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1. WO2005069358 - PROCEDE DE FORMATIONS D'UN FILM

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請求の範囲

[1] 処理容器内で成膜温度に加熱された被処理基板に金属化合物ガスおよび窒素含 有還元ガスを供給して CVDにより金属窒化物からなる膜を形成する第 1ステップと、 前記金属化合物ガスを停止して前記窒素含有還元ガスを供給する第 2ステップとか らなるサイクルを 1サイクル以上繰り返し、前記被処理基板上に所定厚さの金属窒化 膜を成膜する方法であって、

成膜の際における前記被処理基板の温度を 450°C未満とし、前記処理容器内の 全圧を lOOPa超とし、前記第 1ステップにおける前記処理容器内の窒素含有還元ガ スの分圧を 30pa以下とする成膜方法。

[2] 請求項 1の成膜方法において、前記 1サイクルでの成膜厚さが 0. 50nm以下であ る。

[3] 請求項 1の成膜方法において、前記第 1ステップにおける前記処理容器内の窒素 含有還元ガスの分圧は 20Pa以下である。

[4] 請求項 3の成膜方法において、前記 1サイクルでの成膜厚さが 2. Onm以下である

[5] 請求項 1の成膜方法において、前記第 1ステップにおける前記処理容器内の窒素 含有還元ガスの分圧は 15Pa以下である。

[6] 請求項 1の成膜方法において、成膜の際における前記被処理基板の温度は 400

°C以下である。

[7] 処理容器内で成膜温度に加熱された被処理基板に Ti化合物ガスおよび窒素含有 還元ガスを供給して CVDにより TiNカゝらなる膜を形成する第 1ステップと、前記 Tiィ匕 合物ガスを停止して前記窒素含有還元ガスを供給する第 2ステップとからなるサイク ルを 1サイクル以上繰り返し、前記被処理基板上に所定厚さの TiN膜を成膜する方 法であって、

成膜の際における前記被処理基板の温度を 450°C未満とし、前記処理容器内の 全圧を lOOPa超とし、前記第 1ステップにおける前記処理容器内の窒素含有還元ガ スの分圧を 30pa以下とする成膜方法。

[8] 請求項 7の成膜方法にぉ、て、前記 Tiィ匕合物ガスは TiClであり、前記窒素含有 還元ガスは NH 3である。

[9] 請求項 7の成膜方法において、前記 1サイクルでの成膜厚さが 0. 50nm以下であ る。

[10] 請求項 7の成膜方法において、前記第 1ステップにおける前記処理容器内の窒素 含有還元ガスの分圧は 20Pa以下である。

[11] 請求項 10の成膜方法において、前記 1サイクルでの成膜厚さが 2. Onm以下であ る。

[12] 請求項 7の成膜方法において、前記第 1ステップにおける前記処理容器内の窒素 含有還元ガスの分圧は 15Pa以下である。

[13] 請求項 7の成膜方法において、成膜の際における前記被処理基板の温度は 400

°C以下である。

[14] 請求項 7の成膜方法において、前記第 1ステップにおける窒素含有還元ガスの流 量は 20mLZ分以上である。

[15] 請求項 7の成膜方法において、前記第 1ステップにおける前記 Tiィ匕合物ガスの分 圧は、 lOPa超 50Pa以下である。

[16] 請求項 7の成膜方法において、 TiN膜の比抵抗が 800 Ω— cm以下である。

[17] 処理容器内で成膜温度に加熱された被処理基板に金属化合物ガスおよび窒素含 有還元ガスを供給して CVDにより金属窒化物からなる膜を形成する第 1ステップと、 前記金属化合物ガスを停止して前記窒素含有還元ガスを供給する第 2ステップとか らなるサイクルを 1サイクル以上繰り返し、前記被処理基板上に第 1の厚さで初期金 属窒化膜を成膜し、その後被処理基板に金属化合物ガスおよび窒素含有還元ガス を供給して連続的な CVDにより第 2の厚さで残余の金属窒化膜を成膜する方法であ つて、

前記初期金属窒化膜の成膜は、前記被処理基板の温度を 450°C未満とし、前記 処理容器内の全圧を lOOPa超とし、前記第 1ステップにおける前記処理容器内の窒 素含有還元ガスの分圧を 30pa以下として行う成膜方法。

[18] 請求項 17の成膜方法において、前記第 1の厚さは、前記第 2の厚さよりも小さい。

[19] 請求項 17の成膜方法において、前記残余の金属窒化膜を成膜する際の成膜温度 は 450°C以上である。

[20] 請求項 17の成膜方法において、前記第 1の厚さは 5— 50nmであり、前記第 2の厚 さは 5— 95nmである。

[21] 処理容器内で成膜温度に加熱された被処理基板に金属化合物ガスおよび窒素含 有還元ガスを供給して CVDにより金属窒化物からなる膜を形成する第 1ステップと、 前記金属化合物ガスを停止して前記窒素含有還元ガスを供給する第 2ステップとか らなるサイクルを 1サイクル以上繰り返して前記被処理基板上に第 1の厚さの初期金 属窒化膜し、その上に前記第 1ステップと前記第 2ステップとからなるサイクルを 1サイ クル以上繰り返して第 2の厚さの残余の金属窒化膜を成膜する方法であって、 前記初期金属窒化膜を成膜する際に、前記被処理基板の温度を 450°C未満とし、 前記処理容器内の全圧を lOOPa超とし、前記第 1ステップにおける前記処理容器内 の窒素含有還元ガスの分圧を 30pa以下として行、、前記残余の金属窒化膜を成膜 する際に、前記第 1ステップにおける前記処理容器内の窒素含有還元ガスの分圧を 30pa超として行う成膜方法。

[22] 請求項 21の成膜方法において、前記残余の金属窒化膜を成膜する際の成膜温度 は 450°C以上である。

[23] 請求項 21の成膜方法において、前記第 1の厚さは 5— 50nmであり、前記第 2の厚 さは 5— 95nmである。

[24] 処理容器内で成膜温度に加熱された被処理基板に金属化合物ガスおよび窒素含 有還元ガスを供給して CVDにより金属窒化物からなる膜を形成する第 1ステップと、 前記金属化合物ガスを停止して前記窒素含有還元ガスを供給する第 2ステップとか らなるサイクルを 1サイクル以上繰り返し、前記被処理基板上に所定厚さの金属窒化 膜を成膜する方法であって、

成膜の際における前記被処理基板の温度を 450°C未満とし、前記処理容器内の 全圧を lOOPa超とし、かつ前記第 1ステップにおける処理容器内の前記窒素含有還 元ガスの分圧を P N (Pa)、 1サイクル当たりの膜厚を T hk (nm)としたとき、以下の (A) 式で計算される金属窒化膜の比抵抗値 Rが 800 μ Ω cm以下となるようにする成膜 方法。

R= 115. 75 X Ln (T hk ) + 71. 576 X Ln (P N ) +

418. 8 (A)

[25] 請求項 24の成膜方法にぉ、て、前記金属化合物ガスは Tiィ匕合物ガスであり、前記 金属窒化膜は TiN膜である。

[26] 請求項 25の成膜方法にぉ、て、前記 Tiィ匕合物ガスは TiCl 4であり、前記窒素含有 還元ガスは NH 3である。

[27] 処理容器内で成膜温度に加熱された被処理基板に金属化合物ガスおよび窒素含 有還元ガスを供給して CVDにより金属窒化物からなる膜を形成する第 1ステップと、 前記金属化合物ガスを停止して前記窒素含有還元ガスを供給する第 2ステップとか らなるサイクルを 1サイクル以上繰り返し、前記被処理基板上に所定厚さの金属窒化 膜を成膜する方法であって、

成膜の際における前記被処理基板の温度を 450°C未満とし、前記処理容器内の 全圧を lOOPa超とし、かつ前記第 1ステップにおける処理容器内の前記窒素含有還 元ガスの分圧を P N (Pa)、 1サイクル当たりの膜厚を T hk (nm)、前記第 1ステップにお ける前記窒素含有還元ガスの流量を F N (mLZ分)としたとき、以下の(B)式で計算さ れる金属窒化膜の比抵抗値 Rが 800 μ Ω cm以下となるようにする成膜方法。

R= 115. 75 X Ln (T hk ) + 71. 576 X Ln (P N )

-57. 685 X Ln (F N ) +614 (B)

[28] 請求項 27の成膜方法にぉ、て、前記金属化合物ガスは Tiィ匕合物ガスであり、前記 金属窒化膜は TiN膜である。

[29] 請求項 28の成膜方法にぉ、て、前記 Tiィ匕合物ガスは TiCl 4であり、前記窒素含有 還元ガスは NH 3である。

[30] 処理容器内で成膜温度に加熱された被処理基板に金属化合物ガスおよび窒素含 有還元ガスを供給して CVDにより金属窒化物からなる膜を形成する第 1ステップと、 前記金属化合物ガスを停止して前記窒素含有還元ガスを供給する第 2ステップとか らなるサイクルを 1サイクル以上繰り返し、前記被処理基板上に所定厚さの金属窒化 膜を成膜する方法であって、

成膜の際における前記被処理基板の温度を 450°C未満とし、前記処理容器内の

全圧を lOOPa超とし、かつ前記第 1ステップにおける処理容器内の前記窒素含有還 元ガスの分圧を P N (Pa)、 1サイクル当たりの膜厚を T hk (nm)、前記第 1ステップにお ける前記窒素含有還元ガスの流量を F N (mLZ分)、被処理基板の温度を T W (°C)と したとき、以下の(C)式で計算される金属窒化膜の比抵抗値 Rが 800 Ω— cm以下 となるようにする成膜方法。

R= 115. 75 X Ln (T hk ) + 71. 576 X Ln (P N )

-57. 685 X Ln (F N )-2844. 6Ln (T W )

+ 17658. 3 (C)

[31] 請求項 30の成膜方法にぉ、て、前記金属化合物ガスは Tiィ匕合物ガスであり、前記 金属窒化膜は TiN膜である。

[32] 請求項 31の成膜方法にぉ、て、前記 Tiィ匕合物ガスは TiCl 4であり、前記窒素含有 還元ガスは NH 3である。

[33] 処理容器内で成膜温度に加熱された被処理基板に金属化合物ガスおよび窒素含 有還元ガスを供給して CVDにより金属窒化物からなる膜を形成する第 1ステップと、 前記金属化合物ガスを停止して前記窒素含有還元ガスを供給する第 2ステップとか らなるサイクルを 1サイクル以上繰り返し、前記被処理基板上に所定厚さの金属窒化 膜を成膜するにあたり、成膜の際における前記被処理基板の温度を 450°C未満とし 、前記処理容器内の全圧を lOOPa超とし、前記第 1ステップにおける前記処理容器 内の窒素含有還元ガスの分圧を 30pa以下とするように、コンピュータが成膜装置を 制御するソフトウェアを含む、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体。

[34] 処理容器内で成膜温度に加熱された被処理基板に Ti化合物ガスおよび窒素含有 還元ガスを供給して CVDにより TiNカゝらなる膜を形成する第 1ステップと、前記 Tiィ匕 合物ガスを停止して前記窒素含有還元ガスを供給する第 2ステップとからなるサイク ルを 1サイクル以上繰り返し、前記被処理基板上に所定厚さの TiN膜を成膜するに あたり、成膜の際における前記被処理基板の温度を 450°C未満とし、前記処理容器 内の全圧を lOOPa超とし、前記第 1ステップにおける前記処理容器内の窒素含有還 元ガスの分圧を 30pa以下とするように、コンピュータが成膜装置を制御するソフトゥ エアを含む、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体。

[35] 処理容器内で成膜温度に加熱された被処理基板に金属化合物ガスおよび窒素含 有還元ガスを供給して CVDにより金属窒化物からなる膜を形成する第 1ステップと、 前記金属化合物ガスを停止して前記窒素含有還元ガスを供給する第 2ステップとか らなるサイクルを 1サイクル以上繰り返し、前記被処理基板上に所定厚さの金属窒化 膜を成膜するにあたり、成膜の際における前記被処理基板の温度を 450°C未満とし 、前記処理容器内の全圧を lOOPa超とし、かつ前記第 1ステップにおける処理容器 内の前記窒素含有還元ガスの分圧を P N (Pa)、 1サイクル当たりの膜厚を T hk (nm)と したとき、以下の (A)式で計算される金属窒化膜の比抵抗値 Rが 800 Ω— cm以下 となるように、コンピュータが成膜装置を制御するソフトウェアを含む、コンピュータに より読み取り可能な記録媒体。

R= 115. 75 X Ln (T hk ) + 71. 576 X Ln (P N ) +

418. 8 (A)

[36] 請求項 35の記録媒体にお、て、前記金属化合物ガスは Tiィ匕合物ガスであり、前記 金属窒化膜は TiN膜である。

[37] 処理容器内で成膜温度に加熱された被処理基板に金属化合物ガスおよび窒素含 有還元ガスを供給して CVDにより金属窒化物からなる膜を形成する第 1ステップと、 前記金属化合物ガスを停止して前記窒素含有還元ガスを供給する第 2ステップとか らなるサイクルを 1サイクル以上繰り返し、前記被処理基板上に所定厚さの金属窒化 膜を成膜するにあたり、成膜の際における前記被処理基板の温度を 450°C未満とし 、前記処理容器内の全圧を lOOPa超とし、かつ前記第 1ステップにおける処理容器 内の前記窒素含有還元ガスの分圧を P N (Pa)、 1サイクル当たりの膜厚を T hk (nm) , 前記第 1ステップにおける前記窒素含有還元ガスの流量を F N (mLZ分)としたとき、 以下の(B)式で計算される金属窒化膜の比抵抗値 Rが 800 μ Ω— cm以下となるよう に、コンピュータが成膜装置を制御するソフトウェアを含む、コンピュータにより読み 取り可能な記録媒体。

R= 115. 75 X Ln (T hk ) + 71. 576 X Ln (P N )

-57. 685 X Ln (F N ) +614 (B)

[38] 請求項 37の記録媒体にお、て、前記金属化合物ガスは Tiィ匕合物ガスであり、前記 金属窒化膜は TiN膜である。

[39] 処理容器内で成膜温度に加熱された被処理基板に金属化合物ガスおよび窒素含 有還元ガスを供給して CVDにより金属窒化物からなる膜を形成する第 1ステップと、 前記金属化合物ガスを停止して前記窒素含有還元ガスを供給する第 2ステップとか らなるサイクルを 1サイクル以上繰り返し、前記被処理基板上に所定厚さの金属窒化 膜を成膜するにあたり、成膜の際における前記被処理基板の温度を 450°C未満とし 、前記処理容器内の全圧を lOOPa超とし、かつ前記第 1ステップにおける処理容器 内の前記窒素含有還元ガスの分圧を P N (Pa)、 1サイクル当たりの膜厚を T hk (nm)、 前記第 1ステップにおける前記窒素含有還元ガスの流量を F N (mLZ分)、被処理基 板の温度を T W (°C)としたとき、以下の(C)式で計算される金属窒化膜の比抵抗値 R 力 ¾00/ζ Ω— cm以下となるように、コンピュータが成膜装置を制御するソフトウェアを 含む、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体。

R=115.75XLn(T hk )+71.576XLn(P N )

-57.685XLn(F N )-2844.6Ln(T W )

+ 17658.3 (C)

[40] 請求項 39の記録媒体にお、て、前記金属化合物ガスは Tiィ匕合物ガスであり、前記 金属窒化膜は TiN膜である。