JP2003138378A

JP2003138378A - 薄膜形成方法

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Publication number: JP2003138378A
Application number: JP2001332585A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kuninobu; 隆史國信; Kazunari Sekiya; 一成関谷; Toshiaki Sasaki; 俊秋佐々木
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2003-05-14

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】薄膜形成枚数が増えた場合であっても、排気
時間が長くなることがなく、生産性の向上を図ることが
できる薄膜形成方法を提供する。【解決手段】固体又は液体原料として当該原料及び反
応副生成物またはこの中の少なくとも一つの物質の飽和
蒸気圧が７０℃で、０．００１Ｐａ以上かつ５００Ｐａ
以下のものを用い、薄膜形成工程の終了後、基体処理室
の圧力を下げて薄膜形成工程で表面に薄膜が形成された
基体を基体処理室から回収するまでの間に、基体処理室
の圧力をあらかじめ定められている圧力にまで下げる排
気工程と、引き続いて、パージガスを基体処理室に導入
して基体処理室の圧力をあらかじめ定められている圧力
にまで上げるパージ工程を、前記排気工程で下げられた
圧力と、前記パージ工程で上げられた圧力との間に、少
なくとも一桁以上の圧力差を持たせて、少なくとも一回
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、固体又は液体原
料を気化させた原料ガスを、減圧状態に保持されている
基体処理室内に導入して、この基体処理室内で化学反応
させ、基体処理室内に支持されている基体の表面に薄膜
を形成する薄膜形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】半導体用集積回路や液晶用ディスプレイな
どの作成工程として、基体の表面に薄膜を作成する工程
がある。この工程では、化学反応を利用して薄膜形成を
行う化学気相成長（本明細書において「ＣＶＤ」とい
う）法、例えば、熱ＣＶＤ法や、プラズマＣＶＤ法、光
ＣＶＤ法などが広く用いられている。

【０００３】最近の金属材料の成膜では、常温常圧で液
体である有機金属化合物を原料として使用するＣＶＤが
活発に研究されている。

【０００４】この中で、半導体集積回路の配線材料とし
て、低抵抗で高いエレクトロマイグレーション耐性を持
つ銅を、ＣＶＤで成膜する研究が行われている。銅配線
用のＣＶＤ原料として、β−ジケトン錯体の誘導体がよ
く使われ、例えば、〔トリメチルビニルシリル〕ヘキサ
フルオロアセチルアセトン酸塩銅（Ｉ）（本明細書にお
いて、以下、Ｃｕ（Ｈｆａｃ）ＴＭＶＳと表す。）を主
成分とする常温常圧で液体、すなわち飽和蒸気圧の低い
原料が使用されている。

【０００５】上記Ｃｕ（Ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを原料とし
て用い、ＣＶＤ法によって銅薄膜の形成を行う薄膜形成
装置の一例の概略図を図１に示す。

【０００６】基体処理室１には原料ガス導入機構２、排
気機構４が接続され、基体処理室１の内部には基体支持
機構５がある。原料ガス導入機構２は、原料導入配管
６、原料導入バルブ７、気化器８からなり、気化器８に
原料流量制御器９が接続されている。

【０００７】排気機構４は、基体処理室１内を減圧状態
に保つためのものであり、基体処理室１内の圧力は圧力
計１０で測定される。

【０００８】基体支持機構５は表面に薄膜が形成される
基体１１を支持し、内部に温度制御機構１２を備えてい
る。温度制御機構１２によって、基体１１が所定の温度
に保持され、基体処理室１内で生じた化学反応によって
基体１１表面に薄膜を形成する。

【０００９】基体処理室１にはゲートバルブ１３が接続
されており、不図示のロードロック機構により、基体１
１を入れ替えることができる。

【００１０】次に、図１を用いて説明した薄膜形成装置
を使用し、原料としてＣｕ（Ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを用
い、８インチシリコン基板の表面に金属銅の薄膜を形成
する場合の従来の薄膜形成方法を示す。下記の工程で薄
膜形成を行った。

【００１１】１．基体搬入工程基体処理室１内に、目的とする薄膜を形成するための基
体を搬入する工程である。基体処理室１のゲートバルブ
１３を開け、不図示のロードロック機構により基体（８
インチシリコン基板）１１を導入して基体支持機構５に
載置し、その後、ゲートバルブ１３を閉じる。

【００１２】２．薄膜形成工程ヘリウムガス等を図１中、ヘリウムガス導入方向である
矢印１４の方向に供給し、原料であるＣｕ（Ｈｆａｃ）
ＴＭＶＳを液体原料の流れを示す矢印１５方向に原料流
量制御器９を通して気化器８に供給し、ここで気化させ
ると共に、キャリアガス（Ａｒ等）を矢印１６の方向に
供給して、原料導入バルブ７を開け、基体処理室１に導
入する。その後、あらかじめ定めている処理時間、原料
ガスの導入を維持し、銅薄膜を基体（８インチシリコン
基板）１１表面に形成する。原料導入バルブ７を閉じた
ときを薄膜形成工程終了とする。

【００１３】３．排気工程成膜工程を終了させるために、基体処理室１内に残留し
ている原料を除去すべく、基体処理室１内の圧力を下げ
る工程である。薄膜形成工程終了後、排気機構４を用
い、基体処理室１内の圧力をあらかじめ定められている
圧力に（例えば、３×１０^−３Ｐａ）まで下げる。

【００１４】４．回収工程基体処理室１から銅薄膜が形成された基体（８インチシ
リコン基板）１１を搬出する工程である。前記３．の排
気工程終了後、基体支持機構５からゲートバルブ１３を
介し、表面に銅薄膜が形成されている基体（８インチシ
リコン基板）１１を回収する。

【００１５】以降、所定の枚数の基体を処理するため、
前記４．の回収工程終了後、前記１．の基体搬入工程に
戻って、１．〜４．の工程を繰り返す。

【００１６】このような従来の薄膜形成方法において、
Ｃｕ（Ｈｆａｃ）ＴＭＶＳのように、常温常圧で液体又
は固体である原料、すなわち飽和蒸気圧の低い原料を用
いると、薄膜形成枚数が増えたときに、薄膜形成終了
後、成膜工程が終了した基体を搬出する（前記４．の回
収工程）ために、基体処理室内から原料を除去すべく、
基体処理室内の圧力を、あらかじめ定められている圧力
（例えば、３×１０^−３Ｐａ）まで下げることに要する
時間、すなわち、前記３．の排気工程に要する時間（以
下、本明細書、図面において、この時間を「排気時間」
と表す。）が長くなるという問題があった。

【００１７】つまり、成膜枚数が増えると、排気時間が
安定した同じ時間にならなくなり、図２に示すように、
排気時間が長くなるため、生産性が落ちるという課題が
あった。

【００１８】更に、半導体用集積回路において、主にバ
リア層として使用されているテトラキスジエチルアミノ
チタン（以下、本明細書において「ＴＤＥＡＴ」と表
す。）を原料とする窒化チタン（ＴｉＮ）膜を成膜する
場合、成膜終了後の排気工程が不充分で原料や反応副生
成物が残留してしまうと、次に同様の処理を控えている
シリコン基板に対して、再現性に悪影響を与えてしま
う。そこで、ＴＤＥＡＴを原料とするＴｉＮ膜成膜にお
いて、安定した排気工程を各シリコン基板ごとに実現す
ることは、連続成膜を行う際の再現性を維持する上で重
要な課題であった。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、前述した
従来の薄膜形成方法における問題点に鑑み、常温常圧で
液体又は固体である原料を用い、熱ＣＶＤ法、プラズマ
ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法などのように、減圧状態に保持さ
れている基体処理室内で化学反応を生ぜしめて、基体処
理室内に支持されている基体の表面に薄膜を形成する薄
膜形成方法において、特別な機器を使用せず、制御方法
を変えることのみによって、生産性の向上を図ることが
でき、また安定した膜質を得ることのできる薄膜形成方
法を提案することを目的としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明が提案する薄膜形成方法は、固体又は液体原
料を気化させた原料ガスを、減圧状態に保持されている
基体処理室内に導入して、この基体処理室内で化学反応
させ、基体処理室内に支持されている基体の表面に薄膜
を形成する薄膜形成方法であって、以下の特徴を備えて
いるものである。

【００２１】まず、固体又は液体原料としては、当該原
料及び反応副生成物またはこの中の少なくとも一つの物
質の飽和蒸気圧が７０℃で、０．００１Ｐａ以上かつ５
００Ｐａ以下のものを用いることを特徴としている。

【００２２】そして、薄膜形成工程の終了後、基体処理
室の圧力を下げて薄膜形成工程で表面に薄膜が形成され
た基体を基体処理室から回収するまでの間に、基体処理
室の圧力をあらかじめ定められている圧力にまで下げる
排気工程と、引き続いて、パージガスを基体処理室に導
入して基体処理室の圧力をあらかじめ定められている圧
力にまで上げるパージ工程を、前記排気工程で下げられ
た圧力と、前記パージ工程で上げられた圧力との間に、
少なくとも一桁以上の圧力差を持たせて、少なくとも一
回行うことを特徴とするものである。

【００２３】なお、以下、本明細書、図面において、薄
膜形成工程の終了後、薄膜が形成された基体を基体処理
室から回収する（前記４．の回収工程）までに行われる
前記３．の排気工程の間に、所定の圧力範囲及びパージ
ガスの所定の導入回数等の条件に基づいて、パージガス
を間欠的に導入する工程（パージ工程）を繰り返す一連
の工程を「サイクルパージ」と呼ぶ。

【００２４】前述した本発明の薄膜形成方法において、
固体又は液体原料として、当該原料及び反応副生成物ま
たはこの中の少なくとも一つの物質の飽和蒸気圧が７０
℃で、０．００１Ｐａ以上かつ５００Ｐａ以下のものを
用いるのは、以下の理由によるものである。

【００２５】固体又は液体原料を気化させた原料ガス
を、減圧状態に保持されている基体処理室内に導入し
て、この基体処理室内で化学反応させ、基体処理室内に
支持されている基体の表面に薄膜を形成する薄膜形成方
法に使用される従来公知の薄膜形成装置においては、基
体処理室全体の温度を保つ場合、恒温手段として、通
常、簡単便利な水が使用されている。したがって、その
温度は、７０℃が上限になる。これ以上の温度にするた
めには、水に代わる特殊な熱交換材を使用するなどの工
夫が必要になる。

【００２６】そこで、７０℃、すなわち、水に代わる特
殊な熱交換材を使用するなどの工夫の必要がない基体処
理室の壁の温度の上限において、実験を行ったところ、
原料及び反応副生成物の飽和蒸気圧が５００Ｐａより高
い場合、例えば、常温常圧で気体の物質では、サイクル
パージの効果が発揮されなかった。そこで、原料及び反
応副生成物またはこの中の少なくとも一つの物質の飽和
蒸気圧が７０℃で、５００Ｐａ以下である場合に、サイ
クルパージを少なくとも一回行うことにより、排気時間
を短くできると考えられた。

【００２７】一方、７０℃で飽和蒸気圧が０．０００１
Ｐａより低い物質、例えば、蒸気圧の低い反応副生成物
が、目的とする基体の表面以外の部分に成膜された場
合、サイクルパージの効果はなかった。

【００２８】そこで、本発明の薄膜形成方法によって、
サイクルパージによる排気時間の短縮という効果を得る
ためには、固体又は液体原料として、当該原料及び反応
副生成物またはこの中の少なくとも一つの物質の飽和蒸
気圧が７０℃で、０．００１Ｐａ以上かつ５００Ｐａ以
下のものを用いる必要があると考えられた。

【００２９】サイクルパージの際の排気工程で下げられ
た圧力、パージ工程で上げられた圧力、サイクルパージ
を繰り返す回数は、前述した従来の薄膜形成方法の工程
において、薄膜形成工程の終了後、薄膜が形成された基
体を基体処理室から回収する（前記４．の回収工程）ま
でに行われる前記３．の排気工程の間に、サイクルパー
ジを少なくとも一回以上行うことにより、排気時間がサ
イクルパージを行わない場合に比べて短くなることを基
準にして定めることができる。

【００３０】ここで、サイクルパージの際の排気工程で
圧力を下げる理由は、基体処理室内から原料及び／又は
反応副生成物を除去して実質的な成膜工程を終了させる
ためであるので、少なくとも５Ｐａまでは排気する必要
がある。この圧力は、できるだけ低い方がよいが、圧力
を低くするのには時間がかかるので、低くても１×１０
^-4Ｐａに止めておくことが望ましい。

【００３１】一方、サイクルパージの際のパージ圧力
は、排気工程で下げられた圧力と、パージ工程で上げら
れた圧力との間の圧力差ができるだけ大きくなる方が排
気時間を短縮する効果が大きいので、少なくとも、２Ｐ
ａまで圧力を高める必要がある。この圧力は、できるだ
け高い方がよいが、圧力を高くするには時間がかかるの
で、高くても、２×１０^３Ｐａとするのが望ましい。

【００３２】そこで、サイクルパージの際の排気工程で
は、基体処理室の圧力を５〜１×１０^−４Ｐａまで下
げ、パージ工程では、基体処理室の圧力を２〜２×１０
^３Ｐａまで上げるようにすることが望ましい。

【００３３】更に、サイクルパージの際の、排気工程で
下げられた圧力と、パージ工程で上げられた圧力との間
の圧力差は、前述したように、できるだけ大きい方がサ
イクルパージによる排気時間の短縮という効果を得る上
で有効である。しかし、この圧力差をあまりに大きくし
ようとすると、かえって、排気工程とパージ工程とに多
くの時間を要することとなって、全体としての排気時間
の短縮を図ることができない。

【００３４】そこで、サイクルパージによる排気時間の
短縮という効果を発揮させるために、サイクルパージの
際の、排気工程で下げられた圧力と、パージ工程で上げ
られた圧力との間の圧力差は、少なくとも一桁以上とす
ることが望ましい。

【００３５】次に、前記の本発明の薄膜形成方法におい
て、排気時間の短縮という効果を発揮させる上で、サイ
クルパージは複数回繰り返すことが望ましいが、以下に
述べるように、好ましい生産性の観点から、その繰り返
される回数は、２０回を越えないことが望ましい。

【００３６】例えば、半導体用集積回路におけるシード
用Ｃｕ膜の銅薄膜形成の場合、基体１枚あたりの処理時
間（前述した従来の薄膜形成方法の処理工程における、
１．の基体搬入工程から、４．回収工程の完了までにお
いて、２０秒を要するサイクルパージを１回行った場合
の処理時間）が、約１６０秒であるとすると、この時、
スループットは、２０枚／時間以上となる。

【００３７】ここで、サイクルパージを２１回繰り返す
とすると、基体１枚あたりの処理時間は、１６０＋２０
秒×２０回＝５６０秒となり、スループットは、約６枚
／時間以下となってしまう。

【００３８】したがって、サイクルパージを繰り返す回
数を多くし過ぎると、スループットが低下し、産業上、
最も重要な生産性が低下してしまうので、サイクルパー
ジを繰り返す回数は、２０回を上限とすることが望まし
い。

【００３９】なお、本発明の薄膜形成方法において、原
料及び反応副生成物またはこの中の少なくとも一つの物
質の飽和蒸気圧が７０℃で、０．００１Ｐａ以上かつ５
００Ｐａ以下のものとして用いられる原料としては、例
えば、銅のβ−ジケトン錯体や、ＴＤＥＡＴを挙げるこ
とができる。基体の表面に形成される薄膜は、前者の場
合は金属銅で、後者の場合はＴｉＮ膜になる。

【００４０】以下、添付図面を参照して本発明の好まし
い実施例を説明する。

【００４１】

【実施例１】本発明の薄膜形成方法に使用される薄膜形
成装置は、例えば、本発明の薄膜形成方法が、原料とし
てＣｕ（Ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを用い、８インチシリコン
基板の表面への金属銅の薄膜の形成に用いられる場合に
は、従来例において図１を用いて説明した薄膜形成装置
を使用することができる。

【００４２】なお、この際、基体処理室１にはサイクル
パージの際のパージ工程用に、パージガス導入機構３が
接続されているものを使用することになる。パージガス
導入機構３は、基体処理室１内にパージ用のガス（例え
ば、Ａｒガス）を導入するものである。

【００４３】その他の、薄膜形成装置の構成、作用は、
従来例において説明した通りであるので、その説明は省
略する。

【００４４】この薄膜形成装置を使用して下記の手順で
薄膜形成を行った。

【００４５】１．基体搬入工程基体処理室１内に、目的とする薄膜を形成するための基
体を搬入するための工程である。基体処理室１のゲート
バルブ１３を開け、不図示のロードロック機構により基
体（８インチシリコン基板）１１を搬入して基体支持機
構５に載置し、その後、ゲートバルブ１３を閉じる。

【００４６】２．薄膜形成工程ヘリウムガス等を図１中、ヘリウムガス導入方向である
矢印１４の方向に供給し、原料２０としてＣｕ（Ｈｆａ
ｃ）ＴＭＶＳを液体原料の流れを示す矢印１５方向に原
料流量制御器９を通して気化器８に供給し、ここで気化
させると共に、キャリアガス（例えば、Ａｒガス）を矢
印１６の方向に供給して、原料導入バルブ７を開け、基
体処理室１に導入する。その後、規定の処理時間、原料
ガス導入を維持し、銅薄膜を基体（８インチシリコン基
板）１１上に形成する。原料導入バルブ７を閉じたとき
を薄膜形成工程終了とする。

【００４７】３．サイクルパージ（排気工程→パージ工
程→排気工程の１サイクルの場合）薄膜形成工程終了後の排気工程として、排気機構４を用
い、基体処理室１内の圧力をあらかじめ定めている圧力
（例えば、１Ｐａ）になるまで排気する。排気工程を一
旦終了させ、続いてパージ工程として、パージ機構３を
用い、基体処理室１内の圧力をあらかじめ定めている圧
力（例えば、１×１０^２Ｐａ）まで上げる。サイクルパ
ージはこの場合、一回（１サイクル）行っているが、必
要ならば、複数回繰り返して行う。続いて、回収工程前
の排気工程として、再度、基体処理室１内の圧力を所定
の圧力（３×１０^−３Ｐａ）になるまで排気する。

【００４８】４．回収工程基体処理室１から銅薄膜が形成された基体（８インチシ
リコン基板）１１を搬出する工程である。前記３．の工
程終了後、基体支持機構５からゲートバルブ１３を介し
て薄膜が形成されている基体（８インチシリコン基板）
１１を回収する。

【００４９】以上の薄膜形成工程において、サイクルパ
ージの際の排気工程では、あらかじめ定めている圧力
（例えば、３×１０^−３Ｐａ）まで基体処理室１内の圧
力を下げる必要があるが、排気機構４の性能から基体処
理室１内の圧力と排気時間の依存性が明らかなときは、
圧力の代わりに時間で規定してもよい。

【００５０】前述した工程からなる本発明の薄膜形成方
法のように、サイクルパージを挿入すると、排気時間が
短くなる結果を得た。

【００５１】なお、サイクルパージの際のパージ工程で
は、あらかじめ定めている圧力（例えば、２〜２×１０
^３Ｐａ）まで基体処理室１内の圧力を上げる必要がある
が、排気機構４の性能及び、パージガス導入機構３の性
能から、基体処理室１内の圧力と時間の依存性が明らか
なときは、圧力の代わりに、排気時間で規定してもよ
い。この場合も、本質的な判断は圧力であって、圧力と
時間が関連付けられている場合、時間で管理することが
できるとの意味である。

【００５２】

【実施例２】原料としてＣｕ（Ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを用
い、バリア膜１０ｎｍＴｉＮの上に、５０ｎｍの銅薄膜
を形成するシードプロセスの場合の銅薄膜形成を行っ
た。

【００５３】シードの条件（成膜工程の条件）薄膜形成時間：２８秒圧力：５００Ｐａ原料流量：５ｇ／ｍｉｎ基体温度：１９０℃ 基体：８インチシリコン基板（サイクルパージの条件）サイクルパージ中のパージガス（Ａｒガス）の流量：６
５０ｍｌ／ｍｉｎサイクルパージの回数：１回サイクルパージのパージ工程の圧力：１００Ｐａ形成された銅薄膜の膜厚：５０ｎｍ

【００５４】前記の条件で２５枚の連続成膜を行った際
の排気時間と、同一の薄膜形成装置を用い、サイクルパ
ージを行わない以外は同一の条件の下で従来の銅薄膜形
成方法によって膜厚５０ｎｍの銅薄膜を２５枚連続成膜
した場合の排気時間の比較を行ったところ、図２の結果
を得た。

【００５５】なお、本結果での排気時間とは、成膜終了
後、基体処理室内の圧力が３×１０ ^−３Ｐａになるまで
の時間である。

【００５６】図２の結果に示されているように、従来の
方法では薄膜の成膜終了後の排気時間が安定せず、増大
する傾向が示されていた。しかし、本発明の薄膜形成方
法によれば、通常では、スループットの低下が懸念され
るサイクルパージという追加的な工程に時間をかけて
も、成膜枚数が増えたときに、排気時間が安定し、生産
性や再現性を維持できることが確認された。

【００５７】

【実施例３】次に本発明の他の実施例を示す。

【００５８】埋め込み条件（成膜工程の条件）薄膜形成時間：３００秒圧力：１０００Ｐａ原料流量：１．０ｇ／ｍｉｎ基体温度：２４０℃ 基体：８インチシリコン基板（パージ工程の条件）サイクルパージ中のパージガス（Ａｒガス）の流量：６
５０ｍｌ／ｍｉｎサイクルパージの回数：５回サイクルパージのパージ工程の圧力：１００Ｐａ形成された銅薄膜の膜厚：３００ｎｍ

【００５９】前記の条件で連続成膜を行った際の排気時
間と、同一の薄膜形成装置を用い、サイクルパージを行
わない以外は同一の条件の下で従来の銅薄膜形成方法に
よって銅薄膜を連続成膜した場合の排気時間の比較を行
ったところ、図３の結果を得た。

【００６０】なお、ここでも、排気時間とは成膜終了
後、基体処理室内の圧力が３×１０⁻ ^３Ｐａになるまで
の時間である。

【００６１】この実施例３の埋め込み条件では、１枚目
の成膜であっても、サイクルパージの効果があり、排気
時間が短くなることが確認できた。すなわち、本発明の
方法により、生産性が向上することが確認できた。

【００６２】

【比較試験例】ＣＶＤ法を用い、有機金属化合物である
テトラキスジエチルアミノチタン（ＴＤＥＡＴ）を原料
として、ＴｉＮ薄膜を成膜した後の成膜室に残留する原
料と、サイクルパージの関係を調査した。

【００６３】比較調査に用いる基板として、通常の単結
晶シリコンウェハ上に熱酸化によって酸化シリコンの絶
縁膜を付けたシリコン基板を採用した。このようなシリ
コン基板を用いることによって、シリコン基板上に付着
した膜の導電性と膜の有無を確認できるようにしてい
る。

【００６４】調査は、以下の手順で、サイクルパージの
有無により、シート抵抗値がどのように変化するか比較
した。

【００６５】（１）本願発明の方法を用いた場合通常の成膜後に原料の導入を遮断し、サイクルパージを
３回行って成膜室内を排気し、ＴｉＮ薄膜のついた基体
（８インチシリコン基板）を回収する。この操作を４回
繰り返し、４枚の連続成膜を行う。その後、成膜室内に
原料を導入することなく、未処理の前述したシリコン基
板を所定時間載置した（以下、成膜室内に原料を導入す
ることなく、未処理のシリコン基板を所定時間載置する
この工程を「空デポジション」という）。その後、シリ
コン基板を回収し、シート抵抗を測定したところ、シー
ト抵抗値は測定不能（∞）だった。

【００６６】（２）比較例通常の成膜後に原料の導入を遮断し、サイクルパージを
行わず、成膜室内を排気し、ＴｉＮ薄膜のついた基体
（８インチシリコン基板）を回収する。この操作を４回
繰り返し、４枚の連続成膜を行う。その後、前記と同様
の条件で空デポジションを行った。その後、シリコン基
板を回収し、シート抵抗を測定したところ、シート抵抗
値は測定できた。

【００６７】この比較試験例における成膜条件、サイク
ルパージ及び、空デポジションの条件は以下の通りであ
る。

【００６８】（成膜条件）原料：ＴＤＥＡＴ原料ガス流量：０．０４ｇ／ｍｉｎキャリアガス（Ｎ_２）流量：０．２５ｌ／ｍｉｎ基板温度：３５０℃ 成膜室圧力：１０Ｐａ（サイクルパージ条件）サイクルパージ中のパージガス（Ｎ_２ガス）の流量：
２．５ｌ／ｍｉｎサイクルパージの回数：３回パージガス導入時間：５秒（空デポジション条件）キャリアガス（Ｎ₂）流量：０．２５ｌ／ｍｉｎ基板温度：３５０℃ 載置時間：２０分

【００６９】シート抵抗値は膜厚に反比例するので、シ
ート抵抗値が無限大（∞）とは、膜が形成されていない
ことを意味する。一方、シート抵抗を測定できるとは、
膜が形成されていることを意味する。

【００７０】前記の比較例において、成膜室内に原料を
導入していないにもかかわらず、空デポジション後にシ
ート抵抗を測定できたということは、成膜室内に原料が
残留していたことを意味する。

【００７１】一方、本願発明の方法を用いた場合におい
て、空デポジション後、シート抵抗値が無限大（∞）で
あったということは、サイクルパージを行うと、成膜室
内に原料が残留していなくなることを意味する。

【００７２】すなわち、以上の条件により、空デポジシ
ョン後に未処理の前述したシリコン基板のシート抵抗値
を測定したところ、シート抵抗値は測定不可となり、無
限大の値を示した。つまり、サイクルパージを３回施し
たことで、成膜室内の残留原料は確認が不可能な程度に
まで低減されたのである。

【００７３】以上、本発明の好ましい実施例を添付図面
を参照して説明したが、本発明はかかる実施例に限定さ
れるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握され
る技術的範囲において様々な形態に変更可能である。

【００７４】例えば、前述した本発明の実施例では、基
体処理室をサイクルパージするのみであるが、気化器内
をサイクルパージすることも有効であった。

【００７５】

【発明の効果】本発明に係る薄膜形成方法によれば、特
別な機構を追加することなく、制御の手順を変えること
だけで、ＣＶＤ法によるＴｉＮやＣｕ等の薄膜形成にお
いて、安定性及び再現性を改善できるので産業上有益で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄膜形成方法が実施される薄膜形成
装置の構成例を表す図。

【図２】シードプロセスで連続成膜を行った場合の、
本発明の方法を用いた場合の排気時間と、従来の方法を
用いた場合の排気時間の比較を表す図。

【図３】埋め込みプロセスで連続成膜を行った場合
の、本発明の方法を用いた場合の排気時間と、従来の方
法を用いた場合の排気時間の比較を表す図。

【符号の説明】１基体処理室２原料ガス導入機構３パージガス導入機構４排気機構５基体支持機構６原料導入配管７原料導入バルブ８気化器９原料流量制御器１０圧力計１１基体１２温度制御機構１３ゲートバルブ

フロントページの続き (72)発明者佐々木俊秋東京都府中市四谷５丁目８番１号アネルバ株式会社内Ｆターム(参考） 4K030 AA11 BA01 BA18 BA38 CA04 CA12 DA06 JA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体又は液体原料を気化させた原料ガス
を、減圧状態に保持されている基体処理室内に導入し
て、この基体処理室内で化学反応させ、基体処理室内に
支持されている基体の表面に薄膜を形成する薄膜形成方
法であって、固体又は液体原料として当該原料及び反応副生成物また
はこの中の少なくとも一つの物質の飽和蒸気圧が７０℃
で、０．００１Ｐａ以上かつ５００Ｐａ以下のものを用
い、薄膜形成工程の終了後、基体処理室の圧力を下げて薄膜
形成工程で表面に薄膜が形成された基体を基体処理室か
ら回収するまでの間に、基体処理室の圧力をあらかじめ
定められている圧力にまで下げる排気工程と、引き続い
て、パージガスを基体処理室に導入して基体処理室の圧
力をあらかじめ定められている圧力にまで上げるパージ
工程を、前記排気工程で下げられた圧力と、前記パージ
工程で上げられた圧力との間に、少なくとも一桁以上の
圧力差を持たせて、少なくとも一回行うことを特徴とす
る薄膜形成方法。
【請求項２】薄膜形成工程の終了後、基体処理室の圧力
を下げて薄膜形成工程で表面に薄膜が形成された基体を
基体処理室から回収するまでの間に行われる排気工程
と、引き続いて行われるパージ工程とは、２０回を越え
ない回数で、複数回繰り返されることを特徴とする請求
項１記載の薄膜形成方法。
【請求項３】排気工程では、基体処理室の圧力を５〜１
×１０^−４Ｐａまで下げ、パージ工程では、基体処理室
の圧力を２〜２×１０^３Ｐａまで上げることを特徴とす
る請求項１又は２記載の薄膜形成方法。
【請求項４】原料が銅のβ−ジケトン錯体であり、基体
の表面に形成される薄膜が金属銅であることを特徴とす
る請求項１乃至３のいずれか一項記載の薄膜形成方法。
【請求項５】原料がテトラキスジエチルアミノチタン
（ＴＤＥＡＴ）であり、基体の表面に形成される薄膜が
窒化チタンであることを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれか一項記載の薄膜形成方法。