JP2002356775A - ＴａＮ基板上でのＣＶＤ銅薄膜の高密着性を達成する方法 - Google Patents
ＴａＮ基板上でのＣＶＤ銅薄膜の高密着性を達成する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】金属窒化物基板に対する高い密着性を有する銅
薄膜を製造する。 【解決手段】 堆積チャンバ内に金属窒化物層を有する
基板を提供する工程と、該堆積チャンバに銅前駆体を提
供する工程であって、該銅前駆体が（ｈｆａｃ）ＣｕＬ
を含む、工程と、化学的気相成長により、該金属窒化物
層上に薄い銅膜を堆積するために、該銅前駆体を反応さ
せる工程であって、該反応により、配位子およびＣｕ
（ｈｆａｃ）２を含む副生物を生成する、工程と、水蒸
気の該Ｃｕ（ｈｆａｃ）２副生物への調整を容易にする
ために該銅前駆体を反応させる工程中に、該堆積チャン
バに該水蒸気を導入する工程と、を包含する。
薄膜を製造する。 【解決手段】 堆積チャンバ内に金属窒化物層を有する
基板を提供する工程と、該堆積チャンバに銅前駆体を提
供する工程であって、該銅前駆体が（ｈｆａｃ）ＣｕＬ
を含む、工程と、化学的気相成長により、該金属窒化物
層上に薄い銅膜を堆積するために、該銅前駆体を反応さ
せる工程であって、該反応により、配位子およびＣｕ
（ｈｆａｃ）２を含む副生物を生成する、工程と、水蒸
気の該Ｃｕ（ｈｆａｃ）２副生物への調整を容易にする
ために該銅前駆体を反応させる工程中に、該堆積チャン
バに該水蒸気を導入する工程と、を包含する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路の製造で
の化学的気相成長プロセスに関し、より詳細には、窒化
タンタル（ＴａＮ）基板上でのＣＶＤ銅薄膜の良好な密
着性を達成する方法に関する。
の化学的気相成長プロセスに関し、より詳細には、窒化
タンタル（ＴａＮ）基板上でのＣＶＤ銅薄膜の良好な密
着性を達成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】漸進的に小型化、低価格化し、かつより
高性能である電子製品に対する需要により、大型の基板
上により小さな形状寸法の集積回路（ＩＣ）がますます
必要とされてきた。これはまた、回路をＩＣ基板上によ
り高密度でパッケージングする需要を生じる。より小さ
な形状寸法のＩＣ回路に対する要望により、構成要素と
絶縁体層との間の相互接続ができる限り小規模になるこ
とが必要とされる。それゆえ、バイア相互接続子および
接続線の幅を低減する研究が続いている。相互接続子の
導電性は、相互接続表面の面積が低減されるとともに低
減され、その結果として増大した相互接続の抵抗率がＩ
Ｃ設計の障害となってきた。高い抵抗率を有する電導体
により、インピーダンスが高く、かつ伝搬遅延が大きな
導電路が形成される。これらの問題は、結果的に、信頼
度の低い信号タイミング、信頼度の低い電圧レベル、お
よびＩＣ内の構成要素間で長い信号遅延を生じる。接続
が不十分な交差する導電表面、あるいは非常に異なるイ
ンピーダンス特性を有する導電体の接合により、伝搬の
不連続性も生じる。
高性能である電子製品に対する需要により、大型の基板
上により小さな形状寸法の集積回路（ＩＣ）がますます
必要とされてきた。これはまた、回路をＩＣ基板上によ
り高密度でパッケージングする需要を生じる。より小さ
な形状寸法のＩＣ回路に対する要望により、構成要素と
絶縁体層との間の相互接続ができる限り小規模になるこ
とが必要とされる。それゆえ、バイア相互接続子および
接続線の幅を低減する研究が続いている。相互接続子の
導電性は、相互接続表面の面積が低減されるとともに低
減され、その結果として増大した相互接続の抵抗率がＩ
Ｃ設計の障害となってきた。高い抵抗率を有する電導体
により、インピーダンスが高く、かつ伝搬遅延が大きな
導電路が形成される。これらの問題は、結果的に、信頼
度の低い信号タイミング、信頼度の低い電圧レベル、お
よびＩＣ内の構成要素間で長い信号遅延を生じる。接続
が不十分な交差する導電表面、あるいは非常に異なるイ
ンピーダンス特性を有する導電体の接合により、伝搬の
不連続性も生じる。
【０００３】低い抵抗率、および揮発性成分のプロセス
環境に耐える能力の両方を有する、相互接続子およびバ
イアが必要とされている。アルミニウムおよびタングス
テン金属が、しばしば、電気活性領域間に相互接続子ま
たはバイアを作製するために、集積回路の製造に用いら
れる。これらの金属は、特別な取扱いが必要な銅とは異
なり、製造環境での使用が容易であるため普及してい
る。
環境に耐える能力の両方を有する、相互接続子およびバ
イアが必要とされている。アルミニウムおよびタングス
テン金属が、しばしば、電気活性領域間に相互接続子ま
たはバイアを作製するために、集積回路の製造に用いら
れる。これらの金属は、特別な取扱いが必要な銅とは異
なり、製造環境での使用が容易であるため普及してい
る。
【０００４】しかしながら、その特有な特性のため、銅
（Ｃｕ）は、自然な選択として、電気回路の線およびバ
イアのサイズを低減するためにアルミニウムに置き換わ
る。銅の導電性は、アルミニウムの約２倍であり、タン
グステンの３倍を越える。結果として、同じ電流がアル
ミニウム線の幅のほぼ半分の幅の銅線を介して伝えられ
得る。銅のエレクトロマイグレーション特性も、アルミ
ニウムのエレクトロマイグレーション特性よりもはるか
に優れている。アルミニウムは、エレクトロマイグレー
ションによる劣化および破断に対して、銅よりも約１０
倍弱い。結果として、銅線は、アルミニウム線よりもは
るかに小さな断面積であっても、電気的完全性をより良
く維持することができる。従って、銅の低い抵抗率
（１．７μΩ・ｃｍ）、および高いエレクトロマイグレ
ーション抵抗のため、銅金属薄膜が、集積回路デバイス
の金属相互接続として良好で将来的な使用のために理想
的な材料とみなされる。
（Ｃｕ）は、自然な選択として、電気回路の線およびバ
イアのサイズを低減するためにアルミニウムに置き換わ
る。銅の導電性は、アルミニウムの約２倍であり、タン
グステンの３倍を越える。結果として、同じ電流がアル
ミニウム線の幅のほぼ半分の幅の銅線を介して伝えられ
得る。銅のエレクトロマイグレーション特性も、アルミ
ニウムのエレクトロマイグレーション特性よりもはるか
に優れている。アルミニウムは、エレクトロマイグレー
ションによる劣化および破断に対して、銅よりも約１０
倍弱い。結果として、銅線は、アルミニウム線よりもは
るかに小さな断面積であっても、電気的完全性をより良
く維持することができる。従って、銅の低い抵抗率
（１．７μΩ・ｃｍ）、および高いエレクトロマイグレ
ーション抵抗のため、銅金属薄膜が、集積回路デバイス
の金属相互接続として良好で将来的な使用のために理想
的な材料とみなされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、集積回
路プロセスでの銅の使用に関連する問題が存在する。銅
相互接続線は、一般に、通常は窒化チタンまたは窒化タ
ンタル等の窒化金属の形態のバリア金属でライニングさ
れ、デュアルダマシントレンチ、またはシングルダマシ
ントレンチのいずれかに銅を堆積した後、化学的機械的
研磨（ＣＭＰ）処理により形成される。この堆積方法
は、プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）プロセス、有
機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）プロセス、および電
気化学堆積（ＥＣＤ）プロセスを含む。ＥＣＤは、ＰＥ
ＣＶＤまたはＭＯＣＶＤのいずれかにより堆積される銅
シード層を必要とする。ＰＥＣＶＤにより堆積された銅
は、不十分なステップカバレッジ（段差被覆性）を示
す。従って、このプロセスは、非常に狭いトレンチ用途
には適さない。
路プロセスでの銅の使用に関連する問題が存在する。銅
相互接続線は、一般に、通常は窒化チタンまたは窒化タ
ンタル等の窒化金属の形態のバリア金属でライニングさ
れ、デュアルダマシントレンチ、またはシングルダマシ
ントレンチのいずれかに銅を堆積した後、化学的機械的
研磨（ＣＭＰ）処理により形成される。この堆積方法
は、プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）プロセス、有
機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）プロセス、および電
気化学堆積（ＥＣＤ）プロセスを含む。ＥＣＤは、ＰＥ
ＣＶＤまたはＭＯＣＶＤのいずれかにより堆積される銅
シード層を必要とする。ＰＥＣＶＤにより堆積された銅
は、不十分なステップカバレッジ（段差被覆性）を示
す。従って、このプロセスは、非常に狭いトレンチ用途
には適さない。
【０００６】ＭＯＣＶＤは、サブミクロンのトレンチお
よびバイアへの銅の堆積に理想的なプロセスである。Ｍ
ＯＣＶＤはまた、ＥＣＤトレンチ／バイア注入（ＥＣＤ
ｔｒｅｎｃｈ／ｖｉａ ｆｉｌｌｉｎｇ）のための銅
シードを提供する理想的なプロセスでもある。しかしな
がら、最新技術によるＭＯＣＶＤプロセスは、銅とバリ
ア金属との間の良好な密着性を生じないということが問
題である。この問題に対する現在の解決策は、フラッシ
ュＰＥＣＶＤプロセスを用いて、シードＣＶＤ銅のため
の非常に薄いシードを提供すること、またはバリア窒化
金属化合物の上に少量のシリコンを添加することを含
む。これらの解決策は、プロセスの複雑さを増し、かつ
／またはバリア金属と銅との接触抵抗を増す。
よびバイアへの銅の堆積に理想的なプロセスである。Ｍ
ＯＣＶＤはまた、ＥＣＤトレンチ／バイア注入（ＥＣＤ
ｔｒｅｎｃｈ／ｖｉａ ｆｉｌｌｉｎｇ）のための銅
シードを提供する理想的なプロセスでもある。しかしな
がら、最新技術によるＭＯＣＶＤプロセスは、銅とバリ
ア金属との間の良好な密着性を生じないということが問
題である。この問題に対する現在の解決策は、フラッシ
ュＰＥＣＶＤプロセスを用いて、シードＣＶＤ銅のため
の非常に薄いシードを提供すること、またはバリア窒化
金属化合物の上に少量のシリコンを添加することを含
む。これらの解決策は、プロセスの複雑さを増し、かつ
／またはバリア金属と銅との接触抵抗を増す。
【０００７】銅前駆体の改質が、銅薄膜の密着性を改善
するための別の選択肢である。１つの例では、Ｃｕｐｒ
ａＳｅｌｅｃｔ Ｂｌｅｎｄ（Ｓｃｈｕｍａｃｈｅｒ社
の登録商標）が、非常に少量のヘキサフルオロアセチル
アセトン二水素化物（Ｈ（ｈｆａｃ）・２Ｈ2Ｏ）の添
加により、純粋なＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔ（Ｓｃｈｕｍ
ａｃｈｅｒ社の登録商標）と置き換わるために導入され
た。ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔ Ｂｌｅｎｄおよび銅前駆
体を用いることにより、ＴｉＮ基板上の銅薄膜の密着性
が改善される。しかしながら、ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔ
Ｂｌｅｎｄの使用は、ＴａＮ基板上の銅薄膜の堆積に
関連する密着性の問題を解決しない。
するための別の選択肢である。１つの例では、Ｃｕｐｒ
ａＳｅｌｅｃｔ Ｂｌｅｎｄ（Ｓｃｈｕｍａｃｈｅｒ社
の登録商標）が、非常に少量のヘキサフルオロアセチル
アセトン二水素化物（Ｈ（ｈｆａｃ）・２Ｈ2Ｏ）の添
加により、純粋なＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔ（Ｓｃｈｕｍ
ａｃｈｅｒ社の登録商標）と置き換わるために導入され
た。ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔ Ｂｌｅｎｄおよび銅前駆
体を用いることにより、ＴｉＮ基板上の銅薄膜の密着性
が改善される。しかしながら、ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔ
Ｂｌｅｎｄの使用は、ＴａＮ基板上の銅薄膜の堆積に
関連する密着性の問題を解決しない。
【０００８】従って、本発明の１つの目的は、金属窒化
物基板に対する高い密着性を有する銅薄膜を製造する方
法を提供することである。
物基板に対する高い密着性を有する銅薄膜を製造する方
法を提供することである。
【０００９】本発明の別の目的は、ＴａＮ基板への高い
密着性を有する銅薄膜を製造する方法を提供することで
ある。
密着性を有する銅薄膜を製造する方法を提供することで
ある。
【００１０】本発明のさらに別の目的は、初期の銅薄膜
堆積段階に、一定量の水蒸気を導入し、ＴａＮ基板への
密着性が増した薄い銅膜を製造する方法を提供すること
である。
堆積段階に、一定量の水蒸気を導入し、ＴａＮ基板への
密着性が増した薄い銅膜を製造する方法を提供すること
である。
【００１１】本発明のまたさらに別の目的は、界面のフ
ルオリンの量を低減し、ＴａＮ基板への密着性が増した
薄い銅膜を製造する方法を提供することである。
ルオリンの量を低減し、ＴａＮ基板への密着性が増した
薄い銅膜を製造する方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、集積回路を製
造する方法であって、堆積チャンバ内に金属窒化物層を
有する基板を提供する工程と、該堆積チャンバに銅前駆
体を提供する工程であって、該銅前駆体が（ｈｆａｃ）
ＣｕＬを含む、工程と、化学的気相成長により、該金属
窒化物層上に薄い銅膜を堆積するために、該銅前駆体を
反応させる工程であって、該反応により、配位子および
Ｃｕ（ｈｆａｃ）２を含む副生物を生成する、工程と、
水蒸気の該Ｃｕ（ｈｆａｃ）２副生物への調整を容易に
するために該銅前駆体を反応させる工程中に、該堆積チ
ャンバに該水蒸気を導入する工程と、を包含する。
造する方法であって、堆積チャンバ内に金属窒化物層を
有する基板を提供する工程と、該堆積チャンバに銅前駆
体を提供する工程であって、該銅前駆体が（ｈｆａｃ）
ＣｕＬを含む、工程と、化学的気相成長により、該金属
窒化物層上に薄い銅膜を堆積するために、該銅前駆体を
反応させる工程であって、該反応により、配位子および
Ｃｕ（ｈｆａｃ）２を含む副生物を生成する、工程と、
水蒸気の該Ｃｕ（ｈｆａｃ）２副生物への調整を容易に
するために該銅前駆体を反応させる工程中に、該堆積チ
ャンバに該水蒸気を導入する工程と、を包含する。
【００１３】前記導入された水蒸気は、４０〜８０トル
の範囲の蒸気圧を有する。
の範囲の蒸気圧を有する。
【００１４】前記金属窒化物層は窒化タンタルを含む。
【００１５】前記薄い銅膜を、１０〜３０分の範囲の時
間、３００〜３５０℃の範囲の温度でアニーリングする
工程をさらに包含する。
間、３００〜３５０℃の範囲の温度でアニーリングする
工程をさらに包含する。
【００１６】前記薄い銅膜を、１０〜３０分の範囲の時
間、３５０〜４５０℃の範囲の温度でアニーリングにす
る工程をさらに包含する。
間、３５０〜４５０℃の範囲の温度でアニーリングにす
る工程をさらに包含する。
【００１７】前記水蒸気は、水によってヘリウムを泡立
てることにより、前記堆積チャンバに導入される。
てることにより、前記堆積チャンバに導入される。
【００１８】前記薄い銅膜をアニーリングする工程は、
１×１０-7トル以下の圧力で行われる。
１×１０-7トル以下の圧力で行われる。
【００１９】本発明は、窒化タンタル基板上の化学的気
相成長による銅薄膜の良好な密着性を達成する方法であ
って、堆積チャンバ内にタンタル窒化物層を有する基板
を提供する工程と、該堆積チャンバに銅前駆体を提供す
る工程であって、該銅前駆体が（ｈｆａｃ）ＣｕＬを含
む、工程と、化学的気相成長により、該タンタル窒化物
層上に薄い銅膜を堆積するために、該銅前駆体を反応さ
せる工程であって、該反応により、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２
を含む副生物を生成する、工程と、該薄い銅膜を、１０
〜３０分の範囲の時間、３００〜３５０℃の範囲の温度
でアニーリングする工程と、を包含する。
相成長による銅薄膜の良好な密着性を達成する方法であ
って、堆積チャンバ内にタンタル窒化物層を有する基板
を提供する工程と、該堆積チャンバに銅前駆体を提供す
る工程であって、該銅前駆体が（ｈｆａｃ）ＣｕＬを含
む、工程と、化学的気相成長により、該タンタル窒化物
層上に薄い銅膜を堆積するために、該銅前駆体を反応さ
せる工程であって、該反応により、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２
を含む副生物を生成する、工程と、該薄い銅膜を、１０
〜３０分の範囲の時間、３００〜３５０℃の範囲の温度
でアニーリングする工程と、を包含する。
【００２０】前記Ｃｕ（ｈｆａｃ）２副生物への水蒸気
の調整を容易にするために前記銅前駆体を反応させる工
程中に、前記堆積チャンバに該水蒸気を導入する工程を
さらに包含する。
の調整を容易にするために前記銅前駆体を反応させる工
程中に、前記堆積チャンバに該水蒸気を導入する工程を
さらに包含する。
【００２１】前記導入された水蒸気は、４０〜６０トル
の範囲の蒸気圧を有する。
の範囲の蒸気圧を有する。
【００２２】第２のアニーリング工程をさらに包含し、
該第２のアニーリング工程は、前記薄い銅膜を、１０〜
３０分の範囲の時間、３５０〜４５０℃の範囲の温度で
アニーリングする工程を包含する。
該第２のアニーリング工程は、前記薄い銅膜を、１０〜
３０分の範囲の時間、３５０〜４５０℃の範囲の温度で
アニーリングする工程を包含する。
【００２３】前記水蒸気は、水を介してヘリウムを泡立
てることにより、前記堆積チャンバに導入され、該ヘリ
ウムの流速は、５〜２０ｓｃｃｍの範囲である。
てることにより、前記堆積チャンバに導入され、該ヘリ
ウムの流速は、５〜２０ｓｃｃｍの範囲である。
【００２４】前記薄い銅膜をアニーリングする工程、お
よび前記第２のアニーリング工程は、それぞれ、１×１
０-7トル以下の圧力で行われる。
よび前記第２のアニーリング工程は、それぞれ、１×１
０-7トル以下の圧力で行われる。
【００２５】前記第２のアニーリング工程は、結果的に
ＴａＦ5を製造し、該方法は、前記堆積チャンバから該
ＴａＦ5を取り除く工程をさらに包含する。
ＴａＦ5を製造し、該方法は、前記堆積チャンバから該
ＴａＦ5を取り除く工程をさらに包含する。
【００２６】本発明は、金属窒化物上に堆積された銅薄
膜を備えた集積回路を製造する方法であって、堆積チャ
ンバ内に金属窒化物層を有する基板を提供する工程と、
該堆積チャンバに銅前駆体を提供する工程であって、該
銅前駆体が（ｈｆａｃ）ＣｕＬを含む、工程と、化学的
気相成長により、該金属窒化物層上に薄い銅膜を堆積す
るために、該銅前駆体を反応させる工程であって、該反
応により、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２を含む副生物を生成す
る、工程と、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２副生物への水蒸気の調
整を容易にするために該銅前駆体を反応させる工程中
に、該堆積チャンバに該水蒸気を導入する工程と、該薄
い銅膜を、１０〜３０分の範囲の時間、３００〜３５０
℃の範囲の温度でアニーリングする工程と、該薄い銅膜
を、１０〜３０分の範囲の時間、３５０〜４５０℃の範
囲の温度でアニーリングする工程と、を包含する。
膜を備えた集積回路を製造する方法であって、堆積チャ
ンバ内に金属窒化物層を有する基板を提供する工程と、
該堆積チャンバに銅前駆体を提供する工程であって、該
銅前駆体が（ｈｆａｃ）ＣｕＬを含む、工程と、化学的
気相成長により、該金属窒化物層上に薄い銅膜を堆積す
るために、該銅前駆体を反応させる工程であって、該反
応により、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２を含む副生物を生成す
る、工程と、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２副生物への水蒸気の調
整を容易にするために該銅前駆体を反応させる工程中
に、該堆積チャンバに該水蒸気を導入する工程と、該薄
い銅膜を、１０〜３０分の範囲の時間、３００〜３５０
℃の範囲の温度でアニーリングする工程と、該薄い銅膜
を、１０〜３０分の範囲の時間、３５０〜４５０℃の範
囲の温度でアニーリングする工程と、を包含する。
【００２７】前記導入された水蒸気は、４０〜８０トル
の範囲の蒸気圧を有し、該水蒸気は、５〜２０ｓｃｃｍ
の範囲の流速で、水を介してヘリウムを泡立てることに
より、前記堆積チャンバに導入される。
の範囲の蒸気圧を有し、該水蒸気は、５〜２０ｓｃｃｍ
の範囲の流速で、水を介してヘリウムを泡立てることに
より、前記堆積チャンバに導入される。
【００２８】前記金属窒化物は、窒化タンタル、窒化チ
タン、および窒化シリコンから成る群から選択される。
タン、および窒化シリコンから成る群から選択される。
【００２９】前記薄い銅膜をアニーリングする２つの工
程は、それぞれ、１×１０-7トル以下の圧力で行われ
る。
程は、それぞれ、１×１０-7トル以下の圧力で行われ
る。
【００３０】３５０〜４５０℃の範囲の温度で前記薄い
銅膜をアニーリングする工程は、結果的にＴａＦ5を製
造し、該方法は、前記堆積チャンバから該ＴａＦ5を取
り除く工程をさらに包含する。
銅膜をアニーリングする工程は、結果的にＴａＦ5を製
造し、該方法は、前記堆積チャンバから該ＴａＦ5を取
り除く工程をさらに包含する。
【００３１】本発明の方法は、金属窒化物基板、特に、
ＴａＮ基板上のＣＶＤ銅薄膜の高い密着性を達成する製
造プロセスを提供する。本発明は、初期の銅薄膜堆積段
階に一定量の水蒸気を導入する工程、および銅と金属窒
化物基板との界面のフルオリンの量を低減する工程を含
む。これらの２つの工程は、結果的に、ＴａＮ基板を含
む金属窒化物基板に対する密着性が改善された銅薄膜を
生じる。
ＴａＮ基板上のＣＶＤ銅薄膜の高い密着性を達成する製
造プロセスを提供する。本発明は、初期の銅薄膜堆積段
階に一定量の水蒸気を導入する工程、および銅と金属窒
化物基板との界面のフルオリンの量を低減する工程を含
む。これらの２つの工程は、結果的に、ＴａＮ基板を含
む金属窒化物基板に対する密着性が改善された銅薄膜を
生じる。
【００３２】
【発明の実施の形態】化学的気相成長（ＣＶＤ）銅薄膜
の窒化チタン、窒化タンタル、および窒化シリコン等の
金属窒化物基板への密着性は、初期の銅薄膜堆積段階で
の銅核層（ｃｏｐｐｅｒ ｎｕｃｌｅｉ ｌａｙｅｒ）
の形成に依存する。出願人の実験結果は、それぞれにお
いて、銅薄膜の金属窒化物基板への密着性が改善され
る、２つのプロセス工程を示す。第１のプロセス工程
は、初期の銅薄膜堆積段階で水蒸気を用いることによ
り、銅薄膜の金属窒化物基板への密着性を改善する工程
を含む。第２のプロセス工程は、銅薄膜の界面のフッ素
含有量を低減することにより、銅薄膜の密着性を改善す
る工程を含む。界面のフルオリンの量を低減する工程
は、銅薄膜に二段階アニーリングプロセスを行うことに
より達成される。出願人は、ＴａＮ基板等の金属窒化物
基板上の銅薄膜の密着性を改善するために、これらの２
つのプロセス工程を集約的なＣＶＤ製造プロセスに組み
込んだ。その実験結果を以下に示す。
の窒化チタン、窒化タンタル、および窒化シリコン等の
金属窒化物基板への密着性は、初期の銅薄膜堆積段階で
の銅核層（ｃｏｐｐｅｒ ｎｕｃｌｅｉ ｌａｙｅｒ）
の形成に依存する。出願人の実験結果は、それぞれにお
いて、銅薄膜の金属窒化物基板への密着性が改善され
る、２つのプロセス工程を示す。第１のプロセス工程
は、初期の銅薄膜堆積段階で水蒸気を用いることによ
り、銅薄膜の金属窒化物基板への密着性を改善する工程
を含む。第２のプロセス工程は、銅薄膜の界面のフッ素
含有量を低減することにより、銅薄膜の密着性を改善す
る工程を含む。界面のフルオリンの量を低減する工程
は、銅薄膜に二段階アニーリングプロセスを行うことに
より達成される。出願人は、ＴａＮ基板等の金属窒化物
基板上の銅薄膜の密着性を改善するために、これらの２
つのプロセス工程を集約的なＣＶＤ製造プロセスに組み
込んだ。その実験結果を以下に示す。
【００３３】本発明のプロセスの第１の工程として、銅
薄膜の初期の堆積工程中に、水蒸気がＣＶＤチャンバに
加えられる。強い極性液体である水は、銅中心に入り込
み、ヘキサフルオロアセチルアセトン銅配位子（（ｈｆ
ａｃ）ＣｕＬ）の分解を起こしていると考えられる（こ
こで、Ｌは、通常、有機配位子である）。（ｈｆａｃ）
ＣｕＬの分解生成物は、銅薄膜等の銅金属、堆積チャン
バの外に排出される揮発性有機溶媒等の配位子、および
堆積チャンバの外に排出され得る揮発性化合物等のＣｕ
（ｈｆａｃ）２である。銅堆積が還元雰囲気で実施され
るため、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２は、銅金属、および基板表
面に吸収され得る（ｈｆａｃ）配位子に還元され得る。
よって、水は、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２よりもさらに揮発性
である、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２含水化合物の銅中心に容易
に調整され得る。従って、加えられた水蒸気は、Ｃｕ
（ｈｆａｃ）２の除去、および基板表面に吸収される
（ｈｆａｃ）の量の低減を助長する。より多くの（ｈｆ
ａｃ）が基板に吸収されると、銅薄膜の基板への密着性
がさらに不十分となる。それゆえ、水蒸気を加えること
により、銅薄膜の金属窒化物の表面への密着性の増加が
助長される。
薄膜の初期の堆積工程中に、水蒸気がＣＶＤチャンバに
加えられる。強い極性液体である水は、銅中心に入り込
み、ヘキサフルオロアセチルアセトン銅配位子（（ｈｆ
ａｃ）ＣｕＬ）の分解を起こしていると考えられる（こ
こで、Ｌは、通常、有機配位子である）。（ｈｆａｃ）
ＣｕＬの分解生成物は、銅薄膜等の銅金属、堆積チャン
バの外に排出される揮発性有機溶媒等の配位子、および
堆積チャンバの外に排出され得る揮発性化合物等のＣｕ
（ｈｆａｃ）２である。銅堆積が還元雰囲気で実施され
るため、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２は、銅金属、および基板表
面に吸収され得る（ｈｆａｃ）配位子に還元され得る。
よって、水は、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２よりもさらに揮発性
である、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２含水化合物の銅中心に容易
に調整され得る。従って、加えられた水蒸気は、Ｃｕ
（ｈｆａｃ）２の除去、および基板表面に吸収される
（ｈｆａｃ）の量の低減を助長する。より多くの（ｈｆ
ａｃ）が基板に吸収されると、銅薄膜の基板への密着性
がさらに不十分となる。それゆえ、水蒸気を加えること
により、銅薄膜の金属窒化物の表面への密着性の増加が
助長される。
【００３４】本発明の堆積プロセスは、通常、当業者に
公知の温度、圧力、および前駆体を用いて実行され得
る。通常用いられるキャリアガスは、堆積チャンバにさ
らなる水蒸気を加えるために、ウォーターバスを介して
泡立てられるヘリウムである。このプロセスは、約５０
トル、通常、４０〜８０トルの範囲である蒸気圧で、室
温または周囲温度において最も容易に実行される。湿っ
たヘリウムの流速は、通常、５〜２０ｓｃｃｍの範囲で
ある。
公知の温度、圧力、および前駆体を用いて実行され得
る。通常用いられるキャリアガスは、堆積チャンバにさ
らなる水蒸気を加えるために、ウォーターバスを介して
泡立てられるヘリウムである。このプロセスは、約５０
トル、通常、４０〜８０トルの範囲である蒸気圧で、室
温または周囲温度において最も容易に実行される。湿っ
たヘリウムの流速は、通常、５〜２０ｓｃｃｍの範囲で
ある。
【００３５】水蒸気が堆積チャンバに加えられる、この
初期堆積工程の後、次いで、堆積された銅薄膜に、フル
オリン低減工程が行われる。フルオリンは、銅膜の金属
窒化物基板への密着性を低減すると考えられる。特に、
ターゲットソースとして純粋な銅金属を用い、物理的気
相成長を介して堆積された銅薄膜は、金属窒化物基板へ
の極めて良好な密着性を示した。化学的気相成長プロセ
スでは、二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）解析により、
銅薄膜と金属窒化物との界面で高いフルオリン濃度が示
された。この高いフルオリン濃度は、不十分な密着性の
原因であると考えられる。従って、出願人は、銅薄膜と
金属窒化物との界面のフルオリン濃度を低減するため
に、下記のプロセスを開発した。
初期堆積工程の後、次いで、堆積された銅薄膜に、フル
オリン低減工程が行われる。フルオリンは、銅膜の金属
窒化物基板への密着性を低減すると考えられる。特に、
ターゲットソースとして純粋な銅金属を用い、物理的気
相成長を介して堆積された銅薄膜は、金属窒化物基板へ
の極めて良好な密着性を示した。化学的気相成長プロセ
スでは、二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）解析により、
銅薄膜と金属窒化物との界面で高いフルオリン濃度が示
された。この高いフルオリン濃度は、不十分な密着性の
原因であると考えられる。従って、出願人は、銅薄膜と
金属窒化物との界面のフルオリン濃度を低減するため
に、下記のプロセスを開発した。
【００３６】銅薄膜の界面でのフルオリンの量を低減す
るために、高真空下で、薄膜にアニーリングプロセスを
行った。薄膜のフルオリン含有量は、２つの異なる手段
により低減されると考えられ、第１は、フルオリンが、
フルオリンの揮発性のため、銅薄膜から取り除かれ、第
２は、出願人が考えるところ、フルオリンが、ＴａＦ 5
の形成により、銅薄膜から取り除かれる。堆積チャンバ
に存在するフルオリンの含有量は、（ｈｆａｃ）ＣｕＬ
の分解によるものである。堆積チャンバに存在するＴａ
Ｆ5の含有量は、ＴａＦ5を形成するためのタンタル金属
とフルオリンの反応によるものと考えられる。
るために、高真空下で、薄膜にアニーリングプロセスを
行った。薄膜のフルオリン含有量は、２つの異なる手段
により低減されると考えられ、第１は、フルオリンが、
フルオリンの揮発性のため、銅薄膜から取り除かれ、第
２は、出願人が考えるところ、フルオリンが、ＴａＦ 5
の形成により、銅薄膜から取り除かれる。堆積チャンバ
に存在するフルオリンの含有量は、（ｈｆａｃ）ＣｕＬ
の分解によるものである。堆積チャンバに存在するＴａ
Ｆ5の含有量は、ＴａＦ5を形成するためのタンタル金属
とフルオリンの反応によるものと考えられる。
【００３７】ＴａＦ5の形成により、プロセスの考慮す
べき点がいくつか提供される。特に、出願人は、高温が
ＴａＦ5の形成に必要とされることを見出した。さら
に、新たに形成されたＴａＦ5を排出するプロセスは、
反応容器（ｒｅａｃｔａｎｔｖｅｓｓｅｌ）からフルオ
リンを排出することよりも困難である。さらに、応力
が、２つの層の異なる熱膨張係数、すなわち、金属窒化
物層および銅層の異なる熱膨張係数による銅と金属窒化
物との界面に生じる。
べき点がいくつか提供される。特に、出願人は、高温が
ＴａＦ5の形成に必要とされることを見出した。さら
に、新たに形成されたＴａＦ5を排出するプロセスは、
反応容器（ｒｅａｃｔａｎｔｖｅｓｓｅｌ）からフルオ
リンを排出することよりも困難である。さらに、応力
が、２つの層の異なる熱膨張係数、すなわち、金属窒化
物層および銅層の異なる熱膨張係数による銅と金属窒化
物との界面に生じる。
【００３８】これらの考慮すべき点を斟酌して、出願人
は、二工程アニーリング処理によりフルオリンおよび形
成されたＴａＦ5が取り除かれ、それゆえ、金属窒化物
基板上での密着性が高い銅薄膜を生じることを見出し
た。アニーリングプロセスの第１の工程では、銅薄膜
が、薄膜界面のフルオリンの大半を排出するように低温
でアニーリングされる。アニーリングプロセスの第１の
工程は、通常、３００〜３５０℃の範囲の温度で行われ
る。アニーリングガスは用いられず、すなわち、反応チ
ャンバは、ガスを加えることなく、高い真空圧力で、単
に加熱および加圧される。特に、第１のアニーリング工
程は、通常、１．０×１０-7トル以下の圧力で行われ
る。第２のアニーリング工程では、銅薄膜が、形成され
得るいずれのＴａＦ5も排出するために、より高い温度
でアニーリングされる。アニーリングプロセスの第２の
工程は、通常、３５０〜４５０℃の範囲の温度で行われ
る。第２のアニーリング工程の圧力もまた、通常、１．
０×１０-7トル以下である。これらのアニーリング工程
は、銅薄膜からフルオリンおよびＴａＦ5を取り除き、
良好な密着性を有する膜を生じると考えられる。特に、
結果的に生じたＴａＮ基板上の銅薄膜は、標準的なテー
プおよびピールテスト（ｔａｐｅ ａｎｄ ｐｅｅｌ
ｔｅｓｔｓ）に耐える。
は、二工程アニーリング処理によりフルオリンおよび形
成されたＴａＦ5が取り除かれ、それゆえ、金属窒化物
基板上での密着性が高い銅薄膜を生じることを見出し
た。アニーリングプロセスの第１の工程では、銅薄膜
が、薄膜界面のフルオリンの大半を排出するように低温
でアニーリングされる。アニーリングプロセスの第１の
工程は、通常、３００〜３５０℃の範囲の温度で行われ
る。アニーリングガスは用いられず、すなわち、反応チ
ャンバは、ガスを加えることなく、高い真空圧力で、単
に加熱および加圧される。特に、第１のアニーリング工
程は、通常、１．０×１０-7トル以下の圧力で行われ
る。第２のアニーリング工程では、銅薄膜が、形成され
得るいずれのＴａＦ5も排出するために、より高い温度
でアニーリングされる。アニーリングプロセスの第２の
工程は、通常、３５０〜４５０℃の範囲の温度で行われ
る。第２のアニーリング工程の圧力もまた、通常、１．
０×１０-7トル以下である。これらのアニーリング工程
は、銅薄膜からフルオリンおよびＴａＦ5を取り除き、
良好な密着性を有する膜を生じると考えられる。特に、
結果的に生じたＴａＮ基板上の銅薄膜は、標準的なテー
プおよびピールテスト（ｔａｐｅ ａｎｄ ｐｅｅｌ
ｔｅｓｔｓ）に耐える。
【００３９】開示されたプロセスはまた、ＴｉＮおよび
ＳｉＮ等の他の金属窒化物上に、良好な密着性を備えた
銅薄膜を形成するために用いられ得る。しかしながら、
このような構造を製造するための他の利用可能な方法が
当業者には公知である。従って、本発明の方法は、窒化
タンタル基板上の銅薄膜の堆積に最も有効であると考え
られる。
ＳｉＮ等の他の金属窒化物上に、良好な密着性を備えた
銅薄膜を形成するために用いられ得る。しかしながら、
このような構造を製造するための他の利用可能な方法が
当業者には公知である。従って、本発明の方法は、窒化
タンタル基板上の銅薄膜の堆積に最も有効であると考え
られる。
【００４０】図１は、本発明のプロセスのフローチャー
トを示す。工程１０は、堆積チャンバに基板を提供する
工程を含む。基板は、通常、その上に金属窒化物層を備
えた、半導体製造の分野で公知のシリコン系基板を含
む。金属窒化物層は、基板の最も外側にある層であり、
その上に薄い銅薄膜の堆積のために適合される。金属窒
化物層は、ＴａＮ、ＴｉＮ、およびＳｉＮを含み得る。
工程１２は、ヘキサフルオロアセチルアセトン銅配位子
（ｈｆａｃ）ＣｕＬ等の堆積前駆体を提供する工程、お
よび基板上の金属窒化物層上に薄い銅膜を堆積する工程
を含む。工程１４は、銅膜堆積プロセスのこの段階の間
に、水蒸気を堆積チャンバに加える工程を含む。水蒸気
は、通常、ヘリウム等のキャリアガスをウォーターバス
を介して泡立てることにより、堆積チャンバに導入され
る。堆積チャンバ内の蒸気圧は、通常、約５０トルであ
り、一般に、４０〜８０トルの範囲内である。工程１６
は、第１のアニーリング工程を含む。第１のアニーリン
グ工程は、基板上に堆積された薄い銅膜を、１０〜３０
分の範囲の時間、３００〜３５０℃の範囲の温度にする
工程を含む。アニーリングガスは用いられず、すなわ
ち、反応チャンバは、高い真空圧力で、単に加熱および
加圧される。特に、第１のアニーリング工程は、通常、
１．０×１０-7トル以下の圧力で行われる。この第１の
アニーリング工程は、銅薄膜と金属窒化物との界面から
フルオリンを取り除く。工程１８は、第２のアニーリン
グ工程を含む。第２のアニーリング工程は、基板上に堆
積された薄い銅膜を、１０〜３０分の範囲の時間、３５
０〜４５０℃の範囲の温度にする工程を含む。第２のア
ニーリング工程の圧力もまた、通常、１．０×１０-7ト
ル以下である。第２のアニーリング工程は、堆積チャン
バからＴａＦ5を取り除き、堆積された銅薄膜の良好な
密着性を生じる。
トを示す。工程１０は、堆積チャンバに基板を提供する
工程を含む。基板は、通常、その上に金属窒化物層を備
えた、半導体製造の分野で公知のシリコン系基板を含
む。金属窒化物層は、基板の最も外側にある層であり、
その上に薄い銅薄膜の堆積のために適合される。金属窒
化物層は、ＴａＮ、ＴｉＮ、およびＳｉＮを含み得る。
工程１２は、ヘキサフルオロアセチルアセトン銅配位子
（ｈｆａｃ）ＣｕＬ等の堆積前駆体を提供する工程、お
よび基板上の金属窒化物層上に薄い銅膜を堆積する工程
を含む。工程１４は、銅膜堆積プロセスのこの段階の間
に、水蒸気を堆積チャンバに加える工程を含む。水蒸気
は、通常、ヘリウム等のキャリアガスをウォーターバス
を介して泡立てることにより、堆積チャンバに導入され
る。堆積チャンバ内の蒸気圧は、通常、約５０トルであ
り、一般に、４０〜８０トルの範囲内である。工程１６
は、第１のアニーリング工程を含む。第１のアニーリン
グ工程は、基板上に堆積された薄い銅膜を、１０〜３０
分の範囲の時間、３００〜３５０℃の範囲の温度にする
工程を含む。アニーリングガスは用いられず、すなわ
ち、反応チャンバは、高い真空圧力で、単に加熱および
加圧される。特に、第１のアニーリング工程は、通常、
１．０×１０-7トル以下の圧力で行われる。この第１の
アニーリング工程は、銅薄膜と金属窒化物との界面から
フルオリンを取り除く。工程１８は、第２のアニーリン
グ工程を含む。第２のアニーリング工程は、基板上に堆
積された薄い銅膜を、１０〜３０分の範囲の時間、３５
０〜４５０℃の範囲の温度にする工程を含む。第２のア
ニーリング工程の圧力もまた、通常、１．０×１０-7ト
ル以下である。第２のアニーリング工程は、堆積チャン
バからＴａＦ5を取り除き、堆積された銅薄膜の良好な
密着性を生じる。
【００４１】よって、集積回路内の銅薄膜とＴａＮ等の
金属窒化物基板との間の密着性の改善を達成する方法を
開示した。好適な構造、および銅薄膜を製造する方法を
開示したが、さらなる改変および修正が、特許請求の範
囲で規定される発明の範囲から逸脱することなくなされ
得ることが理解されるべきである。
金属窒化物基板との間の密着性の改善を達成する方法を
開示した。好適な構造、および銅薄膜を製造する方法を
開示したが、さらなる改変および修正が、特許請求の範
囲で規定される発明の範囲から逸脱することなくなされ
得ることが理解されるべきである。
【００４２】
【発明の効果】本発明の集積回路の製造方法は、堆積チ
ャンバ内に金属窒化物層を有する基板を提供する工程
と、該堆積チャンバに銅前駆体を提供する工程であっ
て、該銅前駆体が（ｈｆａｃ）ＣｕＬを含む、工程と、
化学的気相成長により、該金属窒化物層上に薄い銅膜を
堆積するために、該銅前駆体を反応させる工程であっ
て、該反応により、配位子およびＣｕ（ｈｆａｃ）２を
含む副生物を生成する、工程と、水蒸気の該Ｃｕ（ｈｆ
ａｃ）２副生物への調整を容易にするために該銅前駆体
を反応させる工程中に、該堆積チャンバに該水蒸気を導
入する工程と、を包含することにより、金属窒化物基板
に対する高い密着性を有する銅薄膜の製造が可能とな
る。
ャンバ内に金属窒化物層を有する基板を提供する工程
と、該堆積チャンバに銅前駆体を提供する工程であっ
て、該銅前駆体が（ｈｆａｃ）ＣｕＬを含む、工程と、
化学的気相成長により、該金属窒化物層上に薄い銅膜を
堆積するために、該銅前駆体を反応させる工程であっ
て、該反応により、配位子およびＣｕ（ｈｆａｃ）２を
含む副生物を生成する、工程と、水蒸気の該Ｃｕ（ｈｆ
ａｃ）２副生物への調整を容易にするために該銅前駆体
を反応させる工程中に、該堆積チャンバに該水蒸気を導
入する工程と、を包含することにより、金属窒化物基板
に対する高い密着性を有する銅薄膜の製造が可能とな
る。
【００４３】また、本発明の製造プロセスにより、金属
窒化物基板、特に、最も外側にＴａＮ層有する基板上の
ＣＶＤ銅薄膜の高い密着性が達成される。本発明は、初
期の銅薄膜堆積段階に一定量の水蒸気を導入する工程、
および銅と金属窒化物基板との界面のフルオリンの量を
低減する工程を含む。これらの２つの工程は、結果的
に、ＴａＮ基板を含む金属窒化物基板に対する密着性が
改善された銅薄膜を生じる。
窒化物基板、特に、最も外側にＴａＮ層有する基板上の
ＣＶＤ銅薄膜の高い密着性が達成される。本発明は、初
期の銅薄膜堆積段階に一定量の水蒸気を導入する工程、
および銅と金属窒化物基板との界面のフルオリンの量を
低減する工程を含む。これらの２つの工程は、結果的
に、ＴａＮ基板を含む金属窒化物基板に対する密着性が
改善された銅薄膜を生じる。
【図１】図１は、本発明のプロセスのフローチャートで
ある。
ある。
フロントページの続き (72)発明者 ダビット ラッセル エバンス アメリカ合衆国 オレゴン 97007， ビ ーバートン， エスダブリュー 179ティ ーエイチ ストリート 7574 (72)発明者 シェン テン スー アメリカ合衆国 ワシントン 98607， ケイマス， エヌダブリュー トラウト コート 2216 Ｆターム(参考） 4K030 AA11 AA24 BA01 CA05 EA01 EA03 JA09 JA10 LA15 4M104 BB04 BB30 BB32 CC01 DD33 DD43 DD45 DD78 EE02 EE17 FF18 HH08 HH09
Claims (19)
- 【請求項１】 集積回路を製造する方法であって、 堆積チャンバ内に金属窒化物層を有する基板を提供する
工程と、 該堆積チャンバに銅前駆体を提供する工程であって、該
銅前駆体が（ｈｆａｃ）ＣｕＬを含む、工程と、 化学的気相成長により、該金属窒化物層上に薄い銅膜を
堆積するために、該銅前駆体を反応させる工程であっ
て、該反応により、配位子およびＣｕ（ｈｆａｃ）２を
含む副生物を生成する、工程と、 水蒸気の該Ｃｕ（ｈｆａｃ）２副生物への調整を容易に
するために該銅前駆体を反応させる工程中に、該堆積チ
ャンバに該水蒸気を導入する工程と、 を包含する方法。 - 【請求項２】 前記導入された水蒸気は、４０〜８０ト
ルの範囲の蒸気圧を有する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記金属窒化物層は窒化タンタルを含
む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記薄い銅膜を、１０〜３０分の範囲の
時間、３００〜３５０℃の範囲の温度でアニーリングす
る工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 前記薄い銅膜を、１０〜３０分の範囲の
時間、３５０〜４５０℃の範囲の温度でアニーリングに
する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 前記水蒸気は、水によってヘリウムを泡
立てることにより、前記堆積チャンバに導入される、請
求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 前記薄い銅膜をアニーリングする工程
は、１×１０-7トル以下の圧力で行われる、請求項５に
記載の方法。 - 【請求項８】 窒化タンタル基板上の化学的気相成長に
よる銅薄膜の良好な密着性を達成する方法であって、 堆積チャンバ内にタンタル窒化物層を有する基板を提供
する工程と、 該堆積チャンバに銅前駆体を提供する工程であって、該
銅前駆体が（ｈｆａｃ）ＣｕＬを含む、工程と、 化学的気相成長により、該タンタル窒化物層上に薄い銅
膜を堆積するために、該銅前駆体を反応させる工程であ
って、該反応により、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２を含む副生物
を生成する、工程と、 該薄い銅膜を、１０〜３０分の範囲の時間、３００〜３
５０℃の範囲の温度でアニーリングする工程と、 を包含する方法。 - 【請求項９】 前記Ｃｕ（ｈｆａｃ）２副生物への水蒸
気の調整を容易にするために前記銅前駆体を反応させる
工程中に、前記堆積チャンバに該水蒸気を導入する工程
をさらに包含する、請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記導入された水蒸気は、４０〜６０
トルの範囲の蒸気圧を有する、請求項９に記載の方法。 - 【請求項１１】 第２のアニーリング工程をさらに包含
し、該第２のアニーリング工程は、前記薄い銅膜を、１
０〜３０分の範囲の時間、３５０〜４５０℃の範囲の温
度でアニーリングする工程を包含する、請求項８に記載
の方法 - 【請求項１２】 前記水蒸気は、水を介してヘリウムを
泡立てることにより、前記堆積チャンバに導入され、該
ヘリウムの流速は、５〜２０ｓｃｃｍの範囲である、請
求項９に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記薄い銅膜をアニーリングする工
程、および前記第２のアニーリング工程は、それぞれ、
１×１０-7トル以下の圧力で行われる、請求項１１に記
載の方法。 - 【請求項１４】 前記第２のアニーリング工程は、結果
的にＴａＦ5を製造し、該方法は、前記堆積チャンバか
ら該ＴａＦ5を取り除く工程をさらに包含する、請求項
１１に記載の方法。 - 【請求項１５】 金属窒化物上に堆積された銅薄膜を備
えた集積回路を製造する方法であって、 堆積チャンバ内に金属窒化物層を有する基板を提供する
工程と、 該堆積チャンバに銅前駆体を提供する工程であって、該
銅前駆体が（ｈｆａｃ）ＣｕＬを含む、工程と、 化学的気相成長により、該金属窒化物層上に薄い銅膜を
堆積するために、該銅前駆体を反応させる工程であっ
て、該反応により、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２を含む副生物を
生成する、工程と、 Ｃｕ（ｈｆａｃ）２副生物への水蒸気の調整を容易にす
るために該銅前駆体を反応させる工程中に、該堆積チャ
ンバに該水蒸気を導入する工程と、 該薄い銅膜を、１０〜３０分の範囲の時間、３００〜３
５０℃の範囲の温度でアニーリングする工程と、 該薄い銅膜を、１０〜３０分の範囲の時間、３５０〜４
５０℃の範囲の温度でアニーリングする工程と、 を包含する方法。 - 【請求項１６】 前記導入された水蒸気は、４０〜８０
トルの範囲の蒸気圧を有し、該水蒸気は、５〜２０ｓｃ
ｃｍの範囲の流速で、水を介してヘリウムを泡立てるこ
とにより、前記堆積チャンバに導入される、請求項１５
に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記金属窒化物は、窒化タンタル、窒
化チタン、および窒化シリコンから成る群から選択され
る、請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１８】 前記薄い銅膜をアニーリングする２つ
の工程は、それぞれ、１×１０-7トル以下の圧力で行わ
れる、請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１９】 ３５０〜４５０℃の範囲の温度で前記
薄い銅膜をアニーリングする工程は、結果的にＴａＦ5
を製造し、該方法は、前記堆積チャンバから該ＴａＦ5
を取り除く工程をさらに包含する、請求項１５に記載の
方法。
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|---|---|---|---|
| US09/820,224 US6579793B2 (en) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | Method of achieving high adhesion of CVD copper thin films on TaN Substrates |
| US09/820,224 | 2001-03-27 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002079730A Expired - Fee Related JP3922947B2 (ja) | 2001-03-27 | 2002-03-20 | ＴａＮ基板上でのＣＶＤ銅薄膜の高密着性を達成する方法 |
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008010489A1 (en) * | 2006-07-20 | 2008-01-24 | Tokyo Electron Limited | Film forming method and film forming apparatus |
| JP2023516543A (ja) * | 2020-05-06 | 2023-04-20 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 金属バリア層のドーピング |
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|---|---|---|---|---|
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| US7166732B2 (en) | 2004-06-16 | 2007-01-23 | Advanced Technology Materials, Inc. | Copper (I) compounds useful as deposition precursors of copper thin films |
| KR100690881B1 (ko) | 2005-02-05 | 2007-03-09 | 삼성전자주식회사 | 미세 전자 소자의 듀얼 다마신 배선의 제조 방법 및 이에의해 제조된 듀얼 다마신 배선을 구비하는 미세 전자 소자 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4385005A (en) | 1981-07-13 | 1983-05-24 | Exxon Research And Engineering Co. | Process for separating unsaturated hydrocarbons using copper or silver complexes with fluorinated diketonates |
| US5096737A (en) | 1990-10-24 | 1992-03-17 | International Business Machines Corporation | Ligand stabilized +1 metal beta-diketonate coordination complexes and their use in chemical vapor deposition of metal thin films |
| US5085731A (en) | 1991-02-04 | 1992-02-04 | Air Products And Chemicals, Inc. | Volatile liquid precursors for the chemical vapor deposition of copper |
| JPH09296269A (ja) * | 1996-04-30 | 1997-11-18 | Toshiba Corp | 銅薄膜の形成方法 |
| US5744192A (en) * | 1996-11-08 | 1998-04-28 | Sharp Microelectronics Technology, Inc. | Method of using water vapor to increase the conductivity of cooper desposited with cu(hfac)TMVS |
| US6319728B1 (en) * | 1998-06-05 | 2001-11-20 | Applied Materials, Inc. | Method for treating a deposited film for resistivity reduction |
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| US6015918A (en) | 1998-11-10 | 2000-01-18 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Allyl-derived precursor and synthesis method |
| US5994571A (en) | 1998-11-10 | 1999-11-30 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Substituted ethylene precursor and synthesis method |
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| KR100357183B1 (ko) * | 1999-12-31 | 2002-10-19 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 구리 박막 형성 방법 |
-
2001
- 2001-03-27 US US09/820,224 patent/US6579793B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-03-20 JP JP2002079730A patent/JP3922947B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 2002-03-27 KR KR10-2002-0016780A patent/KR100479016B1/ko not_active IP Right Cessation
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