JP3169934B2 - Conductive Ta-based film forming material, conductive Ta-based film forming method, wiring film forming method, and ULSI - Google Patents
Conductive Ta-based film forming material, conductive Ta-based film forming method, wiring film forming method, and ULSIInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性Ta系膜形
成材料、導電性Ta系膜形成方法、及び配線膜形成方
法、並びに銅配線膜が形成されてなるULSIに関す
る。The present invention relates to a conductive Ta-based film forming material, a method for forming a conductive Ta-based film, a method for forming a wiring film, and an ULSI on which a copper wiring film is formed.
【0002】[0002]
【発明が解決しようとする課題】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 field of semiconductors is remarkable, and LSIs are moving to ULSIs. 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. And in the next generation,
Attention has been paid to Cu wiring films.
【0003】しかし、Cu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、金属タンタ
ル、炭化タンタル、窒化タンタル、珪化タンタル、窒化
珪化タンタル等が候補に挙がっている。特に、窒化タン
タルやタンタル等のTa系膜は、バリア性が高く、期待
されている。[0003] However, Cu diffuses strongly into a 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. Tantalum metal, tantalum carbide, tantalum nitride, tantalum silicide, tantalum silicide nitride, and the like have been proposed as materials for the barrier film. In particular, Ta-based films such as tantalum nitride and tantalum have high barrier properties and are expected.
【0004】ところで、ULSIの微細化に伴って、銅
の配線幅を0.18μm以下とすることが要求されてい
る。この為、バリア膜としてのTa系膜は薄いことが要
求され、そしてケミカルベーパーデポジション(CV
D)によるTa系膜の形成が必要になって来た。しか
し、CVDによるTa系膜形成の報告例は、これまで数
例に過ぎず、しかも、いずれも満足できる結果は得られ
ていない。By the way, with the miniaturization of ULSI, it is required that the wiring width of copper be 0.18 μm or less. For this reason, a Ta-based film as a barrier film is required to be thin, and a chemical vapor deposition (CV)
It has become necessary to form a Ta-based film according to D). However, there are only a few reports on the formation of Ta-based films by CVD, and no satisfactory results have been obtained.
【0005】これは、Ta系膜形成のCVD原料に満足
なものが無かったからである。例えば、CVD原料とし
て安定で良好な気化性を有するものが得られていない。
すなわち、気化性が低く、長期にわたって安定して化合
物の蒸気が輸送できない。例えば、固体であったりする
為、長期にわたって安定して化合物の蒸気が輸送できな
い。その為、多数回および長時間使用しても安定な気化
が得られ、かつ、低温加熱でも良好な気化性を有するC
VD原料の開発が望まれている。[0005] This is because there was no satisfactory CVD raw material for forming a Ta-based film. For example, a stable and good vaporizable material as a CVD material has not been obtained.
In other words, the vaporization of the compound is low, and the vapor of the compound cannot be stably transported over a long period of time. For example, since it is a solid, compound vapor cannot be transported stably for a long period of time. Therefore, stable vaporization can be obtained even when used many times and for a long time, and C has good vaporizability even at low temperature heating.
Development of VD raw materials is desired.
【0006】ところで、Ta系化合物はCVD原料とし
て好ましい作用が発揮され難いものの、金属タンタル、
炭化タンタル、窒化タンタル、珪化タンタル、窒珪化タ
ンタル等は、酸化タンタルと異なって導電性を示し、か
つ、その上に銅膜を設けた場合に、銅が基板中に拡散し
て行き難いと言うバリア性にも優れている。従って、金
属タンタル、炭化タンタル、窒化タンタル、珪化タンタ
ル、窒珪化タンタル等の導電性のTa系膜を形成するこ
とは大事である。Although a Ta-based compound is unlikely to exhibit a favorable effect as a CVD raw material, it is difficult to use a metal tantalum,
Tantalum carbide, tantalum nitride, tantalum silicide, tantalum silicide, etc. show conductivity differently from tantalum oxide, and when a copper film is provided thereon, it is difficult for copper to diffuse into the substrate Excellent barrier properties. Therefore, it is important to form a conductive Ta-based film such as metal tantalum, tantalum carbide, tantalum nitride, tantalum silicide, and tantalum silicide.
【0007】そこで、思考錯誤を繰り返して行くうち
に、Ta系化合物を炭化水素やアミン系の溶媒中に溶か
しておき、Ta系化合物が溶解した溶液に対して気化操
作を施した場合、Ta系化合物を溶媒と共に、或いは溶
媒とは別に気化させることが出来、Ta系化合物を安定
して輸送でき、しかも金属タンタル、炭化タンタル、窒
化タンタル、珪化タンタル、窒珪化タンタル等の導電性
のTa系膜を効率よく形成できることを見出すに至っ
た。[0007] Therefore, while repeating the thinking and error, the Ta-based compound is dissolved in a hydrocarbon or amine-based solvent, and when the Ta-based compound is dissolved and the solution is vaporized, the Ta-based compound is dissolved. The compound can be vaporized together with the solvent or separately from the solvent, the Ta-based compound can be stably transported, and a conductive Ta-based film such as metal tantalum, tantalum carbide, tantalum nitride, tantalum silicide, tantalum silicate silicide, etc. Have been found to be able to be formed efficiently.
【0008】従って、本発明が解決しようとする第1の
課題は、使い易い導電性Ta系膜形成材料を提供するこ
とである。本発明が解決しようとする第2の課題は、上
記導電性Ta系膜形成材料を用いた導電性Ta系膜形成
方法を提供することである。本発明が解決しようとする
第3の課題は、上記導電性Ta系膜形成方法により形成
されたバリア膜としての導電性Ta系膜の上に銅配線膜
が形成されてなるULSIを提供することである。Accordingly, a first object of the present invention is to provide a conductive Ta-based film forming material which is easy to use. A second problem to be solved by the present invention is to provide a method for forming a conductive Ta-based film using the above-described material for forming a conductive Ta-based film. 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 conductive Ta-based film as a barrier film formed by the above-described method for forming a conductive Ta-based film. It is.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】前記第1の課題は、導電
性のTa系膜を形成する材料であって、Taを有する化
合物と、炭化水素系の溶媒とを含むことを特徴とする導
電性Ta系膜形成材料によって解決される。A first object of the present invention is to provide a material for forming a conductive Ta-based film, which comprises a compound having Ta and a hydrocarbon-based solvent. The problem is solved by the conductive Ta-based film forming material.
【0010】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のTa系膜を形成する材料であ
って、Taを有する化合物と、炭化水素系の溶媒とを含
むことを特徴とする導電性Ta系膜形成材料によって解
決される。[0010] In particular, a material for forming a conductive Ta-based film provided as a base film of a copper (including copper alloy) wiring film, comprising a compound having Ta and a hydrocarbon-based solvent. The problem is solved by a characteristic conductive Ta-based film forming material.
【0011】又、導電性のTa系膜を形成する材料であ
って、Taを有する化合物と、アミン系の溶媒とを含む
ことを特徴とする導電性Ta系膜形成材料によって解決
される。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のTa系膜を形成する材料であっ
て、Taを有する化合物と、アミン系の溶媒とを含むこ
とを特徴とする導電性Ta系膜形成材料によって解決さ
れる。Further, the problem is solved by a material for forming a conductive Ta-based film, which comprises a compound having Ta and an amine-based solvent. In particular, a material for forming a conductive Ta-based film provided as a base film of a copper (including a copper alloy) wiring film, comprising a compound having Ta and an amine-based solvent. The problem is solved by the conductive Ta-based film forming material.
【0012】本発明において、導電性Ta系膜とは金属
タンタル、炭化タンタル、窒化タンタル、珪化タンタ
ル、窒珪化タンタル等の膜を意味する。しかし、酸化タ
ンタル膜は導電性Ta系膜ではない。上記の本発明にお
いて、Taを有する化合物は、特に、下記の一般式
(1)で表される化合物が好ましい。In the present invention, the conductive Ta-based film means a film of tantalum metal, tantalum carbide, tantalum nitride, tantalum silicide, tantalum silicide nitride, or the like. However, the tantalum oxide film is not a conductive Ta-based film. In the present invention, the compound having Ta is particularly preferably a compound represented by the following general formula (1).
【0013】一般式(1) Rn TaX5-n ・Lm 〔但し、RはH、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、
アルケン基、ハロゲン化アルケン基、アルキン基、ハロ
ゲン化アルキン基、アリール基、置換アリール基、Si
を持つアルキル基、Siを持つアルケン基、Siを持つ
アルキン基、Siを持つアリール基、及びSiを持つ置
換アリール基の群の中から選ばれるいずれかである。Formula (1) R n TaX 5-n · L m [where R is H, an alkyl group, a halogenated alkyl group,
Alkene group, halogenated alkene group, alkyne group, halogenated alkyne group, aryl group, substituted aryl group, Si
Or an alkene group having Si, an alkyne group having Si, an aryl group having Si, or a substituted aryl group having Si.
【0014】nは0〜5の整数である。XはH,F,C
l,Br及びIの群の中から選ばれるいずれかである。
Lはアルキル置換硫黄、ハロゲン置換硫黄、アルキル置
換ホスフィン、及びハロゲン置換ホスフィンの群の中か
ら選ばれるいずれかである。mは、nが1〜5の整数の
時、0〜4の整数であり、nが0の時、1〜4の整数で
ある。N is an integer of 0-5. X is H, F, C
It is any one selected from the group of l, Br and I.
L is any one selected from the group consisting of alkyl-substituted sulfur, halogen-substituted sulfur, alkyl-substituted phosphine, and halogen-substituted phosphine. m is an integer of 0 to 4 when n is an integer of 1 to 5, and an integer of 1 to 4 when n is 0.
【0015】nが2以上の時、Rn における全てのRは
同じであっても、異なっていても良い。nが3以下の
時、X5-n における全てのXは同じであっても、異なっ
ていても良い。mが2以上の時、Lm における全てのL
は同じであっても、異なっていても良い。〕 上記アルキル基は−Cn H2n+1(nは1以上の整数)で
表される基である。そして、ハロゲン化アルキル基は、
前記アルキル基の一つ以上の水素原子がハロゲン原子で
置換された基である。アルケン基は−Cn H2n-1(nは
2以上の整数)で表される基である。そして、ハロゲン
化アルケン基は、前記アルケン基の一つ以上の水素原子
がハロゲン原子で置換された基である。アルキン基は−
Cn H2n -3(nは2以上の整数)で表される基である。
そして、ハロゲン化アルキン基は、前記アルキン基の一
つ以上の水素原子がハロゲン原子で置換された基であ
る。アリール基は芳香族炭化水素から水素原子1個を除
いた残りの原子団である。置換アリール基は、前記アリ
ール基の一つ以上の水素原子が他の基(例えば、アルキ
ル基、ハロゲン化アルキル基、アルケン基、ハロゲン化
アルケン基、アルキン基、ハロゲン化アルキン基、ハロ
ゲン原子など)で置換された基である。Siを持つアル
キル基、Siを持つアルケン基、Siを持つアルキン
基、Siを持つアリール基、Siを持つ置換アリール基
は、各々の基(アルキル基、アルケン基、アルキン基、
アリール基、置換アリール基)がSiを持っていること
を意味する。アルキル置換硫黄は、例えばR2 S又はR
SH(Rはアルキル基、アルケン基、アルキン基、アリ
ール基、置換アリール基の群の中から選ばれるいずれ
か)で表されるものである。ハロゲン置換硫黄は、例え
ばSX2 又はS2 X2 (XはF,Cl,Br,Iの群の
中から選ばれるいずれか)、或いはSF6 で表されるも
のである。アルキル置換ホスフィンは、例えばR3 P,
R2 PH,RPH2 (Rはアルキル基、アルケン基、ア
ルキン基、アリール基、置換アリール基の群の中から選
ばれるいずれか)で表されるものである。ハロゲン置換
ホスフィンは、例えばPX3 ,PX5 (XはF,Cl,
Br,Iの群の中から選ばれるいずれか)で表されるも
のである。When n is 2 or more, all Rs in R n may be the same or different. When n is 3 or less, all Xs in X 5-n may be the same or different. When m is 2 or more, all L in L m
May be the same or different. ] The alkyl group (the n 1 or more integer) -C n H 2n + 1 is a group represented by. And the halogenated alkyl group is
The alkyl group is a group in which one or more hydrogen atoms have been replaced with halogen atoms. Alkene group is -C n H 2n-1 group (n is an integer greater than or equal to 2) is represented by. The halogenated alkene group is a group in which one or more hydrogen atoms of the alkene group are substituted with a halogen atom. The alkyne group is-
It is a group represented by C n H 2n -3 (n is an integer of 2 or more).
The halogenated alkyne group is a group in which one or more hydrogen atoms of the alkyne group are substituted with a halogen atom. The aryl group is an atomic group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic hydrocarbon. A substituted aryl group is a compound in which one or more hydrogen atoms of the above aryl group are other groups (eg, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkene group, a halogenated alkene group, an alkyne group, a halogenated alkyne group, a halogen atom, and the like). Is a group substituted with The alkyl group having Si, the alkene group having Si, the alkyne group having Si, the aryl group having Si, and the substituted aryl group having Si are each a group (alkyl group, alkene group, alkyne group,
(Aryl group, substituted aryl group) has Si. Alkyl-substituted sulfur is, for example, R 2 S or R
SH (R is any one selected from the group consisting of an alkyl group, an alkene group, an alkyne group, an aryl group, and a substituted aryl group). The halogen-substituted sulfur is, for example, SX 2 or S 2 X 2 (X is any one selected from the group consisting of F, Cl, Br and I) or SF 6 . Alkyl-substituted phosphines include, for example, R 3 P,
R 2 PH, RPH 2 (R is any one selected from the group consisting of an alkyl group, an alkene group, an alkyne group, an aryl group, and a substituted aryl group). Halogen-substituted phosphines include, for example, PX 3 , PX 5 (X is F, Cl,
(Any one selected from the group consisting of Br and I).
【0016】「nが2以上の時、Rn における全てのR
は同じであっても、異なっていても良い」の意味は、例
えばR2 の時、Rが二つある訳であるが、これら二つの
Rは同じアルキル基であっても良く、異なるアルキル基
であっても良いと言う意味である。その他についても、
同様である。上記一般式のRで表されるアルキル基は、
炭素数1〜10のものが好ましい。Rで表されるアルケ
ン基は、炭素数2〜10のものが好ましい。Rで表され
るアルキン基は、炭素数2〜10のものが好ましい。R
で表されるアリール基は、炭素数6〜20のものが好ま
しい。Rで表される置換アリール基は、炭素数7〜20
のものが好ましい。Rで表されるSiを持つアルキル基
は、炭素数1〜10のものが好ましい。Rで表されるS
iを持つアルケン基は、炭素数2〜10のものが好まし
い。Rで表されるSiを持つアルキン基は、炭素数2〜
10のものが好ましい。Rで表されるSiを持つアリー
ル基は、炭素数6〜20のものが好ましい。Rで表され
るSiを持つ置換アリール基は、炭素数7〜20のもの
が好ましい。"When n is 2 or more, all R in R n
May be the same or different "means that, for example, in the case of R 2 , there are two Rs, and these two Rs may be the same alkyl group, It means that it may be. For others,
The same is true. The alkyl group represented by R in the above general formula is
Those having 1 to 10 carbon atoms are preferred. The alkene group represented by R preferably has 2 to 10 carbon atoms. The alkyne group represented by R preferably has 2 to 10 carbon atoms. R
The aryl group represented by has preferably 6 to 20 carbon atoms. The substituted aryl group represented by R has 7 to 20 carbon atoms.
Are preferred. The alkyl group having Si represented by R preferably has 1 to 10 carbon atoms. S represented by R
The alkene group having i preferably has 2 to 10 carbon atoms. The alkyne group having Si represented by R has 2 to 2 carbon atoms.
Ten are preferred. The aryl group having Si represented by R preferably has 6 to 20 carbon atoms. The substituted aryl group having Si represented by R preferably has 7 to 20 carbon atoms.
【0017】上記一般式で表されるTa系膜形成材料の
中でも、Rが−CH3 ,−CF3 ,−C2 H5 ,−C2
F5 ,−C3 H7 ,−C3 F7 ,−C4 H9 ,−C4 F
9 ,−CH=CH2 及び−CH2 CH=CH2 の群の中
から選ばれるいずれかの導電性Ta系膜形成材料は好ま
しいものである。又、Lが(CH3 )2 S,(C
2 H5 )2 S,(C3 H7 )2 S及び(C4 H 9 )2 S
の群の中から選ばれるいずれかの導電性Ta系膜形成材
料は好ましいものである。The Ta-based film forming material represented by the above general formula
Among them, R is -CHThree, -CFThree, -CTwoHFive, -CTwo
FFive, -CThreeH7, -CThreeF7, -CFourH9, -CFourF
9, -CH = CHTwoAnd -CHTwoCH = CHTwoIn the group of
Any of the conductive Ta-based film forming materials selected from
It is a new thing. L is (CHThree)TwoS, (C
TwoHFive)TwoS, (CThreeH7)TwoS and (CFourH 9)TwoS
Conductive Ta-based film forming material selected from the group consisting of
Charges are preferred.
【0018】上記一般式(1)で表される化合物の中で
も特に好ましい化合物は、TaCl 5 ・S(C2 H5 )
2 ,CH3 TaCl4 ,(CH3 )2 TaCl3 ,(C
H3)3 TaCl2 ,CH3 TaCl4 ・S(C
2 H5 )2 ,(CH3 )2 TaCl 3 ・S(C2 H5 )
2 ,(CH3 )3 TaCl2 ・S(C2 H5 )2 であ
る。従って、これ等の群の中から選ばれる一種又は二種
以上のものが特に好ましい化合物である。Among the compounds represented by the above general formula (1),
Particularly preferred compounds are TaCl Five・ S (CTwoHFive)
Two, CHThreeTaClFour, (CHThree)TwoTaClThree, (C
HThree)ThreeTaClTwo, CHThreeTaClFour・ S (C
TwoHFive)Two, (CHThree)TwoTaCl Three・ S (CTwoHFive)
Two, (CHThree)ThreeTaClTwo・ S (CTwoHFive)TwoIn
You. Therefore, one or two selected from these groups
The above are particularly preferred compounds.
【0019】上記の本発明において、上記一般式(1)
で表されるTaを有する化合物の他にも、下記の一般式
(2)で表される化合物も特に好ましいものである。 一般式(2) TaCi Hj Nk Sil Xm 〔但し、iは2〜40の整数、jは6〜90の整数、k
は0〜9、lは0〜2の整数、mは0〜4の整数、Xは
ハロゲン原子である。〕 上記一般式(2)で表される化合物の中でも特に好まし
い化合物は、〔(CH 3 )2 N〕5 Ta,〔(CH3 )
2 N〕4 TaCl,〔(CH3 )2 N〕3 TaCl2 ,
〔(CH3 )2 N〕2 TaCl3 ,〔(CH3 )2 N〕
TaCl4 ,〔(CH3 )2 N〕4 Ta〔CH2 Si
(CH3 )3 〕,〔(CH3 )2 N〕3 Ta〔CH2 S
i(CH3 )3 〕2 ,C2 H5 N=Ta〔N(C
2 H5 )2 〕3 ,Ta〔N(C2 H5 )2 〕4 ,C4 H
9 N=Ta〔N(C2 H5 )2 〕3 ,(C 5 H5 )2 T
aH3 ,(CH3 C5 H4 )2 TaH3 ,(C2 H5 C
5 H4 )2TaH3 ,(C3 H7 C5 H4 )2 Ta
H3 ,(C4 H9 C5 H4 )2 TaH3,〔C5 (CH
3 )5 〕2 TaH3 ,(CH3 C5 H4 )TaC
7 H7 ,(C5H5 )2 Ta(N3 )3 ,(CH3 C5
H4 )2 Ta(N3 )3 ,(C2 H5 C 5 H4 )2 Ta
(N3 )3 ,(C3 H7 C5 H4 )2 Ta(N3 )3 ,
(C4 H 9 C5 H4 )2 Ta(N3 )3 ,〔C5 (CH
3 )5 〕2 Ta(N3 )3 ,(C 5 H5 )2 Ta
(N3 )2 ,(CH3 C5 H4 )2 Ta(N3 )2 ,
(C2 H5C5 H4 )2 Ta(N3 )2 ,(C3 H7 C
5 H4 )2 Ta(N3 )2 ,(C4H9 C5 H4 )2 T
a(N3 )2 ,〔C5 (CH3 )5 〕2 Ta(N3 )2
である。従って、これ等の群の中から選ばれる一種又は
二種以上のものが特に好ましい化合物である。In the present invention, the above-mentioned general formula (1)
In addition to the compound having Ta represented by the following general formula:
The compound represented by (2) is also particularly preferred. General formula (2) TaCiHjNkSilXm [However, i is an integer of 2 to 40, j is an integer of 6 to 90, k
Is an integer of 0 to 9, l is an integer of 0 to 2, m is an integer of 0 to 4, X is
It is a halogen atom. Particularly preferred among the compounds represented by the above general formula (2)
Compound is [(CH Three)TwoN]FiveTa, [(CHThree)
TwoN]FourTaCl, [(CHThree)TwoN]ThreeTaClTwo,
[(CHThree)TwoN]TwoTaClThree, [(CHThree)TwoN]
TaClFour, [(CHThree)TwoN]FourTa [CHTwoSi
(CHThree)Three], [(CHThree)TwoN]ThreeTa [CHTwoS
i (CHThree)Three]Two, CTwoHFiveN = Ta [N (C
TwoHFive)Two]Three, Ta [N (CTwoHFive)Two]Four, CFourH
9N = Ta [N (CTwoHFive)Two]Three, (C FiveHFive)TwoT
aHThree, (CHThreeCFiveHFour)TwoTaHThree, (CTwoHFiveC
FiveHFour)TwoTaHThree, (CThreeH7CFiveHFour)TwoTa
HThree, (CFourH9CFiveHFour)TwoTaHThree, [CFive(CH
Three)Five]TwoTaHThree, (CHThreeCFiveHFour) TaC
7H7, (CFiveHFive)TwoTa (NThree)Three, (CHThreeCFive
HFour)TwoTa (NThree)Three, (CTwoHFiveC FiveHFour)TwoTa
(NThree)Three, (CThreeH7CFiveHFour)TwoTa (NThree)Three,
(CFourH 9CFiveHFour)TwoTa (NThree)Three, [CFive(CH
Three)Five]TwoTa (NThree)Three, (C FiveHFive)TwoTa
(NThree)Two, (CHThreeCFiveHFour)TwoTa (NThree)Two,
(CTwoHFiveCFiveHFour)TwoTa (NThree)Two, (CThreeH7C
FiveHFour)TwoTa (NThree)Two, (CFourH9CFiveHFour)TwoT
a (NThree)Two, [CFive(CHThree)Five]TwoTa (NThree)Two
It is. Therefore, a kind selected from these groups or
Two or more are particularly preferred compounds.
【0020】本発明においては、上記一般式(1)や一
般式(2)で表されるTa系化合物は、炭化水素系の溶
媒および/またはアミン系の溶媒に溶かされる。ここ
で、炭化水素系の溶媒は、その炭素数が5〜40のもの
が特に好ましい。中でも、ペンタン、ヘキサン、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、オクタデカン、ノナデカン、エ
イコサン、ヘンイコサン、ドコサン、トリコサン、シク
ロヘキサン、デカリン、トルエン、キシレン、メシチレ
ン、テトラリン、石油エーテル、リグロイン、シクロペ
ンタジエン、シクロペンタジエンダイマー、メチルシク
ロペンタジエン、メチルシクロペンタジエンダイマー、
エチルシクロペンタジエン、エチルシクロペンタジエン
ダイマー、プロピルシクロペンタジエン、プロピルシク
ロペンタジエンダイマー、ブチルシクロペンタジエン、
ブチルシクロペンタジエンダイマー、シクロヘプタトリ
エン、シクロオクタジエン、シクロオクタテトラエンは
好ましい溶媒である。特に、好ましい溶媒はヘキサン、
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、トルエン、キシレンであ
る。そして、これ等の群の中から選ばれる一種又は二種
以上のものが用いられる。In the present invention, the Ta compound represented by the general formula (1) or (2) is dissolved in a hydrocarbon solvent and / or an amine solvent. Here, the hydrocarbon solvent is particularly preferably one having 5 to 40 carbon atoms. Among them, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane, heptadecane, octadecane, nonadecane, eicosan, heenicosan, docosan, trichosan, cyclohexane, decalin, toluene, xylene, mesitylene, Tetralin, petroleum ether, ligroin, cyclopentadiene, cyclopentadiene dimer, methylcyclopentadiene, methylcyclopentadiene dimer,
Ethylcyclopentadiene, ethylcyclopentadiene dimer, propylcyclopentadiene, propylcyclopentadiene dimer, butylcyclopentadiene,
Butylcyclopentadiene dimer, cycloheptatriene, cyclooctadiene, cyclooctatetraene are preferred solvents. In particular, a preferred solvent is hexane,
Heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane, heptadecane, toluene and xylene. One or two or more selected from these groups are used.
【0021】アミン系の溶媒は、分子内に炭素原子を持
ち、その炭素数が2〜40のものが特に好ましい。中で
も、アセトニトリル、ジメチルエチルアミン、ジエチル
アミン、ジエチルメチルアミン、トリエチルアミン、プ
ロピルアミン、ジプロピルアミン、ジプロピルメチルア
ミン、ジプロピルエチルアミン、エチレンジアミン、
N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、
ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テト
ラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、
2,2’,2”−トリアミノトリエチルアミン、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、ピペリジン、N−メチルピペリジ
ン、アニリン、N,N−ジメチルアニリン、ピリジン、
キノリンは好ましい溶媒である。特に、好ましい溶媒は
ジメチルエチルアミン、ジエチルアミン、ジエチルメチ
ルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロ
ピルアミン、エチレンジアミン、N,N,N’,N’−
テトラメチルエチレンジアミンである。そして、これ等
の群の中から選ばれる一種又は二種以上のものが用いら
れる。The amine-based solvent preferably has a carbon atom in the molecule and has 2 to 40 carbon atoms. Among them, acetonitrile, dimethylethylamine, diethylamine, diethylmethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, dipropylmethylamine, dipropylethylamine, ethylenediamine,
N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine,
Diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine,
2,2 ′, 2 ″ -triaminotriethylamine, methylhydrazine, dimethylhydrazine, ethylhydrazine,
Diethylhydrazine, butylhydrazine, phenylhydrazine, ethyl azide, propyl azide, butyl azide, phenyl azide, piperidine, N-methylpiperidine, aniline, N, N-dimethylaniline, pyridine,
Quinoline is a preferred solvent. Particularly preferred solvents are dimethylethylamine, diethylamine, diethylmethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, ethylenediamine, N, N, N ', N'-.
It is tetramethylethylenediamine. One or two or more selected from these groups are used.
【0022】前記第2の課題は、導電性のTa系膜を形
成する方法であって、上記の導電性Ta系膜形成材料を
基板上に付ける工程と、基板上に付いた前記導電性Ta
系膜形成材料を分解して、導電性Ta系膜を形成する工
程とを具備することを特徴とする導電性Ta系膜形成方
法によって解決される。The second object is a method of forming a conductive Ta-based film, comprising the steps of: applying the above-described conductive Ta-based film forming material on a substrate;
Forming a conductive Ta-based film by decomposing the system-film forming material.
【0023】又、導電性のTa系膜をケミカルベーパー
デポジション(CVD)により形成する方法であって、
上記の導電性Ta系膜形成材料を分解して、基板上に導
電性Ta系膜を形成する工程を具備することを特徴とす
る導電性Ta系膜形成方法によって解決される。Also, a method of forming a conductive Ta-based film by chemical vapor deposition (CVD),
The problem is solved by a method for forming a conductive Ta-based film, comprising a step of forming a conductive Ta-based film on a substrate by decomposing the conductive Ta-based film forming material.
【0024】上記導電性Ta系膜形成方法において、導
電性Ta系膜が形成される基板を加熱する工程を具備す
ることが好ましい。そして、導電性Ta系膜形成材料の
分解は加熱手段、光照射手段、プラズマ手段の採用によ
り行われる。Ta系膜形成材料の分解は、特に、還元雰
囲気下で行われるのが好ましい。例えば、水素、水素プ
ラズマ、窒素、窒素プラズマ、アンモニア、ヒドラジ
ン、ヒドラジン誘導体(例えば、CH3 NHNH2 ,
(CH3 )2 NNH2 ,CH3 NHNHCH3 ,RNH
NH2 (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 Si
Y4-n (Rはアルキル基などの官能基、YはH,F,C
l,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、Ta系膜形成材料の分解を行うのが好
ましい。It is preferable that the method of forming a conductive Ta-based film further includes a step of heating a substrate on which the conductive Ta-based film is formed. The decomposition of the conductive Ta-based film forming material is performed by employing a heating means, a light irradiation means, and a plasma means. The decomposition of the Ta-based film forming material is particularly preferably performed in a reducing atmosphere. For example, hydrogen, hydrogen plasma, nitrogen, nitrogen plasma, ammonia, hydrazine, hydrazine derivatives (eg, CH 3 NHNH 2 ,
(CH 3 ) 2 NNH 2 , CH 3 NHNHCH 3 , RNH
Hydrazine derivatives such as NH 2 (R is a functional group such as an alkyl group), silane, and silane derivatives (for example, R n Si
Y 4-n (R is a functional group such as an alkyl group, Y is H, F, C
silane derivatives such as l, Br or I), borane, and borane derivatives (eg, R n BY 3-n (R is a functional group such as an alkyl group, Y is H, F, Cl, Br or I), etc. It is preferable to decompose the Ta-based film-forming material under an air current containing one or more selected from the group of borane derivatives).
【0025】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、Ta系膜形成材料の分解
を行うのが好ましい。特に、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、Ta系膜形成材料の分解を行うのが好ましい。こ
れにより、導電性窒化Ta系膜が形成される。In addition, simultaneously with the decomposition of a compound containing one or more compounds selected from the group consisting of ammonia, hydrazine, hydrazine derivatives and alkyl azides, or before and / or after the decomposition of the compound, a Ta-based compound can be used. The decomposition of the film-forming material is preferably performed. In particular, compounds containing one or more selected from the group of methylhydrazine, dimethylhydrazine, ethylhydrazine, diethylhydrazine, butylhydrazine, phenylhydrazine, ethyl azide, propyl azide, butyl azide, phenyl azide Preferably, the Ta-based film-forming material is decomposed simultaneously with or before and / or after the decomposition of the compound. Thus, a conductive Ta-based nitride film is formed.
【0026】前記第3の課題は、上記の導電性Ta系膜
形成工程と、前記導電性Ta系膜形成工程によって形成
された導電性Ta系膜の上に銅(銅合金を含む)配線膜
を形成する銅配線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。又、上記の導
電性Ta系膜形成方法によって形成された導電性Ta系
膜の上に銅(銅合金を含む)配線膜が形成されてなるU
LSIによって解決される。The third object is to provide a conductive Ta-based film forming step and a copper (including copper alloy) wiring film on the conductive Ta-based film formed by the conductive Ta-based film forming step. And a step of forming a copper wiring film. Further, a copper (including copper alloy) wiring film is formed on the conductive Ta-based film formed by the above-described conductive Ta-based film forming method.
Solved by LSI.
【0027】特に、上記の導電性Ta系膜形成方法を用
いて形成された窒化Ta系膜の上に銅(銅合金を含む)
配線膜が形成されてなるULSIによって解決される。In particular, copper (including a copper alloy) is formed on a Ta nitride-based film formed by using the above-described conductive Ta-based film forming method.
The problem is solved by a ULSI in which a wiring film is formed.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】本発明になる導電性Ta系膜(例
えば、金属タンタル、炭化タンタル、窒化タンタル、珪
化タンタル、窒珪化タンタル等の膜である。酸化タンタ
ルの膜は、導電性を示さないので、本発明の導電性Ta
系膜には該当しない。)形成材料は、Taを有する化合
物と、炭化水素系の溶媒とを含む。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のTa系
膜を形成する材料であって、Taを有する化合物と、炭
化水素系の溶媒とを含む。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A conductive Ta-based film according to the present invention (for example, a film of tantalum metal, tantalum carbide, tantalum nitride, tantalum silicide, tantalum silicide nitride, etc.) A tantalum oxide film shows conductivity. The conductive Ta of the present invention
Not applicable to system membranes. The formation material includes a compound having Ta and a hydrocarbon-based solvent. In particular, it is a material for forming a conductive Ta-based film provided as a base film of a copper (including copper alloy) wiring film, and includes a compound having Ta and a hydrocarbon-based solvent.
【0029】又、本発明になる導電性Ta系膜(例え
ば、金属タンタル、炭化タンタル、窒化タンタル、珪化
タンタル、窒珪化タンタル等の膜である。酸化タンタル
の膜は、導電性を示さないので、本発明の導電性Ta系
膜には該当しない。)形成材料は、Taを有する化合物
と、アミン系の溶媒とを含む。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のTa系膜
を形成する材料であって、Taを有する化合物と、アミ
ン系の溶媒とを含む。The conductive Ta-based film according to the present invention (for example, a film of metal tantalum, tantalum carbide, tantalum nitride, tantalum silicide, tantalum silicide silicide, etc.) Since tantalum oxide film does not show conductivity. This does not correspond to the conductive Ta-based film of the present invention.) The forming material includes a compound having Ta and an amine-based solvent. In particular, it is a material for forming a conductive Ta-based film provided as a base film of a copper (including copper alloy) wiring film, and includes a compound having Ta and an amine-based solvent.
【0030】上記Taを有する化合物は、特に、下記の
一般式(1),(2)で表される化合物である。 一般式(1) Rn TaX5-n ・Lm 〔但し、RはH、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、
アルケン基、ハロゲン化アルケン基、アルキン基、ハロ
ゲン化アルキン基、アリール基、置換アリール基、Si
を持つアルキル基、Siを持つアルケン基、Siを持つ
アルキン基、Siを持つアリール基、及びSiを持つ置
換アリール基の群の中から選ばれるいずれかである。The compound having Ta is, in particular, a compound represented by the following general formulas (1) and (2). Formula (1) R n TaX 5-n · L m [where R is H, an alkyl group, a halogenated alkyl group,
Alkene group, halogenated alkene group, alkyne group, halogenated alkyne group, aryl group, substituted aryl group, Si
Or an alkene group having Si, an alkyne group having Si, an aryl group having Si, or a substituted aryl group having Si.
【0031】nは0〜5の整数である。XはH,F,C
l,Br及びIの群の中から選ばれるいずれかである。
Lはアルキル置換硫黄、ハロゲン置換硫黄、アルキル置
換ホスフィン、及びハロゲン置換ホスフィンの群の中か
ら選ばれるいずれかである。mは、nが1〜5の整数の
時、0〜4の整数であり、nが0の時、1〜4の整数で
ある。N is an integer of 0-5. X is H, F, C
It is any one selected from the group of l, Br and I.
L is any one selected from the group consisting of alkyl-substituted sulfur, halogen-substituted sulfur, alkyl-substituted phosphine, and halogen-substituted phosphine. m is an integer of 0 to 4 when n is an integer of 1 to 5, and an integer of 1 to 4 when n is 0.
【0032】nが2以上の時、Rn における全てのRは
同じであっても、異なっていても良い。nが3以下の
時、X5-n における全てのXは同じであっても、異なっ
ていても良い。mが2以上の時、Lm における全てのL
は同じであっても、異なっていても良い。〕 上記アルキル基は−Cn H2n+1(nは1以上の整数)で
表される基である。そして、ハロゲン化アルキル基は、
前記アルキル基の一つ以上の水素原子がハロゲン原子で
置換された基である。アルケン基は−Cn H2n-1(nは
2以上の整数)で表される基である。そして、ハロゲン
化アルケン基は、前記アルケン基の一つ以上の水素原子
がハロゲン原子で置換された基である。アルキン基は−
Cn H2n -3(nは2以上の整数)で表される基である。
そして、ハロゲン化アルキン基は、前記アルキン基の一
つ以上の水素原子がハロゲン原子で置換された基であ
る。アリール基は芳香族炭化水素から水素原子1個を除
いた残りの原子団である。置換アリール基は、前記アリ
ール基の一つ以上の水素原子が他の基(例えば、アルキ
ル基、ハロゲン化アルキル基、アルケン基、ハロゲン化
アルケン基、アルキン基、ハロゲン化アルキン基、ハロ
ゲン原子など)で置換された基である。Siを持つアル
キル基、Siを持つアルケン基、Siを持つアルキン
基、Siを持つアリール基、Siを持つ置換アリール基
は、各々の基(アルキル基、アルケン基、アルキン基、
アリール基、置換アリール基)がSiを持っていること
を意味する。アルキル置換硫黄は、例えばR2 S又はR
SH(Rはアルキル基、アルケン基、アルキン基、アリ
ール基、置換アリール基の群の中から選ばれるいずれ
か)で表されるものである。ハロゲン置換硫黄は、例え
ばSX2 又はS2 X2 (XはF,Cl,Br,Iの群の
中から選ばれるいずれか)、或いはSF6 で表されるも
のである。アルキル置換ホスフィンは、例えばR3 P,
R2 PH,RPH2 (Rはアルキル基、アルケン基、ア
ルキン基、アリール基、置換アリール基の群の中から選
ばれるいずれか)で表されるものである。ハロゲン置換
ホスフィンは、例えばPX3 ,PX5 (XはF,Cl,
Br,Iの群の中から選ばれるいずれか)で表されるも
のである。When n is 2 or more, all Rs in R n may be the same or different. When n is 3 or less, all Xs in X 5-n may be the same or different. When m is 2 or more, all L in L m
May be the same or different. ] The alkyl group (the n 1 or more integer) -C n H 2n + 1 is a group represented by. And the halogenated alkyl group is
The alkyl group is a group in which one or more hydrogen atoms have been replaced with halogen atoms. Alkene group is -C n H 2n-1 group (n is an integer greater than or equal to 2) is represented by. The halogenated alkene group is a group in which one or more hydrogen atoms of the alkene group are substituted with a halogen atom. The alkyne group is-
It is a group represented by C n H 2n -3 (n is an integer of 2 or more).
The halogenated alkyne group is a group in which one or more hydrogen atoms of the alkyne group have been substituted with halogen atoms. The aryl group is an atomic group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic hydrocarbon. The substituted aryl group is such that one or more hydrogen atoms of the aryl group are other groups (eg, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkene group, a halogenated alkene group, an alkyne group, a halogenated alkyne group, a halogen atom, and the like). Is a group substituted with The alkyl group having Si, the alkene group having Si, the alkyne group having Si, the aryl group having Si, and the substituted aryl group having Si are each a group (alkyl group, alkene group, alkyne group,
(Aryl group, substituted aryl group) has Si. Alkyl-substituted sulfur is, for example, R 2 S or R
SH (R is any one selected from the group consisting of an alkyl group, an alkene group, an alkyne group, an aryl group, and a substituted aryl group). The halogen-substituted sulfur is, for example, SX 2 or S 2 X 2 (X is any one selected from the group consisting of F, Cl, Br, and I) or SF 6 . Alkyl-substituted phosphines include, for example, R 3 P,
R 2 PH, RPH 2 (R is any one selected from the group consisting of an alkyl group, an alkene group, an alkyne group, an aryl group, and a substituted aryl group). Halogen-substituted phosphines include, for example, PX 3 , PX 5 (X is F, Cl,
(Any one selected from the group consisting of Br and I).
【0033】上記一般式のRで表されるアルキル基は、
特に、炭素数が1〜10のものである。Rで表されるア
ルケン基は、特に、炭素数が2〜10のものである。R
で表されるアルキン基は、特に、炭素数が2〜10のも
のである。Rで表されるアリール基は、特に、炭素数が
6〜20のものである。Rで表される置換アリール基
は、特に、炭素数が7〜20のものである。Rで表され
るSiを持つアルキル基は、特に、炭素数が1〜10の
ものである。Rで表されるSiを持つアルケン基は、特
に、炭素数が2〜10のものである。Rで表されるSi
を持つアルキン基は、特に、炭素数が2〜10のもので
ある。Rで表されるSiを持つアリール基は、特に、炭
素数が6〜20のものである。Rで表されるSiを持つ
置換アリール基は、特に、炭素数が7〜20のものであ
る。The alkyl group represented by R in the above general formula is
In particular, those having 1 to 10 carbon atoms. The alkene group represented by R particularly has 2 to 10 carbon atoms. R
The alkyne group represented by is particularly one having 2 to 10 carbon atoms. The aryl group represented by R particularly has 6 to 20 carbon atoms. The substituted aryl group represented by R particularly has 7 to 20 carbon atoms. The alkyl group having Si represented by R particularly has 1 to 10 carbon atoms. The alkene group having Si represented by R particularly has 2 to 10 carbon atoms. Si represented by R
Are particularly those having 2 to 10 carbon atoms. The aryl group having Si represented by R particularly has 6 to 20 carbon atoms. The substituted aryl group having Si represented by R particularly has 7 to 20 carbon atoms.
【0034】上記一般式で表されるTa系膜形成材料の
中でも、Rが−CH3 ,−CF3 ,−C2 H5 ,−C2
F5 ,−C3 H7 ,−C3 F7 ,−C4 H9 ,−C4 F
9 ,−CH=CH2 及び−CH2 CH=CH2 の群の中
から選ばれるいずれかのTa系膜形成材料は好ましいも
のである。又、Lが(CH3 )2 S,(C2 H5 )
2S,(C3 H7 )2 S及び(C4 H9 )2 Sの群の中
から選ばれるいずれかのTa系膜形成材料は好ましいも
のである。Among the Ta-based film forming materials represented by the above general formula, R represents —CH 3 , —CF 3 , —C 2 H 5 , and —C 2.
F 5, -C 3 H 7, -C 3 F 7, -C 4 H 9, -C 4 F
9, either Ta-based film forming material selected from the group of -CH = CH 2 and -CH 2 CH = CH 2 are preferred. L is (CH 3 ) 2 S, (C 2 H 5 )
Any Ta-based film forming material selected from the group consisting of 2 S, (C 3 H 7 ) 2 S and (C 4 H 9 ) 2 S is preferable.
【0035】上記一般式(1)で表される化合物の中で
も特に好ましい化合物は、TaCl 5 ・S(C2 H5 )
2 ,CH3 TaCl4 ,(CH3 )2 TaCl3 ,(C
H3)3 TaCl2 ,CH3 TaCl4 ・S(C
2 H5 )2 ,(CH3 )2 TaCl 3 ・S(C2 H5 )
2 ,(CH3 )3 TaCl2 ・S(C2 H5 )2 であ
る。そして、これ等の群の中から選ばれる一種又は二種
以上のものが特に好ましい化合物である。Among the compounds represented by the above general formula (1),
Particularly preferred compounds are TaCl Five・ S (CTwoHFive)
Two, CHThreeTaClFour, (CHThree)TwoTaClThree, (C
HThree)ThreeTaClTwo, CHThreeTaClFour・ S (C
TwoHFive)Two, (CHThree)TwoTaCl Three・ S (CTwoHFive)
Two, (CHThree)ThreeTaClTwo・ S (CTwoHFive)TwoIn
You. And one or two selected from these groups
The above are particularly preferred compounds.
【0036】一般式(2) TaCi Hj Nk Sil Xm 〔但し、iは2〜40の整数、jは6〜90の整数、k
は0〜9、lは0〜2の整数、mは0〜4の整数、Xは
ハロゲン原子である。〕 上記一般式(2)で表される化合物の中でも特に好まし
い化合物は、〔(CH 3 )2 N〕5 Ta,〔(CH3 )
2 N〕4 TaCl,〔(CH3 )2 N〕3 TaCl2 ,
〔(CH3 )2 N〕2 TaCl3 ,〔(CH3 )2 N〕
TaCl4 ,〔(CH3 )2 N〕4 Ta〔CH2 Si
(CH3 )3 〕,〔(CH3 )2 N〕3 Ta〔CH2 S
i(CH3 )3 〕2 ,C2 H5 N=Ta〔N(C
2 H5 )2 〕3 ,Ta〔N(C2 H5 )2 〕4 ,C4 H
9 N=Ta〔N(C2 H5 )2 〕3 ,(C 5 H5 )2 T
aH3 ,(CH3 C5 H4 )2 TaH3 ,(C2 H5 C
5 H4 )2TaH3 ,(C3 H7 C5 H4 )2 Ta
H3 ,(C4 H9 C5 H4 )2 TaH3,〔C5 (CH
3 )5 〕2 TaH3 ,(CH3 C5 H4 )TaC
7 H7 ,(C5H5 )2 Ta(N3 )3 ,(CH3 C5
H4 )2 Ta(N3 )3 ,(C2 H5 C 5 H4 )2 Ta
(N3 )3 ,(C3 H7 C5 H4 )2 Ta(N3 )3 ,
(C4 H 9 C5 H4 )2 Ta(N3 )3 ,〔C5 (CH
3 )5 〕2 Ta(N3 )3 ,(C 5 H5 )2 Ta
(N3 )2 ,(CH3 C5 H4 )2 Ta(N3 )2 ,
(C2 H5C5 H4 )2 Ta(N3 )2 ,(C3 H7 C
5 H4 )2 Ta(N3 )2 ,(C4H9 C5 H4 )2 T
a(N3 )2 ,〔C5 (CH3 )5 〕2 Ta(N3 )2
である。そして、これ等の群の中から選ばれる一種又は
二種以上のものが特に好ましい化合物である。General formula (2) TaCiHjNkSilXm [However, i is an integer of 2 to 40, j is an integer of 6 to 90, k
Is an integer of 0 to 9, l is an integer of 0 to 2, m is an integer of 0 to 4, X is
It is a halogen atom. Particularly preferred among the compounds represented by the above general formula (2)
Compound is [(CH Three)TwoN]FiveTa, [(CHThree)
TwoN]FourTaCl, [(CHThree)TwoN]ThreeTaClTwo,
[(CHThree)TwoN]TwoTaClThree, [(CHThree)TwoN]
TaClFour, [(CHThree)TwoN]FourTa [CHTwoSi
(CHThree)Three], [(CHThree)TwoN]ThreeTa [CHTwoS
i (CHThree)Three]Two, CTwoHFiveN = Ta [N (C
TwoHFive)Two]Three, Ta [N (CTwoHFive)Two]Four, CFourH
9N = Ta [N (CTwoHFive)Two]Three, (C FiveHFive)TwoT
aHThree, (CHThreeCFiveHFour)TwoTaHThree, (CTwoHFiveC
FiveHFour)TwoTaHThree, (CThreeH7CFiveHFour)TwoTa
HThree, (CFourH9CFiveHFour)TwoTaHThree, [CFive(CH
Three)Five]TwoTaHThree, (CHThreeCFiveHFour) TaC
7H7, (CFiveHFive)TwoTa (NThree)Three, (CHThreeCFive
HFour)TwoTa (NThree)Three, (CTwoHFiveC FiveHFour)TwoTa
(NThree)Three, (CThreeH7CFiveHFour)TwoTa (NThree)Three,
(CFourH 9CFiveHFour)TwoTa (NThree)Three, [CFive(CH
Three)Five]TwoTa (NThree)Three, (C FiveHFive)TwoTa
(NThree)Two, (CHThreeCFiveHFour)TwoTa (NThree)Two,
(CTwoHFiveCFiveHFour)TwoTa (NThree)Two, (CThreeH7C
FiveHFour)TwoTa (NThree)Two, (CFourH9CFiveHFour)TwoT
a (NThree)Two, [CFive(CHThree)Five]TwoTa (NThree)Two
It is. And a kind selected from these groups or
Two or more are particularly preferred compounds.
【0037】本発明においては、上記一般式(1)や一
般式(2)で表されるTa系化合物は、炭化水素やアミ
ン系の溶媒に溶かされる。この時のTa系化合物の濃度
は溶解する範囲内であれば良い。尚、Ta系化合物が沈
殿物として存在していても良い。ここで、炭化水素系の
溶媒は、特に、その炭素数が5〜40のものである。中
でも、ペンタン、ヘキサン、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、オクタデカン、ノナデカン、エイコサン、ヘンイコ
サン、ドコサン、トリコサン、シクロヘキサン、デカリ
ン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、石
油エーテル、リグロイン、シクロペンタジエン、シクロ
ペンタジエンダイマー、メチルシクロペンタジエン、メ
チルシクロペンタジエンダイマー、エチルシクロペンタ
ジエン、エチルシクロペンタジエンダイマー、プロピル
シクロペンタジエン、プロピルシクロペンタジエンダイ
マー、ブチルシクロペンタジエン、ブチルシクロペンタ
ジエンダイマー、シクロヘプタトリエン、シクロオクタ
ジエン、シクロオクタテトラエンは好ましい溶媒であ
る。特に、好ましい溶媒はヘキサン、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
タデカントルエン、キシレンである。そして、これ等の
群の中から選ばれる一種又は二種以上のものが用いられ
る。In the present invention, the Ta compound represented by the general formula (1) or (2) is dissolved in a hydrocarbon or an amine solvent. At this time, the concentration of the Ta-based compound may be within the range in which it is dissolved. Incidentally, the Ta-based compound may be present as a precipitate. Here, the hydrocarbon-based solvent particularly has 5 to 40 carbon atoms. Among them, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane, heptadecane, octadecane, nonadecane, eicosan, heenicosan, docosan, trichosan, cyclohexane, decalin, toluene, xylene, mesitylene, Tetralin, petroleum ether, ligroin, cyclopentadiene, cyclopentadiene dimer, methylcyclopentadiene, methylcyclopentadiene dimer, ethylcyclopentadiene, ethylcyclopentadiene dimer, propylcyclopentadiene, propylcyclopentadiene dimer, butylcyclopentadiene, butylcyclopentadiene dimer, Cycloheptatriene, cyclooctadiene, cycloo Tatetoraen is the preferred solvent. Particularly preferred solvents are hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane, heptadecanetoluene, xylene. One or two or more selected from these groups are used.
【0038】アミン系の溶媒は、特に、分子内に炭素原
子を持ち、その炭素数が2〜40のものである。中で
も、アセトニトリル、ジメチルエチルアミン、ジエチル
アミン、ジエチルメチルアミン、トリエチルアミン、プ
ロピルアミン、ジプロピルアミン、ジプロピルメチルア
ミン、ジプロピルエチルアミン、エチレンジアミン、
N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、
ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テト
ラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、
2,2’,2”−トリアミノトリエチルアミン、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、ピペリジン、N−メチルピペリジ
ン、アニリン、N,N−ジメチルアニリン、ピリジン、
キノリンは好ましい溶媒である。特に、好ましい溶媒は
ジメチルエチルアミン、ジエチルアミン、ジエチルメチ
ルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロ
ピルアミン、エチレンジアミン、N,N,N’,N’−
テトラメチルエチレンジアミンである。そして、これ等
の群の中から選ばれる一種又は二種以上のものが用いら
れる。The amine solvent particularly has a carbon atom in the molecule and has 2 to 40 carbon atoms. Among them, acetonitrile, dimethylethylamine, diethylamine, diethylmethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, dipropylmethylamine, dipropylethylamine, ethylenediamine,
N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine,
Diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine,
2,2 ′, 2 ″ -triaminotriethylamine, methylhydrazine, dimethylhydrazine, ethylhydrazine,
Diethylhydrazine, butylhydrazine, phenylhydrazine, ethyl azide, propyl azide, butyl azide, phenyl azide, piperidine, N-methylpiperidine, aniline, N, N-dimethylaniline, pyridine,
Quinoline is a preferred solvent. Particularly preferred solvents are dimethylethylamine, diethylamine, diethylmethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, ethylenediamine, N, N, N ', N'-.
It is tetramethylethylenediamine. One or two or more selected from these groups are used.
【0039】本発明になる導電性Ta系膜形成方法は、
上記のTa系膜形成材料を基板上に付ける工程と、基板
上に付いた前記Ta系膜形成材料を分解して、Ta系膜
を形成する工程とを具備する。特に、上記導電性のTa
系膜をCVDにより形成する方法であって、上記のTa
系膜形成材料を分解して、基板上にTa系膜を形成する
工程を具備する。The method for forming a conductive Ta-based film according to the present invention comprises:
The method includes a step of applying the Ta-based film-forming material on a substrate, and a step of decomposing the Ta-based film-forming material on the substrate to form a Ta-based film. In particular, the conductive Ta
A method for forming a base film by CVD, wherein the Ta
A step of decomposing the base film forming material to form a Ta base film on the substrate.
【0040】例えば、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のTa系薄膜が形成さ
れる。すなわち、炭化水素系又はアミン系溶剤中にRn
TaX5-n ・Lm 又はTaCi Hj Nk Sil Xm を溶
かした溶液を容器に入れ、そして気化させる。気化され
た原料(Rn TaX5-n ・Lm 又はTaCi Hj NkS
il Xm )は配管を経て分解反応炉に導入される。反応
炉内には成膜が施されるシリコン基板が置かれていて、
このシリコン基板は加熱手段により加熱されている。そ
して、反応炉内に導入されたRn TaX5-n ・Lm 又は
TaCi Hj N k Sil Xm がシリコン基板近くで分解
することによって導電性のTa系膜、例えば導電性窒化
Ta系膜が形成される。尚、前記溶液の形態でシリコン
基板上に輸送されても良い。For example, an apparatus as shown in FIGS. 1 and 2 is used.
Forming a conductive Ta-based thin film on the substrate.
It is. That is, in a hydrocarbon or amine solvent, Rn
TaX5-n・ LmOr TaCiHjNkSilXmDissolve
The scraped solution is placed in a container and allowed to evaporate. Vaporized
Raw material (RnTaX5-n・ LmOr TaCiHjNkS
ilXmIs introduced into the decomposition reactor via piping. reaction
A silicon substrate on which a film is formed is placed in the furnace,
This silicon substrate is heated by the heating means. So
And the R introduced into the reactornTaX5-n・ LmOr
TaCiHjN kSilXmDecomposes near silicon substrate
To form a conductive Ta-based film, for example, conductive nitride.
A Ta-based film is formed. In addition, silicon in the form of the solution
It may be transported on a substrate.
【0041】尚、図1及び図2中、1a,1b,1cは
Taを有する化合物を含む溶液などが入れられる容器、
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。上記導電性Ta系膜形成方法におい
て、導電性Ta系膜が形成される基板を加熱する工程を
具備する。Ta系膜形成材料の分解は加熱手段、光照射
手段、プラズマ手段の採用により行われる。Ta系膜形
成材料の分解は、特に、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、ヒドラジン、ヒドラジン誘導体(例えば、CH3
NHNH2 ,(CH3 )2 NNH2 ,CH3 NHNHC
H3 ,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、Ta系膜形成材料の分解
は行われる。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、Ta系膜形成材料の分解
が行われる。特に、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、Ta
系膜形成材料の分解は行われる。これにより、導電性窒
化Ta系膜が形成される。1 and 2, reference numerals 1a, 1b, and 1c denote containers each containing a solution containing a compound having Ta.
2 is a vaporizer, 3 is a heater, 4 is a decomposition reactor, 5 is a silicon substrate, 6 is a reaction gas such as hydrogen, hydrogen plasma, ammonia or silane, 7 is a gas flow controller, 8 is a liquid flow controller. It is. The method for forming a conductive Ta-based film includes a step of heating a substrate on which the conductive Ta-based film is formed. The decomposition of the Ta-based film forming material is performed by employing a heating means, a light irradiation means, and a plasma means. The decomposition of the Ta-based film forming material is particularly performed in a reducing atmosphere. For example, hydrogen, hydrogen plasma, nitrogen, nitrogen plasma, ammonia, hydrazine, hydrazine derivatives (for example, CH 3
NHNH 2 , (CH 3 ) 2 NNH 2 , CH 3 NHNHC
Hydrazine derivatives such as H 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 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, and Y is a decomposition of a Ta-based film-forming material under an air current containing one or more members selected from the group consisting of borane derivatives such as H, F, Cl, Br and I). Is done. The Ta-based film-forming material may be formed simultaneously with the decomposition of a compound containing one or more compounds 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. In particular, compounds containing one or more selected from the group of methylhydrazine, dimethylhydrazine, ethylhydrazine, diethylhydrazine, butylhydrazine, phenylhydrazine, ethyl azide, propyl azide, butyl azide, phenyl azide Simultaneously with or before and / or after the decomposition of the compound
The decomposition of the system film forming material is performed. Thus, a conductive Ta-based nitride film is formed.
【0042】本発明になる配線膜形成方法は、上記の導
電性Ta系膜形成工程と、前記導電性Ta系膜形成工程
によって形成された導電性Ta系膜の上に銅(銅合金を
含む)配線膜を形成する銅配線膜形成工程とを具備す
る。本発明になるULSIは、上記Ta系膜形成方法を
用いて形成された導電性のTa系膜の上に銅(銅合金を
含む)配線膜が形成されてなるULSIである。特に、
上記Ta系膜形成方法を用いて形成された導電性の窒化
Ta系膜の上に銅(銅合金を含む)配線膜が形成されて
なるULSIである。The method of forming a wiring film according to the present invention includes the step of forming a conductive Ta-based film and the step of forming copper (including a copper alloy) on the conductive Ta-based film formed by the conductive Ta-based film forming step. A) forming a copper wiring film for forming a wiring film. The ULSI according to the present invention is a ULSI in which a copper (including copper alloy) wiring film is formed on a conductive Ta-based film formed using the above-described Ta-based film forming method. In particular,
This is a ULSI in which a copper (including copper alloy) wiring film is formed on a conductive Ta-based nitride film formed using the Ta-based film forming method.
【0043】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, the present invention will be described with reference to some specific examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0044】[0044]
【実施例1】図1の装置を用いた。容器1aには〔(C
H3 )2 N〕5 Ta/トルエン溶液(〔(CH3 )
2 N〕5 Taの濃度は20wt%)が入れられている。
容器1b,1cには何も入れられていない。気化器2は
80〜130℃に加熱されている。Example 1 The apparatus shown in FIG. 1 was used. In the container 1a, [(C
H 3 ) 2 N] 5 Ta / toluene solution ([(CH 3 )
2 N] 5 Ta at a concentration of 20 wt%).
Nothing is put in the containers 1b and 1c. The vaporizer 2 is heated to 80 to 130C.
【0045】上記条件下において、〔(CH3 )2 N〕
5 Ta/トルエン溶液を液体流量制御器8により制御輸
送し、〔(CH3 )2 N〕5 Taとトルエンとを共に気
化器2により気化した。気化物を冷却トラップで回収し
た処、90%以上の〔(CH3 )2 N〕5 Taが回収で
きた。又、気化実験を数十時間連続的に行ったが、輸送
量は一定であった。Under the above conditions, [(CH 3 ) 2 N]
The 5Ta / toluene solution was transported under control by the liquid flow controller 8, and [(CH 3 ) 2 N] 5 Ta and toluene were both vaporized by the vaporizer 2. When the vapors were collected by a cooling trap, 90% or more of [(CH 3 ) 2 N] 5 Ta could be recovered. Further, the vaporization experiment was continuously performed for several tens of hours, but the transport amount was constant.
【0046】[0046]
【比較例1】図1の装置を用いた。容器1cには〔(C
H3 )2 N〕5 Ta(固形物)が入れられている。容器
1a,1bには何も入れられていない。気化器2は80
〜130℃に加熱されている。上記条件下において、
〔(CH3 )2 N〕5 Taをキャリアーガスによって昇
華輸送した。しかし、1時間後には配管が詰まり、中止
する羽目になった。Comparative Example 1 The apparatus shown in FIG. 1 was used. [(C
H 3 ) 2 N] 5 Ta (solid). Nothing is put in the containers 1a and 1b. Vaporizer 2 is 80
Heated to ~ 130 ° C. Under the above conditions,
[(CH 3 ) 2 N] 5 Ta was sublimated and transported by a carrier gas. However, one hour later, the pipe was clogged and stopped.
【0047】詰まりを無くす為に、配管全体を140℃
に保温して実験を再開した。気化物を冷却トラップで回
収した処、高々40%の〔(CH3 )2 N〕5 Taしか
回収できなかった。又、容器1cを開けると、〔(CH
3 )2 N〕5 Taの分解物が観察された。又、気化実験
が進むにつれて、輸送量は徐々に減少して行った。In order to eliminate clogging, the entire piping must be maintained at 140 ° C.
The experiment was resumed with the temperature kept at that temperature. When the vaporized product was recovered by a cooling trap, only 40% of [(CH 3 ) 2 N] 5 Ta could be recovered at most. When the container 1c is opened, [(CH
3) 2 N] degradation product 5 Ta was observed. Further, as the vaporization experiment progressed, the transport amount was gradually reduced.
【0048】[0048]
【実施例2】図2の装置を用いた。容器1aにはTaC
l5 ・S(C2 H5 )2 /トルエン溶液(TaCl5 ・
S(C2 H5 )2 の濃度は6wt%)が入れられてい
る。容器1b,1cには何も入れられていない。反応ガ
スとして水素が、キャリアガスとしてヘリウムが用いら
れた。気化器2は80〜130℃に加熱されている。シ
リコン基板5は200〜450℃に加熱されている。分
解反応炉4における成膜圧力は0.2〜1.5Torr
に設定されている。Embodiment 2 The apparatus shown in FIG. 2 was used. TaC is used for the container 1a.
l 5 · S (C 2 H 5) 2 / toluene solution (TaCl 5 ·
The concentration of S (C 2 H 5 ) 2 is 6 wt%. Nothing is put in the containers 1b and 1c. Hydrogen was used as a reaction gas, and helium was used as a carrier gas. The vaporizer 2 is heated to 80 to 130C. The silicon substrate 5 is heated to 200 to 450C. The deposition pressure in the decomposition reaction furnace 4 is 0.2 to 1.5 Torr
Is set to
【0049】上記条件下において、TaCl5 ・S(C
2 H5 )2 /トルエン溶液を液体流量制御器8により制
御輸送し、TaCl5 ・S(C2 H5 )2 とトルエンと
を共に気化器2により気化させ、そしてシリコン基板5
に薄膜を形成した。この薄膜は金属タンタルであり、厚
さは0.01〜0.2μmであった。Under the above conditions, TaCl 5 .S (C
The 2 H 5 ) 2 / toluene solution is controlled and transported by the liquid flow rate controller 8, and both TaCl 5 .S (C 2 H 5 ) 2 and toluene are vaporized by the vaporizer 2.
Then, a thin film was formed. This thin film was metal tantalum and had a thickness of 0.01 to 0.2 μm.
【0050】[0050]
【実施例3】実施例2において、容器1aには(C3 H
7 C5 H4 )2 TaH3 /キシレン溶液((C3 H7 C
5 H4 )2 TaH3 の濃度は1wt%)を入れ、気化器
2は150〜250℃に、シリコン基板5は200〜5
00℃にした以外は同様に行った。Embodiment 3 In Embodiment 2, the container 1a contains (C 3 H
7 C 5 H 4 ) 2 TaH 3 / xylene solution ((C 3 H 7 C
5 H 4 ) 2 TaH 3 concentration is 1 wt%), the vaporizer 2 is at 150 to 250 ° C., and the silicon substrate 5 is at 200 to 5
The same procedure was performed except that the temperature was changed to 00 ° C.
【0051】その結果、シリコン基板5に厚さ0.01
〜0.2μmの金属タンタル薄膜が形成された。As a result, a thickness of 0.01
A .about.0.2 .mu.m metal tantalum thin film was formed.
【0052】[0052]
【実施例4】実施例2において、容器1aには(CH3
C5 H4 )TaC7 H7 /シクロヘプタトリエン溶液
((CH3 C5 H4 )TaC7 H7 の濃度は3wt%)
を入れ、反応ガスとして水素プラズマを、キャリアガス
として水素を用い、気化器2は100〜200℃に、シ
リコン基板5は200〜500℃にした以外は同様に行
った。Fourth Embodiment In the second embodiment, (CH 3
C 5 H 4) TaC 7 H 7 / cycloheptatriene solution ((CH 3 C 5 H 4 ) concentration of TaC 7 H 7 is 3 wt%)
Was carried out in the same manner except that hydrogen plasma was used as a reaction gas and hydrogen was used as a carrier gas.
【0053】その結果、シリコン基板5に厚さ0.01
〜0.2μmの炭化タンタル薄膜が形成された。As a result, a thickness of 0.01
A tantalum carbide thin film having a thickness of about 0.2 μm was formed.
【0054】[0054]
【実施例5】実施例2において、容器1aにはTaCl
5 ・S(C2 H5 )2 /トルエン溶液(TaCl5 ・S
(C2 H5 )2 の濃度は6wt%)を入れ、反応ガスと
してアンモニアを、キャリアガスとして窒素を用い、気
化器2は80〜130℃に、シリコン基板5は150〜
450℃にした以外は同様に行った。Fifth Embodiment In the second embodiment, the container 1a contains TaCl
5 · S (C 2 H 5 ) 2 / toluene solution (TaCl 5 .S
(The concentration of (C 2 H 5 ) 2 is 6 wt%), ammonia is used as a reaction gas, and nitrogen is used as a carrier gas.
The same procedure was performed except that the temperature was changed to 450 ° C.
【0055】その結果、シリコン基板5に厚さ0.01
〜0.2μmの窒化タンタル薄膜が形成された。As a result, a thickness of 0.01
A .about.0.2 .mu.m tantalum nitride thin film was formed.
【0056】[0056]
【実施例6】実施例2において、容器1aには〔(CH
3 )2 N〕5 Ta/トルエン溶液(〔(CH3 )2 N〕
5 Taの濃度は10wt%)を入れ、容器1cにはアジ
化エチルを入れ、反応ガスは用いず、キャリアガスとし
て窒素を用い、気化器2は80〜100℃に、シリコン
基板5は300〜500℃にした以外は同様に行った。Embodiment 6 In Embodiment 2, the container 1a contains [(CH
3 ) 2 N] 5 Ta / toluene solution ([(CH 3 ) 2 N]
5 Ta concentration is 10 wt%), ethyl azide is charged in the container 1 c, no reaction gas is used, nitrogen is used as a carrier gas, the vaporizer 2 is at 80 to 100 ° C., and the silicon substrate 5 is at 300 to 300 ° C. The same procedure was performed except that the temperature was changed to 500 ° C.
【0057】その結果、シリコン基板5に厚さ0.01
〜0.2μmの窒化タンタル薄膜が形成された。As a result, a thickness of 0.01
A .about.0.2 .mu.m tantalum nitride thin film was formed.
【0058】[0058]
【実施例7】実施例2において、容器1aにはC2 H5
N=Ta〔N(C2 H5 )2 〕3 /ジエチルアミン溶液
(C2 H5 N=Ta〔N(C2 H5 )2 〕3 の濃度は5
wt%)を入れ、反応ガスとしてアンモニアを用い、キ
ャリアガスとして窒素を用い、気化器2は40〜90℃
に、シリコン基板5は300〜500℃にした以外は同
様に行った。Embodiment 7 In Embodiment 2, the container 1a contains C 2 H 5
The concentration of N = Ta [N (C 2 H 5 ) 2 ] 3 / diethylamine solution (C 2 H 5 N = Ta [N (C 2 H 5 ) 2 ] 3 is 5
wt.), ammonia as a reaction gas, nitrogen as a carrier gas, and a vaporizer 2 at 40 to 90 ° C.
The same operation was performed except that the temperature of the silicon substrate 5 was set to 300 to 500 ° C.
【0059】その結果、シリコン基板5に厚さ0.01
〜0.2μmの窒化タンタル薄膜が形成された。As a result, a thickness of 0.01
A .about.0.2 .mu.m tantalum nitride thin film was formed.
【0060】[0060]
【実施例8】実施例2において、容器1aにはC2 H5
N=Ta〔N(C2 H5 )2 〕3 /ヘプタン溶液(C2
H5 N=Ta〔N(C2 H5 )2 〕3 の濃度は5wt
%)を入れ、容器1bにはモノメチルヒドラジン/ヘプ
タン溶液を入れ、反応ガスとしてシランを用い、キャリ
アガスとして窒素を用い、気化器2は40〜90℃に、
シリコン基板5は300〜500℃にした以外は同様に
行った。Embodiment 8 In Embodiment 2, the container 1a contains C 2 H 5
N = Ta [N (C 2 H 5 ) 2 ] 3 / heptane solution (C 2
The concentration of H 5 N = Ta [N (C 2 H 5 ) 2 ] 3 is 5 wt.
%), A monomethylhydrazine / heptane solution is placed in the container 1b, silane is used as a reaction gas, nitrogen is used as a carrier gas, and the vaporizer 2 is heated to 40 to 90 ° C.
The same operation was performed except that the temperature of the silicon substrate 5 was set to 300 to 500 ° C.
【0061】その結果、シリコン基板5に厚さ0.01
〜0.2μmの窒化珪化タンタル薄膜が形成された。As a result, a thickness of 0.01
A tantalum nitride silicide thin film of about 0.2 μm was formed.
【0062】[0062]
【実施例9】実施例2において、容器1aには〔(CH
3 )2 N〕4 Ta〔CH2 Si(CH3 )3 〕/ノナン
溶液(〔(CH3 )2 N〕4 Ta〔CH2 Si(C
H3 )3〕の濃度は5wt%)を入れ、反応ガスとして
シランを用い、キャリアガスとして窒素を用い、気化器
2は100〜180℃に、シリコン基板5は300〜5
00℃にした以外は同様に行った。Ninth Embodiment In the second embodiment, [(CH
3 ) 2 N] 4 Ta [CH 2 Si (CH 3 ) 3 ] / nonane solution ([(CH 3 ) 2 N] 4 Ta [CH 2 Si (C
H 3 ) 3 ] at a concentration of 5 wt%), using silane as a reaction gas, nitrogen as a carrier gas, the vaporizer 2 at 100 to 180 ° C., the silicon substrate 5 at 300 to 5 ° C.
The same procedure was performed except that the temperature was changed to 00 ° C.
【0063】その結果、シリコン基板5に厚さ0.01
〜0.2μmの珪化タンタル薄膜が形成された。As a result, a thickness of 0.01
A .about.0.2 .mu.m tantalum silicide thin film was formed.
【0064】[0064]
【実施例10】実施例6で作製した窒化タンタル薄膜が
形成されたシリコン基板5を160℃に加熱した。そし
て、このシリコン基板5の窒化タンタル薄膜上にヘキサ
フルオロアセチルアセトン銅トリメチルビニルシラン
(HfacCu:TMVS)のヘプタデカン溶液(0.
2mol/L)を流し込んだ。20秒間の加熱分解後に
冷却し、溶液を流し出し、そしてノルマルヘキサンで3
回洗浄した。Embodiment 10 The silicon substrate 5 on which the tantalum nitride thin film formed in Embodiment 6 was formed was heated to 160.degree. Then, a hexafluoroacetylacetone copper trimethylvinylsilane (HfacCu: TMVS) heptadecane solution (0. 0) is formed on the tantalum nitride thin film on the silicon substrate 5.
2 mol / L). After pyrolysis for 20 seconds, cool, drain the solution and add
Washed twice.
【0065】この結果、表面は窒化タンタル薄膜の銀光
沢から銅の赤金光沢に変わっていた。このシリコン基板
5の断面を電子顕微鏡で観察した処、表面から0.5μ
mの深さまで堆積物が認められた。引き続き、この断面
像の堆積物を元素分析に供した処、表層は金属銅であ
り、金属銅の下はTaとNとを主成分とする窒化タンタ
ルであった。そして、銅はシリコン基板中には拡散して
いなかった。As a result, the surface was changed from silver luster of the tantalum nitride thin film to red gold luster of copper. When the cross section of this silicon substrate 5 was observed with an electron microscope, it was 0.5 μm from the surface.
Deposits were observed to a depth of m. Subsequently, when the sediment of this cross-sectional image was subjected to elemental analysis, the surface layer was metallic copper, and below the metallic copper was tantalum nitride containing Ta and N as main components. And copper did not diffuse into the silicon substrate.
【0066】[0066]
【比較例2】窒化タンタル薄膜が形成されていないシリ
コン基板を160℃に加熱した。そして、このシリコン
基板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(HfacCu:TMVS)のヘプタデカ
ン溶液(0.2mol/L)を流し込んだ。20秒間の
加熱分解後に冷却し、溶液を流し出し、そしてノルマル
ヘキサンで3回洗浄した。Comparative Example 2 A silicon substrate on which a tantalum nitride thin film was not formed was heated to 160 ° C. Then, a heptadecane solution (0.2 mol / L) of hexafluoroacetylacetone copper trimethylvinylsilane (HfacCu: TMVS) was poured onto the silicon substrate. After pyrolysis for 20 seconds, it was cooled, the solution was drained and washed three times with normal hexane.
【0067】この結果、表面は鈍い銀光沢から銅の赤金
光沢に変わっていた。このシリコン基板の断面を電子顕
微鏡で観察した処、表面から0.4μmの深さまで堆積
物が認められた。引き続き、この断面像の堆積物を元素
分析に供した処、表面から0.4μmの深さまでは金属
銅であり、そこから2μmの深さまでが銅−シリコンで
あり、その下がシリコンであった。従って、銅がシリコ
ン基板中に拡散していた。As a result, the surface was changed from dull silver luster to copper red gold luster. When a cross section of the silicon substrate was observed with an electron microscope, a deposit was observed to a depth of 0.4 μm from the surface. Subsequently, when the deposit of this cross-sectional image was subjected to elemental analysis, it was metallic copper at a depth of 0.4 μm from the surface, copper-silicon up to a depth of 2 μm from there, and silicon below. . Therefore, copper was diffused into the silicon substrate.
【0068】[0068]
【実施例11】実施例6で作製した窒化タンタル薄膜が
形成されたシリコン基板5の窒化タンタル薄膜上に、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(HfacCu:TMVS)/トリメチルビニルシラ
ン溶液をCVD原料として用いてCVDにより銅の薄膜
を形成した。Embodiment 11 A CVD using a solution of hexafluoroacetylacetone copper trimethylvinylsilane (HfacCu: TMVS) / trimethylvinylsilane as a CVD raw material on a tantalum nitride thin film of a silicon substrate 5 on which a tantalum nitride thin film formed in Example 6 is formed. To form a copper thin film.
【0069】この結果、表面は窒化タンタル薄膜の銀光
沢から銅の赤金光沢に変わっていた。このシリコン基板
5の断面を電子顕微鏡で観察した処、表面から0.8μ
mの深さまで堆積物が認められた。引き続き、この断面
像の堆積物を元素分析に供した処、表層は金属銅であ
り、金属銅の下はTaとNとを主成分とする窒化タンタ
ルであった。そして、銅はシリコン基板中には拡散して
いなかった。As a result, the surface changed from silver luster of the tantalum nitride thin film to copper red gold luster. When the cross section of this silicon substrate 5 was observed with an electron microscope, it was 0.8 μm from the surface.
Deposits were observed to a depth of m. Subsequently, when the sediment of this cross-sectional image was subjected to elemental analysis, the surface layer was metallic copper, and below the metallic copper was tantalum nitride containing Ta and N as main components. And copper did not diffuse into the silicon substrate.
【0070】[0070]
【比較例3】窒化タンタル薄膜が形成されていないシリ
コン基板上に、HfacCu:TMVSをCVD原料と
して用いてCVDにより銅の薄膜を形成した。この結
果、表面は鈍い銀光沢から銅の赤金光沢に変わってい
た。このシリコン基板の断面を電子顕微鏡で観察した
処、表面から0.5μmの深さまで堆積物が認められ
た。Comparative Example 3 A thin copper film was formed on a silicon substrate on which no tantalum nitride thin film was formed by CVD using HfacCu: TMVS as a CVD raw material. As a result, the surface was changed from dull silver luster to copper red gold luster. When the cross section of the silicon substrate was observed with an electron microscope, a deposit was observed to a depth of 0.5 μm from the surface.
【0071】引き続き、この断面像の堆積物を元素分析
に供した処、表面から0.5μmの深さまでは金属銅で
あり、そこから2μmの深さまでが銅−シリコンであ
り、その下がシリコンであった。従って、銅がシリコン
基板中に拡散していた。Subsequently, when the sediment of this cross-sectional image was subjected to elemental analysis, metallic copper was found at a depth of 0.5 μm from the surface, copper-silicon up to a depth of 2 μm therefrom, and silicon underneath. Met. Therefore, copper was diffused into the silicon substrate.
【0072】[0072]
【発明の効果】金属タンタル、炭化タンタル、窒化タン
タル、珪化タンタル、窒珪化タンタル等は、酸化タンタ
ルと異なって導電性を示し、かつ、その上に銅膜を設け
た場合に、銅が基板中に拡散して行き難いと言うバリア
性にも優れている。このようなバリア膜として優れた導
電性Ta系膜が長期にわたって効率よく綺麗に形成でき
る。According to the present invention, metal tantalum, tantalum carbide, tantalum nitride, tantalum silicide, tantalum silicide, and the like exhibit conductivity different from tantalum oxide, and when a copper film is provided thereon, copper is removed from the substrate. It is also excellent in barrier properties, which are difficult to diffuse into. An excellent conductive Ta-based film as such a barrier film can be efficiently and beautifully formed over a long period of time.
【0073】そして、この導電性Ta系膜が形成された
上に銅配線膜を形成した場合には、銅が基板中に拡散し
難い。従って、信号の処理速度を向上させる為、銅配線
幅が0.18μm以下の微細化が進んでいるULSIに
おいては極めて好ましい技術である。When a copper wiring film is formed on the conductive Ta-based film, copper hardly diffuses into the substrate. Therefore, in order to improve the signal processing speed, this is a very preferable technique in the ULSI in which the copper wiring width is reduced to 0.18 μm or less.
【図1】気化装置の概略図FIG. 1 is a schematic diagram of a vaporizer.
【図2】成膜装置の概略図FIG. 2 is a schematic diagram of a film forming apparatus.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C23C 16/42 C23C 16/42 H01B 1/02 H01B 1/02 Z 5/14 5/14 Z 13/00 503 13/00 503Z H01L 21/285 H01L 21/285 C 301 301R 21/3205 21/88 R (56)参考文献 特開2000−204095(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 16/00 - 16/56 B01J 19/00 C07F 9/00 H01B 1/02 H01B 5/14 H01B 13/00 H01L 21/285 H01L 21/3205 INSPEC(DIALOG) JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI C23C 16/42 C23C 16/42 H01B 1/02 H01B 1/02 Z 5/14 5/14 Z 13/00 503 13/00 503Z H01L 21/285 H01L 21/285 C 301 301R 21/3205 21/88 R (56) Reference JP 2000-204095 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 16/00-16/56 B01J 19/00 C07F 9/00 H01B 1/02 H01B 5/14 H01B 13/00 H01L 21/285 H01L 21/3205 INSPEC (DIALOG) JICST file (JOIS)
Claims (22)
て、 Taを有する化合物と、 炭化水素系の溶媒とを含むことを特徴とする導電性Ta
系膜形成材料。但し、下記のものを除く。 導電性Ta系
膜が窒化タンタル膜であり、Taを有する化合物が Ta
〔N(CH 3 )C n H 2n+1 〕 5 (nは2,3又は4),
Ta〔N(CH 3 ) 2 〕 5 ,又はTa〔N(CH 2 CH
3 ) 2 〕 5 であり、 炭化水素系の溶媒が炭素数6,7又
は8の直鎖状、分岐鎖状、又は環状の 炭化水素、若しく
は前記炭化水素と炭素数3,4,5又は6のアルキルア
ミ ンとの混合物、或いは酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸
ブチル、酢酸イソブチ ル及び酢酸ペンチルからなる群よ
り選ばれる酢酸エステルの溶媒。 1. A conductive Ta-based material for forming a conductive Ta-based film, comprising: a Ta-containing compound; and a hydrocarbon-based solvent.
System film forming material. However, the following are excluded. Conductive Ta-based
The film is a tantalum nitride film, and the compound having Ta is Ta.
[N (CH 3 ) C n H 2n + 1 ] 5 (n is 2, 3 or 4),
Ta [N (CH 3 ) 2 ] 5 or Ta [N (CH 2 CH
3 ) 2 ] 5 and the hydrocarbon solvent has 6, 7 or
Is a straight, branched or cyclic hydrocarbon of 8
Is an alkyl group having 3, 4, 5 or 6 carbon atoms
Mixture of Mi emissions, or methyl acetate, ethyl acetate,
Butyl, the group consisting of acetic acid Isobuchi Le and pentyl acetate
The selected acetate solvent.
40のものであることを特徴とする請求項1の導電性T
a系膜形成材料。2. A hydrocarbon solvent having a carbon number of 5 to 5.
The conductive T according to claim 1, wherein the conductive T is 40.
a-based film forming material.
て、 Taを有する化合物と、 アミン系の溶媒とを含むことを特徴とする導電性Ta系
膜形成材料。但し、下記のものを除く。 導電性Ta系膜
が窒化タンタル膜であり、Taを有する化合物が Ta
〔N(CH 3 )C n H 2n+1 〕 5 (nは2,3又は4),
Ta〔N(CH 3 ) 2 〕 5 ,又はTa〔N(CH 2 CH
3 ) 2 〕 5 であり、 アミン系の溶媒が炭素数3,4,5
又は6のアルキルアミン、若しくは前記 アルキルアミン
と炭素数6,7又は8の直鎖状、分岐鎖状、又は環状の
炭化水素との混合物の溶媒。 3. A material for forming a conductive Ta-based film, comprising: a compound having Ta; and an amine-based solvent. However, the following are excluded. Conductive Ta-based film
Is a tantalum nitride film, and the compound having Ta is Ta.
[N (CH 3 ) C n H 2n + 1 ] 5 (n is 2, 3 or 4),
Ta [N (CH 3 ) 2 ] 5 or Ta [N (CH 2 CH
3 ) 2 ] 5 and the amine solvent has 3, 4, 5 carbon atoms
Or the alkylamine of 6, or the above alkylamine
And C6, C7 or C8 linear, branched or cyclic
Solvents in mixtures with hydrocarbons.
持ち、その炭素数が2〜40のものであることを特徴と
する請求項3の導電性Ta系膜形成材料。4. The conductive Ta-based film forming material according to claim 3, wherein the amine-based solvent has a carbon atom in the molecule and has 2 to 40 carbon atoms.
される化合物であることを特徴とする請求項1〜請求項
4いずれかの導電性Ta系膜形成材料。 Rn TaX5-n ・Lm 〔但し、RはH、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、
アルケン基、ハロゲン化アルケン基、アルキン基、ハロ
ゲン化アルキン基、アリール基、置換アリール基、Si
を持つアルキル基、Siを持つアルケン基、Siを持つ
アルキン基、Siを持つアリール基、及びSiを持つ置
換アリール基の群の中から選ばれるいずれかである。n
は0〜5の整数である。XはH,F,Cl,Br及びI
の群の中から選ばれるいずれかである。Lはアルキル置
換硫黄、ハロゲン置換硫黄、アルキル置換ホスフィン、
及びハロゲン置換ホスフィンの群の中から選ばれるいず
れかである。mは、nが1〜5の整数の時、0〜4の整
数であり、nが0の時、1〜4の整数である。nが2以
上の時、Rn における全てのRは同じであっても、異な
っていても良い。nが3以下の時、X5-n における全て
のXは同じであっても、異なっていても良い。mが2以
上の時、Lm における全てのLは同じであっても、異な
っていても良い。〕5. The conductive Ta-based film forming material according to claim 1, wherein the compound having Ta is a compound represented by the following general formula. R n TaX 5-n · L m [where R is H, an alkyl group, a halogenated alkyl group,
Alkene group, halogenated alkene group, alkyne group, halogenated alkyne group, aryl group, substituted aryl group, Si
Or an alkene group having Si, an alkyne group having Si, an aryl group having Si, or a substituted aryl group having Si. n
Is an integer of 0 to 5. X is H, F, Cl, Br and I
Is any one selected from the group of L is alkyl-substituted sulfur, halogen-substituted sulfur, alkyl-substituted phosphine,
And halogen-substituted phosphines. m is an integer of 0 to 4 when n is an integer of 1 to 5, and an integer of 1 to 4 when n is 0. When n is 2 or more, all R in R n may be the same or different. When n is 3 or less, all Xs in X 5-n may be the same or different. When m is 2 or more, all L in L m may be the same or different. ]
(C2 H5 )2 ,CH3 TaCl4 ,(CH3 )2 Ta
Cl3 ,(CH3 )3 TaCl2 ,CH3 TaCl4 ・
S(C2 H5 )2 ,(CH3 )2 TaCl3 ・S(C2
H5 )2 ,(CH3 )3 TaCl2 ・S(C2 H5 )2
の群の中から選ばれる一種又は二種以上のものであるこ
とを特徴とする請求項1〜請求項5いずれかの導電性T
a系膜形成材料。6. The compound having Ta is TaCl 5 .S.
(C 2 H 5 ) 2 , CH 3 TaCl 4 , (CH 3 ) 2 Ta
Cl 3 , (CH 3 ) 3 TaCl 2 , CH 3 TaCl 4.
S (C 2 H 5 ) 2 , (CH 3 ) 2 TaCl 3 .S (C 2
H 5) 2, (CH 3 ) 3 TaCl 2 · S (C 2 H 5) 2
6. The conductive T according to claim 1, wherein the conductive T is one or more selected from the group consisting of
a-based film forming material.
される有機金属化合物であることを特徴とする請求項1
〜請求項4いずれかの導電性Ta系膜形成材料。 TaCi Hj Nk Sil Xm 〔但し、iは2〜40の整数、jは6〜90の整数、k
は0〜9、lは0〜2の整数、mは0〜4の整数、Xは
ハロゲン原子である。〕7. The compound having Ta is an organometallic compound represented by the following general formula:
The material for forming a conductive Ta-based film according to any one of claims 1 to 4. TaC i H j N k Si l X m [where, i is an integer of 2 to 40, j is an integer of 6 to 90, k
Is an integer of 0 to 9, 1 is an integer of 0 to 2, m is an integer of 0 to 4, and X is a halogen atom. ]
N〕5 Ta,〔(CH3 )2 N〕4 TaCl,〔(CH
3 )2 N〕3 TaCl2 ,〔(CH3 )2 N〕2 TaC
l3 ,〔(CH3 )2 N〕TaCl4 ,〔(CH3 )2
N〕4 Ta〔CH2 Si(CH3 )3 〕,〔(CH3 )
2 N〕3 Ta〔CH2 Si(CH3 ) 3 〕2 ,C2 H5
N=Ta〔N(C2 H5 )2 〕3 ,Ta〔N(C
2 H5 )2 〕 4 ,C4 H9 N=Ta〔N(C
2 H5 )2 〕3 ,(C5 H5 )2 TaH3 ,(CH3 C
5 H4 )2 TaH3 ,(C2 H5 C5 H4 )2 Ta
H3 ,(C3 H7 C5H4 )2 TaH3 ,(C4 H9 C
5 H4 )2 TaH3 ,〔C5 (CH3 )5 〕2Ta
H3 ,(CH3 C5 H4 )TaC7 H7 ,(C5 H5 )
2 Ta(N3 )3 ,(CH3 C5 H4 )2 Ta(N3 )
3 ,(C2 H5 C5 H4 )2 Ta(N3 )3,(C3 H
7 C5 H4 )2 Ta(N3 )3 ,(C4 H9 C5 H4 )
2 Ta(N3)3 ,〔C5 (CH3 )5 〕2 Ta
(N3 )3 ,(C5 H5 )2 Ta(N3 )2,(CH3
C5 H4 )2 Ta(N3 )2 ,(C2 H5 C5 H4 )2
Ta(N3 ) 2 ,(C3 H7 C5 H4 )2 Ta(N3 )
2 ,(C4 H9 C5 H4 )2 Ta(N 3 )2 ,〔C
5 (CH3 )5 〕2 Ta(N3 )2 の群の中から選ばれ
る一種又は二種以上のものであることを特徴とする請求
項1〜請求項4又は請求項7いずれかの導電性Ta系膜
形成材料。8. A compound having Ta is represented by [(CHThree)Two
N]FiveTa, [(CHThree)TwoN]FourTaCl, [(CH
Three)TwoN]ThreeTaClTwo, [(CHThree)TwoN]TwoTaC
lThree, [(CHThree)TwoN] TaClFour, [(CHThree)Two
N]FourTa [CHTwoSi (CHThree)Three], [(CHThree)
TwoN]ThreeTa [CHTwoSi (CHThree) Three]Two, CTwoHFive
N = Ta [N (CTwoHFive)Two]Three, Ta [N (C
TwoHFive)Two] Four, CFourH9N = Ta [N (C
TwoHFive)Two]Three, (CFiveHFive)TwoTaHThree, (CHThreeC
FiveHFour)TwoTaHThree, (CTwoHFiveCFiveHFour)TwoTa
HThree, (CThreeH7CFiveHFour)TwoTaHThree, (CFourH9C
FiveHFour)TwoTaHThree, [CFive(CHThree)Five]TwoTa
HThree, (CHThreeCFiveHFour) TaC7H7, (CFiveHFive)
TwoTa (NThree)Three, (CHThreeCFiveHFour)TwoTa (NThree)
Three, (CTwoHFiveCFiveHFour)TwoTa (NThree)Three, (CThreeH
7CFiveHFour)TwoTa (NThree)Three, (CFourH9CFiveHFour)
TwoTa (NThree)Three, [CFive(CHThree)Five]TwoTa
(NThree)Three, (CFiveHFive)TwoTa (NThree)Two, (CHThree
CFiveHFour)TwoTa (NThree)Two, (CTwoHFiveCFiveHFour)Two
Ta (NThree) Two, (CThreeH7CFiveHFour)TwoTa (NThree)
Two, (CFourH9CFiveHFour)TwoTa (N Three)Two, [C
Five(CHThree)Five]TwoTa (NThree)TwoFrom the group of
Claims characterized by one or more types
The conductive Ta-based film according to any one of claims 1 to 4 or 7.
Forming material.
性Ta系膜を形成する材料であることを特徴とする請求
項1〜請求項8いずれかの導電性Ta系膜形成材料。9. The conductive Ta-based film forming material according to claim 1, which is a material for forming a conductive Ta-based film provided as a base film of a copper wiring film.
あって、請求項1〜請求項9いずれかの導電性Ta系膜
形成材料を基板上に付ける工程と、基板上に付いた前記
導電性Ta系膜形成材料を分解して、導電性Ta系膜を
形成する工程とを具備することを特徴とする導電性Ta
系膜形成方法。10. A method for forming a conductive Ta-based film, the method comprising: applying the conductive Ta-based film forming material according to claim 1 on a substrate; Decomposing the conductive Ta-based film forming material to form a conductive Ta-based film.
-Based film forming method.
デポジションにより形成する方法であって、請求項1〜
請求項9いずれかの導電性Ta系膜形成材料を分解し
て、基板上に導電性Ta系膜を形成する工程を具備する
ことを特徴とする導電性Ta系膜形成方法。11. A method for forming a conductive Ta-based film by chemical vapor deposition.
10. A method for forming a conductive Ta-based film, comprising a step of decomposing the material for forming a conductive Ta-based film according to claim 9 to form a conductive Ta-based film on a substrate.
加熱する工程を具備することを特徴とする請求項10又
は請求項11の導電性Ta系膜形成方法。12. The method for forming a conductive Ta-based film according to claim 10, further comprising a step of heating a substrate on which the conductive Ta-based film is formed.
により行うことを特徴とする請求項10〜請求項12い
ずれかの導電性Ta系膜形成方法。13. The method for forming a conductive Ta-based film according to claim 10, wherein the decomposition of the conductive Ta-based film-forming material is performed by heating.
より行うことを特徴とする請求項10〜請求項13いず
れかの導電性Ta系膜形成方法。14. The method for forming a conductive Ta-based film according to claim 10, wherein the decomposition of the material for forming the conductive Ta-based film is performed by light.
ズマにより行うことを特徴とする請求項10〜請求項1
4いずれかの導電性Ta系膜形成方法。15. The method according to claim 10, wherein the decomposition of the conductive Ta-based film forming material is performed by plasma.
4. Any of the conductive Ta-based film forming methods.
雰囲気下で行うことを特徴とする請求項10〜請求項1
5いずれかの導電性Ta系膜形成方法。16. The method according to claim 10, wherein the decomposition of the conductive Ta-based film forming material is performed in a reducing atmosphere.
5. Any of the conductive Ta-based film forming methods.
ズマ、アンモニア、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気流下で、導電
性Ta系膜形成材料の分解を行うことを特徴とする請求
項10〜請求項16いずれかの導電性Ta系膜形成方
法。17. In an air stream containing one or more selected from the group consisting of hydrogen, hydrogen plasma, nitrogen, nitrogen plasma, ammonia, hydrazine, hydrazine derivatives, silane, silane derivatives, borane, and borane derivatives, The method for forming a conductive Ta-based film according to any one of claims 10 to 16, wherein the material for forming the conductive Ta-based film is decomposed.
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、導電性Ta系膜形成材料
の分解を行うことを特徴とする請求項10〜請求項17
いずれかの導電性Ta系膜形成方法。18. The method according to claim 1, wherein the compound having one or more of the group consisting of ammonia, hydrazine, a hydrazine derivative and an alkyl azide is decomposed simultaneously with, or before and / or after, the decomposition of the compound. 18. The Ta-based film forming material is decomposed.
Any of the conductive Ta-based film forming methods.
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、導電
性Ta系膜形成材料の分解を行うことを特徴とする請求
項10〜請求項18いずれかの導電性Ta系膜形成方
法。19. One or more selected from the group consisting of methylhydrazine, dimethylhydrazine, ethylhydrazine, diethylhydrazine, butylhydrazine, phenylhydrazine, ethyl azide, propyl azide, butyl azide, and phenyl azide. 19. The conductive Ta-based film-forming material is decomposed simultaneously with the decomposition of the compound containing, or before and / or after the decomposition of the compound. -Based film forming method.
電性Ta系膜形成工程と、 前記導電性Ta系膜形成工程によって形成された導電性
Ta系膜の上に銅配線膜を形成する銅配線膜形成工程と
を具備することを特徴とする配線膜形成方法。20. A conductive Ta-based film forming step according to claim 10, and a copper wiring film is formed on the conductive Ta-based film formed in the conductive Ta-based film forming step. A method for forming a wiring film, comprising a step of forming a copper wiring film.
電性Ta系膜形成方法によって形成された導電性Ta系
膜の上に銅配線膜が形成されてなるULSI。21. An ULSI in which a copper wiring film is formed on a conductive Ta-based film formed by the method for forming a conductive Ta-based film according to claim 10.
電性Ta系膜形成方法を用いて形成された窒化Ta系膜
の上に銅配線膜が形成されてなるULSI。22. An ULSI in which a copper wiring film is formed on a Ta nitride-based film formed by using the method for forming a conductive Ta-based film according to claim 10.
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