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、计算机程序以及存储介质，可以制造出能够抑制有机杂质层的形成并且铜膜与成为衬底的金属之间的密接性良好的半导体装置。将表面被由钛等氧化倾向高的金属构成的隔离金属层（衬底膜）（１３）所覆盖的基板（晶片Ｗ）载置在处理容器内。在开始供给水蒸气的同时或者之后，供给由铜的有机化合物（例如Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳ）构成的原料气体，在通过水蒸气而形成有氧化物层（１３ａ）的隔离金属层（１３）的表面形成铜膜。接着，对该晶片（Ｗ）实施热处理，使氧化物层（１３ａ）转化成构成隔离金属层（１３）的金属和铜的合金层（１３ｂ）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制造例如作为配线的铜膜与其衬底膜之间的密接 性良好的半导体装置的技术。
技术介绍
以提高半导体装置的性能为出发点，近年来取代铝配线实施使用 铜配线的配线技术。在制造这种半导体装置的工序中，在半导体晶片 (以下称为晶片)的表面形成铜膜的技术尤为重要。作为在晶片上形 成铜膜的技术之一，公知有以铜的有机化合物作为原料的化学气相沉积法(以下称为CVD)。当利用CVD在晶片上形成铜膜时，具有下述方法，即，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(以下记作Cu(hfac) TMVS)等的铜的有机化合物供给至真空状态的处理容器中， 在被加热的晶片上使该物质热分解，在晶片的表面形成铜膜。然而， 因为铜原子具有向晶片内扩散的性质，所以很少在晶片上直接形成铜 膜，以在预先形成于基板上的称为隔离金属的扩散防止膜(衬底膜) 之上进行成膜的情况居多。该衬底膜使用钛或者钽、它们的氮化物等， 然而，众所周知，若成为衬底的金属的氧化倾向高，则在该衬底膜与 铜膜之间会形成有机杂质层。若在其之间形成有有机杂质层，则衬底膜与铜膜的密接性变差， 因此，上层侧的铜配线与下层侧的铜配线之间的电阻值变大，导致电 特性较差，此外，在加工晶片时会发生铜膜剥离的现象，其结果导致 生产效率降低。此外，与衬底膜相比，因为有机杂质层的浸润性较差， 因此，还具有下述问题，艮P，易引起铜的凝结，铜向纵横比高的沟槽 的埋入性较差，从而导致铜配线的形成不良。在这些问题中，相对于因有机杂质层的形成所引起的问题，在专利文献1中介绍有利用水蒸气的技术。利用该专利文献1记载的技术， 通过从向收纳有晶片的处理容器内供给水蒸气开始来进行CVD，而能 够抑制有机杂质层的生成。然而，众所周知，在以Cu (hfac) TMVS为原料的CVD中，若存 在有水蒸气，则一方面能够抑制有机杂质层的形成，另一方面能够使 由氧化倾向高(即，易于氧化)的金属构成的衬底膜的表面氧化，从 而与铜膜之间形成氧化物层。因为该氧化物层与铜膜之间的密接性较 差，所以存在下述问题，即，即便能够抑制有机杂质层的形成，也不 能够提高铜膜与衬底之间的密接性。而且，本专利技术人确认，若在水蒸气存在的条件下进行以Cu (hfac) TMVS为原料的CVD，则能够使铜膜的成膜温度(晶片的温度)降低。 若成膜温度降低，则能够改善铜膜表面的表面波度(morphology)(使 表面的凹凸程度变小)，能够抑制铜配线中空隙(void)的形成。因此， 不会引起因氧化物层的形成而导致的密接性的降低等的附属问题，在 水蒸气存在的条件下进行上述CVD成为重要的课题。专利文献l:日本特开2002 — 60942号公报第5页段落0037 0038 !^及第6页段落0057)
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种半导体鸣 置的制造方法、半导体装置的制造装置以及上述半导体装置的制造方 法的计算机程序和存储有计算机程序的存储介质，可以制造出能够抑 制有机杂质层的形成并且铜膜与成为衬底的金属之间的密接性良好的 半导体装置。本专利技术的半导体装置的制造方法，其特征在于，包括将表面被 由氧化倾向高的金属构成的衬底膜所覆盖的基板载置在气密的处理容 器内的工序；向所述处理容器内供给水蒸气的工序；在供给水蒸气的 工序开始的同时或者在其之后，向所述处理容器内供给由铜的有机化 合物构成的原料气体，在通过水蒸气而形成有氧化物层的所述衬底膜 的表面形成铜膜的工序；和对形成有该铜膜的基板实施热处理，使所 述氧化物层转化成构成所述衬底膜的金属和铜的合金层的工序。8本专利技术的半导体装置的制造方法，其特征在于所述氧化倾向高的金属为钛或者钽。本专利技术的半导体装置的制造方法，其特征在于，包括将表面被由氧化倾向低的金属构成的衬底膜所覆盖的基板载置在气密的处理容器内的工序；向所述处理容器内供给水蒸气的工序；和在供给水蒸气的工序开始的同时或者之后，向所述处理容器内供给由铜的有机化合物构成的原料气体，在所述衬底膜的表面形成铜膜的工序。本专利技术的半导体装置的制造方法，其特征在于所述氧化倾向低的金属选自钌、铱、银、钯、锇、钴中的任一种。本专利技术的半导体装置的制造方法，其特征在于在所述基板和所述衬底膜之间，覆盖有由氧化倾向高的金属构成的第二衬底膜。本专利技术的半导体装置的制造方法，其特征在于所述第二衬底膜由钛或者钽构成。本专利技术的半导体装置的制造方法，其特征在于，包括将基板载置在气密的处理容器内的工序；向该处理容器内供给由钌的化合物构成的第一原料气体，在真空氛围下在所述基板的表面覆盖由钌构成的衬底膜的工序；和接着使基板保持在位于所述处理容器内的状态，或者在不破坏真空氛围的前提下将基板搬入到其它处理容器内，向该处理容器内供给由铜的有机化合物构成的第二原料气体，在真空氛围下在所述衬底膜的表面形成f膜的工序。本专利技术的半导体装置的制造装置，其特征在于在具有设置有基板搬送单元的搬送室、与该搬送室气密连接的第一处理容器以及第二处理容器的半导体制造装置中，包括与所述第一处理容器连接，向第一处理容器供给水蒸气的水蒸气供给单元；与所述第一处理容器连接，向第一处理容器供给由铜的有机化合物构成的原料气体的原料气体供给单元；设置在所述第二处理容器，用于在第二处理容器内对基板实施热处理的加热单元；和控制水蒸气供给单元、原料气体供给单元和加热单元的控制部，该控制部以实施下述各步骤的方式对各单元进行控制，所述各步骤包括将表面被由氧化倾向高的金属构成的衬底膜所覆盖的基板载置在所述第一处理容器内的步骤；接着向所述第一处理容器内供给水蒸气的步骤；在供给水蒸气的步骤开始的同时或者在其之后，向所述第一处理容器内供给由铜的有机化合物构成的原料气体，在通过水蒸气而形成有氧化物层的所述衬底膜的表面形成铜膜的步骤；和接着利用基板搬送单元将形成有铜膜的基板从第一处理容器搬送到第二处理容器并将其载置在所述第二处理容器内的步骤；和为了使所述氧化物层转化成构成所述衬底膜的金属和铜的合金层，利用设置在第二处理容器内的加热单元对基板实施热处理的步骤。本专利技术的半导体装置的制造装置，其特征在于所述氧化倾向高的金属为钛或者钽。本专利技术的半导体装置的制造装置，其特征在于，包括载置基板的处理容器；与该处理容器连接，向处理容器供给由钌的化合物构成的第一原料气体的第一原料气体供给单元；与所述处理容器连接，向该处理容器供给由铜的有机化合物构成的第二原料气体的第二原料气体供给单元；和控制第一原料气体供给单元和第二原料气体供给单元的控制部，该控制部以实施下述各步骤的方式对各单元进行控制，所述各步骤包括将基板载置在所述处理容器内的步骤；利用第一原料气体供给单元向该处理容器内供给由钌的化合物构成的第一原料气体，在所述基板的表面覆盖由钌构成的衬底膜的步骤；和利用第二原料气体供给单元向处理容器内供给由铜的有机化合物构成的第二原料气体，在所述衬底膜的表面形成铜膜的步骤。本专利技术的半导体装置的制造装置，其特征在于，还包括与所述处理容器连接，向处理容器内供给水蒸气的水蒸气供给单元，所述控制部对各单元进行控制，以实施在紧接着利用第一原料气体供给单元供给的第一原料气体从而在所述基板的表面覆盖由钉构成的衬底膜的步骤，利用水蒸气供给单元向所述处理容本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括： 将表面被由氧化倾向高的金属构成的衬底膜所覆盖的基板载置在气密的处理容器内的工序； 向所述处理容器内供给水蒸气的工序； 在供给水蒸气的工序开始的同时或者在其之后，向所述处理容器内供给由铜的有机化合物构成的原料气体，在通过水蒸气而形成有氧化物层的所述衬底膜的表面形成铜膜的工序；和 对形成有该铜膜的基板实施热处理，使所述氧化物层转化成构成所述衬底膜的金属和铜的合金层的工序。
【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，波多野达夫，
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]
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