JP2002231657A - 白金膜及びその製造方法 - Google Patents
白金膜及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面の平滑性を向上する。ステップカバレッ
ジ性に優れる。 【解決手段】 半導体基板に形成された微細な溝又は穴
に堆積された白金膜が、溝又は穴の周囲の膜厚をｔ0、
溝又は穴の底部の膜厚をｔb、溝又は穴の側部の膜厚を
ｔsとするとき、ｔb／ｔ0＝０．７〜１．０及びｔs／ｔ
0＝０．７〜１．０であって、溝周囲の中心線表面平均
粗さが５〜５０Åである。この白金膜は金属白金をター
ゲット材にしてスパッタリングにより溝にシード膜を形
成した後、シード膜上に有機金属化学蒸着法によりジメ
チル白金シクロオクタジエン等の有機白金化合物の蒸気
の分解により製造する。
ジ性に優れる。 【解決手段】 半導体基板に形成された微細な溝又は穴
に堆積された白金膜が、溝又は穴の周囲の膜厚をｔ0、
溝又は穴の底部の膜厚をｔb、溝又は穴の側部の膜厚を
ｔsとするとき、ｔb／ｔ0＝０．７〜１．０及びｔs／ｔ
0＝０．７〜１．０であって、溝周囲の中心線表面平均
粗さが５〜５０Åである。この白金膜は金属白金をター
ゲット材にしてスパッタリングにより溝にシード膜を形
成した後、シード膜上に有機金属化学蒸着法によりジメ
チル白金シクロオクタジエン等の有機白金化合物の蒸気
の分解により製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板に形成
された微細な溝又は穴に堆積された白金膜及びその製造
方法に関する。更に詳しくは、半導体メモリーデバイス
の誘電体キャパシタ用電極、半導体基板のコンタクトや
配線等として用いられ、カバレッジ性が良好で、かつ平
滑性に優れた白金膜及びその製造方法に関するものであ
る。
された微細な溝又は穴に堆積された白金膜及びその製造
方法に関する。更に詳しくは、半導体メモリーデバイス
の誘電体キャパシタ用電極、半導体基板のコンタクトや
配線等として用いられ、カバレッジ性が良好で、かつ平
滑性に優れた白金膜及びその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体基板の誘電体メモリー
用の電極材料として用いられている白金膜は、真空蒸着
法やスパッタリングなどの物理蒸着法（Physical Vapor
Deposition、以下、ＰＶＤ法という。)、熱分解による
有機金属化学蒸着法（Metal Organic Chemical Vapor D
eposition、以下、ＭＯＣＶＤ法という。）、湿式のめ
っき法等により製造されている。
用の電極材料として用いられている白金膜は、真空蒸着
法やスパッタリングなどの物理蒸着法（Physical Vapor
Deposition、以下、ＰＶＤ法という。)、熱分解による
有機金属化学蒸着法（Metal Organic Chemical Vapor D
eposition、以下、ＭＯＣＶＤ法という。）、湿式のめ
っき法等により製造されている。
【０００３】半導体基板において、形成された微細な溝
又は穴に白金膜のような金属膜等を成膜するとき、溝又
は穴の底部で膜の厚さと、溝又は穴の周囲の部分での膜
の厚さの比率をステップカバレッジといい、図５に示す
ように、溝又は穴の周囲の膜厚をｔ0、溝又は穴の底部
の膜厚をｔb、溝又は穴の側部の膜厚をｔsとするとき、
ボトムカバレッジ＝ｔb／ｔ0、サイドカバレッジ＝ｔs
／ｔ0と定義される。この値が１に近いほどカバレッジ
性がよく、１より小さいほどカバレッジ性が悪い。絶縁
膜に微細な穴を形成して金属膜を埋込むことにより、上
部構造と下部構造の電気的接続（コンタクト）をとるこ
とがよく行われている。この時カバレッジ性が悪いと、
微細な穴に白金のような金属で埋込む際に巣（pore）が
できてしまうため、コンタクトの信頼性に影響を及ぼ
す。膜の製造方法のうち、ＰＶＤ法よりＭＯＣＶＤ法の
ほうが回り込みに優れるため、一般的にカバレッジ性は
よい。
又は穴に白金膜のような金属膜等を成膜するとき、溝又
は穴の底部で膜の厚さと、溝又は穴の周囲の部分での膜
の厚さの比率をステップカバレッジといい、図５に示す
ように、溝又は穴の周囲の膜厚をｔ0、溝又は穴の底部
の膜厚をｔb、溝又は穴の側部の膜厚をｔsとするとき、
ボトムカバレッジ＝ｔb／ｔ0、サイドカバレッジ＝ｔs
／ｔ0と定義される。この値が１に近いほどカバレッジ
性がよく、１より小さいほどカバレッジ性が悪い。絶縁
膜に微細な穴を形成して金属膜を埋込むことにより、上
部構造と下部構造の電気的接続（コンタクト）をとるこ
とがよく行われている。この時カバレッジ性が悪いと、
微細な穴に白金のような金属で埋込む際に巣（pore）が
できてしまうため、コンタクトの信頼性に影響を及ぼ
す。膜の製造方法のうち、ＰＶＤ法よりＭＯＣＶＤ法の
ほうが回り込みに優れるため、一般的にカバレッジ性は
よい。
【０００４】白金膜の製造方法の１つであるＭＯＣＶＤ
法は、金属原料である有機金属化合物を減圧下で加熱し
て気化させ、その蒸気を成膜室に輸送して基板上で熱分
解させることにより、生成した金属を基板上に付着させ
る方法である。このＭＯＣＶＤ法は、他の膜製造方法に
比べて、カバレッジ性に優れているため、白金膜の製造
方法として一般的に行われている。
法は、金属原料である有機金属化合物を減圧下で加熱し
て気化させ、その蒸気を成膜室に輸送して基板上で熱分
解させることにより、生成した金属を基板上に付着させ
る方法である。このＭＯＣＶＤ法は、他の膜製造方法に
比べて、カバレッジ性に優れているため、白金膜の製造
方法として一般的に行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ＭＯＣＶ
Ｄ法を用いて製造された白金膜は、表面に凹凸が形成さ
れてしまうため、表面の平滑さが低下する問題があっ
た。また、半導体基板に形成された微細な溝又は穴に白
金膜を形成する場合、溝又は穴の周囲に一様な厚さの膜
を形成できても、溝又は穴の側部や底部には膜を形成す
るための原料物質が到達できず、不足して膜厚が薄くな
ってしまうため、ステップカバレッジ性が安定しない不
具合もあった。
Ｄ法を用いて製造された白金膜は、表面に凹凸が形成さ
れてしまうため、表面の平滑さが低下する問題があっ
た。また、半導体基板に形成された微細な溝又は穴に白
金膜を形成する場合、溝又は穴の周囲に一様な厚さの膜
を形成できても、溝又は穴の側部や底部には膜を形成す
るための原料物質が到達できず、不足して膜厚が薄くな
ってしまうため、ステップカバレッジ性が安定しない不
具合もあった。
【０００６】本発明の目的は、表面の平滑性を向上した
白金膜及びその製造方法を提供することにある。本発明
の別の目的は、ステップカバレッジ性に優れた白金膜及
びその製造方法を提供することにある。
白金膜及びその製造方法を提供することにある。本発明
の別の目的は、ステップカバレッジ性に優れた白金膜及
びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
半導体基板に形成された微細な溝又は穴に堆積された白
金膜において、溝又は穴の周囲の膜厚をｔ0、溝又は穴
の底部の膜厚をｔb、溝又は穴の側部の膜厚をｔsとする
とき、 ｔb／ｔ0＝０．７〜１．０ ……（１） ｔs／ｔ0＝０．７〜１．０ ……（２） であって、溝又は穴周囲の中心線表面平均粗さが５〜５
０Åであることを特徴とする白金膜である。請求項１に
係る発明では、白金膜が式（１）で示されるボトムカバ
レッジ及び式（２）で示されるサイドカバレッジが上記
数値範囲内で、かつ中心線表面平均粗さが５〜５０Åで
あるので、ステップカバレッジ性に優れ、かつ表面の平
滑性が向上する。
半導体基板に形成された微細な溝又は穴に堆積された白
金膜において、溝又は穴の周囲の膜厚をｔ0、溝又は穴
の底部の膜厚をｔb、溝又は穴の側部の膜厚をｔsとする
とき、 ｔb／ｔ0＝０．７〜１．０ ……（１） ｔs／ｔ0＝０．７〜１．０ ……（２） であって、溝又は穴周囲の中心線表面平均粗さが５〜５
０Åであることを特徴とする白金膜である。請求項１に
係る発明では、白金膜が式（１）で示されるボトムカバ
レッジ及び式（２）で示されるサイドカバレッジが上記
数値範囲内で、かつ中心線表面平均粗さが５〜５０Åで
あるので、ステップカバレッジ性に優れ、かつ表面の平
滑性が向上する。
【０００８】請求項２に係る発明は、半導体基板に形成
された微細な溝又は穴に白金膜を堆積する白金膜の製造
方法において、金属白金をターゲット材にしてスパッタ
リングにより溝にシード膜を形成した後、シード膜上に
ＭＯＣＶＤ法により有機白金化合物の蒸気の分解により
白金膜を形成することを特徴とする白金膜の製造方法で
ある。請求項２に係る発明では、半導体基板をＭＯＣＶ
Ｄ法により白金膜を形成する前にスパッタリングにより
シード膜を形成することにより、均一でかつ平滑性に優
れた白金膜が得られる。
された微細な溝又は穴に白金膜を堆積する白金膜の製造
方法において、金属白金をターゲット材にしてスパッタ
リングにより溝にシード膜を形成した後、シード膜上に
ＭＯＣＶＤ法により有機白金化合物の蒸気の分解により
白金膜を形成することを特徴とする白金膜の製造方法で
ある。請求項２に係る発明では、半導体基板をＭＯＣＶ
Ｄ法により白金膜を形成する前にスパッタリングにより
シード膜を形成することにより、均一でかつ平滑性に優
れた白金膜が得られる。
【０００９】請求項３に係る発明は、請求項２に係る発
明であって、有機白金化合物がジメチル白金シクロオク
タジエン（以下、Ｍｅ２ＰｔＣＯＤという。）、ジメチ
ル白金ジメチルシクロオクタジエン、トリメチル（シク
ロペンタジエニル）白金(IV)、トリメチル（メチルシク
ロペンタジエニル）白金(IV)、トリメチル（ジメチルシ
クロペンタジエニル）白金(IV)又はトリメチル（エチル
シクロペンタジエニル）白金(IV)である製造方法であ
る。
明であって、有機白金化合物がジメチル白金シクロオク
タジエン（以下、Ｍｅ２ＰｔＣＯＤという。）、ジメチ
ル白金ジメチルシクロオクタジエン、トリメチル（シク
ロペンタジエニル）白金(IV)、トリメチル（メチルシク
ロペンタジエニル）白金(IV)、トリメチル（ジメチルシ
クロペンタジエニル）白金(IV)又はトリメチル（エチル
シクロペンタジエニル）白金(IV)である製造方法であ
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
説明する。本実施の形態では白金膜の製造は主に、スパ
ッタリング工程とＭＯＣＶＤ工程の２工程に分けられ
る。先ず、ドライエッチング等により表面に微細な溝又
は穴を形成した半導体基板を用意し、この基板表面に形
成された微細な溝又は穴に、金属白金をターゲット材に
してスパッタリングを行い、溝に厚さ３〜１０ｎｍのシ
ード膜を形成する。
説明する。本実施の形態では白金膜の製造は主に、スパ
ッタリング工程とＭＯＣＶＤ工程の２工程に分けられ
る。先ず、ドライエッチング等により表面に微細な溝又
は穴を形成した半導体基板を用意し、この基板表面に形
成された微細な溝又は穴に、金属白金をターゲット材に
してスパッタリングを行い、溝に厚さ３〜１０ｎｍのシ
ード膜を形成する。
【００１１】図３に一般的なスパッタリング装置を示
す。真空容器１１はガス入口１２及び真空排気口１３を
有し、この容器１１内部には平行に平板構造の電極１
４，１６が設けられる。電極１４，１６は容器外部で直
流電源又は高周波電源１７と繋がれて、接地される。陰
極１４はターゲット材１８が設置可能になっており、陽
極１６は基板１９が設置できるように基板ホルダも兼ね
た構造となっている。先ず、陰極１４にターゲット材１
８である金属白金が、陽極１６には基板１９がそれぞれ
設置される。真空容器１１内を１．０×１０-4〜３．０
×１０-4Ｐａ程度に保ち、真空容器内部の雰囲気が１０
〜５０ｓｃｃｍとなるようにＡｒガス２１をガス入口１
２より導入する。次に、電極に直流又は高周波電界を加
えると、容器内部に導入したＡｒガス２１内でグロー放
電が発生してＡｒイオン２２が生ずる。このグロー放電
により生じたＡｒイオン２２は陰極１４の負電圧に引か
れて加速され、陰極１４の金属白金１８を衝撃してこれ
をスパッタ蒸発させる。スパッタ蒸発した金属白金の原
子２３は陽極１６に保持された基板１９上に到達して白
金膜が形成される。
す。真空容器１１はガス入口１２及び真空排気口１３を
有し、この容器１１内部には平行に平板構造の電極１
４，１６が設けられる。電極１４，１６は容器外部で直
流電源又は高周波電源１７と繋がれて、接地される。陰
極１４はターゲット材１８が設置可能になっており、陽
極１６は基板１９が設置できるように基板ホルダも兼ね
た構造となっている。先ず、陰極１４にターゲット材１
８である金属白金が、陽極１６には基板１９がそれぞれ
設置される。真空容器１１内を１．０×１０-4〜３．０
×１０-4Ｐａ程度に保ち、真空容器内部の雰囲気が１０
〜５０ｓｃｃｍとなるようにＡｒガス２１をガス入口１
２より導入する。次に、電極に直流又は高周波電界を加
えると、容器内部に導入したＡｒガス２１内でグロー放
電が発生してＡｒイオン２２が生ずる。このグロー放電
により生じたＡｒイオン２２は陰極１４の負電圧に引か
れて加速され、陰極１４の金属白金１８を衝撃してこれ
をスパッタ蒸発させる。スパッタ蒸発した金属白金の原
子２３は陽極１６に保持された基板１９上に到達して白
金膜が形成される。
【００１２】蒸発した金属白金の原子の平均自由工程は
ターゲット−基板間の距離とほぼ等しいため、原料物質
である金属白金の原子はＡｒガス分子と何回か衝突しな
がら基板に入射する。そのため基板に斜めに、かついろ
いろな方向から入射する原子が多くなり、段部の被覆性
（ステップカバレッジ）が良好となる。また入射するイ
オンのエネルギは約数〜１０ｋＶであり、スパッタリン
グされた原料の中性粒子の平均エネルギが数十ｅＶと大
きく、基板、下地膜との密着性に優れる。
ターゲット−基板間の距離とほぼ等しいため、原料物質
である金属白金の原子はＡｒガス分子と何回か衝突しな
がら基板に入射する。そのため基板に斜めに、かついろ
いろな方向から入射する原子が多くなり、段部の被覆性
（ステップカバレッジ）が良好となる。また入射するイ
オンのエネルギは約数〜１０ｋＶであり、スパッタリン
グされた原料の中性粒子の平均エネルギが数十ｅＶと大
きく、基板、下地膜との密着性に優れる。
【００１３】このスパッタリング工程では厚さ３〜１０
ｎｍのシード膜を基板表面に島状に形成する。スパッタ
リング時間は基板の種類、溝の形状、処理条件等により
異なるが、３０〜１２０秒であり、３０〜６０秒が好ま
しい。３０秒未満であると、形成されるシード膜の膜厚
が薄く、不均一となる。また、１２０秒を越えるとシー
ド膜の膜厚が厚くなり過ぎ、後述するＭＯＣＶＤ工程で
の成膜に不具合を生じる。形成するシード膜の膜厚は３
〜１０ｎｍである。好ましくは３〜５ｎｍである。シー
ド膜の膜厚が３ｎｍ未満であると、後述するＭＯＣＶＤ
工程において、表面に凹凸が形成されてしまう、表面の
平滑さが低下する等の不具合を生じる。またシード膜の
膜厚が１０ｎｍを越えると前記溝又は穴の周囲の膜厚ｔ
0が厚くなるため、後述するＭＯＣＶＤ工程で成膜され
るＣＶＤ膜のステップカバレッジ性が低下するといった
不具合を生じる。
ｎｍのシード膜を基板表面に島状に形成する。スパッタ
リング時間は基板の種類、溝の形状、処理条件等により
異なるが、３０〜１２０秒であり、３０〜６０秒が好ま
しい。３０秒未満であると、形成されるシード膜の膜厚
が薄く、不均一となる。また、１２０秒を越えるとシー
ド膜の膜厚が厚くなり過ぎ、後述するＭＯＣＶＤ工程で
の成膜に不具合を生じる。形成するシード膜の膜厚は３
〜１０ｎｍである。好ましくは３〜５ｎｍである。シー
ド膜の膜厚が３ｎｍ未満であると、後述するＭＯＣＶＤ
工程において、表面に凹凸が形成されてしまう、表面の
平滑さが低下する等の不具合を生じる。またシード膜の
膜厚が１０ｎｍを越えると前記溝又は穴の周囲の膜厚ｔ
0が厚くなるため、後述するＭＯＣＶＤ工程で成膜され
るＣＶＤ膜のステップカバレッジ性が低下するといった
不具合を生じる。
【００１４】次に、スパッタリングで基板表面に形成さ
れたシード膜上にＭＯＣＶＤ法により有機白金化合物の
蒸気の分解により白金膜を形成する。有機白金化合物と
してはＭｅ２ＰｔＣＯＤ、ジメチル白金ジメチルシクロ
オクタジエン、トリメチル（シクロペンタジエニル）白
金(IV)、トリメチル（メチルシクロペンタジエニル）白
金(IV)、トリメチル（ジメチルシクロペンタジエニル）
白金(IV)、トリメチル（エチルシクロペンタジエニル）
白金(IV)等が挙げられる。有機白金化合物を溶解する有
機溶媒としては、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−
メチルテトラヒドロフラン等が挙げられる。
れたシード膜上にＭＯＣＶＤ法により有機白金化合物の
蒸気の分解により白金膜を形成する。有機白金化合物と
してはＭｅ２ＰｔＣＯＤ、ジメチル白金ジメチルシクロ
オクタジエン、トリメチル（シクロペンタジエニル）白
金(IV)、トリメチル（メチルシクロペンタジエニル）白
金(IV)、トリメチル（ジメチルシクロペンタジエニル）
白金(IV)、トリメチル（エチルシクロペンタジエニル）
白金(IV)等が挙げられる。有機白金化合物を溶解する有
機溶媒としては、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−
メチルテトラヒドロフラン等が挙げられる。
【００１５】図４に示すように、ＭＯＣＶＤ装置は、チ
ャンバ３０と蒸気発生装置３１を備える。チャンバ３０
の内部にはヒータ３２が設けられ、ヒータ３２上には基
板３３が保持される。このチャンバ３０の内部は圧力計
３４及びニードルバルブ３６を備える配管３７により真
空引きされる。蒸気発生装置３１は原料容器３８を備
え、この原料容器３８は有機白金化合物を有機溶媒に溶
解した液を貯蔵する。原料容器３８にはガス流量調節装
置３９を介してキャリアガス導入管４１が接続され、ま
た原料容器３８には供給管４２が接続される。供給管４
２にはニードルバルブ４３及び溶液流量調節装置４４が
設けられ、供給管４２は気化室４６に接続される。気化
室４６にはニードルバルブ５１、ガス流量調節装置４８
を介してキャリアガス導入管４９が接続される。気化室
４６は更に配管４７によりチャンバ３０に接続される。
この装置では、キャリアガスがキャリアガス導入管４１
から原料容器３８内に導入され、原料容器３８に貯蔵さ
れている原料溶液を供給管４２により気化室４６に搬送
する。気化室４６で気化されて蒸気となった有機白金化
合物は、更にキャリアガス導入管４８から気化室４６へ
導入されたキャリアガスにより配管４７を経てチャンバ
３０内に供給される。チャンバ３０内において、原料有
機白金化合物の蒸気を熱分解させ、これにより生成した
白金を加熱された基板３３上に堆積させて白金膜を形成
する。
ャンバ３０と蒸気発生装置３１を備える。チャンバ３０
の内部にはヒータ３２が設けられ、ヒータ３２上には基
板３３が保持される。このチャンバ３０の内部は圧力計
３４及びニードルバルブ３６を備える配管３７により真
空引きされる。蒸気発生装置３１は原料容器３８を備
え、この原料容器３８は有機白金化合物を有機溶媒に溶
解した液を貯蔵する。原料容器３８にはガス流量調節装
置３９を介してキャリアガス導入管４１が接続され、ま
た原料容器３８には供給管４２が接続される。供給管４
２にはニードルバルブ４３及び溶液流量調節装置４４が
設けられ、供給管４２は気化室４６に接続される。気化
室４６にはニードルバルブ５１、ガス流量調節装置４８
を介してキャリアガス導入管４９が接続される。気化室
４６は更に配管４７によりチャンバ３０に接続される。
この装置では、キャリアガスがキャリアガス導入管４１
から原料容器３８内に導入され、原料容器３８に貯蔵さ
れている原料溶液を供給管４２により気化室４６に搬送
する。気化室４６で気化されて蒸気となった有機白金化
合物は、更にキャリアガス導入管４８から気化室４６へ
導入されたキャリアガスにより配管４７を経てチャンバ
３０内に供給される。チャンバ３０内において、原料有
機白金化合物の蒸気を熱分解させ、これにより生成した
白金を加熱された基板３３上に堆積させて白金膜を形成
する。
【００１６】上記工程を行うことにより、厚さ１０〜２
００ｎｍの白金膜が基板３３上に形成される。得られた
白金膜はｔb／ｔ0＝０．７〜１．０及びｔs／ｔ0＝０．
７〜１．０を満たし、かつ、溝又は穴の周囲の中心線表
面平均粗さが５〜５０Åである。製造された白金膜のス
テップカバレッジは走査型電子顕微鏡（Scanning Elect
ron Microscope、以下、ＳＥＭという。）によりｔ0、
ｔb及びｔsの厚さをそれぞれ測定することにより求める
ことができる。溝又は穴の周囲の中心線表面平均粗さ
は、原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscope：ＡＦ
Ｍ）や走査型トンネル顕微鏡（Scanning Tunneling Mic
roscope、以下、ＳＴＭという。）等により溝又は穴の
周囲の凹凸を測定することにより求めることができる。
００ｎｍの白金膜が基板３３上に形成される。得られた
白金膜はｔb／ｔ0＝０．７〜１．０及びｔs／ｔ0＝０．
７〜１．０を満たし、かつ、溝又は穴の周囲の中心線表
面平均粗さが５〜５０Åである。製造された白金膜のス
テップカバレッジは走査型電子顕微鏡（Scanning Elect
ron Microscope、以下、ＳＥＭという。）によりｔ0、
ｔb及びｔsの厚さをそれぞれ測定することにより求める
ことができる。溝又は穴の周囲の中心線表面平均粗さ
は、原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscope：ＡＦ
Ｍ）や走査型トンネル顕微鏡（Scanning Tunneling Mic
roscope、以下、ＳＴＭという。）等により溝又は穴の
周囲の凹凸を測定することにより求めることができる。
【００１７】この中心線表面平均粗さＲａは、粗さ曲線
からその中心線の方向に測定長さＬの部分を抜き取り、
図６に示すように、この抜き取り部分の中心線をｘ軸、
縦倍率の方向をｙ軸とし、粗さ曲線をｙ＝ｆ（ｘ）で表
したとき、下記式（３）によって求められる数値をオン
グストローム（Å）で表したものである。
からその中心線の方向に測定長さＬの部分を抜き取り、
図６に示すように、この抜き取り部分の中心線をｘ軸、
縦倍率の方向をｙ軸とし、粗さ曲線をｙ＝ｆ（ｘ）で表
したとき、下記式（３）によって求められる数値をオン
グストローム（Å）で表したものである。
【００１８】
【数１】
【００１９】中心線表面平均粗さＲａは上記式（３）よ
り明らかなように、抜き取り部分の中心線の下側に、表
れるｆ（ｘ）の部分を中心線で折り返したときにできる
図６の斜線の部分の面積を測定長さＬで除した数値であ
る。
り明らかなように、抜き取り部分の中心線の下側に、表
れるｆ（ｘ）の部分を中心線で折り返したときにできる
図６の斜線の部分の面積を測定長さＬで除した数値であ
る。
【００２０】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。 ＜実施例１＞半導体基板としてトレンチ構造を有する熱
酸化膜付ＳｉＯ2を用意した。またターゲット材には純
度９９．９９％の純度の金属白金を用意した。先ず、図
３に示すスパッタリング装置の陽極にある基板ホルダに
この半導体基板を保持した。同様に、ターゲット材を陰
極に設置した。基板温度は常温に保持した。次いで、真
空容器の内部圧力を２．８×１０-4Ｐａに減圧し、Ａｒ
雰囲気が３０ｓｃｃｍとなるようにＡｒガスをガス入口
より導入した。次に、電極に電流を流して、真空容器内
部にＡｒイオンを生じさせて陰極の金属白金をスパッタ
蒸発させた。このスパッタ蒸発させた金属白金の原子を
陽極に保持した基板上に蒸着させ白金のシード膜を形成
した。このときのプレスパッタ出力は８００Ｗ、プレス
パッタ時間は３０秒、スパッタ出力は８００Ｗ、スパッ
タ時間は１秒である。続いて、有機白金化合物としてＭ
ｅ２ＰｔＣＯＤを用意した。このＭｅ２ＰｔＣＯＤをＴ
ＨＦ溶媒に溶解して濃度０．１ＭのＭｅ２ＰｔＣＯＤ溶
液を調製した。先ず、スパッタリング装置によりシード
膜を形成した半導体基板を図４に示すＭＯＣＶＤ装置の
チャンバ内に導入した。また、濃度０．１ＭのＭｅ２Ｐ
ｔＣＯＤ溶液を原料容器に貯蔵した。次いで、ヒータ温
度を３１５〜４００℃に昇温して、基板の温度を２４０
〜３１５℃に保持した。また、チャンバ内圧力を５３２
Ｐａ未満に減圧した。次に、キャリアガスを流して原料
容器に貯蔵した有機白金化合物を０．５ｍｌ／ｍｉｎの
流量で１００℃に設定した気化器に導入して有機白金化
合物を気化させ、この蒸気をチャンバ内に導入した。キ
ャリアガスとしてはチャンバ内にＡｒガスを１５０〜２
４０ｓｃｃｍとなるように導入した。有機白金化合物の
熱分解を促進させ、かつ白金膜中の残存炭素を除くた
め、更にチャンバ内にＯ2ガスを１０〜１００ｓｃｃｍ
となるように導入した。これらのガスを導入し、チャン
バ内の圧力が１００〜５００Ｐａとなるように圧力を調
整した。チャンバ内に導入した有機白金化合物を熱分解
し、この熱分解により得られた白金を基板上に堆積させ
て白金膜を製造した。
酸化膜付ＳｉＯ2を用意した。またターゲット材には純
度９９．９９％の純度の金属白金を用意した。先ず、図
３に示すスパッタリング装置の陽極にある基板ホルダに
この半導体基板を保持した。同様に、ターゲット材を陰
極に設置した。基板温度は常温に保持した。次いで、真
空容器の内部圧力を２．８×１０-4Ｐａに減圧し、Ａｒ
雰囲気が３０ｓｃｃｍとなるようにＡｒガスをガス入口
より導入した。次に、電極に電流を流して、真空容器内
部にＡｒイオンを生じさせて陰極の金属白金をスパッタ
蒸発させた。このスパッタ蒸発させた金属白金の原子を
陽極に保持した基板上に蒸着させ白金のシード膜を形成
した。このときのプレスパッタ出力は８００Ｗ、プレス
パッタ時間は３０秒、スパッタ出力は８００Ｗ、スパッ
タ時間は１秒である。続いて、有機白金化合物としてＭ
ｅ２ＰｔＣＯＤを用意した。このＭｅ２ＰｔＣＯＤをＴ
ＨＦ溶媒に溶解して濃度０．１ＭのＭｅ２ＰｔＣＯＤ溶
液を調製した。先ず、スパッタリング装置によりシード
膜を形成した半導体基板を図４に示すＭＯＣＶＤ装置の
チャンバ内に導入した。また、濃度０．１ＭのＭｅ２Ｐ
ｔＣＯＤ溶液を原料容器に貯蔵した。次いで、ヒータ温
度を３１５〜４００℃に昇温して、基板の温度を２４０
〜３１５℃に保持した。また、チャンバ内圧力を５３２
Ｐａ未満に減圧した。次に、キャリアガスを流して原料
容器に貯蔵した有機白金化合物を０．５ｍｌ／ｍｉｎの
流量で１００℃に設定した気化器に導入して有機白金化
合物を気化させ、この蒸気をチャンバ内に導入した。キ
ャリアガスとしてはチャンバ内にＡｒガスを１５０〜２
４０ｓｃｃｍとなるように導入した。有機白金化合物の
熱分解を促進させ、かつ白金膜中の残存炭素を除くた
め、更にチャンバ内にＯ2ガスを１０〜１００ｓｃｃｍ
となるように導入した。これらのガスを導入し、チャン
バ内の圧力が１００〜５００Ｐａとなるように圧力を調
整した。チャンバ内に導入した有機白金化合物を熱分解
し、この熱分解により得られた白金を基板上に堆積させ
て白金膜を製造した。
【００２１】＜比較例１＞スパッタリングによりシード
膜を形成しない以外は実施例１と同一の半導体基板を用
意し、同様の条件で半導体基板に白金膜を形成した。 ＜比較評価＞実施例１及び比較例１の白金膜が形成され
た半導体基板をＳＥＭ及びＳＴＭにより測定した。実施
例１及び比較例１の模式部分断面図を図１及び図２にそ
れぞれ示す。図１及び図２より実施例１及び比較例１の
ステップカバレッジと溝周囲の中心線表面平均粗さをそ
れぞれ求めた。実施例１はｔb／ｔ0＝１．０、ｔs／ｔ0
＝０．９、溝周囲の中心線表面平均粗さ３０Åであっ
た。また比較例１はｔb／ｔ0＝０．８、ｔs／ｔ0＝０．
７、溝周囲の中心線表面平均粗さは１００Åであった。
膜を形成しない以外は実施例１と同一の半導体基板を用
意し、同様の条件で半導体基板に白金膜を形成した。 ＜比較評価＞実施例１及び比較例１の白金膜が形成され
た半導体基板をＳＥＭ及びＳＴＭにより測定した。実施
例１及び比較例１の模式部分断面図を図１及び図２にそ
れぞれ示す。図１及び図２より実施例１及び比較例１の
ステップカバレッジと溝周囲の中心線表面平均粗さをそ
れぞれ求めた。実施例１はｔb／ｔ0＝１．０、ｔs／ｔ0
＝０．９、溝周囲の中心線表面平均粗さ３０Åであっ
た。また比較例１はｔb／ｔ0＝０．８、ｔs／ｔ0＝０．
７、溝周囲の中心線表面平均粗さは１００Åであった。
【００２２】図２より明らかなように、比較例１では基
板表面に形成された白金膜表面の形状は凹凸になってお
り、溝周囲の中心線表面平均粗さも大きい。また、凹凸
を有するため、表面モフォロジーも悪い。これに対して
実施例１の白金膜は、図１より明らかなように、半導体
基板の溝に沿って白金膜が形成されており、溝周囲の中
心線表面平均粗さが小さいため膜の平滑性が高く、ステ
ップカバレッジ性も優れることが判る。
板表面に形成された白金膜表面の形状は凹凸になってお
り、溝周囲の中心線表面平均粗さも大きい。また、凹凸
を有するため、表面モフォロジーも悪い。これに対して
実施例１の白金膜は、図１より明らかなように、半導体
基板の溝に沿って白金膜が形成されており、溝周囲の中
心線表面平均粗さが小さいため膜の平滑性が高く、ステ
ップカバレッジ性も優れることが判る。
【００２３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、金
属白金をターゲット材にしてスパッタリングにより半導
体基板に形成された微細な溝又は穴にシード膜を形成
し、このシード膜上に有機金属化学蒸着法により有機白
金化合物の蒸気の分解により白金膜を形成するため、ス
パッタリングにより形成されたシード膜が種となって膜
形成を促進するため、均一に白金膜が形成される。その
結果、表面の平滑性が向上し、ステップカバレッジ性に
優れる。
属白金をターゲット材にしてスパッタリングにより半導
体基板に形成された微細な溝又は穴にシード膜を形成
し、このシード膜上に有機金属化学蒸着法により有機白
金化合物の蒸気の分解により白金膜を形成するため、ス
パッタリングにより形成されたシード膜が種となって膜
形成を促進するため、均一に白金膜が形成される。その
結果、表面の平滑性が向上し、ステップカバレッジ性に
優れる。
【図１】実施例１の半導体基板の溝に成膜した白金膜の
模式部分断面図。
模式部分断面図。
【図２】比較例１の半導体基板の溝に成膜した白金膜の
模式部分断面図。
模式部分断面図。
【図３】スパッタリング装置の概略図。
【図４】ＭＯＣＶＤ装置の概略図。
【図５】基板の溝に膜を形成した際のステップカバレッ
ジの説明図。
ジの説明図。
【図６】表面粗さの粗さ曲線と中心線表面平均粗さＲａ
を示す図。
を示す図。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０１Ｌ 21/203 Ｈ０１Ｌ 21/88 Ｍ (72)発明者 小木 勝実 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 4K029 AA06 BA13 BD01 CA05 DC03 4K030 AA11 AA14 AA16 BA01 BB13 CA04 FA10 HA04 LA15 4M104 BB06 DD08 DD37 DD43 EE14 HH13 HH20 5F033 HH07 MM12 PP02 PP11 PP15 PP33 QQ09 WW00 XX00 XX02 5F103 AA08 DD28 HH03 LL14 RR06 RR10
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板に形成された微細な溝又は穴
に堆積された白金膜において、 前記溝又は穴の周囲の膜厚をｔ0、前記溝又は穴の底部
の膜厚をｔb、前記溝又は穴の側部の膜厚をｔsとすると
き、 ｔb／ｔ0＝０．７〜１．０ ……（１） ｔs／ｔ0＝０．７〜１．０ ……（２） であって、前記溝又は穴の周囲の中心線表面平均粗さが
５〜５０Åであることを特徴とする白金膜。 - 【請求項２】 半導体基板に形成された微細な溝又は穴
に白金膜を堆積する白金膜の製造方法において、 金属白金をターゲット材にしてスパッタリングにより前
記溝にシード膜を形成した後、前記シード膜上に有機金
属化学蒸着法により有機白金化合物の蒸気の分解により
白金膜を形成することを特徴とする白金膜の製造方法。 - 【請求項３】 有機白金化合物がジメチル白金シクロオ
クタジエン、ジメチル白金ジメチルシクロオクタジエ
ン、トリメチル（シクロペンタジエニル）白金(IV)、ト
リメチル（メチルシクロペンタジエニル）白金(IV)、ト
リメチル（ジメチルシクロペンタジエニル）白金(IV)又
はトリメチル（エチルシクロペンタジエニル）白金(IV)
である請求項２記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001029681A JP2002231657A (ja) | 2001-02-06 | 2001-02-06 | 白金膜及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001029681A JP2002231657A (ja) | 2001-02-06 | 2001-02-06 | 白金膜及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002231657A true JP2002231657A (ja) | 2002-08-16 |
Family
ID=18893995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001029681A Withdrawn JP2002231657A (ja) | 2001-02-06 | 2001-02-06 | 白金膜及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002231657A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7399501B2 (en) | 2002-11-06 | 2008-07-15 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor manufacturing process |
| US7678241B2 (en) | 2002-01-24 | 2010-03-16 | Seiko Epson Corporation | Film forming apparatus, substrate for forming oxide thin film and production method thereof |
-
2001
- 2001-02-06 JP JP2001029681A patent/JP2002231657A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7678241B2 (en) | 2002-01-24 | 2010-03-16 | Seiko Epson Corporation | Film forming apparatus, substrate for forming oxide thin film and production method thereof |
| US7399501B2 (en) | 2002-11-06 | 2008-07-15 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor manufacturing process |
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