JPH07172810A - ジクロロシラン及び六弗化タングステンからの接着性珪化タングステン膜の堆積 - Google Patents
ジクロロシラン及び六弗化タングステンからの接着性珪化タングステン膜の堆積Info
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- C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
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- 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
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- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コンフォーマリティ(conformality)が良好
で、弗素含有量が低く、１つ以上の層をその上に持つシ
リコンウエハに対しての接着性が良好な珪化タングステ
ンの堆積物を得るためのプロセスを提供することを目的
とする。 【構成】 低圧化学気相成長反応器において、ジクロロ
シラン及び六弗化タングステンから珪化タングステン
（ＷＳｉＸ）を薄膜として堆積することができる。本発
明者は、ＷＳｉX 膜の窒素の存在が基板上への、特にポ
リシリコン層上への接着性を低下させていることを見出
だした。従って、接着性の膜を生成するためには、堆積
操作の前に基板から、並びに低圧化学気相成長反応器か
ら、窒素を除去する必要がある。チャンバは、キャリア
ガスとしても用いられるアルゴン等の不活性なガスの雰
囲気を含有する必要がある。
で、弗素含有量が低く、１つ以上の層をその上に持つシ
リコンウエハに対しての接着性が良好な珪化タングステ
ンの堆積物を得るためのプロセスを提供することを目的
とする。 【構成】 低圧化学気相成長反応器において、ジクロロ
シラン及び六弗化タングステンから珪化タングステン
（ＷＳｉＸ）を薄膜として堆積することができる。本発
明者は、ＷＳｉX 膜の窒素の存在が基板上への、特にポ
リシリコン層上への接着性を低下させていることを見出
だした。従って、接着性の膜を生成するためには、堆積
操作の前に基板から、並びに低圧化学気相成長反応器か
ら、窒素を除去する必要がある。チャンバは、キャリア
ガスとしても用いられるアルゴン等の不活性なガスの雰
囲気を含有する必要がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、珪化タングステン（Ｗ
ＳｉX ）の堆積のためのプロセスに関する。特に、本発
明は、六弗化タングステン及びジクロロシランから珪化
タングステンを堆積するための改良されたプロセスに関
する。
ＳｉX ）の堆積のためのプロセスに関する。特に、本発
明は、六弗化タングステン及びジクロロシランから珪化
タングステンを堆積するための改良されたプロセスに関
する。
【０００２】
【従来の技術】珪化タングステン膜の半導体基板上への
堆積は、シラン（ＳｉＨ4 ）と六弗化タングステン（Ｗ
Ｆ6 ）とを前駆体ガス(precursor gases) として用い
て、低圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ）によって行われ
てきた。しかし、このようにして堆積された被覆物は、
段差のある微細構成に亘って所望の程度のコンフォーマ
ルで(conformal) あるわけではなく、また、この膜の残
留弗素含有量が高くそれは以下に述べるようにデバイス
の性能に悪影響を及ぼす。
堆積は、シラン（ＳｉＨ4 ）と六弗化タングステン（Ｗ
Ｆ6 ）とを前駆体ガス(precursor gases) として用い
て、低圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ）によって行われ
てきた。しかし、このようにして堆積された被覆物は、
段差のある微細構成に亘って所望の程度のコンフォーマ
ルで(conformal) あるわけではなく、また、この膜の残
留弗素含有量が高くそれは以下に述べるようにデバイス
の性能に悪影響を及ぼす。
【０００３】上記のプロセスは、ポリシリコン層の下に
酸化珪素の層を有する半導体ウエハの上に、ＷＳｉX を
堆積する操作に、代表的に使用可能である。アニーリン
グの間において、昇温された温度、例えば８５０℃以上
の温度にウエハが暴露された場合、余分な弗化物イオン
は下のポリシリコン層を通って移動し、下の酸化珪素層
に至る。従って、酸化珪素層は有効厚さが増加するよう
であり、このことは、このような層から作られる半導体
デバイスの電気的性質に対して悪い方向への変化を引き
起こす。
酸化珪素の層を有する半導体ウエハの上に、ＷＳｉX を
堆積する操作に、代表的に使用可能である。アニーリン
グの間において、昇温された温度、例えば８５０℃以上
の温度にウエハが暴露された場合、余分な弗化物イオン
は下のポリシリコン層を通って移動し、下の酸化珪素層
に至る。従って、酸化珪素層は有効厚さが増加するよう
であり、このことは、このような層から作られる半導体
デバイスの電気的性質に対して悪い方向への変化を引き
起こす。
【０００４】Maydanらの米国特許第４９５１６０１号に
記載されるようなマルチチャンバ真空処理システム（本
願の図２に示される装置と同等である）を用いた場合
は、珪化タングステンでコーティングされる基板は、ま
ず、弗素スクラブ(scrub) を用いて洗浄され、ネイティ
ブな(native)酸化物がポリシリコン層から除去される。
次いで、洗浄された基板は、基板移送チャンバへと移さ
れる。この移送チャンバは、窒素雰囲気（大気圧以下
の）を有して基板が再び酸化されることを防止し、ま
た、タングステン堆積チャンバ等のプロセスチャンバ
へ、Ｏ−リングシールをもつスリットバルブを介して移
送するためのロボットを包含する。このプロセスは、シ
ラン及びＷＦ6 から珪化タングステンを堆積するための
標準的なプロセスになってきた。しかし、基板が大きく
なりデバイスのための造作のサイズが小さくなるに従
い、上記のステップカバレージに関する問題及びこの堆
積プロセスを用いた残留弗素の問題は、将来のアプリケ
ーションに重大な制限要因になってきた。
記載されるようなマルチチャンバ真空処理システム（本
願の図２に示される装置と同等である）を用いた場合
は、珪化タングステンでコーティングされる基板は、ま
ず、弗素スクラブ(scrub) を用いて洗浄され、ネイティ
ブな(native)酸化物がポリシリコン層から除去される。
次いで、洗浄された基板は、基板移送チャンバへと移さ
れる。この移送チャンバは、窒素雰囲気（大気圧以下
の）を有して基板が再び酸化されることを防止し、ま
た、タングステン堆積チャンバ等のプロセスチャンバ
へ、Ｏ−リングシールをもつスリットバルブを介して移
送するためのロボットを包含する。このプロセスは、シ
ラン及びＷＦ6 から珪化タングステンを堆積するための
標準的なプロセスになってきた。しかし、基板が大きく
なりデバイスのための造作のサイズが小さくなるに従
い、上記のステップカバレージに関する問題及びこの堆
積プロセスを用いた残留弗素の問題は、将来のアプリケ
ーションに重大な制限要因になってきた。
【０００５】また、シランの代わりにジクロロシラン
（ＤＣＳ）を用いたプロセスも研究されてきた。その生
成物であるＷＳｉX 膜は、シランを前駆体ガスとして堆
積されたＷＳｉX 膜に比べれば、弗素含有量が少なくな
り、よりコンフォーマルであるため、シランベースの堆
積プロセスにおける制限要因に対する解決策を与える。
しかし、従来技術を用いれば、堆積物の初期の層はタン
グステンリッチになるため、ＷＳｉX 層の組成は均一と
はならない。この基板に亘った初期のタングステンリッ
チな珪化物層は、その後のアニーリング中に剥離する。
また、珪素イオンがポリシリコン層からタングステンリ
ッチな層の中へと移動する傾向があり、このことはデバ
イスの性能を劣化させる。この剥離の問題がただちに発
見されることはなく、基板が完全に処理され基板に非常
に高い価値が添加されるまで発見されないため、このジ
クロロシランの方法が広く用いられることはなかった。
（ＤＣＳ）を用いたプロセスも研究されてきた。その生
成物であるＷＳｉX 膜は、シランを前駆体ガスとして堆
積されたＷＳｉX 膜に比べれば、弗素含有量が少なくな
り、よりコンフォーマルであるため、シランベースの堆
積プロセスにおける制限要因に対する解決策を与える。
しかし、従来技術を用いれば、堆積物の初期の層はタン
グステンリッチになるため、ＷＳｉX 層の組成は均一と
はならない。この基板に亘った初期のタングステンリッ
チな珪化物層は、その後のアニーリング中に剥離する。
また、珪素イオンがポリシリコン層からタングステンリ
ッチな層の中へと移動する傾向があり、このことはデバ
イスの性能を劣化させる。この剥離の問題がただちに発
見されることはなく、基板が完全に処理され基板に非常
に高い価値が添加されるまで発見されないため、このジ
クロロシランの方法が広く用いられることはなかった。
【０００６】これらの問題を解決するための試みにおい
て、プロセスを修正してＷＳｉX 層の組成における均一
性が改善されてきた。これは、約１トール(Torr)以上の
比較的高い圧力で最初の層を堆積して、この最初の層中
のタングステンの量を減らし、次いで、圧力を約１トー
ル以下に落として、この落とした圧力で堆積操作を継続
する工程により行うことができる。
て、プロセスを修正してＷＳｉX 層の組成における均一
性が改善されてきた。これは、約１トール(Torr)以上の
比較的高い圧力で最初の層を堆積して、この最初の層中
のタングステンの量を減らし、次いで、圧力を約１トー
ル以下に落として、この落とした圧力で堆積操作を継続
する工程により行うことができる。
【０００７】このプロセスは、１９９３年５月１８日に
Telford らにより米国特許庁へ出願された（出願番号 0
8/064328) 明細書に説明されている。
Telford らにより米国特許庁へ出願された（出願番号 0
8/064328) 明細書に説明されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、アプライドマ
テリアルズ社製のセンチュラポリＨＴの如きマルチチャ
ンバ装置内において、上記の方法によりＷＳｉX 膜が堆
積される場合、このＷＳｉX 膜はそのプロセス条件下で
剥離する傾向がある。
テリアルズ社製のセンチュラポリＨＴの如きマルチチャ
ンバ装置内において、上記の方法によりＷＳｉX 膜が堆
積される場合、このＷＳｉX 膜はそのプロセス条件下で
剥離する傾向がある。
【０００９】本発明は、マルチチャンバ装置を用いた場
合の周期的な剥離の問題点に鑑みてなされたものであ
る。ここでは、コンフォーマリティ(conformality)が良
好で、弗素含有量が低く、１つ以上の層をその上に持つ
場合もあるシリコンウエハに対しての接着性(adhesion)
が良好な珪化タングステンの堆積物が要求される。
合の周期的な剥離の問題点に鑑みてなされたものであ
る。ここでは、コンフォーマリティ(conformality)が良
好で、弗素含有量が低く、１つ以上の層をその上に持つ
場合もあるシリコンウエハに対しての接着性(adhesion)
が良好な珪化タングステンの堆積物が要求される。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、処理工程の
間において窒素が存在した場合に、六弗化タングステン
とジクロロシランとから堆積されたＷＳｉX 膜が基板に
接着しないことを見出だした。従って、半導体基板上に
接着性のＷＳｉX 膜を得るためには、堆積チャンバから
窒素を厳しく排除する必要がある。
間において窒素が存在した場合に、六弗化タングステン
とジクロロシランとから堆積されたＷＳｉX 膜が基板に
接着しないことを見出だした。従って、半導体基板上に
接着性のＷＳｉX 膜を得るためには、堆積チャンバから
窒素を厳しく排除する必要がある。
【００１１】
【実施例】本発明に従って、六弗化タングステン（ＷＳ
ｉX ）と、ジクロロシラン（ＤＣＳ）と、不活性なガス
のキャリアガスとを堆積チャンバ内で通過させることに
より、珪化タングステンの薄膜を製造した。基板に接着
する膜を得るために、反応チャンバから窒素は排除され
る必要がある。
ｉX ）と、ジクロロシラン（ＤＣＳ）と、不活性なガス
のキャリアガスとを堆積チャンバ内で通過させることに
より、珪化タングステンの薄膜を製造した。基板に接着
する膜を得るために、反応チャンバから窒素は排除され
る必要がある。
【００１２】ポリシリコンの層をその上に有するシリコ
ンウエハが、最も一般的に用いられる基板であるが、結
晶シリコン、酸化珪素、ガリウムヒ素や金属等の他の材
料の上にも、ＷＳｉX を堆積させることができる。同様
に、このＷＳｉX 薄膜の上にも、他の材料及び層を堆積
させることができる。
ンウエハが、最も一般的に用いられる基板であるが、結
晶シリコン、酸化珪素、ガリウムヒ素や金属等の他の材
料の上にも、ＷＳｉX を堆積させることができる。同様
に、このＷＳｉX 薄膜の上にも、他の材料及び層を堆積
させることができる。
【００１３】本発明のプロセスには、アプライドマテリ
アルズから供給されるＬＰＣＶＤチャンバを用いること
ができる。このプロセスは、図１を参照して例示され
る。
アルズから供給されるＬＰＣＶＤチャンバを用いること
ができる。このプロセスは、図１を参照して例示され
る。
【００１４】装置１０は、堆積チャンバ１２と、排気シ
ステム１４と、ガス結合組み立て体１６とを備える。ポ
リシリコン層を１層その上に有するシリコンウエハ等の
基板２０は、支持体またはサセプタ２４上に配置され
る。加熱手段２６、例えば１０００ワットのランプが外
部に配列されたものでよいが、これがサセプタ２４及び
その上に配置された基板２０を処理する間、温度を均一
に維持する。堆積領域ないし反応領域２８は、基板の上
方に存在する。
ステム１４と、ガス結合組み立て体１６とを備える。ポ
リシリコン層を１層その上に有するシリコンウエハ等の
基板２０は、支持体またはサセプタ２４上に配置され
る。加熱手段２６、例えば１０００ワットのランプが外
部に配列されたものでよいが、これがサセプタ２４及び
その上に配置された基板２０を処理する間、温度を均一
に維持する。堆積領域ないし反応領域２８は、基板の上
方に存在する。
【００１５】プロセスガスは、「シャワーヘッド」タイ
プの拡散器３２に通じるガス流入口３０を通って、堆積
チャンバ１２内に流入する。拡散器３２は、その下の基
板の面積に対応した面積に亘って、多数の開口を有す
る。拡散器３２と基板２０との間隔は、約２００〜１０
００ｍｉｌｓ（約５．０８ｍｍ〜約２５．４ｍｍ）で調
節可能で、反応領域２８を画成する。拡散器３２は、種
々の反応ガス及びキャリアガスを反応領域２８に供給す
る。ガス結合組み立て体１６は、結合器３２の上流で種
々のガスを混合し、ガス混合物が拡散器３２に供給され
る前に均一な組成であることを保証する。排気システム
１４は、チャンバ内の圧力を制御可能なスロットルバル
ブ４２に接続される。チャンバの底面圧は、約１０ミリ
トールである。チャンバにおけるサセプタ２４の面の下
の部分はアルゴンでパージされ、チャンバ１２における
サセプタ２４の下の部分に反応ガスが拡散することを防
止する。
プの拡散器３２に通じるガス流入口３０を通って、堆積
チャンバ１２内に流入する。拡散器３２は、その下の基
板の面積に対応した面積に亘って、多数の開口を有す
る。拡散器３２と基板２０との間隔は、約２００〜１０
００ｍｉｌｓ（約５．０８ｍｍ〜約２５．４ｍｍ）で調
節可能で、反応領域２８を画成する。拡散器３２は、種
々の反応ガス及びキャリアガスを反応領域２８に供給す
る。ガス結合組み立て体１６は、結合器３２の上流で種
々のガスを混合し、ガス混合物が拡散器３２に供給され
る前に均一な組成であることを保証する。排気システム
１４は、チャンバ内の圧力を制御可能なスロットルバル
ブ４２に接続される。チャンバの底面圧は、約１０ミリ
トールである。チャンバにおけるサセプタ２４の面の下
の部分はアルゴンでパージされ、チャンバ１２における
サセプタ２４の下の部分に反応ガスが拡散することを防
止する。
【００１６】本発明では３つのガス、即ち、アルゴン等
の不活性なガスと、ＤＳＣと、ＷＦ６とが混合されて拡
散器３２に供給される。
の不活性なガスと、ＤＳＣと、ＷＦ６とが混合されて拡
散器３２に供給される。
【００１７】上述のタングステン堆積チャンバが、図２
に示されるようなマルチチャンバ型装置に有用に使用さ
れた。
に示されるようなマルチチャンバ型装置に有用に使用さ
れた。
【００１８】図２には、一連のプロセスチャンバ５０、
５２、５４及び５６を備え、各プロセスチャンバが移送
チャンバ５８に接続されるマルチチャンバユニットが例
示される。処理される基板は、移送チャンバ５８に運ば
れ、そこで、所定のシーケンスで、ロボット６０がプロ
セスチャンバ５０〜５６の中の１つ以上に基板を移送す
る。例えば、基板は、ＷＳｉX の堆積処理のためにＬＰ
ＣＶＤチャンバへ移送され、その後の処理は、プロセス
チャンバ５２、５４、５６での処理を所望であれば、基
板を真空の環境から取り除くことなくなすことができ
る。
５２、５４及び５６を備え、各プロセスチャンバが移送
チャンバ５８に接続されるマルチチャンバユニットが例
示される。処理される基板は、移送チャンバ５８に運ば
れ、そこで、所定のシーケンスで、ロボット６０がプロ
セスチャンバ５０〜５６の中の１つ以上に基板を移送す
る。例えば、基板は、ＷＳｉX の堆積処理のためにＬＰ
ＣＶＤチャンバへ移送され、その後の処理は、プロセス
チャンバ５２、５４、５６での処理を所望であれば、基
板を真空の環境から取り除くことなくなすことができ
る。
【００１９】しかし、本発明に従えば、中央の移送チャ
ンバ５８も不活性なガス雰囲気にする必要がある。移送
チャンバ５８の圧力は、例えばＬＰＣＶＤチャンバ５０
の圧力よりも高いのが一般的であり、従って、従来技術
のように移送チャンバ５８内に窒素が存在した場合は、
基板の移送中に窒素を処理チャンバ５０へとリークする
ことが可能である。移送チャンバ５８の雰囲気が窒素を
含有する場合は、基板はその表面から窒素を吸収するだ
ろう。この吸収された窒素もＷＳｉX の堆積を阻害し、
堆積されたＷＳｉX は基板に接着しないだろう。プロセ
スガスを導入する前に、ある時間堆積チャンバ内を真空
下で脱気することにより、吸収された窒素を基板から除
去することができる；しかし、このステップによって、
基板の処理に必要な時間が約１０％にまで付加され、こ
のことはプロセスのスループットを大きく減少させる。
ンバ５８も不活性なガス雰囲気にする必要がある。移送
チャンバ５８の圧力は、例えばＬＰＣＶＤチャンバ５０
の圧力よりも高いのが一般的であり、従って、従来技術
のように移送チャンバ５８内に窒素が存在した場合は、
基板の移送中に窒素を処理チャンバ５０へとリークする
ことが可能である。移送チャンバ５８の雰囲気が窒素を
含有する場合は、基板はその表面から窒素を吸収するだ
ろう。この吸収された窒素もＷＳｉX の堆積を阻害し、
堆積されたＷＳｉX は基板に接着しないだろう。プロセ
スガスを導入する前に、ある時間堆積チャンバ内を真空
下で脱気することにより、吸収された窒素を基板から除
去することができる；しかし、このステップによって、
基板の処理に必要な時間が約１０％にまで付加され、こ
のことはプロセスのスループットを大きく減少させる。
【００２０】経済的な理由から、ここで好ましい不活性
なガスはアルゴンであるが、他の不活性なガスも使用可
能である。窒素は一般に不活性なガスとみなさていれる
が、本発明のプロセスに従っての使用はできない。
なガスはアルゴンであるが、他の不活性なガスも使用可
能である。窒素は一般に不活性なガスとみなさていれる
が、本発明のプロセスに従っての使用はできない。
【００２１】一般に、珪化タングステン堆積物は、約５
００〜５７５℃、好適には約５５０℃で実施される。堆
積中の圧力は、１．５〜１０トールでよいが、好適には
１〜３トールで実施される。
００〜５７５℃、好適には約５５０℃で実施される。堆
積中の圧力は、１．５〜１０トールでよいが、好適には
１〜３トールで実施される。
【００２２】典型的なプロセスにおいては、ＷＦ6 を約
１〜６ｓｃｃｍ(standard cubic centimeter per minut
e)、好適には約３．５ｓｃｃｍの流量で、図１に示され
る反応器内を通過させる。ジクロロシランは、約１３０
〜３００ｓｃｃｍ、好適には約１５０ｓｃｃｍの流量で
反応器内を通過する。キャリアガスとしてアルゴンが用
いられ、約１００〜１０００ｓｃｃｍ、好適には約３０
０〜６００ｓｃｃｍの流量で反応器内を通過する。７０
０〜１４００μΩｃｍ(micro-ohm-cm)、好適には約８０
０μΩｃｍの抵抗値を有するＷＳｉX 層を得るように、
これらの流量が調節される。５５０℃及び１トールの条
件で、堆積の工程が最も好適に実施される。
１〜６ｓｃｃｍ(standard cubic centimeter per minut
e)、好適には約３．５ｓｃｃｍの流量で、図１に示され
る反応器内を通過させる。ジクロロシランは、約１３０
〜３００ｓｃｃｍ、好適には約１５０ｓｃｃｍの流量で
反応器内を通過する。キャリアガスとしてアルゴンが用
いられ、約１００〜１０００ｓｃｃｍ、好適には約３０
０〜６００ｓｃｃｍの流量で反応器内を通過する。７０
０〜１４００μΩｃｍ(micro-ohm-cm)、好適には約８０
０μΩｃｍの抵抗値を有するＷＳｉX 層を得るように、
これらの流量が調節される。５５０℃及び１トールの条
件で、堆積の工程が最も好適に実施される。
【００２３】本発明者は、何らかの発生源からの窒素が
存在する状態で上記のプロセスが実施された場合、ＷＳ
ｉX 薄膜が剥離することを見出だした。窒素ガスは、い
くつかの様式でプロセスチャンバ内に流入する；プロセ
スガスのラインを介して；雰囲気への真空のリークによ
り；ウエハスリットバルブが基板操作領域の窒素雰囲気
と接続された場合に、そのＯ−リングシールにおけるリ
ークにより；又は、処理の前に除去されない窒素に基板
表面が暴露されて吸収された窒素により。堆積チャンバ
から窒素が排除されれば、強力な接着性、例えば、スコ
ッチテープテスト(scotch tape test)をパスするような
接着性をもつＷＳｉX 膜を得ることができる。
存在する状態で上記のプロセスが実施された場合、ＷＳ
ｉX 薄膜が剥離することを見出だした。窒素ガスは、い
くつかの様式でプロセスチャンバ内に流入する；プロセ
スガスのラインを介して；雰囲気への真空のリークによ
り；ウエハスリットバルブが基板操作領域の窒素雰囲気
と接続された場合に、そのＯ−リングシールにおけるリ
ークにより；又は、処理の前に除去されない窒素に基板
表面が暴露されて吸収された窒素により。堆積チャンバ
から窒素が排除されれば、強力な接着性、例えば、スコ
ッチテープテスト(scotch tape test)をパスするような
接着性をもつＷＳｉX 膜を得ることができる。
【００２４】図２の装置において、アルゴンのキャリア
ガスを用いるものの移送チャンバが窒素で満たされた状
態で、上記のプロセスを実施すれば、剥離が自然に起こ
り得る。従って、移送チャンバも同様に不活性なガスで
満たされている必要がある。更に、処理チャンバ内に供
給されるガス全てに、窒素が含まれていない必要があ
る。万一、基板が窒素雰囲気に暴露された場合は、アル
ゴンに４５秒間以上パージすることにより、基板表面か
ら窒素を脱離させることが可能であるが、この場合はス
ループットの出費を伴う。
ガスを用いるものの移送チャンバが窒素で満たされた状
態で、上記のプロセスを実施すれば、剥離が自然に起こ
り得る。従って、移送チャンバも同様に不活性なガスで
満たされている必要がある。更に、処理チャンバ内に供
給されるガス全てに、窒素が含まれていない必要があ
る。万一、基板が窒素雰囲気に暴露された場合は、アル
ゴンに４５秒間以上パージすることにより、基板表面か
ら窒素を脱離させることが可能であるが、この場合はス
ループットの出費を伴う。
【００２５】以下の説明により、本発明を更に詳細に説
明するが、ここに開示された詳細に本発明が制限される
ものではない。
明するが、ここに開示された詳細に本発明が制限される
ものではない。
【００２６】（実施例）自身の上にポリシリコンを１層
有するシリコンウエハの上へ、アプライドマテリアルズ
システム５０００ＣＶＤチャンバを用いて、以下のよう
にＷＳｉX が堆積された：アルゴン４７５ｓｃｃｍ、ジ
クロロシラン１７５ｓｃｃｍ及び六弗化タングステン４
ｓｃｃｍを、予備混合してチャンバ内を通過させた。堆
積操作の間、温度は５５０℃に維持され、且つ圧力は１
トールに維持された。
有するシリコンウエハの上へ、アプライドマテリアルズ
システム５０００ＣＶＤチャンバを用いて、以下のよう
にＷＳｉX が堆積された：アルゴン４７５ｓｃｃｍ、ジ
クロロシラン１７５ｓｃｃｍ及び六弗化タングステン４
ｓｃｃｍを、予備混合してチャンバ内を通過させた。堆
積操作の間、温度は５５０℃に維持され、且つ圧力は１
トールに維持された。
【００２７】強力な接着性をもつＷＳｉX が、ポリシリ
コン層の上に得られた。
コン層の上に得られた。
【００２８】（対照例１）スリットバルブＯ−リングを
介して、窒素がチャンバ内へ１．５ミリトール／分でリ
ークしたことが見出だされた以外は、実施例のプロセス
に従って行われた。ウエハを処理チャンバから除去する
前に、ＷＳｉX は自然に剥離した。
介して、窒素がチャンバ内へ１．５ミリトール／分でリ
ークしたことが見出だされた以外は、実施例のプロセス
に従って行われた。ウエハを処理チャンバから除去する
前に、ＷＳｉX は自然に剥離した。
【００２９】（対照例２）対照例１のように窒素のリー
クが存在した以外は、実施例の手順に従って行われた。
スリットバルブを締めた後、チャンバを脱気する操作を
脱気時間を変えて数種類行い、ウエハから窒素を除去し
て剥離を防止するにはどの程度の時間を要するかを決定
した。ＷＳｉX 膜の堆積操作に先立ち、４５秒間脱気を
行えば、剥離は防止された。
クが存在した以外は、実施例の手順に従って行われた。
スリットバルブを締めた後、チャンバを脱気する操作を
脱気時間を変えて数種類行い、ウエハから窒素を除去し
て剥離を防止するにはどの程度の時間を要するかを決定
した。ＷＳｉX 膜の堆積操作に先立ち、４５秒間脱気を
行えば、剥離は防止された。
【００３０】（対照例３）以下のガス流れ以外は、実施
例の手順に従って行われた：アルゴン４７５ｓｃｃｍ；
窒素２００ｓｃｃｍ；ジクロロシラン１７５ｓｃｃｍ；
及び六弗化タングステン４ｓｃｃｍ。生成した膜は、基
板から自然に剥がれた。
例の手順に従って行われた：アルゴン４７５ｓｃｃｍ；
窒素２００ｓｃｃｍ；ジクロロシラン１７５ｓｃｃｍ；
及び六弗化タングステン４ｓｃｃｍ。生成した膜は、基
板から自然に剥がれた。
【００３１】（対照例４）反応ガスにシランを用いた以
外は、対照例１の反応条件が反復された。剥離は起こら
なかった。従って、本発明のジクロロシランベースのプ
ロセスは、シランベースのプロセスに比べて、窒素の存
在に対してより敏感である。
外は、対照例１の反応条件が反復された。剥離は起こら
なかった。従って、本発明のジクロロシランベースのプ
ロセスは、シランベースのプロセスに比べて、窒素の存
在に対してより敏感である。
【００３２】（対照例５）チャンバの圧力を、移送チャ
ンバの圧力とほぼ同じに、即ち約５トールに維持つつ窒
素を脱気した以外は、実施例と同じ反応に従って行われ
た。堆積チャンバから窒素を約４５秒間脱気したにもか
かわらず、ＷＳｉX 膜は剥離した。
ンバの圧力とほぼ同じに、即ち約５トールに維持つつ窒
素を脱気した以外は、実施例と同じ反応に従って行われ
た。堆積チャンバから窒素を約４５秒間脱気したにもか
かわらず、ＷＳｉX 膜は剥離した。
【００３３】本発明を、特定の反応条件及び流量に関し
て説明してきたが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。
て説明してきたが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。
【００３４】
【発明の効果】上述のところから明らかなように、本発
明によれば、珪化タングステンの堆積のためのプロセス
に於ける剥離の問題を解決することができる。
明によれば、珪化タングステンの堆積のためのプロセス
に於ける剥離の問題を解決することができる。
【図１】本発明に有用なタングステン堆積チャンバの断
面図である。
面図である。
【図２】半導体基板の処理のためのマルチチャンバ型処
理装置の上面図である。
理装置の上面図である。
１２…堆積チャンバ、１４…排気システム、１６…ガス
結合組み立て体、２０…基板、２４…支持体またはサセ
プタ、２６…加熱手段、２８…反応領域、３０…ガス流
入口、３２…拡散器、４２…スロットルバルブ、５０、
５２、５４、５６…プロセスチャンバ、５８…移送チャ
ンバ、６０…ロボット
結合組み立て体、２０…基板、２４…支持体またはサセ
プタ、２６…加熱手段、２８…反応領域、３０…ガス流
入口、３２…拡散器、４２…スロットルバルブ、５０、
５２、５４、５６…プロセスチャンバ、５８…移送チャ
ンバ、６０…ロボット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スーザン テルフォード アメリカ合衆国， カリフォルニア州 95014， キュパティノ， メイプルトゥ リー プレイス 20606 (72)発明者 メン チュー ツェン アメリカ合衆国， カリフォルニア州 95070， サラトガ， デサンカ アヴェ ニュー 12471
Claims (17)
- 【請求項１】 低圧化学気相成長チャンバ内で半導体基
板の表面上にＷＳｉX を堆積するプロセスであって、 （ａ）基板の表面から窒素全てを除去する工程と、 （ｂ）圧力が０．５〜１０トール且つ温度が約５００〜
５７５℃の反応チャンバ内に、不活性なガスと、ジクロ
ロシランと、六弗化タングステンとの混合物を通過させ
(passing into)て、接着性のＷＳｉX 膜が該基板上に得
られる工程と、を含むＷＳｉX 堆積プロセス。 - 【請求項２】 前記不活性なガスがアルゴンである請求
項１に記載のＷＳｉX 堆積プロセス。 - 【請求項３】 基板の表面から窒素が除去される前記工
程が、アルゴンでパージすることにより行われる請求項
１に記載のＷＳｉX 堆積プロセス。 - 【請求項４】 アルゴンの流量約１００〜１０００ｓｃ
ｃｍと、ジクロロシランの流量約１３０〜３００ｓｃｃ
ｍと、六弗化タングステンの流量約１〜６ｓｃｃｍとが
用いられる請求項１に記載のＷＳｉX 堆積プロセス。 - 【請求項５】 前記温度が約５５０℃である請求項１に
記載のＷＳｉX 堆積プロセス。 - 【請求項６】 前記圧力が約１〜３トールである請求項
１に記載のＷＳｉX堆積プロセス。 - 【請求項７】 前記基板がシリコンウエハである請求項
１に記載のＷＳｉX堆積プロセス。 - 【請求項８】 前記基板が、ポリシリコンの層をその上
に有するシリコンウエハである請求項１に記載のＷＳｉ
X 堆積プロセス。 - 【請求項９】 前記基板が、酸化珪素の層をその上に有
するシリコンウエハである請求項１に記載のＷＳｉX 堆
積プロセス。 - 【請求項１０】前記チャンバが移送チャンバに取り付け
られ、且つ前記移送チャンバがアルゴン雰囲気を有する
請求項１に記載のＷＳｉX 堆積プロセス。 - 【請求項１１】 単一基板ないし枚葉式の低圧化学気相
成長チャンバに接続された移送チャンバを備えるマルチ
チャンバ真空システムにおいて、シリコンウエハの表面
上にＷＳｉX を堆積するプロセスであって、 （ａ）前記移送チャンバ内に不活性なガスの雰囲気を維
持する工程と、 （ｂ）圧力が０．５〜１０トール且つ温度が約５００〜
５７５℃の前記堆積チャンバ内に、不活性なガスキャリ
アと、ジクロロシランと、六弗化タングステンとの混合
物を通過させて、接着性のＷＳｉX 膜が該ウエハ上に堆
積される工程と、を含むＷＳｉX 堆積プロセス。 - 【請求項１２】 前記不活性なガスがアルゴンである請
求項１１に記載のＷＳｉX 堆積プロセス。 - 【請求項１３】 前記ウエハがその上にポリシリコンの
層を有する請求項１１に記載のＷＳｉX 堆積プロセス。 - 【請求項１４】 低圧化学気相成長チャンバ内で半導体
基板の表面上にＷＳｉX を堆積するプロセスであって、 （ａ）基板の表面から窒素全てを除去する工程と、 （ｂ）接着性のＷＳｉX 膜が該基板上に得られるよう
に、反応チャンバ内に、不活性なガスと、ジクロロシラ
ンと、六弗化タングステンとの混合物を通過させる工程
と、を含むＷＳｉX 堆積プロセス。 - 【請求項１５】 前記反応チャンバが０．５〜１０トー
ルの圧力に維持される請求項１４に記載のＷＳｉX 堆積
プロセス。 - 【請求項１６】 前記反応チャンバが約５００〜５７５
℃の温度に維持される請求項１４に記載のＷＳｉX 堆積
プロセス。 - 【請求項１７】 約１トール以上の圧力でＷＳｉX の初
期の薄い層が堆積され、圧力が約１トール以下に減じら
れ、該減じられた圧力で堆積が継続される請求項１４に
記載のＷＳｉX 堆積プロセス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13652993A | 1993-10-14 | 1993-10-14 | |
| US08/136529 | 1993-10-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07172810A true JPH07172810A (ja) | 1995-07-11 |
Family
ID=22473231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6246234A Withdrawn JPH07172810A (ja) | 1993-10-14 | 1994-10-12 | ジクロロシラン及び六弗化タングステンからの接着性珪化タングステン膜の堆積 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0648859B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07172810A (ja) |
| KR (1) | KR100214906B1 (ja) |
| DE (1) | DE69404415T2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100269315B1 (ko) * | 1997-11-24 | 2000-11-01 | 윤종용 | 램프가열방식의매엽식장비를이용한반도체장치의제조방법 |
| KR100669141B1 (ko) | 2005-01-17 | 2007-01-15 | 삼성전자주식회사 | 오믹막 및 이의 형성 방법, 오믹막을 포함하는 반도체장치 및 이의 제조 방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2620736B1 (fr) * | 1987-09-17 | 1990-01-19 | France Etat | Procede de depot de siliciures de tungstene ou de molybdene |
| GB2222416B (en) * | 1988-08-31 | 1993-03-03 | Watkins Johnson Co | Processes using disilane |
| JP3163687B2 (ja) * | 1991-11-12 | 2001-05-08 | 富士通株式会社 | 化学気相成長装置及び化学気相成長膜形成方法 |
-
1994
- 1994-09-13 DE DE69404415T patent/DE69404415T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-13 EP EP94306699A patent/EP0648859B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-12 JP JP6246234A patent/JPH07172810A/ja not_active Withdrawn
- 1994-10-14 KR KR1019940026363A patent/KR100214906B1/ko not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69404415T2 (de) | 1997-12-04 |
| KR100214906B1 (ko) | 1999-08-02 |
| KR950012636A (ko) | 1995-05-16 |
| EP0648859A1 (en) | 1995-04-19 |
| DE69404415D1 (de) | 1997-09-04 |
| EP0648859B1 (en) | 1997-07-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |