JP4947922B2 - 成膜方法およびコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体 - Google Patents
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Description
前記制御プログラムは、実行時に、第2の観点に係る成膜方法が実施されるように、コンピュータが成膜装置を制御するソフトウエアを含む、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体を提供する。
以下の説明においては、金属化合物ガスとしてTiCl4ガスを用い、窒素含有還元ガスとしてNH3ガスを用いて、熱CVDで窒化チタン(TiN)の薄膜を成膜する場合について説明する。
まず、チャンバー1内を排気装置38により引き切り状態とし、第1のN2ガス供給源63および第2のN2ガス供給源65からN2ガスをシャワーヘッド10を介してチャンバー1内に導入しつつ、ヒーター5によりチャンバー1内を予備加熱する。温度が安定した時点で、第1のN2ガス供給源63、NH3ガス供給源64およびTiCl4ガス供給源62からそれぞれN2ガス、NH3ガスおよびTiCl4ガスをシャワーヘッド10を介して所定流量で導入し、チャンバー内圧力を所定値に維持しつつTiCl4ガスをプリフローライン(図示せず)を介して排気して流量を安定化させ、ヒーター5による加熱によりチャンバー1内壁、サセプタ2、ガイドリング4およびシャワーヘッド10等のチャンバー内部材表面にTiN膜をプリコートする。
本実施形態においては、成膜初期の第1段階および次の第2段階の両方において、交互的なガスフローによりTiN成膜を行う。すなわち、図7のタイミングチャートに示すように、最初に、TiCl4ガス供給源62、NH3ガス供給源64から、TiCl4ガス、NH3ガスを、第1および第2のN2ガス供給源63,65からのN2ガスにキャリアさせてチャンバー1内に供給し、熱CVDによりTiNを堆積させる第1ステップを行い、次いで、TiCl4ガス、NH3ガスを停止し、N2ガスをチャンバー1内に導入し、チャンバー1内のパージを行い、その後、NH3ガス供給源64からNH3ガスを、第2のN2ガス供給源65からのN2ガスにキャリアさせてチャンバー1内に供給してポストフローを行う第2ステップを行う。引き続き、NH3ガスを停止し、図示しないパージガスラインからパージガスとしてN2ガスをチャンバー1内に導入し、チャンバー1内のパージを行う。
Thermal Nitrization)処理を施すことにより極薄いSiNバリア層122が形成され、その上にTa2O5からなる誘電体層123が形成され、さらに、その上には本発明の成膜方法で形成されたTiN薄膜からなる上部電極層124が誘電体層123の凹部内を含み高カバレージで形成されている。そして、上部電極層124の上にはメタル配線層(図示せず)が形成される。
10…シャワーヘッド
60…ガス供給機構
62…TiCl4ガス供給源
63…第1のN2ガス供給源
64…NH3ガス供給源
65…第2のN2ガス供給源
100…成膜装置
W…ウエハ
Claims (11)
- 成膜温度に加熱された被処理基板にTiCl4ガスおよびNH3ガスを供給してCVDによりTiN膜を成膜する成膜方法であって、
前記TiCl4ガスおよび前記NH3ガスが被処理基板上に直接供給される成膜初期に、被処理基板上にTiN膜を直接堆積させる期間を含む第1段階と、同様にTiCl4ガスおよびNH3ガスを供給してCVDにより前記第1段階で堆積された初期のTiN膜の上にさらにTiN膜を堆積させて所定の膜厚とする第2段階とを含み、
前記第1段階は、前記TiCl4ガスを供給する第1ステップと、NH3ガスを供給する第2ステップとからなるサイクルを1サイクル以上繰り返し、
前記第2段階は、前記TiCl 4 ガスおよびNH 3 ガスを供給する第3ステップと、前記TiCl 4 ガスを停止して前記NH 3 ガスを供給する第4ステップとからなるサイクルを1サイクル以上繰り返すことを特徴とする成膜方法。 - 成膜の際の被処理基板の温度が500℃未満であることを特徴とする請求項1に記載の成膜方法。
- 成膜温度に加熱された被処理基板にTiCl4ガスおよびNH3ガスを供給してCVDによりTiN膜を成膜する成膜方法であって、
前記TiCl4ガスおよび前記NH3ガスが被処理基板上に直接供給される成膜初期に、被処理基板上にTiN膜を直接堆積させる期間を含む第1段階と、同様にTiCl4ガスおよびNH3ガスを供給してCVDにより前記第1段階で堆積された初期のTiN膜の上にさらにTiN膜を堆積させて所定の膜厚とする第2段階とを含み、
前記第1段階および前記第2段階ともに、前記TiCl4ガスおよびNH3ガスを供給する第1ステップと、前記TiCl4ガスを停止して前記NH3ガスを供給する第2ステップとからなるサイクルを1サイクル以上繰り返し、
前記第1段階の第1ステップの時間が、前記第2段階の第1ステップよりも短いことを特徴とする成膜方法。 - 成膜温度に加熱された被処理基板にTiCl4ガスおよびNH3ガスを供給してCVDによりTiN膜を成膜する成膜方法であって、
前記TiCl4ガスおよび前記NH3ガスが被処理基板上に直接供給される成膜初期に、被処理基板上にTiN膜を直接堆積させる期間を含む第1段階と、同様にTiCl4ガスおよびNH3ガスを供給してCVDにより前記第1段階で堆積された初期のTiN膜の上にさらにTiN膜を堆積させて所定の膜厚とする第2段階とを含み、
前記第1段階および前記第2段階ともに、前記TiCl4ガスおよびNH3ガスを供給する第1ステップと、前記TiCl4ガスを停止して前記NH3ガスを供給する第2ステップとからなるサイクルを1サイクル以上繰り返し、
前記第1段階の第2ステップの時間が、前記第2段階の第2ステップよりも長いことを特徴とする成膜方法。 - 前記第2ステップのNH3ガスの流量は、前記第1ステップのNH3ガスの流量以上であることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の成膜方法。
- 前記第2ステップのNH3ガスの流量は、500mL/min以上であることを特徴とする請求項5に記載の成膜方法。
- 前記第2ステップの時間は2秒以上であることを特徴とする請求項3から請求項6のいずれか1項に記載の成膜方法。
- 成膜の際の被処理基板の温度が500℃未満であることを特徴とする請求項3から請求項7のいずれか1項に記載の成膜方法。
- 前記第1ステップおよび前記第2ステップとからなるサイクルは、前記第2段階において1サイクル当たり1nm以下の厚さとなる条件に設定されることを特徴とする請求項8に記載の成膜方法。
- コンピュータに制御プログラムを実行させるソフトウエアが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、請求項1または請求項2に記載された成膜方法が実施されるように、コンピュータが成膜装置を制御するソフトウエアを含む、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体。 - コンピュータに制御プログラムを実行させるソフトウエアが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、請求項3から請求項9のいずれか1項に記載された成膜方法が実施されるように、コンピュータが成膜装置を制御するソフトウエアを含む、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体。
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