JP2002529602A - 置換フェニルエチレン前駆体堆積方法 - Google Patents
置換フェニルエチレン前駆体堆積方法Info
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Abstract
Description
Improved Copper Precursor and Synthe
sis Method」と題された米国仮出願第60/107892号の利益を
主張する。
メチルスチレンなど、液相安定性を改良し、高速堆積での銅の堆積を可能にし、
低抵抗率で、選択された集積回路表面への良好な接着を有する置換フェニルエチ
レンリガンドを有する前駆体および合成方法に関する。
より大きな基板上のより小さなジオメトリの集積回路(IC)に対する需要を刺
激している。このことは、IC基板上の回路のより密なパッケージングに対する
需要をも作り出している。より小さなジオメトリIC回路に対する要求は、要素
と誘電層との間の相互接続が可能な限り小さいことを要する。従って、相互接続
および接続線を介した幅を低減することに関する研究が続けられている。相互接
続の伝導率は、相互接続表面の面積が低減されるにつれて低減し、相互接続抵抗
率の結果的な増大は、IC設計の障害となってきた。高い抵抗率を有するコンダ
クタは、高インピーダンスの伝導経路と大きな伝播遅延とを生み出す。これらの
問題は、信頼できない信号タイミング、信頼できない電圧レベル、および高速I
Cの動作における素子間での長い信号遅延を生み出す。また、伝播の不連続は、
不良な接続をされた交差伝導表面、または大きく異なるインピーダンス特性を有
するコンダクタの接合によっても生じる。
耐える能力とを有する必要がある。集積回路の製造では、電気的に活性な領域の
間に相互接続またはバイアスを形成するために、アルミニウムおよびタングステ
ン金属がしばしば用いられる。これらの金属は、特別な取り扱いを要する銅とは
異なり、製造環境での使用が容易であるので、普及している。
て、アルミニウムの代用とするものとして当然選択されるように思われる。銅の
伝導率は、アルミニウムの伝導率の約2倍であり、タングステンの伝導率の約3
倍である。結果としてアルミニウムの約半分の幅を有する銅配線を介して同量の
電流が運ばれる。
ーションよりはるかに優れている。アルミニウムは、銅の約10倍、電子移動に
よる劣化および破損を受けやすい。結果として、銅配線は、アルミニウム配線よ
りはるかに小さな断面を有するものでさえ、電気的整合性(electrica
l integrity)をより良好に保持できる。
IC加工に用いられる多くの材料を汚染するので、典型的には、銅が移動するの
を防ぐための障壁が構築される。これらの半導体領域に銅元素が移動することで
、関連するトランジスタの伝導特性が劇的に変わる。銅を使用することの別なる
問題は、IC表面に対し銅を堆積および除去するのに、比較的高い温度を要する
ことである。これらの高い温度は、関連するIC構造およびフォトレジストマス
クを損傷し得る。
ために従来のプロセスを用いて基板上またはバイアホール内に銅を堆積するとい
う問題がある。すなわち、IC配線層間の端続において、アルミニウムに代えて
銅を使用するための、新しい堆積プロセスが開発されてきた。小径のバイアホー
ルを充填するのに、アルミニウムまたは銅のいずれかの金属をスパッタリングす
るのは非実用的である。これは、間隙を充填する能力が乏しいためである。銅を
堆積するには、まず物理蒸着法(PVD)が、次に化学蒸着法(CVD)の技術
が、産業界で開発されてきた。
は表面に関して選択的ではない。銅が金属表面に堆積される場合、隣接する非伝
導面は、マスクされるか、後続の工程できれいにエッチングされなければならな
い。前述のように、フォトレジストマスクおよびその他の隣接するIC構造は、
銅がプロセスされる高温において潜在的に損傷を被る。CVD技術は、いかなる
表面に銅が堆積されるかに関し、より選択的であるので、PVDの改良である。
CVD技術は、金属表面と銅蒸気との間の化学反応に頼り、金属表面に銅を堆積
するので、選択的である。
一貫した温度で確実に銅化合物が揮発性になり、最終的に分解することを促進す
る。すなわち、銅は化合物中の成分であって、気体として蒸発し、気体が分解す
るとき固体として堆積する。拡散障壁材料など集積回路の選択された表面が、高
められた温度環境において、銅の気体すなわち前駆体に晒される。銅気体の化合
物が分解するとき、銅が選択された表面に残る。CVDプロセスには、いくつか
の銅気体化合物を利用できる。銅気体化合物の構成が、少なくとも部分的に、選
択された表面に銅を堆積する能力に影響することは、一般的に認められている。
製されてきた。1990年に、D.B.BeachらのChem.Mater.
(2)216(1990)は、(η5−C5H5)Cu(PMe3)を用いたCVD
を介して、純銅膜を獲得し、その後の1992年、H.K.ShinらのChe
m.Mater.(4)788(1992)は、(hfac)Cu(PR3)n(
R=メチルおよびエチル、n=1および2)を用いることによる同等の結果を発
表している。しかしながら、これらの銅前駆体は固体であり、銅薄膜CVDプロ
セスのための液体送達システムに用いることができない。さらに、銅膜はしばし
ば、炭素および燐の混入物を含んでおり、ICにおける相互結合部(inter conn
ecter)として用いることはできない。
ト前駆体は、IC基板および表面にCVD法により銅を堆積するのに従来用いら
れてきた。しかしながら、これらのCu2+前駆体は、堆積された銅のなかに混入
物を残すこと、および前駆体を銅に分解させるために比較的高温を用いなければ
ならないことが知られている。
に集中しており、この化合物は、銅金属薄膜を化学蒸着法で堆積させるのに非常
に有望な原料であることが証明されてきた。フッ化銅(I)β−ジケトネート化
合物は、Gerald Doyleによる、米国特許第4,385,005号(
1983)および4,425,281号(1984)において、初めて合成され
、このなかでDoyleは、合成方法および不飽和有機炭化水素の分離への応用
を提示している。米国特許第5,096,737号(1992)において、Th
omas H.Baumらは、これらのフッ化銅(I)β−ジケトネート化合物
を、CVD銅薄膜調製のための銅前駆体として適用することを請求している。銅
薄膜は、これらの前駆体を用いて化学蒸着法により調製されている。
ン銅(I)ヘキサフルオロアセチルアセトネートと混合された1,6-ジメチル
1,5-シクロオクタジエン銅(I)ヘキサフルオロアセチルアセトネート((
DMCOD)Cu(hfac))およびヘキシン銅(I)ヘキサフルオロアセチ
ルアセトネート((HYN)Cu(hfac))は、詳細に評価されてきた。(
DMCOD)Cu(hfac)を用いて堆積された銅薄膜は、金属または金属窒
化物基板への接着が非常に良好であるが、高抵抗率(2.5μΩ・cm)で、低
堆積速度である。(HYN)Cu(hfac)銅膜は、TiN基板への接着が不
良で、抵抗率が高い(2.1μΩ・cmまで)。別の化合物、ブチン銅(I)(
hfac)、すなわち((BUY)Cu(hfac))は、低抵抗率(1.93
μΩ・cm)の銅膜を提供するが、接着が不良で比較的高価である。また、この
化合物は固体であるので、液体送達システムでは使用が難しい。一連のトリアル
キルビニルシランにより安定化された銅(I)(hfac)の発明(John
A.T.Normanら、米国特許第5,085,731号(1992))は、
銅薄膜の特性を改良した。
MVS)を用いて堆積された銅膜は、抵抗率が低く基板に適度に接着する。この
前駆体は、約200℃という比較的低温で用いることができるので有用である。
この液体銅前駆体は、CVDを介した銅金属薄膜の調製にしばらく用いられてき
たが、なおトリメチルビニルシラン安定剤としていくつかの欠点が存在する。す
なわち、安定性、銅膜の接着性、の費用などである。またこの前駆体は、とりわ
け安定しているわけではなく、冷蔵しなければ貯蔵寿命が比較的短くなり得る。
(hfac)Cu(tmvs)の接着、温度安定性、およびIC表面に堆積され
る速度を改良するために、様々な材料が添加されてきた。Nguyenらにより
発明され、「Method Of Using Water To Incre
ase The Conductivity Of Copper Depos
ited With Cu(HFAC)TMVS」と題された、米国特許第5,
744,192号は、(hfac)Cu(tmvs)により堆積されたCuの電
気伝導率を改良する前駆体および方法を開示している。
とは、当該分野では一般的に認められている。この温度で保存された(hfac
)Cu(tmvs)前駆体の使用は、望ましくないプロセスの結果をもたらす。
35℃未満で保存された(hfac)Cu(tmvs)の効果もまた、予測不可
能である。前駆体の「新鮮な」バッチ、すなわち室温より十分低い温度で保存さ
れた前駆体が、予測可能なプロセスを保証するのに用いられる。
Substituted Phenylethylene Precursor
and Synthesis Method」において、置換フェニルエチレ
ンを含む銅前駆体が開示されている。上記出願を参照として本願に援用する。
れれば、有益である。この前駆体が廉価にて合成できれば、さらに有益である。
堆積速度での堆積を可能にすれば、有益である。
法であって、この方法は、 a)Cu+1(ヘキサフルオロアセチルアセトネート)、および1つのフェニル
基を第1の炭素原子に結合された置換フェニルエチレンリガンドを含むCu前駆
体化合物気化する工程であって、その第1の炭素原子への残りの結合が、C1〜
C6アルキル、C1〜C6ハロアルキル、フェニル、およびC1〜C6アルコキシル
を含む第1の群から選択され、第2の炭素原子が第2および第3の結合を含み、
第2および第3の結合がH、C1〜C6アルキル、フェニル、およびC1〜C6アル
コキシルを含む群から選択され、好適には、置換フェニルエチレンリガンドがα
−メチルスチレンである、工程と、 b)ICウェハのCu受容表面上でCu前駆体化合物を分解し、Cuシード層
を形成する工程であって、それによってシード層が化学蒸着法(CVD)を介し
て形成される工程と、 c)Cuシード層の上に重なるCuの第2の層を形成する工程であって、それ
により、Cuシード層がCu膜とCu受容表面との接着を高める工程と、 を含む方法が提供される。
めの添加剤を含む。そして、Cu前駆体混合物はCu前駆体化合物の重量比で約
15%以下の置換フェニルエチレンの添加剤をさらに含む。工程a)が、α−メ
チルスチレンである置換フェニルエチレンリガンドを含むとき、添加剤の置換フ
ェニルエチレンリガンドもα−メチルスチレンである。
)、および電気メッキからなる群から選択される堆積方法により第2のCu層を
堆積することを含む。α−メチルスチレンCu前駆体は、Cuシード層の厚さに
比べて、比較的厚い第2のCu層を高い堆積速度で形成するのにも用いられる。
価である。100g当たり約165ドルであるトリメチルビニルシランに比して
、α−メチルスチレンは100g当たり約0.60ドルと廉価である。この前駆
体は室温で安定しており、保存および取り扱いが容易である。この前駆体は室温
で液相を保つが、より高温では揮発性が高い。従って、90℃の真空下で4分間
の前駆体安定性を要する、CVD液体送達ラインおよび気化器では、分解は起こ
らない。さらに、この前駆体は、W、Ti、TiN、Ta、TaN、Al、Pt
、WNおよび同様の障壁材料などの金属および金属窒化物Cu受容基板表面への
卓越した接着を有する。この前駆体を用いて堆積される銅は、低い抵抗率(<1
.9μΩ・cm)、高い電子移動抵抗、および深刻な表面形態に対し卓越した一
致性を有する。
式図である。揮発性銅(Cu)前駆体化合物10が、選択された表面への銅(C
u)の化学蒸着(CVD)のために使用される。前駆体化合物10は、Cu+1(
ヘキサフルオロアセチルアセトネート)および置換フェニルエチレンリガンドを
含む。
チレンリガンド20は、第1の炭素原子に結合された1つのフェニル基を含み、
第1の炭素原子への残りの結合は、R1により表される可能な分子の第1の群か
ら選択される第1の炭素原子と結合する。R1群は、C1〜C6アルキル、C1〜C 6 ハロアルキル、フェニル、およびC1〜C6アルコキシルから成る。第2の炭素
原子は、それぞれ、R2およびR3により表される分子の第2および第3の群から
選択される。第2および第3結合、すなわちR2およびR3は、H、C1〜C6アル
キル、フェニル、C1〜C6アルコキシルから成る群から選択される。第2および
第3結合(R2およびR3)は、お互いに独立して変化する。これにより高いCu
堆積速度が可能な安定した前駆体が形成される。
第1の結合(R1)はH3Cであり、第2の結合(R2)はHであり、第3の結合
(R3)はHであり、これによりα−メチルスチレンリガンドが生成される。
に、化合物10は前駆体混合物を形成するための添加物を含む。この前駆体混合
物は、前駆体化合物の重量比による測定で約15%以下の置換フェニルエチレン
20(図2参照)を含む。
C1〜C6アルコキシルから成る群から選択され、 R2は、H、C1〜C6アルキル、フェニル、およびC1〜C6アルコキシルから
成る群から選択され、 R3は、H、C1〜C6アルキル、フェニル、およびC1〜C6アルコキシルから
成る群から選択され、それによって、前駆体は液体でさらに安定化される。
混合物を形成するための添加物として用いられるのと同一のフェニルエチレンリ
ガンドである。即ち、前駆体がα−メチルスチレンリガンドを用いるとき、添加
物もα−メチルスチレンである。
る。工程100は、集積回路(IC)ウェハを提供する。工程102は、Cu+1 (ヘキサフルオロアセチルアセトネート)と、第1炭素原子に結合された1つの
フェニル基を含む置換フェニルエチレンリガンドとを含むCu前駆体化合物を気
化する。第1の炭素原子への残りの結合は、C1〜C6アルキル、C1〜C6ハロア
ルキル、フェニル、およびC1〜C6アルコキシルから成る群から選択される。第
2の炭素原子は第2および第3の結合を含む。第2および第3の結合は、H、C 1 〜C6アルキル、フェニル、C1〜C6アルコキシルからなる群から選択される。
3の結合を含む。好適には工程102は、第1の結合がH3Cであり、第2の結
合がHであり、かつ第3の結合がHであることを含み、それによってα−メチル
スチレンリガンドが生成される。
は、Cu前駆体混合物を形成するための添加物を含む液体Cu前駆体化合物を形
成することを含む。
フェニルエチレンを含み、安定した液体前駆体を容易にする。
ニル、およびC1〜C6アルコキシルから成る群から選択される。R3は、H、C1 〜C6アルキル、フェニル、およびC1〜C6アルコキシルから成る群から選択さ
れ、それによって、前駆体は液体でさらに安定化される。
ンドが、添加物の置換フェニルエチレンリガンドと同一であることを含む。従っ
て、前駆体化合物がα−メチルスチレンリガンドを含む場合、添加物もα−メチ
ルスチレンリガンドである。
uシード層を形成し、それによって化学蒸着法(CVD)を介してシード層が形
成される。工程106は、Cuシード層に重なるCuの第2の層を形成する。工
程106は、CVD、物理蒸着法(PVD)、および電気メッキから成る群から
選択される堆積方法により第2のCu層を堆積することを含む。すなわち、いっ
たん接着シード層が付与されると、他のより費用効果の高い方法を用いて、銅膜
の形成を完了し得る。工程108は、Cuシード層がCu膜とCu受容表面との
間の接着を高める生成物である。
するチャンバを提供する。また、工程100は、シャワーヘッドまたは等価物で
ある蒸気散布システムも提供する。このプロセスを詳細に説明する、さらなる工
程が工程102に先行する。工程100bは、60〜80℃の範囲で気化温度を
確立する。工程100cは、約140〜230℃の範囲でチャック温度を確立す
る。工程100dは、チャンバ圧力を約0.1〜2トル(T)の範囲で確立する
。一般的に、0.3〜1.2Tの圧力が好ましい。工程100eは、シャワーヘ
ッドとCu受容表面との間の距離を15〜60ミリメートル(mm)の範囲で確
立する。
流量を、10から400までの標準立法センチメートル(sccm)の範囲で確
立する。一般的に、約30から150sccmの流量が好ましい。工程100g
は、液体前駆体の流量を0.05〜0.7ミリメートル毎分(mL/min)の
範囲で確立する。一般的に、0.07〜0.2の速度が好ましい。この前駆体流
量は、約13%の堆積効率を想定している。
ヘリウムガスの流量を約0.1〜50sccmの範囲で確立する。一般的に、0
.5〜10sccmの流量が好ましい。
施形態の1つを示すフローチャートである。工程200は、集積回路(IC)ウ
ェハを受け入れるためのウェハチャックと、ICウェハのCu受容表面上に材料
を散布するシャワーヘッドとを有するチャンバを提供する。工程202は、Cu +1 (ヘキサフルオロアセチルアセトネート)およびα−メチルスチレンリガンド
を含む液体Cu前駆体化合物を形成する。工程204は、Cu前駆体化合物の重
量比で約5%のα−メチルスチレンリガンドを添加し、Cu前駆体化合物混合物
を生成する。工程206は、Cu前駆体化合物混合物を約70〜80℃の範囲の
温度、好ましくは65℃で気化する。工程208は、ウェハチャックを約200
℃の温度で加熱する。工程210は、約0.5Tのチャンバ圧力を生成する。工
程212は、シャワーヘッドとCu受容表面との間の距離を約30mmで確立す
る。工程214は、気化されたCu前駆体化合物混合物を流量約100sccm
のヘリウムキャリアガスで搬送する。このシャワーヘッド距離は、様々なシャワ
ーヘッドに有効である。典型的には、非対照のシャワーヘッドまたは他の材料散
布装置を使用するときは、この距離が変更される。
218は、約0.15mL/minの範囲の液体前駆体流量でCu前駆体化合物
混合物を流す。工程220は、約5sccmの湿式ヘリウムガス流量で水蒸気を
搬送する。
層を形成する。工程222は、毎分約260Åの堆積速度でCuシード層を堆積
することを含む。工程222は、約2.0マイクロオームセンチメートル(μΩ
・cm)の抵抗率を有する堆積されたCuシード層も含む。工程224は、Cu
シード層に重なるCu膜の第2の層を堆積する。工程224は、CVD、物理蒸
着法(PVD)、および電気メッキから成る群から選択される堆積方法により第
2のCu層の堆積することを含む。工程226は、良好な接着特性を有する厚い
Cu膜が形成される生成物である。
な実施形態を示すフローチャートである。工程300は、集積回路(IC)ウェ
ハを受容するためのウェハチャックと、ICウェハのCu受容表面上に材料を散
布するシャワーヘッドとを有するチャンバを提供する。工程302は、Cu+1(
ヘキサフルオロアセチルアセトネート)およびα−メチルスチレンリガンドを含
む液体Cu前駆体化合物を形成する。工程304は、Cu前駆体化合物の重量比
で約15%のα−メチルスチレンリガンドを添加し、Cu前駆体化合物混合物を
生成する。工程306は、Cu前駆体化合物混合物を約65℃の範囲の温度で気
化する。工程308は、ウェハチャックを約190℃の温度で加熱する。工程3
10は、約0.7〜1.2Tのチャンバ圧力を生成する。工程312は、シャワ
ーヘッドとCu受容表面との間の距離を約20mmで確立する。
ヘリウムキャリアガスで搬送する。工程316は、15%の添加物を含むCu前
駆体化合物混合物を気化する。工程318は、液体前駆体流量約0.15mL/
minの範囲のCu前駆体化合物混合物を流す。工程320は、約5sccmの
ヘリウムガス流量で水蒸気を搬送する。
層を形成する。工程322は、毎分約150Åの堆積速度でCuシード層を堆積
することを含む。工程322は、堆積されたCuシード層が約2.2マイクロオ
ームセンチメートル(μΩ・cm)の抵抗率を有することを含む。工程324は
、Cuシード層に重なるCu膜の第2の層を堆積する。工程324は、CVD、
物理蒸着法(PVD)、および電気メッキから成る群から選択される堆積方法に
より第2のCu層を堆積することを含む。工程326は、良好な接着特性を有す
る厚いCu膜が形成される生成物である。
Cu堆積システム400のブロック図である。液体前駆体化合物をアンプル40
2に満たす。Cu前駆体化合物混合物が使用されるとき、添加物は前駆体化合物
に混合される。キャリアガスは、典型的にはヘリウムであり、ライン404を介
してアンプル402に入り、液体前駆体は、ライン406に押入される。流量制
御器408は、液体前駆体の流量の速度を制御する。液体前駆体は、加熱された
気化器410で気化される。典型的にはヘリウムであるキャリアガスは、ライン
412を介して気化器410からシステムに入る。気化された前駆体は、キャリ
アガスとともにライン414を介して気化器410を出る。
はマスフロー制御器418により制御される。キャリアガスはバブラ420に入
り、ここでガスは液相の水を介して濾過される。この「湿式」ヘリウムガスはラ
イン422を介して水蒸気を搬送する。湿式ヘリウムガスは、ライン414で気
化された前駆体と混合される。ライン414のこのガス混合物は、チャンバ42
4に入り、シャワーヘッド426を介して散布される。ウェハ428は、例えば
6”のウェハであり、加熱されたチャック430上に搭載され、前駆体を受容す
る。前駆体はここで分解されウェハ428上にCu膜を形成する。分解されない
前駆体は、廃棄物とともに、ライン432を介してシステムから出る。システム
を真空に保つためにポンプ434が使用される。
100TM前駆体は、典型的なICウェハ表面に特に接着する。ウェハ上に接着シ
ード層を形成することで、経済的または高い堆積速度を有する技術を用いた、よ
り厚い積層(overlying)Cu層の形成が可能である。当業者は、他の
変更および実施形態を想定し得る。
る。
る。
施形態の1つを示すフローチャートである。
な実施形態を示すフローチャートである。
Cu堆積システムである。
Claims (19)
- 【請求項1】 集積回路(IC)ウェハ上に銅(Cu)シード層を堆積する
ための方法であって、該方法が、 a)Cu+1(ヘキサフルオロアセチルアセトネート)、および第1の炭素原子
に結合された1つのフェニル基を含む置換フェニルエチレンリガンドを含むCu
前駆体化合物を気化する工程であって、該第1の炭素原子に対する残りの結合が
、C1〜C6アルキル、C1〜C6ハロアルキル、フェニル、およびC1〜C6アルコ
キシルから成る群から選択され、第2の炭素原子が第2および第3の結合を含み
、該第2および第3の結合がH、C1〜C6アルキル、フェニル、およびC1〜C6 アルコキシルから成る群から選択される工程と、 b)該ICウェハのCu受容表面上で該Cu前駆体化合物を分解し、Cuシー
ド層を形成する工程であって、それによって該シード層が化学蒸着法(CVD)
を介して形成される工程と、 c)該Cuシード層の上に重なるCuの第2の層を形成する工程であって、こ
れにより、該Cuシード層が該Cu膜と該Cu受容表面との接着を高める工程と
、を含む方法。 - 【請求項2】 前記工程a)が互いに独立して変化する前記第2および第3
の結合を含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記工程a)が、H3Cである前記第1の結合、Hである前
記第2の結合、およびHである前記第3の結合を含み、それによってα−メチル
スチレンリガンドが形成される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記工程a)に先行する工程であって、 a1)前記Cu前駆体混合物を生成するための添加剤を含む液体Cu前駆体化
合物を形成する工程であって、該Cu前駆体混合物が、該Cu前駆体化合物の重
量比で約15%以下の置換フェニルエチレンをさらに含み、安定した液体前駆体
を容易にする工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 前記工程a1)が以下の構造式、 (C6H5)(R1)C=C(R2)(R3) を有する添加剤を含み、 ここで、R1が、C1〜C6アルキル、C1〜C6ハロアルキル、フェニル、およ
びC1〜C6アルコキシルから成る群から選択され、 R2が、H、C1〜C6アルキル、フェニル、およびC1〜C6アルコキシルから
成る群から選択され、 R3が、H、C1〜C6アルキル、フェニル、およびC1〜C6アルコキシルから
成る群から選択され、それによって前記前駆体が液体においてさらに安定化され
る、請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 前記工程a1)は、前記Cu前駆体化合物の前記フェニルエ
チレンリガンドが前記添加剤の置換フェニルエチレンリガンドと同一であること
を含む、請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 前記工程c)が、CVD、物理蒸着法(PVD)、および電
気メッキからなる群から選択される堆積方法により前記第2のCu層を堆積する
ことを含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項8】 チャックを有し、ICが搭載されるチャンバ、およびシャワ
ーヘッド蒸気散布システムが提供され、前記工程a)に先行するさらなる工程は
、 a2)気化温度を60℃〜80℃の範囲で確立する工程と、 a3)チャック温度を約140〜230℃の範囲で確立する工程と、 a4)チャンバ圧力を約0.1〜2トル(T)の範囲で確立する工程と、 a5)該シャワーヘッドと前記Cu受容表面との間の距離を15〜60ミリメ
ートル(mm)の範囲で確立する工程と、 a6)Cu前駆体化合物蒸気を搬送するヘリウムキャリアガスの流量を、10
から400標準立法センチメートル(sccm)の範囲で確立する工程と、 a7)液体前駆体の流量を毎分0.05〜0.7ミリメートル(mL/min
)の範囲で確立する工程と、をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項9】 前記工程a)に続く工程であって、 a8)水蒸気を搬送するための湿式ヘリウムガスの流量を、約0.1〜50s
ccmの範囲で確立する工程、をさらに含む、請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 前記工程a2)が約65℃の気化温度を含み、前記工程a
3)が約200℃のチャック温度を含み、前記工程a4)が約0.5Tのチャン
バ圧力を含み、前記工程a5)が約30mmのシャワーヘッド距離を含み、工程
前記a6)が100sccmのヘリウムキャリアガス流量を含み、前記工程a7
)が約0.15mL/minの液体前駆体流量を含み、前記工程a8)が、約5
sccmの湿式ヘリウムガス流量を含み、前記工程a)がα−メチルスチレンC
u前駆体化合物を気化することを含む、請求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 前記工程b)が、毎分約260Åの堆積速度で前記Cuシ
ード層を堆積することを含み、該工程b)は、該堆積されたCuシード層が約2
.0マイクロオームセンチメートル(μΩ・cm)の抵抗率を有することを含む
、請求項10に記載の方法。 - 【請求項12】 前記工程a)に先行する工程であって、 a1)Cu前駆体混合物を生成するための添加剤を含む液体Cu前駆体化合物
を形成する工程であって、該Cu前駆体混合物が、該Cu前駆体化合物の重量比
で約5%のα−メチルスチレンをさらに含み、安定した液体前駆体を容易にする
、工程をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 【請求項13】 前記工程a2)が約65℃の気化温度を含み、前記工程a
3)が約190℃のチャック温度を含み、前記a4)が約0.7〜1.2Tのチ
ャンバ圧力を含み、前記工程a5)が約20mmのシャワーヘッド距離を含み、
前記工程a6)が100sccmのヘリウムキャリアガス流量を含み、前記工程
a7)が約0.15mL/minの液体前駆体流量を含み、前記工程a8)が、
約5sccmの湿式ヘリウムガス流量を含み、前記工程a)がα−メチルスチレ
ンを気化することを含む、請求項9に記載の方法。 - 【請求項14】 前記工程b)が、毎分約150Åの堆積速度で前記Cuシ
ード層を堆積することを含み、前記工程b)は、該堆積されたCuシード層が約
2.2マイクロオームセンチメートル(μΩ・cm)の抵抗率を有することを含
む、請求項13に記載の方法。 - 【請求項15】 前記工程a)に先行する工程であって、 a1)Cu前駆体混合物を生成するための添加剤を含む液体Cu前駆体化合物
を形成する工程であって、該Cu前駆体混合物が、該Cu前駆体化合物の重量比
で約15%のα−メチルスチレンをさらに含み、安定した液体前駆体を容易にす
る工程、をさらに含む、請求項13に記載の方法。 - 【請求項16】 集積回路(IC)ウェハを受容するためのウェハチャック
、および該ICウェハのCu受容表面上に材料を散布するためのシャワーヘッド
、を有するチャンバにおいて、該Cu受容表面上に銅(Cu)シード層を形成す
る方法は、 a)Cu+1(ヘキサフルオロアセチルアセトネート)およびα−メチルスチレ
ンリガンドを含む液体Cu前駆体化合物を形成する工程と、 b)該Cu前駆体化合物の重量比で約5%のα−メチルスチレンリガンドを添
加し、Cu前駆体化合物混合物を生成する工程と、 c)Cu前駆体化合物気化温度を約65℃の範囲で確立する工程と、 d)該ウェハチャックを約200℃の温度に加熱する工程と、 e)約0.5Tのチャンバ圧力を生成する工程と、 f)該シャワーヘッドと該Cu受容表面との間の距離を約30mmに確立する
工程と、 g)該気化Cu前駆体化合物混合物を流量約100sccmのヘリウムキャリ
アガスで搬送する工程と、 h)該Cu前駆体化合物混合物を気化する工程と、 i)該Cu前駆体化合物混合物を約0.15mL/minの範囲の液体前駆体
流量で流す工程と、 j)約5sccmのヘリウムガス流量で水蒸気を搬送する工程と、 k)工程a)〜j)に応答して、該Cu受容表面上にCuシード層を形成する
工程と、 l)該Cuシード層に重ねて第2のCu膜を堆積し、これにより良好な接着特
性を有する厚いCu膜が形成される工程と、を含む方法。 - 【請求項17】 前記工程l)が、前記第2のCu層を、CVD、物理蒸着
法(PVD)、および電気メッキから成る群から選択される堆積方法で堆積する
ことを含む、請求項16に記載の方法。 - 【請求項18】 集積回路(IC)ウェハを受容するためのウェハチャック
、および該ICウェハのCu受容表面上に材料を散布するためのシャワーヘッド
、を有するチャンバにおいて、該Cu受容表面上に銅(Cu)シード層を形成す
る方法は、 a)Cu+1(ヘキサフルオロアセチルアセトネート)およびα−メチルスチレ
ンリガンドを含む液体Cu前駆体化合物を形成する工程と、 b)該Cu前駆体化合物の重量比で約15%のα−メチルスチレンリガンドを
添加し、Cu前駆体化合物混合物を生成する工程と、 c)Cu前駆体の気化温度を約65℃の範囲で確立する工程と、 d)該ウェハチャックを約190℃の温度に加熱する工程と、 e)約0.7〜1.2Tのチャンバ圧力を生成する工程と、 f)該シャワーヘッドと該Cu受容表面との間の距離を約20mmに確立する
工程と、 g)該気化Cu前駆体化合物混合物を流量約100sccmのヘリウムキャリ
アガスで搬送する工程と、 h)該Cu前駆体化合物混合物を気化する工程と、 i)該Cu前駆体化合物混合物を約0.15mL/minの範囲の液体前駆体
流量で流す工程と、 j)約5sccmのヘリウムガス流量で水蒸気を搬送する工程と、 k)工程a)〜j)に応答して、該Cu受容表面上にCuシード層を形成する
工程と、 l)該Cuシード層に重ねて第2のCu膜を堆積し、これにより良好な接着特
性を有する厚いCu膜が形成される工程と、を含む方法。 - 【請求項19】 前記工程l)が、前記第2のCu層を、CVD、物理蒸着
法(PVD)、および電気メッキから成る群から選択される堆積方法で堆積する
ことを含む、請求項18に記載の方法。
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