JPH02197571A - Formation of thin film and device thereof and semiconductor device obtained thereby - Google Patents

Formation of thin film and device thereof and semiconductor device obtained thereby

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JPH02197571A
JPH02197571A JP1496789A JP1496789A JPH02197571A JP H02197571 A JPH02197571 A JP H02197571A JP 1496789 A JP1496789 A JP 1496789A JP 1496789 A JP1496789 A JP 1496789A JP H02197571 A JPH02197571 A JP H02197571A
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Abstract

PURPOSE:To stably form a CVD film which is a few in impurities and has low resistance value even when a low-vapor pressure source is utilized by providing a conductance variable orifice between a source gas generating chamber and a reaction chamber of a CVD device utilized for production of a semiconductor. CONSTITUTION:A source gas generating chamber 1 is joined to a reaction chamber 2 via a plurality of conductance variable orifices 5. CVD source substance 13 housed in a vessel 14 is heated by a heater 7 and vaporized in the chamber 1. The inside of a reaction chamber 2 is exhausted and evacuated through an exhaust port 15 joined to an exhaust pump 12. A metallic pattern is formed by decomposition of source gas of organic metal having a complex structure on a base plate 6 heated by a heater 4. In this case, the low-pressure source gas can be stably introduced into the reaction chamber 2 without utilizing carrier gas 9 such as Ar by controlling the conductance variable orifices 5. It is prevented that purity of the metallic film is lowered and resistance value is raised by infiltration of carrier gas into the patternlike metallic film formed by CVD on the base plate 6.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、4嘆形成技術に係り、特に半導体装置の製造
に好適なCVD装置及びそれによって得られた半導体装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a four-layer forming technique, and more particularly to a CVD apparatus suitable for manufacturing semiconductor devices and a semiconductor device obtained thereby.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来より、C’VD装置の改良のために多数の機構訃よ
び付1M装置が考案されている。ここではそれらの機構
および装置のうち、本発明に近いものについて説明する
Conventionally, a large number of mechanisms and 1M devices have been devised to improve C'VD devices. Among these mechanisms and devices, those closest to the present invention will be described here.

はじめに、CVD装置のガス発生器について述べる。First, the gas generator of the CVD apparatus will be described.

特開昭60−46575号公報においては、ガス発生器
内の圧力を一定に保つことによりガスの供給量を一定に
保つ方法が述べられている。しかし、上記発明では、引
出ガスは導出前をiMじて運ばれるため蒸気圧の低いソ
ースを用いるには、運べるガス量が少なすぎ問題となる
。蒸気圧の低いソースを用いる場合には「ガリウムヒ素
」生駒、河東田、長谷用著(丸善) pp−60に記載
の方法のように、ソースガス形成と膜形成を一つの反応
管内で行なうことが好ましい。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-46575 describes a method of keeping the amount of gas supplied constant by keeping the pressure inside the gas generator constant. However, in the above invention, since the extracted gas is transported through iM before being led out, the amount of gas that can be transported is too small to use a source with a low vapor pressure, which poses a problem. When using a source with low vapor pressure, it is possible to perform source gas formation and film formation in one reaction tube, as in the method described in "Gallium Arsenide" by Ikoma, Kawata, and Hase (Maruzen), pp. 60. preferable.

しかし、上記の方法では、ソースガスの蒸気圧によυ反
応室全体の圧力が左右されるため、通常、CVD薄嘆の
膜質に大きな影響を及ぼす反応室圧力をソースガス圧と
独立に設定することが困難となる。
However, in the above method, the pressure of the entire reaction chamber is affected by the vapor pressure of the source gas, so the reaction chamber pressure, which has a large effect on the quality of the CVD film, is usually set independently of the source gas pressure. This becomes difficult.

そのため、特開昭58−206119号公報記載の方法
のように、反応室とゆるやかに結合したソースガス供給
室を設けることが必要である。しかし、上記従来技術は
単に嘆賞向上が意図されているのみであり、ソースガス
圧の制御および、ソースガス運搬の際の導入管のコンダ
クタンス等が考慮された構造ではない。
Therefore, it is necessary to provide a source gas supply chamber loosely connected to the reaction chamber, as in the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-206119. However, the above-mentioned prior art is merely intended to improve performance, and does not have a structure that takes into consideration the control of source gas pressure, the conductance of the introduction pipe when transporting the source gas, and the like.

欠にガス排気機構について述べる。Let's briefly talk about the gas exhaust mechanism.

従来のCVD技術では、ガス流の制御についての発明は
ソースガスについてのみなされ、撲形成の結果生成する
分解ガスに対する配慮はなされていなかった。そのため
、反応室内にさらにガス排気機構として内室を設け、排
気口も複数のものとした特開昭60−9877号公報に
おいても、反応後に生じる分解ガスの流れに対する配慮
が欠けている。
In conventional CVD techniques, the invention regarding gas flow control was limited to the source gas, and no consideration was given to the decomposed gases produced as a result of tumor formation. Therefore, even in JP-A-60-9877, in which an inner chamber is further provided as a gas exhaust mechanism within the reaction chamber and a plurality of exhaust ports are provided, consideration is not given to the flow of cracked gas generated after the reaction.

三番目に1排気トラツプについて述べる。Third, let's talk about the 1 exhaust trap.

従来用いられてきたソースガスは比較的蒸気圧の高いも
のがほとんどであシ、未反応のソースガスが排気された
場合でも排気ポンプに至るまで、凝固あるいは凝結せず
に到達可能であった。それに対し、蒸気圧の低いソース
を用いる場合には、未反応のソースは排気経絡で室温付
近まで冷却し、そこで凝固あるいは凝結し、排気ポンプ
の故障、真空の低下、排気系の腐食等の原因となシうる
Most source gases conventionally used have relatively high vapor pressures, and even when unreacted source gases are exhausted, they can reach the exhaust pump without solidifying or condensing. On the other hand, when using a source with low vapor pressure, the unreacted source cools to around room temperature in the exhaust meridian, where it solidifies or condenses, causing exhaust pump failure, vacuum loss, corrosion of the exhaust system, etc. Tonashi Ururu.

そのため、未反応ソースガスの除去機構が必要である。Therefore, a mechanism for removing unreacted source gas is required.

。 従来考案されているトラップの構造としては特開昭61
−69967号公報に記載の粉体除去装置、わるいは特
開昭62−136570号公報に記載の有毒物質除去ト
ラップ等を挙げることができるが、いずれも、用途、構
造とも低蒸気圧ソースのCVDに対応したものとは1光
ない。
. The trap structure that has been devised so far is that of JP-A-61.
Examples include the powder removal device described in Japanese Patent Application Laid-open No. 69967, and the toxic substance removal trap described in Japanese Patent Application Laid-open No. 136570/1982. There is no comparison with the one that corresponds to this.

その結果、半導体装置の配線に用いるWを低蒸気圧ソー
スであるW(CO)−より形成する場合、十分に低い比
抵抗を有するW幌を形成するためには、T、glect
rochem、 Soc、Vol、 117 pp−6
93−700(1970)、に記載のように2又/ s
ec程度の夾用性からは大きくへだたった遅い速度でな
ければ形成できていない。
As a result, when forming W used for wiring in semiconductor devices from W(CO)-, which is a low vapor pressure source, in order to form a W hood with sufficiently low resistivity, T, glect
rochem, Soc, Vol, 117 pp-6
93-700 (1970), bifurcated/s
It can only be formed at a slow speed that is significantly different from the ec-level applicability.

また、現在まで、合金のCvDに関する公知例は少なく
特開昭55−114350号公報に記載の方法が挙げら
れる程度である。この技術ではWF・もしくはMoF6
をソースガスの一成分として選択しており、本発明にあ
るW(CO)、を用いる技術とは異なっている。これま
で、特にWF、は、Si上にのみwt−*積させS10
!上にはWは形成されないという選択CVDを行なえる
ソースとして注目され、関連特許も多い。
Furthermore, until now, there are only a few known examples regarding CvD of alloys, including the method described in JP-A-55-114350. In this technology, WF or MoF6
is selected as one component of the source gas, which is different from the technology using W(CO) in the present invention. Until now, WF, in particular, has been used to multiply wt-* only on Si, S10
! It is attracting attention as a source for selective CVD in which no W is formed on the surface, and there are many related patents.

しかし、これはほとんどW単体おるいはwsi。However, this is mostly W single or wsi.

のCVDに関してであり、合金のCvDに注目したもの
はほとんどない。W(CO)・を用いるCVD法でWを
形成する技術も公知のものであるが、合金のCVDに注
目しW含有合金のC’VDにおいて積極的にW(CO)
・に限定するものはない。
Regarding CVD of alloys, there are almost no studies focusing on CVD of alloys. The technique of forming W by CVD using W(CO) is also known, but focusing on CVD of alloys, we actively use W(CO) in C'VD of W-containing alloys.
・There is no limitation.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明の一つ目的は、従来特に考慮されていなかった低
蒸気圧ソースを用いるCvD嘆形酸形成技術するCvD
嗅形酸形成方法VD装置を提供することにある。上記技
術では、ガス発生器、排気機構、トラップ装置の3つの
点について従来技術の有する問題点を改めなければなら
ない。
One object of the present invention is to develop a CvD form acid formation technique using a low vapor pressure source, which has not been particularly considered heretofore.
An object of the present invention is to provide a VD device for forming an olfactory acid. In the above technology, the problems of the prior art must be corrected in three respects: the gas generator, the exhaust mechanism, and the trap device.

まず、ソースガス発生器については、ソースガスが分解
反応を起こさない十分低い温度では、蒸気圧が低く、実
用的な速さで膜形成を行なえるソースガスの供給を行な
うのが困難である。
First, regarding a source gas generator, it is difficult to supply a source gas that can form a film at a practical speed because its vapor pressure is low at a sufficiently low temperature that the source gas does not cause a decomposition reaction.

次に、排気機構について説明する。今後実用化されるW
、Cu、Pt等の金属のCVDではソースガスは、  
W(Co)s  tcu(CsHnFsOs)m  、
Pt(Co)意C45Pt(PFs)4sPt((4H
yOt)z、等の複雑な構造の有機金属化合物となる。
Next, the exhaust mechanism will be explained. W to be put into practical use in the future
In CVD of metals such as , Cu, and Pt, the source gas is
W(Co)stcu(CsHnFsOs)m,
Pt(Co) means C45Pt(PFs)4sPt((4H
It becomes an organometallic compound with a complex structure such as yOt)z.

そのため、襖形成時には複雑な構造を有する多種の有機
ガスが発生する。これらのガスが酸中にと9こまれると
形成された膜の嘆質は著しく劣化する。そのため、この
有機ガスをすみやかに排気するm構が必要となるが、従
来そのような配慮はされていない。
Therefore, when forming a fusuma, various organic gases having complicated structures are generated. When these gases are immersed in acid, the quality of the film formed deteriorates significantly. Therefore, an m structure is required to promptly exhaust this organic gas, but such consideration has not been taken in the past.

三番目にトラップ装置である。従来の装置では、減圧下
でソースガスは正しくガスであった。しかし蒸気圧の低
いソースの場合には加熱あるいは加温してガス化し、ソ
ースの運搬を行なう必要がある。そのため、未反応のソ
ースガスが排気経路に流れてきた場合には、温度の低い
部分で凝固あるいは凝結してしまい排気されず、それ以
後の膜形成、あるいは装置自体に悪影響を与える。
Third is the trap device. In conventional equipment, the source gas was just a gas under reduced pressure. However, in the case of a sauce with a low vapor pressure, it is necessary to heat or heat it to gasify it and transport the sauce. Therefore, when unreacted source gas flows into the exhaust path, it solidifies or condenses in a low temperature area and is not exhausted, which adversely affects subsequent film formation or the apparatus itself.

一方、現在、半導体装置に好適なAA I!il!線用
のバリヤ材料として、TiWに代表されるWを含む合金
膜が注目されている。
On the other hand, AA I! is currently suitable for semiconductor devices. Il! An alloy film containing W, represented by TiW, is attracting attention as a barrier material for wires.

ここで、半導体配線におけるバリヤおよびバリヤ性能に
ついて説明する。半導体配線は主にAt合金で形成され
、81半導体素子とコンタクトしている。そして、この
A2合金配線/S1界面から、プロセス上不可欠なアニ
ール工程時に81がAt合金漠中へ固溶し、逆に冷却過
程ではAt中のSlが界面に析出する現象がある。その
ため、とのAt//31界面が乱れ、コンタクト面が析
出S1でおおわれてしまうことによる不良あるいはAt
中へのSlの固溶によるS1半導体素子破壊による不良
等が発生する。
Here, the barrier and barrier performance in semiconductor wiring will be explained. The semiconductor wiring is mainly made of At alloy and is in contact with 81 semiconductor elements. Then, from this A2 alloy wiring/S1 interface, 81 is solid-dissolved into the At alloy during the annealing step, which is essential in the process, and conversely, during the cooling step, Sl in At is precipitated at the interface. As a result, the At//31 interface with the At
Defects and the like occur due to destruction of the S1 semiconductor element due to the solid solution of Sl inside.

これを防止するためにAA配線/81界面に物質移動を
さまたげ、電気伝導のみを確保するバリヤ層が導入され
る。現在TIW等の合金膜がバリヤに用いられているが
、TiWはSlと弱い反応性があシ、Slを消費するた
めバリヤとしては依然十分なものではない。この合金膜
は現在スパッタ法で形成されているが、ステップカバレ
ジ等の点からCVDKよる膜形成が望まれる。また、上
述のようにTlW等の合金のバリヤ特性は十分なもので
はなく、その向上も望まれている。
To prevent this, a barrier layer is introduced at the AA wiring/81 interface to block mass transfer and ensure only electrical conduction. Currently, alloy films such as TIW are used as a barrier, but TiW is still not sufficient as a barrier because it has weak reactivity with Sl and consumes Sl. This alloy film is currently formed by sputtering, but from the viewpoint of step coverage and the like, it is desirable to form the film by CVDK. Further, as mentioned above, the barrier properties of alloys such as TlW are not sufficient, and improvement thereof is desired.

ここで、CVD法による膜形成については従来WF−を
Wのソースとして用いるCVD法が考えられているが、
この技術では、還元剤に馬を用いた場合にはHFが発生
し81表面を侵食するため問題がある。一般に金属−弗
素結合を有する物質をソースとしH,で還元した場合に
は、常にHFが発生する問題がある。
Here, regarding film formation by CVD method, conventional CVD method using WF- as a W source has been considered;
This technique has a problem in that when horse is used as the reducing agent, HF is generated and corrodes the 81 surface. Generally, when a substance having a metal-fluorine bond is used as a source and is reduced with H, there is a problem in that HF is always generated.

それに対し、HPを発生しない還元法として5iH4を
用いる方法がある。しかしこの場合には合金中にかなり
の81を含むことになシ、膜の比抵抗増大、バリヤ性の
低下等の問題がある。とシわけW以外の合金元素がW以
上にシリサイドを形成しやすい場合すなわち、Ti、M
o、V、Zr、Ta、Nb、Ni、C。
On the other hand, there is a method using 5iH4 as a reduction method that does not generate HP. However, in this case, there are problems such as a considerable amount of 81 being contained in the alloy, an increase in the specific resistance of the film, and a decrease in barrier properties. When alloying elements other than W tend to form silicides more easily than W, that is, Ti, M
o, V, Zr, Ta, Nb, Ni, C.

等ではWの8iH4還元の際それら元素のシリサイドが
形成されてしまい、大きな問題となる。
etc., silicides of these elements are formed during the 8iH4 reduction of W, which poses a big problem.

そこで、本発明では、TiWに代表される合金膜のバリ
ヤ性能を向上させることをもう一つの目的とし、さらに
、この合金膜をCVD法で形成する場合について、81
基板への侵食を生じず、しかも合金中に多量の81を含
有させないCVD法を提供し、それを利用して高信頼性
の半導体装置の製造を可能とすることを他の目的とする
Therefore, another purpose of the present invention is to improve the barrier performance of an alloy film typified by TiW.
Another object of the present invention is to provide a CVD method that does not cause corrosion to the substrate and does not contain a large amount of 81 in the alloy, and to make it possible to manufacture highly reliable semiconductor devices using the CVD method.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的のうちCVD[形成技術については、反応容器
中で常温で固体もしくは液体の金属化合物をガス化して
、加熱機構により加熱された基板上で前記ガスの還元あ
るいは分解を行なう金@薄模の形成方法において、反応
容器内のソースガス発生部と薄膜形成部との間にコンダ
クタンス可変オリフィスを設けて、ソースガス発生量と
薄膜形成部の真空度とを独立に制御し、かつ低コンダク
タンスでソースガスを供給し、高純度の金属4模を高速
で形成したことにより、また、ソースガス発生器、反応
容器、反応容器加熱ヒータ、膜形成用基板、基板用ヒー
タ、排気管、排気ポンプより成るCVD装置において、
前記ソースガス発生器が前記反応容器と一体構造となっ
ており、両者の間にコンダクタンス可変オリフィスを設
けたことにより、上記目的を達成したものである。
Among the above purposes, CVD [formation technology involves gasifying a solid or liquid metal compound at room temperature in a reaction vessel and reducing or decomposing the gas on a substrate heated by a heating mechanism. In the formation method, a variable conductance orifice is provided between the source gas generation section and the thin film formation section in the reaction vessel, the amount of source gas generation and the degree of vacuum in the thin film formation section are independently controlled, and the source gas is formed with low conductance. By supplying gas and forming four high-purity metal patterns at high speed, the system also consists of a source gas generator, a reaction vessel, a reaction vessel heater, a film forming substrate, a substrate heater, an exhaust pipe, and an exhaust pump. In the CVD equipment,
The above object is achieved by having the source gas generator integrated with the reaction vessel and providing a variable conductance orifice between the two.

上記のもう一つの目的である合金膜のバリヤ性能を向上
させ、高信頼性の半導体装置については、半導体素子上
に1記線模を有し、かつこの配線膜の少なくとも一部が
WとW以外にTi、Mo、7%Zr。
Another objective of the above is to improve the barrier performance of the alloy film and to create a highly reliable semiconductor device, which has the line pattern 1 on the semiconductor element, and at least a part of this wiring film is made of W and W. In addition, Ti, Mo, and 7% Zr.

Ta、 Nb%N1、Coのうち少なくとも一元素を含
む合金である半導体装置において、前記合金中にC1N
、O1B%Pのうちの一種以上を合計濃度として、(L
 O1vt%以上で5vt%以下含有させることにより
、また、Wと、W以外にTi、MOlV、Zr。
In a semiconductor device that is an alloy containing at least one element among Ta, Nb%N1, and Co, C1N is included in the alloy.
, O1B%P as the total concentration of one or more types of (L
By containing O1vt% or more and 5vt% or less, W and Ti, MOLV, and Zr other than W can also be contained.

Ta%Nb%Ni、Coのうち少なくとも一元素を含む
合金嘆のCVD法による形成方法において、Wの形成反
応が W(Co)、−W+6CO であることにより、達成したものである。
This was achieved by using the CVD method to form an alloy containing at least one element among Ta%Nb%Ni and Co, in which the formation reaction of W is W(Co) and -W+6CO.

次に、本発明を詳述すると、CVD装置のソースガス発
生器については、 1、 ガス発生器を反応室と一体にし、途中の導入管に
よるコンダクタンスの減少をなくする。
Next, the present invention will be explained in detail. Regarding the source gas generator of the CVD apparatus, 1. The gas generator is integrated with the reaction chamber to eliminate reduction in conductance due to an intermediate introduction pipe.

2、ガス発生器と反応器は1つあるいは複数個の開口面
積可変のオリフィスで連結する。
2. The gas generator and reactor are connected through one or more orifices with variable opening areas.

工 1秒間にガス発生器から流出するソースガス1をガ
ス発生器内のガスとして存在できる飽和ソース量の1/
10以下とする。
The source gas 1 flowing out from the gas generator per second is 1/1 of the saturated source amount that can exist as gas in the gas generator.
10 or less.

排気機構については 反応室内部にさらに排気口を有する内壁を設け、その内
側で膜形成を行ない、ガスの排気は内壁に設けた排気口
を通じ、その外側さらに反応室外部という経絡で行なう
。その際、内壁に設ける排気口は、膜形成を行なう基板
の側方に3個以上基板中心から同心円上に設ける。さら
に基板上方に設けても良い。
Regarding the exhaust mechanism, an inner wall having an exhaust port is further provided inside the reaction chamber, and the film is formed inside the inner wall, and the gas is exhausted through the exhaust port provided on the inner wall, and then through a meridian to the outside of the exhaust port and then to the outside of the reaction chamber. At this time, three or more exhaust ports are provided on the inner wall on the sides of the substrate on which the film is to be formed, concentrically from the center of the substrate. Furthermore, it may be provided above the substrate.

排気トラツブについては、 反応室の排気口と排気ポンプをつなぐ排気管の少なくと
も一部が排気管内にヒーターを有し、しかもそのヒータ
ー温度をソースが7の分解温度以上とする ものである。
Regarding the exhaust tube, at least a part of the exhaust pipe connecting the exhaust port of the reaction chamber and the exhaust pump has a heater in the exhaust pipe, and the temperature of the heater is set to be higher than the decomposition temperature of source 7.

〔作用〕[Effect]

CVD嘆形酸形成技術CVD装置のソースガス発生器に
ついては、まず途中の導入管をなくすることにより、ソ
ースガス流のコンダクタンスを大きくした。従来のガス
発生器は、反応容器との間に配管があることにより、コ
ンダクタンスが小さくなシ、反応容器との結合は弱いも
のであった。
CVD Formed Acid Forming Technology Regarding the source gas generator of the CVD apparatus, the conductance of the source gas flow was increased by eliminating the introduction pipe in the middle. Conventional gas generators have low conductance and weak connection to the reaction vessel due to the presence of piping between the gas generator and the reaction vessel.

そのため、反応容器内の圧力等の条件変化によりガス発
生器内の状態はほとんど影響されない。−方、本発明に
よればガス発生器と反応容器は密に結びついているため
、従来技術と異なシ反応容器内の状態がガス発生器に及
ケ丁す影響に配慮する必要が生まれる。
Therefore, the state inside the gas generator is hardly affected by changes in conditions such as the pressure inside the reaction vessel. On the other hand, according to the present invention, since the gas generator and the reaction vessel are closely connected, it is necessary to take into consideration the effect that the condition inside the reaction vessel has on the gas generator, which is different from the conventional technique.

これに対しては、ガス発生器から流出するソースガス量
を、気体のソースガス会意に比べ十分小さくすることに
より、ガス発生器内のソースガス圧を一定圧すなわち飽
和ガス圧に保ち、ガスの流量を安定化できる。これによ
り、実用上十分なソースガスを再現性よく供給すること
ができる。
To deal with this, the amount of source gas flowing out from the gas generator is kept sufficiently small compared to the amount of gaseous source gas, thereby keeping the source gas pressure inside the gas generator at a constant pressure, that is, the saturated gas pressure, and reducing the amount of gas. Flow rate can be stabilized. Thereby, a practically sufficient amount of source gas can be supplied with good reproducibility.

この場合、ガス供給量を増すためにはガス発生器全体を
大きくし、その内容積を大きくすることが重要となる。
In this case, in order to increase the amount of gas supplied, it is important to increase the size of the entire gas generator and its internal volume.

排気機構については、基板上で発生した分解ガスは、ま
ず基板上半面に広がるため、排気口はこの上半面にある
ことが好ましく、しかも反応容器内の一部に排気されず
にたまることのないよう排気は反応室全体をくまなく行
なう必要がある。そのため、基板側方に十分な数の排気
口を有する上記手段は有効である。
Regarding the exhaust mechanism, since the decomposed gas generated on the substrate first spreads to the upper half of the substrate, it is preferable that the exhaust port be located on the upper half of the substrate, and also to prevent it from accumulating in a part of the reaction vessel without being exhausted. Therefore, it is necessary to exhaust the entire reaction chamber. Therefore, the above-mentioned means of providing a sufficient number of exhaust ports on the sides of the substrate is effective.

排気トラップについては、未反応のソースガスは全てト
ラップ部分のヒーター上で分解し、ヒーター上に膜形成
し、残りはガスと麿り排気される。
Regarding the exhaust trap, all unreacted source gas is decomposed on the heater in the trap part, forms a film on the heater, and the rest is mixed with the gas and exhausted.

そのため排気装置の一部分Kml固、凝結したシ、排気
ポンプをいためたシすることはない。
Therefore, the exhaust pump will not be damaged due to solidification or condensation of a part of the exhaust system.

i九、バリヤ性能を向上させた半導体装置については、
合金に添加されたC%N%あるいは0は合金結晶中に存
在し、不純物サイトを形成する。
i9. Regarding semiconductor devices with improved barrier performance,
C%N% or 0 added to the alloy exists in the alloy crystals and forms impurity sites.

そのため、結晶(ひずみが生じ、完全な結晶では大きな
値を有するSlの拡散速度が小さく抑えられる。そのた
め、合金の81吸収速度は不純物を含まない場合の1/
10程度となシ、バリヤ性能が向上する。この場合、C
,N%0の量が多すぎると、膜が硬く、もろくなシ、ま
た、暎自体の比抵抗も大きくなυ問題が生じるため、C
%N、Oの合計濃度は5 yt%以下が望ましい。
As a result, the crystal (strain) is generated, and the diffusion rate of Sl, which has a large value in a perfect crystal, is suppressed to a small value. Therefore, the 81 absorption rate of the alloy is 1/1 of that in the case without impurities.
10, the barrier performance is improved. In this case, C
If the amount of ,N%0 is too large, the film will be hard and brittle, and the specific resistance of the film itself will also be large, causing the problem of υ.
The total concentration of %N and O is desirably 5 yt% or less.

一方、W(CO)、を用いるCVD法では反応式がW(
Co)、−4W+6CO であり、問題となるF、 Siを反応に含まない。その
ため、Slの侵食、合金中への81の含有という問題は
完全になくすことができる。また、このCVDではC1
0が含まれておシ、CVD条件を適当に選択することに
より合金中への0%0の含有量を制御でき、第一の目的
も同時に達成される。
On the other hand, in the CVD method using W(CO), the reaction formula is W(
Co), -4W+6CO, and the problematic F and Si are not included in the reaction. Therefore, the problems of corrosion of Sl and inclusion of 81 in the alloy can be completely eliminated. Also, in this CVD, C1
By appropriately selecting CVD conditions, the content of 0%0 in the alloy can be controlled, and the first objective is also achieved at the same time.

W以外の合金元素についても、CVDにより生じるHF
、あるいはSlの問題をさけるためには、ソースに金属
−弗素結合を有さない物質を用いることが望ましい。こ
の場合には、たとえ還元反応を馬で行なったとしてもH
Fは発生せず81基板の侵食はない。また、還元剤が5
IH4でないため、合金中への81のとシこみも発生し
ない。添加不純物としては、C%N、OのほかにB%P
も利用できる。
Regarding alloying elements other than W, HF generated by CVD
Alternatively, in order to avoid the problem of Sl, it is desirable to use a material that does not have a metal-fluorine bond for the source. In this case, even if the reduction reaction is performed with a horse, H
No F was generated and the 81 substrate was not eroded. In addition, the reducing agent
Since it is not IH4, 81 does not dent into the alloy. Added impurities include B%P in addition to C%N and O.
Also available.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこ
れらの実施例に限定され々い。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例1゜ 本発明の一実施例を、第1図により説明する。Example 1゜ An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第1図は本発明のCVD装置の断面図である。CVD反
応容器本体は、ソースガス発生室1、反応室2より成シ
、両者の間をコンダクタンス可変オリフィス5で連結し
ている。
FIG. 1 is a sectional view of the CVD apparatus of the present invention. The main body of the CVD reaction vessel consists of a source gas generation chamber 1 and a reaction chamber 2, which are connected by a variable conductance orifice 5.

ソースガスは、ガス発生室1の内部に置かれたソース容
器14の中にセットしたソース物質13より、ガス発生
¥@と一夕7で加熱することによって得られる。ガス導
入管9はキャリヤガスを導入するためのものである。一
方、反応室2の内部には膜形成用基板6が、基板ヒータ
4の上にセットされている。ガス導入管10は、膜形成
時の化学反応に水素による還元反応を用いる場合等の、
ソースガス以外のガスが必要な場合にそれを導入するた
めのものである。
The source gas is obtained from a source material 13 set in a source container 14 placed inside the gas generation chamber 1 by heating the source substance 13 overnight with gas generation. The gas introduction pipe 9 is for introducing carrier gas. On the other hand, inside the reaction chamber 2, a film forming substrate 6 is set on the substrate heater 4. The gas introduction pipe 10 is used when a reduction reaction using hydrogen is used in the chemical reaction during film formation, etc.
This is used to introduce gas other than the source gas when it is required.

またガス発生室、反応室の周囲には反応容器加熱用ヒー
タ8があり、−度気化したソースが再度凝固あるいは凝
結しないようになっている。反応室2はまた、排気口1
5を通じて排気ポンプ12に結合されておシ、内部を減
圧状態にされている。
Further, a heater 8 for heating the reaction container is provided around the gas generation chamber and the reaction chamber to prevent the vaporized source from solidifying or condensing again. The reaction chamber 2 also has an exhaust port 1
The exhaust pump 12 is connected to the exhaust pump 12 through the pump 5, and the internal pressure is reduced.

そのため、ガス発生室1の内部にあったソースガスは反
応室へと導入され、CVD法での膜形成が実施される。
Therefore, the source gas that was inside the gas generation chamber 1 is introduced into the reaction chamber, and a film is formed by the CVD method.

その際、未反応のソースガスは、反応により生成したガ
スとともに排気口15から排気ポンプ12へと導かれる
。しかし、排気ポンプ12に至る途中にあるホットトラ
ップ11の内部にちるトラップヒータ3が、ソースガス
の分解温度より高温にセットされているため、ソースガ
スはトララグヒータ5上でCVD反応を起こし喚を形成
し、排気ポンプ12へは反応により生成したガスのみが
到達する。
At this time, the unreacted source gas is guided from the exhaust port 15 to the exhaust pump 12 together with the gas generated by the reaction. However, since the trap heater 3 inside the hot trap 11 on the way to the exhaust pump 12 is set at a higher temperature than the decomposition temperature of the source gas, the source gas causes a CVD reaction on the trap heater 5 and forms a gas. However, only the gas generated by the reaction reaches the exhaust pump 12.

この排気トラップ11により、従来固体ソースW(Co
)−を用いW模を形成していた際には排気ポンプ12の
オイ〜が、延ベロ0日間の運転でW(Co)sを吸収し
て劣化してい友ものが、W(CO)、によるダメージを
受けることがなくなった。
With this exhaust trap 11, the conventional solid source W (Co
)- was used to form a W model, the oil of the exhaust pump 12 absorbed W(Co)s and deteriorated after 0 days of operation, and the other one became W(CO), No longer takes damage from.

本トヲツプの別な利点の一つは、トラップ中での膜形成
は、はとんど高温部分であると一夕3上でのみ起こり、
排気管の汚染が非常に少ないことである。このヒータ5
は脱着式であるため汚染がひどくなった場合には洗浄し
て再度利用することが容易である。
Another advantage of this top is that film formation in the trap only occurs over the course of 3 hours, which is the hottest part.
There is very little pollution in the exhaust pipe. This heater 5
Since it is removable, it is easy to clean and reuse if it becomes heavily contaminated.

また、さらに別の利点は、この内部ヒータ5を排気管の
ベーキングヒータとして利用することができる点にある
。通常のベーキングは配管の外周にヒータを巻き、さら
に上部から断熱材を巻か々くてはならずめんどうな作業
であシまた配管の周囲に十分なスペースが必要であった
Another advantage is that the internal heater 5 can be used as a baking heater for the exhaust pipe. Conventional baking requires wrapping a heater around the outer circumference of the pipe and then wrapping insulation material from above, which is a cumbersome process and requires sufficient space around the pipe.

それに対し、本実施例のヒータ3を用いれば、そのiま
、もしくはトラップ11の周囲に断熱材を巻くのみで、
排気管のベーキングが可能である。
On the other hand, if the heater 3 of this embodiment is used, just by wrapping a heat insulating material around the trap 11,
Baking of the exhaust pipe is possible.

このベーキングを実施することにより、排気管内の付着
物質をのぞくことができ、反応室の真空度を1×10″
″’TorrからI X 10−’Torrに下げるこ
とができた。
By performing this baking, it is possible to see the adhered substances inside the exhaust pipe, and the degree of vacuum in the reaction chamber is reduced to 1 x 10".
''Torr could be lowered to I.times.10-'Torr.

次に、本装置を用いてW(CO)・熱分解反応にょるW
膜形成を行なった。この場合にはソースガスのみで反応
ガスは必要ないため、ガス導入管1oは使用しない。ま
ず、ソースガス発生器の能力を見るために反応室内での
ソースガスW(CO)、の分圧を測定した。
Next, using this device, W (CO) and W due to thermal decomposition reaction
Film formation was performed. In this case, only the source gas is needed and no reaction gas is needed, so the gas introduction pipe 1o is not used. First, in order to check the capacity of the source gas generator, the partial pressure of the source gas W(CO) in the reaction chamber was measured.

12図はその結果を示すグラフである。本発明ら)では
従来のガス発生器より導入管を通じ反応室までソースガ
スを運んでくる方法(転)に比べ2倍以上のW(CO)
−分圧を得ることができた。また本発明のガス発生器で
は、ガス導入管が必要でないため、従来法に比べ、この
導入管の保温を考える必要がないという利点がある。さ
らに、ソースガス導入時のフンダクタンスを大きくでき
る丸め、キャリヤガスを必ずしも用いなくてもソースガ
スの導入が可能である。そのため形成される楔中へのキ
ャリヤガスのま鳶こみを減少あるいは解消することが可
能である。
Figure 12 is a graph showing the results. In the present invention, the amount of W(CO) is more than twice that of the conventional method of transporting source gas from a gas generator to the reaction chamber through an inlet pipe.
-We were able to obtain partial pressure. Furthermore, since the gas generator of the present invention does not require a gas introduction pipe, it has an advantage over the conventional method in that there is no need to consider keeping the introduction pipe warm. Furthermore, rounding allows for increased fundductance when introducing the source gas, and the source gas can be introduced without necessarily using a carrier gas. Therefore, it is possible to reduce or eliminate the entrapment of carrier gas into the formed wedge.

第3図は、基板6の温度を500°Cとし死時の基板上
へのWIIKの形成速度を示すグラフであり、ソース加
熱ヒータ7の温度を選択することにより従来技術(a、
)の4倍以上の速さで、本発明cb)では喚形成が可能
である。
FIG. 3 is a graph showing the rate of formation of WIIK on the substrate at the time of death when the temperature of the substrate 6 is 500°C.
cb) of the present invention can be formed at a rate four times faster than that of cb).

第4図に請求項2に関するデータを示す。一般にCVD
装置では排気速度を変えることにより、反応室へ流れこ
むソーヌガス量を制御でき、排気速度が大きければソー
スガスの流入量も増加する。
FIG. 4 shows data regarding claim 2. Generally CVD
In the device, the amount of Saone gas flowing into the reaction chamber can be controlled by changing the pumping speed, and if the pumping speed is high, the amount of source gas flowing in will also increase.

しかし、低蒸気圧でガスを形成しにくいソース物質の場
合(は、ソースガスのガス発生室からの流出速度が大き
すぎると、ガス形成が追いつかなくなり、ガスの流出量
自体が不安定となる。
However, in the case of a source material that has a low vapor pressure and is difficult to form a gas, if the rate of outflow of the source gas from the gas generation chamber is too high, gas formation will not be able to keep up, and the amount of gas outflow itself will become unstable.

第4図において、当初の一秒す九シの流出ガス重量mと
、ガス発生室を満たす飽和ソースガスの重量Mの比m4
は(a)ではα1(ロ)では(L 15 (c)では1
12である。この場合(転)のみが2項の条件を満たし
ておシ、ソースガスの安定供給がされる。3匁が11以
上ではガスの流出速度が大きすぎるため反応室内のV(
CO)・分圧は途々に減少し、膜形成条件を一定に保つ
ことができない。
In Figure 4, the ratio m4 of the initial outflow gas weight m at 1 second and the weight M of the saturated source gas filling the gas generation chamber is m4.
is (a), α1 (b) is (L 15 (c), 1
It is 12. In this case, only the second condition is satisfied and the source gas is stably supplied. If the 3 momme is 11 or more, the outflow rate of gas is too high and the V(
The partial pressure of CO) gradually decreases, making it impossible to keep the film formation conditions constant.

このように本実施例ではソースガス供給および喚形成速
度については十分な改善が行なわれるが、膜質の改善に
つ、いては十分ではない。
As described above, although sufficient improvements are made in the source gas supply and the gas formation rate in this embodiment, the film quality is not sufficiently improved.

実施例2 次に、ガス発生器、反応室一体型反応容器を持ちしかも
、反応室内に排気口を有する内壁を有するCVD装置に
ついて説明する。
Example 2 Next, a CVD apparatus will be described which has a gas generator and a reaction vessel integrated with a reaction chamber, and has an inner wall having an exhaust port inside the reaction chamber.

反応容器の概略断面図を第5図に示す。当然とのCVD
装置に第1図で示したホットトラップを付けることが可
能である。矢印がガスの流れを示す。
A schematic cross-sectional view of the reaction vessel is shown in FIG. CVD with natural
It is possible to equip the device with a hot trap as shown in FIG. Arrows indicate gas flow.

内壁16に設けられた排気口17は、基板中心よυ軸対
称の位置にあシ、ガスの排気はこの軸に対し等方的にな
され嗅質の均一化に寄与する。本実施例により形成した
W換の嘆賞を示す測定結果を第6図に示す。Wを半導体
装置の配線として用いるためには、形成されるW喚の純
度を上げることにより低抵抗化する必要がある。しかし
、w(cO)s熱分解法によ多形成したWlllj中に
は従来不純物として多電のC,Oが含まれていた。
The exhaust port 17 provided in the inner wall 16 is located at a position symmetrical to the υ axis with respect to the center of the substrate, and the gas is exhausted isotropically with respect to this axis, contributing to uniformity of the olfactory quality. FIG. 6 shows measurement results showing the degree of W conversion formed in this example. In order to use W as wiring in a semiconductor device, it is necessary to lower the resistance by increasing the purity of the formed W. However, Wlllj formed by the w(cO)s thermal decomposition method conventionally contains polyelectronic C and O as impurities.

第6図(a)が従来技術によ多形成した模である。FIG. 6(a) shows a pattern formed using a conventional technique.

それに対し、本実施例の結果(b)では従来技術に比べ
C,Oともおよそバ以下に減少しており嘆賞は大福に向
上している。第6図のうち表面部分でのC10の高い部
分は表面付着層でろシ膜質には関係はない。
On the other hand, in the result (b) of this example, both C and O are reduced to about B or less compared to the conventional technique, and the grade is improved to Daifuku. In FIG. 6, the high C10 portion on the surface is a surface adhesion layer and has no relation to the quality of the filter film.

本実施例に従い、81基板をe酸化して得た810m上
に、 w(co )、−w+6c。
According to this example, w(co), -w+6c on 810m obtained by e-oxidizing the 81 substrate.

の熱分解反応によりw*を形成した。得られたW嗅は第
6図に示すように不純物であるC、Oの含有量が従来の
h以下であυ、嗅の比抵抗も、本実施例によれば、aO
μΩ・国であり従来技術による値、約15μΩ・1の約
%である。そのため、W膜形成後ホトエツチングを行な
いW配線を形成した後においても配線抵抗は従来の号に
低減した。
w* was formed by the thermal decomposition reaction of As shown in Fig. 6, the obtained W odor has a content of C and O, which are impurities, less than the conventional hυ, and the specific resistance of the odor is also aO
μΩ・country, which is about % of the value according to the prior art, about 15 μΩ・1. Therefore, even after forming the W wiring by performing photoetching after forming the W film, the wiring resistance was reduced to the conventional value.

また、この低蒸気圧ソースW(Co)−を用い九〇VD
では他の、WF、 、 wc4等を用いるCVD技術と
異なシ、HF%HCA等の腐食性のガスは発生せず、こ
れらの腐食性ガスによる不良発生がなく、高僧a性の配
線を形成できる。そのため、低抵抗で高傷頓性の配線を
有する半導体装置が製造できる。
Also, using this low vapor pressure source W(Co)-, 90VD
Unlike other CVD techniques that use WF, WC4, etc., corrosive gases such as HF%HCA are not generated, and there are no defects caused by these corrosive gases, and high quality wiring can be formed. . Therefore, a semiconductor device having wiring with low resistance and high damage resistance can be manufactured.

第12図は配線にWを用いたMOSデバイス、第15図
はバイポーツブバイスを示す断面図である。本図ではW
配線の下71にはSlとの良好なコンタクト形成のため
にバリヤ層を用いているが、このバリヤ層は、第12図
のように$1との界面のみに導入することも、第15図
のように配線下層全面に導入することも可能である。半
導体装置の配線はCVD法で形成したW襖を用いると、
従来のスパッタ法によるAL配線に比べ、I耐熱性が高
く、また、段差被覆性も改善され、より高集積化するこ
とが可能となる。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a MOS device using W for wiring, and FIG. 15 is a cross-sectional view showing a biport vice. In this figure, W
A barrier layer is used under the wiring 71 to form a good contact with Sl, but this barrier layer can be introduced only at the interface with $1 as shown in FIG. 12, or as shown in FIG. 15. It is also possible to introduce it all over the lower layer of the wiring as shown in FIG. When wiring of semiconductor devices uses W sliding doors formed by CVD method,
Compared to AL wiring formed by the conventional sputtering method, the I heat resistance is higher, the step coverage is improved, and higher integration is possible.

第5図に示す反応ガス排気機構と同様の効果を示すCV
D装置を第7図に示す。第7図に示すように反応室内壁
の全面に一様に細孔を有する排気機構でも同様な効果を
得ることができる。なお、本実施例はW(CO)・熱分
解法によるW膜形成に限定されるものではなく、Cu(
CsH4FsO*)富のI(、還元によるCu膜形成、
Pt(Co)gc4の4還元によるpt a形成等、多
くのCVD技術に利用可能である。
CV exhibiting the same effect as the reaction gas exhaust mechanism shown in Fig. 5
The D device is shown in FIG. A similar effect can be obtained with an exhaust mechanism having pores uniformly over the entire wall of the reaction chamber as shown in FIG. Note that this example is not limited to the formation of a W film by the W(CO) thermal decomposition method;
CsH4FsO*)-rich I(, Cu film formation by reduction,
It can be used in many CVD techniques, such as ptA formation by 4 reduction of Pt(Co)gc4.

実施例& 実施例1で示し九〇VD装置において、コンダクタンス
可変オリフィス5は必ずしも1個とは限らず、!!8図
に示すように複数個設けることも可能である。この際オ
リフィスは基板上への形成嗅厚の均一性を保障するため
に基板中心を軸として同心円上に設ける。
Examples & In the 90VD device shown in Example 1, the number of variable conductance orifices 5 is not necessarily one! ! It is also possible to provide a plurality of them as shown in FIG. At this time, the orifices are provided on concentric circles with the center of the substrate as an axis in order to ensure uniformity of the thickness formed on the substrate.

本実施例により基板内の嘆厚はオリフィスが1個の場合
±10%であったものを±5%以内とすることが可能と
なった。本実施例のもう一つの重要な利点は、ソースガ
ス流の安定化にある。実施例1のようにオリフィスが1
個の場合、ガス発生器内のオリフィス周辺がガスの流出
により低圧状態となシ、ガス発生器内に大きな圧力不均
一を生じ、ソースガスの供給量が不安定になる。それに
対し、本実施例のように複数個のオリアイスを有する場
合には、オリフィス1個あたシのガス流出量を少なくで
きるため発生器内のオリフィス周辺部での圧力不均一も
小さく抑えることができ、ソースガス供給の安定化に有
効である。
According to this embodiment, the internal thickness of the substrate can be reduced from ±10% in the case of one orifice to within ±5%. Another important advantage of this embodiment is the stabilization of the source gas flow. The orifice is 1 as in Example 1.
In this case, the area around the orifice in the gas generator will be in a low pressure state due to the outflow of gas, causing large pressure unevenness within the gas generator and making the supply amount of source gas unstable. On the other hand, in the case of having multiple orifices as in this embodiment, the amount of gas flowing out per orifice can be reduced, and the pressure unevenness around the orifice in the generator can also be kept to a minimum. This is effective in stabilizing source gas supply.

実施倒毛 以下に本発明によるプラズマCVD装置の構造を7g9
図により説明する。第9図はプラズマCVD反応容器を
示す断面図であシ、その基本的な構造は′M1図にある
CVD装置の反応容器と変わらない。新たに高周波プラ
ズマ発生用の電源2o、電極の絶縁のためのガイシ21
、及びコンダクタンス可変オリフィス(高周波電極兼用
)19が加わっている。一般にプラズマCVDは、熱C
VDが主に基板表面付近での反応によるのに対し、プラ
ズマ発生領域という空間的な広がシのある反応領域を有
する。そのためソースがスはすみやかに反応して目的物
質となシ襖形成する。そのため、ソースガスのすみやか
な供給が熱CVDにも増して重要である。
The structure of the plasma CVD apparatus according to the present invention is shown below.
This will be explained using figures. FIG. 9 is a sectional view showing a plasma CVD reaction vessel, and its basic structure is the same as the reaction vessel of the CVD apparatus shown in Figure 'M1. New power supply 2o for high frequency plasma generation, insulator 21 for electrode insulation
, and a variable conductance orifice (also used as a high frequency electrode) 19 are added. Generally, plasma CVD uses thermal C
While VD mainly involves reactions near the substrate surface, it has a reaction region that is spatially spread out, called a plasma generation region. Therefore, the source reacts quickly to form the target substance. Therefore, prompt supply of source gas is even more important than thermal CVD.

第10図、第11図にW(Co)sとNH,よりWNl
llIをプラズマCVDで膜形成した際の形成された襖
のオージェ分析結果を示す。第10図が従来技術による
WN@%第11図が本実施例である。膜形成速度はソー
スガスのすみやかな供給により本実施例では従来法の1
.5倍であった。ここではWN膜をkA基板上に形成し
たが、この場合最大の特徴は、本実施例ではAts板中
に含まれるNの量が従来法に比べ非常に少ないという点
にある。これは、末法によればW(CO)・の供給がす
みやかに行なわれるため、形成されたW粒子が次々とW
Nとなシ、Nソースを有効に消費して膜形成することが
できるのに対し従来法では、W粒子の形成速度が遅<、
Nソースが過剰になシ、主に基板のALと反応している
ためである。
Figures 10 and 11 show W(Co)s and NH, and WNl from
The results of Auger analysis of the fusuma formed when llI was formed into a film by plasma CVD are shown. FIG. 10 shows the WN@% of the prior art, and FIG. 11 shows the present embodiment. In this example, the film formation speed was higher than that of the conventional method due to the prompt supply of source gas.
.. It was 5 times more. Here, a WN film was formed on a kA substrate, and the most important feature in this case is that in this example, the amount of N contained in the Ats plate is much smaller than in the conventional method. This is because W(CO)・ is quickly supplied in the final method, so the formed W particles are
With N, the N source can be effectively consumed to form a film, whereas in the conventional method, the formation rate of W particles is slow.
This is because the excessive N source mainly reacts with the AL of the substrate.

このように、本発明によるソースガス供給法はプラズマ
CVDにおいても有効である。また、さらに第5図に示
す反応ガス排気機構を用いるととKより、熱CVD法の
場合と同様にプラズマCVD1lI中の不純物を減少さ
せることができる。
In this way, the source gas supply method according to the present invention is also effective in plasma CVD. Furthermore, by using the reaction gas exhaust mechanism shown in FIG. 5, impurities in the plasma CVD 11I can be reduced as in the thermal CVD method.

実施側御 本発明の一実施例を第1図により具体的に説明する。1
5は、Nソースであシ、 W(Co)−である。
EMBODIMENT OF THE INVENTION One embodiment of the present invention will be explained in detail with reference to FIG. 1
5 is an N source and W(Co)-.

また、 W(Co)・のキャリヤガスにはAr t−用
いた。
In addition, Art was used as a carrier gas for W(Co).

本実施例で形成した合金バリヤは、金属としてT1とW
を含有し、T1はそのうち5 vt Xである。T1の
量が少ないため、T1ソースの供給量は少量ですみ、本
実施例では供給管10より、H!をキャリヤガスとして
導入した。T1ソースにはTi(CaH@)m(Co)
諺、 Ti(CsHs)s、 Ti(N(CHs)意)
4のいずれかを用いた。ここでキャリヤガスの馬はT1
ソースの還元剤もかねている。
The alloy barrier formed in this example has T1 and W as metals.
of which T1 is 5 vt X. Since the amount of T1 is small, the amount of T1 source supplied can be small, and in this embodiment, H! was introduced as a carrier gas. Ti(CaH@)m(Co) for T1 source
Proverb: Ti(CsHs)s, Ti(N(CHs))
4 was used. Here the carrier gas horse is T1
It also serves as a reducing agent for the sauce.

従来のCVD装置を用いた場合、WソースW(Co)s
の供給が困難なだけでなく、酸中にT1ソースより生じ
るC+Hs等の炭化水素、もしくは中間生成物が含有さ
れ、形成される模は、もろくかさ高いものとなυ接着性
も悪かった。それに対し、本実施例では反応生成物のす
みやかな排気が可能なため、ち密で、基板との接着性も
良い嗅が形成可能である。
When using a conventional CVD device, W source W(Co)s
Not only was it difficult to supply, but the acid contained hydrocarbons such as C+Hs or intermediate products generated from the T1 source, and the formed pattern was brittle and bulky, and its adhesion was poor. On the other hand, in this embodiment, the reaction products can be quickly exhausted, so that it is possible to form a dense structure with good adhesion to the substrate.

膜形成時には、反応室2は50〜200°Cに加熱しさ
らに81基板6は、基板ヒータ6により400°C〜7
00°Cに加熱されている。また、CVD時には、反応
室2は(L1〜10 Torrに保持されソースガスが
流される。形成される酸中のT1とWの割合は、2種の
ソースガスの流量と基板温度により制御可能である。ま
た、1Iil中へのC、O、Nの導入量は、反応により
発生するCo等の排気がすみやかに行なわれるため5 
wt%以下となるが、その領域内でのC,OlNの濃度
は基板温度により制御できる。
During film formation, the reaction chamber 2 is heated to 50 to 200°C, and the substrate 6 is heated to 400 to 70°C by the substrate heater 6.
It is heated to 00°C. In addition, during CVD, the reaction chamber 2 is maintained at (L1 to 10 Torr) and the source gas is flowed. The ratio of T1 and W in the formed acid can be controlled by the flow rates of the two types of source gases and the substrate temperature. In addition, the amount of C, O, and N introduced into 1Iil is 5% because Co, etc. generated by the reaction is quickly exhausted.
The concentration of C and OlN in this region can be controlled by controlling the substrate temperature.

添加元素としてNを導入する場合にはキャリヤガスにN
2あるいはNH,を混合する。B%Pm加の場合にはB
!H1l、 p)!、  とじて供給する。またC10
の添加量をさらに多くする場合にはキャリヤガスK C
o、 CH4等のガスを混合することによυ目的を達す
ることができる。第14図は、基板温度と喚形成速度お
よび嘆組成の関係を示したグラフである。膜形成条件は
、反応管内圧力f  Torr%Wソースト’riソー
スの流竜比10:1、キャリヤガスはWソースはAr 
、 Tiソースは馬である。C10の含有量は基板温度
により変化するが基板温度500℃〜700°Cの間で
請求項12の範囲を満たしている。
When introducing N as an additive element, add N to the carrier gas.
2 or NH. In case of B%Pm addition, B
! H1l, p)! , Closed and supplied. Also C10
When increasing the amount of carrier gas K C
The purpose of υ can be achieved by mixing gases such as o and CH4. FIG. 14 is a graph showing the relationship between substrate temperature, rate of gas formation, and gas composition. The film formation conditions were as follows: reaction tube internal pressure f Torr % W source: ri source flow ratio 10:1; carrier gas: W source: Ar
, Ti sauce is horse. The content of C10 varies depending on the substrate temperature, but satisfies the range of claim 12 when the substrate temperature is between 500°C and 700°C.

W以外の合金元素のCVDにはソースガスとして、弗化
金属以外のハロゲン化金属、金属力ルポ二μ、有機金属
化合物を用いることが可能である。
For CVD of alloy elements other than W, it is possible to use metal halides other than metal fluorides, metal fluoride, and organometallic compounds as source gases.

たとえばW −Mo合金のCVDではMOソースにMO
CI4. Mo(Co)a、 W−ZrではZrC4、
Zr(C曝Hs)1C14゜等のソース物質が挙げられ
る。
For example, in CVD of W-Mo alloy, MO source is
CI4. Mo(Co)a, ZrC4 in W-Zr,
Source materials such as Zr(C-exposed Hs)1C14° may be mentioned.

実施例& 第15図は実施例5により形成した合金膜をバリヤ層と
して用いた半導体装置の断面図である。
Examples & FIG. 15 is a cross-sectional view of a semiconductor device using the alloy film formed according to Example 5 as a barrier layer.

48は81基板であシ部分的に熱酸化Sin!47が形
成されている。必要な部分には拡散v41をイオン打込
み及びアニー〜によって形成している。
48 is an 81 substrate with partially thermally oxidized Sin! 47 is formed. Diffusion v41 is formed in necessary portions by ion implantation and annealing.

42はCVD法で形成したガラス絶縁層であシ。42 is a glass insulating layer formed by CVD method.

1μmの厚さがある。絶縁@42の必要な部分にホトエ
ツチングにより直径1μmのス)v−yf<−μを形成
する。その上に実施例5に従い、バリヤ、1となるTi
W CV D合金膜43 α1μmを形成し喪。
It has a thickness of 1 μm. A 1 .mu.m diameter strip (v-yf<-.mu.) is formed by photoetching on the required portion of the insulation@42. On top of that, according to Example 5, a barrier, Ti
W CV D alloy film 43 α1μm was formed and removed.

直径1μm以下のスμmホーμ内KyI4形成する際、
スパッタ法ではつt!まわシが悪くなシ、スルーホーμ
内で十分な厚さが得られない。そのためCVD法でのバ
リヤ層形成が必須である。さらにその上にAt−Cu−
8i合金44を1μmスパッタ法で膜形成した。その後
ホトエツチング工程で配線とバリヤ層を同時にバターニ
ングし、第15図に示す半導体装置を形成した。
When forming KyI4 within μm hole μ with a diameter of 1 μm or less,
With sputtering method! The mawashi is bad, through-ho μ
Not enough thickness inside. Therefore, it is essential to form a barrier layer using the CVD method. Furthermore, At-Cu-
A film of 8i alloy 44 was formed by sputtering to a thickness of 1 μm. Thereafter, the wiring and the barrier layer were patterned simultaneously in a photo-etching process to form the semiconductor device shown in FIG. 15.

第16図に本実施例により製造した半導体装置のバリヤ
性能をTiWを従来のスパッタ法で形成した場合と比較
して示す。評価に用いた素子の構造を第17図に示す。
FIG. 16 shows the barrier performance of the semiconductor device manufactured according to this example in comparison with that of a case where TiW is formed by a conventional sputtering method. FIG. 17 shows the structure of the element used for evaluation.

P”−81基板31上に?拡散層16が[lL3μm形
成されておシ、それがバリヤ層43、kA合金配線44
とコンタクトしている。コンタク)面積は、1m冨であ
る。第16図はp−/n+ダイオードの逆耐圧であシ、
従来技術第16−(ト))図では450°CX120分
のアニールで素子は不良となるのに対し、本爽施例第1
6−(a)図では450”QX18Q分のア二−〜後で
も正常に動作しておシ、従来に比ペパリャ層の能力が向
上している。
A diffusion layer 16 with a thickness of 3 μm is formed on the P”-81 substrate 31, which serves as a barrier layer 43 and a kA alloy wiring 44.
I am in contact with. Contact area) is 1m thick. Figure 16 shows the reverse breakdown voltage of the p-/n+ diode.
In the prior art No. 16-(g)), the element becomes defective after annealing at 450°C for 120 minutes, whereas in the present example No. 1, the device becomes defective.
In Fig. 6-(a), it is operating normally even after 450"QX18Q minutes, and the performance of the pepper layer has improved compared to the conventional one.

ここで、添加元素としてC,OlNを含む合金膜をその
組成の再現性良く得るため(は、C,OlNを含むター
ゲットのスパッタ法では添加元素の偏析があシ困礁であ
るつC,OlNを含むガスをスパッタ時に導入した場合
にも、反応性スパッタが同時に進行するため膜形成過程
が複雑に表シ。
Here, in order to obtain an alloy film containing C,OlN as an additive element with good reproducibility of its composition (because sputtering using a target containing C,OlN suffers from segregation of additive elements), C,OlN Even if a gas containing 20% is introduced during sputtering, the film formation process becomes complicated because reactive sputtering occurs at the same time.

やはり組成の再現性は良くない。そのため、本実施例に
あるようにCVD法がC,O%Nを添加元素とする半導
体装置用バリヤ合金膜の形成には好適である。
Again, the reproducibility of the composition is not good. Therefore, as in this embodiment, the CVD method is suitable for forming a barrier alloy film for semiconductor devices in which C and O%N are added elements.

ここで、’ri:w=a : 92の組成のCVDgI
l、をバリヤに用い、C,O5Nの合計濃度とリーク電
流の関係を第18図に示す。リーク電流は450”C1
20分のアニール後の試料について15v印加して測定
したものである。添加濃度α01 wt%以下ではリー
ク電流は増加しておシ、バリヤ性能は十分に改善されて
いない。また添加濃度5 wt%以上では膜にクツツク
が発生したシ1部分的にはがされたシする現象があり、
やはシ寮用上問題がある。
Here, CVDgI with a composition of 'ri:w=a: 92
FIG. 18 shows the relationship between the total concentration of C and O5N and the leakage current using 1 as a barrier. Leakage current is 450”C1
The measurement was performed by applying 15V to the sample after 20 minutes of annealing. When the additive concentration is less than α01 wt%, the leakage current increases and the barrier performance is not sufficiently improved. In addition, when the additive concentration exceeds 5 wt%, there is a phenomenon where the film is scratched or partially peeled off.
There is a problem with the dormitory.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によるCVD嘆形酸形成技術れば、1、 ソース
ガス輸送時のコンダクタンスが大キく、ガス供給量の変
動も小さくできる。
With the CVD oxygen forming technology according to the present invention, 1. The conductance during transport of the source gas is large, and the fluctuation in the gas supply amount can be reduced.

2、  CVD反応時に発生する反応ガスをすみやかに
除くことができる。
2. The reaction gas generated during the CVD reaction can be quickly removed.

& 排気管まで到達した未反応ソースがスを排気管及び
排気ポンプに影響を与えずに処理できる。
& Unreacted sources that reach the exhaust pipe can be disposed of without affecting the exhaust pipe or exhaust pump.

以上の3つの点から本発明は、複雑な化学構造を有し低
い蒸気圧しか持たない物質をソースとして用いるCVD
法において、膜形成の高速化、膜質向上、装置のメンテ
ナンスの上から極めて有効である。
From the above three points, the present invention is a CVD method using a substance with a complex chemical structure and a low vapor pressure as a source.
This method is extremely effective in terms of speeding up film formation, improving film quality, and maintaining equipment.

本発明により形成された嗅は、酸中の不純物が少なくそ
のため従来技術に比較し低抵抗であり、また減圧CVD
法であるためコンタクト孔でのカバレジも良好であり半
導体装置の配線に好適である。とりわけ、実行速度が問
題となるバイポーラLSI、バイポーラCM OSi 
 L S I用配線として好適である。
The odor formed by the present invention has fewer impurities in the acid and therefore has lower resistance compared to the conventional technology, and is also produced by low pressure CVD.
Since it is a method, coverage in contact holes is also good and it is suitable for wiring of semiconductor devices. In particular, bipolar LSI, bipolar CM OSi, where execution speed is an issue
It is suitable for LSI wiring.

また、本発明によりバリヤ合金模を形成した場合にはC
VD反応時に添加元素であるC、N%OあるいはB%P
が再現性良くバリヤ合金嘆中にとシこまれ、それらの添
加元素が嘆中の81拡散を抑制するため、バリヤ性能の
向上に効果がある。
Furthermore, when a barrier alloy pattern is formed according to the present invention, C
Additive elements C, N%O or B%P during VD reaction
are incorporated into the barrier alloy with good reproducibility, and these added elements suppress the diffusion of 81 into the barrier alloy, which is effective in improving barrier performance.

また、CVD反応の際に1京理的にHFの発生がなく、
そのためSin、を還元剤として用いる必要がないため
バリヤ嘆中の81含有量も低く抑えることができる。本
発明によるバリヤ模はとりわけ、半導体メモリ装置、半
導体論理回路装置に用いた場合に有効である。すなわち
、半導体メモリ装置は最も微細化の進んだものであシ、
バリヤとしても薄いものが望ましい。
In addition, there is virtually no HF generation during the CVD reaction,
Therefore, since there is no need to use Sin as a reducing agent, the 81 content in the barrier layer can also be kept low. The barrier pattern according to the present invention is particularly effective when used in semiconductor memory devices and semiconductor logic circuit devices. In other words, semiconductor memory devices are the most advanced in miniaturization.
A thin barrier is also desirable.

本発明によればバリヤ性を向上でき従来よりバリヤ模厚
を薄く、でき、この目的に好適である。また、半導体v
71理回路!filでは高速動作が要求され、そのため
配線抵抗の低下も重要な課題である。
According to the present invention, the barrier properties can be improved and the barrier thickness can be made thinner than before, and it is suitable for this purpose. Also, semiconductor v
71 logic circuit! fil requires high-speed operation, and therefore reducing wiring resistance is also an important issue.

本発明によれば、バリヤ層KSiを含まず、シリサイド
含有による抵抗増がないため、従来に比べ配線全体の抵
抗を下げることが可能であシ、半導体倫理回路装置の高
速化を図ることができる。
According to the present invention, since the barrier layer KSi is not included and there is no increase in resistance due to the inclusion of silicide, it is possible to lower the resistance of the entire wiring compared to the conventional method, and it is possible to increase the speed of the semiconductor ethical circuit device. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一夾施例を示すCVD装置の断面図
、第2図は、第1図に示す装置でソースガスW(Co)
・を発生させた時の反応室内でのW(CO)・の分圧の
測定結果を示すグ?7、第3図は、基板温度を500 
’Cにした時のW膜形成速度を示すグラフ、第4図は、
初期ガス流出速度mを変えた時の反応室内のW(Co)
@分圧の変化を示すグラフ、第5図は、本発明Ω別の実
施例を示す装置の概略断面図、第6図は、1g5図に示
すCVD装置を用いて形成したW模の不純物をsxMs
分析〈より検出したグラフ、第7図は2本発明のもう一
つの実施例を示す装置の概略断面図、第8図は、ソース
ガス発生器と反応室とを複数個のフンダクタンス可変オ
リフィスで結合した反応容器を示す断面図である。第9
図は、本発明によるRFプラズマCVD装置の構造を示
す断面図である。第10図、第11図はW(CO)−と
N、をl@ lx W N嘆をプッズYCVD法により
嗅形成した際にできた幌の深さ方向オーシュ分析結果を
示すグラフであυ、第10図が従来のCVD法による襖
、第11図が本実施例による喚の分析結果を示すグラフ
、第12図は本発明によるMO8デバイスの断面図、第
13図は本発明によるバイポーラデバイスの断面図、第
14図は本実施例によりTi−W合金嘆を形成する際の
基板温度と、@形成速度およびQIN組成の関係を示す
グラフ、′@1N’Jは本実施例による半導体装置の構
造を示す断面図、第16図は本実施例によるバリヤ合金
嘆のバリヤ特性を示すグラフであシ、p7n?イオード
の各種アニール後の逆方向V−工時特性あシ、7XI&
−(a)図が本実施例、第16−(b)図がスパッタ法
による従来技術の結果を示すグラフ、第17図は、第1
6図の測定に用いた半導体装置の構造を示す断面図、第
18図は0%01Nの総1儂度と第17図の半導体装置
におけるリーク電流の関係を示すグラフである。 1・・・ソースガス発生室、2・・・反応室、3・・・
トラップヒーター 4・・・基板ヒーター 5・・・コ
ンダクタンス可変オリフィス、6・・・喚形成用基板、
7・・・ガス発生用ヒーター 8・・・反応容器加熱用
ヒーター 9・・・キャリヤガス導入管、10・・・反
応ガス導入管、11・・・ホットトラップ、12・・・
排気ポンプ、13・・・CvDソース物質、14・・・
ソース容器、15・・・排気口、16・・・反応室内の
内壁、17・・・排気口、18・・・全面に細孔を有す
る反応室内壁、19・・・RF電極兼用可変コンダクタ
ンスオリフィス、20・・・RFt源、21・・・絶縁
ガイシ、31・・・P型S1基板、32・・・n1敗、
V、!55・・・P拡散曹、54・・・ダ拡散、1.3
5・・・n“拡散−136・Sin、、37 ・・・バ
リヤ誓、38・・・W!il!線、39・・・ポリ、シ
リコン、4o・・・バリヤ1.41・・・拡散1.42
・・・CVDガラス絶R喚、43 ・TiW CV D
合金バリヤ嘆、44−At−Cu−Si合金嘆、45.
46・・・電圧印加端子、47・・・鵠酸化sio、、
48・・・81基板特許出願人 株式会社 日立製作所
FIG. 1 is a sectional view of a CVD apparatus showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a CVD apparatus showing one embodiment of the present invention.
This graph shows the measurement results of the partial pressure of W(CO) in the reaction chamber when ・ is generated. 7. Figure 3 shows the substrate temperature at 500°C.
Figure 4 is a graph showing the W film formation rate when the temperature is 'C'.
W(Co) in the reaction chamber when the initial gas outflow velocity m is changed
Figure 5 is a schematic cross-sectional view of a device showing an embodiment of the present invention according to Ω, and Figure 6 is a graph showing changes in partial pressure. sxMs
Fig. 7 is a schematic cross-sectional view of an apparatus showing another embodiment of the present invention, and Fig. 8 is a graph detected from analysis. FIG. 3 is a cross-sectional view showing coupled reaction vessels. 9th
The figure is a sectional view showing the structure of an RF plasma CVD apparatus according to the present invention. Figures 10 and 11 are graphs showing the results of depth direction ocher analysis of the canopy formed when W(CO)- and N were formed using the Puds YCVD method. FIG. 10 is a graph showing the analysis results of the fusuma produced by the conventional CVD method, FIG. 11 is a graph showing the analysis results of the fusuma according to this example, FIG. 12 is a cross-sectional view of the MO8 device according to the present invention, and FIG. 13 is a cross-sectional view of the bipolar device according to the present invention. 14 is a graph showing the relationship between the substrate temperature, the formation rate, and the QIN composition when forming the Ti-W alloy layer according to this example. A cross-sectional view showing the structure and FIG. 16 are graphs showing the barrier properties of the barrier alloy according to this example, p7n? Reverse direction V-working characteristics after various annealing of diodes, 7XI &
- (a) is a graph showing the results of this example, Fig. 16 (b) is a graph showing the results of the conventional technique using the sputtering method, and Fig.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing the structure of the semiconductor device used for the measurement shown in FIG. 6, and FIG. 18 is a graph showing the relationship between the total 1 degree of 0% 01N and the leakage current in the semiconductor device shown in FIG. 17. 1... Source gas generation chamber, 2... Reaction chamber, 3...
Trap heater 4... Substrate heater 5... Variable conductance orifice, 6... Substrate for pump formation,
7... Heater for gas generation 8... Heater for heating the reaction vessel 9... Carrier gas introduction pipe, 10... Reaction gas introduction pipe, 11... Hot trap, 12...
Exhaust pump, 13...CvD source material, 14...
Source container, 15...Exhaust port, 16...Inner wall of the reaction chamber, 17...Exhaust port, 18...Reaction chamber wall having pores on the entire surface, 19...Variable conductance orifice that also serves as an RF electrode , 20... RFt source, 21... Insulating insulator, 31... P type S1 substrate, 32... n1 defeat,
V,! 55...P diffusion soda, 54...Da diffusion, 1.3
5...n"diffusion-136・Sin,, 37...barrier oath, 38...W!il! line, 39...poly, silicon, 4o...barrier 1.41...diffusion 1.42
...CVD Glass Zetsu R Kan, 43 ・TiW CV D
Alloy barrier, 44-At-Cu-Si alloy, 45.
46... Voltage application terminal, 47... Oxidation sio,,
48...81 Substrate patent applicant Hitachi, Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、反応容器中で常温で固体もしくは液体の金属化合物
をガス化して、加熱機構により加熱された基板上で前記
ガスの還元あるいは分解を行なう金属薄膜の形成方法に
おいて、反応容器内のソースガス発生部と薄膜形成部と
の間にコンダクタンス可変オリフィスを設けて、ソース
ガス発生量と薄膜形成部の真空度とを独立に制御し、か
つ低コンダクタンスでソースガスを供給し、高純度の金
属薄膜を高速で形成することを特徴とする金属薄膜の形
成方法。 2、請求項1記載の金属薄膜の形成方法において、ガス
発生部から薄膜形成部へオリフィスを通過してソースガ
スを導入する際、1秒間に薄膜形成部へ供給されるガス
状のソース総重量mと、ガス発生部内の空間を飽和ソー
スガスで満たした時のソース総重量Mとの関係が、常に
(1)式、m/M<0.1(1) の関係を満たすことを特徴とする金属薄膜の形成方法。 3、ソースガス発生器、反応容器、反応容器加熱ヒータ
、膜形成用基板、基板用ヒータ、排気管、排気ポンプよ
り成るCVD装置において、前記ソースガス発生器が前
記反応容器と一体構造となつており、両者の間にコンダ
クタンス可変オリフィスを設けたことを特徴とするCV
D装置。 4、請求項5記載のCVD装置において、前記反応容器
の内部に基板を囲む内壁を設け、該内壁には複数の排気
口が設けられていることを特徴とするCVD装置。 5、請求項3又は4記載のCVD装置において、コンダ
クタンス可変オリフィスが、膜形成基板中心の延長線を
軸に同心円状に複数個配置されていることを特徴とする
CVD装置。 6、請求項4記載のCVD装置において、内壁が特定の
位置に排気口を有さず、内壁全面に一様な細孔を有する
ことを特徴とするCVD装置。 7、請求項3〜6のいずれか1項に記載のCVD装置に
おいて、更にプラズマ発生機構を設けたことを特徴とす
るプラズマCVD装置。 8、請求項3〜6のいずれか1項に記載のCVD装置に
おいて、反応容器と排気ポンプとを結合する排気管の、
少なくとも一部に脱着可能な内蔵型ヒータを設け、ヒー
タ温度をCVDソースガスの分解温度以上に設定する手
段を有することを特徴とするCVD装置。 9、半導体素子上に配線膜を有する半導体装置において
、前記配線膜の少なくとも一部が請求項3〜6のいずれ
か1項に記載のCVD装置により形成されたことを特徴
とする半導体装置。 10、半導体素子上に配線膜を有する半導体装置におい
て、前記配線膜の少なくとも一部が請求項3〜6のいず
れか1項に記載のCVD装置により形成されたことを特
徴とするバイポーラLSI装置。 11、請求項9記載の半導体装置において、配線膜がW
又はWとW以外にTi、Mo、V、Zr、Ta、Nb、
Ni、Coのうち少なくとも一元素を含む合金からなる
ことを特徴とする半導体装置。 12、半導体素子上に配線膜を有し、かつこの配線膜の
少なくとも一部がWとW以外にTi、Mo、V、Zr、
Ta、Nb、Ni、Coのうち少なくとも一元素を含む
合金である半導体装置において、前記合金中にC、N、
O、B、Pのうちの一種以上を合計濃度として、0.0
1wt%以上で5wt%以下含有していることを特徴と
する半導体装置。 13、請求項12記載の半導体装置において、前記合金
中の金属元素のうち0.01wt%以上で5wt%以下
がC、O、Nとの結合を有することを特徴とする半導体
装置。 14、Wと、W以外にTi、Mo、V、Zr、Ta、N
b、Ni、Coのうち少なくとも一元素を含む合金膜の
CVD法による形成方法において、Wの形成反応が W(Co)_6→W+6CO であることを特徴とする半導体素子上への合金薄膜の形
成方法。 15、請求項14記載の形成方法において、W以外の元
素のCVD反応に、金属−フッ素結合を有しないソース
ガス物質を用いることを特徴とする合金薄膜の形成方法
。 16、請求項14又は15記載の合金薄膜の形成方法に
よつて、半導体、置の配線の少なくとも一部を形成した
ことを特徴とする半導体装置。 17、請求項14又は、15記載の合金薄膜の形成方法
によつて、半導体メモリ装置の配線の少なくとも一部を
形成したことを特徴とする半導体メモリ装置。 18、請求項14又は15記載の合金薄膜の形成方法に
よつて、半導体論理回路装置の配線の少なくとも一部を
形成したことを特徴とする半導体論理回路装置。 19、WとW以外にTi、Mo、V、Zr、Ta、Nb
、Ni、Coのうち少なくとも一種を含む合金において
、C、O、Nを合計濃度として0.05wt%以上5w
t%以下含有することを特徴とする合金。
[Scope of Claims] 1. A method for forming a metal thin film in which a solid or liquid metal compound is gasified at room temperature in a reaction vessel, and the gas is reduced or decomposed on a substrate heated by a heating mechanism. A variable conductance orifice is provided between the source gas generating section and the thin film forming section in the container to independently control the amount of source gas generated and the degree of vacuum in the thin film forming section, and supplying the source gas at a low conductance. A method for forming a metal thin film, which is characterized by forming a high-purity metal thin film at high speed. 2. In the method for forming a metal thin film according to claim 1, when the source gas is introduced from the gas generating section to the thin film forming section through the orifice, the total weight of the gaseous source supplied to the thin film forming section per second. It is characterized in that the relationship between m and the total source weight M when the space in the gas generation section is filled with saturated source gas always satisfies the relationship of formula (1), m/M<0.1 (1). A method for forming a thin metal film. 3. In a CVD apparatus comprising a source gas generator, a reaction vessel, a reaction vessel heater, a film forming substrate, a substrate heater, an exhaust pipe, and an exhaust pump, the source gas generator is integrated with the reaction vessel; A CV characterized in that a variable conductance orifice is provided between the two.
D device. 4. The CVD apparatus according to claim 5, wherein an inner wall surrounding the substrate is provided inside the reaction vessel, and a plurality of exhaust ports are provided in the inner wall. 5. The CVD apparatus according to claim 3 or 4, wherein a plurality of variable conductance orifices are arranged concentrically around an extension of the center of the film forming substrate. 6. The CVD apparatus according to claim 4, wherein the inner wall does not have an exhaust port at a specific position and has uniform pores over the entire surface of the inner wall. 7. A plasma CVD apparatus according to any one of claims 3 to 6, further comprising a plasma generation mechanism. 8. In the CVD apparatus according to any one of claims 3 to 6, the exhaust pipe connecting the reaction vessel and the exhaust pump,
A CVD apparatus characterized in that at least a portion thereof is provided with a detachable built-in heater, and has means for setting the heater temperature to a temperature higher than the decomposition temperature of a CVD source gas. 9. A semiconductor device having a wiring film on a semiconductor element, wherein at least a part of the wiring film is formed by the CVD apparatus according to any one of claims 3 to 6. 10. A bipolar LSI device having a wiring film on a semiconductor element, wherein at least a part of the wiring film is formed by the CVD apparatus according to any one of claims 3 to 6. 11. The semiconductor device according to claim 9, wherein the wiring film is W.
Or in addition to W and W, Ti, Mo, V, Zr, Ta, Nb,
A semiconductor device comprising an alloy containing at least one element among Ni and Co. 12. Having a wiring film on a semiconductor element, and at least a part of this wiring film contains Ti, Mo, V, Zr, in addition to W and W.
In a semiconductor device that is an alloy containing at least one element among Ta, Nb, Ni, and Co, C, N,
The total concentration of one or more of O, B, and P is 0.0
A semiconductor device characterized by containing 1 wt% or more and 5 wt% or less. 13. The semiconductor device according to claim 12, wherein 0.01 wt% or more and 5 wt% or less of the metal elements in the alloy have bonds with C, O, and N. 14. W and other than W Ti, Mo, V, Zr, Ta, N
Formation of an alloy thin film on a semiconductor element, in a method for forming an alloy film containing at least one element among b, Ni, and Co by a CVD method, characterized in that the formation reaction of W is W(Co)_6→W+6CO. Method. 15. The method for forming an alloy thin film according to claim 14, wherein a source gas material having no metal-fluorine bond is used in the CVD reaction of an element other than W. 16. A semiconductor device, characterized in that at least a part of wiring in a semiconductor device is formed by the method for forming an alloy thin film according to claim 14 or 15. 17. A semiconductor memory device, characterized in that at least a part of the wiring of the semiconductor memory device is formed by the method for forming an alloy thin film according to claim 14 or 15. 18. A semiconductor logic circuit device, characterized in that at least a part of the wiring of the semiconductor logic circuit device is formed by the method for forming an alloy thin film according to claim 14 or 15. 19. In addition to W and W, Ti, Mo, V, Zr, Ta, Nb
, Ni, and Co, the total concentration of C, O, and N is 0.05wt% or more 5w
An alloy characterized by containing t% or less.
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