JPH05129230A - タングステン膜の形成方法 - Google Patents
タングステン膜の形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、タングステン膜の形成方法に関
し、低温でタングステン膜を成長する際、膜中に不純物
を入り難くして膜抵抗値の増大を生じ難くすることがで
きるタングステン膜の形成方法を提供することを目的と
する。 【構成】 六沸化タングステンガスと、シラン系化合物
ガスと、無水フッ酸ガスあるいはフッ素ガスとを少なく
とも含有するソースガスを用いて化学気相成長法または
選択的化学気相成長法により下地膜上全面または下地膜
上に選択的にタングステン膜を成長するように構成す
る。
し、低温でタングステン膜を成長する際、膜中に不純物
を入り難くして膜抵抗値の増大を生じ難くすることがで
きるタングステン膜の形成方法を提供することを目的と
する。 【構成】 六沸化タングステンガスと、シラン系化合物
ガスと、無水フッ酸ガスあるいはフッ素ガスとを少なく
とも含有するソースガスを用いて化学気相成長法または
選択的化学気相成長法により下地膜上全面または下地膜
上に選択的にタングステン膜を成長するように構成す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、タングステン膜の形成
方法に係り、特に、低温でタングステン膜を成長するこ
とができるタングステン膜の形成方法に関する。近年、
配線材料にはアルミニウム膜が広く用いられているが、
このアルミニウム膜よりも高温に対するマイグレーショ
ン耐性等に優れたタングステン膜が注目されている。こ
のタングステン膜を配線材料に用いる際には、グレイン
サイズを小さくしてステップカバレージ及び表面モホロ
ジー状態を良好にすることができ、しかも抵抗値を低く
することができる低温CVD法によるタングステン膜の
形成方法が要求されている。
方法に係り、特に、低温でタングステン膜を成長するこ
とができるタングステン膜の形成方法に関する。近年、
配線材料にはアルミニウム膜が広く用いられているが、
このアルミニウム膜よりも高温に対するマイグレーショ
ン耐性等に優れたタングステン膜が注目されている。こ
のタングステン膜を配線材料に用いる際には、グレイン
サイズを小さくしてステップカバレージ及び表面モホロ
ジー状態を良好にすることができ、しかも抵抗値を低く
することができる低温CVD法によるタングステン膜の
形成方法が要求されている。
【0002】
【従来の技術】従来、タングステン膜の形成方法におい
ては、堆積温度を 450℃とし、ソースガスにWF6 ガス
とH2 ガスを用いてCVD法により、下地膜上全面にW
膜を成長していた。この場合の化学反応は下記(1)式
の通りである。 WF6 +3H2 =W+6HF ───────
ては、堆積温度を 450℃とし、ソースガスにWF6 ガス
とH2 ガスを用いてCVD法により、下地膜上全面にW
膜を成長していた。この場合の化学反応は下記(1)式
の通りである。 WF6 +3H2 =W+6HF ───────
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のタングステン膜の形成方法では、グレインサイ
ズを小さくして表面モホロジーを良くするためにより低
温で堆積しようとすると、膜中にF等の不純物が入り込
んでしまい、FとWが反応してWF等が生じて膜抵抗値
が増大してしまうという問題があった。
た従来のタングステン膜の形成方法では、グレインサイ
ズを小さくして表面モホロジーを良くするためにより低
温で堆積しようとすると、膜中にF等の不純物が入り込
んでしまい、FとWが反応してWF等が生じて膜抵抗値
が増大してしまうという問題があった。
【0004】そこで、本発明は、低温でタングステン膜
を成長する際、膜中に不純物を入り難くして膜抵抗値の
増大を生じ難くすることができるタングステン膜の形成
方法を提供することを目的としている。
を成長する際、膜中に不純物を入り難くして膜抵抗値の
増大を生じ難くすることができるタングステン膜の形成
方法を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によるタングステ
ン膜の形成方法は上記目的達成のため、六沸化タングス
テンガスと、シラン系化合物ガスと、無水フッ酸ガスあ
るいはフッ素ガスとを少なくとも含有するソースガスを
用いて化学気相成長法または選択的化学気相成長法によ
り下地膜上全面または下地膜上に選択的にタングステン
膜を成長するものである。
ン膜の形成方法は上記目的達成のため、六沸化タングス
テンガスと、シラン系化合物ガスと、無水フッ酸ガスあ
るいはフッ素ガスとを少なくとも含有するソースガスを
用いて化学気相成長法または選択的化学気相成長法によ
り下地膜上全面または下地膜上に選択的にタングステン
膜を成長するものである。
【0006】本発明に係るシラン系化合物ガスには、S
iH4 ガス、Si2 H6 ガス、Si 3 H8 ガス、Si4
H10ガス等が挙げられる。本発明においては、前記タン
グステン膜を選択的に成長する際、反応系のシリコンと
フッ素のモル比を1対4を基準とし、フッ素が該モル比
よりも多く含有されるようにしてもよく、この場合、フ
ッ素量を多くする程選択成長を効率よく行うことができ
好ましい。
iH4 ガス、Si2 H6 ガス、Si 3 H8 ガス、Si4
H10ガス等が挙げられる。本発明においては、前記タン
グステン膜を選択的に成長する際、反応系のシリコンと
フッ素のモル比を1対4を基準とし、フッ素が該モル比
よりも多く含有されるようにしてもよく、この場合、フ
ッ素量を多くする程選択成長を効率よく行うことができ
好ましい。
【0007】
【作用】図1は本発明の原理説明のための本発明と比較
例の各反応式とその生成エンタルピーを示す図である。
図1に示すように、比較例1はソースガスにWF6 ガス
とH2 ガスを用いてCVDを行って全面にタングステン
膜を成長する場合、比較例2はソースガスにWF6 ガス
とSiH4 ガスを用いる場合、比較例3はソースガスに
WF6 ガスとSi2 H6 ガスを用いる場合、比較例4は
ソースガスにWF 6 ガスとSiH2 F2 ガスを用いる場
合であり、これに対して、本発明1はソースガスにWF
6 ガスとSiH4 ガスとHFガスを用いる場合、本発明
2はソースガスにWF6 ガスとSi2 H6 ガスとHFガ
スを用いる場合である。
例の各反応式とその生成エンタルピーを示す図である。
図1に示すように、比較例1はソースガスにWF6 ガス
とH2 ガスを用いてCVDを行って全面にタングステン
膜を成長する場合、比較例2はソースガスにWF6 ガス
とSiH4 ガスを用いる場合、比較例3はソースガスに
WF6 ガスとSi2 H6 ガスを用いる場合、比較例4は
ソースガスにWF 6 ガスとSiH2 F2 ガスを用いる場
合であり、これに対して、本発明1はソースガスにWF
6 ガスとSiH4 ガスとHFガスを用いる場合、本発明
2はソースガスにWF6 ガスとSi2 H6 ガスとHFガ
スを用いる場合である。
【0008】この図1から判るように、比較例2のソー
スガスにWF6 ガスとSiH4 を用いる場合では生成エ
ンタルピーが−3354KJ/ molと絶対値が小さいのに対
し、本発明1の更にHFガスを添加した場合では生成エ
ンタルピーが−4376KJ/ molと比較例2の場合よりも生
成エンタルピーの絶対値を大きくすることができる。ま
た、比較例3のソースガスにWF6 ガスとSi2 H6 ガ
スを用いる場合では生成エンタルピーが−2966KJ/ mol
と絶対値が小さいのに対し、本発明2の更にHFガスを
添加した場合では生成エンタルピーが−3568KJ/ molと
比較例3の場合よりも生成エンタルピーの絶対値を大き
くすることができる。更に、本発明1、2は比較例1の
ソースガスにWF6 ガスとH2 ガスを用いた場合、比較
例4のソースガスにWF6 ガスとSiH2 F2 ガスを用
いた場合よりも生成エンタルピーの絶対値を大きくする
ことができる。
スガスにWF6 ガスとSiH4 を用いる場合では生成エ
ンタルピーが−3354KJ/ molと絶対値が小さいのに対
し、本発明1の更にHFガスを添加した場合では生成エ
ンタルピーが−4376KJ/ molと比較例2の場合よりも生
成エンタルピーの絶対値を大きくすることができる。ま
た、比較例3のソースガスにWF6 ガスとSi2 H6 ガ
スを用いる場合では生成エンタルピーが−2966KJ/ mol
と絶対値が小さいのに対し、本発明2の更にHFガスを
添加した場合では生成エンタルピーが−3568KJ/ molと
比較例3の場合よりも生成エンタルピーの絶対値を大き
くすることができる。更に、本発明1、2は比較例1の
ソースガスにWF6 ガスとH2 ガスを用いた場合、比較
例4のソースガスにWF6 ガスとSiH2 F2 ガスを用
いた場合よりも生成エンタルピーの絶対値を大きくする
ことができる。
【0009】このように、本実施例では、ソースガスに
更にHFガスを添加するようにしたため、比較例1〜4
のソースガスにHFガスを添加しない場合よりも生成エ
ンタルピーの絶対値を大きくすることができる。このた
め、反応をより安定した状態で促進させることができ、
表面モホロジーの良好な安定した低温での堆積を実現さ
せることができる。しかも、SiF4 ガスという安定し
た形でSiを消費させることができ、SiF4 ガスを飛
ばすことができるため、膜中にSiを混入し難くしてW
Siを生じ難くすることができ、膜抵抗値の増大を生じ
難くすることができる。
更にHFガスを添加するようにしたため、比較例1〜4
のソースガスにHFガスを添加しない場合よりも生成エ
ンタルピーの絶対値を大きくすることができる。このた
め、反応をより安定した状態で促進させることができ、
表面モホロジーの良好な安定した低温での堆積を実現さ
せることができる。しかも、SiF4 ガスという安定し
た形でSiを消費させることができ、SiF4 ガスを飛
ばすことができるため、膜中にSiを混入し難くしてW
Siを生じ難くすることができ、膜抵抗値の増大を生じ
難くすることができる。
【0010】なお、ここではCVD法で全面にタングス
テン膜を選択する場合について説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、選択CVD成長でタング
ステン膜を成長する場合にも適用させることができ、こ
の場合、F量を適宜多くし、かつ低圧下で成長を行えば
よい。
テン膜を選択する場合について説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、選択CVD成長でタング
ステン膜を成長する場合にも適用させることができ、こ
の場合、F量を適宜多くし、かつ低圧下で成長を行えば
よい。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。こ
こではCVD法により全面にタングステン膜を成長する
場合について説明する。TiN等の下地膜上全面にWF
6 ガスとSiH4 ガスとHFガスを導入してCVD法に
よりタングステン膜を成長する。ここでの成長条件は、
WF6 ガスを 500sccmとし、SiH4 ガスを2sccmと
し、HFガスを2sccmとし、圧力を1Torrとし、成長温
度を 300℃とする。この時、成長速度 500Å/分で膜厚
2000Å程度のタングステン膜を得ることができる。
こではCVD法により全面にタングステン膜を成長する
場合について説明する。TiN等の下地膜上全面にWF
6 ガスとSiH4 ガスとHFガスを導入してCVD法に
よりタングステン膜を成長する。ここでの成長条件は、
WF6 ガスを 500sccmとし、SiH4 ガスを2sccmと
し、HFガスを2sccmとし、圧力を1Torrとし、成長温
度を 300℃とする。この時、成長速度 500Å/分で膜厚
2000Å程度のタングステン膜を得ることができる。
【0012】このように、本実施例では、ソースガスに
WF6 ガスとSiH4 ガスを導入し、更にHFガスを導
入してCVD法によりタングステン膜を全面に成長する
ようにしたため、従来のソースガスにHFガスを導入し
ない場合よりも前述した図1に示すように、生成エンタ
ルピーの絶対値を大きくすることができる。このため、
反応をより安定した状態で促進させることができ、表面
モホロジーの良好な安定した低温での堆積を実現させる
ことができる。しかも、SiF4 ガスという安定した形
でSiを消費させることができ、SiF4 ガスを飛ばす
ことができるため、膜中にSiを混入し難くしてWSi
を生じ難くすることができ、膜抵抗値の増大を生じ難く
することができる。
WF6 ガスとSiH4 ガスを導入し、更にHFガスを導
入してCVD法によりタングステン膜を全面に成長する
ようにしたため、従来のソースガスにHFガスを導入し
ない場合よりも前述した図1に示すように、生成エンタ
ルピーの絶対値を大きくすることができる。このため、
反応をより安定した状態で促進させることができ、表面
モホロジーの良好な安定した低温での堆積を実現させる
ことができる。しかも、SiF4 ガスという安定した形
でSiを消費させることができ、SiF4 ガスを飛ばす
ことができるため、膜中にSiを混入し難くしてWSi
を生じ難くすることができ、膜抵抗値の増大を生じ難く
することができる。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、低温でタングステン膜
を成長する際、膜中に不純物を入り難くして膜抵抗値の
増大を生じ難くすることができるという効果がある。
を成長する際、膜中に不純物を入り難くして膜抵抗値の
増大を生じ難くすることができるという効果がある。
【図1】本発明の原理説明のための本発明と比較例の各
反応式とその生成エンタルピーを示す図である。
反応式とその生成エンタルピーを示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 六沸化タングステンガスと、シラン系化
合物ガスと、無水フッ酸ガスあるいはフッ素ガスとを少
なくとも含有するソースガスを用いて化学気相成長法ま
たは選択的化学気相成長法により下地膜上全面または下
地膜上に選択的にタングステン膜を成長することを特徴
とするタングステン膜の形成方法。 - 【請求項2】 前記タングステン膜を選択的に成長する
際、反応系のシリコンとフッ素のモル比を1対4を基準
とし、該フッ素が該モル比よりも多く含有されるように
することを特徴とするタングステン膜の形成方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3286202A JPH05129230A (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | タングステン膜の形成方法 |
US07/967,065 US5298458A (en) | 1991-10-31 | 1992-10-28 | Method of forming tungsten film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3286202A JPH05129230A (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | タングステン膜の形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05129230A true JPH05129230A (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=17701287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3286202A Pending JPH05129230A (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | タングステン膜の形成方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5298458A (ja) |
JP (1) | JPH05129230A (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06310492A (ja) * | 1993-04-23 | 1994-11-04 | Fuji Xerox Co Ltd | チタン系薄膜のエッチング液及び半導体装置の製造方法 |
JP2705513B2 (ja) * | 1993-06-08 | 1998-01-28 | 日本電気株式会社 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
JPH09205070A (ja) * | 1996-01-25 | 1997-08-05 | Sony Corp | プラズマcvd方法、およびこれにより形成された金属膜を有する半導体装置 |
US5981352A (en) * | 1997-09-08 | 1999-11-09 | Lsi Logic Corporation | Consistent alignment mark profiles on semiconductor wafers using fine grain tungsten protective layer |
JP4304547B2 (ja) * | 1998-03-20 | 2009-07-29 | キヤノンアネルバ株式会社 | 枚葉式cvd装置および枚葉式cvd方法 |
US10622214B2 (en) * | 2017-05-25 | 2020-04-14 | Applied Materials, Inc. | Tungsten defluorination by high pressure treatment |
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JPH03155618A (ja) * | 1989-08-03 | 1991-07-03 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体デバイスの薄膜形成方法および装置 |
JPH03205820A (ja) * | 1990-01-08 | 1991-09-09 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (1)
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---|---|---|---|---|
EP0305143B1 (en) * | 1987-08-24 | 1993-12-08 | Fujitsu Limited | Method of selectively forming a conductor layer |
-
1991
- 1991-10-31 JP JP3286202A patent/JPH05129230A/ja active Pending
-
1992
- 1992-10-28 US US07/967,065 patent/US5298458A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
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