KR100689692B1 - Method for fabricating semiconductor device - Google Patents

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Abstract

샐리사이드 공정 진행중에 실시되는 두 번의 열처리 공정중, 1차 열처리 공정을 질소 가스 대신에 중수소(D2) 가스 분위기에서 진행하여, 후속 공정에서 소자 특성을 개선하기 위해 진행하던 얼로이 공정을 생략(skip)할 수 있도록 한 반도체 소자 제조방법이 개시된다. During the two heat treatment processes performed during the salicide process, the first heat treatment process was performed in a deuterium (D 2 ) gas atmosphere instead of nitrogen gas, and the alloy process which was performed to improve device characteristics in the subsequent process was omitted. Disclosed is a method for fabricating a semiconductor device.

이를 위해 본 발명에서는, 반도체 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극의 양 측벽에 절연 스페이서를 형성하는 단계와, 상기 스페이서 양 에지측의 기판 내부에 소스·드레인 영역을 형성하는 단계와, 상기 결과물 상에 고융점 금속막을 형성하는 단계와, 중수소를 소스 가스로 해서, 1차 열처리 공정을 실시하여 상기 게이트 전극과 소스·드레인 영역의 상면에만 선택적으로 실리사이드막을 형성하는 단계와, 상기 미반응 고융점 금속막을 제거하는 단계 및, 실리사이드막의 안정된 상전이를 위하여, 질소를 소스 가스로해서 2차 열처리 공정을 실시하는 단계로 이루어진 반도체 소자 제조방법이 제공된다. To this end, in the present invention, forming a gate electrode on a semiconductor substrate, forming insulating spacers on both sidewalls of the gate electrode, and forming a source / drain region in the substrate on both sides of the spacer Forming a high melting point metal film on the resultant, performing a first heat treatment process using deuterium as a source gas, and selectively forming a silicide film only on an upper surface of the gate electrode and the source / drain region; A method of manufacturing a semiconductor device is provided, which comprises removing an unreacted high melting point metal film and performing a second heat treatment process using nitrogen as a source gas for stable phase transition of the silicide film.

그 결과, 얼로이 공정이 제거되었는데에도 불구하고 실제로는 얼로이 공정을 진행한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있게 되므로, 1) 기존대비 공정을 단순화할 수 있고, 2) 배선의 층수에 관계없이 얼로이 공정의 극대화된 효과를 얻을 수 있게 된다. As a result, despite the removal of the alloying process, the same effect as that of the alloying process is actually obtained. Therefore, 1) the process can be simplified compared to the existing process, and 2) the alloying process can be performed regardless of the number of layers. The maximum effect of the process can be obtained.

Description

반도체 소자 제조방법{Method for fabricating semiconductor device} Semiconductor device manufacturing method {Method for fabricating semiconductor device}             

도 1a 내지 도 1d는 샐리사이드 공정이 적용된 노멀(normal)한 반도체 소자 제조방법을 보인 공정수순도, 1A to 1D are process flowcharts showing a method of manufacturing a normal semiconductor device to which a salicide process is applied;

도 2는 도 1a ~ 도 1d에 대응되는 종래의 소자 제조방법을 보인 공정블럭도, Figure 2 is a process block diagram showing a conventional device manufacturing method corresponding to Figures 1a to 1d,

도 3은 도 1a ~ 도 1d에 대응되는 본 발명에 의한 소자 제조방법을 보인 공정블럭도이다.
3 is a process block diagram showing a device manufacturing method according to the present invention corresponding to Figures 1a to 1d.

본 발명은 샐리사이드(salicide:self-aligned silicide) 공정을 적용한 반도체 소자 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device to which a salicide (self-aligned silicide) process is applied.

반도체 소자의 고집적화가 진행됨에 따라 게이트 전극의 선폭 및 콘택 사이즈가 작아지게 되어 액티브와 게이트 전극의 저항 및 콘택 저항이 커지는 문제가 발생하게 되었다. 이에 따라, 최근에는 고집적화된 소자 제조시 액티브 영역과 게이트 전극의 저항을 낮추어 전류 구동 능력을 크게 하고, 콘택 저항을 낮추어 소자 특성의 콘택 레이 아웃 의존도를 줄여 주기 위하여 샐리사이드 공정을 채용하고 있다. As the integration of semiconductor devices increases, the line width and contact size of the gate electrode become smaller, resulting in a problem in that the resistance and contact resistance of the active and gate electrodes become larger. Accordingly, in recent years, the salicide process has been adopted to reduce the resistance of the contact layout of device characteristics by lowering the resistance of the active region and the gate electrode to increase the current driving capability and the contact resistance.

도 1a 내지 도 1d에는 상기 샐리사이드 공정을 적용한 반도체 소자의 일반적인 제조방법을 보인 공정수순도가 제시되어 있다. 이를 도 2에 제시된 공정블럭도를 참조하여 제 5 단계로 구분하여 살펴보면 다음과 같다. 여기서는 일 예로서, 3층 배선 구조를 갖는 소자에 대하여 설명한다. 1A to 1D show a process flowchart showing a general method of manufacturing a semiconductor device to which the salicide process is applied. Referring to the process block diagram shown in Figure 2 divided into the fifth step as follows. As an example, a device having a three-layer wiring structure will be described.

제 1 단계(100)로서, 필드 산화막(12)이 구비된 반도체 기판(실리콘 기판)(10) 상에 게이트 산화막(14)을 개재하여 폴리실리콘 재질의 게이트 전극(16)을 형성한 후, 이를 마스크로 이용해서 상기 기판 상으로 저농도 불순물을 이온주입하여 LDD를 형성한다. 이어, 게이트 전극(16)의 양 측벽에 절연 재질(예컨대, 산화막)의 스페이서(18)를 형성하고, 상기 게이트 전극(16)과 스페이서(18)를 마스크로 이용하여 기판(10) 상으로 고농도 불순물을 이온주입하여 게이트 전극(16) 양 에지측의 기판(10) 내부에 LDD 구조의 소스·드레인용 액티브 영역(19)을 형성한다. 그 결과 도 1a에 도시된 형태의 공정 결과물이 만들어진다. In the first step 100, a polysilicon gate electrode 16 is formed on the semiconductor substrate (silicon substrate) 10 having the field oxide film 12 via the gate oxide film 14. LDD is formed by ion implanting a low concentration of impurities onto the substrate using as a mask. Subsequently, spacers 18 of an insulating material (eg, an oxide film) are formed on both sidewalls of the gate electrode 16, and the gate electrode 16 and the spacer 18 are used as a mask to have a high concentration on the substrate 10. An impurity is implanted to form an active region 19 for the source / drain of the LDD structure in the substrate 10 on both edges of the gate electrode 16. The result is a process output of the type shown in FIG. 1A.

제 2 단계(110)로서, 상기 게이트 전극(16)의 상면과 소스·드레인 영역(19) 상에만 선택적으로 실리사이드막(20a)을 형성한다. In the second step 110, the silicide film 20a is selectively formed only on the top surface of the gate electrode 16 and the source / drain regions 19.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 먼저 도 1b와 같이 상기 결과물 전면에 Co나 Ti 재질의 고융점 금속(20)을 증착하고(110a), 도 1c와 같이 매엽식 설비 내에서 질소(N2) 가스를 이용하여 1차 열처리 공정을 실시한다.(110b) 그 결과, 게이트 전극(16)의 상면과 소스·드레인 영역(19) 상에만 선택적으로 실리사이드막(20a)을 형성된다. 이어, 스페이서(18)나 필드 산화막(12) 상에 잔존된 미반응된 고융점 금속(20)을 황산보일로 제거하고(110c), 안정된 상전이를 위하여 매엽식 설비 내에서 다시 질소 가스를 이용하여 2차 열처리 공정을 실시한다(110d). 상기 열처리 공정의 온도와 시간은 액티브 저항과 정션 리키지(junction leakage) 특성을 고려하여 최적화하여야 하는데 표 1.에는 범용적으로 사용되는 공정 조건이 정리되어 있다. In more detail, first, as shown in FIG. 1B, a high melting point metal 20 made of Co or Ti is deposited on the entire surface of the resultant product (110a), and nitrogen (N 2 ) gas is deposited in a sheet type facility as shown in FIG. 1C. The primary heat treatment step is performed. (110b) As a result, the silicide film 20a is selectively formed only on the upper surface of the gate electrode 16 and on the source / drain regions 19. Subsequently, the unreacted high melting point metal 20 remaining on the spacer 18 or the field oxide film 12 is removed with sulfuric acid (110c), and nitrogen gas is again used in the sheet type facility for stable phase transition. A second heat treatment process is performed (110d). The temperature and time of the heat treatment process should be optimized in consideration of the characteristics of the active resistance and junction leakage (Table 1).

표 1Table 1

온도(℃)   Temperature (℃) 시간(초)   Time in seconds 타 입   type 가 스  gas 1차 열처리 Primary heat treatment Ti: 600~700 Ti: 600 ~ 700 30~100    30-100 매엽식  Single leaf 질소(N2)Nitrogen (N 2 ) Co: 450~550 Co: 450 ~ 550 2차 열처리 Secondary heat treatment 800~900   800-900 30~100   30-100 매엽식  Single leaf 질소(N2)Nitrogen (N 2 )

제 3 단계(120)로서, 상기 결과물 상에 소스·드레인 영역(19)과 게이트 전극(16) 상의 실리사이드막(20a) 표면이 각각 소정 부분 노출되도록 복수의 콘택 홀이 구비된 제 1 층간 절연막(22)을 형성하고, 상기 콘택 홀을 포함한 제 1 층간 절연막(22) 상에 소스·드레인 영역 및 게이트 전극과 개별 접속되는 제 1 금속배선(24)을 형성한다. 이어, 제 1 금속배선(24)의 표면이 소정 부분 노출되도록 복수의 제 1 비어 홀이 구비된 제 2 층간 절연막(26)을 형성하고, 상기 비어 홀을 포함한 제 2 층간 절연막(26) 상에 제 1 금속배선(24)과 연결되는 제 2 금속배선(28)을 형성한 다음, 그 위에 다시 제 2 금속배선(28)의 표면이 소정 부분 노출되도록 제 2 비어 홀이 구비된 제 3 층간 절연막(30)을 형성하고, 제 2 비어 홀을 포함한 제 3 층간 절연막(30) 상에 제 2 금속배선(28)과 연결되는 제 3 금속배선(32)을 형성하므로써, 3층 배선 공정을 완료한다. In a third step 120, a first interlayer insulating film having a plurality of contact holes is formed such that the surface of the silicide film 20a on the source / drain region 19 and the gate electrode 16 is partially exposed on the resultant. 22, and a first metal wiring 24 which is individually connected to the source / drain regions and the gate electrode is formed on the first interlayer insulating film 22 including the contact hole. Subsequently, a second interlayer insulating layer 26 including a plurality of first via holes is formed to expose a portion of the surface of the first metal wiring 24, and on the second interlayer insulating layer 26 including the via holes. After forming the second metal wiring 28 connected to the first metal wiring 24, the third interlayer insulating film provided with the second via hole so that the surface of the second metal wiring 28 is partially exposed thereon. And forming a third metal wiring 32 connected to the second metal wiring 28 on the third interlayer insulating film 30 including the second via hole, thereby completing the three-layer wiring process. .                         

제 4 단계(130)로서, 배선 형성이 완료된 상기 기판을 중수소(D2) 분위기하에서 열처리하는 얼로이(Alloy) 공정을 실시한다. 이와 같이, 후속 공정(예컨대, 보호막 형성 공정) 전에 얼로이 공정을 별도 더 실시하는 것은 실리콘 기판과 게이트 산화막의 계면에 존재하는 미결합 구조에 중수소가 결합되도록 하여, 이 부분에 전하(charge)와 같은 형태의 불순물들이 달라붙는 것을 사전에 차단시켜 주므로써, 옥사이드 터널링을 방지하고 게이트 산화막의 신뢰성을 증가시키기 위함이다. As a fourth step 130, an Alloy process is performed to heat-treat the substrate on which wiring formation is completed in a deuterium (D 2 ) atmosphere. As such, further performing the alloying process prior to the subsequent process (eg, the protective film forming process) causes deuterium to couple to the unbonded structure present at the interface between the silicon substrate and the gate oxide film, so that charge and This is to prevent oxide tunneling and increase the reliability of the gate oxide film by blocking the adhesion of impurities of the same type in advance.

제 5 단계(140)로서, 제 3 금속배선(32)이 구비된 제 3 층간 절연막(30) 상에 절연 재질의 보호막(34)을 형성하므로써, 본 공정 진행을 완료한다. 그 결과, 도 1d에 제시된 형태의 소자가 완성된다. As the fifth step 140, the process of the present process is completed by forming the protective film 34 of insulating material on the third interlayer insulating film 30 provided with the third metal wiring 32. As a result, the device of the type shown in FIG. 1D is completed.

그러나, 상기 공정을 적용하여 샐리사이드 공정을 진행할 경우에는 소자 구동시 다음과 같은 몇가지의 문제가 발생된다. However, when the salicide process is applied to the above process, several problems occur when driving the device.

첫째, 다층 배선 공정이 완료된 상태에서 얼로이 공정을 진행할 경우, 중수소의 확산이 어려워 상기 공정중에 공급된 중수소가 게이트 산화막(14)까지 확산되지 못하고 층간 절연막들 내로 흡수되는 현상이 야기되므로, 얼로이 공정의 효과를 극대화할 수 없다는 문제가 발생된다. 이것은 배선이 다층화될수록 심화되는데, 이는 도 1d에 보인 바와 같이 배선의 층수가 높아질수록 확산 경로(화살표로 표시됨)가 길어지게 되어, 게이트 산화막(14)쪽으로 전달되는 가스보다 층간 절연막들(22),(26),(30)을 통해 빠져 나가는 가스량이 더 많아지기 때문이다. First, when the alloy process is performed in a state where the multilayer wiring process is completed, deuterium is difficult to diffuse so that deuterium supplied during the process does not diffuse to the gate oxide layer 14 and is absorbed into the interlayer insulating layers. The problem arises that the effect of the process cannot be maximized. This is deepened as the wiring is multiplied. As the number of wiring layers increases, as shown in FIG. 1D, the diffusion path (indicated by an arrow) becomes longer, so that the interlayer insulating films 22, This is because the amount of gas flowing out through (26) and (30) increases.

둘째, 실리사이드막 형성 공정과 얼로이 공정이 따로 진행되므로 열처리의 증가로 인해 공정 진행이 복잡화되는 문제가 발생된다.
Second, since the silicide film forming process and the alloy process are performed separately, the process progress is complicated by an increase in heat treatment.

이에 본 발명의 목적은, 샐리사이드 공정 진행중에 실시되는 두 번의 열처리 공정중, 1차 열처리 공정을 질소 대신에 중수소(D2) 가스 분위기에서 진행하여, 후속 공정에서 소자 특성을 개선하기 위해 진행되던 얼로이 공정을 생략(skip)할 수 있도록 하므로써, 공정을 단순화할 수 있도록 한 반도체 소자 제조방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention, during the two heat treatment processes performed during the salicide process, the first heat treatment process was carried out in the deuterium (D 2 ) gas atmosphere instead of nitrogen, to proceed to improve the device characteristics in the subsequent process The invention provides a method for fabricating a semiconductor device that can simplify the process by allowing the alloy process to be skipped.

본 발명의 다른 목적은, 금속배선 공정 이후 실시되는 얼로이 공정을 제거하더라도 배선의 층수에 관계없이 얼로이 공정의 극대화된 효과를 얻을 수 있는 반도체 소자 제조방법을 제공함에 있다.
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can obtain the maximum effect of the alloying process regardless of the number of layers of the wiring even if the alloying process performed after the metallization process is removed.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 반도체 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극의 양 측벽에 절연 스페이서를 형성하는 단계; 상기 스페이서 양 에지측의 상기 기판 내부에 소스·드레인 영역을 형성하는 단계; 상기 결과물 상에 고융점 금속막을 형성하는 단계; 중수소를 소스 가스로 해서, 1차 열처리 공정을 실시하여 상기 게이트 전극과 상기 소스·드레인 영역의 상면에만 선택적으로 실리사이드막을 형성하는 단계; 상기 미반응 고융점 금속막을 제거하는 단계; 및 상기 실리사이드막의 안정된 상전이를 위하여, 질소를 소스 가스로해서 2차 열처리 공정을 실시하는 단계를 포함하는 반도체 소자 제조방법이 제공된다.
이때, 상기 1차 열처리 공정은 중수소를 주입하기 위한 별도의 개스 공급 시스템이 장착된 매엽식 설비 내에서 400 ~ 700℃의 온도로 실시하는 것이 바람직하며, 상기 2차 열처리는 800 ~ 900℃의 온도에서 실시하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 소스 가스의 경우, 중수소에 희석된 질소를 더 첨가시켜 사용하는 것 또한 가능하다.
In order to achieve the above object, in the present invention, forming a gate electrode on a semiconductor substrate; Forming insulating spacers on both sidewalls of the gate electrode; Forming a source / drain region in the substrate on both edges of the spacer; Forming a high melting point metal film on the resultant product; Performing a first heat treatment process using deuterium as a source gas to selectively form a silicide film only on an upper surface of the gate electrode and the source / drain region; Removing the unreacted high melting point metal film; And a second heat treatment process using nitrogen as a source gas for stable phase transition of the silicide film.
At this time, the first heat treatment process is preferably carried out at a temperature of 400 ~ 700 ℃ in the sheet type equipment equipped with a separate gas supply system for injecting deuterium, the second heat treatment is a temperature of 800 ~ 900 ℃ It is preferable to carry out at. In the case of the source gas, it is also possible to further use diluted nitrogen in deuterium.

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상기 샐리사이드 공정을 적용하여 소자 제조를 이룰 경우, 실리사이드막을 형성하기 위한 1차 열처리 공정이 금속배선 공정 완료후 실시되던 얼로이 공정의 기능까지 함께 담당하므로, 다층 배선이 구비된 소자 제조시 후속 얼로이 공정을 제거할 수 있게 될 뿐 아니라 얼로이 공정이 스킵되었는데에도 불구하고 실제로는 얼로이 공정을 진행한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있게 된다. When the device is manufactured by applying the salicide process, since the first heat treatment process for forming the silicide layer is also responsible for the alloy process performed after the metal wiring process is completed, subsequent manufacture of the device having the multilayer wiring is performed. Not only can the Roy process be eliminated, but the alloy process is skipped, the same effect is achieved with the alloy process.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명에서 제안된 반도체 소자 제조방법을 보인 공정블럭도를 도시한 것으로, 이를 도 1a 내지 도 1d에 제시된 공정수순도를 참조하여 제 4 단계로 구분하여 살펴보면 다음과 같다. 이 경우 역시, 3층 배선 구조를 갖는 소자를 일 예로 들어 설명한다. 3 shows a process block diagram showing a method of manufacturing a semiconductor device proposed in the present invention, which is divided into a fourth step with reference to the process steps shown in FIGS. 1A to 1D. In this case, too, an element having a three-layer wiring structure will be described as an example.                     

먼저 제 1 단계(200)로서, 필드 산화막(12)이 구비된 반도체 기판(실리콘 기판)(10) 상에 게이트 산화막(14)을 개재하여 폴리실리콘 재질의 게이트 전극(16)을 형성한 후, 이를 마스크로 이용해서 상기 기판 상으로 저농도 불순물을 이온주입하여 LDD를 형성한다. 이어, 게이트 전극(16)의 양 측벽에 절연 재질(예컨대, 산화막)의 스페이서(18)를 형성하고, 상기 게이트 전극(16)과 스페이서(18)를 마스크로 이용하여 기판(10) 상으로 고농도 불순물을 이온주입하여 게이트 전극(16) 양 에지측의 기판(10) 내부에 LDD 구조의 소스·드레인용 액티브 영역(19)을 형성한다. 그 결과 도 1a에 도시된 형태의 공정 결과물이 만들어진다. First, as a first step 200, a polysilicon gate electrode 16 is formed on the semiconductor substrate (silicon substrate) 10 provided with the field oxide film 12 via the gate oxide film 14. Using this as a mask, a low concentration of impurities are ion implanted onto the substrate to form LDD. Subsequently, spacers 18 of an insulating material (eg, an oxide film) are formed on both sidewalls of the gate electrode 16, and the gate electrode 16 and the spacer 18 are used as a mask to have a high concentration on the substrate 10. An impurity is implanted to form an active region 19 for the source / drain of the LDD structure in the substrate 10 on both edges of the gate electrode 16. The result is a process output of the type shown in FIG. 1A.

제 2 단계(210)로서, 상기 게이트 전극(16)의 상면과 소스·드레인 영역(19) 상에만 선택적으로 실리사이드막(20a)을 형성한다. In the second step 210, the silicide film 20a is selectively formed only on the top surface of the gate electrode 16 and the source / drain regions 19.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 먼저 도 1b와 같이 상기 결과물 전면에 Co/TiN이나 Ti 재질의 고융점 금속(20)을 증착하고(210a), 도 1c와 같이 중수소 가스를 소스 가스로 해서 매엽식 설비 내에서 400 ~ 700℃의 온도로 1차 열처리 공정을 실시한다(210b). 이때, 매엽식 설비로는 중수소를 주입하기 위한 별도의 개스 공급 시스템이 장착된 설비가 사용되며, 1차 열처리 공정은 중수소에 희석 질소가 더 첨가된 가스를 소스 가스로 해서 공정을 진행해도 무방하다. More specifically, first, as shown in FIG. 1B, a high-melting-point metal 20 made of Co / TiN or Ti is deposited on the entire surface of the resultant product (210a). The first heat treatment process is carried out at a temperature of 400 ~ 700 ℃ within (210b). In this case, a single type of equipment is equipped with a separate gas supply system for injecting deuterium, and the first heat treatment process may be performed by using a source gas further containing dilute nitrogen in deuterium as a source gas. .

그 결과, 게이트 전극(16)의 상면과 소스·드레인 영역(19) 상에만 선택적으로 실리사이드막(20a)이 형성됨은 물론 금속배선 공정 완료후 실시되던 얼로이 공정의 효과 또한 얻을 수 있게 된다. As a result, the silicide film 20a is selectively formed only on the upper surface of the gate electrode 16 and the source / drain regions 19, and the effect of the alloy process performed after the completion of the metallization process can also be obtained.                     

이것은 1차 열처리 공정 진행시 공급된 소스 가스(예컨대, 중수소)가 실리콘 기판과 게이트 산화막의 계면에 존재하는 미결합 구조에 결합되어져, 이 부분에 전하와 같은 형태의 불순물들이 달라붙는 것을 사전에 차단시키기 때문이다. 이 경우, 다층배선 공정후 얼로이 공정이 진행되던 종래와는 달리 실리사이드막 형성시 얼로이 공정이 진행된 것과 동일한 효과를 얻을 수 있으므로, 배선을 3층 이상으로 가져가더라도 얼로이 공정의 효과가 떨어지는 현상은 발생되지 않는다. This is because the source gas (e.g., deuterium) supplied during the first heat treatment process is coupled to an unbonded structure present at the interface between the silicon substrate and the gate oxide film, thereby preventing the impurities such as charges from adhering to this portion in advance. Because it is. In this case, unlike the conventional process in which the alloy process is performed after the multi-layer wiring process, the same effect as the alloy process is performed when the silicide film is formed can be obtained. The phenomenon does not occur.

이어, 스페이서(18)나 필드 산화막(12) 상에 잔존된 미반응된 고융점 금속(20)을 황산보일로 제거하고(210c), 안정된 상전이를 위하여 매엽식 설비 내에서 다시 질소 가스를 이용하여 800 ~ 900℃의 온도로 2차 열처리 공정을 실시한다(210d). Subsequently, the unreacted high melting point metal 20 remaining on the spacer 18 or the field oxide film 12 is removed with sulfuric acid (210c), and nitrogen gas is again used in the sheet type facility for stable phase transition. The second heat treatment process is performed at a temperature of 800 ~ 900 ℃ (210d).

제 4 단계(220)로서, 상기 결과물 상에 소스·드레인 영역(19)과 게이트 전극(16) 상의 실리사이드막(20a) 표면이 각각 소정 부분 노출되도록 복수의 콘택 홀이 구비된 제 1 층간 절연막(22)을 형성하고, 상기 콘택 홀을 포함한 제 1 층간 절연막(22) 상에 소스·드레인 영역 및 게이트 전극과 개별 접속되는 제 1 금속배선(24)을 형성한다. 이어, 제 1 금속배선(24)의 표면이 소정 부분 노출되도록 복수의 제 1 비어 홀이 구비된 제 2 층간 절연막(26)을 형성하고, 상기 비어 홀을 포함한 제 2 층간 절연막(26) 상에 제 1 금속배선(24)과 연결되는 제 2 금속배선(28)을 형성한 다음, 그 위에 다시 제 2 금속배선(28)의 표면이 소정 부분 노출되도록 제 2 비어 홀이 구비된 제 3 층간 절연막(30)을 형성하고, 제 2 비어 홀을 포함한 제 3 층간 절연막(30) 상에 제 2 금속배선(28)과 연결되는 제 3 금속배선(32)을 형 성하므로써, 3층 배선 공정을 완료한다.In a fourth step 220, a first interlayer insulating film having a plurality of contact holes is formed such that the surface of the silicide film 20a on the source / drain region 19 and the gate electrode 16 is partially exposed on the resultant. 22, and a first metal wiring 24 which is individually connected to the source / drain regions and the gate electrode is formed on the first interlayer insulating film 22 including the contact hole. Subsequently, a second interlayer insulating layer 26 including a plurality of first via holes is formed to expose a portion of the surface of the first metal wiring 24, and on the second interlayer insulating layer 26 including the via holes. After forming the second metal wiring 28 connected to the first metal wiring 24, the third interlayer insulating film provided with the second via hole so that the surface of the second metal wiring 28 is partially exposed thereon. The third layer wiring process is completed by forming the 30 and forming the third metal wiring 32 connected to the second metal wiring 28 on the third interlayer insulating film 30 including the second via hole. do.

제 4 단계(230)로서, 제 3 금속배선(32)이 구비된 제 3 층간 절연막(30) 상에 절연 재질의 보호막(34)을 형성하므로써, 본 공정 진행을 완료한다. 그 결과, 도 1d에 제시된 형태의 소자가 완성된다. As the fourth step 230, the process of the process is completed by forming the protective film 34 of insulating material on the third interlayer insulating film 30 provided with the third metal wiring 32. As a result, the device of the type shown in FIG. 1D is completed.

상기 공정 수순에 의거하여 샐리사이드 공정을 진행할 경우, 실리사이드막을 형성하기 위한 1차 열처리 공정이 금속배선 공정 완료후 실시되는 얼로이 공정의 기능까지 머지한 효과를 가지므로, 다층 배선을 갖는 반도체 소자 제조시 후속 얼로이 공정을 스킵할 수 있게 되고, 그 결과 공정 단순화를 꾀할 수 있게 된다. In the case of performing the salicide process based on the above procedure, since the primary heat treatment process for forming the silicide film has a merging effect to the function of the alloy process performed after the completion of the metal wiring process, a semiconductor device having a multilayer wiring The subsequent alloy process can be skipped, resulting in process simplification.

게다가, 이 경우는 얼로이 공정이 스킵되었는데에도 불구하고 실제로는 얼로이 공정을 진행한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있으므로, 금속배선을 다층으로 가져가더라도 종래와 같이 확산 경로가 증가되는 현상은 발생하지 않게 된다. 따라서, 배선의 층수에 관계없이 얼로이 공정의 효과를 극대화할 수 있게 되는 것이다. In addition, in this case, although the alloy process is skipped, the same effect as that performed by the alloy process can be obtained. Therefore, even if the metal wiring is multi-layered, the diffusion path is not increased as in the prior art. Will not. Therefore, the effect of the alloy process can be maximized regardless of the number of layers of wiring.

이상, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상내에서 당 분야의 통상의 지식으로 그 변형이나 개량이 가능함은 물론이다.
As mentioned above, although this invention was demonstrated concretely through the Example, this invention is not limited to this, A deformation | transformation and improvement are possible by the common knowledge of the art within the technical idea of this invention.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 샐리사이드 공정중에 실시되는 두 번의 열처리 공정중, 1차 열처리 공정 진행시에 소스 가스로 질소 대신 중수소를 사용함으로써, 상기 1차 열처리 공정이 얼로이 공정의 기능까지 머지한 효과를 가지게 되므로, 1) 얼로이 공정의 스킵이 가능하여 공정 단순화를 이룰 수 있게 되고, 2) 배선의 층수에 관계없이 얼로이 공정의 효과는 극대화된 상태 그대로를 유지할 수 있게 된다. As described above, according to the present invention, in the two heat treatment processes performed during the salicide process, by using deuterium instead of nitrogen as the source gas during the first heat treatment process, the primary heat treatment process functions as an alloy process. Since it has a merged effect, 1) it is possible to skip the alloying process, thereby simplifying the process, and 2) the effect of the alloying process can be maintained as it is, regardless of the number of layers.

Claims (9)

반도체 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; Forming a gate electrode on the semiconductor substrate; 상기 게이트 전극의 양 측벽에 절연 스페이서를 형성하는 단계; Forming insulating spacers on both sidewalls of the gate electrode; 상기 스페이서 양 에지측의 상기 기판 내부에 소스·드레인 영역을 형성하는 단계; Forming a source / drain region in the substrate on both edges of the spacer; 상기 결과물 상에 고융점 금속막을 형성하는 단계; Forming a high melting point metal film on the resultant product; 중수소를 소스 가스로 이용하여 1차 열처리 공정을 실시함으로써, 상기 게이트 전극과 상기 소스·드레인 영역의 상면에만 선택적으로 실리사이드막을 형성하는 단계; Performing a first heat treatment process using deuterium as a source gas to selectively form a silicide film only on the upper surfaces of the gate electrode and the source / drain regions; 상기 미반응 고융점 금속막을 제거하는 단계; 및 Removing the unreacted high melting point metal film; And 상기 실리사이드막의 안정된 상전이를 위하여, 질소를 소스 가스로 이용하여 2차 열처리 공정을 실시하는 단계를 포함하는 반도체 소자 제조방법. In order to the stable phase transition of the silicide film, a semiconductor device manufacturing method comprising the step of performing a secondary heat treatment process using nitrogen as a source gas. 제 1항에 있어서, 상기 1차 열처리 공정은 중수소를 주입하기 위한 별도의 개스 공급 시스템이 장착된 매엽식 설비 내에서 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법. The method of claim 1, wherein the first heat treatment process is performed in a sheet type facility equipped with a separate gas supply system for injecting deuterium. 제 2항에 있어서, 상기 고융점 금속막은 Co/TiN이나 Ti로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법. The method of claim 2, wherein the high melting point metal film is formed of Co / TiN or Ti. 제 3항에 있어서, 상기 1차 열처리는 400 ~ 700℃의 온도 범위 내에서 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법. The method of claim 3, wherein the first heat treatment is performed in a temperature range of 400 ° C. to 700 ° C. 5. 제 4항에 있어서, 상기 2차 열처리는 800 ~ 900℃의 온도 범위 내에서 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법. The method of claim 4, wherein the secondary heat treatment is performed within a temperature range of 800 ° C. to 900 ° C. 6. 제 1항에 있어서, 상기 소스 가스로 중수소 사용시 희석된 질소를 더 첨가시켜 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법. The method of claim 1, wherein diluted nitrogen is further added to the source gas when deuterium is used. 제 1항에 있어서, 상기 미반응 금속막은 황산보일로 제거하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법. The method of claim 1, wherein the unreacted metal film is removed with a sulfate of sulfur. 제 1항에 있어서, 상기 2차 열처리 공정 단계 이후, According to claim 1, After the second heat treatment process step, 층간 절연막을 개재하여 상기 게이트 전극 및 상기 소스·드레인 영역과 개별적으로 연결되는 금속배선을 형성하는 단계와; Forming a metal wiring separately connected to said gate electrode and said source / drain region via an interlayer insulating film; 상기 금속배선이 구비된 상기 층간 절연막 상에 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법. And forming a protective film on the interlayer insulating film provided with the metal wiring. 제 8항에 있어서, 상기 금속배선은 다층 배선인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법. The method of claim 8, wherein the metal wiring is a multilayer wiring.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS59208772A (en) * 1983-05-12 1984-11-27 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
KR19990002879A (en) * 1997-06-23 1999-01-15 김영환 Salicide Gate Formation Method of Semiconductor Device
JP2000114200A (en) * 1998-09-30 2000-04-21 Sharp Corp Manufacture of semiconductor device
KR20010008581A (en) * 1999-07-02 2001-02-05 김영환 Method for forming contact of a semiconductor device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59208772A (en) * 1983-05-12 1984-11-27 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
KR19990002879A (en) * 1997-06-23 1999-01-15 김영환 Salicide Gate Formation Method of Semiconductor Device
JP2000114200A (en) * 1998-09-30 2000-04-21 Sharp Corp Manufacture of semiconductor device
KR20010008581A (en) * 1999-07-02 2001-02-05 김영환 Method for forming contact of a semiconductor device

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