JP2004300579A - Material and method for depositing conductive barrier film, wired film depositing method, and ulsi - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive barrier film depositing material in which film deposition is performed even when a condition that the ratio (aperture/depth) of the aperture to the depth of a groove or a hole is 1/5-1/7 is required, and the thickness is ≤ 10 nm, copper diffusion prevention (barrier property) is excellent, the electric resistance is small, and adhesiveness to a copper film is excellent. <P>SOLUTION: The conductive barrier film depositing material is used to deposit a conductive Ti-Zr barrier film by the chemical vapor deposition, and contains Ti halide compound (TiCl<SB>4</SB>or the like) or metal organic compound with Ti, and Zr halide compound (ZrCl<SB>4</SB>or the like) or metal organic compound with Zr. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、導電性バリア膜形成材料、導電性バリア膜形成方法、及び配線膜形成方法、並びにULSIに関する。   The present invention relates to a conductive barrier film forming material, a conductive barrier film forming method, a wiring film forming method, and ULSI.

現在、半導体分野における進歩は著しく、LSIからULSIに移って来ている。そして、信号の処理速度を向上させる為、微細化が進んでいる。特に、電気信号を伝達する為の導電部分(配線)は、その細さが要求されている。しかし、配線を細くすると、当然、電気抵抗は高くなる。そこで、より低抵抗な配線材料が求められて来た。例えば、W配線膜からAl配線膜に移って来た。そして、次世代では、Cu配線膜が注目され出している。   At present, progress in the semiconductor field is remarkable, and it is moving from LSI to ULSI. In order to improve the signal processing speed, miniaturization is progressing. In particular, a conductive portion (wiring) for transmitting an electric signal is required to be thin. However, when the wiring is made thinner, the electric resistance naturally becomes higher. Therefore, a wiring material having a lower resistance has been demanded. For example, it has moved from a W wiring film to an Al wiring film. Then, in the next generation, a Cu wiring film is attracting attention.

しかし、銅はシリコン基板中への拡散が激しい。従って、そのままでは、配線膜とすることは困難である。そこで、考えられた手段が、拡散防止膜(バリア膜)を基板上に設けておき、その上に銅膜を形成することである。このバリア膜の材料として、窒化チタン、窒化タングステン、窒化タンタル、或いはタンタル等が候補として期待されて来た。   However, copper diffuses strongly into the silicon substrate. Therefore, it is difficult to form a wiring film as it is. Therefore, a conceivable means is to provide a diffusion prevention film (barrier film) on a substrate and form a copper film thereon. Titanium nitride, tungsten nitride, tantalum nitride, tantalum, or the like has been expected as a material for the barrier film.

ところで、上記の材料は、銅の拡散防止だけに着目すれば、その性能は優れているものの、電気抵抗は比較的大きく、又、基板や銅膜との密着性に問題のあることが判って来た。   By the way, the above-mentioned materials have excellent performance, but relatively high electric resistance, and have a problem in adhesion to a substrate or a copper film, if attention is paid only to prevention of copper diffusion. Came.

そして、更なる研究開発が進められた結果、Ti−Zr−N膜、W−Ta−N膜などが前記の問題点を解決できそうだとの知見を得るに到った。   Further, as a result of further research and development, they came to the knowledge that a Ti-Zr-N film, a W-Ta-N film, etc. could solve the above-mentioned problems.

ところで、現在、要求されている銅配線膜の幅は0.15μm以下であり、かつ、溝や穴の開口部と深さとの比(開口部/深さ)は1/5〜1/7と大きくなっている。従って、銅配線膜の下地膜としてのTi−Zr−N膜やW−Ta−N膜なども、溝や穴の開口部と深さとの比(開口部/深さ)が上記のような条件を満たすものでなければならない。かつ、下地膜としての厚さは10nm以下と言う要件も要求される。   By the way, the width of the copper wiring film required at present is 0.15 μm or less, and the ratio of the opening to the depth of the groove or hole (opening / depth) is 1/5 to 1/7. It is getting bigger. Accordingly, the ratio of the opening to the depth of the groove or hole (opening / depth) is also required for the Ti-Zr-N film, the W-Ta-N film, etc., as the base film of the copper wiring film. Must be satisfied. In addition, a requirement that the thickness of the base film be 10 nm or less is also required.

このような条件を満たすTi−Zr−N膜やW−Ta−N膜などをスパッタ等のフィジカルベーパーデポジション(PVD)により形成することが試みられた。しかし、この手法は、実に、大変なものであり、実用化は殆ど不可能に近いものであることが判って来た。   Attempts have been made to form a Ti-Zr-N film, a W-Ta-N film, or the like satisfying such conditions by physical vapor deposition (PVD) such as sputtering. However, it has been found that this technique is very difficult and practically practically impossible.

従って、本発明が解決しようとする第1の課題は、溝や穴の開口部と深さとの比(開口部/深さ)が1/5〜1/7のような条件を要求されても、又、厚さが10nm以下であっても成膜が可能で、かつ、銅の拡散防止(バリア性)に優れ、更には電気抵抗が小さく、銅膜との密着性にも優れた導電性バリア膜形成材料を提供することである。   Therefore, the first problem to be solved by the present invention is that even if a condition such that the ratio of the opening and the depth of the groove or hole (opening / depth) is 1/5 to 1/7 is required. Moreover, even if the thickness is 10 nm or less, it is possible to form a film, and it is excellent in prevention of copper diffusion (barrier property), furthermore, has low electric resistance and excellent adhesion to a copper film. It is to provide a barrier film forming material.

本発明が解決しようとする第2の課題は、溝や穴の開口部と深さとの比(開口部/深さ)が1/5〜1/7のような条件を要求されても、又、厚さが10nm以下であっても成膜が可能で、かつ、銅の拡散防止(バリア性)に優れ、更には電気抵抗が小さく、銅膜との密着性にも優れた導電性バリア膜形成方法を提供することである。   The second problem to be solved by the present invention is that even if a condition such that the ratio of the opening and the depth of the groove or hole (opening / depth) is 1/5 to 1/7 is required, A conductive barrier film that can be formed even if the thickness is 10 nm or less, is excellent in preventing copper diffusion (barrier property), has low electric resistance, and has excellent adhesion to a copper film. It is to provide a forming method.

本発明が解決しようとする第3の課題は、上記導電性バリア膜形成方法により形成されたバリア膜の上に銅配線膜が形成されてなるULSIを提供することである。   A third problem to be solved by the present invention is to provide an ULSI in which a copper wiring film is formed on a barrier film formed by the above-described method for forming a conductive barrier film.

前記第1の課題は、ケミカルベーパーデポジション(CVD)により導電性Ti−Zr系バリア膜を形成する為の材料であって、ハロゲン化Ti系化合物とハロゲン化Zr系化合物とを含むことを特徴とする導電性バリア膜形成材料によって解決される。   The first problem is a material for forming a conductive Ti-Zr-based barrier film by chemical vapor deposition (CVD), and includes a halogenated Ti-based compound and a halogenated Zr-based compound. The problem is solved by the conductive barrier film forming material described above.

特に、CVDにより導電性Ti−Zr系バリア膜を形成する為の材料であって、ハロゲン化Ti系化合物とハロゲン化Zr系化合物とを含み、前記ハロゲン化Ti系化合物とハロゲン化Zr系化合物とのうちの少なくともいずれか一方が液体であることを特徴とする導電性バリア膜形成材料によって解決される。   In particular, a material for forming a conductive Ti-Zr-based barrier film by CVD, comprising a halogenated Ti-based compound and a halogenated Zr-based compound, wherein the halogenated Ti-based compound and the halogenated Zr-based compound are And at least one of them is a liquid.

更には、CVDにより導電性Ti−Zr系バリア膜を形成する為の材料であって、TiCl4 とZrCl4とを含むことを特徴とする導電性バリア膜形成材料によって解決される。 Furthermore, the problem is solved by a conductive barrier film forming material which is a material for forming a conductive Ti-Zr-based barrier film by CVD and is characterized by containing TiCl 4 and ZrCl 4 .

又、CVDにより導電性Ti−Zr系バリア膜を形成する為の材料であって、Tiを持つ金属有機化合物とZrを持つ金属有機化合物とを含むことを特徴とする導電性バリア膜形成材料によって解決される。   A material for forming a conductive Ti-Zr-based barrier film by CVD, wherein the material comprises a metal organic compound having Ti and a metal organic compound having Zr. Will be resolved.

特に、CVDにより導電性Ti−Zr系バリア膜を形成する為の材料であって、Tiを持つ金属有機化合物とZrを持つ金属有機化合物と前記金属有機化合物を溶解する溶媒とを含むことを特徴とする導電性バリア膜形成材料によって解決される。   In particular, a material for forming a conductive Ti-Zr-based barrier film by CVD, comprising a metal organic compound having Ti, a metal organic compound having Zr, and a solvent dissolving the metal organic compound. The problem is solved by the conductive barrier film forming material described above.

本発明において、導電性バリア膜形成材料は、特に、銅(銅合金を含む)膜(特に、銅(銅合金を含む)配線膜)の下地膜として設けられる導電性バリア膜を形成する為の材料である。すなわち、銅膜を形成した際、基板側に銅が拡散・侵入するのを阻止する為に設けられるバリア膜を形成する為の材料であり、この材料で形成されたバリア膜は高い導電性を示すものである。   In the present invention, the conductive barrier film forming material is particularly used for forming a conductive barrier film provided as a base film of a copper (including copper alloy) film (particularly, a copper (including copper alloy) wiring film). Material. That is, when a copper film is formed, it is a material for forming a barrier film provided to prevent diffusion and intrusion of copper into the substrate side. The barrier film formed of this material has high conductivity. It is shown.

上記導電性バリア膜形成材料におけるTiを持つ金属有機化合物としては、例えばテトラキスジメチルアミノチタン、テトラキスジエチルアミノチタン、テトラキスジプロピルアミノチタン、テトラキスメチルエチルアミノチタン、ビスジメチルアミノビス〔ビス(トリメチルシリル)アミノ〕チタン、トリスジメチルアミノビス(トリメチルシリル)アミノチタン、ビスシクロペンタジエニルビスジメチルアミノチタン、シクロペンタジエニルシクロオクタテトラエニルチタン、ビスシクロペンタジエニルチタンジアジド、及び前記化合物の誘導体が好ましいものとして挙げられる。従って、これらの群の中から選ばれる一種又は二種以上の化合物を用いることが出来る。   Examples of the metal organic compound having Ti in the conductive barrier film forming material include, for example, tetrakisdimethylaminotitanium, tetrakisdiethylaminotitanium, tetrakisdipropylaminotitanium, tetrakismethylethylaminotitanium, bisdimethylaminobis [bis (trimethylsilyl) amino] Titanium, trisdimethylaminobis (trimethylsilyl) aminotitanium, biscyclopentadienylbisdimethylaminotitanium, cyclopentadienylcyclooctatetraenyltitanium, biscyclopentadienyltitanium diazide, and derivatives of the above compounds are preferred. No. Therefore, one or more compounds selected from these groups can be used.

上記導電性バリア膜形成材料におけるZrを持つ金属有機化合物としては、例えばテトラキスジメチルアミノジルコニウム、テトラキスジエチルアミノジルコニウム、テトラキスジプロピルアミノジルコニウム、テトラキスメチルエチルアミノジルコニウム、ビスシクロペンタジエニルビスジメチルアミノジルコニウム、ビスシクロペンタジエニルビスジエチルアミノジルコニウム、及び前記化合物の誘導体が好ましいものとして挙げられる。従って、これらの群の中から選ばれる一種又は二種以上の化合物を用いることが出来る。   Examples of the metal organic compound having Zr in the conductive barrier film forming material include, for example, tetrakisdimethylaminozirconium, tetrakisdiethylaminozirconium, tetrakisdipropylaminozirconium, tetrakismethylethylaminozirconium, biscyclopentadienylbisdimethylaminozirconium, bis Cyclopentadienyl bisdiethylaminozirconium and derivatives of the compounds are mentioned as being preferred. Therefore, one or more compounds selected from these groups can be used.

尚、「前記化合物の誘導体」とは、例えばHをFに置換したり、環状化合物にメチル基などの側鎖を付けたように化合物の基本骨格を損なわずに誘導されたものの意味で用いられたものである。   The “derivative of the compound” is used to mean a derivative derived without impairing the basic skeleton of the compound, for example, by substituting H for F or attaching a side chain such as a methyl group to a cyclic compound. It is a thing.

ところで、TiCl4 とZrCl4 との組み合わせの如く、一方(ZrCl4)が固体でも、他方(TiCl4 )が液体の場合には、CVDでの取扱いが容易になる。 By the way, when one (ZrCl 4 ) is solid and the other (TiCl 4 ) is liquid as in the case of a combination of TiCl 4 and ZrCl 4 , the handling by CVD becomes easy.

そこで、双方が共に固体の場合、CVDでの取扱いを容易ならしめる為、溶媒を用いることが好ましい。ここで、用いる溶媒は、いずれの化合物をも溶解するものであれば良い。尚、Tiを持つ金属有機化合物とZrを持つ金属有機化合物とが用いられた場合の溶媒としては、例えばジメチルエチルアミン、ジエチルメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トルエン、キシレン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン等が好ましいものとして挙げられる。Taを持つ金属有機化合物とWを持つ金属有機化合物とが用いられた場合の溶媒としては、例えばジメチルエチルアミン、ジエチルメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トルエン、キシレン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン等が好ましいものとして挙げられる。   Therefore, when both are solid, it is preferable to use a solvent in order to facilitate handling by CVD. Here, any solvent may be used as long as it can dissolve any compound. When a metal organic compound having Ti and a metal organic compound having Zr are used, examples of the solvent include dimethylethylamine, diethylmethylamine, triethylamine, tripropylamine, toluene, xylene, heptane, octane, nonane, and the like. Preferred are decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane, heptadecane and the like. As the solvent when the metal organic compound having Ta and the metal organic compound having W are used, for example, dimethylethylamine, diethylmethylamine, triethylamine, tripropylamine, toluene, xylene, heptane, octane, nonane, decane, Preferred are undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane, heptadecane, and the like.

又、前記第2の課題は、上記の導電性バリア膜形成材料を用いてCVDにより導電性バリア膜を形成することを特徴とする導電性バリア膜形成方法によって解決される。尚、ハロゲン化Ti系化合物とハロゲン化Zr系化合物、例えばTiCl4 とZrCl4 とが用いられた場合、CVDにより形成される導電性バリア膜はTi−Zr系膜である。CVDが窒化雰囲気(例えば、アンモニアなどの雰囲気)で行われた場合、Ti−Zr系膜はTi−Zr−N系膜である。Tiを持つ金属有機化合物とZrを持つ金属有機化合物とが用いられた場合、CVDにより形成される導電性バリア膜はTi−Zr系膜である。CVDが窒化雰囲気(例えば、アンモニアなどの雰囲気)で行われた場合、Ti−Zr系膜はTi−Zr−N系膜である。Taを持つ金属有機化合物とWを持つ金属有機化合物とが用いられた場合、CVDにより形成される導電性バリア膜はTa−W系膜である。CVDが窒化雰囲気(例えば、アンモニアなどの雰囲気)で行われた場合、Ta−W系膜はTa−W−N系膜である。 The second problem is solved by a method for forming a conductive barrier film, which comprises forming a conductive barrier film by CVD using the above-mentioned material for forming a conductive barrier film. When a halogenated Ti-based compound and a halogenated Zr-based compound, for example, TiCl 4 and ZrCl 4 are used, the conductive barrier film formed by CVD is a Ti—Zr-based film. When CVD is performed in a nitriding atmosphere (for example, an atmosphere such as ammonia), the Ti-Zr-based film is a Ti-Zr-N-based film. When a metal organic compound having Ti and a metal organic compound having Zr are used, the conductive barrier film formed by CVD is a Ti-Zr-based film. When CVD is performed in a nitriding atmosphere (for example, an atmosphere such as ammonia), the Ti-Zr-based film is a Ti-Zr-N-based film. When a metal organic compound having Ta and a metal organic compound having W are used, the conductive barrier film formed by CVD is a Ta-W based film. When CVD is performed in a nitriding atmosphere (for example, an atmosphere such as ammonia), the Ta-W-based film is a Ta-W-N-based film.

又、CVDによりTi−Zr系の導電性バリア膜を形成する方法であって、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物を気相化する工程と、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つZr系化合物を気相化する工程とを具備することを特徴とする導電性バリア膜形成方法によって解決される。   Also, a method of forming a Ti-Zr-based conductive barrier film by CVD, comprising the steps of vaporizing a Ti-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr, and a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr And a step of vaporizing a Zr-based compound having the following formula:

又、CVDによりTa−Ti系の導電性バリア膜を形成する方法であって、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTa系化合物を気相化する工程と、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物を気相化する工程とを具備することを特徴とする導電性バリア膜形成方法によって解決される。   A method for forming a Ta—Ti-based conductive barrier film by CVD, comprising: vapor-forming a Ta-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr; and a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr. And a step of vaporizing a Ti-based compound having the following.

又、CVDによりTa−Zr系の導電性バリア膜を形成する方法であって、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTa系化合物を気相化する工程と、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つZr系化合物を気相化する工程とを具備することを特徴とする導電性バリア膜形成方法によって解決される。   A method for forming a Ta-Zr-based conductive barrier film by CVD, comprising the steps of vaporizing a Ta-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr, and a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr. And a step of vaporizing a Zr-based compound having the following formula:

又、CVDにより導電性バリア膜を形成する方法であって、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つZr系化合物、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTa系化合物、及び0.00001〜2000torrの蒸気圧を持つW系化合物の中から選ばれる少なくとも二つの化合物を気相化する工程と、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物を気相化する工程とを具備することを特徴とする導電性バリア膜形成方法によって解決される。   A method of forming a conductive barrier film by CVD, comprising: a Ti-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr, a Zr-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr, and 0.00001 to 760 torr. Vaporizing at least two compounds selected from a Ta-based compound having a vapor pressure and a W-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 2,000 torr; and Ti having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr. A method of forming a conductive compound into a gaseous phase.

上記複数の化合物を気相化して成膜する工程は、同時であったり、異なる時に(順に、若しくは順に繰り返して、或いは交互に)行われたりする。同時に行われた場合、形成された導電性バリア膜は、一つの層の中に複数のものが混在している複合膜となる。尚、CVDが窒化雰囲気(例えば、アンモニアなどの雰囲気)で行われた場合、Ti−Zr系の導電性バリア膜はTi−Zr−N系の導電性バリア膜であり、Ta−W系の導電性バリア膜はTa−W−N系の導電性バリア膜であり、Ta−Ti系の導電性バリア膜はTa−Ti−N系の導電性バリア膜であり、Ta−Zr系の導電性バリア膜はTa−Zr−N系の導電性バリア膜である。成膜が順に行われたりすると、一つの層の中には一種のものしか存在しない(但し、層の厚さは薄い為、成膜が順に行われても、一つの層の中に混ざったようになっているとも言える。)が、積層されたタイプの複合膜となる。例えば、Ti−N膜とZr−N膜との積層よる複合膜であったり、Ta−N膜とW−N膜との積層よる複合膜であったり、Ta−N膜とTi−N膜との積層よる複合膜であったり、Ta−N膜とZr−N膜との積層よる複合膜であったり、Ta−N膜とW−N膜とTi−N膜との積層よる複合膜であったり、Zr−N膜とW−N膜とTi−N膜との積層よる複合膜であったり、Zr−N膜とTa−N膜とTi−N膜との積層よる複合膜であったり、Zr−N膜とTa−N膜とW−N膜とTi−N膜との積層よる複合膜であったりする。   The step of forming a film by vaporizing a plurality of compounds may be performed simultaneously or at different times (in order, repeatedly in order, or alternately). When performed simultaneously, the formed conductive barrier film becomes a composite film in which a plurality of conductive barrier films are mixed in one layer. When CVD is performed in a nitriding atmosphere (for example, an atmosphere of ammonia or the like), the Ti-Zr-based conductive barrier film is a Ti-Zr-N-based conductive barrier film and a Ta-W-based conductive barrier film. The conductive barrier film is a Ta-W-N-based conductive barrier film, the Ta-Ti-based conductive barrier film is a Ta-Ti-N-based conductive barrier film, and a Ta-Zr-based conductive barrier film. The film is a Ta-Zr-N-based conductive barrier film. When film formation is performed in order, only one kind exists in one layer (however, since the thickness of the layer is thin, even if the film formation is performed in order, it is mixed in one layer. It can be said that this is the case)), which results in a laminated type composite film. For example, a composite film formed by laminating a Ti-N film and a Zr-N film, a composite film formed by laminating a Ta-N film and a W-N film, a Ta-N film and a Ti-N film, A composite film formed by laminating a Ta-N film and a Zr-N film, or a composite film formed by laminating a Ta-N film, a WN film, and a Ti-N film. Or a composite film formed by laminating a Zr-N film, a WN film, and a Ti-N film, a composite film formed by laminating a Zr-N film, a Ta-N film, and a Ti-N film, It may be a composite film formed by laminating a Zr-N film, a Ta-N film, a W-N film, and a Ti-N film.

尚、積層タイプの複合膜の場合、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つZr系化合物を気相化してZr系膜を成膜した後、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物を気相化してTi系膜を成膜するようにすることが好ましい。又、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTa系化合物を気相化してTa系膜を成膜した後、0.00001〜2000torrの蒸気圧を持つW系化合物を気相化してW系膜を成膜するようにすることが好ましい。又、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTa系化合物を気相化してTa系膜を成膜した後、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物を気相化してTi系膜を成膜するようにすることが好ましい。又、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTa系化合物を気相化してTa系膜を成膜した後、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つZr系化合物を気相化してZr系膜を成膜するようにすることが好ましい。又、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つZr系化合物、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTa系化合物、及び0.00001〜2000torrの蒸気圧を持つW系化合物の中から選ばれる少なくとも二つの化合物を気相化して成膜した後、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物を気相化してTi系膜を成膜するようにすることが好ましい。これは、積層タイプの複合膜の場合、Ti系膜が上層(特に、最上層)にある方が、その上に設けられる銅膜との密着性に富み、銅膜が剥がれ難くなるからである。   In the case of a laminated composite film, a Zr-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr is vaporized to form a Zr-based film, and then a Ti-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr. Is preferably vaporized to form a Ti-based film. Also, after a Ta-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr is vaporized to form a Ta-based film, a W-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 2000 torr is vaporized to form a W-based film. Is preferably formed. Further, after a Ta-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr is vaporized to form a Ta-based film, a Ti-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr is vaporized to form a Ti-based film. Is preferably formed. Further, after a Ta-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr is vaporized to form a Ta-based film, a Zr-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr is vaporized to form a Zr-based film. Is preferably formed. Also, a Ti compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr, a Zr compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr, a Ta compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr, and 0.00001 to 2000 torr After vapor-forming at least two compounds selected from W-based compounds having a vapor pressure of 0.1 to 750 torr, a Ti-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr is vaporized to form a Ti-based film. It is preferable to form a film. This is because, in the case of a laminated type composite film, when the Ti-based film is in the upper layer (particularly, the uppermost layer), the adhesion with the copper film provided thereon is better, and the copper film is less likely to be peeled off. .

上記導電性バリア膜形成方法における0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物としては、例えばテトラフルオロチタン、テトラクロロチタン、テトラブロモチタン、テトライオドチタン、テトラキスジメチルアミノチタン、テトラキスジエチルアミノチタン、テトラキスジプロピルアミノチタン、テトラキスメチルエチルアミノチタン、ビスジメチルアミノビス〔ビス(トリメチルシリル)アミノ〕チタン、トリスジメチルアミノビス(トリメチルシリル)アミノチタン、ビスシクロペンタジエニルビスジメチルアミノチタン、シクロペンタジエニルシクロオクタテトラエニルチタン、ビスシクロペンタジエニルチタンジアジド、及び前記化合物の誘導体が好ましいものとして挙げられる。従って、これらの群の中から選ばれる一種又は二種以上の化合物を用いることが出来る。   Examples of the Ti-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr in the method of forming a conductive barrier film include tetrafluorotitanium, tetrachlorotitanium, tetrabromotitanium, tetraioditanium, tetrakisdimethylaminotitanium, tetrakisdiethylaminotitanium. , Tetrakisdipropylaminotitanium, tetrakismethylethylaminotitanium, bisdimethylaminobis [bis (trimethylsilyl) amino] titanium, trisdimethylaminobis (trimethylsilyl) aminotitanium, biscyclopentadienylbisdimethylaminotitanium, cyclopentadienyl Preferred are cyclooctatetraenyltitanium, biscyclopentadienyltitaniumdiazide, and derivatives of the compounds. Therefore, one or more compounds selected from these groups can be used.

上記導電性バリア膜形成方法における0.00001〜760torrの蒸気圧を持つZr系化合物としては、例えばテトラフルオロジルコニウム、テトラクロロジルコニウム、テトラブロモジルコニウム、テトライオドジルコニウム、ジルコニウムテトラボロンハイドライド、テトラキスジメチルアミノジルコニウム、テトラキスジエチルアミノジルコニウム、テトラキスジプロピルアミノジルコニウム、テトラキスメチルエチルアミノジルコニウム、ビスシクロペンタジエニルビスジメチルアミノジルコニウム、ビスシクロペンタジエニルビスジエチルアミノジルコニウム、及び前記化合物の誘導体が好ましいものとして挙げられる。従って、これらの群の中から選ばれる一種又は二種以上の化合物を用いることが出来る。   Examples of the Zr-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr in the method for forming a conductive barrier film include tetrafluorozirconium, tetrachlorozirconium, tetrabromozirconium, tetraiodzirconium, zirconium tetraboron hydride, and tetrakisdimethylamino. Preferred examples include zirconium, tetrakisdiethylaminozirconium, tetrakisdipropylaminozirconium, tetrakismethylethylaminozirconium, biscyclopentadienylbisdimethylaminozirconium, biscyclopentadienylbisdiethylaminozirconium, and derivatives of the above compounds. Therefore, one or more compounds selected from these groups can be used.

上記導電性バリア膜形成方法における0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTa系化合物としては、例えばペンタフルオロタンタル、ペンタクロロタンタル、ペンタブロモタンタル、ペンタクロロタンタルジエチルスルフィドアダクト、ペンタキスジメチルアミノタンタル、テトラキスジエチルアミノタンタル、エチルイミドトリスジエチルアミノタンタル、ブチルイミドトリスジエチルアミノタンタル、ペンタキスメチルエチルアミノタンタル、テトラキスメチルブチルアミノタンタル、及び前記化合物の誘導体が好ましいものとして挙げられる。従って、これらの群の中から選ばれる一種又は二種以上の化合物を用いることが出来る。   Examples of the Ta-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr in the method for forming a conductive barrier film include pentafluorotantalum, pentachlorotantalum, pentabromotantalum, pentachlorotantalum diethylsulfide adduct, pentakisdimethylaminotantalum, Preferred are tetrakis diethylamino tantalum, ethyl imido tris diethyl amino tantalum, butyl imido tris diethyl amino tantalum, pentakis methyl ethyl amino tantalum, tetrakis methyl butyl amino tantalum, and derivatives of the above compounds. Therefore, one or more compounds selected from these groups can be used.

上記導電性バリア膜形成方法における0.00001〜2000torrの蒸気圧を持つW系化合物としては、例えばヘキサフルオロタングステン、ヘキサクロロタングステン、ヘキサジメチルアミノジタングステン、ヘキサメチルエチルアミノジタングステン、ヘキサジエチルアミノジタングステン、ブチルイミドビスブチルアミノタングステン、ビスプロピルシクロペンタジエニルタングステンジハイドライド、及び前記化合物の誘導体が好ましいものとして挙げられる。従って、これらの群の中から選ばれる一種又は二種以上の化合物を用いることが出来る。   Examples of the W-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 2000 torr in the method for forming a conductive barrier film include hexafluorotungsten, hexachlorotungsten, hexadimethylaminoditungsten, hexamethylethylaminoditungsten, hexadiethylaminoditungsten, Butylimidobisbutylaminotungsten, bispropylcyclopentadienyltungsten dihydride, and derivatives of said compounds are mentioned as being preferred. Therefore, one or more compounds selected from these groups can be used.

上記導電性バリア膜の形成(CVD)に際しての化合物の分解は、加熱分解、光分解、プラズマ分解、反応分解のいずれか一つ以上の方法による。いずれの手段を用いて分解させても良い。そして、導電性バリア膜の形成に際しての化合物の分解は還元雰囲気下で行われるのが好ましい。或いは、水素、水素プラズマ、窒素、窒素プラズマ、アンモニア、アンモニアプラズマ、ヒドラジン、ヒドラジン誘導体(例えば、CH3 NHNH2 ,(CH3 2 NNH2 ,CH3 NHNHCH3 ,RNHNH2
(Rはアルキル基などの官能基)などのヒドラジン誘導体)、シラン、シラン誘導体(例えば、Rn SiY4-n (Rはアルキル基などの官能基、YはH,F,Cl,Br又はI)などのシラン誘導体)、ボラン、及びボラン誘導体(例えば、Rn
BY3-n (Rはアルキル基などの官能基、YはH,F,Cl,Br又はI)などのボラン誘導体)の群の中から選ばれる一種又は二種以上を含む気流(雰囲気)下で化合物の分解が行われるのが好ましい。又、アンモニア、ヒドラジン、ヒドラジン誘導体、アジ化アルキルの群の中から選ばれる一種又は二種以上を含む化合物の分解と同時に、或いは前記化合物の分解の前及び/又は後で、上記導電性バリア膜形成材料の分解を行うことも好ましい方法である。又、メチルヒドラジン、ジメチルヒドラジン、エチルヒドラジン、ジエチルヒドラジン、ブチルヒドラジン、フェニルヒドラジン、アジ化エチル、アジ化プロピル、アジ化ブチル、アジ化フェニルの群の中から選ばれる一種又は二種以上を含む化合物の分解と同時に、或いは前記化合物の分解の前及び/又は後で、上記導電性バリア膜形成材料の分解を行うことは好ましい方法である。
The compound is decomposed at the time of forming the conductive barrier film (CVD) by one or more of thermal decomposition, photolysis, plasma decomposition, and reactive decomposition. Decomposition may be performed using any means. The decomposition of the compound at the time of forming the conductive barrier film is preferably performed in a reducing atmosphere. Alternatively, hydrogen, hydrogen plasma, nitrogen, nitrogen plasma, ammonia, ammonia plasma, hydrazine, hydrazine derivatives (eg, CH 3 NHNH 2 , (CH 3 ) 2 NNH 2 , CH 3 NHNHCH 3 , RNHNH 2
(R is a functional group such as an alkyl group); silane; silane derivatives (for example, R n SiY 4-n (R is a functional group such as an alkyl group; Y is H, F, Cl, Br or I) ), Borane, and borane derivatives (eg, R n
Under an air flow (atmosphere) containing one or more selected from the group of BY 3-n (R is a functional group such as an alkyl group, Y is a borane derivative such as H, F, Cl, Br or I). Preferably, the decomposition of the compound is carried out. The conductive barrier film may be formed simultaneously with decomposition of a compound containing one or more selected from the group consisting of ammonia, hydrazine, hydrazine derivatives, and alkyl azides, or before and / or after decomposition of the compound. Decomposing the forming material is also a preferred method. Further, a compound containing one or more selected from the group consisting of methylhydrazine, dimethylhydrazine, ethylhydrazine, diethylhydrazine, butylhydrazine, phenylhydrazine, ethyl azide, propyl azide, butyl azide, and phenyl azide It is a preferable method to perform the decomposition of the conductive barrier film forming material simultaneously with the decomposition of the compound or before and / or after the decomposition of the compound.

又、前記第3の課題は、上記導電性バリア膜形成方法によって導電性バリア膜を形成する導電性バリア膜形成工程と、前記導電性バリア膜形成工程によって形成された導電性バリア膜の上に銅膜を形成する銅膜形成工程とを具備することを特徴とする配線膜形成方法によって解決される。   Further, the third problem is that a conductive barrier film forming step of forming a conductive barrier film by the above-described conductive barrier film forming method and a conductive barrier film formed by the conductive barrier film forming step are formed on the conductive barrier film. And a copper film forming step of forming a copper film.

又、上記導電性バリア膜形成方法によって形成された導電性バリア膜の上に銅配線膜が形成されてなるULSIによって解決される。   Further, the problem is solved by ULSI in which a copper wiring film is formed on a conductive barrier film formed by the above-described method for forming a conductive barrier film.

溝や穴の開口部と深さとの比(開口部/深さ)が1/5〜1/7のような条件を要求されても、又、厚さが10nm以下であっても成膜が可能で、かつ、銅の拡散防止(バリア性)に優れ、更には電気抵抗が小さく、銅膜との密着性にも優れた導電性バリア膜が形成される。   Even if a condition such that the ratio of the opening and the depth of the groove or hole (opening / depth) is 1/5 to 1/7 is required, and the thickness is 10 nm or less, the film can be formed. It is possible to form a conductive barrier film which is excellent in preventing copper diffusion (barrier property), has low electric resistance, and is excellent in adhesion to a copper film.

本発明になる導電性バリア膜形成材料は、CVDにより導電性Ti−Zr系バリア膜を形成する為の材料(銅膜、特に銅配線膜の下地膜としてCVDにより設けられる導電性Ti−Zr系バリア膜を形成する為の材料)であって、ハロゲン化Ti系化合物とハロゲン化Zr系化合物とを含むものである。特に、ハロゲン化Ti系化合物とハロゲン化Zr系化合物とを含む混合物の形態のものである。そして、前記ハロゲン化Ti系化合物とハロゲン化Zr系化合物とのうちの少なくともいずれか一方が液体であって、溶液形態のものである。上記ハロゲン化Ti系化合物としては、例えばTiF4 ,TiCl4 ,TiBr4 ,TiI4 等が挙げられる。ハロゲン化Zr系化合物としては、例えばZrF4
,ZrCl4 ,ZrBr4,ZrI4 等が挙げられる。中でも、TiCl4
(液体)とZrCl4 (固体)とを含む混合物の形態のものが好ましい。上記ハロゲン化Ti系化合物とハロゲン化Zr系化合物との割合(モル比)は、ハロゲン化Ti系化合物:ハロゲン化Zr系化合物=9:1〜1:9(特に、6:4〜4:6)である。ここで、上記のような割合にしたのは、9:1未満の場合には、形成された導電性Ti−Zr系バリア膜はTi系バリア膜と性能面で大差が無く、合金としての特長を発揮でき難いものであり、逆に、1:9を越えた場合には、形成された導電性Ti−Zr系バリア膜は銅の拡散防止効果が低く、合金としての特長を発揮でき難いものであるからによる。
The conductive barrier film forming material according to the present invention is a material for forming a conductive Ti-Zr-based barrier film by CVD (a conductive Ti-Zr-based material provided by CVD as a base film of a copper film, particularly, a copper wiring film). (A material for forming a barrier film), which contains a halogenated Ti-based compound and a halogenated Zr-based compound. In particular, it is in the form of a mixture containing a halogenated Ti-based compound and a halogenated Zr-based compound. Further, at least one of the halogenated Ti-based compound and the halogenated Zr-based compound is liquid and is in a solution form. Examples of the halogenated Ti-based compound include TiF 4 , TiCl 4 , TiBr 4 , and TiI 4 . As the halogenated Zr-based compound, for example, ZrF 4
, ZrCl 4 , ZrBr 4 , ZrI 4 and the like. Among them, TiCl 4
It is preferably in the form of a mixture containing (liquid) and ZrCl 4 (solid). The ratio (molar ratio) between the halogenated Ti-based compound and the halogenated Zr-based compound is as follows: halogenated Ti-based compound: halogenated Zr-based compound = 9: 1 to 1: 9 (particularly, 6: 4 to 4: 6). ). Here, the ratio as described above is that when the ratio is less than 9: 1, the formed conductive Ti-Zr-based barrier film has almost no difference in performance from the Ti-based barrier film, and the characteristics as an alloy. On the other hand, when the ratio exceeds 1: 9, the formed conductive Ti-Zr-based barrier film has a low effect of preventing copper diffusion and cannot easily exhibit the characteristics as an alloy. Because it is.

又、本発明になる導電性バリア膜形成材料は、CVDにより導電性Ti−Zr系バリア膜を形成する為の材料(銅膜、特に銅配線膜の下地膜としてCVDにより設けられる導電性Ti−Zr系バリア膜を形成する為の材料)であって、Tiを持つ金属有機化合物とZrを持つ金属有機化合物とを含むものである。特に、混合物の形態のものである。尚、Tiを持つ金属有機化合物とZrを持つ金属有機化合物との一方又は双方が液体であれば、前記混合物は溶液形態のものとなる為、更に添加の必要は無いが、双方が固体の場合、前記金属有機化合物を溶解する溶媒が更に添加され、溶液形態のものとされる。上記Tiを持つ金属有機化合物としては、例えばテトラキスジメチルアミノチタン、テトラキスジエチルアミノチタン、テトラキスジプロピルアミノチタン、テトラキスメチルエチルアミノチタン、ビスジメチルアミノビス〔ビス(トリメチルシリル)アミノ〕チタン、トリスジメチルアミノビス(トリメチルシリル)アミノチタン、ビスシクロペンタジエニルビスジメチルアミノチタン、シクロペンタジエニルシクロオクタテトラエニルチタン、ビスシクロペンタジエニルチタンジアジド、及び前記化合物の誘導体を用いることが出来る。Zrを持つ金属有機化合物としては、例えばテトラキスジメチルアミノジルコニウム、テトラキスジエチルアミノジルコニウム、テトラキスジプロピルアミノジルコニウム、テトラキスメチルエチルアミノジルコニウム、ビスシクロペンタジエニルビスジメチルアミノジルコニウム、ビスシクロペンタジエニルビスジエチルアミノジルコニウム、及び前記化合物の誘導体を用いることが出来る。中でも、テトラキスジメチルアミノチタン(液体)とテトラキスジメチルアミノジルコニウム(固体)とを含む混合物の形態(溶液形態)のもの、テトラキスジエチルアミノチタン(液体)とテトラキスジメチルアミノジルコニウム(固体)とを含む混合物の形態(溶液形態)のもの、テトラキスメチルエチルアミノチタン(液体)とテトラキスメチルエチルアミノジルコニウム(液体)とを含む混合物の形態(溶液形態)のもの、テトラキスジエチルアミノチタン(液体)とテトラキスジエチルアミノジルコニウム(液体)とを含む混合物の形態(溶液形態)のものが好ましい。上記Tiを持つ金属有機化合物とZrを持つ金属有機化合物との割合(モル比)は、Tiを持つ金属有機化合物:Zrを持つ金属有機化合物=9:1〜1:9(特に、6:4〜4:6)である。ここで、上記のような割合にしたのは、9:1未満の場合には、形成された導電性Ti−Zr系バリア膜はTi系バリア膜と性能面で大差が無く、合金としての特長を発揮でき難いものであり、逆に、1:9を越えた場合には、形成された導電性Ti−Zr系バリア膜は銅の拡散防止効果が低く、合金としての特長を発揮でき難いものであるからによる。溶媒としては、例えばジメチルエチルアミン、ジエチルメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トルエン、キシレン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン等を用いることが出来る。中でも、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカンが好ましい。尚、溶媒は、金属有機化合物の濃度が0.001〜1mol/lの程度となるように使用される。   Further, the conductive barrier film forming material according to the present invention is a material for forming a conductive Ti—Zr-based barrier film by CVD (a conductive Ti—Zr film provided as a base film of a copper film, particularly, a copper wiring film by CVD). (A material for forming a Zr-based barrier film), which includes a metal organic compound having Ti and a metal organic compound having Zr. In particular, it is in the form of a mixture. If one or both of the metal organic compound having Ti and the metal organic compound having Zr are liquid, the mixture is in the form of a solution, so that no further addition is necessary. A solvent for dissolving the metal organic compound is further added to obtain a solution. Examples of the metal organic compound having Ti include, for example, tetrakisdimethylaminotitanium, tetrakisdiethylaminotitanium, tetrakisdipropylaminotitanium, tetrakismethylethylaminotitanium, bisdimethylaminobis [bis (trimethylsilyl) amino] titanium, trisdimethylaminobis ( Trimethylsilyl) aminotitanium, biscyclopentadienylbisdimethylaminotitanium, cyclopentadienylcyclooctatetraenyltitanium, biscyclopentadienyltitanium diazide, and derivatives of the above compounds can be used. Examples of the metal organic compound having Zr include tetrakisdimethylaminozirconium, tetrakisdiethylaminozirconium, tetrakisdipropylaminozirconium, tetrakismethylethylaminozirconium, biscyclopentadienylbisdimethylaminozirconium, biscyclopentadienylbisdiethylaminozirconium, And derivatives of the above compounds. Among them, those in the form of a mixture (solution form) containing tetrakisdimethylaminotitanium (liquid) and tetrakisdimethylaminozirconium (solid), and those in the form of a mixture containing tetrakisdimethylaminotitanium (liquid) and tetrakisdimethylaminozirconium (solid) (Solution form), a mixture containing tetrakismethylethylaminoaminotitanium (liquid) and tetrakismethylethylaminozirconium (liquid) (solution form), tetrakisdiethylaminotitanium (liquid) and tetrakisdiethylaminozirconium (liquid) In the form of a mixture (solution form) containing The ratio (molar ratio) of the metal organic compound having Ti and the metal organic compound having Zr is as follows: metal organic compound having Ti: metal organic compound having Zr = 9: 1 to 1: 9 (particularly, 6: 4 4: 4). Here, the ratio as described above is that when the ratio is less than 9: 1, the formed conductive Ti-Zr-based barrier film has almost no difference in performance from the Ti-based barrier film, and the characteristics as an alloy. On the other hand, when the ratio exceeds 1: 9, the formed conductive Ti-Zr-based barrier film has a low effect of preventing copper diffusion and cannot easily exhibit the characteristics as an alloy. Because it is. As the solvent, for example, dimethylethylamine, diethylmethylamine, triethylamine, tripropylamine, toluene, xylene, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane, heptadecane and the like can be used. Among them, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane and tetradecane are preferred. The solvent is used such that the concentration of the metal organic compound is about 0.001 to 1 mol / l.

又、導電性バリア膜形成材料は、CVDにより導電性Ta−W系バリア膜を形成する為の材料(銅膜、特に銅配線膜の下地膜としてCVDにより設けられる導電性Ta−W系バリア膜を形成する為の材料)であって、Taを持つ金属有機化合物とWを持つ金属有機化合物とを含む。特に、混合物の形態のものである。尚、Taを持つ金属有機化合物とWを持つ金属有機化合物との一方又は双方が液体であれば、前記混合物は溶液形態のものとなる為、更に添加の必要は無いが、双方が固体の場合、前記金属有機化合物を溶解する溶媒が更に添加され、溶液形態のものとされる。上記Taを持つ金属有機化合物としては、例えばペンタクロロタンタルジエチルスルフィドアダクト、ペンタキスジメチルアミノタンタル、テトラキスジエチルアミノタンタル、エチルイミドトリスジエチルアミノタンタル、ブチルイミドトリスジエチルアミノタンタル、ペンタキスメチルエチルアミノタンタル、テトラキスメチルブチルアミノタンタル、及び前記化合物の誘導体を用いることが出来る。Wを持つ金属有機化合物としては、例えばヘキサジメチルアミノジタングステン、ヘキサメチルエチルアミノジタングステン、ヘキサジエチルアミノジタングステン、ブチルイミドビスブチルアミノタングステン、ビスプロピルシクロペンタジエニルタングステンジハイドライド、及び前記化合物の誘導体を用いることが出来る。中でも、ペンタキスジメチルアミノタンタル(固体)とヘキサジメチルアミノジタングステン(固体)と溶媒とを含む混合物の形態(溶液形態)のもの、テトラキスジエチルアミノタンタル(液体)とヘキサジエチルアミノジタングステン(固体)とを含む混合物の形態(溶液形態)のもの、テトラキスジエチルアミノタンタル(液体)とビスプロピルシクロペンタジエニルタングステンジハイドライド(液体)とを含む混合物の形態(溶液形態)のもの、ペンタキスメチルエチルアミノタンタル(液体)とヘキサメチルエチルアミノジタングステン(固体)とを含む混合物の形態(溶液形態)のものが好ましい。上記Taを持つ金属有機化合物とWを持つ金属有機化合物との割合(モル比)は、Taを持つ金属有機化合物:Wを持つ金属有機化合物=8:2〜2:8、特に6:4〜4:6である。ここで、上記のような割合にしたのは、8:2未満の場合には、形成された導電性Ta−W系バリア膜はTa系バリア膜と性能面で大差が無く、合金としての特長を発揮でき難いものであり、逆に、2:8を越えた場合には、形成された導電性Ta−W系バリア膜はW系バリア膜と性能面で大差が無く、合金としての特長を発揮でき難いものであるからによる。溶媒としては、例えばジメチルエチルアミン、ジエチルメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トルエン、キシレン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン等を用いることが出来る。中でも、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカンが好ましい。尚、溶媒は、金属有機化合物の濃度が0.001〜1mol/lの程度となるように使用される。   The conductive barrier film forming material is a material for forming a conductive Ta-W-based barrier film by CVD (a conductive Ta-W-based barrier film provided by CVD as a base film of a copper film, particularly, a copper wiring film). And a metal organic compound having Ta and a metal organic compound having W. In particular, it is in the form of a mixture. If one or both of the metal organic compound having Ta and the metal organic compound having W are liquid, the mixture is in a solution form, so that no further addition is necessary. A solvent for dissolving the metal organic compound is further added to obtain a solution. Examples of the metal organic compound having Ta include pentachlorotantalum diethylsulfide adduct, pentakisdimethylaminotantalum, tetrakisdiethylaminotantalum, ethylimidotrisdiethylaminotantalum, butylimidotrisdiethylaminotantalum, pentakismethylethylaminotantalum, and tetrakismethylbutyl. Amino tantalum and derivatives of the above compounds can be used. Examples of the metal organic compound having W include hexadimethylaminoditungsten, hexamethylethylaminoditungsten, hexadiethylaminoditungsten, butylimidobisbutylaminotungsten, bispropylcyclopentadienyltungsten dihydride, and derivatives of the compound. Can be used. Among them, those in the form of a mixture (solution form) containing pentakisdimethylaminotantalum (solid), hexadimethylaminoditungsten (solid) and a solvent, tetrakisdiethylaminotantalum (liquid) and hexadiethylaminoditungsten (solid) In the form of a mixture (solution form), containing tetrakisdiethylaminotantalum (liquid) and bispropylcyclopentadienyltungsten dihydride (liquid), in the form of a mixture (solution form), pentakismethylethylaminotantalum ( Liquid) and hexamethylethylaminoditungsten (solid) in the form of a mixture (solution). The ratio (molar ratio) between the metal organic compound having Ta and the metal organic compound having W is as follows: metal organic compound having Ta: metal organic compound having W = 8: 2 to 2: 8, particularly 6: 4 to 4: 6. Here, the ratio as described above is such that when the ratio is less than 8: 2, the formed conductive Ta-W-based barrier film does not have a great difference in performance from the Ta-based barrier film, and has a feature as an alloy. On the other hand, when the ratio exceeds 2: 8, the formed conductive Ta-W-based barrier film has almost no difference in performance from the W-based barrier film, and has a feature as an alloy. It is because it is difficult to demonstrate. As the solvent, for example, dimethylethylamine, diethylmethylamine, triethylamine, tripropylamine, toluene, xylene, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane, heptadecane and the like can be used. Among them, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane and tetradecane are preferred. The solvent is used such that the concentration of the metal organic compound is about 0.001 to 1 mol / l.

本発明になる導電性バリア膜形成方法は、上記の導電性バリア膜形成材料を用いてCVDにより導電性バリア膜を形成(銅膜、特に銅配線膜の下地膜としてCVDにより導電性バリア膜を形成)する方法である。尚、このようにして形成される導電性バリア膜の厚さは、5〜500nm、特に10〜50nmのものである。すなわち、導電性バリア膜の厚さが5nm未満の薄すぎる場合には、銅の拡散防止効果の特長が奏され難く、逆に、500nmを越えて厚すぎる場合には、銅配線部の大半の面積を占めてしまうことになるからである。   In the method for forming a conductive barrier film according to the present invention, a conductive barrier film is formed by CVD using the above-described conductive barrier film forming material (the conductive barrier film is formed by CVD as a base film of a copper film, particularly, a copper wiring film). Formation). The thickness of the conductive barrier film thus formed is 5 to 500 nm, particularly 10 to 50 nm. That is, when the thickness of the conductive barrier film is too thin, less than 5 nm, the feature of the effect of preventing copper diffusion is difficult to be exhibited. Conversely, when the thickness exceeds 500 nm, most of the copper wiring portion is not formed. This is because it occupies an area.

又、本発明になる導電性バリア膜形成方法(銅膜、特に銅配線膜の下地膜として導電性バリア膜を形成する方法)は、CVDによりTi−Zr系の導電性バリア膜を形成する方法であって、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物を気相化する工程と、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つZr系化合物を気相化する工程とを具備する。ここで、Ti−Zr系の導電性バリア膜におけるTiとZrとの割合(モル比)は、Ti:Zr=9:1〜1:9(特に、6:4〜4;6)である。ここで、上記のような割合にしたのは、9:1未満の場合には、形成された導電性Ti−Zr系バリア膜は、Ti系バリア膜と性能面で大差が無く、合金としての特長を発揮でき難いものであり、逆に、1:9を越えた場合には、形成された導電性Ti−Zr系バリア膜は銅の拡散防止効果が低く、合金としての特長を発揮でき難いものであるからによる。形成されるTi−Zr系の導電性バリア膜の厚さは、5〜500nm、特に10〜50nmのものである。すなわち、導電性バリア膜の厚さが5nm未満の薄すぎる場合には、銅の拡散防止効果の特長が奏され難く、逆に、500nmを越えて厚すぎる場合には、銅配線部の大半の面積を占めてしまうことになるからである。   Further, the method of forming a conductive barrier film according to the present invention (a method of forming a conductive barrier film as a base film of a copper film, particularly a copper wiring film) is a method of forming a Ti-Zr-based conductive barrier film by CVD. And comprising a step of vaporizing a Ti-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr and a step of vaporizing a Zr-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr. Here, the ratio (molar ratio) between Ti and Zr in the Ti—Zr-based conductive barrier film is Ti: Zr = 9: 1 to 1: 9 (particularly, 6: 4 to 4; 6). Here, when the ratio is set to be less than 9: 1, the formed conductive Ti-Zr-based barrier film has almost no difference in performance from the Ti-based barrier film, On the other hand, when the ratio exceeds 1: 9, the formed conductive Ti-Zr-based barrier film has a low effect of preventing copper diffusion and cannot exhibit the characteristics as an alloy. It depends. The thickness of the formed Ti-Zr-based conductive barrier film is 5 to 500 nm, particularly 10 to 50 nm. That is, when the thickness of the conductive barrier film is too thin, less than 5 nm, the feature of the effect of preventing copper diffusion is difficult to be exhibited. Conversely, when the thickness exceeds 500 nm, most of the copper wiring portion is not formed. This is because it occupies an area.

又、本発明になる導電性バリア膜形成方法(銅膜、特に銅配線膜の下地膜として導電性バリア膜を形成する方法)は、CVDによりTa−W系の導電性バリア膜を形成する方法であって、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTa系化合物を気相化する工程と、0.00001〜2000torrの蒸気圧を持つW系化合物を気相化する工程とを具備する。ここで、Ta−W系の導電性バリア膜におけるTaとWとの割合(モル比)は、Ta:W=8:2〜2:8、特に6:4〜4:6である。ここで、上記のような割合にしたのは、8:2未満の場合には、形成された導電性Ta−W系バリア膜はTa系バリア膜と性能面で大差が無く、合金としての特長を発揮でき難いものであり、逆に、2:8を越えた場合には、形成された導電性Ta−W系バリア膜はW系バリア膜と性能面で大差が無く、合金としての特長を発揮でき難いものであるからによる。形成されるTa−W系の導電性バリア膜の厚さは、5〜500nm、特に10〜50nmのものである。すなわち、導電性バリア膜の厚さが5nm未満の薄すぎる場合には、銅の拡散防止効果の特長が奏され難く、逆に、500nmを越えて厚すぎる場合には、銅配線部の大半の面積を占めてしまうことになるからである。   The conductive barrier film forming method according to the present invention (a method of forming a conductive barrier film as a base film of a copper film, particularly a copper wiring film) is a method of forming a Ta-W based conductive barrier film by CVD. The method includes a step of vaporizing a Ta-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr and a step of vaporizing a W-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 2000 torr. Here, the ratio (molar ratio) of Ta and W in the Ta-W-based conductive barrier film is Ta: W = 8: 2 to 2: 8, particularly 6: 4 to 4: 6. Here, the ratio as described above is such that when the ratio is less than 8: 2, the formed conductive Ta-W-based barrier film does not have a great difference in performance from the Ta-based barrier film, and has a feature as an alloy. On the other hand, when the ratio exceeds 2: 8, the formed conductive Ta-W-based barrier film has almost no difference in performance from the W-based barrier film, and has a feature as an alloy. It is because it is difficult to demonstrate. The thickness of the formed Ta-W based conductive barrier film is 5 to 500 nm, particularly 10 to 50 nm. That is, when the thickness of the conductive barrier film is too thin, less than 5 nm, the feature of the effect of preventing copper diffusion is difficult to be exhibited. Conversely, when the thickness exceeds 500 nm, most of the copper wiring portion is not formed. This is because it occupies an area.

又、本発明になる導電性バリア膜形成方法(銅膜、特に銅配線膜の下地膜として導電性バリア膜を形成する方法)は、CVDによりTa−Ti系の導電性バリア膜を形成する方法であって、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTa系化合物を気相化する工程と、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物を気相化する工程とを具備する。ここで、Ta−Ti系の導電性バリア膜におけるTaとTiとの割合(モル比)は、Ta:Ti=9:1〜1:9、特に6:4〜4:6である。ここで、上記のような割合にしたのは、9:1未満の場合には、形成された導電性Ta−Ti系バリア膜はTa系バリア膜と性能面で大差が無く、合金としての特長を発揮でき難いものであり、逆に、1:9を越えた場合には、形成された導電性Ta−Ti系バリア膜はTi系バリア膜と性能面で大差が無く、合金としての特長を発揮でき難いものであるからによる。形成されるTa−Ti系の導電性バリア膜の厚さは、5〜500nm、特に10〜50nmのものである。すなわち、導電性バリア膜の厚さが5nm未満の薄すぎる場合には、銅の拡散防止効果の特長が奏され難く、逆に、500nmを越えて厚すぎる場合には、銅配線部の大半の面積を占めてしまうことになるからである。   Further, the method of forming a conductive barrier film according to the present invention (a method of forming a conductive barrier film as a base film of a copper film, particularly a copper wiring film) is a method of forming a Ta-Ti-based conductive barrier film by CVD. The method further includes a step of vaporizing a Ta-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr and a step of vaporizing a Ti-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr. Here, the ratio (molar ratio) of Ta and Ti in the Ta—Ti-based conductive barrier film is Ta: Ti = 9: 1 to 1: 9, particularly 6: 4 to 4: 6. Here, when the ratio is set to be less than 9: 1, the formed conductive Ta-Ti-based barrier film has substantially no difference in performance from the Ta-based barrier film, and the characteristics as an alloy. On the other hand, when the ratio exceeds 1: 9, the formed conductive Ta-Ti-based barrier film has almost no difference in performance from the Ti-based barrier film, and has the characteristics as an alloy. It is because it is difficult to demonstrate. The thickness of the formed Ta-Ti-based conductive barrier film is 5 to 500 nm, particularly 10 to 50 nm. That is, when the thickness of the conductive barrier film is too thin, less than 5 nm, the feature of the effect of preventing copper diffusion is difficult to be exhibited. Conversely, when the thickness exceeds 500 nm, most of the copper wiring portion is not formed. This is because it occupies an area.

又、本発明になる導電性バリア膜形成方法(銅膜、特に銅配線膜の下地膜として導電性バリア膜を形成する方法)は、CVDによりTa−Zr系の導電性バリア膜を形成する方法であって、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTa系化合物を気相化する工程と、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つZr系化合物を気相化する工程とを具備する。ここで、Ta−Zr系の導電性バリア膜におけるTaとZrとの割合(モル比)は、Ta:Zr=9:1〜1:9、特に6:4〜4:6である。ここで、上記のような割合にしたのは、9:1未満の場合には、形成された導電性Ta−Zr系バリア膜はTa系バリア膜と性能面で大差が無く、合金としての特長を発揮でき難いものであり、逆に、1:9を越えた場合には、形成された導電性Ta−Zr系バリア膜はZr系バリア膜と性能面で大差が無く、合金としての特長を発揮でき難いものであるからによる。形成されるTa−Zr系の導電性バリア膜の厚さは、5〜500nm、特に10〜50nmのものである。すなわち、導電性バリア膜の厚さが5nm未満の薄すぎる場合には、銅の拡散防止効果の特長が奏され難く、逆に、500nmを越えて厚すぎる場合には、銅配線部の大半の面積を占めてしまうことになるからである。   Further, the method for forming a conductive barrier film according to the present invention (a method for forming a conductive barrier film as a base film of a copper film, particularly a copper wiring film) is a method of forming a Ta-Zr-based conductive barrier film by CVD. And comprising a step of vaporizing a Ta-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr and a step of vaporizing a Zr-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr. Here, the ratio (molar ratio) between Ta and Zr in the Ta—Zr-based conductive barrier film is Ta: Zr = 9: 1 to 1: 9, particularly 6: 4 to 4: 6. Here, the ratio as described above is that when the ratio is less than 9: 1, the formed conductive Ta-Zr-based barrier film has substantially no difference in performance from the Ta-based barrier film, and the characteristics as an alloy. On the other hand, when the ratio exceeds 1: 9, the formed conductive Ta-Zr-based barrier film has almost no difference in performance from the Zr-based barrier film, and has a feature as an alloy. It is because it is difficult to demonstrate. The thickness of the formed Ta-Zr-based conductive barrier film is 5 to 500 nm, particularly 10 to 50 nm. That is, when the thickness of the conductive barrier film is too thin, less than 5 nm, the feature of the effect of preventing copper diffusion is difficult to be exhibited. Conversely, when the thickness exceeds 500 nm, most of the copper wiring portion is not formed. This is because it occupies an area.

又、本発明になる導電性バリア膜形成方法(銅膜、特に銅配線膜の下地膜として導電性バリア膜を形成する方法)は、CVDにより導電性バリア膜を形成する方法であって、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つZr系化合物、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTa系化合物、及び0.00001〜2000torrの蒸気圧を持つW系化合物の中から選ばれる少なくとも二つの化合物を気相化する工程と、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物を気相化する工程とを具備する。ここで、導電性バリア膜におけるTi以外の成分(Zr,Ta,W)とTiとの割合(モル比)は、Ti以外の成分(Zr,Ta,W):Ti=99:1〜1:99、特に9:1〜1:9である。ここで、上記のような割合にしたのは、99:1未満の場合には、形成された導電性バリア膜は最終密着Ti膜の膜厚の制御に困難を来たし、密着性向上の特長を発揮でき難いものであり、逆に、1:99を越えた場合には、形成された導電性バリア膜はTi膜と大差がなく、バリア性向上の特長を発揮でき難いものであるからによる。形成される導電性バリア膜の厚さは、5〜500nm、特に10〜50nmのものである。すなわち、導電性バリア膜の厚さが5nm未満の薄すぎる場合には、銅の拡散防止効果の特長が奏され難く、逆に、500nmを越えて厚すぎる場合には、銅配線部の大半の面積を占めてしまうことになるからである。上記複数の化合物を気相化して成膜する工程は、同時であったり、異なる時に(順に、若しくは順に繰り返して、或いは交互に)行われる。同時に行われた場合、形成された導電性バリア膜は、一つの層の中に複数のものが混在している複合膜となる。尚、CVDが窒化雰囲気(例えば、アンモニアなどの雰囲気)で行われた場合、Ti−Zr系の導電性バリア膜はTi−Zr−N系の導電性バリア膜であり、Ta−W系の導電性バリア膜はTa−W−N系の導電性バリア膜であり、Ta−Ti系の導電性バリア膜はTa−Ti−N系の導電性バリア膜であり、Ta−Zr系の導電性バリア膜はTa−Zr−N系の導電性バリア膜である。成膜が順に繰り返して行われたりすると、一つの層の中には例えば一種のものしか存在しないが、積層されたタイプの複合膜となる。例えば、Ti−N膜とZr−N膜との積層よる複合膜であったり、Ta−N膜とW−N膜との積層よる複合膜であったり、Ta−N膜とTi−N膜との積層よる複合膜であったり、Ta−N膜とZr−N膜との積層よる複合膜であったり、Ta−N膜とW−N膜とTi−N膜との積層よる複合膜であったり、Zr−N膜とW−N膜とTi−N膜との積層よる複合膜であったり、Zr−N膜とTa−N膜とTi−N膜との積層よる複合膜であったり、Zr−N膜とTa−N膜とW−N膜とTi−N膜との積層よる複合膜であったりする。   The method for forming a conductive barrier film according to the present invention (a method for forming a conductive barrier film as a base film for a copper film, particularly a copper wiring film) is a method for forming a conductive barrier film by CVD. A Ti-based compound having a vapor pressure of 0.000001 to 760 torr, a Zr-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr, a Ta-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr, and a vapor pressure of 0.00001 to 2000 torr And a gas phase of a Ti-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr. Here, the ratio (molar ratio) between the components (Zr, Ta, W) other than Ti and Ti in the conductive barrier film is such that the components (Zr, Ta, W) other than Ti: Ti = 99: 1 to 1: 99, especially 9: 1 to 1: 9. Here, when the ratio is set as above, if the ratio is less than 99: 1, the formed conductive barrier film has difficulty in controlling the thickness of the final adhesion Ti film, and has a feature of improving the adhesion. On the other hand, when the ratio exceeds 1:99, the formed conductive barrier film is not much different from the Ti film, and it is difficult to exhibit the feature of improving the barrier property. The thickness of the formed conductive barrier film is 5 to 500 nm, particularly 10 to 50 nm. That is, when the thickness of the conductive barrier film is too thin, less than 5 nm, the feature of the effect of preventing copper diffusion is difficult to be exhibited. Conversely, when the thickness exceeds 500 nm, most of the copper wiring portion is not formed. This is because it occupies an area. The step of forming a film by vaporizing the plurality of compounds is performed at the same time or at different times (in order, repeatedly in order, or alternately). When performed simultaneously, the formed conductive barrier film becomes a composite film in which a plurality of conductive barrier films are mixed in one layer. When CVD is performed in a nitriding atmosphere (for example, an atmosphere of ammonia or the like), the Ti-Zr-based conductive barrier film is a Ti-Zr-N-based conductive barrier film and a Ta-W-based conductive barrier film. The conductive barrier film is a Ta-W-N-based conductive barrier film, the Ta-Ti-based conductive barrier film is a Ta-Ti-N-based conductive barrier film, and a Ta-Zr-based conductive barrier film. The film is a Ta-Zr-N-based conductive barrier film. If film formation is repeatedly performed in order, for example, only one kind is present in one layer, but a composite film of a stacked type is obtained. For example, a composite film formed by laminating a Ti-N film and a Zr-N film, a composite film formed by laminating a Ta-N film and a W-N film, a Ta-N film and a Ti-N film, A composite film formed by laminating a Ta-N film and a Zr-N film, or a composite film formed by laminating a Ta-N film, a WN film, and a Ti-N film. Or a composite film formed by laminating a Zr-N film, a WN film, and a Ti-N film, a composite film formed by laminating a Zr-N film, a Ta-N film, and a Ti-N film, It may be a composite film formed by laminating a Zr-N film, a Ta-N film, a W-N film, and a Ti-N film.

上記0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物としては、例えばテトラフルオロチタン、テトラクロロチタン、テトラブロモチタン、テトライオドチタン、テトラキスジメチルアミノチタン、テトラキスジエチルアミノチタン、テトラキスジプロピルアミノチタン、テトラキスメチルエチルアミノチタン、ビスジメチルアミノビス〔ビス(トリメチルシリル)アミノ〕チタン、トリスジメチルアミノビス(トリメチルシリル)アミノチタン、ビスシクロペンタジエニルビスジメチルアミノチタン、シクロペンタジエニルシクロオクタテトラエニルチタン、ビスシクロペンタジエニルチタンジアジド、及び前記化合物の誘導体を用いることが出来る。尚、これらのTi系化合物が金属有機化合物の場合、溶媒に溶かした形態で用いられる。   Examples of the Ti-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr include tetrafluorotitanium, tetrachlorotitanium, tetrabromotitanium, tetraioditanium, tetrakisdimethylaminotitanium, tetrakisdiethylaminotitanium, tetrakisdipropylaminotitanium, Tetrakismethylethylaminotitanium, bisdimethylaminobis [bis (trimethylsilyl) amino] titanium, trisdimethylaminobis (trimethylsilyl) aminotitanium, biscyclopentadienylbisdimethylaminotitanium, cyclopentadienylcyclooctatetraenyltitanium, bis Cyclopentadienyl titanium diazide and derivatives of the above compounds can be used. When these Ti compounds are metal organic compounds, they are used in a form dissolved in a solvent.

0.00001〜760torrの蒸気圧を持つZr系化合物としては、例えばテトラフルオロジルコニウム、テトラクロロジルコニウム、テトラブロモジルコニウム、テトライオドジルコニウム、ジルコニウムテトラボロンハイドライド、テトラキスジメチルアミノジルコニウム、テトラキスジエチルアミノジルコニウム、テトラキスジプロピルアミノジルコニウム、テトラキスメチルエチルアミノジルコニウム、ビスシクロペンタジエニルビスジメチルアミノジルコニウム、ビスシクロペンタジエニルビスジエチルアミノジルコニウム、及び前記化合物の誘導体を用いることが出来る。尚、これらのZr系化合物が金属有機化合物の場合、溶媒に溶かした形態で用いられる。   Examples of the Zr-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr include tetrafluorozirconium, tetrachlorozirconium, tetrabromozirconium, tetraiodzirconium, zirconiumtetraboron hydride, tetrakisdimethylaminozirconium, tetrakisdiethylaminozirconium, tetrakisdi Propylaminozirconium, tetrakismethylethylaminozirconium, biscyclopentadienylbisdimethylaminozirconium, biscyclopentadienylbisdiethylaminozirconium, and derivatives of the above compounds can be used. When these Zr-based compounds are metal organic compounds, they are used in a form dissolved in a solvent.

0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTa系化合物としては、例えばペンタフルオロタンタル、ペンタクロロタンタル、ペンタブロモタンタル、ペンタクロロタンタルジエチルスルフィドアダクト、ペンタキスジメチルアミノタンタル、テトラキスジエチルアミノタンタル、エチルイミドトリスジエチルアミノタンタル、ブチルイミドトリスジエチルアミノタンタル、ペンタキスメチルエチルアミノタンタル、テトラキスメチルブチルアミノタンタル、及び前記化合物の誘導体を用いることが出来る。尚、これらのTa系化合物が金属有機化合物の場合、溶媒に溶かした形態で用いられる。   Examples of Ta-based compounds having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr include pentafluorotantalum, pentachlorotantalum, pentabromotantalum, pentachlorotantalum diethylsulfide adduct, pentakisdimethylaminotantalum, tetrakisdiethylaminotantalum, and ethylimidotrisdiethylamino. Tantalum, butyl imido tris diethyl amino tantalum, pentakis methyl ethyl amino tantalum, tetrakis methyl butyl amino tantalum, and derivatives of the above compounds can be used. When these Ta-based compounds are metal organic compounds, they are used in a form dissolved in a solvent.

0.00001〜2000torrの蒸気圧を持つW系化合物としては、例えばヘキサフルオロタングステン、ヘキサクロロタングステン、ヘキサジメチルアミノジタングステン、ヘキサメチルエチルアミノジタングステン、ヘキサジエチルアミノジタングステン、ブチルイミドビスブチルアミノタングステン、ビスプロピルシクロペンタジエニルタングステンジハイドライド、及び前記化合物の誘導体を用いることが出来る。尚、これらのW系化合物が金属有機化合物の場合、溶媒に溶かした形態で用いられる。   Examples of the W-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 2000 torr include hexafluorotungsten, hexachlorotungsten, hexadimethylaminoditungsten, hexamethylethylaminoditungsten, hexadiethylaminoditungsten, butylimidobisbutylaminotungsten, bis Propylcyclopentadienyltungsten dihydride and derivatives of the above compounds can be used. When these W-based compounds are metal organic compounds, they are used in a form dissolved in a solvent.

そして、図1や図2に示すような装置を用いることによって、基板上に導電性バリア膜が形成される。図1及び図2中、1a,1bは導電性バリア膜形成材料が入れられる容器、2は気化器、3は加熱器、4は分解反応炉、5はシリコン基板、6は水素、水素プラズマ、アンモニア、或いはシラン等の反応ガス、7はガス流量制御器、8は液体流量制御器である。   Then, a conductive barrier film is formed on the substrate by using an apparatus as shown in FIGS. 1 and 2, reference numerals 1a and 1b denote containers in which a material for forming a conductive barrier film is placed, 2 denotes a vaporizer, 3 denotes a heater, 4 denotes a decomposition reactor, 5 denotes a silicon substrate, 6 denotes hydrogen and hydrogen plasma, A reaction gas such as ammonia or silane, 7 is a gas flow controller, and 8 is a liquid flow controller.

そして、図1に示す装置を用いた場合で説明すると、TiCl4 とZrCl4との混合溶液が容器1aに入れられており、そして圧送ガスにより気化器2に送られる。又、キャリアガスが気化器2に送られている。そして、気化された原料は配管を経て分解反応炉4に導入される。又、必要に応じて反応ガスも分解反応炉4に導入される。反応炉4内には成膜が施されるシリコン基板5が置かれていて、このシリコン基板5は加熱手段3により加熱されている。そして、分解反応炉4内に導入されたTiCl4 とZrCl4 とがシリコン基板5近くで分解することによって表面に導電性Ti−Zrバリア膜が形成される。尚、反応ガスとしてアンモニアが供給された場合には、シリコン基板5表面には導電性Ti−Zr−Nバリア膜が形成される。 In the case where the apparatus shown in FIG. 1 is used, a mixed solution of TiCl 4 and ZrCl 4 is put in a container 1 a and sent to a vaporizer 2 by a pressurized gas. Further, a carrier gas is sent to the vaporizer 2. Then, the vaporized raw material is introduced into the decomposition reaction furnace 4 through a pipe. Also, a reaction gas is introduced into the decomposition reaction furnace 4 as needed. A silicon substrate 5 on which a film is formed is placed in the reaction furnace 4, and the silicon substrate 5 is heated by the heating unit 3. Then, TiCl 4 and ZrCl 4 introduced into the decomposition reaction furnace 4 are decomposed near the silicon substrate 5 to form a conductive Ti—Zr barrier film on the surface. When ammonia is supplied as a reaction gas, a conductive Ti—Zr—N barrier film is formed on the surface of the silicon substrate 5.

用いるCVD原料が金属有機化合物の場合には、容器1a,1bには、金属有機化合物のみでは無く、溶剤も入れられていて、溶液形態のものにされる。上記CVDによる導電性バリア膜の形成に際しての化合物の分解は、加熱分解、光分解、プラズマ分解、反応分解のいずれか一つ以上の方法による。導電性バリア膜の形成に際しての化合物の分解は還元雰囲気下で行われる。例えば、水素、水素プラズマ、窒素、窒素プラズマ、アンモニア、アンモニアプラズマ、ヒドラジン、ヒドラジン誘導体(例えば、CH3 NHNH2 ,(CH3 2 NNH2,CH3 NHNHCH3 ,RNHNH2 (Rはアルキル基などの官能基)などのヒドラジン誘導体)、シラン、シラン誘導体(例えば、Rn SiY4-n (Rはアルキル基などの官能基、YはH,F,Cl,Br又はI)などのシラン誘導体)、ボラン、及びボラン誘導体(例えば、Rn BY3-n (Rはアルキル基などの官能基、YはH,F,Cl,Br又はI)などのボラン誘導体)の群の中から選ばれる一種又は二種以上を含む気流下で化合物の分解が行われる。アンモニア、ヒドラジン、ヒドラジン誘導体、アジ化アルキルの群の中から選ばれる一種又は二種以上を含む化合物の分解と同時に、或いは前記化合物の分解の前及び/又は後で、上記導電性バリア膜形成材料の分解が行われる。又、メチルヒドラジン、ジメチルヒドラジン、エチルヒドラジン、ジエチルヒドラジン、ブチルヒドラジン、フェニルヒドラジン、アジ化エチル、アジ化プロピル、アジ化ブチル、アジ化フェニルの群の中から選ばれる一種又は二種以上を含む化合物の分解と同時に、或いは前記化合物の分解の前及び/又は後で、上記導電性バリア膜形成材料の分解が行われる。 When the CVD raw material to be used is a metal organic compound, the containers 1a and 1b contain not only the metal organic compound but also a solvent and are made into a solution form. The decomposition of the compound at the time of forming the conductive barrier film by the CVD is performed by one or more of thermal decomposition, photolysis, plasma decomposition, and reactive decomposition. The decomposition of the compound at the time of forming the conductive barrier film is performed under a reducing atmosphere. For example, hydrogen, hydrogen plasma, nitrogen, nitrogen plasma, ammonia, ammonia plasma, hydrazine, hydrazine derivatives (eg, CH 3 NHNH 2 , (CH 3 ) 2 NNH 2 , CH 3 NHNHCH 3 , RNHNH 2 (R is an alkyl group, etc.) Hydrazine derivatives), silanes, silane derivatives (eg, R n SiY 4-n (R is a functional group such as an alkyl group, Y is a silane derivative such as H, F, Cl, Br or I)) , Borane, and borane derivatives (for example, R n BY 3 -n (R is a functional group such as an alkyl group, Y is a borane derivative such as H, F, Cl, Br or I)) Alternatively, the compound is decomposed in an air stream containing two or more kinds. The conductive barrier film forming material simultaneously with the decomposition of a compound containing one or more selected from the group consisting of ammonia, hydrazine, hydrazine derivatives, and alkyl azides, or before and / or after the decomposition of the compound; Is decomposed. Further, a compound containing one or more selected from the group consisting of methylhydrazine, dimethylhydrazine, ethylhydrazine, diethylhydrazine, butylhydrazine, phenylhydrazine, ethyl azide, propyl azide, butyl azide, and phenyl azide The decomposition of the conductive barrier film-forming material is performed simultaneously with the decomposition of the compound or before and / or after the decomposition of the compound.

本発明になる配線膜形成方法は、上記導電性バリア膜形成方法によって導電性バリア膜を形成する導電性バリア膜形成工程と、前記導電性バリア膜形成工程によって形成された導電性バリア膜の上に銅膜を形成する銅膜形成工程とを具備する。本発明になるULSIは、上記導電性バリア膜形成方法によって形成された導電性バリア膜の上に銅配線膜が形成されてなるものである。   The method of forming a wiring film according to the present invention includes a conductive barrier film forming step of forming a conductive barrier film by the conductive barrier film forming method, and a conductive barrier film formed by the conductive barrier film forming step. And a copper film forming step of forming a copper film. The ULSI according to the present invention is obtained by forming a copper wiring film on a conductive barrier film formed by the above-described method for forming a conductive barrier film.

以下、具体的実施例を幾つか挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。   Hereinafter, some specific examples will be described, but the present invention is not limited thereto.

[実施例1]
図1の装置を用いた。容器1aにはTiCl4 とZrCl4 との混合溶液(混合モル比はTiCl4:ZrCl4=1:1)が入れられている。容器1bには何も入れられていない。
そして、圧送ガスによりTiCl4 とZrCl4 とが気化器2に導かれた。気化器2は120℃に加熱されているので、ここで気化されたTiCl4 とZrCl4 とはキャリアガス(N2 )と共に分解反応炉4に導入された。この時、反応ガスとしてアンモニアが分解反応炉4に導入された。分解反応炉4にはシリコン基板5が入れられており、500℃に加熱されている。
[Example 1]
The apparatus of FIG. 1 was used. A mixed solution of TiCl 4 and ZrCl 4 (mixing molar ratio is TiCl 4 : ZrCl 4 = 1: 1) is placed in the container 1a. Nothing is put in the container 1b.
Then, TiCl 4 and ZrCl 4 were led to the vaporizer 2 by the pumping gas. Since the carburetor 2 is heated to 120 ° C., to be introduced into the decomposition reactor 4 together with a carrier gas (N 2) and TiCl 4 and ZrCl 4 vaporized here. At this time, ammonia was introduced into the decomposition reaction furnace 4 as a reaction gas. A silicon substrate 5 is placed in the decomposition reaction furnace 4 and heated to 500 ° C.

上記条件下でCVDによる成膜が行われた後、基板を取り出して調べた処、膜はTi−Zr−N膜であった。又、膜厚は0.05μmであり、膜の抵抗率は300μΩcmであった。この導電性Ti−Zr−Nバリア膜の上に、ヘキサフルオロアセチルアセトン銅トリメチルビニルシランを用いてCVDにより配線用の銅薄膜を形成した。   After the film was formed by CVD under the above conditions, the substrate was taken out and examined. As a result, the film was found to be a Ti-Zr-N film. The film thickness was 0.05 μm, and the film resistivity was 300 μΩcm. A copper thin film for wiring was formed on the conductive Ti-Zr-N barrier film by CVD using hexafluoroacetylacetone copper trimethylvinylsilane.

この後、銅がシリコン基板中に拡散しているか否かをSIMS分析により調べた処、銅はシリコン基板中に拡散していないことが確認された。又、テープの貼着・剥離による銅薄膜の密着性テストを試みた処、銅薄膜の剥離は認められず、密着性にも優れたものであった。又、穴の開口部と深さとの比が1/6のような場所にも、Ti−Zr−N膜や銅膜が綺麗に出来ていた。   Thereafter, whether or not copper was diffused into the silicon substrate was examined by SIMS analysis, and it was confirmed that copper was not diffused into the silicon substrate. Further, when an adhesion test of the copper thin film was performed by attaching and detaching the tape, no peeling of the copper thin film was observed, and the adhesion was excellent. In addition, the Ti-Zr-N film and the copper film were formed neatly in a place where the ratio of the opening to the depth of the hole was 1/6.

[実施例2]
図1の装置を用いた。テトラキスジメチルアミノチタンとテトラキスジメチルアミノジルコニウムとの混合溶液(混合モル比は前者:後者=1:1)が容器1aに入れられている。容器1bには何も入れられていない。
そして、圧送ガスによりテトラキスジメチルアミノチタンとテトラキスジメチルアミノジルコニウムとが気化器2に導かれた。気化器2は100℃に加熱されているので、ここで気化されたテトラキスジメチルアミノチタンとテトラキスジメチルアミノジルコニウムとはキャリアガス(N2 )と共に分解反応炉4に導入された。この時、反応ガスとして水素とアンモニアとモノメチルヒドラジンとが分解反応炉4に導入された。
[Example 2]
The apparatus of FIG. 1 was used. A mixed solution of tetrakisdimethylaminotitanium and tetrakisdimethylaminozirconium (molar ratio: former: latter = 1: 1) is placed in the container 1a. Nothing is put in the container 1b.
Then, tetrakisdimethylaminotitanium and tetrakisdimethylaminozirconium were led to the vaporizer 2 by the pumping gas. Since the vaporizer 2 was heated to 100 ° C., the vaporized tetrakisdimethylaminotitanium and tetrakisdimethylaminozirconium were introduced into the decomposition reactor 4 together with the carrier gas (N 2 ). At this time, hydrogen, ammonia, and monomethylhydrazine were introduced into the decomposition reactor 4 as reaction gases.

分解反応炉4にはシリコン基板5が入れられており、500℃に加熱されている。上記条件下でCVDによる成膜が行われた後、基板を取り出して調べた処、膜はTi−Zr−N膜であった。又、膜厚は0.05μmであり、膜の抵抗率は400μΩcmであった。   A silicon substrate 5 is placed in the decomposition reaction furnace 4 and heated to 500 ° C. After the film was formed by CVD under the above conditions, the substrate was taken out and examined. As a result, the film was found to be a Ti-Zr-N film. The film thickness was 0.05 μm, and the resistivity of the film was 400 μΩcm.

この導電性Ti−Zr−Nバリア膜の上に、ヘキサフルオロアセチルアセトン銅トリメチルビニルシランを用いてCVDにより配線用の銅薄膜を形成した。この後、銅がシリコン基板中に拡散しているか否かをSIMS分析により調べた処、銅はシリコン基板中に拡散していないことが確認された。又、テープの貼着・剥離による銅薄膜の密着性テストを試みた処、銅薄膜の剥離は認められず、密着性にも優れたものであった。又、穴の開口部と深さとの比が1/6のような場所にも、Ti−Zr−N膜や銅膜が綺麗に出来ていた。   A copper thin film for wiring was formed on the conductive Ti-Zr-N barrier film by CVD using hexafluoroacetylacetone copper trimethylvinylsilane. Thereafter, whether or not copper was diffused into the silicon substrate was examined by SIMS analysis, and it was confirmed that copper was not diffused into the silicon substrate. Further, when an adhesion test of the copper thin film was performed by attaching and detaching the tape, no peeling of the copper thin film was observed, and the adhesion was excellent. In addition, the Ti-Zr-N film and the copper film were formed neatly in a place where the ratio of the opening to the depth of the hole was 1/6.

[実施例3]
図1の装置を用いた。ペンタキスジメチルアミノタンタルとヘキサジメチルアミノジタングステンとの混合溶液(混合モル比は前者:後者=1:1。いずれも固体なので、溶剤としてデカンを用いた。ペンタキスジメチルアミノタンタル/デカン=0.1mol/l)が容器1aに入れられている。容器1bには何も入れられていない。
そして、圧送ガスによりペンタキスジメチルアミノタンタルとヘキサジメチルアミノジタングステンとが気化器2に導かれた。気化器2は70℃に加熱されているので、ここで気化されたペンタキスジメチルアミノタンタルとヘキサジメチルアミノジタングステンとはキャリアガス(N2 )と共に分解反応炉4に導入された。この時、反応ガスとして水素とアンモニアとが分解反応炉4に導入された。
[Example 3]
The apparatus of FIG. 1 was used. A mixed solution of pentakisdimethylaminotantalum and hexadimethylaminoditungsten (the molar ratio of the former: the latter = 1: 1. Since both are solids, decane was used as a solvent; pentakisdimethylaminotantalum / decane = 0. 1 mol / l) is contained in the container 1a. Nothing is put in the container 1b.
Then, pentakisdimethylaminotantalum and hexadimethylaminoditungsten were led to the vaporizer 2 by the pumping gas. Since the vaporizer 2 was heated to 70 ° C., the pentakisdimethylamino tantalum and hexadimethylaminoditungsium vaporized here were introduced into the decomposition reaction furnace 4 together with the carrier gas (N 2 ). At this time, hydrogen and ammonia were introduced into the decomposition reactor 4 as reaction gases.

分解反応炉4にはシリコン基板5が入れられており、480℃に加熱されている。上記条件下でCVDによる成膜が行われた後、基板を取り出して調べた処、膜はTa−W−N膜であった。又、膜厚は0.03μmであり、膜の抵抗率は800μΩcmであった。   A silicon substrate 5 is placed in the decomposition reaction furnace 4 and is heated to 480 ° C. After the film was formed by CVD under the above conditions, the substrate was taken out and examined. As a result, the film was a Ta-W-N film. The film thickness was 0.03 μm, and the resistivity of the film was 800 μΩcm.

この導電性Ta−W−Nバリア膜の上に、ヘキサフルオロアセチルアセトン銅トリメチルビニルシランを用いてCVDにより配線用の銅薄膜を形成した。この後、銅がシリコン基板中に拡散しているか否かをSIMS分析により調べた処、銅はシリコン基板中に拡散していないことが確認された。又、テープの貼着・剥離による銅薄膜の密着性テストを試みた処、銅薄膜の剥離は認められず、密着性にも優れたものであった。又、穴の開口部と深さとの比が1/6のような場所にも、Ta−W−N膜や銅膜が綺麗に出来ていた。   A copper thin film for wiring was formed on the conductive Ta-W-N barrier film by CVD using hexafluoroacetylacetone copper trimethylvinylsilane. Thereafter, whether or not copper was diffused into the silicon substrate was examined by SIMS analysis, and it was confirmed that copper was not diffused into the silicon substrate. Further, when an adhesion test of the copper thin film was performed by attaching and detaching the tape, no peeling of the copper thin film was observed, and the adhesion was excellent. Also, the Ta-W-N film and the copper film were formed neatly in the place where the ratio of the opening to the depth of the hole was 1/6.

[実施例4]
図2の装置を用いた。先ず、テトラキスジメチルアミノチタンを容器1aに入れ、キャリアガスとしてヘリウムを流量30ml/分の割合で流し、気化した。尚、容器1aは40℃に加熱されている。
又、テトラキスジエチルアミノジルコニウムを容器1bに入れ、キャリアガスとしてヘリウムを流量50ml/分の割合で流し、気化した。尚、容器1bは40℃に加熱されている。気化された原料は各々の配管を経て分解反応炉4に共に導入された。又、反応ガスとして水素とアンモニアとが分解反応炉4に導入された。
[Example 4]
The apparatus of FIG. 2 was used. First, tetrakisdimethylaminotitanium was placed in a container 1a, and helium was flowed as a carrier gas at a flow rate of 30 ml / min to evaporate. Note that the container 1a is heated to 40 ° C.
Further, tetrakisdiethylaminozirconium was placed in the container 1b, and helium was flowed as a carrier gas at a flow rate of 50 ml / min to evaporate. In addition, the container 1b is heated to 40 degreeC. The vaporized raw material was introduced into the decomposition reaction furnace 4 through each pipe. In addition, hydrogen and ammonia were introduced into the decomposition reactor 4 as reaction gases.

分解反応炉4にはシリコン基板5が入れられており、500℃に加熱されている。上記条件下でCVDによる成膜が行われた後、基板を取り出して調べた処、膜はTi−Zr−N膜であった。又、膜厚は0.05μmであり、膜の抵抗率は300μΩcmであった。   A silicon substrate 5 is placed in the decomposition reaction furnace 4 and heated to 500 ° C. After the film was formed by CVD under the above conditions, the substrate was taken out and examined. As a result, the film was found to be a Ti-Zr-N film. The film thickness was 0.05 μm, and the film resistivity was 300 μΩcm.

この導電性Ti−Zr−Nバリア膜の上に、ヘキサフルオロアセチルアセトン銅トリメチルビニルシランを用いてCVDにより配線用の銅薄膜を形成した。この後、銅がシリコン基板中に拡散しているか否かをSIMS分析により調べた処、銅はシリコン基板中に拡散していないことが確認された。又、テープの貼着・剥離による銅薄膜の密着性テストを試みた処、銅薄膜の剥離は認められず、密着性にも優れたものであった。又、穴の開口部と深さとの比が1/6のような場所にも、Ti−Zr−N膜や銅膜が綺麗に出来ていた。   A copper thin film for wiring was formed on the conductive Ti-Zr-N barrier film by CVD using hexafluoroacetylacetone copper trimethylvinylsilane. Thereafter, whether or not copper was diffused into the silicon substrate was examined by SIMS analysis, and it was confirmed that copper was not diffused into the silicon substrate. Further, when an adhesion test of the copper thin film was performed by attaching and detaching the tape, no peeling of the copper thin film was observed, and the adhesion was excellent. In addition, the Ti-Zr-N film and the copper film were formed neatly in a place where the ratio of the opening to the depth of the hole was 1/6.

[実施例5]
図2の装置を用いた。先ず、ペンタクロロタンタルジエチルスルフィドアダクトを容器1aに入れ、キャリアガスとしてヘリウムを流量30ml/分の割合で流し、気化した。尚、容器1aは90℃に加熱されている。
気化されたペンタクロロタンタルジエチルスルフィドアダクトは配管を経て分解反応炉4に導入された。又、同時に、水素とアンモニアとヘキサフルオロタングステンとが分解反応炉4に導入された。分解反応炉4にはシリコン基板5が入れられており、500℃に加熱されている。
[Example 5]
The apparatus of FIG. 2 was used. First, a pentachlorotantalum diethylsulfide duct was placed in the container 1a, and helium was flowed as a carrier gas at a flow rate of 30 ml / min to evaporate. Note that the container 1a is heated to 90 ° C.
The vaporized pentachlorotantalum diethylsulfide duct was introduced into the decomposition reactor 4 via a pipe. At the same time, hydrogen, ammonia and hexafluorotungsten were introduced into the decomposition reactor 4. A silicon substrate 5 is placed in the decomposition reaction furnace 4 and heated to 500 ° C.

上記条件下でCVDによる成膜が行われた後、基板を取り出して調べた処、膜はTa−W−N膜であった。又、膜厚は0.03μmであり、膜の抵抗率は900μΩcmであった。この導電性Ta−W−Nバリア膜の上に、ヘキサフルオロアセチルアセトン銅トリメチルビニルシランを用いてCVDにより配線用の銅薄膜を形成した。   After the film was formed by CVD under the above conditions, the substrate was taken out and examined. As a result, the film was a Ta-W-N film. The film thickness was 0.03 μm, and the resistivity of the film was 900 μΩcm. A copper thin film for wiring was formed on the conductive Ta-W-N barrier film by CVD using hexafluoroacetylacetone copper trimethylvinylsilane.

この後、銅がシリコン基板中に拡散しているか否かをSIMS分析により調べた処、銅はシリコン基板中に拡散していないことが確認された。又、テープの貼着・剥離による銅薄膜の密着性テストを試みた処、銅薄膜の剥離は認められず、密着性にも優れたものであった。又、穴の開口部と深さとの比が1/6のような場所にも、Ta−W−N膜や銅膜が綺麗に出来ていた。   Thereafter, whether or not copper was diffused into the silicon substrate was examined by SIMS analysis, and it was confirmed that copper was not diffused into the silicon substrate. Further, when an adhesion test of the copper thin film was performed by attaching and detaching the tape, no peeling of the copper thin film was observed, and the adhesion was excellent. Also, the Ta-W-N film and the copper film were formed neatly in the place where the ratio of the opening to the depth of the hole was 1/6.

[実施例6]
図2の装置を用いた。先ず、ジルコニウムテトラボロンハイドライドを容器1aに入れ、キャリアガスとしてヘリウムを流量30ml/分の割合で流し、気化した。尚、容器1aは40℃に加熱されている。
又、テトラキスジエチルアミノタンタルとエチルイミドトリスジメチルアミノタンタルとの混合物を容器1bに入れ、キャリアガスとして水素を流量70ml/分の割合で流し、気化した。尚、容器1bは60℃に加熱されている。気化された原料は配管を経て分解反応炉4に共に導入された。又、反応ガスとしてアンモニアが分解反応炉4に導入された。
[Example 6]
The apparatus of FIG. 2 was used. First, zirconium tetraboron hydride was placed in a container 1a, and helium was flowed as a carrier gas at a flow rate of 30 ml / min to vaporize. Note that the container 1a is heated to 40 ° C.
Also, a mixture of tetrakisdiethylaminotantalum and ethylimidotrisdimethylaminotantalum was placed in a container 1b, and hydrogen was vaporized as a carrier gas at a flow rate of 70 ml / min. Note that the container 1b is heated to 60 ° C. The vaporized raw material was introduced into the decomposition reactor 4 via a pipe. Ammonia was introduced into the decomposition reactor 4 as a reaction gas.

分解反応炉4にはシリコン基板5が入れられており、550℃に加熱されている。上記条件下でCVDによる成膜が行われた後、基板を取り出して調べた処、膜はTa−Zr−N膜であった。又、膜厚は0.05μmであり、膜の抵抗率は700μΩcmであった。   The decomposition reaction furnace 4 contains a silicon substrate 5 and is heated to 550 ° C. After the film was formed by CVD under the above conditions, the substrate was taken out and examined. As a result, the film was a Ta-Zr-N film. The film thickness was 0.05 μm, and the resistivity of the film was 700 μΩcm.

この導電性Ta−Zr−Nバリア膜の上に、ヘキサフルオロアセチルアセトン銅トリメチルビニルシランを用いてCVDにより配線用の銅薄膜を形成した。この後、銅がシリコン基板中に拡散しているか否かをSIMS分析により調べた処、銅はシリコン基板中に拡散していないことが確認された。又、テープの貼着・剥離による銅薄膜の密着性テストを試みた処、銅薄膜の剥離は認められず、密着性にも優れたものであった。又、穴の開口部と深さとの比が1/6のような場所にも、Ta−Zr−N膜や銅膜が綺麗に出来ていた。   A copper thin film for wiring was formed on the conductive Ta-Zr-N barrier film by CVD using hexafluoroacetylacetone copper trimethylvinylsilane. Thereafter, whether or not copper was diffused into the silicon substrate was examined by SIMS analysis, and it was confirmed that copper was not diffused into the silicon substrate. Further, when an adhesion test of the copper thin film was performed by attaching and detaching the tape, no peeling of the copper thin film was observed, and the adhesion was excellent. In addition, the Ta-Zr-N film and the copper film were formed neatly in a place where the ratio between the opening of the hole and the depth was 1/6.

[実施例7]
図2の装置を用いた。先ず、テトラキスジエチルアミノジルコニウムを容器1aに入れ、キャリアガスとしてヘリウムを流量50ml/分の割合で流し、気化した。尚、容器1aは60℃に加熱されている。
又、テトラキスジエチルアミノタンタルとエチルイミドトリスジメチルアミノタンタルとの混合物を容器1bに入れ、キャリアガスとして水素を流量70ml/分の割合で流し、気化した。尚、容器1bは60℃に加熱されている。気化された原料は配管を経て分解反応炉4に共に導入された。又、反応ガスとしてアンモニアが分解反応炉4に導入された。
[Example 7]
The apparatus of FIG. 2 was used. First, tetrakisdiethylaminozirconium was put into the container 1a, and helium was flowed as a carrier gas at a flow rate of 50 ml / min to evaporate. Note that the container 1a is heated to 60 ° C.
Also, a mixture of tetrakisdiethylaminotantalum and ethylimidotrisdimethylaminotantalum was placed in a container 1b, and hydrogen was vaporized as a carrier gas at a flow rate of 70 ml / min. Note that the container 1b is heated to 60 ° C. The vaporized raw material was introduced into the decomposition reactor 4 via a pipe. Ammonia was introduced into the decomposition reactor 4 as a reaction gas.

分解反応炉4にはシリコン基板5が入れられており、550℃に加熱されている。上記条件下でCVDによる成膜が行われた後、基板を取り出して調べた処、膜はTa−Zr−N膜であった。又、膜厚は0.05μmであり、膜の抵抗率は800μΩcmであった。   The decomposition reaction furnace 4 contains a silicon substrate 5 and is heated to 550 ° C. After the film was formed by CVD under the above conditions, the substrate was taken out and examined. As a result, the film was a Ta-Zr-N film. The film thickness was 0.05 μm, and the resistivity of the film was 800 μΩcm.

この導電性Ta−Zr−Nバリア膜の上に、ヘキサフルオロアセチルアセトン銅トリメチルビニルシランを用いてCVDにより配線用の銅薄膜を形成した。この後、銅がシリコン基板中に拡散しているか否かをSIMS分析により調べた処、銅はシリコン基板中に拡散していないことが確認された。又、テープの貼着・剥離による銅薄膜の密着性テストを試みた処、銅薄膜の剥離は認められず、密着性にも優れたものであった。又、穴の開口部と深さとの比が1/6のような場所にも、Ta−Zr−N膜や銅膜が綺麗に出来ていた。   A copper thin film for wiring was formed on the conductive Ta-Zr-N barrier film by CVD using hexafluoroacetylacetone copper trimethylvinylsilane. Thereafter, whether or not copper was diffused into the silicon substrate was examined by SIMS analysis, and it was confirmed that copper was not diffused into the silicon substrate. Further, when an adhesion test of the copper thin film was performed by attaching and detaching the tape, no peeling of the copper thin film was observed, and the adhesion was excellent. In addition, the Ta-Zr-N film and the copper film were formed neatly in a place where the ratio between the opening of the hole and the depth was 1/6.

[実施例8]
図2の装置を用いた。先ず、テトラキスジエチルアミノタンタルとエチルイミドトリスジメチルアミノタンタルとの混合物を容器1aに入れ、キャリアガスとしてヘリウムを流量70ml/分の割合で流し、気化した。尚、容器1aは60℃に加熱されている。気化されたテトラキスジエチルアミノタンタルとエチルイミドトリスジメチルアミノタンタルとは配管を経て分解反応炉4に導入された。この時、反応ガスとしてアンモニアが分解反応炉4に導入された。分解反応炉4にはシリコン基板5が入れられており、550℃に加熱されている。
Example 8
The apparatus of FIG. 2 was used. First, a mixture of tetrakisdiethylaminotantalum and ethylimidotrisdimethylaminotantalum was placed in a container 1a, and helium was flowed as a carrier gas at a flow rate of 70 ml / min to evaporate. Note that the container 1a is heated to 60 ° C. The vaporized tetrakisdiethylaminotantalum and ethylimidotrisdimethylaminotantalum were introduced into the decomposition reactor 4 via a pipe. At this time, ammonia was introduced into the decomposition reaction furnace 4 as a reaction gas. The decomposition reaction furnace 4 contains a silicon substrate 5 and is heated to 550 ° C.

上記条件下でCVDによる成膜が行われた後、引き続き、次の条件下でCVDによる成膜が行われた。すなわち、テトラキスジメチルアミノチタンを容器1bに入れ、キャリアガスとして水素を流量40ml/分の割合で流し、気化した。尚、容器1bは40℃に加熱されている。気化されたテトラキスジメチルアミノチタンは配管を経て分解反応炉4に導入された。この時、反応ガスとしてアンモニアが分解反応炉4に導入された。分解反応炉4にはシリコン基板5が入れられており、550℃に加熱されている。   After film formation by CVD under the above conditions, film formation by CVD was subsequently performed under the following conditions. That is, tetrakisdimethylaminotitanium was placed in the container 1b, and hydrogen was vaporized as a carrier gas at a flow rate of 40 ml / min. In addition, the container 1b is heated to 40 degreeC. The vaporized tetrakisdimethylaminotitanium was introduced into the decomposition reactor 4 via a pipe. At this time, ammonia was introduced into the decomposition reaction furnace 4 as a reaction gas. The decomposition reaction furnace 4 contains a silicon substrate 5 and is heated to 550 ° C.

上記二段階のCVDによる成膜が行われた後、基板を取り出して調べた処、基板表面上に0.04μmの厚さのTa−N膜が、その上に0.01μmの厚さのTi−N膜が積層されていた。この導電性Ta−N膜とTi−N膜との積層バリア膜の上に、ヘキサフルオロアセチルアセトン銅トリメチルビニルシランを用いてCVDにより配線用の銅薄膜を形成した。   After the film formation by the two-step CVD was performed, the substrate was taken out and examined. As a result, a Ta-N film having a thickness of 0.04 μm was formed on the surface of the substrate, and a Ti film having a thickness of 0.01 μm was formed thereon. The -N film was laminated. A copper thin film for wiring was formed by CVD using hexafluoroacetylacetone copper trimethylvinylsilane on the stacked barrier film of the conductive Ta-N film and the Ti-N film.

この後、銅がシリコン基板中に拡散しているか否かをSIMS分析により調べた処、銅はシリコン基板中に拡散していないことが確認された。又、テープの貼着・剥離による銅薄膜の密着性テストを試みた処、銅薄膜の剥離は認められず、密着性にも優れたものであった。   Thereafter, whether or not copper was diffused into the silicon substrate was examined by SIMS analysis, and it was confirmed that copper was not diffused into the silicon substrate. Further, when an adhesion test of the copper thin film was performed by attaching and detaching the tape, no peeling of the copper thin film was observed, and the adhesion was excellent.

[実施例9]
図1の装置を用いた。ペンタキスジメチルアミノタンタルとヘキサジメチルアミノジタングステンとをデカンに溶かした混合溶液が、容器1aに入れられている。そして、ペンタキスジメチルアミノタンタルとヘキサジメチルアミノジタングステンとが気化器2に導かれた。気化器2は70℃に加熱されているので、ここで気化されたペンタキスジメチルアミノタンタルとヘキサジメチルアミノジタングステンとは配管を経て分解反応炉4に導入された。この時、反応ガスとしてアンモニアが分解反応炉4に導入された。分解反応炉4にはシリコン基板5が入れられており、480℃に加熱されている。上記条件下でCVDによる成膜が行われた後、引き続き、次の条件下でCVDによる成膜が行われた。
すなわち、テトラキスジメチルアミノチタンが容器1bに入れられており、キャリアガスとして水素が流量40ml/分の割合で流され、気化器2に導かれた。気化器2は40℃に加熱されているので、ここで気化されたテトラキスジメチルアミノチタンは配管を経て分解反応炉4に導入された。この時、反応ガスとしてアンモニアが分解反応炉4に導入された。分解反応炉4にはシリコン基板5が入れられており、550℃に加熱されている。
[Example 9]
The apparatus of FIG. 1 was used. A mixed solution in which pentakisdimethylaminotantalum and hexadimethylaminoditungsten are dissolved in decane is placed in the container 1a. Then, pentakisdimethylamino tantalum and hexadimethylaminoditungsten were led to the vaporizer 2. Since the vaporizer 2 was heated to 70 ° C., the pentakisdimethylaminotantalum and hexadimethylaminoditungsium vaporized here were introduced into the decomposition reaction furnace 4 via piping. At this time, ammonia was introduced into the decomposition reaction furnace 4 as a reaction gas. A silicon substrate 5 is placed in the decomposition reaction furnace 4 and is heated to 480 ° C. After film formation by CVD under the above conditions, film formation by CVD was subsequently performed under the following conditions.
That is, tetrakisdimethylaminotitanium was placed in the container 1 b, and hydrogen was flowed as a carrier gas at a flow rate of 40 ml / min and led to the vaporizer 2. Since the vaporizer 2 was heated to 40 ° C., the tetrakisdimethylaminotitanium vaporized here was introduced into the decomposition reactor 4 via a pipe. At this time, ammonia was introduced into the decomposition reaction furnace 4 as a reaction gas. The decomposition reaction furnace 4 contains a silicon substrate 5 and is heated to 550 ° C.

上記二段階のCVDによる成膜が行われた後、基板を取り出して調べた処、基板表面上に0.04μmの厚さのTa−W−N膜が、そしてその上に0.01μmの厚さのTi−N膜が積層されていた。この導電性Ta−W−N膜とTi−N膜との積層バリア膜の上に、ヘキサフルオロアセチルアセトン銅トリメチルビニルシランを用いてCVDにより配線用の銅薄膜を形成した。   After the film formation by the two-stage CVD was performed, the substrate was taken out and examined. As a result, a Ta-W-N film having a thickness of 0.04 μm was formed on the surface of the substrate, and a thickness of 0.01 μm was formed thereon. A Ti-N film was laminated. A copper thin film for wiring was formed on the laminated barrier film of the conductive Ta-W-N film and the Ti-N film by CVD using hexafluoroacetylacetone copper trimethylvinylsilane.

この後、銅がシリコン基板中に拡散しているか否かをSIMS分析により調べた処、銅はシリコン基板中に拡散していないことが確認された。又、テープの貼着・剥離による銅薄膜の密着性テストを試みた処、銅薄膜の剥離は認められず、密着性にも優れたものであった。   Thereafter, whether or not copper was diffused into the silicon substrate was examined by SIMS analysis, and it was confirmed that copper was not diffused into the silicon substrate. Further, when an adhesion test of the copper thin film was performed by attaching and detaching the tape, no peeling of the copper thin film was observed, and the adhesion was excellent.

[実施例10]
図1の装置を用いた。テトラキスジメチルアミノチタンとテトラキスジメチルアミノジルコニウムとの混合溶液が、容器1aに入れられている。そして、テトラキスジメチルアミノチタンとテトラキスジメチルアミノジルコニウムとが気化器2に導かれた。気化器2は100℃に加熱されているので、ここで気化されたテトラキスジメチルアミノチタンとテトラキスジメチルアミノジルコニウムとは配管を経て分解反応炉4に導入された。この時、同時に、水素およびアンモニアを流した。分解反応炉4にはシリコン基板5が入れられており、500℃に加熱されている。
上記条件下でCVDによる成膜が行われた後、引き続き、次の条件下でCVDによる成膜が行われた。すなわち、ペンタキスジメチルアミノタンタルとヘキサジメチルアミノジタングステンとをデカンに溶かした混合溶液が、容器1bに入れられている。そして、ペンタキスジメチルアミノタンタルとヘキサジメチルアミノジタングステンとが気化器2に導かれた。気化器2は70℃に加熱されているので、ここで気化されたペンタキスジメチルアミノタンタルとヘキサジメチルアミノジタングステンとは配管を経て分解反応炉4に導入された。この時、同時に、水素およびアンモニアを流した。分解反応炉4にはシリコン基板5が入れられており、480℃に加熱されている。
上記条件下でCVDによる成膜が行われた後、引き続き、次の条件下でCVDによる成膜が行われた。容器1aをテトラキスジメチルアミノチタンだけが入れられた別の容器に取り替え、テトラキスジメチルアミノチタンを気化器2に導いた。気化器2は100℃に加熱されているので、ここで気化されたテトラキスジメチルアミノチタンは配管を経て分解反応炉4に導入された。この時、同時に、水素およびアンモニアを流した。分解反応炉4にはシリコン基板5が入れられており、500℃に加熱されている。
[Example 10]
The apparatus of FIG. 1 was used. A mixed solution of tetrakisdimethylaminotitanium and tetrakisdimethylaminozirconium is placed in a container 1a. Then, tetrakisdimethylaminotitanium and tetrakisdimethylaminozirconium were led to the vaporizer 2. Since the vaporizer 2 was heated to 100 ° C., the vaporized tetrakisdimethylaminotitanium and tetrakisdimethylaminozirconium were introduced into the decomposition reactor 4 via piping. At this time, hydrogen and ammonia were simultaneously flowed. A silicon substrate 5 is placed in the decomposition reaction furnace 4 and heated to 500 ° C.
After film formation by CVD under the above conditions, film formation by CVD was subsequently performed under the following conditions. That is, a mixed solution of pentakisdimethylamino tantalum and hexadimethylaminoditungsten dissolved in decane is placed in the container 1b. Then, pentakisdimethylamino tantalum and hexadimethylaminoditungsten were led to the vaporizer 2. Since the vaporizer 2 was heated to 70 ° C., the pentakisdimethylaminotantalum and hexadimethylaminoditungsium vaporized here were introduced into the decomposition reaction furnace 4 via piping. At this time, hydrogen and ammonia were simultaneously flowed. A silicon substrate 5 is placed in the decomposition reaction furnace 4 and is heated to 480 ° C.
After film formation by CVD under the above conditions, film formation by CVD was subsequently performed under the following conditions. The container 1a was replaced with another container containing only tetrakisdimethylaminotitanium, and the tetrakisdimethylaminotitanium was led to the vaporizer 2. Since the vaporizer 2 was heated to 100 ° C., the tetrakisdimethylaminotitanium vaporized here was introduced into the decomposition reactor 4 via a pipe. At this time, hydrogen and ammonia were simultaneously flowed. A silicon substrate 5 is placed in the decomposition reaction furnace 4 and heated to 500 ° C.

上記三段階のCVDによる成膜が行われた後、基板を取り出して調べた処、基板表面上に0.01μmの厚さのTi−Zr−N膜が、その上に0.02μmの厚さのTa−W−N膜が、そして最表面に0.01μmの厚さのTi−N膜が積層されていた。この導電性Ti−Zr−N膜とTa−W−N膜とTi−N膜との積層バリア膜の上に、ヘキサフルオロアセチルアセトン銅トリメチルビニルシランを用いてCVDにより配線用の銅薄膜を形成した。   After the film formation by the three-stage CVD was performed, the substrate was taken out and examined. As a result, a 0.01 μm thick Ti—Zr—N film was formed on the substrate surface, and a 0.02 μm thick film was formed thereon. And a Ti-N film having a thickness of 0.01 μm on the outermost surface. A copper thin film for wiring was formed by CVD using hexafluoroacetylacetone copper trimethylvinylsilane on the laminated barrier film of the conductive Ti—Zr—N film, Ta—W—N film, and Ti—N film.

この後、銅がシリコン基板中に拡散しているか否かをSIMS分析により調べた処、銅はシリコン基板中に拡散していないことが確認された。又、テープの貼着・剥離による銅薄膜の密着性テストを試みた処、銅薄膜の剥離は認められず、密着性にも優れたものであった。   Thereafter, whether or not copper was diffused into the silicon substrate was examined by SIMS analysis, and it was confirmed that copper was not diffused into the silicon substrate. Further, when an adhesion test of the copper thin film was performed by attaching and detaching the tape, no peeling of the copper thin film was observed, and the adhesion was excellent.

半導体分野において特に有用に用いられる。   It is particularly useful in the semiconductor field.

CVD装置の概略図Schematic diagram of CVD equipment CVD装置の概略図 代理人 宇 高 克 己Schematic diagram of CVD equipment Katsumi Utaka

Claims (24)

ケミカルベーパーデポジションにより導電性Ti−Zr系バリア膜を形成する為の材料であって、
ハロゲン化Ti系化合物と、
ハロゲン化Zr系化合物
とを含むことを特徴とする導電性バリア膜形成材料。
A material for forming a conductive Ti-Zr-based barrier film by chemical vapor deposition,
A halogenated Ti-based compound,
A material for forming a conductive barrier film, comprising a halogenated Zr-based compound.
ケミカルベーパーデポジションにより導電性Ti−Zr系バリア膜を形成する為の材料であって、
ハロゲン化Ti系化合物と、
ハロゲン化Zr系化合物とを含み、
前記ハロゲン化Ti系化合物とハロゲン化Zr系化合物とのうちの少なくともいずれか一方が液体である
ことを特徴とする導電性バリア膜形成材料。
A material for forming a conductive Ti-Zr-based barrier film by chemical vapor deposition,
A halogenated Ti-based compound,
A halogenated Zr-based compound,
A material for forming a conductive barrier film, wherein at least one of the halogenated Ti-based compound and the halogenated Zr-based compound is a liquid.
ケミカルベーパーデポジションにより導電性Ti−Zr系バリア膜を形成する為の材料であって、
TiCl4 と、
ZrCl4
とを含むことを特徴とする導電性バリア膜形成材料。
A material for forming a conductive Ti-Zr-based barrier film by chemical vapor deposition,
TiCl 4 ,
ZrCl 4
And a conductive barrier film forming material.
ケミカルベーパーデポジションにより導電性Ti−Zr系バリア膜を形成する為の材料であって、
Tiを持つ金属有機化合物と、
Zrを持つ金属有機化合物
とを含むことを特徴とする導電性バリア膜形成材料。
A material for forming a conductive Ti-Zr-based barrier film by chemical vapor deposition,
A metal organic compound having Ti,
A conductive barrier film forming material, comprising: a metal organic compound having Zr.
ケミカルベーパーデポジションにより導電性Ti−Zr系バリア膜を形成する為の材料であって、
Tiを持つ金属有機化合物と、
Zrを持つ金属有機化合物と、
前記金属有機化合物を溶解する溶媒
とを含むことを特徴とする導電性バリア膜形成材料。
A material for forming a conductive Ti-Zr-based barrier film by chemical vapor deposition,
A metal organic compound having Ti,
A metal organic compound having Zr,
And a solvent for dissolving the metal organic compound.
Tiを持つ金属有機化合物が、テトラキスジメチルアミノチタン、テトラキスジエチルアミノチタン、テトラキスジプロピルアミノチタン、テトラキスメチルエチルアミノチタン、ビスジメチルアミノビス〔ビス(トリメチルシリル)アミノ〕チタン、トリスジメチルアミノビス(トリメチルシリル)アミノチタン、ビスシクロペンタジエニルビスジメチルアミノチタン、シクロペンタジエニルシクロオクタテトラエニルチタン、ビスシクロペンタジエニルチタンジアジド、及び前記化合物の誘導体の群の中から選ばれる一種又は二種以上の化合物であることを特徴とする請求項4又は請求項5の導電性バリア膜形成材料。   Metal organic compounds having Ti are tetrakisdimethylaminotitanium, tetrakisdiethylaminotitanium, tetrakisdipropylaminotitanium, tetrakismethylethylaminotitanium, bisdimethylaminobis [bis (trimethylsilyl) amino] titanium, trisdimethylaminobis (trimethylsilyl) amino Titanium, biscyclopentadienyl bisdimethylaminotitanium, cyclopentadienylcyclooctatetraenyltitanium, biscyclopentadienyltitanium diazide, and one or more compounds selected from the group of derivatives of the above compounds The conductive barrier film forming material according to claim 4 or 5, wherein: Zrを持つ金属有機化合物が、テトラキスジメチルアミノジルコニウム、テトラキスジエチルアミノジルコニウム、テトラキスジプロピルアミノジルコニウム、テトラキスメチルエチルアミノジルコニウム、ビスシクロペンタジエニルビスジメチルアミノジルコニウム、ビスシクロペンタジエニルビスジエチルアミノジルコニウム、及び前記化合物の誘導体の群の中から選ばれる一種又は二種以上の化合物であることを特徴とする請求項4又は請求項5の導電性バリア膜形成材料。   The metal organic compound having Zr is tetrakisdimethylaminozirconium, tetrakisdiethylaminozirconium, tetrakisdipropylaminozirconium, tetrakismethylethylaminozirconium, biscyclopentadienylbisdimethylaminozirconium, biscyclopentadienylbisdiethylaminozirconium, and the above The conductive barrier film forming material according to claim 4, wherein the material is one or two or more compounds selected from the group of compound derivatives. 銅膜の下地膜として設けられる導電性バリア膜を形成する為の材料であることを特徴とする請求項1〜請求項7いずれかの導電性バリア膜形成材料。   The conductive barrier film forming material according to any one of claims 1 to 7, which is a material for forming a conductive barrier film provided as a base film of a copper film. 請求項1〜請求項8いずれかの導電性バリア膜形成材料を用いてケミカルベーパーデポジションにより導電性バリア膜を形成することを特徴とする導電性バリア膜形成方法。   A method for forming a conductive barrier film, comprising forming a conductive barrier film by chemical vapor deposition using the conductive barrier film forming material according to any one of claims 1 to 8. ケミカルベーパーデポジションによりTi−Zr系の導電性バリア膜を形成する方法であって、
0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物を気相化する工程と、
0.00001〜760torrの蒸気圧を持つZr系化合物を気相化する工程
とを具備することを特徴とする導電性バリア膜形成方法。
A method for forming a Ti-Zr-based conductive barrier film by chemical vapor deposition,
Vaporizing a Ti-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr;
Vaporizing a Zr-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr.
ケミカルベーパーデポジションによりTa−Ti系の導電性バリア膜を形成する方法であって、
0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTa系化合物を気相化する工程と、
0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物を気相化する工程
とを具備することを特徴とする導電性バリア膜形成方法。
A method for forming a Ta-Ti-based conductive barrier film by chemical vapor deposition,
Vaporizing a Ta-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr;
Vaporizing a Ti-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr.
ケミカルベーパーデポジションによりTa−Zr系の導電性バリア膜を形成する方法であって、
0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTa系化合物を気相化する工程と、
0.00001〜760torrの蒸気圧を持つZr系化合物を気相化する工程
とを具備することを特徴とする導電性バリア膜形成方法。
A method for forming a Ta-Zr-based conductive barrier film by chemical vapor deposition,
Vaporizing a Ta-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr;
Vaporizing a Zr-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr.
ケミカルベーパーデポジションにより導電性バリア膜を形成する方法であって、
0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つZr系化合物、0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTa系化合物、及び0.00001〜2000torrの蒸気圧を持つW系化合物の中から選ばれる少なくとも二つの化合物を気相化する工程と、
0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物を気相化する工程
とを具備することを特徴とする導電性バリア膜形成方法。
A method of forming a conductive barrier film by chemical vapor deposition,
Ti compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr, Zr compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr, Ta compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr, and vapor of 0.00001 to 2000 torr Vaporizing at least two compounds selected from W-based compounds having a pressure;
Vaporizing a Ti-based compound having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr.
複数の化合物を気相化して成膜する工程が同時に行われることを特徴とする請求項10〜請求項13いずれかの導電性バリア膜形成方法。   14. The method for forming a conductive barrier film according to claim 10, wherein a step of forming a film by vaporizing a plurality of compounds is performed simultaneously. 化合物を気相化して成膜する工程が異なる時に行われることを特徴とする請求項10〜請求項13いずれかの導電性バリア膜形成方法。   14. The conductive barrier film forming method according to claim 10, wherein the step of forming a film by vaporizing the compound is performed at different times. 導電性バリア膜の形成に際しての化合物の分解は、加熱分解、光分解、プラズマ分解、反応分解のいずれか一つ以上の方法によることを特徴とする請求項10〜請求項15いずれかの導電性バリア膜形成方法。   The conductive compound according to any one of claims 10 to 15, wherein the decomposition of the compound at the time of forming the conductive barrier film is performed by any one or more of heat decomposition, photo decomposition, plasma decomposition, and reactive decomposition. Barrier film forming method. 導電性バリア膜の形成に際しての化合物の分解が還元雰囲気下で行われることを特徴とする請求項10〜請求項16いずれかの導電性バリア膜形成方法。   The method for forming a conductive barrier film according to any one of claims 10 to 16, wherein the decomposition of the compound at the time of forming the conductive barrier film is performed in a reducing atmosphere. 導電性バリア膜の形成に際しての化合物の分解が水素、水素プラズマ、窒素、窒素プラズマ、アンモニア、アンモニアプラズマ、ヒドラジン、ヒドラジン誘導体、シラン、シラン誘導体、ボラン、及びボラン誘導体の群の中から選ばれる一種又は二種以上を含む雰囲気下で行われることを特徴とする請求項10〜請求項17いずれかの導電性バリア膜形成方法。   A compound selected from the group consisting of hydrogen, hydrogen plasma, nitrogen, nitrogen plasma, ammonia, ammonia plasma, hydrazine, a hydrazine derivative, silane, a silane derivative, borane, and a borane derivative when the compound is decomposed during formation of the conductive barrier film. 18. The method for forming a conductive barrier film according to claim 10, wherein the method is performed in an atmosphere containing two or more kinds. 0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTi系化合物が、テトラフルオロチタン、テトラクロロチタン、テトラブロモチタン、テトライオドチタン、テトラキスジメチルアミノチタン、テトラキスジエチルアミノチタン、テトラキスジプロピルアミノチタン、テトラキスメチルエチルアミノチタン、ビスジメチルアミノビス〔ビス(トリメチルシリル)アミノ〕チタン、トリスジメチルアミノビス(トリメチルシリル)アミノチタン、ビスシクロペンタジエニルビスジメチルアミノチタン、シクロペンタジエニルシクロオクタテトラエニルチタン、ビスシクロペンタジエニルチタンジアジド、及び前記化合物の誘導体の群の中から選ばれる一種又は二種以上の化合物であることを特徴とする請求項10〜請求項18いずれかの導電性バリア膜形成方法。   Ti-based compounds having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr are tetrafluorotitanium, tetrachlorotitanium, tetrabromotitanium, tetraioditanium, tetrakisdimethylaminotitanium, tetrakisdiethylaminotitanium, tetrakisdipropylaminotitanium, tetrakismethylethyl Aminotitanium, bisdimethylaminobis [bis (trimethylsilyl) amino] titanium, trisdimethylaminobis (trimethylsilyl) aminotitanium, biscyclopentadienylbisdimethylaminotitanium, cyclopentadienylcyclooctatetraenyltitanium, biscyclopentadi The conductive material according to any one of claims 10 to 18, wherein the compound is one or more compounds selected from the group consisting of enyl titanium diazide and a derivative of the compound. Rear film forming method. 0.00001〜760torrの蒸気圧を持つZr系化合物が、テトラフルオロジルコニウム、テトラクロロジルコニウム、テトラブロモジルコニウム、テトライオドジルコニウム、ジルコニウムテトラボロンハイドライド、テトラキスジメチルアミノジルコニウム、テトラキスジエチルアミノジルコニウム、テトラキスジプロピルアミノジルコニウム、テトラキスメチルエチルアミノジルコニウム、ビスシクロペンタジエニルビスジメチルアミノジルコニウム、ビスシクロペンタジエニルビスジエチルアミノジルコニウム、及び前記化合物の誘導体の群の中から選ばれる一種又は二種以上の化合物であることを特徴とする請求項10〜請求項18いずれかの導電性バリア膜形成方法。   Zr-based compounds having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr are tetrafluorozirconium, tetrachlorozirconium, tetrabromozirconium, tetraiodzirconium, zirconiumtetraboron hydride, tetrakisdimethylaminozirconium, tetrakisdiethylaminozirconium, tetrakisdipropylamino Zirconium, tetrakismethylethylaminozirconium, biscyclopentadienyl bisdimethylaminozirconium, biscyclopentadienylbisdiethylaminozirconium, and one or more compounds selected from the group of derivatives of the above compounds The method for forming a conductive barrier film according to any one of claims 10 to 18, wherein: 0.00001〜760torrの蒸気圧を持つTa系化合物が、ペンタフルオロタンタル、ペンタクロロタンタル、ペンタブロモタンタル、ペンタクロロタンタルジエチルスルフィドアダクト、ペンタキスジメチルアミノタンタル、テトラキスジエチルアミノタンタル、エチルイミドトリスジエチルアミノタンタル、ブチルイミドトリスジエチルアミノタンタル、ペンタキスメチルエチルアミノタンタル、テトラキスメチルブチルアミノタンタル、及び前記化合物の誘導体の群の中から選ばれる一種又は二種以上の化合物であることを特徴とする請求項11〜請求項18いずれかの導電性バリア膜形成方法。   Ta-based compounds having a vapor pressure of 0.00001 to 760 torr are pentafluorotantalum, pentachlorotantalum, pentabromotantalum, pentachlorotantalum diethylsulfide adduct, pentakisdimethylaminotantalum, tetrakisdiethylaminotantalum, ethylimidotrisdiethylaminotantalum, 11. A compound selected from the group consisting of butyl imido tris diethyl amino tantalum, pentakis methyl ethyl amino tantalum, tetrakis methyl butyl amino tantalum, and one or more compounds selected from the group of derivatives of the compound. Item 18. The method for forming a conductive barrier film according to any one of Items 18. 0.00001〜2000torrの蒸気圧を持つW系化合物が、ヘキサフルオロタングステン、ヘキサクロロタングステン、ヘキサジメチルアミノジタングステン、ヘキサメチルエチルアミノジタングステン、ヘキサジエチルアミノジタングステン、ブチルイミドビスブチルアミノタングステン、ビスプロピルシクロペンタジエニルタングステンジハイドライド、及び前記化合物の誘導体の群の中から選ばれる一種又は二種以上の化合物であることを特徴とする請求項13〜請求項18いずれかの導電性バリア膜形成方法。   W-type compounds having a vapor pressure of 0.00001 to 2000 torr are hexafluorotungsten, hexachlorotungsten, hexadimethylaminoditungsten, hexamethylethylaminoditungsten, hexadiethylaminoditungsten, butylimidobisbutylaminotungsten, bispropylcyclo 19. The method for forming a conductive barrier film according to claim 13, wherein the conductive barrier film is one or more compounds selected from the group consisting of pentadienyltungsten dihydride and a derivative of the compound. 請求項9〜請求項22いずれかの導電性バリア膜形成方法によって導電性バリア膜を形成する導電性バリア膜形成工程と、
前記導電性バリア膜形成工程によって形成された導電性バリア膜の上に銅膜を形成する銅膜形成工程
とを具備することを特徴とする配線膜形成方法。
A conductive barrier film forming step of forming a conductive barrier film by the conductive barrier film forming method according to any one of claims 9 to 22,
A copper film forming step of forming a copper film on the conductive barrier film formed in the conductive barrier film forming step.
請求項9〜請求項22いずれかの導電性バリア膜形成方法によって形成された導電性バリア膜の上に銅配線膜が形成されてなるULSI。
23. An ULSI comprising a copper wiring film formed on a conductive barrier film formed by the conductive barrier film forming method according to claim 9.
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