JPH06124915A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH06124915A JPH06124915A JP27627492A JP27627492A JPH06124915A JP H06124915 A JPH06124915 A JP H06124915A JP 27627492 A JP27627492 A JP 27627492A JP 27627492 A JP27627492 A JP 27627492A JP H06124915 A JPH06124915 A JP H06124915A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 減圧ＣＶＤ法を用いて形成されたコンタクト
ホール埋め込み金属膜の酸化、腐食を防止する半導体装
置及びその製造方法を得る。 【構成】 半導体基板１上に、拡散層２、フィールド酸
化膜３、ゲート酸化膜４、ゲート電極５、層間膜６、コ
ンタクトホール７を形成した後、層間膜６と後述する金
属膜との密着性を保つために、アドヒージョン膜として
窒化チタン膜１０をスパッタ法により堆積する。しかる
後、金属膜としてタングステン膜１１を六フッ化タング
ステンの水素還元法を用いた減圧化学的気相成長法によ
り堆積し、コンタクトホール７をタングステン膜１１で
埋め込む。次に、タングステン膜１１を形成したのと同
一装置内にて、タングステン膜１１の堆積後、この半導
体基板を大気にさらすことなくタングステン膜１１にシ
ランガス１２を噴射することによって、タングステン膜
表面にタングステンシリサイド層１３を形成する。
ホール埋め込み金属膜の酸化、腐食を防止する半導体装
置及びその製造方法を得る。 【構成】 半導体基板１上に、拡散層２、フィールド酸
化膜３、ゲート酸化膜４、ゲート電極５、層間膜６、コ
ンタクトホール７を形成した後、層間膜６と後述する金
属膜との密着性を保つために、アドヒージョン膜として
窒化チタン膜１０をスパッタ法により堆積する。しかる
後、金属膜としてタングステン膜１１を六フッ化タング
ステンの水素還元法を用いた減圧化学的気相成長法によ
り堆積し、コンタクトホール７をタングステン膜１１で
埋め込む。次に、タングステン膜１１を形成したのと同
一装置内にて、タングステン膜１１の堆積後、この半導
体基板を大気にさらすことなくタングステン膜１１にシ
ランガス１２を噴射することによって、タングステン膜
表面にタングステンシリサイド層１３を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置及びその
製造方法に関し、特に、その金属膜の形成方法に関す
る。
製造方法に関し、特に、その金属膜の形成方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の微細化に伴い、金属電極膜
の形成方法として、従来より用いられてきたスバッタ法
に取って替り、段差被覆性の優れた化学的気相成長法が
広く用いられるようになってきた。特に、化学的気相成
長法によればコンタクトホールを金属膜で完全に埋め込
むことが可能であるため、素子平坦化の必須技術となり
つつある。
の形成方法として、従来より用いられてきたスバッタ法
に取って替り、段差被覆性の優れた化学的気相成長法が
広く用いられるようになってきた。特に、化学的気相成
長法によればコンタクトホールを金属膜で完全に埋め込
むことが可能であるため、素子平坦化の必須技術となり
つつある。
【０００３】図５に従来の化学的気相成長法を用いてコ
ンタクトホールを埋め込み金属膜を形成する方法を示
す。
ンタクトホールを埋め込み金属膜を形成する方法を示
す。
【０００４】まず、図５（ａ）に示すように、半導体基
板１の上に、拡散技術、成膜技術、転写技術、加工技術
により、拡散層２、フィールド酸化膜３、ゲート酸化膜
４、ゲート電極５、層間膜６、コンタクトホール７を形
成する。
板１の上に、拡散技術、成膜技術、転写技術、加工技術
により、拡散層２、フィールド酸化膜３、ゲート酸化膜
４、ゲート電極５、層間膜６、コンタクトホール７を形
成する。
【０００５】次に、図５（ｂ）に示すように、層間膜６
と後述する金属膜との密着性を保つためのアドヒージョ
ン膜８をスパッタ法等により堆積する。
と後述する金属膜との密着性を保つためのアドヒージョ
ン膜８をスパッタ法等により堆積する。
【０００６】次に、図５（ｃ）に示すように、金属ハロ
ゲン化物の水素還元法を用いた減圧化学的気相成長法に
より金属膜９を堆積し、コンタクトホール７を金属膜９
で埋め込む。
ゲン化物の水素還元法を用いた減圧化学的気相成長法に
より金属膜９を堆積し、コンタクトホール７を金属膜９
で埋め込む。
【０００７】最後に、図５（ｄ）に示すように、転写技
術とエッチング技術により、金属膜９及びアドヒージョ
ン膜８を所定のパターンに加工する。
術とエッチング技術により、金属膜９及びアドヒージョ
ン膜８を所定のパターンに加工する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の製造方法は、上
述したようにして半導体装置を製造するものであるが、
金属膜９形成後の熱処理工程において、化学的に活性な
金属膜９が雰囲気中のわずかの水分あるいは酸素と反応
し、酸化、腐食されるという問題点があった。
述したようにして半導体装置を製造するものであるが、
金属膜９形成後の熱処理工程において、化学的に活性な
金属膜９が雰囲気中のわずかの水分あるいは酸素と反応
し、酸化、腐食されるという問題点があった。
【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、金属膜の酸化及び腐食を防止す
ることができる半導体装置及びその製造方法を得ること
を目的としている。
ためになされたもので、金属膜の酸化及び腐食を防止す
ることができる半導体装置及びその製造方法を得ること
を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る半導体装置は、半導体基板上に形成されたコンタクト
ホールに堆積した金属膜の表面をシリサイド化してなる
ものである。
る半導体装置は、半導体基板上に形成されたコンタクト
ホールに堆積した金属膜の表面をシリサイド化してなる
ものである。
【００１１】また、請求項２に係る半導体装置の製造方
法は、半導体基板上に形成されたコンタクトホールに減
圧化学的気相成長法により金属膜を堆積する工程と、上
記金属膜の表面をシリサイド化する工程とからなるもの
である。
法は、半導体基板上に形成されたコンタクトホールに減
圧化学的気相成長法により金属膜を堆積する工程と、上
記金属膜の表面をシリサイド化する工程とからなるもの
である。
【００１２】また、請求項３に係る半導体装置の製造方
法は、半導体基板上に形成されたコンタクトホールに減
圧化学的気相成長法によりタングステン膜でなる金属膜
を堆積する工程と、上記金属膜の表面をシリサイド化す
る工程とからなるものである。
法は、半導体基板上に形成されたコンタクトホールに減
圧化学的気相成長法によりタングステン膜でなる金属膜
を堆積する工程と、上記金属膜の表面をシリサイド化す
る工程とからなるものである。
【００１３】また、請求項４に係る半導体装置の製造方
法は、半導体基板上に形成されたコンタクトホールに減
圧化学的気相成長法により金属膜を堆積する工程と、上
記金属膜を堆積した後、大気にさらすことなく上記金属
膜の表面にシリコン水素化物ガスを噴射してシリサイド
化する工程とからなるものである。
法は、半導体基板上に形成されたコンタクトホールに減
圧化学的気相成長法により金属膜を堆積する工程と、上
記金属膜を堆積した後、大気にさらすことなく上記金属
膜の表面にシリコン水素化物ガスを噴射してシリサイド
化する工程とからなるものである。
【００１４】また、請求項５に係る半導体装置の製造方
法は、半導体基板上に形成されたコンタクトホールに減
圧化学的気相成長法により金属膜を堆積する工程と、上
記金属膜を堆積した後、大気にさらすことなく上記金属
膜の表面に金属膜のハロゲン化物とシリコン水素化物の
反応により金属膜のシリサイド化物を堆積させてシリサ
イド化する工程とからなるものである。
法は、半導体基板上に形成されたコンタクトホールに減
圧化学的気相成長法により金属膜を堆積する工程と、上
記金属膜を堆積した後、大気にさらすことなく上記金属
膜の表面に金属膜のハロゲン化物とシリコン水素化物の
反応により金属膜のシリサイド化物を堆積させてシリサ
イド化する工程とからなるものである。
【００１５】また、請求項６に係る半導体装置の製造方
法は、半導体基板上に形成されたコンタクトホールに減
圧化学的気相成長法により金属膜を堆積する工程と、上
記金属膜へシリコンをイオン注入して金属膜の表面をシ
リサイド化する工程とからなるものである。
法は、半導体基板上に形成されたコンタクトホールに減
圧化学的気相成長法により金属膜を堆積する工程と、上
記金属膜へシリコンをイオン注入して金属膜の表面をシ
リサイド化する工程とからなるものである。
【００１６】また、請求項７に係る半導体装置の製造方
法は、半導体基板上に形成されたコンタクトホールに減
圧化学的気相成長法により金属膜を堆積する工程と、上
記金属膜を堆積した後、金属膜の平坦部膜厚が500〜800
0 Åとなるよう金属膜をエッチバックし、その後上記金
属膜の表面をシリサイド化する工程とからなるものであ
る。
法は、半導体基板上に形成されたコンタクトホールに減
圧化学的気相成長法により金属膜を堆積する工程と、上
記金属膜を堆積した後、金属膜の平坦部膜厚が500〜800
0 Åとなるよう金属膜をエッチバックし、その後上記金
属膜の表面をシリサイド化する工程とからなるものであ
る。
【００１７】
【作用】この発明の請求項１ないし７に係る半導体装置
及びその製造方法では、減圧化学的気相成長法を用いて
コンタクトホール上に堆積した金属膜にガスの照射また
はイオン注入によりシリサイド膜を連続して成膜でき、
金属膜の表面が比較的耐酸化性の高いシリサイド化物で
保護されて、金属膜形成後の熱処理工程においても金属
膜が酸化、腐食されることが防止される。
及びその製造方法では、減圧化学的気相成長法を用いて
コンタクトホール上に堆積した金属膜にガスの照射また
はイオン注入によりシリサイド膜を連続して成膜でき、
金属膜の表面が比較的耐酸化性の高いシリサイド化物で
保護されて、金属膜形成後の熱処理工程においても金属
膜が酸化、腐食されることが防止される。
【００１８】また、請求項７に係る半導体装置の製造方
法では、エッチバックにより金属膜の膜厚を薄くして半
導体基板に与えるダメージを軽減する。
法では、エッチバックにより金属膜の膜厚を薄くして半
導体基板に与えるダメージを軽減する。
【００１９】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例による半導体装置の製
造工程別断面図である。なお、図１において、従来例を
示す図５と同一もしくは相当する部分には同一符号を付
している。
する。図１はこの発明の一実施例による半導体装置の製
造工程別断面図である。なお、図１において、従来例を
示す図５と同一もしくは相当する部分には同一符号を付
している。
【００２０】図１（ａ）に示すように、先ず、従来の方
法と同じように、半導体基板１上に、拡散層２、フィー
ルド酸化膜３、ゲート酸化膜４、ゲート電極５、層間膜
６、コンタクトホール７を形成した後、層間膜６と後述
する金属膜との密着性を保つために、アドヒージョン膜
として窒化チタン膜１０をスパッタ法により堆積する。
しかる後、金属膜としてタングステン膜１１を六フッ化
タングステンの水素還元法を用いた減圧化学的気相成長
法により堆積し、コンタクトホール７をタングステン膜
１１で埋め込む。
法と同じように、半導体基板１上に、拡散層２、フィー
ルド酸化膜３、ゲート酸化膜４、ゲート電極５、層間膜
６、コンタクトホール７を形成した後、層間膜６と後述
する金属膜との密着性を保つために、アドヒージョン膜
として窒化チタン膜１０をスパッタ法により堆積する。
しかる後、金属膜としてタングステン膜１１を六フッ化
タングステンの水素還元法を用いた減圧化学的気相成長
法により堆積し、コンタクトホール７をタングステン膜
１１で埋め込む。
【００２１】次に、図１（ｂ）に示すように、タングス
テン膜１１を形成したのと同一装置内にて、タングステ
ン膜１１の堆積後、この半導体基板を大気にさらすこと
なく、タングステン膜１１にシランガス１２を噴射する
ことによって、タングステン膜表面にタングステンシリ
サイド層１３を形成する。
テン膜１１を形成したのと同一装置内にて、タングステ
ン膜１１の堆積後、この半導体基板を大気にさらすこと
なく、タングステン膜１１にシランガス１２を噴射する
ことによって、タングステン膜表面にタングステンシリ
サイド層１３を形成する。
【００２２】最後に、図１（ｃ）に示すように、転写技
術とエッチング技術により、タングステンシリサイド層
１３、タングステン膜１１、及び窒化チタン膜１０を所
定のパターンに加工する。
術とエッチング技術により、タングステンシリサイド層
１３、タングステン膜１１、及び窒化チタン膜１０を所
定のパターンに加工する。
【００２３】従って、本実施例１では、タングステンシ
リサイド層１３をタングステン膜１１上に形成したの
で、後の熱処理工程においてもタングステン膜１１は酸
化、腐食されない。また、上記酸化・腐食防止層として
のタングステンシリサイド層１３は、減圧化学的気相成
長法を用いて堆積したタングステン膜１１の表面上にシ
ランガスを照射するだけで同一装置により連続して簡単
に成膜できるという効果を奏する。
リサイド層１３をタングステン膜１１上に形成したの
で、後の熱処理工程においてもタングステン膜１１は酸
化、腐食されない。また、上記酸化・腐食防止層として
のタングステンシリサイド層１３は、減圧化学的気相成
長法を用いて堆積したタングステン膜１１の表面上にシ
ランガスを照射するだけで同一装置により連続して簡単
に成膜できるという効果を奏する。
【００２４】実施例２．また、図２はこの発明の実施例
２を示す断面図である。タングステンシリサイド層を形
成する方法として、図２に示すように、実施例１と同様
の方法でタングステン膜１１を形成した後、この半導体
基板を大気にさらすことなく六フッ化タングステンガス
１４とシランガス１２の反応によりタングステン膜１１
上にタングステンシリサイド膜１５を堆積しても実施例
１と同様の効果を奏する。
２を示す断面図である。タングステンシリサイド層を形
成する方法として、図２に示すように、実施例１と同様
の方法でタングステン膜１１を形成した後、この半導体
基板を大気にさらすことなく六フッ化タングステンガス
１４とシランガス１２の反応によりタングステン膜１１
上にタングステンシリサイド膜１５を堆積しても実施例
１と同様の効果を奏する。
【００２５】実施例３．また、図３はこの発明の実施例
３を示す断面図である。タングステンシリサイド層を形
成する方法として、図３に示すように、実施例１と同様
の方法でタングステン膜１１を形成した後、タングステ
ン膜１１中へシリコン１６をイオン注入することによ
り、タングステン膜１１表面にタングステン層１３を形
成しても実施例１と同様の効果を奏する。
３を示す断面図である。タングステンシリサイド層を形
成する方法として、図３に示すように、実施例１と同様
の方法でタングステン膜１１を形成した後、タングステ
ン膜１１中へシリコン１６をイオン注入することによ
り、タングステン膜１１表面にタングステン層１３を形
成しても実施例１と同様の効果を奏する。
【００２６】実施例４．さらに、図４はこの発明の実施
例４を示す製造工程の断面図である。この実施例４で
は、以下に述べるようにしてエッチバックされたタング
ステン膜表面にタングステンシリサイド層を形成したも
ので、実施例１と同様の効果を奏する。
例４を示す製造工程の断面図である。この実施例４で
は、以下に述べるようにしてエッチバックされたタング
ステン膜表面にタングステンシリサイド層を形成したも
ので、実施例１と同様の効果を奏する。
【００２７】まず、図４（ａ）に示すように、実施例１
と同様の方法で半導体基板上にタングステン膜１１を形
成する。
と同様の方法で半導体基板上にタングステン膜１１を形
成する。
【００２８】次に、図４（ｂ）に示すように、タングス
テン膜１１を全面エッチバックする。
テン膜１１を全面エッチバックする。
【００２９】次に、図４（ｃ）に示すように、実施例１
ないし３のいずれかと同様の方法で、タングステン膜１
１上にタングステンシリサイド層１３を形成する。な
お、実施例１と実施例２の方法ではタングステン膜１１
をエッチバック後、半導体基板を大気にさらすことな
く、シランガスの噴射あるいは六フッ化タングステンガ
スとシランガスの反応によりタングステン膜１１表面に
タングステンシリサイド層１３を形成しなければならな
い。
ないし３のいずれかと同様の方法で、タングステン膜１
１上にタングステンシリサイド層１３を形成する。な
お、実施例１と実施例２の方法ではタングステン膜１１
をエッチバック後、半導体基板を大気にさらすことな
く、シランガスの噴射あるいは六フッ化タングステンガ
スとシランガスの反応によりタングステン膜１１表面に
タングステンシリサイド層１３を形成しなければならな
い。
【００３０】従って、この実施例４では、タングステン
膜の酸化、腐食が防止されるのに加えて、ストレスの高
いタングステン膜の膜厚を500〜8000Åに薄くすること
ができ、半導体基板に与えられるダメージが軽減される
という効果も得ることができる。
膜の酸化、腐食が防止されるのに加えて、ストレスの高
いタングステン膜の膜厚を500〜8000Åに薄くすること
ができ、半導体基板に与えられるダメージが軽減される
という効果も得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１ない
し７によれば、金属膜の表面をシリサイド化したので、
金属、腐食形成後の熱処理工程においても金属膜が酸
化、腐食されることが防止できるという効果がある。
し７によれば、金属膜の表面をシリサイド化したので、
金属、腐食形成後の熱処理工程においても金属膜が酸
化、腐食されることが防止できるという効果がある。
【００３２】また、請求項７に係る半導体装置の製造方
法では、エッチバックにより金属膜の膜厚を薄くして半
導体基板に与えるダメージを軽減させることができると
いう効果がある。
法では、エッチバックにより金属膜の膜厚を薄くして半
導体基板に与えるダメージを軽減させることができると
いう効果がある。
【図１】この発明の実施例１によるコンタクトホール埋
め込み金属膜の形成工程別断面図である。
め込み金属膜の形成工程別断面図である。
【図２】この発明の実施例２によるコンタクトホール埋
め込み金属膜のシリサイド化の方法を説明する断面図で
ある。
め込み金属膜のシリサイド化の方法を説明する断面図で
ある。
【図３】この発明の実施例３によるコンタクトホール埋
め込み金属膜のシリサイド化の方法を説明する断面図で
ある。
め込み金属膜のシリサイド化の方法を説明する断面図で
ある。
【図４】この発明の実施例４によるコンタクトホール埋
め込み金属膜の形成工程別断面図である。
め込み金属膜の形成工程別断面図である。
【図５】従来の方法によるコンタクトホール埋め込み金
属膜の形成工程別断面図である。
属膜の形成工程別断面図である。
１ 半導体基板 ７ コンタクトホール １１ タングステン膜 １３ タングステンシリサイド層 １４ 六フッ化タングステンガス １５ タングステンシリサイド膜 １６ シリコン
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年４月１２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】また、請求項５に係る半導体装置の製造方
法は、半導体基板上に形成されたコンタクトホールに減
圧化学的気相成長法により金属膜を堆積する工程と、上
記金属膜を堆積した後、大気にさらすことなく上記金属
膜の表面に金属膜のハロゲン化物ガスとシリコン水素化
物ガスの反応により金属膜のシリサイド化物を堆積させ
てシリサイド化する工程とからなるものである。
法は、半導体基板上に形成されたコンタクトホールに減
圧化学的気相成長法により金属膜を堆積する工程と、上
記金属膜を堆積した後、大気にさらすことなく上記金属
膜の表面に金属膜のハロゲン化物ガスとシリコン水素化
物ガスの反応により金属膜のシリサイド化物を堆積させ
てシリサイド化する工程とからなるものである。
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体基板上に形成されたコンタクトホ
ールに堆積した金属膜の表面をシリサイド化してなるこ
とを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 半導体基板上に形成されたコンタクトホ
ールに減圧化学的気相成長法により金属膜を堆積する工
程と、上記金属膜の表面をシリサイド化する工程とから
なることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 半導体基板上に形成されたコンタクトホ
ールに減圧化学的気相成長法によりタングステン膜でな
る金属膜を堆積する工程と、上記金属膜の表面をシリサ
イド化する工程とからなることを特徴とする半導体装置
の製造方法。 - 【請求項４】 半導体基板上に形成されたコンタクトホ
ールに減圧化学的気相成長法により金属膜を堆積する工
程と、上記金属膜を堆積した後、大気にさらすことなく
上記金属膜の表面にシリコン水素化物ガスを噴射してシ
リサイド化する工程とからなることを特徴とする半導体
装置の製造方法。 - 【請求項５】 半導体基板上に形成されたコンタクトホ
ールに減圧化学的気相成長法により金属膜を堆積する工
程と、上記金属膜を堆積した後、大気にさらすことなく
上記金属膜の表面に金属膜のハロゲン化物とシリコン水
素化物の反応により金属膜のシリサイド化物を堆積させ
てシリサイド化する工程とからなることを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 半導体基板上に形成されたコンタクトホ
ールに減圧化学的気相成長法により金属膜を堆積する工
程と、上記金属膜へシリコンをイオン注入して金属膜の
表面をシリサイド化する工程とからなることを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 半導体基板上に形成されたコンタクトホ
ールに減圧化学的気相成長法により金属膜を堆積する工
程と、上記金属膜を堆積した後、金属膜の平坦部膜厚が
500〜8000 Åとなるよう金属膜をエッチバックし、その
後上記金属膜の表面をシリサイド化する工程とからなる
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4276274A JP3004827B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4276274A JP3004827B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06124915A true JPH06124915A (ja) | 1994-05-06 |
| JP3004827B2 JP3004827B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=17567163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4276274A Expired - Lifetime JP3004827B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3004827B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6238737B1 (en) * | 1999-06-22 | 2001-05-29 | International Business Machines Corporation | Method for protecting refractory metal thin film requiring high temperature processing in an oxidizing atmosphere and structure formed thereby |
| US20170222008A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor device and a method for fabricating the same |
-
1992
- 1992-10-14 JP JP4276274A patent/JP3004827B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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