[发明专利]化学气相生长装置、膜的形成方法及半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适于形成阻挡金属膜的化学气相生长装置、成膜方法及半导体装置的制造方法。

背景技术

在形成构成半导体装置的布线时，形成TiN膜及Ti膜等阻挡金属膜。作为TiN膜的形成方法，可以举出溅射法及MOCVD(Metal Organic ChemicalVapor Deposition)法等。MOCVD法具有覆盖度高的优点。

通过MOCVD法形成TiN膜时，作为原料主要采用四(二甲基氨基)钛(TDMAT：Ti[N(CH₃)₂]₄)。由于TDMAT在较低温度下发生热分解，因此在Al布线形成后的使用中特别有效。

然而，由于TDMAT中含碳，因此，碳及烃容易进入TiN膜中。若碳及烃进入TiN膜，则TiN膜的比电阻增大，得不到所希望的特性。

于是，在以往的方法中，在形成厚度约10nm以下的TiN膜后，对该TiN膜照射等离子体，由此进行去除碳及烃的处理。将TiN膜的厚度控制在约10nm以下的理由是，若比10nm厚时，即使照射等离子体也不能完全去除碳等的缘故。还有，照射等离子体时的RF功率为750W左右。

但是，采用该方法时，所需要的TiN膜的厚度越厚，则处理次数越多。例如，当需要20nm厚TiN膜时，至少需要两次TiN膜的形成及两次等离子体的照射。作为极端的例子，当需要100nm厚TiN膜时，至少需要10次TiN膜的形成及10次离子体的照射等。因此，生产率不能说充分好。另外，照射等离子体的次数越多，则对已形成的晶体管等半导体元件的破坏越大。

若提高照射等离子体时的RF功率，则可以提高生产率，但对半导体元件的破坏也相应地加大。反之，若降低RF功率，虽然能够减少对半导体元件的破坏，但生产率相应地降低。

专利文献1：JP特开2006-161163号公报

专利文献2：JP特开2001-326192号公报

专利文献3：JP特开2000-286215号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在TDMAT法中能够抑制碳及烃混入TiN膜的化学气相生长装置、膜的形成方法及半导体装置的制造方法。

本申请的发明人为了解决上述课题进行悉心研究的结果，研究出下列所示本发明的诸技术方案。

本发明的化学气相生长装置具有：腔室、设置在该腔室内的基座(Susceptor)、以及供给装置，所述供给装置用于向该腔室内供给含有机金属的原料气体。进而，还设置有加热装置和捕集装置，所述加热装置通过对从上述供给装置供给的有机金属进行加热从而使之分解，所述捕集装置将因上述有机金属的分解而产生的碳和烃在到达上述基座之前进行捕集。

本发明半导体装置的制造方法，是将基材载置于上述化学气相生长装置的上述基座上，然后，通过化学气相生长使膜在上述基材上生长。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的化学气相生长装置结构的示意图。

图2A是表示半导体装置制造方法的剖视图。

图2B是表示继图2A的半导体装置制造方法的剖视图。

图2C是表示继图2B的半导体装置制造方法的剖视图。

图2D是表示继图2C的半导体装置制造方法的剖视图。

图2E是表示继图2D的半导体装置制造方法的剖视图。

图2F是表示继图2E的半导体装置制造方法的剖视图。

图2G是表示继图2F的半导体装置制造方法的剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图具体地说明本发明的实施方式。图1是表示本发明实施方式的化学气相生长装置(CVD装置)结构的示意图。

如图1所示，在本实施方式中，在腔室1的上部设置有喷头3，该喷头3用于喷出含有机金属的原料气体。作为有机金属，可以举出四(二甲基氨基)钛(TDMAT：Ti[N(CH₃)₂]₄)以及四(二乙基氨基)钛(TDEAT：Ti[N(C₂H₅)₂]₄)，但又不限于这些。另外，也可以从喷头3喷出氮气、氦气、氩气等载气。另外，为了供给氮原子，原料气体中还可以含有氨。