JPH04294532A - タングステンシリサイド膜の形成方法 - Google Patents
タングステンシリサイド膜の形成方法Info
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- JPH04294532A JPH04294532A JP8338991A JP8338991A JPH04294532A JP H04294532 A JPH04294532 A JP H04294532A JP 8338991 A JP8338991 A JP 8338991A JP 8338991 A JP8338991 A JP 8338991A JP H04294532 A JPH04294532 A JP H04294532A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
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- H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
- H01L21/28026—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor
- H01L21/28035—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the final conductor layer next to the insulator being silicon, e.g. polysilicon, with or without impurities
- H01L21/28044—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the final conductor layer next to the insulator being silicon, e.g. polysilicon, with or without impurities the conductor comprising at least another non-silicon conductive layer
- H01L21/28061—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the final conductor layer next to the insulator being silicon, e.g. polysilicon, with or without impurities the conductor comprising at least another non-silicon conductive layer the conductor comprising a metal or metal silicide formed by deposition, e.g. sputter deposition, i.e. without a silicidation reaction
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造プロセ
スにおけるタングステンシリサイド膜の形成方法に関し
、特にタングステンシリサイド膜を面内均一性に優れ且
つ良好な表面アスピリティを以て形成する方法に関する
。
スにおけるタングステンシリサイド膜の形成方法に関し
、特にタングステンシリサイド膜を面内均一性に優れ且
つ良好な表面アスピリティを以て形成する方法に関する
。
【０００２】
【従来の技術】超ＬＳＩのゲート電極材料や配線材料と
して、従来のポリシリコン層よりも１桁以上低抵抗なポ
リサイド構造層が用いられている。このポリサイド構造
層は、ポリシリコン層上にタングステンシリサイド等の
高融点金属シリサイド層を積層したものであり、特に、
集積度の高いメモリ装置等への適用が活発である。
して、従来のポリシリコン層よりも１桁以上低抵抗なポ
リサイド構造層が用いられている。このポリサイド構造
層は、ポリシリコン層上にタングステンシリサイド等の
高融点金属シリサイド層を積層したものであり、特に、
集積度の高いメモリ装置等への適用が活発である。
【０００３】ところで、タングステンシリサイド膜を形
成する場合には、フッ化タングステン（ＷＦ６ ）ガス
が使用され、その還元ガスとしてシラン（ＳｉＨ４ ）
ガスや、ジクロロシラン（ＳｉＨ２ Ｃｌ２ ）ガス等
が使用されている。
成する場合には、フッ化タングステン（ＷＦ６ ）ガス
が使用され、その還元ガスとしてシラン（ＳｉＨ４ ）
ガスや、ジクロロシラン（ＳｉＨ２ Ｃｌ２ ）ガス等
が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、還元ガスと
してシランガスを用いた場合では、長所としてウエハの
面内均一性に優れるが、ステップカバレージが悪く、膜
中のフッ素の含有量が多い等の短所がある。一方、ジク
ロロシランガスを還元ガスとした場合では、ステップカ
バレージに優れ、酸化時の膜の剥がれや段差部でのクラ
ックに強い等の特徴を有するが、反面、面内の均一性や
表面アスピリティが悪い。これはジクロロシランガスで
は、５００℃以上の高温で成膜されるため、堆積時に既
にタングステンシリサイドの結晶粒径が大きくなってい
るためである。ジクロロシランガスを用いて比較的低温
で成膜すれば、タングステンシリサイドの結晶粒径を小
さくできるが、その成膜の初期段階でタングステンリッ
チな膜が形成されてしまい、面内の不均一性の問題は残
ることになる（例えば、第５０回応用物理学会学術講演
会予稿集（８９年 秋季）、第５６０頁、２７ｐ−Ｄ
−３参照）。
してシランガスを用いた場合では、長所としてウエハの
面内均一性に優れるが、ステップカバレージが悪く、膜
中のフッ素の含有量が多い等の短所がある。一方、ジク
ロロシランガスを還元ガスとした場合では、ステップカ
バレージに優れ、酸化時の膜の剥がれや段差部でのクラ
ックに強い等の特徴を有するが、反面、面内の均一性や
表面アスピリティが悪い。これはジクロロシランガスで
は、５００℃以上の高温で成膜されるため、堆積時に既
にタングステンシリサイドの結晶粒径が大きくなってい
るためである。ジクロロシランガスを用いて比較的低温
で成膜すれば、タングステンシリサイドの結晶粒径を小
さくできるが、その成膜の初期段階でタングステンリッ
チな膜が形成されてしまい、面内の不均一性の問題は残
ることになる（例えば、第５０回応用物理学会学術講演
会予稿集（８９年 秋季）、第５６０頁、２７ｐ−Ｄ
−３参照）。
【０００５】そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑
み、タングステンシリサイド膜を面内均一性に優れ且つ
良好な表面アスピリティを以て形成する方法の提供を目
的とする。
み、タングステンシリサイド膜を面内均一性に優れ且つ
良好な表面アスピリティを以て形成する方法の提供を目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明のタングステンシリサイド膜の形成方法は、
初めにフッ化タングステンガスとその還元ガスとしての
シランガス若しくはシランガスとジクロロシランガスの
混合ガスを用いて基体上にタングステンシリサイド膜を
薄く形成する。続いて、５００℃〜６００℃程度の比較
的低温でジクロロシランガスとフッ化タングステンガス
を用いて前記タングステンシリサイド膜上にタングステ
ンシリサイド膜を積層する。
め、本発明のタングステンシリサイド膜の形成方法は、
初めにフッ化タングステンガスとその還元ガスとしての
シランガス若しくはシランガスとジクロロシランガスの
混合ガスを用いて基体上にタングステンシリサイド膜を
薄く形成する。続いて、５００℃〜６００℃程度の比較
的低温でジクロロシランガスとフッ化タングステンガス
を用いて前記タングステンシリサイド膜上にタングステ
ンシリサイド膜を積層する。
【０００７】
【作用】フッ化タングステンガスとその還元ガスとして
のシランガス若しくはシランガスとジクロロシランガス
の混合ガスを用いてＣＶＤを行うことで、面内均一性に
優れたタングステンシリサイド膜が全面に形成される。 このタングステンシリサイド膜は、薄い膜厚で良いため
膜中のフッ化物の取り込みは問題とならず、次工程でジ
クロロシランガスによるタングステンシリサイド膜が堆
積されるためステップカバレージは問題とならない。面
内均一性に優れた薄いタングステンシリサイド膜を形成
した後、続けて、ジクロロシランガスを還元ガスとして
タングステンシリサイド膜を積層する。この時比較的低
温でプロセスが進められるが、既に形成された薄いタン
グステンシリサイド膜が触媒作用を示しながら成膜がな
されるため、タングステンリッチな膜とならず、該タン
グステンシリサイド膜の良好な面内均一性を反映して面
内均一性の優れた膜が堆積される。また、比較的低温な
プロセスなため、結晶粒径は大きくならず表面アスピリ
ティも良好となる。
のシランガス若しくはシランガスとジクロロシランガス
の混合ガスを用いてＣＶＤを行うことで、面内均一性に
優れたタングステンシリサイド膜が全面に形成される。 このタングステンシリサイド膜は、薄い膜厚で良いため
膜中のフッ化物の取り込みは問題とならず、次工程でジ
クロロシランガスによるタングステンシリサイド膜が堆
積されるためステップカバレージは問題とならない。面
内均一性に優れた薄いタングステンシリサイド膜を形成
した後、続けて、ジクロロシランガスを還元ガスとして
タングステンシリサイド膜を積層する。この時比較的低
温でプロセスが進められるが、既に形成された薄いタン
グステンシリサイド膜が触媒作用を示しながら成膜がな
されるため、タングステンリッチな膜とならず、該タン
グステンシリサイド膜の良好な面内均一性を反映して面
内均一性の優れた膜が堆積される。また、比較的低温な
プロセスなため、結晶粒径は大きくならず表面アスピリ
ティも良好となる。
【０００８】
【実施例】本発明の好適な実施例を図面を参照しながら
説明する。
説明する。
【０００９】〔第１の実施例〕本実施例は六フッ化タン
グステンガスの還元ガスとして、初めにシランガスが使
用され、続いてジクロロシランガスが使用される例であ
る。
グステンガスの還元ガスとして、初めにシランガスが使
用され、続いてジクロロシランガスが使用される例であ
る。
【００１０】本実施例をその工程に従って説明すると、
初めに、図１の（ａ）に示すように、基体１上にタング
ステンシリサイド膜２がシランガス（ＳｉＨ４ ）と六
フッ化タングステンガス（ＷＦ６ ）を用いたＣＶＤ法
により形成される。ＣＶＤは後述するようなマルチチャ
ンバー型のＣＶＤ装置を用いることができる。基体１は
例えばシリコン基板や絶縁膜或いはポリシリコン膜に被
覆された基板である。
初めに、図１の（ａ）に示すように、基体１上にタング
ステンシリサイド膜２がシランガス（ＳｉＨ４ ）と六
フッ化タングステンガス（ＷＦ６ ）を用いたＣＶＤ法
により形成される。ＣＶＤは後述するようなマルチチャ
ンバー型のＣＶＤ装置を用いることができる。基体１は
例えばシリコン基板や絶縁膜或いはポリシリコン膜に被
覆された基板である。
【００１１】このＣＶＤの条件は、例えば、温度３６０
℃、圧力２４０ｍＴｏｒｒであり、シランガスは１５０
ｓｃｃｍ、六フッ化タングステンガスは２ｓｃｃｍ程度
の流量である。このような条件でタングステンシリサイ
ド膜２を形成した場合には、１００Å程度の薄いタング
ステンシリサイド膜２が基体１上に得られる。
℃、圧力２４０ｍＴｏｒｒであり、シランガスは１５０
ｓｃｃｍ、六フッ化タングステンガスは２ｓｃｃｍ程度
の流量である。このような条件でタングステンシリサイ
ド膜２を形成した場合には、１００Å程度の薄いタング
ステンシリサイド膜２が基体１上に得られる。
【００１２】このＣＶＤでは、還元ガスをシランとする
ため、面内均一性に優れたタングステンシリサイド膜２
が全面に形成される。また、そのタングステンシリサイ
ド膜２は、薄い膜厚なため、フッ素濃度も問題とならず
、次工程でジクロロシランガスによるタングステンシリ
サイド膜がさらに堆積されるためステップカバレージも
問題とならない。
ため、面内均一性に優れたタングステンシリサイド膜２
が全面に形成される。また、そのタングステンシリサイ
ド膜２は、薄い膜厚なため、フッ素濃度も問題とならず
、次工程でジクロロシランガスによるタングステンシリ
サイド膜がさらに堆積されるためステップカバレージも
問題とならない。
【００１３】続いて、結晶粒径を小さく抑えるため、比
較的低温でジクロロシランガスと六フッ化タングステン
ガスを反応させて、図１の（ｂ）に示すように、タング
ステンシリサイド膜３を薄い前記タングステンシリサイ
ド膜２上に堆積する。このタングステンシリサイド膜３
の堆積も後述するＣＶＤ装置によって連続的に行うこと
ができる。
較的低温でジクロロシランガスと六フッ化タングステン
ガスを反応させて、図１の（ｂ）に示すように、タング
ステンシリサイド膜３を薄い前記タングステンシリサイ
ド膜２上に堆積する。このタングステンシリサイド膜３
の堆積も後述するＣＶＤ装置によって連続的に行うこと
ができる。
【００１４】このＣＶＤの条件は、例えば、温度５３０
〜５９０℃、圧力３００ｍＴｏｒｒであり、ジクロロシ
ランガスは１５０ｓｃｃｍ、六フッ化タングステンガス
は２．５ｓｃｃｍ程度の流量である。このような条件で
タングステンシリサイド膜３をタングステンシリサイド
膜２上に７００〜１０００Å程度堆積させる。
〜５９０℃、圧力３００ｍＴｏｒｒであり、ジクロロシ
ランガスは１５０ｓｃｃｍ、六フッ化タングステンガス
は２．５ｓｃｃｍ程度の流量である。このような条件で
タングステンシリサイド膜３をタングステンシリサイド
膜２上に７００〜１０００Å程度堆積させる。
【００１５】ジクロロシランガスを用いたＣＶＤでは、
その初期段階で、下地膜である面内均一性に優れたタン
グステンシリサイド膜２が触媒作用を示す。このためタ
ングステンシリサイド膜２の面内均一性を反映して、積
層させるタングステンシリサイド膜３も面内均一性に優
れたものとなり、特に初期段階でタングステンシリサイ
ド膜２を核としてタングステンシリサイド膜３の結晶粒
が成長することから、タングステンリッチな膜が形成さ
れることはない。また、このジクロロシランガスを用い
たプロセスは、５３０〜５９０℃の比較的低温なプロセ
スである。従って、結晶粒径は比較的に小さいサイズに
抑えられることになり、表面アスピリティは良好となる
。
その初期段階で、下地膜である面内均一性に優れたタン
グステンシリサイド膜２が触媒作用を示す。このためタ
ングステンシリサイド膜２の面内均一性を反映して、積
層させるタングステンシリサイド膜３も面内均一性に優
れたものとなり、特に初期段階でタングステンシリサイ
ド膜２を核としてタングステンシリサイド膜３の結晶粒
が成長することから、タングステンリッチな膜が形成さ
れることはない。また、このジクロロシランガスを用い
たプロセスは、５３０〜５９０℃の比較的低温なプロセ
スである。従って、結晶粒径は比較的に小さいサイズに
抑えられることになり、表面アスピリティは良好となる
。
【００１６】次に、本実施例に用いて好適なＣＶＤ装置
の一例について図２を参照して説明する。図２に示すＣ
ＶＤ装置１０は、２つの反応室１１，１２を有しており
、それぞれ異なる反応ガスによるＣＶＤを連続して行う
ことができる。
の一例について図２を参照して説明する。図２に示すＣ
ＶＤ装置１０は、２つの反応室１１，１２を有しており
、それぞれ異なる反応ガスによるＣＶＤを連続して行う
ことができる。
【００１７】２つの反応室１１，１２はトランスファー
室１３を介して接続されており、タングステンシリサイ
ド膜を形成すべき基体はウエハごとトランスファー室１
３からそれぞれ反応室１１，１２に移送される。トラン
スファー室１３はロードロック室１６に連設され、その
ロードロック室１６に対してカセット室１４から基体は
ロードされ、基体はロードロック室１６からカセット室
１５にアンロードされる。
室１３を介して接続されており、タングステンシリサイ
ド膜を形成すべき基体はウエハごとトランスファー室１
３からそれぞれ反応室１１，１２に移送される。トラン
スファー室１３はロードロック室１６に連設され、その
ロードロック室１６に対してカセット室１４から基体は
ロードされ、基体はロードロック室１６からカセット室
１５にアンロードされる。
【００１８】図３は、本実施例のタングステンシリサイ
ド膜の形成方法をガスの流量から説明するタイムチャー
トである。線ａはシランガスの流量を示し、線ｂはジク
ロロシランガスの流量を示し、線ｃは六フッ化タングス
テンガスの流量を示す。各線ａ，ｂ，ｃにおいて、高レ
ベル時がガスが反応室に導入されるタイミングであり、
低レベル時がガスは反応室に導入されないタイミングで
ある。
ド膜の形成方法をガスの流量から説明するタイムチャー
トである。線ａはシランガスの流量を示し、線ｂはジク
ロロシランガスの流量を示し、線ｃは六フッ化タングス
テンガスの流量を示す。各線ａ，ｂ，ｃにおいて、高レ
ベル時がガスが反応室に導入されるタイミングであり、
低レベル時がガスは反応室に導入されないタイミングで
ある。
【００１９】この図３中、時刻ｔ１ 〜ｔ２ が第１段
階のＣＶＤであり、シランガスと六フッ化タングステン
ガスが使用される。この時、図２の装置で例えば反応室
１１がＣＶＤに用いられ、面内均一性の優れた薄膜のタ
ングステンシリサイド膜が形成される。
階のＣＶＤであり、シランガスと六フッ化タングステン
ガスが使用される。この時、図２の装置で例えば反応室
１１がＣＶＤに用いられ、面内均一性の優れた薄膜のタ
ングステンシリサイド膜が形成される。
【００２０】次に、時刻ｔ２ で、その第１段階のＣＶ
Ｄが終了し、反応室１１からトランスファー室１３に大
気開放されることなく、基体が移送される。そして、時
刻ｔ３ でその基体は他の反応室１２にトランスファー
室１３から移送される。
Ｄが終了し、反応室１１からトランスファー室１３に大
気開放されることなく、基体が移送される。そして、時
刻ｔ３ でその基体は他の反応室１２にトランスファー
室１３から移送される。
【００２１】時刻ｔ３ 〜時刻ｔ４ では、第２段階の
ＣＶＤが行われる。このＣＶＤでは、ジクロロシランガ
スと六フッ化タングステンガスが使用され、反応室１１
で形成されたタングステンシリサイド膜を下地としなが
ら膜が堆積される。面内均一性の優れた膜を下地とする
ため、反応室１２で堆積する膜にも良好な面内均一性が
得られる。また、比較的低温なプロセスであるため、表
面アスピリティも良好とされる。
ＣＶＤが行われる。このＣＶＤでは、ジクロロシランガ
スと六フッ化タングステンガスが使用され、反応室１１
で形成されたタングステンシリサイド膜を下地としなが
ら膜が堆積される。面内均一性の優れた膜を下地とする
ため、反応室１２で堆積する膜にも良好な面内均一性が
得られる。また、比較的低温なプロセスであるため、表
面アスピリティも良好とされる。
【００２２】〔第２の実施例〕本実施例は、初めに薄い
膜厚で形成するタングステンシリサイド膜をジクロロシ
ランガスとシランガスの混合ガスとする例である。
膜厚で形成するタングステンシリサイド膜をジクロロシ
ランガスとシランガスの混合ガスとする例である。
【００２３】本実施例をその工程に従って説明すると、
初めに、図１の（ａ）に示すように、基体１上にタング
ステンシリサイド膜２がジクロロシランガス（ＳｉＨ２
Ｃｌ２ ）にシランガス（ＳｉＨ４ ）を添加した混
合ガスと、六フッ化タングステンガス（ＷＦ６ ）とを
用いたＣＶＤ法により形成される。ＣＶＤは前述のマル
チチャンバー型のＣＶＤ装置を用いることができ、基体
１は第１の実施例と同様に、例えばシリコン基板や絶縁
膜或いはポリシリコン膜に被覆された基板である。
初めに、図１の（ａ）に示すように、基体１上にタング
ステンシリサイド膜２がジクロロシランガス（ＳｉＨ２
Ｃｌ２ ）にシランガス（ＳｉＨ４ ）を添加した混
合ガスと、六フッ化タングステンガス（ＷＦ６ ）とを
用いたＣＶＤ法により形成される。ＣＶＤは前述のマル
チチャンバー型のＣＶＤ装置を用いることができ、基体
１は第１の実施例と同様に、例えばシリコン基板や絶縁
膜或いはポリシリコン膜に被覆された基板である。
【００２４】このＣＶＤの条件は、例えば温度５３０〜
５７０℃、圧力３００ｍＴｏｒｒであり、ジクロロシラ
ンガスは６７０ｓｃｃｍ、シランガスは２０〜５０ｓｃ
ｃｍ、六フッ化タングステンガスは１８ｓｃｃｍ程度の
流量である。このＣＶＤでは、ジクロロシランガスと反
応しなかった六フッ化タングステンガスは基体１（シリ
コン基板の場合）と直接反応することなく、添加された
シランガスと反応する。この反応は、 ＷＦ６ ＋２ＳｉＨ４ →ＷＳｉｘ＋６ＨＦ＋Ｈ２ で
表され、この反応の結果、Ｓｉリッチなタングステンシ
リサイドの核が形成される。
５７０℃、圧力３００ｍＴｏｒｒであり、ジクロロシラ
ンガスは６７０ｓｃｃｍ、シランガスは２０〜５０ｓｃ
ｃｍ、六フッ化タングステンガスは１８ｓｃｃｍ程度の
流量である。このＣＶＤでは、ジクロロシランガスと反
応しなかった六フッ化タングステンガスは基体１（シリ
コン基板の場合）と直接反応することなく、添加された
シランガスと反応する。この反応は、 ＷＦ６ ＋２ＳｉＨ４ →ＷＳｉｘ＋６ＨＦ＋Ｈ２ で
表され、この反応の結果、Ｓｉリッチなタングステンシ
リサイドの核が形成される。
【００２５】このＣＶＤでは、シランガスが添加される
ため、形成されるタングステンシリサイド膜２は面内均
一性が良好である。また、膜厚も薄いため、フッ素濃度
も問題とならず、ステップカバレージも次の工程で他の
タングステンシリサイド膜が積層されるため問題となら
ない。
ため、形成されるタングステンシリサイド膜２は面内均
一性が良好である。また、膜厚も薄いため、フッ素濃度
も問題とならず、ステップカバレージも次の工程で他の
タングステンシリサイド膜が積層されるため問題となら
ない。
【００２６】続いて、第１の実施例と同様に、結晶粒径
を小さく抑えるため、比較的低温でジクロロシランガス
と六フッ化タングステンガスを反応させて、タングステ
ンシリサイド膜３を薄い前記タングステンシリサイド膜
２上に堆積する。このタングステンシリサイド膜３の堆
積も第１の実施例と同様に前述の如きＣＶＤ装置によっ
て連続的に行うことができる。
を小さく抑えるため、比較的低温でジクロロシランガス
と六フッ化タングステンガスを反応させて、タングステ
ンシリサイド膜３を薄い前記タングステンシリサイド膜
２上に堆積する。このタングステンシリサイド膜３の堆
積も第１の実施例と同様に前述の如きＣＶＤ装置によっ
て連続的に行うことができる。
【００２７】このＣＶＤの条件は、例えば、温度５３０
〜５９０℃、圧力３００ｍＴｏｒｒであり、ジクロロシ
ランガスは６７０ｓｃｃｍ、六フッ化タングステンガス
は１８ｓｃｃｍ程度の流量である。
〜５９０℃、圧力３００ｍＴｏｒｒであり、ジクロロシ
ランガスは６７０ｓｃｃｍ、六フッ化タングステンガス
は１８ｓｃｃｍ程度の流量である。
【００２８】このジクロロシランガスを用いたＣＶＤで
は、既に、シリコンリッチな膜が形成されているため、
六フッ化タングステンは直接的に基体１と反応すること
がなく、タングステンシリサイド膜２の面内均一性を反
映して、面内均一性の良好なタングステンシリサイド膜
３が積層される。また、このジクロロシランガスの反応
は、 ＷＦ６ ＋７／２ＳｉＨ２ Ｃｌ２ →Ｗ
Ｓｉｘ＋３／２ＳｉＦ４ ＋７ＨＣｌで表され、タング
ステンリッチとならずにフッ素濃度の低い膜が成長する
。さらに、このジクロロシランガスを用いたプロセスは
、５３０〜５９０℃の比較的低温なプロセスである。従
って、結晶粒径は比較的に小さいサイズに抑えられるこ
とになり、表面アスピリティは良好となる。
は、既に、シリコンリッチな膜が形成されているため、
六フッ化タングステンは直接的に基体１と反応すること
がなく、タングステンシリサイド膜２の面内均一性を反
映して、面内均一性の良好なタングステンシリサイド膜
３が積層される。また、このジクロロシランガスの反応
は、 ＷＦ６ ＋７／２ＳｉＨ２ Ｃｌ２ →Ｗ
Ｓｉｘ＋３／２ＳｉＦ４ ＋７ＨＣｌで表され、タング
ステンリッチとならずにフッ素濃度の低い膜が成長する
。さらに、このジクロロシランガスを用いたプロセスは
、５３０〜５９０℃の比較的低温なプロセスである。従
って、結晶粒径は比較的に小さいサイズに抑えられるこ
とになり、表面アスピリティは良好となる。
【００２９】図４は、第２の実施例のタングステンシリ
サイド膜の形成方法をガスの流量から説明するタイムチ
ャートである。線ｄはシランガスの流量を示し、線ｅは
ジクロロシランガスの流量を示し、線ｆは六フッ化タン
グステンガスの流量を示す。各線ｄ，ｅ，ｆにおいて、
高レベル時がガスが反応室に導入されるタイミングであ
り、低レベル時がガスは反応室に導入されないタイミン
グである。
サイド膜の形成方法をガスの流量から説明するタイムチ
ャートである。線ｄはシランガスの流量を示し、線ｅは
ジクロロシランガスの流量を示し、線ｆは六フッ化タン
グステンガスの流量を示す。各線ｄ，ｅ，ｆにおいて、
高レベル時がガスが反応室に導入されるタイミングであ
り、低レベル時がガスは反応室に導入されないタイミン
グである。
【００３０】図４中、時刻ｔ１０でまずジクロロシラン
ガスが導入され、続いてシランガス及び六フッ化タング
ステンガスが時刻ｔ１１で導入される。時刻ｔ１１〜時
刻ｔ１２の期間で、シランガスの添加によって面内均一
性の良好なタングステンシリサイド薄膜２が形成される
。
ガスが導入され、続いてシランガス及び六フッ化タング
ステンガスが時刻ｔ１１で導入される。時刻ｔ１１〜時
刻ｔ１２の期間で、シランガスの添加によって面内均一
性の良好なタングステンシリサイド薄膜２が形成される
。
【００３１】時刻ｔ１２では、シランガスの導入が停止
する。以後はジクロロシランガスと六フッ化タングステ
ンガスの反応によって膜が堆積する。この段階のＣＶＤ
では、既に形成した面内均一性の高い膜を結晶成長に利
用するため、形成されるタングステンシリサイド膜３は
表面アスピリティの良好な面内均一性の高いものとなる
。 時刻ｔ１３でガスの供給を停止し、膜の堆積が終了する
。
する。以後はジクロロシランガスと六フッ化タングステ
ンガスの反応によって膜が堆積する。この段階のＣＶＤ
では、既に形成した面内均一性の高い膜を結晶成長に利
用するため、形成されるタングステンシリサイド膜３は
表面アスピリティの良好な面内均一性の高いものとなる
。 時刻ｔ１３でガスの供給を停止し、膜の堆積が終了する
。
【００３２】図５は、シランガスの添加ない場合に形成
される膜と、シランガスの添加が有る場合に形成される
膜のシリコンの組成を比較した図である。図中、縦軸は
シリコンの組成比であり、横軸は膜厚である。期間Ｔ０
の初期段階すなわち膜の底部側では、図中実線で示す
シランガスを添加した場合の方がシリコンの組成比が高
くなり、メタル（タングステン）リッチな膜とはならな
いことが示される。これに対し、図中破線で示すシラン
ガスの添加がない場合では、膜厚の薄い部分で、シリコ
ンの組成比が極めて低くなり、面内均一性が悪化してい
ることが判る。従って、シランガスを添加することで、
膜の全体に亘ってシリコンリッチな膜が均一に得られる
ことになる。
される膜と、シランガスの添加が有る場合に形成される
膜のシリコンの組成を比較した図である。図中、縦軸は
シリコンの組成比であり、横軸は膜厚である。期間Ｔ０
の初期段階すなわち膜の底部側では、図中実線で示す
シランガスを添加した場合の方がシリコンの組成比が高
くなり、メタル（タングステン）リッチな膜とはならな
いことが示される。これに対し、図中破線で示すシラン
ガスの添加がない場合では、膜厚の薄い部分で、シリコ
ンの組成比が極めて低くなり、面内均一性が悪化してい
ることが判る。従って、シランガスを添加することで、
膜の全体に亘ってシリコンリッチな膜が均一に得られる
ことになる。
【００３３】
【発明の効果】本発明のタングステンシリサイド膜の形
成方法では、ジクロロシランガスによるタングステンシ
リサイド膜の形成前に、シランガス若しくはシランガス
とジクロロシランガスの混合ガスを用いてＣＶＤを行う
ため、面内均一性に優れた薄膜が形成されることになる
。このタングステンシリサイド膜は、薄く形成されるた
め、膜中のフッ素濃度は問題とならず、次の工程でジク
ロロシランガス還元による膜が形成されるため、ステッ
プカバレージも問題とならない。この薄いタングステン
シリサイド膜を形成した後、ジクロロシランガス還元に
よる膜を形成するが、下地の面内均一性に優れた膜を反
映して、堆積される膜の面内均一性も改善され、表面ア
スピリティも良好となる。
成方法では、ジクロロシランガスによるタングステンシ
リサイド膜の形成前に、シランガス若しくはシランガス
とジクロロシランガスの混合ガスを用いてＣＶＤを行う
ため、面内均一性に優れた薄膜が形成されることになる
。このタングステンシリサイド膜は、薄く形成されるた
め、膜中のフッ素濃度は問題とならず、次の工程でジク
ロロシランガス還元による膜が形成されるため、ステッ
プカバレージも問題とならない。この薄いタングステン
シリサイド膜を形成した後、ジクロロシランガス還元に
よる膜を形成するが、下地の面内均一性に優れた膜を反
映して、堆積される膜の面内均一性も改善され、表面ア
スピリティも良好となる。
【図１】本発明のタングステンシリサイド膜の形成方法
の一例の工程断面図であり、（ａ）はシランガス系によ
るＣＶＤ工程までの基体断面、（ｂ）はジクロロシラン
ガス系によるＣＶＤ工程までの基体断面をそれぞれ示す
。
の一例の工程断面図であり、（ａ）はシランガス系によ
るＣＶＤ工程までの基体断面、（ｂ）はジクロロシラン
ガス系によるＣＶＤ工程までの基体断面をそれぞれ示す
。
【図２】本発明のタングステンシリサイド膜の形成方法
に用いられるマルチチャンバー型のＣＶＤ装置の一例の
模式図である。
に用いられるマルチチャンバー型のＣＶＤ装置の一例の
模式図である。
【図３】本発明のタングステンシリサイド膜の形成方法
の第１の実施例における各ガスの流量を示すタイムチャ
ートである。
の第１の実施例における各ガスの流量を示すタイムチャ
ートである。
【図４】本発明のタングステンシリサイド膜の形成方法
の第２の実施例における各ガスの流量を示すタイムチャ
ートである。
の第２の実施例における各ガスの流量を示すタイムチャ
ートである。
【図５】本発明のタングステンシリサイド膜の形成方法
の第２の実施例における膜厚と膜の組成の関係を示す特
性図である。
の第２の実施例における膜厚と膜の組成の関係を示す特
性図である。
【符号の説明】
１…基体
２…タングステンシリサイド膜
３…タングステンシリサイド膜
Claims (2)
- 【請求項１】 シランガスとフッ化タングステンガス
を用いて基体上にタングステンシリサイド膜を薄く形成
し、続いて、比較的低温でジクロロシランガスとフッ化
タングステンガスを用いて前記タングステンシリサイド
膜上にタングステンシリサイド膜を積層することを特徴
とするタングステンシリサイド膜の形成方法。 - 【請求項２】 シランガス、ジクロロシランガス及び
フッ化タングステンガスを用いて基体上にタングステン
シリサイド膜を薄く形成し、続いて、比較的低温でジク
ロロシランガスとフッ化タングステンガスを用いて前記
タングステンシリサイド膜上にタングステンシリサイド
膜を積層することを特徴とするタングステンシリサイド
膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8338991A JPH04294532A (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | タングステンシリサイド膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8338991A JPH04294532A (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | タングステンシリサイド膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04294532A true JPH04294532A (ja) | 1992-10-19 |
Family
ID=13801072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8338991A Withdrawn JPH04294532A (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | タングステンシリサイド膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04294532A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08236464A (ja) * | 1994-09-27 | 1996-09-13 | Applied Materials Inc | 堆積プロセスにおけるＳｉＨ４ソーク及びパージの利用 |
| JPH09167743A (ja) * | 1995-10-31 | 1997-06-24 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 半導体チップ上に低応力ポリサイド導体を形成する方法 |
| JPH1070124A (ja) * | 1996-06-24 | 1998-03-10 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体素子の導電配線形成方法 |
| EP0926711A2 (en) * | 1997-12-19 | 1999-06-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Gate electrode fabrication method |
| JP2005277318A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Semiconductor Leading Edge Technologies Inc | 高誘電体薄膜を備えた半導体装置及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP8338991A patent/JPH04294532A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08236464A (ja) * | 1994-09-27 | 1996-09-13 | Applied Materials Inc | 堆積プロセスにおけるＳｉＨ４ソーク及びパージの利用 |
| US5780360A (en) * | 1994-09-27 | 1998-07-14 | Applied Materials, Inc. | Purge in silicide deposition processes dichlorosilane |
| US5817576A (en) * | 1994-09-27 | 1998-10-06 | Applied Materials, Inc. | Utilization of SiH4 soak and purge in deposition processes |
| JPH09167743A (ja) * | 1995-10-31 | 1997-06-24 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 半導体チップ上に低応力ポリサイド導体を形成する方法 |
| JPH1070124A (ja) * | 1996-06-24 | 1998-03-10 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体素子の導電配線形成方法 |
| EP0926711A2 (en) * | 1997-12-19 | 1999-06-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Gate electrode fabrication method |
| JPH11243189A (ja) * | 1997-12-19 | 1999-09-07 | Siemens Ag | 集積回路においてゲートレベル相互接続を形成する方法、ゲートレベル相互接続集積回路及びゲートレベル相互接続内のふっ素濃度の全体的なレベルを制御する方法 |
| JP2005277318A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Semiconductor Leading Edge Technologies Inc | 高誘電体薄膜を備えた半導体装置及びその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |