JPH05211134A - Forming method of thin film and forming equipment of thin film - Google Patents

Forming method of thin film and forming equipment of thin film

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JPH05211134A
JPH05211134A JP4268808A JP26880892A JPH05211134A JP H05211134 A JPH05211134 A JP H05211134A JP 4268808 A JP4268808 A JP 4268808A JP 26880892 A JP26880892 A JP 26880892A JP H05211134 A JPH05211134 A JP H05211134A
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JP
Japan
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film
forming
substrate
thin film
tin
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Application number
JP4268808A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Akahori
孝 赤堀
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To form as Ti film or a TiN film at a low temperature about 500 deg.C, and form stable contact, by continuously performing a process for forming the Ti film or the TiN film in plasma generation, changing gas species and/or gas flow rate, and forming a thin film on a substrate. CONSTITUTION:In a magnetic field plasma CVD method, TiCl4, H2 or TiCl4, H2, and Ar gas are used, the substrate temperature is set to be lower than or equal to 500 deg.C, and a Ti film is formed on a substrate. After the Ti film is formed, TiCl4, H2, N2 or TICl4, H2, N2, and Ar gas are used, the flow rate ratio of N2 to TiCl4 is set to be higher than 0.5, and a TiN film is formed on a substrate. In the magnetic field plasma CVD method, TiCl4, H2, N2 or TICl4, H2, N2, and Ar gas are used, the flow rate ratio of N2 to TiCl4 is set to be lower than or equal to 0.5, and film formation is performed at the substrate temperature lower than or equal to 500 deg.C, thereby forming a TiN film rich in Ti on the substrate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は薄膜の形成方法及び薄膜
形成装置に関し、より詳細にはバリアメタル用薄膜の形
成方法及び薄膜形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film forming method and a thin film forming apparatus, and more particularly to a method for forming a barrier metal thin film and a thin film forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIのコンタクト部は下地に基板表面
の拡散層を有し、コンタクトホールを介してAl等の配線
と接続されている。
2. Description of the Related Art A contact portion of an LSI has a diffusion layer on the surface of the substrate as a base and is connected to a wiring such as Al through a contact hole.

【0003】しかしながらLSIの微細化、高集積化が
進むにつれて拡散層も浅くなり、この浅い拡散層におい
てAlスパイクが生じ接合を破壊する、あるいはコンタク
トホール底部にSiが析出してコンタクト抵抗が増大する
等の問題が生じてきている。
However, as the miniaturization and higher integration of LSI progress, the diffusion layer also becomes shallower, Al spikes occur in this shallow diffusion layer to break the junction, or Si deposits on the bottom of the contact hole to increase the contact resistance. Problems such as are occurring.

【0004】これらの問題を解決するためにAl中にあら
かじめ0.5〜2%程度のSiを混入させたAl合金(Al−
1%Si等)が電極配線材料として使用されているが、最
近はコンタクトホール径がより小さくなり、これらAl合
金でもSiの析出を防止するのには不十分となってきてい
る。
In order to solve these problems, Al alloy in which about 0.5 to 2% of Si is mixed in advance in Al (Al-
1% Si, etc.) has been used as an electrode wiring material, but recently the contact hole diameter has become smaller, and even these Al alloys have become insufficient to prevent the precipitation of Si.

【0005】そこでAl合金とSi基板との間にバリヤメタ
ルと呼ばれる拡散防止用の薄膜を形成することが考えら
れている。 TiN膜は電気抵抗が小さく化学的に安定なた
めバリヤメタルとして注目されている(山西、吉原、北
原、細川;「真空」(JAPAN)、第30巻、第5号、p3
47、1987年)。
Therefore, it has been considered to form a diffusion preventing thin film called a barrier metal between the Al alloy and the Si substrate. The TiN film is attracting attention as a barrier metal because it has low electric resistance and is chemically stable (Sansai, Yoshiwara, Kitahara, Hosokawa; “Vacuum” (JAPAN), Volume 30, No. 5, p3.
47, 1987).

【0006】バリヤメタル材料としては基本的にp+Si
及びn+Si の双方に小さなバリヤハイトを有することが
望ましい。しかしながら下記の表1に示したように、 T
iN膜はSi拡散層とのコンタクト抵抗が高く(特にp+Si
に対して非常に高い抵抗を示す)、Ti等の下地膜を形成
する必要がある。
Basically, p + Si is used as a barrier metal material.
And it is desirable to have a small barrier height to both n + Si. However, as shown in Table 1 below, T
The iN film has a high contact resistance with the Si diffusion layer (especially p + Si
However, it is necessary to form a base film of Ti or the like.

【0007】[0007]

【表1】 [Table 1]

【0008】Ti膜の形成は通常Tiターゲットを用いたス
パッタ法により行われている。
The formation of the Ti film is usually performed by the sputtering method using a Ti target.

【0009】CVD法(熱CVD法、プラズマCVD
法)によるTi膜の形成についてはほとんど報告例がな
い。
CVD method (thermal CVD method, plasma CVD
There are almost no reports of Ti film formation by the method).

【0010】また(成富;「チタニウム・ジルコニウ
ム」、vol24、No3、昭和51年7月、p130〜
p144)にはプラズマを用いたTiの形成について書か
れている。これはアークプラズマジェットを用いて水素
等の還元剤でTiのハロゲン化物(TiCl4)をチタンに還元
するもので、2000℃のプラズマジェットトーチ中に
原料を供給してやる必要があるという内容であり、さら
にアルゴン水素プラズマをTiCl4 の還元に用い( Krapu
khinと Korolev、1968年)、発火性のチタン微粉が
得られるであろうが、実行はされていないといった内容
である。
Also (Narumi; "Titanium Zirconium", vol24, No3, July 1976, p130-
p144) describes the formation of Ti using plasma. This is to reduce Ti halide (TiCl 4 ) to titanium with a reducing agent such as hydrogen using an arc plasma jet, and it is necessary to supply the raw material into a 2000 ° C plasma jet torch. Furthermore, argon hydrogen plasma was used for the reduction of TiCl 4 (Krapu
Khin and Korolev, 1968), ignitable fine titanium powder may be obtained, but it is not executed.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記したように TiN膜
はLSIのバリヤメタル材料として有効である。しかし
ながら TiN膜はSi拡散層とのコンタクト抵抗値が大き
く、Ti等の下地膜を形成する必要があった。
As described above, the TiN film is effective as a barrier metal material for LSI. However, since the TiN film has a large contact resistance value with the Si diffusion layer, it was necessary to form a base film of Ti or the like.

【0012】Ti 膜は上記したように通常はスパッタ法
にて形成されているが、スパッタ法によるTi膜の成膜は
ステップカバレッジ(段差被覆性)が悪く、コンタクト
ホールが微細化してアスペクト比が大きくなってくる
と、コンタクトホール底部にはほとんど成膜せず、微細
化するLSIには使用できないといった課題があった。
As described above, the Ti film is usually formed by the sputtering method. However, the Ti film formed by the sputtering method has poor step coverage (step coverage), and the contact hole is miniaturized so that the aspect ratio is small. When the size becomes larger, there is a problem that the film is hardly formed on the bottom of the contact hole and cannot be used for a miniaturized LSI.

【0013】また、LPCVD法(Low Pressure Chemi
cal Vapor Deposition)による成膜は一般にステップカ
バレッジが良く、 TiN膜についてはLPCVD法による
成膜がなされ研究されている。しかしながら、Ti膜の成
膜にはTiCl4 の還元のために高エネルギーを必要とし、
熱エネルギーにより反応を進めるLPCVD法ではTi膜
を形成することができなかった。
The LPCVD method (Low Pressure Chemi
The film formation by cal vapor deposition) generally has good step coverage, and the TiN film has been studied by forming it by the LPCVD method. However, Ti film formation requires high energy for the reduction of TiCl 4 ,
The Ti film could not be formed by the LPCVD method in which the reaction is promoted by thermal energy.

【0014】また、アークプラズマジェットによるTiの
形成については2000℃を越える高温処理であって、この
ような高温処理をLSIの製造工程に組み入れることは
不可能であり、またTiの粉末しか得られていないという
課題があった。
Further, the formation of Ti by the arc plasma jet is a high temperature treatment exceeding 2000 ° C., and it is impossible to incorporate such a high temperature treatment into the LSI manufacturing process, and only Ti powder is obtained. There was a problem that not.

【0015】本発明は上記した課題に鑑み発明されたも
のであって、LSIの製造工程に適用可能な低温でTi膜
あるいはTiリッチなTiN 膜の形成を可能とし、また TiN
膜の成膜プロセスと組み合わせることによりコンタクト
抵抗が低く、かつバリヤ性の高いコンタクトを実現し、
さらに前処理プロセス及び熱処理プロセスを組み込みこ
むことにより、さらに低コンタクト抵抗で安定したコン
タクト形成を歩留まり及び再現性良く行うことを目的と
している。
The present invention has been invented in view of the above-mentioned problems, and enables formation of a Ti film or a Ti-rich TiN film at a low temperature applicable to the manufacturing process of LSI.
A contact with low contact resistance and high barrier property is realized by combining with the film forming process.
Furthermore, by incorporating a pretreatment process and a heat treatment process, it is an object of the present invention to perform stable contact formation with a lower contact resistance with good yield and reproducibility.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る薄膜の形成方法は、有磁場プラズマCV
D法において TiCl4とH2または TiCl4とH2とArガスとを
使用し、基板上にTi膜を形成することを特徴とし
(1)、また、有磁場プラズマCVD法において TiCl4
とH2とN2または TiCl4とH2とN2とArガスとを使用し、N2
のTiCl4 に対する流量比を0.5以下とすることにより
基板上にTiリッチなTiN 膜( TixNyにおいてχ>y)を
形成することを特徴としている(2)。
In order to achieve the above object, a method of forming a thin film according to the present invention comprises a magnetic field plasma CV.
In the D method, TiCl 4 and H 2 or TiCl 4 and H 2 and Ar gas are used to form a Ti film on the substrate (1), and in the magnetic field plasma CVD method, TiCl 4 is used.
And using H 2 and N 2, or TiCl 4 and H 2, N 2, and Ar gas, N 2
It is characterized in that a Ti-rich TiN film (χ> y in TixNy) is formed on the substrate by setting the flow rate ratio of TiCl 4 to 0.5 or less (2).

【0017】さらには上記(1)又は(2)記載の薄膜
の形成方法において、基板温度500℃以下でTi膜ある
いはTiリッチなTiN 膜を形成することを特徴としている
(3)。
Further, in the method of forming a thin film described in (1) or (2) above, a Ti film or a Ti-rich TiN film is formed at a substrate temperature of 500 ° C. or lower (3).

【0018】また上記(1)記載の方法を用いてTi膜を
形成し、この後有磁場プラズマCVD法によって、 TiC
l4とH2とN2または TiCl4とH2とN2とArガスとを使用し、
N2のTiCl4 に対する流量比を0.5以上として基板上に
TiN 膜を形成することを特徴とし(4)、また上記
(2)記載の方法を用いてTiリッチなTiN 膜を形成し、
この後有磁場プラズマCVD法によって、 TiCl4とH2
N2または TiCl4とH2とN2とArガスとを使用し、N2の TiC
l4に対する流量比を0.5以上として基板上にTiN 膜を
形成することを特徴とし(5)、また上記(3)記載の
方法を用いてTi膜 あるいはTiリッチなTiN 膜を形成
し、この後有磁場プラズマCVD法によって、TiCl4
H2とN2またはTiCl4 とH2とN2とArガスとを使用し、N2
TiCl4 に対する流量比を0.5以上として基板上にTiN
膜を形成することを特徴としている(6)。
A Ti film is formed by using the method described in (1) above, and then TiC is formed by a magnetic field plasma CVD method.
L 4 and H 2 and N 2 or TiCl 4 and H 2 and N 2 and Ar gas are used,
The flow rate ratio of TiCl 4 N 2 on the substrate as a 0.5 or higher
A TiN film is formed (4), and a Ti-rich TiN film is formed using the method described in (2) above.
After that, TiCl 4 and H 2
Using N 2 or TiCl 4 , H 2 , N 2 and Ar gas, N 2 TiC
A TiN film is formed on the substrate at a flow rate ratio of 0.5 or more with respect to l 4 (5), and a Ti film or a Ti-rich TiN film is formed using the method described in (3) above. After that, TiCl 4 and
Using H 2 and N 2 or TiCl 4 H 2 and N 2 and Ar gas, the N 2
TiN on the substrate with a flow rate ratio of 0.5 or more to TiCl 4
It is characterized by forming a film (6).

【0019】さらには上記(4)記載の薄膜の形成方法
において、Ti膜を形成する工程と、TiN膜を形成する工
程とを、ガス種及び/又はガス流量を変化させることに
よって連続したプラズマ発生中で行い、基板上に連続的
に2層膜を形成することを特徴とし(7)、また上記
(5)記載の薄膜の形成方法において、TiリッチなTiN
膜を形成する工程と、 TiN膜を形成する工程とを、ガス
種及び/又はガス流量を変化させることによって連続し
たプラズマ発生中で行い、基板上に連続的に2層膜を形
成することを特徴とし(8)、また上記(6)記載の薄
膜の形成方法において、Ti膜あるいはTiリッチなTiN膜
を形成する工程と、 TiN膜を形成する工程とを、ガス種
及び/又はガス流量を変化させることによって連続した
プラズマ発生中で行い、基板上に連続的に2層膜を形成
することを特徴としている(9)。
Further, in the thin film forming method described in (4) above, the step of forming a Ti film and the step of forming a TiN film are continuously performed by changing the gas species and / or the gas flow rate. In the method for forming a thin film described in (7) above, which is characterized in that a two-layer film is continuously formed on the substrate.
The step of forming a film and the step of forming a TiN film are performed during continuous plasma generation by changing the gas species and / or the gas flow rate to form a two-layer film continuously on the substrate. In the thin film forming method described in (8) and (6) above, the step of forming a Ti film or a Ti-rich TiN film and the step of forming a TiN film are performed by changing the gas species and / or the gas flow rate. It is characterized in that a two-layer film is continuously formed on the substrate by changing the temperature to continuously generate plasma (9).

【0020】さらには上記(4)記載の薄膜の形成方法
において、1つのチャンバー内で基板上にTi膜を形成
し、その後前記基板を別のチャンバーへ真空中で搬送
し、前記別のチャンバー内で前記基板上にTiN 膜を形成
することを特徴とし(10)、また上記(5)記載の薄
膜の形成方法において、1つのチャンバー内で基板上に
TiリッチなTiN 膜を形成し、その後前記基板を別のチャ
ンバーへ真空中で搬送し、前記別のチャンバー内で前記
基板上にTiN 膜を形成することを特徴とし(11)、ま
た上記(6)記載の薄膜の形成方法において、1つのチ
ャンバー内で基板上にTi膜あるいはTiリッチなTiN 膜を
形成し、その後前記基板を別のチャンバーへ真空中で搬
送し、前記別のチャンバー内で前記基板上にTiN 膜を形
成することを特徴としている(12)。
Further, in the method for forming a thin film described in (4) above, a Ti film is formed on a substrate in one chamber, and then the substrate is transferred to another chamber in a vacuum, In the method for forming a thin film described in (5) above, a TiN film is formed on the substrate by the method described in (5) above.
The method is characterized in that a Ti-rich TiN film is formed, then the substrate is transferred to another chamber in vacuum, and the TiN film is formed on the substrate in the another chamber (11), and above (6). ) In the method for forming a thin film described above, a Ti film or a Ti-rich TiN film is formed on a substrate in one chamber, and then the substrate is transferred to another chamber in a vacuum, It is characterized by forming a TiN film on the substrate (12).

【0021】さらには上記(3)記載の方法を用いてTi
膜あるいはTiリッチなTiN 膜を形成し、その後前記基板
に500℃以上の熱処理を加えることを特徴とし(1
3)、また、上記(10) 又は(11)記載の薄膜の形
成方法において、Ti膜あるいはTiリッチなTiN 膜を基板
温度500℃以下で形成し、その後前記基板を別のチャ
ンバーへ真空中で搬送する途中において、前記基板に5
00℃以上の熱処理を加えることを特徴とし(14)、
また、上記(4)、(5)、(7)、(8)、(10)
又は(11)記載の方法によって基板上にTi膜あるいは
TiリッチなTiN 膜と、TiN 膜とを500℃以下の温度で
形成し、その後前記基板を加熱炉へ真空中で搬送し、前
記加熱炉内で500℃以上の熱処理を加えることを特徴
としている(15)。
Further, using the method described in (3) above, Ti
A film or a Ti-rich TiN film is formed, and then the substrate is subjected to heat treatment at 500 ° C. or higher (1
3) Further, in the method for forming a thin film according to (10) or (11) above, a Ti film or a Ti-rich TiN film is formed at a substrate temperature of 500 ° C. or lower, and then the substrate is vacuumed into another chamber. During the transportation, 5
Characterized by adding a heat treatment of at least 00 ° C. (14),
Further, the above (4), (5), (7), (8), (10)
Alternatively, a Ti film or a Ti film is formed on the substrate by the method described in (11).
A Ti-rich TiN film and a TiN film are formed at a temperature of 500 ° C. or lower, and then the substrate is transferred to a heating furnace in vacuum, and heat treatment is performed at 500 ° C. or higher in the heating furnace. (15).

【0022】さらには上記(10)又は(11)記載の
薄膜の形成方法に使用される薄膜形成装置であって、基
板上にTi膜あるいはTiリッチなTiN 膜を形成するための
チャンバーと、基板上にさらにTiN 膜を形成するための
チャンバーと、これらチャンバー間を真空中で搬送する
真空搬送経路とを備えていることを特徴としている(1
6)。
Furthermore, in the thin film forming apparatus used in the method for forming a thin film described in the above (10) or (11), a chamber for forming a Ti film or a Ti-rich TiN film on a substrate, and a substrate It is characterized by further comprising a chamber for forming a TiN film thereon and a vacuum transfer path for transferring between these chambers in a vacuum (1
6).

【0023】また、上記(1)乃至(15)のいずれか
に記載の薄膜の形成方法において、Ti膜あるいはTiリッ
チなTiN 膜を形成する前にプラズマクリーニングを行う
ことを特徴とし(17)、また、上記(17)記載の薄
膜の形成方法において、プラズマクリーニングをTi膜あ
るいはTiリッチなTiN 膜を形成するチャンバー内で行う
ことを特徴とし(18)、また、上記(17)記載の薄
膜の形成方法において、プラズマクリーニング用チャン
バーと、Ti膜あるいはTiリッチなTiN 膜を形成するチャ
ンバーと、これらチャンバー間を真空中で搬送する真空
搬送経路とを備えていることを特徴としている(1
9)。
Further, in the method of forming a thin film as described in any of (1) to (15) above, plasma cleaning is performed before forming a Ti film or a Ti-rich TiN film (17), Further, in the thin film forming method described in (17) above, plasma cleaning is performed in a chamber for forming a Ti film or a Ti-rich TiN film (18), and the thin film formation according to (17) above is performed. The forming method is characterized by comprising a plasma cleaning chamber, a chamber for forming a Ti film or a Ti-rich TiN film, and a vacuum transfer path for transferring these chambers in a vacuum (1
9).

【0024】さらには上記(1)乃至(15)のいずれ
かに記載の薄膜の形成方法において、Ti膜、Tiリッチな
TiN 膜又はTiN 膜のいずれかの形成の前に、H2プラズマ
あるいはH2及び Ar プラズマを基板に照射することを特
徴とし(20)、また、上記(20)記載の薄膜の形成
方法において、H2プラズマあるいはH2及び Ar プラズマ
の基板への照射と、Ti膜、TiリッチなTiN 膜又はTiN 膜
のいずれかの形成とを、ガス種及び/又はガス流量を変
化させることによって連続したプラズマ発生中で行うこ
とを特徴としている(21)。
Furthermore, in the method of forming a thin film according to any one of (1) to (15) above, a Ti film and a Ti-rich
Prior to forming either the TiN film or the TiN film, the substrate is irradiated with H 2 plasma or H 2 and Ar plasma (20), and the method for forming a thin film according to (20) above, Irradiation of H 2 plasma or H 2 and Ar plasma onto the substrate and formation of either Ti film, Ti-rich TiN film or TiN film are performed continuously by changing the gas species and / or gas flow rate. It is characterized in that it is performed during generation (21).

【0025】[0025]

【作用】Ti膜形成の反応のメカニズムとしては下記の反
応式が考えられる。
[Function] The following reaction formula can be considered as a reaction mechanism of Ti film formation.

【0026】TiCl4 + 2H2 → Ti + 4HCl しかしTiCl4 を完全にTiとClに分解するためには図1か
ら求められるように、400kcal mol-1以上の非常に高
いエネルギを必要とする。
TiCl 4 + 2H 2 → Ti + 4HCl However, in order to completely decompose TiCl 4 into Ti and Cl, very high energy of 400 kcal mol −1 or more is required as required from FIG.

【0027】したがって、先の還元反応を進めるために
は、非常に高いエネルギーが必要である。従来技術に示
したアークプラズマジェットを用いる方法は、2000℃以
上の熱プラズマ中において処理を行うことにより、これ
を可能としたものである。
Therefore, very high energy is required in order to advance the above reduction reaction. The method using the arc plasma jet shown in the prior art makes this possible by performing the treatment in thermal plasma at 2000 ° C. or higher.

【0028】これに対し、本発明にかかる方法では、減
圧下での非平衡プラズマ(電子温度、イオン温度、ガス
温度等が異なる)を利用することに着目し、なかでもE
CRプラズマのような共鳴現象を利用したプラズマにお
いては、高エネルギーの電子がプラズマ中に生成してい
る点に注目したものである。すなわち、減圧下でのプラ
ズマ中においては、特に共鳴現象を利用したプラズマ中
においては、高エネルギー電子が存在し、これら高エネ
ルギー電子の衝突により分解・還元反応が促進されるの
である。したがって、基板温度を2000℃などという高温
にしなくともTi膜が形成され、形成されるTiも粉状では
なく膜状に形成される。
On the other hand, in the method according to the present invention, attention is paid to the use of non-equilibrium plasma (the electron temperature, the ion temperature, the gas temperature, etc. are different) under reduced pressure.
In a plasma using a resonance phenomenon such as CR plasma, it is noted that high-energy electrons are generated in the plasma. That is, in plasma under reduced pressure, especially in plasma utilizing a resonance phenomenon, high-energy electrons are present, and the decomposition / reduction reaction is promoted by collision of these high-energy electrons. Therefore, the Ti film is formed without raising the substrate temperature to a high temperature such as 2000 ° C., and the formed Ti is not a powder but a film.

【0029】また、特にECRプラズマを用いて成膜す
るとECRプラズマは指向性の良いプラズマであるの
で、微細なコンタクトホールに対してもステップカバレ
ッジ良く成膜することができる利点がある。
In particular, when the film is formed by using ECR plasma, since ECR plasma is a plasma having a good directivity, there is an advantage that a film can be formed with good step coverage even for a fine contact hole.

【0030】また、本発明の方法においてはTiN 膜とTi
リッチなTiN 膜( TixNy、χ>y)をTiCl4 、H2、N2
びArガスを用いて成膜するに際し、TiCl4 に対するN2
流量比を0.5 以上にすることによりTiN 膜を、0.5 以下
とすることによりTiリッチなTiN 膜を形成可能としてい
る。さらに、このことを利用し、Ti膜あるいはTiリッチ
なTiN 膜とTiN 膜とを、ガス種及び/又はガス流量を変
化させることにより連続成膜可能としている。
Further, in the method of the present invention, TiN film and Ti
When forming a rich TiN film (Ti x N y , χ> y) using TiCl 4 , H 2 , N 2 and Ar gas, the flow rate ratio of N 2 to TiCl 4 is set to 0.5 or more. A Ti-rich TiN film can be formed by setting the film to 0.5 or less. Further, by utilizing this fact, the Ti film or the Ti-rich TiN film and the TiN film can be continuously formed by changing the gas species and / or the gas flow rate.

【0031】また、本発明の方法においてはTi膜あるい
はTiリッチなTiN 膜とTiN 膜との形成を別々のチャンバ
ーで行うことにより、1つのチャンバー内でTi膜あるい
はTiリッチなTiN 膜と、TiN 膜との成膜を繰り返し行う
場合と相違し、チャンバー内壁にTi膜あるいはTiリッチ
なTiN 膜と、TiN 膜とが交互に堆積して剥離し、パーテ
ィクルが発生するといったことを防止することができ
る。
In the method of the present invention, the Ti film or the Ti-rich TiN film and the TiN film are formed in different chambers, so that the Ti film or the Ti-rich TiN film and the TiN film are formed in one chamber. Unlike the case where film formation is repeated, it is possible to prevent Ti film or Ti-rich TiN film and TiN film from alternately depositing on the inner wall of the chamber and peeling off to generate particles. ..

【0032】Ti膜あるいはTiリッチなTiN 膜をシリコン
基板上に成膜する際、基板温度500℃以上で行うと、Ti
膜あるいはTiリッチなTiN 膜とシリコンとの界面部分が
シリサイド化することから、シリサイド化が成膜と同時
に進行するが、プラズマ生成時には基板温度の分布がプ
ラズマ照射の影響を受けてやや不均一となるので、シリ
サイド化が不均一に進むことになる。そこで本発明の方
法においてはTi膜あるいはTiリッチなTiN 膜をシリコン
基板上に成膜し、さらにコンタクトの低抵抗化のために
熱処理する(シリコンとの界面にTiSi2 を形成する)に
際し、基板温度500 ℃以下で成膜を行い、その後、プラ
ズマの無い状況で均一な温度分布のもとに500 ℃以上の
熱処理を行い、均一にシリサイド化を進め、安定した低
抵抗なコンタクト形成を可能とするのである。また、熱
処理はTiN 膜の成膜の前後のいずれに行っても良い。
When a Ti film or a Ti-rich TiN film is formed on a silicon substrate at a substrate temperature of 500 ° C. or higher, Ti
Since the silicidation proceeds at the interface between the film or the Ti-rich TiN film and silicon, the silicidation progresses at the same time as the film formation, but the distribution of the substrate temperature during plasma generation is affected by plasma irradiation and is slightly non-uniform. Therefore, the silicidation proceeds nonuniformly. Therefore, in the method of the present invention, a Ti film or a Ti-rich TiN film is formed on a silicon substrate, and heat treatment is performed to reduce the resistance of the contact (TiSi 2 is formed at the interface with silicon). The film is formed at a temperature of 500 ℃ or less, and then heat treatment is performed at 500 ℃ or more in the absence of plasma in a uniform temperature distribution to promote uniform silicidation, enabling stable low resistance contact formation. To do. The heat treatment may be performed before or after the TiN film is formed.

【0033】また、本発明の方法を実施する際において
はTi膜あるいはTiリッチなTiN 膜成膜後、TiN 膜の成膜
に至る途中において、基板を大気にさらすことは好まし
くない。なぜなら、Tiは活性金属であるので、大気中に
出すとすぐ酸化されてしまうからである。
In carrying out the method of the present invention, it is not preferable to expose the substrate to the atmosphere after the Ti film or the Ti-rich TiN film is formed and before the TiN film is formed. This is because Ti is an active metal and is oxidized immediately when exposed to the atmosphere.

【0034】また、本発明の方法においては基板上にTi
膜あるいはTiリッチなTiN 膜を成膜する前に基板上を洗
浄する(主として基板上の自然酸化膜を除去する)、す
なわちCF4 を含むガス等によりプラズマクリーニングす
ることにより、従来のウェット洗浄で問題となってい
た、微細なコンタクトホール内のクリーニングを可能と
する。
Further, in the method of the present invention, Ti on the substrate is
Before the film or Ti-rich TiN film is formed, the substrate is cleaned (mainly the natural oxide film on the substrate is removed), that is, plasma cleaning is performed using a gas containing CF 4 , etc. Enables cleaning of fine contact holes, which was a problem.

【0035】また、TiCl4 ガスを使用した成膜の際、Ti
Cl4 ガスは蒸気圧が低く、吸着性が高いので、TiCl4
スが基板表面に吸着され、界面部分に塩素を多量に含ん
だ層が形成され、この後プラズマを発生させて基板表面
を叩いて活性化させても、前記表面に吸着された塩素を
含んだ層を容易に剥離できない問題点に関し、本発明の
方法においてはTiCl4 ガス導入前に前もってH2プラズマ
あるいはH2及びArプラズマを基板に照射することにより
基板表面を活性化させておき、TiCl4 ガスの基板表面へ
の吸着を防ぎ、塩素吸着層の発生を防ぐことを可能とす
る。
When forming a film using TiCl 4 gas, Ti
Since Cl 4 gas has a low vapor pressure and high adsorptivity, TiCl 4 gas is adsorbed on the substrate surface, a layer containing a large amount of chlorine is formed at the interface portion, and then plasma is generated to strike the substrate surface. Even if activated by the above, with respect to the problem that the layer containing chlorine adsorbed on the surface cannot be easily peeled off, in the method of the present invention, H 2 plasma or H 2 and Ar plasma are previously introduced before introducing TiCl 4 gas. By irradiating the substrate, the surface of the substrate is activated to prevent TiCl 4 gas from adsorbing to the surface of the substrate and to prevent generation of a chlorine adsorption layer.

【0036】また、本発明の方法におけるArガスの添加
はプラズマの強度を強め、かつ安定させ、成膜速度等を
増加させる作用を有する。
Further, the addition of Ar gas in the method of the present invention has the effects of strengthening and stabilizing the plasma intensity and increasing the film formation rate and the like.

【0037】[0037]

【実施例】以下、本発明に係る薄膜の形成方法及び薄膜
形成装置の実施例を図面に基づいて説明する。
Embodiments of a thin film forming method and a thin film forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0038】本実施例ではプラズマCVD法を用いてTi
膜もしくはTiリッチの薄膜を基板上に形成した場合につ
いて詳述する。
In this embodiment, Ti is formed by using the plasma CVD method.
The case where a film or a Ti-rich thin film is formed on a substrate will be described in detail.

【0039】図2は本実施例に係る薄膜の形成方法に使
用するプラズマCVD装置を模式的に示した断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view schematically showing a plasma CVD apparatus used in the method of forming a thin film according to this embodiment.

【0040】該プラズマCVD装置は、プラズマ生成室
1と反応室2とからなる装置本体3と、プラズマ生成室
1の周囲に配設されて直流電源(図示せず)が接続され
た励磁コイル4と、マイクロ波発振器(図示せず)から
発振されたマイクロ波をプラズマ生成室1に導入する導
波管5等とから構成されている。6は石英ガラス等で形
成されたマイクロ波導入窓、7は該マイクロ波導入窓に
高周波(RF)電源を印加する高周波発生源、8は基板
9が載置される試料台をそれぞれ表している。
The plasma CVD apparatus comprises an apparatus body 3 consisting of a plasma generation chamber 1 and a reaction chamber 2, and an exciting coil 4 arranged around the plasma generation chamber 1 and connected to a DC power source (not shown). And a waveguide 5 for introducing microwaves oscillated from a microwave oscillator (not shown) into the plasma generation chamber 1. Reference numeral 6 is a microwave introduction window formed of quartz glass or the like, 7 is a high frequency generation source for applying a high frequency (RF) power source to the microwave introduction window, and 8 is a sample table on which the substrate 9 is placed. ..

【0041】プラズマ生成室1は略円筒形状に形成さ
れ、このプラズマ生成室1の上部壁の略中央部にはマイ
クロ波を導入するための第1の孔10が形成されてお
り、プラズマ生成室1の下方には、このプラズマ生成室
1よりも大口径を有する反応室2が一体的に形成されて
いる。また、この反応室2とプラズマ生成室1とは、仕
切板11によって仕切られており、この仕切板11の略
中央部には第2の孔(プラズマ引出窓)12が形成され
ている。
The plasma generating chamber 1 is formed in a substantially cylindrical shape, and a first hole 10 for introducing a microwave is formed in a substantially central portion of an upper wall of the plasma generating chamber 1. A reaction chamber 2 having a larger diameter than the plasma generation chamber 1 is integrally formed below the plasma generation chamber 1. Further, the reaction chamber 2 and the plasma generation chamber 1 are partitioned by a partition plate 11, and a second hole (plasma extraction window) 12 is formed at a substantially central portion of the partition plate 11.

【0042】さらに、反応室2の側壁には第1の導入配
管13が接続され、反応室2の底部には排気系(図示せ
ず)に連通している排気配管14が接続されている。ま
た、プラズマ生成室1の上部壁には第2の導入配管15
が接続されている。
Further, a first introduction pipe 13 is connected to the side wall of the reaction chamber 2, and an exhaust pipe 14 communicating with an exhaust system (not shown) is connected to the bottom of the reaction chamber 2. Further, the second introduction pipe 15 is provided on the upper wall of the plasma generation chamber 1.
Are connected.

【0043】高周波発生源7は高周波発生器16とマッ
チングボックス17とから構成され、マイクロ波導入窓
6と導波管5との間に挟着された平板電極18を介して
マイクロ波導入窓6に高周波が印加されるようになって
いる。
The high frequency generator 7 comprises a high frequency generator 16 and a matching box 17, and a microwave introducing window 6 is interposed via a plate electrode 18 sandwiched between the microwave introducing window 6 and the waveguide 5. A high frequency is applied to.

【0044】試料台8には基板9にRF高周波を印加す
るためのRF高周波発振器21が、マッチングボックス
20を介して接続されている。このRF高周波発振器2
1により基板9に所定のRF高周波を印加し、前述の薄
膜の形成方法を実施することにより、基板9にかかるバ
イアス電圧により、基板9表面の凹凸面がさらに微細な
場合でも段差被覆性の良好な薄膜を形成することができ
る。
An RF high frequency oscillator 21 for applying an RF high frequency to the substrate 9 is connected to the sample stage 8 via a matching box 20. This RF high frequency oscillator 2
By applying a predetermined RF high frequency to the substrate 9 by the method 1 and performing the above-described thin film forming method, the bias voltage applied to the substrate 9 allows good step coverage even when the uneven surface of the substrate 9 is finer. A thin film can be formed.

【0045】また、基板9を所定のヒータ等で加熱し、
基板9の温度を500℃以下の所定値に保つと、下地と
シリサイド化反応を起こさせないで薄膜を形成できるこ
ととなる。
Further, the substrate 9 is heated by a predetermined heater or the like,
If the temperature of the substrate 9 is kept at a predetermined value of 500 ° C. or lower, a thin film can be formed without causing a silicidation reaction with the base.

【0046】本プラズマCVD装置は、励磁コイル4に
直流電力が供給されるとプラズマ生成室1に所定の磁場
が発生するように構成されている。これによりマイクロ
波発振器からプラズマ生成室1に導入されるマイクロ波
の角周波数ωと電子サイクロトロンの角周波数ωc
が、プラズマ生成室1において等しくなるような磁場が
形成され、電子に共鳴運動が起きるように構成すること
もできる。この共鳴を起こさせるための条件、すなわ
ち、ECR条件は、古典力学的方程式を解くことにより
容易に求められ、次式で示される。
The plasma CVD apparatus is constructed so that a predetermined magnetic field is generated in the plasma generating chamber 1 when DC power is supplied to the exciting coil 4. As a result, a magnetic field is formed so that the angular frequency ω of the microwave introduced from the microwave oscillator into the plasma generation chamber 1 and the angular frequency ω c of the electron cyclotron become equal in the plasma generation chamber 1, and the electrons have resonance motion. It can also be configured to wake up. The condition for causing this resonance, that is, the ECR condition can be easily obtained by solving the classical mechanical equation and is represented by the following equation.

【0047】 ω = ωc = eB/m ……… ここで、eは電子の電荷(=1.6 ×10-19 C)、Bは磁
束密度(T)、mは電子の質量(=9.1 ×10-31kg )を
それぞれ表している。
Ω = ω c = eB / m ... where e is the electron charge (= 1.6 × 10 -19 C), B is the magnetic flux density (T), and m is the electron mass (= 9.1 × 10). -31 kg) respectively.

【0048】マイクロ波の角周波数ωは、本実施例では
2.45GHz に設定されており、前記式よりECR条件を
満たす磁束密度Bは8.75×10-2Tとなる。
In this embodiment, the angular frequency ω of the microwave is
It is set to 2.45 GHz, and the magnetic flux density B satisfying the ECR condition from the above equation is 8.75 × 10 -2 T.

【0049】上記装置を用いて薄膜を形成するには、ま
ず、排気系を操作して装置本体3内を1×10-6Torr以
下の圧力に減圧し、この後TiCl4 10SCCMを第1の導入
配管13から反応室2内に供給する一方、Ar43SCCM、
H2 50SCCMをプラズマ生成室1内に第2の導入配管1
5から供給する。この後装置本体3内を所定の圧力、例
えば2×10-3Torrに設定する。
In order to form a thin film using the above apparatus, first, the exhaust system is operated to reduce the pressure in the apparatus main body 3 to a pressure of 1 × 10 -6 Torr or less, and then TiCl 4 10 SCCM is used for the first step. While supplying from the introduction pipe 13 into the reaction chamber 2, Ar43SCCM,
H 2 50 SCCM in plasma generation chamber 1 2nd introduction pipe 1
Supply from 5. After that, the inside of the apparatus main body 3 is set to a predetermined pressure, for example, 2 × 10 −3 Torr.

【0050】さらに、高周波発生源7に通電してマイク
ロ波導入窓6に電圧を印加し、高周波によるArイオンの
スパッタ効果により、Ti薄膜がマイクロ波導入窓6に付
着するのを防止する。
Further, the high frequency generator 7 is energized to apply a voltage to the microwave introduction window 6 to prevent the Ti thin film from adhering to the microwave introduction window 6 due to the sputtering effect of Ar ions by the high frequency.

【0051】一方、出力2.8KWのマイクロ波をマイ
クロ波発振器から導波管5を介してプラズマ生成室1に
導入すると共に励磁コイル4に直流電源を接続してプラ
ズマ生成室1内に磁場を生じさせる。そしてプラズマ生
成室1内で高エネルギ電子と原料ガスとを衝突させ、こ
の原料ガスを分解してイオン化し、プラズマを生成させ
る。
On the other hand, a microwave having an output of 2.8 KW is introduced from the microwave oscillator into the plasma generation chamber 1 through the waveguide 5, and a DC power source is connected to the exciting coil 4 to generate a magnetic field in the plasma generation chamber 1. Give rise to. Then, high-energy electrons collide with the raw material gas in the plasma generation chamber 1, and the raw material gas is decomposed and ionized to generate plasma.

【0052】次いで、このプラズマは第2の孔12を通
過し、発散磁界により図中矢印A方向に加速されて反応
室2内に導かれ、試料台8に載置された基板9の表面に
Ti膜もしくはTiリッチのTiN 薄膜を形成する。その後、
さらに導入配管15よりN2ガスを流量15SCCMで添加し
て、連続的に成膜することによりTiN(1000Å)/Ti
(300Å)/Si基板の2層膜を形成した。結果を図3
に示す。図3は、オージェ電子分光法による分析結果を
示し、表面からのスパッタリング時間と各元素の強度と
の関係を示しており、Si基板の上にTi膜、その上に TiN
膜が形成されていることが認められる。また本実施例で
は460℃で膜形成を行ったのでTi膜層でシリサイド化
反応が抑制されていることがわかる。
Next, this plasma passes through the second hole 12, is accelerated by the divergent magnetic field in the direction of the arrow A in the figure, is guided into the reaction chamber 2, and is directed to the surface of the substrate 9 mounted on the sample stage 8.
A Ti film or a Ti-rich TiN thin film is formed. afterwards,
Furthermore, N 2 gas is added from the introduction pipe 15 at a flow rate of 15 SCCM to continuously form a film, thereby TiN (1000 Å) / Ti
A two-layer film of (300Å) / Si substrate was formed. The result is shown in Figure 3.
Shown in. Fig. 3 shows the results of analysis by Auger electron spectroscopy, showing the relationship between the sputtering time from the surface and the intensity of each element, a Ti film on a Si substrate, and TiN on it.
It is recognized that a film is formed. Further, in this example, since the film was formed at 460 ° C., it can be seen that the silicidation reaction is suppressed in the Ti film layer.

【0053】また基板温度を種々変えて、Si基板上と石
英ガラス基板上とに成膜を行い、膜厚をSEM(走査型
電子顕微鏡)で測定し、成膜速度(Å/min)との関
係を調べた。この結果を図4に示す。
Further, the substrate temperature was variously changed, and the film was formed on the Si substrate and the quartz glass substrate, the film thickness was measured by an SEM (scanning electron microscope), and the film formation rate (Å / min) was measured. I investigated the relationship. The result is shown in FIG.

【0054】図4では、基板温度500℃以上の場合、
Si基板上の堆積膜の厚さが石英ガラス板上のそれに比べ
て著しく厚いことが分かる。これは、堆積したTi膜と基
板のSiが反応し、格子定数の大きいTiシリサイド膜が生
成していることを示している。すなわち、見掛け上堆積
膜の厚さが厚くなっているのである。
In FIG. 4, when the substrate temperature is 500 ° C. or higher,
It can be seen that the thickness of the deposited film on the Si substrate is significantly thicker than that on the quartz glass plate. This indicates that the deposited Ti film reacts with Si of the substrate to form a Ti silicide film having a large lattice constant. That is, the thickness of the deposited film is apparently increased.

【0055】これにより、500℃以上に基板温度を上
げると、形成されたTi膜もしくはTiリッチ膜は下地の基
板Siと反応し、シリサイド化していることがわかる。
From this, it is understood that when the substrate temperature is raised to 500 ° C. or higher, the formed Ti film or Ti-rich film reacts with the underlying substrate Si to form a silicide.

【0056】また実際のLSIデバイスを作製してみた
が、1000℃までの成膜温度であればデバイス、特に
拡散層に悪影響を与えず、Ti膜をシリサイド化すること
ができ、低抵抗コンタクトを実現することができた。
Further, an actual LSI device was manufactured. However, if the film forming temperature is up to 1000 ° C., the device, especially the diffusion layer is not adversely affected, the Ti film can be silicidized, and the low resistance contact can be formed. Could be realized.

【0057】さらに460℃の成膜温度でもってTi膜を
種々の径のコンタクトホール部に形成し、この後後述す
る表2の最適条件でRTP( Rapid Thermal Process )
処理を行ってシリサイド化し、コンタクト抵抗値を調べ
た。その結果を図5に示す。比較のためスパッタ法によ
りTi膜と TiN膜とをコンタクト部に形成し、同様にRT
P処理によりシリサイド化してコンタクト抵抗値を調べ
た。この結果もあわせて図5に示した。尚、下地Si基板
の拡散層としてはnチャネルのものを使用した。
Further, a Ti film is formed at contact holes of various diameters at a film forming temperature of 460 ° C., and thereafter RTP (Rapid Thermal Process) is performed under the optimum conditions shown in Table 2 described later.
A treatment was performed to form a silicide, and the contact resistance value was examined. The result is shown in FIG. For comparison, a Ti film and a TiN film were formed on the contact portion by the sputtering method, and the RT
The contact resistance value was examined by forming a silicide by P treatment. The results are also shown in FIG. The n-channel one was used as the diffusion layer of the underlying Si substrate.

【0058】図5より明らかなように、ECRプラズマ
CVD法によるものは、スパッタ法による場合とまった
く変わらない低抵抗コンタクトを実現することができ
た。
As is apparent from FIG. 5, the ECR plasma CVD method was able to realize a low resistance contact which was completely the same as that of the sputtering method.

【0059】Ti膜の形成時にN2を添加してゆくと、 TiN
膜を形成することができた。この結果を図6に示した。
N2の流量を0から次第にあげてゆくと、Ti膜あるいはTi
リッチなTiN 膜から TiN膜へと近づいてゆく。そしてTi
Cl4 の流量が10SCCMに対してN2の流量が5SCCM以上に
なると、 TiN組成はほぼ1:1で変化しなくなる。従っ
てTiCl4 に対するN2の流量が0.5以下の範囲では、Ti
Cl4 の流量に対してN2の流量を増やしてゆくことによ
り、Ti膜からTiリッチな TiN膜を連続的に形成すること
ができることがわかる。
When N 2 is added during formation of the Ti film, TiN
A film could be formed. The result is shown in FIG.
When the flow rate of N 2 is gradually increased from 0, Ti film or Ti film
Approaching from the rich TiN film to the TiN film. And Ti
When the flow rate of Cl 4 is 10 SCCM and the flow rate of N 2 is 5 SCCM or more, the TiN composition does not change at about 1: 1. Therefore, when the flow rate of N 2 with respect to TiCl 4 is 0.5 or less, Ti
It can be seen that the Ti-rich TiN film can be continuously formed from the Ti film by increasing the N 2 flow rate with respect to the Cl 4 flow rate.

【0060】このような方法で形成されたTiリッチなTi
N 膜(Ti:N=1:1の化学量論的組成よりもTiの比率
が高い膜)は、Ti膜と同様な効果を有しており、Ti膜に
代わるバリア層として十分利用することができる。
Ti-rich Ti formed by such a method
The N film (a film having a Ti ratio higher than the stoichiometric composition of Ti: N = 1: 1) has the same effect as the Ti film and should be used sufficiently as a barrier layer to replace the Ti film. You can

【0061】Tiは活性金属であり、大気中に出すとすぐ
に酸化されてしまうため、Ti膜を形成したチャンバで引
き続いて TiN膜を連続的に成膜するか、あるいはTi膜を
形成した後 TiN膜形成チャンバへは真空搬送により搬送
し、 TiN膜を形成することが安定したコンタクト形成に
は必要である。Ti膜あるいはTiリッチなTiN 膜を形成し
た後、上記のように大気中に出さずに TiN膜を形成する
と、Ti膜の表面が酸化されず安定したコンタクト形成を
することができた。
Since Ti is an active metal and is oxidized immediately when exposed to the atmosphere, the TiN film is continuously formed in the chamber where the Ti film is formed, or after the Ti film is formed. It is necessary to vacuum-transfer to the TiN film forming chamber and to form a TiN film for stable contact formation. After the Ti film or the Ti-rich TiN film was formed, if the TiN film was formed without exposing it to the atmosphere as described above, the surface of the Ti film was not oxidized and stable contact formation was possible.

【0062】Ti膜と TiN膜とをそれぞれ異なるチャンバ
で形成するための装置の構成図(平面図)を図11に示
す。カセットステージ40は、処理前のSi基板を置く台
である。カセットステージ40にセットされたSi基板
は、搬送ロボット42aによってオリフラ合わせ機構4
1に移され、オリフラが合わせられる。その後、再度ロ
ボット42aによってローディング室43に搬送され
る。ローディング室43を真空排気した後、ロボット4
2bによってトランスファー室44を経て、Ti膜形成用
プラズマCVDチャンバ45に移され、Ti膜が形成され
る。その後再びトランスファー室44を経由して、 TiN
膜形成用プラズマCVDチャンバ46に運ばれ、そこで
TiN膜が形成される。
FIG. 11 shows a configuration diagram (plan view) of an apparatus for forming a Ti film and a TiN film in different chambers. The cassette stage 40 is a table on which an unprocessed Si substrate is placed. The Si substrate set on the cassette stage 40 is transferred to the orientation flat alignment mechanism 4 by the transfer robot 42a.
It is moved to 1 and the orifla is combined. After that, the robot 42a again conveys it to the loading chamber 43. After evacuating the loading chamber 43, the robot 4
2b is transferred to the Ti film forming plasma CVD chamber 45 through the transfer chamber 44 and a Ti film is formed. After that, again via the transfer room 44, TiN
It is transported to the film forming plasma CVD chamber 46, where
A TiN film is formed.

【0063】ここで、トランスファー室44、プラズマ
CVDチャンバ45、プラズマCVDチャンバ46は、
すべて真空排気できる構造となっているので、プラズマ
CVDチャンバ45でTi膜が形成された後、プラズマC
VDチャンバ46で TiN膜が形成されるまでの間、Si基
板は大気に触れることがない。プラズマCVDチャンバ
46で TiN膜が形成された後、トランスファー室44を
経て、ローディング室47に移され、ここで大気に戻さ
れる。さらに、ロボット42によって、カセットステー
ジ48に運ばれて処置が終了する。
Here, the transfer chamber 44, the plasma CVD chamber 45, and the plasma CVD chamber 46 are
Since the structure is such that all can be evacuated, after the Ti film is formed in the plasma CVD chamber 45, the plasma C
The Si substrate is not exposed to the atmosphere until the TiN film is formed in the VD chamber 46. After the TiN film is formed in the plasma CVD chamber 46, the TiN film is transferred to the loading chamber 47 via the transfer chamber 44 and returned to the atmosphere here. Further, the robot 42 transfers the robot to the cassette stage 48 to complete the treatment.

【0064】Ti膜のシリサイド化は、500〜1000
℃の成膜温度ではTi膜の形成と同時に起こるが、成膜温
度が500℃以下の場合には後の加熱処理工程が必要と
なる。この加熱処理にはRTP装置を用いることがで
き、このRTP装置をマルチチャンバに組み込むことに
よりTi膜の酸化を防止することができ、安定したコンタ
クト形成に寄与させることができた。RTP処理はTi膜
の形成と TiN膜の形成との途中に入れても、Ti膜及び T
iN膜を形成した後に行っても良い結果が得られた。シリ
サイド化反応は、500℃以上の熱処理温度で進行する
ことが確認された。RTP処理の最適条件を表2に、そ
の時のSi基板温度の変化を図9に示した。
The silicidation of the Ti film is 500 to 1000
The film forming temperature of ° C occurs at the same time as the formation of the Ti film, but if the film forming temperature is 500 ° C or less, a subsequent heat treatment step is required. An RTP device can be used for this heat treatment, and by incorporating this RTP device into a multi-chamber, it was possible to prevent the oxidation of the Ti film and contribute to stable contact formation. Even if the RTP process is performed between the formation of the Ti film and the formation of the TiN film, the Ti film and T
Good results were obtained even after forming the iN film. It was confirmed that the silicidation reaction proceeds at a heat treatment temperature of 500 ° C. or higher. Table 2 shows the optimum conditions of the RTP treatment, and FIG. 9 shows the change of the Si substrate temperature at that time.

【0065】[0065]

【表2】 [Table 2]

【0066】また安定したコンタクトを形成するために
Ti膜の形成前にウェット洗浄によりSi基板上の自然酸化
膜を除去していたが、ウエハ内でのコンタクト抵抗のば
らつきが大きく、再現性が悪かった。これは微細なコン
タクトホール内を十分に洗浄できないためと考えられ
る。そこでTi膜の形成前にCF4 ガスを使用してプラズ
マクリーニングを実施したところ、ばらつきが少なく歩
留りの良い安定したコンタクトを実現することができ
た。プラズマクリーニングはTi膜形成用のチャンバ内で
行っても、Ti膜形成用のチャンバとは別のクリーニング
専用のチャンバで行っても良いが、専用チャンバでクリ
ーニングする場合にはTi膜形成用のチャンバへはSi基板
を真空搬送する必要がある。一度でも大気中にさらすと
コンタクトの安定性が低下した。
In order to form a stable contact
Although the native oxide film on the Si substrate was removed by wet cleaning before forming the Ti film, the reproducibility was poor due to large variations in contact resistance within the wafer. It is considered that this is because the inside of the fine contact hole cannot be sufficiently cleaned. Therefore, when plasma cleaning was performed using CF 4 gas before forming the Ti film, it was possible to realize a stable contact with little variation and high yield. Plasma cleaning may be performed in the Ti film forming chamber or in a dedicated cleaning chamber other than the Ti film forming chamber. However, when cleaning in the dedicated chamber, the Ti film forming chamber is used. It is necessary to vacuum transfer the Si substrate. Even if exposed to the atmosphere even once, the stability of the contact deteriorated.

【0067】プラズマクリーニングの方法としてはマイ
クロ波プラズマクリーニングあるいはECRプラズマク
リーニングが良い結果(低抵抗コンタクト)を得ること
ができた。
As a plasma cleaning method, microwave plasma cleaning or ECR plasma cleaning was able to obtain good results (low resistance contact).

【0068】マイクロ波プラズマクリーニング装置とし
ては、アッシング装置として使用されているSWP装置
(Surface Wave Produced Plasmas 装置)を用い、プラ
ズマ条件をO2 :CF4 =368:52SCCM、圧力を
0.5mTorr、マイクロ波パワーを1.5KW、基板温
度を室温に設定して2分間処理した。(K.Komachi and
S.Kobayashi, J.Microwave Power and Electromagnetic
Energy, vol25, No4,1990)、(K.Komachi et al,
Extended Abstruct of the Electrochemical Soc.,Fal
l Meeting, Seattle, October 14〜19, 1990,p6
74〜675)。
As the microwave plasma cleaning device, a SWP device (Surface Wave Produced Plasmas device) used as an ashing device was used, the plasma conditions were O 2 : CF 4 = 368: 52 SCCM, the pressure was 0.5 mTorr, and the micro The wave power was set to 1.5 kW, the substrate temperature was set to room temperature, and the treatment was performed for 2 minutes. (K. Komachi and
S. Kobayashi, J. Microwave Power and Electromagnetic
Energy, vol25, No4, 1990), (K.Komachi et al,
Extended Abstruct of the Electrochemical Soc., Fal
l Meeting, Seattle, October 14-19, 1990, p6
74-675).

【0069】装置の概略を図10に示す。30はクリー
ニングチャンバを示し、クリーニングチャンバ30内に
は試料台31が配設され、クリーニングチャンバ30の
下部には排気口32が接続され、クリーニングチャンバ
30の上方にはプラズマチャンバ33が形成されてい
る。プラズマチャンバ33の上方にはさらにアルミナプ
レート34、テフロンシート35、アルミプレート36
等が配設されている。
The outline of the apparatus is shown in FIG. Reference numeral 30 denotes a cleaning chamber. A sample table 31 is arranged in the cleaning chamber 30, an exhaust port 32 is connected to a lower portion of the cleaning chamber 30, and a plasma chamber 33 is formed above the cleaning chamber 30. .. Above the plasma chamber 33, an alumina plate 34, a Teflon sheet 35, and an aluminum plate 36 are further provided.
Etc. are arranged.

【0070】図12は、上記プラズマクリーニング用の
チャンバがTi膜及び TiN膜を形成するチャンバと別に設
けられた装置の構成図(平面図)を示している。プラズ
マCVDチャンバーがクリーニングチャンバ55に変わ
っている点を除くと、装置構成は図11の装置とほぼ同
様と考えてよい。ここで、クリーニングチャンバ55と
しては、図10に示したSWP装置を用いている。
FIG. 12 is a structural view (plan view) of an apparatus in which the plasma cleaning chamber is provided separately from the chamber for forming the Ti film and the TiN film. Except that the plasma CVD chamber is changed to the cleaning chamber 55, the device configuration may be considered to be almost the same as the device of FIG. Here, as the cleaning chamber 55, the SWP device shown in FIG. 10 is used.

【0071】トランスファー室54、クリーニングチャ
ンバ55、ECRプラズマCVDチャンバ56は、いず
れも真空排気可能な構造となっている。したがって、ク
リーニングチャンバ55でクリーニングされたSi基板
は、大気にさらされることなしにトランスファー室54
を経て、ECRプラズマCVDチャンバ56に移されて
Ti膜および TiN膜が形成される。
The transfer chamber 54, the cleaning chamber 55, and the ECR plasma CVD chamber 56 are all constructed so that they can be evacuated. Therefore, the Si substrate cleaned in the cleaning chamber 55 is transferred to the transfer chamber 54 without being exposed to the atmosphere.
And then transferred to the ECR plasma CVD chamber 56
A Ti film and a TiN film are formed.

【0072】また、前述のようにTi膜の代わりにTiリッ
チな TiN膜を形成させることも有効である。
It is also effective to form a Ti-rich TiN film instead of the Ti film as described above.

【0073】また、図2に示した装置を用いてTi膜の成
膜及びTiN 膜の成膜に際し、 TiCl4のガス導入前に基板
9に対してH2及び Ar プラズマ照射を行う効果について
述べる。図7(a)は前もって基板9に対してH2及び A
r プラズマ照射を行った後、TiCl4 のガス導入を行い、
Ti膜を成膜した基板9の界面部分をSIMS(Secondar
y Ion Microscopy)により測定したものであり、図7
(b)は基板9へのH2及び Ar プラズマ照射無しでTiCl
4 のガス導入を行い、Ti膜を成膜した基板9の界面部分
をSIMSにより測定したものである。より詳細には図
7(a)の基板9に関しては、まずH2ガス50sccm及び
Arガス43sccmをプラズマ生成室1に導入し、マイクロ
波パワー2.8kWでプラズマを生成し、その後TiCl4
ス10sccm、N2ガス15sccm、H2ガス50sccm及びArガ
ス43sccmをプラズマ生成室1及び反応室2に供給して
Ti膜を成膜したものである。この結果から、プラズマに
よる前処理を行わないものはSiとTiとの界面部分に塩素
の吸着層があり、プラズマによる前処理でこの塩素吸着
層を除去しうることがわかる。
The effect of irradiating the substrate 9 with H 2 and Ar plasma before introducing TiCl 4 gas when depositing a Ti film and a TiN film using the apparatus shown in FIG. 2 will be described. .. FIG. 7 (a) shows that H 2 and A are applied to the substrate 9 in advance.
r After plasma irradiation, TiCl 4 gas is introduced,
SIMS (Secondar
y Ion Microscopy).
(B) is TiCl 2 without irradiation of H 2 and Ar plasma on the substrate 9.
4 is introduced, and the interface portion of the substrate 9 on which the Ti film is formed is measured by SIMS. More specifically, regarding the substrate 9 of FIG. 7A, first, H 2 gas of 50 sccm and
Ar gas 43sccm is introduced into the plasma generation chamber 1, plasma is generated with microwave power of 2.8kW, and then TiCl 4 gas 10sccm, N 2 gas 15sccm, H 2 gas 50sccm and Ar gas 43sccm are reacted with the plasma generation chamber 1 and the reaction. Supply to chamber 2
A Ti film is formed. From this result, it is understood that the one not subjected to the plasma pretreatment has a chlorine adsorption layer at the interface between Si and Ti, and the chlorine adsorption layer can be removed by the plasma pretreatment.

【0074】また、TiN 膜の成膜の際の前処理に関し、
SIMSによる測定結果を図8(a)及び(b)に示
す。図8(a)の基板9に関しては先ずH2ガス50sccm
及びArガス43sccmをプラズマ生成室に導入して、マイ
クロ波パワー2.8kWでプラズマを生成し、その後TiCl
4 ガス10sccm、N2ガス15sccm、H2ガス50sccm及び
Arガス43sccmを供給してTiN 膜を成膜したものであ
る。この結果から、プラズマによる前処理を行わないも
のはSiとTiN との界面部分に塩素の吸着層があり、プラ
ズマによる前処理を行うことにより塩素吸着層を除去し
うることがわかる。また、本測定にあたり、前処理と成
膜とを連続したプラズマ中で行ったが、これをステップ
的に行っても効果があった。また、前処理のプラズマは
H2プラズマのみでも効果が見られた。
Regarding the pretreatment at the time of forming the TiN film,
The measurement results by SIMS are shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). As for the substrate 9 in FIG. 8A, first, H 2 gas is 50 sccm.
And 43 sccm of Ar gas were introduced into the plasma generation chamber to generate plasma with microwave power of 2.8 kW, and then TiCl
4 gas 10sccm, N 2 gas 15sccm, H 2 gas 50sccm and
A TiN film is formed by supplying Ar gas of 43 sccm. From this result, it is understood that the one not subjected to the plasma pretreatment has a chlorine adsorption layer at the interface between Si and TiN, and the chlorine adsorption layer can be removed by performing the plasma pretreatment. Further, in this measurement, the pretreatment and the film formation were performed in continuous plasma, but it was effective even if this was performed stepwise. Also, the pretreatment plasma is
The effect was seen only with H 2 plasma.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上の説明により明らかなように本発明
に係る薄膜の形成方法及び薄膜形成装置によれば、50
0℃程度の低温でコンタクト部にTi膜あるいはTiリッチ
膜を形成することができ、また TiN膜の成膜プロセスと
組み合わせることにより安定したコンタクト形成を行う
ことができる。さらにクリーニングプロセス及び熱処理
プロセスを組み込むことにより、より一層コンタクト形
成の歩留り及び再現性を向上させることができる。
As is apparent from the above description, according to the thin film forming method and the thin film forming apparatus of the present invention, 50
A Ti film or a Ti-rich film can be formed at the contact portion at a low temperature of about 0 ° C., and stable contact formation can be performed by combining with a TiN film forming process. Further, by incorporating a cleaning process and a heat treatment process, the yield and reproducibility of contact formation can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】TiCl4−N2系におけるエネルギレベル状態図で
ある。
FIG. 1 is an energy level phase diagram in a TiCl 4 —N 2 system.

【図2】プラズマCVD装置の一例を示す模式的断面図
である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of a plasma CVD apparatus.

【図3】オージェ電子分光法による深さ方向の分析結果
を示すチャートである。
FIG. 3 is a chart showing the analysis result in the depth direction by Auger electron spectroscopy.

【図4】SiO2基板とSi基板上へのTiリッチ膜の成膜量に
ついての基板温度依存性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the substrate temperature dependence of the film formation amount of a Ti-rich film on a SiO 2 substrate and a Si substrate.

【図5】コンタクトホール径とコンタクト抵抗との関係
を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between contact hole diameter and contact resistance.

【図6】N2ガス流量を変化させたときの膜組成を示すグ
ラフである。
FIG. 6 is a graph showing the film composition when the flow rate of N 2 gas is changed.

【図7】(a)は前処理を行った場合、(b)は前処理
を行わなかった場合のTi-Si 界面の深さ方向のSIMS
測定結果を示すチャートである。
FIG. 7 (a) is a SIMS in the depth direction of the Ti—Si interface when the pretreatment is performed and (b) is not performed.
It is a chart which shows a measurement result.

【図8】(a)は前処理を行った場合、(b)は前処理
を行わなかった場合のTi-Si 界面の深さ方向のSIMS
測定結果を示すチャートである。
FIG. 8A is a SIMS in the depth direction of the Ti—Si interface in the case where the pretreatment is performed and in the case where the pretreatment is not performed.
It is a chart which shows a measurement result.

【図9】RTP処理時の基板の温度変化を示すグラフで
ある。
FIG. 9 is a graph showing a temperature change of a substrate during RTP processing.

【図10】マイクロ波プラズマクリーニング装置を示す
断面斜視図である。
FIG. 10 is a sectional perspective view showing a microwave plasma cleaning device.

【図11】Ti膜と TiN膜を異なるプラズマCVDチャン
バで形成する装置の平面図である。
FIG. 11 is a plan view of an apparatus for forming a Ti film and a TiN film in different plasma CVD chambers.

【図12】プラズマクリーニング用チャンバがTi膜およ
び TiN膜形成用チャンバとは別に設けられた装置の平面
図である。
FIG. 12 is a plan view of an apparatus in which a plasma cleaning chamber is provided separately from the Ti film and TiN film forming chambers.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラズマ生成室 2 反応室 9 試料 1 Plasma generation chamber 2 Reaction chamber 9 Sample

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有磁場プラズマCVD法において TiCl4
とH2または TiCl4とH2とArガスとを使用し、基板上にTi
膜を形成することを特徴とする薄膜の形成方法。
1. TiCl 4 in the magnetic field plasma CVD method
And H 2 or TiCl 4 and H 2 and Ar gas are used to
A method for forming a thin film, which comprises forming a film.
【請求項2】 有磁場プラズマCVD法において TiCl4
とH2とN2または TiCl4とH2とN2とArガスとを使用し、N2
のTiCl4 に対する流量比を0.5以下とすることにより
基板上にTiリッチなTiN 膜( TixNyにおいてχ>y)を
形成することを特徴とする薄膜の形成方法。
2. TiCl 4 in the magnetic field plasma CVD method
And using H 2 and N 2, or TiCl 4 and H 2, N 2, and Ar gas, N 2
A method of forming a thin film, characterized in that a Ti-rich TiN film (χ> y in TixNy) is formed on a substrate by setting the flow rate ratio of TiCl 4 to 0.5 or less.
【請求項3】 基板温度500℃以下でTi膜あるいはTi
リッチなTiN 膜を形成することを特徴とする請求項1又
は請求項2記載の薄膜の形成方法。
3. A Ti film or a Ti film at a substrate temperature of 500 ° C. or lower.
The method for forming a thin film according to claim 1 or 2, wherein a rich TiN film is formed.
【請求項4】 請求項1記載の方法を用いてTi膜を形成
し、この後有磁場プラズマCVD法によって、 TiCl4
H2とN2または TiCl4とH2とN2とArガスとを使用し、N2
TiCl4 に対する流量比を0.5以上として基板上にTiN
膜を形成することを特徴とする薄膜の形成方法。
4. A Ti film is formed by using the method according to claim 1, and then TiCl 4 is formed by a magnetic field plasma CVD method.
Using H 2 and N 2 or TiCl 4 H 2 and N 2 and Ar gas, the N 2
TiN on the substrate with a flow rate ratio of 0.5 or more to TiCl 4
A method for forming a thin film, which comprises forming a film.
【請求項5】 請求項2記載の方法を用いてTiリッチな
TiN 膜を形成し、この後有磁場プラズマCVD法によっ
て、 TiCl4とH2とN2または TiCl4とH2とN2とArガスとを
使用し、N2の TiCl4に対する流量比を0.5以上として
基板上にTiN膜を形成することを特徴とする薄膜の形成
方法。
5. The method according to claim 2, wherein Ti-rich
A TiN film is formed, and then TiCl 4 , H 2 , N 2 or TiCl 4 , H 2 , N 2 , Ar gas are used by a magnetic field plasma CVD method, and the flow rate ratio of N 2 to TiCl 4 is 0. A method for forming a thin film, characterized in that a TiN film is formed on a substrate with a thickness of 5 or more.
【請求項6】 請求項3記載の方法を用いてTi膜あるい
はTiリッチなTiN 膜を形成し、この後有磁場プラズマC
VD法によって、TiCl4 とH2とN2またはTiCl4 とH2とN2
とArガスとを使用し、N2のTiCl4 に対する流量比を0.
5以上として基板上にTiN 膜を形成することを特徴とす
る薄膜の形成方法。
6. A Ti film or a Ti-rich TiN film is formed by using the method according to claim 3, after which a magnetic field plasma C is formed.
According to the VD method, TiCl 4 , H 2 , N 2 or TiCl 4 , H 2 , N 2
And Ar gas are used, and the flow rate ratio of N 2 to TiCl 4 is set to 0.
A method of forming a thin film, characterized in that a TiN film is formed on a substrate as 5 or more.
【請求項7】 Ti膜を形成する工程と、 TiN膜を形成す
る工程とを、ガス種及び/又はガス流量を変化させるこ
とによって連続したプラズマ発生中で行い、基板上に連
続的に2層膜を形成することを特徴とする請求項4記載
の薄膜の形成方法。
7. The step of forming a Ti film and the step of forming a TiN film are performed during continuous plasma generation by changing the gas species and / or the gas flow rate, and two layers are continuously formed on the substrate. The method for forming a thin film according to claim 4, wherein a film is formed.
【請求項8】 TiリッチなTiN 膜を形成する工程と、 T
iN膜を形成する工程とを、ガス種及び/又はガス流量を
変化させることによって連続したプラズマ発生中で行
い、基板上に連続的に2層膜を形成することを特徴とす
る請求項5記載の薄膜の形成方法。
8. A step of forming a Ti-rich TiN film, and T
The step of forming an iN film is performed during continuous plasma generation by changing the gas species and / or the gas flow rate, and a two-layer film is continuously formed on the substrate. Method for forming thin film.
【請求項9】 Ti膜あるいはTiリッチなTiN 膜を形成す
る工程と、 TiN膜を形成する工程とを、ガス種及び/又
はガス流量を変化させることによって連続したプラズマ
発生中で行い、基板上に連続的に2層膜を形成すること
を特徴とする請求項6記載の薄膜の形成方法。
9. A Ti film or a Ti-rich TiN film forming step and a TiN film forming step are performed in a continuous plasma generation by changing a gas species and / or a gas flow rate, 7. The method for forming a thin film according to claim 6, wherein a two-layer film is continuously formed on the film.
【請求項10】 1つのチャンバー内で基板上にTi膜を
形成し、その後前記基板を別のチャンバーへ真空中で搬
送し、前記別のチャンバー内で前記基板上にTiN 膜を形
成することを特徴とする請求項4記載の薄膜の形成方
法。
10. A Ti film is formed on a substrate in one chamber, and then the substrate is transferred to another chamber in vacuum to form a TiN film on the substrate in the another chamber. The method for forming a thin film according to claim 4, wherein the thin film is formed.
【請求項11】 1つのチャンバー内で基板上にTiリッ
チなTiN 膜を形成し、その後前記基板を別のチャンバー
へ真空中で搬送し、前記別のチャンバー内で前記基板上
にTiN 膜を形成することを特徴とする請求項5記載の薄
膜の形成方法。
11. A Ti-rich TiN film is formed on a substrate in one chamber, and then the substrate is transferred to another chamber in vacuum to form a TiN film on the substrate in the another chamber. The method for forming a thin film according to claim 5, wherein:
【請求項12】 1つのチャンバー内で基板上にTi膜あ
るいはTiリッチなTiN 膜を形成し、その後前記基板を別
のチャンバーへ真空中で搬送し、前記別のチャンバー内
で前記基板上にTiN 膜を形成することを特徴とする請求
項6記載の薄膜の形成方法。
12. A Ti film or a Ti-rich TiN film is formed on a substrate in one chamber, and then the substrate is transferred to another chamber in a vacuum, and TiN is formed on the substrate in the other chamber. The method for forming a thin film according to claim 6, wherein a film is formed.
【請求項13】 請求項3記載の方法を用いてTi膜ある
いはTiリッチなTiN膜を形成し、その後前記基板に50
0℃以上の熱処理を加えることを特徴とする薄膜の形成
方法。
13. A Ti film or a Ti-rich TiN film is formed by using the method according to claim 3, and then 50 is formed on the substrate.
A method for forming a thin film, which comprises applying a heat treatment at 0 ° C. or higher.
【請求項14】 Ti膜あるいはTiリッチなTiN 膜を基板
温度500℃以下で形成し、その後前記基板を別のチャ
ンバーへ真空中で搬送する途中において、前記基板に5
00℃以上の熱処理を加えることを特徴とする請求項1
0又は請求項11記載の薄膜の形成方法。
14. A Ti film or a Ti-rich TiN film is formed at a substrate temperature of 500 ° C. or lower, and then, while the substrate is transferred to another chamber in a vacuum, a 5% film is formed on the substrate.
A heat treatment at a temperature of 00 ° C. or higher is added.
0 or the method of forming a thin film according to claim 11.
【請求項15】 請求項4、5、7、8、10又は請求
項11記載の方法によって基板上にTi膜あるいはTiリッ
チなTiN 膜と、TiN 膜とを500℃以下の温度で形成
し、その後前記基板を加熱炉へ真空中で搬送し、前記加
熱炉内で500℃以上の熱処理を加えることを特徴とす
る薄膜の形成方法。
15. A Ti film or a Ti-rich TiN film and a TiN film are formed on a substrate at a temperature of 500 ° C. or lower by the method according to claim 4, 5, 7, 8, 10 or 11. After that, the substrate is transferred to a heating furnace in a vacuum, and a heat treatment at 500 ° C. or higher is applied in the heating furnace to form a thin film.
【請求項16】 基板上にTi膜あるいはTiリッチなTiN
膜を形成するためのチャンバーと、基板上にさらにTiN
膜を形成するためのチャンバーと、これらチャンバー間
を真空中で搬送する真空搬送経路とを備えていることを
特徴とする請求項10又は請求項11記載の薄膜の形成
方法に使用される薄膜形成装置。
16. A Ti film or Ti-rich TiN is formed on a substrate.
A chamber for forming the film and further TiN on the substrate
12. A thin film forming method used in the thin film forming method according to claim 10 or 11, further comprising a chamber for forming a film and a vacuum transfer path for transferring these chambers in vacuum. apparatus.
【請求項17】 Ti膜あるいはTiリッチなTiN 膜を形成
する前にプラズマクリーニングを行う請求項1乃至15
のいずれかの項に記載の薄膜の形成方法。
17. The plasma cleaning is performed before forming the Ti film or the Ti-rich TiN film.
The method for forming a thin film as described in any one of 1.
【請求項18】 プラズマクリーニングをTi膜あるいは
TiリッチなTiN 膜を形成するチャンバー内で行う請求項
17記載の薄膜の形成方法。
18. Plasma cleaning for a Ti film or
18. The method for forming a thin film according to claim 17, which is performed in a chamber for forming a Ti-rich TiN film.
【請求項19】 プラズマクリーニング用チャンバー
と、Ti膜あるいはTiリッチなTiN 膜を形成するチャンバ
ーと、これらチャンバー間を真空中で搬送する真空搬送
経路とを備えていることを特徴とする請求項17記載の
薄膜の形成方法に使用される薄膜形成装置。
19. A plasma cleaning chamber, a chamber for forming a Ti film or a Ti-rich TiN film, and a vacuum transfer path for transferring these chambers in vacuum. A thin film forming apparatus used in the method for forming a thin film described above.
【請求項20】 Ti膜、TiリッチなTiN 膜又はTiN 膜の
いずれかの形成の前に、H2プラズマあるいはH2及び Ar
プラズマを基板に照射することを特徴とする請求項1乃
至15のいずれかの項に記載の薄膜の形成方法。
20. H 2 plasma or H 2 and Ar before formation of any of Ti film, Ti-rich TiN film or TiN film.
The method for forming a thin film according to claim 1, wherein the substrate is irradiated with plasma.
【請求項21】 H2プラズマあるいはH2及び Ar プラズ
マの基板への照射と、Ti膜、TiリッチなTiN 膜又はTiN
膜のいずれかの形成とを、ガス種及び/又はガス流量を
変化させることによって連続したプラズマ発生中で行う
ことを特徴とする請求項20記載の薄膜の形成方法。
21. Irradiation of a substrate with H 2 plasma or H 2 and Ar plasma, and a Ti film, a Ti-rich TiN film or TiN
21. The method for forming a thin film according to claim 20, wherein any one of the films is formed during continuous plasma generation by changing a gas species and / or a gas flow rate.
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