JPS61198628A - タングステン膜の選択成長方法 - Google Patents
タングステン膜の選択成長方法Info
- Publication number
- JPS61198628A JPS61198628A JP4000185A JP4000185A JPS61198628A JP S61198628 A JPS61198628 A JP S61198628A JP 4000185 A JP4000185 A JP 4000185A JP 4000185 A JP4000185 A JP 4000185A JP S61198628 A JPS61198628 A JP S61198628A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- tungsten
- tungsten film
- inflow
- thickness
- 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.)
- Pending
Links
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims abstract description 10
- NXHILIPIEUBEPD-UHFFFAOYSA-H tungsten hexafluoride Chemical compound F[W](F)(F)(F)(F)F NXHILIPIEUBEPD-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 17
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 2
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
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
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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］
本発明は半導体装置の製造工程で用いられているタング
ステン膜の選択成長方法に関する。
ステン膜の選択成長方法に関する。
ｔＣなどの半導体装置は、ウェハープロセスにおいて、
多数の素子間を接続するための配線が形成されている。
多数の素子間を接続するための配線が形成されている。
従来、この配線材はアルミニウム膜が主体で、一部に多
結晶シリコン膜が用いられていたが、ＩＣの高集積化、
微細化と共に、高融点金属膜、あるいは、高融点金属シ
リサイド膜が使用されるようになってきた。それは、ア
ルミニウム膜に比べて融点が高く、多結晶シリコン膜に
比べて導電性が高いために、絶縁膜を介した多層配線の
形成に好適であるからである。
結晶シリコン膜が用いられていたが、ＩＣの高集積化、
微細化と共に、高融点金属膜、あるいは、高融点金属シ
リサイド膜が使用されるようになってきた。それは、ア
ルミニウム膜に比べて融点が高く、多結晶シリコン膜に
比べて導電性が高いために、絶縁膜を介した多層配線の
形成に好適であるからである。
しかし、ＩＣ上の配線層は、できるだけ均一な膜厚に形
成されるように、配慮されなければならない。
成されるように、配慮されなければならない。
［従来の技術］
このような高融点金属膜のうち、タングステン膜は選択
成長か可能で、最近、高集積化、高微細化されてきたＩ
Ｃの製造方法において、大変に重宝がられている。
成長か可能で、最近、高集積化、高微細化されてきたＩ
Ｃの製造方法において、大変に重宝がられている。
即ち、選択成長すればパターンニングが不要になるメリ
ットがあるからで、例えば、第２図に示すようなシリコ
ン基板１の上に、水素（Ｈ２）をキャリアにして六弗化
タングステン（ＷＦｓ）ガスを流入し、分解して被着さ
せると、二酸化シリコン（Ｓｉ０２）膜２の上には被着
せずに、多結晶シリコン膜３の上にのみタングステン膜
４が被着すると云う方法である。
ットがあるからで、例えば、第２図に示すようなシリコ
ン基板１の上に、水素（Ｈ２）をキャリアにして六弗化
タングステン（ＷＦｓ）ガスを流入し、分解して被着さ
せると、二酸化シリコン（Ｓｉ０２）膜２の上には被着
せずに、多結晶シリコン膜３の上にのみタングステン膜
４が被着すると云う方法である。
このように成長すれば、被着後のパターンニングが要ら
なくなる。選択的に被着する部分は、多結晶シリコン膜
に限らず、シリコン基板などのシリコン層で、被着しな
い部分は５ｉ０２膜の他、シリコン層以外の殆どの部分
と考えてよい。
なくなる。選択的に被着する部分は、多結晶シリコン膜
に限らず、シリコン基板などのシリコン層で、被着しな
い部分は５ｉ０２膜の他、シリコン層以外の殆どの部分
と考えてよい。
第３図は、このような選択成長を行なうための化学気相
成長装置の概要図を示しており、１０はシリコンウェハ
ー、１１は反応ガスの流入口、１２は真空排気口で、ウ
ェハー１０を３００〜４００℃に加熱し、流入口１１か
らＮ２とＷＦ６との混合ガスを流入して、シリコンウェ
ハー面にシャワー状に吹き付け、容器内の減圧度を０．
３ Ｔｏｒｒ程度に保ってお（。そうすると、シリコン
膜の上ではＳｉとＷＦ６とが直接反応し、ＳｉとＷとが
置換してタングステン膜が被着する。一方、それ以外の
部分では分解したタングステンが、生成された弗酸（Ｈ
Ｆ）でエツチングされて、被着とエツチングとが平衡状
態となり、積層されない、かくして、選択成長がおこな
われるわけである。
成長装置の概要図を示しており、１０はシリコンウェハ
ー、１１は反応ガスの流入口、１２は真空排気口で、ウ
ェハー１０を３００〜４００℃に加熱し、流入口１１か
らＮ２とＷＦ６との混合ガスを流入して、シリコンウェ
ハー面にシャワー状に吹き付け、容器内の減圧度を０．
３ Ｔｏｒｒ程度に保ってお（。そうすると、シリコン
膜の上ではＳｉとＷＦ６とが直接反応し、ＳｉとＷとが
置換してタングステン膜が被着する。一方、それ以外の
部分では分解したタングステンが、生成された弗酸（Ｈ
Ｆ）でエツチングされて、被着とエツチングとが平衡状
態となり、積層されない、かくして、選択成長がおこな
われるわけである。
［発明が解決しようとする問題点］
ところで、選択成長は、第３図に余すような１枚のシリ
コンウェハーのみ成長させる気相成長装置では問題はな
いが、量産的に数十枚のシリコンウェハーを同時に処理
する気相成長装置では、選択成長したタングステン膜の
膜厚が不均一になって、その点から、タングステンの選
択成長法は量産化し難い問題がある。
コンウェハーのみ成長させる気相成長装置では問題はな
いが、量産的に数十枚のシリコンウェハーを同時に処理
する気相成長装置では、選択成長したタングステン膜の
膜厚が不均一になって、その点から、タングステンの選
択成長法は量産化し難い問題がある。
本発明は、この問題点を解消させるタングステン膜の選
択成長法を提案するものである。
択成長法を提案するものである。
［問題点を解決するための手段〕
その問題は、上記反応ガスと同時に、全流入ガス量の１
７２〜１７３量の不活性ガスを流入するようにしたタン
グステン膜の選択成長方法によって解消される。
７２〜１７３量の不活性ガスを流入するようにしたタン
グステン膜の選択成長方法によって解消される。
［作用］
即ち、不活性ガスを混合して、反応ガスの急激な反応を
抑制し、徐々に反応を起こさせると、多数のシリコンウ
ェハーすべてに、比較的膜厚の均一なタングステン膜が
被着される。
抑制し、徐々に反応を起こさせると、多数のシリコンウ
ェハーすべてに、比較的膜厚の均一なタングステン膜が
被着される。
［実施例］
以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第１図は本発明を適用する化学気相成長装置の概要断面
図を示しており、不純物拡散などの熱処理に汎用されて
いる横型加熱炉と同型である。この型は多数のウェハー
をウェハーホルダーのまま処理できるので、極めて量産
的な装置として著名である。
図を示しており、不純物拡散などの熱処理に汎用されて
いる横型加熱炉と同型である。この型は多数のウェハー
をウェハーホルダーのまま処理できるので、極めて量産
的な装置として著名である。
図において、１０はシリコンウェハー、２０はウェハー
ホルダー、２１は反応ガスの流入口、２２は真空排気口
、２３は石英容器、２４はヒータで、流入口２１から・
窒素（Ｎ２）ガスを混合したＮ２とＷＦ６とからなる反
応ガスを流入して、容器内を０．３７ｏｒｒの減圧度に
保ち、温度３５０℃に加熱して、成長させる。
ホルダー、２１は反応ガスの流入口、２２は真空排気口
、２３は石英容器、２４はヒータで、流入口２１から・
窒素（Ｎ２）ガスを混合したＮ２とＷＦ６とからなる反
応ガスを流入して、容器内を０．３７ｏｒｒの減圧度に
保ち、温度３５０℃に加熱して、成長させる。
反応ガス比は、例えば、次のようにする。
ＷＦ６ ： Ｎ２ ： Ｎ２ ＝０．３ ： ４
： ２そうすると、２０数分で約１０００人のタングス
テン膜を選択成長させることができ、流入口に近い側に
置かれたシリコンウェハー上のタングステン膜の膜厚と
、排気口に近い側に置かれたシリコンウェハー上のタン
グステン膜の膜厚との差を±５％程度とすることができ
る。
： ２そうすると、２０数分で約１０００人のタングス
テン膜を選択成長させることができ、流入口に近い側に
置かれたシリコンウェハー上のタングステン膜の膜厚と
、排気口に近い側に置かれたシリコンウェハー上のタン
グステン膜の膜厚との差を±５％程度とすることができ
る。
且つ、本発明において、このように不活性ガスの流入量
を全流入ガス量の１７２〜１／３とするのは、それ以上
に不活性ガスを増加させると、成長膜の成長速度が著し
く劣化するからである。
を全流入ガス量の１７２〜１／３とするのは、それ以上
に不活性ガスを増加させると、成長膜の成長速度が著し
く劣化するからである。
これに対して、Ｎ２ガスを混入しない場合は、流入口に
近い側に置かれたシリコンウェハー上のタングステン膜
の膜厚が２０００人成長すると、排気口に近い側に置か
れたシリコンウェハー上のタングステン膜の膜厚は１０
００人しか成長せずに、±５０％程度の膜厚差ができて
いた。
近い側に置かれたシリコンウェハー上のタングステン膜
の膜厚が２０００人成長すると、排気口に近い側に置か
れたシリコンウェハー上のタングステン膜の膜厚は１０
００人しか成長せずに、±５０％程度の膜厚差ができて
いた。
従って、本発明を用いれば、タングステン膜の選択成長
を量産化することが可能になる。
を量産化することが可能になる。
［発明の効果］
以上の説明から明らかなように、本発明によればタング
ステン膜の選択成長が量産化できて、そのスループット
の向上に役立つものである。
ステン膜の選択成長が量産化できて、そのスループット
の向上に役立つものである。
第１図は本発明に関係ある化学気相成長装置の概要断面
図、 第２図はシリコン基板の部分断面図、 第３図は従来の化学気相成長装置の概要断面図である。 図において、 １はシリコン基板、 ２は５ｉ０２膜、３は多結晶シ
リコン膜、４はタングステン膜、１０はシリコンウェハ
ー、１１．２１は反応ガス流入口１２、２２は真空排気
口、 ２３は石英容器、２４はヒータ を示している。
図、 第２図はシリコン基板の部分断面図、 第３図は従来の化学気相成長装置の概要断面図である。 図において、 １はシリコン基板、 ２は５ｉ０２膜、３は多結晶シ
リコン膜、４はタングステン膜、１０はシリコンウェハ
ー、１１．２１は反応ガス流入口１２、２２は真空排気
口、 ２３は石英容器、２４はヒータ を示している。
Claims (1)
- 水素をキャリアガスとして六弗化タングステンガスを流
入し、タングステン膜を選択的に半導体基板上に被着す
る形成工程において、前記反応ガスと同時に、全流入ガ
ス量の１／２〜１／３量の不活性ガスを流入するように
したことを特徴とするタングステン膜の選択成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4000185A JPS61198628A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | タングステン膜の選択成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4000185A JPS61198628A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | タングステン膜の選択成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61198628A true JPS61198628A (ja) | 1986-09-03 |
Family
ID=12568679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4000185A Pending JPS61198628A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | タングステン膜の選択成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61198628A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0390572A (ja) * | 1989-08-25 | 1991-04-16 | Applied Materials Inc | 半導体ウェーハ上へのタングステン層のｃｖｄ蒸着方法 |
| US5407698A (en) * | 1992-04-29 | 1995-04-18 | Northern Telecom Limited | Deposition of tungsten |
-
1985
- 1985-02-27 JP JP4000185A patent/JPS61198628A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0390572A (ja) * | 1989-08-25 | 1991-04-16 | Applied Materials Inc | 半導体ウェーハ上へのタングステン層のｃｖｄ蒸着方法 |
| US5407698A (en) * | 1992-04-29 | 1995-04-18 | Northern Telecom Limited | Deposition of tungsten |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4608271A (en) | Method for the manufacture of metal silicide layers by means of reduced pressure gas phase deposition | |
| JP3315116B2 (ja) | 低比抵抗窒化チタン膜の製造方法 | |
| US4617087A (en) | Method for differential selective deposition of metal for fabricating metal contacts in integrated semiconductor circuits | |
| US6193813B1 (en) | Utilization of SiH4 soak and purge in deposition processes | |
| US4501769A (en) | Method for selective deposition of layer structures consisting of silicides of HMP metals on silicon substrates and products so-formed | |
| JPS60200966A (ja) | 複合被膜 | |
| JP2002124488A (ja) | Ｗ（ｃｏ）６からのタングステン膜の堆積方法 | |
| JP2004529497A (ja) | 堆積または酸化リアクタを加熱するための加熱システムおよび方法 | |
| JPS61198628A (ja) | タングステン膜の選択成長方法 | |
| JP2001110750A5 (ja) | ||
| US8980742B2 (en) | Method of manufacturing multi-level metal thin film and apparatus for manufacturing the same | |
| JPS587821A (ja) | 金属とシリコンとの化合物層の形成方法 | |
| JPH0765179B2 (ja) | 化学的気相成長方法 | |
| JP3953244B2 (ja) | 薄膜形成方法 | |
| US4981723A (en) | Chemical vapor deposition of tungsten silicide using silicon sub-fluorides | |
| KR940010412B1 (ko) | 박막형성방법 | |
| JPS61250173A (ja) | タングステンシリサイド膜の成長方法 | |
| JPS61250172A (ja) | タングステンシリサイド膜の成長方法 | |
| JPS61203652A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH03155618A (ja) | 半導体デバイスの薄膜形成方法および装置 | |
| JP3112796B2 (ja) | 化学気相成長方法 | |
| JPH03278431A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0414188B2 (ja) | ||
| JPS61248447A (ja) | 配線層の形成方法 | |
| JPS60158672A (ja) | 半導体装置の製造方法 |