JPH0637041A - 配線部材の形成方法 - Google Patents
配線部材の形成方法Info
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- JPH0637041A JPH0637041A JP18785592A JP18785592A JPH0637041A JP H0637041 A JPH0637041 A JP H0637041A JP 18785592 A JP18785592 A JP 18785592A JP 18785592 A JP18785592 A JP 18785592A JP H0637041 A JPH0637041 A JP H0637041A
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- tungsten
- silicon
- tungsten film
- forming
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 配線部材の形成方法において、歩留りを向上
する。工完時間を短縮する。動作速度を高速化する。 【構成】 六フッ化タングステンガスと原子供与性置換
基（メチル基またはフェニル基）を有する有機シランを
ソースガスとする選択ＣＶＤ法でタングステン膜１２を
形成する。 【効果】 メチル基またはフェニル基を有する有機シラ
ンのタングステンに対する還元力は強いので、エンクロ
ーチメントの発生を防止できると共に、蒸着速度を速く
できる。メチル基またはフェニル基を有する有機シラン
中の珪素−炭素間の結合は強いので、タングステン膜中
への珪素の取り込みを防止できる。
する。工完時間を短縮する。動作速度を高速化する。 【構成】 六フッ化タングステンガスと原子供与性置換
基（メチル基またはフェニル基）を有する有機シランを
ソースガスとする選択ＣＶＤ法でタングステン膜１２を
形成する。 【効果】 メチル基またはフェニル基を有する有機シラ
ンのタングステンに対する還元力は強いので、エンクロ
ーチメントの発生を防止できると共に、蒸着速度を速く
できる。メチル基またはフェニル基を有する有機シラン
中の珪素−炭素間の結合は強いので、タングステン膜中
への珪素の取り込みを防止できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、配線形成技術に関し、
特に、選択ＣＶＤ法を使用する配線形成技術に適用して
有効な技術に関するものである。
特に、選択ＣＶＤ法を使用する配線形成技術に適用して
有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置において、層間絶縁膜に形成
された微細な接続孔内を、ＣＶＤ法で選択的にタングス
テン膜を形成して埋込む方法が使用されている。この場
合、例えば、前記層間絶縁膜の接続孔内で露出する下層
の半導体基板の主面に、前記タングステン膜は接続され
る。前記層間絶縁膜は、酸化珪素膜で構成されている。
前記層間絶縁膜の上層の配線は、タングステン膜で構成
されている。前記半導体基板は、単結晶珪素で構成され
ている。この技術によれば、接続孔の縦横比（アスペク
ト比）が大きい接続孔を通して、層間絶縁膜の上層の配
線と下層の半導体基板の主面とを接続できる。
された微細な接続孔内を、ＣＶＤ法で選択的にタングス
テン膜を形成して埋込む方法が使用されている。この場
合、例えば、前記層間絶縁膜の接続孔内で露出する下層
の半導体基板の主面に、前記タングステン膜は接続され
る。前記層間絶縁膜は、酸化珪素膜で構成されている。
前記層間絶縁膜の上層の配線は、タングステン膜で構成
されている。前記半導体基板は、単結晶珪素で構成され
ている。この技術によれば、接続孔の縦横比（アスペク
ト比）が大きい接続孔を通して、層間絶縁膜の上層の配
線と下層の半導体基板の主面とを接続できる。
【０００３】前記タングステン膜は、六フッ化タングス
テンガスと水素ガスまたはモノシランガスをソースガス
とする選択ＣＶＤ法で形成される。
テンガスと水素ガスまたはモノシランガスをソースガス
とする選択ＣＶＤ法で形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者は、前記従来技術を検討した結果、以下のような問題
点を見出した。
者は、前記従来技術を検討した結果、以下のような問題
点を見出した。
【０００５】前記六フッ化タングステンガスと水素ガス
をソースガスとしてタングステン膜を形成する場合、六
フッ化タングステンに対する水素の還元力が珪素より弱
いため、エンクローチメントと呼ばれる半導体基板中へ
のタングステンの食い込みが形成される。この結果、タ
ングステン膜がＭＯＳＦＥＴのソースまたはドレイン領
域を構成する半導体領域に接続される場合には、ソー
ス、ドレイン領域を構成する半導体領域間がエンクロー
チメントにより短絡し、半導体装置の歩留りが低下する
という問題がある。または、エンクローチメントがＭＯ
ＳＦＥＴのソースまたはドレイン領域を構成する半導体
領域中を突き抜け、前記タングステン膜と半導体基板の
主面部との間がエンクローチメントによって短絡し（接
合破壊が発生し）半導体装置の歩留りが低下するという
問題がある。また、六フッ化タングステンに対する水素
の還元力が珪素より弱いため、タングステン膜の蒸着速
度が、前記六フッ化タングステン膜とモノシランガスを
ソースガスとする場合より遅く、半導体装置の工完時間
が長くなるという問題がある。
をソースガスとしてタングステン膜を形成する場合、六
フッ化タングステンに対する水素の還元力が珪素より弱
いため、エンクローチメントと呼ばれる半導体基板中へ
のタングステンの食い込みが形成される。この結果、タ
ングステン膜がＭＯＳＦＥＴのソースまたはドレイン領
域を構成する半導体領域に接続される場合には、ソー
ス、ドレイン領域を構成する半導体領域間がエンクロー
チメントにより短絡し、半導体装置の歩留りが低下する
という問題がある。または、エンクローチメントがＭＯ
ＳＦＥＴのソースまたはドレイン領域を構成する半導体
領域中を突き抜け、前記タングステン膜と半導体基板の
主面部との間がエンクローチメントによって短絡し（接
合破壊が発生し）半導体装置の歩留りが低下するという
問題がある。また、六フッ化タングステンに対する水素
の還元力が珪素より弱いため、タングステン膜の蒸着速
度が、前記六フッ化タングステン膜とモノシランガスを
ソースガスとする場合より遅く、半導体装置の工完時間
が長くなるという問題がある。
【０００６】前記六フッ化タングステンガスとモノシラ
ンガスをソースガスとしてタングステン膜を形成する場
合、六フッ化タングステンに対するモノシランの還元力
が珪素より強いので、エンクローチメントは形成されな
い。また、六フッ化タングステンに対するモノシランの
還元力は珪素より強いため、蒸着速度は、六フッ化タン
グステンガスと水素ガスをソースガスとした場合よりも
速い。しかし、モノシラン中の水素−珪素間の結合は弱
く切れ易いため、形成されたタングステン膜中に珪素が
取り込まれ、タングステン膜の抵抗率が増大する。この
結果、半導体装置の動作速度が低下するという問題があ
った。また、タングステン膜中に珪素が取り込まれる
と、タングステン膜内部の縮み応力が大きくなるため、
半導体装置の製造工程中にタングステン膜がはがれ、歩
留りが低下するという問題があった。
ンガスをソースガスとしてタングステン膜を形成する場
合、六フッ化タングステンに対するモノシランの還元力
が珪素より強いので、エンクローチメントは形成されな
い。また、六フッ化タングステンに対するモノシランの
還元力は珪素より強いため、蒸着速度は、六フッ化タン
グステンガスと水素ガスをソースガスとした場合よりも
速い。しかし、モノシラン中の水素−珪素間の結合は弱
く切れ易いため、形成されたタングステン膜中に珪素が
取り込まれ、タングステン膜の抵抗率が増大する。この
結果、半導体装置の動作速度が低下するという問題があ
った。また、タングステン膜中に珪素が取り込まれる
と、タングステン膜内部の縮み応力が大きくなるため、
半導体装置の製造工程中にタングステン膜がはがれ、歩
留りが低下するという問題があった。
【０００７】そこで、前記タングステンによるエンクロ
ーチメント及びタングステン膜中への珪素の取り込みを
防止するために、六フッ化タングステンガスとジフルオ
ロシランガスをソースガスとしてタングステン膜を形成
する方法が開発されている。この場合、六フッ化タング
ステンに対する還元力は、水素よりジフルオロシランの
方が強いので、エンクローチメントは発生しない。ま
た、珪素−フッ素間の結合が珪素−水素間の結合より強
いため、タングステン膜中に珪素は取り込まれない。し
かし、タングステン膜の形成速度は、前記六フッ化タン
グステンガスとモノシランガスをソースガスとする場合
より遅いという問題がある。
ーチメント及びタングステン膜中への珪素の取り込みを
防止するために、六フッ化タングステンガスとジフルオ
ロシランガスをソースガスとしてタングステン膜を形成
する方法が開発されている。この場合、六フッ化タング
ステンに対する還元力は、水素よりジフルオロシランの
方が強いので、エンクローチメントは発生しない。ま
た、珪素−フッ素間の結合が珪素−水素間の結合より強
いため、タングステン膜中に珪素は取り込まれない。し
かし、タングステン膜の形成速度は、前記六フッ化タン
グステンガスとモノシランガスをソースガスとする場合
より遅いという問題がある。
【０００８】本発明の目的は、配線部材の形成方法にお
いて、歩留りを向上することが可能な技術を提供するこ
とにある。
いて、歩留りを向上することが可能な技術を提供するこ
とにある。
【０００９】本発明の他の目的は、前記配線部材の形成
方法において、工完時間を短縮することが可能な技術を
提供することにある。
方法において、工完時間を短縮することが可能な技術を
提供することにある。
【００１０】本発明の他の目的は、前記配線部材の形成
方法において、動作速度を高速化することが可能な技術
を提供することにある。
方法において、動作速度を高速化することが可能な技術
を提供することにある。
【００１１】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
【００１２】
【課題を解決するための手段】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、
以下のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【００１３】（１）珪素で構成される半導体基板の主面
上の絶縁膜に、前記半導体基板の主面を露出する開口を
形成する工程と、この開口内に、六フッ化タングステン
と電子供与性置換基を有する有機シランをソースガスと
するＣＶＤ法で選択的にタングステン膜を形成する工程
とを備える。
上の絶縁膜に、前記半導体基板の主面を露出する開口を
形成する工程と、この開口内に、六フッ化タングステン
と電子供与性置換基を有する有機シランをソースガスと
するＣＶＤ法で選択的にタングステン膜を形成する工程
とを備える。
【００１４】（２）前記有機シランは、モノシランのア
ルキルまたはフェニル誘導体である。
ルキルまたはフェニル誘導体である。
【００１５】（３）前記有機シランは、モノメチルシラ
ンまたはジメチルシランである。
ンまたはジメチルシランである。
【００１６】
【作用】前述した手段（１）乃至（３）によれば、前記
電子供与性置換基（アルキルまたはフェニル基）は、有
機シラン（モノシラン）の六フッ化タングステンに対す
る還元力を増大させるので、有機シランの六フッ化タン
グステンに対する還元力は、珪素及び水素より大きくな
る。従って、タングステン膜を形成する工程において、
エンクローチメントは形成されないので、エンクローチ
メントによる半導体装置の歩留りの低下を防止できる。
つまり、半導体装置の歩留りを向上できる。
電子供与性置換基（アルキルまたはフェニル基）は、有
機シラン（モノシラン）の六フッ化タングステンに対す
る還元力を増大させるので、有機シランの六フッ化タン
グステンに対する還元力は、珪素及び水素より大きくな
る。従って、タングステン膜を形成する工程において、
エンクローチメントは形成されないので、エンクローチ
メントによる半導体装置の歩留りの低下を防止できる。
つまり、半導体装置の歩留りを向上できる。
【００１７】また、前記電子供与性置換基（アルキルま
たはフェニル基）を有する有機シラン（モノシラン）の
六フッ化タングステンに対する還元力は水素及びジフル
オロシランより大きいので、タングステン膜の蒸着速度
を速くできる。これにより、半導体装置の工完時間を短
縮できる。
たはフェニル基）を有する有機シラン（モノシラン）の
六フッ化タングステンに対する還元力は水素及びジフル
オロシランより大きいので、タングステン膜の蒸着速度
を速くできる。これにより、半導体装置の工完時間を短
縮できる。
【００１８】また、前記電子供与性置換基（アルキルま
たはフェニル基）を有する有機シラン（モノシラン）中
の珪素−炭素間の結合は、モノシラン中の珪素−水素間
の結合より強いので、タングステン膜中に珪素が取り込
まれることを防止できる。これにより、タングステン膜
の抵抗値の増大を防止できるので、半導体装置の動作速
度を高速化できる。また、タングステン膜中への珪素の
取り込みを防止できることにより、半導体装置の製造工
程中のタングステン膜の剥がれを防止できるので、半導
体装置の歩留りを向上できる。
たはフェニル基）を有する有機シラン（モノシラン）中
の珪素−炭素間の結合は、モノシラン中の珪素−水素間
の結合より強いので、タングステン膜中に珪素が取り込
まれることを防止できる。これにより、タングステン膜
の抵抗値の増大を防止できるので、半導体装置の動作速
度を高速化できる。また、タングステン膜中への珪素の
取り込みを防止できることにより、半導体装置の製造工
程中のタングステン膜の剥がれを防止できるので、半導
体装置の歩留りを向上できる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的
に説明する。なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰
り返しの説明は省略する。
に説明する。なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰
り返しの説明は省略する。
【００２０】まず、本発明の実施例の半導体装置の構成
を、図１（要部断面図）を用いて説明する。
を、図１（要部断面図）を用いて説明する。
【００２１】図１に示すように、半導体装置は、ｐ-型
半導体基板１で構成されている。このｐ-型半導体基板
１は、例えば、単結晶珪素で構成されている。このｐ-
型半導体基板１の主面部には、ｎチャネルＭＩＳＦＥＴ
Ｑｎが設けられている。
半導体基板１で構成されている。このｐ-型半導体基板
１は、例えば、単結晶珪素で構成されている。このｐ-
型半導体基板１の主面部には、ｎチャネルＭＩＳＦＥＴ
Ｑｎが設けられている。
【００２２】前記ｎチャネルＭＩＳＦＥＴＱｎは、前記
ｐ-型半導体基板１の非活性領域の主面の素子間分離絶
縁膜２で周囲を規定された活性領域の主面に設けられて
いる。この素子間分離絶縁膜２は、例えば、酸化珪素膜
で構成されている。
ｐ-型半導体基板１の非活性領域の主面の素子間分離絶
縁膜２で周囲を規定された活性領域の主面に設けられて
いる。この素子間分離絶縁膜２は、例えば、酸化珪素膜
で構成されている。
【００２３】前記ｎチャネルＭＩＳＦＥＴＱｎは、前記
ｐ-型半導体基板１の主面に設けられたゲート絶縁膜
３、このゲート絶縁膜３上に設けられたゲート電極４、
ソース領域とドレイン領域を構成する一対のｎ+型半導
体領域７の夫々を主体に構成されている。前記ゲート絶
縁膜３は、例えば酸化珪素膜で構成されている。前記ゲ
ート電極４は、例えば多結晶珪素膜で構成されている。
前記ゲート電極４の上面及び側壁には、絶縁膜６が設け
られている。この絶縁膜６は、例えば酸化珪素膜で構成
されている。
ｐ-型半導体基板１の主面に設けられたゲート絶縁膜
３、このゲート絶縁膜３上に設けられたゲート電極４、
ソース領域とドレイン領域を構成する一対のｎ+型半導
体領域７の夫々を主体に構成されている。前記ゲート絶
縁膜３は、例えば酸化珪素膜で構成されている。前記ゲ
ート電極４は、例えば多結晶珪素膜で構成されている。
前記ゲート電極４の上面及び側壁には、絶縁膜６が設け
られている。この絶縁膜６は、例えば酸化珪素膜で構成
されている。
【００２４】前記絶縁膜６の上層には、層間絶縁膜１０
が設けられている。この層間絶縁膜１０は、例えばと１
００nm程度の膜厚の酸化珪素膜と８００nm程度の膜厚の
ＢＰＳＧ（Ｂoron Ｐhospho Ｓilicate Ｇlass）膜
の積層膜で構成されている。
が設けられている。この層間絶縁膜１０は、例えばと１
００nm程度の膜厚の酸化珪素膜と８００nm程度の膜厚の
ＢＰＳＧ（Ｂoron Ｐhospho Ｓilicate Ｇlass）膜
の積層膜で構成されている。
【００２５】前記層間絶縁膜１０には、前記ソース領域
及びドレイン領域の夫々を構成する一対のｎ+型半導体
領域７の主面を露出する接続孔１１が形成されている。
この接続孔１１の直径は、例えば、０.７μｍ程度であ
る。この接続孔１１内は、タングステン膜１２によって
埋込まれている。このタングステン膜１２は、前記層間
絶縁膜１０の上層の第１層目の配線１３と前記ｎ+型半
導体領域７の主面の間を接続している。
及びドレイン領域の夫々を構成する一対のｎ+型半導体
領域７の主面を露出する接続孔１１が形成されている。
この接続孔１１の直径は、例えば、０.７μｍ程度であ
る。この接続孔１１内は、タングステン膜１２によって
埋込まれている。このタングステン膜１２は、前記層間
絶縁膜１０の上層の第１層目の配線１３と前記ｎ+型半
導体領域７の主面の間を接続している。
【００２６】前記第１層目の配線１３は、例えば、タン
グステン膜で構成されている。
グステン膜で構成されている。
【００２７】前記第１層目の配線１３上には、層間絶縁
膜１４が設けられている。この層間絶縁膜１４は、例え
ば、下層側から酸化珪素膜、ＳＯＧ（Ｓpin Ｏn Ｇla
ss）膜、酸化珪素膜の夫々を積層した積層膜で構成され
ている。この層間絶縁膜１４には、前記第１層目の配線
１３の表面を露出する接続孔１５が形成されている。こ
の接続孔１５内は、前記接続孔１１内と同様に、タング
ステン膜１６で埋込まれている。このタングステン膜１
６は、前記層間絶縁膜１４の上層の第２層目の配線１７
と前記第１層目の配線１３の間を接続している。この第
２層目の配線１７は、例えば窒化チタン膜、アルミニウ
ム膜、チタンタングステン膜の積層膜で構成されてい
る。この第２層目の配線１７の上層には、図示しない表
面保護膜が設けられる。
膜１４が設けられている。この層間絶縁膜１４は、例え
ば、下層側から酸化珪素膜、ＳＯＧ（Ｓpin Ｏn Ｇla
ss）膜、酸化珪素膜の夫々を積層した積層膜で構成され
ている。この層間絶縁膜１４には、前記第１層目の配線
１３の表面を露出する接続孔１５が形成されている。こ
の接続孔１５内は、前記接続孔１１内と同様に、タング
ステン膜１６で埋込まれている。このタングステン膜１
６は、前記層間絶縁膜１４の上層の第２層目の配線１７
と前記第１層目の配線１３の間を接続している。この第
２層目の配線１７は、例えば窒化チタン膜、アルミニウ
ム膜、チタンタングステン膜の積層膜で構成されてい
る。この第２層目の配線１７の上層には、図示しない表
面保護膜が設けられる。
【００２８】次に、前記半導体装置の形成方法を、図２
及び図３(前記図１に示す領域を製造工程の一部で示す
要部断面図）を用いて説明する。
及び図３(前記図１に示す領域を製造工程の一部で示す
要部断面図）を用いて説明する。
【００２９】まず、ｐ-型半導体基板１の非活性領域の
主面を選択酸化法で酸化し、素子間分離絶縁膜２を形成
する。この素子間分離絶縁膜２は、例えば、５５０nm程
度の膜厚で形成される。
主面を選択酸化法で酸化し、素子間分離絶縁膜２を形成
する。この素子間分離絶縁膜２は、例えば、５５０nm程
度の膜厚で形成される。
【００３０】次に、ｎチャネルＭＩＳＦＥＴＱｎを形成
する領域において、前記ｐ-型半導体基板１の素子間分
離絶縁膜２で周囲を規定された活性領域の主面を露出す
る。この後、熱酸化法によって、前記露出されたｐ-型
半導体基板１の主面にゲート絶縁膜３を形成する。
する領域において、前記ｐ-型半導体基板１の素子間分
離絶縁膜２で周囲を規定された活性領域の主面を露出す
る。この後、熱酸化法によって、前記露出されたｐ-型
半導体基板１の主面にゲート絶縁膜３を形成する。
【００３１】次に、前記ゲート絶縁膜３上に、多結晶珪
素膜を堆積後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング
技術によりパターンニングし、ゲート電極４を形成す
る。
素膜を堆積後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング
技術によりパターンニングし、ゲート電極４を形成す
る。
【００３２】次に、ｎチャネルＭＩＳＦＥＴＱｎを形成
する領域において、主に前記ゲート電極４をマスクとす
るイオン打込みによって、前記ｐ-型半導体基板１の主
面部にｎ型不純物例えばヒ素を導入する。この後、９０
０℃程度の温度で、１０分間程度の熱処理を施し、前記
導入されたｎ型不純物を活性化し、一対のｎ+型半導体
領域７を形成する。このｎ+型半導体領域７を形成する
ことにより、ｎチャネルＭＩＳＦＥＴＱｎは完成する。
する領域において、主に前記ゲート電極４をマスクとす
るイオン打込みによって、前記ｐ-型半導体基板１の主
面部にｎ型不純物例えばヒ素を導入する。この後、９０
０℃程度の温度で、１０分間程度の熱処理を施し、前記
導入されたｎ型不純物を活性化し、一対のｎ+型半導体
領域７を形成する。このｎ+型半導体領域７を形成する
ことにより、ｎチャネルＭＩＳＦＥＴＱｎは完成する。
【００３３】次に、前記ゲート電極４の上面及び側面の
夫々に、絶縁膜６を形成する。
夫々に、絶縁膜６を形成する。
【００３４】次に、例えば、高温、低圧の条件で、酸化
珪素膜を１００nm程度の膜厚で堆積する。この後、この
酸化珪素膜の上層に、例えば、８００nm程度の膜厚でＢ
ＰＳＧ膜を形成する。このＢＰＳＧ膜は、例えば、ジボ
ラン、フォスフィン、モノシラン、酸素の夫々をソース
ガスとするＣＶＤ法で形成される。このＢＰＳＧ膜に
は、膜堆積後に、９００℃程度の温度で、１０分間程度
の熱処理により、リフロー処理が施される。
珪素膜を１００nm程度の膜厚で堆積する。この後、この
酸化珪素膜の上層に、例えば、８００nm程度の膜厚でＢ
ＰＳＧ膜を形成する。このＢＰＳＧ膜は、例えば、ジボ
ラン、フォスフィン、モノシラン、酸素の夫々をソース
ガスとするＣＶＤ法で形成される。このＢＰＳＧ膜に
は、膜堆積後に、９００℃程度の温度で、１０分間程度
の熱処理により、リフロー処理が施される。
【００３５】次に、例えばフォトリソグラフィ技術及び
エッチング技術を用いて、図２に示すように、前記層間
絶縁膜１０に、前記一対のｎ+型半導体領域７の主面を
露出させる接続孔１１を形成する。この接続孔１１は、
例えば、０.７μｍ程度の直径で形成される。
エッチング技術を用いて、図２に示すように、前記層間
絶縁膜１０に、前記一対のｎ+型半導体領域７の主面を
露出させる接続孔１１を形成する。この接続孔１１は、
例えば、０.７μｍ程度の直径で形成される。
【００３６】次に、前記接続孔１１内において露出する
ｎ+型半導体領域７の主面上に、図３に示すように、タ
ングステン膜１２を形成する。このタングステン膜１２
は、六フッ化タングステンガスとモノメチルシランガス
をソースガスとする減圧ＣＶＤ法により形成される。こ
のタングステン膜１２は、例えば、８００nm程度の膜厚
で形成される。このタングステン膜１２を形成する際の
条件は、例えば、キャリアガスとして窒素を使用し、六
フッ化タングステンガスの分圧を５.３３Ｐa程度、モノ
メチルシランガスの分圧を５.３３Ｐa程度、全圧を４
６.６６Ｐa程度とする。また、基板温度は、例えば、２
５０℃程度である。
ｎ+型半導体領域７の主面上に、図３に示すように、タ
ングステン膜１２を形成する。このタングステン膜１２
は、六フッ化タングステンガスとモノメチルシランガス
をソースガスとする減圧ＣＶＤ法により形成される。こ
のタングステン膜１２は、例えば、８００nm程度の膜厚
で形成される。このタングステン膜１２を形成する際の
条件は、例えば、キャリアガスとして窒素を使用し、六
フッ化タングステンガスの分圧を５.３３Ｐa程度、モノ
メチルシランガスの分圧を５.３３Ｐa程度、全圧を４
６.６６Ｐa程度とする。また、基板温度は、例えば、２
５０℃程度である。
【００３７】このような条件でタングステン膜１２を形
成した場合、モノメチルシラン中の電子供与性置換基で
あるメチルは、有機シラン（モノシラン）の六フッ化タ
ングステンに対する還元力を増大させるので、モノメチ
ルシランの六フッ化タングステンに対する還元力は、珪
素及び水素より大きくなる。従って、タングステン膜１
２を形成する工程において、エンクローチメントは形成
されないので、エンクローチメントによる半導体装置の
歩留りの低下を防止できる。つまり、半導体装置の歩留
りを向上できる。
成した場合、モノメチルシラン中の電子供与性置換基で
あるメチルは、有機シラン（モノシラン）の六フッ化タ
ングステンに対する還元力を増大させるので、モノメチ
ルシランの六フッ化タングステンに対する還元力は、珪
素及び水素より大きくなる。従って、タングステン膜１
２を形成する工程において、エンクローチメントは形成
されないので、エンクローチメントによる半導体装置の
歩留りの低下を防止できる。つまり、半導体装置の歩留
りを向上できる。
【００３８】また、モノメチルシランの六フッ化タング
ステンに対する還元力は水素及びジフルオロシランより
大きいので、タングステン膜の蒸着速度を速くできる。
例えば、前述の条件でタングステン膜１２を形成した場
合、蒸着速度は、１００nm／min程度であり、六フッ化
タングステンガスと水素または六フッ化タングステンと
ジフルオロシラガスをソースガスとする場合よりも蒸着
速度は速くなるので、半導体装置の工完時間を短縮でき
る。また、接続孔１１内に選択性良くタングステン膜１
２を形成できる。
ステンに対する還元力は水素及びジフルオロシランより
大きいので、タングステン膜の蒸着速度を速くできる。
例えば、前述の条件でタングステン膜１２を形成した場
合、蒸着速度は、１００nm／min程度であり、六フッ化
タングステンガスと水素または六フッ化タングステンと
ジフルオロシラガスをソースガスとする場合よりも蒸着
速度は速くなるので、半導体装置の工完時間を短縮でき
る。また、接続孔１１内に選択性良くタングステン膜１
２を形成できる。
【００３９】また、モノメチルシラン中の珪素−炭素間
の結合は、モノシラン中の珪素−水素間の結合より強い
ので、タングステン膜１２中に珪素が取り込まれること
を防止できる。例えば、前述の条件でタングステン膜１
２を形成した場合、基板温度を１８０℃乃至３５０℃程
度まで変化させてタングステン膜１２を形成しても、基
板温度に関係なくタングステン膜１２の抵抗値は１０μ
Ω・cm程度ある。すなわち、タングステン膜１２の抵抗
値を低減できるので、半導体装置の動作速度を高速化で
きる。
の結合は、モノシラン中の珪素−水素間の結合より強い
ので、タングステン膜１２中に珪素が取り込まれること
を防止できる。例えば、前述の条件でタングステン膜１
２を形成した場合、基板温度を１８０℃乃至３５０℃程
度まで変化させてタングステン膜１２を形成しても、基
板温度に関係なくタングステン膜１２の抵抗値は１０μ
Ω・cm程度ある。すなわち、タングステン膜１２の抵抗
値を低減できるので、半導体装置の動作速度を高速化で
きる。
【００４０】また、タングステン膜１２中への珪素の取
り込みを防止できることにより、半導体装置の製造工程
中のタングステン膜１２の剥がれを防止できるので、半
導体装置の歩留りを向上できる。
り込みを防止できることにより、半導体装置の製造工程
中のタングステン膜１２の剥がれを防止できるので、半
導体装置の歩留りを向上できる。
【００４１】次に、前記層間絶縁膜１０の上層にタング
ステン膜を堆積後、フォトリソグラフィ技術及びエッチ
ング技術でパターンニングし、第１層目の配線１３を形
成する。この後、この第１層目の配線１３の上層に、層
間絶縁膜１４を形成する。この層間絶縁膜１４は、下層
側から、酸化珪素膜、ＳＯＧ膜、酸化珪素膜の夫々を積
層した積層膜で形成される。この層間絶縁膜１４の上層
及び下層の酸化珪素膜は、例えば、プラズマＣＶＤ法で
堆積される。前記ＳＯＧ膜は、塗布法により形成され
る。
ステン膜を堆積後、フォトリソグラフィ技術及びエッチ
ング技術でパターンニングし、第１層目の配線１３を形
成する。この後、この第１層目の配線１３の上層に、層
間絶縁膜１４を形成する。この層間絶縁膜１４は、下層
側から、酸化珪素膜、ＳＯＧ膜、酸化珪素膜の夫々を積
層した積層膜で形成される。この層間絶縁膜１４の上層
及び下層の酸化珪素膜は、例えば、プラズマＣＶＤ法で
堆積される。前記ＳＯＧ膜は、塗布法により形成され
る。
【００４２】次に、前記層間絶縁膜１４に、前記第１層
目の配線１３の表面を露出する接続孔１５を形成する。
この後、前記タングステン膜１２と同様に、減圧ＣＶＤ
法でタングステン膜１６を形成し、接続孔１５内をタン
グステン膜１６で埋込む。このように、タングステン膜
で構成される第１層目の配線１３の表面を露出する接続
孔１５を層間絶縁膜１４に形成し、この接続孔１５内を
タングステン膜１６で埋込む際、モノシランガスの場合
には第１層目の配線１３を構成するタングステンの表面
で分解する可能性があるが、本実施例の構成によれば、
有機シランガスの分解を防止できるので、前記接続孔１
６内に選択性良くタングステン膜１６を形成できる。ま
た、この場合、第１層目の配線１３が、窒化チタン、タ
ングステンシリサイド、モリブデンシリサイド等で構成
されている場合にも、同様の効果を得ることができる。
目の配線１３の表面を露出する接続孔１５を形成する。
この後、前記タングステン膜１２と同様に、減圧ＣＶＤ
法でタングステン膜１６を形成し、接続孔１５内をタン
グステン膜１６で埋込む。このように、タングステン膜
で構成される第１層目の配線１３の表面を露出する接続
孔１５を層間絶縁膜１４に形成し、この接続孔１５内を
タングステン膜１６で埋込む際、モノシランガスの場合
には第１層目の配線１３を構成するタングステンの表面
で分解する可能性があるが、本実施例の構成によれば、
有機シランガスの分解を防止できるので、前記接続孔１
６内に選択性良くタングステン膜１６を形成できる。ま
た、この場合、第１層目の配線１３が、窒化チタン、タ
ングステンシリサイド、モリブデンシリサイド等で構成
されている場合にも、同様の効果を得ることができる。
【００４３】次に、前記層間絶縁膜１４上に、窒化チタ
ン膜、アルミニウム膜、チタンタングステン膜の積層膜
を形成後、この積層膜をフォトリソグラフィ技術及びエ
ッチン術技術でパターンニングし、第２層目の配線１７
を形成する。この後、この第２層目の配線１７上に図示
しない表面保護膜を形成することにより、前記図１に示
す本実施例の半導体装置は完成する。
ン膜、アルミニウム膜、チタンタングステン膜の積層膜
を形成後、この積層膜をフォトリソグラフィ技術及びエ
ッチン術技術でパターンニングし、第２層目の配線１７
を形成する。この後、この第２層目の配線１７上に図示
しない表面保護膜を形成することにより、前記図１に示
す本実施例の半導体装置は完成する。
【００４４】以上、説明したように、本実施例では、ｎ
+型半導体領域７の主面上の層間絶縁膜１０に、前記ｎ+
型半導体領域７の主面を露出する接続孔１１を形成する
工程と、この接続孔１１内に、六フッ化タングステンと
電子供与性置換基を有する有機シランであるモノメチル
シランガスをソースガスとする減圧ＣＶＤ法で選択的に
タングステン膜１２を形成する工程とを備えている。こ
の構成によれば、前記電子供与性置換基であるメチル基
は、有機シランであるモノシランの六フッ化タングステ
ンに対する還元力を増大させるので、モノメチルシラン
の六フッ化タングステンに対する還元力は、珪素及び水
素より大きくなる。従って、タングステン膜１２を形成
する工程において、エンクローチメントは形成されない
ので、エンクローチメントによる半導体装置の歩留りの
低下を防止できる。つまり、半導体装置の歩留りを向上
できる。
+型半導体領域７の主面上の層間絶縁膜１０に、前記ｎ+
型半導体領域７の主面を露出する接続孔１１を形成する
工程と、この接続孔１１内に、六フッ化タングステンと
電子供与性置換基を有する有機シランであるモノメチル
シランガスをソースガスとする減圧ＣＶＤ法で選択的に
タングステン膜１２を形成する工程とを備えている。こ
の構成によれば、前記電子供与性置換基であるメチル基
は、有機シランであるモノシランの六フッ化タングステ
ンに対する還元力を増大させるので、モノメチルシラン
の六フッ化タングステンに対する還元力は、珪素及び水
素より大きくなる。従って、タングステン膜１２を形成
する工程において、エンクローチメントは形成されない
ので、エンクローチメントによる半導体装置の歩留りの
低下を防止できる。つまり、半導体装置の歩留りを向上
できる。
【００４５】また、前記メチル基を有するモノメチルシ
ランの六フッ化タングステンに対する還元力は水素及び
ジフルオロシランより大きいので、タングステン膜１２
の蒸着速度を速くできる。これにより、半導体装置の工
完時間を短縮できる。
ランの六フッ化タングステンに対する還元力は水素及び
ジフルオロシランより大きいので、タングステン膜１２
の蒸着速度を速くできる。これにより、半導体装置の工
完時間を短縮できる。
【００４６】また、前記メチル基を有するモノメチルシ
ラン中の珪素−炭素間の結合は、モノシラン中の珪素−
水素間の結合より強いので、タングステン膜１２中に珪
素が取り込まれることを防止できる。これにより、タン
グステン膜１２の抵抗値の増大を防止できるので、半導
体装置の動作速度を高速化できる。また、タングステン
膜１２中への珪素の取り込みを防止できるので、半導体
装置の製造工程中のタングステン膜１２の剥がれを防止
できる。これにより、半導体装置の歩留りを向上でき
る。
ラン中の珪素−炭素間の結合は、モノシラン中の珪素−
水素間の結合より強いので、タングステン膜１２中に珪
素が取り込まれることを防止できる。これにより、タン
グステン膜１２の抵抗値の増大を防止できるので、半導
体装置の動作速度を高速化できる。また、タングステン
膜１２中への珪素の取り込みを防止できるので、半導体
装置の製造工程中のタングステン膜１２の剥がれを防止
できる。これにより、半導体装置の歩留りを向上でき
る。
【００４７】以上、本発明を実施例に基づき説明した
が、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、
種々変更可能であることは言うまでもない。
が、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、
種々変更可能であることは言うまでもない。
【００４８】例えば、前記実施例では、原子供与性置換
基としてメチル基を有するモノメチルシランガスをソー
スガスとして使用する例を示したが、本発明は、ジメチ
ルシランガスをソースガスとして使用することもでき
る。また、メチル基の換わりに、他のアルキル基または
フェニル基を有する有機シランガスをソースガスとして
用いることもできる。なお、アルキル基の炭素鎖及びフ
ェニル基の官能機の炭素鎖が長い場合反応性が低下する
ので、アルキル基及びフェニル基の炭素鎖が短かい有機
シラン誘導体を用いた方が良い。
基としてメチル基を有するモノメチルシランガスをソー
スガスとして使用する例を示したが、本発明は、ジメチ
ルシランガスをソースガスとして使用することもでき
る。また、メチル基の換わりに、他のアルキル基または
フェニル基を有する有機シランガスをソースガスとして
用いることもできる。なお、アルキル基の炭素鎖及びフ
ェニル基の官能機の炭素鎖が長い場合反応性が低下する
ので、アルキル基及びフェニル基の炭素鎖が短かい有機
シラン誘導体を用いた方が良い。
【００４９】また、基板全面上に例えばスパッタリング
法でタングステン膜を形成した後、前記実施例と同様に
タングステン膜を形成すれば、基板全面にタングステン
膜を形成することもできる。
法でタングステン膜を形成した後、前記実施例と同様に
タングステン膜を形成すれば、基板全面にタングステン
膜を形成することもできる。
【００５０】
【発明の効果】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
記のとおりである。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
【００５１】配線部材の形成方法において、歩留りを向
上できる。
上できる。
【００５２】前記配線部材の形成方法において、工完時
間を短縮できる。
間を短縮できる。
【００５３】前記配線部材の形成方法において、動作速
度を高速化できる。
度を高速化できる。
【図１】本発明の実施例の半導体装置の要部断面図。
【図２】前記図１に示す領域を製造工程の一部で示す要
部断面図。
部断面図。
【図３】前記図１に示す領域を製造工程の一部で示す要
部断面図。
部断面図。
１…ｐ-型半導体基板、２…素子間分離絶縁膜、３…ゲ
ート絶縁膜、４…ゲート電極、７…ｎ+型半導体領域、
１０,１４…層間絶縁膜、１１,１５…接続孔、１２,１
６…タングステン膜、１３…第１層目の配線、…１７…
第２層目の配線。
ート絶縁膜、４…ゲート電極、７…ｎ+型半導体領域、
１０,１４…層間絶縁膜、１１,１５…接続孔、１２,１
６…タングステン膜、１３…第１層目の配線、…１７…
第２層目の配線。
Claims (3)
- 【請求項１】 珪素で構成される半導体基板の主面上の
絶縁膜に、前記半導体基板の主面を露出する開口を形成
する工程と、該開口内に、六フッ化タングステンと電子
供与性置換基を有する有機シランをソースガスとするＣ
ＶＤ法で選択的にタングステン膜を形成する工程とを備
えたことを特徴とする配線部材の形成方法。 - 【請求項２】 前記有機シランは、モノシランのアルキ
ル又はフェニル誘導体であることを特徴とする前記請求
項１に記載の配線部材の形成方法。 - 【請求項３】 前記有機シランは、モノメチルシランま
たはジメチルシランであることをを特徴とする前記請求
項２に記載の配線部材の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18785592A JPH0637041A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 配線部材の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18785592A JPH0637041A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 配線部材の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0637041A true JPH0637041A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=16213398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18785592A Pending JPH0637041A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 配線部材の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0637041A (ja) |
Cited By (24)
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| WO2025249475A1 (ja) * | 2024-05-29 | 2025-12-04 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法、ハードマスク形成方法及び基板処理装置 |
-
1992
- 1992-07-15 JP JP18785592A patent/JPH0637041A/ja active Pending
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