JP2772416B2 - 成膜方法 - Google Patents
成膜方法Info
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- JP2772416B2 JP2772416B2 JP2062402A JP6240290A JP2772416B2 JP 2772416 B2 JP2772416 B2 JP 2772416B2 JP 2062402 A JP2062402 A JP 2062402A JP 6240290 A JP6240290 A JP 6240290A JP 2772416 B2 JP2772416 B2 JP 2772416B2
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- Japan
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- film
- forming method
- film forming
- gas
- etching
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、成膜方法に関する。
（従来の技術） 近年、超LSI等、集積回路の高集積化、高速度化、高
密度化に伴い、ゲート電極やコンタクトホールやスルー
ホール等の形成のために、多結晶シリコン（ポリシリコ
ン）に較べ、抵抗が１桁以上低いタングステン（Ｗ）等
の高融点金属の金属薄膜を形成する技術が重要となりつ
つある。
密度化に伴い、ゲート電極やコンタクトホールやスルー
ホール等の形成のために、多結晶シリコン（ポリシリコ
ン）に較べ、抵抗が１桁以上低いタングステン（Ｗ）等
の高融点金属の金属薄膜を形成する技術が重要となりつ
つある。
すなわち、例えばシリコン（Si）からなる半導体ウエ
ハ上のコンタクトホールを考えた場合、SiO2膜の形成さ
れていない部位に例えばＷを堆積して金属薄膜を形成
し、その上にアルミニウム配線を施す。
ハ上のコンタクトホールを考えた場合、SiO2膜の形成さ
れていない部位に例えばＷを堆積して金属薄膜を形成
し、その上にアルミニウム配線を施す。
このように、パターンニングされた半導体ウエハの所
望成膜部位のみに金属薄膜層を形成する方法としては、
従来から半導体ウエハ全面に金属薄膜を形成し、この後
エッチバックする方法があるが、最近では、所望成膜部
位のみに選択的に金属薄膜を形成することにより、エッ
チバック工程を省略することのできる成膜方法が開発さ
れている。つまり、この成膜方法では、SiO2とSiの反応
性の違いを利用して、Si上にのみＷ等を化学気相成長さ
せて金属薄膜を形成するものである。
望成膜部位のみに金属薄膜層を形成する方法としては、
従来から半導体ウエハ全面に金属薄膜を形成し、この後
エッチバックする方法があるが、最近では、所望成膜部
位のみに選択的に金属薄膜を形成することにより、エッ
チバック工程を省略することのできる成膜方法が開発さ
れている。つまり、この成膜方法では、SiO2とSiの反応
性の違いを利用して、Si上にのみＷ等を化学気相成長さ
せて金属薄膜を形成するものである。
また、このような選択的な成膜を行う際には、Si表面
（成膜部位）に自然酸化膜（SiO2膜）が形成されている
と成膜が阻害されてしまう。このため、最近では成膜前
にエッチングによりSi表面の自然酸化膜を除去するプリ
エッチを行う方法が採用されている。
（成膜部位）に自然酸化膜（SiO2膜）が形成されている
と成膜が阻害されてしまう。このため、最近では成膜前
にエッチングによりSi表面の自然酸化膜を除去するプリ
エッチを行う方法が採用されている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の成膜方法では、成膜部
位に形成された自然酸化膜の影響を排除することができ
るものの、不所望部位（SiO2膜の形成されている部位）
に島状にタングステンが成膜され、選択性が低下してし
まうという問題があった。
位に形成された自然酸化膜の影響を排除することができ
るものの、不所望部位（SiO2膜の形成されている部位）
に島状にタングステンが成膜され、選択性が低下してし
まうという問題があった。
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、不所望部位に成膜されることを防止することがで
き、従来に較べて選択性の向上を図ることのできる成膜
方法を提供しようとするものである。
で、不所望部位に成膜されることを防止することがで
き、従来に較べて選択性の向上を図ることのできる成膜
方法を提供しようとするものである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち、請求項１の発明は、被処理基板の成膜部位
に選択的に膜を気相成長させて成膜するに際し、 前記被処理基板の成膜部位に形成された自然酸化膜を
プラズマエッチングにより除去するプリエッチ工程と、 このプリエッチ工程の後、前記被処理基板に紫外線を
照射して前記プリエッチ工程で前記被処理基板に付着し
たガスを除去する紫外線照射工程と、 この紫外線照射工程の後、前記被処理基板に成膜する
成膜工程とを、 真空雰囲気中のみで順次行うことを特徴とする。
に選択的に膜を気相成長させて成膜するに際し、 前記被処理基板の成膜部位に形成された自然酸化膜を
プラズマエッチングにより除去するプリエッチ工程と、 このプリエッチ工程の後、前記被処理基板に紫外線を
照射して前記プリエッチ工程で前記被処理基板に付着し
たガスを除去する紫外線照射工程と、 この紫外線照射工程の後、前記被処理基板に成膜する
成膜工程とを、 真空雰囲気中のみで順次行うことを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の成膜方法に
おいて、 前記プリエッチ工程で、NF3ガスとN2ガスを用いたプ
ラズマエッチングによりSiO2膜を除去することを特徴と
する。
おいて、 前記プリエッチ工程で、NF3ガスとN2ガスを用いたプ
ラズマエッチングによりSiO2膜を除去することを特徴と
する。
また、請求項３の発明は、請求項１〜２のいずれか１
項記載の成膜方法において、 前記紫外線照射工程で、減圧雰囲気下において波長15
0〜300nmの紫外線を照射することを特徴とする成膜方
法。
項記載の成膜方法において、 前記紫外線照射工程で、減圧雰囲気下において波長15
0〜300nmの紫外線を照射することを特徴とする成膜方
法。
また、請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１
項記載の成膜方法において、 前記成膜工程で、タングステン膜を成膜することを特
徴とする。
項記載の成膜方法において、 前記成膜工程で、タングステン膜を成膜することを特
徴とする。
（作 用） 本発明者等が詳査したところ、前述した如く不所望部
位に島状にタングステンが成膜されてしまうのは、例え
ばプリエッチ工程において用いたガス成分等がSiO2膜に
吸着されて残留し、この残留成分を核として例えばＷが
異常成長することが一因となっていることが判明した。
位に島状にタングステンが成膜されてしまうのは、例え
ばプリエッチ工程において用いたガス成分等がSiO2膜に
吸着されて残留し、この残留成分を核として例えばＷが
異常成長することが一因となっていることが判明した。
そこで、本発明の成膜方法では、自然酸化膜を除去す
るプリエッチ工程の後、被処理基板に紫外線を照射する
ことにより、プリエッチ工程において用いたガス成分等
の残留成分を除去し、この後、成膜を実施することによ
り、不所望部位に成膜されることを防止し、選択性を向
上させる。
るプリエッチ工程の後、被処理基板に紫外線を照射する
ことにより、プリエッチ工程において用いたガス成分等
の残留成分を除去し、この後、成膜を実施することによ
り、不所望部位に成膜されることを防止し、選択性を向
上させる。
（実施例） 以下、本発明方法を半導体ウエハにタングステン膜を
選択的に形成する成膜方法に適用した一実施例を、図面
を参照して説明する。
選択的に形成する成膜方法に適用した一実施例を、図面
を参照して説明する。
第１図（ａ）に示すように、シリコン（Si）製の半導
体ウエハ１の表面には、例えばフォトリソグラフィー等
により、所望パターンのSiO2膜２が形成されている。こ
のようなSiO2膜２の間には、半導体ウエハ１を構成する
Siが露出した部位例えばコンタクトホール３が形成され
ている。このようなコンタクトホール３のSi露出部位に
は、例えば搬送中等に空気と接触することにより、自然
酸化膜４が形成されている。なお、このような自然酸化
膜４は、通常厚さ１〜1.5nm程度である。
体ウエハ１の表面には、例えばフォトリソグラフィー等
により、所望パターンのSiO2膜２が形成されている。こ
のようなSiO2膜２の間には、半導体ウエハ１を構成する
Siが露出した部位例えばコンタクトホール３が形成され
ている。このようなコンタクトホール３のSi露出部位に
は、例えば搬送中等に空気と接触することにより、自然
酸化膜４が形成されている。なお、このような自然酸化
膜４は、通常厚さ１〜1.5nm程度である。
そして、この実施例では、第１図（ｂ）に示すよう
に、上記半導体ウエハ１を、まずエッチング処理用チャ
ンバ内に収容し、エッチングガス例えばNF3ガスと希釈
用ガス例えばN2ガスを用いたプラズマエッチング等によ
り自然酸化膜４を除去するプリエッチを行う。
に、上記半導体ウエハ１を、まずエッチング処理用チャ
ンバ内に収容し、エッチングガス例えばNF3ガスと希釈
用ガス例えばN2ガスを用いたプラズマエッチング等によ
り自然酸化膜４を除去するプリエッチを行う。
この後、第１図（ｃ）に示すように、紫外線ランプ５
を設けた真空チャンバ内に半導体ウエハ１を配置し、減
圧雰囲気下で半導体ウエハ１に紫外線（波長例えば150
〜300nm）を例えば数十秒ないし数分程度照射する。
を設けた真空チャンバ内に半導体ウエハ１を配置し、減
圧雰囲気下で半導体ウエハ１に紫外線（波長例えば150
〜300nm）を例えば数十秒ないし数分程度照射する。
なお、このような紫外線の照射は、半導体ウエハ１の
SiO2膜表面に残留したガス（上記プリエッチ工程におい
て用いたガス）成分等を除去するためのものである。こ
のため、半導体ウエハ１に照射する紫外線の波長、照射
量、照射時間および真空チャンバ内の真空度等は、例え
ばプリエッチの条件（プリエッチに用いたガスの種類
等）等により、適宜選択する。
SiO2膜表面に残留したガス（上記プリエッチ工程におい
て用いたガス）成分等を除去するためのものである。こ
のため、半導体ウエハ１に照射する紫外線の波長、照射
量、照射時間および真空チャンバ内の真空度等は、例え
ばプリエッチの条件（プリエッチに用いたガスの種類
等）等により、適宜選択する。
また、上記紫外線の照射は、例えばエッチング処理用
のチャンバ内で行っても、別の真空チャンバ内で行って
もよい。
のチャンバ内で行っても、別の真空チャンバ内で行って
もよい。
しかる後、第１図（ｄ）に示すように、成膜処理（CV
D処理）用チャンバ内に半導体ウエハ１を配置し、この
半導体ウエハ１を所定温度に加熱、例えば赤外線ランプ
を照射して加熱するとともに、成膜処理用チャンバ内に
所定の膜成長ガス、例えばWF6およびSiH4と、キャリア
ガス例えばH2およびArを供給し、CVDにより選択的にタ
ングステン（Ｗ）膜６を形成する。すなわち、半導体ウ
エハ１上のコンタクトホール３内のみに選択的にタング
ステンを化学気相成長させてこの部位のみにタングステ
ン膜６を形成する。
D処理）用チャンバ内に半導体ウエハ１を配置し、この
半導体ウエハ１を所定温度に加熱、例えば赤外線ランプ
を照射して加熱するとともに、成膜処理用チャンバ内に
所定の膜成長ガス、例えばWF6およびSiH4と、キャリア
ガス例えばH2およびArを供給し、CVDにより選択的にタ
ングステン（Ｗ）膜６を形成する。すなわち、半導体ウ
エハ１上のコンタクトホール３内のみに選択的にタング
ステンを化学気相成長させてこの部位のみにタングステ
ン膜６を形成する。
すなわち、この実施例の成膜方法では、半導体ウエハ
１表面の成膜部位に形成された自然酸化膜４をプリエッ
チ工程で除去した後、この半導体ウエハ１に減圧雰囲気
下で紫外線を照射し、半導体ウエハ１のSiO2膜２表面に
残留したガス成分を除去し、この後、タングステンを化
学気相成長させて所望部位のみにタングステン膜６を形
成する。これらの工程は真空雰囲気中のみで実行するこ
とが望ましい。もちろん、ロードロック付きのマルチチ
ャンバで行ってもよい。
１表面の成膜部位に形成された自然酸化膜４をプリエッ
チ工程で除去した後、この半導体ウエハ１に減圧雰囲気
下で紫外線を照射し、半導体ウエハ１のSiO2膜２表面に
残留したガス成分を除去し、この後、タングステンを化
学気相成長させて所望部位のみにタングステン膜６を形
成する。これらの工程は真空雰囲気中のみで実行するこ
とが望ましい。もちろん、ロードロック付きのマルチチ
ャンバで行ってもよい。
したがって、SiO2膜２表面に残留したガス成分等を核
として、SiO2膜２表面にタングステンが化学気相成長す
ることを防止することができ、従来に較べて大幅に選択
性の向上を図ることができる。
として、SiO2膜２表面にタングステンが化学気相成長す
ることを防止することができ、従来に較べて大幅に選択
性の向上を図ることができる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の成膜方法によれば、不
所望部位に成膜されることを防止することができ、従来
に較べて選択性の向上を図ることができる。さらに、前
処理工程に使われたガスを紫外線を照射して取り除くこ
とで、良好な電気特性が得られる。
所望部位に成膜されることを防止することができ、従来
に較べて選択性の向上を図ることができる。さらに、前
処理工程に使われたガスを紫外線を照射して取り除くこ
とで、良好な電気特性が得られる。
第１図は本発明の一実施例の成膜方法を説明するための
図である。 １……半導体ウエハ、２……SiO2膜、３……コンタクト
ホール、４……自然酸化膜、５……紫外線ランプ、６…
…タングステン膜。
図である。 １……半導体ウエハ、２……SiO2膜、３……コンタクト
ホール、４……自然酸化膜、５……紫外線ランプ、６…
…タングステン膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 土屋 知久 (56)参考文献 特開 平２−166729（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−272750（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−41218（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】被処理基板の成膜部位に選択的に膜を気相
成長させて成膜するに際し、 前記被処理基板の成膜部位に形成された自然酸化膜をプ
ラズマエッチングにより除去するプリエッチ工程と、 このプリエッチ工程の後、前記被処理基板に紫外線を照
射して前記プリエッチ工程で前記被処理基板に付着した
ガスを除去する紫外線照射工程と、 この紫外線照射工程の後、前記被処理基板に成膜する成
膜工程とを、 真空雰囲気中のみで順次行うことを特徴とする成膜方
法。 - 【請求項２】請求項１記載の成膜方法において、 前記プリエッチ工程で、NF3ガスとN2ガスを用いたプラ
ズマエッチングによりSiO2膜を除去することを特徴とす
る成膜方法。 - 【請求項３】請求項１〜２のいずれか１項記載の成膜方
法において、 前記紫外線照射工程で、減圧雰囲気下において波長150
〜300nmの紫外線を照射することを特徴とする成膜方
法。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項記載の成膜方
法において、 前記成膜工程で、タングステン膜を成膜することを特徴
とする成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2062402A JP2772416B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2062402A JP2772416B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 成膜方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03263319A JPH03263319A (ja) | 1991-11-22 |
| JP2772416B2 true JP2772416B2 (ja) | 1998-07-02 |
Family
ID=13199110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2062402A Expired - Lifetime JP2772416B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2772416B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101515544B1 (ko) * | 2008-04-18 | 2015-04-30 | 주식회사 원익아이피에스 | 칼코제나이드 박막 형성방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02166729A (ja) * | 1988-12-21 | 1990-06-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 金属の堆積方法 |
| JP2832991B2 (ja) * | 1989-04-14 | 1998-12-09 | ソニー株式会社 | 多層配線形成方法および連続処理装置 |
-
1990
- 1990-03-13 JP JP2062402A patent/JP2772416B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101515544B1 (ko) * | 2008-04-18 | 2015-04-30 | 주식회사 원익아이피에스 | 칼코제나이드 박막 형성방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03263319A (ja) | 1991-11-22 |
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