JP2018049898A5 - - Google Patents

Claims (12)

1. （ａ）処理室内に収容された基板に対して、第１の金属元素を含む第１の金属含有ガスを供給する工程と、
   （ｂ）前記処理室から前記第１の金属含有ガスを除去する工程と、
   （ｃ）前記基板に対して、反応ガスを供給する工程と、
   （ｄ）前記処理室から前記反応ガスを除去する工程と、
   を有し、前記（ａ）〜（ｄ）を複数回繰り返して、前記第１の金属元素を含む第１の金属層を形成する工程と、
   （ｅ）前記処理室内に収容された前記第１の金属層が形成された基板に対して、前記第１の金属元素より酸素との結合が強い性質を有する第２の金属元素を含む第２の金属含有ガスを供給する工程と、
   （ｆ）前記処理室から前記第２の金属含有ガスを除去する工程と、
   （ｇ）前記基板に対して、前記反応ガスを供給する工程と、
   （ｈ）前記処理室から前記反応ガスを除去する工程と、
   を有し、前記（ｅ）〜（ｈ）を１回行って、前記第１の金属層上に、直接、前記第２の金属元素を含む第２の金属層を形成する工程と、
   を有し、前記第１の金属層を形成する工程と、前記第２の金属層を形成する工程と、を複数回繰り返して、前記第１の金属元素および前記第２の金属元素を含み、前記第１の金属層より仕事関数が高く、かつ酸素との結合が強い導電膜を前記基板上に形成する工程を有する半導体装置の製造方法。
   
2. 前記導電膜は、前記第２の金属元素の３結合以内に前記第１の金属元素が配置されるよう組成される請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
   
3. 前記第１の金属元素はチタンであり、第２の金属元素はタングステンである請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
   
4. 前記第１の金属含有ガスおよび前記第２の金属含有ガスはハロゲン化物であって、前記反応ガスは窒化ガスであり、前記導電膜は金属窒化膜である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
   
5. 前記（ａ）〜（ｄ）を１０〜８０回繰り返して行う請求項１乃至４のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
   
6. 前記（ａ）〜（ｄ）を１０〜１５回繰り返して行う請求項１乃至４のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
   
7. 前記（ａ）〜（ｄ）を行う回数は、前記導電膜に含まれる前記第１の金属元素と前記第２の金属元素が１：１となるような回数である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
   
8. 前記第２の金属層を形成する工程では、前記（ｅ）の前に、前記処理室内に収容された前記第１の金属層が形成された基板に対して、還元ガスを供給する工程と、前記処理室から前記還元ガスを除去する工程と、を行う請求項１乃至７のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
   
9. 前記還元ガスはモノシラン、ジボラン、ジシランのいずれである請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
   
10. （ａ）処理室内に収容された基板に対して、第１の金属元素を含む第１の金属含有ガスを供給する工程と、
    （ｂ）前記処理室から前記第１の金属含有ガスを除去する工程と、
    （ｃ）前記基板に対して、反応ガスを供給する工程と、
    （ｄ）前記処理室から前記反応ガスを除去する工程と、
    を有し、前記（ａ）〜（ｄ）を複数回繰り返して、前記第１の金属元素を含む第１の金属層を形成する工程と、
    （ｅ）前記処理室内に収容された前記第１の金属層が形成された基板に対して、前記第１の金属元素より酸素との結合が強い性質を有する第２の金属元素を含む第２の金属含有ガスを供給する工程と、
    （ｆ）前記処理室から前記第２の金属含有ガスを除去する工程と、
    （ｇ）前記基板に対して、前記反応ガスを供給する工程と、
    （ｈ）前記処理室から前記反応ガスを除去する工程と、
    を有し、前記（ｅ）〜（ｈ）を、前記第２の金属元素の３結合以内に前記第１の金属元素が配置されるよう複数回繰り返して、前記第１の金属層上に、直接、前記第２の金属元素を含む第２の金属層を形成する工程と、
    を有し、前記第１の金属層を形成する工程と、前記第２の金属層を形成する工程と、を複数回繰り返して、前記第１の金属元素および前記第２の金属元素を含み、前記第１の金属層より仕事関数が高く、かつ酸素との結合が強い導電膜を前記基板上に形成する工程を有する半導体装置の製造方法。
    
11. 基板を収容する処理室と、
    前記基板に対して、第１の金属元素を含む第１の金属含有ガス、前記第１の金属元素より酸素との結合が強い性質を有する第２の金属元素を含む第２の金属含有ガス、反応ガスを供給するガス供給系と、
    前記処理室を排気する排気系と、
    （ａ）前記処理室内に収容された基板に対して、前記第１の金属含有ガスを供給する処理と、
    （ｂ）前記処理室から前記第１の金属含有ガスを除去する処理と、
    （ｃ）前記基板に対して、前記反応ガスを供給する処理と、
    （ｄ）前記処理室から前記反応ガスを除去する処理と、を有し、
    前記（ａ）〜（ｄ）を複数回繰り返して、前記第１の金属元素を含む第１の金属層を形成する処理と、
    （ｅ）前記処理室内に収容された前記第１の金属層が形成された基板に対して、前記第２の金属含有ガスを供給する処理と、
    （ｆ）前記処理室から前記第２の金属含有ガスを除去する処理と、
    （ｇ）前記基板に対して、前記反応ガスを供給する処理と、
    （ｈ）前記処理室から前記反応ガスを除去する処理と、
    を有し、
    前記（ｅ）〜（ｈ）を１回行って、前記第１の金属層上に、直接、前記第２の金属元素を含む第２の金属層を形成する処理と、を有し、前記第１の金属層を形成する処理と、前記第２の金属層を形成する処理と、を複数回繰り返して、前記第１の金属元素および前記第２の金属元素を含み、前記第１の金属層より仕事関数が高く、かつ酸素との結合が強い導電膜を前記基板上に形成する処理を行うよう前記ガス供給系および前記排気系を制御する制御系と、
    を有する基板処理装置。
    
12. （ａ）基板処理装置の処理室内に収容された基板に対して、第１の金属元素を含む第１の金属含有ガスを供給する手順と、
    （ｂ）前記処理室から前記第１の金属含有ガスを除去する手順と、
    （ｃ）前記基板に対して、反応ガスを供給する手順と、
    （ｄ）前記処理室から前記反応ガスを除去する手順と、
    を有し、前記（ａ）〜（ｄ）を複数回繰り返して、前記第１の金属元素を含む第１の金属層を形成する手順と、
    （ｅ）前記処理室内に収容された前記第１の金属層が形成された基板に対して、前記第１の金属元素より酸素との結合が強い性質を有する第２の金属元素を含む第２の金属含有ガスを供給する手順と、
    （ｆ）前記処理室から前記第２の金属含有ガスを除去する手順と、
    （ｇ）前記基板に対して、前記反応ガスを供給する手順と、
    （ｈ）前記処理室から前記反応ガスを除去する手順と、
    を有し、前記（ｅ）〜（ｈ）を１回行って、前記第１の金属層上に、直接、前記第２の金属元素を含む第２の金属層を形成する手順と、
    を有し、前記第１の金属層を形成する手順と、前記第２の金属層を形成する手順と、を複数回繰り返して、前記第１の金属元素および前記第２の金属元素を含み、前記第１の金属層より仕事関数が高く、かつ酸素との結合が強い導電膜を前記基板上に形成する手順をコンピュータにより前記基板処理装置に実行させるプログラム。