CN100523287C - 成膜装置和成膜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种成膜方法，其特征在于，包括：使用二价Cu的原料物质，在基板上形成第一阶段的Cu膜的工序；和使用一价Cu的原料物质，在所述第一阶段的Cu膜上形成第二阶段的Cu膜的工序。

Description

成膜装置和成膜方法
技术领域
本发明涉及用于在半导体基板上进行铜(Cu)的成膜的成膜方法以及成膜装置。
背景技术
近年来，为了适应半导体器件的高速化、配线图案的微细化、高集成化等，导电性高于铝且电迁移阻力等也优良的Cu作为配线材料逐渐受到瞩目。
作为Cu的成膜方法为人们所知的方法有，利用含有Cu的原料气体的热分解反应或者含有Cu的原料气体与还原性气体的反应，使Cu在基板上还原析出而进行成膜的CVD(化学气相成长)法。利用这样的CVD法形成的Cu膜覆盖性高，向细长而深的图案内的成膜的填充特性良好，适用于形成微细的配线图案。在这样的Cu膜的CVD成膜中，使用含有一价或二价Cu的原料气体(例如，参照日本特开2000-144420号公报)。
这里，在使用含有一价Cu的原料气体的CVD处理中，例如，在形成Ta膜作为阻隔膜(Barrier)的情况下，为了在该Ta膜上形成Cu膜，必需进行添加水等的处理。
但是，如果如上所述使用水，则上述Ta膜的表面被氧化，该Ta膜的阻力变大，而且难于提高Cu膜与Ta膜的粘合性。另外，在使用含有一价Cu的原料气体的CVD处理中，不只限于Ta膜，对于TaN膜或者Ti膜来说也有难于进行Cu的成膜的问题。
另一方面，在使用含有二价Cu的原料气体的CVD处理中，由于几乎没有对于Ta膜、TaN膜、Ti膜等的基底材料的依赖性，所以对于这些基底材料的粘合性提高，而且能够形成核密度高的Cu膜。
但是，就该Cu膜来说，随着其成长、核也逐渐变大，具有难于形成连续膜的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述事实而提出的，其目的在于提供能够形成与基板的粘合性好并且为规定厚度的连续Cu膜的成膜方法。再者，本发明的目的还在于提供执行上述成膜方法用的成膜装置以及在该成膜装置的控制中所使用的计算机可读取的存储介质。
本发明提供一种成膜方法，其特征在于，包括：使用二价Cu的原料物质，在基板上形成第一阶段的Cu膜的工序；和使用一价Cu的原料物质，在上述第一阶段的Cu膜上形成第二阶段的Cu膜的工序。
根据本发明，通过使用二价Cu的原料物质在基板(基底)上形成第一阶段的Cu膜，能够形成与基板的粘合性高且核密度高的致密Cu膜。于是，通过使用一价Cu的原料物质在该Cu膜上形成第二阶段的Cu膜，能够使Cu膜成长为连续膜。这样，在本发明中，能够得到所谓的可以形成与基板的粘合性高并且连续而平滑的Cu膜的效果。
此外，虽然二价Cu的原料物质稳定，但是在使用其的第一阶段的Cu膜的成膜工序中，如果使用PEALD(Plasma Enhanced Atomic LayerDeposition)法，能够在更低的基板温度下进行成膜。(以前已知能够在更低的基板温度下，进行使用一价Cu的原料物质的成膜工序。)因此，能够在不给形成在基板上的配线元件(由热引起)造成损伤的情况下，形成Cu膜。
所谓的在形成第一阶段的Cu膜的工序中所使用的PEALD(PlasmaEnhanced Atomic Layer Deposition)法，例如可以由以下工序实现：(a)向上述基板上供给二价Cu的原料物质并使之吸附在其上的工序；(b)停止供给上述原料物质后，除去上述处理容器内的残留气体的工序；(c)在向上述基板上供给还原性气体的同时，利用等离子体使该还原性气体自由基化，由此将吸附在上述基板上的上述二价Cu的原料物质还原，在上述基板上形成Cu膜的工序；和(d)停止供给上述还原性气体后，除去上述处理容器内的残留气体的工序。尤其优选将这些(a)～(d)的工序反复进行规定的次数，直至形成规定厚度的Cu膜。
另一方面，形成上述第二阶段的Cu膜的工序优选同时向基板上供给一价Cu的原料物质和还原性气体而进行。
上述还原性气体是例如，H2、NH3、N2H4、NH(CH3)2、N2H3CH、N2中的任意一种，或者是选自其中的多种气体的混合气体。
另外，优选形成上述第一阶段的Cu膜的工序中的基板温度与形成上述第二阶段的Cu膜的工序中的基板温度，在实质上相同。
另外，例如，在形成上述第一阶段的Cu膜的工序中，形成厚度为1nm以上100nm以下的Cu膜。
另外，优选上述一价Cu的原料物质是Cu(hfac)atoms或者Cu(hfac)TMVS。
另外，优选上述二价Cu的原料物质是Cu(dibm)2、Cu(hfac)2、和Cu(edmdd)2的任意一种。
以上的成膜方法最适用于，上述基板在其表面上具有由Ta、TaN、Ti、TiN、W、WN的任意一种构成的阻隔膜的情况。这种情况下，能够在形成上述第一阶段的Cu膜的工序中，在上述阻隔膜上形成Cu膜。再者，以上的成膜方法最适用于，上述阻隔膜在其表面上具有由Ru、Mg、In、Al、Ag、Co、Nb、B、V、Ir、Pd、Mn、Mn氧化物(MnO、Mn3O4、Mn2O3、MnO2、Mn2O7)的任意一种构成的粘合层的情况。这种情况下，能够在上述粘合层上形成粘合性良好的Cu膜。
或者说，本发明提供一种成膜方法，其特征在于，包括：在处理容器内配置基板的工序；利用使用二价Cu的原料物质的CVD，在基板上形成第一阶段的Cu膜的工序；和利用使用一价Cu的原料物质的CVD，在上述第一阶段的Cu膜上形成第二阶段的Cu膜的工序。
根据本发明，通过使用二价Cu的原料物质在基板(基底)上形成第一阶段的Cu膜，能够形成与基板的粘合性高且核密度高的致密的Cu膜。于是，通过使用一价Cu的原料物质在该Cu膜上形成第二阶段的Cu膜，能够使Cu膜成长为连续膜。这样，在本发明中，能够得到所谓的可以形成与基板的粘合性高并且连续而平滑的Cu膜的效果。
另外，本发明提供一种成膜装置，其特征在于，具有：收容基板，并可真空排气的处理容器；向上述处理容器内供给气体状态下的一价Cu的原料物质的第一Cu原料供给机构；向上述处理容器内供给气体状态下的二价Cu的原料物质的第二Cu原料供给机构；和控制部，控制上述第一Cu原料供给机构和上述第二Cu原料供给机构，使得使用二价Cu的原料物质在收容在上述处理容器内的基板上形成第一阶段的Cu膜，随后，使用一价Cu的原料物质，在上述第一阶段的Cu膜上形成第二阶段的Cu膜。
另外，本发明提供一种计算机可读取的存储介质，其特征在于：其存储有在计算机上运行的控制程序，上述控制程序由控制成膜装置的计算机执行，上述成膜装置通过CVD法在基板上形成Cu膜，上述控制程序实现如下控制，使用二价Cu的原料物质形成第一阶段的Cu膜，随后使用一价Cu的原料物质在上述第一阶段的Cu膜上，形成第二阶段的Cu膜。
附图说明
图1是表示用于实施本发明一实施方式的成膜方法的成膜装置的简要截面图。
图2是Cu膜的成膜方法的流程图。
图3(a)和(b)是用于对Cu膜的成膜方法进行说明的模式图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示用于实施本发明一实施方式的成膜方法的成膜装置100的简要截面图。
如图1所示，成膜装置100具有以气密的方式构成的略圆筒状的腔室1。在腔室1中设置有用于水平支承作为被处理体的晶片W的基座2。基座2利用圆筒状的支承部件3进行支承。在基座2的外缘部设置有用于对晶片W进行导向的导向环4。另外，在腔室2内埋入加热器5。加热器5与加热器电源6连接。加热器5通过加热器电源6向其供电，将晶片W加热至规定的温度。另外，在基座2上设置有接地的下部电极2a。
在腔室1的顶壁1a上经由绝缘部件9设置有喷头10。该喷头10由上段块状体10a、中段块状体10b和下段块状体10c构成。
在下段块状体10c上交替形成有分别喷出不同气体的第一喷出孔17和第二喷出孔18。
在上段块状体10a的上面形成有第一气体导入口11和第二气体导入口12。第一气体导入口11和第二气体导入口12连接后述的气体供给机构20的气体管路25a、25b和28。于是，在上段块状体10a中，从第一气体导入口11分支出多个气体通路13，并从第二气体导入口12分支出多个气体通路14。
在中段块状体10b上分别形成有与上述气体通路13连通的气体通路15、和与上述气体通路14连通的气体通路16。于是，气体通路15连通在下段块状体10c的喷出孔17上，气体通路16连通在下段块状体10c的喷出孔18上。
气体供给机构20包括：例如，供给Cu(hfac)atoms或者Cu(hfac)TMVS等一价Cu的原料物质的第一Cu原料供给源21a；供给Cu(dibm)2、Cu(hfac)2、和Cu(edmdd)2等二价Cu的原料物质的第二Cu原料供给源21b；供给作为载气的不活泼气体的Ar气体的Ar气体供给源23；和供给作为还原性气体的H2气体的H2气体供给源24。
这里，作为载气，也可以使用N2气体、He气体、Ne气体等的不活泼气体，来取代Ar气体。另外，作为还原性气体，也可以使用NH3气体、N2H4气体、NH(CH3)2气体、N2H3CH气体、N2气体中的任一种，取代H2气体，另外，也可以使用选自这些气体中的多种气体的混合气体。
于是，第一原料气体管路25a与第一Cu原料供给源21a连接，第二原料气体管路25b与第二Cu原料供给源21b连接，气体管路27与Ar气体供给源23连接，气体管路28与H2气体供给源24连接。气体管路27与第二原料气体管路25b合流。
在第一原料气体管路25a上设置有质量流量控制器30，在该质量流量控制器30的下游侧设置有阀29。在第二原料气体管路25b上也设置有质量流量控制器30，在该质量流量控制器30的下游侧设置有阀29。在气体管路27上也设置有质量流量控制器30，在该质量流量控制器30的上游侧和下游侧，夹着该质量流量控制器，分别设置有阀29。在气体管路28上也设置有质量流量控制器30，在该质量流量控制器30的上游侧和下游侧，夹着该质量流量控制器，分别设置有阀29。
第一Cu原料供给源21a以及与其连接的第一原料气体管路25a，利用加热器22，被加热保持在规定温度(例如50℃～200℃)。同样，第二Cu原料供给源21b以及与其连接的第二原料气体管路25b，也利用加热器22，被加热保持在规定温度(例如50℃～200℃)。
由此，Cu原料物质在常温、常压状态下是固体时(Cu(hfac)2、Cu(dibm)2)，通过利用加热器22加热第一、第二Cu原料供给源21a、21b以及第一、第二原料气体管路25a、25b，再如后所述，使腔室1内减压，能够使该Cu原料物质升华，以气体状态向腔室1供给。
另一方面，Cu原料物质在常温、常压状态下是液体时(Cu(hfac)atoms、Cu(hfac)TMVS和Cu(edmdd)2)，通过利用加热器22加热第一、第二Cu原料供给源21a、21b以及第一、第二原料气体管路25a、25b，能够使该Cu原料物质蒸发，以气体状态向腔室1供给。
在第一气体导入口11上经由绝热体(insulator)31a连接有从第一Cu原料供给源21a延伸出来的第一原料气体管路25a。另外，在第一气体导入口11上经由绝热体31b还连接有从第二Cu原料供给源21b延伸出来的第二原料气体管路25b。另一方面，在第二气体导入口12上经由绝热体31c连接有从H2气体供给源24延伸出来的气体管路28。
所以，在第一阶段的Cu膜的成膜处理时，从第二Cu原料供给源21b供给的二价Cu的原料物质气体，由从Ar气体供给源23通过气体管路27而供给的Ar气体所载持，经由第二原料气体管路25b从喷头10的第一气体导入口11到达喷头10内，经过气体通路13和15，从第一喷出孔17向腔室1内喷出。此外，在图1中，虽然从连接在第二原料气体管路25b上的气体管路27供给作为载气的Ar气体，但是也可以采用在第二Cu原料供给源21b中设置载气管路，供给Ar气体的方式。
另外，在第二阶段的Cu膜的成膜处理时，从第一Cu原料供给源21a供给的一价Cu的原料物质气体，经由第一原料气体管路25a从喷头10的第一气体导入口11到达喷头10内，经过气体通路13和15，从第一喷出孔17向腔室1内喷出。这里，也可以采用一价Cu的原料物质气体，由从Ar气体供给源23通过气体管路27而供给的Ar气体所载持，向腔室1内供给的方式。
另一方面，从H2气体供给源24供给的H2气体，经由气体管路28从喷头10的第二气体导入口12到达喷头10内，经过气体通路14和16从第二喷出孔18向腔室1内喷出。
高频电源33经由匹配器32与喷头10连接。高频电源33向喷头10和下部电极2a之间供给高频电力。由此，能够将经由喷头10向腔室1内供给的、作为还原性气体的H2气体等离子体化。
另外，在腔室1的底壁1b上连接有排气管37。在该排气管37上连接有排气装置38。通过使该排气装置38运作，可以将腔室1内减压至规定的真空度。
另外，在腔室1的侧壁上设置有门阀39。在打开门阀39的状态下，与外部之间进行晶片W的搬入搬出。
成膜装置100的各构成部连接在控制部(处理控制器)95上，利用该控制部95进行控制。在控制部95上连接有用户界面96和存储部97。上述用户界面包括工序管理者为了管理成膜装置100(的各构成部)而进行命令输入操作等用的键盘、和可视化地显示成膜装置100(的各构成部)的工作状况的显示器等。上述存储部中存储记录有在控制部95的控制下实现在成膜装置100中执行的各种处理用的控制程序(例如，根据处理条件，在成膜装置100的各构成部中执行处理用的程序)或处理条件数据等的方案。
于是，根据需要，基于来自用户界面96的指示等，从存储部97中调出任意的方案，在控制部95中执行。由此，在控制部95的控制下，在成膜装置100中进行所希望的处理。
上述方案除了存储在硬盘或半导体存储器等中之外，也可以存储在CD—ROM或DVD—ROM等的可移动性的存储介质中。(也可以将这些存储介质设置在存储部97的规定位置上，可进行读取。)
下面，就利用如上所述构成的成膜装置100，在晶片W上形成Cu膜的成膜方法进行说明。
图2是表示本实施方式的Cu膜的成膜方法的流程图。图3(a)及(b)是用于对Cu膜的成膜方法进行说明的模式图。
如图2所示，最初，打开门阀39，将晶片W搬入腔室1内，载置在基座2上(步骤1)。
随后，关闭门阀39，利用排气装置38对腔室1内进行排气，由此，将腔室1内维持在例如13.33Pa(0.1torr)～1333Pa(10torr)。将腔室1内的压力维持在该范围内，直至后述的步骤8的工序完成为止。并且，利用加热器5将晶片W加热、保持在随后向腔室1内供给的二价Cu的原料物质不分解的规定温度、例如50℃～400℃、优选50℃～200℃(步骤2)。
随后，进行使用二价Cu的原料物质的第一阶段的Cu膜的成膜。即，首先，在第二Cu原料供给源21b中，将Cu(hfac)2等的二价Cu的原料物质气化，例如，在以下的供给条件下将其导入腔室1内：Cu原料气体流量10～1000mg/min，Ar流量50～2000mL/min(sccm)，供给时间0.1秒～10秒。由此，二价Cu的原料物质被吸附在加热至规定温度的晶片W的整个面上(步骤3)。
随后，停止供给二价Cu原料气体，将剩余的二价Cu原料气体从腔室1内减压排气除去(步骤4)。这时，按例如50～5000mL/min(sccm)的Ar流量向腔室1内供给Ar气体，也可以在吹扫腔室1内的同时将残留气体减压排气除去。此外，也可以使用随后被供给腔室1内的H2气体等，作为吹扫气体。
随后，从H2气体供给源24按例如50～5000mL/min(sccm)的流量向腔室1内供给作为还原性气体的H2气体。这时，从高频电源33向喷头10与下部电极2a之间施加例如50～1000W的高频电力。由此，H2气体被等离子体化，产生氢自由基(H2 *)，利用该氢自由基(H2 *)将吸附在晶片W的表面上的二价Cu原料物质还原。由此，在晶片W上形成第一阶段的Cu膜(步骤5)。该步骤5的工序进行例如0.1秒～10秒的时间。
随后，停止供给H2气体和停止施加高频电力，从腔室1内将H2气体减压排气除去(步骤6)。在进行该步骤6时，与之前的步骤4一样，也可以向腔室1内供给Ar气体，进行吹扫并将残留气体减压排气除去。
将如上所述的步骤3至步骤6的一系列处理反复进行到在晶片W上形成的Cu膜变为目的膜厚，例如1nm～100nm。这样，如图3(a)所示，能够形成与晶片W的粘合性高、核密度高的致密Cu膜50a(第一阶段的Cu膜)。
例如，在现有技术中，在晶片W的表面上形成有由Ta、TaN、Ti、TiN、W、WN的任意一种构成的阻隔膜的情况下，需要添加水等的处理，由此，出现阻隔膜被氧化，粘合性降低、阻力变大等的问题。与此相反，根据上述步骤3～6，由于不需要这样的添加物，能够在不给阻隔膜造成损伤的情况下，形成具有良好的粘合性的第一阶段的Cu膜。
这里，根据本发明的实施方式，在阻隔膜的表面上形成有由Ru、Mg、In、Al、Ag、Co、Nb、B、V、Ir、Pd、Mn、Mn氧化物(MnO、Mn3O4、Mn2O3、MnO2、Mn2O7)的任意一种构成的粘合层(金属膜)的情况下，能够形成粘合性更高的第一阶段的Cu膜。
在得到目的膜厚的第一阶段的Cu膜后，由一价Cu的原料物质的第二阶段的Cu膜的成膜，利用例如热CVD法进行。即，根据需要调整晶片W的保持温度，随后，在第一Cu原料供给源21a中Cu(hfac)TMVS等的一价Cu的原料物质被气体化，在例如Cu原料气体流量为10～1000mg/min的供给条件下，向腔室1供给。与此同时，从H2气体供给源24按例如50～5000mL/min(sccm)的流量向腔室1内导入作为还原性气体的H2气体，直至第二阶段的Cu膜达到所希望的厚度，例如1nm～1000nm(步骤7)。利用一价Cu的原料气体与H2气体的还原反应，能够使第二阶段的Cu膜在之前成膜的第一阶段的Cu膜50a上成长。
根据该步骤7的工序，因为在先前形成的第一阶段的Cu膜上形成第二阶段的Cu膜，所以该第二阶段的Cu膜与在步骤6的工序结束后得到的第一阶段的Cu膜50a的粘合性极高。这样，如图3(b)所示，能够形成实质上具有连续性(整体性)的第二阶段的Cu膜50b.
另外，由于如果只反复进行步骤3～步骤6的工序，则第一阶段的Cu膜50a的核成长，难于形成平坦的膜。但是，通过利用步骤7的工序形成第二阶段的Cu膜，能够形成平坦的Cu膜50b。
此外，优选将在步骤7中的晶片W的处理温度设定在50℃～400℃的范围内，优选在50℃～200℃的范围内，也可以与步骤3～6中的晶片W的处理温度不一样。不过，如果与步骤3～6中的晶片W的处理温度一样，则因为不需要调整晶片W的温度的时间，能够提高生产率。
在步骤7的工序完成后，将腔室1内的残留气体减压排气除去(步骤8)。在该步骤8的工序中，也可以按例如50～5000mL/min(sccm)的Ar流量向腔室1内供给Ar气体，在吹扫腔室1内的同时、将残留气体减压排气除去。这样，在将残留气体从腔室1内除去之后，打开门阀39，将晶片W搬出至腔室1的外部，再次将门阀39关闭(步骤9)。这时，也可以将随后进行处理的晶片W搬入腔室1内。
以上，虽然就本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不仅限于这样的实施方式。例如，就使用二价Cu的原料物质的第一阶段的Cu膜的成膜来说，虽然举例说明了通过利用高频能量将还原性气体等离子体化、进行原料物质的还原反应，进行Cu的成膜的方法(步骤3～6)，但是，利用还原性气体的还原性，不施加高频，也能够利用设置在基座2上的加热器5等，将晶片W加热至规定温度，利用此时的热能，进行原料物质的还原反应，从而进行成膜。另外，利用二价Cu的原料物质的性质，即使不使用上述的PEALD法，也可以利用将二价Cu的原料物质与还原气体一起供给基板的方法，进行成膜，在这种情况下，最好考虑膜质、生产率和处理成本等，采用判断为适当的成膜方法。
在使用常温常压下是固体的物质作为Cu的原料物质的情况下，也可以采用使用气化器的构成。具体地说，可以采用如下构成，将固体的Cu原料溶解在规定的溶剂中，储存在容器等中，通过向该容器内导入He气体等的压送气体，将容器内的液体原料通过配管按一定的流量向设置在容器外的气化器压送，在该气化器内，利用从别的管路供给的不活泼气体等的载气将压送来的液体原料喷雾，使之气化，将该气化的Cu原料与该载气一起向腔室供给。此外，为了防止气化后的Cu原料固化，优选利用加热器等将从气化器到腔室的气体管路保持在规定的温度。

Claims (15)

1.一种成膜方法，其特征在于，包括：
使用二价Cu的原料物质，在基板上形成第一阶段的Cu膜的工序；和
使用一价Cu的原料物质，在所述第一阶段的Cu膜上形成第二阶段的Cu膜的工序。
2.一种成膜方法，其特征在于，包括：
在处理容器内配置基板的工序；
利用使用二价Cu的原料物质的CVD，在基板上形成第一阶段的Cu膜的工序；和
利用使用一价Cu的原料物质的CVD，在所述第一阶段的Cu膜上形成第二阶段的Cu膜的工序。
3.根据权利要求2所述的成膜方法，其特征在于，
形成所述第一阶段的Cu膜的工序，包括：
(a)向所述基板上供给二价Cu的原料物质并使之吸附在其上的工序；
(b)停止供给所述原料物质后，除去所述处理容器内的残留气体的工序；
(c)在向所述基板上供给还原性气体的同时，利用等离子体将该还原性气体自由基化，由此将吸附在所述基板上的所述二价Cu的原料物质还原，在所述基板上形成Cu膜的工序；和
(d)停止供给所述还原性气体后，除去所述处理容器内的残留气体的工序。
4.根据权利要求2或3所述的成膜方法，其特征在于，
形成所述第二阶段的Cu膜的工序包括：同时向基板上供给一价Cu的原料物质和还原性气体的工序。
5.根据权利要求3所述的成膜方法，其特征在于：
所述还原性气体是H2、NH3、N2H4、NH(CH3)2、N2H3CH、N2中的任一种，或者是选自其中的多种气体的混合气体。
6.根据权利要求2或3所述的成膜方法，其特征在于：
形成所述第一阶段的Cu膜的工序中的基板温度与形成所述第二阶段的Cu膜的工序中的基板温度，实质上相同。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的成膜方法，其特征在于：
在形成所述第一阶段的Cu膜的工序中，形成厚度为1nm以上100nm以下的Cu膜。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的成膜方法，其特征在于：
所述一价Cu的原料物质是Cu(hfac)atoms或者Cu(hfac)TMVS。
9.根据权利要求1～3中任一项所述的成膜方法，其特征在于：
所述二价Cu的原料物质是Cu(dibm)2、Cu(hfac)2、和Cu(edmdd)2中的任一种。
10.根据权利要求1～3中任一项所述的成膜方法，其特征在于：
所述基板在其表面上具有由Ta、TaN、Ti、TiN、W、WN中的任一种构成的阻隔膜，
在形成上述第一阶段的Cu膜的工序中，在所述阻隔膜上形成Cu膜。
11.根据权利要求10所述的成膜方法，其特征在于：
所述阻隔膜在其表面上具有由Ru、Mg、In、Al、Ag、Co、Nb、B、V、Ir、Pd、Mn、Mn氧化物中的任一种构成的粘合层，其中，Mn氧化物包括MnO、Mn3O4、Mn2O3、MnO2、Mn2O7，
在形成所述第一阶段的Cu膜的工序中，在所述粘合层上形成Cu膜。
12.一种成膜装置，其特征在于，具有：
收容基板，并可真空排气的处理容器；
向所述处理容器内供给气体状态下的一价Cu的原料物质的第一Cu原料供给机构；
向所述处理容器内供给气体状态下的二价Cu的原料物质的第二Cu原料供给机构；和
控制部，控制所述第一Cu原料供给机构和所述第二Cu原料供给机构，使得使用二价Cu的原料物质在收容在所述处理容器内的基板上形成第一阶段的Cu膜，随后，使用一价Cu的原料物质，在所述第一阶段的Cu膜上形成第二阶段的Cu膜。
13.根据权利要求12所述的成膜装置，其特征在于，
还包括：向所述处理容器内供给还原性气体的还原性气体供给机构；和
用于使由所述还原性气体供给机构向所述处理容器内供给的还原性气体等离子体化的等离子体发生机构，
所述控制部控制所述第一Cu原料供给机构、所述第二Cu原料供给机构、所述还原性气体供给机构和所述等离子体发生机构，使得通过反复进行规定次数的下述处理，形成所述第一阶段的Cu膜，所述处理为：向收容在所述处理容器内的基板上供给规定量的二价Cu的原料物质，并使之吸附，随后，在停止供给所述二价Cu的原料物质后，对所述处理容器内进行排气，随后，在向基板上供给所述还原性气体的同时由等离子体使该还原性气体自由基化，由此，将吸附在所述基板上的所述二价Cu的原料物质还原，形成Cu膜，随后，在停止供给所述还原性气体后，对所述处理容器内进行排气。
14.根据权利要求12所述的成膜装置，其特征在于：
还包括向所述处理容器内供给还原性气体的还原性气体供给机构，
所述控制部控制所述第一Cu原料供给机构、所述第二Cu原料供给机构和所述还原性气体供给机构，使得向收容在所述处理容器内的基板上同时供给所述一价Cu的原料物质和所述还原性气体，形成所述第二阶段的Cu膜。
15.根据权利要求12～14中任一项所述的成膜装置，其特征在于：
还包括将收容在所述处理容器内的基板加热至规定温度的基板加热机构，
所述控制部还控制所述基板加热机构，使得所述第一阶段的Cu膜的成膜和所述第二阶段的Cu膜的成膜分别在基板被加热至规定温度的状态下进行。
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