ１ｃ´の表面に付着する。なお、本実施形態では、レジスト膜ＲＦ１によるレジストパターンを形成する必要はないが、必要に応じて、レジスト膜ＲＦ１によるレジストパターンを形成してもよい。

次いで、レジスト膜ＲＦ１の一部を金属膜ＭＦ１ｃ´の表面に残すように、レジスト膜ＲＦ１の他部を金属膜ＭＦ１ｃ´から除去する（図４（ｂ））。なお、図４（ｂ）に示されているレジスト膜ＲＦ１は、説明の便宜上示されているのであって、実際の図４（ｂ）の工程において残るレジスト膜ＲＦ１の膜厚を示唆するものではない。本実施形態においては、レジスト膜ＲＦ１は、完全には除去されない。具体的には、図４（ｂ）に示される工程でレジスト膜ＲＦ１の一部が除去された後においてＸ線光電子分光法（ＸＰＳ：Ｘ−ｒａｙ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）により金属膜ＭＦ１ｃ´の表面で検出される炭素由来の信号が、図４（ａ）で示される工程においてレジスト膜ＲＦ１が形成される前においてＸＰＳにより金属膜ＭＦ１ｃ´の表面で検出される炭素由来の信号よりも大きくなるようにレジスト膜ＲＦ１は除去される。レジスト膜ＲＦ１がこのように除去されている場合、金属膜ＭＦ１ｃ´の表面には炭素が存在することになる。このようにして金属膜ＭＦ１ｃ´の表面は、後述する密着膜ＡＦの密着に適した疎水性となっている。また上述の炭素の増加は、レジスト膜ＲＦ１に含まれている炭素に起因しているものといえる。そしてレジスト膜ＲＦ１に起因する金属膜ＭＦ１ｃ´の表面における炭素の増加は、レジスト膜ＲＦ１に起因する金属膜ＭＦ１ｃ´の表面におけるヒドロキシル基の増加も示唆されるものである。レジスト膜ＲＦ１は、本実施形態においては完全には除去されていないものの、レジスト膜ＲＦ１が金属膜ＭＦ１ｃ´上に多く残りすぎているのは好ましくない。金属膜ＭＦ１ｃ´上には、図４（ｂ）に示される工程後、密着膜ＡＦおよびレジスト膜ＲＦ２が後述するように形成される。レジスト膜ＲＦ１が金属膜ＭＦ１ｃ´上に多く残りすぎている場合、密着膜ＡＦおよびレジスト膜ＲＦ２がこのように形成されても、レジスト膜ＲＦ１を起点として、レジスト膜ＲＦ１、密着膜ＡＦおよびレジスト膜ＲＦ２が金属膜ＭＦ１ｃ´から剥がれてしまうおそれがある。レジスト膜ＲＦ１を、以上のように完全には除去せず、かつ、金属膜ＭＦ１ｃ´上に多く残さないため、レジスト膜ＲＦ１の除去には、有機溶剤が用いられてもよい。有機溶剤としては、シンナーが用いられてもよい。シンナーとしては、東京応化工業株式会社製ＯＫ７３シンナー：ＰＧＭＥ／ＰＧＭＥＡ混合溶剤が用いられてもよい。レジスト膜ＲＦ１の除去に有機溶剤が用いられる場合、レジスト膜ＲＦ１は、レジスト膜ＲＦ１の表面に有機溶剤を塗布する工程と、レジスト膜ＲＦ１の表面に塗布された有機溶剤をスピンコートする工程と、により除去されてもよい。この場合、スピンコートの回転速度は、例えば、５００ｒｐｍ以上かつ１０００ｒｐｍである。さらにスピンコートされた有機溶剤は、１０００ｒｐｍ以上かつ２０００ｒｐｍ以下の回転速度でスピン乾燥されてもよい。

次いで、金属膜ＭＦ１ｃ´上に密着膜ＡＦを形成する（図４（ｃ））。密着膜ＡＦは、エポキシ基を含んでいる。このエポキシ基は、ヒドロキシル基を開始剤として開環重合するものである。密着膜ＡＦは、エポキシ樹脂を金属膜ＭＦ１ｃ´（レジスト膜ＲＦ１）に塗布する工程と、当該エポキシ樹脂をスピンコートする工程と、スピンコートされたエポキシ樹脂を加熱する工程と、により形成されてもよい。この場合、エポキシ樹脂の加熱温度は、例えば２００℃以上かつ２８０℃以下である。図４（ｂ）に示される工程において、金属膜ＭＦ１ｃ´の表面は、疎水化され、かつ、レジスト膜ＲＦ１由来のヒドロキシル基を含んでいる。金属膜ＭＦ１ｃ´の表面がこのように疎水化されている場合、金属膜ＭＦ１ｃ´と密着膜ＡＦとの密着性は高いものとなる。また金属膜ＭＦ１ｃ´の表面にヒドロキシル基が付着している場合、密着膜ＡＦに含まれているエポキシ基は、加熱により、このヒドロキシル基を開始剤として開環重合する。このようにして金属膜ＭＦ１ｃ´の表面に付着させられたヒドロキシル基が含んでいる酸素原子と密着膜ＡＦのエポキシ基が含んでいる炭素原子とが結合する。結果、金属膜ＭＦ１ｃ´と密着膜ＡＦとの密着性が高いものとなる。また加熱により、密着膜ＡＦにおいてはエポキシ基の開環重合による架橋反応が進む。このようにして、密着膜ＡＦ内部の密着性が高いものとなる。

次いで、密着膜ＡＦ上にレジスト膜ＲＦ２を形成する（図５（ａ））。レジスト膜ＲＦ２は、ｉ線レジスト、ＫｒＦレジストまたはＡｒＦレジストであってもよい。レジスト膜ＲＦ２は、密着膜ＡＦ上に塗布されたレジストをスピンコートする工程と、スピンコートされたレジストを加熱する工程と、により形成されてもよい。密着膜ＡＦとレジスト膜ＲＦ２とは、ともに有機物である。有機物同士の界面の密着性は、有機物と金属との界面における密着性とは異なり、もともと高い。このため、密着膜ＡＦとレジスト膜ＲＦ２との間でも高い密着性が実現されている。このように、レジスト膜ＲＦ２は、密着膜ＡＦを介して金属膜ＭＦ１ｃ´に強固に密着させられている。

次いで、レジスト膜ＲＦ２を所定のマスクを用いて露光する。その後、レジスト膜ＲＦ２を加熱する。その後、レジスト膜ＲＦ２を現像する。これにより、第１ウェルＷＬ１上のレジスト膜ＲＦ２が残るように、第２ウェルＷＬ２上のレジスト膜ＲＦ２が除去される（図５（ｂ））。レジスト膜ＲＦ２の現像には、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ：Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ Ａｍｍｏｎｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）が用いられてもよい。本実施形態においてレジスト膜ＲＦ２の現像に用いられる現像液は、密着膜ＡＦを溶解させないものとする。このため、本実施形態においては、レジスト膜ＲＦ２が現像されても、密着膜ＡＦは、図５（ｂ）に示されるように、金属膜ＭＦ１ｃ´上に残ったままである。

密着膜ＡＦが図５（ｂ）に示されるように第２ウェルＷＬ２上の金属膜ＭＦ１ｃ´上に残ったまま金属膜ＭＦ１ａ´ＭＦ１ｂ´およびＭＦ１ｃ´をウェットエッチングしても、密着膜ＡＦの存在により、ウェットエッチングの阻害およびウェットエッチング時間の増加といった問題が引き起こされるおそれがある。そこで第２ウェルＷＬ２上の密着膜ＡＦを、金属膜ＭＦ１ａ´ＭＦ１ｂ´およびＭＦ１ｃ´のウェットエッチング前に除去する（図５（ｃ））。この場合、密着膜ＡＦの除去には、ＣＦ_４／Ａｒガスによるアッシングを用いてもよい。

次いで、第２ウェルＷＬ２上の金属膜ＭＦ１ａ´ＭＦ１ｂ´およびＭＦ１ｃ´を除去する（図６（ａ））。金属膜ＭＦ１ａ´ＭＦ１ｂ´およびＭＦ１ｃ´の除去には、ウェットエッチングが用いられる。このウェットエッチングに用いられるエッチャントには、金属膜ＭＦ１ａ´ＭＦ１ｂ´およびＭＦ１ｃ´をエッチングする一方で、絶縁膜ＤＦ２にダメージを与えないことが要求される。このようなエッチャントとしては、ＡＰＭが用いられてもよい。このようなエッチャントが用いられても、金属膜ＭＦ１ｃ´（レジスト膜ＲＦ１）と密着膜ＡＦとは、高い密着性で密着しているために、エッチャントが金属膜ＭＦ１ｃ´と密着膜ＡＦとの間に染み込むことが防止される。また密着膜ＡＦが金属膜ＭＦ１ｃ´から剥がれることが防止されるとともに、密着膜ＡＦとレジスト膜ＲＦ２とは、高い密着性で密着しているために、エッチャントが密着膜ＡＦとレジスト膜ＲＦ２との間に染み込むことも防止されるとともに、レジスト膜ＲＦ２が密着膜ＡＦから剥がれることも防止される。以上に加えて、本実施形態においては、金属膜ＭＦ１ａ´と金属膜ＭＦ１ｃ´とは、同じ材料により形成されている。このため金属膜ＭＦ１ａ´と金属膜ＭＦ１ｃ´とに適したエッチング条件で金属膜ＭＦ１ａ´、ＭＦ１ｂ´、およびＭＦ１ｃ´全体をエッチングすることが可能になる。絶縁膜ＤＦ２は、窒素添加ハフニウムシリケート膜により形成されている。上述のエッチャントが絶縁膜ＤＦ２にダメージを与えないものであれば、製造される半導体装置ＳＤは、良好なトランジスタ特性を示すことができる。

次いで、第１ウェルＷＬ１上のレジスト膜ＲＦ２および密着膜ＡＦ（レジスト膜ＲＦ１）を除去する（図６（ｂ））。レジスト膜ＲＦ２の除去には、アッシングを用いてもよい。

次いで、基板ＳＵＢの全面上に、金属膜ＭＦ１ａ´ＭＦ１ｂ´およびＭＦ１ｃ´を覆うハードマスクＨＭを形成する（図６（ｃ））。ハードマスクＨＭは、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜またはアモルファスカーボン膜により形成されていてもよい。

次いで、第１ウェルＷＬ１上のハードマスクＨＭ上にレジスト膜ＲＦ３を形成する（図７（ａ））。

次いで、レジスト膜ＲＦ３をマスクとして、第２ウェルＷＬ２上のハードマスクＨＭを除去する（図７（ｂ））。

次いで、レジスト膜ＲＦ３を除去する（図７（ｃ））。

次いで、絶縁膜ＤＦ２上に金属膜ＭＦ２ａ´を形成する（図８（ａ））。金属膜ＭＦ２ａ´は、スパッタにより形成されてもよい。金属膜ＭＦ２ａ´は、金属により形成されている。金属膜ＭＦ２ａ´は、半導体装置ＳＤにおける金属膜ＭＦ２ａを構成する金属膜である。金属膜ＭＦ２ａ´は、窒化チタン膜（ＴｉＮ）、窒化タンタル膜（ＴａＮ）、窒化タングステン膜（ＷＮ）、炭化チタン膜（ＴｉＣ）、炭化タンタル膜（ＴａＣ）または炭化タングステン膜（ＷＣ）により形成されていてもよい。

次いで、金属膜ＭＦ２ａ´上に金属膜ＭＦ２ｂ´を形成する（図８（ｂ））。金属膜ＭＦ２ｂ´は、スパッタにより形成されてもよい。金属膜ＭＦ２ｂ´は、金属により形成されている。金属膜ＭＦ２ｂ´は、半導体装置ＳＤにおける金属膜ＭＦ２ｂを構成する金属膜である。金属膜ＭＦ２ａ´は、ハフニウム膜（Ｈｆ）膜、ジルコニウム膜（Ｚｒ）またはアルミニウム膜（Ａｌ）により形成されていてもよい。

次いで、金属膜ＭＦ２ｂ´上に金属膜ＭＦ２ｃ´を形成する（図８（ｃ））。金属膜ＭＦ２ｃ´は、スパッタにより形成されてもよい。金属膜ＭＦ２ｃ´は、半導体装置ＳＤにおける金属膜ＭＦ２ｃを構成する金属膜である。以下の説明では、金属膜ＭＦ２ｃ´は、金属膜ＭＦ２ａ´を形成する材料と同じ材料により形成されているものとする。またデュアルメタルゲートを構成すべく、金属膜ＭＦ１ａ´およびＭＦ１ｃ´を形成する材料と、金属膜ＭＦ２ａ´およびＭＦ２ｃ´とを形成する材料とは、互いに異なる。

次いで、第２ウェルＷＬ２上の金属膜ＭＦ２ｃ´上にレジスト膜ＲＦ４を形成する（図９（ａ））。本実施形態における半導体装置ＳＤの製造方法は、金属膜ＭＦ２ｃ´とレジスト膜ＲＦ４との高い密着性を実現するため、図４（ａ）から図５（ａ）までに示される工程と同様の、以下の工程を含んでいてもよい。
工程（Ａ´）：基体（金属膜ＭＦ２ｃ´）の表面にヒドロキシル基を付着させる工程
工程（Ｂ´）：工程（Ａ´）後において、基体（金属膜ＭＦ２ｃ´）の表面に、ヒドロキシル基を開始剤として開環重合するエポキシ基を含む密着膜ＡＦ´（不図示）を塗布する工程
工程（Ｃ´）：密着膜ＡＦ´においてエポキシ基を開環重合させる工程
工程（Ｄ´）：密着膜ＡＦ´上にレジスト膜ＲＦ４を形成する工程

具体的には、まず、金属膜ＭＦ２ｃ´上にレジスト膜ＲＦ１´（図示せず）を形成する。レジスト膜ＲＦ１´は、炭素およびヒドロキシル基を含んでいる。次いで、レジスト膜ＲＦ１´を加熱する。次いで、レジスト膜ＲＦ１´の一部を金属膜ＭＦ２ｃ´の表面に残すように、レジスト膜ＲＦ１´の他部を金属膜ＭＦ２ｃ´から除去する。レジスト膜ＲＦ１´の除去には、レジスト膜ＲＦ１の上述の除去と同様、有機溶剤（例えば、シンナー）が用いられてもよい。次いで、密着膜ＡＦ´を金属膜ＭＦ２ｃ´上に形成する。次いで、密着膜ＡＦ´に含まれているエポキシ基を、加熱により開環重合させる。このようにして金属膜ＭＦ２ｃ´の表面に付着させられたヒドロキシル基が含んでいる酸素原子と密着膜ＡＦ´のエポキシ基が含んでいる炭素原子とが結合する。結果、金属膜ＭＦ２ｃ´と密着膜ＡＦ´との密着性が高いものとなる。また加熱により、密着膜ＡＦ´においてはエポキシ基の開環重合による架橋反応が進む。このようにして、密着膜ＡＦ´内部の密着性が高いものとなる。次いで、密着膜ＡＦ´上にレジスト膜ＲＦ４を形成する。有機物により形成されているレジスト膜ＲＦ４は、上述のとおり、密着膜ＡＦ´に対して高い密着性を有する。このようにして、レジスト膜ＲＦ４は、密着膜ＡＦ´（図示せず）を介して金属膜ＭＦ２ｃ´に強固に密着させられる。

図９（ａ）に示される工程においてレジスト膜ＲＦ４が形成された後、第１ウェルＷＬ１上の金属膜ＭＦ２ａ´、ＭＦ２ｂ´およびＭＦ２ｃ´を除去する（図９（ｂ））。金属膜ＭＦ２ａ´、ＭＦ２ｂ´およびＭＦ２ｃ´の除去には、エッチャント（例えば、ＡＰＭ）によるウェットエッチングが用いられてもよい。このようなウェットエッチングが用いられても、上述の密着膜ＡＦ´が金属膜ＭＦ２ｃ´とレジスト膜ＲＦ４との間に形成されている場合は、エッチャントが金属膜ＭＦ２ｃ´とレジスト膜ＲＦ４との間に染み込むことが防止される。

次いで、第１ウェルＷＬ１上のハードマスクＨＭを除去する。次いで、レジスト膜ＲＦ４を除去する（図９（ｃ））。

次いで、基板ＳＵＢ上に半導体膜ＳＭ´を形成する（図１０（ａ））。半導体膜ＳＭ´は半導体（例えば、シリコン）により形成されている。半導体膜ＳＭ´は、半導体装置ＳＤにおける半導体膜ＳＭ１および半導体膜ＳＭ２を構成する。半導体膜ＳＭ´は、多結晶シリコン膜により形成されていてもよい。

次いで、絶縁膜ＤＦ１およびＤＦ２、金属膜ＭＦ１ａ´、ＭＦ１ｂ´およびＭＦ１ｃ´、金属膜ＭＦ２ａ´、ＭＦ２ｂ´およびＭＦ２ｃ´ならびに半導体膜ＳＭ´をパターニングする。これにより、第１ウェルＷＬ１上においては、絶縁膜ＧＩ１ａおよびＧＩ１ｂ、金属膜ＭＦ１ａ、ＭＦ１ｂおよびＭＦ１ｃならびに半導体膜ＳＭ１´が形成される（図１０（ｂ））。これらの膜は、半導体装置ＳＤにおける第１ゲート絶縁膜ＧＩ１および第１ゲート電極ＧＥ１を構成する。また第２ウェルＷＬ２上においては、絶縁膜ＧＩ２ａおよびＧＩ２ｂ、金属膜ＭＦ２ａ、ＭＦ２ｂおよびＭＦ２ｃならびに半導体膜ＳＭ２´が形成される（図１０（ｂ））。これらの膜は、半導体装置ＳＤにおける第２ゲート絶縁膜ＧＩ２および第２ゲート電極ＧＥ２を構成する。

次いで、基板ＳＵＢの全面上に、絶縁膜ＤＦ３を形成する（図１０（ｃ））。絶縁膜ＤＦ３は、絶縁膜により形成されている。絶縁膜ＤＦ３は、シリコン酸化膜により形成されていてもよい。

次いで、絶縁膜ＤＦ３をエッチバックする。これにより、第１ウェルＷＬ１上においては第１オフセットスペーサＯＳ１が得られるとともに、第２ウェルＷＬ２上においては第２オフセットＯＳ２が得られる（図１１（ａ））。

次いで、第１ウェルＷＬ１上にレジスト膜ＲＦ５を形成する。そしてレジスト膜ＲＦ５をマスクとして第２ウェルＷＬ２に、イオン注入により第２エクステンション領域ＥＸ２を形成する（図１１（ｂ））。第２ウェルＷＬ２に形成される第２トランジスタＴＲ２は、上述のようにｎ型トランジスタである。このためイオン注入により第２エクステンション領域ＥＸ２に注入される不純物は、リン（Ｐ）またはヒ素（Ａｓ）としてもよい。第２エクステンション領域ＥＸ２形成後、レジスト膜ＲＦ５を基板ＳＵＢから除去する。

次いで、第２ウェルＷＬ２上にレジスト膜ＲＦ６を形成する。そしてレジスト膜ＲＦ６をマスクとして第１ウェルＷＬ１に、イオン注入により第１エクステンション領域ＥＸ１を形成する（図１１（ｃ））。第１ウェルＷＬ１に形成される第１トランジスタＴＲ１は、上述のようにｐ型トランジスタである。このためイオン注入により第１エクステンション領域ＥＸ１に注入される不純物は、ホウ素（Ｂ）としてもよい。第１エクステンション領域ＥＸ１形成後、レジスト膜ＲＦ６を基板ＳＵＢから除去する。

次いで、オフセットスペーサＯＳ１の側壁上に第１サイドウォールＳＷ１を形成するとともに、オフセットスペーサＯＳ２の側壁上に第２サイドウォールＳＷ２を形成する（図１２（ａ））。サイドウォールＳＷ１およびＳＷ２は、絶縁膜により形成されている。サイドウォールＳＷ１およびＳＷ２は、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜により形成されていてもよい。サイドウォールＳＷ１およびＳＷ２は、基板ＳＵＢの全面上に絶縁膜を形成する工程と、基板ＳＵＢの全面上に形成された絶縁膜をエッチバックする工程と、により形成されてもよい。

次いで、第１ウェルＷＬ１上にレジスト膜ＲＦ７を形成する。そしてレジスト膜ＲＦ７をマスクとして第２ウェルＷＬ２に、イオン注入により第２拡散領域ＤＲ２を形成する（図１２（ｂ））。イオン注入により第２拡散領域ＤＲ２に注入される不純物は、リン（Ｐ）またはヒ素（Ａｓ）としてもよい。第２拡散領域ＤＲ２は、第２ゲート電極ＧＥ２の側方に形成される。第２拡散領域ＤＲ２形成後、レジスト膜ＲＦ７を基板ＳＵＢから除去する。

次いで、第２ウェルＷＬ２上にレジスト膜ＲＦ８を形成する。そしてレジスト膜ＲＦ８をマスクとして第１ウェルＷＬ１に、イオン注入により第１拡散領域ＤＲ１を形成する（図１２（ｃ））。イオン注入により第１拡散領域ＤＲ１に注入される不純物は、ホウ素（Ｂ）としてもよい。第１拡散領域ＤＲ１は、第１ゲート電極ＧＥ１の側方に形成される。第１拡散領域ＤＲ１形成後、レジスト膜ＲＦ７を基板ＳＵＢから除去する。

次いで、半導体膜ＳＭ１´および半導体膜ＳＭ２´にシリサイド膜ＧＳ１およびシリサイド膜ＧＳ２をそれぞれ形成するとともに、第１拡散領域ＤＲ１および第２拡散領域ＤＲ２にシリサイド膜ＤＳ１およびシリサイド膜ＤＳ２をそれぞれ形成する（図１３（ａ））。図面の符号の標記上、半導体膜ＳＭ１´のうちシリサイド膜ＧＳ１が形成されていない箇所は、半導体膜ＳＭ１の符号を付している（図１３（ａ））。同様に、半導体膜ＳＭ２´のうちシリサイド膜ＧＳ２が形成されていない箇所は、半導体膜ＳＭ２の符号を付している（図１３（ａ））。シリサイド膜ＧＳ１、ＧＳ２、ＤＳ１およびＤＳ２は、シリサイド膜により形成されている。シリサイド膜ＧＳ１、ＧＳ２、ＤＳ１およびＤＳ２は、Ｎｉシリサイド、Ｐｔシリサイド、Ｃｏシリサイド、ＴｉシリサイドまたはＰｔを含有したＮｉシリサイド（Ｎｉ_１−ｘＰｔ_ｘＳｉ（０＜ｘ＜１））により形成されていてもよい。これらのシリサイド膜は、基板ＳＵＢの全面上に第１ゲート電極ＧＥ１、第２ゲート電極ＧＥ２、第１拡散領域ＤＳ１、第２拡散領域ＤＳ２、第１サイドウォールＳＷ１、第２サイドウォールＳＷ２を覆う金属膜（不図示）を形成する工程と、当該金属膜を加熱する工程と、により形成されてもよい。このような工程によれば、シリサイド膜は、絶縁膜（第１オフセットスペーサＯＳ１、第２オフセットスペーサＯＳ２、第１サイドウォールＳＷ１、第２サイドウォールＳＷ２、素子分離膜ＳＴＩ）の表面に形成されることなく、第１ゲート電極ＧＥ１、第２ゲート電極ＧＥ２、第１拡散領域ＤＲ１および第２拡散領域ＤＲ２の表面に形成される。

次いで、基板ＳＵＢの全面上に第１ゲート電極ＧＥ１、第２ゲート電極ＧＥ２、第１拡散領域ＤＳ１、第２拡散領域ＤＳ２、第１サイドウォールＳＷ１、第２サイドウォールＳＷ２を覆うエッチングストッパ膜ＥＳを形成する。次いで、エッチングストッパ膜ＥＳ上に層間絶縁膜ＩＤを形成する。次いで、層間絶縁膜ＩＤの表面を平坦化する（図１３（ｂ））。エッチングストッパ膜ＥＳは、シリコン窒化膜により形成されていてもよい。エッチングストッパ膜ＥＳは、層間絶縁膜ＩＤをエッチングする際のエッチングストッパとして機能する。層間絶縁膜ＩＤは、絶縁膜により形成されている。層間絶縁膜ＩＤは、シリコン酸化膜または低誘電率膜により形成されていてもよい。層間絶縁膜ＩＤの表面の平坦化には、化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）が用いられてもよい。

次いで、第１コンタクトホールＣＨ１および第２コンタクトホールＣＨ２を形成する（図１３（ｃ））。第１コンタクトホールＣＨ１は、層間絶縁膜ＩＤおよびエッチングストッパ膜ＥＳを貫通して第１拡散領域ＤＲ１に達している。第２コンタクトホールＣＨ２は、層間絶縁膜ＩＤおよびエッチングストッパ膜ＥＳを貫通して第２拡散領域ＤＲ２に達している。

次いで、第１コンタクトホールＣＨ１および第２コンタクトホールＣＨ２内に導電部材を埋め込む。これにより、第１コンタクトプラグＣＰ１および第２コンタクトプラグＣＰ２が形成される。導電部材としては、多結晶シリコンまたは金属が用いられてもよい。このようにして、図１に示される半導体装置ＳＤが得られる。

本実施形態における半導体装置ＳＤの製造方法では、レジスト膜ＲＦ２が密着膜ＡＦを介して金属膜ＭＦ１ｃ´に強固に密着している。このためウェットエッチングに用いられるエッチャントがレジスト膜ＲＦ２にダメージを与えるものであっても、レジスト膜ＲＦ２が金属膜ＭＦ１ｃ´から剥がれることが防止される。そして絶縁膜ＤＦ２にダメージを与えにくいエッチャントを適宜選択すれば、レジスト膜ＲＦ２が金属膜ＭＦ１ｃ´から剥がれにくいことと相まって、良好なトランジスタ特性を備えた半導体装置ＳＤを得ることができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、密着膜ＡＦが金属（例えば、金属膜ＭＦ１ｃ´、金属膜ＭＦ２ｃ´）の表面に適用されていた。密着膜ＡＦは、金属膜だけでなく、半導体（例えば、シリコン）の表面にも適用することが可能である。第２の実施形態では、密着膜ＡＦを、図１４および１５に示されるように、半導体（例えば、シリコン）により形成された基板ＳＵＢに適用する。

図１４および１５は、基板ＳＵＢ上にレジスト膜ＲＦ２を形成する方法を示す断面図である。本実施形態においては、基板ＳＵＢとレジスト膜ＲＦ２との高い密着性を実現するために、以下の工程が実行される。
工程（Ａ）：基体（基板ＳＵＢ）の表面にヒドロキシル基を付着させる工程
工程（Ｂ）：工程（Ａ）後において、基体（基板ＳＵＢ）の表面に、ヒドロキシル基を開始剤として開環重合するエポキシ基を含む密着膜ＡＦを塗布する工程
工程（Ｃ）：密着膜ＡＦにおいてエポキシ基を開環重合させる工程
工程（Ｄ）：密着膜ＡＦ上にレジスト膜ＲＦ２を形成する工程
本実施形態におけるレジスト膜ＲＦ２の形成方法について、図１４および１５を用いて詳細に説明する。

まず、基板ＳＵＢの全面上にレジスト膜ＲＦ１を形成する（図１４（ａ））。基板ＳＵＢは、半導体（例えば、シリコン）により形成されている。レジスト膜ＲＦ１は、基板ＳＵＢ上に塗布されたレジストをスピンコートすることで形成されてもよい。レジスト膜ＲＦ１は、ヒドロキシル基および炭素を含んでいる。次いで、レジスト膜ＲＦ１を加熱する。レジスト膜ＲＦ１の加熱温度は、例えば、９０℃以上かつ１２０℃以下である。レジスト膜ＲＦ１がこのように加熱されると、レジスト膜ＲＦ１に含まれているヒドロキシル基が基板ＳＵＢの表面に付着する。基板ＳＵＢがシリコンにより形成されている場合、基板ＳＵＢの表面には金属膜の表面よりも、もともと多くのヒドロキシル基が存在する。レジスト膜ＲＦ１に含まれているヒドロキシル基を基板ＳＵＢの表面に付着させることで、基板ＳＵＢの表面に存在するヒドロキシル基の数はより多いものとなる。なお、本実施形態では、レジスト膜ＲＦ１によるレジストパターンを形成する必要はないが、必要に応じて、レジスト膜ＲＦ１によるレジストパターンを形成してもよい。

次いで、レジスト膜ＲＦ１の一部を基板ＳＵＢの表面に残すように、レジスト膜ＲＦ１の他部を基板ＳＵＢから除去する（図１４（ｂ））。なお、図１４（ｂ）に示されているレジスト膜ＲＦ１は、説明の便宜上示されているのであって、実際の図１４（ｂ）の工程において残るレジスト膜ＲＦ１の膜厚を示唆するものではない。本実施形態においては、レジスト膜ＲＦ１は、完全には除去されない。具体的には、図１４（ｂ）に示される工程でレジスト膜ＲＦ１の一部が除去された後においてＸＰＳにより基板ＳＵＢの表面で検出される炭素由来の信号が、図１４（ａ）に示される工程で基板ＳＵＢ上にレジスト膜ＲＦ１が形成される前においてＸＰＳにより基板ＳＵＢの表面で検出される炭素由来の信号よりも大きくなるようにレジスト膜ＲＦ１は除去される。レジスト膜ＲＦ１がこのように除去されている場合、基板ＳＵＢの表面には炭素が存在することになる。このようにして基板ＳＵＢの表面は、後述する密着膜ＡＦの密着に適した疎水性となっている。また上述の炭素の増加は、レジスト膜ＲＦ１に含まれている炭素に起因しているものといえる。そしてレジスト膜ＲＦ１に起因する基板ＳＵＢの表面における炭素の増加は、レジスト膜ＲＦ１に起因する基板ＳＵＢの表面におけるヒドロキシル基の増加も示唆されるものである。レジスト膜ＲＦ１は、本実施形態においては完全には除去されていないものの、レジスト膜ＲＦ１が基板ＳＵＢ上に多く残りすぎているのは好ましくない。基板ＳＵＢ上には、図１４（ｂ）に示される工程後、密着膜ＡＦおよびレジスト膜ＲＦ２が後述するように形成される。レジスト膜ＲＦ１が基板ＳＵＢ上に多く残りすぎている場合、密着膜ＡＦおよびレジスト膜ＲＦ２がこのように形成されても、レジスト膜ＲＦ１を起点として、レジスト膜ＲＦ１、密着膜ＡＦおよびレジスト膜ＲＦ２が基板ＳＵＢから剥がれてしまうおそれがある。レジスト膜ＲＦ１を、以上のように完全には除去せず、かつ、基板ＳＵＢ上に多く残さないため、レジスト膜ＲＦ１の除去には、有機溶剤が用いられてもよい。有機溶剤としては、シンナーが用いられてもよい。シンナーとしては、東京応化工業株式会社製ＯＫ７３シンナー：ＰＧＭＥ／ＰＧＭＥＡ混合溶剤が用いられてもよい。レジスト膜ＲＦ１の除去に有機溶剤が用いられる場合、レジスト膜ＲＦ１は、レジスト膜ＲＦ１の表面に有機溶剤を塗布する工程と、レジスト膜ＲＦ１の表面に塗布された有機溶剤をスピンコートする工程と、により除去されてもよい。この場合、スピンコートの回転速度は、例えば、５００ｒｐｍ以上かつ１０００ｒｐｍである。さらにスピンコートされた有機溶剤は、１０００ｒｐｍ以上かつ２０００ｒｐｍ以下の回転速度でスピン乾燥されてもよい。

次いで、基板ＳＵＢ上に密着膜ＡＦを形成する（図１５（ａ））。密着膜ＡＦは、エポキシ基を含んでいる。このエポキシ基は、ヒドロキシル基を開始剤として開環重合するものである。密着膜ＡＦは、密着膜ＡＦを構成することになるエポキシ樹脂を基板ＳＵＢ（レジスト膜ＲＦ１）に塗布する工程と、当該エポキシ樹脂をスピンコートする工程と、スピンコートされたエポキシ樹脂を加熱する工程と、を経て形成されてもよい。この場合、エポキシ樹脂の加熱温度は、例えば２００℃以上かつ２８０℃以下である。図１４（ｂ）に示される工程において、基板ＳＵＢの表面は、疎水化され、かつ、レジスト膜ＲＦ１由来のヒドロキシル基を含んでいる。基板ＳＵＢの表面がこのように疎水化されている場合、基板ＳＵＢと密着膜ＡＦとの密着性は高いものとなる。また基板ＳＵＢの表面にヒドロキシル基が付着している場合、密着膜ＡＦに含まれているエポキシ基は、加熱により、このヒドロキシル基を開始剤として開環重合する。このようにして基板ＳＵＢの表面に付着させられたヒドロキシル基が含んでいる酸素原子と密着膜ＡＦのエポキシ基が含んでいる炭素原子とが結合する。結果、基板ＳＵＢと密着膜ＡＦとの密着性が高いものとなる。また加熱により、密着膜ＡＦにおいてはエポキシ基の開環重合による架橋反応が進む。このようにして、密着膜ＡＦ内部の密着性が高いものとなる。

次いで、密着膜ＡＦ上にレジスト膜ＲＦ２を形成する（図１５（ｂ））。レジスト膜ＲＦ２は、ｉ線レジスト、ＫｒＦレジストまたはＡｒＦレジストであってもよい。レジスト膜ＲＦ２は、密着膜ＡＦ上に塗布されたレジストをスピンコートする工程と、スピンコートされたレジストを加熱する工程と、により形成されてもよい。密着膜ＡＦとレジスト膜ＲＦ２とは、ともに有機物である。有機物同士の界面の密着性は、有機物と金属との界面における密着性とは異なり、もともと高いものである。このため、密着膜ＡＦとレジスト膜ＲＦ２との間でも高い密着性が実現されている。このように、レジスト膜ＲＦ２は、密着膜ＡＦを介して基板ＳＵＢに強固に密着させられている。

本実施形態においては、密着膜ＡＦが半導体により形成されている基板ＳＵＢの表面に適用されている。そして密着膜ＡＦは、基板ＳＵＢに対しても、第１の実施形態における金属膜（例えば、金属膜ＭＦ１ｃ´、金属膜ＭＦ２ｃ´）と同様、高い密着性を備える。特に、基板ＳＵＢがシリコンにより形成されている場合、基板ＳＵＢの表面は、金属膜の表面に比べて、もともと多くのヒドロキシル基を有している。この場合、密着膜ＡＦは、基板ＳＵＢの表面に対して、金属膜の表面よりも高い密着性を有する。レジスト膜ＲＦ２が基板ＳＵＢに強固に密着している場合、レジスト膜ＲＦ２をマスクとしたウェットエッチングがなされても、ウェットエッチングに用いられるエッチャントが基板ＳＵＢとレジスト膜ＲＦ２との間に染み込むことが防止されるとともに、レジスト膜ＲＦ２が基板ＳＵＢから剥がれることが防止される。

（実施例）
第１の実施形態における金属膜ＭＦ１ｃ´の最表面をＸＰＳにより解析する。解析結果は、図１６に示されるようになる。図１６は、金属膜ＭＦ１ｃ´の最表面におけるＸＰＳデプスプロファイルによるＣ１ｓ結果を示すグラフである。図１６に示されるグラフの縦軸の「Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ（Ｃｏｕｎｔ）」は、金属膜ＭＦ１ｃ´の最表面において検出された炭素原子を示す。本実施例では、金属膜ＭＦ１ｃ´は窒化チタン（ＴｉＮ）とする。

金属膜ＭＦ１ｃ´の表面に何も処理がされていない場合（例えば、図３（ｃ）に示される工程において、金属膜ＭＦ１ｃ´が形成された直後）、金属膜ＭＦ１ｃ´の最表面におけるＸＰＳのＣ１ｓのピークの値は、図１６に示されるように、約５８０となる（図１６における白丸印）。図４（ａ）および図４（ｂ）に示される工程を行わないで金属膜ＭＦ１ｃ´上に直接密着膜ＡＦを形成した場合、金属膜ＭＦ１ｃ´の最表面におけるＸＰＳのＣ１ｓのピークの値は、図１６に示されるように、約１７００となる（図１６におけるバツ印）。一方第１の実施形態におけるレジスト膜ＲＦ１の形成（図４（ａ））およびレジスト膜ＲＦ１の除去（図４（ｂ））を行って金属膜ＭＦ１ｃ´上に密着膜ＡＦを形成した場合、金属膜ＭＦ１ｃ´の最表面におけるＸＰＳのＣ１ｓのピークの値は、図１６に示されるように、約２４００となる（図１６における黒丸印）。本実施例では、レジスト膜ＲＦ１の除去には、シンナーが用いられた。図１６に示される結果より、金属膜ＭＦ１ｃ´の表面に存在する炭素原子は、金属膜ＭＦ１ｃ´上に直接密着膜ＡＦを形成した場合よりも、図４（ａ）および（ｂ）に示される工程を経てから金属膜ＭＦ１ｃ´上に密着膜ＡＦを形成した場合の方が多い。このような炭素原子の増加は、レジスト膜ＲＦ１によって金属膜ＭＦ１ｃ´の表面におけるヒドロキシル基がしていることも示唆される。そしてヒドロキシル基の増加は、レジスト膜ＲＦ２に含まれるエポキシ基の効率的な開環重合に寄与する。結果、レジスト膜ＲＦ２が密着膜ＡＦを介して金属膜ＭＦ１ｃ´に強固に密着することになる。

以上、本発明者によってなされた発明を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いうまでもない。

ＳＤ 半導体装置
ＳＵＢ 基板
ＷＬ１ 第１ウェル
ＷＬ２ 第２ウェル
ＳＴＩ 素子分離膜
ＴＲ１ 第１トランジスタ
ＴＲ２ 第２トランジスタ
ＧＩ１ 第１ゲート絶縁膜
ＧＩ２ 第２ゲート絶縁膜
ＧＩ１ａ 絶縁膜
ＧＩ１ｂ 絶縁膜
ＧＩ２ａ 絶縁膜
ＧＩ２ｂ 絶縁膜
ＧＥ１ 第１ゲート電極
ＧＥ２ 第２ゲート電極
ＭＦ１ 金属膜
ＭＦ１ａ 金属膜
ＭＦ１ｂ 金属膜
ＭＦ１ｃ 金属膜
ＭＦ２ 金属膜
ＭＦ２ａ 金属膜
ＭＦ２ｂ 金属膜
ＭＦ２ｃ 金属膜
ＳＭ１ 半導体膜
ＳＭ２ 半導体膜
ＯＳ１ 第１オフセットスペーサ
ＯＳ２ 第２オフセットスペーサ
ＳＷ１ 第１サイドウォール
ＳＷ２ 第２サイドウォール
ＧＳ１ シリサイド膜
ＧＳ２ シリサイド膜
ＤＲ１ 第１拡散領域
ＤＲ２ 第２拡散領域
ＤＳ１ シリサイド膜
ＤＳ２ シリサイド膜
ＥＸ１ 第１エクステンション領域
ＥＸ２ 第２エクステンション領域
ＥＳ エッチングストッパ膜
ＩＤ 層間絶縁膜
ＣＰ１ 第１コンタクトプラグ
ＣＰ２ 第２コンタクトプラグ
ＣＨ１ 第１コンタクトホール
ＣＨ２ 第２コンタクトホール
ＤＦ１ 絶縁膜
ＤＦ２ 絶縁膜
ＤＦ３ 絶縁膜
ＭＦ１ａ´ 金属膜
ＭＦ１ｂ´ 金属膜
ＭＦ１ｃ´ 金属膜
ＭＦ２ａ´ 金属膜
ＭＦ２ｂ´ 金属膜
ＭＦ２ｃ´ 金属膜
ＳＭ´ 半導体膜
ＳＭ１´ 半導体膜
ＳＭ２´ 半導体膜
ＲＦ１ レジスト膜
ＲＦ２ レジスト膜
ＲＦ３ レジスト膜
ＲＦ４ レジスト膜
ＲＦ５ レジスト膜
ＲＦ６ レジスト膜
ＲＦ７ レジスト膜
ＲＦ８ レジスト膜
ＡＦ 密着膜
ＨＭ ハードマスク

Claims (7)

1. 基体の表面にヒドロキシル基を付着させる工程と、
   前記基体の前記表面に前記ヒドロキシル基を付着させる前記工程後において、前記基体の前記表面に、ヒドロキシル基を開始剤として開環重合するエポキシ基を含む密着膜を塗布する工程と、
   前記密着膜において前記エポキシ基を開環重合させる工程と、
   前記密着膜上に第１レジスト膜を形成する工程と、
   を含む半導体装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記基体の前記表面に前記ヒドロキシル基を付着させる工程は、
   前記基体の前記表面にヒドロキシル基および炭素を含む第２レジスト膜を形成する工程と、
   前記第２レジスト膜を加熱する工程と、
   前記第２レジスト膜の一部を前記基体の前記表面に残すように、前記第２レジスト膜の他部を前記基体から除去する工程と、
   を含む半導体装置の製造方法。
3. 請求項２に記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記第２レジスト膜の前記他部を前記基体から除去する前記工程では、前記第２レジスト膜の前記他部の除去に有機溶剤が用いられる半導体装置の製造方法。
4. 請求項２に記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記第２レジスト膜の前記他部を前記基体から除去する前記工程後においてＸ線光電子分光法により前記基体の前記表面で検出される炭素由来の信号が、前記基体の前記表面に前記第２レジスト膜を形成する前記工程前においてＸ線光電子分光法により前記基体の前記表面で検出される炭素由来の信号よりも大きい半導体装置の製造方法。
5. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記基体は、金属によって形成されている半導体装置の製造方法。
6. 請求項５に記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記基体の前記表面に前記ヒドロキシル基を付着させる前記工程前に、
   基板の第１領域の導電型を第１導電型にするとともに、素子分離膜を介して前記第１領域と電気的に絶縁された前記基板の第２領域の導電型を第２導電型にする工程と、
   前記第１領域上および前記第２領域上に絶縁膜を形成する工程と、
   前記絶縁膜上に前記基体を形成する工程と、
   を含み、
   前記密着膜上に前記第１レジスト膜を形成する前記工程では、前記第１領域上の前記密着膜上に前記第１レジスト膜が形成され、
   前記第１レジスト膜をマスクとして前記第２領域上の前記基体をエッチングする工程と、
   前記基体をエッチングする前記工程後において、前記第２領域上の前記絶縁膜上に金属膜を形成する工程と、
   前記絶縁膜、前記基体および前記金属膜をエッチングして、前記第１領域上に第１ゲート絶縁膜および第１ゲート電極を形成するとともに、前記第２領域上に第２ゲート絶縁膜および第２ゲート電極を形成する工程と、
   前記第１ゲート電極の側方に第１拡散領域を形成するとともに、前記第２ゲート電極の側方に第２拡散領域を形成する工程と、
   を含む半導体装置の製造方法。
7. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記基体は、半導体基板である半導体装置の製造方法。

Images