(57)【要約】【課題】第２の処理工程において、第１の処理工程の影響を極力低減することができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】シリコン基板１を、イオンドープされたシリコン含有膜を成膜する第１の処理工程から導電膜を成膜する第２の処理工程に移る際に、密閉した容器内にシリコン基板１を保持した状態にて移動する半導体装置の製造方法において、第１の処理工程から第２の処理工程の移動時において、密封容器内を、不活性ガスを供給および排気しながら不活性ガスの雰囲気に保つものである。【選択図】        図１
2004235390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板を、イオンドープされたシリコン含有膜を成膜する第１の処理工程から導電膜を成膜する第２の処理工程に移る際に、密閉した容器内に上記半導体基板を保持した状態にて移動する半導体装置の製造方法において、上記第１の処理工程から第２の処理工程の移動時において、上記密封容器内を、不活性ガスを供給および排気しながら上記不活性ガスの雰囲気に保つことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
半導体基板に対して、イオンドープされたシリコン含有膜を成膜する第１の処理工程から導電膜を成膜する第２の処理工程を行う半導体装置の製造方法において、上記第２の処理工程は、所望より厚い膜厚の成膜を行い、ＣＭＰ法により上記所望より厚い膜厚の膜を研磨し、上記所望の厚みの膜として成膜することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
半導体基板に対して、成膜処理を行う第１の処理工程とＣＶＤ法により成膜処理を行う第２の処理工程とを備えた半導体装置の製造方法において、上記第１の処理工程の後であって上記第２の処理工程の前に、上記半導体基板を上記第２の処理工程にて使用される処理室内に配設して上記処理室内のクリーニングに使用されるクリーニングガスにてクリーニング処理を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
第１の処理工程は、イオンドープされたシリコン含有膜を成膜する工程で、第２の処理工程は、導電膜を成膜する工程であることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
半導体基板に対して、イオンドープされたシリコン含有膜を成膜する第１の処理工程と、導電膜を成膜する第２の処理工程とを備えた半導体装置の製造方法において、上記第１の処理工程の後であって上記第２の処理工程の前に、上記半導体基板にシリコン含有ガスを用いたシリコン膜の成膜工程を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
半導体基板を、イオンドープされたシリコン含有膜を成膜する第１の処理工程と、シリサイド金属の導電膜を成膜する第２の処理工程とを備えた半導体装置の製造方法において、上記第２の処理工程は、シリコン含有ガスと、上記金属成分を含んだガスと、不活性ガスとを順次繰り返し供給して成膜することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
イオンドープとして、リンまたはボロンを用いたことを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
導電膜として、タングステンを含有する膜を成膜することを特徴とする請求項４ないし請求項７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、１つの処理工程から次の処理工程を行う場合に、前の処理工程における不具合を解消することができる半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体装置の製造方法において、１つの処理工程から次の処理工程に移動する際に、容器内に半導体基板を収納し、容器内に不活性ガスを封入して行い、移動時における不具合を解消している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２８４４８２号公報（段落０００９〜００１１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の半導体装置の製造方法は以上のように行われているので、はじめの処理工程おいて、例えば反応が促進される不純物などが存在した場合、密封された容器内ではその反応が促進し、次の処理工程において不具合を生じる可能性があるという問題点があった。
【０００５】
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、はじめの処理工程における不具合を、次の処理工程において問題とならないようにすることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板を、イオンドープされたシリコン含有膜を成膜する第１の処理工程から導電膜を成膜する第２の処理工程に移る際に、密閉した容器内に半導体基板を保持した状態にて移動する半導体装置の製造方法において、第１の処理工程から第２の処理工程の移動時において、密封容器内を、不活性ガスを供給および排気しながら不活性ガスの雰囲気に保つものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法を示す図である。図に基づいて本願発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法について説明する。まず、図１（ａ）に示すように、半導体基板としてのシリコン基板１上に、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）２を１〜２０ｎｍの膜厚にて形成する。次に、例えばリン（Ｐ）イオンを１〜１０Ｅ２０ａｔｏｍ／ｃｍ２ドープされたアモルファスシリコン膜３を１０〜２０ｎｍの膜厚にて積層する（これを第１の処理工程とする）。
【０００８】
このアモルファスシリコン膜３を形成すると、リンがシリコン基板表裏面に過剰に存在することでシリコン基板上にリン雰囲気濃度が高い部分、すなわちイオン源残留ガスが残存する。次に、所定のシリコン基板表面洗浄処理を行う。しかしながら、この洗浄工程だけではイオン源残留ガス５を完全に取り除くことができず、図１（ｂ）に示すように、アモルファスシリコン膜３上にイオン源残留ガス５が残存する。次に、この半導体基板１を密封容器に収納して次の処理工程に移動する。このように密封容器に収納して移動することにより、移動中における異物などの付着を確実に防止することができる。
【０００９】
そしてこの発明においてはさらに移動中において、密封容器内を、不活性ガスとして例えば窒素ガスを供給および排気しながらをこの不活性ガスの雰囲気に保った状態とする。そして、イオン源残留ガス５を不活性ガスと共に密封容器内から排気する。よって、シリコン基板１上においてイオン源残留ガス５が残留することによる反応が促進されることは無くなる。
【００１０】
そして、図１（ｃ）に示すように、イオン源残留ガス５がアモルファスシリコン膜３上に残存しない状態となり、次工程に移ることができる。次に、図１（ｄ）に示すように、例えばタングステンシリサイド（ＷＳｉ）膜からなる導電膜４を１０〜２００ｎｍの膜厚にて積層する（これを第２の処理工程とする）ため、良好な積層を実施することができる。
【００１１】
上記のように行われた実施の形態１の半導体装置の製造方法は、第１の処理工程から第２の処理工程の移動時に、半導体基板を不活性ガス雰囲気下で排気しながら保持しているので、第１の処理工程における洗浄工程などでは除去しきれていない残渣、ここではアモルファスシリコン膜のイオン源残留ガスが不活性ガスとともに排気される。よって、第２の処理工程において、この第１の処理工程において発生した、イオン源残留ガスによる影響を低減でき、イオン源残留ガスの影響による導電膜の異常成長を抑制することができる。
【００１２】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２の半導体装置の製造方法を示す図である。図に基づいて本願発明の実施の形態２の半導体装置の製造方法について説明する。まず、上記実施の形態１と同様の工程を行い、図１（ａ）に示すように、シリコン基板１上に、シリコン酸化膜２、アモルファスシリコン膜３を積層する（これを第１の処理工程とする）。
【００１３】
この、アモルファスシリコン膜３を形成すると、上面にイオン源残留ガスが残存する。次に、所定のシリコン基板表面洗浄処理を行う。しかしながら、この洗浄工程だけではイオン源残留ガス５を完全に取り除くことができず、図２（ａ）に示すように、アモルファスシリコン膜３上にイオン源残留ガス５が残存する。
【００１４】
次に、第２の処理工程である、例えばタングステンシリサイド（ＷＳｉ）膜からなる導電膜を積層するための処理室内にシリコン基板１を配設する。そしてこの状態にて、処理室内のクリーニングに使用されるクリーニングガス、例えば、弗化塩素（ＣｌＦ３）を用いてクリーニング処理を行う。このようなクリーニング処理工程は、処理室内において処理を行うために不具合と成るものを除去するために行われている。
【００１５】
よってこのクリーニング処理を行うと、図２（ｂ）に示すように、シリコン基板１上はクリーニングガスにより表面層が除去され、イオン源残留ガス５がアモルファスシリコン膜３上に残存しない状態となる。次に、図２（ｃ）に示すように、処理室内にて行われる通常の工程、例えばタングステンシリサイド（ＷＳｉ）膜からなる導電膜４を、１０〜２００ｎｍの膜厚にて積層する（これを第２の処理工程とする）。
【００１６】
上記のように行われた実施の形態２の半導体装置の製造方法は、第１の処理工程の後であって第２の処理工程の前に、第２の処理工程である導電膜を形成する処理室にて、シリコン基板をクリーニングガスによるクリーニング処理にて、表面層が除去される。よって、第２の処理工程において、この第１の処理工程において発生した、イオン源残留ガスによる影響を低減でき、イオン源残留ガスの影響による導電膜の異常成長を抑制することができる。
【００１７】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３の半導体装置の製造方法を示す図である。図に基づいて本願発明の実施の形態３の半導体装置の製造方法について説明する。まず、上記各実施の形態と同様の工程を行い、図１（ａ）に示すように、シリコン基板１上に、シリコン酸化膜２、アモルファスシリコン膜３を積層する（これを第１の処理工程とする）。
【００１８】
この、アモルファスシリコン膜３を形成すると、上面にイオン源残留ガスが残存する。次に、所定のシリコン基板表面洗浄処理を行う。しかしながら、この洗浄工程だけではイオン源残留ガス５を完全に取り除くことができず、図２（ａ）に示すように、アモルファスシリコン膜３上にイオン源残留ガス５が残存する。
【００１９】
次に第２の処理工程として、まず、例えばタングステンシリサイド（ＷＳｉ）膜からなる導電膜４０をシリコン基板１上に所望の膜厚より厚く形成する。すると図３（ａ）に示すように、イオン源残留ガス５の影響により、それが存在する箇所のみ成膜が異常に成長する。これはイオン源残留ガス５がタングステン含有ガスと過剰反応することにより生じると考えられる。次に、図３（ｂ）に示すように、ＣＭＰ法を用いて導電膜４０をエッチングし、所望の膜厚と成る導電膜４１とする（第２の処理工程終了）。
【００２０】
上記のように構成された実施の形態３の半導体装置の製造方法は、第２の処理工程を、所望の膜厚より厚く成膜する工程と、その膜をＣＭＰ法によりエッチングして所望の膜厚の膜として成膜しているため、第１の処理工程においての影響により異常に成長する成膜が発生したとしても、所望の膜を得ることができる。
【００２１】
実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４の半導体装置の製造方法を示す図である。図に基づいて本願発明の実施の形態４の半導体装置の製造方法について説明する。まず、上記各実施の形態と同様の工程を行い、図１（ａ）に示すように、シリコン基板１上に、シリコン酸化膜２、アモルファスシリコン膜３を積層する（これを第１の処理工程とする）。
【００２２】
この、アモルファスシリコン膜３を形成すると、上面にイオン源残留ガスが残存する。次に、所定のシリコン基板表面洗浄処理を行う。しかしながら、この洗浄工程だけではイオン源残留ガス５を完全に取り除くことができず、図２（ａ）に示すように、アモルファスシリコン膜３上にイオン源残留ガス５が残存する。
【００２３】
次に、第２の処理工程である、例えばタングステンシリサイド（ＷＳｉ）膜からなる導電膜を積層する前に、例えば塩化シラン（ＳｉＨ２Ｃ１２）からなるシリコン含有ガスによってアモルファスシリコン膜３の表面を処理する。すると、図４（ａ）に示すように、アモルファスシリコン膜３表面に例えば１〜１０ｎｍの厚みを有するシリコン膜８が形成される。
【００２４】
よって、このシリコン膜８によってアモルファスシリコン膜３の表面が保護される。次に、第２の処理工程である、導電膜４をシリコン基板１上に積層する。従ってこの導電膜４積層の際に、アモルファスシリコン膜３上のイオン源残留ガス５による影響をシリコン膜８により低減でき、イオン源残留ガス５の影響による導電膜４の異常成長を抑制することができる。
【００２５】
上記のように構成された実施の形態４の半導体装置の製造方法は、第１の処理工程の後であって第２の処理工程の前に、アモルファスシリコン膜上にシリコン膜を積層する。よって、第２の処理工程において、この第１の処理工程において発生した、イオン源残留ガスによる影響を低減でき、イオン源残留ガスの影響による導電膜の異常成長を抑制することができる。
【００２６】
実施の形態５．
図５はこの発明の実施の形態４の半導体装置の製造方法を示す図である。図に基づいて本願発明の実施の形態４の半導体装置の製造方法について説明する。まず、上記各実施の形態と同様の工程を行い、図１（ａ）に示すように、シリコン基板１上に、シリコン酸化膜２、アモルファスシリコン膜３を積層する（これを第１の処理工程とする）。
【００２７】
この、アモルファスシリコン膜３を形成すると、上面にイオン源残留ガスが残存する。次に、所定のシリコン基板表面洗浄処理を行う。しかしながら、この洗浄工程だけではイオン源残留ガス５を完全に取り除くことができず、図２（ａ）に示すように、アモルファスシリコン膜３上にイオン源残留ガス５が残存する。
【００２８】
次に、第２の処理工程である、例えばタングステンシリサイド（ＷＳｉ）膜からなる導電膜を積層する工程を、例えば塩化シラン（ＳｉＨ２Ｃ１２）からなるシリコン含有ガスと、弗化タングステン（ＷＦ６）からなる金属成分を含んだガスと、例えばアルゴン（Ａｒ）から成る不活性ガスとを交互に流すことで原子層レベルの薄膜９０を図５（ａ）に示すように、厚さ１〜１０ｎｍ程度ずつ積層していく。
【００２９】
これを繰り返し、薄膜９０上に薄膜９１を形成していき、所望厚みと成るまでこのような薄膜形成を繰り返し積層していく。そしてこのように原子層レベルの薄膜を形成することによって、アモルファスシリコン膜３表面が異常成長することなく保護できる。従ってアモルファスシリコン膜３中のイオン源残留ガス５による影響を低減でき、イオン源残留ガス５の影響による導電膜の異常成長が抑制される。よって、イオン源残留ガス５の影響による異常成長が抑制され、図５（ｃ）に示すように導電膜４２を成膜することができる。
【００３０】
上記のように構成された実施の形態５の半導体装置の製造方法は、第２の処理工程を、原子層レベルの薄膜を積層していき導電膜を形成しているため、イオン源残留ガスによる影響を低減でき導電膜の積層が可能と成る。よって、第１の処理工程においての影響により異常に成長する成膜を抑制することができる。
【００３１】
尚、上記各実施の形態においては、導電膜としてＷＳｉ膜を用いた例を示したがこれに限られることはなく、導電膜としてＣＶＤ法で成膜できるＷ膜を行う場合であってもよい。
【００３２】
また、上記各実施の形態においては、イオンドープ源としてリンを用いた例を示したがこれに限られることはなく、イオンドープ源としてボロンを用いる場合であってもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、半導体基板を、イオンドープされたシリコン含有膜を成膜する第１の処理工程から導電膜を成膜する第２の処理工程に移る際に、密閉した容器内に半導体基板を保持した状態にて移動する半導体装置の製造方法において、第１の処理工程から第２の処理工程の移動時において、密封容器内を、不活性ガスを供給および排気しながら不活性ガスの雰囲気に保つので、第１の処理工程における影響を極力防止して第２の処理工程を実施することができる半導体装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による半導体装置の製造方法の構成を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態２による半導体装置の製造方法の構成を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態３による半導体装置の製造方法の構成を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態４による半導体装置の製造方法の構成を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態５による半導体装置の製造方法の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１  シリコン基板、３  アモルファスシリコン膜、５  イオン源残留膜、
４，４０，４１，４２  導電膜、８  シリコン膜、９０，９１  薄膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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