JPH03155618A - 半導体デバイスの薄膜形成方法および装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体デバイスの薄膜形成方法および装置
に関するものであり、さらに詳細には、半導体デバイス
における半導体基板または半導体基板上に形成された絶
縁膜などのような基体の上に中間層を介して化学的気相
成長（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　Ｖａｐｏｒ　　Ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ、以下ＣＶＤと称す）法を用いて薄膜を形成
する方法および装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、半導体デバイスの配線パターンは通常の場合、ア
ルミニウムを主原料に用いて形成されている。しかしな
がら、アルミニウムを主原料に用いた場合、パターニン
グ後の熱処理の際に、′ヒロック″と呼ばれる突起物が
成長し、配線の電気的短絡や層間絶縁膜の破壊の原因と
なっていた。

さらに、アルミニウムの融点は６００℃程度と低いこと
から、配線パターン形成後の熱処理を４５０℃程度に抑
えなければならず、製造上問題があった。

このため、最近では、アルミニウムに代わる配線材料と
して、高融点金属や、あるいは高融点金属のシリサイド
が注目されている。このような材料の中でも、タングス
テン（Ｗ、融点：　３３７０℃、比抵抗（バルク）：５
．６μΩ・ｃｍ）は、高融点低抵抗材料であり、積極的
に開発が進められている。このようなＷ薄膜の形成方法
としては、ステップカバレッジ（段差被覆性）の優れた
ＣＶＤ法が試みられている。

ＣＶＤ法に従いタングステン薄膜を形成する方法として
は、六弗化タングステン（ＷＦｓ）を、水素（Ｈ２）ま
たはシラン（Ｓ　ｉ　Ｈ４）で還元する方法がある。こ
の方法の還元反応式を以下の（１）および（２）式にそ
れぞれ示す。

ＷＦｓ　　（ｇ）＋３Ｈ２（ｇ）− Ｗ　（ｓ）＋６ＨＦ　（ｇ）−（１） ２ＷＦｓ　　（ｇ）＋３８　ｉ　Ｈ４（ｇ）→２Ｗ　（
ｓ）＋３Ｓ　ｉ　Ｈ４（ｇ）＋６Ｈ２（ｇ）・・・　（
２） ここで、（ｇ）および（Ｓ）は、それぞれ気相および固
相の状態を示す。Ｈ２で還元する方法は、ＳｉＨ４で還
元する方法に比べて、ステップカバレッジに優れている
。しかしながら、Ｈ２は５ｔＨ４に比べて、ＷＦ、を還
元する能力が低いので、Ｈ２還元法の方が堆積速度が低
く、核形成力も低い。したがって、Ｈ２還元法では、堆
積温度を高くする必要がある。しかしながら、堆積温度
を高くすると、結晶粒径の過度の増大を招く。さらに、
核形成の困難さは、表面モホロジーの悪化や面内におけ
る膜厚の均一性の悪化をもたらす。したがって、ＷＦ６
のＨ２還元法によるＷ−ＣＶＤは通常は生産技術として
は実現困難であった。

さらにＷ−ＣＶＤにおける困難には密着性があげられる
。ＣＶＤ法を用いて形成したＷ薄膜は、絶縁膜と密着力
が乏しい。このため、通常、基板または絶縁膜の上に中
間層を形成し、この中間層の上にｗ＊ｍを形成している
。この中間層はＷ薄膜の密着を助ける役割を果たす。こ
のような中間層としては、たとえば、ポリシリコン（Ｐ
ｏｌｙ−８ｉ）などのＳｉ系材料、タングステンシリサ
イド（ＷＳｉｘ）などの高融点金属のシリサイド材料、
およびチタンナイトライド（Ｔ　ｉ　Ｎ）などの高融点
金属の窒化物が挙げられる。

しかしながら、ポリシリコンを用いた場合には、各コン
タクトの接合層に対応した不純物のドーピングが必要と
なって、工程が複雑になるとともに、堆積させたＷ薄膜
の表面モホロジーが良好ではない。

タングステンシリサイドを用いた場合にも、Ｗ薄膜の表
面モホロジーは良好でない。

これらのポリシリコンおよびタングステンシリサイドに
比較して、チタンナイトライドは、その上に堆積させた
Ｗ薄膜の表面モホロジーが良好であり、密着性が優れて
いるという利点がある。さらに、チタンナイトライドは
、Ｐ型およびＮ型の両極性コンタクト可能なバリアメタ
ルとして機能するため、ＣＶＤ−Ｗの下敷膜として優れ
た特性を有している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このようなＴｉＮ中間層の上に、Ｈ２還
元で従来のＣＶＤ法によるタングステン膜を形成させる
ことは非常に困難であった。特に、堆積速度、膜厚の均
一性、および表面モホロジーなどにおいて問題点を有し
ていた。

特開昭６３−２５０４６３号公報には、ＷＦ。

と不活性ガスの混合ガスまたはＷＦ６ガスとＨ２ガスの
混合ガスを導入して、Ｗ薄膜を所定の厚さまで堆積した
後、ＷＦ、を含んだガスとシラン系の還元性ガスを導入
し、シラン系の還元性ガスでＷＦ、ガスを還元して金属
薄膜を成長させる方法が開示されている。ＷＦ、ガスと
不活性ガスとの混合ガスまたはＷＦ、ガスとＨ２ガスと
の混合ガスとの導入により、初期に形成されるＷ薄膜は
、Ｎ型およびＰ型の双方の拡散層に良好なコンタクト特
性を有している。また、次の工程で、ＷＦ。

ガスとシラン系の還元性ガスとにより堆積されるタング
ステン膜は堆積速度が速（、厚膜化することができる。

したがって、この公報に開示された方法に従えば、リー
ク電流のないＮ型およびＰ型の双方に良好なコンタクト
特性を有するタングステン配線を実現することができる
。

しかしながら、この公報に開示された方法で、ＴｉＮ中
間層の上にタングステン膜を形成しても、シラン系還元
ガスによりＷＦＧガスを還元しているため、Ｈ２還元法
のような優れたステップカバレッジを得ることができな
い。

この発明の目的は、Ｈ２還元法でＷ膜を堆積しにくいＴ
ｉＮのような中間層であっても、堆積速度が速く、膜厚
の均一性がよく、さらに表面モホロジーの良好な薄膜を
形成することができる薄膜形成方法および装置を提供す
ることにある。

この発明の他の目的は、表面粗れが少なく、表面が平滑
な金属薄膜を形成することができる薄膜形成方法および
装置を提供することにある。

この発明のさらに他の目的は、薄膜形成工程中における
発展が少ない薄膜形成装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明の薄膜形成方法は、基体上に形成された中間層
の上に化学的気相成長法により金属薄膜を形成する方法
であり、中間層の表面上に、薄膜を構成する金属のハロ
ゲン化物ガスを導入することによって、中間層の表面を
活性化する工程と、活性化した中間層の表面上にシラン
系ガスを導入することによって、中間層の表面に核を形
成する工程と、核を形成した中間層の表面上にハロゲン
化物ガスおよび還元性ガスを導入して、中間層の表面上
に金属薄膜を堆積する工程とを備えている。

この発明の好ましい１つの実施態様においては、金属薄
膜はＷ薄膜であり、ハロゲン化物ガスはＷＦ、ガスであ
り、シラン系ガスはＳｉＨ，ガスである。

この好ましい実施態様において、中間層は、たとえばＴ
ｉＮ層である。

金属薄膜堆積工程において用いられる還元性ガスは、Ｈ
２ガスが好ましい。

この発明において、中間層を介して金属薄膜が形成され
る基体は、半導体基板または半導体基板の上方に形成さ
れた絶縁膜である。

［発明の作用効果］ この発明に従えば、第１ステツプ処理により活性化され
た中間層の表面上にシラン系ガスを導入して、中間層の
表面に核を形成している。この核は、ＣＶＤ法による還
元法を用いて金属薄膜を形成する際に、初期過程の金属
の核の形成を促進する。このため、この発明の方法に従
えば、堆積速度が速（、膜厚の均一性がよく、さらに表
面モホロジーの良好な金属薄膜を得ることができる。

この発明は、タングステン薄膜の形成において、特に有
用なものであるが、タングステン薄膜の形成にのみ限定
されるものではない。表１に示すように、タングステン
以外の金属に対してもこの発明は適用され得る。

（以下余白） 表１ この発明において、中間層は、ＴｉＮ層に限定されるも
のではない。たとえば、ＴｉＷ、高融点金属または高融
点金属のシリサイド、高融点の窒化物などが挙げられる
。特に、金属薄膜堆積の際表面触媒作用を示さないよう
な中間層に対して、この発明の利点がより大きなものと
なる。

核を形成させる際に用いるシラン系ガスとしては、Ｓｉ
Ｈ４ガス以外に、ジシラ＞　（Ｓ　ｉ２　Ｈ６）などの
シラン系ガスを用いることができる。

この発明に従う好ましい１つの局面（アスペクト）にお
いては、薄膜を構成する金属のハロゲン化物ガスは、中
間層の表面の近傍に薄膜を構成する金属の金属面を配置
した状態で導入される。この局面において、中間層の表
面近傍に金属面を配置する理由は、前記、第１のステッ
プにおいて中間層を活性化するとともに金属面とハロゲ
ン化物ガスとの間での不均化反応（ｄｉｓｐｒｏｐｏｒ
ｔｉｏｎａｔｅ　　ｒｅａｃｔｉｏｎ）も核形成に寄与
し得る様に利用するためである。ＷＦ、を用いるＷ薄膜
の形成を例にすれば、以下に示すような不均化反応であ
る。

Ｗ＋ＷＦ、→ＷＦ、↑ 上記の不均化反応で生成したガスＷＦ、は、中間層の表
面上に拡散し、中間層であるＴｉＮ層の上に吸着する。

不均化反応で生成するガスは、上記のＷＦ、以外にも、
ＷＦｘ（１≦Ｘ≦５．整数）の組成のガスが生成し、同
様にＴｉＮ層上に吸着すると考えられる。

この前記、第１のステップ中、ＷＦ６ガスは、中間層で
あるＴｉＮ層とも直接に反応し、核の前駆体となるよう
な物質、たとえばＴｉＷ、ＷＮ。

ＴｉＦＸなどもＴｉＮ層上に生成する７ものと考えられ
る。

次の工程において導入されるシラン系ガスは、上記のよ
うにしてＴｉＮ層に吸着したＷＦｘおよびＴｉＮとＷＦ
、との反応生成物であるＴｉＷなどと反応して、ＷＳｉ
、などのＳｉ系の核を析出する。このようにして析出し
た核の表面触媒作用により、次の工程におけるＷＦ、と
Ｈ２の反応が進行し、Ｗ′ｆｓ膜の堆積が進行する。

この発明では、Ｗ薄膜堆積の表面触媒作用を示す核を堆
積反応開始に先立って注意深（、特別に中間層上に形成
させているため、堆積速度が速（、膜厚を均一にして堆
積させることができる。さらに、表面モホロジーの良好
なＷ薄膜を得ることができる。特に、中間層の表面の上
方に金属面を配置させる局面に従えば、不均化反応によ
り生ずるＷＦｘを、中間層の上に均一に吸着させること
ができ、核を中間層上に均一に析出させることができる
。

この局面に従う装置では、中間層の表面の上方に、中間
層の表面に対向して配置される金属面部材と、この金属
面部材を支持するための面部材支持台とが備えられる。

面部材支持台には、金属面部材の温度を制御するための
ヒータが設けられることが好ましい。ヒータで金属面部
材の温度を制御することにより、導入されるハロゲン化
物ガスと金属面部材の金属との不均化反応を制御するこ
とができる。

面部材支持台は、中間層の表面と金属面部材との間の距
離を調整できるように移動可能に設けられていることが
好ましい。このようにすることで不均化反応の結果発生
する前記の核前駆体の基板ヘの拡散経路をより好ましく
制御することが可能になる。

金属面部材は、基板に金属膜をコーティングしたもので
あってもよいし、バルクの金属板であってもよい。さら
にこの金属面部材は前記の咳前駆体の基板への拡散経路
をより好ましく制御するため、円型のみならず、大きさ
、形状ともに最適化することが望ましい。

この発明の他の局面に従う装置においては、中間層の表
面に前処理を施すための前処理室と、前処理された中間
層の表面上に金属薄膜を堆積するための、前処理室とは
別に設けられた堆積室とが備えられる。この他の局面に
従え、ば、堆積室の内面は、金属薄膜の堆積のための反
応に対して表面触媒作用を示さないような材料から形成
されている。

金属薄膜がＷ薄膜である場合には、このような材料とし
て、たとえば石英、Ｓ　Ｉ　Ｃｓまたはセラミックなど
が用いられる。

金属薄膜がＷ薄膜である場合には、前処理は、たとえば
、ＷＦ、ガスによる活性化処理とＳｉＨ、ガスによる核
形成処理とを含む。この場合に、前処理室は、活性化処
理のための前処理室と核形成のための前処理室とを別個
に有してもよい。

この他の局面の装置１こ従えば、堆積室の内面が金属薄
膜の堆積のための反応に対して表面触媒作用を示さない
材料から形成されているため、前処理室から移送されて
きた核形成済みの基体上以外の堆積室の内面には金属薄
膜が堆積しない。このため、堆積室内における発塵が防
止される。このため、堆積室の内部は、常に清浄に保た
れ、歩留まりなどを向上させることができる。

〔実施例］ 第１Ａ図は、この発明の方法に従い、中間層の上に核が
形成された状態を示す断面図である。第１Ａ図を参照し
て、Ｔｉ８層１の上には、Ｓｔ系核２が形成されている
。このＳｉ系核２は、以下のようにして形成される。ま
ず、Ｔｉ８層１の上にＷＦ、ガスが導入される。二のＷ
Ｆ、ガスは、Ｔｉ８層１の表面と反応し、Ｔｉ８層１の
表面を活性化させる。次に、シラン系ガスをＴＡＮ層１
主１上入し、Ｔｉ８層１の表面の反応物とシラン系ガス
とを反応させて、Ｓｉ系核２を形成する。

第１Ｂ図は、この発明の方法に従い、核が形成された中
間層の上に金属薄膜を堆積させたときの初期の状態を示
す断面図である。第１Ｂ図を参照して、Ｔｉ８層１の上
には均一な厚みで、Ｗ薄膜３が堆積されている。この発
明に従えば、Ｔｉ８層１の上に多数のＳｉ系核２が形成
されているので、核の密度が高い。このため、均一な厚
みでＷ薄膜３を形成させることができる。

第１Ｃ図は、この発明の方法に従い、核が形成された中
間層上に金属薄膜を堆積させた状態を示す断面図である
。第１Ｃ図を参照して、ＴｉＮ層１上に堆積されたＷ薄
膜３は、均一な厚みで堆積されている。このため、Ｗ薄
膜３の表面は平滑化されている。

以上のように、この発明の従えば、ＴｉＮ層１上に形成
するＷ薄！Ｉ３の厚みを均一にすることができ、その表
面を平滑化することができる。また、Ｔｉ８層１の上に
はＷ薄膜堆積前に多くの核が存在しているため、堆積速
度を速くすることができる。

第２Ａ図は、従来の方法に従い、前処理せずに中間層の
上に金属薄膜を形成させたときの初期の状態を示す断面
図である。第２Ａ図を参照して、Ｔｉ８層４の上にはＷ
核５が形成されている。従来の方法では、Ｔｉ８層４の
上に、予めＷ薄膜堆積反応の表面触媒作用を示すような
核が存在していないため、この場合の核は堆積反応開始
後の初期段階にＷＦ、とＨ２との直接の反応で析出する
以外なく、第２Ａ図に示すような、低密度のＷ核５とな
って不均一に析出する。析出したＷ核５が引き続（ＷＦ
、とＨ２の反応に表面触媒作用を示す核となって、この
上にＷ薄膜が堆積されていく。

第２Ｂ図は、従来の方法に従い、前処理せずに中間層の
上に金属薄膜を堆積せたときの状態を示す断面図である
。第２Ｂ図を参照して、Ｔｉ８層４の上には、不均一な
厚みのＷ薄膜６が堆積されている。Ｗ薄膜析出の核とな
るＷ核５が、第２Ａ図に示すように不均一かつ低密度に
Ｔｉ８層４の上に存在しているため、ＷＩＩｌｌＩ６の
厚みも不均一となる。この結果、Ｗ薄膜６の表面は、荒
れた状態となる。

第３図は、この発明に従い堆積される金属薄膜の膜厚と
堆積時間との関係を示す図である。：ｍ３図を参照して
、実線はこの発明に従う方法のものを示しており、点線
は従来の方法によるものを示している。Ｔ２、Ｔ２、お
よびＴ、は、それぞれ堆積温度を示しており、Ｔ３＞Ｔ
２＞Ｔ、の関係である。堆積温度は、４００〜６００℃
の範囲である。第３図を参照して、従来の方法によれば
、ＷＦ、とＨ２のガスを導入し始めてから、実際にＷｍ
膜の堆積が始まるまでには、遅れ時間、すなわち誘導期
間が存在している。これは、ＴｉＮ層表面が触媒として
不活性であるため、ＷＦ６とＨ２の直接の反応の結果生
ずる触媒となり得るＷ核が所定の密度および大きさとな
り触媒作用を示すまでの間、時間が必要であることを示
している。

これに対し、この発明の方法に従えば、このような誘導
期間がない。Ｗ薄膜は、ＷＦ、とＨ２ガスを導入し始め
てからすぐに堆積が始まる。これは、すでにＴｉＮ層の
表面にＳＬ系核が存在しており、このＳｌ系核が触媒と
して活性であるためである。

第４図は、この発明の一実施例において使用する装置を
示す概略構成図である。第４図を参照して、反応容器１
０内には、基板支持台１１が設けられている。基板支持
台１１の上には基板１４が載せられている。この基板１
４は、その表面にＴｉＮ層を中間層として有する基板で
ある。基板支持台１１の表面には、Ｗ膜１３が形成され
ている。

このＷ膜１３は、直前までの処理において基板の上にＷ
膜を堆積させる間に、基板支持台１１の表面にもＷＩｌ
！が堆積し、この結果として生じた膜である。したがっ
て、新しい基板支持台を用いる場合には、その表面にＷ
膜は存在しないのであるが、本発明者等は基板支持台１
１の表面にＷ膜が形成されている方がＷ膜堆積に有利で
あることを見出だしている。これは前記の不均化反応が
核形成過程に寄与していることを示唆している。したが
って、本発明者等は新たな基板支持台を用いる場合には
、基板を載置する前に基板支持台１１の表面にＷ膜を予
め形成している。このようにしてＷＭを形成した基板支
持台の上に基板を載置して用いるようにしている。

基板支持台１１内には、基板を加熱するためのヒータ１
２が設けられている。反応容器１０の一方側には原料ガ
スを導入するための導入口１５が設けられている。反応
容器１０の他方側には排気口１６が設けられている。Ｗ
Ｆ、ガス導入による活性化処理（以下これを「第１ステ
ツプ処理」という）においては、この導入口１５からＷ
Ｆ、ガスをキャリアガスとなる不活性ガスとともに反応
容器１０内に導入する。基板１４のＴｉＮ層表面を活性
化した後は、排気口１６から排気する。次に、Ｓｉｎ、
ガスによる核形成処理（以下これを「第２ステツプ処理
」という）においては、ＳｉＨ４ガスをキャリアガスと
なる不活性ガスとともに反応容器１０内に導入し、基板
１４のＴｉＮ層の表面に核を形成させる。その後、排気
口１６から排気する。

次に、ＷＦＳガスおよびＨ２ガスを導入口１５から、反
応容器１０内に導入し、基板１４のＴｉＮ層の上にＷ薄
膜を堆積させる。堆積後、反応容器１０内のガスは排気
口１６から排気する。

第４図に示すような装置を用いて、Ｗ薄膜を堆積させた
。４５０℃、０．２Ｔｏｒｒの条件下で、ＷＦ、ガスを
３００８ＣＣＭ、キャリアガスとしてのＡｒガスを５０
０８ＣＣＭのガス流量で１２０秒間導入して、ＴｉＮ層
の表面を活性化させる第１ステツプ処理を行なった。

次に、ＷＦ、ガスの導入を止め、反応容器１０内を排気
口１６から真空引きしてＷＦＧガスを除去した。この後
、ＳｉＨ４ガスを１１００５ＣＣ。

Ａｒガスを５００８ＣＣＭのガス流量で１２０秒間反応
容器１０内に導入し、活性化したＴｉＮ７Ｗの表面にシ
リコン系の核を形成する第２ステツプ処理を行なった。

次に、Ｓ　ｉ　Ｈ４ガスの導入を止め、チャンバ内を０
．８Ｔｏｒｒ、４５０℃に保持し、Ａｒガスを１１００
５ＣＣのガス流量で導入するとともに、ＷＦ、ガスおよ
びＨ２ガスをそれぞれ３００ＳＣＣＭ、３００ＳＣＣＭ
のガス流量で３００秒間導入した。ＴｉＮ層上には、Ｈ
２還元法により、約４０００ＡのＷ薄膜が形成された。

以上のＷ薄膜の形成条件を表２にまとめて示す。

（以下余白） 得られたＷ薄膜の厚みを、断面ＳＥＭ観察により測定し
た。測定は、６インチの基板の中央付近で行なった。

第５図は、ＴｉＮ層の上にＷ＊＊を堆積したときの膜厚
と堆積時間との関係を示す図である。ＴｉＮ層は、Ｓｉ
基板の上に形成した熱酸化膜（Ｓｉ０ｚ）５０００Ａの
上、またはＰ型Ｓｉ基板の上に反応性スパッタ法を用い
て堆積させ、引続いて８００℃窒素雰囲気中で３０秒間
熱処理を施して形成したものである。

第５図においては、従来の方法に従い、第１ステツプ処
理および第２ステツプ処理を行なわずに、直接ＷＦ、ガ
スとＨ２ガスを供給してＷ薄膜を形成した従来例、およ
び第１ステツプ処理のみを施した後Ｗ薄膜を堆積させた
比較例の結果を併せて示す。前処理および薄膜形成条件
は表２に示したとおりである。

第５図には、本発明例を・、従来例を閣、比較例をムで
表わした。第５図に示されるように、従来例および比較
例のものは、ＷＦ、ガスおよびＨ２ガスを導入してもＷ
膜の堆積が起こらない誘導期間が約７分間存在している
。これは、薄膜堆積を可能とする核が形成されるのに要
する時間であると考えられる。このため、ＴｉＮはＷの
核が形成しにくい材料であることがこの例からも容易に
推測される。これに対して、本発明例によるものは、Ｗ
Ｆ６ガスおよびＨ２ガスを導入した後すぐにほとんど誘
導期間なしでＷ膜の堆積が開始されている。この結果、
膜厚４０００ＡのＷ膜を表２に示した条件で得るのに、
従来の方法では約１２分要するのに対し、この発明に従
えば約５分で形成することができる。

Ｗｉｔ’！膜堆積時間が５分経過した後のシート抵抗マ
ツプを測定した。第６図は、この発明に従って得られた
薄膜のシート抵抗マツプを示す平面図である。第７図は
、第１のステップ処理および第２のステップ処理を行な
わない従来例の薄膜のシート抵抗マツプを示す平面図で
ある。第８図は、第１のステップ処理のみを施した場合
の薄膜のシート抵抗マツプを示す図である。第９図は、
第２スチップ処理のみを施した比較例の金属薄膜のシー
ト抵抗マツプを示す平面図である。

第６図〜第９図において一線は、抵抗値の等直線を示し
ている。第７図〜第９図において中央部のハツチングを
付した部分は、実質的にＷ薄膜がほとんど形成されてい
ない。

第６図に示されるように、この発明に従い形成されたＷ
薄膜は、膜厚が６インチ基板全面にわたって均一化され
ている。これに対し、比較例および従来例のＷ薄膜は、
周辺部にはＷ薄膜が形成されているが、中央部には膜が
堆積していない。堆積時間を増していくと、周辺から中
央へ堆積領域が進むが、初期の均一性が反映されるため
、これらの従来例および比較例のものでは均一な膜を形
成することができない。

第１０図は、この発明に従う一実施例において第１ステ
ツプ処理した後の中間層表面上の蛍光Ｘ線分析した際の
ＴｉおよびＷシグナル強度の処理温度依存性を示す図で
ある。第１０図に示すような種々の温度で第１ステツプ
処理を行ない、得られた中間層の表面を螢光Ｘ線を用い
て評価し、ＴｉおよびＷシグナル強度を測定した。第１
０図を参照して、３００℃以下の温度、すなわち選択Ｃ
ＶＤ−Ｗの形成温度領域では、ＴｉおよびＷの強度はほ
とんど変化がない。しかしながら、４００℃以上の温度
、すなわち本発明で問題としているブランケットＣＶＤ
−Ｗの形成温度領域では、Ｗの強度が急激に増加してい
る。これは、第１ステツプ処理中にＴｉＮとＷＦ６が反
応していることを示している。

第１１図は、この発明に従う一実施例における第１ステ
ツプ処理および第２ステツプ処理をした後の中間層表面
のＥＳＣＡ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐ
ｙ　　ｆｏｒ　　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　Ａｎａｌｙｓｉ
ｓ）による分析結果を示す図である。第１１図において
、ａは第１ステツプ処理を施した後のＴｉＮ層表面のス
ペクトルを示しており、ｂは第１ステツプ処理を施した
後に１２０秒間Ｒ２ガスを導入したＴｉＮ層表面のスペ
クトルを示している。Ｃはこの発明に従い第１ステツプ
処理を施した後１２０秒間ＳｉＨ，ガスを導入して′Ｎ
４２ステップ処理を施したＴｉＮ層表面のスペクトルを
示している。第１１図のＣに見られるように、この発明
に従い第１ステツプ処理および第２ステツプ処理を行な
ったＴｉＮ層表面には、Ｓｉのピークが観察されている
。これに対し、比較のａおよびｂのものではこのような
Ｓｌのピークが観察されていない。第１ステツプ処理す
ることにより、ＷがＴｉＮ層の表面に導入されることは
、ｆｆｌｌＯ図および第１１図のａから明らかである。

しかしながら、第１ステツプ処理したのみでは、第８図
に示されるように、この発明の効果は発揮されない。し
たがって、第１のステップ処理により、ＴｉＮ層の上に
Ｗが導入されるだけでは不十分であり、この第１ステツ
プ処理の後に第２ステツプ処理が施されて、ＳｉがＴｉ
Ｎ層の表面に導入されることが必要である。このように
して導入されたＳｉ系の核が、Ｗ薄膜形成の初期過程の
核形成を促進しているものと考えられるのである。そし
てこの発明に従えば、誘導期間が存在せずにＷ薄膜を堆
積することができる。これは、とりもなおさずこのＳｉ
系の物質が、Ｗ薄膜形成のための核形成に有効に作用し
たためと考えられる。

以上のように、この実施例によれば、Ｗ薄膜を堆積させ
る前に、まずＷＦ、ガスを導入してＴｉＮ表面を活性化
させ、続いてＳｉＨ４ガスを導入し、ＴｉＮ表面上にＳ
ｉ系の核を形成する。このようなＳｉ系の核形成によっ
て、Ｗ膜の堆積の際の誘導期間がなくなり、膜厚の均一
性が良好となり、さらに表面モホロジーの良好なＷ薄膜
が得られる。

この発明に従えば、ＴｉＮ層のようなＷ−ＣＶＤの困難
な中間層の上にも、良好なＷ薄膜を形成することができ
る。本発明者らは、さらに、この発明の第１のステップ
処理において、ＷＦ、とＴｉＮとの反応のみならず、Ｗ
Ｆ６とＷとの反応が核形成に関与し得ることを見出だし
た。Ｊ、Ｒ。

Ｃｒｅｉｇｈｔｏｎの“Ａｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒ　
　５ｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ　　Ｌｏｓｓ　　ｄｕｒｉｎ
ｇ　　Ｔｕｎｇｓｔｅｎ　　ＣＶＤ’　　Ｊ、Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｃｈｅｍ、　　Ｓｏｃ、、　　Ｖｏｌ、　　１３
６、Ｎｏ、　　１．Ｊａｎｕａｒｙ　　　１９８９．Ｐ
。

２７１には、ＷＦ、の基板Ｓｔ還元等による選択タング
ステンＣＶＤ系における絶縁膜上での選択性の喪失の一
因が紀裁されている。この文献によると、コンタクトホ
ール内に形成されたＷとＷＦ６の不均化反応によってＷ
Ｆｘが発生し、このＷＦ、が絶縁膜上に吸着して核にな
るため、タングステンの選択性が低下すると記載されて
いる。本発明者等は、このようなＷとＷＦ６との不均化
反応が、この発明が対象とするブランケットＷ−ＣＶＤ
系における中間層上への核形成においても関与し得るこ
とを見出だした。この発明の好ましい１つの局面に従え
ば、中間層の表面の近傍に基体上に堆積する金属と同じ
金属面を配置した状態で、ハロゲン化物ガスを導入して
いる。中間層表面の近傍に金属面を配置するのは、この
金属面とハロゲン化物ガスとの間で生じる不均化反応を
基体上核形成に利用する意図によるものである。このよ
うな不均化反応によって生じたガスが中間層の表面に吸
着し核の前駆体となるのである。前記の第４図に示すよ
うな装置を用いた実施例の方法では、基板支持台１１の
表面に形成されたタングステン膜１３がこのような不均
化反応に関与しているものと思われる。基板支持台１１
表面のタングステン８１３とＷＦ、とが不均化反応を起
こし、その結果生じたＷＦｘが基板１４上のＴｉＮ層の
表面に吸着して、核または核の前駆体になるものと考え
られる。したがって、第４図に示すような装置の場合に
は、基板１４の周囲からこのような不均化反応により生
じるＷＦｘガスが導入される。この結果、基板１４の周
囲の部分にＷＦｘガスが吸着され核となる。第６図〜第
９図を参照して、第４図に示す装置を用いた場合に、基
板の周囲においてＷ薄膜の厚みが厚くなるのは、このよ
うな不均化反応により生じるＷＦｘの吸着が原因してい
るものと考えられる。本発明者等は、このようなＷＦ、
の吸着が中間層の表面において均一に行なわれるように
、中間層の表面上方に金属面部材を対向して配置するこ
とを見出だした。このようにすれば、従来装置とは異な
りＷＦＸの中間層表面への供給方向の自由度が増大し、
制御性が向上する。

この発明の他の局面に従う装置では、中間層の表面に前
処理を施すための前処理室と、金属薄膜を堆積するため
の堆積室とを別々に備えており、堆積室の内面は、金属
薄膜の堆積のための反応に対して表面触媒作用を示さな
いような材料から形成されている。

第１２図は、この発明の他の局面に従う実施例の装置を
示す概略構成図である。第１２図を参照して、反応容器
は、ＷＦ、前処理室２１、ＳｉＨ４前処理室２２および
Ｗ膜堆積室２３の３つに分けられている。ＷＦ、前処理
室２１内には、基板台２４が設けられている。この基板
台２４の上には基板２５が載せられている。この基板２
５の上方には金属面部材３０としてのタングステンの板
材が設けられており、これは面部材支持台３１１；よっ
て支持されている。面部材支持台３１は制御性の向上の
ため上下動可能なように設けられている。面部材支持台
３１内にはヒータ３２が設けられている。ＷＦＧ前処理
室２１には、ＷＦ、ガスとキャリアガスの混合ガスを導
入するための導入口２７が設けられている。またＷＦ６
前処理室２１内のガスを外部に排出するための排気口２
８が設けられている。

ＷＦ、前処理室２１に隣接して、ＳｉＨ４前処理室２２
が設けられている。このＳｉＨ，前処理室２２内には基
板台３３が設けられている。基板台３３内には、基板台
３３上に載せられる基板を加熱するためのヒータ３４が
設けられている。５ｉＨ１前処理室２２には、ＳｉＨ，
とキャリアガスの混合ガスを導入するための導入口３５
が設けられている。ＳｉＨ，前処理室２２には、また排
気口３６が設けられている。ＷＦ、前処理室２１とＳ　
ｉ　Ｈ，前処理室２２との間には移送用ドア３７が設け
られている。

ＳｉＨ２前処理室２２に隣接して、Ｗ膜堆積室２３が設
けられている。Ｗ膜堆積室２３内には基板台３８・が設
けられている。基板台３８内には、その上に載せられる
基板を加熱するためのヒータ３９が設けられている。Ｗ
膜堆積室２３には、ＷＦ、ガスとＨ２ガスを導入するた
めの導入口４０が設けられている。またＷ膜堆積室２３
には、室内のガスを排気するための排気口４１が設けら
れている。ＳｉＨ４前処理室２２とＷ膜堆積室２３との
間には移送用ドア４２が設けられている。Ｗ膜堆積室２
３の内面は、Ｗ膜の堆積のための反応に対して表面触媒
作用を示さないような材料から形成されている。このよ
うな材料としては、たとえば石英、ＳｉＣ，またはセラ
ミックなどを用いることができる。

ＷＦ、前処理室２１には、ロードロック機構４４が設け
られている。ロードロック機構４４とＷＦ６前処理室２
１の間にはロードドア２９が設けられている。Ｗ膜堆積
室２３には、ロードロック機構４５が設けられている。

ロードロック機構４５とＷ膜堆積室２３との間にはアン
ロードドア４３が設けられている。

第１２図においては、基板１５を移送させるための機構
が図示されていないが、これらは通常用いられている移
送機構を用いることができる。

ＴｉＮ層を上述の実施例のようにしてＳｉ基板上に形成
した基板２５を、まずロードロック機構４４中に入れ所
定の条件にした後、ロードドア２９を通りＷＦ、前処理
室２１内の基板台２４の上に載せる。ＷＦ、前処理室２
１には、導入口２７からＷＦ、ガスがキャリアガスとと
もに導入される。導入されたＷＦ、ガスは、基板２５の
ＴｉＮ層と反応し、上述のような反応生成物を表面上に
形成する。これとともに、ＷＦ、ガスは、基板２５上方
に設けられている金属面部材３０のＷと不均化反応を起
こし、ＷＦｘを生成する。このＷＦ８は、基板２５のＴ
ｉＮ層の表面上に吸着される。

これらによってＴｉＮ層表面上に核の前駆体となる物質
が吸着される。このときの基板の温度はヒータ２６によ
って調整することができる。また基板２５の温度とは別
に、金属面部材３０を支持する面部材支持台３１内には
ヒータ３２が設けられているため、このヒータ３２によ
って金属面部材３０の温度を制御することができ、これ
によって不均化反応のコントロールをすることができる
。

前記第４図の装置においては第１ステツプ中のＷＦ、と
ＴｉＮの反応温度とＷＦＧとＷ（基体支持台上に堆積し
たもの）の不均化反応温度は同一であったが、本実施例
ではそれぞれの反応に最適な温度を独立に設定できる。

第１ステツプ処理後は排気口２８から室内のガスを排気
し、第１のステップ処理後の基板２５が空気に触れない
ように移送用ドア３７を通り次のＳｉＨ，前処理室２２
に送られる。

ＳｉＨ，前処理室２２内では、導入口３５よりＳｉＨ４
ガスがキャリアガスとともに導入される。

このＳｉＨ，ガスにより、基板２５のＴｉＮ表面上の核
前駆体が、Ｓｉ系の核となる。このような第２のステッ
プ処理後、室内のガスは排気口３６により外部に排気さ
れる。このようにして核形成された基板は、移送用ドア
４２を通り、（触媒活性を維持するため）空気に触れな
いようにして、次のＷ膜堆積室２３に送られる。

Ｗ膜堆積室２３では、ＷＦ、ガスとＨ２ガスが導入口４
０から導入される。これによって、ＷＦ６ガスがＨ２ガ
スによって還元され、基板２５のＴｉＮ中間層の表面上
にＷ膜が堆積される。ＴｉＮ層の表面にはすでにＳｉ系
の核が形成されているため、ＷＦ、のＨ２還元は容易に
進行し緻密にＷ膜を堆積することができ、また短時間で
堆積することができる。このＷ膜堆積室２３の内面は、
Ｗ膜の形成反応に表面触媒作用を示さないような石英、
ｓｉｃ％またはセラミックスなどが用いられている。こ
のため、Ｗ膜堆積室２３内の内面には、発塵の原因とな
るＷ膜が堆積せず、したがって常にＷ膜堆積室２３内を
清浄に保つことができる。

Ｗ膜を堆積した後の基板は、アンロードドア４３を通り
ロードロック機構４５に送られる。

この実施例の装置では、ＷＦ６前処理室２１内において
、基板２５の上方に不均化反応用の金属面部材３０が設
けられている。基板２５のＴｉＮ層の表面に対向して金
属面部材３０が設けられているため、金属面部材３０と
ＷＦ６ガスとの不均化反応により生じるＷＦｘは、Ｔｉ
Ｎ層表面上に制御されながら均一に吸着される。このた
め、第４図に示す装置を用いた場合のように、周囲の部
分のみＷＦｘが吸着されることはなくなる。ＴｉＮ層の
表面に均一にＷＦｘが吸着されることにより、基板面に
おける核密度の分布が均一になり、この上に堆積される
Ｗ膜の厚みも面内において均一になる。核密度が高くか
つ均一に分布する結果として、堆積されるＷＪＩＩの表
面平滑性も良好なものとなる。

Ｗ膜堆積室２３の内面はＷ膜形成反応に対して表面触媒
作用を有しない材料により構成されている。このため反
応室の内面にＷ膜が堆積することがなく、もしも内面に
Ｗが堆積した場合、これが剥離して発生する塵を著しく
低減することができる。第４図に示すような装置を用い
た場合、反応容器１０の内面特に基板支持台１１上に形
成されたＷ膜上に新たにＷＩｌ！ｌが堆積する。このＷ
膜は、基板上にＷ膜を形成する処理毎に厚くなる。この
ため、タングステン膜形成の回数を重ねるにつれて壁面
からＷ膜がはがれ、これが塵となる。第４図の装置にお
いては反応容器内Ｗは前記のように重要な役割を演する
のであるが同時に発塵源でもあるのである。このような
塵の発生のために、頻繁に反応容器内をクリーニングす
ることが必要となり稼動率の低下を招く。第１２図に示
すような装置では、このような塵の発生を防止している
ため、容器内のクリーニングが不要になり、稼動率を高
めることができる。

第１２図に示す装置では、１枚ずつ基板を処理するタイ
プの枚葉式装置としたが、この発明に従う装置は、バッ
チ処理式の装置でもよい。

ＷＦ、およびＳ　ｉ　Ｈ，のキャリアガスとしては、Ａ
「、Ｈｅ、およびＮ２等の不活性ガスを用いることがで
きる。第１２図に示す装置では、面部材支持台３１に金
属面部材３０を温度制御するためのヒータ３２が設けら
れている。このため、金属面部材３０のみを独自に温度
制御することができる。第４図に示す装置の場合には、
基板支持台１１の表面にタングステン膜１３が設けられ
ており、このタングステン膜１３の温度を制御しようと
すれば、その上の基板１４の温度も同時に変化するおそ
れがある。

この発明の他の局面に従えば、不均化反応のための金属
面部材を別個に設けているので、この金属面部材の形状
は、その大きさおよび基板との距離ならびに設置箇所等
種々調整することができ、基板面内へのＷＦｘの吸着の
分布をコントロールすることができる。

第１２図に示す装置では、３つの部屋に分けた構成を示
したが、２つに分離された構成であってもよい。たとえ
ば、ＷＦ６前処理室と、ＳｉＨ。

前処理室とを兼用し、１つの前処理室としてもよい。こ
の場合、第１ステツプ処理を終了したら、室内のガスを
すべて排気し、次いで第２ステツプ処理を行なう。この
場合、通常の前処理温度では、ＳｔＨ，の熱分解は起こ
らないので、不均化反応用の金属面部材の上にＳｉ膜の
堆積は起こらない。

別の方法としては、ＳｔＨ，前処理室とＷ膜堆積室とを
兼用し、１つにしてもよい。この場合、ＷＦ、前処理室
で、第１ステツプ処理を終了した後、基板をＷ＠膜堆積
室移し、まず第２ステツプ処理を施す。この場合、通常
のブランケットＷ−ＣＶＤの温度では、ＷＩＩ！堆積室
内にＳｉ膜の堆積は行なわれない。室内のガスをすべて
排気した後、ＷＦＧおよびＨ２ガスをキャリアガスとと
もに導入して、ｗｌの堆積を行なう。

以上の説明では、ＷＦ６をＨ２ガスにより還元する方法
についてのみ説明したが、この発明の方法および装置は
、ＷＦ、をＳｉＨ，ガスで還元するブランケットＷ−Ｃ
ＶＤ法にも゛適用することができる。

第１３図は、この発明に従い形成される金属薄膜が応用
される一例の半導体デバイスを示す断面図である。第１
３図を参照して、５０はＳｉ基板、５１．５２および５
３は不純物拡散層、５５および５６はワードライン、５
４はフィールドシールドプレート、５８はポリＳｉスト
１ノ−ジノード、５９はポリＳｉセルプレート、６０お
よび６１は層間絶縁膜、６２はプラグ、６３はＴｉＮ層
、６４ｇ１ＣＶＤ−Ｗをエッチバックして得られるＷプ
ラグ、６５はＴｉＮ層、６６はＷｌｌ！、６７はＷビッ
トライン、６８は層間絶縁膜、６９はＡＩ配線を示して
いる。

このようなりＲＡＭのメモリセルにおいて、この発明の
方法により形成されるｗｌは、ＴｉＮ層６３の上に形成
されるＷプラグ６４や、ＴｔＮ層６層上５上成されるＷ
１１６６の形成に適用することができる。

［発明の種々の態様］ この発明の種々の態様を、以下に述べる。

（１）　基体上に形成された中間層の上に化学的気相成
長法により金属薄膜を形成する、半導体デバイスの薄膜
形成方法であって、 前記中間層の表面上に前記薄膜を構成する金属のハロゲ
ン化物ガスを導入することによって前記中間層の表面を
活性化する工程と、 前記活性化した中間層の表面上にシラン系ガスを導入す
ることによって、前記中間層の表面に核を形成する工程
と、 前記核を形成した中間層の表面上に前記ハロゲン化物ガ
スおよび還元性ガスを導入して、前記中間層の表面上に
前記金属薄膜を堆積する工程とを備える、半導体デバイ
スの薄膜形成方法。

（２）　前記金属薄膜はＷ薄膜を含み、前記ハロゲン化
物ガスがＷＦ６を含み、前記シラン系ガスがＳ　ｉ　Ｈ
，を含む、上記（１）の方法。

（３）　前記中間層がＴｉＮ層を含む、上記（２）の方
法。

（４）　前記金属薄膜堆積工程が、還元性ガスとしてＨ
２ガスを用いる工程を備える、上記（１）の方法。

（５）　前記金属薄膜堆積工程が、還元性ガスとしてＳ
ｉｎ、ガスを用いる工程を備える、上記（１）の方法。

（６）　前記基体が半導体基板である、上記（１）の方
法。

（７）　前記基体が半導体基板の上方に形成された絶縁
膜である、上記（１）の方法。

（８）　基体上に形成された中間層の上に化学的気相成
長法により金属薄膜を形成する、半導体デバイスの薄膜
形成方法であって、 前記中間層の表面の近傍に前記薄膜を構成する金属と同
種の金属面を配置した状態で、前記薄膜を構成する金属
のハロゲン化物ガスを導入することによって、前記中間
層の表面を活性化する工程と、 前記活性化した中間層の表面上にシラン系ガスを導入す
ることによって、前記中間層の表面に核を形成する工程
と、 前記核を形成した中間層の表面上に前記ハロゲン化物ガ
スおよび還元性ガスを導入して、前記中間層の表面上に
前記金属薄膜を堆積する工程とを備える、半導体デバイ
スの薄膜形成方法。

（９）　前記金属薄膜がＷ薄膜を含み、前記ハロゲン化
物ガスがＷＦ６を含み、前記シラン系ガスがＳｉＨ，を
含む、上記（８）の方法。

（１０）　前記中間層がＴｉＮ層を含む、上記（９）の
方法。

（１１）　前記金属薄膜堆積工程が、還元性ガスとして
Ｈ２ガスを用いる工程を備える、上記（８）の方法。

（１２）　前記金属薄膜堆積工程が、還元性ガスとして
ＳｉＨ，ガスを用いることを備える、上記（８）の方法
。

（１３）　前記基体が半導体基板である、上記（８）の
方法。

（１４）　前記基体が半導体基板の上方に形成された絶
縁膜である、上記（８）の方法。

（１５）　上記（８）の方法を実施するための装置であ
って、 前記中間層の表面の上方に中間層の表面に対向して配置
される金属面部材と、 前記金属面部材を支持するための面部材支持台とを備え
る、半導体デバイスの薄膜形成装置。

（１６）　前記面部材支持台に、前記金属面部材の温度
を制御するためのヒータが設けられている、上記（１５
）の装置。

（１７）　前記面部材支持台が、前記中間層の表面との
間の距離を調整できるように移動可能に設けられている
、上記（１５）の装置。

（１８）　前記金属面部材が金属に金属膜をコーティン
グしたものである、上記（１５）の装置。

（１９）　前記金属面部材が、バルクの金属板である、
上記（１５）の装置。

（２０）　基体上に形成された中間層の上に化学的気相
成長法により金属薄膜を形成するための装置であって、 前記中間層の表面に前処理を施すための前処理室と、 前記前処理された中間層の表面上に前記金属薄膜を堆積
するための、前記前処理室とは別に設けられた堆積室と
を備え、 前記堆積室の内面が前記金属薄膜の堆積のための反応に
対して表面触媒作用を示さないような材料から形成され
ている、半導体デバイスの薄膜形成装置。

（２１）　前記金属薄膜はＷ薄膜を含み、前記前処理が
ＷＦ６ガスによる活性化処理とＳ　ｉ　Ｈ。

ガスによる核形成処理とを含む、上記（２０）の装置。

（２２）　前記前処理室が、活性化処理のための前処理
室と核形成のための前処理室とを別個に有する、上記（
２１）の装置。

（２３）　前記触媒作用を示さない材料が、石英、ｓｉ
ｃ、およびセラミックスからなる群より選ばれる少なく
とも１種の材料である、上記（２１）の装置。

【図面の簡単な説明】

３ｆｉＩＡ図は、この発明の方法に従い中間層の上に核
が形成された状態を示す断面図である。 第１Ｂ図は、この発明の方法に従い、核が形成された中
間層の上に金属薄膜を堆積させたときの初期の状態を示
す断面図である。 第１Ｃ図は、この発明の方法に従い、核が形成された中
間層の上に金属薄膜を堆積させた状態を示す断面図であ
る。 第２Ａ図は、従来の方法に従い、前処理せずに中間層の
上に金属薄膜を形成させたときの初期の状態を示す断面
図である。 第２Ｂ図は、従来の方法に従い、前処理せずに中間層の
上に金属薄膜を堆積させたときの状態を示す断面図であ
る。 第３図は、この発明に従い堆積される金属薄膜の膜厚と
堆積時間との関係を示す図である。 第４図は、この発明の一実施例において使用する装置を
示す概略構成図である。 第５図は、この発明に従う一実施例における金属薄膜の
膜厚と堆積時間との関係を示す図である。 第６図は、この発明に従う一実施例の金属薄膜のシート
抵抗マツプを示す平面図である。 第７図は、従来の方法に従い得られる金属薄膜のシート
抵抗マツプを示す平面図である。 第８図は、ｍｌステップ処理のみを施した比較の金属薄
膜のシート抵抗マツプを示す平面図である。 第９図は、第２のステップ処理のみを施した比較の金属
薄膜のシート抵抗マツプを示す平面図である。 第１０図は、この発明に従う一実施例において第１ステ
ツプ処理した後の中間層表面上のＴｉおよびＷシグナル
強度の処理温度依存性を示す図である。 第１１図は、この発明に従う一実施例における第１ステ
ツプ処理および第２ステツプ処理した後の中間層表面の
ＥＳＣＡによる分析結果を示す図である。 第１２図は、この発明の他の局面に従う実施例の装置を
示す概略構成図である。 第１３図は、この発明の従い形成される金属薄膜が応用
される一例の半導体デバイスを示す断面図である。 図において、１はＴｉＮ層、２はＳｔ系核、３はＷ薄膜
、１０は反応容器、１１は基板支持台、１２はヒータ、
１３はタングステン膜、１４は基板、１５は導入口、１
６は排気口、２１はＷＦ。 前処理室、２２はＳｉＨ，前処理室、２３はＷ膜堆積室
、２４は基板台、２５は基板、２６はヒータ、３０は金
属面部材、３１は面部材支持台、３２はヒータ、３３は
基板台、３４はヒータ、３８は基板台、３９はヒータ、
６３はＴｉＮＦｉｉ、６４はＷプラグ、６５はＴｉＮ層
、６６はＷｌｌｉ、６７はＷビットラインを示す。 第２Ａ図 ５Ｗ植 第５図 ６Ｗ、４贋 ／ Ａ　ＴｉＮ層 第１Ａ図 ２　Ｓｉ祭花 第１Ｂ図 ３ＷｊｉｔＪ！！ １ＴｉＮ、？ 第１Ｃ図 ３Ｗ；１！月斐 ＼ 第３図 ュ艮頃戸間 第４図 第６図 第５図 退＃／ｌ峙間 （介） 第８図 第１０図 第１１図 手 続 補 正 書 （自発） 平成２年１０月２４日 １、事件の表示 平成２年特許願第 ０６１５８ 号 ２、発明の名称 半導体デバイスの薄膜形成方法および装置３、補正をす
る者 事件との関係

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体上に形成された中間層の上に化学的気相成長
   法により金属薄膜を形成する、半導体デバイスの薄膜形
   成方法であって、 前記中間層の表面上に前記薄膜を構成する金属のハロゲ
   ン化物ガスを導入することによって前記中間層の表面を
   活性化する工程と、 前記活性化した中間層の表面上にシラン系ガスを導入す
   ることによって、前記中間層の表面に核を形成する工程
   と、 前記核を形成した中間層の表面上に前記ハロゲン化物ガ
   スおよび還元性ガスを導入して、前記中間層の表面上に
   前記金属薄膜を堆積する工程とを備える、半導体デバイ
   スの薄膜形成方法。
2. （２）基体上に形成された中間層の上に化学的気相成長
   法により金属薄膜を形成する、半導体デバイスの薄膜製
   造方法であって、 前記中間層の表面の上方に前記薄膜を構成する金属の金
   属面を配置した状態で、前記薄膜を構成する金属のハロ
   ゲン化物ガスを導入することによって、前記中間層の表
   面を活性化する工程、と、前記活性化した中間層の表面
   上にシラン系ガスを導入することによって、前記中間層
   の表面に核を形成する工程と、 前記核を形成した中間層の表面上に前記ハロゲン化物ガ
   スおよび還元性ガスを導入して、前記中間層の表面上に
   前記金属薄膜を堆積する工程とを備える、半導体デバイ
   スの薄膜形成方法。
3. （３）基体上に形成された中間層の上に化学的気相成長
   法により金属薄膜を形成するための装置であって、 前記中間層の表面に前処理を施すための前処理室と、 前記前処理された中間層の表面上に前記金属薄膜を堆積
   するための、前記前処理室とは別に設けられた堆積室と
   を備え、 前記堆積室の内面が前記金属薄膜の堆積のための反応に
   対して表面触媒作用を示さないような材料から形成され
   ている、半導体デバイスの薄膜形成装置。