JPH0660402B2 - タングステン膜の選択成長方法 - Google Patents
タングステン膜の選択成長方法Info
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- JPH0660402B2 JPH0660402B2 JP17143685A JP17143685A JPH0660402B2 JP H0660402 B2 JPH0660402 B2 JP H0660402B2 JP 17143685 A JP17143685 A JP 17143685A JP 17143685 A JP17143685 A JP 17143685A JP H0660402 B2 JPH0660402 B2 JP H0660402B2
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- tungsten film
- gas
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Description
【発明の詳細な説明】 ［概要］ 六弗化タングステンと水素との反応ガスを熱分解して、
タングステン膜を選択成長し、次に、反応ガスの流入を
止め、真空吸引によつて生成ガスを除去する。このよう
な操作を繰り返えして、所要の膜厚のタングステン膜を
選択成長する。
タングステン膜を選択成長し、次に、反応ガスの流入を
止め、真空吸引によつて生成ガスを除去する。このよう
な操作を繰り返えして、所要の膜厚のタングステン膜を
選択成長する。
［産業上の利用分野］ 本発明は半導体装置の製造に用いるタングステン膜の選
択成長方法に関する。
択成長方法に関する。
ＩＣなどの半導体装置においては、半導体基板上に半導
体素子やその他の回路素子が形成され、それらの領域か
ら導出する電極配線が上面に多数設けられる。
体素子やその他の回路素子が形成され、それらの領域か
ら導出する電極配線が上面に多数設けられる。
それらの電極配線は、従前より現在までアルミニウム膜
またはその合金膜が用いられているが、アルミニウムは
融点が低いのが欠点で、多層配線を形成する場合に、層
間絶縁膜の形成に制約を与える欠点がある。そのため、
それに代わる配線材料として、導電性多結晶シリコン膜
が汎用されているが、これは導電性が余り良くない問題
があり、最近では、電気伝導度の良い高融点金属膜ある
いはそのシリサイド膜を電極配線に使用する方法が採ら
れている。
またはその合金膜が用いられているが、アルミニウムは
融点が低いのが欠点で、多層配線を形成する場合に、層
間絶縁膜の形成に制約を与える欠点がある。そのため、
それに代わる配線材料として、導電性多結晶シリコン膜
が汎用されているが、これは導電性が余り良くない問題
があり、最近では、電気伝導度の良い高融点金属膜ある
いはそのシリサイド膜を電極配線に使用する方法が採ら
れている。
ところが、このような高融点金属膜の被着方法を種々検
討している過程で、タングステン膜はフオトプロセスを
適用しなくても、半導体基板へ選択的に成長することが
判つてきた。しかし、その選択成長法は未だ十分なもの
ではなく、十分満足な選択成長法の確立が要望されてい
る。
討している過程で、タングステン膜はフオトプロセスを
適用しなくても、半導体基板へ選択的に成長することが
判つてきた。しかし、その選択成長法は未だ十分なもの
ではなく、十分満足な選択成長法の確立が要望されてい
る。
［従来の技術と発明が解決しようとする問題点］ このようなタングステン膜の選択成長法は、勿論、化学
気相成長（ＣＶＤ）法による成長方法であるが、それは
六弗化タングステン（ＷＦ６）と水素（Ｈ２）とを混合
した反応ガスを熱分解させて被着させるもので、その反
応式は次式のようになつている。
気相成長（ＣＶＤ）法による成長方法であるが、それは
六弗化タングステン（ＷＦ６）と水素（Ｈ２）とを混合
した反応ガスを熱分解させて被着させるもので、その反
応式は次式のようになつている。
ＷＦ６＋３Ｈ２→Ｗ＋６ＨＦ この反応式から判るように、弗酸（ＨＦ）ガスが生成さ
れるため、そのＨＦガスが二酸化シリコン（SiＯ２）膜
面をエッチングして、そのため、タングステン膜がシリ
コン基板上にのみ成長し、SiＯ２膜の上に成長しない選
択成長がおこなわれると考えられている。
れるため、そのＨＦガスが二酸化シリコン（SiＯ２）膜
面をエッチングして、そのため、タングステン膜がシリ
コン基板上にのみ成長し、SiＯ２膜の上に成長しない選
択成長がおこなわれると考えられている。
しかし、選択成長膜厚が3000Å程度以上になると、もは
や選択性がなくなつて、SiＯ２膜の上にもタングステン
膜が被着するようになる。例えば、第３図に示す断面図
のように、シリコン基板１上に設けた膜厚１μｍのSiＯ
２膜２に電極窓３を形成して、その電極窓にタングステ
ン膜４を被着させると、選択成長だけで電極窓３を埋没
させることはできない。従つて、現在、タングステン膜
は5000Å程度、あるいはそれ以下を選択成長させている
に過ぎない。
や選択性がなくなつて、SiＯ２膜の上にもタングステン
膜が被着するようになる。例えば、第３図に示す断面図
のように、シリコン基板１上に設けた膜厚１μｍのSiＯ
２膜２に電極窓３を形成して、その電極窓にタングステ
ン膜４を被着させると、選択成長だけで電極窓３を埋没
させることはできない。従つて、現在、タングステン膜
は5000Å程度、あるいはそれ以下を選択成長させている
に過ぎない。
この例で、電極窓を導電体膜で埋没させることは、配線
層を平坦化させるために重要なことで、上記のように被
着量が少ないと、電極窓は更に他の導電体膜で埋没させ
なければならない。
層を平坦化させるために重要なことで、上記のように被
着量が少ないと、電極窓は更に他の導電体膜で埋没させ
なければならない。
本発明は、上記のような成長膜厚に限界のあるタングス
テン膜の選択成長を解消させて、所要膜厚のタングステ
ン膜を選択成長させる成長法を提案するものである。
テン膜の選択成長を解消させて、所要膜厚のタングステ
ン膜を選択成長させる成長法を提案するものである。
［問題点を解決するための手段］ その目的は、六弗化タングステンと水素からなる反応ガ
スを熱分解して、半導体基板上に選択的にタングステン
膜を成長する成長工程において、上記反応ガスの導入を
間欠的に中止し、反応室の真空度を高くする操作を加え
るようにしたタングステン膜の選択成長法によって達成
される。
スを熱分解して、半導体基板上に選択的にタングステン
膜を成長する成長工程において、上記反応ガスの導入を
間欠的に中止し、反応室の真空度を高くする操作を加え
るようにしたタングステン膜の選択成長法によって達成
される。
［作用］ 即ち、本発明は、発生したＨＦによつて下地が荒らされ
ないように、選択成長の工程途中で反応ガスの導入を止
め、過剰に生成されたＨＦを真空吸引して一旦除去す
る。このようにして、間欠的に選択成長すると、膜厚に
限界なくタングステン膜を選択成長することができる。
ないように、選択成長の工程途中で反応ガスの導入を止
め、過剰に生成されたＨＦを真空吸引して一旦除去す
る。このようにして、間欠的に選択成長すると、膜厚に
限界なくタングステン膜を選択成長することができる。
［実施例］ 以下、図面を参照して実施例によつて詳細に説明する。
第１図は本発明を適用するＣＶＤ装置の概要図を示して
おり、11はシリコン基板，12は反応室，13は加熱体，14
は真空排気口，15はＷＦ６ガス流入口，16はＨ２ガス流
入口である。
おり、11はシリコン基板，12は反応室，13は加熱体，14
は真空排気口，15はＷＦ６ガス流入口，16はＨ２ガス流
入口である。
このようなＣＶＤ装置の反応室２を 300〜325 ℃の間の
一定温度に加熱しておいて、ガス流入口15, 16よりＷＦ
６ガスとＨ２ガスとを流入させ、他端より真空吸引して
反応室12の内部を０．３Torr程度の減圧度に保つてお
く。ガス流入量は、例えば、ＷＦ６ガス量が30cc／分に
対して、Ｈ２ガス量を 400cc／分程度にする。又、この
時、ＷＦ６ガスは窒素（Ｎ２）ガスで希釈して、流入さ
せる方法も採られる。
一定温度に加熱しておいて、ガス流入口15, 16よりＷＦ
６ガスとＨ２ガスとを流入させ、他端より真空吸引して
反応室12の内部を０．３Torr程度の減圧度に保つてお
く。ガス流入量は、例えば、ＷＦ６ガス量が30cc／分に
対して、Ｈ２ガス量を 400cc／分程度にする。又、この
時、ＷＦ６ガスは窒素（Ｎ２）ガスで希釈して、流入さ
せる方法も採られる。
そうすると、反応室の中でＷＦ６ガスが熱分解して、タ
ングステン膜が成長する。その時、第３図に示す断面図
のように、SiＯ２膜２の上にはタングステン膜は被着せ
ず、電極窓３のシリコン基板１の上にのみタングステン
膜４が被着する。
ングステン膜が成長する。その時、第３図に示す断面図
のように、SiＯ２膜２の上にはタングステン膜は被着せ
ず、電極窓３のシリコン基板１の上にのみタングステン
膜４が被着する。
このようにして、30分間反応させて、1000Å程度の膜厚
を成長した後、ＷＦ６ガスとＨ２ガスとの流入を中止す
る。しかし、真空吸引は続行されるから、減圧度は高く
なり、反応室２は０．１Torr程度の真空度になる。そう
すると、再びＷＦ６ガスとＨ２ガスとを流入させ、同様
に30分間反応させて、更に1000Å程度の膜厚のタングス
テン膜を成長する。
を成長した後、ＷＦ６ガスとＨ２ガスとの流入を中止す
る。しかし、真空吸引は続行されるから、減圧度は高く
なり、反応室２は０．１Torr程度の真空度になる。そう
すると、再びＷＦ６ガスとＨ２ガスとを流入させ、同様
に30分間反応させて、更に1000Å程度の膜厚のタングス
テン膜を成長する。
かくして、このような操作を繰り換えして、選択成長す
ると、第２図に示す断面図のように、電極窓３をタング
ステン膜４で埋没させることができる。このようにすれ
ば、選択成長の膜厚が制限されるなくなるのは、過度に
生成されたＨＦが真空吸引して除去され、SiＯ２膜面が
過剰のＨＦによつて荒らされずに済むからと考えられ
る。
ると、第２図に示す断面図のように、電極窓３をタング
ステン膜４で埋没させることができる。このようにすれ
ば、選択成長の膜厚が制限されるなくなるのは、過度に
生成されたＨＦが真空吸引して除去され、SiＯ２膜面が
過剰のＨＦによつて荒らされずに済むからと考えられ
る。
上記例では、電極窓を埋没させて、配線層を平坦化する
工程について説明したが、このように、所要の膜厚を選
択成長できることは、その他の製造工程にも、種々の好
影響を与えることは云うまでもないことである。
工程について説明したが、このように、所要の膜厚を選
択成長できることは、その他の製造工程にも、種々の好
影響を与えることは云うまでもないことである。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば所要膜
厚のタングステン膜が選択成長できて、ＩＣの高性能・
高品質化や高密度化に大きく貢献するものである。
厚のタングステン膜が選択成長できて、ＩＣの高性能・
高品質化や高密度化に大きく貢献するものである。
第１図は本発明を適用するＣＶＤ装置の概要図、 第２図は本発明にかかるタングステン膜を選択成長した
電極窓の断面図、 第３図は従来のタングステン膜を選択成長した電極窓の
断面図である。 図において、 １，11はシリコン基板、２はSiＯ２膜、 ３は電極窓、４はタングステン膜、 12は反応炉、13は加熱体、 14は真空排気口、15はＷＦ６ガス流入口、 16はＨ２ガス流入口 を示している。
電極窓の断面図、 第３図は従来のタングステン膜を選択成長した電極窓の
断面図である。 図において、 １，11はシリコン基板、２はSiＯ２膜、 ３は電極窓、４はタングステン膜、 12は反応炉、13は加熱体、 14は真空排気口、15はＷＦ６ガス流入口、 16はＨ２ガス流入口 を示している。
Claims (1)
- 【請求項１】六弗化タングステンと水素からなる反応ガ
スを熱分解して、半導体基板上に選択的にタングステン
膜を成長する成長工程において、上記反応ガスの流入を
間欠的に中止し、反応室の真空度を高くする操作を加え
るようにしたことを特徴とするタングステン膜の選択成
長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17143685A JPH0660402B2 (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | タングステン膜の選択成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17143685A JPH0660402B2 (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | タングステン膜の選択成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6233768A JPS6233768A (ja) | 1987-02-13 |
| JPH0660402B2 true JPH0660402B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=15923085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17143685A Expired - Lifetime JPH0660402B2 (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | タングステン膜の選択成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0660402B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1458904A1 (en) * | 2001-12-17 | 2004-09-22 | Applied Materials, Inc. | Process for tungsten deposition by pulsed gas flow cvd |
-
1985
- 1985-08-02 JP JP17143685A patent/JPH0660402B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6233768A (ja) | 1987-02-13 |
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