JP2956693B1 - 金属窒化膜形成方法 - Google Patents

金属窒化膜形成方法

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Abstract

【要約】 【課題】 半導体基板上に、低温で良好な膜質の窒化チ
タン膜を形成できるようにする。 【解決手段】 サセプタ３上の半導体基板４を加熱し
て、基板温度を略５００℃に保持した状態で、テトラク
ロルチタンと、アンモニアを反応容器１内に導いて、窒
化チタン膜を成膜する。成膜が完了すると、反応容器１
内の半導体基板４を、引き続き、基板温度略５００℃に
保持する。そして、低圧水銀灯５を点灯して、波長１７
０〜２８０ｎｍの紫外線で、反応容器１内を照射しなが
ら、アンモニアガスを略１０００ｓｃｃｍの流量で、圧
力略１０Ｔｏｒｒに保たれた反応容器１内に導いて、略
６０秒間のアンモニアアニールを実施する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、金属窒化膜形成
方法に係り、詳しくは、半導体装置等で導電体膜として
好適に用いられる窒化チタン（ＴｉＮ）や窒化タンタル
（ＴａＮ）等の金属窒化膜を形成する金属窒化膜形成方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の金属窒化膜、中でも窒化チタン
膜は、従来から、半導体装置においてアルミ配線やコン
タクト等の下層に対する密着層又は拡散バリア層として
広く用いられている。このような窒化チタン膜の成膜に
は、窒素雰囲気中でチタンをスパッタリングして、基板
の上に窒化チタン膜を成膜する反応性スパッタリング法
が、一般に広く利用されてきた。しかしながら、半導体
集積回路の微細化・高集積化の要請に伴い、層間絶縁膜
に設けられたコンタクトホールや埋込み配線用溝等の横
幅と深さとの比を表わすアスペクト比（aspect ratio）
が、増加する傾向にある今日、従来の反応性スパッタリ
ング法では、ステップカバレッジの良好な窒化チタン膜
が得られないため、微細で高アスペクト比のコンタクト
ホールや配線用溝内への窒化チタン膜の成膜には対応で
きなくなってきている。
【０００３】そこで、反応性スパッタリング法に代わ
り、微細で高アスペクト比のコンタクトホールや配線用
溝にも対応できる手段として、各種の化学的気相成長
（ＣＶＤ：chemical vapor deposition ）法が利用され
るようになってきた。その１つは、テトラクロルチタン
（ＴｉＣｌ４）とアンモニア（ＮＨ３）とを原料化合物
として用い、高温に加熱して基板上に窒化チタン膜を成
膜する熱ＣＶＤ法であり（"Properties of LPCVD TiN B
arrier Layers", J.T. Hillman, D.W.Studiner, M.J. R
ice, and C. Arena, Microelectronic Engineering 19
(1992)PP.375-378）、もう１つは、テトラジメチルアミ
ノチタン［Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ３）２）４ ］を熱分解して
炭素含有窒化チタン（ＴｉＮ：Ｃ）膜を成膜する有機金
属ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ：metal organic chemical vapor
deposition）法である（"Enhanced MOCVD Titanium Ni
tride Film (TiN:C) for Barrier Metal Application i
n Sub-half Micron Technology", Chin-Kun Wang, Lu-M
in Liu, Marvin Liao, Huang-Chung Cheng, and Mou-Sh
iung Lin. 1995 DRY PROCESS SYMPOSIUM (1995) pp.129
-133）。
【０００４】この他に、プラズマＣＶＤ法や光ＣＶＤ法
による窒化チタン膜の形成方法があるが、これらの方法
は、気相で反応が起こりやすいことや、プラズマや光に
は指向性があることから、膜を均一に形成することが難
しく、このため、密着層あるいはバリアメタル層として
の窒化チタン膜の形成には適していない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
熱ＣＶＤ法による成膜方法にあっては、原料ガスとして
テトラクロルチタン（ＴｉＣｌ４）を用いるため、窒化
チタン膜中に塩素が残留する、という問題がある。そこ
で、膜中の残留塩素量を減らすために、従来では、６０
０℃以上の成膜温度が必要となるが、６００℃以上の成
膜温度では、アルミニウムが溶融してしまうため、アル
ミニウム配線形成後には、高温ＣＶＤ法は適用できな
い、という不具合がある。また、膜中の残留塩素濃度を
さらに低減するために、窒化チタン膜形成後、引き続
き、同一反応室内でアンモニアサーマルアニールを行う
のが一般的であるが、アルミニウム配線形成後でも適用
できるように、アニール温度も低温にすると、塩素の脱
離と、膜の窒化が不充分となる。特に、アニール温度が
５５０℃以下になると、膜の窒化速度がとりわけ鈍るの
で、大気中に曝されると、塩素の結合が切れた部位に酸
素や水分が吸着して窒化チタン膜の酸化が進む、という
不都合がある。つまり、５５０℃以下の温度条件でアニ
ールを行うと、かえって、酸化され易くなり、膜質が不
安定となってしまうのである。
【０００６】これに対して、上記従来のＭＯＣＶＤ法に
よる成膜方法にあっては、４００℃程度の比較的低い温
度で成膜できるため、アルミニウム配線形成後でも使用
可能であるが、原料化合物として［Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ３）
２）４ ］を用いているので、窒化チタン膜中に多量の
炭素が残存するため、膜の比抵抗が高く、膜を大気に曝
すと、酸化して、膜質が経時変化して不安定である、と
いう欠点がある。
【０００７】この不都合を解消するには、炭素含有窒化
チタン（ＴｉＮ：Ｃ）膜の成膜と窒素ガスプラズマによ
る窒化とを小刻みに行えば良いと考えられるが、しかし
ながら、炭素含有窒化チタン（ＴｉＮ：Ｃ）膜を、コン
タクトのバリアメタルとして用いる場合においては、窒
素ガスプラズマの衝突によって、下地拡散層が損壊する
虞がある。
【０００８】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、低温下でＣＶＤ法を実施しても、比抵抗が小さ
く、かつ、経時的安定性にも優れる良質の金属窒化膜を
得ることのでき、このため、アルミニウム配線形成後に
も適用できる金属窒化膜形成方法を提供することを目的
としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、金属窒化膜形成方法に係
り、基板上に金属窒化膜を形成した後、形成された当該
金属窒化膜の窒化を促進させるために、ＮｍＨｎ（Ｎは
窒素原子、Ｈは水素原子、ｍ、ｎは、任意の自然数）の
化学式で表現される化合物又は基を含むガス雰囲気中に
当該金属窒化膜を置き、さらに、当該金属窒化膜に対し
て光を照射しながら、熱処理を行うことを特徴としてい
る。
【００１０】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の金属窒化膜形成方法に係り、上記ＮｍＨｎの化学式
で表現される化合物又は基が、ＮＨ３及びＮＨ、Ｎ
Ｈ２、ＮＨ４、Ｎ２Ｈ３及びＮ２Ｈ４の中から選ばれた
少なくとも１つからなることを特徴としている。
【００１１】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は２記載の金属窒化膜形成方法に係り、上記基板上に上
記金属窒化膜を形成する工程と、形成された上記金属窒
化膜の窒化を促進させるために、上記ガス雰囲気中で上
記金属窒化膜に対して光を照射しながら低温熱処理を行
う工程とを、交互に所定の回数繰り返すことを特徴とし
ている。
【００１２】また、請求項４記載の発明は、請求項１，
２又は３記載の金属窒化膜形成方法に係り、上記基板上
に上記金属窒化膜を形成する工程と、形成された上記金
属窒化膜の窒化を促進させるために、上記ガス雰囲気中
で上記金属窒化膜に対して上記光を照射しながら低温熱
処理を行う工程とを、同一装置内で行うことを特徴とし
ている。
【００１３】また、請求項５記載の発明は、請求項１，
３又は４記載の金属窒化膜形成方法に係り、上記基板上
に形成される上記金属窒化膜が、窒化チタン、炭素含有
窒化チタン、酸素含有窒化チタン、窒化タンタル及び窒
化タングステンの中から選ばれた少なくとも１つである
ことを特徴としている。
【００１４】また、請求項６記載の発明は、 請求項１
乃至５のいずれか１に記載の金属窒化膜形成方法に係
り、化学的気相成長法により、上記基板上に上記金属窒
化膜を形成することを特徴としている。
【００１５】さらにまた、請求項７記載の発明は、請求
項１乃至６のいずれか１に記載の金属窒化膜形成方法に
係り、上記光が、紫外線であることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ◇第１実施例 図１は、この発明の第１実施例である窒化チタン膜形成
方法を実施するＣＶＤ装置の概略断面図である。この例
の窒化チタン形成方法では、減圧熱ＣＶＤ（LPCVD(low
pressure chemical vapor deposition )）法により、半
導体基板４の上に窒化チタン膜を形成した後、低圧水銀
灯により紫外線で反応容器１内を照射しながら、アンモ
ニアガス雰囲気中で窒化チタン膜のアニールを行うた
め、以下に示すＣＶＤ装置が用いられる。すなわち、こ
の例で用いられるＣＶＤ装置は、ｈｏｔ ｗａｌｌ型の
減圧ＣＶＤ反応装置に係り、図１に示すように、反応容
器（成膜室）１の内部には、さらに、高周波、赤外ラン
プあるいは抵抗加熱等の基板加熱用ヒータ２によりサセ
プタ（基板ホルダ）３を介してシリコンウェハ等の半導
体基板４を加熱できる構成となっている。反応容器１の
外部には、紫外線を出す低圧水銀灯５が設置されてい
る。この低圧水銀灯５は、反応容器１の図中上面に設け
られた石英窓６を通して、紫外線で反応容器１内を照射
できるように配置されている。
【００１７】反応容器１内は、排気バルブ７を通して、
図示せぬターボ分子ポンプやロータリポンプにより排気
されて、減圧に保たれる一方、反応容器１内には、ガス
導入管８ａを通して反応ガスのテトラクロルチタン（Ｔ
ｉＣｌ４）が導入され、ガス導入管８ｂを通してもう１
つの反応ガスであるアンモニア（ＮＨ３）が導入され、
さらに、ガス導入管８ｃを通して希釈ガスとしての窒素
ガスが導入されるようになっている。すなわち、テトラ
クロルチタンは、原料タンク９の中に液体状態で貯留さ
れ、そこで、タンクヒータ１１から気化熱をもらうと、
テトラクロルチタンガスとなる。テトラクロルチタンガ
スは、導入管ヒータ１２によって、所定の温度に加熱さ
れた後、同図に示すように、ガスマスフローコントロー
ラ１０ａによって流量を調整されて、ガス導入管８ａを
経由して反応容器１内に導入されるようになっている。
【００１８】また、図示していないが、テトラクロルチ
タンガスの窒化ガスとしてのアンモニアガスと、希釈ガ
スとしての窒素ガスが、それぞれ図示せぬ専用タンクに
貯留されていて、専用タンクから排出されたアンモニア
ガスは、ガスマスフローコントローラ１０ｂによって流
量を調整されて、ガス導入管８ｂを通って反応容器１内
に導かれるようになっている。また、窒素ガスも、専用
タンクから排出されると、ガスマスフローコントローラ
１ｃによって流量を調整されて、ガス導入管８ｃを通っ
て反応容器１内に導かれるようになっている。
【００１９】次に、図１を参照して、この例の窒化チタ
ン膜形成方法について詳述する。この例の窒化チタン膜
形成方法では、同一の反応容器内に半導体基板を保持し
たまま、成膜工程とアニール工程とが連続して行われ
る。 （ａ）成膜工程 まず、基板加熱用ヒータ２の電源をＯＮとして、サセプ
タ３上の半導体基板４を加熱して、基板温度を略５００
℃に保持する。次に、タンクヒータ１１の電源もＯＮと
して、原料タンク９を略８０℃に加熱して液体テトラク
ロルチタンを気化し、気化したテトラクロルチタンを、
同図に示すように、ガスマスフローコントローラ１０ａ
によって略２０ｓｃｃｍ（standard cubic centimeter
per minute）の流量に調整して、ガス導入管８ａから反
応容器１内に導く。
【００２０】これと同時に、アンモニアガスを、ガスマ
スフローコントローラ１０ｂによって略１００ｓｃｃｍ
の流量に調整して、ガス導入管８ｂを経由して反応容器
１内に導く。また、希釈ガスとしての窒素ガスを、ガス
マスフローコントローラ１０ｃによって、略５００ｓｃ
ｃｍの流量に調整して、ガス導入管８ｃを経由して反応
容器１内に導く。この状態において、ターボ分子ポンプ
やロータリポンプを駆動して、反応容器１内を圧力略１
Ｔｏｒｒにまで減圧する。反応容器１内をこのような条
件に保つと、テトラクロルチタンとアンモニアとが反応
して、半導体基板４上に窒化チタン膜が成膜される。こ
の例では、窒化チタン膜の膜厚が略５０ｎｍになると、
成膜を終了する。
【００２１】（ｂ）アニール工程 成膜が完了すると、反応容器１内の半導体基板４を、引
き続き、基板温度略５００℃に保持する。そして、低圧
水銀灯５を点灯して、波長１７０〜２８０ｎｍの紫外線
を射出させ、石英窓６を介して、反応容器１内を紫外線
で照射しながら、アンモニアガスを略１０００ｓｃｃｍ
の流量で、圧力略１０Ｔｏｒｒに保たれた反応容器１内
に導いて、略６０秒間のアンモニアアニールを実施す
る。この後、反応容器１内を常圧に戻し、窒化チタン膜
が形成された半導体基板４を反応容器１の外に搬出す
る。
【００２２】従来のアニール工程では、窒化のエネルギ
は、加熱された半導体基板１の表面からの熱によって全
てまかなわれるため、６００℃以上のアニール温度を必
要としたが、この例のアニール工程では、紫外線により
アンモニアが励起されるので、窒化のエネルギの一部が
この紫外線からも得ることができる。したがって、アニ
ール温度は、５００℃の低温でもチタンの窒化を従来法
よりも促進できる。それゆえ、成膜時の窒化の程度は、
従来法よりも低くても良いので、５００℃程度の低温成
膜が可能となる。このように、この例の窒化チタン膜形
成方法によれば、低温で金属窒化膜の成膜と窒化度促進
のためのアニールを行うことができるので、アルミニウ
ム配線形成後でも適用できる。低温アニールとは言え、
紫外線の助けを借りるので、窒化度は充分に進行し、低
抵抗で安定した窒化チタン膜が得られる。
【００２３】◇第２実施例 図２は、この発明の第２実施例である窒化チタン膜形成
方法を実施するＣＶＤ装置の概略断面図である。この例
の窒化チタン膜形成方法が、上述の第１実施例のそれと
大きく異なるところは、熱ＣＶＤ法に代えて、ＭＯＣＶ
Ｄ法により成膜するようにした点、及び成膜とアニール
とを複数回繰り返すようにした点である。
【００２４】この例で用いられるＣＶＤ装置は、図１で
示したｈｏｔ ｗａｌｌ型のＣＶＤ反応装置と略同一構
成のもので、図２に示すように、反応容器２１の内部に
は、さらに、高周波、赤外ランプあるいは抵抗加熱等の
基板加熱用ヒータ２２によりサセプタ２３を介してシリ
コンウェハ等の半導体基板２４を加熱できる構成となっ
ている。反応容器２１の外部には、紫外線を出す低圧水
銀灯２５が設置されている。この低圧水銀灯２５は、反
応容器２１の図中上面に設けられた石英窓２６を通し
て、紫外線で、反応容器２１内を照射できるように配置
されている。
【００２５】反応容器２１内は、排気バルブ２７を通し
て、図示せぬターボ分子ポンプやロータリポンプにより
排気されて、減圧に保たれる一方、反応容器２１内に
は、ガス導入管２８ａを通して反応ガスのテトラジメチ
ルアミノチタン［Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ３）２）４ ］が導入
され、また、ガス導入管２８ｂを通して、アニール時の
窒化ガスであるアンモニア（ＮＨ３）が導入されるよう
になっている。すなわち、テトラジメチルアミノチタン
は、原料タンク２９内に液体状態で貯留され、図示せぬ
ポンプで、液体マスフローコントローラ３０ａによって
流量を調整されて、気化器３１に導かれて気化され、キ
ャリアガス導入管３２を経由して気化器３１に供給され
た窒素ガス（キャリアガス）によって、反応容器２１内
に導かれるようになっている。また、気化器３１と反応
容器２１とを連通するガス導入管２８ａの周囲には導入
管ヒータ３３が設けられていて、気化器３１で気化され
たテトラジメチルアミノチタンガスが、反応容器２１に
導かれるまでの間に、導入管ヒータ３３によって、所定
の温度に加熱されるようになっている。また、図示して
いないが、アニールの際の窒化ガスとしてのアンモニア
ガスが、専用タンクに貯留されていて、この専用タンク
から排出されたアンモニアガスは、ガスマスフローコン
トローラ３０ｂによって流量を調整されて、ガス導入管
２８ｂを経由して反応容器２１内に導かれるようになっ
ている。
【００２６】次に、図２を参照して、この例の窒化チタ
ン膜形成方法について詳述する。この例の窒化チタン膜
形成方法では、同一の反応容器内に半導体基板を保持し
たまま、成膜工程とアニール工程とが連続して、かつ、
繰り返し５回行われる。 （ａ）成膜工程 まず、基板加熱用ヒータ２２の電源をＯＮとして、サセ
プタ２３上の半導体基板２４を加熱して、基板温度を略
４００℃に保持する。次に、液体テトラジメチルアミノ
チタンを、液体マスフローコントローラ３０ａによっ
て、所定の流量に調整した状態で、原料タンク２９から
気化器３１に送り、気化器３１にて０.１ｇ／ｍｉｎの
レートで気化する。そして、気化したテトラジメチルア
ミノチタンを、キャリアガス導入管３２を経由して気化
器３１に供給された流量略１００ｓｃｃｍの窒素ガス
（キャリアガス）の力を借りて、反応容器２１内に導入
する。この状態において、ターボ分子ポンプやロータリ
ポンプを駆動して、反応容器１内を圧力略１Ｔｏｒｒに
まで減圧する。反応容器１内をこのような条件に保つ
と、テトラジメチルアミノチタン［Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ３）
２）４］が熱分解して、半導体基板２４の上に炭素含有
窒化チタン（ＴｉＮ：Ｃ）膜が成膜される。この例で
は、炭素含有窒化チタン膜の膜厚が略１０ｎｍになる
と、第１回目の成膜を終了する。
【００２７】（ｂ）アニール工程 第１回目の成膜が完了すると、反応容器２１内の半導体
基板２４を、引き続き、基板温度略４００℃に保持す
る。そして、低圧水銀灯２５を点灯して、紫外線を射出
させ、石英窓２６を介して、反応容器２１内を紫外線で
照射しながら、アンモニアガスを略１０００ｓｃｃｍの
流量で、圧力略１０Ｔｏｒｒに保たれた反応容器１内に
導いて、略６０秒間の第１回目のアンモニアアニールを
実施する。
【００２８】この後、第２回目の成膜を上述した第１回
目の成膜と略同様の条件で行う。炭素含有窒化チタン膜
の膜厚が略２０ｎｍになると、第２回目の成膜を終了す
る。第２回目の成膜が完了すると、引き続き、第２回目
のアンモニアアニールを、上述した第１回目のアンモニ
アアニールと略同様の条件で行う。このような成膜とア
ニールとを交互に各５回繰り返す。したがって、最終的
に、膜厚略５０ｎｍの炭素含有窒化チタン（ＴｉＮ：
Ｃ）膜が形成される。この後、反応容器２１内を常圧に
戻し、炭素含有窒化チタン膜が形成された半導体基板２
４を反応容器２１の外に搬出する。
【００２９】このように、この例の構成によっても、ア
ニール時に、紫外線を照射してアンモニアを励起して窒
化を進行させるので、上述の第１実施例で述べたと略同
様の効果を得ることができる。加えて、成膜とアニール
とを小刻みに複数回繰り返すので、チタン膜からの炭素
の脱離が表層部だけではなく、深層部にまで充分行わ
れ、この結果、炭素に置き換わる状態で、窒化も表層部
から深層部にまで一様に促進される。それゆえ、低抵抗
で安定した窒化チタン膜が得られる。しかも、成膜温度
及びアニール温度を、略４００度にまで低温下できる。
また、プラズマによるアニールではないため、半導体基
板２４に与えるダメージを低減できる。
【００３０】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、成膜条
件、アニール条件、成膜とアニールとの繰り返し回数
は、必要に応じて、変更できる。また、上述の実施例で
は、窒化ガスとしてアンモニアを用いる場合について述
べたが、これに代えて、例えば、ヒドラジン（Ｎ
２Ｈ４）等のような窒素化合物や、ＮＨ、アミノ基（-
ＮＨ２）、ＮＨ４、Ｎ２Ｈ３等のように、ＮｍＨｎ（Ｎ
は窒素原子、Ｈは水素原子、ｍ、ｎは、任意の自然数）
の化学式で表現される基を含む化合物、例えば、メチル
ヒドラジン（（ＣＨ３）Ｎ２Ｈ３）を用いるようにして
も良い。同様に、チタン化合物も上述の実施例で述べた
ものに限定されない。
【００３１】また、上述の実施例では、窒化チタン膜及
び炭素含有窒化チタン膜を形成する方法について延べた
が、これに限らず、例えば酸素含有窒化チタン（Ｔｉ
Ｎ：Ｏ）や窒化タンタル（ＴａＮ）等の金属窒化膜を形
成する際にも、この発明を適用できる。さらに、六フッ
化タングステン（ＷＦ６）を用いて、窒化タングステン
（ＷＮ）を形成する場合にもこの発明を適用できる。
【００３２】また、この発明は、低温下で実施できるか
ら、基板は半導体基板に限らず、ガラス基板でも良い。
また、金属窒化膜の形成はＣＶＤ装置以外の装置を用い
ても勿論良い。また、上述の実施例では、紫外線でアン
モニアを励起したが、窒素化合物ガスを励起できる光な
ら、紫外線に限定されない。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、従来のアニール工
程では、窒化のエネルギは、加熱された半導体基板１の
表面からの熱によって全てまかなわれるため、６００℃
以上のアニール温度を必要としたが、請求項１記載の発
明によれば、アニールの際に、紫外線等の光によりアン
モニアが励起されるので、窒化のエネルギの一部がこの
紫外線等の光からも得ることができる。したがって、ア
ニール温度は、５００℃の低温でも金属膜の窒化を従来
法よりも促進でき、低抵抗で安定した窒化チタン膜を得
ることができる。それゆえ、成膜時の窒化の程度は、従
来法よりも低くても良いので、５００℃程度の低温成膜
も可能となるので、アルミニウム配線形成後でも適用で
きる。
【００３４】また、請求項３記載の構成によれば、成膜
とアニールとを小刻みに複数回繰り返すので、金属膜の
窒化が、表層部から深層部にまで一様に促進される。そ
れゆえ、低抵抗で安定した金属窒化膜が得られる。しか
も、成膜温度及びアニール温度を、略４００度にまで低
温下できる。また、プラズマによるアニールではないた
め、半導体基板２４に与えるダメージを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例である金属窒化膜形成方
法を実施する装置の概略断面図である。
【図２】この発明の第２実施例である金属窒化膜形成方
法を実施する装置の概略断面図である。
【符号の説明】
１，２１ 反応容器（装置） ２，２４ 基板加熱用ヒータ ３，２３ サセプタ ４，２４ 半導体基板（基板） ５，２５ 低圧水銀灯 ６，２６ 石英ガラス ９，２９ 原料タンク

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に金属窒化膜を形成した後、形成
    された当該金属窒化膜の窒化を促進させるために、Ｎｍ
    Ｈｎ（Ｎは窒素原子、Ｈは水素原子、ｍ、ｎは、任意の
    自然数）の化学式で表現される化合物又は基を含むガス
    雰囲気中に当該金属窒化膜を置き、さらに、当該金属窒
    化膜に対して光を照射しながら、熱処理を行うことを特
    徴とする金属窒化膜形成方法。
  2. 【請求項２】 前記ＮｍＨｎの化学式で表現される化合
    物又は基は、ＮＨ３及びＮＨ、ＮＨ２、ＮＨ４、Ｎ２Ｈ
    ３及びＮ２Ｈ４の中から選ばれた少なくとも１つからな
    ることを特徴とする請求項１記載の金属窒化膜形成方
    法。
  3. 【請求項３】 前記基板上に前記金属窒化膜を形成する
    工程と、形成された前記金属窒化膜の窒化を促進させる
    ために、前記ガス雰囲気中で前記金属窒化膜に対して光
    を照射しながら低温熱処理を行う工程とを、交互に所定
    の回数繰り返すことを特徴とする請求項１又は２記載の
    金属窒化膜形成方法。
  4. 【請求項４】 前記基板上に前記金属窒化膜を形成する
    工程と、形成された前記金属窒化膜の窒化を促進させる
    ために、前記ガス雰囲気中で前記金属窒化膜に対して前
    記光を照射しながら低温熱処理を行う工程とを、同一装
    置内で行うことを特徴とする請求項１，２又は３記載の
    金属窒化膜形成方法。
  5. 【請求項５】 前記基板上に形成される前記金属窒化膜
    は、窒化チタン、炭素含有窒化チタン、酸素含有窒化チ
    タン、窒化タンタル及び窒化タングステンの中から選ば
    れた少なくとも１つであることを特徴とする請求項１，
    ３又は４記載の金属窒化膜形成方法。
  6. 【請求項６】 化学的気相成長法により、前記基板上に
    前記金属窒化膜を形成することを特徴とする請求項１乃
    至５のいずれか１に記載の金属窒化膜形成方法。
  7. 【請求項７】 前記光は、紫外線であることを特徴とす
    る請求項１乃至６のいずれか１に記載の金属窒化膜形成
    方法。
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