JPWO2010067778A1 - 窒化タンタル膜の形成方法及びその成膜装置 - Google Patents
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Abstract
基板Ｓ上に、反応ガスとして窒素原子含有化合物ガスを供給し、原料ガスとしてｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタルガスを供給し、基板Ｓ上に窒化タンタル膜を形成する窒化タンタル膜の形成方法により、また、反応ガス供給ラインＬ４と、原料を液化させるための容器１３と、液化された原料をガス化させるための気化器１１と、原料液体の供給量を調節するための液体マスフローコントローラー１２と、原料ガス供給ラインＬ１とを有する成膜装置により、常に安定に原料ガスを供給でき、被処理基板のスループットの向上ができ、その結果、窒化タンタル膜の生産性が向上する。
Description
本発明は、窒化タンタル膜の形成方法及びその成膜装置に関する。
半導体集積回路がＬＳＩからＵＬＳＩへと大規模集積化を重ねる中、配線膜には、線幅を極限まで狭く、細くすることが必要とされている。近年、半導体集積回路の配線膜として、Ｃｕ配線膜の利用が広がっている。しかし、３２ｎｍノード以降の先端デバイスのＣｕ配線膜形成プロセスにおいては現行のメッキ法によるホール、トレンチへのＣｕ埋め込みは難しい。これは、Ｃｕ配線膜の下地層として必要なバリアメタル膜を現状ではＰＶＤ法により形成しているために、その微細化が難しく、満足し得る下地層が得られないからである。そのため、バリアメタル膜に対して、アスペクト比の大きいホール、トレンチなどへの高カバレージ性と共に、膜が極薄であることや高バリア性があることが求められているのが現状である。
その状況下で、原子又は分子にして実に数個分の厚さしかない物質を堆積させる原子層堆積（以下、「ＡＬＤ」と称す。）法が注目を浴びている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、ＡＬＤ法によって金属含有薄膜を形成する方法が開示されている。
ＡＬＤ法とは、真空装置の成膜室へ成膜原料ガス及び反応ガスを交互にパルス導入することで目的物質薄膜を積層する技術である。従って、そのパルスの反復回数により膜厚制御が容易であり、従来の薄膜作製技術に比べてステップカバレッジに優れ、膜厚分布のバラツキの少ない薄膜を作製することができる。
しかし、成膜速度が遅いため、量産技術として適さないという問題がある。
一方、銅配線バリア膜として、銅との接着性及び銅に対する拡散バリア性に優れるタンタル膜や、タンタル膜と同様に拡散バリア性に優れている上に、タンタル膜より硬度が低いため、化学研磨が容易である窒化タンタル膜が知られている。しかし、これらの原料となるハロゲン化タンタル化合物は、高融点、かつ低蒸気圧の化合物であり、装置中での安定供給が難しく、また、腐食性の強いハロゲン元素を含むので、タンタル膜がハロゲンで汚染されたり、装置内部材が腐食したりするという問題があった。
本発明は、上記問題点を解決するものであって、膜汚染等の原因となるハロゲン元素をプロセス中から除き、高いスループット及び良好な比抵抗を持つ窒化タンタル膜の形成方法及びその成膜装置を提供するものである。
本発明の窒化タンタル膜の形成方法に係る第１の発明は、基板上に、反応ガスとして窒素原子含有化合物ガスを供給し、原料ガスとしてｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタルガスを供給し、基板上に窒化タンタル膜を形成することを特徴とする。
この第１の発明によれば、原料ガスとしてハロゲン元素を含まないタンタルプリカーサーを使用するので、ハロゲン汚染等を防止することができる。
本発明の窒化タンタル膜の形成方法に係る第２の発明は、基板上に、反応ガスとして窒素原子含有化合物ガスを継続的に供給しながら、原料ガスとしてｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタルガスをパルス的に供給し、基板上に窒化タンタル膜を形成することを特徴とする。
本発明の窒化タンタル膜の形成方法に係る第３の発明によれば、前記原料ガスとして、ｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタルを４０〜８０℃に加熱して液化させ、この液体を気化器内で１００℃以上、好ましくは１００〜１８０℃に加熱してガス化したものを用いることを特徴とする。
液化温度が４０℃未満であると、原料ガスが完全に液化されず、液化輸送に支障をきたすおそれがあり、８０℃を超えると、液化輸送の時点で熱ストレスに長時間さらされることになり、熱劣化が生じてしまう可能性がある。また、ガス化温度が１００℃未満であると、気化が不完全で原料飛沫が基板に付着し、不均一な膜厚分布が生じるおそれがある。また、あまり高温では、原料ガスの過度の熱分解が生じて目的の膜を作製できなくなるため、上限温度は、好ましくは１８０℃である。
上記形成方法では、原料ガスをまず液体で供給するので、供給量調節を正確に行うことができる。さらに、所定の温度に設定された気化器を使用することで、バブリング法に比較して、原料の液体を収納するための容器内の原料液体の残量に影響されず、常に安定した量の原料ガスを供給できるので、窒化タンタル膜の生産性を向上せしめると共に、膜の均一性を向上させることができる。その結果、本発明の場合、特に上記第２及び第３の発明の場合、従来のＡＬＤ法に比べ、比抵抗が減少し、バリア膜として、より好ましい特性を有する窒化タンタル膜を、より短い時間で得ることができる。
また、前記成膜法によれば、触媒又は熱若しくはプラズマにより原料ガスの反応性を高め、効率よく成膜することができる。
前記窒素原子含有化合物ガスは、窒素ガス、アンモニアガス、ヒドラジンガス、及びヒドラジン誘導体ガスから選ばれたガスであることを特徴とする。
本発明の窒化タンタル膜の形成方法に係る第４の発明によれば、基板上に窒化タンタル膜を形成し、この膜上に銅、タングステン、アルミニウム、タンタル、チタン、ルテニウム、コバルト、ニッケル、又はそれらの合金からなる金属の膜を形成する際に、窒化タンタル膜を、上記成膜法により、反応ガスとして窒素原子含有化合物ガスを供給しながら、原料ガスとしてのｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタルガスをパルス的に供給して形成することを特徴とする。
本発明の窒化タンタル膜の形成方法に係る第５の発明によれば、反応ガスの活性種への変換手段として触媒又は熱若しくはプラズマを利用し、基板上に反応ガスとして窒素ガス、アンモニアガス、ヒドラジンガス、及びヒドラジン誘導体ガスから選ばれたガスを供給しながら、ｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタルを４０〜８０℃に加熱して液化させ、この液体を気化器内で１００℃以上に加熱してガス化した原料ガスをパルス的に供給し、基板上に窒化タンタル膜を形成することを特徴とする。
本発明の窒化タンタル膜の形成方法を実施するための成膜装置に係る第６の発明によれば、触媒又は熱若しくはプラズマを利用する気相成膜が可能な真空処理室をもつ成膜装置であって、真空処理室内に載置される基板上に反応ガスを供給する反応ガス供給ラインと、原料ガス形成用のｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタルを４０〜８０℃に加熱して液化させるための容器と、液化されたｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタルを１００℃以上、好ましくは１００〜１８０℃に加熱してガス化させるための気化器と、前記気化器への液体の供給量を調節するための液体マスフローコントローラーと、前記気化器で得られたガスを前記真空処理室内に載置される基板上に供給する原料ガス供給ラインとを有することを特徴とする。
前記成膜装置において、さらに前記気化器が真空処理室に直接接続されていることを特徴とする。
前記成膜装置において、さらに前記反応ガスの活性種への変換触媒線が反応ガス供給ラインに設置されていることを特徴とし、また、さらにこの触媒線の加熱機構を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、原料ガスとして、原料を気化器を用いてガス化して得られたｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタルガスをパルス的に供給し、それと同時に反応ガスを連続的に供給することで、従来の成膜方法に比較して成膜レートを向上させ、スループットの向上が図れる上、比抵抗の低い窒化タンタル膜を形成することができるという効果を奏する。
本発明に係る窒化タンタル膜の形成方法の実施の形態によれば、反応ガスの活性種への変換手段として、触媒又は熱若しくはプラズマを利用する成膜方法により、反応ガスとして、基板上に窒素ガス、アンモニアガス、ヒドラジンガス、及びヒドラジン誘導体ガスから選ばれたガスを供給しながら、ｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタル（以下、「化合物Ｔ」と称す。）を４０〜８０℃に加熱して液化させ、この液体を気化器内で１００〜１８０℃に加熱してガス化した原料ガスをパルス的に供給し、窒化タンタル膜を形成することが出来る。１８０℃を超えると、化合物Ｔにおける二重結合の開裂だけでなく、他の熱分解反応が進行し、窒化タンタル膜が形成できなくなってしまう（特許第３９６３０７８号公報の図４参照）。
本発明における触媒又は熱若しくはプラズマを利用する成膜法は、反応ガスを連続的に供給しながら、原料ガスを所定の時間サイクルでパルス的に供給して基板上で反応させて成膜する方法である。
例えば、真空処理室内へアンモニアガスなどの反応ガスの所定量を継続的に供給しながら、原料ガスとして所定量の化合物Ｔのガスを所定の時間（例えば、０．１〜３００秒間、好ましくは０．１〜３０秒程度）供給し、その後所定の時間（例えば、０．１〜３００秒間、好ましくは０．１〜６０秒程度）化合物Ｔのガスの供給を停止するという化合物Ｔのガスのパルス的な供給及び停止サイクルを所定の回数繰り返した後に、原料ガス及び反応ガスの供給を停止し、所望の膜厚を有する窒化タンタル膜を形成する方法である。この原料ガスと反応ガスとの反応により窒化タンタル膜が形成される。
触媒により反応ガスを活性種へと変換する成膜法の場合は、通電による抵抗加熱で高温（例えば、１７００〜２５００℃）に加熱されている触媒線に反応ガスを接触させ、触媒作用により反応ガスを分解、活性化せしめて、ラジカルの活性種を形成せしめ、この活性種と原料ガスとを反応させ、所望の膜厚を有する窒化タンタル膜を形成する。この触媒作用による成膜法の場合の基板温度は、２００〜４００℃である。この場合、活性種への変換に際して高温の触媒線に原料ガスを接触させるので、原料ガス中の炭素が分解されて膜の汚染が防止されるため、比抵抗の低い膜を形成することができる。なお、熱又はプラズマにより反応ガスを活性種へと変換する成膜法の場合の基板温度は、１５０〜７００℃であり、例えば、ヒーターなどの加熱手段により基板を加熱せしめて、上記したサイクルを繰り返し、所望の膜厚を有する窒化タンタル膜を形成する。
反応ガスとしてのヒドラジン誘導体は、例えばメチルヒドラジン、ジメチルヒドラジン、などを使用できる。
この窒化タンタル膜をメタルバリア膜として形成した後に、この膜上に、例えばＣＶＤ法により、公知のプロセス条件で、銅、タングステン、アルミニウム、タンタル、チタン、ルテニウム、コバルト、ニッケル、又はそれらの合金からなる金属の膜を形成する。この場合、形成された金属の膜と窒化タンタル膜との間の密着性が劣化することがある。この密着性の劣化に関しては、窒化タンタル膜形成後に適切な後処理を行えば、例えば、窒化タンタル膜の表面上に窒化金属膜を形成するか、或いは窒素ガスを窒化タンタル膜の表面上に化学吸着させると、低温でのアニール処理によって密着性を確保できる。すなわち、窒化金属膜や化学吸着された窒素分子層が活性な金属吸着サイトを占有するため、窒化タンタル膜表面における酸素、フッ素化合物、水、アンモニアなどの不純物との反応生成物層(例えば、不純物が酸素である場合、金属酸化物などのような界面層)の形成が抑制されるので、低温でのアニール処理であってもＴａとＣｕなどとの相互拡散が容易になり、密着性を向上せしめることができると考えられる。
本発明の窒化タンタル膜形成方法を実施するために使用できる成膜装置は、特に制限される訳ではなく、例えば図１に示すような成膜装置を挙げることができる。
成膜装置１は、基板格納室(図示せず)から搬送された基板Ｓ上に窒化タンタル膜を形成するための真空処理室１０と、気化器１１と、液体マスフローコントローラー１２と、原料ガス用の液体原料源（化合物Ｔ）１３ａを入れるための容器１３とからなっている。
真空処理室１０は、図示しない排気手段（例えば、ターボ分子ポンプなど）を備えている。真空処理室１０に原料ガス供給用のラインＬ１を介して接続されている気化器１１には、Ａｒなどの不活性ガスからなるキャリアガスのガス充填ボンベ１１１がバルブＶ１及びマスフローコントローラー１１２を介して接続され、キャリアガスと共に気化器１１から供給される原料ガスを真空処理室１０内へ供給するように構成されている。ラインＬ１の真空処理室１０側にはバルブＶ２が介設されており、また、気化器１１側にはバルブＶ３を介して真空ポンプ１４が接続されている。以下に述べる加圧手段により液体原料源１３ａが気化器１１方向へ輸送され、気化器１１で得られた原料ガスが真空処理室１０内へ導入されるように構成されている。
気化器１１には、バルブＶ４を介して液体マスフローコントローラー１２が接続され、液体マスフローコントローラー１２は、バルブＶ５及びＶ６を介して容器１３に接続されている。容器１３には、加圧により、液体原料源１３ａを液体マスフローコントローラー１２を経て気化器１１へと供給するための加圧手段が設けられている。この加圧手段は、液体原料源１３ａを加圧して気化器１１へと供給するためのものであり、不活性ガス（例えば、ヘリウム）のガスボンベ１３ｂとマスフローコントローラー１３ｃとからなり、ラインＬ２により容器１３に接続されている。このラインＬ２には、マスフローコントローラー１３ｃ側から容器１３へ向かってバルブＶ７、Ｖ８及びＶ９が介設され、バルブＶ７とＶ８との間には不活性ガスの圧力を観測するための圧力計１３ｄが設けられている。また、バルブＶ５及びＶ６とバルブＶ８及びＶ９との間は、バルブＶ１０が介設されているラインにより接続される。バルブＶ６とバルブＶ９とを閉じた状態でバルブＶ１０を開けると、ラインＬ２及びＬ３中に通じた大気を排気することができ、バルブＶ６とバルブＶ９とを開けて液体原料源１３ａから液体原料又は原料蒸気や原料ガスがラインＬ２及びＬ３に流入したとしても、原料が大気と反応して固化し配管中での詰まりの原因となることを防止できる。
液体状の化合物Ｔの通る配管、すなわち容器１３から液体マスフローコントローラー１２までの配管は、４０〜８０℃に保温され、液体状態の化合物ＴはＨｅの圧力により気化器１１方向へ搬送される。気化器１１は気化温度１００℃以上に設定されている。ガス状態となった化合物Ｔを真空処理室１０の内部に載置されている基板Ｓ上へ供給する。基板Ｓを加熱するヒーター（図示せず）は１５０〜７００℃に設定出来るように構成されている。
真空処理室１０内には、基板Ｓを載置する基板ステージ１０１が設けられ、触媒ＣＶＤ法を用いる場合には、基板ステージ１０１に対向して触媒線１０２が真空処理室１０の上部に設置されている。
この触媒ＣＶＤ法の場合、ＮＨ3、Ｎ2、Ｈ2などの反応ガスとＡｒやＮ２などのキャリアガスとは、それぞれのガスボンベ１５ａからマスフローコントローラー１５ｂを介して真空処理室１０内の触媒線１０２の上部へと導入され、１７００〜２５００℃に加熱されている触媒線１０２と接触し、その触媒作用によりラジカルに分解され、活性化され、かくして得られた反応性の高い活性種を基板Ｓ上に供給し、原料ガスと反応させて、金属膜（窒化タンタル膜）を形成することが出来るように構成されている。この反応ガスを導入するためのラインＬ４には、真空処理室側にバルブＶ１１が介設されている。
図１に示す成膜装置１においては、上記したように、容器１３内の液体原料源１３ａである化合物Ｔを、４０〜８０℃に加熱された液体状態で、液体マスフローコントローラー１２を介して所定の流量で気化器１１へ搬送し、気化器１１で１５０℃以上に加熱し、気体状態で真空処理室１０内へパルス的に導入し、基板Ｓ上へ供給し、また、反応ガスを、真空処理室１０の上部から触媒線１０２へ向かって導入し、得られた活性種を基板Ｓ上へ供給し、基板上で化合物Ｔと活性種とを反応させて成膜する。
本実施例では、図１に示す成膜装置を用いて窒化タンタル膜を形成した。
被処理基板としてＳｉ基板を用い、この基板を真空処理室内の基板ステージ上へ載置し、基板を３００℃に加熱し、真空処理室の上部から１７００〜２５００℃の所定温度に加熱した触媒線へ向かって反応ガスであるＮＨ3を４００ｓｃｃｍの量で連続的に導入して触媒線と接触させ、ラジカルなどの活性種を生成せしめ、基板上に供給しながら、ＮＨ3の導入と同時に、原料ガスである化合物Ｔのガスを、固体での重量にして０．１ｇ／ｍｉｎの量で２５秒間導入して基板上に供給し、基板上で原料ガスと反応ガスの活性種とを反応させて、窒化タンタル膜を形成し、次いで化合物Ｔのガスの導入を停止して６０秒間維持した。この化合物Ｔのガスは、１５０℃に設定した気化器を経て供給された。
次いで、反応ガスの導入を継続しながら、化合物Ｔのガスの導入と停止とを上記と同じ条件で１２サイクル繰り返し、目的とする窒化タンタル膜を形成した。この成膜プロセスのフローチャートを図２に示す。
かくして得られた窒化タンタル膜は、９．０ｎｍの膜厚を有していた。成膜速度は、０．５２ｎｍ／分であり、１サイクル当たりの膜厚は、０．７６ｎｍであった。また、比抵抗は２２００μΩｃｍ、スループットは、１２枚／時間が達成された。
本実施例では、成膜温度が成膜速度（ｎｍ／サイクル）及び得られた膜の比抵抗（μΩｃｍ）に及ぼす影響について検討した。
成膜プロセスは実施例１に従って実施したが、基板温度を２８０〜３７０℃に設定し、３２サイクルの成膜プロセスを実施した。得られた結果を図３に示す。
図３から明らかなように、基板温度（成膜温度）３１０〜３７０℃において形成された窒化タンタル膜の比抵抗が低く、また、成膜速度は基板温度２７０〜３７０℃の場合に高かった。
本実施例では、実施例１及び実施例２とは異なり、原料ガスと反応ガスとを一緒に流して窒化タンタル膜を作製した。
被処理基板としてＳｉ基板を用い、この基板を真空処理室内の基板ステージ上へ載置し、基板を３００℃に加熱し、真空処理室内へ原料ガスである化合物Ｔのガスを固体での重量にして、０．１０ｇ／ｍｉｎの量で６０秒間導入して基板上に供給して吸着、熱分解せしめた。導入された化合物Ｔのガスは、１５０℃に設定した気化器を経て得られたガスであった。同時に、真空処理室内の１７００〜２５００℃の所定温度に加熱された触媒線へ向かって反応ガスであるＮＨ3を４００ｓｃｃｍの流量で６０秒間導入して、ラジカルなどの活性種を生成せしめて基板上に供給し、目的とする窒化タンタル膜を形成した。
かくして得られた窒化タンタル膜は、１０ｎｍの膜厚を有していた。成膜速度は、１０ｎｍ／ｍｉｎであった。実施例１と比べると、成膜速度は速い反面、比抵抗は１００００μΩｃｍと高く、スループットは１５枚／時間と極めて高かった。
本実施例では、触媒線を加熱せず、原料ガスと反応ガスを一緒に流して窒化タンタル膜を作製した。
被処理基板としてＳｉ基板を用い、この基板を真空処理室内の基板ステージ上へ載置し、基板を３００℃に加熱し、真空処理室内へ原料ガスである化合物Ｔのガスを固体での重量にして０．１０ｇ／ｍｉｎの量で６０秒間導入して基板上に供給し、吸着、熱分解せしめた。導入された化合物Ｔのガスは、１５０℃に設定した気化器を経て得られたガスであった。同時に、反応ガスであるＮＨ3を４００ｓｃｃｍの流量で６０秒間導入して、活性種を生成せしめて基板上に供給し、目的とする窒化タンタル膜を形成した。
かくして得られた窒化タンタル膜は、１０ｎｍの膜厚を有していた。成膜速度は、１０ｎｍ／ｍｉｎであった。実施例１と比べると、成膜速度は速い反面、比抵抗は１２０００μΩｃｍと高く、スループットは１３枚／時間と極めて高かった。
（比較例１）
本比較例では、ＡＬＤ法に従って窒化タンタル膜を形成し、実施例１で得られた窒化タンタル膜と比較した。
本比較例では、ＡＬＤ法に従って窒化タンタル膜を形成し、実施例１で得られた窒化タンタル膜と比較した。
被処理基板としてＳｉ基板を用い、この基板を真空処理室内の基板ステージ上へ載置し、基板を３００℃に加熱し、真空処理室内へ原料ガスである化合物Ｔのガスを固体での重量にして０．１５ｇ／ｍｉｎの量で２０秒間導入して基板上に供給し、吸着、熱分解せしめた後、パージガスとしてＡｒガスを用いて真空処理室内の原料ガスを５秒間パージした。導入された化合物Ｔのガスは、１５０℃に設定した気化器を経て得られたガスであった。次いで、真空処理室内の１７００〜２５００℃の所定温度に加熱された触媒線へ向かって反応ガスであるＮＨ3を４００ｓｃｃｍの流量で２０秒間導入して、ラジカルなどの活性種を生成せしめて基板上に供給した。基板上で反応が起こり、窒化タンタル膜が形成された。
次いで、真空処理室内の反応ガスをＡｒガスを用いて５秒間パージした後、上記と同じ条件で化合物Ｔのガスの供給及びＮＨ3ガスの供給のサイクルを２７０サイクル繰り返し、目的とする窒化タンタル膜を形成した。この成膜プロセスのフローチャートを図４に示す。
かくして得られた窒化タンタル膜は、８．９ｎｍの膜厚を有していた。成膜速度は、０．０４０ｎｍ／ｍｉｎであり、１サイクル当たりの膜厚は、０．０３３ｎｍであった。実施例１に比べると、成膜速度は低く、その結果、１サイクル当たりの膜厚は低くかった。また、比抵抗は４８００μΩｃｍであり、スループットは２枚／時間であり、実施例１と比べて、極めて低かった。
本発明の窒化タンタル膜形成方法によれば、常に安定に原料ガスを供給でき、膜厚均一性を高めると共に、被処理基板のスループットの向上ができ、その結果、生産性を向上することが出来るので、窒化タンタル膜を使用する技術分野、例えばＣｕ配線などのメタルバリア膜を形成する半導体装置の技術分野で利用可能である。
１ 成膜装置 １０ 真空処理室
１１ 気化器 １２ 液体マスフローコントローラー
１３ 容器 １３ａ 液体原料源
１３ｂ ガスボンベ １３ｃ マスフローコントローラー
１３ｄ 圧力計 １４ 真空ポンプ
１５ａ ガスボンベ １５ｂ マスフローコントローラー
１０１ 基板ステージ １０２ 触媒線
１１１ ガス充填ボンベ Ｌ１〜Ｌ４ ライン
Ｖ１〜Ｖ１０ バルブ Ｓ 基板
１１ 気化器 １２ 液体マスフローコントローラー
１３ 容器 １３ａ 液体原料源
１３ｂ ガスボンベ １３ｃ マスフローコントローラー
１３ｄ 圧力計 １４ 真空ポンプ
１５ａ ガスボンベ １５ｂ マスフローコントローラー
１０１ 基板ステージ １０２ 触媒線
１１１ ガス充填ボンベ Ｌ１〜Ｌ４ ライン
Ｖ１〜Ｖ１０ バルブ Ｓ 基板
Claims (10)
- 基板上に、反応ガスとして窒素原子含有化合物ガスを供給し、原料ガスとして、ｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタルを４０〜８０℃に加熱して液化させ、この液体を気化器内で１００℃以上に加熱してガス化したｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタルガスを供給し、基板上に窒化タンタル膜を形成することを特徴とする窒化タンタル膜の形成方法。
- 基板上に、反応ガスとして窒素原子含有化合物ガスを継続的に供給しながら、原料ガスとして、ｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタルを４０〜８０℃に加熱して液化させ、この液体を気化器内で１００℃以上に加熱してガス化したｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタルガスをパルス的に供給し、基板上に窒化タンタル膜を形成することを特徴とする窒化タンタル膜の形成方法。
- 前記窒化タンタル膜の形成方法が、触媒又は熱若しくはプラズマを利用することを特徴とする請求項１又は２に記載の窒化タンタル膜の形成方法。
- 前記窒素原子含有化合物ガスが、窒素ガス、アンモニアガス、ヒドラジンガス、及びヒドラジン誘導体ガスから選ばれたガスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の窒化タンタル膜の形成方法。
- 基板上に窒化タンタル膜を形成し、この膜上に銅、タングステン、アルミニウム、タンタル、チタン、ルテニウム、コバルト、ニッケル、又はそれらの合金からなる金属の膜を形成する際に、窒化タンタル膜を、反応ガスとして窒素原子含有化合物ガスを供給しながら、原料ガスとして、ｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタルを４０〜８０℃に加熱して液化させ、この液体を気化器内で１００℃以上に加熱してガス化したｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタルガスをパルス的に供給して形成することを特徴とする窒化タンタル膜の形成方法。
- 反応ガスの活性種への変換手段として触媒又は熱若しくはプラズマを利用し、基板上に反応ガスとして窒素ガス、アンモニアガス、ヒドラジンガス、及びヒドラジン誘導体ガスから選ばれたガスを供給しながら、ｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタルを４０〜８０℃に加熱して液化させ、この液体を気化器内で１００℃以上に加熱してガス化した原料ガスをパルス的に供給し、基板上に窒化タンタル膜を形成することを特徴とする窒化タンタル膜の形成方法。
- 触媒又は熱若しくはプラズマを利用する気相成膜が可能な真空処理室をもつ成膜装置であって、真空処理室内に載置される基板上に反応ガスを供給する反応ガス供給ラインと、原料ガス形成用のｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタルを４０〜８０℃に加熱して液化させるための容器と、液化されたｔ−アミルイミド−トリス（ジメチルアミド）タンタルを１００℃以上に加熱してガス化させるための気化器と、前記気化器への液体の供給量を調節するための液体マスフローコントローラーと、前記気化器で得られたガスを前記真空処理室内に載置される基板上に供給する原料ガス供給ラインとを有することを特徴とする成膜装置。
- 請求項７記載の成膜装置において、さらに前記気化器が真空処理室に直接接続されていることを特徴とする成膜装置。
- 請求項７又は８記載の成膜装置において、さらに前記反応ガスの活性種への変換触媒線が反応ガス供給ラインに設置されていることを特徴とする成膜装置。
- 請求項９記載の成膜装置において、さらに前記触媒線の加熱機構を備えていることを特徴とする成膜装置。
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