JP2003115463A - Ｃｖｄによる金属窒化物基板上への高密着性銅薄膜形成方法 - Google Patents
Ｃｖｄによる金属窒化物基板上への高密着性銅薄膜形成方法Info
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
- C23C16/18—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metallo-organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C16/0272—Deposition of sub-layers, e.g. to promote the adhesion of the main coating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形成す
る方法を提供すること。 【解決手段】 金属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形
成する方法であって、その一部に形成された金属窒化物
バリア層を有する基板を調製するステップと、約１分
間、１６０℃から２５０℃までの間の温度に、化学蒸着
法チャンバ中で基板を加熱し、同時に、０．１ｍｌ／ｍ
ｉｎ未満の初流量で、銅プリカーサを化学蒸着法チャン
バへ導入し、かつ同時に、５ｓｃｃｍより大きい流量
で、化学蒸着法チャンバ中に初期高ウェットヘリウムガ
スフローを提供するステップと、化学蒸着法チャンバ中
のウェットヘリウムガスフローを５ｓｃｃｍ以下まで減
少させるステップと、銅プリカーサのフローを約０．１
ｍｌ／ｍｉｎから０．６ｍｌ／ｍｉｎまでの間に増加さ
せるステップとを含む方法を用いる。
る方法を提供すること。 【解決手段】 金属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形
成する方法であって、その一部に形成された金属窒化物
バリア層を有する基板を調製するステップと、約１分
間、１６０℃から２５０℃までの間の温度に、化学蒸着
法チャンバ中で基板を加熱し、同時に、０．１ｍｌ／ｍ
ｉｎ未満の初流量で、銅プリカーサを化学蒸着法チャン
バへ導入し、かつ同時に、５ｓｃｃｍより大きい流量
で、化学蒸着法チャンバ中に初期高ウェットヘリウムガ
スフローを提供するステップと、化学蒸着法チャンバ中
のウェットヘリウムガスフローを５ｓｃｃｍ以下まで減
少させるステップと、銅プリカーサのフローを約０．１
ｍｌ／ｍｉｎから０．６ｍｌ／ｍｉｎまでの間に増加さ
せるステップとを含む方法を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属窒化物基板上
に高密着性銅薄膜を形成する方法に関する。
に高密着性銅薄膜を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】銅金属薄膜の化学蒸着法（ＣＶＤ）にお
いて、大きな関心が寄せられている。その理由は、銅は
抵抗率が低く（１．７μΩ・ｃｍ）、電気移動抵抗が高
いからである。銅金属薄膜は、集積回路デバイスにおけ
る金属相互接続として用いる理想的な金属であると考え
られている。
いて、大きな関心が寄せられている。その理由は、銅は
抵抗率が低く（１．７μΩ・ｃｍ）、電気移動抵抗が高
いからである。銅金属薄膜は、集積回路デバイスにおけ
る金属相互接続として用いる理想的な金属であると考え
られている。
【０００３】しかし、銅薄膜の金属窒化物基板上への密
着を達成することは困難であり、一般には、乏しい密着
品質や純銅の伝導率より低い伝導率を示す膜を生じる。
銅相互接続線は、銅を二重のダマシンのトレンチまたは
一重のダマシンのトレンチのいずれかの上に堆積するこ
とにより形成される。ここで、トレンチは、金属窒化物
（すなわち、窒化チタンまたは窒化タンタル）のような
バリア金属を有する線である。層は、典型的には化学的
機械的研磨法（ＣＭＰ）により平滑化される。堆積方法
は、物理蒸着法（ＰＶＤ）、金属有機化学気相成長法
（ＭＯＣＶＤ）、および電気化学的蒸着法（ＥＣＤ）を
含み得るが、ＰＶＤは有効範囲が乏しく、ＥＣＤは銅シ
ード層の初期堆積を必要とし、この初期堆積はもちろん
ＰＶＤまたはＭＯＣＶＤにより堆積される必要がある。
ＰＶＤ法は有効範囲が乏しいために、ＰＶＤは、非常に
狭い（すなわち、１００ｎｍ未満）トレンチが相互接続
を形成するために使用される用途には適切ではない。Ｍ
ＯＣＶＤは、銅を充填することにより、サブミクロンの
トレンチに銅を堆積するために適切であり、そしてＥＣ
Ｄ用のシード層を提供するために適切であるが、公知の
ＭＯＣＶＤプロセスは、銅層と金属バリア層（例えば窒
化物層）との間の適切な密着を有する銅層を生成しな
い。一つの解決策は、ＣＶＤまたはＭＯＣＶＤの前に非
常に薄いシード層を形成するためにフラッシュＰＶＤを
使用するか、またはバリア金属窒化物化合物に少量のシ
リコンを添加することである。このようなプロセスは銅
層の適切な密着および伝導性特性を提供するが、プロセ
スの複雑さが非常に増加し、より高い製造コストおよび
少ない処理量をもたらし、そしてバリア金属−銅間の接
触抵抗を増加し得る。
着を達成することは困難であり、一般には、乏しい密着
品質や純銅の伝導率より低い伝導率を示す膜を生じる。
銅相互接続線は、銅を二重のダマシンのトレンチまたは
一重のダマシンのトレンチのいずれかの上に堆積するこ
とにより形成される。ここで、トレンチは、金属窒化物
（すなわち、窒化チタンまたは窒化タンタル）のような
バリア金属を有する線である。層は、典型的には化学的
機械的研磨法（ＣＭＰ）により平滑化される。堆積方法
は、物理蒸着法（ＰＶＤ）、金属有機化学気相成長法
（ＭＯＣＶＤ）、および電気化学的蒸着法（ＥＣＤ）を
含み得るが、ＰＶＤは有効範囲が乏しく、ＥＣＤは銅シ
ード層の初期堆積を必要とし、この初期堆積はもちろん
ＰＶＤまたはＭＯＣＶＤにより堆積される必要がある。
ＰＶＤ法は有効範囲が乏しいために、ＰＶＤは、非常に
狭い（すなわち、１００ｎｍ未満）トレンチが相互接続
を形成するために使用される用途には適切ではない。Ｍ
ＯＣＶＤは、銅を充填することにより、サブミクロンの
トレンチに銅を堆積するために適切であり、そしてＥＣ
Ｄ用のシード層を提供するために適切であるが、公知の
ＭＯＣＶＤプロセスは、銅層と金属バリア層（例えば窒
化物層）との間の適切な密着を有する銅層を生成しな
い。一つの解決策は、ＣＶＤまたはＭＯＣＶＤの前に非
常に薄いシード層を形成するためにフラッシュＰＶＤを
使用するか、またはバリア金属窒化物化合物に少量のシ
リコンを添加することである。このようなプロセスは銅
層の適切な密着および伝導性特性を提供するが、プロセ
スの複雑さが非常に増加し、より高い製造コストおよび
少ない処理量をもたらし、そしてバリア金属−銅間の接
触抵抗を増加し得る。
【０００４】銅プリカーサの組成は、銅薄膜の密着を改
善しようとする試みで改変される。ＣｕｐｒａＳｅｌｅ
ｃｔブレンドは、微量のＨ（ｈｆａｃ）・２Ｈ２Ｏ（約
０．４％）を添加することで純粋なＣｕｐｒａＳｅｌｅ
ｃｔ（Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ））を置換するため
に使用されてきた。ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔブレンド
（Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）＋Ｈ（ｈｆａｃ）・２
Ｈ２Ｏ）を使用することにより、ＴｉＮ基板上への銅薄
膜の密着は改善されるが、ＴａＮ基板上への密着は改善
されなかった。略語‘ｈｆａｃ’は、ヘキサフルオロア
セチルアセトネート（ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏａｃｅｔｙ
ｌａｃｅｔｏｎａｔｅ）を表し、‘ｔｍｖｓ’は、トリ
メチルビニルシラン（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｖｉｎｙｌｓ
ｉｌａｎｅ）を表す。
善しようとする試みで改変される。ＣｕｐｒａＳｅｌｅ
ｃｔブレンドは、微量のＨ（ｈｆａｃ）・２Ｈ２Ｏ（約
０．４％）を添加することで純粋なＣｕｐｒａＳｅｌｅ
ｃｔ（Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ））を置換するため
に使用されてきた。ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔブレンド
（Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）＋Ｈ（ｈｆａｃ）・２
Ｈ２Ｏ）を使用することにより、ＴｉＮ基板上への銅薄
膜の密着は改善されるが、ＴａＮ基板上への密着は改善
されなかった。略語‘ｈｆａｃ’は、ヘキサフルオロア
セチルアセトネート（ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏａｃｅｔｙ
ｌａｃｅｔｏｎａｔｅ）を表し、‘ｔｍｖｓ’は、トリ
メチルビニルシラン（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｖｉｎｙｌｓ
ｉｌａｎｅ）を表す。
【０００５】１９９４年６月２１日にＮｏｒｍａｎらに
付与された米国特許第５，３２２，７１２号“Ｐｒｏｃ
ｅｓｓ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｑｕａｌｉｔｙ
ｏｆＣＶＤ Ｃｏｐｐｅｒ Ｆｉｌｍｓ”は、有機メタ
ル銅プリカーサ、および揮発性リガンドの蒸気状銅錯体
または水和物を記載する。
付与された米国特許第５，３２２，７１２号“Ｐｒｏｃ
ｅｓｓ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｑｕａｌｉｔｙ
ｏｆＣＶＤ Ｃｏｐｐｅｒ Ｆｉｌｍｓ”は、有機メタ
ル銅プリカーサ、および揮発性リガンドの蒸気状銅錯体
または水和物を記載する。
【０００６】１９９８年４月２８日にＮｇｕｙｅｎらに
付与された米国特許第５，７４４，１９２号“Ｍｅｔｈ
ｏｄ ｏｆ Ｕｓｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｖａｐｏｒ ｔ
ｏＩｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔ
ｙ ｏｆ ＣｏｐｐｅｒＤｏｐｏｓｉｔｅｄ ｗｉｔｈ
Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）”は、０．３％〜３％
のＨ２Ｏ（ｇ）を使用し、銅層の伝導度を増加させるこ
とを記載する。
付与された米国特許第５，７４４，１９２号“Ｍｅｔｈ
ｏｄ ｏｆ Ｕｓｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｖａｐｏｒ ｔ
ｏＩｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔ
ｙ ｏｆ ＣｏｐｐｅｒＤｏｐｏｓｉｔｅｄ ｗｉｔｈ
Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）”は、０．３％〜３％
のＨ２Ｏ（ｇ）を使用し、銅層の伝導度を増加させるこ
とを記載する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、金属
窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形成する方法を提供す
ることである。
窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形成する方法を提供す
ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による方法は、金
属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形成する方法であっ
て、その一部に形成された金属窒化物バリア層を有する
基板を調製するステップと、約１分間、１６０℃から２
５０℃までの間の温度に、化学蒸着法チャンバ中で該基
板を加熱し、同時に、０．１ｍｌ／ｍｉｎ未満の初流量
で、銅プリカーサを該化学蒸着法チャンバへ導入し、か
つ同時に、５ｓｃｃｍより大きい流量で、該化学蒸着法
チャンバ中に初期高ウェットヘリウムガスフローを提供
するステップと、該化学蒸着法チャンバ中の該ウェット
ヘリウムガスフローを５ｓｃｃｍ以下まで減少させるス
テップと、該銅プリカーサのフローを約０．１ｍｌ／ｍ
ｉｎから０．６ｍｌ／ｍｉｎまでの間に増加させるステ
ップとを包含し、それにより上記目的が達成される。
属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形成する方法であっ
て、その一部に形成された金属窒化物バリア層を有する
基板を調製するステップと、約１分間、１６０℃から２
５０℃までの間の温度に、化学蒸着法チャンバ中で該基
板を加熱し、同時に、０．１ｍｌ／ｍｉｎ未満の初流量
で、銅プリカーサを該化学蒸着法チャンバへ導入し、か
つ同時に、５ｓｃｃｍより大きい流量で、該化学蒸着法
チャンバ中に初期高ウェットヘリウムガスフローを提供
するステップと、該化学蒸着法チャンバ中の該ウェット
ヘリウムガスフローを５ｓｃｃｍ以下まで減少させるス
テップと、該銅プリカーサのフローを約０．１ｍｌ／ｍ
ｉｎから０．６ｍｌ／ｍｉｎまでの間に増加させるステ
ップとを包含し、それにより上記目的が達成される。
【０００９】金属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形成
する方法であって、前記初期高ウェットヘリウムガスフ
ローを提供するステップは、約１０ｍｍＨｇから３００
ｍｍＨｇまでの間の圧力で、約５ｓｃｃｍから４００ｓ
ｃｃｍまでの間のウェットヘリウムフローを提供するス
テップを包含してもよい。
する方法であって、前記初期高ウェットヘリウムガスフ
ローを提供するステップは、約１０ｍｍＨｇから３００
ｍｍＨｇまでの間の圧力で、約５ｓｃｃｍから４００ｓ
ｃｃｍまでの間のウェットヘリウムフローを提供するス
テップを包含してもよい。
【００１０】金属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形成
する方法であって、前記ウェットヘリウムガスフローを
減少させるステップは、約１０ｍｍＨｇから３００ｍｍ
Ｈｇまでの間の圧力で、約０．０５ｓｃｃｍから５ｓｃ
ｃｍまでの間のウェットヘリウムフローを提供するステ
ップを包含してもよい。
する方法であって、前記ウェットヘリウムガスフローを
減少させるステップは、約１０ｍｍＨｇから３００ｍｍ
Ｈｇまでの間の圧力で、約０．０５ｓｃｃｍから５ｓｃ
ｃｍまでの間のウェットヘリウムフローを提供するステ
ップを包含してもよい。
【００１１】金属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形成
する方法であって、前記銅プリカーサを導入するステッ
プは、ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔ、ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃ
ｔブレンド、および５０容量％の１−ペンテンと混合さ
れた（１−ペンテン）Ｃｕ（Ｉ）（ｈｆａｃ）からなる
銅プリカーサの群から銅プリカーサを選択するステップ
を包含してもよい。
する方法であって、前記銅プリカーサを導入するステッ
プは、ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔ、ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃ
ｔブレンド、および５０容量％の１−ペンテンと混合さ
れた（１−ペンテン）Ｃｕ（Ｉ）（ｈｆａｃ）からなる
銅プリカーサの群から銅プリカーサを選択するステップ
を包含してもよい。
【００１２】金属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形成
する方法であって、初流量で、前記銅プリカーサを前記
化学蒸着法チャンバへ導入するステップは、銅プリカー
サ供給ラインから該化学蒸着法チャンバへ残余の銅プリ
カーサを導入するステップを包含してもよい。
する方法であって、初流量で、前記銅プリカーサを前記
化学蒸着法チャンバへ導入するステップは、銅プリカー
サ供給ラインから該化学蒸着法チャンバへ残余の銅プリ
カーサを導入するステップを包含してもよい。
【００１３】本発明による方法は、金属窒化物基板上に
高密着性銅薄膜を形成する方法であって、その一部に形
成された金属窒化物バリア層を有する基板を調製するス
テップと、約１分間、１６０℃から２５０℃までの間の
温度に、化学蒸着法チャンバ中で該基板を加熱し、同時
に、０．１ｍｌ／ｍｉｎ未満の初流量で、銅プリカーサ
を該化学蒸着法チャンバへ導入し、かつ同時に、５ｓｃ
ｃｍより大きい流量で、該化学蒸着法チャンバ中に初期
高ウェットヘリウムガスフローを提供するステップであ
って、該銅プリカーサを導入するステップは、Ｃｕｐｒ
ａＳｅｌｅｃｔ、ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔブレンド、お
よび５０容量％の１−ペンテンと混合された（１−ペン
テン）Ｃｕ（Ｉ）（ｈｆａｃ）からなる銅プリカーサの
群から銅プリカーサを選択するステップを包含するステ
ップと、該化学蒸着法チャンバ中の該ウェットヘリウム
ガスフローを５ｓｃｃｍ以下まで減少させるステップ
と、該銅プリカーサのフローを約０．１ｍｌ／ｍｉｎか
ら０．６ｍｌ／ｍｉｎまでの間に増加させるステップと
を包含し、それにより上記目的が達成される。
高密着性銅薄膜を形成する方法であって、その一部に形
成された金属窒化物バリア層を有する基板を調製するス
テップと、約１分間、１６０℃から２５０℃までの間の
温度に、化学蒸着法チャンバ中で該基板を加熱し、同時
に、０．１ｍｌ／ｍｉｎ未満の初流量で、銅プリカーサ
を該化学蒸着法チャンバへ導入し、かつ同時に、５ｓｃ
ｃｍより大きい流量で、該化学蒸着法チャンバ中に初期
高ウェットヘリウムガスフローを提供するステップであ
って、該銅プリカーサを導入するステップは、Ｃｕｐｒ
ａＳｅｌｅｃｔ、ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔブレンド、お
よび５０容量％の１−ペンテンと混合された（１−ペン
テン）Ｃｕ（Ｉ）（ｈｆａｃ）からなる銅プリカーサの
群から銅プリカーサを選択するステップを包含するステ
ップと、該化学蒸着法チャンバ中の該ウェットヘリウム
ガスフローを５ｓｃｃｍ以下まで減少させるステップ
と、該銅プリカーサのフローを約０．１ｍｌ／ｍｉｎか
ら０．６ｍｌ／ｍｉｎまでの間に増加させるステップと
を包含し、それにより上記目的が達成される。
【００１４】金属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形成
する方法であって、前記初期高ウェットヘリウムガスフ
ローを提供するステップは、約１０ｍｍＨｇから３００
ｍｍＨｇまでの間の圧力で、約５ｓｃｃｍから４００ｓ
ｃｃｍまでの間のウェットヘリウムフローを提供するス
テップを包含してもよい。
する方法であって、前記初期高ウェットヘリウムガスフ
ローを提供するステップは、約１０ｍｍＨｇから３００
ｍｍＨｇまでの間の圧力で、約５ｓｃｃｍから４００ｓ
ｃｃｍまでの間のウェットヘリウムフローを提供するス
テップを包含してもよい。
【００１５】金属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形成
する方法であって、前記ウェットヘリウムガスフローを
減少させるステップは、約１０ｍｍＨｇから３００ｍｍ
Ｈｇまでの間の圧力で、約０．０５ｓｃｃｍから５ｓｃ
ｃｍまでの間のウェットヘリウムフローを提供するステ
ップを包含してもよい。
する方法であって、前記ウェットヘリウムガスフローを
減少させるステップは、約１０ｍｍＨｇから３００ｍｍ
Ｈｇまでの間の圧力で、約０．０５ｓｃｃｍから５ｓｃ
ｃｍまでの間のウェットヘリウムフローを提供するステ
ップを包含してもよい。
【００１６】金属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形成
する方法であって、初流量で、前記銅プリカーサを前記
化学蒸着法チャンバへ導入するステップは、銅プリカー
サ供給ラインから該化学蒸着法チャンバへ残余の銅プリ
カーサを導入するステップを包含してもよい。
する方法であって、初流量で、前記銅プリカーサを前記
化学蒸着法チャンバへ導入するステップは、銅プリカー
サ供給ラインから該化学蒸着法チャンバへ残余の銅プリ
カーサを導入するステップを包含してもよい。
【００１７】本発明による方法は、金属窒化物基板上に
高密着性銅薄膜を形成する方法であって、その一部に形
成された金属窒化物バリア層を有する基板を調製するス
テップと、約１分間、１６０℃から２５０℃までの間の
温度に、化学蒸着法チャンバ中で該基板を加熱し、同時
に、０．１ｍｌ／ｍｉｎ未満の初流量で、銅プリカーサ
を該化学蒸着法チャンバへ導入し、かつ同時に、約１０
ｍｍＨｇから３００ｍｍＨｇまでの間の圧力で、約５ｓ
ｃｃｍから４００ｓｃｃｍまでの間の該化学蒸着法チャ
ンバに初期高ウェットヘリウムガスフローを提供するス
テップと、約１０ｍｍＨｇから３００ｍｍＨｇまでの間
の圧力で、約０．０５ｓｃｃｍから５ｓｃｃｍまでの間
に該化学蒸着法チャンバ中の該ウェットヘリウムガスフ
ローを減少させるステップと、約０．１ｍｌ／ｍｉｎか
ら０．６ｍｌ／ｍｉｎまでの間に該銅プリカーサのフロ
ーを増加させるステップとを包含し、それにより上記目
的が達成される。
高密着性銅薄膜を形成する方法であって、その一部に形
成された金属窒化物バリア層を有する基板を調製するス
テップと、約１分間、１６０℃から２５０℃までの間の
温度に、化学蒸着法チャンバ中で該基板を加熱し、同時
に、０．１ｍｌ／ｍｉｎ未満の初流量で、銅プリカーサ
を該化学蒸着法チャンバへ導入し、かつ同時に、約１０
ｍｍＨｇから３００ｍｍＨｇまでの間の圧力で、約５ｓ
ｃｃｍから４００ｓｃｃｍまでの間の該化学蒸着法チャ
ンバに初期高ウェットヘリウムガスフローを提供するス
テップと、約１０ｍｍＨｇから３００ｍｍＨｇまでの間
の圧力で、約０．０５ｓｃｃｍから５ｓｃｃｍまでの間
に該化学蒸着法チャンバ中の該ウェットヘリウムガスフ
ローを減少させるステップと、約０．１ｍｌ／ｍｉｎか
ら０．６ｍｌ／ｍｉｎまでの間に該銅プリカーサのフロ
ーを増加させるステップとを包含し、それにより上記目
的が達成される。
【００１８】金属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形成
する方法であって、前記銅プリカーサを導入するステッ
プは、ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔ、ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃ
ｔブレンド、および５０容量％の１−ペンテンと混合さ
れた（１−ペンテン）Ｃｕ（Ｉ）（ｈｆａｃ）からなる
銅プリカーサの群から銅プリカーサを選択するステップ
を包含してもよい。
する方法であって、前記銅プリカーサを導入するステッ
プは、ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔ、ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃ
ｔブレンド、および５０容量％の１−ペンテンと混合さ
れた（１−ペンテン）Ｃｕ（Ｉ）（ｈｆａｃ）からなる
銅プリカーサの群から銅プリカーサを選択するステップ
を包含してもよい。
【００１９】金属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形成
する方法であって、初流量で、前記銅プリカーサを前記
化学蒸着法チャンバへ導入するステップは、銅プリカー
サ供給ラインから該化学蒸着法チャンバへ残余の銅プリ
カーサを導入するステップを包含してもよい。
する方法であって、初流量で、前記銅プリカーサを前記
化学蒸着法チャンバへ導入するステップは、銅プリカー
サ供給ラインから該化学蒸着法チャンバへ残余の銅プリ
カーサを導入するステップを包含してもよい。
【００２０】金属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形成
する方法は、その一部に形成された金属窒化物バリア層
を有する基板を調製するステップと、約１分間、１６０
℃から２５０℃までの間の温度に、化学蒸着法チャンバ
中で該基板を加熱し、同時に、０．１ｍｌ／ｍｉｎ未満
の非常に遅い初流量で、銅プリカーサを反応チャンバへ
導入し、かつ同時に、５ｓｃｃｍより大きい流量で、反
応チャンバ中に初期高ウェットヘリウムガスフローを提
供するステップと、反応チャンバ中のウェットヘリウム
ガスフローを５ｓｃｃｍ以下まで減少させるステップ
と、銅プリカーサのフローを約０．１ｍｌ／ｍｉｎから
０．６ｍｌ／ｍｉｎまでの間に増加させるステップとを
包含する。
する方法は、その一部に形成された金属窒化物バリア層
を有する基板を調製するステップと、約１分間、１６０
℃から２５０℃までの間の温度に、化学蒸着法チャンバ
中で該基板を加熱し、同時に、０．１ｍｌ／ｍｉｎ未満
の非常に遅い初流量で、銅プリカーサを反応チャンバへ
導入し、かつ同時に、５ｓｃｃｍより大きい流量で、反
応チャンバ中に初期高ウェットヘリウムガスフローを提
供するステップと、反応チャンバ中のウェットヘリウム
ガスフローを５ｓｃｃｍ以下まで減少させるステップ
と、銅プリカーサのフローを約０．１ｍｌ／ｍｉｎから
０．６ｍｌ／ｍｉｎまでの間に増加させるステップとを
包含する。
【００２１】本発明の上記の要旨および目的は、本発明
の本質を迅速に理解するために提供される。本発明のよ
り完全な理解は、図面と関連させて、以下の本発明の好
ましい実施形態の詳細な説明を参照することで得ること
ができる。
の本質を迅速に理解するために提供される。本発明のよ
り完全な理解は、図面と関連させて、以下の本発明の好
ましい実施形態の詳細な説明を参照することで得ること
ができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１は、化学蒸着法（ＣＶＤ）シ
ステムを一般に１０で示しており、これは、銅薄膜のＣ
ＶＤに適する。システム１０は、化学蒸着法チャンバ
（反応チャンバ）１２、気化チャンバ１４、および気化
チャンバ１４用の供給システム（一般に１６で示され
る）を備える。供給システム１６は、ヘリウム供給ライ
ン１８、プリカーサ供給ライン２０、ならびにライン１
８および２０に接続され、そこから出る混合ガスライン
２４を有する三方混合バルブ２２を備えている。システ
ム１０の別の部分にウェットヘリウムガスシステム２６
がある。このウェットヘリウムガスシステム２６は、ヘ
リウムガスライン２８、圧力制御バルブ３０、および水
源（バブラー）３２を備えている。この水源（バブラ
ー）３２を通ってヘリウムガスがバブリングされ、本発
明の方法に使用されるウェットヘリウムが生成される。
ウェットヘリウムは、ライン３４によってチャンバ１２
中へ導入される。ウェットヘリウムのフローは、ニード
ルバルブ３６およびマスフローコントローラ３８によっ
て制御される。ウェハがチャンバ１２中のチャック４０
に設置され、チャンバ１２中のガスはポンプ４２によっ
て排気される。これによりさらに、チャンバ１２中に大
気圧より低い状態が生成し、チャンバ１２中へプリカー
サとヘリウムとを導入するように機能する。
ステムを一般に１０で示しており、これは、銅薄膜のＣ
ＶＤに適する。システム１０は、化学蒸着法チャンバ
（反応チャンバ）１２、気化チャンバ１４、および気化
チャンバ１４用の供給システム（一般に１６で示され
る）を備える。供給システム１６は、ヘリウム供給ライ
ン１８、プリカーサ供給ライン２０、ならびにライン１
８および２０に接続され、そこから出る混合ガスライン
２４を有する三方混合バルブ２２を備えている。システ
ム１０の別の部分にウェットヘリウムガスシステム２６
がある。このウェットヘリウムガスシステム２６は、ヘ
リウムガスライン２８、圧力制御バルブ３０、および水
源（バブラー）３２を備えている。この水源（バブラ
ー）３２を通ってヘリウムガスがバブリングされ、本発
明の方法に使用されるウェットヘリウムが生成される。
ウェットヘリウムは、ライン３４によってチャンバ１２
中へ導入される。ウェットヘリウムのフローは、ニード
ルバルブ３６およびマスフローコントローラ３８によっ
て制御される。ウェハがチャンバ１２中のチャック４０
に設置され、チャンバ１２中のガスはポンプ４２によっ
て排気される。これによりさらに、チャンバ１２中に大
気圧より低い状態が生成し、チャンバ１２中へプリカー
サとヘリウムとを導入するように機能する。
【００２３】ＣＶＤによる銅堆積の間、ウェハはチャン
バ１２中の熱いチャック４０上に移され、バルブ２２が
経路Ｂ〜Ｃに設定されてヘリウム雰囲気中で約１分間加
熱される。ウェハを加熱すると、経路Ｂ〜Ｃが閉にさ
れ、そして経路Ａ〜Ｃが開にされ、銅プリカーサが反応
チャンバ１２中へ注入されることが可能となる。銅堆積
の間、三方バルブ２２は経路Ａ〜Ｃに対して開にされ、
液体の銅プリカーサが反応チャンバ１２中へ注入される
ことが可能となる。従来のＣＶＤプロセスでは、銅薄膜
が堆積されると、バルブ２２が経路Ｂ〜Ｃに切り換えら
れ、ヘリウムキャリアガスがライン２４中に残留してい
るプリカーサを反応器中に押し出すことが可能となる。
水が、バブラー３２を介するヘリウムガスのバブリング
により、反応器１２に供給される。
バ１２中の熱いチャック４０上に移され、バルブ２２が
経路Ｂ〜Ｃに設定されてヘリウム雰囲気中で約１分間加
熱される。ウェハを加熱すると、経路Ｂ〜Ｃが閉にさ
れ、そして経路Ａ〜Ｃが開にされ、銅プリカーサが反応
チャンバ１２中へ注入されることが可能となる。銅堆積
の間、三方バルブ２２は経路Ａ〜Ｃに対して開にされ、
液体の銅プリカーサが反応チャンバ１２中へ注入される
ことが可能となる。従来のＣＶＤプロセスでは、銅薄膜
が堆積されると、バルブ２２が経路Ｂ〜Ｃに切り換えら
れ、ヘリウムキャリアガスがライン２４中に残留してい
るプリカーサを反応器中に押し出すことが可能となる。
水が、バブラー３２を介するヘリウムガスのバブリング
により、反応器１２に供給される。
【００２４】銅薄膜の密着は、銅の核またはシード層の
形成に依存する。銅シード層を形成するために、上に高
密着性銅薄膜が堆積されてもよく、銅薄膜堆積速度は、
初期の銅シード層形成の間は極端に遅い必要がある。こ
れは、シード層の形成中に大量の水蒸気を導入すること
により促進され得る。銅薄膜の堆積中に反応チャンバに
導入される水蒸気の量は得られる銅薄膜の抵抗率に大き
く影響するので、水蒸気の量は銅薄膜層の形成中は低減
される必要があり、そうでなければ、得られた銅薄膜の
抵抗率は受け入れ難いほど高くなる。
形成に依存する。銅シード層を形成するために、上に高
密着性銅薄膜が堆積されてもよく、銅薄膜堆積速度は、
初期の銅シード層形成の間は極端に遅い必要がある。こ
れは、シード層の形成中に大量の水蒸気を導入すること
により促進され得る。銅薄膜の堆積中に反応チャンバに
導入される水蒸気の量は得られる銅薄膜の抵抗率に大き
く影響するので、水蒸気の量は銅薄膜層の形成中は低減
される必要があり、そうでなければ、得られた銅薄膜の
抵抗率は受け入れ難いほど高くなる。
【００２５】先に記載したように、高密着性を有する銅
薄膜を形成するために、銅シード層を形成する必要があ
る。銅シード層として使用可能なプリカーサ源は、その
前のウェハ上への銅堆積の後のライン２４中に残留する
銅プリカーサである。このことを達成するために、本発
明の方法は、ライン２４中の残留銅プリカーサを使用し
て、銅シード層のための銅を提供する。ライン２４中に
残留する銅プリカーサの量は、高密着性銅薄膜の形成に
重要である。本発明の方法は、非生産的サイクル（すな
わち、高密着性銅シード層を受け入れないダミーウェ
ハ）を用いることを必要とし得るが、引き続く銅薄膜は
非常に良好な密着性を示す。
薄膜を形成するために、銅シード層を形成する必要があ
る。銅シード層として使用可能なプリカーサ源は、その
前のウェハ上への銅堆積の後のライン２４中に残留する
銅プリカーサである。このことを達成するために、本発
明の方法は、ライン２４中の残留銅プリカーサを使用し
て、銅シード層のための銅を提供する。ライン２４中に
残留する銅プリカーサの量は、高密着性銅薄膜の形成に
重要である。本発明の方法は、非生産的サイクル（すな
わち、高密着性銅シード層を受け入れないダミーウェ
ハ）を用いることを必要とし得るが、引き続く銅薄膜は
非常に良好な密着性を示す。
【００２６】本発明の方法は、図２のブロック図の形で
一般に４１で示される。ウェハは、チャンバ圧力約０．
５Ｔｏｒｒで、反応チャンバ１２中へ移される（ブロッ
ク４３）。次いで、比較的高い初期水蒸気圧が、約１０
ｍｍＨｇから３００ｍｍＨｇまでの間の圧力、約５ｓｃ
ｃｍから４００ｓｃｃｍまでの間のガス流量で、ウェッ
トヘリウムガスによってチャンバ１２中へ導入される
（ブロック４４）。ヘリウムは周囲温度で供給され、チ
ャンバ１２中の大気圧より低い圧力でバブラー３２によ
って引かれる。この時、ウェハは約１６０℃から２５０
℃までの間の銅堆積温度に１分間加熱され（ブロック４
６）、そして銅シード層は、その前の銅薄膜堆積に由来
するライン２４中に残留する銅プリカーサ源（これは、
低い圧力を誘発する０．１ｍｌ／ｍｉｎ未満の流量を有
する）から形成される。ウェハ加熱が終了すると（ブロ
ック４８）、バルブ２２は経路Ａ〜Ｃに切り換えられて
プリカーサの注入が開始し（ブロック５０）、そしてウ
ェットヘリウムガス流量が、そのままの圧力で、約０．
０５ｓｃｃｍから５ｓｃｃｍまでの間の低い流量に直ち
に低減される（ブロック５２）。銅プリカーサの流量
は、約０．１ｍｌ／ｍｉｎと０．６ｍｌ／ｍｉｎとの間
の高流量に増加される。その結果、良好な密着性と受け
入れ可能な抵抗率とを有する所望の銅薄膜が得られる
（ブロック５４）。ライン２４のサイズおよび長さは、
選択された銅プリカーサに依存して、ライン中に銅プリ
カーサを適量に維持するように調節される。本発明の方
法の好ましい実施形態では、銅プリカーサとしてＣｕｐ
ｒａＳｅｌｅｃｔ、または５０容量％の１−ペンテンと
混合された（１−ペンテン）Ｃｕ（Ｉ）（ｈｆａｃ）を
使用する場合、ライン２４の長さは１６インチであり、
直径は１／１６インチである。
一般に４１で示される。ウェハは、チャンバ圧力約０．
５Ｔｏｒｒで、反応チャンバ１２中へ移される（ブロッ
ク４３）。次いで、比較的高い初期水蒸気圧が、約１０
ｍｍＨｇから３００ｍｍＨｇまでの間の圧力、約５ｓｃ
ｃｍから４００ｓｃｃｍまでの間のガス流量で、ウェッ
トヘリウムガスによってチャンバ１２中へ導入される
（ブロック４４）。ヘリウムは周囲温度で供給され、チ
ャンバ１２中の大気圧より低い圧力でバブラー３２によ
って引かれる。この時、ウェハは約１６０℃から２５０
℃までの間の銅堆積温度に１分間加熱され（ブロック４
６）、そして銅シード層は、その前の銅薄膜堆積に由来
するライン２４中に残留する銅プリカーサ源（これは、
低い圧力を誘発する０．１ｍｌ／ｍｉｎ未満の流量を有
する）から形成される。ウェハ加熱が終了すると（ブロ
ック４８）、バルブ２２は経路Ａ〜Ｃに切り換えられて
プリカーサの注入が開始し（ブロック５０）、そしてウ
ェットヘリウムガス流量が、そのままの圧力で、約０．
０５ｓｃｃｍから５ｓｃｃｍまでの間の低い流量に直ち
に低減される（ブロック５２）。銅プリカーサの流量
は、約０．１ｍｌ／ｍｉｎと０．６ｍｌ／ｍｉｎとの間
の高流量に増加される。その結果、良好な密着性と受け
入れ可能な抵抗率とを有する所望の銅薄膜が得られる
（ブロック５４）。ライン２４のサイズおよび長さは、
選択された銅プリカーサに依存して、ライン中に銅プリ
カーサを適量に維持するように調節される。本発明の方
法の好ましい実施形態では、銅プリカーサとしてＣｕｐ
ｒａＳｅｌｅｃｔ、または５０容量％の１−ペンテンと
混合された（１−ペンテン）Ｃｕ（Ｉ）（ｈｆａｃ）を
使用する場合、ライン２４の長さは１６インチであり、
直径は１／１６インチである。
【００２７】銅薄膜ＣＶＤの後のライン２４中に残留す
る銅プリカーサは次のウェハの銅シード層の源として使
用されるが、他の技術が、シード層形成中に、必須であ
る少量の銅プリカーサと高水蒸気圧とを提供するために
用いられてもよい。銅プリカーサおよび水蒸気の正確な
量は、他の機構（例えば、アンプルからパージされた反
応チャンバ中へ必須量の銅プリカーサを注入すること、
またはチャンバ中へ銅プリカーサおよび水蒸気を導入す
る他の機械的手段）により制御され得る。
る銅プリカーサは次のウェハの銅シード層の源として使
用されるが、他の技術が、シード層形成中に、必須であ
る少量の銅プリカーサと高水蒸気圧とを提供するために
用いられてもよい。銅プリカーサおよび水蒸気の正確な
量は、他の機構（例えば、アンプルからパージされた反
応チャンバ中へ必須量の銅プリカーサを注入すること、
またはチャンバ中へ銅プリカーサおよび水蒸気を導入す
る他の機械的手段）により制御され得る。
【００２８】ライン２４中には銅プリカーサが無いの
で、このプロセスによる最初のウェハは、シード層形成
中に非常に高い堆積速度でその上に銅薄膜を形成し（こ
れは、銅薄膜のＣＶＤにおいて、実際に連続して起こ
る）、その薄膜は非常に乏しい密着性を示す。ライン２
４の長さはファクターであり、非常に長い場合、非常に
多くの銅プリカーサを提供し、提供される銅プリカーサ
の量が過剰であるために低密着性の銅薄膜を生じること
になる。銅薄膜の堆積後、バルブ２２が閉にされると、
次のウェハの前にライン２４に残留する銅プリカーサは
事実上皆無になり、銅薄膜の密着性はなくなる。従っ
て、高水蒸気圧で低濃度の銅プリカーサを提供すると、
良好な密着性および良好な抵抗率を有する銅薄膜が得ら
れる。
で、このプロセスによる最初のウェハは、シード層形成
中に非常に高い堆積速度でその上に銅薄膜を形成し（こ
れは、銅薄膜のＣＶＤにおいて、実際に連続して起こ
る）、その薄膜は非常に乏しい密着性を示す。ライン２
４の長さはファクターであり、非常に長い場合、非常に
多くの銅プリカーサを提供し、提供される銅プリカーサ
の量が過剰であるために低密着性の銅薄膜を生じること
になる。銅薄膜の堆積後、バルブ２２が閉にされると、
次のウェハの前にライン２４に残留する銅プリカーサは
事実上皆無になり、銅薄膜の密着性はなくなる。従っ
て、高水蒸気圧で低濃度の銅プリカーサを提供すると、
良好な密着性および良好な抵抗率を有する銅薄膜が得ら
れる。
【００２９】５０容量％の１−ペンテンと混合された
（１−ペンテン）Ｃｕ（Ｉ）（ｈｆａｃ）である純粋な
銅プリカーサが使用され得る。これは、基板への顕著な
密着性を示さない銅薄膜となり、確かに水蒸気が銅ＣＶ
Ｄの間に導入される必要がある。さらに、ほんの少量の
水蒸気が銅薄膜ＣＶＤの間に導入されると、銅薄膜はほ
んの少しの密着性を有し、このような薄膜の抵抗率は、
少量の水蒸気の添加の結果として減少する。従って、銅
シード層の形成のためにライン２４中に残留する残留銅
プリカーサを使用することで、および１分間のウェハの
加熱中に反応チャンバ１２中の水蒸気の量を増加させ、
次いで、銅プリカーサの注入のためにバルブ２２が経路
Ａ〜Ｃに開にされる場合に水蒸気の量を減少させること
で、銅シード層は１分間のウェハの加熱中に形成され、
次いで、銅プリカーサおよびより低い水蒸気圧でのＣＶ
Ｄの間に銅薄膜堆積物で覆われ、高密着性銅薄膜を形成
する。１分間のウェハの加熱期間中において、銅堆積は
ライン２４中に残留する銅プリカーサのみに由来し、非
常に遅い銅薄膜堆積速度（１００Å未満）が得られる。
この期間中に高い水蒸気圧を導入すると、銅シード層が
形成され、金属窒化物基板に対して高い密着性を有す
る。
（１−ペンテン）Ｃｕ（Ｉ）（ｈｆａｃ）である純粋な
銅プリカーサが使用され得る。これは、基板への顕著な
密着性を示さない銅薄膜となり、確かに水蒸気が銅ＣＶ
Ｄの間に導入される必要がある。さらに、ほんの少量の
水蒸気が銅薄膜ＣＶＤの間に導入されると、銅薄膜はほ
んの少しの密着性を有し、このような薄膜の抵抗率は、
少量の水蒸気の添加の結果として減少する。従って、銅
シード層の形成のためにライン２４中に残留する残留銅
プリカーサを使用することで、および１分間のウェハの
加熱中に反応チャンバ１２中の水蒸気の量を増加させ、
次いで、銅プリカーサの注入のためにバルブ２２が経路
Ａ〜Ｃに開にされる場合に水蒸気の量を減少させること
で、銅シード層は１分間のウェハの加熱中に形成され、
次いで、銅プリカーサおよびより低い水蒸気圧でのＣＶ
Ｄの間に銅薄膜堆積物で覆われ、高密着性銅薄膜を形成
する。１分間のウェハの加熱期間中において、銅堆積は
ライン２４中に残留する銅プリカーサのみに由来し、非
常に遅い銅薄膜堆積速度（１００Å未満）が得られる。
この期間中に高い水蒸気圧を導入すると、銅シード層が
形成され、金属窒化物基板に対して高い密着性を有す
る。
【００３０】このように、ＣＶＤによる金属窒化物基板
上への高密着性銅薄膜を形成する方法が開示されてき
た。本発明のさらなる変形および変更が特許請求の範囲
に規定される本発明の範囲内でなされ得ることが理解さ
れる。
上への高密着性銅薄膜を形成する方法が開示されてき
た。本発明のさらなる変形および変更が特許請求の範囲
に規定される本発明の範囲内でなされ得ることが理解さ
れる。
【００３１】
【発明の効果】金属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形
成する方法であって、その一部に形成された金属窒化物
バリア層を有する基板を調製し、約１分間、１６０℃か
ら２５０℃までの間の温度に、化学蒸着法チャンバ中で
基板を加熱し、同時に、０．１ｍｌ／ｍｉｎ未満の初流
量で、銅プリカーサを化学蒸着法チャンバへ導入し、か
つ同時に、５ｓｃｃｍより大きい流量で、化学蒸着法チ
ャンバ中に初期高ウェットヘリウムガスフローを提供す
ることにより、ライン２４中に銅プリカーサを残留させ
ることができ、化学蒸着法チャンバ中のウェットヘリウ
ムガスフローを５ｓｃｃｍ以下まで減少させ、銅プリカ
ーサのフローを約０．１ｍｌ／ｍｉｎから０．６ｍｌ／
ｍｉｎまでの間に増加させることにより、金属窒化物基
板上に高密着性銅薄膜を形成することが可能になる。
成する方法であって、その一部に形成された金属窒化物
バリア層を有する基板を調製し、約１分間、１６０℃か
ら２５０℃までの間の温度に、化学蒸着法チャンバ中で
基板を加熱し、同時に、０．１ｍｌ／ｍｉｎ未満の初流
量で、銅プリカーサを化学蒸着法チャンバへ導入し、か
つ同時に、５ｓｃｃｍより大きい流量で、化学蒸着法チ
ャンバ中に初期高ウェットヘリウムガスフローを提供す
ることにより、ライン２４中に銅プリカーサを残留させ
ることができ、化学蒸着法チャンバ中のウェットヘリウ
ムガスフローを５ｓｃｃｍ以下まで減少させ、銅プリカ
ーサのフローを約０．１ｍｌ／ｍｉｎから０．６ｍｌ／
ｍｉｎまでの間に増加させることにより、金属窒化物基
板上に高密着性銅薄膜を形成することが可能になる。
【図１】図１は、銅金属薄膜堆積のためのＣＶＤシステ
ムの図である。
ムの図である。
【図２】図２は、本発明の方法のブロック図である。
１０ 化学蒸着法（ＣＶＤ）システム
１２ 化学蒸着法チャンバ（反応チャンバ）
１４ 気化チャンバ
１６ 供給システム
１８ ヘリウム供給ライン
２０ プリカーサ供給ライン
２２ 三方混合バルブ
２４ 混合ガスライン
２６ ウェットヘリウムガスシステム
２８ ヘリウムガスライン
３０ 圧力制御バルブ
３２ 水源（バブラー）
３４ ライン
３６ ニードルバルブ
３８ マスフローコントローラ
４０ チャック
４２ ポンプ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 デビット 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 BA01 FA10 JA05 JA06
JA09 JA10
4M104 BB04 DD45
Claims (12)
- 【請求項１】 金属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形
成する方法であって、 その一部に形成された金属窒化物バリア層を有する基板
を調製するステップと、 約１分間、１６０℃から２５０℃までの間の温度に、化
学蒸着法チャンバ中で該基板を加熱し、同時に、０．１
ｍｌ／ｍｉｎ未満の初流量で、銅プリカーサを該化学蒸
着法チャンバへ導入し、かつ同時に、５ｓｃｃｍより大
きい流量で、該化学蒸着法チャンバ中に初期高ウェット
ヘリウムガスフローを提供するステップと、 該化学蒸着法チャンバ中の該ウェットヘリウムガスフロ
ーを５ｓｃｃｍ以下まで減少させるステップと、 該銅プリカーサのフローを約０．１ｍｌ／ｍｉｎから
０．６ｍｌ／ｍｉｎまでの間に増加させるステップとを
包含する、方法。 - 【請求項２】 前記初期高ウェットヘリウムガスフロー
を提供するステップは、約１０ｍｍＨｇから３００ｍｍ
Ｈｇまでの間の圧力で、約５ｓｃｃｍから４００ｓｃｃ
ｍまでの間のウェットヘリウムフローを提供するステッ
プを包含する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記ウェットヘリウムガスフローを減少
させるステップは、約１０ｍｍＨｇから３００ｍｍＨｇ
までの間の圧力で、約０．０５ｓｃｃｍから５ｓｃｃｍ
までの間のウェットヘリウムフローを提供するステップ
を包含する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記銅プリカーサを導入するステップ
は、ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔ、ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔ
ブレンド、および５０容量％の１−ペンテンと混合され
た（１−ペンテン）Ｃｕ（Ｉ）（ｈｆａｃ）からなる銅
プリカーサの群から銅プリカーサを選択するステップを
包含する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 初流量で、前記銅プリカーサを前記化学
蒸着法チャンバへ導入するステップは、銅プリカーサ供
給ラインから該化学蒸着法チャンバへ残余の銅プリカー
サを導入するステップを包含する、請求項１に記載の方
法。 - 【請求項６】 金属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を形
成する方法であって、 その一部に形成された金属窒化物バリア層を有する基板
を調製するステップと、 約１分間、１６０℃から２５０℃までの間の温度に、化
学蒸着法チャンバ中で該基板を加熱し、同時に、０．１
ｍｌ／ｍｉｎ未満の初流量で、銅プリカーサを該化学蒸
着法チャンバへ導入し、かつ同時に、５ｓｃｃｍより大
きい流量で、該化学蒸着法チャンバ中に初期高ウェット
ヘリウムガスフローを提供するステップであって、該銅
プリカーサを導入するステップは、ＣｕｐｒａＳｅｌｅ
ｃｔ、ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔブレンド、および５０容
量％の１−ペンテンと混合された（１−ペンテン）Ｃｕ
（Ｉ）（ｈｆａｃ）からなる銅プリカーサの群から銅プ
リカーサを選択するステップを包含する、ステップと、 該化学蒸着法チャンバ中の該ウェットヘリウムガスフロ
ーを５ｓｃｃｍ以下まで減少させるステップと、 該銅プリカーサのフローを約０．１ｍｌ／ｍｉｎから
０．６ｍｌ／ｍｉｎまでの間に増加させるステップとを
包含する、方法。 - 【請求項７】 前記初期高ウェットヘリウムガスフロー
を提供するステップは、約１０ｍｍＨｇから３００ｍｍ
Ｈｇまでの間の圧力で、約５ｓｃｃｍから４００ｓｃｃ
ｍまでの間のウェットヘリウムフローを提供するステッ
プを包含する、請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 前記ウェットヘリウムガスフローを減少
させるステップは、約１０ｍｍＨｇから３００ｍｍＨｇ
までの間の圧力で、約０．０５ｓｃｃｍから５ｓｃｃｍ
までの間のウェットヘリウムフローを提供するステップ
を包含する、請求項６に記載の方法。 - 【請求項９】 初流量で、前記銅プリカーサを前記化学
蒸着法チャンバへ導入するステップは、銅プリカーサ供
給ラインから該化学蒸着法チャンバへ残余の銅プリカー
サを導入するステップを包含する、請求項６に記載の方
法。 - 【請求項１０】 金属窒化物基板上に高密着性銅薄膜を
形成する方法であって、 その一部に形成された金属窒化物バリア層を有する基板
を調製するステップと、 約１分間、１６０℃から２５０℃までの間の温度に、化
学蒸着法チャンバ中で該基板を加熱し、同時に、０．１
ｍｌ／ｍｉｎ未満の初流量で、銅プリカーサを該化学蒸
着法チャンバへ導入し、かつ同時に、約１０ｍｍＨｇか
ら３００ｍｍＨｇまでの間の圧力で、約５ｓｃｃｍから
４００ｓｃｃｍまでの間の該化学蒸着法チャンバに初期
高ウェットヘリウムガスフローを提供するステップと、 約１０ｍｍＨｇから３００ｍｍＨｇまでの間の圧力で、
約０．０５ｓｃｃｍから５ｓｃｃｍまでの間に該化学蒸
着法チャンバ中の該ウェットヘリウムガスフローを減少
させるステップと、 約０．１ｍｌ／ｍｉｎから０．６ｍｌ／ｍｉｎまでの間
に該銅プリカーサのフローを増加させるステップとを包
含する、方法。 - 【請求項１１】 前記銅プリカーサを導入するステップ
は、ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔ、ＣｕｐｒａＳｅｌｅｃｔ
ブレンド、および５０容量％の１−ペンテンと混合され
た（１−ペンテン）Ｃｕ（Ｉ）（ｈｆａｃ）からなる銅
プリカーサの群から銅プリカーサを選択するステップを
包含する、請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１２】 初流量で、前記銅プリカーサを前記化
学蒸着法チャンバへ導入するステップは、銅プリカーサ
供給ラインから該化学蒸着法チャンバへ残余の銅プリカ
ーサを導入するステップを包含する、請求項１０に記載
の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/929,709 | 2001-08-13 | ||
| US09/929,709 US6576292B2 (en) | 2001-08-13 | 2001-08-13 | Method of forming highly adhesive copper thin films on metal nitride substrates via CVD |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003115463A true JP2003115463A (ja) | 2003-04-18 |
Family
ID=25458318
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