Ｃｕ膜的成膜方法和存储介质技术

在腔室（１）内收纳具有ＣＶＤ－Ｒｕ膜的晶片Ｗ，在腔室（１）内以气相状态导入含有作为Ｃｕ配位化合物的Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳ的成膜原料，其中，作为成膜中产生的副产物Ｃｕ（ｈｆａｃ）２的蒸汽压低于成膜原料的蒸汽压，在形成于晶片Ｗ的ＣＶＤ－Ｒｕ膜上形成ＣＶＤ－Ｃｕ膜时，将腔室１内压力控制为吸附于ＣＶＤ－Ｒｕ膜表面的Ｃｕ（ｈｆａｃ）２的进行脱离和扩散的压力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过CVD在半导体基板等的基板形成Cu膜的Cu膜的成膜方法和存储介质。
技术介绍
近年来，随着半导体设备的高速化、配线图案的微细化，高于Al导电性且电子迁移耐性等也良好的Cu作为配线、镀Cu的晶种层、接触插头的材料备受瞩目。作为该Cu的成膜方法，大多使用以溅射法为代表的物理蒸镀(PVD)法，但伴随半导体设备的微细化，阶跃式覆盖率(St印coverage)差这一缺点不断变得明显。因此，作为Cu膜的成膜方法，一直使用着通过含Cu原料气体的热分解反应和该原料气体利用还原性气体的还原反应在基板上形成Cu膜的化学气相沉积生长(CVD)法。通过这样的CVD法形成的Cu膜(CVD-Cu膜)由于阶跃式覆盖率(高差被覆性)高、在细长且深的图案内的成膜性优异，因此对微小的图案的追踪性高，适于形成配线、镀Cu的晶种层、 接触插头。在通过CVD法形成Cu膜时，已知有对成膜原料(前体)使用六氟乙酰丙酮-三甲基乙烯基硅烷铜(CU(hfac)TMVQ等Cu配位化合物，将其热分解的技术(例如日本特开 2000-282242 号公报)。另一方面，作为Cu的附着层或阻挡金属(barrier metal)，已知有使用利用CVD法的Ru膜(CVD-Ru膜)的技术(日本特开平10-2四084号公报)。CVD-Ru膜由于阶跃式覆盖率高，与Cu膜的附着性也高，因此适用于Cu的附着层或阻挡金属。然而，作为CVD-Cu膜的成膜原料使用上述的Cu(hfac)TMVS这样的1价二酮类配位化合物时，在CVD-Cu的成膜中产生低于成膜原料蒸汽压的副产物，该副产物吸附于成膜表面。因此，作为成膜表面的Ru表面由于被毒化引起化学活性降低，从而发生Cu原料的吸附抑制以及Cu膜和Ru膜之间的润湿性降低。其结果，导致Cu的初期核密度降低，Cu膜的表面形状恶化(粗表面形状化)，Cu膜的品质降低发生，并且Cu膜和Ru膜的附着性降低。 这样的问题在作为成膜表面使用CVD-Ru膜以外的膜时也时有发生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供能够对基底以高附着性形成平滑且高品质的CVD-Cu膜的 Cu膜的成膜方法。另外，本专利技术的另一个目的在于提供存储用于执行这样的成膜方法的程序的存储介质。本专利技术的专利技术者人对在使用副产物的蒸汽压低于其蒸汽压的成膜原料时，由副产物的吸附引起Cu原料的吸附抑制以及Cu膜和基底膜之间的润湿性降低的发生机制进行了研究。其结果，判明了蒸汽压低于成膜原料的副产物容易吸附于基板，这样的副产物吸附于基板表面引起Cu原料的吸附抑制以及Cu膜和Ru膜之间的润湿性降低发生。基于该事实进一步反复研究，结果发现，副产物的吸附和脱离与处理容器内的压力相关，压力越高越容易吸附，压力越低越容易脱离，因此通过使处理容器内的压力降低，控制为吸附于基板的所述副产物进行脱离和扩散的压力，由此抑制副产物吸附于基板上造成的Cu原料的吸附抑制以及Cu膜和Ru膜之间的润湿性降低。本专利技术是基于这样的见解完成的。S卩，根据本专利技术，提供一种Cu膜的成膜方法，其包括在处理容器内收纳基板的工序；在上述处理容器内，以气相状态导入含有Cu配位化合物的成膜原料的工序，其中，成膜中产生的副产物的蒸汽压低于成膜原料的蒸汽压；将上述处理容器内的压力控制为吸附于基板的上述副产物进行脱离和扩散的压力的工序；和使上述气相状态的成膜原料在基板上分解，通过CVD法在基板上沉积Cu，形成Cu膜的工序。另外，根据本专利技术，提供存储介质，存储在计算机上运行、用于控制成膜装置的程序，上述程序在执行时，在计算机中控制上述成膜装置，使其执行成膜方法，上述成膜方法包括在处理容器内收纳基板的工序；在上述处理容器内，以气相状态导入含有Cu配位化合物的成膜原料的工序，其中，成膜中产生的副产物的蒸汽压低于成膜原料的蒸汽压；将上述处理容器内的压力控制为吸附于基板的上述副产物进行脱离和扩散的压力的工序；和使上述气相状态的成膜原料在基板上分解，通过CVD法在基板上沉积Cu，形成Cu膜的工序。附图说明图1是表示实施本专利技术的一个实施方式相关的Cu膜的成膜方法的成膜装置的结构的一个例子的简要截面。图2是表示适用了本专利技术的一个实施方式相关的Cu膜的成膜方法的基板的半导体晶片的结构的一个例子的截面图。图3是用于说明发生由副产物引起的吸附抑制的状态的示意图。图4是用于说明本专利技术的一个实施方式相关的Cu膜的成膜方法中的腔室内的状态的示意图。图5是表示对图2的结构的半导体晶片形成CVD-Cu膜作为配线材料的状态的截面图。图6是表示对图2的结构的半导体晶片形成CVD-Cu膜作为镀Cu的晶种膜的状态的截面图。图7是表示对图5结构的半导体晶片进行了 CMP的状态的截面图。图8是表示对图6结构的半导体晶片实施了镀Cu的状态的截面图。图9是表示对图8结构的半导体晶片进行了 CMP的状态的截面图。图10是表示适用了本专利技术的一个实施方式相关的Cu膜的成膜方法的基板的半导体晶片的结构的另一个例子的截面图。图11是表示作为成膜原料使用Cu(hfac)TMVS，使腔室内的压力变化而形成 CVD-Cu膜时的Cu的初期核的状态的扫描型显微镜(SEM)照片。具体实施例方式以下，参照附图，说明本专利技术的实施方式。<用于实施本专利技术的成膜方法的成膜装置的构成>图1是表示实施本专利技术的一个实施方式相关的Cu膜的成膜方法的成膜装置的结构的一个例子的简要截面。该成膜装置100，具有气密性的略为圆筒状的腔室1，在其中用于水平支持作为被处理基板的半导体晶片W的基座2以被设置在其中央下部的圆筒状的支持构件3支持的状态配置。该基座2由AlN等的陶瓷构成。另外，在基座2中埋设有加热器5，在该加热器5 连接有加热器电源6。另一方面，在基座2的上面附近设置有热电偶7，热电偶7的信号向加热器控制器8传递。这样，加热器控制器8根据热电偶7的信号，给加热器电源6发送指令，控制加热器5从而将晶片W控制在规定的温度。在腔室1的顶壁la，形成有圆形的孔lb，嵌入喷淋头10使其从孔向腔室1内突出。 喷淋头10用于向腔室1内排出由下述气体供给装置30供给的成膜用的气体，在其上部具有导入作为成膜原料的Cu配位化合物、例如作为1价的β 二酮配位化合物的六氟乙酰丙酮-三甲基乙烯基硅烷铜(Cu(hfac)TMVQ的第1导入通路11，和向腔室1内导入稀释气体的第2导入通路12，其中，热分解生成的副产物的蒸汽压低于成膜原料的蒸汽压。作为该稀释气体，例如使用Ar气体或压气体。在喷淋头10的内部在上下2级设置空间13、14。在上侧的空间13连接有第1导入通路11，第1气体排出通路15从该空间13延伸至喷淋头10的底面。在下侧的空间14 连接有第2导入通路12，从该空间14第2气体排出通路16延伸至喷淋头10的底面。艮口， 喷淋头10从排出通路15和16分别独立排出作为成膜原料的Cu配位化合物和稀释气体。在腔室1的底壁，设置有向下方突出的排气室21。在排气室21的侧面连接有排气管22，该排气管22连接有具有真空泵和压力控制阀的排气装置23。因此能够通过该排气装置23运转将腔室1内减压至规定的真空度。另外，通过压力计M检测出腔室1内的压力，基于该检测值控制排气装置23的压力控制阀的开度，控制腔室1内的压力。在本实施方式中，控制为吸附本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种Ｃｕ膜的成膜方法，其特征在于，包括：在处理容器内收纳基板的工序；在所述处理容器内，以气相状态导入含有Ｃｕ配位化合物的成膜原料的工序，其中，成膜中产生的副产物的蒸汽压低于成膜原料的蒸汽压；将所述处理容器内的压力控制为吸附于基板上的所述副产物进行脱离和扩散的压力的工序；和使所述气相状态的成膜原料在基板上分解，通过ＣＶＤ法在基板上沉积Ｃｕ，形成Ｃｕ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，
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