JPH0620992A - 気相成長方法および装置 - Google Patents

気相成長方法および装置

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JPH0620992A
JPH0620992A JP13953292A JP13953292A JPH0620992A JP H0620992 A JPH0620992 A JP H0620992A JP 13953292 A JP13953292 A JP 13953292A JP 13953292 A JP13953292 A JP 13953292A JP H0620992 A JPH0620992 A JP H0620992A
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JP
Japan
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film
inner tube
wsi
wafer holder
sio
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Withdrawn
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JP13953292A
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English (en)
Inventor
Yoshimi Shiotani
喜美 塩谷
Kunihiro Miyazono
国博 宮園
Kenji Koyama
堅二 小山
Kenji Itasaka
健治 板坂
Yukio Katsumata
幸雄 勝又
Yoshio Hirano
吉男 平野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 気相成長に関し,ポリサイド膜のパターニン
グの際にマスクのエッチング残膜のないきれいなゲート
または配線を形成できるようにして, デバイスの信頼性
と製造歩留の向上に寄与することを目的とする。 【構成】 1)CVD 法により, SiH4とWF6 の反応を 380
℃以上で, Si2H6 とWF6の反応を 360℃以上で, SiH2Cl2
とWF6 の反応を 500℃以上で行い, 成長されたWSix
xを3.0以上にする, 2)ソースにフッ化物を含まない
PVD 法で WSixを成長する,3)ウエハホルダ13と,こ
れを内側にセットする内管11と, 内管の外側に設けられ
たガス排出用の外管12と, 内管内に設けられ, 各ウエハ
間に吹き出し口を持つガス吹き出し管15とを有し, 該内
管と該ウエハホルダ間で形成される空間がガス吹き出し
管に対向する側においてその他の領域より広く形成され
ているように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は気相成長方法に係り,特
に半導体装置のゲートあるいは配線に使用されるタング
ステンシリサイド(WSix ),あるいは WSix をパターニン
グする際のエッチングマスクとなる二酸化シリコン(SiO
2)膜の成膜方法に関する。
【0002】近年, 配線抵抗を下げてデバイスの動作速
度を上げるために,ゲートあるいは配線はポリシリコン
に代わり低抵抗の高融点金属シリサイド膜が使用される
ようになってきた。
【0003】
【従来の技術】従来, この種の高融点金属シリサイド膜
として, WSix 膜が多く用いられてきた。実際の構造と
しては WSix 膜の下にポリシリコン膜を敷いたポリサイ
ド構造を用いている。このポリサイド膜上に化学気相成
長(CVD) により二酸化シリコン(SiO2)膜を成長し, これ
をパターニングしてマスクとし, ポリサイド膜をエッチ
ングしてゲートあるいは配線を形成している。
【0004】図3(A),(B) は従来例を説明する断面図で
ある。図3(A) において,フィールド絶縁膜として熱酸
化によるSiO2膜6を形成したシリコン(Si)基板1上にゲ
ート絶縁膜として熱酸化によるSiO2膜2を形成し,その
上にポリシリコン膜3, WSix 膜4,エッチングマスク
用のSiO2膜5を順次成長する。
【0005】図3(B) において,通常のリソグラフィ工
程によりSiO2膜5をパターニングしてエッチングマスク
とし,これを用いて WSix 膜4,ポリシリコン膜3,Si
O2膜2をエッチングする。
【0006】また最近では,エッチングマスク用のSiO2
膜5の成長炉は,自動化がしやすく,酸素の巻き込みが
少なく,スループットが大きい等の理由で横型炉から縦
型炉に変わってきた。
【0007】従来の縦型炉ではウエハがホルダにセット
されたとき,ウエハ間でガスの流れが起きにくいため,
WSix 膜からのアウトディフュージョンで発生した水素
やフッ素がウエハ間に滞留していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来例においては,ポ
リサイド膜上にSiO2膜を成長する際の約 800℃の加熱に
より, WSix 中から水素化合物やフッ化物がアウトディ
フュージョンし,エッチングマスクのSiO2膜5が荒れて
白濁や凹凸の発生が激しくなり, エッチング後にエッチ
ングマスクの残膜7が生ずる。この残膜があると, その
上の配線が断線したり短絡したりする。このため, エッ
チングマスクのSiO2膜5が高温で白濁しないような WSi
x の成長条件を見つけることが必要である。
【0009】また, 高温で白濁しないようなSiO2膜5の
成長条件を見つけることが必要である。そのため,エッ
チングマスク用のSiO2膜5の成長炉は,水素やフッ素が
ウエハ間に滞留しないようにする必要がある。
【0010】本発明はポリサイド膜のパターニングの際
にエッチングマスクの残膜のないきれいなゲートまたは
配線を形成できるようにして, デバイスの信頼性と製造
歩留の向上に寄与することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は,1)
CVD 法により, SiH4とWF6 との反応を 380℃以上の温度
で行い, あるいはSi2H6 とWF6 との反応を 360℃以上の
温度で行い, あるいはSiH2Cl2 とWF6 との反応を 500℃
以上の温度で行い, 成長された WSix の組成 xを3.0以
上にする気相成長方法,あるいは2)ソースにフッ化物
を含まないPVD 法で WSix を成長する気相成長方法,あ
るいは3)縦方向に平行に並べられた複数のウエハ14を
保持するウエハホルダ13と,該ウエハホルダを内側にセ
ットする内管11と, 該内管の外側に設けられたガス排出
用の外管12と, 該内管内に設けられ, 各ウエハ間に吹き
出し口を持ったガス吹き出し管15とを有し, 該内管と該
ウエハホルダ間で形成される空間がガス吹き出し管に対
向する側においてその他の領域より広く形成されている
気相成長装置により達成される。
【0012】
【作用】本発明はSiO2膜が高温で白濁する原因は, WSi
x 中の水素化合物やフッ化物の量が多いことに起因する
ので, WSix 中に含まれるそれらの量を少なくするよう
にしたものである。そのために, 本発明者は WSix の組
成x を3.0 以上にすることが必要であり,そのための W
Six の成長条件は実験的に次のようであることを確かめ
た。 (1) SiH4とWF6 との反応を 380℃以上の温度で行い, 成
長された WSix の組成 xを3.0以上にする。 (2) Si2H6 とWF6 との反応を 360℃以上の温度で行い,
成長された WSix の組成xを3.0以上にする。 (3)SiH2Cl2 とWF6 との反応を 500℃以上の温度で行
い, 成長された WSix の組成 xを3.0以上にする。 (4)全くフッ化物を含まないPVD 法で WSix を成長す
る。
【0013】また,エッチングマスクとなるSiO2膜の成
長炉は,次のようにして成膜中にWSix 中からアウトデ
ィフュージョンした水素やフッ素がウエハ上に滞留しな
いようにしている。 (1) ウエハの配列ピッチを12.7 mm より広くする。 (2) ウエハ間に反応ガスを一定方向に流す。
【0014】このようにすると,ウエハ上にガスの流れ
が起きやすくなり,上記の水素やフッ素がウエハ上に滞
留しなくなり, エッチングマスクとなるSiO2膜の表面荒
れが起きにくくなる。
【0015】上記(1) の反応温度と組成との関係を示す
データの一例を図1(C) に示す。なお, (2),(3)につい
ても同様な関係が得られる。
【0016】
【実施例】図1(A) 〜(C) は本発明の実施例を説明する
断面図である。図1(A) において,フィールド絶縁膜と
して熱酸化によるSiO2膜6を形成したSi基板1上にゲー
ト絶縁膜として熱酸化によるSiO2膜2を形成し,その上
にポリシリコン膜3, WSix 膜4,エッチングマスク用
のSiO2膜5を順次成長する。
【0017】図1(B) において,通常のリソグラフィ工
程によりSiO2膜5をパターニングしてエッチングマスク
とし,これを用いて WSix 膜4,ポリシリコン膜3,Si
O2膜2をエッチングする。
【0018】ここで, WSix 膜4の成長に,水素化合物
やフッ化物の量の少ない成長条件を選ぶと,SiO2膜5は
その成長時の高温の下でも白濁しないでSiO2膜5のエッ
チング残膜の残らないきれいなパターンが形成できた。
【0019】図1(C) は下記の成長条件の(1) について
の基板温度に対する組成x(Si/W比)の関係を示す図であ
る。次に, WSix 膜4の成長条件(成長装置にも依る
が)の一例を示す。なお,ガス圧力はいずれの条件も 4
0 Paである。 (1) 反応ガス: SiH4/WF6 120 SCCM/ 2 SCCM 基板温度: 380℃以上, 例えば 400℃ (2) 反応ガス: Si2H6/WF6 80 SCCM/ 2 SCCM 基板温度: 360℃以上, 例えば 400℃ (3)反応ガス: SiH2Cl2/WF6 200 SCCM/ 2 SCCM 基板温度: 560℃以上, 例えば 610℃ (4)PVD 法による WSix の成長条件の一例を次に示す。
【0020】マグネトロンフパッタ法により WSix のタ
ーゲットを用いて,厚さ 600ÅのWSix 膜を堆積する。
スパッタ条件の一例を次に示す。
【0021】 スパッタガス: Ar 70 SCCM ガス圧力: 6 mTorr バワー: 3 KW 図2(A),(B) は本発明の実施例によるエッチングマスク
となるSiO2膜の成長装置の説明図である。
【0022】図にいて,11は内管, 12は外管, 13はウエ
ハホルダ, 14は被成長ウエハ, 15はガス吹き出し管, 16
はマニホールドである。図のように, 成長装置は, 内管
11の一方側に各ウエハ間にガス吹き出し口を持ったガス
吹き出し管15を設け, 内管11の他方側はガスが流れやす
いように広くスペースをとっている。
【0023】ガス吹き出し管15より吹き出されたガスは
各ウエハ間を流れた後, 内管内を上方に流れ, 内管と外
管の間隙を通って排出される。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば, ポリサイド膜のパター
ニングの際にエッチングマスクの残膜のないきれいなゲ
ートまたは配線を形成できるようになり, デバイスの信
頼性と製造歩留の向上に寄与することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例を説明する断面図
【図2】 本発明の実施例によるSiO2膜の成長装置の説
明図
【図3】 従来例を説明する断面図
【符号の説明】
1 半導体基板でSi基板 2 ゲート絶縁膜でSiO2膜 3 ポリシリコン膜 4 WSix 膜 5 エッチングマスクでSiO2膜 6 フィールド絶縁膜でSiO2
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/3205 21/336 29/784 (72)発明者 小山 堅二 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 板坂 健治 鹿児島県薩摩郡入来町副田5950番地 株式 会社九州富士通エレクトロニクス内 (72)発明者 勝又 幸雄 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 平野 吉男 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 化学気相成長(CVD) 法により, SiH4とWF
    6 との反応を 380℃以上の温度で行い, あるいはSi2H6
    とWF6 との反応を 360℃以上の温度で行い,あるいはSiH
    2Cl2 とWF6 との反応を 500℃以上の温度で行い, 成長
    されたタングステンシリサイド(WSix ) の組成 xを3.0
    以上にすることを特徴とする気相成長方法。
  2. 【請求項2】 ソースにフッ化物を含まない物理的気相
    成長(PVD) 法でタングステンシリサイドを成長すること
    を特徴とする気相成長方法。
  3. 【請求項3】 縦方向に平行に並べられた複数のウエハ
    (14)を保持するウエハホルダ(13)と,該ウエハホルダを
    内側にセットする内管(11)と, 該内管の外側に設けられ
    たガス排出用の外管(12)と, 該内管内に設けられ, 各ウ
    エハ間に吹き出し口を持ったガス吹き出し管(15)とを有
    し, 該内管と該ウエハホルダ間で形成される空間がガス
    吹き出し管に対向する側においてその他の領域より広く
    形成されていることを特徴とする気相成長装置。
JP13953292A 1992-06-01 1992-06-01 気相成長方法および装置 Withdrawn JPH0620992A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100255518B1 (ko) * 1996-12-30 2000-05-01 김영환 반도체 소자의 텅스텐 폴리사이드 형성방법
JP2000294775A (ja) * 1999-04-07 2000-10-20 Sony Corp 半導体装置の製造方法
KR100377458B1 (ko) * 1994-09-28 2003-07-18 소니 가부시끼 가이샤 게이트전극의형성방법
US7958614B2 (en) 2007-10-09 2011-06-14 Popenoe Charles H Method of making a fastening device for visually indicating tension
US11009269B2 (en) 2017-04-20 2021-05-18 AGC Inc. Heat cycle system

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Effective date: 19990803