JP3465848B2 - 有機金属錯体を用いる薄膜の製造法 - Google Patents
有機金属錯体を用いる薄膜の製造法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気相成長法によって薄
膜を製造する方法に関し、さらに詳しくは、ＬＳＩ用薄
膜配線材料や超電導材料として有用な銅薄膜または酸化
銅薄膜を製造することができるターシャリーブトキシカ
ルボニル銅を用いる薄膜の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、単結晶や多結晶を用いて銅薄
膜または酸化銅薄膜を形成する方法としては、ドライプ
ロセスが多用さているのが現状である。 【０００３】上記ドライプロセスには、真空蒸着法、イ
オンプレーティング法およびスパッタリング法等の物理
的成膜法と、化学的気相蒸着法（ＣＶＤ法）等の化学的
成膜法とがあり、中でもＣＶＤ法は、成膜速度の制御が
容易である上、成膜を高真空下で行う必要がなく、しか
も高速成膜が可能であることなどから量産向きである。 【０００４】 このようなＣＶＤ法においては、有機金
属錯体の蒸気を分解させて金属薄膜を形成する場合、熱
ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法またはプラズマＣＶＤ法などが採
用され、原料化合物の一種として有機金属錯体が使用さ
れており、その有機部分（配位子）としてはアセチルア
セトン、ジピバロイルメタンまたはヘキサフルオロアセ
チルアセトンなどが知られている。 【０００５】しかしながら、前記配位子からなる有機銅
錯体を用いて、気相成長法（熱ＣＶＤ法など）によって
薄膜の製造を行うと、満足な薄膜形成速度を得ることが
できず、量産化ベースの薄膜を形成することができない
という問題点があった。また、上記有機金属錯体の配位
子によってもその成果は異なり、例えば配位子がアセチ
ルアセトンの場合には、満足な薄膜形成が得られる前に
分解してしまい、ジピバロイルメタンの場合には、低昇
華性であるため、成膜制御のコントロールが難しく均一
な薄膜を再現性良く成膜することが極めて困難であると
いう問題点があった。 【０００６】一方、上記低昇華性の改善を図るため、有
機部分（配位子）の水素をヘキサフルオロアセトンのよ
うな弗化物で置換した有機金属錯体を原料化合物として
用いた薄膜の製造方法が開発されているが、有機部分
（配位子）の水素を弗化物で置換した有機金属錯体を用
いると、成膜中に弗化物が混入し、薄膜の電気的特性が
劣化してしまうという問題点があった。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述従来の
技術の問題点を解決し、優れた電気的特性を有し、かつ
再現性の良い均一な薄膜を容易に高速成膜することがで
きる有機金属錯体を用いる薄膜の製造方法を提供するこ
とを目的する。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために鋭意研究した結果、ターシャリーブト
キシカルボニル銅が50℃でも相当な蒸気圧を示すととも
に、蒸発温度（昇華温度）と分解温度が明確に離れてい
るという特質を有し、不活性ガスに同伴される銅化合物
の量が多いことを見い出し、本発明を提供することがで
きた。 【０００９】 すなわち、本発明は、ＣＶＤ法による薄
膜の製造方法であって、ターシャリーブトキシカルボニ
ル銅を昇華材料として用いることを特徴とする薄膜の製
造法を提供するものである。 【００１０】 【作用】本発明の有機金属錯体を用いる薄膜の製造法に
ついて、熱ＣＶＤ法を利用した場合を例にあげ、図１を
用いて以下に説明する。なお、図１は熱ＣＶＤ法の概略
を模式的に示した図である。 【００１１】まず、恒温槽３内にあって、合成したター
シャリーブトキシカルボニル銅１が充填された原料容器
２（50〜 100℃の恒温に保持）に、不活性キャリアーガ
ス４をフローメーター５を経て流量を 5〜 500ml／min
に調節して導入し、このガス４にターシャリーブトキシ
カルボニル銅１を同伴および昇華させ、熱分解炉６内に
設けた石英反応管７に導入させる。上記石英反応管７
は、ヒーター８によって所定の温度（ 250〜 750℃）に
加熱保持されており、その内部には基板９が載置されて
いる。 【００１２】上記のようにして石英反応管７に導入され
たターシャリーブトキシカルボニル銅同伴ガスは、基板
９上において有機金属錯体を熱分解し、銅薄膜を生成さ
せる。なお、上記原料容器２から熱分解炉６までの配管
は、凝縮を防ぐために保温層１０または加熱保温手段に
より50〜 150℃に保温維持されている。また、図中１１
は冷却トラップ、１２はバルブ、１３はロータリーポン
プであり、矢印は昇華したターシャリーブトキシカルボ
ニル銅が移送される方向あるいは分解ガスの排出方向を
示している。 【００１３】本発明法において原料化合物として用いら
れるターシャリーブトキシカルボニル銅は、優れた安定
性および高い昇華性を有し、しかも昇華温度と分解温度
とがかなり離れているため、不活性ガスに同伴される錯
体量が従来品よりも多い。そのため、不純物混入のない
均質な膜が、速い成膜速度で得られるようになる。 【００１４】また、上記ターシャリーブトキシカルボニ
ル銅は、従来の薄膜の製造方法において原料化合物とし
て用いられていた有機金属錯体のように、弗化物による
置換部分を有していないため、電気的特性が劣化するこ
とはない。 【００１５】以下、実施例により本発明をさらに詳細に
説明する。しかし本発明の範囲は、以下の実施例により
制限されるものではない。 【００１６】 【実施例】本発明法の一実施例として、熱ＣＶＤ法によ
る薄膜の製造方法を以下に示す。なお、図１は熱ＣＶＤ
法の概略を模式的に示した図である。 【００１７】まず、恒温槽３内にあって、ターシャリー
ブトキシカルボニル銅１が１ｇ充填された原料容器２
（SUS316製、70℃の恒温に保持）に、不活性キャリアー
ガス４（アルゴンガス）を、フローメーター５を経て流
量を 100ml／min に調節して導入し、このガス４に上記
ターシャリーブトキシカルボニル銅１を同伴および昇華
させた。次いで、このガスを、熱分解炉６内に設けられ
内部にシリコン基板９を載置した石英反応管７（ヒータ
ー８によって 500℃に加熱保持されている）に導入さ
せ、基板９上への銅薄膜の成膜を行った（図１）。 【００１８】なお、反応容器内の圧力は20torrに保持し
た。また、原料容器２から熱分解炉６までの配管は、凝
縮を防ぐために保温層１０または加熱保温手段により 1
50℃に保温維持されている。さらに、図中１１は冷却ト
ラップ、１２はバルブ、１３はロータリーポンプであ
り、矢印は昇華した有機金属錯体が移送される方向ある
いは分解ガスの排出方向を示している。 【００１９】上記のようにして１時間成膜を行い、基板
９上に厚さ2500オングストロームの再現性の良い均一な
銅薄膜を得た。 【００２０】 【比較例】ターシャリーブトキシカルボニル銅に代え
て、従来より用いられてきたジピバロイルメタナイト銅
を用いたこと以外は実施例と同様にして薄膜の成膜を行
ったところ、基板上には厚さ 200オングストロームの銅
薄膜しか得られなかった。 【００２１】 【発明の効果】本発明法において原料化合物として用い
られるターシャリーブトキシカルボニル銅は、蒸気圧が
高い上に昇華温度と分解温度とが明らかに離れているた
め、気相成長法によって速い成膜速度で、均質かつ再現
性に優れた銅薄膜を得ることができる。また、本発明法
によると、成膜中に弗化物が生成してしまうことがない
ため、薄膜の電気的特性劣化がない。
膜を製造する方法に関し、さらに詳しくは、ＬＳＩ用薄
膜配線材料や超電導材料として有用な銅薄膜または酸化
銅薄膜を製造することができるターシャリーブトキシカ
ルボニル銅を用いる薄膜の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、単結晶や多結晶を用いて銅薄
膜または酸化銅薄膜を形成する方法としては、ドライプ
ロセスが多用さているのが現状である。 【０００３】上記ドライプロセスには、真空蒸着法、イ
オンプレーティング法およびスパッタリング法等の物理
的成膜法と、化学的気相蒸着法（ＣＶＤ法）等の化学的
成膜法とがあり、中でもＣＶＤ法は、成膜速度の制御が
容易である上、成膜を高真空下で行う必要がなく、しか
も高速成膜が可能であることなどから量産向きである。 【０００４】 このようなＣＶＤ法においては、有機金
属錯体の蒸気を分解させて金属薄膜を形成する場合、熱
ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法またはプラズマＣＶＤ法などが採
用され、原料化合物の一種として有機金属錯体が使用さ
れており、その有機部分（配位子）としてはアセチルア
セトン、ジピバロイルメタンまたはヘキサフルオロアセ
チルアセトンなどが知られている。 【０００５】しかしながら、前記配位子からなる有機銅
錯体を用いて、気相成長法（熱ＣＶＤ法など）によって
薄膜の製造を行うと、満足な薄膜形成速度を得ることが
できず、量産化ベースの薄膜を形成することができない
という問題点があった。また、上記有機金属錯体の配位
子によってもその成果は異なり、例えば配位子がアセチ
ルアセトンの場合には、満足な薄膜形成が得られる前に
分解してしまい、ジピバロイルメタンの場合には、低昇
華性であるため、成膜制御のコントロールが難しく均一
な薄膜を再現性良く成膜することが極めて困難であると
いう問題点があった。 【０００６】一方、上記低昇華性の改善を図るため、有
機部分（配位子）の水素をヘキサフルオロアセトンのよ
うな弗化物で置換した有機金属錯体を原料化合物として
用いた薄膜の製造方法が開発されているが、有機部分
（配位子）の水素を弗化物で置換した有機金属錯体を用
いると、成膜中に弗化物が混入し、薄膜の電気的特性が
劣化してしまうという問題点があった。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述従来の
技術の問題点を解決し、優れた電気的特性を有し、かつ
再現性の良い均一な薄膜を容易に高速成膜することがで
きる有機金属錯体を用いる薄膜の製造方法を提供するこ
とを目的する。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために鋭意研究した結果、ターシャリーブト
キシカルボニル銅が50℃でも相当な蒸気圧を示すととも
に、蒸発温度（昇華温度）と分解温度が明確に離れてい
るという特質を有し、不活性ガスに同伴される銅化合物
の量が多いことを見い出し、本発明を提供することがで
きた。 【０００９】 すなわち、本発明は、ＣＶＤ法による薄
膜の製造方法であって、ターシャリーブトキシカルボニ
ル銅を昇華材料として用いることを特徴とする薄膜の製
造法を提供するものである。 【００１０】 【作用】本発明の有機金属錯体を用いる薄膜の製造法に
ついて、熱ＣＶＤ法を利用した場合を例にあげ、図１を
用いて以下に説明する。なお、図１は熱ＣＶＤ法の概略
を模式的に示した図である。 【００１１】まず、恒温槽３内にあって、合成したター
シャリーブトキシカルボニル銅１が充填された原料容器
２（50〜 100℃の恒温に保持）に、不活性キャリアーガ
ス４をフローメーター５を経て流量を 5〜 500ml／min
に調節して導入し、このガス４にターシャリーブトキシ
カルボニル銅１を同伴および昇華させ、熱分解炉６内に
設けた石英反応管７に導入させる。上記石英反応管７
は、ヒーター８によって所定の温度（ 250〜 750℃）に
加熱保持されており、その内部には基板９が載置されて
いる。 【００１２】上記のようにして石英反応管７に導入され
たターシャリーブトキシカルボニル銅同伴ガスは、基板
９上において有機金属錯体を熱分解し、銅薄膜を生成さ
せる。なお、上記原料容器２から熱分解炉６までの配管
は、凝縮を防ぐために保温層１０または加熱保温手段に
より50〜 150℃に保温維持されている。また、図中１１
は冷却トラップ、１２はバルブ、１３はロータリーポン
プであり、矢印は昇華したターシャリーブトキシカルボ
ニル銅が移送される方向あるいは分解ガスの排出方向を
示している。 【００１３】本発明法において原料化合物として用いら
れるターシャリーブトキシカルボニル銅は、優れた安定
性および高い昇華性を有し、しかも昇華温度と分解温度
とがかなり離れているため、不活性ガスに同伴される錯
体量が従来品よりも多い。そのため、不純物混入のない
均質な膜が、速い成膜速度で得られるようになる。 【００１４】また、上記ターシャリーブトキシカルボニ
ル銅は、従来の薄膜の製造方法において原料化合物とし
て用いられていた有機金属錯体のように、弗化物による
置換部分を有していないため、電気的特性が劣化するこ
とはない。 【００１５】以下、実施例により本発明をさらに詳細に
説明する。しかし本発明の範囲は、以下の実施例により
制限されるものではない。 【００１６】 【実施例】本発明法の一実施例として、熱ＣＶＤ法によ
る薄膜の製造方法を以下に示す。なお、図１は熱ＣＶＤ
法の概略を模式的に示した図である。 【００１７】まず、恒温槽３内にあって、ターシャリー
ブトキシカルボニル銅１が１ｇ充填された原料容器２
（SUS316製、70℃の恒温に保持）に、不活性キャリアー
ガス４（アルゴンガス）を、フローメーター５を経て流
量を 100ml／min に調節して導入し、このガス４に上記
ターシャリーブトキシカルボニル銅１を同伴および昇華
させた。次いで、このガスを、熱分解炉６内に設けられ
内部にシリコン基板９を載置した石英反応管７（ヒータ
ー８によって 500℃に加熱保持されている）に導入さ
せ、基板９上への銅薄膜の成膜を行った（図１）。 【００１８】なお、反応容器内の圧力は20torrに保持し
た。また、原料容器２から熱分解炉６までの配管は、凝
縮を防ぐために保温層１０または加熱保温手段により 1
50℃に保温維持されている。さらに、図中１１は冷却ト
ラップ、１２はバルブ、１３はロータリーポンプであ
り、矢印は昇華した有機金属錯体が移送される方向ある
いは分解ガスの排出方向を示している。 【００１９】上記のようにして１時間成膜を行い、基板
９上に厚さ2500オングストロームの再現性の良い均一な
銅薄膜を得た。 【００２０】 【比較例】ターシャリーブトキシカルボニル銅に代え
て、従来より用いられてきたジピバロイルメタナイト銅
を用いたこと以外は実施例と同様にして薄膜の成膜を行
ったところ、基板上には厚さ 200オングストロームの銅
薄膜しか得られなかった。 【００２１】 【発明の効果】本発明法において原料化合物として用い
られるターシャリーブトキシカルボニル銅は、蒸気圧が
高い上に昇華温度と分解温度とが明らかに離れているた
め、気相成長法によって速い成膜速度で、均質かつ再現
性に優れた銅薄膜を得ることができる。また、本発明法
によると、成膜中に弗化物が生成してしまうことがない
ため、薄膜の電気的特性劣化がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱ＣＶＤ法の概略を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１‥‥‥ターシャリーブトキシカルボニル銅
２‥‥‥原料容器
３‥‥‥恒温槽
４‥‥‥不活性キャリヤーガス
５‥‥‥フローメーター
６‥‥‥熱分解炉
７‥‥‥石英反応管
８‥‥‥ヒーター
９‥‥‥基板
１０‥‥保温層
１１‥‥冷却トラップ
１２‥‥バルブ
１３‥‥ロータリーポンプ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山田 慎也
東京都千代田区丸の内１丁目８番２号
同和鉱業株式会社内
(72)発明者 坂本 陵
東京都千代田区丸の内１丁目８番２号
同和鉱業株式会社内
(56)参考文献 特開 平４−232270（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−213472（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−90573（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−179974（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−33184（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−216843（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 16/00 - 16/56
H01L 21/285
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ＣＶＤ法による薄膜の製造方法であっ
て、ターシャリーブトキシカルボニル銅を昇華材料とし
て用いることを特徴とする薄膜の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35521292A JP3465848B2 (ja) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | 有機金属錯体を用いる薄膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35521292A JP3465848B2 (ja) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | 有機金属錯体を用いる薄膜の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06184749A JPH06184749A (ja) | 1994-07-05 |
| JP3465848B2 true JP3465848B2 (ja) | 2003-11-10 |
Family
ID=18442607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35521292A Expired - Fee Related JP3465848B2 (ja) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | 有機金属錯体を用いる薄膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3465848B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998046617A1 (en) | 1997-04-17 | 1998-10-22 | The President And Fellows Of Harvard College | Liquid precursor for formation of metal oxides |
| US6180190B1 (en) | 1997-12-01 | 2001-01-30 | President And Fellows Of Harvard College | Vapor source for chemical vapor deposition |
| KR100358045B1 (ko) * | 1999-12-22 | 2002-10-25 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 구리 금속 배선 형성 방법 |
| DE10360046A1 (de) | 2003-12-18 | 2005-07-21 | Basf Ag | Kupfer(l)formiatkomplexe |
-
1992
- 1992-12-17 JP JP35521292A patent/JP3465848B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06184749A (ja) | 1994-07-05 |
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