六氟化钨 为氟 与钨 形成的无机化合物 ，化学式WF6 。它是无色、有毒、具腐蚀性的气体，密度约为13 g/L，是空气密度的约11倍[ 1] [ 2] [ 3] [ 4] 半导体器件制造 行业通常用WF6 的化学气相沉积 来形成钨膜。这一层膜用于低电阻率 的金属互联 。[ 5] 六氟化物 之一。
WF6 分子是八面体形的，空间对称群 Oh 。它的W–F键长为6990183199999999999♠ 183.2 pm[ 6] 7003344000000000000♠ 3.44 g/cm3 7002288150000000000♠ 15 °C7002275450000000000♠ 2.3 °C7003399000000000000♠ 3.99 g/cm3 7002264149999999999♠ −9 °C正交晶系 ，晶格参数a = 6990960299999999999♠ 960.3 pmb = 6990871300000000000♠ 871.3 pmc = 6990504399999999999♠ 504.4 pm7003456000000000000♠ 4.56 g/cm3 6990312000000000000♠ 312 pm6 气体是已知密度最高的气体之一，甚至比氡 （9.73 g/L）还高。液态和固态WF6 的密度中等。[ 7] 6 在-70到17 °C下的蒸汽压可以通过以下方程描述：
log10 P = 4.55569 − 1021.208 / T + 208.45 其中P = 蒸汽压（巴 ），T = 温度（°C）。[ 8] [ 9]
六氟化钨通常是由氟气 和钨 粉在350至400 °C下直接反应而成的：[ 10]
W + 3 F2 → WF6 反应产生的气态产物通过蒸馏与常见的杂质WOF4 分离。在直接氟化的一种变体中，将金属置于加热的反应器中，略微加压至1.2至2.0 psi（8.3至13.8 kPa），把恒定流量的WF6 注入到少量氟气 中。[ 11]
反应中的氟气可以被替换成ClF 、ClF 或BrF 。另一种制备六氟化钨的方法是三氧化钨 （WO3 ）和HF、 BrF3 或SF4 的反应。六氟化钨也可以从六氯化钨 开始合成：[ 4]
WCl6 + 6 HF → WF6 + 6 HCl
WCl6 + 2 AsF3 → WF6 + 2 AsCl3
WCl6 + 3 SbF5 → WF6 + 3 SbF3 Cl2
六氟化钨会和水反应，形成氢氟酸 （HF）和钨的氟氧化物，最终形成三氧化钨 ：[ 4]
WF6 + 3 H2 O → WO3 + 6 HF WF6 并不是一种有用的氟化剂，也不是强氧化剂。它可以被还原成黄色的WF4 。[ 12]
六氟化钨主要应用于半导体工业的化学气相沉积 工艺中，以沉积钨金属。1980年代和1990年代该行业的扩张导致WF6 的消费量增加，全球每年的消费量仍保持在200吨左右。钨金属因其相对较高的热稳定性和化学稳定性，以及低电阻（5.6 µΩ·cm）和电迁移 而具有吸引力。由于WF6 有较高的蒸气压，导致较高的沉积速率，因此优于如WCl6 或WBr6 的相关化合物。自1967年以来已经开发并采用了两条WF6 的沉积路线，即热分解和用氢气还原。[ 13] 6 气体纯度很高。根据应用的不同，六氟化钨需要的纯度在99.98%和99.9995%之间变化。[ 4]
在化学气相沉积中，WF6 分子需要分解，通常通过与氢气、甲硅烷 、甲锗烷 、乙硼烷 、磷化氢 和相关的含氢气体混合促进分解。
WF6 会和硅 基质反应。[ 4] 6 在硅上的分解反应依赖于温度：
2 WF6 + 3 Si → 2 W + 3 SiF4 （低于400 °C）
WF6 + 3 Si → W + 3 SiF2 （高于400 °C） 这种依赖性至关重要，因为在较高温度下消耗的硅是低温下的两倍。钨的沉积仅选择性地发生在纯硅上，在氧化硅或氮化硅上则不能，因此该反应对污染或基板预处理高度敏感。这条分解反应较快，但当钨层厚度达到10–15微米 就饱和了。这是因为钨层阻止了WF6 分子扩散到硅基质，而硅是该过程中分子分解的唯一催化剂。[ 4]
如果分解反应不是在惰性环境，而是在含氧环境中发生，产生的层就会是氧化钨，而不是金属钨。[ 14]
六氟化钨和氢气的沉积过程在300到800 °C下发生，并产生氟化氢 气体：
WF6 + 3 H2 → W + 6 HF 产生的钨层的结晶度可以通过改变WF6 /H2 混合物的比例和基质温度来控制。低WF6 /H2 比率和温度可以形成(100)定向 的钨微晶，而较高的比例和温度有利于形成(111)定向。这个沉积过程的缺点是会形成具有强腐蚀性的HF蒸气，会腐蚀掉大多数材料。此外，沉积的钨与二氧化硅的粘附性较差，而二氧化硅是半导体电子产品中的主要钝化材料。因此，SiO2 在钨沉积之前必须用额外的缓冲层覆盖。另一方面，HF的蚀刻可能有利于去除不需要的杂质层。[ 4]
用WF6 /SiH4 混合物沉积钨的特征是高速、良好的附着力和平整度。它的缺点是可能会爆炸，而且沉积速率和形态对工艺参数（例如混合物比例、基质温度等）高度敏感。因此，甲硅烷通常用于创建薄的钨层。然后将还原剂切换为氢气，这会减慢沉积速度并清理该层。[ 4]
WF6 /GeH4 混合物的沉积类似WF6 /SiH4 ，但其中的钨层会有10–15%的锗。这会使钨的电阻从5 µΩ·cm增加到200 µΩ·cm。[ 4]
六氟化钨是腐蚀性极强的化合物，会攻击任何组织。WF6 和湿气反应会产生氢氟酸，所以WF6 的储存容器有聚四氟乙烯 垫圈。[ 15]
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