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
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Inventor
Satoshi Nakagawa
Kazuhisa Onozawa
敏 中川
和久 小野沢
Original Assignee
Asahi Denka Kogyo Kk
旭電化工業株式会社
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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 The present invention relates to a chemical vapor deposition (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。 A manufacturing method of an electronic component using the method and the same formation of the TiN film by VD) method.

【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。 In the semiconductor device or the like in the Related Art Electronic components, silicon metal and the substrate such as aluminum which is a wiring material is reacted in a connecting hole bottom portion by heat treatment in the wiring step, a problem arises that the bonding is destroyed. 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。 To avoid this problem, between the metal and the substrate silicon such as aluminum, to form a TiN (titanium nitride) film as a barrier layer being performed.

【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。 [0003] Conventionally, such TiN barrier layer were formed by a sputtering method, high integration results aspect ratio becomes larger with the semiconductor device, causing a problem in step coverage in sputtering It became.

【0004】そのため、近年は段差被覆性に優れるCV [0004] Therefore, in recent years, excellent step coverage 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(TiCl 4 )、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。 TiN film by Process D is formed, titanium tetrachloride (TiCl 4) as a titanium source, CVD method has been carried out ammonia as a raw material 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。 [SUMMARY OF THE INVENTION] However, the semiconductor device has further along with miniaturization in situations where progressed multilayered circuitized, has been required a more reliable film is also in the barrier layer, for this purpose, supply of small titanium tetrachloride impurity is obtained in higher purity.

【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。 [0006] Therefore, an object of the present invention, to solve the above problem, a method of forming the TiN film capable of obtaining a highly reliable barrier film or the like by supplying a small titanium tetrachloride impurities in high purity and to provide 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 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides fourth step of filling the titanium tetrachloride to the vaporization chamber from the titanium tetrachloride supplying device; introducing a carrier gas into the vaporization chamber, carrier gas of titanium tetrachloride mixture from the vaporization chamber a step of introducing nitrogen compound gas to the reactor; introducing a gas into the reactor a TiN film to be formed substrate in the reactor was heated to the desired temperature, and, by generating plasma in the reaction chamber TiN film to be formed T on the substrate
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。 Step of Forming iN film; In the method of forming a TiN film having a step of discharging exhaust gas from the reactor, titanium tetrachloride supply device, at least one optical liquid level sensor as the liquid amount monitoring means titanium tetrachloride according to the method of forming the TiN film characterized in that it comprises.

【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。 Furthermore, the present invention is in the manufacture of electronic components to component a TiN film, in forming the TiN film, according to the manufacturing method of the electronic component, characterized by employing the method of forming the TiN film.

【0009】 [0009]

【発明の実施の形態】本発明のTiN膜の形成方法は、 Forming method of the embodiment of the invention] TiN film of the present invention,
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。 But it is intended to use a CVD apparatus conventionally, as titanium tetrachloride supply device for supplying titanium tetrachloride into the CVD apparatus, comprising at least one optical liquid level sensor as the liquid amount monitoring means titanium tetrachloride it is characterized in that the use of made things. 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。 More particularly, the titanium tetrachloride supplying device, an internal surface consists lid of bondable shaped container body made of stainless steel which is electropolished and container body portion, the container main body and / or lid, titanium tetrachloride inlet for injecting titanium tetrachloride into the container main body, titanium tetrachloride supply port for taking out the titanium tetrachloride from the container main body, and at least one optical liquid level it is of the configuration comprising a sensor.

【0010】まず、四塩化チタン供給装置について詳述する。 [0010] First of all, will be described in detail titanium tetrachloride supply device. 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。 Features of titanium tetrachloride supplying device for use in the present invention, the internal surface of titanium tetrachloride supply device comprising a lid portion of the bondable shaped container body made of stainless steel which is electropolished and said container main body to detect the remaining amount of the titanium tetrachloride in the container body portion of, there is to using an optical fluid level sensor.

【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。 [0011] four optical liquid level sensor that can be used in the titanium chloride feed device features an optical fiber and a light receiving optical fibers for light projection, for receiving the light emitted from the light projecting optical fiber to the distal end portion in front of both the optical fiber those using light detection probe is installed a prism part having a plurality of inner reflecting surface for incident on the optical fiber.

【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。 [0012] describes a light detection probe of the optical liquid level sensor in Fig. 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。 In Figure 3, the distal end portion of an optical fiber for projecting light which is installed parallel to (20) and light receiving optical fibers (21), a rectangular prism having an inner reflecting surface (22) is installed. 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。 Also, optical fibers for light projection (20) and light receiving optical fibers (21) the protective tube (23) for protecting is integrally molded with the rectangular prism (22), it can be made of fluorine resin 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。 [0013] Optical liquid level sensor comprising comprising such an optical detection probe operates as follows. 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 First, when the right-angle prism of the light detection probe (22) is not only soaked up or when a certain level is not immersed in titanium tetrachloride, light emitted from the light projecting optical fiber (20) is rectangular prism ( reflected by the inner reflecting surface 22) and enters the light receiving optical fiber (21), right-angle prism (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。 Has a configuration such as light to the outside does not scatter through 2), the intensity difference between the incident light and the outgoing light when measuring the intensity of the outgoing light and the incident light is small.

【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。 [0014] In contrast, if you are immersed in the titanium tetrachloride to the above certain level rectangular prism (22), most of the light emitted from the light projecting optical fiber (20) is rectangular prism ( passes through the inner reflection surface 22), thus, the incident light incident on the light-receiving optical fiber (21) is reflected by the inner reflecting surface of the right-angle prism (22) is almost eliminated. 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。 In this case, emitted light travels through the titanium tetrachloride via a right-angle prism (22), scattered. 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。 Therefore, very weak incident light incident through the rectangular prism (22), the intensity difference between the incident light and the outgoing light when detecting the intensity of the outgoing light and the incident light is increased, titanium tetrachloride solution face has a configuration which can detect that it is in more than a certain level with a rectangular 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 By the way, in the case where the optical liquid level sensor having a light detection probe having a structure as shown in FIG. 3 is placed near the bottom of the container main body, rectangular prism (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。 2) passes through four outgoing light traveling through the titanium chloride may become the incident light through a right angle prism is reflected on the bottom of the container body (22). 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。 In such a case, the difference in intensity of the outgoing light and the incident light is reduced, it may be difficult to detect the liquid level of the titanium tetrachloride. 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。 In such a case, by using a material such as that shown in FIG. 4 configured as an optical detection probe, it is possible to increase the difference of the emitted light and the incident light. 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。 That is, as shown in FIG. 4, the leading end portion of the light projecting optical fiber (20) and light receiving optical fibers (21), by a configuration in which diverging from each other toward the front, the light projecting optical fiber (20 a configuration in which a constant angle to the optical axis of incidence of the light emission axis and the light receiving optical fiber (21) in). 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。 If such an optical detection probe having the structure is placed near the bottom of the container body, even if reflected outgoing light if a bottom surface for transmitting conical prism (24), the incident light from the conical prism (24) to be incident can be prevented as, therefore, can be weaker the intensity of the incident light, thus, the intensity difference between the outgoing light and incoming light when detecting the intensity of the outgoing light and the incident light it can be more greatly. 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。 That is, it can be determined that the liquid level of the titanium tetrachloride is above a certain level with a conical prism (24) more clearly.

【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。 [0016] Figure 3 and the optical liquid level sensor comprising comprises an optical detection probe as shown in Figure 4, an optical fiber for projecting light in a protective tube which is integrally molded with the prism portion of the distal end portion (e.g. made of fluorine resin) (20) and has a light receiving optical fiber (21) is stowed configuration, there is no mechanical contact between the optical liquid level sensor components of this structure, thus, generates a new particle it is not. 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。 Therefore, contamination in at least one location of the container body portion of the titanium tetrachloride supplying device, by monitoring the remaining amount of titanium tetrachloride by installing an optical liquid level sensor having the above-described configuration, the titanium tetrachloride without, it can be supplied.

【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 detection probe unit of an optical liquid level sensor in a predetermined position near the bottom of the container body, the light projecting optical fiber (20) in the protective tube (23) and light receiving It may be configured as to hold the shape of the optical liquid level sensor by inserting a support rod (e.g., metal rods) with use optical fiber (21).

【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。 Further, the two or more optical liquid level sensor installed to have their light detection probe step, tetramers titanium tetrachloride liquid level chloride detected position of the titanium chloride remaining amount lower light detection probe before, it may be configured to emit warning alarm or the like in titanium (IV) liquid level chloride detected position of the other light detecting probe provided thereon.

【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。 [0019] By using the titanium tetrachloride supplying apparatus having the configuration described above, in the method for forming a TiN film of the present invention, it is possible to use very little high-purity titanium tetrachloride feedstock impurities. 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。 Moreover, the four-order titanium tetrachloride remaining amount of titanium chloride supply device can be accurately managing, four with efficient use of titanium tetrachloride titanium chloride supply system, titanium tetrachloride remaining titanium tetrachloride supplying device when the amount is low, or the like can be performed very smoothly work replacement to the next titanium tetrachloride supply.

【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。 [0020] In the method of forming a TiN film of the present invention, titanium tetrachloride is filled into titanium tetrachloride vaporization chamber from the titanium tetrachloride supplying device. 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。 Titanium tetrachloride filled titanium tetrachloride vaporization chamber is kept at a constant temperature in order to ensure a constant vapor pressure. 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。 Here, titanium tetrachloride, preferably 40 ° C. to 70 ° C., more preferably from to the 50 ° C. to 60 ° C.. ここで、四塩化チタン気化室にキャリアガス(例えばN 2 、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。 Here, four to generate a carrier gas of titanium tetrachloride mixed gas by introducing a carrier gas (e.g., inert gas such as N 2, Ar) titanium chloride vaporization chamber, and further, is introduced to the reaction vessel it is. 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。 It is possible to control the titanium tetrachloride concentration in the carrier gas of titanium tetrachloride mixed gas by adjusting the temperature of the titanium tetrachloride.

【0021】本発明のTiN膜の形成方法においては、 [0021] In the method of forming a TiN film of the present invention,
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。 Introducing nitrogen compound gas to the reactor in parallel with the introduction to the reactor of the titanium tetrachloride-containing gas. 窒素化合物ガスとしてはアンモニア(NH 3 )等を使用することができる。 As the nitrogen compound gas can be used ammonia (NH 3) or the like.

【0022】反応室内に上記ガスを導入した状態で、T [0022] In a state in which the reaction chamber was introducing the gas, 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。 By heating the iN film to be formed substrate to a desired temperature, TiN film is formed (deposited) on the substrate. 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。 Substrate temperature at this time, it is better preferably 350 ° C. to 700 ° C., more preferably 400 ° C. to 600 ° C.. 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。 Incidentally, the increase and decrease of the film growth time (TiN deposition time), it is possible to control the film thickness arbitrarily.

【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。 EXAMPLES The following examples, illustrating a method of forming a TiN film of the present invention in detail. 〔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。 EXAMPLE 1 FIG. 1 is a schematic structural diagram of a CVD apparatus used in the method of forming the TiN film of the present invention. 図1において、 In Figure 1,
TiN膜を形成するための反応器(チャンバ)(5) Reactor for forming a TiN film (chamber) (5)
は、ディスパージョンヘッド(6)、ヒータ(7)、T Is dispersion head (6), the heater (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。 iN film and a Si wafer substrate as a formation base (8).

【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。 Further, the reactor (5) a nitrogen compound gas to be reacted in the flow meter (1a), and has a configuration which can be supplied via the valve (2a). また、反応器内(5) Moreover, the reactor (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。 An exhaust port for exhausting the atmosphere of the inner (9) is installed. 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。 The carrier gas flow meter (1b), has a configuration capable of supplying titanium tetrachloride vaporizing chamber (4) through a valve (2b). 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。 Further, the dispersion head (6) a voltage is applied by the matching unit (3), and is configured to be able to generate a plasma in the reactor (5). 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。 Incidentally, the four the titanium chloride vaporizing chamber (4) has a configuration in which the titanium tetrachloride from the titanium tetrachloride supplying device (17) is supplied.

【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。 Next, titanium tetrachloride supplying apparatus shown in FIG. 1 (17) will be described in detail by FIG. 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 Titanium tetrachloride supply apparatus shown in Figure 2 (17), the internal surface of electro-polished stainless steel titanium tetrachloride feeder container body (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。 0) and the four and a cover portion of the bondable shaped titanium feeder container body chloride (10) (19). ここで、四塩化チタン供給装置容器本体(10)と蓋部(1 Here, titanium tetrachloride feeder container body chloride (10) and the lid (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。 9) is bonded in an airtight state by bonding means such as the flange 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 Further, the lid portion (19), titanium tetrachloride feeder container body (10) to the four titanium tetrachloride inlet for injecting titanium chloride (12), titanium tetrachloride feeder container body (10 ) for taking out the titanium tetrachloride from the titanium tetrachloride feed opening (11), and optical liquid level sensor (1
3)が備えられている。 3) is provided. なお、四塩化チタン注入口(1 Incidentally, titanium tetrachloride inlet (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。 The 2), four valve for controlling the injection of titanium tetrachloride (2e) is a four to titanium chloride feed opening (11), a valve for controlling the supply of titanium tetrachloride (2d) are installed respectively ing. 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。 Further, the light detection probe tip of an optical liquid level sensor (13) (14) is installed at a predetermined position near the bottom of the four-titanium feeder container body chloride (10). 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、 Further, the optical liquid level sensor (13), emitter and receiver (15) and the detection circuit (16) is connected,
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。 Outages and titanium tetrachloride when detection and remaining amount of the remaining amount of titanium tetrachloride is equal to or less than a predetermined amount by a signal output from the detection circuit (16), a variety of control to stop the operation of the CVD apparatus and it has a configuration that can be carried out.

【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。 Firstly, it was charged with high-purity titanium tetrachloride feedstock to the valve operation by a four titanium tetrachloride via titanium chloride inlet (12) feeder container body (10) of (2e). 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。 It was then filled with titanium tetrachloride through the titanium tetrachloride vaporizing chamber from titanium tetrachloride feeder container body (10) (4) to the operation by the titanium tetrachloride feed opening of the valve (2d) (11). 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。 At this time, to monitor the end point of the titanium tetrachloride supplying amount using the optical liquid level sensor having installed light detection probes titanium tetrachloride feeder container body (10) (14) (13).

【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、 The titanium tetrachloride vaporizer titanium tetrachloride were charged to (4) and kept at 55 ° C. the vapor pressure constant, also,
反応器(5)内のSiウェハ基板(8)をヒータ(7) Reactor (5) a Si wafer substrate (8) in the heater (7)
で500℃に加熱した。 In and heated to 500 ℃.

【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。 [0029] Next blowing Ar as a carrier gas at 50 ml / min of titanium tetrachloride vaporized chamber (4) to introduce a gas containing titanium tetrachloride into the reactor (5) in. 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 Furthermore, the reactor ammonia as nitrogen compound gas (5) blowing at 5 ml / min into the reactor exhaust gas from (5) in 1 torr reduced pressure to remove from the exhaust port (9), matching unit (3) over 13.56MHz RF voltage to generate a plasma reactor (5) in from 1
0分間の反応で、Siウェハ(8)上に、厚さ約30n In the reaction of 10 minutes, on a Si wafer (8), a thickness of about 30n
mのTiN膜を形成した。 Thereby forming a TiN film of m.

【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。 The amount of impurities, more than the number of particles 0.2μm in high purity titanium tetrachloride filled in the same operation the titanium tetrachloride supplying apparatus when performing (17) from the titanium tetrachloride vaporizing chamber (4) It was determined by measuring the. 結果は15.0(個/ミリリットル)であった。 The result was 15.0 (pieces / milliliter). 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。 Further, the resulting TiN film homogeneous little impurity, which was excellent as a barrier layer of a semiconductor device of fine wiring, which LSI manufactured by possessed fully satisfactory.

【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 [0031] Comparative Example 1 In the same manner as in Example 1, except that the titanium tetrachloride supplying apparatus having a float-type liquid level sensor that is conventionally used in place of the optical liquid level sensor as titanium tetrachloride supplying device T a thickness of about 30nm using
iN膜の形成を行なった。 It was carried out in the formation of iN film.

【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。 [0032] The impurity content of the high purity of titanium tetrachloride filled titanium tetrachloride vaporizing chamber from titanium tetrachloride supplying device when performing the same operation, determined by measuring the number or more of particles 0.2μm did. 結果は976 Results 976
(個/ミリリットル)であった。 It was (number / ml). また、得られたTiN In addition, the resultant 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。 Film is not suitable for a barrier layer of a semiconductor device of a fine wire for impurities, LSI produced 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。 Effect of the present invention exhibits, in an electronic component using the method and the same formation of the TiN film capable of obtaining a highly reliable barrier film or the like by supplying a small titanium tetrachloride impurities in high purity It lies in that provided the 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。 1 is a schematic structural diagram 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。 Figure 2 is a schematic view of a titanium tetrachloride supplying apparatus 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。 3 is a diagram showing a configuration of a light detection probe of the optical liquid level sensor of the TiN film of titanium tetrachloride supply apparatus for use in forming method 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。 4 is a diagram illustrating another configuration of the optical detecting probe of the optical liquid level sensor.

【符号の説明】 DESCRIPTION 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: Flowmeter 2a to 2e: Valve 3: matching unit 4: titanium tetrachloride vaporizer 5: reactor (chamber) 6: dispersion head 7: heater 8: TiN film to be formed substrate (silicon wafer) 9: exhaust port 10: titanium tetrachloride feeder container body 11: titanium tetrachloride supply port 12: titanium tetrachloride inlet 13: optical liquid level sensor 14: light detecting probe 15: emitter and receiver 16: detection circuit 17: tetrachloride titanium supply device 18: bolt and nut 19: lid 20: light projecting fiber 21: light receiving optical fiber 22: the right-angle prism 23: protective tube 24: conical prism

Claims (6)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【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 Introducing the carrier gas is introduced into the vaporizing chamber, the reactor carrier gas of titanium tetrachloride mixed gas from the vaporization chamber; 1. A fourth step of filling the titanium tetrachloride to the vaporization chamber from the titanium tetrachloride supplying device; a step of introducing nitrogen compound gas to the reactor; the TiN film to be formed substrate in the reactor was heated to the desired temperature, and, by generating plasma in the reaction chamber 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。 Step of forming a TiN film on the film to be formed on the substrate; In the method of forming a TiN film having a step of discharging exhaust gas from the reactor, titanium tetrachloride supplying apparatus, at least one of the liquid volume monitoring means titanium tetrachloride method of forming a TiN film, characterized in that it comprises an optical liquid level sensor.
  2. 【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。 Wherein the titanium tetrachloride supplying device, an internal surface consists lid of bondable shaped container body made of stainless steel which is electropolished and container body portion, the container main body and / or lid, container titanium tetrachloride inlet for injecting the titanium tetrachloride to the main part, of titanium tetrachloride supply port for taking out the titanium tetrachloride from the container main body, and at least one optical liquid level sensor is of the provided comprising constituting a method for forming a TiN film of claim 1, wherein.
  3. 【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, features a fiber and a light receiving optical fibers for light projection, a plurality for applying light emitted from both optical fiber tip light projecting optical fiber forward to the light receiving optical fiber those using light detection probe is installed a prism unit having an inner reflecting surface of the forming method of the TiN film of claim 2 wherein.
  4. 【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. A tip of the optical fiber and the light receiving optical fibers for light projection is in the light detection probe, forward and diverge from each other, the method of forming the TiN film of claim 3 wherein.
  5. 【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 5. The internal electropolished stainless steel container, comprising a lid portion of the wide mouth to the extent possible internal washing, claims 2 to 4
    の何れか1項に記載のTiN膜の形成方法。 Method of forming a TiN film described in any one of.
  6. 【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。 In 6. The manufacture of electronic components to TiN film components, in forming the TiN film, characterized by employing the method of forming a TiN film according to any one of claims 1 to 5 a method of manufacturing an electronic parts.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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

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