JP2008192661A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ニッケルシリサイドのタングステン含有率を容易に調整可能な半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】シリコン基板１の素子領域１Ａ上にニッケル膜５を形成する工程Ｓ１と、シリコン基板１及びニッケル膜５を熱処理し、素子領域１Ａの表面をシリサイド化する工程Ｓ３と、素子領域１Ａの表面をシリサイド化する工程の後に、シリコン基板１上に残留するニッケル膜５を除去する工程Ｓ４と、シリコン基板１上に残留するニッケル膜５を除去する工程の後に、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）を含む雰囲気中において素子領域１Ａの表面を熱処理する工程Ｓ６とを含む。
【選択図】 図１４

Description

本発明は、シリコン基板に形成されたソース領域及びドレイン領域、もしくはゲート電極にニッケルシリサイドを備えた半導体装置の製造方法に関する。

例えばＭＯＳ型半導体集積回路装置などの半導体装置においては、トランジスタのソース／ドレイン／ゲートの電気抵抗を低下させるために、シリコン表面にニッケルシリサイドを形成することがある。シリサイド形成技術としては、シリコン表面にニッケル膜を堆積し、該ニッケル膜を熱処理によりシリコン表面と反応させたのち、未反応のニッケル膜をウェットエッチングにより選択的に除去する方法が知られている。

ところで、ニッケルシリサイドは、ダイニッケルシリサイド（Ｎｉ₂Ｓｉ）、ニッケルモノシリサイド（Ｎ■Ｓ■）、ニッケルダイシリサイド（ＮｉＳｉ₂）に分類される。こ
のうち、ニッケルモノシリサイド（Ｎ■Ｓ■）の電気抵抗が最も低く、ニッケルダイシリ
サイド（ＮｉＳｉ₂）の電気抵抗が最も高い。したがって、半導体装置においては、電気抵抗が最も低いニッケルモノシリサイド（Ｎ■Ｓ■）を使用することが好ましい。

しかしながら、ニッケルモノシリサイド（Ｎ■Ｓ■）は、熱処理により高抵抗のニッケ
ルダイシリサイド（ＮｉＳｉ₂）になりやすい。このため、シリサイド形成直後には低抵抗のニッケルモノシリサイド（Ｎ■Ｓ■）が形成されていても、後の熱処理、例えば層間
膜の成膜での加熱によって、高抵抗のニッケルダイシリサイド（ＮｉＳｉ₂）に変換されることがある。

このような背景から、現在の半導体装置では、ニッケルモノシリサイド（ＮｉＳｉ）の熱処理耐性を向上させることが求められている。ニッケルモノシリサイド（ＮｉＳｉ）の熱処理耐性を向上させるシリサイド形成技術としては、シリコン表面に、例えばタングステン（Ｗ）を含有するニッケル−タングステン（Ｎｉ−Ｗ）合金膜を成膜し、熱処理によりシリサイド化することで、タングステン（Ｗ）を含有するニッケルモノシリサイド（ＮｉＳｉ）を形成するシリサイド形成技術が知られている（例えば、下記特許文献１を参照）。
特開２００５−１９９４３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたシリサイド形成技術では、ニッケル−タングステン（Ｎｉ−Ｗ）合金膜の成膜にスパッタ法が使用されるため、タングステン（Ｗ）を含有するニッケル（Ｎｉ）のターゲットを準備する必要がある。さらに、形成されるニッケルモノシリサイド（ＮｉＳｉ）におけるタングステン（Ｗ）含有率は、ターゲット中のタングステン（Ｗ）含有率で決まるため、ターゲットを交換しないかぎり、ニッケルモノシリサイド（ＮｉＳｉ）におけるタングステン（Ｗ）含有率を変更することできない。熱処理耐性の向上だけを考慮すれば、ターゲット中のタングステン（Ｗ）含有率を高めに設定することも考えられる。しかしながら、ニッケルモノシリサイド（ＮｉＳｉ）におけるＷ含有率が高くなると、コンタクト抵抗が上昇するという問題がある。したがって、ニッケルモノシリサイド（ＮｉＳｉ）におけるタングステン（Ｗ）含有量は、デバイスごとに最適なものであることが望まれる。

そこで本発明は、ニッケルシリサイドにおけるタングステン含有率を容易に調整可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一観点によれば、シリコン基板のシリコン領域上にニッケル膜を形成する工程と、前記シリコン基板及び前記ニッケル膜を熱処理し、前記シリコン領域の表面をシリサイド化する工程と、前記シリサイド化する工程の後に、前記シリコン基板上に残留する前記ニッケル膜を除去する工程と、前記ニッケル膜を除去する工程の後に、タングステンを含むガス雰囲気中において前記シリコン領域の表面を熱処理する工程と、を含む半導体装置の製造方法が提供される。

本発明の他の観点によれば、シリコン基板に素子分離領域を形成して、前記シリコン基板の表面にシリコン領域を画成する工程と、前記シリコン領域上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程と、前記シリコン領域にソース領域及びドレイン領域を形成する工程と、前記シリコン基板上に、前記ソース領域及び前記ドレイン領域を覆うニッケル膜を堆積する工程と、前記シリコン基板及び前記ニッケル膜を熱処理し、前記シリコン領域の表面をシリサイド化する工程と、前記シリサイド化する工程の後に、前記シリコン基板上に残留する前記ニッケル膜を除去する工程と、前記ニッケル膜を除去する工程の後に、タングステンを含むガス雰囲気中において前記シリコン領域の表面を熱処理する工程と、を含む半導体装置の製造方法が提供される。

本発明によれば、ニッケルシリサイドのタングステン含有率を容易に調整可能である。

［本実施形態における製造方法］
図１〜図１３は本発明の一実施形態におけるｎチャネルＭＯＳトランジスタの製造工程の説明図、図１４は本発明の一実施形態におけるｎチャネルＭＯＳトランジスタの製造工程のフローチャートである。なお、本実施形態では、ｎチャネルＭＯＳトランジスタの製造工程を説明するが、本発明はｐチャネルＭＯＳトランジスタの製造にも適用することができる。

先ず、図１に示すように、シリコン基板１上に、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ Ｔｒｅｎｃｈ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ；シャロートレンチアイソレーション）型の素子分離領域１Ｉを形成する。素子分離領域１Ｉは、シリコン基板１の表面に露出し、ｎチャネルＭＯＳトランジスタが形成される素子領域１Ａを画成する。そして、素子領域１Ａに、ｐ型ウェル９を形成する。

次に、図２に示すように、シリコン基板１上に、素子領域１Ａ及び素子分離領域１Ｉを覆うように、ＳｉＯ₂などのシリコン酸化膜からなる絶縁膜２を、７５０℃〜９００℃の温度で、ジクロロエチレンまたはトリクロロエチレン含有のウェットＯ₂酸化プロセスにより、１〜３ｎｍの膜厚で形成する。絶縁膜２の材料としては、ＳｉＯ₂などのシリコン酸化膜に限定されるものではなく、例えばＳｉＯＮなどのシリコン酸窒化膜を使用しても良い。

次に、図３に示すように、シランガス（ＳｉＨ₄）を１００ｓｃｃｍの流量で供給し、圧力３０Ｐａ、温度を６００℃として、熱ＣＶＤ（Ｃｈｅｍ■ｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅ
ｐｏｓ■ｔ■ｏｎ；化学気相成長）により、絶縁膜２上にポリシリコン膜３を１００ｎｍ
の膜厚で形成する。

次に、図４に示すように、ポリシリコン膜３及び絶縁膜２をフォトリソグラフィー法によりパターニングし、ポリシリコンゲート電極３Ｇ及びゲート絶縁膜２Ｇを形成する。なお、本実施形態におけるポリシリコンゲート電極３Ｇのゲート長は３５ｎｍである。

次に、図５に示すように、対象とする素子領域１Ａのみを露出させるレジストＲ及びポリシリコンゲート電極３Ｇをマスクにして、Ｐ＋あるいはＡｓ＋を、典型的には１〜５ｋｅＶの加速電圧下、５×１０¹⁴〜９×１０¹⁴ｃｍ^-2のドーズ量でイオン注入する。これにより、シリコン基板１の素子領域１Ａに、ｎ型の拡散領域１ａ，１ｂを、それぞれソースエクステンション領域及びドレインエクステンション領域として、典型的には２０ｎｍ以下の接合深さに形成する。

次に、図６に示すように、ビスターシャルブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）を６０ｓｃｃｍ、酸素（Ｏ₂）を２４０ｓｃｃｍの流量で供給し、温度を５３０℃、圧力を２０Ｐａとして、熱ＣＶＤにより、素子分離領域１Ｉを含むシリコン基板１上にポリシリコン膜を形成する。そして、ポリシリコン膜を異方性エッチングして、ポリシリコンゲート電極３Ｇの両側壁面に、それぞれ側壁絶縁膜４Ａ，４Ｂを９０ｎｍの膜厚で形成する。

次に、図７に示すように、対象とする素子領域１Ａのみを露出させるレジストＲ、ポリシリコンゲート電極３Ｇ、及び側壁絶縁膜４Ａ，４Ｂをマスクにして、Ｐ＋を、典型的には６〜１５ｋｅＶの加速電圧下、５×１０¹³〜５×１０¹⁶ｃｍ^-2のドーズ量で、あるいはＡｓ＋を、典型的には３５〜４０ｋｅＶの加速電圧下、５×１０¹³ｃｍ^-2〜５×１０¹⁶ｃｍ^-2のドーズ量でイオン注入する。これにより、シリコン基板１の素子領域１Ａに、ｎ⁺型拡散領域１ｃ，１ｄを、それぞれソース領域及びドレイン領域として形成する。

次に、図８に示すように、側壁絶縁膜４Ａ，４Ｂ、ポリシリコンゲート電極３Ｇ、及び素子分離領域１Ｉを含むシリコン基板１上に、スパッタ法により、ニッケル膜５を、典型的には１０〜５０ｎｍの膜厚に形成する（図１４のステップＳ１）。さらに、ニッケル膜５上に窒化チタン膜５Ｎを保護膜として、例えば反応性パッタ法により、例えば５ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚に形成する（図１４のステップＳ２）。窒化チタン膜５Ｎは、必須の構成ではないが、ニッケル膜５を窒化チタン膜５Ｎで覆うことで、ニッケル膜５の自然酸化を防止することができる。

次に、図９に示すように、Ａｒなどの不活性ガスの雰囲気中、０．３Ｐａ〜１０Ｐａの圧力下、２２０〜２７０℃の温度で１２０秒〜３００秒間、好ましくは２４０℃の温度で１２０秒〜１８０秒間だけ熱処理をする。これにより、ニッケル膜５は、ソース領域１ｃ，ドレイン領域１ｄ、及びポリシリコンゲート電極３Ｇの表面と反応して、ソース領域１ｃ，ドレイン領域１ｄ、及びポリシリコンゲート電極３Ｇに、それぞれダイニッケルシリサイド（Ｎｉ₂Ｓｉ）を主成分とする第１のニッケルシリサイド層６ｓ，６ｄ，６ｇが、典型的には１２〜２０ｎｍの膜厚に形成される（図１４のステップＳ３）。

次に、図１０に示すように、未反応のニッケル膜５及び窒化チタン膜５Ｎをウェットエッチングにより除去する（図１４のステップＳ４）。エッチャントとしては、例えば硫酸と過酸化水素水よりなるＳＰＭ（Ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ／ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘ■ｄｅ ｍ■ｘｔｕｒｅ；硫酸過水）を使用する。

未反応のニッケル膜５及び窒化チタン膜５Ｎをウェットエッチングすると、ＳＰＭの酸化成分により、第１のニッケルシリサイド層６ｓ，６ｄ，６ｇの表面にニッケル酸化膜が形成される。そこで、必要に応じて、図１１に示すように、水素ガスの雰囲気中、２００℃の温度において、２０〜３００秒間の還元処理を行い（図１４のステップＳ５）、第１のニッケルシリサイド層６ｓ，６ｄ，６ｇの表面に形成されたニッケル酸化膜を除去しても良い。本実施形態における還元処理は、水素ガスの雰囲気中において実行しているが、ニッケル酸化膜を還元処理できる雰囲気であれば、他の還元雰囲気中、例えばアンモニアガス（ＮＨ₃）中において実行しても良い。

次に、図１２に示すように、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）を含む雰囲気中で、第１のニッケルシリサイド層６ｓ，６ｄ，６ｇを熱処理して、ニッケルモノシリサイド（ＮｉＳｉ）を主成分とした、タングステン（Ｗ）を含有する第２のニッケルシリサイド層６Ｓ，６Ｄ，６Ｇに変換する（図１４のステップＳ６）。なお、本熱処理のシーケンスについては、以下の実施例１、実施例２、実施例３において詳細に説明する。

次に、図１３に示すように、シランガス（ＳｉＨ₄）を１００ｓｃｃｍ、酸素（Ｏ₂）を２３０ｓｃｃｍの流量で供給し、圧力を２．５ｍＴｏｒｒとして、ＨＤＰ−ＣＶＤ（Ｈ■ｇｈ Ｄｅｎｓ■ｔｙ Ｐｌａｓｍａ Ｃｈｅｍ■ｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓ■
ｔｉｏｎ；高密度プラズマ化学気相成長）により、シリコン基板１上に、第２のニッケルシリサイド層６Ｓ，６Ｄ，６Ｇ、側壁絶縁膜４Ａ，４Ｂ、及び素子分離領域１Ｉを覆う層間絶縁膜７を堆積する。層間絶縁膜７の材料としては、特に限定されるものではないが、例えばＳｉＯ₂などを使用する。そして、層間絶縁膜７に、マグネトロンＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ；反応性イオンエッチング）により、第２のニッケルシリサイド層６Ｓ，６Ｄに到達するコンタクトホール８ａを形成し、コンタクトホール８ａの内壁に、熱ＣＶＤ方式により、ＴｉＮなどのバリアメタルを形成する。バリアメタルとしてＴｉＮを使用する場合、四塩化チタンガス（ＴｉＣｌ₄）を１７０ｍｇ／ｍ■ｎ
、アンモニアガス（ＮＨ₃）を１００ｓｃｃｍで供給し、圧力を１０Ｔｏｒｒとする。次に、シランガス（ＳｉＨ₄）を９０ｓｃｃｍ、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）を３０ｓｃｃｍで交互に導入し、熱ＣＶＤにより、バリアメタル上にカバレッジの良い第１のタングステン（Ｗ）膜を成膜する。そして、さらにフッ化タングステンガス（ＷＦ₆）を９０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ₂）を７５０ｓｃｃｍで同時に導入し、熱ＣＶＤにより、第１のタングステン（Ｗ）膜上に第２のタングステン（Ｗ）膜を成膜する。こうして、コンタクトホール８ａにタングステン（Ｗ）からなるコンタクト材８ｂが埋め込まれ、第２のニッケルシリサイド層６Ｓ，６Ｄに電気的に接続されたコンタクト８が完成する。以上で、ｎチャネルＭＯＳトランジスタの主要な製造工程が終了となる。

以下、実施例１、実施例２、実施例３にかかる熱処理シーケンスついて詳細に説明する。なお、以下の試料（Ａ）、試料（Ｂ）、試料（Ｃ）は、それぞれ実施例１、実施例２、実施例３における熱処理シーケンスにより作製された第２のニッケルシリサイド層６Ｓ，６Ｄ，６Ｇである。

図１５は試料（Ａ）、試料（Ｂ）、試料（Ｃ）に含まれるタングステン含有量の測定結果グラフである。本実施形態における測定では、蛍光Ｘ線膜厚装置（Ｘ−Ｒａｙ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ；ＸＲＦ）が使用されている。そのため、図１５の測定結果グラフにおける縦軸は、試料（Ａ）、試料（Ｂ）、試料（Ｃ）に含まれるタングステン含有量をタングステン単体の膜厚に換算した数値［ｎｍ］である。試料（Ａ）、試料（Ｂ）、試料（Ｃ）の膜厚は、いずれも２０ｎｍである。

図１６は試料（Ａ）、試料（Ｂ）、試料（Ｃ）、及び比較用の試料（ｒｅｆ）のシート抵抗の測定結果グラフである。比較用の試料（ｒｅｆ）は、タングステン（Ｗ）を含有していない。
［実施例１］
実施例１においては、先ず、希釈ガスとしてのアルゴンガス（Ａｒ）を２０００ｓｃｃｍ、窒素ガス（Ｎ₂）を９００ｓｃｃｍで供給しつつ、基板温度を２００℃から２０度ずつ階段状に上昇させる。そして、基板温度が２６０℃に到達したら、昇温を停止して、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）を３０ｓｃｃｍで３０秒間だけ供給する。雰囲気の圧力は１００Ｐａ程度である。そして、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）の供給を停止して、さらに基板温度を４００℃に到達するまで２０℃ずつ階段状に上昇させる。

これにより、第１のニッケルシリサイド層６ｓ，６ｄ，６ｇは、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）を含む雰囲気中において熱処理されて、ニッケルモノシリサイド（ＮｉＳｉ）を主成分とした、タングステン（Ｗ）を含有する、試料（Ａ）としての第２のニッケルシリサイド層６Ｓ，６Ｄ，６Ｇに変換される。

図１５に示すように、作製された試料（Ａ）は、平均で０．４ｎｍ相当分のタングステン（Ｗ）を含有している。このことから、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）を含む雰囲気中で熱処理をすることで、試料（Ａ）にタングステン（Ｗ）が含有されたことがわかる。

図１６に示すように、６００〜７００℃の高温において、試料（Ａ）のシート抵抗は、タングステン（Ｗ）を含有しない比較用の試料（ｒｅｆ）のシート抵抗よりも低いことがわかる。このことから、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）を含む雰囲気中で熱処理をすることで、ニッケルモノシリサイド（ＮｉＳｉ）のシート抵抗が低下することが確認された。
［実施例２］
実施例２においては、先ず、希釈ガスとしてのアルゴンガス（Ａｒ）を２０００ｓｃｃｍ、窒素ガス（Ｎ₂）を９００ｓｃｃｍで供給しつつ、基板温度を２００℃から２０℃ずつ階段状に上昇させる。そして、基板温度が２６０℃に到達したら、昇温を停止したうえで、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）を２０ｓｃｃｍで３０秒間だけ供給する。そして、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）を供給している最中に、さらにシランガス（ＳiＨ₄）を４ｓｃｃｍで２回に分けて供給する。具体的に説明すると、シランガス（ＳiＨ₄）を、５秒間だけ供給したのち、５秒間だけ停止し、その後、再び５秒間だけ供給する。雰囲気の圧力は１００Ｐａ程度である。そして、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）の供給を停止して、さらに基板温度を４００℃に到達するまで２０℃ずつ階段状に上昇させる。

これにより、第１のニッケルシリサイド層６ｓ，６ｄ，６ｇは、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）を含む雰囲気中において熱処理されるだけでなく、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）及びシランガス（ＳiＨ₄）を含む雰囲気中においても熱処理されて、ニッケルモノシリサイド（ＮｉＳｉ）を主成分とした、タングステン（Ｗ）を含有する、試料（Ｂ）としての第２のニッケルシリサイド層６Ｓ，６Ｄ，６Ｇに変換される。

図１５に示すように、作製された試料（Ｂ）は、平均で１．３ｎｍ相当分のタングステンを含有している。このことから、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）及びシランガス（ＳiＨ₄）を含む雰囲気中で熱処理をすることで、試料（Ｂ）に、試料（Ａ）よりも高い含有率でタングステン（Ｗ）が含有されたことがわかる。

図１６に示すように、６００〜７００℃の高温において、試料（Ｂ）のシート抵抗は、試料（Ａ）のシート抵抗よりも低いことがわかる。このことから、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）及びシランガス（ＳiＨ₄）を含む雰囲気中で熱処理をすることで、ニッケルモノシリサイド（ＮｉＳｉ）のシート抵抗がさらに低下することが確認された。
［実施例３］
実施例３においては、先ず、希釈ガスとしてのアルゴンガス（Ａｒ）を２０００ｓｃｃｍ、窒素ガス（Ｎ₂）を９００ｓｃｃｍで供給しつつ、基板温度を２００℃から２０℃ずつ階段状に上昇させる。そして、基板温度が２６０℃に到達したら、シランガス（ＳiＨ₄）と６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）を３秒間ごとに交互に供給する。このとき、シランガス（ＳiＨ₄）の流量は９０ｓｃｃｍ、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）の流量は３０ｓｃｃｍである。雰囲気の圧力は１０００Ｐａ程度である。そして、シランガス（ＳＨ₄）と６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）とを３回ずつ供給したら、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）とシランガス（ＳiＨ₄）の供給を停止して、さらに基板温度を４００℃に到達するまで２０℃ずつ階段状に上昇させる。

これにより、第１のニッケルシリサイド層６ｓ，６ｄ，６ｇは、シランガス（ＳＨ₄）を含む雰囲気中と、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）を含む雰囲気中とで交互に熱処理されて、ニッケルモノシリサイド（ＮｉＳｉ）を主成分とした、タングステン（Ｗ）を含有する、試料（Ｃ）としての第２のニッケルシリサイド層６Ｓ，６Ｄ，６Ｇに変換される。

図１５に示すように、作製された試料（Ｃ）は、平均で２．１ｎｍ相当分のタングステン（Ｗ）を含有している。このことから、シランガス（ＳiＨ₄）を含む雰囲気中と、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）を含む雰囲気中とで交互に熱処理をすることで、試料（Ｃ）に、試料（Ｂ）よりも高い含有率でタングステン（Ｗ）が含有されることがわかる。

図１６に示すように、６００〜７００℃の高温において、試料（Ｃ）のシート抵抗は、試料（Ｂ）のシート抵抗よりも低いことがわかる。このことから、シランガス（ＳＨ₄）を含む雰囲気中と、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）を含む雰囲気中とで交互に熱処理をすることで、ニッケルモノシリサイド（ＮｉＳｉ）のシート抵抗がさらに低下することが確認された。

以上のように、実施例１〜実施例３にて示したとおり、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）を含む雰囲気中で熱処理をすることにより、ニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ）を主成分とする試料（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にタングステン（Ｗ）を含有させることができる。さらに、６フッ化タングステンガス（ＷＦ₆）の供給形態を変化させるだけで、第２のニッケルシリサイド層６Ｓ，６Ｄ，６Ｇのタングステン（Ｗ）含有率を容易に調整することが可能である。すなわち、本実施形態によれば、コンタクト抵抗の上昇などを考慮したうえで、第２のニッケルシリサイド層６Ｓ，６Ｄ，６Ｇのタングステン含有率を、デバイスに最適な数値に調整することができる。

なお、実施例２、実施例３のように、熱処理中にモノシラン（ＳiＨ₄）ガスが供給されると、第１のニッケルシリサイド層６ｓ，６ｄ，６ｇから第２のニッケルシリサイド層６Ｓ，６Ｄ，６Ｇへの変換反応が、シリコン基板１と第１のニッケルシリサイド層６ｓ，６ｄ，６ｇとの界面からだけでなく、第１のニッケルシリサイド層６ｓ，６ｄ，６ｇの表面からも進行する。そのため、変換反応に使用されるシリコン基板１のシリコン量が抑制されるから、ソース領域１ｃ及びドレイン領域１ｄにおける深い位置まで第２のニッケルシリサイド層６Ｓ，６Ｄ，６Ｇが形成されることがない。

しかも、事前の還元処理により第１のニッケルシリサイド層６ｓ，６ｄ，６ｇの表面からニッケル酸化膜が除去されていれば（図１４のステップＳ５）、第１のニッケルシリサイド層６ｓ，６ｄ，６ｇの表面から進行する第２のニッケルシリサイド層６Ｓ，６Ｄ，６Ｇへの変換反応が阻害されることがない。

なお、本実施形態では、モノシランガス（ＳiＨ₄）を使用しているが、これに限定されるものではなく、例えばジシラン（Ｓｉ₂Ｈ₆）ガスを使用しても良い。

また、本実施形態においては、ニッケル膜５を形成するためのターゲット中にプラチナ（Ｐｔ）を含有させても良い。プラチナ（Ｐｔ）は、ニッケルモノシリサイド（ＮｉＳｉ）の熱処理耐性を向上させる性質があるので、第２のニッケルシリサイド層６Ｓ，６Ｄ，６Ｇの熱処理耐性をさらに向上させることができる。

また、本実施形態では、シリコン上に形成されるソース領域１ｃ及びドレイン領域１ｄをシリサイド化しているが、例えばシリコンゲルマニウム上に形成されるソース領域及びドレイン領域をシリサイド化しても良い。

本発明の一実施形態におけるｎチャネルＭＯＳトランジスタの製造工程の説明図（その１）。 本発明の一実施形態におけるｎチャネルＭＯＳトランジスタの製造工程の説明図（その２）。 本発明の一実施形態におけるｎチャネルＭＯＳトランジスタの製造工程の説明図（その３）。 本発明の一実施形態におけるｎチャネルＭＯＳトランジスタの製造工程の説明図（その４）。 本発明の一実施形態におけるｎチャネルＭＯＳトランジスタの製造工程の説明図（その５）。 本発明の一実施形態におけるｎチャネルＭＯＳトランジスタの製造工程の説明図（その６）。 本発明の一実施形態におけるｎチャネルＭＯＳトランジスタの製造工程の説明図（その７）。 本発明の一実施形態におけるｎチャネルＭＯＳトランジスタの製造工程の説明図（その８）。 本発明の一実施形態におけるｎチャネルＭＯＳトランジスタの製造工程の説明図（その９）。 本発明の一実施形態におけるｎチャネルＭＯＳトランジスタの製造工程の説明図（その１０）。 本発明の一実施形態におけるｎチャネルＭＯＳトランジスタの製造工程の説明図（その１１）。 本発明の一実施形態におけるｎチャネルＭＯＳトランジスタの製造工程の説明図（その１２）。 本発明の一実施形態におけるｎチャネルＭＯＳトランジスタの製造工程の説明図（その１３）。 本発明の一実施形態におけるｎチャネルＭＯＳトランジスタの製造工程のフローチャート。 試料（Ａ）、試料（Ｂ）、試料（Ｃ）に含まれるタングステン含有量の測定結果グラフ。 試料（Ａ）、試料（Ｂ）、試料（Ｃ）、及び比較用の試料（ｒｅｆ）のシート抵抗の測定結果グラフ。

符号の説明

１…シリコン基板、１Ａ…素子領域（シリコン領域）、１Ｉ…素子分離領域、２Ｇ…ゲート絶縁膜（ゲート絶縁膜）、３Ｇ…ポリシリコンゲート電極（ゲート電極）、５…ニッケル膜。

Claims (6)

1. シリコン基板のシリコン領域上にニッケル膜を形成する工程と、
   前記シリコン基板及び前記ニッケル膜を熱処理し、前記シリコン領域の表面をシリサイド化する工程と、
   前記シリサイド化する工程の後に、前記シリコン基板上に残留する前記ニッケル膜を除去する工程と、
   前記ニッケル膜を除去する工程の後に、タングステンを含むガス雰囲気中において前記シリコン領域の表面を熱処理する工程と、
   を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. シリコン基板に素子分離領域を形成して、前記シリコン基板の表面にシリコン領域を画成する工程と、
   前記シリコン領域上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程と、
   前記シリコン領域にソース領域及びドレイン領域を形成する工程と、
   前記シリコン基板上に、前記ソース領域及び前記ドレイン領域を覆うニッケル膜を堆積する工程と、
   前記シリコン基板及び前記ニッケル膜を熱処理し、前記シリコン領域の表面をシリサイド化する工程と、
   前記シリサイド化する工程の後に、前記シリコン基板上に残留する前記ニッケル膜を除去する工程と、
   前記ニッケル膜を除去する工程の後に、タングステンを含むガス雰囲気中において前記シリコン領域の表面を熱処理する工程と、
   を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 前記タングステンを含むガス雰囲気は、さらにシリコンを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記タングステンを含むガス雰囲気中において前記シリコン領域の表面を熱処理する工程の前もしくは後の少なくとも一方に、シリコンを含むガス雰囲気中で前記シリコン領域の表面を熱処理する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記タングステンを含むガス雰囲気中において前記シリコン領域の表面を熱処理する工程は、前記シリコンを含むガスが排気された状態で実行されることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記ニッケル膜を除去する工程の後で、かつ、前記タングステンを含むガス雰囲気中において前記シリコン領域の表面を熱処理する工程の前に、前記シリコン領域上に形成される酸化物を還元処理する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の半導体装置の製造方法。

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