JPH11200050A - タングステンシリサイド膜の形成方法、半導体装置の製造方法、及び半導体ウェーハ処理装置 - Google Patents

タングステンシリサイド膜の形成方法、半導体装置の製造方法、及び半導体ウェーハ処理装置

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JPH11200050A
JPH11200050A JP10005520A JP552098A JPH11200050A JP H11200050 A JPH11200050 A JP H11200050A JP 10005520 A JP10005520 A JP 10005520A JP 552098 A JP552098 A JP 552098A JP H11200050 A JPH11200050 A JP H11200050A
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silicide film
forming
dcs
tungsten
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Koji Ban
功二 伴
Akinobu Teramoto
章伸 寺本
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Mitsubishi Electric Corp
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/42—Silicides

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置に使用するための特性が優れて安
定したタングステンシリサイド膜を得る。 【解決手段】 不活性ガス雰囲気中にシリコンウェーハ
を配置して昇温し、ジクロルシランを導入してシリコン
ウェーハの表面反応を起こさせた後、ジクロルシランに
WF6を加えて導入して上記シリコンウェーハに薄くタン
グステンシリサイドを堆積させる。次にWF6 を止めて
ジクロルシランを導入し、その後に、ジクロルシランに
加えてWF6を導入してタングステンシリサイドの堆積を
行ないタングステンシリサイド膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体デバイス
の製造において、多結晶(Poly)シリコンもしくは単結晶
シリコンの上にタングステンシリサイド(WSiX)を形成す
る形成方法、及びこれを適用した半導体製造方法並びに
半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】シリコンウェーハ上の多結晶シリコン
（Poly Si。以下、適宜、Poly Si又はポリシリコンと記
す）や単結晶シリコン（Si）の上にタングステンシリサ
イド(WSiX) を成膜(堆積)する構造が半導体デバイスに
適用されるようになっている。タングステンシリサイド
（WSiX）は低い電気抵抗が実現できる可能性を持つ一方
で、成膜プロセスがポリシリコン（Poly Si）もしくはS
iの表面・界面の影響を大きく受けるため、膜剥がれ等
のプロセス不良が起きやすく、特性の優れた膜を安定し
て堆積することが困難で、量産適用の上で問題となって
いた。なお、本明細書では、シリコンウェーハという用
語で、多結晶シリコン及び単結晶シリコンを含めて表現
する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題点を解決するためになされたもので、性能の優れた
タングステンシリサイド膜を安定して得ることを目的と
したものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明のタングステン
シリサイド膜の形成方法は、不活性ガス雰囲気中にシリ
コンウェーハを配置し昇温する昇温工程と、DCS（ジク
ロロシラン）を導入して上記シリコンウェーハの表面反
応を起こす第１のDCS処理工程とを順次実施した後に、D
CSとWF6（六ふっ化タングステン）とを導入して上記シ
リコンウェーハ表面にタングステンシリサイドを堆積さ
せる第１の堆積工程を実施することを特徴とするもので
ある。
【０００５】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、DCSとWF6とを導入してシリコンウェー
ハの表面にタングステンシリサイド膜を堆積させる第１
の堆積工程と、WF6 を止めてDCSを導入する第２のDCS
処理工程とを順次実施することを特徴とするものであ
る。
【０００６】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、不活性ガス雰囲気中にシリコンウェー
ハを配置し昇温する昇温工程と、DCSを導入して上記シ
リコンウェーハの表面反応を起こす第１のDCS処理工程
と、DCSに加えてWF6を導入して上記シリコンウェーハの
表面反応を起こす第１の堆積工程と、WF6 を止めてDCS
を導入する第２のDCS処理工程と、DCSに加えてWF6を導
入してタングステンシリサイドの堆積を行う第２の堆積
工程とを、順次実施することを特徴とするものである。
【０００７】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記昇温工程と、上記第１のDCS処理
工程とにより上記シリコンウェーハの表面の還元を行う
ことを特徴とするものである。
【０００８】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記第１のDCS処理工程と、上記第１
の堆積工程とを、上記昇温工程、上記第２のDCS処理工
程及び上記第２の堆積工程における雰囲気圧力の１．５
〜３．０倍の雰囲気圧力で実施することを特徴とするも
のである。
【０００９】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記第１の堆積工程におけるWF6とDCS
の混合比が1:300〜1:500の範囲であり、上記第２の堆積
工程におけるWF6とDCSの混合比が1:30〜1:50の範囲であ
ることを特徴とするものである。
【００１０】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記第２のDCS処理工程及び上記第２
の堆積工程におけるDCSの導入量を実質的に等しくする
ことを特徴とするものである。
【００１１】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記第１の堆積工程と上記第２の堆積
工程とにおけるDCSの流量比を1:1〜5:1の範囲とするこ
とを特徴とするものである。
【００１２】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記第１の堆積工程と上記第２の堆積
工程とにおけるDCSの流量比を３：１〜５：１の範囲と
することを特徴とするものである。
【００１３】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記第１のDCS処理工程に先立って、
上記シリコンウェーハの表面をDCSが分解し易い表面状
態に加工する表面処理工程を実施することを特徴とする
ものである。
【００１４】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記表面状態がFによるSiのターミネ
イトであることを特徴とするものである。
【００１５】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記表面処理工程が、上記シリコンウ
ェーハの表面を濃度0.05%以上の希弗酸水溶液（DHF）で
処理する工程と、上記シリコンウェーハの表面にF成分
を残して乾燥させる工程とを含むことを特徴とするもの
である。
【００１６】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記表面処理工程が、上記シリコンウ
ェーハの表面を気相のHF、NF3又はClF3のいずれかによ
り処理する工程を含むことを特徴とするものである。
【００１７】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記気相のHFが無水弗酸（Anhydrous
HF。以下、適宜、AHFと記す）であることを特徴とす
るものである。
【００１８】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記気相のHFがアルコール系の溶媒に
通気して生成された電離HFであることを特徴とするもの
である。
【００１９】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記表面処理工程を、上記タングステ
ンシリサイド膜を形成する処理チャンバの中で実施する
ことを特徴とするものである。
【００２０】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記昇温工程に代えて、上記シリコン
ウェーハを300℃以上850℃以下のH2ガスで処理する処理
工程を実施することを特徴とするものである。
【００２１】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記昇温工程及び上記第１のDCS処理
工程に代えて、上記シリコンウェーハを300℃以上850℃
以下のH2ガスで処理する処理工程を実施することを特徴
とするものである。
【００２２】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記昇温工程に先立って、上記シリコ
ンウェーハを濃度0.1％〜35％の過酸化水素水の処理
液、濃度0.5〜30ppmのO3を溶解させた処理液又は過酸化
水素水とオゾンとを溶解させた処理液で処理する処理工
程を実施することを特徴とするものである。
【００２３】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記処理液が0.001〜0.5％のHFを含む
ことを特徴とするものである。
【００２４】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記昇温工程に代えて、上記シリコン
ウェーハをO2ガス、O3ガス、もしくはH2O蒸気で処理す
る処理工程を実施することを特徴とするものである。
【００２５】上記昇温工程及び上記第１のDCS処理工程
に代えて、上記シリコンウェーハをO2ガス、O3ガス、も
しくはH2O蒸気で処理する処理工程を実施することを特
徴とするものである。
【００２６】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記O2ガス、O3ガス、もしくはH2O蒸
気が0.001〜0.5％のHFを含むことを特徴とするものであ
る。
【００２７】上記第２の堆積工程に先立って、上記シリ
コンウェーハの最表面を実質的に一分子層以上1.8nm以
下のSiO2で覆うようにすることを特徴とするものであ
る。
【００２８】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記シリコンウェーハとの界面に高タ
ングステン成分層を堆積し、この高タングステン成分層
の上に低タングステン成分層を堆積するようにしたこと
を特徴とするものである。
【００２９】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記タングステンシリサイド膜のタン
グステン原子とシリコン原子との比が、上記高タングス
テン層では2.4以下、上記低タングステン層では2.5以上
であることを特徴とするものである。
【００３０】また、この発明のタングステンシリサイド
膜の形成方法は、上記タングステンシリサイド膜のタン
グステン原子とシリコン原子との比が、上記高タングス
テン層では2.2以上であることを特徴とするものであ
る。
【００３１】また、この発明の半導体装置の製造方法
は、請求項１〜２５のいずれかに記載の形成方法によ
り、タングステンシリサイド膜を形成する工程を含むこ
とを特徴とするものである。
【００３２】また、この発明の半導体装置は、請求項１
〜２５のいずれかに記載の形成方法により形成したタン
グステンシリサイド膜を含むことを特徴とするものであ
る。
【００３３】また、この発明の半導体ウェーハ処理装置
は、第１のチャンバと、第２のチャンバと、上記第１の
チャンバと第２のチャンバとを接続し上記第１のチャン
バと第２のチャンバとの間を開放また閉鎖状態にするよ
うに移動可能な隔壁手段と、半導体ウェーハを上記第１
のチャンバ及び／又は上記第２のチャンバの中で支持す
る支持手段と、上記第１のチャンバと第２のチャンバに
それぞれ上記半導体ウェーハに対する処理薬液または処
理ガスを導入する導入手段と、上記第１のチャンバ及び
／又は上記第２のチャンバに導入する薬液または処理ガ
スを制御する制御手段とを備え、上記半導体ウェーハに
対する処理を行うようにしたたことを特徴とするもので
ある。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。なお、図中、同一の符
号は、同一又は相当の工程を示す。 実施の形態1．図1は、この発明の実施の形態１によるタ
ングステンシリサイド膜の形成方法を説明するためのプ
ロセスフロー図である。この実施の形態１は、タングス
テンシリサイド(WSiX)膜をポリシリコン（PolySi）もし
くはSi単結晶上に堆積するプロセスにおいて、ガスの種
類及び流量を規定するものである。
【００３５】図１を参照して、タングステンシリサイド
膜の形成プロセスについて説明する。先ず、Siウェーハ
を処理チャンバ内に導入する（図示せず）。133Pa（1To
rr）より低い圧力下のAr雰囲気中で、550℃以上に保持
する（図１の工程１、昇温工程）。次に、199.5±66.5P
a（1.5±0.5Torr）の圧力になるようジクロロシラン（D
CS：dichlorosilane：SiH2Cl2)（以下、適宜、DCSと記
す）を導入し、Siウェーハ表面の調製を行う(図１の工
程２。第１のDCS処理工程、以下適宜、DCS処理１と記
す）。このプロセスは、処理チャンバの容積にも依る
が、本実施の形態では、300sccm以上の流量を確保し
た。なお、この昇温とDCS処理１とによりシリコンウェ
ーハの表面の還元作用がある。
【００３６】この後、このDCSの流量を確保しながら圧
力を変えずにWF6（六ふっ化タングステン）をDCSの流量
の300分の1以下程度混合する(図１の工程３。第１の堆
積工程、以下適宜、DCS/WF6導入・堆積１と記す)。引き
続いて、DCSの流量を約1/3の100sccm程度に減じ同時にW
F6の混合を中止する。この時、圧力を1torr以下に減じ
る(図１の工程４。第２のDCS処理工程、以下適宜、DCS
処理２と記す)。この後のプロセスステップは、この低
い圧力を保持したまま行なう。
【００３７】この２回目のDCSのみを導入する工程の直
後に、DCSの導入を保ったまま、再びWF6の導入を開始す
る。２回目のWF6導入は、１度目の導入の３倍以上の流
量を確保するのが望ましい(図１の工程５。第２の堆積
工程、以下適宜、DCS/WF6導入・堆積２と記す)。この工
程で、実質的にタングステンシリサイド(WSiX)を化学的
に堆積することができる(CVD: Chemical Vapor Deposi
tion)。
【００３８】この実質的な堆積工程に引き続き、WF6の
混合を中止し、DCSの流量を2.5倍に増加させながら、堆
積後の表面の処理を行う(図１の工程６。第３のDCS処理
工程、以下適宜、DCS処理３と記す)。最後にDCSの導入
も停止し、Arの導入のみでパージを行なう（図１の工程
７）。
【００３９】図２は、この実施の形態によるタングステ
ンシリサイド膜の形成方法を実際に適用したデバイスの
構造を示す図である。図２を参照して説明する。Siウェ
ーハ２１上にポリシリコン（Poly Si）２２を形成し、
この上にDCS処理１による簡単な表面処理を行った。本
処理により極微量のSiが分子レベルで界面に残るがこれ
は図２に示せるほどの厚みを持つものではない。次にDC
S/WF6導入・堆積工程１を行い、タングステンシリサイ
ド(WSiX)２３を100Å形成した。
【００４０】更に、この後DCS処理２を行い、引き続い
てDCS/WF6導入・堆積２を行い、前者と異なる組成のタ
ングステンシリサイド(WSiX)２４を600Å形成した。こ
の後DCS処理３を行った後、パージした。このような構
造とすることで、安定な特性を得たが、最も良い特性を
得たのは、成膜完了後の構造が下部からポリシリコン
（Poly Si）/WSi2.4/WSi2.5の順となっているときであ
った。
【００４１】以上のように、この実施の形態では、シリ
コンウェーハとの界面に高タングステン成分層を堆積
し、この高タングステン成分層の上に低タングステン成
分層を堆積して、タングステンシリサイド膜を形成す
る。また、タングステンシリサイド膜のタングステン原
子とシリコン原子との比が、高タングステン層では2.4
以下、低タングステン層では2.5以上となるように形成
するのがよい。また、高タングステン層では2.2以上と
なるように形成するのがよい。なお、これから後に説明
する各実施の形態によっても、図２に示す構造と同様の
タングステンシリサイド膜が得られるが、膜の構造につ
いては、これで代表させる。
【００４２】この実施の形態の膜形成プロセスの特徴を
いくつか挙げると、次のとおりである。まず、DCS処理
１と、DCS/WF6導入・堆積１とは、昇温工程、DCS処理２
及びDCS/WF6導入・堆積２における雰囲気圧力の１．５
〜３．０倍の雰囲気圧力で実施する。また、DCS/WF6導
入・堆積１におけるWF6とDCSの混合比を１：３００〜
１：５００の範囲とし、DCS/WF6導入・堆積２におけるW
F6とDCSの混合比を１：３０〜１：５０の範囲とする。
また、DCS処理２とDCS/WF6導入・堆積２におけるDCSの
導入量を実質的に等しくする。また、DCS/WF6導入・堆
積１とDCS/WF6導入・堆積２とにおけるDCSの流量比を
１：１〜５：１の範囲とする。また、さらに好ましく
は、３：１〜５：１の範囲とする。なお、本願におい
て、いちいちことわらないが、液体の混合比は重量比、
気体の混合比は流量比または容積比であらわす。
【００４３】以上説明したこの実施の形態によれば、タ
ングステンシリサイド膜の成膜の安定性を向上させるこ
とができる。また、シリコンウェーハに対して密着性の
すぐれたタングステンシリサイド膜を形成することがで
きる。また、シリコンウェーハの全面に対して均一なタ
ングステンシリサイド膜を形成できる。さらに、膜剥が
れが生じないタングステンシリサイド膜を得ることがで
きる。
【００４４】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２によるタングステンシリサイド膜の形成方法を説
明するためのプロセスフロー図である。本実施の形態は
タングステンシリサイド(WSiX)膜をポリシリコン（Poly
Si）上に形成する際に、予めポリシリコン（Poly Si）
表面をDCSが分解しやすいように調整しておくプロセス
に関するものである。
【００４５】図３を参照して、タングステンシリサイド
膜の形成プロセスについて説明する。先ず、ウェーハ上
にポリシリコン（Poly Si）の形成を行う（図示せ
ず）。そのウェーハを300rpmで回転させながら、上部よ
り0.05%の希弗酸（DHF：dilute Hydrofloride。以下、
適宜、DHFと記す)を滴下する（図３の工程３１）。実験
によれば、ポリシリコン（Poly Si）表面とDHFの実質的
な接触時間が30秒に到達した時点で充分にポリシリコン
（Poly Si）上の自然酸化膜が除去されていることが、
接触角により判断された。
【００４６】従来は、このDHFによる自然酸化膜除去の
後、通常、水洗を行いHFをポリシリコン（Poly Si）上
より取り除いた後、更に充分な水洗を追加もしくは継続
し、表面上に存在するSiと結合したF成分をも置換して
取り除くことが行われる。しかし、本実施の形態では、
水洗時間を短縮し、意図的にF成分を表面に残しておく
（図３の工程３２）。具体的には、従来、水洗時間は通
常300秒で行っていたが、本実施の形態では例えば15秒
とする。この短縮水洗の後、回転数を3000rpmに高め、
振り切り乾燥を行なう（図３の工程３３）。実験によれ
ば、この後の、別の評価で、表面の17%程度のSiの手がF
で終端されていることが判った。
【００４７】この表面を保持したまま、不活性ガス中に
ウェーハをロードし、昇温の後DCSを導入し、DCS処理１
を行う。この時、ウェーハ表面にはFが残っていたの
で、安定してDCSは最表面で分解し極微量のSi系のサイ
トが残り、その直上に形成するタングステンシリサイド
(WSiX)はポリシリコン（Poly Si）との密着性が向上し
た。また、この後、実施の形態１に示したプロセスステ
ップを繰り返したが、成膜の再現性も良かった。
【００４８】図４は、この実施の形態の変形例によるプ
ロセスフローを示す図である。この変形例では、DHFに
よる自然酸化膜除去（図４の工程４１）の後、更に処理
を加速した例として、水洗を行わず（図４の工程４
２）、DHFを回転しながら振り切って乾燥してしまう
（図４の工程４３）。この方法でも、水洗を短縮した場
合と同様に望ましい結果が得られた。本実施の形態にお
けるDHF処理は枚葉式に限定するものではない。
【００４９】以上のように、この実施の形態では、DCS
処理１に先立って、シリコンウェーハの表面をDCSが分
解し易い表面状態に加工するための表面処理工程を実施
する。また、その表面状態が、FによるSiのターミネイ
トであるようにする。これにより、成膜工程が安定し、
密着性にすぐれたタングステンシリサイド膜を形成でき
る。
【００５０】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３により、タングステンシリサイド膜の形成をする
ための半導体ウェーハ処理装置の概要を示す断面図、図
６は、この実施の形態３によるタングステンシリサイド
膜の形成方法を説明するためのプロセスフロー図であ
る。本実施の形態は、タングステンシリサイド(WSiX)膜
をポリシリコン（Poly Si）上に形成する際に、予めポ
リシリコン（Poly Si）表面をDCSが分解しやすいように
調整しておく装置及びプロセスに関するものである。
【００５１】図５及び図６を参照して、タングステンシ
リサイド膜の形成プロセスについて説明する。先ず、ウ
ェーハ５１上にポリシリコン（Poly Si）の形成を行
う。そのウェーハ５１を処理チャンバ５２に導入する
（図６の工程６１）。チャンバ５２は、実際は２つの部
分からなり、例えばそれぞれ上部チャンバ５３（第１の
チャンバ）、下部チャンバ５４（第２のチャンバ）とよ
ぶ。上部チャンバ５３と下部チャンバ５４は可動ウォー
ル５５（隔壁手段）で仕切られている。
【００５２】そのウェーハ５１をローダ５６からチャン
バ５２に導入し、下部チャンバ５４に導き（図６の工程
６２）、可動ウォール５５で密封する。下部チャンバ５
４にはウェーハ５１を固定した後回転するウェーハ固定
台５７（支持手段）が存在し、ウェーハ５１はウェーハ
固定台５７に保持される（図６の工程６３）。
【００５３】下部チャンバ５４内には同時に薬液吐出管
５８（薬液導入手段）が設置されており、薬液吐出管５
８の吐出口５９がウェーハ５１の直上になるように移動
する。ウェーハ固定台５７が回転を開始し、回転数が30
0rpm一定となったところで、上部より0.05%のDHF(dilut
e Hydrofloride:希弗酸)が滴下される（図６の工程６
４）。なお、図示しないが、導入する薬液又は処理ガス
の種類・導入時間などを制御する制御手段が備えられて
いる。
【００５４】この回転数は、ウェーハ上の親水面と疎水
面の割合や、段差を含む平坦性、ウェーハ径によって決
定されるもので、本実施の形態で適用したデバイスの場
合は、薬液の回り込みやエッチングの均一性の観点から
回転数300rpmが適当であった。
【００５５】ウェーハ５１のポリシリコン（Poly Si）
表面とDHFの実質的な接触時間が30秒に到達した時点で
充分にポリシリコン（Poly Si）上の自然酸化膜が除去
されるので、薬液吐出管５８からの薬液の吐出を停止
し、ウェーハ固定台５７の回転数を3000rpmに高め、振
り切り乾燥を行う。
【００５６】この表面を保持したまま、可動ウォール５
５を開け、ウェーハ５１を上部チャンバ５３にロードす
る。可動ウォール５５を閉じ、速やかにArを導入する。
この後、実施の形態１に示すプロセスを行う。なお、図
５に示した処理装置は、他の実施の形態においても用い
ることができるものであり、以後に適宜、図５を参照す
る。
【００５７】実施の形態４．図７は、この発明の実施の
形態４によるタングステンシリサイド膜の形成方法を説
明するためのプロセスフロー図である。本実施の形態は
タングステンシリサイド(WSiX)膜をポリシリコン（Poly
Si）上に形成する際に、予めポリシリコン（Poly Si）
表面をDCSが分解しやすいようにAHF(Anhydrous Hydro F
loride)で調整しておくプロセスに関するものである。
【００５８】図７を参照して、タングステンシリサイド
膜の形成プロセスについて説明する。処理装置について
は、図５を参照する。先ず、ウェーハ５１上にポリシリ
コン（Poly Si）の形成を行う（図示せず）。そのウェ
ーハ５１を処理チャンバ５２に導入する（図７の工程７
１）。
【００５９】そのウェーハ５１をローダ５６からチャン
バ５２に導入し、密封する。チャンバ内で、AHFガスに
より、ウェーハ５１のポリシリコン（Poly Si）表面に
存在する自然酸化膜を十分に除去する（図７の工程７
２）。自然酸化膜が十分に除去された時点で、この表面
を保持したまま、実施の形態１に示すプロセスを行う。
【００６０】実験によれば、このAHFガス処理直後のウ
ェーハの表面は、20%以上がFに依り終端されていること
が判った。この効果は、実施の形態２に示す場合よりも
終端率が高いため、より高い効果が得られるものと推論
される。実際に成膜を行った結果、密着性に関する信頼
性は、意図通り高いものであった。
【００６１】なお、以上ではAHFガスを用いる場合につ
いて説明したが、処理ガスとしては、さらに、次に説明
するHFガスのほかに、NF3ガス又はClF3ガスを用いるこ
とができる。
【００６２】実施の形態５．図８は、この発明の実施の
形態５によるタングステンシリサイド膜の形成方法を説
明するためのプロセスフロー図である。実施の形態４に
おいて、非常に高い密着安定性が得られたが、AHFを用
いた場合、酸化膜のエッチングが始まるまでの遅延時間
が発生することがあった。これは、AHFがSiO2をエッチ
ングするときの反応(a)が、 H2O 4HF+2SiO2 ⇒ SiF4+2H2O・・・・・・・・(a) であり、開始剤としてH2Oを要することによる。
【００６３】この実施の形態５は、この遅延時間の問題
を解決し、更に良いプロセスを得るために、改善したも
のである。図８を参照して、タングステンシリサイド膜
の形成プロセスについて説明する。先ず、ウェーハを適
宜昇温する（図８の工程８１）。次に、AHFをIPA中に通
気し、ウェーハ表面に到着するまでに、予め電離させる
（図８の工程８２）。この電離されたHFガスを導入する
ことによってこの遅延時間を実質的になくし、より均一
な自然酸化膜除去性を得ることができる。これに続い
て、実施の形態１の方法を適用し、ウェーハ全面に均一
なタングステンシリサイド(WSiX)を成膜することができ
た。
【００６４】実施の形態６．図９は、この発明の実施の
形態６によるタングステンシリサイド膜の形成方法を説
明するためのプロセスフロー図である。実施の形態４及
び実施の形態５によれば、現在のデバイス製造に対し充
分安定したプロセスを提供することが可能となったが、
この実施の形態６は、さらに今後の製品である現在の開
発中の製品に対して、マージンのあるプロセスを提供し
ようとするものである。
【００６５】図９を参照して、タングステンシリサイド
膜の形成プロセスについて説明する。一般に、化学反応
は温度に対して指数関数的に反応速度は向上する。本実
施の形態では、ウェーハ５１をチャンバ５２にロード
し、密封した後、成膜プロセスを開始するが、この時に
例えば１２０℃に昇温しておく（図９の工程９１）。こ
の昇温下でHFガスを通じ、表面の自然酸化膜除去を行う
と同時に、表面のボンドをFで終端させる（図９の工程
９２）。
【００６６】これに続いて実施の形態１で説明した成膜
プロセスを行う。これによって、より密着性の高いタン
グステンシリサイド(WSiX)膜の形成をより短い処理時間
で実現することができる。なお、上記の例では、昇温下
でHFガスを通じているが、これは減圧下及び／又は昇温
下でHFガスを通じるようにしてもよい。
【００６７】実施の形態７．図１０は、この発明の実施
の形態７によるタングステンシリサイド膜の形成方法を
説明するためのプロセスフロー図である。一般的に半導
体製造プロセスは、半導体中の金属などの不純物の拡散
や応力発生を避けるため、出来るだけ低温で行うことが
好ましいとされている。上記の実施の形態は、自然酸化
膜除去処理を出来るだけ低温で行うことを意図したもの
であった。しかし、場合によっては、850℃を越えない
程度の熱処理は、それほど深刻な悪影響を与えないとさ
れている。この実施の形態は、昇温下で自然酸化膜除去
を行ない、均質な清浄表面を得るものである。
【００６８】図１０を参照して、タングステンシリサイ
ド膜の形成プロセスについて説明する。本実施の形態で
は、ウェーハ５１をチャンバ５２にロードし、密封した
後、成膜プロセスを開始するが、この時に先ずウェーハ
５１を、例えば８３０℃に昇温する（図１０の工程１０
１）。この昇温下でH2ガスを通じ、１分程度処理を行う
（図１０の工程１０２）。これにより、表面の自然酸化
膜除去を行うと同時に、表面のボンドをHで終端する。
次に、そのまま続いて実施の形態１で説明した成膜プロ
セスを行う。これによって、より密着性の高いタングス
テンシリサイド(WSiX)膜の形成をより短い処理時間で実
現するものである。なお、上記の例では、昇温下でHFガ
スを通じているが、これは減圧下及び／又は８３０℃昇
温下でHFガスを通じるようにしてもよい。
【００６９】本実施の形態は、水素を高温で扱うため、
安全面での注意が必要であるが、表面を完全に水素で終
端してしまうため、均質な清浄表面が得られ、タングス
テンシリサイド(WSiX)のSi表面への初期の堆積がムラな
く行えるという効果が得られる。
【００７０】なお、以上の説明では、８３０℃に昇温し
てH2ガス処理を行っているが、これは300℃以上850℃以
下の範囲で処理すれば効果がある。また、この実施の形
態では、H2ガス処理に続いて、DCS処理１を行う例を示
しているが、DCS処理１を省略してDCS/WF6導入・堆積１
へと続けてもよい。
【００７１】実施の形態８．図１１は、この発明の実施
の形態８によるタングステンシリサイド膜の形成方法を
説明するためのプロセスフロー図である。本実施の形態
はタングステンシリサイド(WSiX)膜をポリシリコン（Po
ly Si）上に形成する際に、予めポリシリコン（Poly S
i）表面を意図的に化学酸化膜で均一に覆っておくプロ
セスに関するものである。
【００７２】従来のタングステンシリサイド(WSiX)成膜
の問題点は、WF6等を導入しタングステンシリサイド(WS
iX)の堆積を開始した際に、一旦RCA洗浄などのウエット
洗浄を行った後に成長する自然酸化膜が、面内に均一に
成長しないことにあった。このため、Si表面にタングス
テンシリサイド(WSiX)が堆積を始めるところとなかなか
堆積を始めないところが同一表面に存在したため、均一
に膜が堆積せず、膜剥がれ等の原因となっていた。この
実施の形態は、これを防止し、膜が均一に堆積するよう
にしたものである。
【００７３】図１１を参照して、タングステンシリサイ
ド膜の形成プロセスについて説明する。処理装置につい
ては、図５を参照する。本実施の形態では、ポリシリコ
ン（Poly Si）の形成を行ったウェーハ５１に、H2O2を3
0%含み同時に0.005%のHFを含む薬液を塗布する（図１１
の工程１１１）。これにより、ウェーハ表面の自然酸化
膜除去を行い、更に強制的に化学酸化膜の形成を行い、
表面に数原子層の化学酸化膜を均一に形成する。
【００７４】具体的にプロセスを説明すると、ポリシリ
コン（Poly Si）を形成したウェーハ５１をローダ５６
からチャンバ５２に導入し、密封する。可動ウォール５
５を開け、ウェーハ５１を下部チャンバ５４に導き、ウ
ェーハ固定台５７に保持し可動ウォール５５を封じる。
【００７５】ウェーハ５１を回転させながら、H2O2を30
%含み同時に0.005%のHFを含む薬液を薬液吐出管５８か
ら塗布し、実質的に、望ましくは３分接触させ、全面に
均一な化学酸化膜を形成させる。次に、ウェーハ固定台
５７の回転数を3000rpmにあげ、振り切り乾燥を行う。
次に、可動ウォール５５を開け、ウェーハ５１を上部チ
ャンバ５３に挿入し、可動ウォール５５にて密閉する。
その後は実施の形態１で説明したプロセスにより成膜を
行う。
【００７６】本実施の形態で、タングステンシリサイド
(WSiX)の堆積は初期の段階から良好に行われたが、発明
者らは、これは本実施の形態の濃度条件ではウェーハ面
が全体に一様な性質となったことと、その化学酸化膜に
徴量のF成分が残留しており、表面への最初のDCSによる
Siのサイト形成が促進されたためと考えている。
【００７７】また、従来は、前処理の後、気中その他か
ら極微量の有機物が表面に吸着し、ポリシリコン（Poly
Si）とタングステンシリサイド(WSiX)の界面に存在す
ることとなるため、膜剥がれや成膜不良が生じていた
が、本実施の形態の薬液処理により、同時にこの問題も
解決されるため、より成膜安定性が向上したものと考え
ている。なお、実験例からすると、DCS/WF6導入・堆積
２に先立って、シリコンウェーハの最表面を実質的に一
分子層以上1.8nm以下のSiO2で覆うようにするとよい。
【００７８】この実施の形態における薬液は、以上の例
では、H2O2とHFの混合液を用いたが、この代わりに10pp
mのオゾンを含むHF濃度0.005%の薬液を用いても、同じ
効果が得られた。
【００７９】実施の形態９．図１２は、この発明の実施
の形態９によるタングステンシリサイド膜の形成方法を
説明するためのプロセスフロー図である。本実施の形態
は、タングステンシリサイド(WSiX)膜をポリシリコン
（Poly Si）上に形成する際に、予めポリシリコン（Pol
y Si）表面に均一な化学酸化膜を形成してからそれを除
去することにより、表面に露出するポリシリコン（Poly
Si）を数原子層エッチした非常に清浄で均一なものと
するプロセスに関するものである。
【００８０】従来のタングステンシリサイド(WSiX)成膜
の問題点は、実施の形態８で記載したのと同様に、WF6
等を導入しタングステンシリサイド(WSiX)の堆積を開始
した際に、一旦RCA洗浄などのウエット洗浄を行った後
に成長する自然酸化膜が、面内に均一に成長しないこと
にあった。このため、Si表面にタングステンシリサイド
(WSiX)が堆積を始めるところとなかなか堆積を始めない
ところが同一表面に存在したため、均一に膜が堆積せ
ず、膜剥がれ等の原因となっていた。この実施の形態
は、これを防止し、膜が均一に堆積するようにしたもの
である。
【００８１】図１２を参照して、タングステンシリサイ
ド膜の形成プロセスについて説明する。処理装置につい
ては、図５を参照する。本実施の形態では、ポリシリコ
ン（Poly Si）の形成を行ったウェーハ５１に、H2O2を3
%含み同時に0.1%のHFを含む薬液を塗布する（図１２の
工程１２１）。これにより、ウェーハ表面に強制的に化
学酸化膜の形成を行い、表面に数原子層の化学酸化膜を
均一に形成しながら、よりエッチング速度の速いエッチ
ャントを同時に存在させることでそれを除去し、最終的
には、表面にFの残るポリシリコン（Poly Si）を露出さ
せる。
【００８２】具体的にプロセスについて説明すると、ポ
リシリコン（Poly Si）を形成したウェーハ５１をロー
ダ５６からチャンバ５２に導入し、密封する。可動ウォ
ール５５を開け、ウェーハ５１を下部チャンバ５４に導
き、ウェーハ固定台５７に保持し可動ウォール５５を封
じる。
【００８３】ウェーハ５１を回転させながら、H2O2を3%
含み同時に0.1%のHFを含む薬液を薬液吐出管５８から塗
布し、望ましくは実質的に３分接触させ、全面に均一な
化学酸化膜を形成させる。
【００８４】次に、ウェーハ固定台５７の回転数を3000
rpmにあげ、振り切り乾燥を行う。次に、可動ウォール
５５を開け、ウェーハ５１を上部チャンバ５３に挿入
し、可動ウォール５５にて密閉する。その後は実施の形
態１で説明したプロセスにより成膜を行う。
【００８５】本実施の形態で、タングステンシリサイド
(WSiX)の堆積は初期の段階から良好に行われたが、発明
者らは、これは本実施の形態の濃度条件ではウェーハ面
が全体に一様な性質となったことと、その表面に実施の
形態８よりも多くの徴量F成分が残留しており、表面へ
の最初のDCSによるSiのサイト形成が促進されたためと
考えている。
【００８６】また、従来は、前処理の後、気中その他か
ら極微量の有機物が表面に吸着し、ポリシリコン（Poly
Si）とタングステンシリサイド(WSiX)の界面に存在す
ることとなるため、膜剥がれや成膜不良が生じていた
が、本実施の形態の薬液処理により、同時にこの問題も
解決されたため、より成膜安定性が向上したものと考え
ている。本実施の形態の薬液は、以上のような3%のH2O2
の代わりに、１ppmのオゾンを含む薬液を適用しても同
等の効果が得られた。また、過酸化水素水とオゾンとを
溶解させた液に少量のHFを含ませた薬液によっても処理
できる。
【００８７】実施の形態１０．図１３は、この発明の実
施の形態１０によるタングステンシリサイド膜の形成方
法を説明するためのプロセスフロー図である。本実施の
形態はタングステンシリサイド(WSiX)膜をポリシリコン
（Poly Si）上に形成する際に、予めポリシリコン（Pol
y Si）表面に均一な化学酸化膜を形成してからそれを除
去することにより、表面に露出するポリシリコン（Poly
Si）を数原子層エッチした非常に清浄で均一なものと
するプロセスに関するものである。
【００８８】従来のタングステンシリサイド(WSiX)成膜
の問題点は、実施の形態８，９で記載したのと同様に、
WF6等を導入しタングステンシリサイド(WSiX)の堆積を
開始した際に、一旦RCA洗浄などのウエット洗浄を行っ
た後に成長する自然酸化膜が、面内に均一に成長しない
ことにあった。このため、Si表面にタングステンシリサ
イド(WSiX)が堆積を始めるところとなかなか堆積を始め
ないところが同一表面に存在したため、均一に膜が堆積
せず、膜剥がれ等の原因となっていた。この実施の形態
は、これを防止し、膜が均一に堆積するようにしたもの
である。
【００８９】図１３を参照して、タングステンシリサイ
ド膜の形成プロセスについて説明する。処理装置につい
ては、図５を参照する。本実施の形態では、ポリシリコ
ン（Poly Si）の形成を行ったウェーハ５１に、H2O2の
みを30%含む薬液を塗布する（図１３の工程１３１）。
これにより、ウェーハ表面に強制的に化学酸化膜の形成
を行い、表面に数原子層の化学酸化膜を均一に形成させ
る。
【００９０】具体的にプロセスについて説明すると、ポ
リシリコン（Poly Si）を形成したウェーハ５１をロー
ダ５６からチャンバ５２に導入し、密封する。可動ウォ
ール５５を開け、ウェーハ５１を下部チャンバ５４に導
き、ウェーハ固定台５７に保持し可動ウォール５５を封
じる。
【００９１】ウェーハ５１を回転させながら、H2O2を30
%含む薬液を薬液吐出管５８から塗布し、実質的に３分
接触させ、全面に均一な化学酸化膜を形成させる。次
に、ウェーハ固定台５７の回転数を3000rpmにあげ、振
り切り乾燥を行う。次に、可動ウォール５５を開け、ウ
ェーハ５１を上部チャンバ５３に挿入し、可動ウォール
５５にて密閉する。その後は実施の形態１に示す成膜プ
ロセスを行う。
【００９２】本実施の形態で、タングステンシリサイド
(WSiX)の堆積は初期の段階から良好に行われたが、発明
者らは、これは本実施の形態の濃度条件ではウェーハ面
が全体に一様な性質となったことによると考えている。
また、従来は、前処理の後、気中その他から極微量の有
機物が表面に吸着し、ポリシリコン（Poly Si）とタン
グステンシリサイド(WSiX)の界面に存在することとなる
ため、膜剥がれや成膜不良が生じていたが、本願発明者
は、本実施の形態の薬液処理により、この問題も解決さ
れたため、より成膜安定性が向上したものと考えてい
る。
【００９３】本実施の形態の薬液として、30%のH2O2の
代わりに、10ppmのオゾンを含む薬液を適用しても同等
の効果が得られた。また、過酸化水素水とオゾンとを溶
解させた処理液で処理することもできる。
【００９４】実施の形態１１．図１４は、この発明の実
施の形態１１によるタングステンシリサイド膜の形成方
法を説明するためのプロセスフロー図である。実施の形
態８〜１０では、より高い成膜安定性が得られ、手法と
しては優れている。しかしながら、半導体製造工場の装
置設置場所によっては充分な湿式洗浄に対するファシリ
ティや環境が準備されていないところがある。本実施の
形態は、上記実施の形態８〜１０で実現したプロセスを
ドライプロセスで実現するものである。
【００９５】図１４を参照して、タングステンシリサイ
ド膜の形成プロセスについて説明する。ポリシリコン
（Poly Si）を形成したウェーハ５１をローダ５６から
チャンバ５２に導入し、密封する。一旦不活性ガスに密
閉雰囲気を置換した後、450℃以下、例えば400℃に昇温
する（図１４の工程１４１）。次に、HFガスとオゾンガ
スの混合ガスを導入する（図１４の工程１４２）。この
時の昇温は高いほど反応が速く時間が短縮される傾向に
あったが、高すぎると反応が急激に進み表面粗度が高く
なるため、好ましくない。その後は、実施の形態１に示
す、DCS導入とそれに続く成膜プロセスを行う。本実施
の形態で、タングステンシリサイド(WSiX)の堆積は初期
の段階から良好に行われ、成膜安定性が向上した。
【００９６】本実施の形態によれば、ドライプロセスに
より、動力や環境に係わる多額の追加コストを抑えなが
ら、従来より安定したタングステンシリサイド(WSiX)の
成膜を行うことができる。また、チャンバ間の移動が省
けるので、全プロセス時間が短縮され、スループットが
向上し生産性が改善される効果も得られる。なお、以上
では、オゾンガスとHFガスとの混合ガスを使う場合につ
いて説明したが、これは酸素ガスとHFガスとの混合ガ
ス、あるいはH2O蒸気とHFガスとの混合ガスを用いるこ
ともできる。また、オゾンガス、酸素ガスあるいはH2O
蒸気に、HFガスを0.001〜0.5％含ませるようにするとよ
い。
【００９７】実施の形態１２．図１５は、この発明の実
施の形態１２によるタングステンシリサイド膜の形成方
法を説明するためのプロセスフロー図である。実施の形
態１１ではオゾンガスとHFガスを混合することによる酸
化とエッチングの平衡反応により表面のクリーニングと
Fの終端を実現するものであったが、ポリシリコン（Pol
y Si）にPが含まれる場合など、エッチングが促進され
増加する表面粗度のため、逆に密着性が劣る現象が認め
られた。この実施の形態は、このような場合に、実施の
形態８〜１０で実現したプロセスをドライプロセスで実
現するとともに、成膜安定性が向上したプロセスを提供
しようとするものである。
【００９８】図１５を参照して、タングステンシリサイ
ド膜の形成プロセスについて説明する。ポリシリコン
（Poly Si）を形成したウェーハ５１をローダ５６から
チャンバ５２に導入し、密封する。一旦不活性ガスに密
閉雰囲気を置換した後、450℃以下、例えば450℃に昇温
する（図１５の工程１５１）。次に、HFガスを供給せず
にオゾンガスのみを導入する（図１５の工程１５２）。
その後は、実施の形態１に示す、DCS導入とそれに続く
成膜プロセスを行う。
【００９９】以上のように、この実施の形態では、HFガ
スを供給せずにオゾンガスによる有機物の除去と極薄酸
化膜の形成のみを、実施の形態１に示すDCS導入に先立
って行う。これによりポリシリコン（Poly Si）にPが含
まれる場合などにも、密着性が得られることが認められ
た。
【０１００】本実施の形態の導入ガスをオゾンから酸素
に変えることによっても近い効果が得られた。効果はオ
ゾンの方が高かったが、酸素は半導体ラインでは容易に
得ることが出来るので、汎用性の意味からは酸素で行う
ことも生産に大きく寄与すると考えられる。更に、水蒸
気の導入を試み、微妙な流量制御が必要であったもの
の、類似の効果が得られたので、オゾンの代わりに水蒸
気であっても良い。
【０１０１】実施の形態１３．以上各実施の形態で説明
したタングステンシリサイド膜の形成方法は、各種の半
導体装置の製造工程において、活用できる。半導体装置
の例えばメモリ装置において、ゲート電極、ビット線、
ワード線などの配線の形成のために、低抵抗導電膜とし
て有効に用いることができる。この発明は、上記に説明
したいずれかのタングステンシリサイド膜の形成を、半
導体装置の製造工程に含むものである。また、この発明
は、上記に説明したいずれかの形成方法により形成した
タングステンシリサイド膜を半導体装置の中に含むもの
である。
【０１０２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、タングステンシリサイド膜の成膜の安定性を向上さ
せることができる。また、シリコンウェーハに対して密
着性のすぐれたタングステンシリサイド膜を形成するこ
とができる。また、シリコンウェーハの全面に対して均
一なタングステンシリサイド膜を形成できる。さらに、
膜剥がれが生じないタングステンシリサイド膜を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態１によるタングステン
シリサイド膜の形成方法を説明するためのプロセスフロ
ー図である。
【図２】 この発明の実施の形態１によるタングステン
シリサイド膜を形成したデバイスの構造を示す図であ
る。
【図３】 この発明の実施の形態２によるタングステン
シリサイド膜の形成方法を説明するためのプロセスフロ
ー図である。
【図４】 この発明の実施の形態２の変形例によるプロ
セスフローを示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態３により、タングステ
ンシリサイド膜の形成をするための半導体ウェーハ処理
装置の概要を示す断面図である。
【図６】 この実施の形態３によるタングステンシリサ
イド膜の形成方法を説明するためのプロセスフロー図で
ある。
【図７】 この発明の実施の形態４によるタングステン
シリサイド膜の形成方法を説明するためのプロセスフロ
ー図である。
【図８】 この発明の実施の形態５によるタングステン
シリサイド膜の形成方法を説明するためのプロセスフロ
ー図である。
【図９】 この発明の実施の形態６によるタングステン
シリサイド膜の形成方法を説明するためのプロセスフロ
ー図である。
【図１０】 この発明の実施の形態７によるタングステ
ンシリサイド膜の形成方法を説明するためのプロセスフ
ロー図である。
【図１１】 この発明の実施の形態８によるタングステ
ンシリサイド膜の形成方法を説明するためのプロセスフ
ロー図である。
【図１２】 この発明の実施の形態９によるタングステ
ンシリサイド膜の形成方法を説明するためのプロセスフ
ロー図である。
【図１３】 この発明の実施の形態１０によるタングス
テンシリサイド膜の形成方法を説明するためのプロセス
フロー図である。
【図１４】 この発明の実施の形態１１によるタングス
テンシリサイド膜の形成方法を説明するためのプロセス
フロー図である。
【図１５】 この発明の実施の形態１２によるタングス
テンシリサイド膜の形成方法を説明するためのプロセス
フロー図である。
【符号の説明】
５１ ウェーハ、 ５２ チヤンバ、 ５３ 上部チャ
ンバ（第１のチャンバ）、 ５４ 下部チャンバ（第２
のチャンバ）、 ５５ 可動ウォール（隔壁手段）、
５６ ローダ、 ５７ ウェーハ固定台（支持手段）、
５８ 薬液吐出管（薬液導入手段）、 ５９ 吐出
口。

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 不活性ガス雰囲気中にシリコンウェーハ
    を配置し昇温する昇温工程と、ジクロロシラン（以下DC
    Sと記す）を導入して上記シリコンウェーハの表面反応
    を起こす第１のDCS処理工程とを順次実施した後に、DCS
    と六ふっ化タングステン（以下、WF6と記す）を導入し
    て上記シリコンウェーハ表面にタングステンシリサイド
    を堆積させる第１の堆積工程を実施することを特徴とす
    るタングステンシリサイド膜の形成方法。
  2. 【請求項２】 DCSとWF6とを導入してシリコンウェーハ
    の表面にタングステンシリサイド膜を堆積させる第１の
    堆積工程と、WF6 を止めてDCSを導入する第２のDCS処
    理工程とを順次実施することを特徴とするタングステン
    シリサイド膜の形成方法。
  3. 【請求項３】 不活性ガス雰囲気中にシリコンウェーハ
    を配置し昇温する昇温工程と、DCSを導入して上記シリ
    コンウェーハの表面反応を起こす第１のDCS処理工程
    と、DCSに加えてWF6を導入して上記シリコンウェーハの
    表面反応を起こす第１の堆積工程と、WF6を止めてDCSを
    導入する第２のDCS処理工程と、DCSに加えてWF6を導入
    してタングステンシリサイドの堆積を行う第２の堆積工
    程とを、順次実施することを特徴とするタングステンシ
    リサイド膜の形成方法。
  4. 【請求項４】 上記昇温工程と、上記第１のDCS処理工
    程とにより上記シリコンウェーハの表面の還元を行うこ
    とを特徴とする請求項１又は３に記載のタングステンシ
    リサイド膜の形成方法。
  5. 【請求項５】 上記第１のDCS処理工程と、上記第１の
    堆積工程とを、上記昇温工程、上記第２のDCS処理工程
    及び上記第２の堆積工程における雰囲気圧力の１．５〜
    ３．０倍の雰囲気圧力で実施することを特徴とする請求
    項３又は４に記載のタングステンシリサイド膜の形成方
    法。
  6. 【請求項６】 上記第１の堆積工程におけるWF6とDCSの
    混合比が1:300〜1:500の範囲であり、上記第２の堆積工
    程におけるWF6とDCSの混合比が1:30〜1:50の範囲である
    ことを特徴とする請求項３又は５に記載のタングステン
    シリサイド膜の形成方法。
  7. 【請求項７】 上記第２のDCS処理工程及び上記第２の
    堆積工程におけるDCSの導入量を実質的に等しくするこ
    とを特徴とする請求項３又は５に記載のタングステンシ
    リサイド膜の形成方法。
  8. 【請求項８】 上記第１の堆積工程と上記第２の堆積工
    程とにおけるDCSの流量比を1:1〜5:1の範囲とすること
    を特徴とする請求項３又は５に記載のタングステンシリ
    サイド膜の形成方法。
  9. 【請求項９】 上記第１の堆積工程と上記第２の堆積工
    程とにおけるDCSの流量比を3:1〜5:1の範囲とすること
    を特徴とする請求項８に記載のタングステンシリサイド
    膜の形成方法。
  10. 【請求項１０】 上記第１のDCS処理工程に先立って、
    上記シリコンウェーハの表面をDCSが分解し易い表面状
    態に加工する表面処理工程を実施することを特徴とする
    請求項３〜９のいずれかに記載のタングステンシリサイ
    ド膜の形成方法。
  11. 【請求項１１】 上記表面状態がF（ふっ素）によるSi
    のターミネイトであることを特徴とする請求項１０に記
    載のタングステンシリサイド膜の形成方法。
  12. 【請求項１２】 上記表面処理工程が、上記シリコンウ
    ェーハの表面を濃度0.05%以上の希弗酸水溶液（DHF）で
    処理する工程と、上記シリコンウェーハの表面にF成分
    を残して乾燥させる工程とを含むことを特徴とする請求
    項１０又は１１に記載のタングステンシリサイド膜の形
    成方法。
  13. 【請求項１３】 上記表面処理工程が、上記シリコンウ
    ェーハの表面を気相のHF、NF3又はClF3のいずれかによ
    り処理する工程を含むことを特徴とする請求項１０又は
    １１に記載のタングステンシリサイド膜の形成方法。
  14. 【請求項１４】 上記気相のHFが無水弗酸（Anhydrous
    HF）であることを特徴とする請求項１３に記載のタン
    グステンシリサイド膜の形成方法。
  15. 【請求項１５】 上記気相のHFがアルコール系の溶媒に
    通気して生成された電離HFであることを特徴とする請求
    項１３に記載のタングステンシリサイド膜の形成方法。
  16. 【請求項１６】 上記表面処理工程を、上記タングステ
    ンシリサイド膜を形成する処理チャンバの中で実施する
    ことを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の
    タングステンシリサイド膜の形成方法。
  17. 【請求項１７】 上記昇温工程に代えて、上記シリコン
    ウェーハを300℃以上850℃以下のH2ガスで処理する処理
    工程を実施することを特徴とする請求項３〜９のいずれ
    かに記載のタングステンシリサイド膜の形成方法。
  18. 【請求項１８】 上記昇温工程及び上記第１のDCS処理
    工程に代えて、上記シリコンウェーハを300℃以上850℃
    以下のH2ガスで処理する処理工程を実施することを特徴
    とする請求項３〜９のいずれかに記載のタングステンシ
    リサイド膜の形成方法。
  19. 【請求項１９】 上記昇温工程に先立って、上記シリコ
    ンウェーハを濃度0.1％〜35％の過酸化水素水の処理
    液、濃度0.5〜30ppmのO3を溶解させた処理液又は過酸化
    水素水とオゾンとを溶解させた処理液で処理する処理工
    程を実施することを特徴とする請求項３〜９のいずれか
    に記載のタングステンシリサイド膜の形成方法。
  20. 【請求項２０】 上記処理液が0.001〜0.5％のHFを含む
    ことを特徴とする請求項１９に記載のタングステンシリ
    サイド膜の形成方法。
  21. 【請求項２１】 上記昇温工程に代えて、上記シリコン
    ウェーハをO2ガス、O3ガス、もしくはH2O蒸気で処理す
    る処理工程を実施することを特徴とする請求項３〜９の
    いずれかに記載のタングステンシリサイド膜の形成方
    法。
  22. 【請求項２２】 上記昇温工程及び上記第１のDCS処理
    工程に代えて、上記シリコンウェーハをO2ガス、O3ガ
    ス、もしくはH2O蒸気で処理する処理工程を実施するこ
    とを特徴とする請求項３〜９のいずれかに記載のタング
    ステンシリサイド膜の形成方法。
  23. 【請求項２３】 上記O2ガス、O3ガス、もしくはH2O蒸
    気が0.001〜0.5％のHFを含むことを特徴とする請求項２
    １又は２２に記載のタングステンシリサイド膜の形成方
    法。
  24. 【請求項２４】 上記第２の堆積工程に先立って、上記
    シリコンウェーハの最表面を実質的に一分子層以上1.8n
    m以下のSiO2で覆うようにすることを特徴とする請求項
    １９〜２３のいずれかに記載のタングステンシリサイド
    膜の形成方法。
  25. 【請求項２５】 上記シリコンウェーハとの界面に高タ
    ングステン成分層を堆積し、この高タングステン成分層
    の上に低タングステン成分層を堆積するようにしたこと
    を特徴とする請求項３又は５〜２４のいずれかに記載の
    タングステンシリサイド膜の形成方法。
  26. 【請求項２６】 上記タングステンシリサイド膜のタン
    グステン原子とシリコン原子との比が、上記高タングス
    テン層では2.4以下、上記低タングステン層では2.5以上
    であることを特徴とする請求項２５に記載のタングステ
    ンシリサイド膜の形成方法。
  27. 【請求項２７】 上記タングステンシリサイド膜のタン
    グステン原子とシリコン原子との比が、上記高タングス
    テン層では2.2以上であることを特徴とする請求項２５
    又は２６に記載のタングステンシリサイド膜の形成方
    法。
  28. 【請求項２８】 請求項１〜２７のいずれかに記載の形
    成方法により、タングステンシリサイド膜を形成する工
    程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  29. 【請求項２９】 請求項１〜２７のいずれかに記載の形
    成方法により形成したタングステンシリサイド膜を含む
    ことを特徴とする半導体装置。
  30. 【請求項３０】 第１のチャンバと、第２のチャンバ
    と、上記第１のチャンバと第２のチャンバとを接続し上
    記第１のチャンバと第２のチャンバとの間を開放また閉
    鎖状態にするように移動可能な隔壁手段と、半導体ウェ
    ーハを上記第１のチャンバ及び／又は上記第２のチャン
    バの中で支持する支持手段と、上記第１のチャンバと第
    ２のチャンバにそれぞれ上記半導体ウェーハに対する処
    理薬液または処理ガスを導入する導入手段と、上記第１
    のチャンバ及び／又は上記第２のチャンバに導入する薬
    液または処理ガスを制御する制御手段とを備え、上記半
    導体ウェーハに対する処理を行うようにしたたことを特
    徴とする半導体ウェーハ処理装置。
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