專利名稱：Ti膜及TiN膜的成膜方法、接觸結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)能夠讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)以及計(jì)算機(jī)程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成于半導(dǎo)體裝置中的接觸點(diǎn)孔或洞孔等的Ti膜及TiN膜的成膜方法以及接觸結(jié)構(gòu)、和計(jì)算機(jī)能夠讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)以及計(jì)算機(jī)程序。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體裝置的制造中，對(duì)應(yīng)于裝置的高密度化以及高集成化的要求，具有將電路結(jié)構(gòu)制成多層配線結(jié)構(gòu)的傾向，因此，作為下層的Si基板或聚硅與上層的配線層的連接部分的接觸孔、或作為上下的配線層之間的連接部分的洞孔等的，用于層之間的電連接的埋入技術(shù)變得越來(lái)越重要。
在這樣的接觸孔或洞孔的埋入中，一般使用Al或W等的金屬、或以這些為主體的合金，但為了實(shí)現(xiàn)這樣的金屬或合金、與Si基板或下層的聚硅之間的電連接，在這些的埋入之前，預(yù)先在孔的內(nèi)側(cè)進(jìn)行Ti膜的成膜，通過(guò)與底部Si的反應(yīng)形成作為接觸層的硅化鈦(TiSi)膜，再作為埋入材料的阻擋層金屬(Barrier Metal)進(jìn)行TiN膜的成膜。
在這些Ti膜以及TiN膜的成膜中，即使裝置的微細(xì)化以及高集成化發(fā)生進(jìn)展，也可以期待形成不增加電阻而品質(zhì)優(yōu)良的膜，而且可以使用能夠進(jìn)行良好的分步敷層(step coverage)的化學(xué)蒸鍍(CVD)。
在通過(guò)CVD進(jìn)行的Ti膜以及TiN膜的成膜中，作為成膜氣體使用TiCl4，所以作為反應(yīng)生成物產(chǎn)生Cl2與HCl。在Ti膜成膜后進(jìn)行TiN的成膜時(shí)，由于這些反應(yīng)生成物Ti膜被蝕刻，由于與上層的TiN膜的粘附不良以及將埋入的金屬成膜時(shí)的熱應(yīng)力等，具有在Ti膜部分發(fā)生膜剝離的問(wèn)題。
對(duì)于這樣的問(wèn)題以往采用的方法是，在Ti膜成膜之后繼續(xù)供給NH3氣體進(jìn)行Ti膜的氮化處理，此后進(jìn)行TiN膜的成膜。根據(jù)該方法，通過(guò)氮化Ti膜能夠防止Cl2與HCl引起的蝕刻，可以防止Ti膜部分的膜剝離。
但是，近來(lái)，從裝置的高速化的觀點(diǎn)出發(fā)，用作為Ti膜的襯底形成接觸特性更良好的硅化鈷(CoSi2)等的金屬硅化物，來(lái)代替在Ti膜成膜時(shí)在與襯底Si的界面形成的、作為接觸層的硅化鈦(TiSi)。例如，在專利文獻(xiàn)1中提出了，在接觸孔底部形成的硅化鈷膜上進(jìn)行Ti/TiN膜成膜的方法。在該專利文獻(xiàn)1中記載著在被清潔化的硅化鈷膜表面進(jìn)行Ti膜的成膜而形成良好的界面的情況。另外，最近作為邏輯接觸中有效的金屬硅化物受到關(guān)注的有硅化鎳(NiSi等)。但是，因?yàn)橐坏┏^(guò)500℃硅化鎳就從NiSi相轉(zhuǎn)移到高電阻相(Ni5Si2、Ni3Si)，所以，在硅化鎳膜上在500℃以上的高溫進(jìn)行Ti/TiN膜的成膜時(shí)，NiSi就變化為高電阻相，比電阻變大，其結(jié)果接觸電阻變大。為了防止出現(xiàn)這種情況，在硅化鎳膜上進(jìn)行Ti/TiN膜的成膜時(shí)，必須在500℃以下的成膜溫度實(shí)施Ti膜的成膜、Ti膜的氮化處理以及TiN膜的成膜。因此，逐漸趨向于使用在500℃以下進(jìn)行Ti膜的成膜、Ti膜的氮化處理以及TiN膜的成膜的低溫成膜方法。另外，近來(lái)，由于裝置的微細(xì)化Si基板上形成的雜質(zhì)擴(kuò)散層變薄，從抑制由于高溫處理引起的雜質(zhì)擴(kuò)散層的擴(kuò)散的觀點(diǎn)出發(fā)，即使在Si基板上形成Ti/TiN膜時(shí)也要求實(shí)施低溫成膜及薄膜化。
但是，在上述專利文獻(xiàn)1中完全沒(méi)有考慮這樣的低溫成膜。在500℃以下進(jìn)行Ti膜成膜、Ti膜的氮化處理以及TiN膜成膜時(shí)，與在通常的600℃以上的比較高的溫度進(jìn)行的成膜不同，即使在Ti膜成膜后進(jìn)行氮化處理，也不能充分地進(jìn)行Ti膜的氮化，如果在這樣的氮化不充分的狀態(tài)下進(jìn)行TiN膜的成膜，就如上所述，未被氮化的部分(與襯底的界面?zhèn)?的Ti膜被成膜氣體的反應(yīng)生成物蝕刻，由于與上層的TiN膜的粘附性不良以及將埋入金屬成膜時(shí)的熱應(yīng)力等，會(huì)出現(xiàn)在Ti膜的部分產(chǎn)生膜剝離的情況。進(jìn)一步，即使進(jìn)行500℃以下的低溫成膜，也有接觸電阻變高的情況。
專利文獻(xiàn)1日本專利特開2003-59861號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供Ti膜及TiN膜的成膜方法，它在以Si基板或在其上的金屬硅化物膜為襯底，在其上進(jìn)行Ti膜及TiN膜的成膜時(shí)，即使是低溫成膜也能夠?qū)崿F(xiàn)接觸電阻小，而且可以抑制膜剝離；通過(guò)這樣的成膜方法形成的接觸結(jié)構(gòu)；以及進(jìn)行用于實(shí)行這樣的成膜方法的控制的計(jì)算機(jī)能夠讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算機(jī)程序。
根據(jù)本發(fā)明的第1觀點(diǎn)，本發(fā)明提供Ti膜及TiN膜的成膜方法，它是以在含Si的基板或基板上形成的金屬硅化物膜為襯底，在其上進(jìn)行Ti膜及TiN膜的成膜的成膜方法，其特征在于，具備將上述襯底表面清潔化的工序；使用Ti化合物氣體通過(guò)CVD在襯底上進(jìn)行膜厚2nm以上、不滿10nm的Ti膜的成膜的工序；將上述Ti膜氮化的工序；在氮化后的Ti膜上使用Ti化合物氣體與含有N及H的氣體通過(guò)CVD進(jìn)行TiN膜的成膜的工序。
根據(jù)本發(fā)明的第2觀點(diǎn)，本發(fā)明提供Ti膜及TiN膜的成膜方法，它是以在含Si的基板或基板上形成的金屬硅化物膜作為襯底，在其上進(jìn)行Ti膜及TiN膜的成膜的方法，其特征在于，具備將上述襯底表面清潔化的工序；使用Ti化合物氣體通過(guò)CVD進(jìn)行膜厚2nm以上、不滿10nm的Ti膜的成膜的工序；將上述Ti膜氮化的工序；通過(guò)在氮化后的Ti膜上交替地多次反復(fù)進(jìn)行，導(dǎo)入Ti化合物氣體與含有N及H的氣體的第1步驟，和停止上述Ti化合物氣體、導(dǎo)入上述含有N及H的氣體的第2步驟，進(jìn)行TiN膜的成膜的工序。
根據(jù)本發(fā)明的第3觀點(diǎn)，本發(fā)明提供Ti膜及TiN膜的成膜方法，它是在基板上形成的硅化鎳膜上進(jìn)行Ti膜及TiN膜的成膜的方法，其特征在于，具備將上述硅化鎳膜的表面清潔化的工序；使用Ti化合物氣體通過(guò)CVD進(jìn)行膜厚2nm以上、不滿10nm的Ti膜的成膜，同時(shí)在硅化鎳膜與Ti膜的界面上形成硅化鎳與Ti的反應(yīng)層的工序；將上述Ti膜氮化的工序；通過(guò)在氮化后的Ti膜上交替地多次反復(fù)進(jìn)行，導(dǎo)入Ti化合物氣體與含有N及H的氣體的第1步驟，和停止上述Ti化合物氣體、導(dǎo)入上述含有N及H的氣體的第2步驟，進(jìn)行TiN膜的成膜的工序。
根據(jù)本發(fā)明的第4觀點(diǎn)，本發(fā)明提供接觸結(jié)構(gòu)，它是在由Si基板或金屬硅化物膜構(gòu)成的襯底上形成的接觸結(jié)構(gòu)，其特征在于，在上述襯底上通過(guò)使用Ti化合物氣體的CVD形成膜厚2nm以上、不滿10nm的Ti膜，氮化上述Ti膜，在氮化后的Ti膜上通過(guò)使用Ti化合物氣體與含有N及H的氣體的CVD形成TiN膜，從而形成上述接觸結(jié)構(gòu)，該接觸結(jié)構(gòu)由在上述襯底上形成的Si或金屬硅化物與Ti的反應(yīng)層、和在上述反應(yīng)層上形成的2層結(jié)構(gòu)的TiN膜組成。
根據(jù)本發(fā)明的第5觀點(diǎn)，本發(fā)明提供接觸結(jié)構(gòu)，它是在硅化鎳膜上形成的接觸結(jié)構(gòu)，其特征在于，在上述硅化鎳膜上通過(guò)使用Ti化合物氣體的CVD形成膜厚2nm以上、不滿10nm的Ti膜，氮化上述Ti膜，在氮化后的Ti膜上通過(guò)使用Ti化合物氣體與含有N及H的氣體的CVD形成TiN膜，從而形成上述接觸結(jié)構(gòu)，該接觸結(jié)構(gòu)由在上述NiSi膜上形成的硅化鎳與Ti的反應(yīng)層、和在上述反應(yīng)層上形成的2層結(jié)構(gòu)的TiN膜組成。
根據(jù)本發(fā)明的第6觀點(diǎn)，本發(fā)明提供計(jì)算機(jī)能夠讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)，它存儲(chǔ)了使計(jì)算機(jī)實(shí)施控制程序的軟件，其特征在于，上述控制程序?qū)嵭袝r(shí)，其控制成膜裝置實(shí)施上述清潔化襯底表面的工序、使用Ti化合物氣體通過(guò)CVD在襯底上形成膜厚2nm以上不滿10nm的Ti膜的工序、和上述氮化Ti膜的工序、和在氮化后的Ti膜上使用Ti化合物氣體與含有N及H的氣體通過(guò)CVD形成TiN膜的工序，將含Si的基板或基板上形成的金屬硅化物膜作為襯底，在其上進(jìn)行Ti膜及TiN膜的成膜。
根據(jù)本發(fā)明的第7觀點(diǎn)，本發(fā)明提供包含軟件的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行、實(shí)行時(shí)，其控制成膜裝置實(shí)施清潔化所述襯底表而的工序、使用Ti化合物氣體通過(guò)CVD在襯底上形成膜厚2nm以上不滿10nm的Ti膜的工序、氮化所述Ti膜的工序、在氮化后的Ti膜上使用Ti化合物氣體與含有N及H的氣體通過(guò)CVD形成TiN膜的工序，將含Si的基板或在基板上形成的金屬硅化物膜作為襯底，在其上形成Ti膜及TiN膜。
在上述Ti膜及TiN膜的成膜方法中，將上述襯底表面、典型地將NiSi膜表面清潔化的工序，可以使用由等離子進(jìn)行的濺射蝕刻。另外，上述由等離子進(jìn)行的濺射蝕刻可以由電感耦合等離子進(jìn)行。進(jìn)一步，上述由等離子進(jìn)行的濺射蝕刻可以使用Ar氣體而適合地進(jìn)行。
在上述Ti膜及TiN膜的成膜方法中，將上述襯底表面、典型地將NiSi膜表面清潔化的工序，可以使用被激勵(lì)的氣體進(jìn)行。另外，形成含有H的氣體和/或含有N的氣體的等離子，向容納Si基板的處理容器中導(dǎo)入該等離子，同時(shí)，向上述處理容器內(nèi)導(dǎo)入NF3氣體由上述等離子激勵(lì)NF3氣體，由被激勵(lì)的NF3氣體進(jìn)行上述清潔化襯底表面的工序。此時(shí)，使被激勵(lì)的氣體作用于上述襯底表面后，通過(guò)對(duì)上述基板實(shí)施熱處理，可以使得到的反應(yīng)生成物熱分解、揮發(fā)。
在上述Ti膜及TiN膜的成膜方法中，將上述襯底表面、典型地將NiSi膜表面清潔化的工序，可通過(guò)向襯底表面供給多種氣體、使其在上述襯底表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)行。另外，將上述襯底表面清潔化的工序，可通過(guò)向襯底表面供給HF氣體以及NH3氣體而進(jìn)行。此時(shí)，向襯底表面供給HF氣體及NH3氣體、使之產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)后，通過(guò)對(duì)上述基板實(shí)施熱處理，可以使得到的反應(yīng)生成物熱分解、揮發(fā)。
在上述Ti膜及TiN膜的成膜方法中，上述TiN膜的膜厚優(yōu)選是3nm以上、50nm以下的范圍。另外，上述Ti成膜時(shí)的基板溫度優(yōu)選設(shè)定在300～500℃。
在上述Ti膜及TiN膜的成膜方法中，作為基板表面的金屬硅化物，可以使用選自Ni、Co、Mo、W、Pt及Pd的金屬的硅化物。
根據(jù)本發(fā)明，以Si基板或其上的硅化鎳(NiSi)那樣的金屬硅化物膜作為襯底，在其上進(jìn)行Ti膜及TiN膜的成膜時(shí)，在Ti膜的成膜前、預(yù)先以適宜的方法將襯底表面清潔化，在其上使用Ti化合物氣體通過(guò)CVD進(jìn)行Ti膜的成膜，并且將該Ti膜厚設(shè)定為2nm以上、不滿10nm，所以，能夠良好地形成Ti與襯底的反應(yīng)層、減小接觸電阻，而且變得可以充分氮化Ti膜。其結(jié)果，即使是低溫成膜也可以降低接觸電阻，而且可以有效地防止在Ti膜部分的膜剝離。
另外，進(jìn)行TiN膜的成膜時(shí)，通過(guò)交替地多次反復(fù)進(jìn)行，導(dǎo)入Ti化合物氣體與含有N及H的氣體的第1步驟，和停止Ti化合物氣體、導(dǎo)入含有N及H的氣體的第2步驟，在第1步驟中成膜的TiN膜通過(guò)第2步驟的退火被有效地脫Cl，即使是低溫成膜也可以形成殘留氯少、比電阻小的膜質(zhì)優(yōu)良的TiN膜，其結(jié)果，可以更加有效地防止TiN膜發(fā)生裂縫，可以更加確實(shí)地防止TiN膜的膜剝離。
通過(guò)由等離子進(jìn)行的濺射蝕刻進(jìn)行在Ti膜成膜前預(yù)先進(jìn)行的襯底表面的清潔化處理，可以有效地除去襯底表面的自然氧化膜，可以使襯底表面與Ti的反應(yīng)性變得良好。
另外，通過(guò)例如由遠(yuǎn)程等離子激勵(lì)的氣體進(jìn)行襯底表面的清潔化處理，清潔化處理可以以化學(xué)作用為主體進(jìn)行，所以，可以減低清潔化處理時(shí)的對(duì)襯底的損壞。另外，由這樣的化學(xué)作用形成的反應(yīng)生成物，可通過(guò)例如熱處理，使其熱分解而揮發(fā)，從而可以完全除去襯底表面的自然氧化膜。
進(jìn)一步，通過(guò)向襯底表面供給多種氣體、例如HF氣體及NH3氣體，使之在上述襯底表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，由此進(jìn)行襯底表面的清潔化處理，可以更加減少對(duì)底面的損壞。另外，由這樣的化學(xué)作用形成的反應(yīng)生成物，可通過(guò)例如熱處理，使其熱分解而揮發(fā)，從而可以完全除去襯底表面的自然氧化膜。


圖1A是用于說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施方式相關(guān)的Ti膜及TiN膜的成膜方法的工序的圖。
圖1B是用于說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施方式相關(guān)的Ti膜及TiN膜的成膜方法的工序的圖。
圖1C是用于說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施方式相關(guān)的Ti膜及TiN膜的成膜方法的工序的圖。
圖1D是用于說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施方式相關(guān)的Ti膜及TiN膜的成膜方法的工序的圖。
圖2是表示用于實(shí)施本發(fā)明的成膜方法的一例多艙室類型的成膜系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖3是表示在圖1的成膜系統(tǒng)上搭載的等離子清潔裝置的截面圖。
圖4是表示在圖1的成膜系統(tǒng)上搭載的Ti膜成膜裝置的截面圖。
圖5是表示在圖1的成膜系統(tǒng)上搭載的TiN膜成膜裝置的截面圖。
圖6是表示用于實(shí)施本發(fā)明的成膜方法的多艙室類型的成膜系統(tǒng)的其它例子的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖7是表示在圖6的成膜系統(tǒng)上搭載的激勵(lì)氣體清潔裝置的截面圖。
圖8是表示在圖6的成膜系統(tǒng)上搭載的熱處理裝置的截面圖。
圖9是表示用于實(shí)施本發(fā)明的成膜方法的多艙室類型的成膜系統(tǒng)的其它例子的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖10是表示在圖9的成膜系統(tǒng)上搭載的反應(yīng)氣體清潔裝置的截面圖。
圖11是表示在圖9的成膜系統(tǒng)上搭載的熱處理裝置的氣體供給系統(tǒng)的優(yōu)選例的圖。
圖12是表示Ti膜厚與接觸電阻的關(guān)系的坐標(biāo)圖。
圖13是表示TiN膜厚與接觸電阻的關(guān)系的坐標(biāo)圖。
圖14是表示基板溫度與接觸電阻的關(guān)系的坐標(biāo)圖。
圖15是表示TiN膜厚與TiN膜的應(yīng)力的關(guān)系的坐標(biāo)圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1A～圖1D是用于說(shuō)明本發(fā)明相關(guān)的Ti膜以及TiN膜的成膜方法的一個(gè)實(shí)施方式的工序圖。
首先，如圖1A所示，在半導(dǎo)體基板Si基板1上形成金屬硅化物硅化鎳(NiSi)膜2，而且，在硅化鎳膜2上的層間絕緣膜3中形成到達(dá)硅化鎳膜2的接觸孔4的狀態(tài)下，除去在硅化鎳膜2的表面形成的極薄的自然氧化膜等，清潔化硅化鎳膜2的表面，使其成為活性的清潔面(工序1)。由此，可以使硅化鎳與Ti的反應(yīng)性良好。
作為清潔化處理，可以采用(1)通過(guò)等離子進(jìn)行的濺射蝕刻、(2)由被激勵(lì)的氣體引起的化學(xué)反應(yīng)為主體的處理、以及(3)利用純粹的化學(xué)反應(yīng)與熱分解的處理等各種方法。
作為在上述(1)的濺射蝕刻中使用的等離子，優(yōu)選電感耦合等離子。電感耦合等離子的等離子密度高，由離子產(chǎn)生的對(duì)襯底的攻擊小，所以，對(duì)硅化鎳膜2表面的損壞小。另外，采用以低電子溫度、使用更高密度的RLSA(Radial Line Slot Antenna)的微波等離子，也可以進(jìn)行更低損壞的清潔化處理。
另外，上述(2)是由被激勵(lì)的氣體進(jìn)行的處理，因?yàn)椴皇褂玫入x子氛圍，更能減少對(duì)硅化鎳膜2的損壞。作為此時(shí)的氣體激勵(lì)源，優(yōu)選遠(yuǎn)程等離子。上述(3)因?yàn)橹焕眉兇獾幕瘜W(xué)反應(yīng)與熱分解，所以，更能減少對(duì)硅化鎳膜2的損壞。
在工序1的清潔化處理之后，接著，如圖1B所示，在硅化鎳膜2的清潔表面上，由使用TiCl4等Ti化合物氣體的CVD形成2nm以上、不滿10nm的膜厚的Ti膜5，在硅化鎳膜2與Ti膜5的界面，以例如1～10nm的厚度形成硅化鎳(NiSi)與Ti的反應(yīng)層6(工序2)。接著，如圖1C所示，例如使用NH3氣體對(duì)Ti膜5施行氮化處理(工序3)。
此后，如圖1D所示，在氮化的Ti膜5上，通過(guò)使用含有TiCl4等Ti化合物氣體以及NH3等含N和H的氣體的CVD，形成TiN膜7(工序4)。
由以上的成膜工序，在襯底的硅化鎳膜2上形成由硅化鎳與Ti的反應(yīng)層6、濃度不同的2層結(jié)構(gòu)的TiN膜，即，由氮化的Ti膜5與TiN膜7構(gòu)成的接觸結(jié)構(gòu)。然后，在TiN膜7上，將Al、W、Cu等成膜，進(jìn)行接觸孔4的埋入與配線的形成，實(shí)現(xiàn)與Si基板的電接觸(歐姆接觸)。
在這樣的成膜工序中，如上述工序1所示，通過(guò)除去在硅化鎳膜2的表面形成的氧化物進(jìn)行清潔化，使該表面成為與Ti的反應(yīng)性高的狀態(tài)，通過(guò)在其上形成Ti膜5，可以在硅化鎳膜2與Ti膜5的界面形成硅化鎳與Ti的均勻的反應(yīng)層6，其結(jié)果，可以減小接觸電阻。因此，即使是500℃以下的低溫成膜，也能夠?qū)崿F(xiàn)接觸電阻的低電阻化。
Ti膜5的膜厚不滿2nm時(shí)，由于Ti不足、與硅化鎳膜2的界面的均勻反應(yīng)層6的形成受到阻礙，會(huì)使界面形態(tài)變差、接觸電阻變大，所以有接觸電阻變大的擔(dān)心。另一方面，膜厚是10nm以上時(shí)，上述工序3的Ti膜的氮化變得不充分，在Ti膜部分，特別是在Ti膜與層間絕緣膜3之間容易產(chǎn)生膜剝離。因此，如上述工序2所述，通過(guò)以膜厚2nm～不滿10nm地形成Ti膜5，能夠在接觸部分的反應(yīng)層6的形成中確保充分的Ti膜厚，Ti膜的氮化也可以充分地進(jìn)行，可以實(shí)現(xiàn)接觸電阻的低電阻化與膜剝離的抑制。
上述工序4的TiN膜7的成膜，優(yōu)選交替多次反復(fù)地進(jìn)行導(dǎo)入Ti化合物氣體以及含有N及H的氣體的第1步驟，和停止Ti化合物氣體、導(dǎo)入含有N及H的氣體的第2步驟。通過(guò)進(jìn)行這樣的交替的氣體流動(dòng)，在第1步驟成膜的TiN膜7在第2步驟期間因?yàn)闊嵊行У孛揅l，所以，即使是500℃以下的低溫成膜，也可以形成殘留氯少、比電阻小的品質(zhì)優(yōu)良的TiN膜7，能夠抑制裂縫的發(fā)生，其結(jié)果，能夠有效地防止TiN膜7的膜剝離。TiN膜7的膜厚越小越有利于接觸電阻的低電阻化，但是膜厚過(guò)小的話，對(duì)金屬等配線材料的擴(kuò)散的阻擋性就變得不充分。因此，TiN膜7的膜厚優(yōu)選設(shè)定在3～50nm、更優(yōu)選為5～20nm的范圍。由此，可以得到接觸電阻低、而且對(duì)金屬等的配線材料的擴(kuò)散的阻擋性優(yōu)異的TiN膜。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，在硅化鎳膜2上成膜Ti膜及TiN膜時(shí)，在Ti膜成膜前預(yù)先將襯底硅化鎳膜2的表面清潔化，再以2nm以上、不滿10nm的Ti膜的厚度良好地形成與襯底的反應(yīng)層，而且充分地進(jìn)行Ti膜的氮化，所以，即使是500℃以下的低溫成膜，接觸電阻的低電阻化也成為可能，而且可以抑制膜剝離。并且，因?yàn)榭梢韵蛇@樣的低溫成膜產(chǎn)生的不良情況，所以，通過(guò)低溫成膜，將硅化鎳膜2維持在比電阻小的低電阻相的NiSi，不發(fā)生由低溫成膜產(chǎn)生的不良情況，達(dá)到極其良好的接觸。在低溫成膜下生成的低電阻相的NiSi，因?yàn)槭荖i與Si基板的雜質(zhì)擴(kuò)散層中的Si以1比1結(jié)合的狀態(tài)，所以，與例如通常的Co與Si以1比2結(jié)合形成的硅化鈷(CoSi2)膜相比較，雜質(zhì)擴(kuò)散層中的Si的消耗少，難以產(chǎn)生雜質(zhì)擴(kuò)散層區(qū)域變窄那樣的不良情況。因此，有利于得到良好的接觸特性。因而，以硅化鎳膜為襯底，由低溫成膜將Ti/TiN膜成膜而形成的本實(shí)施方式的接觸結(jié)構(gòu)，有望成為下一代的接觸結(jié)構(gòu)。
接著，對(duì)用于實(shí)施本實(shí)施方式的上述工序1～4的具體的裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖2是表示用于實(shí)施本實(shí)施方式的上述工序1～4的多艙室類型成膜系統(tǒng)的一例的概略結(jié)構(gòu)圖。
如圖2所示，該成膜系統(tǒng)100具有用于搬運(yùn)半導(dǎo)體基板Si晶片(以下簡(jiǎn)稱為晶片)的呈六邊形的晶片搬運(yùn)室11，在其四邊分別具有連接各自的處理裝置的連接通道11a、11b、11c、11d。在連接通道11a上連接著用于實(shí)施上述工序1的清潔化處理的等離子清潔裝置12，在連接通道11b上連接著用于實(shí)施上述工序2與3的Ti膜成膜以及Ti膜的氮化處理的Ti膜成膜裝置13，在連接通道11c上連接著實(shí)施上述工序4的TiN膜成膜的TiN膜成膜裝置14。連接通道11d上沒(méi)有連接有處理裝置，但可以根據(jù)需要連接適宜的處理裝置。另外，在晶片搬運(yùn)室11的其它2邊分別設(shè)置樣品安裝室16、17。在這些樣品安裝室16、17的與晶片搬運(yùn)室11相反的一側(cè)設(shè)置著晶片出入室18，在晶片出入室18的與樣品安裝室16、17相反的一側(cè)設(shè)置著3個(gè)裝配能夠容納晶片W的晶圓傳送盒(FOUP；Front Opening Unified Pod)F的通道19、20、21。
等離子清潔裝置12、Ti膜成膜裝置13、TiN膜成膜裝置14以及樣品安裝室16、17，如同圖所示，通過(guò)閘閥G連接，它們通過(guò)打開各閘閥G與晶片搬運(yùn)室11連通，通過(guò)關(guān)閉各閘閥G與晶片搬運(yùn)室11切斷。另外，在樣品安裝室16、17的與晶片出入室18連接的部分也設(shè)置有閘閥G，樣品安裝室16、17通過(guò)打開閘閥G與晶片出入室18連通，通過(guò)關(guān)閉這些而與晶片出入室18切斷。
在晶片搬運(yùn)室11內(nèi)設(shè)置有，相對(duì)于等離子清潔裝置12、Ti膜成膜裝置13、TiN膜成膜裝置14、以及樣品安裝室16、17進(jìn)行晶片W的搬入搬出的晶片搬運(yùn)裝置22。該晶片搬運(yùn)裝置22設(shè)置在晶片搬運(yùn)室11的大約中央的位置，具有在能夠旋轉(zhuǎn)與伸縮的旋轉(zhuǎn)·伸縮部23的前端保持晶片W的2個(gè)葉片24a、24b，這2個(gè)葉片24a、24b互相向著相反方向安裝于旋轉(zhuǎn)·伸縮部23。另外，該晶片搬運(yùn)室11內(nèi)通過(guò)未圖示的真空泵保持規(guī)定的真空度。另外，在與處理裝置12、13、14之間搬入搬出晶片時(shí)，提高晶片搬運(yùn)室11的真空度，以做到處理室內(nèi)的氛圍氣體不侵入到晶片搬運(yùn)室內(nèi)。
晶片出入室18的頂部設(shè)置著HEPA過(guò)濾器(未圖示)，通過(guò)該HEPA過(guò)濾器的清潔空氣以向下吹風(fēng)的狀態(tài)向晶片出入室18內(nèi)供給，使晶片W的搬入搬出在大氣壓的清潔空氣氛圍中進(jìn)行。在晶片出入室18的晶圓傳送盒F裝配用的3個(gè)通道19、20、21上分別設(shè)置著擋空氣板(shutter)(未圖示)，容納晶片W的或空的晶圓傳送盒直接安裝在這些通道19、20、21上，安裝后成為擋空氣板打開、防止外面空氣侵入、同時(shí)與晶片出入室18連通的狀態(tài)。另外，在晶片出入室18的側(cè)面設(shè)置定位室(alignment chamber)25，在那兒進(jìn)行晶片W的定位。
在晶片出入室18內(nèi)設(shè)置著，進(jìn)行對(duì)于晶圓傳送盒F的晶片W的搬入搬出以及對(duì)于樣品安裝室16、17的晶片W的搬入搬出的晶片搬送裝置26。該晶片搬運(yùn)裝置26具有多關(guān)節(jié)的臂結(jié)構(gòu)，它能夠沿著晶圓傳送盒F的配列方向在軌道28上移動(dòng)，在其前端的手27上搭載晶片W進(jìn)行其搬運(yùn)。
等離子清潔裝置12、Ti膜成膜裝置13、TiN膜成膜裝置14，晶片搬運(yùn)裝置22、26，以及其它構(gòu)成部分，連接于由計(jì)算機(jī)組成的控制部200，并被它控制。另外，控制部200與用戶界面201連接著，后者由工序管理人員為了管理成膜系統(tǒng)100而進(jìn)行指令輸入操作等的鍵盤，和將成膜系統(tǒng)100的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況以可視化的形式表示的顯示器等組成。另外，控制部200還與存儲(chǔ)部202連接著，后者中存儲(chǔ)著為了通過(guò)控制部200的控制實(shí)現(xiàn)在成膜系統(tǒng)100中實(shí)施的各中處理的控制程序，和用于根據(jù)處理?xiàng)l件在成膜系統(tǒng)100的各構(gòu)成部實(shí)施處理的程序，也就是配方(recipe)。配方可以存儲(chǔ)在硬盤或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中，也可以以存儲(chǔ)在CDROM、DVD等的可移動(dòng)的存儲(chǔ)介質(zhì)中的狀態(tài)置于存儲(chǔ)部202的規(guī)定位置。還可以從其它裝置例如通過(guò)專用線路適當(dāng)?shù)貍魉团浞?。然后，根?jù)需要，來(lái)自用戶界面201的指示等從存儲(chǔ)部202調(diào)出任意的配方，使之在控制部200中實(shí)行，在控制部200的控制下，在成膜系統(tǒng)100中進(jìn)行所希望的處理。另外，控制部200可以直接控制各構(gòu)成部，也可以通過(guò)在各構(gòu)成部設(shè)置的各自的控制器來(lái)控制。
在這樣的成膜系統(tǒng)100中，首先，由保持在大氣壓的清潔空氣氛圍的晶片出入室18內(nèi)的晶片搬運(yùn)裝置26，從任意一個(gè)晶圓傳送盒F取出一片晶片W，搬入定位室25中，進(jìn)行晶片W的定位。接著，將晶片W搬入樣品安裝室16、17的任意一個(gè)中，將該樣品安裝室內(nèi)抽真空后，由晶片搬運(yùn)室11內(nèi)的晶片搬運(yùn)裝置22取出該樣品安裝室內(nèi)的晶片，將晶片W裝入等離子清潔裝置12中除去NiSi膜表面的自然氧化膜，此后，將晶片W裝入Ti膜成膜裝置13中進(jìn)行Ti膜的成膜，繼續(xù)將Ti成膜后的晶片W裝入TiN膜成膜裝置14中進(jìn)行TiN膜的成膜。即，在該成膜系統(tǒng)100中，不破壞真空地連續(xù)進(jìn)行硅化鎳膜的清潔化處理、Ti成膜、TiN成膜。此后，由晶片搬運(yùn)裝置22將成膜后的晶片W搬入樣品安裝室16、17的任意一個(gè)中，將其內(nèi)部返回到大氣壓后，由晶片出入室18內(nèi)的晶片搬運(yùn)裝置26取出樣品安裝室內(nèi)的晶片W，將其收容在晶圓傳送盒F的任意一個(gè)中。對(duì)1批晶片W進(jìn)行這樣的動(dòng)作，結(jié)束1批的處理。
接著，具體說(shuō)明上述等離子清潔裝置12。
該等離子清潔裝置12是通過(guò)電感耦合等離子(ICP)的濺射蝕刻將成為襯底的硅化鎳膜的表面清潔化的裝置，如圖3所示，具有大致為圓筒狀的艙室31，和在艙室31的上方連續(xù)設(shè)置的大致為圓筒狀的鐘罩32。在艙室31內(nèi)，用于水平地支持被處理體晶片W的例如由AIN等陶瓷制成的基座33，以被圓筒狀的支持部件34支持的狀態(tài)配置著。在基座33的外周邊緣設(shè)置有夾緊晶片W的扣環(huán)35。另外，基座33中埋入用于加熱晶片W的加熱器36，該加熱器36由加熱器電源39供電、將作為被處理體的晶片W加熱到規(guī)定的溫度。并且，在基座33中設(shè)置著用于支持晶片W使之升降的3根(只圖示2根)的晶片支持桿33a，具能夠相對(duì)基座33的表面突出與淹沒(méi)。另外，這些晶片支持桿33a的升降機(jī)構(gòu)具有與后述的Ti成膜裝置同樣的構(gòu)成。
鐘罩32以例如石英、陶瓷材料等的電絕緣材料制成，在其周圍卷繞作為天線部件的線圈37。線圈37與高頻電源38相連接。高頻電源38具有300kHz～60MHz的頻率，優(yōu)選具有450kHz的頻率。然后，由高頻電源38向線圈37供給高頻電力，在鐘罩32內(nèi)形成感應(yīng)電磁場(chǎng)。
氣體供給機(jī)構(gòu)40用于向艙室31內(nèi)導(dǎo)入處理氣體，具有規(guī)定氣體的氣體供給源、來(lái)自各氣體供給源的配管、閘閥、以及控制流量的質(zhì)量流量控制器(都未圖示)。在艙室31的側(cè)壁上設(shè)置著氣體導(dǎo)入噴嘴42，從上述氣體供給機(jī)構(gòu)40延伸的配管41連接于該氣體導(dǎo)入噴嘴42，規(guī)定的氣體通過(guò)氣體導(dǎo)入噴嘴42被導(dǎo)入至艙室31內(nèi)。
作為處理氣體可以舉例Ar、Ne、He，可以分別單獨(dú)使用。另外，Ar、Ne、He的任意一個(gè)可以與H并用，Ar、Ne、He任意一個(gè)也可以與NF3并用。作為本實(shí)施方式中使用的適合例子，可以列舉單獨(dú)的Ar。
在艙室31的底壁連接著排氣管43，該排氣管43被連接于包含真空泵的排氣裝置44。然后，可通過(guò)使排氣裝置44工作將艙室31以及鐘罩32內(nèi)減壓至規(guī)定的真空度。
另外，艙室31的側(cè)壁上設(shè)置著閘閥G，通過(guò)該閘閥G，如上所述地與晶片搬運(yùn)室11連通。
進(jìn)一步，在基座33內(nèi)埋設(shè)有例如由鉬線等編成網(wǎng)狀而構(gòu)成的電極45，該電極45連接于例如13.56MHz的高頻電源46，并且能夠外加偏壓。
在這樣構(gòu)成的等離子清潔裝置12中，開啟閘閥G，在艙室31內(nèi)裝入晶片W，使晶片支持桿33a以向上的狀態(tài)接受晶片W。此后，關(guān)閉閘閥G，由排氣裝置44將艙室31以及鐘罩32內(nèi)排氣使其成為規(guī)定的減壓狀態(tài)，由加熱器36將晶片W加熱到例如200℃。接著，從氣體供給機(jī)構(gòu)40經(jīng)過(guò)氣體導(dǎo)入噴嘴42將第1Ar氣體以例如0.5L/min的流量導(dǎo)入至艙室31內(nèi)，使艙室31內(nèi)的壓力成為例如10Pa，維持該狀態(tài)以例如0.0035L/min的流量將第2Ar氣體供給至艙室31內(nèi)。然后，在將該狀態(tài)保持例如5秒后，通過(guò)從高頻電源38向線圈37供給高頻電力在鐘罩32內(nèi)形成感應(yīng)電磁場(chǎng)，生成高壓狀態(tài)的電感耦合等離子。此時(shí)的高頻電源38的功率優(yōu)選是200～2000W，例如是1100W程度。然后，保持該狀態(tài)例如10秒使等離子穩(wěn)定后，使晶片支持桿33a下降，將晶片W放置于基座33上并由扣環(huán)35夾緊。此后，使Ar氣體流量慢慢減少，使艙室內(nèi)壓力成為例如0.066Pa的低壓。最終的Ar氣體流量?jī)?yōu)選為0.001～0.05L/min，例如是0.0035L/min，階段性地使等離子穩(wěn)定。在該狀態(tài)下基板不被蝕刻。然后，在Ar氣體流量穩(wěn)定的時(shí)刻，從高頻電源46向基座33的電極45供給優(yōu)選50～1500W、例如800W程度的高頻電力，通過(guò)外加偏壓向晶片W引進(jìn)Ar離子，晶片表面被蝕刻。
這樣，使電感耦合等離子作用于晶片W，由Ar濺射蝕刻除去在Si基板上形成的NiSi膜表面的自然氧化膜等，將其表面清潔化。由此，可以將NiSi膜表面清潔化使其成為與Ti容易反應(yīng)的狀態(tài)。此時(shí)，電感耦合等離子因?yàn)槭歉呙芏?，所以能量比較低，對(duì)襯底的NiSi膜的損壞極小，可以高效率地除去自然氧化膜。
接著，具體說(shuō)明為實(shí)施上述工序2與3的Ti膜成膜以及Ti膜的氮化處理而使用的Ti膜成膜裝置13。
圖4是表示Ti膜成膜裝置13的截面圖。該Ti膜成膜裝置13是通過(guò)等離子CVD進(jìn)行Ti膜的成膜的裝置，具有氣密地構(gòu)成的大致為圓筒狀的艙室51，其中，用于水平地支持晶片W的基座52，以由在其中央下部設(shè)置的圓筒狀的支持部件53支持的狀態(tài)配置著。該基座52由AIN等的陶瓷制成，在其外周邊緣部設(shè)置著用于引導(dǎo)晶片W的導(dǎo)向環(huán)54。另外，在基座52中埋入有加熱器55，該加熱器55由加熱器電源56供電將晶片W加熱到規(guī)定的溫度。在基座52中，作為下部電極發(fā)揮功能的電極58埋設(shè)在加熱器55之上。
在艙室51的頂壁51a，夾著絕緣部件59設(shè)置著噴頭60。該噴頭60由上段區(qū)域體60a、中段區(qū)域體60b、下段區(qū)域體60c構(gòu)成。在下段區(qū)域體60c的外圍附近埋設(shè)著成為環(huán)狀的加熱器96，該加熱器96由加熱器電源97供電，能夠?qū)婎^60加熱到規(guī)定的溫度。
在下段區(qū)域體60c中交替地形成有吐出氣體的吐出孔67與68。在上段區(qū)域體60a的上面形成有第1氣體導(dǎo)入口61與第2氣體導(dǎo)入口62。在上段區(qū)域體60a中，從第1氣體導(dǎo)入口61分支著多個(gè)氣體通路63。在中段區(qū)域體60b中形成有氣體通路65，上述氣體通路63通過(guò)水平延伸的連通路63a連通于這些氣體通路65。進(jìn)一步，該氣體通路65連通于下段區(qū)域體60c的吐出孔67。另外，在上段區(qū)域體60a中，從第2氣體導(dǎo)入口62分支著多個(gè)氣體通路64。在中段區(qū)域體60b中形成有氣體通路66，上述氣體通路64連通于這些氣體通路66。進(jìn)一步，該氣體通路66連接于在中段區(qū)域體60b內(nèi)水平延伸的連通路66a，該連通路66a連通于下段區(qū)域體60c的多個(gè)吐出孔68。然后，上述第1與第2氣體導(dǎo)入口61、62分別連接于后述的氣體供給機(jī)構(gòu)70的氣體管線78、80。
氣體供給機(jī)構(gòu)70具有供給清潔氣體ClF3氣體的ClF3氣體供給源71、供給Ti化合物氣體TiCl4氣體的TiCl4氣體供給源72、供給Ar氣體的第1Ar氣體供給源73、供給還原氣體H2氣體的H2氣體供給源74、供給氮化氣體NH3氣體的NH3氣體供給源75、供給Ar氣體的第2Ar氣體供給源76。另外，分別地，ClF3氣體供給源71與ClF3氣體供給線77連接、TiCl4氣體供給源72與TiCl4氣體供給線78連接、第1Ar氣體供給源73與第1Ar氣體供給線79連接、H2氣體供給源74與H2氣體供給線80連接、NH3氣體供給源75與NH3氣體供給線80a連接、第2Ar氣體供給源76與第2Ar氣體供給線80b連接。另外，雖未圖示但也具有N2氣體供給源。并且，各氣體線中夾著質(zhì)量流量控制器82與質(zhì)量流量控制器82設(shè)置著2個(gè)閥門81。
上述第1氣體導(dǎo)入口61與從TiCl4氣體供給源72延伸的TiCl4氣體供給線78連接著，該TiC14氣體供給線78與從ClF3氣體供給源71延伸的ClF3氣體供給線77以及從第1Ar氣體供給源73延伸的第1Ar氣體供給線79連接著。另外，上述第2氣體導(dǎo)入口62與從H2氣體供給源74延伸的H2氣體供給線80連接著，該H2氣體供給線80與從NH3氣體供給源75延伸的NH3氣體供給線80a、從第2Ar氣體供給源76延伸的第2Ar氣體供給線80b連接著。因此，在加工時(shí)，從TiCl4氣體供給源72來(lái)的TiCl4氣體與從第1Ar氣體供給源73來(lái)的Ar氣體同時(shí)通過(guò)TiCl4氣體供給線78從噴頭60的第1氣體導(dǎo)入口61進(jìn)入噴頭60內(nèi)，經(jīng)過(guò)氣體通路63、65從吐出孔67向艙室51內(nèi)吐出，另一方面，從H2氣體供給源74來(lái)的H2氣體與從第2Ar氣體供給源76來(lái)的Ar氣體同時(shí)通過(guò)H2氣體供給線80從噴頭60的第2氣體導(dǎo)入口62進(jìn)入噴頭60內(nèi)，經(jīng)過(guò)氣體通路64、66從吐出孔68向艙室51內(nèi)吐出。即，噴頭60是TiCl4氣體與H2氣體完全獨(dú)立地向艙室51內(nèi)供給的預(yù)混合類型，這些氣體在被吐出后相混合、并產(chǎn)生反應(yīng)。
噴頭60通過(guò)匹配器99與高頻電源84連接，成膜時(shí)，從該高頻電源84向噴頭60供給例如450kHz的高頻電力，在噴頭60與電極58之間產(chǎn)生高頻電場(chǎng)，將供給至艙室51內(nèi)的成膜氣體等離子化，使Ti膜成膜。
在艙室51底壁51b的中央部位形成有圓形孔85，在底壁51b上設(shè)置著覆蓋該孔85的向下方突出的排氣室86。在排氣室86的側(cè)面連接著排氣管87，在該排氣管87與排氣裝置88連接著。并且，通過(guò)使該排氣裝置88動(dòng)作能夠?qū)⑴撌?1內(nèi)減壓到規(guī)定的真空度。
在基座52中設(shè)置有能夠相對(duì)基座52的表面突出并埋沒(méi)的，用于支持晶片W使之升降的3根(只圖示2根)晶片支持桿89，這些晶片支持桿89被固定在支持板90上。并且，由氣缸等的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)91通過(guò)支持板90升降晶片支持桿89。
在艙室51的側(cè)壁上設(shè)置著用于進(jìn)行與晶片輸送室11之間的晶片W的搬入搬出的出入口92和開閉該出入口92的閘閥G。
在這樣構(gòu)成的裝置中進(jìn)行上述工序2與3的Ti膜成膜以及Ti膜的氮化處理時(shí)，首先，由排氣裝置88將艙室51內(nèi)的氣體排出使其成為規(guī)定的真空狀態(tài)，由加熱器55將基座52加熱到規(guī)定溫度，同時(shí)，由加熱器96將噴頭60加熱到規(guī)定溫度。
在該狀態(tài)下，從高頻電源84向噴頭60施加高頻電力，并且從TiCl4氣體供給源72、第1Ar氣體供給源73向第1氣體導(dǎo)入口61供給TiCl4氣體與Ar氣體，從H2氣體供給源74、第2Ar氣體供給源76向第2氣體導(dǎo)入口62供給H2氣體與Ar氣體，分別從吐出孔67、68吐出。由此，在艙室51內(nèi)生成這些氣體的等離子，進(jìn)行艙室51的內(nèi)壁以及噴頭60等的艙室內(nèi)部件的預(yù)涂處理。此時(shí)的氣體流量是TiCl4氣體0.001～0.02L/min、H2氣體1.5～4L/min、Ar氣體0.3～1.6L/min程度。由此，在晶片W上成膜Ti膜時(shí)，可以使晶片W的溫度變化大致保持一定。
預(yù)涂處理結(jié)束后，停止TiCl4氣體、H2氣體的供給以及從高頻電源84向噴頭60的高頻電力的供給，通過(guò)噴頭60從第1以及第2Ar氣體供給源73以及76、N2氣體供給源向艙室51內(nèi)導(dǎo)入(燈亮)Ar氣體、N2氣體，并慢慢地增加Ar氣體、N2氣體的流量，由加熱器55預(yù)加熱艙室51內(nèi)。在進(jìn)行例如15秒的該預(yù)加熱后，停止Ar氣體、N2氣體的供給，由排氣裝置88迅速地將艙室51內(nèi)真空排氣使其成為完全抽真空狀態(tài)，開啟閘閥G從真空狀態(tài)的晶片搬運(yùn)室1通過(guò)出入口92將晶片W搬入艙室51內(nèi)，將晶片W放置在基座52上。
接著，從第1以及第2Ar氣體供給源73與76、H2氣體供給源通過(guò)噴頭60向艙室51內(nèi)慢慢地增加流量地導(dǎo)入Ar氣體、H2氣體(燈亮)，至艙室51內(nèi)成為規(guī)定的壓力，艙室51內(nèi)的氣體壓力慢慢上升以抑制晶片W的反轉(zhuǎn)。這些氣體的最終流量的優(yōu)選范圍是，Ar氣體0.3～3L/min、H2氣體1.5～6L/min。在該狀態(tài)保持規(guī)定的時(shí)間，對(duì)晶片W進(jìn)行預(yù)加熱。該預(yù)加熱例如實(shí)施14秒鐘。另外，此時(shí)的壓力優(yōu)選260～1333Pa，例如是667Pa。
對(duì)晶片W的預(yù)加熱結(jié)束后，維持從第1與第2Ar氣體供給源73與76、H2氣體供給源74供給的Ar氣體、H2氣體的流量的情況下，優(yōu)選以0.001～0.02L/min的流量進(jìn)行TiCl4氣體的預(yù)流動(dòng)。該預(yù)流動(dòng)實(shí)施例如15秒鐘。
接著，在成膜前預(yù)先從高頻電源84向噴頭60施加高頻電力，在艙室51內(nèi)生成等離子(預(yù)等離子)。此時(shí)的高頻電源84的功率優(yōu)選是300～2000W，例如是800W。
然后，維持氣體流量、壓力、高頻電力的供給的情況下，將TiCl4氣體切換到艙室51一側(cè)，通過(guò)生成Ar氣體、N2氣體、TiCl4氣體的等離子，形成規(guī)定厚度的Ti膜。
成膜Ti膜時(shí)的晶片W的加熱溫度，從不使襯底的硅化鎳膜相轉(zhuǎn)移為高電阻相的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為300～500℃、例如450℃程度。另外，噴頭60被加熱到450～500℃。
這樣，進(jìn)行Ti膜的成膜，使其膜厚為2nm以上不滿10nm，由于能夠良好地形成與襯底的硅化鎳膜的反應(yīng)層，可以減小接觸電阻，所以，即使是500℃以下的低溫成膜也可以降低接觸電阻。
Ti膜成膜后，停止TiCl4氣體的供給與從高頻電源84向噴頭60的供電，流動(dòng)其它氣體Ar氣體與H2氣體的情況下進(jìn)行成膜后處理。該成膜后處理實(shí)施例如2秒鐘。此后，使H2氣體流量下降、維持Ar氣體流量，進(jìn)行例如4秒鐘的艙室51內(nèi)的凈化。
此后，在同一艙室內(nèi)連續(xù)地進(jìn)行成膜的Ti膜的氮化處理。維持Ar氣體與H2氣體的流量，將NH3氣體以優(yōu)選0.5～3L/min的流量、例如以1.5L/min的流量流動(dòng)10秒鐘程度，此后，在維持氣體的供給的情況下從高頻電源84向噴頭60供給高頻電力，由這些氣體的等離子實(shí)施氮化處理。此時(shí)的高頻電源84的功率是300～1200W，例如是800W。
經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間之后，中止從高頻電源84向噴頭60的供電，慢慢降低氣體流量與真空度，結(jié)束Ti成膜與Ti膜的氮化處理。
如上所述，通過(guò)使Ti膜的膜厚為2nm以上不滿10nm、而且進(jìn)行這樣的氮化處理，Ti膜被充分氮化，防止以后的TiN成膜時(shí)的Ti膜的蝕刻，可以使Ti膜的部分的膜剝離難以產(chǎn)生。
接著，對(duì)繼續(xù)進(jìn)行的用于實(shí)施上述工序4的TiN膜的成膜的TiN膜成膜裝置14具體說(shuō)明。
圖5是表示TiN膜成膜裝置14的截面圖。該TiN膜成膜裝置14是通過(guò)熱CVD進(jìn)行TiN膜的成膜的裝置，除不存在等離子生成設(shè)施與加熱噴頭的設(shè)施、氣體供給機(jī)構(gòu)的氣體種類多少有些不同以外，具有幾乎與Ti膜成膜裝置13同樣的構(gòu)成，所以附上與圖4同樣的符號(hào)省略說(shuō)明。
氣體供給機(jī)構(gòu)110具有供給清潔氣體ClF3氣體的ClF3氣體供給源111、供給Ti化合物氣體TiCl4氣體的TiCl4氣體供給源112、供給N2氣體的第1N2氣體供給源113、供給氮化氣體NH3氣體的NH3氣體供給源114、供給N2氣體的第2N2氣體供給源115。另外，分別地，C1F3氣體供給源111與ClF3氣體供給線116連接、TiCl4氣體供給源112與TiCl4氣體供給線117連接、第1N2氣體供給源113與第1N2氣體供給線118連接、NH3氣體供給源114與NH3氣體供給線119連接、第2N2氣體供給源115與第2N2氣體供給線120連接。另外，雖未圖示但也具有Ar氣體供給源。另外，各氣體供給線中夾著質(zhì)量流量控制器122以及質(zhì)量流量控制器122設(shè)置著2個(gè)閥門121。
噴頭60的第1氣體導(dǎo)入口61與從TiCl4氣體供給源112延伸的TiCl4氣體供給線117連接，該TiCl4氣體供給線117與從ClF3氣體供給源111延伸的ClF3氣體供給線116以及從第1N2氣體供給源113延伸的第1N2氣體供給線118連接著。另外，第2氣體導(dǎo)入口62與從NH3氣體供給源114延伸的NH3氣體供給線119連接著，該NH3氣體供給線119與從第2N2氣體供給源115延伸的第2N2氣體供給線120連接著。因此，在加工時(shí)，從TiCl4氣體供給源112來(lái)的TiCl4氣體與從第1N2氣體供給源113來(lái)的N2氣體同時(shí)通過(guò)TiCl4氣體供給線117從噴頭60的第1氣體導(dǎo)入口61進(jìn)入噴頭60內(nèi)，經(jīng)過(guò)氣體通路63、65從吐出孔67向艙室51內(nèi)吐出，另一方面，從NH3氣體供給源114來(lái)的氮化氣體NH3氣體與從第2N2氣體供給源115來(lái)的N2氣體同時(shí)通過(guò)NH3氣體供給線119從噴頭60的第2氣體導(dǎo)入口62進(jìn)入噴頭60內(nèi)，經(jīng)過(guò)氣體通路64、66從吐出孔68向艙室51內(nèi)吐出。
在這樣構(gòu)成的裝置中，進(jìn)行上述工序4的TiN膜成膜時(shí)，首先，由排氣裝置88將艙室51內(nèi)的氣體排出使其成為完全抽真空狀態(tài)、從第1與第2N2氣體供給源113與115通過(guò)噴頭60將N2氣體向艙室51內(nèi)導(dǎo)入，同時(shí)，由加熱器55預(yù)加熱艙室51內(nèi)。在溫度穩(wěn)定的時(shí)刻，從第1N2氣體供給源113、NH3氣體供給源114以及TiCl4氣體供給源112，分別將N2氣體、NH3氣體以及TiCl4氣體通過(guò)噴頭60以規(guī)定的流量導(dǎo)入，將艙室內(nèi)壓力維持在規(guī)定值的同時(shí)進(jìn)行預(yù)流動(dòng)。然后，保持氣體流量與壓力，由加熱器55進(jìn)行加熱，在艙室51內(nèi)壁、排氣室86內(nèi)壁以及噴頭60等的艙室內(nèi)的部件表面預(yù)涂TiN膜。由此，在晶片W上成膜TiN膜時(shí)，可以大致地將晶片W的溫度變化保持在一定。
預(yù)涂處理結(jié)束后，停止NH3氣體與TiCl4氣體，從第1與第2N2氣體供給源113與115向艙室51內(nèi)供給N2氣體，將N2氣體作為清潔氣體進(jìn)行艙室51內(nèi)的清潔，此后，根據(jù)需要，流動(dòng)N2氣體與NH3氣體，進(jìn)行成膜的TiN薄膜表面的氮化處理。由此，TiN膜脫Cl，可以降低膜中的殘留氯，可以使膜穩(wěn)定化。
此后，由排氣裝置88迅速地將艙室51內(nèi)真空排氣成為完全抽真空狀態(tài)，開啟閘閥G從真空狀態(tài)的晶片搬運(yùn)室11由晶片搬運(yùn)裝置22通過(guò)出入口92將晶片W搬入艙室51內(nèi)，將晶片W放置在基座52上。
然后，從第1與第2N2氣體供給源113與115、NH3氣體供給源114通過(guò)噴頭60慢慢地導(dǎo)入N2氣體與NH3氣體(燈亮)，使艙室51內(nèi)成為規(guī)定壓力地。這些氣體的最終流量是來(lái)自第1與第2N2氣體供給源113與115的N2氣體分別優(yōu)選為0.05～3L/min；NH3氣體優(yōu)選為0.005～0.3L/min；艙室內(nèi)壓力是40～670Pa程度。在該狀態(tài)下保持規(guī)定的時(shí)間，對(duì)晶片W進(jìn)行例如300～500℃的預(yù)加熱。該預(yù)加熱實(shí)施例如30秒鐘。此時(shí)，由于是在NH3氣體的流量比N2氣體更低的分壓下進(jìn)行加熱，在例如襯底膜被氧化等的情況下，具有培育(incubation)效果。
對(duì)晶片W的預(yù)加熱結(jié)束后，維持從第1與第2N2氣體供給源113與115供給的N2氣體的流量，從TiCl4氣體供給源112進(jìn)行優(yōu)選0.01～0.08L/min的流量的TiCl4氣體的預(yù)流動(dòng)。該預(yù)流動(dòng)實(shí)施例如15秒鐘。然后，從第1與第2N2氣體供給源113與115，作為清潔氣體將N2氣體導(dǎo)入艙室51內(nèi)，進(jìn)行例如6秒鐘的艙室內(nèi)的清潔。此時(shí)，來(lái)自第1與第2N2氣體供給源113與115的N2氣體的流量，例如分別是1L/min。另一方面，清潔艙室51內(nèi)的同時(shí)，優(yōu)選進(jìn)行0.01～0.08L/min流量的NH3氣體的預(yù)流動(dòng)。
此后，將N2氣體的流量減為例如0.17L/min，氣體流量穩(wěn)定時(shí)開始TiN膜的成膜。首先，將TiCl4氣體、NH3氣體載運(yùn)在來(lái)自第1與第2N2氣體供給源113與115的N2氣體中，供給至艙室51內(nèi)。此時(shí)，由于晶片W是被加熱器55加熱，所以由熱CVD進(jìn)行TiN膜的成膜(第1步驟)。該第1步驟實(shí)施例如16秒鐘。此后，停止TiCl4氣體以及NH3氣體，將來(lái)自第1與第2N2氣體供給源113與115的N2氣體的流量分別增加到例如1L/min，作為清潔氣體導(dǎo)入至艙室51內(nèi)，進(jìn)行艙室51內(nèi)的清潔。此后，使NH3氣體載運(yùn)在來(lái)自第2N2氣體供給源115的N2氣體中導(dǎo)入至艙室51內(nèi)，進(jìn)行由N2氣體與NH3氣體實(shí)施的TiN膜的退火與氮化處理的第2步驟。該第2步驟例如實(shí)施5秒鐘。
從以上的TiCl4氣體的預(yù)流動(dòng)至第2步驟為止作為1個(gè)循環(huán)，反復(fù)進(jìn)行多次循環(huán)，優(yōu)選反復(fù)3次循環(huán)以上、例如12～24次循環(huán)程度。此時(shí)的氣體切換由控制器123切換閥門進(jìn)行。這樣，就進(jìn)行了規(guī)定厚度的TiN膜的成膜。
TiN膜成膜時(shí)的晶片W的加熱溫度，從不使襯底的NiSi膜相轉(zhuǎn)移至高電阻相的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為300～500℃，例如是450℃程度。
通過(guò)交替反復(fù)實(shí)施上述第1步驟與第2步驟的交替的氣體流動(dòng)進(jìn)行TiN膜的成膜，在第1步驟成膜的TiN膜由第2步驟的退火被有效地脫Cl，可以顯著地降低膜中的殘留氯，即使是低溫成膜也可以進(jìn)行殘留氯少、比電阻小的品質(zhì)優(yōu)良的TiN膜的成膜。由此，可以有效地抑制TiN膜的裂縫的產(chǎn)生、提高與Ti膜的粘附性，其結(jié)果，可以有效地防止TiN膜的膜剝離。另外，使TiN膜的膜厚為3～50nm、優(yōu)選5～20nm，由此可以得到接觸電阻低而且阻擋性也優(yōu)異的TiN膜。
這樣，使用進(jìn)行清潔化處理的等離子清潔裝置12、Ti膜成膜裝置13以及TiN膜成膜14，通過(guò)順序地實(shí)施上述工序1～4，可以實(shí)施本發(fā)明的Ti膜以及TiN膜的成膜方法。
另外，也可以使用1個(gè)Ti膜成膜裝置13，通過(guò)進(jìn)行氣體的切換與等離子生成的開/關(guān)等，連續(xù)地實(shí)施Ti膜成膜、氮化處理以及TiN膜成膜。此時(shí)能夠進(jìn)行有效的處理。另外，此時(shí)不需要TiN膜成膜裝置14。
接著，說(shuō)明成膜系統(tǒng)的其它例子。圖6是表示多艙室類型的成膜系統(tǒng)的其它例子的概略結(jié)構(gòu)圖。
如圖6所示，該成膜系統(tǒng)100’，除了使用激勵(lì)氣體清潔裝置12a來(lái)取代用于進(jìn)行成膜系統(tǒng)100的清潔化處理的等離子清潔裝置12，而且，在成膜系統(tǒng)100中的未連接處理裝置的連接通道11d上配置熱處理裝置15a以外，基本上與上述成膜系統(tǒng)100具有同樣的結(jié)構(gòu)，所以，在與成膜系統(tǒng)100同樣的部分標(biāo)注同樣的符號(hào)，省略說(shuō)明。在該成膜系統(tǒng)100’中，清潔化處理由激勵(lì)氣體清潔裝置12a以及熱處理裝置15a進(jìn)行以外，其它與成膜系統(tǒng)100的處理同樣地進(jìn)行。
接著，說(shuō)明激勵(lì)氣體清潔裝置12a的結(jié)構(gòu)例。
圖7是表示一例激勵(lì)氣體清潔裝置12a的結(jié)構(gòu)的截面圖。該激勵(lì)氣體清潔裝置12a，進(jìn)行由激勵(lì)氣體產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)為主體的清潔化處理，是由微波遠(yuǎn)程等離子形成激勵(lì)氣體的裝置。該激勵(lì)氣體清潔裝置12a具有容納晶片W的、氣密地構(gòu)成的、大致為圓筒狀的艙室131；向艙室131內(nèi)供給處理氣體的氣體供給機(jī)構(gòu)140；用于由微波激勵(lì)處理氣體的、生成等離子的等離子發(fā)生機(jī)構(gòu)150。
在艙室131中，用于水平地支持被處理體晶片W的基座132，以被圓筒狀的支持部件133支持的狀態(tài)配置。在基座132的外周部設(shè)置著用于夾緊晶片W的扣環(huán)134。另外，在基座132的內(nèi)部設(shè)置著制冷劑通路136，制冷劑從制冷劑供給源138供給給制冷劑通路136。并且，通過(guò)使制冷劑流過(guò)制冷劑通路136，能夠?qū)⒒?32的溫度以及晶片W的溫度控制在例如常溫。根據(jù)制冷劑的溫度與控制溫度，也可以在基座132內(nèi)設(shè)置加熱器。另外，在基座132中還設(shè)置著對(duì)基座132的表面能夠突出并埋沒(méi)的、用于支持晶片W使之升降的3根晶片支持桿(未圖示)。另外，晶片支持桿及其升降機(jī)構(gòu)被構(gòu)成為與上述Ti成膜裝置13中表示的相同。
氣體供給機(jī)構(gòu)140具有供給N2氣體的N2氣體供給源141、供給H2氣體的H2氣體供給源142以及供給NF3的NF3供給源143，這些分別與氣體線144、145以及146連接。各氣體線中設(shè)置著閥門147以及質(zhì)量流量控制器148。
等離子發(fā)生機(jī)構(gòu)150具有設(shè)置在艙室131上方的等離子生成室151，和發(fā)生微波的微波發(fā)生電源152，和將在該微波發(fā)生電源152發(fā)生的微波導(dǎo)入等離子生成室151的導(dǎo)波管153，和將在等離子生成室151生成的等離子通過(guò)艙室131的頂壁131a導(dǎo)入艙室130內(nèi)的等離子導(dǎo)入筒154。
氣體供給機(jī)構(gòu)140中，連接于N2氣體供給源141的氣體線144以及連接于H2氣體供給源142的氣體線145與等離子生成室151連接，由從微波發(fā)生電源152經(jīng)過(guò)導(dǎo)波管153被導(dǎo)入至等離子生成室151的微波，將經(jīng)過(guò)氣體線144、145供給的N2氣體以及H2氣體等離子化，該等離子經(jīng)過(guò)等離子導(dǎo)入筒154被導(dǎo)入至艙室131。另一方面，連接于NF3供給源143的氣體線146，與從艙室131的頂壁131a插入至艙室131的多個(gè)氣體導(dǎo)入噴嘴149連接，NF3氣體從該氣體導(dǎo)入噴嘴149被導(dǎo)入至艙室內(nèi)。氣體導(dǎo)入噴嘴149也可以是將氣體以淋浴狀吐出的裝置。
在艙室131的底壁上連接著排氣管155，該排氣管155與含有真空泵的排氣裝置156連接。然后，通過(guò)使排氣裝置156工作，可以將艙室131內(nèi)減壓到規(guī)定的真空度。
另外，在艙室131的側(cè)壁上設(shè)置著閘閥G，在開啟該閘閥G的狀態(tài)下，晶片W在與相鄰的搬運(yùn)室11之間被搬運(yùn)。
在這樣構(gòu)成的激勵(lì)氣體清潔裝置12a中，由排氣裝置156將艙室131內(nèi)的氣體排出使其成為規(guī)定的減壓狀態(tài)，在流動(dòng)規(guī)定氣體的狀態(tài)下，開啟閘閥G，由搬運(yùn)裝置22從真空狀態(tài)的搬運(yùn)室11將晶片W裝入艙室131內(nèi)，放置在基座132上，由扣環(huán)134夾緊。此后，關(guān)閉閘閥G。
然后，從N2氣體供給源141以及H2氣體供給源142將N2氣體與H2氣體導(dǎo)入至等離子生成室151內(nèi)，同時(shí)從微波發(fā)生電源152通過(guò)導(dǎo)波管153將微波導(dǎo)入至等離子生成室151內(nèi)，由這些氣體的等離子生成活性種，將該活性種導(dǎo)入至艙室內(nèi)。另一方面，從NF3供給源143通過(guò)氣體線146以及氣體導(dǎo)入噴嘴149將NF3導(dǎo)入艙室131內(nèi)，在艙室131內(nèi)由導(dǎo)入的N2以及H2的活性種激勵(lì)NF3氣體。然后，由該激勵(lì)氣體對(duì)晶片W的硅化鎳膜表面的自然氧化膜施加化學(xué)作用，進(jìn)行以下的反應(yīng)，生成能夠由熱產(chǎn)生分解的(NH4)2SiF6等。
該處理后，開啟閘閥G，由搬運(yùn)裝置22將晶片W取出至搬運(yùn)室11。此后，將該晶片W搬入至熱處理裝置15a，由熱處理上述反應(yīng)成分分解·揮發(fā)，自然氧化膜被除去。
這樣的微波遠(yuǎn)程等離子由于是高能量，所以能夠以良好的效率幾乎完全地除去自然氧化膜。而且，因?yàn)樯鲜龅募?lì)氣體對(duì)自然氧化膜主要施加化學(xué)作用，所以，與上述的由等離子進(jìn)行的濺射蝕刻相比，可以降低對(duì)襯底的硅化鎳膜的物理?yè)p壞。
激勵(lì)氣體清潔裝置12a中的處理?xiàng)l件是例如壓力為0.133～133Pa、優(yōu)選是0.133～26.6Pa；晶片溫度是-20～100℃、優(yōu)選是0～50℃；氣體流量為，H20.01～0.2L/min、優(yōu)選0.02～0.1L/min；NF30.02～0.2L/min、優(yōu)選0.07～0.18L/min；N20.2～2L/min、優(yōu)選0.7～1.5L/min；微波發(fā)生電源52的頻率為2.45GHz；輸出是100～1000W、優(yōu)選是200至700W。
接著，說(shuō)明熱處理裝置15a。
圖8是表示一例熱處理裝置15a的結(jié)構(gòu)的截面圖。該熱處理裝置15a具有容納晶片W的氣密地構(gòu)成的大致為圓筒狀的艙室161，在艙室161內(nèi)設(shè)置著用于放置晶片W對(duì)其實(shí)施加熱的加熱板162。在加熱板162的內(nèi)部設(shè)置著加熱器163，它加熱在其上放置的晶片W。加熱器163與加熱器電源164連接著。另外，在加熱板162中還設(shè)置著相對(duì)基座162的表面能夠突出并埋沒(méi)的、用于支持晶片W使之升降的3根晶片支持桿(未圖示)。另外，晶片支持桿及其升降機(jī)構(gòu)被構(gòu)成為與上述Ti成膜裝置13中表示的相同。
艙室161的襯底與排氣管165連接著，該排氣管165與包含真空泵的排氣裝置166連接著。并且，通過(guò)使排氣裝置166工作，可以將艙室161減壓到規(guī)定的真空度。
在艙室161的側(cè)壁上通過(guò)氣體線167連接著N2氣體供給源168，作為惰性氣體的N2氣體通過(guò)氣體線167從該N2氣體供給源168導(dǎo)入至艙室161內(nèi)，使熱處理在惰性氣體氛圍氣中進(jìn)行。在氣體線167中設(shè)置著質(zhì)量流量控制器170以及夾著它的2個(gè)閥門169。另外，供給的惰性氣體不限于N2氣體，也可以是Ar氣體等其它的惰性氣體。
另外，在艙室161的側(cè)壁上設(shè)置著上述的閘閥G，在開啟該閘閥G的狀態(tài)下，晶片W在與相鄰的搬運(yùn)室11之間被搬運(yùn)。
在這樣的熱處理裝置15a中，在將惰性氣體N2氣體導(dǎo)入至艙室161內(nèi)的狀態(tài)下，由加熱器163將晶片W的溫度加熱到100～500℃程度，通過(guò)在激勵(lì)氣體清潔裝置12a內(nèi)的處理熱分解晶片W上生成的(NH4)2SiF6、使之升華、排氣。
接著再說(shuō)明成膜系統(tǒng)的其它例子。圖9是表示多艙室類型成膜系統(tǒng)的其它例子的概略結(jié)構(gòu)圖。
如圖9所示，該成膜系統(tǒng)100”，除了使用反應(yīng)氣體清潔裝置(無(wú)等離子體干清潔裝置(plasmaless dry cleaning device))12b來(lái)取代用于實(shí)施成膜系統(tǒng)100的清潔化處理的等離子清潔裝置12，而且，在成膜系統(tǒng)100中未連接處理裝置的連接口11d上配置熱處理裝置15b以外，基本上具有與上述成膜系統(tǒng)100同樣的結(jié)構(gòu)，所以，在與成膜系統(tǒng)100同樣的部分標(biāo)注同樣的符號(hào)，省略說(shuō)明。在該成膜系統(tǒng)100”中，除了清潔化處理通過(guò)反應(yīng)氣體清潔裝置12b與熱處理裝置15b進(jìn)行以外，其它與成膜系統(tǒng)100同樣地進(jìn)行處理。
接著，說(shuō)明反應(yīng)氣體清潔裝置12b的結(jié)構(gòu)例。
圖10是表示一例反應(yīng)氣體清潔裝置12b的結(jié)構(gòu)的截面圖。該反應(yīng)氣體清潔裝置12b是由反應(yīng)氣體的化學(xué)反應(yīng)來(lái)進(jìn)行清潔化處理的裝置。
該反應(yīng)氣體清潔裝置12b具有容納晶片W的氣密地構(gòu)成的大致為圓筒狀的艙室171，其中配置著用于水平地支持被處理體晶片W的基座172?；?72的內(nèi)部設(shè)置著制冷劑通路174，從制冷劑供給源176向制冷劑通路174供給制冷劑。然后，通過(guò)使制冷劑流過(guò)制冷劑通路174，能夠?qū)⒒?72的溫度以及晶片W的溫度控制在例如常溫。根據(jù)制冷劑的溫度以及控制溫度，也可以在基座172內(nèi)設(shè)置加熱器。另外，在基座172中還設(shè)置著相對(duì)基座172的表面能夠突出并埋沒(méi)的、用于支持晶片W使之升降的3根晶片支持桿(未圖示)。另外，晶片支持桿及其升降機(jī)構(gòu)被構(gòu)成為與上述Ti成膜裝置13中表示的相同。
在艙室171的頂壁171a設(shè)置著噴頭180。噴頭180分為下層部181以及上層部182的2層結(jié)構(gòu)，這些下層部181以及上層部182分別具有第1緩沖空間183與第2緩沖空間184。上層部182的上面以蓋部件185塞住，在蓋部件185上形成有導(dǎo)入NH3氣體的NH3氣體導(dǎo)入部186與導(dǎo)入HF氣體的HF氣體導(dǎo)入部187。NH3氣體導(dǎo)入部186連接于第1緩沖空間183，HF氣體導(dǎo)入部187經(jīng)過(guò)氣體導(dǎo)入路187a連接于第2緩沖空間184。另外，形成有從第1緩沖空間183向下方吐出NH3氣體的NH3氣體吐出孔188，以及，從第2緩沖空間184向下方吐出HF氣體的HF氣體吐出孔189。
上述NH3氣體導(dǎo)入部186通過(guò)NH3氣體線190連接于NH3氣體供給源192，從該NH3氣體供給源192經(jīng)過(guò)NH3氣體線190將NH3氣體供給至NH3氣體導(dǎo)入部186。另一方面，上述HF氣體導(dǎo)入部187通過(guò)HF氣體線191連接于HF氣體供給源193，從該HF氣體供給源193經(jīng)過(guò)HF氣體線191將HF氣體供給至HF氣體導(dǎo)入部187。另外，各氣體線中夾著質(zhì)量流量控制器195與質(zhì)量流量控制器195設(shè)置著2個(gè)閥門194。分別供給至NH3氣體導(dǎo)入部186以及HF氣體導(dǎo)入部187中的NH3氣與HF氣體，如上所述，在噴頭180內(nèi)通過(guò)相互獨(dú)立的通路從NH3氣體吐出孔188以及HF氣體吐出孔189完全獨(dú)立地供給至艙室171內(nèi)，成為預(yù)混合類型(Post-mix Type)。
艙室171的底壁上連接著排氣管196，該排氣管196與包含真空泵的排氣裝置197連接著。并且，通過(guò)使排氣裝置197工作，可以將艙室171內(nèi)減壓到規(guī)定的真空度。
另外，在艙室171的側(cè)壁上設(shè)置著閘閥G，以開啟該閘閥G的狀態(tài)下，將晶片W在與相鄰的搬運(yùn)室11之間搬運(yùn)。
在這樣構(gòu)成的反應(yīng)氣體清潔裝置12b中，由排氣裝置197將艙室171內(nèi)的氣體排出使其成為規(guī)定的減壓狀態(tài)，開啟閘閥G通過(guò)搬運(yùn)裝置22從真空狀態(tài)的搬運(yùn)室11將晶片W裝入艙室171內(nèi)，在基座172上放置。此后，關(guān)閉閘閥G。
通過(guò)加熱器173以及制冷劑使晶片W的溫度成為規(guī)定的溫度，在此狀態(tài)下，從NH3氣體供給源192以及HF氣體供給源193通過(guò)NH3氣體線190、HF氣體線191以及噴頭180，分別獨(dú)立地將NH3氣體與HF氣體以規(guī)定的流量導(dǎo)入至艙室171內(nèi)。
由這些氣體，給晶片W的硅化鎳膜表面的自然氧化膜施加化學(xué)作用，進(jìn)行以下的反應(yīng)，生成能夠由熱產(chǎn)生分解的(NH4)2SiF6等。
該處理后，開啟閘閥G，由搬運(yùn)裝置22將晶片W取出到搬運(yùn)室11中。此后，將該晶片W搬入至熱處理裝置15b，通過(guò)熱處理上述反應(yīng)成分分解·揮發(fā)，自然氧化膜被除去。
HF氣體與NH3氣體反應(yīng)性良好，通過(guò)上述反應(yīng)以及此后的熱處理，可以高效率地并且?guī)缀跬耆爻プ匀谎趸?。而且，因?yàn)槭枪┙oHF氣體與NH3氣體使之與硅化鎳膜表面的自然氧化膜發(fā)生反應(yīng)的、所謂的純粹的化學(xué)作用，所以，更能減小對(duì)襯底的硅化鎳膜的物理?yè)p壞。另外，可以有效地除去高縱橫比(aspect ratio)的接觸與洞孔底部的自然氧化膜。進(jìn)一步，由于與層間膜的選擇性大蝕刻與損壞也極小。
反應(yīng)氣體清潔裝置12b中的處理?xiàng)l件是，例如壓力為0.67～133.3Pa，基板溫度為10～30℃，氣體流量為，NH310～80mL/min、HF10～80mL/min。
接著，說(shuō)明熱處理裝置15b。
該熱處理裝置15b的結(jié)構(gòu)與圖8所示的熱處理裝置15a相同。即，在使艙室161內(nèi)成為N2氣體等的惰性氣體氛圍的狀態(tài)下，由加熱板162將晶片W加熱到100～250℃程度的溫度，熱分解晶片W上生成的(NH4)2SiF6，使之升華成為SiF4、NH3、HF，并將它們排氣。
這樣，可以完全地除去硅化鎳膜上的自然氧化膜，但由于作為反應(yīng)氣體使用NH3氣體以及HF氣體，所以，此時(shí)產(chǎn)生NH3F等的N-H類的副產(chǎn)物，這些作為積垢附著在艙室161的內(nèi)壁上。
防止這種情況的發(fā)生有效的方法是，在熱處理時(shí)，使向艙室161內(nèi)導(dǎo)入的N2氣體等的惰性氣體成為高溫。即，只要在熱處理時(shí)導(dǎo)入250℃以上的高溫N2氣體，就可以防止向艙室161內(nèi)壁的積垢附著。另外，通過(guò)導(dǎo)入這樣的高溫氣體，能夠縮短基板的熱處理時(shí)間。
另外，也可以在熱處理時(shí)不經(jīng)常導(dǎo)入高溫的N2氣體等的惰性氣體，而是定期地、或是附著規(guī)定量的積垢時(shí)，使附著的積垢揮發(fā)。這樣的情況下，在不進(jìn)行熱處理時(shí)，將100～250℃程度的N2氣導(dǎo)入艙室161內(nèi)。由此，作為積垢附著的固態(tài)NH3F等的N-H類的副產(chǎn)物升華，可以除去積垢。
此時(shí)，例如，如圖11所示，可以在氣體線167中設(shè)置用于加熱N2氣體的加熱器203，通過(guò)該加熱器203加熱向熱處理裝置15b導(dǎo)入的N2氣體。
接著，說(shuō)明在實(shí)際中確認(rèn)本發(fā)明的效果的結(jié)果。
(1)抑制膜剝離的效果首先，準(zhǔn)備形成了絕緣膜的Si晶片，使用圖4的Ti膜成膜裝置13以及圖5的TiN成膜裝置14，調(diào)查上述那樣地進(jìn)行Ti成膜、Ti膜的氮化處理、以及TiN成膜而制造的樣品有無(wú)膜剝離。這里，將TiN膜的膜厚確定為20nm，使Ti膜的膜厚變化為2nm、5nm、7nm、10nm。Ti膜以及TiN膜成膜時(shí)的基板溫度分別是450℃。膜剝離由目測(cè)觀察與變色(發(fā)生膜剝離的部分變色)來(lái)把握。
其結(jié)果，Ti膜厚在本發(fā)明范圍內(nèi)的2nm、5nm、7nm的樣品，由目測(cè)完全看不到膜剝離與變色，確認(rèn)完全沒(méi)有產(chǎn)生膜剝離。相對(duì)于此，Ti膜厚在本發(fā)明范圍外的10nm的樣品確認(rèn)有膜剝離與變色。
(2)接觸電阻的低電阻化接著，在Si晶片上形成NiSi膜與絕緣膜后，形成達(dá)到NiSi膜的接觸孔，再進(jìn)行Ti成膜、Ti膜的氮化處理、TiN成膜、以及W膜的成膜，說(shuō)明測(cè)定襯底NiSi膜與W膜之間的接觸電阻的結(jié)果。這里，將Ti成膜以及TiN成膜時(shí)的基板溫度確定為450℃，TiN膜厚確定為20nm，使Ti膜厚變化為本發(fā)明的范圍內(nèi)的2nm、5nm、7nm。該實(shí)驗(yàn)中的接觸孔徑是0.18μm。
圖12表示Ti膜厚與接觸電阻的關(guān)系。如圖所示，確認(rèn)了任意一個(gè)樣品的接觸點(diǎn)電阻都在4.2Ω以下的允許范圍內(nèi)。特別是Ti膜厚為5nm的樣品，接觸電阻充分地降低到3.5Ω，可以得到良好的結(jié)果。
另外，圖13表示，將Ti成膜以及TiN成膜時(shí)的基板溫度確定為450℃、Ti膜厚確定為5nm，使TiN膜的膜厚為本發(fā)明的范圍內(nèi)的10nm、20nm時(shí)的接觸電阻的測(cè)定結(jié)果。如圖所示，可以確認(rèn)任意一個(gè)樣品的接觸電阻都充分地降低到3.5Ω以下，能夠得到良好的結(jié)果。
另外，圖14表示，將Ti膜厚確定為5nm、TiN膜厚確定為20nm，使Ti膜以及TiN膜的成膜時(shí)的基板溫度變化為450℃、500℃時(shí)的接觸電阻的測(cè)定結(jié)果。如圖所示，可以確認(rèn)任意一個(gè)樣品的接觸電阻都在容許范圍之內(nèi)。
(3)抑制裂縫的效果接著，就確認(rèn)由上述的交替的氣體流動(dòng)成膜時(shí)的抑制裂縫的效果，說(shuō)明TiN的成膜實(shí)驗(yàn)。
這里，將TiN的成膜，就進(jìn)行交替的氣體流動(dòng)的成膜的情況(交替的氣體流動(dòng)成膜)，和不進(jìn)行交替的氣體流動(dòng)的通常的由CVD進(jìn)行的成膜的情況(通常的CVD成膜)，分別使TiN的膜厚以及成膜時(shí)的基板溫度變化，調(diào)查TiN膜有無(wú)發(fā)生裂縫。圖15是表示TiN膜厚與TiN膜的應(yīng)力的關(guān)系的圖表。從圖15可知，基板溫度為450℃的以往的CVD成膜中，TiN膜厚是20nm以上的情況下不能維持應(yīng)力，推測(cè)發(fā)生裂縫。同樣地，在基板溫度為550℃以及650℃的以往的CVD成膜中，TiN膜厚分別是60nm以上、80nm以上的情況下不能維持應(yīng)力，推測(cè)發(fā)生裂縫。相對(duì)于此，交替的氣流成膜中，任意一個(gè)的TiN膜厚以及基板溫度中都維持著應(yīng)力，能夠確認(rèn)由交替的氣流進(jìn)行TiN膜的成膜時(shí)的抑制裂縫的效果。
接著，說(shuō)明使用圖4的Ti膜成膜裝置13、實(shí)施上述工序2以及3的Ti膜成膜以及Ti膜的氮化處理時(shí)的其它的成膜方法。
這里，在表面的清潔化處理后的襯底的硅化鎳膜上，通過(guò)將由TiCl4氣體+Ar氣體+H2氣體的等離子進(jìn)行Ti成膜的第1步驟和由Ar氣體+H2氣體的等離子還原的第2步驟交替地進(jìn)行多次，實(shí)施Ti膜成膜，由NH3氣體+Ar氣體+H2氣體的等離子實(shí)施Ti膜的氮化處理。
詳細(xì)地，進(jìn)行第1步驟與上述Ti膜成膜同樣地從預(yù)涂處理進(jìn)行TiCl4氣體的預(yù)流動(dòng)，接著，從高頻電源84對(duì)噴頭60外加高頻電力，同時(shí)，將TiCl4氣體、Ar氣體、H2氣體導(dǎo)入至艙室51內(nèi)，生成這些氣體的等離子(第1等離子)，將其維持4～8秒鐘。接著，進(jìn)行2～30秒鐘的第2步驟僅停止TiCl4氣體，維持高頻電力與Ar氣體、H2氣體的供給狀態(tài)，由Ar氣體、H2氣體的等離子(第2等離子)進(jìn)行還原處理。交替地反復(fù)多次這些第1步驟與第2步驟，優(yōu)選反復(fù)3次以上、例如12～24次程度。這樣，就形成了規(guī)定厚度的Ti膜。Ti膜成膜時(shí)的晶片W的加熱溫度是300～500℃的低溫成膜，優(yōu)選450℃程度。另外，此時(shí)的氣體流量是，TiCl4氣體0.01～0.1L/min、H2氣體1.0～5.0L/min、Ar氣體0.5～3.0L/min程度；壓力是400～1000Pa程度。另外，高頻電源84的功率是500～1500W程度。停止高頻電力以及氣體的供給結(jié)束Ti成膜之后，再次從高頻電源84向噴頭60外加高頻電力，供給NH3氣體、Ar氣體、H2氣體，由這些氣體的等離子進(jìn)行Ti膜的氮化處理。
這樣，通過(guò)在比較短的時(shí)間內(nèi)交替多次進(jìn)行由TiCl4氣體+Ar氣體+H2氣體的等離子進(jìn)行成膜的第1步驟和由Ar氣體+H2氣體的等離子進(jìn)行還原的第2步驟，進(jìn)行Ti膜的成膜，進(jìn)一步，由NH3氣體+Ar氣體+H2氣體的等離子進(jìn)行Ti膜的氮化處理，所以，提高了還原TiCl4的還原作用，可以降低Ti膜的殘留氯濃度，可以得到比電阻低的品質(zhì)優(yōu)良的Ti膜。
在這樣的使用交替的氣體流動(dòng)進(jìn)行Ti膜的成膜時(shí)，也將其膜厚制成2nm以上、不滿10nm，由此，能夠良好地形成與表面被清潔化的襯底的NiSi膜的反應(yīng)層，減小接觸電阻，即使是500℃以下的低溫成膜也能夠減小接觸電阻，同時(shí)，因?yàn)門i膜被充分地氮化，所以，能夠防止接下來(lái)的TiN膜成膜時(shí)的Ti膜的蝕刻、提高粘附性，難以發(fā)生在Ti部分的膜剝離。
另外，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，能夠有各種變形。例如，在上述實(shí)施方式中，作為Ti/TiN膜的襯底的金屬硅化物膜表示了使用硅化鎳膜的情況，但作為基板表面的金屬硅化物，可以使用Co、Mo、W、Pt、Pd等的金屬的硅化物。另外，不限于金屬硅化物膜，例如在實(shí)現(xiàn)形成雜質(zhì)擴(kuò)散層的Si基板與上層配線層的接觸的情況下，也可以得到同樣的效果。進(jìn)一步，Ti化合物不限于TiCl4，可以使用TiF4或TiI4等的其它鹵化物、有機(jī)Ti化合物和其它的化合物。含有N與H的氣體也不限于NH3氣體，可以使用N2氣體與H2氣體的混合氣體或N2H2氣體等。
另外，在清潔化處理中使用的裝置或氣體的種類也不限定于在上述實(shí)施方式中例示的裝置與氣體。另外，在上述實(shí)施方式中，作為被處理基板使用了半導(dǎo)體晶片，但不限定于這些，例如，也可以是以液晶顯示器(LCD)基板為代表的平面顯示器(FPD)基板等的其它基板。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，在Si基板或在其上的金屬硅化物膜上進(jìn)行Ti膜以及TiN膜的成膜時(shí)，即使是低溫成膜接觸電阻也低，而且可以抑制膜剝離，所以，本發(fā)明適合用于形成半導(dǎo)體裝置的接觸孔或洞孔的接觸結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種Ti膜及TiN膜的成膜方法，是以在含Si的基板或在基板上形成的金屬硅化物膜為襯底，在其上進(jìn)行Ti膜及TiN膜的成膜的成膜方法，其特征在于，具備清潔化所述襯底表面的工序；使用Ti化合物氣體通過(guò)CVD在襯底上進(jìn)行膜厚2nm以上、不滿10nm的Ti膜的成膜的工序；氮化所述Ti膜的工序；在氮化后的Ti膜上使用Ti化合物氣體與含有N及H的氣體通過(guò)CVD進(jìn)行TiN膜的成膜的工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，所述清潔化所述襯底表面的工序是通過(guò)等離子進(jìn)行的濺射蝕刻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，所述通過(guò)等離子進(jìn)行的濺射蝕刻是通過(guò)電感耦合等離子進(jìn)行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，所述通過(guò)等離子進(jìn)行的濺射蝕刻使用Ar氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，所述清潔化所述襯底表面的工序使用被激勵(lì)的氣體進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，由含有H的氣體和/或含有N的氣體的等離子形成活性種，將該活性種導(dǎo)入到容納Si基板的處理容器中，同時(shí)向所述處理容器內(nèi)導(dǎo)入NF3氣體，由所述活性種激勵(lì)NF3氣體，由被激勵(lì)的NF3氣體進(jìn)行所述清潔化所述襯底表面的工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，使被激勵(lì)的氣體作用于所述襯底表面后，熱處理所述基板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，通過(guò)向襯底表面供給多種氣體，使之在所述襯底表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)行所述清潔化所述襯底表面的工序。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，通過(guò)向襯底表面供給HF氣體及NH3氣體而進(jìn)行所述清潔化所述襯底表面的工序。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，向襯底表面供給HF氣體及NH3氣體使之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，熱處理所述基板。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，所述TiN膜的膜厚的范圍是3nm以上、50nm以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，所述Ti膜成膜時(shí)的基板溫度設(shè)定在300～500℃。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，所述金屬硅化物是選自Ni、Co、Mo、W、Pt以及Pd的金屬的硅化物。
14.一種Ti膜及TiN膜的成膜方法，是以在含Si的基板或在基板上形成的金屬硅化物膜為襯底，在其上進(jìn)行Ti膜及TiN膜的成膜的方法，其特征在于，具備清潔化所述襯底表面的工序；使用Ti化合物氣體通過(guò)CVD進(jìn)行膜厚2nm以上、不滿10nm的Ti膜的成膜的工序；氮化所述Ti膜的工序；通過(guò)在氮化后的Ti膜上交替地多次反復(fù)進(jìn)行，導(dǎo)入Ti化合物氣體與含有N及H的氣體的第1步驟，和停止所述Ti化合物氣體、導(dǎo)入所述含有N及H的氣體的第2步驟，進(jìn)行TiN膜的成膜的工序。
15.一種Ti膜及TiN膜的成膜方法，是在基板上形成的硅化鎳膜上形成Ti膜及TiN膜的方法，其特征在于，具備清潔化所述NiSi膜的表面的工序；使用Ti化合物氣體通過(guò)CVD形成膜厚2nm以上、不滿10nm的Ti膜，同時(shí)在硅化鎳膜與Ti膜的界面上形成硅化鎳與Ti的反應(yīng)層的工序；氮化所述Ti膜的工序；通過(guò)在氮化后的Ti膜上交替地多次反復(fù)進(jìn)行，導(dǎo)入Ti化合物氣體與含有N及H的氣體的第1步驟，和停止所述Ti化合物氣體、導(dǎo)入所述含有N及H的氣體的第2步驟，進(jìn)行TiN膜的成膜的工序。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，所述清潔化NiSi膜表面的工序是通過(guò)等離子進(jìn)行的濺射蝕刻。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，所述通過(guò)等離子進(jìn)行的濺射蝕刻是通過(guò)電感耦合等離子進(jìn)行的。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，所述通過(guò)等離子進(jìn)行的濺射蝕刻使用Ar氣體。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，所述清潔化NiSi膜表面的工序是使用被激勵(lì)的氣體進(jìn)行的。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，形成含有H的氣體和/或含有N的氣體的等離子，將該等離子導(dǎo)入到容納基板的處理容器中，同時(shí)向所述處理容器內(nèi)導(dǎo)入NF3氣體，由所述等離子激勵(lì)NF3氣體，由被激勵(lì)的NF3氣體進(jìn)行所述清潔化所述NiSi膜表面的工序。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，使被激勵(lì)的氣體作用于所述NiSi膜表面后，熱處理所述基板。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，通過(guò)向NiSi膜表面供給多種氣體在所述NiSi膜表面使之產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)行所述清潔化所述NiSi膜表面的工序。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，通過(guò)向NiSi膜表面供給HF氣體及NH3氣體而進(jìn)行所述清潔化所述NiSi膜表面的工序。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，向NiSi膜表面供給HF氣體及NH3氣體使之進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)后，熱處理所述基板。
25.根據(jù)權(quán)利要求15所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，所述TiN膜的膜厚的范圍是3nm以上、50nm以下。
26.根據(jù)權(quán)利要求15所述的Ti膜及TiN膜的成膜方法，其特征在于，所述Ti膜成膜時(shí)的基板溫度設(shè)定在300～500℃。
27.一種接觸結(jié)構(gòu)，是在由Si基板或金屬硅化物膜構(gòu)成的襯底上形成的接觸結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述襯底上使用Ti化合物氣體通過(guò)CVD形成膜厚2nm以上、不滿10nm的Ti膜，氮化所述Ti膜，在氮化后的Ti膜上使用Ti化合物氣體以及含有N及H的氣體通過(guò)CVD形成TiN膜，從而形成所述接觸結(jié)構(gòu)，所述接觸結(jié)構(gòu)由在所述襯底上形成的Si或金屬硅化物與Ti的反應(yīng)層、和在所述反應(yīng)層上形成的2層結(jié)構(gòu)的TiN膜組成。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的接觸結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬硅化物是選自Ni、Co、Mo、W、Pt以及Pd的金屬的硅化物。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的接觸結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述2層結(jié)構(gòu)的TiN膜中的上層TiN膜的膜厚是3nm以上、50nm以下。
30.一種接觸結(jié)構(gòu)，是在硅化鎳膜上形成的接觸結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述硅化鎳膜上使用Ti化合物氣體通過(guò)CVD形成膜厚2nm以上、不滿10nm的Ti膜，氮化所述Ti膜，在氮化后的Ti膜上使用Ti化合物氣體以及含有N及H的氣體通過(guò)CVD形成TiN膜，從而形成所述接觸結(jié)構(gòu)，所述接觸結(jié)構(gòu)由在所述硅化鎳膜上形成的硅化鎳與Ti的反應(yīng)層、和在所述反應(yīng)層上形成的2層結(jié)構(gòu)的TiN膜組成。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的接觸結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述2層結(jié)構(gòu)的TiN膜中的上層TiN膜的膜厚是3nm以上、50nm以下。
32.一種計(jì)算機(jī)能夠讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)了使計(jì)算機(jī)實(shí)行控制程序的軟件，其特征在于，所述控制程序?qū)嵭袝r(shí)，其控制成膜裝置實(shí)施清潔化所述襯底表面的工序、使用Ti化合物氣體通過(guò)CVD在襯底上形成膜厚2nm以上不滿10nm的Ti膜的工序、氮化所述Ti膜的工序、在氮化后的Ti膜上使用Ti化合物氣體與含有N及H的氣體通過(guò)CVD形成TiN膜的工序，將含Si的基板或在基板上形成的金屬硅化物膜作為襯底，在其上形成Ti膜及TiN膜。
33.一種包含軟件的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行、實(shí)行時(shí)，其控制成膜裝置實(shí)施清潔化所述襯底表面的工序、使用Ti化合物氣體通過(guò)CVD在襯底上形成膜厚2nm以上不滿10nm的Ti膜的工序、氮化所述Ti膜的工序、在氮化后的Ti膜上使用Ti化合物氣體與含有N及H的氣體通過(guò)CVD形成TiN膜的工序，將含Si的基板或在基板上形成的金屬硅化物膜作為襯底，在其上形成Ti膜及TiN膜。
全文摘要
本發(fā)明中，將襯底的硅化鎳膜表面清潔化后，由使用Ti化合物氣體的CVD進(jìn)行膜厚2nm以上、不滿10nm的Ti膜的成膜，氮化該Ti膜，再在氮化后的Ti膜上使用Ti化合物氣體以及含有N及H的氣體通過(guò)CVD進(jìn)行TiN膜的成膜。
文檔編號(hào)H01L21/3205GK1806315SQ20058000047
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2005年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月9日
發(fā)明者多田國(guó)弘, 成嵨健索, 若林哲 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社