JPH05129230A - タングステン膜の形成方法 - Google Patents
タングステン膜の形成方法Info
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- JPH05129230A JPH05129230A JP3286202A JP28620291A JPH05129230A JP H05129230 A JPH05129230 A JP H05129230A JP 3286202 A JP3286202 A JP 3286202A JP 28620291 A JP28620291 A JP 28620291A JP H05129230 A JPH05129230 A JP H05129230A
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- tungsten
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
- C23C16/08—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metal halides
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/40—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of conductive or resistive materials
- H10P14/42—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of conductive or resistive materials using a gas or vapour
- H10P14/43—Chemical deposition, e.g. chemical vapour deposition [CVD]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W20/00—Interconnections in chips, wafers or substrates
- H10W20/01—Manufacture or treatment
- H10W20/031—Manufacture or treatment of conductive parts of the interconnections
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、タングステン膜の形成方法に関
し、低温でタングステン膜を成長する際、膜中に不純物
を入り難くして膜抵抗値の増大を生じ難くすることがで
きるタングステン膜の形成方法を提供することを目的と
する。 【構成】 六沸化タングステンガスと、シラン系化合物
ガスと、無水フッ酸ガスあるいはフッ素ガスとを少なく
とも含有するソースガスを用いて化学気相成長法または
選択的化学気相成長法により下地膜上全面または下地膜
上に選択的にタングステン膜を成長するように構成す
る。
し、低温でタングステン膜を成長する際、膜中に不純物
を入り難くして膜抵抗値の増大を生じ難くすることがで
きるタングステン膜の形成方法を提供することを目的と
する。 【構成】 六沸化タングステンガスと、シラン系化合物
ガスと、無水フッ酸ガスあるいはフッ素ガスとを少なく
とも含有するソースガスを用いて化学気相成長法または
選択的化学気相成長法により下地膜上全面または下地膜
上に選択的にタングステン膜を成長するように構成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、タングステン膜の形成
方法に係り、特に、低温でタングステン膜を成長するこ
とができるタングステン膜の形成方法に関する。近年、
配線材料にはアルミニウム膜が広く用いられているが、
このアルミニウム膜よりも高温に対するマイグレーショ
ン耐性等に優れたタングステン膜が注目されている。こ
のタングステン膜を配線材料に用いる際には、グレイン
サイズを小さくしてステップカバレージ及び表面モホロ
ジー状態を良好にすることができ、しかも抵抗値を低く
することができる低温ＣＶＤ法によるタングステン膜の
形成方法が要求されている。
方法に係り、特に、低温でタングステン膜を成長するこ
とができるタングステン膜の形成方法に関する。近年、
配線材料にはアルミニウム膜が広く用いられているが、
このアルミニウム膜よりも高温に対するマイグレーショ
ン耐性等に優れたタングステン膜が注目されている。こ
のタングステン膜を配線材料に用いる際には、グレイン
サイズを小さくしてステップカバレージ及び表面モホロ
ジー状態を良好にすることができ、しかも抵抗値を低く
することができる低温ＣＶＤ法によるタングステン膜の
形成方法が要求されている。
【０００２】
【従来の技術】従来、タングステン膜の形成方法におい
ては、堆積温度を 450℃とし、ソースガスにＷＦ6 ガス
とＨ2 ガスを用いてＣＶＤ法により、下地膜上全面にＷ
膜を成長していた。この場合の化学反応は下記（１）式
の通りである。 ＷＦ6 ＋３Ｈ2 ＝Ｗ＋６ＨＦ ───────
ては、堆積温度を 450℃とし、ソースガスにＷＦ6 ガス
とＨ2 ガスを用いてＣＶＤ法により、下地膜上全面にＷ
膜を成長していた。この場合の化学反応は下記（１）式
の通りである。 ＷＦ6 ＋３Ｈ2 ＝Ｗ＋６ＨＦ ───────
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のタングステン膜の形成方法では、グレインサイ
ズを小さくして表面モホロジーを良くするためにより低
温で堆積しようとすると、膜中にＦ等の不純物が入り込
んでしまい、ＦとＷが反応してＷＦ等が生じて膜抵抗値
が増大してしまうという問題があった。
た従来のタングステン膜の形成方法では、グレインサイ
ズを小さくして表面モホロジーを良くするためにより低
温で堆積しようとすると、膜中にＦ等の不純物が入り込
んでしまい、ＦとＷが反応してＷＦ等が生じて膜抵抗値
が増大してしまうという問題があった。
【０００４】そこで、本発明は、低温でタングステン膜
を成長する際、膜中に不純物を入り難くして膜抵抗値の
増大を生じ難くすることができるタングステン膜の形成
方法を提供することを目的としている。
を成長する際、膜中に不純物を入り難くして膜抵抗値の
増大を生じ難くすることができるタングステン膜の形成
方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によるタングステ
ン膜の形成方法は上記目的達成のため、六沸化タングス
テンガスと、シラン系化合物ガスと、無水フッ酸ガスあ
るいはフッ素ガスとを少なくとも含有するソースガスを
用いて化学気相成長法または選択的化学気相成長法によ
り下地膜上全面または下地膜上に選択的にタングステン
膜を成長するものである。
ン膜の形成方法は上記目的達成のため、六沸化タングス
テンガスと、シラン系化合物ガスと、無水フッ酸ガスあ
るいはフッ素ガスとを少なくとも含有するソースガスを
用いて化学気相成長法または選択的化学気相成長法によ
り下地膜上全面または下地膜上に選択的にタングステン
膜を成長するものである。
【０００６】本発明に係るシラン系化合物ガスには、Ｓ
ｉＨ4 ガス、Ｓｉ2 Ｈ6 ガス、Ｓｉ 3 Ｈ8 ガス、Ｓｉ4
Ｈ10ガス等が挙げられる。本発明においては、前記タン
グステン膜を選択的に成長する際、反応系のシリコンと
フッ素のモル比を１対４を基準とし、フッ素が該モル比
よりも多く含有されるようにしてもよく、この場合、フ
ッ素量を多くする程選択成長を効率よく行うことができ
好ましい。
ｉＨ4 ガス、Ｓｉ2 Ｈ6 ガス、Ｓｉ 3 Ｈ8 ガス、Ｓｉ4
Ｈ10ガス等が挙げられる。本発明においては、前記タン
グステン膜を選択的に成長する際、反応系のシリコンと
フッ素のモル比を１対４を基準とし、フッ素が該モル比
よりも多く含有されるようにしてもよく、この場合、フ
ッ素量を多くする程選択成長を効率よく行うことができ
好ましい。
【０００７】
【作用】図１は本発明の原理説明のための本発明と比較
例の各反応式とその生成エンタルピーを示す図である。
図１に示すように、比較例１はソースガスにＷＦ6 ガス
とＨ2 ガスを用いてＣＶＤを行って全面にタングステン
膜を成長する場合、比較例２はソースガスにＷＦ6 ガス
とＳｉＨ4 ガスを用いる場合、比較例３はソースガスに
ＷＦ6 ガスとＳｉ2 Ｈ6 ガスを用いる場合、比較例４は
ソースガスにＷＦ 6 ガスとＳｉＨ2 Ｆ2 ガスを用いる場
合であり、これに対して、本発明１はソースガスにＷＦ
6 ガスとＳｉＨ4 ガスとＨＦガスを用いる場合、本発明
２はソースガスにＷＦ6 ガスとＳｉ2 Ｈ6 ガスとＨＦガ
スを用いる場合である。
例の各反応式とその生成エンタルピーを示す図である。
図１に示すように、比較例１はソースガスにＷＦ6 ガス
とＨ2 ガスを用いてＣＶＤを行って全面にタングステン
膜を成長する場合、比較例２はソースガスにＷＦ6 ガス
とＳｉＨ4 ガスを用いる場合、比較例３はソースガスに
ＷＦ6 ガスとＳｉ2 Ｈ6 ガスを用いる場合、比較例４は
ソースガスにＷＦ 6 ガスとＳｉＨ2 Ｆ2 ガスを用いる場
合であり、これに対して、本発明１はソースガスにＷＦ
6 ガスとＳｉＨ4 ガスとＨＦガスを用いる場合、本発明
２はソースガスにＷＦ6 ガスとＳｉ2 Ｈ6 ガスとＨＦガ
スを用いる場合である。
【０００８】この図１から判るように、比較例２のソー
スガスにＷＦ6 ガスとＳｉＨ4 を用いる場合では生成エ
ンタルピーが−3354KJ／ molと絶対値が小さいのに対
し、本発明１の更にＨＦガスを添加した場合では生成エ
ンタルピーが−4376KJ／ molと比較例２の場合よりも生
成エンタルピーの絶対値を大きくすることができる。ま
た、比較例３のソースガスにＷＦ6 ガスとＳｉ2 Ｈ6 ガ
スを用いる場合では生成エンタルピーが−2966KJ／ mol
と絶対値が小さいのに対し、本発明２の更にＨＦガスを
添加した場合では生成エンタルピーが−3568KJ／ molと
比較例３の場合よりも生成エンタルピーの絶対値を大き
くすることができる。更に、本発明１、２は比較例１の
ソースガスにＷＦ6 ガスとＨ2 ガスを用いた場合、比較
例４のソースガスにＷＦ6 ガスとＳｉＨ2 Ｆ2 ガスを用
いた場合よりも生成エンタルピーの絶対値を大きくする
ことができる。
スガスにＷＦ6 ガスとＳｉＨ4 を用いる場合では生成エ
ンタルピーが−3354KJ／ molと絶対値が小さいのに対
し、本発明１の更にＨＦガスを添加した場合では生成エ
ンタルピーが−4376KJ／ molと比較例２の場合よりも生
成エンタルピーの絶対値を大きくすることができる。ま
た、比較例３のソースガスにＷＦ6 ガスとＳｉ2 Ｈ6 ガ
スを用いる場合では生成エンタルピーが−2966KJ／ mol
と絶対値が小さいのに対し、本発明２の更にＨＦガスを
添加した場合では生成エンタルピーが−3568KJ／ molと
比較例３の場合よりも生成エンタルピーの絶対値を大き
くすることができる。更に、本発明１、２は比較例１の
ソースガスにＷＦ6 ガスとＨ2 ガスを用いた場合、比較
例４のソースガスにＷＦ6 ガスとＳｉＨ2 Ｆ2 ガスを用
いた場合よりも生成エンタルピーの絶対値を大きくする
ことができる。
【０００９】このように、本実施例では、ソースガスに
更にＨＦガスを添加するようにしたため、比較例１〜４
のソースガスにＨＦガスを添加しない場合よりも生成エ
ンタルピーの絶対値を大きくすることができる。このた
め、反応をより安定した状態で促進させることができ、
表面モホロジーの良好な安定した低温での堆積を実現さ
せることができる。しかも、ＳｉＦ4 ガスという安定し
た形でＳｉを消費させることができ、ＳｉＦ4 ガスを飛
ばすことができるため、膜中にＳｉを混入し難くしてＷ
Ｓｉを生じ難くすることができ、膜抵抗値の増大を生じ
難くすることができる。
更にＨＦガスを添加するようにしたため、比較例１〜４
のソースガスにＨＦガスを添加しない場合よりも生成エ
ンタルピーの絶対値を大きくすることができる。このた
め、反応をより安定した状態で促進させることができ、
表面モホロジーの良好な安定した低温での堆積を実現さ
せることができる。しかも、ＳｉＦ4 ガスという安定し
た形でＳｉを消費させることができ、ＳｉＦ4 ガスを飛
ばすことができるため、膜中にＳｉを混入し難くしてＷ
Ｓｉを生じ難くすることができ、膜抵抗値の増大を生じ
難くすることができる。
【００１０】なお、ここではＣＶＤ法で全面にタングス
テン膜を選択する場合について説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、選択ＣＶＤ成長でタング
ステン膜を成長する場合にも適用させることができ、こ
の場合、Ｆ量を適宜多くし、かつ低圧下で成長を行えば
よい。
テン膜を選択する場合について説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、選択ＣＶＤ成長でタング
ステン膜を成長する場合にも適用させることができ、こ
の場合、Ｆ量を適宜多くし、かつ低圧下で成長を行えば
よい。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。こ
こではＣＶＤ法により全面にタングステン膜を成長する
場合について説明する。ＴｉＮ等の下地膜上全面にＷＦ
6 ガスとＳｉＨ4 ガスとＨＦガスを導入してＣＶＤ法に
よりタングステン膜を成長する。ここでの成長条件は、
ＷＦ6 ガスを 500sccmとし、ＳｉＨ4 ガスを２sccmと
し、ＨＦガスを２sccmとし、圧力を１Torrとし、成長温
度を 300℃とする。この時、成長速度 500Å／分で膜厚
2000Å程度のタングステン膜を得ることができる。
こではＣＶＤ法により全面にタングステン膜を成長する
場合について説明する。ＴｉＮ等の下地膜上全面にＷＦ
6 ガスとＳｉＨ4 ガスとＨＦガスを導入してＣＶＤ法に
よりタングステン膜を成長する。ここでの成長条件は、
ＷＦ6 ガスを 500sccmとし、ＳｉＨ4 ガスを２sccmと
し、ＨＦガスを２sccmとし、圧力を１Torrとし、成長温
度を 300℃とする。この時、成長速度 500Å／分で膜厚
2000Å程度のタングステン膜を得ることができる。
【００１２】このように、本実施例では、ソースガスに
ＷＦ6 ガスとＳｉＨ4 ガスを導入し、更にＨＦガスを導
入してＣＶＤ法によりタングステン膜を全面に成長する
ようにしたため、従来のソースガスにＨＦガスを導入し
ない場合よりも前述した図１に示すように、生成エンタ
ルピーの絶対値を大きくすることができる。このため、
反応をより安定した状態で促進させることができ、表面
モホロジーの良好な安定した低温での堆積を実現させる
ことができる。しかも、ＳｉＦ4 ガスという安定した形
でＳｉを消費させることができ、ＳｉＦ4 ガスを飛ばす
ことができるため、膜中にＳｉを混入し難くしてＷＳｉ
を生じ難くすることができ、膜抵抗値の増大を生じ難く
することができる。
ＷＦ6 ガスとＳｉＨ4 ガスを導入し、更にＨＦガスを導
入してＣＶＤ法によりタングステン膜を全面に成長する
ようにしたため、従来のソースガスにＨＦガスを導入し
ない場合よりも前述した図１に示すように、生成エンタ
ルピーの絶対値を大きくすることができる。このため、
反応をより安定した状態で促進させることができ、表面
モホロジーの良好な安定した低温での堆積を実現させる
ことができる。しかも、ＳｉＦ4 ガスという安定した形
でＳｉを消費させることができ、ＳｉＦ4 ガスを飛ばす
ことができるため、膜中にＳｉを混入し難くしてＷＳｉ
を生じ難くすることができ、膜抵抗値の増大を生じ難く
することができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、低温でタングステン膜
を成長する際、膜中に不純物を入り難くして膜抵抗値の
増大を生じ難くすることができるという効果がある。
を成長する際、膜中に不純物を入り難くして膜抵抗値の
増大を生じ難くすることができるという効果がある。
【図１】本発明の原理説明のための本発明と比較例の各
反応式とその生成エンタルピーを示す図である。
反応式とその生成エンタルピーを示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 六沸化タングステンガスと、シラン系化
合物ガスと、無水フッ酸ガスあるいはフッ素ガスとを少
なくとも含有するソースガスを用いて化学気相成長法ま
たは選択的化学気相成長法により下地膜上全面または下
地膜上に選択的にタングステン膜を成長することを特徴
とするタングステン膜の形成方法。 - 【請求項２】 前記タングステン膜を選択的に成長する
際、反応系のシリコンとフッ素のモル比を１対４を基準
とし、該フッ素が該モル比よりも多く含有されるように
することを特徴とするタングステン膜の形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3286202A JPH05129230A (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | タングステン膜の形成方法 |
| US07/967,065 US5298458A (en) | 1991-10-31 | 1992-10-28 | Method of forming tungsten film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3286202A JPH05129230A (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | タングステン膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129230A true JPH05129230A (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=17701287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3286202A Pending JPH05129230A (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | タングステン膜の形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5298458A (ja) |
| JP (1) | JPH05129230A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06310492A (ja) * | 1993-04-23 | 1994-11-04 | Fuji Xerox Co Ltd | チタン系薄膜のエッチング液及び半導体装置の製造方法 |
| JP2705513B2 (ja) * | 1993-06-08 | 1998-01-28 | 日本電気株式会社 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| JPH09205070A (ja) * | 1996-01-25 | 1997-08-05 | Sony Corp | プラズマｃｖｄ方法、およびこれにより形成された金属膜を有する半導体装置 |
| US5981352A (en) * | 1997-09-08 | 1999-11-09 | Lsi Logic Corporation | Consistent alignment mark profiles on semiconductor wafers using fine grain tungsten protective layer |
| JP4304547B2 (ja) * | 1998-03-20 | 2009-07-29 | キヤノンアネルバ株式会社 | 枚葉式ｃｖｄ装置および枚葉式ｃｖｄ方法 |
| US10622214B2 (en) * | 2017-05-25 | 2020-04-14 | Applied Materials, Inc. | Tungsten defluorination by high pressure treatment |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0246731A (ja) * | 1988-08-09 | 1990-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH03155618A (ja) * | 1989-08-03 | 1991-07-03 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体デバイスの薄膜形成方法および装置 |
| JPH03205820A (ja) * | 1990-01-08 | 1991-09-09 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0305143B1 (en) * | 1987-08-24 | 1993-12-08 | Fujitsu Limited | Method of selectively forming a conductor layer |
-
1991
- 1991-10-31 JP JP3286202A patent/JPH05129230A/ja active Pending
-
1992
- 1992-10-28 US US07/967,065 patent/US5298458A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0246731A (ja) * | 1988-08-09 | 1990-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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| JPH03205820A (ja) * | 1990-01-08 | 1991-09-09 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5298458A (en) | 1994-03-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19960123 |