JP2000234174A

JP2000234174A - プラズマｃｖｄによる成膜方法

Info

Publication number: JP2000234174A
Application number: JP11034925A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Mizuno; 茂水野; Makoto Sato; 佐藤　　誠; Manabu Tagami; 学田上; Hideki Sato; 英樹佐藤
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2000-08-29
Anticipated expiration: 2019-02-12
Also published as: JP4312291B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＴｉＣｌ₄を原料としたプラズマＣＶＤによ
ってチタン膜等を成膜するとき、反応容器内の低温部の
付着膜が原因となる搬送室や前処理室および基板へのＣ
ｌ汚染を防止し、信頼性の高い素子を製造する。【解決手段】基板２８を収容した反応容器２１に例え
ば四塩化チタンと水素を導入してプラズマを生成し、基
板上にチタン膜等を形成するプラズマＣＶＤによる成膜
方法であり、チタン膜等を形成する成膜工程に続いて、
窒素と水素を含むガスを反応容器に導入して放電を生成
し、基板以外の反応容器内の低温部に付着した膜を窒化
し、膜中の塩素を除く窒化処理ステップ１３を設けるよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラズマＣＶＤによ
る成膜方法に関し、特に、半導体装置製造工程でプラズ
マと化学反応による気相成長とＴｉＣｌ₄を利用して基
板上に薄膜を形成する成膜方法で塩素によって生じる問
題を解消した技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の半導体装置製造の分野において、
素子の集積化と微細化はますます進んでいる。素子の微
細化は製造工程に新しい技術を要求する。すなわち微細
ホール内への十分な膜の埋込み、素子内の段差を軽減す
る工夫、および電流密度を原因とした発熱やエレクトロ
マイグレーションによる断線の予防などの技術である。
これらの要求に応える新しい製造工程として、熱ＣＶＤ
法（化学的気相成長法）によるブランケットタングステ
ン膜（以下「Ｂ−Ｗ膜」と略称する）の形成が行われて
いる。またスパッタリング法によるＡｌ膜の形成も引続
き行われている。

【０００３】上記のＢ−Ｗ膜やＡｌ膜の形成では、下地
層との導電性の確保、接着性の確保、浸食の防止（バリ
ア性の確保）のため、下地層との間において、バリア膜
であるチタン（Ｔｉ）膜とＴｉＮ膜が積層される。この
チタン膜および窒化チタン膜の形成は、従来からスパッ
タリング法が用いられてきた。また後のアニール工程で
は、チタン膜と下地層（Ｓｉ）を反応させチタンシリサ
イド層を形成することによって、良好な導電性（オーミ
ックコンタクト）を得るようにしていた。

【０００４】しかしながら、ホールの微細化に伴ってス
パッタリング法では十分な段差被覆性を得ることが困難
になってきたため、近年では、プラズマと化学反応を用
いた気相成長を利用して薄膜を形成するプラズマＣＶＤ
法が注目されている。

【０００５】次にチタン膜、チタンシリサイド膜、窒化
チタン膜の成膜について、プラズマＣＶＤによる従来の
成膜方法を説明する。

【０００６】チタン膜に関して、基板を加熱する加熱機
構を内部に備えた反応容器内に水素（Ｈ₂）ガスを導入
してプラズマを生成し、続いて四塩化チタン（ＴｉＣｌ
₄）を導入することによって基板上にチタン膜が成膜さ
れる。またチタンシリサイド膜に関しても、上記と同様
にしてプラズマを生成し、続いて四塩化チタンとシラン
（ＳｉＨ₄）を導入することによって基板上にチタンシ
リサイド膜が成膜される。窒化チタン膜（ＴｉＮ膜）に
関しても、上記と同様にしてプラズマを生成し、続いて
四塩化チタンと窒素（Ｎ₂）を導入することによって基
板上にＴｉＮ膜が成膜される。さらに、四塩化チタンと
窒素の導入の代わりに、四塩化チタンと窒素とシランを
導入することによってシリコンを含有する窒化チタン膜
が成膜される。上記において、ＳｉＨ₄を導入するのは
膜中に残留する塩素（Ｃｌ）を減少させるためであり、
本発明者らが独自に見出した方法である。さらにチタン
膜またはチタンシリサイド膜の成膜後に、四塩化チタ
ン、水素、シランに加え、さらに窒素を加えることで、
チタン膜またはチタンシリサイド膜とシリコンを含有す
る窒化チタン膜との積層膜を同一の反応容器内で形成す
ることも可能である。

【０００７】次に、前述のプラズマＣＶＤを利用したチ
タン膜等の従来の成膜方法の処理工程を概略的に示す
と、図３のごときフローチャートで示すことができる。
図３から明らかなように、上記処理工程は、「ガス（Ｈ
₂）導入・放電開始ステップ」である第１ステップ５１
と、「成膜ステップ」である第２ステップ５２と、「排
気ステップ」である第３ステップ５３から構成されてい
る。図３中には、第１ステップ５１と第２ステップ５２
に関して、各ステップを実行するための条件の一例がブ
ロック５１ａ，５２ａの中に示されている。

【０００８】上記ステップ５１〜５３の前には、通常、
前処理として、基板加熱や基板ホール底部の自然酸化膜
のエッチングの工程が必要である。従ってプラズマＣＶ
Ｄを利用したチタン膜等の従来の成膜方法を実施する基
板処理装置では、一般的に、前処理工程と成膜工程の各
処理が真空一貫で行うことが可能な、搬送室によって各
処理室が連結されたマルチチャンバ式装置が採用されて
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
プラズマＣＶＤを利用したチタン膜等の従来の成膜方法
では、次のような問題が生じる。まず成膜処理時に、基
板以外の反応容器内の低温部におけるプラズマと接触す
る部分においてＴｉＣｌ₄の分解が不十分となり、当該
部分に、Ｃｌが多量に含まれた膜（ＴｉやＴｉＳｉ_xの
成膜の場合は、ＴｉＣｌ_xやＴｉＳｉ_xＣｌ_yなど、Ｔ
ｉＮの成膜の場合はＴｉＮ_xＣｌ_yなど）が付着する。
低温部に付着したこの膜はＣｌ系ガスの発生源となる。
そのため、成膜後、反応容器内がポンプによって排気さ
れても、反応容器内には多量のＣｌ系ガスが残留する。
この反応容器中に残留したＣｌ系ガスは、成膜および排
気の後、基板の入れ替えのため、反応容器と搬送室との
間のゲートバルブを開けた際に、搬送室内に拡散し、さ
らに他の前処理室などに拡散することによって、搬送機
械の腐食を引き起こし、装置稼働率を低下させたり、成
膜前の基板を汚染し基板処理の歩留まりを低下させると
いった問題を生じさせる。そこで、成膜後に残留する反
応容器内の低温である部分に付着したＣｌ系の膜を除去
することが技術的に要求される。

【００１０】本発明に関連する先行技術文献として例え
ば特開平９−６４０３５号公報、特開平８−２１３３４
３号公報、特開平８−２２２５４４号公報を挙げること
ができる。これらの文献では、基板上に形成された膜に
含まれる、または膜に付着した塩素を除去する技術を開
示している。特開平９−６４０３５号公報ではプラズマ
を利用して膜中の塩素を除去し、特開平８−２１３３４
３号公報ではＨ₂の供給を増大させてＣｌの離脱が容易
なＴｉＣｌ₂の生成を促進し、Ｃｌ含有量を低減し、特
開平８−２２２５４４号公報ではプラズマ照射等を利用
してエッチングを行い、処理表面等に吸着された塩素を
除去し、塩素の残留を防止している。いずれも、基板に
形成される膜についての塩素の除去技術である。

【００１１】本発明の目的は、従来のプラズマＣＶＤに
よるチタン膜等の成膜における問題点を解決することに
あり、ＴｉＣｌ₄を原料としたプラズマＣＶＤによって
チタン膜等を成膜するとき、反応容器内の低温部の付着
膜が原因となる搬送室や前処理室および基板へのＣｌ汚
染を防止し、信頼性の高い素子を製造するプラズマＣＶ
Ｄによる成膜方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
プラズマＣＶＤによる成膜方法は、次のように構成され
る方法である。

【００１３】第１の成膜方法は、基板を収容した反応容
器に四塩化チタンと水素を導入してプラズマを生成し、
基板上にチタン膜を形成するプラズマＣＶＤによる成膜
方法であり、さらにチタン膜を形成する成膜工程に続い
て、窒素と水素を含むガスを反応容器に導入して放電を
生成し、基板以外の反応容器内の低温部に付着した膜を
窒化し、膜中の塩素を除く窒化処理工程を設けた方法で
ある。

【００１４】第２の成膜方法は、基板を収容した反応容
器内に四塩化チタン、水素、シラン系ガスを導入してプ
ラズマを生成し、基板上にチタンシリサイド膜を形成す
るプラズマＣＶＤによる成膜方法であり、チタンシリサ
イド膜を形成する成膜工程に続いて、窒素と水素を含む
ガスを反応容器に導入して放電を生成し、基板以外の反
応容器内の低温部に付着した膜を窒化し、膜中の塩素を
除く窒化処理工程を設けた方法である。

【００１５】第３の成膜方法は、基板を収容した反応容
器内に四塩化チタン、水素、窒素、シラン系ガスを導入
してプラズマを生成し、基板上にシリコンを含有する窒
化チタン膜を形成するプラズマＣＶＤによる成膜方法で
あり、窒化チタン膜を形成する成膜工程に続いて、窒素
と水素を含むガスを反応容器に導入して放電を生成し、
基板以外の反応容器内の低温部に付着した膜を窒化し、
膜中の塩素を除く窒化処理工程を設けた方法である。

【００１６】第４の成膜方法は、基板を収容した反応容
器内に四塩化チタン、水素を導入してプラズマを生成し
基板上にチタン膜を形成し、続いて四塩化チタン、水素
に加えて窒素とシラン系ガスを導入して同様にプラズマ
を生成し、連続してシリコンを含有する窒化チタン膜を
形成することによって、チタン膜と窒化チタン膜からな
る積層膜を形成するプラズマＣＶＤによる成膜方法であ
り、積層膜を形成する成膜工程に続いて、窒素と水素を
含むガスを反応容器に導入して放電を生成し、基板以外
の反応容器内の低温部に付着した膜を窒化し、膜中の塩
素を除く窒化処理工程を設けた方法である。

【００１７】第５の成膜方法は、基板を収容した反応容
器に四塩化チタン、シラン系ガスを導入してプラズマを
生成して基板上にチタンシリサイド膜を形成し、続いて
四塩化チタン、水素、シラン系ガスに加えて窒素を導入
してプラズマを生成し、連続してシリコンを含有する窒
化チタン膜を形成することによって、チタンシリサイド
膜と窒化チタン膜からなる積層膜を形成するプラズマＣ
ＶＤによる成膜方法であり、積層膜を形成する成膜工程
に続いて、窒素と水素を含むガスを反応容器に導入して
放電を生成し、基板以外の反応容器内の低温部に付着し
た膜を窒化し、膜中の塩素を除く窒化処理工程を設けた
方法である。

【００１８】上記の各成膜方法において、窒素と酸素を
含むガスを反応容器内に導入し放電を継続する窒化処理
工程で反応容器の内部圧力は５mTorr 〜１０Torrの範囲
に含まれることが好ましい。

【００１９】上記の各成膜方法では、成膜工程の後に、
基板の入れ替えを行うことなく、成膜が実行された反応
容器内において、四塩化チタンまたはシラン系ガスの反
応容器内への導入を停止し、かつ窒素と水素を含むガス
の導入を行って放電を生成し、この放電によって、基板
以外の反応容器の壁面などの低温部に付着した膜、すな
わち還元が不十分で塩素（Ｃｌ）が多量に含まれたＴｉ
Ｃｌ_x、ＴｉＣｌ_xＳｉ_y、ＴｉＣｌ_xＮ_y、ＴｉＣｌ
_xＮ_yＳｉ_z等の膜を窒化処理し、これにより安定な物
質に還元し、膜中のＣｌをＨＣｌとしてガス化し、その
後の排気工程でＣｌを速やかに反応容器の外に排気する
ことが可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００２１】図１は、本発明に係るプラズマＣＶＤによ
る成膜方法を実施する処理工程を概略的に示したフロー
チャートであり、従来の処理工程（図３）と対比できる
ように示されている。この成膜方法によれば、反応容器
内に導入される反応ガスに応じて、チタン膜、チタンシ
リサイド膜、窒化チタン膜のいずれか、およびチタン膜
とチタンシリサイド膜と窒化チタン膜のいずれかを任意
に組み合わせて形成される積層膜が成膜される。本実施
形態による成膜の処理工程は、「ガス（Ｈ₂）導入およ
び放電開始ステップ」である第１ステップ（第１工程）
１１、「成膜ステップ」である第２ステップ（第２工
程）１２、「窒化処理ステップ」である第３ステップ
（第３工程）１３、「排気ステップ」である第４ステッ
プ（第４工程）１４とから構成される。なお当然のこと
ながら、第１ステップ１１の前には基板を反応容器内に
搬入するための基板搬送ステップ１０、第４ステップ１
４の後には成膜を完了した基板を反応容器内に搬出する
ための基板搬送ステップ１５が設けられている。処理工
程の全体を大きく捉えると、第１ステップ１１と第２ス
テップ１２によって成膜処理の工程１００が形成され、
第３ステップ１３によって窒化処理の工程２００が形成
される。成膜処理工程１００の後に窒化処理工程２００
が設けられている。図３に示した処理工程と比較する
と、第１ステップ１１と第２ステップ１２と第４ステッ
プ１４はそれぞれ第１ステップ５１と第２ステップ５２
と第３ステップ５３に対応している。第３ステップ１３
である窒化処理ステップは新たに付加されたステップで
あり、本発明に係る成膜方法の特徴工程の部分である。

【００２２】プラズマＣＶＤによる上記の成膜方法は図
２に示した成膜装置で実施される。成膜装置において、
反応容器２１は気密な金属製真空容器で形成され、排気
ポート２２および排気管２３を介して排気機構２４が付
設されている。反応容器２１の内部は排気機構２４によ
って所要の減圧状態に保持される。また排気管２３の途
中には反応容器２１の内部圧力を制御する制御バルブ２
５が付設されている。反応容器２１の底部２６には基板
ホルダ２７が設けられ、基板ホルダ２７の上に基板２８
が搭載されている。基板ホルダ２７の内部には基板２８
を加熱するためのヒータ２９と、温度を検出する熱電対
３０が配置されている。基板２８は基板ホルダ２７の上
で水平に保持され、成膜される面が上方を向いている。
反応容器２１の天井部３１の側には反応ガスを内部空間
に導入するためのシャワーヘッド式の反応ガス導入機構
３２が設けられる。反応ガス導入機構３２は、反応容器
２１の外部に設けられた反応ガス供給機構３３とガス配
管３４で接続されている。また反応ガス供給機構３３が
形成された板状部材３５は上部電極である。上部電極３
５は、下部電極としても機能する基板ホルダ２７に対向
し、かつ高周波電力供給機構３６に接続され、所要の高
周波が給電されるように構成されている。上部電極３５
は、リング状の絶縁体３７を介して天井部３１の中央開
口部３１ａの周囲下面に固定されている。高周波電力供
給機構３６は整合回路３８と高周波電源３９から構成さ
れる。他方、下部電極である基板ホルダ２７は図示のご
とく接地されている。なお反応容器２１自体も接地され
ている。以上の構成を有する成膜装置に関し、その動作
に関する具体的な内容は、以下の実施例の中で説明され
る。

【００２３】図１と図２を参照しながら本発明に係るプ
ラズマＣＶＤによる成膜方法と成膜装置の実施例を詳細
に説明する。

【００２４】排気ポート２２および排気管２３を通して
排気機構２４により減圧状態に維持された反応容器２１
において、その基板ホルダ２７の上に基板２８が載置さ
れる。基板２８の温度は、ヒータ２９と、熱電対３０
と、関連する制御部とによる温度制御に基づいて３００
〜６５０℃の範囲に含まれる或る一定温度に維持されて
いる。代表的な基板温度は４００℃である。基板２８の
表面における成膜すなわち薄膜形成は、図１に示した各
ステップに従って行われる。

【００２５】第１ステップ１１である「ガス（Ｈ₂）導
入および放電開始ステップ」においては、まず反応ガス
供給機構３３から水素（Ｈ₂）を、１００〜１０００sc
cmの範囲に含まれる一定流量、好ましくは５００sccm供
給し、反応ガス導入機構３２を通して反応容器２１の内
部に当該水素ガスを導入する。反応容器２１の内部を
０．０１〜１Torrの範囲に含まれる一定圧力、好ましく
は０．１Torrに保った後、高周波電力を高周波電力供給
機構３６から上部電極３５に供給・印加して反応容器２
１内の基板２８の直上にプラズマを生成する。本実施例
における印加高周波電力は２００〜１０００Ｗの範囲に
含まれる一定電力、好ましくは５００Ｗであり、印加高
周波電力の周波数は１３．５６〜２００ＭＨｚの範囲に
含まれる一定周波数、好ましくは６０ＭＨｚである。

【００２６】次に第２ステップ１２である「成膜ステッ
プ」では、反応ガス供給機構３３から、形成しようとす
る膜に応じて原料となる必要な反応ガスが供給される。
例えば、四塩化チタン（ＴｉＣｌ₄）を導入してチタン
膜が形成され、または、ＴｉＣｌ₄とシラン系ガス（例
えばＳｉＨ₄、一般的にはＳｉ_nＨ_2n+2）を導入してチ
タンシリサイド膜が形成される。本実施例におけるＴｉ
Ｃｌ₄の流量は１〜５sccmの範囲に含まれる一定流量、
ＳｉＨ₄の流量は０．１〜２．５sccmの範囲に含まれる
一定流量であり、基板２８の温度、反応容器２１の内部
圧力、Ｈ₂の流量、高周波電力は第１ステップ１１の場
合と同じである。代表的な流量条件は、ＴｉＣｌ₄が
３．５sccm、ＳｉＨ₄が１．０sccmである。

【００２７】第２ステップ１２では、その他に、同様に
して、ＴｉＣｌ₄とＮ₂を導入することによって窒化チ
タン膜を形成すること、またはＴｉＣｌ₄とＮ₂とＳｉ
Ｈ₄を導入することによってシリコンを含有した窒化チ
タン膜を形成することができる。本実施例におけるＴｉ
Ｃｌ₄の流量は１〜５sccmの範囲に含まれる一定流量、
Ｎ₂の流量は１０〜３０sccmの範囲に含まれる一定流
量、ＳｉＨ₄の流量は０．１〜２．５sccmの範囲に含ま
れる一定流量である。代表的な流量条件は、ＴｉＣｌ₄
が３．５sccm、ＳｉＨ₄が１．０sccm、Ｎ₂が２０sccm
である。また基板２８の温度、反応容器２１の内部圧
力、Ｈ₂の流量、および高周波電力は第１ステップ１１
の場合と同じである。

【００２８】さらに第２ステップ１２では、同様な成膜
条件で、チタン膜またはチタンシリサイド膜を形成した
後に連続して窒化チタン膜を形成することもでき、これ
により積層膜を形成することもできる。

【００２９】第２ステップ１２である「成膜ステップ」
では、上記のごとく基板２８上に所望の薄膜が形成され
ると同時に、基板２８以外の反応容器２１内の低温部で
プラズマが照射される部分、例えば反応容器２１の内壁
面などには、ＴｉＣｌ₄の分解が不十分であるために生
じたＣｌが多量に含まれた膜、すなわち、例えばＴｉや
ＴｉＣｌ_xやＴｉＳｉ_xＣｌ_yの膜、ＴｉＮ成膜の場合
はＴｉＮ_xＣｌ_yの膜が付着する。この壁面などに付着
したかかる膜は、Ｃｌ系ガス（例えばＨＣｌ）の発生源
となる。そのため、成膜後に反応容器２１を排気して
も、その後において反応容器内には多量のＣｌ系ガスが
残留することになる。そのため、従来技術に関連して説
明した問題が生じる。

【００３０】そこで成膜ステップの第２ステップ１２に
続いて「窒化処理ステップ」である第３ステップ１３が
実施される。窒化処理ステップでは、基板は交換される
ことなく、成膜が完了した基板２８は反応容器２１内に
置かれたままである。かかる窒化処理ステップにおい
て、基板２８以外の反応容器２１の内部に壁面などに付
着したＣｌが多量に含まれた膜の窒化が行われる。すな
わち、第３ステップ１３では、ＴｉＣｌ₄またはＳｉＨ
₄の導入が停止され、他方、Ｈ₂とＮ₂の導入が行われ
る。第３ステップ１３においてＨ₂とＮ₂による放電が
生成され、放電が継続され、反応容器内の基板以外の低
温部に付着した膜の窒化処理を行うためのプラズマが生
成される。第３ステップ１３によって基板２８以外の壁
面などに付着した膜、すなわち還元不十分でＣｌが多量
に含まれたＴｉＣｌ_x、ＴｉＣｌ_xＳｉ_y、ＴｉＣｌ_x
Ｎ_y、ＴｉＣｌ_xＮ_yＳｉ_z等の膜は、ＴｉＮ、ＴｉＮ
_xＳｉ_yなどの安定な物質に還元され、膜中のＣｌはＨ
Ｃｌとしてガス化することができる。これによって、反
応容器２１の内部のＣｌを速やかに反応容器の外へ排気
することができる。なお基板上に形成された膜は表面に
保護膜が形成されるため、窒化処理されることはなく、
反応容器内の基板以外の低温部に付着した膜のみが窒化
処理される。

【００３１】以上から明らかなように、第３ステップ１
３では、多量のＣｌを含む付着膜の窒化を起こり易いよ
うにするため、できる限り多くＮ₂を導入し、またＨＣ
ｌを生成するために適度なＨ₂を混合することが望まし
い。さらに反応容器２１の内部の壁部の隅々にまで放電
が行き渡るように、内部圧力も低圧から高圧と変化させ
るような制御を行うことが望ましい。従って第３ステッ
プ１３の条件は、Ｈ₂の導入流量は１００〜１０００scc
mの範囲に含まれる一定流量、Ｎ₂の導入流量は１００
〜１０００sccmの範囲に含まれる一定流量、反応容器２
１の内部圧力は０．００５（５mTorr)〜１０Torrの範囲
に含まれる圧力、高周波電力は２００〜１０００Ｗの範
囲に含まれる一定電力であり、印加周波数は１３．５６
〜２００ＭＨｚの範囲に含まれる一定周波数である。ま
たほ実施例に係る装置では、制御バルブ２５でコンダク
タンスを変化させ、反応容器２１の内部圧力を制御して
いる。以上において代表的な条件は、Ｈ₂が５００scc
m、Ｎ₂が５００sccm、内部圧力が０．３Torr、高周波
電力が１０００Ｗ、および印加周波数が６０ＭＨｚであ
る。

【００３２】最後の第４ステップ１４では、反応容器２
１内へのすべてのガスの導入を停止し、排気機構２４に
よって排気が行われる。

【００３３】以上のごとく、本実施形態によるプラズマ
ＣＶＤによる成膜方法では、第３ステップ１３である窒
化処理ステップを導入したため、これによって１分間の
排気処理による反応容器２１の内部圧力に関する到達圧
力は、従来の場合の１／１０以下となった。これは、成
膜時に反応容器２１の内部の低温である内壁面等に付着
した多量にＣｌを含む膜を窒化し当該Ｃｌをなくしたこ
とによって、付着膜からのＣｌ系ガス（ＨＣｌなど）の
放出が激減したからである。

【００３４】なお前述の実施形態によれば、基板２８の
交換時に反応容器２１から搬送室へのＣｌ系ガスの拡散
量が１／１０に低下した結果、搬送機械の腐食も激減
し、成膜装置の稼働率が従来の場合よりも非常に向上し
た。また前処理室などへのＣｌ系ガスの拡散量も減少し
たため、基板処理の歩留まりも従来の場合より向上させ
ることができた。

【００３５】以上の説明において、本発明による成膜方
法および成膜装置は平行平板型プラズマＣＶＤ装置を用
いて説明されたが、本発明は、他のプラズマＣＶＤ装
置、例えば、ＥＣＲ型プラズマＣＶＤ装置、誘導結合型
プラズマＣＶＤ装置などに用いることも可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、プラズマＣＶＤを利用してＴｉＣｌ₄を原料とし
てチタン膜、チタンシリサイド膜、窒化チタン膜、また
はこれらの任意の積層膜等を成膜するにあたり、成膜ス
テップの後の基板を交換する前の段階で窒化処理ステッ
プを設け、この窒化処理ステップによって基板以外の反
応容器の低温部に付着するＣｌを多量に含む膜を窒化
し、当該膜からのＣｌ系ガスの放出を防止したため、搬
送室や前処理室および基板へのＣｌ汚染を防止し、搬送
機械の腐食を防止し、成膜装置の稼働率を高くでき、信
頼性の高い素子を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラズマＣＶＤによる成膜方法の
工程を示す図である。

【図２】本発明に係る成膜装置の内部構造を示す縦断面
図である。

【図３】従来の成膜方法の工程を示す図である。

【符号の説明】

２１反応容器２４排気機構２７基板ホルダ２８基板３２反応ガス導入機構

フロントページの続き (72)発明者田上学東京都府中市四谷５丁目８番１号アネルバ株式会社内 (72)発明者佐藤英樹東京都府中市四谷５丁目８番１号アネルバ株式会社内Ｆターム(参考） 4K030 AA03 BA18 DA08 FA03 4M104 BB14 BB25 BB30 DD44 DD45 FF17 FF18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を収容した反応容器に四塩化チタン
と水素を導入してプラズマを生成し、前記基板上にチタ
ン膜を形成するプラズマＣＶＤによる成膜方法におい
て、前記チタン膜を形成する成膜工程に続いて、窒素と水素
を含むガスを前記反応容器に導入して放電を生成し、前
記基板以外の前記反応容器内の低温部に付着した膜を窒
化し、前記膜中の塩素を除く窒化処理工程を設けたこと
を特徴としたプラズマＣＶＤによる成膜方法。
【請求項２】基板を収容した反応容器内に四塩化チタ
ン、水素、シラン系ガスを導入してプラズマを生成し、
前記基板上にチタンシリサイド膜を形成するプラズマＣ
ＶＤによる成膜方法において、前記チタンシリサイド膜を形成する成膜工程に続いて、
窒素と水素を含むガスを前記反応容器に導入して放電を
生成し、前記基板以外の前記反応容器内の低温部に付着
した膜を窒化し、前記膜中の塩素を除く窒化処理工程を
設けたことを特徴としたプラズマＣＶＤによる成膜方
法。
【請求項３】基板を収容した反応容器内に四塩化チタ
ン、水素、窒素、シラン系ガスを導入してプラズマを生
成し、前記基板上にシリコンを含有する窒化チタン膜を
形成するプラズマＣＶＤによる成膜方法において、前記窒化チタン膜を形成する成膜工程に続いて、窒素と
水素を含むガスを前記反応容器に導入して放電を生成
し、前記基板以外の前記反応容器内の低温部に付着した
膜を窒化し、前記膜中の塩素を除く窒化処理工程を設け
たことを特徴としたプラズマＣＶＤによる成膜方法。
【請求項４】基板を収容した反応容器内に四塩化チタ
ン、水素を導入してプラズマを生成し前記基板上にチタ
ン膜を形成し、続いて四塩化チタン、水素に加えて窒素
とシラン系ガスを導入して同様にプラズマを生成し、連
続してシリコンを含有する窒化チタン膜を形成すること
によって、前記チタン膜と前記窒化チタン膜からなる積
層膜を形成するプラズマＣＶＤによる成膜方法におい
て、前記積層膜を形成する成膜工程に続いて、窒素と水素を
含むガスを前記反応容器に導入して放電を生成し、前記
基板以外の前記反応容器内の低温部に付着した膜を窒化
し、前記膜中の塩素を除く窒化処理工程を設けたことを
特徴としたプラズマＣＶＤによる成膜方法。
【請求項５】基板を収容した反応容器に四塩化チタ
ン、シラン系ガスを導入してプラズマを生成して前記基
板上にチタンシリサイド膜を形成し、続いて四塩化チタ
ン、水素、シラン系ガスに加えて窒素を導入してプラズ
マを生成し、連続してシリコンを含有する窒化チタン膜
を形成することによって、前記チタンシリサイド膜と前
記窒化チタン膜からなる積層膜を形成するプラズマＣＶ
Ｄによる成膜方法において、前記積層膜を形成する成膜工程に続いて、窒素と水素を
含むガスを前記反応容器に導入して放電を生成し、前記
基板以外の前記反応容器内の低温部に付着した膜を窒化
し、前記膜中の塩素を除く窒化処理工程を設けたことを
特徴としたプラズマＣＶＤによる成膜方法。
【請求項６】窒素と酸素を含むガスを前記反応容器内
に導入し放電を継続する窒化処理工程で前記反応容器の
内部圧力は５mTorr 〜１０Torrの範囲に含まれることを
特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のプラズ
マＣＶＤによる成膜方法。