JP2000248361A - Ｃｕ−ＣＶＤプロセス用原料 - Google Patents
Ｃｕ−ＣＶＤプロセス用原料Info
- Publication number
- JP2000248361A JP2000248361A JP11052169A JP5216999A JP2000248361A JP 2000248361 A JP2000248361 A JP 2000248361A JP 11052169 A JP11052169 A JP 11052169A JP 5216999 A JP5216999 A JP 5216999A JP 2000248361 A JP2000248361 A JP 2000248361A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- raw material
- film
- cvd process
- hfac
- additive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】Ｃｕ−ＣＶＤプロセスによるＣｕ膜作製でＣｕ
（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）を用いる場合にＣｕ膜成長の
初期段階で結晶成長の核発生密度を高める。 【解決手段】Ｃｕ−ＣＶＤプロセスによって基板表面に
Ｃｕ膜を形成する方法に使用される原料として、Ｃｕ
（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）に２−ｂｕｔｙｎｅ、ｔｍｖ
ｓ、３−Ｈｅｘ、１，５−ＣＯＤのうちいずれかを添加
して作られる液体原料が使用される。この添加剤はＣｕ
膜形成の初期段階での結晶成長の核発生密度を高める。
添加剤の添加割合は０．１〜２０ｍｏｌ％の範囲内に含
まれることが好ましい。
（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）を用いる場合にＣｕ膜成長の
初期段階で結晶成長の核発生密度を高める。 【解決手段】Ｃｕ−ＣＶＤプロセスによって基板表面に
Ｃｕ膜を形成する方法に使用される原料として、Ｃｕ
（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）に２−ｂｕｔｙｎｅ、ｔｍｖ
ｓ、３−Ｈｅｘ、１，５−ＣＯＤのうちいずれかを添加
して作られる液体原料が使用される。この添加剤はＣｕ
膜形成の初期段階での結晶成長の核発生密度を高める。
添加剤の添加割合は０．１〜２０ｍｏｌ％の範囲内に含
まれることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＶＤ法を利用し
て基板上に良好な膜質の配線用Ｃｕ膜を形成するのに適
したＣｕ−ＣＶＤプロセス用原料に関する。
て基板上に良好な膜質の配線用Ｃｕ膜を形成するのに適
したＣｕ−ＣＶＤプロセス用原料に関する。
【０００２】
【従来の技術】大規模集積回路（ＬＳＩ）や液晶ディス
プレイ（ＬＣＤ）等の製作では基板の表面に薄膜を作製
する工程が存在する。この薄膜作製では、反応性ガスの
化学反応を利用して成膜を行うＣＶＤ法を用いることが
広く行われている。ＣＶＤ法によれば、反応室内に加熱
状態で配置された基板の表面に対して原料ガス供給系か
ら原料ガスを導入し化学反応を利用して当該表面に薄膜
を作製する。
プレイ（ＬＣＤ）等の製作では基板の表面に薄膜を作製
する工程が存在する。この薄膜作製では、反応性ガスの
化学反応を利用して成膜を行うＣＶＤ法を用いることが
広く行われている。ＣＶＤ法によれば、反応室内に加熱
状態で配置された基板の表面に対して原料ガス供給系か
ら原料ガスを導入し化学反応を利用して当該表面に薄膜
を作製する。
【０００３】ＣＶＤ法を利用した金属材料の成膜では、
近年、原料として常温常圧で液体である有機金属化合物
あるいは有機金属錯体を使用する方法が採用される。配
線用金属材料の分野では高マイグレーション耐性で低比
抵抗を有する銅（Ｃｕ）が次世代の配線材料として有力
視されている。Ｃｕ成膜のＣＶＤプロセスでは、原料と
して、従来、主にβ−ジケトンの有機金属錯体であるト
リメチルビニルシリルヘキサフルオロアセチルアセトナ
ト酸塩銅（以下では「Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）」
と記す）のごとき常温常圧で液体である原料が使用され
ていた。
近年、原料として常温常圧で液体である有機金属化合物
あるいは有機金属錯体を使用する方法が採用される。配
線用金属材料の分野では高マイグレーション耐性で低比
抵抗を有する銅（Ｃｕ）が次世代の配線材料として有力
視されている。Ｃｕ成膜のＣＶＤプロセスでは、原料と
して、従来、主にβ−ジケトンの有機金属錯体であるト
リメチルビニルシリルヘキサフルオロアセチルアセトナ
ト酸塩銅（以下では「Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）」
と記す）のごとき常温常圧で液体である原料が使用され
ていた。
【０００４】上記のＣｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）は液
体原料であり、液体状態で流量制御され、気化状態で反
応室に導入される。純粋なＣｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖ
ｓ）は標準的な原料であり（エアプロダクツ・アンド・
ケミカルズ社の「CupraSelect」（登録商標）と呼ばれ
る商品）、成膜されたＣｕ膜は膜質は良好であるが、他
面、原料としては、常温で徐々に変性し、熱安定性が極
めて悪く、さらに蒸気圧が低いため気化が難しいという
問題を有していた。一方、Ｃｕ−ＣＶＤプロセスによる
Ｃｕ膜の成膜では、原料の分圧を高くすると、良好な埋
込み特性を得られることが知られている。高い原料分圧
を得るためには蒸気圧の高い原料を用いることが有利で
ある。そこで、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）よりも熱
安定性に優れ、高い蒸気圧を有するアリルトリメチルシ
リルヘキサフルオロアセチルアセトナト酸塩銅（以下で
は「Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）」と記す）という原
料が提案されている。Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）も
β−ジケトンの有機金属錯体であり、Ｃｕ（ｈｆａｃ）
（ｔｍｖｓ）の配位子のｔｍｖｓ部分に「−ＣＨ2 −」
が増した構造を有している。蒸気圧は気化温度７０℃の
付近でＣｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）の約５倍となって
いる。
体原料であり、液体状態で流量制御され、気化状態で反
応室に導入される。純粋なＣｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖ
ｓ）は標準的な原料であり（エアプロダクツ・アンド・
ケミカルズ社の「CupraSelect」（登録商標）と呼ばれ
る商品）、成膜されたＣｕ膜は膜質は良好であるが、他
面、原料としては、常温で徐々に変性し、熱安定性が極
めて悪く、さらに蒸気圧が低いため気化が難しいという
問題を有していた。一方、Ｃｕ−ＣＶＤプロセスによる
Ｃｕ膜の成膜では、原料の分圧を高くすると、良好な埋
込み特性を得られることが知られている。高い原料分圧
を得るためには蒸気圧の高い原料を用いることが有利で
ある。そこで、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）よりも熱
安定性に優れ、高い蒸気圧を有するアリルトリメチルシ
リルヘキサフルオロアセチルアセトナト酸塩銅（以下で
は「Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）」と記す）という原
料が提案されている。Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）も
β−ジケトンの有機金属錯体であり、Ｃｕ（ｈｆａｃ）
（ｔｍｖｓ）の配位子のｔｍｖｓ部分に「−ＣＨ2 −」
が増した構造を有している。蒸気圧は気化温度７０℃の
付近でＣｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）の約５倍となって
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａ
ｔｍｓ）を原料として用いてＣｕ−ＣＶＤプロセスで基
板にＣｕ膜を形成すると、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖ
ｓ）に比較して、成膜速度が約３倍程度速く、不純物の
濃度が低く、埋込み特性が優れているという効果が発揮
される。しかしながら、他方で、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａ
ｔｍｓ）を原料として用いる場合には、Ｃｕ膜の成長の
初期段階で結晶成長の核の発生密度が小さいという不具
合があった。このため、下地としてのＣｕ膜の上に成膜
するときには鏡面膜を作製できるのに対して、下地がＴ
ｉＮ、Ｔａ、ＴａＮであるときにはうまく成膜できず、
粗い表面になるという問題を有していた。このようにＣ
ｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）を原料として用いる場合に
はＣｕ膜成長の初期段階で結晶成長の核の発生密度が小
さいということを無視できず、Ｃｕ膜の成膜の上で障害
になるという問題を有していた。
ｔｍｓ）を原料として用いてＣｕ−ＣＶＤプロセスで基
板にＣｕ膜を形成すると、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖ
ｓ）に比較して、成膜速度が約３倍程度速く、不純物の
濃度が低く、埋込み特性が優れているという効果が発揮
される。しかしながら、他方で、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａ
ｔｍｓ）を原料として用いる場合には、Ｃｕ膜の成長の
初期段階で結晶成長の核の発生密度が小さいという不具
合があった。このため、下地としてのＣｕ膜の上に成膜
するときには鏡面膜を作製できるのに対して、下地がＴ
ｉＮ、Ｔａ、ＴａＮであるときにはうまく成膜できず、
粗い表面になるという問題を有していた。このようにＣ
ｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）を原料として用いる場合に
はＣｕ膜成長の初期段階で結晶成長の核の発生密度が小
さいということを無視できず、Ｃｕ膜の成膜の上で障害
になるという問題を有していた。
【０００６】本発明の目的は、上記の問題を解決するこ
とにあり、Ｃｕ−ＣＶＤプロセスによるＣｕ膜の作製で
Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）を原料として用いる場合
に、Ｃｕ膜成長の初期段階で結晶成長の核の発生密度を
高めることのできるＣｕ−ＣＶＤプロセス用原料を提供
することにある。
とにあり、Ｃｕ−ＣＶＤプロセスによるＣｕ膜の作製で
Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）を原料として用いる場合
に、Ｃｕ膜成長の初期段階で結晶成長の核の発生密度を
高めることのできるＣｕ−ＣＶＤプロセス用原料を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
Ｃｕ−ＣＶＤプロセス用原料は、上記目的を達成するた
めに、次のように構成される。
Ｃｕ−ＣＶＤプロセス用原料は、上記目的を達成するた
めに、次のように構成される。
【０００８】本発明によるＣｕ−ＣＶＤプロセス用原料
は、Ｃｕ−ＣＶＤプロセスによって基板の表面にＣｕ膜
を形成する方法に使用される原料であり、主要素として
熱安定性に優れかつ高い蒸気圧を有するβ−ジケトンの
有機金属錯体であるＣｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）（ア
リルトリメチルシリルヘキサフルオロアセチルアセトナ
ト酸塩銅）を使用し、これに対して、添加剤として、２
−ｂｕｔｙｎｅ（ブチン）、ｔｍｖｓ（トリメチルビニ
ルシラン）、３−Ｈｅｘ（ヘキシン）、１，５−ＣＯＤ
（シクロオクタジエン）のうちいずれかを単独であるい
は組み合わせて添加して作られる液体原料である。この
液体原料は、液体状態で気化器に供給され、気化器で気
化されて気相状態で反応室内に導入され、この反応室内
において、加熱状態で配置された基板の表面にＣＶＤ法
によりＣｕ膜が形成される。
は、Ｃｕ−ＣＶＤプロセスによって基板の表面にＣｕ膜
を形成する方法に使用される原料であり、主要素として
熱安定性に優れかつ高い蒸気圧を有するβ−ジケトンの
有機金属錯体であるＣｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）（ア
リルトリメチルシリルヘキサフルオロアセチルアセトナ
ト酸塩銅）を使用し、これに対して、添加剤として、２
−ｂｕｔｙｎｅ（ブチン）、ｔｍｖｓ（トリメチルビニ
ルシラン）、３−Ｈｅｘ（ヘキシン）、１，５−ＣＯＤ
（シクロオクタジエン）のうちいずれかを単独であるい
は組み合わせて添加して作られる液体原料である。この
液体原料は、液体状態で気化器に供給され、気化器で気
化されて気相状態で反応室内に導入され、この反応室内
において、加熱状態で配置された基板の表面にＣＶＤ法
によりＣｕ膜が形成される。
【０００９】上記の添加剤は、Ｃｕ膜が形成される初期
の段階での結晶成長の核発生密度を改善し、当該核発生
密度を高める作用を生じる。
の段階での結晶成長の核発生密度を改善し、当該核発生
密度を高める作用を生じる。
【００１０】上記のＣｕ−ＣＶＤプロセス用原料で、上
記添加剤の添加割合は０．１〜２０ｍｏｌ％の範囲内に
含まれることが好ましい。
記添加剤の添加割合は０．１〜２０ｍｏｌ％の範囲内に
含まれることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。
を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】図１に、本発明に係るＣｕ−ＣＶＤプロセ
スが実施されるＣｕ−ＣＶＤ装置を示す。このＣｕ−Ｃ
ＶＤ装置は、反応室１１に搬入されかつ基板ホルダ１２
に搭載された例えば一枚の基板１３の表面に、ＣＶＤ法
によってＣｕ（金属銅）の薄膜を堆積させる装置であ
る。基板１３は一枚ごと反応室１１に搬入される。ＣＶ
Ｄ装置の反応室１１には、図示しないロードロック室が
ゲートバルブ１４を介して接続されている。基板搬送ア
ームにより、開かれたゲートバルブ１４を介して、未処
理の基板がロードロック室側から反応室１１内に搬入さ
れ、また成膜処理が完了した基板１３が反応室１１から
ロードロック室側へ搬出される。
スが実施されるＣｕ−ＣＶＤ装置を示す。このＣｕ−Ｃ
ＶＤ装置は、反応室１１に搬入されかつ基板ホルダ１２
に搭載された例えば一枚の基板１３の表面に、ＣＶＤ法
によってＣｕ（金属銅）の薄膜を堆積させる装置であ
る。基板１３は一枚ごと反応室１１に搬入される。ＣＶ
Ｄ装置の反応室１１には、図示しないロードロック室が
ゲートバルブ１４を介して接続されている。基板搬送ア
ームにより、開かれたゲートバルブ１４を介して、未処
理の基板がロードロック室側から反応室１１内に搬入さ
れ、また成膜処理が完了した基板１３が反応室１１から
ロードロック室側へ搬出される。
【００１３】反応室１１において基板ホルダ１２は基板
１３をほぼ水平に維持している。基板１３の上側位置に
は、基板１３に向かって原料ガスを供給するための調整
管１５が設けられる。調整管１５は、その上端が反応室
１１の天井部１１ａに固定されており、上側部分は径の
小さい管状であって、基板１３に近づくにつれて径が次
第に拡大され、連続的な湾曲部が形成される形態を有し
ている。調整管１５の下端開口部は、好ましくは基板１
３の直径よりも大きな直径を有し、基板１３の外周縁に
接近している。調整管１５は、全体として、楽器のホル
ンに似た形状を有している。かかる形状を有する調整管
１５は、気体状態で供給される原料の流れを基板表面の
近傍領域で望ましい状態に調整するための原料ガス調整
機能を有する。
１３をほぼ水平に維持している。基板１３の上側位置に
は、基板１３に向かって原料ガスを供給するための調整
管１５が設けられる。調整管１５は、その上端が反応室
１１の天井部１１ａに固定されており、上側部分は径の
小さい管状であって、基板１３に近づくにつれて径が次
第に拡大され、連続的な湾曲部が形成される形態を有し
ている。調整管１５の下端開口部は、好ましくは基板１
３の直径よりも大きな直径を有し、基板１３の外周縁に
接近している。調整管１５は、全体として、楽器のホル
ンに似た形状を有している。かかる形状を有する調整管
１５は、気体状態で供給される原料の流れを基板表面の
近傍領域で望ましい状態に調整するための原料ガス調整
機能を有する。
【００１４】また基板ホルダ１２の内部には加熱機構１
６が内蔵されている。加熱機構１６には温度制御機構
（図示せず）が付設され、これにより基板１３の温度を
望ましい最適な温度に調整する。基板１３の表面にＣｕ
膜を成膜するために必要な成膜温度は、本実施形態の場
合、２００℃以下の比較的に低い温度である。
６が内蔵されている。加熱機構１６には温度制御機構
（図示せず）が付設され、これにより基板１３の温度を
望ましい最適な温度に調整する。基板１３の表面にＣｕ
膜を成膜するために必要な成膜温度は、本実施形態の場
合、２００℃以下の比較的に低い温度である。
【００１５】また反応室１１の側壁部には、排気を行う
ための排気ポート１７が形成され、この排気ポート１７
には排気管１８が接続され、排気管１８の先部にはさら
に排気機構１９が接続される。排気機構１９によって反
応室１１の内部は所要の減圧状態に保持される。内部の
好ましい成膜圧力としては例えば２０Torrである。
ための排気ポート１７が形成され、この排気ポート１７
には排気管１８が接続され、排気管１８の先部にはさら
に排気機構１９が接続される。排気機構１９によって反
応室１１の内部は所要の減圧状態に保持される。内部の
好ましい成膜圧力としては例えば２０Torrである。
【００１６】次に、反応室１１の内部に供給される原料
ガス、および原料供給機構について説明する。
ガス、および原料供給機構について説明する。
【００１７】原料容器２０の内部には液体原料２１が収
容されている。液体原料２１としては、熱安定性に優れ
かつ高い蒸気圧を有するβ−ジケトンの有機金属錯体で
あるＣｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）（アリルトリメチル
シリルヘキサフルオロアセチルアセトナト酸塩銅）を主
要素として使用し、これに対して、添加剤として、２−
ｂｕｔｙｎｅ（ブチン）、ｔｍｖｓ（トリメチルビニル
シラン）、３−Ｈｅｘ（ヘキシン）、１，５−ＣＯＤ
（シクロオクタジエン）のうちいずれかを添加して作ら
れる液体原料である。添加の仕方としては、これら４種
の添加剤を単独で、または任意の組み合わせで添加する
ことが可能である。これらの添加剤は、基板１３の表面
においてＣｕ膜が形成されるとき、初期の段階での結晶
成長の核発生密度を改善し、当該核発生密度を高くする
という作用を生じさせる。基板１３の表面に形成された
下地層が例えばＴｉＮ、Ｔａ、ＴａＮである場合にも核
発生密度は高められる。
容されている。液体原料２１としては、熱安定性に優れ
かつ高い蒸気圧を有するβ−ジケトンの有機金属錯体で
あるＣｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）（アリルトリメチル
シリルヘキサフルオロアセチルアセトナト酸塩銅）を主
要素として使用し、これに対して、添加剤として、２−
ｂｕｔｙｎｅ（ブチン）、ｔｍｖｓ（トリメチルビニル
シラン）、３−Ｈｅｘ（ヘキシン）、１，５−ＣＯＤ
（シクロオクタジエン）のうちいずれかを添加して作ら
れる液体原料である。添加の仕方としては、これら４種
の添加剤を単独で、または任意の組み合わせで添加する
ことが可能である。これらの添加剤は、基板１３の表面
においてＣｕ膜が形成されるとき、初期の段階での結晶
成長の核発生密度を改善し、当該核発生密度を高くする
という作用を生じさせる。基板１３の表面に形成された
下地層が例えばＴｉＮ、Ｔａ、ＴａＮである場合にも核
発生密度は高められる。
【００１８】図２は、添加剤の添加量（添加割合）と成
膜速度の関係を示すグラフである。このグラフで明らか
なように、添加量が０．１ｍｏｌ％より小さくなると、
添加の効果がまったく見出されないことが確認されてい
る。また添加量が、２０ｍｏｌ％より大きくなると、成
膜速度の減少が起こり、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）
が持つ高速成膜の有効な特徴に影響が出始める。従っ
て、上記の添加剤の添加割合は０．１〜２０ｍｏｌ％の
範囲内に含まれることが好ましい。
膜速度の関係を示すグラフである。このグラフで明らか
なように、添加量が０．１ｍｏｌ％より小さくなると、
添加の効果がまったく見出されないことが確認されてい
る。また添加量が、２０ｍｏｌ％より大きくなると、成
膜速度の減少が起こり、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）
が持つ高速成膜の有効な特徴に影響が出始める。従っ
て、上記の添加剤の添加割合は０．１〜２０ｍｏｌ％の
範囲内に含まれることが好ましい。
【００１９】添加剤の好ましい添加例としては、２−ｂ
ｕｔｙｎｅを１４．２ｍｏｌ％添加すること（第１
例）、あるいは２−ｂｕｔｙｎｅを１．４ｍｏｌ％添加
しかつ３−Ｈｅｘを８．７ｍｏｌ％添加すること（第２
例）である。
ｕｔｙｎｅを１４．２ｍｏｌ％添加すること（第１
例）、あるいは２−ｂｕｔｙｎｅを１．４ｍｏｌ％添加
しかつ３−Ｈｅｘを８．７ｍｏｌ％添加すること（第２
例）である。
【００２０】かかる液体原料２１を収容する原料容器２
０には配管２２によってＨｅ（ヘリウム）ガスが供給さ
れる。液体原料２１にはＨｅガスによる圧力が加えられ
ている。液体原料２１はこの圧力により液体配管２３へ
押し出される。
０には配管２２によってＨｅ（ヘリウム）ガスが供給さ
れる。液体原料２１にはＨｅガスによる圧力が加えられ
ている。液体原料２１はこの圧力により液体配管２３へ
押し出される。
【００２１】液体配管２３は原料容器２０と気化器２４
を接続しており、その途中には液体流量制御器２５が設
けられている。原料容器２０から気化器２４に供給され
る液体原料２１は、液体流量制御器２５によってその供
給量が制御される。気化器２４に供給された液体原料
は、気化器２４で気化され、Ｈ2 （水素）ガスやＡｒ
（アルゴン）ガス等のキャリアガスと共に、原料ガスと
して配管２６を通して前述の調整管１５内へ供給され
る。このようにして、上記液体原料２１は、気体状態で
調整管１５を介して反応室１１内に導入される。
を接続しており、その途中には液体流量制御器２５が設
けられている。原料容器２０から気化器２４に供給され
る液体原料２１は、液体流量制御器２５によってその供
給量が制御される。気化器２４に供給された液体原料
は、気化器２４で気化され、Ｈ2 （水素）ガスやＡｒ
（アルゴン）ガス等のキャリアガスと共に、原料ガスと
して配管２６を通して前述の調整管１５内へ供給され
る。このようにして、上記液体原料２１は、気体状態で
調整管１５を介して反応室１１内に導入される。
【００２２】次に、上記装置で本発明によるＣｕ−ＣＶ
Ｄプロセス用原料によって形成されるＣｕ膜について説
明する。原料２１としては、具体的に、前述の第１例ま
たは第２例を使用してＣｕ−ＣＶＤプロセスによって反
応室１１内で基板１３の表面にＣｕ膜を堆積する。成膜
条件は、標準条件（成膜圧力：２０Torr、キャリアガス
（Ｈ2 ）の流量：３００sccm、成膜温度：１９５℃、液
体原料の流量（流量計表示値）：０．４g/min ）で行っ
た。
Ｄプロセス用原料によって形成されるＣｕ膜について説
明する。原料２１としては、具体的に、前述の第１例ま
たは第２例を使用してＣｕ−ＣＶＤプロセスによって反
応室１１内で基板１３の表面にＣｕ膜を堆積する。成膜
条件は、標準条件（成膜圧力：２０Torr、キャリアガス
（Ｈ2 ）の流量：３００sccm、成膜温度：１９５℃、液
体原料の流量（流量計表示値）：０．４g/min ）で行っ
た。
【００２３】その結果、原料の主要素としてＣｕ（ｈｆ
ａｃ）（ａｔｍｓ）を使用することから、従来と同様、
比抵抗としては成膜温度によらずバルク並の低い比抵抗
１．８μΩ・ｃｍを得ることができた。成膜速度も４０
０ｎｍ／ｍｉｎ以上の高い成膜速度を実現でき、不純物
濃度も低く、さらに良好な埋込み特性を実現することが
できた。さらに、特に、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）
に対して前述の添加剤を所定の添加割合で添加したこと
から、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）に起因するＣｕ膜
成長の初期段階における核発生密度が低くなる欠点はな
くなり、下地がＴｉＮ、Ｔａ、ＴａＮであるとしても安
定して良好な鏡面膜を得ることができた。参考として、
添加剤を使用したＣｕ膜成長の初期段階の核形成状態の
ＳＥＭ写真を図３に示し、添加剤を使用しないＣｕ膜成
長の初期段階の核形成状態のＳＥＭ写真を図４に示す。
添加剤は２ｂｕｔｙｎｅ、１４．２ｍｏｌ％（第１例）
で、成膜条件は前述の標準条件に含まれるものである。
またスパッタにより形成されたＴｉＮ膜の上に成長させ
たＣｕ膜に関するものである。添加剤が使用されないＣ
ｕ膜の成長では、初期段階で、局所的に異常に大きく成
長した島状の核と、明らかに形状の異なる顆粒状の二次
的な核とが混在した状態でＴｉＮ膜の表面を覆ってしま
っているため、均一で緻密なＣｕ膜の形成までに至らな
い。これに対して、添加剤が使用されるＣｕ膜の成長で
は、初期段階で、ＴｉＮ膜の表面全般に均一で密度の高
い核を形成させるために、連続的な堆積を繰り返し、良
好なＣｕ膜に成長している状態が確認される。
ａｃ）（ａｔｍｓ）を使用することから、従来と同様、
比抵抗としては成膜温度によらずバルク並の低い比抵抗
１．８μΩ・ｃｍを得ることができた。成膜速度も４０
０ｎｍ／ｍｉｎ以上の高い成膜速度を実現でき、不純物
濃度も低く、さらに良好な埋込み特性を実現することが
できた。さらに、特に、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）
に対して前述の添加剤を所定の添加割合で添加したこと
から、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）に起因するＣｕ膜
成長の初期段階における核発生密度が低くなる欠点はな
くなり、下地がＴｉＮ、Ｔａ、ＴａＮであるとしても安
定して良好な鏡面膜を得ることができた。参考として、
添加剤を使用したＣｕ膜成長の初期段階の核形成状態の
ＳＥＭ写真を図３に示し、添加剤を使用しないＣｕ膜成
長の初期段階の核形成状態のＳＥＭ写真を図４に示す。
添加剤は２ｂｕｔｙｎｅ、１４．２ｍｏｌ％（第１例）
で、成膜条件は前述の標準条件に含まれるものである。
またスパッタにより形成されたＴｉＮ膜の上に成長させ
たＣｕ膜に関するものである。添加剤が使用されないＣ
ｕ膜の成長では、初期段階で、局所的に異常に大きく成
長した島状の核と、明らかに形状の異なる顆粒状の二次
的な核とが混在した状態でＴｉＮ膜の表面を覆ってしま
っているため、均一で緻密なＣｕ膜の形成までに至らな
い。これに対して、添加剤が使用されるＣｕ膜の成長で
は、初期段階で、ＴｉＮ膜の表面全般に均一で密度の高
い核を形成させるために、連続的な堆積を繰り返し、良
好なＣｕ膜に成長している状態が確認される。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明で明らかなよう本発明によれ
ば、基板の表面にＣｕ−ＣＶＤプロセスでＣｕ膜を形成
する場合に原料としてＣｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）の
液体原料を用いるとき、核発生添加剤を加えるようにし
たため、Ｃｕ膜の初期成長段階で核発生密度を高めるこ
とができ、成膜速度を低減させることなく、良好な鏡面
膜を得ることができる。
ば、基板の表面にＣｕ−ＣＶＤプロセスでＣｕ膜を形成
する場合に原料としてＣｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）の
液体原料を用いるとき、核発生添加剤を加えるようにし
たため、Ｃｕ膜の初期成長段階で核発生密度を高めるこ
とができ、成膜速度を低減させることなく、良好な鏡面
膜を得ることができる。
【図１】 本発明に係るＣｕ−ＣＶＤプロセス原料を使
用する装置の一例を示す構成図である。
用する装置の一例を示す構成図である。
【図２】 本発明に係るＣｕ−ＣＶＤプロセス用原料を
使用して形成されたＣｕ膜の成膜速度と添加剤の添加量
の関係を示すグラフである。
使用して形成されたＣｕ膜の成膜速度と添加剤の添加量
の関係を示すグラフである。
【図３】 添加剤を使用して成長させた初期段階のＣｕ
薄膜を表す写真である。
薄膜を表す写真である。
【図４】 添加剤を使用しないで成長させた初期段階の
Ｃｕ薄膜を表す写真である。
Ｃｕ薄膜を表す写真である。
１１ 反応室 １２ 基板ホルダ １３ 基板 １５ 調整管 １６ 加熱機構 ２０ 原料容器 ２１ 液体原料 ２３ 液体配管 ２６ 配管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 明子 東京都府中市四谷５丁目８番１号 アネル バ株式会社内 (72)発明者 張 敏娟 東京都府中市四谷５丁目８番１号 アネル バ株式会社内 (72)発明者 江上 明宏 東京都府中市四谷５丁目８番１号 アネル バ株式会社内 (72)発明者 斎 篤 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番 三菱マ テリアル株式会社総合研究所内 (72)発明者 小木 勝実 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番 三菱マ テリアル株式会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 4K030 AA11 AA16 AA17 AA24 BA01 EA01 EA05 JA06 LA15 LA18 4M104 BB17 BB30 BB32 DD44 DD45 FF17 FF18
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）に対し
て、添加剤として、２−ｂｕｔｙｎｅ、ｔｍｖｓ、３−
Ｈｅｘ、１，５−ＣＯＤのうちのいずれかを添加して作
られる液体原料であって、気化されて反応室内に導入さ
れ、この反応室内で加熱状態で配置された基板の表面に
ＣＶＤ法によりＣｕ膜を形成するのに使用されるＣｕ−
ＣＶＤプロセス用原料。 - 【請求項２】 前記添加剤の添加割合は０．１〜２０ｍ
ｏｌ％の範囲内に含まれることを特徴とする請求項１記
載のＣｕ−ＣＶＤプロセス用原料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11052169A JP2000248361A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | Ｃｕ−ＣＶＤプロセス用原料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11052169A JP2000248361A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | Ｃｕ−ＣＶＤプロセス用原料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000248361A true JP2000248361A (ja) | 2000-09-12 |
Family
ID=12907335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11052169A Pending JP2000248361A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | Ｃｕ−ＣＶＤプロセス用原料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000248361A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004214622A (ja) * | 2002-11-14 | 2004-07-29 | Applied Materials Inc | ハイブリッド化学処理装置及び方法 |
| WO2006101130A1 (ja) * | 2005-03-23 | 2006-09-28 | Tokyo Electron Limited | 成膜装置及び成膜方法 |
-
1999
- 1999-03-01 JP JP11052169A patent/JP2000248361A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004214622A (ja) * | 2002-11-14 | 2004-07-29 | Applied Materials Inc | ハイブリッド化学処理装置及び方法 |
| US8070879B2 (en) | 2002-11-14 | 2011-12-06 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for hybrid chemical processing |
| WO2006101130A1 (ja) * | 2005-03-23 | 2006-09-28 | Tokyo Electron Limited | 成膜装置及び成膜方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4644359B2 (ja) | 成膜方法 | |
| US7763311B2 (en) | Method for heating a substrate prior to a vapor deposition process | |
| JP2002543282A (ja) | ハロゲン化タンタル前駆体からのＴａＮ膜の熱ＣＶＤ | |
| JP2001026872A (ja) | 有機銅の先駆物質ブレンド及び化学気相堆積による銅の堆積方法 | |
| JP2002525432A (ja) | 金属およびケイ素を含有する３成分窒化物薄膜の形成方法 | |
| EP0599991A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING TITANIUM NITRIDE FILMS WITH LOW SPECIFIC RESISTANCE. | |
| JPS60230983A (ja) | ガス相析出による金属ケイ化物層形成方法 | |
| JP3563819B2 (ja) | 窒化チタン薄膜の作製方法及びその方法に使用される薄膜作製装置 | |
| JP5084071B2 (ja) | 半導体素子の銅金属配線形成方法 | |
| JP4338246B2 (ja) | Ｃｕ−ＣＶＤプロセス用原料とＣｕ−ＣＶＤ装置 | |
| Liao et al. | Precursor dependent nucleation and growth of ruthenium films during chemical vapor deposition | |
| JP2004346401A (ja) | 成膜方法 | |
| US6103620A (en) | Method for producing titanium silicide | |
| US6576293B2 (en) | Method to improve copper thin film adhesion to metal nitride substrates by the addition of water | |
| US7063871B2 (en) | CVD process capable of reducing incubation time | |
| Cho et al. | Preparation of copper films by metal organic chemical vapor deposition on various substrates | |
| Choi et al. | Effect of the neutral ligand (L) on the characteristics of hexafluoroacetylacetonate (hfac) Cu (I)-L precursor and on the copper deposition process | |
| KR100249825B1 (ko) | 유기금속 화합물 전구체에 의한 구리박막의 화학증착 방법 | |
| JP2000058484A (ja) | プラズマｃｖｄによる薄膜形成方法とプラズマｃｖｄ装置 | |
| US7867560B2 (en) | Method for performing a vapor deposition process | |
| WO2010103880A1 (ja) | Ｃｕ膜の成膜方法および記憶媒体 | |
| CN102341525A (zh) | Cu膜的成膜方法和存储介质 | |
| WO2010103881A1 (ja) | Ｃｕ膜の成膜方法および記憶媒体 | |
| JP3534676B2 (ja) | Ｃｕ又はＣｕ含有膜の形成方法、及び装置 | |
| Kobayashi et al. | Gap-filling property of Cu film by chemical vapor deposition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040615 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041019 |