本发明专利技术提供一种半导体装置的制造方法、半导体装置的制造装置、半导体装置和计算机程序。制造铜膜与其基底膜的密合性良好而且配线间的电阻小的半导体装置。将包括吸收有大气中的水分的多孔质绝缘膜（ＳｉＯＣ膜１１），在该绝缘膜上形成有槽（１００）的基板（晶片Ｗ）载置在处理容器内。在基板上被覆由阀金属构成的第一基底膜（Ｔｉ膜１３）。由从绝缘层释放出的水分，氧化与绝缘膜接触的第一膜的表面形成钝化膜（１３ａ）。在第一基底膜的表面被覆由阀金属的氮化物或者碳化物构成的第二基底膜，利用以铜的有机化合物为原料的ＣＶＤ法在第二基底膜的表面形成铜膜（１５）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造铜膜与其基底膜的密合性良好的半导体装置的技术。
技术介绍
从提高半导体装置性能的要求出发，近年来正在实施使用铜线代 替铝线的配线技术。在制造这种半导体装置的工艺中，重要的是在半 导体晶片(以下称为晶片)的表面形成铜膜的技术。作为在晶片上形 成铜膜的技术之一，公知的是将铜的有机化合物用作为原料的化学蒸镀法(以下，称为CVD)。在形成有层间绝缘膜(以下，称为绝缘膜)的晶片上，在利用CVD 形成铜膜的情况下，有例如将作为原料气体的三甲基乙烯基甲硅烷基-六氟乙酰丙酮铜(以下，记为Cu (hfac) TMVS)等铜的有机化合物 供给到真空状态的处理容器中，在己加热的晶片上使该物质进行热分 解在绝缘膜的表面上形成铜膜的方法。然而，由于铜原子具有在绝缘 膜内扩散的性质，因此铜膜很少在绝缘膜上直接成膜，铜膜形成于在 绝缘膜上预先形成的称为势垒金属(barrier metal)的扩散防止膜(以 下，称为基底膜)上。虽然作为该基底膜使用钛或者钽，但已知这些 势垒金属与来源于铜的有机化合物的有机物发生反应，在铜膜与势垒 金属的界面残留有有机杂质。如果在形成有有机杂质层的状态下使铜膜生长，则基底膜与铜膜 的密合性变差，因而，上层一侧的铜配线与下层一侧的铜配线的电阻 值增大，电特性变差，而且在加工晶片时铜膜可能剥落，其结果是成 品率降低。另外，由于有机杂质层与基底膜相比较润湿性差，因此还 易于引起铜的凝集，铜向纵横尺寸(aspect)比高的槽的埋入性变差， 发生铜配线的形成不良这样的问题。7而为了谋求半导体装置的动作的进一步高速化，将称为k)W — k材 料的介电常数低的材料作为绝缘膜使用。这种绝缘膜例如用包含硅、 氧、碳的材料(以下称为SiOC)那样的多孔质材料构成，降低介电常 数。然而，由多孔质材料构成的绝缘膜易于吸收大气中的水分，在其 表面上覆盖有基底膜的情况下，对基底膜释放水分。对于这种现象，本专利技术者们考虑如下。即，例示的钛或者钽属于 称为阀金属的金属组，具有在与绝缘膜的接触面上形成不透过水分的 称为钝化膜的氧化物层这样的特征。从而，在作为基底膜采用阀金属 的情况下，即使水分从绝缘膜释放，通过在与绝缘膜的界面上形成的 钝化膜也能够防止水分的移动，防止在与铜膜的接触面形成与铜的密 合性差的氧化物层。从而，专利技术者们灵活运用作为该阀金属的优点，同时为了解决上 述的形成有机杂质层的问题，研究了作为铜膜的基底膜利用例如氮化 钛或者碳化钛(阀金属的氮化物或者碳化物)的方法。然而，在作为 基底膜采用这种物质的情况下，虽然能够抑制有机杂质层的形成，但 存在钝化膜的形成不充分的问题。另外在专利文献1中，记载有在绝缘膜的表面覆盖钛或者钽的氮 化物以后，在其上形成用于进行铜配线的铜膜的方法，但是丝毫没有 触及上述的课题。专利文献l:特开2000—299296号公报权利要求14
技术实现思路
本专利技术鉴于上述情况而完成，其目的是提供铜膜与其基底膜的密 合性良好，而且配线间的电阻小的半导体装置的制造方法、半导体装 置的制造装置、计算机程序和存储介质。本专利技术是一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具备在基 板上己成膜的多孔质的绝缘膜的表面上，被覆由第一阀金属构成的第 一基底膜的工序；在该第一基底膜的表面上，被覆由第二阀金属的氮 化物或者碳化物构成的第二基底膜的工序；在气密的处理容器内，载 置被覆有基底膜的上述基板的工序；和向上述处理容器中供给由铜的 有机化合物构成的原料气体，在上述第二基底膜的表面上形成铜膜的工序。本专利技术是半导体装置的制造方法，其特征在于还具备以规定温 度保持已形成有上述第一基底膜的基板，由上述第一基底膜的一部分 和包含在上述绝缘膜中的水分，在上述绝缘膜与上述第一基底膜之间 形成由上述第一阀金属的氧化物构成的钝化膜的工序。本专利技术是半导体装置的制造方法，其特征在于上述第一阀金属 和上述第二阀金属是分别选自由钛、钽、铝、铌、铪、锆、锌、钨、 铋、锑构成的阀金属组中的金属。本专利技术是半导体装置的制造方法，其特征在于上述第一阀金属 和第二阀金属是同种的阀金属。本专利技术是半导体装置的制造方法，其特征在于上述绝缘膜是包 括硅、氧、碳的绝缘膜。本专利技术是半导体装置的制造装置，其特征在于，包括载置有基 板的第一处理容器；与第一处理容器连接，向该第一处理容器供给阀 金属的金属化合物的气体的阀金属原料供给单元；与上述第一处理容 器连接，向该第一处理容器供给用于与上述金属化合物发生反应生成阀金属的第一反应气体的第一反应气体供给单元；与上述第一处理容器连接，向该第一处理容器供给用于与上述金属化合物发生反应生成 阀金属的氮化物或者碳化物的第二反应气体的第二反应气体供给单元；载置从上述第一处理容器搬入的基板的第二处理容器；与第二处 理容器连接，向该第二处理容器供给由铜的有机化合物构成的原料气 体的铜膜原料供给单元；包括从上述第一处理容器向上述第二处理容 器搬送基板的搬送单元，并与这些处理容器气密地连接的搬送室；和 控制阀金属原料供给单元、第一反应气体供给单元和搬送单元的控制 部，该控制部以执行以下各步骤的方式控制各单元将形成有多孔质 的绝缘膜的基板载置在上述第一处理容器中的步骤；接着由阀金属原 料供给单元向第一处理容器供给金属化合物的气体，并且由第一反应 气体供给单元供给第一反应气体，在上述绝缘膜的表面被覆由第一阀 金属构成的第一基底膜的步骤；接着由阀金属原料供给单元向第一处 理容器供给金属化合物的气体，并且由第二反应气体供给单元供给第 二反应气体，在上述第一基底膜的表面被覆由第二阀金属的氮化物或者碳化物构成的第二基底膜的步骤；接着由搬送单元将被覆有这些基 底膜的基板从第一处理容器搬送到第二处理容器，载置在上述第二处 理容器内的步骤；然后，由铜膜原料供给单元向第二处理容器供给由 铜的有机化合物构成的原料气体，在上述第二基底膜的表面形成铜膜 的步骤。本专利技术是半导体装置，其具备扩散防止膜，其特征在于扩散防 止膜包括顺序层叠由第一阀金属的氧化物构成的钝化膜；由上述第 一阀金属构成的第一基底膜；和由第二阀金属的氮化物或者碳化物构 成的第二基底膜。本专利技术是半导体装置，其特征在于上述第一阔金属和第二阀金 属是分别选自由钛、钽、铝、铌、铪、锆、锌、钨、铋、锑构成的阀 金属组中的金属。本专利技术是半导体装置，其特征在于上述第一阀金属和第二阀金 属是同种的阀金属。本专利技术是半导体装置，其特征在于还具备包括硅、氧、碳的绝 缘膜，扩散防止膜叠层在该绝缘膜上。本专利技术是计算机程序，其用于在计算机中执行半导体装置的制造 方法，其特征在于半导体装置的制造方法包括在基板上已成膜的 多孔质的绝缘膜的表面上，被覆由第一阀金属构成的第一基底膜的工 序；在该第一基底膜的表面上，被覆由第二阀金属的氮化物或者碳化 物构成的第二基底膜的工序；在气密的处理容器内，载置被覆有基底 膜的上述基板的工序；和向上述处理容器中供给由铜的有机化合物构 成的原料气体，在上述第二基底膜的表面上形成铜膜的工序。本专利技术是存储介质，其存储有用于在计算机中执行半导体装置的 制造方法的计算机程序，其特征在于半导体装置的制造方法包括 在基板上已成膜的多孔质的绝缘膜的表面上，被覆由第一阀金属构成 的第一基底膜的工序；在该本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具备： 在基板上已成膜的多孔质的绝缘膜的表面上，被覆由第一阀金属构成的第一基底膜的工序； 在该第一基底膜的表面上，被覆由第二阀金属的氮化物或者碳化物构成的第二基底膜的工序； 在气密的处 理容器内，载置被覆有基底膜的所述基板的工序；和 向所述处理容器中供给由铜的有机化合物构成的原料气体，在所述第二基底膜的表面上形成铜膜的工序。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：小岛康彦，池田太郎，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。