JPS6311670A - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
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- JPS6311670A JPS6311670A JP61217505A JP21750586A JPS6311670A JP S6311670 A JPS6311670 A JP S6311670A JP 61217505 A JP61217505 A JP 61217505A JP 21750586 A JP21750586 A JP 21750586A JP S6311670 A JPS6311670 A JP S6311670A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的コ
（産業上の利用分野）
本発明は、化学気相成長法（ＣＶＤ法）により良質の高
融点金属膜を、高速且つ制御性良く形成する薄膜形成方
法に係わり、特に選択ＣＶＤ法に適した薄膜形成方法に
関する。
融点金属膜を、高速且つ制御性良く形成する薄膜形成方
法に係わり、特に選択ＣＶＤ法に適した薄膜形成方法に
関する。
（従来の技術）
従来、ＣＶＤ法を用いた薄膜形成には、石英製の反応管
、即ち５ｉ０２からなる反応管等を用い、反応管の長手
方向に垂直に被処理基板を配置する拡散炉形式の反応炉
が用いられており、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜或
いは多結晶シリコン膜等の形成に利用されてきた。しか
しながら、最近上記形式の反応炉を用いた金属膜の気相
成長法による薄膜形成が盛んに試みられるようになり、
次に示すような問題点が明らかとなり始めた。
、即ち５ｉ０２からなる反応管等を用い、反応管の長手
方向に垂直に被処理基板を配置する拡散炉形式の反応炉
が用いられており、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜或
いは多結晶シリコン膜等の形成に利用されてきた。しか
しながら、最近上記形式の反応炉を用いた金属膜の気相
成長法による薄膜形成が盛んに試みられるようになり、
次に示すような問題点が明らかとなり始めた。
例えば、６弗化タングステン（ＷＦ６）ガスと水素（Ｈ
２）ガスとの混合ガスを用いて形成されるタングステン
（Ｗ）の気相成長膜は、反応炉内に配置された被処理基
板上にすでに形成されている絶縁膜、例えば２酸化シリ
コン膜（Ｓｉ０２）上さらにはタングステン窒化膜（Ｗ
２Ｎ）上には成長し難く、例えばシリコン（Ｓ ｉ）表
面或いは既に形成されているＷ膜の表面に選択的に気相
成長を起こす性質を利用しており、選択ＣＶＤ法と呼ば
れ、高密度集積回路の微細金属配線形成等に用いられて
いる。
２）ガスとの混合ガスを用いて形成されるタングステン
（Ｗ）の気相成長膜は、反応炉内に配置された被処理基
板上にすでに形成されている絶縁膜、例えば２酸化シリ
コン膜（Ｓｉ０２）上さらにはタングステン窒化膜（Ｗ
２Ｎ）上には成長し難く、例えばシリコン（Ｓ ｉ）表
面或いは既に形成されているＷ膜の表面に選択的に気相
成長を起こす性質を利用しており、選択ＣＶＤ法と呼ば
れ、高密度集積回路の微細金属配線形成等に用いられて
いる。
ところが、前述した石英製の反応管を使用してＷ膜の気
相成長を繰返し実施した場合、反応管内壁部におけるＷ
薄膜の５ｉ０２製の反応管に対する前記選択性が低下し
、反応管内壁部にもＷ薄膜が付着し始めると云う現象が
現われている。この結果、同一反応管内での累積堆積時
間が長くなると、被処理基板上においてもＷ膜の５ｉ０
２膜に対する前記選択性が低下すると同時にＷ膜の堆積
速度が急速に低下すると云う問題が生じる。
相成長を繰返し実施した場合、反応管内壁部におけるＷ
薄膜の５ｉ０２製の反応管に対する前記選択性が低下し
、反応管内壁部にもＷ薄膜が付着し始めると云う現象が
現われている。この結果、同一反応管内での累積堆積時
間が長くなると、被処理基板上においてもＷ膜の５ｉ０
２膜に対する前記選択性が低下すると同時にＷ膜の堆積
速度が急速に低下すると云う問題が生じる。
第７図は従来の方法を用いた場合の反応炉内温度３５０
［’Ｃ］及び６００［”Ｃ］における被処理基板への累
積堆積時間と堆積速度との関係を示す図である。この図
より明らかなように、反応炉内温度３５０［’Ｃ］の場
合においては、堆積速度は累積堆積時間が４時間以内で
は一定であるが、４時間を越えると急速に低下し、約５
時間後に初期堆積速度の１／２にまで低下する。一方、
反応炉内温度６００［’Ｃ］の場合においては、堆積速
度は累積堆積時間が２時間以内では一定であるが、その
後急速に低下し、約２時間３０分後に速度が零となり、
膜形成が不可能となる。
［’Ｃ］及び６００［”Ｃ］における被処理基板への累
積堆積時間と堆積速度との関係を示す図である。この図
より明らかなように、反応炉内温度３５０［’Ｃ］の場
合においては、堆積速度は累積堆積時間が４時間以内で
は一定であるが、４時間を越えると急速に低下し、約５
時間後に初期堆積速度の１／２にまで低下する。一方、
反応炉内温度６００［’Ｃ］の場合においては、堆積速
度は累積堆積時間が２時間以内では一定であるが、その
後急速に低下し、約２時間３０分後に速度が零となり、
膜形成が不可能となる。
一般に、４００［’Ｃ］以上の高温でＷＨを形成すると
、初期成長速度は大きいが、反応管内壁にＷ膜が急速に
付着する結果、反応生成物ガスである弗化水素（ＨＦ）
ガスが多量に発生し、被処理基板上に堆積されたＷ膜が
エツチングされ始める。
、初期成長速度は大きいが、反応管内壁にＷ膜が急速に
付着する結果、反応生成物ガスである弗化水素（ＨＦ）
ガスが多量に発生し、被処理基板上に堆積されたＷ膜が
エツチングされ始める。
このことを示すのが第８図である。第８図は従来の方法
により１０時間連続的に堆積を行っていった場合の平均
堆積速度と反応炉温度との関係を示す。この図より、４
００［’Ｃ］以上の高温では、成長速度が減少に転じる
様子が明らかである。この結果、高温における高速のＷ
膜形成が不可能となるばかりでなく、任意膜厚のＷ膜を
形成することが不可能となる。
により１０時間連続的に堆積を行っていった場合の平均
堆積速度と反応炉温度との関係を示す。この図より、４
００［’Ｃ］以上の高温では、成長速度が減少に転じる
様子が明らかである。この結果、高温における高速のＷ
膜形成が不可能となるばかりでなく、任意膜厚のＷ膜を
形成することが不可能となる。
更にまた、反応炉内壁部に堆積したＷ膜が気相成長工程
中に剥がれ落ちることにより、被処理基板上に被着して
粒子状の欠陥を生じせしめ、高密度集積回路の微細回路
形成に際し、重大な障害となる。
中に剥がれ落ちることにより、被処理基板上に被着して
粒子状の欠陥を生じせしめ、高密度集積回路の微細回路
形成に際し、重大な障害となる。
（発明が解決しようとする問題点）
このように、従来の選択ＣＶＤ法による高融点金属膜の
形成においては、被処理基板表面以外、例えば石英製の
反応管内壁に上記金属膜が付着して、累積堆積時間の増
大と共にこの金属膜が被処理基板に堆積する金属膜の堆
積速度や選択性を低下させたり、或いはゴミの発生の原
因となると云う問題があった。
形成においては、被処理基板表面以外、例えば石英製の
反応管内壁に上記金属膜が付着して、累積堆積時間の増
大と共にこの金属膜が被処理基板に堆積する金属膜の堆
積速度や選択性を低下させたり、或いはゴミの発生の原
因となると云う問題があった。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、累積堆積時間が増大しても堆積速度や
選択性を低下させることなく、被処理基板表面に良質の
高融点金属膜を形成することのできる薄膜形成方法を提
供することにある。
とするところは、累積堆積時間が増大しても堆積速度や
選択性を低下させることなく、被処理基板表面に良質の
高融点金属膜を形成することのできる薄膜形成方法を提
供することにある。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明の骨子は、反応容器の内壁及び被処理基体以外の
部材の少なくとも一部の表面に金属窒化物膜を形成して
おくことにより、前工程で前記容器の内壁等に付着した
高融点金属膜に起因する堆積速度や選択性の低下を防止
することにある。
部材の少なくとも一部の表面に金属窒化物膜を形成して
おくことにより、前工程で前記容器の内壁等に付着した
高融点金属膜に起因する堆積速度や選択性の低下を防止
することにある。
即ち本発明は、彼処理基体上に高融点金属膜を選択的に
形成する薄膜形成方法において、反応容器内に配置され
た基体に選択ＣＶＤ法で高融点金属膜を形成する際の前
工程として、金属膜の窒化や金属窒化物膜の堆積等の手
段により、上記容器の内壁及び被処理基体以外の部材の
少なくとも一部に金属窒化物膜を形成しておくようにし
た方法である。
形成する薄膜形成方法において、反応容器内に配置され
た基体に選択ＣＶＤ法で高融点金属膜を形成する際の前
工程として、金属膜の窒化や金属窒化物膜の堆積等の手
段により、上記容器の内壁及び被処理基体以外の部材の
少なくとも一部に金属窒化物膜を形成しておくようにし
た方法である。
（作用）
本発明によれば、例えば石英製の反応管内壁部に金属窒
化物膜が予め形成されるため、反応管内壁部等に被着し
た高融点金属膜が金属窒化物膜で被覆されることになる
。この金属窒化物膜は５ｉ０２等と同様に、ＷＦ、とＨ
２との混合ガス等を用いた選択ＣＶＤ法で基板上にＷ膜
等を選択形成する際において、Ｗ膜の付着が生じ難いこ
とが、本発明者等の実験によって確認されている。
化物膜が予め形成されるため、反応管内壁部等に被着し
た高融点金属膜が金属窒化物膜で被覆されることになる
。この金属窒化物膜は５ｉ０２等と同様に、ＷＦ、とＨ
２との混合ガス等を用いた選択ＣＶＤ法で基板上にＷ膜
等を選択形成する際において、Ｗ膜の付着が生じ難いこ
とが、本発明者等の実験によって確認されている。
従って、反応管内壁部等における新たな金属膜の付着が
抑制され、原料ガスの反応管内壁部等での消費がなく、
且つ反応生成物ガスによる腐蝕が抑制される。このため
、被処理基板上に所望の金属膜を、高温雰囲気下でも高
速且つ制御性良く形成可能となる。しかも、反応管内壁
部等に付着した金属膜表面或いは全てを金属窒化物で被
覆でき、それ以上に金属膜が成長し難いため、反応管内
壁部から剥がれがなく、粒子状欠陥のない良質な薄膜形
成が可能となる。
抑制され、原料ガスの反応管内壁部等での消費がなく、
且つ反応生成物ガスによる腐蝕が抑制される。このため
、被処理基板上に所望の金属膜を、高温雰囲気下でも高
速且つ制御性良く形成可能となる。しかも、反応管内壁
部等に付着した金属膜表面或いは全てを金属窒化物で被
覆でき、それ以上に金属膜が成長し難いため、反応管内
壁部から剥がれがなく、粒子状欠陥のない良質な薄膜形
成が可能となる。
（実施例）
以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第２図は本発明の第１の実施例方法に使用した気相成長
装置の概略構成を示す模式図である。図中１は石英製の
反応管であり、この反応管１の外側にはヒータ２が配置
されている。反応管１内には所定のガス供給系３．〜，
６からガスが導入され、反応管１内のガスは真空ポンプ
８により排気される。そして、薄膜形成に供される被処
理基板９は石英製のボート１０に複数枚支持されて、反
応管１内に配置されるものとなっている。なお、図中１
１．〜，１４はそれぞれバルブを示している。また、図
示はしないが、反応管１内にはボート１０を出入れする
ための石英製支持棒や温度制御用の石英製ヒートバッフ
ル等が配置されている。
装置の概略構成を示す模式図である。図中１は石英製の
反応管であり、この反応管１の外側にはヒータ２が配置
されている。反応管１内には所定のガス供給系３．〜，
６からガスが導入され、反応管１内のガスは真空ポンプ
８により排気される。そして、薄膜形成に供される被処
理基板９は石英製のボート１０に複数枚支持されて、反
応管１内に配置されるものとなっている。なお、図中１
１．〜，１４はそれぞれバルブを示している。また、図
示はしないが、反応管１内にはボート１０を出入れする
ための石英製支持棒や温度制御用の石英製ヒートバッフ
ル等が配置されている。
上記の装置により、ＷＦ６ガスを用いてＷ膜の気相成長
を行う場合について、第１図及び第２図を参照して以下
に述べる。なお、第１図において第２図と同一のものに
ついては同一の符号を付けである。
を行う場合について、第１図及び第２図を参照して以下
に述べる。なお、第１図において第２図と同一のものに
ついては同一の符号を付けである。
まず、石英製反応管１を洗浄したのち、前記第２図に示
す如く複数枚の被処理基板９を支持した石英製ボート１
０を反応管１内に設置し、次いで炉内を３５０〜６００
［’Ｃ］に加熱する。続いて、反応管１内を真空ポンプ
８により排気して減圧し、０、Ｌ〜１ ［ｔｏｒｒ］
で反応管１内にガス供給系３゜４からそれぞれＷＦ６ガ
スとＨ２ガスとを導入する。これにより、第１図（ａ）
に示す如く、前記被処理基板９上にＷ膜２１を例えば０
．１〜１［μ７７Ｚ］の厚さに気相成長させる。この時
、反応管１の内壁及びボート１０、その他上述した支持
棒、ヒートバッフル等にもＷ膜１５が微視的には僅かな
がら付着している。
す如く複数枚の被処理基板９を支持した石英製ボート１
０を反応管１内に設置し、次いで炉内を３５０〜６００
［’Ｃ］に加熱する。続いて、反応管１内を真空ポンプ
８により排気して減圧し、０、Ｌ〜１ ［ｔｏｒｒ］
で反応管１内にガス供給系３゜４からそれぞれＷＦ６ガ
スとＨ２ガスとを導入する。これにより、第１図（ａ）
に示す如く、前記被処理基板９上にＷ膜２１を例えば０
．１〜１［μ７７Ｚ］の厚さに気相成長させる。この時
、反応管１の内壁及びボート１０、その他上述した支持
棒、ヒートバッフル等にもＷ膜１５が微視的には僅かな
がら付着している。
この後、バルブ１１．１２を閉じて、ガス供給系３，４
からのガスの導入を停止して温度を下げた後、ガス供給
系５から反応管１内にＡｒガスを供給する。次いで、被
処理基板９をボート１０より取り除いた後、第１図（ｂ
）に示す如く再びボート１０を反応管１内に配置し、反
応管１内を排気して減圧する。その後、炉内温度を３５
０〜１０００［’Ｃ］に加熱して、ガス供給系６から反
応管１内にアンモニア（ＮＨ３）ガスを例えば３０分導
入することにより、反応管１の内壁及びボート１０の表
面に付着したＷ膜Ｘ５の表面を窒化し、窒化タングステ
ン膜２２ （Ｗ２ Ｎ）とする。
からのガスの導入を停止して温度を下げた後、ガス供給
系５から反応管１内にＡｒガスを供給する。次いで、被
処理基板９をボート１０より取り除いた後、第１図（ｂ
）に示す如く再びボート１０を反応管１内に配置し、反
応管１内を排気して減圧する。その後、炉内温度を３５
０〜１０００［’Ｃ］に加熱して、ガス供給系６から反
応管１内にアンモニア（ＮＨ３）ガスを例えば３０分導
入することにより、反応管１の内壁及びボート１０の表
面に付着したＷ膜Ｘ５の表面を窒化し、窒化タングステ
ン膜２２ （Ｗ２ Ｎ）とする。
この後、再び別の被処理基板にＷ膜の形成を行う場合に
は、これに先立ち石英製の反応管１及び石英製ボート１
０を洗浄する必要はなく、前記別の被処理基板を窒化処
理されたボート】０に配置して再び反応管１内に設置し
た後、上記一連のＷ膜及びＷＡＮ膜形成の工程を繰返せ
ばよい。
は、これに先立ち石英製の反応管１及び石英製ボート１
０を洗浄する必要はなく、前記別の被処理基板を窒化処
理されたボート】０に配置して再び反応管１内に設置し
た後、上記一連のＷ膜及びＷＡＮ膜形成の工程を繰返せ
ばよい。
以上のような方法でＷ膜を基板９上に形成することによ
り、堆積回数増加に伴うＷ膜の堆積速度の変動を大幅に
改善することができた。第３図に本方法を用いた場合の
反応温度６００［’Ｃ］における累積堆積時間と堆積速
度との関係を、先に第７図で示した従来の方法を用いた
場合のそれと合わせて示した。第３図より明らかなよう
に、従来の方法では、堆積速度は累積堆積時間の増加に
伴って急速に減少し、約２時間３０分以上の膜形成が不
可能であったのに対し、本方法を用いた場合、２０時間
以上の堆積を行っても、堆積速度の変動率は５パ一セン
ト以内に収まっていた。
り、堆積回数増加に伴うＷ膜の堆積速度の変動を大幅に
改善することができた。第３図に本方法を用いた場合の
反応温度６００［’Ｃ］における累積堆積時間と堆積速
度との関係を、先に第７図で示した従来の方法を用いた
場合のそれと合わせて示した。第３図より明らかなよう
に、従来の方法では、堆積速度は累積堆積時間の増加に
伴って急速に減少し、約２時間３０分以上の膜形成が不
可能であったのに対し、本方法を用いた場合、２０時間
以上の堆積を行っても、堆積速度の変動率は５パ一セン
ト以内に収まっていた。
また、第４図に本方法を用いた場合の反応炉内温度と平
均堆積速度との関係を、先に第８図で示した従来の方法
を用いた場合のそれと合わせて示した。第４図より明ら
かなよう−に、従来の方法では、４００［”Ｃ１以上で
平均堆積速度が減少に転じたのに対し、本方法を用いた
場合、７００［”Ｃ］まで堆積を行っても平均堆積速度
は、略一様に増加している。
均堆積速度との関係を、先に第８図で示した従来の方法
を用いた場合のそれと合わせて示した。第４図より明ら
かなよう−に、従来の方法では、４００［”Ｃ１以上で
平均堆積速度が減少に転じたのに対し、本方法を用いた
場合、７００［”Ｃ］まで堆積を行っても平均堆積速度
は、略一様に増加している。
更にまた、反応炉内温度３５０［’Ｃ］において、１０
時間堆積を繰返した場合の成長膜表面の粒子状欠陥密度
は、従来の方法を用いた場合約５００ｃ個／ｃＩＩｉ２
］であったのが、本発明を適用した場合には、約１０［
個／ｃ１１２］に減少した。また、従来の方法では、堆
積回数の増加に伴い、粒子状欠陥密度が増大するが、本
方法を用いた場合には、殆ど変化は見られず、例えば堆
積を２０時間繰返しても欠陥密度は１２［個／ｃ１１２
］程度であった。
時間堆積を繰返した場合の成長膜表面の粒子状欠陥密度
は、従来の方法を用いた場合約５００ｃ個／ｃＩＩｉ２
］であったのが、本発明を適用した場合には、約１０［
個／ｃ１１２］に減少した。また、従来の方法では、堆
積回数の増加に伴い、粒子状欠陥密度が増大するが、本
方法を用いた場合には、殆ど変化は見られず、例えば堆
積を２０時間繰返しても欠陥密度は１２［個／ｃ１１２
］程度であった。
ここで、本発明によって選択ＣＶＤで基板にＷ膜を形成
する様子を２つの例について図面を用いて説明する。
する様子を２つの例について図面を用いて説明する。
第５図（ａ）は、シリコン基板５ｏ上に多結晶シリコン
膜５１を形成した後、この多結晶シリコン膜５１の一部
が露出する如く開口部５２を有する５ｉ０２膜５３を形
成したところを示している。
膜５１を形成した後、この多結晶シリコン膜５１の一部
が露出する如く開口部５２を有する５ｉ０２膜５３を形
成したところを示している。
第５図（ｂ）はこのように形成された基板５ｏ上に上記
実施例の如き方法を用い、反応管１内にＷＦ６ガスとＨ
２ガスを導入して、多結晶シリコン膜５１上に選択ＣＶ
Ｄ法によりＷ膜５４を形成したところを示している。な
お、上記多結晶シリコン膜５１はタングステン膜であっ
てもよい。
実施例の如き方法を用い、反応管１内にＷＦ６ガスとＨ
２ガスを導入して、多結晶シリコン膜５１上に選択ＣＶ
Ｄ法によりＷ膜５４を形成したところを示している。な
お、上記多結晶シリコン膜５１はタングステン膜であっ
てもよい。
第６図（ａ）は、シリコン基板６ｏ上に熱酸化等で５ｉ
０２膜６１を形成し、ＲＩＥ等でエツチングをして前記
シリコン基板６ｏが一部露出する如く開口部６２を形成
したものである。第６図（ｂ）は、このように形成され
た基板６ｏに上記実施例の如き方法を用い、反応管１内
にＷＦ６ガスとＨ２ガスを導入して、露出されたシリコ
ン基板６０上に選択ＣＶＤ法によりＷ膜６３を形成した
ところを示している。
０２膜６１を形成し、ＲＩＥ等でエツチングをして前記
シリコン基板６ｏが一部露出する如く開口部６２を形成
したものである。第６図（ｂ）は、このように形成され
た基板６ｏに上記実施例の如き方法を用い、反応管１内
にＷＦ６ガスとＨ２ガスを導入して、露出されたシリコ
ン基板６０上に選択ＣＶＤ法によりＷ膜６３を形成した
ところを示している。
次に、本発明の第２の実施例方法について説明する。
この実施例方法が先に説明した第１の実施例方法と異な
る点は、Ｗ２Ｎ膜の形成として、Ｗ膜の表面を窒化する
のではなく、ＣＶＤ法によりＷ２ Ｎ膜を堆積すること
にある。
る点は、Ｗ２Ｎ膜の形成として、Ｗ膜の表面を窒化する
のではなく、ＣＶＤ法によりＷ２ Ｎ膜を堆積すること
にある。
用いる装置は先の実施例と同様であり、被処理基板９上
にＷ膜２１を形成する工程までは全く同様である。この
後、先の実施例ではＷ２Ｎ膜２２を形成するために反応
管１内にアンモニアガスを導入したが、本実施例では反
応管１内にアンモニアガスと弗化タングステンガス（Ｗ
Ｆｓ）との混合ガスを導入する。これにより、反応管１
の内壁及びボート１０の表面に窒化タングステン膜（Ｗ
２Ｎ）２２が堆積され、結果として先の実施例と同様に
Ｗ膜２１の表面がＷ２Ｎ膜２２で被覆されたものとなる
。
にＷ膜２１を形成する工程までは全く同様である。この
後、先の実施例ではＷ２Ｎ膜２２を形成するために反応
管１内にアンモニアガスを導入したが、本実施例では反
応管１内にアンモニアガスと弗化タングステンガス（Ｗ
Ｆｓ）との混合ガスを導入する。これにより、反応管１
の内壁及びボート１０の表面に窒化タングステン膜（Ｗ
２Ｎ）２２が堆積され、結果として先の実施例と同様に
Ｗ膜２１の表面がＷ２Ｎ膜２２で被覆されたものとなる
。
この後再び別の被処理基板にＷ膜の形成を行うには、先
の実施例と同様に反応管１及びボート１０を洗浄する必
要はなく、別の被処理基板をＷ２Ｎ膜２２で被覆された
ボート１０に配置して反応管１内に設置した後、一連の
Ｗ膜及びＷ２Ｎ膜形成の工程を繰返せばよい。
の実施例と同様に反応管１及びボート１０を洗浄する必
要はなく、別の被処理基板をＷ２Ｎ膜２２で被覆された
ボート１０に配置して反応管１内に設置した後、一連の
Ｗ膜及びＷ２Ｎ膜形成の工程を繰返せばよい。
このような実施例方法においても、先の実施例方法と同
様の効果が得られる。
様の効果が得られる。
次に、本発明の第３の実施例方法について説明する。
この実施例方法が先の第１及び第２の実施例方法と異な
る点は、被処理基板９を反応管１から取出すことなく、
反応管１内に設置した状態で、前記Ｗ２Ｎ膜２２の形成
を行うことにある。
る点は、被処理基板９を反応管１から取出すことなく、
反応管１内に設置した状態で、前記Ｗ２Ｎ膜２２の形成
を行うことにある。
即ち、前記各実施例ではＷ膜形成後、Ｗ２Ｎ膜形成前に
被処理基板９を反応管１内より取出しているが、本実施
例では被処理基板９を反応管１内から取出すことなく、
Ｗ２Ｎ膜を被処理基板１上に連続的に形成するようにし
ている。これによれば、被処理基板９上に気相成長法を
用いて金属膜と金属窒化物膜から構成された積層構造を
、同一反応管内で連続的に形成することが可能である。
被処理基板９を反応管１内より取出しているが、本実施
例では被処理基板９を反応管１内から取出すことなく、
Ｗ２Ｎ膜を被処理基板１上に連続的に形成するようにし
ている。これによれば、被処理基板９上に気相成長法を
用いて金属膜と金属窒化物膜から構成された積層構造を
、同一反応管内で連続的に形成することが可能である。
この金属窒化物膜は導電性物質として金属膜表面に残し
ておいて差支えなく、またこの方法は金属膜と金属窒化
物膜との界面に不純物の混入する虞れがないうえ、金属
膜に比べ金属窒化膜は一般に酸化され難いことからその
後全体にＣＶＤ５ｉ０２膜を被覆し、スルーホールを開
ける際に、スルーホールの開口が確実に行え、ここにＡ
ノ等の上層配線を形成して信頼性の高い多層配線膜の形
成が可能である。
ておいて差支えなく、またこの方法は金属膜と金属窒化
物膜との界面に不純物の混入する虞れがないうえ、金属
膜に比べ金属窒化膜は一般に酸化され難いことからその
後全体にＣＶＤ５ｉ０２膜を被覆し、スルーホールを開
ける際に、スルーホールの開口が確実に行え、ここにＡ
ノ等の上層配線を形成して信頼性の高い多層配線膜の形
成が可能である。
また、実施例の効果をより高めるために、基板９を反応
管１に配置する前に、反応管１及びボート１０等にＣＶ
Ｄ法或いは蒸着法によりＷ膜を形成した後、アンモニア
ガス又はアンモニアガスと弗化タングステンガスとの混
合ガスを導入、加熱することにより窒化物形成処理を施
して、しかるのちこの窒化物形成処理された反応管内１
に基板９を配置し、上記一連のＷ膜及びＷ２Ｎ膜の形成
の工程を繰返してより完全な薄膜形成を行ってもよい。
管１に配置する前に、反応管１及びボート１０等にＣＶ
Ｄ法或いは蒸着法によりＷ膜を形成した後、アンモニア
ガス又はアンモニアガスと弗化タングステンガスとの混
合ガスを導入、加熱することにより窒化物形成処理を施
して、しかるのちこの窒化物形成処理された反応管内１
に基板９を配置し、上記一連のＷ膜及びＷ２Ｎ膜の形成
の工程を繰返してより完全な薄膜形成を行ってもよい。
この場合、Ｗ２Ｎ膜が５ｉ０２膜よりもＷ膜が被着し難
いので、基板にＷ膜を選択形成する際における反応管内
壁へのＷ膜の被着をより抑えることが可能となる。
いので、基板にＷ膜を選択形成する際における反応管内
壁へのＷ膜の被着をより抑えることが可能となる。
なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。実施例ではＷ膜を気相成長させる場合を示したが
、Ｍｏ、Ｔａ等の高融点金属膜の気１１成長に適用して
も同様の効果が得られる。また、実施例ではＷ膜の形成
に際し、ＷＦ６ガス＋Ｈ２ガスの場合を示したが、ＷＦ
６単独或いはＷＦ６にＡｒ等の希ガスを添加してもよい
。
ない。実施例ではＷ膜を気相成長させる場合を示したが
、Ｍｏ、Ｔａ等の高融点金属膜の気１１成長に適用して
も同様の効果が得られる。また、実施例ではＷ膜の形成
に際し、ＷＦ６ガス＋Ｈ２ガスの場合を示したが、ＷＦ
６単独或いはＷＦ６にＡｒ等の希ガスを添加してもよい
。
また、金属窒化物膜を形成する際に用いるガスは、仕様
に応じて適宜変更可能である。例えば第１の実施例のよ
うに窒化処理によりで金属窒化物膜を形成する場合、Ｎ
Ｈ３ガスに限らず、窒素を含むガスであれば用いること
ができる。さらに、第２の実施例のようにＣＶＤで金属
窒化物膜を形成する場合、ＮＨ３ガスとＷＦ６ガスとの
混合ガスに限らず、窒素を含むガスと金属の弗化物ガス
との混合ガスであれば用いることが可能である。
に応じて適宜変更可能である。例えば第１の実施例のよ
うに窒化処理によりで金属窒化物膜を形成する場合、Ｎ
Ｈ３ガスに限らず、窒素を含むガスであれば用いること
ができる。さらに、第２の実施例のようにＣＶＤで金属
窒化物膜を形成する場合、ＮＨ３ガスとＷＦ６ガスとの
混合ガスに限らず、窒素を含むガスと金属の弗化物ガス
との混合ガスであれば用いることが可能である。
また、基板への高融点金属膜の形成工程の１回毎に金属
窒化物膜の形成を行う必要はなく、高融点金属膜の形成
工程を引続き２回以上行った後に金属窒化物膜を形成す
るようにしても、本発明の目的は達成される。
窒化物膜の形成を行う必要はなく、高融点金属膜の形成
工程を引続き２回以上行った後に金属窒化物膜を形成す
るようにしても、本発明の目的は達成される。
また、反応管及びボート等は石英製でなくてもよく、要
は窒化が行える金属製のものであればよい。例えばＷ製
の反応管であってもよい。この場合、第１回目の高融点
金属膜形成前に、反応管内壁等の全面に金属窒化物膜の
形成を行えばよい。
は窒化が行える金属製のものであればよい。例えばＷ製
の反応管であってもよい。この場合、第１回目の高融点
金属膜形成前に、反応管内壁等の全面に金属窒化物膜の
形成を行えばよい。
上述した実施例では金属窒化物膜であるタングステン窒
化膜をＷ２Ｎとしたが、ＷＮやＷＮＸ等種々の組成を用
いることが可能である。さらに、気相成長装置の構造及
び材質は、上記実施例に同等限定されるものではなく、
仕様に応じて適宜変更可能である。その他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することがで
きる。
化膜をＷ２Ｎとしたが、ＷＮやＷＮＸ等種々の組成を用
いることが可能である。さらに、気相成長装置の構造及
び材質は、上記実施例に同等限定されるものではなく、
仕様に応じて適宜変更可能である。その他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することがで
きる。
［発明の効果］
以上詳述したように本発明によれば、選択ＣＶＤ法によ
り被処理基体表面に高融点金属膜を形成する薄膜形成方
法において、累積堆積時間が増大しても堆積速度や選択
性を低下させることなく、被処理基板表面に良質の高融
点金属膜を形成することができる。
り被処理基体表面に高融点金属膜を形成する薄膜形成方
法において、累積堆積時間が増大しても堆積速度や選択
性を低下させることなく、被処理基板表面に良質の高融
点金属膜を形成することができる。
第１図は本発明の第１の実施例方法に係わる薄膜形成工
程を示す模式図、第２図は同実施例方法に使用した気相
成長装置の概略構成を示す模式図、第３図及び第４図は
本発明の詳細な説明するためのもので第３図は累積堆積
時間と堆積速度との関係を示す特性図、第４図は炉内温
度と堆積速度との関係を示す特性図、第５図及び第６図
は本発明方法によって被処理基板にＷ膜を成長させる様
子を示す工程断面図、第７図及び第８図は従来の間居点
を説明するための特性図である。 １・・・石英製反応管、２・・・ヒータ、３．〜，６・
・・ガスボンベ、８・・・真空ポンプ、９・・・被処理
基板、１０・・・石英製ボート、１１．〜，１４・・・
バルブ、１５．２１・・・Ｗ膜（高融点金属膜）、２２
・・・Ｗ２Ｎ膜（金属窒化物膜）。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 ｔ１１１獲−ＰＪｊ （ＨＯＬＩＲ） −第３図 ｆｐ ５１Ｌ／［（”Ｃ）→ 第４図 （ａ） （ｂ） 第５図 （ａ） （ｂ） 第６図 ５ｆｆＡｆｔｓｅＰ／ｌ （ＨＯＵＲ） −第７図 が切傷一度じＣ） →
程を示す模式図、第２図は同実施例方法に使用した気相
成長装置の概略構成を示す模式図、第３図及び第４図は
本発明の詳細な説明するためのもので第３図は累積堆積
時間と堆積速度との関係を示す特性図、第４図は炉内温
度と堆積速度との関係を示す特性図、第５図及び第６図
は本発明方法によって被処理基板にＷ膜を成長させる様
子を示す工程断面図、第７図及び第８図は従来の間居点
を説明するための特性図である。 １・・・石英製反応管、２・・・ヒータ、３．〜，６・
・・ガスボンベ、８・・・真空ポンプ、９・・・被処理
基板、１０・・・石英製ボート、１１．〜，１４・・・
バルブ、１５．２１・・・Ｗ膜（高融点金属膜）、２２
・・・Ｗ２Ｎ膜（金属窒化物膜）。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 ｔ１１１獲−ＰＪｊ （ＨＯＬＩＲ） −第３図 ｆｐ ５１Ｌ／［（”Ｃ）→ 第４図 （ａ） （ｂ） 第５図 （ａ） （ｂ） 第６図 ５ｆｆＡｆｔｓｅＰ／ｌ （ＨＯＵＲ） −第７図 が切傷一度じＣ） →
Claims (11)
- （１）容器内に配置された被処理基体に選択的化学気相
成長法で高融点金属膜を形成する薄膜形成方法において
、前記容器の内壁及び被処理基体以外の部材の少なくと
も一部に金属窒化物膜を形成した状態で前記高融点金属
膜を形成することを特徴とする薄膜形成方法。 - （２）前記金属窒化物膜の形成は、前記基体に高融点金
属膜を形成する前に、前記容器内に窒素原子を含むガス
を導入すると共に前記容器を加熱し、前工程で前記容器
の内壁及び被処理基体以外の部材の少なくとも一部に被
着した高融点金属膜の表面を窒化することにより行われ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜形
成方法。 - （３）前記窒素原子を含むガスとして、アンモニアガス
を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
薄膜形成方法。 - （４）前記金属窒化物膜の形成は、前記基体に高融点金
属膜を形成する前に、前記容器内に少なくとも窒素原子
を含むガス及び金属元素を含むガスを導入し、前工程で
前記容器の内壁及び被処理基体以外の部材の少なくとも
一部に被着した高融点金属膜の表面に金属窒化物膜を堆
積することにより行われることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の薄膜形成方法。 - （５）前記金属窒化物膜を形成する工程は、前記容器内
に少なくとも窒素原子を含むガス及び金属元素を含むガ
スを導入し、上記容器の内壁及び被処理基体以外の部材
の少なくとも一部に金属窒化物膜を堆積することである
特許請求の範囲第４項記載の薄膜形成方法。 - （６）前記窒素原子を含むガスとしてアンモニアを用い
、前記金属元素を含むガスとして該金属の弗化物を用い
たことを特徴とする特許請求の範囲第４項又は第５項記
載の薄膜形成方法。 - （７）前記基体に高融点金属膜を形成したのち、この膜
形成した基体を前記容器内に残し、連続して該容器の内
壁及び被処理基体以外の部材の少なくとも一部に金属窒
化物膜を形成することを特徴とする特許請求の範囲第１
項、第２項、第４項又は第５項記載の薄膜形成方法。 - （８）前記基体に高融点金属膜を形成したのち、この膜
形成した基体を前記容器内から取出し、連続して該容器
の内壁及び被処理基体以外の部材の少なくとも一部に金
属窒化物膜を形成することを特徴とする特許請求の範囲
第１項、第２項、第４項又は第５項記載の薄膜形成方法
。 - （９）前記高融点金属膜は、タングステン膜或いはモリ
ブデン膜であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
、第２項、第４項又は第５項記載の薄膜形成方法。 - （１０）前記基体は、導電性基板上に絶縁物のパターン
が形成されたものである特許請求の範囲第１項記載の薄
膜形成方法。 - （１１）前記被処理基体以外の部材は、前記被処理基体
を保持する石英ボート、ボート支持棒若しくはヒートバ
ッフルであることを特徴とする特許請求の範囲第１項、
第２項、第４項、第５項、第７項又は第８項記載の薄膜
形成方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873709066 DE3709066A1 (de) | 1986-03-31 | 1987-03-19 | Verfahren zum erzeugen eines duennen metallfilms durch chemisches aufdampfen |
| KR1019870002952A KR940010412B1 (ko) | 1986-03-31 | 1987-03-30 | 박막형성방법 |
| US07/358,493 US4923715A (en) | 1986-03-31 | 1989-05-30 | Method of forming thin film by chemical vapor deposition |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61-70781 | 1986-03-31 | ||
| JP7078186 | 1986-03-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6311670A true JPS6311670A (ja) | 1988-01-19 |
Family
ID=13441407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61217505A Pending JPS6311670A (ja) | 1986-03-31 | 1986-09-16 | 薄膜形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6311670A (ja) |
| KR (1) | KR940010412B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02165628A (ja) * | 1988-12-20 | 1990-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH05152449A (ja) * | 1991-11-27 | 1993-06-18 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1986
- 1986-09-16 JP JP61217505A patent/JPS6311670A/ja active Pending
-
1987
- 1987-03-30 KR KR1019870002952A patent/KR940010412B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02165628A (ja) * | 1988-12-20 | 1990-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH05152449A (ja) * | 1991-11-27 | 1993-06-18 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR940010412B1 (ko) | 1994-10-22 |
| KR870009448A (ko) | 1987-10-26 |
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