JP2000286215A - 低減された温度で窒化チタンの金属有機化学気相堆積をする方法 - Google Patents

低減された温度で窒化チタンの金属有機化学気相堆積をする方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属有機物の熱分解を利用し、窒化チタン膜
のコンパウンド気相堆積をするプロセスを開示する。 【解決手段】特に、テトラキスジメチルアミノチタン
（ＴＤＭＡＴ）からの窒化チタン膜の堆積はヘリウムと
窒素を存在させ、好ましくは３５０度以下の温度で行わ
れる。プロセスは約５torrの全圧、少なくとも５００ｓ
ｃｃｍ、好ましくは１０００ｓｃｃｍの窒素希釈ガス流
量、少なくとも５００ｓｃｃｍのエッジパージガス流量
で実行される。ウェーハと加熱したペデスタルとの間の
改善された熱伝導に結びつくこれらのパラメータは少な
くとも６オングストローム／秒という速度での窒化チタ
ン膜の均一な堆積を約束する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】関連出願のクロスリファレンス 本出願は、１９９８年１月２０日に出願された発明の名
称「吸着性を改善するための基板のプラズマアニーリン
グ(Plasma Anealing of Substrates to Improve Adhesi
on)」、同時係属の米国特許出願第０９／００８，７９
６号の一部分割出願、前記名称の出願明細書は１９９７
年２月２８日に出願された、発明の名称「半導体ウェー
ハ上の膜の構造(Construction of a Film on a Semicon
ductor Wafer）」なる表題を有する米国特許出願第０８
／８１０，２２１号の一部継続出願であり、前記名称の
出願明細書は１９９５年７月６日に提出され、現在放棄
されている、発明の名称「薄膜のバイアスプラズマアニ
ーリング(Biased Plasma Annealing of Thin Film
s)」、米国特許出願第０８／４９８，９９０号と、１９
９４年１１月１４日に出願され、現在放棄された、発明
の名称「コンパウンド気相堆積により堆積され改良型窒
化チタン層と製造方法（Improved Titanium Nitride La
yers Deposited by Chemical Vapor Deposition and Me
thod of 」、米国特許出願第０８／３３９，５２１号
と、１９９５年１２月５日に出願された、発明の名称
「薄膜のプラズマアニーリング（Plasma Annealing of
Thin Films)」、米国特許出願第０８／５６７，４６１
号の一部継続である。本出願明細書にはこれと同時に提
出された、発明の名称「パージリングを備えたウェーハ
ペデスタル(Wafer Pedestal with A Purge Ring)」、米
国特許出願第．．．．号（代理人整理番号第３１０５）
に関係する主題も含まれる。前記関連特許出願明細書の
各々は本出願明細書に引用して援用される。
【０００２】
【発明の背景】開示の技術的な背景 １．発明の属する技術分野 本発明は膜の堆積方法、特に金属有機物前駆体を用いた
窒化チタン膜堆積プロセスに関する。
【０００３】２．従来の技術 窒化チタン（ＴｉＮ）膜は集積回路製造、特にデバイス
の用途におけるバリヤ又は接触層として、広く使用され
る。ＴｉＮ膜はテトラキス（ジアルキルアミノ）チタン
又はＴｉ（ＮＲ２）４のような先駆物質を用いた金属有
機物気相堆積（ＭＯＣＶＤ）によって形成することがで
きるが、ここでＲはアルキル基である。例えば、１９９
３年９月２１日に付与された米国特許第５，２４６，８
８１号には２００〜６００度の温度と約０．１〜１００
torrの圧力でのＴｉＮ堆積の場合には活性化させた種を
組み合わせたテトラキス（ジメチルアミノ）チタン又は
ＴＤＭＡＴの熱分解が開示されている。１９９６年１１
月１９日に付与された他の米国特許第５，５７６，０７
１号（’０７１特許）には０．１〜１０torrの圧力と２
００〜７００度範囲の温度で窒素のような反応性キャリ
ヤガスを存在させて行われる同じようなＴｉＮ堆積プロ
セスが開示されている。
【０００４】堆積パラメータの選択は主として堆積膜の
望ましい電気的及び物理的特性に従い決まるが、ウェー
ハ基板上に既に存在している他の物質との適合性を求め
る要求の制約も受ける。例えば、サブ０．２５μｍデバ
イスの用途に関しては、金属の相互接続部のキャパシタ
ンスは信号遅延の重要な一因になる可能性がある。回路
速度と金属相互接続部間のクロストークとの双方の必要
条件を満たすには、絶縁体を誘電率の小さな物質（即
ち、ｋが３．８以下のｋ値の小さな誘電物質）で製作す
ることが好ましい。しかし、広範な種類に亘るフッ素化
有機化合物又は無機化合物を含む現行のｋ値の小さな誘
電物質は約４００度までしか安定していない。従って、
ＴｉＮ堆積を含むバックエンドプロセスは、好ましく
は、これらのｋ値の小さな誘電体との適合性を確実に
し、デバイス特性における逆効果を避けるため比較的低
温で実行すべきである。しかし、ｋ値の小さな誘電物質
に適合する温度で金属有機先駆物質を用いたＴｉＮの堆
積は堆積速度が低い。
【０００５】従って、当前記技術には実行可能なデバイ
ス製造プロセスに必要な堆積速度を犠牲にすることなく
ｋ値の小さな誘電物質に適合する比較的低温のＴｉＮ堆
積プロセスを求める必要性がある。
【０００６】
【発明の概要】従来技術に関連する不利な点は金属有機
物と、希釈ガスと、少なくとも５００ｓｃｃｍの流量の
パージガスを、基板を収容したチャンバに供給してチャ
ンバの内部に少なくとも５torrの圧力を形成し、基板を
加熱して前記金属有機物の熱分解を発生させ、基板上に
ＴｉＮ膜を形成することで克服される。
【０００７】更に詳しくは、テトラキスジアルキルアミ
ノチタン（ＴＤＭＡＴ）のような先駆物質分子がこの熱
分解プロセスに使用されるため、ＴＤＭＡＴは十分低い
温度で分解され、高温ＴｉＮ分解プロセスで得られる堆
積速度を相当量低減させることなく、比較的誘電率の低
い誘電物質に対するプロセスの適合性が保証される。
【０００８】本発明にあって、ウェーハはサブ０．２５
μｍデバイスの製造に用いられれる大方のｋ値の小さな
物質に対し安定性を維持するに十分低い比較的一定な処
理温度に維持される。ヘリウムと窒素のようなキャリヤ
ガスと希釈ガスと共にＴＤＭＡＴはプロセスチャンバの
内部に導入され、そこでは加熱されたウェーハ表面の極
く近傍でＴＤＭＡＴの熱分解が行われる。ウェーハは、
好ましくは、加熱した支持ペデスタルとの熱接触を介し
３５０度以下の温度に保たれる。膜堆積の期間に、堆積
チャンバ内の全圧は窒素ガスの流量を約１０００ｓｃｃ
ｍ、ヘリウムの流量を約６００ｓｃｃｍ、ウェーハ裏面
ガス圧を約３．５torrにして、ほぼ５torrに維持され
る。
【０００９】本発明の一様態によれば、ペデスタルを取
り囲むエッジリングアッセンブリの表面上はもとより、
加熱されたペデスタルのエッジ（縁）上の好ましからざ
る堆積を最小にするため、デュアルパージ構成により１
０００ｓｃｃｍ以上の速度で窒素ガスを流す方式が用い
られる。更に、このパージ流は堆積速度と堆積膜のステ
ップカバレージの改善に寄与する。本発明では均一性、
ステップカバレージ及びウェーハと加熱されたペデスタ
ル相互間の熱伝導が改善されると共に、６オングストロ
ーム／秒以上の比較的高速で窒化チタン（ＴｉＮ）膜が
堆積できるようになる。
【００１０】堆積したままのＴｉＮ膜は次いで水素と窒
素を存在させたプラズマ処理又はプラズマアニーリング
を受けることになる。処理前の膜と比較し抵抗率を大き
く下げた処理済みのＴｉＮ膜は拡散バリヤ又は接触バリ
ヤとしての使用に適している。
【００１１】本発明の低減された温度のＴｉＮ堆積プロ
セスはｋ値の小さな誘電物質の存在によって課される低
温度必要条件に完全に適合する。その上、本発明のデュ
アルパージ機能によって無堆積、従って、保守管理無用
のペデスタルヒータが提供され、プロセスウェーハの超
微少アーク放電と粒状物質による汚染との問題が軽減さ
れる。
【００１２】
【実施形態の詳細な説明】本発明は、３５０度以下のテ
トラキス（ジメチルアミノ）―チタニウム（ＴＤＭＡ
Ｔ）前駆体を用いたコンフォーマルな窒化チタン（Ｔｉ
Ｎ）膜の堆積方法である。このように本発明のプロセス
は、サブ２５ミクロン用途に使用される誘電率が３．８
より低い（低ｋ材料）誘電体材料と互換性がある。
【００１３】システム１０ 図１は本発明に従いＴｉＮ膜の堆積を行うために使用で
きるウェーハ処理システム１０の概略図である。この装
置は定型的には、プロセスチャンバ１００と、ガスパネ
ル３０と、制御ユニット２０とその他の電源及びポンプ
などのハードウエア構成から成る。本発明に使用される
システム１０の詳細は１９９８年２月１３日に出願さ
れ、本明細書に引用し援用されている、発明の名称「窒
化チタンのコンパウンド気相堆積に有効な反応器(React
or Useful for Chemical Vapor Deposition of Titaniu
m Nitride)」、通常に譲渡された米国特許出願第０９／
０２３，８５２号（代理人整理番号２４６５Ｐ１）に説
明されている。このシステム１０の顕著な特徴を以下に
簡単に説明する。
【００１４】チャンバ１００ プロセスチャンバ１００は通常、半導体ウェーハ１９０
のような基板の支持に使用する支持ペデスタル１５０を
含む。このペデスタル１５０は定型的には変位機構（図
示せず）を用い、チャンバ１００内部の垂直方向に移動
できる。特殊なプロセスによっては、ウェーハ１９０は
処理に先立ってある所望温度まで加熱する必要がある。
本発明にあっては、ウェーハ支持ペデスタル１５０は埋
め込んだ発熱体１７０によって加熱される。例えば、ペ
デスタル１５０はＡＣ電源１６からの電流を発熱体１７
０に印加することによって抵抗加熱してもよい。ウェー
ハ１９０もペデスタル１５０によって加熱される。熱伝
対のような温度センサ１７２もウェーハ支持ペデスタル
１５０の内部に埋め込まれ、従来的な方法でペデスタル
１５０の温度をモニタする。ウェーハ温度を特定プロセ
スの用途に適切な希望温度に維持又は制御されるよう、
温度測定値は発熱体１７０に対する電源１６を制御する
ためフィードバックループに適用される。
【００１５】プロセスチャンバ１００の排気をし且つチ
ャンバ１００内部に適正なガスの流れと圧力を維持する
ために真空ポンプ１２が使用される。チャンバ１００の
内部にプロセスガスを導入する介助をするシャワーヘッ
ド１２０はウェーハ支持ペデスタル１５０の上方に位置
されている。このシャワーヘッドはプロセスシーケンス
の異なるステップで使用する各種のガスを制御し、供給
するガスパネル３０に接続する。
【００１６】本発明の実施形態にあって、ＴｉＮ膜の堆
積はＴＤＭＡＴのような金属有機物の熱分解によって達
成される。ＴＤＭＡＴはアンプルに含まれる液体サンプ
ル又はバブラ（図示せず）を介してヘリウムのようなキ
ャリヤガスを泡立たせることによってプロセスチャンバ
１００の内部に導入される。代わって、直接的な液体噴
射システムを用いてチャンバ１００の内部にＴＤＭＡＴ
を導入してもよい。
【００１７】バブラを使用してサンプルを供給するに
は、バブラは約５０度の温度に維持され 約０．６torr
以上のＴＤＭＡＴ気相圧を供給する。ガスパネル３０を
介したガス流量の適正な制御と調整は各大流量コントロ
ーラ（図示せず）と、コンピュータ等のコントローラユ
ニット２０とによって行われる。シャワーヘッド１２０
によってガスパネル３０からの各プロセスガスがチャン
バ１００の内部に均一に分配、導入できるようになる。
図解的に説明すると、制御ユニット２０は中央処理ユニ
ット（ＣＰＵ）２２と、支援用複合回路装置２４と、関
連する制御ソフトウエア２６を収容する個々のメモリか
ら成る。この制御ユニット２０はウェーハの移送、ガス
流量の制御、温度制御、チャンバの排気等のようにウェ
ーハの処理に必要な多数のステップの自動制御にあた
る。制御ユニット２０と装置１０の各種構成部品相互間
での二方向通信は集合的に信号バス２８として照会され
る多数の信号ケーブルを介し処理され、その内の幾つか
を図１に示す。
【００１８】シャワーヘッド１２０の下方、且つその極
く近傍に配置されたウェーハ１９０等の基板は真空チャ
ック操作によってペデスタル１５０上に保持される。ウ
ェーハ１９０の裏面又は裏側１９２は真空配管１６０に
結合されている。ウェーハ１９０の前面１９１と裏面１
９２相互間に差圧が確立されるように、真空配管１６０
はウェーハ裏面１９２から排気をする。この正味の前面
圧はウェーハ１９０をペデスタル１５０の上部適正位置
に保持する役目を果たす。ウェーハ裏面１９２と、真空
ポンプ１４及びガス供給源１５相互を接続するため真空
配管１６０に三方向バルブ１６２を設ける。特殊な用途
によっては、このバルブは必要に応じウェーハ裏面１９
２に裏面ガスを随意的に導入するよう制御することがで
きる。制御ユニット２０はバルブ１６２、真空ポンプ１
４及び裏面ガス源１５を制御することによって適正な裏
面ガス流量と、裏面ガス圧力を維持する。勿論、ウェー
ハ１９０を保持する他の方法、例えば静電チャック、機
械的クランプ又は単純な重力方式を採用してもよい。こ
の特定実施形態では、真空チャック操作と裏面ガスの適
用は加熱したペデスタル１５０とウェーハ１９０相互間
の熱伝導の改善に役立つ。その結果、ウェーハ１９０は
膜堆積プロセスの期間、加熱したペデスタル１５０によ
って比較的一定温度に維持することができる。真空チャ
ックと共に裏面ガスの適用に付いては以下に詳述する。
【００１９】本発明で使用する加熱ペデスタル１５０は
アルミで製作し、ペデスタル１５０のウェーハ支持面１
５１下部のある距離のところに埋め込んだ発熱体１７０
から成る。発熱体１７０はインコロイ(Incoloy)シース
チューブ内に包封したニッケルクロームワイヤで製作す
る。発熱体１７０への電流供給源１６を適正に調整する
ことで、膜堆積の期間にウェーハ１９０とペデスタル１
５０を比較的一定温度に維持することができる。これは
ペデスタル１５０に埋め込んだ熱電対１７２によってペ
デスタル１５０の温度が連続的にモニタされるフィード
バック制御ループによって達成される。この情報はヒー
タ電源１６に必要な信号を送信することで応答する制御
ユニット２０に信号バス２８を介し伝送される。次い
で、ペデスタル１５０を望ましい温度、即ち、特定のプ
ロセス用途に適切な温度に維持、制御するよう、電流供
給源１６で調整が行われる。プロセスガス混合体がシャ
ワーヘッド１２０から出ると、加熱されたウェーハ１９
０の表面１９１でＴＤＭＡＴの熱分解が発生し、ウェー
ハ１９０上にＴｉＮ膜が堆積するに至る。
【００２０】ガスパージとエッジリングアッセンブリ 従来のＭＯＣＶＤ ＴｉＮプロセスにあって、チャンバ
の洗浄は定型的には長期に亘ったウェーハ処理運転後に
湿式洗浄プロセスに従い行われる。湿式洗浄プロセスは
かなり長い装置休止時間をもたすばかりでなく、装置洗
浄と装置洗浄の間に、ペデスタル１５０の壁部又は垂直
エッジ１８１上にＴｉＮ膜が堆積するため超微少アーク
放電及び粒状物質による汚染が発生し得る。本発明で
は、これらの問題はＴｉＮ堆積の期間にペデスタルのエ
ッジ１８１の近傍に連続したパージガス流を設けること
によって軽減される。
【００２１】本発明の実施に用いるプロセスチャンバ１
００の内部の部分断面を図２（ａ）に示す。ペデスタル
１５０はチャンバ本体１１０の内部に包み込まれ、各プ
ロセスガスを供給し、ウェーハ１９０の近傍上方にそれ
を均一に分配するシャワーヘッド１２０の下方に位置す
る。接地したチャンバ本体１１０と蓋プレート（図示せ
ず）からＲＦ駆動できるシャワーヘッド１２０を隔離す
るため、シャワーヘッド１２０の外側１２４の周囲に蓋
分離装置１２６が配される。ＲＦ電源は堆積させた膜の
プラズマアニーリングに備えシャワーヘッド１２０に結
合する。
【００２２】エッジリングアッセンブリ２００はペデス
タル１５０の周辺に沿って配したパージリング２８０上
に支持される。１）ポンプ機能チャネル１２８にプラズ
マが入るのを制限するために用いた内側シールド１１１
と、２）内側シールド１１１をチャンバ本体１１０から
電気的に隔離するチャンバインサート１１２と、３）チ
ャンバ本体１１０の内壁部１０１上での好ましからざる
堆積を避けるための外側シールド１１３とを含む各種の
チャンバ構成部品がエッジリングアッセンブリ２００と
チャンバ本体１１０との間に配される。エッジリングア
ッセンブリ２００、ペデスタル１５０及びパージリング
２８０に関する更なる詳細は、本明細書と同時に出願さ
れた、発明の名称「パージリングを備えたウェーハペデ
スタル(Wafer Pedestal With A Purge Ring)」、一般的
に譲渡された米国特許出願明細書第．．．．号（代理人
整理番号第３１０５）に記載されている。これらの構成
部品の主な特徴の幾つかは本発明の理解に役立てるため
本出願明細書に記載している。
【００２３】図２（ｂ）はペデスタル１５０、パージリ
ング２８０及びエッジリングアッセンブリ２００の拡大
断面図である。支持ペデスタル１５０は実質的には円形
をした形状で、ペデスタル１５０をある希望温度に維持
するために使用する発熱体１７０が内部に埋め込まれて
いる。ペデスタル１５０のウェーハ支持面１５１上に置
かれるウェーハ１９０はそのためウェーハ処理の期間に
比較的一定な温度に維持できる。ペデスタル１５０は段
状構造になっているため、ペデスタル１５０の最上部１
５０Ｔの円周は中間部１５０Ｍの円周よりも小さく、１
５０Ｍは底部１５０Ｂよりも円周が小さい。最上部１５
０Ｔの近傍でペデスタル１５０の垂直エッジ１８１に沿
い流れるパージガスを導入するためペデスタル１５０の
内部に合計八本のチャネル１５６が設けられる。これら
のチャネル１５６は図２（ｂ）に示すようにペデスタル
１５０の中心から開口部１５５に向けて放射状に延びて
いる。ウェーハ１５０の真空チャック操作に備えペデス
タル１５０の最上面１５１に他のチャネル１５９が設備
される。これらのチャネル１５９はペデスタル１５０の
シャフト１６４の内部に配した真空配管１６０に接続す
る。
【００２４】アルミで製作するパージリング２８０はパ
ージガスの流れをペデスタル１５０の垂直エッジ１８１
の周囲に沿って方向設定する設計である。パージリング
２８０は、パージヒータ１８０としても公知な一体ユニ
ットを形成するため加熱されたペデスタル１５０上に溶
接される。ペデスタル１５０の垂直エッジ１８１に沿い
パージガスの流れを方向設定するように、パージリング
２８０の内側部分２８３には数百という等間隔の小孔２
８５が設けられている。チャネル１８６がペデスタル１
５０の中間部分１５０Ｍとパージリング２８０相互間に
形成される。このチャネル１８６はペデスタル１５０の
最上部１５０Ｔとパージリング２８０との間に確立され
る空間１８４に開口部１５５を接続する。
【００２５】三部構成のエッジリングアッセンブリ２０
０は通常、ペデスタル１５０の外周１５０Ｐに沿って配
される。図２（ｂ）に示すように、エッジリングアッセ
ンブリ２００はペデスタル１５０の段部分又はフランジ
部分１５４の周りに沿って嵌合するパージリング２８０
上に支持される。エッジリングアッセンブリ２００は上
部リング２４０、中間リング２３０及び下部リング２２
０を含む。上部リング２４０は実質上逆Ｌ字形の断面を
もつアルミ環状体である。上部リング２４０の水平部分
２５０は中間リング２３０の上面２３６に支持され、一
方、上部リング２４０の垂直部分２６０はパージリング
２８０とペデスタル１５０に隣接するところまで、かつ
これらの極く近傍まで下方に延びる。中間リング２３０
は上部リング２４０と底部リング２２０との間に嵌合す
る実質上平らな環状体である。底部リング２２０もその
内側部分２２３がパージリング２８０の内側部分２８３
に対し相補的な形状をした実質上平らな環状の形をして
いる。中間リング２３０と底部リング２２０は共に３１
６等級のステンレス鋼で製作する。上部リング２４０、
中間リング２３０及び底部リング２２０は三つの心出し
ボルト２７１で一体にボルト締めされ、エッジリングア
ッセンブリ２００全体はパージリング２８０の外側部分
２８４にねじ込まれる三つの据え付けピン２７２上に支
持される。パージガスの流路を設けるため、パージリン
グ２８０の最上部２８１と下部リング２２０の底部２２
２との間に幅狭なチャネル２２６を形成する。
【００２６】エッジリングアッセンブリ２００はステン
レス鋼とアルミで製作する。上部リング２４０の上面２
５１と外側エッジ２６２のような露出面はビード噴射加
工でざらつかせ、これら表面に形成される好ましからざ
る堆積物の付着性を改善する。この改善された付着性は
堆積物がエッジリングアッセンブリ２００からフレーキ
ング落下する可能性を最小化し、従って、ウェーハ１９
０の粒子状物質による汚染を軽減させる助けをする。
【００２７】ウェーハ処理の期間、窒素又はアルゴンの
ようなパージガスはペデスタル１５０の上部垂直エッジ
１８１に沿いウェーハ１９０の裏面１９２に向けて流れ
るよう方向設定される。本発明のこの特定実施形態では
窒素（Ｎ2）がパージガスとして選択される。不活性ガ
スを含む他のガスもプロセスへの適用上透明である限り
使用してもよい。パージガスはペデスタル１５０内部の
各チャネル１５６に導入され、ペデスタル１５０の中間
部１５０Ｍの外周に沿い位置する開口部１５５から外に
出る。パージガスはチャネル１８６を通過し、ペデスタ
ル１５０とパージリング２８０との間に形成された空間
１８４に入る。ガスは次いで空間１８４からパージリン
グ２８０にある多数の小孔２８５を通り、ペデスタル１
５０の垂直エッジ１８１に隣接する別な空間１８２に入
る。この空間１８２は通常、パージリング２８０の内側
部分２８３と、上部、底部リング２４０、２２０の内側
部分２４３、２２３と、ペデスタル１５０の垂直エッジ
１８１と、ペデスタル１５０の最上部に支持されるウェ
ーハ１９０の裏面１９２とによって確立される。矢印２
９１で示すこのエッジパージ流パターンはペデスタル１
５０の垂直エッジ１８１と上部リング２４０の内側部分
２４３上への好ましからざる膜の堆積を防止する助けに
なる。
【００２８】堆積の期間にこの大きなエッジパージ流を
組み入れることは本発明の主な特徴である。有効なエッ
ジパージを欠いては好ましからざる堆積物はウェーハ１
９０の裏面１９２、ペデスタル１５０の垂直エッジ１８
１、或いは上部リング２４０の内側部分２４３の表面２
４３Ｓ全体に積もる傾向がある。堆積後プラズマアニー
リング段階の期間にこれらの堆積物は二次プラズマ又は
超微少アーク放電を発生させることがあり、ウェーハ１
９０を破損させる結果に至る。この大流量のエッジパー
ジの実施は超微少アーク放電問題を排除するのみなら
ず、パージヒータ１８０を保守管理なしに維持すること
によって周期的保守管理の期間における装置の休止時間
が著しく短縮されもする。
【００２９】矢印２９２で示す底部パージ流は第二パー
ジガスを上部リング２４０の細長い垂直部分２６０の周
囲に指し向ける。この底部パージガス流はチャンバ１０
０の底部から別個のガス配管（図示せず）によって導入
され、エッジリングアッセンブリ２００とパージヒータ
１８０の裏側１８０Ｂ上における好ましからざる堆積を
最小化する一助になる。底部パージガス流の一部は底部
リング２２０とパージリング２８０相互間に形成される
チャネル２２６に導かれ、そこでそのガス流は空間１８
２内部のエッジパージ流に合流する。底部パージガス流
の第二部分は上部リング２４０の細長い部分２６０の外
面２６２に沿い流れ、細長い部分２６０と内部シールド
１１１相互間に確立された空間２４２に入る。次いで、
パージガスは蓋隔離装置１２６と内部シールド１１１の
上部１１１Ｔとの間の空間１２２から各プロセスガス、
反応副生物及び各エッジパージガスと共にポンプ排出さ
れる。
【００３０】Ｎ2は本発明ではエッジパージ流と底部パ
ージ流の双方に使用されるが、実際の堆積プロセスの妨
げとならぬ限り、不活性ガスを含むアルゴン又は他のガ
スを使用してよい。好ましい実施形態にあって、エッジ
パージには約１５００ｓｃｃｍのＮ2流量が採用され、
底部パージの流量は約１０００ｓｃｃｍである。一般
に、流量範囲約５００〜３０００ｓｃｃｍはエッジパー
ジと底部パージの双方に受け入れることができる。ペデ
スタル１５０とエッジリングアッセンブリ２００の近接
部での堆積を効果的に防止するにはこのように比較的大
きな流量が必要である。この大きなパージ流量のもう一
つの利点はエッジリングアッセンブリ２００の温度を約
３１０±１０度まで下げることである。この低減された
温度はエッジリングアッセンブリ２００上の好ましから
ざる膜の堆積を更に最小化する働きをする。このデュア
ルパージ（エッジと底部）機能のために、本発明のプロ
セスは超微少アーク放電と粒状物質による汚染の防止は
もとより、洗浄サイクル間の時間を拡大することによっ
てチャンバ性能は劇的な改善に至る。
【００３１】エッジパージを実施することは更に本発明
のもう一つの重要な特徴に寄与する。好ましからざる堆
積物の最小化とは別に、エッジパージはステップカバレ
ージはもとより、改善されたＴｉＮ堆積速度に多少とも
驚くほどに寄与することが確認されている。これに付い
ては更にＴｉＮ堆積プロセスとの関連で以下に説明す
る。
【００３２】ＴｉＮ堆積プロセス 本実施形態にあって、ＴＤＭＡＴはＴｉＮ膜堆積のため
の先駆物質種として使用し、ヘリウムはキャリヤガスと
して用いられる。堆積期間には希釈ガスとして窒素と付
加的なヘリウムが使用される。代わって、他のアルキル
メンバのテトラキスジアルキルアミノチタンのような金
属有機物も先駆物質種として使用することもできる。同
様に、数ある中でアルゴン（Ａｒ）、水素（Ｈ2）、窒
素（Ｎ2）のような各種ガスを必要に応じキャリヤガス
又は希釈ガスの何れかとして使用してもよい。本発明に
あって、堆積プロセスパラメータは約１５０〜３８０度
のウェーハ温度、約２torr〜５０torr範囲の全圧、約２
００〜５００ｓｃｃｍのＴＤＭＡＴ／Ｈｅ流量、約５０
０〜２０００ｓｃｃｍのＮ2流量から２００〜１０００
ｓｃｃｍの範囲におけるＨｅ希釈ガス流量までに亘らせ
ることができる。堆積は、好ましくはウェーハ温度３５
０度以下、全圧約５torr、ＴＤＭＡＴ／Ｈｅ流量を約２
７５ｓｃｃｍ、Ｎ2流量を約１０００ｓｃｃｍとし、付
加的Ｈｅ希釈ガスの流量を約３２５ｓｃｃｍとして行わ
れる。この堆積プロセスの期間、ウェーハペデスタル１
５０とエッジリングアッセンブリ２００の下方に５００
〜３０００ｓｃｃｍ範囲におけるＮ2エッジと底部のパ
ージガス流量も設定される。本実施形態に採用される比
較的低いプロセス温度は解説を目的にしたものに限られ
ると認識すべきである。特に、この低温プロセスはｋ値
の小さな誘電物質との適合性に向けたものである。他の
用途の場合、高いウェーハ温度も本発明に開示されるプ
ロセスパラメータと共に採用することもできる。
【００３３】熱ＣＶＤプロセスでは、プロセス温度を低
くすると、低減させた膜堆積速度にも関わらず、ステッ
プカバレージに改善をもたらす傾向がある。製造の観点
から、総合的なプロセススループットを危険にさらすの
を避けるため、堆積速度を十分大きく維持することが大
切である。
【００３４】ＴｉＮ堆積速度はパージガスの流量、特に
エッジパージガスの流量でも決まることが明らかにされ
た。このエッジパージはペデスタル１５０の円周エッジ
上の好ましからざる堆積物を最小化するのみならず、堆
積速度を約１０％増大させることにもなる。これはウェ
ーハ１９０の最も近くに各ガスを閉じこめるバリヤとし
て作用するエッジパージ流の二次効果として説明でき
る。プロセスガスと、あり得る反応中間物又は反応生成
物を含むこれらのガスはエッジパージガスの存在によっ
てウェーハ１９０の前側１９１上に閉じこめられる。
【００３５】本発明において実施されるように、全圧と
Ｎ2エッジパージガス流量双方の増強は低温（例えば３
５０度）を採用した場合でも６オングストローム／秒以
上の速度での均等なＴｉＮ堆積をするプロセスに帰着す
る。更に、１．５torrで実行される従来技術によるプロ
セスで単に約８０％というステップカバレージに比較
し、約４：１なるアスペクト比では約９０％というステ
ップカバレージが達成される。
【００３６】その上、膜厚さとシート抵抗双方に関する
優れた均一性がこのプロセスから結果される。例えば、
１．５torrでの先行プロセスの場合の１２％に対し、８
％より優れたシート抵抗均一性が達成される。ここに引
用した均一性は“１ｘ５０”プロセスで得られる、即ち
単一サイクルの堆積とアニーリングで５０オングストロ
ームのＴｉＮ膜が堆積されるということである。（堆積
とアニーリングの “ｎｘ５０”マルチサイクルではな
くて。ここでｎは５０オングストロームを毎回形成する
回数でこの方が均一性が改善される。）厚さの均一性
と、シート抵抗の均一性も共にエッジパージによって改
善される。例えば、エッジパージを加えることでＴｉＮ
膜厚さはウェーハ１９０のエッジ１９３と互角にまで増
大し、厚さ均一性の改善に至る。対称的に、底部パージ
流量を拡大しても堆積速度又は堆積均一性に対する効果
は取るに足らぬ程度と思われる。ウェーハ内部４９点測
定方式では本発明によるプロセスの場合、約４％（標準
偏差）以下の厚さ均一性が与えられる。
【００３７】通常の期待とは対照的に、大きな流量のＮ
2希釈ガスは堆積したままのＴｉＮ膜の内部窒素の原因
にはならぬことが実験によっても示される。それより
も、堆積したままのＴｉＮ膜の内部窒素はＴＤＭＡＴ先
駆物質自体に源を発する。即ち、本発明にあってＮ2希
釈ガスは従来技術に開示されるように、“反応キャリ
ヤ”として作用せず、“能動”種としても別途作用しな
い。
【００３８】裏面圧力と真空チャック操作 図１に示すように、ウェーハ１９０の裏面１９２は真空
配管１６０を介し真空ポンプ１４に接続される。しか
し、ポンプ１４によって裏面１９２に形成されるこの減
圧に加え、膜堆積の期間、ウェーハ１９０の裏面１９２
に作用する約３．５torrの圧力が作用するよう、一定流
量の裏面ガスが維持される。これは図２に記載するよう
に、真空配管１６０をペデスタル１５０の上面１５１に
設けた多数の溝１５９に接続することによって達成され
る。この特定実施形態にあって、窒素が裏面ガスとして
使用されるが、特にアルゴン又はヘリウムのような他の
ガスを使用してもよい。実窒素流量は真空チャック操作
に用いた真空ポンプ１４の運転速度によって決まる。例
えば、本プロセスにおいて、約２０〜９０ｓｃｃｍ範囲
の窒素流量は約２〜４．５torr範囲の裏面圧力を維持す
るには十分である。この裏面ガスはプロセスガスからの
全前面圧と共にウェーハ１９０の前面１９１と裏面１９
２との間に約１．５torrの圧力差を形成する。ウェーハ
１９０の前面１９１における正味圧力でウェーハ１９０
は加熱したペデスタル１５０上に確実に保持される。一
般に、前面１９１に作用する正味圧力が高ければ高いほ
ど、ウェーハ１９０に作用するチャック力は大きくな
る。定型的に、前面圧力の約２０％に等しい圧力差はウ
ェーハ１９０を確実に保持する上で十分である。本発明
に採用される動作圧力範囲の場合、少なくとも約１torr
の圧力差が望ましい。
【００３９】裏面ガス圧は本発明の更にもう一つの主要
な特徴に寄与している。代表的な熱ＣＶＤプロセスにあ
って、ウェーハ温度は重要なプロセスパラメータで、こ
れは特に膜の堆積速度が表面反応によって制限される現
時点での圧力／温度体制にあっては正にその通りであ
る。この実施形態にあってウェーハ１９０はペデスタル
１５０によって直接的に加熱されるため、プロセスの確
実な温度制御を保証するにはウェーハ１９０とペデスタ
ル１５０との間の良好な温度接触が必須条件である。本
発明において裏面ガス方式を採用すると、ウェーハ１９
０と加熱したペデスタル１５０相互間の熱伝導に相当な
改善がもたらされる。ウェーハ１９０とペデスタル１５
０との間の温度差はウェーハ１９０とペデスタル１５０
相互間の熱伝導の有効性を示す良い指標であり、温度差
が小さければ小さいほど、熱伝導は良好になる。ウェー
ハ温度は定型的には熱電対を埋め込んだテストウェーハ
（図示せず）を用いて測定される。本発明のプロセスで
は、約４０度以下、或いは特に２０〜３０度の温度差が
ウェーハ１９０とペデスタル１５０との間に観察される
（処理期間のウェーハの温度はテストウェーハに対し測
定した値と実質上差はないということが暗黙の仮定であ
る）。これは約８０度の温度差が観察され、裏面ガスを
欠く先行の低圧プロセスとよい対照をなす。即ち、本発
明にあっては、処理時に約３５０度のウェーハ温度を維
持するには、先行の低圧プロセスの場合の約４３０度と
は対照的に僅かに３８０度のヒータ温度が要求される。
この低減温度運転はヒータ１８０の寿命を拡張するばか
りではなく、膜堆積プロセス全体に対する熱経費とプロ
セス限界も改善される。これに付いては後続のプラズマ
処理ステップと関連し以下に詳述する。ペデスタル１５
０とウェーハ１９０相互間の効率的熱伝導はウェーハ処
理温度の確実な制御につながり、連続したウェーハプロ
セスでの優れた均一性に寄与する。従って、大流量のパ
ージと裏面ガスの適用と相まったプロセスガス圧の増強
によってＴiＮの堆積は良好な均一性を伴う合理的な大
堆積速度で実行できるようになる。その結果達成される
低減ウェーハ温度でのプロセスはｋ値の小さい誘電材料
を使用する場合にも適合する。
【００４０】Ｎ2／Ｈ2プラズマ処理 堆積したままのＴｉＮ膜の性状は定型的には拡散バリヤ
としての目的用途に関しては完全であるとはほど遠いも
のである。例えば、膜には約２０〜２５％という高レベ
ルの炭素が含まれることがあり、高い抵抗率をもつ傾向
がある。空気又は水分に暴露すると膜内部への酸素吸収
によって抵抗率は更に拡大する。バリヤ層として有効で
あるためには、定型的には約１０００μΩ−ｃｍ以下の
膜抵抗率が求められる。従って、堆積したままの膜は結
果として抵抗率を低減させ、純度を向上させ、密度が強
化され、安定性が改善された膜の実現に至らしめるプラ
ズマ処理のステップを受ける必要がある。
【００４１】プラズマ処理ステップはＮ2流量を２００
〜９００ｓｃｃｍ、Ｈ2流量を３００〜９００ｓｃｃ
ｍ、圧力範囲を１〜３torrに設定し、Ｈ2とＮ2の全流量
を約２００〜１５００ｓｃｃｍにして実行することがで
きる。しかし、Ｈ2とＮ2の全流量５００〜１０００ｓｃ
ｃｍと、全圧約１．３torrが好ましい。本プロセスでは
にＨ2／Ｎ2流量比１．５が採用されるけれども、１〜２
の範囲の比も受け入れられる。しかし、この流量比は本
発明の実施に関し重要ではない。同じ全圧と流量比を維
持しながら全流量を拡大するとプラズマ処理プロセスの
効率が改善される傾向のあることが確認されている。７
０ｋＨｚ〜１３．６ＭＨｚ範囲のＲＦ周波数と、５００
〜１０００Ｗの電力はプラズマ処理に適用できるが、約
７５０Ｗにおける低周波数３５０ｋＨｚのＲＦ信号が好
まし。ＲＦ電力はチャンバ壁とペデスタルでＲＦ接地を
形成した状態でＲＦ電源（図示せず）からシャワーヘッ
ド１２０に印加する。プラズマ中に発生する窒素含有種
と水素含有種（イオン、中性粒子、原子及び分子を含
む）は堆積させたＴｉＮ膜の微細構造、又は化学組成、
又はその両方を変化させる。このプラズマプロセスの厳
密な仕組みは完全には理解されていないが、プラズマ処
理したＴｉＮ膜は炭素含有量が５％以下に低減され、膜
の抵抗率が約２５０−μΩｃｍまで低下し、空気又は水
分への暴露後の酸素取り込みに対する耐性が改善された
ことが確認されている。ＴｉＮ膜は密度もプラズマ処理
によって増強され、処理前の厚さ１００オングストロー
ムは処理後約５０オングストロームに軽減される。特殊
な用途によってはアルゴン、ヘリウム及びアンモニアの
ような他のガスもこのプラズマ処理ステップの期間に使
用できる。例えば、プラズマガスの内、重質の大きな種
を使用すると、重質の小さな種に比較し異なる膜特性に
帰着することがある。他の用途にあっては、処理した膜
にプラズマガスからのある種が取り込まれることも望ま
しいことがある。このプラズマ処理プロセスの詳細は１
９９７年２月２８日に出願され、本出願明細書に引用し
て援用されている、発明の名称「半導体ウェーハ上の膜
の構造(Construction of a Film on a Semiconductor W
afer)」、一般的に譲渡された米国出願明細書連番第０
８／８１０，２２１号に開示されてある。
【００４２】前文に述べたように、本プロセスではウェ
ーハペデスタル相互間の熱伝導が改善され、膜堆積の期
間により低いウェーハ温度の適用ができるようになる。
これは、プラズマ処理ステップの期間に裏面ガス圧の適
用がないため重要なことである。それに代って、三方向
バルブ１６２が配置され、ウェーハ裏面１９２へのガス
供給源１５を遮断する。これにより裏面圧が真空ポンプ
１４が確立する基礎圧力に対応するようになる。ウェー
ハペデスタル相互間熱接触によるもの以外にアクティブ
なウェーハ温度制御はない。従って、エネルギに満ちた
強力種によるボンバードメントの結果としてウェーハ温
度はプラズマアニーリングの期間に上昇する傾向があ
る。本発明にあって、プラズマ処理ステップの期間にウ
ェーハ温度が上昇するのは僅かに約２０度である。一般
に、ウェーハの最大温度上昇値はウェーハ１９０と加熱
したペデスタル１５０との間の温度差に等しいと思われ
る。従って、本発明における低減させたウェーハペデス
タル間温度差ではウェーハ処理シーケンスの各異なるス
テップの期間に別途大幅な温度偏向を避けることによっ
てウェーハ１９０にある温度安定性が与えられる。これ
は熱経費の改善に至り、プロセス全体に対し特別なプロ
セス限界が供与されることになる。
【００４３】ＴｉＮ堆積プロセスのレシピ 本発明のプロセスは基板の温度制御をしてコンパウンド
気相の堆積をするようにした異なるプロセスチャンバに
おいても実施することができる。このようなチャンバの
一つにカリフォルニア州、サンタクララに所在するAppl
ied ChemicalsInc.社が製造するモデルＨＰＴｘＺチャ
ンバがある。
【００４４】図３は本発明によるＴｉＮ膜形成に適用す
るプロセスステップを記載した表である。ウェーハ１９
０をペデスタル１５０上に装填した後、パージヒータ１
８０を予め約３８０の温度に設定しておき、プロセスチ
ャンバ１００を初期基礎圧力まで排気するポンプ減圧ス
テップ（１）でプロセスシーケンスは開始する。ステッ
プ（２）で、ウェーハ１９０は真空チャック操作でペデ
スタル１５０上に“チャック”、或いは保持される。こ
のステップの期間、ヘリウムＨｅとＮ2のような希釈ガ
スをシャワーヘッド１２０からそれぞれ６００ｓｃｃｍ
と１０００ｓｃｃｍで流すことによって適正な圧力とガ
ス流が確立される。ウェーハ加熱ステップ（３）は約
４．５torrの裏面ガス圧と共にエッジパージでは約１５
００ｓｃｃｍ、底部パージでは１０００ｓｃｃｍの流量
でＮ2パージガスの流量が確立される後続の約２０秒間
に行われる。Ｈｅ希釈ガスの流量は次いで約３２５ｓｃ
ｃｍに落とされ、堆積前ステップ（４）に期間にＨｅキ
ャリヤガスの流量２７５ｓｃｃｍ（ＴＤＭＡＴバブラを
バイパスする）が確立される。裏面ガス圧も約３．５to
rrまで落とされ、チャンバ圧は約５torrまで低減され
る。ステップ（５）はＴｉＮ堆積ステップで、そこでは
Ｈｅキャリヤガスをバブラに流してＴＤＭＡＴがチャン
バ１００の内部に導入される。この堆積ステップ（５）
は約１８秒間継続し、その間にチャンバ圧は約５torrに
サーボ制御され、プロセスガスとパージガス流量の総て
はそれぞれの流量値に維持される。
【００４５】膜の堆積後、堆積したＴｉＮ膜のインサイ
チュ（in-situ）プラズマ処理に備えステップ（６）で
Ｎ2とＨ2ガスの流量がチャンバ内部で確立される。プラ
ズマ処理ステップ（７）の期間にチャンバ圧は約１．３
torrに維持され、Ｎ2とＨ2ガスの流量はそれぞれ約３０
０ｓｃｃｍと４５０ｓｃｃｍ維持される。プラズマ処理
ステップ（７）は約７５０ＷのＲＦ電力で始まり、約３
５秒間継続する。膜堆積ステップとは異なり、プラズマ
処理ステップ（７）の期間にパージガスは流されず、裏
面ガスも使用されない。膜処理の最後に、プロセスチャ
ンバ１００からウェーハ１９０が取り出される前にステ
ップ（８）ではＮ2の流量を約１０００ｓｃｃｍにして
チャンバのパージングが行われる。
【００４６】結論 本発明は約３５０度以下の温度でＴＤＭＡＴを熱分解さ
せてＴｉＮ膜を堆積するＭＯＣＶＤプロセスである。本
発明はＮ2とＨ2を存在させて行われるプラズマ処理が後
続する２ステップ構成のＴｉＮ膜堆積プロセスを含む。
約５torrの全圧と、約１６００ｓｃｃｍであるＮ2とＨ
ｅの全流量で相似的ＴｉＮ膜堆積が６オングストローム
／秒以上で達成される。更に、大きなエッジパージガス
流量と、約３．５torrのウェーハ裏面圧は均一性（厚さ
と抵抗率の双方）とステップカバレージにおける示差的
な改善に寄与している。本発明は厚さの均一性が４％以
下（標準偏差）、ステップカバレージが９０％以上のプ
ロセスを約束する。裏面ガスの適用はウェーハとペデス
タル間の熱伝導を示差的に改善し、０．２５μｍデバイ
スの用途に用いられる低誘電材料の温度必要条件に適合
するプロセスに帰結する。本発明のデュアルパージ機能
はペデスタルを保守管理なしに維持することによって超
微細アーク放電と粒状物質による汚染の問題を軽減し、
装置の休止時間を短縮することによって周期的な保守管
理を大変容易にする。
【００４７】本発明の教示内容を取り込んだ好ましい実
施形態を提示し、詳細に説明してきたが、当業者であれ
ばこれらの教示内容を取り込んだ多くの別様に変更した
実施形態を案出することができる。
【図面の簡単な説明】 本発明の教義は付属図面に関し以下の詳細な説明を考察
することによって容易に理解できる。
【図１】 本発明によるＴｉＮ膜のＭＯＣＶＤに使用す
る装置の概略図である。
【図２】 （ａ）は、本発明の実施に用いるプロセスチ
ャンバ内部の部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）に記載
のプロセスチャンバのペデスタル、パージリング及びエ
ッジリングアッセンブリの拡大断面図である。
【図３】 本発明により窒化チタン膜を堆積するプロセ
スのレシピを示す。理解を容易にするため、各図に共通
した同一要素の指定には可能な限り同一の参照符号を使
用した。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年４月２６日（２０００．４．２
６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュリン ワン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， キャンプベル， シュタインウェイ アヴ ェニュー 959 (72)発明者 フアン ルオ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， パランティノ ウェイ 3298 (72)発明者 キース ケイ． コアイ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ロス ガトス， オカ レーン 14401 (72)発明者 ミン シ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ミルピタス， ビーンメア ウェイ 138 (72)発明者 メイ チャン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サラトガ， コート デ アグエヨ 12881 (72)発明者 ラッセル シー． エルワンガー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ホアン バティスタ， ミッション ヴァインヤード ロード 565

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板を処理する方法であって、前記基板
    を収容したチャンバに金属有機コンパウンドと、希釈ガ
    スと、少なくとも約５００ｓｃｃｍなる流速のパージガ
    スとを供給し少なくとも約２torrの圧力をチャンバの内
    部に形成するステップと、 前記基板を加熱し前記金属有機コンパウンドの熱分解を
    発生させて前記基板上に膜を形成するステップを含むこ
    とを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記金属有機コンパウンドがチタンを含
    有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記金属有機コンパウンドがテトラキス
    （ジアルキルアミノ）チタンであることを特徴とする請
    求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記膜が窒化チタンであることを特徴と
    する請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記希釈ガスが窒素と、ヘリウムと、ア
    ルゴンとのグループから選択されることを特徴とする請
    求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記希釈ガスが少なくとも５００ｓｃｃ
    ｍなる流速でチャンバに供給されることを特徴とする請
    求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記基板がペデスタルによって前記チャ
    ンバの内部で支持され、前記パージガスが前記ペデスタ
    ルのエッジに向けて方向設定されることを特徴とする請
    求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記ペデスタルの温度が前記基板の前記
    温度を越えて約４０度以下の温度であることを特徴とす
    る請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 更に、前記ペデスタルの内部のチャネル
    からのガス流を導き、前記基板の前面上の圧力より低い
    ガス圧を前記基板の裏面上に確立するステップを含むこ
    とを特徴とする請求項７に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 更に、窒素と、水素と、ヘリウムと、
    アルゴンと、アンモニアとのグループから選択されるガ
    スを含む環境内で前記膜をプラズマ処理するステップを
    含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記プラズマ処理するステップが約２
    torr以下の全圧で実行されることを特徴とする請求項１
    ０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 更に、第一パージガス流を前記基板の
    エッジに向けて方向設定するステップと、 前記基板を囲むエッジリングアッセンブリの底部に向け
    て第二パージガス流を方向設定するステップとを含むこ
    とを特徴とする請求項１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記第一パージガス流が少なくとも約
    １５００ｓｃｃｍであることを特徴とする請求項１２に
    記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記第一、第二パージガスが窒素、ヘ
    リウム、アルゴン又は水素のグループから選択されるこ
    とを特徴とする請求項１２に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記金属有機コンパウンドの熱分解が
    約３５０度以下の温度で発生することを特徴とする請求
    項１に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 更に、前記基板の裏面上に約２torrと
    ５torrとの間の第二ガス圧を維持するステップを含むこ
    とを特徴とする請求項１に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 更に、前記基板の前面上に第一ガス圧
    を維持し、前記基板の裏面上に第二ガス圧を維持するス
    テップを含み、前記第二ガス圧が前記第一ガス圧の少な
    くとも約２０％だけ前記第一ガス圧よりも低いことを特
    徴とする請求項１に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 更に、前記基板の前面上に第一ガス圧
    を維持し、前記基板の裏面上に第二ガス圧を維持するス
    テップを含み、前記第二ガス圧が少なくとも１torrだけ
    前記第一ガス圧よりも低いことを特徴とする請求項１に
    記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記基板の前記裏面上の前記第二ガ
    ス圧が窒素、アルゴン、水素又はヘリウムのグループか
    ら選択されるガスから供給されることを特徴とする請求
    項１７に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 基板を処理する方法であって、 （ａ） 前記ペデスタル上に前記基板を支持するステッ
    プと、 （ｂ） 前記ペデスタルの内部に埋め込んだ発熱体によ
    って前記基板を所定のプロセス温度に維持するステップ
    と、 （ｃ） チタンを含有する金属有機コンパウンドと、少
    なくとも約５００ｓｃｃｍの希釈ガス流と、少なくとも
    ５００ｓｃｃｍのパージガス流を前記チャンバに供給
    し、少なくとも約５torrの圧力を形成するステップと、 （ｄ） 前記金属有機コンパウンドを熱分解するステッ
    プと、 （ｅ） 前記基板上に窒化チタンから成る膜を形成する
    ステップとを含むことを特徴とする方法。
  21. 【請求項２１】 基板を処理する方法であって、 前記基板を収容したチャンバに金属有機コンパウンド
    と、希釈ガスと、パージガスとを供給するステップと、 前記基板のエッジに向けて第一パージガス流を方向設定
    するステップと、 前記基板を囲むエッジリングアッセンブリの底部に向け
    て第二パージガス流を方向設定するステップと、 前記基板を加熱し前記金属有機コンパウンドの熱分解を
    発生させ、前記基板上に膜を形成するステップとを含む
    ことを特徴とする方法。
  22. 【請求項２２】 前記第一パージガス流が少なくとも約
    １５００ｓｃｃｍであることを特徴とする請求項２１に
    記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記第一、第二パージガスが窒素、ヘ
    リウム、アルゴン又は水素のグループから選択されるこ
    とを特徴とする請求の範囲２１に記載の方法。
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