JPH06283453A - 半導体装置製造方法 - Google Patents
半導体装置製造方法Info
- Publication number
- JPH06283453A JPH06283453A JP5230908A JP23090893A JPH06283453A JP H06283453 A JPH06283453 A JP H06283453A JP 5230908 A JP5230908 A JP 5230908A JP 23090893 A JP23090893 A JP 23090893A JP H06283453 A JPH06283453 A JP H06283453A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- film
- wsi
- silane
- reaction chamber
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C16/22—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 inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/42—Silicides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C16/0272—Deposition of sub-layers, e.g. to promote the adhesion of the main coating
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/01—Manufacture or treatment
- H10D64/013—Manufacture or treatment of electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator
- H10D64/01302—Manufacture or treatment of electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
- H10D64/01304—Manufacture or treatment of electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor
- H10D64/01306—Manufacture or treatment of electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the conductor comprising a layer of silicon contacting the insulator, e.g. polysilicon
- H10D64/01308—Manufacture or treatment of electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the conductor comprising a layer of silicon contacting the insulator, e.g. polysilicon the conductor further comprising a non-elemental silicon additional conductive layer, e.g. a metal silicide layer formed by the reaction of silicon with an implanted metal
- H10D64/01312—Manufacture or treatment of electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the conductor comprising a layer of silicon contacting the insulator, e.g. polysilicon the conductor further comprising a non-elemental silicon additional conductive layer, e.g. a metal silicide layer formed by the reaction of silicon with an implanted metal the additional layer comprising a metal or metal silicide formed by deposition, i.e. without a silicidation reaction, e.g. sputter deposition
-
- 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]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、フツ素濃度が低く、シランとタング
ステンとの比率が比較的広範囲で変化してもウエハの均
一性及び処理の安定性を保持すると同時に、良好な整合
性を示し、クラツキング及び層割れを低下させたケイ化
タングステン膜を形成することができる半導体装置製造
法を実現する。 【構成】ジクロロシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）及びシラン
（ＳｉＨ4 ）、水素又はこれらの混合物でなる還元剤で
ヘキサフツ化タングステン（ＷＦ6 ）を還元して化学気
相成長させることによつてケイ化タングステン膜（ＷＳ
ｉx ）が形成される。本発明の方法によると、低圧及び
約 300〜 550〔℃〕のウエハ温度で処理を行うＣＶＤ反
応装置内でＷＳｉx 膜が生成される。上述の実施例にお
いては、ＷＳｉx 膜が堆積される前に薄い核発生層が堆
積される。堆積されたＷＳｉx 膜はフツ素濃度が低く、
ウエハの均一性及び処理の安定性に優れている。
ステンとの比率が比較的広範囲で変化してもウエハの均
一性及び処理の安定性を保持すると同時に、良好な整合
性を示し、クラツキング及び層割れを低下させたケイ化
タングステン膜を形成することができる半導体装置製造
法を実現する。 【構成】ジクロロシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）及びシラン
（ＳｉＨ4 ）、水素又はこれらの混合物でなる還元剤で
ヘキサフツ化タングステン（ＷＦ6 ）を還元して化学気
相成長させることによつてケイ化タングステン膜（ＷＳ
ｉx ）が形成される。本発明の方法によると、低圧及び
約 300〜 550〔℃〕のウエハ温度で処理を行うＣＶＤ反
応装置内でＷＳｉx 膜が生成される。上述の実施例にお
いては、ＷＳｉx 膜が堆積される前に薄い核発生層が堆
積される。堆積されたＷＳｉx 膜はフツ素濃度が低く、
ウエハの均一性及び処理の安定性に優れている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置製造方法に
関し、特に化学気相成長法を利用して半導体ウエハを製
造する方法について、ジクロロシラン（dichlorosilane
（（ＳｉＨ2Ｃｌ2 又はＤＣＳ））を使用してヘキサフ
ツ化タングステン（ tungsten hexafluoride（Ｗ
Ｆ6 ））を還元することにより、ケイ化タングステンを
（ tungstensilicide（ＷＳｉx ））を化学気相成長さ
せる方法に適用して好適なものである。
関し、特に化学気相成長法を利用して半導体ウエハを製
造する方法について、ジクロロシラン（dichlorosilane
（（ＳｉＨ2Ｃｌ2 又はＤＣＳ））を使用してヘキサフ
ツ化タングステン（ tungsten hexafluoride（Ｗ
Ｆ6 ））を還元することにより、ケイ化タングステンを
（ tungstensilicide（ＷＳｉx ））を化学気相成長さ
せる方法に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】ケイ化タングステン（ＷＳｉX ）は低抵
抗率で相互接続できるため、集積回路には重要な物質で
ある。ケイ化タングステンは一般的にポリサイドとして
使用され、ドープされたポリシリコン層上にケイ化タン
グステン膜を堆積させる。例えば、このポリサイド構造
はＭＯＳＦＥＴデバイスのゲート又は記憶装置のビツト
ライン若しくはワードラインを形成するのに使用され
る。さらに、ケイ化タングステンを使用することによつ
て他の幾つかの利点が得られる。すなわち、ＨＦのよう
なウエツトエツチング液による化学的破壊を阻止すると
共に、温度の安定性と酸化処理の性能とを向上させるこ
とができる。
抗率で相互接続できるため、集積回路には重要な物質で
ある。ケイ化タングステンは一般的にポリサイドとして
使用され、ドープされたポリシリコン層上にケイ化タン
グステン膜を堆積させる。例えば、このポリサイド構造
はＭＯＳＦＥＴデバイスのゲート又は記憶装置のビツト
ライン若しくはワードラインを形成するのに使用され
る。さらに、ケイ化タングステンを使用することによつ
て他の幾つかの利点が得られる。すなわち、ＨＦのよう
なウエツトエツチング液による化学的破壊を阻止すると
共に、温度の安定性と酸化処理の性能とを向上させるこ
とができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】現在、ケイ化タングス
テン膜（又はケイ化タングステン層）の主な形成方法
は、コールドウオール化学気相成長（ＣＶＤ）反応装置
でＷＦ6 とシラン（ＳｉＨ4 ）とのガス混合物を使用す
る化学気相成長法である。ＷＳｉX の化学気相成長法に
は、スパツタリング及び蒸着のような他の堆積技術より
も幾つかの利点がある。利点には、ＷＳｉX 膜のＳｉと
Ｗとの比率を広範囲に亘つて制御する能力及び低コス
ト、低欠陥処理で高純度のＷＳｉX 膜を堆積させる能力
が含まれる。しかしながら、ＷＦ6 とシランとのガス混
合物を使用するＷＳｉX の化学気相成長法では、フツ素
濃度の高い（例えば1020〔atm/cm3 〕以上の濃度）ＷＳ
ｉX 膜を形成してしまう。
テン膜（又はケイ化タングステン層）の主な形成方法
は、コールドウオール化学気相成長（ＣＶＤ）反応装置
でＷＦ6 とシラン（ＳｉＨ4 ）とのガス混合物を使用す
る化学気相成長法である。ＷＳｉX の化学気相成長法に
は、スパツタリング及び蒸着のような他の堆積技術より
も幾つかの利点がある。利点には、ＷＳｉX 膜のＳｉと
Ｗとの比率を広範囲に亘つて制御する能力及び低コス
ト、低欠陥処理で高純度のＷＳｉX 膜を堆積させる能力
が含まれる。しかしながら、ＷＦ6 とシランとのガス混
合物を使用するＷＳｉX の化学気相成長法では、フツ素
濃度の高い（例えば1020〔atm/cm3 〕以上の濃度）ＷＳ
ｉX 膜を形成してしまう。
【０００４】フツ素濃度の高い膜は、堆積されたＷＳｉ
X 膜に取り込まれたフツ素が集積回路（又は半導体装
置）の他の部分に拡散し、集積回路の性能が損なわれる
という欠点を有する。例えば、ポリサイドゲート構造の
ＷＳｉX 膜のフツ素が下層のゲート酸化物に拡散し、こ
のゲート酸化物と反応すると、集積回路のポリサイドゲ
ートの下に配置されたゲート酸化物の性能が低下する。
この反応によりゲート酸化物は厚くなり、最初の厚さよ
りも一段と厚くなる。特に、一段と小さいジオメトリデ
バイスに使用される薄いゲート（例えば 150〔Å〕以下
の厚さのゲート）の場合、ゲート酸化物の厚みを制御す
ることは困難であるため、ゲート酸化物が厚くなること
は望ましくない。
X 膜に取り込まれたフツ素が集積回路（又は半導体装
置）の他の部分に拡散し、集積回路の性能が損なわれる
という欠点を有する。例えば、ポリサイドゲート構造の
ＷＳｉX 膜のフツ素が下層のゲート酸化物に拡散し、こ
のゲート酸化物と反応すると、集積回路のポリサイドゲ
ートの下に配置されたゲート酸化物の性能が低下する。
この反応によりゲート酸化物は厚くなり、最初の厚さよ
りも一段と厚くなる。特に、一段と小さいジオメトリデ
バイスに使用される薄いゲート（例えば 150〔Å〕以下
の厚さのゲート）の場合、ゲート酸化物の厚みを制御す
ることは困難であるため、ゲート酸化物が厚くなること
は望ましくない。
【０００５】ＷＦ6 及びＳｉＨ4 のガス混合物を用いた
場合の化学的性質上の他の問題は、堆積されたケイ化タ
ングステン膜の整合性が乏しいということである。さら
に、この化学的性質を用いて堆積されたＷＳｉX 膜にお
いては、特に、線幅の狭い領域又は最端に分布している
上層領域にパターン化された膜が、クラツキングして層
割れを生じる可能性がある。
場合の化学的性質上の他の問題は、堆積されたケイ化タ
ングステン膜の整合性が乏しいということである。さら
に、この化学的性質を用いて堆積されたＷＳｉX 膜にお
いては、特に、線幅の狭い領域又は最端に分布している
上層領域にパターン化された膜が、クラツキングして層
割れを生じる可能性がある。
【０００６】上述したＷＦ6 及びＳｉＨ4 のガス混合物
の化学的性質を用いる代わりに他のガスを利用してＷＳ
ｉX 膜を生成することができる。この他のガスを利用す
る方法においては、ＷＦ6 及びＳｉＨ2 Ｃｌ2 でなるガ
ス混合物をコールドウオールＣＶＤ反応装置に供給して
ＷＳｉX 膜を生成させる。ＷＦ6 及びＳｉＨ2 Ｃｌ2の
化学的性質により、フツ素濃度が低く、整合性が良好
で、クラツキング及び層割れの可能性が低下したＷＳｉ
X 膜の堆積が可能となる。しかしながら、特にウエハの
直径が 125〔mm〕以上の場合、処理の不安定性及びウエ
ハの膜の不均一性により、この化学的性質を利用するこ
とはできない。ＤＣＳはシランよりもさらに分解が難し
いので、通常、堆積温度はシランを基にした処理の場合
よりも高温でなければならない。必ずしもそうではない
が、通常、一段と高い温度で堆積されたＷＳｉX 膜の均
一性は低下するため、これは欠点となる。また、ＷＳｉ
X 膜が生成される表面での核発生が不十分であるために
堆積が定まらず、ウエハ温度が約 400〔℃〕以下の場
合、この化学的性質を用いたＷＳｉX 膜の堆積は安定し
ない。
の化学的性質を用いる代わりに他のガスを利用してＷＳ
ｉX 膜を生成することができる。この他のガスを利用す
る方法においては、ＷＦ6 及びＳｉＨ2 Ｃｌ2 でなるガ
ス混合物をコールドウオールＣＶＤ反応装置に供給して
ＷＳｉX 膜を生成させる。ＷＦ6 及びＳｉＨ2 Ｃｌ2の
化学的性質により、フツ素濃度が低く、整合性が良好
で、クラツキング及び層割れの可能性が低下したＷＳｉ
X 膜の堆積が可能となる。しかしながら、特にウエハの
直径が 125〔mm〕以上の場合、処理の不安定性及びウエ
ハの膜の不均一性により、この化学的性質を利用するこ
とはできない。ＤＣＳはシランよりもさらに分解が難し
いので、通常、堆積温度はシランを基にした処理の場合
よりも高温でなければならない。必ずしもそうではない
が、通常、一段と高い温度で堆積されたＷＳｉX 膜の均
一性は低下するため、これは欠点となる。また、ＷＳｉ
X 膜が生成される表面での核発生が不十分であるために
堆積が定まらず、ウエハ温度が約 400〔℃〕以下の場
合、この化学的性質を用いたＷＳｉX 膜の堆積は安定し
ない。
【０００７】従つて、フツ素濃度が低く、ＳｉとＷとの
比率が比較的広範囲でもウエハの均一性及びプロセスに
対する安定性を保持するＷＳｉX 膜が得られ、実質的に
400〔℃〕以下のウエハ温度でも安定性のあるＷＳｉX
膜を堆積させることができるように改善されたＷＳｉX
膜堆積プロセスが必要である。さらに、良好な整合性を
示し、クラツキング及び層割れを低下させたこのような
ＷＳｉX 膜堆積プロセスが必要である。
比率が比較的広範囲でもウエハの均一性及びプロセスに
対する安定性を保持するＷＳｉX 膜が得られ、実質的に
400〔℃〕以下のウエハ温度でも安定性のあるＷＳｉX
膜を堆積させることができるように改善されたＷＳｉX
膜堆積プロセスが必要である。さらに、良好な整合性を
示し、クラツキング及び層割れを低下させたこのような
ＷＳｉX 膜堆積プロセスが必要である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに本発明においては、反応室内に配置された半導体ウ
エハ上に金属ケイ化物膜を形成する方法において、金属
ハロゲン化物、ジクロロシラン及びシラン、水素又はこ
れらの混合物でなる還元剤より構成されるガス混合物を
反応室に供給するステツプと、金属ケイ化物膜をウエハ
上に堆積させるステツプとを含むようにする。
めに本発明においては、反応室内に配置された半導体ウ
エハ上に金属ケイ化物膜を形成する方法において、金属
ハロゲン化物、ジクロロシラン及びシラン、水素又はこ
れらの混合物でなる還元剤より構成されるガス混合物を
反応室に供給するステツプと、金属ケイ化物膜をウエハ
上に堆積させるステツプとを含むようにする。
【０００９】また、本発明においては、半導体装置を製
造する方法において、反応室を準備するステツプと、表
面を有する半導体ウエハを準備するステツプと、反応室
にウエハを配置するステツプと、ヘキサフツ化タングス
テン、ジクロロシラン及びシランでなるガス混合物を反
応室に供給するステツプと、ウエハの表面上にケイ化タ
ングステン膜を堆積させるステツプとを含むようにす
る。
造する方法において、反応室を準備するステツプと、表
面を有する半導体ウエハを準備するステツプと、反応室
にウエハを配置するステツプと、ヘキサフツ化タングス
テン、ジクロロシラン及びシランでなるガス混合物を反
応室に供給するステツプと、ウエハの表面上にケイ化タ
ングステン膜を堆積させるステツプとを含むようにす
る。
【００１０】また、本発明においては、半導体装置を製
造する方法において、反応室を準備するステツプと、表
面を有する半導体ウエハを準備するステツプと、反応室
にウエハを配置するステツプと、ヘキサフツ化タングス
テン、ジクロロシラン及び水素でなるガス混合物を反応
室に供給するステツプと、ウエハの表面上にケイ化タン
グステン膜を堆積させるステツプとを含むようにする。
造する方法において、反応室を準備するステツプと、表
面を有する半導体ウエハを準備するステツプと、反応室
にウエハを配置するステツプと、ヘキサフツ化タングス
テン、ジクロロシラン及び水素でなるガス混合物を反応
室に供給するステツプと、ウエハの表面上にケイ化タン
グステン膜を堆積させるステツプとを含むようにする。
【００１１】また、本発明においては、反応室内の半導
体ウエハ上にケイ化タングステン膜を形成する方法にお
いて、ヘキサフツ化タングステン、ジクロロシラン及び
シラン、水素又はこれらの混合物でなる還元剤より構成
されるガス混合物を反応室に供給するステツプと、ウエ
ハ上にケイ化タングステン膜を堆積させるステツプとを
含むようにする。
体ウエハ上にケイ化タングステン膜を形成する方法にお
いて、ヘキサフツ化タングステン、ジクロロシラン及び
シラン、水素又はこれらの混合物でなる還元剤より構成
されるガス混合物を反応室に供給するステツプと、ウエ
ハ上にケイ化タングステン膜を堆積させるステツプとを
含むようにする。
【００１２】さらに、本発明においては、反応室内の半
導体ウエハ上にケイ化タングステン膜を形成する方法に
おいて、ヘキサフツ化タングステン、ジクロロシラン及
びシラン、水素又はこれらの混合物でなる還元剤より構
成される第１のガス混合物を反応室に供給するステツプ
と、第１の時間期間中、核発生層をウエハ上に堆積させ
るステツプと、ヘキサフツ化タングステン、ジクロロシ
ラン及びシラン、水素又はこれらの混合物でなる還元剤
より構成される第２のガス混合物を反応室に供給するス
テツプと、第２の時間期間中、核発生層を覆うようにケ
イ化タングステン膜をウエハ上に堆積させるステツプと
を含むようにする。
導体ウエハ上にケイ化タングステン膜を形成する方法に
おいて、ヘキサフツ化タングステン、ジクロロシラン及
びシラン、水素又はこれらの混合物でなる還元剤より構
成される第１のガス混合物を反応室に供給するステツプ
と、第１の時間期間中、核発生層をウエハ上に堆積させ
るステツプと、ヘキサフツ化タングステン、ジクロロシ
ラン及びシラン、水素又はこれらの混合物でなる還元剤
より構成される第２のガス混合物を反応室に供給するス
テツプと、第２の時間期間中、核発生層を覆うようにケ
イ化タングステン膜をウエハ上に堆積させるステツプと
を含むようにする。
【００１３】
【作用】かくして、従来の問題点を克服することによ
り、この要求が満たされる。本発明の原理に基づいて他
の利点が実現される。本発明は、ジクロロシラン（Ｓｉ
Ｈ2 Ｃｌ2 ）及びシラン、水素又はこれらの混合物でな
る還元剤を使用してヘキサフツ化タングステン（Ｗ
Ｆ6 ）を還元することを含む、ケイ化タングステンの化
学気相成長法である。本発明の方法によると、ＷＳｉX
膜は低圧及び約 300〜 550〔℃〕のウエハ温度で処理が
行われるＣＶＤ反応装置で形成される。好適な実施例に
おいては、ＷＳｉX 膜が堆積する前に薄い核発生層が最
初に堆積される。また、本発明はＣＶＤ反応装置に供給
されたシランと水素との割合を変化させることにより、
堆積されたＷＳｉX 膜の抵抗率を調整する方法である。
り、この要求が満たされる。本発明の原理に基づいて他
の利点が実現される。本発明は、ジクロロシラン（Ｓｉ
Ｈ2 Ｃｌ2 ）及びシラン、水素又はこれらの混合物でな
る還元剤を使用してヘキサフツ化タングステン（Ｗ
Ｆ6 ）を還元することを含む、ケイ化タングステンの化
学気相成長法である。本発明の方法によると、ＷＳｉX
膜は低圧及び約 300〜 550〔℃〕のウエハ温度で処理が
行われるＣＶＤ反応装置で形成される。好適な実施例に
おいては、ＷＳｉX 膜が堆積する前に薄い核発生層が最
初に堆積される。また、本発明はＣＶＤ反応装置に供給
されたシランと水素との割合を変化させることにより、
堆積されたＷＳｉX 膜の抵抗率を調整する方法である。
【００１４】堆積されたＷＳｉX 膜はフツ素濃度が低
く、ウエハの均一性及び処理の安定性に優れている。さ
らに、実質上 400〔℃〕以下のウエハ温度でも安定性の
あるＷＳｉX 膜を堆積させることができる。
く、ウエハの均一性及び処理の安定性に優れている。さ
らに、実質上 400〔℃〕以下のウエハ温度でも安定性の
あるＷＳｉX 膜を堆積させることができる。
【００１５】
【実施例】本発明は化学気相成長を利用して、半導体ウ
エハ上にケイ化タングステン層を形成する方法を提供す
る。本発明の方法によると、ＷＦ6 、ＤＣＳ及びシラン
（ＳｉＨ4 ）、水素又はこれらの混合物でなる還元剤の
ガス混合物を、低温で処理が行われる従来の低圧ＣＶＤ
コールドウオール反応装置に供給することによつて、ケ
イ化タングステン膜が形成される。堆積されたケイ化タ
ングステン膜は一般式ＷＳｉX （ここで「Ｘ」は堆積に
用いられた特定の処理条件に依存する実数である）によ
り与えられ、化学的組成は変化する。
エハ上にケイ化タングステン層を形成する方法を提供す
る。本発明の方法によると、ＷＦ6 、ＤＣＳ及びシラン
（ＳｉＨ4 ）、水素又はこれらの混合物でなる還元剤の
ガス混合物を、低温で処理が行われる従来の低圧ＣＶＤ
コールドウオール反応装置に供給することによつて、ケ
イ化タングステン膜が形成される。堆積されたケイ化タ
ングステン膜は一般式ＷＳｉX （ここで「Ｘ」は堆積に
用いられた特定の処理条件に依存する実数である）によ
り与えられ、化学的組成は変化する。
【００１６】本発明に対し、従来の技術においては、安
定性のあるＷＳｉX 膜はＷＦ6 とシランとのガス混合物
又はＷＦ6 とＤＣＳとのガス混合物のどちらか一方のみ
を使用して形成され、その両方を使用することはない。
本発明は安定性のあるＷＳｉX 膜を堆積させるＷＦ6 と
ＤＣＳとに加えて、上述した還元剤を利用する。
定性のあるＷＳｉX 膜はＷＦ6 とシランとのガス混合物
又はＷＦ6 とＤＣＳとのガス混合物のどちらか一方のみ
を使用して形成され、その両方を使用することはない。
本発明は安定性のあるＷＳｉX 膜を堆積させるＷＦ6 と
ＤＣＳとに加えて、上述した還元剤を利用する。
【００１７】使用されるＣＶＤ反応装置の形式は従来の
ＣＶＤ反応装置のいずれでもよい。例えば、抵抗加熱さ
れた Genus 6000 バツチ−ウエハ（ 200〔mm〕）ＣＶＤ
システム又は放射加熱された Varian 5101シングル−ウ
エハ（ 125〔mm〕）ＣＶＤシステム（この特別のモデル
は現在製造されていない）を使用してもよい。しかしな
がら、使用されるＣＶＤ反応装置の構造が特別であるこ
とは、本発明を実施する上で重要ではない。本発明は最
も低温のコールドウオール低圧ＣＶＤ反応装置で実施で
きる。例えば、放射又は抵抗によつて発生されたエネル
ギー以外の手段によつて加熱されたＣＶＤ反応装置を使
用することができる。さらに、本発明はプラズマ能力を
有するＣＶＤシステムで使用することができる。
ＣＶＤ反応装置のいずれでもよい。例えば、抵抗加熱さ
れた Genus 6000 バツチ−ウエハ（ 200〔mm〕）ＣＶＤ
システム又は放射加熱された Varian 5101シングル−ウ
エハ（ 125〔mm〕）ＣＶＤシステム（この特別のモデル
は現在製造されていない）を使用してもよい。しかしな
がら、使用されるＣＶＤ反応装置の構造が特別であるこ
とは、本発明を実施する上で重要ではない。本発明は最
も低温のコールドウオール低圧ＣＶＤ反応装置で実施で
きる。例えば、放射又は抵抗によつて発生されたエネル
ギー以外の手段によつて加熱されたＣＶＤ反応装置を使
用することができる。さらに、本発明はプラズマ能力を
有するＣＶＤシステムで使用することができる。
【００１８】本発明の好適な実施例によると、半導体ウ
エハ上にケイ化タングステン層を堆積させるため、ウエ
ハはＣＶＤ反応装置のチヤンバ内のサセプタ又はチヤツ
ク上に置かれる。その後サセプタを例えば約 400〜 600
〔℃〕の温度まで加熱する。サセプタの本体は比較的高
い熱伝導率を有するので、その温度は簡単に監視され制
御することができる。
エハ上にケイ化タングステン層を堆積させるため、ウエ
ハはＣＶＤ反応装置のチヤンバ内のサセプタ又はチヤツ
ク上に置かれる。その後サセプタを例えば約 400〜 600
〔℃〕の温度まで加熱する。サセプタの本体は比較的高
い熱伝導率を有するので、その温度は簡単に監視され制
御することができる。
【００１９】注意すべきは、他の実施例においては、サ
セプタのない形式のＣＶＤ反応装置を使用してもよいこ
とである。この反応装置においてはサセプタを用いず、
ウエハが放射加熱される。本発明の実施はどの方法にお
いてもサセプタを有するＣＶＤシステムに限定されるも
のではない。
セプタのない形式のＣＶＤ反応装置を使用してもよいこ
とである。この反応装置においてはサセプタを用いず、
ウエハが放射加熱される。本発明の実施はどの方法にお
いてもサセプタを有するＣＶＤシステムに限定されるも
のではない。
【００２０】ウエハをＣＶＤ反応装置に配置した後、ガ
ス混合物が反応装置に供給されると同時に、反応室内
は、例えば約 250〜 400ミリトルの低圧力に保持され
る。しかしながら、本発明は約１トル以上の圧力で行う
ことが望ましい。ガス混合物は通常ウエハが加熱された
後に供給される。ＣＶＤ反応装置の反応室に幾つかの種
類のガスを流出させることによつてガス混合物は形成さ
れる。反応装置に供給されたガスはＷＦ6 、ＤＣＳ及び
シラン、水素又はこれらの混合物でなる還元剤である。
また、通常これらのガスの動きを助けるために希釈剤が
加えられる。ガス混合物の組成及びガス混合物を構成す
る各ガス成分の流出量は高範囲で変化し得る。好適な実
施例及び他の実施例で使用された一般的なガスの流出量
は以下の例で記述する。
ス混合物が反応装置に供給されると同時に、反応室内
は、例えば約 250〜 400ミリトルの低圧力に保持され
る。しかしながら、本発明は約１トル以上の圧力で行う
ことが望ましい。ガス混合物は通常ウエハが加熱された
後に供給される。ＣＶＤ反応装置の反応室に幾つかの種
類のガスを流出させることによつてガス混合物は形成さ
れる。反応装置に供給されたガスはＷＦ6 、ＤＣＳ及び
シラン、水素又はこれらの混合物でなる還元剤である。
また、通常これらのガスの動きを助けるために希釈剤が
加えられる。ガス混合物の組成及びガス混合物を構成す
る各ガス成分の流出量は高範囲で変化し得る。好適な実
施例及び他の実施例で使用された一般的なガスの流出量
は以下の例で記述する。
【００２１】通常、ＤＣＳガスは約 140〜 600〔sccm〕
である。好適な実施例において、これは約20〜30〔％〕
の間の高低で変化する。しかしながら、一般的にＤＣＳ
の流量は他の実施例の場合、使用する特定のプロセス及
び装置次第で、高範囲で増減させることができる。ＤＣ
Ｓガス及び他のガスの絶対的な流量は、以下に述べるよ
うにＣＶＤ反応装置に供給されるこれらのガスの流出量
の比率ほど重要ではない。
である。好適な実施例において、これは約20〜30〔％〕
の間の高低で変化する。しかしながら、一般的にＤＣＳ
の流量は他の実施例の場合、使用する特定のプロセス及
び装置次第で、高範囲で増減させることができる。ＤＣ
Ｓガス及び他のガスの絶対的な流量は、以下に述べるよ
うにＣＶＤ反応装置に供給されるこれらのガスの流出量
の比率ほど重要ではない。
【００２２】ＣＶＤ反応装置に供給されるガスの体積比
は便宜上、ＤＣＳのガスの流出量を通常の基準点として
使用して述べられている。例えば、ＷＦ6 の流量が 3.5
〔sccm〕及びＤＣＳの流量が 140〔sccm〕の場合、ＷＦ
6 の割合はＤＣＳの流出量の2.5〔％〕である。
は便宜上、ＤＣＳのガスの流出量を通常の基準点として
使用して述べられている。例えば、ＷＦ6 の流量が 3.5
〔sccm〕及びＤＣＳの流量が 140〔sccm〕の場合、ＷＦ
6 の割合はＤＣＳの流出量の2.5〔％〕である。
【００２３】好適な実施例において、反応装置に流出す
る還元剤の体積比はＤＣＳガスの流出量に比して小さ
い。つまり、還元剤がほぼシランのみでなる場合、反応
装置に供給される還元剤の割合は体積比でＤＣＳガスの
流出量より約 0.5〜10〔％〕が望ましい。しかしなが
ら、他の実施例においては、シランの割合は通常約50
〔％〕以上にすることができる。
る還元剤の体積比はＤＣＳガスの流出量に比して小さ
い。つまり、還元剤がほぼシランのみでなる場合、反応
装置に供給される還元剤の割合は体積比でＤＣＳガスの
流出量より約 0.5〜10〔％〕が望ましい。しかしなが
ら、他の実施例においては、シランの割合は通常約50
〔％〕以上にすることができる。
【００２４】還元剤がほぼ水素のみでなる場合、反応装
置に供給される還元剤の割合は体積比でＤＣＳガスの流
出量の約50〜90〔％〕が望ましい。しかしながら、一般
にこの割合は20〜 100〔％〕又はそれ以上で変化し得
る。
置に供給される還元剤の割合は体積比でＤＣＳガスの流
出量の約50〜90〔％〕が望ましい。しかしながら、一般
にこの割合は20〜 100〔％〕又はそれ以上で変化し得
る。
【００２５】好適な実施例において、シラン及び水素で
なるガス混合物が還元剤として用いられる場合、ＣＶＤ
反応装置に供給されるＤＣＳガスの流出量に対する還元
剤の体積比は約 1〜70〔％〕であり、この体積比は、還
元剤中で使用される水素に対するシランの特定の比率に
依存する。
なるガス混合物が還元剤として用いられる場合、ＣＶＤ
反応装置に供給されるＤＣＳガスの流出量に対する還元
剤の体積比は約 1〜70〔％〕であり、この体積比は、還
元剤中で使用される水素に対するシランの特定の比率に
依存する。
【００２６】還元剤がシラン及び水素の混合物からなる
場合、本発明の方法に従つて形成されたＷＳｉX 膜の特
性は、以下に詳細に述べるように、ほぼシラン又は水素
のいずれかでなる還元剤を用いて形成された膜が示す特
性の中間の特性を示す。しかしながら、本発明はシラン
及び水素の混合物からなるいかなる還元剤にも適用し
得、このような混合物を用いて形成された膜の特性は、
膜に用いられたシラン及び水素の実際の割合を変更する
ことによつて変化する。
場合、本発明の方法に従つて形成されたＷＳｉX 膜の特
性は、以下に詳細に述べるように、ほぼシラン又は水素
のいずれかでなる還元剤を用いて形成された膜が示す特
性の中間の特性を示す。しかしながら、本発明はシラン
及び水素の混合物からなるいかなる還元剤にも適用し
得、このような混合物を用いて形成された膜の特性は、
膜に用いられたシラン及び水素の実際の割合を変更する
ことによつて変化する。
【００２７】反応装置に供給されるＷＦ6 の割合はＤＣ
Ｓの流出量の約 1〜10〔％〕であることが望ましい。し
かしながら、フツ素による汚染が制限要因とならない場
合、この割合をさらに高くすることができる。
Ｓの流出量の約 1〜10〔％〕であることが望ましい。し
かしながら、フツ素による汚染が制限要因とならない場
合、この割合をさらに高くすることができる。
【００２８】好適な実施例において、上述のようにＣＶ
Ｄ反応装置に供給されるガスの流出量に加えて、ＷＳｉ
X 膜の形成の間、アルゴンのような希釈剤が少量、反応
装置に供給される。希釈剤がアルゴンの場合、アルゴン
を供給する割合はＤＳＣの流出量の約10〜50〔％〕であ
る。他の実施例においては、希釈剤の割合をさらに高く
して使用してもよい。
Ｄ反応装置に供給されるガスの流出量に加えて、ＷＳｉ
X 膜の形成の間、アルゴンのような希釈剤が少量、反応
装置に供給される。希釈剤がアルゴンの場合、アルゴン
を供給する割合はＤＳＣの流出量の約10〜50〔％〕であ
る。他の実施例においては、希釈剤の割合をさらに高く
して使用してもよい。
【００２９】好適な実施例においては、ＣＶＤ反応装置
のサセプタを加熱するため、サセプタの上に配置された
ウエハも同様に加熱される。しかしながら、ＣＶＤ反応
装置内で起こるサセプタとウエハとの接触が不十分なた
め、通常ウエハの温度はサセプタ温度より大幅に低くな
る。このようにサセプタとウエハの接触が不十分なの
は、サセプタの上面の先端及びウエハの下面の先端だけ
が固体同士の接触であるからである。その結果として、
ウエハ及びサセプタ間の界面のほとんどはＣＶＤ反応装
置自体に含まれるガス混合物で満たされる。
のサセプタを加熱するため、サセプタの上に配置された
ウエハも同様に加熱される。しかしながら、ＣＶＤ反応
装置内で起こるサセプタとウエハとの接触が不十分なた
め、通常ウエハの温度はサセプタ温度より大幅に低くな
る。このようにサセプタとウエハの接触が不十分なの
は、サセプタの上面の先端及びウエハの下面の先端だけ
が固体同士の接触であるからである。その結果として、
ウエハ及びサセプタ間の界面のほとんどはＣＶＤ反応装
置自体に含まれるガス混合物で満たされる。
【００３０】ＣＶＤ反応装置はほぼ真空に近い状態の低
圧で扱われるため、サセプタとウエハとの界面のガス混
合物の密度はその熱伝導率と同様に非常に低い。従つ
て、サセプタ及びウエハ間で生ずる熱伝達のほとんど
は、サセプタ又はウエハのどちらかの本体より実質上低
い伝導率のガス層を通じて起こる。この状態はサセプタ
からウエハへの均一な熱伝達を妨げ、サセプタとウエハ
との界面に大きな温度傾斜を生じさせる。この温度傾斜
のために、ウエハの表面とサセプタの表面との間の表面
温度差は通常約30〜 100〔℃〕であり、ウエハの温度よ
りもサセプタの温度の方が高い。ウエハとサセプタとの
温度差の変化が大きいのは、この温度差が、使用する特
定のＣＶＤ反応装置と処理条件とに大きく依存するから
である。従つて、例えばサセプタの温度が約 400〜 600
〔℃〕で温度差が 100〔℃〕の場合、対応するウエハの
表面温度は約 300〜 500〔℃〕となる。
圧で扱われるため、サセプタとウエハとの界面のガス混
合物の密度はその熱伝導率と同様に非常に低い。従つ
て、サセプタ及びウエハ間で生ずる熱伝達のほとんど
は、サセプタ又はウエハのどちらかの本体より実質上低
い伝導率のガス層を通じて起こる。この状態はサセプタ
からウエハへの均一な熱伝達を妨げ、サセプタとウエハ
との界面に大きな温度傾斜を生じさせる。この温度傾斜
のために、ウエハの表面とサセプタの表面との間の表面
温度差は通常約30〜 100〔℃〕であり、ウエハの温度よ
りもサセプタの温度の方が高い。ウエハとサセプタとの
温度差の変化が大きいのは、この温度差が、使用する特
定のＣＶＤ反応装置と処理条件とに大きく依存するから
である。従つて、例えばサセプタの温度が約 400〜 600
〔℃〕で温度差が 100〔℃〕の場合、対応するウエハの
表面温度は約 300〜 500〔℃〕となる。
【００３１】他の反応装置の設計も可能である。上述し
たように他の実施例においては、サセプタを使用せずに
放射加熱を用いたＣＶＤ反応装置を使用してもよい。ま
た、ＣＶＤ反応装置システムの加熱方法にはいくつかの
方法がある。始めに述べたように、これらの反応装置は
放射加熱又は抵抗加熱がなされてもよい。さらに、いく
つかのシステムでは、ウエハをサセプタにクランプする
か又はウエハを裏側からガスによつて加熱することによ
りウエハへの熱伝達を改善する。これらの反応装置の設
計方法は、処理中に観察される特定の熱伝達特性に影響
を及ぼす。しかしながら、これらの他の方法は本発明を
実施するにあたつてはそれ程重要なことではなく、本発
明の範囲内にある。
たように他の実施例においては、サセプタを使用せずに
放射加熱を用いたＣＶＤ反応装置を使用してもよい。ま
た、ＣＶＤ反応装置システムの加熱方法にはいくつかの
方法がある。始めに述べたように、これらの反応装置は
放射加熱又は抵抗加熱がなされてもよい。さらに、いく
つかのシステムでは、ウエハをサセプタにクランプする
か又はウエハを裏側からガスによつて加熱することによ
りウエハへの熱伝達を改善する。これらの反応装置の設
計方法は、処理中に観察される特定の熱伝達特性に影響
を及ぼす。しかしながら、これらの他の方法は本発明を
実施するにあたつてはそれ程重要なことではなく、本発
明の範囲内にある。
【００３２】ケイ化タングステン膜はウエハの加熱され
た表面に堆積する。好適な実施例においては、ＷＳｉX
膜は約 300〜 550〔℃〕のウエハ温度で堆積される。し
かしながら、他の実施例においては、約 250〔℃〕以下
のウエハ温度でＷＳｉX 膜を堆積してもよい。本発明を
従来の技術と比較すると、ＷＦ6 及びＤＣＳのみのガス
混合物（すなわち、本発明による還元剤を添加しない）
を使用して安定したＷＳｉX 膜を堆積するためのウエハ
の最小温度は通常約 400〔℃〕で、本発明で達成するこ
とができるウエハ温度よりも非常に高い。
た表面に堆積する。好適な実施例においては、ＷＳｉX
膜は約 300〜 550〔℃〕のウエハ温度で堆積される。し
かしながら、他の実施例においては、約 250〔℃〕以下
のウエハ温度でＷＳｉX 膜を堆積してもよい。本発明を
従来の技術と比較すると、ＷＦ6 及びＤＣＳのみのガス
混合物（すなわち、本発明による還元剤を添加しない）
を使用して安定したＷＳｉX 膜を堆積するためのウエハ
の最小温度は通常約 400〔℃〕で、本発明で達成するこ
とができるウエハ温度よりも非常に高い。
【００３３】本発明による半導体ウエハの上面上に形成
されたケイ化タングステン膜はウエハ上に前もつて形成
されたいくつかの下層上に形成してもよい。例えば、下
層はポリサイドゲートに使用するようなポリシリコン又
はシリコン、酸化シリコン若しくは窒化シリコンのよう
な他の層でもよい。本発明の方法は、通常集積回路に見
られる種々の下層上にケイ化タングステン膜を形成す
る。
されたケイ化タングステン膜はウエハ上に前もつて形成
されたいくつかの下層上に形成してもよい。例えば、下
層はポリサイドゲートに使用するようなポリシリコン又
はシリコン、酸化シリコン若しくは窒化シリコンのよう
な他の層でもよい。本発明の方法は、通常集積回路に見
られる種々の下層上にケイ化タングステン膜を形成す
る。
【００３４】以下図面について、本発明の一実施例を詳
述する。
述する。
【００３５】図１〜３は本発明の方法により形成された
ＷＳｉX 膜のいくつかの特性を示すグラフである。さら
に、図１〜３はＷＦ6 及びＤＣＳのみのガス混合物を使
用して形成されたＷＳｉX 膜に見られるこれらの特性を
比較している。
ＷＳｉX 膜のいくつかの特性を示すグラフである。さら
に、図１〜３はＷＦ6 及びＤＣＳのみのガス混合物を使
用して形成されたＷＳｉX 膜に見られるこれらの特性を
比較している。
【００３６】図１は化学的性質の異なる３つのガスを使
用して堆積させた場合についての、ウエハ温度の関数と
してのケイ化タングステン膜の成長率を示すグラフであ
る。成長率をグラフの縦軸に示し、ウエハの表面に堆積
されたＷＳｉX 膜の重さを堆積時間（分）ごとにミリグ
ラムで表す（すなわち〔mg/min〕）。堆積中のウエハ温
度を横軸に示す。成長率は所定の堆積時間中のＷＳｉX
膜堆積前後のウエハの重さを測定することにより算出さ
れる。
用して堆積させた場合についての、ウエハ温度の関数と
してのケイ化タングステン膜の成長率を示すグラフであ
る。成長率をグラフの縦軸に示し、ウエハの表面に堆積
されたＷＳｉX 膜の重さを堆積時間（分）ごとにミリグ
ラムで表す（すなわち〔mg/min〕）。堆積中のウエハ温
度を横軸に示す。成長率は所定の堆積時間中のＷＳｉX
膜堆積前後のウエハの重さを測定することにより算出さ
れる。
【００３７】図１に関して、線１０はＷＦ6 及びＤＣＳ
のみのガス混合物を使用する従来の技術のプロセスにつ
いての成長率とウエハ温度との関係を示し、図中に「Ｄ
ＣＳ」で示す。約 400〔℃〕以下の温度の場合、従来の
技術のプロセスでは堆積が乱れる。これに対して、本発
明の方法によると、線１２はＷＦ6 、ＤＣＳ及びほぼシ
ランでなる還元剤を使用する処理についての成長率を示
す。線１２は図中に「ＤＣＳ＋ＳｉＨ4 」で示される。
本発明の方法を使用すると、従来の技術のプロセスで実
施できる最小温度以下の温度で実質的に安定なＷＳｉX
膜を堆積することができる。
のみのガス混合物を使用する従来の技術のプロセスにつ
いての成長率とウエハ温度との関係を示し、図中に「Ｄ
ＣＳ」で示す。約 400〔℃〕以下の温度の場合、従来の
技術のプロセスでは堆積が乱れる。これに対して、本発
明の方法によると、線１２はＷＦ6 、ＤＣＳ及びほぼシ
ランでなる還元剤を使用する処理についての成長率を示
す。線１２は図中に「ＤＣＳ＋ＳｉＨ4 」で示される。
本発明の方法を使用すると、従来の技術のプロセスで実
施できる最小温度以下の温度で実質的に安定なＷＳｉX
膜を堆積することができる。
【００３８】線１４はＷＦ6 、ＤＣＳ及びほぼ水素でな
る還元剤を使用する処理についての成長率を示し、図中
に「ＤＣＳ＋Ｈ2 」で示す。また、本発明の方法を使用
すると、線１０によつて示される従来の技術のプロセス
で実施できる最小温度以下の温度で実質的にＷＳｉX 膜
を堆積することができる。
る還元剤を使用する処理についての成長率を示し、図中
に「ＤＣＳ＋Ｈ2 」で示す。また、本発明の方法を使用
すると、線１０によつて示される従来の技術のプロセス
で実施できる最小温度以下の温度で実質的にＷＳｉX 膜
を堆積することができる。
【００３９】図２は化学的性質の異なる３つのガスを使
用してケイ化タングステン膜を堆積させた場合について
の、ウエハ温度の関数としての堆積されたケイ化タング
ステン膜の均一性を示すグラフである。堆積された膜の
均一性を、堆積されたＷＳｉX 膜のシート抵抗（Ｒｓ）
の標準偏差を用いて測定する。標準偏差の単位はパーセ
ントである。シート抵抗は従来の４探針プローブを使用
して測定する。
用してケイ化タングステン膜を堆積させた場合について
の、ウエハ温度の関数としての堆積されたケイ化タング
ステン膜の均一性を示すグラフである。堆積された膜の
均一性を、堆積されたＷＳｉX 膜のシート抵抗（Ｒｓ）
の標準偏差を用いて測定する。標準偏差の単位はパーセ
ントである。シート抵抗は従来の４探針プローブを使用
して測定する。
【００４０】図２に関して、線２０はＷＦ6 及びＤＣＳ
のみを用いる従来の技術のプロセスについての均一性を
示す。これに対して、線２２はＷＦ6 、ＤＣＳ及びほぼ
シランでなる還元剤を用いる処理について、本発明の方
法により達成された均一性を示す。線２２は標準偏差が
線２０よりも実質的に低くなつていることに着目された
い。線２４はほぼ水素でなる還元剤を用いた処理に関
し、本発明により達成された均一性を示す。また、線２
４は標準偏差が線２０よりも実質的に低くなつているこ
とに着目されたい。
のみを用いる従来の技術のプロセスについての均一性を
示す。これに対して、線２２はＷＦ6 、ＤＣＳ及びほぼ
シランでなる還元剤を用いる処理について、本発明の方
法により達成された均一性を示す。線２２は標準偏差が
線２０よりも実質的に低くなつていることに着目された
い。線２４はほぼ水素でなる還元剤を用いた処理に関
し、本発明により達成された均一性を示す。また、線２
４は標準偏差が線２０よりも実質的に低くなつているこ
とに着目されたい。
【００４１】図３は化学的性質の異なる３つのガスを使
用してケイ化タングステン膜を堆積させた場合について
の、ウエハ温度の関数としての堆積されたケイ化タング
ステン膜の抵抗率を示すグラフである。縦軸に示された
抵抗率は、シート抵抗と堆積されたＷＳｉX 膜の重さと
の積を計算することにより求められた正規化されたバル
ク抵抗率として測定される。この正規化されたバルク抵
抗率は、堆積された膜の密度と共に変化する定数による
ＷＳｉX 膜のバルク抵抗率に関するものである。堆積さ
れたＷＳｉX 膜のシリコンの割合が温度に伴つて変化す
るため、膜の密度は温度に伴つて大幅に変化する。例え
ば、図３の正規化されたバルク抵抗率0.8 は、約 750
〔μΩcm〕のバルク抵抗率に相当し、特定のウエハ温度
及び堆積された膜の化学的性質に依存している。
用してケイ化タングステン膜を堆積させた場合について
の、ウエハ温度の関数としての堆積されたケイ化タング
ステン膜の抵抗率を示すグラフである。縦軸に示された
抵抗率は、シート抵抗と堆積されたＷＳｉX 膜の重さと
の積を計算することにより求められた正規化されたバル
ク抵抗率として測定される。この正規化されたバルク抵
抗率は、堆積された膜の密度と共に変化する定数による
ＷＳｉX 膜のバルク抵抗率に関するものである。堆積さ
れたＷＳｉX 膜のシリコンの割合が温度に伴つて変化す
るため、膜の密度は温度に伴つて大幅に変化する。例え
ば、図３の正規化されたバルク抵抗率0.8 は、約 750
〔μΩcm〕のバルク抵抗率に相当し、特定のウエハ温度
及び堆積された膜の化学的性質に依存している。
【００４２】図３に関して、線３０はＷＦ6 及びＤＣＳ
のみを用いる従来の技術のプロセスの正規化されたバル
ク抵抗率を示す。線３２はＷＦ6 、ＤＣＳ及びほぼシラ
ンでなる還元剤を用いる本発明によつて形成されたＷＳ
ｉX 膜の抵抗率を示す。線３４はほぼ水素でなる還元剤
を用いて形成された膜の抵抗率を示す。所定の堆積温度
で、ＣＶＤ反応装置に供給されたガス混合物のシランの
割合が増加するに従つて、堆積されたＷＳｉX 膜の抵抗
率が増加する。
のみを用いる従来の技術のプロセスの正規化されたバル
ク抵抗率を示す。線３２はＷＦ6 、ＤＣＳ及びほぼシラ
ンでなる還元剤を用いる本発明によつて形成されたＷＳ
ｉX 膜の抵抗率を示す。線３４はほぼ水素でなる還元剤
を用いて形成された膜の抵抗率を示す。所定の堆積温度
で、ＣＶＤ反応装置に供給されたガス混合物のシランの
割合が増加するに従つて、堆積されたＷＳｉX 膜の抵抗
率が増加する。
【００４３】上述のように本発明の方法を用いると、フ
ツ素濃度が低く、ＳｉとＷとの比率が比較的広範囲でも
ウエハ内の均一性及び処理の安定性を有するＷＳｉX 膜
を形成することができる。さらに、実質的に 400〔℃〕
以下のウエハ温度で、良好な整合性を示し、かつ層割れ
が減少した安定性のあるＷＳｉX 膜を堆積することがで
きる。一段と低い堆積温度を用いる本発明の重要な利点
は、堆積されたＷＳｉX 膜の均一性が増すことである。
ツ素濃度が低く、ＳｉとＷとの比率が比較的広範囲でも
ウエハ内の均一性及び処理の安定性を有するＷＳｉX 膜
を形成することができる。さらに、実質的に 400〔℃〕
以下のウエハ温度で、良好な整合性を示し、かつ層割れ
が減少した安定性のあるＷＳｉX 膜を堆積することがで
きる。一段と低い堆積温度を用いる本発明の重要な利点
は、堆積されたＷＳｉX 膜の均一性が増すことである。
【００４４】本発明の重要な他の利点は、線３２に示す
ように、所定の抵抗率を有するＷＳｉX 膜が、線３０で
示す従来の技術のプロセスで可能であつた温度よりも一
段と低い温度で堆積することができることである。図２
に関して、ウエハの堆積温度が低下するに従つて、堆積
された膜の均一性が増すことがわかる。これを線２２及
び２４で示す。
ように、所定の抵抗率を有するＷＳｉX 膜が、線３０で
示す従来の技術のプロセスで可能であつた温度よりも一
段と低い温度で堆積することができることである。図２
に関して、ウエハの堆積温度が低下するに従つて、堆積
された膜の均一性が増すことがわかる。これを線２２及
び２４で示す。
【００４５】本発明は、所定のウエハ温度についてケイ
化タングステンの抵抗率を調整する方法を提供する。Ｗ
ＳｉX 膜の抵抗率はシリコンとタングステンとの比率
（ＳｉとＷとの比率）を変えることによつて調整され
る。シリコンの導電率がタングステンの導電率より小さ
いため、ＷＳｉX 膜内のシリコンの割合が増加するに従
つて、その抵抗率は増加する。従つて、ＳｉとＷとの比
率が増加するに従つて、膜の抵抗率は増加する。
化タングステンの抵抗率を調整する方法を提供する。Ｗ
ＳｉX 膜の抵抗率はシリコンとタングステンとの比率
（ＳｉとＷとの比率）を変えることによつて調整され
る。シリコンの導電率がタングステンの導電率より小さ
いため、ＷＳｉX 膜内のシリコンの割合が増加するに従
つて、その抵抗率は増加する。従つて、ＳｉとＷとの比
率が増加するに従つて、膜の抵抗率は増加する。
【００４６】本発明の方法によると、ＣＶＤ反応装置に
供給されるガス混合物中のシランと水素との相対的な割
合を変えることによつて、ＳｉとＷとの比率を変化させ
ることができる。すなわち、ＷＳｉX 膜の抵抗率を増加
させたい場合、ガス混合物中のシランの割合を増加させ
る。シランの割合を変化させることによりＷＳｉX 膜の
ＳｉとＷとの比率が増加する。
供給されるガス混合物中のシランと水素との相対的な割
合を変えることによつて、ＳｉとＷとの比率を変化させ
ることができる。すなわち、ＷＳｉX 膜の抵抗率を増加
させたい場合、ガス混合物中のシランの割合を増加させ
る。シランの割合を変化させることによりＷＳｉX 膜の
ＳｉとＷとの比率が増加する。
【００４７】他方、抵抗率を低下させたい場合、ガス混
合物中の水素の割合を増加させる。堆積されたＷＳｉX
膜中のシリコンが少なくなるため、水素の割合を変化さ
せることによりＳｉとＷとの比率が減少する。
合物中の水素の割合を増加させる。堆積されたＷＳｉX
膜中のシリコンが少なくなるため、水素の割合を変化さ
せることによりＳｉとＷとの比率が減少する。
【００４８】ＣＶＤ反応装置に供給されるガス混合物中
のシランと水素との両方の割合を同時に調整することが
できることが重要である。堆積されたＷＳｉX 膜の抵抗
率を調整することにより、上述したようなシランのみ又
は水素のみに調整して得られる効果を組合せることがで
きる。本発明の適用範囲にはこれらの組合せが含まれ
る。
のシランと水素との両方の割合を同時に調整することが
できることが重要である。堆積されたＷＳｉX 膜の抵抗
率を調整することにより、上述したようなシランのみ又
は水素のみに調整して得られる効果を組合せることがで
きる。本発明の適用範囲にはこれらの組合せが含まれ
る。
【００４９】本発明の方法によると、薄い核発生層を使
用してＷＳｉX 膜を堆積させてもよいし、核発生層を使
用せずにＷＳｉX 膜を堆積させてもよい。好適な実施例
においては、ＷＳｉX 膜の薄い核発生層を使用して堆積
が行われる。核発生層の目的は、その上に堆積されたＷ
ＳｉX 膜をさらに均一に成長させることである。核発生
層を形成するために、２ステツプのプロセスが使用され
る。核発生層は第１のステツプで形成され、得ようとす
るＷＳｉX 膜の残りの厚さは第２のステツプで核発生層
の上に堆積される。本発明においては、核発生層の組成
は化学量論的組成において最初の上層のＷＳｉX 膜とは
異なる（すなわちＳｉとＷとの比率が異なる）。しかし
ながら、注意すべきは本発明の他の実施例においては、
核発生層は異なる組成を有することができることであ
る。
用してＷＳｉX 膜を堆積させてもよいし、核発生層を使
用せずにＷＳｉX 膜を堆積させてもよい。好適な実施例
においては、ＷＳｉX 膜の薄い核発生層を使用して堆積
が行われる。核発生層の目的は、その上に堆積されたＷ
ＳｉX 膜をさらに均一に成長させることである。核発生
層を形成するために、２ステツプのプロセスが使用され
る。核発生層は第１のステツプで形成され、得ようとす
るＷＳｉX 膜の残りの厚さは第２のステツプで核発生層
の上に堆積される。本発明においては、核発生層の組成
は化学量論的組成において最初の上層のＷＳｉX 膜とは
異なる（すなわちＳｉとＷとの比率が異なる）。しかし
ながら、注意すべきは本発明の他の実施例においては、
核発生層は異なる組成を有することができることであ
る。
【００５０】第１のステツプにおいて、ＷＦ6 、ＤＣＳ
及びシラン、水素又はこれらの混合物でなる還元剤より
構成される第１のガス混合物をＣＶＤ反応装置に供給す
ることによつて核発生層が形成される。第１のガス混合
物は、第１の時間期間中、例えば約30〜60秒間反応装置
に供給される。第２のステツプにおいて、ＷＦ6 、ＤＣ
Ｓ及びシラン、水素又はこれらの混合物でなる還元剤よ
り構成される第２のガス混合物がＣＶＤ反応装置に供給
される。第２のガス混合物は第２の時間期間中、例えば
約 120〜 300秒間反応装置に供給される。
及びシラン、水素又はこれらの混合物でなる還元剤より
構成される第１のガス混合物をＣＶＤ反応装置に供給す
ることによつて核発生層が形成される。第１のガス混合
物は、第１の時間期間中、例えば約30〜60秒間反応装置
に供給される。第２のステツプにおいて、ＷＦ6 、ＤＣ
Ｓ及びシラン、水素又はこれらの混合物でなる還元剤よ
り構成される第２のガス混合物がＣＶＤ反応装置に供給
される。第２のガス混合物は第２の時間期間中、例えば
約 120〜 300秒間反応装置に供給される。
【００５１】好適な実施例においては、第１の時間期間
後すぐに第２の時間期間が続く（すなわち第２の時間期
間はほぼ遅れずに第１の時間期間に続く）。しかしなが
ら、他の実施例においては、この２つの時間期間の間に
多少の遅れがあつてもよい。さらに、一段と厚い核発生
層が必要である場合、第１の時間期間をさらに長くする
ことができる。第２の時間期間は約500 秒以下に制限さ
れるが、通常は500 秒より長くなる。一般的に第１及び
第２の時間期間の長さは共に、膜に対する過度のストレ
スを回避する等の外部要因によつてのみ制限される。
後すぐに第２の時間期間が続く（すなわち第２の時間期
間はほぼ遅れずに第１の時間期間に続く）。しかしなが
ら、他の実施例においては、この２つの時間期間の間に
多少の遅れがあつてもよい。さらに、一段と厚い核発生
層が必要である場合、第１の時間期間をさらに長くする
ことができる。第２の時間期間は約500 秒以下に制限さ
れるが、通常は500 秒より長くなる。一般的に第１及び
第２の時間期間の長さは共に、膜に対する過度のストレ
スを回避する等の外部要因によつてのみ制限される。
【００５２】ガス混合物中のシランの割合を一段と高く
すると、形成される集積回路のフツ素による汚染が増加
する傾向がある。しかしながら、これが制限されない場
合、第１のガス混合物中のＤＳＣに対するシランの割合
は第２のガス混合物中よりも大きくなるので、核発生層
内のＳｉとＷとの比率は第２の時間期間中に堆積された
ＷＳｉX 膜より一段と高くなる。ＳｉとＷとの比率が一
段と高いＷＳｉX 膜は、膜に対するストレスが一段と低
下し、付着力が改善される。従つて核発生層としての使
用に適している。さらに、ガス混合物中のシランの割合
が高いと処理に対する安定性が増し、ＷＳｉX 核発生層
を容易に堆積できる。しかし、他の実施例においては、
シランの割合は一定に保持されるか又は第２のガス混合
物中よりも第１のガス混合物中の方を少なくすることが
できる。
すると、形成される集積回路のフツ素による汚染が増加
する傾向がある。しかしながら、これが制限されない場
合、第１のガス混合物中のＤＳＣに対するシランの割合
は第２のガス混合物中よりも大きくなるので、核発生層
内のＳｉとＷとの比率は第２の時間期間中に堆積された
ＷＳｉX 膜より一段と高くなる。ＳｉとＷとの比率が一
段と高いＷＳｉX 膜は、膜に対するストレスが一段と低
下し、付着力が改善される。従つて核発生層としての使
用に適している。さらに、ガス混合物中のシランの割合
が高いと処理に対する安定性が増し、ＷＳｉX 核発生層
を容易に堆積できる。しかし、他の実施例においては、
シランの割合は一定に保持されるか又は第２のガス混合
物中よりも第１のガス混合物中の方を少なくすることが
できる。
【００５３】好適な実施例において、ＷＳｉX 膜の堆積
の間薄い核発生層を使用すると、ＷＦ6 の割合は第１の
時間期間から第２の時間期間で増加する（すなわち、第
２のガス混合物のＷＦ6 の割合は第１のガス混合物中よ
り高い）。さらに、ＷＦ6 の割合は第１の時間期間中Ｄ
ＣＳの流出量の約 0.4〜 1〔％〕の間であることが望ま
しい。第２の時間期間においてはＷＦ6 の割合が約 1〜
10〔％〕であることが望ましい。しかしながら、他の実
施例においては、ＷＦ6 の割合は第１の時間期間から第
２の時間期間で一定か又は減少してもよい。
の間薄い核発生層を使用すると、ＷＦ6 の割合は第１の
時間期間から第２の時間期間で増加する（すなわち、第
２のガス混合物のＷＦ6 の割合は第１のガス混合物中よ
り高い）。さらに、ＷＦ6 の割合は第１の時間期間中Ｄ
ＣＳの流出量の約 0.4〜 1〔％〕の間であることが望ま
しい。第２の時間期間においてはＷＦ6 の割合が約 1〜
10〔％〕であることが望ましい。しかしながら、他の実
施例においては、ＷＦ6 の割合は第１の時間期間から第
２の時間期間で一定か又は減少してもよい。
【００５４】本発明の方法は、上述したようなガス混合
物の組成の変化に制限されるものではない。他の実施例
においては、ガス混合物の他の成分の割合を第１の時間
期間と第２の時間期間とで増加又は減少させることがで
きる。例えば、ＤＣＳの割合を第１の時間期間から第２
の時間期間で増加させてもよく、アルゴンや窒素のよう
な希釈剤の割合をこの２つの時間期間の間で変化させる
ことができる。
物の組成の変化に制限されるものではない。他の実施例
においては、ガス混合物の他の成分の割合を第１の時間
期間と第２の時間期間とで増加又は減少させることがで
きる。例えば、ＤＣＳの割合を第１の時間期間から第２
の時間期間で増加させてもよく、アルゴンや窒素のよう
な希釈剤の割合をこの２つの時間期間の間で変化させる
ことができる。
【００５５】さらに他の実施例においては、薄い核発生
層を使用せずにＷＳｉX 膜を堆積させてもよい。本発明
を実施する場合、核発生層を使用する必要はない。以下
の例に示すように、ＷＦ6 、ＤＣＳ及びシラン、水素又
は実質上一定の割合を有するこれらの混合物でなる還元
剤より構成されるガス混合物を、単一の時間期間中ＣＶ
Ｄ反応装置に供給することにより、本発明により得られ
た利点を有するＷＳｉX 膜を形成することができる。
層を使用せずにＷＳｉX 膜を堆積させてもよい。本発明
を実施する場合、核発生層を使用する必要はない。以下
の例に示すように、ＷＦ6 、ＤＣＳ及びシラン、水素又
は実質上一定の割合を有するこれらの混合物でなる還元
剤より構成されるガス混合物を、単一の時間期間中ＣＶ
Ｄ反応装置に供給することにより、本発明により得られ
た利点を有するＷＳｉX 膜を形成することができる。
【００５６】さらに本発明を以下の例に示す。これらの
例は本発明を説明するためのものであり、この例におい
て使用する詳細は本発明の適用範囲を制限するものでは
ない。
例は本発明を説明するためのものであり、この例におい
て使用する詳細は本発明の適用範囲を制限するものでは
ない。
【００５７】（例１）直径 125〔mm〕のシリコンウエハ
は、その上に前もつて形成されたポリシリコン層を有す
る。このポリシリコン層を有するシリコンウエハは酸化
シリコン層又は窒化シリコン層上に形成される。このシ
リコンウエハを250 ミリトルの圧力に保持された単一ウ
エハ、低圧ＣＶＤの反応室内に配置し、 400〔℃〕ない
し 520〔℃〕まで変化するサセプタ上にクランプさせ
た。このサセプタの温度は、約 330〔℃〕ないし 450
〔℃〕のウエハの温度に相当する。 140〔sccm〕のジク
ロロシラン、5 〜15〔sccm〕のシラン、 3.5〔sccm〕の
ヘキサフツ化タングステン及び35〔sccm〕のアルゴンで
なるガスの混合物を反応室内に供給し、約120秒間ウエ
ハ表面に接触させる。これにより、厚さ1770〜2670
〔Å〕の範囲で均一なケイ化タングステンが生成した。
図１〜３の「ＤＣＳ＋ＳｉＨ4 」の曲線はシランの流出
量が15〔sccm〕の場合の結果を示している。次表（１）
は、ウエハの温度 370〜 450〔℃〕におけるシランの流
出量 5〔sccm〕及び15〔sccm〕の場合の一般的な結果を
比較している。
は、その上に前もつて形成されたポリシリコン層を有す
る。このポリシリコン層を有するシリコンウエハは酸化
シリコン層又は窒化シリコン層上に形成される。このシ
リコンウエハを250 ミリトルの圧力に保持された単一ウ
エハ、低圧ＣＶＤの反応室内に配置し、 400〔℃〕ない
し 520〔℃〕まで変化するサセプタ上にクランプさせ
た。このサセプタの温度は、約 330〔℃〕ないし 450
〔℃〕のウエハの温度に相当する。 140〔sccm〕のジク
ロロシラン、5 〜15〔sccm〕のシラン、 3.5〔sccm〕の
ヘキサフツ化タングステン及び35〔sccm〕のアルゴンで
なるガスの混合物を反応室内に供給し、約120秒間ウエ
ハ表面に接触させる。これにより、厚さ1770〜2670
〔Å〕の範囲で均一なケイ化タングステンが生成した。
図１〜３の「ＤＣＳ＋ＳｉＨ4 」の曲線はシランの流出
量が15〔sccm〕の場合の結果を示している。次表（１）
は、ウエハの温度 370〜 450〔℃〕におけるシランの流
出量 5〔sccm〕及び15〔sccm〕の場合の一般的な結果を
比較している。
【００５８】
【表１】
【００５９】（例２）直径 125〔mm〕のシリコンウエハ
は、その上に前もつて形成されたポリシリコン層を有す
る。このポリシリコン層を有するシリコンウエハは酸化
シリコン層又は窒化シリコン層上に形成される。このシ
リコンウエハを400 ミリトルの圧力に保持された単一ウ
エハ、低圧ＣＶＤの反応室内に配置し、 400〔℃〕ない
し 550〔℃〕まで変化するサセプタ上にクランプさせ
た。このサセプタの温度は、約 330〔℃〕ないし 480
〔℃〕のウエハの温度に相当する。 140〔sccm〕のジク
ロロシラン、 100〔sccm〕の水素及び 3.5〔sccm〕のヘ
キサフツ化タングステンでなるガスの混合物を反応室内
に供給し、約120 秒間ウエハ表面に接触させる。図１〜
３の「ＤＣＳ＋Ｈ2 」の曲線はこの例の結果を示してい
る。
は、その上に前もつて形成されたポリシリコン層を有す
る。このポリシリコン層を有するシリコンウエハは酸化
シリコン層又は窒化シリコン層上に形成される。このシ
リコンウエハを400 ミリトルの圧力に保持された単一ウ
エハ、低圧ＣＶＤの反応室内に配置し、 400〔℃〕ない
し 550〔℃〕まで変化するサセプタ上にクランプさせ
た。このサセプタの温度は、約 330〔℃〕ないし 480
〔℃〕のウエハの温度に相当する。 140〔sccm〕のジク
ロロシラン、 100〔sccm〕の水素及び 3.5〔sccm〕のヘ
キサフツ化タングステンでなるガスの混合物を反応室内
に供給し、約120 秒間ウエハ表面に接触させる。図１〜
３の「ＤＣＳ＋Ｈ2 」の曲線はこの例の結果を示してい
る。
【００６０】（例３）直径 200〔mm〕のシリコンウエハ
は、その上に前もつて形成されたポリシリコン層を有す
る。このポリシリコン層を有するシリコンウエハは酸化
シリコン層又は窒化シリコン層上に形成される。このシ
リコンウエハを300ミリトルの圧力に保持された複数ウ
エハ、低圧ＣＶＤの反応室内に配置し、 450〔℃〕ない
し 560〔℃〕まで変化するサセプタ上にクランプさせ
た。このサセプタの温度は、約 350〔℃〕ないし 460
〔℃〕のウエハの温度に相当する。２ステツプの核発生
層プロセスを用いた第１のステツプにおいては、 500
〔sccm〕のジクロロシラン、30〔sccm〕のシラン、 4
〔sccm〕のヘキサフツ化タングステン及び 200〔sccm〕
のアルゴンでなる第１のガスの混合物を反応室内に供給
し、約30秒間の第１の時間期間の間ウエハ表面に接触さ
せる。これにより、ケイ化タングステンの薄い核発生層
を生成した。続いてすぐに、第２のステツプにおいて
は、 500〔sccm〕のジクロロシラン、10〜30〔sccm〕の
シラン、15〔sccm〕のヘキサフツ化タングステン及び 2
00〔sccm〕のアルゴンでなる第２のガスの混合物を反応
室内に供給し、約300 秒間の第２の時間期間の間ウエハ
表面に接触させる。これにより、合計の厚さ1840〜2630
〔Å〕の範囲で均一なケイ化タングステンが生成した
（ここで、合計の厚さはＷＳｉX 核発生層の厚さと上層
のＷＳｉX 膜の厚さとを加えたものに等しい）。次表
（２）は、このプロセスを使用して得られた一般的な結
果を示す。
は、その上に前もつて形成されたポリシリコン層を有す
る。このポリシリコン層を有するシリコンウエハは酸化
シリコン層又は窒化シリコン層上に形成される。このシ
リコンウエハを300ミリトルの圧力に保持された複数ウ
エハ、低圧ＣＶＤの反応室内に配置し、 450〔℃〕ない
し 560〔℃〕まで変化するサセプタ上にクランプさせ
た。このサセプタの温度は、約 350〔℃〕ないし 460
〔℃〕のウエハの温度に相当する。２ステツプの核発生
層プロセスを用いた第１のステツプにおいては、 500
〔sccm〕のジクロロシラン、30〔sccm〕のシラン、 4
〔sccm〕のヘキサフツ化タングステン及び 200〔sccm〕
のアルゴンでなる第１のガスの混合物を反応室内に供給
し、約30秒間の第１の時間期間の間ウエハ表面に接触さ
せる。これにより、ケイ化タングステンの薄い核発生層
を生成した。続いてすぐに、第２のステツプにおいて
は、 500〔sccm〕のジクロロシラン、10〜30〔sccm〕の
シラン、15〔sccm〕のヘキサフツ化タングステン及び 2
00〔sccm〕のアルゴンでなる第２のガスの混合物を反応
室内に供給し、約300 秒間の第２の時間期間の間ウエハ
表面に接触させる。これにより、合計の厚さ1840〜2630
〔Å〕の範囲で均一なケイ化タングステンが生成した
（ここで、合計の厚さはＷＳｉX 核発生層の厚さと上層
のＷＳｉX 膜の厚さとを加えたものに等しい）。次表
（２）は、このプロセスを使用して得られた一般的な結
果を示す。
【００６１】
【表２】
【００６２】（例４）直径 200〔mm〕のシリコンウエハ
は、その上に前もつて形成されたポリシリコン層を有す
る。このポリシリコン層を有するシリコンウエハは酸化
シリコン層又は窒化シリコン層上に形成される。このシ
リコンウエハを300 ミリトルの圧力に保持された複数ウ
エハ、低圧ＣＶＤの反応室内に配置し、 500〔℃〕のサ
セプタ上にクランプさせた。このサセプタの温度は、約
400〔℃〕のウエハの温度に相当する。核発生層を用い
る２ステツプの堆積プロセスを使用した。第１のステツ
プにおいては、 600〔sccm〕のジクロロシラン、40〔sc
cm〕のシラン、 4〔sccm〕のヘキサフツ化タングステン
及び 200〔sccm〕のアルゴンでなる第１のガスの混合物
を反応室内に供給し、約30秒間の第１の時間期間の間ウ
エハ表面に接触させる。これにより、ケイ化タングステ
ンの薄い核発生層を生成した。続いてすぐに、第２のス
テツプにおいては、 600〔sccm〕のジクロロシラン、20
〔sccm〕のシラン、15〔sccm〕のヘキサフツ化タングス
テン及び 200〔sccm〕のアルゴンでなる第２のガスの混
合物を反応室内に供給し、約300 秒間の第２の時間期間
の間ウエハ表面に接触させる。これにより、合計の厚さ
約2400〔Å〕の均一なケイ化タングステンが生成した。
は、その上に前もつて形成されたポリシリコン層を有す
る。このポリシリコン層を有するシリコンウエハは酸化
シリコン層又は窒化シリコン層上に形成される。このシ
リコンウエハを300 ミリトルの圧力に保持された複数ウ
エハ、低圧ＣＶＤの反応室内に配置し、 500〔℃〕のサ
セプタ上にクランプさせた。このサセプタの温度は、約
400〔℃〕のウエハの温度に相当する。核発生層を用い
る２ステツプの堆積プロセスを使用した。第１のステツ
プにおいては、 600〔sccm〕のジクロロシラン、40〔sc
cm〕のシラン、 4〔sccm〕のヘキサフツ化タングステン
及び 200〔sccm〕のアルゴンでなる第１のガスの混合物
を反応室内に供給し、約30秒間の第１の時間期間の間ウ
エハ表面に接触させる。これにより、ケイ化タングステ
ンの薄い核発生層を生成した。続いてすぐに、第２のス
テツプにおいては、 600〔sccm〕のジクロロシラン、20
〔sccm〕のシラン、15〔sccm〕のヘキサフツ化タングス
テン及び 200〔sccm〕のアルゴンでなる第２のガスの混
合物を反応室内に供給し、約300 秒間の第２の時間期間
の間ウエハ表面に接触させる。これにより、合計の厚さ
約2400〔Å〕の均一なケイ化タングステンが生成した。
【００６３】本発明の方法について詳細に説明したが、
本発明はここで記載された特定の事項に制限されるもの
ではない。それどころか、本発明は請求項で定義したよ
うに、本発明の精神及び範囲内に含まれるような他の方
法及び同様の方法を包含するものである。例えば、他の
実施例において、本発明は金属ハロゲン化物、ＤＣＳ及
びシラン、水素又はこれらの混合物でなる還元剤より構
成されるガス混合物を用いて、ＴｉＳｉy 又はＭｏＳｉ
Z のような金属ケイ化物を化学気相成長させる場合に使
用することができる。
本発明はここで記載された特定の事項に制限されるもの
ではない。それどころか、本発明は請求項で定義したよ
うに、本発明の精神及び範囲内に含まれるような他の方
法及び同様の方法を包含するものである。例えば、他の
実施例において、本発明は金属ハロゲン化物、ＤＣＳ及
びシラン、水素又はこれらの混合物でなる還元剤より構
成されるガス混合物を用いて、ＴｉＳｉy 又はＭｏＳｉ
Z のような金属ケイ化物を化学気相成長させる場合に使
用することができる。
【００６４】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、半導体ウ
エハが配置された反応室内に、金属ハロゲン化物、ジク
ロロシラン及びシラン、水素又はこれらの混合物でなる
還元剤から構成されるガス混合物を供給することによ
り、フツ素濃度が低く、ウエハの均一性及び処理の安定
性に優れた安定性のある金属ケイ化物膜を簡易かつ確実
に形成することができる。
エハが配置された反応室内に、金属ハロゲン化物、ジク
ロロシラン及びシラン、水素又はこれらの混合物でなる
還元剤から構成されるガス混合物を供給することによ
り、フツ素濃度が低く、ウエハの均一性及び処理の安定
性に優れた安定性のある金属ケイ化物膜を簡易かつ確実
に形成することができる。
【図１】図１は、３つの化学的性質の異なるガスを使用
して堆積させた場合についてのウエハ温度の関数として
のケイ化タングステンの成長率を示すグラフである。
して堆積させた場合についてのウエハ温度の関数として
のケイ化タングステンの成長率を示すグラフである。
【図２】図２は、３つの化学的性質の異なるガスを使用
して堆積させた場合についてのウエハ温度の関数として
のケイ化タングステンの均一性を示すグラフである。
して堆積させた場合についてのウエハ温度の関数として
のケイ化タングステンの均一性を示すグラフである。
【図３】図３は、３つの化学的性質の異なるガスを使用
して堆積させた場合についてのウエハ温度の関数として
のケイ化タングステンの抵抗率を示すグラフである。
して堆積させた場合についてのウエハ温度の関数として
のケイ化タングステンの抵抗率を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチヤード・ジヨン・レベル アメリカ合衆国、ヴアーモント州05483、 シエルドン、ボツクス2255エー、アール・ デイー１（番地なし)
Claims (5)
- 【請求項１】反応室内に配置された半導体ウエハ上に金
属ケイ化物膜を形成する方法において、 金属ハロゲン化物、ジクロロシラン及びシラン、水素又
はこれらの混合物でなる還元剤より構成されるガス混合
物を上記反応室に供給するステツプと、 上記金属ケイ化物膜を上記ウエハ上に堆積させるステツ
プと、 を含むことを特徴とする半導体装置製造方法。 - 【請求項２】半導体装置を製造する方法において、 反応室を準備するステツプと、 表面を有する半導体ウエハを準備するステツプと、 上記反応室に上記ウエハを配置するステツプと、 ヘキサフツ化タングステン、ジクロロシラン及びシラン
でなるガス混合物を上記反応室に供給するステツプと、 上記ウエハの上記表面上にケイ化タングステン膜を堆積
させるステツプとを含むことを特徴とする半導体装置製
造方法。 - 【請求項３】半導体装置を製造する方法において、 反応室を準備するステツプと、 表面を有する半導体ウエハを準備するステツプと、 上記反応室に上記ウエハを配置するステツプと、 ヘキサフツ化タングステン、ジクロロシラン及び水素で
なるガス混合物を上記反応室に供給するステツプと、 上記ウエハの上記表面上にケイ化タングステン膜を堆積
させるステツプとを含むことを特徴とする半導体装置製
造方法。 - 【請求項４】反応室内の半導体ウエハ上にケイ化タング
ステン膜を形成する方法において、 ヘキサフツ化タングステン、ジクロロシラン及びシラ
ン、水素又はこれらの混合物でなる還元剤より構成され
るガス混合物を上記反応室に供給するステツプと、 上記ウエハ上に上記ケイ化タングステン膜を堆積させる
ステツプとを含むことを特徴とする半導体装置製造方
法。 - 【請求項５】反応室内の半導体ウエハ上にケイ化タング
ステン膜を形成する方法において、 ヘキサフツ化タングステン、ジクロロシラン及びシラ
ン、水素又はこれらの混合物でなる還元剤より構成され
る第１のガス混合物を上記反応室に供給するステツプ
と、 第１の時間期間中、結晶層を上記ウエハ上に堆積させる
ステツプと、 ヘキサフツ化タングステン、ジクロロシラン及びシラ
ン、水素又はこれらの混合物でなる還元剤より構成され
る第２のガス混合物を上記反応室に供給するステツプ
と、 第２の時間期間中、上記結晶層を覆うように上記ケイ化
タングステン膜を上記ウエハ上に堆積させるステツプと
を含むことを特徴とする半導体装置製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US95478392A | 1992-09-30 | 1992-09-30 | |
| US07/954783 | 1992-09-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06283453A true JPH06283453A (ja) | 1994-10-07 |
| JP2599560B2 JP2599560B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=25495925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5230908A Expired - Lifetime JP2599560B2 (ja) | 1992-09-30 | 1993-08-24 | ケイ化タングステン膜形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0591086A3 (ja) |
| JP (1) | JP2599560B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998040608A2 (en) | 1997-03-12 | 1998-09-17 | Pita Witehira | A modular machine |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08153804A (ja) * | 1994-09-28 | 1996-06-11 | Sony Corp | ゲート電極の形成方法 |
| KR0161735B1 (ko) * | 1995-06-30 | 1999-02-01 | 김주용 | 반도체 소자의 제조방법 |
| US5849629A (en) * | 1995-10-31 | 1998-12-15 | International Business Machines Corporation | Method of forming a low stress polycide conductors on a semiconductor chip |
| US7041548B1 (en) * | 1996-07-16 | 2006-05-09 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming a gate stack that is void of silicon clusters within a metallic silicide film thereof |
| US7078342B1 (en) | 1996-07-16 | 2006-07-18 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a gate stack |
| US6358844B1 (en) * | 2000-06-01 | 2002-03-19 | Taiwan Semiconductor Manufacturing, Company, Ltd | Tungsten deposition process with dual-step nucleation |
| US6506252B2 (en) | 2001-02-07 | 2003-01-14 | Emcore Corporation | Susceptorless reactor for growing epitaxial layers on wafers by chemical vapor deposition |
| KR100447031B1 (ko) | 2001-03-23 | 2004-09-07 | 삼성전자주식회사 | 텅스텐 실리사이드막의 형성방법 |
| DE10115228B4 (de) * | 2001-03-28 | 2006-07-27 | Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon | Steuerung des anormalen Wachstums bei auf Dichlorsilan (DCS) basierenden CVD-Polycid WSix-Filmen |
| DE10134461B4 (de) * | 2001-07-16 | 2006-05-18 | Infineon Technologies Ag | Prozess zur Abscheidung von WSix-Schichten auf hoher Topografie mit definierter Stöchiometrie und dadurch hergestelltes Bauelement |
| US9816184B2 (en) | 2012-03-20 | 2017-11-14 | Veeco Instruments Inc. | Keyed wafer carrier |
| TWM630893U (zh) | 2020-09-03 | 2022-08-21 | 美商威科精密儀器公司 | 用於磊晶沉積之基板反應器及用於化學氣相沉積反應器之基板載體 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61183199A (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-15 | Fujitsu Ltd | チタンシリサイドの選択成長方法 |
| JPS6328867A (ja) * | 1986-07-22 | 1988-02-06 | Ulvac Corp | Ｃｖｄ法 |
| JPS6328868A (ja) * | 1986-07-22 | 1988-02-06 | Ulvac Corp | Ｃｖｄ法 |
| JPH01191447A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-08-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0266173A (ja) * | 1988-09-01 | 1990-03-06 | Anelva Corp | タングステンシリサイド膜の形成方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3772659D1 (de) * | 1986-06-28 | 1991-10-10 | Ulvac Corp | Verfahren und vorrichtung zum beschichten unter anwendung einer cvd-beschichtungstechnik. |
| US4800105A (en) * | 1986-07-22 | 1989-01-24 | Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha | Method of forming a thin film by chemical vapor deposition |
| US4966869A (en) * | 1990-05-04 | 1990-10-30 | Spectrum Cvd, Inc. | Tungsten disilicide CVD |
| KR930006720B1 (ko) * | 1991-09-20 | 1993-07-23 | 현대전자산업 주식회사 | 반도체 소자의 콘택홀 매립방법 |
-
1993
- 1993-08-24 JP JP5230908A patent/JP2599560B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-10 EP EP19930480132 patent/EP0591086A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61183199A (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-15 | Fujitsu Ltd | チタンシリサイドの選択成長方法 |
| JPS6328867A (ja) * | 1986-07-22 | 1988-02-06 | Ulvac Corp | Ｃｖｄ法 |
| JPS6328868A (ja) * | 1986-07-22 | 1988-02-06 | Ulvac Corp | Ｃｖｄ法 |
| JPH01191447A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-08-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0266173A (ja) * | 1988-09-01 | 1990-03-06 | Anelva Corp | タングステンシリサイド膜の形成方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998040608A2 (en) | 1997-03-12 | 1998-09-17 | Pita Witehira | A modular machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0591086A3 (en) | 1994-09-21 |
| JP2599560B2 (ja) | 1997-04-09 |
| EP0591086A2 (en) | 1994-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5780360A (en) | Purge in silicide deposition processes dichlorosilane | |
| EP0599991B1 (en) | Process for forming low resistivity titanium nitride films | |
| US6548402B2 (en) | Method of depositing a thick titanium nitride film | |
| US5407698A (en) | Deposition of tungsten | |
| US6399490B1 (en) | Highly conformal titanium nitride deposition process for high aspect ratio structures | |
| JP3094004B2 (ja) | 半導体ウェーハ上へのタングステン層のｃｖｄ蒸着方法 | |
| US6326690B2 (en) | Method of titanium/titanium nitride integration | |
| US5279857A (en) | Process for forming low resistivity titanium nitride films | |
| US4766006A (en) | Low pressure chemical vapor deposition of metal silicide | |
| JP2001291682A (ja) | 化学気相堆積により形成された窒化チタン膜のプラズマ処理 | |
| EP0288754B1 (en) | High rate tungsten cvd process for stress-free films | |
| JP3220034B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP2599560B2 (ja) | ケイ化タングステン膜形成方法 | |
| WO1991017566A1 (en) | Tungsten disilicide cvd | |
| US5997950A (en) | Substrate having uniform tungsten silicide film and method of manufacture | |
| US6436820B1 (en) | Method for the CVD deposition of a low residual halogen content multi-layered titanium nitride film having a combined thickness greater than 1000 Å | |
| WO1998028783A1 (en) | Method of nucleation used in semiconductor devices | |
| JPH09260306A (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JP3120517B2 (ja) | シリサイドプラグの形成方法 | |
| US20030157797A1 (en) | High throughput process for the formation of a refractory metal nucleation layer | |
| KR940010158B1 (ko) | 플라즈마 화학증착법에 의한 텅스텐 박막 증착방법 | |
| JPS63109172A (ja) | メタルシリサイドの低圧化学蒸着 | |
| JP2677230B2 (ja) | ＴｉＮ膜の形成方法 | |
| JPH07273045A (ja) | タングステン膜の成膜方法 | |
| JP2004149892A (ja) | 窒化チタン膜の形成方法 |