JPH10245678A - 銅金属フィルムの選択的化学蒸着法およびCu+1(β−ジケトネート)・オレフィン複合物の合成法 - Google Patents
銅金属フィルムの選択的化学蒸着法およびCu+1(β−ジケトネート)・オレフィン複合物の合成法Info
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Abstract
銅薄膜をCVDする方法の提供。 【解決手段】 表面の一部に金属もしくは他の導電性物
質を有する基板に、下記式で表わされ、100℃で0.
01mmHg以上の蒸気圧を有する揮発性有機金属先駆
物質を気相で接触させ、100〜190℃の蒸着温度と
する、選択的銅CVD方法。
Description
属又は金属様表面への選択的蒸着方法およびCu+1(β
−ジケトネート)・オレフィン複合物の合成法に関する
ものである。
大容量の情報記憶装置用マイクロプロセッサーの製造に
対する傾向が安定している。これには、ますます小さい
尺度で組み立てられるマイクロプロセッサーに個別電子
装置たとえばトランジスタなどが必要である。前記装置
間の金属電気相互結線も小型化の必要がある。装置と相
互結線の寸法が2分の1ミクロンあるいは4分の1ミク
ロンに接近するに従い、相互結線金属の選択が重大とな
る。相互結線の横断面積が小さくなることから起こる大
電流密度は、作業条件下にあって金属線が折損もしくは
何かの具合で物理的に劣化する電気移動法、応力移動、
およびボイディングのように主として起こる問題点、ア
ルミニウム合金で起こる主なる障害がそれである。金属
相互結線にも、抵抗キャパシタンス遅延が2分の1ミク
ロン以下の回路パーフォーマンスの支配的要素となるの
で、最低限の電気抵抗路を提供する必要がある。現今相
互結線製造に広く用いられるアルミニウムは適度に導電
性(1cm当り2.7マイクロオーム)を有するが、
0.5乃至4.0%Cuで合金をつくり、純粋金属の電
気移動傾向を最低化する必要がある。又広く利用されて
いるタングステンも電気移動耐性があり高い抵抗率(1
cm当り5.4マイクロオーム)のものである。これら
の事実を考えると、銅は、導電率(1cm当り1.7マ
イクロオーム)も電気移動耐性も双方とも高い。
プロセッサーの装置を互いに結線する水平線路(ランナ
ー)又はプラグ(ヴァイアス−Vias)である。1ミ
クロン以上の最小線幅では、これらの金属部品は、PV
D(Physical Vapor Depositi
on−物理蒸着法)技術たとえばスパッターあるいは蒸
発により超小型回路に内臓できる。本質において、PV
Dは金属蒸気を、電気接続の形成が必要な回路の表面上
又は穴又は溝に凝縮させることからなる。これは非選択
性金属被覆法であるので、蒸着後洗浄(すなわち、エッ
チバック)もしくは基板の蒸着後遮蔽(すなわち、リフ
トオフ技術)のいずれかが個別分離金属部品の調製に必
要である。しかし、ミクロン以下の最小線幅で示される
厳しい表面形態はPVDの効率のよい使用には障害とな
る。それは、この「視線」技術では、このような縦横比
の大きい複雑きわまる表面に均一相似被覆をつくること
ができないからである。これらの欠点を示す特定の実施
例には幾何増影法と不良ステップカバレッジ(step
coverage)が含まれる。
れた方法はCVD(化学蒸着法)である。この技術にお
いては、気相の揮発性金属−有機化合物を、金属フィル
ム(すなわち、相互結線)の生長が必要な回路域に接触
させる。そこで表面触媒化学反応が起こり、それが所望
の金属の蒸着に結びつく。これは化学反応であるので表
面選択金属被覆を付与する潜在能力がある。換言すれば
CVD金属蒸着は、非選択PVD方法と比較して特定の
位置だけに起こるように行うことができる。さらに、金
属フィルムは所望の面に確実に生長するので、厳しい形
状寸法に対しても、それは均一厚さの、極めて相似性の
高いものとなる。この点に関し、CVDはミクロン以下
の高縦横比の最小線幅物の組み立てに本来適している。
属被覆の実施例は、6弗化タングステンを揮発性有機金
属先駆物質として用いる珪素表面へのタングステン蒸着
である(ペンシルベニヤ州.ピッツバーグ.MRS社1
990年刊、T.オーバほか著、S.S.ウオン(Wo
ng)とS.フルカワ編、「タングステン.アンド.ア
ザー.アドヴァスド.メタルズ.フォア VLSI/U
LSIアプリケーションズV(Tungsten an
d Other Advanced Metals f
or VLSI/ULSI Applications
V)」第273頁参照)。この方法を進める化学作用
は次の2工程に分割される。先ず、WF 6 が元素珪素面
と反応してタングステン金属と、揮発性6弗化珪素を産
出する。ハロゲンガスをそこで本装置に付加すると、前
記新しく形成された金属面でさらにWF6 を還元して、
それによって追加タングステンとHFガスを産出する。
この装置は、広範に工業的に利用されている唯一の「選
択的」CVD金属被覆法として広範な用途を現在享受し
ているが、選択性の減少が観測され、それは通常、HF
の腐蝕性によるものだとされている。T.オーバほかに
よる1987年刊「Tech.Dig.IEDM」第2
13頁は、シランをWF6 の還元剤として用いて、HF
ガス生成を回避しながら、蒸着速度を上昇させることを
教示している。
金属又は金属様面たとえば、タングステン、タンタルも
しくは窒化チタンに対し、絶縁面たとえば酸化珪素への
蒸着が含まれる。これらの金属面は、前記CVD銅と、
装置をその上に植える珪素支持体の間に拡散隔壁を付与
する。
銅フィルムを前もって調製した。これらの化合物の大部
分は、200℃以上の温度で、たとえば酸化珪素に対す
る拡散隔壁のような支持体間に有意の選択性を付与する
こともなく銅金属だけを蒸着することになる。最もよく
知られ又、最も頻繁に使用されるCVD銅先駆物質は銅
+2ビス(ヘキサフルオロアセチルアセトネート)であ
る。この高弗化有機金属先駆物質は、その原未弗化複合
物銅+2ビス(アセチルアセトネート)以上に有意に揮発
性であり、又その気化の容易性はこの化合物をCVD方
法に容易に馴染ませる。この化合物のCVD銅金属被覆
の一般先駆物質としての使用は、1965年刊、R.
L.ヴァンヘマート(VanHemert)ほかの
「J.Electrochem.Soc.」第112
巻、第1123頁および米国特許第3,356,527
号で最初に記述されている。さらに最近では、1989
年11月刊、ライスマンほかによる「J.Electr
ochemical Soc.」第136巻、11号
と、1990年刊、A.E.カロイエロス(Kaloy
eros)ほかによる「Journal of Ele
ctronic Materials」第19巻、3
号、第271頁が、その2つの別個の研究においても、
この化合物の電子工学用途の銅先駆物質としての利用を
評価した。これらの研究においては、銅+2(hfac)
2 の蒸気を不活性ガス(アルゴン)又は水素のいずれか
と混合接触させることと、前記混合物を加熱基板表面と
接触させることで銅フィルムを形成した。水素を使用す
る場合、先駆物質複合物中の銅+2原子が銅金属に形式上
還元されるが、一方前記hfac-1の配位子はプロトン
化して中性揮発性化合物を生ずる。不活性ガス使用の場
合は、銅+2(hfac)2 は単純に熱分解されて銅金属
と、前記hfac配位子の断片となる。
が、酸素と炭素は熱分解で得られたフィルムに存在が認
められた。しかし、どちらの工程の最低蒸着温度は25
0℃で酸化珪素面に対する金属面の選択性は強いもので
ないと報告されている。銅フィルムも又プラズマ強化蒸
着(1988年刊C.オエール(Oehr)、H.スー
ル(Suhr)による「Apply.Phy.A.」4
5巻、第151乃至154頁)、レーザー光熱分解(1
985年刊、F.A.ホウレ(Houle).C.R.
ジョーンズ(Jones)、T.ボウム(Baum)、
C.ピコ(Pico)、C.A.コラーエ(Kora
e)による「Appl.Phys.Lett」46巻、
第204乃至206頁)による銅+2(hfac)2 から
又、銅+2(hfac)2 エタノール付加物(F.A.ホ
ウル(Houle)、R.J.ウィルソン(Wilso
n).T.H.バウム(Baum)による1986年刊
「J.Vac.Sci.Technol.A」第4巻、
第2452乃至2458頁)から調製された。これらの
方法のいくつかは、弗素汚染フィルムを産出するが、選
択蒸着を生ずる報告はなにもない。揮発性銅化合物の同
様の水素還元が、銅+2β−ケトイミン複合物を400℃
の温度で用いて、銅金属フィルムをガラスもしくは石英
基板に蒸着させる米国特許第3,594,216号で立
証されたが選択性についての記述はなにもない。G.
S.ギロールアミ(Girolami)ほかの1989
年刊「Chem.Mater.」第1巻、第8乃至10
頁)は、銅 +1t−ブユートオキシドを用いてCVDによ
り400℃の温度での銅フィルムの産出を報告している
が、結果としてできるフィルムは、5%の酸素を含有す
るということで純粋ではなかった。
ルムの蒸着で公知の唯一のCVD先駆物質は、ビーチ
(Beech)ほかによる1990年刊、「Chem.
Mater」第2巻、第216乃至219頁に記述され
た銅+1シクロペンタジェニールホスフィン化合物である
が、これらも酸化珪素もしくは同様の絶縁誘電体に対す
る金属又は金属様面には強い選択性を示す報告もない。
化合物のこの特別の綱が電子用途に関し直面する付加的
問題は、超小型回路を燐すなわち珪素ドーパントとして
広く用いられる元素で汚染させる潜在能力である。
の銅フィルムを基板表面の金属もしくは他の導電性のあ
る部分に選択的に蒸着する改良された化学蒸着法にあ
る。
0.01mmHg以上の蒸気圧を有し、下記化学式で示
される揮発性有機金属銅複合物と接触させる。
ペルフルオロアルキル、R2 はH又はC1 乃至C8 のペ
ルフルオロアルキル、そしてLは一酸化炭素、イソニト
リル、もしくは少くとも1つの非芳香族不飽和結合を含
む不飽和炭化水素の配位子である。〕
0℃乃至190℃における基板表面の金属もしくは他の
導電性のある部分への純粋銅フィルムの選択的蒸着を提
供する。
着銅を清浄かつ選択的にエッチングするように反換でき
ることも見い出た。この方法においては、銅フィルムを
その上に蒸着させた支持体を、下記化学式で示される有
機金属銅複合物および配位成分L(以下、簡単のため単
に「オレフィン」ともいう。)と気相で接触させる。
ムを基板面の金属もしくは他の導電性のある部分に選択
的に蒸着するために開発された。前記改良は、基板を、
蒸気圧が100℃の温度で0.01mmHg以上の揮発
性有機金属銅と接触させる工程からなる。この蒸着用途
に適する銅複合物は次の化学式で示すことができる。
ルオロアルキル、R2 はHもしくはC1 乃至C8 のペル
フルオロアルキル、そしてLは一酸化炭素、イソニトリ
ル、もしくは少くとも1つの非芳香族不飽和結合を含む
不飽和炭化水素配位子である。〕Lが不飽和炭化水素配
位子である事例では、適当な実施例には、下記、すなわ
ち:エチレン、アセチレン、1−オクテン、イソブチレ
ン、1、5−シクロオクタジエン、スチルベン、ジフェ
ニルアセチレン、スチレン、シクロオクテン、1、5、
9−シクロドデカトリエン、1、3−ヘキサジエン、イ
ソプロピルアセチレン、1−デセン、2、5−ビシクロ
ヘプタジエン、1−オクタデセン、シクロペンテン、ベ
ンジルシンナメート、ベンザルアセトフェノン、アクリ
ロニトリル、無水マレイン酸、オレイン酸、リノレン
酸、アクリル酸、メタクリル酸メチル、およびマレイン
酸ジエチルが含まれる。適当なイソニトリルにはブチル
イソシアニド、シクロヘキシルイソシアニド、フェニル
エチルイソシアニドおよびフェニルイソシアニドが含ま
れる。
4,425,281号に、様々の気体混合物から一酸化
炭素、アルケンもしくはアルキンを分離する方法の装置
における錯生成剤としての使用が開示された。意外に
も、これらの化合物が揮発性化合物であり、それが蒸気
相にあっては、一定の条件下で使用して、酸化珪素もし
くは他の類似の非導電性(すなわち、絶縁性)面への蒸
着を除外して、金属もしくは他の導電性の表面のいずれ
かに高純度の銅金属フィルムを選択的に蒸着できること
がわかった。このような金属又は他の導電性のある面に
は、W,TiN,Ta,Alその他同種のものが含まれ
る。蒸着条件は、本方法が実質的に比較的に低い蒸着温
度、すなわち、約110℃乃至190℃、好ましくは1
30℃乃至180℃が使用できるという点を除き、通常
の銅CVD用途に主として用いられるものである。理論
にしばる意図は全くないが、本発明の選択的金属被覆は
次の事象の順序を経て起こるものと考えられる。すなわ
ち: a)銅+1−オレフィン複合物が金属被覆する表面に吸着
する、 b)オレフィンが表面触媒により失なわれて不安定な銅
+1種を生じる、 c)前記不安定銅+1種の不均化反応により金属銅および
揮発性銅+2種を生じる。
ac)・CODとして下記に示す。式中、(s)は表面
への吸着を示し、(g)は気相中の化合物を示す(hf
acは、ヘキサフルオロアセチルアセトネートアニオン
の省略語、CODは、1、5−シクロオクタジェンの省
略語である)。CODとCu+2(hfac)2 の双方は
揮発性副生成物である。
り、処理上の利点を数多く提供する。前記の銅の+1酸
化状態は、銅金属へのオレフィンの配位により付与さ
れ、又銅金属への分解はオレフィンを失なうことにより
もたらされる。従って銅蒸着温度、蒸着速度および結果
としてできるフィルムの形態は、系におけるオレフィン
の濃度(すなわち圧力)を増加させるか、別のオレフィ
ンを追加するかして調節できる。同様に、常態では不安
定な揮発性オレフィン複合物は、高圧のオレフィンを用
いて銅+1を安定させた後圧力を除去してCVD蒸着を行
なうか、あるいは低温と高圧のオレフィンを用いて銅+1
を安定させた後暖化及び/又は圧力降下により銅蒸着を
行なって、調製することができる。
わち110℃乃至190℃の温度で、フィルムの生長速
度を有意に落すことなく選択的に吸着する能力がある。
小粒度の蒸着金属は蒸着後の平坦化の必要性を最少限に
する。そのうえ、銅を上述の低温で蒸着する能力は、多
層配線ICにおけるいわゆる上層配線の金属には重要で
ある。それはマイクロプロセッサー製造の後期段階での
過剰発熱を防止して装置の界面で層材料とドーパントの
相互拡散が熱により誘導することを防止するからであ
る。又、有用な蒸着速度、適当な粒度などを200℃以
下の温度で達成できるので、標準的光レジスト材料をフ
ォトリソグラフ技術によりパターニング目的に使用でき
る。
ー基板に選択性の低下もしくは損傷を与える可能性のあ
る腐蝕性あるいは別な方法で有害な副生成物を放出させ
ない点に利点がある。
金属銅複合物、たとえば、Cu+1(hfac)・オレフ
ィン複合物のCVD還元に使用して、Cu+2(hfa
c)2を還元すると報告されている同様の方法で金属銅
を得ることができる。これは、初期Cu+1中心のわずか
2分の1が金属銅を生じる不均化反応と対照的に、おの
おのの金属中心が金属銅を生じるという観点から前駆物
質をさらに効果的に利用する。これが選択性の低下に結
果する場合には、水素の不在における初期選択的蒸着を
利用して銅の種層を蒸着して、その後、水素還元による
引続くCVD処理で生長することができる。任意に、他
の還元気体も使用できる。
ト蒸着反応で蒸着した銅金属を除去、すなわち基板の金
属面域から溶蝕(エッチング)できることも見い出され
た。この技術によれば、銅(+2)複合物を適当なオレ
フィンと双方蒸気相にして、過剰銅がその上に蒸着され
た基板と接触させる。基板面の銅金属を揮発性銅(+
1)複合物に変換され、銅金属から気化する。この溶蝕
反応の一般化学式は次の通りである。: Cu0 +Cu+2(配位子)2 + 2オレフィン −−−→ 2Cu+1(配位子)オレフィン 本発明に先行する周知の溶蝕方法は、それが不揮発性の
ハロゲン化銅を結果として発生させ、表面汚染物として
放置されるので、銅にとっては不適当である。
しない限り、すべての部と%は重量基準である。1、
1、1、5、5、5−ヘキサフルオロ−2、4−ペンタ
ンジオンはフェアフィールド.ケミカル社(Fairf
ield ChemicalCompany P.O.
Box20、Blythewood Sc 2910
6)より購入した。1、5−シクロオクタジェン(すな
わちCOD)、ノルボルナジエン(すなわちNB)、水
素化カリウム、酸化銅+1および塩化銅+1をオルドリッチ
−ケミカル社(Aldrich Chemical C
o.940W,St.Paul Avenue,Mil
waukee WI 53233)より購入した。HP
LC級テラヒドロフラン(THF)とヘキサンを窒素雰
囲気の下、ナトリウムベンゾフェノンから別々に蒸留し
た。金属複合物調製の全操作を、D.F.シュライウァ
ー(Shriver)がマグローヒル Publish
ing社の「マニピュレーションズ オブ エア セン
シティヴ コンパウンズ(Manipulations
of Air Sensitive Compoun
ds)」で記述している標準シュレンク(Schlen
k)線技術を用いて行った。銅+1(hfac)・COD
および[銅+1(hfac)]2 ・NB化合物(すなわ
ち、表1、表2に示されたそれぞれ1および2)はドイ
ル(Doyle)が、「1985年刊オルガノメタリッ
クス(Organomettalics)第4巻、5号
830頁」で述べている方法で最初に調製した。この方
法は、酸化銅(I)を1等量のオレフィンの存在におい
てTHF溶剤中で1等量のヘキサフルオロアセチルアセ
トネートと反応させて、下記に示される式(I)による
所望の銅+1オレフィン複合物と水を得る。 Cu2 O + 2H−hfac + 2COD −−−→ 2Cu+1(hfac) ・ COD+H2 O (I) [式中、オレフィンはCODである]。
が、Cu+2(hfac)2 で非常に汚染されていること
がわかった。ドイル(Doyle)は、これらの複合物
が不感湿性であると主張しているが、研究の途上で、そ
れが不感湿性でないこと、そして水の存在が、若干の銅
+1オレフィン複合物を銅+2複合物と銅におそらく不均化
機構により分解させることがわかった。この銅+2汚染物
は、その後、一連の再結晶と昇華を経由して除去する必
要がある。この問題の克服のために、hfacのカリウ
ム塩を塩化銅(I)とTHF溶液で1等量のオレフィン
の存在において反応させる新しい「無水」合成を開発し
た。この合成は、下記式(II)に示す所望の銅オレフィ
ンと塩化カリウム副生成物を生じる。 K+ hfac- + CuCl + オレフィン −−−→ Cu+1(hfac)・(オレフィン) + KCl (II) Cu+2(hfac)2 の形成は全く観測されなかった。
これはすべての銅+1(β−ジケトネート)オレフィン複
合物への一般的な経路を示すと考えられる。この経路の
例を、銅+1(hfac)・CODの合成について示す。
乾燥窒素のブランケットの下で0.80g(2×10-2
モル)の水素化カリウムをゴム隔壁が取り付けられた1
00mlシュレンクフラスコに装入する。その後、25
mlの乾燥テトラヒドロフラン(THF)溶剤を前記水
素化物にカニューレを通して添加し、前記窒素雰囲気を
排気し、そして2.82ml(4.16g,2×10-2
モル)のヘキサフルオロアセチルアセトネートを注入器
で10分間攪拌しながら添加する。水素の活発な発生が
観測され、攪拌を発生が終るまで継続する。第2窒素充
填の100mlシュレンクフラスコに、1.98g(2
×10-2モル)の塩化銅(I)と10mlの乾燥THF
溶剤を前記フラスコに2.54ml(2×10-2モル)
の1、5−シクロオクタジェンと共に添加する。そこ
で、最初のカリウムヘキサフルオロアセチルアセトネー
ト溶液をカニューレを通して第2のフラスコに攪拌しな
がら添加する。鮮黄着色が観測される。室温での2時間
の攪拌後、溶液を窒素の下で濾過し、透明黄色溶液を得
る。THFをその後蒸発させて、鮮黄色結晶固体として
80%歩留りの銅+1(hfac)・CODを得る。この
固体は、乾燥ヘキサンからの再結晶もしくは65℃の温
度10-3トルの圧力での昇華によりさらに精製できる。試験1−11 種々の基板の選択金属被覆を添付図面に示された装置を
用いて実施した。窒素雰囲気の下、ソース室1に0.5
〜1.5gの揮発性銅+1ヘキサフルオロアセチルアセト
ネート・オレフィン複合物を充填し、その後、先駆物質
供給管3に取り付けた。そこで弁5を閉鎖した。サスセ
プター(suscepter)7に2つのシリコンクー
ポン8,9を、その一方には酸化珪素面、他方は金属被
覆面(すなわち、TiN,Taなど)を有するものを、
並行に取り付けた。別の例として、酸化珪素−金属パタ
ーン面(たとえばW/SiO2 FLTC)を有するただ
1つのクーポンを前記サスセプターに取り付ける。そこ
で、全サスセプター集成体を蒸着室11に装填し、蒸着
室11の頂部にテフロン製の密栓12を取り付け、それ
を通して熱電対14がサスセプター7から温度調節装置
に至り、又ヒーターロッド16が温度調節装置からサス
セプター7に至る。そこで凝縮器13を蒸着室11に接
続し、弁15を閉鎖する。減圧管路17と2つの冷水管
路19と21を凝縮器13に接続する。その後、弁5と
15を開放して、全装置を圧力50mトルに減圧する。
数分後、弁5を閉鎖して、全装置を所望のソース温度に
設定されたサーモスタットつき油浴に所定の浸漬線まで
沈める。サスセプターのサーモスタット調節加熱器のス
イッチをオンにするとサスセプターは予め決められた温
度(130℃乃至180℃)に達することが可能になっ
た。そこで装置を減圧(50mモル)にして1時間以上
放置した。そして凝縮器への冷却水栓を開けた。この時
間経過後、弁5を開放し、それによって先駆物質の蒸気
を蒸着室を通して引き、銅フィルムをサスセプターおよ
びさらにそれを取り付けた支持体上に蒸着させた。試験
の終りで、弁5を閉鎖し、全装置に窒素ガスを再充填
し、そしてサスセプター集成体を取り出した。Cu
+2(hfac)2 が、未反応Cu+ hfac・オレフィ
ン複合物と共に凝縮器のコールドフィンガー(Cold
finger)上に収集された昇華物として観測され
た。
乾燥窒素の流れの中で105℃の温度で気化できて、結
果としてできる蒸気が150℃の温度でシリコンクーポ
ンの上を通過して純粋銅金属のフィルムを作ることを示
すため、同様の装置部品を用いた。
これらの金属被覆の結果を下表1に列挙する。光学顕微
鏡を用いてクーポンを200乃至1000倍で視覚検査
し、また走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて銅の存否
を調べる両方法により選択性を測定した。おのおのの蒸
着フィルムの厚さはSEMで端面を観察することで測定
した。蒸着された銅の純度はオージェ電子分光測深法に
より測定した。TiNとTa面に蒸着された銅フィルム
の純度は試験8および9それぞれに用いられた金属被覆
クーポンから測定した。タングステン上に蒸着された銅
フィルムの純度は、試験2に用いられたFLTCウエフ
ァーから測定した。どの事例においても、銅の純度は、
炭素、酸素および弗化物が検出限度以下であり、99.
9%以上であることがわかった。
テン 2.テトラエトキシシラン(TEOS)からSiに蒸着
された酸化珪素 3.FLTC1酸化珪素パターンのウエファーに対する
タングステン 4.550.TiN層を反応イオンスパッタリングで蒸
着したシリコン(100)ウェハー 5.500.SiO2 を熱生長させた後、酸化珪素上に
1200−タンタル金属を反応性イオンをスパッタリン
グしたシリコンウエファー 6.シリコン(100)ウエファー
立証するため試験を行った。この方法はオレフィンとし
て1−トリデセンと共にCu+2(hfac)2を用いて
立証された。それは双方の揮発性が互いに匹敵している
からである。1.0gのCu+2(hfac)2 を3ml
の1−トリデセンに添加し、その混合物を60℃の温度
に加熱した後、室温に冷却した。若干の銅複合物が沈澱
しそれを破棄した。1−トリデセン中に飽和した複合物
溶液を次いで120℃の温度に加熱し、200ml/分
で窒素をそれを通してバブリングさせて、窒素/複合物
/オレフィン蒸気混合物をつくった。この蒸気をその
後、1時間120℃の温度に加熱した銅被覆面の上を通
過させると、銅表面が溶蝕された。溶蝕試料は、500
0オングストロームの酸化珪素、1200オングストロ
ームのタンタル、そして1000オングストロームの銅
で逐次被覆されたシリコンクーポンであった。このクー
ポンの表面をポリイミドのテープで部分的に遮蔽して、
銅の細幅の溝だけが溶蝕蒸気に曝られるようにした。溶
蝕の完了後直ちに前記テープを除去して、除去した銅の
表面からの深さをスタイラスプロフィルメーターで測定
して溶蝕の程度をした。この技術では、サファイアのス
タイラス針頭が、溶蝕クーポンの表面に接触し、表面を
追跡し、その表面形態をオングストローム単位で直接に
計測する。そのうえ、溶蝕面は、走査型電子顕微鏡でも
調べた。この両方の測定により、銅が前記タンタルの下
地に達するまで溶蝕されていたことを確認した。
装置の略図である。
テン 2.テトラエトキシシラン(TEOS)からSiに蒸着
された酸化珪素 3.FLTC1酸化珪素パターンのウエファーに対する
タングステン 4.550ÅのTiN層を反応イオンスパッタリングで
蒸着したシリコン(100)ウェハー 5.500ÅのSiO2 を熱生長させた後、酸化珪素上
に1200Åのタンタル金属を反応性イオンをスパッタ
リングしたシリコンウエファー 6.シリコン(100)ウエファー
Claims (11)
- 【請求項1】 その1部の表面が金属もしくは他の導電
性のある物質である基板に、揮発性有機金属銅先駆物質
を気相で接触させて、前記基板の表面の金属もしくは他
の導電性のある部分に選択的に銅金属フィルムを蒸着す
るために、蒸着温度を100℃〜190℃とし、前記揮
発性有機金属銅先駆物質として、100℃の温度で、
0.01mmHg以上の蒸気圧力を有する下記の化学式 【化1】 〔式中、R1 とR3 はおのおのが独立して、C1 〜C8
のペルフルオロアルキル、R2 がHもしくはC1 〜C8
のペルフルオロアルキル、そしてLが一酸化炭素、イソ
ニトニルもしくは少くとも1つの非芳香族不飽和結合を
含む不飽和炭化水素配位子である。〕で示される複合物
を使用することを特徴とする銅フィルムの選択的化学蒸
着法。 - 【請求項2】 前記式中のR2 がHであることを特徴と
する請求項1記載の選択的化学蒸着法。 - 【請求項3】 前記化学式中のLが少なくとも1つの非
芳香族不飽和結合を含む不飽和炭化水素配位子である請
求項1又は2記載の選択的化学蒸着法。 - 【請求項4】 前記揮発性銅有機先駆物質がCu+1(ヘ
キサフルオロアセチルアセトネート-1)・1、5−シク
ロオクタジェンであることを特徴とする請求項1の選択
的化学蒸着法。 - 【請求項5】 前記揮発性銅有機先駆物質が[Cu
+1(ヘキサフルオロアセチルアセトネート-1)]2 ・ノ
ルボルナジエンであることを特徴とする請求項1の選択
的化学蒸着法。 - 【請求項6】 前記蒸着温度は、130℃〜180℃で
あることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記
載の選択的化学蒸着法。 - 【請求項7】 前記銅金属フィルムがその上に蒸着され
る表面を、W、TiN、TaおよびAlからなる群から
選ばれることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項
に記載の選択的化学蒸着法。 - 【請求項8】 前記基板を前記有機金属先駆物質と共に
水素ガスと接触させることを特徴とする請求項1〜7の
いずれか1項に記載の選択的化学蒸着法。 - 【請求項9】 Cu+1(β−ジケトネート)・オレフィ
ン複合物の合成法において、前記(β−ジケトネート)
の対応カリウム塩を塩化銅(I)で1等量の対応オレフ
ィンの存在において適当な溶剤を用いて反応させること
からなる合成法。 - 【請求項10】 前記溶剤はテトラヒドロフランである
ことを特徴とする請求項9の合成法。 - 【請求項11】 前記(β−ジケトネート)はヘキサフ
ルオロアセチルアセトネートであることを特徴とする請
求項10の合成法。
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