(57)【要約】【課題】Ｏリングをシール部材に用いた処理室で、半導体基板上の金属シリサイド形成を行う熱処理工程において、処理室に酸素等不純物ガスを引込まない半導体装置の製造方法及び半導体製造装置を提供する。【解決手段】処理室２０に連通する第１の排気管３２と、第１の排気管３２の排気を遮断するためのバルブ３３と、第１の排気管３２より排気量の小さな第２の排気管３４と、を有し、第２の排気管３４をバルブ３３と処理室２０との間に前記第１の排気管３２から分岐して設け、バルブ３３を閉じることにより、処理室２０を大気圧より高い圧力の状態に維持する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｏリングをシール部材に用いて封止した容器を有する処理室において、不活性ガス雰囲気下でシリコン基板上の金属膜の熱処理を行って、前記シリコン基板上に金属シリサイドを形成する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記処理室を大気圧より高い圧力の状態で前記熱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２】
前記処理室に連通する第１の排気管と、
前記第１の排気管の排気を遮断するためのバルブと、
前記第１の排気管より排気量の小さな第２の排気管と、を有し、
前記第２の排気管を前記バルブと前記処理室との間に前記第１の排気管から分岐して設け、
前記バルブを閉じることにより、前記処理室を大気圧より高い圧力の状態に維持することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記金属膜は、少なくともチタン、タングステン、モリブデン、シリコンのいずれか一つ又はそれらの組合せからなる金属膜であることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
Ｏリングをシール部材に用いて封止した容器を有し、不活性ガス雰囲気下でシリコン基板上の金属膜の熱処理を行って、前記シリコン基板上に金属シリサイドを形成するための処理室と、
前記熱処理を行うときに前記処理室を大気圧より高い圧力の状態に維持する圧力維持手段と、を有する半導体製造装置。
【請求項５】
前記圧力維持手段は、
前記処理室に前記不活性ガスを供給する供給管と、
前記処理室に連通し、前記処理室を排気する第１の排気管と、
前記第１の排気管に設けられ、前記第１の排気管の排気を遮断するためのバルブと、
前記バルブと前記処理室との間に前記第１の排気管から分岐して設けられ、前記第１の排気管より排気量の小さな第２の排気管と、を有することを特徴とする請求項４記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記金属膜は、少なくともチタン、タングステン、モリブデン、シリコンのいずれか一つ又はそれらの組合せからなる金属膜であることを特徴とする請求項４又は５記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法及び半導体製造装置に係り、特にシリコン基板上に金属シリサイドを形成するための熱処理工程を有する半導体装置の製造方法及びシリコン基板上に金属シリサイドを形成するための熱処理を行う処理室を有する半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩの高集積化を図るために、半導体素子の微細化が求められている。これに伴い配線の電流密度の増加及び配線遅延が問題となってきている。これらの要求を可能とするために従来のAL配線から異種金属膜との積層配線が使われ、Siとのコンタクト抵抗低減として異種金属をシリサイド化しオーミックコンタクトする配線が使われるようになった。
【０００３】
前記金属シリサイドの形成工程であるが、チタン、タングステン、モリブデン等の金属を、シリコン基板全面にわたってスパッタ等により堆積した後、窒素雰囲気中で６００〜７００℃の条件で熱処理することで行う。
【０００４】
この熱処理を行う処理装置としては、ランプヒータを具備したラピッドサーマルアニール（ＲＴＡ）装置を用いることもできるが、枚葉式処理のため、生産効率に劣る。そこで、電気ヒータを具備し、バッチ式処理が可能なアニール炉が主に用いられている。
【０００５】
このようなアニール炉（以下熱処理装置）は、元来半導体ウェハの製造プロセスの一つとして広く用いられてきたものである。そして近年では、外気の巻込みが少ない等の理由により、従来の横型熱処理装置に代わり、縦型熱処理装置が用いられている。
【０００６】
ただし、金属シリサイドの形成工程においては、金属膜とシリコン基板との界面に酸化物が介在すると、金属膜とシリコン基板との間で、良好なオーミック接合が得られず、電気的導通不良をもたらす原因となる。そのため、金属シリサイドの形成工程においては、処理室の酸素ガスをできるだけ除去しなくてはならない。通常は、熱処理中の処理室の中には、酸素ガスを除去するため、窒素（Ｎ２）等の不活性ガスを導入する。
【０００７】
ところが、生産用の縦型熱処理装置においては、炉を組立てる際のシール部材としてＯリングが用いられる。Ｏリングは、断面がＯ形で環状のシール部材であり、その材質としてゴムが使われる場合が多い。Ｏリングは金属ガスケットなど他の種類のシール部材に比べ気密を維持する能力に劣るため、処理室と大気との間でリークが発生するという問題がある。例えば、処理室が大気圧より低い圧力（以下陰圧）になると、大気又はロードロックから不純物ガスを引込む恐れがある。
【０００８】
一般的な縦型熱処理装置の運用方法としては、前記処理室が陰圧になるのを防止するため、処理室の圧力を大気圧付近に調整するための圧力制御方法が提案されてきた。例えば、大気開放管と組合せる方法、排気バルブを遮断する方法、がある。
【０００９】
大気開放管と組合せる方法は、処理室を大気開放する際の圧力差を、大気開放管を用いて無くす方法である。具体的には、特許文献１に、熱処理炉において熱処理炉内の圧力が所定の値に達したときに出力信号を発する圧力検出部と、大気開放管とを有し、熱処理後に処理ガスを真空排気し、不活性ガスで置換して大気開放する際、熱処理室内の圧力が大気圧付近に達したときに圧力検出部の出力信号によって排気バルブの開度を調整し、熱処理炉内を大気圧より若干高い圧力にしてから大気開放する半導体製造装置の例が開示されている。
【００１０】
また、排気バルブを遮断する方法は、処理室が陰圧になったときに、その圧力を検知して真空排気を停止する方法である。具体的には、特許文献２には、処理室とロードロック室とがゲートバルブを介して接続された半導体製造装置において、処理室の排気管に圧力検出部を設け、ロードロック室の真空排気中における処理室の圧力を監視し、処理室と大気圧との差圧が所定値を越え、処理室が陰圧になったときに、真空排気手段との間に配設された排気バルブを遮断し、処理室に大気を引込まないようにする半導体製造装置の例が開示されている。
【特許文献１】特開平６−３４９７５９号公報
【特許文献２】特開２００４−２２８３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、金属シリサイドの形成工程を行う熱処理装置においては、処理中に大気より酸素ガス等を引込まないようにする必要があるが、従来の方法を用いて行う場合には、問題があった。
【００１２】
特許文献１に開示される方法は、大気開放管を用いて大気を処理室内に導入し、処理室内を大気より高い圧力（以下陽圧）にする方法であるため、金属シリサイドの形成工程を行う熱処理装置においては、酸素等の金属シリサイド形成工程にとっての不純物ガスが処理室の内壁に吸着されてしまうという問題があった。
【００１３】
また、特許文献２に開示される方法は、ロードロック室の真空排気工程において、処理室内の圧力が負圧になると、圧力検出部から警報を発生して真空排気手段に接続する排気バルブを遮断する方法であるため、処理室内を所定の陽圧に維持することは難しく、金属シリサイドの形成工程に適用することは不可能であるという問題があった。
【００１４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、Ｏリングをシール部材に用いて封止した容器を有する処理室を用い、不活性ガス雰囲気下で半導体基板上の金属シリサイド形成を行う熱処理工程において、簡便に圧力制御ができ、処理室に酸素等の不純物ガスを引込まない半導体装置の製造方法及び半導体製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１６】
第１の発明に係る半導体装置の製造方法は、
Ｏリング（５１）をシール部材に用いて封止した容器（２１）を有する処理室（２０）において、不活性ガス雰囲気下でシリコン基板（２７）上の金属膜（６１）の熱処理を行って、前記シリコン基板（２７）上に金属シリサイド（６２）を形成する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記処理室（２０）を大気圧より高い圧力の状態で前記熱処理を行うことを特徴とする。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明に係る半導体装置の製造方法において、
前記処理室に連通する第１の排気管（３２）と、
前記第１の排気管（３２）の排気を遮断するためのバルブ（３３）と、
前記第１の排気管（３２）より排気量の小さな第２の排気管（３４）と、を有し、
前記第２の排気管（３４）を前記バルブ（３３）と前記処理室（２０）との間に前記第１の排気管（３２）から分岐して設け、
前記バルブ（３３）を閉じることにより、前記処理室（２０）を大気圧より高い圧力の状態に維持することを特徴とする。
【００１８】
第３の発明は、第１又は２の発明に係る半導体装置の製造方法において、
前記金属膜（６１）は、少なくともチタン、タングステン、モリブデン、シリコンのいずれか一つ又はそれらの組合せからなる金属膜であることを特徴とする。
【００１９】
第４の発明に係る半導体製造装置（１０）は、
Ｏリング（５１）をシール部材に用いて封止した容器（２１）を有し、不活性ガス雰囲気下でシリコン基板（２７）上の金属膜（６１）の熱処理を行って、前記シリコン基板（２７）上に金属シリサイド（６２）を形成するための処理室（２０）と、
前記熱処理を行うときに前記処理室（２０）を大気圧より高い圧力の状態に維持する圧力維持手段（３０）と、を有する。
【００２０】
第５の発明は、第４の発明に係る半導体製造装置（１０）において、
前記圧力維持手段（３０）は、
前記処理室（２０）に前記不活性ガスを供給する供給管（３１）と、
前記処理室（２０）に連通し、前記処理室（２０）を排気する第１の排気管（３２）と、
前記第１の排気管（３２）に設けられ、前記第１の排気管（３２）の排気を遮断するためのバルブ（３３）と、
前記バルブ（３３）と前記処理室（２０）との間に前記第１の排気管（３２）から分岐して設けられ、前記第１の排気管（３２）より排気量の小さな第２の排気管（３４）と、を有することを特徴とする。
【００２１】
第６の発明は、第４又は５の発明に係る半導体製造装置（１０）において、
前記金属膜（６１）は、少なくともチタン、タングステン、モリブデン、シリコンのいずれか一つ又はそれらの組合せからなる金属膜であることを特徴とする。
【００２２】
なお、上記の括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、Ｏリングをシール部材に用いて封止した容器を用いた金属シリサイドの形成工程において、処理室に酸素等の不純物ガスを引込むことがないため、金属膜とシリコン基板との界面に酸化物が介在せず、金属膜とシリコン基板との間で電気的導通が良好な半導体装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
【実施例】
【００２５】
図１乃至図９を参照し、本発明の実施例に係る半導体製造装置を説明する。
【００２６】
図１は、本実施例に係る半導体製造装置の構成を模式的に示す断面図である。
【００２７】
図１に示すように、半導体製造装置１０は、処理室２０と、圧力維持手段３０と、ロードロック室４０とを有する。
【００２８】
処理室２０は、反応管２１、ヒータ２２、ボート２３を有する。反応管２１は、外側の反応管２４、内側の反応管２５、マニホールド２６を有する容器である。外側の反応管２４、内側の反応管２５は、例えば石英で作られており、二重構造を有する。マニホールド２６は、例えば金属で作られており、内側の反応管２５の下部側に配設される。
【００２９】
ヒータ２２は、反応管２１の周囲を取り囲むように設けられる。ボート２３は、例えば石英から作られており、複数枚のシリコン基板２７が装填される。またボート２３が処理室２０に挿入されたときに、処理室２０を密閉するためのキャップ２８が備えられている。
【００３０】
圧力維持手段３０は、供給管３１、第１の排気管３２、第１のバルブ３３、第２の排気管３４、第２のバルブ３５、を有する。圧力維持手段３０は、処理室２０で熱処理を行うときに処理室２０を陽圧に維持するためのものである。
【００３１】
供給管３１は、処理室２０に不活性ガスを供給するためのものであり、マニホールド２６の側周面に、内側の反応管２５の内側の空間と連通するように、周方向に配置されて接続される。ここで不活性ガスとしては、例えば窒素（N2）を用いることができる。
【００３２】
第１の排気管３２は、処理室２０を排気するためのものであり、マニホールド２６の側周面に、外側の反応管２４の内側で、内側の反応管２５の外側の空間と連通するように、周方向に配置されて接続される。供給管３１から供給される不活性ガスは、内側の反応管２５の内側に下部から供給され、内側の反応管２５の内側を下から上へ向かって流れ、内側の反応管２５の上端を回り込み、内側の反応管２５と外側の反応管２４との間の空間を上から下へ向かって流れ、第１の排気管３２から排気される。その結果、不活性ガスは一方向の流れを有し、処理室２０の内部における不活性ガスの偏流や滞留は防止される。
【００３３】
第１のバルブ３３は、第１の排気管３２の排気を遮断するためのものであり、第１の排気管３２に設けられる。
【００３４】
第２の排気管３４は、第１の排気管３２の第１のバルブ３３と処理室２０との間において、第１の排気管３２から分岐して設けられる。第２の排気管３４は、第１の排気管３２より排気量を小さくするためのものであり、例えば第１の排気管３２より径の細い排気管を用いることができる。また、本実施例においては、第２の排気管３４は、第１の排気管３２に設けられた第１のバルブ３３を迂回するように設けられ、第１の排気管３２の第１のバルブ３３から処理室２０と反対側において、第１の排気管３２と合流する。
【００３５】
第２のバルブ３５は、第２の排気管３４の排気を遮断するためのものであり、第１の排気管３２の第２の排気管３４との分岐点と、第１の排気管３２の第２の排気管３４との合流点との間において、第２の排気管３４に設けられる。
【００３６】
ロードロック室４０は、ゲートバルブ４１、ロードロック室供給管４２、ロードロック室排気管４３、ロードロック室排気管バルブ４４、ボートエレベータ４５、を有する。ただし、ゲートバルブ４１は、後述する図２に示される。ロードロック室４０は、ウェハ２７を載置したボート２３を処理室２０と大気との間で搬送するためのものである。
【００３７】
ゲートバルブ４１は、ロードロック室４０と処理室２０との間に設けられ、ロードロック室４０と処理室２０との間で、ボート２３を搬入又は搬出するための搬送口である。
【００３８】
ロードロック室供給管４２は、ロードロック室４０に不活性ガスを供給するためのものであり、ロードロック室４０の側面でロードロック室４０に接続される。ここで不活性ガスとしては、例えば窒素（N2）を用いることができる。
【００３９】
ロードロック室排気管４３は、ロードロック室４０を排気するためのものであり、ロードロック室４０の側面でロードロック室４０に接続される。
【００４０】
ロードロック室排気管バルブ４４は、ロードロック室排気管４３の排気を遮断するためのものであり、ロードロック室排気管４３に設けられる。
【００４１】
ボートエレベータ４５は、ロードロック室４０の中に設けられる。ボートエレベータ４５は、ボート２３を処理室２０に搬入、搬出するためのものであり、ボート２３のキャップ２８に固定される。ボートエレベータ４５は、モータによって上下に昇降し、ボート２３を上下に昇降させる。
【００４２】
次に、本実施例に係る半導体製造装置１０について、処理室２０の有する反応管（容器）２１の封止構造を説明しながら、圧力維持手段３０の動作について説明する。
【００４３】
まず、反応管（容器）２１であるが、外側の反応管２４とマニホールド２６との間は第１のＯリング５０により、マニホールド２６とロードロック室４０との間は第２のＯリング５１により、ロードロック室４０とキャップ２８との間は第３のＯリング５２により、封止される。従って、第１のＯリング５０、第２のＯリング５１、第３のＯリング５２は、ともに反応管（容器）２１を封止するシール部材として用いられる。Ｏリングは繰返しの使用が可能であるため、頻繁に外側の反応管２４、内側の反応管２５の分解洗浄を行う反応管（容器）２１において、Ｏリングがシール部材として用いられる。ただし、Ｏリングはシール部材としての気密性に劣る。Ｏリングのシール部材としての気密性に問題があった場合、処理室２０においてウェハ２７の熱処理を行う際、第１のＯリング５０、第２のＯリング５１の付近から、大気中の酸素等不純物ガスが処理室２０に引込まれる。
【００４４】
ここで、圧力維持手段３０を動作させる。即ち、供給管３１から不活性ガスを供給した状態で、第１のバルブ３３を閉じ、第２の排気管３４を通じて処理室２０の排気を行う。第２の排気管３４の排気量は第１の排気管３２の排気量に比べ小さいので、第１のバルブ３３を開いて排気を行う場合に比べ、処理室２０の排気量を小さくすることができる。予め供給管３１からの不活性ガスの供給量、第２の排気管３４の排気量を調整することにより、供給管３１からの不活性ガスの供給量に対し処理室２０の排気量を小さくすることができ、処理室２０を陽圧に維持することができる。ここで陽圧の大きさを、処理室２０の圧力と大気圧との差圧と定義する。本実施例では、陽圧の大きさは、例えば、０〜２５ｋＰａとすることができる。
【００４５】
以上のように、処理室２０を陽圧に維持することにより、第２のＯリング５１の付近から大気中の酸素等の不純物ガスを処理室２０に混入させることがない。
【００４６】
なお、第１のＯリング５０については、供給管３１から供給される不活性ガスは、内側の反応管２５の内側に下部から供給され、内側の反応管２５の内側を下から上へ向かって流れ、内側の反応管２５の上端を回り込み、内側の反応管２５と外側の反応管２４の間の空間を上から下へ向かって流れ、第１の排気管３２から排気されるため、第１のＯリング５０の付近からウェハ２７まで気体が拡散することはなく、第１のＯリング５０の付近から処理室２０への酸素等不純物ガスの混入について問題とする必要はない。
【００４７】
なお、第３のＯリング５２については、ロードロック室４０から処理室２０にガスを引込む可能性はあるが、ロードロック室４０にロードロック室供給管４２から予め不活性ガスを供給して不活性ガス雰囲気とすることにより、第３のＯリング５２に起因したロードロック室４０から処理室２０への酸素等不純物ガスの混入を防ぐことができる。
【００４８】
次に、図２乃至９を参照し、本実施例に係る半導体装置の製造方法について説明する。図２乃至５は、本実施例に係る半導体装置の製造工程における半導体製造装置１０の状態を模式的に示す断面図である。図６乃至９は、本実施例に係る半導体装置の製造工程における半導体基板２７の表面の構造を模式的に示す断面図である。
【００４９】
始めに、図６に示すように、周知の手法により、シリコン酸化膜６０で被覆されたシリコン基板２７上において、シリコン基板２７を被覆するシリコン酸化膜６０にコンタクトホール６３を開口する。本実施例においては、例えば、レジスト塗布、露光、現像、フッ硝酸を用いたウェットエッチングの一連の作業を用い、シリコン酸化膜６０にコンタクトホール６３を開口することができる。
【００５０】
続いて、図７に示すように、周知の手法により、シリコン基板２７上に金属膜６１を形成する。即ち、シリコン酸化膜６０にコンタクトホール６３が開口されたシリコン基板２７全面に金属膜６１が形成される。金属膜６１としては、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）のいずれか一つ又はそれらの組合せを用いることができる。本実施例においては、例えばＴｉＷを金属として用いることができ、例えばスパッタにより金属膜６１を形成することができる。
【００５１】
また、半導体製造装置１０であるが、処理室２０は予め供給管３１より不活性ガスを供給し、第１のバルブ３３を閉じ、第２のバルブ３５を開いた状態にし、第２の排気管３４と連通した第１の排気管３２から処理室２０を排気することにより、陽圧の状態にしておく。本実施例では、例えば陽圧の大きさは２５ｋＰａにすることができる。また、ヒータ２２は、あらかじめ熱処理温度に昇温させ、保持しておく。本実施例では、例えば６５０℃とすることができる。
【００５２】
次に、半導体製造装置１０のロードロック室４０にあるボート２３に、ウェハ２７を載置する。このときの半導体製造装置１０の状態は、図２に示す通りである。ロードロック室４０に下降した状態にあるボート２３に、ウェハ２７を載置し、ロードロック室４０を不活性ガスで置換する。その後、ゲートバルブ４１を開く。
【００５３】
次に、処理室２０にボート２３を挿入する。このときの半導体製造装置１０の状態を図３に示す。ボートエレベータ４５を用いてボート２３を上昇させる。処理室２０が既に陽圧になっているため、ロードロック室４０も陽圧に維持される。ここで、ヒータ２２の温度は予め金属シリサイド形成の熱処理を行う温度である６５０℃に保持されている。従って、ボート２３が上昇するに従って、ウェハ２７を含めたボート２３の温度は上昇する。ボート２３が完全に上昇すると、ボート２３の下部に設けられたキャップ２８が第３のＯリング５２を介してロードロック室天井板４６と当接し、ボート２３が格納された状態で、処理室２０がロードロック室４０と隔離される。
【００５４】
次に、ボート２３を処理室２０に挿入した状態で、ウェハ２７に対し所定の時間熱処理を行う。このときの半導体製造装置１０の状態を図４に示し、シリコン基板表面の構造を模式的に図８に示す。金属膜６１とシリコン基板２７との界面において、金属膜６１とシリコン基板２７が反応し、金属シリサイド６２が形成される。ところで、このとき処理室２０に酸素が引込まれると、図９に示すように、金属膜６１とシリコン基板２７との界面には、シリコン酸化物６０が形成され、金属膜６１とシリコン基板２７との間の電気抵抗が大きくなり、良好なオーミック接合が得られない。シリコン酸化物６０が形成される場合のシリコン基板表面の構造を模式的に図９に示す。しかし、本実施例においては、陽圧に維持されている処理室２０に酸素等不純物ガスが引込まれないため、金属シリサイド６２が形成され、金属膜６１とシリコン基板２７との間で、良好なオーミック接合が得られる。
【００５５】
熱処理後、処理室２０からボート２３をロードロック室４０へ移動する。このときの半導体装置製造装置１０の様子を図５に示す。処理室２０及びロードロック室４０が不活性ガス雰囲気下で陽圧に維持されている状態で、ボートエレベータ４５を用いてボート２３を下降させる。ボート２３の下降が開始されると、ボート２３下部に設けられたキャップ２８がロードロック室天井板４６と離れ、処理室２０とロードロック室４０が通ずる。処理室２０、ロードロック室４０共に陽圧に維持されるため、第２のＯリング５１の付近からの酸素等不純物ガスの引込みはない。ロードロック室４０が大気圧又は陽圧にボート２３が下降するに従って、ウェハ２７を含めたボート２３全体の温度は下降する。
【００５６】
ボート２３が完全に下降した後、ゲートバルブ４１を閉じ、処理室２０とロードロック室４０を隔離する。このときの半導体製造装置１０の状態は、ボート２３を処理室２０に挿入する前の半導体製造装置１０の状態を示す図２と同様である。その後、ボート２３からウェハ２７を取出す。ボート２３が室温まで冷却されるのを待ち、その後大気開放し、ボート２３からウェハ２７を取出す。
【００５７】
以上、本実施例に係る半導体製造装置１０によれば、処理室２０に不活性ガスを供給し、陽圧に維持しながら熱処理を行うことができ、大気から酸素等不純物ガスを引込まず、金属膜６１とシリコン基板２７との界面でシリコン酸化膜６０を形成することなく良好なオーミック接合を保つことができ、金属膜６１とシリコン基板２７との間の電気的導通が良好な半導体装置を製造することができる。
【００５８】
なお、本実施例においては、第２の排気管３４は、第１の排気管３２に設けられた第１のバルブ３３を迂回するように設けられ、第１の排気管３２の第１のバルブ３３から処理室２０と反対側において、第１の排気管３２と合流するが、第２の排気管３４は、第１の排気管３２に合流する必要はなく、第１の排気管３２から分岐した後、第１の排気管３２と別に工場排気等の排気装置に接続することも可能である。
【００５９】
また、本実施例においては、第２のバルブ３５は、第１の排気管３２の第２の排気管３４との分岐点と、第１の排気管３２の第２の排気管３４との合流点との間において、第２の排気管３４に設けられるが、第２のバルブ３５は省略することも可能である。
【００６０】
また、本実施例においては、金属膜６１として、チタンとタングステンを組合せたＴｉＷが用いられるが、少なくともチタン、タングステン、モリブデン、シリコンのいずれか一つ又はそれらの組合せであれば、ＴｉＷ以外の任意の金属膜を用いることも可能である。
【００６１】
〔実施例の第１の変形例〕
次に、図１０を参照し、実施例の第１の変形例について説明する。
【００６２】
図１０は、本変形例に係る半導体製造装置１０ａの構成を模式的に示す断面図である。ただし、以下の文中では、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある（以下の変形例についても同様）。
【００６３】
本変形例に係る半導体製造装置１０ａは、第２の排気管３４が第１の排気管３２と直列に接続される点で、実施例に係る半導体製造装置１０と相違する。
【００６４】
図１０を参照するに、実施例において、第２の排気管３４が、第１の排気管３２の第１のバルブ３３と処理室２０との間において、第１の排気管３２から分岐して設けられるのと相違し、本変形例に係る半導体製造装置１０ａは、第２の排気管３４が、第１の排気管３２から分岐するのではなく、第１の排気管３２と直列に接続されることが特徴である。
【００６５】
なお、以下の説明では、特に説明しない部分は実施例に示した半導体製造装置１０と同様の構造を有するものとする。
【００６６】
第１の排気管３２は、処理室２０を排気するためのものであり、マニホールド２６の側周面に、外側の反応管２４の内側で、内側の反応管２５の外側の空間と連通するように、周方向に配置されて接続される。
【００６７】
第１のバルブ３３は、第１の排気管３２の排気を遮断するためのものであり、第１の排気管３２に設けられる。第２の排気管３４は、第１の排気管３２より排気量を小さくするためのものであり、第１の排気管３２の途中の一部を細くすることにより、第１の排気管３２に直列に挿入される。本変形例では、第１の排気管３２の途中に第１の排気管３２より径の細い第２の排気管３４が挿入される。また、第１のバルブ３３と第２の排気管３４とは、第１の排気管３２の経路上にあれば、どちらが処理室２０に近い配置をとってもよく、本実施例では、第１のバルブ３３は、第２の排気管３４が挿入される部分よりも処理室２０側に設けられる。
【００６８】
ここで、第１のバルブ３３を開き、第１の排気管３２で処理室２０を排気すると、第１の排気管３２の途中の一部が細い第２の排気管３４になっているため、排気量が小さく、供給管３１からの不活性ガスの供給量とのバランスを調整し、処理室２０を陽圧に維持することができる。即ち、半導体製造装置１０のように、第１のバルブ３３を閉め、第２のバルブ３５を開け、第２の排気管３４を通じて排気されるように切替えることなく、常に排気量の少ない第２の排気管３４を通じて排気をすることにより、処理室２０を陽圧に維持することができる。
【００６９】
以上、本変形例に係る半導体製造装置１０ａによれば、第１の排気管３２から第２の排気管３４を分岐させ、第１のバルブ３３を迂回するような配管を行わなくても、第２の排気管３４を直列に第１の排気管３２に接続するだけで、処理室２０を陽圧に維持しながら熱処理を行うことができ、大気から酸素等不純物ガスを引込まず、金属膜６１とシリコン基板２７との界面でシリコン酸化膜６０を形成することなく良好なオーミック接合を保つことができ、金属膜６１とシリコン基板２７との間の電気的導通が良好な半導体装置を製造することができる。
【００７０】
なお、本実施例においては、処理室２０から配管された第１の排気管３２の途中で細くなり第２の排気管３４とした後、再び第１の排気管３２の太さに戻らない構成の配管を行うことも可能である。
【００７１】
また、本実施例においては、第１のバルブ３３と第２の排気管３４とは、第１の排気管３２の経路上にあれば、任意の配置関係を構成してもよく、第１のバルブ３３が第２の排気管３４に設けられるような配管を行うことも可能である。
【００７２】
〔実施例の第２の変形例〕
次に、図１１を参照し、実施例の第２の変形例について説明する。
【００７３】
図１１は、本変形例に係る半導体製造装置１０ｂの構成を模式的に示す断面図である。
【００７４】
本変形例に係る半導体製造装置１０ｂは、第２の排気管３４が第１の排気管３２と別に設けられる点で、実施例に係る半導体製造装置１０と相違する。
【００７５】
図１１を参照するに、実施例において、第２の排気管３４が、第１の排気管３２の第１のバルブ３３と処理室２０との間において、第１の排気管３２から分岐して設けられるのと相違し、本変形例に係る半導体製造装置１０ｂは、第２の排気管３４が、処理室２０に直接連通するように設けられることが特徴である。
【００７６】
なお、以下の説明では、特に説明しない部分は実施例に示した半導体製造装置１０と同様の構造を有するものとする。
【００７７】
第１の排気管３２は、処理室２０を排気するためのものであり、マニホールド２６の側周面に、外側の反応管２４の内側で、内側の反応管２５の外側の空間と連通するように、周方向に配置されて接続される。実施例と同様に、不活性ガスは一方向への流れを有するため、処理室２０の内部における不活性ガスの偏流や滞留を防止することができる。第１のバルブ３３は、第１の排気管３２の排気を遮断するためのものであり、第１の排気管３２に設けられる。
【００７８】
第２の排気管３４も、処理室２０を排気するためのものであるが、第１の排気管３２とは別に、マニホールド２６の側周面に、外側の反応管２４の内側で、内側の反応管２５の外側の空間と連通するように、周方向に配置されて接続される。第２の排気管３４は、第１の排気管３２より排気量を小さくするためのものであり、例えば第１の排気管３２より径の細い排気管を用いることができる。また、本変形例では、第１の排気管３２から分岐するのではなく、処理室２０に直接連通するように設けられる。第２のバルブ３５は、第２の排気管３４の排気を遮断するためのものであり、第２の排気管３４に設けられる。
【００７９】
ここで、供給管３１から不活性ガスを供給した状態で、第１のバルブ３３を閉じ、第２のバルブ３５を開き、第２の排気管３４に切替え、処理室２０の排気を行う。第２の排気管３４の排気量は第１の排気管３２の排気量より小さいので、第１のバルブ３３を開いて排気を行う場合に比べ、処理室２０の排気量を小さくすることができる。その結果、供給管３１からの不活性ガスの供給量に対し、処理室２０の排気量を小さくすることができ、処理室２０を陽圧に維持することができる。
【００８０】
以上、本変形例に係る半導体製造装置１０ｂによれば、第１の排気管３２の途中で第２の排気管３４を分岐させる配管を行わなくても、第２の排気管３４を第１の排気管３２と別に処理室２０に接続することで、処理室２０を陽圧に維持しながら熱処理を行うことができ、大気から酸素等不純物ガスを引込まず、金属膜６１とシリコン基板２７との界面でシリコン酸化膜６０を形成することなく良好なオーミック接合を保つことができ、金属膜６１とシリコン基板２７との間での電気的導通が良好な半導体装置を製造することができる。
【００８１】
〔実施例の第３の変形例〕
次に、図１２を参照し、実施例の第３の変形例について説明する。
【００８２】
図１２は、本変形例に係る半導体製造装置１０ｃの構成を模式的に示す断面図である。
【００８３】
本変形例に係る半導体製造装置１０ｃは、ロードロック室４０を設けない点で、実施例に係る半導体製造装置１０と相違する。
【００８４】
図１２を参照するに、実施例において、ウェハ２７を載置したボート２３を処理室２０と大気との間で搬送するために、大気から真空又は不活性ガス雰囲気下に雰囲気を制御できるロードロック室４０を設けるのと相違し、本変形例に係る半導体製造装置１０ｃは、ロードロック室４０を設けず、ボート２３を直接大気との間で搬送することが特徴である。
【００８５】
なお、以下の説明では、特に説明しない部分は実施例に示した半導体製造装置１０と同様の構造を有するものとする。
【００８６】
図１２に示すように、半導体製造装置１０ｃは、処理室２０と、圧力維持手段３０と、を有する。
【００８７】
処理室２０は、反応管（容器）２１、ヒータ２２、ボート２３からなり、半導体製造装置１０と同様の構造を有する。ただし、ボート２３が処理室２０に挿入されたときに処理室２０を密閉するためのキャップ２８は、本変形例においては、ロードロック室４０がないため、大気と処理室２０とを隔離する機能を有する。
【００８８】
圧力維持手段３０は、半導体製造装置１０と同様の構造を有する。
【００８９】
次に、本変形例に係る半導体製造装置１０ｃについて、処理室２０の有する反応管（容器）２１の封止構造を説明しながら、圧力維持手段３０の動作について説明する。
【００９０】
反応管（容器）２１を封止する第１のＯリング５０は半導体製造装置１０と同様の構成である。一方、ロードロック室がないため、第２のＯリング５１はマニホールド２６とキャップ２８との間を封止する。従って、第１のＯリング５０、第２のＯリング５１は、ともに反応管（容器）２１を大気から封止するシール部材として機能する。
【００９１】
第１のＯリング５０、第２のＯリング５１の周辺からの大気中の酸素等不純物ガスの引込みについては、半導体製造装置１０と同様の圧力維持の動作を行うことにより、防止することができる。即ち、供給管３１から不活性ガスを供給した状態で、第１のバルブ３３を閉じ、第１の排気管３２より排気量の小さな第２の排気管３４を通じて処理室２０の排気を行うことにより、処理室２０を陽圧に維持することができる。本変形例でも、半導体製造装置１０と同様に、陽圧の大きさは、例えば、０〜２５ｋＰａとすることができる。
【００９２】
以上、本変形例に係る半導体製造装置１０ｃによれば、ロードロック室４０を設けない処理室２０だけの構成においても、処理室２０を陽圧に維持しながら熱処理を行うことができ、大気から酸素を引込まず、金属膜６１とシリコン基板２７との界面でシリコン酸化膜６０を形成することなく良好なオーミック接合を保つことができ、金属膜６１とシリコン基板２７との間の電気的導通が良好な半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施例に係る半導体製造装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程における半導体製造装置の状態を模式的に示す断面図（その１）である。
【図３】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程における半導体製造装置の状態を模式的に示す断面図（その２）である。
【図４】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程における半導体製造装置の状態を模式的に示す断面図（その３）である。
【図５】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程における半導体製造装置の状態を模式的に示す断面図（その４）である。
【図６】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程における半導体基板を模式的に示す断面図（その１）である。
【図７】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程における半導体基板を模式的に示す断面図（その２）である。
【図８】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程における半導体基板を模式的に示す断面図（その３）である。
【図９】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程における半導体基板を模式的に示す断面図（その４）である。
【図１０】本発明の実施例の第１の変形例に係る半導体製造装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明の実施例の第２の変形例に係る半導体製造装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１２】本発明の実施例の第３の変形例に係る半導体製造装置の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  半導体製造装置
２０  処理室
２１  反応管（容器）
２２  ヒータ
２３  ボート
２４  外側の反応管
２５  内側の反応管
２６  マニホールド
２７  ウェハ（シリコン基板）
２８  キャップ
３０  圧力維持手段
３１  供給管
３２  第１の排気管
３３  第１のバルブ
３４  第２の排気管
３５  第２のバルブ
４０  ロードロック室
４１  ゲートバルブ
４２  ロードロック室供給管
４３  ロードロック室排気管
４４  ロードロック室排気管バルブ
４５  ボートエレベータ
４６  ロードロック室天井板
５０  第１のＯリング
５１  第２のＯリング
５２  第３のＯリング
６０  シリコン酸化膜
６１  金属膜
６２  金属シリサイド
６３  コンタクトホール
【図１】
2009158820.tif 000003
【図２】
2009158820.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009158820.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2009158820.tif 000009
【図８】
2009158820.tif 000010
【図９】
2009158820.tif 000011
【図１０】
2009158820.tif 000012
【図１１】
2009158820.tif 000013
【図１２】
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