JP2534848B2 - Selective growth method for refractory metals - Google Patents
Selective growth method for refractory metalsInfo
- Publication number
- JP2534848B2 JP2534848B2 JP61209463A JP20946386A JP2534848B2 JP 2534848 B2 JP2534848 B2 JP 2534848B2 JP 61209463 A JP61209463 A JP 61209463A JP 20946386 A JP20946386 A JP 20946386A JP 2534848 B2 JP2534848 B2 JP 2534848B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tungsten
- film
- selective growth
- contact hole
- growth method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 化学気相成長（CVD）法によってアンチモン・シリケ
ートガラス（antimonial silicate glass,SbSG），砒素
シリケートガラス（arsenic silicate glass,AsSG）膜
を成長させ、この膜をマスクにして高融点金属の選択成
長を行う。DETAILED DESCRIPTION [Overview] An antimony silicate glass (SbSG) or arsenic silicate glass (AsSG) film is grown by a chemical vapor deposition (CVD) method, and this film is used as a mask. Then, selective growth of refractory metal is performed.
〔産業上の利用分野〕 本発明は高融点金属の選択成長法に関し、さらに詳し
く言えば、SbSG,AsSG膜にコンタクトホールを開け、そ
のコンタクトホール内に前記膜をマスクにしてタングス
テン（Ｗ）の如き高融点金属を選択成長する方法に関す
るものである。[Field of Industrial Application] The present invention relates to a selective growth method for refractory metals, and more specifically, a contact hole is formed in a SbSG, AsSG film, and the film is used as a mask in the contact hole to form tungsten (W). The present invention relates to a method for selectively growing a refractory metal as described above.
半導体装置の製造工程において、シリコン基板上に絶
縁膜を形成し、この絶縁膜にコンタクトホールを窓開け
し、コンタクトホールに電極を形成することが行われ
る。第２図を参照すると、同図（ａ）に示される如く、
シリコン基板21上に絶縁膜として燐・シリケート・ガラ
ス（PSG）膜22を形成し、PSG膜22にコンタクトホール23
を窓開けし、全面にスパッタまたは蒸着によってアルミ
ニウム（Al）膜24を形成する。Alに代えてモリブデン
（Mo），モリブデンシリサイド（MoSix），タングステ
ン（Ｗ），タングステンシリサイド（WSix）を成長して
もよい。In the process of manufacturing a semiconductor device, an insulating film is formed on a silicon substrate, a contact hole is opened in the insulating film, and an electrode is formed in the contact hole. Referring to FIG. 2, as shown in FIG.
A phosphor-silicate glass (PSG) film 22 is formed as an insulating film on the silicon substrate 21, and the PSG film 22 is provided with a contact hole 23.
A window is opened, and an aluminum (Al) film 24 is formed on the entire surface by sputtering or vapor deposition. Instead of Al, molybdenum (Mo), molybdenum silicide (MoSix), tungsten (W), or tungsten silicide (WSix) may be grown.
次いでAl膜24上にレジストを塗布し、それを第２図
（ｂ）に示される如くパターニングしてレジストマスク
25を作る。Next, a resist is applied on the Al film 24 and patterned as shown in FIG. 2 (b) to form a resist mask.
Make 25.
次に、レジストマスク25をマスクに燐酸を用いるウエ
ットエッチングまたはドライエッチングによってAlをエ
ッチングし、レジストマスクを剥離して第２図（ｃ）に
示されるAl電極24aを作る。Next, Al is etched by wet etching or dry etching using phosphoric acid using the resist mask 25 as a mask, and the resist mask is peeled off to form an Al electrode 24a shown in FIG. 2 (c).
前記したプロセスは、Alの蒸着、レジスト塗布とパタ
ーニング、エッチング、レジスト剥離というように工程
数が多い問題がある。かかる問題を解決すべく、例えば
WF6＋H2を用いる気相成長法でコンタクトホール23内に
タングステン（Ｗ）を選択的に成長する技術が開発され
た。それによると、PSG膜上にはタングステンを成長さ
せることなしに、コンタクトホール23内のみに0.5〜0.6
μｍ程度のタングステンに選択的に成長することができ
る。The above-mentioned process has a problem in that the number of steps is large, such as vapor deposition of Al, resist coating and patterning, etching, and resist stripping. To solve this problem, for example
A technique has been developed in which tungsten (W) is selectively grown in the contact hole 23 by a vapor phase growth method using WF 6 + H 2 . According to this, without growing tungsten on the PSG film, 0.5 to 0.6 only in the contact hole 23.
It can be selectively grown to tungsten of about μm.
例えばタングステンの選択成長には第３図に示す装置
を用い、同図において、31はチャンバ、32はヒーター、
33はサセプタ、34はサセプタ33上に載置されたウエハ
（半導体基板）、35はガス供給部、36はガス導入管、37
は真空排気管、38はバルブを示す。For example, for the selective growth of tungsten, the apparatus shown in FIG. 3 is used, in which 31 is a chamber, 32 is a heater,
33 is a susceptor, 34 is a wafer (semiconductor substrate) mounted on the susceptor 33, 35 is a gas supply unit, 36 is a gas introduction pipe, 37
Is a vacuum exhaust pipe, and 38 is a valve.
タングステンの成長条件は、六弗化タングステン（WF
6）を10〜50cc/minの流量、H2を200〜1000cc/minの流量
でガス導入管36から供給し、ヒーター32により発生する
反応温度は300〜400℃、また真空排気管37に連結された
排気系によって作られる反応圧力は0.1〜0.5Torrに設定
する。The growth conditions for tungsten are tungsten hexafluoride (WF
6 ) is supplied from the gas introduction pipe 36 at a flow rate of 10 to 50 cc / min and H 2 at a flow rate of 200 to 1000 cc / min, the reaction temperature generated by the heater 32 is 300 to 400 ° C., and is connected to the vacuum exhaust pipe 37. The reaction pressure created by the exhaust system is set to 0.1-0.5 Torr.
PSG膜22は一般に１μｍ程度の膜厚に形成され、コン
タクトホール23の深さは１μｍとなる。前記したタング
ステンの選択成長においては0.6μｍが限度でコンタク
トホールを完全に埋めるまでタングステンを成長するこ
とが難しい。The PSG film 22 is generally formed with a film thickness of about 1 μm, and the depth of the contact hole 23 is 1 μm. In the above-mentioned selective growth of tungsten, it is difficult to grow tungsten until the contact hole is completely filled with the limit of 0.6 μm.
PSGにおいては、燐（Ｐ）の実質的濃度（wt％）が高
いほどタングステンの選択的成長における選択性が高ま
り、8wt％,10wt％の燐を含むPSGで選択性はかなり高ま
るがそれでも0.6μｍの厚さにタングステンを成長する
ことが限度である。さらには、燐の濃度を10wt％以上に
増やすことにも問題がある。In PSG, the higher the substantial concentration (wt%) of phosphorus (P), the higher the selectivity in the selective growth of tungsten, and the PSG containing 8 wt% and 10 wt% phosphorus has a considerably higher selectivity, but still 0.6 μm. The limit is to grow tungsten to a thickness of. Furthermore, there is a problem in increasing the concentration of phosphorus to 10 wt% or more.
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、タ
ングステン，モリブデン，チタンの如き高融点金属の選
択成長において成長の選択性を高めうる方法を提供する
ことを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a method capable of enhancing the growth selectivity in the selective growth of refractory metals such as tungsten, molybdenum, and titanium.
上記問題点は、半導体基板上の絶縁膜に形成したコン
タクトホールに高融点金属を選択的に成長する方法にお
いて、前記絶縁膜が、アンチモンまたは砒素を含むシリ
ケートガラスによって作られたものであることを特徴と
する高融点金属の選択成長法を提供することにより解決
される。The above problem is that in a method of selectively growing a refractory metal in a contact hole formed in an insulating film on a semiconductor substrate, the insulating film is made of silicate glass containing antimony or arsenic. This is solved by providing a selective refractory metal selective growth method.
PSG,SbSG,AsSGなどにおいては、５価の不純物が選択
性を高める原因であるが、本発明者は実験によってSbS
g,AsSGで作った膜が選択性に優れていることを確かめ
た。In PSG, SbSG, AsSG, etc., pentavalent impurities are the cause of increasing the selectivity, but the present inventor conducted experiments to find that SbS
It was confirmed that the membrane made of g, AsSG had excellent selectivity.
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
再び第１図を参照すると、先ずシリコン基板11上に絶
縁膜としてSbSG膜12を形成する。SbSGを成長するには第
４図に示す装置を用い同図において、41は成長用炉、42
はヒーター、43はウエハバスケット、44はウエハ（半導
体基板）、45はN2の供給を受けるアンチモンソース、46
はO2の供給を受けるシリコンソース、47はガス導入管、
48はガス抜き、49はピラニ真空計、50は液体窒素の入っ
たトラップ、51はロータリポンプである。装置は有機系
液体ソースを用いる減圧気相成長装置である。Referring to FIG. 1 again, first, the SbSG film 12 is formed as an insulating film on the silicon substrate 11. To grow SbSG, the apparatus shown in FIG. 4 was used. In the figure, 41 is a growth furnace and 42
Is a heater, 43 is a wafer basket, 44 is a wafer (semiconductor substrate), 45 is an antimony source supplied with N 2 , 46
Is a silicon source supplied with O 2 , 47 is a gas introduction pipe,
48 is a gas vent, 49 is a Pirani vacuum gauge, 50 is a trap containing liquid nitrogen, and 51 is a rotary pump. The apparatus is a reduced pressure vapor phase growth apparatus using an organic liquid source.
シリコンソースとしては、シリコン・ノルマルプロピ
レート〔Si（ｎ−OC3H7）４〕40〜60％とO2100〜200c
c、またはプロピルシリケートを用い、アンチモンソー
スとしては、トリエトキシアンチモニイ〔Sb（C2H5O）
３〕10〜30％とN210〜20ccを用いる。ヒーター42の発生
する反応温度は700〜800℃、ロータリポンプ51系の作る
反応圧力は0.4〜1.0Torrに設定した。The silicon source, the silicon-n-propylate [Si (n-OC 3 H 7 ) 4 ] 40% to 60% and O 2 100~200c
c, or propyl silicate, as the antimony source, triethoxyantimony [Sb (C 2 H 5 O)
3] using 10-30% and N 2 10~20cc. The reaction temperature generated by the heater 42 was set to 700 to 800 ° C., and the reaction pressure created by the rotary pump 51 system was set to 0.4 to 1.0 Torr.
シリコン基板11上にSbSG膜が所定の膜厚に成長したと
ころで、SbSG膜12にコンタクトホール13を窓開けする。
一実施例においては、深さ直径共に1.0μｍのコンタク
トホールを形成した。When the SbSG film has grown to a predetermined thickness on the silicon substrate 11, a contact hole 13 is opened in the SbSG film 12.
In one example, a contact hole having a depth diameter of 1.0 μm was formed.
次にシリコン基板11を第３図に示す装置のチャンバ31
内に配置する。本発明者の実験によると、コンタクトホ
ール内に、0.6〜0.8μｍの厚さにタングステン層14を成
長することができた。Next, the silicon substrate 11 is placed on the chamber 31 of the apparatus shown in FIG.
Place it inside. According to the experiments by the present inventor, the tungsten layer 14 could be grown in the contact hole to a thickness of 0.6 to 0.8 μm.
以上述べてきたように本発明によれば、SbSG膜をマス
クに用いることによってタングステンを従来例よりもよ
り選択性良く成長することが可能となった。なお、上記
において本発明方法をタングステンの成長を例に説明し
たが、本発明の適用範囲はその場合に限定されるもので
なく、高融点金属ハロゲン化物、例えばTiCl4,MoCl5を
用いるチタン（Ti），モリブデン（Mo）などの成長の場
合にも及ぶものであり、マスクとなる膜もSbSGに限定さ
れるものでなく、AsSGの如き元素周期表第Ｖ族の元素を
用いる場合も含まれるものである。As described above, according to the present invention, by using the SbSG film as a mask, it becomes possible to grow tungsten with higher selectivity than in the conventional example. Although the method of the present invention has been described above by exemplifying the growth of tungsten, the scope of application of the present invention is not limited to this case, and a refractory metal halide, for example, TiCl 4 or MoCl 5 using titanium ( Ti), molybdenum (Mo), and the like, and the film used as a mask is not limited to SbSG, and includes the case where an element of Group V of the periodic table of elements such as AsSG is used. It is a thing.
第１図は本発明実施例断面図、 第２図（ａ），（ｂ），（ｃ）は従来例断面図、 第３図はタングステン選択成長装置断面図、 第４図は減圧気相成長装置断面図である。 第１図と第４図において、 11はシリコン基板、 12はSbSG膜、 13はコンタクトホール、 14はタングステン層、 41は成長用炉、 42はヒーター、 43はウエハバスケット、 44はウエハ、 45はアンチモンソース、 46はシリコンソース、 47はガス導入管、 48はガス抜き、 49はピラニ真空計、 50はトラップ、 51はロータリポンプである。 FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a), (b) and (c) are sectional views of a conventional example, FIG. 3 is a sectional view of a tungsten selective growth apparatus, and FIG. FIG. 1 and 4, 11 is a silicon substrate, 12 is a SbSG film, 13 is a contact hole, 14 is a tungsten layer, 41 is a growth furnace, 42 is a heater, 43 is a wafer basket, 44 is a wafer, and 45 is a wafer. An antimony source, 46 is a silicon source, 47 is a gas inlet pipe, 48 is a gas vent, 49 is a Pirani gauge, 50 is a trap, and 51 is a rotary pump.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三重野 文雄 川崎市中原区上小田中1015番地 富士通 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−77343（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−116641（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−168256（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−132781（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−222539（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−108575（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Fumio Mieno 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Fujitsu Limited (56) References JP 61-77343 (JP, A) JP 56-116641 (JP) , A) JP 61-168256 (JP, A) JP 52-132781 (JP, A) JP 58-222539 (JP, A) JP 51-108575 (JP, A)
Claims (1)
したコンタクトホール（13）に高融点金属を選択的に成
長する方法において、 前記絶縁膜（12）が、アンチモンまたは砒素を含むシリ
ケートガラスによって作られたものであることを特徴と
する高融点金属の選択成長法。1. A method for selectively growing a refractory metal in a contact hole (13) formed in an insulating film (12) on a semiconductor substrate (11), wherein the insulating film (12) contains antimony or arsenic. A selective growth method of refractory metal, characterized in that it is made of silicate glass containing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61209463A JP2534848B2 (en) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | Selective growth method for refractory metals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61209463A JP2534848B2 (en) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | Selective growth method for refractory metals |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6366932A JPS6366932A (en) | 1988-03-25 |
| JP2534848B2 true JP2534848B2 (en) | 1996-09-18 |
Family
ID=16573286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61209463A Expired - Fee Related JP2534848B2 (en) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | Selective growth method for refractory metals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2534848B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0420597B1 (en) * | 1989-09-26 | 1996-04-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for forming a deposited film by use of alkyl aluminum hydride and process for preparing semiconductor device |
| JP2721023B2 (en) * | 1989-09-26 | 1998-03-04 | キヤノン株式会社 | Deposition film formation method |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58222539A (en) * | 1982-06-21 | 1983-12-24 | Hitachi Ltd | Preparation of semiconductor integrated circuit |
| JPS6177343A (en) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Sony Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JP2554043B2 (en) * | 1985-01-21 | 1996-11-13 | ソニー株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
-
1986
- 1986-09-08 JP JP61209463A patent/JP2534848B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6366932A (en) | 1988-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2559030B2 (en) | Method for manufacturing metal thin film | |
| EP0221156A1 (en) | Method of making a device comprising a patterned aluminum layer. | |
| JP2534848B2 (en) | Selective growth method for refractory metals | |
| JP4060526B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| JPS62105422A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JPH08222568A (en) | Copper wiring manufacture, semiconductor device, and copper wiring manufacturing device | |
| US7622388B2 (en) | Methods of forming titanium-containing materials | |
| JP2926824B2 (en) | Method of forming titanium nitride film | |
| JP2874241B2 (en) | Dry cleaning method for semiconductor device | |
| JP3287042B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP3665090B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| JP3631279B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| JPS6364903B2 (en) | ||
| JPH04252023A (en) | Selective growth method for silicon crystal | |
| TWI838513B (en) | Selective deposition of metal oxides on metal surfaces | |
| JPH0620992A (en) | Vapor growth and device therefor | |
| JPH01234578A (en) | Dry etching method for thin copper film | |
| JPH0689874A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JPH05209272A (en) | Method for growing tungsten film | |
| JPS6138264B2 (en) | ||
| JP3006816B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPH10223556A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| JP2677230B2 (en) | Method for forming TiN film | |
| JP2917929B2 (en) | Metal thin film forming method | |
| JPH0661224A (en) | Formation of copper wiring |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |