JP5938164B2 - Film forming method, film forming apparatus, semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、半導体装置の製造に利用可能な成膜方法、成膜装置、並びに半導体装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a film formation method, a film formation apparatus, a semiconductor device, and a method for manufacturing the same that can be used for manufacturing a semiconductor device.

ＬＳＩやＭＥＭＳにおいて、Ｃｕ配線を形成するためのＣｕめっきのシード層として、従来はＣｕが用いられていたが、埋め込み性の向上を図るため、コバルト膜の利用が検討されている。コバルト膜の堆積手法として、段差被覆性が良いＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いたコバルト膜の成膜技術の開発が進められている。例えば、非特許文献１では、成膜原料のコバルト前駆体として、コバルトカルボニル錯体の一種であるＣｏ２（ＣＯ）８を用い、これをチャンバー内に気相供給して基板上で熱分解させることによって、コバルト膜を堆積させる方法が報告されている。 Conventionally, Cu has been used as a seed layer for Cu plating for forming Cu wiring in LSI and MEMS. However, use of a cobalt film has been studied in order to improve embedding. As a method for depositing a cobalt film, a cobalt film deposition technique using a CVD (Chemical Vapor Deposition) method with good step coverage is being developed. For example, in Non-Patent Document 1, Co 2 (CO) 8 which is a kind of cobalt carbonyl complex is used as a cobalt precursor of a film forming raw material, and this is supplied in a gas phase into the chamber and thermally decomposed on the substrate. Reported a method for depositing a cobalt film.

Journal of The Electrochemical Society,146(7)2720-2724(1999)Journal of The Electrochemical Society, 146 (7) 2720-2724 (1999)

半導体素子の高集積化、チップサイズの小型化に伴い、配線パターンの微細化が進展している。配線パターンの微細化に伴い、現在ではめっきシード層の膜厚は４〜５ｎｍ程度まで薄膜化している。しかし、コバルトは、Ｃｕめっきのめっき液として用いる硫酸銅への溶解性が高いため、めっきシード層としてコバルト膜を形成する場合に、薄膜化に限界があるという課題があった。すなわち、シード層を構成するコバルトはめっき液中に溶出しやすいため、めっきの初期段階でシード層の一部もしくは全部が消失してしまうと、シード層の導通性が低下し、Ｃｕめっきが不完全になったり、下地膜とＣｕ配線との密着性が低下してしまう。そのため、めっき液への溶出を予め見込んで、コバルト膜の初期膜厚を大きく設定しておく必要があり、それが配線パターンの微細化への障害になっていた。   With the high integration of semiconductor elements and the miniaturization of chip size, the miniaturization of wiring patterns is progressing. With the miniaturization of the wiring pattern, the plating seed layer is currently thinned to about 4 to 5 nm. However, since cobalt is highly soluble in copper sulfate used as a plating solution for Cu plating, there is a problem that there is a limit to thinning when a cobalt film is formed as a plating seed layer. That is, since the cobalt constituting the seed layer is likely to elute into the plating solution, if part or all of the seed layer disappears in the initial stage of plating, the conductivity of the seed layer is reduced, and Cu plating is not effective. It becomes complete or the adhesion between the base film and the Cu wiring is lowered. For this reason, it is necessary to set the initial film thickness of the cobalt film to a large value in anticipation of elution into the plating solution, which is an obstacle to miniaturization of the wiring pattern.

また、コバルト膜は、単膜ではＣｕの拡散に対するバリア性が低いため、めっきシード層とは別に、例えばタンタルやタングステン等の高融点金属からなるバリア膜を形成する必要がある。しかし、めっきシード層とバリア膜とを別々に成膜することにより、工程数が増加するとともに、配線パターンの微細化への障害にもなっている。   Further, since the cobalt film has a low barrier property against Cu diffusion in a single film, it is necessary to form a barrier film made of a refractory metal such as tantalum or tungsten separately from the plating seed layer. However, by separately forming the plating seed layer and the barrier film, the number of processes is increased and it is an obstacle to miniaturization of the wiring pattern.

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、めっき液への溶解性が低くめっきシード層としての薄膜化が可能であり、かつ単膜でＣｕ拡散のバリア性にも優れたコバルト膜の成膜方法及び成膜装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、上記成膜方法によって成膜されたコバルト膜を備えた半導体装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to have a low solubility in a plating solution, enable a thin film as a plating seed layer, and be excellent in barrier properties for Cu diffusion with a single film. Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for forming a cobalt film. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device including a cobalt film formed by the film forming method.

上記課題を解決するため、本発明の成膜方法は、基板を処理容器内に配置する工程と、
コバルト前駆体と、分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物と、を原料として基板上に炭素含有コバルト膜を堆積させる工程、を備えている。 In order to solve the above problems, a film forming method of the present invention includes a step of placing a substrate in a processing container,
A step of depositing a carbon-containing cobalt film on a substrate using a cobalt precursor and a compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule as raw materials.

本発明の炭素含有コバルト膜の成膜方法は、前記分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物として、アリル基を含む化合物又はアルキン類を用いることが好ましい。   In the method for forming a carbon-containing cobalt film of the present invention, it is preferable to use a compound containing an allyl group or an alkyne as the compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule.

本発明の炭素含有コバルト膜の成膜方法は、前記コバルト前駆体と、前記分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物と、を前記処理容器内に同時に供給してＣＶＤ法により成膜を行ってもよい。   The method for forming a carbon-containing cobalt film according to the present invention is to perform film formation by a CVD method by simultaneously supplying the cobalt precursor and a compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule into the processing vessel. May be.

本発明の炭素含有コバルト膜の成膜方法は、前記コバルト前駆体と、前記分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物と、を前記処理容器内に交互に供給してＡＬＤ法により成膜を行ってもよい。   The method for forming a carbon-containing cobalt film according to the present invention is to form a film by the ALD method by alternately supplying the cobalt precursor and the compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule into the processing vessel. You may go.

本発明の炭素含有コバルト膜の成膜方法は、前記炭素含有コバルト膜を堆積させる工程の前又は後に、前記処理容器内に前記コバルト前駆体を供給して金属コバルト膜を堆積する工程、
を備えていてもよい。この場合、前記金属コバルト膜を堆積する工程と、前記炭素含有コバルト膜を堆積させる工程と、を交互に行うことが好ましい。 The method for forming a carbon-containing cobalt film of the present invention includes a step of depositing a metal cobalt film by supplying the cobalt precursor into the processing vessel before or after the step of depositing the carbon-containing cobalt film.
May be provided. In this case, it is preferable to alternately perform the step of depositing the metal cobalt film and the step of depositing the carbon-containing cobalt film.

本発明の炭素含有コバルト膜の成膜方法は、前記炭素含有コバルト膜がＣｏｘＣｙ膜（ここで、ｘは２、ｙは１を意味する）であることが好ましい。 In the method for forming a carbon-containing cobalt film according to the present invention, the carbon-containing cobalt film is preferably a Co x C y film (where x is 2 and y is 1).

本発明の炭素含有コバルト膜の成膜方法は、前記コバルト前駆体が、Ｃｏ２（ＣＯ）８であることが好ましい。 In the method for forming a carbon-containing cobalt film of the present invention, the cobalt precursor is preferably Co 2 (CO) 8 .

本発明の成膜装置は、真空引き可能な処理容器と、
前記処理容器内に設けられた、基板を載置する載置台と、
前記載置台に載置された基板を所定の温度に加熱するヒーターと、
コバルト前駆体を保持する第１の原料容器と、
前記第１の原料容器内の前記コバルト前駆体を温度調節する温度調節装置と、
分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物を保持する第２の原料容器と、
前記第１の原料容器から前記処理容器に前記コバルト前駆体を供給する配管と、
前記第２の原料容器から前記処理容器に前記分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物を供給する配管と、
前記コバルト前駆体を前記処理容器内に導入するためのキャリアガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器内を減圧排気する排気装置と、
を備え、基板上に炭素含有コバルト膜を堆積させるものである。 The film forming apparatus of the present invention includes a processing container capable of being evacuated,
A mounting table for mounting a substrate, provided in the processing container;
A heater for heating the substrate mounted on the mounting table to a predetermined temperature;
A first raw material container holding a cobalt precursor;
A temperature adjusting device for adjusting the temperature of the cobalt precursor in the first raw material container;
A second raw material container holding a compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule;
Piping for supplying the cobalt precursor from the first raw material container to the processing container;
Piping for supplying a compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule from the second raw material container to the processing container;
A gas supply unit for supplying a carrier gas for introducing the cobalt precursor into the processing container;
An exhaust device for evacuating the inside of the processing vessel;
And depositing a carbon-containing cobalt film on the substrate.

本発明の半導体装置の製造方法は、上記いずれかに記載の成膜方法によって、絶縁膜上に前記炭素含有コバルト膜を堆積させる工程と、前記炭素含有コバルト膜上にＣｕ膜を堆積させる工程と、を備えている。   A method of manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step of depositing the carbon-containing cobalt film on an insulating film and a step of depositing a Cu film on the carbon-containing cobalt film by any of the film forming methods described above. It is equipped with.

本発明の半導体装置は、絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成された炭素を含有する炭素含有コバルト膜と、前記炭素含有コバルト膜上に堆積されたＣｕ配線と、を備えている。この場合、前記炭素含有コバルト膜は、前記Ｃｕ配線を形成するためのシード層であり、かつ前記Ｃｕ配線からのＣｕの拡散を抑制するＣｕバリア機能を有するものである。   The semiconductor device of the present invention includes an insulating film, a carbon-containing cobalt film containing carbon formed on the insulating film, and a Cu wiring deposited on the carbon-containing cobalt film. In this case, the carbon-containing cobalt film is a seed layer for forming the Cu wiring, and has a Cu barrier function that suppresses diffusion of Cu from the Cu wiring.

本発明の成膜方法によれば、コバルト前駆体と、分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物と、を原料とすることにより、基板上に炭素を含有する炭素含有コバルト膜を成膜できる。この炭素含有コバルト膜は、後の工程で行われるＣｕめっきのめっき液への溶解性が低く、めっきシード層として薄膜形成が可能であるとともに、Ｃｕ拡散のバリア性にも優れており、銅配線からＣｕが絶縁膜中へ拡散することを効果的に抑制できる。従って、本発明の成膜方法によって得られる炭素含有コバルト膜をめっきシード層として用いることにより、めっきシード層の薄膜化が可能になるとともに、Ｃｕ拡散バリア膜として兼用することにより、めっきシード層／バリア膜の単膜化が実現し、配線パターンの微細化への対応が可能になる。   According to the film forming method of the present invention, a carbon-containing cobalt film containing carbon can be formed on a substrate by using a cobalt precursor and a compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule as raw materials. . This carbon-containing cobalt film has low solubility in the plating solution of Cu plating performed in a later process, can form a thin film as a plating seed layer, and has excellent barrier properties for Cu diffusion. Cu can effectively be prevented from diffusing into the insulating film. Therefore, by using the carbon-containing cobalt film obtained by the film forming method of the present invention as a plating seed layer, the plating seed layer can be made thin, and by using it also as a Cu diffusion barrier film, the plating seed layer / The barrier film can be made a single film, and the wiring pattern can be miniaturized.

また、本発明の成膜方法により成膜された炭素含有コバルト膜をめっきシード層／バリア膜として利用することにより、微細化への対応を可能にしつつ、半導体装置の信頼性を確保できる。   Further, by using the carbon-containing cobalt film formed by the film forming method of the present invention as a plating seed layer / barrier film, it is possible to ensure the reliability of the semiconductor device while making it possible to cope with miniaturization.

本発明の成膜方法に利用可能な成膜装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the film-forming apparatus which can be utilized for the film-forming method of this invention. 本発明の第１の実施の形態に係る成膜方法の手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the procedure of the film-forming method which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態の成膜方法の工程説明に供するパターン形成された絶縁膜を有するウエハ表面の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the wafer surface which has the patterned insulating film with which it uses for process description of the film-forming method of the 1st Embodiment of this invention. 図３に続く工程図であり、炭素含有コバルト膜を成膜した状態を示すウエハ表面の要部断面図である。FIG. 4 is a process diagram subsequent to FIG. 3, and is a fragmentary cross-sectional view of the wafer surface showing a state in which a carbon-containing cobalt film is formed. 本発明の第２の実施の形態に係る成膜方法の手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the procedure of the film-forming method which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態の成膜方法の工程説明図である。It is process explanatory drawing of the film-forming method of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態に係る成膜方法の手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the procedure of the film-forming method which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態の成膜方法の工程説明図である。It is process explanatory drawing of the film-forming method of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の成膜方法をダマシンプロセスへ適用した工程説明に供するウエハ表面の断面図である。It is sectional drawing of the wafer surface with which it uses for process description which applied the film-forming method of this invention to the damascene process. 図９に続く工程図であり、炭素含有コバルト膜を成膜した状態を示すウエハ表面の要部断面図である。FIG. 10 is a process diagram following FIG. 9, and is a fragmentary cross-sectional view of the wafer surface showing a state in which a carbon-containing cobalt film is formed. 図１０に続く工程図であり、Ｃｕ膜を埋め込んだ状態を示すウエハ表面の要部断面図である。It is process drawing following FIG. 10, and is principal part sectional drawing of the wafer surface which shows the state which embedded Cu film | membrane.

以下、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照して詳細に説明する。
＜成膜装置の概要＞
まず、本発明の成膜方法の実施に適した成膜装置の構成について説明する。図１は、本発明の成膜方法に使用可能な成膜装置１００の概略構成例を示している。この成膜装置１００は、ＣＶＤ装置として構成されている。成膜装置１００は、主要な構成として、真空引き可能な処理容器１と、処理容器１内に設けられた、基板としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）Ｗを載置するステージ５と、このステージ５に載置されたウエハＷを所定の温度に加熱するヒーター７と、処理容器１内にガスを導入するシャワーヘッド１１と、コバルト前駆体を保持する第１の原料容器としての主原料容器２１と、主原料容器２１内のコバルト前駆体を温度調節する温度調節装置２３と、分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物を保持する第２の原料容器としての副原料容器３１と、コバルト前駆体を処理容器１内に導入するためのキャリアガスを供給するガス供給部４１と、処理容器１内を減圧排気する排気装置５３と、を備えている。この成膜装置１００は、ウエハＷ上に炭素を含有する炭素含有コバルト膜を堆積させる成膜処理を行うことができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
<Outline of deposition system>
First, the configuration of a film forming apparatus suitable for carrying out the film forming method of the present invention will be described. FIG. 1 shows a schematic configuration example of a film forming apparatus 100 that can be used in the film forming method of the present invention. The film forming apparatus 100 is configured as a CVD apparatus. The film forming apparatus 100 mainly includes a processing container 1 that can be evacuated, and a stage 5 on which a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”) W provided in the processing container 1 is placed. A heater 7 for heating the wafer W placed on the stage 5 to a predetermined temperature, a shower head 11 for introducing gas into the processing vessel 1, and a first raw material vessel for holding a cobalt precursor. A main raw material container 21, a temperature adjusting device 23 for adjusting the temperature of the cobalt precursor in the main raw material container 21, and a secondary raw material container 31 as a second raw material container for holding a compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule. And a gas supply unit 41 that supplies a carrier gas for introducing the cobalt precursor into the processing container 1 and an exhaust device 53 that exhausts the inside of the processing container 1 under reduced pressure. The film forming apparatus 100 can perform a film forming process for depositing a carbon-containing cobalt film containing carbon on the wafer W.

＜処理容器＞
成膜装置１００は、気密に構成された略円筒状の処理容器１を有している。処理容器１は、例えばアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムなどの材質で形成されている。処理容器１は、天板１ａ、側壁１ｂ及び底壁１ｃを有している。 <Processing container>
The film forming apparatus 100 includes a substantially cylindrical processing container 1 that is airtight. The processing container 1 is formed of a material such as aluminum that has been anodized (anodized), for example. The processing container 1 has a top plate 1a, a side wall 1b, and a bottom wall 1c.

処理容器１の側壁１ｂには、この処理容器１内に対してウエハＷを搬入、搬出するための開口１ｄが設けられており、さらに、開口１ｄを開閉するためのゲートバルブ３が設けられている。なお、処理容器１を構成する各部材の接合部分には、該接合部分の気密性を確保するために、シール部材としてのＯリング（図示省略）が配備されている。   An opening 1d for loading and unloading the wafer W into and from the processing container 1 is provided on the side wall 1b of the processing container 1, and a gate valve 3 for opening and closing the opening 1d is further provided. Yes. Note that an O-ring (not shown) as a seal member is provided at a joint portion of each member constituting the processing container 1 in order to ensure airtightness of the joint portion.

＜ステージ＞
処理容器１の中にはウエハＷを水平に支持する載置台であるステージ５が配備されている。ステージ５は、円筒状の支持部材５ａにより支持されている。図示は省略するが、ステージ５には、ウエハＷを支持して昇降させるための複数のリフトピンがステージ５の基板載置面に対して突没可能に設けられている。これらのリフトピンは任意の昇降機構により上下に変位し、上昇位置で搬送装置（図示省略）との間でウエハＷの受け渡しを行うように構成されている。 <Stage>
A stage 5, which is a mounting table for horizontally supporting the wafer W, is provided in the processing container 1. The stage 5 is supported by a cylindrical support member 5a. Although not shown in the figure, the stage 5 is provided with a plurality of lift pins for supporting the wafer W to be moved up and down so as to protrude and retract with respect to the substrate mounting surface of the stage 5. These lift pins are displaced up and down by an arbitrary elevating mechanism, and are configured to deliver the wafer W to and from a transfer device (not shown) at the raised position.

ステージ５には、ウエハＷを加熱する加熱手段としてのヒーター７が埋設されている。ヒーター７は、電力供給部８から給電されることによりウエハＷを所定の温度に加熱する抵抗加熱ヒーターである。また、ステージ５には、温度計測手段としての熱電対９ａが配備されており、ステージ５の温度をリアルタイムで計測できるようになっている。なお、ウエハＷの加熱温度や処理温度は、特に断りのない限り、ステージ５の計測温度を意味する。ウエハＷを加熱するための加熱手段としては、抵抗加熱ヒーターに限らず、例えばランプ加熱ヒーターでもよい。   A heater 7 is embedded in the stage 5 as a heating means for heating the wafer W. The heater 7 is a resistance heater that heats the wafer W to a predetermined temperature by being fed from the power supply unit 8. Further, the stage 5 is provided with a thermocouple 9a as a temperature measuring means so that the temperature of the stage 5 can be measured in real time. The heating temperature and processing temperature of the wafer W mean the measured temperature of the stage 5 unless otherwise specified. The heating means for heating the wafer W is not limited to the resistance heater, but may be a lamp heater, for example.

＜シャワーヘッド＞
処理容器１の天板１ａには、成膜原料ガス、キャリアガス等のガスを処理容器内に導入するシャワーヘッド１１が設けられている。このシャワーヘッド１１は、内部にガス拡散空間１１ａ，１１ｂが設けられている。シャワーヘッド１１の下面には、多数のガス吐出孔１３ａ，１３ｂが形成されている。ガス拡散空間１１ａはガス吐出孔１３ａに、ガス拡散空間１１ｂはガス吐出孔１３ｂに、それぞれ連通している。シャワーヘッド１１の中央部には、ガス拡散空間１１ａに連通するガス供給配管１５ａ、ガス拡散空間１１ｂに連通するガス供給配管１５ｂがそれぞれ接続されている。 <Shower head>
The top plate 1a of the processing container 1 is provided with a shower head 11 for introducing a gas such as a film forming raw material gas or a carrier gas into the processing container. The shower head 11 is provided with gas diffusion spaces 11a and 11b. A large number of gas discharge holes 13 a and 13 b are formed on the lower surface of the shower head 11. The gas diffusion space 11a communicates with the gas discharge hole 13a, and the gas diffusion space 11b communicates with the gas discharge hole 13b. A gas supply pipe 15a that communicates with the gas diffusion space 11a and a gas supply pipe 15b that communicates with the gas diffusion space 11b are connected to the center of the shower head 11, respectively.

＜第１の原料容器＞
主原料容器２１は、コバルト前駆体として、固体原料であるジコバルトオクタカルボニル［Ｃｏ２（ＣＯ）８］を保持している。主原料容器２１は、例えばジャケット式熱交換器などの温度調節装置２３を有している。温度調節装置２３は、電力供給部８に電気的に接続されており、主原料容器２１の内部に収容されたＣｏ２（ＣＯ）８を例えば常温（２０℃）〜４５℃の範囲内の温度に保持することにより気化させる。また、主原料容器２１内には、内部の温度をリアルタイムで計測するための熱電対９ｂが配備されている。なお、コバルト前駆体としては、Ｃｏ２（ＣＯ）８以外に、例えばＣＶＤ法においてコバルト前駆体として使用可能なコバルト化合物であれば、特に制限なく使用することができる。 <First raw material container>
The main raw material container 21 holds dicobalt octacarbonyl [Co 2 (CO) 8 ], which is a solid raw material, as a cobalt precursor. The main raw material container 21 has a temperature control device 23 such as a jacket type heat exchanger. The temperature control device 23 is electrically connected to the power supply unit 8, and the Co 2 (CO) 8 accommodated in the main raw material container 21 is, for example, a temperature within a range of room temperature (20 ° C.) to 45 ° C. Vaporize by holding on. In addition, a thermocouple 9b for measuring the internal temperature in real time is provided in the main raw material container 21. As the cobalt precursor, in addition to Co 2 (CO) 8 , any cobalt compound that can be used as a cobalt precursor in, for example, a CVD method can be used without particular limitation.

主原料容器２１には、ガス供給配管１５ａと、ガス供給配管１５ｃとが接続されている。ガス供給配管１５ａは、上記のとおりシャワーヘッド１１のガス拡散空間１１ａに接続されている。ガス供給配管１５ａは、例えばジャケット式熱交換器などの温度調節装置２５を有している。温度調節装置２５は、電力供給部８と電気的に接続されており、ガス供給配管１５ａ内を通過するＣｏ２（ＣＯ）８を分解開始温度（約４５℃）未満の所定の温度に調節しながらシャワーヘッド１１へ供給する。また、ガス供給配管１５ａには、熱電対９ｃが配備されており、管内の温度をリアルタイムで計測できるようになっている。また、ガス供給配管１５ａには、バルブ１７ａ及び開度調節バルブ１７ｊが設けられている。 A gas supply pipe 15 a and a gas supply pipe 15 c are connected to the main raw material container 21. The gas supply pipe 15a is connected to the gas diffusion space 11a of the shower head 11 as described above. The gas supply pipe 15a has a temperature control device 25 such as a jacket type heat exchanger. The temperature adjustment device 25 is electrically connected to the power supply unit 8 and adjusts the Co 2 (CO) 8 passing through the gas supply pipe 15a to a predetermined temperature lower than the decomposition start temperature (about 45 ° C.). While being supplied to the shower head 11. The gas supply pipe 15a is provided with a thermocouple 9c so that the temperature in the pipe can be measured in real time. The gas supply pipe 15a is provided with a valve 17a and an opening degree adjusting valve 17j.

＜第２の原料容器＞
副原料容器３１は、分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物を保持している。分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物としては、例えばアリル基（ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−）を含む化合物やアルキン類を用いることができる。アリル基を含む化合物としては、例えばアリルシクロヘキサン、等が好ましい。また、アルキン類としては、アセチレン、プロピン、１−ブチン等が好ましい。なお、例えばアリルシクヘキサンのように常温で液体の原料を用いる場合、処理容器１内を真空雰囲気に減圧することによって、液体原料を揮発させて供給することが可能である。 <Second raw material container>
The auxiliary raw material container 31 holds a compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule. As the compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule, for example, a compound containing an allyl group (CH 2 ═CH—CH 2 —) or an alkyne can be used. As the compound containing an allyl group, for example, allylcyclohexane is preferable. As the alkynes, acetylene, propyne, 1-butyne and the like are preferable. In addition, when using a liquid raw material at normal temperature like allyl cyclohexane, for example, it is possible to volatilize and supply a liquid raw material by decompressing the inside of the processing container 1 to a vacuum atmosphere.

副原料容器３１には、ガス供給配管１５ｂが接続されている。ガス供給配管１５ｂは、上記のとおりシャワーヘッド１１のガス拡散空間１１ｂに接続されている。ガス供給配管１５ｂには、流量調整のためのＭＦＣ（マスフローコントローラ）１９ａと、その前後に配備されたバルブ１７ｂ，１７ｃが設けられている。   A gas supply pipe 15 b is connected to the auxiliary material container 31. The gas supply pipe 15b is connected to the gas diffusion space 11b of the shower head 11 as described above. The gas supply pipe 15b is provided with an MFC (mass flow controller) 19a for adjusting the flow rate, and valves 17b and 17c arranged before and after the MFC.

副原料容器３１に保持された副原料である分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物は、常温・常圧で気体の場合は、そのままＭＦＣ（マスフローコントローラ）１９ａによって流量制御しながら、ガス供給配管１５ｂを介してシャワーヘッド１１へ供給される。そして、シャワーヘッド１１のガス拡散空間１１ｂ及びガス吐出孔１３ｂを介して、処理容器１内のステージ５上に配置されたウエハＷへ向けて、分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物を供給することができる。なお、分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物が常温・常圧で液体の場合は、例えば副原料容器３１を加熱したり、あるいは処理容器１内を減圧することにより、分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物を気化させて、ガス供給配管１５ｂを介して処理容器１内に導入する構成としてもよい。また、分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物が常温・常圧で液体の場合は、図示は省略するが、副原料容器３１を温度調節装置によって加熱して気化させたり、キャリアガスを用いて処理容器１内へ供給したりすることができる。   In the case of a gas containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule, which is a secondary raw material held in the secondary raw material container 31, in the case of a gas at normal temperature and normal pressure, the gas is supplied while controlling the flow rate as it is with an MFC (mass flow controller) 19a. It is supplied to the shower head 11 through the pipe 15b. Then, a compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule is supplied to the wafer W arranged on the stage 5 in the processing container 1 through the gas diffusion space 11b and the gas discharge hole 13b of the shower head 11. can do. When the compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule is a liquid at normal temperature and normal pressure, for example, the auxiliary material container 31 is heated or the inside of the processing container 1 is depressurized, thereby unsaturated in the molecule. It is good also as a structure which vaporizes the compound containing a hydrocarbon group and introduces it in the processing container 1 via the gas supply piping 15b. Further, when the compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule is a liquid at normal temperature and normal pressure, the illustration is omitted, but the auxiliary material container 31 is vaporized by heating with a temperature control device, or a carrier gas is used. Or can be supplied into the processing container 1.

＜ガス供給源＞
ガス供給部４１は、一酸化炭素（ＣＯ）ガスを供給するＣＯガス供給源４１ａと、例えばＡｒ、窒素などの不活性ガスを供給する不活性ガス供給源４１ｂとを備えている。これらの一酸化炭素ガス及び不活性ガスは、主原料容器２１内で気化させた固体原料のＣｏ２（ＣＯ）８を処理容器１内に運び込むためのキャリアガスとして用いられる。ＣＯガスは、気化したＣｏ２（ＣＯ）８の分解を抑制する作用を有しているため、キャリアガスの一部としてＣＯを用いることが好ましい。Ｃｏ２（ＣＯ）８は分解されることによりＣＯを生成するが、主原料容器２１内にＣＯを供給してＣＯ濃度を高めておくことによって、主原料容器２１内でのＣｏ２（ＣＯ）８の分解を抑制することができる。キャリアガスの全部をＣＯガスとすることも可能であり、その場合は不活性ガスを使用しなくてもよい。なお、図示は省略するが、ガス供給部４１は、ＣＯガス供給源４１ａ及び不活性ガス供給源４１ｂのほかに、処理容器１内をクリーニングするためのクリーニングガスの供給源や、処理容器１内をパージするためのパージガスの供給源等を有していてもよい。 <Gas supply source>
The gas supply unit 41 includes a CO gas supply source 41a that supplies carbon monoxide (CO) gas, and an inert gas supply source 41b that supplies an inert gas such as Ar or nitrogen. These carbon monoxide gas and inert gas are used as a carrier gas for carrying the solid raw material Co 2 (CO) 8 vaporized in the main raw material vessel 21 into the processing vessel 1. Since CO gas has an action of suppressing decomposition of vaporized Co 2 (CO) 8 , it is preferable to use CO as a part of the carrier gas. Co 2 (CO) 8 is decomposed to produce CO. By supplying CO into the main raw material container 21 and increasing the CO concentration, the Co 2 (CO) in the main raw material container 21 is increased. 8 decomposition can be suppressed. It is possible to use all of the carrier gas as CO gas, in which case the inert gas may not be used. Although not shown, the gas supply unit 41 includes a supply source of a cleaning gas for cleaning the inside of the processing container 1 in addition to the CO gas supply source 41a and the inert gas supply source 41b, A purge gas supply source for purging the gas may be provided.

ＣＯガス供給源４１ａには、ガス供給配管１５ｄが接続されている。ガス供給配管１５ｄには、流量調整のためのＭＦＣ（マスフローコントローラ）１９ｂと、その前後に配備されたバルブ１７ｄ，１７ｅが設けられている。   A gas supply pipe 15d is connected to the CO gas supply source 41a. The gas supply pipe 15d is provided with an MFC (mass flow controller) 19b for adjusting the flow rate and valves 17d and 17e arranged before and after the MFC (mass flow controller) 19b.

また、不活性ガス供給源４１ｂには、ガス供給配管１５ｅが接続されている。ガス供給配管１５ｅには、流量調整のためのＭＦＣ（マスフローコントローラ）１９ｃと、その前後に配備されたバルブ１７ｆ，１７ｇが設けられている。そして、ガス供給配管１５ｄ，１５ｅは、途中で合流してガス供給配管１５ｃとなり、主原料容器２１に接続されている。ガス供給配管１５ｃには、バルブ１７ｈが設けられている。なお、ガス供給配管１５ｃからは、途中でガス供給配管１５ｆが分岐している。このガス供給配管１５ｆは、主原料容器２１を介さず、ガス供給配管１５ｃから直接ガス供給配管１５ａに接続するバイパスラインである。ガス供給配管１５ｆは、不活性ガス供給源４１ｂの不活性ガスをパージガスとして処理容器１内に導入する場合などに用いる。ガス供給配管１５ｆには、バルブ１７ｉが設けられている。   In addition, a gas supply pipe 15e is connected to the inert gas supply source 41b. The gas supply pipe 15e is provided with an MFC (mass flow controller) 19c for adjusting the flow rate, and valves 17f and 17g arranged before and after the gas flow pipe 15e. The gas supply pipes 15 d and 15 e merge together to form a gas supply pipe 15 c and are connected to the main raw material container 21. A valve 17h is provided in the gas supply pipe 15c. A gas supply pipe 15f branches off from the gas supply pipe 15c. The gas supply pipe 15f is a bypass line that is directly connected to the gas supply pipe 15a from the gas supply pipe 15c without passing through the main raw material container 21. The gas supply pipe 15f is used when the inert gas from the inert gas supply source 41b is introduced into the processing container 1 as a purge gas. A valve 17i is provided in the gas supply pipe 15f.

成膜装置１００では、ＣＯガス供給源４１ａからのＣＯガス及び／又は不活性ガス供給源４１ｂからの不活性ガスを、ガス供給配管１５ｄ，１５ｅ，１５ｃを介して主原料容器２１内に供給する。そして、ＣＯガス及び／又は不活性ガスをキャリアガスとして、温度調節装置２３によって温度調節され、主原料容器２１内で気化したＣｏ２（ＣＯ）８を、開度調節バルブ１７ｊにより流量制御しながら、ガス供給配管１５ａを介してシャワーヘッド１１のガス拡散空間１１ａへ供給する。ガス供給配管１５ａ内を通過するＣｏ２（ＣＯ）８は、温度調節装置２５によって分解開始温度未満の所定の温度に調節され、シャワーヘッド１１へ供給される。そして、ガス吐出孔１３ａから処理容器１内のステージ５上に配置されたウエハＷへ向けて、主原料であるＣｏ２（ＣＯ）８を放出することができる。このように、成膜装置１００では、分解しやすいＣｏ２（ＣＯ）８を厳密に温度制御しながら処理容器１内に導入する構成としている。 In the film forming apparatus 100, the CO gas from the CO gas supply source 41a and / or the inert gas from the inert gas supply source 41b is supplied into the main raw material container 21 through the gas supply pipes 15d, 15e, and 15c. . Then, the CO 2 (CO) 8 temperature-controlled by the temperature adjusting device 23 and vaporized in the main raw material container 21 is controlled by the opening degree adjusting valve 17j, using CO gas and / or inert gas as a carrier gas. Then, the gas is supplied to the gas diffusion space 11a of the shower head 11 through the gas supply pipe 15a. Co 2 (CO) 8 passing through the gas supply pipe 15 a is adjusted to a predetermined temperature lower than the decomposition start temperature by the temperature adjusting device 25 and supplied to the shower head 11. Then, Co 2 (CO) 8 as the main material can be released from the gas discharge hole 13a toward the wafer W disposed on the stage 5 in the processing container 1. As described above, the film forming apparatus 100 is configured to introduce Co 2 (CO) 8 that is easily decomposed into the processing container 1 while strictly controlling the temperature.

以上の構成によって、成膜装置１００では、Ｃｏ２（ＣＯ）８と、分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物とを、それぞれ別々のガス供給経路で処理容器１内に導入し、処理容器１内で混合する構成としている。なお、主原料であるコバルト前駆体と副原料である分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物の組み合わせによっては、混合ガスの状態で同一のガス供給経路を介して処理容器１内に供給することもできる。 With the above configuration, in the film forming apparatus 100, Co 2 (CO) 8 and a compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule are introduced into the processing container 1 through separate gas supply paths, respectively. 1 is mixed. Depending on the combination of the cobalt precursor as the main raw material and the compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule as the auxiliary raw material, the mixed gas is supplied into the processing vessel 1 through the same gas supply path. You can also.

処理容器１の底壁１ｃには、排気口１ｅが形成されている。この排気口１ｅには排気管５１が接続されており、この排気管５１には、排気装置５３が接続されている。排気装置５３は、例えば図示しない圧力調整弁や真空ポンプなどを備えており、排気量を調節しながら処理容器１内の排気を行って処理容器１内を真空引きできるように構成されている。   An exhaust port 1 e is formed in the bottom wall 1 c of the processing container 1. An exhaust pipe 51 is connected to the exhaust port 1 e, and an exhaust device 53 is connected to the exhaust pipe 51. The exhaust device 53 includes, for example, a pressure control valve and a vacuum pump (not shown), and is configured to evacuate the processing container 1 by exhausting the processing container 1 while adjusting the exhaust amount.

＜制御系統＞
次に、成膜装置１００において、各種のプロセスを行う場合の制御系統について説明する。成膜装置１００は、上記電力供給部８の出力制御を行う温度制御部６０を備えている。電力供給部８、熱電対９ａ，９ｂ，９ｃ、及び温度調節装置２３，２５は、それぞれ温度制御部６０と信号の授受が可能に接続されている。温度制御部６０は、熱電対９ａ，９ｂ，９ｃの計測温度情報を元に、フィードバック制御によって電力供給部８へ制御信号を送り、ヒーター７、温度調節装置２３，２５への出力を調節する。 <Control system>
Next, a control system when performing various processes in the film forming apparatus 100 will be described. The film forming apparatus 100 includes a temperature control unit 60 that performs output control of the power supply unit 8. The power supply unit 8, the thermocouples 9a, 9b, and 9c, and the temperature control devices 23 and 25 are connected to the temperature control unit 60 so as to be able to exchange signals. The temperature control unit 60 sends a control signal to the power supply unit 8 by feedback control based on the measured temperature information of the thermocouples 9a, 9b, 9c, and adjusts the output to the heater 7 and the temperature control devices 23, 25.

また、成膜装置１００を構成する各エンドデバイス（例えばＭＦＣ１９ａ，１９ｂ、１９ｃ、排気装置５３など）や温度制御部６０は、統括制御機能を担う制御部７０に接続されて制御される構成となっている。制御部７０は、ＣＰＵを備えたコンピュータであるコントローラ７１と、このコントローラ７１に接続されたユーザーインターフェース７２および記憶部７３を備えている。ユーザーインターフェース７２は、工程管理者が成膜装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードやタッチパネル、成膜装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等を有している。記憶部７３には、成膜装置１００で実行される各種処理をコントローラ７１の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウェア）や処理条件データ等が記録されたレシピが保存されている。そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース７２からの指示等にて任意の制御プログラムやレシピを記憶部７３から呼び出してコントローラ７１に実行させることで、コントローラ７１の制御下で、成膜装置１００の処理容器１内で所望の処理が行われる。   In addition, each end device (for example, MFC 19a, 19b, 19c, exhaust device 53, etc.) and the temperature control unit 60 constituting the film forming apparatus 100 are connected to and controlled by the control unit 70 having the overall control function. ing. The control unit 70 includes a controller 71 that is a computer including a CPU, a user interface 72 connected to the controller 71, and a storage unit 73. The user interface 72 includes a keyboard and a touch panel on which a process manager manages command input to manage the film forming apparatus 100, a display for visualizing and displaying the operating status of the film forming apparatus 100, and the like. The storage unit 73 stores a recipe in which a control program (software) for realizing various processes executed by the film forming apparatus 100 under the control of the controller 71 and processing condition data are recorded. Then, if necessary, an arbitrary control program or recipe is called from the storage unit 73 by an instruction from the user interface 72 and is executed by the controller 71, so that the processing of the film forming apparatus 100 is controlled under the control of the controller 71. A desired process is performed in the container 1.

なお、前記制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体７４に格納された状態のものを記憶部７３にインストールすることによって利用できる。コンピュータ読み取り可能な記録媒体７４としては、特に制限はないが、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリ、ＤＶＤなどを使用できる。また、前記レシピは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。   The recipes such as the control program and processing condition data can be used by installing the recipe stored in the computer-readable recording medium 74 in the storage unit 73. The computer-readable recording medium 74 is not particularly limited, and for example, a CD-ROM, a hard disk, a flexible disk, a flash memory, a DVD, or the like can be used. Further, the recipe can be transmitted from other devices as needed via, for example, a dedicated line and used online.

以上のような構成の成膜装置１００では、制御部７０の制御に基づき、ＣＶＤ法により炭素含有コバルト膜の成膜処理が行われる。   In the film forming apparatus 100 having the above configuration, the carbon-containing cobalt film is formed by the CVD method based on the control of the control unit 70.

＜成膜方法＞
次に、成膜装置１００を用いて行われる、炭素を含有する炭素含有コバルト膜の成膜方法のさらに具体的な内容について、第１〜第３の実施の形態を挙げて説明する。ここでは、コバルト前駆体としてコバルトカルボニルＣｏ２（ＣＯ）８、分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物としてアセチレンを用いる場合を例に挙げる。なお、他の成膜原料を用いる場合も、以下に説明する手順・条件に準じて実施できる。 <Film formation method>
Next, more specific contents of the method for forming a carbon-containing carbon-containing cobalt film performed using the film forming apparatus 100 will be described with reference to the first to third embodiments. Here, a case where cobalt carbonyl Co 2 (CO) 8 is used as a cobalt precursor and acetylene is used as a compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule is taken as an example. In addition, when using other film-forming raw materials, it can be carried out according to the procedures and conditions described below.

＜第１の実施の形態＞
図２は、本発明の第１の実施の形態の成膜方法の手順の一例を示すフローチャートである。図３及び図４は、本実施の形態の成膜方法の主要な工程を説明するためのウエハ表面の部分断面図である。この成膜方法は、例えば、成膜装置１００の処理容器１内に、ウエハＷを搬入し、ステージ５上に配置する工程（ＳＴＥＰ１）と、処理容器１内の圧力及びウエハＷの温度を調節する工程（ＳＴＥＰ２）と、処理容器１内にＣｏ２（ＣＯ）８とアセチレンとをそれぞれ供給して処理容器１内で混合し、ＣＶＤ法によりウエハＷの表面に炭素含有コバルト膜を堆積させる工程（ＳＴＥＰ３）と、成膜原料の供給を停止し、処理容器１内を真空引きする工程（ＳＴＥＰ４）と、処理容器１内からウエハＷを搬出する工程（ＳＴＥＰ５）と、を含むことができる。 <First Embodiment>
FIG. 2 is a flowchart showing an example of the procedure of the film forming method according to the first embodiment of the present invention. 3 and 4 are partial cross-sectional views of the wafer surface for explaining the main steps of the film forming method of the present embodiment. In this film forming method, for example, the process of loading the wafer W into the processing container 1 of the film forming apparatus 100 and placing it on the stage 5 (STEP 1), the pressure in the processing container 1 and the temperature of the wafer W are adjusted. Step (STEP 2), supplying Co 2 (CO) 8 and acetylene into the processing vessel 1 and mixing them in the processing vessel 1, and depositing a carbon-containing cobalt film on the surface of the wafer W by the CVD method. (STEP 3), a step of stopping the supply of film forming materials and evacuating the inside of the processing vessel 1 (STEP 4), and a step of carrying out the wafer W from the inside of the processing vessel 1 (STEP 5).

（ＳＴＥＰ１）
ＳＴＥＰ１では、成膜装置１００の処理容器１内に、基板として、例えば絶縁膜が設けられたウエハＷを配置する。具体的には、まず、ゲートバルブ３を開放した状態で、開口１ｄからウエハＷを処理容器１内に搬入し、ステージ５の図示しないリフトピンに受け渡す。そして、リフトピンを下降させてウエハＷをステージ５に載置する。ここで、図３に示したように、ウエハＷ上には、下地膜８０と、その上に積層された絶縁膜８１と、が形成されている。絶縁膜８１には、所定の凹凸パターンが形成されており、開口部（トレンチなどの凹部や貫通孔などを意味する）８３を有している。なお、開口部８３は一つのみ図示しているが複数でもよい。また、図示は省略するが、ウエハＷ上には、他に絶縁膜、半導体膜、導体膜等が形成されていてもよい。 (STEP1)
In STEP 1, for example, a wafer W provided with an insulating film is disposed as a substrate in the processing container 1 of the film forming apparatus 100. Specifically, first, with the gate valve 3 opened, the wafer W is loaded into the processing container 1 from the opening 1 d and transferred to lift pins (not shown) of the stage 5. Then, the lift pins are lowered to place the wafer W on the stage 5. Here, as shown in FIG. 3, a base film 80 and an insulating film 81 laminated thereon are formed on the wafer W. The insulating film 81 is formed with a predetermined uneven pattern, and has an opening (meaning a recess such as a trench or a through hole) 83. Although only one opening 83 is illustrated, a plurality of openings 83 may be provided. Although not shown, other insulating films, semiconductor films, conductor films, and the like may be formed on the wafer W.

絶縁膜８１は、例えば多層配線構造の層間絶縁膜であり、開口部８３は、配線溝やビアホールとなる部分である。絶縁膜８１としては、例えばＳｉＯ２、ＳｉＮのほか、ＳｉＣＯＨ、ＳｉＯＦ、ＣＦｑ（ｑは正の数を意味する）、ＢＳＧ、ＨＳＱ、多孔質シリカ、ＳｉＯＣ、ＭＳＱ、ポーラスＭＳＱ、ポーラスＳｉＣＯＨ等の低誘電率膜を挙げることができる。 The insulating film 81 is, for example, an interlayer insulating film having a multilayer wiring structure, and the opening 83 is a portion that becomes a wiring groove or a via hole. As the insulating film 81, for example, SiO 2 , SiN, SiCOH, SiOF, CFq (q means a positive number), BSG, HSQ, porous silica, SiOC, MSQ, porous MSQ, porous SiCOH, etc. A dielectric film can be mentioned.

（ＳＴＥＰ２）
ＳＴＥＰ２では、処理容器１内の圧力及びウエハＷの温度を調節する。具体的には、ゲートバルブ３を閉じ、排気装置５３を作動させて処理容器１内を所定圧力の真空にする。また、ヒーター７によりウエハＷを所定温度まで加熱する。 (STEP2)
In STEP 2, the pressure in the processing container 1 and the temperature of the wafer W are adjusted. Specifically, the gate valve 3 is closed and the exhaust device 53 is operated to make the inside of the processing container 1 a vacuum with a predetermined pressure. Further, the wafer W is heated to a predetermined temperature by the heater 7.

（ＳＴＥＰ３）
ＳＴＥＰ３は、成膜工程であり、図４に示したように絶縁膜８１の表面にＣＶＤ法により炭素含有コバルト膜８７を形成する。この工程では、主原料容器２１を温度調節装置２３によって例えば室温〜４５℃に温度制御し、成膜原料のＣｏ２（ＣＯ）８を気化させる。また、バルブ１７ｉを閉じ、バルブ１７ａ，１７ｈを開放した状態で、さらにバルブ１７ｄ，１７ｅ及び／又はバルブ１７ｆ，１７ｇを開放する。そして、マスフローコントローラ１９ｂ，１９ｃによって流量を制御しながら、キャリアガスとして、ＣＯガス供給源４１ａからのＣＯガス及び／又は不活性ガス供給源４１ｂからの不活性ガスをガス供給配管１５ｄ，１５ｅ及び１５ｃを介して、主原料容器２１へ導入する。主原料容器２１からは、気化したＣｏ２（ＣＯ）８をキャリアガスによってガス供給配管１５ａを介して処理容器１へ向けて供給する。この際、主原料容器２１、配管１５ａの温度を、温度調節装置２３，２５によってＣｏ２（ＣＯ）８の分解開始温度未満の温度に制御しながらＣｏ２（ＣＯ）８をキャリアガスとともにシャワーヘッド１１へ導入する。そして、Ｃｏ２（ＣＯ）８とキャリアガスの混合ガスは、シャワーヘッド１１のガス吐出孔１３ａから処理容器１内の反応空間に供給される。また、他方の成膜原料であるアセチレンは、バルブ１７ｂ，１７ｃを開放し、マスフローコントローラ１９ａによって流量を制御しながら、シャワーヘッド１１に導入され、ガス吐出孔１３ｂから処理容器１内の反応空間に供給される。このようにして、処理容器１内の反応空間で、Ｃｏ２（ＣＯ）８とアセチレンとが混合され、ウエハＷ表面の絶縁膜８１の上に、炭素含有コバルト膜８７を成膜することができる。 (STEP3)
STEP 3 is a film forming process, and a carbon-containing cobalt film 87 is formed on the surface of the insulating film 81 by the CVD method as shown in FIG. In this step, the temperature of the main raw material container 21 is controlled to, for example, room temperature to 45 ° C. by the temperature control device 23 to vaporize the film forming raw material Co 2 (CO) 8 . Further, with the valve 17i closed and the valves 17a and 17h opened, the valves 17d and 17e and / or the valves 17f and 17g are further opened. Then, while controlling the flow rate by the mass flow controllers 19b and 19c, the CO gas from the CO gas supply source 41a and / or the inert gas from the inert gas supply source 41b is used as the carrier gas to the gas supply pipes 15d, 15e and 15c. To the main raw material container 21. From the main raw material container 21, vaporized Co 2 (CO) 8 is supplied to the processing container 1 through the gas supply pipe 15a by the carrier gas. In this case, the shower head main raw material container 21, the temperature of the pipe 15a, the Co 2 (CO) 8 with a carrier gas while controlling the temperature below decomposition temperature of Co 2 (CO) 8 by a temperature regulating device 23, 25 11 is introduced. The mixed gas of Co 2 (CO) 8 and the carrier gas is supplied from the gas discharge hole 13 a of the shower head 11 to the reaction space in the processing container 1. The other film forming raw material acetylene is introduced into the shower head 11 while the valves 17b and 17c are opened and the flow rate is controlled by the mass flow controller 19a, and is introduced into the reaction space in the processing vessel 1 from the gas discharge hole 13b. Supplied. In this manner, Co 2 (CO) 8 and acetylene are mixed in the reaction space in the processing container 1, and the carbon-containing cobalt film 87 can be formed on the insulating film 81 on the surface of the wafer W. .

（ＳＴＥＰ４）
所定の膜厚になるまで、ウエハＷ表面の絶縁膜８１の上に、炭素含有コバルト膜８７を堆積させた後、ＳＴＥＰ４では、原料供給を停止し、処理容器１内を真空引きする。すなわち、すなわち、バルブ１７ａ〜１７ｇを閉じ、ＣＯガス供給源４１ａからのＣＯガス、不活性ガス供給源４１ｂからの不活性ガスの供給を停止した状態で、排気装置５３により処理容器１内を真空引きする。これにより、処理容器１内に残留した成膜原料のＣｏ２（ＣＯ）８とアセチレンを処理容器１の外へ排出する。 (STEP4)
After the carbon-containing cobalt film 87 is deposited on the insulating film 81 on the surface of the wafer W until a predetermined film thickness is reached, in STEP 4, the supply of raw materials is stopped and the inside of the processing chamber 1 is evacuated. That is, in other words, the valves 17a to 17g are closed and the inside of the processing container 1 is evacuated by the exhaust device 53 in a state where the supply of the CO gas from the CO gas supply source 41a and the inert gas from the inert gas supply source 41b is stopped. Pull. As a result, the film forming raw materials Co 2 (CO) 8 and acetylene remaining in the processing container 1 are discharged out of the processing container 1.

（ＳＴＥＰ５）
ＳＴＥＰ５では、ＳＴＥＰ１と逆の手順で炭素含有コバルト膜８７が形成されたウエハＷを処理容器１から搬出する。 (STEP5)
In STEP 5, the wafer W on which the carbon-containing cobalt film 87 is formed is unloaded from the processing container 1 by the reverse procedure of STEP 1.

＜成膜条件＞
ここで、ＳＴＥＰ３で行われるＣＶＤ法による炭素含有コバルト膜８７の成膜処理における好ましい条件について詳細に説明する。
（成膜ガス）
本実施の形態の成膜方法では、成膜ガスとして、Ｃｏ２（ＣＯ）８とアセチレンを用いる。Ｃｏ２（ＣＯ）８の流量は、処理容器１やウエハＷの大きさにより適宜変更できるので特に限定されるものではないが、例えば直径３００ｍｍのウエハＷを処理する場合、炭素含有コバルト膜８７の膜厚のウエハ面内均一性、段差被覆性を良好にするとともに、原料消費コストを削減する観点から、例えば１〜１０００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）の範囲内であることが好ましく、５０〜５００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）の範囲内であることがより好ましい。また、Ｃｏ２（ＣＯ）８と混合状態で処理容器１内に導入されるキャリアガスの流量は、主原料容器２１内の加熱温度におけるＣｏ原料（Ｃｏ２（ＣＯ）８）の蒸気圧から求められるＣｏ原料の流量を考慮して、ＣＯガス供給源４１ａからのＣＯガス及び／又は不活性ガス供給源４１ｂからの不活性ガスの総流量として、例えば３００〜５０００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）の範囲内が好ましく、５００〜３０００ｍＬ／ｍｉｎの範囲内がより好ましい。 <Film formation conditions>
Here, the preferable conditions in the film-forming process of the carbon containing cobalt film 87 by CVD method performed by STEP3 are demonstrated in detail.
(Deposition gas)
In the film formation method of this embodiment, Co 2 (CO) 8 and acetylene are used as the film formation gas. The flow rate of Co 2 (CO) 8 can be appropriately changed depending on the size of the processing container 1 and the wafer W, and is not particularly limited. For example, when processing a wafer W having a diameter of 300 mm, the carbon-containing cobalt film 87 From the viewpoint of improving the wafer in-plane uniformity and step coverage and reducing the raw material consumption cost, it is preferably in the range of 1 to 1000 mL / min (sccm), for example, 50 to 500 mL / min. (Sccm) is more preferable. The flow rate of the carrier gas introduced into the Co 2 (CO) 8 and in admixture processing vessel 1 is determined from the vapor pressure of the Co material in the heating temperature in the main raw material container 21 (Co 2 (CO) 8 ) The total flow rate of the CO gas from the CO gas supply source 41a and / or the inert gas from the inert gas supply source 41b, for example, within a range of 300 to 5000 mL / min (sccm) in consideration of the flow rate of the Co raw material to be produced Is preferable, and the range of 500 to 3000 mL / min is more preferable.

また、アセチレンガスの流量は、処理容器１やウエハＷの大きさにより適宜変更できるので特に限定されるものではないが、例えば直径３００ｍｍのウエハＷを処理する場合、１〜１０００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）の範囲内であることが好ましく、１０〜１００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）の範囲内であることがより好ましい。   The flow rate of the acetylene gas is not particularly limited because it can be appropriately changed depending on the size of the processing container 1 and the wafer W. For example, when processing a wafer W having a diameter of 300 mm, 1-1000 mL / min (sccm). It is preferable to be in the range of 10 to 100 mL / min (sccm).

炭素含有コバルト膜８７に良好なＣｕバリア機能を付与するためには、成膜原料ガスの流量比率が重要となる。このような観点から、Ｃｏ２（ＣＯ）８ガスに対するアセチレンガスの体積流量比［アセチレン／Ｃｏ２（ＣＯ）８］は、０．１〜１０の範囲内が好ましく、０．１〜２が望ましい。［アセチレン／Ｃｏ２（ＣＯ）８］比が０．１未満であると、十分なバリア機能を有する炭素含有コバルト膜８７が得られなくなり１０を超えると、炭素含量が多くなりすぎて、抵抗値が高くなり、めっきシード層としての機能が低下する。 In order to impart a good Cu barrier function to the carbon-containing cobalt film 87, the flow rate ratio of the film forming source gas is important. From such a viewpoint, the volume flow ratio [acetylene / Co 2 (CO) 8 ] of the acetylene gas to the Co 2 (CO) 8 gas is preferably in the range of 0.1 to 10, and preferably 0.1 to 2. . If the [acetylene / Co 2 (CO) 8 ] ratio is less than 0.1, a carbon-containing cobalt film 87 having a sufficient barrier function cannot be obtained, and if it exceeds 10, the carbon content increases too much, resulting in a resistance value. And the function as a plating seed layer is lowered.

（処理圧力）
炭素含有コバルト膜８７の成膜処理における処理圧力は、例えば１．３Ｐａ〜１３３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒ）の範囲内が好ましく、１３Ｐａ以上６６０Ｐａ以下の範囲内がより好ましい。処理圧力が１．３Ｐａより低いと充分な成膜レートが得られない場合があり、１３３３Ｐａを超えると成膜レートが大きくなりすぎて、炭素含有コバルト膜８７の剥がれ等の不具合が発生する場合がある。 (Processing pressure)
The processing pressure in the film forming process of the carbon-containing cobalt film 87 is, for example, preferably in the range of 1.3 Pa to 1333 Pa (10 mTorr to 10 Torr), and more preferably in the range of 13 Pa to 660 Pa. When the processing pressure is lower than 1.3 Pa, a sufficient film formation rate may not be obtained. When the processing pressure is higher than 1333 Pa, the film formation rate becomes too high, and problems such as peeling of the carbon-containing cobalt film 87 may occur. is there.

（処理温度）
炭素含有コバルト膜８７の成膜処理における処理温度（ウエハＷの加熱温度）は、例えば８０℃以上３００℃以下の範囲内とすることが好ましく、１２０℃以上２５０℃以下の範囲内とすることがより好ましい。処理温度が８０℃未満では、Ｃｏ２（ＣＯ）８からＣｏ及びＣＯへ分解が完全に進まない可能性があり、３００℃を超えるとＣｏが凝集して均一な成膜ができなくなる場合がある。 (Processing temperature)
The processing temperature (heating temperature of the wafer W) in the film forming process of the carbon-containing cobalt film 87 is preferably, for example, in the range of 80 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, and preferably in the range of 120 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. More preferred. If the processing temperature is less than 80 ° C., the decomposition of Co 2 (CO) 8 into Co and CO may not proceed completely, and if it exceeds 300 ° C., Co may be aggregated and uniform film formation may not be possible. .

成膜装置１００では、上記範囲内のガス流量、処理圧力及び処理温度の条件を組み合わせることによって、所望の成膜レートで炭素含有コバルト膜８７を成膜できる。上記成膜条件は、制御部７０の記憶部７３にレシピとして保存しておくことができる。そして、コントローラ７１がそのレシピを読み出して成膜装置１００の温度制御部６０や各エンドデバイスへ制御信号を送出することにより、成膜装置１００において、所望の条件で成膜処理を行うことができる。   In the film forming apparatus 100, the carbon-containing cobalt film 87 can be formed at a desired film forming rate by combining the conditions of the gas flow rate, the processing pressure, and the processing temperature within the above ranges. The film forming conditions can be stored as a recipe in the storage unit 73 of the control unit 70. Then, the controller 71 reads the recipe and sends a control signal to the temperature control unit 60 and each end device of the film forming apparatus 100, so that the film forming apparatus 100 can perform the film forming process under desired conditions. .

＜炭素含有コバルト膜＞
以上のように、ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ５の工程を経て形成される炭素含有コバルト膜８７は、炭素を含有しているため、電解めっきに用いるめっき液に対して耐性があり、溶解しにくい。従って、炭素含有コバルト膜８７は、例えば開口部８３にＣｕ配線やＣｕプラグを形成するために電解めっきを行う際のめっきシード層として機能する。この際、炭素含有コバルト膜８７は、めっき液への耐性があるため、５ｎｍ以下まで薄膜化することができる。 <Carbon-containing cobalt film>
As described above, since the carbon-containing cobalt film 87 formed through the steps 1 to 5 contains carbon, it is resistant to a plating solution used for electrolytic plating and hardly dissolves. Accordingly, the carbon-containing cobalt film 87 functions as a plating seed layer when performing electroplating to form Cu wirings and Cu plugs in the opening 83, for example. At this time, since the carbon-containing cobalt film 87 has resistance to the plating solution, it can be thinned to 5 nm or less.

また、炭素含有コバルト膜８７は、開口部８３にＣｕが充填された後には、絶縁膜８１中へのＣｕの拡散を抑制するバリア膜として機能する。すなわち、炭素含有コバルト膜８７は、単膜でめっきシード層としての機能とＣｕ拡散バリア膜としての機能を有する。従って、めっきシード層及びＣｕ拡散バリア膜を別々に設ける場合に比べ、工程数の削減と、単膜化による微細化への対応が可能になる。   The carbon-containing cobalt film 87 functions as a barrier film that suppresses the diffusion of Cu into the insulating film 81 after the opening 83 is filled with Cu. That is, the carbon-containing cobalt film 87 is a single film and has a function as a plating seed layer and a function as a Cu diffusion barrier film. Therefore, compared with the case where the plating seed layer and the Cu diffusion barrier film are provided separately, it is possible to reduce the number of processes and cope with the miniaturization by forming a single film.

炭素含有コバルト膜８７は、電気抵抗とめっき液への溶解性を抑制しながら、優れたＣｕ拡散バリア性を得るために、コバルトと炭素の化学量論比が２：１であるものが好ましい。すなわち、炭素含有コバルト膜８７は、ＣｏｘＣｙ膜（ここで、ｘ及びｙは、化学量論的にとり得る正の数を意味し、好ましくはｘ＝２，ｙ＝１である。以下、同様の意味を有する）として表される。 The carbon-containing cobalt film 87 preferably has a cobalt to carbon stoichiometric ratio of 2: 1 in order to obtain excellent Cu diffusion barrier properties while suppressing electrical resistance and solubility in the plating solution. That is, the carbon-containing cobalt film 87 is a Co x C y film (where x and y are positive numbers that can be stoichiometrically obtained, and preferably x = 2 and y = 1. Have the same meaning).

一般にめっきシード層として成膜される金属コバルト膜は結晶構造を有しているが、炭素を含有する炭素含有コバルト膜８７では、結晶構造が崩れ、アモルファス状になっているか、或いはナノメートルオーダーのＣｏの超微結晶中に炭素原子が入り込んでいるものと考えられる。その結果、通常の金属Ｃｏ結晶と比べて結晶粒界の構造が変化しており、Ｃｕ拡散のパスが複雑でＣｕの拡散が生じにくい構造を有しているため、優れたＣｕ拡散バリア機能が得られるものと推測される。本発明では、コバルト膜中に所定濃度で積極的に炭素を混入させることにより、めっきシード層として必要な低い電気抵抗に加え、通常の金属コバルト膜では達成できない優れたＣｕ拡散バリア性を有する炭素含有コバルト膜８７を得ることができた。このような観点から、炭素含有コバルト膜８７の膜中の炭素濃度（Ｃ：Ｃｏ比）は、例えば０．５〜３が好ましく、１〜２がより好ましい。また、炭素含有コバルト膜８７の電気抵抗は、例えば２０〜２００μΩｃｍが好ましい。   In general, a metal cobalt film formed as a plating seed layer has a crystal structure. However, in the carbon-containing cobalt film 87 containing carbon, the crystal structure is broken and is amorphous, or is nanometer order. It is considered that carbon atoms have entered the ultrafine crystal of Co. As a result, the structure of the grain boundary is changed as compared with a normal metal Co crystal, and the Cu diffusion path is complicated and Cu diffusion is difficult to occur. Presumed to be obtained. In the present invention, carbon having an excellent Cu diffusion barrier property that cannot be achieved by a normal metallic cobalt film in addition to a low electric resistance required as a plating seed layer by actively mixing carbon at a predetermined concentration in the cobalt film. A contained cobalt film 87 could be obtained. From such a viewpoint, the carbon concentration (C: Co ratio) in the carbon-containing cobalt film 87 is preferably 0.5 to 3, for example, and more preferably 1 to 2. The electric resistance of the carbon-containing cobalt film 87 is preferably 20 to 200 μΩcm, for example.

また、炭素含有コバルト膜８７の膜厚は、めっきシード層としての機能を維持しながらＣｕ拡散バリア機能を発揮させる観点から、例えば２〜１０ｎｍの範囲内とすることが好ましく、さらに配線パターンの微細化を図る観点から、５ｎｍ以下（例えば２〜５ｎｍ）とすることがより好ましい。   The thickness of the carbon-containing cobalt film 87 is preferably in the range of 2 to 10 nm, for example, from the viewpoint of exhibiting the Cu diffusion barrier function while maintaining the function as the plating seed layer. From the viewpoint of achieving the reduction, the thickness is more preferably 5 nm or less (for example, 2 to 5 nm).

また、本実施の形態の成膜方法では、ステップカバレッジも良好である。例えば図４における絶縁膜８１の開口部８３以外の部分に形成された炭素含有コバルト膜８７の膜厚（トップ膜厚）をＴＴ、開口部８３の側部に形成された炭素含有コバルト膜８７の膜厚（サイド膜厚）をＴＳ、開口部８３の底に形成された炭素含有コバルト膜８７の膜厚（ボトム膜厚）をＴＢとした場合、０．５×ＴＴ≦ＴＳの関係、及び０．５×ＴＴ≦ＴＢの関係が成立するように成膜を行うことが可能である。 In addition, in the film forming method of this embodiment, step coverage is also good. For example, the film thickness (top film thickness) of the carbon-containing cobalt film 87 formed in a portion other than the opening 83 of the insulating film 81 in FIG. 4 is T T , and the carbon-containing cobalt film 87 formed on the side of the opening 83. If the film thickness (side thickness) and T S, the thickness of the carbon-containing cobalt film 87 formed on the bottom of the opening 83 (bottom thickness) was T B of, 0.5 × T T ≦ T S And the film formation can be performed so that the relationship of 0.5 × T T ≦ T B is established.

さらに、本実施の形態の成膜方法により成膜される炭素含有コバルト膜８７は、絶縁膜８１との密着性に優れている。また、炭素含有コバルト膜８７は、炭素を含有しているにも係わらず、十分な導電性を有しているため、例えば開口部８３の底にＣｕ膜等の下層配線の金属膜（図示せず）が露出している場合には、炭素含有コバルト膜８７が介在しても該金属膜と開口部８３内に埋め込まれる配線との導通を確保できる。   Furthermore, the carbon-containing cobalt film 87 formed by the film forming method of this embodiment has excellent adhesion to the insulating film 81. Further, since the carbon-containing cobalt film 87 has sufficient conductivity despite containing carbon, for example, a metal film (not shown) of a lower layer wiring such as a Cu film is formed at the bottom of the opening 83. When the carbon-containing cobalt film 87 is interposed, electrical conduction between the metal film and the wiring buried in the opening 83 can be ensured.

なお、本実施の形態の成膜方法は、上記ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ５の工程以外に、任意工程として、例えば絶縁膜８１の表面を改質する工程等を設けてもよい。   Note that the film formation method of this embodiment may include, for example, a step of modifying the surface of the insulating film 81 as an optional step in addition to the steps of STEP1 to STEP5.

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態の成膜方法について説明する。
図５は、第２の実施の形態の成膜方法の手順の一例を示すフローチャートである。図６は、本実施の形態の成膜方法の工程を説明する参照図である。なお、図６は、図３及び図４よりも拡大した絶縁膜８１の表面状態を示している。この成膜方法は、例えば、成膜装置１００の処理容器１内に、ウエハＷを搬入し、ステージ３上に配置する工程（ＳＴＥＰ１１）と、処理容器１内の圧力及びウエハＷの温度を調節する工程（ＳＴＥＰ１２）と、処理容器１内にＣｏ２（ＣＯ）８を供給して、ＣＶＤ法によりウエハＷの表面に金属コバルトを堆積させる工程（ＳＴＥＰ１３）と、処理容器１内にＣｏ２（ＣＯ）８及びアセチレンを供給して、ＣＶＤ法によりウエハＷ表面の金属コバルト上に炭素含有コバルト膜を堆積させる工程（ＳＴＥＰ１４）と、成膜原料の供給を停止し、処理容器１内を真空引きする工程（ＳＴＥＰ１５）と、処理容器１内からウエハＷを搬出する工程（ＳＴＥＰ１６）と、を含むことができる。 <Second Embodiment>
Next, a film forming method according to the second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a procedure of the film forming method according to the second embodiment. FIG. 6 is a reference diagram illustrating a process of the film forming method of the present embodiment. FIG. 6 shows the surface state of the insulating film 81 which is enlarged as compared with FIGS. In this film forming method, for example, the step of carrying the wafer W into the processing container 1 of the film forming apparatus 100 and placing it on the stage 3 (STEP 11), and adjusting the pressure in the processing container 1 and the temperature of the wafer W are performed. Step (STEP 12), supplying Co 2 (CO) 8 into the processing vessel 1 and depositing metallic cobalt on the surface of the wafer W by the CVD method (STEP 13), and Co 2 ( CO) 8 and acetylene are supplied to deposit a carbon-containing cobalt film on the metal cobalt on the surface of the wafer W by the CVD method (STEP 14), and the supply of the film forming raw material is stopped, and the inside of the processing vessel 1 is evacuated. And a step (STEP 16) of unloading the wafer W from the processing container 1.

第２の実施の形態の成膜方法において、ＳＴＥＰ１１及びＳＴＥＰ１２は、それぞれ第１の実施の形態の成膜方法（図２）のＳＴＥＰ１及びＳＴＥＰ２と同様に実施できるので説明を省略する。   In the film forming method of the second embodiment, STEP 11 and STEP 12 can be carried out in the same manner as STEP 1 and STEP 2 of the film forming method of the first embodiment (FIG. 2), respectively, so description thereof will be omitted.

（ＳＴＥＰ１３）
ＳＴＥＰ１３は、成膜工程であり、処理容器１内にＣｏ２（ＣＯ）８のみを供給して、ＣＶＤ法によりウエハＷの表面に金属コバルト膜８７Ａを堆積させる。この工程では、処理容器１内にアセチレンを導入しない点以外は、第１の実施の形態のＳＴＥＰ３と同様に実施できる。すなわち、主原料容器２１を温度調節装置２３によって温度制御し、成膜原料のＣｏ２（ＣＯ）８を気化させる。また、バルブ１７ｉを閉じ、バルブ１７ａ，１７ｈを開放した状態で、さらにバルブ１７ｄ，１７ｅ及び／又はバルブ１７ｆ，１７ｇを開放する。そして、マスフローコントローラ１９ｂ，１９ｃによって流量を制御しながら、ＣＯガス供給源４１ａからのＣＯガス及び／又は不活性ガス供給源４１ｂからの不活性ガスをキャリアガスとして主原料容器２１へ流し、気化したＣｏ２（ＣＯ）８をシャワーヘッド１１に供給する。この際、主原料容器２１、配管１５ａを温度調節装置２３，２５によってＣｏ２（ＣＯ）８が分解しないように温度制御しながらシャワーヘッド１１へ導入する。そして、Ｃｏ２（ＣＯ）８とキャリアガスの混合ガスは、シャワーヘッド１１のガス吐出孔１３ａから処理容器１内の反応空間に供給される。このようにして、処理容器１内の反応空間で、Ｃｏ２（ＣＯ）８が分解し、ウエハＷの表面に金属コバルト膜８７Ａを堆積させることができる。 (STEP 13)
STEP 13 is a film forming process in which only Co 2 (CO) 8 is supplied into the processing container 1 and a metal cobalt film 87A is deposited on the surface of the wafer W by the CVD method. This step can be performed in the same manner as STEP 3 of the first embodiment except that acetylene is not introduced into the processing container 1. That is, the temperature of the main material container 21 is controlled by the temperature control device 23 to vaporize Co 2 (CO) 8 as a film forming material. Further, with the valve 17i closed and the valves 17a and 17h opened, the valves 17d and 17e and / or the valves 17f and 17g are further opened. Then, while controlling the flow rate by the mass flow controllers 19b and 19c, the CO gas from the CO gas supply source 41a and / or the inert gas from the inert gas supply source 41b was flowed to the main raw material container 21 as a carrier gas, and was vaporized. Co 2 (CO) 8 is supplied to the shower head 11. At this time, the main raw material container 21 and the pipe 15a are introduced into the shower head 11 while the temperature is controlled by the temperature control devices 23 and 25 so that the Co 2 (CO) 8 is not decomposed. The mixed gas of Co 2 (CO) 8 and the carrier gas is supplied from the gas discharge hole 13 a of the shower head 11 to the reaction space in the processing container 1. In this way, Co 2 (CO) 8 is decomposed in the reaction space in the processing container 1, and the metal cobalt film 87 A can be deposited on the surface of the wafer W.

（ＳＴＥＰ１４）
次に、ＳＴＥＰ１４では、Ｃｏ２（ＣＯ）８を処理容器１内に導入している状態で、さらにバルブ１７ｂ，１７ｃを開放し、副原料容器３１内のアセチレンをマスフローコントローラ１９ａによって流量を制御しながら、シャワーヘッド１１に導入し、ガス吐出孔１３ｂから処理容器１内の反応空間に供給する。そして、処理容器１内の反応空間で、Ｃｏ２（ＣＯ）８とアセチレンとが混合され、ウエハＷの表面の金属コバルト膜８７Ａ上に、炭素含有コバルト膜８７Ｂを堆積させる。この工程は、第１の実施の形態のＳＴＥＰ３と同様に実施できる。このようにして、金属コバルト膜８７Ａと炭素含有コバルト膜８７Ｂとが層状に積層された炭素含有コバルト膜８７を成膜することができる。 (STEP14)
Next, in STEP 14, with Co 2 (CO) 8 being introduced into the processing container 1, the valves 17b and 17c are further opened, and the flow rate of acetylene in the auxiliary raw material container 31 is controlled by the mass flow controller 19a. However, it introduces into the shower head 11 and supplies it to the reaction space in the processing container 1 from the gas discharge hole 13b. Then, Co 2 (CO) 8 and acetylene are mixed in the reaction space in the processing container 1 to deposit a carbon-containing cobalt film 87B on the metal cobalt film 87A on the surface of the wafer W. This step can be performed in the same manner as STEP 3 of the first embodiment. In this manner, the carbon-containing cobalt film 87 in which the metal cobalt film 87A and the carbon-containing cobalt film 87B are laminated in layers can be formed.

上記ＳＴＥＰ１３及びＳＴＥＰ１４は、炭素含有コバルト膜８７の厚さ（金属コバルト膜８７Ａと炭素含有コバルト膜８７Ｂとの合計）が、目標膜厚に達するまで繰返すことができる。また、ＳＴＥＰ１３とＳＴＥＰ１４とは順不同であり、絶縁膜８１上に、先に炭素含有コバルト膜８７Ｂを堆積させた後で、金属コバルト膜８７Ａを堆積させることもできる。   The above STEP 13 and STEP 14 can be repeated until the thickness of the carbon-containing cobalt film 87 (the total of the metal cobalt film 87A and the carbon-containing cobalt film 87B) reaches the target film thickness. Further, STEP 13 and STEP 14 are in no particular order, and after the carbon-containing cobalt film 87B is first deposited on the insulating film 81, the metal cobalt film 87A can be deposited.

第２の実施の形態の成膜方法において、ＳＴＥＰ１５及びＳＴＥＰ１６は、それぞれ第１の実施の形態の成膜方法（図２）のＳＴＥＰ４及びＳＴＥＰ５と同様に実施できるので、説明を省略する。   In the film forming method of the second embodiment, STEP 15 and STEP 16 can be performed in the same manner as STEP 4 and STEP 5 of the film forming method of the first embodiment (FIG. 2), respectively, and thus the description thereof is omitted.

第２の実施の形態の成膜方法における他の構成及び効果は、第１の実施の形態と同様である。   Other configurations and effects in the film forming method of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

＜第３の実施の形態＞
図７は、本発明の第３の実施の形態の手順の一例を示すフローチャートである。図８は、本実施の形態の成膜方法の工程を説明する参照図である。なお、図８は、絶縁膜８１の表面を図６よりもさらに拡大した状態を示している。この成膜方法は、例えば、成膜装置１００の処理容器１内に、ウエハＷを搬入し、ステージ３上に配置する工程（ＳＴＥＰ２１）と、処理容器１内の圧力及びウエハＷの温度を調節する工程（ＳＴＥＰ２２）と、処理容器１内にＣｏ２（ＣＯ）８を供給して、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法によりウエハＷの表面に金属コバルト層８７Ｃを堆積させる工程（ＳＴＥＰ２３）と、処理容器１内をパージガスによりパージする工程（ＳＴＥＰ２４）と、処理容器１内にアセチレンを供給して、ＡＬＤ法によりウエハＷの表面の金属コバルト層８７Ｃ上に炭素を供給してカーボン層８７Ｄを形成させる工程（ＳＴＥＰ２５）と、処理容器１内をパージガスによりパージする工程（ＳＴＥＰ２６）と、成膜原料の供給を停止し、処理容器１内を真空引きする工程（ＳＴＥＰ２７）と、処理容器１内からウエハＷを搬出する工程（ＳＴＥＰ２８）と、を含むことができる。 <Third Embodiment>
FIG. 7 is a flowchart showing an example of a procedure according to the third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a reference diagram for explaining the steps of the film forming method of the present embodiment. FIG. 8 shows a state in which the surface of the insulating film 81 is further enlarged as compared with FIG. In this film forming method, for example, the process of loading the wafer W into the processing container 1 of the film forming apparatus 100 and placing it on the stage 3 (STEP 21), and adjusting the pressure in the processing container 1 and the temperature of the wafer W are performed. A process (STEP 22), a process of supplying Co 2 (CO) 8 into the processing container 1 and depositing a metallic cobalt layer 87C on the surface of the wafer W by an ALD (Atomic Layer Deposition) method (STEP 23), Purging the inside of the container 1 with a purge gas (STEP 24), supplying acetylene into the processing container 1, and supplying carbon on the metallic cobalt layer 87C on the surface of the wafer W by the ALD method to form a carbon layer 87D. The step (STEP 25), the step of purging the inside of the processing container 1 with a purge gas (STEP 26), and the supply of the film forming material are stopped, and the inside of the processing container 1 is evacuated. And sake step (STEP 27), and a step of unloading the wafer W from the processing vessel 1 (STEP 28), can comprise.

第３の実施の形態の成膜方法において、ＳＴＥＰ２１及びＳＴＥＰ２２は、それぞれ第１の実施の形態の成膜方法（図２）のＳＴＥＰ１及びＳＴＥＰ２と同様に実施できるので説明を省略する。   In the film forming method of the third embodiment, STEP 21 and STEP 22 can be carried out in the same manner as STEP 1 and STEP 2 of the film forming method of the first embodiment (FIG. 2), respectively, so description thereof will be omitted.

（ＳＴＥＰ２３）
ＳＴＥＰ２３は、ＡＬＤ法による成膜工程であり、処理容器１内にＣｏ２（ＣＯ）８のみを供給して、ウエハＷの表面にモノレイヤー程度の金属コバルト層８７Ｃを形成させる。この工程では、処理容器１内にアセチレンを導入しない点、及びＡＬＤ法によりモノレイヤー程度厚みで金属コバルト層８７Ｃを堆積させる点以外は、第１の実施の形態のＳＴＥＰ３と同様に実施できる。 (STEP23)
STEP 23 is a film forming process by the ALD method, in which only Co 2 (CO) 8 is supplied into the processing container 1 to form a metal cobalt layer 87 C of a monolayer on the surface of the wafer W. This step can be performed in the same manner as STEP 3 of the first embodiment, except that acetylene is not introduced into the processing container 1 and that the metal cobalt layer 87C is deposited with a monolayer thickness by the ALD method.

（ＳＴＥＰ２４）
次に、ＳＴＥＰ２４では、処理容器１内にパージガスを導入してパージ処理をする。パージガスとしては、不活性ガス供給源４１ｂのＮ２ガス、Ａｒガスなどを用いることができる。パージガスガスは、不活性ガス供給源４１ｂから、ガス供給配管１５ｅ、バイパスラインであるガス供給配管１５ｆ、ガス供給配管１５ａ、及びシャワーヘッド１１を介して、処理容器１内に導入することができる。パージ工程では、バルブ１７ｈを閉じて主原料容器２１へのキャリアガスの供給を停止するとともにバルブ１７ａ，１７ｂ，１７ｃを閉じて処理容器１内を排気装置５３により引き切り状態とした後、バルブ１７ｆ，１７ｇ，１７ｉを開放して処理容器１内にパージガスを導入する。 (STEP 24)
Next, in STEP 24, a purge gas is introduced into the processing container 1 to perform a purging process. As the purge gas, N 2 gas, Ar gas, or the like from the inert gas supply source 41b can be used. The purge gas can be introduced into the processing container 1 from the inert gas supply source 41b through the gas supply pipe 15e, the gas supply pipe 15f that is a bypass line, the gas supply pipe 15a, and the shower head 11. In the purging process, the valve 17h is closed to stop the supply of the carrier gas to the main raw material container 21, the valves 17a, 17b, and 17c are closed, and the inside of the processing container 1 is brought into a cut-off state by the exhaust device 53. , 17g, 17i are opened, and a purge gas is introduced into the processing container 1.

（ＳＴＥＰ２５）
次に、ＳＴＥＰ２５では、バルブ１７ｂ，１７ｃを開放し、マスフローコントローラ１９ａによって流量を制御しながら、アセチレンをシャワーヘッド１１に導入し、ガス吐出孔１３ｂから処理容器１内の反応空間に供給する。そして、処理容器１内の反応空間でアセチレンが分解され、ＳＴＥＰ２３で形成されたウエハＷ表面の金属コバルト層８７Ｃ上に炭素が供給されることによって、金属コバルト層８７Ｃ上に、モノレイヤー程度のカーボン層８７Ｄが堆積される。この工程では、処理容器１内にアセチレンのみを導入する点、及びＡＬＤ法によりモノレイヤー程度のカーボン層８７Ｄを堆積させる点以外は、第１の実施の形態のＳＴＥＰ３と同様に実施できる。 (STEP 25)
Next, in STEP 25, the valves 17b and 17c are opened, acetylene is introduced into the shower head 11 while the flow rate is controlled by the mass flow controller 19a, and supplied to the reaction space in the processing vessel 1 from the gas discharge hole 13b. And acetylene is decomposed | disassembled in the reaction space in the processing container 1, and carbon is supplied on the metallic cobalt layer 87C on the surface of the wafer W formed in STEP23. Layer 87D is deposited. This step can be performed in the same manner as STEP 3 of the first embodiment except that only acetylene is introduced into the processing container 1 and a carbon layer 87D having a monolayer thickness is deposited by the ALD method.

（ＳＴＥＰ２６）
次に、ＳＴＥＰ２６では、処理容器１内にパージガスを導入してパージ処理をする。このＳＴＥＰ２６は、上記ＳＴＥＰ２４と同様に実施できる。 (STEP26)
Next, in STEP 26, a purge gas is introduced into the processing container 1 to perform a purging process. This STEP 26 can be carried out in the same manner as the above STEP 24.

上記ＳＴＥＰ２３からＳＴＥＰ２６までは、炭素含有コバルト膜８７の厚さ（金属コバルト層８７Ｃとカーボン層８７Ｄの合計の厚み）が目標膜厚に達するまで繰返すことができる。また、ＳＴＥＰ２３とＳＴＥＰ２５とは順不同であり、先にカーボン層８７Ｄをモノレイヤー程度に堆積させた後で、金属コバルトＣを堆積させて炭素含有コバルト膜８７を形成することもできる。   The above STEP23 to STEP26 can be repeated until the thickness of the carbon-containing cobalt film 87 (the total thickness of the metal cobalt layer 87C and the carbon layer 87D) reaches the target film thickness. Further, STEP 23 and STEP 25 are in no particular order, and after the carbon layer 87D is first deposited to a monolayer or so, the metallic cobalt C can be deposited to form the carbon-containing cobalt film 87.

第３の実施の形態の成膜方法において、ＳＴＥＰ２７及びＳＴＥＰ２８は、それぞれ第１の実施の形態の成膜方法（図２）のＳＴＥＰ４及びＳＴＥＰ５と同様に実施できるので、説明を省略する。   In the film forming method of the third embodiment, STEP 27 and STEP 28 can be carried out in the same manner as STEP 4 and STEP 5 of the film forming method of the first embodiment (FIG. 2), respectively, and thus description thereof is omitted.

以上のように、第３の実施の形態の成膜方法では、ＡＬＤ法によって単分子膜を積層していくことにより、膜中のＣ含量を高精度に制御して、所望の導電性とバリア機能を有する炭素含有コバルト膜８７を、所望の膜厚で形成することができる。なお、第３の実施の形態の成膜方法における他の構成及び効果は、第１の実施の形態と同様である。   As described above, in the film forming method of the third embodiment, the monomolecular film is laminated by the ALD method, so that the C content in the film can be controlled with high accuracy and desired conductivity and barrier can be obtained. The carbon-containing cobalt film 87 having a function can be formed with a desired film thickness. Note that other configurations and effects of the film forming method of the third embodiment are the same as those of the first embodiment.

以上のように、第１〜第３の実施の形態の成膜方法によれば、絶縁膜８１の表面に均一に、かつ所定の厚みで炭素含有コバルト膜８７を成膜できる。このようにして得られる炭素含有コバルト膜８７は、めっき液への耐性を有し、良好な電気的特性とＣｕの拡散に対する優れたバリア特性を有するものである。すなわち、第１〜第３の実施の形態の成膜方法によって成膜される炭素含有コバルト膜８７は、金属コバルト膜に比べてめっき液への溶解性が低いため、めっきシード層として用いる場合に薄膜化が可能である。また、炭素含有コバルト膜８７は、導電性を有し、Ｃｕめっきのためのシード層として有用であるとともに、半導体装置において、配線間の電気的接続を確保しながら、銅配線からＣｕが絶縁膜８１中へ拡散することを効果的に抑制する。また、ステップカバレッジも良好であり、例えば絶縁膜８１に形成された、開口径に対する深さの比が大きな高アスペクト比の開口部８３においても、開口部８３内にほぼ均一な膜厚で炭素含有コバルト膜８７を形成できる。従って、本発明の成膜方法により得られる炭素含有コバルト膜８７をめっきシード層・バリア膜として利用することによって、半導体装置の信頼性を確保できる。   As described above, according to the film forming methods of the first to third embodiments, the carbon-containing cobalt film 87 can be formed on the surface of the insulating film 81 uniformly and with a predetermined thickness. The carbon-containing cobalt film 87 thus obtained has resistance to the plating solution, and has good electrical characteristics and excellent barrier characteristics against Cu diffusion. That is, when the carbon-containing cobalt film 87 formed by the film forming methods of the first to third embodiments has a lower solubility in the plating solution than the metal cobalt film, it is used as a plating seed layer. Thinning is possible. The carbon-containing cobalt film 87 is conductive and useful as a seed layer for Cu plating. In a semiconductor device, Cu is an insulating film from a copper wiring while ensuring electrical connection between the wirings. It effectively suppresses diffusion into 81. Also, the step coverage is good. For example, even in the opening portion 83 formed in the insulating film 81 and having a high aspect ratio with a large depth ratio to the opening diameter, the opening portion 83 contains carbon with a substantially uniform film thickness. A cobalt film 87 can be formed. Accordingly, the reliability of the semiconductor device can be ensured by using the carbon-containing cobalt film 87 obtained by the film forming method of the present invention as a plating seed layer / barrier film.

［ダマシンプロセスへの適用例］
次に、図９〜図１１を参照しながら、上記第１〜第３の実施の形態の成膜方法を、ダマシンプロセスに応用した適用例について説明する。図９は、炭素含有コバルト膜８７を成膜する前の積層体を示すウエハＷの要部断面図である。下地配線層となる層間絶縁膜１０１の上には、エッチングストッパ膜１０２、ビア層となる層間絶縁膜１０３、エッチングストッパ膜１０４、及び配線層となる層間絶縁膜１０５が、この順番に形成されている。さらに、層間絶縁膜１０１にはＣｕが埋め込まれた下層配線１０６が形成されている。なお、エッチングストッパ膜１０２，１０４は、いずれも銅の拡散を防止するバリア機能も有している。層間絶縁膜１０３及び層間絶縁膜１０５は、例えばＣＶＤ法により成膜された低誘電率膜である。エッチングストッパ膜１０２，１０４は、例えばＣＶＤ法により成膜された炭化珪素（ＳｉＣ）膜、窒化珪素（ＳｉＮ）膜、炭化窒化珪素（ＳｉＣＮ）膜等である。 [Example of application to damascene process]
Next, application examples in which the film forming methods of the first to third embodiments are applied to a damascene process will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a cross-sectional view of the main part of the wafer W showing the stacked body before the carbon-containing cobalt film 87 is formed. An etching stopper film 102, an interlayer insulating film 103 serving as a via layer, an etching stopper film 104, and an interlayer insulating film 105 serving as a wiring layer are formed in this order on the interlayer insulating film 101 serving as a base wiring layer. Yes. Further, a lower layer wiring 106 in which Cu is embedded is formed in the interlayer insulating film 101. The etching stopper films 102 and 104 also have a barrier function for preventing copper diffusion. The interlayer insulating film 103 and the interlayer insulating film 105 are low dielectric constant films formed by, for example, a CVD method. The etching stopper films 102 and 104 are, for example, a silicon carbide (SiC) film, a silicon nitride (SiN) film, a silicon carbonitride (SiCN) film, etc. formed by a CVD method.

図９に示すように、層間絶縁膜１０３，１０５には、開口部１０３ａ，１０５ａがそれぞれ所定のパターンで形成されている。このような開口部１０３ａ，１０５ａは、常法に従い、フォトリソグラフィー技術を利用して層間絶縁膜１０３，１０５を所定のパターンにエッチングすることによって形成できる。開口部１０３ａはビアホールであり、開口部１０５ａは配線溝である。開口部１０３ａは下層配線１０６の上面まで達しており、開口部１０５ａは、エッチングストッパ膜１０４の上面まで達している。   As shown in FIG. 9, openings 103a and 105a are formed in the interlayer insulating films 103 and 105 in predetermined patterns, respectively. Such openings 103a and 105a can be formed by etching the interlayer insulating films 103 and 105 into a predetermined pattern using a photolithography technique according to a conventional method. The opening 103a is a via hole, and the opening 105a is a wiring groove. The opening 103 a reaches the upper surface of the lower layer wiring 106, and the opening 105 a reaches the upper surface of the etching stopper film 104.

次に、図１０は、図９の積層体に対して、成膜装置１００を用いて上記第１〜第３の実施の形態のいずれかの方法により炭素含有コバルト膜８７を形成した後の状態を示している。成膜工程では、上記の成膜条件によりＣＶＤ法を行うことにより、開口部１０３ａ，１０５ａが高アスペクト比である場合でも、層間絶縁膜１０３，１０５に対する密着性に優れた炭素含有コバルト膜８７を、均一な膜厚で、かつ良好なステップカバレッジで成膜できる。この炭素含有コバルト膜８７は、導電性を有しており、次の工程でＣｕめっきを行う際のめっきシード層として機能する。また、炭素含有コバルト膜８７は、めっき液への溶解耐性を有しているため、炭素含有コバルト膜８７の膜厚を例えば５ｎｍ以下（好ましくは２〜５ｎｍ）程度に薄膜形成できるため、微細な配線パターンにも適用できる。   Next, FIG. 10 shows a state after the carbon-containing cobalt film 87 is formed on the stacked body of FIG. 9 using the film forming apparatus 100 by the method of any of the first to third embodiments. Is shown. In the film forming step, the carbon-containing cobalt film 87 having excellent adhesion to the interlayer insulating films 103 and 105 is obtained by performing the CVD method under the above film forming conditions even when the openings 103a and 105a have a high aspect ratio. The film can be formed with a uniform film thickness and good step coverage. This carbon-containing cobalt film 87 has conductivity, and functions as a plating seed layer when Cu plating is performed in the next step. Further, since the carbon-containing cobalt film 87 has a dissolution resistance to the plating solution, the carbon-containing cobalt film 87 can be formed into a thin film with a thickness of, for example, about 5 nm or less (preferably 2 to 5 nm). It can also be applied to wiring patterns.

次に、図１１に示すように、炭素含有コバルト膜８７をめっきシード層として用い、電解めっき法によりＣｕを堆積させて開口部１０３ａ及び１０５ａを埋めるＣｕ膜１０７を形成する。開口部１０３ａ内に埋め込まれたＣｕ膜１０７はＣｕプラグとなり、開口部１０５ａ内に埋め込まれたＣｕ膜１０７はＣｕ配線となる。以降は、常法に従い、ＣＭＰ（化学機械研磨）法により平坦化を行って余分なＣｕ膜１０７を除去することにより、Ｃｕプラグ及びＣｕ配線が形成された多層配線構造体を作製することができる。   Next, as shown in FIG. 11, using the carbon-containing cobalt film 87 as a plating seed layer, Cu is deposited by electrolytic plating to form a Cu film 107 that fills the openings 103a and 105a. The Cu film 107 embedded in the opening 103a becomes a Cu plug, and the Cu film 107 embedded in the opening 105a becomes a Cu wiring. Thereafter, in accordance with a conventional method, planarization is performed by CMP (Chemical Mechanical Polishing) method to remove the excess Cu film 107, whereby a multilayer wiring structure in which Cu plugs and Cu wirings are formed can be manufactured. .

このようにして形成された多層配線構造体において、炭素含有コバルト膜８７は、めっきシード層としての機能に加え、優れたバリア機能を有するため、Ｃｕ膜１０７から層間絶縁膜１０３，１０５へのＣｕの拡散を抑制できる。また、炭素含有コバルト膜８７は、低抵抗な膜であるため、開口部１０３ａ，１０５ａ内に埋め込まれたＣｕ膜１０７と下層配線１０６との電気的なコンタクトを確保できる。従って、信頼性に優れた多層配線構造体を備えた電子部品を製造できる。   In the multilayer wiring structure formed in this way, the carbon-containing cobalt film 87 has an excellent barrier function in addition to the function as a plating seed layer, and therefore, the Cu from the Cu film 107 to the interlayer insulating films 103 and 105 is reduced. Can be suppressed. Further, since the carbon-containing cobalt film 87 is a low-resistance film, it is possible to ensure electrical contact between the Cu film 107 buried in the openings 103a and 105a and the lower layer wiring 106. Therefore, it is possible to manufacture an electronic component including a multilayer wiring structure having excellent reliability.

以上の説明では、成膜方法をデュアルダマシンプロセスへ適用した例を挙げたが、シングルダマシンプロセスにも同様に適用可能である。   In the above description, the example in which the film forming method is applied to the dual damascene process has been described. However, the present invention can be similarly applied to a single damascene process.

以上、本発明の実施の形態を述べたが、本発明は上記実施の形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、被処理体である基板として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、例えば、ガラス基板、ＬＣＤ基板、セラミック基板等にも本発明を適用することができる。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, a semiconductor wafer is described as an example of a substrate that is an object to be processed. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention can be applied to, for example, a glass substrate, an LCD substrate, a ceramic substrate, and the like. it can.

１…処理容器、１ａ…天板、１ｂ…側壁、１ｃ…底壁、３…ゲートバルブ、５…ステージ、７…ヒーター、８…電力供給部、９ａ，９ｂ，９ｃ…熱電対（ＴＣ）、１１…シャワーヘッド、１１ａ，１１ｂ…ガス拡散空間、１３ａ，１３ｂ…ガス吐出孔、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ…ガス供給配管、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ，１７ｆ，１７ｇ，１７ｈ，１７ｉ…バルブ、１９ａ，１９ｂ，１９ｃ…マスフローコントローラ（ＭＦＣ）、２１…原料容器、２３，２５…温度調節装置、４１…ガス供給部、４１ａ…ＣＯガス供給源、４１ｂ…不活性ガス供給源、５３…排気装置、７０…制御部、１００…成膜装置、Ｗ…半導体ウエハ（基板）   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Processing container, 1a ... Top plate, 1b ... Side wall, 1c ... Bottom wall, 3 ... Gate valve, 5 ... Stage, 7 ... Heater, 8 ... Electric power supply part, 9a, 9b, 9c ... Thermocouple (TC), DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Shower head, 11a, 11b ... Gas diffusion space, 13a, 13b ... Gas discharge hole, 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f ... Gas supply piping, 17a, 17b, 17c, 17d, 17e, 17f, 17g 17h, 17i ... valves, 19a, 19b, 19c ... mass flow controller (MFC), 21 ... raw material container, 23, 25 ... temperature control device, 41 ... gas supply unit, 41a ... CO gas supply source, 41b ... inert gas Supply source, 53... Exhaust device, 70... Control unit, 100 .. film forming apparatus, W .. semiconductor wafer (substrate)

Claims (9)

コバルト前駆体と、分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物と、を原料として基板の絶縁膜上に炭素含有コバルト膜を堆積させる工程と、
前記炭素含有コバルト膜をシード層として、電解めっきにより、前記炭素含有コバルト膜上にＣｕ膜を堆積させる工程と、
を備えた成膜方法。 Depositing a carbon-containing cobalt film on an insulating film of a substrate using a cobalt precursor and a compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule as a raw material;
A step of depositing a Cu film on the carbon-containing cobalt film by electrolytic plating using the carbon-containing cobalt film as a seed layer;
A film forming method comprising: 前記分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物として、アリル基を含む化合物を用いる請求項１に記載の成膜方法。   The film forming method according to claim 1, wherein a compound containing an allyl group is used as the compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule. 前記分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物として、アルキン類を用いる請求項１に記載の成膜方法。   The film forming method according to claim 1, wherein an alkyne is used as the compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule. 前記コバルト前駆体と、前記分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物と、を前記処理容器内に同時に供給してＣＶＤ法により成膜を行う請求項１から３のいずれか１項に記載の成膜方法。   4. The film formation according to claim 1, wherein the cobalt precursor and the compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule are simultaneously supplied into the processing vessel and film formation is performed by a CVD method. 5. Film forming method. 前記コバルト前駆体と、前記分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物と、を前記処理容器内に交互に供給してＡＬＤ法により成膜を行う請求項１から３のいずれか１項に記載の成膜方法。   4. The film formation according to claim 1, wherein the cobalt precursor and the compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule are alternately supplied into the processing vessel and film formation is performed by an ALD method. The film forming method. 基板を処理容器内に配置する工程と、
コバルト前駆体と、分子内に不飽和炭化水素基を含む化合物と、を原料として基板上に炭素含有コバルト膜を堆積させる工程と、
前記炭素含有コバルト膜を堆積させる工程の前又は後に、前記処理容器内に前記コバルト前駆体を供給して金属コバルト膜を堆積する工程、
を備えた成膜方法。 Placing the substrate in a processing vessel;
Depositing a carbon-containing cobalt film on a substrate using a cobalt precursor and a compound containing an unsaturated hydrocarbon group in the molecule as a raw material;
Before or after the step of depositing the carbon-containing cobalt film, supplying the cobalt precursor into the processing vessel to deposit a metal cobalt film;
A film forming method comprising: 前記金属コバルト膜を堆積する工程と、前記炭素含有コバルト膜を堆積させる工程と、を交互に行う請求項６に記載の成膜方法。   The film forming method according to claim 6, wherein the step of depositing the metal cobalt film and the step of depositing the carbon-containing cobalt film are alternately performed. 前記炭素含有コバルト膜がＣｏｘＣｙ膜（ここで、ｘは２、ｙは１を意味する）である請求項１から７のいずれか１項に記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 1, wherein the carbon-containing cobalt film is a Co x C y film (where x is 2 and y is 1). 前記コバルト前駆体が、Ｃｏ２（ＣＯ）８である請求項１から８のいずれか１項に記載の成膜方法。
The film forming method according to claim 1, wherein the cobalt precursor is Co 2 (CO) 8 .
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