金属氮化膜的成膜方法和存储介质技术

向腔室内搬入被处理基板的晶片，将腔室内保持于真空状态，加热晶片，同时向腔室内交替地供给TiCl4气体和MMH气体，在晶片上形成TiN膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及形成TiN膜等的金属氮化膜的金属氮化膜的成膜方法和存储介质。
技术介绍
在半导体设备的制造中，作为阻挡膜或电极等的材料例如使用TiN膜，作为其成膜方法，采用即使是微细的电路图案也可以得到良好的阶梯覆盖率的CVD (化学气相沉积， Chemical Vapor Deposition)，以往，作为成膜气体使用TiCl4气体和NH3气体(例如日本特开平06-188204号公报)。在使用TiCl4气体和NH3气体的TiN膜的成膜中，以往，将成膜温度设在600°C左右进行，但是，近来，由于各种设备的进一步的微细化和不同种类设备的混合搭载化，倾向于低温成膜，提出了隔着清扫而交替地重复TiCl4气体和NH3气体，低温化到450°C左右进行成膜的技术(例如日本特开2003-077864号公报)，还尝试着进一步的低温化。然而，使用TiCl4气体和NH3气体在低温成膜的TiN膜有(1)成膜速度低、(2)膜中的Cl浓度高而膜密度低、C3)难以形成连续膜、(4)形成绝缘膜时容易被氧化等缺点。特别是(1)的成膜速度低成为生产率低下的大问题。另外，由(2)的膜中的Cl浓度高，电阻率也增大。而且，(3)的难以形成连续膜与阻挡性的低下相关。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供能够以更低温度且以高成膜速度成膜的金属氮化膜的成膜方法。本专利技术的另一个目的在于提供能够以更低温度形成电阻率低的金属氮化膜的成膜方法。本专利技术的又一个目的在于提供能够以更低温度形成阻挡性高的金属氮化膜的成膜方法。本专利技术的其它目的在于提供存储用于执行这样的方法的程序的存储介质。根据本专利技术的第1观点，提供一种金属氮化膜的成膜方法，其包括向处理容器内搬入被处理基板，将上述处理容器内保持于减压状态的工序；将上述处理容器内的被处理基板保持于400°C以下的温度的工序；和向上述处理容器内交替地供给金属氯化物气体和胼类化合物气体，在被处理基板上形成金属氮化膜的工序。根据本专利技术的第2观点，提供一种金属氮化膜的成膜方法，其包括向处理容器内搬入被处理基板，将上述处理容器内保持于减压状态的工序；将上述处理容器内的被处理基板在大于330°C、40(TC以下加热的工序；和向上述处理容器内交替地供给TiCl4气体和单甲基胼气体，在被处理基板上形成以TiN结晶为主体的TiN膜的工序。根据本专利技术的第3观点，提供一种金属氮化膜的成膜方法，其包括向处理容器内搬入被处理基板，将上述处理容器内保持于减压状态的工序；将上述处理容器内的被处理基板在230°C以上、330°C以下加热的工序；和向上述处理容器内交替地供给TiCl4气体和4单甲基胼气体，在被处理基板上形成以TiN结晶为主体的TiN膜的工序。根据本专利技术的第4观点，提供一种金属氮化膜的成膜方法，其包括向处理容器内搬入被处理基板，将上述处理容器内保持于减压状态的工序；将上述处理容器内的被处理基板加热至50°C以上、低于230°C的工序；和向上述处理容器内交替地供给TiCl4气体和单甲基胼气体，在被处理基板上形成以非晶形为主体的TiN膜的工序。根据本专利技术的第5观点，提供一种金属氮化膜的成膜方法，其包括使被处理基板的温度为50°C以上、低于230°C，向被处理基板上交替地供给TiCl4气体和单甲基胼气体， 在被处理基板上形成以非晶形为主体的TiN膜的工序；和使被处理基板的温度为230°C以上、低于330°C，向被处理基板上交替地供给TiCl4气体和单甲基胼气体，在被处理基板上在以非晶形为主体的TiN膜上形成以TiN结晶为主体的TiN膜的工序。根据本专利技术的第6观点，提供一种存储介质，其存储在计算机上运行、用于控制成膜装置的程序，上述程序在执行时，在计算机中控制上述成膜装置，使其执行金属氮化膜的成膜方法，其包括向处理容器内搬入被处理基板，将上述处理容器内保持于减压状态的工序；将上述处理容器内的被处理基板保持于400°C以下的温度的工序；和向上述处理容器内交替地供给金属氯化物气体和胼类化合物气体，在被处理基板上形成金属氮化膜的工序。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式相关的金属氮化膜的成膜方法的实施中使用的成膜装置的一例的概略剖面图。图2是表示本专利技术的一个实施方式相关的成膜方法的几个顺序例的时间图。图3是表示加热MMH时的温度与放热量的关系的图。图4A是表示使用TiCl4气体和MMH气体在接触孔的底部形成TiN膜时，晶片温度超过了自我分解结束温度的330°C的情况的模型的图。图4B是表示使用TiCl4气体和MMH气体在接触孔的底部形成TiN膜时，晶片温度低于230°C的情况的模型的图。图5是表示使用TiCl4气体和MMH气体，改变温度形成TiN膜，研究作为阶段覆盖率(埋入性)的指标的内面卷入量的温度依赖性的结果的图。图6是表示作为上部电极应用TiN膜的DRAM的结构图。图7是表示作为氮化气体使用MMH气体时和使用NH3气体时的成膜时的晶片温度与膜厚的关系的图。图8是表示作为氮化气体使用MMH气体时和使用NH3气体时的成膜时的晶片温度与电阻率的关系的图。图9是使用TiCl4气体和MMH气体在100°C、200°C、250°C、400°C所形成的TiN膜的表面的SEM照片。图10是使用TiCl4气体和NH3气体在400°C所形成的TiN膜的表面的SEM照片。图11是本专利技术的另一个实施方式相关的成膜方法的时间图。具体实施方式以下，参照附图，具体地说明本专利技术的实施方式。图1是表示本专利技术的一个实施方式相关的金属氮化膜的成膜方法的实施中使用的成膜装置的一例的概略剖面图。这里，以通过热CVD形成TiN膜的情况为例进行说明。此外，在以下的说明中，气体的流量单位使用mL/min，但由于气体随着温度和气压体积大幅变化，因此在本专利技术中使用换算为标准状态的值。此外，换算为标准状态的流量通常以sccm(标准立方厘米每分钟，Standard Cubic Centimeter per Minutes)标记，因此一并记为seem。这里的标准状态为温度0°C (273. 1 )、气压latm(101325Pa)的状态。该成膜装置100具有大致圆筒状的腔室1。在腔室1的内部，用于水平支持作为被处理基板的半导体晶片W的基座2以被设置在其中央下部的圆筒状的支持构件3支持的状态配置，该基座2由AlN等的陶瓷构成。在基座2的外缘部设置用于引导晶片W的导向环4。另外，在基座2中埋设有由钼等的高熔点金属构成的加热器5，该加热器5通过从加热器电源6供电而将被处理基板的晶片W加热到规定的温度。在腔室1的顶壁Ia设置喷头10。该喷头10包括上段块体10a、中段块体10b、下段块体10c，整体呈大致圆盘状。上段块体IOa与中段块体IOb和下段块体IOc均具有构成喷头主体部的水平部IOd与该水平部IOd的外周上方连续的环状支持部10e，形成凹状。并且，通过该环状支持部IOe支持喷头10整体。然后，在下段块体IOc交替地形成排出气体的排出孔17和18。在上段块体IOa的上面，形成第1气体导入口 11和第2气体导入口 12。 在上段块体IOa中，从第1气体导入口 11分支出大量气体通路13。在中段块体IOb形成气体通路15，上述气体通路13经由水平地延伸的连通通路13a与这些气体通路15连通。而且该本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种金属氮化膜的成膜方法，其特征在于，包括：向处理容器内搬入被处理基板，将所述处理容器内保持于减压状态的工序；将所述处理容器内的被处理基板保持于４００℃以下的温度的工序；和向所述处理容器内交替地供给金属氯化物气体和肼类化合物气体，在被处理基板上形成金属氮化膜的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：成嶋健索，柿本明修，堀田隼史，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP