JP5326113B2 - 半導体装置の洗浄方法 - Google Patents
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Description
シリコンを含み、かつ主表面を有する半導体基板が準備される。主表面の上に窒化チタン層とシリコン層とを下から順に積層した積層ゲートが形成される。主表面とシリコン層表面との各々にニッケルプラチナシリサイドが形成される。主表面と積層ゲート表面との各々のニッケルプラチナシリサイドの上に絶縁層が形成される。半導体基板の主表面と積層ゲートの表面との各々のニッケルプラチナシリサイドが絶縁層から露出するように主表面と積層ゲートの表面との双方に達するシェアードコンタクトホールが絶縁層に形成される。シェアードコンタクトホールに硫酸洗浄、過酸化水素水洗浄およびAPM洗浄をそれぞれ別工程で行なうことによりシェアードコンタクトホールに形成された変質層が除去される。
(実施の形態1)
まず、本実施の形態の半導体装置の洗浄方法を含む製造方法について図1〜図6を用いて説明する。
次に、上記のシェアードコンタクトが適用されるデバイスとしてSRAMデバイスについて図7〜図11を用いて説明する。
あけて形成されている。ゲート電極層GE2は、1対のn型不純物領域NIR、NIRに挟まれるチャネル形成領域上にゲート絶縁層(図示せず)を挟んで形成されている。
イバトランジスタDT1、DT2の各々のドレイン領域)に達するコンタクトホールCH3、CH4が形成されている。またライナー窒化膜LNおよび層間絶縁層II1には、アクセストランジスタAT1、AT2の各々の1対のソース/ドレイン領域の他方に達するコンタクトホールCH5、CH6が形成されている。またライナー窒化膜LNおよび層間絶縁層II1には、負荷トランジスタLT1、LT2の各々のソース領域に達するコンタクトホールCH7、CH8が形成されている。
5およびコンタクトホールCH7を介して負荷トランジスタLT1のソース領域に電気的に接続され、かつビアホールVH16およびコンタクトホールCH8を介して負荷トランジスタLT2のソース領域に電気的に接続される導電層CL2は電源線Vddとして機能する。これらのビット線BL、/BLおよび電源線Vddは、図中縦方向に沿って互いに並走するように延びている。
本実施の形態によれば、シェアードコンタクトホールSC2に硫酸洗浄と過酸化水素水洗浄とがそれぞれ別工程で行なわれるため、硫酸と過酸化水素水との混合液であるSPMで洗浄する場合(比較例1)よりもゲートメタルGM(たとえば、TiN)の溶解を抑制することができる。以下、そのことを説明する。
本実施の形態は、実施の形態1と比較してシェアードコンタクトホール内の洗浄を行なう前にゲート電極層の側壁に酸化膜が形成されている点とAPM洗浄のかわりにアンモニア水洗浄を行なう点で主に異なっている。
本実施の形態によれば、硫酸洗浄と過酸化水素水洗浄とがそれぞれ別工程で行われることにより、残留ガスの生成物とレジスト起因の有機物を含有したポリマーの分解効果を損なうことなく、ゲートメタルGMの溶解を抑制することができる。
本実施の形態は、実施の形態1と比較してゲートメタルの側壁部に絶縁層を形成する点とSPM洗浄する点とAPM洗浄する点とで主に異なっている。
本実施の形態は、実施の形態1と比較してシリサイド層SCLの上に犠牲層を形成する点とフッ素系薬液で洗浄する点で主に異なっている。
比較例2では、シェアードコンタクトホールSC2にフッ素系薬液による洗浄が行われる。図24を参照して、フッ素系薬液による洗浄により変質層ALが除去されるが、ドライエッチングによりダメージを受けたシリサイド(たとえば、NiPtSi)が粒界に沿って塊状で落下する現象が起きる。これによりコンタクト抵抗が増大する不良が発生する。
本実施の形態は、実施の形態4と比較して犠牲層の形成方法の点で主に異なっている。
(実施の形態6)
本実施の形態は、実施の形態4と比較して犠牲層の形成方法の点で主に異なっている。
(実施の形態7)
本実施の形態は、実施の形態4と比較して犠牲層の形成方法の点で主に異なっている。
また、本実施の形態によれば、犠牲層OXを形成するためシリサイドを酸化させる工程を追加する必要がないので生産性を向上させることができる。
Claims (13)
- シリコンを含み、かつ主表面を有する半導体基板を準備する工程と、
前記主表面の上に窒化チタン層とシリコン層とを下から順に積層した積層ゲートを形成する工程と、
前記主表面と前記シリコン層表面との各々にニッケルプラチナシリサイドを形成する工程と、
前記主表面と前記積層ゲート表面との各々の前記ニッケルプラチナシリサイドの上に絶縁層を形成する工程と、
前記半導体基板の主表面と前記積層ゲートの表面との各々の前記ニッケルプラチナシリサイドが前記絶縁層から露出するように前記主表面と前記積層ゲートの表面との双方に達するシェアードコンタクトホールを前記絶縁層に形成する工程と、
前記シェアードコンタクトホールに硫酸洗浄、過酸化水素水洗浄およびAPM洗浄をそれぞれ別工程で行うことにより前記シェアードコンタクトホールに形成された変質層を除去する工程とを含む、半導体装置の洗浄方法。 - 前記APM洗浄におけるAPMの温度は50℃以下に設定されている、請求項1に記載の半導体装置の洗浄方法。
- シリコンを含み、かつ主表面を有する半導体基板を準備する工程と、
前記主表面の上にメタル層とシリコン層とを下から順に積層した積層ゲートを形成する工程と、
前記主表面と前記シリコン層表面との各々にシリサイドを形成する工程と、
前記主表面と前記積層ゲート表面との各々の前記シリサイドの上に絶縁層を形成する工程と、
前記半導体基板の主表面と前記積層ゲートの表面との各々の前記シリサイドが前記絶縁層から露出するように前記主表面と前記積層ゲートの表面との双方に達するシェアードコンタクトホールを前記絶縁層に形成する工程と、
前記シェアードコンタクトホールから露出した前記積層ゲートの少なくとも前記シリコン層の側面に犠牲層を形成する工程と、
前記シリコン層の側面を前記犠牲層で覆った状態で、前記シェアードコンタクトホールに硫酸洗浄、過酸化水素水洗浄およびアンモニア水洗浄をそれぞれ別工程で行うことにより前記シェアードコンタクトホールに形成された変質層を除去する工程とを含む、半導体装置の洗浄方法。 - シリコンを含み、かつ主表面を有する半導体基板を準備する工程と、
前記主表面の上にメタル層とシリコン層とを下から順に積層した積層ゲートを形成する工程と、
前記主表面と前記シリコン層表面との各々にシリサイドを形成する工程と、
前記主表面と前記積層ゲート表面との各々の前記シリサイドの上に第1の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の絶縁層の上に前記第2の絶縁層を形成する工程と、
前記主表面直上の前記第1の絶縁層の部分と前記積層ゲート直上および側壁の前記第1の絶縁層の部分とが前記第2の絶縁層から露出するように孔を前記第2の絶縁層に形成する工程と、
少なくとも前記メタル層の側壁部に第3の絶縁層を形成する工程と、
前記メタル層の側壁部を前記第3の絶縁層で覆った状態で前記孔内をSPM洗浄およびAPM洗浄を行うことにより前記孔内に形成された変質層を除去する工程とを含む、半導体装置の洗浄方法。 - シリコンを含み、かつ主表面を有する半導体基板を準備する工程と、
前記主表面の上にメタル層とシリコン層とを下から順に積層した積層ゲートを形成する工程と、
前記主表面と前記シリコン層表面との各々にシリサイドを形成する工程と、
前記主表面と前記積層ゲート表面との各々の前記シリサイドの上に犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層の上に絶縁層を形成する工程と、
前記主表面直上の前記犠牲層の部分と前記積層ゲート直上の前記犠牲層の部分とが前記絶縁層から露出するように孔を前記絶縁層に形成する工程と、
前記主表面の前記シリサイド上と前記積層ゲート表面の前記シリサイド上とに前記犠牲層を形成した状態で、前記孔内をフッ素系薬液で洗浄することにより前記孔内に形成された変質層を除去する工程とを含む、半導体装置の洗浄方法。 - 前記犠牲層は、前記シリサイドの上に酸化性のアッシング処理をすることにより形成される、請求項5に記載の半導体装置の洗浄方法。
- 前記犠牲層は、前記シリサイドの上に酸化性のウェット処理をすることにより形成される、請求項5に記載の半導体装置の洗浄方法。
- 前記犠牲層は、前記シリサイドの上に低温のシリコン酸化膜を堆積することにより形成される、請求項5に記載の半導体装置の洗浄方法。
- 前記犠牲層は、前記シリサイドの上に酸素を含む窒素雰囲気でアニールすることにより形成される、請求項5に記載の半導体装置の洗浄方法。
- 前記シリサイドは、Ni、CoおよびTiよりなる群から選ばれる1種以上の元素を含む金属のシリサイドおよび合金のシリサイドの少なくともいずれかを含む、請求項3〜9のいずれか1項に記載の半導体装置の洗浄方法。
- 前記積層ゲートは、Ti、W、TaおよびAlよりなる群から選ばれる1種以上の元素を含む金属、合金、前記金属の窒化物、前記合金の窒化物、前記金属のシリサイドおよび前記合金のシリサイドの少なくともいずれかを含む、請求項3〜10のいずれか1項に記載の半導体装置の洗浄方法。
- 前記APM洗浄に用いられるアルカリ薬液は、pH7以上に調整されている、請求項1〜2、4のいずれか1項に記載の半導体装置の洗浄方法。
- 前記アンモニア水洗浄に用いられるアルカリ薬液は、pH7以上に調整されている、請求項3に記載の半導体装置の洗浄方法。
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