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JP7668093B2 - Film forming method, film forming apparatus, and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Film forming method, film forming apparatus, and method for manufacturing semiconductor device Download PDF

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Description

本開示は、成膜方法、成膜装置、および半導体装置の製造方法に関する。 This disclosure relates to a film formation method, a film formation apparatus, and a method for manufacturing a semiconductor device.

半導体デバイスの製造工程においては、例えば、DRAMの下部電極等の電極やバリア膜等の種々の用途でTiN膜のような金属系膜が用いられる。TiN膜のような金属系膜の成膜には一般的な薄膜形成技術が用いられ、特許文献1には、原子層堆積法(Atomic Layer Deposition;ALD法)によりTiN膜を成膜することが記載されている。 In the manufacturing process of semiconductor devices, metal films such as TiN films are used for various purposes, such as electrodes such as the lower electrode of DRAM, barrier films, etc. General thin film formation techniques are used to form metal films such as TiN films, and Patent Document 1 describes forming a TiN film by atomic layer deposition (ALD).

特開2015-78418号公報JP 2015-78418 A

本開示は、金属系膜を成膜する際に膜表面の酸化を抑制することができる成膜方法、成膜装置、および半導体装置の製造方法を提供する。 The present disclosure provides a film formation method, a film formation apparatus, and a method for manufacturing a semiconductor device that can suppress oxidation of the film surface when forming a metal film.

本開示の一態様に係る成膜方法は、処理容器内に基板を設ける工程と、前記処理容器内の前記基板に対して金属系膜を成膜する工程と、その後、前記処理容器内に前記基板が設けられた状態で前記処理容器内にSi含有ガスを供給し、前記Si含有ガスを前記金属系膜に吸着させて、前記金属系膜の表面に、Siを含有するとともに、前記金属系膜が成膜された前記基板を前記処理容器から搬出する際における前記金属系膜の酸化を抑制する表面層を形成する工程と、
を含む(ただし、前記金属系膜がTi膜およびTiN膜で、かつ前記表面層がTiSiN膜である場合を除く)
A film forming method according to one aspect of the present disclosure includes the steps of: providing a substrate in a processing vessel; forming a metal-based film on the substrate in the processing vessel; and thereafter, supplying a Si-containing gas into the processing vessel with the substrate provided in the processing vessel, causing the Si-containing gas to be adsorbed by the metal-based film, and forming a surface layer on a surface of the metal-based film, the surface layer containing Si and suppressing oxidation of the metal-based film when the substrate on which the metal-based film has been formed is transported out of the processing vessel .
(However, this does not include the case where the metal film is a Ti film or a TiN film and the surface layer is a TiSiN film) .

本開示によれば、金属系膜を成膜する際に膜表面の酸化を抑制することができる成膜方法、成膜装置、および半導体製造方法が提供される。 The present disclosure provides a film formation method, a film formation apparatus, and a semiconductor manufacturing method that can suppress oxidation of the film surface when forming a metal-based film.

一実施形態に係る成膜方法を示すフローチャートである。1 is a flowchart illustrating a film forming method according to an embodiment. 一実施形態に係る成膜方法を示す工程断面図である。1A to 1C are cross-sectional views illustrating process steps of a film forming method according to an embodiment. 一実施形態の成膜方法をTiN膜の成膜に適用する場合の成膜装置の一例を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an example of a film forming apparatus when a film forming method according to an embodiment is applied to the formation of a TiN film. 図3の装置により成膜処理が行われる半導体ウエハの構造例を示す断面図である。4 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a semiconductor wafer on which a film formation process is performed by the apparatus of FIG. 3. 図4の半導体ウエハに対してTiN膜を成膜した状態を示す断面図である。5 is a cross-sectional view showing a state in which a TiN film is formed on the semiconductor wafer of FIG. 4. TiN膜成膜後、チャンバー内にSi含有ガスであるDCSガスを供給する工程を行って、TiN膜の表面に表面層が形成された状態を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which a surface layer is formed on the surface of the TiN film by performing a step of supplying DCS gas, which is a Si-containing gas, into the chamber after the TiN film is formed. TiN膜の成膜工程とSi含有ガス供給工程の具体的なガス供給シーケンスを示すタイミングチャートであり、Si含有ガスとしてSiHガスを1回(1サイクル)供給した場合である。1 is a timing chart showing a specific gas supply sequence of a TiN film forming process and a Si-containing gas supply process, in which SiH 4 gas is supplied once (one cycle) as the Si-containing gas. TiN膜の成膜工程とSi含有ガス供給工程の具体的なガス供給シーケンスを示すタイミングチャートであり、Si含有ガスとしてSiHガスを複数回(複数サイクル)供給した場合である。1 is a timing chart showing a specific gas supply sequence of a TiN film forming process and a Si-containing gas supply process, in which SiH 4 gas is supplied multiple times (multiple cycles) as the Si-containing gas. TiN膜の成膜工程とSi含有ガス供給工程の具体的なガス供給シーケンスであり、SiHガスとNHガスを交互に複数回供給した場合である。1 shows a specific gas supply sequence for the TiN film forming process and the Si-containing gas supply process, in which SiH 4 gas and NH 3 gas are supplied alternately multiple times. DCSガス流量とTiN膜の比抵抗との関係を示す図である。FIG. 13 is a graph showing the relationship between the DCS gas flow rate and the specific resistance of a TiN film. DCSガス供給時間とTiN膜の比抵抗との関係を示す図である。FIG. 13 is a graph showing the relationship between DCS gas supply time and the specific resistance of a TiN film. Si含有ガス供給工程としてSiHガスの供給を1サイクル行った場合と、SiHガスの供給をパージを挟んで5サイクル行った場合と、TiN膜成膜後にSiHガスの供給を行わない場合について、TiN膜のシート抵抗およびその均一性を測定した結果を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the results of measuring the sheet resistance and uniformity of the TiN film in the case where one cycle of SiH4 gas supply is performed as a Si-containing gas supply process, five cycles of SiH4 gas supply with purging in between, and a case where no SiH4 gas supply is performed after the TiN film is formed. Si含有ガス供給工程としてSiHガスの供給およびNHガスの供給を1サイクル行った場合と、SiHガスの供給およびNHガスの供給を5サイクル行った場合と、TiN膜成膜後にSiHガスの供給を行わない場合について、TiN膜のシート抵抗およびその均一性を測定した結果を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the results of measuring the sheet resistance and uniformity of the TiN film in the case where one cycle of supplying SiH4 gas and supplying NH3 gas was performed as a Si-containing gas supply process, five cycles of supplying SiH4 gas and supplying NH3 gas, and a case where no supply of SiH4 gas was performed after forming the TiN film. TiN膜の表面に表面層が形成された後、SiGe膜を成膜した状態を示す断面図である。10 is a cross-sectional view showing a state in which a surface layer is formed on the surface of a TiN film and then a SiGe film is formed. FIG.

以下、添付図面を参照して実施形態について説明する。 The following describes the embodiment with reference to the attached drawings.

<成膜方法の一実施形態>
まず、成膜方法の一実施形態について説明する。
図1は一実施形態に係る成膜方法を示すフローチャート、図2はその工程断面図である。図1、図2に示すように、本実施形態に係る成膜方法は、成膜装置の処理容器内に基板201を設ける工程(ステップ1、図2の(a))と、処理容器内の基板201に対して金属系膜202を成膜する工程(ステップ2、図2の(b))と、その後、処理容器内に基板201が設けられた状態で処理容器内にSi含有ガスを供給する工程(ステップ3、図2の(c))とを含む。
<One embodiment of the film forming method>
First, one embodiment of a film forming method will be described.
Fig. 1 is a flow chart showing a film forming method according to an embodiment, and Fig. 2 is a cross-sectional view of the process. As shown in Fig. 1 and Fig. 2, the film forming method according to the embodiment includes a step of providing a substrate 201 in a processing vessel of a film forming apparatus (step 1, Fig. 2(a)), a step of providing a metal-based film 202 on the substrate 201 in the processing vessel (step 2, Fig. 2(b)), and then a step of supplying a Si-containing gas into the processing vessel with the substrate 201 provided in the processing vessel (step 3, Fig. 2(c)).

ステップ1では、金属系膜を成膜するための基板201を、成膜装置の処理容器内に配置して成膜に備える。基板201は特に限定されないが、シリコン等の半導体基体を有する半導体基板(半導体ウエハ)が例示される。この場合の基板201は、半導体基体そのものであってもよいし、半導体基体上に所望の機能を有する1または2以上の膜が形成されたものであってもよい。 In step 1, a substrate 201 for forming a metal-based film is placed in a processing vessel of a film forming apparatus in preparation for film formation. The substrate 201 is not particularly limited, but an example is a semiconductor substrate (semiconductor wafer) having a semiconductor base such as silicon. In this case, the substrate 201 may be the semiconductor base itself, or may be a semiconductor base on which one or more films having desired functions are formed.

ステップ2において、基板201上に成膜する金属系膜202としては、酸化により特性が劣化する可能性がある金属膜および金属化合物膜を挙げることができる。具体例としては、Ti膜、TiN膜、Ta膜、TaN膜、W膜、Al膜、Mo膜、Ru膜、Co膜、Ni膜を挙げることができる。 In step 2, the metal-based film 202 formed on the substrate 201 may be a metal film or a metal compound film whose characteristics may be deteriorated by oxidation. Specific examples include a Ti film, a TiN film, a Ta film, a TaN film, a W film, an Al film, a Mo film, a Ru film, a Co film, and a Ni film.

金属系膜202の成膜手法は特に限定されず、ALD法、CVD法、PVD法のような薄膜形成技術が例示される。良好なステップカバレッジを得る観点からは、ALD法が好ましい。 The deposition method for the metal film 202 is not particularly limited, and examples include thin film formation techniques such as the ALD method, the CVD method, and the PVD method. From the viewpoint of obtaining good step coverage, the ALD method is preferred.

ステップ3は、金属系膜202を成膜後、処理容器内にSi含有ガスを供給する成膜後処理である。Si含有ガスを供給することにより金属系膜の表面にSi含有ガスが吸着され、Siを含有する表面層203が形成される。 Step 3 is a post-deposition process in which a Si-containing gas is supplied into the processing vessel after the metal film 202 is formed. By supplying the Si-containing gas, the Si-containing gas is adsorbed onto the surface of the metal film, forming a surface layer 203 containing Si.

Si含有ガスとともに他のガス、例えばSi含有ガスと反応する反応ガスであるアンモニア(NH)や、不活性ガスを供給してもよい。Si含有ガスは特に限定されないが、シラン系化合物、クロロシラン系化合物、有機シラン系化合物を挙げることができる。シラン系化合物としては、シラン(モノシラン)、ジシランを挙げることができる。クロロシラン系化合物としては、ジクロロシラン、モノクロロシラン、トリクロロシラン、シリコンテトラクロライド、ヘキサクロロジシランを挙げることができる。有機シラン系化合物としては、ブチルアミノシラン、ビスターシャリブチルアミノシラン、ジメチルアミノシランのようなアミノシラン系化合物を挙げることができる。これらの中では、半導体製造プロセスに一般的に用いられるジクロロシラン、シラン、ジシランの少なくとも1種を好適に用いることができる。 Other gases, such as ammonia (NH 3 ), which is a reactive gas that reacts with the Si-containing gas, or an inert gas may be supplied together with the Si-containing gas. The Si-containing gas is not particularly limited, but examples thereof include silane-based compounds, chlorosilane-based compounds, and organic silane-based compounds. Examples of silane-based compounds include silane (monosilane) and disilane. Examples of chlorosilane-based compounds include dichlorosilane, monochlorosilane, trichlorosilane, silicon tetrachloride, and hexachlorodisilane. Examples of organic silane-based compounds include aminosilane-based compounds such as butylaminosilane, bis(tert-butylaminosilane, and dimethylaminosilane. Among these, at least one of dichlorosilane, silane, and disilane, which are generally used in semiconductor manufacturing processes, can be suitably used.

Si含有ガスのみまたはSi含有ガスと不活性ガスを供給する場合は、Si含有ガスが熱分解して表面層203としてSi層が形成され得る。表面層203がSiと下地が反応した反応層を有するものであってもよい。また、Si含有ガスの他に反応ガスを供給する場合は、Si含有ガスと反応ガスの反応により表面層203としてSi化合物層が形成され得る。例えば、反応ガスとしてNHガスのような窒素含有ガスを用いた場合は、表面層203としてSiN層が形成され得る。 When only a Si-containing gas or a Si-containing gas and an inert gas are supplied, the Si-containing gas is thermally decomposed to form a Si layer as the surface layer 203. The surface layer 203 may have a reaction layer in which Si reacts with the base. When a reaction gas is supplied in addition to the Si-containing gas, a Si compound layer may be formed as the surface layer 203 by the reaction between the Si-containing gas and the reaction gas. For example, when a nitrogen-containing gas such as NH 3 gas is used as the reaction gas, a SiN layer may be formed as the surface layer 203.

ステップ3のSi含有ガスを供給する工程の温度や圧力の条件は、用いるSi含有ガスにより多少異なるが、温度は400~700℃の範囲であることが好ましく、圧力は266.6~13332.2Pa(2~100Torr)の範囲であることが好ましい。 The temperature and pressure conditions for the process of supplying the Si-containing gas in step 3 vary slightly depending on the Si-containing gas used, but the temperature is preferably in the range of 400 to 700°C, and the pressure is preferably in the range of 266.6 to 13,332.2 Pa (2 to 100 Torr).

Si含有ガスの供給は、1回であっても複数回繰り返してもよい。Si含有ガスの供給を1回で行う場合は、供給時間で吸着量を制御することができ、この場合には、Si含有ガスの供給時間は、0.05~20secであることが好ましい。また、Si含有ガスの供給を複数回繰り返すことにより、Si含有ガスの吸着量を回数で制御することができ、表面層203の層厚の制御性を高めることができる。この場合は、1回のSi含有ガスの供給時間は、0.05~4sec、Si含有ガスの供給回数(サイクル数)は、1~5回の範囲が好ましい。また、Si含有ガス供給の間に不活性ガスによるパージを行うことが好ましい。 The supply of the Si-containing gas may be performed once or multiple times. When the Si-containing gas is supplied once, the amount of adsorption can be controlled by the supply time, and in this case, the supply time of the Si-containing gas is preferably 0.05 to 20 seconds. Furthermore, by repeating the supply of the Si-containing gas multiple times, the amount of adsorption of the Si-containing gas can be controlled by the number of times, and the controllability of the layer thickness of the surface layer 203 can be improved. In this case, the supply time of one Si-containing gas supply is preferably 0.05 to 4 seconds, and the number of times (number of cycles) of the Si-containing gas supply is preferably in the range of 1 to 5 times. Furthermore, it is preferable to perform purging with an inert gas between the supplies of the Si-containing gas.

また、Si含有ガスの他に反応ガスを供給する場合は、Si含有ガスを供給した後に反応ガスを供給してもよいし、Si含有ガスと反応ガスとを交互に複数回供給してもよい。交互に複数回供給することにより表面層203としてSi化合物層を良好な層厚制御性で形成することができる。Si含有ガスと反応ガスを同時に供給してもよい。反応ガスとして例えばNHガスを用いることにより表面層203としてSiN層を形成することができる。 In addition, when a reactive gas is supplied in addition to the Si-containing gas, the reactive gas may be supplied after the Si-containing gas is supplied, or the Si-containing gas and the reactive gas may be alternately supplied multiple times. By alternately supplying multiple times, a Si compound layer can be formed as the surface layer 203 with good layer thickness controllability. The Si-containing gas and the reactive gas may be supplied simultaneously. For example, a SiN layer can be formed as the surface layer 203 by using NH 3 gas as the reactive gas.

Si含有ガスを供給して表面層203を形成する場合、Si含有ガスの吸着量は特に限定されず、1分子層以上で酸化抑制効果は得られる。Si含有ガスの吸着量が多くなりすぎると特性に対する影響が懸念されるため、吸着量は膜厚に換算して15nm以下であることが好ましく、表面層203の厚さとしては、0.5~1nmの範囲が好ましい。Si含有ガスと反応ガスを供給して表面層203としてSiN層のようなSi化合物層を形成する場合にも同様に、表面層203の厚さとしては、0.5~1nmの範囲が好ましい。 When supplying a Si-containing gas to form the surface layer 203, the amount of adsorption of the Si-containing gas is not particularly limited, and an oxidation suppression effect can be obtained with one molecular layer or more. If the amount of adsorption of the Si-containing gas becomes too large, there is a concern that it may affect the characteristics, so the amount of adsorption is preferably 15 nm or less when converted into a film thickness, and the thickness of the surface layer 203 is preferably in the range of 0.5 to 1 nm. Similarly, when supplying a Si-containing gas and a reactive gas to form a Si compound layer such as a SiN layer as the surface layer 203, the thickness of the surface layer 203 is preferably in the range of 0.5 to 1 nm.

このように金属系膜を成膜後にSi含有ガスを供給する工程を実施する理由について、以下に説明する。 The reason for carrying out the process of supplying a Si-containing gas after forming the metal film is explained below.

金属系膜を成膜した後の基板は、処理容器から搬出されて次の工程に供される。次の工程までの間に基板が大気中に搬出されると、成膜された金属系膜は大気中の酸素や水分に曝されるため、表面からバルク方向に酸化されてしまい、特性が劣化する。例えば、膜の抵抗が上昇する。特に、膜厚が薄い場合、表面からの酸化の影響が大きくなるため、特性の劣化が顕著に現れる。 After the metal film has been formed, the substrate is removed from the processing vessel and used for the next process. If the substrate is removed into the atmosphere before the next process, the formed metal film is exposed to oxygen and moisture in the air, and is oxidized from the surface to the bulk direction, causing deterioration of the characteristics. For example, the resistance of the film increases. In particular, when the film is thin, the effect of oxidation from the surface becomes greater, and deterioration of the characteristics becomes more noticeable.

そこで、処理容器内で基板201上に金属系膜202を成膜した後、処理容器内にSi含有ガスを供給することで、金属系膜202の表面にSi含有ガスを吸着させ、Siを含有する表面層203を形成する。これにより、金属系膜202の表面が露出していない状態で基板が搬出されるため、金属系膜202の酸化が抑制される。 After forming the metal film 202 on the substrate 201 in the processing vessel, a Si-containing gas is supplied into the processing vessel, so that the Si-containing gas is adsorbed onto the surface of the metal film 202, forming a surface layer 203 containing Si. As a result, the substrate is unloaded without the surface of the metal film 202 being exposed, thereby suppressing oxidation of the metal film 202.

次の工程が真空システムの他の処理容器内で実施される場合もあるが、その場合でも真空搬送系において酸素や水分による金属系膜の酸化が多少生じるため、Si含有ガスを供給する工程による酸化抑制効果は有効である。 The next process may be carried out in another processing vessel in the vacuum system, but even in that case, some oxidation of the metal film occurs due to oxygen and moisture in the vacuum transfer system, so the oxidation suppression effect of the process of supplying a Si-containing gas is effective.

表面層203は、金属系膜202表面に吸着されたSi含有ガスが加熱されて形成されるため、吸着したSi含有ガスと金属系膜表面との反応による反応層を有するものであってもよい。 The surface layer 203 is formed by heating the Si-containing gas adsorbed on the surface of the metal film 202, and may have a reaction layer formed by reaction between the adsorbed Si-containing gas and the surface of the metal film.

上述したように、金属系膜の酸化の影響は膜厚が薄いほど大きく、抵抗の増大等、特性の劣化が顕著に現れるため、金属系膜の膜厚が5nm以下の場合に、Si含有ガスによる酸化抑制の効果がより大きくなる。 As mentioned above, the effect of oxidation of a metal film is greater the thinner the film is, and deterioration of characteristics such as increased resistance becomes more noticeable. Therefore, when the thickness of the metal film is 5 nm or less, the effect of suppressing oxidation by the Si-containing gas is greater.

Si含有ガスを供給する工程の後、基板は処理容器から搬出され、別の成膜装置により次の成膜工程が実施される。このとき、基板上の金属系膜の表面にはSiを含有した表面層が形成されているため、次の成膜工程がSi含有膜を成膜する工程であれば親和性が高くなる。このとき、Si含有膜を成膜する表面にSiが存在するため、Si含有膜を成膜する際のインキュベーションタイムが短縮されるといった良好な影響をもたらし得る。 After the step of supplying the Si-containing gas, the substrate is removed from the processing vessel, and the next film formation step is carried out by another film formation device. At this time, since a surface layer containing Si is formed on the surface of the metal-based film on the substrate, if the next film formation step is a step of forming a Si-containing film, the affinity will be high. At this time, since Si is present on the surface on which the Si-containing film is to be formed, this can have a favorable effect of shortening the incubation time when forming the Si-containing film.

<TiN膜の成膜への適用>
次に、具体的な適用例としてTiN膜の成膜について説明する。
金属系膜としてのTiN膜は、バリア膜や電極として用いられ、電気抵抗が低いことが求められる。TiN膜の成膜には、高いステップカバレッジで良好な膜質の膜を得ることができるALD法が用いられることが多い。TiN膜を成膜した後は、次工程の成膜処理、例えばSiGe膜の成膜が行われるが、その場合、両者の成膜が異なる装置で行われるため、TiN膜を成膜した後、大気中に搬出される。このとき、大気中の水分や酸素によりTiN膜が酸化し抵抗が上昇してしまい良好なデバイス特性が得難いという問題が生じる。このため、Si含有ガスを供給する工程を実施し、TiN膜の表面に表面層を形成して基板が処理容器から搬出された後のTiN膜の酸化を抑制する。
以下、具体的に説明する。
<Application to TiN film formation>
Next, the formation of a TiN film will be described as a specific application example.
The TiN film as a metal-based film is used as a barrier film or an electrode, and is required to have low electrical resistance. The ALD method, which can obtain a film with high step coverage and good film quality, is often used to form the TiN film. After the TiN film is formed, the next film formation process, for example, the formation of a SiGe film, is performed. In this case, since the two films are formed in different devices, the TiN film is transferred to the atmosphere after it is formed. At this time, the TiN film is oxidized by moisture and oxygen in the atmosphere, and the resistance increases, which causes a problem that it is difficult to obtain good device characteristics. For this reason, a process of supplying a Si-containing gas is performed to form a surface layer on the surface of the TiN film, thereby suppressing the oxidation of the TiN film after the substrate is transferred from the processing vessel.
The specific details will be explained below.

[TiN膜の成膜装置]
図3は、一実施形態の成膜方法をTiN膜の成膜に適用する場合の成膜装置の一例を示す断面図である。
[TiN film forming device]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a film forming apparatus when the film forming method of the embodiment is applied to the formation of a TiN film.

成膜装置100は、処理容器であるチャンバー1と、サセプタ(基板載置台)2と、シャワーヘッド3と、排気部4と、ガス供給機構5と、制御部6とを有する。 The film forming apparatus 100 has a chamber 1 which is a processing vessel, a susceptor (substrate mounting table) 2, a shower head 3, an exhaust unit 4, a gas supply mechanism 5, and a control unit 6.

チャンバー1は、アルミニウム等の金属により構成され、略円筒状を有している。チャンバー1の側壁部には真空搬送室(図示せず)に対して搬送機構(図示せず)により基板である半導体ウエハ(以下、単にウエハ)Wを搬入出するための搬入出口26が形成され、搬入出口26はゲートバルブ27で開閉可能となっている。チャンバー1の本体の上には、断面が矩形状をなす円環状の排気ダクト28が設けられている。排気ダクト28には、内周面に沿ってスリット28aが形成されている。また、排気ダクト28の外壁には排気口28bが形成されている。排気ダクト28の上面にはチャンバー1の上部開口を塞ぐように天壁29が設けられている。天壁29と排気ダクト28の間はシールリング30で気密にシールされている。 The chamber 1 is made of a metal such as aluminum and has a generally cylindrical shape. A transfer port 26 is formed on the side wall of the chamber 1 for transferring a semiconductor wafer (hereinafter, simply referred to as a wafer) W, which is a substrate, to a vacuum transfer chamber (not shown) by a transfer mechanism (not shown), and the transfer port 26 can be opened and closed by a gate valve 27. An annular exhaust duct 28 with a rectangular cross section is provided on the main body of the chamber 1. A slit 28a is formed along the inner peripheral surface of the exhaust duct 28. An exhaust port 28b is formed on the outer wall of the exhaust duct 28. A ceiling wall 29 is provided on the upper surface of the exhaust duct 28 so as to close the upper opening of the chamber 1. The space between the ceiling wall 29 and the exhaust duct 28 is airtightly sealed by a seal ring 30.

サセプタ2は、チャンバー1内で基板であるウエハWを載置するためのものであり、ウエハWに対応した大きさの円板状をなし、水平に設けられている。サセプタ2は、支持部材33に支持されている。サセプタ2の内部には、ウエハWを加熱するためのヒーター31が埋め込まれている。ヒーター31はヒーター電源(図示せず)から給電されて発熱するようになっている。そして、ヒーター31の出力を制御することにより、ウエハWを所定の温度に制御するようになっている。サセプタ2には、ウエハ載置面の外周領域、および側面を覆うようにセラミックス製のカバー部材32が設けられている。 The susceptor 2 is used to place a substrate, i.e., a wafer W, inside the chamber 1. It is disk-shaped and sized to fit the wafer W, and is installed horizontally. The susceptor 2 is supported by a support member 33. A heater 31 for heating the wafer W is embedded inside the susceptor 2. The heater 31 is powered by a heater power source (not shown) and generates heat. The output of the heater 31 is controlled to control the wafer W to a predetermined temperature. The susceptor 2 is provided with a ceramic cover member 32 that covers the outer peripheral area of the wafer placement surface and the sides.

サセプタ2を支持する支持部材33は、サセプタ2の底面中央からチャンバー1の底壁に形成された孔部を貫通してチャンバー1の下方に延び、その下端が昇降機構34に接続されており、昇降機構34によりサセプタ2が支持部材33を介して、図3に示す処理位置と、その下方の一点鎖線で示すウエハの搬送が可能な搬送位置との間で昇降可能となっている。また、支持部材33のチャンバー1の下方位置には、鍔部35が取り付けられており、チャンバー1の底面と鍔部35の間には、チャンバー1内の雰囲気を外気と区画し、サセプタ2の昇降動作にともなって伸縮するベローズ36が設けられている。 The support member 33 that supports the susceptor 2 extends from the center of the bottom surface of the susceptor 2 through a hole formed in the bottom wall of the chamber 1 below the chamber 1, and its lower end is connected to a lifting mechanism 34, which allows the susceptor 2 to be raised and lowered via the support member 33 between the processing position shown in FIG. 3 and a transfer position shown by a dashed line below that position where a wafer can be transferred. In addition, a flange 35 is attached to the support member 33 below the chamber 1, and a bellows 36 is provided between the bottom surface of the chamber 1 and the flange 35 to separate the atmosphere inside the chamber 1 from the outside air and to expand and contract as the susceptor 2 is raised and lowered.

チャンバー1の底面近傍には、昇降板37aから上方に突出するように3本(2本のみ図示)のウエハ支持ピン37が設けられている。ウエハ支持ピン37は、チャンバー1の下方に設けられた昇降機構38により昇降板37aを介して昇降可能になっており、搬送位置にあるサセプタ2に設けられた貫通孔22に挿通されてサセプタ2の上面に対して突没可能となっている。これにより、ウエハ搬送機構(図示せず)とサセプタ2との間でウエハWの受け渡しが行われる。 Three wafer support pins 37 (only two shown) are provided near the bottom surface of the chamber 1, protruding upward from a lift plate 37a. The wafer support pins 37 can be raised and lowered via the lift plate 37a by a lift mechanism 38 provided below the chamber 1, and can be inserted into through holes 22 provided in the susceptor 2 at the transfer position, allowing them to protrude and retract relative to the top surface of the susceptor 2. This allows the wafer W to be transferred between the wafer transfer mechanism (not shown) and the susceptor 2.

シャワーヘッド3は、チャンバー1内に処理ガスをシャワー状に供給するためのもので、チャンバー1の上部にサセプタ2に対向するように設けられており、サセプタ2とほぼ同じ直径を有している。シャワーヘッド3は、チャンバー1の天壁29に固定された本体部39と、本体部39の下に接続されたシャワープレート40とを有している。本体部39とシャワープレート40との間にはガス拡散空間41が形成されている。 The showerhead 3 is used to supply processing gas into the chamber 1 in a shower-like manner, and is provided at the top of the chamber 1 facing the susceptor 2, with approximately the same diameter as the susceptor 2. The showerhead 3 has a main body 39 fixed to the ceiling wall 29 of the chamber 1, and a shower plate 40 connected below the main body 39. A gas diffusion space 41 is formed between the main body 39 and the shower plate 40.

ガス拡散空間41内には、複数個のガス分散部材42が設けられている。ガス分散部材42の周囲には複数のガス吐出孔が形成されている。ガス分散部材42は、本体部39に設けられた複数のガス供給路43のそれぞれの一端に接続されている。ガス供給路43の他端は、本体部39の上面中央部に形成された拡散部44に接続されている。また、本体部39の中央部には、その上面から拡散部44へ貫通する3つのガス導入孔45a、45b、45cが設けられている。 A plurality of gas dispersion members 42 are provided in the gas diffusion space 41. A plurality of gas discharge holes are formed around the periphery of the gas dispersion members 42. The gas dispersion members 42 are connected to one end of each of a plurality of gas supply paths 43 provided in the main body portion 39. The other end of the gas supply path 43 is connected to a diffusion portion 44 formed in the center of the upper surface of the main body portion 39. In addition, three gas introduction holes 45a, 45b, and 45c are provided in the center of the main body portion 39, which penetrate from the upper surface to the diffusion portion 44.

シャワープレート40の周縁部には下方に突出する環状突起部40bが形成され、シャワープレート40の環状突起部40bの内側の平坦面にはガス吐出孔40aが形成されている。サセプタ2が処理位置に存在した状態では、シャワープレート40とサセプタ22との間に処理空間Sが形成され、環状突起部40bとサセプタ2のカバー部材32の上面が近接して環状隙間48が形成される。 A downwardly protruding annular protrusion 40b is formed on the periphery of the shower plate 40, and gas ejection holes 40a are formed on the inner flat surface of the annular protrusion 40b of the shower plate 40. When the susceptor 2 is in the processing position, a processing space S is formed between the shower plate 40 and the susceptor 22, and the annular protrusion 40b and the upper surface of the cover member 32 of the susceptor 2 are close to each other to form an annular gap 48.

排気部4は、排気ダクト28の排気口28bに接続された排気配管46と、排気配管46に接続された、真空ポンプや圧力制御バルブ等を有する排気機構47とを備えている。処理に際しては、チャンバー1内のガスはスリット28aを介して排気ダクト28に至り、排気ダクト28から排気部4の排気機構47により排気配管46を通って排気される。 The exhaust unit 4 is equipped with an exhaust pipe 46 connected to the exhaust port 28b of the exhaust duct 28, and an exhaust mechanism 47 having a vacuum pump, a pressure control valve, etc., connected to the exhaust pipe 46. During processing, gas in the chamber 1 reaches the exhaust duct 28 through the slit 28a, and is exhausted from the exhaust duct 28 through the exhaust pipe 46 by the exhaust mechanism 47 of the exhaust unit 4.

処理ガス供給機構5は、TiClガス供給源51と、NHガス供給源52と、ジクロロシラン(DCS)ガス供給源53と、第1Nガス供給源54と、第2Nガス供給源55と、第3Nガス供給源56とを有している。TiClガス供給源51は、Ti原料ガスであるTiClガスを供給する。NHガス供給源52は、窒化ガス(還元ガス)であるNHガスを供給する。DCSガス供給源53は、Si含有ガスであるDCSガスを供給する。第1~第3Nガス供給源54、55、56はキャリアガスおよびパージガスとしてのNガスを供給する。なお、キャリアガスおよびパージガスとしては、Nガスに限らず、Arガス等の他の不活性ガスを用いることができる。 The process gas supply mechanism 5 has a TiCl 4 gas supply source 51, an NH 3 gas supply source 52, a dichlorosilane (DCS) gas supply source 53, a first N 2 gas supply source 54, a second N 2 gas supply source 55, and a third N 2 gas supply source 56. The TiCl 4 gas supply source 51 supplies TiCl 4 gas, which is a Ti raw material gas. The NH 3 gas supply source 52 supplies NH 3 gas, which is a nitriding gas (reducing gas). The DCS gas supply source 53 supplies DCS gas, which is a Si-containing gas. The first to third N 2 gas supply sources 54, 55, and 56 supply N 2 gas as a carrier gas and a purge gas. Note that the carrier gas and the purge gas are not limited to N 2 gas, and other inert gases such as Ar gas can be used.

TiClガス供給源51には、TiClガス供給配管61の一端が接続されている。NHガス供給源52には、NHガス供給配管62の一端が接続されている。DCSガス供給源53には、DCS供給配管63の一端が接続されている。第1Nガス供給源54、第2Nガス供給源55、および第3Nガス供給源56には、それぞれ、第1Nガス供給配管64、第2Nガス供給配管65、および第3Nガス供給配管66の一端が接続されている。TiClガス供給配管61の他端はガス導入孔45aに接続されており、NHガス供給配管62の他端はガス導入孔45bに接続されており、DCSガス供給配管63の他端はガス導入孔45cに接続されている。第1Nガス供給配管64の他端はTiClガス供給配管61に接続されており、第2Nガス供給配管65の他端はNHガス供給配管62に接続されており、第3Nガス供給配管66の他端はDCSガス供給配管63に接続されている。NHガス供給配管62の途中で分岐配管62aが分岐しており、分岐配管62aの他端はNHガス供給配管62に合流している。このように分岐配管62aを設けることにより、大流量のNHガスを供給することが可能となる。TiClガス供給配管61、NHガス供給配管62、分岐配管62a、DCSガス供給配管63には、Nガス供給配管の合流部分の上流側に、それぞれ開閉バルブ71、72、72a、73が設けられている。また、第1Nガス供給配管64、第2Nガス供給配管65、および第3Nガス配管66には、それぞれ、開閉バルブ74、75、76が設けられている。また、TiClガス供給配管61、NHガス供給配管62、DCSガス供給配管63、第1Nガス供給配管64、第2Nガス供給配管65、および第3Nガス配管66の開閉バルブの上流側に、それぞれ流量制御器81~86が設けられている。流量制御器としては、例えばマスフローコントローラを用いることができる。 One end of a TiCl 4 gas supply pipe 61 is connected to the TiCl 4 gas supply source 51. One end of an NH 3 gas supply pipe 62 is connected to the NH 3 gas supply source 52. One end of a DCS gas supply pipe 63 is connected to the DCS gas supply source 53. One ends of a first N 2 gas supply pipe 64, a second N 2 gas supply pipe 65, and a third N 2 gas supply pipe 66 are connected to the first N 2 gas supply source 54, the second N 2 gas supply source 55, and the third N 2 gas supply source 56, respectively. The other end of the TiCl 4 gas supply pipe 61 is connected to the gas introduction hole 45a, the other end of the NH 3 gas supply pipe 62 is connected to the gas introduction hole 45b, and the other end of the DCS gas supply pipe 63 is connected to the gas introduction hole 45c. The other end of the first N2 gas supply pipe 64 is connected to the TiCl4 gas supply pipe 61, the other end of the second N2 gas supply pipe 65 is connected to the NH3 gas supply pipe 62, and the other end of the third N2 gas supply pipe 66 is connected to the DCS gas supply pipe 63. A branch pipe 62a branches off in the middle of the NH3 gas supply pipe 62, and the other end of the branch pipe 62a merges with the NH3 gas supply pipe 62. By providing the branch pipe 62a in this manner, it is possible to supply a large flow rate of NH3 gas. The TiCl4 gas supply pipe 61, the NH3 gas supply pipe 62, the branch pipe 62a, and the DCS gas supply pipe 63 are provided with opening and closing valves 71, 72, 72a, and 73, respectively, upstream of the merged portion of the N2 gas supply pipe. Also, the first N2 gas supply pipe 64, the second N2 gas supply pipe 65, and the third N2 gas pipe 66 are provided with opening and closing valves 74, 75, and 76, respectively. Also, flow rate controllers 81 to 86 are provided upstream of the opening and closing valves of the TiCl4 gas supply pipe 61, the NH3 gas supply pipe 62, the DCS gas supply pipe 63, the first N2 gas supply pipe 64, the second N2 gas supply pipe 65, and the third N2 gas pipe 66, respectively. As the flow rate controller, for example, a mass flow controller can be used.

そして、TiN膜成膜の際には、第1Nガス供給配管64、第2Nガス供給配管65、および第3Nガス供給配管66の開閉バルブ74、75、76を常時開にしてNガスを常時供給し、開閉バルブ73を閉じた状態で、開閉バルブ71、72、72aを高速で操作することによりALD成膜が行えるようになっている。また、成膜後にSi含有ガスであるDCSガスを供給する場合は、バルブ71、72、72aを閉じ、開閉バルブ73を開にする。 During TiN film formation, the valves 74, 75, and 76 of the first N2 gas supply pipe 64, the second N2 gas supply pipe 65, and the third N2 gas supply pipe 66 are constantly open to constantly supply N2 gas, and the valves 71, 72, and 72a are operated at high speed with the valve 73 closed, so that ALD film formation can be performed. When DCS gas, which is a Si-containing gas, is to be supplied after film formation, the valves 71, 72, and 72a are closed and the valve 73 is opened.

なお、第1Nガス供給配管64、第2Nガス供給配管65、および第3Nガス供給配管66からそれぞれ分岐してパージのときのみNガスの流量を増加する配管を設けてパージ工程の際にNガス流量を増加させてもよい。また、パージガスとしては、Nガスに限らず、Arガス等、他の不活性ガスであってもよい。 In addition, the flow rate of N2 gas may be increased during the purging process by providing piping that branches off from each of the first N2 gas supply pipe 64, the second N2 gas supply pipe 65, and the third N2 gas supply pipe 66 and increases the flow rate of N2 gas only during purging. The purge gas is not limited to N2 gas, and may be other inert gas such as Ar gas.

Ti原料ガスとしては、TiCl以外に、テトラ(イソプロポキシ)チタン(TTIP)、四臭化チタン(TiBr)、四ヨウ化チタン(TiI)、テトラキスエチルメチルアミノチタン(TEMAT)、テトラキスジメチルアミノチタン(TDMAT)、テトラキスジエチルアミノチタン(TDEAT)等を用いることもできる。また、窒化ガス(還元ガス)としては、NHガスの他、モノメチルヒドラジン(MMH)のようなヒドラジン系ガス等を用いることができる。また、シリコン含有ガスとしてはDCSガスの他、上述したような種々のものを用いることができる。 As the Ti source gas, in addition to TiCl4 , tetra(isopropoxy)titanium (TTIP), titanium tetrabromide ( TiBr4 ), titanium tetraiodide ( TiI4 ), tetrakisethylmethylaminotitanium (TEMAT), tetrakisdimethylaminotitanium (TDMAT), tetrakisdiethylaminotitanium (TDEAT), etc. can be used. In addition to NH3 gas, hydrazine-based gases such as monomethylhydrazine (MMH) can be used as the nitriding gas (reducing gas). In addition to DCS gas, various gases such as those mentioned above can be used as the silicon-containing gas.

制御部6はコンピュータで構成されており、CPUを備えた主制御部と、入力装置(キーボード、マウス等)、出力装置(プリンタ等)、表示装置(ディスプレイ等)、記憶装置(記憶媒体)を有している。主制御部は、例えば、開閉バルブ71~76の開閉、流量制御器81~86によるガスの流量の調整、圧力制御バルブによるチャンバー1内の圧力の調整、ヒーター31によるウエハWの温度の調整などの各構成部の動作を制御する。これらの動作の制御は、記憶装置に内蔵された記憶媒体(ハードディスク、光デスク、半導体メモリ等)に記憶された制御プログラムである処理レシピにより実行される。 The control unit 6 is composed of a computer, and has a main control unit with a CPU, an input device (keyboard, mouse, etc.), an output device (printer, etc.), a display device (display, etc.), and a storage device (storage medium). The main control unit controls the operation of each component, such as opening and closing the opening and closing valves 71-76, adjusting the gas flow rate by the flow rate controllers 81-86, adjusting the pressure inside the chamber 1 by the pressure control valve, and adjusting the temperature of the wafer W by the heater 31. These operations are controlled by a process recipe, which is a control program stored in a storage medium (hard disk, optical disk, semiconductor memory, etc.) built into the storage device.

[図3の成膜装置によるTiN膜の成膜方法]
次に、以上のように構成された成膜装置100におけるTiN膜の成膜方法について説明する。
まず、ゲートバルブ27を開放して真空搬送室から搬送装置によりウエハWをチャンバー1内に搬入し、サセプタ2上に載置する。ウエハWとしては、例えば、図4に示すように、Si基体301上に、パターン化されたSiO膜302を有するものが用いられる。
[Method of forming TiN film using the film forming apparatus of FIG. 3]
Next, a method for forming a TiN film in the film forming apparatus 100 configured as above will be described.
First, the gate valve 27 is opened, and the wafer W is carried into the chamber 1 from the vacuum transfer chamber by the transfer device, and placed on the susceptor 2. As the wafer W, for example, as shown in FIG. 4, one having a patterned SiO2 film 302 on a Si substrate 301 is used.

搬送装置を退避させた後、ゲートバルブ27を閉じ、サセプタ2を処理位置まで上昇させる。次いで、第1Nガス供給源54、第2Nガス供給源55、第3Nガス供給源56から、処理空間S内にNガスを連続的に供給し、チャンバー1内を所定の減圧状態に保持するとともに、ヒーター31によりサセプタ2の温度を所定温度に制御する。 After the transfer device is withdrawn, the gate valve 27 is closed and the susceptor 2 is raised to the processing position. Next, N2 gas is continuously supplied into the processing space S from the first N2 gas supply source 54, the second N2 gas supply source 55 , and the third N2 gas supply source 56 to maintain the inside of the chamber 1 at a predetermined reduced pressure, and the temperature of the susceptor 2 is controlled to a predetermined temperature by the heater 31.

そして、Nガスを連続的に供給した状態を維持したまま、開閉バルブ71,72,72aを操作し、原料ガスであるTiClガスと、窒化ガス(還元ガス)であるNHガスをシーケンシャルに供給してALD法により、ウエハW上に金属系膜であるTiN膜を成膜する。例えば、図5に示すように、ウエハWのパターン化されたSiO膜302上に、TiN膜303が形成される。 Then, while maintaining the state in which N2 gas is continuously supplied, the opening and closing valves 71, 72, and 72a are operated to sequentially supply TiCl4 gas as a source gas and NH3 gas as a nitriding gas (reducing gas) by the ALD method to form a TiN film as a metal-based film on the wafer W. For example, as shown in FIG. 5, a TiN film 303 is formed on a patterned SiO2 film 302 of the wafer W.

このときの条件は、サセプタ2の温度を200~600℃、チャンバー1内の圧力を266.6~13332.2Pa(2~100Torr)とすることが好ましい。 The conditions for this are preferably a temperature of the susceptor 2 of 200 to 600°C and a pressure in the chamber 1 of 266.6 to 13,332.2 Pa (2 to 100 Torr).

成膜後、開閉バルブ71,72,72aを閉じてTiClガスおよびNHガスの供給を停止し、チャンバー1内をNガスによりパージする。 After the film formation, the on-off valves 71, 72, and 72a are closed to stop the supply of TiCl4 gas and NH3 gas, and the inside of the chamber 1 is purged with N2 gas.

その後、成膜後のウエハWをサセプタ2上に載置したままの状態で、開閉バルブ73を開にして処理容器であるチャンバー1内にSi含有ガスであるDCSガスを供給する。このとき、少なくとも第3Nガス供給源56からキャリアガスとしてのNガスを供給する。 Thereafter, while the wafer W after the film formation is placed on the susceptor 2, the on-off valve 73 is opened to supply DCS gas, which is a Si-containing gas, into the chamber 1, which is the processing vessel. At this time, N gas is supplied as a carrier gas from at least the third N gas supply source 56.

このように成膜後処理であるSi含有ガス供給工程を実施することにより、ウエハW上に形成されたTiN膜の表面にSi含有ガスであるDCSガスが吸着され、図6に示すように、ウエハWに成膜されたTiN膜303の表面に表面層304としてSi含有層が形成される。表面層304を構成するSi含有層としてはSi含有ガスが加熱されて形成されたSi層であってもよいし、Si中にSiとTiNとが反応して形成されたTiSiNを含むものであってもよい。 By carrying out the Si-containing gas supply process, which is a post-film formation process, in this manner, the DCS gas, which is a Si-containing gas, is adsorbed onto the surface of the TiN film formed on the wafer W, and as shown in FIG. 6, a Si-containing layer is formed as a surface layer 304 on the surface of the TiN film 303 formed on the wafer W. The Si-containing layer constituting the surface layer 304 may be a Si layer formed by heating a Si-containing gas, or may contain TiSiN formed by the reaction of Si and TiN in Si.

DCSガスを供給する際の条件は、サセプタ2の温度を400~600℃、チャンバー1内の圧力を266.6~13332.2Pa(2~100Torr)とすることが好ましい。他のSi含有ガスにおいても、これに近い条件を用いることができる。また、サセプタ温度は、スループットを低下させない観点から、TiN膜を成膜する際と同じ温度であることが好ましい。 The conditions for supplying DCS gas are preferably a susceptor 2 temperature of 400 to 600°C and a pressure in the chamber 1 of 266.6 to 13,332.2 Pa (2 to 100 Torr). Similar conditions can also be used for other Si-containing gases. In addition, the susceptor temperature is preferably the same as that used when forming the TiN film, from the viewpoint of not reducing throughput.

このように、ウエハW上に成膜されたTiN膜303の表面にSi含有ガスが吸着されて表面層304が形成することにより、ウエハWはTiN膜303の表面が露出していない状態で搬出される。このため、ウエハWが大気中に曝されてもTiN膜303の酸化が抑制され、TiN膜303の抵抗の上昇を防ぐことができる。特に、TiN膜303の膜厚が5nm以下と薄くなると、酸化の影響が大きくなるため、このようなSi含有ガスであるDCSガスの供給による酸化抑制効果がより高くなる。 In this way, the Si-containing gas is adsorbed onto the surface of the TiN film 303 formed on the wafer W to form a surface layer 304, and the wafer W is transported out with the surface of the TiN film 303 not exposed. Therefore, even if the wafer W is exposed to the atmosphere, oxidation of the TiN film 303 is suppressed, and an increase in the resistance of the TiN film 303 can be prevented. In particular, when the thickness of the TiN film 303 is as thin as 5 nm or less, the effect of oxidation becomes greater, and therefore the oxidation suppression effect of supplying DCS gas, which is such a Si-containing gas, becomes even greater.

Si含有ガスの供給は、1回であっても複数回繰り返してもよい。Si含有ガスの供給を1回で行う場合は、供給時間で吸着量を制御することができ、この場合には、Si含有ガス、例えばDCSガスやSiHガス等の供給時間は、1~20secであることが好ましい。また、Si含有ガス、DCSガスやSiHガス等の供給を複数回繰り返すことにより、DCSガスやSiHガス等の吸着量を回数で制御することができ、表面層304の層厚の制御性を高めることができる。このため、TiN膜の抵抗をより低くすることができる。この場合は、DCSガスやSiHガス等の1回の供給時間は、0.05~4sec、、DCSガスやSiHガス等の供給回数(サイクル数)は、1~5回の範囲が好ましい。他のSi含有ガスを用いた場合も同様である。また、Si含有ガスの供給を複数回繰り返す場合には、Si含有ガス供給の間に、Nガスによりチャンバー1内をパージすることが好ましい。 The supply of the Si-containing gas may be repeated once or multiple times. When the supply of the Si-containing gas is performed once, the amount of adsorption can be controlled by the supply time. In this case, the supply time of the Si-containing gas, for example, DCS gas or SiH 4 gas, is preferably 1 to 20 sec. Furthermore, by repeating the supply of the Si-containing gas, DCS gas, SiH 4 gas, etc. multiple times, the amount of adsorption of the DCS gas or SiH 4 gas can be controlled by the number of times, and the controllability of the layer thickness of the surface layer 304 can be improved. Therefore, the resistance of the TiN film can be lowered. In this case, the supply time of the DCS gas or SiH 4 gas, etc. once is preferably 0.05 to 4 sec, and the number of times (number of cycles) of the supply of the DCS gas or SiH 4 gas, etc. is preferably in the range of 1 to 5 times. The same applies when other Si-containing gases are used. Furthermore, when the supply of the Si-containing gas is repeated multiple times, it is preferable to purge the inside of the chamber 1 with N 2 gas between the supply of the Si-containing gas.

この場合のTiN膜の成膜工程とSi含有ガス供給工程の具体的なガス供給シーケンスは、例えば、図7および図8に示すようになる。ここでは、Si含有ガスとしてDCSガスまたはSiHガスを用いる場合を示している。図7は、Si含有ガスであるDCSガスまたはSiHガスを1回(1サイクル)供給した場合のタイミングチャート、図8はDCSガスまたはSiHガスを複数回(複数サイクル)供給した場合のタイミングチャートである。 In this case, the specific gas supply sequence of the TiN film forming process and the Si-containing gas supply process is as shown in Fig. 7 and Fig. 8. Here, the case where DCS gas or SiH4 gas is used as the Si-containing gas is shown. Fig. 7 is a timing chart when DCS gas or SiH4 gas, which is the Si-containing gas, is supplied once (one cycle), and Fig. 8 is a timing chart when DCS gas or SiH4 gas is supplied multiple times (multiple cycles).

成膜後処理であるSi含有ガス供給工程の際には、NHガスを供給してもよい。この場合には、Si含有ガスであるDCSガスまたはSiHガスを供給した後にNHガスを供給してもよいし、DCSガスまたはSiHガスとNHガスとを交互に複数回供給してもよい。DCSガスまたはSiHガスとNHガスとを供給することにより表面層304としてSiN層を形成することができる。これらを交互に複数回供給することにより、膜厚の均一性をより高めることができる。この場合のTiN膜の成膜工程とSi含有ガス供給工程の具体的なガス供給シーケンスは、例えば図9に示すタイミングチャートのようになる。図9は、成膜工程終了後、TiClガスを停止し、パージを行った後、NHガスとDCSガスまたはSiHガスとを交互に複数回供給する例を示す。 In the Si-containing gas supply process, which is a post-film formation process, NH 3 gas may be supplied. In this case, NH 3 gas may be supplied after supplying DCS gas or SiH 4 gas, which is a Si-containing gas, or DCS gas or SiH 4 gas and NH 3 gas may be alternately supplied multiple times. By supplying DCS gas or SiH 4 gas and NH 3 gas, a SiN layer can be formed as the surface layer 304. By supplying these alternately multiple times, the uniformity of the film thickness can be further improved. In this case, the specific gas supply sequence of the TiN film formation process and the Si-containing gas supply process is, for example, as shown in the timing chart in FIG. 9. FIG. 9 shows an example in which, after the film formation process is completed, TiCl 4 gas is stopped, purging is performed, and then NH 3 gas and DCS gas or SiH 4 gas are alternately supplied multiple times.

Si含有ガス供給工程の後、開閉バルブ73を閉じてSi含有ガスであるDCSガスの供給を停止し、チャンバー1内をNガスによりパージする。次いで、ゲートバルブ27を開き、搬入出口26を介してウエハWを搬出する。 After the Si-containing gas supply process, the open/close valve 73 is closed to stop the supply of DCS gas, which is the Si-containing gas, and the chamber 1 is purged with N2 gas. Next, the gate valve 27 is opened, and the wafer W is unloaded through the load/unload port 26.

実際に、ALD法により膜厚3~5nmのTiN膜を成膜した後、Si含有ガス供給工程を実施しない場合と、種々の条件でSi含有ガス供給工程としてDCSガスの供給を実施した場合について、大気中に放置後の比抵抗の変化について調査した。図10はDCSガス流量とTiN膜の比抵抗との関係を示す図であり、図11はDCSガス供給時間とTiN膜の比抵抗との関係を示す図である。なお、DCSガス供給工程の温度は450~500℃、圧力は266.6~1199.9Pa(2~9Torr)の範囲とし、図7はDCSガス供給時間が0.05secの場合であり、図8はDCSガス流量が30sccmの場合である。これらの図に示すように、Si含有ガス供給工程を実施することにより、大気中に放置後の比抵抗(μΩ・cm)が低下しており、DCSガス供給工程によるTiN膜の表面の酸化を抑制する効果が確認された。また、DCSガス流量が多くなるほど、DCSガス供給時間が長くなるほど、比抵抗が低下し、流量を100sccmとすることにより比抵抗が26.8%低減し、時間を10secとすることで比抵抗が37.8%低減することが確認された。 In fact, after forming a TiN film with a thickness of 3 to 5 nm by the ALD method, the change in resistivity after leaving it in the atmosphere was investigated for the cases where the Si-containing gas supply process was not performed and where DCS gas was supplied as the Si-containing gas supply process under various conditions. Figure 10 shows the relationship between the DCS gas flow rate and the resistivity of the TiN film, and Figure 11 shows the relationship between the DCS gas supply time and the resistivity of the TiN film. The temperature of the DCS gas supply process was 450 to 500°C, the pressure was in the range of 266.6 to 1199.9 Pa (2 to 9 Torr), Figure 7 shows the case where the DCS gas supply time was 0.05 sec, and Figure 8 shows the case where the DCS gas flow rate was 30 sccm. As shown in these figures, the resistivity (μΩ cm) after leaving it in the atmosphere was reduced by performing the Si-containing gas supply process, and the effect of suppressing the oxidation of the surface of the TiN film by the DCS gas supply process was confirmed. It was also confirmed that the resistivity decreased with an increase in the DCS gas flow rate and the length of time the DCS gas was supplied, with a flow rate of 100 sccm reducing the resistivity by 26.8% and a time of 10 sec reducing the resistivity by 37.8%.

次に、Si含有ガス供給工程としてSiHガスの供給を1回(1サイクル)行った場合と、SiHガスの供給をパージを挟んで5回(5サイクル)行った場合について、大気中に放置後のTiN膜のシート抵抗(Ω/sq.)を測定した。比較のため、TiN膜成膜後にSiHガスの供給を行わない場合についてもシート抵抗を測定した。ここでは、SiHガスの1回あたりの供給時間および流量を、それぞれ0.05sec、50sccmとし、Si含有ガス供給工程の温度は450~700℃、圧力は266.6~1199.9Pa(2~9Torr)の範囲とした。その際のシート抵抗およびその均一性(uniformity)を図12に示す。 Next, the sheet resistance (Ω/sq.) of the TiN film after being left in the atmosphere was measured for the case where SiH 4 gas was supplied once (1 cycle) as the Si-containing gas supply process and the case where SiH 4 gas was supplied 5 times (5 cycles) with purging in between. For comparison, the sheet resistance was also measured for the case where SiH 4 gas was not supplied after the TiN film was formed. Here, the supply time and flow rate of SiH 4 gas per one time were set to 0.05 sec and 50 sccm, respectively, and the temperature of the Si-containing gas supply process was set to 450 to 700°C, and the pressure was set to 266.6 to 1199.9 Pa (2 to 9 Torr). The sheet resistance and its uniformity at that time are shown in FIG. 12.

図12に示すように、Si含有ガス供給工程を行わない場合は、シート抵抗の平均値が44.4Ω/sq.、均一性が3.9%であったのに対し、SiHガスの供給回数(サイクル)が1回(1サイクル)ではシート抵抗の平均値が39.1Ω/sq.、均一性が1.2%、SiHガスの供給回数(サイクル)が5回(5サイクル)ではシート抵抗の平均値が38.9Ω/sq.、均一性が1.0%となった。すなわち、SiHガスの供給を行うことにより比抵抗およびその均一性が向上し、さらにSiHガスを複数回供給することにより、比抵抗およびその均一性がさらに向上した。 12, when the Si-containing gas supply step was not performed, the average value of the sheet resistance was 44.4 Ω/sq. and the uniformity was 3.9%, whereas when the number of times (cycles) of SiH 4 gas was supplied (1 cycle), the average value of the sheet resistance was 39.1 Ω/sq. and the uniformity was 1.2%, and when the number of times (cycles) of SiH 4 gas was supplied (5 cycles), the average value of the sheet resistance was 38.9 Ω/sq. and the uniformity was 1.0%. That is, the supply of SiH 4 gas improved the resistivity and its uniformity, and the supply of SiH 4 gas multiple times further improved the resistivity and its uniformity.

次に、Si含有ガス供給工程としてSiHガスとNHガスを1回ずつ供給した場合(1サイクル)と、SiHガスとNHガスとをパージを挟んで交互に5回(5サイクル)供給した場合について、大気中に放置後のTiN膜のシート抵抗(Ω/sq.)を測定した。ここでは、SiHガスの1回あたりの供給時間および流量を、それぞれ0.05sec、50sccmとし、NHガスの1回あたりの供給時間および流量を、それぞれ0.05sec、600sccmとした。また、Si含有ガス供給工程の温度は450~700℃、圧力は266.6~1199.9Pa(2~9Torr)の範囲とした。その際のシート抵抗およびその均一性(uniformity)を図13に示す。図13では図12のSi含有ガス供給工程を行わない場合の結果も併せて示している。 Next, the sheet resistance (Ω/sq.) of the TiN film after being left in the atmosphere was measured for the case where SiH 4 gas and NH 3 gas were supplied once each (1 cycle) as the Si-containing gas supply process, and the case where SiH 4 gas and NH 3 gas were supplied alternately 5 times (5 cycles) with purging in between. Here, the supply time and flow rate of SiH 4 gas per time were 0.05 sec and 50 sccm, respectively, and the supply time and flow rate of NH 3 gas per time were 0.05 sec and 600 sccm, respectively. In addition, the temperature of the Si-containing gas supply process was 450 to 700°C, and the pressure was in the range of 266.6 to 1199.9 Pa (2 to 9 Torr). The sheet resistance and its uniformity at that time are shown in FIG. 13. FIG. 13 also shows the results when the Si-containing gas supply process of FIG. 12 is not performed.

図13に示すように、Si含有ガス供給工程を行わない場合のシート抵抗の平均値44.4Ω/sq.、均一性3.9%に対し、SiHガスおよびNHガスの供給回数が1回ではシート抵抗の平均値が39.7Ω/sq.、均一性が1.2%、SiHガスおよびNHガスの供給回数が5回ではシート抵抗の平均値が39.1Ω/sq.、均一性が1.2%となった。すなわち、SiHガスおよびNHガスの供給を行うことによりシート抵抗およびその均一性が向上し、さらにSiHガスおよびNHガスを複数回供給することにより、シート抵抗がさらに向上した。 13, when the Si-containing gas supply process is not performed, the average sheet resistance is 44.4 Ω/sq. and the uniformity is 3.9%, while when SiH4 gas and NH3 gas are supplied once, the average sheet resistance is 39.7 Ω/sq. and the uniformity is 1.2%, and when SiH4 gas and NH3 gas are supplied five times, the average sheet resistance is 39.1 Ω/sq. and the uniformity is 1.2%. That is, the sheet resistance and its uniformity are improved by supplying SiH4 gas and NH3 gas, and the sheet resistance is further improved by supplying SiH4 gas and NH3 gas multiple times.

Si含有ガスを供給してTiN膜303の表面層304を形成した後は、ウエハWは大気中に取り出され、その後、図14に示すように、別の成膜装置で次工程の成膜処理、例えばSiGe膜305の成膜が行われる。そして、必要な後処理が行われた後、所望の半導体デバイス(半導体装置)が得られる。このとき、TiN膜303の表面には、Si含有ガスの供給により、Siを含有する表面層304が形成されているので、TiN膜303の酸化が抑制され、比抵抗が低く維持される。このため、良好なデバイス特性が得られる。 After the Si-containing gas is supplied to form the surface layer 304 of the TiN film 303, the wafer W is taken out into the atmosphere, and then, as shown in FIG. 14, the next film formation process, for example, the formation of a SiGe film 305, is performed in another film formation apparatus. Then, after necessary post-processing is performed, the desired semiconductor device (semiconductor device) is obtained. At this time, because the Si-containing gas is supplied to the surface of the TiN film 303 to form the surface layer 304 containing Si, oxidation of the TiN film 303 is suppressed and the resistivity is maintained low. As a result, good device characteristics are obtained.

次工程で成膜する膜がSi含有層であるSiGe膜305であるから、酸化抑制のために形成されたSiを含有する表面層304に対して親和性の高いものとなる。また、このように次工程のSiGe膜の成膜が、Siを含有する表面層304上で行われるため、一般的なCVD法でSiGe膜を成膜する際に、インキュベーションタイムが短縮される等の効果を得ることができる。 The film formed in the next process is the SiGe film 305, which is a Si-containing layer, and therefore has a high affinity with the Si-containing surface layer 304 formed to suppress oxidation. In addition, since the SiGe film is formed in the next process on the Si-containing surface layer 304, effects such as a shortened incubation time can be obtained when forming a SiGe film by a general CVD method.

<他の適用>
以上、実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
<Other applications>
Although the embodiments have been described above, the embodiments disclosed herein should be considered to be illustrative and not restrictive in all respects. The above-described embodiments may be omitted, substituted, or modified in various forms without departing from the scope and spirit of the appended claims.

例えば、上記実施形態では、金属系膜としてALD法によりTiN膜の成膜を行う場合を中心に説明したが、上述したように、酸化により特性が劣化する可能性がある金属膜および金属化合物膜であれば適用可能であるし、成膜手法もALD法に限らない。 For example, in the above embodiment, the description has been focused on the case where a TiN film is formed as a metal-based film by the ALD method, but as mentioned above, the present invention can be applied to any metal film or metal compound film whose characteristics may be deteriorated by oxidation, and the film formation method is not limited to the ALD method.

また、図3の成膜装置としては、TiN膜のALD成膜用のものを例示したが、図3の成膜装置は他の金属系膜の成膜にも適用可能である。また、図3に示した成膜装置は例示にすぎず、成膜処理と処理容器(チャンバー)内へのSi含有ガスの供給を行うことができれば、CVD成膜装置、PVD成膜装置等、どのような成膜装置であってもよい。また、図3の成膜装置は枚葉式であるが、縦型装置のように、複数の基板に対して一度に成膜するバッチ式の成膜装置であってもよい。さらに、ステージ上に複数の基板を配置して成膜処理を行うセミバッチ式の成膜装置であってもよい。 The deposition apparatus in FIG. 3 is an example of an apparatus for ALD deposition of TiN films, but the deposition apparatus in FIG. 3 can also be applied to deposition of other metal-based films. The deposition apparatus shown in FIG. 3 is merely an example, and may be any deposition apparatus, such as a CVD deposition apparatus or a PVD deposition apparatus, as long as it can perform deposition processing and supply Si-containing gas into the processing vessel (chamber). The deposition apparatus in FIG. 3 is a single-wafer type, but it may be a batch type deposition apparatus that deposits films on multiple substrates at once, such as a vertical apparatus. It may also be a semi-batch type deposition apparatus that places multiple substrates on a stage and performs deposition processing.

また、上記実施形態では、基板として半導体ウエハを例にとって説明したが、半導体ウエハに限定されず、FPD(フラットパネルディスプレイ)に用いるガラス基板や、セラミック基板等の他の基板であってもよい。 In addition, in the above embodiment, a semiconductor wafer is used as an example of the substrate, but the substrate is not limited to a semiconductor wafer and may be other substrates such as a glass substrate used in an FPD (flat panel display) or a ceramic substrate.

1;チャンバー
2;サセプタ
3;シャワーヘッド
4;排気部
5;ガス供給機構
6;制御部
51;TiClガス供給源
52;NHガス供給源
53;DCSガス供給源
54,55,56;Nガス供給源
100;成膜装置
201;基板
202;金属系膜
203;表面層
301;Si基体
302;SiO
303;TiN膜
304;表面層
W;半導体ウエハ(基板)
REFERENCE SIGNS LIST 1; chamber 2; susceptor 3; shower head 4; exhaust unit 5; gas supply mechanism 6; control unit 51; TiCl4 gas supply source 52; NH3 gas supply source 53; DCS gas supply source 54, 55, 56; N2 gas supply source 100; film forming apparatus 201; substrate 202; metal-based film 203; surface layer 301; Si substrate 302; SiO2 film 303; TiN film 304; surface layer W; semiconductor wafer (substrate)

Claims (24)

処理容器内に基板を設ける工程と、
前記処理容器内の前記基板に対して金属系膜を成膜する工程と、
その後、前記処理容器内に前記基板が設けられた状態で前記処理容器内にSi含有ガスを供給し、前記Si含有ガスを前記金属系膜に吸着させて、前記金属系膜の表面に、Siを含有するとともに、前記金属系膜が成膜された前記基板を前記処理容器から搬出する際における前記金属膜の酸化を抑制する表面層を形成する工程と、
を含む(ただし、前記金属系膜がTi膜およびTiN膜で、かつ前記表面層がTiSiN膜である場合を除く)、成膜方法。
Providing a substrate in a processing chamber;
forming a metal film on the substrate in the processing chamber;
thereafter, supplying a Si-containing gas into the processing vessel with the substrate disposed in the processing vessel, and allowing the Si-containing gas to be adsorbed onto the metal-based film, thereby forming a surface layer on the surface of the metal-based film that contains Si and suppresses oxidation of the metal film when the substrate having the metal-based film formed thereon is unloaded from the processing vessel ;
(However, excluding the case where the metal-based film is a Ti film and a TiN film and the surface layer is a TiSiN film) .
前記表面層を形成する工程において、基板温度は400~600℃の範囲である、請求項1に記載の成膜方法。 2. The film forming method according to claim 1, wherein the substrate temperature is in the range of 400 to 600° C. in the step of forming the surface layer . 前記Si含有ガスは、シラン系化合物、クロロシラン系化合物、有機シラン系化合物の少なくとも1種である、請求項1または請求項2に記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 1 or 2, wherein the Si-containing gas is at least one of a silane-based compound, a chlorosilane-based compound, and an organosilane-based compound. 前記Si含有ガスは、ジクロロシラン、シラン、ジシランの少なくとも1種である、請求項3に記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 3, wherein the Si-containing gas is at least one of dichlorosilane, silane, and disilane. 前記表面層を形成する工程は、前記Si含有ガスを複数回供給する、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 1 , wherein the step of forming the surface layer comprises supplying the Si-containing gas a plurality of times. 前記表面層を形成する工程は、前記Si含有ガスと、前記Si含有ガスと反応する反応ガスと、を供給する、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 1 , wherein the step of forming the surface layer comprises supplying the Si-containing gas and a reaction gas that reacts with the Si-containing gas. 前記表面層を形成する工程は、前記Si含有ガスと前記反応ガスとを交互に複数回供給する、請求項6に記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 6 , wherein the step of forming the surface layer comprises alternately supplying the Si-containing gas and the reaction gas a plurality of times. 前記金属系膜を成膜する工程は、ALD法、CVD法、PVD法のいずれかで行われる、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の成膜方法。 The film forming method according to any one of claims 1 to 7, wherein the process of forming the metal-based film is performed by either an ALD method, a CVD method, or a PVD method. 前記金属系膜は、Ti膜、TiN膜、Ta膜、TaN膜、W膜、Al膜、Mo膜、Ru膜、Co膜、Ni膜のいずれかである、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の成膜方法。 The film forming method according to any one of claims 1 to 8, wherein the metal film is any one of a Ti film, a TiN film, a Ta film, a TaN film, a W film, an Al film, a Mo film, a Ru film, a Co film, and a Ni film. 前記金属系膜はTiN膜であり、前記金属系膜を成膜する工程はALD法で行われる、請求項1に記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 1, wherein the metal film is a TiN film, and the process of forming the metal film is performed by an ALD method. 前記表面層はTiSiNを含む、請求項10に記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 10, wherein the surface layer includes TiSiN. 前記Si含有ガスは、ジクロロシランである、請求項10または請求項11に記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 10 or 11, wherein the Si-containing gas is dichlorosilane. 前記表面層を形成する工程は、前記Si含有ガスを複数回供給する、請求項10から請求項12のいずれか一項に記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 10 , wherein the step of forming the surface layer comprises supplying the Si-containing gas a plurality of times. 前記TiN膜の成膜は、Ti含有ガスとNHガスを用いて行われ、前記Si含有ガスを供給する工程は、前記Si含有ガスとNHガスとを供給する、請求項10から請求項13のいずれか一項に記載の成膜方法。 14. The film forming method according to claim 10, wherein the TiN film is formed by using a Ti-containing gas and an NH3 gas, and the step of supplying the Si-containing gas supplies the Si-containing gas and an NH3 gas. 前記表面層を形成する工程は、前記Si含有ガスと前記NHガスとを交互に複数回供給する、請求項14に記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 14 , wherein the step of forming the surface layer comprises alternately supplying the Si-containing gas and the NH 3 gas a plurality of times. 前記基板は、半導体基体上にパターン化されたSiO膜が形成されたものである、請求項10から請求項15のいずれか一項に記載の成膜方法。 The film forming method according to any one of claims 10 to 15, wherein the substrate is a semiconductor substrate having a patterned SiO2 film formed thereon. 基板が収容される処理容器と、
前記処理容器内に、金属系膜を成膜するためのガス、およびSi含有ガスを供給するガス供給機構と、
前記処理容器内を排気する排気機構と、
前記基板を加熱する加熱機構と、
制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記処理容器内に基板を設ける工程と、
前記処理容器内の前記基板に対して前記金属系膜を成膜する工程と、
その後、前記処理容器内に前記基板が設けられた状態で前記処理容器内にSi含有ガスを供給し、前記Si含有ガスを前記金属系膜に吸着させて、前記金属系膜の表面に、Siを含有するとともに、前記金属系膜が成膜された前記基板を前記処理容器から搬出する際における前記金属系膜の酸化を抑制する表面層を形成する工程と、
が実行されるように、前記ガス供給機構と、前記排気機構と、前記加熱機構とを制御する(ただし、前記金属系膜がTi膜およびTiN膜で、かつ前記表面層がTiSiN膜である場合を除く)、成膜装置。
a processing vessel in which a substrate is accommodated;
a gas supply mechanism for supplying a gas for forming a metal film and a Si-containing gas into the processing chamber;
an exhaust mechanism for exhausting the inside of the processing vessel;
A heating mechanism for heating the substrate;
A control unit;
having
The control unit is
providing a substrate in the processing chamber;
forming the metal-based film on the substrate in the processing chamber;
thereafter, supplying a Si-containing gas into the processing vessel with the substrate disposed in the processing vessel , and allowing the Si-containing gas to be adsorbed onto the metal-based film, thereby forming a surface layer on the surface of the metal-based film that contains Si and suppresses oxidation of the metal-based film when the substrate having the metal-based film formed thereon is unloaded from the processing vessel;
a gas supply mechanism, an exhaust mechanism, and a heating mechanism so that the above-mentioned is performed (except when the metal-based film is a Ti film and a TiN film and the surface layer is a TiSiN film) .
第1の成膜装置の処理容器内に基板を設ける工程と、
前記処理容器内の前記基板に対して金属系膜を成膜する工程と、
その後、前記処理容器内に前記基板が設けられた状態で前記処理容器内にSi含有ガスを供給する工程と、
前記処理容器から前記基板を搬出し、第2の成膜装置により前記基板上にSi含有膜を成膜する工程と、
を有し、
前記Si含有ガスを供給する工程は、前記金属系膜の酸化が抑制されるように、供給された前記Si含有ガスを前記金属系膜の表面に吸着させて前記金属系膜の表面にSiを含有する表面層を形成する、半導体装置の製造方法。
Providing a substrate in a processing chamber of a first film forming apparatus;
forming a metal film on the substrate in the processing chamber;
thereafter, supplying a Si-containing gas into the processing vessel with the substrate disposed in the processing vessel;
unloading the substrate from the processing chamber and depositing a Si-containing film on the substrate by a second deposition apparatus;
having
The step of supplying a Si-containing gas includes forming a surface layer containing Si on the surface of the metal-based film by adsorbing the supplied Si-containing gas onto the surface of the metal-based film so as to suppress oxidation of the metal-based film.
前記Si含有ガスを供給する工程は、前記Si含有ガスを複数回供給する、請求項18に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 18, wherein the step of supplying the Si-containing gas includes supplying the Si-containing gas multiple times. 前記Si含有ガスを供給する工程は、前記Si含有ガスと、前記Si含有ガスと反応する反応ガスとを供給する、請求項18に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 18, wherein the step of supplying the Si-containing gas supplies the Si-containing gas and a reaction gas that reacts with the Si-containing gas. 前記Si含有ガスを供給する工程は、前記Si含有ガスと前記反応ガスとを交互に複数回供給する、請求項20に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 20, wherein the step of supplying the Si-containing gas includes alternately supplying the Si-containing gas and the reaction gas multiple times. 前記Si含有膜は、前記表面層の表面に形成される、請求項18から請求項21のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 18 to 21, wherein the Si-containing film is formed on the surface of the surface layer. 前記金属系膜はTiN膜であり、前記Si含有膜はSiGe膜である、請求項18から請求項21のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 18 to 21, wherein the metal film is a TiN film and the Si-containing film is a SiGe film. 前記基板は、半導体基体上にパターン化されたSiO膜が形成されたものである、請求項23に記載の半導体装置の製造方法。 24. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 23, wherein the substrate is a semiconductor substrate having a patterned SiO2 film formed thereon.
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