JP3335417B2 - タングステン薄膜の形成方法 - Google Patents

タングステン薄膜の形成方法

Info

Publication number
JP3335417B2
JP3335417B2 JP09074593A JP9074593A JP3335417B2 JP 3335417 B2 JP3335417 B2 JP 3335417B2 JP 09074593 A JP09074593 A JP 09074593A JP 9074593 A JP9074593 A JP 9074593A JP 3335417 B2 JP3335417 B2 JP 3335417B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tungsten
thin film
film
contact hole
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP09074593A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06283610A (ja
Inventor
直毅 井谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP09074593A priority Critical patent/JP3335417B2/ja
Publication of JPH06283610A publication Critical patent/JPH06283610A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3335417B2 publication Critical patent/JP3335417B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、タングステン薄膜の形
成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体装置のコンタクト孔をタン
グステンで穴埋めして平坦化し、これにより、上層のア
ルミニウム配線の段切れを防止する技術が知られてい
る。このいわゆるタングステンプラグ技術においては、
タングステンを物理蒸着によりコンタクト孔内部に堆積
させる方法が採られてきたが、近年の微細化の進行に伴
いコンタクト孔のアスペクト比が大きくなると、物理蒸
着では、コンタクト孔内部に均一にタングステンを堆積
させることができなくなってきた。
【0003】そこで、コンタクト孔内部にCVD法によ
りタングステンを堆積させる技術が開発されてきた。こ
の従来のCVD法によるタングステンプラグ形成方法を
図4を参照して説明する。
【0004】図4(a)に示すように、シリコン基板1
に形成されたゲート酸化膜2上にゲート電極3がパター
ン形成されており、シリコン基板1内にはソース/ドレ
イン拡散層4が形成されている。そして、全面にSiO
2 からなる層間絶縁膜5が形成され、この層間絶縁膜5
のソース/ドレイン拡散層4の直上位置にコンタクト孔
6が形成されている。そして、コンタクト孔6の内面を
覆うようにTiN等のバリアメタル7が成膜されてい
る。
【0005】この状態で、図4(b)に示すように、C
VD法により全面に厚さ4000〜6000Åのタング
ステン8を堆積させる。CVDの条件は、原料ガスとし
て6フッ化タングステン(WF6 )ガス、還元ガスとし
て水素(H2 )ガスを用い、ガス流量比H2 /WF6
450/75(=6)、成膜圧力80Torr、基板温
度450℃で行う。
【0006】次に、図4(c)に示すように、タングス
テン8をエッチバックしてコンタクト孔6の内部にタン
グステンプラグ8′を残し、このタングステンプラグ
8′により平坦化されたコンタクト孔6の上にアルミニ
ウム配線9をパターン形成する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
CVD法によるタングステンプラグ形成方法では、コン
タクト孔6に対するステップカバレージの良い成膜条件
でCVDを行ってきたが、このような条件で成膜された
タングステン薄膜中には一般に1100MPa以上の非
常に大きな面内ストレスが残される。このため、タング
ステンで全体の配線を形成しようとした場合、このよう
な内部ストレスのために配線の信頼性が低いという問題
があった。
【0008】そこで、本発明の目的は、CVD法によ
り、低ストレスで且つ充分なステップカバレージを示す
タングステン薄膜を形成することができるタングステン
薄膜の形成方法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、層間絶縁膜に形成されたコンタクト孔
内に化学蒸着によりタングステン薄膜を埋め込むタング
ステン薄膜の形成方法において、還元ガスである水素ガ
スと原料ガスである6フッ化タングステンガスの流量比
2/WF6が50以上、成膜圧力が15〜40Torr
の条件で化学蒸着を行う。
【0010】
【作用】本発明は上記手段、すなわち、ガス流量比H2
/WF60以上とし且つ成膜圧力を15〜40To
rrとすることにより、低ストレスのタングステン薄膜
を得ることができ、良好なステップカバレージを得るこ
とができるものである。
【0011】
【実施例】以下、本発明を一実施例につき図1を参照し
て説明する。
【0012】図1は、本発明の方法により半導体装置の
タングステン配線を形成する工程を示したものである。
なお、この図1において、図4に示した従来技術と対応
する部分には同一の符号を付す。
【0013】この実施例においては、図4に示した従来
技術と同様、シリコン基板1に形成されたゲート酸化膜
2上にゲート電極3がパターン形成されており、シリコ
ン基板1内にはソース/ドレイン拡散層4が形成されて
いる。そして、全面にSiO2 からなる1μm厚程度の
層間絶縁膜5が形成され、この層間絶縁膜5のソース/
ドレイン拡散層4の直上位置に0.6μm径程度のコン
タクト孔6が形成されている。そして、コンタクト孔6
の内面を覆うように1000Å程度のTiNからなるバ
リアメタル7が成膜されている。
【0014】ここで、図2に、ガス流量比H2 /WF6
を種々に変更した時の成膜圧力とステップカバレージの
関係を示す。なお、このグラフにおいては、従来のCV
D法で採用されているガス流量比H2 /WF6 =6にお
けるステップカバレージを100〔%〕としている。こ
のグラフから、ガス流量比H2 /WF6 を大きくする
と、成膜圧力の増大に伴いステップカバレージが悪くな
ることが分かる。
【0015】一方、図3に、ガス流量比H2 /WF6
種々に変更した時の成膜圧力と膜中ストレスの関係を示
す。このグラフから、ガス流量比H2 /WF6 を大きく
し且つ成膜圧力を大きくすると、膜中ストレスが減少す
ることが分かる。
【0016】これら図2及び図3の関係から、ガス流量
比H2 /WF6 を30以上とし且つ成膜圧力を15〜4
0Torrとすると、従来よりも低ストレスのタングス
テン薄膜を得ることができ且つ従来の90%以内のステ
ップカバレージを維持することのできることが分かる。
【0017】本実施例においては、この状態で、図1
(b)に示すように、基板温度450℃、ガス流量比H
2 /WF6 =1800/36(=50)、成膜圧力40
Torrの条件のCVD法により膜厚約6000Åのタ
ングステン薄膜8を形成した。この条件により、コンタ
クト孔6の内部での成膜性(ステップカバレージ)が良
好な(約95%)タングステン薄膜8が形成された。ま
た、膜中のストレスは約950MPaであった。
【0018】次に、図1(c)に示すように、エッチバ
ックを行うことなく、タングステン薄膜8を所望の配線
パターンに加工し、タングステン配線8″を形成した。
この結果、不良率1%以下の高信頼性配線を形成するこ
とができた。
【0019】なお、本発明において、好ましくは、ガス
流量比H2 /WF6 が50以上で且つ成膜圧力が15〜
40Torrである。この条件により、ステップカバレ
ージが従来の90%以内で且つ膜中ストレスを900M
Pa以下に抑えることができる。
【0020】また、より好ましくは、ガス流量比H2
WF6 が90以上で且つ成膜圧力が15〜25Torr
である。この条件により、ステップカバレージが従来の
90%以内で且つ膜中ストレスを800MPa以下に抑
えることができる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、低ストレスで且つステ
ップカバレージの良いタングステン薄膜を形成すること
ができるので、コンタクト孔等の段差部での成膜性が良
く且つ信頼性の高いタングステン配線を形成することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるタングステン配線形成
工程を示す概略断面図である。
【図2】CVD時のガス流量比を種々に変更した時の成
膜圧力とステップカバレージの関係を示すグラフであ
る。
【図3】CVD時のガス流量比を種々に変更した時の成
膜圧力と膜中ストレスの関係を示すグラフである。
【図4】従来のタングステンプラグ形成工程を示す概略
断面図である。
【符号の説明】
1 シリコン基板 3 ゲート電極 4 ソース/ドレイン拡散層 5 SiO2 膜(層間絶縁膜) 6 コンタクト孔 7 バリアメタル 8 タングステン薄膜 8″ タングステン配線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3205 - 21/3213 H01L 21/768

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 層間絶縁膜に形成されたコンタクト孔内
    化学蒸着によりタングステン薄膜を埋め込むタングス
    テン薄膜の形成方法において、 還元ガスである水素ガスと原料ガスである6フッ化タン
    グステンガスの流量比H2/WF6が50以上、成膜圧力
    が15〜40Torrの条件で化学蒸着を行うことを特
    徴とするタングステン薄膜の形成方法。
JP09074593A 1993-03-25 1993-03-25 タングステン薄膜の形成方法 Expired - Fee Related JP3335417B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09074593A JP3335417B2 (ja) 1993-03-25 1993-03-25 タングステン薄膜の形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09074593A JP3335417B2 (ja) 1993-03-25 1993-03-25 タングステン薄膜の形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06283610A JPH06283610A (ja) 1994-10-07
JP3335417B2 true JP3335417B2 (ja) 2002-10-15

Family

ID=14007132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP09074593A Expired - Fee Related JP3335417B2 (ja) 1993-03-25 1993-03-25 タングステン薄膜の形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3335417B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6640215B2 (ja) * 2014-10-28 2020-02-05 フィニサー コーポレイション ヘッダサブアセンブリ及び関連する方法並びに光電子サブアセンブリ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
新実ひろ明、市川竜司、他,28a−ZA−5 ブランケットCVD W膜の評価,第37回応用物理学関係連合講演会 講演予稿集,日本,1990年3月28日,第2分冊,P.555

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06283610A (ja) 1994-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3175721B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH04142061A (ja) タングステンプラグの形成方法
JPH04346224A (ja) バリヤメタル構造の形成方法
JP2000323479A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3027946B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH06291084A (ja) 半導体装置及び半導体装置の中にタングステン接点を製造する方法
JPH08195384A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3335417B2 (ja) タングステン薄膜の形成方法
JPH05234935A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH0577290B2 (ja)
JP3248234B2 (ja) 埋め込みプラグの形成方法
JPH10172969A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3102555B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US5930670A (en) Method of forming a tungsten plug of a semiconductor device
JPH05291408A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3070577B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2733396B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2706388B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP3208608B2 (ja) 配線形成方法
JP2002280449A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0685081A (ja) 半導体装置およびその製造方法
KR100186985B1 (ko) 반도체 소자의 콘택홀 매립 금속배선 형성방법
JPH0817927A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH06268077A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0529478A (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20020625

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080802

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090802

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090802

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100802

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100802

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110802

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120802

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees