(57)【要約】     【課題】低温で低抵抗のバリア膜を形成できる技術を提供する。    【解決手段】真空槽１１中に触媒体２１を置き、それを加熱し、原料ガスと反応性ガスを真空槽１１内に交互に導入し、成膜対象物４０表面に吸着した原料ガスと、反応性ガスが触媒体２１で分解して生成されたラジカルとを反応させ、薄膜を積層させる。低温で低抵抗のバリア膜が得られる。反応性ガスとしては、Ｈ2ガス、ＮＨ3ガス、ＳｉＨ4ガス等を用いることができる。【選択図】    図１
2005158761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバー内に薄膜の原料ガスを導入する原料ガス導入工程と、前記原料ガスの導入を停止した状態で化学構造中に水素原子を有する反応性ガスを前記真空チャンバー内に導入し、加熱された触媒体に前記反応性ガスを接触させる反応性ガス導入工程とを繰り返し、前記真空チャンバー内に配置された成膜対象物表面に薄膜を形成する薄膜製造方法。
【請求項２】
前記原料ガス導入工程の後、前記反応性ガス導入工程の前に、前記原料ガスと前記反応性ガスの両方の導入を停止した状態で前記真空チャンバー内を真空排気する原料ガス排気工程を有する請求項１記載の薄膜製造方法。
【請求項３】
前記反応性ガス導入工程の後、前記原料ガス導入工程に戻る前に、前記原料ガスと前記反応性ガスの両方の導入を停止した状態で前記真空チャンバー内を真空排気する反応性ガス排気工程を有する請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の薄膜製造方法。
【請求項４】
前記反応性ガスは、Ｈ2ガス、ＮＨ3ガス、ＳｉＨ4ガス、ＮＨ2ＮＨ2ガス、又はＨ2Ｏガスから成る群から選ばれる一種以上のガスであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の薄膜製造方法。
【請求項５】
前記原料ガスは有機金属ガスである請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の薄膜製造方法。
【請求項６】
前記成膜対象物の少なくとも一部表面には金属配線膜が露出された請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の薄膜製造方法。
【請求項７】
前記金属膜上には絶縁膜が配置され、前記金属配線膜は前記絶縁膜に形成された孔底面に露出された請求項６記載の薄膜製造方法。
【請求項８】
前処理を行った後、前記薄膜を形成する請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の薄膜製造方法であって、
前記前処理は前記真空チャンバー内に前記成膜対象物を配置し、前記触媒体を加熱した状態で、前記真空チャンバー内に前記原料ガスを導入せずに前記反応性ガスを導入し、前記触媒体に前記反応性ガスを接触させる薄膜製造方法。
【請求項９】
前記成膜対象物は半導体装置であり、前記半導体装置上に請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の薄膜製造方法によって前記薄膜を形成する半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の薄膜製造方法で形成された薄膜を有することを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜の形成に関し、特に、メタルバリア膜を低温で形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板表面に薄膜を形成するために、ＣＶＤ装置やスパッタリング装置が使用されている。
【０００３】
従来技術の薄膜製造方法を、プラズマＣＶＤ方法を例にとって説明すると、図１２の符号１０１は従来技術のＣＶＤ装置を示している。
【０００４】
このを参照し、このＣＶＤ装置１０１は、真空チャンバー１２０を有しており、該真空チャンバー１２０内部の底壁上にはホットプレート１２１が配置されており、内部の天井付近には高周波電極１２２が配置されている。
【０００５】
ホットプレート１２１にはリフトピン１２４が挿通されており、そのリフトピン１２４を動作させ、成膜対象物をホットプレート１２１上に載置する。図１２の符号１０２は、その状態の成膜対象物を示している。この成膜対象物１０２は、ホットプレート１２１内のヒータによって加熱される。
【０００６】
高周波電極１２２には原料ガス導入系１２７と高周波電源１２６が接続されている。高周波電極１２２の底面はシャワーノズル１２３が設けられており、原料ガス導入系１２７から高周波電極１２２に供給された原料ガスは、シャワーノズル１２３から真空チャンバー内に散布される。
【０００７】
その状態で高周波電源１２６から高周波電極１２２に高周波電圧を印加すると、原料ガスのプラズマが発生し、半導体基板表面のＳｉ上や金属上に薄膜が成長する。
【０００８】
しかしながら、上記成膜方法では、成膜対象物を高温に加熱する必要があり、近年の低温プロセスに対応することができない。
【０００９】
そこで従来技術でも、低温での薄膜形成方法が研究されているが、金属配線やメタルバリア膜を形成する場合においては、得られる膜の比抵抗が高いという問題がある。
【特許文献１】特開２０００−２６９１６３号公報  また、成膜対象物の半導体基板上にＣｕ膜が部分的に露出している場合、その表面には、酸化銅や前のエッチング工程において付着したフッ素（Ｆ）成分、カーボン（Ｃ）成分等が残っているため、その状態で、Ｃｕ膜表面にメタルバリア膜を形成しようとすると、メタルバリア膜とＣｕの間でオーミックコンタクトが取れなくなってしまう。
【００１０】
そこで、従来技術では、Ｃｕ膜表面の清浄化処理工程で、真空チャンバー内に水素ガスを導入し、ＲＦなどの高周波を印加することによってプラズマ化し、励起された水素イオンによってＣｕ表面の酸化物、Ｆ成分、Ｃ成分の絶縁物を取り除いていた。処理対象となるＣｕ膜表面は微細なホール(Via Hole)の底にあり、近年の典型的な例においては、穴の径０．１３μｍ、穴の深さ０．８５μｍ程度であり、アスペクトレシオが５以上である。
【００１１】
このような高アスペクトレシオの場合、一般にＲＩＥ(Reactive Ion Etching)などの、ホールや溝に対するイオンの指向性の高い方式においても、イオンの衝突による半導体基板表面のチャージアップによって水素イオンは穴中への進入を阻害されることが知られている。
【００１２】
他方、プラズマを使わない方法としては、水素の還元反応によって酸化銅の酸素を取り除く清浄化処理方法があるが、この方法の場合、効率よく還元反応を行うためには、基板温度３５０℃以上が必要であるため、近年のプロセス低温化の要求には答えられない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、低温で低抵抗のバリア膜を形成する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、真空チャンバー内に薄膜の原料ガスを導入する原料ガス導入工程と、前記原料ガスの導入を停止した状態で化学構造中に水素原子を有する反応性ガスを前記真空チャンバー内に導入し、加熱された触媒体に前記反応性ガスを接触させる反応性ガス導入工程とを繰り返し、前記真空チャンバー内に配置された成膜対象物表面に薄膜を形成する薄膜製造方法である。
請求項２記載の発明は、前記原料ガス導入工程の後、前記反応性ガス導入工程の前に、前記原料ガスと前記反応性ガスの両方の導入を停止した状態で前記真空チャンバー内を真空排気する原料ガス排気工程を有する請求項１記載の薄膜製造方法である。
請求項３記載の発明は、前記反応性ガス導入工程の後、前記原料ガス導入工程に戻る前に、前記原料ガスと前記反応性ガスの両方の導入を停止した状態で前記真空チャンバー内を真空排気する反応性ガス排気工程を有する請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の薄膜製造方法である。
請求項４記載の発明は、前記反応性ガスは、Ｈ2ガス、ＮＨ3ガス、ＳｉＨ4ガス、ＮＨ2ＮＨ2ガス、又はＨ2Ｏガスから成る群から選ばれる一種以上のガスであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の薄膜製造方法である。
請求項５記載の発明は、前記原料ガスは有機金属ガスである請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の薄膜製造方法である。
請求項６記載の発明は、前記成膜対象物の少なくとも一部表面には金属配線膜が露出された請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の薄膜製造方法である。
請求項７記載の発明は、前記金属配線膜上には絶縁膜が配置され、前記金属配線膜は前記絶縁膜に形成された孔底面に露出された請求項６記載の薄膜製造方法である。
請求項８記載の発明は、前処理を行った後、前記薄膜を形成する請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の薄膜製造方法であって、前記前処理は前記真空チャンバー内に前記成膜対象物を配置し、前記触媒体を加熱した状態で、前記真空チャンバー内に前記原料ガスを導入せずに前記反応性ガスを導入し、前記触媒体に前記反応性ガスを接触させる薄膜製造方法である。
請求項９記載の発明は、前記成膜対象物は半導体装置であり、前記半導体装置上に請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の薄膜製造方法によって前記薄膜を形成する半導体装置の製造方法である。
請求項１０記載の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の薄膜製造方法で形成された薄膜を有することを特徴とする半導体装置。
【００１５】
本発明は上記のように構成されており、ＷやＴａ等から成る触媒体を真空チャンバー内に配置し、真空チャンバー内の雰囲気を真空排気し、その触媒体を真空雰囲気中に置いて１５００〜２０００℃に加熱している。
【００１６】
触媒体は、通常は直径０．５ｍｍ程度の細線であり、一本乃至複数本を平行に配置したり、網状に配置しすることができる。
【００１７】
その状態で化学構造中に水素原子を有する反応性ガスを真空チャンバー内に導入し、加熱された触媒体に接触させると反応性ガスが分解し、ラジカルが生成される。
【００１８】
例えば、反応性ガスがＨ2ガスである場合はＨ原子が生成され、反応性ガスがＮＨ3ガスである場合は、ＮＨとＮＨ2(一般式ＮＨX)が生成される。Ｈ原子やＮＨ、ＮＨ2はラジカルである。
【００１９】
ラジカルは非常に反応性に富んでいて還元性が高く、基板温度が２００℃以下であっても、金属薄膜表面や半導体表面の金属酸化物、フッ化物、又は炭化物等を容易に還元し、金属薄膜や半導体の清浄な表面を露出させることができる。
【００２０】
また、反応性ガスを導入するときに一緒に原料ガスを導入すると、原料ガスがラジカルと反応し、真空チャンバー内に配置された成膜対象物表面に薄膜が形成される。
【００２１】
原料ガスを導入した後、反応性ガスを導入してラジカルを発生させても、成膜対象物表面に吸着された原料ガスが反応し、薄膜が形成される。
原料ガスの導入と反応性ガスの導入を繰り返し行えば、薄膜が積層される。
【００２２】
反応性ガスの導入によるラジカル生成は、成膜対象物表面のクリーニングにも用いることができる。特に、半導体製造装置の絶縁膜に形成された微細な溝又は孔の底面には、半導体表面又は金属薄膜表面が露出しているが、ラジカルは拡散によって容易に微細な溝や孔の底面に到達できる。そして、成膜対象物が２００℃以下という低い温度であっても、微細な溝又は孔の底部の表面を清浄化することができる。
【００２３】
それに対し、ＲＩＥのようにプラズマを用いる場合は加速された電子と原料ガスの３次元空間での衝突によってイオンが生成され、そのイオンによって酸化物等が分解される。
【００２４】
Ｈ原子やＮＨX等のラジカルは、電気的に中性であり、成膜対象物がチャージアップすることがないのに対し、半導体基板内部の素子は、成膜対象物にイオンが照射されることによるチャージアップのため、ダメージを受ける場合がある。
【００２５】
また、イオンは絶縁膜も削るため、絶縁膜のパターン形状がだれてしまう。更に、ＲＩＥの酸化物等の分解効率は本発明方法に比べて低い。(本発明の分解効率は、プラズマに比べ、１０〜１００倍程度高いと予想される。)
【発明の効果】
【００２６】
低温で低抵抗の金属膜を形成することができる。
特に、銅薄膜表面へのバリア膜の形成に適しているが、銅以外の金属や半導体の表面へのバリア膜形成にも用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
＜真空処理装置＞
図１の符号１０は、本発明方法に用いることができる真空処理装置であり、真空チャンバー１１を有している。真空チャンバー１１の底壁には、ホットプレート１３が配置されている。ホットプレート１３の周囲には、クランプ１５が設けられており、ホットプレート１３上に処理対象物が乗せられた場合に、クランプ１５によって処理対象物を保持するように構成されている。
【００２８】
真空チャンバー１１内部のホットプレート１３の真上位置には、触媒体２１が配置されている。この触媒体２１は電源２２に接続されており、電源２２を動作させ、触媒体２１に直流電流や交流電流を流すと触媒体２１が高温に発熱するようになっている。ここでは触媒体２１にはφ０．５ｍｍ、３４０ｍｍ長のタングステンワイヤーを用いた。
【００２９】
真空チャンバー１１には真空排気系３６が接続されており、真空チャンバー１１内は高真空雰囲気にできるように構成されている。触媒体２１は真空チャンバー１１内部が真空雰囲気にされたた状態で通電され、高温に発熱する。
【００３０】
真空チャンバー１１の壁面(天井)の触媒体２１の真上位置にはガス導入口３４が配置されている。真空チャンバー１１の外部には、第１〜第３のガス導入系３１〜３３が配置されており、第１〜第３のガス導入系３１〜３３は、ガス導入口３４にそれぞれ接続されている。
【００３１】
第１〜第３のガス導入系３１〜３３は、異なる種類の反応性ガスが充填されたガスボンベを有している。ここでは第１〜第３のガス導入系３１〜３３のガスボンベには、反応性ガスとして、Ｈ2ガス、ＮＨ3ガス、ＳｉＨ4ガスがそれぞれ充填されている。
【００３２】
この真空処理装置１０では、ガス導入口３４から真空チャンバー１１内に、第１〜第３のガス導入系３１〜３３のいずれか一系統又は複数系統から、反応性ガスを流量制御しながら導入できるように構成されている。
【００３３】
図２は、本発明方法が適用される成膜対象物４０の模式的な断面図である。この成膜対象物４０は、半導体製造工程が途中まで行われた半導体基板であり、シリコン基板４１上に、第１の絶縁膜４２と金属配線膜４３と第２の絶縁膜４４とがこの順序で形成されている。第２の絶縁膜４４には溝や孔４５が形成されており、溝や孔４５の底面には、金属配線膜４３が露出している。金属配線膜４３は、典型的には銅薄膜であり、所定の平面形状にパターニングされている。金属配線膜４３の一部は、シリコン基板４１に形成された電気素子に接続されている。
【００３４】
真空チャンバー１１の内部を真空雰囲気にし、真空状態を維持しながら上記のような成膜対象物４０を真空チャンバー１１内に搬入し、溝又は孔４５が位置する面を触媒体２１に向け、ホットプレート１３上に配置する。
【００３５】
＜前処理＞
予めホットプレート１３に通電しておき、成膜対象物４０を乗せ、１７０〜２７０℃に昇温させる。
【００３６】
そして触媒体２１に通電して発熱させ、所定温度まで昇温させた状態で、第１〜第３のガス導入系３１〜３３から反応性ガスを導入する。ここでは反応性ガスとして、第１のガス導入系３１からＨ2ガスだけを導入した。
【００３７】
その導入量(流量)は２００ｓｃｃｍであり、真空排気速度の制御により、真空チャンバー１１内の圧力は０．８以上６５Ｐａ以下の範囲にした。
【００３８】
触媒体２１には、直径０．５ｍｍ、長さ３００ｍｍのタングステンワイヤーが用いられている。触媒体２１への投入電力は直流電圧１３．０Ｖ、１４．０Ａに設定されており、触媒体２１の温度は約１７００℃に昇温されている。
【００３９】
触媒体２１に接触した反応性ガスは、水素ラジカルを生成し、その水素ラジカルが、成膜対象物４０の溝や孔４５の底面に露出する金属配線膜４３表面の酸化物を還元し、清浄な銅薄膜表面を露出させる。
【００４０】
ここでは、触媒体２１を高温にした状態で反応性ガス(Ｈ2ガス)を６０秒間導入したところ、溝や孔４５底面の金属配線膜４３表面の酸化物は除去された。
【００４１】
上記とは異なり、ＮＨ3ガス単独、又はＳｉＨ4ガス単独を反応性ガスに用いた場合の他、Ｈ2ガスとＮＨ3ガスとＳｉＨ4ガスのうち、二種以上を選択して混合した混合ガスを反応性ガスとして用いてもＨ2ガスの場合と同様に、溝や孔４５底面の金属配線膜４３表面の酸化物を除去することができる。
【００４２】
＜実施例１＞
図１の真空処理装置１０において、符号３５はバリア膜の原料ガス導入系であり、容器３６内にバリア膜の原料３８が配置されている。
【００４３】
原料３８として、有機系金属ソースであるＴＩＭＡＴＡ（Ｔａ［ＮＣ（ＣＨ3）2Ｃ2Ｈ5］［Ｎ（ＣＨ3）2］3）が配置されており、容器３６を８０℃に加熱し、ＴＩＭＡＴＡを液状にして流量制御したキャリアガスを導入し、バブリングすることで、ＴＩＭＡＴＡのガスが原料ガスとして生成され、配管３９を通って真空チャンバー１１内に導入される。ここではキャリアガスとして１００ｓｃｃｍのＡｒガスを用いた。
【００４４】
配管３９や真空チャンバー１１は８０〜９０℃に加熱し原料ガス導入経路中でＴＩＭＡＴＡが液化しないようにした。
【００４５】
ホットプレート１３への通電量を増大させ、上記＜前処理＞による酸化物除去が終了した成膜対象物４０を３００〜３８０℃に昇温させ、原料ガスと反応性ガスを同時にチャンバー内に導入し、真空チャンバー１１内の圧力を２．０Ｐａに維持した。
【００４６】
触媒体２１の温度は約１７００℃に維持されており、導入した反応性ガスは加熱されたタングステンワイヤーによって分解され、ラジカルが生成される。例えば、ＮＨ3ガスからは、ＮＨ、ＮＨ2ラジカルが生成される。
【００４７】
これらのラジカルと金属原料ガスであるＴＩＭＡＴＡは、加熱された成膜対象物４０上において化学気相反応（ＣＶＤ）を起こし、図３に示すように、絶縁膜４４の表面、及び溝や孔４５の底面や側面に露出する金属配線膜４３の表面に薄膜４６が形成される。本実施例で形成される薄膜４６はＴａXＮ膜であり、該薄膜４６上に形成される銅膜の拡散を防止するバリア膜として機能する。
【００４８】
ここでは反応性ガスとしてＮＨ3ガスを用いたが、Ｈ2ガス、ＳｉＨ4ガス、ＮＨ2ＮＨ2ガス、又はＨ2Ｏガスを用いてもよい。それらは、いずれか一種類を用いるだけではなく、二種以上を一緒に用いてもよい。
【００４９】
＜測定結果＞
図４は、上記条件で成膜した場合と、触媒体２１を加熱せず、従来技術の熱ＣＶＤ法と同じ条件で成膜した場合のＴａXＮ膜の比抵抗と成膜対象物の温度の関係を示したグラフである。
【００５０】
本発明方法によれば、成膜対象物の温度が３７０℃までは比抵抗は温度を上げるほど低下していくことが分かる。
【００５１】
それに対し、従来技術の熱ＣＶＤ法では、成膜対象物の温度を上げてもＴａＮ膜の比抵抗は２００００μΩｃｍ弱までしか下がっていない。
【００５２】
次に、図５、図６は、それぞれ成膜対象物が３５０℃に昇温されて形成されたＴａＮ膜のＡＥＳ分析の結果であり、横軸はエッチング時間、即ち膜厚方向の深さであり、縦軸は、構成原子の濃度である。図５は本発明によって成膜した膜の分析結果であり、図６は触媒体を加熱しない従来技術の熱ＣＶＤ法によって成膜した膜の分析結果である。この結果から本発明のＴａＮ膜は、従来技術のＴａＮ膜よりも炭素成分の含有率が２．４％低いことが分かった。
【００５３】
図７は、本発明で作成した０2含有率が２．５％のＴａＮ膜と、５．４％のＴａＮ膜に含まれるＣ成分の原子数比率と、比抵抗の関係を示したものである。この結果によれば、炭素成分が少なくなると比抵抗はが急激に低下することが分かる。
【００５４】
本発明のＴａＮ膜の方が従来技術の熱ＣＶＤ法で形成したＴａＮ膜よりも比抵抗が低い理由は、カーボン成分の含有率が低いためと考えられる。
【００５５】
上記のように、本発明によれば、従来の熱ＣＶＤ法に比べ、良好な膜質のＴａＮ膜を形成することが出来る。
【００５６】
＜実施例２＞
しかし、上記図４のグラフからは、２２００μΩｃｍのＴａＮ膜を得るためには成膜対象物を３７５℃に加熱する必要がある。現在のＣｕ配線工程のプロセス温度の要求は３００℃以下であるから、さらに低温化する必要がある。
【００５７】
真空チャンバー１１を真空排気しながら成膜対象物を真空チャンバー１１内に配置し、触媒体２１を加熱した後、真空排気と触媒体２１の加熱を継続して行いながら、原料ガス(ＴＩＭＡＴＡ)と反応性ガス(ＮＨ3ガスやＨ2ガス)を交互に導入する。
【００５８】
図８は、各ガスの導入のタイミングチャートであり、符号ｔ1は、原料ガスの導入時間、符号ｔ2は原料ガスの導入を停止した後、反応性ガスを導入するまでの排気時間、符号ｔ3は反応性ガスの導入時間、符号ｔ4は、反応性ガスの導入を停止した後、原料ガスを導入するまでの排気時間である。
【００５９】
原料ガス導入時間ｔ1の間は反応性ガスは導入されず、反応性ガス導入時間ｔ3の間は原料ガスは導入されない。
【００６０】
真空チャンバー１１の内部は真空排気系によって継続して真空排気が行われるため、原料ガスの導入と反応性ガスの導入が停止された状態では、真空チャンバー内部の残留ガスは真空排気される。
【００６１】
原料ガスの導入時間ｔ1と得られるＴａＮ膜の比抵抗の関係を図９に示す。
【００６２】
原料ガスの導入時間ｔ1は３〜１０秒、原料ガスの導入を停止した後、反応性ガスを導入するまでの時間ｔ2は５秒、反応性ガスの導入時間ｔ3は２０秒、反応性ガスの導入を停止した後、原料ガスを導入するまでの時間ｔ4は５秒である。
【００６３】
成膜対象物の温度は、２８０℃、３００℃、３２０℃の三種類である。他の条件は、実施例１と同じである。
時間ｔ1〜ｔ4を１サイクルとすると、１５０サイクル繰り返しＴａＮ膜を形成した。
【００６４】
その結果を、図９に示す。横軸は原料ガス導入時間、縦軸は比抵抗である。原料ガスの導入時間が短いほど、比抵抗が小さいことがわかる。ラジカルと反応するのは、成膜対象物表面に吸着した原料ガスのうち、表面付近にる原子層だけであると考えられるが、１サイクル中の原料ガスの導入時間が短いほど、１サイクル中に表面に吸着する原子層は薄くなるため、ラジカルと反応した低抵抗なＴａＮの割合が多く、Ｃの残留量は少なくなる結果、形成されたＴａＮ膜の比抵抗が下がっていくと考えられる。
【００６５】
従って、さらに１サイクル中の原料ガスの導入時間を短くすれば、比抵抗は一層低下すると予想される。
【００６６】
＜実施例３＞
図１０は、成膜対象物の温度３００℃、原料ガス(ＴＩＭＡＴＡ)の導入時間ｔ1が３秒、排気時間ｔ2、ｔ4が５秒の場合の、反応性ガス(Ｈ2ガス)の導入時間ｔ3と形成されたＴａＮ膜の比抵抗の関係を示すグラフである。
【００６７】
３００℃はＣｕ配線プロセスの上限温度であるが、図１０の結果から、成膜対象物の加熱温度を３００℃にした場合にも、比抵抗２０００μΩｃｍという結果得られた。
【００６８】
また、図１１はこのＴａＮ膜のＡＥＳ分析の結果である。膜質を低下させる原因となるカーボン成分の含有率は、従来のＣＶＤ法に比べ極めて低く、約１．５％である。この値は図５の場合と比べても低い。
【００６９】
これらのことから、本発明方法は、Ｃｕ配線プロセスの要求である
(１)３００℃以下の基板温度
(２)炭素成分のない良質な膜
(３)良好なＳＴＥＰ  ＣＯＶＥＲＡＧＥ
を満足させることができる。
【００７０】
なお、上記はＴａＮ膜を形成する場合について説明したが、本発明はＴａＮ膜の形成に限定されるものではなく、真空雰囲気中に原料ガスと反応性ガスを導入し、加熱した触媒体に反応性ガスを接触させて生成されたラジカルが原料ガスを化学反応させ、成膜対象物表面に薄膜が形成されるプロセスに広く用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に用いることができる真空装置
【図２】本発明の成膜対象物
【図３】その成膜対象物に薄膜を形成した状態の図
【図４】本発明における成膜温度と比抵抗の関係を示すグラフ
【図５】本発明で形成した薄膜中の不純物の深さ方向の含有量を示すグラフ
【図６】従来技術の熱ＣＶＤ法で形成した薄膜中の不純物の深さ方向の含有量を示すグラフ
【図７】本発明で形成したＴａＮ膜中に含まれるＣ成分の原子数比率と、比抵抗の関係を示したグラフ
【図８】ガス導入のタイミングチャート
【図９】原料ガスの導入時間とＴａＮ膜の比抵抗の関係を示すグラフ
【図１０】反応性ガス導入時間と形成されたＴａＮ膜の比抵抗の関係を示すグラフ
【図１１】そのＴａＮ膜のＡＥＳ分析の結果を示すグラフ
【図１２】従来技術の成膜装置
【符号の説明】
【００７２】
１０……真空処理装置
１１……真空チャンバー
２１……触媒体
４０……成膜対象物
【図１】
2005158761.tif 000003
【図２】
2005158761.tif 000004
【図３】
2005158761.tif 000005
【図４】
2005158761.tif 000006
【図５】
2005158761.tif 000007
【図６】
2005158761.tif 000008
【図７】
2005158761.tif 000009
【図８】
2005158761.tif 000010
【図９】
2005158761.tif 000011
【図１０】
2005158761.tif 000012
【図１１】
2005158761.tif 000013
【図１２】
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