CH689640A5 - Plasmagestuetztes CVD-Verfahren fuer Titannitrid unter Einsatz von Ammoniak. - Google Patents

Plasmagestuetztes CVD-Verfahren fuer Titannitrid unter Einsatz von Ammoniak. Download PDF

Info

Publication number
CH689640A5
CH689640A5 CH02135/97A CH213597A CH689640A5 CH 689640 A5 CH689640 A5 CH 689640A5 CH 02135/97 A CH02135/97 A CH 02135/97A CH 213597 A CH213597 A CH 213597A CH 689640 A5 CH689640 A5 CH 689640A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
sep
substrate
torr
pascal
titanium nitride
Prior art date
Application number
CH02135/97A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert F Foster
Original Assignee
Materials Research Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Materials Research Corp filed Critical Materials Research Corp
Publication of CH689640A5 publication Critical patent/CH689640A5/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L21/76843—Barrier, adhesion or liner layers formed in openings in a dielectric
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45557—Pulsed pressure or control pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors

Description


  
 


 Stand der Technik 
 



  Titannitrid wird in einer Vielzahl von Anwendungen für die Herstellung von integrierten Schaltkreisen eingesetzt. Es ist als Haftschicht für Wolframfilme eingesetzt worden, als lokale Verbindungsschicht und als Diffusionsbarriere. 



  Als Haftschicht bietet Titannitrid Vorteile bei Anwendungen, in denen Wolfram zum Kontaktieren von Löchern und zur Auffüllung von Durchlässen eingesetzt wird. Das Verfahren startet normalerweise durch das Aufbringen einer dünnen Schicht von Material, die zur Verbesserung der Haftung zwischen dem Wolfram und dem darunter liegenden Dielektrikum wirkt. Da Wolfram nur schlecht auf dielektrischen Materialien anhaftet, muss ein Material eingesetzt werden, welches gut an dem Dielektrikum anhaftet und dann ebenfalls gut an dem Wolfram anhaftet. Titannitrid ist solch ein Material und liefert einige vorteilhafte Eigenschaften wie einen sehr geringen spezifischen Widerstand und eine Beständigkeit gegenüber Chemikalien, die eingesetzt werden, um Wolfram zu ätzen, und es weist eine gute Haftung sowohl für Dielektrika als auch für Wolframfilme auf. 



  Titannitrid kann auch als Grenzschicht eingesetzt werden, weil es als undurchlässige Barriere für Silizium dient. Es weist auch  eine höhere Aktivierungsenergie als andere Materialien auf. Zum Beispiel kann für die Aktivierungsenergie zur Kupferdiffusion in Titannitrid 3,4 Elektronenvolt angegeben werden, während die Aktivierungsenergie von Kupfer in die meisten Metalle im Bereich zwischen 1 und 2 Elektronenvolt liegt. 



  Typischer Weise wird Titannitrid durch Verdampfung von Titan in einer Stickstoffatmosphäre gebildet durch relatives Sputtern von Titan in einer Stickstoff/Argon-Mischung, durch das Sputtern von Titannitrid aus einem Target in einer Argonumgebung, durch das Ablagern von Titan und dessen Umwandlung in Titannitrid in einem nachfolgenden Nitrierungsschritt oder durch thermische chemische Dampfablagerung (CVD) durch Einsatz von Titan-Tetrachlorid und Ammoniak oder metall-organischen Vorstoffen. 



  Es bestehen eine Reihe von Einschränkungen für diese Verfahrensweisen. Im Falle von gesputterten Filmen besteht ein Problem der Abbildungstreue bei Durchgängen mit grossem Seitenverhältnis. Im Falle der thermischen CVD-Filmablagerung ist die Abbildungstreue bei grossen Seitenverhältnissen in der Geometrie exzellent. Die hohen Ablagerungstemperaturen, die eingesetzt werden, machen aber die chemische Dampfablagerung (CVD) von Titannitrid beim Einsatz in Mehrniveaumetallisierungssystemen unpraktisch. Temperaturen von grösser als 400 DEG C führen zu ungewolltem thermischem Stress für Aluminiumschichten, die in einer Hügelbildung resultieren und damit die intermetallischen dielektrischen Schichtenbeschädigen. 



  Die deutsche Offenlegungsschrift DE-A 4 012 901 beschreibt ein CVD-System für Titannitrid, welches ein geheiztes Substrat aufweist und eine Mischung von Titan-Tetrachlorid, Ammoniak und Stickstoffgas einsetzt. 


 Zusammenfassung der Erfindung 
 



  Demgemäss ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Tieftemperaturprozess vorzuschlagen, der ein plasmagestütztes CVD-Verfahren anwendet, welches in einem Film resultiert, der eine ausreichend geringe Ablagerungstemperatur aufweist, so dass er Aluminium nicht beschädigt und dennoch gute Abbildungstreue in Übereinstimmung mit der thermischen CVD-Ablagerung aufweist. Diese Ziele werden erreicht durch das plasmagestützte CVD-Verfahren von Titannitrid mit dem Einsatz eines Plasmas, welches aus reaktiven Gasen gebildet ist und Titan-Tetrachlorid, Stickstoff und Ammoniak enthält. Durch das Herstellen des Plasmas an der Oberfläche des zu beschichtenden Substrates wird ein sehr gleichförmiger Film mit niedrigem spezifischem Widerstand und geringen Raten von Unreinheiten wie Chlor bei relativ geringen Temperaturen (weniger als 500 DEG C) erreicht. 



  Weiterhin werden die Eigenschaften des gebildeten Titannitridfilms durch die Steuerung des Partialdruckes der Reaktionsteilnehmer wesentlich verbessert. Die Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Lichte der folgenden ausführlichen Beschreibung der Zeichnung klarer werden, wobei die Figur zeigt: 


 Kurze Beschreibung der Zeichnung 
 



  Die Figur zeigt eine Querschnittansicht eines Reaktors zum Einsatz in dem Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung. 


 Weg zur Ausführung der Erfindung 
 



  Gemäss der vorliegenden Erfindung wird eine Titannitridschicht durch eine plasmagestützte CVD-Ablagerung von Titannitrid durch die Reaktion von Titan-Tetrachlorid, Ammoniak und einem verdünnenden. Gas gebildet. Ein Gerät, welches geeignet ist, um das Verfahren der vorliegenden Erfindung durchzuführen, ist in den beiden anhängigen internationalen Patentanmeldungen beschrieben, die die Titel haben "Method and Apparatus for Producing Thin Films by Low Temperature Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition Using a Rota ting Susceptor Reactor" und die Veröffentlichungsnummern W095/33 866 und W095/33 867 mit einem Prioritätsdatum vom 3. Juni 1994 aufweisen und deren Beschreibung unter Bezugnahme in die vorliegende aufgenommen wird. 



  Die Figur zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung 20, die zur Durchführung des plasmagestützten CVD-Verfahrens geeignet ist. Die Vorrichtung 20 umfasst eine Radiofrequenzelektrode/Brausekopfstrahlungsantenne 22, die mit einer RF-Speiseleitung 24 verbunden wird. Das Plasma und die Reaktionsgase werden durch eine Zylinderanordnung 26 auf ein auf einer Substratplatte 30 vorgesehenes Substrat 11 gepumpt. Die Vorrichtung 20 umfasst ein Gehäuse, welches eine Gehäuseabdeckung 32 aufweist und umfasst eine RF-Speiseleitung 34, eine Wärmeleitung 36 mit Kühlabdeckung 37 und zugehörigen Fluidzuführungsleitungen und eine Gasverteilerabdeckung 39 mit einer Dichtungsanordnung 41. Ein Zylinder 38 aus isolierendem Material wie Quarz umgibt die RF-Leistungszuführung 24. 



  Der Zylinder 38 ist vorzugsweise aus einem hochqualitativen Quarz wie Quarz T08-E von Heraeus Amersil gestaltet. Der Quarzzylinder 38 wird von einer Brauskopfelektrode 22 abgeschlossen, die aus einem leitfähigen Metall wie Nickel-200 hergestellt ist. Eine ringförmige Bohrung 40 ist innerhalb der Gehäuseabdeckung 32 ausgebildet, um ein oberes Ende 42 des Zylinders 38 aufzunehmen. Die O-Ringe 43 und 44 an der Schnittstelle zwischen der Stufenbohrung 40 und dem Zylinder 38 bilden eine Dichtung an der Schnittstelle. An dem unteren Ende 46 des Zylinders 38 ist eine ringförmige Ausnehmung 48 in dem Zylinder 38 vorgesehen und empfängt eine Umkreiskante 50 der Brausekopfelektrode 22. Die Ausnehmung 48 des Zylinders 38 ruht auf der Umkreiskante 50 der Brausekopfelektrode 22.

   Die Elektrode 22 umfasst eine Basis 52, die mit der RF-Zuleitung 54, z.B. durch eine Schweissung bei 55 verbunden ist, um eine einstückige RF-Leitung 56 zu bilden. Die RF-Leitung 56 ist reibungsweise gehalten und wird an ihrer  Spitze durch einen Kragen 58 gestützt. Die RF-Leitung trägt wiederum die Elektrode 22 oberhalb des Substrathalters 30. Die Elektrode 22 trägt den Zylinder 38 innerhalb der Zylindereinrichtung 26 durch einen Anschlag gegen den Zylinder 38 an der Ausnehmung 48 und einer Stufe in der Bohrung 40. Die Schnittstelle zwischen der Elektrodenrandkante 50 und der Zylindernut 48 wird von einem zusammengedrückten O-Ring 59 abgedichtet, der zwischen einer Kante 48 und einer ähnlichen korrespondierenden ringförmigen Nut 60 innerhalb der umkreisförmigen Kante 50 der Elektrode 22 zusammengedrückt ist.

   Eine Vielzahl von Gashalos oder Ringen 62, 64 führen die Reaktionsgase in den Zylinder 38 ein. 



  Im allgemeinen ist das Substrat 11 ungefähr 6,35 Millimeter bis 76,2 Millimeter (0,25 bis 3 Zoll) von der Elektrode 22 entfernt. Die Distanz muss so bemessen sein, dass aktive Ionen das Substrat treffen. 



  Im allgemeinen werden die Reaktionsgase durch Ringe 62 und 64 eingeleitet. Diese Gase passieren den Zylinder 38 und es wird ein Plasma erzeugt, wenn die Gase durch die Brausekopfelektrode 22 hindurchtreten. Das Plasma wird das Substrat 11 treffen. 



  Diese Vorrichtung wird dazu eingesetzt, Titannitrid über eine Vielzahl von verschiedenen Materialien und Substraten abzulagern. Diese Substrate umfassen z.B. Silika, Glas und thermische Oxide. Weiterhin kann das Substrat verschiedene Elemente von integrierten Schaltkreisen umfassen, die zuvor auf der Oberfläche abgelagert oder in das Substrat eingeätzt worden sind, sowie Durchlässe, Kanäle, leitfähige Schichten, Widerstände und andere Elemente. 



  Bei der Ablagerung des Titannitridfilms wird an der Brausekopfelektrode 22 ein Plasma von reaktiven Gasen unter Einsatz der  Vorrichtung 20 erzeugt. Die reaktiven Gase umfassen Titan-Tetrachlorid, Ammoniak und ein Verdünnungsgas. Auch wenn Verdünnungsgase wie Wasserstoff, Helium und Argon eingesetzt werden können, wird Stickstoff bevorzugt. Diese werden zusammen kombiniert und in den Zylinder 38 eingeleitet. 



  Der Zylinder 38 wird bei einem Druck von ungefähr 0,5 bis 20 Torr gehalten, wobei 5 Torr bevorzugt werden. Das Substrat wird bei einer Temperatur von ungefähr 400 bis 500 DEG C gehalten, wobei ungefähr 450 DEG C bevorzugt werden. Das Substrat wird im allgemeinen geheizt, wobei Wärme von der Unterstützungsplatte 30 zugeleitet wird. Die Stützplatte selbst rotiert vorzugsweise mit ungefähr 100 Umdrehungen pro Minute oder mehr, um in einfacher Weise eine noch gleichförmigere Verteilung zu gewährleisten. Das Substrat braucht jedoch überhaupt nicht gedreht zu werden. 



  Die Konzentration der Gase wird durch die Flussrate gesteuert. Im allgemeinen wird Titan-Tetrachlorid mit einer Flussrate von 1 bis 40 sccm eingeleitet, wobei 10 sccm bevorzugt werden. Der Partialdruck von TiCl4 muss ausreichend klein sein, um TiN zu bilden. Falls der TiCl4-Partialdruck zu hoch wird, wird ein schwarzes Pulver ausgebildet, welches nicht TiN ist. Wenn der Gesamtdruck 665 Pascal (5 Torr) beträgt, sollte der Partialdruck von TiCl4 kleiner als 2,66 Pascal (0,02) Torr sein, vorzugsweise 1,33 Pascal bis 0,133 Pascal (0,01 Torr bis 0,001 Torr). Bei geringeren Drücken (z.B. 0,0133 Pascal  (0,0001 Torr)) sinkt die Reaktionsrate in wesentlicher Weise und der Überdeckungsgrad kann inakzeptabel sein. Wenn der Gesamtdruck 665 Pascal (5 Torr) übersteigt, kann der Partialdruck von TiCl4 entsprechend erhöht werden.

   Damit das TiN einsatzfähig ist, sollte der Film auf dem Substrat anhaften und kontinuierlich ausgebildet sein. Filme dieser Art sind von goldener Farbe. Das sich bildende schwarze Pulver ist nicht anhaftend (es kann einfach abgewischt werden). Daraus ergibt sich, dass die oberen Grenzen für die Partialdrücke von TiCl4 diejenigen Partialdrücke sind, bei denen sich das  schwarze Pulver auf dem Substrat zu bilden beginnt. Dies kann natürlich gemäss dem Gesamtdruck veränderlich sein. Im allgemeinen beträgt das molare Verhältnis von Ammoniak zu TiCl4 zwischen 2:1 (Ammoniak zu TiCl4) bis zu 100:1. Bei diesem grösseren Verhältnis wird die Reaktionsgeschwindigkeit sehr gering sein. Vorzugsweise wird das Verhältnis ungefähr 10:1 betragen. 



  Im allgemeinen wird das Verhältnis vom Verdünner zu Ammoniak im Bereich zwischen 10:1 bis zu 10 000:1 liegen. Dieses Verhältnis bewirkt jedoch keine grosse Änderung der Ablagerungsrate. 



  Um die vorliegende Erfindung vorzustellen, ist Titannitrid unter den folgenden Bedingungen abgelagert worden: 
<tb><TABLE> Columns=2 
<tb><SEP>Trägertemperatur<SEP>467 DEG C
<tb><SEP>Wafertemperatur<SEP>450 DEG C
<tb><CEL AL=L>Reaktionsdruck<CEL AL=L>665 Pascal (5 Torr)
<tb><SEP>TiCl4 Flussrate<SEP>10 sccm
<tb><SEP>Ammoniak-Flussrate<SEP>100 sccm
<tb><CEL AL=L>Stickstoff-Flussrate<SEP>5000 sccm. 
<tb></TABLE> 



  Bei dem Verfahren wurde die RF-Plasmaquelle angestellt, nachdem der 665 Pascal-(5 Torr)-Reaktordruck mit der Stickstoff/Ammoniak-Einleitung hergestellt worden ist. Die Titan-Tetrachlorid-Einleitung wurde 30 Sekunden nach der Plasmaentzündung begonnen. Die RF-Leistung, die bei diesen Läufen eingesetzt wurde, lag bei 500 Watt. Die Filmeigenschaften bei diesem Verfahren waren: 
<tb><TABLE> Columns=2 
<tb><SEP>Ablagerungsrate<SEP>120-150  ANGSTROM  pro Minute
<tb><SEP>spezif. Widerstand Titannitrid<CEL AL=L>103-148 micro ohm cm
<tb><SEP>Stickstoff zu Titan Verhältnis<SEP>1,07
<tb><SEP>Chlor-Gehalt<SEP>0,6 Atomprozente. 
<tb></TABLE> 



  Die RBS-Technik zur Durchführung der Elementaranalyse zeigte keinen Sauerstoff in der Tiefe des Films. Die Bedeckungsfläche lag bei ungefähr 80%. 



  Zusätzliche Filme wurden unter den in der beigefügten Tabelle genannten folgenden Bedingungen hergestellt. 



  Somit und entsprechend der Tabelle gestattet das Verfahren der vorliegenden Erfindung die Herstellung eines hochqualitativen Titannitridfilms. Dieser Film hat die gewünschten Charakteristika eines CVD-Films, d.h. exzellente Abbildungstreue und zur selben Zeit ist er bei einer sehr geringen Temperatur aufgebracht worden. Weiterhin weist der Film einen relativ geringen spezifischen Widerstand auf und der Unreinheitsgrad ist sehr gering, insbesondere was den Chloranteil und den Sauerstoffanteil betrifft. Daher liefert die vorliegende Erfindung die Lösung des Problems der Lieferung eines hochqualitativen Titannitridfilms bei relativ geringen Temperaturen, der es ermöglicht, Titannitrid auf einem Substrat abzulagern, welches Aluminium aufweist, ohne den Aluminiumfilm zu beschädigen. 



  Diese vorstehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung entlang des bevorzugten Verfahrens zur Durchführung der vorliegenden Erfindung ist jedoch im Rahmen der anliegenden Ansprüche zu sehen. 
<tb><TABLE> Columns=10 
<tb>Head Col 1: Ablagerungsbedingungen: 
<tb>Head Col 2: Lauf 
<tb>Head Col 3: 1 
<tb>Head Col 4: 2 
<tb>Head Col 5: 3 
<tb>Head Col 6: 4 
<tb>Head Col 7: 5 
<tb>Head Col 8: 6 
<tb>Head Col 9: 7 
<tb>Head Col 10:

   8
<tb><SEP>TiCl4 Flussrate<SEP>sccm<SEP>10<SEP>10<SEP>10<SEP>10<SEP>10<CEL AL=L>10<SEP>10<SEP>10
<tb><SEP>NH3 Flussrate<SEP>sccm<SEP>100<SEP>100<SEP>100<SEP>100<CEL AL=L>200<SEP>300<SEP>100<SEP>100
<tb><SEP>N2 Flussrate<SEP>sccm<SEP>5000<SEP>5000<CEL AL=L>5000<SEP>5000<SEP>5000<SEP>5000<SEP>5000<SEP>5000
<tb><SEP>RF-Leistung<SEP>watts<CEL AL=L>500<SEP>500<SEP>500<SEP>500<SEP>500<SEP>500<SEP>500<SEP>500
<tb><SEP>Druck<SEP>Pa (Torr) <SEP>665(5)<SEP>665(5)<SEP>665(5)<SEP>665(5)<SEP>665(5)<SEP>665(5)<SEP>665(5)<CEL AL=L>665(5)

  
<tb><SEP>Ablagerungszeit<SEP>Sekunden<SEP>120<SEP>120<SEP>120<SEP>120<SEP>120<CEL AL=L>120<SEP>300<SEP>300
<tb><SEP>Umdrehungsrate<SEP>min<-><1><SEP>100<SEP>100<SEP>100<CEL AL=L>100<SEP>100<SEP>100<SEP>100<SEP>100
<tb><SEP>Träger-Temperatur<SEP> DEG C<SEP>467<CEL AL=L>467<SEP>467<SEP>467<SEP>467<SEP>467<SEP>467<SEP>467
<tb><SEP>Wafer-Temperatur<CEL AL=L> DEG C<SEP>450<SEP>450<SEP>450<SEP>450<SEP>450<SEP>450<SEP>450<SEP>450
<tb><CEL AL=L>Glühbedingungen:

  
<tb><SEP>NH3 Flussrate<SEP>sccm<SEP>5000<SEP>5000<SEP>5000<SEP>5000<CEL AL=L>5000<SEP>5000<SEP>5000<SEP>5000
<tb><SEP>RF-Leistung<SEP>watts<SEP>750<SEP>750<CEL AL=L>750<SEP>750<SEP>750<SEP>750<SEP>750<SEP>750
<tb><SEP>Druck<SEP>Torr<SEP>665(5)<CEL AL=L>665(5)<SEP>665(5)<SEP>665(5)<SEP>665(5)<SEP>665(5)<SEP>665(5)<SEP>665(5)
<tb><CEL AL=L>Glühzeit<SEP>Sekunden<SEP>120<SEP>120<SEP>120<SEP>120<SEP>120<SEP>120<SEP>120<CEL AL=L>120
<tb><SEP>Umdrehungsrate<SEP>min<-><1><SEP>100<SEP>100<SEP>100<SEP>100<SEP>100<CEL AL=L>100<SEP>100<SEP>100
<tb><SEP>Filmeigenschaften:

  
<tb><SEP>Dicke<SEP> ANGSTROM <SEP>245<CEL AL=L>347<CEL AL=L>305<SEP>293<SEP>283<SEP>277<SEP>521<SEP>467
<tb><SEP>Ablagerungsrate<SEP> ANGSTROM /minute<CEL AL=L>122.5<SEP>173.5<SEP>152.5<SEP>146.5<SEP>141.5<SEP>138.5<SEP>104.2<SEP>93.4
<tb><CEL AL=L>spezifischer Widerstand<SEP> mu  OMEGA cm<SEP>106<SEP>148<SEP>131<SEP>125<SEP>182<CEL AL=L>169<CEL AL=L>103
<tb><SEP>Rs Unif<SEP>%<SEP>8.87<SEP>20.91<SEP>20.29<SEP>19.56<SEP>27.77<CEL AL=L>23.08<SEP>5.96
<tb><SEP>Substrat<SEP>5 min  min  Wf Dia.<SEP>10 k THOX<SEP>10 k THOX<SEP>10 k THOX<SEP>10 k THOX<SEP>10 k THOX<SEP>10 k THOX<SEP>10 k THOX<SEP>Patterned 
<tb></TABLE>

Claims (8)

1. Verfahren zur Ablagerung von Titannitrid auf einem Substrat (11) durch ein CVD-Verfahren mit einer Reaktionsgasmischung aus Titantetrachlorid und Ammoniak, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte: des Erzeugens eines Plasmas aus der Reaktionsgasmischung an einer Brausenkopfelektrode (22), die von dem Substrat in einem Abstand von 6,35 Millimeter bis 76,2 Millimeter (0,25 bis 3 Zoll) angeordnet ist, und des Kontaktierens des Substrats mit dem Plasma in einer Weise, dass Titannitrid auf dem Substrat abgelagert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Verdünnungsgas mit den Reaktionsgasen kombiniert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Titantetrachlorid mit einem geeigneten Partialdruck vorliegt, um TiN zu bilden, und der Partialdruck grösser als 0,133 Pascal (0,001 Torr) ist.
4.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Plasma in einer Atmosphäre hergestellt wird, welche einen Druck zwischen 66,5 Pascal und 2660 Pascal (0,5 und 20 Torr) aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Substrat auf eine Temperatur zwischen 400 DEG C bis 500 DEG C aufgeheizt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Verdünnungsgas Stickstoff ist und ein Verhältnis von Stickstoff zu Ammoniak hergestellt wird, welches zwischen 10:1 und 10 000:1 auf molarer Basis eingestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Partialdruck von Titantetrachlorid zwischen 0,133 Pascal und 1,33 Pascal (0,001 Torr und 0,01 Torr) liegt.
8.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsgasmischung Stickstoff enthält, das Verhältnis von Ammoniak zu Titantetrachlorid zwischen 2:1 und 100:1 liegt, und folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: Aufheizen des Substrats auf eine Temperatur von 400 DEG C bis 500 DEG C und Kontaktieren des Substrats mit dem Plasma bei einem Druck zwischen 66,5 Pascal und 2660 Pascal (0,5 Torr und 20 Torr).
CH02135/97A 1995-03-10 1995-11-27 Plasmagestuetztes CVD-Verfahren fuer Titannitrid unter Einsatz von Ammoniak. CH689640A5 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/401,859 US5610106A (en) 1995-03-10 1995-03-10 Plasma enhanced chemical vapor deposition of titanium nitride using ammonia

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH689640A5 true CH689640A5 (de) 1999-07-30

Family

ID=23589517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH02135/97A CH689640A5 (de) 1995-03-10 1995-11-27 Plasmagestuetztes CVD-Verfahren fuer Titannitrid unter Einsatz von Ammoniak.

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5610106A (de)
JP (1) JPH11501987A (de)
KR (1) KR100356264B1 (de)
AU (1) AU4463596A (de)
CH (1) CH689640A5 (de)
DE (1) DE19581936T1 (de)
LU (1) LU90134B1 (de)
TW (1) TW369675B (de)
WO (1) WO1996028586A1 (de)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5628829A (en) 1994-06-03 1997-05-13 Materials Research Corporation Method and apparatus for low temperature deposition of CVD and PECVD films
US5665640A (en) 1994-06-03 1997-09-09 Sony Corporation Method for producing titanium-containing thin films by low temperature plasma-enhanced chemical vapor deposition using a rotating susceptor reactor
US6699530B2 (en) * 1995-07-06 2004-03-02 Applied Materials, Inc. Method for constructing a film on a semiconductor wafer
JP3469420B2 (ja) * 1996-12-20 2003-11-25 東京エレクトロン株式会社 Ｃｖｄ成膜方法
US6093645A (en) * 1997-02-10 2000-07-25 Tokyo Electron Limited Elimination of titanium nitride film deposition in tungsten plug technology using PE-CVD-TI and in-situ plasma nitridation
US6037252A (en) * 1997-11-05 2000-03-14 Tokyo Electron Limited Method of titanium nitride contact plug formation
US5997649A (en) * 1998-04-09 1999-12-07 Tokyo Electron Limited Stacked showerhead assembly for delivering gases and RF power to a reaction chamber
US6635569B1 (en) * 1998-04-20 2003-10-21 Tokyo Electron Limited Method of passivating and stabilizing a Ti-PECVD process chamber and combined Ti-PECVD/TiN-CVD processing method and apparatus
US6022800A (en) * 1998-04-29 2000-02-08 Worldwide Semiconductor Manufacturing Corporation Method of forming barrier layer for tungsten plugs in interlayer dielectrics
US6289842B1 (en) 1998-06-22 2001-09-18 Structured Materials Industries Inc. Plasma enhanced chemical vapor deposition system
US6302057B1 (en) 1998-09-15 2001-10-16 Tokyo Electron Limited Apparatus and method for electrically isolating an electrode in a PECVD process chamber
US6364954B2 (en) 1998-12-14 2002-04-02 Applied Materials, Inc. High temperature chemical vapor deposition chamber
US6221174B1 (en) 1999-02-11 2001-04-24 Applied Materials, Inc. Method of performing titanium/titanium nitride integration
GB2347686B (en) * 1999-03-08 2003-06-11 Trikon Holdings Ltd Gas delivery system
US6555183B2 (en) 1999-06-11 2003-04-29 Applied Materials, Inc. Plasma treatment of a titanium nitride film formed by chemical vapor deposition
US6548402B2 (en) 1999-06-11 2003-04-15 Applied Materials, Inc. Method of depositing a thick titanium nitride film
US6328871B1 (en) * 1999-08-16 2001-12-11 Applied Materials, Inc. Barrier layer for electroplating processes
US6436819B1 (en) 2000-02-01 2002-08-20 Applied Materials, Inc. Nitrogen treatment of a metal nitride/metal stack
US6436820B1 (en) 2000-02-03 2002-08-20 Applied Materials, Inc Method for the CVD deposition of a low residual halogen content multi-layered titanium nitride film having a combined thickness greater than 1000 Å
US6399490B1 (en) 2000-06-29 2002-06-04 International Business Machines Corporation Highly conformal titanium nitride deposition process for high aspect ratio structures
US6403478B1 (en) 2000-08-31 2002-06-11 Chartered Semiconductor Manufacturing Company Low pre-heat pressure CVD TiN process
US6508919B1 (en) * 2000-11-28 2003-01-21 Tokyo Electron Limited Optimized liners for dual damascene metal wiring
US9139906B2 (en) * 2001-03-06 2015-09-22 Asm America, Inc. Doping with ALD technology
US7563715B2 (en) 2005-12-05 2009-07-21 Asm International N.V. Method of producing thin films
TWI253478B (en) * 2001-11-14 2006-04-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Barrier metal film production apparatus, barrier metal film production method, metal film production method, and metal film production apparatus
US6750146B2 (en) * 2002-04-03 2004-06-15 United Microelectronics Corp. Method for forming barrier layer
US6858524B2 (en) * 2002-12-03 2005-02-22 Asm International, Nv Method of depositing barrier layer for metal gates
KR100490049B1 (ko) * 2003-04-14 2005-05-17 삼성전자주식회사 일체형 디퓨저 프레임을 가지는 ｃｖｄ 장치
KR100568256B1 (ko) * 2003-12-11 2006-04-07 삼성전자주식회사 반도체 소자 제조 장비의 세정 방법
KR100615602B1 (ko) 2004-09-15 2006-08-25 삼성전자주식회사 매끄러운 표면을 갖는 타이타늄 나이트라이드 막의 형성방법들 및 이를 이용한 반도체 장치의 형성방법들
CN101310040B (zh) * 2006-02-24 2011-08-17 东京毅力科创株式会社 Ti系膜的成膜方法
WO2008042981A2 (en) * 2006-10-05 2008-04-10 Asm America, Inc. Ald of metal silicate films
FR2968831B1 (fr) 2010-12-08 2012-12-21 Soitec Silicon On Insulator Procedes de formation de materiaux massifs de nitrure iii sur des couches matricielles de croissance de nitrure de metal et structures formees par ces procedes
US9023721B2 (en) 2010-11-23 2015-05-05 Soitec Methods of forming bulk III-nitride materials on metal-nitride growth template layers, and structures formed by such methods
US8824200B1 (en) 2013-12-17 2014-09-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Nonvolative memory cells programable by phase change
US10266947B2 (en) 2016-08-23 2019-04-23 Lam Research Corporation Rotary friction welded blank for PECVD heated showerhead

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1089240B (de) * 1954-03-05 1960-09-15 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Herstellung von UEberzuegen aus harten, hochschmelzenden Nitriden
US4798165A (en) * 1985-10-07 1989-01-17 Epsilon Apparatus for chemical vapor deposition using an axially symmetric gas flow
US4792378A (en) * 1987-12-15 1988-12-20 Texas Instruments Incorporated Gas dispersion disk for use in plasma enhanced chemical vapor deposition reactor
JP2776826B2 (ja) * 1988-04-15 1998-07-16 株式会社日立製作所 半導体装置およびその製造方法
JPH0364473A (ja) * 1989-04-25 1991-03-19 Varian Assoc Inc コールドウォールｃｖｄ反応器における窒化チタンの蒸着
JPH0394069A (ja) * 1989-09-05 1991-04-18 Mitsubishi Electric Corp 薄膜形成装置
US5052339A (en) * 1990-10-16 1991-10-01 Air Products And Chemicals, Inc. Radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition process and reactor
KR100228259B1 (ko) * 1990-10-24 1999-11-01 고지마 마따오 박막의 형성방법 및 반도체장치
US5268034A (en) * 1991-06-25 1993-12-07 Lsi Logic Corporation Fluid dispersion head for CVD appratus
US5308655A (en) * 1991-08-16 1994-05-03 Materials Research Corporation Processing for forming low resistivity titanium nitride films
JP2989063B2 (ja) * 1991-12-12 1999-12-13 キヤノン株式会社 薄膜形成装置および薄膜形成方法
US5370739A (en) * 1992-06-15 1994-12-06 Materials Research Corporation Rotating susceptor semiconductor wafer processing cluster tool module useful for tungsten CVD
US5434110A (en) * 1992-06-15 1995-07-18 Materials Research Corporation Methods of chemical vapor deposition (CVD) of tungsten films on patterned wafer substrates
US5356476A (en) * 1992-06-15 1994-10-18 Materials Research Corporation Semiconductor wafer processing method and apparatus with heat and gas flow control
US5342652A (en) * 1992-06-15 1994-08-30 Materials Research Corporation Method of nucleating tungsten on titanium nitride by CVD without silane
US5416045A (en) * 1993-02-18 1995-05-16 Micron Technology, Inc. Method for chemical vapor depositing a titanium nitride layer on a semiconductor wafer and method of annealing tin films
US5246881A (en) * 1993-04-14 1993-09-21 Micron Semiconductor, Inc. Low-pressure chemical vapor deposition process for depositing high-density, highly-conformal, titanium nitride films of low bulk resistivity
US5443647A (en) * 1993-04-28 1995-08-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method and apparatus for depositing a refractory thin film by chemical vapor deposition
US5378501A (en) * 1993-10-05 1995-01-03 Foster; Robert F. Method for chemical vapor deposition of titanium nitride films at low temperatures
WO1995033866A1 (en) * 1994-06-03 1995-12-14 Materials Research Corporation Method and apparatus for producing thin films by low temperature plasma-enhanced chemical vapor deposition using a rotating susceptor reactor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11501987A (ja) 1999-02-16
WO1996028586A1 (en) 1996-09-19
AU4463596A (en) 1996-10-02
US5610106A (en) 1997-03-11
KR19980702877A (ko) 1998-08-05
LU90134B1 (fr) 1997-11-27
KR100356264B1 (ko) 2002-11-18
DE19581936T1 (de) 1998-04-16
TW369675B (en) 1999-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CH689640A5 (de) Plasmagestuetztes CVD-Verfahren fuer Titannitrid unter Einsatz von Ammoniak.
DE60004527T2 (de) Plasmabehandlung von durch thermische cvd aus tantalhalogenid-vorläufern erhaltenen tan schichten
DE60004666T2 (de) Pecvd zur erzeugung von tan-schichten aus tantalhalogenid-vorläufern
DE60305605T2 (de) Schicht bildendes Apparat und Verfahren
DE10132882B4 (de) Verfahren zum Ausbilden einer Dünnschicht unter Verwendung einer Atomschichtabscheidung
DE60032551T2 (de) Dünnschichtherstellung
DE3916622C2 (de)
DE3709066C2 (de)
DE60209697T2 (de) Einrichtung zur plasmaverarbeitung
DE2251571A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum aufbringen von beschichtungen auf substraten
DE10064041B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Kupferverdrahtung in einem Halbleiterbauelement
EP2107131A1 (de) Verfahren und Anlage zum Beschichten und zur Oberflächenbehandlung von Substraten mittels eines Plasmastrahls
DE3722944A1 (de) Duennschichtaufdampfvorrichtung und -verfahren
DE10137088A1 (de) Verfahren zum Ausbilden von siliziumhaltigen Dünnschichten mittels Atomschichtabscheidung (Atomic Layer Deposition) unter Verwendung von Trisdimethylaminosilan
DE112011105102T5 (de) Verfahren und Vorrichtung zum selektiven Abscheiden von epitaxialen Germanium-Spannungsbeaufschlagungslegierungen
DE4326211A1 (de) Chemisches Bedampfungsverfahren zum Beschichten von Halbleiterwafer mit Titansilicid
DE10123858A1 (de) Verfahren zum Bilden von Silicium-haltigen Dünnschichten durch Atomschicht-Abscheidung mittels SI2CL6 und NH3
DE60114383T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur plasmabeschichtung
DE4229568A1 (de) Verfahren zum niederschlagen duenner titannitridschichten mit niedrigem und stabilem spezifischen volumenwiderstand
EP1711643A2 (de) Verfahren zur herstellung eines ultrabarriere-schichtsystems
EP0077535B1 (de) Verfahren zum Herstellen von Schichten aus hochschmelzenden Metallen bei niedrigen Substrattemperaturen
DE60035557T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung dünner filme
DE2702165A1 (de) Verfahren zum aufbringen eines ueberzugs auf substraten
DE112010000724T5 (de) Plasmaverarbeitungsvorrichtung und Plasma-CVD-Filmbildungsverfahren
DE19953843B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Kupferverdrahtung für eine Halbleitervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
NV New agent

Representative=s name: E. BLUM & CO. PATENTANWAELTE

PUEA Assignment of the share

Free format text: MATERIALS RESEARCH CORPORATION TRANSFER- MATERIALS RESEARCH CORPORATION;TOKYO ELECTRON LIMITED

PL Patent ceased