JPH02213125A - タングステン膜の選択的形成方法 - Google Patents
タングステン膜の選択的形成方法Info
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Landscapes
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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
Ｂ１発明の概要
Ｃ１従来技術
り１発明が解決しようとする問題点［第４図］Ｅ１間翅
点を解決するための手段 Ｆ９作用 Ｇ、実施例［第１図乃至第３図１ Ｈ０発明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明はタングステン膜の選択的形成方法、特に表面に
絶縁膜が選択的に形成された半導体の露出部上にタング
ステン膜を成長させるタングステン膜の選択的形成方法
に関する。
点を解決するための手段 Ｆ９作用 Ｇ、実施例［第１図乃至第３図１ Ｈ０発明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明はタングステン膜の選択的形成方法、特に表面に
絶縁膜が選択的に形成された半導体の露出部上にタング
ステン膜を成長させるタングステン膜の選択的形成方法
に関する。
（Ｂ、発明の概要）
本発明は、上記のタングステン膜の選択的形成方法にお
いて、 タングステン膜の選択的形成なボイドの発生やタングス
テンの異常成長を伴うことなく行なうことができるよう
にするため、 水素及び／又は不活性雰囲気中での熱処理による不純物
の脱離と、プラズマエツチングによる自然酸化膜の除去
を行なったうえでタングステン膜の成長を行なうもので
ある。
いて、 タングステン膜の選択的形成なボイドの発生やタングス
テンの異常成長を伴うことなく行なうことができるよう
にするため、 水素及び／又は不活性雰囲気中での熱処理による不純物
の脱離と、プラズマエツチングによる自然酸化膜の除去
を行なったうえでタングステン膜の成長を行なうもので
ある。
（Ｃ，従来技術）
タングステン膜の選択的形成は一般に、半導体基板の表
面にＳｉｎ、膜を形成し、該ＳｉＯｘ膜をフォトエツチ
ングすることにより半導体基板の表面を選択的に露出さ
せ、その後、水素還元法あるいはシリコン還元法等によ
りタングステン膜を半導体基板の露出部上に気相成長さ
せるという方法で行なわれる。タングステンを選択的に
成長させることができるのはＳｆＯ＊膜上には通常タン
グステンが成長しないからである。
面にＳｉｎ、膜を形成し、該ＳｉＯｘ膜をフォトエツチ
ングすることにより半導体基板の表面を選択的に露出さ
せ、その後、水素還元法あるいはシリコン還元法等によ
りタングステン膜を半導体基板の露出部上に気相成長さ
せるという方法で行なわれる。タングステンを選択的に
成長させることができるのはＳｆＯ＊膜上には通常タン
グステンが成長しないからである。
（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）【第４図］
ところで、タングステン膜の形成をする場合に第４図（
Ａ）に示すようにタングステン膜が異常成長したり、同
図（Ｂ）に示すようにタングステンの異常成長によりボ
イドが生じたりするという問題があった。同図において
、ａはｐ型シリコン半導体基板、ｂは半導体基板ａの表
面部に形成されｆ： ｎ ４型拡散層、ＣはＳｉＯｘか
らなる絶縁膜、ｄは該絶縁膜Ｃに形成されたコンタクト
ホール、ｅは上記拡散層すの上記コンタクトホールｄに
露出した部分に成長したタングステン膜、ｆ、ｆは異常
成長したタングステン、ｇは異常成長したタングステン
ｆ、ｆにより上部を塞がれたためコンタクトホールｄ内
に生じたボイド（す）である。
Ａ）に示すようにタングステン膜が異常成長したり、同
図（Ｂ）に示すようにタングステンの異常成長によりボ
イドが生じたりするという問題があった。同図において
、ａはｐ型シリコン半導体基板、ｂは半導体基板ａの表
面部に形成されｆ： ｎ ４型拡散層、ＣはＳｉＯｘか
らなる絶縁膜、ｄは該絶縁膜Ｃに形成されたコンタクト
ホール、ｅは上記拡散層すの上記コンタクトホールｄに
露出した部分に成長したタングステン膜、ｆ、ｆは異常
成長したタングステン、ｇは異常成長したタングステン
ｆ、ｆにより上部を塞がれたためコンタクトホールｄ内
に生じたボイド（す）である。
このようにタングステンが異常成長すると断線等の原因
となるので好ましくない。このようにタングステンが異
常成長するのは、フォトエツチング後レジスト膜を除去
した状態ではナトリウムＮａ、鉄Ｆｅ、カーボンＣ等が
残り、それが還元法によりタングステン膜を成長させる
際に活性水素、即ち水素ラジカルを発生する源となり延
いては還元反応を生ぜしめ、タングステン異常成長の核
となるためである。
となるので好ましくない。このようにタングステンが異
常成長するのは、フォトエツチング後レジスト膜を除去
した状態ではナトリウムＮａ、鉄Ｆｅ、カーボンＣ等が
残り、それが還元法によりタングステン膜を成長させる
際に活性水素、即ち水素ラジカルを発生する源となり延
いては還元反応を生ぜしめ、タングステン異常成長の核
となるためである。
また、拡散層すのコンタクトホールｄの表面に露出した
部分に自然酸化膜がある場合にはタングステン膜の成長
がスムーズに行なわれないという問題もあった。
部分に自然酸化膜がある場合にはタングステン膜の成長
がスムーズに行なわれないという問題もあった。
本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもので
あり、タングステン膜の選択的形成なボイドの発生やタ
ングステン膜の声常成長を伴うことなく行なうことがで
きるようにすることを目的とする。
あり、タングステン膜の選択的形成なボイドの発生やタ
ングステン膜の声常成長を伴うことなく行なうことがで
きるようにすることを目的とする。
本発明タングステン膜の選択的形成方法によれば、タン
グステン膜の形成前における水素及び／又は不活性雰囲
気中での熱処理によりタングステンの異常成長の核とな
る不純物を除去することができる。従って、タングステ
ンの異常成長を防止することができる。
グステン膜の形成前における水素及び／又は不活性雰囲
気中での熱処理によりタングステンの異常成長の核とな
る不純物を除去することができる。従って、タングステ
ンの異常成長を防止することができる。
また、タングステン膜の形成前にプラズマエツチングに
より自然酸化膜を除去するので半導体の露出部上にタン
グステン膜を支障な（成長させることができる。
より自然酸化膜を除去するので半導体の露出部上にタン
グステン膜を支障な（成長させることができる。
（Ｅ、問題点を解決するための手段）
本発明タングステン膜の選択的形成方法は上記問題点を
解決するため、水素及び／又は不活性雰囲気中での熱処
理による不純物の脱離と、プラズマエツチングによる自
然酸化膜の除去を行なったうえでタングステンの成長を
行なうことを特徴とする。
解決するため、水素及び／又は不活性雰囲気中での熱処
理による不純物の脱離と、プラズマエツチングによる自
然酸化膜の除去を行なったうえでタングステンの成長を
行なうことを特徴とする。
（Ｆ、作用）
（Ｇ、実施例）［第１図乃至第３図］
以下、本発明タングステン膜の選択的形成方法を図示実
施例に従って詳細に説明する。
施例に従って詳細に説明する。
第１図（Ａ）乃至（Ｄ）は本発明タングステン膜の選択
的形成方法の一つの実施例を工程順に示す断面図である
。
的形成方法の一つの実施例を工程順に示す断面図である
。
（Ａ）ｐ型シリコン半導体基板１の表面部に０１型拡散
層２を選択的に形成し、半導体基板１表面上に５ｉＯ−
からなる絶縁膜３を例えば熱酸化により形成し、該絶縁
膜３をフォトエツチングすることにより上記拡散層２を
露出させるコンタクトホール４を形成し、その後、フォ
トレジスト膜を除去する。第１図（Ａ）はフォトレジス
ト膜除去後の状態を示す、５はこの状態のときに拡散層
２のコンタクトホール４に露出する部分上に生じている
自然酸化膜、６．６．・・・は後のタングステン膜の選
択的形成の際に活性な水素である水素ラジカルを生ぜし
め易い不純物、例えばナトリウウＮａ、鉄Ｆｅ、炭素Ｃ
等である。
層２を選択的に形成し、半導体基板１表面上に５ｉＯ−
からなる絶縁膜３を例えば熱酸化により形成し、該絶縁
膜３をフォトエツチングすることにより上記拡散層２を
露出させるコンタクトホール４を形成し、その後、フォ
トレジスト膜を除去する。第１図（Ａ）はフォトレジス
ト膜除去後の状態を示す、５はこの状態のときに拡散層
２のコンタクトホール４に露出する部分上に生じている
自然酸化膜、６．６．・・・は後のタングステン膜の選
択的形成の際に活性な水素である水素ラジカルを生ぜし
め易い不純物、例えばナトリウウＮａ、鉄Ｆｅ、炭素Ｃ
等である。
（Ｂ）次に、同図（Ｂ）に示すように水素（または不活
性）雰囲気での熱処理により上記の活性な水素を生ぜし
め易い不純物を除去する。処理温度は４００℃以上ない
と不純物除去効果が得られないし、活性化アニール温度
より高いと拡散層２の深さ、不純物濃度プロファイルに
悪影響を及ぼす、従って、処理温度は４００℃以上活性
化アニール温度以下の範囲であることが必要である。
性）雰囲気での熱処理により上記の活性な水素を生ぜし
め易い不純物を除去する。処理温度は４００℃以上ない
と不純物除去効果が得られないし、活性化アニール温度
より高いと拡散層２の深さ、不純物濃度プロファイルに
悪影響を及ぼす、従って、処理温度は４００℃以上活性
化アニール温度以下の範囲であることが必要である。
なお、この工程の前までに拡散層２の活性化アニールを
行なっていない場合にはこの工程で活性化アニールをも
行なうようにしても良い、その場合は、この工程での処
理温度は活性化に最適な温度にする必要がある。そして
、最適アニール温度は第２図に示すアニール温度・シー
ト抵抗関係図、第３図に示すアニール温度・拡散屡深さ
関係図等を参考にして適宜選択すると良い、第２図、第
３図において、Δは２０分間加熱アニールの場合を、Ｏ
は２分間加熱アニールの場合を、口は１０秒秒間時間ア
ニールの場合を示す、ちなみに、拡散層２の深さ２５０
０人、シート抵抗５０Ω／口程度、２分間加熱アニール
の場合には最適アニール温度が１０００℃ということに
なり、本工程における熱処理の温度を１０００℃で行な
久ば、不純物Ｎａ、Ｆｅ、Ｃ等の除去とアニールとを同
時に行なうことができるということになり工数低減によ
り製造コストの低減も期待できる。もちろん、最適熱処
理温度は諸条件によって異なり、これはあくまで−例に
過ぎない。
行なっていない場合にはこの工程で活性化アニールをも
行なうようにしても良い、その場合は、この工程での処
理温度は活性化に最適な温度にする必要がある。そして
、最適アニール温度は第２図に示すアニール温度・シー
ト抵抗関係図、第３図に示すアニール温度・拡散屡深さ
関係図等を参考にして適宜選択すると良い、第２図、第
３図において、Δは２０分間加熱アニールの場合を、Ｏ
は２分間加熱アニールの場合を、口は１０秒秒間時間ア
ニールの場合を示す、ちなみに、拡散層２の深さ２５０
０人、シート抵抗５０Ω／口程度、２分間加熱アニール
の場合には最適アニール温度が１０００℃ということに
なり、本工程における熱処理の温度を１０００℃で行な
久ば、不純物Ｎａ、Ｆｅ、Ｃ等の除去とアニールとを同
時に行なうことができるということになり工数低減によ
り製造コストの低減も期待できる。もちろん、最適熱処
理温度は諸条件によって異なり、これはあくまで−例に
過ぎない。
尚、本然処理を行なう場合の雰囲気は水素８１１００％
雰囲気でも良いが、アルゴンＡｒ等不活性ガス１００％
雰囲気でも良いし、Ｈ□５０％、Ａｒ５０％というよう
に水素と不活性ガスを混合した雰囲気でも良い。
雰囲気でも良いが、アルゴンＡｒ等不活性ガス１００％
雰囲気でも良いし、Ｈ□５０％、Ａｒ５０％というよう
に水素と不活性ガスを混合した雰囲気でも良い。
（Ｃ）次に、第１図（Ｃ）に示すようにフッ素Ｆ系ラジ
カルが発生するプラズマエツチングにより自然酸化膜５
を除去する。このプラズマエツチングは拡散層２の表面
部を該層２の深さの例えばｌＯ％程度エッチオフする程
度に深く行なえば、自然酸化膜５を完全に除去できるだ
けでなく、Ｓ ｉ Ｏｘからなる絶ｌＪｔ膜３の表面部
に浸透して絶縁膜との結び付きが比較的強固な不純物（
水素ラジカルを発生させ易いナトリウムＮａ、鉄Ｆｅ。
カルが発生するプラズマエツチングにより自然酸化膜５
を除去する。このプラズマエツチングは拡散層２の表面
部を該層２の深さの例えばｌＯ％程度エッチオフする程
度に深く行なえば、自然酸化膜５を完全に除去できるだ
けでなく、Ｓ ｉ Ｏｘからなる絶ｌＪｔ膜３の表面部
に浸透して絶縁膜との結び付きが比較的強固な不純物（
水素ラジカルを発生させ易いナトリウムＮａ、鉄Ｆｅ。
炭素Ｃ等の有害の不純物）を除去することができる。
（Ｄ）その後、第１図（Ｄ）に示すようにタングステン
膜７をＣＶＤにより選択的に形成する。この選択的形成
は、例えばエンクローチメントの少ないＳ ｉ Ｈ４＋
ＷＦ＠ ＋Ｈｉσガスを供給することにより行なうこと
ができる。この場合、ＣＶＤ初期（例えば膜厚がｌＯＯ
〜２００人程度になる程度）は選択性の良いシリコン還
元を生ぜしめ、その後はシランＳ ｉ Ｈ４還元を生ぜ
しめることができる。
膜７をＣＶＤにより選択的に形成する。この選択的形成
は、例えばエンクローチメントの少ないＳ ｉ Ｈ４＋
ＷＦ＠ ＋Ｈｉσガスを供給することにより行なうこと
ができる。この場合、ＣＶＤ初期（例えば膜厚がｌＯＯ
〜２００人程度になる程度）は選択性の良いシリコン還
元を生ぜしめ、その後はシランＳ ｉ Ｈ４還元を生ぜ
しめることができる。
どのような還元法でタングステン膜の選択的形成を行な
うにせよ、本タングステン膜の選択的形成方法によれば
、還元法によるタングステン膜の形成を行なう前に、タ
ングステンの異常成長の核となるところの水素ラジカル
を発生させる不純物６．６．・・・を除去し、更にタン
グステン膜の成長の妨げになる自然酸化膜５を除去して
おくので、タングステン膜７を異常成長を伴うことなく
拡散層２のコンタクトホール４に露出する部分上に円滑
に成長させることができる。
うにせよ、本タングステン膜の選択的形成方法によれば
、還元法によるタングステン膜の形成を行なう前に、タ
ングステンの異常成長の核となるところの水素ラジカル
を発生させる不純物６．６．・・・を除去し、更にタン
グステン膜の成長の妨げになる自然酸化膜５を除去して
おくので、タングステン膜７を異常成長を伴うことなく
拡散層２のコンタクトホール４に露出する部分上に円滑
に成長させることができる。
（Ｈ，発明の効果）
以上に述べたように、本発明タングステン膜の選択的形
成方法は、半導体の表面に絶縁膜を選択的に形成し、次
に、水素若しくは不活性雰囲気中で熱処理することによ
り水素ラジカルを発生し易い不純物の脱離を行ない、次
に、プラズマエッチングにより半導体表面の自然酸化膜
を除去を行ない、その後、タングステン膜を上記半導体
の露出部上に成長させることを特徴とするものである。
成方法は、半導体の表面に絶縁膜を選択的に形成し、次
に、水素若しくは不活性雰囲気中で熱処理することによ
り水素ラジカルを発生し易い不純物の脱離を行ない、次
に、プラズマエッチングにより半導体表面の自然酸化膜
を除去を行ない、その後、タングステン膜を上記半導体
の露出部上に成長させることを特徴とするものである。
従って、本発明タングステン膜の選択的形成方法によれ
ば、タングステン膜の形成前における水素及び／又は不
活性雰囲気中での熱処理によりタングステンの異常成長
の核となる不純物を除去することができる。依って、タ
ングステンの異常成長を防止することができる。
ば、タングステン膜の形成前における水素及び／又は不
活性雰囲気中での熱処理によりタングステンの異常成長
の核となる不純物を除去することができる。依って、タ
ングステンの異常成長を防止することができる。
また、タングステン膜の形成前にプラズマエツチングに
より自然酸化膜を除去するので半導体の露出部上にタン
グステン膜を支障なく成長させることができる。
より自然酸化膜を除去するので半導体の露出部上にタン
グステン膜を支障なく成長させることができる。
する問題点を示す断面図である。
符号の説明
ｌ、２・・・半導体、３・・・絶縁膜、５・・・自然酸
化膜、 ６・・・水素ラジカルを発生し易い不純物、７・・・タ
ングステン膜。
化膜、 ６・・・水素ラジカルを発生し易い不純物、７・・・タ
ングステン膜。
第１図（Ａ）乃至（Ｄ）は本発明タングステン膜の選択
的形成方法の一つの実施例を工程順に示す断面図、第２
図はアニール温度・シート抵抗関係図、第３図はアニー
ル温度・拡散層深さ関係図、第４図（Ａ）、（Ｂ）は発
明が解決しようとアニール温度・シート抵抗関係図 第２図 一アニール１度（Ｃ） アニール温度・拡散Ｎ潔と関係図 （Ａ） （Ｂ） 問！１習を示す断面図 第４図
的形成方法の一つの実施例を工程順に示す断面図、第２
図はアニール温度・シート抵抗関係図、第３図はアニー
ル温度・拡散層深さ関係図、第４図（Ａ）、（Ｂ）は発
明が解決しようとアニール温度・シート抵抗関係図 第２図 一アニール１度（Ｃ） アニール温度・拡散Ｎ潔と関係図 （Ａ） （Ｂ） 問！１習を示す断面図 第４図
Claims (1)
- （１）半導体の表面に絶縁膜を選択的に形成し、次に、
水素及び／又は不活性雰囲気中で熱処理することにより
水素ラジカルを発生し易い不純物の脱離を行ない、 次に、プラズマエッチングにより半導体表面の自然酸化
膜の除去を行ない、 その後、タングステン膜を上記半導体の露出部上に成長
させる ことを特徴とするタングステン膜の選択的形成方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3478289A JP2881796B2 (ja) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | タングステン膜の選択的形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3478289A JP2881796B2 (ja) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | タングステン膜の選択的形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02213125A true JPH02213125A (ja) | 1990-08-24 |
| JP2881796B2 JP2881796B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=12423853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3478289A Expired - Lifetime JP2881796B2 (ja) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | タングステン膜の選択的形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2881796B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010051844A (ko) * | 1999-11-22 | 2001-06-25 | 가네꼬 히사시 | 아르곤 가스를 방출할 수 있는 반도체 디바이스의제조방법 및 반도체 디바이스의 제조장치 |
| CN111566786A (zh) * | 2017-12-14 | 2020-08-21 | 应用材料公司 | 蚀刻金属氧化物而蚀刻残留物较少的方法 |
-
1989
- 1989-02-13 JP JP3478289A patent/JP2881796B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010051844A (ko) * | 1999-11-22 | 2001-06-25 | 가네꼬 히사시 | 아르곤 가스를 방출할 수 있는 반도체 디바이스의제조방법 및 반도체 디바이스의 제조장치 |
| CN111566786A (zh) * | 2017-12-14 | 2020-08-21 | 应用材料公司 | 蚀刻金属氧化物而蚀刻残留物较少的方法 |
| CN111566786B (zh) * | 2017-12-14 | 2024-03-15 | 应用材料公司 | 蚀刻金属氧化物而蚀刻残留物较少的方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2881796B2 (ja) | 1999-04-12 |
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