JPH04226024A - 半導体ウェーハ上にケイ化チタンを形成する方法 - Google Patents
半導体ウェーハ上にケイ化チタンを形成する方法Info
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- JPH04226024A JPH04226024A JP3076132A JP7613291A JPH04226024A JP H04226024 A JPH04226024 A JP H04226024A JP 3076132 A JP3076132 A JP 3076132A JP 7613291 A JP7613291 A JP 7613291A JP H04226024 A JPH04226024 A JP H04226024A
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-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェーハを処理
してその上に集積回路構造を形成する処理に関する。本
発明は特に半導体ウェーハ上にケイ化チタンの層を形成
する改良されたプロセスに関する。
してその上に集積回路構造を形成する処理に関する。本
発明は特に半導体ウェーハ上にケイ化チタンの層を形成
する改良されたプロセスに関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコンウェーハなどの半導体ウェーハ
上に集積回路構造の一部としてケイ化チタン層を形成す
る従来の方法では、ウェーハの、ケイ化チタン層が形成
される面を最初に浄化して、その後に蒸着されるチタン
層と、該ウェーハの露出したシリコン部分との反応を妨
げるかもしれない物を除去する。該表面は、従来は、真
空チャンバ内でアルゴンなどの不活性ガスを使って高周
波プラズマで浄化される。しばしば、その前に酸化物湿
性エッチッグが行われる。
上に集積回路構造の一部としてケイ化チタン層を形成す
る従来の方法では、ウェーハの、ケイ化チタン層が形成
される面を最初に浄化して、その後に蒸着されるチタン
層と、該ウェーハの露出したシリコン部分との反応を妨
げるかもしれない物を除去する。該表面は、従来は、真
空チャンバ内でアルゴンなどの不活性ガスを使って高周
波プラズマで浄化される。しばしば、その前に酸化物湿
性エッチッグが行われる。
【０００３】これらの浄化ステップの後に、従来は、浄
化されたウェーハ構造上に、例えばＰＶＤプロセスを使
って、普通は約１００ないし約１０００Åの範囲の厚み
にチタン金属層が蒸着される。次に、そのチタンでコー
ティングされたウェーハは、従来は、該ＰＶＤチャンバ
から取り出されて大気中を独立の焼きなまし装置へ運ば
れて、ここで該構造は、窒素雰囲気中で酸素（これはチ
タンと反応する）無しの状態で焼きなましされる。普通
は、この焼きなましステップは、該構造を約６５０℃な
いし約６７５℃の焼きなまし温度範囲に数秒間で急速に
加熱する急速焼きなましであり、その後は、約２０ない
し約６０秒の間、この焼きなまし温度に保たれる。
化されたウェーハ構造上に、例えばＰＶＤプロセスを使
って、普通は約１００ないし約１０００Åの範囲の厚み
にチタン金属層が蒸着される。次に、そのチタンでコー
ティングされたウェーハは、従来は、該ＰＶＤチャンバ
から取り出されて大気中を独立の焼きなまし装置へ運ば
れて、ここで該構造は、窒素雰囲気中で酸素（これはチ
タンと反応する）無しの状態で焼きなましされる。普通
は、この焼きなましステップは、該構造を約６５０℃な
いし約６７５℃の焼きなまし温度範囲に数秒間で急速に
加熱する急速焼きなましであり、その後は、約２０ない
し約６０秒の間、この焼きなまし温度に保たれる。
【０００４】窒素雰囲気の結果として、チタンがシリコ
ンと反応してケイ化チタンを形成するのと同時に窒化チ
タン層が生じる。この窒化チタンは、ブロッキング層と
して作用して、表面への、その下のシリコンからのシリ
コン原子の移動を阻止する。所望の窒化チタンブロッキ
ング層を充分に形成するためには、窒素原子がチタン層
に浸透することが必要である。通常の従来技術プロセス
における焼きなましステップ時に形成される表面層中の
深さに対してチタン、シリコン、酸素及び窒素原子の原
子比をプロットした図１を参照すると、“ＮＯ”という
符号を付してある線は、該層内での窒素と酸素との濃度
を示し、一番上の１００Åより下には窒素原子は殆ど無
く、一番上の表面でも０．２５原子％未満である。その
結果として、シリコン原子は該グラフにおいては表面に
存在するものとして、即ち、コーティングの表面に隣接
して形成されたチタニウム・オキシニトリド（ｔｉｔａ
ｎｉｕｍｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ） 中に浸透したものと
して示されている。この様に、窒素原子がチタン／ケイ
化チタン層中に更に充分に浸透することが出来ず、窒素
原子がチタンと充分に反応して、シリコン原子の移動を
遮断する窒化チタン層を形成出来ないことは、遺憾なこ
とである。
ンと反応してケイ化チタンを形成するのと同時に窒化チ
タン層が生じる。この窒化チタンは、ブロッキング層と
して作用して、表面への、その下のシリコンからのシリ
コン原子の移動を阻止する。所望の窒化チタンブロッキ
ング層を充分に形成するためには、窒素原子がチタン層
に浸透することが必要である。通常の従来技術プロセス
における焼きなましステップ時に形成される表面層中の
深さに対してチタン、シリコン、酸素及び窒素原子の原
子比をプロットした図１を参照すると、“ＮＯ”という
符号を付してある線は、該層内での窒素と酸素との濃度
を示し、一番上の１００Åより下には窒素原子は殆ど無
く、一番上の表面でも０．２５原子％未満である。その
結果として、シリコン原子は該グラフにおいては表面に
存在するものとして、即ち、コーティングの表面に隣接
して形成されたチタニウム・オキシニトリド（ｔｉｔａ
ｎｉｕｍｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ） 中に浸透したものと
して示されている。この様に、窒素原子がチタン／ケイ
化チタン層中に更に充分に浸透することが出来ず、窒素
原子がチタンと充分に反応して、シリコン原子の移動を
遮断する窒化チタン層を形成出来ないことは、遺憾なこ
とである。
【０００５】従って、チタン／ケイ化チタン層中への窒
素原子の浸透が、下にあるケイ化チタン又は酸化ケイ素
の両方の上に、未反応シリコン原子の該層の表面への移
動を阻止するのに充分な量のケイ化チタンを生じさせる
のに充分である様な、半導体ウェーハ上にケイ化チタン
層を形成させるプロセスを提供することが望ましい。
素原子の浸透が、下にあるケイ化チタン又は酸化ケイ素
の両方の上に、未反応シリコン原子の該層の表面への移
動を阻止するのに充分な量のケイ化チタンを生じさせる
のに充分である様な、半導体ウェーハ上にケイ化チタン
層を形成させるプロセスを提供することが望ましい。
【０００６】
【発明の概要】従って、この発明の目的は、生じたケイ
化チタン及び／又はチタン層の上表面への未反応シリコ
ン原子の移動が防止される様な、半導体ウェーハ上にケ
イ化チタンを形成させる改良されたプロセスを提供する
ことである。本発明の他の目的は、充分な量の窒化チタ
ンを形成させて、生じた層の上表面への未反応シリコン
原子の移動を防止させる、半導体ウェーハ上にケイ化チ
タンを形成させる改良されたプロセスを提供することで
ある。
化チタン及び／又はチタン層の上表面への未反応シリコ
ン原子の移動が防止される様な、半導体ウェーハ上にケ
イ化チタンを形成させる改良されたプロセスを提供する
ことである。本発明の他の目的は、充分な量の窒化チタ
ンを形成させて、生じた層の上表面への未反応シリコン
原子の移動を防止させる、半導体ウェーハ上にケイ化チ
タンを形成させる改良されたプロセスを提供することで
ある。
【０００７】本発明の他の目的は、生じた層の上表面へ
の未反応シリコン原子の移動を防止するのに充分な量の
窒化チタンを形成させるのに充分な程度に酸素を該プロ
セスから排除する、半導体ウェーハ上にケイ化チタンを
形成させる改良されたプロセスを提供することである。 本発明の他の目的は、該層へのチタン原子の浸透を阻止
したり、その中での窒化チタンの形成を阻止する酸素又
は酸素含有ガスにチタンでコーティングされたウェーハ
を曝すことなく、チタン蒸着チャンバから焼きなましチ
ャンバへウェーハを移送することによって該プロセスか
ら酸素を排除する、半導体ウェーハ上にケイ化チタンを
形成させる改良されたプロセスを提供することである。
の未反応シリコン原子の移動を防止するのに充分な量の
窒化チタンを形成させるのに充分な程度に酸素を該プロ
セスから排除する、半導体ウェーハ上にケイ化チタンを
形成させる改良されたプロセスを提供することである。 本発明の他の目的は、該層へのチタン原子の浸透を阻止
したり、その中での窒化チタンの形成を阻止する酸素又
は酸素含有ガスにチタンでコーティングされたウェーハ
を曝すことなく、チタン蒸着チャンバから焼きなましチ
ャンバへウェーハを移送することによって該プロセスか
ら酸素を排除する、半導体ウェーハ上にケイ化チタンを
形成させる改良されたプロセスを提供することである。
【０００８】本発明の他の目的は、該層への窒素原子の
浸透を阻止したり、その中での窒化チタンの形成を阻止
する酸素又は酸素含有ガスにチタンでコーティングされ
たウェーハを曝すことなく、チタン蒸着チャンバから真
空下の焼きなましチャンバへウェーハを移送することに
よって該プロセスから酸素を排除する、半導体ウェーハ
上にケイ化チタンを形成させる改良されたプロセスを提
供することである。
浸透を阻止したり、その中での窒化チタンの形成を阻止
する酸素又は酸素含有ガスにチタンでコーティングされ
たウェーハを曝すことなく、チタン蒸着チャンバから真
空下の焼きなましチャンバへウェーハを移送することに
よって該プロセスから酸素を排除する、半導体ウェーハ
上にケイ化チタンを形成させる改良されたプロセスを提
供することである。
【０００９】本発明の他の目的は、チタン層をウェーハ
上に蒸着させる前に反応高周波イオンエッチングを使っ
てウェーハを浄化し、その後、該層への窒素原子の浸透
を阻止したり、その中での窒化チタンの形成を阻止する
酸素又は酸素含有ガスにチタンでコーティングされたウ
ェーハを曝すことなく、チタン蒸着チャンバから真空下
の焼きなましチャンバへウェーハを移送することによっ
て該プロセスから酸素及び／又は空気等の酸素含有ガス
を更に排除する、半導体ウェーハ上にケイ化チタンを形
成させる改良されたプロセスを提供することである。
上に蒸着させる前に反応高周波イオンエッチングを使っ
てウェーハを浄化し、その後、該層への窒素原子の浸透
を阻止したり、その中での窒化チタンの形成を阻止する
酸素又は酸素含有ガスにチタンでコーティングされたウ
ェーハを曝すことなく、チタン蒸着チャンバから真空下
の焼きなましチャンバへウェーハを移送することによっ
て該プロセスから酸素及び／又は空気等の酸素含有ガス
を更に排除する、半導体ウェーハ上にケイ化チタンを形
成させる改良されたプロセスを提供することである。
【００１０】本発明のこれらの目的及びその他の目的は
、以下の記述と添付図面とから明らかとなろう。
、以下の記述と添付図面とから明らかとなろう。
【００１１】
【実施例】本発明のプロセスは、表面への未反応シリコ
ン原子の移動を遮断するのに充分な量の窒化チタン層の
形成を許すために、窒素含有雰囲気中で、実質的に空気
等の酸素含有ガス無しで半導体ウェーハ上にケイ化チタ
ン層を形成させる。一面において、本発明のプロセスは
、該プロセスの焼きなまし部分の際に半導体ウェーハ上
の新たに形成されたチタン層中の及び／又はその上の酸
素を阻止又は排除するために、チタン蒸着チャンバから
焼きなましチャンバへ、真空下で実質的に酸素含有ガス
無しの状態で、半導体ウェーハを移送することを含む。
ン原子の移動を遮断するのに充分な量の窒化チタン層の
形成を許すために、窒素含有雰囲気中で、実質的に空気
等の酸素含有ガス無しで半導体ウェーハ上にケイ化チタ
ン層を形成させる。一面において、本発明のプロセスは
、該プロセスの焼きなまし部分の際に半導体ウェーハ上
の新たに形成されたチタン層中の及び／又はその上の酸
素を阻止又は排除するために、チタン蒸着チャンバから
焼きなましチャンバへ、真空下で実質的に酸素含有ガス
無しの状態で、半導体ウェーハを移送することを含む。
【００１２】他の面において、本発明のプロセスは、チ
タン蒸着ステップ前に反応高周波イオンエッチングを使
ってウェーハを浄化して、チタン蒸着ステップ前に酸素
及び／又は酸素含有ガスをウェーハ面からより完全に除
去し、その後に、浄化したウェーハを真空下で且つ実質
的に酸素含有ガス無しの状態でチタン浄化チャンバへ移
送するステップを更に備える。
タン蒸着ステップ前に反応高周波イオンエッチングを使
ってウェーハを浄化して、チタン蒸着ステップ前に酸素
及び／又は酸素含有ガスをウェーハ面からより完全に除
去し、その後に、浄化したウェーハを真空下で且つ実質
的に酸素含有ガス無しの状態でチタン浄化チャンバへ移
送するステップを更に備える。
【００１３】本書において使用する「実質的に酸素含有
ガス無しの状態で」及び／又は「新たに形成されたチタ
ン層を酸素及び／又は酸素含有ガスに実質的に曝すこと
なく」という表現は、チタン蒸着及び焼きなましのため
にそれぞれ使われるチャンバにおいても、その間でウェ
ーハを移送するために使われる真空チャンバにおいても
、いずれのチャンバにおいても雰囲気が１０ｐｐｍ 未
満の酸素を含有することを意味する。
ガス無しの状態で」及び／又は「新たに形成されたチタ
ン層を酸素及び／又は酸素含有ガスに実質的に曝すこと
なく」という表現は、チタン蒸着及び焼きなましのため
にそれぞれ使われるチャンバにおいても、その間でウェ
ーハを移送するために使われる真空チャンバにおいても
、いずれのチャンバにおいても雰囲気が１０ｐｐｍ 未
満の酸素を含有することを意味する。
【００１４】本書において使用する「窒素含有雰囲気」
という用語は、少なくとも１０体積％の窒素を含有する
雰囲気を意味する。窒素は、例えばＮＦ３ などの、分
解して酸素含有ガスを該雰囲気に加えることなく窒素源
を提供するＮ２ 又はその他の源からのものであっても
良い。図２を参照すると、本発明のプロセスを実行する
のに役立つ装置１０は、密封された中央チャンバ２０を
備えていて、カセット装填ロック２４を通してその中に
ウェーハを装填することが出来る。中央チャンバ２０は
、約１０−９ないし約１０−５トル（Ｔｏｒｒ） にわ
たる真空に維持されることが出来る。特に、酸素及び空
気などの酸素含有ガスは中央チャンバ２０から排除され
る。
という用語は、少なくとも１０体積％の窒素を含有する
雰囲気を意味する。窒素は、例えばＮＦ３ などの、分
解して酸素含有ガスを該雰囲気に加えることなく窒素源
を提供するＮ２ 又はその他の源からのものであっても
良い。図２を参照すると、本発明のプロセスを実行する
のに役立つ装置１０は、密封された中央チャンバ２０を
備えていて、カセット装填ロック２４を通してその中に
ウェーハを装填することが出来る。中央チャンバ２０は
、約１０−９ないし約１０−５トル（Ｔｏｒｒ） にわ
たる真空に維持されることが出来る。特に、酸素及び空
気などの酸素含有ガスは中央チャンバ２０から排除され
る。
【００１５】中央チャンバ２０を通して浄化チャンバ３
０、ＰＶＤチタン浄化チャンバ４０、及び焼きなましチ
ャンバ５０の間でウェーハを移送するためにロボット手
段２８を中央チャンバ２０内に設けることが出来る。装
置１０の一部として光学的脱気チャンバ６０を設けるこ
とが出来るが、これは中央真空チャンバ２０を通しても
アクセス可能である。
０、ＰＶＤチタン浄化チャンバ４０、及び焼きなましチ
ャンバ５０の間でウェーハを移送するためにロボット手
段２８を中央チャンバ２０内に設けることが出来る。装
置１０の一部として光学的脱気チャンバ６０を設けるこ
とが出来るが、これは中央真空チャンバ２０を通しても
アクセス可能である。
【００１６】半導体ウェーハ処理用の多チャンバ真空装
置がＴｏｓｈｉｍａ の米国特許第 ４，７８５，９６
２号に一般的に記載されており（ここで、これを相互参
照する）、例えば、カリフォルニア州サンタクララのア
プライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒ
ｉａｌｓ Ｉｎｃ．） から市販されている５０００シ
リーズ・ウェーハ処理装置など、市場で販売されている
。該装置を本発明の実施のために改造することが出来る
。
置がＴｏｓｈｉｍａ の米国特許第 ４，７８５，９６
２号に一般的に記載されており（ここで、これを相互参
照する）、例えば、カリフォルニア州サンタクララのア
プライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒ
ｉａｌｓ Ｉｎｃ．） から市販されている５０００シ
リーズ・ウェーハ処理装置など、市場で販売されている
。該装置を本発明の実施のために改造することが出来る
。
【００１７】本発明のプロセスを実施する際には、装填
ロック２４を通して真空装置１０の中央チャンバ２０内
に単一のウェーハ又はトレイ上の１群のウェーハが入れ
られ、次に単一のウェーハが浄化チャンバ３０に移送さ
れ、そこで該ウェーハは浄化されて該ウェーハから異物
が除かれ、特に、露出したシリコンの表面から酸化物が
除かれる。
ロック２４を通して真空装置１０の中央チャンバ２０内
に単一のウェーハ又はトレイ上の１群のウェーハが入れ
られ、次に単一のウェーハが浄化チャンバ３０に移送さ
れ、そこで該ウェーハは浄化されて該ウェーハから異物
が除かれ、特に、露出したシリコンの表面から酸化物が
除かれる。
【００１８】ウェーハは、不活性ガスとしてアルゴンを
使って、通常の不活性ガス高周波エッチングにより浄化
される。しかし、本発明のプロセスの好適な実施例では
、ウェーハは好ましくはＮＦ３ ／アルゴン混合物など
の反応高周波イオンプロセスを使って、浄化チャンバ３
０内を約１ないし約５０ミリＴｏｒｒの真空に保ち且つ
約２０ないし約５００ワットの範囲にわたるパワーレベ
ルの高周波プラズマを維持しながら約２ｓｃｃｍないし
約５００ｓｃｃｍのＮＦ３ などの少なくとも１種類の
反応ガスと約１０ｓｃｃｍないし約１０００ｓｃｃｍの
アルゴンなどのキャリヤーガスを浄化チャンバ３０に流
入させることにより浄化される。浄化チャンバは、約１
ないし約５００秒間の時間実行される浄化ステップの間
、約２７℃ないし約２００℃の範囲内の温度に維持され
る。
使って、通常の不活性ガス高周波エッチングにより浄化
される。しかし、本発明のプロセスの好適な実施例では
、ウェーハは好ましくはＮＦ３ ／アルゴン混合物など
の反応高周波イオンプロセスを使って、浄化チャンバ３
０内を約１ないし約５０ミリＴｏｒｒの真空に保ち且つ
約２０ないし約５００ワットの範囲にわたるパワーレベ
ルの高周波プラズマを維持しながら約２ｓｃｃｍないし
約５００ｓｃｃｍのＮＦ３ などの少なくとも１種類の
反応ガスと約１０ｓｃｃｍないし約１０００ｓｃｃｍの
アルゴンなどのキャリヤーガスを浄化チャンバ３０に流
入させることにより浄化される。浄化チャンバは、約１
ないし約５００秒間の時間実行される浄化ステップの間
、約２７℃ないし約２００℃の範囲内の温度に維持され
る。
【００１９】本発明の反応イオンエッチング浄化ステッ
プを実行するのに使うことの出来る反応ガスの例は、Ｎ
Ｆ３ だけでなくて、例えばＣＨＦ３ 及びＣＦ４ な
どのフッ化１−２炭素炭化水素と、その混合物とをも含
む。ウェーハは、浄化された後、浄化チャンバ３０から
出されて中央チャンバ２０に戻され、次に蒸着チャンバ
４０に入れられ、ここで例えばＰＶＤスパッタリングプ
ロセスを使って、ウェーハ表面に通常の方法でチタンの
層が蒸着されるが、その厚みは約１００ないし約５００
０Å、好ましくは約１００ないし約１０００Å、典型的
には約５００Åである。本発明の好適な実施例では、浄
化されて浄化チャンバ３０から取り出されたウェーハは
、空気又はその他の酸素含有ガスに曝されることはなく
、浄化チャンバ３０から真空チャンバ２０を通して蒸着
チャンバ４０へ直接移動される。
プを実行するのに使うことの出来る反応ガスの例は、Ｎ
Ｆ３ だけでなくて、例えばＣＨＦ３ 及びＣＦ４ な
どのフッ化１−２炭素炭化水素と、その混合物とをも含
む。ウェーハは、浄化された後、浄化チャンバ３０から
出されて中央チャンバ２０に戻され、次に蒸着チャンバ
４０に入れられ、ここで例えばＰＶＤスパッタリングプ
ロセスを使って、ウェーハ表面に通常の方法でチタンの
層が蒸着されるが、その厚みは約１００ないし約５００
０Å、好ましくは約１００ないし約１０００Å、典型的
には約５００Åである。本発明の好適な実施例では、浄
化されて浄化チャンバ３０から取り出されたウェーハは
、空気又はその他の酸素含有ガスに曝されることはなく
、浄化チャンバ３０から真空チャンバ２０を通して蒸着
チャンバ４０へ直接移動される。
【００２０】チタン層をウェーハ上に蒸着したのち、本
発明により、新たに蒸着されたチタン層に吸着され又は
その中に入り込んだりする酸素又はその他の例えば空気
などの酸素含有ガスに曝されることなく真空チャンバ２
０を通して焼きなましチャンバ５０に移送される。次に
該プロセスの焼きなまし部分が約６００℃ないし約６９
５℃の温度で、好ましくは約６５０℃ないし約６７５℃
の範囲の温度での第１焼きなましステップで実行される
。この第１焼きなましステップは、好ましくは急速焼き
なまし条件下で行われるが、その場合、ウェーハは、約
５℃／秒ないし約１５０℃／秒、典型的には約８０℃／
秒の割合で焼きなまし温度へ上げられ、次に約２０ない
し約６０秒間にわたって第１焼きなましステップが実行
される。
発明により、新たに蒸着されたチタン層に吸着され又は
その中に入り込んだりする酸素又はその他の例えば空気
などの酸素含有ガスに曝されることなく真空チャンバ２
０を通して焼きなましチャンバ５０に移送される。次に
該プロセスの焼きなまし部分が約６００℃ないし約６９
５℃の温度で、好ましくは約６５０℃ないし約６７５℃
の範囲の温度での第１焼きなましステップで実行される
。この第１焼きなましステップは、好ましくは急速焼き
なまし条件下で行われるが、その場合、ウェーハは、約
５℃／秒ないし約１５０℃／秒、典型的には約８０℃／
秒の割合で焼きなまし温度へ上げられ、次に約２０ない
し約６０秒間にわたって第１焼きなましステップが実行
される。
【００２１】この第１焼きなましステップ時に、前記焼
きなましチャンバ内の圧力を約１００ミリＴｏｒｒない
し約８００Ｔｏｒｒの範囲内に保ちながら１種類以上の
窒素含有ガスを焼きなましチャンバ５０内に約５００な
いし約１０，０００ｓｃｃｍ（ポンプの能力による）の
範囲にわたる割合で流入させる。この第１焼きなましス
テップ後に、例えばＨ２ Ｏが４重量部、Ｈ２ Ｏ２
が１重量部、ＮＨ４ ＯＨが１重量部の割合の混合物な
どの、ケイ化チタン及び／又は酸化ケイ素に優先して未
反応チタン及び窒化チタンを除去する湿性エッチングを
使って、ケイ化チタン上に、及び酸化ケイ素（ＳｉＯ２
）上に形成された窒化チタン（ＴｉＮ）を選択的に除
去することが出来る。
きなましチャンバ内の圧力を約１００ミリＴｏｒｒない
し約８００Ｔｏｒｒの範囲内に保ちながら１種類以上の
窒素含有ガスを焼きなましチャンバ５０内に約５００な
いし約１０，０００ｓｃｃｍ（ポンプの能力による）の
範囲にわたる割合で流入させる。この第１焼きなましス
テップ後に、例えばＨ２ Ｏが４重量部、Ｈ２ Ｏ２
が１重量部、ＮＨ４ ＯＨが１重量部の割合の混合物な
どの、ケイ化チタン及び／又は酸化ケイ素に優先して未
反応チタン及び窒化チタンを除去する湿性エッチングを
使って、ケイ化チタン上に、及び酸化ケイ素（ＳｉＯ２
）上に形成された窒化チタン（ＴｉＮ）を選択的に除
去することが出来る。
【００２２】次に、ウェーハを、再び、第１焼きなまし
ステップに類似している第２急速焼きなましステップで
約８００℃ないし約９００℃の範囲内の温度で約２０な
いし６０秒間焼きなましすることが出来る。この、より
高い焼きなまし温度は、当業者に周知されている様に、
比較的に不安定なＣ４９相のケイ化チタンを比較的に安
定したＣ５４相に変換するのに役立つ。
ステップに類似している第２急速焼きなましステップで
約８００℃ないし約９００℃の範囲内の温度で約２０な
いし６０秒間焼きなましすることが出来る。この、より
高い焼きなまし温度は、当業者に周知されている様に、
比較的に不安定なＣ４９相のケイ化チタンを比較的に安
定したＣ５４相に変換するのに役立つ。
【００２３】本発明のプロセスを実施する好適な態様に
おいては、少なくとも第１焼きなましステップは、同時
継続中の米国特許出願（この発明の譲受人に譲渡されて
おり、その名称は「半導体ウェーハ上にケイ化チタンを
形成する低窒素圧プロセス（ＬＯＷ ＮＩＴＲＯＧＥＮ
ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＰＲＯＣＥＳＳ ＦＯＲ ＦＯＲ
ＭＩＮＧ ＴＩＴＡＮＩＵＭ ＳＩＬＩＣＩＤＥ ＯＮ
ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＷＡＦＥＲ） であり
、これにより相互参照をするものとする）に記載され且
つクレームされている様に、窒素の真空度又は圧力レベ
ルを約１００ミリＴｏｒｒないし約１００Ｔｏｒｒ、好
ましくは約５００ミリＴｏｒｒないし約１０Ｔｏｒｒ、
最も好ましくは約１ないし約１０Ｔｏｒｒの範囲内に維
持しながら実行される。
おいては、少なくとも第１焼きなましステップは、同時
継続中の米国特許出願（この発明の譲受人に譲渡されて
おり、その名称は「半導体ウェーハ上にケイ化チタンを
形成する低窒素圧プロセス（ＬＯＷ ＮＩＴＲＯＧＥＮ
ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＰＲＯＣＥＳＳ ＦＯＲ ＦＯＲ
ＭＩＮＧ ＴＩＴＡＮＩＵＭ ＳＩＬＩＣＩＤＥ ＯＮ
ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＷＡＦＥＲ） であり
、これにより相互参照をするものとする）に記載され且
つクレームされている様に、窒素の真空度又は圧力レベ
ルを約１００ミリＴｏｒｒないし約１００Ｔｏｒｒ、好
ましくは約５００ミリＴｏｒｒないし約１０Ｔｏｒｒ、
最も好ましくは約１ないし約１０Ｔｏｒｒの範囲内に維
持しながら実行される。
【００２４】この様に低窒素圧を使用することにより、
未反応シリコンの表面への移動を阻止し且つＴｉＮ粒子
境界を不動態化するのに充分なＴｉＮを形成しながらケ
イ化チタンを生成させる。この様に少なくとも第１焼き
なましステップ時に低窒素圧を使用することは、本発明
により第１焼きなましステップの前にウェーハを酸素含
有ガスに曝すことを排除することにより可能となる。
未反応シリコンの表面への移動を阻止し且つＴｉＮ粒子
境界を不動態化するのに充分なＴｉＮを形成しながらケ
イ化チタンを生成させる。この様に少なくとも第１焼き
なましステップ時に低窒素圧を使用することは、本発明
により第１焼きなましステップの前にウェーハを酸素含
有ガスに曝すことを排除することにより可能となる。
【００２５】本発明を実施する最良の態様の他の面にお
いては、前記の二つの焼きなましステップは、湿性エッ
チングステップを介在させることなく、最初にウェーハ
を約５００℃ないし約６９５℃、好ましくは約６００℃
ないし約６７５℃の温度で２０ないし６０秒間焼きなま
し、次に、第２急速焼きなましステップを約８００℃な
いし約９００℃の温度で約２０ないし約６０秒間行い、
次に、窒化チタンを選択的に除去する通常のエッチング
ステップを行うことにより実行することが出来る。この
発明の譲受人に譲渡された、「ウェーハ上にケイ化チタ
ンを形成させる単一焼きなましステッププロセス」（Ｓ
ＩＮＧＬＥ ＡＮＮＥＡＬＳＴＥＰ ＰＲＯＣＥＳＳ
ＦＯＲ ＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＯＦ ＴＩＴＡＮＩＵＭ
ＳＩＬＩＣＩＤＥ ＯＮ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯ
Ｒ ＷＡＦＥＲ） という名称の同時継続中の米国特許
出願に記載されているとおりであり、これにより相互参
照するものとする。
いては、前記の二つの焼きなましステップは、湿性エッ
チングステップを介在させることなく、最初にウェーハ
を約５００℃ないし約６９５℃、好ましくは約６００℃
ないし約６７５℃の温度で２０ないし６０秒間焼きなま
し、次に、第２急速焼きなましステップを約８００℃な
いし約９００℃の温度で約２０ないし約６０秒間行い、
次に、窒化チタンを選択的に除去する通常のエッチング
ステップを行うことにより実行することが出来る。この
発明の譲受人に譲渡された、「ウェーハ上にケイ化チタ
ンを形成させる単一焼きなましステッププロセス」（Ｓ
ＩＮＧＬＥ ＡＮＮＥＡＬＳＴＥＰ ＰＲＯＣＥＳＳ
ＦＯＲ ＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＯＦ ＴＩＴＡＮＩＵＭ
ＳＩＬＩＣＩＤＥ ＯＮ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯ
Ｒ ＷＡＦＥＲ） という名称の同時継続中の米国特許
出願に記載されているとおりであり、これにより相互参
照するものとする。
【００２６】図３は、第１焼きなましステップと、その
後のエッチング後に、本発明のプロセスにより形成され
る構造を示す。シリコン半導体ウェーハ１００は、該ウ
ェーハの表面に前もって形成された酸化ケイ素（ＳｉＯ
２ ）絶縁領域１０６とＭＯＳ構造とを有し、このＭＯ
Ｓ構造は、ソース領域１０２、ドレン領域１０４、及び
ゲート酸化物１１４上に形成されたゲート電極１０８か
ら成り、該ゲート電極１０８の側壁上に酸化物スペーサ
１１２が形成されている。ケイ化チタン部分１１０Ａ、
１１０Ｂ、及び１１０Ｃは、本発明のプロセスにより、
ソース領域、ゲート電極、及び、該ＭＯＳ装置のための
電気接点の構造の一部としてのドレン領域の上にそれぞ
れ形成されている。
後のエッチング後に、本発明のプロセスにより形成され
る構造を示す。シリコン半導体ウェーハ１００は、該ウ
ェーハの表面に前もって形成された酸化ケイ素（ＳｉＯ
２ ）絶縁領域１０６とＭＯＳ構造とを有し、このＭＯ
Ｓ構造は、ソース領域１０２、ドレン領域１０４、及び
ゲート酸化物１１４上に形成されたゲート電極１０８か
ら成り、該ゲート電極１０８の側壁上に酸化物スペーサ
１１２が形成されている。ケイ化チタン部分１１０Ａ、
１１０Ｂ、及び１１０Ｃは、本発明のプロセスにより、
ソース領域、ゲート電極、及び、該ＭＯＳ装置のための
電気接点の構造の一部としてのドレン領域の上にそれぞ
れ形成されている。
【００２７】存在する窒化物の量を示すために、第１焼
きなましステップ後にエッチングステップの前に描いた
、図４に示されているラザフォード後方散乱プロフィー
ルは、コーティング中には検出可能な酸素が存在しない
ことを示し、表面には、図１に示されている従来のプロ
セスの対応するプロフィールよりも高い濃度の窒素が存
在することを示し、チタンが該層の中により深く浸透し
ていることを示し、そして最も重要なことに、検出可能
な量のシリコン原子は該層の表面に浸透していないこと
を示しており、本発明により形成された窒化チタンブロ
ッキング層がチタン／ケイ化チタン層の表面への未反応
シリコン原子の移動を首尾よく阻止していることを示し
ている。
きなましステップ後にエッチングステップの前に描いた
、図４に示されているラザフォード後方散乱プロフィー
ルは、コーティング中には検出可能な酸素が存在しない
ことを示し、表面には、図１に示されている従来のプロ
セスの対応するプロフィールよりも高い濃度の窒素が存
在することを示し、チタンが該層の中により深く浸透し
ていることを示し、そして最も重要なことに、検出可能
な量のシリコン原子は該層の表面に浸透していないこと
を示しており、本発明により形成された窒化チタンブロ
ッキング層がチタン／ケイ化チタン層の表面への未反応
シリコン原子の移動を首尾よく阻止していることを示し
ている。
【００２８】「未反応シリコン原子」という用語は、一
般的に、チタンと反応して対応するケイ化物を形成して
いないシリコン、或いは、酸化して、蒸着したチタン層
の部分の下の半導体ウェーハのＳｉＯ２ 絶縁領域など
の酸化ケイ素を未だ形成していないシリコンを意味する
。以下の例は、本発明のプロセスを更に説明するのに役
立つであろう。
般的に、チタンと反応して対応するケイ化物を形成して
いないシリコン、或いは、酸化して、蒸着したチタン層
の部分の下の半導体ウェーハのＳｉＯ２ 絶縁領域など
の酸化ケイ素を未だ形成していないシリコンを意味する
。以下の例は、本発明のプロセスを更に説明するのに役
立つであろう。
【００２９】第１グループのシリコンウェーハ・サンプ
ルを従来の方法で処理したが、その場合、そのサンプル
を最初にＨＦ／ＮＨ４ ＯＨスタビライザ緩衝酸化物湿
性エッチング（ＢＯＥ）で浄化し、次に高周波プラズマ
中で不活性ガス（アルゴン）を使って更に浄化し、次に
チタン・スパッタリングチャンバへ移送し、ここでシリ
コンウェーハ表面の各々に物理的真空蒸着（ＰＶＤ）プ
ロセスにより浄化された５００Åのチタンをスパッタリ
ングした。次に、コーティングしたウェーハを、ＰＶＤ
チャンバから取り出して（大気中を）独立の焼きなまし
装置へ移送し、ここで、それぞれのウェーハを８０℃／
秒の割合で焼きなまし温度まで上げることにより窒素雰
囲気中で３０秒間にわたって急速熱焼きなましプロセス
（ＲＴＰ）により種々の温度で、そのコーティングされ
たサンプル・ウェーハを、単一の焼きなましステップで
焼きなました。種々の焼きなまし温度で形成されたサン
プル上の窒化チタン／ケイ化チタン層の面積抵抗をその
後に測定した。結果を図５のグラフに中実三角形の線に
沿ってプロットしてある。
ルを従来の方法で処理したが、その場合、そのサンプル
を最初にＨＦ／ＮＨ４ ＯＨスタビライザ緩衝酸化物湿
性エッチング（ＢＯＥ）で浄化し、次に高周波プラズマ
中で不活性ガス（アルゴン）を使って更に浄化し、次に
チタン・スパッタリングチャンバへ移送し、ここでシリ
コンウェーハ表面の各々に物理的真空蒸着（ＰＶＤ）プ
ロセスにより浄化された５００Åのチタンをスパッタリ
ングした。次に、コーティングしたウェーハを、ＰＶＤ
チャンバから取り出して（大気中を）独立の焼きなまし
装置へ移送し、ここで、それぞれのウェーハを８０℃／
秒の割合で焼きなまし温度まで上げることにより窒素雰
囲気中で３０秒間にわたって急速熱焼きなましプロセス
（ＲＴＰ）により種々の温度で、そのコーティングされ
たサンプル・ウェーハを、単一の焼きなましステップで
焼きなました。種々の焼きなまし温度で形成されたサン
プル上の窒化チタン／ケイ化チタン層の面積抵抗をその
後に測定した。結果を図５のグラフに中実三角形の線に
沿ってプロットしてある。
【００３０】同じ方法を次に第２組のサンプルに対して
実行したが、但し、チタン蒸着ステップ後にサンプルを
空気に曝すことなく、蒸着チャンバを焼きなましチャン
バと連結する真空チャンバを通して焼きなましチャンバ
へ直接移送した点は異なる。種々の焼きなまし温度につ
いて測定した面積抵抗を図５のグラフに星印付きの線で
示してある。
実行したが、但し、チタン蒸着ステップ後にサンプルを
空気に曝すことなく、蒸着チャンバを焼きなましチャン
バと連結する真空チャンバを通して焼きなましチャンバ
へ直接移送した点は異なる。種々の焼きなまし温度につ
いて測定した面積抵抗を図５のグラフに星印付きの線で
示してある。
【００３１】湿性エッチング前浄化ステップを省略した
ことを除いて第２組と同じ方法で第３組のサンプルを処
理した。種々の焼きなまし温度について測定した面積抵
抗を図５に×付き○印の線に沿ってプロットしてある。 最後に、第４組のサンプルを、不活性ガス高周波浄化ス
テップの代わりに、本発明の他の面に従って、圧力３ミ
リＴｏｒｒ、温度２７℃、プラズマパワーレベル１５０
Ｗで、１０体積％のＮＦ３ とバランス・アルゴン・キ
ャリヤーガスとの混合物を１５ｓｃｃｍで浄化チャンバ
に流し込みながらウェーハを反応高周波イオンエッチン
グで４０秒間浄化したことを除いて第３組と同様にして
処理した。種々の温度で焼きなましたサンプルについて
測定した抵抗を、図５に中実ダイヤモンド線に沿ってプ
ロットしてある。
ことを除いて第２組と同じ方法で第３組のサンプルを処
理した。種々の焼きなまし温度について測定した面積抵
抗を図５に×付き○印の線に沿ってプロットしてある。 最後に、第４組のサンプルを、不活性ガス高周波浄化ス
テップの代わりに、本発明の他の面に従って、圧力３ミ
リＴｏｒｒ、温度２７℃、プラズマパワーレベル１５０
Ｗで、１０体積％のＮＦ３ とバランス・アルゴン・キ
ャリヤーガスとの混合物を１５ｓｃｃｍで浄化チャンバ
に流し込みながらウェーハを反応高周波イオンエッチン
グで４０秒間浄化したことを除いて第３組と同様にして
処理した。種々の温度で焼きなましたサンプルについて
測定した抵抗を、図５に中実ダイヤモンド線に沿ってプ
ロットしてある。
【００３２】図５のグラフに示されている４本の線は、
各々、４組のサンプルについて異なる第１ステップ焼き
なまし温度を表し、各試験サンプルについて、生じたケ
イ化チタン層の面積抵抗を焼きなまし温度の関数として
プロットして示す。チタンは７００℃以上の温度で酸化
ケイ素（ＳｉＯ２ ）と反応するので、焼きなまし温度
は、６９５℃以下、好ましくは約６５０℃ないし約６７
５℃とするべきである。６７５℃の焼きなまし温度では
、本発明の好適な実施例（蒸着ステップと第１焼きなま
しステップとの間の空気排除、及び、反応高周波イオン
浄化）に従って処理された第４グループ中のサンプルの
面積抵抗は他のどのサンプルのそれよりも低くなること
が分かる。６５０℃では、蒸着ステップと第１焼きなま
しステップとの間で酸素及び／又は酸素含有ガスに曝さ
ない本発明のプロセスのサンプルプロセスを構成する、
第２、第３及び第４組の中の試験サンプルは、従来技術
の処理を表すダイヤモンド線上の第１グループの中の同
じ第１焼きなまし温度の酸素より低い面積抵抗を有する
。
各々、４組のサンプルについて異なる第１ステップ焼き
なまし温度を表し、各試験サンプルについて、生じたケ
イ化チタン層の面積抵抗を焼きなまし温度の関数として
プロットして示す。チタンは７００℃以上の温度で酸化
ケイ素（ＳｉＯ２ ）と反応するので、焼きなまし温度
は、６９５℃以下、好ましくは約６５０℃ないし約６７
５℃とするべきである。６７５℃の焼きなまし温度では
、本発明の好適な実施例（蒸着ステップと第１焼きなま
しステップとの間の空気排除、及び、反応高周波イオン
浄化）に従って処理された第４グループ中のサンプルの
面積抵抗は他のどのサンプルのそれよりも低くなること
が分かる。６５０℃では、蒸着ステップと第１焼きなま
しステップとの間で酸素及び／又は酸素含有ガスに曝さ
ない本発明のプロセスのサンプルプロセスを構成する、
第２、第３及び第４組の中の試験サンプルは、従来技術
の処理を表すダイヤモンド線上の第１グループの中の同
じ第１焼きなまし温度の酸素より低い面積抵抗を有する
。
【００３３】本発明の作用を特定の理論に限定する意図
は無いけれども、窒素原子が上記の処理された第１組の
サンプルによって代表される従来技術プロセスにおいて
第１焼きなましステップ時にチタン／ケイ化チタン層の
中に更に浸透することが出来ず、且つ、シリコン原子の
移動を阻止する窒化チタン層を形成するのに充分な程度
にチタンと反応することが出来ないのは、第１焼きなま
しステップの前にチタン層の中及びその上に酸素原子が
存在するためであると考えられる。この様な酸素原子の
存在は、該層の中への窒素原子の移動又は浸透を阻止す
ると共に、チタン原子と窒素原子とが反応して所望の窒
化チタンのブロッキング層を形成することを阻止すると
考えられる。これは、本発明のプロセスの実施の結果を
表す図４のプロフィールにおける表面の窒素濃度及び浸
透が、従来技術による処理の結果を表す図１のそれより
も高く且つ深い理由を説明する。
は無いけれども、窒素原子が上記の処理された第１組の
サンプルによって代表される従来技術プロセスにおいて
第１焼きなましステップ時にチタン／ケイ化チタン層の
中に更に浸透することが出来ず、且つ、シリコン原子の
移動を阻止する窒化チタン層を形成するのに充分な程度
にチタンと反応することが出来ないのは、第１焼きなま
しステップの前にチタン層の中及びその上に酸素原子が
存在するためであると考えられる。この様な酸素原子の
存在は、該層の中への窒素原子の移動又は浸透を阻止す
ると共に、チタン原子と窒素原子とが反応して所望の窒
化チタンのブロッキング層を形成することを阻止すると
考えられる。これは、本発明のプロセスの実施の結果を
表す図４のプロフィールにおける表面の窒素濃度及び浸
透が、従来技術による処理の結果を表す図１のそれより
も高く且つ深い理由を説明する。
【００３４】よって、半導体ウェーハの表面上にケイ化
チタンの層を形成する改良されたプロセスを提供するも
のであり、このプロセスでは、ウェーハ上にチタン層を
蒸着した後に酸素及び／又は空気などの酸素含有ガスを
排除する結果として、表面上により多量の窒素を有する
ケイ化チタンコーティングが形成されると共に窒素がケ
イ化チタン層の中により深く浸透することとなり、その
結果として、第１焼きなましステップ中に窒化チタンブ
ロッキング層がより充分に形成されることとなるので、
ウェーハの、下に存在する酸化ケイ素部分から、及び／
又は新たに形成されたケイ化チタン層から又は該ケイ化
チタン層を通して表面へ移動出来るシリコンは本質的に
存在しない。
チタンの層を形成する改良されたプロセスを提供するも
のであり、このプロセスでは、ウェーハ上にチタン層を
蒸着した後に酸素及び／又は空気などの酸素含有ガスを
排除する結果として、表面上により多量の窒素を有する
ケイ化チタンコーティングが形成されると共に窒素がケ
イ化チタン層の中により深く浸透することとなり、その
結果として、第１焼きなましステップ中に窒化チタンブ
ロッキング層がより充分に形成されることとなるので、
ウェーハの、下に存在する酸化ケイ素部分から、及び／
又は新たに形成されたケイ化チタン層から又は該ケイ化
チタン層を通して表面へ移動出来るシリコンは本質的に
存在しない。
【図１】従来技術のケイ化チタンプロセスにおいてラザ
フォード後方散乱プロフィール（ＲＢＳ）により測定さ
れた、ケイ化チタン層中のシリコン、チタン、酸素、及
び窒素の濃度を示すグラフである
フォード後方散乱プロフィール（ＲＢＳ）により測定さ
れた、ケイ化チタン層中のシリコン、チタン、酸素、及
び窒素の濃度を示すグラフである
【図２】本発明のプロセスを実行するのに適した装置の
上面図である
上面図である
【図３】シリコンウェーハ上に形成されたケイ化チタン
層の一部垂直断面図である
層の一部垂直断面図である
【図４】本発明のケイ化チタンプロセスにおいてラザフ
ォード後方散乱プロフィール（ＲＢＳ）により測定され
た、ケイ化チタン層中のシリコン、チタン、及び窒素の
濃度を示すグラフである
ォード後方散乱プロフィール（ＲＢＳ）により測定され
た、ケイ化チタン層中のシリコン、チタン、及び窒素の
濃度を示すグラフである
【図５】従来技術と本発明のプロセスとを使ってそれぞ
れ作った種々のケイ化チタンについて焼きなまし温度の
関数としてケイ化チタン層の面積抵抗を示すグラスであ
る
れ作った種々のケイ化チタンについて焼きなまし温度の
関数としてケイ化チタン層の面積抵抗を示すグラスであ
る
Claims (10)
- 【請求項１】 シリコン半導体ウェーハ上にケイ化チ
タンの導電性の層を形成する改良された方法であって、
ａ）真空蒸着チャンバ内において酸素及び／又は酸素含
有ガスが実質的に無い状態で該ウェーハ上にチタン層を
形成し、 ｂ）新たに形成されたチタン層を酸素及び／又は酸素含
有ガスに実質的に曝さずに、そのチタンでコーティング
されたウェーハを密封された焼きなましチャンバへ移送
し、 ｃ）前記の密封された焼きなましチャンバ内で窒素含有
雰囲気中で且つ酸素及び／又は酸素含有ガスが実質的に
無い状態で、そのチタンでコーティングされたシリコン
半導体ウェーハを焼きなまして、下に存在するシリコン
が表面へ移動するのを阻止するケイ化チタン層及び窒化
チタンを表面に形成させるステップから成ることを特徴
とする方法。 - 【請求項２】 前記ウェーハを、前記真空蒸着チャン
バ及び前記の密封焼きなましチャンバの両方に結合され
た密封された中央チャンバを通して前記真空蒸着チャン
バから前記密封焼きなましチャンバへ移送するステップ
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記の密封された中央チャンバを約１
０−９ないし約１０−５トル（Ｔｏｒｒ） の範囲にわ
たる圧力に保つことを更に含むことを特徴とする請求項
２に記載の方法。 - 【請求項４】 前記チタン蒸着ステップの前に浄化チ
ャンバ内で前記ウェーハを浄化して酸化物及びその他の
物をその上のシリコン表面から除去し、その後に、前記
の浄化されたウェーハを実質的に酸素及び／又は１種類
以上の酸素含有ガスに曝さずに、前記浄化チャンバ及び
前記真空蒸着チャンバの両方に結合された密封された中
央チャンバを通して前記浄化チャンバから前記真空蒸着
チャンバへ前記の浄化されたウェーハを移送するステッ
プを更に備えることを特徴とする請求項２に記載の方法
。 - 【請求項５】 前記浄化ステップは、約２ないし約５
００ｓｃｃｍ（立方センチメートル毎分）反応ガス及び
約１０ないし約１０００ｓｃｃｍキャリヤーガスの割合
で少なくとも１種類の反応ガスを含む前記ガス状混合物
を前記浄化チャンバ内に流入させることにより前記浄化
チャンバ内に高周波プラズマを維持しながら、約１ない
し約５００秒の時間にわたって前記プラズマを約２０な
いし約５００ワットの範囲のパワーに維持することによ
り、ＮＦ３ 、１−２炭素フッ化炭化水素、及びその混
合物から成るグループから選択された少なくとも１種類
の反応ガスを含むガス状混合物を使って前記ウェーハを
浄化するステップを更に備えることを特徴とする請求項
４に記載の方法。 - 【請求項６】 前記焼きなましステップは、前記ウェ
ーハの温度を約５℃／秒ないし約１５０℃／秒の割合で
上げることにより、約２０秒ないし約６０秒間の時間に
わたって約６００℃ないし約６９５℃にわたる温度で第
１焼きなましステップで行われることを特徴とする請求
項１に記載の方法。 - 【請求項７】 シリコン半導体ウェーハ上にケイ化チ
タンを形成する改良された方法であって、ａ）前記ケイ
化チタンがその上に形成されるところの一つ以上のシリ
コン表面領域を有するシリコン半導体ウェーハを設け、 ｂ）高周波プラズマと、少なくとも１種類の反応ガスを
含むガス状混合物とを使って前記ウェーハを密封された
浄化チャンバ内で浄化し、 ｃ）真空蒸着チャンバ及び前記浄化チャンバの両方に結
合された密封された中央チャンバを通して前記ウェーハ
を移送することによって、前記の浄化されたウェーハを
実質的に酸素及び／又は酸素含有ガスに曝さずに前記真
空蒸着チャンバへ移送し、 ｄ）酸素及び／又は酸素含有ガスが実質的に無い状態で
前記真空蒸着チャンバ内で前記の浄化されたウェーハ上
にチタン層を形成し、 ｅ）前記真空蒸着チャンバ及び前記の密封された焼きな
ましチャンバの両方に結合された密封された中央チャン
バを通して前記ウェーハを移送することにより、新たに
形成されたチタン層を実質的に酸素及び／又は酸素含有
ガスに曝さずに、そのチタンでコーティングされたウェ
ーハを焼きなましチャンバに移送し、 ｆ）前記の密封された焼きなましチャンバ内で窒素含有
雰囲気中で且つ酸素及び／又は酸素含有ガスが実質的に
無い状態で、そのチタンでコーティングされたシリコン
半導体ウェーハを焼きなまして、下に存在するシリコン
が表面へ移動するのを阻止する前記ケイ化チタン及び窒
化チタンを表面に形成させるステップから成ることを特
徴とする方法。 - 【請求項８】 前記浄化ステップは、前記プラズマを
約１ないし約５００秒間の時間にわたって約２０ないし
約５００ワットにわたるパワーで維持しながら、前記浄
化チャンバを約１ないし約５０ミリトルの圧力範囲内に
保ち且つ約２７℃ないし約２００℃の温度範囲内に保ち
ながら、前記浄化チャンバ内に、ＮＦ３、１−２炭素フ
ッ化炭化水素、及びその混合物から成るグループから選
択された少なくとも１種類の反応ガスを含むガス状混合
物を約２ないし約５００ｓｃｃｍ反応ガス及び約１０な
いし約１０００ｓｃｃｍキャリヤーガスの割合で流入さ
せるステップを更に備えることを特徴とする請求項７に
記載の方法。 - 【請求項９】 前記焼きなましは、前記焼きなましチ
ャンバ内の前記窒素含有雰囲気を約１００ミリトルない
し約８００トルにわたる圧力に維持しながら、且つ約５
００ないし約１０，０００ｓｃｃｍにわたる割合で１種
類以上の窒素含有ガスを前記チャンバ内に流入させなが
ら、前記ウェーハの温度を毎秒約５ないし約１５０℃の
割合で上げることにより第１ステップで約２０秒ないし
約６０秒の時間にわたって約６５０℃ないし約６７５℃
にわたる焼きなまし温度で行われることを特徴とする請
求項７に記載の方法。 - 【請求項１０】 シリコン半導体ウェーハ上にケイ化
チタンを形成する改良された方法であって、ａ）前記ケ
イ化チタンがその上に形成されるところの一つ以上のシ
リコン表面領域を有するシリコン半導体ウェーハを設け
、 ｂ）前記プラズマを約１ないし約５００秒間の時間にわ
たって約２０ないし約５００ワットにわたるパワーで維
持しながら、前記浄化チャンバを約１ないし約５０ミリ
トルの圧力範囲内に保ち且つ約２７℃ないし約２００℃
の温度範囲内に保ちながら、前記浄化チャンバ内に、Ｎ
Ｆ３ 、１−２炭素フッ化炭化水素、及びその混合物か
ら成るグループから選択された少なくとも１種類の反応
ガスを含むガス状混合物を約２ないし約５００ｓｃｃｍ
反応ガス及び約１０ないし約１０００ｓｃｃｍキャリヤ
ーガスの割合で流入させることにより、高周波プラズマ
と、少なくとも１種類の反応ガスを含むガス状混合物と
を使って前記ウェーハを密封された浄化チャンバ内で浄
化し、ｃ）真空蒸着チャンバ及び前記浄化チャンバの両
方に結合された密封された中央チャンバを通して前記ウ
ェーハを移送することによって、前記の浄化されたウェ
ーハを実質的に酸素及び／又は酸素含有ガスに曝さずに
前記真空蒸着チャンバへ移送し、 ｄ）酸素及び／又は酸素含有ガスが実質的に無い状態で
前記真空蒸着チャンバ内で前記の浄化されたウェーハ上
にチタン層を形成し、 ｅ）前記真空蒸着チャンバ及び前記の密封された焼きな
ましチャンバの両方に結合された密封された中央チャン
バを通して前記ウェーハを移送することにより、新たに
形成されたチタン層を実質的に酸素及び／又は酸素含有
ガスに曝さずに、そのチタンでコーティングされたウェ
ーハを焼きなましチャンバに移送し、 ｆ）前記の密封された焼きなましチャンバ内で窒素含有
雰囲気中で且つ酸素及び／又は酸素含有ガスが実質的に
無い状態で、そのチタンでコーティングされたシリコン
半導体ウェーハを焼きなまして、下に存在するシリコン
が表面へ移動するのを阻止する前記ケイ化チタン及び窒
化チタンを表面に形成させるステップから成ることを特
徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US51030790A | 1990-04-16 | 1990-04-16 | |
| US510307 | 1990-04-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04226024A true JPH04226024A (ja) | 1992-08-14 |
Family
ID=24030217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3076132A Pending JPH04226024A (ja) | 1990-04-16 | 1991-04-09 | 半導体ウェーハ上にケイ化チタンを形成する方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04226024A (ja) |
| KR (1) | KR910019118A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5563100A (en) * | 1993-12-16 | 1996-10-08 | Nec Corporation | Fabrication method of semiconductor device with refractory metal silicide formation by removing native oxide in hydrogen |
| KR20030038474A (ko) * | 2001-11-07 | 2003-05-16 | 슐럼버거 테크놀로지즈, 아이엔씨. | 가변압력챔버 내에 반도체 웨이퍼의 움직임 억제 시스템및 방법 |
| JP2005340855A (ja) * | 2005-07-22 | 2005-12-08 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6233466A (ja) * | 1985-08-07 | 1987-02-13 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6321827A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-01-29 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体製造装置 |
| JPS6440779A (en) * | 1987-04-20 | 1989-02-13 | Applied Materials Inc | Vacuum slit valve |
| JPS6477120A (en) * | 1987-09-18 | 1989-03-23 | Fujitsu Ltd | Formation of wiring of semiconductor device |
| JPH01160010A (ja) * | 1987-12-17 | 1989-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1991
- 1991-04-09 JP JP3076132A patent/JPH04226024A/ja active Pending
- 1991-04-16 KR KR1019910006056A patent/KR910019118A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH01160010A (ja) * | 1987-12-17 | 1989-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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| US5563100A (en) * | 1993-12-16 | 1996-10-08 | Nec Corporation | Fabrication method of semiconductor device with refractory metal silicide formation by removing native oxide in hydrogen |
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| JP4711766B2 (ja) * | 2005-07-22 | 2011-06-29 | シャープ株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR910019118A (ko) | 1991-11-30 |
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