JP2001041802A - FORMATION METHOD OF TiN FILM AND MANUFACTURE OF ELECTRONIC PART - Google Patents

FORMATION METHOD OF TiN FILM AND MANUFACTURE OF ELECTRONIC PART

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JP2001041802A
JP2001041802A JP22040099A JP22040099A JP2001041802A JP 2001041802 A JP2001041802 A JP 2001041802A JP 22040099 A JP22040099 A JP 22040099A JP 22040099 A JP22040099 A JP 22040099A JP 2001041802 A JP2001041802 A JP 2001041802A
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titanium tetrachloride
tin film
forming
light
reactor
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JP22040099A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhisa Onozawa
和久 小野沢
Satoshi Nakagawa
敏 中川
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Adeka Corp
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Asahi Denka Kogyo KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reliable barrier film by introducing a mixed gas of carrier gas and high-purity titanium tetra-chloride into a reactor from a vaporizer, and heating a TiN film formation substrate in the reactor to a desired temperature for generating plasma in it. SOLUTION: A titanium tetra-chloride supply device 17 comprises a vessel body 10 of stainless steel whose inside surface is electrolytically polished and a lid part 19 which is provided a titanium tetra-chloride injection opening 12, a supply opening, and an optical liquid-level sensor 13. Firstly, the high-purity titanium tetra-chloride which is a material is fed in the vessel body 10 through the injection opening 12, and the titanium tetra-chloride is fed in a carburetor 4 from the vessel body 10 through the supply opening 11. Then, Ar which is carrier gas is blown into the vaporizer 4 so that a mixed gas is introduced into a reactor 5 while ammonium is blown-in as a nitrogen mixed gas. A high- frequency voltage is applied from a matching unit 3 to generate plasma in the reactor 5 to form a TiN film.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、化学気相成長(C
VD)法によるTiN膜の形成方法及びこれを用いた電
子部品の製造方法に関するものである。
The present invention relates to a chemical vapor deposition (C) process.
The present invention relates to a method of forming a TiN film by a VD) method and a method of manufacturing an electronic component using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子部品における半導体デバイス等にお
いては、配線工程における熱処理により接続孔底部にお
いて配線材料であるアルミニウム等の金属と基板のシリ
コンが反応し、接合が破壊される問題が生じる。この問
題を避けるため、アルミニウム等の金属と基板のシリコ
ンとの間に、TiN(窒化チタン)膜をバリア層として
形成することが行われている。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device or the like in an electronic component, a metal such as aluminum as a wiring material reacts with silicon of a substrate at the bottom of a connection hole due to a heat treatment in a wiring process, and a problem arises that a junction is broken. In order to avoid this problem, a TiN (titanium nitride) film is formed as a barrier layer between a metal such as aluminum and silicon of the substrate.

【0003】従来、このようなTiNのバリア層はスパ
ッタ法にて形成されていたが、半導体デバイスの高集積
化に伴いアスペクト比が大きくなった結果、スパッタ法
では段差被覆性に問題が生じることとなった。
Conventionally, such a barrier layer of TiN has been formed by a sputtering method. However, as the aspect ratio increases with the increase in the degree of integration of semiconductor devices, a problem arises in step coverage in the sputtering method. It became.

【0004】そのため、近年は段差被覆性に優れるCV
D法によりTiN膜が形成されており、チタン源として
四塩化チタン(TiCl4)、窒素源としてアンモニア
を原料としてCVD法が行われている。
Therefore, in recent years, CVs having excellent step coverage have been developed.
A TiN film is formed by a method D, and a CVD method is performed using titanium tetrachloride (TiCl 4 ) as a titanium source and ammonia as a nitrogen source.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体デバイ
スはさらに微細化とともに多層配線化が進んでいる状況
にあり、バリア層においてもより信頼性の高い膜が求め
られており、このためには、より高純度で不純物の少な
い四塩化チタンの供給が求められている。
However, in semiconductor devices, multi-layer wiring has been progressing along with further miniaturization, and a more reliable film has been required for a barrier layer. There is a demand for a supply of titanium tetrachloride with higher purity and less impurities.

【0006】従って本発明の目的は、上記の問題点を解
決するべく、高純度で不純物の少ない四塩化チタンを供
給することにより信頼性の高いバリア膜等を得ることの
できるTiN膜の形成方法及びこれを用いた電子部品の
製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of forming a TiN film capable of obtaining a highly reliable barrier film or the like by supplying titanium tetrachloride of high purity and containing few impurities in order to solve the above problems. And a method of manufacturing an electronic component using the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、四塩化チ
タン供給装置から四塩化チタンを気化室に充填する工
程;キャリアガスを気化室に導入し、気化室からキャリ
アガス・四塩化チタン混合ガスを反応器に導入する工
程;窒素化合物ガスを反応器に導入する工程;反応器内
のTiN膜被形成基体を所望温度に加熱し、かつ、反応
室内にプラズマを発生させてTiN膜被形成基体上にT
iN膜を形成する工程;反応器から排気ガスを排出する
工程を有するTiN膜の形成方法において、四塩化チタ
ン供給装置が、四塩化チタンの液量監視手段として少な
くとも1つの光学的液面センサを備えてなることを特徴
とするTiN膜の形成方法にかかる。
That is, the present invention relates to a process of filling titanium tetrachloride into a vaporization chamber from a titanium tetrachloride supply device; introducing a carrier gas into the vaporization chamber, and mixing the carrier gas and titanium tetrachloride from the vaporization chamber. Introducing a gas into the reactor; introducing a nitrogen compound gas into the reactor; heating the substrate on which the TiN film is formed in the reactor to a desired temperature, and generating plasma in the reaction chamber to form the TiN film. T on the substrate
forming an iN film; a method for forming a TiN film having a step of discharging exhaust gas from a reactor, wherein the titanium tetrachloride supply device includes at least one optical liquid level sensor as a titanium tetrachloride liquid amount monitoring means. The present invention relates to a method for forming a TiN film, comprising:

【0008】更に、本発明はTiN膜を構成要素とする
電子部品の製造における、TiN膜の形成にあたり、上
記TiN膜の形成方法を採用することを特徴とする電子
部品の製造方法にかかる。
Further, the present invention relates to a method for manufacturing an electronic component, wherein the method for forming a TiN film is employed for forming a TiN film in manufacturing an electronic component having a TiN film as a constituent element.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明のTiN膜の形成方法は、
慣用のCVD装置を使用するものであるが、CVD装置
へ四塩化チタンを供給するための四塩化チタン供給装置
として、四塩化チタンの液量監視手段として少なくとも
1つの光学的液面センサを備えてなるものを使用すると
ころに特徴がある。更に詳細には、該四塩化チタン供給
装置は、内部表面が電解研磨されたステンレス鋼製の容
器本体部及び該容器本体部に接合可能な形状の蓋部から
構成され、該容器本体部及び/又は蓋部が、該容器本体
部へ四塩化チタンを注入するための四塩化チタン注入
口、該容器本体部から四塩化チタンを取り出すための四
塩化チタン供給口、及び少なくとも1つの光学的液面セ
ンサを備えてなる構成のものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The method of forming a TiN film according to the present invention
Although a conventional CVD apparatus is used, a titanium tetrachloride supply apparatus for supplying titanium tetrachloride to the CVD apparatus includes at least one optical liquid level sensor as titanium tetrachloride liquid amount monitoring means. There is a feature in the use of such a thing. More specifically, the titanium tetrachloride supply device includes a container body made of stainless steel whose inner surface is electrolytically polished, and a lid that can be joined to the container body, and the container body and / or Or, the lid is a titanium tetrachloride inlet for injecting titanium tetrachloride into the container main body, a titanium tetrachloride supply port for removing titanium tetrachloride from the container main body, and at least one optical liquid level This is a configuration having a sensor.

【0010】まず、四塩化チタン供給装置について詳述
する。本発明に使用する四塩化チタン供給装置の特徴
は、内部表面が電解研磨されたステンレス鋼製の容器本
体部及び該容器本体部に接合可能な形状の蓋部から構成
される四塩化チタン供給装置の容器本体部内の四塩化チ
タンの残量を検出するために、光学的液面センサを使用
しているところにある。
First, the titanium tetrachloride supply device will be described in detail. The titanium tetrachloride supply device used in the present invention is characterized by a titanium tetrachloride supply device composed of a stainless steel container main body whose inner surface is electrolytically polished and a lid that can be joined to the container main body. An optical liquid level sensor is used to detect the remaining amount of titanium tetrachloride in the container body.

【0011】四塩化チタン供給装置に使用可能な光学的
液面センサは、投光用光ファイバー及び受光用光ファイ
バーを併設し、両光ファイバーの先端部前方に投光用光
ファイバーから出射された光を受光用光ファイバーへ入
射させるための複数の内反射面を有するプリズム部を設
置した光検出プローブを用いたものである。
An optical liquid level sensor usable in the titanium tetrachloride supply device has a light emitting optical fiber and a light receiving optical fiber arranged side by side, and receives light emitted from the light emitting optical fiber in front of the tips of both optical fibers. In this case, a light detection probe provided with a prism portion having a plurality of internal reflection surfaces for entering the optical fiber is used.

【0012】この光学的液面センサの光検出プローブを
図3に記載する。図3において、平行に設置されている
投光用光ファイバー(20)及び受光用光ファイバー
(21)の先端部には、内反射面を有する直角プリズム
(22)が設置されている。また、投光用光ファイバー
(20)及び受光用光ファイバー(21)を保護するた
めの保護チューブ(23)は、直角プリズム(22)と
一体成形されており、フッ素樹脂等からなることができ
る。
FIG. 3 shows a light detection probe of this optical liquid level sensor. In FIG. 3, a right-angle prism (22) having an internal reflection surface is provided at the distal end of the light-projecting optical fiber (20) and the light-receiving optical fiber (21) installed in parallel. The protective tube (23) for protecting the light emitting optical fiber (20) and the light receiving optical fiber (21) is integrally formed with the right-angle prism (22) and can be made of fluororesin or the like.

【0013】このような光検出プローブを備えてなる光
学的液面センサは、下記のように動作する。まず、光検
出プローブの直角プリズム(22)が四塩化チタン中に
浸漬していない場合またはある一定レベルまでしか浸漬
していない場合には、投光用光ファイバー(20)から
出射光は直角プリズム(22)の内反射面で反射して受
光用光ファイバー(21)に入射し、直角プリズム(2
2)を介して外部へ光が散乱しないような構成となって
おり、出射光と入射光の強さを測定した時に出射光と入
射光の強さの差は小さい。
An optical liquid level sensor provided with such a light detection probe operates as follows. First, when the right-angle prism (22) of the light detection probe is not immersed in titanium tetrachloride or is only immersed to a certain level, the light emitted from the light-emitting optical fiber (20) is converted into the right-angle prism (22). 22), is reflected by the internal reflection surface, is incident on the optical fiber for light reception (21), and is incident on the right-angle prism (2).
The configuration is such that light is not scattered to the outside via 2), and the difference between the intensity of the emitted light and the intensity of the incident light is small when the intensity of the emitted light and the intensity of the incident light are measured.

【0014】これに対して、直角プリズム(22)があ
る一定のレベル以上に四塩化チタン中に浸漬している場
合には、投光用光ファイバー(20)からの出射光のほ
とんどが直角プリズム(22)の内反射面を透過し、従
って、直角プリズム(22)の内反射面で反射して受光
用光ファイバー(21)に入射する入射光はほとんどな
くなる。この場合、出射光は、直角プリズム(22)を
介して四塩化チタン中を進行し、散乱する。従って、直
角プリズム(22)を介して入射する入射光は非常に弱
く、出射光と入射光の強さを検出した時に出射光と入射
光の強さの差が大きくなり、四塩化チタンの液面が直角
プリズム(22)のある一定のレベル以上にあることを
検出することができる構成となっている。
On the other hand, when the right-angle prism (22) is immersed in titanium tetrachloride at a certain level or higher, most of the light emitted from the light-projecting optical fiber (20) is almost right-angle prism (22). The incident light transmitted through the internal reflection surface of the optical fiber 22) and reflected by the internal reflection surface of the right-angle prism 22 and incident on the light receiving optical fiber 21 is almost eliminated. In this case, the emitted light travels through titanium tetrachloride via the right-angle prism (22) and is scattered. Therefore, the incident light that enters through the right-angle prism (22) is very weak, and when the intensity of the outgoing light and the incident light is detected, the difference between the intensity of the outgoing light and the intensity of the incident light increases. The configuration is such that it is possible to detect that the surface is above a certain level of the right-angle prism (22).

【0015】ところで、上記図3に示すような構成を有
する光検出プローブを有する光学的液面センサを容器本
体部の底部付近に設置した場合には、直角プリズム(2
2)を透過して四塩化チタン中を進行する出射光が容器
本体部の底部に反射して直角プリズム(22)を介して
入射光となる場合がある。このような場合には、出射光
と入射光の強さの差が小さくなり、四塩化チタンの液面
レベルを検知し難くなることがある。このような場合に
は、光検出プローブとして図4に示すような構成のもの
を使用することにより、出射光と入射光の差を大きくす
ることができる。即ち、図4に示すように、投光用光フ
ァイバー(20)及び受光用光ファイバー(21)の先
端部が、前方に向かって互いに拡開している構成とする
ことにより、投光用光ファイバー(20)の光出射軸及
び受光用光ファイバー(21)の光入射軸に一定の角度
を設ける構成とする。このような構成を有する光検出プ
ローブは容器本体部の底部近くに設置した場合、円錐プ
リズム(24)を透過する出射光がたとえ底部表面に反
射しても、円錐プリズム(24)からの入射光として入
射することを防止することができ、従って、入射光の強
さをより弱くすることができ、よって、出射光と入射光
の強さを検出した時に出射光と入射光の強さの差をより
大きくすることができる。即ち、四塩化チタンの液面が
円錐プリズム(24)のある一定のレベル以上にあるこ
とをより明確に判定することができる。
By the way, when an optical liquid level sensor having a light detecting probe having the structure shown in FIG. 3 is installed near the bottom of the container body, the right angle prism (2
Outgoing light that passes through 2) and travels through titanium tetrachloride may be reflected by the bottom of the container body and become incident light via the right-angle prism (22). In such a case, the difference between the intensity of the emitted light and the intensity of the incident light becomes small, and it may be difficult to detect the liquid level of titanium tetrachloride. In such a case, the difference between the emitted light and the incident light can be increased by using a light detection probe having a configuration as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 4, the light-emitting optical fiber (20) and the light-receiving optical fiber (21) are configured such that the distal ends of the light-emitting optical fiber (20) and the light-receiving optical fiber (21) are expanded toward each other. ), The light emitting axis and the light incident axis of the light receiving optical fiber (21) are provided with a certain angle. When the light detection probe having such a configuration is installed near the bottom of the container body, even if the outgoing light transmitted through the conical prism (24) is reflected on the bottom surface, the incident light from the conical prism (24) is used. As a result, the intensity of the incident light can be further reduced, and thus the difference between the intensity of the emitted light and the intensity of the incident light when the intensity of the emitted light and the intensity of the incident light are detected. Can be made larger. That is, it can be more clearly determined that the liquid level of titanium tetrachloride is at or above a certain level of the conical prism (24).

【0016】図3及び図4に示すような光検出プローブ
を備えてなる光学的液面センサは、先端部のプリズム部
と共に一体成形された保護チューブ(例えばフッ素樹脂
製)内に投光用光ファイバー(20)及び受光用光ファ
イバー(21)が収容された構成となっており、このよ
うな構成の光学的液面センサは構成部材間での機械的接
触がなく、よって、新たなパーティクルを発生すること
はない。従って、四塩化チタン供給装置の容器本体部の
少なくとも1箇所に、上述のような構成を有する光学的
液面センサを設置して四塩化チタンの残量を監視するこ
とにより、四塩化チタンを汚染することなく、供給する
ことができる。
An optical liquid level sensor provided with a light detection probe as shown in FIGS. 3 and 4 is an optical fiber for light projection in a protective tube (for example, made of fluororesin) integrally formed with a prism portion at the tip. (20) and the optical fiber for light reception (21) are accommodated, and the optical liquid level sensor having such a configuration has no mechanical contact between the constituent members, and thus generates new particles. Never. Therefore, the titanium tetrachloride is contaminated by installing the optical liquid level sensor having the above-described configuration at at least one position in the container main body of the titanium tetrachloride supply device and monitoring the remaining amount of titanium tetrachloride. Can be supplied without doing.

【0017】また、光学的液面センサの光検出プローブ
部を容器本体部の底部付近の所定の位置に精度良く設置
するために、保護チューブ(23)中に投光用光ファイ
バー(20)及び受光用光ファイバー(21)と共に支
持棒(例えば金属棒)を挿入して光学的液面センサの形
状を保持できるような構成とすることもできる。
Further, in order to accurately install the light detecting probe portion of the optical liquid level sensor at a predetermined position near the bottom of the container body, a light transmitting optical fiber (20) and a light receiving light are placed in a protective tube (23). It is also possible to adopt a configuration in which a support rod (for example, a metal rod) is inserted together with the optical fiber (21) for use so that the shape of the optical liquid level sensor can be maintained.

【0018】また、2個以上の光学的液面センサをそれ
らの光検出プローブが段差を有するように設置して、四
塩化チタン残量が下段の光検出プローブの四塩化チタン
液面検出位置となる前に、その上方に設けられたもう一
方の光検出プローブの四塩化チタン液面検出位置で予告
警報等を発する構成とすることもできる。
Also, two or more optical liquid level sensors are installed so that their light detecting probes have a step, and the titanium tetrachloride residual amount is determined by the titanium tetrachloride liquid level detecting position of the lower light detecting probe. Prior to this, a warning may be issued at the titanium tetrachloride liquid level detection position of the other light detection probe provided thereabove.

【0019】上記のような構成を有する四塩化チタン供
給装置を用いることにより、本発明のTiN膜の形成方
法においては、不純物の極めて少ない高純度の四塩化チ
タン原料を使用することができる。また、四塩化チタン
供給装置の四塩化チタン残量を精度良く管理することが
できるため、四塩化チタン供給装置の四塩化チタンを効
率的に使用できると共に、四塩化チタン供給装置の四塩
化チタン残量が少なくなった時に、次の四塩化チタン供
給装置への取り替え作業等を極めて円滑に行うことがで
きる。
By using the titanium tetrachloride supply apparatus having the above-described configuration, in the method of forming a TiN film of the present invention, it is possible to use a high-purity titanium tetrachloride raw material having extremely few impurities. In addition, since the titanium tetrachloride remaining amount of the titanium tetrachloride supply device can be accurately controlled, the titanium tetrachloride of the titanium tetrachloride supply device can be efficiently used, and the titanium tetrachloride residue of the titanium tetrachloride supply device can be efficiently used. When the amount becomes small, the replacement work with the next titanium tetrachloride supply device can be performed extremely smoothly.

【0020】本発明のTiN膜の形成方法において、四
塩化チタンは、上記四塩化チタン供給装置から四塩化チ
タン気化室に充填される。四塩化チタン気化室に充填さ
れた四塩化チタンは一定の蒸気圧を確保するために一定
温度に保温される。ここで、四塩化チタンは、好ましく
は40℃〜70℃、より好ましくは50℃〜60℃とす
るのが良い。ここで、四塩化チタン気化室にキャリアガ
ス(例えばN2、Arなどの不活性ガス)を導入するこ
とによりキャリアガス・四塩化チタン混合ガスを発生さ
せ、更に、これを反応器に導入するものである。四塩化
チタンの温度を調整することによりキャリアガス・四塩
化チタン混合ガス中の四塩化チタン濃度を制御すること
ができる。
In the method of forming a TiN film according to the present invention, titanium tetrachloride is charged into the titanium tetrachloride vaporization chamber from the above-mentioned titanium tetrachloride supply device. The titanium tetrachloride filled in the titanium tetrachloride vaporization chamber is kept at a constant temperature to secure a constant vapor pressure. Here, the temperature of the titanium tetrachloride is preferably 40 ° C to 70 ° C, more preferably 50 ° C to 60 ° C. Here, a carrier gas (for example, an inert gas such as N 2 or Ar) is introduced into a titanium tetrachloride vaporization chamber to generate a carrier gas / titanium tetrachloride mixed gas, which is then introduced into a reactor. It is. By adjusting the temperature of titanium tetrachloride, the concentration of titanium tetrachloride in the carrier gas / titanium tetrachloride mixed gas can be controlled.

【0021】本発明のTiN膜の形成方法においては、
上記四塩化チタン含有ガスの反応器への導入と平行して
窒素化合物ガスを反応器に導入する。窒素化合物ガスと
してはアンモニア(NH3)等を使用することができ
る。
In the method of forming a TiN film according to the present invention,
A nitrogen compound gas is introduced into the reactor in parallel with the introduction of the titanium tetrachloride-containing gas into the reactor. Ammonia (NH 3 ) or the like can be used as the nitrogen compound gas.

【0022】反応室内に上記ガスを導入した状態で、T
iN膜被形成基体を所望温度に加熱することにより、基
体上にTiN膜が形成(堆積)される。このときの基体
温度は、好ましくは350℃〜700℃、より好ましく
は400℃〜600℃であることが良い。尚、膜成長時
間(TiN堆積時間)の増減により、任意に膜厚を制御
することができる。
With the above gas introduced into the reaction chamber, T
By heating the substrate on which the iN film is formed to a desired temperature, a TiN film is formed (deposited) on the substrate. The substrate temperature at this time is preferably 350 ° C. to 700 ° C., and more preferably 400 ° C. to 600 ° C. The film thickness can be arbitrarily controlled by increasing or decreasing the film growth time (TiN deposition time).

【0023】[0023]

【実施例】次に実施例を示し、本発明のTiN膜の形成
方法を具体的に説明する。 〔実施例1〕図1は、本発明のTiN膜の形成方法に用
いるCVD装置の模式的構造図である。図1において、
TiN膜を形成するための反応器(チャンバ)(5)
は、ディスパージョンヘッド(6)、ヒータ(7)、T
iN膜被形成基体としてのSiウェハ基板(8)から構
成されている。
EXAMPLES Next, examples are shown to specifically explain the method for forming a TiN film of the present invention. [Embodiment 1] FIG. 1 is a schematic structural view of a CVD apparatus used in the method of forming a TiN film of the present invention. In FIG.
Reactor (chamber) for forming TiN film (5)
Is the dispersion head (6), heater (7), T
It is composed of a Si wafer substrate (8) as a substrate on which an iN film is formed.

【0024】また、反応器(5)中で反応に供される窒
素化合物ガスは流量計(1a)、バルブ(2a)を介し
て供給できる構成となっている。また、反応器内(5)
内の雰囲気を排気するための排気口(9)が設置されて
いる。また、キャリアガスは、流量計(1b)、バルブ
(2b)を介して四塩化チタン気化室(4)に供給でき
る構成となっている。また、ディスパージョンヘッド
(6)にはマッチングユニット(3)により電圧がかけ
られ、反応器(5)中にプラズマを発生できるよう構成
されている。尚、四塩化チタン気化室(4)には四塩化
チタン供給装置(17)からの四塩化チタンが供給され
る構成となっている。
The nitrogen compound gas used for the reaction in the reactor (5) can be supplied through a flow meter (1a) and a valve (2a). In the reactor (5)
An exhaust port (9) for exhausting the inside atmosphere is provided. The carrier gas can be supplied to the titanium tetrachloride vaporization chamber (4) via the flow meter (1b) and the valve (2b). Further, a voltage is applied to the dispersion head (6) by the matching unit (3) so that plasma can be generated in the reactor (5). The titanium tetrachloride vaporization chamber (4) is supplied with titanium tetrachloride from a titanium tetrachloride supply device (17).

【0025】次に、図1に示される四塩化チタン供給装
置(17)を図2により詳述する。図2に示される四塩
化チタン供給装置(17)は、内部表面が電解研磨され
たステンレス鋼製の四塩化チタン供給装置容器本体(1
0)及び該四塩化チタン供給装置容器本体(10)に接
合可能な形状の蓋部(19)から構成されている。ここ
で、四塩化チタン供給装置容器本体(10)と蓋部(1
9)は例えばフランジ部をボルト及びナット(18)の
ような接合手段により気密状態に接合されている。
Next, the titanium tetrachloride supply device (17) shown in FIG. 1 will be described in detail with reference to FIG. The titanium tetrachloride supply device (17) shown in FIG. 2 is a stainless steel titanium tetrachloride supply device container body (1
0) and a lid (19) that can be joined to the titanium tetrachloride supply device container body (10). Here, the titanium tetrachloride supply device container body (10) and the lid (1)
In 9), for example, the flange portions are joined in an airtight state by joining means such as bolts and nuts (18).

【0026】また、蓋部(19)には、四塩化チタン供
給装置容器本体(10)へ四塩化チタンを注入するため
の四塩化チタン注入口(12)、四塩化チタン供給装置
容器本体(10)から四塩化チタンを取り出すための四
塩化チタン供給口(11)、及び光学的液面センサ(1
3)が備えられている。なお、四塩化チタン注入口(1
2)には、四塩化チタンの注入を制御するためのバルブ
(2e)が、四塩化チタン供給口(11)には、四塩化
チタンの供給を制御するためのバルブ(2d)がそれぞ
れ設置されている。また、光学的液面センサ(13)の
先端部の光検出プローブ(14)は、四塩化チタン供給
装置容器本体(10)の底部周辺の所定の位置に設置さ
れている。また、光学的液面センサ(13)には、投受
光器(15)及び検出回路(16)が接続されており、
検出回路(16)から出力された信号により四塩化チタ
ンの残量の検出及び残量が所定量以下となった時に四塩
化チタンの供給停止や、CVD装置の運転を停止するよ
うな様々な制御を行うことができる構成となっている。
The lid (19) has a titanium tetrachloride inlet (12) for injecting titanium tetrachloride into the titanium tetrachloride supply container main body (10), and a titanium tetrachloride supply container main body (10). ) And an optical liquid level sensor (1).
3) is provided. The titanium tetrachloride inlet (1
A valve (2e) for controlling the injection of titanium tetrachloride is provided in 2), and a valve (2d) for controlling the supply of titanium tetrachloride is provided in the titanium tetrachloride supply port (11). ing. The light detection probe (14) at the tip of the optical liquid level sensor (13) is installed at a predetermined position around the bottom of the titanium tetrachloride supply device container body (10). Further, the optical liquid level sensor (13) is connected to a light emitting and receiving device (15) and a detection circuit (16),
Various controls such as detecting the remaining amount of titanium tetrachloride based on the signal output from the detection circuit (16) and stopping the supply of titanium tetrachloride and stopping the operation of the CVD apparatus when the remaining amount becomes equal to or less than a predetermined amount. Can be performed.

【0027】まず、原料の高純度四塩化チタンをバルブ
(2e)の操作により四塩化チタン注入口(12)を介
して四塩化チタン供給装置容器本体(10)に充填し
た。次に、四塩化チタン供給装置容器本体(10)から
四塩化チタン気化室(4)へバルブ(2d)の操作によ
り四塩化チタン供給口(11)を介して四塩化チタンを
充填した。このとき、四塩化チタン供給装置容器本体
(10)内に設置された光検出プローブ(14)を有す
る光学的液面センサ(13)を用いて四塩化チタン供給
量の終点を監視した。
First, the raw material of high purity titanium tetrachloride was charged into the titanium tetrachloride supply device container body (10) through the titanium tetrachloride injection port (12) by operating the valve (2e). Next, titanium tetrachloride was charged from the titanium tetrachloride supply device container body (10) to the titanium tetrachloride vaporization chamber (4) through the titanium tetrachloride supply port (11) by operating the valve (2d). At this time, the end point of the supply amount of titanium tetrachloride was monitored using an optical liquid level sensor (13) having a light detection probe (14) installed in the titanium tetrachloride supply device container body (10).

【0028】四塩化チタン気化室(4)に充填した四塩
化チタンを55℃に保温して蒸気圧を一定にし、また、
反応器(5)内のSiウェハ基板(8)をヒータ(7)
で500℃に加熱した。
The titanium tetrachloride filled in the titanium tetrachloride vaporization chamber (4) is kept at 55 ° C. to keep the vapor pressure constant.
The Si wafer substrate (8) in the reactor (5) is heated (7)
To 500 ° C.

【0029】次にキャリアガスとしてArを四塩化チタ
ン気化室(4)へ50ミリリットル/分で吹き込み、反
応器(5)内に四塩化チタンを含むガスを導入した。更
に、窒素化合物ガスとしてアンモニアを反応器(5)内
に5ミリリットル/分で吹き込み、反応器(5)からの
排ガスを1トールの減圧で排気口(9)から除去し、マ
ッチングユニット(3)から13.56MHzの高周波
電圧をかけて反応器(5)内にプラズマを発生させ、1
0分間の反応で、Siウェハ(8)上に、厚さ約30n
mのTiN膜を形成した。
Next, Ar as a carrier gas was blown into the titanium tetrachloride vaporization chamber (4) at 50 ml / min, and a gas containing titanium tetrachloride was introduced into the reactor (5). Further, ammonia is blown into the reactor (5) at a rate of 5 ml / min as a nitrogen compound gas, and the exhaust gas from the reactor (5) is removed from the exhaust port (9) at a reduced pressure of 1 Torr, and the matching unit (3) A high frequency voltage of 13.56 MHz is applied to generate plasma in the reactor (5),
After the reaction for 0 minutes, a thickness of about 30 n was formed on the Si wafer (8).
m of TiN film was formed.

【0030】同様の操作を行ったときの四塩化チタン供
給装置(17)から四塩化チタン気化室(4)に充填さ
れた高純度四塩化チタン中の不純物量を、0.2μm以
上のパーティクル数を測定することにより測定した。結
果は15.0(個/ミリリットル)であった。また、得
られたTiN膜は不純物が少なく均質で、微細配線の半
導体装置のバリア層として優れたものであり、これによ
り製造されたLSIは良好なものであった。
When the same operation was performed, the amount of impurities in the high-purity titanium tetrachloride filled in the titanium tetrachloride vaporization chamber (4) from the titanium tetrachloride supply device (17) was reduced to the number of particles of 0.2 μm or more. Was measured. The result was 15.0 (pieces / milliliter). Further, the obtained TiN film was uniform with few impurities and was excellent as a barrier layer of a semiconductor device with fine wiring, and the LSI manufactured by this was excellent.

【0031】〔比較例1〕実施例1と同様にして、但
し、四塩化チタン供給装置として光学的液面センサの替
わりに従来使用されているフロート式液面センサを有す
る四塩化チタン供給装置を使用して厚さ約30nmのT
iN膜の形成を行なった。
Comparative Example 1 A titanium tetrachloride supply apparatus having a float type liquid level sensor conventionally used instead of an optical liquid level sensor was used as the titanium tetrachloride supply apparatus in the same manner as in Example 1. Using T about 30nm thick
An iN film was formed.

【0032】同様の操作を行なったときの四塩化チタン
供給装置から四塩化チタン気化室に充填された高純度四
塩化チタン中の不純物量を、0.2μm以上のパーティ
クル数を測定することにより測定した。結果は976
(個/ミリリットル)であった。また、得られたTiN
膜は不純物のため微細配線の半導体装置のバリア層には
適さないものであり、これにより製造されたLSIは不
良品であった。
The amount of impurities in the high-purity titanium tetrachloride filled in the titanium tetrachloride vaporization chamber from the titanium tetrachloride supply device when the same operation was performed was measured by measuring the number of particles of 0.2 μm or more. did. The result is 976
(Pieces / milliliter). In addition, the obtained TiN
The film was not suitable as a barrier layer of a semiconductor device having fine wiring due to impurities, and the LSI manufactured by this was defective.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明の効果は、高純度で不純物の少な
い四塩化チタンを供給することにより信頼性の高いバリ
ア膜等を得ることのできるTiN膜の形成方法及びこれ
を用いた電子部品の製造方法を提供したことにある。
As described above, the present invention provides a method of forming a TiN film capable of obtaining a highly reliable barrier film or the like by supplying titanium tetrachloride having high purity and few impurities, and an electronic component using the same. It is to provide a manufacturing method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に用いるCVD装置の模式的構
造図である。
FIG. 1 is a schematic structural view of a CVD apparatus used in an embodiment of the present invention.

【図2】実施例において使用した四塩化チタン供給装置
の概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a titanium tetrachloride supply device used in Examples.

【図3】本発明のTiN膜の形成方法に使用する四塩化
チタン供給装置の光学的液面センサの光検出プローブの
構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a light detection probe of an optical liquid level sensor of a titanium tetrachloride supply device used in the method of forming a TiN film of the present invention.

【図4】光学的液面センサの光検出プローブの他の構成
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing another configuration of the light detection probe of the optical liquid level sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a〜1b:流量計 2a〜2e:バルブ 3 :マッチングユニット 4 :四塩化チタン気化室 5 :反応器(チャンバ) 6 :ディスパージョンヘッド 7 :ヒータ 8 :TiN膜被形成基体(シリコンウエハ) 9 :排気口 10 :四塩化チタン供給装置容器本体 11 :四塩化チタン供給口 12 :四塩化チタン注入口 13 :光学的液面センサ 14 :光検出プローブ 15 :投受光器 16 :検出回路 17 :四塩化チタン供給装置 18 :ボルト及びナット 19 :蓋部 20 :投光用光ファイバー 21 :受光用光ファイバー 22 :直角プリズム 23 :保護チューブ 24 :円錐プリズム 1a-1b: Flow meter 2a-2e: Valve 3: Matching unit 4: Titanium tetrachloride vaporization chamber 5: Reactor (chamber) 6: Dispersion head 7: Heater 8: Substrate on which TiN film is formed (silicon wafer) 9: Exhaust port 10: Titanium tetrachloride supply device container body 11: Titanium tetrachloride supply port 12: Titanium tetrachloride inlet 13: Optical liquid level sensor 14: Optical detection probe 15: Emitter / receiver 16: Detection circuit 17: Tetrachloride Titanium supply device 18: Bolt and nut 19: Lid 20: Light emitting optical fiber 21: Light receiving optical fiber 22: Right angle prism 23: Protective tube 24: Conical prism

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 四塩化チタン供給装置から四塩化チタン
を気化室に充填する工程;キャリアガスを気化室に導入
し、気化室からキャリアガス・四塩化チタン混合ガスを
反応器に導入する工程;窒素化合物ガスを反応器に導入
する工程;反応器内のTiN膜被形成基体を所望温度に
加熱し、かつ、反応室内にプラズマを発生させてTiN
膜被形成基体上にTiN膜を形成する工程;反応器から
排気ガスを排出する工程を有するTiN膜の形成方法に
おいて、四塩化チタン供給装置が、四塩化チタンの液量
監視手段として少なくとも1つの光学的液面センサを備
えてなることを特徴とするTiN膜の形成方法。
1. A step of charging titanium tetrachloride into a vaporization chamber from a titanium tetrachloride supply device; a step of introducing a carrier gas into a vaporization chamber and a step of introducing a carrier gas / titanium tetrachloride mixed gas from a vaporization chamber into a reactor; A step of introducing a nitrogen compound gas into the reactor; heating the substrate on which the TiN film is formed in the reactor to a desired temperature, and generating plasma in the reaction chamber to produce TiN.
Forming a TiN film on the film-forming substrate; discharging the exhaust gas from the reactor, wherein the titanium tetrachloride supply device includes at least one titanium tetrachloride liquid amount monitoring means. A method for forming a TiN film, comprising an optical liquid level sensor.
【請求項2】 四塩化チタン供給装置は、内部表面が電
解研磨されたステンレス鋼製の容器本体部及び該容器本
体部に接合可能な形状の蓋部から構成され、該容器本体
部及び/または蓋部が、該容器本体部へ四塩化チタンを
注入するための四塩化チタン注入口、該容器本体部から
四塩化チタンを取り出すための四塩化チタン供給口、及
び少なくとも1つの光学的液面センサを備えてなる構成
のものである、請求項1記載のTiN膜の形成方法。
2. The titanium tetrachloride supply device includes a container body made of stainless steel whose inner surface is electrolytically polished, and a lid that can be joined to the container body, and the container body and / or A lid, a titanium tetrachloride inlet for injecting titanium tetrachloride into the container body, a titanium tetrachloride supply port for removing titanium tetrachloride from the container body, and at least one optical level sensor 2. The method for forming a TiN film according to claim 1, wherein the method comprises:
【請求項3】 光学的液面センサが、投光用光ファイバ
ー及び受光用光ファイバーを併設し、両光ファイバーの
先端部前方に投光用光ファイバーから出射された光を受
光用光ファイバーへ入射させるための複数の内反射面を
有するプリズム部を設置した光検出プローブを用いたも
のである、請求項2記載のTiN膜の形成方法。
3. An optical liquid level sensor comprising a light projecting optical fiber and a light receiving optical fiber juxtaposed, wherein light emitted from the light projecting optical fiber is made to enter the light receiving optical fiber in front of the distal ends of the two optical fibers. 3. The method for forming a TiN film according to claim 2, wherein a light detection probe provided with a prism portion having an internal reflection surface is used.
【請求項4】 光検出プローブにおける投光用光ファイ
バー及び受光用光ファイバーの先端部が、前方に向かっ
て互いに拡開している、請求項3記載のTiN膜の形成
方法。
4. The method for forming a TiN film according to claim 3, wherein the tip ends of the light projecting optical fiber and the light receiving optical fiber in the light detection probe are widened forward.
【請求項5】 内部電解研磨ステンレス容器が、内部洗
浄可能な程度に広口の蓋部を備えてなる、請求項2〜4
の何れか1項に記載のTiN膜の形成方法。
5. The internal electrolytic polishing stainless steel container is provided with a lid having a wide opening to enable internal cleaning.
The method for forming a TiN film according to any one of the above items.
【請求項6】 TiN膜を構成要素とする電子部品の製
造における、TiN膜の形成にあたり、請求項1〜5の
何れか1項に記載のTiN膜の形成方法を採用すること
を特徴とする電子部品の製造方法。
6. A method for forming a TiN film according to any one of claims 1 to 5, in forming a TiN film in the manufacture of an electronic component including a TiN film as a constituent element. Manufacturing method of electronic components.
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US7977243B2 (en) 2001-11-14 2011-07-12 Canon Anelva Corporation Barrier metal film production apparatus, barrier metal film production method, metal film production method, and metal film production apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7659209B2 (en) 2001-11-14 2010-02-09 Canon Anelva Corporation Barrier metal film production method
US7977243B2 (en) 2001-11-14 2011-07-12 Canon Anelva Corporation Barrier metal film production apparatus, barrier metal film production method, metal film production method, and metal film production apparatus

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