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JP2006332511A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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JP2006332511A
JP2006332511A JP2005157099A JP2005157099A JP2006332511A JP 2006332511 A JP2006332511 A JP 2006332511A JP 2005157099 A JP2005157099 A JP 2005157099A JP 2005157099 A JP2005157099 A JP 2005157099A JP 2006332511 A JP2006332511 A JP 2006332511A
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Japan
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film
silicon substrate
metal film
silicidation
stress
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JP2005157099A
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Inventor
Akishige Yuya
明栄 油谷
Kiyoteru Kobayashi
清輝 小林
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Renesas Technology Corp
Original Assignee
Renesas Technology Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form a metallic silicide layer having no facet shape, and to reduce a junction leakage between a source-drain and a silicon board. <P>SOLUTION: The source-drain 5 is formed on the silicon board 1, and a metallic film (an Ni film) 6 for a silicification and a stress film 7 are formed on the source-drain 5. A laminated film composed of a TiN film and a Co film is formed as the stress film 7. When a silicification annealing is conducted under the state, the stress film 7 has a tensile stress 10a. The metallic film 6 for the silicification has a compressive stress 10b so as to correspond to the tensile stress. Accordingly, a reaction velocity is inhibited by silicification-reacting the metallic film 6 for the silicification with the silicon board 1. Consequently, an Ni mono-silicide layer (NiSi) having no facet shape can be formed. Accordingly, a junction leakage current between the source-drain 5 and the silicon board 1 can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にトランジスタのソース・ドレインを低抵抗化するための金属シリサイド層の形成方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for forming a metal silicide layer for reducing the resistance of a source / drain of a transistor.

SoC(システム・オン・チップ)デバイスの微細化に伴い、トランジスタのソース・ドレインを浅く形成することが要求されている。また、デバイスの高速化のために、ソース・ドレインを低抵抗化することが要求されている。これらの要求を満たすため、ソース・ドレインを浅く形成し、その表面に金属シリサイド層を設けた構造が用いられてきた。
例えば、特許文献1には、ソース・ドレインの表面にCo(コバルト)シリサイド層、Ni(ニッケル)シリサイド層などの金属シリサイド層を設けた構造が開示されている。
With the miniaturization of SoC (system on chip) devices, it is required to form the source and drain of transistors shallowly. In addition, it is required to reduce the resistance of the source and drain in order to increase the device speed. In order to satisfy these requirements, a structure in which a source / drain is formed shallow and a metal silicide layer is provided on the surface has been used.
For example, Patent Document 1 discloses a structure in which a metal silicide layer such as a Co (cobalt) silicide layer or a Ni (nickel) silicide layer is provided on the surface of a source / drain.

ここで、従来の半導体装置の製造方法により、ソース・ドレインの表面に金属シリサイド層を形成する例について説明する。
まず、図25(a)に示すように、シリコン基板1の主面上に、ゲート絶縁膜2、ゲート電極3を形成する。次に、ゲート絶縁膜2、ゲート電極3の側面に、シリコン酸化膜からなるサイドウォール4を形成する。次に、シリコン基板1の表面に不純物を注入し、さらにシリコン基板1の熱処理を行う。この結果、図25(b)に示すように、ソース・ドレイン5が形成される。
Here, an example in which a metal silicide layer is formed on the surface of the source / drain by a conventional method for manufacturing a semiconductor device will be described.
First, as shown in FIG. 25A, the gate insulating film 2 and the gate electrode 3 are formed on the main surface of the silicon substrate 1. Next, sidewalls 4 made of a silicon oxide film are formed on the side surfaces of the gate insulating film 2 and the gate electrode 3. Next, impurities are implanted into the surface of the silicon substrate 1, and the silicon substrate 1 is further heat-treated. As a result, the source / drain 5 is formed as shown in FIG.

次に、図25(c)に示すように、全面にNi膜などのシリサイド化用金属膜6を成膜する。さらに、シリサイド化用金属膜6をシリコン基板1とシリサイド化反応させる。これと同時に、シリサイド化用金属膜6をゲート電極3とシリサイド化反応させる。このとき、シリコン基板1、ゲート電極3の上に未反応のシリサイド用金属膜が残留している。次に、未反応のシリサイド化用金属膜を除去する。この結果、図25(d)に示すように、ソース・ドレイン5の表面にNiモノシリサイド(NiSi)層8aが露出し、ゲート電極3の表面にNiモノシリサイド(NiSi)層8bが露出する。   Next, as shown in FIG. 25C, a silicidation metal film 6 such as a Ni film is formed on the entire surface. Further, the silicidation metal film 6 is subjected to silicidation reaction with the silicon substrate 1. At the same time, the silicidation metal film 6 undergoes a silicidation reaction with the gate electrode 3. At this time, the unreacted silicide metal film remains on the silicon substrate 1 and the gate electrode 3. Next, the unreacted silicidation metal film is removed. As a result, as shown in FIG. 25 (d), the Ni monosilicide (NiSi) layer 8 a is exposed on the surface of the source / drain 5, and the Ni monosilicide (NiSi) layer 8 b is exposed on the surface of the gate electrode 3.

特開2003−37083号公報JP 2003-37083 A

上記従来の半導体装置の製造方法において、シリサイド化用金属膜6をシリコン基板1とシリサイド化反応させる際に、シリサイド化反応が局所的に速く進むことがある。この場合、図26に示すように、ソース・ドレイン5の表面にファセット形状25を有する金属シリサイド層8aが形成される。このファセット形状は、ソース・ドレイン5とシリコン基板1との間の接合リーク電流を増加させる。   In the conventional method for manufacturing a semiconductor device, when the silicidation metal film 6 is silicidized with the silicon substrate 1, the silicidation reaction may locally proceed rapidly. In this case, as shown in FIG. 26, a metal silicide layer 8 a having a facet shape 25 is formed on the surface of the source / drain 5. This facet shape increases the junction leakage current between the source / drain 5 and the silicon substrate 1.

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、ソース・ドレインの表面にファセット形状のない金属シリサイド層を形成することにより、ソース・ドレインとシリコン基板との間の接合リークを減少させることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and reduces junction leakage between a source / drain and a silicon substrate by forming a metal silicide layer having no facet shape on the surface of the source / drain. With the goal.

本発明に係る半導体装置の製造方法は、シリコン基板上に、前記シリコン基板とシリサイド化反応を生じさせる第1の金属膜を形成する工程と、前記第1の金属膜に引っ張り応力のストレスを印加しながら、前記第1の金属膜を前記シリコン基板とシリサイド化反応させる第1工程とを含むことを特徴とする。
本発明のその他の特徴については、以下において詳細に説明する。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes: forming a first metal film that causes a silicidation reaction with the silicon substrate on a silicon substrate; and applying a tensile stress to the first metal film. However, the method includes a first step of siliciding the first metal film with the silicon substrate.
Other features of the present invention are described in detail below.

本発明によれば、ファセット形状のない金属シリサイド層をソース・ドレインの表面に形成することができる。これにより、ソース・ドレインとシリコン基板との間の接合リークを減少させることができる。   According to the present invention, a metal silicide layer having no facet shape can be formed on the surface of the source / drain. As a result, junction leakage between the source / drain and the silicon substrate can be reduced.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において同一または相当する部分には同一符号を付して、その説明を簡略化ないし省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

実施の形態1.
図1〜図8は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
本実施の形態で形成する半導体装置は、図1に示すシリコン基板1の主面上に形成される。まず、図示しないが、シリコン基板1の表面に素子分離を形成する。次に、シリコン基板1の主面上にゲート絶縁膜2、ゲート電極3を形成する。ゲート絶縁膜2としては、例えば、2〜3nm程度の膜厚のシリコン酸化膜を形成する。ゲート電極3としては、例えば、100〜150nm程度の膜厚の多結晶シリコン膜を形成する。
次に、シリコン基板1の上に、化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition;CVD法)などにより全面にシリコン酸化膜を形成する。さらに、このシリコン酸化膜を全面エッチバックする。この結果、図1に示すように、ゲート絶縁膜2、ゲート電極3の側面に、サイドウォール4が形成される。
Embodiment 1 FIG.
1 to 8 are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment.
The semiconductor device formed in this embodiment is formed on the main surface of silicon substrate 1 shown in FIG. First, although not shown, element isolation is formed on the surface of the silicon substrate 1. Next, a gate insulating film 2 and a gate electrode 3 are formed on the main surface of the silicon substrate 1. As the gate insulating film 2, for example, a silicon oxide film having a thickness of about 2 to 3 nm is formed. As the gate electrode 3, for example, a polycrystalline silicon film having a thickness of about 100 to 150 nm is formed.
Next, a silicon oxide film is formed on the entire surface of the silicon substrate 1 by chemical vapor deposition (CVD). Further, the entire surface of the silicon oxide film is etched back. As a result, sidewalls 4 are formed on the side surfaces of the gate insulating film 2 and the gate electrode 3 as shown in FIG.

次に、図1に示したゲート電極3、サイドウォール4をマスクとして、シリコン基板1の表面に不純物をイオン注入する。さらに、シリコン基板1を熱処理する。この結果、図2に示すように、シリコン基板1の表面にソース・ドレイン5が形成される。   Next, impurities are ion-implanted into the surface of the silicon substrate 1 using the gate electrode 3 and the sidewalls 4 shown in FIG. Further, the silicon substrate 1 is heat treated. As a result, as shown in FIG. 2, the source / drain 5 is formed on the surface of the silicon substrate 1.

次に、図3に示すように、シリコン基板1の上に、全面にシリサイド化用金属膜6を形成する。この膜は、シリコン基板1とシリサイド化反応を生じさせる膜とする。例えば、Ni(ニッケル)膜を5〜10nm程度の膜厚で形成する。さらに、図4に示すように、シリサイド化用金属膜6の上にストレス膜7を形成する。例えば、TiN(窒化チタン)膜を5〜10nm程度の膜厚で成膜し、その上にCo(コバルト)膜を5〜10nm程度の膜厚で成膜した積層膜を形成する。この膜は、後の工程でシリサイド化用金属膜6をシリコン基板1とシリサイド化反応させる際に、その膜自身の内部に引っ張り応力を発生する膜(以下、その膜を「引っ張り応力を有する膜」という)である。(同様に、膜がその膜自身の内部に圧縮応力を発生する場合、その膜を「圧縮応力を有する膜」と言う。)   Next, as shown in FIG. 3, a silicidation metal film 6 is formed on the entire surface of the silicon substrate 1. This film is a film that causes a silicidation reaction with the silicon substrate 1. For example, a Ni (nickel) film is formed with a thickness of about 5 to 10 nm. Further, as shown in FIG. 4, a stress film 7 is formed on the silicidation metal film 6. For example, a TiN (titanium nitride) film is formed with a film thickness of about 5 to 10 nm, and a Co (cobalt) film is formed thereon with a film thickness of about 5 to 10 nm. This film is a film that generates tensile stress inside the film itself (hereinafter referred to as “film having tensile stress”) when the silicidation metal film 6 is silicidized with the silicon substrate 1 in a later step. "). (Similarly, when a film generates a compressive stress inside the film itself, the film is referred to as a “film having a compressive stress”.)

次に、図4に示したシリコン基板1を熱処理して、シリサイド化用金属膜6をシリコン基板1とシリサイド化反応させる。これと同時に、シリサイド化用金属膜6をゲート電極3とシリサイド化反応させる。
上記シリサイド化反応させる熱処理(以下、「シリサイド化アニール」という)は、例えば100〜450℃程度の温度のランプアニールとする。上記の温度で熱処理することにより、シリサイド化用金属膜(ニッケル膜)6をシリコン基板1およびゲート電極3とシリサイド化反応させることができる。
Next, the silicon substrate 1 shown in FIG. 4 is heat-treated to cause the silicidation metal film 6 to undergo a silicidation reaction with the silicon substrate 1. At the same time, the silicidation metal film 6 undergoes a silicidation reaction with the gate electrode 3.
The heat treatment for the silicidation reaction (hereinafter referred to as “silicidation annealing”) is, for example, lamp annealing at a temperature of about 100 to 450 ° C. By performing heat treatment at the above temperature, the silicidation metal film (nickel film) 6 can be silicidized with the silicon substrate 1 and the gate electrode 3.

上記シリサイド化反応の結果、図5に示すように、ソース・ドレイン5の表面にNiモノシリサイド(NiSi)層8aが形成される。また、ゲート電極3の表面にNiモノシリサイド(NiSi)層8bが形成される。このとき、これらのシリサイド化反応により消費されなかったシリサイド化用金属膜6a(以下、「未反応のシリサイド化用金属膜6a」という)が、シリコン基板1、ゲート電極3、およびサイドウォール4の上に残留している。   As a result of the silicidation reaction, a Ni monosilicide (NiSi) layer 8a is formed on the surface of the source / drain 5 as shown in FIG. In addition, a Ni monosilicide (NiSi) layer 8 b is formed on the surface of the gate electrode 3. At this time, the silicidation metal film 6 a (hereinafter referred to as “unreacted silicidation metal film 6 a”) that has not been consumed by the silicidation reaction is formed on the silicon substrate 1, the gate electrode 3, and the sidewall 4. Remains on top.

上記シリサイド化反応において、図5に示したNiモノシリサイド(NiSi)層8aは、ファセット形状25(図26参照)を有していない。この理由について説明する。一般に固相反応では、ストレスの存在により反応が異常に速く進んだり、逆に遅くなったりすることが知られている。従って、シリサイド化用金属膜6とシリコン基板1とのシリサイド化反応の反応速度を抑制することが可能である。
ここで、上記シリサイド化アニールを行う際の、図4に示した点線部分Aの拡大図を図6に示す。シリサイド化アニールを行う際には、ストレス膜7は、引っ張り応力10a(0.2GPa程度)を有している。これに対応するように、シリサイド化用金属膜6は、圧縮応力10b(0.2GPa程度)を有している。つまり、シリサイド化用金属膜6に引っ張り応力のストレスが与えられた状態で、シリサイド化アニールが行われている。
このようにシリサイド化アニールを行うことにより、シリサイド化用金属膜6とシリコン基板1とのシリサイド化反応の反応速度を抑制することができる。これにより、ソース・ドレイン5に、ファセット形状を有しないNiモノシリサイド(NiSi)層8aを形成することができる。
In the silicidation reaction, the Ni monosilicide (NiSi) layer 8a shown in FIG. 5 does not have the facet shape 25 (see FIG. 26). The reason for this will be described. In general, it is known that in a solid phase reaction, the reaction proceeds abnormally fast due to the presence of stress, or conversely slows. Therefore, the reaction rate of the silicidation reaction between the silicidation metal film 6 and the silicon substrate 1 can be suppressed.
Here, FIG. 6 shows an enlarged view of the dotted line portion A shown in FIG. 4 when the silicidation annealing is performed. When the silicidation annealing is performed, the stress film 7 has a tensile stress 10a (about 0.2 GPa). Correspondingly, the silicidation metal film 6 has a compressive stress of 10b (about 0.2 GPa). That is, silicidation annealing is performed in a state where tensile stress is applied to the silicidation metal film 6.
By performing the silicidation annealing in this way, the reaction rate of the silicidation reaction between the silicidation metal film 6 and the silicon substrate 1 can be suppressed. Thereby, a Ni monosilicide (NiSi) layer 8 a having no facet shape can be formed on the source / drain 5.

次に、図5に示した未反応のシリサイド化用金属膜6a、およびその上のストレス膜7を薬液などにより除去する。この結果、図7に示すように、ソース・ドレイン5の表面にNiモノシリサイド層8aが露出し、ゲート電極3の表面にNiモノシリサイド層8bが露出する。
以上説明した製造方法により、シリコン基板1の主面上にトランジスタが形成される。さらに、図8に示すように、シリコン基板1の上に、シリコン酸化膜などの層間絶縁膜9を全面に成膜する。
Next, the unreacted silicidation metal film 6a shown in FIG. 5 and the stress film 7 thereon are removed with a chemical solution or the like. As a result, as shown in FIG. 7, the Ni monosilicide layer 8 a is exposed on the surface of the source / drain 5, and the Ni monosilicide layer 8 b is exposed on the surface of the gate electrode 3.
A transistor is formed on the main surface of the silicon substrate 1 by the manufacturing method described above. Further, as shown in FIG. 8, an interlayer insulating film 9 such as a silicon oxide film is formed on the entire surface of the silicon substrate 1.

本実施の形態では、シリサイド化用金属膜6としてNi膜を用いるようにした。シリサイド化用金属膜6は、Ti(チタン)膜、Co(コバルト)膜、W(タングステン)膜などの膜であっても良い。または、NiN(窒化ニッケル)膜、TiN(窒化チタン)膜、CoN(窒化コバルト)膜、WN(窒化タングステン)膜であっても良い。またあるいは、Ni膜とNiN膜との積層膜、Ti膜とTiNとの積層膜、Co膜とCoN膜との積層膜、W膜とWN膜との積層膜のうち、いずれかの積層膜であっても良い。
これらの膜は、いずれもシリコンとシリサイド化反応を生じさせる膜である。このため、これらの膜は、シリサイド化アニールによりシリコン基板1とシリサイド化反応し、ソース・ドレイン5に金属シリサイド層を形成させることができる。
In this embodiment, a Ni film is used as the silicidation metal film 6. The silicidation metal film 6 may be a film such as a Ti (titanium) film, a Co (cobalt) film, or a W (tungsten) film. Alternatively, a NiN (nickel nitride) film, a TiN (titanium nitride) film, a CoN (cobalt nitride) film, or a WN (tungsten nitride) film may be used. Alternatively, any one of a laminated film of a Ni film and a NiN film, a laminated film of a Ti film and TiN, a laminated film of a Co film and a CoN film, and a laminated film of a W film and a WN film may be used. There may be.
These films are films that cause a silicidation reaction with silicon. For this reason, these films can undergo a silicidation reaction with the silicon substrate 1 by silicidation annealing to form a metal silicide layer on the source / drain 5.

また、本実施の形態ではシリコン基板1の上にシリサイド化用金属膜6を形成し(図3参照)、その上にストレス膜7を形成する(図4参照)ようにした。しかし、シリサイド化用金属膜6の上にTiN膜などのキャップ膜を形成し、その上にストレス膜7を形成するようにしても良い。このキャップ膜は、シリサイド化アニールの際に、金属シリサイド層の異常酸化を防止するための膜である。   In this embodiment, the silicidation metal film 6 is formed on the silicon substrate 1 (see FIG. 3), and the stress film 7 is formed thereon (see FIG. 4). However, a cap film such as a TiN film may be formed on the silicidation metal film 6 and the stress film 7 may be formed thereon. This cap film is a film for preventing abnormal oxidation of the metal silicide layer during silicidation annealing.

次に、本実施の形態の製造方法により形成されたトランジスタのソース・ドレイン5と、シリコン基板1との間の接合リーク電流を評価した結果について説明する。
図9は、図8に示したソース・ドレイン5とシリコン基板1との間の接合リーク電流をプロットしたグラフである。このグラフでは、プロットされた曲線が左側にシフトするほど、リーク電流が小さいことを示している。
本実施の形態により形成されたソース・ドレイン5とシリコン基板1との間の接合リーク電流が、曲線11aにプロットされている。また、従来技術により形成されたソース・ドレインとシリコン基板との間の接合リーク電流が、曲線11bにプロットされている。両者を比較すると、曲線11aは、曲線11bよりも全体的に左側にシフトしている。従って、本実施の形態により形成されたソース・ドレイン5とシリコン基板1との間の接合リーク電流は、従来技術と比較して減少していることが確認された。
これは、本実施の形態により形成したトランジスタのソース・ドレイン5に、ファセット形状を有しないNiモノシリサイド層8aが形成されたためと考えられる。従って、本実施の形態の製造方法により、ソース・ドレイン5と、シリコン基板1との間の接合リーク電流を減少させることができる。
Next, the result of evaluating the junction leakage current between the source / drain 5 of the transistor formed by the manufacturing method of the present embodiment and the silicon substrate 1 will be described.
FIG. 9 is a graph plotting the junction leakage current between the source / drain 5 and the silicon substrate 1 shown in FIG. This graph shows that the leak current is smaller as the plotted curve is shifted to the left side.
A junction leakage current between the source / drain 5 and the silicon substrate 1 formed according to the present embodiment is plotted in a curve 11a. Further, the junction leakage current between the source / drain formed by the conventional technique and the silicon substrate is plotted in a curve 11b. When both are compared, the curve 11a is shifted to the left as a whole than the curve 11b. Therefore, it was confirmed that the junction leakage current between the source / drain 5 formed according to the present embodiment and the silicon substrate 1 is reduced as compared with the prior art.
This is presumably because the Ni monosilicide layer 8a having no facet shape was formed on the source / drain 5 of the transistor formed according to the present embodiment. Therefore, the junction leakage current between the source / drain 5 and the silicon substrate 1 can be reduced by the manufacturing method of the present embodiment.

次に、本実施の形態の変形例について説明する。
図4に示したストレス膜7としては、引っ張り応力を有する膜(TiN膜およびCo膜の積層膜)を形成した。しかし、上記ストレス膜7は、上記シリサイド化アニールを行う際に、圧縮応力を有する膜であっても良い。例えば、TiN膜、W(タングステン)膜を順次積層した膜を形成するようにしても良い。またはTiN膜、WN(窒化タングステン)膜、およびW(タングステン)膜を順次積層した膜を形成するようにしても良い。
この場合の、シリサイド化アニールにおける、ストレス膜7、シリサイド化用金属膜6の有する応力を図10に示す。ストレス膜7は、3.1GPa程度の圧縮応力12aを有している。この応力に対応するように、シリサイド化用金属膜6は引っ張り応力12bを有している。つまり、シリサイド化用金属膜6に圧縮応力のストレスが与えられた状態で、シリサイド化アニールが行われている。
Next, a modification of the present embodiment will be described.
As the stress film 7 shown in FIG. 4, a film having a tensile stress (a laminated film of a TiN film and a Co film) was formed. However, the stress film 7 may be a film having compressive stress when the silicidation annealing is performed. For example, a film in which a TiN film and a W (tungsten) film are sequentially stacked may be formed. Alternatively, a film in which a TiN film, a WN (tungsten nitride) film, and a W (tungsten) film are sequentially stacked may be formed.
FIG. 10 shows stresses that the stress film 7 and the silicidation metal film 6 have in silicidation annealing in this case. The stress film 7 has a compressive stress 12a of about 3.1 GPa. Corresponding to this stress, the silicidation metal film 6 has a tensile stress 12b. That is, silicidation annealing is performed in a state where compressive stress is applied to the silicidation metal film 6.

この方法により形成されたトランジスタのソース・ドレインと、シリコン基板との間の接合リーク電流については、現在データを取得中である。(シリサイド化用金属膜の材料により、シリサイド化用金属膜6とシリコン基板1とのシリサイド化反応の反応速度を抑制できる可能性があると考えられる。)
ここで、従来技術においては、シリサイド化用金属の上にTiNキャップ膜を積層した状態で、その上にストレス膜が形成されることなく、シリサイド化アニールが行われていた。この場合、TiNキャップ膜は1.8GPa程度の圧縮応力を有しているが、金属シリサイド層の異常酸化を十分に防止できなかった。従って本変形例のようにストレス膜として圧縮応力を有する膜を用いる場合は、1.8GPaより大きい圧縮応力を有する膜を用いることが好適であると予想されている。
Data on the junction leakage current between the source / drain of the transistor formed by this method and the silicon substrate is currently being acquired. (It is considered that there is a possibility that the reaction rate of the silicidation reaction between the silicidation metal film 6 and the silicon substrate 1 can be suppressed by the material of the silicidation metal film.)
Here, in the prior art, silicidation annealing is performed in a state where a TiN cap film is laminated on a silicidation metal without forming a stress film thereon. In this case, although the TiN cap film has a compressive stress of about 1.8 GPa, the abnormal oxidation of the metal silicide layer could not be sufficiently prevented. Therefore, when a film having a compressive stress is used as the stress film as in this modification, it is expected that a film having a compressive stress greater than 1.8 GPa is preferably used.

実施の形態2.
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。ここでは、実施の形態1と異なる構成を中心に説明する。
まず、実施の形態1と同様にして、シリコン基板1の上に素子分離を形成する工程から、シリサイド化用金属膜(Ni膜)6を形成するまでの工程(図1〜図3参照)を行う。
次に、図11に示すように、シリサイド化用金属膜6の上に合金化用金属膜13を形成する。この膜は、後のシリサイド化アニールにおいて、シリサイド化用金属膜6と合金化反応を生じ得る膜とする。また、その際に、引っ張り応力を有する膜とする。
次に、合金化用金属膜13の上に、ストレス膜7を実施の形態1と同様にして形成する。
Embodiment 2. FIG.
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment will be described. Here, the configuration different from that of the first embodiment will be mainly described.
First, in the same manner as in the first embodiment, the process from the step of forming element isolation on the silicon substrate 1 to the step of forming the silicidation metal film (Ni film) 6 (see FIGS. 1 to 3). Do.
Next, as shown in FIG. 11, an alloying metal film 13 is formed on the silicidation metal film 6. This film is a film that can cause an alloying reaction with the silicidation metal film 6 in the subsequent silicidation annealing. At that time, a film having tensile stress is used.
Next, the stress film 7 is formed on the alloying metal film 13 in the same manner as in the first embodiment.

上述したシリサイド化用金属膜6と合金化用金属膜13は、同一装置で連続的に形成するようにしても良い。例えば、シリサイド化用金属膜6を成膜するチャンバと、合金化用金属膜13を成膜するチャンバとを備えたクラスタツールを用いて形成する。
図12に、上記クラスタツールの構成例を示す。このクラスタツールは搬送系ユニット14、15を備えている。搬送系ユニット14の周囲には、シリサイド化用金属膜(Ni膜等)成膜用チャンバ14a、キャップ膜(TiN膜等)成膜用チャンバ14b、合金化用金属膜(Co膜、W膜等)成膜用チャンバ14c、14dが備えられている。搬送系ユニット15の周囲には、スパッタエッチチャンバ15a、デガス(degassig extrusion;順次式ガス抜き押し出し)チャンバ15b、ロードロックチャンバ15c、冷却用チャンバ15dが備えられている。
上記構成のクラスタツールを用いることにより、シリサイド化用金属膜6、合金化用金属膜13を同一の装置で連続的に形成することができる。このように形成することにより、これらの膜の界面の酸化、汚染を防止することができる。これにより、シリサイド化用金属膜6がシリコン基板1とシリサイド化反応する際に、金属シリサイド層が異常成長することを抑制できる。
The above-described silicidation metal film 6 and alloying metal film 13 may be continuously formed by the same apparatus. For example, it is formed by using a cluster tool including a chamber for forming the silicidation metal film 6 and a chamber for forming the alloying metal film 13.
FIG. 12 shows a configuration example of the cluster tool. This cluster tool includes transport system units 14 and 15. Around the transfer system unit 14, a silicidation metal film (Ni film or the like) film formation chamber 14a, a cap film (TiN film or the like) film formation chamber 14b, an alloying metal film (Co film, W film or the like) ) Deposition chambers 14c and 14d are provided. Around the transport system unit 15, a sputter etch chamber 15a, a degas (degassig extrusion) chamber 15b, a load lock chamber 15c, and a cooling chamber 15d are provided.
By using the cluster tool having the above configuration, the silicidation metal film 6 and the alloying metal film 13 can be continuously formed by the same apparatus. By forming in this way, oxidation and contamination at the interface of these films can be prevented. Thereby, when the silicidation metal film 6 undergoes a silicidation reaction with the silicon substrate 1, it is possible to suppress abnormal growth of the metal silicide layer.

次に、図11に示したシリコン基板1を熱処理し、シリサイド化アニールを行う。その結果、図13に示すように、ソース・ドレイン5の表面にNiモノシリサイド(NiSi)層8aが形成される。また、ゲート電極3の表面にNiモノシリサイド(NiSi)層8bが形成される。
このとき、合金化用金属膜13は、シリサイド化用金属膜6(またはストレス膜7)と合金化反応を起こす。これに伴い、これらの膜は、体積変化を起こす。前述したように、合金化用金属膜13は、合金化反応の際に、引っ張り応力を有する膜である。よってこのとき、シリサイド化用金属膜6には、引っ張り応力のストレスが与えられる。
Next, the silicon substrate 1 shown in FIG. 11 is heat-treated and silicidation annealing is performed. As a result, a Ni monosilicide (NiSi) layer 8a is formed on the surface of the source / drain 5 as shown in FIG. In addition, a Ni monosilicide (NiSi) layer 8 b is formed on the surface of the gate electrode 3.
At this time, the alloying metal film 13 causes an alloying reaction with the silicidation metal film 6 (or the stress film 7). Along with this, these films undergo volume changes. As described above, the alloying metal film 13 is a film having a tensile stress during the alloying reaction. Therefore, at this time, a tensile stress is applied to the silicidation metal film 6.

上記シリサイド化アニールの際の、図11の点線部分Aの拡大図を図14に示す。シリサイド化アニールを行う際に、合金化用金属膜13は引っ張り応力16aを有している。この応力に対応するように、シリサイド化用金属膜6は圧縮応力16bを有している。つまり、シリサイド化用金属膜6に引っ張り応力のストレスが与えられた状態で、シリサイド化アニールが行われている。
このため、実施の形態1と同様に、シリサイド化用金属膜6とシリコン基板1とのシリサイド化反応の反応速度を抑制することができる。従って、ソース・ドレイン5に、ファセット形状を有しないNiモノシリサイド(NiSi)層8aを形成することができる。
本実施の形態のその他の構成については、実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。
FIG. 14 shows an enlarged view of a dotted line portion A in FIG. 11 during the silicidation annealing. When the silicidation annealing is performed, the alloying metal film 13 has a tensile stress 16a. Corresponding to this stress, the silicidation metal film 6 has a compressive stress 16b. That is, silicidation annealing is performed in a state where tensile stress is applied to the silicidation metal film 6.
Therefore, as in the first embodiment, the reaction rate of the silicidation reaction between the silicidation metal film 6 and the silicon substrate 1 can be suppressed. Therefore, a Ni monosilicide (NiSi) layer 8 a having no facet shape can be formed on the source / drain 5.
Other configurations of the present embodiment are the same as those of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

以上説明したように、本実施の形態の製造方法によれば、トランジスタのソース・ドレイン5に、ファセット形状を有しないNiモノシリサイド層8aを形成することができる。従って、実施の形態1と同様に、ソース・ドレイン5と、シリコン基板1との間の接合リーク電流を減少させることができる。   As described above, according to the manufacturing method of the present embodiment, the Ni monosilicide layer 8a having no facet shape can be formed on the source / drain 5 of the transistor. Therefore, as in the first embodiment, the junction leakage current between the source / drain 5 and the silicon substrate 1 can be reduced.

実施の形態3.
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。ここでは、実施の形態1と異なる構成を中心に説明する。
まず、実施の形態1と同様にして、シリコン基板1の上に素子分離を形成する工程から、シリサイド化用金属膜(Ni膜)6を形成するまでの工程(図1〜図3参照)を行う。
次に、図15に示すように、シリサイド化用金属膜6の上にキャップ膜17を形成する。例えば、TiN膜などの金属窒化膜を5〜10nm程度の膜厚で形成する。さらに、その上に、金属膜18を形成する。例えば、Co膜、Ti膜、W膜、Ni膜などの純金属膜を50nm以上の膜厚、例えば50〜100nm程度の膜厚で形成する。
Embodiment 3 FIG.
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment will be described. Here, the configuration different from that of the first embodiment will be mainly described.
First, in the same manner as in the first embodiment, the process from the step of forming element isolation on the silicon substrate 1 to the step of forming the silicidation metal film (Ni film) 6 (see FIGS. 1 to 3). Do.
Next, as shown in FIG. 15, a cap film 17 is formed on the silicidation metal film 6. For example, a metal nitride film such as a TiN film is formed with a thickness of about 5 to 10 nm. Further, a metal film 18 is formed thereon. For example, a pure metal film such as a Co film, a Ti film, a W film, or a Ni film is formed with a thickness of 50 nm or more, for example, a thickness of about 50 to 100 nm.

次に、図15に示したシリコン基板1を熱処理し、シリサイド化アニールを行う。この熱処理は、赤外線ランプ加熱式アニール装置を用いて行う。この装置を用いて熱処理する場合、被熱処理膜の最表面の反射率を大きくすると、被熱処理膜の深さ方向に温度勾配をもたせることができる。ここで、金属膜18は50〜100nm程度の膜厚で形成されているので、表面の反射率が上昇し、赤外線が透過しにくくなっている。このため、上記アニールでは金属膜18の温度は高くなるが、シリサイド化用金属膜6の温度は、あまり上昇しない。すると、金属膜18とシリサイド化用金属膜6の熱膨張が異なるため、それぞれの膜に応力が発生する。
上記シリサイド化アニールの際の、図15の点線部分Aの拡大図を図16に示す。このとき、金属膜18、キャップ膜17は、引っ張り応力19aを有している。この応力に対応するように、シリサイド化用金属膜6は圧縮応力19bを有している。つまり、シリサイド化用金属膜6に引っ張り応力のストレスが与えられた状態で、シリサイド化アニールが行われている。
Next, the silicon substrate 1 shown in FIG. 15 is heat-treated and silicidation annealing is performed. This heat treatment is performed using an infrared lamp heating type annealing apparatus. When heat treatment is performed using this apparatus, a temperature gradient can be provided in the depth direction of the film to be heat-treated by increasing the reflectance of the outermost surface of the film to be heat-treated. Here, since the metal film 18 is formed with a film thickness of about 50 to 100 nm, the reflectance of the surface is increased, and infrared rays are hardly transmitted. For this reason, in the annealing, the temperature of the metal film 18 increases, but the temperature of the silicidation metal film 6 does not increase so much. Then, since the thermal expansions of the metal film 18 and the silicidation metal film 6 are different, stress is generated in each film.
FIG. 16 shows an enlarged view of a dotted line portion A in FIG. 15 during the silicidation annealing. At this time, the metal film 18 and the cap film 17 have a tensile stress 19a. Corresponding to this stress, the silicidation metal film 6 has a compressive stress 19b. That is, silicidation annealing is performed in a state where tensile stress is applied to the silicidation metal film 6.

上述したシリサイド化アニールの結果、図17に示すように、ソース・ドレイン5の表面にNiモノシリサイド(NiSi)層8aが形成される。また、ゲート電極3の表面にNiモノシリサイド(NiSi)層8bが形成される。
このとき、実施の形態1と同様に、シリサイド化用金属膜6とシリコン基板1とのシリサイド化反応の反応速度を抑制することができる。従って、ソース・ドレイン5に、ファセット形状を有しないNiモノシリサイド(NiSi)層8aを形成することができる。
本実施の形態のその他の構成については、実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。
As a result of the silicidation annealing described above, a Ni monosilicide (NiSi) layer 8a is formed on the surface of the source / drain 5 as shown in FIG. In addition, a Ni monosilicide (NiSi) layer 8 b is formed on the surface of the gate electrode 3.
At this time, as in the first embodiment, the reaction rate of the silicidation reaction between the silicidation metal film 6 and the silicon substrate 1 can be suppressed. Therefore, a Ni monosilicide (NiSi) layer 8 a having no facet shape can be formed on the source / drain 5.
Other configurations of the present embodiment are the same as those of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

以上説明したように、本実施の形態の製造方法によれば、トランジスタのソース・ドレイン5に、ファセット形状を有しないNiモノシリサイド層8aを形成することができる。従って、実施の形態1と同様に、ソース・ドレイン5と、シリコン基板1との間の接合リーク電流を減少させることができる。   As described above, according to the manufacturing method of the present embodiment, the Ni monosilicide layer 8a having no facet shape can be formed on the source / drain 5 of the transistor. Therefore, as in the first embodiment, the junction leakage current between the source / drain 5 and the silicon substrate 1 can be reduced.

実施の形態4.
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。ここでは、実施の形態1と異なる構成を中心に説明する。
まず、実施の形態1と同様にして、シリコン基板1の上に素子分離を形成する工程から、シリコン基板1の表面にソース・ドレイン5を形成するまでの工程(図1〜図2参照)を行う。
Embodiment 4 FIG.
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment will be described. Here, the configuration different from that of the first embodiment will be mainly described.
First, in the same manner as in the first embodiment, the steps from the step of forming element isolation on the silicon substrate 1 to the step of forming the source / drain 5 on the surface of the silicon substrate 1 (see FIGS. 1 to 2). Do.

次に、図18(a)に示すように、シリコン基板1の裏面に、裏面ストレス膜20を形成する。ここでは、裏面ストレス膜20を形成した段階で、シリコン基板1の裏面側が凹形状となるように、引っ張り応力を有する膜を形成する。ここで、図18(a)の点線部分Aの拡大図を図18(b)に示す。裏面ストレス膜20は、引っ張り応力を有する膜であるため、シリコン基板1の裏面側が凹形状となるように、反り21が発生する。   Next, as shown in FIG. 18A, a back surface stress film 20 is formed on the back surface of the silicon substrate 1. Here, when the back surface stress film 20 is formed, a film having tensile stress is formed so that the back surface side of the silicon substrate 1 has a concave shape. Here, an enlarged view of a dotted line portion A in FIG. 18A is shown in FIG. Since the back surface stress film 20 is a film having a tensile stress, the warp 21 occurs so that the back surface side of the silicon substrate 1 has a concave shape.

次に、図19(a)に示すように、シリコン基板1の上にシリサイド化用金属膜6を形成する。図19(a)の点線部分Aの拡大図を図19(b)に示す。シリコン基板1には反り21が残留した状態のままである。
次に、図20(a)に示すように、裏面ストレス膜20を除去する。図20(a)の点線部分Aの拡大図を図20(b)に示す。シリコン基板1には反りがなくなり、平坦になっている。シリサイド化用金属膜6は、シリコン基板1に反り21が発生した状態で形成されたものである。このため、シリサイド化用金属膜6は圧縮応力22を有している。
Next, as shown in FIG. 19A, a silicidation metal film 6 is formed on the silicon substrate 1. An enlarged view of the dotted line portion A in FIG. 19A is shown in FIG. The warp 21 remains on the silicon substrate 1.
Next, as shown in FIG. 20A, the back stress film 20 is removed. An enlarged view of the dotted line portion A in FIG. 20A is shown in FIG. The silicon substrate 1 is flat and flat. The silicidation metal film 6 is formed in a state where the warp 21 is generated in the silicon substrate 1. Therefore, the silicidation metal film 6 has a compressive stress 22.

次に、図20(a)に示したシリコン基板1を熱処理し、シリサイド化アニールを行う。その結果、図21に示すように、ソース・ドレイン5の表面にNiモノシリサイド(NiSi)層8aが形成される。また、ゲート電極3の表面にNiモノシリサイド(NiSi)層8bが形成される。
このとき、シリサイド化用金属膜6が圧縮応力22を有した状態で、シリサイド化アニールが行われる。
このため、実施の形態1と同様に、シリサイド化用金属膜6とシリコン基板1とのシリサイド化反応の反応速度を抑制することができる。従って、ソース・ドレイン5に、ファセット形状を有しないNiモノシリサイド(NiSi)層8aを形成することができる。
Next, the silicon substrate 1 shown in FIG. 20A is heat-treated and silicidation annealing is performed. As a result, a Ni monosilicide (NiSi) layer 8a is formed on the surface of the source / drain 5 as shown in FIG. In addition, a Ni monosilicide (NiSi) layer 8 b is formed on the surface of the gate electrode 3.
At this time, silicidation annealing is performed with the silicidation metal film 6 having the compressive stress 22.
Therefore, as in the first embodiment, the reaction rate of the silicidation reaction between the silicidation metal film 6 and the silicon substrate 1 can be suppressed. Therefore, a Ni monosilicide (NiSi) layer 8 a having no facet shape can be formed on the source / drain 5.

以上説明したように、本実施の形態の製造方法によれば、トランジスタのソース・ドレイン5に、ファセット形状を有しないNiモノシリサイド層8aを形成することができる。従って、実施の形態1と同様に、ソース・ドレイン5と、シリコン基板1との間の接合リーク電流を減少させることができる。
その他の構成については、実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。
As described above, according to the manufacturing method of the present embodiment, the Ni monosilicide layer 8a having no facet shape can be formed on the source / drain 5 of the transistor. Therefore, as in the first embodiment, the junction leakage current between the source / drain 5 and the silicon substrate 1 can be reduced.
Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

次に、本実施の形態の変形例について説明する。
図18(a)(b)に示した裏面ストレス膜20としては、その膜を形成した段階で、引っ張り応力を有する膜を形成した。しかし、上記裏面ストレス膜20は、その膜を形成した段階で、圧縮応力を有する膜であっても良い。
Next, a modification of the present embodiment will be described.
As the back stress film 20 shown in FIGS. 18A and 18B, a film having tensile stress was formed at the stage of forming the film. However, the back stress film 20 may be a film having compressive stress when the film is formed.

この場合の、図18(b)、図19(b)、図20(b)に対応する部分の断面図を、それぞれ図22、図23、図24に示す。まず、図22に示すように、裏面ストレス膜20として、圧縮応力を有する膜を形成する。すると、シリコン基板1の主面側が凹形状となるように、反り23が発生する。次に、図23に示すようにシリコン基板1の上にシリサイド化用金属膜6を形成する。ここではシリコン基板1には反り23が残留した状態のままである。次に、図24に示すように、裏面ストレス膜20を除去する。すると、シリコン基板1には反りがなくなり、平坦になっている。ここでシリサイド化用金属6は、シリコン基板1に反り23が発生した状態で形成されたものである。このため、シリサイド化用金属膜6は、引っ張り応力24を有している。
この場合、シリサイド化用金属膜6が引っ張り応力24を有した状態で、シリサイド化アニールが行われる。
本変形例によれば、実施の形態1の変形例で述べたように、シリサイド化用金属膜6とシリコン基板1とのシリサイド化反応の反応速度を抑制できる可能性があると考えられる。
In this case, cross-sectional views corresponding to FIGS. 18B, 19B, and 20B are shown in FIGS. 22, 23, and 24, respectively. First, as shown in FIG. 22, a film having compressive stress is formed as the back stress film 20. Then, the warp 23 occurs so that the main surface side of the silicon substrate 1 has a concave shape. Next, a silicidation metal film 6 is formed on the silicon substrate 1 as shown in FIG. Here, the warp 23 remains in the silicon substrate 1. Next, as shown in FIG. 24, the back surface stress film 20 is removed. Then, the silicon substrate 1 is flat without being warped. Here, the siliciding metal 6 is formed in a state in which the warp 23 is generated in the silicon substrate 1. For this reason, the silicidation metal film 6 has a tensile stress 24.
In this case, silicidation annealing is performed in a state where the silicidation metal film 6 has a tensile stress 24.
According to this modification, as described in the modification of the first embodiment, there is a possibility that the reaction rate of the silicidation reaction between the silicidation metal film 6 and the silicon substrate 1 may be suppressed.

本実施の形態(図18〜図21)に示した製造方法では、引っ張り応力を有する裏面ストレス膜20を形成後、シリサイド化用金属膜6を形成し、その後に裏面ストレス膜20を除去することによって、シリサイド化アニールの際に、シリサイド化用金属膜6が圧縮応力22を有するようにした。
上記アニールの際にシリサイド化用金属膜6が圧縮応力を有するためには、シリサイド化用金属膜6を形成後に、シリコン基板1の主面側が凹形状となるように裏面ストレス膜を形成して、シリサイド化アニールを行うようにしても良い。この場合には、裏面ストレス膜としては、圧縮応力を有する膜を形成する。このようにしても、シリサイド化用金属膜6が圧縮応力を有した状態で、シリサイド化アニールを行うことが可能である。上記のようにしてシリサイド化アニールを行い、その後に裏面ストレス膜20を除去すれば、本実施の形態(図18〜図21)と同様の効果を得ることができる。
In the manufacturing method shown in the present embodiment (FIGS. 18 to 21), after forming the back stress film 20 having tensile stress, the silicidation metal film 6 is formed, and then the back stress film 20 is removed. Thus, the silicidation metal film 6 has a compressive stress 22 during silicidation annealing.
In order for the silicidation metal film 6 to have a compressive stress during the annealing, a back stress film is formed so that the main surface side of the silicon substrate 1 has a concave shape after the formation of the silicidation metal film 6. Alternatively, silicidation annealing may be performed. In this case, a film having compressive stress is formed as the back stress film. Even in this case, silicidation annealing can be performed in a state where the silicidation metal film 6 has a compressive stress. If silicidation annealing is performed as described above and then the back stress film 20 is removed, the same effects as in the present embodiment (FIGS. 18 to 21) can be obtained.

実施の形態1に係る半導体装置の製造方法を示す図。FIG. 6 shows a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る半導体装置の製造方法を示す図。FIG. 6 shows a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る半導体装置の製造方法を示す図。FIG. 6 shows a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る半導体装置の製造方法を示す図。FIG. 6 shows a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る半導体装置の製造方法を示す図。FIG. 6 shows a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. シリサイド化アニールの際に発生する応力を示す図。The figure which shows the stress which generate | occur | produces in silicidation annealing. 実施の形態1に係る半導体装置の製造方法を示す図。FIG. 6 shows a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る半導体装置の製造方法を示す図。FIG. 6 shows a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. ソース・ドレインと基板との界面の接合リーク電流を示す図。The figure which shows the junction leakage current of the interface of a source / drain and a board | substrate. シリサイド化アニールの際に発生する応力を示す図。The figure which shows the stress which generate | occur | produces in silicidation annealing. 実施の形態2に係る半導体装置の製造方法を示す図。FIG. 6 shows a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment. 実施の形態2に係る半導体製造装置の構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a semiconductor manufacturing apparatus according to a second embodiment. 実施の形態2に係る半導体装置の製造方法を示す図。FIG. 6 shows a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment. シリサイド化アニールの際に発生する応力を示す図。The figure which shows the stress which generate | occur | produces in silicidation annealing. 実施の形態3に係る半導体装置の製造方法を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a method for manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment. シリサイド化アニールの際に発生する応力を示す図。The figure which shows the stress which generate | occur | produces in silicidation annealing. 実施の形態3に係る半導体装置の製造方法を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a method for manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment. 実施の形態4に係る半導体装置の製造方法を示す図。FIG. 6 shows a method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment. 実施の形態4に係る半導体装置の製造方法を示す図。FIG. 6 shows a method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment. 実施の形態4に係る半導体装置の製造方法を示す図。FIG. 6 shows a method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment. 実施の形態4に係る半導体装置の製造方法を示す図。FIG. 6 shows a method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment. 実施の形態4の変形例を示す図。FIG. 10 shows a modification of the fourth embodiment. 実施の形態4の変形例を示す図。FIG. 10 shows a modification of the fourth embodiment. 実施の形態4の変形例を示す図。FIG. 10 shows a modification of the fourth embodiment. 従来の半導体の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the conventional semiconductor. 金属シリサイド層のファセット形状を示す図。The figure which shows the facet shape of a metal silicide layer.

符号の説明Explanation of symbols

1 シリコン基板、2 ゲート絶縁膜、3 ゲート電極、4 サイドウォール、5 ソース・ドレイン、6シリサイド化用金属膜、7 ストレス膜、8a、8b Niモノシリサイド層、13 合金化用金属膜、17 キャップ膜、18 金属膜、20 裏面ストレス膜、25 ファセット形状。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate, 2 Gate insulating film, 3 Gate electrode, 4 Side wall, 5 Source / drain, 6 Metal film for silicidation, 7 Stress film, 8a, 8b Ni monosilicide layer, 13 Metal film for alloying, 17 Cap Film, 18 metal film, 20 back stress film, 25 faceted shape.

Claims (7)

シリコン基板上に、前記シリコン基板とシリサイド化反応を生じさせる第1の金属膜を形成する工程と、
前記第1の金属膜に引っ張り応力のストレスを印加しながら、前記第1の金属膜を前記シリコン基板とシリサイド化反応させる第1工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first metal film that causes a silicidation reaction with the silicon substrate on the silicon substrate;
A first step of causing a silicidation reaction between the first metal film and the silicon substrate while applying a tensile stress to the first metal film;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記第1工程は、前記第1の金属膜の上に、前記第1の金属膜と合金化反応を生じさせる第2の金属膜を形成する工程と、これらの金属膜の合金化反応により前記引っ張り応力のストレスを発生させる工程と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   The first step includes forming a second metal film that causes an alloying reaction with the first metal film on the first metal film, and an alloying reaction of these metal films to form the second metal film. The method for producing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of generating a tensile stress. 前記第1の金属膜および前記第2の金属膜は、同一の装置により連続して形成され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。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the first metal film and the second metal film are continuously formed by the same apparatus. 前記第1工程は、前記第1の金属膜の上に50nm以上の第3の金属膜を形成する工程と、前記第3の金属膜の表面を赤外線ランプアニールで熱処理することにより前記引っ張り応力のストレスを発生させる工程と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   The first step includes a step of forming a third metal film having a thickness of 50 nm or more on the first metal film, and heat-treating the surface of the third metal film by infrared lamp annealing to reduce the tensile stress. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of generating stress. シリコン基板の裏面に、前記シリコン基板の裏面側が凹形状となるように第1の膜を形成する工程と、
前記シリコン基板上に、前記シリコン基板とシリサイド化反応を生じさせる第1の金属膜を形成する工程と、
前記第1の膜を除去する工程と、
前記前記第1の金属膜を前記シリコン基板とシリサイド化反応させる工程と、
を順に施すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first film on the back surface of the silicon substrate so that the back surface side of the silicon substrate has a concave shape;
Forming a first metal film that causes a silicidation reaction with the silicon substrate on the silicon substrate;
Removing the first film;
The silicidation reaction of the first metal film with the silicon substrate;
In order.
シリコン基板上に、前記シリコン基板とシリサイド化反応を生じさせる第1の金属膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の裏面に、前記シリコン基板の主面側が凹形状となるように第1の膜を形成する工程と、
前記前記第1の金属膜を前記シリコン基板とシリサイド化反応させる工程と、
を順に施すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first metal film that causes a silicidation reaction with the silicon substrate on the silicon substrate;
Forming a first film on the back surface of the silicon substrate such that the main surface side of the silicon substrate has a concave shape;
The silicidation reaction of the first metal film with the silicon substrate;
In order.
前記シリサイド化反応させる工程は、100〜450℃の温度の熱処理により行われることを特徴とする請求項1〜6に記載の半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the silicidation step is performed by a heat treatment at a temperature of 100 to 450 ° C. 7.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008244059A (en) * 2007-03-27 2008-10-09 Renesas Technology Corp Manufacturing method of semiconductor device
JP2009522797A (en) * 2006-01-09 2009-06-11 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション Air break to improve silicide formation with composite cap

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