[发明专利]Ti系膜的成膜方法和存储介质

说明书

技术领域

本发明涉及在腔室内从喷淋头喷出含有TiCl₄气体的处理气体，在配置在腔室内的被处理基板的表面形成Ti系膜的Ti系膜的成膜方法和计算机可读取的存储介质。

背景技术

在半导体器件的制造工序中，在作为被处理基板的半导体晶片(以下简称为晶片)上实施成膜处理、蚀刻处理等的各种气体处理。这样的气体处理是通过将晶片收容在腔室内，使腔室内减压，并提供反应性气体(腐蚀性气体)，例如提供含有Cl、F等卤素的处理气体来进行的。例如在Ti、TiN等的Ti系膜的CVD成膜处理中，将晶片加热到例如700℃左右，根据需要使处理气体等离子体化，在规定的减压条件下，将作为处理气体(成膜气体)的TiCl₄气体和还原气体等导入腔室内，进行成膜处理。

另一方面，作为在腔室内设置的喷淋头的材料，目前使用Al合金(例如JIS A 5052)、不锈钢，但是在使用TiCl₄气体等含有卤素的气体的气体处理中，作为这些构成成分的Al、Fe、Cu等因气体处理与副产品的HCl、HF等的卤化氢反应，生成这些金属的卤化物。而这样的金属卤化物在保持在减压的腔室内具有高蒸气压性，容易气化，由于在腔室内扩散，在腔室内变成颗粒，存在有成膜时进入到堆积物中，存在于晶片上形成金属污染的问题。

这样的金属污染混入到在晶片的接触孔底部形成的Si扩散层中，容易在Si中扩散，有可能造成耐电压性能和电阻性等的晶体管特性恶化。

最近，在晶片上形成图案的微细化不断发展，接触孔乙细化到 左右，Si扩散层也细化到80nm左右。随着这样的Si扩散层的深度浅的接合(shallow jection)的使用，上述因金属污染造成的晶体管特性恶化变得更显著，日益强烈地要求减少金属污染。减少这样的金属污染特别是在用CVD进行金属成膜中非常重要。

作为解决这样问题的技术，在日本特开2003-313666号公报中公开了用Ni等包覆喷淋头等腔室内部件的表面的技术。虽然Ni一旦与含有卤素的气体接触就生成卤化物，但由于Ni的卤化物的蒸气压低，难以蒸发，所以在腔室内难以变成颗粒，可以实现减少晶片的金属污染。

可是，在这样用Ni构成喷淋头表面的情况下，在Ti膜等成膜后，有时喷淋头表面反应，形成黑色的反应物，该反应物容易剥离，变成颗粒。此外，因这样的反应物使喷淋头可以分割的部位通过扩散牢固粘合。而且，一旦形成这样的化合物，在现有的干式清洁的条件下难以去除。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Ti系膜的成膜方法，在腔室内设置有至少表面由含Ni材料构成的喷淋头，作为处理气体使用TiCl₄，在这样形成Ti系膜的情况下，可以抑制在喷淋头上形成反应物，而且形成了的反应物也可以有效去除。

为了达到上述目的，本发明人首先对在作为气体喷出部件的喷淋头表面上形成的黑色反应物进行了研究。其结果确认了为含有Ni和Ti的物质。由此认识到作为处理气体的TiCl₄和它被还原形成的TiCl_x、Ti与构成喷淋头的Ni反应，生成黑色的化合物。以这样的认识为基础，在本发明中，使成膜时的气体喷出部件的温度降低，且减少TiCl₄气体的供给量，抑制这样的反应，此外，通过使清洁时的温度升高，例如即使形成了上述这样的化合物，也可以充分去除。

即，根据本发明的第一个观点，提供一种Ti系膜的成膜方法，是在腔室内，从至少表面由含Ni材料构成的气体喷出部件喷出含有TiCl₄ 气体的处理气体，在配置在腔室内的被处理体的表面上形成Ti系膜的Ti系膜成膜方法，包括：使所述气体喷出部件的温度在300℃以上并低于450℃，并且使TiCl₄气体的流量为1～12mL/min(sccm)或TiCl₄ 气体的分压为0.1～2.5Pa，在规定枚数的被处理体上形成Ti系膜的工 序；和此后在所述腔室内不存在被处理体的状态下，使所述气体喷出部件的温度为200～300℃，向所述腔室内导入氟系清洁气体，对所述腔室内进行清洁的工序。