JP2013117067A5

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Publication number: JP2013117067A5
Application number: JP2012214090A
Authority: JP
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2015-10-15
Anticipated expiration: 2032-09-27

Description

上記課題を解決するため、本発明は、処理容器内に基板を収容し、Ｒｕに２個のβ−ジケトン、および、２個の、オレフィン、アミン、ニトリル、およびカルボニルから選ばれる基が配位した以下の（１）式の構造を有するルテニウム化合物を気相状態で基板上に供給し、かつ酸素ガスを基板上に供給して、前記ルテニウム化合物ガスと酸素ガスとの反応により基板上に酸化ルテニウム膜を成膜することを特徴とする酸化ルテニウム膜の成膜方法を提供する。

ただし、Ｒ_１，Ｒ_２は、トータルカーボン数が２〜５のアルキル基であり、Ｒ_３はオレフィン基、アミン基、ニトリル基、およびカルボニル基から選ばれる基である。

本発明では、Ｒｕに２個のβ−ジケトン、および、２個の、オレフィン、アミン、ニトリル、およびカルボニルから選ばれる基が配位した上記（１）式の構造を有するルテニウム化合物を成膜原料（プリカーサ）として用い、還元ガスとして酸素ガスを用いてＣＶＤ法（ＡＬＤ法も含む）により酸化ルテニウム膜を成膜することにより、インキュベーション時間が短くかつ高成膜レートで成膜可能であり、また５０以上の高いアスペクト比の凹部への成膜が可能な良好なステップカバレッジを達成することができる。すなわち、上記成膜原料（プリカーサ）は、Ｒｕに配位しているオレフィン、アミン、ニトリル、カルボニルなどの基（配位子）は、基板への吸着の妨げとなり難く、しかも比較的脱離しやすいため、Ｒｕが基板に吸着しやすく、インキュベーション時間を短くすることができる。また、このようにＲｕが基板に吸着しやすいことにより、極めて良好なステップカバレッジを得ることができ、５０以上の極めて高いアスペクト比の凹部でも成膜可能である。さらに、酸素ガスにより残余のβ−ジケトン（ジケトナート配位子）も分解しやすく、基板上に速やかに酸化ルテニウムを形成することができるので、高い成膜速度を得ることができる。

ガス供給機構３０は、Ｒｕに２個のβ−ジケトン、および、２個の、オレフィン、アミン、ニトリル、およびカルボニルから選ばれる基が配位した以下の（１）式の構造を有するルテニウム化合物を成膜原料（プリカーサ）として貯留する成膜原料タンク３１を有している。成膜原料タンク３１の周囲にはヒーター３１ａが設けられており、成膜原料タンク３１内の成膜原料を適宜の温度に加熱することができるようになっている。

ただし、Ｒ_１，Ｒ_２は、トータルカーボン数が２〜５のアルキル基であり、Ｒ_３はオレフィン、アミン、ニトリル、およびカルボニルから選ばれる基である。

次いで、チャンバー１内を排気装置２３により排気してチャンバー１内を所定の圧力にし、サセプタ２を成膜温度、好ましくは２００〜３５０℃の範囲の所定温度に加熱し、ヒーター３１ａにより、例えば８０〜２００℃に加熱されている成膜原料タンク３１に配管３２からキャリアガスとしてＡｒガスを所定の流量で供給し、成膜原料としての、Ｒｕに２個のβ−ジケトン、および、２個の、オレフィン、アミン、ニトリル、およびカルボニルから選ばれる基が配位した上記（１）式の構造を有するルテニウム化合物をバブリングにより気化させ、原料ガス送出配管３６、第１の導入路１１、シャワーヘッド１０を介してチャンバー１内へ供給し、還元ガスとしてのＯ_２ガスをＯ_２ガス供給源４２から分岐配管４０ａ、還元ガス供給配管４０、第２の導入路１２、シャワーヘッド１０を介してチャンバー１内に供給する。

本実施形態においては、Ｒｕに２個のβ−ジケトン、および、２個の、オレフィン、アミン、ニトリル、およびカルボニルから選ばれる基が配位した上記（１）式の構造を有するテニウム化合物を成膜原料として用い、還元ガスとしてＯ_２ガスを用い、その量を調整しつつＣＶＤ法（ＡＬＤ法も含む）により成膜することにより、ＲｕＯ_ｘ膜が形成され、このように成膜することにより、インキュベーション時間が短くかつ高成膜レートで成膜可能であり、また５０以上の高いアスペクト比の凹部への成膜が可能な良好なステップカバレッジを達成することができる。すなわち、上記（１）式の構造を有するルテニウム化合物は、Ｒｕに配位しているオレフィン、アミン、ニトリル、カルボニルなどの基（配位子）が基板への吸着の妨げとなり難く、しかも比較的脱離しやすいため、ＲｕがウエハＷに吸着しやすく、インキュベーション時間を短くすることができる。また、このようにＲｕが基板に吸着しやすいことにより、極めて良好なステップカバレッジを得ることができ、５０以上の極めて高いアスペクト比の凹部でも成膜可能である。さらに、Ｏ_２ガスにより残余のβ−ジケトン（ジケトナート配位子）も分解しやすく、ウエハＷ上に速やかにＲｕＯ_ｘ膜を形成することができるので、高い成膜速度を得ることができる。

Claims

処理容器内に基板を収容し、Ｒｕに２個のβ−ジケトン、および、２個の、オレフィン、アミン、ニトリル、およびカルボニルから選ばれる基が配位した以下の（１）式の構造を有するルテニウム化合物を気相状態で基板上に供給し、かつ酸素ガスを基板上に供給して、前記ルテニウム化合物ガスと酸素ガスとの反応により基板上に酸化ルテニウム膜を成膜することを特徴とする酸化ルテニウム膜の成膜方法。

ただし、Ｒ_１，Ｒ_２は、トータルカーボン数が２〜５のアルキル基であり、Ｒ_３はオレフィン基、アミン基、ニトリル基、およびカルボニル基から選ばれる基である。