(57)【要約】【課題】簡易な方法で下地膜の連続性を評価することを目的とする。【解決手段】下層膜上に薄膜状または島状に形成された下地膜を有する被処理体に、物質の酸化物形成の自由エネルギーが−６００ＫＪ／ｍｏｌよりも高い前記物質により所定の成膜条件で金属膜を成膜する工程と、前記金属膜が成膜された前記被処理体の該金属膜の膜厚又は成膜レートを測定する工程と、前記金属膜の前記膜厚又は成膜レートから前記下地膜が連続であるか否かを判定する工程と、を有することを特徴とする下地膜の評価方法が提供される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下層膜上に薄膜状または島状に形成された下地膜を有する被処理体に、物質の酸化物形成の自由エネルギーが−６００ＫＪ／ｍｏｌよりも高い前記物質により所定の成膜条件で金属膜を成膜する工程と、
前記金属膜が成膜された前記被処理体の該金属膜の膜厚又は成膜レートを測定する工程と、
前記金属膜の前記膜厚又は成膜レートから前記下地膜が連続であるか否かを判定する工程と、
を有することを特徴とする下地膜の評価方法。
【請求項２】
前記金属膜を成膜する工程は、
Ｒｕ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｇｅ及びＷのいずれかの膜を成膜する、
ことを特徴とする請求項１に記載の下地膜の評価方法。
【請求項３】
前記下地膜は、物質の酸化物形成の自由エネルギーが−６００ＫＪ／ｍｏｌよりも低い物質により成膜された膜である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の下地膜の評価方法。
【請求項４】
前記下地膜は、Ｔａ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ及びＭｇのいずれかを含有する膜である、
ことを特徴とする請求項３に記載の下地膜の評価方法。
【請求項５】
前記下層膜は、ＳｉＯ２であり、
前記下地膜は、ＴｉＮ膜又はＴａＮ膜であり、
前記金属膜は、Ｒｕ膜である、
ことを特徴とする請求項４に記載の下地膜の評価方法。
【請求項６】
前記下地膜は、ＡＬＤにより形成される、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の下地膜の評価方法。
【請求項７】
前記下地膜が連続であるか否かを判定する工程では、
前記ＡＬＤの繰り返し回数又は前記下地膜の膜厚に対する、前記金属膜の膜厚又は成膜レートに関する情報を記憶した記憶部を参照して、前記下地膜が連続であるか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項６に記載の下地膜の評価方法。
【請求項８】
前記所定の成膜条件は、
成膜を行う処理容器内の圧力が１ｍＴ（０．１３３Ｐａ）〜１００ｍＴ（１３．３Ｐａ）、前記処理容器内の温度が９０℃〜２３０℃、前記処理容器内に供給されるガス種がＲｕ３（ＣＯ）１２及びＣＯガスである、
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の下地膜の評価方法。
【請求項９】
下層膜上に薄膜状または島状に形成された下地膜を有する被処理体に、物質の酸化物形成の自由エネルギーが−６００ＫＪ／ｍｏｌよりも高い前記物質により所定の成膜条件で成膜された金属膜の膜厚又は成膜レートの測定値を取得し、
前記下地膜を成膜する際のＡＬＤの繰り返し回数又は下地膜の膜厚に対する、前記金属膜の膜厚又は成膜レートに関する情報を記憶した記憶部を参照して、取得した前記金属膜の前記膜厚又は成膜レートの測定値から、前記下地膜が連続であるか否かを判定する制御部を有する、
評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下地膜の評価方法及び評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線やコンタクト層を他の層と電気的に分離するために、配線やコンタクト層の下地膜として、ＴｉＮ膜等のバリア膜が形成されることがある。バリア膜が非連続な膜であると、バリア膜の非連続な部分においてバリア膜上の配線やコンタクト層とバリア膜の下層膜とが反応し、配線やコンタクト層の抵抗値が上がる。配線やコンタクト層は抵抗値が低く、電気を通しやすいことが好ましい。このため、バリア膜は連続した膜であることが重要である。
【０００３】
一方、バリア膜の膜厚は薄い程、配線やコンタクト層の体積を増やすことができ抵抗値が小さくなるため、バリア膜上の配線やコンタクト層に電気を通しやすくなる。また、近年の微細加工の要請によりバリア膜の膜厚は薄い方が良い。そこで、バリア膜の膜厚は、膜の連続性を有する範囲で極力薄く形成することが好ましい。
【０００４】
そこで、薄膜の膜厚を確認する手段として、ＬＥＩＳ（Low Energy Ion Scattering：低エネルギーイオン散乱）による測定方法及びＤＨＦによる測定方法が提案されている（例えば、特許文献１、２を参照）。
【０００５】
特許文献１は、ＬＥＩＳによる測定方法を提案している。特許文献１では、シリコン等の試料の原子層レベルの表面に存在する水素原子を、低エネルギーイオン散乱分光法による弾性反跳粒子検出法によって、イオン源からアルゴンイオン等を照射し、水素原子を反跳させ、反跳した水素原子を検出し、水素原子の飛行時間スペクトルを求め、試料表面の水素濃度を測定する。これによって、薄膜の最表面付近に存在する水素濃度を計測することで、薄膜を評価することができる。
【０００６】
特許文献２は、ＤＨＦによる測定方法を提案している。特許文献２では、フッ酸濃度０．３〜３％、溶存酸素濃度０．２ｐｐｍ以下のフッ酸水溶液を用い、酸素濃度１％以下の非酸化性雰囲気下で、シリコンウェハ表面の酸化膜をエッチングし、溶解したシリコンの量から酸化膜の膜厚を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２７７５７８号公報
【特許文献２】特開平６−６９３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＬＥＩＳによる測定方法では測定スピードが遅く、ＬＥＩＳによる薄膜の評価には手間と時間がかかるという課題がある。また、ＤＨＦによる測定方法ではフッ化水素酸（ＨＦ）を使用する場所の確保や該薬剤の危険性が課題となる。さらに、ＤＨＦによる測定方法では事前にシリコンウェハ表面の酸化膜のエッチングレートを調べる必要があるため、薬品のリスクの問題に加えて、膜厚の測定及び評価に手間と時間がかかるという課題がある。また、ＤＨＦによる測定方法ではシリコンウェハ表面の酸化膜のエッチングレートから酸化膜の膜厚を算出するため、酸化膜が連続した膜であるか否かを評価することはできない。
【０００９】
上記課題に対して、一側面では、本発明は、簡易な方法で下地膜の連続性を評価することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、一の態様によれば、下層膜上に薄膜状または島状に形成された下地膜を有する被処理体に、物質の酸化物形成の自由エネルギーが−６００ＫＪ／ｍｏｌよりも高い前記物質により所定の成膜条件で金属膜を成膜する工程と、前記金属膜が成膜された前記被処理体の該金属膜の膜厚又は成膜レートを測定する工程と、前記金属膜の前記膜厚又は成膜レートから前記下地膜が連続であるか否かを判定する工程と、を有することを特徴とする下地膜の評価方法が提供される。
【００１１】
他の態様によれば、下層膜上に薄膜状または島状に形成された下地膜を有する被処理体に、物質の酸化物形成の自由エネルギーが−６００ＫＪ／ｍｏｌよりも高い前記物質により所定の成膜条件で成膜された金属膜の膜厚又は成膜レートの測定値を取得し、前記下地膜を成膜する際のＡＬＤの繰り返し回数又は下地膜の膜厚に対する、前記金属膜の膜厚又は成膜レートに関する情報を記憶した記憶部を参照して、取得した前記金属膜の前記膜厚又は成膜レートの測定値から、前記下地膜が連続であるか否かを判定する制御部を有する、評価装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
一の側面によれば、簡易な方法で下地膜の連続性を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る下地膜の状態と成膜モデルの一例を示す図。
【図２】一実施形態に係る下地膜の連続性と成膜レートの相関関係の一例を示す図。
【図３】一実施形態に係る下地膜の膜厚と連続性の判定の一例を示す図。
【図４】物質の酸化物形成の自由エネルギーを示す図。
【図５】一実施形態に係る成膜条件の一例を示す図。
【図６】一実施形態に係る評価システムの一例を示す図。
【図７】一実施形態に係る下地膜の連続性の評価処理の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１５】
［バリア膜（下地膜）］
配線やコンタクト層の下地膜となるバリア膜が連続して形成されていないと、バリア膜の非連続な部分において配線やコンタクト層とバリア膜の下層膜（例えば、ＳｉＯ２膜）とが接触し、反応して、配線やコンタクト層の抵抗値が上がり、配線やコンタクト層において電流が流れ難くなる。よって、配線やコンタクト層において電流を流れ易くするために、バリア膜は連続膜であることが重要である。
【００１６】
一方、バリア膜自体の抵抗値が大きいことによっても配線やコンタクト層において電流が流れ難くなる。そこで、バリア膜の膜厚は、膜の連続性を有する範囲で極力薄くすることが好ましい。
【００１７】
膜を評価する手法として、ＬＥＩＳ（Low Energy Ion Scattering：低エネルギーイオン散乱）による測定を利用すると手間と時間がかかる。また、ＤＨＦによる膜厚の測定では、膜の連続性を評価できない。
【００１８】
そこで、本実施形態に係る下地膜の評価方法では、下地膜が連続か又は非連続かによって、下地膜の上に成膜する配線やコンタクト層等の膜の成膜メカニズムが異なるという特徴を活かし、下地膜が連続であるかを簡易に評価する方法を提案する。
【００１９】
図１に、本発明の一実施形態に係る下地膜の状態と成膜モデルの一例を示す。本実施形態では、バリア膜として機能する下地膜の一例としてＴｉＮ膜２０を例に挙げ、下地膜に成膜される膜の一例としてＲｕ膜１０を例に挙げて説明する。ただし、下地膜は、ＴｉＮ膜２０に限らず、例えばＴａＮ膜であってもよい。
【００２０】
ＴｉＮ膜２０は、下層膜の一例であるＳｉＯ２（シリコン酸化膜）３０の上に成膜される。Ｒｕ膜１０は、ＴｉＮ膜２０の上に成膜される。Ｒｕ膜１０は、下地膜であるＴｉＮ膜２０の状態によって異なる成膜メカニズムを有する。
【００２１】
ＴｉＮ膜２０は、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition：原子層堆積）装置を用いて成膜される。例えば、成膜モデルＡ１及び成膜モデルＡ２に示す島状のＴｉＮ膜２０は、ＡＬＤによりＴｉＮ膜２０が成膜される初期の状態において、ＴｉＮの原子層レベルの成膜が不安定で連続性がない場合を示す。
【００２２】
ＡＬＤ装置ではＡＬＤの繰り返しにより、ＴｉＮの原子層レベルの成膜が繰り返し行われ、ＴｉＮ膜２０が薄膜状に成膜された状態が、成膜モデルＢ１及び成膜モデルＢ２である。つまり、ＡＬＤの繰り返しのサイクル数は、成膜モデルＡ１→成膜モデルＡ２→成膜モデルＢ１→成膜モデルＢ２の順に多くなる、つまり、ＴｉＮ膜２０の成膜時間が長くなると、ＴｉＮ膜２０の形状は、島状から薄膜状（連続膜）になる。
【００２３】
Ｒｕ膜１０は、ＴｉＮ膜２０等のメタル膜上で主に成長し、ＳｉＯ２膜３０等の酸化膜上では成長し難く、成膜速度が遅い。そのため、成膜モデルＡ１及び成膜モデルＡ２に示すように、ウェハ上にＴｉＮ膜２０が島状に形成されている状態でＲｕ膜１０を成膜すると、Ｒｕ膜１０は、３次元方向（ｘ、ｙ、ｚ方向）に成膜され、立体成長する。この結果、Ｒｕ膜１０は、成膜モデルＡ１のときには、図２に示すように、横軸に示すＴｉＮ膜２０の膜厚に対して、縦軸に示すＲｕ膜１０の成膜レート（単位時間当たりにウェハ上に成膜されるＲｕの総量）は上昇し、成膜モデルＡ２のときにＲｕ膜１０の成膜レートが概ねピークになる。
【００２４】
つまり、ＴｉＮ膜２０が、島状に形成され、不連続な膜のときには、Ｒｕ膜１０は、３次元方向に成膜されるため、図２のＡ１からＡ２に示すようにＲｕ膜１０の成膜レートは高い状態となり、その後、徐々に低下する。
【００２５】
図１に戻り、ＴｉＮ膜２０の成膜時間を長くし、成膜モデルＢ１及び成膜モデルＢ２に示すように、ＴｉＮ膜２０が島状でなく薄膜状に形成されると、Ｒｕ膜１０は、ｚ方向の一方向に成長する。Ｒｕ膜１０は、一方方向への成長になると、立体的に成長していたときよりも成膜レートは下がる。この結果、Ｒｕ膜１０が、成膜モデルＢ１に示すようにＴｉＮ膜２０が連続膜ではあるが、やや表面に凹凸がある場合から、成膜モデルＢ２に示すようにＴｉＮ膜２０がフラットな連続膜になる過程では、図２のＢ１に示すように、ＴｉＮ膜２０の膜厚に対して、Ｒｕ膜１０の成膜レートが緩やかに下降した後、成膜モデルＢ２に示すようにＴｉＮ膜２０がフラットな連続膜になったときに、図２のＢ２に示すように、Ｒｕ膜１０の成膜レートは概ね一定となる。
【００２６】
以上から、Ｒｕ膜１０は、下地膜であるＴｉＮ膜２０の状態によって異なる成膜メカニズムを有することがわかる。すなわち、図３に示すように、ＴｉＮ膜２０の膜厚に対して、Ｒｕ膜１０の成膜レートが、上昇した後ピークを超えて減少することと、下地膜のＴｉＮ膜２０の連続性とを紐付けることができる。
【００２７】
具体的には、Ｒｕ膜１０の成膜レートが負の傾きを有し、その傾きが所定の閾値以下になった時に、下地膜のＴｉＮ膜２０は連続膜であると判定できる。言い換えれば、Ｒｕ膜１０の成膜レートが正の傾きを有していたり、成膜レートの傾きが０であったり、成膜レートが負の傾きであっても所定の閾値よりも大きな傾きを有していたりする場合には、下地膜のＴｉＮ膜２０は非連続膜であると推定できる。
【００２８】
なお、図２及び図３では、ＴｉＮ膜２０の膜厚に対するＲｕ膜１０の成膜レートを一例に挙げて、Ｒｕ膜１０は、下地膜であるＴｉＮ膜２０の状態によって異なる成膜メカニズムを有することを説明した。しかしながら、これに限らず、Ｒｕ膜１０の成膜レートに替えて、ＴｉＮ膜２０の膜厚に対するＲｕ膜１０の膜厚を用いてもよい。これによっても、図３に替えて、横軸にＴｉＮ膜２０の膜厚、縦軸にＲｕ膜１０の膜厚を定義し、Ｒｕ膜１０の膜厚の変化が所定の閾値以下になった時に、下地膜のＴｉＮ膜２０は連続膜であると推定できる。
【００２９】
上記に説明したＴｉＮ膜２０は、薄膜状または島状に形成された下地膜の一例である。Ｒｕ膜１０は、薄膜状または島状に形成された下地膜を有するウェハに、所定の成膜条件で成膜された膜（以下、「金属膜」ともいう。）の一例である。
【００３０】
［物質の酸化物形成の自由エネルギーと膜候補］
次に、物質の酸化物形成の自由エネルギーと膜候補について、図４を参照しながら説明する。図４は、横軸に示す温度に応じた、縦軸に示す各物質の酸化物形成の自由エネルギーを示す。つまり、図４は、Ｃｕ、Ｒｕ等の各物質の酸化物を形成するために要するエネルギーを示している。自由エネルギーが小さい程、その物質の酸化物が形成され易いことを示し、自由エネルギーが大きい程、その物質の酸化物が形成され難いことを示す。
【００３１】
図４のグラフを参照すると、図１の成膜モデルにおいて、ＴｉＮ膜２０の下地となるＳｉＯ２に近い自由エネルギーを有する物質又はＳｉＯ２よりも低い自由エネルギーを有する物質は、ＳｉＯ２膜３０上で酸化物になりやすい物質である。よって、ＳｉＯ２膜３０に近い又はＳｉＯ２膜３０よりも低い自由エネルギーを有する物質は、ＳｉＯ２膜３０上に成膜することができる。
【００３２】
一方、図４のグラフにて、ＳｉＯ２から遠い自由エネルギーを有する物質は、ＳｉＯ２膜３０上で酸化物になりにくい物質である。よって、ＳｉＯ２から遠い自由エネルギーを有する物質は、ＳｉＯ２膜３０上に成膜し難い。
【００３３】
図１の成膜モデルにおいて、ＴｉＮ膜２０は、下層膜の一例であるＳｉＯ２膜３０上に形成され、Ｒｕ膜１０の下地膜となっている。ＴｉＮ膜２０は、ＴｉとＮとの結合物であるが、Ｔｉ自体は図４のグラフからＳｉＯ２膜３０上で酸化物になりやすい物質であるため、ＳｉＯ２膜３０上に成膜されやすい。
【００３４】
Ｒｕ膜１０は、ＳｉＯ２から離れた自由エネルギーを有する物質であり、ＳｉＯ２と比較して酸化物（ＲｕＯ２）を形成するために高い自由エネルギーが必要である。つまり、Ｒｕ膜１０は、酸化物を形成し難い物質である。よって、Ｒｕ膜１０は、ＳｉＯ２膜３０上で酸化物になり難い物質であるため、ＳｉＯ２膜３０上に成膜されにくい。
【００３５】
また、Ｒｕ膜１０は、金属膜と反応しやすい。つまり、Ｒｕ膜１０は、金属のＴｉを含むＴｉＮ膜２０と反応しやすく、ＴｉＮ膜２０上に膜を形成しやすい。以上から、Ｒｕ膜１０は、ＳｉＯ２膜３０上に成膜され難く、Ｒｕ膜１０をＴｉＮ膜２０上に選択的に成膜することができる。
（ＴｉＮ膜の変形例）
ＴｉＮ膜２０は、薄膜状または島状に形成された下地膜の一例であり、下地膜として使用可能な物質は、ＴｉＮに限らず、例えば、物質の酸化物形成の自由エネルギーが−６００ＫＪ／ｍｏｌよりも低い物質であればよい。例えば、下地膜は、Ｔａ，Ｔｉ，Ａｌ及びＭｇのいずれかを含有する膜であってもよい。下地膜は、Ｒｕ膜１０を下地膜上へ選択的に成膜し、下層膜の一例であるＳｉＯ２膜３０に対する成膜はより抑制される物質が好ましいため、本実施形態では、物質の酸化物形成の自由エネルギーが−６００ＫＪ／ｍｏｌよりも低い物質であってもＳｉは下地膜の物質とはならない。しかしながら、ＴｉＮ膜２０の下に下層膜として成膜される膜種によっては、下地膜は、Ｓｉを含有する膜であってもよい。
（Ｒｕ膜の変形例）
Ｒｕ膜１０は、下地膜上に所定の成膜条件で成膜された金属膜の一例であり、Ｒｕの替わりに金属膜として使用できる物質としては、物質の酸化物形成の自由エネルギーが−６００ＫＪ／ｍｏｌよりも高い物質が挙げられる。図４を参照すると、例えば、金属膜は、Ｒｕ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｇｅ及びＷのいずれかの物質を含む膜であってもよい。
（Ｒｕ膜の成膜条件）
Ｒｕ膜を下地膜上に選択的に成膜する際の成膜条件を図５に示す。具体的には、成膜条件は以下の通りである。
・処理室内の圧力            ：１ｍＴ（０．１３３Ｐａ）〜１００ｍＴ（１３．３Ｐａ）
・処理容器内のウェハ温度    ：９０℃〜２３０℃
・処理容器内に供給するガス種：ＣＯ及びＲｕ３（ＣＯ）１２
（成膜装置）
本実施形態では、Ｒｕ膜１０は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置を使用して成膜される。ただし、Ｒｕ膜１０を成膜する装置は、ＣＶＤ装置に限らず、ＡＬＤ装置、その他の成膜装置であってもよい。一方、ＴｉＮ膜２０は、ＡＬＤ装置を用いて成膜される。
（酸化膜）
なお、下地膜の下の膜である下層膜は、本実施形態ではＳｉＯ２膜３０であるが、これに限らず、選択成長を示す膜、例えばＳｉであってもよい。
【００３６】
［評価システム］
次に、本実施形態に係る下地膜の連続性の評価システム及び評価処理について、図６および図７を参照しながら説明する。図６は、一実施形態に係る評価システムの一例である。図７は、一実施形態に係る下地膜の連続性の評価処理の一例を示すフローチャートである。
【００３７】
図６に示すように、本実施形態に係る下地膜の連続性を評価する評価システム１は、測定器１００及びＰＣ２００を有する。測定器１００は、下地膜の一例であるＴｉＮ膜２０の連続又は非連続を判定するために下地膜上に成膜された金属膜の一例であるＲｕ膜１０の膜厚又は成膜レートを測定する。
【００３８】
本実施形態では、Ｒｕ膜１０は、ＴｉＮ膜２０上への選択成膜に適した次の成膜条件で成膜されているものとする。また、本実施形態では、測定器１００は、Ｒｕ膜１０の成膜レートを測定するものとする。
＜成膜条件＞
・処理室内の圧力            ：３０ｍＴ（４．００Ｐａ）
・処理容器内のウェハ温度    ：１５５℃
・処理容器内に供給するガス  ：ＣＯ（３００ｓｃｃｍ）、Ｒｕ３（ＣＯ）１２（０．５〜３ｓｃｃｍ）
・成膜時間                  ：１８００ｓｅｃ
測定器１００の一例としては、ＸＲＦ（X-ray fluorescence）及びＸＰＳ（X-ray Photoelectron Spectroscopy)が挙げられる。ただし、測定器１００は、これに限らず、１ｎｍ以上程度の膜厚を測定可能な測定器を使用することができる。
【００３９】
測定器１００は、Ｒｕ膜１０の成膜レートに対応するＲｕ膜１０内のＲｕの原子数の平均値を測定する。下地膜のＴｉＮ膜が連続の場合、Ｒｕ膜１０の成長は一方成長（一次元）のため、測定されるＲｕの原子数の平均値は少ない。これに対して、下地膜のＴｉＮ膜が非連続の場合、Ｒｕ膜１０の成長は立体成長（三次元）のため、測定されるＲｕの原子数の平均値は多くなる。
【００４０】
このように、ＸＲＦやＸＰＳによる測定では、測定範囲に存在する膜の原子数を合算して平均化して膜厚や成膜レートを算出しているため、測定対象の膜が連続膜か否かを判断することはできない。よって、ＸＲＦやＸＰＳは、ＴｉＮ膜のように、１ｎｍ未満程度の薄膜の連続性を測定することは困難である。
【００４１】
そこで、本実施形態では、評価システム１に含まれるＰＣ２００のＣＰＵ２０５が、図７の一実施形態に係る下地膜の連続性の評価処理の手順を示す測定プログラム２２０を使用して、下地膜の連続性の評価処理を実行する。これにより、ＰＣ２００は、下地膜が連続な膜か非連続な膜かを判定できる。
【００４２】
本実施形態では、下地膜としてＴｉＮ膜２０の連続性の評価処理に、測定器１００により測定したＲｕ膜１０の膜の原子数を合算して平均値をとったものから成膜レートが算出される。ＰＣ２００は、測定器１００からＲｕ膜１０の成膜レートを取得する。
【００４３】
また、本実施形態では、ＣＰＵ２０５は、図３に示すＴｉＮ膜の厚さとＲｕ膜の成膜レートの相関関係を示す情報が予め格納されたテーブル２１０ａを用いてＴｉＮ膜の連続性を判定する。なお、テーブル２１０ａの横軸は、ＴｉＮ膜の膜厚の替わりにＴｉＮ膜をＡＬＤにより成膜したときのＡＬＤの繰り返し回数であってもよい。
【００４４】
テーブル２１０ａ、２１０ｂを総称してテーブル２１０ともいう。テーブル２１０は、ＰＣ２００内のＲＯＭ２０６等の記憶部に記憶されている。ＲＯＭ２０６は、図３のＴｉＮ膜の厚さとＲｕ膜の成膜レート（または膜厚）の相関関係を示す情報を記憶する記憶部の一例である。テーブル２１０に格納される上記相関関係を示す情報は、下地膜の種類、金属膜の種類、下地膜の下の膜である下層膜の種類によって変わるため、これらの膜の種類に応じて下地膜の厚さと金属膜の成膜レート（または膜厚）の相関関係を示す情報及び下地膜が連続膜であるか否かを判定する閾値がテーブル２１０ａ、２１０ｂ・・・にそれぞれ予め格納されている。
【００４５】
ＣＰＵ２０５は、測定したＲｕ膜の成膜レートを測定器１００から取得し、テーブル２１０ａを参照して、測定したＲｕ膜の成膜レートからＴｉＮ膜２０が連続膜か否かを判定する制御部の一例である。
【００４６】
つまり、ＣＰＵ２０５は、テーブル２１０ａに格納されたＴｉＮ膜２０の膜厚又はＡＬＤの繰り返し回数に対する、上記所定の成膜条件で成膜されたＲｕ膜１０の膜厚又は成膜レートに基づき、ＴｉＮ膜２０が連続膜であるかを判定する。なお、ＰＣ２００は、取得した金属膜の膜厚又は成膜レートの測定値から、下地膜の厚さと金属膜の成膜レート（または膜厚）の相関関係を示す情報を記憶する記憶部を参照して、下地膜が連続であるか否かを判定する評価装置の一例である。
【００４７】
［評価処理］
図７を参照して、一実施形態に係る下地膜の連続性の評価処理の一例を説明する。本処理が開始されると、まず、ＳｉＯ２膜３０上にＡＬＤによりＴｉＮ膜２０が成膜されたウェハがＣＶＤ装置内に搬送され、成膜の準備が行われる（ステップＳ１０）。次に、ＣＶＤ装置は、ＴｉＮ膜２０の上にＲｕ膜１０を所定の成膜条件で成膜する（ステップＳ１２）。
【００４８】
次に、測定器１００は、Ｒｕ膜１０を成膜した後のウェハ上のＲｕ膜１０の膜厚又は成膜レートを測定する（ステップＳ１４）。測定されたＲｕ膜１０の膜厚又は成膜レートは、ＰＣ２００に転送される。
【００４９】
次に、ＰＣ２００は、ＴｉＮ膜２０の膜厚とＲｕ膜１０の成膜レートとの関係を示す情報が格納されたテーブル２１０ａを参照して、ＴｉＮ膜２０が連続膜か否かを判定し（ステップＳ１６）、本処理を終了する。
【００５０】
例えば、ＰＣ２００は、図３に示すテーブル２１０ａを用いて、Ｒｕ膜１０の成膜レートの測定値がＴｉＮ膜２０の非連続膜の領域に含まれるか、ＴｉＮ膜２０の連続膜の領域に含まれるかを閾値と比較して判定する。閾値と比較した結果、ＰＣ２００は、成膜レートがＴｉＮ膜２０の非連続膜の領域に含まれると判定された場合、ＴｉＮ膜２０は非連続膜であると判定する。また、ＰＣ２００は、成膜レートがＴｉＮ膜２０の連続膜の領域に含まれると判定された場合、ＴｉＮ膜２０は連続膜であると判定する。
【００５１】
以上に説明したように、本実施形態に係る下地膜の連続性の評価処理では、ＰＣ２００は、下地膜としてＴｉＮ膜２０を用い、その上に成膜されたＲｕ膜１０の成膜レートの測定値とテーブル２１０ａに格納された情報を用いてＴｉＮ膜２０の連続性を判定する。
【００５２】
ＸＲＦやＸＰＳによる測定では、測定範囲に存在する膜の原子数を合算して平均化して膜厚を求めているため、測定対象の膜が連続膜か否かを判断することはできない。
【００５３】
これに対して、本実施形態に係る下地膜の評価処理によれば、Ｒｕ膜１０は、メタル膜の上に選択的に成長し、メタル膜と比べて酸化膜の上では成膜速度が遅いことに注目し、ＴｉＮ膜２０の連続性を判定する。すなわち、Ｒｕ膜１０の成膜レートを測定し、Ｒｕ膜１０の成膜レート及びＴｉＮ膜２０の膜厚（またはＡＬＤの繰り返し数）との相関関係を示す情報を記憶したテーブル２１０を参照して、Ｒｕ膜１０の測定値から、極薄膜であるＴｉＮ膜２０の連続性を判定することができる。なお、本実施形態に係る下地膜の評価処理では、Ｒｕ膜１０は、メタル膜の上に成長することに着目し、メタル膜と比べて成膜速度が遅い酸化膜以外の膜をメタル膜の下層膜に用いてもよい。
【００５４】
以上、下地膜の評価方法及び評価装置を上記実施形態により説明したが、本発明にかかる下地膜の評価方法及び評価装置は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
【００５５】
本発明に係る成膜装置は、Capacitively Coupled Plasma(CCP),Inductively Coupled Plasma(ICP),Radial Line Slot Antenna, Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR),Helicon Wave Plasma(HWP)のどのタイプでも適用可能である。
【００５６】
本明細書では、被処理体の一例として半導体ウェハを挙げて説明した。しかし、被処理体は、これに限らず、LCD(Liquid Crystal Display)、FPD(Flat Panel Display)に用いられる各種基板や、ＣＤ基板、プリント基板等であっても良い。
【符号の説明】
【００５７】
１      ：評価システム
１０    ：Ｒｕ膜
２０    ：ＴｉＮ膜
３０    ：ＳｉＯ２膜
１００  ：測定器
２００  ：ＰＣ
２０５  ：ＣＰＵ
２０６  ：ＲＯＭ
２１０ａ、２１０ｂ、２１０：テーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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