DE3538328A1 - Verfahren zum selektiven abscheiden von wolfram auf leitenden und halbleitenden oberflaechen eines substrates - Google Patents
Verfahren zum selektiven abscheiden von wolfram auf leitenden und halbleitenden oberflaechen eines substratesInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein
auf die Bildung von Wolframmetallfilmen auf Substraten.
Sie bezieht sich besonders auf die selektive Bildung von Wolframmetallfilmen auf leitenden und halbleitenden
Oberflaechen eines mit einem Muster versehenen Substrates.
10
Bei der Entwicklung von Festkoerperschaltungen ^* gibt es fortlaufend Bestrebungen, die Abmessungen der
Vorrichtungen in integrierten Schaltungen zu reduzieren und so die Arbeitsgeschwindigkeit zu erhoehen. Da die
Abmessungen von Vorrichtungen auf Substraten, wie beispielsweise
Siliciumplaettchen, staendig kleiner werden, werden die Oeffnungen in Isolierschichten zwischen
Leitern und Halbleitern kleiner und die Seitenabmessungen naehern sich der Abmessung senkrecht zur Silicium-
oberflaeche, was steile Seiten zum dichten Packen und zum Erreichen der notwendigen hohen Dichte verlangt.
Die Bedeckung der steilen Seiten durch den nachfolgenden Leiter wird schwierig, und die mit Ausnehmungen
versehene Oberflaeche macht die Lithographie fuer die nachfolgenden Schichten schwierig.
Es besteht ein Bedarf zur Verbesserung der Bildung leitender Filme auf diesen mit dicht gepackten Siliciumplaettchen.
Ein Verfahren zur Vermeidung dieser Schwierigkeit waere das selektive Aufwachsen eines Metalls
auf den leitenden und halbleitenden Oberflaechen. Chemische Aufdampfung von Wolfram auf derartige Oberflaechen waere ein geeignetes Verfahren zur Erreichung
dieses Zieles. Die Umsetzung von Wolframhexafluorid mit
Silicium ist von Natur aus selektiv, jedoch selbstbeschraenkend, weil der aufgebrachte Wolframfilm
schliesslich das gesamte Silicium bedeckt und einen Wolframfilm mit nur 10 bis 40 nm hinterlaesst. Um
dickere Wolframfilme aufzubringen, muss Wasserstoff zur Redizierung des Wolframhexafluorids verwendet werden
und es muessen Mittel zur Vermeidung unerwuenschter Wolframabscheidung gefunden werden.
Die Vermeidung von Wolframwachstum auf Isolatoroberflaechen
hat sich bei Versuchen, dicke Wolframfilme selektiv auf leitenden und halbleitenden Oberflaechen
aufzuwachsen, als schwierig erwiesen, wie bei Saraswat et al in "Selective CVD of Tungsten for VLSI Technology",
Stanford University, Mai 1984, offenbart. In Faellen, in denen chemische Abscheidungsverfahren aufgewendet
werden, bezieht sich die Schwierigkeit besonders auf die Kernbildung und das Wachstum von Wolfram
auf den Isolatoroberflaechen nach ungefaehr 100 nm Wolframwachstum auf den Leiteroberflaechen. Die Selektivitaet
der Wolframdampfabscheidung haengt von sehr vielen Verfahrensbedingungen ab, wie beispielsweise
Temperatur, Druck und Konzentration des Reaktanten. Es ist erwuenscht, die Selektivitaet der Wolframdampfabscheidung
unter allen Verfahrensbedingungen zu vergroessern.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren zur Foerderung der selektiven Wolframaufdampfung
auf leitenden und halbleitenden Oberflaechen eines Substrates geschaffen. Ein derartiges Verfahren umfasst
die Kontaktierung des Substrates mit einer Fluorwasserstoff loesung, Entfernung der nahezu gesamten Fluorwasserstoff
loesung vom Substrat und Kontaktierung des Substrates mit einer Halogen enthaltenden Loesung, wobei
das Halogen aus der aus Chlor und Brom bestehenden Gruppe ausgewaehlt wurde. Durch die vorliegende Erfindung
wird auch ein Verfahren zur selektiven Abscheidung
von 100 nm oder mehr Wolframmetall auf leitenden und
halbleitenden Substratoberflaechen geschaffen, wobei
das Verfahren die Behandlung der substratoberflaeche
mit einer Fluorwasserstoffloesung, Entfernung nahezu der gesamten Fluorwasserstoffloesung vom Substrat, Kontaktieren
des Substrates mit einer ein Halogen enthaltenden Loesung, wobei das Halogen aus der aus Chlor und
Brom bestehenden Gruppe ausgewaehlt wurde, und die Wolframaufdampfung mit einer aus Wolframhexafluorid und
Wasserstoff bestehenden Gasmischung bei einer im Bereich von 200 bis 3500G liegenden Temperatur umfasst.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Kristallkernbildung und das Wachstum von
Wolfram auf Isolatoroberflaechen zu verhindern.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Selektivitaet der Wolframdampfabscheidung
auf leitenden und halbleitenden Oberflaechen unter allen bei der Dampfabscheidung vorkommenden Bedingungen
zu steigern.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens, mit dem
Wolfram selektiv auf mit einem Muster versehenen halbleitende und leitende Substratoberflaechen mit einer
Dicke oberhalb 100 nm aufgedampft werden kann.
Andere Aufgaben ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung.
Das durch die vorliegende Erfindung geschaffene Verfahren zur Verhinderung des Wolframwachstums auf
isolierten Oberflaechen ist hauptsächlich ein Oberflaechen-Herstellungsverfahren
fuer ein Substrat. Geeignete Substrate sind solche mit leitenden und/oder
halbleitenden Oberflaechen. Geeignete leitende Oberflaechen
sind Oberflaechen von Metallen und deren Legierungen, einschliesslich, z.B. Platin, Molybdaen, Titan,
Wolfram, Tantal und aehnliche, einschliesslich deren Mischungen. Andere geeignete Leiter sind Uebergangsmetallsilicide,
wie beispielsweise Wolframsilicid, Molybdaensilicid, Titansilicid, Tantalsilicid, Platinsilicid
und aehnliche. Geeignete halbleitende Oberflaechen sind Siliciumoberflaechen. Dieses Verfahren zeigt
klare Vorteile da, wo die Substrate mit einem Muster versehene halbleitende Oberflaechen haben, auf denen
selektive Wolframdampfabscheidung erwuenscht ist.
Der hier verwendete Begriff "isolator" bezieht
sich auf Siliciumnitride (Si^N.), Siliciumoxyni-
tride (Si N O ) und Siliciumoxide, wie beispielsx y ζ
weise Siliciumdioxid (SiO2) und bestimmte siliciumreiche
und siliciumarme "Siliciumdioxide", die von 1 : 2 abweichende Si : 0 Verhaeltnisse haben. Diese SiIiciumoxide
werden durch Plasmaabscheidung oder chemische Aufdampfung von Silicium und Sauerstoff oder thermische
Oxidation von Silicium erhalten. Sie sind in der Regel durch einen Brechungsindex gekennzeichnet, da es
schwierig ist, die Abweichung von der SiO2 Stoechiometrie
auszudruecken. Siliciumoxide mit einem Brechungsindex von 1,45 bis 1,51 fallen in den Bereich des
hier verwendeten Begriffes "Isolator". Die Siliciumoxynitride und Siliciumnitride koennen auch durch einen
Brechungsindex gekennzeichnet sein; der Begriff "Isolator"
schliesst jedoch alle Siliciumnitride und SiIiciumoxynitride ein, ohne Ruecksicht auf den Wert des
Brechungsindexes. Die bevorzugtesten Substrate sind mit Muster versehene Siliciumplaettchen, die zur Bildung
integrierter Schaltungen verwendet werden. Die isolatoroberflaechen
auf derartigen Plaettchen werden kennzeichnenderweise durch Siliciumdioxid geschaffen und
die halbleitenden Oberflaechen durch Silicium, das polykristallin oder monokristallin sein kann.
Die Steigerung der Wolframdampfabscheidung auf leitende und halbleitende Oberflaechen schliefst die
Kontaktierung des Substrates mit einer Fluorwasserstoffloesung ein, um sich mit allen moeglichen Oxiden,
die sich auf den leitenden und halbleitenden Oberflaechen entwickeln, umzusetzen und eine wahre leitende
oder halbleitende Oberflaeche freizusetzen. Die Konzentration
der Fluorwasserstoffloesung kann bei etwa 0,05 ■*>
bis 50 Gew;- % Wasser liegen, um eine Entfernung der
Oxide zu erreichen. Die Temperaturen, bei denen dieses
Waschen mit Fluorwasserstoff stattfindet, liegen bevorzugt
im Bereich von etwa 00C bis etwa 45°C. Der
Fluorwasserstoff kann das Isolatormaterial vom Substrat
aetzen, nachdem Oxide von der leitenden Oberflaeche entfernt wurden. Es Wird deshalb bevorzugt, verduennte
Loesungen von Fluorwasserstoff zu verwenden, d.h. zwisehen
etwa 0,5 bis 2 Gew.- % HF, bei Raumtemperatur zur Verminderung des Isolatormaterialverlustes. Ferner wird
es bevorzugt, das Substrat nur begrenzt dem Fluorwasserstoff auszusetzen, etwa 10 bis 60 Sekunden, wobei 20
^ bis 30 Sekunden am meisten bevorzugt werden.
25
Der Kontakt mit der Fluorwasserstoffloesung kann durch Spuelen mit Wasser beendet werden, bevorzugt mit
de-ionisiertem Wasser. Wenn das Substrat mit de-ionisiertem
Wasser ausgewaschen wird, verhindert das die Bildung von Restsalzen durch Neutralisierung mit Fluorwasserstoff.
Dieses Auswaschen wird bevorzugt so ausgefuehrt, dass ein moeglichst geringes Aussetzen gegenueber
Wasser und Luft erfolgt, um die Rueckbildung von Oxiden auf den leitenden und halbleitenden Oberflaechen
zu verhindern. Eine Auswaschungsdauer von 5 bis 30 Sekunden wird bevorzugt. Mehrfachwaschungen koennen die
Dauer des Wasserkontaktes Verringern. Die Substrate koennen, wenn gewuenscht, vor der Weiterverarbeitung
getrocknet werden. Dies kann unerwuenscht sein in Faellen,
in denen die Rueckbildung der Oxidschicht auf den leitenden und halbleitenden Oberflaechen wichtig ist.
Die Auswaschung kann gleichzeitig mit dem Aussetzen des Substrates gegenueber einer ein Halogen enthaltenden
Loesung geschehen, wenn diese Loesung waessrig ist.
Bei Entfernung der Fluorwasserstoffloesung vom Substrat werden die Isolatoroberflaechen einer Halogen
enthaltenden Loesung ausgesetzt, wobei das Halogen aus der aus Chlor und Brom bestehenden Gruppe ausgewaehlt
wurde.
Die Halogen enthaltende Loesung kann entweder waessrig .oder organisch sein, vorausgesetzt dass ein
geeigneter, Chlor oder Brom enthaltender Bestandteil geloest darin verbleiben wird. Geeignete Brom oder
Chlor enthaltende Bestandteile sind Chlorgas, Chlorwasserstoff, Bromgas, Bromwasserstoff und chlorierte oder
bromierte Kohlenwasserstoffe, bevorzugt mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Diese chlorierten und bromierten
Kohlenwasserstoffe schliessen Methylenchlorid, Methylenbromid, Ethylenchlorid, Propylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff
und Butylchlorid, Butylbromid, Chloroform und aehnliche ein. Durch diese chlorierten und bromierten
Kohlenwasserstoffe kann die Halogen enthaltende Loesung allein geschaffen werden oder sie koennen mit
anderen organischen Loesungsmitteln, in denen sie loeslich
sind, verduennt werden.
Die Substratoberflaechen werden den Chlor und Brom enthaltenden Loesungen bevorzugt bei einer im Bereich
von 0 bis 200°C liegenden Temperatur ausgesetzt. Die Oberflaechen werden den Loesungen bevorzugt
waehrend etwa 1 bis 30 Minuten ausgesetzt. Die Konzentrationen
der Chlor und Brom enthaltenden Bestandteile liegt bevorzugt im Bereich von etwa 0,1 bis 100 Gew.- %
des geloesten Mediums. Besonders bevorzugt Konzentrationen fuer waessrige Loesungen liegen im Bereich von
etwa 5 bis 40 Gew.- % des Loesungsmittelmediums.
Wenn das Aussetzen gegenueber der Chlor und Brom enthaltenden Loesung beendet ist, wird das Substrat
vorzugsweise gewaschen, um die Halogen enthaltende Loesung zu entfernen. In Faellen, in denen die Chlor und
Brom enthaltenden Bestandteile in einem waessrigen Loesungsmittel vorliegen, ist Wasser das bevorzugte Loesungsmittel
zum Waschen des Substrates, wobei de-ionisiertes Wasser besonders bevorzugt wird. In Faellen, in
denen die Chlor- und Brombestandteile in einer organischen
Loesung vorliegen, koennen diese Bestandteile mit Wasser oder einem organischen Loesungsmittel, in dem
sie loeslich sind, ausgewaschen werden.
Nach der Entfernung von nahezu der gesamten, Halogen
enthaltenden Loesung, wird das substrat vorzugsweise getrocknet, um die Waschloesung zu entfernen.
Dieser Vorgang kann mit bekannten Verfahren, wie z.B.
Schleudertrocknen, vorgenommen werden. Wenn das Substrat nun getrocknet ist, ist es zur Wolframaufdampfung
vorbereitet. Die Aufdampfung wird bevorzugt sofort ausgefuehrt,
um die Bildung von Oxiden auf den leitenden und halbleitenden Oberflaechen zu verhindern.
Die Wolframaufdampfung auf die Substrate kann in
jeder bekannten, fuer die chemische Wolframaufdampfung
geeigneten Vorrichtung ausgefuehrt werden. Bekannte Verfahren zur Aufdampfung von Wolframmetall koennen unter
allen Verfahrensbedingungen angewendet werden. Die durch die vorliegende Erfindung geschaffene Steigerung
der Selektivitaet fuer die Wolframaufdampfung auf die
leitenden und halbleitenden Oberflaechen wird durch die Verfahrensbedingungen nicht beeinflusst.
Bei dem durch die vorliegende Erfindung geschaffenen Verfahren zur selektiven Wolframaufdampfung wird
die Oberflaeche fuer das Substrat wie oben beschrieben vorbereitet und anschliessend wird Wolfram mit einer
Gasmischung aus Wolframhexafluorid und Wasserstoff in
einem chemischen Aufdampfungsofen aufgedampft. Eine
Verduennung mit Wasserstoff ist notwendig zur Verminderung des Wolframhexafluorids und zum Aufdampfen auf die
leitenden und halbleitenden Oberflaechen. Die Mischungen von Wolframhexafluorid und Wasserstoff liegen bevorzugt
im Bereich von 1 : 3 bis 1 : 1000. Die Ofentemperatur liegt im Bereich von etwa 2000C bis 3500C,
und die Stroemungsgeschwindigkeit von Wolframhexafluorid
liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 0,1 bis 50 cm /min unter Standardbedingungen (im Englischen
"SCCM"). Durch Stroemungsgeschwindigkeiten und Gasmischungen
innerhalb dieses Bereichs werden 100 nm oder mehr Wolfram in weniger als einer Stunde· abgeschieden.
Diese Zeitdauer aendert sich mit der Wasserstoffkonzentration in der Gasmischung, um einen Druck von etwa 13
bis etwa 1330 Pa zu erhalten. Diese Bedingungen, durch die hoehere Aufdampfungsraten erreicht werden, werden
bevorzugt. Selektive Aufdampfung von Wolframmetallfilmen
oberhalb 100 nm auf leitenden und halbleitende Oberflaechen wird mit diesen Verfahren ohne Aufdampfung
auf Isolatoroberflaechen erhalten. Selektive Filme mit einer Dicke von 200 nm werden erwartet, wenn die WaIframaufdampfung
innerhalb der bevorzugten Bereiche fuer Temperatur, Stroemungsgeschwindigkeit und Wasserstoffkonzentration
vorgenommen wird.
Eine Alternative zur Aufdampfung des gesamten Wolframmetalls auf einmal besteht darin, einen Wolframmetallfilm
auf die leitenden und halbleitenden Oberflaechen nach der Entfernung des nahezu gesamten Fluor-Wasserstoffs
aufzudampfen. Filme mit einer Dicke von nm koennen aufgrund der zwischen Wolfram und halbleitenden
Oberflaechen stattfindenden selektiven Reaktion erhalten werden. Nach der Aufdampfung dieses duennen
Wolframfilms wird die Behandlung der Oberflaeche f-ortgefuehrt,
indem das Substrat Chlor- oder Bromionen ausgesetzt wird, gefolgt von einer weiteren Wolframaufdampfung.
Durch die nachfolgenden Beispiele werden bestimmte
Ausfuehrungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die vorliegenden Beispiele dienen
nicht zur Beschraenkung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung auf die offenbarten Ausfuehrungsformen.
Ein behandeltes Siliciumplaettchen mit Isolatoroberflaechen
aus Siliciumdioxid and halbeitenden Oberflaechen aus polykristallinem Silicium wurde einer
1%- igen Fluorwasserstoffloesung 20 Sekunden lang ausgesetzt, gefolgt von zweimaligem Spuelen mit de-ionisiertem
Wasser und Schleudertrocknen. Dann wurden die Plaettchen 5 Minuten lang in kochende konzentrierte
Chlorwaserstoffsaeure (37,5%) getaucht, gefolgt von zweimaligem Spuelen mit de- ionisiertem Wasser und
Schleudertrocknen. Die Plaettchen wurden sofort in einen Hochtemperaturofen bei einem Druck von etwa 45 Pa
ueberfuehrt. Eine Gasmischung aus Wolframhexafluorid
und Wasserstoff wurde etwa 1 Stunde lang ueber die Plaettchen geleitet. Das Molverhaeltnis von Wolfram-
hexafluorid zu Wasserstoff lag im Bereich von etwa 1 : 5. Nach dem Entfernen der Plaettchen aus dem Ofen zeigten
sie keine wolframabscheidung auf den Isolatoroberflaechen,
und sie hatten einen Wolframmetallfilm auf
den halbleitenden Oberflaechen mit einer Dicke von mehr als 100 nm.
Ein Siliciumplaettchen mit isolatoroberflaechen
aus einer 400 nm dicken Schicht Siliciumdioxid und halbleitenden Oberflaechen aus Silicium/ die durch
80 ,um-Loecher in der Siliciumdioxidschicht zugaenglieh
ist, wurde 20 Sekunden lang mit einer 1%- igen Fluorwasserstoffloesung behandelt, gefolgt von zweimaligem
Spuelen mit de- ionisiertem Wasser und Schleudertrocknen. Das behandelte Siliciumplaettchen wurde auf
etwa 300 0C erhitzt und eine Gasmischung aus Wolframhexafluorid
und Wasserstoff ueber das Plaettchen geleitet, um einen Wolframfilm mit einer Dicke von etwa 50
nm zu bilden. Auf den Isolatoroberflaechen wurde nichts abgeschieden. Dann wurde das Siliciumplaettchen entfernt,
5 Minuten lang mit kochendem konzentrierten Chlorwasserstoff behandelt, mit de- ionisiertem Wasser
gewaschen, getrocknet und in einen Hochtemperaturofen bei einem Druck von etwa 65 Pa ueberfuehrt. Eine Gasmischung
aus Wolframhexafluorid und Wasserstoff (Molverhaeltnis
1:5) wurde etwa eine Stunde lang ueber die Plaettchen geleitet. Nach Entfernung aus dem Ofen zeigte
die isolatoroberflaeche keine Wolframabscheidung,
und auf der halbleitenden Siliciumoberflaeche befand sich ein Wolframfilm mit einer Dicke von mehr als 100
nm.
Ein behandeltes Siliciumplaettchen mit durch Plasmaaufdampfung (Brechungsindex = 1,5) gebildeten Siliciumoxidoberflaechen
und halbleitenden Oberflaechen aus polykristallinem Silicium wurde 20 Sekunden lang
einer 1%- igen Fluorwasserstofffloesung ausgesetzt, gefolgt
von zweimaligem Spuelen mit de- ionisiertem Wasser und Schleüdertrocknen. Anschliessend wurden die
Plaettchen 3 Minuten lang in kochende konzentrierte Chlorwasserstoffsaeure (37,5%) getaucht, gefolgt von
zweimaligem Spuelen mit de- ionisiertem Wasser und Schleudertrocknen, Sodann wurden die Plaettchen sofort
in einen Hochtemperaturofen ueberfuehrt. Eine Gasmischung aus Wolframhexafluorid und Wasserstoff wurde etwa
90 Minuten lang bei etwa 227°C und einem Druck von etwa 70 Pa ueber die Plaettchen geleitet. Das Molverhaeltnis
von Wolframhexafluorid zu Wasserstoff lag im
bereich von etwa 1 : 60. Nach Entfernung aus dem Ofen zeigten die Plaettchen keine Wolframabscheidung auf den
Isolatoroberflaechen, und die halbleitenden Oberflaechen
hatten einen Wolframmetallfilm mit einer Dicke von
mehr als etwa 100 nm.
Ein Siliciumplaettchen mit durch plasmaabscheidung gebildeten Siliciumoxynitrid- Oberflaechen (Brechungsindex
= 1,8) und halbleitenden Oberflaechen aus polykristallinem Silicium wurde wie in Beispiel 3 beschrieben
behandelt. Die Plaettchen wurden sofort in einen Hochtemperaturofen ueberfuehrt und Wolfram wurde
wie in Beispiel 3 beschrieben aufgedampft. Nach Entfer-
-46-
nung aus dem Ofen zeigten die Plaettchen keine Wolframabscheidung
auf den Isolatoroberflaechen, und die halbleitenden Oberflaechen hatten einen Wolframmetallfilm
mit einer Dicke von mehr als etwa 100 nm.
Ein Siliciumplaettchen mit durch Plasmaabscheidung gebildeten Isolatoroberflaechen aus Siliciumnitrid
(Brechnungsindex = 1,99) und halbleitenden Oberflaechen aus polykristallinem Silicium wurde wie in Beispiel 3
beschrieben behandelt. Die Plaettchen wurden sofort in einen Hochtemperaturofen ueberfuehrt und mit Wolfram
bedampft, wie in Beispiel 3 beschrieben. Nach der Entfernung aus dem Ofen zeigten die Plaettchen keine Wolframablagerung
auf den Isolatoroberflaechen, und die halbleitenden Oberflaechen hatten einen Wolframmetallfilm
mit einer Dicke von mehr als etwa 100 nm. 20
Ein Siliciumplaettchen mit durch chemische Aufdampfung
bei geringem Druck aufgebrachten Isolatoroberflaechen
aus Siliciumoxid (Brechungsindex = 1,46) und halbleitenden oberflaechen aus polykristallinem Silicium
wurde wie in Beispiel 3 beschrieben behandelt. Die Plaettchen wurden sofort in einen Hochtemperaturofen
ueberfuehrt und Wolfram wurde aufgedampft, wie in Beispiel 3 beschrieben. Nach der Entfernung aus dem Ofen
zeigten die Plaettchen keine Wolframablagerung auf den
Isolatoroberflaechen, und die halbleitenden Oberflaechen hatten einen Wolframmetallfilm mit einer Dicke von
mehr als 100 nm.
Ein behandeltes Siliciumplaettchen mit Isolatoroberflaechen aus Siliciumdioxid und halbleitenden Oberflaechen
aus polykristallinem Silicium wurde 20 Sekunden lang einer 1%- igen Pluorwasserstoffloesung ausgesetzt,
gefolgt von zweimaligem Spuelen mit de- ionisiertem Wasser und Schleudertrocknen. Anschliessend
wurden die Plaettchen bei Raumtemperatur in Methylenchlorid getaucht, gefolgt von zweimal;igem Spuelen mit
de- ionisiertem Wasser und Schleudertrocknen. Die Plaettchen wurden sofort in einen Hochtemperaturofen
ueberfuehrt, und eine Gasmischung aus Wolframhexafluorid
und Wasserstoff wurde 1 Stunde lang bei etwa 290 0C ueber die Plaettchen geleitet. Das Molverhaeltnis
von Wolframhexafluorid zu Wasserstoff lag im
Bereich von etwa 1 : 30. Nach Entfernung aus dem Ofen zeigten die Plaettchen keine Wolframabscheidung auf den
Isolatoroberflaechen und die halbleitenden Oberflaechen hatten einen Wolfrämmetallfilm mit einer Dicke von mehr
als etwa 100 nm.
Claims (20)
1. Verfahren zum Foerdern der selektiven Dampfabscheidung
von Wolfrain auf leitenden und halbleitenden Oberflaechen eines Substrates, das Isolatoroberflaechen
enthaelt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte
umfasst:
(a) Kontaktieren des Substrates mit einer Fluorwasserstoff
loesung;
(b) Entfernen des nahezu gesamten Fluorwasserstoffes vom Substrat;
(c) Kontaktieren des Substrates mit einer ein Halogen
enthaltenden Loesung, wobei das Halogen aus der aus Chlor und Brom bestehenden Gruppe ausgewaehlt wurde;
und
(d) Entfernen der nahezu gesamten, das Halogen · enthaltenden Loesung vom Substrat.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ein Halogen enthaltende Loesung eine Loesung aus Chlor und Brom
ist, die aus der Gruppe von Chlorwasserstoff, Bromwasserstoff,
Chlorgas, Bromgas, chlorierte Kohlenwasserstoff mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und bromierte Kohlenwasserstoffe
mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ausgewaehlte Bestandteile enthaelt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Halogen Chlor ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Substrat Isolatoroberflaechen enthaelt, die durch einen Bestandteil
der aus Siliciumdioxid, Siliciumnitrid und SiIiciumoxynitrid bestehenden Gruppe geschaffen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Substrat ein mit einem Muster versehenes Siliciumplaettehen ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Konzentration des Fluorwasserstoffs im Bereich"von etwa 0,05
bis 50 Gew.- % des waessrigen Mediums liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Fluorwasserstoff loesung mit de-ionisiertem Wasser ausgewaschen
wird.
8. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Chlor enthaltende Loesung eine waessrige Loesung von Chlor
enthaltenden Bestandteilen ist, die aus der aus Chlorgas und HCl bestehenden Gruppe ausgewaehlt wurden.
9. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Chlor enthaltende Loesung eine organische Loesung von Chlor
enthaltenden Bestandteilen ist, die aus der aus Methy-
lenchlorid, Ethylenchlorid, Kohlenstofftetrachlorid,
Propylenchlorid, N-Butylchlorid, Chloroform, Chlorwasserstoff,
Bromwasserstoff, Chlorgas und Bromgas bestehenden Gruppe ausgewaehlt wurden.·
■
10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Konzentration
der Chlor enthaltenden Bestandteile in der waessrigen Loesung im Bereich von etwa 0,5 bis 50
Gew.- % liegt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Tempe-(
liegt.
liegt.
ratur der Loesung im Bereich von etwa 0°C bis 2000C
12. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Chlor enthaltende Loesung mit de-ionisiertem Wasser ausgespuelt
wird.
13. Verfahren nach Anspruch 2, das zusaetzlich die Aufdampfung von Wolframmetall mit einer Dicke von
etwa 50 nm umfasst, nach der Entfernung von nahezu des
gesamten Fluorwasserstoffs vom Substrat.'
14. Verfahren zum selektiven Abseheiden von 100 oder mehr nm Wolframmetall auf den leitenden und halbleitenden Oberflaechen eines Isolatoroberflaechen enthaltenden
Substrates, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
(a) Kontaktieren der Substratoberflaechen mit einer
Fluorwasserstoffloesung;
Cb) Entfernen der nahezu gesamten Fluorwasserstof floesung;
(c) Kontaktieren des Substrates mit einer Halogen enthaltenden Loesung, wobei das Halogen aus der aus
Chlor und Brom bestehenden Gruppe ausgewaehlt wurde;
(d) Entfernen der nahezu gesamten, ein Halogen enthaltenden Loesung von der Substratoberflaeche; und
(e) Abscheiden von Wolfram aus einer Gasmischung aus Wolframhexafluorid und Wasserstoff auf dem Substrat
bei einer im Bereich von etwa 200 bis 35O0C liegenden Temperatur.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Halogen enthaltende Loesung eine Loesung aus Chlor und Brom
ist, die Bestandteile enthaelt, die aus der aus Chlorwasserstoff, Bromwasserstoff, Chlorgas, Bromgas, chlorierten
Kohlenwasserstoffen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen
und bromierte Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bestehenden Gruppe ausgewaehlt wurden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Gasmischung aus Wasserstoff und Wolframhexafluorid im Verhaeltnis
von etwa 3 : 1 bis 1000 : 1 zusammengesetzt ist und die Stroemungsgeschwindigkeit des Wolframhexafluorids
im Bereich von eti
Standardbedingungen liegt.
Standardbedingungen liegt.
fluorids im Bereich von etwa 0,1 bis 50 cm /min unter
17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die WoIframabscheidung
bei einer im Bereich von etwa 225 bis 325 C liegenden Temperatur durchgefuehrt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Substrat durch Siliciumdioxid, Siliciumnitrid und SiIiciumoxynitrid
geschaffene Isolatoroberflaechen enthaelt.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Substrat ein mit einem Muster versehenes Siliciumplaettchen
ist.
20. Verfahren nach Anspruch 15, das zusaetzlich die Wolframablagerung auf dem Substrat bei einer Dicke
von etwa 50 nm nach der Entfernung der nahezu gesamten Fluorwasserstoffloesung vom Substrat umfasst.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/668,454 US4552783A (en) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | Enhancing the selectivity of tungsten deposition on conductor and semiconductor surfaces |
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| DE3538328C2 DE3538328C2 (de) | 1987-05-27 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19853538328 Granted DE3538328A1 (de) | 1984-11-05 | 1985-10-28 | Verfahren zum selektiven abscheiden von wolfram auf leitenden und halbleitenden oberflaechen eines substrates |
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