JPH08188877A - TiN膜の成膜方法及び装置 - Google Patents
TiN膜の成膜方法及び装置Info
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- JPH08188877A JPH08188877A JP7001474A JP147495A JPH08188877A JP H08188877 A JPH08188877 A JP H08188877A JP 7001474 A JP7001474 A JP 7001474A JP 147495 A JP147495 A JP 147495A JP H08188877 A JPH08188877 A JP H08188877A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】電子サイクロトロン共鳴を利用してTiCl4
とH2 とN2 とを含むガスのプラズマを生成し、試料載
置面に垂直方向の磁場の試料載置面での半径方向の分布
が載置された試料より外側で最大値を有し、この最大値
が載置された試料の周縁部の値に比べ140Gauss 以上
大きい磁場を利用して、生成したプラズマを試料台上に
載置された試料に照射して、試料上にTiN膜を成膜す
る方法。 【効果】ウエハ上の磁場分布を改善することにより、T
iN膜中のCl含有量を低減することができ、また、コ
ンタクトホール底部へ段差被覆性良く成膜することがで
きる。
とH2 とN2 とを含むガスのプラズマを生成し、試料載
置面に垂直方向の磁場の試料載置面での半径方向の分布
が載置された試料より外側で最大値を有し、この最大値
が載置された試料の周縁部の値に比べ140Gauss 以上
大きい磁場を利用して、生成したプラズマを試料台上に
載置された試料に照射して、試料上にTiN膜を成膜す
る方法。 【効果】ウエハ上の磁場分布を改善することにより、T
iN膜中のCl含有量を低減することができ、また、コ
ンタクトホール底部へ段差被覆性良く成膜することがで
きる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造の
際、主にバリア膜として用いられるTiN膜の成膜方
法、並びに薄膜の成膜及びエッチングに用いられるプラ
ズマ処理装置に関するものである。
際、主にバリア膜として用いられるTiN膜の成膜方
法、並びに薄膜の成膜及びエッチングに用いられるプラ
ズマ処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の微細化、高集積化に伴い、
コンタクトホールやバイア(Via)ホールには拡散防
止膜(以下バリア膜と呼ぶ)が用いられるようになって
いる。
コンタクトホールやバイア(Via)ホールには拡散防
止膜(以下バリア膜と呼ぶ)が用いられるようになって
いる。
【0003】このバリア膜とは、コンタクトホールやバ
イアホール内に形成されるW(タングステン)、Al
(アルミニウム)のプラグ(電極)が下地層と反応した
り、下地層に拡散することを防止するためのものであ
る。TiN膜は導電性膜で化学的に安定であるのでバリ
ア膜として用いられる。
イアホール内に形成されるW(タングステン)、Al
(アルミニウム)のプラグ(電極)が下地層と反応した
り、下地層に拡散することを防止するためのものであ
る。TiN膜は導電性膜で化学的に安定であるのでバリ
ア膜として用いられる。
【0004】このTiN膜の成膜には電子サイクロトロ
ン共鳴(ECR)を利用するECRプラズマCVD法が
用いられる。これは、ECRプラズマがプラズマ流の指
向性に優れ、高アスペクト比のホールの底部にも段差被
覆性良く成膜できるためである。
ン共鳴(ECR)を利用するECRプラズマCVD法が
用いられる。これは、ECRプラズマがプラズマ流の指
向性に優れ、高アスペクト比のホールの底部にも段差被
覆性良く成膜できるためである。
【0005】図4は従来のECRプラズマCVD装置の
模式的縦断面図である。このECRプラズマCVD装置
は、主に装置本体とECR磁場発生手段とマイクロ波導
入手段とから構成される。装置本体はプラズマ生成室4
と反応室10とからなる。ECR磁場発生手段として、
プラズマ生成室4の周囲にECR磁場発生コイル9を備
えている。このECR磁場発生コイル9には直流電源
(図示しない)が接続されている。マイクロ波導入手段
として、マイクロ波発振器(図示しない)から発振され
たマイクロ波をプラズマ生成室4に導入する導波管1等
とを備えている。
模式的縦断面図である。このECRプラズマCVD装置
は、主に装置本体とECR磁場発生手段とマイクロ波導
入手段とから構成される。装置本体はプラズマ生成室4
と反応室10とからなる。ECR磁場発生手段として、
プラズマ生成室4の周囲にECR磁場発生コイル9を備
えている。このECR磁場発生コイル9には直流電源
(図示しない)が接続されている。マイクロ波導入手段
として、マイクロ波発振器(図示しない)から発振され
たマイクロ波をプラズマ生成室4に導入する導波管1等
とを備えている。
【0006】プラズマ生成室4は略円筒状に形成されて
いる。このプラズマ生成室4の上部壁中央にはマイクロ
波導入口4aが開口され、石英製のマイクロ波導入窓3
で真空封止されている。このマイクロ波導入口4aは導
波管1に接続されている。このマイクロ波導入窓3に近
接して、高周波発振器(図示しない)が接続された電極
2が設けられている。これは、TiN膜等の導電膜形成
時、マイクロ波導入窓3のプラズマ生成室側の面に導電
膜が形成されマイクロ波がここで遮断されることを防止
するためのものである。すなわち、プラズマ生成時にマ
イクロ波導入窓3に高周波を印加することにより、この
導電膜をスパッタするものである。また、プラズマ生成
室4の上部壁には、第1のガス導入管5が接続されてい
る。プラズマ生成室7の壁には冷却水経路6が設けられ
ている。
いる。このプラズマ生成室4の上部壁中央にはマイクロ
波導入口4aが開口され、石英製のマイクロ波導入窓3
で真空封止されている。このマイクロ波導入口4aは導
波管1に接続されている。このマイクロ波導入窓3に近
接して、高周波発振器(図示しない)が接続された電極
2が設けられている。これは、TiN膜等の導電膜形成
時、マイクロ波導入窓3のプラズマ生成室側の面に導電
膜が形成されマイクロ波がここで遮断されることを防止
するためのものである。すなわち、プラズマ生成時にマ
イクロ波導入窓3に高周波を印加することにより、この
導電膜をスパッタするものである。また、プラズマ生成
室4の上部壁には、第1のガス導入管5が接続されてい
る。プラズマ生成室7の壁には冷却水経路6が設けられ
ている。
【0007】反応室10はこのプラズマ生成室4よりも
大口径であって、プラズマ生成室4の下方に設けられて
いる。この反応室10とプラズマ生成室4とは、仕切板
8によって仕切られており、この仕切板8に開口された
プラズマ引出口8aを介して連通している。反応室10
内には、このプラズマ引出口8aに臨ませてウエハ31
等の試料が載置される試料台14が設けられている。試
料台14はウエハ31を所定の高温に維持すべくヒータ
(図示しない)を内部に備えている。また、反応室10
の側壁には第2のガス導入管11が接続され、反応室1
0の底部には排気系(図示しない)につながる排気管1
2が接続されている。
大口径であって、プラズマ生成室4の下方に設けられて
いる。この反応室10とプラズマ生成室4とは、仕切板
8によって仕切られており、この仕切板8に開口された
プラズマ引出口8aを介して連通している。反応室10
内には、このプラズマ引出口8aに臨ませてウエハ31
等の試料が載置される試料台14が設けられている。試
料台14はウエハ31を所定の高温に維持すべくヒータ
(図示しない)を内部に備えている。また、反応室10
の側壁には第2のガス導入管11が接続され、反応室1
0の底部には排気系(図示しない)につながる排気管1
2が接続されている。
【0008】試料台14の下部には、プラズマ生成室4
で生成したプラズマを効率良くウエハ31に照射すべ
く、プラズマ流制御用磁場発生コイル21が設けられて
いる。
で生成したプラズマを効率良くウエハ31に照射すべ
く、プラズマ流制御用磁場発生コイル21が設けられて
いる。
【0009】このプラズマ流制御用磁場発生コイル21
は、直流電源にそれぞれ接続された外側コイル21a、
内側コイル21b及び純鉄製のヨーク21c、21d、
21eから構成されている。
は、直流電源にそれぞれ接続された外側コイル21a、
内側コイル21b及び純鉄製のヨーク21c、21d、
21eから構成されている。
【0010】次に、このECRプラズマCVD装置を用
いてTiN膜を成膜する方法について説明する。
いてTiN膜を成膜する方法について説明する。
【0011】プラズマ生成室4及び反応室10内を所定
の圧力まで排気する。第1のガス導入管5からN2 、H
2 及びArガスをプラズマ生成室4内に供給し、第2の
ガス導入管11からTiCl4 を反応室10内に供給し
所定の圧力とする。ECR磁場発生コイル9に直流電流
を通流してECRに必要な磁場をプラズマ生成室内に形
成する。ECRに必要な磁場とは、マイクロ波の周波数
が2.45GHzの場合は875Gauss である。導波管
1及びマイクロ波導入窓3を介して、プラズマ生成室4
内にマイクロ波を導入してプラズマを生成させる。この
際、電極2に高周波を印加して、マイクロ波導入窓3へ
のTiN膜の付着を防止する。
の圧力まで排気する。第1のガス導入管5からN2 、H
2 及びArガスをプラズマ生成室4内に供給し、第2の
ガス導入管11からTiCl4 を反応室10内に供給し
所定の圧力とする。ECR磁場発生コイル9に直流電流
を通流してECRに必要な磁場をプラズマ生成室内に形
成する。ECRに必要な磁場とは、マイクロ波の周波数
が2.45GHzの場合は875Gauss である。導波管
1及びマイクロ波導入窓3を介して、プラズマ生成室4
内にマイクロ波を導入してプラズマを生成させる。この
際、電極2に高周波を印加して、マイクロ波導入窓3へ
のTiN膜の付着を防止する。
【0012】生成したプラズマは、プラズマ引出口8a
より反応室10内の導入され、試料台14上に載置され
ているウエハ31上に照射される。ウエハ31は予め所
定温度に加熱されており、このウエハ31上にTiN膜
が成膜される。この際、プラズマ流制御用磁場発生コイ
ル21により、プラズマ流はウエハ31上に効率良く照
射される。このプラズマ流制御用磁場発生コイル21に
よるプラズマ流の制御は以下のように行われる。外側コ
イル21aにECR磁場発生コイル9と同じ方向に直流
電流を流し、ミラー磁場を形成し、内側コイル21bに
ECR磁場発生コイル9とは逆の方向に直流電流を流
し、カスプ磁場を形成する。これにより、プラズマ流の
中心部分をカスプ磁場により広げ、プラズマ流の外側部
分をミラー磁場により閉じこめ、プラズマ流を均一化し
てウエハ31上に照射する。
より反応室10内の導入され、試料台14上に載置され
ているウエハ31上に照射される。ウエハ31は予め所
定温度に加熱されており、このウエハ31上にTiN膜
が成膜される。この際、プラズマ流制御用磁場発生コイ
ル21により、プラズマ流はウエハ31上に効率良く照
射される。このプラズマ流制御用磁場発生コイル21に
よるプラズマ流の制御は以下のように行われる。外側コ
イル21aにECR磁場発生コイル9と同じ方向に直流
電流を流し、ミラー磁場を形成し、内側コイル21bに
ECR磁場発生コイル9とは逆の方向に直流電流を流
し、カスプ磁場を形成する。これにより、プラズマ流の
中心部分をカスプ磁場により広げ、プラズマ流の外側部
分をミラー磁場により閉じこめ、プラズマ流を均一化し
てウエハ31上に照射する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のECRプラズマ装置を用いたTiN膜の成膜方法にお
いては、ウエハの周縁でのTiN膜の膜中のCl(塩
素)含有量が大きいという問題があった。TiN膜の膜
中のCl含有量が大きいと、この部分の抵抗が増加する
問題およびTiN膜と接するAl電極が腐食される問題
が生じる。
のECRプラズマ装置を用いたTiN膜の成膜方法にお
いては、ウエハの周縁でのTiN膜の膜中のCl(塩
素)含有量が大きいという問題があった。TiN膜の膜
中のCl含有量が大きいと、この部分の抵抗が増加する
問題およびTiN膜と接するAl電極が腐食される問題
が生じる。
【0014】本発明は上記の問題を解決すべく行われた
ものであり、その目的はウエハの中心、周縁に関わらず
Cl含有量が小さいTiN膜の成膜方法及び装置を提供
することを目的としている。
ものであり、その目的はウエハの中心、周縁に関わらず
Cl含有量が小さいTiN膜の成膜方法及び装置を提供
することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のTiN膜の成膜方法は、電子サイクロトロン
共鳴を利用してTiCl4 とH2 とN2 とを含むガスの
プラズマを生成し、磁場を利用して生成したプラズマを
試料台上に載置された試料に照射して、試料上にTiN
膜を成膜するTiN膜の成膜方法において、試料載置面
に垂直方向の磁場の試料載置面での半径方向の分布が載
置された試料の外側で最大値を有し、かつこの最大値が
載置された試料の周縁部の値に比べ140Gauss 以上大
きいことを特徴とする。
に本発明のTiN膜の成膜方法は、電子サイクロトロン
共鳴を利用してTiCl4 とH2 とN2 とを含むガスの
プラズマを生成し、磁場を利用して生成したプラズマを
試料台上に載置された試料に照射して、試料上にTiN
膜を成膜するTiN膜の成膜方法において、試料載置面
に垂直方向の磁場の試料載置面での半径方向の分布が載
置された試料の外側で最大値を有し、かつこの最大値が
載置された試料の周縁部の値に比べ140Gauss 以上大
きいことを特徴とする。
【0016】また、そのTiN膜の成膜方法に用いられ
るプラズマ処理装置は、図1に示すように、プラズマ生
成室4と、プラズマ生成室4に連通し、その内部に試料
台14が配設された反応室10と、プラズマ生成室4ま
たは反応室10にガスを導入する手段と、プラズマ生成
室4にマイクロ波を導入する手段と、プラズマ室の周囲
に配設されたECR磁場発生コイル9と、試料台14の
下方に配設されたプラズマ流制御用磁場発生コイル21
と、試料台の外周部近傍に配設されたヨークリング22
とを備えることを特徴とする。
るプラズマ処理装置は、図1に示すように、プラズマ生
成室4と、プラズマ生成室4に連通し、その内部に試料
台14が配設された反応室10と、プラズマ生成室4ま
たは反応室10にガスを導入する手段と、プラズマ生成
室4にマイクロ波を導入する手段と、プラズマ室の周囲
に配設されたECR磁場発生コイル9と、試料台14の
下方に配設されたプラズマ流制御用磁場発生コイル21
と、試料台の外周部近傍に配設されたヨークリング22
とを備えることを特徴とする。
【0017】なお、ヨークリング22とは、純鉄等の磁
性体で作製されたものであり、試料台14での磁場分布
を変化させるためのものである。
性体で作製されたものであり、試料台14での磁場分布
を変化させるためのものである。
【0018】
【作用】TiCl4 は以下の反応式に従い、H(水素)
によってプラズマ中で還元され、試料上にTiN膜を成
膜する。
によってプラズマ中で還元され、試料上にTiN膜を成
膜する。
【0019】 2TiCl4 +N2 +4H2 =2TiN+8HCl しかし、Hが十分に存在しなければ、TiCl4 の還元
は十分に行われず、試料上に成膜されたTiN膜中にC
lが含まれることになる。
は十分に行われず、試料上に成膜されたTiN膜中にC
lが含まれることになる。
【0020】TiCl4 、N2 、H2 、Arガスのプラ
ズマ中では、反応に重要な役割を持つHが他のガス分子
に比べ軽い原子である。そのため、従来の磁場分布にお
いては中心に比べ周辺のHイオンの割合が小さくなり、
その結果周縁部でのTiN膜中のCl含有量が増加して
いた。
ズマ中では、反応に重要な役割を持つHが他のガス分子
に比べ軽い原子である。そのため、従来の磁場分布にお
いては中心に比べ周辺のHイオンの割合が小さくなり、
その結果周縁部でのTiN膜中のCl含有量が増加して
いた。
【0021】そこで、試料載置面に垂直方向の磁場のウ
エハ載置面での半径方向の分布を載置された試料より外
側で最大値を有し、かつこの最大値が載置された試料の
周縁部の値に比べ140Gauss 以上大きくなる磁場分布
とする。これにより、プラズマの閉じこめ効果を従来に
比べて十分に高めて、試料周縁部へもHを十分に供給さ
せて、試料周縁部のTiN膜中のCl含有量を低減させ
ることができる。
エハ載置面での半径方向の分布を載置された試料より外
側で最大値を有し、かつこの最大値が載置された試料の
周縁部の値に比べ140Gauss 以上大きくなる磁場分布
とする。これにより、プラズマの閉じこめ効果を従来に
比べて十分に高めて、試料周縁部へもHを十分に供給さ
せて、試料周縁部のTiN膜中のCl含有量を低減させ
ることができる。
【0022】また、さらにこの磁場分布によりプラズマ
の閉じこめ効果を従来に比べて高めたので、ホール底部
への段差被覆性も向上できる。
の閉じこめ効果を従来に比べて高めたので、ホール底部
への段差被覆性も向上できる。
【0023】また、試料台の外周部近傍にヨークリング
を設ける構造とすることにより、試料台全体の構成を大
きく変えることなく、プラズマ閉じこめ効果を容易に高
めることができる。
を設ける構造とすることにより、試料台全体の構成を大
きく変えることなく、プラズマ閉じこめ効果を容易に高
めることができる。
【0024】この試料台の外周部近傍にヨークリングを
設ける構造は、プラズマ流制御の効果を容易に高めるこ
とができるので、エッチング装置にも適用できる。
設ける構造は、プラズマ流制御の効果を容易に高めるこ
とができるので、エッチング装置にも適用できる。
【0025】また、このヨークリングは必ずしも環状で
一体のものである必要はなく、複数のヨークを試料台の
外周部近傍に試料台を取り囲むように配置するものであ
っても良い。
一体のものである必要はなく、複数のヨークを試料台の
外周部近傍に試料台を取り囲むように配置するものであ
っても良い。
【0026】
【実施例】以下、本発明に係るTiNの成膜方法の実施
例を説明する。
例を説明する。
【0027】図1は本発明に係るTiNの成膜方法に用
いたECRプラズマCVD装置の一実施例を示す模式的
断面図である。試料台14の外周部にヨークリング22
が設けられている。このヨークリング22は純鉄をリン
グ状に加工し、表面にNi−Cr合金をコーティングし
たものである。その他の部分は[従来技術]の欄で説明
した図4の従来のECRプラズマCVD装置と同じであ
るので、説明を省略する。なお、マイクロ波の周波数は
2.45GHzである。
いたECRプラズマCVD装置の一実施例を示す模式的
断面図である。試料台14の外周部にヨークリング22
が設けられている。このヨークリング22は純鉄をリン
グ状に加工し、表面にNi−Cr合金をコーティングし
たものである。その他の部分は[従来技術]の欄で説明
した図4の従来のECRプラズマCVD装置と同じであ
るので、説明を省略する。なお、マイクロ波の周波数は
2.45GHzである。
【0028】上記本発明の装置(ヨークリングの有るも
の)と図4に示す従来の装置(ヨークリングのないも
の)に対して、磁場分布の測定を行った。ECR磁場発
生用コイル9の電流は25Aとし、プラズマ流制御用コ
イル21のコイル電流は次の2条件とした。
の)と図4に示す従来の装置(ヨークリングのないも
の)に対して、磁場分布の測定を行った。ECR磁場発
生用コイル9の電流は25Aとし、プラズマ流制御用コ
イル21のコイル電流は次の2条件とした。
【0029】条件1:外側コイル21a(15A)、内
側コイル21b( 0A) 条件2:外側コイル21a( 3A)、内側コイル21
b(−5A) なお、コイル電流の+(プラス)はECR磁場発生用コ
イル9の電流と同じ方向の電流の場合を、コイル電流の
−(マイナス)はECR磁場発生用コイル9の電流と逆
の方向の電流の場合である。
側コイル21b( 0A) 条件2:外側コイル21a( 3A)、内側コイル21
b(−5A) なお、コイル電流の+(プラス)はECR磁場発生用コ
イル9の電流と同じ方向の電流の場合を、コイル電流の
−(マイナス)はECR磁場発生用コイル9の電流と逆
の方向の電流の場合である。
【0030】図2に、本発明の装置と従来の装置の試料
載置面上の半径方向の磁場分布の測定結果を示す。本発
明の装置の測定結果を本発明例、従来の装置の測定結果
を従来例として示している。横軸は試料載置面中心から
の距離(mm)であり、縦軸は試料載置面に垂直方向の
磁場強度(Gauss )である。試料として8インチウエハ
を想定し、ウエハ周縁部の位置を試料載置面中心から9
0mmの位置で評価した。
載置面上の半径方向の磁場分布の測定結果を示す。本発
明の装置の測定結果を本発明例、従来の装置の測定結果
を従来例として示している。横軸は試料載置面中心から
の距離(mm)であり、縦軸は試料載置面に垂直方向の
磁場強度(Gauss )である。試料として8インチウエハ
を想定し、ウエハ周縁部の位置を試料載置面中心から9
0mmの位置で評価した。
【0031】条件1の場合について説明する。従来例で
はウエハ周縁部(90mm)で320Gauss 、磁場の最
大値が350Gauss (130mm)であった。一方、本
発明例ではウエハ周縁部(90mm)で300Gauss 、
磁場の最大値が630Gauss(150mm)であった。
すなわち、従来例では磁場強度の差が30Gauss であっ
たのに対し、本発明例では330Gauss と大きくなって
いる。条件2の場合について説明する。従来例ではウエ
ハ周縁部(90mm)で90Gauss 、磁場の最大値が1
30Gauss (140mm)であった。一方、本発明例で
はウエハ周縁部(90mm)で80Gauss 、磁場の最大
値が220Gauss (150mm)であった。すなわち、
条件2の場合でも、従来例では磁場強度の差が40Gaus
s であったのに対し、本発明例では140Gauss と大き
くなっている。ヨークリング22を用いることにより、
ウエハ外側の磁場の最大値を高め、ウエハ周縁部との間
に140Gauss 以上の磁場障壁を形成することができ
た。
はウエハ周縁部(90mm)で320Gauss 、磁場の最
大値が350Gauss (130mm)であった。一方、本
発明例ではウエハ周縁部(90mm)で300Gauss 、
磁場の最大値が630Gauss(150mm)であった。
すなわち、従来例では磁場強度の差が30Gauss であっ
たのに対し、本発明例では330Gauss と大きくなって
いる。条件2の場合について説明する。従来例ではウエ
ハ周縁部(90mm)で90Gauss 、磁場の最大値が1
30Gauss (140mm)であった。一方、本発明例で
はウエハ周縁部(90mm)で80Gauss 、磁場の最大
値が220Gauss (150mm)であった。すなわち、
条件2の場合でも、従来例では磁場強度の差が40Gaus
s であったのに対し、本発明例では140Gauss と大き
くなっている。ヨークリング22を用いることにより、
ウエハ外側の磁場の最大値を高め、ウエハ周縁部との間
に140Gauss 以上の磁場障壁を形成することができ
た。
【0032】本発明の装置(ヨークリングの有るもの)
と従来の装置(ヨークリングのないもの)に対して、上
記の条件1、条件2の磁場分布のもとで、TiN膜を成
膜し、ウエハ中心から90mmの位置でのClの含有量
を評価した。Clの含有量の評価にはSIMS(2次イ
オン質量分析法)を用いた。また、同様にして、SEM
(走査型電子顕微鏡)を用いて、段差被覆性を評価し
た。この評価はウエハ中心、中心から60mmの位置お
よび中心から90mmの位置の3点で評価した。
と従来の装置(ヨークリングのないもの)に対して、上
記の条件1、条件2の磁場分布のもとで、TiN膜を成
膜し、ウエハ中心から90mmの位置でのClの含有量
を評価した。Clの含有量の評価にはSIMS(2次イ
オン質量分析法)を用いた。また、同様にして、SEM
(走査型電子顕微鏡)を用いて、段差被覆性を評価し
た。この評価はウエハ中心、中心から60mmの位置お
よび中心から90mmの位置の3点で評価した。
【0033】この評価を行ったTiN膜の成膜条件を表
1に示す。なお、直径が0.75μm近傍で深さが0.
95μm近傍のコンタクトホールを有する8インチウエ
ハ上に成膜を行った。
1に示す。なお、直径が0.75μm近傍で深さが0.
95μm近傍のコンタクトホールを有する8インチウエ
ハ上に成膜を行った。
【0034】Clの含有量の測定結果を表2に示す。こ
こでは、本発明の装置の測定結果を本発明例、従来の装
置の測定結果を従来例として示している。ヨークコイル
22を用い磁場分布を改善することにより、条件1の場
合、Clの含有量を2.0atm %から1.4atm %へ、
条件2の場合、Clの含有量を2.0atm %から1.5
atm %へ低減できていることがわかる。
こでは、本発明の装置の測定結果を本発明例、従来の装
置の測定結果を従来例として示している。ヨークコイル
22を用い磁場分布を改善することにより、条件1の場
合、Clの含有量を2.0atm %から1.4atm %へ、
条件2の場合、Clの含有量を2.0atm %から1.5
atm %へ低減できていることがわかる。
【0035】コンタクトホール部近傍へのTiN膜の成
膜状況の結果を表3(a)〜(d)に示す。表3(a)
は本発明の装置(条件1)、表3(b)は従来の装置
(条件1)、表3(c)は本発明の装置(条件2)、表
3(d)は従来の装置(条件2)の結果である。表中の
dはコンタクトホール直径、hはコンタクトホールの深
さであり、t1はコンタクトホール外部のTiNの膜
厚、t2はコンタクトホール底部のTiNの最小膜厚、
t3はコンタクトホール底部のTiNの最大膜厚であ
る。これらを模式的に図3に示す。Rは段差被覆率であ
り、t2/t1で評価した。θは底部傾きであり、ホー
ル底部の両端においてTiNの膜厚が最小値t2と最大
値t3をとる場合、tanθ=(t3−t2)/dを満
たす。ヨークコイル22を用い磁場分布を改善すること
により、中心から90mmの位置において、条件1の場
合、段差被覆率Rを0.31から0.51へ、底部傾き
θを2.0゜から1.5゜へ改善することができた。ま
た、条件2の場合、段差被覆率Rを0.31から0.4
4へ、底部傾きθを1.8゜から1.7゜へ改善するこ
とができた。
膜状況の結果を表3(a)〜(d)に示す。表3(a)
は本発明の装置(条件1)、表3(b)は従来の装置
(条件1)、表3(c)は本発明の装置(条件2)、表
3(d)は従来の装置(条件2)の結果である。表中の
dはコンタクトホール直径、hはコンタクトホールの深
さであり、t1はコンタクトホール外部のTiNの膜
厚、t2はコンタクトホール底部のTiNの最小膜厚、
t3はコンタクトホール底部のTiNの最大膜厚であ
る。これらを模式的に図3に示す。Rは段差被覆率であ
り、t2/t1で評価した。θは底部傾きであり、ホー
ル底部の両端においてTiNの膜厚が最小値t2と最大
値t3をとる場合、tanθ=(t3−t2)/dを満
たす。ヨークコイル22を用い磁場分布を改善すること
により、中心から90mmの位置において、条件1の場
合、段差被覆率Rを0.31から0.51へ、底部傾き
θを2.0゜から1.5゜へ改善することができた。ま
た、条件2の場合、段差被覆率Rを0.31から0.4
4へ、底部傾きθを1.8゜から1.7゜へ改善するこ
とができた。
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】
【表3】
【0039】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係るTi
Nの成膜方法及び装置は、ウエハ上の磁場分布を改善す
ることにより、TiN膜中のCl含有量を低減すること
ができる。また、それに併せて、コンタクトホール底部
へ段差被覆性良く成膜することができる。
Nの成膜方法及び装置は、ウエハ上の磁場分布を改善す
ることにより、TiN膜中のCl含有量を低減すること
ができる。また、それに併せて、コンタクトホール底部
へ段差被覆性良く成膜することができる。
【図1】本発明の実施例のECRプラズマCVD装置を
示す模式的縦断面図である。
示す模式的縦断面図である。
【図2】本発明例と従来例の試料載置面上の磁場分布の
測定結果の図である。
測定結果の図である。
【図3】コンタクトホールへのTiN膜の成膜状況を特
徴づけるd、h、t1、t2、t3、θを説明する模式
図である。
徴づけるd、h、t1、t2、t3、θを説明する模式
図である。
【図4】従来のECRプラズマCVD装置を示す模式的
縦断面図である。
縦断面図である。
1 導波管 2 電極 3 マイクロ波導入窓 4 プラズマ生成室 4a マイクロ波導入口 8a プラズマ引出口 9 ECR磁場発生コイル 10 反応室 14 試料台 21 プラズマ流制御用コイル 22 ヨークリング
Claims (2)
- 【請求項1】電子サイクロトロン共鳴を利用してTiC
l4 とH2 とN2 とを含むガスのプラズマを生成し、磁
場を利用して生成したプラズマを試料台上に載置された
試料に照射して、試料上にTiN膜を成膜するTiN膜
の成膜方法において、試料載置面に垂直方向の磁場の試
料載置面での半径方向の分布が載置された試料より外側
で最大値を有し、かつこの最大値が載置された試料の周
縁部の値に比べ140Gauss 以上大きいことを特徴とす
るTiN膜の成膜方法。 - 【請求項2】プラズマ生成室と、プラズマ生成室に連通
し、その内部に試料台が配設された反応室と、プラズマ
生成室または反応室にガスを導入する手段と、プラズマ
生成室にマイクロ波を導入する手段と、プラズマ室の周
囲に配設されたECR磁場発生コイルと、試料台の下方
に配設されたプラズマ流制御用磁場発生コイルと、試料
台の外周部近傍に配設されたヨークリングとを備えるこ
とを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7001474A JPH08188877A (ja) | 1995-01-09 | 1995-01-09 | TiN膜の成膜方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7001474A JPH08188877A (ja) | 1995-01-09 | 1995-01-09 | TiN膜の成膜方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08188877A true JPH08188877A (ja) | 1996-07-23 |
Family
ID=11502460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7001474A Pending JPH08188877A (ja) | 1995-01-09 | 1995-01-09 | TiN膜の成膜方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08188877A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003524285A (ja) * | 2000-02-24 | 2003-08-12 | シーシーアール ゲゼルシャフト ミト ベシュレンクテル ハフツング ベーシッヒツングステクノロジー | 高周波プラズマ源 |
KR100722847B1 (ko) * | 2005-11-30 | 2007-05-30 | 주식회사 아이피에스 | 자기장을 이용한 박막 증착 방법 및 장비 |
JP2017201055A (ja) * | 2016-02-22 | 2017-11-09 | ウルトラテック インク | 石英起因汚染物低減pe−ald法 |
-
1995
- 1995-01-09 JP JP7001474A patent/JPH08188877A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003524285A (ja) * | 2000-02-24 | 2003-08-12 | シーシーアール ゲゼルシャフト ミト ベシュレンクテル ハフツング ベーシッヒツングステクノロジー | 高周波プラズマ源 |
JP5000061B2 (ja) * | 2000-02-24 | 2012-08-15 | シーシーアール ゲゼルシャフト ミト ベシュレンクテル ハフツング ベーシッヒツングステクノロジー | 高周波プラズマ源 |
KR100722847B1 (ko) * | 2005-11-30 | 2007-05-30 | 주식회사 아이피에스 | 자기장을 이용한 박막 증착 방법 및 장비 |
JP2017201055A (ja) * | 2016-02-22 | 2017-11-09 | ウルトラテック インク | 石英起因汚染物低減pe−ald法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050118 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050628 |