[发明专利]钨膜的成膜方法

说明书

技术领域

本发明涉及在基板上形成钨膜的成膜方法。

背景技术

在半导体装置的制造工序中，为了埋入布线间的凹部(导通孔)、基板接触用的凹部(接触孔)而使用钨(W)膜。

作为钨(W)膜的成膜方法，过去使用物理蒸镀(PVD物理气相沉积)，但是由于钨为高熔点金属、以及利用PVD时难以适应由于近年来装置的微细化所导致的高覆盖率等，因此，可以适应高覆盖范围且可以充分适应装置的微细化的化学蒸镀法(CVD化学气相沉积法)逐渐成为主流。

通过CVD将W膜埋入到导通孔、接触孔中时，从与硅层的密合性、反应抑制的观点考虑，在硅层上形成TiN膜作阻隔层，在其上形成钨膜。

在钨膜的成膜时，使用六氟化钨(WF₆)作为钨原料，使用H₂气体作为还原气体，通过WF₆＋3H₂→W＋6HF的反应进行主成膜，但是在最初的核生成(Nucleation)时，使用还原力比H₂大的SiH₄气体、B₂H₆气体作为还原气体(例如专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-193233号公报

专利文献2：日本特开2004-273764号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，使用SiH₄气体、B₂H₆气体作为还原气体进行钨的核生成时，由于硅(Si)原子、硼(B)原子进入到钨膜中，因此与纯的钨膜相比，电阻高。随着近来的接触孔的微细化，要求电阻更低的W膜，使用SiH₄气体、B₂H₆气体进行核生成时，日益不能满足要求。另外，使用B₂H₆气体作为还原气体时，与使用SiH₄气体作为还原气体时相比，可以实现低电阻化，但是有可能由于B扩散的影响而造成与底层的密合性变差、或电特性变差等不良影响。

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种钨膜的成膜方法，可以形成与底层的密合性、电特性不会变差，且电阻低的钨膜。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明的第一观点中，提供钨膜的成膜方法，其特征在于，其为在处理容器内、在减压环境下对基板进行加热并且在基板的表面上形成钨膜的成膜方法，其中，该钨膜的成膜方法具有如下工序：隔着所述处理容器内的吹扫而交替重复进行向所述处理容器内供给作为钨原料的WF₆气体、和供给作为还原气体的H₂气体，从而在基板的表面上形成用于生成钨的核的初期钨膜的工序；在所述初期钨膜的表面上吸附含有用于形成核的物质的气体的工序；向所述处理容器内供给作为钨原料的WF₆气体和作为还原气体的H₂气体，形成阻断所述初期钨膜的结晶性的结晶性阻断钨膜的工序；和在所述结晶性阻断钨膜成膜结束后，停止WF₆气体的供给，升高所述处理容器内的压力后，在与所述结晶性阻断钨膜的成膜时相比更高的压力下，与所述结晶性阻断钨膜的成膜时相比增多WF₆气体的流量来供给WF₆气体和H₂气体，从而形成主钨膜的工序。