JP2012186208A - Wiring formation method and wiring formation device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、絶縁層が積層された導電層に該絶縁層を貫通するカーボンナノチューブを接続する配線形成方法、及び該配線形成装置に関する。 The present invention relates to a wiring forming method for connecting a carbon nanotube penetrating an insulating layer to a conductive layer in which insulating layers are laminated, and the wiring forming apparatus.
従来から、例えば特許文献1に記載のように、半導体装置の配線構造には、下層配線と該半導体装置の上層配線とを接続する配線としてカーボンナノチューブを用いる技術が検討されている。 Conventionally, as described in Patent Document 1, for example, as a wiring structure of a semiconductor device, a technique using a carbon nanotube as a wiring connecting a lower layer wiring and an upper layer wiring of the semiconductor device has been studied.
上記カーボンナノチューブの形成時には、まず、下層配線上の層間絶縁層に下層配線に接続するホールが形成されて、該ホールの内表面に例えばスパッタ法によって触媒層が形成される。次いで、炭化水素ガスを用いた熱CVD法によって、触媒層上にカーボンナノチューブが形成される。このとき、ホールの内表面の全体が触媒層に覆われているため、こうした触媒層から成長するカーボンナノチューブは、自ずと触媒層に倣うようにホールの内表面の全体に形成される。その結果、ホールの内部には、ホールの底壁面に形成されることで電極間の接続に寄与するカーボンナノチューブと、ホールの内壁面に形成されて電極間の接続に寄与しないカーボンナノチューブとが混在することになる。 When forming the carbon nanotube, first, a hole connected to the lower layer wiring is formed in the interlayer insulating layer on the lower layer wiring, and a catalyst layer is formed on the inner surface of the hole by, for example, sputtering. Next, carbon nanotubes are formed on the catalyst layer by a thermal CVD method using a hydrocarbon gas. At this time, since the entire inner surface of the hole is covered with the catalyst layer, the carbon nanotubes grown from the catalyst layer are formed on the entire inner surface of the hole so as to follow the catalyst layer. As a result, the inside of the hole is a mixture of carbon nanotubes that contribute to the connection between the electrodes by being formed on the bottom wall surface of the hole, and carbon nanotubes that are formed on the inner wall surface of the hole and do not contribute to the connection between the electrodes. Will do.
近年では、半導体装置の微細化にともなって、上記ホールの微細化が進行していることから、ホール内に形成可能なカーボンナノチューブの密度の上限値も小さくなりつつある。そのため、上述のような電極間の接続に寄与しないカーボンナノチューブが、配線構造の電気的な特性、例えば電気伝導性や許容電流密度等に与える影響も無視し難くなりつつある。そこで、カーボンナノチューブを形成する前に、ホールの内壁面に形成された触媒層をイオンミリングによって除去することで、ホールの底壁面にのみカーボンナノチューブを形成する試みがなされている。 In recent years, with the miniaturization of semiconductor devices, the above-mentioned miniaturization of holes has progressed, so the upper limit value of the density of carbon nanotubes that can be formed in the holes is also decreasing. For this reason, it is becoming difficult to ignore the influence of carbon nanotubes that do not contribute to the connection between the electrodes as described above on the electrical characteristics of the wiring structure, such as electrical conductivity and allowable current density. Therefore, an attempt has been made to form the carbon nanotube only on the bottom wall surface of the hole by removing the catalyst layer formed on the inner wall surface of the hole by ion milling before forming the carbon nanotube.
ここで、上記イオンミリングによって触媒層の一部を除去する態様を図6に模式的に示す。図6に示されるように、支持基板41上に形成された下部配線層42は、絶縁層43に形成されたホール44の底壁面44bとして露出している。この際、ホール44の内表面に形成された触媒層45のうち、ホール44の内壁面44aに形成された触媒層45のみを選択的に除去するためには、ホール44の内壁面44aにのみミリング粒子Pが衝突するように、ミリング粒子Pの軌道を設定する必要がある。
Here, the aspect which removes a part of catalyst layer by the said ion milling is typically shown in FIG. As shown in FIG. 6, the
しかしながら、ホール44の内壁面44aの全体にミリング粒子Pが衝突し、且つホール44の底壁面44bにはミリング粒子Pが衝突しないようにイオンミリングを進めるためには、ミリング粒子Pの射出源に対する支持基板41の配置やミリング粒子Pの指向性が非常に限られたものとなる。また、ホール44の内壁面44aのみに選択的にミリング粒子Pを入射させることができたとしても、該内壁面44aで反跳したミリング粒子Pが底壁面44bに衝突してしまうことも少なくない。さらに、ミリング粒子Pが衝突することによって触媒層45から弾き出された金属粒子45aが、ホール44の底壁面44bに付着してしまうことも少なくない。その結果、上記イオンミリングによる触媒層45の除
去では、底壁面44bに形成される触媒層45の厚さや触媒層45の密度を制御することが困難となる。結局のところ、ホールの微細化が進行する近年では、ホール44の内壁面44aからのカーボンナノチューブの成長を抑えることが困難であるため、ホール44の底壁面44bから選択的にカーボンナノチューブを形成することで、該配線構造の電気的な特性を向上することのできる方法の開発が望まれている。
However, in order to advance the ion milling so that the milling particles P collide with the entire
なお、こうした問題は、半導体基板上にて絶縁層の上下に形成された配線層を接続するカーボンナノチューブを有した配線構造に限らず、絶縁層が積層された導電層に該絶縁層を貫通するカーボンナノチューブが接続される配線構造であれば、概ね共通するものである。 Such a problem is not limited to the wiring structure having carbon nanotubes connecting the wiring layers formed above and below the insulating layer on the semiconductor substrate, and penetrates the insulating layer through the conductive layer in which the insulating layers are stacked. The wiring structure to which the carbon nanotubes are connected is generally common.
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、絶縁層が積層された導電層に該絶縁層を貫通するカーボンナノチューブが接続される配線構造にて電気的特性を向上することのできる配線形成方法、及び該方法を用いる配線形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to improve electrical characteristics in a wiring structure in which a carbon nanotube penetrating through an insulating layer is connected to a conductive layer in which the insulating layer is laminated. An object of the present invention is to provide a wiring forming method and a wiring forming apparatus using the method.
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
請求項1に記載の発明は、導電層にカーボンナノチューブが接続された配線形成方法であって、前記導電層に積層された絶縁層にその積層方向に貫通する凹部を形成する工程と、前記凹部の内表面の全体を覆うように前記絶縁層上に触媒層を形成する工程と、前記凹部の内部にシースが形成され、且つ前記凹部の内壁面に対するシースの厚さが前記凹部の底壁面に対するシースの厚さよりも小さくなるようにプラズマを生成し、前記内壁面に形成された前記触媒層を前記プラズマ中のイオンによって除去する工程と、前記凹部の底壁面に残された前記触媒層を用いて該底壁面からカーボンナノチューブを形成する工程とを有することを要旨とする。 The invention according to claim 1 is a wiring forming method in which carbon nanotubes are connected to a conductive layer, the step of forming a recess penetrating in the stacking direction in an insulating layer stacked on the conductive layer, and the recess Forming a catalyst layer on the insulating layer so as to cover the entire inner surface, a sheath is formed inside the recess, and the thickness of the sheath relative to the inner wall surface of the recess is relative to the bottom wall surface of the recess Using a step of generating plasma so as to be smaller than the thickness of the sheath and removing the catalyst layer formed on the inner wall surface by ions in the plasma, and the catalyst layer left on the bottom wall surface of the recess And a step of forming carbon nanotubes from the bottom wall surface.
請求項1に記載の発明では、触媒層を凹部の内壁の全体に形成した後、凹部内にシースが形成されるプラズマを生成して、凹部の内壁面に形成された触媒層にプラズマ中のイオンを衝突させるようにしている。このとき、凹部の内壁面に対するシースの厚さが凹部の底壁面に対するシースの厚さよりも小さくなるようにプラズマが生成される。そのため、シースで加速されるイオンの衝突が凹部の内壁面に対して優先的に進行するようになる。その結果、凹部の底壁面にのみ選択的に触媒層を残すこと、ひいてはカーボンナノチューブの支配的な成長方向を積層方向にすることが容易なものとなる。そして、カーボンナノチューブの成長方向を揃えることができることから、配線構造の電気的特性を向上することが可能になる。 In the first aspect of the present invention, after the catalyst layer is formed on the entire inner wall of the recess, a plasma in which a sheath is formed in the recess is generated, and the catalyst layer formed on the inner wall surface of the recess Ions are collided. At this time, plasma is generated such that the thickness of the sheath with respect to the inner wall surface of the recess is smaller than the thickness of the sheath with respect to the bottom wall surface of the recess. Therefore, the collision of ions accelerated by the sheath preferentially proceeds with respect to the inner wall surface of the recess. As a result, it becomes easy to selectively leave the catalyst layer only on the bottom wall surface of the recess, and thus to make the dominant growth direction of the carbon nanotubes the stacking direction. And since the growth direction of a carbon nanotube can be arrange | equalized, it becomes possible to improve the electrical property of a wiring structure.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の配線形成方法において、前記カーボンナノチューブを形成した後に前記絶縁層上にプラズマを生成し、前記凹部の開口から突出した前記カーボンナノチューブに該プラズマ中のイオンを衝突させて前記カーボンナノチューブの先端側を除去する工程を有することを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the wiring forming method according to the first aspect, after the carbon nanotube is formed, a plasma is generated on the insulating layer, and the plasma is applied to the carbon nanotube protruding from the opening of the recess. The gist of the invention is to have a step of removing the tip side of the carbon nanotube by colliding ions therein.
請求項2に記載の発明では、プラズマ中のイオンの衝突によってカーボンナノチューブの先端を除去するようにしている。そのため、カーボンナノチューブのうち、凹部の開口から突出した部位にチャージが優先的に蓄積することから、カーボンナノチューブの先端側から順に除去される。それゆえに、上記開口から突出したカーボンナノチューブのみを選択的に除去することが容易になる。 In the invention described in claim 2, the tip of the carbon nanotube is removed by collision of ions in the plasma. For this reason, among the carbon nanotubes, charge preferentially accumulates at a portion protruding from the opening of the recess, and thus the carbon nanotubes are sequentially removed from the tip side of the carbon nanotube. Therefore, it becomes easy to selectively remove only the carbon nanotubes protruding from the opening.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の配線形成方法において、前記カーボンナノ
チューブの先端を除去する工程の後に前記カーボンナノチューブに接続される導電層を前記絶縁層上に積層する工程をさらに有し、前記カーボンナノチューブの先端を除去する工程と前記絶縁層上に導電層を積層する工程とが共通する真空系で行われることを要旨とする。
According to a third aspect of the present invention, in the wiring forming method according to the second aspect, the step of laminating a conductive layer connected to the carbon nanotube on the insulating layer after the step of removing the tip of the carbon nanotube. Furthermore, the gist is that the step of removing the tip of the carbon nanotube and the step of laminating a conductive layer on the insulating layer are performed in a common vacuum system.
請求項3に記載の発明では、カーボンナノチューブの先端の除去工程によってキャップ構造が開放されたとしても、カーボンナノチューブ内に空気が入り込むことを回避することで、空気によってカーボンナノチューブの電気的特性が低下することを回避できる。 In the invention according to claim 3, even if the cap structure is opened by the carbon nanotube tip removal step, the air has the electrical characteristics of the carbon nanotubes reduced by avoiding air from entering the carbon nanotubes. Can be avoided.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の配線形成方法において、前記触媒層は、下部触媒層と上部触媒層とから形成され、前記下部触媒層は、チタン、タンタル、バナジウム、ニオブ、これら遷移金属の窒化物、及び該遷移金属の酸化物の少なくとも一つによって形成され、前記上部触媒層は、コバルト、ニッケル、及び鉄のいずれかによって形成されていることを要旨とする。 Invention of Claim 4 is the wiring formation method as described in any one of Claims 1-3, The said catalyst layer is formed from a lower catalyst layer and an upper catalyst layer, The said lower catalyst layer is It is formed of at least one of titanium, tantalum, vanadium, niobium, nitrides of these transition metals, and oxides of the transition metals, and the upper catalyst layer is formed of any of cobalt, nickel, and iron. This is the gist.
本願発明者らは、触媒層をチタン、タンタル、バナジウム、ニオブ、これら遷移金属の窒化物、及び該遷移金属の酸化物の少なくとも一つによって形成された下部触媒層と、コバルト、ニッケル、及び鉄のいずれかによって形成された上部触媒層とから形成することにより、カーボンナノチューブを形成するときの基板の温度を低下できることを見出した。 The inventors of the present invention have a catalyst layer comprising a lower catalyst layer formed of at least one of titanium, tantalum, vanadium, niobium, nitrides of these transition metals, and oxides of the transition metals, and cobalt, nickel, and iron. It has been found that the temperature of the substrate when forming the carbon nanotubes can be lowered by forming from the upper catalyst layer formed by any of the above.
上記請求項4に記載の発明によれば、上述した金属層を組み合わせて触媒層を形成していることから、カーボンナノチューブを形成するときの基板の温度を低下させることができる。それゆえに、同発明によれば、上記配線構造を形成するときの熱履歴を低減することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the catalyst layer is formed by combining the metal layers described above, the temperature of the substrate when forming the carbon nanotube can be lowered. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the thermal history when the wiring structure is formed.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の配線形成方法において、前記触媒層をスパッタ法によって形成することを要旨とする。
請求項5に記載の発明では、スパッタ法によって触媒層を形成することから、他の成膜方法、例えば、電子ビーム蒸着法等によって触媒層を形成するよりも、大面積の基板に対して触媒層の形成が可能であるとともに、一度に複数の基板に対して触媒層を形成することも可能である。
The gist of a fifth aspect of the present invention is that the catalyst layer is formed by a sputtering method in the wiring formation method according to any one of the first to fourth aspects.
In the invention according to claim 5, since the catalyst layer is formed by the sputtering method, the catalyst is formed on the substrate having a large area, compared with the case where the catalyst layer is formed by another film forming method such as an electron beam evaporation method. It is possible to form layers and to form catalyst layers on a plurality of substrates at once.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の配線形成方法において、前記触媒層を電子ビーム蒸着法によって形成することを要旨とする。
請求項6に記載の発明では、電子ビーム蒸着法によって触媒層を形成することから、他の成膜方法、例えばスパッタ法や各種CVD法等によって触媒層を形成するよりも、該触媒層を選択的に形成することができる。そのため、触媒層の形成時から、凹部の底壁面に対して選択的に触媒層を形成しやすくなることから、上記触媒層を除去する工程を経ることにより、凹部の内壁面に形成された触媒層がより確実に除去されるようになる。
請求項7に記載の発明は、請求項3〜6のいずれか一項に記載の配線形成方法において、前記絶縁層上の導電層をスパッタ法によって形成することを要旨とする。
請求項8に記載の発明は、請求項3〜6のいずれか一項に記載の配線形成方法において、前記絶縁層上の導電層を電子ビーム蒸着法によって形成することを要旨とする。
上記請求項7,8に記載の方法によるように、配線構造の有する導電層は、スパッタ法や電子ビーム蒸着法によって形成することができる。
The gist of a sixth aspect of the present invention is that the catalyst layer is formed by an electron beam evaporation method in the wiring forming method according to any one of the first to fourth aspects.
In the invention according to
The gist of a seventh aspect of the present invention is that the conductive layer on the insulating layer is formed by a sputtering method in the wiring forming method according to any one of the third to sixth aspects.
The gist of an eighth aspect of the present invention is that the conductive layer on the insulating layer is formed by an electron beam evaporation method in the wiring formation method according to any one of the third to sixth aspects.
As in the methods according to the seventh and eighth aspects, the conductive layer of the wiring structure can be formed by sputtering or electron beam evaporation.
請求項9に記載の発明は、絶縁層が積層された導電層に該絶縁層を貫通する凹部を介してカーボンナノチューブが接続された配線構造を形成する配線形成装置であって、前記凹部の内表面の全体が含まれるように前記絶縁層上に触媒層を形成するチャンバと、前記凹
部の内部にシースが形成され、且つ前記凹部の内壁面に対するシースの厚さが前記凹部の底壁面に対するシースの厚さよりも小さくなるようにプラズマを生成し、前記内壁面に形成された前記触媒層を前記プラズマ中のイオンによって除去するチャンバと、前記凹部の底壁面に残された前記触媒層を用いて該底壁面からカーボンナノチューブを形成するチャンバとを備えることを要旨とする。
The invention according to claim 9 is a wiring forming apparatus for forming a wiring structure in which a carbon nanotube is connected to a conductive layer in which an insulating layer is laminated via a recess penetrating the insulating layer, A chamber in which a catalyst layer is formed on the insulating layer so as to include the entire surface, a sheath is formed inside the recess, and the thickness of the sheath relative to the inner wall surface of the recess is the sheath relative to the bottom wall surface of the recess Using a chamber that generates plasma to be smaller than the thickness of the inner wall surface and removes the catalyst layer formed on the inner wall surface by ions in the plasma, and the catalyst layer left on the bottom wall surface of the recess. And a chamber for forming carbon nanotubes from the bottom wall surface.
請求項9に記載の発明では、凹部内にシースが形成されるプラズマを生成して、凹部の内壁面に形成された触媒層にプラズマ中のイオンを衝突させるチャンバを備えるようにしている。該チャンバは、凹部の内壁面に対するシースの厚さが凹部の底壁面に対するシースの厚さよりも小さくなるようにプラズマを生成する。そのため、シースで加速されるイオンの衝突が凹部の内壁面に対して優先的に進行するようになる。その結果、凹部の底壁面にのみ選択的に触媒層を残すこと、ひいてはカーボンナノチューブの支配的な成長方向を積層方向にすることが容易なものとなる。そして、カーボンナノチューブの成長方向を揃えることができることから、配線構造の電気的特性を向上することが可能になる。 According to the ninth aspect of the present invention, a chamber is provided that generates plasma in which a sheath is formed in the recess, and collides ions in the plasma with the catalyst layer formed on the inner wall surface of the recess. The chamber generates plasma such that the thickness of the sheath with respect to the inner wall surface of the recess is smaller than the thickness of the sheath with respect to the bottom wall surface of the recess. Therefore, the collision of ions accelerated by the sheath preferentially proceeds with respect to the inner wall surface of the recess. As a result, it becomes easy to selectively leave the catalyst layer only on the bottom wall surface of the recess, and thus to make the dominant growth direction of the carbon nanotubes the stacking direction. And since the growth direction of a carbon nanotube can be arrange | equalized, it becomes possible to improve the electrical property of a wiring structure.
以下、本発明の配線形成方法、及び配線形成装置を具体化した一実施形態について図1〜図5を参照して説明する。まず、図1を参照して配線形成装置が搭載されたクラスター装置について説明する。 Hereinafter, an embodiment embodying a wiring forming method and a wiring forming apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. First, a cluster device equipped with a wiring forming apparatus will be described with reference to FIG.
クラスター装置10の搬送チャンバ12には、搬出入チャンバ11、触媒層形成チャンバ13、逆スパッタチャンバ14、熱CVDチャンバ15、及び導電層形成チャンバ16が連結されている。上記チャンバ11〜16のそれぞれには、各チャンバ11〜16を共通する所定の圧力に減圧する真空ポンプや圧力調整バルブから構成された排気部が接続されている。そして、これらチャンバ11〜16は、共通する真空系を形成する。なお、処理対象である基板Sが、上記搬出入チャンバ11を介して搬出入される際には、搬出入チャンバ11と搬送チャンバ12との間に設けられたゲートバルブにより、搬出入チャンバ11が、その他のチャンバ12〜16から隔絶されるようになっている。そのため、チャンバ12〜16については、所定の真空状態に維持されることになる。
A carry-in / out
搬出入チャンバ11は、外部から搬送される基板Sをクラスター装置10内に搬入したり、クラスター装置10内にて処理が施された基板Sを外部へ搬出したりする。搬出入チャンバ11から搬入れされる基板Sとは、シリコン基板上に導電層を構成する銅配線、拡散防止機能を有して導電層を構成する窒化タンタル層、及び低誘電率材料からなる絶縁層が順に積層され、且つ該絶縁層を積層方向に貫通する凹部としてのホールが形成されたものである。ホールは、絶縁層に複数形成されているとともに、各ホールの直径は、例えば160nm、深さは、例えば200nmである。
The carry-in / out
搬送チャンバ12には、該搬送チャンバ12を介して基板Sを上記各チャンバ13〜16に搬送するとともに、各チャンバ13〜16にて処理の施された基板Sを搬出入チャンバ11に搬送する搬送ロボット12aが搭載されている。
The
触媒層形成チャンバ13には、窒化チタンからなるターゲット、コバルトからなるターゲットが搭載されるとともに、スパッタガスを供給するガス供給部が連結され、またスパッタガスのプラズマを生成するための電源が連結されている。触媒層形成チャンバ13では、触媒層としての窒化チタン層及びコバルト層が、基板Sに形成されたホールの内表面の全体、及び絶縁層の表面の全体に形成される。
The catalyst
逆スパッタチャンバ14には、基板Sを載置する基板ステージが内蔵され、また、逆スパッタチャンバ14内にスパッタガスを供給するガス供給部等が連結されている。そして、逆スパッタチャンバ14では、スパッタガスのプラズマが形成されて、基板Sに形成された触媒層の一部が逆スパッタされる。なお、本実施形態においては、基板S上に一旦形成された触媒層等の構造体の一部をスパッタ粒子によって除去することを逆スパッタという。
A substrate stage on which the substrate S is placed is built in the
熱CVDチャンバ15には、基板Sを所定温度に加熱しながら保持する基板ステージが内蔵され、また、基板Sに対して炭化水素ガスを供給するガス供給部等が連結されている。そして、熱CVDチャンバ15では、基板Sが所定温度に加熱された状態で、炭化水素ガスが供給され、これにより、基板Sのホール内にカーボンナノチューブが形成される。
The
導電層形成チャンバ16には、その内部にスパッタガスや反応ガスを供給するガス供給部が接続され、また、スパッタガスのプラズマを生成する電源の接続されたタンタルからなるターゲットが搭載されている。そして、導電層形成チャンバ16では、上記カーボンナノチューブの形成された基板Sに対して、該カーボンナノチューブに接続される導電層としての窒化タンタルが反応性スパッタ法により形成される。
The conductive
次に、上述した逆スパッタチャンバ14の詳細な構成について、図2を参照して説明する。逆スパッタチャンバ14を構成する真空槽21の内部には、搬入された基板Sを保持する基板ステージ22が配置されている。基板ステージ22内のステージ電極23には、例えば13.56MHzの周波数である高周波電力を出力する高周波電源25が整合器24を介して接続されている。整合器24は、ステージ電極23に負のバイアス電圧を印加するためのブロッキングコンデンサーを有するとともに、高周波電源25の入力インピーダンスとその負荷の出力インピーダンスとを整合させる。また、真空槽21の上部には、上記基板ステージ22と対向するようにシャワープレート26が設置されている。シャワープレート26には、真空槽21に貫通形成されたガス供給口21aを介して、スパッタガス、例えばアルゴンガスを供給するスパッタガス供給部27が接続されている。
Next, the detailed configuration of the above-described
また、真空槽21には、該真空槽21に貫通形成された排気口21bを介して真空槽21内の流体を排気する排気部28が接続されている。排気部28は、各種真空ポンプや圧力調節バルブによって構成され、所定の排気流量にて真空槽21内の流体を真空槽21外に排気する。
The
そして、逆スパッタチャンバ14にて逆スパッタが行われるときには、排気部28の排気流量と、上記スパッタガス供給部27から供給されるガスの流量とにより、真空槽21内が所定のプロセス圧力とされる。次いで、高周波電源25がステージ電極23に高周波電力を出力することにより、基板ステージ22とシャワープレート26との間に、アルゴンガスのプラズマが生成される。この際、ステージ電極23には、プラズマの生成に伴って負のバイアス電圧が印加され、そして、アルゴンガスのプラズマに含まれる正イオンが、こうしたバイアス電圧によって基板Sの表面に引き込まれる。これによって、基板Sの表面や上記ホールの内表面に形成された触媒層の一部が逆スパッタされる。
When reverse sputtering is performed in the
次に、上述のようなクラスター装置10にて行われる配線形成方法について図3〜図5を参照して説明する。なお、図3〜図5においては、上記基板Sを上記積層方向と平行な方向に沿って切断した面を用いて説明する。
Next, a wiring forming method performed in the
2つの導電層がカーボンナノチューブで接続された配線構造を形成するためには、まず、図3(a)に示されるような基板Sが準備される。つまり、基板Sにおいては、まず、シリコンで形成された支持基板31上に、導電層を構成する銅からなる下部配線層32と、同じく導電層を構成する拡散防止用の窒化タンタルからなるバリア層33と、低誘電率の絶縁性材料からなる絶縁層34とが順に積層される。次いで、絶縁層34には、該絶縁層34をその表面34aから積層方向に貫通することで、バリア層33の表面を露出させる凹部としてホール35が複数形成される。なお、上記基板Sは、直径が例えば8インチである。また、基板Sに形成された各ホール35の直径は、160nmであるとともに、深さは、200nmである。
In order to form a wiring structure in which two conductive layers are connected by carbon nanotubes, first, a substrate S as shown in FIG. 3A is prepared. That is, in the substrate S, first, on the
こうした基板Sが上記搬出入チャンバ11からクラスター装置10内に搬入されると、該基板Sは、搬送ロボット12aによって搬送チャンバ12を介して触媒層形成チャンバ13に搬入される。基板Sが触媒層形成チャンバ13に搬入されると、図3(b)に示されるように、上記絶縁層34に形成されたホール35の内表面の全体、つまり内壁面35aと底壁面35bとを含むように、絶縁層34の表面34a全体に窒化タンタルからなる下部触媒層36が形成される。下部触媒層36は、例えば5nmの厚さに形成される。
When such a substrate S is loaded into the
下部触媒層36が形成されると、基板Sは、上記搬送ロボット12aによって触媒層形成チャンバ13から逆スパッタチャンバ14に搬送される。基板Sが逆スパッタチャンバ14に搬入されると、図3(c)に示されるように、上記真空槽21内に形成されたアルゴンのプラズマ中に含まれるスパッタ粒子Sp、具体的にはアルゴンイオンによって下部触媒層36が逆スパッタされる。
When the
このとき、逆スパッタチャンバ14にて行われる逆スパッタのプロセス条件のうち、チャンバ内の圧力と高周波電力とは、下記(a)(b)が満たされるように設定されている。
(a)ホール35の内部にシースShが形成される。
(b)ホール35の内壁面35aに対するシースShの厚さWaが、ホール35の底壁面35bに対するシースShの厚さWbよりも小さい(Wa<Wb)。
At this time, among the process conditions of the reverse sputtering performed in the
(A) A sheath Sh is formed inside the
(B) The thickness Wa of the sheath Sh with respect to the
上記(a)(b)が満たされる逆スパッタによれば、シースShで加速されるスパッタ粒子Spの衝突が、ホール35の底壁面35bよりも、ホール35の内壁面35a及び絶縁層34の表面34aに対して優先的に進行するようになる。その結果、図3(d)に示されるように、ホール35の底壁面35bにのみ選択的に下部触媒層36を残すことができる。また、この際、ホール35の開口近傍では、シースShで加速されるスパッタ粒子Spの殆どが、内壁面35aの法線方向に沿って該内壁面35aに引き込まれる。そのため、ホール35の開口近傍では、上述したイオンミリング法と比較して、スパッタ粒子Spが反跳した粒子やスパッタ粒子Spによりスパッタされた粒子、これらが底壁面35bに向けて進行することを抑えることができる。
According to the reverse sputtering satisfying the above (a) and (b), the collision of the sputtered particles Sp accelerated by the sheath Sh causes the
なお、ホール35内に形成されるシースShの厚さの分布は、ホール35の形状によっても異なるものである。ただし、こうしたシースShの厚さの分布は、逆スパッタ時のプラズマ密度、ひいては逆スパッタ時の真空槽21内の圧力と、高周波電源25の出力する高周波電力の大きさによって概ね調整することが可能である。そして、こうしたシースShの厚さの分布が得られるプラズマ条件は、逆スパッタ後の触媒層の形状、さらには逆スパッタ後のカーボンナノチューブの成長方向によって最適化することが可能であり、また
数値計算によっても得ることが可能である。
例えば、上述したサイズのホール35に対して底壁面35b上の下部触媒層36のみを残す場合には、以下のようなプロセス条件が挙げられる。
・アルゴン流量:1sccm〜100sccm
・プロセス圧力:0.1Pa〜10Pa
・高周波電力:10W〜1000W
The thickness distribution of the sheath Sh formed in the
For example, when only the
Argon flow rate: 1 sccm to 100 sccm
Process pressure: 0.1 Pa to 10 Pa
・ High frequency power: 10W to 1000W
基板Sに形成された下部触媒層36の逆スパッタが終了すると、基板Sは、搬送ロボット12aによって搬送チャンバ12を介して触媒層形成チャンバ13に再び搬入される。基板Sが触媒層形成チャンバ13に搬入されると、図4(a)に示されるように、絶縁層34に形成されたホール35の内表面の全体、つまり内壁面35aと、下部触媒層36の形成された底壁面35bとを含むように、絶縁層34の表面34a全体にコバルトの上部触媒層37が形成される。上部触媒層37は、例えば1〜1.5nmの厚さに形成される。
When the reverse sputtering of the
なお、本実施形態では、下部触媒層36と上部触媒層37とから構成される触媒層を形成している。このような二層構造の触媒層によれば、カーボンナノチューブを形成するときの基板Sの温度を低下させることができる。それゆえに、上記配線構造を形成するときの熱履歴を低減することができる。
In the present embodiment, a catalyst layer composed of the
上部触媒層37が形成されると、基板Sは、上記搬送ロボット12aによって搬送チャンバ12を介して逆スパッタチャンバ14に再び搬入される。基板Sが逆スパッタチャンバ14に搬入されると、図4(b)に示されるように、上記真空槽21内に形成されたアルゴンのプラズマ中に含まれるスパッタ粒子Spによって上部触媒層37が逆スパッタされる。なお、上部触媒層37が逆スパッタされるときにも、上記下部触媒層36が逆スパッタされたときと同じ態様で、絶縁層34の表面34a及びホール35の内部にシースShが形成される。そのため、シースShで加速されるスパッタ粒子Spの衝突が、ホール35の底壁面35bよりもホール35の内壁面35a及び絶縁層34の表面34aに対して優先的に進行するようになる。その結果、図4(c)に示されるように、ホール35の底壁面35bに形成された下部触媒層36上にのみ選択的に上部触媒層37を残すことができる。
When the
上部触媒層37の逆スパッタが終了すると、基板Sは、搬送ロボット12aによって搬送チャンバ12を介して上記熱CVDチャンバ15に搬送される。基板Sが熱CVDチャンバ15に搬入されると、基板Sが所定温度に加熱されるとともに、該基板Sに対して感化水素ガスが供給される。これにより、図4(d)に示されるように、ホール35の底壁面35bに形成された下部触媒層36と上部触媒層37とから、上記積層方向と平行、且つこれら触媒層36,37から離れる方向に延びるカーボンナノチューブ38が形成される。このとき、カーボンナノチューブ38は、上記絶縁層34の表面34aに形成されたホール35の開口から上端部38aが突出する長さに形成される。
When the reverse sputtering of the
カーボンナノチューブ38の形成が終了すると、基板Sは、搬送ロボット12aによって、搬送チャンバ12を介して逆スパッタチャンバ14に再び搬入される。基板Sが逆スパッタチャンバ14に搬入されると、図4(e)に示されるように、アルゴンガスのプラズマが真空槽21内に生成されることで、絶縁層34の表面34a及びカーボンナノチューブ38の上端部38aを覆うようにシースShが形成される。
When the formation of the
このとき、カーボンナノチューブ38の上端部38aでは、該カーボンナノチューブ38の先端であるキャップ38bに近い程、チャージが優先的に蓄積することになる。そのため、キャップ38bに向かってスパッタ粒子Spが引き込まれやすくなることから、該
キャップ38b側から順に上端部38aが除去される。それゆえに、絶縁層34の表面34aから突出したカーボンナノチューブ38のみを選択的に除去することが容易になる。
At this time, in the
なお、逆スパッタによってスパッタされるカーボンナノチューブのスパッタ速度が予め実験等によって定められ、カーボンナノチューブ38の上端部38aを除去するための逆スパッタは、上記上端部38aの除去に必要な時間だけ継続される。これにより、図5(a)に示されるように、カーボンナノチューブ38の上端部38aが除去される。なお、こうして上端部38aが除去されることによって、カーボンナノチューブ38のキャップ38bが取り除かれるため、つまり、カーボンナノチューブ38が開端されるため、カーボンナノチューブ38とこれに接続される上部配線層39との接続部位にて導電性が向上する。
Note that the sputtering rate of the carbon nanotubes sputtered by reverse sputtering is determined in advance by experiments or the like, and the reverse sputtering for removing the
カーボンナノチューブ38の上端部38aが除去されると、基板Sは、搬送ロボット12aによって搬送チャンバ12を介して上記導電層形成チャンバ16に搬送される。基板Sが導電層形成チャンバ16に搬入されると、該導電層形成チャンバ16内に配設されたターゲットのスパッタにより、図5(b)に示されるように、絶縁層34の表面34aとカーボンナノチューブ38の先端とに、窒化タンタルからなる上部配線層39が形成される。本実施形態では、カーボンナノチューブ38の開端と、その上部を覆うように形成される上部配線層39の形成とが、共通する真空系にて行われることになる。そのため、開端されたカーボンナノチューブ38の内部に空気が入り込むことを回避できる。それゆえに、カーボンナノチューブ38の電気的特性が空気によって低下することを回避できる。
When the
上述した工程を経ることによって、カーボンナノチューブ38と、該カーボンナノチューブ38によって接続される導電層である下部配線層32と上部配線層39とを有する配線構造が形成される。
Through the above-described steps, a wiring structure having
以上説明したように、上記実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られるようになる。
(1)下部触媒層36及び上部触媒層37がホール35の内表面の全体に形成された後、ホール35内にシースShの形成されるプラズマが生成され、これにより、ホール35の内壁面35aに形成された各触媒層36,37にプラズマ中のスパッタ粒子Spが衝突する。このとき、ホール35の内壁面35aに対するシースShの厚さWaが、ホール35の底壁面35bに対するシースShの厚さWbよりも小さくなる。そのため、シースShで加速されるイオンの衝突が、ホール35の底壁面35bよりもホール35の内壁面35aに対して優先的に進行するようになる。その結果、ホール35の底壁面35bにのみ選択的に各触媒層36,37を残すこと、ひいてはカーボンナノチューブ38の支配的な成長方向を積層方向にすることが容易なものとなる。そして、カーボンナノチューブ38の成長方向を揃えることができることから、配線構造の電気的特性を向上することが可能になる。
As described above, according to the embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) After the
(2)上部配線層39が形成される前に、プラズマ中のスパッタ粒子Spの衝突によってカーボンナノチューブ38の上端部38aが除去される。そのため、カーボンナノチューブ38のうち、ホール35の開口から突出した部位にチャージが優先的に蓄積することから、カーボンナノチューブ38の先端側から順にカーボンナノチューブ38が除去される。それゆえに、上記開口から突出したカーボンナノチューブ38のみを選択的に除去することが容易になる。
(2) Before the
(3)カーボンナノチューブ38の上端部38aの除去と、上部配線層39の形成とが共通する真空系にて行われる。これにより、カーボンナノチューブ38の上端部38aの除去によってキャップ38bが開端されたとしても、カーボンナノチューブ38内に空気
が入り込むことを抑えることで、空気によってカーボンナノチューブ38の電気的特性が低下することを抑制できる。
(3) The removal of the
(4)カーボンナノチューブ38が形成される前に、窒化チタンの下部触媒層36とコバルトの上部触媒層37とからなる二層構造の触媒層が形成される。これにより、熱CVDによってカーボンナノチューブ38が形成されるときに、基板Sの温度を低下させることができる。それゆえに、上記配線構造を形成するときの熱履歴を低減することができる。
(4) Before the
(5)スパッタ法によって下部触媒層36と上部触媒層37とを形成するようにした。そのため、他の成膜方法、例えば、電子ビーム蒸着法等によってこれら触媒層36,37を形成するよりも、大面積の基板Sに対して各触媒層36,37の形成が可能であるとともに、一度に複数の基板Sに対して各触媒層36,37を形成することも可能である。
(5) The
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することができる。
・上記支持基板31は、シリコン以外の半導体からなる基板の他、石英やサファイア等の絶縁体からなる基板であってもよい。要は、絶縁層が積層された導電層に該絶縁層を貫通する凹部が形成された基板であればよい。
In addition, the said embodiment can be changed and implemented suitably as follows.
The
・上記下部配線層32及び上部配線層39は、導電性を有する配線層であればよく、銅や窒化タンタル以外で形成された層、例えばアルミニウムからなる層であってもよい。要は、下部配線層は、カーボンナノチューブ用の触媒層を積層することの可能な導電層であればよく、上部配線層は、カーボンナノチューブと接続することの可能な導電層であればよい。
The
・上記バリア層33は窒化タンタルに限らず、下部配線層32を形成する金属元素の拡散を抑えることのできる材料、且つ導電性を有する材料によって形成されていればよい。
The
・上記ホール35の直径が160nmであるとともに、該ホール35の深さが200nmであるが、ホール35の直径やホール35の深さは、これに限定されるものではない。また、ホール35の形状は、円形孔状に限られず、矩形孔状であってもよく、また、多段孔状であってもよい。要は、絶縁層に形成される凹部とは、絶縁層を貫通して該絶縁層の下層である導電層に接続されるものであればよい。
The diameter of the
・下部触媒層36は、窒化タンタルのターゲットをアルゴンによってスパッタすることによって形成するようにした。これに限らず、下部触媒層36は、タンタルのターゲットを窒素含有ガスでスパッタすることによって形成するようにしてもよい。
The
・下部触媒層36と上部触媒層37とをスパッタ法により形成するようにした。これに限らず、これら触媒層36,37を電子ビーム蒸着法によって形成するようにしてもよい。これによれば、以下のような効果が得られるようになる。
The
(6)例えば、スパッタ法や各種CVD法等の他の成膜方法によって各触媒層36,37を形成するよりも、凹部内における触媒層36,37の膜厚を底壁面上にて大きくすることが容易となる。そのため、ホール35の内壁面35aに形成される触媒層36,37の膜厚をホール35の底壁面35bに形成される触媒層36,37の膜厚よりも予め大きくすることが容易となる。それゆえに、これら触媒層36,37を除去する工程を経ることにより、ホール35の内壁面35aに形成された触媒層36,37がより確実に除去されるようになる。
(6) For example, the thickness of the catalyst layers 36 and 37 in the recesses is made larger on the bottom wall surface than when the catalyst layers 36 and 37 are formed by other film forming methods such as sputtering and various CVD methods. It becomes easy. Therefore, it becomes easy to make the film thickness of the catalyst layers 36 and 37 formed on the
・下部触媒層36を窒化チタンによって形成するとともに、上部触媒層37をコバルトによって形成するようにした。これに限らず、これら下部触媒層36と上部触媒層37とは、以下の金属、及び金属化合物の組み合わせとするようにしてもよい。すなわち、下部触媒層36は、チタン、タンタル、バナジウム、ニオブ、これら遷移金属の窒化物、及び、該遷移金属の酸化物の少なくとも一つによって形成するようにすればよい。そして、上部触媒層37は、上記コバルト、ニッケル、及び鉄のいずれかによって形成するようにすればよい。こうした材料によって形成される下部触媒層36と上部触媒層37との組み合わせによっても、上記窒化チタンの下部触媒層36とコバルトの上部触媒層37との組み合わせによって得られる効果と同等の効果が得られるようになる。
・また、上述のような触媒層の組み合わせにあわせて、上記触媒層形成チャンバ13に配設されたターゲットの組み合わせを変更してもよい。
The
In addition, the combination of targets arranged in the catalyst
・触媒層形成チャンバ13には、下部触媒層36を形成するためのターゲットと、上部触媒層37を形成するための触媒層との両方が配設されるようにした。これに限らず、上記クラスター装置10には、下部触媒層36を形成するためのチャンバと、上部触媒層37を形成するためのチャンバとが各別に設けられるようにしてもよい。
・上記高周波電源25からステージ電極23に供給される高周波の周波数は、上記(a)(b)の各条件を満たす逆スパッタが可能な周波数であれば任意に設定してよい。
In the catalyst
The frequency of the high frequency supplied from the high
・上部配線層39を形成する導電層形成チャンバ16をスパッタチャンバとして具現化するようにしたが、電子ビーム蒸発法によって上部配線層39を形成するチャンバとして具現化するようにしてもよい。
Although the conductive
・上記クラスター装置10は、単一の逆スパッタチャンバ14を備えるものとしたが、下部触媒層36、上部触媒層37、及びカーボンナノチューブ38のそれぞれのみを逆スパッタするチャンバを各別に有する構成であってもよい。あるいは、上記クラスター装置10は、各触媒層36,37の両方を逆スパッタするチャンバとカーボンナノチューブ38を逆スパッタするチャンバとを各別に有する構成であってもよい。
The
・上記クラスター装置10は、カーボンナノチューブ38を逆スパッタするチャンバを上記各触媒層36,37の逆スパッタに用いるチャンバとは別に有するとともに、カーボンナノチューブ38の逆スパッタをチャンバでは、アルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスによって逆スパッタが行われる構成であってもよい。このような構成や方法によれば、カーボンナノチューブ38の上端部38aの除去に要する時間を短くすることが可能になる。
The
・カーボンナノチューブ38の上端部38aは、逆スパッタ法によって除去するようにしたが、他の方法、例えば化学機械研磨法(CMP法)やイオンミリング法によって除去するようにしてもよい。このような方法であっても、カーボンナノチューブの成長方向が積層方向に揃えられる以上、配線構造の電気的特性を向上することは可能になる。
The
・上部配線層39を形成する導電層形成チャンバ16は、カーボンナノチューブを形成するための熱CVDチャンバとは共通の真空系を構成しない装置として具現化することも可能である。また、カーボンナノチューブ38の上端部38aを除去するための逆スパッタチャンバも、カーボンナノチューブを形成するための熱CVDチャンバとは共通の真空系を構成しない装置として具現化することも可能である。このような構成であっても、カーボンナノチューブの成長方向が積層方向に揃えられる以上、配線構造の電気的特性を向上することは可能になる。なお、このような構成であっても、上端部38aを除去するための逆スパッタチャンバと上部配線層39を形成する導電層形成チャンバ16とが共通の真空系を構成するのであれば、開端されたカーボンナノチューブ38に空気が侵入するこ
とを抑えることは可能である。
The conductive
・ホール35の内壁面35aに対するシースShの厚さWaが、ホール35の底壁面35bに対するシースShの厚さWbよりも小さい構成であれば、ホール35の底壁面35bにスパッタ粒子Spが引き込まれてもよい。このような構成であっても、厚さWaが厚さWbよりも小さい以上、内壁面35a上の触媒層を底壁面35b上の触媒層よりも優先的に除去することは可能である。
If the thickness Wa of the sheath Sh with respect to the
なお、ホール35の底壁面35bにスパッタ粒子Spが引き込まれるのであれば、該スパッタ粒子Spの有するエネルギーが、触媒層のスパッタに必要なエネルギーよりも小さいことが好ましい。すなわち、ホール35の内壁面35aに対するシースShの厚さWaは、該内壁面35aに引き込まれるスパッタ粒子Spが、触媒層のスパッタに必要なエネルギーを有する厚さである。一方、ホール35の底壁面35bに対するシースShの厚さWbは、該底壁面35bに引き込まれるスパッタ粒子Spが、触媒層のスパッタに必要なエネルギーを有しない厚さが好ましい。さらには、ホール35の底壁面35bに対するシースShの厚さWbは、プラズマ中のイオンであるスパッタ粒子Spが、ホール35内における他の粒子と衝突してホール35の底壁面35bに到達しない厚さが好ましい。ただし、ホール35の内壁面35aに形成された下部触媒層36あるいは上部触媒層37が除去され、且つ、ホール35の底壁面35bに形成された下部触媒層36あるいは上部触媒層37が残るのであれば、ホール35の底壁面にスパッタ粒子Spが到達するような方法であってもよい。
If the sputtered particles Sp are drawn into the
・逆スパッタチャンバ14においては、アルゴンガスを用いて基板Sの逆スパッタを行うようにした。これに限らず、プラズマの生成に用いられるガスは、アルゴンガス以外の希ガス、例えばヘリウムガス、ネオンガス、クリプトンガス、及びキセノンガスや、希ガス以外の不活性ガスであってもよい。要は、ホール35の内壁面35aに形成された下部触媒層36あるいは上部触媒層37がプラズマ中のスパッタ粒子Spによって除去され、且つ、プラズマ中のラジカルによって下部触媒層36あるいは上部触媒層37がエッチングされないガスであればよい。
In the
・配線構造は、上記シリコン等の半導体で形成された支持基板31上にて絶縁層34の上下に形成された下部配線層32と上部配線層39とを接続するカーボンナノチューブ38を有する構造とした。これに限らず、該配線構造は、例えば能動素子と下部配線層32とがカーボンナノチューブによって接続される構造であってもよく、絶縁層が積層された導電層に該絶縁層を貫通するカーボンナノチューブが接続される構造であればよい。
The wiring structure has
10…クラスター装置、11…搬出入チャンバ、12…搬送チャンバ、12a…搬送ロボット、13…触媒層形成チャンバ、14…逆スパッタチャンバ、15…熱CVDチャンバ、16…導電層形成チャンバ、21…真空槽、21a…ガス供給口、21b…排気口、22…基板ステージ、23…ステージ電極、24…整合器、25…高周波電源、26…シャワープレート、27…スパッタガス供給部、28…排気部、31,41…支持基板、32,42…下部配線層、33…バリア層、34,43…絶縁層、34a,43a…表面、35,44…ホール、35a,44a…内壁面、35b,44b…底壁面、36…下部触媒層、37…上部触媒層、38…カーボンナノチューブ、38a…上端部、38b…キャップ、39…上部配線層、45…触媒層、45a…金属粒子、P…ミリング粒子、S…基板、Sh…シース、Sp…スパッタ粒子。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記導電層に積層された絶縁層にその積層方向に貫通する凹部を形成する工程と、
前記凹部の内表面の全体を覆うように前記絶縁層上に触媒層を形成する工程と、
前記凹部の内部にシースが形成され、且つ前記凹部の内壁面に対するシースの厚さが前記凹部の底壁面に対するシースの厚さよりも小さくなるようにプラズマを生成し、前記内壁面に形成された前記触媒層を前記プラズマ中のイオンによって除去する工程と、
前記凹部の底壁面に残された前記触媒層を用いて該底壁面からカーボンナノチューブを形成する工程と
を有することを特徴とする配線形成方法。 A wiring formation method in which carbon nanotubes are connected to a conductive layer,
Forming a recess penetrating in the stacking direction in the insulating layer stacked on the conductive layer;
Forming a catalyst layer on the insulating layer so as to cover the entire inner surface of the recess;
The sheath is formed inside the recess, and plasma is generated so that the thickness of the sheath with respect to the inner wall surface of the recess is smaller than the thickness of the sheath with respect to the bottom wall surface of the recess, and the plasma is formed on the inner wall surface. Removing the catalyst layer with ions in the plasma;
Forming a carbon nanotube from the bottom wall surface using the catalyst layer left on the bottom wall surface of the recess.
請求項1に記載の配線形成方法。 And a step of generating plasma on the insulating layer after forming the carbon nanotubes, causing ions in the plasma to collide with the carbon nanotubes protruding from the openings of the recesses, and removing the tip side of the carbon nanotubes. Item 4. The wiring forming method according to Item 1.
前記カーボンナノチューブの先端を除去する工程と前記絶縁層上に導電層を積層する工程とが共通する真空系で行われる
請求項2に記載の配線形成方法。 A step of laminating a conductive layer connected to the carbon nanotube on the insulating layer after the step of removing the tip of the carbon nanotube;
The wiring formation method according to claim 2, wherein the step of removing the tip of the carbon nanotube and the step of laminating a conductive layer on the insulating layer are performed in a common vacuum system.
前記下部触媒層は、チタン、タンタル、バナジウム、ニオブ、これら遷移金属の窒化物及び該遷移金属の酸化物の少なくとも一つによって形成され、
前記上部触媒層は、コバルト、ニッケル、及び鉄のいずれかによって形成されている
請求項1〜3のいずれか一項に記載の配線形成方法。 The catalyst layer is formed of a lower catalyst layer and an upper catalyst layer,
The lower catalyst layer is formed of at least one of titanium, tantalum, vanadium, niobium, nitrides of these transition metals, and oxides of the transition metals,
The wiring formation method according to claim 1, wherein the upper catalyst layer is formed of any one of cobalt, nickel, and iron.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の配線形成方法。 The wiring formation method according to claim 1, wherein the catalyst layer is formed by a sputtering method.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の配線形成方法。 The wiring formation method according to any one of claims 1 to 4, wherein the catalyst layer is formed by an electron beam evaporation method.
請求項3〜6のいずれか一項に記載の配線形成方法。 The wiring formation method according to claim 3, wherein the conductive layer on the insulating layer is formed by a sputtering method.
請求項3〜6のいずれか一項に記載の配線形成方法。 The wiring forming method according to claim 3, wherein the conductive layer on the insulating layer is formed by an electron beam evaporation method.
前記凹部の内表面の全体が含まれるように前記絶縁層上に触媒層を形成するチャンバと、
前記凹部の内部にシースが形成され、且つ前記凹部の内壁面に対するシースの厚さが前記凹部の底壁面に対するシースの厚さよりも小さくなるようにプラズマを生成し、前記内壁面に形成された前記触媒層を前記プラズマ中のイオンによって除去するチャンバと、
前記凹部の底壁面に残された前記触媒層を用いて該底壁面からカーボンナノチューブを形成するチャンバと
を備えることを特徴とする配線形成装置。 A wiring forming apparatus for forming a wiring structure in which a carbon nanotube is connected to a conductive layer in which an insulating layer is laminated via a recess penetrating the insulating layer,
A chamber for forming a catalyst layer on the insulating layer so that the entire inner surface of the recess is included;
The sheath is formed inside the recess, and plasma is generated so that the thickness of the sheath with respect to the inner wall surface of the recess is smaller than the thickness of the sheath with respect to the bottom wall surface of the recess, and the plasma is formed on the inner wall surface. A chamber for removing the catalyst layer by ions in the plasma;
And a chamber for forming carbon nanotubes from the bottom wall surface using the catalyst layer left on the bottom wall surface of the recess.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014127646A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Toshiba Corp | Method for manufacturing wire and semiconductor device |
KR20160008472A (en) * | 2014-07-14 | 2016-01-22 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Catalyst layer forming method, catalyst layer forming system, and recording medium |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004158891A (en) * | 2004-02-26 | 2004-06-03 | Hitachi High-Technologies Corp | Damascene structure and sample processed into damascene |
JP2008098378A (en) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Tokyo Electron Ltd | Thin film formation method and lamination structure of thin film |
JP2009117591A (en) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Panasonic Corp | Wiring structure, and forming method thereof |
JP2010186858A (en) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Method of manufacturing semiconductor device |
US20110048930A1 (en) * | 2009-08-28 | 2011-03-03 | International Business Machines Corporation | Selective nanotube growth inside vias using an ion beam |
US20120052680A1 (en) * | 2010-08-25 | 2012-03-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Manufacturing method of semiconductor substrate |
-
2011
- 2011-03-03 JP JP2011046499A patent/JP2012186208A/en active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004158891A (en) * | 2004-02-26 | 2004-06-03 | Hitachi High-Technologies Corp | Damascene structure and sample processed into damascene |
JP2008098378A (en) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Tokyo Electron Ltd | Thin film formation method and lamination structure of thin film |
US20090208707A1 (en) * | 2006-10-11 | 2009-08-20 | Tokyo Electron Limited | Thin film forming method and layered structure of thin film |
JP2009117591A (en) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Panasonic Corp | Wiring structure, and forming method thereof |
US20090266590A1 (en) * | 2007-11-06 | 2009-10-29 | Panasonic Corporation | Interconnect structure and method for fabricating the same |
JP2010186858A (en) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Method of manufacturing semiconductor device |
US20110048930A1 (en) * | 2009-08-28 | 2011-03-03 | International Business Machines Corporation | Selective nanotube growth inside vias using an ion beam |
JP2013503465A (en) * | 2009-08-28 | 2013-01-31 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | Method for selectively growing carbon nanotubes |
US20120052680A1 (en) * | 2010-08-25 | 2012-03-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Manufacturing method of semiconductor substrate |
JP2012049268A (en) * | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Toshiba Corp | Method for manufacturing semiconductor substrate |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014127646A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Toshiba Corp | Method for manufacturing wire and semiconductor device |
KR20160008472A (en) * | 2014-07-14 | 2016-01-22 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Catalyst layer forming method, catalyst layer forming system, and recording medium |
KR102356776B1 (en) | 2014-07-14 | 2022-01-28 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Catalyst layer forming method, catalyst layer forming system, and recording medium |
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