JP2010010625A - 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多層配線構造における硼窒化ジルコニウム膜のパーティクルレベルを低減させて、また当該硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性や抵抗選択性を向上させることで半導体装置の信頼性を向上させた半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】窒素ガスにマイクロ波を照射することで生成した窒素ラジカルと成膜流量のＺｒ（ＢＨ_４）_４とを成膜室３１Ｓへ供給して成膜温度下にある基板Ｓの表面に硼窒化ジルコニウム膜を成膜するに際し、成膜装置は、成膜流量のＺｒ（ＢＨ_４）_４が熱分解により形成する膜の成膜速度に関して成膜温度の増加に対するその成膜速度の増加率を基準増加率とすると、硼窒化ジルコニウム膜の成膜速度に関しては成膜温度の増加に対するその成膜速度の増加率を前記基準増加率にする。
【選択図】図３

Description

本発明は、硼窒化ジルコニウム膜を用いた半導体装置を製造する半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法に関する。

半導体装置における多層配線技術では、半導体装置の微細化や多層化が進展することに伴い、エレクトロマイクレーションの耐性を確保するための銅配線技術が不可欠となる。この銅配線技術においては、層間絶縁膜にトレンチを形成して当該トレンチ内に配線材料である銅（Ｃｕ）を充填する、いわゆるダマシン法が利用される。従前のアルミ配線技術に用いるバリア膜や洗浄技術をこのＣｕダマシン法へ転用する場合には、配線材料である銅原子が絶縁膜中へ拡散し易いために配線寿命の短命化を招く虞がある。また上記トレンチのアスペクト比が非常に高くなるためにトレンチ底部を洗浄し難くなり、ひいては銅配線と下地配線との間でコンタクト抵抗の増大を招く虞がある。そこで、上記の銅配線技術においては、従来から、こうした問題を解消すべく銅配線に適した各種のバリア膜とメタルキャップ膜とが提案されている。

特許文献１では、上記バリア膜の構成材料として硼化ジルコニウムや硼窒化ジルコニウムを提案し、前駆体であるＺｒ（ＢＨ_４）_４の分解反応を用いた原子層堆積法（ＡＬＤ法）で上記ジルコニウム化合物からなるバリア膜を形成している。これにより、段差被覆性の高い硼化ジルコニウム膜を成膜できるのでアスペクト比の高い微細なトレンチであっても銅配線に対するバリア性を十分に確保できる。しかもバリア膜を４５０℃以下の低温で成膜することで配線構造への熱投入量（サーマルバジェット）を抑えることができる。

特許文献２では、トレンチ（銅配線）と接続する下地配線上に予め上記ジルコニウム化合物を積層することで下地配線用のメタルキャップ膜が形成されている。上記ジルコニウム化合物はその比抵抗値が下地の導電性により左右される、いわば抵抗選択性を有するので、該下地配線上のジルコニウム化合物が導電性のキャップ膜として機能し、また該下地配線を囲う層間絶縁膜上のジルコニウム化合物が絶縁性のキャップ膜として機能する。これによれば、下地配線と接続するトレンチの底部が耐酸化性に優れた導電性のジルコニウム化合物により構成されるので、仮に洗浄工程後のトレンチ底部にメタルキャップ膜の残膜が存在する場合であっても、該残膜が導電性を有するので下地配線と上層配線との間のコンタクト抵抗を良好な水準で維持できる。
特開２００６−５７１６２号公報 特開２００３−１７４９６号公報

ところで、上記ＡＬＤ法においては原子層レベルの成膜を繰り返すことで所望膜厚からなるジルコニウム化合物膜が形成される。それゆえＡＬＤ法を用いる場合には、ジルコニウム化合物膜の成膜速度が著しく遅くなるために、対象膜厚が５０ｎｍに満たないメタルキャップ膜といえども半導体装置の生産性が大幅に低下してしまう。一方で、Ｚｒ（ＢＨ_４）_４を原料として上記ジルコニウム化合物を気相中で生成する、いわば化学的気相成長法（ＣＶＤ法）を用いる場合には、パウダー状のジルコニウム化合物が気相中で生成され易いために、半導体装置の量産性に適したパーティクルレベルが得られ難い。また、仮に量産性に適したパーティクルレベルが得られる場合であっても、その成膜条件の範囲が著しく狭くなるために再現性が大きく損なわれてしまう。しかも、成膜種であるジルコニウム化合物が気相中で生成されてしまうために膜中の構成元素間における結合エネルギーが
低くなり、それゆえに硼窒化ジルコニウム膜に求められる耐酸化性や抵抗選択性が大きく損なわれてしまう。

本願発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、多層配線構造における硼窒化ジルコニウム膜のパーティクルレベルを低減させて、また当該硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性や抵抗選択性を向上させることで半導体装置の信頼性を向上させた半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の半導体装置の製造装置は、絶縁膜と金属膜とが露出する基板を成膜温度に加熱した状態で収容する真空槽へ所定流量のＺｒ（ＢＨ_４）_４と窒素ラジカルとを供給することにより前記成膜温度下にある前記基板の表面に硼窒化ジルコニウム膜を成膜する半導体装置の製造装置であって、前記所定流量のＺｒ（ＢＨ_４）_４が熱分解により形成する膜の成膜速度に関して前記成膜温度の増加に対する該成膜速度の増加率を基準増加率とするときに、前記成膜温度の増加に対する前記硼窒化ジルコニウム膜の成膜速度の増加率が前記基準増加率になるように前記窒素ラジカルの流量を制御することを要旨とする。

請求項１に記載の半導体装置の製造装置によれば、上記窒素ラジカルの流量制御下で硼窒化ジルコニウム膜を成長させることによりその原系から遷移系への移行に要するエネルギー量、いわば活性化エネルギーがＺｒ（ＢＨ_４）_４の熱分解における活性化エネルギーと等しくなる。そのため、硼窒化ジルコニウム膜の反応経路を、いわば気相反応ではなく基板における表面反応で実現することができ、それゆえに気相中で生成され易いパーティクルを十分に抑えることができる。しかも、基板から供給される熱エネルギーによって膜中の構成元素間にてより強固な結合を生成させることができるため、気相中で生成する硼窒化ジルコニウム膜に比べて、その耐酸化性を向上させられる。さらに、窒素ラジカルとＺｒ（ＢＨ_４）_４とを同時に供給して硼窒化ジルコニウム膜を成膜するためにＡＬＤ法のように成膜速度を大幅に低下させることがない。したがって、半導体装置の信頼性を向上させた半導体装置の製造装置を提供することができる。

請求項２に記載の半導体装置の製造装置は、前記成膜温度を２００℃〜２２０℃にすることを要旨とする。
請求項２に記載の半導体装置の製造装置によれば、成膜温度が２００℃〜２２０℃になることにより硼窒化ジルコニウム膜の抵抗選択性を向上させられる。

請求項３に記載の半導体装置の製造方法は、絶縁膜と金属膜とが露出する基板を成膜温度に加熱して所定流量のＺｒ（ＢＨ_４）_４と窒素ラジカルとを前記基板へ供給することにより前記成膜温度下にある前記基板の表面に硼窒化ジルコニウム膜を成膜する半導体装置の製造方法であって、前記所定流量のＺｒ（ＢＨ_４）_４が熱分解により形成する膜の成膜速度を複数の異なる成膜温度ごとに計測することにより前記成膜温度の増加に対する前記成膜速度の増加率を示す基準増加率を予め取得し、前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜するときには、前記成膜温度の増加に対する前記硼窒化ジルコニウム膜の成膜速度の増加率が前記基準増加率になるように前記窒素ラジカルの流量を制御することを要旨とする。

請求項３に記載の半導体装置の製造方法によれば、窒素ラジカルの流量制御下で硼窒化ジルコニウム膜を成長させることによりその原系から遷移系への移行に要するエネルギー量、いわば活性化エネルギーがＺｒ（ＢＨ_４）_４の熱分解における活性化エネルギーと等しくなる。そのため、硼窒化ジルコニウム膜の反応経路を、いわば気相反応ではなく基板における表面反応で実現することができ、それゆえに気相中で生成され易いパーティクルを十分に抑えることができる。しかも、基板から供給される熱エネルギーによって膜中の構成元素間にてより強固な結合を生成させることができるため、気相中で生成する硼窒化
ジルコニウム膜に比べて、その耐酸化性を向上させられる。また、窒素ラジカルとＺｒ（ＢＨ_４）_４とを同時に供給して硼窒化ジルコニウム膜を成膜するためにＡＬＤ法のように成膜速度を大幅に低下させることがない。したがって、半導体装置の信頼性を向上させた半導体装置の製造方法を提供することができる。

請求項４に記載の半導体装置の製造方法は、前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜するときには、前記成膜温度を２００℃〜２２０℃にすることを要旨とする。
請求項４に記載の半導体装置の製造方法によれば、成膜温度が２００℃〜２２０℃になることにより硼窒化ジルコニウム膜の抵抗選択性を向上させられる。

請求項５に記載の半導体装置の製造方法は、前記窒素ラジカルの供給を停止させた状態で前記所定流量のＺｒ（ＢＨ_４）_４を前記基板に供給することにより得られる膜の成膜速度を前記複数の異なる成膜温度ごとに計測して前記基準増加率を取得することを要旨とする。

請求項５に記載の半導体装置の製造方法によれば、マイクロ波の出力を停止させるだけで基準増加率を取得できることから、より簡便な方法の下で硼窒化ジルコニウム膜を成膜することができる。

上記したように、本発明によれば、多層配線構造における硼窒化ジルコニウム膜のパーティクルレベルを低減させることができ、また当該硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性や抵抗選択性を向上させることができるために、ひいては半導体装置の信頼性を向上させた半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態について図１〜図１２を参照して説明する。まず、本発明を利用して製造した半導体装置１０について説明する。図１は、半導体装置１０を示す部分断面図であり、半導体装置１０は、例えば各種ＲＡＭや各種ＲＯＭを含むメモリ、あるいはＭＰＵや汎用ロジックを含むロジック等である。

［半導体装置１０］
図１に示すように、半導体装置１０が有する基板Ｓの表面（図１における上面）には、拡散領域Ｓａ上のＭＯＳトランジスタＴｒを覆うように第１層間絶縁膜Ｄ１が積層されている。第１層間絶縁膜Ｄ１には、拡散領域Ｓａまで貫通するコンタクトホールＣＨが形成されており、コンタクトホールＣＨの内側には、コンタクトプラグＰが充填されている。

第１層間絶縁膜Ｄ１の表面には、第２層間絶縁膜Ｄ２と、当該第２層間絶縁膜Ｄ２を覆う第１ハードマスクＨＭ１とが順に積層されている。第２層間絶縁膜Ｄ２としては、シリコン酸化膜等からなる多孔性の低誘電率膜を用いることができ、第１ハードマスクＨＭ１としては炭化シリコンや炭化水素シリコン等、炭素含有のシリコン系絶縁膜を用いることができる。これら第２層間絶縁膜Ｄ２と第１ハードマスクＨＭ１とには、コンタクトホールＣＨから上方へ拡開した凹部（第１トレンチＴＨ１）が貫通形成されている。この第１トレンチＴＨ１の内面全体には、硼窒化ジルコニウムからなる第１バリア膜Ｂ１が被覆されており、その第１バリア膜Ｂ１で被覆された第１トレンチＴＨ１の内部には、配線材料である銅からなる第１配線Ｍ１が充填されている。第１配線Ｍ１の上面には、第１ハードマスクＨＭ１の上面全体に広がり硼窒化ジルコニウムからなる第１メタルキャップ膜ＭＣ１が被覆されている。

第１バリア膜Ｂ１は、水分に対する高いバリア性を有して第１メタルキャップ膜ＭＣ１
との協働で第１配線Ｍ１の全体を囲うことにより第１配線Ｍ１の酸化を阻止する。また、第１バリア膜Ｂ１は、第１トレンチＴＨ１の内面及び第１配線Ｍ１に対して高い密着性を有し、第１配線Ｍ１とコンタクトプラグＰとの間で十分に低いコンタクト抵抗を実現する。さらに、第１バリア膜Ｂ１は、銅原子に対する高いバリア性を有し、第１配線Ｍ１からの銅原子の拡散や第１配線Ｍ１のマイグレーションを防止する。

第１メタルキャップ膜ＭＣ１は、下地の比抵抗値に応じた比抵抗値を有する膜であり、いわば抵抗選択性を有する。例えば、第１メタルキャップ膜ＭＣ１は、導電体である第１配線Ｍ１の表面上の領域（図１において濃いドットで示す領域）で５〜８［μΩ・ｃｍ］の低い比抵抗値を有し、絶縁体である第１ハードマスクＨＭ１の表面上の領域（図１において薄いドットで示す領域）で１０^２［Ω・ｃｍ］以上の高い比抵抗値を有する。

第１メタルキャップ膜ＭＣ１の表面には、第３層間絶縁膜Ｄ３、エッチストップ膜ＥＳ、第４層間絶縁膜Ｄ４及び第２ハードマスクＨＭ２が順に積層されている。第３層間絶縁膜Ｄ３及び第４層間絶縁膜Ｄ４としては、シリコン酸化膜等からなる多孔性の低誘電率膜を用いることができ、エッチストップ膜ＥＳ及び第２ハードマスクＨＭ２としては炭化シリコンや炭化水素シリコン等、炭素含有のシリコン系絶縁膜を用いることができる。第１メタルキャップ膜ＭＣ１、第３層間絶縁膜Ｄ３及びエッチストップ膜ＥＳには、第１配線Ｍ１から上方へ延びる共通の凹部（ビアホールＶＨ）が貫通形成されており、第４層間絶縁膜Ｄ４と第２ハードマスクＨＭ２とには、そのビアホールＶＨから上方へ拡開する共通の凹部（第２トレンチＴＨ２）が貫通形成されている。

上記ビアホールＶＨ及び上記第２トレンチＴＨ２の内面全体には、硼窒化ジルコニウムからなる第２バリア膜Ｂ２が被覆されている。その第２バリア膜Ｂ２で被覆されたビアホールＶＨの内部には、配線材料である銅からなるビア配線Ｖ１が充填されており、また第２バリア膜Ｂ２で被覆された第２トレンチＴＨ２の内部には、配線材料である銅からなる第２配線Ｍ２が充填されている。第２配線Ｍ２の上面には、第２ハードマスクＨＭ２の上面全体にわたり硼窒化ジルコニウムからなる共通の第２メタルキャップ膜ＭＣ２が被覆されている。

第２バリア膜Ｂ２は、第１バリア膜Ｂ１と同じく、水分に対する高いバリア性を有して第２メタルキャップ膜ＭＣ２との協働でビア配線Ｖ１及び第２配線Ｍ２の全体を囲うことによりビア配線Ｖ１及び第２配線Ｍ２の酸化を阻止する。また、第２バリア膜Ｂ２は、ビアホールＶＨ及び第２トレンチＴＨ２の内面、さらには第１メタルキャップ膜ＭＣ１に対して高い密着性を有してビア配線Ｖ１と第１配線Ｍ１との間で十分に低いコンタクト抵抗を実現する。また、第２バリア膜Ｂ２は、銅原子に対する高いバリア性を有してビア配線Ｖ１及び第２配線Ｍ２からの銅原子の拡散やマイグレーションを防止する。

第２メタルキャップ膜ＭＣ２は、第１メタルキャップ膜ＭＣ１と同じく、下地の導電性に応じた導電性を有する膜であり、例えば第２配線Ｍ２の表面上の領域（図１において濃いドットで示す領域）で５〜８［μΩ・ｃｍ］の比抵抗値を有し、第２ハードマスクＨＭ２の表面上の領域（図１において薄いドットで示す領域）で１０^２［Ω・ｃｍ］以上の比抵抗値を有する。

［成膜装置２０］
次に、上記半導体装置１０の製造装置としての成膜装置２０について図２〜図４を参照して説明する。図２は成膜装置２０の全体を示す断面図であり、図３は成膜チャンバ２３の構成を示す断面図である。また、図４は成膜チャンバ２３の電気的構成を示すブロック図である。

図２に示すように、成膜装置２０は、ロードロックチャンバ２１と、該ロードロックチャンバ２１に連結されたコアチャンバ２２と、該コアチャンバ２２に連結された４つの成膜チャンバ２３とを搭載している。ロードロックチャンバ２１と各成膜チャンバ２３とは、コアチャンバ２２を介して互いに解除可能に連通することで共通する真空系を形成可能にする。

ロードロックチャンバ２１は、複数の基板Ｓを収容する真空槽であり、基板Ｓに対する成膜処理を開始するときには各基板Ｓを成膜装置２０の内部へ搬入する。また、ロードロックチャンバ２１は、基板Ｓの成膜処理を終了するときには成膜処理後の基板Ｓを大気に解放し成膜装置２０の外部に搬出する。コアチャンバ２２は、搬送ロボット２２ａを搭載する真空槽であり、基板Ｓの成膜処理を開始するときには基板Ｓをロードロックチャンバ２１から搬入して成膜チャンバ２３へ搬出する。コアチャンバ２２は、基板Ｓの成膜処理を終了するときには成膜チャンバ２３にある基板Ｓを搬入してロードロックチャンバ２１へ搬出する。

成膜チャンバ２３は、上記硼窒化ジルコニウム膜を成膜するチャンバであり、成膜処理を実行するときには基板Ｓをコアチャンバ２２から搬入して上記硼窒化ジルコニウム膜、すなわち上記第１メタルキャップ膜ＭＣ１、第２バリア膜Ｂ２及び第２メタルキャップ膜ＭＣ２を成膜する。

図３に示すように、成膜チャンバ２３は、その上部を開口したチャンバ本体３１と、チャンバ本体３１の上部に配設されてチャンバ本体３１の上部開口を開閉可能にするチャンバリッド３２とを有する。成膜チャンバ２３は、これらチャンバ本体３１とチャンバリッド３２とに囲まれた内部空間（以下単に、成膜室３１Ｓという。）を有する。チャンバ本体３１には、基板Ｓを載置する基板ステージ３３が配設されている。基板ステージ３３は、抵抗加熱ヒータ３３Ｈを内蔵したステージであり、基板Ｓを載置するときには基板Ｓを所定の温度（２００℃〜２４０℃）に昇温させる。基板ステージ３３の下側には、基板ステージ３３を上下方向に昇降して基板Ｓの搬入や搬出を可能にする昇降機構３４が連結されている。チャンバ本体３１の一側には、排気ポートＰ１を介して排気ポンプ３５が接続されている。排気ポンプ３５は、ターボ分子ポンプやドライポンプ等の各種のポンプにより構成されており、前記成膜処理を実行するときには成膜室３１Ｓの圧力を所定の圧力（１Ｐａ〜１０００Ｐａ）の範囲に減圧する。

チャンバリッド３２の下側には、複数の第１供給孔Ｈ１と、各第１供給孔Ｈ１から独立する複数の第２供給孔Ｈ２とを有したシャワーヘッド３６が取付けられている。各第１供給孔Ｈ１は、硼窒化ジルコニウム膜の原料であるＺｒ（ＢＨ_４）_４を成膜室３１Ｓに供給するものであり、各第２供給孔Ｈ２は、励起した窒素あるいは励起した水素を成膜室３１Ｓに供給するものである。詳述すると、各第１供給孔Ｈ１には、チャンバリッド３２の内部と原料ガスポートＰ２とを介して原料タンクＴＫが連結されており、原料タンクＴＫには、キャリアガスであるアルゴンを供給するための流量コントローラＭＦＣ１が連結されている。原料タンクＴＫは、流量コントローラＭＦＣ１からのキャリアガスが原料タンクＴＫに供給されるときには、収容するＺｒ（ＢＨ_４）_４をバブリングさせることによりＺｒ（ＢＨ_４）_４をキャリアガスと共に原料ガスポートＰ２へ導出して当該Ｚｒ（ＢＨ_４）_４とキャリアガスとを各第１供給孔Ｈ１から成膜室３１Ｓに供給する。

各第２供給孔Ｈ２には、チャンバリッド３２の内部と励起ガスポートＰ３とを介して流量コントローラＭＦＣ２と流量コントローラＭＦＣ３とが連結されている。流量コントローラＭＦＣ２と流量コントローラＭＦＣ３とは、それぞれ窒素ガスとアルゴンガスとを所定の流量に調整して励起ガスポートＰ３へ導出する。チャンバリッド３２の内部であって、励起ガスポートＰ３と各第２供給孔Ｈ２との間には、石英管あるいはアルミナ管からな
る耐熱性を有した照射管３７が内設されている。この照射管３７の径方向外側には、マイクロ波電源ＦＧによって駆動されるマイクロ波源３８と、マイクロ波源３８に連結されて照射管３７へ延びる導波管３９とが配設されている。マイクロ波源３８は、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマイクロ波発振器、すなわちマグネトロンであって、マイクロ波電源ＦＧからの駆動電力を受けて所定の出力範囲、例えば０．０１ｋＷ〜３．０ｋＷの範囲でマイクロ波を出力する。導波管３９は、マイクロ波源３８が発振するマイクロ波を導波管３９の内部に伝播させて照射管３７の内部へ照射する。導波管３９は、マイクロ波源３８がマイクロ波を発振するときには、照射管３７を通過するガスにマイクロ波を照射して当該ガスを励起させる。

各第２供給孔Ｈ２と照射管３７との間には、チャンバリッド３２を介して接地されたメッシュ３２ａが配設されている。マイクロ波源３８が照射管３７でガスを励起するとき、いわばマイクロ波源３８が照射管３７内にプラズマを生成するとき、メッシュ３２ａは、照射管３７から各第２供給孔Ｈ２へ流れるプラズマ中のイオン成分を中性化して当該プラズマ中のラジカル成分と中性化したガス成分とを各第２供給孔Ｈ２から成膜室３１Ｓに供給する。これにより原料ガスポートＰ２から照射管３７へ導入されるアルゴンガス及び窒素ガスは、照射管３７でプラズマ化された後にメッシュ３２ａによってそのイオン成分が中性化されて前記プラズマ中のラジカル成分のみが成膜室３１Ｓに供給される。

図４に示すように、成膜装置２０の制御部４１は、成膜装置２０に各種の処理動作、例えば基板Ｓの搬送や前記成膜処理等を実行させるものである。制御部４１は、各種の演算処理を実行する演算部、各種データや各種プログラムを格納する記憶部４１Ａ、各種処理工程の経過時間を計時するタイマ４１Ｂ等を有する。制御部４１は、例えば記憶部４１Ａが格納する成膜処理プログラムを読み出してタイマ４１Ｂが計時する時間と前記成膜プログラムとに基づいて前記成膜処理を実行する。

制御部４１には、起動スイッチや停止スイッチ等の各種操作スイッチや液晶ディスプレイ等の各種表示装置等からなる入出力部４２が接続されている。入出力部４２は、各処理動作に利用する各種のデータを制御部４１に入力し、成膜装置２０における成膜処理状況に関するデータを出力する。例えば、入出力部４２は、上記硼窒化ジルコニウム膜の成膜処理に必要となる条件を条件データＩｄとして制御部４１に入力する。制御部４１は、入出力部４２から入力される条件データＩｄを受信して当該条件データＩｄに応じた各種の制御信号を生成し、その条件データＩｄに相当する成膜条件の下で前記成膜処理を実行する。成膜処理に必要となる条件としては、例えば成膜時間、ガス流量、成膜圧力、成膜温度、マイクロ波電源ＦＧの出力等が挙げられる。

ここで、成膜流量のＺｒ（ＢＨ_４）_４がその熱分解により形成する膜の成膜速度に関して、成膜温度の増加に対する成膜速度の増加率を基準増加率という。上記条件データＩｄにおけるマイクロ波電源ＦＧの出力（マイクロ波出力）と窒素ガスのガス流量（窒素流量）とは、同成膜流量のＺｒ（ＢＨ_４）_４が成膜室３１Ｓに供給される状態において、成膜温度の増加に対する硼窒化ジルコニウム膜の成膜速度の増加率が前記基準増加率になるように設定されている。すなわち条件データＩｄに基づく窒素ラジカルの流量は、硼窒化ジルコニウム膜を成長させるに際してその原系から遷移系への移行に要するエネルギー量、いわば活性化エネルギーがＺｒ（ＢＨ_４）_４の熱分解における活性化エネルギーと等しくなるように設定されている。

制御部４１は、排気系を駆動するための排気系駆動回路４３に接続されて成膜処理プログラムと条件データＩｄとに基づいて排気系駆動回路４３に対応する駆動信号を排気系駆動回路４３へ出力する。排気系駆動回路４３は、制御部４１からの駆動信号に応答して前記排気ポンプ３５等の排気系を駆動し、これにより前記成膜室３１Ｓ等の各チャンバ内部
を所定の成膜圧力に調整する。

制御部４１は、搬送系を駆動するための搬送系駆動回路４４に接続されて成膜処理プログラムと条件データＩｄとに基づいて搬送系駆動回路４４に対応する駆動信号を搬送系駆動回路４４へ出力する。搬送系駆動回路４４は、制御部４１からの駆動制御信号に応答して搬送ロボット２２ａや昇降機構３４、さらには基板ステージ３３に搭載される抵抗加熱ヒータ３３Ｈ等の搬送系を駆動し、これにより基板Ｓを所定の搬送経路に沿って搬送して所定の成膜温度に温調する。

制御部４１は、各流量コントローラＭＦＣ１〜ＭＦＣ３を駆動するための流量コントローラ駆動回路４５に接続されて成膜処理プログラムと条件データＩｄとに基づいて流量コントローラ駆動回路４５に対応する駆動信号を流量コントローラ駆動回路４５へ出力する。流量コントローラ駆動回路４５は、制御部４１からの駆動信号に応答して各流量コントローラＭＦＣ１〜ＭＦＣ３をそれぞれ駆動し、これにより所定流量のガスを選択的に成膜室３１Ｓへ供給する。

制御部４１は、マイクロ波電源ＦＧを駆動するためのマイクロ波電源駆動回路４６に接続されて成膜処理プログラムと条件データＩｄとに基づいてマイクロ波電源駆動回路４６に対応する駆動信号をマイクロ波電源駆動回路４６へ出力する。マイクロ波電源駆動回路４６は、制御部４１からの駆動信号に応答してマイクロ波電源ＦＧを駆動し、これにより所定の出力値でマイクロ波を出力する。

制御部４１は、硼窒化ジルコニウム膜を成膜するときに成膜プログラムと条件データＩｄとを読み出し、その成膜プログラムと条件データＩｄとに基づいて上記排気系駆動回路４３、搬送系駆動回路４４、流量コントローラ駆動回路４５及びマイクロ波電源駆動回路４６を介し各部を駆動する。そして、条件データＩｄに基づく硼窒化ジルコニウム膜の成膜処理を実行する際に、硼窒化ジルコニウム膜を成長させるための活性化エネルギーとＺｒ（ＢＨ_４）_４の熱分解における活性化エネルギーとを等しくすることで硼窒化ジルコニウム膜の成長に関わる反応経路を、いわば気相反応ではなく基板Ｓにおける表面反応へ移行する。

［半導体装置１０の製造方法］
次に、上記成膜装置２０を用いた半導体装置１０の製造方法について説明する。図５及び図６は半導体装置１０の製造工程を示す工程図である。

まず、公知の半導体装置製造技術を用いることにより上記ＭＯＳトランジスタＴｒ、第１層間絶縁膜Ｄ１及びコンタクトプラグＰが基板Ｓに形成されて、次いで公知のダマシン法を用いることにより第２層間絶縁膜Ｄ２、第１ハードマスクＨＭ１、第１バリア膜Ｂ１及び銅膜からなる第１配線Ｍ１が形成される。そして第１配線Ｍ１が形成されると、第１配線Ｍ１を有する基板Ｓが成膜装置２０へ搬入されて、図５に示すように、基板Ｓの表面である第１ハードマスクＨＭ１と第１配線Ｍ１とに第１メタルキャップ膜ＭＣ１（図５に示す二点鎖線）の成膜処理が施される。

成膜処理を開始するにあたり、成膜装置２０の制御部４１は、まず入出力部４２からの各種の条件データＩｄに基づいて排気ポンプ３５を駆動して成膜室３１Ｓの圧力を条件データＩｄに基づく成膜圧力を実現する。成膜室３１Ｓの圧力が前記成膜圧力になると、制御部４１は、抵抗加熱ヒータ３３Ｈを駆動して基板ステージ３３の温度を条件データＩｄに基づく成膜温度、例えば２２０℃に調整する。そして、制御部４１は、搬送ロボット２２ａを駆動して基板ステージ３３に基板Ｓを載置することで基板Ｓを前記成膜温度に加熱する。

次いで、制御部４１は、タイマ４１Ｂを用いた経過時間の計時動作を開始するとともに、流量コントローラＭＦＣ２を駆動して条件データＩｄに基づく流量の窒素ガスを照射管３７へ導入する。続いて、制御部４１は、マイクロ波電源ＦＧを駆動して照射管３７の内部に窒素のプラズマを生成することでメッシュ３２ａによって抽出される窒素ラジカルを基板Ｓの表面に供給する。なお、この際、窒素のプラズマ状態を安定させる上では、流量コントローラＭＦＣ３を駆動して所定流量のアルゴンガスを照射管３７へ導入してもよい。

上記窒素ラジカルの供給を開始すると、制御部４１は、流量コントローラＭＦＣ１を駆動して条件データＩｄに基づく流量のキャリアガスを原料タンクＴＫに導入することでキャリアガスとＺｒ（ＢＨ_４）_４とを基板Ｓの表面に供給する。これにより加熱された基板Ｓの表面へは窒素ラジカルが供給された後にＺｒ（ＢＨ_４）_４が供給されて、基板Ｓの表面に吸着するＺｒ（ＢＨ_４）_４の熱分解反応や窒化反応が表面反応として進行して硼窒化ジルコニウム膜からなる第１メタルキャップ膜ＭＣ１が形成される。

これにより、第１メタルキャップ膜ＭＣ１の成長に関わる主たる反応を、いわば気相反応ではなく基板Ｓにおける表面反応で実現できるために、気相中で生成され易いパーティクルを十分に抑えることができる。また、基板Ｓから供給される熱エネルギーにより第１メタルキャップ膜ＭＣ１の膜中の構成元素間に強固な結合を形成できるため、気相反応を主とする硼窒化ジルコニウム膜に比べて、その耐酸化性や抵抗選択性を向上させられる。また、窒素ラジカルとＺｒ（ＢＨ_４）_４とを同時に成膜室３１Ｓに供給して第１メタルキャップ膜ＭＣ１を成膜するためにＡＬＤ法のように成膜速度を大幅に低下させることがない。

第１メタルキャップ膜ＭＣ１が形成されると、第１メタルキャップ膜ＭＣ１を有する基板Ｓが成膜装置２０から搬出されて、第１メタルキャップ膜ＭＣ１に第３層間絶縁膜Ｄ３、エッチストップ膜ＥＳ、第４層間絶縁膜Ｄ４及び第２ハードマスクＨＭ２が順に積層される。続いて、公知のデュアルダマシン法を用いることにより第２ハードマスクＨＭ２及び第４層間絶縁膜Ｄ４に第２トレンチＴＨ２が形成されて、エッチストップ膜ＥＳ、第３層間絶縁膜Ｄ３及び第１メタルキャップ膜ＭＣ１にビアホールＶＨが形成される。ビアホールＶＨと第２トレンチＴＨ２とが形成されると、基板Ｓが再び成膜装置２０へ搬入されて、図６に示すように、基板Ｓの表面であるビアホールＶＨの内面及び第２トレンチＴＨ２の内面を覆う第２バリア膜Ｂ２の成膜処理が、上記第１メタルキャップ膜ＭＣ１と同じく、成膜プログラムと条件データＩｄとに基づいて実行される。それゆえこの第２バリア膜Ｂ２の成膜に際しても、上記第１メタルキャップ膜ＭＣ１の成膜時と同様の効果を得ることができる。

第２バリア膜Ｂ２が形成されると、第２バリア膜Ｂ２を有する基板Ｓが成膜装置２０から搬出されて、ビアホールＶＨ内及び第２トレンチＴＨ２内を埋め込む銅膜からなる第２配線Ｍ２が形成される。そして、第２配線Ｍ２を有する基板Ｓが再び成膜装置２０へ搬入されて、上記第１メタルキャップ膜ＭＣ１の成膜時と同じく、基板Ｓの表面である第２ハードマスクＨＭ２と第２配線Ｍ２とに前記成膜処理が施されて硼窒化ジルコニウム膜からなる第２メタルキャップ膜ＭＣ２が形成される。それゆえこの第２メタルキャップ膜ＭＣ２の成膜に際しても、上記第１メタルキャップ膜ＭＣ１の成膜時と同様の効果を得ることができる。

［実施例］
次に、硼窒化ジルコニウム膜の成膜条件である条件データＩｄを実施例に基づいて説明する。図７は成膜温度Ｔと成膜速度との関係をマイクロ波出力ごとに示すアレニウスプロ
ットであり、図８は絶縁体上における比抵抗値と成膜温度Ｔとの関係をマイクロ波出力ごとに示す図であり、図９は硼窒化ジルコニウム膜に含まれる構成原子の原子濃度とマイクロ波出力との関係を示す図である。また、図１０は成膜温度Ｔと成膜速度との関係を窒素流量ごとに示すアレニウスプロットであり、図１１は絶縁体上における比抵抗値と成膜温度Ｔとの関係を窒素流量ごとに示す図であり、図１２は硼窒化ジルコニウム膜に含まれる構成原子の原子濃度と窒素流量との関係を示す図である。

まず、上記基準増加率を取得すべく、Ｚｒ（ＢＨ_４）_４の熱分解により得られる膜（硼化ジルコニウム膜）に関して、以下の基準条件を用いて各成膜温度における成膜速度を計測した。すなわち２００℃、２２０℃、２４０℃の各々においてマイクロ波電源ＦＧを停止させながら成膜流量である５５ｓｃｃｍのＺｒ（ＢＨ_４）_４を基板Ｓに供給して各成膜温度から得られる硼化ジルコニウム膜の成膜速度を上記の成膜温度ごとに計測した。そして、成膜温度の増加に対する硼化ジルコニウム膜の成膜速度の増加率、すなわち活性化エネルギーＥａ（１．１７８ｅＶ）を上記基準増加率として得た（図７あるいは図１０参照）。

また、絶縁膜であるシリコン酸化膜上に同基準条件を用いた成膜処理を実行して各成膜温度における硼化ジルコニウム膜の比抵抗値を計測した（図９及び図１１参照）。また、導電膜である銅膜上に同基準条件を用いた成膜処理を実行して各成膜温度における硼化ジルコニウム膜の比抵抗値を計測した。さらに、各成膜温度における硼化ジルコニウム膜について該膜中及び膜上に含まれるパーティクル数を所定のパーティクルカウンタにより計測するとともに、各硼化ジルコニウム膜の表層（膜表面から約１０ｎｍの領域）に含まれる構成原子の原子濃度をオージェ電子分光分析（ＡＥＳ）により計測した（図９あるいは図１２参照）。

（基準条件）
・成膜温度：２００℃、２２０℃、２４０℃
・Ｚｒ（ＢＨ_４）_４の流量：５５ｓｃｃｍ
・キャリアガスの流量（ＭＦＣ１）：１００ｓｃｃｍ
・窒素流量（ＭＦＣ２）：１００ｓｃｃｍ
・マイクロ波出力：０Ｗ
・処理圧力：約４００Ｐａ
次いで、基準条件におけるマイクロ波出力を４４Ｗと３１Ｗとに変更するとともに、その他の条件を基準条件と同じくすることで実施例１と実施例２との硼窒化ジルコニウム膜を成膜して、これら実施例１及び実施例２における成膜温度ごとの成膜速度を計測した（図７参照）。また、上記基準条件と同じく、実施例１及び実施例２の硼窒化ジルコニウム膜について表層の原子濃度とシリコン酸化膜上における比抵抗値とを計測した（図８及び図９参照）。そして上記基準条件と同じく、実施例１及び実施例２の硼窒化ジルコニウム膜についてパーティクル数と銅膜上における比抵抗値とを計測した。

また、基準条件におけるマイクロ波出力を６３Ｗと３５８Ｗとに変更するとともに、その他の条件を基準条件と同じくすることで比較例１と比較例２との硼窒化ジルコニウム膜を成膜して、これら比較例１及び比較例２における成膜温度ごとの成膜速度を計測した（図７参照）。また、上記基準条件と同じく、比較例１及び比較例２の硼窒化ジルコニウム膜について表層の原子濃度とシリコン酸化膜上における比抵抗値とを計測した（図８及び図９参照）。そして上記基準条件と同じく、比較例１及び比較例２の硼窒化ジルコニウム膜についてパーティクル数と銅膜上における比抵抗値とを計測した。

また、基準条件におけるマイクロ波出力を４４Ｗに変更して窒素流量を５０ｓｃｃｍに変更するとともに、その他の条件を基準条件と同じくすることで実施例３の硼窒化ジルコ
ニウム膜を成膜し、この実施例３における成膜温度ごとの成膜速度を計測した（図１０参照）。また、上記基準条件と同じく、実施例３の硼窒化ジルコニウム膜について表層の原子濃度とシリコン酸化膜上における比抵抗値とを計測した（図１１及び図１２参照）。そして上記基準条件と同じく、実施例３の硼窒化ジルコニウム膜についてパーティクル数と銅膜上における比抵抗値とを計測した。

さらに、基準条件におけるマイクロ波出力を４４Ｗに変更して窒素流量を３０ｓｃｃｍと２０ｓｃｃｍとに変更するとともに、その他の条件を基準条件と同じくすることで比較例３と比較例４との硼窒化ジルコニウム膜を成膜して、これら比較例３及び比較例４における成膜温度ごとの成膜速度を計測した（図１０参照）。また、上記基準条件と同じく、比較例３及び比較例４の硼窒化ジルコニウム膜について表層の原子濃度とシリコン酸化膜上における比抵抗値とを計測した（図１１及び図１２参照）。そして、上記基準条件と同じく、比較例３及び比較例４の硼窒化ジルコニウム膜についてパーティクル数と銅膜上における比抵抗値とを計測した。

図７に示すように、硼窒化ジルコニウム膜の成長に要する活性化エネルギーＥａは、実施例１及び実施例２において１．０４０ｅＶ及び１．０７７ｅＶであり、比較例１及び比較例２においては０．５０２ｅＶ及び０．４３９ｅＶである。ここで、硼窒化ジルコニウム膜の反応経路がＺｒ（ＢＨ_４）_４の熱分解などの表面反応を経るほど、この活性化エネルギーＥａは基準条件の活性化エネルギーＥａである基準増加率に近くなり、硼窒化ジルコニウム膜の反応経路がＺｒ（ＢＨ_４）_４と窒素ラジカルとの気相反応を経るほど、この活性化エネルギーＥａは０ｅＶに近くなる。それゆえに実施例１及び実施例２における主たる反応経路は、いわば気相反応ではなく基板Ｓにおける表面反応を経るものであって、つまるところ上記Ｚｒ（ＢＨ_４）_４の熱分解時に生成されるものである。これに対して比較例１及び比較例２における反応経路は実施例１及び実施例２よりも高い確率で気相反応を経るものであって、つまるところ気相中にて生成されるものである。

なお、こうした表面反応を経て硼窒化ジルコニウム膜を成膜する場合、基板Ｓから反応系に与えられる熱エネルギーの一部は、硼化ジルコニウムの窒化反応として消費される。このため表面反応において硼化ジルコニウムの窒化が進行する、すなわち窒素ラジカルが反応系に加えられると、Ｚｒ（ＢＨ_４）_４の熱分解で消費できる熱エネルギーが少なくなるので硼窒化ジルコニウム膜の成膜速度が低下する。それゆえ実施例１及び実施例２の成膜速度は基準条件の成膜速度よりも低いレベルで推移する。

図８に示すように、シリコン酸化膜上における比抵抗値は、基準条件における全温度範囲において１０^３〜１０^５μΩｃｍである一方、実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２ではそれぞれ検出値の上限である１０^８μΩｃｍを超える。なお、銅膜上における比抵抗値は、実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２の全ておいて５〜８μΩｃｍであった。それゆえ実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２においては抵抗選択性を得られることが分かる。

図９に示すように、硼窒化ジルコニウム膜の表層に含まれる酸素濃度は、マイクロ波出力が１００Ｗから低くなるに連れて減少する傾向を示し、マイクロ波出力が５０Ｗを下回る領域（実施例１及び実施例２）では５％を下回るようになる。なお、こうした酸素濃度の傾向は全成膜温度の範囲において認められた。それゆえ活性化エネルギーＥａが基準増加率に近くなるほど、いわば反応経路が表面反応を経るほど、硼窒化ジルコニウム膜に高い耐酸化性を付与できることが分かる。

図１０に示すように、膜成長に要する活性化エネルギーＥａは、実施例３及び比較例３において０．９６１ｅＶ及び１．１４９ｅＶであり、比較例４においては１．５５４ｅＶ
である。上述のように、反応経路が表面反応を経るほどこの活性化エネルギーＥａが基準増加率に近くなるがゆえ、つまるところ実施例３及び比較例３は実施例１及び実施例２と同じく上記Ｚｒ（ＢＨ_４）_４の熱分解時に生成されるものである。

なお、こうした表面反応では基板Ｓからの熱エネルギーの一部が硼化ジルコニウムの窒化反応として消費される。そのため硼化ジルコニウムの窒化量が低くなるほど、すなわち窒素ラジカルの流量が低くなるほど、より多くの熱エネルギーがＺｒ（ＢＨ_４）_４の熱分解に消費されて、より高い成膜速度が計測されるようになる。こうした傾向は成膜温度が高くなるほど顕著になるため、比較例４においては反応経路が表面反応を経るものの、その活性化エネルギーＥａは基準増加率よりも高くなる。

図１１に示すように、シリコン酸化膜上における実施例３の比抵抗値は、全温度範囲において検出値の上限である１０^８μΩｃｍを超える値である。なお、実施例３の銅膜上における比抵抗値は、実施例１及び実施例２と同じく５〜８μΩｃｍであった。それゆえ実施例３においては抵抗選択性を得られることが分かる。一方、シリコン酸化膜上における比較例３及び比較例４の比抵抗値は、２００℃〜２２０℃の範囲において検出値の上限である１０^８μΩｃｍを超えるものの、２４０℃の成膜温度においては１０^３〜１０^５μΩｃｍを示す。なお、比較例３及び比較例４の銅膜上における比抵抗値は、実施例１及び実施例２と同じく５〜８μΩｃｍであった。それゆえ比較例３及び比較例４では２００℃〜２２０℃の範囲において抵抗選択性を得られる一方で、成膜温度が２４０℃である場合には抵抗選択性を十分に得られないことが分かる。

図１２に示すように、硼窒化ジルコニウム膜の表層に含まれる酸素濃度は、窒素流量が３０ｓｃｃｍから高くなるに連れて急激に増加する傾向を示し、窒素流量が３０ｓｃｃｍを下回る領域（比較例４）では３０％を上回るようになる。なお、こうした酸素濃度の傾向は全温度範囲において認められた。そのため、活性化エネルギーＥａが基準増加率に近くなるほど、いわば十分な窒素ラジカルの下で反応経路が表面反応を経るほど、硼窒化ジルコニウム膜に高い耐酸化性を付与できることが分かる。

なお、硼窒化ジルコニウム膜が有するパーティクル数の測定結果においては、実施例１、実施例２、実施例３、比較例３及び比較例４、すなわち表面反応を経過するものにおいて３０個（０．１μ以上）以下の良好な数値が認められた一方で、比較例１及び比較例２においては１００個を超える値が認められた。

上記耐酸化性とパーティクル数とに基づき、バリア膜に関わる条件データＩｄにおいては、少なくとも活性化エネルギーＥａが上記基準増加率と略同じになる範囲、すなわちマイクロ波出力が４４Ｗ〜３１Ｗであって窒素流量が３０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍとなる範囲が選択される。また、メタルキャップ膜に関わる条件データＩｄにおいては、抵抗選択性が求められるので成膜温度が２００℃〜２２０℃となる範囲が選択される。これによりバリア膜を成膜する上においては、良好なパーティクルレベルの下で高い耐酸化性を有した硼窒化ジルコニウム膜を得ることができ、またメタルキャップ膜を成膜する上においては良好なパーティクルレベルの下で高い耐酸化性と高い抵抗選択性とを有した硼窒化ジルコニウム膜を得ることができる。

上述したように本実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）硼窒化ジルコニウム膜の反応経路を、いわば気相反応ではなく基板Ｓにおける表面反応で実現することができ、それゆえに気相中で生成され易いパーティクルを十分に抑えることができる。

（２）しかも、基板Ｓから供給される熱エネルギーによって膜中の構成元素間にてより
強固な結合を生成させることができるため、気相中で生成する硼窒化ジルコニウム膜に比べて、その耐酸化性を向上させられる。また、窒素ラジカルとＺｒ（ＢＨ_４）_４とを同時に供給して成膜するためにＡＬＤ法のように成膜速度を大幅に低下させることがない。

（３）硼窒化ジルコニウム膜をメタルキャップ膜として適用する場合には、成膜温度が２００℃〜２２０℃になることで該メタルキャップ膜の抵抗選択性を向上させられる。
尚、上記実施形態は、以下の態様で実施してもよい。

・上記実施形態においては、硼窒化ジルコニウム膜を成膜するに先立ち、成膜装置２０を用いて活性化エネルギーＥａを取得する方法について説明したが、これに限らずＺｒ（ＢＨ_４）_４の熱分解に要するエネルギー量を用いて活性化エネルギーＥａを演算する方法であってもよい。

・上記実施形態においては、ビアホールＶＨを形成する際に第１配線Ｍ１上のメタルキャップ膜をエッチングする方法について説明したが、これに限らず第１配線Ｍ１上のメタルキャップ膜が導電性を有するので同メタルキャップ膜をエッチングしない方法であってもよい。

・上記実施形態では、半導体装置１０が２層の銅配線を有する例について説明したが、これに限らず、上記の硼窒化ジルコニウム膜をバリア膜あるいはメタルキャップ膜として利用する構成であれば、半導体装置１０は、その銅配線の層数に限定されるものではない。

半導体装置を示す部分断面図。 成膜装置の全体を示す図。 成膜チャンバを示す部分断面図。 成膜装置の電気的構成を示すブロック図。 半導体装置の製造方法を示す工程図。 半導体装置の製造方法を示す工程図。 成膜温度と成膜速度との関係をマイクロ波出力ごとに示すアレニウスプロット。 絶縁体上における比抵抗値と成膜温度との関係をマイクロ波出力ごとに示す図。 硼窒化ジルコニウム膜の原子濃度とマイクロ波出力との関係を示す図。 成膜温度と成膜速度との関係を窒素流量ごとに示すアレニウスプロット。 絶縁体上における比抵抗値と成膜温度との関係を窒素流量ごとに示す図。 硼窒化ジルコニウム膜の原子濃度と窒素流量との関係を示す図。

符号の説明

ＭＣ１…第１メタルキャップ膜、ＭＣ２…第２メタルキャップ膜、Ｍ１…第１配線、Ｍ２…第２配線、ＦＧ…マイクロ波電源、Ｓ…基板、１０…半導体装置、２０…成膜装置、３１Ｓ…成膜室。

Claims (5)

1. 絶縁膜と金属膜とが露出する基板を成膜温度に加熱した状態で収容する真空槽へ所定流量のＺｒ（ＢＨ_４）_４と窒素ラジカルとを供給することにより前記成膜温度下にある前記基板の表面に硼窒化ジルコニウム膜を成膜する半導体装置の製造装置であって、
   前記所定流量のＺｒ（ＢＨ_４）_４が熱分解により形成する膜の成膜速度に関して前記成膜温度の増加に対する該成膜速度の増加率を基準増加率とするときに、前記成膜温度の増加に対する前記硼窒化ジルコニウム膜の成膜速度の増加率が前記基準増加率になるように前記窒素ラジカルの流量を制御することを特徴とする半導体装置の製造装置。
2. 前記成膜温度を２００℃〜２２０℃にすることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造装置。
3. 絶縁膜と金属膜とが露出する基板を成膜温度に加熱して所定流量のＺｒ（ＢＨ_４）_４と窒素ラジカルとを前記基板へ供給することにより前記成膜温度下にある前記基板の表面に硼窒化ジルコニウム膜を成膜する半導体装置の製造方法であって、
   前記所定流量のＺｒ（ＢＨ_４）_４が熱分解により形成する膜の成膜速度を複数の異なる成膜温度ごとに計測することにより前記成膜温度の増加に対する前記成膜速度の増加率を示す基準増加率を予め取得し、
   前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜するときには、前記成膜温度の増加に対する前記硼窒化ジルコニウム膜の成膜速度の増加率が前記基準増加率になるように前記窒素ラジカルの流量を制御することを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. 前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜するときには、前記成膜温度を２００℃〜２２０℃にすることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記硼窒化ジルコニウム膜の成膜に先立ち、前記窒素ラジカルの供給を停止させた状態で前記所定流量のＺｒ（ＢＨ_４）_４を前記基板に供給することにより得られる膜の成膜速度を前記複数の異なる成膜温度ごとに計測して前記基準増加率を取得することを特徴とする請求項３又は４に記載の半導体装置の製造方法。

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