JP3315116B2 - 低比抵抗窒化チタン膜の製造方法 - Google Patents
低比抵抗窒化チタン膜の製造方法Info
- Publication number
- JP3315116B2 JP3315116B2 JP50446793A JP50446793A JP3315116B2 JP 3315116 B2 JP3315116 B2 JP 3315116B2 JP 50446793 A JP50446793 A JP 50446793A JP 50446793 A JP50446793 A JP 50446793A JP 3315116 B2 JP3315116 B2 JP 3315116B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- silicon substrate
- titanium nitride
- reaction chamber
- nitride film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/56—After-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/34—Nitrides
Description
【発明の詳細な説明】 本出願は1991年８月16日に出願された米国特許出願Se
rial No.07/746,667のCIPに相当する。
rial No.07/746,667のCIPに相当する。
本発明は、一般に低圧化学蒸着（LPCVD）法により窒
化チタン（TiN）の薄膜を上に付着させた半導体基体に
関し、詳細には、そのような膜の比抵抗を減少させるた
めにそのようなTiN膜の塩素含有量を低下させる方法に
関する。
化チタン（TiN）の薄膜を上に付着させた半導体基体に
関し、詳細には、そのような膜の比抵抗を減少させるた
めにそのようなTiN膜の塩素含有量を低下させる方法に
関する。
半導体工業では、半導体デバイスのための障壁金属と
して窒化チタン（TiN）の薄膜を用いることはよく知ら
れている。そのようなTiNの薄膜は、化学蒸着（CVD）法
を用いて付着させることができる。障壁金属として、そ
のようなTiN薄膜は、アルミニウム配線層が下の半導体
材料、殆ど典型的には珪素である材料に直接接触するの
を防ぐために、アルミニウム配線層を形成する前に、半
導体接触領域上に付着させる。そのようなTiN膜は、半
導体基体の表面上の凹凸に対し、特にミクロン以下の接
触層内で良好な覆いを与える。そのようなTiN膜は、サ
リサイド（salicide）に対する低い接触抵抗、少ない漏
洩、下の半導体基体に対する優れた接着性、及び大きな
熱安定性も与える。そのようなTiN膜は、後のタングス
テン膜に対する良好な接着も与える。
して窒化チタン（TiN）の薄膜を用いることはよく知ら
れている。そのようなTiNの薄膜は、化学蒸着（CVD）法
を用いて付着させることができる。障壁金属として、そ
のようなTiN薄膜は、アルミニウム配線層が下の半導体
材料、殆ど典型的には珪素である材料に直接接触するの
を防ぐために、アルミニウム配線層を形成する前に、半
導体接触領域上に付着させる。そのようなTiN膜は、半
導体基体の表面上の凹凸に対し、特にミクロン以下の接
触層内で良好な覆いを与える。そのようなTiN膜は、サ
リサイド（salicide）に対する低い接触抵抗、少ない漏
洩、下の半導体基体に対する優れた接着性、及び大きな
熱安定性も与える。そのようなTiN膜は、後のタングス
テン膜に対する良好な接着も与える。
シャーマン（Sherman）による「珪素デバイス技術の
ための拡散障壁としてのLPCVD窒化チタンの成長及び性
質」（Growth and Properties of LPCVD Titanium Nit
ride as a Diffusion Barrier for silicon Device Tec
hnology）〔J.Electrochem.Soc.,Vol.137,No.6,June（1
990）〕には、低圧CVD（LPCVD）法を用いて単一ウェー
ハ冷却壁反応器中で珪素基体上にTiN薄膜を付着させる
ための方法が記載されている。
ための拡散障壁としてのLPCVD窒化チタンの成長及び性
質」（Growth and Properties of LPCVD Titanium Nit
ride as a Diffusion Barrier for silicon Device Tec
hnology）〔J.Electrochem.Soc.,Vol.137,No.6,June（1
990）〕には、低圧CVD（LPCVD）法を用いて単一ウェー
ハ冷却壁反応器中で珪素基体上にTiN薄膜を付着させる
ための方法が記載されている。
従って、本発明の目的は、面積抵抗の低下した珪素基
体上に窒化チタン膜を形成する方法を与えることであ
る。
体上に窒化チタン膜を形成する方法を与えることであ
る。
本発明の別の目的は、窒化チタン膜が減少した塩素含
有量を有する場合の、珪素基体上に窒化チタン膜を形成
する方法を与えることである。
有量を有する場合の、珪素基体上に窒化チタン膜を形成
する方法を与えることである。
本発明の更に別な目的は、窒化チタン膜の付着に一般
に用いられている流動ガス或は装置を実質的に変えるこ
となく行うことができるそのような方法を与えることで
ある。
に用いられている流動ガス或は装置を実質的に変えるこ
となく行うことができるそのような方法を与えることで
ある。
本発明のこれら及び他の目的は、その記述が進むにつ
れて当業者に一層明らかになるであろう。
れて当業者に一層明らかになるであろう。
簡単に述べれば、本発明は、その好ましい態様によれ
ば、化学蒸着により珪素基体上に低い比抵抗の窒化チタ
ン膜を形成する方法において、反応室中に珪素基体を置
き、その反応室中で前記珪素基体を加熱し、最初にTiCl
4ガス及びNH3ガスの両方を反応室に入れて前記珪素基体
上に通し、前記珪素基体の表面上に窒化チタンを付着さ
せ、然る後、塩素と反応する水素含有ガスを前記反応室
に入れ前記珪素基体上に通し、付着した窒化チタン膜に
よって保持された残留塩素原子と反応させてそれを除去
しながら、TiCl4ガスの流れを止める諸工程からなる窒
化チタン膜形成法に関する。
ば、化学蒸着により珪素基体上に低い比抵抗の窒化チタ
ン膜を形成する方法において、反応室中に珪素基体を置
き、その反応室中で前記珪素基体を加熱し、最初にTiCl
4ガス及びNH3ガスの両方を反応室に入れて前記珪素基体
上に通し、前記珪素基体の表面上に窒化チタンを付着さ
せ、然る後、塩素と反応する水素含有ガスを前記反応室
に入れ前記珪素基体上に通し、付着した窒化チタン膜に
よって保持された残留塩素原子と反応させてそれを除去
しながら、TiCl4ガスの流れを止める諸工程からなる窒
化チタン膜形成法に関する。
前述の水素含有ガスは、好ましくはNH3ガスである。
本発明の好ましい態様として、反応室中へのNH3ガスの
最初の流れを、TiCl4ガスの流れを止めた後でも、珪素
基体上に流し続け、付着後工程（a post deposition pr
ocess）として、窒化チタン成長工程が終わった時に付
着窒化チタン膜によって保持された残留塩素と水素ガス
とを反応させる。水素原子は塩素原子と反応し、ガス状
成分を形成し、それは窒化チタン膜の表面から出て行
く。
本発明の好ましい態様として、反応室中へのNH3ガスの
最初の流れを、TiCl4ガスの流れを止めた後でも、珪素
基体上に流し続け、付着後工程（a post deposition pr
ocess）として、窒化チタン成長工程が終わった時に付
着窒化チタン膜によって保持された残留塩素と水素ガス
とを反応させる。水素原子は塩素原子と反応し、ガス状
成分を形成し、それは窒化チタン膜の表面から出て行
く。
第１図は、付着後にアルゴン不活性ガスを用いたアニ
ール工程及び付着後にアンモニア（NH3）ガスを用いた
アニール工程の両方についての、温度及び圧力の或る範
囲に亙って、付着窒化チタン層の面積抵抗を示す三次元
的プロットである。
ール工程及び付着後にアンモニア（NH3）ガスを用いた
アニール工程の両方についての、温度及び圧力の或る範
囲に亙って、付着窒化チタン層の面積抵抗を示す三次元
的プロットである。
本発明の好ましい態様として、窒化チタン膜を低圧化
学蒸着（LPCVD）法を用いて珪素基体上に付着させる。
珪素ウェーハを反応室中に入れ、TiCl4ガス及びNH3ガス
を珪素ウェーハ状に通す。TiCl4ガスとNH3ガスとは反応
して、珪素ウェーハの露出表面上に窒化チタン（TiN）
膜を付着する。
学蒸着（LPCVD）法を用いて珪素基体上に付着させる。
珪素ウェーハを反応室中に入れ、TiCl4ガス及びNH3ガス
を珪素ウェーハ状に通す。TiCl4ガスとNH3ガスとは反応
して、珪素ウェーハの露出表面上に窒化チタン（TiN）
膜を付着する。
しかし、TiCl4ガスとNH3ガスから付着したLPCVD法TiN
膜は、その膜中に多量の塩素が含まれている。この塩素
は粒子界面及び膜界面に集中することが見出されてい
る。残留する非結合塩素と反応させ、それを追い出すた
めにNH3ガスを用いることは、膜の塩素含有量を低下す
るのに効果的であることが本出願人により見出されてい
る。本出願人は、水素ガスが塩素原子と反応してHClガ
スを形成し、それが窒化チタン膜から運び去られるもの
と考えている。
膜は、その膜中に多量の塩素が含まれている。この塩素
は粒子界面及び膜界面に集中することが見出されてい
る。残留する非結合塩素と反応させ、それを追い出すた
めにNH3ガスを用いることは、膜の塩素含有量を低下す
るのに効果的であることが本出願人により見出されてい
る。本出願人は、水素ガスが塩素原子と反応してHClガ
スを形成し、それが窒化チタン膜から運び去られるもの
と考えている。
残留非結合塩素と反応させ、それを追い出すためにNH
3ガスを用いる本発明の方法は、付着後工程としてTiN成
長工程が終わった時にその場で行うのが好ましい。NH3
ガスを使用することは、取り出せる全ての塩素を追い出
すには至らないアルゴン又は窒素のような不活性ガスを
使用した場合のような単純な拡散機構とは異なってい
る。例えば、第１図では、付着後にアルゴンを用いたア
ニール工程及び付着後にアンモニア（NH3）ガスを用い
たアニール工程の両方についての、温度及び圧力の或る
範囲に亙っての付着窒化チタン層の面積抵抗を示すプロ
ットが示されている。第１図に示されているように、面
積抵抗は、アンモニアアニール工程を行なった場合、ア
ルゴンアニール工程の場合と比較して常に低い。本出願
人は、不活性環境中での標準的付着後アニーリング処理
は、単に膜を通る塩素の拡散を活性化するだけである
が、しかし、この拡散機構は結合塩素を粒子界面から反
応的に分離するものではないと考えている。
3ガスを用いる本発明の方法は、付着後工程としてTiN成
長工程が終わった時にその場で行うのが好ましい。NH3
ガスを使用することは、取り出せる全ての塩素を追い出
すには至らないアルゴン又は窒素のような不活性ガスを
使用した場合のような単純な拡散機構とは異なってい
る。例えば、第１図では、付着後にアルゴンを用いたア
ニール工程及び付着後にアンモニア（NH3）ガスを用い
たアニール工程の両方についての、温度及び圧力の或る
範囲に亙っての付着窒化チタン層の面積抵抗を示すプロ
ットが示されている。第１図に示されているように、面
積抵抗は、アンモニアアニール工程を行なった場合、ア
ルゴンアニール工程の場合と比較して常に低い。本出願
人は、不活性環境中での標準的付着後アニーリング処理
は、単に膜を通る塩素の拡散を活性化するだけである
が、しかし、この拡散機構は結合塩素を粒子界面から反
応的に分離するものではないと考えている。
その場でのアンモニアアニール工程を用いると二つの
目的が達成される。第一は窒化チタン膜の塩素含有量を
約２％から0.7％へ減少させることができ、それは膜の
比抵抗を減少させる。第二に、面積抵抗の均一性が、約
８％から４％に改良される。
目的が達成される。第一は窒化チタン膜の塩素含有量を
約２％から0.7％へ減少させることができ、それは膜の
比抵抗を減少させる。第二に、面積抵抗の均一性が、約
８％から４％に改良される。
本発明を実施する場合、単一ウェーハLPCVD法TiN反応
器を用いるのが好ましい。アニール工程中の反応器内の
温度範囲は、600℃〜700℃であり、650〜680℃の温度範
囲が好ましい。反応器内の好ましい圧力範囲は115ミリ
トール〜300ミリトールである。好ましいガス流量範囲
は、TiCl4ガスについては10sccm、NH3ガスについては10
0sccmである。ここで用語「sccm」とは、１分当たりの
標準cm3を意味する。30sccmの流量を有するアルゴンガ
スキャリヤーを、反応器中に注入する前にTiCl4ガス流
路に添加し、反応室のガス注入マニホルドを通る流れを
バランスさせる。TiCl4ガスとNH3ガスとを二つの異なっ
た組の注入器口を通って注入し、そのようなガスが反応
室中に注入される前にガスマニホルド内でそれらガスが
混合しないようにする。
器を用いるのが好ましい。アニール工程中の反応器内の
温度範囲は、600℃〜700℃であり、650〜680℃の温度範
囲が好ましい。反応器内の好ましい圧力範囲は115ミリ
トール〜300ミリトールである。好ましいガス流量範囲
は、TiCl4ガスについては10sccm、NH3ガスについては10
0sccmである。ここで用語「sccm」とは、１分当たりの
標準cm3を意味する。30sccmの流量を有するアルゴンガ
スキャリヤーを、反応器中に注入する前にTiCl4ガス流
路に添加し、反応室のガス注入マニホルドを通る流れを
バランスさせる。TiCl4ガスとNH3ガスとを二つの異なっ
た組の注入器口を通って注入し、そのようなガスが反応
室中に注入される前にガスマニホルド内でそれらガスが
混合しないようにする。
好ましい態様として、TiN膜の付着は60秒間行われ、
次にアンモニアによるアニールを60秒間行う。アニール
時間が長くなる程、比抵抗の向上は一層よくなる。勿論
アンモニアによるアニール時間は、一つには温度に依存
する。650〜680℃の範囲内のアニール温度では、アニー
ル時間は30〜90秒の範囲にある。低い温度では同じ比抵
抗を生じさせるのに長いアニール時間が必要である。付
着工程とアニール工程とを同じ温度で行う場合が最も多
いが、反応室は付着工程後迅速に上昇させ、アニール時
間を30〜45秒に短縮する。
次にアンモニアによるアニールを60秒間行う。アニール
時間が長くなる程、比抵抗の向上は一層よくなる。勿論
アンモニアによるアニール時間は、一つには温度に依存
する。650〜680℃の範囲内のアニール温度では、アニー
ル時間は30〜90秒の範囲にある。低い温度では同じ比抵
抗を生じさせるのに長いアニール時間が必要である。付
着工程とアニール工程とを同じ温度で行う場合が最も多
いが、反応室は付着工程後迅速に上昇させ、アニール時
間を30〜45秒に短縮する。
付着工程中のTiCl4ガスに対するNH3ガスの％を単に増
大すると、塩素原子が窒化チタン膜内に保持される傾向
を減少することが本出願人により理論化されていた。し
かし、本出願人より行われた実験はこれが正しいことを
示してはいなかった。
大すると、塩素原子が窒化チタン膜内に保持される傾向
を減少することが本出願人により理論化されていた。し
かし、本出願人より行われた実験はこれが正しいことを
示してはいなかった。
窒化チタン膜の比抵抗を減少させることにより、下の
珪素と上の金属配線ネットワークとの間の直列抵抗が減
少する。また、窒化チタン膜の面積抵抗を一層均一にす
ることにより、半導体ウェーハ上の実用回路の歩留まり
が上昇し、それによってそのような回路の製造コストが
低下する。
珪素と上の金属配線ネットワークとの間の直列抵抗が減
少する。また、窒化チタン膜の面積抵抗を一層均一にす
ることにより、半導体ウェーハ上の実用回路の歩留まり
が上昇し、それによってそのような回路の製造コストが
低下する。
もし望むならば、付着後のアンモニアによるアニール
工程を、窒化チタン膜の付着工程が行われたLPCVD反応
処理室とは異なった処理室内で行なってもよい。この方
法は、膜付着工程及び付着後アニール工程をクラスター
（cluster）装置の別々の処理室で行う場合に有用であ
り、そのクラスター装置は、制御された無酸素真空環境
中の基体を膜付着LPCVD処理室に移動し、然る後、その
膜付着LPCVD室から付着後のアンモニアによるアニール
処理室へ移動し、次にその付着後アンモニアによるアニ
ール処理室から更に処理する場所、カセット中への保
存、等へ順次移動させる中心に位置する基体移送区画を
有する。別々の後アニール処理室内の温度は、膜付着LP
CVD室と同じ温度でもよく、或はそれより高いか又は低
い異なった温度でもよい。
工程を、窒化チタン膜の付着工程が行われたLPCVD反応
処理室とは異なった処理室内で行なってもよい。この方
法は、膜付着工程及び付着後アニール工程をクラスター
（cluster）装置の別々の処理室で行う場合に有用であ
り、そのクラスター装置は、制御された無酸素真空環境
中の基体を膜付着LPCVD処理室に移動し、然る後、その
膜付着LPCVD室から付着後のアンモニアによるアニール
処理室へ移動し、次にその付着後アンモニアによるアニ
ール処理室から更に処理する場所、カセット中への保
存、等へ順次移動させる中心に位置する基体移送区画を
有する。別々の後アニール処理室内の温度は、膜付着LP
CVD室と同じ温度でもよく、或はそれより高いか又は低
い異なった温度でもよい。
別法として、膜形成工程後、基体をLPCVD処理室から
取り出し、LPCVD室とは物理的に分離していて、無酸素
制御雰囲気及び（又は）真空中で基体を移送する区画に
よってそれとは連結されていない独立した付着後アニー
ル処理室へ、通常の制御していない酸素含有空気雰囲気
条件下で移してもよい。上述の形態のクラスター装置を
用いてた場合、独立した付着後アニール室中の温度は、
膜形成LPCVD室中の温度とは、それより高いか又は低
く、異なっていてもよい。
取り出し、LPCVD室とは物理的に分離していて、無酸素
制御雰囲気及び（又は）真空中で基体を移送する区画に
よってそれとは連結されていない独立した付着後アニー
ル処理室へ、通常の制御していない酸素含有空気雰囲気
条件下で移してもよい。上述の形態のクラスター装置を
用いてた場合、独立した付着後アニール室中の温度は、
膜形成LPCVD室中の温度とは、それより高いか又は低
く、異なっていてもよい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ソマー，ブルース，エイ. アメリカ合衆国85044 アリゾナ州フェ ニックス，イースト ベースライン ロ ード 4420，ナンバー 2034 (72)発明者 チャーリィ，マイクル，ジェイ. アメリカ合衆国85283 アリゾナ州テン プ，サウス ボナーデン 6750 (56)参考文献 特開 昭59−177968（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−260324（ＪＰ，Ａ) 米国特許2865791（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 16/34 H01L 21/285 H01L 21/768 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (18)
- 【請求項１】化学蒸着により珪素基体上に低い比抵抗の
窒化チタン膜を形成する方法において、 a.珪素基体を反応室中に入れ、 b.前記珪素基体を前記反応室内で加熱し、 c.TiCl4ガス及びNH3ガスの両方を前記反応室に入れて前
記珪素基体上に通し、前記珪素基体の表面上に窒化チタ
ンを付着させ、然も前記付着した膜は塩素を含み、面積
比抵抗を有し、 d.工程ｃに続き、TiCl4ガスの流れを止め、一方NH3ガス
の流れは継続して反応室中に入れて前記珪素基体上に通
し、付着した窒化チタン膜により保持された残留塩素と
反応させ、それによって前記膜の塩素含有量を低下し、
膜の面積比抵抗を減少させる、 諸工程を組合せてなる窒化チタン膜形成法。 - 【請求項２】工程ｃ及びｄ中の室内の温度が実質的に同
じである、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】工程ｄ中の室内の温度が、約600〜700℃の
範囲内にある、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】工程ｄ中の反応室内の温度が、約650〜680
℃の範囲内にある、請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】工程ｄ中の反応室内の圧力が、約115ミリ
トール〜300ミリトールの範囲内にある、請求項１に記
載の方法。 - 【請求項６】反応室中に入れた基体珪素上のNH3ガスの
流れを、TiCl4ガスの流れを止めた後、約30秒から90秒
間継続する。請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】化学蒸着により珪素基体上に低い比抵抗の
窒化チタン膜を形成する方法において、 a.珪素基体を反応室中に入れ、 b.前記珪素基体を前記反応室内で加熱し、 c.TiCl4ガスとNH3ガスの両方を前記反応室に入れて前記
珪素基体上に通し、前記珪素基体の表面上に窒化チタン
を付着させ、然も前記付着した膜は塩素を含み、面積比
抵抗を有し、 d.工程ｃに続き、塩素と反応する水素含有ガスを反応室
中に入れて前記珪素基体上に通し、付着した窒化チタン
膜により保持された残留塩素と反応させながらTiCl4ガ
スの流れを止め、それによって前記膜の塩素含有量を低
下し、膜の面積比抵抗を減少させる、 諸工程を組合せてなる窒化チタン膜形成法。 - 【請求項８】水素含有ガスがNH3ガスである、請求項７
に記載の方法。 - 【請求項９】化学蒸着により珪素基体上に低い比抵抗の
窒化チタン膜を形成する方法において、 a.珪素基体を反応室中に入れ、 b.前記珪素基体を反応室内で加熱し、 c.前記珪素基体上にTiCl4ガス及びそれと反応する少な
くとも一種類の他のガスを通すことにより、前記珪素基
体上に窒化チタンを付着させ、然も前記付着した膜は塩
素を含み、面積比抵抗を有し、 d.TiCl4ガスの流れを止め、そして e.NH3ガスを反応室中に入れて前記珪素基体上に通し、
付着した窒化チタン膜により保持された残留塩素と反応
させ、それによって前記膜の塩素含有量を低下し、膜の
面積比抵抗を減少させる、 諸工程を組合せてなる窒化チタン膜製造方法。 - 【請求項１０】工程ｅ中の反応室内の温度が、約600〜7
00℃の範囲内にある、請求項９に記載の方法。 - 【請求項１１】工程ｅ中の反応室内の圧力が、約115ミ
リトール〜300ミリトールの範囲内にある、請求項９に
記載の方法。 - 【請求項１２】TiCl4ガスの流れを止めた後、工程ｅ
で、NH3ガスを反応室中に入れて、基体珪素上に約30秒
から90秒間通す、請求項９に記載の方法。 - 【請求項１３】工程ｅ中の反応室内の温度が、約650〜6
80℃の範囲内にある、請求項９に記載の方法。 - 【請求項１４】化学蒸着により珪素基体上に低い比抵抗
の窒化チタン膜を形成する方法において、 a.珪素基体を反応室中に入れ、 b.窒化チタンの付着に続き、前記珪素基体上にNH3ガス
を通し、付着した窒化チタン膜により保持された残留塩
素と反応させる、 諸工程を組合せてなる窒化チタン膜製造方法。 - 【請求項１５】工程ａ及びｂを、同じ処理室内で、それ
ら工程の間でそこから基体を取り出すことなく行う、請
求項14に記載の方法。 - 【請求項１６】工程ａ及びｂを異なった処理室内で行
い、基体をそれら異なった処理室の間で、それら異なっ
た処理室を速結する真空に維持された移送室を通って移
動させる、請求項14に記載の方法。 - 【請求項１７】移送室を、異なった処理室の間で基体を
移動させる間、実質的に酸素を含まない状態に維持す
る、請求項16に記載の方法。 - 【請求項１８】工程ａ及びｂを、異なった処理室内で行
い、基体を空気雰囲気中で異なった処理室の間で移動さ
せる、請求項14に記載の方法。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/746,667 US5279857A (en) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | Process for forming low resistivity titanium nitride films |
| US746,667 | 1991-08-16 | ||
| US833,023 | 1992-02-10 | ||
| US07/833,023 US5308655A (en) | 1991-08-16 | 1992-02-10 | Processing for forming low resistivity titanium nitride films |
| PCT/US1992/006847 WO1993004214A1 (en) | 1991-08-16 | 1992-08-13 | Process for forming low resistivity titanium nitride films |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06510089A JPH06510089A (ja) | 1994-11-10 |
| JP3315116B2 true JP3315116B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=27114632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50446793A Expired - Lifetime JP3315116B2 (ja) | 1991-08-16 | 1992-08-13 | 低比抵抗窒化チタン膜の製造方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5308655A (ja) |
| EP (1) | EP0599991B1 (ja) |
| JP (1) | JP3315116B2 (ja) |
| KR (1) | KR100250586B1 (ja) |
| AU (1) | AU2485492A (ja) |
| CA (1) | CA2114716A1 (ja) |
| DE (1) | DE69206808T2 (ja) |
| TW (1) | TW241311B (ja) |
| WO (1) | WO1993004214A1 (ja) |
Families Citing this family (51)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3265042B2 (ja) * | 1993-03-18 | 2002-03-11 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法 |
| US5665640A (en) | 1994-06-03 | 1997-09-09 | Sony Corporation | Method for producing titanium-containing thin films by low temperature plasma-enhanced chemical vapor deposition using a rotating susceptor reactor |
| US5628829A (en) | 1994-06-03 | 1997-05-13 | Materials Research Corporation | Method and apparatus for low temperature deposition of CVD and PECVD films |
| US5975912A (en) | 1994-06-03 | 1999-11-02 | Materials Research Corporation | Low temperature plasma-enhanced formation of integrated circuits |
| AU2764095A (en) * | 1994-06-03 | 1996-01-04 | Commissariat A L'energie Atomique | Method and apparatus for producing thin films by low temperature plasma-enhanced chemical vapor deposition using a rotating susceptor reactor |
| US6291343B1 (en) * | 1994-11-14 | 2001-09-18 | Applied Materials, Inc. | Plasma annealing of substrates to improve adhesion |
| KR0148325B1 (ko) * | 1995-03-04 | 1998-12-01 | 김주용 | 반도체 소자의 금속 배선 형성방법 |
| US5610106A (en) * | 1995-03-10 | 1997-03-11 | Sony Corporation | Plasma enhanced chemical vapor deposition of titanium nitride using ammonia |
| KR0164149B1 (ko) * | 1995-03-28 | 1999-02-01 | 김주용 | 타이타늄 카보 나이트라이드층의 개질 방법 |
| US5595784A (en) * | 1995-08-01 | 1997-01-21 | Kaim; Robert | Titanium nitride and multilayers formed by chemical vapor deposition of titanium halides |
| US6537621B1 (en) | 1996-10-01 | 2003-03-25 | Tokyo Electron Limited | Method of forming a titanium film and a barrier film on a surface of a substrate through lamination |
| JP3374322B2 (ja) * | 1996-10-01 | 2003-02-04 | 東京エレクトロン株式会社 | チタン膜及びチタンナイトライド膜の連続成膜方法 |
| US5989652A (en) * | 1997-01-31 | 1999-11-23 | Tokyo Electron Limited | Method of low temperature plasma enhanced chemical vapor deposition of tin film over titanium for use in via level applications |
| US5925225A (en) * | 1997-03-27 | 1999-07-20 | Applied Materials, Inc. | Method of producing smooth titanium nitride films having low resistivity |
| US5926737A (en) * | 1997-08-19 | 1999-07-20 | Tokyo Electron Limited | Use of TiCl4 etchback process during integrated CVD-Ti/TiN wafer processing |
| JP2956693B1 (ja) * | 1998-05-27 | 1999-10-04 | 日本電気株式会社 | 金属窒化膜形成方法 |
| KR100331545B1 (ko) | 1998-07-22 | 2002-04-06 | 윤종용 | 다단계 화학 기상 증착 방법에 의한 다층 질화티타늄막 형성방법및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 |
| US6364954B2 (en) | 1998-12-14 | 2002-04-02 | Applied Materials, Inc. | High temperature chemical vapor deposition chamber |
| US6221174B1 (en) | 1999-02-11 | 2001-04-24 | Applied Materials, Inc. | Method of performing titanium/titanium nitride integration |
| US6555183B2 (en) | 1999-06-11 | 2003-04-29 | Applied Materials, Inc. | Plasma treatment of a titanium nitride film formed by chemical vapor deposition |
| TW484189B (en) * | 1999-11-17 | 2002-04-21 | Tokyo Electron Ltd | Precoat film forming method, idling method of film forming device, loading table structure, film forming device and film forming method |
| US20030235652A1 (en) * | 1999-11-17 | 2003-12-25 | Satoshi Wakabayashi | Precoat film forming method |
| JP2001210606A (ja) | 2000-01-24 | 2001-08-03 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US6436819B1 (en) | 2000-02-01 | 2002-08-20 | Applied Materials, Inc. | Nitrogen treatment of a metal nitride/metal stack |
| US6436820B1 (en) * | 2000-02-03 | 2002-08-20 | Applied Materials, Inc | Method for the CVD deposition of a low residual halogen content multi-layered titanium nitride film having a combined thickness greater than 1000 Å |
| US6451692B1 (en) * | 2000-08-18 | 2002-09-17 | Micron Technology, Inc. | Preheating of chemical vapor deposition precursors |
| US9076843B2 (en) | 2001-05-22 | 2015-07-07 | Novellus Systems, Inc. | Method for producing ultra-thin tungsten layers with improved step coverage |
| KR100495921B1 (ko) * | 2002-12-30 | 2005-06-17 | 주식회사 하이닉스반도체 | 스트레스 제거를 위한 반도체 소자의 제조 방법 |
| JP4583764B2 (ja) * | 2004-01-14 | 2010-11-17 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| TW200526806A (en) * | 2004-01-15 | 2005-08-16 | Tokyo Electron Ltd | Film-forming method |
| US7966969B2 (en) * | 2004-09-22 | 2011-06-28 | Asm International N.V. | Deposition of TiN films in a batch reactor |
| US20060234502A1 (en) * | 2005-04-13 | 2006-10-19 | Vishwanath Bhat | Method of forming titanium nitride layers |
| US7691757B2 (en) | 2006-06-22 | 2010-04-06 | Asm International N.V. | Deposition of complex nitride films |
| US7629256B2 (en) * | 2007-05-14 | 2009-12-08 | Asm International N.V. | In situ silicon and titanium nitride deposition |
| US7833906B2 (en) | 2008-12-11 | 2010-11-16 | Asm International N.V. | Titanium silicon nitride deposition |
| US9159571B2 (en) | 2009-04-16 | 2015-10-13 | Lam Research Corporation | Tungsten deposition process using germanium-containing reducing agent |
| US20100267230A1 (en) | 2009-04-16 | 2010-10-21 | Anand Chandrashekar | Method for forming tungsten contacts and interconnects with small critical dimensions |
| US10256142B2 (en) | 2009-08-04 | 2019-04-09 | Novellus Systems, Inc. | Tungsten feature fill with nucleation inhibition |
| JP2011168881A (ja) * | 2010-01-25 | 2011-09-01 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体装置の製造方法及び基板処理装置 |
| KR102064627B1 (ko) | 2012-03-27 | 2020-01-09 | 노벨러스 시스템즈, 인코포레이티드 | 텅스텐 피처 충진 |
| US8853080B2 (en) | 2012-09-09 | 2014-10-07 | Novellus Systems, Inc. | Method for depositing tungsten film with low roughness and low resistivity |
| US9153486B2 (en) | 2013-04-12 | 2015-10-06 | Lam Research Corporation | CVD based metal/semiconductor OHMIC contact for high volume manufacturing applications |
| US9589808B2 (en) | 2013-12-19 | 2017-03-07 | Lam Research Corporation | Method for depositing extremely low resistivity tungsten |
| US9997405B2 (en) | 2014-09-30 | 2018-06-12 | Lam Research Corporation | Feature fill with nucleation inhibition |
| US9953984B2 (en) | 2015-02-11 | 2018-04-24 | Lam Research Corporation | Tungsten for wordline applications |
| US9754824B2 (en) | 2015-05-27 | 2017-09-05 | Lam Research Corporation | Tungsten films having low fluorine content |
| US9613818B2 (en) | 2015-05-27 | 2017-04-04 | Lam Research Corporation | Deposition of low fluorine tungsten by sequential CVD process |
| US9978605B2 (en) | 2015-05-27 | 2018-05-22 | Lam Research Corporation | Method of forming low resistivity fluorine free tungsten film without nucleation |
| JP2020530881A (ja) | 2017-08-14 | 2020-10-29 | ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | ３次元垂直ｎａｎｄワード線用の金属充填プロセス |
| WO2019213604A1 (en) | 2018-05-03 | 2019-11-07 | Lam Research Corporation | Method of depositing tungsten and other metals in 3d nand structures |
| US11424132B2 (en) * | 2018-11-03 | 2022-08-23 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for controlling contact resistance in cobalt-titanium structures |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2865791A (en) * | 1954-03-05 | 1958-12-23 | Metallgesellschaft Ag | Metal nitride coating process |
| US4524718A (en) * | 1982-11-22 | 1985-06-25 | Gordon Roy G | Reactor for continuous coating of glass |
| US4803127A (en) * | 1983-02-25 | 1989-02-07 | Liburdi Engineering Limited | Vapor deposition of metal compound coating utilizing metal sub-halides and coated metal article |
| US4570328A (en) * | 1983-03-07 | 1986-02-18 | Motorola, Inc. | Method of producing titanium nitride MOS device gate electrode |
-
1992
- 1992-02-10 US US07/833,023 patent/US5308655A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-08-05 TW TW081106183A patent/TW241311B/zh not_active IP Right Cessation
- 1992-08-13 WO PCT/US1992/006847 patent/WO1993004214A1/en active IP Right Grant
- 1992-08-13 AU AU24854/92A patent/AU2485492A/en not_active Abandoned
- 1992-08-13 EP EP92918548A patent/EP0599991B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-08-13 CA CA002114716A patent/CA2114716A1/en not_active Abandoned
- 1992-08-13 KR KR1019940700432A patent/KR100250586B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1992-08-13 DE DE69206808T patent/DE69206808T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-08-13 JP JP50446793A patent/JP3315116B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0599991B1 (en) | 1995-12-13 |
| JPH06510089A (ja) | 1994-11-10 |
| WO1993004214A1 (en) | 1993-03-04 |
| TW241311B (ja) | 1995-02-21 |
| KR100250586B1 (ko) | 2000-04-01 |
| DE69206808D1 (de) | 1996-01-25 |
| AU2485492A (en) | 1993-03-16 |
| CA2114716A1 (en) | 1993-03-04 |
| US5308655A (en) | 1994-05-03 |
| EP0599991A1 (en) | 1994-06-08 |
| DE69206808T2 (de) | 1996-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3315116B2 (ja) | 低比抵抗窒化チタン膜の製造方法 | |
| US5279857A (en) | Process for forming low resistivity titanium nitride films | |
| US8329576B2 (en) | Method for improving uniformity and adhesion of low resistivity tungsten film | |
| JP3094004B2 (ja) | 半導体ウェーハ上へのタングステン層のｃｖｄ蒸着方法 | |
| US8101521B1 (en) | Methods for improving uniformity and resistivity of thin tungsten films | |
| US6638859B2 (en) | Apparatus and method to achieve continuous interface and ultrathin film during atomic layer deposition | |
| US5399379A (en) | Low-pressure chemical vapor deposition process for depositing high-density, highly-conformal titanium nitride films of low bulk resistivity | |
| US4504521A (en) | LPCVD Deposition of tantalum silicide | |
| US5312774A (en) | Method for manufacturing a semiconductor device comprising titanium | |
| JP2001291682A (ja) | 化学気相堆積により形成された窒化チタン膜のプラズマ処理 | |
| WO1997005298A1 (en) | Titanium-based films formed by chemical vapor deposition | |
| JPH11172438A (ja) | 化学気相蒸着法による金属窒化膜形成方法及びこれを用いた半導体装置の金属コンタクト形成方法 | |
| JP3110857B2 (ja) | ＴｉＮ▲ｘ▼層を含む製品の作製方法 | |
| US6436820B1 (en) | Method for the CVD deposition of a low residual halogen content multi-layered titanium nitride film having a combined thickness greater than 1000 Å | |
| US5741547A (en) | Method for depositing a film of titanium nitride | |
| US6706645B2 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
| EP0591086A2 (en) | Low temperature chemical vapor deposition and method for depositing a tungsten silicide film with improved uniformity and reduced fluorine concentration | |
| KR100510473B1 (ko) | 원자층 증착법을 이용한 반도체소자의 커패시터 상부 전극 형성방법 | |
| JP2859864B2 (ja) | Ｂｐｓｇ膜の表面平坦化方法 | |
| JP3469420B2 (ja) | Ｃｖｄ成膜方法 | |
| JP3194256B2 (ja) | 膜成長方法と膜成長装置 | |
| JP2001110750A5 (ja) | ||
| JP2000331957A (ja) | Ｃｕ配線膜形成方法 | |
| JPH04294532A (ja) | タングステンシリサイド膜の形成方法 | |
| JP2677230B2 (ja) | ＴｉＮ膜の形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080607 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080607 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080607 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080607 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090607 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110607 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110607 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130607 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130607 Year of fee payment: 11 |