JP3488007B2 - Thin film forming method, semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
Thin film forming method, semiconductor device and manufacturing method thereofInfo
- Publication number
- JP3488007B2 JP3488007B2 JP04766196A JP4766196A JP3488007B2 JP 3488007 B2 JP3488007 B2 JP 3488007B2 JP 04766196 A JP04766196 A JP 04766196A JP 4766196 A JP4766196 A JP 4766196A JP 3488007 B2 JP3488007 B2 JP 3488007B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- ruthenium
- film forming
- raw material
- thin film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜の形成に係
り、特にルテニウム膜、酸化ルテニウム膜を形成する薄
膜形成方法、半導体装置及びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film formation, and more particularly to a thin film forming method for forming a ruthenium film and a ruthenium oxide film, a semiconductor device and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ルテニウム膜や酸化ルテニウム膜は、Ｓ
ｒＴｉＯ3、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3等の高誘電性材料の
電極として用いられている。従来、半導体装置の製造工
程においてルテニウム膜や酸化ルテニウム膜を成膜する
には、スパッタ法やＣＶＤ（化学気相成長：Chemical V
apor Deposition）法が主として用いられていた。特
に、基板表面の凹凸パターンの段差上面と側面に同じ厚
さで膜を堆積できることから、近年ではＣＶＤ法が主に
検討されている。2. Description of the Related Art Ruthenium films and ruthenium oxide films are S
It is used as an electrode of a high dielectric material such as rTiO 3 or (Ba, Sr) TiO 3 . Conventionally, in order to form a ruthenium film or a ruthenium oxide film in a semiconductor device manufacturing process, a sputtering method or a CVD (Chemical Vapor Deposition: Chemical V
apor Deposition) method was mainly used. In particular, the CVD method has been mainly studied in recent years because it is possible to deposit a film with the same thickness on the upper and side surfaces of a step of an uneven pattern on the substrate surface.
【０００３】ＣＶＤ法によりルテニウム膜や酸化ルテニ
ウム膜を堆積する際には、ルテニウム原料として、２，
２，６，６トリメチル−３，５−ヘプタンジオン ルテ
ニウム（2,2,6,6-Tetramethyl 3,5-heptanedione Ruthe
nium：以下、Ｒｕ（ＤＰＭ） 3と表す）が用いられてい
た。Ｒｕ（ＤＰＭ）3は室温において粉末状の固体であ
るため、ＣＶＤ法に用いるには気体状にする必要があ
る。そこで、Ｒｕ（ＤＰＭ）3は、以下の手順により気
化されていた。A ruthenium film and ruthenium oxide are formed by the CVD method.
When depositing the um film, the ruthenium raw material is 2,
2,6,6 Trimethyl-3,5-heptanedione lute
Nium (2,2,6,6-Tetramethyl 3,5-heptanedione Ruthe
nium: Below, Ru (DPM) 3Is used)
It was Ru (DPM)3Is a powdery solid at room temperature
Therefore, it is necessary to make it gaseous in order to use it in the CVD method.
It So Ru (DPM)3Follow the steps below
It was converted.
【０００４】まず、粉末のＲｕ（ＤＰＭ）3を低蒸気圧
用の原料容器に充填して恒温槽内に載置する。次いで、
恒温槽内をＲｕ（ＤＰＭ）3の昇華温度まで昇温し、Ｒ
ｕ（ＤＰＭ）3を昇華する。続いて、Ｒｕ（ＤＰＭ）3を
不活性ガスによりバブリングし、昇華したＲｕ（ＤＰ
Ｍ）3を不活性ガスとともに成膜室内に導入する。こう
して、成膜室内に導入した原料を約３００℃に加熱保持
されている基板上で分解・反応させ、基板上にルテニウ
ム膜が堆積されていた。First, powdered Ru (DPM) 3 is filled in a low vapor pressure raw material container and placed in a constant temperature bath. Then
Raise the temperature in the constant temperature bath to the sublimation temperature of Ru (DPM) 3 and
Sublimate u (DPM) 3 . Subsequently, Ru (DPM) 3 was bubbled with an inert gas to sublimate Ru (DP
M) 3 is introduced into the film forming chamber together with an inert gas. Thus, the raw material introduced into the film forming chamber was decomposed and reacted on the substrate heated and held at about 300 ° C., and the ruthenium film was deposited on the substrate.
【０００５】また、酸化ルテニウム膜は、Ｒｕ（ＤＰ
Ｍ）3の導入と同時に酸素ガスを成膜室内に導入するこ
とにより堆積されていた。The ruthenium oxide film is Ru (DP
It was deposited by introducing oxygen gas into the film formation chamber simultaneously with the introduction of M) 3 .
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の薄膜形成方法では、融点（１６０〜１７０℃）より
低い温度（約１３５℃）においてＲｕ（ＤＰＭ）3を昇
華していたため、成膜室に導入されるＲｕ（ＤＰＭ）3
の供給量を一定にすることが困難であった。すなわち、
Ｒｕ（ＤＰＭ）3の供給量はキャリアガスとＲｕ（ＤＰ
Ｍ）3粉末とが接触する面積に依存するが、成膜時間の
増加とともにＲｕ（ＤＰＭ）3粉末が減少してキャリア
ガスとの接触する面積が減少するため、時間とともにＲ
ｕ（ＤＰＭ）3供給量が低下することがあった。However, in the above-mentioned conventional thin film forming method, since Ru (DPM) 3 is sublimated at a temperature (about 135 ° C.) lower than the melting point (160 to 170 ° C.), the film is formed in the film forming chamber. Ru (DPM) 3 introduced
It was difficult to maintain a constant supply amount. That is,
The supply amount of Ru (DPM) 3 is the carrier gas and Ru (DP
M) 3 powder depends on the contact area, but the Ru (DPM) 3 powder decreases as the film forming time increases and the contact area with the carrier gas decreases.
The u (DPM) 3 supply amount sometimes decreased.
【０００７】また、原料の供給量が不安定になる結果、
堆積したルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜の膜厚やシ
ート抵抗がバッチ処理毎に異なることがあった。本発明
の目的は、ルテニウム原料を安定に供給することにより
安定したルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜を堆積する
薄膜形成方法に関する。また、本発明の他の目的は、こ
のように形成したルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜を
用いることにより、信頼性の高い半導体装置及びその製
造方法を提供することにある。Further, as a result of unstable supply of raw materials,
The film thickness and sheet resistance of the deposited ruthenium film or the ruthenium oxide film may differ for each batch process. An object of the present invention relates to a thin film forming method for depositing a stable ruthenium film and a ruthenium oxide film by stably supplying a ruthenium raw material. Another object of the present invention is to provide a highly reliable semiconductor device and a manufacturing method thereof by using the ruthenium film and the ruthenium oxide film thus formed.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的は、Ｒｕ（ＤＭ
ＨＰＤ）3を原料に用いた化学気相成長法により、ルテ
ニウム膜を成膜する薄膜形成方法であって、前記ルテニ
ウム膜を成膜する際には、前記ルテニウム膜を成膜する
成膜室に水素ガスを導入することを特徴とする薄膜形成
方法によって達成される。Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を原料
に用いてルテニウム膜を形成すれば、ルテニウム原料を
安定に供給することができる。これにより、制御性がよ
く、バッチ間でのばらつきが小さいルテニウム膜を堆積
することができる。また、成膜の際に成膜室に水素ガス
を導入すれば、膜中への炭素の混入が少なくなるので、
配向性に優れた良質なルテニウム膜を成膜することがで
きる。 [Means for Solving the Problems]
A thin film forming method for forming a ruthenium film by a chemical vapor deposition method using HPD) 3 as a raw material.
When forming the um film, the ruthenium film is formed.
This is achieved by a thin film forming method characterized by introducing hydrogen gas into the film forming chamber . If the ruthenium film is formed by using Ru (DMHPD) 3 as a raw material, the ruthenium raw material can be stably supplied. As a result, it is possible to deposit a ruthenium film having good controllability and little variation between batches. In addition, hydrogen gas is deposited in the deposition chamber during deposition.
Incorporation reduces carbon contamination in the film,
It is possible to form a high-quality ruthenium film with excellent orientation.
Wear.
【０００９】 また、上記目的は、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）
3 を原料に用いた化学気相成長法により、ルテニウム膜
又は酸化ルテニウム膜を成膜する薄膜形成方法であっ
て、前記ルテニウム膜又は前記酸化ルテニウム膜を成膜
する成膜室の反応圧力を１〜１０Ｔｏｒｒに設定するこ
とを特徴とする薄膜形成方法によっても達成される。Ｒ
ｕ（ＤＭＨＰＤ） 3 を原料に用いてルテニウム膜又は酸
化ルテニウム膜を形成すれば、ルテニウム原料を安定に
供給することができる。これにより、制御性がよく、バ
ッチ間でのばらつきが小さいルテニウム膜及び酸化ルテ
ニウム膜を堆積することができる。 Further , the above-mentioned purpose is Ru (DMHPD)
A ruthenium film was formed by chemical vapor deposition using 3 as a raw material.
Alternatively, it is a thin film forming method of forming a ruthenium oxide film.
To form the ruthenium film or the ruthenium oxide film.
The reaction pressure in the film forming chamber should be set to 1 to 10 Torr.
It is also achieved by a thin film forming method characterized by R
Using u (DMHPD) 3 as a raw material, a ruthenium film or acid
Stabilize ruthenium raw material by forming ruthenium bromide film
Can be supplied. This gives good controllability and
Ruthenium film and ruthenium oxide with little variation between switches
A nickel film can be deposited.
【００１０】[0010]
【００１１】[0011]
【００１２】 また、上記の薄膜形成方法により形成さ
れたルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を有することを
特徴とする半導体装置によっても達成される。Further, it is also achieved by a semiconductor device having a ruthenium film or a ruthenium oxide film formed by the above thin film forming method.
【００１３】また、上記の薄膜形成方法によりルテニウ
ム膜又は酸化ルテニウム膜を形成する工程を有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法によっても達成され
る。このように半導体装置を製造すれば、バッチ処理間
等においてばらつきの小さいルテニウム膜又は酸化ルテ
ニウム膜を有する半導体装置を構成することができる。The present invention can also be achieved by a method of manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of forming a ruthenium film or a ruthenium oxide film by the above-mentioned thin film forming method. When the semiconductor device is manufactured in this manner, it is possible to configure a semiconductor device having a ruthenium film or a ruthenium oxide film with a small variation between batch processes.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態による薄膜
形成方法について図１及び図２を用いて説明する。図１
は本実施形態による薄膜形成方法に用いたＣＶＤ装置の
概略図、図２は本実施形態による薄膜形成方法により堆
積した酸化ルテニウム膜厚の時間変化を示すグラフ、図
３は本実施形態による薄膜形成方法により形成したルテ
ニウム膜及び酸化ルテニウム膜におけるＸ線回折スペク
トルである。A thin film forming method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Figure 1
Is a schematic view of a CVD apparatus used in the thin film forming method according to the present embodiment, FIG. 2 is a graph showing a time change of the ruthenium oxide film thickness deposited by the thin film forming method according to the present embodiment, and FIG. 3 is a thin film forming according to the present embodiment. 3 is an X-ray diffraction spectrum of a ruthenium film and a ruthenium oxide film formed by the method.
【００１５】本実施形態による薄膜形成方法は、ルテニ
ウム原料としてＲｕ（ＤＭＨＰＤ） 3を用いるととも
に、これを液化した状態で不活性ガスによりバブリング
して成膜室内に導入することに特徴がある。始めに、本
実施形態による薄膜形成方法に用いたＣＶＤ装置を図１
を用いて説明する。The thin film forming method according to the present embodiment uses the ruthenium
Ru (DMHPD) as raw material 3With
Bubbling with an inert gas in the liquefied state
The feature is that it is then introduced into the film forming chamber. First, the book
FIG. 1 shows a CVD apparatus used in the thin film forming method according to the embodiment.
Will be explained.
【００１６】薄膜の成長を行う成膜室１０には、真空ポ
ンプ１２が接続されており、成膜室１０内部を減圧でき
るようになっている。成膜室１０内部には、成膜を行う
基板１４を載置するためのサセプタ１６が設けられてい
る。サセプタ１６上には、成膜の際に基板１４を加熱す
るランプヒータ１７が設けられている。成膜室１０には
更に、Ｈ2（水素）ガス及びＯ2（酸素）ガスを導入する
ガス供給配管１８と、有機金属原料を含むガスを導入す
るガス供給配管２０が接続されている。また、このよう
にして成膜室１０内に導入されたガスが成膜室１０内に
均一に供給されるように、成膜室１０内にはシャワーヘ
ッド２２が形成されている。A vacuum pump 12 is connected to the film forming chamber 10 for growing a thin film so that the inside of the film forming chamber 10 can be depressurized. Inside the film forming chamber 10, a susceptor 16 for mounting a substrate 14 on which a film is to be formed is provided. A lamp heater 17 that heats the substrate 14 during film formation is provided on the susceptor 16. The film forming chamber 10 is further connected to a gas supply pipe 18 for introducing H 2 (hydrogen) gas and O 2 (oxygen) gas, and a gas supply pipe 20 for introducing gas containing an organometallic raw material. A shower head 22 is formed in the film forming chamber 10 so that the gas introduced into the film forming chamber 10 in this manner is uniformly supplied into the film forming chamber 10.
【００１７】ガス供給配管２０の他方は、有機金属化合
物原料をキャリアガスとともに成膜室１０に導入するガ
ス制御装置２４に接続されている。ガス制御装置２４に
は、２，６ジメチル−３，５−ヘプタンジオン ルテニ
ウム（2,6-dimethyl 3,5-heptanedione Ruthenium：以
下、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3と表す）が充填された低蒸気
圧用の原料容器２６が設けられている。Ｒｕ（ＤＭＨＰ
Ｄ）3は室温において粉末状の固体であり、成膜にあた
ってはこれを気体にする必要がある。このため、原料容
器２６は、原料を融点以上の温度に加熱するための恒温
槽２８の内部に載置されている。The other side of the gas supply pipe 20 is connected to a gas control device 24 for introducing the organometallic compound raw material into the film forming chamber 10 together with the carrier gas. The gas control device 24 is filled with 2,6 dimethyl-3,5-heptanedione ruthenium (2,6-dimethyl 3,5-heptanedione Ruthenium: hereinafter referred to as Ru (DMHPD) 3 ) for low vapor pressure. A raw material container 26 is provided. Ru (DMHP
D) 3 is a powdery solid at room temperature, and it is necessary to turn it into a gas when forming a film. For this reason, the raw material container 26 is placed inside a constant temperature bath 28 for heating the raw material to a temperature equal to or higher than the melting point.
【００１８】原料容器２６には更に、キャリアガスであ
るＡｒガスを導入するガス供給配管３０が接続されてお
り、ガス供給配管３０からＡｒガスを原料容器２６に導
入することにより、Ａｒガスとともに気化されたＲｕ
（ＤＭＨＰＤ）3を成膜室１０に導入できるようになっ
ている。原料容器２６内で気化された原料は蒸気圧が低
いので、Ａｒガスのバブリングにより成膜室１０内に導
入できるようになっている。A gas supply pipe 30 for introducing Ar gas as a carrier gas is further connected to the raw material container 26. By introducing Ar gas into the raw material container 26 from the gas supply pipe 30, the gas is vaporized together with the Ar gas. Ru
(DMHPD) 3 can be introduced into the film forming chamber 10. Since the vaporized raw material in the raw material container 26 has a low vapor pressure, it can be introduced into the film forming chamber 10 by bubbling Ar gas.
【００１９】また、成膜室１０、ガス供給配管１８、２
０、成膜室１０と原料容器２６間の配管には、配管内で
のガスの凝縮を抑えるためにヒータ３２が設けられてお
り、成膜にあたっては、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3の融点よ
り例えば１０℃程度高い温度で保温されている。次に、
本実施形態による薄膜形成方法を図１を用いて説明す
る。Further, the film forming chamber 10, the gas supply pipes 18, 2
0, a heater 32 is provided in the pipe between the film forming chamber 10 and the raw material container 26 in order to suppress the condensation of gas in the pipe, and when forming a film, for example, a temperature higher than the melting point of Ru (DMHPD) 3 is 10 It is kept at a temperature as high as ℃. next,
The thin film forming method according to the present embodiment will be explained with reference to FIG.
【００２０】成膜室１０内を真空ポンプ１２により減圧
した後、ルテニウム膜を堆積する基板１４をランプヒー
タ１７により加熱する。次いで、キャリアガスであるＡ
ｒガスを所定の流量だけ流し、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3と
ともに成膜室１０に導入する。Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）
3は、原料容器２６を加熱することにより液化し、その
後に気化される。気化されたＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3は蒸
気圧が低いため、そのままでは原料容器２６から成膜室
１０に導入できない。そこで、例えばキャリアガスとな
るＡｒを原料容器２６中に導入してバブリングし、Ａｒ
ガスとともに成膜室１０に導入する。After the pressure inside the film forming chamber 10 is reduced by the vacuum pump 12, the substrate 14 on which the ruthenium film is deposited is heated by the lamp heater 17. Then, the carrier gas A
The r gas is caused to flow at a predetermined flow rate and introduced into the film forming chamber 10 together with Ru (DMHPD) 3 . Ru (DMHPD)
3 is liquefied by heating the raw material container 26 and then vaporized. Since vaporized Ru (DMHPD) 3 has a low vapor pressure, it cannot be directly introduced into the film forming chamber 10 from the raw material container 26. Therefore, for example, Ar serving as a carrier gas is introduced into the raw material container 26 and bubbled,
It is introduced into the film forming chamber 10 together with the gas.
【００２１】Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3の導入と同時に、ガ
ス供給配管１８よりＨ2ガスを成膜室１０内に導入し、
Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3とＨ2ガスとを基板１４上で反応さ
せ、基板１４上にルテニウム膜を堆積する。このように
して、基板１４上にルテニウム膜を堆積することができ
る。基板１４上に酸化ルテニウム膜を堆積する際には、
Ｈ2ガスに変えてＯ2ガスを成膜室１０内に導入すればよ
い。Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3の導入と同時にガス供給配管
１８よりＯ2ガスを導入することにより、Ｒｕ（ＤＭＨ
ＰＤ）3の分解とＯ2ガスによる酸化反応が生じ、基板１
４上に酸化ルテニウム膜を堆積することができる。Simultaneously with the introduction of Ru (DMHPD) 3 , H 2 gas was introduced into the film forming chamber 10 through the gas supply pipe 18,
Ru (DMHPD) 3 and H 2 gas are reacted on the substrate 14 to deposit a ruthenium film on the substrate 14. In this way, a ruthenium film can be deposited on the substrate 14. When depositing a ruthenium oxide film on the substrate 14,
O 2 gas may be introduced into the film forming chamber 10 instead of H 2 gas. By introducing O 2 gas from the gas supply pipe 18 simultaneously with the introduction of Ru (DMHPD) 3 , Ru (DMHPD) 3
Decomposition of PD) 3 and oxidation reaction by O 2 gas occur, and substrate 1
4, a ruthenium oxide film can be deposited on top of it.
【００２２】このように、本実施形態による薄膜形成方
法では、ルテニウム原料としてＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3を
用いるとともに、これを液化した状態で不活性ガスによ
りバブリングしてルテニウム原料を成膜室内に導入し、
ルテニウム薄膜又は酸化ルテニウム膜を堆積する。本実
施形態においてＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3を液化したのは、
液体状にしたＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3を用いることによ
り、バブリングの際のＡｒガスとＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3
との接触面積が常にほぼ一定となり、Ｒｕ（ＤＭＨＰ
Ｄ）3の供給量を一定に保つことができるからである。As described above, in the thin film forming method according to the present embodiment, Ru (DMHPD) 3 is used as the ruthenium raw material, and the ruthenium raw material is introduced into the film forming chamber by bubbling with an inert gas in a liquefied state. ,
Deposit a ruthenium thin film or a ruthenium oxide film. In this embodiment, Ru (DMHPD) 3 is liquefied because
By using Ru (DMHPD) 3 in a liquid state, Ar gas and Ru (DMHPD) 3 at the time of bubbling are used.
The contact area with Ru is almost constant, and Ru (DMHP
This is because the amount of D) 3 supplied can be kept constant.
【００２３】液体状にしたルテニウム原料を用いれば、
ルテニウム原料を成膜室１０内に安定して導入すること
ができるが、従来用いられていたＲｕ（ＤＰＭ）3では
液化することはできなかった。なぜなら、Ｒｕ（ＤＰ
Ｍ）3の融点は１６５〜１７０℃程度の温度であるが、
融点以上の温度にして液化しようとすると、Ｒｕ（ＤＰ
Ｍ）3が分解されてルテニウム原料としては使用できな
くなるからである。If a liquid ruthenium raw material is used,
The ruthenium raw material can be stably introduced into the film forming chamber 10, but Ru (DPM) 3 which has been conventionally used cannot be liquefied. Because Ru (DP
M) 3 has a melting point of about 165 to 170 ° C.,
If you try to liquefy at a temperature above the melting point, Ru (DP
This is because M) 3 is decomposed and cannot be used as a ruthenium raw material.
【００２４】図２に、本実施形態による薄膜形成方法に
より酸化ルテニウム膜を堆積した場合の、酸化ルテニウ
ム膜厚の時間変化を示す。成膜にあたっては、基板温度
を５００℃、成膜室１０内の圧力を５Ｔｏｒｒ、キャリ
アガス流量を３００ｓｃｃｍ、Ｏ2ガスの流量を１００
ｓｃｃｍ、一回の成膜時間を３０ｍｉｎとした。また、
原料容器２６内には総量約１５ｇのＲｕ（ＤＭＨＰＤ）
3を装填し、そのままの状態で連続して成膜を行った。FIG. 2 shows a time change of the ruthenium oxide film thickness when the ruthenium oxide film is deposited by the thin film forming method according to the present embodiment. In film formation, the substrate temperature is 500 ° C., the pressure in the film formation chamber 10 is 5 Torr, the carrier gas flow rate is 300 sccm, and the O 2 gas flow rate is 100.
The film formation time was 30 cm for each sccm. Also,
The total amount of Ru (DMHPD) is about 15 g in the raw material container 26.
3 was loaded and film formation was continuously performed in that state.
【００２５】図２に示すように、原料容器２６内に装填
したＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3をかえることなく酸化ルテニ
ウム膜を１０００回堆積しても、その膜厚はほぼ１００
ｎｍで安定していることが判る。同様の測定をＲｕ（Ｄ
ＰＭ）3をルテニウム原料として用いた場合についても
調査したが、１００回ほどの成膜で、堆積される酸化ル
テニウム膜の膜厚は約半分にまで減少した。As shown in FIG. 2, even if the ruthenium oxide film was deposited 1000 times without changing the Ru (DMHPD) 3 loaded in the raw material container 26, the film thickness was almost 100.
It can be seen that it is stable at nm. The same measurement is performed by Ru (D
The case where PM) 3 was used as a ruthenium raw material was also investigated, but the film thickness of the ruthenium oxide film deposited was reduced to about half after 100 times of film formation.
【００２６】このように、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を用い
た薄膜の形成では、Ｒｕ（ＤＰＭ）3を用いた場合と比
較して堆積膜厚の変化を大幅に低減することができる。
図３は、本実施形態による薄膜形成方法により形成した
ルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜をＸ線回折により測
定した結果を示すグラフである。図中、（ｂ）はシリコ
ン基板上に堆積したルテニウム膜上に酸化ルテニウム膜
を堆積した場合の回折スペクトルを、（ｄ）はシリコン
基板上に酸化ルテニウム膜を堆積した場合の回折スペク
トルを示している。As described above, in the formation of the thin film using Ru (DMHPD) 3 , the change in the deposited film thickness can be greatly reduced as compared with the case of using Ru (DPM) 3 .
FIG. 3 is a graph showing the results of measuring the ruthenium film and the ruthenium oxide film formed by the thin film forming method according to the present embodiment by X-ray diffraction. In the figure, (b) shows a diffraction spectrum when a ruthenium oxide film is deposited on a ruthenium film deposited on a silicon substrate, and (d) shows a diffraction spectrum when a ruthenium oxide film is deposited on a silicon substrate. There is.
【００２７】比較のため、図３中には、Ｒｕ（ＤＰＭ）
3を用いた従来の薄膜形成方法によりルテニウム膜及び
酸化ルテニウム膜を堆積した場合の回折スペクトルを示
した。（ａ）はシリコン基板上に堆積したルテニウム膜
上に酸化ルテニウム膜を堆積した場合の回折スペクトル
であり、（ｃ）はシリコン基板上に酸化ルテニウム膜を
堆積した場合の回折スペクトルである。For comparison, Ru (DPM) is shown in FIG.
Diffraction spectra of a ruthenium film and a ruthenium oxide film deposited by the conventional thin film forming method using 3 are shown. (A) is a diffraction spectrum when a ruthenium oxide film is deposited on a ruthenium film deposited on a silicon substrate, and (c) is a diffraction spectrum when a ruthenium oxide film is deposited on a silicon substrate.
【００２８】図示するように、ルテニウム原料としてＲ
ｕ（ＤＭＨＰＤ）3を用いることにより、配向性に優れ
た良質なルテニウム膜、酸化ルテニウム膜を形成できる
ことが判った。また、ルテニウム原料にＲｕ（ＤＭＨＰ
Ｄ）3を用いた場合の回折スペクトルは、Ｒｕ（ＤＰ
Ｍ）3を用いた場合の回折スペクトルとはほぼ一致して
おり、Ｒｕ（ＤＰＭ）3を用いた場合と同等の膜質を有
するルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜が形成できるこ
とが判った。As shown in the figure, R is used as a ruthenium raw material.
It was found that by using u (DMHPD) 3 , a good-quality ruthenium film or ruthenium oxide film having excellent orientation can be formed. In addition, Ru (DMHP
The diffraction spectrum when D) 3 is used is Ru (DP
It was found that the ruthenium film and the ruthenium oxide film having the same film quality as the case of using Ru (DPM) 3 can be formed, which is almost in agreement with the diffraction spectrum when M) 3 is used.
【００２９】このように、本実施形態によれば、ルテニ
ウム原料としてＲｕ（ＤＭＨＰＤ） 3を用いるととも
に、液体状にしたＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3を気化し、キャ
リアガスとともに成膜室内に導入するので、ルテニウム
原料を安定して供給することができる。また、これによ
り、成膜したルテニウム膜、酸化ルテニウム膜のウェー
ハ間、ロット間における膜厚、シート抵抗のばらつきを
大幅に低減することができる。As described above, according to the present embodiment, rutheni
Ru (DMHPD) as raw material 3With
Ru (DMHPD) in liquid form3Vaporize the
Since it is introduced into the film formation chamber together with the rear gas, ruthenium
The raw material can be stably supplied. Also this
Of the formed ruthenium film and ruthenium oxide film.
The film thickness and sheet resistance variation between
It can be significantly reduced.
【００３０】なお、本実施形態による薄膜形成方法にお
いて、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を液化する温度は、Ｒｕ
（ＤＭＨＰＤ）3の融点近傍である９０〜１２０℃の間
に設定することが望ましい。融点にこのような幅がある
のは、原料に含まれる不純物濃度等により融点が左右さ
れるためである。成膜にあたっては原料の純度等に応じ
て加熱温度を適宜設定することが望ましい。In the thin film forming method according to the present embodiment, the temperature for liquefying Ru (DMHPD) 3 is Ru
It is desirable to set the temperature between 90 to 120 ° C., which is near the melting point of (DMHPD) 3 . The melting point has such a range because the melting point depends on the concentration of impurities contained in the raw material. When forming a film, it is desirable to appropriately set the heating temperature according to the purity of the raw material.
【００３１】また、成膜室１０に導入する水素は、成膜
室１０内を還元雰囲気にすると同時に、堆積する膜中の
炭素を除去するために有効である。ルテニウム原料であ
るＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3には多量の炭素が含まれるた
め、成膜したルテニウム膜中にも炭素が混入するが、成
膜室１０内にＨ2ガスを導入することにより、導入した
水素が膜中の炭素と反応して炭化水素を生成して気化す
るので、堆積膜中に混入する炭素濃度を大幅に減少する
ことができる。Further, the hydrogen introduced into the film forming chamber 10 is effective for removing the carbon in the deposited film at the same time as making the film forming chamber 10 a reducing atmosphere. Since Ru (DMHPD) 3 which is a ruthenium raw material contains a large amount of carbon, carbon is also mixed in the formed ruthenium film, but it was introduced by introducing H 2 gas into the film forming chamber 10. Since hydrogen reacts with carbon in the film to generate hydrocarbons and vaporize, the concentration of carbon mixed in the deposited film can be significantly reduced.
【００３２】膜中に導入された炭素はルテニウム膜の配
向性を劣化させるため、良質なルテニウム膜を形成する
うえでＨ2ガスの導入は効果的である。また、上記実施
形態では、ルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を堆積す
る際の基板温度を５００℃としたが、基板温度は３００
〜６００℃程度に設定することが望ましい。Since carbon introduced into the film deteriorates the orientation of the ruthenium film, the introduction of H 2 gas is effective in forming a ruthenium film of good quality. Further, in the above embodiment, the substrate temperature when depositing the ruthenium film or the ruthenium oxide film was 500 ° C., but the substrate temperature is 300 ° C.
It is desirable to set the temperature to about 600 ° C.
【００３３】また、良質なルテニウム膜又は酸化ルテニ
ウム膜を形成するためには、成膜時の成膜室内圧力を１
〜１０Ｔｏｒｒ程度に設定することが望ましい。次に、
本発明の第２実施形態による半導体装置及びその製造方
法について図４及び図５を用いて説明する。図４は本実
施形態による半導体装置の構造を示す概略断面図、図５
は本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断
面図である。In order to form a high-quality ruthenium film or ruthenium oxide film, the pressure inside the film formation chamber during film formation is set to 1
It is desirable to set it to about 10 Torr. next,
The semiconductor device and the method for fabricating the same according to the second embodiment of the present invention will be explained with reference to FIGS. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the semiconductor device according to the present embodiment, and FIG.
6A to 6C are process cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment.
【００３４】本実施形態では、第１実施形態による薄膜
製造方法により形成したルテニウム膜及び酸化ルテニウ
ム膜を半導体装置に応用する例として、ルテニウム膜及
び酸化ルテニウム膜を下部電極に有する薄膜キャパシタ
の構造及びその製造方法について示す。始めに、本実施
形態による半導体装置の構造を図４を用いて説明する。In the present embodiment, as an example of applying the ruthenium film and the ruthenium oxide film formed by the thin film manufacturing method according to the first embodiment to a semiconductor device, the structure of a thin film capacitor having a ruthenium film and a ruthenium oxide film as a lower electrode and The manufacturing method will be described. First, the structure of the semiconductor device according to the present embodiment will be explained with reference to FIG.
【００３５】シリコン基板４０上には、チタン膜４２
と、窒化チタン膜４４と、ルテニウム膜４６と、酸化ル
テニウム膜４８とが順次積層して形成された下部電極５
０が形成されている。下部電極５０上には、ＳｒＴｉＯ
3により形成されたキャパシタ誘電体膜５２が形成され
ている。キャパシタ誘電体膜５２上には、プラチナ膜に
より形成された上部電極５４が形成されている。このよ
うにして形成されたキャパシタ上には、絶縁膜５６が形
成されており、絶縁層５６に形成されたスルーホールを
介して、上部電極５４、下部電極５０に接続された配線
層５８が形成されている。A titanium film 42 is formed on the silicon substrate 40.
A lower electrode 5 including a titanium nitride film 44, a ruthenium film 46, and a ruthenium oxide film 48, which are sequentially stacked.
0 is formed. SrTiO 3 is formed on the lower electrode 50.
A capacitor dielectric film 52 formed of 3 is formed. An upper electrode 54 made of a platinum film is formed on the capacitor dielectric film 52. An insulating film 56 is formed on the capacitor thus formed, and a wiring layer 58 connected to the upper electrode 54 and the lower electrode 50 is formed through a through hole formed in the insulating layer 56. Has been done.
【００３６】次に、本実施形態による半導体装置の製造
方法を図５を用いて説明する。まず、シリコン基板４０
上に、膜厚約２０ｎｍのチタン膜４２をスパッタ法によ
り堆積する。例えば、基板温度を３５０℃、Ａｒ流量を
４０ｓｃｃｍ、圧力を５×１０-3Ｔｏｒｒ、パワーを５
００Ｗとして堆積する。次いで、チタン膜４２上に、膜
厚約３０ｎｍの窒化チタン膜４４をスパッタ法により堆
積する。例えば、基板温度を３５０℃、Ａｒ流量を４０
ｓｃｃｍ、Ｎ2流量を３０ｓｃｃｍ、圧力を５×１０-3
Ｔｏｒｒ、パワーを５００Ｗとして堆積する。Next, the method for fabricating the semiconductor device according to the present embodiment will be explained with reference to FIGS. First, the silicon substrate 40
A titanium film 42 having a film thickness of about 20 nm is deposited on the upper surface by a sputtering method. For example, the substrate temperature is 350 ° C., the Ar flow rate is 40 sccm, the pressure is 5 × 10 −3 Torr, and the power is 5.
It is deposited as 00W. Then, a titanium nitride film 44 having a film thickness of about 30 nm is deposited on the titanium film 42 by a sputtering method. For example, the substrate temperature is 350 ° C. and the Ar flow rate is 40.
sccm, N 2 flow rate 30 sccm, pressure 5 × 10 −3
Torr is deposited with a power of 500W.
【００３７】続いて、窒化チタン膜４４上に、膜厚約５
０ｎｍのルテニウム膜４６をＣＶＤ法により堆積する。
ルテニウム膜の成膜には、例えば、第１実施形態による
薄膜形成方法を用いる。ルテニウム原料にはＲｕ（ＤＭ
ＨＰＤ）3を用い、例えば、基板温度を５００℃、成膜
室１０内の圧力を１０Ｔｏｒｒ、キャリアガス流量を３
００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量を１００ｓｃｃｍ、恒温槽
２８及びヒータ３２の温度を各々９０℃、１００℃とし
て成膜する（図１参照）。Then, a film thickness of about 5 is formed on the titanium nitride film 44.
A 0 nm ruthenium film 46 is deposited by the CVD method.
For forming the ruthenium film, for example, the thin film forming method according to the first embodiment is used. Ru (DM)
HPD) 3 is used, for example, the substrate temperature is 500 ° C., the pressure in the film forming chamber 10 is 10 Torr, and the carrier gas flow rate is 3
00 sccm, H 2 gas flow rate is 100 sccm, and the temperature of the constant temperature bath 28 and the heater 32 are 90 ° C. and 100 ° C., respectively (see FIG. 1).
【００３８】この後、ルテニウム膜４６上に、膜厚約１
００ｎｍの酸化ルテニウム膜４８をＣＶＤ法により堆積
する。酸化ルテニウムの成膜には、例えば第１実施形態
による薄膜形成方法を用いる。ルテニウム原料にはＲｕ
（ＤＭＨＰＤ）3を用い、例えば、基板温度を５００
℃、成膜室１０内の圧力を１０Ｔｏｒｒ、キャリアガス
流量を３００ｓｃｃｍ、Ｏ2ガス流量を３００ｓｃｃ
ｍ、恒温槽２８及びヒータ３２の温度を各々９０℃、１
００℃として成膜する（図１参照）。Thereafter, a film thickness of about 1 is formed on the ruthenium film 46.
A 00 nm ruthenium oxide film 48 is deposited by the CVD method. For the film formation of ruthenium oxide, for example, the thin film forming method according to the first embodiment is used. Ru for the ruthenium raw material
(DMHPD) 3 is used, for example, the substrate temperature is 500
C, the pressure in the film forming chamber 10 is 10 Torr, the carrier gas flow rate is 300 sccm, and the O 2 gas flow rate is 300 sccc.
m, the temperature of the constant temperature bath 28 and the heater 32 are 90 ° C. and 1
A film is formed at 00 ° C. (see FIG. 1).
【００３９】次いで、通常のリソグラフィー技術とイオ
ンミリング技術により、酸化ルテニウム膜４８、ルテニ
ウム膜４６、窒化チタン膜４４、チタン膜４２よりなる
積層膜をパターニングし、下部電極５０を形成する（図
５（ａ））。続いて、下部電極５０上に、ＳｒＴｉＯ3
膜をＣＶＤ法により堆積し、キャパシタ誘電体膜５２を
形成する。例えば、基板温度を４５０℃、Ｏ2流量を１
ｓｌｍ、圧力を５Ｔｏｒｒとして堆積する。Next, the laminated film composed of the ruthenium oxide film 48, the ruthenium film 46, the titanium nitride film 44, and the titanium film 42 is patterned by the ordinary lithography technique and ion milling technique to form the lower electrode 50 (see FIG. a)). Then, on the lower electrode 50, SrTiO 3
The film is deposited by the CVD method to form the capacitor dielectric film 52. For example, the substrate temperature is 450 ° C. and the O 2 flow rate is 1
Deposit with slm and pressure of 5 Torr.
【００４０】この後、イオンミリング法によりキャパシ
タ誘電体膜５２をエッチングしてパターニングを行う
（図５（ｂ））。次いで、キャパシタ誘電体膜５２上
に、プラチナ膜をＣＶＤ法により堆積する。プラチナ源
としてＰｔ（ＨＦＡ）2を用い、例えば、基板温度を５
００℃、成膜室１０内の圧力を１０Ｔｏｒｒ、キャリア
ガス流量を３００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスの分圧を０．５Ｔ
ｏｒｒとして成膜する。Thereafter, the capacitor dielectric film 52 is etched and patterned by the ion milling method (FIG. 5B). Then, a platinum film is deposited on the capacitor dielectric film 52 by the CVD method. Pt (HFA) 2 is used as a platinum source, and the substrate temperature is set to 5
00 ° C., pressure in film forming chamber 10 at 10 Torr, carrier gas flow rate at 300 sccm, partial pressure of H 2 gas at 0.5 T
A film is formed as orr.
【００４１】続いて、イオンミリング法によりプラチナ
膜をエッチングして、上部電極５４を形成する（図５
（ｃ））。この後、このように形成されたキャパシタ上
にＣＶＤ法により絶縁膜５６を堆積する。次いで、下部
電極５０と上部電極５４から配線を引き出すためのスル
ーホールを絶縁膜５４に開口する。その後、配線層とな
るＡｌをスパッタ法により成膜してパターニングするこ
とにより、配線層５８を形成する（図５（ｄ））。Subsequently, the platinum film is etched by the ion milling method to form the upper electrode 54 (FIG. 5).
(C)). After that, the insulating film 56 is deposited on the thus formed capacitor by the CVD method. Then, a through hole for drawing out a wiring from the lower electrode 50 and the upper electrode 54 is opened in the insulating film 54. Then, a wiring layer 58 is formed by forming a film of Al to be a wiring layer by a sputtering method and patterning it (FIG. 5D).
【００４２】このようにして、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を
原料に用いてルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜を形成
することにより、下部電極の膜厚や膜質を再現性よく形
成することができる。これにより、形成した薄膜キャパ
シタの信頼性をも高めることができる。このように、本
実施形態によれば、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を原料に用い
たＣＶＤ法により、下部電極となるルテニウム膜、酸化
ルテニウム膜を堆積したので、ＳｒＴｉＯ3等の高誘電
性材料を用いたキャパシタの電極を制御性よく形成する
ことができる。By thus forming the ruthenium film and the ruthenium oxide film by using Ru (DMHPD) 3 as the raw material, the film thickness and film quality of the lower electrode can be formed with good reproducibility. Thereby, the reliability of the formed thin film capacitor can be improved. As described above, according to the present embodiment, since the ruthenium film and the ruthenium oxide film to be the lower electrode are deposited by the CVD method using Ru (DMHPD) 3 as a raw material, a high dielectric material such as SrTiO 3 is used. The electrodes of the existing capacitor can be formed with good controllability.
【００４３】なお、上記実施形態では、下部電極５０と
してルテニウム酸化膜／ルテニウム膜／窒化チタン膜／
チタン膜よりなる積層構造を用い、上部電極５４として
プラチナ膜を用い、キャパシタ誘電体膜５２としてＳｒ
ＴｉＯ3膜を用いたが、これらに限定されるものではな
い。例えば、プラチナ膜／酸化ルテニウム膜／ルテニウ
ム膜／窒化チタン膜／チタン膜よりなる構造や、プラチ
ナ膜／ルテニウム膜／窒化チタン膜／チタン膜よりなる
構造を下部電極として適用することができる。In the above embodiment, the lower electrode 50 is a ruthenium oxide film / ruthenium film / titanium nitride film /
A stacked structure of titanium films is used, a platinum film is used as the upper electrode 54, and Sr is used as the capacitor dielectric film 52.
Although a TiO 3 film is used, it is not limited to these. For example, a structure of platinum film / ruthenium oxide film / ruthenium film / titanium nitride film / titanium film or a structure of platinum film / ruthenium film / titanium nitride film / titanium film can be applied as the lower electrode.
【００４４】また、キャパシタ誘電体膜５０としてはＳ
ｒＴｉＯ3膜の代わりに、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3膜を用
いてもよいし、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3膜等を用いても
よい。また、上部電極５４を下部電極５０と同一の構造
にしてもよい。なお、積層膜により上部電極５４を形成
する場合には、例えば、各層の積層順を下部電極５０と
逆にすることにより構成すればよい。Further, as the capacitor dielectric film 50, S
Instead of the rTiO 3 film, a (Ba, Sr) TiO 3 film may be used, or a Pb (Zr, Ti) O 3 film or the like may be used. Further, the upper electrode 54 may have the same structure as the lower electrode 50. When the upper electrode 54 is formed of a laminated film, for example, the order of laminating each layer may be reversed from that of the lower electrode 50.
【００４５】また、上記実施形態では薄膜キャパシタに
適用する例を示したが、上記のキャパシタ構造をＤＲＡ
ＭやＦｅＲＡＭ（強誘電体メモリー：Ferro-electrosta
ticRandom Access Memory）等に適用することもでき
る。In the above embodiment, an example in which the capacitor structure is applied to a thin film capacitor is shown.
M and FeRAM (ferroelectric memory: Ferro-electrosta
ticRandom Access Memory) etc. can also be applied.
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、Ｒｕ（Ｄ
ＭＨＰＤ）3を原料に用いた化学気相成長法によりルテ
ニウム膜を成膜するので、ルテニウム原料を安定に供給
することができる。これにより、制御性がよく、バッチ
間でのばらつきが小さいルテニウム膜を堆積することが
できる。また、ルテニウム膜を成膜する成膜室に水素ガ
スを導入すれば、膜中への炭素の混入が少なくなるの
で、配向性に優れた良質なルテニウム膜を成膜すること
ができる。 As described above, according to the present invention, Ru (D
Since the MHPD) 3 forming a by Lil Te <br/> um film chemical vapor deposition using a raw material can be supplied stably ruthenium source. As a result, it is possible to deposit a ruthenium film having good controllability and little variation between batches. In addition, a hydrogen gas is deposited in the deposition chamber where the ruthenium film is deposited.
The introduction of carbon reduces the contamination of carbon in the film.
To form a high-quality ruthenium film with excellent orientation.
You can
【００４７】 また、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ） 3 を原料に用
いた化学気相成長法により、ルテニウム膜又は酸化ルテ
ニウム膜を成膜するので、ルテニウム原料を安定に供給
することができる。これにより、制御性がよく、バッチ
間でのばらつきが小さいルテニウム膜及び酸化ルテニウ
ム膜を堆積することができる。また、ルテニウム膜又は
酸化ルテニウム膜を成膜する成膜室の反応圧力を１〜１
０Ｔｏｒｒに設定すれば、良質なルテニウム膜又は酸化
ルテニウム膜を形成することができる。 Further , Ru (DMHPD) 3 is used as a raw material.
The ruthenium film or the ruthenium oxide film formed by chemical vapor deposition
Stable supply of ruthenium raw material as it forms a nickel film
can do. This gives better control and batch
Ruthenium film and ruthenium oxide with little variation between
A membrane can be deposited. Also, a ruthenium film or
The reaction pressure in the film forming chamber for forming the ruthenium oxide film is 1 to 1
If set to 0 Torr, a good quality ruthenium film or oxidation
A ruthenium film can be formed.
【００４８】[0048]
【００４９】 また、上記の薄膜形成方法により形成さ
れたルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜は、半導体装置
の電極等に用いることができる。Further, the ruthenium film or the ruthenium oxide film formed by the above-described thin film forming method can be used as an electrode or the like of a semiconductor device.
【００５０】また、上記の薄膜形成方法によりルテニウ
ム膜又は酸化ルテニウム膜を形成する工程を用いて半導
体装置を製造すれば、バッチ処理間等においてばらつき
の小さいルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を有する半
導体装置を構成することができる。Further, when a semiconductor device is manufactured by using the step of forming a ruthenium film or a ruthenium oxide film by the above-mentioned thin film forming method, a semiconductor device having a ruthenium film or a ruthenium oxide film with a small variation between batch processes can be obtained. Can be configured.
【図１】本発明の第１実施形態による薄膜形成方法に用
いたＣＶＤ装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of a CVD apparatus used in a thin film forming method according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施形態による薄膜形成方法によ
り酸化ルテニウム膜を堆積した場合の酸化ルテニウム膜
厚の時間変化を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a time change of a ruthenium oxide film thickness when a ruthenium oxide film is deposited by the thin film forming method according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１実施形態による薄膜形成方法によ
り形成したルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜における
Ｘ線回折スペクトルである。FIG. 3 is an X-ray diffraction spectrum of the ruthenium film and the ruthenium oxide film formed by the thin film forming method according to the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第２実施形態による半導体装置の構造
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a structure of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。FIG. 5 is a process sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
１０…成膜室 １２…真空ポンプ １４…基板 １６…サセプタ １７…ランプヒータ １８…ガス供給配管 ２０…ガス供給配管 ２２…シャワーヘッド ２４…ガス制御装置 ２６…原料容器 ２８…恒温槽 ３０…ガス供給配管 ３２…ヒータ ４０…シリコン基板 ４２…チタン膜 ４４…窒化チタン膜 ４６…ルテニウム膜 ４８…酸化ルテニウム膜 ５０…下部電極 ５２…キャパシタ誘電体膜 ５４…上部電極 ５６…絶縁膜 ５８…配線層 10 ... Film forming chamber 12 ... Vacuum pump 14 ... Substrate 16 ... Susceptor 17 ... Lamp heater 18 ... Gas supply piping 20 ... Gas supply piping 22 ... Shower head 24 ... Gas control device 26 ... Raw material container 28 ... Constant temperature bath 30 ... Gas supply piping 32 ... Heater 40 ... Silicon substrate 42 ... Titanium film 44 ... Titanium nitride film 46 ... Ruthenium film 48 ... Ruthenium oxide film 50 ... Lower electrode 52 ... Capacitor dielectric film 54 ... Upper electrode 56 ... Insulating film 58 ... Wiring layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/8242 Ｈ０１Ｌ 27/10 ６５１ 27/108 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/28 301 H01L 21/285 H01L 21/314 H01L 21/3205 H01L 21/8242 H01L 27/108 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 21/8242 H01L 27/10 651 27/108 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/28 301 H01L 21/285 H01L 21/314 H01L 21/3205 H01L 21/8242 H01L 27/108
Claims (4)
学気相成長法により、ルテニウム膜を成膜する薄膜形成
方法であって、 前記ルテニウム膜を成膜する際には、前記ルテニウム膜
を成膜する成膜室に水素ガスを導入する ことを特徴とす
る薄膜形成方法。1. A thin film formation for forming a ruthenium film by a chemical vapor deposition method using Ru (DMHPD) 3 as a raw material.
A method for forming the ruthenium film , the method comprising:
A thin film forming method, which comprises introducing hydrogen gas into a film forming chamber for forming a film .
学気相成長法により、ルテニウム膜又は酸化ルテニウム
膜を成膜する薄膜形成方法であって、 前記ルテニウム膜又は前記酸化ルテニウム膜を成膜する
成膜室の反応圧力を１〜１０Ｔｏｒｒに設定する ことを
特徴とする薄膜形成方法。By wherein Ru (DMHPD) 3 chemical vapor deposition method using a raw material, a thin film forming method of forming a ruthenium film or ruthenium oxide film, the ruthenium film or the ruthenium oxide film deposited Do
A thin film forming method, wherein the reaction pressure in the film forming chamber is set to 1 to 10 Torr .
り形成されたルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を有す
ることを特徴とする半導体装置。3. A semiconductor device characterized by having a ruthenium film or ruthenium oxide film formed by the thin film forming method of the mounting according to claim 1 or 2 SL.
りルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を形成する工程を
有することを特徴とする半導体装置の製造方法。4. A method of manufacturing a semiconductor device characterized by comprising the step of forming a ruthenium film or ruthenium oxide film by a thin film forming method of mounting according to claim 1 or 2 SL.
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04766196A JP3488007B2 (en) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | Thin film forming method, semiconductor device and manufacturing method thereof |
| US08/621,597 US5874364A (en) | 1995-03-27 | 1996-03-26 | Thin film deposition method, capacitor device and method for fabricating the same, and semiconductor device and method for fabricating the same |
| KR1019960008522A KR100235545B1 (en) | 1995-03-27 | 1996-03-27 | Thin film fabricating method |
| US09/166,141 US6515843B2 (en) | 1995-03-27 | 1998-10-02 | Semiconductor capacitive device |
| KR1019990021702A KR100307463B1 (en) | 1995-03-27 | 1999-06-11 | Method for Forming Thin Film and Method for Fabricating the Semiconductor Device |
| US09/434,168 US6271077B1 (en) | 1995-03-27 | 1999-11-04 | Thin film deposition method, capacitor device and method for fabricating the same, and semiconductor device and method for fabricating the same |
| KR1020000001132A KR100300289B1 (en) | 1995-03-27 | 2000-01-11 | Method for forming thin film |
| KR1020000044140A KR100310558B1 (en) | 1995-03-27 | 2000-07-31 | Capacity Device and Semiconductor Device |
| KR1020000083543A KR100304797B1 (en) | 1995-03-27 | 2000-12-28 | Capacity Device and Method for Fabricating the Capacity Device, and Semiconductor Device |
| KR1020000083544A KR100334206B1 (en) | 1995-03-27 | 2000-12-28 | Method for Fabricating the Semiconductor Device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04766196A JP3488007B2 (en) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | Thin film forming method, semiconductor device and manufacturing method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09246214A JPH09246214A (en) | 1997-09-19 |
| JP3488007B2 true JP3488007B2 (en) | 2004-01-19 |
Family
ID=12781456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04766196A Expired - Lifetime JP3488007B2 (en) | 1995-03-27 | 1996-03-05 | Thin film forming method, semiconductor device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3488007B2 (en) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5874364A (en) | 1995-03-27 | 1999-02-23 | Fujitsu Limited | Thin film deposition method, capacitor device and method for fabricating the same, and semiconductor device and method for fabricating the same |
| KR100458084B1 (en) * | 1997-12-27 | 2005-06-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | Ferroelectric Capacitor Formation Method with Lower Electrode with Reduced Leakage Current |
| US6323081B1 (en) * | 1998-09-03 | 2001-11-27 | Micron Technology, Inc. | Diffusion barrier layers and methods of forming same |
| US6821845B1 (en) * | 1998-10-14 | 2004-11-23 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
| US6537461B1 (en) | 2000-04-24 | 2003-03-25 | Hitachi, Ltd. | Process for treating solid surface and substrate surface |
| JP4152028B2 (en) * | 1999-01-25 | 2008-09-17 | 株式会社Ａｄｅｋａ | Method for producing ruthenium-based thin film |
| DE60042811D1 (en) | 1999-06-04 | 2009-10-08 | Seiko Epson Corp | Manufacturing method for a ferroelectric memory device |
| JP4041396B2 (en) | 2000-08-11 | 2008-01-30 | 株式会社ルネサステクノロジ | Manufacturing method of semiconductor device |
| JP3822804B2 (en) | 2001-06-18 | 2006-09-20 | 株式会社日立製作所 | Manufacturing method of semiconductor device |
| JP4065670B2 (en) | 2001-08-09 | 2008-03-26 | 株式会社ルネサステクノロジ | Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device |
| KR100522762B1 (en) * | 2001-12-19 | 2005-10-24 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for Chemical Vapor Deposition of metal film |
-
1996
- 1996-03-05 JP JP04766196A patent/JP3488007B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09246214A (en) | 1997-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100975268B1 (en) | Manufacturing method for semiconductor devices and substrate processing apparatus | |
| KR100300289B1 (en) | Method for forming thin film | |
| US8617312B2 (en) | Systems and methods for forming layers that contain niobium and/or tantalum | |
| EP1042529B1 (en) | Method for selectively depositing bismuth based ferroelectric films | |
| US20010031539A1 (en) | Solutions of metal-comprising materials, and methods of making solutions of metal-comprising materials | |
| US20030185981A1 (en) | Chemical vapor deposition method using alcohol for forming metal oxide thin film | |
| JP2002285333A (en) | Method for producing semiconductor device | |
| JPH08139043A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| US6787186B1 (en) | Method of controlled chemical vapor deposition of a metal oxide ceramic layer | |
| JP3488007B2 (en) | Thin film forming method, semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| US20030091740A1 (en) | Forming ferroelectric Pb (Zr, Ti)O3 films | |
| JP4008664B2 (en) | Thin film formation method | |
| JPH06349324A (en) | Method for forming ferroelectric thin film | |
| JP3672115B2 (en) | Thin film forming method and semiconductor device manufacturing method | |
| JP3676004B2 (en) | Method for forming ruthenium oxide film and method for manufacturing semiconductor device | |
| JP3130757B2 (en) | Method for forming thin film for capacitor electrode, semiconductor device and method for manufacturing the same | |
| JPH09249972A (en) | Forming method of thin film, semiconductor device and its production | |
| JP3176069B2 (en) | Method of forming titanium monophosphide layer and use thereof | |
| JP4212013B2 (en) | Dielectric film fabrication method | |
| JP2004256510A (en) | Bismuth source solution for chemical vapor deposition and method for forming bismuth-containing thin film using the same | |
| US20050167713A1 (en) | Ferroelectric capacitor and method of production of same | |
| KR101851275B1 (en) | Method for depositing multiple metal system oxide thin film | |
| JP2004079695A (en) | Method of forming pzt ferroelectric thin film, pzt ferrodielectric thin film formed with the same method, and semiconductor device using the same thin film | |
| JPH07335565A (en) | Method for forming high dielectric thin film | |
| JP2001158964A (en) | Semiconductor system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031021 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071031 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081031 Year of fee payment: 5 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081031 Year of fee payment: 5 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081031 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091031 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091031 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101031 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101031 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031 Year of fee payment: 8 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031 Year of fee payment: 8 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121031 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121031 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131031 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |