JP2574822B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP2574822B2 JP2574822B2 JP30750687A JP30750687A JP2574822B2 JP 2574822 B2 JP2574822 B2 JP 2574822B2 JP 30750687 A JP30750687 A JP 30750687A JP 30750687 A JP30750687 A JP 30750687A JP 2574822 B2 JP2574822 B2 JP 2574822B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に係り、詳しくは、金
属の選択CVDによつて良好な電極や配線の形成するのに
好適な半導体装置の製造方法に関する。
属の選択CVDによつて良好な電極や配線の形成するのに
好適な半導体装置の製造方法に関する。
現在開発中のVLSIでは配線間，配線と電極間の接触
が、直径0.5μm,深さ１μｍ程度の高アスペクト比の絶
縁膜中の穴を通じて行なわれる。これらを達成するため
の技術として、導体、および半導体表面上にのみ選択的
に金属を成長させる、W,Mo等のCVD法が注目されてい
る。しかし巾１μｍ程度のＷやMoの膜を完全に選択的に
成長させることは難しく、特開昭61−113769号に記載の
ように、基板を塩化水素等で洗浄してからＷをCVD法に
より成長させる方法が提案されているだけである。
が、直径0.5μm,深さ１μｍ程度の高アスペクト比の絶
縁膜中の穴を通じて行なわれる。これらを達成するため
の技術として、導体、および半導体表面上にのみ選択的
に金属を成長させる、W,Mo等のCVD法が注目されてい
る。しかし巾１μｍ程度のＷやMoの膜を完全に選択的に
成長させることは難しく、特開昭61−113769号に記載の
ように、基板を塩化水素等で洗浄してからＷをCVD法に
より成長させる方法が提案されているだけである。
上記塩化水素等で基板を洗浄してからＷのCVDを行う
方法では、CVD温度が350℃以下でなければ充分な選択性
が得られないため、膜形成速度が遅く、量産には不向き
であるという問題があつた。
方法では、CVD温度が350℃以下でなければ充分な選択性
が得られないため、膜形成速度が遅く、量産には不向き
であるという問題があつた。
本発明の目的は、より高い反応温度でもW,MoのCVD反
応の選択性を保持することにより、短時間で多数の基板
に、W,MoをCVD法により成膜する方法を提供することに
ある。
応の選択性を保持することにより、短時間で多数の基板
に、W,MoをCVD法により成膜する方法を提供することに
ある。
上記目的は、基板、およびCVD炉内部のSiO2部分の表
面に存在する、化学的に活性な水酸基を、化学的に不活
性なシリルエーテル基に置換するという、表面処理を行
うことにより、達成される。
面に存在する、化学的に活性な水酸基を、化学的に不活
性なシリルエーテル基に置換するという、表面処理を行
うことにより、達成される。
SiO2（二酸化シリコン）、PSG（リンガラス）、BPSG
（ホウ化リンガラス）、Si3N4（窒化シリコン）、SiOXN
Y（オキシ窒化シリコン）などの表面には多数の水酸基
が存在している。たとえば通常のSiO2においては、大場
洋一著「ガラスの表面設計」，（近代編集社）P72〜P76
等に論じられているが、表面の水酸基の密度は10-12cm
-2当り、約５個と考えられている。この表面水酸基やこ
の水酸基に吸着した水は、WF6,MoF6あるいはWF6,MoF6と
Siの反応により生成したSiF4、あるいはWF6,MoF6と水素
の反応により生成した弗化水素（HF）などのガスを吸着
しやすく、これがCVDの選択性低下の原因と考えられ
る。一方水酸基がトリメチルシロキシ基などのシリルエ
ーテル基に置換された表面はWF6,SiF4等のガスを吸着し
にくいのでCVDの選択性が低下しない。
（ホウ化リンガラス）、Si3N4（窒化シリコン）、SiOXN
Y（オキシ窒化シリコン）などの表面には多数の水酸基
が存在している。たとえば通常のSiO2においては、大場
洋一著「ガラスの表面設計」，（近代編集社）P72〜P76
等に論じられているが、表面の水酸基の密度は10-12cm
-2当り、約５個と考えられている。この表面水酸基やこ
の水酸基に吸着した水は、WF6,MoF6あるいはWF6,MoF6と
Siの反応により生成したSiF4、あるいはWF6,MoF6と水素
の反応により生成した弗化水素（HF）などのガスを吸着
しやすく、これがCVDの選択性低下の原因と考えられ
る。一方水酸基がトリメチルシロキシ基などのシリルエ
ーテル基に置換された表面はWF6,SiF4等のガスを吸着し
にくいのでCVDの選択性が低下しない。
以下本発明の一実施例を説明する。
実施例１ 厚さ１μｍのSiO2からなる絶縁体表面と、絶縁膜内の
直径１μｍの穴を通し露出したシリコン表面を有する基
板を１％弗化水素水溶液に30秒浸し、シリコン表面の自
然酸化膜だけを除去後、３分間脱イオン水で洗浄し、イ
ソプロピルアルコール蒸気により乾燥したのち、１分間
ヘキサメチルジシラザン（（CH3）3SiNHSi（CH3）３）
（以下HMDSと略する）蒸気に接触させることにより、以
下の（１）の反応によりSiO2表面の水酸基をトリメチル
シロキシ基に置換した。
直径１μｍの穴を通し露出したシリコン表面を有する基
板を１％弗化水素水溶液に30秒浸し、シリコン表面の自
然酸化膜だけを除去後、３分間脱イオン水で洗浄し、イ
ソプロピルアルコール蒸気により乾燥したのち、１分間
ヘキサメチルジシラザン（（CH3）3SiNHSi（CH3）３）
（以下HMDSと略する）蒸気に接触させることにより、以
下の（１）の反応によりSiO2表面の水酸基をトリメチル
シロキシ基に置換した。
２（Si−OH）＋（CH3）3SiNHSi（CH3）３ →２（Si−Ｏ−Si（CH3）３＋NH3 …（１） 上記表面処理を行なつた基板を、同様にHMDS蒸気にさ
らした石英ガラス（SiO2）製カバーによりおおわれた加
熱ヒータ上にのせ、全圧0.75Torr,基板表面温度420℃，
水素とWF6の流量比100:1の条件下で、７分間タングステ
ンを化学蒸着した。
らした石英ガラス（SiO2）製カバーによりおおわれた加
熱ヒータ上にのせ、全圧0.75Torr,基板表面温度420℃，
水素とWF6の流量比100:1の条件下で、７分間タングステ
ンを化学蒸着した。
基板および、ヒータのカバーのSiO2表面上には全くタ
ングステンの膜は形成されていなかつたが、シリコン上
には厚さ約１μｍのタングステンが形成されていた。な
お、基板は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモル
ファスシリコン、シリコン−ゲルマニウム合金の難れで
あっても良い。
ングステンの膜は形成されていなかつたが、シリコン上
には厚さ約１μｍのタングステンが形成されていた。な
お、基板は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモル
ファスシリコン、シリコン−ゲルマニウム合金の難れで
あっても良い。
実施例２ 次なる実施例を示す。
厚さ１μｍのBPSGからなる体表面と上記絶縁膜内の直
径１μｍの接続孔を通し露出したタングステン表面を有
する基板を水素雰囲気中で加熱し、タングステン表面の
酸化物を還元した後、HMDS蒸気と接触させて、絶縁体表
面の水酸基をトリメチルシロキシ基に置換した。次に基
板をCVD反応容器内に装着し、最初の実施例と同様にＷ
のCVDを行なつた。タングステン上にはさらに約１μｍ
のタングステンが、形成されたが、BPSG上にはタングス
テンの膜はまつたく形成されなかつた。
径１μｍの接続孔を通し露出したタングステン表面を有
する基板を水素雰囲気中で加熱し、タングステン表面の
酸化物を還元した後、HMDS蒸気と接触させて、絶縁体表
面の水酸基をトリメチルシロキシ基に置換した。次に基
板をCVD反応容器内に装着し、最初の実施例と同様にＷ
のCVDを行なつた。タングステン上にはさらに約１μｍ
のタングステンが、形成されたが、BPSG上にはタングス
テンの膜はまつたく形成されなかつた。
本実施例では、基板とCVD反応容器内のHMDS処理を別
々に行なつていたが、装置の構成によつては、基板をCV
D反応容器内に装着後、200℃程度に加熱しながらHMDS蒸
気をCVD反応容器内に導入して、処理することも可能で
ある。また、HMDSの代りにトリメチルクロルシラン
（（CH3）3CiCl）（以下TMCSと略する）を用いても
（２）式の反応により絶縁膜表面の水酸基をトリメチル
シロキシ基に置換することが可能である。
々に行なつていたが、装置の構成によつては、基板をCV
D反応容器内に装着後、200℃程度に加熱しながらHMDS蒸
気をCVD反応容器内に導入して、処理することも可能で
ある。また、HMDSの代りにトリメチルクロルシラン
（（CH3）3CiCl）（以下TMCSと略する）を用いても
（２）式の反応により絶縁膜表面の水酸基をトリメチル
シロキシ基に置換することが可能である。
Si−OH＋（CH3）3SiCl →Si−Ｏ−Si（CH3）３＋HCl …（２） またTMCS処理,HMDS処理は、本実施例のように蒸気で
行なつてもよいし、それの液体中、あるいはトルエンな
どの溶液中で行なつてもよい。また、第１図に示すよう
に、絶縁膜表面の水酸基がすべてトリメチルシロキシ基
（R1＝R2＝R3＝CH3）に置換されなくても、立体効果の
ため表面の水酸基がかくれてしまえば、充分な効果が得
られる。
行なつてもよいし、それの液体中、あるいはトルエンな
どの溶液中で行なつてもよい。また、第１図に示すよう
に、絶縁膜表面の水酸基がすべてトリメチルシロキシ基
（R1＝R2＝R3＝CH3）に置換されなくても、立体効果の
ため表面の水酸基がかくれてしまえば、充分な効果が得
られる。
またシリルエーテル基がトリメチルシロキシ基以外の
もの、例えば第１図においてR1＝R2＝R3＝フエニル（C6
H5−），トリフルオロメチル（CF3−）、などでも同様
な効果が期待できる。
もの、例えば第１図においてR1＝R2＝R3＝フエニル（C6
H5−），トリフルオロメチル（CF3−）、などでも同様
な効果が期待できる。
また第２図に示すように、ジメチルジクロルシラン
（（CH3）2SiCl2,DMCS）と反応させた後、（R4＝R5＝CH
3）メタノールと反応させる（R6＝CH3）ことによつて
も、同様な効果が得られる。
（（CH3）2SiCl2,DMCS）と反応させた後、（R4＝R5＝CH
3）メタノールと反応させる（R6＝CH3）ことによつて
も、同様な効果が得られる。
なお以上のうちで、HMDS処理,TMCS処理、が簡便さの
点で優れているが、DMCSとメタノールで処理する方法も
高い効果が得られる。
点で優れているが、DMCSとメタノールで処理する方法も
高い効果が得られる。
以上、タングステンCVDに関して述べたが、モリブデ
ンのCVDに関しても同様な効果がある。
ンのCVDに関しても同様な効果がある。
本発明によれば、１μｍ程度の厚さのW,Moの化学蒸着
を選択的に行なうことができ、かつCVD反応容器内への
W,Moの付着が少ないので、装置のメンテナンスの回数が
減り、効率が上がる効果がある。
を選択的に行なうことができ、かつCVD反応容器内への
W,Moの付着が少ないので、装置のメンテナンスの回数が
減り、効率が上がる効果がある。
第１図および第２図は、シリルエーテル化されたSiO2の
表面を示す模式図である。
表面を示す模式図である。
Claims (6)
- 【請求項１】基体上に、前記基体の所望の領域が露出す
るような開口部を有し、かつ表面に水酸基を有する絶縁
膜を形成する第１の工程と、 前記水酸基をシリルエーテル基に置換する第２の工程
と、 前記第２の工程の後、前記開口部の前記基体上に選択的
にタングステン膜もしくはモリブデン膜を化学気相成長
法により形成する第３の工程とを有することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の半導体装置
の製造方法において、前記シリルエーテル基は、トリメ
チルシロキシ基、トリフェニルシロキシ基、またはトリ
トリフルオロメチル基の何れかであることを特徴とする
半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項に記載
の半導体装置の製造方法において、前記第２の工程は、
前記開口部を有する絶縁膜を形成した基体を、ヘキサメ
チルジシラザンもしくはトリメチルクロルシランにさら
して行われる工程であることを特徴とする半導体装置の
製造方法。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項乃至第３項何れかに
記載の半導体装置の製造方法において、前記絶縁膜は二
酸化シリコン、リンガラス、ホウ化リンガラス、窒化シ
リコン、またはオキシ窒化シリコンの何れかからなるこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】特許請求の範囲第１項乃至第４項何れかに
記載の半導体装置の製造方法において、前記基体は、半
導体基板上にタングステン膜を形成した基体であること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】特許請求の範囲第１項乃至第４項何れかに
記載の半導体装置の製造方法において、前記基体は、単
結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコ
ン、またはシリコン−ゲルマニウム合金のいずれかから
なる基体であることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30750687A JP2574822B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30750687A JP2574822B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01149423A JPH01149423A (ja) | 1989-06-12 |
| JP2574822B2 true JP2574822B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=17969899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30750687A Expired - Lifetime JP2574822B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2574822B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107533951A (zh) * | 2015-05-01 | 2018-01-02 | 应用材料公司 | 使用表面封端化学性质的薄膜电介质的选择性沉积 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5576247A (en) * | 1992-07-31 | 1996-11-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thin layer forming method wherein hydrophobic molecular layers preventing a BPSG layer from absorbing moisture |
| JP4859840B2 (ja) | 2005-10-03 | 2012-01-25 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 強誘電体メモリ装置およびその製造方法、半導体装置の製造方法 |
| US10453729B2 (en) | 2017-09-13 | 2019-10-22 | Toshiba Memory Corporation | Substrate treatment apparatus and substrate treatment method |
-
1987
- 1987-12-07 JP JP30750687A patent/JP2574822B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107533951A (zh) * | 2015-05-01 | 2018-01-02 | 应用材料公司 | 使用表面封端化学性质的薄膜电介质的选择性沉积 |
| CN107533951B (zh) * | 2015-05-01 | 2021-10-26 | 应用材料公司 | 使用表面封端化学性质的薄膜电介质的选择性沉积 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01149423A (ja) | 1989-06-12 |
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