JP2864515B2 - 金属シリサイドの成膜方法 - Google Patents
金属シリサイドの成膜方法Info
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- JP2864515B2 JP2864515B2 JP1044268A JP4426889A JP2864515B2 JP 2864515 B2 JP2864515 B2 JP 2864515B2 JP 1044268 A JP1044268 A JP 1044268A JP 4426889 A JP4426889 A JP 4426889A JP 2864515 B2 JP2864515 B2 JP 2864515B2
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Description
【発明の詳細な説明】 以下の順序に従って本発明を説明する。
A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来技術 D.発明が解決しようとする問題点［第２図］ E.問題点を解決するための手段 F.作用 G.実施例［第１図］ H.発明の効果 （A.産業上の利用分野） 本発明は金属シリサイドの成膜方法、特に形成する成
長膜の膜厚をより均一になるようにした新規な金属シリ
サイドの成膜方法に関する。
長膜の膜厚をより均一になるようにした新規な金属シリ
サイドの成膜方法に関する。
（B.発明の概要） 本発明は、金属シリサイドの成膜方法において、 形成する成長膜の膜厚をより均一にするため、被処理
基体近傍に触媒を配置してCVDを行うものである。
基体近傍に触媒を配置してCVDを行うものである。
（C.従来技術） 素子の微細化に伴いMOSトランジスタのゲート電極と
して多結晶シリコンよりも抵抗値を低くすることのでき
るタングステンポリサイド膜が用いられる傾向が生じて
いる。タングステンポリサイド膜は多結晶シリコン膜上
にタングステンシリサイドWSix膜を形成してなるもので
あり、このタングステンシリサイドWSix膜はCVDにより
形成される。そして、タングステンシリサイド膜のCVD
による形成は、通常、反応ガスとしてSiH4を用い、360
℃の温度で行われる。
して多結晶シリコンよりも抵抗値を低くすることのでき
るタングステンポリサイド膜が用いられる傾向が生じて
いる。タングステンポリサイド膜は多結晶シリコン膜上
にタングステンシリサイドWSix膜を形成してなるもので
あり、このタングステンシリサイドWSix膜はCVDにより
形成される。そして、タングステンシリサイド膜のCVD
による形成は、通常、反応ガスとしてSiH4を用い、360
℃の温度で行われる。
ところが、近年、反応ガスとしてWF6＋SiH2Cl2を用
い、600℃程度の温度でタングステンシリサイドWSix膜
を形成する技術が注目され始めている。というのは、こ
のように形成するとタングステンシリサイドWSix膜の密
着性が良好で、ステップカバレッジが良く、しかもフッ
素Ｆ含有量も少ない（数千分の１に減少する）からであ
る。
い、600℃程度の温度でタングステンシリサイドWSix膜
を形成する技術が注目され始めている。というのは、こ
のように形成するとタングステンシリサイドWSix膜の密
着性が良好で、ステップカバレッジが良く、しかもフッ
素Ｆ含有量も少ない（数千分の１に減少する）からであ
る。
（D.発明が解決しようとする問題点）［第２図］ ところが、反応ガスとしてWF6＋SiH2Cl2を用いた場合
には、タングステンシリサイドWSix膜の膜厚及び膜質が
不均一になり、更にはシート抵抗も不均一になるという
問題に直面する。このことは1988年秋季応用物理学会予
稿集第581頁、第582頁（講演ナンバー4p−Ａ−５、4p−
Ａ−６）においても紹介されている。
には、タングステンシリサイドWSix膜の膜厚及び膜質が
不均一になり、更にはシート抵抗も不均一になるという
問題に直面する。このことは1988年秋季応用物理学会予
稿集第581頁、第582頁（講演ナンバー4p−Ａ−５、4p−
Ａ−６）においても紹介されている。
かかる問題はタングステンシリサイドWSix膜の成長の
初期の段階における反応の強さ（激しさ）が半導体ウエ
ハ内で不均一になるため起きる。
初期の段階における反応の強さ（激しさ）が半導体ウエ
ハ内で不均一になるため起きる。
そこで、本願発明者が反応の強さが半導体ウエハ内で
不均一になる原因を追究したところ、半導体ウエハへの
タングステンシリサイドWSix膜のCVDを行う前に装置内
面にコーティングしたタングステンシリサイドWSix膜が
触媒として作用し、半導体ウエハ周縁部上における気相
成長反応を中央部上における気相成長反応よりも強く
（謂わば激しく）することが判明した。この点について
詳しく説明すると次のとおりである。
不均一になる原因を追究したところ、半導体ウエハへの
タングステンシリサイドWSix膜のCVDを行う前に装置内
面にコーティングしたタングステンシリサイドWSix膜が
触媒として作用し、半導体ウエハ周縁部上における気相
成長反応を中央部上における気相成長反応よりも強く
（謂わば激しく）することが判明した。この点について
詳しく説明すると次のとおりである。
半導体ウエハ表面にCVD膜を形成する場合にはCVD膜へ
の不純物の混入を防止するため、予め装置内面に形成し
ようとするCVD膜と同じ材質の膜をコーティングしてお
くのが普通である。従って、そのコーティングを終え半
導体基板をサセプタ上に配置してCVDを開始したときは
第２図に示すような状態になる。同図において、ａはサ
セプタ、ｂはサセプタａの表面に予めコーティングされ
たタングステンシリサイドWSix膜、ｃは半導体ウエハで
ある。
の不純物の混入を防止するため、予め装置内面に形成し
ようとするCVD膜と同じ材質の膜をコーティングしてお
くのが普通である。従って、そのコーティングを終え半
導体基板をサセプタ上に配置してCVDを開始したときは
第２図に示すような状態になる。同図において、ａはサ
セプタ、ｂはサセプタａの表面に予めコーティングされ
たタングステンシリサイドWSix膜、ｃは半導体ウエハで
ある。
そして、そのタングステンシリサイドWSix膜は反応ガ
スWF6＋SiH2Cl2を用いたタングステンシリサイドWSix膜
の成長反応に対してその反応を促進させる触媒として作
用してしまう。つまり、タングステンシリサイドWSixは
その反応を促進する触媒としての性質を有しているので
ある。そのため、タングステンシリサイドWSixを成長さ
せる反応は半導体ウエハｃの中央部上よりも周縁部上の
方が激しい。というのは、コーティングされたタングス
テンシリサイドWSix膜ｂのうちの半導体ウエハｃ周辺に
あたる部分ｄが触媒として作用して半導体ウエハｃの周
縁部ｄ上における反応を促進させるからである。それに
対して半導体ウエハｃの中央部はそのタングステンシリ
サイド膜ｄから遠いので反応が促進せしめられないので
あり、従って、周縁部との間に膜厚、更には膜質の差が
生じることになるのである。
スWF6＋SiH2Cl2を用いたタングステンシリサイドWSix膜
の成長反応に対してその反応を促進させる触媒として作
用してしまう。つまり、タングステンシリサイドWSixは
その反応を促進する触媒としての性質を有しているので
ある。そのため、タングステンシリサイドWSixを成長さ
せる反応は半導体ウエハｃの中央部上よりも周縁部上の
方が激しい。というのは、コーティングされたタングス
テンシリサイドWSix膜ｂのうちの半導体ウエハｃ周辺に
あたる部分ｄが触媒として作用して半導体ウエハｃの周
縁部ｄ上における反応を促進させるからである。それに
対して半導体ウエハｃの中央部はそのタングステンシリ
サイド膜ｄから遠いので反応が促進せしめられないので
あり、従って、周縁部との間に膜厚、更には膜質の差が
生じることになるのである。
本願発明者はこのように問題の発生する原因を突き止
めたうえで更に問題を解決する手段を追究した結果本発
明を完成するに至ったものである。
めたうえで更に問題を解決する手段を追究した結果本発
明を完成するに至ったものである。
しかして、本発明は、形成する成長膜の膜厚をより均
一にすることのできる新規な金属シリサイドの成膜方法
を提供することを目的とする。
一にすることのできる新規な金属シリサイドの成膜方法
を提供することを目的とする。
（F.問題点を解決するための手段） 本発明金属シリサイドの成膜方法は、上記問題点を解
決するため、被処理基体近傍に触媒を配置してCVDによ
り金属シリサイドを成膜することを特徴とする。
決するため、被処理基体近傍に触媒を配置してCVDによ
り金属シリサイドを成膜することを特徴とする。
（F.作用） 本発明金属シリサイドの成膜方法によれば、被処理基
体近傍に触媒を配置してCVDを進行させるので、被処理
基体の周辺に存在するコーティング膜の触媒作用により
促進せしめられたところの被処理基体周縁部上における
気相成長反応と同程度の激しさの反応をその配置した触
媒により被処理基体中央部上においても生ぜしめること
ができ、延いては反応の激しさを被処理基体全面に渡っ
て均一にすることができる。従って、形成する成長膜の
膜厚、更には膜質をより均一にすることができる。
体近傍に触媒を配置してCVDを進行させるので、被処理
基体の周辺に存在するコーティング膜の触媒作用により
促進せしめられたところの被処理基体周縁部上における
気相成長反応と同程度の激しさの反応をその配置した触
媒により被処理基体中央部上においても生ぜしめること
ができ、延いては反応の激しさを被処理基体全面に渡っ
て均一にすることができる。従って、形成する成長膜の
膜厚、更には膜質をより均一にすることができる。
（G.実施例）［第１図］ 以下、本発明金属シリサイドの成膜方法を図示実施例
に従って詳細に説明する。
に従って詳細に説明する。
第１図は本発明金属シリサイドの成膜方法の一つの実
施例に用いるCVD装置の一例を示す断面図である。同図
において１は反応室、２は水冷チャックで、反応室１の
天井の中央部に形成された孔に嵌合されている。３はチ
ャック１の上部に取り付けられたクォーツウィンドウ、
４は該クォーツウインドウ３の上側に配置された加熱用
ハロゲンランプ、５は上記チャック２の下端部に配置さ
れた半導体ウエハで、CVD膜が形成される側の面を下向
きにされてウエハクランパ６によってクランプされてい
る。
施例に用いるCVD装置の一例を示す断面図である。同図
において１は反応室、２は水冷チャックで、反応室１の
天井の中央部に形成された孔に嵌合されている。３はチ
ャック１の上部に取り付けられたクォーツウィンドウ、
４は該クォーツウインドウ３の上側に配置された加熱用
ハロゲンランプ、５は上記チャック２の下端部に配置さ
れた半導体ウエハで、CVD膜が形成される側の面を下向
きにされてウエハクランパ６によってクランプされてい
る。
７はガスミックス室で、反応室１の底板中央部に形成
された孔を介して反応室１と連通されており、該ガスミ
ックス室７の底板中央部にはガス供給管８が嵌合されて
いる。そして、該ガス供給管８によって下側から反応室
１内に上向きに反応ガス（本例ではWF6＋SiH2Cl2）が供
給される。９は反応室１の底板中央部の上記孔の周縁に
上向きに嵌合されたガスダクトである。
された孔を介して反応室１と連通されており、該ガスミ
ックス室７の底板中央部にはガス供給管８が嵌合されて
いる。そして、該ガス供給管８によって下側から反応室
１内に上向きに反応ガス（本例ではWF6＋SiH2Cl2）が供
給される。９は反応室１の底板中央部の上記孔の周縁に
上向きに嵌合されたガスダクトである。
10はタングステンＷからなるグリッド（格子）状の触
媒で、CVD膜を形成すべき面を下向きにした上記半導体
基板５の稍下側にその面と対向するように配置されてい
る。このようにタングステンＷからなるグリッド状の触
媒10が設けられていることが本体CVD装置の従来の通常
のCVD装置に対する特長点となっている。
媒で、CVD膜を形成すべき面を下向きにした上記半導体
基板５の稍下側にその面と対向するように配置されてい
る。このようにタングステンＷからなるグリッド状の触
媒10が設けられていることが本体CVD装置の従来の通常
のCVD装置に対する特長点となっている。
このような本CVD装置を用いて金属シリサイドの成膜
を行えば、タングステンＷからなる触媒10が反応ガスWF
6＋SiH2Cl2によりタングステンシリサイドWSix膜を形成
する気相成長反応に対しての触媒になるので、半導体ウ
エハ５表面全面にわたって反応が一様な強さで起きるよ
うにできる。というのは、本金属シリサイドの成膜方法
によりCVDを行う場合においても予めCVD装置内面にタン
グステンシリサイドWSix膜をコーティングしておくの
で、若し触媒10がないと仮定した場合には半導体ウエハ
５の周縁部がそのタングステンシリサイドWSix膜に近く
なりその触媒作用により該周縁部上においては中央部上
においてより激しい反応が生じ、タングステンシリサイ
ドWSix膜の膜厚には半導体ウエハ周縁部で厚く、中央部
で薄くなる傾向の面内不均一が生じるのである。しか
し、本CVD装置には触媒10があるので、半導体ウエハ５
の中央部も触媒に近くなり、半導体ウエハ５の全面にお
いて均一な強さ（激しさ）をもって反応が生じるように
することができるのである。これは、単に膜厚の面内均
一性を高めるだけでなく、膜質の面内均一性を高める要
因ともなる。
を行えば、タングステンＷからなる触媒10が反応ガスWF
6＋SiH2Cl2によりタングステンシリサイドWSix膜を形成
する気相成長反応に対しての触媒になるので、半導体ウ
エハ５表面全面にわたって反応が一様な強さで起きるよ
うにできる。というのは、本金属シリサイドの成膜方法
によりCVDを行う場合においても予めCVD装置内面にタン
グステンシリサイドWSix膜をコーティングしておくの
で、若し触媒10がないと仮定した場合には半導体ウエハ
５の周縁部がそのタングステンシリサイドWSix膜に近く
なりその触媒作用により該周縁部上においては中央部上
においてより激しい反応が生じ、タングステンシリサイ
ドWSix膜の膜厚には半導体ウエハ周縁部で厚く、中央部
で薄くなる傾向の面内不均一が生じるのである。しか
し、本CVD装置には触媒10があるので、半導体ウエハ５
の中央部も触媒に近くなり、半導体ウエハ５の全面にお
いて均一な強さ（激しさ）をもって反応が生じるように
することができるのである。これは、単に膜厚の面内均
一性を高めるだけでなく、膜質の面内均一性を高める要
因ともなる。
そして、本実施例において触媒10として用いられるタ
ングステンＷは成膜しようとするタングステンシリサイ
ドWSix膜を構成する金属原子であるので、触媒10が成膜
に対する汚染源になることはない。というのは、仮に触
媒10の一部が何等かの原因で、例えば欠ける等して成
膜、即ち、タングステンシリサイドWSix膜の表面に付着
したとしても、その付着した触媒のかけらはタングステ
ンなのでそれが反応ガスと反応してタングステンシリサ
イド膜WSixをつくって成膜の一部を成し、従って、異分
子、異原子にはならないからである。
ングステンＷは成膜しようとするタングステンシリサイ
ドWSix膜を構成する金属原子であるので、触媒10が成膜
に対する汚染源になることはない。というのは、仮に触
媒10の一部が何等かの原因で、例えば欠ける等して成
膜、即ち、タングステンシリサイドWSix膜の表面に付着
したとしても、その付着した触媒のかけらはタングステ
ンなのでそれが反応ガスと反応してタングステンシリサ
イド膜WSixをつくって成膜の一部を成し、従って、異分
子、異原子にはならないからである。
尚、タングステンＷからなる触媒10をグリッド状にす
るのは、反応ガスの流れが所望通りになることの妨げに
ならないようにする為である。
るのは、反応ガスの流れが所望通りになることの妨げに
ならないようにする為である。
尚、タングステンからなるグリッド状の触媒10に電流
を流すことにより該触媒10自身の温度を高め、それにに
より触媒能力を高めることができる。そして、その電流
値をコントロールすることにより触媒能のコントロール
をすることができる。この触媒能力はタングステンシリ
サイドWSix膜の成長速度、膜質を左右するので、触媒能
力のコントロールにより成長速度、膜質をコントロール
することができるのである。
を流すことにより該触媒10自身の温度を高め、それにに
より触媒能力を高めることができる。そして、その電流
値をコントロールすることにより触媒能のコントロール
をすることができる。この触媒能力はタングステンシリ
サイドWSix膜の成長速度、膜質を左右するので、触媒能
力のコントロールにより成長速度、膜質をコントロール
することができるのである。
ところで、タングステンからなる触媒10の温度が600
℃以上になると触媒10自身にもタングステンシリサイド
WSixが堆積する。しかし、タングステンシリサイドWSix
もWF6＋SiH2Cl2によりWSix膜を成長させる反応に対して
触媒として機能し得るので、本発明の効果が失われるこ
とはない。
℃以上になると触媒10自身にもタングステンシリサイド
WSixが堆積する。しかし、タングステンシリサイドWSix
もWF6＋SiH2Cl2によりWSix膜を成長させる反応に対して
触媒として機能し得るので、本発明の効果が失われるこ
とはない。
尚、上記実施例においては、タングステンＷからなる
触媒10がグリッド（格子）状に形成されていたが、これ
は反応ガスの流れを所望通りにすることの妨げにならな
いようにするためである。従って、タングステンＷをグ
リッド状ではなく例えば平板状にしても所望通りのガス
の流れが得られる場合には、グリッド状にすることは必
要ではない。即ち、触媒の形状は格子状に限定されるも
のではなく、第１図に示したCVD装置を用いて行う上述
した金属シリサイドの成膜方法は、本発明のあくまで一
実施例にすぎないものである。
触媒10がグリッド（格子）状に形成されていたが、これ
は反応ガスの流れを所望通りにすることの妨げにならな
いようにするためである。従って、タングステンＷをグ
リッド状ではなく例えば平板状にしても所望通りのガス
の流れが得られる場合には、グリッド状にすることは必
要ではない。即ち、触媒の形状は格子状に限定されるも
のではなく、第１図に示したCVD装置を用いて行う上述
した金属シリサイドの成膜方法は、本発明のあくまで一
実施例にすぎないものである。
また、触媒機能さえあればタングステンＷに代えて他
の材質のものを用いて触媒10としても良い。一般に、金
属であれば触媒としての働きをする。
の材質のものを用いて触媒10としても良い。一般に、金
属であれば触媒としての働きをする。
このように、本発明金属シリサイドの成膜方法には種
々の変形例が考えられ得る。
々の変形例が考えられ得る。
（H.発明の効果） 以上に述べたように、本発明金属シリサイドの成膜方
法の第１のものは、被処理基体近傍に触媒を配置してCV
Dにより金属シリサイドを成膜することを特徴とする。
法の第１のものは、被処理基体近傍に触媒を配置してCV
Dにより金属シリサイドを成膜することを特徴とする。
従って、本発明金属シリサイドの成膜方法の第１のも
のによれば、被処理基体近傍に触媒を配置してCVDを行
うので、被処理基体の周辺に存在するコーティング膜の
触媒作用により促進されるところの被処理基体周縁部上
における気相成長反応と同程度の激しさの反応をその触
媒により被処理基体中央部上においても生ぜしめること
ができ、反応の激しさを被処理基体全面に渡って均一に
することができる。従って、形成する成長膜の膜厚、そ
して膜質をより均一にすることができる。
のによれば、被処理基体近傍に触媒を配置してCVDを行
うので、被処理基体の周辺に存在するコーティング膜の
触媒作用により促進されるところの被処理基体周縁部上
における気相成長反応と同程度の激しさの反応をその触
媒により被処理基体中央部上においても生ぜしめること
ができ、反応の激しさを被処理基体全面に渡って均一に
することができる。従って、形成する成長膜の膜厚、そ
して膜質をより均一にすることができる。
本発明金属シリサイドの成膜方法の第２のものは、本
発明金属シリサイドの成膜方法の第１のものにおいて、
触媒物質が成膜される金属シリサイドを構成する金属元
素からなることを特徴とする。
発明金属シリサイドの成膜方法の第１のものにおいて、
触媒物質が成膜される金属シリサイドを構成する金属元
素からなることを特徴とする。
従って、本発明金属シリサイドの成膜方法の第２のも
のによれば、触媒物質が成膜される金属シリサイドに対
する汚染源になることはないので、汚染度を高めること
なく本発明金属シリサイドの成膜方法の第１のものによ
る効果を享受できるという効果を奏する。というのは、
仮に触媒の一部が何等かの原因で、例えば欠ける等して
成膜途中の金属シリサイド膜の表面に付着したとして
も、その付着した触媒のかけらはその金属シリサイドを
構成する金属原子からなるのでそれが反応ガスと反応し
て成膜しようとする金属シリサイドを作り、従って成膜
の一部を成し、異分子、異原子にはならないからであ
る。
のによれば、触媒物質が成膜される金属シリサイドに対
する汚染源になることはないので、汚染度を高めること
なく本発明金属シリサイドの成膜方法の第１のものによ
る効果を享受できるという効果を奏する。というのは、
仮に触媒の一部が何等かの原因で、例えば欠ける等して
成膜途中の金属シリサイド膜の表面に付着したとして
も、その付着した触媒のかけらはその金属シリサイドを
構成する金属原子からなるのでそれが反応ガスと反応し
て成膜しようとする金属シリサイドを作り、従って成膜
の一部を成し、異分子、異原子にはならないからであ
る。
第１図は本発明金属シリサイドの成膜方法の一つの実施
例に使用するCVD装置の一例を示す断面図、第２図は発
明が解決しようとする問題点を説明するための断面図で
ある。 符号の説明 ５……被処理基体、10……触媒。
例に使用するCVD装置の一例を示す断面図、第２図は発
明が解決しようとする問題点を説明するための断面図で
ある。 符号の説明 ５……被処理基体、10……触媒。
Claims (2)
- 【請求項１】被処理基体近傍に反応ガスの分解を促進す
る触媒機能を有する触媒物質を配置してCVDにより上記
被処理基体表面に金属シリサイドを成膜する ことを特徴とする金属シリサイドの成膜方法 - 【請求項２】触媒物質が成膜される金属シリサイドを構
成する金属元素からなる ことを特徴とする請求項（１）に記載の金属シリサイド
の成膜方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1044268A JP2864515B2 (ja) | 1989-02-25 | 1989-02-25 | 金属シリサイドの成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1044268A JP2864515B2 (ja) | 1989-02-25 | 1989-02-25 | 金属シリサイドの成膜方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02224227A JPH02224227A (ja) | 1990-09-06 |
| JP2864515B2 true JP2864515B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=12686770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1044268A Expired - Lifetime JP2864515B2 (ja) | 1989-02-25 | 1989-02-25 | 金属シリサイドの成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2864515B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS495270A (ja) * | 1972-04-29 | 1974-01-17 | ||
| JPS6417868A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-20 | Anelva Corp | Apparatus and method for forming film |
-
1989
- 1989-02-25 JP JP1044268A patent/JP2864515B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02224227A (ja) | 1990-09-06 |
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