JPS61113769A - 導体および半導体表面上へのタングステン蒸着の選択性を向上させる方法 - Google Patents
導体および半導体表面上へのタングステン蒸着の選択性を向上させる方法Info
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- JPS61113769A JPS61113769A JP60243017A JP24301785A JPS61113769A JP S61113769 A JPS61113769 A JP S61113769A JP 60243017 A JP60243017 A JP 60243017A JP 24301785 A JP24301785 A JP 24301785A JP S61113769 A JPS61113769 A JP S61113769A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
発 明 の 背 日
本発明は、基板上にタングステン金属被膜を形成づる技
術に関するものである。更に詳しく言えば本発明は、パ
ターン形成済み基板の導体および半導体表面上にタング
ステン金属被膜を選択的に形成する方法に関する。
術に関するものである。更に詳しく言えば本発明は、パ
ターン形成済み基板の導体および半導体表面上にタング
ステン金属被膜を選択的に形成する方法に関する。
固体回路部品の開発に当っては、集積回路中の素子の寸
法を縮小し、それによって動作速度を上昇させようとす
る傾向が続いている。シリコンウェーハのごとき基板上
における素子の寸法が縮小するのに伴い、導体や半導体
間に存在する絶縁層同士の間隔は次第に小さくなり、ま
た横方向の寸法はシリコン表面に垂直な方向の寸法に近
付いて行く。その結果、要素の密集を可能にして所要の
高密度を達成するためには急勾配の側面が必要とされる
。かかる急勾配の側面は引続いて導体で被覆することが
困難であり、また陥入した表面は引続いて設置した層の
食刻を困難にする。
法を縮小し、それによって動作速度を上昇させようとす
る傾向が続いている。シリコンウェーハのごとき基板上
における素子の寸法が縮小するのに伴い、導体や半導体
間に存在する絶縁層同士の間隔は次第に小さくなり、ま
た横方向の寸法はシリコン表面に垂直な方向の寸法に近
付いて行く。その結果、要素の密集を可能にして所要の
高密度を達成するためには急勾配の側面が必要とされる
。かかる急勾配の側面は引続いて導体で被覆することが
困難であり、また陥入した表面は引続いて設置した層の
食刻を困難にする。
このような密集状態のシリコンウェーハ上における導電
性被膜の形成に改良を施す必要があることは認められて
いる。上記の問題を解消する方法の１つは、導体および
半導体表面上に金属を選択的に生成させることである。
性被膜の形成に改良を施す必要があることは認められて
いる。上記の問題を解消する方法の１つは、導体および
半導体表面上に金属を選択的に生成させることである。
かかる表面上にタングステンを化学蒸着することは、上
記目的の達成に適した方法であると言える。六フッ化タ
ングステンとシリコンとの反応は本来選択的なものであ
るが、最終的には蒸着されたタングステン被膜がシリコ
ンの全面を被覆してしまうために自己制限的であり、従
って厚さ１００〜４００オンゲスト１−１−ムのタング
ステン被膜しか１ｑることがでさない。より厚いタング
ステン被膜を形成するためには、水素を用いて六フッ化
タングステンを還元すると共に、不要の個所におけるタ
ングステンの付着を防止するための手段を講じなければ
ならない。
記目的の達成に適した方法であると言える。六フッ化タ
ングステンとシリコンとの反応は本来選択的なものであ
るが、最終的には蒸着されたタングステン被膜がシリコ
ンの全面を被覆してしまうために自己制限的であり、従
って厚さ１００〜４００オンゲスト１−１−ムのタング
ステン被膜しか１ｑることがでさない。より厚いタング
ステン被膜を形成するためには、水素を用いて六フッ化
タングステンを還元すると共に、不要の個所におけるタ
ングステンの付着を防止するための手段を講じなければ
ならない。
導体および半導体表面上に厚いタングステン被膜を選択
的に生成させようとする場合には、絶縁体表面Ｆにおけ
るタングステンの成長を防止することが問題であった。
的に生成させようとする場合には、絶縁体表面Ｆにおけ
るタングステンの成長を防止することが問題であった。
このことは、サラスワット（３ａｒａｓｗａｔ ）等の
著書「セレクテイブＣＶＤ −オブ・タングステン・フ
ォー・ＶＬＳＩテクノロジー（３ｅｌｅｃｔｉｖｅ
ＣＶＤ ｏｆ Ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｆｏｒ ＶＬＳ
Ｉ Ｔｅｏｈｎｏｌｏａｙ ） Ｊ （スタン７ｔ
−ト大学、１９８４年５月）中に記載されている。化学
蒸着法を使用する場合において上記の問題に特に関係を
有する現象は、導体表面上に厚さ約１０００オングスト
ロームのタングステンが生成した後において絶縁体表面
上にタングステンの核生成および成長が起こることであ
る。また、タングステン蒸着の選択性は湿度、圧力およ
び反応体濃度をはじめとする数多くの作業条件に依存す
ることが判明している。従って、あらゆる作業条件の下
でタングステン蒸着の選択性を向上させることが望まし
いわけである。
著書「セレクテイブＣＶＤ −オブ・タングステン・フ
ォー・ＶＬＳＩテクノロジー（３ｅｌｅｃｔｉｖｅ
ＣＶＤ ｏｆ Ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｆｏｒ ＶＬＳ
Ｉ Ｔｅｏｈｎｏｌｏａｙ ） Ｊ （スタン７ｔ
−ト大学、１９８４年５月）中に記載されている。化学
蒸着法を使用する場合において上記の問題に特に関係を
有する現象は、導体表面上に厚さ約１０００オングスト
ロームのタングステンが生成した後において絶縁体表面
上にタングステンの核生成および成長が起こることであ
る。また、タングステン蒸着の選択性は湿度、圧力およ
び反応体濃度をはじめとする数多くの作業条件に依存す
ることが判明している。従って、あらゆる作業条件の下
でタングステン蒸着の選択性を向上させることが望まし
いわけである。
発 明 の 概 要
本発明によれば、基板の導体および半導体表面上にタン
グステンを蒸着する際の選択性を向上させる方法が提供
される。かかる方法は、基板をフッ化水素溶液に接触さ
せ、上記基板から実質的に全てのフッ化水素溶液を除去
し、次いで塩素および臭素から成る群より選ばれたハロ
ゲンを含有するハロゲン含有溶液に上記基板を接触させ
る諸工程を含んでいる。本発明によればまた、基板の導
体および半導体表面上にｉ ｏｏｏオングストローム以
上のタングステン金属を選択的に蒸着する方法も提供さ
れる。かかる方法は、上記基板の表面をフッ化水素溶液
に接触させ、上記基板から実質的に全てのフッ化水素溶
液を除去し、塩素および臭素から成る群より選ばれたハ
ロゲンを含有するハロゲン含有溶液に上記基板を接触さ
せ、次いで六フッ化タングステンと水素との気体混合物
を使用しながら２００〜３５０℃の温度下でタングステ
ンを蒸着する諸工程を含んでいる。
グステンを蒸着する際の選択性を向上させる方法が提供
される。かかる方法は、基板をフッ化水素溶液に接触さ
せ、上記基板から実質的に全てのフッ化水素溶液を除去
し、次いで塩素および臭素から成る群より選ばれたハロ
ゲンを含有するハロゲン含有溶液に上記基板を接触させ
る諸工程を含んでいる。本発明によればまた、基板の導
体および半導体表面上にｉ ｏｏｏオングストローム以
上のタングステン金属を選択的に蒸着する方法も提供さ
れる。かかる方法は、上記基板の表面をフッ化水素溶液
に接触させ、上記基板から実質的に全てのフッ化水素溶
液を除去し、塩素および臭素から成る群より選ばれたハ
ロゲンを含有するハロゲン含有溶液に上記基板を接触さ
せ、次いで六フッ化タングステンと水素との気体混合物
を使用しながら２００〜３５０℃の温度下でタングステ
ンを蒸着する諸工程を含んでいる。
発 明 の 目 的
本発明の目的の１つは、絶縁体表面上におけるタングス
テンの核生成および成長を阻止することにある。
テンの核生成および成長を阻止することにある。
また、蒸着のためのあらゆる作業条件下において導体お
よび半導体表面上へのタングステン蒸着の選択性を向上
させることも本発明の目的の１つｒ：ある。
よび半導体表面上へのタングステン蒸着の選択性を向上
させることも本発明の目的の１つｒ：ある。
更にまた、パターン形成済み基板の半導体および導体表
面上に厚さ１０００オングストロ一ム以上のタングステ
ンをｊハ択的に蒸着し得るような方法を提供することも
本発明の目的の１つである。
面上に厚さ１０００オングストロ一ム以上のタングステ
ンをｊハ択的に蒸着し得るような方法を提供することも
本発明の目的の１つである。
本発明のその他の目的は、以下の詳細な説明を読むこと
によって自から明らかとなろう。
によって自から明らかとなろう。
発明の詳細な説明
絶縁体表面上におけるタングステンの成長を阻止するた
めの本発明方法は、本質的に基板表面の前処理法である
。かかる基板としては、導体および（または）半導体表
面を含６ようなものが適当である。上記の導体表面とし
ては、たとえば白金、モリブデン、チタン、タングステ
ン、タンタルなど並びにそれらの混合物のような金属も
しくはそれらの合金によって形成されたものが適当であ
る。
めの本発明方法は、本質的に基板表面の前処理法である
。かかる基板としては、導体および（または）半導体表
面を含６ようなものが適当である。上記の導体表面とし
ては、たとえば白金、モリブデン、チタン、タングステ
ン、タンタルなど並びにそれらの混合物のような金属も
しくはそれらの合金によって形成されたものが適当であ
る。
その他の適当な導体としては、ケイ化タングステン、ケ
イ化モリブデン、ケイ化チタン、ケイ化タンタル、ケイ
化白金などのごとき還移金属のケイ化物が挙げられる。
イ化モリブデン、ケイ化チタン、ケイ化タンタル、ケイ
化白金などのごとき還移金属のケイ化物が挙げられる。
上記の半導体表面としては、シリコンによって形成され
たものが適当である。
たものが適当である。
かかる方法は、上記の基板が選択的なタングステン蒸着
の所望されるパターン形成済みの半導体表面を含むよう
な場合に顕著な利点を示す。
の所望されるパターン形成済みの半導体表面を含むよう
な場合に顕著な利点を示す。
本明細書中で使用される「絶縁体」という用語は、窒化
シリコン（Ｓｉ２ Ｎ４ ） 、オキシ窒化シリコン（
ＳＬｘ ＮＹ ０２ ） １３よび酸化シリコンを指す
。
シリコン（Ｓｉ２ Ｎ４ ） 、オキシ窒化シリコン（
ＳＬｘ ＮＹ ０２ ） １３よび酸化シリコンを指す
。
なオ酸化シリコンとは、二酸化シリコン（Ｓｉ Ｏ２）
ばかりでなく、１：２からずれたｓｉ ： Ｏ比を示す
ようなシリコン過多またはシリコン欠乏状態の［二酸化
シリコンＪをも含んでいる。かかる酸化シリコンは、シ
リコンのプラズマ蒸着または低圧化学蒸着およびシリコ
ンの酸素酸化または熱酸化によって得られるものである
。ＳＬ ｏｓの化学ｍ論比からのずれを表現することは
困難であるため、このような酸化シリコンは屈折率の値
によって特性表示されるのが通例である。水用ＩＩＩＩ
Ｓ中で使用される「絶縁体」という用語の範囲内には、
１．４５〜１．５１の屈折率を有する酸化シリコンが含
まれる。オキシ窒化シリコンおよび窒化シリコンちまた
、屈折率の値によって特性表示することができる。しか
しながら、「絶縁体」という用語の範囲内には、屈折率
の値にかかわらず全ての窒化シリコンおよびオキシ窒化
シリコンが含まれるのである。最も好適な基板は、集積
回路を作製するために使用されるパターン形成済みのシ
リコンウェーハである。かかるウェーハ上の絶縁体表面
は二酸化シリコンによって形成され、また半導体表面は
く多結晶質または単結晶の）シリコンによって形成され
ているのが通例である。
ばかりでなく、１：２からずれたｓｉ ： Ｏ比を示す
ようなシリコン過多またはシリコン欠乏状態の［二酸化
シリコンＪをも含んでいる。かかる酸化シリコンは、シ
リコンのプラズマ蒸着または低圧化学蒸着およびシリコ
ンの酸素酸化または熱酸化によって得られるものである
。ＳＬ ｏｓの化学ｍ論比からのずれを表現することは
困難であるため、このような酸化シリコンは屈折率の値
によって特性表示されるのが通例である。水用ＩＩＩＩ
Ｓ中で使用される「絶縁体」という用語の範囲内には、
１．４５〜１．５１の屈折率を有する酸化シリコンが含
まれる。オキシ窒化シリコンおよび窒化シリコンちまた
、屈折率の値によって特性表示することができる。しか
しながら、「絶縁体」という用語の範囲内には、屈折率
の値にかかわらず全ての窒化シリコンおよびオキシ窒化
シリコンが含まれるのである。最も好適な基板は、集積
回路を作製するために使用されるパターン形成済みのシ
リコンウェーハである。かかるウェーハ上の絶縁体表面
は二酸化シリコンによって形成され、また半導体表面は
く多結晶質または単結晶の）シリコンによって形成され
ているのが通例である。
導体および半導体表面上にタングステンを蒸着する際の
選択性を向上させるためには、先ず基板がフッ化水素溶
液に接触させられる。その目的は、導体および半導体上
に存在する全ての酸化物をフッ化水素と反応さけ、それ
によって真の導体および半導体表面を露出させることに
ある。酸化物の除去を達成するためには、フッ化水素溶
液の濃度は約０．０５〜５０（重量）％の範囲内にあれ
ばよい。このようなフッ化水素処理を行う温度は、約０
〜約４５℃の範囲内にあることが好ましい。
選択性を向上させるためには、先ず基板がフッ化水素溶
液に接触させられる。その目的は、導体および半導体上
に存在する全ての酸化物をフッ化水素と反応さけ、それ
によって真の導体および半導体表面を露出させることに
ある。酸化物の除去を達成するためには、フッ化水素溶
液の濃度は約０．０５〜５０（重量）％の範囲内にあれ
ばよい。このようなフッ化水素処理を行う温度は、約０
〜約４５℃の範囲内にあることが好ましい。
フッ化水素は、導体表面から酸化物が除去された後に基
板から絶縁体材料を腐食除去することかある。それ故、
絶縁体材料の損失を最少銀に抑えるためには、約０．５
〜２（重量）％という希薄な １′）フッ化水素
溶液を室温下で使用することが好ましい。また、フッ化
水素に対する基板の暴露時間を１０〜６０秒の範囲内に
制限することが好ましく、とりわけ２０〜３０秒の暴露
時間が最も好ましい。
板から絶縁体材料を腐食除去することかある。それ故、
絶縁体材料の損失を最少銀に抑えるためには、約０．５
〜２（重量）％という希薄な １′）フッ化水素
溶液を室温下で使用することが好ましい。また、フッ化
水素に対する基板の暴露時間を１０〜６０秒の範囲内に
制限することが好ましく、とりわけ２０〜３０秒の暴露
時間が最も好ましい。
フッ化水素溶液との接触は、水、好ましくは脱イオン水
を用いて基板を水洗することによって終了させることが
できる。脱イオン水による基板の水洗は、フッ化水素と
の中和反応によって残５Ｉ塩が生成するのを防止するた
めに役立つ。かかる水洗は、導体および半導体上におけ
る酸化物の再生成を防止するため、水および空気へのａ
置時間を最小にしながら実施することが好ましい。ずな
わら、好適な水洗時間は約５〜３０秒である。多段水洗
は水どの接触時間を短縮するのに役立つことがある。所
望ならば、以後の処理に先立って基板を乾燥することも
できる。しかしながら、導体および半導体表面上におけ
る酸化物層の再生成が問題となる場合には、これが望ま
しくないこともある。なお、ハロゲン含有溶液が水性の
ものである場合には、ハロゲン含有溶液に対する基板の
暴露と同時に上記の水洗を実施することもできる。
を用いて基板を水洗することによって終了させることが
できる。脱イオン水による基板の水洗は、フッ化水素と
の中和反応によって残５Ｉ塩が生成するのを防止するた
めに役立つ。かかる水洗は、導体および半導体上におけ
る酸化物の再生成を防止するため、水および空気へのａ
置時間を最小にしながら実施することが好ましい。ずな
わら、好適な水洗時間は約５〜３０秒である。多段水洗
は水どの接触時間を短縮するのに役立つことがある。所
望ならば、以後の処理に先立って基板を乾燥することも
できる。しかしながら、導体および半導体表面上におけ
る酸化物層の再生成が問題となる場合には、これが望ま
しくないこともある。なお、ハロゲン含有溶液が水性の
ものである場合には、ハロゲン含有溶液に対する基板の
暴露と同時に上記の水洗を実施することもできる。
上記の基板からフッ化水素溶液が除去された後、絶縁体
表面は塩素および臭素から成る群より選ばれたハロゲン
を含有するハロゲン含有溶液に暴露される。
表面は塩素および臭素から成る群より選ばれたハロゲン
を含有するハロゲン含有溶液に暴露される。
かかるハロゲン含有溶液は、適当な塩素または臭素含有
物質が溶解状態に保たれざえすれば、水溶液であっても
有機溶液であってもよい。適当な塩素または臭素含有物
質としては、塩素ガス、塩化水素、臭素ガス、臭化水素
、および塩素化または臭素化炭化水素（好ましくは１〜
６の炭素原子数）が挙げられる。かかる塩素化または臭
素化炭化水素としては、塩化メチレン、臭化メチレン、
塩化エチレン、塩化プロピレン、四塩化炭素、塩化ｎ〜
ブチル、臭化ブチル、クロロホルムなどが挙げられる。
物質が溶解状態に保たれざえすれば、水溶液であっても
有機溶液であってもよい。適当な塩素または臭素含有物
質としては、塩素ガス、塩化水素、臭素ガス、臭化水素
、および塩素化または臭素化炭化水素（好ましくは１〜
６の炭素原子数）が挙げられる。かかる塩素化または臭
素化炭化水素としては、塩化メチレン、臭化メチレン、
塩化エチレン、塩化プロピレン、四塩化炭素、塩化ｎ〜
ブチル、臭化ブチル、クロロホルムなどが挙げられる。
これらの塩素化または臭素化炭化水素は単独でハロゲン
含有溶液として使用することもできるし、あるいはそれ
らを溶解する他の有機溶媒で希釈することもできる。
含有溶液として使用することもできるし、あるいはそれ
らを溶解する他の有機溶媒で希釈することもできる。
かかるハロゲン含有溶液に対する基板表面の暴露は０〜
２００℃の範囲内の温度下で行うことが好ましい。かか
る溶液への暴露時間は約１〜３０分の範囲内にあること
が好ましい。また、かかる溶液中にＪ５ける塩素または
臭素含有物質の濃度は溶媒を基準として約０．１〜１０
０（！ｌｉ吊）％の範囲内にあることが好ましい。水溶
液の場合、晟ム好適な濃度は溶媒を基準として約５〜４
０（車量）％の範囲内にある。
２００℃の範囲内の温度下で行うことが好ましい。かか
る溶液への暴露時間は約１〜３０分の範囲内にあること
が好ましい。また、かかる溶液中にＪ５ける塩素または
臭素含有物質の濃度は溶媒を基準として約０．１〜１０
０（！ｌｉ吊）％の範囲内にあることが好ましい。水溶
液の場合、晟ム好適な濃度は溶媒を基準として約５〜４
０（車量）％の範囲内にある。
ハロゲン含有溶液への暴露が完了したならば、基板を洗
浄してハロゲン含有溶液を除去することが好ましい。臭
素または塩素含有物質が水性媒質中に存在する場合には
、基板洗浄用の好適な液体は水であって、とりわけ脱イ
オン水の使用が最も好ましい。塩素または臭素含有物質
が有機溶媒中に存在する場合には、水洗あるいはそれら
の物質を溶解する有機溶媒を用いた洗浄によってそれら
の物質を除去すればよい。かかる洗浄によって実質的に
全てのハロゲン含有溶液を除去した侵、基看 板を乾燥して洗浄液を除去することが好ましい。
浄してハロゲン含有溶液を除去することが好ましい。臭
素または塩素含有物質が水性媒質中に存在する場合には
、基板洗浄用の好適な液体は水であって、とりわけ脱イ
オン水の使用が最も好ましい。塩素または臭素含有物質
が有機溶媒中に存在する場合には、水洗あるいはそれら
の物質を溶解する有機溶媒を用いた洗浄によってそれら
の物質を除去すればよい。かかる洗浄によって実質的に
全てのハロゲン含有溶液を除去した侵、基看 板を乾燥して洗浄液を除去することが好ましい。
そのためには、回転乾燥のごとき通常の方法を使用する
ことができる。乾燥後には、基板に対してタングステン
の蒸着を施す準備が整ったことになる。なお、導体およ
び半導体表面における酸化物の生成を防止するため、蒸
着は直ちに実施することが好ましい。
ことができる。乾燥後には、基板に対してタングステン
の蒸着を施す準備が整ったことになる。なお、導体およ
び半導体表面における酸化物の生成を防止するため、蒸
着は直ちに実施することが好ましい。
基板上へのタングステン蒸着は、タングステンの化学蒸
着用゛の任意適宜の装置において実施することができる
。タングステンを蒸着するための通常の方法ならば、あ
らゆる作業条件下で使用することがで、きる。すなわち
、導体および半導体表面上へのタングステン蒸着に際し
て本発明かもたらず選択性の向上は作業条件によって影
響されないのである。
着用゛の任意適宜の装置において実施することができる
。タングステンを蒸着するための通常の方法ならば、あ
らゆる作業条件下で使用することがで、きる。すなわち
、導体および半導体表面上へのタングステン蒸着に際し
て本発明かもたらず選択性の向上は作業条件によって影
響されないのである。
タングステンを選択的に蒸着するための本発明方法は、
基板表面に対して上記のごとき前処理を施した後、六フ
フ化タングステンと水素との気体混合物を使用しながら
化学蒸着炉内においてタングステンを蒸着するというも
のである。水素による希釈“必要″′は・六７″化９″
グ２υ８還 、・：元して導体および半導体表
面上にタングステン蒸着をもたらすためである。上記の
気体混合物は、六フッ化タングステンおよび水素を１：
３ないし１：１０００の比率で含有することが好ましい
。
基板表面に対して上記のごとき前処理を施した後、六フ
フ化タングステンと水素との気体混合物を使用しながら
化学蒸着炉内においてタングステンを蒸着するというも
のである。水素による希釈“必要″′は・六７″化９″
グ２υ８還 、・：元して導体および半導体表
面上にタングステン蒸着をもたらすためである。上記の
気体混合物は、六フッ化タングステンおよび水素を１：
３ないし１：１０００の比率で含有することが好ましい
。
炉の温度は約２００〜３５０℃の範囲内にあり、また六
フッ化タングステンの流量は約０．１〜５０３ＣＣＭの
範囲内にあることが好ましい。このような範囲内にある
流ｍおよび気体混合物を使用すれば、厚さ１０００オン
グストローム以上のタングステンが１時間以内に得られ
ることになる。
フッ化タングステンの流量は約０．１〜５０３ＣＣＭの
範囲内にあることが好ましい。このような範囲内にある
流ｍおよび気体混合物を使用すれば、厚さ１０００オン
グストローム以上のタングステンが１時間以内に得られ
ることになる。
気体混合物中の水素濃度に応じて０．１〜１０Ｔ ｏｒ
ｒの圧力が得られるが、それに応じて蒸着時間も変化す
る。なお、早い蒸着速度を与えるような条件が好適であ
る。このような条件の下では、導体および半導体表面上
における厚さ１０００オンゲス１へローム以上のタング
ステン金属被膜の選択的な形成が絶縁体表面上への蒸着
なしに達成されるのである。なお、好適な範囲内の温度
、流量および水素濃度を用いてタングステンを蒸着すれ
ば２０００オングストロームもの被膜を選択的に形成す
ることが期待できる。
ｒの圧力が得られるが、それに応じて蒸着時間も変化す
る。なお、早い蒸着速度を与えるような条件が好適であ
る。このような条件の下では、導体および半導体表面上
における厚さ１０００オンゲス１へローム以上のタング
ステン金属被膜の選択的な形成が絶縁体表面上への蒸着
なしに達成されるのである。なお、好適な範囲内の温度
、流量および水素濃度を用いてタングステンを蒸着すれ
ば２０００オングストロームもの被膜を選択的に形成す
ることが期待できる。
全てのタングステン金属を一度に蒸着する代りに、実質
的に全てのフッ化水素溶液を除去した後において導体お
よび半導体表面上にタングステン金属被膜を蒸着しても
よい。その場合には、タングステンと半導体表面との反
応が本来選択的であることに基づき、厚さ５００オング
ストロームの被膜を得ることができる。このように薄い
タングステン被膜を蒸着した後、基板を塩素または臭素
イオンに暴露することによって表面処理を継続し、次い
で追加のタングステンを蒸着すればよい。
的に全てのフッ化水素溶液を除去した後において導体お
よび半導体表面上にタングステン金属被膜を蒸着しても
よい。その場合には、タングステンと半導体表面との反
応が本来選択的であることに基づき、厚さ５００オング
ストロームの被膜を得ることができる。このように薄い
タングステン被膜を蒸着した後、基板を塩素または臭素
イオンに暴露することによって表面処理を継続し、次い
で追加のタングステンを蒸着すればよい。
本発明の特定の実施の態様を説明するため、以下に実施
例を示す。これらの実施例により、本発明の範囲が記載
された実施の態様のみに限定されると解すべきではない
。
例を示す。これらの実施例により、本発明の範囲が記載
された実施の態様のみに限定されると解すべきではない
。
実施例 に
酸化シリコンから成る絶縁体表面および多結晶質シリコ
ンから成る半導体表面を含んだ加工済みのシリコンウェ
ーハを２０秒間にわたって１％フフ化水素溶液に暴露し
、次いで脱イオン水による２回の水洗および回転乾燥を
施した。次に、かかるウェーハを５分間にわたって沸騰
濃塩酸（３７，５％）中に浸漬し、次いで脱イオン水に
よる２回の水洗および回転乾燥を施した。約１／３Ｔｏ
ｒｒの圧力下にある高温炉内にかかるウェーハを直らに
挿入し、そして六フッ化タングステンと水素との気体混
合物を約１時間にわたって炉内に流した。六フッ化タン
グステンと水素とのモル比は約１：５であった炉から取
出したところ、ウェーハの絶縁体表面上にはタングステ
ンの蒸着が全く見られなかったのに対し、半導体表面上
には厚さ１０００オングストローム以上のタングステン
金属被膜が形成されていた。
ンから成る半導体表面を含んだ加工済みのシリコンウェ
ーハを２０秒間にわたって１％フフ化水素溶液に暴露し
、次いで脱イオン水による２回の水洗および回転乾燥を
施した。次に、かかるウェーハを５分間にわたって沸騰
濃塩酸（３７，５％）中に浸漬し、次いで脱イオン水に
よる２回の水洗および回転乾燥を施した。約１／３Ｔｏ
ｒｒの圧力下にある高温炉内にかかるウェーハを直らに
挿入し、そして六フッ化タングステンと水素との気体混
合物を約１時間にわたって炉内に流した。六フッ化タン
グステンと水素とのモル比は約１：５であった炉から取
出したところ、ウェーハの絶縁体表面上にはタングステ
ンの蒸着が全く見られなかったのに対し、半導体表面上
には厚さ１０００オングストローム以上のタングステン
金属被膜が形成されていた。
実施例 ２
厚さ４０００オングストロームの二酸化シリコン層によ
って形成された絶縁体表面および二酸化シリコン層中に
設けられた直径８０μｍの穴を通して露出したシリコン
から成る半導体表面を含む１ シリコンウェー
ハを２０秒間にわたって１％フッ） 化水素溶
液で処理し、次いで脱イオン水による２回の水洗および
回転乾燥を施した。処理済みのシリコンウェーハを約３
００℃に加熱した後、六フッ化タングステンと水素との
気体混合物の流れの中に置くことによって厚さ約５００
オングストロームのタングステン被膜をウェーハ上に形
成した。
って形成された絶縁体表面および二酸化シリコン層中に
設けられた直径８０μｍの穴を通して露出したシリコン
から成る半導体表面を含む１ シリコンウェー
ハを２０秒間にわたって１％フッ） 化水素溶
液で処理し、次いで脱イオン水による２回の水洗および
回転乾燥を施した。処理済みのシリコンウェーハを約３
００℃に加熱した後、六フッ化タングステンと水素との
気体混合物の流れの中に置くことによって厚さ約５００
オングストロームのタングステン被膜をウェーハ上に形
成した。
絶縁体表面上にはタングステンの生成が全く起こらなか
った。かかるシリコンウェーハを取出した後、５分間に
わたって沸Ｉ１ｇ溌塩酸で処理し、脱イオン水を用いて
水洗し、乾燥し、それから約０゜５Ｔｏｒｒの圧力下に
ある高温炉内に挿入した。炉内には六フッ化タングステ
ンと水素との気体混合物（モル比１：５）を約１時間に
わたって流した。
った。かかるシリコンウェーハを取出した後、５分間に
わたって沸Ｉ１ｇ溌塩酸で処理し、脱イオン水を用いて
水洗し、乾燥し、それから約０゜５Ｔｏｒｒの圧力下に
ある高温炉内に挿入した。炉内には六フッ化タングステ
ンと水素との気体混合物（モル比１：５）を約１時間に
わたって流した。
炉から取出したところ、絶縁体表面上にはタングステン
の生成が全く見られなかったのに対し、シリコン半導体
表面上には厚さ１０００オンダストローム以上のタング
ステン被膜が形成されていた。
の生成が全く見られなかったのに対し、シリコン半導体
表面上には厚さ１０００オンダストローム以上のタング
ステン被膜が形成されていた。
実施例 ３
プラズマ蒸着によって生成された酸化シリコン（屈折率
＝１．５）から成る絶縁体表面および多結晶質シリコン
から成る半導体表面を含んだ加工済みのシリコンウェー
ハを２０秒間にわたって１ 烏％フッ化水素溶液
に暴露し、次いで脱イオン水による２回の水洗および回
転乾燥を施した。次に、かかるウェーハを３分間にわた
って沸１］：４１１品酸（３７，５％）中に浸漬し、次
いで脱イオン水による２回の水洗および回転乾燥を施し
た。かかるウェーハを直ちに高温炉内に挿入し、そして
約２７７℃の温度および約０．５３ＴＯｒｒの圧力下で
約９０分間にねたり六フッ化タングステンと水素との気
体混合物を炉内に流した。六フフ化タングステンと水素
とのモル比は約に６０であった。
＝１．５）から成る絶縁体表面および多結晶質シリコン
から成る半導体表面を含んだ加工済みのシリコンウェー
ハを２０秒間にわたって１ 烏％フッ化水素溶液
に暴露し、次いで脱イオン水による２回の水洗および回
転乾燥を施した。次に、かかるウェーハを３分間にわた
って沸１］：４１１品酸（３７，５％）中に浸漬し、次
いで脱イオン水による２回の水洗および回転乾燥を施し
た。かかるウェーハを直ちに高温炉内に挿入し、そして
約２７７℃の温度および約０．５３ＴＯｒｒの圧力下で
約９０分間にねたり六フッ化タングステンと水素との気
体混合物を炉内に流した。六フフ化タングステンと水素
とのモル比は約に６０であった。
炉から取出したところ、ウェーハの絶縁体表面上にはタ
ングステンの生成が全く見られなかったのに対し、半導
体表面上には厚さ１０００オングストロ一ム以上のタン
グステン金属被膜が形成されていた。
ングステンの生成が全く見られなかったのに対し、半導
体表面上には厚さ１０００オングストロ一ム以上のタン
グステン金属被膜が形成されていた。
実施例 ４
プラズマ蒸着によって生成されたオキシ窒化シリコン（
屈折率＝１．８）から成る絶縁体表面および多結晶質シ
リコンから成る半導体表面を含んだシリコンウェーハを
実施例３の場合と同様にして処理した。かかるウェーハ
を直ちに高温炉内に挿入し、そして実施例３の場合と同
様にしてタングステンの蒸着を行った。炉から取出した
ところ、ウェーハの絶縁体表面上にはタングステンの生
成が全く見られなかったのに対し、半導体表面上には厚
さ１０００オングストロ一ム以上のタングステン金属被
膜が形成されていた。
屈折率＝１．８）から成る絶縁体表面および多結晶質シ
リコンから成る半導体表面を含んだシリコンウェーハを
実施例３の場合と同様にして処理した。かかるウェーハ
を直ちに高温炉内に挿入し、そして実施例３の場合と同
様にしてタングステンの蒸着を行った。炉から取出した
ところ、ウェーハの絶縁体表面上にはタングステンの生
成が全く見られなかったのに対し、半導体表面上には厚
さ１０００オングストロ一ム以上のタングステン金属被
膜が形成されていた。
実施例 ５
プラズマ蒸着によって生成された窒化シリコン（屈折率
＝１．９９）から成る絶縁体表面および多結晶質シリコ
ンから成る半導体表面を含んだシリコンウェーハを実施
例３の場合と同様にして処理した。かかるウェーハを直
ちに高温炉内に挿入し、そして実施例３の場合と同様に
してタングステンの蒸着を行った。炉から取出したとこ
ろ、ウェーハの絶縁体表面上にはタングステンの生成が
全く見られなかったのに対し、半導体表面上には厚さ１
０００オングストロ一ム以上のタングステン金属被膜が
形成されていた。
＝１．９９）から成る絶縁体表面および多結晶質シリコ
ンから成る半導体表面を含んだシリコンウェーハを実施
例３の場合と同様にして処理した。かかるウェーハを直
ちに高温炉内に挿入し、そして実施例３の場合と同様に
してタングステンの蒸着を行った。炉から取出したとこ
ろ、ウェーハの絶縁体表面上にはタングステンの生成が
全く見られなかったのに対し、半導体表面上には厚さ１
０００オングストロ一ム以上のタングステン金属被膜が
形成されていた。
実施例 ６
低圧化学蒸着によって生成された酸化シリコン（屈折率
＝１．４６）から成る絶縁体表面および多結晶質シリコ
ンから成る半導体表面を含んだシリコンウェーハを実施
例３の場合と同様にして処理した。かかるウェーハを直
ちに高温炉内に挿入し、そして実施例３の場合と同様に
してタングステン囚蒸着を行った。炉から取出したとこ
ろ、ウェーハの絶縁体表面上にはタングステンの生成が
全く見られなかったのに対し、半導体表面上には厚さ１
０００オングストローム以上のタングステン金属被膜が
形成されていた。
＝１．４６）から成る絶縁体表面および多結晶質シリコ
ンから成る半導体表面を含んだシリコンウェーハを実施
例３の場合と同様にして処理した。かかるウェーハを直
ちに高温炉内に挿入し、そして実施例３の場合と同様に
してタングステン囚蒸着を行った。炉から取出したとこ
ろ、ウェーハの絶縁体表面上にはタングステンの生成が
全く見られなかったのに対し、半導体表面上には厚さ１
０００オングストローム以上のタングステン金属被膜が
形成されていた。
実施例 ７
二酸化シリコンから成る絶縁体表面および多結晶質シリ
コンから成る半導体表面を含んだ加工済みのシリ−コン
ウェーハを２０秒間にわたって１％ノッ化水素溶液に暴
露し、次いで脱イオン水による２回の水洗および回転乾
燥を施した。次に、かかるつ１−ハを窄温下で塩化メチ
レン中に浸漬し、づ 次いで１１９イオン水による２回の水洗および回転乾燥
を施した。かかるウェーハを直ちに高温炉内に挿入し、
そして約２９０℃の温度下で約１時間にわたり六フッ化
タングステンと水素との気体混合物を炉内に流した。六
フッ化タングステンと水素とのモル比は約１＝３０であ
った。炉から取出したところ、ウェーハの絶縁体表面上
にはタングステンの生成が全く見られなかったのに対し
、半導体表面上には厚さ１０００オングストローム以上
のタングステン金属被膜が形成されていた。
コンから成る半導体表面を含んだ加工済みのシリ−コン
ウェーハを２０秒間にわたって１％ノッ化水素溶液に暴
露し、次いで脱イオン水による２回の水洗および回転乾
燥を施した。次に、かかるつ１−ハを窄温下で塩化メチ
レン中に浸漬し、づ 次いで１１９イオン水による２回の水洗および回転乾燥
を施した。かかるウェーハを直ちに高温炉内に挿入し、
そして約２９０℃の温度下で約１時間にわたり六フッ化
タングステンと水素との気体混合物を炉内に流した。六
フッ化タングステンと水素とのモル比は約１＝３０であ
った。炉から取出したところ、ウェーハの絶縁体表面上
にはタングステンの生成が全く見られなかったのに対し
、半導体表面上には厚さ１０００オングストローム以上
のタングステン金属被膜が形成されていた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、絶縁体表面を含む基板の導体および半導体表面上へ
の選択的なタングステン蒸着を向上させる方法において
、（ａ）前記基板をフッ化水素溶液に接触させ、（ｂ）
前記基板から実費的に全ての前記フッ化水素溶液を除去
し、（ｃ）塩素および臭素から成る群より選ばれたハロ
ゲンを含有するハロゲン含有溶液に前記基板を接触させ
、次いで（ｄ）前記基板から実質的に全ての前記ハロゲ
ン含有溶液を除去する諸工程を含むことを特徴とする方
法。 ２、前記ハロゲン含有溶液が塩化水素、臭化水素、塩素
ガス、臭素ガス、炭素原子数１〜６の塩素化炭化水素、
および炭素原子数１〜６の臭素化炭化水素から成る群よ
り選ばれた塩素または臭素含有物質の溶液である特許請
求の範囲第１項記載の方法。 ３、前記ハロゲン含有溶液が塩素含有溶液である特許請
求の範囲第２項記載の方法。 ４、前記基板が、二酸化シリコン、窒化シリコンおよび
オキシ窒化シリコンから成る群より選ばれた１者によっ
て形成された絶縁体表面を含む特許請求の範囲第３項記
載の方法。 ５、前記基板がパターン形成済みのシリコンウェーハで
ある特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６、前記フッ化水素溶液のフッ化水素濃度が水性溶媒を
基準として約０．０５〜５０（重量）％の範囲内にある
特許請求の範囲第５項記載の方法。 ７、前記フッ化水素溶液が脱イオン水を用いた水洗によ
つて除去される特許請求の範囲第２項記載の方法。 ８、前記塩素含有溶液が塩素ガスおよび塩化水素から成
る群より選ばれた塩素含有物質の水溶液である特許請求
の範囲第３項記載の方法。 ９、前記塩素含有溶液が塩化メチレン、塩化エチレン、
四塩化炭素、塩化プロピレン、塩化ｎ−ブチル、クロロ
ホルム、塩化水素および塩素ガスから成る群より選ばれ
た塩素含有物質の有機溶液である特許請求の範囲第３項
記載の方法。 １０、前記水溶液の塩素含有物質濃度が約０． ５〜５０（重量）％の範囲内にある特許請求の範囲第８
項記載の方法。 １１、前記水溶液の温度が約０〜２００℃の範囲内にあ
る特許請求の範囲第１０項記載の方法。 １２、前記塩素含有溶液が脱イオン水を用いた水洗によ
つて除去される特許請求の範囲第８項記載の方法。 １３、前記基板から実質的に全ての前記フッ化水素溶液
を除去した後に厚さ約５００オングストロームのタング
ステンを蒸着する工程が追加包含される特許請求の範囲
第２項記載の方法。 １４、絶縁体表面を含む基板の導体および半導体表面上
に１０００オングストローム以上のタングステン金属を
選択的に蒸着する方法において、（ａ）前記基板の表面
をフッ化水素溶液に接触させ、（ｂ）実質的に全ての前
記フッ化水素溶液を除去し、（ｃ）塩素および臭素から
成る群より選ばれたハロゲンを含有するハロゲン含有溶
液に前記基板を接触させ、（ｄ）前記基板の表面から実
質的に全ての前記ハロゲン含有溶液を除去し、次いで（
ｅ）六フッ化タングステンと水素との気体混合物を、約
２００〜３５０℃の範囲内の温度下で、前記基板上に付
置する諸工程を含むことを特徴とする方法。 １５、前記ハロゲン含有溶液が塩化水素、臭化水素、塩
素ガス、臭素ガス、炭素原子数１〜６の塩素化炭化水素
、および炭素原子数１〜６の臭素化炭化水素から成る群
より選ばれた塩素または臭素含有物質の溶液である特許
請求の範囲第１４項記載の方法。 １６、前記気体混合物が水素および六フッ化タングステ
ンを約３：１ないし１０００：１の比率で含有し、かつ
六フッ化タングステンの流量が約０．１〜５０ｓｃｃｍ
の範囲内にある特許請求の範囲第１５項記載の方法。 １７、タングステンの蒸着が約２２５〜３２５℃の範囲
内の温度下で行われる特許請求の範囲第１５項記載の方
法。 １８、前記基板が、二酸化シリコン、窒化シリコンおよ
びオキシ窒化シリコンのいずれかによつて形成された絶
縁体表面を含む特許請求の範囲第１５項記載の方法。 １９、前記基板がパターン形成済みのシリコンウェーハ
である特許請求の範囲第１８項記載の方法。 ２０、前記基板から実質的に全ての前記フッ化水素溶液
を除去した後に、タングステンを前記基板上に厚さ約５
００オングストロームで蒸着する工程が追加包含される
特許請求の範囲第１５項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US668454 | 1984-11-05 | ||
| US06/668,454 US4552783A (en) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | Enhancing the selectivity of tungsten deposition on conductor and semiconductor surfaces |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61113769A true JPS61113769A (ja) | 1986-05-31 |
| JPS6149388B2 JPS6149388B2 (ja) | 1986-10-29 |
Family
ID=24682373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60243017A Granted JPS61113769A (ja) | 1984-11-05 | 1985-10-31 | 導体および半導体表面上へのタングステン蒸着の選択性を向上させる方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4552783A (ja) |
| JP (1) | JPS61113769A (ja) |
| DE (1) | DE3538328A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6347364A (ja) * | 1986-08-15 | 1988-02-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 化学的気相成長法およびその装置 |
| JPS6360281A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-16 | Fujitsu Ltd | 気相成長方法 |
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1985
- 1985-10-28 DE DE19853538328 patent/DE3538328A1/de active Granted
- 1985-10-31 JP JP60243017A patent/JPS61113769A/ja active Granted
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| JPS6149388B2 (ja) | 1986-10-29 |
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