JP2007332453A5

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Publication number: JP2007332453A5
Application number: JP2007043910A
Authority: JP
Filing date: 2007-02-23
Publication date: 2010-03-18
Anticipated expiration: 2027-02-23

Description

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、カルボン酸と酸素含有金属化合物とを反応させて当該金属のカルボン酸塩ガスを生成する工程と、基板上に前記金属のカルボン酸塩ガスを供給する工程と、前記基板にエネルギーを与え、前記基板上に供給された前記金属のカルボン酸塩を分解して金属膜を形成する工程とを有することを特徴とする成膜方法を提供する。

また、第１の観点において、真空に保持された処理容器内に前記基板を配置する工程をさらに有し、前記処理容器内で前記基板上に前記カルボン酸塩ガスを供給し、前記金属膜を形成するようにしてもよい。

この場合に、前記カルボン酸塩ガスは、前記処理容器外でカルボン酸と酸素含有金属化合物とを反応させて形成し、配管を介して前記処理容器内に導入するようにすることができる。前記酸素含有金属化合物は粉末状であり、これにカルボン酸ガスまたは液体状のカルボン酸を供給することによりカルボン酸金属ガスを生成するようにすることができる。また、前記配管として内面に酸素含有金属化合物をコーティングしたものを用い、その配管にカルボン酸ガスを通流させることによりカルボン酸塩ガスを生成させるようにすることができる。

また、カルボン酸塩ガスは、前記処理容器内でカルボン酸と酸素含有金属化合物とを反応させて生成するようにすることができ、この場合に、前記酸素含有金属化合物は酸化銅からなり、それを含む部材を前記処理容器内に配置し、その部材にカルボン酸ガスを供給することによりカルボン酸塩ガスを生成するようにすることができる。

上記第１の観点において、前記基板上に前記カルボン酸塩ガスを供給することにより前記基板上に前記カルボン酸塩を堆積させ、前記カルボン酸塩が堆積された前記基板にエネルギーを与えることにより前記基板上のカルボン酸塩を分解するようにしてもよいし、前記基板上に前記カルボン酸塩ガスを供給しながら、前記基板にエネルギーを与えるようにしてもよい。また、前記金属として銅または銀を好適に用いることができる。この場合に、前記酸素含有金属化合物は、酸化第一銅（Ｃｕ_２Ｏ）、酸化第二銅（ＣｕＯ）、水酸化第二銅（Ｃｕ（ＯＨ）_２）、酸化第一銀（Ａｇ_２Ｏ）、Ａｇ_２Ｏ_２（酸化第二銀）からなる群から選択されたものを用いることができる。前記カルボン酸としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、吉草酸、酪酸からなる群から選択されたものを用いることができる。

上記第１の観点において、前記カルボン酸は蟻酸であり、前記酸素含有金属化合物は酸素含有銅化合物であり、前記カルボン酸塩ガスは蟻酸銅ガスであり、前記金属膜は銅膜である構成とすることができる。

この場合に、前記酸素含有銅化合物は、酸化第一銅（Ｃｕ_２Ｏ）、酸化第二銅（ＣｕＯ）、および水酸化第二銅（Ｃｕ（ＯＨ）_２）からなる群から選択されたものであり、前記蟻酸銅は第一蟻酸銅とすることができる。

上記第１の観点において、基板に与えられるエネルギーとしては、熱エネルギーを用いることができる。この場合に、基板を支持する基板支持部材に設けられた抵抗発熱体により基板に熱エネルギーを与えてもよく、また、基板から離れた位置に設けられた加熱ランプにより基板に熱エネルギーを与えてもよい。

本発明の第２の観点では、真空に保持され、基板が配置される処理容器と、前記処理容器内で前記基板を支持する基板支持部材と、カルボン酸と酸素含有金属化合物とを反応させて前記金属化合物の金属のカルボン酸塩ガスを生成するととともに、前記処理容器内の前記基板上に前記カルボン酸塩ガスを供給するガス生成および供給手段と、前記基板支持部材上の前記基板にエネルギーを与えるエネルギー付与手段と、前記処理容器内を排気する排気系とを具備し、前記ガス生成および供給手段により前記基板上に前記カルボン酸塩が供給され、前記エネルギー付与手段によるエネルギーによって前記カルボン酸塩が分解して前記基板上に金属膜が形成されることを特徴とする成膜装置を提供する。

上記第２の観点において、前記ガス生成および供給手段は、前記カルボン酸と前記酸素含有金属化合物との反応により前記カルボン酸塩ガスを生成する反応部と、前記カルボン酸ガスを前記反応部に供給するカルボン酸ガス供給配管と、前記反応部から前記カルボン酸塩ガスを前記処理容器に導くカルボン酸塩導入部とを有する構成とすることができる。この場合に、前記反応部は、前記酸素含有金属化合物の粉末を貯留する反応容器を有するものであってよく、また、前記酸素含有金属化合物からなる部材を有するものであってもよい。そして、前記反応部の前記酸素含有金属化合物からなる部材は、前記カルボン酸ガス供給配管の内面に設けられた前記酸素含有金属化合物からなる内面層であってよい。さらに、前記カルボン酸塩導入部は、前記カルボン酸塩ガスをシャワー状に導くシャワーヘッドを有する構成とすることができる。

上記第２の観点において、前記ガス生成および供給手段は、前記処理容器内に配置された、前記酸素含有金属化合物からなる部材と、前記反応容器内に前記カルボン酸ガスを供給するガス供給系とを具備するものとすることができる。

この場合に、前記ガス供給系は、カルボン酸ガスを生成するカルボン酸ガス生成機構と、カルボン酸ガスを前記処理容器に供給するカルボン酸ガス供給配管と、カルボン酸ガスを前記処理容器内に導入するカルボン酸ガス導入部とを有するものであってよく、この場合に、前記酸素含有金属化合物からなる部材は前記カルボン酸ガス導入部に設けられていてよい。そして、前記カルボン酸ガス導入部は、複数の吐出孔を有する吐出部材を有するシャワーヘッドを備え、前記酸素含有金属化合物からなる部材は、前記吐出部材の一部または全部を構成し、前記シャワーヘッドに導入された前記カルボン酸ガスが前記吐出孔を通過する際に酸素含有金属化合物と反応してカルボン酸塩ガスを吐出するようにすることが好ましい。前記シャワーヘッドの吐出部材は、基材と基材表面に形成された酸素含有金属化合物からなるコーティング層とを有し、該コーティング層が前記酸素含有金属化合物からなる部材として機能するようにしてよい。

上記第２の観点において、前記ガス供給系により前記基板上に前記カルボン酸塩ガスが供給されて前記カルボン酸塩が堆積し、前記エネルギー付与手段によるエネルギーによって前記基板上に堆積した前記カルボン酸塩が分解するようにしてもよいし、前記ガス供給系により前記基板上に前記カルボン酸塩ガスが供給されながら、前記エネルギー付与手段により前記基板にエネルギーが付与されるようにしてもよい。また、前記金属として銅または銀を好適に用いることができる。この場合に、前記酸素含有金属化合物は、酸化第一銅（Ｃｕ_２Ｏ）、酸化第二銅（ＣｕＯ）、水酸化第二銅（Ｃｕ（ＯＨ）_２）、酸化第一銀（Ａｇ_２Ｏ）、酸化第二銀（Ａｇ_２Ｏ_２）からなる群から選択されたものを用いることができる。前記カルボン酸としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、吉草酸、酪酸からなる群から選択されたものを用いることができる。

上記第２の観点において、前記カルボン酸は蟻酸であり、前記酸素含有金属化合物は酸素含有銅化合物であり、前記カルボン酸塩ガスは蟻酸銅ガスであり、前記金属膜は銅膜である構成とすることができる。

上記第２の観点において、前記エネルギー付与手段としては、前記基板に熱エネルギーを与えるものであることが好ましく、その場合に、前記エネルギー付与手段は、前記基板支持部材に設けられた抵抗発熱体を有するものであっても、前記基板支持部材から離隔して設けられた加熱ランプを有するものであってもよい。

本発明の第３の観点では、真空に保持され、基板が配置されて、配置された前記基板に所定の金属を含むカルボン酸塩を供給して前記基板上にカルボン酸塩膜を堆積させる第１の処理容器と、真空に保持され、前記第１の処理容器内で前記カルボン酸塩膜が堆積された前記基板が配置されて、配置された前記基板にエネルギーを与えて前記基板上のカルボン酸塩を分解し、前記基板上に金属膜を形成する第２の処理容器と、前記第１の処理容器から前記第２の処理容器へ真空を破ることなく基板を搬送する基板搬送機構とを具備することを特徴とする成膜装置を提供する。

本発明の第４の観点では、コンピュータ上で動作し、成膜装置を制御するためのプログラムが記憶されたコンピュータで読み取り可能な記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、上記第１の観点の成膜方法が実施されるようにコンピュータに前記成膜装置を制御させることを特徴とする記憶媒体を提供する。

Claims

カルボン酸と酸素含有金属化合物とを反応させて前記金属化合物の金属のカルボン酸塩ガスを生成する工程と、
基板上に前記金属のカルボン酸塩ガスを供給する工程と、
前記基板にエネルギーを与え、前記基板上に供給された前記金属のカルボン酸塩を分解して金属膜を形成する工程と
を有することを特徴とする成膜方法。
前記酸素含有金属化合物は粉末状であり、これにカルボン酸ガスまたは液体状のカルボン酸を供給することにより前記カルボン酸塩ガスを生成することを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
真空に保持された処理容器内に前記基板を配置する工程をさらに有し、前記処理容器内で前記基板上に前記カルボン酸塩ガスを供給し、前記金属膜を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の成膜方法。
前記カルボン酸塩ガスは、前記処理容器外でカルボン酸と前記酸素含有金属化合物とを反応させて形成し、配管を介して前記処理容器内に導入することを特徴とする請求項３に記載の成膜方法。
前記酸素含有金属化合物は粉末状であり、これにカルボン酸ガスまたは液体状のカルボン酸を供給することにより前記カルボン酸塩ガスを生成することを特徴とする請求項４に記載の成膜方法。
前記配管として内面に前記酸素含有金属化合物をコーティングしたものを用い、その配管にカルボン酸ガスを通流させることにより前記カルボン酸塩ガスを生成することを特徴とする請求項４に記載の成膜方法。
前記カルボン酸塩ガスは、前記処理容器内でカルボン酸と前記酸素含有金属化合物とを反応させて生成することを特徴とする請求項３に記載の成膜方法。
前記酸素含有金属化合物は酸化銅からなり、それを含む部材を前記処理容器内に配置し、その部材にカルボン酸ガスを供給することによりカルボン酸塩ガスを生成することを特徴とする請求項７に記載の成膜方法。
前記基板上に前記カルボン酸塩ガスを供給することにより前記基板上に前記カルボン酸塩を堆積させ、
前記カルボン酸塩が堆積された前記基板にエネルギーを与えることにより前記基板上の前記カルボン酸塩を分解することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の成膜方法。
前記基板上に前記カルボン酸塩ガスを供給しながら、前記基板にエネルギーを与えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の成膜方法。
前記金属は銅または銀であることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の成膜方法。
前記酸素含有金属化合物は、酸化第一銅（Ｃｕ_２Ｏ）、酸化第二銅（ＣｕＯ）、水酸化第二銅（Ｃｕ（ＯＨ）_２）、酸化第一銀（Ａｇ_２Ｏ）、Ａｇ_２Ｏ_２（酸化第二銀）からなる群から選択されたものであることを特徴とする請求項１１に記載の成膜方法。
前記カルボン酸は、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、吉草酸、酪酸からなる群から選択されたものであることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の成膜方法。
前記カルボン酸は蟻酸であり、前記酸素含有金属化合物は酸素含有銅化合物であり、前記カルボン酸塩ガスは蟻酸銅ガスであり、前記金属膜は銅膜であることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の成膜方法。
前記酸素含有銅化合物は、酸化第一銅（Ｃｕ_２Ｏ）、酸化第二銅（ＣｕＯ）、および水酸化第二銅（Ｃｕ（ＯＨ）_２）からなる群から選択されたものであり、前記蟻酸銅は第一蟻酸銅であることを特徴とする請求項１４に記載の成膜方法。
前記基板に与えられるエネルギーは、熱エネルギーであることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の成膜方法。
前記基板を支持する基板支持部材に設けられた抵抗発熱体により前記基板に熱エネルギーを与えることを特徴とする請求項１６に記載の成膜方法。
前記基板から離れた位置に設けられた加熱ランプにより前記基板に熱エネルギーを与えることを特徴とする請求項１６に記載の成膜方法。
真空に保持され、基板が配置される処理容器と、
前記処理容器内で前記基板を支持する基板支持部材と、
カルボン酸と酸素含有金属化合物とを反応させて前記金属化合物の金属のカルボン酸塩ガスを生成するととともに、前記処理容器内の前記基板上に前記カルボン酸塩ガスを供給するガス生成および供給手段と、
前記基板支持部材上の前記基板にエネルギーを与えるエネルギー付与手段と、
前記処理容器内を排気する排気系と
を具備し、
前記ガス生成および供給手段により前記基板上に前記カルボン酸塩が供給され、前記エネルギー付与手段によるエネルギーによって前記カルボン酸塩が分解して前記基板上に金属膜が形成されることを特徴とする成膜装置。
前記ガス生成および供給手段は、前記カルボン酸と前記酸素含有金属化合物との反応により前記カルボン酸塩ガスを生成する反応部と、前記カルボン酸ガスを前記反応部に供給するカルボン酸ガス供給配管と、前記反応部から前記カルボン酸塩ガスを前記処理容器に導くカルボン酸塩導入部とを有することを特徴とする請求項１９に記載の成膜装置。
前記反応部は、前記酸素含有金属化合物の粉末を貯留する反応容器を有することを特徴とする請求項２０に記載の成膜装置。
前記反応部は、前記酸素含有金属化合物からなる部材を有することを特徴とする請求項２０に記載の成膜装置。
前記反応部の前記酸素含有金属化合物からなる部材は、前記カルボン酸ガス供給配管の内面に設けられた前記酸素含有金属化合物からなる内面層であることを特徴とする請求項２２に記載の成膜装置。
前記カルボン酸塩導入部は、前記カルボン酸塩ガスをシャワー状に導くシャワーヘッドを有することを特徴とする請求項２０から請求項２３のいずれか１項に記載の成膜装置。
前記ガス生成および供給手段は、前記処理容器内に配置された、前記酸素含有金属化合物からなる部材と、前記反応容器内に前記カルボン酸ガスを供給するガス供給系とを具備することを特徴とする請求項１９に記載の成膜装置。
前記ガス供給系は、前記カルボン酸ガスを生成するカルボン酸ガス生成機構と、前記カルボン酸ガスを前記処理容器に供給するカルボン酸ガス供給配管と、前記カルボン酸ガスを前記処理容器内に導入するカルボン酸ガス導入部とを有することを特徴とする請求項２５に記載の成膜装置。
前記酸素含有金属化合物からなる部材は前記カルボン酸ガス導入部に設けられていることを特徴とする請求項２６に記載の成膜装置。
前記カルボン酸ガス導入部は、複数の吐出孔を有する吐出部材を有するシャワーヘッドを備え、前記酸素含有金属化合物からなる部材は、前記吐出部材の一部または全部を構成し、前記シャワーヘッドに導入された前記カルボン酸ガスが前記吐出孔を通過する際に前記酸素含有金属化合物と反応してカルボン酸塩ガスを吐出することを特徴とする請求項２７に記載の成膜装置。
前記シャワーヘッドの吐出部材は、基材と基材表面に形成された前記酸素含有金属化合物からなるコーティング層とを有し、該コーティング層が前記酸素含有金属化合物からなる部材として機能することを特徴とする請求項２８に記載の成膜装置。
前記ガス供給系により前記基板上に前記カルボン酸塩ガスが供給されて前記カルボン酸塩が堆積し、前記エネルギー付与手段によるエネルギーによって前記基板上に堆積した前記カルボン酸塩が分解することを特徴とする請求項１９から請求項２９のいずれか１項に記載の成膜装置。
前記ガス供給系により前記基板上に前記カルボン酸塩ガスが供給されながら、前記エネルギー付与手段により前記基板にエネルギーが付与されることを特徴とする請求項１９から請求項２９のいずれか１項に記載の成膜装置。
前記金属は銅または銀であることを特徴とする請求項１９から請求項３１のいずれか１項に記載の成膜装置。
前記酸素含有金属化合物は、酸化第一銅（Ｃｕ_２Ｏ）、酸化第二銅（ＣｕＯ）、水酸化第二銅（Ｃｕ（ＯＨ）_２）、酸化第一銀（Ａｇ_２Ｏ）、酸化第二銀（Ａｇ_２Ｏ_２）からなる群から選択されたものであることを特徴とする請求項３２に記載の成膜装置。
前記カルボン酸は、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、吉草酸、酪酸からなる群から選択されたものであることを特徴とする請求項１９から請求項３３のいずれか１項に記載の成膜装置。
前記カルボン酸は蟻酸であり、前記酸素含有金属化合物は酸素含有銅化合物であり、前記カルボン酸塩ガスは蟻酸銅ガスであり、前記金属膜は銅膜であることを特徴とする請求項１９から請求項３１のいずれか１項に記載の成膜装置。
前記酸素含有銅化合物は、酸化第一銅（Ｃｕ_２Ｏ）、酸化第二銅（ＣｕＯ）、および水酸化第二銅（Ｃｕ（ＯＨ）_２）のいずれかであり、前記蟻酸銅は第一蟻酸銅であることを特徴とする請求項３５に記載の成膜装置。
前記エネルギー付与手段は、前記基板に熱エネルギーを与えることを特徴とする請求項１９から請求項３６のいずれか１項に記載の成膜装置。
前記エネルギー付与手段は、前記基板支持部材に設けられた抵抗発熱体を有することを特徴とする請求項３７に記載の成膜装置。
前記エネルギー付与手段は、前記基板支持部材から離隔して設けられた加熱ランプを有することを特徴とする請求項３７に記載の成膜装置。
真空に保持され、基板が配置されて、配置された前記基板に所定の金属を含むカルボン酸塩を供給して前記基板上にカルボン酸塩膜を堆積させる第１の処理容器と、
真空に保持され、前記第１の処理容器内で前記カルボン酸塩膜が堆積された前記基板が配置されて、配置された前記基板にエネルギーを与えて前記基板上のカルボン酸塩を分解し、前記基板上に金属膜を形成する第２の処理容器と、
前記第１の処理容器から前記第２の処理容器へ真空を破ることなく基板を搬送する基板搬送機構と
を具備することを特徴とする成膜装置。
コンピュータ上で動作し、成膜装置を制御するためのプログラムが記憶されたコンピュータで読み取り可能な記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、請求項１から請求項１８のいずれかの成膜方法が実施されるようにコンピュータに前記成膜装置を制御させることを特徴とする記憶媒体。