(57)【要約】      （修正有）【課題】アルミニウム含有窒化チタン膜の膜質及び生産性の向上、低サーマルバジェット化を図る半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】基板５を処理する処理室７に基板を収容する工程と、前記処理室にチタン含有原料及びアルミニウム含有原料を断続的なパルスで供給する工程と、前記処理室に窒素含有原料を連続的に供給する工程とを有する。【選択図】図１
2013151722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室に基板を収容する工程と、前記処理室にチタン含有原料及びアルミニウム含有原料を断続的なパルスで供給する工程と、前記処理室に窒素含有原料を連続的に供給する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハ、ガラス基板等の基板上にアルミニウム含有窒化チタン（ＴｉＡｌＮ）膜を形成する半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置（ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ））の製造工程中に、基板上に窒化チタン（ＴｉＮ）膜等の導電成膜を形成する工程がある。ＤＲＡＭ素子のキャパシタ上下電極や、ＭＯＳトランジスタのメタルゲート電極、近年ではＰＲＡＭ等の次世代メモリ素子のヒータ部等に、導電成膜が適用される。導電成膜の成膜方法としては、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等がある。
【０００３】
近年、半導体装置の更なる微細化や、低消費電力化に伴い、従来のＴｉＮ膜では半導体装置の性能を確保することが難しくなってきている。半導体装置の性能を確保する為、新たな膜種の開発が行われているが、新たな膜種の開発によるコスト増や他工程への影響等の課題がある為、従来の膜種を改質、改良することで性能を向上させることが望まれている。
【０００４】
例えば、ＤＲＡＭ素子のキャパシタ電極では、成膜後の熱履歴によりパターニングした電極が変形する問題から、高い熱的機械的強度を持った電極材料が強く望まれており、又ＭＯＳトランジスタのメタルゲート電極では、所望の閾電圧を得る為に高い実行仕事関数が得られる電極材料が強く望まれている。
【０００５】
又、上記課題解決の期待と共に、その高い熱伝導率からヒータ材料としてもアルミニウム含有窒化チタン（ＴｉＡｌＮ）膜が注目されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は斯かる実情に鑑み、アルミニウム含有窒化チタン膜の膜質及び生産性の向上、低サーマルバジェット化を図る半導体装置の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、基板を処理する処理室に基板を収容する工程と、前記処理室にチタン含有原料及びアルミニウム含有原料を断続的なパルスで供給する工程と、前記処理室に窒素含有原料を連続的に供給する工程とを有する半導体装置の製造方法に係るものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、基板を処理する処理室に基板を収容する工程と、前記処理室にチタン含有原料及びアルミニウム含有原料を断続的なパルスで供給する工程と、前記処理室に窒素含有原料を連続的に供給する工程とを有するので、ガス供給及び排気の工数を低減させ、成膜速度の向上による生産性の向上を図ると共に、低サーマルバジェット化を図ることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施例に係る処理炉の立断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る処理室へのガスの供給順序を示すシーケンス図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る処理室へのガスの供給順序を示すシーケンス図である。
【図５】本発明の第２の実施例の変形例に係る処理室へのガスの供給順序を示すシーケンス図である。
【図６】本発明の第３の実施例に係る処理室へのガスの供給順序を示すシーケンス図である。
【図７】本発明の第４の実施例に係る処理室へのガスの供給順序を示すシーケンス図である。
【図８】本発明の第４の実施例の変形例に係る処理室へのガスの供給順序を示すシーケンス図である。
【図９】本発明の第５の実施例に係る処理室へのガスの供給順序を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１１】
先ず、図１、図２に於いて、本発明の第１の実施例に係る基板処理装置の処理炉について説明する。
【００１２】
本実施例に係る処理炉１は、例えばバッチ式縦型ホットウォール形の処理炉として構成されている。図１に示す様に、前記処理炉１は反応管２と該反応管２を縦方向に支持するマニホールド３とを備えている。前記反応管２は、例えば石英（ＳｉＯ2 ）や炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性を有する非金属材料から構成され、上端が閉塞され、下端が開放された円筒形状となっている。
【００１３】
前記マニホールド３は、例えばＳＵＳ等の金属材料から構成され、上端部及び下端が開放された円筒形状となっている。前記反応管２の下端部及び前記マニホールド３の上端部及び下端部の開口部にはそれぞれ環状のフランジが形成されている。又、前記反応管２の下端部のフランジと前記マニホールド３の上端部のフランジとの間には、Ｏリング等の封止部材４が介設され、前記反応管２と前記マニホールド３との間が気密に封止される。
【００１４】
前記反応管２及び前記マニホールド３の内部には、基板であるウェーハ５を複数枚保持する基板保持具としてのボート６が収容される処理室７が画成され、前記ボート６は、基板保持具昇降機構としてのボートエレベータ８により下方から前記処理室７内に装入される様になっている。
【００１５】
又、前記ボート６は、保持体としてのボート支持台９を介してシールキャップ１１上に搭載され、複数枚（例えば、５０枚〜１５０枚程度）のウェーハ５を、略水平状態で所定のピッチ間隔をもって多段に保持する様に構成されている。ウェーハ５を装填した前記ボート６の最大外径は、前記反応管２及び前記マニホールド３の内径よりも小さくなる様になっている。
【００１６】
前記シールキャップ１１は、例えばＳＵＳ等の金属からなる円盤状の部材であり、マニホールド３の下端に垂直方向下側から当接される様に構成されており、前記ボートエレベータ８が上昇した際には、前記マニホールド３の下端部のフランジと前記シールキャップ１１との間に介設された封止部材１２により前記処理室７内が気密に閉塞される。又、前記ボートエレベータ８により前記シールキャップ１１を垂直方向に昇降させることで、前記ボート６を前記処理室７内外に搬送可能となっている。
【００１７】
又、前記シールキャップ１１の下方には回転機構１３が設けられ、該回転機構１３の回転軸１４は前記シールキャップ１１を貫通して前記ボート６に接続されており、前記処理室７内の気密性を保持した状態でウェーハ５が保持された前記ボート６を回転できる様になっている。該ボート６を回転させることで、ウェーハ５の処理均一性を向上させることができる。
【００１８】
前記反応管２の外周には、円筒形状の加熱部としてのヒータ１５が前記反応管２と同心円状に設けられており、前記処理室７内に装入されたウェーハ５を所定の温度に加熱する様に構成されている。前記ヒータ１５は、保持板としてのヒータベース１６に垂直に支持されており、該ヒータベース１６は前記マニホールド３に固定されている。
【００１９】
又、前記反応管２内には、後述する多孔ノズル１７，１８，１９と同様、前記反応管２の内壁に沿ってＬ字状に形成された温度検出器としての温度センサ２１が設けられている。該温度センサ２１により検出された温度情報に基づき前記ヒータ１５への通電具合を調整する事で、前記処理室７内の温度が所望の温度分布となる。
【００２０】
前記マニホールド３には、垂直部と水平部とを有するＬ字形状の前記多孔ノズル１７，１８，１９が設けられている。該多孔ノズル１７，１８，１９の垂直部は、前記処理室７の内壁に沿う様、ウェーハ５の積層方向に沿って鉛直方向にそれぞれ配設されている。前記多孔ノズル１７，１８，１９の水平部は、前記マニホールド３の側壁をそれぞれ貫通している。
【００２１】
前記多孔ノズル１７，１８，１９の垂直部の側面には、複数のガス供給口２２，２３，２４が鉛直方向に所定間隔でそれぞれ設けられている。該ガス供給口２２，２３，２４は、前記処理室７の略中心、即ち該処理室７内に搬入されたウェーハ５の略中心を向く様、積層されたウェーハ５の間にそれぞれ開口しており、前記ガス供給口２２，２３，２４から供給されるガスはそれぞれ前記処理室７内の略中心に向って噴射される様になっている。尚、前記ガス供給口２２，２３，２４の開口径は、それぞれ下部から上部に亘って同一であってもよく、下部から上部に向って徐々に大きくなっていてもよい。
【００２２】
尚、前記多孔ノズル１７は、図２に示す様に前記多孔ノズル１８，１９と近接する位置に設けられているが、図１中では便宜上、前記多孔ノズル１７を前記多孔ノズル１８，１９と対向する紙面右側の位置に図示している。
【００２３】
前記多孔ノズル１７の上流端（水平部端）には、アンモニア（ＮＨ3 ）ガス、窒素（Ｎ2 ）ガス、亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）ガス、モノメチルヒドラジン（ＣＨ6 Ｎ2 ）ガス等の窒素含有ガス（窒化剤）として、例えばアンモニアガスを供給する窒素含有ガス供給管２５が接続されている。該窒素含有ガス供給管２５には、上流側から順に、アンモニアガス供給源（図示せず）、流量制御機構である第１マスフローコントローラ２６、開閉弁である第１バルブ２７が設けられている。
【００２４】
該第１バルブ２７の下流側には、キャリアガス及びパージガス、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の不活性ガスを供給する第１不活性ガス供給管２８が接続されている。該第１不活性ガス供給管２８には、上流側から順に、不活性ガス供給源（図示せず）、不活性ガスマスフローコントローラ（図示せず）、第２バルブ２９が設けられており、前記第１バルブ２７を開放し、又前記第２バルブ２９を開放することで、前記第１マスフローコントローラ２６により流量制御されたアンモニアガスが不活性ガスと共に前記処理室７内に供給される様になっている。
【００２５】
又、前記第１バルブ２７を閉塞し、前記第２バルブ２９を開放することで、パージガスとしての不活性ガスが図示しない不活性ガスマスフローコントローラにより流量制御されて前記処理室７内に供給される。該処理室７内に不活性ガスを供給することで、例えばＮＨ3 ガスの供給終了後、前記処理室７内に残留したアンモニアガス等を排除し、又該処理室７内に供給された他のガスが前記窒素含有ガス供給管２５内へと流入するのを防止することができる。尚、パージガスを供給するパージガス供給管と、キャリアガスを供給するキャリアガス供給管とを別に設けてもよい。
【００２６】
尚、前記窒素含有ガス供給管２５、アンモニアガス供給源（図示せず）、前記第１マスフローコントローラ２６、前記第１バルブ２７、前記第１不活性ガス供給管２８、不活性ガスマスフローコントローラ（図示せず）、前記第２バルブ２９、前記多孔ノズル１７、前記ガス供給口２２により前記処理室７内に窒素含有ガスを供給する窒素含有ガス供給系が構成される。又、前記第１不活性ガス供給管２８、前記不活性ガスマスフローコントローラ（図示せず）、前記窒素含有ガス供給管２５、前記多孔ノズル１７、前記ガス供給口２２により前記処理室７内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給系が構成される。
【００２７】
又、前記多孔ノズル１８の上流端（水平部端）には、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ：（ＣＨ3 ）3 Ａｌ）、三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3 ）等のアルミニウム含有ガスとして、ＴＭＡガスを供給するアルミニウム含有ガス供給管３１が接続されている。尚、本実施例では、液体のＴＭＡ中にヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の不活性ガスを供給することで得られたＴＭＡガスを、キャリアガスと共に前記処理室７内へと供給するバブリング方式を用いている。
【００２８】
前記アルミニウム含有ガス供給管３１の上流側には、ＴＭＡ容器３２を介してキャリアガスを供給する第１キャリアガス供給管３３が設けられている。該第１キャリアガス供給管３３には、上流側から順に、キャリアガス供給源（図示せず）、第２マスフローコントローラ３４、第３バルブ３５、前記ＴＭＡ容器３２が設けられている。該ＴＭＡ容器３２内にはＴＭＡの液体が貯溜され、前記第１キャリアガス供給管３３の下流端はＴＭＡの液体中に浸漬されている。
【００２９】
前記アルミニウム含有ガス供給管３１の上流端は、前記ＴＭＡ容器３２のＴＭＡ液面上方に配置され、前記アルミニウム含有ガス供給管３１の下流側には第４バルブ３６が設けられている。又、前記アルミニウム含有ガス供給管３１には第１配管ヒータ３７が設けられ、該第１配管ヒータ３７は前記アルミニウム含有ガス供給管３１を、例えば５０℃〜６０℃程度に保つことが可能となっている。前記第３バルブ３５を開放することで、前記第２マスフローコントローラ３４によって流量制御されたキャリアガスが前記ＴＭＡ容器３２内に供給され、ＴＭＡガスが発生し、更に前記第４バルブ３６を開放することで、ＴＭＡガスをキャリアガスと共に前記処理室７内へと供給できる様になっている。
【００３０】
尚、前記ＴＭＡ容器３２内は、図示しないヒータにより加熱可能に構成してもよい。該ヒータにより加熱温度を調節することで、ＴＭＡガスの生成を促進し、或は抑制し、前記処理室７内へのＴＭＡガスの供給流量を制御することができる。
【００３１】
又、前記アルミニウム含有ガス供給管３１の前記第４バルブ３６の上流側には、第１ガス排気管３８の上流端が接続され、該第１ガス排気管３８の中途部には第５バルブ３９が設けられている。前記第１ガス排気管３８の下流端は後述する排気管４１のＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ４２より下流側に接続され、前記第５バルブ３９を開放することで、前記処理室７を介さずにＴＭＡガスを排気できる様になっている。
【００３２】
又、前記アルミニウム含有ガス供給管３１の前記第４バルブ３６の下流側には、不活性ガスを供給する第２不活性ガス供給管４３の下流端が接続されている。該第２不活性ガス供給管４３には、上流側から順に、不活性ガス供給源（図示せず）、不活性ガスマスフローコントローラ（図示せず）、第６バルブ４４が設けられている。該第６バルブ４４を開放することで、不活性ガスマスフローコントローラにより流量制御されたパージガスとしての不活性ガスが前記処理室７内に供給可能となっている。該処理室７内に不活性ガスを供給することで、例えばＴＭＡガスの供給終了後、前記処理室７内に残留したＴＭＡガス等を排除し、又該処理室７内に供給された他のガスが前記アルミニウム含有ガス供給管３１内に流入するのを防止することができる。
【００３３】
尚、前記第１キャリアガス供給管３３、キャリアガス供給源（図示せず）、前記第２マスフローコントローラ３４、前記第３バルブ３５、前記ＴＭＡ容器３２、前記アルミニウム含有ガス供給管３１、前記第４バルブ３６、前記多孔ノズル１８、前記ガス供給口２３により、前記処理室７内にＴＭＡガスを供給するアルミニウム含有ガス供給系が構成されている。又、前記第２不活性ガス供給管４３、不活性ガス供給源（図示せず）、不活性ガスマスフローコントローラ（図示せず）、前記第６バルブ４４、前記アルミニウム含有ガス供給管３１、前記多孔ノズル１８、前記ガス供給口２３により、前記処理室７内にパージガスとして不活性ガスを供給する不活性ガス供給系が構成される。
【００３４】
前記多孔ノズル１９の上流端（水平部端）には、四塩化チタン（ＴｉＣｌ4 ）やテトラキスジメチルアミノチタン（ＴＤＭＡＴ：Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ3 ）2 ］4 ）、テトラキスジエチルアミノチタン（ＴＤＥＡＴ：Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ2 ＣＨ3 ）2 ］4 ）等のチタン含有ガス、例えば四塩化チタンガスを供給するチタン含有ガス供給管４５が接続されている。尚、本実施例では、ＴＭＡガスと同様、液体の四塩化チタン中に不活性ガスを供給することで得られた四塩化チタンガスを、キャリアガスと共に前記処理室７内へと供給するバブリング方式を用いている。
【００３５】
前記チタン含有ガス供給管４５の上流側には、四塩化チタン容器４６を介してキャリアガスを供給する第２キャリアガス供給管４７が設けられている。該第２キャリアガス供給管４７には、上流側から順に、キャリアガス供給源（図示せず）、第３マスフローコントローラ４８、第７バルブ４９、前記四塩化チタン容器４６が設けられている。該四塩化チタン容器４６内には四塩化チタンの液体が貯溜され、前記第２キャリアガス供給管４７の下流端は四塩化チタンの液体中に浸漬されている。
【００３６】
前記チタン含有ガス供給管４５の上流端は、前記四塩化チタン容器４６の四塩化チタン液面上方に配置され、前記チタン含有ガス供給管４５の下流側には第８バルブ５１が設けられている。又、前記チタン含有ガス供給管４５には第２配管ヒータ５２が設けられ、該第２配管ヒータ５２は前記チタン含有ガス供給管４５を、例えば４０℃程度に保つことが可能となっている。前記第７バルブ４９を開放することで、前記第３マスフローコントローラ４８に流量制御されたキャリアガスが前記四塩化チタン容器４６内に供給され、四塩化チタンガスが発生し、更に前記第８バルブ５１を開放することで、四塩化チタンガスをキャリアガスと共に前記処理室７内へと供給できる様になっている。
【００３７】
尚、前記四塩化チタン容器４６内は、図示しないヒータにより加熱可能に構成してもよい。該ヒータにより加熱温度を調節することで、四塩化チタンガスの生成を促進させ、或は抑制させ、前記処理室７内への四塩化チタンガスの供給流量を制御することができる。
【００３８】
又、前記チタン含有ガス供給管４５の前記第８バルブ５１の上流側には、第２ガス排気管５３の上流端が接続され、該第２ガス排気管５３の中途部には第９バルブ５４が設けられている。前記第２ガス排気管５３の下流端は前記排気管４１の前記ＡＰＣバルブ４２より下流側に接続され、前記第９バルブ５４を開放することで、前記処理室７を介さずに四塩化チタンガスを排気できる様になっている。
【００３９】
又、前記チタン含有ガス供給管４５の前記第８バルブの下流側には、不活性ガスを供給する第３不活性ガス供給管５５の下流端が接続されている。該第３不活性ガス供給管５５には、上流側から順に、不活性ガス供給源（図示せず）、不活性ガスマスフローコントローラ（図示せず）、第１０バルブ５６が設けられている。該第１０バルブ５６を開放することで、不活性ガスマスフローコントローラにより流量制御されたパージガスとしての不活性ガスが前記処理室７内に供給可能となっている。該処理室７内に不活性ガスを供給することで、例えば四塩化チタンガスの供給終了後、前記処理室７内に残留した四塩化チタンガス等を排除し、又前記処理室７内に供給された他のガスが前記チタン含有ガス供給管４５内に流入するのを防止することができる。
【００４０】
尚、前記第２キャリアガス供給管４７、キャリアガス供給源（図示せず）、前記第３マスフローコントローラ４８、前記第７バルブ４９、前記四塩化チタン容器４６、前記チタン含有ガス供給管４５、前記第８バルブ５１、前記多孔ノズル１９、前記ガス供給口２４により、前記処理室７内に四塩化チタンガスを供給するチタン含有ガス供給系が構成されている。又、前記第３不活性ガス供給管５５、不活性ガス供給源（図示せず）、不活性ガスマスフローコントローラ（図示せず）、前記第１０バルブ５６、前記チタン含有ガス供給管４５、前記多孔ノズル１９、前記ガス供給口２４により、前記処理室７内にパージガスとして不活性ガスを供給する不活性ガス供給系が構成される。
【００４１】
前記マニホールド３の側壁には、前記排気管４１が接続されている。該排気管４１には、上流側から順に、前記処理室７内の圧力を検出する圧力検出器としての圧力センサ５７、圧力調整器としての前記ＡＰＣバルブ４２、真空排気装置としての真空ポンプ５８が設けられている。
【００４２】
前記ＡＰＣバルブ４２は、弁の開閉を行うことで真空排気及び排気停止ができ、更に弁の開度の調節が可能な開閉弁である。前記真空ポンプ５８を作動させつつ、前記圧力センサ５７により検出された圧力情報に基づき、前記ＡＰＣバルブ４２の開度を調節することにより、前記処理室７内を所望の圧力とすることが可能となっている。
【００４３】
尚、前記排気管４１、前記圧力センサ５７、前記ＡＰＣバルブ４２、前記真空ポンプ５８により、前記処理室７内の雰囲気を排気する排気系が構成される。
【００４４】
又、制御系としてのコントローラ５９は、前記第１〜第３のマスフローコントローラ２６，３４，４８、前記ＡＰＣバルブ４２、前記第１〜第１０バルブ２７，２９，３５，３６，３９，４４，４９，５１，５４，５６、前記温度センサ２１、前記ヒータ１５、前記圧力センサ５７、前記真空ポンプ５８、前記回転機構１３、前記ボートエレベータ８等に接続され、前記コントローラ５９により前記第１〜第３のマスフローコントローラ２６，３４，４８の流量調整動作、前記第１〜第１０バルブ２７，２９，３５，３６，３９，４４，４９，５１，５４，５６の開閉動作、前記ＡＰＣバルブ４２の開閉動作及び圧力調整動作、前記温度センサ２１の温度検出動作、前記ヒータ１５の温度調節動作、前記圧力センサ５７の圧力検出動作、前記真空ポンプ５８の起動及び停止、前記回転機構１３の回転速度調節、前記ボートエレベータ８の昇降動作の制御が行われる。
【００４５】
次に、前記処理炉１によるウェーハ５の処理について説明する。
【００４６】
先ず、複数枚のウェーハ５を前記ボート６に装填（ウェーハチャージ）し、該ボート６を前記ボートエレベータ８により上昇させて前記処理室７内に搬入（ボートロード）する。この時、該処理室７内は、前記シールキャップ１１が前記封止部材１２を介して前記マニホールド３の下端を封止することで気密に閉塞される。尚、この状態では、前記第２バルブ２９、前記第６バルブ４４、前記第１０バルブ５６を開放し、前記処理室７内にヘリウムガス等の不活性ガスを供給し続けることが望ましい。
【００４７】
続いて、前記第２バルブ２９、前記第６バルブ４４、前記第１０バルブ５６を閉塞し、前記真空ポンプ５８を起動させて前記処理室７内を排気する。又、ウェーハ５が３００℃〜４５０℃、例えば３５０℃となる様、前記温度センサ２１による温度情報に基づき前記ヒータ１５への通電具合をフィードバック制御し、前記処理室７内の温度を調節する。次いで、前記回転機構１３により前記ボート６、即ちウェーハ５を回転させる。
【００４８】
尚、上記工程と並行し、前記第４バルブ３６を閉塞した状態で前記第３バルブ３５を開放し、前記第２マスフローコントローラ３４にて流量制御しつつ前記ＴＭＡ容器３２内にキャリアガスを供給することで、アルミニウムを含有する液体原料、例えばＴＭＡを気化させたＴＭＡガスを予め生成しておく。この時、前記真空ポンプ５８を作動させ、前記第４バルブ３６を閉塞しつつ前記第５バルブ３９を開放することで、ＴＭＡガスを前記処理室７内に供給することなく該処理室７をバイパスして排気しておく。
【００４９】
又この時、前記第８バルブ５１を閉塞した状態で前記第７バルブ４９を開放し、前記第３マスフローコントローラ４８で流量制御しつつ前記四塩化チタン容器４６にキャリアガスを供給することで、チタンを含有する液体原料、例えば四塩化チタンを気化させた四塩化チタンガスを予め生成しておく。この時、前記真空ポンプ５８を作動させ、前記第８バルブ５１を閉塞しつつ前記第９バルブ５４を開放することで、四塩化チタンガスを前記処理室７内に供給することなく該処理室７をバイパスして排気しておく。
【００５０】
バブリングによる供給方式では、ＴＭＡガスや四塩化チタンガスが安定して生成される状態となるには所定の時間を要する為、生成初期の段階でＴＭＡガスや四塩化チタンガスの供給が開始されると供給が不安定となってしまう。そこで本実施例では、ＴＭＡガスや四塩化チタンガスを予め生成することで安定供給可能な状態としておき、前記第４バルブ３６、前記第５バルブ３９、前記第８バルブ５１、前記第９バルブ５４の開閉を切替えることで、ＴＭＡガス及び四塩化チタンガスの流路を切替える。これにより、ＴＭＡガス及び四塩化チタンガスの前記処理室７内への供給開始及び供給停止を安定的且つ迅速に行うことができる。
【００５１】
次に、前記処理室７内にてウェーハ５上に薄膜を生成する成膜工程が実施される。図３は第１の実施例に於ける成膜工程に於けるシーケンス図を示しており、本実施例では、例えば７２秒を１サイクルとしている。
【００５２】
先ず前記第１バルブ２７と前記第２バルブ２９を開放し、キャリアガスとしての不活性ガスと共に、前記第１マスフローコントローラ２６により一定の流量、例えば０．５ＳＬＭとなる様に流量制御された、窒素含有ガス、例えばアンモニアガスを前記処理室７内に連続的に供給する。
【００５３】
続いて、アルミニウム含有ガス、例えばＴＭＡガスと、チタン含有ガス、例えば四塩化チタンガスを、１サイクル毎に同時且つ間欠的（パルス的）に前記処理室７内に供給する工程が所定回数実施される。尚、アンモニアガスはサイクルが開始される前に供給が開始され、所定のサイクルが終了する迄前記処理室７内に供給され続けている。
【００５４】
具体的には、前記第１バルブ２７が開放され、前記窒素含有ガス供給管２５よりアンモニアガスが供給された状態で、前記第５バルブ３９を閉塞し、前記第４バルブ３６を開放することで、前記ＴＭＡ容器３２内で気化させたＴＭＡガスがキャリアガスと共に前記ガス供給口２３より前記処理室７内に供給される。この時、ＴＭＡガスの前記処理室７内への供給がパルス的となる様、前記第４バルブ３６が１サイクルにつき１回パルス的に開閉される。
【００５５】
又、ＴＭＡガスの供給と並行して、前記第９バルブ５４を閉塞し、前記第８バルブ５１を開放することで、前記四塩化チタン容器４６内で気化させた四塩化チタンガスがキャリアガスと共に前記ガス供給口２４より前記処理室７内に供給される。この時、四塩化チタンガスの前記処理室７内への供給が、パルス的且つ前記ＴＭＡガスの供給と同時となる様、前記第８バルブ５１が１サイクルにつき１回パルス的に開閉される。
【００５６】
尚、ＴＭＡガスと四塩化チタンガスの供給工程に於いて、同時に供給するとは、各ガスを供給している時間が少しでも重なっている場合を言う。即ち、各ガスの供給開始と停止の何れか一方又は両方のタイミングが一致している場合を含む他、各ガスの供給開始と停止のタイミングが共にずれている場合も含む。
【００５７】
又この時、前記処理室７内が所定の圧力、例えば２０Ｐａ〜５０Ｐａとなる様、前記ＡＰＣバルブ４２の開度が調整される。
【００５８】
一定の流量にて前記ガス供給口２２を介して前記処理室７内にアンモニアガスが供給されている状態で、上記の様に前記ガス供給口２３，２４を介してＴＭＡガスと四塩化チタンガスとを同時且つパルス的に前記処理室７内に所定サイクル分供給することで、ＣＶＤ反応によりウェーハ５上にチタン、アルミニウム、窒素を含有するアルミニウム含有窒化チタン（ＴｉＡｌＮ）の薄膜が生成される。
【００５９】
ＴＭＡガスと四塩化チタンガスとを前記処理室７内に一度パルス供給することで、ウェーハ５上には例えば０．５ｎｍ（４５０℃）のアルミニウム含有窒化チタン膜が形成される。即ち、アルミニウム含有窒化チタン膜の成膜速度が０．５ｎｍ／サイクル（４５０℃）となる為、ＴＭＡガスと四塩化チタンガスのパルス供給を所定サイクル実施することで、ウェーハ５上に所定の膜厚のアルミニウム含有窒化チタン膜を形成することができる。
【００６０】
尚、ウェーハ５の成膜工程中、ウェーハ５に対してプラズマ印加、光照射、マイクロウェーブ照射等を行うことで、各ガスの反応を促進させてもよい。
【００６１】
ＴＭＡガスと四塩化チタンガスの供給を所定サイクル実施し、ウェーハ５上に所定膜厚のアルミニウム含有窒化チタン膜が形成された後、前記処理室７内の排気が行われる。前記第１バルブ２７、前記第４バルブ３６、前記第８バルブ５１を閉塞することで各ガスの供給を停止し、前記ＡＰＣバルブ４２を開放して前記処理室７内の圧力が例えば２０Ｐａ以下となる様排気し、該処理室７内に残留している各ガスや反応生成物等を前記排気管４１を介して排除する。
【００６２】
この時、前記第２バルブ２９、前記第６バルブ４４、前記第１０バルブ５６を開放し、前記第１不活性ガス供給管２８、前記第２不活性ガス供給管４３、前記第３不活性ガス供給管５５を介して前記処理室７内に不活性ガスを供給して該処理室７内をパージすることで、該処理室７内から残留ガス等を排除する効果を更に高めることができる。
【００６３】
その後、前記ヒータ１５への電力供給を停止し、前記ボート６及びウェーハ５を所定の温度迄降下させる。前記ボート６及びウェーハ５の温度を降下させている間、前記第２バルブ２９、前記第６バルブ４４、前記第１０バルブ５６を開放したまま維持し、前記処理室７内への不活性ガスの供給を継続する。これにより、該処理室７内が不活性ガスで置換されると共に、該処理室７内の圧力が常圧に復帰される。
【００６４】
前記ボート６及びウェーハ５が所定の温度迄降下し、前記処理室７内の圧力が常圧に復帰した後、前記ボートエレベータ８により前記シールキャップ１１を降下させ、前記マニホールド３の下端を開口させると共に、処理済のウェーハ５を保持した前記ボート６を前記マニホールド３の下端から前記反応管２の外部へ搬出（ボートアンロード）する。
【００６５】
その後、処理済のウェーハ５が前記ボート６より取出される（ウェーハディスチャージ）。尚、該ボート６を搬出する際には、前記第２バルブ２９、前記第６バルブ４４、前記第１０バルブ５６を開放したまま維持し、前記処理室７内に不活性ガスを供給し続けることが望ましい。以上により、本実施例に係る前記処理炉１を用いたウェーハ５の処理が終了する。
【００６６】
上述の様に、本実施例では、前記処理室７内にアンモニアガスを流しつつ、ＴＭＡガスと四塩化チタンガスを所定時間毎にパルス的に供給するのを１サイクルとし、該サイクルが所定回数実施されることにより、ウェーハ５上に所定の膜厚のアルミニウム含有窒化チタン膜が形成される。従って、アンモニアガス、ＴＭＡガス、四塩化チタンガスをそれぞれ別途供給する必要がなく、更に各ガスの切替え時に前記処理室７内の排気を必要としないので、ガス供給及びガス排気の工数を削減でき、アルミニウム含有窒化チタン膜の成膜速度を向上させ、ウェーハ５の生産性の向上及び低サーマルバジェット化を図ることができる。
【００６７】
又、本実施例では、成膜処理中、前記処理室７内に常にアンモニアガスを流しているので、アルミニウムの窒化及びチタンの窒化を確実に行うことができる。
【００６８】
又、本実施例では、前記処理室７内に常にアンモニアガスを供給することでアンモニアガスの流れが常に形成されているので、該処理室７内に於けるＴＭＡガスと四塩化チタンガスの拡散を促進できると共に、ＴＭＡガスと四塩化チタンガスの流れを安定させることができる。
【００６９】
又、本実施例では、前記処理室７内にアンモニアガスが常に供給されるので、該処理室７内の圧力変動を抑制することができ、ウェーハ５の処理特性を安定させることができると共に、前記処理室７内でのパーティクル等の異物の飛散を抑制することができる。
【００７０】
又、本実施例では、前記処理室７内にアンモニアガスが常に供給されるので、窒素供給系に於けるバルブの開閉動作を低減でき、バルブの消耗を抑制できると共に、基板処理装置の制御を簡素化することができる。
【００７１】
又、四塩化チタンガス、ＴＭＡガスの供給圧力、供給流量を適宜調節することで、形成されるアルミニウム含有窒化チタン膜を所望の元素組成比とし、膜質を向上させると共に、所望の成膜レートとすることができる。
【００７２】
更に、本実施例では、バッチ式の縦型処理炉を用いているので、高品質且つ高い生産性にてウェーハ５上に薄膜を形成することができる。
【００７３】
次に、図１、図２、図４に於いて、本発明の第２の実施例について説明する。図４は、本発明の第２の実施例に於ける成膜処理のシーケンス図である。尚、第２の実施例に於ける処理炉の構成は第１の実施例の処理炉１と同様であるので、説明には図１、図２を用い、処理炉１についての説明は省略している。
【００７４】
第２の実施例の成膜工程では、先ず第８バルブ５１を開放し、四塩化チタン容器４６内で予めバブリングにて生成された四塩化チタンガスを、ガス供給口２４を介して処理室７内に間欠的（パルス的）に供給する。該処理室７内に四塩化チタンガスが供給されることで、四塩化チタンガスがウェーハ５に接触し、１原子層未満から数原子層程度のチタンを含有する第１の層が形成される。
【００７５】
又、チタン含有ガスとしては、四塩化チタンガスの他に、例えばテトラキスジメチルアミノチタン（ＴＤＭＡＴ）ガスやテトラキスジエチルアミノチタン（ＴＤＥＡＴ）ガスを用いてもよい。この場合、ウェーハ５上にはＴＤＭＡＴ、ＴＤＥＡＴの化学吸着層及びチタン層が形成される。
【００７６】
次に、前記第８バルブ５１を閉塞し、第１０バルブ５６を開放することで前記処理室７内を不活性ガスにてパージし、又ＡＰＣバルブ４２を開放することで前記処理室７内から四塩化チタンガスを排気する。
【００７７】
四塩化チタンガスの排気後、前記第１０バルブ５６を閉塞し、第４バルブ３６を開放してＴＭＡ容器３２内で予めバブリングにて生成されたアルミニウム含有ガスであるＴＭＡガスを、ガス供給口２３より前記処理室７内にパルス的に供給する。該処理室７内にＴＭＡガスが供給されることで、ウェーハ５上に形成された第１の層にアルミニウムを含有する第２の層が形成されるか、或はチタンとアルミニウムとが混じり合った層が形成される。
【００７８】
尚、アルミニウム含有ガスとしては、ＴＭＡガスの他に、例えば三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3 ）を用いてもよい。この場合、第１の層上にはアルミニウム層、三塩化アルミニウムガスの化学吸着層が形成される。
【００７９】
第２の層が形成された後には、前記第１の層が形成された後と同様、前記処理室７内の排気が行われる。
【００８０】
該処理室７内の排気が完了すると、第１バルブ２７が開放され、ウェーハ５上に形成された第１の層及び第２の層を改質する窒素含有ガスとして、例えばアンモニアガスがガス供給口２２を介して前記処理室７内にパルス的に供給される。該処理室７内にアンモニアガスが供給されることで、アンモニアガスと第１の層及び第２の層が表面反応し、第１の層及び第２の層が窒化してアルミニウム含有窒化チタン膜が形成され、その後前記処理室７内の雰囲気が再度排気される。
【００８１】
上記した四塩化チタンガスの供給からアンモニアガスの排気迄を１サイクル、即ち、四塩化チタンガスをパルス供給し、四塩化チタンガスを排気し、四塩化チタンガスの排気後にＴＭＡガスをパルス供給し、ＴＭＡガスを排気し、ＴＭＡガスの排気後にアンモニアガスをパルス供給し、アンモニアガスを排気する迄を１サイクルとしており、このサイクルを所定回数行うことで、所定の膜厚のアルミニウム含有窒化チタン膜を形成できる。従って、四塩化チタンガス供給と、ＴＭＡガス供給と、アンモニアガス供給とがそれぞれ重なることなく前記処理室７内に供給される。
【００８２】
尚、第２の実施例に於いては、四塩化チタンガス、ＴＭＡガス、アンモニアガスの順番で前記処理室７内にパルス供給することで、第１の層としてチタン含有層を形成し、第２の層としてアルミニウム含有層を形成しているが、図５に示す変形例の様に、ＴＭＡガス、四塩化チタンガス、アンモニアガスの順で前記処理室７内にパルス供給することで、第１の層としてアルミニウム含有層を形成し、第２の層としてチタン含有層を形成してもよいのは言う迄もない。
【００８３】
第２の実施例では、第１の層としてチタン含有層とアルミニウム含有層のいずれか一方を形成し、第２の層としてチタン含有層とアルミニウム含有層の何れか他方を形成し、第１の層と第２の層とを同時に窒化する様になっているので、第１の層と第２の層を別途窒化させる必要がなく、工数の低減が図れ、生産性を向上させることができる。
【００８４】
又、四塩化チタンガス及びＴＭＡガスの供給流量、供給回数及び供給圧力を適宜調節することで、形成されるアルミニウム含有窒化チタン膜を所望の元素組成比とし、膜質を向上させると共に、所望の成膜レートとすることができる。
【００８５】
次に、図１、図２、図６に於いて、本発明の第３の実施例について説明する。図６は、本発明の第３の実施例に於ける成膜処理のシーケンス図である。尚、第３の実施例に於ける処理炉の構成は第１の実施例の処理炉１と同様であるので、説明には図１、図２を用い、処理炉１についての説明は省略している。
【００８６】
第３の実施例では、先ず四塩化チタン容器４６内で予めバブリングにて生成したチタン含有ガス、例えば四塩化チタンガスと、ＴＭＡ容器３２内で予めバブリングにて生成したアルミニウム含有ガス、例えばＴＭＡガスとを、ガス供給口２３，２４を介して同時且つ間欠的（パルス的）に処理室７内に供給する。その後、窒素含有ガス、例えばアンモニアガスをガス供給口２２を介して前記処理室７内に供給し、ウェーハ５上にアルミニウム含有窒化チタン膜を形成する様になっている。
【００８７】
具体的には、先ず第８バルブ５１と第４バルブ３６とを同時且つパルス的に開放し、四塩化チタンガスとＴＭＡガスとを同時且つパルス的に前記処理室７内に供給する。
【００８８】
四塩化チタンガスとＴＭＡガスとが前記ガス供給口２３，２４を介して前記処理室７内に供給されることで、ウェーハ５上にガスが吸着され、或はチタン及びアルミニウムが積層され、１原子層未満から数原子層程度のチタン及びアルミニウムが混じり合った層が形成される。
【００８９】
次に、前記第８バルブ５１及び前記第４バルブ３６を閉塞し、第１０バルブ５６及び第６バルブ４４を開放することで、前記処理室７内を不活性ガスにてパージし、又ＡＰＣバルブ４２を開放することで前記処理室７内から四塩化チタンガス及びＴＭＡガスを排気する。
【００９０】
四塩化チタンガス及びＴＭＡガスの排気が完了すると、前記処理室７内が所定の圧力となる様前記ＡＰＣバルブ４２の開度を調整し、次いで第１バルブ２７が開放され、前記ガス供給口２２を介して前記処理室７内にアンモニアガスがパルス供給される。該処理室７内にアンモニアガスが供給されることで、アンモニアガスと、チタン及びアルミニウムが混じり合った層が表面反応し、該層が窒化してアルミニウム含有窒化チタン膜が形成され、その後排気管４１を介して前記処理室７内の雰囲気が再度排気される。
【００９１】
上記した四塩化チタンガス及びＴＭＡガスの供給からアンモニアガスの排気迄を１サイクル、即ち四塩化チタンガスとＴＭＡガスを同時にパルス供給し、四塩化チタンガスとＴＭＡガスを排気し、排気後にアンモニアガスをパルス供給し、アンモニアガスを排気する迄を１サイクルとし、このサイクルを所定回数行うことで、所定の膜厚のアルミニウム含有窒化チタン膜を形成できる。尚、四塩化チタンガスとＴＭＡガスの供給後に前記処理室７内が排気されるので、四塩化チタンガス及びＴＭＡガス供給と、アンモニアガス供給とが重なることなく前記処理室７内に供給される。
【００９２】
第３の実施例では、四塩化チタンガスとＴＭＡガスとを同時且つパルス的に前記処理室７内に供給し、チタンとアルミニウムが混ざり合った層をアンモニアガスにより一気に窒化する様になっているので、チタン含有層とアルミニウム含有層を別途窒化させる必要がなく、又ガス供給の工数の低減を図ることができ、生産性を向上させることができる。
【００９３】
又、チタン及びアルミニウムが混じり合った層を形成する際の、四塩化チタンガス及びＴＭＡガスの供給流量、供給回数及び供給圧力を適宜調節することで、形成されるアルミニウム含有窒化チタン膜を所望の元素組成比とし、膜質を向上させると共に、所望の成膜レートとすることができる。
【００９４】
次に、図１、図２、図７に於いて、本発明の第４の実施例について説明する。図７は、本発明の第４の実施例に於ける成膜処理のシーケンス図である。尚、第４の実施例に於ける処理炉の構成は第１の実施例の処理炉１と同様であるので、説明には図１、図２を用い、処理炉１についての説明は省略している。
【００９５】
第４の実施例では、先ずＴＭＡ容器３２内で予めバブリングにて生成したアルミニウム含有ガス、例えばＴＭＡガスをガス供給口２３を介して処理室７内にパルス供給し、ウェーハ上に第１の層を形成する。その後、四塩化チタン容器４６内で予めバブリングにて生成したチタン含有ガス、例えば四塩化チタンガスと、窒素含有ガス、例えばアンモニアガスとをガス供給口２２，２４を介して前記処理室７内に同時且つパルス的に供給し、ウェーハ５上にアルミニウム含有窒化チタン膜を形成する様になっている。
【００９６】
具体的には、先ず第４バルブ３６を開放し、ＴＭＡガスを前記ガス供給口２３を介してパルス的に前記処理室７内に供給する。ＴＭＡガスが該処理室７内に供給されることで、ウェーハ５上にはＴＭＡの化学吸着層又はアルミニウム層からなる第１の層が形成される。
【００９７】
次に、前記第４バルブ３６を閉塞し、第６バルブ４４を開放することで、前記処理室７内を不活性ガスにてパージし、又ＡＰＣバルブ４２を開放することで排気管４１を介して前記処理室７内からＴＭＡガスを排気する。
【００９８】
ＴＭＡガスの排気が完了すると、前記処理室７内が所定の圧力となる様前記ＡＰＣバルブ４２の開度を調整し、次いで第８バルブ５１及び第１バルブ２７が開放され、前記処理室７内に四塩化チタンガスとアンモニアガスとが前記ガス供給口２２，２４を介して同時且つパルス的に供給される。該処理室７内に四塩化チタンガスとアンモニアガスとが供給されることで、アルミニウムを含有する第１の層がアンモニアガスにより窒化されると共に、第１の層上にＣＶＤ反応により生成された窒化チタンからなる第２の層が形成される。これにより、ウェーハ５上にアルミニウム含有窒化チタン膜が形成され、その後前記処理室７内の雰囲気が再度排気される。
【００９９】
上記したＴＭＡガスの供給から四塩化チタンガス及びアンモニアガスの排気迄を１サイクル、即ちＴＭＡガスを供給し、ＴＭＡガスを排気し、ＴＭＡガス排気後に四塩化チタンガス及びアンモニアガスを同時にパルス供給し、四塩化チタンガスとアンモニアガスを排気する迄を１サイクルとしており、このサイクルを所定回数行うことで、所定の膜厚のアルミニウム含有窒化チタン膜を形成できる。従って、ＴＭＡガス供給と、四塩化チタンガス及びアンモニアガス供給とが重なることなく前記処理室７内に供給される。
【０１００】
尚、第４の実施例に於いては、先ずＴＭＡガスをパルス供給し、次に四塩化チタンガス及びアンモニアガスを同時に前記処理室７内にパルス供給することで、第１の層としてアルミニウム含有層を形成し、第２の層として窒化チタン層を形成しているが、図８に示す変形例の様に、先ず四塩化チタンガスをパルス供給し、次にＴＭＡガス及びアンモニアガスを同時に前記処理室７内にパルス供給することで、第１の層としてチタン含有層を形成し、第２の層として窒化アルミニウム層を形成してもよいのは言う迄もない。
【０１０１】
第４の実施例では、第１の層としてチタン含有層とアルミニウム含有層のいずれか一方を形成した後、四塩化チタンガスとＴＭＡガスのいずれか他方とアンモニアガスとを同時且つパルス的に前記処理室７内に供給することで、ウェーハ５上にアルミニウム含有窒化チタン膜を形成する様になっているので、チタン含有層とアルミニウム含有層とを別途窒化させる必要がなく、又ガス供給の工数の低減を図ることができ、生産性を向上させることができる。
【０１０２】
又、第１の層を形成する際の四塩化チタンガス及びＴＭＡガスの供給流量、供給回数及び供給圧力、或はアンモニアガスと同時にパルス供給される四塩化チタンガス及びＴＭＡガスの供給流量、供給回数及び供給圧力を適宜調節することで、形成されるアルミニウム含有窒化チタン膜を所望の元素組成比とし、膜質を向上させると共に、所望の成膜レートとすることができる。
【０１０３】
次に、図１、図２、図９に於いて、本発明の第５の実施例について説明する。図９は、本発明の第５の実施例に於ける成膜処理のシーケンス図である。尚、第５の実施例に於ける処理炉の構成は第１の実施例の処理炉１と同様であるので、説明には図１、図２を用い、処理炉１についての説明は省略している。
【０１０４】
第５の実施例では、四塩化チタン容器４６内で予めバブリングにて生成したチタン含有ガス、例えば四塩化チタンガスと、ＴＭＡ容器３２内で予めバブリングにて生成したアルミニウム含有ガス、例えばＴＭＡガスと、窒素含有ガス、例えばアンモニアガスとを、所定時間同時にガス供給口２２，２３，２４を介して処理室７内に供給し続けることで、ウェーハ５上にアルミニウム含有窒化チタン膜を形成する様になっている。
【０１０５】
具体的には、第８バルブ５１、第４バルブ３６、第１バルブ２７を開放し、前記ガス供給口２２，２３，２４を介して前記処理室７内に四塩化チタンガスとＴＭＡガスとアンモニアガスとを同時に供給することで、ＣＶＤ反応によりウェーハ５上にアルミニウム含有窒化チタン膜が形成される。
【０１０６】
第５の実施例では、前記ガス供給口２２を介してアンモニアガスを前記処理室７内に供給し続けるので、四塩化チタンガス及びＴＭＡガスとのＣＶＤ反応をより確実に行うことができる。
【０１０７】
又、四塩化チタンガス、ＴＭＡガス、アンモニアガスを前記処理室７内に連続的に供給するので、バルブの開閉動作数を減らすことができ、基板処理装置の制御を簡素化することができる。
【０１０８】
又、四塩化チタンガス及びＴＭＡガスの供給時間、供給流量及び供給圧力を適宜調節することで、形成されるアルミニウム含有窒化チタン膜を所望の元素組成比とし、膜質を向上させると共に、所望の成膜レートとすることができる。
【０１０９】
尚、第５の実施例では、四塩化チタンガス、ＴＭＡガス、アンモニアガスをそれぞれ同時且つ連続的に供給しているが、ウェーハ５上に生成されるアルミニウム含有窒化チタン膜が所望の元素組成比となる様、各ガスの供給時間を異ならせてもよいのは言う迄もない。
【０１１０】
（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
【０１１１】
（付記１）チタン含有原料とアルミニウム含有原料と窒素含有原料とを基板を処理する処理室内に供給して基板上で反応させ、基板上にアルミニウム含有窒化チタン膜を形成する基板処理装置であって、チタン含有原料とアルミニウム含有原料と窒素含有原料の少なくともいずれかをパルス的に供給することを特徴とする基板処理装置。
【０１１２】
（付記２）前記処理室内にチタン含有原料とアルミニウム含有原料とを同時且つパルス的に供給し、窒素含有原料を単独でパルス的に供給する付記１の基板処理装置。
【０１１３】
（付記３）前記処理室内にチタン含有原料と窒素含有原料とを同時且つパルス的に供給し、アルミニウム含有原料を単独でパルス的に供給する付記１の基板処理装置。
【０１１４】
（付記４）前記処理室内にアルミニウム含有原料と窒素含有原料とを同時且つパルス的に供給し、チタン含有原料を単独でパルス的に供給する付記１の基板処理装置。
【０１１５】
（付記５）チタン含有原料とアルミニウム含有原料と窒素含有原料とを基板を処理する処理室内に収容された基板上で反応させ、基板上にアルミニウム含有窒化チタン膜を形成する基板処理装置であって、チタン含有原料とアルミニウム含有原料と窒素含有原料を同時且つ連続的に前記処理室内に供給することを特徴とする基板処理装置。
【０１１６】
（付記６）前記処理室内へのチタン含有原料とアルミニウム含有原料と窒素含有原料の供給時間をそれぞれ異ならせる付記５の基板処理装置。
【０１１７】
（付記７）チタン含有原料が四塩化チタンである付記１〜付記６の基板処理装置。
【０１１８】
（付記８）アルミニウム含有原料がトリメチルアルミニウムである付記１〜付記６の基板処理装置。
【０１１９】
（付記９）窒素含有原料がアンモニアである付記１〜付記６の基板処理装置。
【０１２０】
（付記１０）前記処理室内にチタン含有原料とアルミニウム含有原料と窒素含有原料とを供給する際に、基板に対してプラズマ印加と光照射とマイクロウェーブ照射のいずれかを行う付記１〜付記６の基板処理装置。
【０１２１】
（付記１１）複数の基板が基板保持具によって鉛直方向に多段に保持され、前記処理室内で複数の基板を同時に処理可能なバッチ式装置である付記１〜付記１０の基板処理装置。
【０１２２】
（付記１２）チタン含有原料とアルミニウム含有原料と窒素含有原料は、基板の側方より各基板間に供給され、排気される付記１１の基板処理装置。
【０１２３】
（付記１３）前記処理室内で基板を１枚ずつ処理可能な枚葉式装置である付記１〜付記１０の基板処理装置。
【０１２４】
（付記１４）基板を処理する処理室に基板を収容する工程と、前記処理室にチタン含有原料とアルミニウム含有原料と窒素含有原料の少なくともいずれかをパルス的に供給する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１２５】
（付記１５）チタン含有原料とアルミニウム含有原料とを同時且つパルス的に前記処理室内に供給し、窒素含有原料を単独でパルス的に前記処理室内に供給する付記１４の半導体装置の製造方法。
【０１２６】
（付記１６）チタン含有原料と窒素含有原料とを同時且つパルス的に前記処理室内に供給し、アルミニウム含有原料を単独でパルス的に前記処理室内に供給する付記１４の半導体装置の製造方法。
【０１２７】
（付記１７）アルミニウム含有原料と窒素含有原料とを同時且つパルス的に前記処理室内に供給し、チタン含有原料を単独でパルス的に前記処理室内に供給する付記１４の半導体装置の製造方法。
【０１２８】
（付記１８）基板を処理する処理室に基板を収容する工程と、前記処理室内にチタン含有原料とアルミニウム含有原料と窒素含有原料とを同時且つ連続的に供給する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１２９】
１              処理炉
２              反応管
５              ウェーハ
７              処理室
１７〜１９      多孔ノズル
２２〜２４      ガス供給口
２５            窒素含有ガス供給管
２６            第１マスフローコントローラ
２７            第１バルブ
３１            アルミニウム含有ガス供給管
３２            ＴＭＡ容器
３６            第４バルブ
４１            排気管
４２            ＡＰＣバルブ
４５            チタン含有ガス供給管
４６            四塩化チタン容器
５１            第８バルブ
５８            真空ポンプ
５９            コントローラ
【図１】
2013151722.tif 000003
【図２】
2013151722.tif 000004
【図３】
2013151722.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013151722.tif 000009
【図８】
2013151722.tif 000010
【図９】
2013151722.tif 000011