Method for forming tungsten film
专利汇可以提供Method for forming tungsten film专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PURPOSE: To prevent an increase in film resistance, by preventing an impurity from mingling into the inner film when a tungsten film is grown at a low temperature.
CONSTITUTION: A source gas contains a tungsten hexafluoride gas, a silane compound gas, and either of a hydrofluoric anhydride gas and a fluorine gas. The source gas is used in a chemical vapor phase or selective chemical vapor phase growth method so that a tungsten film is selectively grown overall or selectively on the base film.
COPYRIGHT: (C)1993,JPO&Japio，下面是Method for forming tungsten film专利的具体信息内容。
【発明の詳細な説明】
【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。
【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ＷＦ 6ガスとＨ 2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。 ＷＦ 6 ＋３Ｈ 2 ＝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。
【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。
【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。
【０００６】本発明に係るシラン系化合物ガスには、Ｓ
ｉＨ 4ガス、Ｓｉ 2 Ｈ 6ガス、Ｓｉ 3 Ｈ 8ガス、Ｓｉ 4
Ｈ 10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ＷＦ 6ガスとＨ 2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ＷＦ 6ガスとＳｉＨ 4ガスを用いる場合、比較例３はソースガスにＷＦ 6ガスとＳｉ 2 Ｈ 6ガスを用いる場合、比較例４はソースガスにＷＦ 6ガスとＳｉＨ 2 Ｆ 2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ＳｉＨ 4ガスとＨＦガスを用いる場合、本発明２はソースガスにＷＦ 6ガスとＳｉ 2 Ｈ 6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ＷＦ 6ガスとＳｉＨ 4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ＷＦ 6ガスとＳｉ 2 Ｈ 6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ＷＦ 6ガスとＨ 2ガスを用いた場合、比較例４のソースガスにＷＦ 6ガスとＳｉＨ 2 Ｆ 2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、ＳｉＦ 4ガスという安定した形でＳｉを消費させることができ、ＳｉＦ 4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。
【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ＳｉＨ 4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、
ＷＦ 6ガスを 500sccmとし、ＳｉＨ 4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ＷＦ 6ガスとＳｉＨ 4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、ＳｉＦ 4ガスという安定した形でＳｉを消費させることができ、ＳｉＦ 4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。
【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。
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