JP2002231936A - Method of preventing formation of bump on side wall of silicon metal layer of gate electrode and method of manufacturing gate electrode - Google Patents

Method of preventing formation of bump on side wall of silicon metal layer of gate electrode and method of manufacturing gate electrode

Info

Publication number
JP2002231936A
JP2002231936A JP2001008016A JP2001008016A JP2002231936A JP 2002231936 A JP2002231936 A JP 2002231936A JP 2001008016 A JP2001008016 A JP 2001008016A JP 2001008016 A JP2001008016 A JP 2001008016A JP 2002231936 A JP2002231936 A JP 2002231936A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate electrode
short
layer
time
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001008016A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Konyu So
坤 祐 宋
Kogai Kyo
恆 凱 許
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Promos Technologies Inc
Original Assignee
Promos Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Promos Technologies Inc filed Critical Promos Technologies Inc
Priority to JP2001008016A priority Critical patent/JP2002231936A/en
Publication of JP2002231936A publication Critical patent/JP2002231936A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of preventing the formation of bumps on the side wall of a silicon metal layer of a gate electrode and to provide a method of manufacturing the gate electrode. SOLUTION: The method comprises a step (a) of providing a gate electrode structure formed on a semiconductor substrate, a step (b) of conducting a short- time annealing (RTA) using a mixed gas of a nitrogen gas and a hydrogen gas on the gate electrode structure, and a step (c) of conducting a short-time thermal oxidation on the gate electrode structure. The method comprises a step (a) of providing a chamber and a gate electrode structure formed on a semiconductor substrate, a step (b) of placing the gate electrode structure in the chamber and clearing an oxygen gas from the chamber, a step (c) of conducting a short-time annealing (RTA) on the gate electrode structure, and a step (d) of conducting a short-time thermal oxidation on the gate electrode structure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は珪化金属層の側壁に
バンプが生成することを防止する方法に関わり、特にゲ
ート電極の珪化金属層の側壁にバンプが生成することを
防止する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for preventing a bump from being formed on a side wall of a metal silicide layer, and more particularly to a method for preventing a bump from being formed on a side wall of a metal silicide layer of a gate electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体部品のサイズは益々小型化となる
ことに伴って、半導体製造中における問題により半導体
部品の良品率が低下するケースがよくある。特に、記憶
ユニットに用いられるゲート電極の場合、その欠陥の有
無により半導体部品の品質及び機能はかなり異なる。
2. Description of the Related Art As the size of semiconductor components becomes smaller and smaller, the yield rate of semiconductor components often decreases due to problems during semiconductor manufacturing. In particular, in the case of a gate electrode used in a storage unit, the quality and function of a semiconductor component vary considerably depending on the presence or absence of a defect.

【0003】図1乃至図7は従来の記憶ユニットに用い
られる金属酸化膜半導体電界効果型トランジスタ(MOSF
ET)の製造方法を示すものである。
FIGS. 1 to 7 show a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSF) used in a conventional storage unit.
3 shows a method for producing ET).

【0004】従来、図1乃至7に示すように、MOSFETの
製造方法は以下の通りである。先ず、図1に示すよう
に、熱酸化法を以ってシリコン基板10の上にゲート酸
化層11を形成する。
Conventionally, as shown in FIGS. 1 to 7, a method of manufacturing a MOSFET is as follows. First, as shown in FIG. 1, a gate oxide layer 11 is formed on a silicon substrate 10 by a thermal oxidation method.

【0005】次に、図2に示すように、化学気相成長
(CVD)法を以ってゲート酸化層11の上に多結晶シリ
コン層12を形成する。その後、熱拡散法またはイオン
注入121の方法で高濃度の不純物、例えば燐または砒
素を多結晶シリコン層12内に添加する。これにより、
ゲート電気伝導層としての該層の抵抗が減少される。
[0005] Next, as shown in FIG. 2, a polycrystalline silicon layer 12 is formed on the gate oxide layer 11 by a chemical vapor deposition (CVD) method. After that, a high concentration impurity, for example, phosphorus or arsenic is added into the polycrystalline silicon layer 12 by a thermal diffusion method or an ion implantation method 121. This allows
The resistance of this layer as a gate conductive layer is reduced.

【0006】次に、図3に示すように、CVD法を以っ
て、該多結晶シリコン層12の上に順次にタングステン
シリコン層13及び窒化シリコン層14を堆積する。こ
こで、窒化シリコン層14はマスク層とされる。
Next, as shown in FIG. 3, a tungsten silicon layer 13 and a silicon nitride layer 14 are sequentially deposited on the polycrystalline silicon layer 12 by a CVD method. Here, the silicon nitride layer 14 is used as a mask layer.

【0007】次に、図4に示すように、光リソグラフィ
及びドライエッチングを以って、窒化シリコン層14を
パターン化しゲート電極エリアを定義する。
Next, as shown in FIG. 4, the silicon nitride layer 14 is patterned by photolithography and dry etching to define a gate electrode area.

【0008】次に、図5に示すように、該窒化シリコン
層14をマスク層としてエッチングを実施して、ゲート
電極構造16を形成する。該ゲート電極構造16は窒化
シリコン層14とタングステンシリコン層13と多結晶
シリコン層12及びゲート酸化層11からなる。
Next, as shown in FIG. 5, etching is performed using the silicon nitride layer 14 as a mask layer to form a gate electrode structure 16. The gate electrode structure 16 includes a silicon nitride layer 14, a tungsten silicon layer 13, a polycrystalline silicon layer 12, and a gate oxide layer 11.

【0009】次に、図6に示すように、より高い抵抗を
有するタングステンシリコン層13の抵抗を減少するた
めに、ドライエッチングを実施した後に窒素ガスをチャ
ンバー内に送入して短時間アニ―ル(RTA)を実施す
る。このRTA段階は、その前に実施するドライエッチン
グによるゲート電極16またはシリコン基板10の破損
を修復するのに役立つこともできる。また、ゲート酸化
層11においての先端放電による漏れ電流が発生しゲー
ト電極16の耐圧が低下することがよくあるため、短時
間アニ―ルの後、酸素ガスをチャンバーに送入して短時
間熱酸化(RTO)を実施する必要がある。これによっ
て、ゲート電極構造16の外周に酸化層15が形成され
ゲート酸化層11の角に丸みがつけられて、ゲート酸化
層においての先端放電がなくなる。
Next, as shown in FIG. 6, in order to reduce the resistance of the tungsten silicon layer 13 having a higher resistance, after performing dry etching, a nitrogen gas is fed into the chamber and then annealed for a short time. (RTA). This RTA step can also help repair any damage to the gate electrode 16 or silicon substrate 10 due to a previously performed dry etch. In addition, since a leakage current due to the tip discharge in the gate oxide layer 11 is often generated and the withstand voltage of the gate electrode 16 is reduced, oxygen gas is sent into the chamber after a short annealing, and then a short heat treatment is performed. Oxidation (RTO) must be performed. As a result, the oxide layer 15 is formed on the outer periphery of the gate electrode structure 16, the corners of the gate oxide layer 11 are rounded, and the tip discharge in the gate oxide layer is eliminated.

【0010】次に、図7に示すように、ゲート電極構造
16が完成される後にスペーサ17とソース電極18及
びドレイン電極19を製作すると、MOSFETの構造が形成
される。
Next, as shown in FIG. 7, when the spacer 17, the source electrode 18 and the drain electrode 19 are manufactured after the gate electrode structure 16 is completed, the structure of the MOSFET is formed.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術には以下の欠点がある。
However, the prior art has the following disadvantages.

【0012】図6に示すように、短時間アニ―ルを実施
する後に、同一のチャンバーにおいて短時間熱酸化を実
施するため、該短時間酸化を行う際タングステンシリコ
ン層13の側壁にバンプ21(図8を参照)が生成され
てしまう。該バンプ21の生成はチャンバーに残留する
酸素ガスによるものである、即ち、前回扱うウェハーに
対し短時間酸化アニ―ルを実施する後にチャンバーに酸
素ガスが残留したまま、今回扱うウェハーに対し同一の
チャンバーで短時間アニ―ル及び短時間熱酸化を実施し
たら、今回扱うウェハーにおいてバンプ21が生成す
る。該バンプ21はタングステンの酸化物と二酸化シリ
コンからなる酸化物であり、回路がショートし半導体部
品の良品率が低下する原因となる。
As shown in FIG. 6, after performing annealing for a short time, thermal oxidation is performed for a short time in the same chamber. (See FIG. 8). The formation of the bumps 21 is due to the oxygen gas remaining in the chamber, that is, the same treatment is performed on the wafer to be processed this time while the oxygen gas remains in the chamber after a short time oxidizing annealing is performed on the wafer to be previously processed. After a short-time annealing and a short-time thermal oxidation are performed in the chamber, bumps 21 are formed on the wafer to be handled this time. The bump 21 is an oxide composed of an oxide of tungsten and silicon dioxide, which causes a short circuit and lowers the yield of non-defective semiconductor components.

【0013】前記のような問題点を解決するため、本発
明の主な目的は、ゲート電極の珪化金属層の側壁にバン
プが生成することを防止する方法、並びにゲート電極製
造方法を提供することにある。
[0013] In order to solve the above problems, it is a main object of the present invention to provide a method for preventing a bump from being formed on a side wall of a metal silicide layer of a gate electrode and a method for manufacturing a gate electrode. It is in.

【0014】また、本発明は半導体部品の良品率を向上
させる方法を提供しようとする。
Another object of the present invention is to provide a method for improving the yield rate of semiconductor components.

【0015】更に、本発明は半導体部品の品質及び機能
を向上させる方法を提供しようとする。
Further, the present invention seeks to provide a method for improving the quality and function of a semiconductor component.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は次に述べる構成を有することを特徴とするもの
である。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.

【0017】請求項1記載の発明はゲート電極の珪化金
属層の側壁にバンプが生成することを防止する方法であ
って、(a)半導体基板上に形成されるゲート電極構造
を提供する段階と、(b)該ゲート電極構造に対し窒素
ガス及び水素ガスを含む混合ガスを用いる短時間アニ―
ル(RTA)を施す段階と、(c)該ゲート電極構造に対
し短時間熱酸化(RTO)を施す段階とからなることを特
徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for preventing a bump from being formed on a side wall of a metal silicide layer of a gate electrode, comprising the steps of: (a) providing a gate electrode structure formed on a semiconductor substrate; (B) short-time annealing using a mixed gas containing nitrogen gas and hydrogen gas for the gate electrode structure;
And (c) applying short-time thermal oxidation (RTO) to the gate electrode structure.

【0018】請求項2記載の発明はゲート電極の珪化金
属層の側壁にバンプが生成することを防止する方法であ
って、(a)チャンバーと半導体基板上に形成されるゲ
ート電極構造とを提供する段階と、(b)該ゲート電極
構造を該チャンバー内に置き且つ該チャンバー内の酸素
ガスをクリアする段階と、(c)該ゲート電極構造に対
し短時間アニ―ル(RTA)を施す段階と、(d)該ゲー
ト電極構造に対し短時間熱酸化(RTO)を施す段階とか
らなることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for preventing a bump from being formed on a side wall of a metal silicide layer of a gate electrode, and (a) providing a chamber and a gate electrode structure formed on a semiconductor substrate. (B) placing the gate electrode structure in the chamber and clearing oxygen gas in the chamber; and (c) subjecting the gate electrode structure to short-time annealing (RTA). And (d) applying short-time thermal oxidation (RTO) to the gate electrode structure.

【0019】また、請求項3記載の発明は、請求項1ま
たは2記載のバンプ生成防止方法であって、前記半導体
基板はシリコン基板であることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the bump generation preventing method according to the first or second aspect, wherein the semiconductor substrate is a silicon substrate.

【0020】また、請求項4記載の発明は、請求項1ま
たは2記載のバンプ生成防止方法であって、前記珪化金
属層はタングステンシリコン層であることを特徴とす
る。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the bump generation preventing method according to the first or second aspect, wherein the metal silicide layer is a tungsten silicon layer.

【0021】また、請求項5記載の発明は、請求項1ま
たは2記載のバンプ生成防止方法であって、前記ゲート
電極構造はゲート酸化層と多結晶シリコン層と珪化金属
層からなることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the bump formation preventing method according to the first or second aspect, wherein the gate electrode structure comprises a gate oxide layer, a polycrystalline silicon layer, and a metal silicide layer. And

【0022】また、請求項6記載の発明は、請求項5記
載のバンプ生成防止方法であって、前記ゲート電極構造
は更に窒化シリコン層を含むことを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the bump generation preventing method according to claim 5, wherein the gate electrode structure further includes a silicon nitride layer.

【0023】また、請求項7記載の発明は、請求項1記
載のバンプ生成防止方法であって、前記混合ガスに含ま
れる水素ガスのモル濃度は該混合ガスの5−50%である
ことを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the bump formation preventing method according to the first aspect, wherein the molar concentration of the hydrogen gas contained in the mixed gas is 5-50% of the mixed gas. Features.

【0024】また、請求項8記載の発明は、請求項1記
載のバンプ生成防止方法であって、前記短時間アニ―ル
は700−950℃で施されることを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the bump formation preventing method according to claim 1, wherein the short-time annealing is performed at 700-950 ° C.

【0025】また、請求項9記載の発明は、請求項7記
載のバンプ生成防止方法であって、前記短時間アニ―ル
の実施時間は0.5−4分間であることを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the bump generation preventing method according to the seventh aspect, wherein the short annealing is performed for 0.5 to 4 minutes.

【0026】また、請求項10記載の発明は、請求項1
記載のバンプ生成防止方法であって、前記短時間熱酸化
は950−1200℃で施されることを特徴とする。
The invention according to claim 10 is the first invention.
The method according to any of the preceding claims, wherein the short-time thermal oxidation is performed at 950-1200C.

【0027】また、請求項11記載の発明は、請求項1
0記載のバンプ生成防止方法であって、前記短時間熱酸
化の実施時間は1−5分間であることを特徴とする。
[0027] The invention according to claim 11 is the invention according to claim 1.
0, wherein the short-time thermal oxidation is performed for 1 to 5 minutes.

【0028】また、請求項12記載の発明は、請求項2
記載のバンプ生成防止方法であって、前記チャンバー内
に窒素ガスを送入することにより前記酸素ガスをクリア
することを特徴とする。
The invention according to claim 12 is the invention according to claim 2.
The method for preventing bump formation according to the above, wherein the oxygen gas is cleared by feeding nitrogen gas into the chamber.

【0029】また、請求項13記載の発明は、請求項2
記載のバンプ生成防止方法であって、真空吸引を以って
前記チャンバー内の酸素ガスをクリアすることを特徴と
する。
[0029] Further, the invention according to claim 13 is based on claim 2.
The method for preventing bump formation according to the above, wherein oxygen gas in the chamber is cleared by vacuum suction.

【0030】また、請求項14記載の発明は、請求項1
2または13記載のバンプ生成防止方法であって、前記
酸素ガスを500ppm以下となるようにクリアすることを特
徴とする。
The invention according to claim 14 is the first invention.
14. The bump generation preventing method according to 2 or 13, wherein the oxygen gas is cleared to be 500 ppm or less.

【0031】請求項15記載の発明は、請求項2記載の
バンプ生成防止方法であって、前記チャンバーは短時間
アニ―ルと短時間熱酸化処理に用いられ且つ毎回の処理
に単一のウェハーしか扱わないチャンバーであることを
特徴とする。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided the bump formation preventing method according to the second aspect, wherein the chamber is used for short-time annealing and short-time thermal oxidation processing, and a single wafer is used for each processing. It is characterized in that it is a chamber that only handles.

【0032】また、請求項16記載の発明は、請求項2
記載のバンプ生成防止方法であって、前記チャンバーは
短時間アニ―ルと短時間熱酸化処理に用いられ且つ毎回
の処理に一組の複数のウェハーを扱うことのできるチャ
ンバーであることを特徴とする。
The invention according to claim 16 is the invention according to claim 2.
The method for preventing bump formation according to the above, wherein the chamber is a chamber used for short-time annealing and short-time thermal oxidation treatment, and capable of handling a set of a plurality of wafers in each treatment. I do.

【0033】また、請求項17記載の発明は、請求項2
記載のバンプ生成防止方法であって、前記段階(c)の
後に、更に第2のチャンバーを提供する段階(c1)を
含むことを特徴とする。
Further, the invention described in claim 17 is the same as the claim 2.
The method for preventing bump formation according to the above, further comprising a step (c1) of providing a second chamber after the step (c).

【0034】また、請求項18記載の発明は、請求項1
7記載のバンプ生成防止方法であって、前記短時間熱酸
化は前記第2のチャンバーにおいて施されることを特徴
とする。
The invention according to claim 18 is the first invention.
7. The bump formation preventing method according to claim 7, wherein the short-time thermal oxidation is performed in the second chamber.

【0035】請求項19記載の発明はゲート電極製造方
法であって、(a)半導体基板を提供する段階と、
(b)該半導体基板上にゲート酸化層を形成する段階
と、(c)該ゲート酸化層上に多結晶シリコン層を形成
する段階と、(d)該多結晶シリコン層上に珪化金属層
を形成する段階と、(e)前記珪化金属層と多結晶シリ
コン層及びゲート酸化層をパターン化しゲート電極構造
を形成する段階と、(f)該ゲート電極構造に対し窒素
ガス及び水素ガスを含む混合ガスを用いる短時間アニ―
ル(RTA)を施す段階と、(g)該ゲート電極構造に対
し短時間熱酸化(RTO)を施す段階とからなることを特
徴とする。
According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a gate electrode, comprising: (a) providing a semiconductor substrate;
(B) forming a gate oxide layer on the semiconductor substrate; (c) forming a polycrystalline silicon layer on the gate oxide layer; and (d) forming a metal silicide layer on the polycrystalline silicon layer. Forming; (e) patterning the metal silicide layer, polycrystalline silicon layer and gate oxide layer to form a gate electrode structure; and (f) mixing the gate electrode structure with nitrogen gas and hydrogen gas. Short-time annealing using gas
(G) subjecting the gate electrode structure to thermal oxidation (RTO) for a short time.

【0036】また、請求項20記載の発明は、請求項1
9記載のゲート電極製造方法であって、前記段階(c)
は(c1)前記多結晶シリコン層内にイオン注入で5A
族のイオンを添加する段階を含むことを特徴とする。
The invention according to claim 20 is the first invention.
10. The method for manufacturing a gate electrode according to item 9, wherein the step (c) is performed.
Is (c1) 5A by ion implantation into the polycrystalline silicon layer.
A step of adding a group ion.

【0037】また、請求項21記載の発明は、請求項1
9記載のゲート電極製造方法であって、前記段階(e)
は(e1)前記珪化金属層上にマスク層を形成する段階
と、(e2)光リソグラフィ及びエッチングを以って前
記マスク層をパターン化しゲート電極エリアを定義する
段階と、(e3)ドライエッチングを以ってゲート電極
構造を形成する段階を含むことを特徴とする。
The invention according to claim 21 is the first invention.
10. The method for manufacturing a gate electrode according to item 9, wherein the step (e) is performed.
(E1) forming a mask layer on the metal silicide layer, (e2) patterning the mask layer by photolithography and etching to define a gate electrode area, and (e3) performing dry etching. Accordingly, the method includes a step of forming a gate electrode structure.

【0038】また、請求項22記載の発明は、請求項2
1記載のゲート電極製造方法であって、前記マスク層は
窒化シリコン層であることを特徴とする。
Further, the invention according to claim 22 is based on claim 2
2. The method for manufacturing a gate electrode according to claim 1, wherein the mask layer is a silicon nitride layer.

【0039】また、請求項23記載の発明は、請求項1
9記載のゲート電極製造方法であって、前記混合ガスに
含まれる水素ガスのモル濃度は該混合ガスの5−50%で
あることを特徴とする。
The invention according to claim 23 is the first invention.
10. The method for manufacturing a gate electrode according to 9, wherein the molar concentration of hydrogen gas contained in the mixed gas is 5-50% of the mixed gas.

【0040】また、請求項24記載の発明は、請求項1
9記載のゲート電極製造方法であって、前記短時間アニ
―ルは700−950℃で施されることを特徴とする。
The invention according to claim 24 is the first invention.
10. The method for manufacturing a gate electrode according to 9, wherein the short-time annealing is performed at 700-950 ° C.

【0041】また、請求項25記載の発明は、請求項2
4記載のゲート電極製造方法であって、前記短時間アニ
―ルの実施時間は0.5−4分間であることを特徴とする。
The invention according to claim 25 is the second invention.
5. The method of manufacturing a gate electrode according to claim 4, wherein the short-time annealing is performed for 0.5 to 4 minutes.

【0042】[0042]

【発明の実施の形態】前記の目的を達成して従来の欠点
を除去するための課題を実行する本発明の実施例の構成
とその作用を添付図面に基づき詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure and operation of an embodiment of the present invention which achieves the above-mentioned objects and solves the problems of the related art will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0043】実施例1 本発明によれば、先ず前記の図6に示すチャンバー内短
時間アニ―ル(RTA)を施す段階において、窒素ガスと
水素ガスを含む混合ガスを送入する。ここで、水素ガス
の含有量(モル濃度)は該混合ガスの5−50%である
が、10%の含有量が好ましい。一方、短時間アニ―ルは
温度700−950℃、時間0.5−4分間の条件で行われるが、
最適な条件は温度830℃、時間1分間である。
Embodiment 1 According to the present invention, a mixed gas containing a nitrogen gas and a hydrogen gas is supplied at the stage of applying the short-time annealing (RTA) in the chamber shown in FIG. Here, the content (molar concentration) of the hydrogen gas is 5 to 50% of the mixed gas, but a content of 10% is preferable. On the other hand, short-time annealing is performed under the conditions of a temperature of 700-950 ° C and a time of 0.5-4 minutes.
The optimal conditions are 830 ° C for 1 minute.

【0044】次に、同一のチャンバー内に酸素ガスを送
入し短時間熱酸化(RTO)を実施する。該短時間熱酸化
は温度950−1200℃、時間1−5分間の条件で行われる
が、最適な条件は温度1080℃、時間2.5分間である。
Next, oxygen gas is fed into the same chamber to perform short-time thermal oxidation (RTO). The short-time thermal oxidation is performed at a temperature of 950 to 1200 ° C. for a time of 1 to 5 minutes. The optimal conditions are a temperature of 1080 ° C. and a time of 2.5 minutes.

【0045】前記のように、前回扱うウェハーに対して
の短時間熱酸化をした後にチャンバー内に酸素ガスが残
留することがあるが、本発明の場合、窒素ガスと水素ガ
スを含む混合ガスを送入するため、後程実施される短時
間熱酸化の段階においてタングステンシリコン層13の
側壁にバンプが生成することが防止される(図10参
照)。これは短時間アニ―ルの段階で水素ガスがゲート
電極の側壁に水素ガス薄膜31(図9参照)を生成し該
ゲート電極16の側壁を安定化させるためである。
As described above, oxygen gas may remain in the chamber after short-time thermal oxidation of the wafer to be handled last time. In the case of the present invention, a mixed gas containing nitrogen gas and hydrogen gas is used. Since the transfer is performed, the formation of bumps on the side walls of the tungsten silicon layer 13 in the short-time thermal oxidation stage performed later is prevented (see FIG. 10). This is because the hydrogen gas forms a hydrogen gas thin film 31 (see FIG. 9) on the side wall of the gate electrode at the stage of short-time annealing to stabilize the side wall of the gate electrode 16.

【0046】実施例2 前記のように、従来、短時間アニ―ル及び短時間熱酸化
は同一のチャンバー内で行われるため、前回扱うウェハ
ーに対しての短時間熱酸化をした後にチャンバー内に酸
素ガスが残留することにより、タングステンシリコン層
の側壁にバンプが生成される。このことを鑑みて、本発
明では、短時間アニ―ルを実施する前に窒素ガスの送入
または真空吸引を以ってチャンバー内に残留する酸素ガ
スを(例えば残留量は500ppm以下となるように)クリア
する。その直後に短時間アニ―ル及び短時間熱酸化を実
施する。本実施例では、タングステンシリコン層の側壁
におけるバンプの生成を防止するため短時間アニ―ルの
際水素ガスを送入する必要がない。当然ながら、本発明
によれば、短時間アニ―ル及び短時間熱酸化を行う際一
回に扱うウェハーは単一のウェハーであるかまたは一組
の複数のウェハーであるかに関わらず、どのようなチャ
ンバーにとってもタングステンシリコン層の側壁におけ
るバンプの生成を防止することができる。
Embodiment 2 As described above, conventionally, short-time annealing and short-time thermal oxidation are performed in the same chamber. When the oxygen gas remains, a bump is formed on the side wall of the tungsten silicon layer. In view of this, according to the present invention, before performing annealing for a short time, supply of nitrogen gas or vacuum suction to reduce oxygen gas remaining in the chamber (for example, to reduce the residual amount to 500 ppm or less). To clear). Immediately thereafter, short-term annealing and short-time thermal oxidation are performed. In this embodiment, there is no need to supply hydrogen gas during annealing for a short time in order to prevent the formation of bumps on the side walls of the tungsten silicon layer. Of course, according to the present invention, regardless of whether a single wafer or a set of multiple wafers is treated at one time when performing the short-time annealing and the short-time thermal oxidation, Even in such a chamber, generation of bumps on the side wall of the tungsten silicon layer can be prevented.

【0047】当業者は本発明に基づいて変形と修正をす
ることができるが、本発明の権利範囲は特許請求の範囲
に準じるものである。
Although those skilled in the art can make variations and modifications based on the present invention, the scope of the present invention is in accordance with the appended claims.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明はゲート電極のタングステンシリ
コン層側壁にバンプが生成することを防止するのに適す
るし、勿論、ゲート電極の珪化金属層側壁にバンプ生成
の防止にも適する。本発明によれば、半導体部品の良品
率及び半導体部品の品質並びに機能を向上させることが
できる。従って、本発明は従来の技術より優れるし、産
業的価値のあるものである。
The present invention is suitable for preventing a bump from being formed on the side wall of the tungsten silicon layer of the gate electrode, and is also suitable for preventing formation of a bump on the side wall of the metal silicide layer of the gate electrode. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the non-defective product rate of a semiconductor component and the quality and function of a semiconductor component can be improved. Therefore, the present invention is superior to the prior art and has industrial value.

【0049】[0049]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】記憶ユニットに用いられるMOSFETの従来の製造
方法(一部の段階)を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a conventional manufacturing method (partial stages) of a MOSFET used for a storage unit.

【図2】図1に示す製造方法の製造段階の後続の段階を
示す図である。
FIG. 2 is a view showing a stage subsequent to the manufacturing stage of the manufacturing method shown in FIG. 1;

【図3】図2に示す製造段階の後続の段階を示す図であ
る。
FIG. 3 is a view showing a stage subsequent to the manufacturing stage shown in FIG. 2;

【図4】図3に示す製造段階の後続の段階を示す図であ
る。
FIG. 4 is a view showing a stage subsequent to the manufacturing stage shown in FIG. 3;

【図5】図4に示す製造段階の後続の段階を示す図であ
る。
FIG. 5 is a view showing a stage subsequent to the manufacturing stage shown in FIG. 4;

【図6】図5に示す製造段階の後続の段階を示す図であ
る。
FIG. 6 is a view showing a stage subsequent to the manufacturing stage shown in FIG. 5;

【図7】図6に示す製造段階の後続の段階を示す図であ
る。
FIG. 7 is a view showing a stage subsequent to the manufacturing stage shown in FIG. 6;

【図8】従来の製造方法によるゲート電極構造を示す図
であり、(a)は断面図、(b)は上面図である。
8A and 8B are diagrams showing a gate electrode structure according to a conventional manufacturing method, wherein FIG. 8A is a cross-sectional view and FIG. 8B is a top view.

【図9】水素ガスによりゲート電極側壁を安定化させる
のを示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing stabilization of a gate electrode side wall with hydrogen gas.

【図10】本発明によるゲート電極構造を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a gate electrode structure according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 シリコン基板 11 ゲート酸化層 12 多結晶シリコン層 13 タングステンシリコン層 14 窒化シリコン層 15 熱酸化層 16 ゲート電極構造 17 スペーサ 18 ソース電極 19 ドレイン電極 21 バンプ 31 水素ガス薄膜 121 イオン注入 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Silicon substrate 11 Gate oxide layer 12 Polycrystalline silicon layer 13 Tungsten silicon layer 14 Silicon nitride layer 15 Thermal oxide layer 16 Gate electrode structure 17 Spacer 18 Source electrode 19 Drain electrode 21 Bump 31 Hydrogen gas thin film 121 Ion implantation

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 許 恆 凱 台湾新竹市中華路一段105巷3弄49號 Fターム(参考) 4M104 BB01 BB40 CC05 DD78 DD86 EE05 EE09 HH20 5F040 DC01 EC01 EC04 EC07 EC13 FA03  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Xu Heng Kai, Taiwan, Hsinchu City, China, China, China

Claims (25)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ゲート電極の珪化金属層の側壁にバンプ
が生成することを防止する方法において、 (a)半導体基板上に形成されるゲート電極構造を提供
する段階と、 (b)該ゲート電極構造に対し窒素ガス及び水素ガスを
含む混合ガスを用いる短時間アニ―ルを施す段階と、 (c)該ゲート電極構造に対し短時間熱酸化を施す段階
とからなるゲート電極の珪化金属層側壁にバンプ生成の
防止方法。
1. A method for preventing a bump from being formed on a side wall of a metal silicide layer of a gate electrode, comprising: (a) providing a gate electrode structure formed on a semiconductor substrate; and (b) providing the gate electrode. A step of subjecting the structure to a short-time annealing using a mixed gas containing nitrogen gas and hydrogen gas; and (c) a step of performing a short-time thermal oxidation to the gate electrode structure. To prevent bump formation.
【請求項2】 ゲート電極の珪化金属層の側壁にバンプ
が生成することを防止する方法において、 (a)チャンバーと半導体基板上に形成されるゲート電
極構造とを提供する段階と、 (b)該ゲート電極構造を該チャンバー内に置き且つ該
チャンバー内の酸素ガスをクリアする段階と、 (c)該ゲート電極構造に対し短時間アニ―ルを施す段
階と、 (d)該ゲート電極構造に対し短時間熱酸化を施す段階
とからなるゲート電極の珪化金属層側壁にバンプ生成の
防止方法。
2. A method for preventing a bump from being formed on a sidewall of a metal silicide layer of a gate electrode, comprising: (a) providing a chamber and a gate electrode structure formed on a semiconductor substrate; (b) Placing the gate electrode structure in the chamber and clearing oxygen gas in the chamber; (c) subjecting the gate electrode structure to annealing for a short time; A method of preventing the formation of bumps on the side wall of the metal silicide layer of the gate electrode, which comprises performing a short-time thermal oxidation.
【請求項3】 前記半導体基板はシリコン基板であるこ
とを特徴とする請求項1または2に記載のゲート電極の
珪化金属層側壁にバンプ生成の防止方法。
3. The method according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is a silicon substrate. 4. The method according to claim 1, wherein a bump is formed on a side wall of the metal silicide layer of the gate electrode.
【請求項4】 前記珪化金属層はタングステンシリコン
層であることを特徴とする請求項1または2に記載のゲ
ート電極の珪化金属層側壁にバンプ生成の防止方法。
4. The method as claimed in claim 1, wherein the metal silicide layer is a tungsten silicon layer.
【請求項5】 前記ゲート電極構造はゲート酸化層と多
結晶シリコン層と珪化金属層からなることを特徴とする
請求項1または2に記載のゲート電極の珪化金属層側壁
にバンプ生成の防止方法。
5. The method according to claim 1, wherein the gate electrode structure comprises a gate oxide layer, a polycrystalline silicon layer, and a metal silicide layer. .
【請求項6】 前記ゲート電極構造は更に窒化シリコン
層を含むことを特徴とする請求項5に記載のゲート電極
の珪化金属層側壁にバンプ生成の防止方法。
6. The method as claimed in claim 5, wherein the gate electrode structure further includes a silicon nitride layer.
【請求項7】 前記混合ガスに含まれる水素ガスのモル
濃度は該混合ガスの5−50%であることを特徴とする請
求項1に記載のゲート電極の珪化金属層側壁にバンプ生
成の防止方法。
7. The method according to claim 1, wherein the molar concentration of the hydrogen gas contained in the mixed gas is 5-50% of the mixed gas. Method.
【請求項8】 前記短時間アニ―ルは700−950℃で施さ
れることを特徴とする請求項1に記載のゲート電極の珪
化金属層側壁にバンプ生成の防止方法。
8. The method according to claim 1, wherein the short-time annealing is performed at 700-950 ° C.
【請求項9】 前記短時間アニ―ルの実施時間は0.5−4
分間であることを特徴とする請求項7に記載のゲート電
極の珪化金属層側壁にバンプ生成の防止方法。
9. The implementation time of said short-time annealing is 0.5-4.
8. The method according to claim 7, wherein a bump is formed on the side wall of the metal silicide layer of the gate electrode.
【請求項10】 前記短時間熱酸化は950−1200℃で施
されることを特徴とする請求項1に記載のゲート電極の
珪化金属層側壁にバンプ生成の防止方法。
10. The method of claim 1, wherein the short-time thermal oxidation is performed at 950-1200 ° C.
【請求項11】 前記短時間熱酸化の実施時間は1−5分
間であることを特徴とする請求項10に記載のゲート電
極の珪化金属層側壁にバンプ生成の防止方法。
11. The method according to claim 10, wherein the time for performing the short-time thermal oxidation is 1 to 5 minutes.
【請求項12】 前記チャンバー内に窒素ガスを送入す
ることにより前記酸素ガスをクリアすることを特徴とす
る請求項2に記載のゲート電極の珪化金属層側壁にバン
プ生成の防止方法。
12. The method according to claim 2, wherein the oxygen gas is cleared by feeding nitrogen gas into the chamber.
【請求項13】 真空吸引を以って前記チャンバー内の
酸素ガスをクリアすることを特徴とする請求項2に記載
のゲート電極の珪化金属層側壁にバンプ生成の防止方
法。
13. The method according to claim 2, wherein oxygen gas in the chamber is cleared by vacuum suction.
【請求項14】 前記酸素ガスを500ppm以下となるよう
にクリアすることを特徴とする請求項12または13に
記載のゲート電極の珪化金属層側壁にバンプ生成の防止
方法。
14. The method according to claim 12, wherein the oxygen gas is cleared so as to be 500 ppm or less.
【請求項15】 前記チャンバーは短時間アニ―ルと短
時間熱酸化処理に用いられ且つ毎回の処理に単一のウェ
ハーしか扱わないチャンバーであることを特徴とする請
求項2に記載のゲート電極の珪化金属層側壁にバンプ生
成の防止方法。
15. The gate electrode according to claim 2, wherein said chamber is a chamber used for short-time annealing and short-time thermal oxidation processing and handles only a single wafer for each processing. To prevent bump formation on the side wall of the silicide metal layer.
【請求項16】 前記チャンバーは短時間アニ―ルと短
時間熱酸化処理に用いられ且つ毎回の処理に一組の複数
のウェハーを扱うことのできるチャンバーであることを
特徴とする請求項2に記載のゲート電極の珪化金属層側
壁にバンプ生成の防止方法。
16. The method according to claim 2, wherein said chamber is a chamber used for short-time annealing and short-time thermal oxidation processing, and capable of handling a set of a plurality of wafers in each processing. The method for preventing bump formation on the side wall of the metal silicide layer of the gate electrode according to the above.
【請求項17】 前記段階(c)の後に、更に第2のチ
ャンバーを提供する段階(c1)を含むことを特徴とす
る請求項2に記載のゲート電極の珪化金属層側壁にバン
プ生成の防止方法。
17. The method as claimed in claim 2, further comprising, after the step (c), providing a second chamber (c1). Method.
【請求項18】 前記短時間熱酸化は前記第2のチャン
バーにおいて施されることを特徴とする請求項17に記
載のゲート電極の珪化金属層側壁にバンプ生成の防止方
18. The method according to claim 17, wherein the short-time thermal oxidation is performed in the second chamber.
【請求項19】 (a)半導体基板を提供する段階と、 (b)該半導体基板上にゲート酸化層を形成する段階
と、 (c)該ゲート酸化層上に多結晶シリコン層を形成する
段階と、 (d)該多結晶シリコン層上に珪化金属層を形成する段
階と、 (e)前記珪化金属層と多結晶シリコン層及びゲート酸
化層をパターン化しゲート電極構造を形成する段階と、 (f)該ゲート電極構造に対し窒素ガス及び水素ガスを
含む混合ガスを用いる短時間アニ―ルを施す段階と、 (g)該ゲート電極構造に対し短時間熱酸化を施す段階
とからなるゲート電極製造方法。
19. A semiconductor device comprising: (a) providing a semiconductor substrate; (b) forming a gate oxide layer on the semiconductor substrate; and (c) forming a polycrystalline silicon layer on the gate oxide layer. (D) forming a metal silicide layer on the polycrystalline silicon layer; (e) patterning the metal silicide layer, the polycrystalline silicon layer and the gate oxide layer to form a gate electrode structure; f) performing a short-time annealing using a mixed gas containing nitrogen gas and hydrogen gas on the gate electrode structure; and (g) performing a short-time thermal oxidation on the gate electrode structure. Production method.
【請求項20】 前記段階(c)は(c1)前記多結晶
シリコン層内にイオン注入で5A族のイオンを添加する
段階を含むことを特徴とする請求項19に記載のゲート
電極製造方法。
20. The method according to claim 19, wherein the step (c) includes (c1) adding a group 5A ion into the polycrystalline silicon layer by ion implantation.
【請求項21】 前記段階(e)は (e1)前記珪化金属層上にマスク層を形成する段階
と、 (e2)光リソグラフィ及びエッチングを以って前記マ
スク層をパターン化しゲート電極エリアを定義する段階
と、 (e3)ドライエッチングを以ってゲート電極構造を形
成する段階を含むことを特徴とする請求項19に記載の
ゲート電極製造方法。
21. The step (e) comprises: (e1) forming a mask layer on the metal silicide layer; and (e2) patterning the mask layer by photolithography and etching to define a gate electrode area. 20. The method of claim 19, further comprising: (e3) forming a gate electrode structure by dry etching.
【請求項22】 前記マスク層は窒化シリコン層である
ことを特徴とする請求項21に記載のゲート電極製造方
法。
22. The method according to claim 21, wherein the mask layer is a silicon nitride layer.
【請求項23】 前記混合ガスに含まれる水素ガスのモ
ル濃度は該混合ガスの5−50%であることを特徴とする
請求項19に記載のゲート電極製造方法。
23. The method according to claim 19, wherein the molar concentration of the hydrogen gas contained in the mixed gas is 5-50% of the mixed gas.
【請求項24】 前記短時間アニ―ルは700−950℃で施
されることを特徴とする請求項19に記載のゲート電極
製造方法。
24. The method according to claim 19, wherein the short-time annealing is performed at 700-950 ° C.
【請求項25】 前記短時間アニ―ルの実施時間は0.5
−4分間であることを特徴とする請求求項24に記載の
ゲート電極製造方法。
25. The short annealing time is 0.5 hours.
25. The method of claim 24, wherein the duration is -4 minutes.
JP2001008016A 2001-01-16 2001-01-16 Method of preventing formation of bump on side wall of silicon metal layer of gate electrode and method of manufacturing gate electrode Pending JP2002231936A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001008016A JP2002231936A (en) 2001-01-16 2001-01-16 Method of preventing formation of bump on side wall of silicon metal layer of gate electrode and method of manufacturing gate electrode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001008016A JP2002231936A (en) 2001-01-16 2001-01-16 Method of preventing formation of bump on side wall of silicon metal layer of gate electrode and method of manufacturing gate electrode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002231936A true JP2002231936A (en) 2002-08-16

Family

ID=18875676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001008016A Pending JP2002231936A (en) 2001-01-16 2001-01-16 Method of preventing formation of bump on side wall of silicon metal layer of gate electrode and method of manufacturing gate electrode

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002231936A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006005323A (en) * 2004-06-14 2006-01-05 Hynix Semiconductor Inc Method for manufacturing flash memory device
JP2007173762A (en) * 2005-12-23 2007-07-05 Hynix Semiconductor Inc Method for manufacturing flash memory device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006005323A (en) * 2004-06-14 2006-01-05 Hynix Semiconductor Inc Method for manufacturing flash memory device
JP2007173762A (en) * 2005-12-23 2007-07-05 Hynix Semiconductor Inc Method for manufacturing flash memory device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070072403A1 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
KR101286309B1 (en) Replacement metal gate transistors with reduced gate oxide leakage
TWI272697B (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP3350246B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US7157339B2 (en) Method for fabricating semiconductor devices having dual gate oxide layers
JPH0629311A (en) Manufacture of semiconductor device
JP2004140315A (en) Manufacturing method for semiconductor device using salicide process
JP3727299B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JPH08250716A (en) Method and device for manufacturing semiconductor device
JP2004079931A (en) Manufacturing method for semiconductor device
JP2002094057A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2002231936A (en) Method of preventing formation of bump on side wall of silicon metal layer of gate electrode and method of manufacturing gate electrode
CN113257663A (en) Method for forming cobalt silicide film layer
KR100628225B1 (en) method for manufacturing of semiconductor device
JPH1126397A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3420743B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP3033525B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH08288241A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
KR100433054B1 (en) Method For Manufacturing Semiconductor Devices
US6531394B1 (en) Method for forming gate electrode of semiconductor device
KR100529472B1 (en) Method of forming a transistor using a dielectric
JP2003188374A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR100246777B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
JPH0936360A (en) Fabrication of semiconductor device
JPH07193054A (en) Method and apparatus for manufacturing semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040810

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041028

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20041130