JP3357782B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】高融点金属からなる配線およ
び電極パターンを具備する半導体装置及びその製造方法
に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor device having a wiring and an electrode pattern made of a high melting point metal and a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積比、高速
化に対する要求が高まっている。これらの要求を実現す
べく、素子間および素子寸法の縮小化、微細化が進めら
れる一方、内部配線材料の抵低抗化などが検討されてい
る。2. Description of the Related Art In recent years, demands for high integration ratio and high speed of semiconductor devices have been increasing. In order to fulfill these demands, reductions and miniaturizations between elements and element dimensions have been promoted, while resistance reduction of internal wiring materials has been studied.
【０００３】とりわけＲＣ遅延が顕著に現れるワード線
では、抵低抗化が大きな課題となっている。そこで、最
近では低抵抗化を図るため、金属シリサイド膜と多結晶
ケイ素膜の２層構造のポリサイドゲートが広く採用され
ている。[0003] Particularly, in a word line in which an RC delay appears remarkably, resistance reduction is a major problem. Therefore, recently, in order to reduce the resistance, a polycide gate having a two-layer structure of a metal silicide film and a polycrystalline silicon film has been widely adopted.
【０００４】しかし、０．２５μｍ世代以降では、ポリ
サイドよりも低抵抗のゲート電極が求められ、最近、高
融点金属膜と反応障壁層と多結晶ケイ素膜からなるポリ
メタルゲート構造が注目されている。例えばタングステ
ンの比抵抗はタングステンシリサイド（ＷＳｉx ）に比
べ約１桁小さく、ＲＣ遅延の大幅な短縮が可能である。
また、タングステンは多結晶ケイ素膜と８００℃程度の
加熱処理で容易に反応するが、タングステンと多結晶ケ
イ素膜との間に反応障壁層を挟むことにより、耐熱性に
優れた低抵抗ゲート構造が形成可能となる。さらに、将
来的には高融点金属単層のメタルゲートが有望とされて
おり、ゲート電極の低抵抗化には高融点金属の採用が必
須である。However, since the 0.25 μm generation, a gate electrode having lower resistance than polycide is required, and a polymetal gate structure comprising a refractory metal film, a reaction barrier layer, and a polycrystalline silicon film has recently been receiving attention. . For example the resistivity of tungsten is from about 1 order of magnitude smaller than in the tungsten silicide (WSi x), it is possible to significantly reduce the RC delay.
Tungsten easily reacts with the polycrystalline silicon film by heat treatment at about 800 ° C. However, by sandwiching a reaction barrier layer between the tungsten and the polycrystalline silicon film, a low-resistance gate structure having excellent heat resistance is obtained. It can be formed. Further, a metal gate having a single layer of a high melting point metal is considered to be promising in the future, and the use of a high melting point metal is indispensable for lowering the resistance of the gate electrode.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、高融
点金属、反応障壁層と多結晶ケイ素膜の積層からなるポ
リメタル構造は次世代の低抵抗ゲート材料として期待さ
れる。しかし、タングステン（Ｗ）をはじめとした高融
点金属膜は過酸化水素水もしくはそれを含む酸系の混合
水溶液に可溶である。As described above, a polymetal structure composed of a high melting point metal, a lamination of a reaction barrier layer and a polycrystalline silicon film is expected as a next-generation low-resistance gate material. However, refractory metal films such as tungsten (W) are soluble in aqueous hydrogen peroxide or an acid-based mixed aqueous solution containing the same.
【０００６】一般に、ＬＳＩ製造工程において、ゲート
電極パターン形成後にメタル汚染の除去を目的とした処
理工程が必要とされる。メタル汚染除去には過酸化水素
を含む酸系の混合水溶液が用いられる。ポリメタル構造
やメタルゲートにおいてもその必要性は変わらないが、
上述したように高融点金属膜は可溶なため、高融点金属
が露出した状態で、この処理工程を行う訳にはいかな
い。Generally, in an LSI manufacturing process, a process for removing metal contamination after forming a gate electrode pattern is required. An acid-based mixed aqueous solution containing hydrogen peroxide is used for removing metal contamination. The need for polymetal structures and metal gates remains the same,
As described above, since the refractory metal film is soluble, this process cannot be performed with the refractory metal exposed.
【０００７】そこで、高融点金属膜の酸系の薬液処理に
対する耐性を上げるため、シリコン酸化膜や窒化膜等の
絶縁膜により高融点金属膜を完全に覆う方法がある。し
かし、凹凸の激しい基板上や基板の最外周部等では、高
融点金属膜を絶縁膜によって完全に取り囲むことは困難
である。In order to increase the resistance of the refractory metal film to acid-based chemical treatment, there is a method of completely covering the refractory metal film with an insulating film such as a silicon oxide film or a nitride film. However, it is difficult to completely surround the high-melting-point metal film with an insulating film on a substrate having severe irregularities or on the outermost peripheral portion of the substrate.
【０００８】[0008]
（概要）上述したように、高融点金属膜を用いた配線で
は、過酸化水素水を含んだ水溶液に高融点金属が溶けて
しまうため、半導体製造装置からの重金属汚染の除去を
目的とした薬液処理を行うことができない。(Summary) As described above, in a wiring using a high-melting-point metal film, the high-melting-point metal dissolves in an aqueous solution containing a hydrogen peroxide solution, and thus a chemical solution for removing heavy metal contamination from a semiconductor manufacturing apparatus. Processing cannot be performed.
【０００９】本発明は、上述した問題を鑑みて成された
半導体装置の製造方法であり、その第一の手段は、高融
点金属からなる電極もしくは配線を具備する半導体装置
の製造方法において、被処理基板上にシリコン膜もしく
はシリコン酸化膜を形成し、その上に高融点金属膜を堆
積する工程と、前記高融点金属膜上に第１の絶縁膜を形
成する工程と、この第１の絶縁膜をマスクにして前記高
融点金属膜を異方性エッチングする工程と、前記高融点
金属膜の側面を第２の絶縁膜で覆う工程と、酸化雰囲気
中で前記高融点金属膜を加熱する工程を有することを特
徴としている。 The present invention is a method of manufacturing a semiconductor device which has been made in view of the above-mentioned problems.
Semiconductor device having electrode or wiring made of point metal
Manufacturing method, a silicon film or
Forms a silicon oxide film on which a refractory metal film is deposited.
Forming a first insulating film on the refractory metal film.
Forming the first insulating film as a mask;
Anisotropically etching the melting point metal film;
A step of covering the side surface of the metal film with a second insulating film;
A step of heating the refractory metal film in the
It is a sign.
【００１０】本発明の第二の手段は、高融点金属からな
る電極もしくは配線を具備する半導体装置の製造方法に
おいて、被処理基板上にシリコン膜もしくはシリコン酸
化膜を形成し、その上に高融点金属膜を堆積する工程
と、前記高融点金属膜上に第１の絶縁膜を形成する工程
と、この第１の絶縁膜をマスクにして前記高融点金属膜
を異方性エッチングする工程と、前記高融点金属膜の側
面を第２の絶縁膜で覆う工程と、酸化雰囲気中で前記高
融点金属膜を加熱し、その表面に高融点金属酸化物層を
形成する工程と、前記被処理基板を硫酸、過酸化水素
水、硫酸と過酸化水素水の混合液、弗酸、アンモニア、
硝酸のいずれかに浸す工程と、還元雰囲気中で前記高融
点金属酸化物層を加熱する工程を有することを特徴とし
ている。 [0010] The second means of the present invention is made of a refractory metal.
Method for manufacturing a semiconductor device having electrodes or wirings
A silicon film or silicon acid on the substrate to be processed.
Of forming a passivation film and depositing a refractory metal film on it
Forming a first insulating film on the refractory metal film
And using the first insulating film as a mask, the refractory metal film
Anisotropically etching the side of the refractory metal film
Covering the surface with a second insulating film;
Heat the melting point metal film, and form a high melting point metal oxide layer on the surface.
Forming and treating the substrate to be treated with sulfuric acid and hydrogen peroxide.
Water, a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, hydrofluoric acid, ammonia,
A step of immersion in one of nitric acid and the high melting point in a reducing atmosphere.
Having a step of heating the point metal oxide layer.
ing.
【００１１】さらに、第二の手段の前記還元雰囲気中で
前記高融点金属酸化物層を加熱する工程において、前記
高融点金属酸化物層を還元しつつ、前記シリコン膜を酸
化することを特徴としている。 Further, in the reducing atmosphere of the second means,
In the step of heating the refractory metal oxide layer,
While reducing the refractory metal oxide layer, the silicon film is acidified.
Is characterized by
【００１２】本発明の第三の手段は、高融点金属からな
る電極もしくは配線を具備する半導体装置の製造方法に
おいて、被処理基板上にシリコン膜もしくはシリコン酸
化膜を形成し、その上に第１の高融点金属膜を堆積する
工程と、前記高融点金属膜上に第１の絶縁膜を形成する
工程と、この第１の絶縁膜をマスクにして前記第１の高
融点金属膜を異方性エッチングする工程と、前記第１の
高融点金属膜の側面を第２の絶縁膜で覆う工程と、酸化
雰囲気中で前記第１の高融点金属膜を加熱し、その表面
に高融点金属酸化物層を形成する工程と、前記被処理基
板上に第２の高融点金属膜を堆積する工程と、この第２
の高融点金属膜にシリサイド化反応をさせる工程と、前
記被処理基板を硫酸、過酸化水素水、硫酸と過酸化水素
水の混合液、弗酸、アンモニア、硝酸のいずれかに浸
し、未反応の前記第２の高融点金属膜を取り除く工程を
有することを特徴としている。 [0012] A third means of the present invention is to use a high melting point metal.
Method for manufacturing a semiconductor device having electrodes or wirings
A silicon film or silicon acid on the substrate to be processed.
Forming a passivation film, and depositing a first refractory metal film thereon
Forming a first insulating film on the refractory metal film
And forming the first insulating film using the first insulating film as a mask.
Anisotropically etching the melting point metal film;
Covering the side surface of the refractory metal film with a second insulating film;
Heating the first refractory metal film in an atmosphere,
Forming a refractory metal oxide layer on the substrate,
Depositing a second refractory metal film on the plate;
The silicidation reaction of the high melting point metal film of
Sulfuric acid, hydrogen peroxide solution, sulfuric acid and hydrogen peroxide
Immerse in a mixture of water, hydrofluoric acid, ammonia, or nitric acid
And removing the unreacted second refractory metal film.
It is characterized by having.
【００１３】[0013]
【００１４】[0014]
【００１５】[0015]
【００１６】本発明において、高融点金属からなる電極
もしくは配線、又は高融点金属膜とは純粋な高融点金属
膜は勿論、高融点金属を主成分とする膜を指す。In the present invention, an electrode or wiring made of a high-melting-point metal or a high-melting-point metal film refers to not only a pure high-melting-point metal film but also a film mainly composed of a high-melting-point metal.
【００１７】（作用）本発明によれば、高融点金属膜が
高融点金属酸化物層に囲まれた構造を採用することによ
り、過酸化水素を含む溶液等、活性酸素を含む溶液を含
む薬液処理を施しても、高融点金属がこれら薬液によっ
て溶け去る心配はなくなる。よって配線を溶かすことな
く、製造装置からのメタル汚染のみを除去することが可
能となる。(Function) According to the present invention, a chemical solution containing a solution containing active oxygen, such as a solution containing hydrogen peroxide, is employed by adopting a structure in which a high melting point metal film is surrounded by a high melting point metal oxide layer. Even if the treatment is performed, there is no fear that the high melting point metal is melted away by these chemicals. Therefore, it is possible to remove only metal contamination from the manufacturing apparatus without melting the wiring.
【００１８】また、薬液処理後に高融点金属酸化物層を
還元することにより、酸化層に伴って配線材料の抵抗が
上昇するといった問題を回避することができる。さらに
は、この高融点金属酸化物の還元工程をシリコンの酸化
工程と併用することも可能である。Further, by reducing the refractory metal oxide layer after the chemical treatment, it is possible to avoid the problem that the resistance of the wiring material increases with the oxide layer. Further, the step of reducing the refractory metal oxide can be used in combination with the step of oxidizing silicon.
【００１９】なお、高融点金属膜からなる配線の側壁を
絶縁膜にて囲んだ後に、高融点金属膜を酸化することに
より、薬液処理に対して耐性の弱い部分、なかでも絶縁
膜による保護が不完全な部分を、選択的に保護すること
が可能となる。また、高融点金属としては、Ｗ、Ｍｏ、
Ｎｉ、Ｃｕもしくはそれら合金であれば良い。After the side wall of the wiring made of the high melting point metal film is surrounded by the insulating film, the high melting point metal film is oxidized to protect the portion having low resistance to the chemical treatment, especially the protection by the insulating film. Incomplete portions can be selectively protected. Further, as the high melting point metal, W, Mo,
Ni, Cu or an alloy thereof may be used.
【００２０】[0020]
＜実施形態１＞本発明を適用した実施形態を図１を用い
て説明する。図１（ａ）に示すように、単結晶シリコン
基板１００上に、スパッタリング法によってタングステ
ン膜１０１（膜厚１００ｎｍ）を堆積した。<Embodiment 1> An embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1A, a tungsten film 101 (thickness: 100 nm) was deposited on a single crystal silicon substrate 100 by a sputtering method.
【００２１】次いで、図１（ｂ）に示すように、酸素雰
囲気中で４５０℃ ３０分程度の加熱処理を行い、タン
グステン表面に膜厚５０ｎｍ程度の酸化タングステン層
１０２を形成した。Next, as shown in FIG. 1B, a heat treatment was performed at 450 ° C. for about 30 minutes in an oxygen atmosphere to form a tungsten oxide layer 102 having a thickness of about 50 nm on the tungsten surface.
【００２２】その後、硫酸と過酸化水素水の混合液に浸
したが、酸化タングステン層１０２は溶けず、さらには
その下のタングステン１０１の溶解をも抑える効果が酸
化タングステン層１０２にあることが判った。Thereafter, the tungsten oxide layer 102 was immersed in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, but the tungsten oxide layer 102 was not dissolved, and it was found that the tungsten oxide layer 102 had an effect of suppressing the dissolution of the tungsten 101 thereunder. Was.
【００２３】そこで、薄膜Ｘ線回折法にて酸化タングス
テン層１０２の構造を調査した結果、酸化タングステン
（ＷＯ3 、ＷＯ2.9 、ＷＯ2.72）の他、タングステンの
回折ピークが観察された。つまり、タングステン膜１０
１は完全には酸化されず、タングステンと酸化タングス
テンが混在した状態にある。さらに、ＸＰＳ法にてその
組成を調べた結果、Ｗ：Ｏ＝１：２．４であった。Then, as a result of investigating the structure of the tungsten oxide layer 102 by a thin film X-ray diffraction method, diffraction peaks of tungsten as well as tungsten oxide (WO 3 , WO 2.9 , WO 2.72 ) were observed. That is, the tungsten film 10
1 is not completely oxidized and is in a state where tungsten and tungsten oxide are mixed. Furthermore, as a result of examining the composition by the XPS method, W: O = 1: 2.4.
【００２４】また、この酸化タングステン層１０２は硫
酸や過酸化水素水の他に、弗酸等の酸系の溶液やアンモ
ニア水にも溶けず、これらの溶液に対しても耐性がある
ことが判った。タングステン膜１０１は過酸化水素水も
しくは硝酸系の処理には瞬時に溶解するが、その表面に
酸化タングステン層１０２を形成することにより、それ
ら溶液に対して耐性を持たせることが可能となる。The tungsten oxide layer 102 is not soluble in an acid-based solution such as hydrofluoric acid or aqueous ammonia in addition to sulfuric acid and hydrogen peroxide, and is found to be resistant to these solutions. Was. The tungsten film 101 is instantaneously dissolved in the treatment with a hydrogen peroxide solution or a nitric acid solution, but by forming the tungsten oxide layer 102 on the surface thereof, it becomes possible to make the solution resistant to these solutions.
【００２５】なお、本実施例では、高融点金属酸化物層
を高融点金属の酸化によって形成したが、高融点金属酸
化物を化学的気相成長（ＣＶＤ）法等により成膜しても
同様な効果が得られる。また、本実施例では、高融点金
属としてタングステン（Ｗ）を選んだが、Ｍｏ、Ｎｉ、
Ｃｕもしくはそれら合金でも良い。In this embodiment, the refractory metal oxide layer is formed by oxidizing the refractory metal, but the refractory metal oxide may be formed by chemical vapor deposition (CVD) or the like. Effects can be obtained. Further, in this embodiment, tungsten (W) is selected as the high melting point metal, but Mo, Ni,
Cu or an alloy thereof may be used.
【００２６】＜実施形態２＞電界効果型トランジスタ
（ＭＯＳＦＥＴ）のゲート電極に本発明を適用した場合
について図２を用いて説明する。Second Embodiment A case where the present invention is applied to a gate electrode of a field effect transistor (MOSFET) will be described with reference to FIG.
【００２７】まず、図２（ａ）に示すように単結晶シリ
コンからなる基板２００上に、ゲート酸化膜２０１（膜
厚５ｎｍ）を形成し、その上にＣＶＤ法により多結晶シ
リコン膜２０２（膜厚１００ｎｍ）を堆積した。その上
に反応性スパッタリング法によって窒化タングステン膜
２０３（膜厚５ｎｍ）を堆積した。引き続いて、その上
にスパッタリング法によってタングステン膜２０４（膜
厚１００ｎｍ）を堆積した。First, as shown in FIG. 2A, a gate oxide film 201 (5 nm thick) is formed on a substrate 200 made of single crystal silicon, and a polycrystalline silicon film 202 (film) is formed thereon by CVD. (Thickness 100 nm). A tungsten nitride film 203 (5 nm thick) was deposited thereon by a reactive sputtering method. Subsequently, a tungsten film 204 (thickness: 100 nm) was deposited thereon by a sputtering method.
【００２８】この後、図２（ｂ）に示すように、８００
℃程度の加熱処理を行うことで、タングステン膜２０４
と多結晶シリコン膜２０２との界面に極薄いＷＳｉＮ層
２０５を形成する。Thereafter, as shown in FIG.
By performing a heat treatment at about ° C, the tungsten film 204
A very thin WSiN layer 205 is formed at the interface between the substrate and the polycrystalline silicon film 202.
【００２９】ついで、その上にＣＶＤ法によりシリコン
窒化膜２０６（膜厚２００ｎｍ）を堆積した。なお、先
の加熱処理は、８００℃程度の成膜温度を有するシリコ
ン窒化膜２０６の成膜工程と兼ねても良い。Next, a silicon nitride film 206 (200 nm thick) was deposited thereon by the CVD method. Note that the above heat treatment may be combined with the step of forming the silicon nitride film 206 having a film formation temperature of about 800 ° C.
【００３０】この後、シリコン窒化膜２０６上にフォト
レジスト（膜厚１μｍ）をスピンコート法により塗布し
た後、このフォトレジストをフォトマスクを通して露光
し、現像して、例えば０．２５μｍ幅のレジストパター
ン２０７を形成する。Thereafter, a photoresist (thickness: 1 μm) is applied on the silicon nitride film 206 by spin coating, and the photoresist is exposed to light through a photomask and developed to form a resist pattern having a width of, for example, 0.25 μm. 207 are formed.
【００３１】次いで、図３（ａ）に示すように、ドライ
エッチング装置を用いて、レジストパターン２０７に沿
ってシリコン窒化膜２０６をエッチングした。残存した
レジストパターン２０７は、Ｏ2 アッシングにより剥離
した。Next, as shown in FIG. 3A, the silicon nitride film 206 was etched along the resist pattern 207 using a dry etching apparatus. The remaining resist pattern 207 was peeled off by O 2 ashing.
【００３２】さらに、図３（ｂ）に示すように、シリコ
ン窒化膜２０６をエッチングマスクにして、タングステ
ン（Ｗ）膜２０４、ＷＳｉＮ層２０５そして多結晶シリ
コン膜２０２をエッチングした。Further, as shown in FIG. 3B, the tungsten (W) film 204, the WSiN layer 205, and the polycrystalline silicon film 202 were etched using the silicon nitride film 206 as an etching mask.
【００３３】その後、図３（ｃ）に示すように、例えば
酸素雰囲気中で４００℃ １０分程度の酸化を行った。
この酸化により、タングステン膜２０４の側壁部分２０
８は２００オングストローム程度酸化される。側壁部分
の組成分析を行った結果、その組成はＷ：Ｏ＝１：２．
４であった。Thereafter, as shown in FIG. 3C, oxidation was performed at 400 ° C. for about 10 minutes in an oxygen atmosphere, for example.
By this oxidation, the side wall portion 20 of the tungsten film 204 is formed.
8 is oxidized by about 200 angstroms. As a result of analyzing the composition of the side wall portion, the composition was W: O = 1: 2.
It was 4.
【００３４】次に、エッチング後の処理として、例えば
硫酸と過酸化水素水の混合液に浸した。ここでタングス
テンはこの混合液に容易に溶解するが、熱酸化により形
成した酸化タングステン膜は溶けにくい。Next, as a treatment after the etching, the substrate was immersed in, for example, a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution. Here, tungsten is easily dissolved in this mixed solution, but a tungsten oxide film formed by thermal oxidation is hardly dissolved.
【００３５】もし、タングステン膜２０４の側壁部分が
酸化物によって覆われていなかったら、タングステンは
瞬時に過酸化水素水系の薬液に溶け、当然ながらタング
ステンの配線は無くなってしまう。If the side wall of the tungsten film 204 is not covered with the oxide, the tungsten is instantaneously dissolved in the hydrogen peroxide solution, and the tungsten wiring is naturally eliminated.
【００３６】しかし、酸化物で側壁部分を保護すること
により、硫酸と過酸化水素水の混合液に被処理基板ごと
浸しても、タングステン酸化物に囲まれた配線は溶解せ
ず、さらには、アルミニウム、鉄、チタンといったエッ
チング装置からのメタル汚染のみを除去することが可能
となる。However, by protecting the side wall portion with the oxide, even if the substrate to be processed is immersed in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, the wiring surrounded by the tungsten oxide is not dissolved. It is possible to remove only metal contamination from an etching device such as aluminum, iron, and titanium.
【００３７】図３（ｄ）に示すように、この後、多結晶
ケイ素２０２のエッチング時に削られた薄い酸化ケイ素
膜２０１の照射損傷回復と多結晶ケイ素膜ボトムのコー
ナー部分２０９を丸めるため、Ｎ2 ／Ｈ2 ／Ｈ2 Ｏ雰囲
気中で各々のガス分圧を制御しながら、７００〜９００
℃でシリコンの選択酸化を行った。ここで例えば雰囲気
のＨ2 、Ｈ2 Ｏの分圧比は、Ｈ2 Ｏ／Ｈ2 の値が０．０
１以上１以下とする。この酸化によりシリコンだけが酸
化され、ボトムコーナー部分２０９の電界集中による信
頼性の低下を防止できる。As shown in FIG. 3D, after that, in order to recover the irradiation damage of the thin silicon oxide film 201 shaved during the etching of the polycrystalline silicon 202 and to round the corner portion 209 of the bottom of the polycrystalline silicon film, N while controlling the respective gas partial pressure at 2 / H 2 / H 2 in O atmosphere, 700-900
The silicon was selectively oxidized at ℃. Here, for example, the partial pressure ratio of H 2 and H 2 O in the atmosphere is such that the value of H 2 O / H 2 is 0.0.
1 or more and 1 or less. As a result of this oxidation, only silicon is oxidized, and a decrease in reliability due to electric field concentration at the bottom corner portion 209 can be prevented.
【００３８】この酸化雰囲気中で、酸化タングステンは
タングステンへと還元されるため、タングステン膜２０
４の側壁部分２０８はタングステンへと戻る。この結
果、電極材料である高融点金属を溶かすことなく、かつ
信頼性の高いゲート電極を形成することが可能となる。In this oxidizing atmosphere, since the tungsten oxide is reduced to tungsten, the tungsten film 20
Four sidewall portions 208 return to tungsten. As a result, it is possible to form a highly reliable gate electrode without dissolving the refractory metal that is the electrode material.
【００３９】なお、本実施例では、還元雰囲気としてＮ
2 ／Ｈ2 ／Ｈ2 Ｏ雰囲気を用いたが、同様な効果は、微
量酸素中、微量水蒸気もしくはＨ2 とＯ2 の混合ガス雰
囲気やＣＯとＣＯ2 の混合ガス雰囲気でも確認された。In this embodiment, the reducing atmosphere is N
Although a 2 / H 2 / H 2 O atmosphere was used, a similar effect was confirmed in a trace amount of oxygen, a trace amount of water vapor, a mixed gas atmosphere of H 2 and O 2 , or a mixed gas atmosphere of CO and CO 2 .
【００４０】＜実施形態３＞電界効果型トランジスタ
（ＭＯＳＦＥＴ）に本発明を適用した場合について図３
を用いて説明する。<Embodiment 3> FIG. 3 shows a case where the present invention is applied to a field effect transistor (MOSFET).
This will be described with reference to FIG.
【００４１】まず、図４（ａ）に示すように単結晶シリ
コンからなる基板３００上に素子分離３０１及びゲート
酸化膜３０２（膜厚５ｎｍ）を形成し、その上にＣＶＤ
法により多結晶シリコン膜３０３（膜厚１００ｎｍ）を
堆積した。その上に反応性スパッタリング法によって窒
化タングステン膜３０４（膜厚５ｎｍ）を堆積した。引
き続いて、その上にスパッタリング法によってタングス
テン膜３０５（膜厚１００ｎｍ）を堆積した。First, as shown in FIG. 4A, an element isolation 301 and a gate oxide film 302 (thickness: 5 nm) are formed on a substrate 300 made of single crystal silicon, and CVD is performed thereon.
A polycrystalline silicon film 303 (thickness: 100 nm) was deposited by the method. A tungsten nitride film 304 (thickness: 5 nm) was deposited thereon by a reactive sputtering method. Subsequently, a tungsten film 305 (thickness: 100 nm) was deposited thereon by a sputtering method.
【００４２】この後、図４（ｂ）に示すように、８００
℃程度の加熱処理を行うことで、タングステン膜３０５
と多結晶シリコン膜３０３との界面に極薄いＷＳｉＮ層
３０６を形成する。Thereafter, as shown in FIG.
By performing a heat treatment at about ° C, the tungsten film 305 is formed.
An ultra-thin WSiN layer 306 is formed at the interface between the substrate and the polycrystalline silicon film 303.
【００４３】ついで、その上にＣＶＤ法によりシリコン
窒化膜３０７（膜厚２００ｎｍ）を堆積した。なお、先
の加熱処理は、８００℃程度の成膜温度を有するシリコ
ン窒化膜３０７の成膜工程と兼ねても良い。Next, a silicon nitride film 307 (200 nm thick) was deposited thereon by the CVD method. Note that the above heat treatment may be combined with the film formation step of the silicon nitride film 307 having a film formation temperature of about 800 ° C.
【００４４】この後、シリコン窒化膜３０７上にフォト
レジスト（膜厚１μｍ）をスピンコート法により塗布し
た後、このフォトレジストをフォトマスクを通して露光
し、現像して、例えば０．２５μｍ幅のレジストパター
ン３０８を形成する。Thereafter, a photoresist (thickness: 1 μm) is applied on the silicon nitride film 307 by spin coating, and the photoresist is exposed through a photomask and developed to form a resist pattern having a width of, for example, 0.25 μm. 308 is formed.
【００４５】次いで、図４（ｃ）に示すように、ドライ
エッチング装置を用いて、レジストパターン３０８に沿
ってシリコン窒化膜３０７をエッチングした。残存した
レジストパターン３０８は、Ｏ2 アッシングにより剥離
した。Next, as shown in FIG. 4C, the silicon nitride film 307 was etched along the resist pattern 308 using a dry etching apparatus. The remaining resist pattern 308 was peeled off by O 2 ashing.
【００４６】さらに、シリコン窒化膜３０７をエッチン
グマスクにして、タングステン（Ｗ）膜３０５、ＷＳｉ
Ｎ層３０６そして多結晶シリコン膜３０３をエッチング
した。Further, using the silicon nitride film 307 as an etching mask, the tungsten (W) film 305 and the WSi
The N layer 306 and the polycrystalline silicon film 303 were etched.
【００４７】図５（ａ）に示すように、この後、多結晶
ケイ素膜３０３のエッチング時に削られた薄いケイ素膜
３０２の照射損傷回復と多結晶ケイ素膜ボトムのコーナ
ー部分３０３ａを丸めるため、Ｎ2 ／Ｈ2 ／Ｈ2 Ｏ雰囲
気中で各々のガス分圧を制御しながら、７００〜９００
℃でシリコンの選択酸化を行った。この酸化によりシリ
コンだけが酸化され、ボトムコーナー部分の電界集中に
よる信頼性の低下を防止できる。As shown in FIG. 5A, after that, in order to recover the irradiation damage of the thin silicon film 302 shaved during the etching of the polycrystalline silicon film 303 and to round the corner portion 303a of the bottom of the polycrystalline silicon film, N while controlling the respective gas partial pressure at 2 / H 2 / H 2 in O atmosphere, 700-900
The silicon was selectively oxidized at ℃. Due to this oxidation, only silicon is oxidized, and a decrease in reliability due to electric field concentration at the bottom corner can be prevented.
【００４８】次に、図５（ｂ）に示すように、イオン注
入等により浅い不純物拡散層３０９を形成した後、側壁
絶縁膜として窒化ケイ素膜３１０を形成する。その結
果、タングステン膜３０５は窒化ケイ素膜３０７及び３
１０によって囲まれる。Next, as shown in FIG. 5B, after a shallow impurity diffusion layer 309 is formed by ion implantation or the like, a silicon nitride film 310 is formed as a side wall insulating film. As a result, the tungsten film 305 becomes the silicon nitride films 307 and 3
Surrounded by 10.
【００４９】しかしながら、被処理基板上の全てのタン
グステン膜３０５がシリコン窒化膜によって覆われる訳
ではない。例えば、図５（ｃ）に示すように、１００μ
ｍ程度以上の幅を持った所では完全に覆うことは難し
い。通常、レジストパターン３０８は、現像後にポスト
ベークと呼ばれる加熱処理や紫外線照射等を行う。これ
は、膜中に残存する溶媒を取り除いたり、膜中の分子の
架橋を促進しドライエッチング耐性を高めるために行わ
れる。しかし、同時にレジストパターン３０８の収縮が
起き、テーパ形状となってしまう。However, not all the tungsten films 305 on the substrate to be processed are covered with the silicon nitride film. For example, as shown in FIG.
It is difficult to completely cover a place with a width of about m or more. Normally, the resist pattern 308 is subjected to a heat treatment called post-bake, ultraviolet irradiation, or the like after development. This is performed in order to remove the solvent remaining in the film or to promote cross-linking of the molecules in the film to increase dry etching resistance. However, at the same time, the resist pattern 308 shrinks, resulting in a tapered shape.
【００５０】次いで、図６（ａ）に示すように、このレ
ジストパターン３０８をエッチングマスクにシリコン窒
化膜３０７、タングステン３０５、ＷＳｉＮ層３０６そ
して多結晶シリコン膜３０３をエッチングすると、当然
ながらこれらの積層構造からなるゲート電極はテーパ形
状となる。Next, as shown in FIG. 6A, when the silicon nitride film 307, the tungsten 305, the WSiN layer 306, and the polycrystalline silicon film 303 are etched using the resist pattern 308 as an etching mask, naturally, these laminated structures are formed. Has a tapered shape.
【００５１】よって、図６（ｂ）に示すように、この上
にシリコン窒化膜を堆積し、エッチバック法により側壁
絶縁膜３１０を形成しても、タングステン膜３０５を完
全に覆うことはできない。仮に覆うことができたとして
も、窒化ケイ素膜３０７と３１０の接続部３１１が薄
く、過酸化水素水の侵入を許してしまう。Therefore, as shown in FIG. 6B, even if a silicon nitride film is deposited thereon and the sidewall insulating film 310 is formed by an etch-back method, the tungsten film 305 cannot be completely covered. Even if it can be covered, the connecting portion 311 between the silicon nitride films 307 and 310 is thin, which allows intrusion of the hydrogen peroxide solution.
【００５２】また、シリコン基板の最外周部分でも、同
様にシリコン窒化膜で高融点金属膜を完全に覆うことは
難しい。一般に、シリコン基板の最外周部は、エッチン
グ装置等の装置内で搬送する際に掴まれる。そのため、
レジスト等が基板の最外周部まで塗布されたままでは、
シリコン基板搬送時に、基板を掴む搬送系にレジストが
付着し、これがダストの原因となってしまう。Similarly, it is difficult to completely cover the refractory metal film with the silicon nitride film even at the outermost peripheral portion of the silicon substrate. Generally, the outermost peripheral portion of a silicon substrate is gripped when transported in an apparatus such as an etching apparatus. for that reason,
If the resist etc. is applied to the outermost periphery of the substrate,
When the silicon substrate is transported, the resist adheres to the transport system that grips the substrate, which causes dust.
【００５３】そこで、シリコン基板へレジスト塗布した
後には、通常、シリコン基板を回転させながら、シンナ
ー等の有機溶剤を吹き付け、最外周部分のレジストを剥
離する。我々はこの工程を周辺カットと呼んでいる。た
だし、周辺カット部分は、有機溶剤を吹き付けることに
よって剥離するため、レジストが基板最外周の数ｍｍに
渡って裾を引いてしまう。よって、最外周部のゲート電
極は、大きく裾を引いたレジストパターンに対応してエ
ッチングされるため、ゲート電極も数ｍｍに渡ってテー
パを引いた形状となる。Therefore, after the resist is applied to the silicon substrate, usually, an organic solvent such as a thinner is sprayed while rotating the silicon substrate to remove the resist at the outermost peripheral portion. We call this process a perimeter cut. However, since the peripheral cut portion is peeled off by spraying the organic solvent, the resist has a skirt over a few mm on the outermost periphery of the substrate. Therefore, the gate electrode at the outermost peripheral portion is etched in accordance with the resist pattern having a large skirt, so that the gate electrode also has a tapered shape over several mm.
【００５４】したがって、広いパターンと同様、最外周
部ゲート電極を完全にシリコン窒化膜で覆うことは困難
である。例えば、この問題を回避するために、露光装置
にて最外周部分を露光・現像処理して形成することは可
能である。しかし、この工程を行うために新たに露光装
置を必要とする他、広いパターンを現像した時の問題は
回避できないため、完全な解決にならない。Therefore, as in the case of the wide pattern, it is difficult to completely cover the outermost peripheral gate electrode with the silicon nitride film. For example, in order to avoid this problem, it is possible to form the outermost peripheral portion by exposing and developing with an exposure apparatus. However, in order to perform this step, a new exposure apparatus is required, and the problem of developing a wide pattern cannot be avoided.
【００５５】そこで、本発明では、絶縁膜の側壁形成後
に、高融点金属を酸化することを特徴としている。つま
り、図６（ｃ）に示すように、側壁絶縁膜３１０形成後
に、被処理基板を３００〜５００℃の酸化雰囲気に曝
す。この結果、シリコン窒化膜３０７及び３１０によっ
て完全に覆われた所では、酸素等の酸化剤が侵入しにく
いため、高融点金属の酸化は進まない。しかし、パター
ンの広い部分や基板最外周部等、シリコン窒化膜３０７
及び３１０によってタングステン膜３０５を完全に保護
することが難しい所では、タングステン膜３０５の酸化
が進み、タングステン酸化物層３１２が形成される。Therefore, the present invention is characterized in that the high melting point metal is oxidized after forming the side wall of the insulating film. That is, as shown in FIG. 6C, after the formation of the sidewall insulating film 310, the substrate to be processed is exposed to an oxidizing atmosphere at 300 to 500 ° C. As a result, the oxidizing agent such as oxygen does not easily enter the portion completely covered by the silicon nitride films 307 and 310, so that the oxidation of the refractory metal does not proceed. However, the silicon nitride film 307 such as a wide portion of the pattern and the outermost peripheral portion of the substrate is used.
And 310, where it is difficult to completely protect the tungsten film 305, oxidation of the tungsten film 305 proceeds, and a tungsten oxide layer 312 is formed.
【００５６】つまり、酸化剤の侵入に弱い所のタングス
テン膜３０５が選択的に酸化され、タングステン酸化物
層３１２が形成される。次いで、エッチング後の処理と
して、硫酸と過酸化水素水の混合液に浸した。ただし、
タングステン膜３０５はシリコン窒化膜３０７，３１０
によって完全に覆われているか、先の酸化により、その
一部がタングステン酸化物層３１２に変わっている。That is, the tungsten film 305 that is weak to the invasion of the oxidizing agent is selectively oxidized, and a tungsten oxide layer 312 is formed. Next, as a treatment after the etching, the substrate was immersed in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution. However,
The tungsten film 305 is a silicon nitride film 307, 310
Or a part of it is changed to the tungsten oxide layer 312 by the previous oxidation.
【００５７】よって、タングステン膜３０５が、過酸化
水素水系の薬液処理によって、溶けてしまうことはな
い。なぜなら、タングステンはこの薬液に容易に溶解す
るが、熱酸化により形成した酸化タングステン酸化物層
３１２は溶けにくいためである。Therefore, the tungsten film 305 will not be melted by the hydrogen peroxide-based chemical treatment. This is because tungsten is easily dissolved in this chemical solution, but the tungsten oxide oxide layer 312 formed by thermal oxidation is hardly dissolved.
【００５８】したがって、例えば硫酸と過酸化水素水の
混合液に被処理基板ごと浸しても、シリコン窒化膜３０
７，３１０及びタングステン酸化物層３１２に囲まれた
配線は溶解せず、アルミニウム、鉄、チタンといったエ
ッチング装置からのメタル汚染のみを除去することが可
能となる。Therefore, even if the substrate to be processed is immersed in, for example, a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, the silicon nitride film 30
7, 310 and the wiring surrounded by the tungsten oxide layer 312 are not dissolved, and only metal contamination from an etching apparatus such as aluminum, iron, and titanium can be removed.
【００５９】さらに、図７（ａ），（ｂ）に示すよう
に、イオン注入等により深い不純物拡散層３１３を形成
した後、スパッタリング法によってチタン膜３１４（膜
厚２０ｎｍ）を堆積した。Further, as shown in FIGS. 7A and 7B, after forming a deep impurity diffusion layer 313 by ion implantation or the like, a titanium film 314 (thickness: 20 nm) was deposited by a sputtering method.
【００６０】この後、図７（ｃ），（ｄ）に示すよう
に、例えば９００℃２０秒間、窒素雰囲気中で加熱処理
を行い、ＭＯＳ型トランジスタのソース・ドレイン部分
にシリサイド層３１５を形成する。この後、素子分離３
０１もしくはシリコン窒化膜３０７及び３１０上の未反
応チタンを、硫酸と過酸化水素水系の薬液によって取り
除く。このとき、配線に用いられたタングステン膜３０
５は、シリコン窒化膜３０７及び３１０もしくはタング
ステン酸化物層３１２によって保護されているため、薬
液に溶けてしまうことはない。Thereafter, as shown in FIGS. 7C and 7D, a heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere at, for example, 900 ° C. for 20 seconds to form a silicide layer 315 on the source / drain portions of the MOS transistor. . After that, element isolation 3
01 or the unreacted titanium on the silicon nitride films 307 and 310 is removed by a sulfuric acid and aqueous hydrogen peroxide solution. At this time, the tungsten film 30 used for the wiring is used.
Since 5 is protected by the silicon nitride films 307 and 310 or the tungsten oxide layer 312, it does not dissolve in the chemical solution.
【００６１】最後に、図８（ａ），（ｂ）に示すよう
に、例えばＨ2 ／Ｎ2 雰囲気中、５００℃３０分程度の
加熱処理を行い、タングステン酸化物層３１２を還元す
る。この結果、タングステンを含むゲート電極を用いた
ＭＯＳ型トランジスタを形成した。Finally, as shown in FIGS. 8A and 8B, the tungsten oxide layer 312 is reduced by performing a heat treatment at 500 ° C. for about 30 minutes in an H 2 / N 2 atmosphere, for example. As a result, a MOS transistor using a gate electrode containing tungsten was formed.
【００６２】＜実施形態４＞電界効果型トランジスタ
（ＭＯＳＦＥＴ）のゲート電極に本発明を適用した場合
について図９を用いて説明する。Fourth Embodiment A case where the present invention is applied to a gate electrode of a field effect transistor (MOSFET) will be described with reference to FIG.
【００６３】まず、図９（ａ）に示すように単結晶シリ
コンからなる基板４００上に、ゲート酸化膜４０１（膜
厚５ｎｍ）を形成した。その上に反応性スパッタリング
法によってＷＳｉＮ膜４０２（膜厚５ｎｍ）を堆積し
た。引き続いて、その上にスパッタリング法によってタ
ングステン膜４０３（膜厚１００ｎｍ）を堆積した。First, as shown in FIG. 9A, a gate oxide film 401 (5 nm thick) was formed on a substrate 400 made of single crystal silicon. A WSiN film 402 (5 nm thick) was deposited thereon by a reactive sputtering method. Subsequently, a tungsten film 403 (thickness: 100 nm) was deposited thereon by a sputtering method.
【００６４】ついで、その上にＣＶＤ法によりシリコン
窒化膜４０４（膜厚２００ｎｍ）を堆積した。この後、
シリコン窒化膜４０４上にフォトレジスト（膜厚１μ
ｍ）をスピンコート法により塗布した後、このフォトレ
ジストをフォトマスクを通して露光し、現像して、例え
ば０．１５μｍ幅のレジストパターン４０５を形成す
る。Then, a silicon nitride film 404 (200 nm thick) was deposited thereon by the CVD method. After this,
A photoresist (1 μm thick) is formed on the silicon nitride film 404.
After m) is applied by a spin coating method, the photoresist is exposed through a photomask and developed to form a resist pattern 405 having a width of, for example, 0.15 μm.
【００６５】次いで、図９（ｂ）に示すように、ドライ
エッチング装置を用いて、レジストパターン４０５に沿
ってシリコン窒化膜４０４をエッチングした。残存した
レジストパターン４０５は、Ｏ2 アッシングにより剥離
した。Next, as shown in FIG. 9B, the silicon nitride film 404 was etched along the resist pattern 405 using a dry etching apparatus. The remaining resist pattern 405 was peeled off by O 2 ashing.
【００６６】さらに、シリコン窒化膜４０４をエッチン
グマスクにして、タングステン（Ｗ）膜４０３、ＷＳｉ
Ｎ層４０２をエッチングした。その後、図９（ｃ）に示
すように、例えば酸素雰囲気中で３５０℃ １０分程度
の酸化を行った。この酸化により、タングステン膜４０
２及びＷＳｉＮ層４０３の側壁部分にタングステン酸化
物層４０６が１００オングストローム程度形成される。Further, using the silicon nitride film 404 as an etching mask, the tungsten (W) film 403 and the WSi
The N layer 402 was etched. Thereafter, as shown in FIG. 9C, oxidation was performed at 350 ° C. for about 10 minutes in an oxygen atmosphere, for example. This oxidation allows the tungsten film 40
A tungsten oxide layer 406 is formed on the sidewalls of the second and WSiN layers 403 at about 100 Å.
【００６７】次に、エッチング後の処理として、例えば
硫酸と過酸化水素水の混合液に浸した。ここでタングス
テンはこの混合液に容易に溶解するが、熱酸化により形
成した酸化タングステン酸化物層４０６は溶けにくい。Next, as a treatment after the etching, the substrate was immersed in, for example, a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution. Here, tungsten is easily dissolved in the mixed solution, but the tungsten oxide layer 406 formed by thermal oxidation is hardly dissolved.
【００６８】よって、硫酸と過酸化水素水の混合液に被
処理基板ごと浸しても、タングステン酸化物層４０６に
囲まれた配線は溶解せず、アルミニウム、鉄、チタンと
いったエッチング装置からのメタル汚染のみを除去する
ことが可能となる。Therefore, even if the substrate to be processed is immersed in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, the wiring surrounded by the tungsten oxide layer 406 does not dissolve, and metal contamination from an etching device such as aluminum, iron, and titanium is caused. Only one can be removed.
【００６９】図９（ｄ）に示すように、この後、タング
ステン４０２及びＷＳｉＮ層４０３のエッチング時に削
られた薄い酸化ケイ素（ゲート酸化膜）４０１の照射損
傷を回復するため、実施形態２と同様にＮ2 ／Ｈ2 ／Ｈ
2 Ｏ雰囲気中で各々のガス分圧を制御しながら、７００
〜９００℃でシリコンの選択酸化を行った。この酸化に
よりシリコンだけが酸化され、酸化ケイ素膜４０１の膜
厚は元に戻り、酸化膜の信頼性の低下を防止できる。こ
の酸化雰囲気中で、酸化タングステン酸化物層４０６は
タングステンへと還元されるため、タングステン膜４０
２の側壁部分はタングステンへと戻る。As shown in FIG. 9D, after that, in order to recover the irradiation damage of the thin silicon oxide (gate oxide film) 401 shaved during the etching of the tungsten 402 and the WSiN layer 403, the same as in the second embodiment. in N 2 / H 2 / H
While controlling the partial pressure of each gas in a 2 O atmosphere, 700
Selective oxidation of silicon was performed at ９００900 ° C. Due to this oxidation, only silicon is oxidized, and the thickness of the silicon oxide film 401 returns to its original state, so that a decrease in the reliability of the oxide film can be prevented. Since the tungsten oxide layer 406 is reduced to tungsten in this oxidizing atmosphere, the tungsten film 40
The sidewall portion of 2 returns to tungsten.
【００７０】[0070]
【発明の効果】本発明によれば、高融点金属膜が高融点
金属酸化物層に囲まれた構造を採用することにより、過
酸化水素水を含む薬液処理を施しても、高融点金属がこ
れら薬液によって溶け去る必要はなくなる。よって、配
線を溶かすことなく、製造装置からのメタル汚染のみを
除去することが可能となる。また、薬液処理後に高融点
金属酸化物層を還元することにより、酸化層に伴って配
線材料の抵抗が上昇するといった問題を回避することが
できる。According to the present invention, by adopting a structure in which the high melting point metal film is surrounded by the high melting point metal oxide layer, the high melting point metal can be treated even if a chemical solution containing hydrogen peroxide is applied. There is no need to dissolve away with these chemicals. Therefore, it is possible to remove only metal contamination from the manufacturing apparatus without melting the wiring. Further, by reducing the refractory metal oxide layer after the chemical treatment, it is possible to avoid the problem that the resistance of the wiring material increases with the oxide layer.
【００７１】なお、高融点金属膜からなる配線の側壁を
絶縁膜にて囲んだ後に、高融点金属膜を酸化することに
より、薬液処理に対して耐性の弱い部分、なかでも絶縁
膜による保護が不完全な部分を、選択的に保護すること
が可能となる。By oxidizing the refractory metal film after surrounding the side wall of the wiring made of the refractory metal film with the insulating film, the portion having low resistance to the chemical solution treatment, especially the protection by the insulating film, is obtained. Incomplete portions can be selectively protected.
【図１】 本発明の第１の実施例を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の第２の実施例を示す工程断面図。FIG. 2 is a process sectional view showing a second embodiment of the present invention.
【図３】 図２に続く工程断面図。FIG. 3 is a process sectional view following FIG. 2;
【図４】 本発明の第３の実施例を示す工程断面図。FIG. 4 is a process sectional view showing a third embodiment of the present invention.
【図５】 図４に続く工程断面図。FIG. 5 is a process sectional view following FIG. 4;
【図６】 図５に続く工程断面図。FIG. 6 is a process sectional view following FIG. 5;
【図７】 図６に続く工程断面図。FIG. 7 is a process sectional view following FIG. 6;
【図８】 図７に続く工程断面図。FIG. 8 is a process sectional view following FIG. 7;
【図９】 本発明の第４の実施例を示す工程断面図。FIG. 9 is a process sectional view showing a fourth embodiment of the present invention.
１００：基板、１０１：タングステン膜、１０１：タン
グステン酸化物層、２００：基板、２０１：薄い酸化
膜、２０２：多結晶シリコン膜、２０３：窒化タングス
テン膜、２０４：タングステン膜、２０５：ＷＳｉＮ
層、２０６：窒化シリコン膜、２０７：レジストパター
ン、２０８：タングステン酸化物層、２０９：ゲート電
極のボトムエッジ部分、３００：基板、３０１：素子分
離、３０２：薄い酸化膜、３０３：多結晶シリコン膜、
３０４：窒化タングステン膜、３０５：タングステン
膜、３０６：ＷＳｉＮ膜、３０７：窒化シリコン膜、３
０８：レジストパターン、３０９：浅い不純物拡散層、
３１０：側壁絶縁膜、３１１：窒化シリコン膜の絶縁
部、３１２：タングステン酸化物層、３１３：深い不純
物拡散層、３１４：チタン膜、３１５：シリサイド層、
４００：基板、４０１：薄い酸化膜、４０２：ＷＳｉＮ
膜、４０３：タングステン膜、４０４：窒化シリコン
膜、４０５：レジストパターン、４０６：タングステン
酸化物層。100: substrate, 101: tungsten film, 101: tungsten oxide layer, 200: substrate, 201: thin oxide film, 202: polycrystalline silicon film, 203: tungsten nitride film, 204: tungsten film, 205: WSiN
Layer, 206: silicon nitride film, 207: resist pattern, 208: tungsten oxide layer, 209: bottom edge portion of gate electrode, 300: substrate, 301: element isolation, 302: thin oxide film, 303: polycrystalline silicon film ,
304: tungsten nitride film, 305: tungsten film, 306: WSiN film, 307: silicon nitride film, 3
08: resist pattern, 309: shallow impurity diffusion layer,
310: sidewall insulating film, 311: insulating portion of silicon nitride film, 312: tungsten oxide layer, 313: deep impurity diffusion layer, 314: titanium film, 315: silicide layer,
400: substrate, 401: thin oxide film, 402: WSiN
Film, 403: tungsten film, 404: silicon nitride film, 405: resist pattern, 406: tungsten oxide layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/28 301 H01L 21/3205 H01L 29/78 H01L 21/336 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/28 301 H01L 21/3205 H01L 29/78 H01L 21/336
Claims (4)
備する半導体装置の製造方法において、 被処理基板上にシリコン膜もしくはシリコン酸化膜を形
成し、その上に高融点金属膜を堆積する工程と、前記高融点金属膜上に第１の絶縁膜を形成する工程と、 この第１の絶縁膜をマスクにして 前記高融点金属膜を異
方性エッチングする工程と、 前記高融点金属膜の側面を第２の絶縁膜で覆う工程と、 酸化雰囲気中で前記高融点金属膜を加熱する工程を有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。1. A method of manufacturing a semiconductor device having an electrode or a wiring made of a high melting point metal, comprising: forming a silicon film or a silicon oxide film on a substrate to be processed; and depositing a high melting point metal film thereon. , forming a first insulating film on the refractory metal film, a step of anisotropically etching the refractory metal film and the first insulating film as a mask, the side surface of the refractory metal film having a the step of covering with a second insulating film, a step of heating the refractory metal film in an oxidizing atmosphere
The method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that that.
備する半導体装置の製造方法において、 被処理基板上にシリコン膜もしくはシリコン酸化膜を形
成し、その上に高融点金属膜を堆積する工程と、前記高融点金属膜上に第１の絶縁膜を形成する工程と、 この第１の絶縁膜をマスクにして 前記高融点金属膜を異
方性エッチングする工程と、 前記高融点金属膜の側面を第２の絶縁膜で覆う工程と、 酸化雰囲気中で前記高融点金属膜を加熱し、その表面に
高融点金属酸化物層を形成する工程と、 前記被処理基板を硫酸、過酸化水素水、硫酸と過酸化水
素水の混合液、弗酸、アンモニア、硝酸のいずれかに浸
す工程と、 還元雰囲気中で前記高融点金属酸化物層を加熱する工程
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。2. A method for manufacturing a semiconductor device having an electrode or a wiring made of a high melting point metal, comprising: forming a silicon film or a silicon oxide film on a substrate to be processed; and depositing a high melting point metal film thereon. , forming a first insulating film on the refractory metal film, a step of anisotropically etching the refractory metal film and the first insulating film as a mask, the side surface of the refractory metal film and a step of covering with a second insulating film, and heating the refractory metal film in an oxidizing atmosphere, on the surface
Forming a refractory metal oxide layer, and subjecting the substrate to be processed to sulfuric acid, hydrogen peroxide, sulfuric acid and peroxide.
A step of immersing in a mixture of deionized water, hydrofluoric acid, ammonia, or nitric acid; and a step of heating the refractory metal oxide layer in a reducing atmosphere
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim Rukoto to have a.
層を加熱する工程において、前記高融点金属酸化物層を
還元しつつ、前記シリコン膜を酸化することを特徴とす
る請求項２に記載の半導体装置の製造方法。3. A step of heating the refractory metal oxide layer in said reducing atmosphere while reducing the refractory metal oxide layer, in claim 2, characterized by oxidizing the silicon film The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
備する半導体装置の製造方法において、 被処理基板上にシリコン膜もしくはシリコン酸化膜を形
成し、その上に第１の高融点金属膜を堆積する工程と、前記高融点金属膜上に第１の絶縁膜を形成する工程と、 この第１の絶縁膜をマスクにして 前記第１の高融点金属
膜を異方性エッチングする工程と、 前記第１の高融点金属膜の側面を第２の絶縁膜で覆う工
程と、 酸化雰囲気中で前記第１の高融点金属膜を加熱し、その
表面に高融点金属酸化物層を形成する工程と、 前記被処理基板上に第２の高融点金属膜を堆積する工程
と、 この第２の高融点金属膜にシリサイド化反応をさせる工
程と、 前記被処理基板を硫酸、過酸化水素水、硫酸と過酸化水
素水の混合液、弗酸、アンモニア、硝酸のいずれかに浸
し、未反応の前記第２の高融点金属膜を取り除く工程を
有することを特徴とする半導体装置の製造方法。4. A method of manufacturing a semiconductor device having an electrode or a wiring made of a high melting point metal, wherein a silicon film or a silicon oxide film is formed on a substrate to be processed, and a first high melting point metal film is deposited thereon. Performing a step of forming a first insulating film on the high melting point metal film, a step of using the first insulating film as a mask, and anisotropically etching the first high melting point metal film; Covering a side surface of the first refractory metal film with a second insulating film; heating the first refractory metal film in an oxidizing atmosphere ;
Forming a refractory metal oxide layer on the surface; and depositing a second refractory metal film on the substrate to be processed.
And a process for causing a silicidation reaction on the second refractory metal film.
And treating the substrate to be treated with sulfuric acid, hydrogen peroxide solution, sulfuric acid and peroxide solution.
Mixture Motomi, hydrofluoric acid, ammonia, immersion <br/> to one of nitric acid, a step of removing said second refractory metal film unreacted
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim Rukoto to Yusuke.
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