发明名称 电浆CVD法,及其所形成之具有金属膜的半导体装置
摘要 本发明旨在提供一种于Ti等金属膜成膜时不会有底层导电材料层等之腐蚀而且残留之卤素很少之电浆CVD法及其所形成之具有金属膜之半导体装置。其解决手段系经由藉含有TiC14和H2之混合气体来监视电浆中之氢原子线之发光光谱强度之变化,以设定还原条件良好之CVD条件,俾可防止底层矽基板等之腐蚀和均匀性之劣化。因为形成在该金属膜上之Al系金属配线等不会被腐蚀,所以可制造高可靠度之半导体装置。
申请公布号 TW374204 申请公布日期 1999.11.11
申请号 TW085115987 申请日期 1996.12.24
申请人 新力股份有限公司 发明人 宫本孝章;门村新吾;川岛淳志
分类号 H01L21/205 主分类号 H01L21/205
代理机构 代理人 何金涂
主权项 1.一种电浆CVD方法,使用含有金属卤化物和氢之混合气体,用来在被处理基板上形成金属膜;其特征是所采用之电浆CVD条件为上述混合气体中之金属卤化物之混合比是在上述混合气体之电浆之发光光谱强度中使因为上述金属卤化物之混合而产生之氢原子线之发光光谱强度之减少比例,小于急激变化之混合比者;和使因为上述金属卤化物之混合而产生之卤素之发光光谱强度之增加比例,小于急激变化之混合比者。2.如申请专利范围第1项之电浆CVD方法,其中氢原子线之发光光谱强度采用H,H和H线中之至少1种之发光光谱强度。3.如申请专利范围第1项之电浆CVD方法,其中将被处理基板之温度控制在500℃以下再形成金属膜。4.一种半导体装置,其特征是使用申请专利范围第1项之电浆CVD方法形成在被处理基板上,具有卤素原子之含有量在1个原子%以下之金属膜。5.一种电浆CVD方法,使用含有金属卤化物和氢之混合气体,用来在被处理基板上形成金属膜;其特征是所采用之电浆CVD条件为上述混合气体中之氢之混合比以下列式(1)表示,使因为金属卤化物之混合而产生之氢原子线之发光光谱强度之减少率D,大于急激变化之混合比者,D=(Io-I)/Io....(1)(在式(1)中,Io表示金属卤化物混合前之氢原子线之发光光谱强度,I表示金属卤化物混合后之氢原子线之发光光谱强度)。6.如申请专利范围第5项之电浆CVD方法,其中将被处理基板之温度控制在500℃以下再形成金属膜。7.一种半导体装置,其特征是使用申请专利范围第5项之电浆CVD方法形成在被处理基板上,具有卤素原子之含有量在1个原子%以下之金属膜。8.一种电浆CVD方法,使用含有金属卤化物和氢之混合气体,用来在被处理基板上形成金属膜;其特征是以氢活性种均一的终结上述被处理基板之表面。9.如申请专利范围第8项之电浆CVD方法,其中在使混合气体中之氢之混合比渐增时,采用金属膜之沈积率大致为饱和之混合比以上之电浆CVD条件,用来以氢活性种均一的终结被处理基板之表面。10.如申请专利范围第8项之电浆CVD方法,其中将被处理基板之温度控制在500℃以下再形成金属膜。11.一种半导体装置,其特征是使用申请专利范围第8项之电浆CVD方法形成在被处理基板上,具有金属膜。12.一种电浆CVD方法,使用含有金属卤化物和氢之混合气体,用来在被处理基板上形成金属膜;其特征是以氢活性种均一的吸着形成在上述被处理基板上之上述金属膜表面,或以氢活性种均一的终结上述之金属膜表面,藉以形成上述之金属膜。13.如申请专利范围第12项之电浆CVD方法,其中在使混合气体中之氢之混合比渐增时,采用金属膜之沈积率大致为饱和之混合比以上之电浆CVD条件,用来以氢活性种均一的终结吸着形成在被处理基板上之上述金属膜表面,或以氢活性种均一的终结上述之金属膜表面,藉以形成上述之金属膜。14.如申请专利范围第12项之电浆CVD方法,其中将被处理基板之温度控制在500℃以下再形成金属膜。15.一种半导体装置,其特征是使用申请专利范围第12项之电浆CVD方法形成在被处理基板上,具有金属膜。图式简单说明:第一图表示在本发明之电浆CVD方法中,依照TiCl4之流量变化之电浆中之氢原子线发光光谱强度变化和氯之发光光谱之强度变化。第二图是概略剖面图,用来表示在本发明之电浆CVD方法中之依照TiCl4之流量变化之Ti金属层之成膜状态。第三图表示在本发明之电浆CVD方法中,依照H2之流量变化之D値之变化。第四图是概略剖面图,用来表示在本发明之电浆CVD方法中之依照H2之流量变化之Ti金属层之成膜状态。第五图表示在利用含有TiCl4和H2之混合气体之电浆CVD中,于TiCl4之添加前后之H线之发光光谱强度变化。第六图是概略剖面图,用来表示习知技术之电浆CVD方法之问题点。第七图是概略剖面图,用来说明本发明之电浆CVD方法之原理。第八图表示在实施例4中,混合气体中之氢之流量和金属膜之沈积率。第九图表示在实施例中,H2之流量和发光光谱强度之减少率D値之关系。第十图是概略剖面图,用来表示在实施例4中,被处理基板之连接孔近傍之金属膜之形成状态。第十一图是概略剖面图,用来表示在实施例5中,被处理基板之连接孔近傍之金属膜之形成状态。第十二图表示在实施例5中,TiCl4流量和发光光谱强度之关系。第十三图是概略剖面图,用来表示习知技术之电浆CVD方法之问题。
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