JPH02277231A - Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device and manufacturing equipment used therein - Google Patents
Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device and manufacturing equipment used thereinInfo
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- JPH02277231A JPH02277231A JP9854889A JP9854889A JPH02277231A JP H02277231 A JPH02277231 A JP H02277231A JP 9854889 A JP9854889 A JP 9854889A JP 9854889 A JP9854889 A JP 9854889A JP H02277231 A JPH02277231 A JP H02277231A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体集積回路装置の製造技術に関し、特に
選択タングステンCVD法を利用した接続孔の埋込み工
程に適用して有効な技術に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a manufacturing technology for semiconductor integrated circuit devices, and in particular to a technology that is effective when applied to a connection hole filling process using selective tungsten CVD. be.
従来より、半導体集積回路の配線材料には、電気抵抗が
低い、シリコン酸化膜(S+02膜)との密着性が良い
、加工が容易である、などの理由からアルミニウム(,
44りが使用されている。Conventionally, aluminum (,
44 is used.
ところが、半導体集積回路の高密度化に伴って配線が微
細化されるに従い、半導体基板と配線、あるいは上下の
配線層間を接続する接続孔のアスペクト比(接続孔の深
さ/径)が増大し、接続孔内部でのAf膜のステップカ
バレージ低下に起因する断線などの不良が深刻な問題と
なってきた。However, as the wiring becomes finer as the density of semiconductor integrated circuits increases, the aspect ratio (depth/diameter of the contact hole) of the contact hole that connects the semiconductor substrate and the wire or the upper and lower wiring layers increases. , defects such as disconnection due to a decrease in step coverage of the Af film inside the connection hole have become a serious problem.
その対策の一つとして、高融点金属やポリシリコンなど
の導電膜を接続孔に埋込み、この導電膜を介して基板と
配線または、上下の配線層間を接続する配線技術が考え
られている。上記接続孔の埋込み技術として特に注目さ
れているのは、WF+H2や、WF、+シランなどから
なる反応ガスを用いて基板(または、配線)上にタング
ステン(W)膜を選択成長させる、いわゆる選択W・C
VD技術である。As one of the countermeasures, a wiring technique has been considered in which a conductive film such as a high melting point metal or polysilicon is buried in the contact hole and the substrate and wiring or upper and lower wiring layers are connected through this conductive film. A technique that is attracting particular attention as a filling technique for the connection holes mentioned above is the so-called selective growth of a tungsten (W) film on the substrate (or wiring) using a reactive gas consisting of WF+H2, WF, +silane, etc. W.C.
This is VD technology.
選択W−CVD技術は、当初反応ガスにW F e+H
2系ガスを用いていたが、この反応ガスは、エンクロー
チメントやワーム・ホールと称されるシリコンのα軸を
引き起こし易い欠点があることから、最近では、シリコ
ンのα軸が生じ難く、かつ、膜成長速度の大きいW F
s +シラン系ガスを用いた選択W −CV D技術
の実用化が進められている。なお、上記WF、+シラン
系反応ガスを用いた選択W−CVD技術については、例
えば、電子情報通信学会発行「ニス・デイ−・エム(S
DM)88−36 (“W F s + S l h
H211−2反応系を用いた選択成長”)JP35〜P
40や、rSDM88−37 (“ シラン還元法を
用いた選択CVD−Wプロセス“)JP41〜P46な
どにおいて詳述されている。Selective W-CVD technology initially uses W Fe+H as the reactant gas.
However, this reaction gas has the disadvantage of easily causing the α-axis of silicon, which is called encroachment or worm hole. WF with high film growth rate
Practical implementation of selective W-CVD technology using s + silane-based gas is underway. Regarding the selective W-CVD technology using the above-mentioned WF, + silane-based reaction gas, see, for example, the publication by IEICE published by Varnish DM (S
DM) 88-36 (“W F s + S l h
Selective growth using H211-2 reaction system”) JP35-P
40 and rSDM88-37 (“Selective CVD-W process using silane reduction method”) JP41 to P46.
本発明者は、上記した選択W−CVDによる接続孔の埋
込み技術には、次のような問題があることを見出した。The present inventor has discovered that the connection hole embedding technique using the selective W-CVD described above has the following problems.
WF、十ンラン系反応ガスを用いたWの成膜反応は、例
えば下記の反応式
%式%
で示される発熱反応である。また、W F s +Hx
系反応ガスを用いたWの成膜反応の場合も、下記の反応
式
%式%
で示される発熱反応である。The film-forming reaction of W using WF or 100% reaction gas is an exothermic reaction represented by the following reaction formula. Also, W F s +Hx
The W film forming reaction using a system reaction gas is also an exothermic reaction represented by the following reaction formula.
従って、CVD装置内の基板温度は300℃〜450℃
程度に維持されているにもかかわらず、上記成膜反応が
進行すると、それにつれてW膜温度が局所的に上昇し、
基板温度よりも高くなってしまう。そのため、W膜が異
常成長して結晶粒が粗大化する結果、W膜の表面が荒れ
たり、W膜の内部が多孔質化したりするなどの現象が発
生し、接続孔の接続信頼性が著しく低下してしまうとい
う問題がある。Therefore, the substrate temperature inside the CVD equipment is 300°C to 450°C.
As the film formation reaction progresses, the temperature of the W film locally increases,
The temperature will be higher than the substrate temperature. As a result, the W film grows abnormally and the crystal grains become coarse, resulting in phenomena such as the surface of the W film becoming rough and the inside of the W film becoming porous, which significantly reduces the connection reliability of the contact hole. There is a problem that it decreases.
本発明は、上記した問題点に着目してなされたものであ
り、その目的は、W膜の異常成長に起因する接続孔の信
頼性低下を有効に防止することのできる技術を提供する
ことにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a technique that can effectively prevent a decrease in the reliability of connection holes caused by abnormal growth of the W film. be.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、次のとおりである。A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.
すなわち、本発明は、選択W−CVD技術を利用して接
続孔にW膜を埋込む工程において、反応ガスの流量や基
板温度などの成膜パラメータを経時的に変化させること
によって、W膜の成長を断続的に行うようにした半導体
集積回路装置の製造方法である。That is, in the process of embedding the W film in the connection hole using the selective W-CVD technique, the present invention improves the tungsten film by changing the film forming parameters such as the flow rate of the reaction gas and the substrate temperature over time. This is a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which growth is performed intermittently.
また、本発明は、上記した半導体集積回路装置の製造方
法に用いるCVD装置の一部に、反応ガスの流量や基板
温度などの成膜パラメータを経時的に変化させる手段を
設けたCVD装置構造である。The present invention also provides a CVD apparatus structure in which a part of the CVD apparatus used in the above-described method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device is provided with means for changing film-forming parameters such as the flow rate of a reaction gas and the substrate temperature over time. be.
W膜の成長速度は、反応ガスの流量や基板温度などの成
膜パラメータに対して依存性を有している。そこで、成
膜パラメータを経時的に変化させ、W膜を断続的に成長
させることにより、W膜の過度の温度上昇が抑制される
ので、W膜の異常成長による結晶粒の粗大化を有効に防
止することができる。The growth rate of the W film is dependent on film formation parameters such as the flow rate of the reaction gas and the substrate temperature. Therefore, by changing the film-forming parameters over time and growing the W film intermittently, the excessive temperature rise of the W film can be suppressed, and the coarsening of crystal grains caused by abnormal growth of the W film can be effectively prevented. It can be prevented.
本実施例は、MOS −FETで構成された半導体集積
回路の製造方法に適用されたものであり、第3図(a)
は、この半導体集積回路の製造工程の中途段階にある半
導体基板1を示している。This example is applied to a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit composed of MOS-FETs, and is shown in FIG. 3(a).
1 shows a semiconductor substrate 1 in the middle of the manufacturing process of this semiconductor integrated circuit.
図において、p−形シリコン単結晶からなる基板lの主
面には、例えばS+Oa からなるフィールド絶縁膜2
およびゲート絶縁膜3が形成されている。フィールド絶
縁膜2の下には、例えばホウ素をイオン注入したp形の
チャネルストッパ領域4が形成されている。In the figure, a field insulating film 2 made of, for example, S+Oa is on the main surface of a substrate l made of p-type silicon single crystal.
and a gate insulating film 3 are formed. A p-type channel stopper region 4 in which boron ions are implanted, for example, is formed under the field insulating film 2.
ゲート絶縁膜3の上には、nチャネルMOS・FET
(Q、、Q2)のゲート電極5が形成されている。この
ゲート電極5は、下層から順次ポリシリコン膜5aSW
Siz(または、MOSi2、TaSi2.Ti5iz
)などのシリサイド膜5bを積層したポリサイド構造と
なっている。ポリシリコン5a膜は、リン(P)または
ヒ素(As)などのn形不純物をドープしてその抵抗値
を低減しである。On the gate insulating film 3 is an n-channel MOS/FET.
A gate electrode 5 of (Q, , Q2) is formed. This gate electrode 5 is made of a polysilicon film 5aSW in order from the bottom layer.
Siz (or MOSi2, TaSi2.Ti5iz
It has a polycide structure in which silicide films 5b such as ) are stacked. The polysilicon film 5a is doped with an n-type impurity such as phosphorus (P) or arsenic (As) to reduce its resistance value.
ゲート電極5の側壁には、例えば5iChからなるサイ
ドウオール・スペーサ6が形成されている。ゲート電極
5の上には、同じ(Sin、からなる絶縁膜7が形成さ
れている。A sidewall spacer 6 made of, for example, 5iCh is formed on the sidewall of the gate electrode 5. An insulating film 7 made of the same material (Sin) is formed on the gate electrode 5.
ゲート電極50両側の基板1には、一対のnチャネルM
OS −FET (Q、、 Q2 )のソース、ドレイ
ンを構成する低濃度のn−半導体領域8および高濃度の
n°半導体領域9が形成され、いわゆるL D D(l
ightly doped drain)構造となって
いる。On the substrate 1 on both sides of the gate electrode 50, a pair of n-channel M
A lightly doped n-semiconductor region 8 and a highly doped n° semiconductor region 9 that constitute the source and drain of the OS-FET (Q, , Q2) are formed, and the so-called LDD(l
It has an extremely doped drain structure.
上記n−半導体領域8は、ゲート電極5をマスクに用い
て基板1の表面にリンなどをイオン注入して形成されて
いる。また、n”半導体領域9は、ゲート電極5および
その側壁のサイドウオール・スペーサ6をマスクに用い
て基板1の表面にヒ素などをイオン注入して形成されて
いる。The n-semiconductor region 8 is formed by ion-implanting phosphorus or the like into the surface of the substrate 1 using the gate electrode 5 as a mask. Further, the n'' semiconductor region 9 is formed by ion-implanting arsenic or the like into the surface of the substrate 1 using the gate electrode 5 and the sidewall spacer 6 on its side wall as a mask.
上記ゲート電極5および半導体領域8.9で構成される
M OS−F E T (q、、 Qa )の上層には
、基板lの表面を覆うように、例えばSin、からなる
絶縁膜10が形成されている。この絶縁膜10の上には
、例えばB P S G(boro phosp、ho
5ilicate glass) からなる層間絶縁
膜11が形成され、これによって、基板10表面の段差
が低減されている。An insulating film 10 made of, for example, Sin is formed on the upper layer of the MOS-FET (q, , Qa) composed of the gate electrode 5 and the semiconductor region 8.9 so as to cover the surface of the substrate l. has been done. On this insulating film 10, for example, BPS G (boro phosp, hosp)
An interlayer insulating film 11 made of 5 illicate glass is formed, thereby reducing the level difference on the surface of the substrate 10.
そこでまず、第3図(b)に示すように、ホトレジスト
(図示せず)をマスクに用いて、層間絶縁膜11、絶縁
膜10およびゲート絶縁膜3の各一部をドライエツチン
グすることによって、n1半導体領域9に達するコンタ
クトホール(接続孔) 12を形成する。First, as shown in FIG. 3(b), a portion of each of the interlayer insulating film 11, insulating film 10, and gate insulating film 3 is dry-etched using a photoresist (not shown) as a mask. A contact hole 12 reaching the n1 semiconductor region 9 is formed.
次に、このコンタクトホール12の内部にW膜を埋込む
ため、基板lをCVD装置に収容する。Next, in order to fill the inside of this contact hole 12 with a W film, the substrate 1 is placed in a CVD apparatus.
第4図は、本実施例で用いるコールドウオール形の減圧
CVD装置20を示している。この減圧CVD装置20
は、内部を所定の真空度に設定することのできるチャン
バ21と、このチャンバ21に隣接して設置されたロー
ドロック室22とで構成されている。チャンバ21の上
部中央に設置されたホットチャック23の底面には、前
記半導体基板lがその集積回路形成面を下方に向けた状
態で設置され、ウェハクランプ24によって着脱自在に
支持される。FIG. 4 shows a cold wall type reduced pressure CVD apparatus 20 used in this embodiment. This reduced pressure CVD device 20
consists of a chamber 21 whose interior can be set to a predetermined degree of vacuum, and a load-lock chamber 22 installed adjacent to this chamber 21. The semiconductor substrate 1 is placed on the bottom surface of a hot chuck 23 placed at the center of the upper part of the chamber 21 with its integrated circuit forming surface facing downward, and is detachably supported by a wafer clamp 24.
ホットチャック23の上面に設置された石英ウィンド2
5の上方には、ハロゲンランプなどの加熱源26が設置
され、この加熱源26が基板1の裏面を直接加熱するよ
うになっている。この加熱源26には、その出力を所望
する周期で変化させることのできる出力制御手段27が
接続されており、これにより、W膜の成長速度を支配す
る成膜パラメータの一つである基板1の温度が経時的に
変化されるようになっている。Quartz window 2 installed on the top surface of hot chuck 23
A heat source 26 such as a halogen lamp is installed above the substrate 5, and the heat source 26 directly heats the back surface of the substrate 1. This heating source 26 is connected to an output control means 27 that can change its output at a desired cycle, and thereby controls the growth rate of the substrate 1, which is one of the deposition parameters governing the growth rate of the W film. temperature is changed over time.
チャンバ21の底部には、反応ガス導入口28が設けら
れ、その一端には、WFg ガスやシランガスを充填し
た反応ガス供給源29が接続されている。この反応ガス
供給源29には、反応ガスの流量やそれらの混合比を所
望する周期で変化させることのできる流量制御手段30
が接続されており、これにより、W膜の成長速度を支配
する成膜パラメータの一つである反応ガスの流量が経時
的に変化されるようになっている。A reactive gas inlet 28 is provided at the bottom of the chamber 21, and a reactive gas supply source 29 filled with WFg gas or silane gas is connected to one end thereof. This reaction gas supply source 29 includes a flow rate control means 30 that can change the flow rate of the reaction gas and the mixing ratio thereof at a desired cycle.
are connected, so that the flow rate of the reaction gas, which is one of the film forming parameters governing the growth rate of the W film, can be changed over time.
チャンバ21に隣接して設置されたロードロツタ室22
には、前記したコンタクトホールI2の形成工程が完了
した基板1を収容するカセット31と、このカセッ)3
1内に収容された基板1をチャンバ21に搬入するウェ
ハローダ32とが設置されている。なお、この減圧CV
D装置20には、図示しない前処理室がチャンバ21に
隣接して設置されており、W膜によるコンタクトホール
12の埋込み工程に先立ち、コンタクトホール12の底
部に生成した自然酸化膜をスパッタ・エツチングで除去
できるようになっている。A load rotor chamber 22 installed adjacent to the chamber 21
includes a cassette 31 that accommodates the substrate 1 on which the process of forming the contact hole I2 described above has been completed;
A wafer loader 32 for loading the substrate 1 housed in the chamber 21 into the chamber 21 is installed. In addition, this reduced pressure CV
In the D device 20, a pretreatment chamber (not shown) is installed adjacent to the chamber 21, and prior to the step of filling the contact hole 12 with the W film, the natural oxide film formed at the bottom of the contact hole 12 is sputter-etched. It can be removed with .
上記減圧CVD装置20を用いたコンタクトホール12
の埋込みは、以下のような方法で行われる。Contact hole 12 using the above-mentioned low pressure CVD device 20
The embedding is performed in the following manner.
第一の方法は、第1図に示すように、W膜の成長速度を
支配する成膜パラメータの一つである基板1の温度を経
時的に変化させることによって、コンタクトホール12
の内部にW膜を断続的に成長させる方法である。すなわ
ち、チャンバ21内のホットチャック23に基板1を固
定した後、チャンバ21内の大気を排気口33から排出
し、チャンバ21内を所定の真空度にする。続いて、加
熱源26を所定の出力で作動させて基板1の温度を、例
えば320℃に設定した後、反応ガス導入口28からチ
ャンバ21内にWF、とSiH,とを所定の割合で混合
した反応ガスを導入し、コンタクトホール12の内部に
W膜を選択成長させる。The first method, as shown in FIG.
This is a method in which a W film is intermittently grown inside the structure. That is, after the substrate 1 is fixed to the hot chuck 23 inside the chamber 21, the atmosphere inside the chamber 21 is exhausted from the exhaust port 33, and the inside of the chamber 21 is brought to a predetermined degree of vacuum. Next, the heating source 26 is operated at a predetermined output to set the temperature of the substrate 1 to, for example, 320° C., and then WF and SiH are mixed at a predetermined ratio into the chamber 21 from the reaction gas inlet 28. A reactive gas is introduced to selectively grow a W film inside the contact hole 12.
上記反応ガスを用いたWの成膜反応は、発熱反応である
ため、反応が進行するにつれてW膜の温度が上昇し始め
る。すると、出力制御手段27が作動し、加熱源26の
出力を低下させることによって、基板1の温度を、例え
ば220℃まで低下させる。その結果、成膜反応の反応
速度が著しく低下し、W膜の温度も急激に低下する。す
ると、出力制御手段27が再び作動し、加熱源26の出
力を上昇させることによって、基板1の温度を320℃
まで上昇させ、Wの成膜反応を速やかに再開させる。Since the W film formation reaction using the above reaction gas is an exothermic reaction, the temperature of the W film begins to rise as the reaction progresses. Then, the output control means 27 is activated and reduces the output of the heating source 26, thereby lowering the temperature of the substrate 1 to, for example, 220°C. As a result, the reaction rate of the film forming reaction decreases significantly, and the temperature of the W film also decreases rapidly. Then, the output control means 27 operates again and increases the output of the heating source 26, thereby increasing the temperature of the substrate 1 to 320°C.
to quickly restart the W film forming reaction.
このように、基板1の温度を320℃から220℃の間
で周期的に変化させながら、W膜34を断続的に成長さ
せることにより、膜の過度の温度上昇が抑制され、膜の
異常成長に起因する結晶粒の粗大化が防止されるため、
表面が平滑で、かつ、内部が緻密なW膜が得られる。第
3図(C)は、上記の方法を用いてコンタクトホール1
2の内部にW膜34を埋込んだ基板1を示している。そ
の後、第3図(d)に示すように、層間絶縁膜11の上
にAβ配線35をパターン形成することにより、All
’配線35とn+半導体領域9との電気的接続が完了す
る。In this way, by growing the W film 34 intermittently while periodically changing the temperature of the substrate 1 between 320° C. and 220° C., excessive temperature rise of the film is suppressed and abnormal growth of the film is prevented. This prevents coarsening of crystal grains caused by
A W film with a smooth surface and a dense interior can be obtained. FIG. 3(C) shows the contact hole 1 formed using the above method.
2 shows a substrate 1 in which a W film 34 is embedded. Thereafter, as shown in FIG. 3(d), by patterning Aβ wiring 35 on the interlayer insulating film 11,
'The electrical connection between the wiring 35 and the n+ semiconductor region 9 is completed.
上記したW膜34は、以下に示す第二の方法によっても
得ることができる。The W film 34 described above can also be obtained by the second method shown below.
この方法は、第2図に示すように、W膜の成長速度を支
配する成膜パラメータの一つである反応ガスの流量比を
経時的に変化させることによってW膜を断続的に成長さ
せる方法である。すなわち、チャンバ21内のホットチ
ャック23に基板1を固定した後、チャンバ21内の大
気を排気口33から排出し、チャンバ21内を所定の真
空度にする。続いて、加熱源26を作動させて基板1の
温度を、例えば320℃に設定した後、反応ガス導入口
28からチャンバ21内にWF、 とSiH4とを混
合した反応ガスを導入し、コンタクトホール12の内部
にW膜を選択成長させる。このときの反応ガスの流量比
は、例えばWF6/SiH<= 0.25である。As shown in Figure 2, this method is a method in which the W film is grown intermittently by changing over time the flow rate ratio of the reactant gas, which is one of the deposition parameters that governs the growth rate of the W film. It is. That is, after the substrate 1 is fixed to the hot chuck 23 inside the chamber 21, the atmosphere inside the chamber 21 is exhausted from the exhaust port 33, and the inside of the chamber 21 is brought to a predetermined degree of vacuum. Subsequently, after activating the heat source 26 and setting the temperature of the substrate 1 to, for example, 320° C., a reaction gas containing a mixture of WF and SiH4 is introduced into the chamber 21 from the reaction gas inlet 28 to fill the contact hole. A W film is selectively grown inside 12. The flow rate ratio of the reaction gas at this time is, for example, WF6/SiH<=0.25.
そして、反応が進行するにつれてW膜の温度が上昇し始
めると、流l制御手段30が作幼し、上記反応ガス中の
W F s の流量比が0となる。そのため、成膜反応
が停止され、W膜の温度が急激に低下する。次に、流量
制御手段30が再び作動し、反応ガスの流量比がWF、
/S i H,−0,25となることにより、Wの成
膜反応が速やかに再開される。When the temperature of the W film begins to rise as the reaction progresses, the flow control means 30 is activated, and the flow rate ratio of W F s in the reaction gas becomes zero. Therefore, the film forming reaction is stopped, and the temperature of the W film drops rapidly. Next, the flow rate control means 30 is operated again, and the flow rate ratio of the reaction gas is WF,
/S i H, -0,25, so that the W film forming reaction is promptly restarted.
このように、反応ガスの流1比をW F 6/ S I
H,=0.25〜0の間で周期的に変化させなからW膜
を断続的に成長させる上記第二の方法においても、W膜
の過度の温度上昇が抑制されるため、W膜の異常成長に
よる結晶粒の粗大化が防止され、表面が平滑で、かつ、
内部が緻密なW膜を得ることができる。その結果、コン
タクトホール12の接続信頼性が向上し、MOS −F
ETで構成された半導体集積回路の製造歩留りが向上す
る。In this way, the reactant gas flow 1 ratio is defined as W F 6/S I
Even in the second method described above, in which the W film is grown intermittently without changing it periodically between H, = 0.25 and 0, excessive temperature rise of the W film is suppressed. Coarsening of crystal grains due to abnormal growth is prevented, the surface is smooth, and
A W film with a dense interior can be obtained. As a result, the connection reliability of the contact hole 12 is improved, and the MOS-F
The manufacturing yield of semiconductor integrated circuits configured with ET is improved.
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。As above, the invention made by the present inventor has been specifically explained based on Examples, but the present invention is not limited to the above-mentioned Examples, and it is understood that various changes can be made without departing from the gist thereof. Needless to say.
使用する反応ガスは、前記実施例で用いた5IH1とW
F 、との混合ガスに限定されるものではなく、Si
H4以外のシラン(SizHsまたは5isHaなど)
とWFs とp混合ガスや、WF、ととH2との混合ガ
スを用いることもできる。The reaction gases used are 5IH1 and W used in the above example.
It is not limited to mixed gases with F, but also with Si.
Silanes other than H4 (such as SizHs or 5isHa)
It is also possible to use a mixed gas of WFs and p, or a mixed gas of WF, and H2.
前記実施例では、半導体基板とAf配線とを接続するコ
ンタクトホールの埋込み工程に適用した場合について説
明したが、下層のへ1配線と上層のAI配線とを接続す
る接続孔(スルーホール)の埋込み工程に適用すること
もできる。In the above embodiment, a case was described in which the process was applied to the process of burying a contact hole that connects a semiconductor substrate and an Af wiring. It can also be applied to processes.
また、本発明は、MOS−FETで構成される半導体集
積回路の製造方法にのみ適用されるものではなく、選択
W−CVD法を利用した接続孔の埋込み工程を伴うすべ
ての半導体集積回路の製造方法に適用することができる
。Furthermore, the present invention is not only applicable to a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit composed of MOS-FETs, but also to the manufacturing method of all semiconductor integrated circuits that involves a step of filling contact holes using the selective W-CVD method. The method can be applied.
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows.
選択W−CVD技術を利用して接続孔にW膜を埋込む際
、反応ガスの流量や基板温度などの成膜パラメータを経
時的に変化させることによって、W膜の成長を断続的に
行うようにした本発明によれば、W膜の成長時における
過度の温度上昇を抑制することができる。これにより、
W膜の異常成長による結晶粒の粗大化を有効に防止する
ことができるので、接続孔の信頼性が向上する。When filling a contact hole with a W film using selective W-CVD technology, it is possible to grow the W film intermittently by changing film formation parameters such as the flow rate of the reaction gas and the substrate temperature over time. According to the present invention, excessive temperature rise during growth of the W film can be suppressed. This results in
Since coarsening of crystal grains due to abnormal growth of the W film can be effectively prevented, the reliability of the connection hole is improved.
第1図は、本発明の一実施例である半導体装置の製造方
法における基板温度の経時的変化を示すグラフ図、
第2図は、同じく反応ガスの流量比の経時的変化を示す
グラフ図、
第3図(a)〜(d)は、この半導体装置の製造方法を
示す半導体基板の要部断面図、
第4図は、この半導体装置の製造方法に用いる製造装置
の要部断面図である。
1・・・半導体基板、2・・・フィールド絶縁膜、3・
・・ゲート絶縁膜、4・・・チャネルストッパー領域、
5・・・ゲート電極、5a・・・ポリシリコン膜、5b
・・・シリサイド膜、6・・・サイドウオール・スペー
サ、7.10・・・絶縁膜、8・・・n−半導体領域、
9・・・n”半導体領域、11・・・層間絶縁膜、12
・・・コンタクトホール(接続孔)、20・・・減圧C
VD装置、21・・・チャンバ、22・・・ロードロツ
タ室、23・・・ホットチャック、24・・・ウェハク
ランプ、25・・・石英ウィンド、26・・・加熱源、
27・・・出力制御手段、28・・・反応ガス導入口、
29・・・反応ガス供給源、30・・・流量制御手段、
31・・・カセット、32・・・ウェハローダ、33・
・・排気口、34・・・W膜、35・・・AI!配線、
Ql。
Q、・−−nチャネルMO3−FET0代理人 弁理士
筒 井 大 和FIG. 1 is a graph diagram showing changes over time in substrate temperature in a method for manufacturing a semiconductor device which is an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a graph diagram showing changes over time in the flow rate ratio of reactant gas; 3(a) to 3(d) are sectional views of main parts of a semiconductor substrate showing this method of manufacturing a semiconductor device, and FIG. 4 is a sectional view of main parts of a manufacturing apparatus used in this method of manufacturing a semiconductor device. . DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Semiconductor substrate, 2... Field insulating film, 3...
...gate insulating film, 4...channel stopper region,
5... Gate electrode, 5a... Polysilicon film, 5b
... Silicide film, 6... Sidewall spacer, 7.10... Insulating film, 8... N- semiconductor region,
9...n'' semiconductor region, 11... Interlayer insulating film, 12
...Contact hole (connection hole), 20...Reduced pressure C
VD device, 21... Chamber, 22... Load rotor chamber, 23... Hot chuck, 24... Wafer clamp, 25... Quartz window, 26... Heat source,
27... Output control means, 28... Reaction gas inlet,
29... Reaction gas supply source, 30... Flow rate control means,
31...Cassette, 32...Wafer loader, 33.
...Exhaust port, 34...W membrane, 35...AI! wiring,
Ql. Q.---n-channel MO3-FET0 agent Patent attorney Daiwa Tsutsui
Claims (1)
孔の内部にタングステン膜を選択成長させることによっ
て、前記接続孔の埋込みを行う工程を含む半導体装置の
製造方法であって、前記タングステン膜の成長速度を支
配する成膜パラメータを経時的に変化させることによっ
て、前記タングステン膜を断続的に成長させることを特
徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 2、反応ガスの流量を経時的に変化させることによって
、前記タングステン膜を断続的に成長させることを特徴
とする請求項1記載の半導体集積回路装置の製造方法。 3、半導体基板の温度を経時的に変化させることによっ
て、前記タングステン膜を断続的に成長させることを特
徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置の製造方法
。 4、請求項1記載の半導体集積回路装置の製造方法に用
いるCVD装置の一部に、前記タングステン膜の成長速
度を支配する成膜パラメータを経時的に変化させる手段
を設けたことを特徴とする製造装置。[Claims] 1. Manufacture of a semiconductor device including the step of forming a contact hole in an insulating film on a semiconductor substrate and filling the contact hole by selectively growing a tungsten film inside the contact hole. 1. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, characterized in that the tungsten film is grown intermittently by changing over time a deposition parameter that governs the growth rate of the tungsten film. 2. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the tungsten film is grown intermittently by changing the flow rate of the reaction gas over time. 3. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the tungsten film is grown intermittently by changing the temperature of the semiconductor substrate over time. 4. A part of the CVD apparatus used in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1 is provided with means for changing over time a film forming parameter governing the growth rate of the tungsten film. Manufacturing equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9854889A JPH02277231A (en) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device and manufacturing equipment used therein |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9854889A JPH02277231A (en) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device and manufacturing equipment used therein |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02277231A true JPH02277231A (en) | 1990-11-13 |
Family
ID=14222743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9854889A Pending JPH02277231A (en) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device and manufacturing equipment used therein |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02277231A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0722414A (en) * | 1993-07-01 | 1995-01-24 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
-
1989
- 1989-04-18 JP JP9854889A patent/JPH02277231A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0722414A (en) * | 1993-07-01 | 1995-01-24 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
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