JPH09246212A - バリア層の形成方法、およびこれにより形成されたバリア層を有する半導体装置 - Google Patents
バリア層の形成方法、およびこれにより形成されたバリア層を有する半導体装置Info
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- JPH09246212A JPH09246212A JP5025696A JP5025696A JPH09246212A JP H09246212 A JPH09246212 A JP H09246212A JP 5025696 A JP5025696 A JP 5025696A JP 5025696 A JP5025696 A JP 5025696A JP H09246212 A JPH09246212 A JP H09246212A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＴｉＮ膜等のバリア層の成膜において、モホ
ロジとステップカバレッジが良好で、塩素含有量が小さ
く成膜温度が低い形成方法、およびこれにより形成され
た金属膜を有する半導体装置を提供する。 【解決手段】 接続孔３を含む被処理基板上にプラズマ
ＣＶＤ法によりＴｉ膜等の金属膜４を形成し、この後に
金属膜４を窒化して金属窒化膜５とする。この工程を複
数回繰り返してもよい。 【効果】 金属ハロゲン化物の還元反応と窒化反応を別
工程でおこなうので、大過剰の水素を用いたプラズマＣ
ＶＤによる金属膜４の形成が可能である。したがって、
金属膜４の塩素含有量は少なく、ステップカバレッジも
良好である。
ロジとステップカバレッジが良好で、塩素含有量が小さ
く成膜温度が低い形成方法、およびこれにより形成され
た金属膜を有する半導体装置を提供する。 【解決手段】 接続孔３を含む被処理基板上にプラズマ
ＣＶＤ法によりＴｉ膜等の金属膜４を形成し、この後に
金属膜４を窒化して金属窒化膜５とする。この工程を複
数回繰り返してもよい。 【効果】 金属ハロゲン化物の還元反応と窒化反応を別
工程でおこなうので、大過剰の水素を用いたプラズマＣ
ＶＤによる金属膜４の形成が可能である。したがって、
金属膜４の塩素含有量は少なく、ステップカバレッジも
良好である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造工
程等に用いられるバリア層の形成方法、およびこれによ
り形成されたバリア層を有する半導体装置に関し、さら
に詳しくは、形成されるバリア層が良好なステップカバ
レッジを有し、かつバリア層中の残留ハロゲン元素の含
有量の少ないバリア層の形成方法、およびこれにより形
成されたバリア層を有する半導体装置に関する。
程等に用いられるバリア層の形成方法、およびこれによ
り形成されたバリア層を有する半導体装置に関し、さら
に詳しくは、形成されるバリア層が良好なステップカバ
レッジを有し、かつバリア層中の残留ハロゲン元素の含
有量の少ないバリア層の形成方法、およびこれにより形
成されたバリア層を有する半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ等の半導体装置のデザインルール
がハーフミクロンからクォータミクロンあるいはそれ以
下のレベルへと微細化し、かつ多層配線構造が多用され
るに伴い、配線層間を接続するための接続孔のアスペク
ト比も増大する傾向にある。例えば、０．１８μｍルー
ルの半導体装置においては、接続孔の開口径０．２μｍ
に対し、層間絶縁膜の厚さは１．０μｍ程度であるの
で、アスペクト比は５に達する。かかる微細で高アスペ
クト比の接続孔により、信頼性の高い多層配線構造を達
成するには、接続孔内にオーミックコンタクト用のＴｉ
層等と、配線材料の拡散を防止するバリア層であるＴｉ
Ｎ層等とを薄くコンフォーマルに形成した後、Ａｌ系金
属の高温スパッタリングや、ＷのＣＶＤにより、上層配
線やコンタクトプラグを形成する方法が採用されつつあ
る。
がハーフミクロンからクォータミクロンあるいはそれ以
下のレベルへと微細化し、かつ多層配線構造が多用され
るに伴い、配線層間を接続するための接続孔のアスペク
ト比も増大する傾向にある。例えば、０．１８μｍルー
ルの半導体装置においては、接続孔の開口径０．２μｍ
に対し、層間絶縁膜の厚さは１．０μｍ程度であるの
で、アスペクト比は５に達する。かかる微細で高アスペ
クト比の接続孔により、信頼性の高い多層配線構造を達
成するには、接続孔内にオーミックコンタクト用のＴｉ
層等と、配線材料の拡散を防止するバリア層であるＴｉ
Ｎ層等とを薄くコンフォーマルに形成した後、Ａｌ系金
属の高温スパッタリングや、ＷのＣＶＤにより、上層配
線やコンタクトプラグを形成する方法が採用されつつあ
る。
【０００３】通常、Ｔｉ層やＴｉＮ層を形成するために
は、バルクのＴｉ金属をターゲット材料としたスパッタ
リングや、反応性スパッタリングが採用される。中で
も、例えば特開平６−１４０３５９号公報に開示されて
いる、スパッタリング粒子の垂直入射成分を高めたコリ
メーティッドスパッタリングや、ターゲット／基板間距
離をとった遠距離スパッタリングが注目されている。こ
れらのスパッタリング法によれば、従来のスパッタリン
グ法と比較してコンタクト抵抗の低減やバリア性の向上
等のメリットが確認されている。しかしこれらのスパッ
タリング方法は、スパッタリングされた粒子の被処理基
板への垂直入射成分を高めた手法であるため、アスペク
ト比の大きい微細な接続孔の肩部や、接続孔の底部周縁
に、膜厚が極端に薄い部分が不可避的に形成される。こ
の場合に、次工程でＷのブランケットＣＶＤ等を施すと
原料ガスであるＷＦ6 が膜厚の薄い部分から浸入し、下
地材料層の浸食、Ｗの異常成長、あるいはＴｉ層やＴｉ
Ｎ層の剥離等の不都合が生じる。
は、バルクのＴｉ金属をターゲット材料としたスパッタ
リングや、反応性スパッタリングが採用される。中で
も、例えば特開平６−１４０３５９号公報に開示されて
いる、スパッタリング粒子の垂直入射成分を高めたコリ
メーティッドスパッタリングや、ターゲット／基板間距
離をとった遠距離スパッタリングが注目されている。こ
れらのスパッタリング法によれば、従来のスパッタリン
グ法と比較してコンタクト抵抗の低減やバリア性の向上
等のメリットが確認されている。しかしこれらのスパッ
タリング方法は、スパッタリングされた粒子の被処理基
板への垂直入射成分を高めた手法であるため、アスペク
ト比の大きい微細な接続孔の肩部や、接続孔の底部周縁
に、膜厚が極端に薄い部分が不可避的に形成される。こ
の場合に、次工程でＷのブランケットＣＶＤ等を施すと
原料ガスであるＷＦ6 が膜厚の薄い部分から浸入し、下
地材料層の浸食、Ｗの異常成長、あるいはＴｉ層やＴｉ
Ｎ層の剥離等の不都合が生じる。
【０００４】コリメーション法等をも含めたこれらスパ
ッタリング方法では解決されないバリア層のステップカ
バレッジの問題を解決するため、被処理基板表面での化
学反応を利用したＣＶＤ法によるコンフォーマルなＴｉ
層やＴｉＮ層等のＴｉ系材料層の形成方法が期待されて
いる。
ッタリング方法では解決されないバリア層のステップカ
バレッジの問題を解決するため、被処理基板表面での化
学反応を利用したＣＶＤ法によるコンフォーマルなＴｉ
層やＴｉＮ層等のＴｉ系材料層の形成方法が期待されて
いる。
【０００５】現在提案されているＴｉ系材料層のＣＶＤ
方法は、大別して、半導体・集積回路技術第４４回シン
ポジウム講演論文集３１ページ（１９９３）等に報告さ
れているＴｉＣｌ4 等の無機系金属ハロゲン化物を用い
る方法と、Ｐｒｏｃ．１１ｔｈ．Ｉｎｔ．ＩＥＥＥ Ｖ
ＭＩＣ，ｐ４４０（１９９４）等に報告されているＴＤ
ＭＡＴ(Tetrakis(dimethylamino)titanium) やＴＤＥＡ
Ｔ(Tetrakis(diethylamino)titanium)等の有機金属化合
物を用いる方法との２種類がある。いずれの方法におい
ても、Ｈ2 還元によるＴｉ層の形成と、ＮＨ3 等の窒化
剤の添加によるＴｉＮ層の形成とを同一のＣＶＤ装置内
で連続的に実施しうる長所を有する。ただし有機金属化
合物を用いる方法は、Ｔｉ層やＴｉＮ層中に炭素が残留
してシート抵抗が大きくなりがちなこと、および特殊な
原料ガスを必要とすることから、ＴｉＣｌ4 等の無機系
金属ハロゲン化物を用いるＣＶＤ方法がより一般的であ
る。
方法は、大別して、半導体・集積回路技術第４４回シン
ポジウム講演論文集３１ページ（１９９３）等に報告さ
れているＴｉＣｌ4 等の無機系金属ハロゲン化物を用い
る方法と、Ｐｒｏｃ．１１ｔｈ．Ｉｎｔ．ＩＥＥＥ Ｖ
ＭＩＣ，ｐ４４０（１９９４）等に報告されているＴＤ
ＭＡＴ(Tetrakis(dimethylamino)titanium) やＴＤＥＡ
Ｔ(Tetrakis(diethylamino)titanium)等の有機金属化合
物を用いる方法との２種類がある。いずれの方法におい
ても、Ｈ2 還元によるＴｉ層の形成と、ＮＨ3 等の窒化
剤の添加によるＴｉＮ層の形成とを同一のＣＶＤ装置内
で連続的に実施しうる長所を有する。ただし有機金属化
合物を用いる方法は、Ｔｉ層やＴｉＮ層中に炭素が残留
してシート抵抗が大きくなりがちなこと、および特殊な
原料ガスを必要とすることから、ＴｉＣｌ4 等の無機系
金属ハロゲン化物を用いるＣＶＤ方法がより一般的であ
る。
【０００６】ところで、金属ハロゲン化物であるＴｉＣ
ｌ4 とＮＨ3 との無機反応系を用いるＣＶＤ方法におい
ては、表面反応を利用してコンフォーマルなＴｉＮ層を
形成することは可能であるが、この表面反応の実現のた
めにはＴｉＣｌ4 の供給にＣＶＤ反応が律速されないよ
うに充分な量のＴｉＣｌ4 を供給する必要がある。
ｌ4 とＮＨ3 との無機反応系を用いるＣＶＤ方法におい
ては、表面反応を利用してコンフォーマルなＴｉＮ層を
形成することは可能であるが、この表面反応の実現のた
めにはＴｉＣｌ4 の供給にＣＶＤ反応が律速されないよ
うに充分な量のＴｉＣｌ4 を供給する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＴｉＣ
ｌ4 の供給量すなわち原料ガス中のＴｉＣｌ4 ガスの分
圧を高めると、堆積するＴｉＮ層中の残留塩素量も増加
する。ＴｉＮ層中の残留塩素が１ｍｏｌ％を超えると、
ＴｉＮ層に接するＡｌ系金属配線のコロージョンが発生
する場合があることが知られている。
ｌ4 の供給量すなわち原料ガス中のＴｉＣｌ4 ガスの分
圧を高めると、堆積するＴｉＮ層中の残留塩素量も増加
する。ＴｉＮ層中の残留塩素が１ｍｏｌ％を超えると、
ＴｉＮ層に接するＡｌ系金属配線のコロージョンが発生
する場合があることが知られている。
【０００８】したがって、Ａｌ系金属配線に接するＴｉ
層やＴｉＮ層中の残留塩素量を１％以下に制御すること
が必要となるが、このためには６５０℃以上の成膜温度
が要求され、下層配線がＡｌ系金属配線上のヴァイアコ
ンタクトに適用することはできない。
層やＴｉＮ層中の残留塩素量を１％以下に制御すること
が必要となるが、このためには６５０℃以上の成膜温度
が要求され、下層配線がＡｌ系金属配線上のヴァイアコ
ンタクトに適用することはできない。
【０００９】ＴｉＮ層中の残留塩素量や成膜温度を低減
する方法として、これまでにもいくつかの提案がなされ
ている。その一つとして、メチルヒドラジン等の還元性
の有機窒化剤を用いる方法がある。メチルヒドラジンを
多量に添加するこの方法によれば、双方の目的を達成す
ることが可能であるが、反応が供給律速の形をとるため
にアスペクト比の高い接続孔でのステップカバレッジが
著しく悪化する。
する方法として、これまでにもいくつかの提案がなされ
ている。その一つとして、メチルヒドラジン等の還元性
の有機窒化剤を用いる方法がある。メチルヒドラジンを
多量に添加するこの方法によれば、双方の目的を達成す
ることが可能であるが、反応が供給律速の形をとるため
にアスペクト比の高い接続孔でのステップカバレッジが
著しく悪化する。
【００１０】また他の方法として、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）プ
ラズマ、ヘリコン波プラズマあるいは誘導結合プラズマ
等の高密度プラズマ発生源を有するプラズマＣＶＤ装置
を採用する動向がある。高密度プラズマを用いるＣＶＤ
方法においても、表面反応を優先して良好なステップカ
バレッジを得るためには充分にＴｉＣｌ4 を供給するこ
と、すなわち水素流量を相対的に低めに設定することが
必要である。かかる低水素流量比条件でのプラズマＣＶ
Ｄに付随する問題点を、図４（ａ）〜（ｄ）を参照して
説明する。
ｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）プ
ラズマ、ヘリコン波プラズマあるいは誘導結合プラズマ
等の高密度プラズマ発生源を有するプラズマＣＶＤ装置
を採用する動向がある。高密度プラズマを用いるＣＶＤ
方法においても、表面反応を優先して良好なステップカ
バレッジを得るためには充分にＴｉＣｌ4 を供給するこ
と、すなわち水素流量を相対的に低めに設定することが
必要である。かかる低水素流量比条件でのプラズマＣＶ
Ｄに付随する問題点を、図４（ａ）〜（ｄ）を参照して
説明する。
【００１１】図４（ａ）〜（ｄ）は原料ガスとしてＴｉ
Ｃｌ4 ／Ｈ2 ／Ｎ2 ／Ａｒ系の混合ガスを用いたＥＣＲ
プラズマＣＶＤ法により、Ａｌ系金属配線からなる下層
導電材料層１上の層間絶縁膜２に開口された接続孔（ヴ
ァイアホール）３を有する被処理基板上に、ＴｉＮ膜か
らなる金属窒化膜５を形成した際の、接続孔３部分の概
略断面図である。このときのプラズマＣＶＤ条件は以下
の通りである。 ＴｉＣｌ4 ２０ ｓｃｃｍ Ｈ2 ２６〜７５ ｓｃｃｍ Ｎ2 ８ ｓｃｃｍ Ａｒ １７０ ｓｃｃｍ ガス圧力 ０．４ Ｐａ マイクロ波パワー ２．８ ｋＷ（２．４５ＧＨｚ） 基板ステージ温度 ４６０ ℃ 図４（ａ）〜（ｄ）はＨ2 流量が２６、４０、５０およ
び７５ｓｃｃｍにそれぞれ対応するものである。各図に
はボトムカバレッジ、すなわち接続孔３底部の金属窒化
膜５の膜厚と層間絶縁膜２上部の金属窒化膜５の膜厚と
の比率を併せて示す。この場合、ボトムカバレッジはス
テップカバレッジに相当する概念である。同図から明ら
かなように、水素流量が多い場合にはボトムカバレッジ
が悪化し、特に接続孔３開口部に庇状に粗いモホロジの
金属窒化膜５が成長していることが判る。
Ｃｌ4 ／Ｈ2 ／Ｎ2 ／Ａｒ系の混合ガスを用いたＥＣＲ
プラズマＣＶＤ法により、Ａｌ系金属配線からなる下層
導電材料層１上の層間絶縁膜２に開口された接続孔（ヴ
ァイアホール）３を有する被処理基板上に、ＴｉＮ膜か
らなる金属窒化膜５を形成した際の、接続孔３部分の概
略断面図である。このときのプラズマＣＶＤ条件は以下
の通りである。 ＴｉＣｌ4 ２０ ｓｃｃｍ Ｈ2 ２６〜７５ ｓｃｃｍ Ｎ2 ８ ｓｃｃｍ Ａｒ １７０ ｓｃｃｍ ガス圧力 ０．４ Ｐａ マイクロ波パワー ２．８ ｋＷ（２．４５ＧＨｚ） 基板ステージ温度 ４６０ ℃ 図４（ａ）〜（ｄ）はＨ2 流量が２６、４０、５０およ
び７５ｓｃｃｍにそれぞれ対応するものである。各図に
はボトムカバレッジ、すなわち接続孔３底部の金属窒化
膜５の膜厚と層間絶縁膜２上部の金属窒化膜５の膜厚と
の比率を併せて示す。この場合、ボトムカバレッジはス
テップカバレッジに相当する概念である。同図から明ら
かなように、水素流量が多い場合にはボトムカバレッジ
が悪化し、特に接続孔３開口部に庇状に粗いモホロジの
金属窒化膜５が成長していることが判る。
【００１２】この理由は次のように考えられる。すなわ
ち、ＴｉＣｌ4 が多量の水素プラズマにより還元されて
生成する塩素成分の低いＴｉＣｌx （ｘは１〜３の自然
数）系反応種は、極めて活性が高く反応性が大きい。こ
のため、この反応種は窒化性ガスを導入した際に窒素プ
ラズマにより即座に窒化され、接続孔３の開口部や層間
絶縁膜２上を主体として堆積が進行し、接続孔３底部で
のデポジションレートが低下する。したがって、ステッ
プカバレッジの劣化を防止するためには、水素プラズマ
による還元反応を抑制し、塩素成分の高く反応活性の低
いＴｉＣｌx 系反応種を多く生成させ、この反応種を接
続孔底部にまで到達させることが必要である。しかしこ
のような手法では、高密度プラズマによるＴｉＣｌ4 の
還元促進のメリットを活かすことはできないばかりか、
塩素含有量低減の効果も薄い。
ち、ＴｉＣｌ4 が多量の水素プラズマにより還元されて
生成する塩素成分の低いＴｉＣｌx （ｘは１〜３の自然
数）系反応種は、極めて活性が高く反応性が大きい。こ
のため、この反応種は窒化性ガスを導入した際に窒素プ
ラズマにより即座に窒化され、接続孔３の開口部や層間
絶縁膜２上を主体として堆積が進行し、接続孔３底部で
のデポジションレートが低下する。したがって、ステッ
プカバレッジの劣化を防止するためには、水素プラズマ
による還元反応を抑制し、塩素成分の高く反応活性の低
いＴｉＣｌx 系反応種を多く生成させ、この反応種を接
続孔底部にまで到達させることが必要である。しかしこ
のような手法では、高密度プラズマによるＴｉＣｌ4 の
還元促進のメリットを活かすことはできないばかりか、
塩素含有量低減の効果も薄い。
【００１３】本発明は上述した従来技術の問題点に鑑み
て提案するものである。すなわち本発明の課題は、ステ
ップカバレッジ、低塩素含有量および低成膜温度の諸要
請を満たしうるバリア層の形成方法、およびこれにより
形成されたバリア層を有する信頼性の高い高集積度半導
体装置を提供することである。
て提案するものである。すなわち本発明の課題は、ステ
ップカバレッジ、低塩素含有量および低成膜温度の諸要
請を満たしうるバリア層の形成方法、およびこれにより
形成されたバリア層を有する信頼性の高い高集積度半導
体装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明のバリア層の形成
方法は上述の課題を解決するために提案するものであ
り、金属ハロゲン化物および水素を含む混合ガスを用
い、プラズマＣＶＤ法により被処理基板上に金属膜を形
成する工程と、この金属膜に窒化処理を施して金属窒化
膜に変換する工程を有することを特徴とする。
方法は上述の課題を解決するために提案するものであ
り、金属ハロゲン化物および水素を含む混合ガスを用
い、プラズマＣＶＤ法により被処理基板上に金属膜を形
成する工程と、この金属膜に窒化処理を施して金属窒化
膜に変換する工程を有することを特徴とする。
【００１５】本発明のバリア層の形成方法の好ましい実
施態様においては、金属膜を形成する工程と、この金属
膜を金属窒化膜に変換する工程とを、複数回繰り返すも
のとする。また金属膜を形成する工程においては、被処
理基板表面を水素活性種により均一に終端しつつ形成す
ることが望ましい。本発明における窒化処理は、Ｎ2 、
ＮＨ3 、Ｎ2 Ｈ4 およびその誘導体、アルキルアミン化
合物等からなる群から選ばれる少なくとも一種の窒化剤
を用いたプラズマ窒化あるいは熱窒化であることが望ま
しい。また本発明においては、金属膜を形成する工程
と、この金属膜を金属窒化膜に変換する工程とを、いず
れも５００℃以下の温度で施すことが望ましい。
施態様においては、金属膜を形成する工程と、この金属
膜を金属窒化膜に変換する工程とを、複数回繰り返すも
のとする。また金属膜を形成する工程においては、被処
理基板表面を水素活性種により均一に終端しつつ形成す
ることが望ましい。本発明における窒化処理は、Ｎ2 、
ＮＨ3 、Ｎ2 Ｈ4 およびその誘導体、アルキルアミン化
合物等からなる群から選ばれる少なくとも一種の窒化剤
を用いたプラズマ窒化あるいは熱窒化であることが望ま
しい。また本発明においては、金属膜を形成する工程
と、この金属膜を金属窒化膜に変換する工程とを、いず
れも５００℃以下の温度で施すことが望ましい。
【００１６】本発明の半導体装置は、上述したバリア層
の形成方法により形成されたバリア層を有することを特
徴とする。
の形成方法により形成されたバリア層を有することを特
徴とする。
【００１７】つぎに作用の説明に移る。本発明のバリア
層の形成方法の要旨は、ヴァイアホールやコンタクトホ
ール等が形成された被処理基板上に、平滑なモホロジと
良好なステップカバレッジを有し、かつ低塩素含有量の
金属膜、例えばＴｉ膜を予め形成し、このＴｉ膜の窒化
処理により金属窒化膜、例えばＴｉＮ膜に変換するもの
であり、またこの方法を複数回繰り返すことにより所望
の厚さのＴｉＮ膜を形成するものである。
層の形成方法の要旨は、ヴァイアホールやコンタクトホ
ール等が形成された被処理基板上に、平滑なモホロジと
良好なステップカバレッジを有し、かつ低塩素含有量の
金属膜、例えばＴｉ膜を予め形成し、このＴｉ膜の窒化
処理により金属窒化膜、例えばＴｉＮ膜に変換するもの
であり、またこの方法を複数回繰り返すことにより所望
の厚さのＴｉＮ膜を形成するものである。
【００１８】したがって、プラズマＣＶＤ工程において
窒化性ガスを導入しないので、塩素成分の多いＴｉＣｌ
x 系反応種を用いてステップカバレッジを改善する必要
はなく、塩素成分が充分に脱離した活性の高いＴｉＣｌ
x 系反応種を接続孔底部まで到達させて金属膜を成膜
し、この後窒化処理を施すことにより金属窒化膜に変換
するので、ステップカバレッジと低塩素含有量とを両立
させることができる。この際、形成されたＴｉＮ等の金
属窒化膜はガスバリア性も高いので、特に５００℃以下
の窒化温度においては窒化しうる層厚に限界があり、窒
化時間や窒化剤の種類あるいはプラズマ密度にもよる
が、例えば１０ｎｍ程度の厚さが上限の目安である。こ
のため例えば１０ｎｍ以上のバリア層を形成するために
は、金属膜の形成工程と窒化工程とを複数回繰り返せば
よい。
窒化性ガスを導入しないので、塩素成分の多いＴｉＣｌ
x 系反応種を用いてステップカバレッジを改善する必要
はなく、塩素成分が充分に脱離した活性の高いＴｉＣｌ
x 系反応種を接続孔底部まで到達させて金属膜を成膜
し、この後窒化処理を施すことにより金属窒化膜に変換
するので、ステップカバレッジと低塩素含有量とを両立
させることができる。この際、形成されたＴｉＮ等の金
属窒化膜はガスバリア性も高いので、特に５００℃以下
の窒化温度においては窒化しうる層厚に限界があり、窒
化時間や窒化剤の種類あるいはプラズマ密度にもよる
が、例えば１０ｎｍ程度の厚さが上限の目安である。こ
のため例えば１０ｎｍ以上のバリア層を形成するために
は、金属膜の形成工程と窒化工程とを複数回繰り返せば
よい。
【００１９】塩素成分が充分に脱離したＴｉＣｌx 系反
応種を接続孔底部まで到達させて金属膜を成膜するプラ
ズマＣＶＤ方法としては、本発明者が先に特願平８−１
１２７２号明細書に開示した技術を用いることができ
る。この方法は、金属ハロゲン化物と水素との混合ガス
を用いるプラズマＣＶＤ法により金属膜を形成する際
に、水素の混合比を金属膜のデポジションレートが飽和
する混合比以上に設定することにより、被処理基板表面
を水素活性種により均一に終端するものである。
応種を接続孔底部まで到達させて金属膜を成膜するプラ
ズマＣＶＤ方法としては、本発明者が先に特願平８−１
１２７２号明細書に開示した技術を用いることができ
る。この方法は、金属ハロゲン化物と水素との混合ガス
を用いるプラズマＣＶＤ法により金属膜を形成する際
に、水素の混合比を金属膜のデポジションレートが飽和
する混合比以上に設定することにより、被処理基板表面
を水素活性種により均一に終端するものである。
【００２０】金属膜のプラズマＣＶＤ工程、および窒化
工程をいずれも５００℃以下に設定することにより、バ
リア層の下部構造にＡｌ系金属配線を用いたデバイス構
造への適用が可能となる。
工程をいずれも５００℃以下に設定することにより、バ
リア層の下部構造にＡｌ系金属配線を用いたデバイス構
造への適用が可能となる。
【００２１】以上のようなバリア層の形成方法の採用に
より、高集積度で信頼性の高い半導体装置を提供するこ
とが可能となる。
より、高集積度で信頼性の高い半導体装置を提供するこ
とが可能となる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例につき添付図面
を参照して説明する。以下の実施例は、プラズマＣＶＤ
装置としてＥＣＲプラズマＣＶＤ装置を採用し、ＴｉＣ
ｌ4 ／Ｈ2 ／Ａｒからなる混合ガスを用いてＴｉ金属膜
を形成した後に窒化処理を施した例である。なお以下の
実施例の説明に供する図面中で、従来例の説明で参照し
た図４中と同様の構成部分には同一の参照符号を付すも
のとする。
を参照して説明する。以下の実施例は、プラズマＣＶＤ
装置としてＥＣＲプラズマＣＶＤ装置を採用し、ＴｉＣ
ｌ4 ／Ｈ2 ／Ａｒからなる混合ガスを用いてＴｉ金属膜
を形成した後に窒化処理を施した例である。なお以下の
実施例の説明に供する図面中で、従来例の説明で参照し
た図４中と同様の構成部分には同一の参照符号を付すも
のとする。
【００２３】実施例１ 本実施例は金属膜の形成工程と、プラズマ窒化を施す工
程を複数回繰り返して所定の膜厚の金属窒化膜を形成し
た例であり、これを図１および図２を参照して説明す
る。
程を複数回繰り返して所定の膜厚の金属窒化膜を形成し
た例であり、これを図１および図２を参照して説明す
る。
【００２４】不純物拡散層（図示せず）等が形成された
シリコン等の半導体基板からなる下層導電材料層１上に
ＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜２を例えば１．０μｍの厚
さに形成し、不純物拡散層に臨む接続孔（コンタクトホ
ール）３を開口する。本実施例において接続孔３の開口
径は例えば０．２５μｍであり、そのアスペクト比は
４．０である。接続孔３底部の自然酸化膜を希フッ酸水
溶液で除去後、この被処理基板をＥＣＲプラズマＣＶＤ
装置の基板ステージ上にセッティングし、Ｈ2 ／Ａｒあ
るいはＨ2 ／Ａｒ／Ｎ2 等の還元性混合ガスによりプラ
ズマクリーニングを施す。
シリコン等の半導体基板からなる下層導電材料層１上に
ＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜２を例えば１．０μｍの厚
さに形成し、不純物拡散層に臨む接続孔（コンタクトホ
ール）３を開口する。本実施例において接続孔３の開口
径は例えば０．２５μｍであり、そのアスペクト比は
４．０である。接続孔３底部の自然酸化膜を希フッ酸水
溶液で除去後、この被処理基板をＥＣＲプラズマＣＶＤ
装置の基板ステージ上にセッティングし、Ｈ2 ／Ａｒあ
るいはＨ2 ／Ａｒ／Ｎ2 等の還元性混合ガスによりプラ
ズマクリーニングを施す。
【００２５】つぎに同じＥＣＲプラズマＣＶＤ装置内
で、一例として下記プラズマＣＶＤ条件によりＴｉから
なる金属膜４を一例として５ｎｍの厚さに形成する。金
属膜４形成後の接続孔３近傍の被処理基板の概略断面図
を図１（ａ）に示す。 ＴｉＣｌ4 ３ ｓｃｃｍ Ｈ2 １００〜３００ ｓｃｃｍ Ａｒ １７０ ｓｃｃｍ ガス圧力 ０．４〜２．０ Ｐａ マイクロ波パワー ２．０〜２．８ ｋＷ（２．４５ＧＨｚ） 基板ステージ温度 ３００〜４６０ ℃ 金属膜４の成膜条件は、平滑なモホロジ、１％以下の低
塩素含有量および良好なボトムカバレッジが得るため
に、被処理基板表面が水素活性種により均一に終端され
る条件すなわち、ＴｉＣｌ4 流量に対し充分に過剰なＨ
2 流量条件を採用する。このプラズマＣＶＤ条件は、プ
ラズマからの水素原子線および塩素の発光スペクトル強
度の変化をモニタすることによってモニタリングするこ
とができる。この方法は、本発明者らが特願平７−３３
６３０９号明細書として提案したものである。本実施例
においては、金属膜４のボトムカバレッジは５０％、塩
素含有量は０．２ｍｏｌ％であった。
で、一例として下記プラズマＣＶＤ条件によりＴｉから
なる金属膜４を一例として５ｎｍの厚さに形成する。金
属膜４形成後の接続孔３近傍の被処理基板の概略断面図
を図１（ａ）に示す。 ＴｉＣｌ4 ３ ｓｃｃｍ Ｈ2 １００〜３００ ｓｃｃｍ Ａｒ １７０ ｓｃｃｍ ガス圧力 ０．４〜２．０ Ｐａ マイクロ波パワー ２．０〜２．８ ｋＷ（２．４５ＧＨｚ） 基板ステージ温度 ３００〜４６０ ℃ 金属膜４の成膜条件は、平滑なモホロジ、１％以下の低
塩素含有量および良好なボトムカバレッジが得るため
に、被処理基板表面が水素活性種により均一に終端され
る条件すなわち、ＴｉＣｌ4 流量に対し充分に過剰なＨ
2 流量条件を採用する。このプラズマＣＶＤ条件は、プ
ラズマからの水素原子線および塩素の発光スペクトル強
度の変化をモニタすることによってモニタリングするこ
とができる。この方法は、本発明者らが特願平７−３３
６３０９号明細書として提案したものである。本実施例
においては、金属膜４のボトムカバレッジは５０％、塩
素含有量は０．２ｍｏｌ％であった。
【００２６】引き続き同じＥＣＲプラズマＣＶＤ装置に
より、下記条件により金属膜４のプラズマ窒化を施す。 Ｎ2 １００〜３００ ｓｃｃｍ Ｈ2 ０〜３００ ｓｃｃｍ Ａｒ １０〜１００ ｓｃｃｍ ガス圧力 ０．４〜２．０ Ｐａ マイクロ波パワー ２．０〜２．８ ｋＷ（２．４５ＧＨｚ） 基板ステージ温度 ３００〜４６０ ℃ Ｎ2 がプラズマ中で解離して生じる窒素活性種（Ｎ* お
よびＮ+ ）とＴｉ金属との窒化反応の標準生成熱は−１
８４．４ｋｃａｌ／ｍｏｌと発熱反応であり、反応の進
みやすい系であるが、加えて本実施例においてはＥＣＲ
プラズマによる高密度プラズマ処理が可能であり、図１
（ｂ）に示すように大量の窒素活性種（Ｎ* および
Ｎ+ ）による高スループットの窒化が可能である。
より、下記条件により金属膜４のプラズマ窒化を施す。 Ｎ2 １００〜３００ ｓｃｃｍ Ｈ2 ０〜３００ ｓｃｃｍ Ａｒ １０〜１００ ｓｃｃｍ ガス圧力 ０．４〜２．０ Ｐａ マイクロ波パワー ２．０〜２．８ ｋＷ（２．４５ＧＨｚ） 基板ステージ温度 ３００〜４６０ ℃ Ｎ2 がプラズマ中で解離して生じる窒素活性種（Ｎ* お
よびＮ+ ）とＴｉ金属との窒化反応の標準生成熱は−１
８４．４ｋｃａｌ／ｍｏｌと発熱反応であり、反応の進
みやすい系であるが、加えて本実施例においてはＥＣＲ
プラズマによる高密度プラズマ処理が可能であり、図１
（ｂ）に示すように大量の窒素活性種（Ｎ* および
Ｎ+ ）による高スループットの窒化が可能である。
【００２７】この結果、図１（ｃ）に示すようにＴｉＮ
からなる金属窒化膜５が形成される。金属窒化膜５の厚
さは同じくほぼ５ｎｍ、ボトムカバレッジは５０％、塩
素含有量は０．２ｍｏｌ％以下であった。以下図２
（ｄ）〜（ｆ）に示すように、必要に応じ金属膜４形成
工程と窒化工程を繰り返し、所望の厚さの金属膜窒化膜
５を形成する。本実施例においてはそれぞれ４回反復
し、２０ｎｍの厚さの金属窒化膜５を形成した。この繰
り返しは同一のＥＣＲプラズマＣＶＤ装置内でおこなう
ので、スループット低下の虞れは少ない。本実施例によ
れば、ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置による金属膜のプラズ
マＣＶＤと、引き続くプラズマ窒化を連続的に施すこと
により、ステップカバレッジ、モホロジ、低塩素含有量
そして高スループットのバリア層形成が可能である。
からなる金属窒化膜５が形成される。金属窒化膜５の厚
さは同じくほぼ５ｎｍ、ボトムカバレッジは５０％、塩
素含有量は０．２ｍｏｌ％以下であった。以下図２
（ｄ）〜（ｆ）に示すように、必要に応じ金属膜４形成
工程と窒化工程を繰り返し、所望の厚さの金属膜窒化膜
５を形成する。本実施例においてはそれぞれ４回反復
し、２０ｎｍの厚さの金属窒化膜５を形成した。この繰
り返しは同一のＥＣＲプラズマＣＶＤ装置内でおこなう
ので、スループット低下の虞れは少ない。本実施例によ
れば、ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置による金属膜のプラズ
マＣＶＤと、引き続くプラズマ窒化を連続的に施すこと
により、ステップカバレッジ、モホロジ、低塩素含有量
そして高スループットのバリア層形成が可能である。
【００２８】実施例２ 本実施例は金属膜の形成工程と、熱窒化を施す工程を複
数回繰り返して所定の膜厚の金属窒化膜を形成した例で
あり、これを再び図１および図２を参照して説明する。
数回繰り返して所定の膜厚の金属窒化膜を形成した例で
あり、これを再び図１および図２を参照して説明する。
【００２９】本実施例においては、図１（ａ）に示す金
属膜４の形成工程までは前実施例１と同様であり、重複
する説明を省略する。本実施例においては成膜装置とし
てＥＣＲプラズマＣＶＤ装置と熱窒化装置とがゲートバ
ルブにより連設された装置を用いた。なお熱窒化装置の
熱源はヒータ加熱、ランプ加熱あるいは高周波誘導加熱
等任意の加熱手段が採用できる。
属膜４の形成工程までは前実施例１と同様であり、重複
する説明を省略する。本実施例においては成膜装置とし
てＥＣＲプラズマＣＶＤ装置と熱窒化装置とがゲートバ
ルブにより連設された装置を用いた。なお熱窒化装置の
熱源はヒータ加熱、ランプ加熱あるいは高周波誘導加熱
等任意の加熱手段が採用できる。
【００３０】金属膜４の形成後、ＥＣＲプラズマＣＶＤ
装置に連設された熱窒化装置に被処理基板を大気に曝す
ことなく搬送し、一例として下記熱窒化条件により金属
膜４を窒化する。 ＮＨ3 １０〜１０００ ｓｃｃｍ Ｈ2 ０〜１００ ｓｃｃｍ Ａｒ ０〜１００ ｓｃｃｍ ガス圧力 ０．４〜１００ Ｐａ 基板ステージ温度 ３００〜４６０ ℃ 図１（ｂ）に示す熱窒化工程では、Ｔｉ＋ＮＨ3 →Ｔｉ
Ｎ＋３／２Ｈ2 の反応式により窒化が進む。したがっ
て、この場合の窒素活性種（Ｎ* およびＮ+ ）は、その
殆どが加熱により並進、回転、振動等の運動エネルギが
高められたＮＨ3分子に相当する。なお加熱と同時に低
圧水銀ランプ等の励起光照射を施してもよい。
装置に連設された熱窒化装置に被処理基板を大気に曝す
ことなく搬送し、一例として下記熱窒化条件により金属
膜４を窒化する。 ＮＨ3 １０〜１０００ ｓｃｃｍ Ｈ2 ０〜１００ ｓｃｃｍ Ａｒ ０〜１００ ｓｃｃｍ ガス圧力 ０．４〜１００ Ｐａ 基板ステージ温度 ３００〜４６０ ℃ 図１（ｂ）に示す熱窒化工程では、Ｔｉ＋ＮＨ3 →Ｔｉ
Ｎ＋３／２Ｈ2 の反応式により窒化が進む。したがっ
て、この場合の窒素活性種（Ｎ* およびＮ+ ）は、その
殆どが加熱により並進、回転、振動等の運動エネルギが
高められたＮＨ3分子に相当する。なお加熱と同時に低
圧水銀ランプ等の励起光照射を施してもよい。
【００３１】窒化剤としてＮ2 を用いた場合、熱窒化に
よるＴｉＮの標準生成熱は−８０．４ｋｃａｌ／ｍｏｌ
と発熱反応であり、比較的反応の進みやすい系である
が、本実施例のようにＮＨ3 やＮ2 Ｈ4 を採用する場合
にはさらに熱窒化が容易になる。この様子は、図３に示
すＴｉと各種窒化剤とのＧｉｂｂｓの自由エネルギΔＧ
のデータから明らかである。
よるＴｉＮの標準生成熱は−８０．４ｋｃａｌ／ｍｏｌ
と発熱反応であり、比較的反応の進みやすい系である
が、本実施例のようにＮＨ3 やＮ2 Ｈ4 を採用する場合
にはさらに熱窒化が容易になる。この様子は、図３に示
すＴｉと各種窒化剤とのＧｉｂｂｓの自由エネルギΔＧ
のデータから明らかである。
【００３２】この結果、図１（ｃ）に示すようにＴｉＮ
からなる金属窒化膜５が形成される。金属窒化膜５の厚
さは同じくほぼ５ｎｍ、ボトムカバレッジは５０％、塩
素含有量は０．２ｍｏｌ％以下であった。以下図２
（ｄ）〜（ｆ）に示すように、必要に応じ金属膜４形成
工程と熱窒化工程を繰り返し、所望の厚さの金属膜窒化
膜５を形成する。本実施例においてはそれぞれ４回反復
し、２０ｎｍの厚さの金属窒化膜５を形成した。この繰
り返しは連続処理装置内でおこなうので、スループット
低下の虞れは比較的少ない。本実施例によれば、ＥＣＲ
プラズマＣＶＤ装置による金属膜のプラズマＣＶＤと、
引き続く熱窒化を連続的に施すことにより、ステップカ
バレッジ、モホロジ、低塩素含有量そして高スループッ
トのバリア層形成が可能である。
からなる金属窒化膜５が形成される。金属窒化膜５の厚
さは同じくほぼ５ｎｍ、ボトムカバレッジは５０％、塩
素含有量は０．２ｍｏｌ％以下であった。以下図２
（ｄ）〜（ｆ）に示すように、必要に応じ金属膜４形成
工程と熱窒化工程を繰り返し、所望の厚さの金属膜窒化
膜５を形成する。本実施例においてはそれぞれ４回反復
し、２０ｎｍの厚さの金属窒化膜５を形成した。この繰
り返しは連続処理装置内でおこなうので、スループット
低下の虞れは比較的少ない。本実施例によれば、ＥＣＲ
プラズマＣＶＤ装置による金属膜のプラズマＣＶＤと、
引き続く熱窒化を連続的に施すことにより、ステップカ
バレッジ、モホロジ、低塩素含有量そして高スループッ
トのバリア層形成が可能である。
【００３３】以上、本発明のバリア層の形成方法および
これにより形成されたバリア層を有する半導体装置につ
き２例の実施例により説明を加えたが、本発明はこれら
実施例に限定されることなく各種の実施態様が可能であ
る。例えば、金属ハロゲン化物としてＴｉＣｌ4 （ｍｐ
＝−２５℃、ｂｐ＝１３６℃）を例示したが、ＴｉＢｒ
4 （ｍｐ＝３９℃、ｂｐ＝２３０℃）やＴｉＩ4 （ｍｐ
＝１５０℃、ｂｐ＝３７７．１℃）等や、その他Ｚｒ、
Ｈｆ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ等各種金属のハロゲン化物を用い
ることができる。
これにより形成されたバリア層を有する半導体装置につ
き２例の実施例により説明を加えたが、本発明はこれら
実施例に限定されることなく各種の実施態様が可能であ
る。例えば、金属ハロゲン化物としてＴｉＣｌ4 （ｍｐ
＝−２５℃、ｂｐ＝１３６℃）を例示したが、ＴｉＢｒ
4 （ｍｐ＝３９℃、ｂｐ＝２３０℃）やＴｉＩ4 （ｍｐ
＝１５０℃、ｂｐ＝３７７．１℃）等や、その他Ｚｒ、
Ｈｆ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ等各種金属のハロゲン化物を用い
ることができる。
【００３４】窒化剤としてＮ2 とＮＨ3 を例示したが、
Ｎ2 Ｈ4 、ＣＨ3 ＮＨＮＨ2 （ｍｐ＝−５２．４℃、ｂ
ｐ＝８７．５℃）や（ＣＨ3 ）2 ＮＮＨ2 （ｍｐ＝−５
８℃、ｂｐ＝６３．９℃）等アルキルヒドラジン類等の
ヒドラジン誘導体、ＣＨ3 ＮＨ2 （ｍｐ＝−９３．５
℃、ｂｐ＝−６．３℃）や（ＣＨ3 ）3 ＣＮＨ2 （ｍｐ
＝−７２．６℃、ｂｐ＝４４〜４６℃）等のアルキルア
ミン化合物等を任意に用いてよい。
Ｎ2 Ｈ4 、ＣＨ3 ＮＨＮＨ2 （ｍｐ＝−５２．４℃、ｂ
ｐ＝８７．５℃）や（ＣＨ3 ）2 ＮＮＨ2 （ｍｐ＝−５
８℃、ｂｐ＝６３．９℃）等アルキルヒドラジン類等の
ヒドラジン誘導体、ＣＨ3 ＮＨ2 （ｍｐ＝−９３．５
℃、ｂｐ＝−６．３℃）や（ＣＨ3 ）3 ＣＮＨ2 （ｍｐ
＝−７２．６℃、ｂｐ＝４４〜４６℃）等のアルキルア
ミン化合物等を任意に用いてよい。
【００３５】バリア層を形成する対象として、拡散層に
臨むコンタクトホールを有する被処理基板を例示した
が、Ａｌ系金属配線や多結晶シリコン等の配線層に臨む
バイアホールを有する半導体基板や、他の被処理物を適
宜採用してもよい。また最初に形成する金属膜の厚さ
は、窒化の容易さから５ｎｍに留めたが、金属膜を例え
ば３０ｎｍの厚さに形成し、表面の５ｎｍだけを窒化し
て残りの２５ｎｍの下層金属膜をコンタクトメタルとし
て用いることもできる。
臨むコンタクトホールを有する被処理基板を例示した
が、Ａｌ系金属配線や多結晶シリコン等の配線層に臨む
バイアホールを有する半導体基板や、他の被処理物を適
宜採用してもよい。また最初に形成する金属膜の厚さ
は、窒化の容易さから５ｎｍに留めたが、金属膜を例え
ば３０ｎｍの厚さに形成し、表面の５ｎｍだけを窒化し
て残りの２５ｎｍの下層金属膜をコンタクトメタルとし
て用いることもできる。
【００３６】プラズマＣＶＤ装置としてＥＣＲプラズマ
ＣＶＤ装置を用いたが、平行平板型プラズマＣＶＤ装
置、ヘリコン波プラズマＣＶＤ装置、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕ
ｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）ＣＶ
Ｄ装置、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｃｏｕｐｌ
ｅｄ Ｐｌａｓｍａ）ＣＶＤ装置、表面波プラズマＣＶ
Ｄ装置等であってもよい。またプラズマと同時に低圧Ｈ
ｇランプやエキシマレーザ等、励起光ビームを照射する
光プラズマＣＶＤ法を採用すれば、さらに還元効率のよ
い反応を利用することが可能である。
ＣＶＤ装置を用いたが、平行平板型プラズマＣＶＤ装
置、ヘリコン波プラズマＣＶＤ装置、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕ
ｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）ＣＶ
Ｄ装置、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｃｏｕｐｌ
ｅｄ Ｐｌａｓｍａ）ＣＶＤ装置、表面波プラズマＣＶ
Ｄ装置等であってもよい。またプラズマと同時に低圧Ｈ
ｇランプやエキシマレーザ等、励起光ビームを照射する
光プラズマＣＶＤ法を採用すれば、さらに還元効率のよ
い反応を利用することが可能である。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、バリア
層の形成方法によれば、成膜される金属窒化膜の表面モ
ホロジとステップカバレッジが良好で、低塩素含有量お
よび低成膜温度等の各種要請を同時に満足するプロセス
が可能となる。また、かかるバリア層を高度に集積化さ
れた半導体装置の電極・配線材料の一部として採用する
ことにより、配線腐食等のないバリア性に優れた信頼性
の高い半導体装置を提供することが可能となる。
層の形成方法によれば、成膜される金属窒化膜の表面モ
ホロジとステップカバレッジが良好で、低塩素含有量お
よび低成膜温度等の各種要請を同時に満足するプロセス
が可能となる。また、かかるバリア層を高度に集積化さ
れた半導体装置の電極・配線材料の一部として採用する
ことにより、配線腐食等のないバリア性に優れた信頼性
の高い半導体装置を提供することが可能となる。
【図１】本発明のバリア層の形成方法の前半の工程を説
明する概略断面図である。
明する概略断面図である。
【図２】本発明のバリア層の形成方法の後半の工程を説
明する概略断面図である。
明する概略断面図である。
【図３】熱窒化におけるＧｉｂｂｓの自由エネルギを示
すグラフである。
すグラフである。
【図４】従来技術の問題点を示す概略断面図である。
１…下層導電材料層、２…層間絶縁膜、３…接続孔、４
…金属膜、４ａ…庇部、５…金属窒化膜
…金属膜、４ａ…庇部、５…金属窒化膜
Claims (7)
- 【請求項１】 金属ハロゲン化物および水素を含む混合
ガスを用い、プラズマＣＶＤ法により被処理基板上に金
属膜を形成する工程と、 前記金属膜に窒化処理を施して金属窒化膜に変換する工
程を有することを特徴とするバリア層の形成方法。 - 【請求項２】 金属膜を形成する工程と、 前記金属膜を金属窒化膜に変換する工程とを、 複数回繰り返すことを特徴とする請求項１記載のバリア
層の形成方法。 - 【請求項３】 金属膜を形成する工程においては、 被処理基板表面を水素活性種により均一に終端しつつ形
成することを特徴とする請求項１記載のバリア層の形成
方法。 - 【請求項４】 窒化処理は、Ｎ2 、ＮＨ3 、Ｎ2 Ｈ4 お
よびその誘導体、アルキルアミン化合物からなる群から
選ばれる少なくとも一種の窒化剤を用いたプラズマ窒化
であることを特徴とする請求項１記載のバリア層の形成
方法。 - 【請求項５】 窒化処理は、Ｎ2 、ＮＨ3 、Ｎ2 Ｈ4 お
よびその誘導体、アルキルアミン化合物からなる群から
選ばれる少なくとも一種の窒化剤を用いた熱窒化である
ことを特徴とする請求項１記載のバリア層の形成方法。 - 【請求項６】 金属膜を形成する工程と、 前記金属膜を金属窒化膜に変換する工程とを、 いずれも５００℃以下の温度で施すことを特徴とする請
求項１記載のバリア層の形成方法。 - 【請求項７】 請求項１ないし６いずれか１項記載のバ
リア層の形成方法により形成されたバリア層を有するこ
とを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5025696A JPH09246212A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | バリア層の形成方法、およびこれにより形成されたバリア層を有する半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5025696A JPH09246212A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | バリア層の形成方法、およびこれにより形成されたバリア層を有する半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09246212A true JPH09246212A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=12853907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5025696A Pending JPH09246212A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | バリア層の形成方法、およびこれにより形成されたバリア層を有する半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09246212A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001257177A (ja) * | 2000-02-01 | 2001-09-21 | Applied Materials Inc | 金属窒化物／金属スタックの処理 |
| KR20030001939A (ko) * | 2001-06-28 | 2003-01-08 | 동부전자 주식회사 | 반도체소자의 장벽층 형성 방법 및 장치 |
| US6831010B2 (en) * | 1999-04-20 | 2004-12-14 | Trikon Technologies Limited | Method and depositing a layer |
| JP2007295004A (ja) * | 2007-07-27 | 2007-11-08 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| WO2008096599A1 (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-14 | Tokyo Electron Limited | 成膜方法，基板処理装置，および半導体装置 |
| JP2009260377A (ja) * | 2001-12-25 | 2009-11-05 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法及び処理装置 |
| WO2010001931A1 (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-07 | 東京エレクトロン株式会社 | 薄膜の成膜方法及び成膜装置 |
-
1996
- 1996-03-07 JP JP5025696A patent/JPH09246212A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2009260377A (ja) * | 2001-12-25 | 2009-11-05 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法及び処理装置 |
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| KR101102739B1 (ko) * | 2007-02-05 | 2012-01-05 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 성막 방법, 기판 처리 장치, 및 반도체 장치 |
| JP2007295004A (ja) * | 2007-07-27 | 2007-11-08 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| WO2010001931A1 (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-07 | 東京エレクトロン株式会社 | 薄膜の成膜方法及び成膜装置 |
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