シリサイドの形成方法及び半導体装置
【課題】 ウェット洗浄工程を増加させることなく、かつ、より低温でシリサイドを形成することが可能なシリサイドの形成方法を提供すること。
【解決手段】 表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出している基板１０１上にシリサイドを形成するシリサイドの形成方法であって、基板１０１の温度を４００℃以上として、シリコンとシリコン酸化物とが露出している基板１０１の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給し、基板１０１の表面に露出したシリコンを選択的にマンガンシリサイド化する。
【解決手段】 表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出している基板１０１上にシリサイドを形成するシリサイドの形成方法であって、基板１０１の温度を４００℃以上として、シリコンとシリコン酸化物とが露出している基板１０１の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給し、基板１０１の表面に露出したシリコンを選択的にマンガンシリサイド化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シリサイドの形成方法及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動作電圧が低く、かつ、性能の良いトランジスタを得るため、スケーリング則に基いた微細化が行われている。微細化によりトランジスタのゲート長、ゲート幅、及びゲート絶縁膜の厚みが小さくなると、ゲート電極の電気抵抗や拡散層の電気抵抗などの寄生抵抗が増大する。この事情を克服するため、ゲート電極や拡散層の表面にチタン（Ｔｉ）やコバルト（Ｃｏ）といった金属を含んだシリサイドを形成して電気抵抗を下げることが行われている。
【０００３】
また、シリサイドを、ゲート電極や拡散層に対して自己整合的に形成するサリサイド技術も知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１４４６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、一般的にシリサイドを形成するためには、６００℃〜８００℃という高温処理が必要である。
【０００６】
また、サリサイド技術においては、ゲート電極や拡散層に対して自己整合的にシリサイドを形成できるので加工を簡略化できる利点があるものの、シリサイド化されずに、酸化シリコン膜上などに残った未反応の金属膜を薬液で溶解除去する必要があり、ウェット洗浄工程が増える、という事情がある。
【０００７】
この発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、ウェット洗浄工程を増加させることなく、かつ、より低温でシリサイドを形成することが可能なシリサイドの形成方法、及びこのシリサイドの形成方法を用いて形成された半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明の第１の態様に係るシリサイドの形成方法は、表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出している基板上にシリサイドを形成するシリサイドの形成方法であって、前記基板の温度を４００℃以上として、前記シリコンと前記シリコン酸化物とが露出している前記基板の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給し、前記基板の表面に露出した前記シリコンを選択的にマンガンシリサイド化する。
【０００９】
この発明の第２の態様に係るシリサイドの形成方法は、表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出している基板上にシリサイドを形成するシリサイドの形成方法であって、前記基板の温度を４００℃以上として、前記シリコンと前記シリコン酸化物とが露出している前記基板の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給し、前記基板の表面に露出した前記シリコン上に選択的にマンガンを形成し、前記基板の温度を４００℃以上として前記基板を熱処理し、前記マンガンと前記基板の表面に露出した前記シリコンとを反応させて、前記シリコンをマンガンシリサイド化する。
【００１０】
この発明の第３の態様に係る半導体装置は、第１導電型のシリコン基板と、前記シリコン基板内に形成され、前記シリコン基板の表面に素子領域を画定する、シリコン酸化物を含む素子分離領域と、前記素子領域内に形成された第２導電型のソース拡散層、及びドレイン拡散層と、前記ソース拡散層と前記ドレイン拡散層との間の前記素子領域上に、この素子領域と電気的に絶縁されて形成されたゲート電極とを備え、前記ソース拡散層、及び前記ドレイン拡散層の一部が、マンガンシリサイド化された領域を含む。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、ウェット洗浄工程を増加させることなく、かつ、より低温でシリサイドを形成することが可能なシリサイドの形成方法、及びこのシリサイドの形成方法を用いて形成された半導体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るシリサイドの形成方法を実施することが可能な成膜装置の一例を概略的に示す断面図
【図２】この発明の第１の実施形態に係るシリサイドの形成方法の一例を示す断面図
【図３】この発明の第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法を実施することが可能な成膜システムの一例を概略的に示す平面図
【図４】この発明の第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法を実施することが可能な熱処理装置の一例を概略的に示す断面図
【図５】この発明の第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法の一例を示す断面図
【図６】この発明の第３の実施形態に係る半導体装置を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。この説明において、参照する図面全てにわたり、同一の部分については同一の参照符号を付す。
【００１４】
（第１の実施形態）
第１の実施形態は、表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出している基板上にシリサイドを形成するシリサイドの形成方法であって、基板の表面に露出したシリコンを選択的、かつ、直接にシリサイド化する例である。
【００１５】
（装置構成）
図１は、この発明の第１の実施形態に係るシリサイドの形成方法を実施することが可能な成膜装置の一例を概略的に示す断面図である。本例では、成膜装置の一例として、被処理基板、例えば、半導体ウエハ（以下ウエハという）上に、熱ＣＶＤ法を用いて膜を成膜する熱ＣＶＤ装置を例示するが、被処理基板はウエハに限られるものではなく、また、成膜装置も熱ＣＶＤ装置に限られるものでもない。
【００１６】
図１に示すように、熱ＣＶＤ装置１０は処理チャンバ１１を有する。処理チャンバ１１内にはウエハＷを水平に載置する載置台１２が設けられている。載置台１２内にはウエハＷの温調手段であるヒータ１２ａが設けられている。ヒータ１２ａには、温度を制御するための、図示せぬ温度測定手段、例えば、熱電対が取り付けられている。載置台１２には昇降機構１２ｂによって昇降自在な３本のリフターピン１２ｃ（便宜上２本のみ図示）が設けられている。ウエハＷはリフターピン１２ｃを用いて昇降され、図示せぬウエハ搬送手段と載置台１２との間でウエハＷの受け渡しが行われる。
【００１７】
処理チャンバ１１の底部には排気管１３の一端が接続され、排気管１３の他端には排気装置１４が接続されている。処理チャンバ１１の側壁には、ゲートバルブＧにより開閉される搬送口１５が形成されている。
【００１８】
処理チャンバ１１の天井部には載置台１２に対向するガスシャワーヘッド１６が設けられている。ガスシャワーヘッド１６はガス室１６ａを備え、ガス室１６ａに供給されたガスは複数のガス吐出孔１６ｂから処理チャンバ１１内に供給される。
【００１９】
ガスシャワーヘッド１６には、原料ガス、例えば、マンガン有機化合物を含むガスを、ガス室１６ａに導入する原料ガス供給配管系１７が接続される。
【００２０】
原料ガス供給配管系１７は、原料ガス供給路１７ａを備えている。原料ガス供給路１７ａの上流には原料貯留部１８が接続されている。原料貯留部１８にはマンガン原料、例えば、マンガン有機化合物が貯留されている。本例では、マンガン有機化合物としてシクロペンタジエニル系のマンガン有機化合物、例えば、（ＥｔＣｐ）２Ｍｎ（ビスエチルシクロペンタジエニルマンガン）１８ａが液体の状態で貯留されている。（ＥｔＣｐ）２Ｍｎは、マンガンプリカーサである。原料貯留部１８にはバブリング機構１９が接続されている。
【００２１】
バブリング機構１９は、例えば、バブリング用ガスが貯留されたバブリング用ガス貯留部１９ａと、バブリング用ガスを原料貯留部１８に導くバブリング用ガス供給管１９ｂと、バブリング用ガス供給管１９ｂ中を流れるバブリング用ガスの流量を調節するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１９ｃ及びバルブ１９ｄとを含んで構成される。バブリング用ガスの例は、アルゴン（Ａｒ）ガス、水素（Ｈ２）ガス、及び窒素（Ｎ２）ガス等である。バブリング用ガス供給管１９ｂの一端は、原料貯留部１８に貯留された原料液体、本例では、（ＥｔＣｐ）２Ｍｎ中に配置される。バブリング用ガス供給管１９ｂからバブリング用ガスを噴出させることで原料液体がバブリングされて気化される。気化された原料ガス、本例では気化された（ＥｔＣｐ）２Ｍｎは、原料ガス供給路１７ａ、及び原料ガス供給路１７ａを開閉するバルブ１７ｂを介してガス室１６ａに供給される。なお、バブリング用ガスは、キャリアガスとしても使用される。
【００２２】
なお、原料ガスの供給方法としては、上述のように原料液体をバブリングして気化させるバブリング法に限られることはなく、原料液体をベーパライザに送り、ベーパライザを用いて原料液体を気化させる、いわゆる液送り法を用いることも可能である。
【００２３】
バルブ１７ｂと原料貯留部１８との間には、排気装置１４に接続されるプリフローライン２０が接続されている。プリフローライン２０にはバルブ２０ａが設けられている。原料ガスのバブリング流量が安定するまでは、バルブ１７ｂを閉じ、バルブ２０ａを開けることで、原料ガスをプリフローライン２０に流す。バブリング流量が安定し、かつ、原料ガスの供給タイミングになったときには、バルブ２０ａを閉じてバルブ１７ｂを開けることで、原料ガスを原料ガス供給路１７ａへと流す。
【００２４】
バルブ１７ｂとガス室１６ａとの間には、パージ機構２１が接続されている。
【００２５】
パージ機構２１は、例えば、パージ用ガスが貯留されたパージ用ガス貯留部２１ａと、パージ用ガスを原料ガス供給路１７ａに導くパージ用ガス供給管２１ｂと、パージ用ガス供給管２１ｂ中を流れるパージ用ガスの流量を調節するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２１ｃ、バルブ２１ｄ及び２１ｅとを含んで構成される。バルブ２１ｄは、パージ用ガス貯留部２１ａとマスフローコントローラ２１ｃとの間に設けられ、バルブ２１ｅは、原料ガス供給路１７ａとマスフローコントローラ２１ｃとの間に設けられる。パージ用ガスの例は、アルゴン（Ａｒ）ガス、水素（Ｈ２）ガス、及び窒素（Ｎ２）ガス等である。原料ガス供給路１７ａの内部、ガス室１６ａの内部、及び処理チャンバ１１の内部をパージする際には、バルブ１７ｂを閉じ、バルブ２１ｄ、２１ｅを開けることで、パージ用ガスを、原料ガス供給路１７ａにパージ用ガス供給管２１ｂを介して流す。パージ用ガスは、原料ガスのバブリング用ガスとしても使用することができる。つまり、バブリング用ガス貯留部１９ａとパージ用ガス貯留部２１ａは共通の構成としてもよい。
【００２６】
制御部２３は、熱ＣＶＤ装置１０を制御する。制御部２３は、プロセスコントローラ２３ａ、ユーザーインターフェース２３ｂ、及び記憶部２３ｃを含んで構成される。ユーザーインターフェース２３ｂは、工程管理者が、熱ＣＶＤ装置１０を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボード、熱ＣＶＤ装置１０の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等を含む。記憶部２３ｃには、熱ＣＶＤ装置１０による処理を、プロセスコントローラ２３ａの制御にて実現するための制御プログラムや駆動条件データ等が記録されたレシピが格納される。レシピは、必要に応じてユーザーインターフェース２３ｂからの指示により記憶部２３ｃから呼び出され、プロセスコントローラ２３ａに実行させることで熱ＣＶＤ装置１０が制御される。レシピは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フラッシュメモリなどのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させて利用したりすることも可能である。
【００２７】
（シリサイドの形成方法）
次に、上記熱ＣＶＤ装置１０を用いたシリサイドの形成方法を説明する。
【００２８】
図２Ａ及び図２Ｂは、この発明の第１の実施形態に係るシリサイドの形成方法の一例を示す断面図である。図２Ａには、ウエハＷとしてのシリコン基板１０１にＭＯＳＦＥＴが形成された時点が示されている。
【００２９】
図２Ａに示すように、ウエハＷであるｐ型又はｎ型のシリコン基板１０１の表面には、素子分離領域１０２が形成されている。素子分離領域１０２は、シリコン酸化物を含む絶縁体として形成され、シリコン基板１０１の表面に活性領域、例えば、ＭＯＳＦＥＴのソース拡散層及びドレイン拡散層等が形成される素子領域１０３を画定する。素子分離領域１０２に用いられるシリコン酸化物を含む絶縁体の一例は、ＣＶＤ法を用いて形成された二酸化シリコン（ＣＶＤ−ＳｉＯ２）である。素子領域１０３内にはシリコン基板１０１とは反対導電型のソース拡散層１０４ｓ、及びドレイン拡散層１０４ｄが形成されている。ソース拡散層１０４ｓとドレイン拡散層１０４ｄとの間の素子領域１０３はチャネルとして機能する。このチャネル上には、素子領域１０３と電気的に絶縁されて形成されたシリコンを含むゲート電極１０５が形成されている。本例では、チャネル上にゲート絶縁膜１０６を形成し、ゲート絶縁膜１０６上にゲート電極１０５を形成している。ゲート絶縁膜１０６は、本例ではシリコン酸化物を含む絶縁体から構成されている。ゲート絶縁膜１０６に用いられるシリコン酸化物を含む絶縁体の一例は、熱酸化法を用いてシリコン基板１０１を酸化することで形成された二酸化シリコン（Ｔｈｅｒｍａｌ−ＳｉＯ２）である。また、シリコンを含むゲート電極１０５の一例は、ｎ型又はｐ型にドープされたドープトポリシリコンである。ゲート電極１０５の側壁には、側壁絶縁膜１０７が形成されている。本例の側壁絶縁膜１０７は、シリコン酸化物を含む絶縁体から構成される。側壁絶縁膜１０７に用いられるシリコン酸化物を含む絶縁体の一例は、ＣＶＤ法を用いて形成された二酸化シリコン（ＣＶＤ−ＳｉＯ２）である。
【００３０】
このように、図２Ａには、表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出しているシリコン基板１０１が示されている。
【００３１】
次に、図２Ａに示す状態のシリコン基板１０１を、図１に示した熱ＣＶＤ装置１０の処理チャンバ１１内に搬入し、シリコン基板１０１を載置台１２上に載置する。次いで、ヒータ１２ａを用いてシリコン基板１０１を４００℃以上の成膜温度に加熱する。次いで、シリコン基板１０１の温度が成膜温度に達したら、図２Ｂに示すように、シリコンとシリコン酸化物とが露出しているシリコン基板１０１の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給する。次いで、所定の成膜時間、シリコン基板１０１を成膜温度に維持するとともに、マンガン有機化合物ガスの供給を続ける。これにより、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコン、本例では、シリコン基板１０１、ソース拡散層１０４ｓ、ドレイン拡散層１０４ｄ、及びゲート電極１０５の露出面が、選択的、かつ、直接にマンガンシリサイド化される。これにより、ソース拡散層１０４ｓ、ドレイン拡散層１０４ｄ、及びゲート電極１０５に、マンガンシリサイド化された領域（マンガンシリサイド層）１０８が形成される。また、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコン酸化物、本例では、素子分離領域１０２、及び側壁絶縁膜１０７の露出面には、酸化マンガン膜１０９が形成される。
【００３２】
（処理条件）
本例のように、マンガン有機化合物ガスを用いてシリコンを直接にマンガンシリサイド化する際の処理条件の一例としては、以下の条件を例示することができる。
【００３３】
マンガン有機化合物ガス ： （ＥｔＣｐ）２Ｍｎガス
キャリアガス ： Ｈ２ガス
（ＥｔＣｐ）２Ｍｎ／Ｈ２流量比＝ ７ｓｃｃｍ／２５ｓｃｃｍ
成膜温度 ： ４００℃以上
成膜圧力 ： １３３Ｐａ
成膜時間 ： １０ｍｉｎ
（利点）
上記第１の実施形態に係るシリサイドの形成方法によれば、表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出しているシリコン基板１０１上に、マンガン有機化合物ガスを供給し、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコンを選択的、かつ、直接にシリサイド化する。この際、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコン酸化物には、酸化マンガン膜１０９が形成される。酸化マンガン膜１０９は絶縁物である。このため、シリコン酸化物の露出面、本例では、素子分離領域１０２の露出面、及び側壁絶縁膜１０７の露出面に、酸化マンガン膜１０９が形成されてこの酸化マンガン膜１０９が残ったとしても、ゲート電極１０５、ソース拡散層１０４ｓ、及びドレイン拡散層１０４ｄが電気的にショートすることはない。しかも、酸化マンガン膜１０９には、膜厚がある値に達すると、それ以上は膜厚が増加しない、というセルフリミット現象を持つ。例えば、上記処理条件において形成され得る酸化マンガン膜１０９の膜厚は、約２以上７ｎｍのように極めて薄い。このため、シリコン基板１０１上に酸化マンガン膜１０９が残ったとしても、半導体装置の構造自体に与える影響、例えば、素子分離領域１０２や側壁絶縁膜１０７の膜厚が局所的に増加するなどの影響も小さい。このため、マンガンシリサイド層１０８と同時に形成された酸化マンガン膜１０９は、除去する必要はない。
【００３４】
したがって、第１の実施形態によれば、従来のように、シリサイド化されずに、酸化シリコン膜上などに残った未反応の金属膜を薬液で溶解除去する必要がなく、例えば、ウェット洗浄工程を増加させることなく、マンガンシリサイド層１０８を形成することができる、という利点を得ることができる。
【００３５】
さらに、上記第１の実施形態に係るシリサイドの形成方法によれば、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコンを選択的、かつ、直接にシリサイド化するに際し、成膜温度を４００℃以上に低温化することができる。成膜温度を４００℃以上に低温化しても、シリコン基板１０１、ソース拡散層１０４ｓ、ドレイン拡散層１０４ｄ、及びゲート電極１０５に、マンガンシリサイド層１０８を形成することができる。
【００３６】
このように、第１の実施形態によれば、マンガンシリサイド層１０８を形成するために６００℃〜８００℃という高温処理を必要としていた従来に比較して、より低温でマンガンシリサイド層１０８を形成することができる。
【００３７】
したがって、第１の実施形態によれば、マンガンシリサイド層１０８を形成するにあたり、昇温のために必要なエネルギを節約でき、例えば、半導体装置の製造コストの低減に有利、という利点を得ることができる。
【００３８】
また、上記第１の実施形態では、ドープトポリシリコンを用いてゲート電極１０５を形成した。そして、ドープトポリシリコンを用いたゲート電極１０５をマンガンシリサイド化することで、ゲート電極１０５の抵抗を低抵抗化した。しかしながら、ゲート電極１０５の抵抗の更なる低抵抗化のために、ゲート電極１０５にメタルを利用することが考えられている。ゲート電極１０５にメタルを利用した場合には、ゲート電極１０５を形成した後に行われるプロセスにおいては、ゲート電極１０５に与えられる熱ダメージを軽減するため、より低い温度で為されることが重要である。
【００３９】
この点、上記第１の実施形態では、ゲート電極１０５を形成した後に行われるソース拡散層１０４ｓ、及びドレイン拡散層１０４ｄのシリサイド化プロセスを低温化できるので、ゲート電極１０５のメタル電極化にも有利である。
【００４０】
以上、第１の実施形態によれば、ウェット洗浄工程を増加させることなく、かつ、より低温でシリサイドを形成することが可能なシリサイドの形成方法を得ることができる。
【００４１】
（変形例１）
上記第１の実施形態において、シリコンを選択的にマンガンシリサイド化した後、シリコン基板１０１の温度を４００℃以上としてシリコン基板１０１を熱処理し、マンガンシリサイド層１０８を結晶化、又は結晶粒成長させるようにしても良い。
【００４２】
このような変形例１によれば、マンガンシリサイド層１０８を単結晶化、又は結晶粒成長させることで、マンガンシリサイド層１０８が大きくなることによる抵抗値の低下、あるいは単結晶化、又は結晶粒が大きくなることによるシート抵抗の低下を、さらに図ることができる、という利点を得ることができる。
【００４３】
（変形例２）
上記第１の実施形態においては、マンガンシリサイド層１０８と同時に酸化マンガン膜１０９が形成される。この酸化マンガン膜１０９の膜厚を、より薄くしたい場合には、シリコン基板１０１の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給する前に、予めシリコン基板１０１の温度を、シリコン基板１０１の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給する際の温度以上、即ち、成膜温度以上としてシリコン基板１０１をアニールしておくと良い。このアニールにより、シリコン基板１０１を脱ガスする、特に、水分（例えばＨ２ＯやＯＨ）を蒸発させておくことができる。特に、シリコン酸化物から上記水分を蒸発させておくことで、シリコン酸化物中から、マンガン有機化合物を酸化マンガンとさせる物質を減らしておくことができる。このため、シリコン酸化物の表面に形成される酸化マンガン膜１０９の膜厚を、より薄くすることができる。
【００４４】
このような変形例２によれば、酸化マンガン膜１０９の膜厚を、より薄くできることで、素子分離領域１０２や側壁絶縁膜１０７の膜厚が局所的に増加するなどの影響を、さらに小さくすることができる、という利点を得ることができる。
【００４５】
なお、この変形例２は、後述する第２の実施形態においても有効に適用することができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出している基板上にシリサイドを形成するシリサイドの形成方法であって、基板の表面に露出したシリコン上に選択的に金属マンガンを形成し、この金属マンガンをシリコンと反応させてシリコンをシリサイド化する例である。
【００４７】
（装置構成）
図３は、この発明の第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法を実施することが可能な成膜システムの一例を概略的に示す平面図である。本例は、成膜システムの一例として、被処理基板、例えば、ウエハ上に、成膜処理を施す成膜システムを例示するが、被処理基板はウエハに限られるものではない。
【００４８】
図３に示すように、成膜システム３０は、ウエハＷに処理を施す処理部４０と、この処理部４０にウエハＷを搬入出する搬入出部５０と、成膜システム３０を制御する制御部６０とを備えている。本例に係る成膜システム３０は、クラスターツール型（マルチチャンバータイプ）の成膜システムである。
【００４９】
処理部４０は、本例では、ウエハＷに処理を施す処理チャンバ（ＰＭ）を二つ備えている（処理チャンバ４１ａ、４１ｂ）。これらの処理チャンバ４１ａ及び４１ｂはそれぞれ、内部を所定の真空度に減圧可能に構成されている。処理チャンバ４１ａにおいては、ウエハＷへの成膜処理としてマンガン膜のＣＶＤ成膜処理が行われ、処理チャンバ４１ｂにおいてはマンガン膜が形成されたウエハＷに対する熱処理が行われる。処理チャンバ４１ａ及び４１ｂは、ゲートバルブＧ１、Ｇ２を介して、一つの搬送室（ＴＭ）４２に接続されている。
【００５０】
搬入出部５０は、搬入出室（ＬＭ）５１を備えている。搬入出室５１は、内部を大気圧、又はほぼ大気圧、例えば、外部の大気圧に対してわずかに陽圧に調圧可能に構成されている。搬入出室５１の平面形状は、本例では、平面から見て長辺、この長辺に直交する短辺を有した矩形である。矩形の長辺は処理部４０に隣接する。搬入出室５１は、ウエハＷが収容されているキャリアＣが取り付けられるロードポート（ＬＰ）を備えている。本例では、搬入出室５１の処理部４０に相対した長辺に、三つのロードポート５２ａ、５２ｂ、及び５２ｃが備えられている。本例においては、ロードポートの数を三つとしているが、これらに限られるものではなく、数は任意である。ロードポート５２ａ乃至５２ｃには各々、図示せぬシャッターが設けられており、ウエハＷを格納した、あるいは空のキャリアＣがこれらのロードポート５２ａ乃至５２ｃに取り付けられると、図示せぬシャッターが外れて外気の侵入を防止しつつ、キャリアＣの内部と搬入出室５１の内部とが連通される。矩形の短辺の位置には、キャリアＣから取り出されたウエハＷの向きを合わせるオリエンタ（ＯＲＴ）５３が備えられている。
【００５１】
処理部４０と搬入出部５０との間にはロードロック室（ＬＬＭ）、本例では二つのロードロック室４６ａ及び４６ｂが設けられている。ロードロック室４６ａ及び４６ｂは各々、内部を所定の真空度、及び大気圧、もしくはほぼ大気圧に切り換え可能に構成されている。ロードロック室４６ａ及び４６ｂは各々、ゲートバルブＧ３、Ｇ４を介して搬入出室５１の、ロードポート５２ａ乃至５２ｃが設けられた一辺に対向する一辺に接続され、ゲートバルブＧ５、Ｇ６を介して搬送室４２の、処理チャンバ４１ａ及び４１ｂが接続された二辺以外の辺のうちの二辺に接続される。ロードロック室４６ａ及び４６ｂは、対応するゲートバルブＧ３又はＧ４を開放することにより搬入出室５１と連通され、対応するゲートバルブＧ３又はＧ４を閉じることにより搬入出室５１から遮断される。また、対応するゲートバルブＧ５又はＧ６を開放することにより搬送室４２と連通され、対応するゲートバルブＧ５、又はＧ６を閉じることにより搬送室４２から遮断される。
【００５２】
搬入出室５１の内部には搬入出機構５５が設けられている。搬入出機構５５は、キャリアＣに対するウエハＷの搬入出、オリエンタ５３に対するウエハＷの搬入出、ロードロック室４６ａ及び４６ｂに対するウエハＷの搬入出を行う。搬入出機構５５は、例えば、二つの多関節アーム５６ａ及び５６ｂを有し、搬入出室５１の長手方向に沿って延びるレール５７上を走行可能に構成されている。多関節アーム５６ａ及び５６ｂの先端には、ハンド５８ａ及び５８ｂが取り付けられている。ウエハＷは、ハンド５８ａ又は５８ｂに載せられ、上述したウエハＷの搬入出が行われる。
【００５３】
搬送室４２は真空保持可能な構成、例えば、真空容器として構成されている。このような搬送室４２の内部には、処理チャンバ４１ａ及び４１ｂ、並びにロードロック室４６ａ及び４６ｂ相互間に対してウエハＷの搬送を行う搬送機構４４が設けられ、大気とは遮断された状態でウエハＷが搬送される。搬送機構４４は、搬送室４２の略中央に配設されている。搬送機構４４は、回転及び伸縮可能なトランスファアームを、例えば、複数本有する。本例では、例えば、二つのトランスファアーム４４ａ及び４４ｂを有する。トランスファアーム４４ａ及び４４ｂの先端には、ホルダ４５ａ及び４５ｂが取り付けられている。ウエハＷは、ホルダ４５ａ又は４５ｂに保持され、上述したように、処理チャンバ４１ａ及び４１ｂ、並びにロードロック室４６ａ、４６ｂ相互間に対するウエハＷの搬送が行われる。
【００５４】
制御部６０は、成膜システム３０を制御する。制御部６０は、プロセスコントローラ６０ａ、ユーザーインターフェース６０ｂ、及び記憶部６０ｃを含んで構成される。ユーザーインターフェース６０ｂは、工程管理者が、成膜システム３０を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボード、成膜システム３０の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等を含む。記憶部６０ｃには、成膜システム３０による処理を、プロセスコントローラ６０ａの制御にて実現するための制御プログラムや駆動条件データ等が記録されたレシピが格納される。レシピは、必要に応じてユーザーインターフェース６０ｂからの指示により記憶部６０ｃから呼び出され、プロセスコントローラ６０ａに実行させることで成膜システム３０が制御される。レシピは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フラッシュメモリなどのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させて利用したりすることも可能である。
【００５５】
上記成膜システム３０において、マンガン膜のＣＶＤ成膜処理を行う処理チャンバ４１ａを備える成膜装置は、例えば、上記図１に示した熱ＣＶＤ装置１０を用いることができる。
【００５６】
また、熱処理を行う処理チャンバ４１ｂを備える熱処理装置は、例えば、図４に示す熱処理装置７０を用いることができる。
【００５７】
図４に示すように、熱処理装置７０は処理チャンバ４１ｂを有する。処理チャンバ４１ｂ内にはウエハＷを水平に載置する載置台７２が設けられている。載置台７２内にはウエハＷの温調手段となるヒータ７２ａが設けられている。また、載置台７２には図示せぬ昇降機構により昇降自在な３本のリフターピン７２ｃ（便宜上２本のみ図示）が設けられており、このリフターピン７２ｃによりウエハＷを昇降させ、図示せぬウエハ搬送手段と載置台７２との間でウエハＷの受け渡しを行う。
【００５８】
処理チャンバ４１ｂの底部には排気管７３の一端が接続され、排気管７３の他端には排気装置７４が接続されている。処理チャンバ４１ｂの側壁には、ゲートバルブＧ２により開閉される搬送口７５が形成されている。
【００５９】
処理チャンバ４１ｂの天井部には載置台７２に対向するガス吐出孔７６が設けられている。ガス吐出孔には、例えば、処理ガスを処理チャンバ４１ｂに導入する処理ガス供給配管系７７が接続される。
【００６０】
処理ガス供給機構７７は、例えば、処理ガスが貯留された処理ガス貯留部７７ａと、処理ガスを処理チャンバ４１ｂに導く供給管７７ｂと、供給管７７ｂ中を流れる処理ガスの流量を調節するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）７７ｃ、バルブ７７ｄ及び７７ｅとを含んで構成される。バルブ７７ｄは、処理ガス貯留部７７ａとマスフローコントローラ７７ｃとの間に設けられ、バルブ７７ｅは、供給管７７ｂとマスフローコントローラ７７ｃとの間に設けられる。処理ガスの例は、アルゴン（Ａｒ）ガス、水素（Ｈ２）ガス、及び窒素（Ｎ２）ガス等である。尚、圧力制御のため、処理チャンバ４１ｂには圧力計を設置すると共に、排気装置７４には圧力制御弁が設けられるが、ここでは図示を省略している。
【００６１】
（シリサイドの形成方法）
次に、上記成膜システム３０を用いたシリサイドの形成方法を説明する。
【００６２】
図５Ａ〜図５Ｃは、この発明の第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法の一例を示す断面図である。図５Ａには、ウエハＷとしてのシリコン基板１０１にＭＯＳＦＥＴが形成された時点が示されており、図５Ａには、図２Ａに示した状態と全く同じ状態が示されている。即ち、図５Ａには、表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出しているシリコン基板１０１が示されている。
【００６３】
次に、図５Ａに示す状態のシリコン基板１０１を、図３に示した成膜システム３０の処理チャンバ４１ａ内に搬入する。処理チャンバ４１ａを備える熱ＣＶＤ装置は、図１を参照して説明した熱ＣＶＤ装置１０と同じ装置である。このため、以下図１を参照して説明すると、図５Ａに示す状態のシリコン基板１０１を、図１に示した熱ＣＶＤ装置１０の処理チャンバ１１内に搬入し、シリコン基板１０１を載置台１２上に載置する。次いで、ヒータ１２ａを用いてシリコン基板１０１を４００℃以上の成膜温度に加熱する。次いで、シリコン基板１０１の温度が成膜温度に達したら、図５Ｂに示すように、シリコンとシリコン酸化物とが露出しているシリコン基板１０１の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給する。次いで、所定の成膜時間、シリコン基板１０１を成膜温度に維持するとともに、マンガン有機化合物ガスの供給を続ける。これにより、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコン、本例では、シリコン基板１０１、ソース拡散層１０４ｓ、ドレイン拡散層１０４ｄ、及びゲート電極１０５上に選択的にマンガン膜１１０が形成される。本例のように、マンガン有機化合物ガスを用いてシリコン上に選択的にマンガン膜１１０を形成する処理条件の一例としては、以下の条件を例示することができる。
【００６４】
（処理条件）
マンガン有機化合物ガス ： （ＥｔＣｐ）２Ｍｎガス
キャリアガス ： Ｈ２ガス
（ＥｔＣｐ）２Ｍｎ／Ｈ２流量比＝ ７ｓｃｃｍ／２５ｓｃｃｍ
成膜温度 ： ４００℃以上
成膜圧力 ： １３３Ｐａ
成膜時間 ： １０ｍｉｎ
次に、マンガン膜１１０が形成されたシリコン基板１０１を、大気暴露することなく、図３に示した成膜システム３０の処理チャンバ４１ａから搬送室４２へと搬送機構４４を用いて搬出する。さらに、シリコン基板１０１を、大気暴露することなく、図３に示した成膜システム３０の搬送室４２から処理チャンバ４１ｂへと搬送機構４４を用いて搬入する。図５Ｂに示す状態のシリコン基板１０１を、図４に示した熱処理装置７０の載置台７２上に載置する。次いで、ヒータ７２ａを用いてシリコン基板１０１の温度を４００℃以上としてマンガン膜１１０が形成されたシリコン基板１０１を熱処理する。熱処理条件の一例としては、以下の条件を例示することができる。
【００６５】
（熱処理条件）
処理雰囲気 ： Ａｒ
熱処理温度 ： ４００℃以上
熱処理圧力 ： １３３Ｐａ
熱処理時間 ： １０〜３０ｍｉｎ
この熱処理により、図５Ｃに示すように、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコン、本例では、シリコン基板１０１、ソース拡散層１０４ｓ、ドレイン拡散層１０４ｄ、及びゲート電極１０５の露出面が選択的にマンガンシリサイド化される。これにより、ソース拡散層１０４ｓ、ドレイン拡散層１０４ｄ、及びゲート電極１０５に、マンガンシリサイド化された領域（マンガンシリサイド層）１０８が形成される。また、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコン酸化物、本例では、素子分離領域１０２、及び側壁絶縁膜１０７の露出面には、第１の実施形態と同様に、酸化マンガン膜１０９が形成される。
【００６６】
（利点）
上記第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法によれば、表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出しているシリコン基板１０１上に、マンガン有機化合物ガスを供給し、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコン上に選択的にマンガン膜１１０を形成する。この後、マンガン膜１１０が形成されたシリコン基板１０１を熱処理し、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコンをマンガンシリサイド化する。
【００６７】
このような第２の実施形態においても、上記台１の実施形態と同様の利点を得ることができる。
【００６８】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、上記第１の実施形態に係るシリサイドの形成方法、又は上記第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法を用いて形成された半導体装置の例である。
【００６９】
図６Ａ〜図６Ｇは、この発明の第３の実施形態に係る半導体装置のいくつかの例を概略的に示す断面図である。
【００７０】
（第１例）
図６Ａに示すように第１例に係る半導体装置は、ＭＯＳＦＥＴである。
【００７１】
図６Ａに示すように、ＭＯＳＦＥＴは、ｎ型又はｐ型のシリコン基板１０１と、シリコン基板１０１内に形成され、シリコン基板１０１の表面に素子領域１０３を画定する、シリコン酸化物を含む素子分離領域１０２と、素子領域１０３内に形成されたシリコン基板１０１とは反対導電型のソース拡散層１０４ｓ、及びドレイン拡散層１０４ｄと、ソース拡散層１０４ｓとドレイン拡散層１０４ｄとの間の素子領域１０３上に、この素子領域１０３と電気的に絶縁、例えば、ゲート絶縁膜１０６ａを介して形成されたゲート電極１０５ａと、ゲート電極１０５ａの側壁に形成された側壁絶縁膜１０７と、を備えている。第１例においては、素子分離領域１０２、及び側壁絶縁膜１０７が、シリコン酸化物、例えば、ＣＶＤ法を用いて形成された二酸化シリコン（ＣＶＤ−ＳｉＯ２）から構成されている。
【００７２】
さらに、第１例においては、ゲート絶縁膜１０６ａが、シリコン酸化物、例えば、シリコン基板１０１を酸化することで形成された二酸化シリコン（Ｔｈｅｒｍａｌ−ＳｉＯ２）で構成され、ゲート電極１０５ａがシリコン、例えば、ｎ型又はｐ型にドープされたドープトポリシリコンを含んで構成されている。
【００７３】
そして、ソース拡散層１０４ｓ、ドレイン拡散層１０４ｄ、及びゲート電極１０５ａに、上記第１の実施形態、又は上記第２の実施形態にしたがって形成されたマンガンシリサイド化された領域（ＭｎＳｉｘ：マンガンシリサイド層１０８）を含んでいる。
【００７４】
また、素子分離領域１０２、及び側壁絶縁膜１０７上には、酸化マンガン膜（ＭｎＯｘ）１０９が形成されている。
【００７５】
上記第１の実施形態、又は上記第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法を用いることで、図６Ａに示すように、ソース拡散層１０４ｓ、ドレイン拡散層１０４ｄ、及びゲート電極１０５ａにマンガンシリサイド層１０８を含み、ソース拡散層１０４ｓ、ドレイン拡散層１０４ｄ、及びゲート電極１０５ａのシート抵抗が低抵抗化されたＭＯＳＦＥＴを形成することができる。
【００７６】
（第２例）
図６Ｂに示すように、第２例に係るＭＯＳＦＥＴが、図６Ａに示した第１例に係るＭＯＳＦＥＴと異なるところは、ゲート絶縁膜１０６ｂが、シリコン酸化物よりも比誘電率が高い高誘電率絶縁膜（ｈｉｇｈ−ｋ）を用いて形成されていることにある。高誘電率絶縁膜の例は、ハフニウムオキサイド（ＨｆＯｘ）、ハフニウムシリコンオキサイド（ＨｆＳｉＯｘ）、ジルコニウムオキサイド（ＺｒＯｘ）などである。
【００７７】
このように、第１の実施形態、又は上記第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法では、ゲート絶縁膜１０６ｂに高誘電率絶縁膜を用いたＭＯＳＦＥＴに対して、マンガンシリサイド層１０８を形成することもできる。
【００７８】
（第３例）
図６Ｃに示すように、第３例に係るＭＯＳＦＥＴが、図６Ｂに示した第２例に係るＭＯＳＦＥＴと異なるところは、ゲート電極１０５ｂがメタル（Ｍｅｔａｌ）とドープトポリシリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）との積層構造であり、かつ、ドープトポリシリコン層の表面近傍に、マンガンシリサイド層１０８が形成されていることにある。
【００７９】
このように、第１の実施形態、又は上記第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法では、ゲート電極１０５ｂにメタルとドープトポリシリコンとが積層された構造を用いたＭＯＳＦＥＴに対して、マンガンシリサイド層１０８を形成することもできる。
【００８０】
（第４例）
図６Ｄに示すように、第４例に係るＭＯＳＦＥＴが、図６Ｃに示した第３例に係るＭＯＳＦＥＴと異なるところは、ゲート絶縁膜１０６ｃが、酸化マンガン膜（ＭｎＯｘ）を用いて形成されていることにある。
【００８１】
このように、第１の実施形態、又は上記第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法では、ゲート絶縁膜１０６ｃに酸化マンガン膜を用いたＭＯＳＦＥＴに対して、マンガンシリサイド層１０８を形成することもできる。
【００８２】
（第５例）
図６Ｅに示すように、第５例に係るＭＯＳＦＥＴが、図６Ｂに示した第２例に係るＭＯＳＦＥＴと異なるところは、ゲート電極１０５ｃを、全てマンガンシリサイド化したことにある。
【００８３】
このように、第１の実施形態、又は上記第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法では、ゲート電極１０５ｃを、全てマンガンシリサイド化することもできる。
【００８４】
（第６例）
図６Ｆに示すように、第６例に係るＭＯＳＦＥＴが、図６Ｅに示した第５例に係るＭＯＳＦＥＴと異なるところは、ゲート電極１０５ｄを、全てマンガンシリサイド化し、かつ、ゲート電極１０５ｄの上面からゲート絶縁膜１０６ｂに向かってマンガンの量を減らしていることにある。即ち、ゲート電極１０５ｄの上面においてはマンガンリッチなマンガンシリサイドが形成されている。そして、ゲート電極１０５ｄの上面からゲート絶縁膜１０６ｂに向かうにしたがってマンガンの含有量が漸減し、ゲート電極１０５ｄとゲート絶縁膜１０６ｂとが接する領域においては、シリコンリッチなマンガンシリサイドが形成されている。
【００８５】
このように、第１の実施形態、又は上記第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法では、ゲート電極１０５ｄを全てマンガンシリサイド化し、かつ、ゲート電極１０５ｄの上面からゲート絶縁膜１０６ｂに向かうにしたがってマンガンの含有量が漸減するようなＭＯＳＦＥＴを形成することもできる。
【００８６】
（第７例）
図６Ｇに示すように、第７例に係るＭＯＳＦＥＴが、図６Ｅに示した第５例に係るＭＯＳＦＥＴと異なるところは、ゲート絶縁膜１０６ｃが、酸化マンガン膜（ＭｎＯｘ）を用いて形成されていることにある。
【００８７】
このように、第１の実施形態、又は上記第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法では、ゲート絶縁膜１０６ｃに酸化マンガン膜を用いたＭＯＳＦＥＴに対して、ゲート電極１０５ｃを、全てマンガンシリサイド化することもできる。
【００８８】
以上、この発明をいくつかの実施形態に従って説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形することが可能である。
【００８９】
例えば、上記実施形態においては、マンガン有機化合物ガスとして、シクロペンタジエニル系のマンガン有機化合物、例えば、（ＥｔＣｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（Ｃ２Ｈ５Ｃ５Ｈ４）２］のガスを用いた。しかしながら、シクロペンタジエニル系のマンガン有機化合物は、（ＥｔＣｐ）２Ｍｎに限られるものではなく、下記するシクロペンタジエニル系のマンガン有機化合物の少なくともいずれか一つから選ばれてガス化することも可能である。
【００９０】
（ＥｔＣｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（Ｃ２Ｈ５Ｃ５Ｈ４）２］
Ｃｐ２Ｍｎ［＝Ｍｎ（Ｃ５Ｈ５）２］
（ＭｅＣｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（ＣＨ３Ｃ５Ｈ４）２］
（ｉ−ＰｒＣｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（Ｃ３Ｈ７Ｃ５Ｈ４）２］
ＭｅＣｐＭｎ（ＣＯ）３［＝（ＣＨ３Ｃ５Ｈ４）Ｍｎ（ＣＯ）３］
（ｔ−ＢｕＣｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（Ｃ４Ｈ９Ｃ５Ｈ４）２］
Ｍｎ（ＤＭＰＤ）（ＥｔＣｐ）［＝Ｍｎ（Ｃ７Ｈ１１Ｃ２Ｈ５Ｃ５Ｈ４）］、及び
（（ＣＨ３）５Ｃｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（（ＣＨ３）５Ｃ５Ｈ４）２］
また、上記実施形態においては、上記シクロペンタジエニル系のマンガン有機化合物ガスを供給する際のキャリアガスとして、Ｈ２ガスを用いたが、Ａｒガス、又はＮ２ガスなどの不活性ガスのいずれかを用いることも可能である。
【００９１】
また、マンガン有機化合物は、シクロペンタジエニル系のマンガン有機化合物以外にも、さらに、下記の有機化合物を使用することができる。
【００９２】
ＣＨ３Ｍｎ（ＣＯ）５
Ｍｎ（ＤＰＭ）２［＝Ｍｎ（Ｃ１１Ｈ１９Ｏ２）２］
Ｍｎ（ＤＰＭ）３［＝Ｍｎ（Ｃ１１Ｈ１９Ｏ２）３］
Ｍｎ（ａｃａｃ）２［＝Ｍｎ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２］
Ｍｎ（ａｃａｃ）３［＝Ｍｎ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）３］
Ｍｎ（ｈｆａｃ）２［＝Ｍｎ（Ｃ５ＨＦ６Ｏ２）２］
Ｍｎ（ｉＰｒ−ＡＭＤ）２）［＝Ｍｎ（Ｃ３Ｈ７ＮＣ（ＣＨ３）ＮＣ３Ｈ７）２］
Ｍｎ（ｔＢｕ−ＡＭＤ）２）［＝Ｍｎ（Ｃ４Ｈ９ＮＣ（ＣＨ３）ＮＣ４Ｈ９）２］
その他、この発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々に変形することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１０１…シリコン基板、１０２…素子分離領域、１０３…素子領域、１０４ｓ…ソース拡散層、１０４ｄ…ドレイン拡散層、１０５…ゲート電極、１０６…ゲート絶縁膜、１０７…側壁絶縁膜、１０８…マンガンシリサイド層、１０９…酸化マンガン膜、１１０…マンガン膜。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シリサイドの形成方法及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動作電圧が低く、かつ、性能の良いトランジスタを得るため、スケーリング則に基いた微細化が行われている。微細化によりトランジスタのゲート長、ゲート幅、及びゲート絶縁膜の厚みが小さくなると、ゲート電極の電気抵抗や拡散層の電気抵抗などの寄生抵抗が増大する。この事情を克服するため、ゲート電極や拡散層の表面にチタン（Ｔｉ）やコバルト（Ｃｏ）といった金属を含んだシリサイドを形成して電気抵抗を下げることが行われている。
【０００３】
また、シリサイドを、ゲート電極や拡散層に対して自己整合的に形成するサリサイド技術も知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１４４６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、一般的にシリサイドを形成するためには、６００℃〜８００℃という高温処理が必要である。
【０００６】
また、サリサイド技術においては、ゲート電極や拡散層に対して自己整合的にシリサイドを形成できるので加工を簡略化できる利点があるものの、シリサイド化されずに、酸化シリコン膜上などに残った未反応の金属膜を薬液で溶解除去する必要があり、ウェット洗浄工程が増える、という事情がある。
【０００７】
この発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、ウェット洗浄工程を増加させることなく、かつ、より低温でシリサイドを形成することが可能なシリサイドの形成方法、及びこのシリサイドの形成方法を用いて形成された半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明の第１の態様に係るシリサイドの形成方法は、表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出している基板上にシリサイドを形成するシリサイドの形成方法であって、前記基板の温度を４００℃以上として、前記シリコンと前記シリコン酸化物とが露出している前記基板の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給し、前記基板の表面に露出した前記シリコンを選択的にマンガンシリサイド化する。
【０００９】
この発明の第２の態様に係るシリサイドの形成方法は、表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出している基板上にシリサイドを形成するシリサイドの形成方法であって、前記基板の温度を４００℃以上として、前記シリコンと前記シリコン酸化物とが露出している前記基板の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給し、前記基板の表面に露出した前記シリコン上に選択的にマンガンを形成し、前記基板の温度を４００℃以上として前記基板を熱処理し、前記マンガンと前記基板の表面に露出した前記シリコンとを反応させて、前記シリコンをマンガンシリサイド化する。
【００１０】
この発明の第３の態様に係る半導体装置は、第１導電型のシリコン基板と、前記シリコン基板内に形成され、前記シリコン基板の表面に素子領域を画定する、シリコン酸化物を含む素子分離領域と、前記素子領域内に形成された第２導電型のソース拡散層、及びドレイン拡散層と、前記ソース拡散層と前記ドレイン拡散層との間の前記素子領域上に、この素子領域と電気的に絶縁されて形成されたゲート電極とを備え、前記ソース拡散層、及び前記ドレイン拡散層の一部が、マンガンシリサイド化された領域を含む。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、ウェット洗浄工程を増加させることなく、かつ、より低温でシリサイドを形成することが可能なシリサイドの形成方法、及びこのシリサイドの形成方法を用いて形成された半導体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るシリサイドの形成方法を実施することが可能な成膜装置の一例を概略的に示す断面図
【図２】この発明の第１の実施形態に係るシリサイドの形成方法の一例を示す断面図
【図３】この発明の第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法を実施することが可能な成膜システムの一例を概略的に示す平面図
【図４】この発明の第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法を実施することが可能な熱処理装置の一例を概略的に示す断面図
【図５】この発明の第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法の一例を示す断面図
【図６】この発明の第３の実施形態に係る半導体装置を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。この説明において、参照する図面全てにわたり、同一の部分については同一の参照符号を付す。
【００１４】
（第１の実施形態）
第１の実施形態は、表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出している基板上にシリサイドを形成するシリサイドの形成方法であって、基板の表面に露出したシリコンを選択的、かつ、直接にシリサイド化する例である。
【００１５】
（装置構成）
図１は、この発明の第１の実施形態に係るシリサイドの形成方法を実施することが可能な成膜装置の一例を概略的に示す断面図である。本例では、成膜装置の一例として、被処理基板、例えば、半導体ウエハ（以下ウエハという）上に、熱ＣＶＤ法を用いて膜を成膜する熱ＣＶＤ装置を例示するが、被処理基板はウエハに限られるものではなく、また、成膜装置も熱ＣＶＤ装置に限られるものでもない。
【００１６】
図１に示すように、熱ＣＶＤ装置１０は処理チャンバ１１を有する。処理チャンバ１１内にはウエハＷを水平に載置する載置台１２が設けられている。載置台１２内にはウエハＷの温調手段であるヒータ１２ａが設けられている。ヒータ１２ａには、温度を制御するための、図示せぬ温度測定手段、例えば、熱電対が取り付けられている。載置台１２には昇降機構１２ｂによって昇降自在な３本のリフターピン１２ｃ（便宜上２本のみ図示）が設けられている。ウエハＷはリフターピン１２ｃを用いて昇降され、図示せぬウエハ搬送手段と載置台１２との間でウエハＷの受け渡しが行われる。
【００１７】
処理チャンバ１１の底部には排気管１３の一端が接続され、排気管１３の他端には排気装置１４が接続されている。処理チャンバ１１の側壁には、ゲートバルブＧにより開閉される搬送口１５が形成されている。
【００１８】
処理チャンバ１１の天井部には載置台１２に対向するガスシャワーヘッド１６が設けられている。ガスシャワーヘッド１６はガス室１６ａを備え、ガス室１６ａに供給されたガスは複数のガス吐出孔１６ｂから処理チャンバ１１内に供給される。
【００１９】
ガスシャワーヘッド１６には、原料ガス、例えば、マンガン有機化合物を含むガスを、ガス室１６ａに導入する原料ガス供給配管系１７が接続される。
【００２０】
原料ガス供給配管系１７は、原料ガス供給路１７ａを備えている。原料ガス供給路１７ａの上流には原料貯留部１８が接続されている。原料貯留部１８にはマンガン原料、例えば、マンガン有機化合物が貯留されている。本例では、マンガン有機化合物としてシクロペンタジエニル系のマンガン有機化合物、例えば、（ＥｔＣｐ）２Ｍｎ（ビスエチルシクロペンタジエニルマンガン）１８ａが液体の状態で貯留されている。（ＥｔＣｐ）２Ｍｎは、マンガンプリカーサである。原料貯留部１８にはバブリング機構１９が接続されている。
【００２１】
バブリング機構１９は、例えば、バブリング用ガスが貯留されたバブリング用ガス貯留部１９ａと、バブリング用ガスを原料貯留部１８に導くバブリング用ガス供給管１９ｂと、バブリング用ガス供給管１９ｂ中を流れるバブリング用ガスの流量を調節するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１９ｃ及びバルブ１９ｄとを含んで構成される。バブリング用ガスの例は、アルゴン（Ａｒ）ガス、水素（Ｈ２）ガス、及び窒素（Ｎ２）ガス等である。バブリング用ガス供給管１９ｂの一端は、原料貯留部１８に貯留された原料液体、本例では、（ＥｔＣｐ）２Ｍｎ中に配置される。バブリング用ガス供給管１９ｂからバブリング用ガスを噴出させることで原料液体がバブリングされて気化される。気化された原料ガス、本例では気化された（ＥｔＣｐ）２Ｍｎは、原料ガス供給路１７ａ、及び原料ガス供給路１７ａを開閉するバルブ１７ｂを介してガス室１６ａに供給される。なお、バブリング用ガスは、キャリアガスとしても使用される。
【００２２】
なお、原料ガスの供給方法としては、上述のように原料液体をバブリングして気化させるバブリング法に限られることはなく、原料液体をベーパライザに送り、ベーパライザを用いて原料液体を気化させる、いわゆる液送り法を用いることも可能である。
【００２３】
バルブ１７ｂと原料貯留部１８との間には、排気装置１４に接続されるプリフローライン２０が接続されている。プリフローライン２０にはバルブ２０ａが設けられている。原料ガスのバブリング流量が安定するまでは、バルブ１７ｂを閉じ、バルブ２０ａを開けることで、原料ガスをプリフローライン２０に流す。バブリング流量が安定し、かつ、原料ガスの供給タイミングになったときには、バルブ２０ａを閉じてバルブ１７ｂを開けることで、原料ガスを原料ガス供給路１７ａへと流す。
【００２４】
バルブ１７ｂとガス室１６ａとの間には、パージ機構２１が接続されている。
【００２５】
パージ機構２１は、例えば、パージ用ガスが貯留されたパージ用ガス貯留部２１ａと、パージ用ガスを原料ガス供給路１７ａに導くパージ用ガス供給管２１ｂと、パージ用ガス供給管２１ｂ中を流れるパージ用ガスの流量を調節するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２１ｃ、バルブ２１ｄ及び２１ｅとを含んで構成される。バルブ２１ｄは、パージ用ガス貯留部２１ａとマスフローコントローラ２１ｃとの間に設けられ、バルブ２１ｅは、原料ガス供給路１７ａとマスフローコントローラ２１ｃとの間に設けられる。パージ用ガスの例は、アルゴン（Ａｒ）ガス、水素（Ｈ２）ガス、及び窒素（Ｎ２）ガス等である。原料ガス供給路１７ａの内部、ガス室１６ａの内部、及び処理チャンバ１１の内部をパージする際には、バルブ１７ｂを閉じ、バルブ２１ｄ、２１ｅを開けることで、パージ用ガスを、原料ガス供給路１７ａにパージ用ガス供給管２１ｂを介して流す。パージ用ガスは、原料ガスのバブリング用ガスとしても使用することができる。つまり、バブリング用ガス貯留部１９ａとパージ用ガス貯留部２１ａは共通の構成としてもよい。
【００２６】
制御部２３は、熱ＣＶＤ装置１０を制御する。制御部２３は、プロセスコントローラ２３ａ、ユーザーインターフェース２３ｂ、及び記憶部２３ｃを含んで構成される。ユーザーインターフェース２３ｂは、工程管理者が、熱ＣＶＤ装置１０を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボード、熱ＣＶＤ装置１０の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等を含む。記憶部２３ｃには、熱ＣＶＤ装置１０による処理を、プロセスコントローラ２３ａの制御にて実現するための制御プログラムや駆動条件データ等が記録されたレシピが格納される。レシピは、必要に応じてユーザーインターフェース２３ｂからの指示により記憶部２３ｃから呼び出され、プロセスコントローラ２３ａに実行させることで熱ＣＶＤ装置１０が制御される。レシピは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フラッシュメモリなどのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させて利用したりすることも可能である。
【００２７】
（シリサイドの形成方法）
次に、上記熱ＣＶＤ装置１０を用いたシリサイドの形成方法を説明する。
【００２８】
図２Ａ及び図２Ｂは、この発明の第１の実施形態に係るシリサイドの形成方法の一例を示す断面図である。図２Ａには、ウエハＷとしてのシリコン基板１０１にＭＯＳＦＥＴが形成された時点が示されている。
【００２９】
図２Ａに示すように、ウエハＷであるｐ型又はｎ型のシリコン基板１０１の表面には、素子分離領域１０２が形成されている。素子分離領域１０２は、シリコン酸化物を含む絶縁体として形成され、シリコン基板１０１の表面に活性領域、例えば、ＭＯＳＦＥＴのソース拡散層及びドレイン拡散層等が形成される素子領域１０３を画定する。素子分離領域１０２に用いられるシリコン酸化物を含む絶縁体の一例は、ＣＶＤ法を用いて形成された二酸化シリコン（ＣＶＤ−ＳｉＯ２）である。素子領域１０３内にはシリコン基板１０１とは反対導電型のソース拡散層１０４ｓ、及びドレイン拡散層１０４ｄが形成されている。ソース拡散層１０４ｓとドレイン拡散層１０４ｄとの間の素子領域１０３はチャネルとして機能する。このチャネル上には、素子領域１０３と電気的に絶縁されて形成されたシリコンを含むゲート電極１０５が形成されている。本例では、チャネル上にゲート絶縁膜１０６を形成し、ゲート絶縁膜１０６上にゲート電極１０５を形成している。ゲート絶縁膜１０６は、本例ではシリコン酸化物を含む絶縁体から構成されている。ゲート絶縁膜１０６に用いられるシリコン酸化物を含む絶縁体の一例は、熱酸化法を用いてシリコン基板１０１を酸化することで形成された二酸化シリコン（Ｔｈｅｒｍａｌ−ＳｉＯ２）である。また、シリコンを含むゲート電極１０５の一例は、ｎ型又はｐ型にドープされたドープトポリシリコンである。ゲート電極１０５の側壁には、側壁絶縁膜１０７が形成されている。本例の側壁絶縁膜１０７は、シリコン酸化物を含む絶縁体から構成される。側壁絶縁膜１０７に用いられるシリコン酸化物を含む絶縁体の一例は、ＣＶＤ法を用いて形成された二酸化シリコン（ＣＶＤ−ＳｉＯ２）である。
【００３０】
このように、図２Ａには、表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出しているシリコン基板１０１が示されている。
【００３１】
次に、図２Ａに示す状態のシリコン基板１０１を、図１に示した熱ＣＶＤ装置１０の処理チャンバ１１内に搬入し、シリコン基板１０１を載置台１２上に載置する。次いで、ヒータ１２ａを用いてシリコン基板１０１を４００℃以上の成膜温度に加熱する。次いで、シリコン基板１０１の温度が成膜温度に達したら、図２Ｂに示すように、シリコンとシリコン酸化物とが露出しているシリコン基板１０１の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給する。次いで、所定の成膜時間、シリコン基板１０１を成膜温度に維持するとともに、マンガン有機化合物ガスの供給を続ける。これにより、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコン、本例では、シリコン基板１０１、ソース拡散層１０４ｓ、ドレイン拡散層１０４ｄ、及びゲート電極１０５の露出面が、選択的、かつ、直接にマンガンシリサイド化される。これにより、ソース拡散層１０４ｓ、ドレイン拡散層１０４ｄ、及びゲート電極１０５に、マンガンシリサイド化された領域（マンガンシリサイド層）１０８が形成される。また、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコン酸化物、本例では、素子分離領域１０２、及び側壁絶縁膜１０７の露出面には、酸化マンガン膜１０９が形成される。
【００３２】
（処理条件）
本例のように、マンガン有機化合物ガスを用いてシリコンを直接にマンガンシリサイド化する際の処理条件の一例としては、以下の条件を例示することができる。
【００３３】
マンガン有機化合物ガス ： （ＥｔＣｐ）２Ｍｎガス
キャリアガス ： Ｈ２ガス
（ＥｔＣｐ）２Ｍｎ／Ｈ２流量比＝ ７ｓｃｃｍ／２５ｓｃｃｍ
成膜温度 ： ４００℃以上
成膜圧力 ： １３３Ｐａ
成膜時間 ： １０ｍｉｎ
（利点）
上記第１の実施形態に係るシリサイドの形成方法によれば、表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出しているシリコン基板１０１上に、マンガン有機化合物ガスを供給し、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコンを選択的、かつ、直接にシリサイド化する。この際、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコン酸化物には、酸化マンガン膜１０９が形成される。酸化マンガン膜１０９は絶縁物である。このため、シリコン酸化物の露出面、本例では、素子分離領域１０２の露出面、及び側壁絶縁膜１０７の露出面に、酸化マンガン膜１０９が形成されてこの酸化マンガン膜１０９が残ったとしても、ゲート電極１０５、ソース拡散層１０４ｓ、及びドレイン拡散層１０４ｄが電気的にショートすることはない。しかも、酸化マンガン膜１０９には、膜厚がある値に達すると、それ以上は膜厚が増加しない、というセルフリミット現象を持つ。例えば、上記処理条件において形成され得る酸化マンガン膜１０９の膜厚は、約２以上７ｎｍのように極めて薄い。このため、シリコン基板１０１上に酸化マンガン膜１０９が残ったとしても、半導体装置の構造自体に与える影響、例えば、素子分離領域１０２や側壁絶縁膜１０７の膜厚が局所的に増加するなどの影響も小さい。このため、マンガンシリサイド層１０８と同時に形成された酸化マンガン膜１０９は、除去する必要はない。
【００３４】
したがって、第１の実施形態によれば、従来のように、シリサイド化されずに、酸化シリコン膜上などに残った未反応の金属膜を薬液で溶解除去する必要がなく、例えば、ウェット洗浄工程を増加させることなく、マンガンシリサイド層１０８を形成することができる、という利点を得ることができる。
【００３５】
さらに、上記第１の実施形態に係るシリサイドの形成方法によれば、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコンを選択的、かつ、直接にシリサイド化するに際し、成膜温度を４００℃以上に低温化することができる。成膜温度を４００℃以上に低温化しても、シリコン基板１０１、ソース拡散層１０４ｓ、ドレイン拡散層１０４ｄ、及びゲート電極１０５に、マンガンシリサイド層１０８を形成することができる。
【００３６】
このように、第１の実施形態によれば、マンガンシリサイド層１０８を形成するために６００℃〜８００℃という高温処理を必要としていた従来に比較して、より低温でマンガンシリサイド層１０８を形成することができる。
【００３７】
したがって、第１の実施形態によれば、マンガンシリサイド層１０８を形成するにあたり、昇温のために必要なエネルギを節約でき、例えば、半導体装置の製造コストの低減に有利、という利点を得ることができる。
【００３８】
また、上記第１の実施形態では、ドープトポリシリコンを用いてゲート電極１０５を形成した。そして、ドープトポリシリコンを用いたゲート電極１０５をマンガンシリサイド化することで、ゲート電極１０５の抵抗を低抵抗化した。しかしながら、ゲート電極１０５の抵抗の更なる低抵抗化のために、ゲート電極１０５にメタルを利用することが考えられている。ゲート電極１０５にメタルを利用した場合には、ゲート電極１０５を形成した後に行われるプロセスにおいては、ゲート電極１０５に与えられる熱ダメージを軽減するため、より低い温度で為されることが重要である。
【００３９】
この点、上記第１の実施形態では、ゲート電極１０５を形成した後に行われるソース拡散層１０４ｓ、及びドレイン拡散層１０４ｄのシリサイド化プロセスを低温化できるので、ゲート電極１０５のメタル電極化にも有利である。
【００４０】
以上、第１の実施形態によれば、ウェット洗浄工程を増加させることなく、かつ、より低温でシリサイドを形成することが可能なシリサイドの形成方法を得ることができる。
【００４１】
（変形例１）
上記第１の実施形態において、シリコンを選択的にマンガンシリサイド化した後、シリコン基板１０１の温度を４００℃以上としてシリコン基板１０１を熱処理し、マンガンシリサイド層１０８を結晶化、又は結晶粒成長させるようにしても良い。
【００４２】
このような変形例１によれば、マンガンシリサイド層１０８を単結晶化、又は結晶粒成長させることで、マンガンシリサイド層１０８が大きくなることによる抵抗値の低下、あるいは単結晶化、又は結晶粒が大きくなることによるシート抵抗の低下を、さらに図ることができる、という利点を得ることができる。
【００４３】
（変形例２）
上記第１の実施形態においては、マンガンシリサイド層１０８と同時に酸化マンガン膜１０９が形成される。この酸化マンガン膜１０９の膜厚を、より薄くしたい場合には、シリコン基板１０１の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給する前に、予めシリコン基板１０１の温度を、シリコン基板１０１の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給する際の温度以上、即ち、成膜温度以上としてシリコン基板１０１をアニールしておくと良い。このアニールにより、シリコン基板１０１を脱ガスする、特に、水分（例えばＨ２ＯやＯＨ）を蒸発させておくことができる。特に、シリコン酸化物から上記水分を蒸発させておくことで、シリコン酸化物中から、マンガン有機化合物を酸化マンガンとさせる物質を減らしておくことができる。このため、シリコン酸化物の表面に形成される酸化マンガン膜１０９の膜厚を、より薄くすることができる。
【００４４】
このような変形例２によれば、酸化マンガン膜１０９の膜厚を、より薄くできることで、素子分離領域１０２や側壁絶縁膜１０７の膜厚が局所的に増加するなどの影響を、さらに小さくすることができる、という利点を得ることができる。
【００４５】
なお、この変形例２は、後述する第２の実施形態においても有効に適用することができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出している基板上にシリサイドを形成するシリサイドの形成方法であって、基板の表面に露出したシリコン上に選択的に金属マンガンを形成し、この金属マンガンをシリコンと反応させてシリコンをシリサイド化する例である。
【００４７】
（装置構成）
図３は、この発明の第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法を実施することが可能な成膜システムの一例を概略的に示す平面図である。本例は、成膜システムの一例として、被処理基板、例えば、ウエハ上に、成膜処理を施す成膜システムを例示するが、被処理基板はウエハに限られるものではない。
【００４８】
図３に示すように、成膜システム３０は、ウエハＷに処理を施す処理部４０と、この処理部４０にウエハＷを搬入出する搬入出部５０と、成膜システム３０を制御する制御部６０とを備えている。本例に係る成膜システム３０は、クラスターツール型（マルチチャンバータイプ）の成膜システムである。
【００４９】
処理部４０は、本例では、ウエハＷに処理を施す処理チャンバ（ＰＭ）を二つ備えている（処理チャンバ４１ａ、４１ｂ）。これらの処理チャンバ４１ａ及び４１ｂはそれぞれ、内部を所定の真空度に減圧可能に構成されている。処理チャンバ４１ａにおいては、ウエハＷへの成膜処理としてマンガン膜のＣＶＤ成膜処理が行われ、処理チャンバ４１ｂにおいてはマンガン膜が形成されたウエハＷに対する熱処理が行われる。処理チャンバ４１ａ及び４１ｂは、ゲートバルブＧ１、Ｇ２を介して、一つの搬送室（ＴＭ）４２に接続されている。
【００５０】
搬入出部５０は、搬入出室（ＬＭ）５１を備えている。搬入出室５１は、内部を大気圧、又はほぼ大気圧、例えば、外部の大気圧に対してわずかに陽圧に調圧可能に構成されている。搬入出室５１の平面形状は、本例では、平面から見て長辺、この長辺に直交する短辺を有した矩形である。矩形の長辺は処理部４０に隣接する。搬入出室５１は、ウエハＷが収容されているキャリアＣが取り付けられるロードポート（ＬＰ）を備えている。本例では、搬入出室５１の処理部４０に相対した長辺に、三つのロードポート５２ａ、５２ｂ、及び５２ｃが備えられている。本例においては、ロードポートの数を三つとしているが、これらに限られるものではなく、数は任意である。ロードポート５２ａ乃至５２ｃには各々、図示せぬシャッターが設けられており、ウエハＷを格納した、あるいは空のキャリアＣがこれらのロードポート５２ａ乃至５２ｃに取り付けられると、図示せぬシャッターが外れて外気の侵入を防止しつつ、キャリアＣの内部と搬入出室５１の内部とが連通される。矩形の短辺の位置には、キャリアＣから取り出されたウエハＷの向きを合わせるオリエンタ（ＯＲＴ）５３が備えられている。
【００５１】
処理部４０と搬入出部５０との間にはロードロック室（ＬＬＭ）、本例では二つのロードロック室４６ａ及び４６ｂが設けられている。ロードロック室４６ａ及び４６ｂは各々、内部を所定の真空度、及び大気圧、もしくはほぼ大気圧に切り換え可能に構成されている。ロードロック室４６ａ及び４６ｂは各々、ゲートバルブＧ３、Ｇ４を介して搬入出室５１の、ロードポート５２ａ乃至５２ｃが設けられた一辺に対向する一辺に接続され、ゲートバルブＧ５、Ｇ６を介して搬送室４２の、処理チャンバ４１ａ及び４１ｂが接続された二辺以外の辺のうちの二辺に接続される。ロードロック室４６ａ及び４６ｂは、対応するゲートバルブＧ３又はＧ４を開放することにより搬入出室５１と連通され、対応するゲートバルブＧ３又はＧ４を閉じることにより搬入出室５１から遮断される。また、対応するゲートバルブＧ５又はＧ６を開放することにより搬送室４２と連通され、対応するゲートバルブＧ５、又はＧ６を閉じることにより搬送室４２から遮断される。
【００５２】
搬入出室５１の内部には搬入出機構５５が設けられている。搬入出機構５５は、キャリアＣに対するウエハＷの搬入出、オリエンタ５３に対するウエハＷの搬入出、ロードロック室４６ａ及び４６ｂに対するウエハＷの搬入出を行う。搬入出機構５５は、例えば、二つの多関節アーム５６ａ及び５６ｂを有し、搬入出室５１の長手方向に沿って延びるレール５７上を走行可能に構成されている。多関節アーム５６ａ及び５６ｂの先端には、ハンド５８ａ及び５８ｂが取り付けられている。ウエハＷは、ハンド５８ａ又は５８ｂに載せられ、上述したウエハＷの搬入出が行われる。
【００５３】
搬送室４２は真空保持可能な構成、例えば、真空容器として構成されている。このような搬送室４２の内部には、処理チャンバ４１ａ及び４１ｂ、並びにロードロック室４６ａ及び４６ｂ相互間に対してウエハＷの搬送を行う搬送機構４４が設けられ、大気とは遮断された状態でウエハＷが搬送される。搬送機構４４は、搬送室４２の略中央に配設されている。搬送機構４４は、回転及び伸縮可能なトランスファアームを、例えば、複数本有する。本例では、例えば、二つのトランスファアーム４４ａ及び４４ｂを有する。トランスファアーム４４ａ及び４４ｂの先端には、ホルダ４５ａ及び４５ｂが取り付けられている。ウエハＷは、ホルダ４５ａ又は４５ｂに保持され、上述したように、処理チャンバ４１ａ及び４１ｂ、並びにロードロック室４６ａ、４６ｂ相互間に対するウエハＷの搬送が行われる。
【００５４】
制御部６０は、成膜システム３０を制御する。制御部６０は、プロセスコントローラ６０ａ、ユーザーインターフェース６０ｂ、及び記憶部６０ｃを含んで構成される。ユーザーインターフェース６０ｂは、工程管理者が、成膜システム３０を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボード、成膜システム３０の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等を含む。記憶部６０ｃには、成膜システム３０による処理を、プロセスコントローラ６０ａの制御にて実現するための制御プログラムや駆動条件データ等が記録されたレシピが格納される。レシピは、必要に応じてユーザーインターフェース６０ｂからの指示により記憶部６０ｃから呼び出され、プロセスコントローラ６０ａに実行させることで成膜システム３０が制御される。レシピは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フラッシュメモリなどのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させて利用したりすることも可能である。
【００５５】
上記成膜システム３０において、マンガン膜のＣＶＤ成膜処理を行う処理チャンバ４１ａを備える成膜装置は、例えば、上記図１に示した熱ＣＶＤ装置１０を用いることができる。
【００５６】
また、熱処理を行う処理チャンバ４１ｂを備える熱処理装置は、例えば、図４に示す熱処理装置７０を用いることができる。
【００５７】
図４に示すように、熱処理装置７０は処理チャンバ４１ｂを有する。処理チャンバ４１ｂ内にはウエハＷを水平に載置する載置台７２が設けられている。載置台７２内にはウエハＷの温調手段となるヒータ７２ａが設けられている。また、載置台７２には図示せぬ昇降機構により昇降自在な３本のリフターピン７２ｃ（便宜上２本のみ図示）が設けられており、このリフターピン７２ｃによりウエハＷを昇降させ、図示せぬウエハ搬送手段と載置台７２との間でウエハＷの受け渡しを行う。
【００５８】
処理チャンバ４１ｂの底部には排気管７３の一端が接続され、排気管７３の他端には排気装置７４が接続されている。処理チャンバ４１ｂの側壁には、ゲートバルブＧ２により開閉される搬送口７５が形成されている。
【００５９】
処理チャンバ４１ｂの天井部には載置台７２に対向するガス吐出孔７６が設けられている。ガス吐出孔には、例えば、処理ガスを処理チャンバ４１ｂに導入する処理ガス供給配管系７７が接続される。
【００６０】
処理ガス供給機構７７は、例えば、処理ガスが貯留された処理ガス貯留部７７ａと、処理ガスを処理チャンバ４１ｂに導く供給管７７ｂと、供給管７７ｂ中を流れる処理ガスの流量を調節するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）７７ｃ、バルブ７７ｄ及び７７ｅとを含んで構成される。バルブ７７ｄは、処理ガス貯留部７７ａとマスフローコントローラ７７ｃとの間に設けられ、バルブ７７ｅは、供給管７７ｂとマスフローコントローラ７７ｃとの間に設けられる。処理ガスの例は、アルゴン（Ａｒ）ガス、水素（Ｈ２）ガス、及び窒素（Ｎ２）ガス等である。尚、圧力制御のため、処理チャンバ４１ｂには圧力計を設置すると共に、排気装置７４には圧力制御弁が設けられるが、ここでは図示を省略している。
【００６１】
（シリサイドの形成方法）
次に、上記成膜システム３０を用いたシリサイドの形成方法を説明する。
【００６２】
図５Ａ〜図５Ｃは、この発明の第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法の一例を示す断面図である。図５Ａには、ウエハＷとしてのシリコン基板１０１にＭＯＳＦＥＴが形成された時点が示されており、図５Ａには、図２Ａに示した状態と全く同じ状態が示されている。即ち、図５Ａには、表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出しているシリコン基板１０１が示されている。
【００６３】
次に、図５Ａに示す状態のシリコン基板１０１を、図３に示した成膜システム３０の処理チャンバ４１ａ内に搬入する。処理チャンバ４１ａを備える熱ＣＶＤ装置は、図１を参照して説明した熱ＣＶＤ装置１０と同じ装置である。このため、以下図１を参照して説明すると、図５Ａに示す状態のシリコン基板１０１を、図１に示した熱ＣＶＤ装置１０の処理チャンバ１１内に搬入し、シリコン基板１０１を載置台１２上に載置する。次いで、ヒータ１２ａを用いてシリコン基板１０１を４００℃以上の成膜温度に加熱する。次いで、シリコン基板１０１の温度が成膜温度に達したら、図５Ｂに示すように、シリコンとシリコン酸化物とが露出しているシリコン基板１０１の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給する。次いで、所定の成膜時間、シリコン基板１０１を成膜温度に維持するとともに、マンガン有機化合物ガスの供給を続ける。これにより、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコン、本例では、シリコン基板１０１、ソース拡散層１０４ｓ、ドレイン拡散層１０４ｄ、及びゲート電極１０５上に選択的にマンガン膜１１０が形成される。本例のように、マンガン有機化合物ガスを用いてシリコン上に選択的にマンガン膜１１０を形成する処理条件の一例としては、以下の条件を例示することができる。
【００６４】
（処理条件）
マンガン有機化合物ガス ： （ＥｔＣｐ）２Ｍｎガス
キャリアガス ： Ｈ２ガス
（ＥｔＣｐ）２Ｍｎ／Ｈ２流量比＝ ７ｓｃｃｍ／２５ｓｃｃｍ
成膜温度 ： ４００℃以上
成膜圧力 ： １３３Ｐａ
成膜時間 ： １０ｍｉｎ
次に、マンガン膜１１０が形成されたシリコン基板１０１を、大気暴露することなく、図３に示した成膜システム３０の処理チャンバ４１ａから搬送室４２へと搬送機構４４を用いて搬出する。さらに、シリコン基板１０１を、大気暴露することなく、図３に示した成膜システム３０の搬送室４２から処理チャンバ４１ｂへと搬送機構４４を用いて搬入する。図５Ｂに示す状態のシリコン基板１０１を、図４に示した熱処理装置７０の載置台７２上に載置する。次いで、ヒータ７２ａを用いてシリコン基板１０１の温度を４００℃以上としてマンガン膜１１０が形成されたシリコン基板１０１を熱処理する。熱処理条件の一例としては、以下の条件を例示することができる。
【００６５】
（熱処理条件）
処理雰囲気 ： Ａｒ
熱処理温度 ： ４００℃以上
熱処理圧力 ： １３３Ｐａ
熱処理時間 ： １０〜３０ｍｉｎ
この熱処理により、図５Ｃに示すように、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコン、本例では、シリコン基板１０１、ソース拡散層１０４ｓ、ドレイン拡散層１０４ｄ、及びゲート電極１０５の露出面が選択的にマンガンシリサイド化される。これにより、ソース拡散層１０４ｓ、ドレイン拡散層１０４ｄ、及びゲート電極１０５に、マンガンシリサイド化された領域（マンガンシリサイド層）１０８が形成される。また、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコン酸化物、本例では、素子分離領域１０２、及び側壁絶縁膜１０７の露出面には、第１の実施形態と同様に、酸化マンガン膜１０９が形成される。
【００６６】
（利点）
上記第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法によれば、表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出しているシリコン基板１０１上に、マンガン有機化合物ガスを供給し、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコン上に選択的にマンガン膜１１０を形成する。この後、マンガン膜１１０が形成されたシリコン基板１０１を熱処理し、シリコン基板１０１の表面に露出したシリコンをマンガンシリサイド化する。
【００６７】
このような第２の実施形態においても、上記台１の実施形態と同様の利点を得ることができる。
【００６８】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、上記第１の実施形態に係るシリサイドの形成方法、又は上記第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法を用いて形成された半導体装置の例である。
【００６９】
図６Ａ〜図６Ｇは、この発明の第３の実施形態に係る半導体装置のいくつかの例を概略的に示す断面図である。
【００７０】
（第１例）
図６Ａに示すように第１例に係る半導体装置は、ＭＯＳＦＥＴである。
【００７１】
図６Ａに示すように、ＭＯＳＦＥＴは、ｎ型又はｐ型のシリコン基板１０１と、シリコン基板１０１内に形成され、シリコン基板１０１の表面に素子領域１０３を画定する、シリコン酸化物を含む素子分離領域１０２と、素子領域１０３内に形成されたシリコン基板１０１とは反対導電型のソース拡散層１０４ｓ、及びドレイン拡散層１０４ｄと、ソース拡散層１０４ｓとドレイン拡散層１０４ｄとの間の素子領域１０３上に、この素子領域１０３と電気的に絶縁、例えば、ゲート絶縁膜１０６ａを介して形成されたゲート電極１０５ａと、ゲート電極１０５ａの側壁に形成された側壁絶縁膜１０７と、を備えている。第１例においては、素子分離領域１０２、及び側壁絶縁膜１０７が、シリコン酸化物、例えば、ＣＶＤ法を用いて形成された二酸化シリコン（ＣＶＤ−ＳｉＯ２）から構成されている。
【００７２】
さらに、第１例においては、ゲート絶縁膜１０６ａが、シリコン酸化物、例えば、シリコン基板１０１を酸化することで形成された二酸化シリコン（Ｔｈｅｒｍａｌ−ＳｉＯ２）で構成され、ゲート電極１０５ａがシリコン、例えば、ｎ型又はｐ型にドープされたドープトポリシリコンを含んで構成されている。
【００７３】
そして、ソース拡散層１０４ｓ、ドレイン拡散層１０４ｄ、及びゲート電極１０５ａに、上記第１の実施形態、又は上記第２の実施形態にしたがって形成されたマンガンシリサイド化された領域（ＭｎＳｉｘ：マンガンシリサイド層１０８）を含んでいる。
【００７４】
また、素子分離領域１０２、及び側壁絶縁膜１０７上には、酸化マンガン膜（ＭｎＯｘ）１０９が形成されている。
【００７５】
上記第１の実施形態、又は上記第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法を用いることで、図６Ａに示すように、ソース拡散層１０４ｓ、ドレイン拡散層１０４ｄ、及びゲート電極１０５ａにマンガンシリサイド層１０８を含み、ソース拡散層１０４ｓ、ドレイン拡散層１０４ｄ、及びゲート電極１０５ａのシート抵抗が低抵抗化されたＭＯＳＦＥＴを形成することができる。
【００７６】
（第２例）
図６Ｂに示すように、第２例に係るＭＯＳＦＥＴが、図６Ａに示した第１例に係るＭＯＳＦＥＴと異なるところは、ゲート絶縁膜１０６ｂが、シリコン酸化物よりも比誘電率が高い高誘電率絶縁膜（ｈｉｇｈ−ｋ）を用いて形成されていることにある。高誘電率絶縁膜の例は、ハフニウムオキサイド（ＨｆＯｘ）、ハフニウムシリコンオキサイド（ＨｆＳｉＯｘ）、ジルコニウムオキサイド（ＺｒＯｘ）などである。
【００７７】
このように、第１の実施形態、又は上記第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法では、ゲート絶縁膜１０６ｂに高誘電率絶縁膜を用いたＭＯＳＦＥＴに対して、マンガンシリサイド層１０８を形成することもできる。
【００７８】
（第３例）
図６Ｃに示すように、第３例に係るＭＯＳＦＥＴが、図６Ｂに示した第２例に係るＭＯＳＦＥＴと異なるところは、ゲート電極１０５ｂがメタル（Ｍｅｔａｌ）とドープトポリシリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）との積層構造であり、かつ、ドープトポリシリコン層の表面近傍に、マンガンシリサイド層１０８が形成されていることにある。
【００７９】
このように、第１の実施形態、又は上記第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法では、ゲート電極１０５ｂにメタルとドープトポリシリコンとが積層された構造を用いたＭＯＳＦＥＴに対して、マンガンシリサイド層１０８を形成することもできる。
【００８０】
（第４例）
図６Ｄに示すように、第４例に係るＭＯＳＦＥＴが、図６Ｃに示した第３例に係るＭＯＳＦＥＴと異なるところは、ゲート絶縁膜１０６ｃが、酸化マンガン膜（ＭｎＯｘ）を用いて形成されていることにある。
【００８１】
このように、第１の実施形態、又は上記第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法では、ゲート絶縁膜１０６ｃに酸化マンガン膜を用いたＭＯＳＦＥＴに対して、マンガンシリサイド層１０８を形成することもできる。
【００８２】
（第５例）
図６Ｅに示すように、第５例に係るＭＯＳＦＥＴが、図６Ｂに示した第２例に係るＭＯＳＦＥＴと異なるところは、ゲート電極１０５ｃを、全てマンガンシリサイド化したことにある。
【００８３】
このように、第１の実施形態、又は上記第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法では、ゲート電極１０５ｃを、全てマンガンシリサイド化することもできる。
【００８４】
（第６例）
図６Ｆに示すように、第６例に係るＭＯＳＦＥＴが、図６Ｅに示した第５例に係るＭＯＳＦＥＴと異なるところは、ゲート電極１０５ｄを、全てマンガンシリサイド化し、かつ、ゲート電極１０５ｄの上面からゲート絶縁膜１０６ｂに向かってマンガンの量を減らしていることにある。即ち、ゲート電極１０５ｄの上面においてはマンガンリッチなマンガンシリサイドが形成されている。そして、ゲート電極１０５ｄの上面からゲート絶縁膜１０６ｂに向かうにしたがってマンガンの含有量が漸減し、ゲート電極１０５ｄとゲート絶縁膜１０６ｂとが接する領域においては、シリコンリッチなマンガンシリサイドが形成されている。
【００８５】
このように、第１の実施形態、又は上記第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法では、ゲート電極１０５ｄを全てマンガンシリサイド化し、かつ、ゲート電極１０５ｄの上面からゲート絶縁膜１０６ｂに向かうにしたがってマンガンの含有量が漸減するようなＭＯＳＦＥＴを形成することもできる。
【００８６】
（第７例）
図６Ｇに示すように、第７例に係るＭＯＳＦＥＴが、図６Ｅに示した第５例に係るＭＯＳＦＥＴと異なるところは、ゲート絶縁膜１０６ｃが、酸化マンガン膜（ＭｎＯｘ）を用いて形成されていることにある。
【００８７】
このように、第１の実施形態、又は上記第２の実施形態に係るシリサイドの形成方法では、ゲート絶縁膜１０６ｃに酸化マンガン膜を用いたＭＯＳＦＥＴに対して、ゲート電極１０５ｃを、全てマンガンシリサイド化することもできる。
【００８８】
以上、この発明をいくつかの実施形態に従って説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形することが可能である。
【００８９】
例えば、上記実施形態においては、マンガン有機化合物ガスとして、シクロペンタジエニル系のマンガン有機化合物、例えば、（ＥｔＣｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（Ｃ２Ｈ５Ｃ５Ｈ４）２］のガスを用いた。しかしながら、シクロペンタジエニル系のマンガン有機化合物は、（ＥｔＣｐ）２Ｍｎに限られるものではなく、下記するシクロペンタジエニル系のマンガン有機化合物の少なくともいずれか一つから選ばれてガス化することも可能である。
【００９０】
（ＥｔＣｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（Ｃ２Ｈ５Ｃ５Ｈ４）２］
Ｃｐ２Ｍｎ［＝Ｍｎ（Ｃ５Ｈ５）２］
（ＭｅＣｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（ＣＨ３Ｃ５Ｈ４）２］
（ｉ−ＰｒＣｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（Ｃ３Ｈ７Ｃ５Ｈ４）２］
ＭｅＣｐＭｎ（ＣＯ）３［＝（ＣＨ３Ｃ５Ｈ４）Ｍｎ（ＣＯ）３］
（ｔ−ＢｕＣｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（Ｃ４Ｈ９Ｃ５Ｈ４）２］
Ｍｎ（ＤＭＰＤ）（ＥｔＣｐ）［＝Ｍｎ（Ｃ７Ｈ１１Ｃ２Ｈ５Ｃ５Ｈ４）］、及び
（（ＣＨ３）５Ｃｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（（ＣＨ３）５Ｃ５Ｈ４）２］
また、上記実施形態においては、上記シクロペンタジエニル系のマンガン有機化合物ガスを供給する際のキャリアガスとして、Ｈ２ガスを用いたが、Ａｒガス、又はＮ２ガスなどの不活性ガスのいずれかを用いることも可能である。
【００９１】
また、マンガン有機化合物は、シクロペンタジエニル系のマンガン有機化合物以外にも、さらに、下記の有機化合物を使用することができる。
【００９２】
ＣＨ３Ｍｎ（ＣＯ）５
Ｍｎ（ＤＰＭ）２［＝Ｍｎ（Ｃ１１Ｈ１９Ｏ２）２］
Ｍｎ（ＤＰＭ）３［＝Ｍｎ（Ｃ１１Ｈ１９Ｏ２）３］
Ｍｎ（ａｃａｃ）２［＝Ｍｎ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２］
Ｍｎ（ａｃａｃ）３［＝Ｍｎ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）３］
Ｍｎ（ｈｆａｃ）２［＝Ｍｎ（Ｃ５ＨＦ６Ｏ２）２］
Ｍｎ（ｉＰｒ−ＡＭＤ）２）［＝Ｍｎ（Ｃ３Ｈ７ＮＣ（ＣＨ３）ＮＣ３Ｈ７）２］
Ｍｎ（ｔＢｕ−ＡＭＤ）２）［＝Ｍｎ（Ｃ４Ｈ９ＮＣ（ＣＨ３）ＮＣ４Ｈ９）２］
その他、この発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々に変形することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１０１…シリコン基板、１０２…素子分離領域、１０３…素子領域、１０４ｓ…ソース拡散層、１０４ｄ…ドレイン拡散層、１０５…ゲート電極、１０６…ゲート絶縁膜、１０７…側壁絶縁膜、１０８…マンガンシリサイド層、１０９…酸化マンガン膜、１１０…マンガン膜。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出している基板上にシリサイドを形成するシリサイドの形成方法であって、
前記基板の温度を４００℃以上として、前記シリコンと前記シリコン酸化物とが露出している前記基板の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給し、
前記基板の表面に露出した前記シリコンを選択的にマンガンシリサイド化することを特徴とするシリサイドの形成方法。
【請求項２】
前記シリコンのみを選択的にマンガンシリサイド化した後、
前記基板の温度を４００℃以上として前記基板を熱処理し、前記マンガンシリサイドを結晶化、又は結晶粒成長させることを特徴とする請求項１に記載のシリサイドの形成方法。
【請求項３】
表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出している基板上にシリサイドを形成するシリサイドの形成方法であって、
前記基板の温度を４００℃以上として、前記シリコンと前記シリコン酸化物とが露出している前記基板の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給し、
前記基板の表面に露出した前記シリコン上に選択的にマンガンを形成し、
前記基板の温度を４００℃以上として前記基板を熱処理し、前記マンガンと前記基板の表面に露出した前記シリコンとを反応させて、前記シリコンをマンガンシリサイド化することを特徴とするシリサイドの形成方法。
【請求項４】
前記金属マンガンを形成する工程と、前記シリコンをマンガンシリサイド化する工程とが、大気暴露されることなく連続して行われることを特徴とする請求項３に記載のシリサイドの形成方法。
【請求項５】
前記基板の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給する前に、
前記基板の温度を、前記基板の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給する際の温度以上として前記基板をアニールし、前記表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出している基板を脱ガスしておくことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシリサイドの形成方法。
【請求項６】
前記マンガン有機化合物ガスが、シクロペンタジエニル系のマンガン有機化合物ガスであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシリサイドの形成方法。
【請求項７】
前記シクロペンタジエニル系のマンガン有機化合物ガスを供給する際のキャリアガスが、
Ｈ２ガス、Ａｒガス、Ｎ２ガスのいずれかから選ばれることを特徴とする請求項６にシリサイドの形成方法。
【請求項８】
前記シクロペンタジエニル系のマンガン有機化合物ガスが、
（ＥｔＣｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（Ｃ２Ｈ５Ｃ５Ｈ４）２］
Ｃｐ２Ｍｎ［＝Ｍｎ（Ｃ５Ｈ５）２］
（ＭｅＣｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（ＣＨ３Ｃ５Ｈ４）２］
（ｉ−ＰｒＣｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（Ｃ３Ｈ７Ｃ５Ｈ４）２］
ＭｅＣｐＭｎ（ＣＯ）３［＝（ＣＨ３Ｃ５Ｈ４）Ｍｎ（ＣＯ）３］
（ｔ−ＢｕＣｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（Ｃ４Ｈ９Ｃ５Ｈ４）２］
Ｍｎ（ＤＭＰＤ）（ＥｔＣｐ）［＝Ｍｎ（Ｃ７Ｈ１１Ｃ２Ｈ５Ｃ５Ｈ４）］、及び
（（ＣＨ３）５Ｃｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（（ＣＨ３）５Ｃ５Ｈ４）２］
ＣＨ３Ｍｎ（ＣＯ）５
Ｍｎ（ＤＰＭ）２［＝Ｍｎ（Ｃ１１Ｈ１９Ｏ２）２］
Ｍｎ（ＤＰＭ）３［＝Ｍｎ（Ｃ１１Ｈ１９Ｏ２）３］
Ｍｎ（ａｃａｃ）２［＝Ｍｎ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２］
Ｍｎ（ａｃａｃ）３［＝Ｍｎ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）３］
Ｍｎ（ｈｆａｃ）２［＝Ｍｎ（Ｃ５ＨＦ６Ｏ２）２］
Ｍｎ（ｉＰｒ−ＡＭＤ）２）［＝Ｍｎ（Ｃ３Ｈ７ＮＣ（ＣＨ３）ＮＣ３Ｈ７）２］
Ｍｎ（ｔＢｕ−ＡＭＤ）２）［＝Ｍｎ（Ｃ４Ｈ９ＮＣ（ＣＨ３）ＮＣ４Ｈ９）２］
の少なくともいずれか一つを含むガスから選ばれることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のシリサイドの形成方法。
【請求項９】
シリコン基板と、
前記シリコン基板内に形成され、前記シリコン基板の表面に素子領域を画定する、シリコン酸化物を含む素子分離領域と、
前記素子領域内に形成されたソース拡散層、及びドレイン拡散層と、
前記ソース拡散層と前記ドレイン拡散層との間の前記素子領域上に、この素子領域と電気的に絶縁されて形成されたゲート電極とを備え、
前記ソース拡散層、及び前記ドレイン拡散層の一部が、マンガンシリサイド化された領域を含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
前記ゲート電極がシリコンを含んで構成され、
前記シリコンを含むゲート電極が、マンガンシリサイド化された領域を含むことを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１】
表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出している基板上にシリサイドを形成するシリサイドの形成方法であって、
前記基板の温度を４００℃以上として、前記シリコンと前記シリコン酸化物とが露出している前記基板の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給し、
前記基板の表面に露出した前記シリコンを選択的にマンガンシリサイド化することを特徴とするシリサイドの形成方法。
【請求項２】
前記シリコンのみを選択的にマンガンシリサイド化した後、
前記基板の温度を４００℃以上として前記基板を熱処理し、前記マンガンシリサイドを結晶化、又は結晶粒成長させることを特徴とする請求項１に記載のシリサイドの形成方法。
【請求項３】
表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出している基板上にシリサイドを形成するシリサイドの形成方法であって、
前記基板の温度を４００℃以上として、前記シリコンと前記シリコン酸化物とが露出している前記基板の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給し、
前記基板の表面に露出した前記シリコン上に選択的にマンガンを形成し、
前記基板の温度を４００℃以上として前記基板を熱処理し、前記マンガンと前記基板の表面に露出した前記シリコンとを反応させて、前記シリコンをマンガンシリサイド化することを特徴とするシリサイドの形成方法。
【請求項４】
前記金属マンガンを形成する工程と、前記シリコンをマンガンシリサイド化する工程とが、大気暴露されることなく連続して行われることを特徴とする請求項３に記載のシリサイドの形成方法。
【請求項５】
前記基板の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給する前に、
前記基板の温度を、前記基板の表面上にマンガン有機化合物ガスを供給する際の温度以上として前記基板をアニールし、前記表面にシリコンとシリコン酸化物とが露出している基板を脱ガスしておくことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシリサイドの形成方法。
【請求項６】
前記マンガン有機化合物ガスが、シクロペンタジエニル系のマンガン有機化合物ガスであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシリサイドの形成方法。
【請求項７】
前記シクロペンタジエニル系のマンガン有機化合物ガスを供給する際のキャリアガスが、
Ｈ２ガス、Ａｒガス、Ｎ２ガスのいずれかから選ばれることを特徴とする請求項６にシリサイドの形成方法。
【請求項８】
前記シクロペンタジエニル系のマンガン有機化合物ガスが、
（ＥｔＣｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（Ｃ２Ｈ５Ｃ５Ｈ４）２］
Ｃｐ２Ｍｎ［＝Ｍｎ（Ｃ５Ｈ５）２］
（ＭｅＣｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（ＣＨ３Ｃ５Ｈ４）２］
（ｉ−ＰｒＣｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（Ｃ３Ｈ７Ｃ５Ｈ４）２］
ＭｅＣｐＭｎ（ＣＯ）３［＝（ＣＨ３Ｃ５Ｈ４）Ｍｎ（ＣＯ）３］
（ｔ−ＢｕＣｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（Ｃ４Ｈ９Ｃ５Ｈ４）２］
Ｍｎ（ＤＭＰＤ）（ＥｔＣｐ）［＝Ｍｎ（Ｃ７Ｈ１１Ｃ２Ｈ５Ｃ５Ｈ４）］、及び
（（ＣＨ３）５Ｃｐ）２Ｍｎ［＝Ｍｎ（（ＣＨ３）５Ｃ５Ｈ４）２］
ＣＨ３Ｍｎ（ＣＯ）５
Ｍｎ（ＤＰＭ）２［＝Ｍｎ（Ｃ１１Ｈ１９Ｏ２）２］
Ｍｎ（ＤＰＭ）３［＝Ｍｎ（Ｃ１１Ｈ１９Ｏ２）３］
Ｍｎ（ａｃａｃ）２［＝Ｍｎ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２］
Ｍｎ（ａｃａｃ）３［＝Ｍｎ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）３］
Ｍｎ（ｈｆａｃ）２［＝Ｍｎ（Ｃ５ＨＦ６Ｏ２）２］
Ｍｎ（ｉＰｒ−ＡＭＤ）２）［＝Ｍｎ（Ｃ３Ｈ７ＮＣ（ＣＨ３）ＮＣ３Ｈ７）２］
Ｍｎ（ｔＢｕ−ＡＭＤ）２）［＝Ｍｎ（Ｃ４Ｈ９ＮＣ（ＣＨ３）ＮＣ４Ｈ９）２］
の少なくともいずれか一つを含むガスから選ばれることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のシリサイドの形成方法。
【請求項９】
シリコン基板と、
前記シリコン基板内に形成され、前記シリコン基板の表面に素子領域を画定する、シリコン酸化物を含む素子分離領域と、
前記素子領域内に形成されたソース拡散層、及びドレイン拡散層と、
前記ソース拡散層と前記ドレイン拡散層との間の前記素子領域上に、この素子領域と電気的に絶縁されて形成されたゲート電極とを備え、
前記ソース拡散層、及び前記ドレイン拡散層の一部が、マンガンシリサイド化された領域を含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
前記ゲート電極がシリコンを含んで構成され、
前記シリコンを含むゲート電極が、マンガンシリサイド化された領域を含むことを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−７７１１０（Ｐ２０１１−７７１１０Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２４３５８（Ｐ２００９−２２４３５８）
【出願日】平成２１年９月２９日（２００９．９．２９）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２９日（２００９．９．２９）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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