JP4086124B2 - Ｔａ系膜形成材料及びＴａ系膜形成方法並びにＵＬＳＩ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＴａ系膜形成材料及びＴａ系膜形成方法並びにＵＬＳＩに関する。
【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。
【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、窒化チタン、窒化タングステン、窒化タンタル、タンタル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。
【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（ＣＶＤ）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。
【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。
従って、本発明が解決しようとする第１の課題は、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Ｔａ系膜形成材料を用いたＴａ系膜形成方法を提供することである。
【０００６】
本発明が解決しようとする第３の課題は、上記Ｔａ系膜形成方法により形成されたバリア膜としての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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記第１の課題は、下記の一般式からなるＴａ系膜形成材料によって解決される。
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。〕
本明細書において、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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
アルキル置換硫黄は、例えばＲ2 Ｓ又はＲＳＨ（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。
【００１３】
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。
【００１４】
又、「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Ｓｉ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。
【００１５】
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 Ｆ9 ，−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 ）2 Ｓ，（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。
【００１６】
特に、Ｔａ系膜形成材料として、ＴａＣｌ5 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ，ＣＨ3 ＴａＣｌ4 ，（ＣＨ3 ）2 ＴａＣｌ3 ，（ＣＨ3 ）3 ＴａＣｌ2 ，ＣＨ3 ＴａＣｌ4 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ，（ＣＨ3 ）2 ＴａＣｌ3 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ，（ＣＨ3 ）3 ＴａＣｌ2 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 は好ましいものである。
前記第２の課題は、Ｔａ系膜を形成する方法であって、
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ことを特徴とするＴａ系膜形成方法によって解決される。
【００１７】
特に、ＣＶＤによりＴａ系膜を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
を具備することを特徴とするＴａ系膜形成方法によって解決される。
上記Ｔａ系膜形成方法において、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。
【００１８】
そして、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、窒素、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 ，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。
【００１９】
前記第３の課題は、上記Ｔａ系膜形成方法を用いて形成されたＴａ系膜の上に銅配線膜が形成されてなるＵＬＳＩによって解決される。
特に、上記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によって解決される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明になるＴａ系膜形成材料、特に銅（銅合金を含む）配線膜の下にバリア膜として設けられるＴａ系膜を形成する為の材料は、Ｒn ＴａＸ5-n ・Ｌm からなる。すなわち、Ｒn ＴａＸ5-n ・Ｌm を用いることによってＴａ系膜が形成される。
【００２１】
ここで、ＲはＨ、アルキル基、ハロゲン化アルキル基（アルキル基は、特に、炭素数１〜１０のアルキル基）、アルケン基、ハロゲン化アルケン基（アルケン基は、特に、炭素数２〜１０のアルケン基）、アルキン基、ハロゲン化アルキン基（アルキン基は、特に、炭素数２〜１０のアルキン基）、アリール基（特に、炭素数６〜２０のアリール基）、置換アリール基（特に、炭素数７〜２０の置換アリール基）、Ｓｉを持つアルキル基（特に、炭素数１〜１０のＳｉを持つアルキル基）、Ｓｉを持つアルケン基（特に、炭素数２〜１０のＳｉを持つアルケン基）、Ｓｉを持つアルキン基（特に、炭素数２〜１０のＳｉをアルキン基）、Ｓｉを持つアリール基（特に、炭素数６〜２０のＳｉをアリール基）、及びＳｉを持つ置換アリール基（特に、炭素数７〜２０の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。
【００２２】
特に、Ｒは、−ＣＨ3 ，−ＣＦ3 ，−Ｃ2 Ｈ5 ，−Ｃ2 Ｆ5 ，−Ｃ3 Ｈ7 ，−Ｃ3 Ｆ7 ，−Ｃ4 Ｈ9 ，−Ｃ4 Ｆ9 ，−ＣＨ＝ＣＨ2 及び−ＣＨ2 ＣＨ＝ＣＨ2 の群の中から選ばれる基である。
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。
【００２３】
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。
特に、Ｌは、（ＣＨ3 ）2 Ｓ，（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｓ，（Ｃ3 Ｈ7 ）2 Ｓ及び（Ｃ4 Ｈ9 ）2 Ｓの群の中から選ばれる基である。
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。
【００２４】
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。
【００２５】
特に好ましいＴａ系膜形成材料は、ＴａＣｌ5 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ，ＣＨ3 ＴａＣｌ4 ，（ＣＨ3 ）2 ＴａＣｌ3 ，（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ものである。
本発明になるＴａ系膜形成方法、特に銅（銅合金を含む）配線膜の下にバリア膜として設けられるＴａ系膜を形成する方法は、Ｔａ系膜を形成する方法であって、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、Ｔａ系膜を形成する方法であって、Ｔａ系膜が形成される基板を加熱する工程と、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。或いは、ＣＶＤによりＴａ系膜を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。特に、ＣＶＤによりＴａ系膜を形成する方法であって、Ｔａ系膜が形成される基板を加熱する工程と、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とを具備する。
【００２６】
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、窒素、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以上を含む気流下で、Ｔａ系膜形成材料の分解を行う。
【００２７】
例えば、図１に示すような装置を用いることによって基板上にＴａ系薄膜が形成される。すなわち、容器２にＲn ＴａＸ5-n ・Ｌm を入れ、ガスをバブリングすることによって気化させる。気化された原料（Ｒn ＴａＸ5-n ・Ｌm ）は配管４を経て分解反応炉５に導入される。反応炉５には成膜が施されるシリコン基板７が置かれ、シリコン基板７は加熱手段６により加熱されている。そして、反応炉５に導入されたＲn ＴａＸ5-n ・Ｌm がシリコン基板７近くで分解することによってＴａ系膜が形成される。
【００２８】
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Ｔａ系膜の上に銅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窒化Ｔａ系膜の上に銅配線膜が形成されてなるＵＬＳＩである。
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。
【００２９】
【実施例１】
ＴａＣｌ5 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 を用いてＴａ膜を形成した。
すなわち、ＴａＣｌ5 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 を容器２に入れ、キャリアガスとしてＨｅを流量１００ｍｌ／分でバブリングすることによって気化させた。この時の容器２の温度は４０℃に制御した。
【００３０】
気化したＴａＣｌ5 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 は配管４を経て分解反応炉５に導入された。
分解反応炉５にはシリコン基板７が入れられており、このシリコン基板７は５００℃に加熱されている。
又、水素ガスが流されている。
【００３１】
上記のようにしてシリコン基板７上に薄膜が形成された。
この薄膜は、厚さが０．１μｍであり、元素分析の結果、Ｔａを主成分とするものであった。
【００３２】
【実施例２】
ＣＨ3 ＴａＣｌ4 を用いてＴａ膜を形成した。
すなわち、ＣＨ3 ＴａＣｌ4 を容器２に入れ、キャリアガスとしてＨｅを流量３０ｍｌ／分で流し、昇華させた。この時の容器２の温度は２５℃に制御した。
気化したＣＨ3 ＴａＣｌ4 は配管４を経て分解反応炉５に導入された。
【００３３】
分解反応炉５にはシリコン基板７が入れられており、このシリコン基板７は４００℃に加熱されている。
又、水素ガスが流されている。
上記のようにしてシリコン基板７上に薄膜が形成された。
この薄膜は、厚さが０．１μｍであり、元素分析の結果、Ｔａを主成分とするものであった。
【００３４】
【実施例３】
ＣＨ3 ＴａＣｌ4 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 を用いてＴａ膜を形成した。
すなわち、ＣＨ3 ＴａＣｌ4 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 を容器２に入れ、キャリアガスとしてＨｅを流量３０ｍｌ／分で流し、気化させた。この時の容器２の温度は２０℃に制御した。
【００３５】
気化したＣＨ3 ＴａＣｌ4 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 は配管４を経て分解反応炉５に導入された。
分解反応炉５にはシリコン基板７が入れられており、このシリコン基板７は４００℃に加熱されている。
又、水素ガスが流されている。
【００３６】
上記のようにしてシリコン基板７上に薄膜が形成された。
この薄膜は、厚さが０．１μｍであり、元素分析の結果、Ｔａを主成分とするものであった。
【００３７】
【実施例４】
ＴａＣｌ5 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 を用いてＴａ系膜を形成した。
すなわち、ＴａＣｌ5 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 を容器２に入れ、キャリアガスとしてＨｅを流量１００ｍｌ／分でバブリングすることによって気化させた。この時の容器２の温度は４０℃に制御した。
【００３８】
気化したＴａＣｌ5 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 は配管４を経て分解反応炉５に導入された。
分解反応炉５にはシリコン基板７が入れられており、このシリコン基板７は５００℃に加熱されている。
又、水素、アンモニア、及びモノメチルヒドラジンの混合ガスが流されている。
【００３９】
上記のようにしてシリコン基板７上に薄膜が形成された。
この薄膜は、厚さが０．０５μｍであり、元素分析の結果、ＴａとＮとを主成分とするものであった。
【００４０】
【実施例５】
実施例４で作製されたＴａとＮとを主成分とする薄膜が付いたシリコン基板を２００℃に加熱した。そして、このシリコン基板の系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（１ｍｏｌ／ｌ）を流し込んだ。
【００４１】
１分間加熱した後、冷却し、溶液を流し出し、容器内をノルマルヘキサンで３回洗浄した後、シリコン基板を取り出した。
実施例４でシリコン基板上に成膜されたＴａとＮとを主成分とする薄膜は銀光沢を呈するものであったが、本実施例を経た後では、銅の赤金光沢のものに変わった。
【００４２】
このシリコン基板の断面を電子顕微鏡により観察した処、表面から０．９μｍの深さまで堆積物が観察された。
引き続き、この堆積物を元素分析に供した。その結果、表面から０．９μｍの深さまでの堆積物は銅、ＴａとＮとを主成分とする膜であり、ＴａとＮとを主成分とする膜の下は純シリコンであった。この結果は、銅がシリコン基板中に拡散していないことを示している。
【００４３】
【比較例１】
シリコン基板を２００℃に加熱した。そして、このシリコン基板の系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のヘプタデカン溶液（１ｍｏｌ／ｌ）を流し込んだ。
１分間加熱した後、冷却し、溶液を流し出し、容器内をノルマルヘキサンで３回洗浄した後、シリコン基板を取り出した。
【００４４】
このシリコン基板の表面は銅の赤金光沢のものに変わった。
このシリコン基板の断面を電子顕微鏡により観察した処、表面から０．９μｍの深さまで堆積物が観察された。
引き続き、この堆積物を元素分析に供した。その結果、表面から０．９μｍの深さまでの堆積物は銅であるものの、そこから２．２μｍの深さまでが銅−シリコン、その下がシリコンであった。この結果は、銅がシリコン基板中に拡散していることを示している。
【００４５】
【実施例６】
実施例４で作製されたＴａとＮとを主成分とする薄膜が付いたシリコン基板に対して、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を気化原料としてＣＶＤにより銅薄膜を形成した。
このシリコン基板の断面を電子顕微鏡により観察した処、表面から０．５μｍの深さまで堆積物が観察された。
【００４６】
引き続き、この堆積物を元素分析に供した。その結果、表面から０．５μｍの深さまでの堆積物は銅、ＴａとＮとを主成分とする膜であり、ＴａとＮとを主成分とする膜の下は純シリコンであった。この結果は、銅がシリコン基板中に拡散していないことを示している。
【００４７】
【比較例２】
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を気化原料としたＣＶＤにより、シリコン基板に銅薄膜を形成した。
このシリコン基板の断面を電子顕微鏡により観察した処、表面から０．５μｍの深さまで堆積物が観察された。
【００４８】
引き続き、この堆積物を元素分析に供した。その結果、表面から０．５μｍの深さまでの堆積物は銅、そこから１．９μｍの深さまでが銅−シリコン、その下がシリコンであった。この結果は、銅がシリコン基板中に拡散していることを示している。
【００４９】
【発明の効果】
高品質なＴａ系薄膜が形成できる。
そして、このＴａ系薄膜が設けられていると、その上に銅膜が設けられても、銅が基板中に拡散して行かず、高いバリア機能が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｔａ系膜形成装置の概略図
【符号の説明】
１ Ｒn ＴａＸ5-n ・Ｌm （Ｔａ系膜形成材料）
２ 容器
３ 流量制御器
４ 配管
５ 分解反応炉
６ 加熱手段
７ シリコン基板
【発明の属する技術分野】
本発明はＴａ系膜形成材料及びＴａ系膜形成方法並びにＵＬＳＩに関する。
【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。
【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、窒化チタン、窒化タングステン、窒化タンタル、タンタル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。
【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（ＣＶＤ）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。
【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。
従って、本発明が解決しようとする第１の課題は、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Ｔａ系膜形成材料を用いたＴａ系膜形成方法を提供することである。
【０００６】
本発明が解決しようとする第３の課題は、上記Ｔａ系膜形成方法により形成されたバリア膜としての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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記第１の課題は、下記の一般式からなるＴａ系膜形成材料によって解決される。
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。〕
本明細書において、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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
アルキル置換硫黄は、例えばＲ2 Ｓ又はＲＳＨ（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。
【００１３】
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。
【００１４】
又、「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Ｓｉ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。
【００１５】
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 Ｆ9 ，−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 ）2 Ｓ，（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。
【００１６】
特に、Ｔａ系膜形成材料として、ＴａＣｌ5 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ，ＣＨ3 ＴａＣｌ4 ，（ＣＨ3 ）2 ＴａＣｌ3 ，（ＣＨ3 ）3 ＴａＣｌ2 ，ＣＨ3 ＴａＣｌ4 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ，（ＣＨ3 ）2 ＴａＣｌ3 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ，（ＣＨ3 ）3 ＴａＣｌ2 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 は好ましいものである。
前記第２の課題は、Ｔａ系膜を形成する方法であって、
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ことを特徴とするＴａ系膜形成方法によって解決される。
【００１７】
特に、ＣＶＤによりＴａ系膜を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
を具備することを特徴とするＴａ系膜形成方法によって解決される。
上記Ｔａ系膜形成方法において、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。
【００１８】
そして、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、窒素、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 ，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。
【００１９】
前記第３の課題は、上記Ｔａ系膜形成方法を用いて形成されたＴａ系膜の上に銅配線膜が形成されてなるＵＬＳＩによって解決される。
特に、上記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によって解決される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明になるＴａ系膜形成材料、特に銅（銅合金を含む）配線膜の下にバリア膜として設けられるＴａ系膜を形成する為の材料は、Ｒn ＴａＸ5-n ・Ｌm からなる。すなわち、Ｒn ＴａＸ5-n ・Ｌm を用いることによってＴａ系膜が形成される。
【００２１】
ここで、ＲはＨ、アルキル基、ハロゲン化アルキル基（アルキル基は、特に、炭素数１〜１０のアルキル基）、アルケン基、ハロゲン化アルケン基（アルケン基は、特に、炭素数２〜１０のアルケン基）、アルキン基、ハロゲン化アルキン基（アルキン基は、特に、炭素数２〜１０のアルキン基）、アリール基（特に、炭素数６〜２０のアリール基）、置換アリール基（特に、炭素数７〜２０の置換アリール基）、Ｓｉを持つアルキル基（特に、炭素数１〜１０のＳｉを持つアルキル基）、Ｓｉを持つアルケン基（特に、炭素数２〜１０のＳｉを持つアルケン基）、Ｓｉを持つアルキン基（特に、炭素数２〜１０のＳｉをアルキン基）、Ｓｉを持つアリール基（特に、炭素数６〜２０のＳｉをアリール基）、及びＳｉを持つ置換アリール基（特に、炭素数７〜２０の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。
【００２２】
特に、Ｒは、−ＣＨ3 ，−ＣＦ3 ，−Ｃ2 Ｈ5 ，−Ｃ2 Ｆ5 ，−Ｃ3 Ｈ7 ，−Ｃ3 Ｆ7 ，−Ｃ4 Ｈ9 ，−Ｃ4 Ｆ9 ，−ＣＨ＝ＣＨ2 及び−ＣＨ2 ＣＨ＝ＣＨ2 の群の中から選ばれる基である。
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。
【００２３】
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。
特に、Ｌは、（ＣＨ3 ）2 Ｓ，（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｓ，（Ｃ3 Ｈ7 ）2 Ｓ及び（Ｃ4 Ｈ9 ）2 Ｓの群の中から選ばれる基である。
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。
【００２４】
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。
【００２５】
特に好ましいＴａ系膜形成材料は、ＴａＣｌ5 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ，ＣＨ3 ＴａＣｌ4 ，（ＣＨ3 ）2 ＴａＣｌ3 ，（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ものである。
本発明になるＴａ系膜形成方法、特に銅（銅合金を含む）配線膜の下にバリア膜として設けられるＴａ系膜を形成する方法は、Ｔａ系膜を形成する方法であって、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、Ｔａ系膜を形成する方法であって、Ｔａ系膜が形成される基板を加熱する工程と、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。或いは、ＣＶＤによりＴａ系膜を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。特に、ＣＶＤによりＴａ系膜を形成する方法であって、Ｔａ系膜が形成される基板を加熱する工程と、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とを具備する。
【００２６】
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、窒素、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以上を含む気流下で、Ｔａ系膜形成材料の分解を行う。
【００２７】
例えば、図１に示すような装置を用いることによって基板上にＴａ系薄膜が形成される。すなわち、容器２にＲn ＴａＸ5-n ・Ｌm を入れ、ガスをバブリングすることによって気化させる。気化された原料（Ｒn ＴａＸ5-n ・Ｌm ）は配管４を経て分解反応炉５に導入される。反応炉５には成膜が施されるシリコン基板７が置かれ、シリコン基板７は加熱手段６により加熱されている。そして、反応炉５に導入されたＲn ＴａＸ5-n ・Ｌm がシリコン基板７近くで分解することによってＴａ系膜が形成される。
【００２８】
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Ｔａ系膜の上に銅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窒化Ｔａ系膜の上に銅配線膜が形成されてなるＵＬＳＩである。
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。
【００２９】
【実施例１】
ＴａＣｌ5 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 を用いてＴａ膜を形成した。
すなわち、ＴａＣｌ5 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 を容器２に入れ、キャリアガスとしてＨｅを流量１００ｍｌ／分でバブリングすることによって気化させた。この時の容器２の温度は４０℃に制御した。
【００３０】
気化したＴａＣｌ5 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 は配管４を経て分解反応炉５に導入された。
分解反応炉５にはシリコン基板７が入れられており、このシリコン基板７は５００℃に加熱されている。
又、水素ガスが流されている。
【００３１】
上記のようにしてシリコン基板７上に薄膜が形成された。
この薄膜は、厚さが０．１μｍであり、元素分析の結果、Ｔａを主成分とするものであった。
【００３２】
【実施例２】
ＣＨ3 ＴａＣｌ4 を用いてＴａ膜を形成した。
すなわち、ＣＨ3 ＴａＣｌ4 を容器２に入れ、キャリアガスとしてＨｅを流量３０ｍｌ／分で流し、昇華させた。この時の容器２の温度は２５℃に制御した。
気化したＣＨ3 ＴａＣｌ4 は配管４を経て分解反応炉５に導入された。
【００３３】
分解反応炉５にはシリコン基板７が入れられており、このシリコン基板７は４００℃に加熱されている。
又、水素ガスが流されている。
上記のようにしてシリコン基板７上に薄膜が形成された。
この薄膜は、厚さが０．１μｍであり、元素分析の結果、Ｔａを主成分とするものであった。
【００３４】
【実施例３】
ＣＨ3 ＴａＣｌ4 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 を用いてＴａ膜を形成した。
すなわち、ＣＨ3 ＴａＣｌ4 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 を容器２に入れ、キャリアガスとしてＨｅを流量３０ｍｌ／分で流し、気化させた。この時の容器２の温度は２０℃に制御した。
【００３５】
気化したＣＨ3 ＴａＣｌ4 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 は配管４を経て分解反応炉５に導入された。
分解反応炉５にはシリコン基板７が入れられており、このシリコン基板７は４００℃に加熱されている。
又、水素ガスが流されている。
【００３６】
上記のようにしてシリコン基板７上に薄膜が形成された。
この薄膜は、厚さが０．１μｍであり、元素分析の結果、Ｔａを主成分とするものであった。
【００３７】
【実施例４】
ＴａＣｌ5 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 を用いてＴａ系膜を形成した。
すなわち、ＴａＣｌ5 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 を容器２に入れ、キャリアガスとしてＨｅを流量１００ｍｌ／分でバブリングすることによって気化させた。この時の容器２の温度は４０℃に制御した。
【００３８】
気化したＴａＣｌ5 ・Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 は配管４を経て分解反応炉５に導入された。
分解反応炉５にはシリコン基板７が入れられており、このシリコン基板７は５００℃に加熱されている。
又、水素、アンモニア、及びモノメチルヒドラジンの混合ガスが流されている。
【００３９】
上記のようにしてシリコン基板７上に薄膜が形成された。
この薄膜は、厚さが０．０５μｍであり、元素分析の結果、ＴａとＮとを主成分とするものであった。
【００４０】
【実施例５】
実施例４で作製されたＴａとＮとを主成分とする薄膜が付いたシリコン基板を２００℃に加熱した。そして、このシリコン基板の系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（１ｍｏｌ／ｌ）を流し込んだ。
【００４１】
１分間加熱した後、冷却し、溶液を流し出し、容器内をノルマルヘキサンで３回洗浄した後、シリコン基板を取り出した。
実施例４でシリコン基板上に成膜されたＴａとＮとを主成分とする薄膜は銀光沢を呈するものであったが、本実施例を経た後では、銅の赤金光沢のものに変わった。
【００４２】
このシリコン基板の断面を電子顕微鏡により観察した処、表面から０．９μｍの深さまで堆積物が観察された。
引き続き、この堆積物を元素分析に供した。その結果、表面から０．９μｍの深さまでの堆積物は銅、ＴａとＮとを主成分とする膜であり、ＴａとＮとを主成分とする膜の下は純シリコンであった。この結果は、銅がシリコン基板中に拡散していないことを示している。
【００４３】
【比較例１】
シリコン基板を２００℃に加熱した。そして、このシリコン基板の系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のヘプタデカン溶液（１ｍｏｌ／ｌ）を流し込んだ。
１分間加熱した後、冷却し、溶液を流し出し、容器内をノルマルヘキサンで３回洗浄した後、シリコン基板を取り出した。
【００４４】
このシリコン基板の表面は銅の赤金光沢のものに変わった。
このシリコン基板の断面を電子顕微鏡により観察した処、表面から０．９μｍの深さまで堆積物が観察された。
引き続き、この堆積物を元素分析に供した。その結果、表面から０．９μｍの深さまでの堆積物は銅であるものの、そこから２．２μｍの深さまでが銅−シリコン、その下がシリコンであった。この結果は、銅がシリコン基板中に拡散していることを示している。
【００４５】
【実施例６】
実施例４で作製されたＴａとＮとを主成分とする薄膜が付いたシリコン基板に対して、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を気化原料としてＣＶＤにより銅薄膜を形成した。
このシリコン基板の断面を電子顕微鏡により観察した処、表面から０．５μｍの深さまで堆積物が観察された。
【００４６】
引き続き、この堆積物を元素分析に供した。その結果、表面から０．５μｍの深さまでの堆積物は銅、ＴａとＮとを主成分とする膜であり、ＴａとＮとを主成分とする膜の下は純シリコンであった。この結果は、銅がシリコン基板中に拡散していないことを示している。
【００４７】
【比較例２】
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を気化原料としたＣＶＤにより、シリコン基板に銅薄膜を形成した。
このシリコン基板の断面を電子顕微鏡により観察した処、表面から０．５μｍの深さまで堆積物が観察された。
【００４８】
引き続き、この堆積物を元素分析に供した。その結果、表面から０．５μｍの深さまでの堆積物は銅、そこから１．９μｍの深さまでが銅−シリコン、その下がシリコンであった。この結果は、銅がシリコン基板中に拡散していることを示している。
【００４９】
【発明の効果】
高品質なＴａ系薄膜が形成できる。
そして、このＴａ系薄膜が設けられていると、その上に銅膜が設けられても、銅が基板中に拡散して行かず、高いバリア機能が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｔａ系膜形成装置の概略図
【符号の説明】
１ Ｒn ＴａＸ5-n ・Ｌm （Ｔａ系膜形成材料）
２ 容器
３ 流量制御器
４ 配管
５ 分解反応炉
６ 加熱手段
７ シリコン基板
Claims (15)
- 下記の一般式からなるＴａ系膜形成材料。
ＲｎＴａＸ５−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、及びハロゲン置換硫黄の群の中から選ばれるいずれかである。
ｍは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。〕 - Ｒが−ＣＨ３，−ＣＦ３，−Ｃ２Ｈ５，−Ｃ２Ｆ５，−Ｃ３Ｈ７，−Ｃ３Ｆ７，−Ｃ４Ｈ９，−Ｃ４Ｆ９，−ＣＨ＝ＣＨ２及び−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２の群の中から選ばれるいずれかであることを特徴とする請求項１のＴａ系膜形成材料。
- Ｌが（ＣＨ３）２Ｓ，（Ｃ２Ｈ５）２Ｓ，（Ｃ３Ｈ７）２Ｓ及び（Ｃ４Ｈ９）２Ｓの群の中から選ばれるいずれかであることを特徴とする請求項１又は請求項２のＴａ系膜形成材料。
- ＴａＣｌ５・Ｓ（Ｃ２Ｈ５）２からなるＴａ系膜形成材料。
- ＣＨ ３ ＴａＣｌ ４ ・Ｓ（Ｃ ２ Ｈ ５ ） ２ ，（ＣＨ ３ ） ２ ＴａＣｌ ３ ・Ｓ（Ｃ ２ Ｈ ５ ） ２ 及び／又は（ＣＨ ３ ） ３ ＴａＣｌ２・Ｓ（Ｃ ２ Ｈ ５ ） ２ からなるＴａ系膜形成材料。
- Ｔａ系膜を形成する方法であって、
請求項１〜請求項５いずれかの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
とを具備することを特徴とするＴａ系膜形成方法。 - ケミカルベーパーデポジションによりＴａ系膜を形成する方法であって、
請求項１〜請求項５いずれかの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
を具備することを特徴とするＴａ系膜形成方法。 - 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を特徴とする請求項６又は請求項７のＴａ系膜形成方法。
- Ｔａ系膜形成材料の分解を加熱により行うことを特徴とする請求項６〜請求項８いずれかのＴａ系膜形成方法。
- Ｔａ系膜形成材料の分解を光により行うことを特徴とする請求項６〜請求項８いずれかのＴａ系膜形成方法。
- Ｔａ系膜形成材料の分解をプラズマにより行うことを特徴とする請求項６〜請求項８いずれかのＴａ系膜形成方法。
- Ｔａ系膜形成材料の分解を還元雰囲気下で行うことを特徴とする請求項６〜請求項１１いずれかのＴａ系膜形成方法。
- 水素、窒素、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以上を含む気流下で、Ｔａ系膜形成材料の分解を行うことを特徴とする請求項６〜請求項１２いずれかのＴａ系膜形成方法。
- 請求項６〜請求項１３いずれかのＴａ系膜形成方法を用いて形成されたＴａ系膜の上に銅配線膜が形成されてなるＵＬＳＩ。
- 請求項６〜請求項１３いずれかの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。
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