JPH03230522A - タングステンの選択的付着方法 - Google Patents
タングステンの選択的付着方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は半導体ウェハの処理に関する。殊に、本発明は
その上部にパターン化されたマスクを有する半導体ウェ
ハ上にタングステンの選択的コーテングを施すプロセス
における改良に関する。
その上部にパターン化されたマスクを有する半導体ウェ
ハ上にタングステンの選択的コーテングを施すプロセス
における改良に関する。
半導体ウェハを処理してその上部にパターン化されたマ
スクを有するアルミニウム、シリコン、タングステン、
又は窒化チタンの層上に選択的にタングステンを付着さ
せる場合、その表面が水分や、例えば酸化アルミニウム
、酸化シリコン、酸化タングステン、酸化チタンの如き
任意の酸化物を含む任意の汚染物質がないことが重要で
ある。
スクを有するアルミニウム、シリコン、タングステン、
又は窒化チタンの層上に選択的にタングステンを付着さ
せる場合、その表面が水分や、例えば酸化アルミニウム
、酸化シリコン、酸化タングステン、酸化チタンの如き
任意の酸化物を含む任意の汚染物質がないことが重要で
ある。
かかる汚染′ＪｐＡ質が存在する場合には、選択的なタ
ングステンの付着が望まれるマスクされない領域上に核
が形成されることをマスクしたり禁止する、また、ウェ
ハのマスクされた部分上に望まれない核形成部位が生ず
る虞れがある。
ングステンの付着が望まれるマスクされない領域上に核
が形成されることをマスクしたり禁止する、また、ウェ
ハのマスクされた部分上に望まれない核形成部位が生ず
る虞れがある。
従って、半導体ウェハの表面はクリーンにして汚染物質
と水分を全て除去しかかる選択的付着を行うようにする
のが普通である。かかるクリーニングはマスク表面と共
に付着さるべき表面を含む。
と水分を全て除去しかかる選択的付着を行うようにする
のが普通である。かかるクリーニングはマスク表面と共
に付着さるべき表面を含む。
かかるクリーニングは例えばＨＦエッチ（酸化物除去の
場合）又は１１□Ｓｏ、、Ｈ２０□；Ｈ２０清浄液（有
機物除去の場合）を用いて湿式クリーニングにより実行
してマスク表面と共にマスクされない表面の双方から酸
化物を含む汚染物質を除去することによって行うのが従
来の方法であった。
場合）又は１１□Ｓｏ、、Ｈ２０□；Ｈ２０清浄液（有
機物除去の場合）を用いて湿式クリーニングにより実行
してマスク表面と共にマスクされない表面の双方から酸
化物を含む汚染物質を除去することによって行うのが従
来の方法であった。
かかるウェハ表面のマクス領域と非マスク領域の湿式ク
リーニングは実際に非マスク表面と共にマスク表面から
酸化物を含む汚染物質を除去することができるが、水分
は必ずしも除去されない。
リーニングは実際に非マスク表面と共にマスク表面から
酸化物を含む汚染物質を除去することができるが、水分
は必ずしも除去されない。
然しなから、更に重要なことは、化学蒸着（ＣＶＤ）又
はプラズマＣＶＤの如き付着技術によってウェハの非マ
スク領域上にタングステンを選択的に付着するために好
適な蒸着装置へ清掃されたウェハを湿式クリーニング装
置へ移転させる間に、清浄化された表面がその後周囲条
件にさらされることである。かかる露出はその後、後続
のタングステン付着プロセスと干渉して、その結果がウ
ェハからウェハへと再現されることになる虞れがある。
はプラズマＣＶＤの如き付着技術によってウェハの非マ
スク領域上にタングステンを選択的に付着するために好
適な蒸着装置へ清掃されたウェハを湿式クリーニング装
置へ移転させる間に、清浄化された表面がその後周囲条
件にさらされることである。かかる露出はその後、後続
のタングステン付着プロセスと干渉して、その結果がウ
ェハからウェハへと再現されることになる虞れがある。
従って、タングステンを半導体ウェハ上に選択的に付着
させるプロセスで、マスク表面と非マスク表面とが清浄
化され、酸化物や水分の如き汚染物質を除去することが
でき、その後、選択的タングステン付着がウェハの清浄
面が中間で更に汚染にさらされることなく実行できるも
のを提供することが有益であろう。
させるプロセスで、マスク表面と非マスク表面とが清浄
化され、酸化物や水分の如き汚染物質を除去することが
でき、その後、選択的タングステン付着がウェハの清浄
面が中間で更に汚染にさらされることなく実行できるも
のを提供することが有益であろう。
それ故、本発明の目的は、タングステンをマスクされた
半導体ウェハ上に選択的に付着するための改良工程で、
ウェハの表面を気密な清浄室内で清掃した後、タングス
テン付着前に清掃ウェハを再び汚染するような条件に清
掃ウェハをさらすことなく、その上部にタングステンを
選択的に付着するために清掃化されたウェハを真空付着
室へ移転させる段階を備えるものを提供することである
。
半導体ウェハ上に選択的に付着するための改良工程で、
ウェハの表面を気密な清浄室内で清掃した後、タングス
テン付着前に清掃ウェハを再び汚染するような条件に清
掃ウェハをさらすことなく、その上部にタングステンを
選択的に付着するために清掃化されたウェハを真空付着
室へ移転させる段階を備えるものを提供することである
。
本発明のもう一つの目的は、タングステンをマスクされ
た半導体ウェハ上に選択的に付着させる改良工程で、ウ
ェハ表面を清掃室内で真空の下で清掃した後、その清掃
されたウェハを清掃室からＣＶＤ室へそれら空間の通路
を経て転送するステップを備えるものを提供することで
ある。上記通路においては、雰囲気は水分又は酸化ガス
を排除する様制御されたウェハ上の清潔な面上にタング
ステンが選択的に付着でき、清浄なウェハがタングステ
ン付着前に清浄されたウェハを再び汚染するような条件
にさらされることのないようになっている。
た半導体ウェハ上に選択的に付着させる改良工程で、ウ
ェハ表面を清掃室内で真空の下で清掃した後、その清掃
されたウェハを清掃室からＣＶＤ室へそれら空間の通路
を経て転送するステップを備えるものを提供することで
ある。上記通路においては、雰囲気は水分又は酸化ガス
を排除する様制御されたウェハ上の清潔な面上にタング
ステンが選択的に付着でき、清浄なウェハがタングステ
ン付着前に清浄されたウェハを再び汚染するような条件
にさらされることのないようになっている。
本発明の更にもう一つの目的は、タングステンをマスク
された半導体ウェハ上に選択的に付着させる改良工程で
、ウェハ表面をハロゲン含有ガスを用いて清浄室内で真
空の下に清浄し、酸化物や水分を含む汚染物質を除去し
た後、清浄ウェハを清掃室からＣＶＤ室へ対応する室間
の通路を経てＣＶＤ室へ転送し、前記通路を真空に維持
して水分を酸化ガスを排除し、清掃ウェハをタングステ
ン付着前に再び汚染するような条件にさらすことなくウ
ェハの清掃面上にタングステンを選択的に付着させるこ
とができるようにしたものを提供することである。
された半導体ウェハ上に選択的に付着させる改良工程で
、ウェハ表面をハロゲン含有ガスを用いて清浄室内で真
空の下に清浄し、酸化物や水分を含む汚染物質を除去し
た後、清浄ウェハを清掃室からＣＶＤ室へ対応する室間
の通路を経てＣＶＤ室へ転送し、前記通路を真空に維持
して水分を酸化ガスを排除し、清掃ウェハをタングステ
ン付着前に再び汚染するような条件にさらすことなくウ
ェハの清掃面上にタングステンを選択的に付着させるこ
とができるようにしたものを提供することである。
本発明の更にもう一つの目的は、タングステンをマスク
された半導体ウェハ上に選択的に付着させるための改良
工程で、ウェハの表面を清掃室内の真空下でハロゲン含
をガスとプラズマを使用して清掃し、酸化物と水分を含
む汚染物質を除去した後、清掃ウェハを清掃室からＣＶ
Ｄ室へ対応する室間の気密通路を介して転送するものを
提供することである。この通路には一つもしくはそれ以
上の不活性又は還元ガスが存在し、水分又は酸化ガスが
排除されて、ウェハ上のクリーンな表面上にタングステ
ンが選択的に付着し、クリーンなウェハがタングステン
付着前に再び汚染するような条件にさらされることがな
いようになっている。
された半導体ウェハ上に選択的に付着させるための改良
工程で、ウェハの表面を清掃室内の真空下でハロゲン含
をガスとプラズマを使用して清掃し、酸化物と水分を含
む汚染物質を除去した後、清掃ウェハを清掃室からＣＶ
Ｄ室へ対応する室間の気密通路を介して転送するものを
提供することである。この通路には一つもしくはそれ以
上の不活性又は還元ガスが存在し、水分又は酸化ガスが
排除されて、ウェハ上のクリーンな表面上にタングステ
ンが選択的に付着し、クリーンなウェハがタングステン
付着前に再び汚染するような条件にさらされることがな
いようになっている。
これらの、またその他の目的は以下の解説と図面より明
らかとなろう。
らかとなろう。
さて、第２図について述べると、本発明の目的に好適な
装置が示されている。同装置は、清掃室１０と化学蒸着
（ＣＶＤ）室４０より成り、両者は気密通路７０により
相互に接続されている。上記通路７０によって清掃され
たウェハは汚染されることなく清掃室１０からＣＶＤ室
４０へ移動できるようになっている。
装置が示されている。同装置は、清掃室１０と化学蒸着
（ＣＶＤ）室４０より成り、両者は気密通路７０により
相互に接続されている。上記通路７０によって清掃され
たウェハは汚染されることなく清掃室１０からＣＶＤ室
４０へ移動できるようになっている。
清掃室１０は、その内部に、台座１６により支持されそ
の上部にＲＩＥクリーンプロセス中に半導体ウェハ１０
０が載置されるウェハサポート又はベース部材又はカソ
ード１４を備えている。清掃室１０もまたガス分配部材
又は「シャワーヘッド」部材２０を備え、同部材を介し
てエツチング又はクリーニングガスがガス源（図示せず
）からパイプ２２を経て清掃室内へ送られるようになっ
ている。ベース部材１４とその上のウェハ１００は、約
２０〜約１００℃の範囲内の、好適には約２０〜約８０
℃の範囲内の温度に、カソード１４内でのヒータ１５に
より清掃段階中、維持される。
の上部にＲＩＥクリーンプロセス中に半導体ウェハ１０
０が載置されるウェハサポート又はベース部材又はカソ
ード１４を備えている。清掃室１０もまたガス分配部材
又は「シャワーヘッド」部材２０を備え、同部材を介し
てエツチング又はクリーニングガスがガス源（図示せず
）からパイプ２２を経て清掃室内へ送られるようになっ
ている。ベース部材１４とその上のウェハ１００は、約
２０〜約１００℃の範囲内の、好適には約２０〜約８０
℃の範囲内の温度に、カソード１４内でのヒータ１５に
より清掃段階中、維持される。
清掃ガスは分配部材２０を介して清掃室１０内へ送られ
る。かかる清掃ガスは清掃さるべき特定面に対して選択
されることになろう。例えば、ウェハ上のアルミ又は酸
化アルミ面を清掃するには、ＢＣｌ３の如きハロゲン含
有ガスを使用することができる。一方、シリコン表面（
シリコン酸化物を除去する場合）を清掃するにはＮＦ３
又はＳＦ６を使用することができる。タングステンの場
合（酸化タングステンを除去するためには）、水素を使
用することが望ましい。何れの場合にも、以下に述べる
ように、ガスは更にキャリアガスによって稀釈すること
ができる。然しなから、少なくとも水素の場合には、清
掃ガスはキャリアガスによって稀釈せずに使用すること
もできる。清掃ガスは清掃ガスのキャリアガスに対する
比がほぼ１：２０〜２０：１の容積部でアルゴン又はヘ
リウム、又は同ガスの混合体の如きキャリアガスと混合
される。
る。かかる清掃ガスは清掃さるべき特定面に対して選択
されることになろう。例えば、ウェハ上のアルミ又は酸
化アルミ面を清掃するには、ＢＣｌ３の如きハロゲン含
有ガスを使用することができる。一方、シリコン表面（
シリコン酸化物を除去する場合）を清掃するにはＮＦ３
又はＳＦ６を使用することができる。タングステンの場
合（酸化タングステンを除去するためには）、水素を使
用することが望ましい。何れの場合にも、以下に述べる
ように、ガスは更にキャリアガスによって稀釈すること
ができる。然しなから、少なくとも水素の場合には、清
掃ガスはキャリアガスによって稀釈せずに使用すること
もできる。清掃ガスは清掃ガスのキャリアガスに対する
比がほぼ１：２０〜２０：１の容積部でアルゴン又はヘ
リウム、又は同ガスの混合体の如きキャリアガスと混合
される。
清掃ガスは約５〜約１００の１分当りの標準立方センナ
メートル（ｓｃｃｍ）の範囲内の流量で清掃室内に流入
される一方、キャリアガスはポンプ容量に応じて約５〜
約１０００ｓｅｃｍの範囲内の流量で清掃室内へ流入さ
れる。
メートル（ｓｃｃｍ）の範囲内の流量で清掃室内に流入
される一方、キャリアガスはポンプ容量に応じて約５〜
約１０００ｓｅｃｍの範囲内の流量で清掃室内へ流入さ
れる。
清掃室１０は更にガス排気ポート２４を備え、同ポート
を介してガスが清掃室１０からパイプ２６を介して真空
ポンプ９０へ排気され、室１０内の圧力は約１ミリトー
ルの低さからプラズマを使用しない時大気圧（７６０）
−ル）の高さの範囲内に維持される。上記ガスと関連し
てプラズマが使用される時、圧力は約１〜約５００ミリ
トールの範囲内にあることが望ましい。
を介してガスが清掃室１０からパイプ２６を介して真空
ポンプ９０へ排気され、室１０内の圧力は約１ミリトー
ルの低さからプラズマを使用しない時大気圧（７６０）
−ル）の高さの範囲内に維持される。上記ガスと関連し
てプラズマが使用される時、圧力は約１〜約５００ミリ
トールの範囲内にあることが望ましい。
若干の場合には清掃ガスは単独で用いてウェハを清掃す
ることができるが、少なくともある場合には清掃ガスと
共にプラズマを使用することが有利であろう。それ故、
ｒｆ源３０はベース１６に接続され、ベース１６と清掃
室１０の接地壁１２の間でプラズマが点火できるように
なっている。清掃段階でプラズマを使用する場合には、
プラズマのパワーレベルは約１〜約１０００ワットの範
囲、好適には約１０〜約２００ワットの範囲、更に好適
には約１０〜約１００ワットの範囲内に維持すべきであ
る。
ることができるが、少なくともある場合には清掃ガスと
共にプラズマを使用することが有利であろう。それ故、
ｒｆ源３０はベース１６に接続され、ベース１６と清掃
室１０の接地壁１２の間でプラズマが点火できるように
なっている。清掃段階でプラズマを使用する場合には、
プラズマのパワーレベルは約１〜約１０００ワットの範
囲、好適には約１０〜約２００ワットの範囲、更に好適
には約１０〜約１００ワットの範囲内に維持すべきであ
る。
アルミ表面を清掃するには上記のアルゴンとＢＣｈガス
の混合体を使用して反応イオンエッチング（ＲＩＥ）を
活用することが望ましい。
の混合体を使用して反応イオンエッチング（ＲＩＥ）を
活用することが望ましい。
ウェハ１００は通路７ｏ内の第１のスリットバルブ８０
を介して装置内へ進入させ、その通路７゜からＲＩＥ室
１ｏと通路７ｏの間に配置された第２のスリットバルブ
８２を介してＲＩＥ室１ｏ内に配置される。もう一つの
スリットバルブ８４によって、通路７ｏとＣＶＤ室４ｏ
の間の連通が確保すれる。真空ＷＷの他の面と同様、が
がるスリットバルブの詳細はトシマ米国特許第４．７８
５，９６２号に見ることができる。
を介して装置内へ進入させ、その通路７゜からＲＩＥ室
１ｏと通路７ｏの間に配置された第２のスリットバルブ
８２を介してＲＩＥ室１ｏ内に配置される。もう一つの
スリットバルブ８４によって、通路７ｏとＣＶＤ室４ｏ
の間の連通が確保すれる。真空ＷＷの他の面と同様、が
がるスリットバルブの詳細はトシマ米国特許第４．７８
５，９６２号に見ることができる。
排気ポート７６用の出口は通路７ｏをパイプ７８を介し
て真空ポンプ９ｏと接続して上記通路内の圧力を１０−
２から１０−’ミリトール、実際には約１０−２から約
１０−３ミリトールの範囲内に維持することができる。
て真空ポンプ９ｏと接続して上記通路内の圧力を１０−
２から１０−’ミリトール、実際には約１０−２から約
１０−３ミリトールの範囲内に維持することができる。
ガス内の何れの不純物の分圧もほぼｌｏ−２ミリトール
を上廻らない限り、非酸化ガスを通路７０内へ導入する
ことによって使用することができる。
を上廻らない限り、非酸化ガスを通路７０内へ導入する
ことによって使用することができる。
このために、通路７０は給気ポート７４を設けることに
よって同ボートを介して一つもしくはそれ以上の非酸化
ガス、即ち、ヘリウム、アルゴン、窒素、又は水素又は
それらの混合物の如き不活性もしくは還元がすをガス源
（図示せず）からパイプ７６を介して通路７０内へ流入
させることができる。
よって同ボートを介して一つもしくはそれ以上の非酸化
ガス、即ち、ヘリウム、アルゴン、窒素、又は水素又は
それらの混合物の如き不活性もしくは還元がすをガス源
（図示せず）からパイプ７６を介して通路７０内へ流入
させることができる。
かかる非酸化ガスが通路７０に流入する量は、その目的
が単にウェハ１００のＣＶＤ室４室内０内進入や通過に
先立ってクリーンなウェハとマスク面が水分や他の酸化
雰囲気にさらされることを防止するためであるから重要
ではない。普通、少なくとも約２０ｓｅｃｍ、殊に約１
００ｓｅｃｍの流量で十分であろう。
が単にウェハ１００のＣＶＤ室４室内０内進入や通過に
先立ってクリーンなウェハとマスク面が水分や他の酸化
雰囲気にさらされることを防止するためであるから重要
ではない。普通、少なくとも約２０ｓｅｃｍ、殊に約１
００ｓｅｃｍの流量で十分であろう。
ウェハ１００をベース部材１４上に置いて所望温度にし
た後、清掃ガスは室１０内へ流入し、プラズマを使用す
る場合にはプラズマを点火する。
た後、清掃ガスは室１０内へ流入し、プラズマを使用す
る場合にはプラズマを点火する。
清掃段階は約５〜３００秒の範囲で、殊に約２０〜３０
０秒の範囲内で実行すべきである。それよりも長い時間
を使用することもできるが、その必要はなく、経済的に
実行可能ではない。
０秒の範囲内で実行すべきである。それよりも長い時間
を使用することもできるが、その必要はなく、経済的に
実行可能ではない。
清掃段階が完了した後、例えばアルゴンの様なキャリア
ガス、水素の如き還元ガス等のキャリアガスを、場合に
よって約５〜約１０００ｓｅｃｍの範囲で（低圧、即ち
５００ミリトール又はそれ以下を清掃段階で使用する場
合にはほぼ２０２０−１Ｏ０ｓｅの範囲）更に５〜３０
秒（又はそれ以上）の間（清掃ガスなしに）室１０を貫
流させて清掃段階から室１０内に残る残留物を何れもフ
ラッジして外部へ出す。もし清掃段階でプラズマが使用
された場合、この段階でも存続し、清掃室１０内に残る
残留物を何れも除去する上で役立つことになる。
ガス、水素の如き還元ガス等のキャリアガスを、場合に
よって約５〜約１０００ｓｅｃｍの範囲で（低圧、即ち
５００ミリトール又はそれ以下を清掃段階で使用する場
合にはほぼ２０２０−１Ｏ０ｓｅの範囲）更に５〜３０
秒（又はそれ以上）の間（清掃ガスなしに）室１０を貫
流させて清掃段階から室１０内に残る残留物を何れもフ
ラッジして外部へ出す。もし清掃段階でプラズマが使用
された場合、この段階でも存続し、清掃室１０内に残る
残留物を何れも除去する上で役立つことになる。
清掃段階とオプションとしてのフラッジ段階が完了した
後、ウェハ１００は室１０から取除かれてスリットバル
ブ８３を介して通路７０内へ復帰する。その後、ウェハ
１００はスリットバルブ８４を介してＣＶＤ室４室内０
内接進入し、本発明によればウェハ１００は清掃室１０
内の清掃段階とＣＶＤ室４室内０内ングステン付着段階
との間の水分や酸化剤又はその他の任意の汚染物質にさ
らされることはない。
後、ウェハ１００は室１０から取除かれてスリットバル
ブ８３を介して通路７０内へ復帰する。その後、ウェハ
１００はスリットバルブ８４を介してＣＶＤ室４室内０
内接進入し、本発明によればウェハ１００は清掃室１０
内の清掃段階とＣＶＤ室４室内０内ングステン付着段階
との間の水分や酸化剤又はその他の任意の汚染物質にさ
らされることはない。
最良の結果を得るには、クリーンなウェハを室内へ移動
させる前にＣＶＤ室を清掃して、先の付着からその内部
に残るタングステン残留物を何れも除去するようにすべ
きである。ＣＶＤ室、殊に、サセプタはＮＦ、プラズマ
を使用した後にＨ２プラズマを使用することによって清
掃することができる。
させる前にＣＶＤ室を清掃して、先の付着からその内部
に残るタングステン残留物を何れも除去するようにすべ
きである。ＣＶＤ室、殊に、サセプタはＮＦ、プラズマ
を使用した後にＨ２プラズマを使用することによって清
掃することができる。
かかる清掃プロセスの詳細はｃｈａｎｇの米国特許出廓
第３９８．６８９号に見ることができる。
第３９８．６８９号に見ることができる。
ＣＶＤ室４０は任意のＣＶＤ装置を備えることができる
。例えば、ＣＶＤ室４ｏは第２図に矩形室として描かけ
れているが、Ｍｉｌｌｅｒの米国特許第４．７９４，０
１９号に詳述される石英管ＣＶＤ素の如き円筒管とする
こともできる。
。例えば、ＣＶＤ室４ｏは第２図に矩形室として描かけ
れているが、Ｍｉｌｌｅｒの米国特許第４．７９４，０
１９号に詳述される石英管ＣＶＤ素の如き円筒管とする
こともできる。
ウェハ１００は台座４６により室４０内に支持されるベ
ース又はサセプタ４４上に配置することができる。例え
ば、ＷＦ６の如きタングステン含有ガスと、Ｈ２又はＳ
ｉ ｔｔ ４の如き還元ガスの混合物がパイプ５２と
シャワーヘッド５０を介して約２０〜約２００ ｓｅｃ
ｍの範囲の速度で室４ｏ内へ流入する。
ース又はサセプタ４４上に配置することができる。例え
ば、ＷＦ６の如きタングステン含有ガスと、Ｈ２又はＳ
ｉ ｔｔ ４の如き還元ガスの混合物がパイプ５２と
シャワーヘッド５０を介して約２０〜約２００ ｓｅｃ
ｍの範囲の速度で室４ｏ内へ流入する。
還元ガスが水素の場合には、ＷＦ＋、 ：ｌ１ｚＯ比
は容量部で約１：５０〜約１ ： １０００の範囲でな
ければならない。還元ガスがＳ ｉ ＩＩ ４である場
合には、畦、のＳ ｉ Ｉｌ ｍに対する割当は容量部
で約１０＝１〜約１：１．５の範囲になければならない
。タングステン含有ガスと還元ガスの混合物は、約１０
００〜約３０００ｓｅｃｍの範囲内の割合で流れるヘリ
ウムやアルゴンの如きキャリアガスを伴うことができる
。
は容量部で約１：５０〜約１ ： １０００の範囲でな
ければならない。還元ガスがＳ ｉ ＩＩ ４である場
合には、畦、のＳ ｉ Ｉｌ ｍに対する割当は容量部
で約１０＝１〜約１：１．５の範囲になければならない
。タングステン含有ガスと還元ガスの混合物は、約１０
００〜約３０００ｓｅｃｍの範囲内の割合で流れるヘリ
ウムやアルゴンの如きキャリアガスを伴うことができる
。
ＣＶＤＶ６Ｏ１３た真空室９ｏに接続される排気ボート
５４を０１ηえることによって付着中のＣＶＤ室の圧力
を約１ミリトール〜約７６０トールの範囲に、殊に約１
ミリトールがら約２００ミリトールの範囲内に維持する
。
５４を０１ηえることによって付着中のＣＶＤ室の圧力
を約１ミリトール〜約７６０トールの範囲に、殊に約１
ミリトールがら約２００ミリトールの範囲内に維持する
。
続く選択的タングステンＣＶＤプロセスの間、ウェハと
、ウェハが載るベース又はサセプタ、１４は、１（２を
還元ガスとして使用する場合、約３５０〜約５００℃の
範囲内の温度に、また、Ｓ ｉ Ｉｔ ＝を還元ガスと
して使用する場合には約２００〜約４００’Ｃの範囲内
の温度に、ベース４４内に取付けられたヒータ４５によ
って維持することができる。
、ウェハが載るベース又はサセプタ、１４は、１（２を
還元ガスとして使用する場合、約３５０〜約５００℃の
範囲内の温度に、また、Ｓ ｉ Ｉｔ ＝を還元ガスと
して使用する場合には約２００〜約４００’Ｃの範囲内
の温度に、ベース４４内に取付けられたヒータ４５によ
って維持することができる。
選択的タングステン付着は、その後、ＣＶＤ室４室内０
内ウェハ１００の露出面上にタングステンの所望厚を付
着させるに十分の時間実行される。
内ウェハ１００の露出面上にタングステンの所望厚を付
着させるに十分の時間実行される。
以下の例は本発明の改良されたタングステン付着プロセ
スを更に例解する上で役立つことになろつ。
スを更に例解する上で役立つことになろつ。
実施例１
露出されたシリコン表面上に２酸化シリコンマスクと異
なる厚さの自然酸化物を有する数種のパターン化された
シリコンウェハを各々ｌ＋ｌｉ（次、八ｐｐｌｉｅｄ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ シリーズ５０００装置のプラズマ
エンチング室内へ挿入し、それぞれのウェハをその内部
のサポートベース上に載せることによって処理した。各
ウカハとサポートベースは３０℃の温度にまで加熱され
た。アルゴンとＮＦ、の比が５＝１の混合物を５Ｑｓｃ
ｃｍの流量で室内へ流入させた。室は１０ミリトールの
圧力に維持された。１５ワットのプラズマが、室内で点
火され、１分間維持され、その後に、プラズマが消され
ＮＦ３の流れは遮断される。その後、アルゴンガスは、
更に１０秒間室内を流れ、清掃プロセスから室内に残る
残留物を何れも除去するこよができる。
なる厚さの自然酸化物を有する数種のパターン化された
シリコンウェハを各々ｌ＋ｌｉ（次、八ｐｐｌｉｅｄ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ シリーズ５０００装置のプラズマ
エンチング室内へ挿入し、それぞれのウェハをその内部
のサポートベース上に載せることによって処理した。各
ウカハとサポートベースは３０℃の温度にまで加熱され
た。アルゴンとＮＦ、の比が５＝１の混合物を５Ｑｓｃ
ｃｍの流量で室内へ流入させた。室は１０ミリトールの
圧力に維持された。１５ワットのプラズマが、室内で点
火され、１分間維持され、その後に、プラズマが消され
ＮＦ３の流れは遮断される。その後、アルゴンガスは、
更に１０秒間室内を流れ、清掃プロセスから室内に残る
残留物を何れも除去するこよができる。
清掃されたウェハは、その後プラズマエッチ゛清掃室か
ら気密通路を介して先に清掃されたＣＶＤ室内へ移動さ
れる。前記通路には１０１０５ｅの流量でアルゴンが流
れる。
ら気密通路を介して先に清掃されたＣＶＤ室内へ移動さ
れる。前記通路には１０１０５ｅの流量でアルゴンが流
れる。
その後、１ミクロンのＣＶＤタングステン層を清掃され
たパターン化ウェハ上の露出シリコン部分上に選択的に
付着させた。付着中のウェハとサセプタの温度はほぼ３
００ ’Ｃに維持された。付着中、ＷＦ、ガスを約１０
１０５ｅで室内に流入させ、５ＩＨ６を約７ ｓｅｃｍ
でＣＶＤ室内へ流入させ、約１０１００５ｅのアルゴン
を室内へ流入させた。約８０ミリトールの圧力を付着中
、室内に維持した。付着は約２分間実行され、ウェハの
非マスク部分上に１ミクロンのタングステン層を選択的
に形成した。
たパターン化ウェハ上の露出シリコン部分上に選択的に
付着させた。付着中のウェハとサセプタの温度はほぼ３
００ ’Ｃに維持された。付着中、ＷＦ、ガスを約１０
１０５ｅで室内に流入させ、５ＩＨ６を約７ ｓｅｃｍ
でＣＶＤ室内へ流入させ、約１０１００５ｅのアルゴン
を室内へ流入させた。約８０ミリトールの圧力を付着中
、室内に維持した。付着は約２分間実行され、ウェハの
非マスク部分上に１ミクロンのタングステン層を選択的
に形成した。
それぞれのマスクされたウェハ上のタングステンの選択
的付着が完了した後、各ウェハはＣＶＤ室から除去され
た。ウェハは裁断され走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の下
で検査して、付着されたコーテングの厚さ、表面粗さ、
および付着の選択度を測定した。種々のウェハ上のコー
テングの厚さは、特定のウェハの表面を横切る方向及び
ウェハ間の厚さの分散は１０％未満で実質上均一である
ことが分った。
的付着が完了した後、各ウェハはＣＶＤ室から除去され
た。ウェハは裁断され走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の下
で検査して、付着されたコーテングの厚さ、表面粗さ、
および付着の選択度を測定した。種々のウェハ上のコー
テングの厚さは、特定のウェハの表面を横切る方向及び
ウェハ間の厚さの分散は１０％未満で実質上均一である
ことが分った。
付着したタングステンの表面は、それぞれのウェハ上で
なめらかに見え、非シリコン表面上のタングステン付着
の証左は殆んど気持づかれなかった。
なめらかに見え、非シリコン表面上のタングステン付着
の証左は殆んど気持づかれなかった。
実施例２
露出されたアルミ表面を有する数種のパターン化された
シリコンウェハをまず実施例Ｉのウェハと同様に清掃し
た。但し、ＢＣｌ３は清掃ガスとして使用され、プラズ
マのパワーレベルは５０ワットにひきあげた。
シリコンウェハをまず実施例Ｉのウェハと同様に清掃し
た。但し、ＢＣｌ３は清掃ガスとして使用され、プラズ
マのパワーレベルは５０ワットにひきあげた。
実施例１におけるように、その後、清掃ウェハをプラズ
マエッチ清掃室から気密通路内へ移動させた。同通路内
にはアルゴンが１０１０５ｅの割当で先に清掃されたＣ
ＶＤ室内へ貫流された。
マエッチ清掃室から気密通路内へ移動させた。同通路内
にはアルゴンが１０１０５ｅの割当で先に清掃されたＣ
ＶＤ室内へ貫流された。
その後１ミクロンのＣＶＤタングステン層を実施例１と
同じタングステン付着条件を用いて清掃されたパターン
化ウェハ上の露出アルミ部分上に選択的に付着させた。
同じタングステン付着条件を用いて清掃されたパターン
化ウェハ上の露出アルミ部分上に選択的に付着させた。
マスクされたウェハのそれぞれの上部の選択的なタング
ステンの付着が完了した後、それぞれのウェハをＣＶＤ
室から取除いた。ウェハは裁断された４００倍光学顕微
鏡の下で区画化し検査された。種々のウェハ上のタング
ステンコーテングの厚さは再び実質上均一であることが
判った。清掃されたアルミ表面上に付着されるタングス
テン表面はそれぞれのウェハ上でなめらかな外観を呈し
、ウェハの酸化物マスク表面上のタングステン付着物は
全く見い出されなかった。
ステンの付着が完了した後、それぞれのウェハをＣＶＤ
室から取除いた。ウェハは裁断された４００倍光学顕微
鏡の下で区画化し検査された。種々のウェハ上のタング
ステンコーテングの厚さは再び実質上均一であることが
判った。清掃されたアルミ表面上に付着されるタングス
テン表面はそれぞれのウェハ上でなめらかな外観を呈し
、ウェハの酸化物マスク表面上のタングステン付着物は
全く見い出されなかった。
かくして、本発明は各ウェハを例えばプラズマエツチン
グ室又はＲＩＥ室の如き清掃室内で清掃して水分を含む
汚染物質をマスク表面と共にウェハの表面から取除き、
その後清掃されたウェハを、清掃室からＣＶＤ室へ２つ
の室間の気密通路を介して通ずことによって汚染物質へ
再びさらすことなく、ＣＶＤ室へ転送した後、タングス
テン含有ガスと還元ガスを用いてＣＶＤ室内でウェハ上
にタングステンを選択的に付着させることによってタン
グステンをマスクされた半導体ウェハ上に再現可能に選
択的に付着させる改良プロセスを提供するものである。
グ室又はＲＩＥ室の如き清掃室内で清掃して水分を含む
汚染物質をマスク表面と共にウェハの表面から取除き、
その後清掃されたウェハを、清掃室からＣＶＤ室へ２つ
の室間の気密通路を介して通ずことによって汚染物質へ
再びさらすことなく、ＣＶＤ室へ転送した後、タングス
テン含有ガスと還元ガスを用いてＣＶＤ室内でウェハ上
にタングステンを選択的に付着させることによってタン
グステンをマスクされた半導体ウェハ上に再現可能に選
択的に付着させる改良プロセスを提供するものである。
第１図は本発明のプロセスを示すフローシート、第２図
はタングステンを選択的に付着させるための真空清掃室
とＣＶＤ室間の関係を示す線図で、清掃されたウェハを
周囲条件にさらさずに清掃ウェハを直接真空付着室へ転
送できる、２つの室間の転送通路を示したもの。 １００−清掃室、４０・−・化学蒸着（ＣＶＤ）室、７
〇−通路、１６−台座、８２，８Ｌ−スリットバルブ、
９〇−真空ポンプ。
はタングステンを選択的に付着させるための真空清掃室
とＣＶＤ室間の関係を示す線図で、清掃されたウェハを
周囲条件にさらさずに清掃ウェハを直接真空付着室へ転
送できる、２つの室間の転送通路を示したもの。 １００−清掃室、４０・−・化学蒸着（ＣＶＤ）室、７
〇−通路、１６−台座、８２，８Ｌ−スリットバルブ、
９〇−真空ポンプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、マスクされた半導体ウェハ上にタングステンを選択
的に付着させる方法において、 ａ）ウェハ表面を気密な清掃室内で清掃し、ｂ）その後
、清掃されたウェハを真空付着室へ転送して、清掃ウェ
ハを、上記付着に先立って再び汚染するような条件にさ
らすことなくタングステンをその上部に選択的に付着さ
せる、前記方法。 ２、上記転送ステップが更に上記清掃されたウェハを上
記清掃室から約１０＾−＾２〜約１０＾−＾５ミリトー
ルの真空に維持される気密通路を経て上記ＣＶＤ室へ転
送させることから成る請求項１の方法。 ３、上記転送ステップが更に上記清掃されたウェハを上
記清掃室から上記ＣＶＤ室へ室間の気密通路を経て転送
する一方、アルゴン、ヘリウム、窒素、水素および同ガ
スの混合物より成る類から選択された一つもしくはそれ
以上の非酸化ガスを、少なくとも約２０ｓｃｃｍの流量
で上記通路内へ貫流させる請求項１の方法。 ４、マスクされた半導体ウェハ上にタングステンを選択
的に付着させる方法において、 ａ）ウェハ表面を約１ミリトール〜約７６０トールの範
囲内の圧力に維持された清掃室内で、少なくとも一つの
清掃ガスを上記室内へ流す一方、上記ウェハを約２０〜
約１００℃の範囲内の温度に維持し、 ｂ）清掃されたウェハを清掃室からＣＶＤ室へその各々
の間の気密通路を介して転送し、水分もしくは酸化ガス
を排除することによって、清掃されたウェハを、上記選
択的付着前に再び汚染させるような条件にさらすことな
く、ウェハ上のクリーンな表面上にその後タングステン
を選択的に付着できるようにし、 ｃ）タングステン含有ガスと還元ガスを上記ＣＶＤ室内
に貫流させることによってタングステンのＣＶＤ層をウ
ェハのマスクされない表面上に選択的に付着させる、前
記方法。 ５、上記清掃ガスが水素とハロゲン含有ガスより構成さ
れる類から選択される請求項４の方法。 ６、上記清掃ステップが更に、その間、約１〜約１００
ワットの範囲内にプラズマを上記清掃室内に維持し、上
記清掃ステップ中に上記清掃室内の圧力を約１ミリトー
ル〜約５００ミリトールの範囲内に維持することより成
る請求項４の方法。 ７、上記タングステンの選択的付着ステップが、更に、
上記ＣＶＤ室へＷＦ＿６と、Ｈ＿２とＳｉＨ＿４より構
成される類から選択された還元ガスと、を流入させるこ
とよりなる請求項４の方法。 ８、上記清掃ガスの上記清掃室内への流れが遮断された
後の少なくともほぼ５秒間、上記清掃ステップ後に非反
応ガスを上記清掃室内に貫流させ、上記清掃ステップか
ら残る残留物を何れも除去する請求項４の方法。 ９、マスクされた半導体ウェハ上にタングステンを選択
的に付着させる方法において、 ａ）ｉ）上記ウェハを約１〜約５００ミリトールの範囲
内の圧力に維持された清掃室内へ挿 入し、 ｉｉ）上記ウェハを約２０〜約８０℃の範囲の温度に加
熱し、 ｉｉｉ）Ｈ＿２、ＢＣｌ＿３、ＳＦ＿６、およびＮＦ＿
３より成る類の中から選択された清掃ガスより成るガス 混合体を約２０〜約３０秒間、上記室内へ 流入させ、 ｉｖ）上記清掃ガスを含む上記ガス混合体が上記室内へ
流入する間、上記室内のプラズマ を約２０〜約１００ワットのパワーレンジ 内で点火し、 ｖ）その後、上記プラズマを上記室内に維持しながら、
上記清掃ガスの上記室内への流 入が遮断された後少なくとも５秒間、非反 応ガスを上記室内を貫流させて上記室から の残留物を除去し、これによって上記ウェ ハの表面を真空下の清浄室内で清掃し、 ｂ）清掃されたウェハを上記清掃室からＣＶＤ室へ空間
の気密通路を介して転送し、この気密通路に一つ以上の
非酸化ガスを流して上記通路から水分又は酸化ガスを除
去することによって、清掃されたウェハを上記選択的付
着に先立って清掃されたウェハを再び汚染するような条
件にさらさずに、続いてタングステンがウェハ上のクリ
ーンな表面上に付着できるようにし、 ｃ）上記表面をＷＦ＿６の混合物と、Ｈ＿２とＳｉＨ＿
４より成る類から選択された還元ガスとにさらすことに
よってタングステンのＣＶＤ層を上記清掃されたウェハ
のマスクされない面上に選択的に付着させる、前記方法
。 １０、マスクされた半導体ウェハ上にタングステンを選
択的に付着させる装置において、 ａ）ウェハの表面を約１ミリトールないし約７６０トー
ルの範囲内の圧力に維持された清掃室内で清掃する手段
で少なくとも一つの清掃ガスを上記室内へ流入させる手
段と、上記ウェハを約２０〜約１００℃の範囲内の温度
に維持する手段と、 ｂ）上記清掃されたウェハを清掃室からＣＶＤ室へ転送
する手段で、上記室間に気密な通路を備えることによっ
て水分又は酸化ガスを排除して、清掃ウェハを上記選択
的付着前に再び汚染するような条件にさらさずに、続い
てウェハ上のクリーンな表面にタングステンが選択的に
付着できるようにしたものと、 ｃ）上記ＣＶＤ室内を貫流するタングステン含有ガスと
還元ガスより成り、ウェハの非マクス表面上にタングス
テン層を選択的に付着させる手段と、から成る前記装置
。
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