[发明专利]金属类膜形成方法以及存储程序的存储介质

说明书

技术领域

本发明涉及在被处理体表面形成金属类膜的金属类膜形成方法以及存储程序的存储介质。

背景技术

一般地，在半导体设备的制造工序中，具有在被处理体例如半导体晶片(以下，简称为“晶片”)的表面形成金属类膜的工序。例如在晶片表面形成配线图形，或者埋入配线间的凹部(通孔)、基板连接用凹部(连接孔)的情况下进行金属类膜的成膜。作为这样的金属类膜，例如是将W(钨)、WSi(硅化钨)、WN(氮化钨)、Ti(钛)、TiN(氮化钛)、TiSi(硅化钛)等金属或者金属化合物堆积的薄膜。

像这样，由于金属类膜使用于配线等，所以优选使用尽量低电阻的膜。从这一观点出发由于钨膜是上述金属类膜中电阻率特别小的，所以，多用于配线间的凹部或者基板连接用凹部的埋入。

在形成这样的钨膜时，一般地，将WF₆(六氟化钨)气体作为金属类原料气体使用，通过使用氢、硅烷、二氟硅烷等还原性气体将其还原，堆积成钨膜。并且，在形成钨膜的情况下，为了提高密接性，抑制与下层配线金属或者晶片之间的反应，首先在TiN膜或者Ti膜上形成形成有TiN膜的叠层膜(TiN/Ti膜)等的作为基底膜的阻挡层，在该阻挡层上堆积上述钨膜。

像这样的钨膜的成膜，一般地，分为第一步骤和第二步骤两个过程。第一步骤是在上述阻挡层上形成钨膜的核的步骤(种核步骤)，具体的是，例如在第一步骤将WF₆气体供给到晶片上，主要利用SiH₄气体进行还原由此形成钨的薄膜。第二步骤是在第一步骤形成的钨的分级层上进行钨膜的成膜。具体的是例如在第二步骤给钨膜的分级层上供给WF₆气体，以还原性较弱的H₂气体代替SiH₄气体作为还原性气体供给，通过CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法堆积钨膜的厚膜，将钨埋入在上述凹部。这之后对晶片进行全面蚀刻，仅在上述凹部保留钨，由此形成接触插头。

但是由于基底膜的种类和表面状态在上述种核步骤中发生潜伏(incubation)(成膜推迟)时间，不能形成均匀的钨核。在该不均匀的核上堆积的钨膜其膜质低劣，钨膜本身的电阻增大。因此，为了抑制潜伏的发生，公开了ALD(Atomic Layered Deposition：原子层堆积)方法，该方法在上述第一步骤，交替供给WF₆气体和例如SiH₄(甲硅烷)气体或者B₂H₆(乙硼烷)气体等氢化物气体并形成薄膜(参照专利文献1，2)。通过该方法，即使在细微的连接孔也可以形成均匀的薄膜，以此作为核可以实现优质的钨厚膜的堆积和连接孔的完整埋入。

专利文献1：特开2002-038271号公报

专利文献2：特开2003-193233号公报

但是，今后，伴随着半导体设备的更加细微化以及动作速度的更加高速化，为了降低连接(通孔)电阻，要求钨膜等金属类膜进一步低电阻化。但是，在如上所述的现有的钨膜等成膜方法中在实现低电阻化方面有所限制。为此，为了形成具有比现有技术更低的电阻的金属膜，关于金属类膜的形成方法需要考察与现有技术不同的新观点。

发明内容

在此，本发明是鉴于上述问题而完成，其目的是立足于与现有技术不同的观点，即立足于关注金属类膜的结晶结构的新观点进行金属类膜的成膜，由此提供可以实现比现有技术进一步低电阻化的金属类膜的形成方法以及存储程序的存储介质。

为了解决上述课题，依据本发明的观点，提供一种金属类膜的形成方法，其特征在于包括：通过交替反复供给上述金属类原料气体和氢化物气体，形成包含非晶质的第一金属类膜的第一金属类膜成膜步骤；和在上述第一金属类膜上，通过同时供给上述金属类原料气体和还原性气体，形成第二金属类膜的第二金属类膜成膜步骤。并且，至少上述第二金属类膜的结晶结构例如是体心立方结构。