[发明专利]金属氮化膜的成膜方法和存储介质

说明书

技术领域

本发明涉及形成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。

背景技术

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℃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℃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、(3)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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

根据本发明的第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℃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肼类化合物 气体，在被处理基板上形成金属氮化膜的工序。

根据本发明的第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℃、400℃以下 加热的工序；和向上述处理容器内交替地供给TiCl₄气体和单甲基肼气 体，在被处理基板上形成以TiN结晶为主体的TiN膜的工序。

根据本发明的第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℃以上、330℃以下 加热的工序；和向上述处理容器内交替地供给TiCl₄气体和单甲基肼气 体，在被处理基板上形成以TiN结晶为主体的TiN膜的工序。

根据本发明的第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℃以上、低于230 ℃的工序；和向上述处理容器内交替地供给TiCl₄气体和单甲基肼气体， 在被处理基板上形成以非晶形为主体的TiN膜的工序。

根据本发明的第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℃以上、低于230℃，向被处理基板上 交替地供给TiCl₄气体和单甲基肼气体，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℃以上、低于 330℃，向被处理基板上交替地供给TiCl₄气体和单甲基肼气体，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。