JPH11172438A - 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 - Google Patents

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

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JPH11172438A JP10275664A JP27566498A JPH11172438A JP H11172438 A JPH11172438 A JP H11172438A JP 10275664 A JP10275664 A JP 10275664A JP 27566498 A JP27566498 A JP 27566498A JP H11172438 A JPH11172438 A JP H11172438A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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を
提供する。 【解決手段】 半導体基板を蒸着室内に装入する段階
と、金属ソースを蒸着室内に流す段階と、金属ソースの
流入を遮断し、パージガスを蒸着室内に流して蒸着室内
に残留する前記金属ソースを除去する段階と、パージガ
スの流入を遮断し、窒素ソースを蒸着室内に流して前記
半導体基板上に吸着した前記金属ソースと反応させる段
階と、窒素ソースの流入を遮断しパージガスを蒸着室内
に流して蒸着室内に残留する前記窒素ソースを除去する
段階とを具備して、前記半導体基板上に金属窒化膜を形
成することを特徴とする。これにより、５００℃以下の
低温で段差塗布性に優れながら低い比抵抗と低いＣｌ含
量とを備える金属窒化膜が得られ、蒸着速度が概略２０
Å／cycle で大量生産にも適している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に係り、詳細には金属ソースと窒素ソースを前駆体と
して使用する化学気相蒸着法（Chemical Vapor Deposit
ion、以下ＣＶＤとする）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に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子のコンタクト界面の安定化の
ためには、他の物質間の相互拡散や化学反応を抑制する
役割をする障壁金属層が必須である。このような半導体
素子の障壁金属層としては一般的にＴｉＮ、ＴａＮ、Ｗ
Ｎのような金属窒化物が広く利用されるが、この中でも
ＴｉＮが代表的な物質である。
【０００３】しかし、ＴｉＮのような金属窒化膜をスパ
ッタリング方法で製造する場合、段差塗布性が低くて順
に高集積化する半導体素子に適用するには問題がある。
一例として、金属配線間の連結のためのビアコンタクト
（via contact）を形成した場合の断面を図９Ａ及び図
９Ｂに示す。図９Ａ及び図９Ｂは各々単純なビアコンタ
クト及びアンカービアコンタクトを示すものであって、
その形成過程は次の通りである。半導体基板２０上にア
ルミニウムよりなる第１金属層３０を形成し、その上に
キャッピング膜としてＴｉＮ膜４０をスパッタリング方
法で形成した後、層間絶縁膜５０、５１を積層する。次
いで、第１金属層３０上の層間絶縁膜を蝕刻してコンタ
クトホールを形成し（図９Ｂの場合は湿式蝕刻でアンカ
ーＡを形成する過程が追加される）、接着層のＴｉ及び
障壁金属層のＴｉＮ膜６０、６１を蒸着した後、ＣＶＤ
法でコンタクトホールを満たすタングステン（Ｗ）プラ
グ７０、７１を形成する。以後、化学機械的研磨やエッ
チバックで上部分のタングステンを除去し、その上に第
２金属層を積層することによって金属配線間連結を完成
させる（この過程は示さなかった）。
【０００４】ここで、従来の方法は障壁金属層のＴｉＮ
膜６０、６１を段差塗布性がよくないスパッタリング方
法で蒸着するが、ビアの縦横比が大きくなるにつれてコ
ンタクトホールの底面や隈、アンカーを形成する部位Ａ
ではＴｉＮ膜の厚さが薄くなる。従って、その厚さが薄
い部位でＴｉまたはＡｌが後続工程のタングステン蒸着
時、タングステンソースガスであるＷＦ6 の残留フッ素
と結合して絶縁膜であるＴｉＦX またはＡｌＦX を形成
し、コンタクト不良Ｘを招く。
【０００５】このようなコンタクト不良を除去する方法
として、蒸着時間を増やしてＴｉＮ膜６０、６１の厚さ
を増加させる場合には、コンタクトホールの上方のみＴ
ｉＮ膜の厚さが増加して、コンタクトホールの上方が狭
くなったりふさがって以後タングステン蒸着時にボイド
が発生する可能性が高い。従って、ＴｉＮを縦横比が大
きいコンタクトに適用するためには、段差塗布特性が改
善された工程を必要とする。従って、ＣＶＤ法による金
属窒化膜（以下、ＣＶＤ−金属窒化膜という）の製造工
程が次世代工程として研究されてきた。
【０００６】一般的に、ＣＶＤ−金属窒化膜工程では塩
素（Ｃｌ）を含む金属ソース（金属源）、例えばＴｉＣ
ｌ4 のような前駆体を使用する。ＴｉＣｌ4 を前駆体と
して利用するＣＶＤ−金属窒化膜は９５％以上の高い段
差塗布性を有し蒸着速度が速い長所があるが、Ｃｌが金
属窒化膜内で不純物として残る問題がある。このよう
に、金属窒化膜に不純物として残るＣｌは、Ａｌのよう
な金属配線の腐食問題を起こしながら比抵抗を高くす
る。従って、金属窒化膜内に残るＣｌ含量を減らし比抵
抗を低くすることが要求されるが、このためには高い温
度で蒸着を行なうべきである。即ち、ＴｉＣｌ4 のよう
な金属ソースを用いたＣＶＤ−金属窒化膜工程で２００
μΩ−ｃｍ以下の比抵抗を得るためには最小限６７５℃
の蒸着温度を必要とする。しかし、６００℃以上の高い
蒸着温度は下地膜が耐えられる熱的負担限界と熱応力限
界を越える問題があり、特にＳｉコンタクトやＡｌが下
地膜としてあるビアコンタクトに金属窒化膜を蒸着する
時は、４８０℃以下の蒸着温度が要求されるため、高温
のＣＶＤ−金属窒化膜工程が採用できない。
【０００７】低温蒸着ＣＶＤ−金属窒化膜工程としてＴ
ｉＣｌ4 のような金属ソースにＭＨ（methylhydrazin
e、（ＣＨ3 ）ＨＮＮＨ2 ）を添加する方法があるが、
この場合段差塗布特性が７０％以下に落ちる短所があ
る。
【０００８】低温蒸着が可能な他の方法としては、ＴＤ
ＥＡＴ（tetrakis diethylamino Ti、Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ2
ＣＨ3 ）2 ）4 ）、ＴＤＭＡＴ（tetrakis dimethylami
no Ti、Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ3 ）2 ）4 ）の有機金属前駆体
を使用するＭＯＣＶＤ−金属窒化膜形成方法がある。Ｍ
ＯＣＶＤ−金属窒化膜は、Ｃｌによる問題点が発生しな
く低温蒸着が可能という長所がある。しかし、ＭＯＣＶ
Ｄ−金属窒化膜はその膜内に不純物として炭素が多量存
在して高い比抵抗を示し、段差塗布性が７０％程度でよ
くない短所がある。
【０００９】一方、Ｃｌによる問題点を克服するために
蒸着でない他の方法としては、原子層成長法（atomic l
ayer epitaxy、以下ＡＬＥという）による金属窒化膜の
形成方法が試みられている。しかし、ＡＬＥは化学的吸
着だけを利用して原子層単位で成長させるため、大量生
産が要求される半導体素子の製造工程に適用するには蒸
着速度（０．２５Å／cycle 以下）があまりにも遅いと
いう短所がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような
短所を勘案して案出されたものであって、低温で蒸着速
度が速いながら優れた段差塗布特性と低い不純物濃度及
び低い比抵抗値を満足する金属窒化膜を形成する方法を
提供することにその目的がある。
【００１１】本発明の他の目的は、上記の金属窒化膜形
成方法を半導体装置の金属コンタクトへ適用して、低温
で蒸着速度が速いながら優れた段差塗布特性と低い不純
物濃度及び低い比抵抗値を満足する障壁金属層を有する
金属コンタクト形成方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の金属窒化膜形成方法は、金属ソース（金属
源）と窒素ソース（窒素源）を前駆体として使用する化
学気相蒸着法による金属窒化膜形成方法であって、次の
ようになされることを特徴とする。まず、半導体基板を
蒸着室内に装入し、金属ソースを蒸着室内に流す。所定
時間後、金属ソースの流入を遮断し、パージガスを蒸着
室内に流入して蒸着室内に残留する金属ソースを除去す
る。所定時間後、パージガスの流入を遮断し、窒素ソー
スを蒸着室内に流して前記半導体基板上に吸着された金
属ソースと反応させる。再び、所定時間後、窒素ソース
の流入を遮断しパージガスを蒸着室内に流して、蒸着室
内に残留する窒素ソースを除去して半導体基板上に金属
窒化膜を形成する。
【００１３】本発明の金属窒化膜形成方法は、望みの厚
さの金属窒化膜を得るまで上記の金属ソース→パージガ
ス→窒素ソース→パージガスの順に流すガス流入サイク
ルを反復できる。
【００１４】ここで、金属ソースはＴｉＣｌ4 （titani
um chloride）、ＴｉＣｌ3 （titanium chloride）、Ｔ
ｉＩ4 （titanium iodide）、ＴｉＢｒ2 （titanium br
omide）、ＴｉＦ4 （titanium fluoride）、（Ｃ
5 Ｈ5 ）2 ＴｉＣｌ2 （bis(cyclopentadienyl)titaniu
m dichloride）、（（ＣＨ3 ）5 Ｃ5 ）2 ＴｉＣｌ
2 （bis(pentamethylcyclopentadienyl)titanium dichl
oride）、Ｃ5 Ｈ5 ＴｉＣｌ3 （cyclopentadienyltitan
ium trichloride）、Ｃ9 Ｈ10ＢＣｌ3 Ｎ6 Ｔｉ（hydr-
otris(1-pyrazolylborato)trichloro titanium）、Ｃ9
Ｈ7 ＴｉＣｌ3 （indenyltitanium trichloride）、
（Ｃ5 （ＣＨ3 ）5 ）ＴｉＣｌ3 （pentamethylcyclope
ntadienyltitanium trichloride）、ＴｉＣｌ4 （ＮＨ
3 ）2 （tetrachlorodiaminotitanium）、（ＣＨ3 ）5
Ｃ5 Ｔｉ（ＣＨ3 ）3 （trimethylpentamethylcyclopen
ta dienyltitanium）、ＴＤＥＡＴまたはＴＤＭＡＴで
あり、窒素ソースはＮＨ3 として金属窒化膜でチタン窒
化膜を形成でき、金属ソースをＴａＢｒ5（tantalum br
omide）、ＴａＣｌ5 （tantalum chloride）、ＴａＦ5
（tantalum fluoride）、ＴａＩ5 （tantalum iodide）
または（Ｃ5 （ＣＨ3 ）5 ）ＴａＣｌ4 （pentamethylc
yclopentadienyltantalum tetrachloride）とし、窒素
ソースをＮＨ3 としてタンタル窒化膜を形成させうる。
【００１５】また、パージガスはＡｒまたはＮ2 の不活
性気体を使うことが望ましい。
【００１６】蒸着室内に流入する金属ソース、窒素ソー
ス、パージガスの流量は、各々１〜５ｓｃｃｍ、５〜２
００ｓｃｃｍ、１０〜２００ｓｃｃｍ程にすることが望
ましいし、各ガスの流入時間は１〜１０秒程にすること
が望ましい。
【００１７】また、蒸着室内の圧力を一定に維持するた
めに、Ａｒ、ＨｅまたはＮ2 の雰囲気ガスを蒸着室内に
続けて流すこともできる。
【００１８】一方、金属ソースとしてＴＤＥＡＴやＴＤ
ＭＡＴを使用してＴｉＮ膜を形成する場合には、蒸着室
圧力を０．１〜１０ｔｏｒｒ、蒸着温度を２５０〜４０
０℃とすることが望ましい。その外の金属ソースを使用
する場合には、蒸着室圧力を１〜２０ｔｏｒｒ、蒸着温
度を４００〜５００℃とする。
【００１９】上記の他の目的を達成するための本発明の
金属コンタクト形成方法は、半導体基板上に第１金属
層、層間絶縁膜、コンタクトホール、障壁金属層、金属
プラグ、第２金属層を順に形成する金属コンタクト形成
方法であって、特に障壁金属層を形成する過程が次のよ
うなことを特徴とする。即ち、層間絶縁膜に第１金属層
を露出するコンタクトホールが形成された半導体基板に
対し、金属ソースを流して金属ソースを吸着させる。所
定時間後、金属ソースの流入を遮断しパージガスを流し
て蒸着室内に残留する金属ソースを除去する。所定時間
後、パージガスの流入を遮断し、窒素ソースを蒸着室内
に流して前記半導体基板上に吸着した金属ソースと反応
させて露出した第１金属層及びコンタクトホール上に障
壁金属層の金属窒化膜を形成する。再び、所定時間後、
窒素ソースの流入を遮断し、パージガスを蒸着室内に流
して、蒸着室内に残留する窒素ソースを除去する。
【００２０】以上のように、障壁金属層形成過程は所望
の厚さの障壁金属層を得るまで繰り返して遂行できる。
【００２１】ここで、金属ソースはＴｉＣｌ4 、ＴｉＣ
ｌ3 、ＴｉＩ4 、ＴｉＢｒ2 、ＴｉＦ4 、（Ｃ5 Ｈ5 ）
2 ＴｉＣｌ2 、（（ＣＨ3 ）5 Ｃ5 ）2 ＴｉＣｌ2 、Ｃ
5 Ｈ5 ＴｉＣｌ3 、Ｃ9 Ｈ10ＢＣｌ3 Ｎ6 Ｔｉ、Ｃ9 Ｈ
7 ＴｉＣｌ3 、（Ｃ5 （ＣＨ3 ）5 ）ＴｉＣｌ3 、Ｔｉ
Ｃｌ4 （ＮＨ3 ）2 、（ＣＨ3 ）5 Ｃ5 Ｔｉ（ＣＨ3）
3 、ＴＤＥＡＴまたはＴＤＭＡＴであり、窒素ソースは
ＮＨ3 として金属窒化膜でチタン窒化膜を形成させた
り、金属ソースはＴａＢｒ5 、ＴａＣｌ5 、ＴａＦ5 、
ＴａＩ5 または（Ｃ5 （ＣＨ3 ）5 ）ＴａＣｌ4 であ
り、窒素ソースをＮＨ3 として障壁金属層でＴａＮ膜を
形成させる。
【００２２】また、パージガスはＡｒまたはＮ2 の不活
性気体を使うことが望ましい。
【００２３】蒸着室内に流す金属ソース、窒素ソース及
びパージガスの流量及び流入時間は、前述した本発明の
金属窒化膜形成方法と同じ範囲とする。
【００２４】また、蒸着室内の圧力を一定に維持するた
めに、Ａｒ、ＨｅまたはＮ2 の雰囲気ガスを蒸着室内に
連続して流すこともできる。
【００２５】一方、障壁金属層の形成時、金属ソースと
してＴＤＥＡＴやＴＤＭＡＴを使用する場合は２５０〜
４００℃、その外の金属ソースを使用する場合は４００
〜５００℃とすることが望ましい。
【００２６】このように構成された本発明によると、段
差塗布特性が優秀ながら２００μΩ−ｃｍ以下の低い比
抵抗と低いＣｌ含量とを有する金属窒化膜が得られる。
また、５００℃以下の低温でＣＶＤ−金属窒化膜を形成
しながら蒸着速度が概略２０Å／cycle で、成長速度が
０．２５Å／cycle のＡＬＥによる金属窒化膜形成方法
に比べて蒸着速度が速い。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の望ましい実施態様を詳細に説明する。
【００２８】図１は本発明の形成方法によって金属窒化
膜を蒸着するためのＣＶＤ装置を示す概略図である。
【００２９】図示したように、蒸着室１００には反応気
体を蒸着室１００内に流入させるために複数のガス管１
１４ａ、１１４ｂが設けられるが、ガス管の数は蒸着室
１００内に流入させる金属ソースと窒素ソースの数、即
ち反応気体の数に依存し、本発明の実施態様では２個の
ガス管１１４ａ、１１４ｂが設けられる。
【００３０】この２個のガス管１１４ａ、１１４ｂはそ
の片側の端が各々金属ソースの供給源（図示せず）と窒
素ソースの供給源（図示せず）に連結されるが、半導体
基板１０４上にＴｉＮ膜を蒸着する場合には、金属ソー
スとしてはＴｉＣｌ4 を使用し窒素ソースとしてはＮＨ
3 を使用する。一方、ガス管１１４ａ、１１４ｂの他側
の端は蒸着室１００内に載置した半導体基板１０４と所
定距離（図１のＤ）程離れているシャワーヘッド１１０
に連結される。従って、ガス供給源（図示せず）から供
給される反応気体は、ガス管１１４ａとガス管１１４ｂ
の端に連結されたシャワーヘッド１１０を通じて蒸着室
１００に流れ、お互い反応を起こすことによって半導体
基板１０４上に膜を形成する。
【００３１】シャワーヘッド１１０は反応気体が混合さ
れない状態で蒸着室１００内に流れるようにする多端シ
ャワーヘッドが望ましいし、本実施態様では２端シャワ
ーヘッドを使用する。また、反応後の残留ガスを排気さ
せるためのパージガスを蒸着室１００内に供給するため
に、ガス管１１４ａ、１１４ｂにはパージガス供給ライ
ン１１４ｃ、１１４ｄを取り付けることが望ましい。
【００３２】各ガス供給ラインには弁１１２が設けられ
て、弁１１２のオン／オフによって蒸着室１００内にパ
ージガスや反応ガスを流入させたりあるいは遮断でき
る。弁１１２は、例えばニューマティック弁のように、
あらかじめ一定の周期で弁のオン／オフを制御できるよ
うにプログラムされた制御部により調整されることが望
ましい。参照符号１０２は半導体基板１０４を加熱する
ためのヒーターである。
【００３３】以下、図１と図２を参照して、上記のよう
に構成されたＣＶＤ装置の蒸着室内に載置した半導体基
板に本発明によってＴｉＮのような金属窒化物を蒸着す
る方法を詳細に説明する。
【００３４】まず、蒸着室１００内に半導体基板１０４
を装入する。この半導体基板１０４は、トランジスタの
ような個別素子がその表面に既に形成されている可能性
もある。（図１参照）そして、金属ソース供給ライン１
１４ａを通じてＴｉＣｌ4 のような金属ソースを蒸着室
１００内にｔｓ時間流す。一方、円滑なガスの流れのた
めにＡｒやＮ2 のような運搬ガスを金属ソースと共に混
合して蒸着室１００内に流すことができる。この時、金
属ソースを流入させるためのガス供給ライン１１４ａの
弁外の他の弁はオフ状態である。従って、蒸着室１００
内にはＴｉＣｌ4 のような金属ソースだけを流す。この
際、流入した金属ソースの一部分は基板１０４表面に化
学的及び物理的に吸着し、残りは蒸着室１００内に残存
する。このように、反応ガスを同時に蒸着室１００内に
流入させることなく一種類のガスだけを一定時間蒸着室
１００内に流入させる方法を、以下ガスパルスと称する
（図２のタイミング図参照）。
【００３５】蒸着室１００内に金属ソースの流入が完了
すると、金属ソースを流入させるためのガス供給ライン
１１４ａの弁を閉じた後、パージガス供給ライン１１４
ｃの弁を開いてＡｒやＮ2 のようなパージガスをｔｐ時
間蒸着室１００内に流して、シャワーヘッド１１０及び
蒸着室１００内に残留するガス、例えばＴｉＣｌ4 を排
気させる（図２のパージガスパルス段階）。この時、パ
ージガスの流量及び蒸着室の圧力は半導体基板に化学的
物理的に吸着した金属ソースが分離されて排気されない
ように適切に調節して、蒸着室内に残留したソースガス
だけを排気させる。
【００３６】そして、パージガス供給ライン１１４ｃの
弁を閉じた後、窒素ソース供給ライン１１４ｂの弁を開
いてＮＨ3 のような窒素ソースをｔｒ時間蒸着室１００
内に流して、基板１０４上に化学的物理的に吸着されて
いるＴｉＣｌ4 のような金属ソースと反応させることに
よって半導体基板１０４上にＴｉＮのような金属窒化物
を形成させる。即ち、ＮＨ3 のような窒素ソースが蒸着
室１００内に流入する前にパージガスパルス段階を経な
がら、蒸着室１００内に残存するＴｉＣｌ4 のような金
属ソースはポンプ（図１参照）により予め排気される。
従って、ＮＨ3のような窒素ソースは、半導体基板１０
４を除いた蒸着室１００内ではＴｉＣｌ4 のような金属
ソースと反応しない。従って、ＴｉＣｌ4 とＮＨ3 が吸
着している半導体基板１０４でだけＴｉＮのような金属
窒化物が形成する（図２のＮＨ3パルス段階）。
【００３７】この際、円滑なガスの流れのためにＡｒや
Ｎ2 のような運搬ガスをＮＨ3 のような窒素ソースと共
に混合して蒸着室１００内に流すことができる。
【００３８】一方、従来のＡＬＥによる金属窒化膜形成
方法は、基板上に物理的に吸着したソースをパージさせ
て化学的に吸着されたソースだけを残す反面、本発明の
金属窒化膜形成方法は、基板上に化学的に吸着されたソ
ースだけでなく物理的に吸着されたソースまで残して反
応させる点から根本的に違う。
【００３９】次に、既に説明したパージガスパルス段階
と同じ二番目のパージガスパルス段階を経ながら、金属
ソースと反応が完了して蒸着室１００内に残留する剰余
分の窒素ソースを排気する（図２のパージガスパルス段
階）。
【００４０】一方、蒸着室１００内の圧力を調節するた
めに前記各段階を施す間、ＡｒやＮ2 のような雰囲気ガ
スを蒸着室１００内に連続的に供給することが望まし
い。
【００４１】このように、本発明によるガスパルスを用
いた金属窒化膜形成方法は、ＴｉＣｌ4 パルス段階→パ
ージガスパルス段階→ＮＨ3 パルス段階→パージガスパ
ルス段階よりなる一つのサイクルを経ながら一定の厚さ
のＴｉＮのような金属窒化膜を蒸着できる。蒸着速度は
概略２０Å／cycle であって、このサイクルを反復する
と薄膜の厚さが比例的に増加するため、サイクルの反復
を通じて所望の厚さの薄膜を半導体基板１０４に蒸着で
きる。この際、一サイクル当りに蒸着する金属窒化膜の
厚さは、蒸着室１００内に流入する金属ソースの流量と
窒素ソースの流量及びガスパルス時間、パージガスの流
量及びパージ時間によって決定できる。
【００４２】
【実施例】以下、本発明によってＴｉＮ膜を形成する実
施例を記述する。
【００４３】＜実施例１＞ヒーター（図１の１０２）を
作動させて半導体基板１０４の温度を５００℃以下の低
い温度に維持しながら、半導体基板１０４上に次のよう
な反応条件下で上記のガスパルス段階により構成された
サイクルによってＴｉＮ膜を蒸着する。
【００４４】蒸着条件 目標物質： ＴｉＮ 雰囲気ガス： Ａｒ 蒸着室内の圧力：１〜２０Ｔｏｒｒ 金属ソース、窒素ソース：ＴｉＣｌ4 、ＮＨ3 ＴｉＣｌ4 流量、ＴｉＣｌ4 パルス時間（ｔｓ）：１〜
５ｓｃｃｍ、５ｓｅｃ ＮＨ3 流量、ＮＨ3 パルス時間（ｔｒ）：５〜３０ｓｃ
ｃｍ、５ｓｅｃ パージガス、パージガス流量、パージ時間（ｔｐ）：Ａ
ｒ、１０〜１００ｓｃｃｍ、１０ｓｅｃ 運搬ガス、運搬ガス流量：Ａｒ、１０〜１００ｓｃｃｍ １サイクル当りの時間（ｔｔ）：３０ｓｅｃ このような条件で半導体基板１０４に蒸着したＴｉＮ薄
膜の状態について、ＲＢＳ（Rutherford Back Scatteri
ng）法で確認した結果を図３に示す。図３で横軸のチャ
ンネルはＭＣＡ（Mutilple Channel Analyzer）の各々
のチャンネルを示し、エネルギーのＥとはＥ［ｅＶ］＝
４．０５×チャンネル＋５９．４の関係にある。また、
図３の縦軸はＭＣＡにより検出された元素の規格化され
た収率を示す。
【００４５】上のような条件で半導体基板１０４に蒸着
して形成されたＴｉＮ膜はＴｉＮ特有の金色を帯びてい
るし、図３に示すようにＴｉ：Ｎ＝１：１の完壁な組成
を有する。ＴｉＮ薄膜内に含まれているＣｌは、図３に
示されるように、ＲＢＳ法による検出限界以下であっ
て、ＴｉＮ薄膜内に含まれる元素全体の０．３％以下で
ある。また、上のような条件で半導体基板１０４に蒸着
して形成されたＴｉＮ膜の比抵抗は、その測定値が１３
０μΩ−ｃｍ程度の低い値を有していた。一方、数回の
実験によると、このような優れた薄膜特性を備えるため
には１サイクル当り蒸着したＴｉＮ薄膜の厚さが２０Å
以下にすべきであることを確認した。
【００４６】一方、図４及び図５は各々窒素ソースＮＨ
3 の流量と蒸着室圧力を変化させながら、本発明の方法
によって蒸着するＴｉＮ膜の比抵抗及び蒸着速度を測定
した結果を示す。図４及び図５に示すように、蒸着速度
はＮＨ3 の流量及び蒸着室圧力の増加によって増加する
が、それにより比抵抗も増加する。従って、金属窒化膜
の応用によって要求される厚さ、蒸着速度及び比抵抗を
全て考えて蒸着条件を設定することが望ましい。
【００４７】＜実施例２＞次の表１のような４つの蒸着
条件下でサイクル当り蒸着速度、サイクル数の増加に従
って蒸着されるＴｉＮ膜の厚さと蒸着速度、蒸着温度の
変化による比抵抗を測定した。ここで、金属ソースはＴ
ｉＣｌ4 であり、窒素ソースはＮＨ3 、パージガスはＡ
ｒを使用した。
【００４８】
【表１】
【００４９】上の各蒸着条件別にサイクル当り蒸着速度
は概略次と同じであった。
【００５０】ＴｉＮ ００：２０Å／cycle （一サイク
ルが２０秒であるので６０Å／min） ＴｉＮ ０１：２Å／cycle （一サイクルが１２秒であ
るので１０Å／min） ＴｉＮ ０２：３．５Å／cycle （一サイクルが８秒で
あるので２６．３Å／min） ＴｉＮ ０３：６Å／cycle （一サイクルが８秒である
ので４５Å／min） また、図６及び図７は各々サイクル数の増加に伴って蒸
着される厚さ及び蒸着速度を示すことである。単に、こ
こで蒸着温度は５００℃とした。図面からわかるよう
に、サイクル数が増加するほど蒸着速度は緩慢に増加し
（図７）、蒸着される厚さはそれに比例して増加する
（図６）。従って、一定の蒸着条件でサイクル数を調節
して蒸着するＴｉＮ膜の厚さが調節できる。
【００５１】そして、図８は上の４つの蒸着条件別に蒸
着温度に従うＴｉＮ膜の比抵抗を測定した結果を示すグ
ラフである。これより、蒸着温度が増加するにつれて比
抵抗は減少し、特に蒸着速度が高い蒸着条件ＴｉＮ ０
０で比抵抗が急激に減少することが分かる。また、概略
５００℃で４つの全ての蒸着条件から２００μΩ−ｃｍ
以下の比抵抗が得られることが分かる。
【００５２】次に、本発明の金属窒化膜形成方法をビア
コンタクトに適用した例を、添付した図１０乃至図２１
を参照して詳細に説明する。ここで、各図において同一
符号は同一部材を示す。
【００５３】まず、図１０のように半導体基板２００上
にＡｌよりなる第１金属層２１０を形成し、その上にキ
ャッピング膜としてＴｉＮ膜２２０を蒸着する。このＴ
ｉＮ膜２２０はスパッタリング方法で蒸着できる。次い
で、層間絶縁膜２３０を積層しビアを形成する部位を蝕
刻すると図１１のようになる。ここに障壁金属層のＴｉ
Ｎ膜を蒸着する前に、ＴｉＮ膜の接着特性を良くするた
めにＴｉ膜を薄く形成する。このＴｉ膜もスパッタリン
グ方法で形成できる。
【００５４】次いで、前述した本発明の金属窒化膜形成
方法によって障壁金属層のＴｉＮ膜を蒸着すると図１２
のようになる。即ち、金属ソースとしてはＴｉＣｌ4 を
使用し、窒素ソースはＮＨ3 を使用して、前述した図１
のような蒸着装置内で、金属ソース→パージガス→窒素
ソース→パージガスの順で流して所望の厚さを得るまで
反復する。金属ソース、窒素ソース及びパージガスの流
量は各々１〜５ｓｃｃｍ、５〜２００ｓｃｃｍ及び１０
〜２００ｓｃｃｍとし、各々の流入時間は１〜１０秒程
度とする。蒸着温度は４８０℃以下とし、蒸着室圧力は
１〜２０ｔｏｒｒとし、必要であればＡｒ、Ｈｅまたは
Ｎ2 の雰囲気ガス、Ａｒ、Ｎ2 の運搬ガスを使用でき
る。このような蒸着条件は、蒸着装置、蒸着速度、蒸着
されるＴｉＮ膜の厚さ及び比抵抗を考えて適切に調節す
る。
【００５５】次いで、通常の方法でタングステン（Ｗ）
よりなる金属プラグ２５０を形成し（図１３）、化学機
械的研磨やエッチバックで層間絶縁膜２３５の上面に蒸
着した金属を除去した（図１４）後、その上に第２金属
層２６０を形成すると（図１５）金属層間連結がなされ
る。
【００５６】一方、図１６乃至図２１はアンカービアコ
ンタクトを形成する過程を示す断面図であって、前記の
図１０乃至図１５の過程と基本的に同じ過程を経るが、
図１７からわかるように、接触面積を広めて抵抗を低下
させるためにコンタクトホールの下部にアンカーＡを形
成する点が違う。ここで、各図において同一符号は同一
部材を示す。アンカーＡは、図１６のように、コンタク
トホールを形成した後、層間絶縁膜３３５を湿式蝕刻す
ることによって形成される。その外の過程は、前記の図
１０乃至図１５の過程と同一なので詳細な説明は省略す
る。
【００５７】このように、本発明による金属窒化膜形成
方法をビアコンタクトに適用すると、低温で段差塗布性
の良い障壁金属層が得られ、図９Ａ及び図９Ｂに示すＴ
ｉＦX やＡｌＦX のようなコンタクト不良Ｘを防止でき
る。
【００５８】＜実施例３＞次のように、幅が違うコンタ
クトホールにスパッタリングによるＴｉ膜を１００Åの
厚さで蒸着した後、障壁金属層として本発明の方法によ
るＴｉＮ膜及び従来の方法であるスパッタリングによる
コリメーション(COL)されたＴｉＮ膜を相異なる厚さで
蒸着し、ＣＶＤ−Ｗでプラグを形成した場合のビア抵抗
を測定した。単に、本発明によるＴｉＮ膜の蒸着条件
は、４５０℃の蒸着温度とその他に前述した実施例２の
ＴｉＮ ００の蒸着条件とした。
【００５９】ビア幅：０．２４、０．３２、０．３９μ
ｍ（ビアの深さ：０．９μｍ） ＴｉＮ膜の厚さ：１００、２００、４００、６００Å
（以上本発明の方法により蒸着）、７００Å（コリメー
ションＴｉＮ） 測定結果、図２２に示すように全体的にビア幅が増加す
るほど抵抗が減少し、本発明によるＴｉＮ膜の厚さが小
さいほど抵抗が小さいことがわかる。比較対象のコリメ
ーションＴｉＮ膜と比較すると、１００Å厚さの本発明
によるＴｉＮ膜の抵抗が類似に現れた。特に、ビア幅が
０．３９μｍの時は上の５つのＴｉＮ膜のビア抵抗が全
て類似に現れた。一方、本発明によるＴｉＮ膜は実施例
２の結果と図８からわかるように、サイクル当り蒸着速
度が速くて（２０Å／cycle ）比抵抗が大きい（４５０
℃で３００μΩ−ｃｍ）蒸着条件での形成を考える時、
これより蒸着速度がさらに遅くて比抵抗が小さな条件で
形成するならば、ビア抵抗は大きく改善できることが分
かる。
【００６０】また、図２３はビア幅が０．３９μｍの時
の各ＴｉＮ膜のビア抵抗の分布を示すグラフであって、
コリメーションＴｉＮ膜と本発明によるＴｉＮ膜全てが
１．０Ωを前後して大きな差なしに等しく分布すること
が分かる。
【００６１】以上、ＴｉＣｌ4 及びＮＨ3 を前駆体とし
て金属窒化膜であるＴｉＮ膜を形成することについて説
明したが、本発明は前記のＴｉＣｌ4 だけでなくＴｉＣ
ｌ3、ＴｉＩ4 、ＴｉＢｒ2 、ＴｉＦ4 、（Ｃ5 Ｈ5 ）
2 ＴｉＣｌ2 、（（ＣＨ3 ）5 Ｃ5 ）2 ＴｉＣｌ2 、Ｃ
5 Ｈ5 ＴｉＣｌ3 、Ｃ9 Ｈ10ＢＣｌ3 Ｎ6 Ｔｉ、Ｃ9Ｈ
7 ＴｉＣｌ3 、（Ｃ5 （ＣＨ3 ）5 ）ＴｉＣｌ3 、Ｔｉ
Ｃｌ4 （ＮＨ3 ）2 、（ＣＨ3 ）5 Ｃ5 Ｔｉ（ＣＨ3 ）
3 、ＴＤＥＡＴまたはＴＤＭＡＴを前駆体として使用し
たＴｉＮ膜、そしてＴａＢｒ5 、ＴａＣｌ5 、Ｔａ
Ｆ5 、ＴａＩ5 または（Ｃ5 （ＣＨ3 ）5 ）ＴａＣｌ4
を前駆体として用いたＴａＮ膜の金属窒化膜及びさらに
ＣＶＤ方法を使用して蒸着される大部分の物質層に適用
しうる。
【００６２】単に、ＴＤＥＡＴやＴＤＭＡＴを前駆体と
して用いてＴｉＮ膜を形成する時は、他の前駆体を用い
た場合とは違い、蒸着温度と圧力を２５０〜４００℃、
０．１〜１０ｔｏｒｒ程度とすることが望ましいし、上
に列挙したＴａＮ膜を形成するための前駆体は全て固体
であるため、ソースガスを形成する時、固体用バブラー
（solid bubbler）を使用すべき点が違う。
【００６３】
【発明の効果】以上で調べたように、本発明による金属
窒化膜形成方法によると、段差塗布性に優れながら２０
０μΩ−ｃｍ以下の低い比抵抗と低いＣｌ含量を有する
金属窒化膜が得られる。そして、５００℃以下の低温で
金属窒化膜を形成することが可能であって、蒸着速度が
概略２０Å／cycle で成長速度が０．２５Å／cycle の
ＡＬＥによる金属窒化膜形成方法に比べて蒸着速度がは
るかに速い。
【００６４】従って、従来の６５０℃以上の高温で蒸着
した金属窒化膜の問題点である、金属窒化膜に不純物と
して残っているＣｌによる金属配線の腐食問題と高い比
抵抗の問題を解決できるので、縦横比が大きくて低温が
要求されるビアコンタクトに適用でき、ＡＬＥによる金
属窒化膜形成方法に比べて蒸着速度が速いため、大量生
産が要求される半導体素子の製造工程に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によって半導体基板上に金属窒化膜を蒸
着するための化学気相蒸着装置の一例を示す概略図であ
る。
【図２】本発明によって半導体基板上に金属窒化膜を蒸
着するためのガス流入タイミングの一例を示すタイミン
グ図である。
【図３】本発明によって蒸着された金属窒化膜のＲＢＳ
結果の一例を示すグラフである。
【図４】本発明によって金属窒化膜を蒸着する時、ＮＨ
3 の流量に対する金属窒化膜の比抵抗及び蒸着速度の関
係の一例を示すグラフである。
【図５】本発明によって金属窒化膜を蒸着する時、蒸着
室圧力に対する金属窒化膜の比抵抗及び蒸着速度の関係
の一例を示すグラフである。
【図６】本発明によって金属窒化膜を蒸着する時、反復
するサイクル数に対する金属窒化膜の蒸着厚さの関係の
一例を示すグラフである。
【図７】本発明によって金属窒化膜を蒸着する時、反復
するサイクル数に対する金属窒化膜の蒸着速度の関係の
一例を示すグラフである。
【図８】本発明によって金属窒化膜を蒸着する時、蒸着
温度に対する金属窒化膜の比抵抗の関係の一例を示すグ
ラフである。
【図９】図９Ａおよび図９Ｂは、従来の方法によって形
成されたビアコンタクトを示す断面図である。
【図１０】本発明の金属窒化膜形成方法を用いたビアコ
ンタクト形成過程の一例を示す断面図である。
【図１１】本発明の金属窒化膜形成方法を用いたビアコ
ンタクト形成過程の一例を示す断面図である。
【図１２】本発明の金属窒化膜形成方法を用いたビアコ
ンタクト形成過程の一例を示す断面図である。
【図１３】本発明の金属窒化膜形成方法を用いたビアコ
ンタクト形成過程の一例を示す断面図である。
【図１４】本発明の金属窒化膜形成方法を用いたビアコ
ンタクト形成過程の一例を示す断面図である。
【図１５】本発明の金属窒化膜形成方法を用いたビアコ
ンタクト形成過程の一例を示す断面図である。
【図１６】本発明の金属窒化膜形成方法を用いたビアコ
ンタクト形成過程の他の例の一例を示す断面図である。
【図１７】本発明の金属窒化膜形成方法を用いたビアコ
ンタクト形成過程の他の例の一例を示す断面図である。
【図１８】本発明の金属窒化膜形成方法を用いたビアコ
ンタクト形成過程の他の例の一例を示す断面図である。
【図１９】本発明の金属窒化膜形成方法を用いたビアコ
ンタクト形成過程の他の例の一例を示す断面図である。
【図２０】本発明の金属窒化膜形成方法を用いたビアコ
ンタクト形成過程の他の例の一例を示す断面図である。
【図２１】本発明の金属窒化膜形成方法を用いたビアコ
ンタクト形成過程の他の例の一例を示す断面図である。
【図２２】本発明及び従来の方法によって障壁金属層を
形成した場合のビア幅に対するビア抵抗の関係の一例を
示すグラフである。
【図２３】本発明及び従来の方法によって障壁金属層を
形成した場合のビア抵抗の分布の一例を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
１００…蒸着室 １０２…ヒーター １０４…半導体基板 １１０…シャワーヘッド １１２…弁 １１４…ガス管 ２００…半導体基板 ２１０…第１金属層 ２２０…ＴｉＮ膜 ２３０…層間絶縁膜 ２３５…層間絶縁膜 ２４０…ＴｉＮ膜 ２５０…金属プラグ ２６０…第２金属層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/768 Ｈ０１Ｌ 21/90 Ａ (72)発明者 李 相 忍 大韓民国京畿道水原市八達區梅灘２洞1211 番地 韓国１次アパート104棟706號

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属ソースと窒素ソースを前駆体として
    使用する化学気相蒸着法による金属窒化膜形成方法にお
    いて、 （ａ）半導体基板を蒸着室内に装入する段階と、 （ｂ）前記金属ソースを蒸着室内に流す段階と、 （ｃ）前記金属ソースの流入を遮断し、パージガスを蒸
    着室内に流して蒸着室内に残留する前記金属ソースを除
    去する段階と、 （ｄ）前記パージガスの流入を遮断し、窒素ソースを蒸
    着室内に流して前記半導体基板上に吸着した前記金属ソ
    ースと反応させる段階と、 （ｅ）前記窒素ソースの流入を遮断しパージガスを蒸着
    室内に流して蒸着室内に残留する前記窒素ソースを除去
    する段階とを具備して、前記半導体基板上に金属窒化膜
    を形成することを特徴とする金属窒化膜形成方法。
  2. 【請求項２】 前記金属ソースはＴｉＣｌ4 、ＴｉＣｌ
    3 、ＴｉＩ4 、ＴｉＢｒ2 、ＴｉＦ4 、（Ｃ5 Ｈ5 ）2
    ＴｉＣｌ2 、（（ＣＨ3 ）5 Ｃ5 ）2 ＴｉＣｌ2 、Ｃ5
    Ｈ5 ＴｉＣｌ3 、Ｃ9 Ｈ10ＢＣｌ3 Ｎ6 Ｔｉ、Ｃ9 Ｈ7
    ＴｉＣｌ3 、（Ｃ5 （ＣＨ3 ）5 ）ＴｉＣｌ3 、ＴｉＣ
    ｌ4 （ＮＨ3 ）2 及び（ＣＨ3 ）5 Ｃ5 Ｔｉ（ＣＨ3 ）
    3 よりなる群から選ばれた少なくとも一つであり、前記
    窒素ソースはＮＨ3 としてチタン窒化膜を形成すること
    を特徴とする請求項１に記載の金属窒化膜形成方法。
  3. 【請求項３】 蒸着温度は４００〜５００℃であること
    を特徴とする請求項２に記載の金属窒化膜形成方法。
  4. 【請求項４】 前記蒸着室内の圧力は１〜２０ｔｏｒｒ
    であることを特徴とする請求項２に記載の金属窒化膜形
    成方法。
  5. 【請求項５】 前記金属ソースはＴＤＥＡＴまたはＴＤ
    ＭＡＴであり、前記窒素ソースはＮＨ3 としてチタン窒
    化膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の金属
    窒化膜形成方法。
  6. 【請求項６】 蒸着温度は２５０〜４００℃であり、前
    記蒸着室内の圧力は０．１〜１０ｔｏｒｒであることを
    特徴とする請求項５に記載の金属窒化膜形成方法。
  7. 【請求項７】 前記金属ソースはＴａＢｒ5 、ＴａＣｌ
    5 、ＴａＦ5 、ＴａＩ5 及び（Ｃ5 （ＣＨ3 ）5 ）Ｔａ
    Ｃｌ4 よりなる群から選ばれた少なくとも一つであり、
    前記窒素ソースはＮＨ3 としてタンタル窒化膜を形成す
    ることを特徴とする請求項１に記載の金属窒化膜形成方
    法。
  8. 【請求項８】 蒸着温度は４００〜５００℃であること
    を特徴とする請求項７に記載の金属窒化膜形成方法。
  9. 【請求項９】 前記蒸着室内の圧力は１〜２０ｔｏｒｒ
    であることを特徴とする請求項７に記載の金属窒化膜形
    成方法。
  10. 【請求項１０】 前記パージガスはＡｒまたはＮ2 であ
    ることを特徴とする請求項１に記載の金属窒化膜形成方
    法。
  11. 【請求項１１】 前記蒸着室内に流入する前記金属ソー
    スは１〜５ｓｃｃｍの流量で１〜１０秒間流し、前記窒
    素ソースは５〜２００ｓｃｃｍの流量で１〜１０秒間流
    し、前記パージガスは１０〜２００ｓｃｃｍの流量で１
    〜１０秒間流すことを特徴とする請求項１に記載の金属
    窒化膜形成方法。
  12. 【請求項１２】 前記蒸着室内の圧力を一定に維持する
    ために、前記（ａ）〜（ｅ）段階の間雰囲気ガスを前記
    蒸着室内に続けて流すことを特徴とする請求項１に記載
    の金属窒化膜形成方法。
  13. 【請求項１３】 前記雰囲気ガスはＡｒ、Ｈｅ及びＮ2
    よりなる群から選ばれた少なくとも一つであることを特
    徴とする請求項１２に記載の金属窒化膜形成方法。
  14. 【請求項１４】 前記金属ソースまたは窒素ソースが前
    記蒸着室内に円滑に流れるようにするため、前記金属ソ
    ースまたは窒素ソースに運搬ガスを混合して前記蒸着室
    内に流すことを特徴とする請求項１に記載の金属窒化膜
    形成方法。
  15. 【請求項１５】 前記運搬ガスはＡｒまたはＮ2 である
    ことを特徴とする請求項１に記載の金属窒化膜形成方
    法。
  16. 【請求項１６】 前記（ｂ）〜（ｅ）段階を反復して、
    前記半導体基板上に蒸着される金属窒化膜の厚さを調節
    することを特徴とする請求項１に記載の金属窒化膜形成
    方法。
  17. 【請求項１７】 （ａ）半導体基板上に第１金属層を形
    成する段階と、 （ｂ）前記第１金属層上に層間絶縁膜を積層する段階
    と、 （ｃ）前記第１金属層を露出するように層間絶縁膜を蝕
    刻してコンタクトホールを形成する段階と、 （ｄ）蒸着室内に金属ソースを流して前記（ｃ）段階の
    結果物に金属ソースを吸着させる段階と、 （ｅ）前記金属ソースの流入を遮断しパージガスを流し
    て蒸着室内に残留する前記金属ソースを除去する段階
    と、 （ｆ）前記パージガスの流入を遮断し窒素ソースを蒸着
    室内に流して前記（ｄ）段階の結果物上に吸着された前
    記金属ソースと反応させて、前記露出した第１金属層及
    びコンタクトホール上に障壁金属層の金属窒化膜を形成
    する段階と、 （ｇ）前記窒素ソースの流入を遮断しパージガスを蒸着
    室内に流して蒸着室内に残留する前記窒素ソースを除去
    する段階と、 （ｈ）前記（ｇ）段階の結果物上に金属プラグを形成す
    る段階と、 （ｉ）前記（ｈ）段階の結果物上に第２金属層を形成す
    る段階とを含むことを特徴とする半導体装置の金属コン
    タクト形成方法。
  18. 【請求項１８】 前記金属ソースはＴｉＣｌ4 、ＴｉＣ
    ｌ3 、ＴｉＩ4 、ＴｉＢｒ2 、ＴｉＦ4 、（Ｃ5 Ｈ5 ）
    2 ＴｉＣｌ2 、（（ＣＨ3 ）5 Ｃ5 ）2 ＴｉＣｌ2 、Ｃ
    5 Ｈ5 ＴｉＣｌ3 、Ｃ9 Ｈ10ＢＣｌ3 Ｎ6 Ｔｉ、Ｃ9 Ｈ
    7 ＴｉＣｌ3、（Ｃ5 （ＣＨ3 ）5 ）ＴｉＣｌ3 、Ｔｉ
    Ｃｌ4 （ＮＨ3 ）2 及び（ＣＨ3 ）5Ｃ5 Ｔｉ（Ｃ
    Ｈ3 ）3 よりなる群から選ばれた少なくとも一つであ
    り、前記窒素ソースはＮＨ3 として前記障壁金属層とし
    てチタン窒化膜を形成することを特徴とする請求項１７
    に記載の半導体装置の金属コンタクト形成方法。
  19. 【請求項１９】 前記（ｄ）〜（ｇ）段階の蒸着温度は
    ４００〜５００℃であり、蒸着室内の圧力は１〜２０ｔ
    ｏｒｒであることを特徴とする請求項１８に記載の半導
    体装置の金属コンタクト形成方法。
  20. 【請求項２０】 前記金属ソースはＴＤＥＡＴまたはＴ
    ＤＭＡＴであり、前記窒素ソースはＮＨ3 として前記障
    壁金属層としてチタン窒化膜を形成することを特徴とす
    る請求項１７に記載の半導体装置の金属コンタクト形成
    方法。
  21. 【請求項２１】 前記（ｄ）〜（ｇ）段階の蒸着温度は
    ２５０〜４００℃であり、前記蒸着室内の圧力は０．１
    〜１０ｔｏｒｒであることを特徴とする請求項２０に記
    載の半導体装置の金属コンタクト形成方法。
  22. 【請求項２２】 前記金属ソースはＴａＢｒ5 、ＴａＣ
    ｌ5 、ＴａＦ5 、ＴａＩ5 及び（Ｃ5 （ＣＨ3 ）5 ）Ｔ
    ａＣｌ4 よりなる群から選ばれた少なくとも一つであ
    り、前記窒素ソースはＮＨ3 として前記障壁金属層とし
    てタンタル窒化膜を形成することを特徴とする請求項１
    ７に記載の半導体装置の金属コンタクト形成方法。
  23. 【請求項２３】 前記（ｄ）〜（ｇ）段階の蒸着温度は
    ４００〜５００℃であり、前記蒸着室内の圧力は１〜２
    ０ｔｏｒｒであることを特徴とする請求項２２に記載の
    半導体装置の金属コンタクト形成方法。
  24. 【請求項２４】 前記パージガスはＡｒまたはＮ2 であ
    ることを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置の金
    属コンタクト形成方法。
  25. 【請求項２５】 前記蒸着室内に流入する前記金属ソー
    スは１〜５ｓｃｃｍの流量で１〜１０秒間流し、前記窒
    素ソースは５〜２００ｓｃｃｍの流量で１〜１０秒間流
    し、前記パージガスは１０〜２００ｓｃｃｍの流量で１
    〜１０秒間流すことを特徴とする請求項１７に記載の半
    導体装置の金属コンタクト形成方法。
  26. 【請求項２６】 前記（ｄ）〜（ｇ）段階の間前記蒸着
    室内の圧力を一定に維持するために、Ａｒ、Ｈｅ及びＮ
    2 よりなる群から選ばれた少なくとも一つの雰囲気ガス
    を前記蒸着室内に続けて流すことを特徴とする請求項１
    ７に記載の半導体装置の金属コンタクト形成方法。
  27. 【請求項２７】 前記（ｄ）〜（ｇ）段階を反復して、
    前記第１金属層及びコンタクトホール上に蒸着する障壁
    金属層の厚さを調節することを特徴とする請求項１７に
    記載の半導体装置の金属コンタクト形成方法。
  28. 【請求項２８】 前記第１金属層はＡｌであることを特
    徴とする請求項１７に記載の半導体装置の金属コンタク
    ト形成方法。
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