JPH09255687A - 膜形成用材料及び配線形成方法 - Google Patents
膜形成用材料及び配線形成方法Info
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- JPH09255687A JPH09255687A JP8041408A JP4140896A JPH09255687A JP H09255687 A JPH09255687 A JP H09255687A JP 8041408 A JP8041408 A JP 8041408A JP 4140896 A JP4140896 A JP 4140896A JP H09255687 A JPH09255687 A JP H09255687A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣＶＤ法により銅配線を形成する場合に、銅
配線の表面部にバリア層を形成する工程を削減できる膜
形成用材料を提供する。 【解決手段】 Ｃｕに配位し且つＳｉを含む六員環構造
を有し、一般式が、 【化１】 で表される膜形成用材料である。前記の一般式におい
て、Ｘ1 及びＸ2 は例えばＯ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ等のＣｕ
と配位結合する同種又は異種のＶＩ族の元素である。Ｙ
1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの少なくとも１つはＳｉであ
る。Ｌは二重結合又は三重結合を持ちＣｕに電子を供与
できる基である。Ｒ1 及びＲ2 は例えばＳｉＦ3 、Ｓｉ
Ｈ3 、ＣＦ3 又はＣＨ3 である。
配線の表面部にバリア層を形成する工程を削減できる膜
形成用材料を提供する。 【解決手段】 Ｃｕに配位し且つＳｉを含む六員環構造
を有し、一般式が、 【化１】 で表される膜形成用材料である。前記の一般式におい
て、Ｘ1 及びＸ2 は例えばＯ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ等のＣｕ
と配位結合する同種又は異種のＶＩ族の元素である。Ｙ
1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの少なくとも１つはＳｉであ
る。Ｌは二重結合又は三重結合を持ちＣｕに電子を供与
できる基である。Ｒ1 及びＲ2 は例えばＳｉＦ3 、Ｓｉ
Ｈ3 、ＣＦ3 又はＣＨ3 である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に銅配線を
形成するための膜形成用材料及び銅配線の形成方法に関
する。
形成するための膜形成用材料及び銅配線の形成方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、Ｓｉよりなる半導体基板上に
形成される半導体集積回路の配線材料としてはアルミニ
ウムが主に使用されてきたが、半導体集積回路の高集積
化及び高速化のために、アルミニウムよりも低抵抗であ
ると共に、高ストレスマイグレーション及び高エレクト
ロマイグレーション耐性に優れた銅が配線材料として注
目されている。
形成される半導体集積回路の配線材料としてはアルミニ
ウムが主に使用されてきたが、半導体集積回路の高集積
化及び高速化のために、アルミニウムよりも低抵抗であ
ると共に、高ストレスマイグレーション及び高エレクト
ロマイグレーション耐性に優れた銅が配線材料として注
目されている。
【０００３】以下、第１の従来例として、基板上にスパ
ッタ法により銅配線を形成する方法について、図６を参
照しながら説明する。
ッタ法により銅配線を形成する方法について、図６を参
照しながら説明する。
【０００４】まず、図６（ａ）に示すように、Ｓｉより
なる基板１００の上に全面に亘ってＳｉＯ2 よりなる絶
縁膜１０１を堆積した後、図６（ｂ）に示すように、絶
縁膜１０１の上にフォトリソグラフィによりレジストパ
ターン１０２を形成し、その後、図６（ｃ）に示すよう
に、レジストパターン１０２をマスクとして絶縁膜１０
１に対してエッチングを行なって配線用の凹部１０３を
形成する。
なる基板１００の上に全面に亘ってＳｉＯ2 よりなる絶
縁膜１０１を堆積した後、図６（ｂ）に示すように、絶
縁膜１０１の上にフォトリソグラフィによりレジストパ
ターン１０２を形成し、その後、図６（ｃ）に示すよう
に、レジストパターン１０２をマスクとして絶縁膜１０
１に対してエッチングを行なって配線用の凹部１０３を
形成する。
【０００５】次に、図６（ｄ）に示すように、Ｓｉを含
むＣｕよりなるターゲットを用いてスパッタ法を行なう
ことにより、前記絶縁膜１０１の上に全面的にＳｉを含
む銅膜１０４を堆積した後、図６（ｅ）に示すように、
銅膜１０４における絶縁膜１０１の表面に露出した部分
を例えばＣＭＰ法により除去して、銅膜１０４よりなる
銅配線１０５を形成する。その後、基板１００に対して
熱処理を施して、図６（ｆ）に示すように、銅配線１０
５の表面部に銅シリサイド層１０６を形成する。
むＣｕよりなるターゲットを用いてスパッタ法を行なう
ことにより、前記絶縁膜１０１の上に全面的にＳｉを含
む銅膜１０４を堆積した後、図６（ｅ）に示すように、
銅膜１０４における絶縁膜１０１の表面に露出した部分
を例えばＣＭＰ法により除去して、銅膜１０４よりなる
銅配線１０５を形成する。その後、基板１００に対して
熱処理を施して、図６（ｆ）に示すように、銅配線１０
５の表面部に銅シリサイド層１０６を形成する。
【０００６】銅シリサイド膜１０６を形成する理由は次
の通りである。すなわち、銅は耐酸化性が低いため、微
量酸素雰囲気中における３００℃程度の熱処理により容
易に酸化されてしまう性質を有している。このため、銅
配線１０５が絶縁膜１０１を構成するＳｉＯ2 等の酸素
含有層と接している場合には加熱工程を経るに伴って銅
の酸化が進行すると共に、銅配線１０５が酸素含有層と
接していなくても熱処理の際に銅配線１０５が空気と触
れて酸化してしまうので、銅配線１０５の抵抗が上昇し
てしまうという問題がある。また、銅配線１０５中の銅
が絶縁膜１０１中に拡散してトランジスタ等の特性を劣
化させるという問題もある。さらに、銅配線１０５を絶
縁膜１０１の上に直接に堆積する場合には、銅配線１０
５と絶縁膜１０１との密着性が悪いという問題がある。
の通りである。すなわち、銅は耐酸化性が低いため、微
量酸素雰囲気中における３００℃程度の熱処理により容
易に酸化されてしまう性質を有している。このため、銅
配線１０５が絶縁膜１０１を構成するＳｉＯ2 等の酸素
含有層と接している場合には加熱工程を経るに伴って銅
の酸化が進行すると共に、銅配線１０５が酸素含有層と
接していなくても熱処理の際に銅配線１０５が空気と触
れて酸化してしまうので、銅配線１０５の抵抗が上昇し
てしまうという問題がある。また、銅配線１０５中の銅
が絶縁膜１０１中に拡散してトランジスタ等の特性を劣
化させるという問題もある。さらに、銅配線１０５を絶
縁膜１０１の上に直接に堆積する場合には、銅配線１０
５と絶縁膜１０１との密着性が悪いという問題がある。
【０００７】そこで、銅配線１０５が絶縁膜１０１や空
気と接触することを防止するために、銅配線１０５の表
面部に銅シリサイド層１０６を形成するのである。
気と接触することを防止するために、銅配線１０５の表
面部に銅シリサイド層１０６を形成するのである。
【０００８】ところが、スパッタ法により絶縁膜１０１
の上に銅膜１０４を堆積する場合において配線のルール
が小さい場合には、図６（ｄ）に示すようにボイド１０
７ができてしまい、このボイド１０７が銅配線１０５に
も残存するので、断線の原因になるという問題がある。
の上に銅膜１０４を堆積する場合において配線のルール
が小さい場合には、図６（ｄ）に示すようにボイド１０
７ができてしまい、このボイド１０７が銅配線１０５に
も残存するので、断線の原因になるという問題がある。
【０００９】そこで、近年、有機銅錯体化合物を原料と
して用いるＣＶＤ（Chemical VaporDeposition ）法に
よって銅膜及び銅配線を形成する技術が注目されてお
り、半導体装置の分野では盛んに研究が行なわれてい
る。
して用いるＣＶＤ（Chemical VaporDeposition ）法に
よって銅膜及び銅配線を形成する技術が注目されてお
り、半導体装置の分野では盛んに研究が行なわれてい
る。
【００１０】以下、第２の従来例として、ＣＶＤ法によ
り銅配線を形成する方法について、図７及び図８を参照
しながら説明する。
り銅配線を形成する方法について、図７及び図８を参照
しながら説明する。
【００１１】まず、図７（ａ）に示すように、Ｓｉより
なる基板１１０の上に全面に亘ってＳｉＯ2 よりなる絶
縁膜１１１を堆積した後、図７（ｂ）に示すように、絶
縁膜１１１の上にフォトリソグラフィによりレジストパ
ターン１１２を形成し、その後、図７（ｃ）に示すよう
に、レジストパターン１１２をマスクとして絶縁膜１１
１に対してエッチングを行なって配線用凹部１１３を形
成する。
なる基板１１０の上に全面に亘ってＳｉＯ2 よりなる絶
縁膜１１１を堆積した後、図７（ｂ）に示すように、絶
縁膜１１１の上にフォトリソグラフィによりレジストパ
ターン１１２を形成し、その後、図７（ｃ）に示すよう
に、レジストパターン１１２をマスクとして絶縁膜１１
１に対してエッチングを行なって配線用凹部１１３を形
成する。
【００１２】次に、図７（ｄ）に示すように、スパッタ
法やＣＶＤ法により、配線用凹部１１３の壁面及び底面
に例えばＷＳｉＮよりなる第１のバリア層１１４を堆積
した後、図８（ａ）に示すように、ＣＶＤ法により絶縁
膜１１１の上に全面に亘って銅膜１１５を堆積した後、
図８（ｂ）に示すように、銅膜１１５における絶縁膜１
１１の表面に露出した部分を例えばＣＭＰ法により除去
して、銅膜１１５よりなる銅配線１１６を形成する。そ
の後、図８（ｃ）に示すように、スパッタ法やＣＶＤ法
により、銅配線１１６及び絶縁膜１１１の上に全面的に
例えばＷＳｉＮよりなる第２のバリア層１１７を堆積す
る。第２の従来例における第１及び第２のバリア層１１
４，１１７は第１の従来例における銅シリサイド層１０
６と同様の働きをする。
法やＣＶＤ法により、配線用凹部１１３の壁面及び底面
に例えばＷＳｉＮよりなる第１のバリア層１１４を堆積
した後、図８（ａ）に示すように、ＣＶＤ法により絶縁
膜１１１の上に全面に亘って銅膜１１５を堆積した後、
図８（ｂ）に示すように、銅膜１１５における絶縁膜１
１１の表面に露出した部分を例えばＣＭＰ法により除去
して、銅膜１１５よりなる銅配線１１６を形成する。そ
の後、図８（ｃ）に示すように、スパッタ法やＣＶＤ法
により、銅配線１１６及び絶縁膜１１１の上に全面的に
例えばＷＳｉＮよりなる第２のバリア層１１７を堆積す
る。第２の従来例における第１及び第２のバリア層１１
４，１１７は第１の従来例における銅シリサイド層１０
６と同様の働きをする。
【００１３】また、ＣＶＤ法により銅膜１１５を堆積す
るために、基板１００上に供給される膜形成用材料とし
ては、常温で液体又は固体である有機銅錯体化合物が知
られている。液体の有機銅錯体化合物をＣＶＤ法に用い
る場合には、有機銅錯体化合物を液体のまま液体用マス
フローメーターを通過させた後、ベーパライザーにより
有機銅錯体化合物の温度を上げて気化させ、気体の有機
銅錯体化合物を反応チャンバーに導入する方法と、液体
の有機銅錯体化合物をバブリングにより気化させ、気体
の有機銅錯体化合物を加熱された配管を通して反応チャ
ンバーに導入する方法とが知られている。
るために、基板１００上に供給される膜形成用材料とし
ては、常温で液体又は固体である有機銅錯体化合物が知
られている。液体の有機銅錯体化合物をＣＶＤ法に用い
る場合には、有機銅錯体化合物を液体のまま液体用マス
フローメーターを通過させた後、ベーパライザーにより
有機銅錯体化合物の温度を上げて気化させ、気体の有機
銅錯体化合物を反応チャンバーに導入する方法と、液体
の有機銅錯体化合物をバブリングにより気化させ、気体
の有機銅錯体化合物を加熱された配管を通して反応チャ
ンバーに導入する方法とが知られている。
【００１４】また、従来の有機銅錯体化合物の一例とし
ては、
ては、
【化７】 に示されるような、配位子がβジケトン系であるＬ＝Ｈ
2 Ｃ＝ＣＨ−ＳｉＭｅ3（（ｈｆａｃ）Ｃｕ（ｖｉｎｙ
ｌ ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ ｓｉｌａｎｅ））がＵＳＰ５
１４４０４９号に示されるように知られている。この有
機銅錯体化合物が固体の場合には、固体の有機銅錯体化
合物を有機溶媒例えばイソプロピルアルコールに溶解さ
せて、液体と同じ方法により反応チャンバーに導入す
る。
2 Ｃ＝ＣＨ−ＳｉＭｅ3（（ｈｆａｃ）Ｃｕ（ｖｉｎｙ
ｌ ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ ｓｉｌａｎｅ））がＵＳＰ５
１４４０４９号に示されるように知られている。この有
機銅錯体化合物が固体の場合には、固体の有機銅錯体化
合物を有機溶媒例えばイソプロピルアルコールに溶解さ
せて、液体と同じ方法により反応チャンバーに導入す
る。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ＣＶＤ法に
より銅配線を形成する方法によると、銅配線１１６の表
面にバリア層を形成するためには、第１のバリア層１１
４及び第２のバリア層１１７を別々の工程により形成し
なければならないので、工程数が増加してプロセスが長
くなるという問題がある。
より銅配線を形成する方法によると、銅配線１１６の表
面にバリア層を形成するためには、第１のバリア層１１
４及び第２のバリア層１１７を別々の工程により形成し
なければならないので、工程数が増加してプロセスが長
くなるという問題がある。
【００１６】また、従来の有機銅錯体化合物を用いて銅
配線を形成すると、銅配線中に炭素が不純物として取り
込まれるため銅配線の抵抗が高くなるという問題があ
る。
配線を形成すると、銅配線中に炭素が不純物として取り
込まれるため銅配線の抵抗が高くなるという問題があ
る。
【００１７】前記に鑑み、本発明は、ＣＶＤ法により銅
配線を形成する技術を前提とし、銅配線の表面部にバリ
ア層を形成する工程を削減することを第１の目的とし、
銅配線の抵抗を小さくすることを第２の目的とする。
配線を形成する技術を前提とし、銅配線の表面部にバリ
ア層を形成する工程を削減することを第１の目的とし、
銅配線の抵抗を小さくすることを第２の目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】具体的に請求項１の発明
が講じた解決手段は、膜形成用材料を、Ｃｕに配位し且
つＳｉを含む六員環構造を有し、一般式が、
が講じた解決手段は、膜形成用材料を、Ｃｕに配位し且
つＳｉを含む六員環構造を有し、一般式が、
【化８】 （但し、Ｘ1 及びＸ2 はＣｕと配位結合する同種又は異
種のＶＩ族の元素であり、Ｙ1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの
少なくとも１つはＳｉであり、Ｌは二重結合又は三重結
合を持ちＣｕに電子を供与できる基であり、Ｒ1 及びＲ
2 は任意の元素又は化合物である）で表される構成とす
るものである。
種のＶＩ族の元素であり、Ｙ1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの
少なくとも１つはＳｉであり、Ｌは二重結合又は三重結
合を持ちＣｕに電子を供与できる基であり、Ｒ1 及びＲ
2 は任意の元素又は化合物である）で表される構成とす
るものである。
【００１９】請求項１の構成により、六員環構造にＳｉ
が含まれているため、請求項１の膜形成用材料を用いて
形成された銅膜に対して熱処理を施すと、Ｓｉが銅膜の
表面に偏析して銅膜の表面部に銅シリサイド層よりなる
バリア層が形成される。
が含まれているため、請求項１の膜形成用材料を用いて
形成された銅膜に対して熱処理を施すと、Ｓｉが銅膜の
表面に偏析して銅膜の表面部に銅シリサイド層よりなる
バリア層が形成される。
【００２０】請求項２の発明は、請求項１の構成に、前
記一般式におけるＹ1 、Ｙ2 及びＹ3 はすべてＳｉであ
る構成を付加するものである。
記一般式におけるＹ1 、Ｙ2 及びＹ3 はすべてＳｉであ
る構成を付加するものである。
【００２１】請求項３の発明は、請求項１又は２の構成
に、前記一般式におけるＬは、主鎖に二重結合又は三重
結合を持ち且つすべての骨格にＳｉを含む基である構成
を付加するものである。
に、前記一般式におけるＬは、主鎖に二重結合又は三重
結合を持ち且つすべての骨格にＳｉを含む基である構成
を付加するものである。
【００２２】請求項４の発明は、請求項１〜３の構成
に、前記一般式におけるＲ1 及びＲ2はＳｉを含む基で
ある構成を付加するものである。
に、前記一般式におけるＲ1 及びＲ2はＳｉを含む基で
ある構成を付加するものである。
【００２３】請求項５の発明が講じた解決手段は、膜形
成用材料を、Ｃｕに配位し且つＳｉを含む六員環構造を
有し、一般式が、
成用材料を、Ｃｕに配位し且つＳｉを含む六員環構造を
有し、一般式が、
【化９】 （但し、Ｘ1 及びＸ2 はＣｕと配位結合する同種又は異
種のＶＩ族の元素であり、Ｙ1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの
少なくとも１つはＳｉであり、Ｒ1 及びＲ2 は任意の元
素又は化合物である）で表される構成とするものであ
る。
種のＶＩ族の元素であり、Ｙ1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの
少なくとも１つはＳｉであり、Ｒ1 及びＲ2 は任意の元
素又は化合物である）で表される構成とするものであ
る。
【００２４】請求項５の構成により、六員環構造にＳｉ
が含まれているため、請求項５の膜形成用材料を用いて
形成された銅膜に対して熱処理を施すと、Ｓｉが銅膜の
表面に偏析して銅膜の表面部に銅シリサイド層よりなる
バリア層が形成されるので、ＣＶＤ法により銅膜を形成
する場合でも、工程数の増加を伴うことなくバリア層を
形成することができる。
が含まれているため、請求項５の膜形成用材料を用いて
形成された銅膜に対して熱処理を施すと、Ｓｉが銅膜の
表面に偏析して銅膜の表面部に銅シリサイド層よりなる
バリア層が形成されるので、ＣＶＤ法により銅膜を形成
する場合でも、工程数の増加を伴うことなくバリア層を
形成することができる。
【００２５】請求項６の発明は、請求項５の構成に、前
記一般式におけるＹ1 、Ｙ2 及びＹ3 はすべてＳｉであ
る構成を付加するものである。
記一般式におけるＹ1 、Ｙ2 及びＹ3 はすべてＳｉであ
る構成を付加するものである。
【００２６】請求項７の発明は、請求項５又は６の構成
に、前記一般式におけるＲ1 及びＲ2 はＳｉを含む基で
ある構成を付加するものである。
に、前記一般式におけるＲ1 及びＲ2 はＳｉを含む基で
ある構成を付加するものである。
【００２７】請求項８の発明が講じた解決手段は、配線
形成方法を、基板上に、Ｃｕに配位し且つＳｉを含む六
員環構造を有し、一般式が、
形成方法を、基板上に、Ｃｕに配位し且つＳｉを含む六
員環構造を有し、一般式が、
【化１０】 （但し、Ｘ1 及びＸ2 はＣｕと配位結合する同種又は異
種のＶＩ族の元素であり、Ｙ1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの
少なくとも１つはＳｉであり、Ｌは二重結合又は三重結
合を持ちＣｕに電子を供与できる基であり、Ｒ1 及びＲ
2 は任意の元素又は化合物である）で表される膜形成用
材料をＣＶＤ法により供給して、前記基板上にＳｉを含
む銅膜を堆積する工程と、前記銅膜の上にレジストパタ
ーンを形成した後、該レジストパターンをマスクとして
前記銅膜に対してエッチングを行なって、前記銅膜より
なる銅配線を形成する工程と、前記基板に対して熱処理
を施して前記銅配線に含まれるＳｉを前記銅配線の表面
部に偏析させることにより、前記銅配線の表面部に銅シ
リサイド層を形成する工程とを備えている構成とするも
のである。
種のＶＩ族の元素であり、Ｙ1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの
少なくとも１つはＳｉであり、Ｌは二重結合又は三重結
合を持ちＣｕに電子を供与できる基であり、Ｒ1 及びＲ
2 は任意の元素又は化合物である）で表される膜形成用
材料をＣＶＤ法により供給して、前記基板上にＳｉを含
む銅膜を堆積する工程と、前記銅膜の上にレジストパタ
ーンを形成した後、該レジストパターンをマスクとして
前記銅膜に対してエッチングを行なって、前記銅膜より
なる銅配線を形成する工程と、前記基板に対して熱処理
を施して前記銅配線に含まれるＳｉを前記銅配線の表面
部に偏析させることにより、前記銅配線の表面部に銅シ
リサイド層を形成する工程とを備えている構成とするも
のである。
【００２８】請求項８の構成により、膜形成用材料の六
員環構造にＳｉが含まれているため、該膜形成用材料を
用いて形成した銅配線に対して熱処理を施すと、Ｓｉが
銅配線の表面に偏析して銅配線の表面部に銅シリサイド
層よりなるバリア層が形成される。
員環構造にＳｉが含まれているため、該膜形成用材料を
用いて形成した銅配線に対して熱処理を施すと、Ｓｉが
銅配線の表面に偏析して銅配線の表面部に銅シリサイド
層よりなるバリア層が形成される。
【００２９】請求項９の発明が講じた解決手段は、配線
形成方法を、基板上に、Ｃｕに配位し且つＳｉを含む六
員環構造を有し、一般式が、
形成方法を、基板上に、Ｃｕに配位し且つＳｉを含む六
員環構造を有し、一般式が、
【化１１】 （但し、Ｘ1 及びＸ2 はＣｕと配位結合する同種又は異
種のＶＩ族の元素であり、Ｙ1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの
少なくとも１つはＳｉであり、Ｒ1 及びＲ2 は任意の元
素又は化合物である）で表される膜形成用材料をＣＶＤ
法により供給して、前記基板上にＳｉを含む銅膜を堆積
する工程と、前記銅膜の上にレジストパターンを形成し
た後、該レジストパターンをマスクとして前記銅膜に対
してエッチングを行なって、前記銅膜よりなる銅配線を
形成する工程と、前記基板に対して熱処理を施して前記
銅配線に含まれるＳｉを前記銅配線の表面部に偏析させ
ることにより、前記銅配線の表面部に銅シリサイド層を
形成する工程とを備えている構成とするものである。
種のＶＩ族の元素であり、Ｙ1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの
少なくとも１つはＳｉであり、Ｒ1 及びＲ2 は任意の元
素又は化合物である）で表される膜形成用材料をＣＶＤ
法により供給して、前記基板上にＳｉを含む銅膜を堆積
する工程と、前記銅膜の上にレジストパターンを形成し
た後、該レジストパターンをマスクとして前記銅膜に対
してエッチングを行なって、前記銅膜よりなる銅配線を
形成する工程と、前記基板に対して熱処理を施して前記
銅配線に含まれるＳｉを前記銅配線の表面部に偏析させ
ることにより、前記銅配線の表面部に銅シリサイド層を
形成する工程とを備えている構成とするものである。
【００３０】請求項９の構成により、膜形成用材料の六
員環構造にＳｉが含まれているため、請求項８の構成と
同様、銅配線に対して熱処理を施すと、銅配線の表面部
に銅シリサイド層よりなるバリア層が形成される。
員環構造にＳｉが含まれているため、請求項８の構成と
同様、銅配線に対して熱処理を施すと、銅配線の表面部
に銅シリサイド層よりなるバリア層が形成される。
【００３１】請求項１０の発明が講じた解決手段は、銅
配線形成方法を、基板上に絶縁膜を堆積する工程と、前
記絶縁膜の上にレジストパターンを形成した後、該レジ
ストパターンをマスクとして前記絶縁膜に対してエッチ
ングを行なって、前記絶縁膜に配線用凹部を形成する工
程と、前記絶縁膜上に、Ｃｕに配位し且つＳｉを含む六
員環構造を有し、一般式が、
配線形成方法を、基板上に絶縁膜を堆積する工程と、前
記絶縁膜の上にレジストパターンを形成した後、該レジ
ストパターンをマスクとして前記絶縁膜に対してエッチ
ングを行なって、前記絶縁膜に配線用凹部を形成する工
程と、前記絶縁膜上に、Ｃｕに配位し且つＳｉを含む六
員環構造を有し、一般式が、
【化１２】 （但し、Ｘ1 及びＸ2 はＣｕと配位結合する同種又は異
種のＶＩ族の元素であり、Ｙ1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの
少なくとも１つはＳｉであり、Ｌは二重結合又は三重結
合を持ちＣｕに電子を供与できる基であり、Ｒ1 及びＲ
2 は任意の元素又は化合物である）で表される膜形成用
材料をＣＶＤ法により供給して、前記絶縁膜の配線用凹
部にＳｉを含む銅膜よりなる銅配線を形成する工程と、
前記基板に対して熱処理を施して前記銅配線に含まれる
Ｓｉを前記銅配線の表面部に偏析させることにより、前
記銅配線の表面部に銅シリサイド層を形成する工程とを
備えている構成とするものである。
種のＶＩ族の元素であり、Ｙ1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの
少なくとも１つはＳｉであり、Ｌは二重結合又は三重結
合を持ちＣｕに電子を供与できる基であり、Ｒ1 及びＲ
2 は任意の元素又は化合物である）で表される膜形成用
材料をＣＶＤ法により供給して、前記絶縁膜の配線用凹
部にＳｉを含む銅膜よりなる銅配線を形成する工程と、
前記基板に対して熱処理を施して前記銅配線に含まれる
Ｓｉを前記銅配線の表面部に偏析させることにより、前
記銅配線の表面部に銅シリサイド層を形成する工程とを
備えている構成とするものである。
【００３２】請求項１０の構成により、膜形成用材料の
六員環構造にＳｉが含まれているため、請求項８の構成
と同様、銅配線に対して熱処理を施すと、銅配線の表面
部に銅シリサイド層よりなるバリア層が形成される。
六員環構造にＳｉが含まれているため、請求項８の構成
と同様、銅配線に対して熱処理を施すと、銅配線の表面
部に銅シリサイド層よりなるバリア層が形成される。
【００３３】請求項１１の発明が講じた解決手段は、銅
配線形成方法を、基板上に絶縁膜を堆積する工程と、前
記絶縁膜の上にレジストパターンを形成した後、該レジ
ストパターンをマスクとして前記絶縁膜に対してエッチ
ングを行なって、前記絶縁膜に配線用凹部を形成する工
程と、前記絶縁膜上に、Ｃｕに配位し且つＳｉを含む六
員環構造を有し、一般式が、
配線形成方法を、基板上に絶縁膜を堆積する工程と、前
記絶縁膜の上にレジストパターンを形成した後、該レジ
ストパターンをマスクとして前記絶縁膜に対してエッチ
ングを行なって、前記絶縁膜に配線用凹部を形成する工
程と、前記絶縁膜上に、Ｃｕに配位し且つＳｉを含む六
員環構造を有し、一般式が、
【化１３】 （但し、Ｘ1 及びＸ2 はＣｕと配位結合する同種又は異
種のＶＩ族の元素であり、Ｙ1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの
少なくとも１つはＳｉであり、Ｒ1 及びＲ2 は任意の元
素又は化合物である）で表される膜形成用材料をＣＶＤ
法により供給して、前記絶縁膜の配線用凹部にＳｉを含
む銅膜よりなる銅配線を形成する工程と、前記基板に対
して熱処理を施して前記銅配線に含まれるＳｉを前記銅
配線の表面部に偏析させることにより、前記銅配線の表
面部に銅シリサイド層を形成する工程とを備えている構
成とするものである。
種のＶＩ族の元素であり、Ｙ1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの
少なくとも１つはＳｉであり、Ｒ1 及びＲ2 は任意の元
素又は化合物である）で表される膜形成用材料をＣＶＤ
法により供給して、前記絶縁膜の配線用凹部にＳｉを含
む銅膜よりなる銅配線を形成する工程と、前記基板に対
して熱処理を施して前記銅配線に含まれるＳｉを前記銅
配線の表面部に偏析させることにより、前記銅配線の表
面部に銅シリサイド層を形成する工程とを備えている構
成とするものである。
【００３４】請求項１１の構成により、膜形成用材料の
六員環構造にＳｉが含まれているため、請求項８の構成
と同様、銅配線に対して熱処理を施すと、銅配線の表面
部に銅シリサイド層よりなるバリア層が形成される。
六員環構造にＳｉが含まれているため、請求項８の構成
と同様、銅配線に対して熱処理を施すと、銅配線の表面
部に銅シリサイド層よりなるバリア層が形成される。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態につい
て図面を参照しながら説明するが、その前提として、本
発明の各実施形態に用いる銅膜を堆積するためのＣＶＤ
装置について図１及び図２を参照しながら説明する。
て図面を参照しながら説明するが、その前提として、本
発明の各実施形態に用いる銅膜を堆積するためのＣＶＤ
装置について図１及び図２を参照しながら説明する。
【００３６】図１は、固体の膜形成用材料を原材料とし
て用いる第１のＣＶＤ装置の概略全体構成を示してお
り、図１において、１は原材料を収納する材料容器、２
は材料容器１に反応性の低いＡｒ、Ｎ2 、Ｈｅ等のキャ
リアガスを供給する第１のガス貯溜器である。材料容器
１には、固体の原材料が有機溶媒に溶解された状態で収
納されている。有機溶媒としては、テトラヒドロフラン
等のように沸点が１００℃よりも低いものが好ましい。
キャリアガスが第１のガス貯溜器２から材料容器１に供
給されると、材料容器１内の原材料はキャリアガスによ
りバブリングされて気体状になって材料容器１から流出
した後、第１のマスフローコントローラ３により流量調
整されてＣＶＤチャンバー４内に導入される。ＣＶＤチ
ャンバー４内にはヒーター５の上にシリコンよりなる基
板６が載置されており、ＣＶＤチャンバー４内に導入さ
れた気体状の原材料はシャワーヘッド７から基板６に供
給される。
て用いる第１のＣＶＤ装置の概略全体構成を示してお
り、図１において、１は原材料を収納する材料容器、２
は材料容器１に反応性の低いＡｒ、Ｎ2 、Ｈｅ等のキャ
リアガスを供給する第１のガス貯溜器である。材料容器
１には、固体の原材料が有機溶媒に溶解された状態で収
納されている。有機溶媒としては、テトラヒドロフラン
等のように沸点が１００℃よりも低いものが好ましい。
キャリアガスが第１のガス貯溜器２から材料容器１に供
給されると、材料容器１内の原材料はキャリアガスによ
りバブリングされて気体状になって材料容器１から流出
した後、第１のマスフローコントローラ３により流量調
整されてＣＶＤチャンバー４内に導入される。ＣＶＤチ
ャンバー４内にはヒーター５の上にシリコンよりなる基
板６が載置されており、ＣＶＤチャンバー４内に導入さ
れた気体状の原材料はシャワーヘッド７から基板６に供
給される。
【００３７】図１において、８はＨ2 ガスを貯溜する第
２のガス貯溜器であって、該第２のガス貯溜器８から供
給されるＨ2 ガスは、第２のマスフローコントローラ９
により流量調節されて材料容器１から供給された原材料
と混合されてシャワーヘッド７からＣＶＤチャンバー４
内に導入されると共に、第３のマスフローコントローラ
１０により流量調節されてＣＶＤチャンバー４に直接に
導入される。Ｈ2 ガスは反応を促進するためにＣＶＤチ
ャンバー４内に導入されるのであるが、シャワーヘッド
７からＣＶＤチャンバー４内に導入されるＨ2 ガスはシ
ャワーヘッド７の孔の目づまりを防止する。
２のガス貯溜器であって、該第２のガス貯溜器８から供
給されるＨ2 ガスは、第２のマスフローコントローラ９
により流量調節されて材料容器１から供給された原材料
と混合されてシャワーヘッド７からＣＶＤチャンバー４
内に導入されると共に、第３のマスフローコントローラ
１０により流量調節されてＣＶＤチャンバー４に直接に
導入される。Ｈ2 ガスは反応を促進するためにＣＶＤチ
ャンバー４内に導入されるのであるが、シャワーヘッド
７からＣＶＤチャンバー４内に導入されるＨ2 ガスはシ
ャワーヘッド７の孔の目づまりを防止する。
【００３８】図１において、１１はＮ2 ガスを貯溜する
第３のガス貯溜器であって、該第３のガス貯溜器１１か
ら供給されるＮ2 ガスは、第４のマスフローコントロー
ラ１２により流量調節されてＣＶＤチャンバー４に直接
に導入される。また、１３はＣＶＤチャンバー４の圧力
を検出する圧力センサー、１４はＣＶＤチャンバー４の
圧力を制御する圧力コントローラ、１５はＣＶＤチャン
バー４内のガスを排出するガス排出手段であって、ＣＶ
Ｄチャンバー４に導入されるＮ2 ガス、圧力センサー１
３、圧力コントローラ１４及びガス排出手段１５によっ
てＣＶＤチャンバー４内のガス圧力は適切な値に調整さ
れる。
第３のガス貯溜器であって、該第３のガス貯溜器１１か
ら供給されるＮ2 ガスは、第４のマスフローコントロー
ラ１２により流量調節されてＣＶＤチャンバー４に直接
に導入される。また、１３はＣＶＤチャンバー４の圧力
を検出する圧力センサー、１４はＣＶＤチャンバー４の
圧力を制御する圧力コントローラ、１５はＣＶＤチャン
バー４内のガスを排出するガス排出手段であって、ＣＶ
Ｄチャンバー４に導入されるＮ2 ガス、圧力センサー１
３、圧力コントローラ１４及びガス排出手段１５によっ
てＣＶＤチャンバー４内のガス圧力は適切な値に調整さ
れる。
【００３９】図２は、液体の膜形成用材料を原材料とし
て用いる第２のＣＶＤ装置の概略全体構成を示してお
り、第２のＣＶＤ装置の説明においては、図１に示した
第１のＣＶＤ装置と同様の部材については、同一の符号
を付すことにより説明を省略する。
て用いる第２のＣＶＤ装置の概略全体構成を示してお
り、第２のＣＶＤ装置の説明においては、図１に示した
第１のＣＶＤ装置と同様の部材については、同一の符号
を付すことにより説明を省略する。
【００４０】材料容器１には液体の原材料が収納されて
おり、材料容器１内の原材料はキャリアガスにより押圧
されて液体状態で材料容器１から流出した後、液体マス
フローコントローラ１６により流量調整された後、ベー
パライザー１７により気化されてＣＶＤチャンバー４内
に導入される。
おり、材料容器１内の原材料はキャリアガスにより押圧
されて液体状態で材料容器１から流出した後、液体マス
フローコントローラ１６により流量調整された後、ベー
パライザー１７により気化されてＣＶＤチャンバー４内
に導入される。
【００４１】図３は、銅膜を堆積するスピンコーターの
概略構成を示しており、原材料を材料容器１からＣＶＤ
チャンバー４に導入した後、シャワーヘッド７から基板
６の上に滴下する。原材料は回転する基板６の表面にス
ピンコートされる。原材料をスピンコートしながら基板
６をヒーター５により例えば４００℃程度に加熱しても
よいし、原材料のスピンコート後に基板６を加熱しても
よい。基板６上の原材料を加熱すると基板６の上に銅膜
が形成される。
概略構成を示しており、原材料を材料容器１からＣＶＤ
チャンバー４に導入した後、シャワーヘッド７から基板
６の上に滴下する。原材料は回転する基板６の表面にス
ピンコートされる。原材料をスピンコートしながら基板
６をヒーター５により例えば４００℃程度に加熱しても
よいし、原材料のスピンコート後に基板６を加熱しても
よい。基板６上の原材料を加熱すると基板６の上に銅膜
が形成される。
【００４２】以下、本発明の第１の実施形態に係る膜形
成用材料について説明する。
成用材料について説明する。
【００４３】第１の実施形態に係る膜形成用材料は、Ｃ
ｕに配位し且つＳｉを含む六員環構造を有し、一般式
が、
ｕに配位し且つＳｉを含む六員環構造を有し、一般式
が、
【化１４】 で表される化合物である。
【００４４】［化１４］におけるＸ1 及びＸ2 は、Ｃｕ
と配位結合する同種又は異種のＶＩ族の元素であって、
例えばＯ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ等である。
と配位結合する同種又は異種のＶＩ族の元素であって、
例えばＯ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ等である。
【００４５】［化１４］におけるＹ1 、Ｙ2 及びＹ3 の
うちの少なくとも１つはＳｉであって、Ｙ1 、Ｙ2 及び
Ｙ3 のすべてがＳｉであることが特に好ましい。
うちの少なくとも１つはＳｉであって、Ｙ1 、Ｙ2 及び
Ｙ3 のすべてがＳｉであることが特に好ましい。
【００４６】［化１４］におけるＬは二重結合又は三重
結合を持ちＣｕに電子を供与できる基であって、Ｌとし
ては、主鎖に二重結合又は三重結合を持ち且つすべての
骨格にＳｉを含む基がより好ましい。
結合を持ちＣｕに電子を供与できる基であって、Ｌとし
ては、主鎖に二重結合又は三重結合を持ち且つすべての
骨格にＳｉを含む基がより好ましい。
【００４７】［化１４］におけるＲ1 及びＲ2 は、任意
の元素又は化合物であるが、Ｓｉを含む基であることが
好ましい。
の元素又は化合物であるが、Ｓｉを含む基であることが
好ましい。
【００４８】第１の実施形態に係る膜形成用材料の実施
例としては［化１５］に示すようなものがある。
例としては［化１５］に示すようなものがある。
【００４９】
【化１５】
【００５０】［化１５］に示す膜形成材料は、六員環構
造に多数のＳｉを含んでいるために、熱処理を施したと
きに銅膜の表面に偏析するＳｉの量が多くなり、銅配線
の表面部に銅シリサイドが形成されやすい。また、［化
１５］に示す膜形成材料は、六員環構造にＣを含んでい
ないので、銅配線の抵抗が小さくなる。
造に多数のＳｉを含んでいるために、熱処理を施したと
きに銅膜の表面に偏析するＳｉの量が多くなり、銅配線
の表面部に銅シリサイドが形成されやすい。また、［化
１５］に示す膜形成材料は、六員環構造にＣを含んでい
ないので、銅配線の抵抗が小さくなる。
【００５１】［化１５］におけるＬとしては、
【化１６】 又は
【化１７】 が好ましい。［化１６］は二重結合（アルケン）を持つ
化合物であり、［化１７］は三重結合（アルキン）を持
つ化合物である。
化合物であり、［化１７］は三重結合（アルキン）を持
つ化合物である。
【００５２】［化１５］におけるＲ1 及びＲ2 として
は、例えばＳｉＦ3 、ＳｉＨ3 、ＣＦ3 及びＣＨ3 の中
から同種又は異種のものを選ぶことができるが、ＳｉＦ
3 及びＳｉＨ3 はＣＦ3 及びＣＨ3 よりも好ましい。そ
の理由は、Ｓｉを含んでいる化合物を用いると、熱処理
を加えたときに銅膜の表面に偏析するＳｉの量が多くな
り、銅配線の表面部に銅シリサイドが形成されやすいた
めである。また、ＳｉＦ3 はＳｉＨ3 よりも好ましい。
その理由は次の通りである。すなわち、Ｆは外殻に７個
の電子を持っており、優れた電子供与基であるためであ
る。Ｆが結合しているＳｉにはＦから多数の電子が供与
され、電子が密な状態になっている。このため、Ｓｉが
骨格から脱離（電子が減少する反応）しても、−ＳｉＦ
3 が安定して存在できるためである。
は、例えばＳｉＦ3 、ＳｉＨ3 、ＣＦ3 及びＣＨ3 の中
から同種又は異種のものを選ぶことができるが、ＳｉＦ
3 及びＳｉＨ3 はＣＦ3 及びＣＨ3 よりも好ましい。そ
の理由は、Ｓｉを含んでいる化合物を用いると、熱処理
を加えたときに銅膜の表面に偏析するＳｉの量が多くな
り、銅配線の表面部に銅シリサイドが形成されやすいた
めである。また、ＳｉＦ3 はＳｉＨ3 よりも好ましい。
その理由は次の通りである。すなわち、Ｆは外殻に７個
の電子を持っており、優れた電子供与基であるためであ
る。Ｆが結合しているＳｉにはＦから多数の電子が供与
され、電子が密な状態になっている。このため、Ｓｉが
骨格から脱離（電子が減少する反応）しても、−ＳｉＦ
3 が安定して存在できるためである。
【００５３】以下、本発明の第２の実施形態に係る膜形
成用材料について説明する。
成用材料について説明する。
【００５４】第２の実施形態に係る膜形成用材料は、Ｃ
ｕに配位し且つＳｉを含む六員環構造を有し、一般式
が、
ｕに配位し且つＳｉを含む六員環構造を有し、一般式
が、
【化１８】 で表される化合物である。
【００５５】［化１８］におけるＸ1 及びＸ2 は、Ｃｕ
と配位結合する同種又は異種のＶＩ族の元素であって、
例えばＯ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ等である。
と配位結合する同種又は異種のＶＩ族の元素であって、
例えばＯ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ等である。
【００５６】［化１８］におけるＹ1 、Ｙ2 及びＹ3 の
うちの少なくとも１つはＳｉであって、Ｙ1 、Ｙ2 及び
Ｙ3 のすべてがＳｉであることが特に好ましい。
うちの少なくとも１つはＳｉであって、Ｙ1 、Ｙ2 及び
Ｙ3 のすべてがＳｉであることが特に好ましい。
【００５７】［化１８］におけるＲ1 及びＲ2 は、任意
の元素又は化合物であるが、Ｓｉを含む基であることが
好ましい。
の元素又は化合物であるが、Ｓｉを含む基であることが
好ましい。
【００５８】第２の実施形態に係る膜形成用材料の実施
例としては［化１９］に示すようなものがある。
例としては［化１９］に示すようなものがある。
【００５９】
【化１９】
【００６０】［化１９］に示す膜形成材料は、六員環構
造に多数のＳｉを含んでいるために、熱処理を施したと
きに銅膜の表面に偏析するＳｉの量が多くなり、銅配線
の表面部に銅シリサイドが形成されやすい。また、［化
１９］に示す膜形成材料は、六員環構造にＣを含んでい
ないので、銅配線の抵抗が小さくなる。
造に多数のＳｉを含んでいるために、熱処理を施したと
きに銅膜の表面に偏析するＳｉの量が多くなり、銅配線
の表面部に銅シリサイドが形成されやすい。また、［化
１９］に示す膜形成材料は、六員環構造にＣを含んでい
ないので、銅配線の抵抗が小さくなる。
【００６１】［化１９］におけるＲ1 及びＲ2 として
は、例えばＳｉＦ3 、ＳｉＨ3 、ＣＦ3 及びＣＨ3 の中
から同種又は異種のものを選ぶことができるが、ＳｉＦ
3 及びＳｉＨ3 はＣＦ3 及びＣＨ3 よりも好ましく、Ｓ
ｉＦ3 はＳｉＨ3 よりも好ましい。その理由は前述の通
りである。
は、例えばＳｉＦ3 、ＳｉＨ3 、ＣＦ3 及びＣＨ3 の中
から同種又は異種のものを選ぶことができるが、ＳｉＦ
3 及びＳｉＨ3 はＣＦ3 及びＣＨ3 よりも好ましく、Ｓ
ｉＦ3 はＳｉＨ3 よりも好ましい。その理由は前述の通
りである。
【００６２】以下、［化１５］において、Ｌが［化１６
（ａ）］で示され且つＲ1 及びＲ2がＳｉＦ3 で示され
る膜形成用材料の製造方法について説明する。
（ａ）］で示され且つＲ1 及びＲ2がＳｉＦ3 で示され
る膜形成用材料の製造方法について説明する。
【００６３】 塩化銅（Ｉ価） ０．１５ｍｏｌ アルケン（３，３−ジシリルテトラシレン） ０．１５ｍｏｌ １，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロ− ペンタシラン−２，４−ジオンカリウム塩 ０．１５ｍｏｌ を２００ｍｌの溶媒（テトラヒドロフラン又はｎ−ヘキ
サン）中に混合して、４０℃の温度下における窒素ガス
の気流下において２４時間撹拌して得られた混合物を濾
過して粗生成物を得た後、該粗生成物を減圧下における
６０℃の温度下で精製すると、収率３８％で濃黄色の銅
配線用の膜形成用材料が得られる。
サン）中に混合して、４０℃の温度下における窒素ガス
の気流下において２４時間撹拌して得られた混合物を濾
過して粗生成物を得た後、該粗生成物を減圧下における
６０℃の温度下で精製すると、収率３８％で濃黄色の銅
配線用の膜形成用材料が得られる。
【００６４】以下、［化１５］において、Ｌが［化１７
（ａ）］で示され且つＲ1 及びＲ2がＳｉＦ3 で示され
る膜形成用材料の製造方法について説明する。
（ａ）］で示され且つＲ1 及びＲ2がＳｉＦ3 で示され
る膜形成用材料の製造方法について説明する。
【００６５】 塩化銅（Ｉ価） ０．１５ｍｏｌ アルキン（トリシリン） ０．１５ｍｏｌ １，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロ− ペンタシラン−２，４−ジオンカリウム塩 ０．１５ｍｏｌ を２００ｍｌの溶媒（テトラヒドロフラン又はｎ−ヘキ
サン）中に混合して、５０℃の温度下における窒素ガス
の気流下において３０時間撹拌して得られた混合物を濾
過して粗生成物を得た後、該粗生成物を減圧下における
６５℃の温度下で精製すると、収率２３％で濃黄色の銅
配線用の膜形成用材料が得られる。
サン）中に混合して、５０℃の温度下における窒素ガス
の気流下において３０時間撹拌して得られた混合物を濾
過して粗生成物を得た後、該粗生成物を減圧下における
６５℃の温度下で精製すると、収率２３％で濃黄色の銅
配線用の膜形成用材料が得られる。
【００６６】以下、［化１５］において、Ｌが［化１６
（ａ）］で示され且つＲ1 及びＲ2がＣＦ3 で示される
膜形成用材料の製造方法について説明する。
（ａ）］で示され且つＲ1 及びＲ2がＣＦ3 で示される
膜形成用材料の製造方法について説明する。
【００６７】 塩化銅（Ｉ価） ０．１５ｍｏｌ アルケン（３，３−ジシリルテトラシレン） ０．１５ｍｏｌ １，３−トリフルオロメチル− トリシラン−１，３−ジオンカリウム塩 ０．１５ｍｏｌ を２００ｍｌの溶媒（テトラヒドロフラン又はｎ−ヘキ
サン）中に混合して、４０℃の温度下における窒素ガス
の気流下において２４時間撹拌して得られた混合物を濾
過して粗生成物を得た後、該粗生成物を減圧下における
４０℃の温度下で精製すると、収率５４％で濃黄色の銅
配線用の膜形成用材料が得られる。
サン）中に混合して、４０℃の温度下における窒素ガス
の気流下において２４時間撹拌して得られた混合物を濾
過して粗生成物を得た後、該粗生成物を減圧下における
４０℃の温度下で精製すると、収率５４％で濃黄色の銅
配線用の膜形成用材料が得られる。
【００６８】以下、［化１５］において、Ｌが［化１７
（ａ）］で示され且つＲ1 及びＲ2がＣＦ3 で示される
膜形成用材料の製造方法について説明する。
（ａ）］で示され且つＲ1 及びＲ2がＣＦ3 で示される
膜形成用材料の製造方法について説明する。
【００６９】 塩化銅（Ｉ価） ０．１５ｍｏｌ アルキン（トリシリン） ０．１５ｍｏｌ １，３−トリフルオロメチル− トリシラン−１，３−ジオンカリウム塩 ０．１５ｍｏｌ を２００ｍｌの溶媒（テトラヒドロフラン又はｎ−ヘキ
サン）中に混合して、５０℃の温度下における窒素ガス
の気流下において２４時間撹拌して得られた混合物を濾
過して粗生成物を得た後、該粗生成物を減圧下における
５０℃の温度下で精製すると、収率４６％で濃黄色の銅
配線用の膜形成用材料が得られる。
サン）中に混合して、５０℃の温度下における窒素ガス
の気流下において２４時間撹拌して得られた混合物を濾
過して粗生成物を得た後、該粗生成物を減圧下における
５０℃の温度下で精製すると、収率４６％で濃黄色の銅
配線用の膜形成用材料が得られる。
【００７０】以下、［化１９］において、Ｒ1 及びＲ2
がＳｉＦ3 で示される膜形成用材料の製造方法について
説明する。
がＳｉＦ3 で示される膜形成用材料の製造方法について
説明する。
【００７１】 塩化銅（II価） ０．１５ｍｏｌ １，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロ−１，３− ペンタシラン−２，４−ジオンカリウム塩 ０．３０ｍｏｌ を２００ｍｌの溶媒（テトラヒドロフラン又はｎ−ヘキ
サン）中に混合して、室温下における窒素ガスの気流下
において脱水処理を施した後、１６時間撹拌して得られ
た混合物を濾過して粗生成物を得た後、該粗生成物を減
圧下における６５℃の温度下で精製すると、収率５６％
で濃青色の銅配線用の膜形成用材料が得られる。
サン）中に混合して、室温下における窒素ガスの気流下
において脱水処理を施した後、１６時間撹拌して得られ
た混合物を濾過して粗生成物を得た後、該粗生成物を減
圧下における６５℃の温度下で精製すると、収率５６％
で濃青色の銅配線用の膜形成用材料が得られる。
【００７２】以下、本発明の第１又は第２の実施形態に
係る膜形成用材料を用いて基板上に銅配線を形成する第
１の配線形成方法について説明する。
係る膜形成用材料を用いて基板上に銅配線を形成する第
１の配線形成方法について説明する。
【００７３】まず、図４（ａ）に示すように、Ｓｉより
なる基板３０の上に例えばＳｉＯ2よりなる絶縁膜３１
を堆積した後、該絶縁膜３１の上に第１又は第２の実施
形態に係る膜形成用材料をＣＶＤ法により供給して、図
４（ｂ）に示すように、絶縁膜３１の上にＳｉを含む銅
膜３２を堆積する。
なる基板３０の上に例えばＳｉＯ2よりなる絶縁膜３１
を堆積した後、該絶縁膜３１の上に第１又は第２の実施
形態に係る膜形成用材料をＣＶＤ法により供給して、図
４（ｂ）に示すように、絶縁膜３１の上にＳｉを含む銅
膜３２を堆積する。
【００７４】次に、図４（ｃ）に示すように、銅膜３２
の上にレジストパターン３３を形成した後、図４（ｄ）
に示すように、レジストパターン３３をマスクとして銅
膜３２に対してエッチングを行なって、銅膜３２よりな
る銅配線３４を形成する。
の上にレジストパターン３３を形成した後、図４（ｄ）
に示すように、レジストパターン３３をマスクとして銅
膜３２に対してエッチングを行なって、銅膜３２よりな
る銅配線３４を形成する。
【００７５】次に、図４（ｅ）に示すように、レジスト
パターン３３を除去した後、基板３０に対して真空中に
おける５００℃の温度下において熱処理を施して、銅配
線３４に含まれるＳｉを銅配線３４の表面部に偏析させ
ることにより、銅配線３４の表面部に銅シリサイド層３
５を形成する。銅シリサイド層３５は銅配線３４が酸化
するのを防止するバリア層（自己拡散バリア層）とな
る。
パターン３３を除去した後、基板３０に対して真空中に
おける５００℃の温度下において熱処理を施して、銅配
線３４に含まれるＳｉを銅配線３４の表面部に偏析させ
ることにより、銅配線３４の表面部に銅シリサイド層３
５を形成する。銅シリサイド層３５は銅配線３４が酸化
するのを防止するバリア層（自己拡散バリア層）とな
る。
【００７６】以下、本発明の第１又は第２の実施形態に
係る膜形成用材料を用いて基板上に銅配線を形成する第
２の配線形成方法について説明する。
係る膜形成用材料を用いて基板上に銅配線を形成する第
２の配線形成方法について説明する。
【００７７】まず、図５（ａ）に示すように、Ｓｉより
なる基板４０の上に例えばＳｉＯ2よりなる絶縁膜４１
を堆積した後、図５（ｂ）に示すように、絶縁膜４１の
上にレジストパターン４２を形成した後、図５（ｃ）に
示すように、レジストパターン４２をマスクとして絶縁
膜４１に対してエッチングを行なって、配線領域となる
凹状溝４３を形成する。
なる基板４０の上に例えばＳｉＯ2よりなる絶縁膜４１
を堆積した後、図５（ｂ）に示すように、絶縁膜４１の
上にレジストパターン４２を形成した後、図５（ｃ）に
示すように、レジストパターン４２をマスクとして絶縁
膜４１に対してエッチングを行なって、配線領域となる
凹状溝４３を形成する。
【００７８】次に、絶縁膜４１の上に第１又は第２の実
施形態に係る膜形成用材料をＣＶＤ法により供給して、
図５（ｄ）に示すように、絶縁膜４１の上にＳｉを含む
銅膜４４を堆積した後、例えばＣＭＰ法により、銅膜４
４における絶縁膜４１の上に露出している部分を除去し
て、銅膜４４よりなる銅配線４５を形成する。
施形態に係る膜形成用材料をＣＶＤ法により供給して、
図５（ｄ）に示すように、絶縁膜４１の上にＳｉを含む
銅膜４４を堆積した後、例えばＣＭＰ法により、銅膜４
４における絶縁膜４１の上に露出している部分を除去し
て、銅膜４４よりなる銅配線４５を形成する。
【００７９】次に、基板４０に対して真空中における５
００℃の温度下において熱処理を施して、銅配線４５に
含まれるＳｉを銅配線４５の表面部に偏析させることに
より、銅配線４５の表面部に銅シリサイド層４６を形成
する。銅シリサイド層４６は銅配線４５が酸化するのを
防止するバリア層（自己拡散バリア層）となる。
００℃の温度下において熱処理を施して、銅配線４５に
含まれるＳｉを銅配線４５の表面部に偏析させることに
より、銅配線４５の表面部に銅シリサイド層４６を形成
する。銅シリサイド層４６は銅配線４５が酸化するのを
防止するバリア層（自己拡散バリア層）となる。
【００８０】
【発明の効果】請求項１の発明に係る膜形成用材料によ
ると、六員環構造にＳｉが含まれているため、該膜形成
用材料により形成された銅膜に対して熱処理を施すと、
銅膜の表面部に銅シリサイド層よりなるバリア層が形成
されるので、ＣＶＤ法により銅膜を形成する場合でも、
工程数の増加を伴うことなく銅膜の表面部にバリア層を
形成することができる。
ると、六員環構造にＳｉが含まれているため、該膜形成
用材料により形成された銅膜に対して熱処理を施すと、
銅膜の表面部に銅シリサイド層よりなるバリア層が形成
されるので、ＣＶＤ法により銅膜を形成する場合でも、
工程数の増加を伴うことなく銅膜の表面部にバリア層を
形成することができる。
【００８１】請求項２の発明に係る膜形成用材料による
と、一般式におけるＹ1 、Ｙ2 及びＹ3 はすべてＳｉで
あり、六員環構造にＣが含まれないので、該膜形成用材
料により形成された銅膜の抵抗が小さくなる。
と、一般式におけるＹ1 、Ｙ2 及びＹ3 はすべてＳｉで
あり、六員環構造にＣが含まれないので、該膜形成用材
料により形成された銅膜の抵抗が小さくなる。
【００８２】請求項３の発明に係る膜形成用材料による
と、一般式におけるＬは、主鎖に二重結合又は三重結合
を持ち且つすべての骨格にＳｉを含む基であるため、該
膜形成用材料により形成された銅膜に対して熱処理を施
すと、銅膜の表面部に銅シリサイド層よりなるバリア層
が十分に形成されるので、銅膜の酸化を確実に防止する
ことができる。
と、一般式におけるＬは、主鎖に二重結合又は三重結合
を持ち且つすべての骨格にＳｉを含む基であるため、該
膜形成用材料により形成された銅膜に対して熱処理を施
すと、銅膜の表面部に銅シリサイド層よりなるバリア層
が十分に形成されるので、銅膜の酸化を確実に防止する
ことができる。
【００８３】請求項４の発明に係る膜形成用材料による
と、一般式におけるＲ1 及びＲ2 はＳｉを含む基である
ため、該膜形成用材料により形成された銅膜に対して熱
処理を施すと、銅膜の表面部に銅シリサイド層よりなる
バリア層が十分に形成されるので、銅膜の酸化を確実に
防止することができる。
と、一般式におけるＲ1 及びＲ2 はＳｉを含む基である
ため、該膜形成用材料により形成された銅膜に対して熱
処理を施すと、銅膜の表面部に銅シリサイド層よりなる
バリア層が十分に形成されるので、銅膜の酸化を確実に
防止することができる。
【００８４】請求項５の発明に係る膜形成用材料による
と、請求項１の発明と同様、六員環構造にＳｉが含まれ
ているため、該膜形成用材料を用いてＣＶＤ法により銅
膜を形成する場合でも、工程数の増加を伴うことなく銅
膜の表面部にバリア層を形成することができる。
と、請求項１の発明と同様、六員環構造にＳｉが含まれ
ているため、該膜形成用材料を用いてＣＶＤ法により銅
膜を形成する場合でも、工程数の増加を伴うことなく銅
膜の表面部にバリア層を形成することができる。
【００８５】請求項６の発明に係る膜形成用材料による
と、請求項２の発明と同様、一般式におけるＹ1 、Ｙ2
及びＹ3 はすべてＳｉであるため、該膜形成用材料によ
り形成された銅膜の抵抗が小さくなる。
と、請求項２の発明と同様、一般式におけるＹ1 、Ｙ2
及びＹ3 はすべてＳｉであるため、該膜形成用材料によ
り形成された銅膜の抵抗が小さくなる。
【００８６】請求項７の発明に係る膜形成用材料による
と、請求項４の発明と同様、一般式におけるＲ1 及びＲ
2 はＳｉを含む基であるため、該膜形成用材料により形
成された銅膜に対して熱処理を施すと、銅膜の表面部に
銅シリサイド層よりなるバリア層が十分に形成されるの
で、銅膜の酸化を確実に防止することができる。
と、請求項４の発明と同様、一般式におけるＲ1 及びＲ
2 はＳｉを含む基であるため、該膜形成用材料により形
成された銅膜に対して熱処理を施すと、銅膜の表面部に
銅シリサイド層よりなるバリア層が十分に形成されるの
で、銅膜の酸化を確実に防止することができる。
【００８７】請求項８の発明に係る配線形成方法による
と、膜形成用材料の六員環構造にＳｉが含まれているた
め、銅配線に対して熱処理を施すと、Ｓｉが銅配線の表
面に偏析して銅配線の表面部に銅シリサイド層よりなる
バリア層が形成されるので、ＣＶＤ法により銅配線を形
成するにも拘らず、工程数の増加を伴うことなく銅配線
にバリア層を形成することができる。
と、膜形成用材料の六員環構造にＳｉが含まれているた
め、銅配線に対して熱処理を施すと、Ｓｉが銅配線の表
面に偏析して銅配線の表面部に銅シリサイド層よりなる
バリア層が形成されるので、ＣＶＤ法により銅配線を形
成するにも拘らず、工程数の増加を伴うことなく銅配線
にバリア層を形成することができる。
【００８８】請求項９〜１１の発明に係る配線形成方法
によると、請求項８の発明と同様、膜形成用材料の六員
環構造にＳｉが含まれているため、ＣＶＤ法により銅配
線を形成するにも拘らず、工程数の増加を伴うことなく
銅配線にバリア層を形成することができる。
によると、請求項８の発明と同様、膜形成用材料の六員
環構造にＳｉが含まれているため、ＣＶＤ法により銅配
線を形成するにも拘らず、工程数の増加を伴うことなく
銅配線にバリア層を形成することができる。
【図１】本発明の各実施形態に係る膜形成用材料を用い
て銅膜を堆積する第１のＣＶＤ装置の概略図である。
て銅膜を堆積する第１のＣＶＤ装置の概略図である。
【図２】本発明の各実施形態に係る膜形成用材料を用い
て銅膜を堆積する第２のＣＶＤ装置の概略図である。
て銅膜を堆積する第２のＣＶＤ装置の概略図である。
【図３】本発明の各実施形態に係る膜形成用材料を用い
て銅膜を堆積する際に用いるスピンコーターの概略図で
ある。
て銅膜を堆積する際に用いるスピンコーターの概略図で
ある。
【図４】本発明の各実施形態に係る膜形成用材料を用い
る第１の配線形成方法の各工程を示す断面図である。
る第１の配線形成方法の各工程を示す断面図である。
【図５】本発明の各実施形態に係る膜形成用材料を用い
る第２の配線形成方法の各工程を示す断面図である。
る第２の配線形成方法の各工程を示す断面図である。
【図６】第１の従来の配線形成方法の各工程を示す断面
図である。
図である。
【図７】第２の従来の配線形成方法の各工程を示す断面
図である。
図である。
【図８】第２の従来の配線形成方法の各工程を示す断面
図である。
図である。
１ 材料容器 ２ 第１のガス貯溜器 ３ 第１のマスフローコントローラ ４ ＣＶＤチャンバー ５ ヒーター ６ 基板 ７ シャワーヘッド ８ 第２のガス貯溜器 ９ 第２のマスフローコントローラ １０ 第３のマスフローコントローラ １１ 第３のガス貯溜器 １２ 第４のマスフローコントローラ １３ 圧力センサー １４ 圧力コントローラ １５ ガス排出手段 １６ 液体マスフローコントローラ １７ ベーパライザー ３０ 基板 ３１ 絶縁膜 ３２ 銅膜 ３３ レジストパターン ３４ 銅配線 ３５ 銅シリサイド層 ４０ 基板 ４１ 絶縁膜 ４２ レジストパターン ４３ 凹状溝 ４４ 銅膜 ４５ 銅配線 ４６ 銅シリサイド層
Claims (11)
- 【請求項１】 Ｃｕに配位し且つＳｉを含む六員環構造
を有し、一般式が、 【化１】 （但し、Ｘ1 及びＸ2 はＣｕと配位結合する同種又は異
種のＶＩ族の元素であり、Ｙ1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの
少なくとも１つはＳｉであり、Ｌは二重結合又は三重結
合を持ちＣｕに電子を供与できる基であり、Ｒ1 及びＲ
2 は任意の元素又は化合物である）で表される膜形成用
材料。 - 【請求項２】 前記一般式におけるＹ1 、Ｙ2 及びＹ3
はすべてＳｉであることを特徴とする請求項１に記載の
膜形成用材料。 - 【請求項３】 前記一般式におけるＬは、主鎖に二重結
合又は三重結合を持ち且つすべての骨格にＳｉを含む基
であることを特徴とする請求項１又は２に記載の膜形成
用材料。 - 【請求項４】 前記一般式におけるＲ1 及びＲ2 はＳｉ
を含む基であることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
か１項に記載の膜形成用材料。 - 【請求項５】 Ｃｕに配位し且つＳｉを含む六員環構造
を有し、一般式が、 【化２】 （但し、Ｘ1 及びＸ2 はＣｕと配位結合する同種又は異
種のＶＩ族の元素であり、Ｙ1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの
少なくとも１つはＳｉであり、Ｒ1 及びＲ2 は任意の元
素又は化合物である）で表される膜形成用材料。 - 【請求項６】 前記一般式におけるＹ1 、Ｙ2 及びＹ3
はすべてＳｉであることを特徴とする請求項５に記載の
膜形成用材料。 - 【請求項７】 前記一般式におけるＲ1 及びＲ2 はＳｉ
を含む基であることを特徴とする請求項５又は６に記載
の膜形成用材料。 - 【請求項８】 基板上に、Ｃｕに配位し且つＳｉを含む
六員環構造を有し、一般式が、 【化３】 （但し、Ｘ1 及びＸ2 はＣｕと配位結合する同種又は異
種のＶＩ族の元素であり、Ｙ1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの
少なくとも１つはＳｉであり、Ｌは二重結合又は三重結
合を持ちＣｕに電子を供与できる基であり、Ｒ1 及びＲ
2 は任意の元素又は化合物である）で表される膜形成用
材料をＣＶＤ法により供給して、前記基板上にＳｉを含
む銅膜を堆積する工程と、 前記銅膜の上にレジストパターンを形成した後、該レジ
ストパターンをマスクとして前記銅膜に対してエッチン
グを行なって、前記銅膜よりなる銅配線を形成する工程
と、 前記基板に対して熱処理を施して前記銅配線に含まれる
Ｓｉを前記銅配線の表面部に偏析させることにより、前
記銅配線の表面部に銅シリサイド層を形成する工程とを
備えていることを特徴とする配線形成方法。 - 【請求項９】 基板上に、Ｃｕに配位し且つＳｉを含む
六員環構造を有し、一般式が、 【化４】 （但し、Ｘ1 及びＸ2 はＣｕと配位結合する同種又は異
種のＶＩ族の元素であり、Ｙ1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの
少なくとも１つはＳｉであり、Ｒ1 及びＲ2 は任意の元
素又は化合物である）で表される膜形成用材料をＣＶＤ
法により供給して、前記基板上にＳｉを含む銅膜を堆積
する工程と、 前記銅膜の上にレジストパターンを形成した後、該レジ
ストパターンをマスクとして前記銅膜に対してエッチン
グを行なって、前記銅膜よりなる銅配線を形成する工程
と、 前記基板に対して熱処理を施して前記銅配線に含まれる
Ｓｉを前記銅配線の表面部に偏析させることにより、前
記銅配線の表面部に銅シリサイド層を形成する工程とを
備えていることを特徴とする配線形成方法。 - 【請求項１０】 基板上に絶縁膜を堆積する工程と、 前記絶縁膜の上にレジストパターンを形成した後、該レ
ジストパターンをマスクとして前記絶縁膜に対してエッ
チングを行なって、前記絶縁膜に配線用凹部を形成する
工程と、 前記絶縁膜上に、Ｃｕに配位し且つＳｉを含む六員環構
造を有し、一般式が、 【化５】 （但し、Ｘ1 及びＸ2 はＣｕと配位結合する同種又は異
種のＶＩ族の元素であり、Ｙ1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの
少なくとも１つはＳｉであり、Ｌは二重結合又は三重結
合を持ちＣｕに電子を供与できる基であり、Ｒ1 及びＲ
2 は任意の元素又は化合物である）で表される膜形成用
材料をＣＶＤ法により供給して、前記絶縁膜の配線用凹
部にＳｉを含む銅膜よりなる銅配線を形成する工程と、 前記基板に対して熱処理を施して前記銅配線に含まれる
Ｓｉを前記銅配線の表面部に偏析させることにより、前
記銅配線の表面部に銅シリサイド層を形成する工程とを
備えていることを特徴とする配線形成方法。 - 【請求項１１】 基板上に絶縁膜を堆積する工程と、 前記絶縁膜の上にレジストパターンを形成した後、該レ
ジストパターンをマスクとして前記絶縁膜に対してエッ
チングを行なって、前記絶縁膜に配線用凹部を形成する
工程と、 前記絶縁膜上に、Ｃｕに配位し且つＳｉを含む六員環構
造を有し、一般式が、 【化６】 （但し、Ｘ1 及びＸ2 はＣｕと配位結合する同種又は異
種のＶＩ族の元素であり、Ｙ1 、Ｙ2 及びＹ3 のうちの
少なくとも１つはＳｉであり、Ｒ1 及びＲ2 は任意の元
素又は化合物である）で表される膜形成用材料をＣＶＤ
法により供給して、前記絶縁膜の配線用凹部にＳｉを含
む銅膜よりなる銅配線を形成する工程と、 前記基板に対して熱処理を施して前記銅配線に含まれる
Ｓｉを前記銅配線の表面部に偏析させることにより、前
記銅配線の表面部に銅シリサイド層を形成する工程とを
備えていることを特徴とする配線形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8041408A JPH09255687A (ja) | 1995-03-20 | 1996-02-28 | 膜形成用材料及び配線形成方法 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6075095 | 1995-03-20 | ||
| JP8-5512 | 1996-01-17 | ||
| JP7-60750 | 1996-01-17 | ||
| JP551296 | 1996-01-17 | ||
| JP8041408A JPH09255687A (ja) | 1995-03-20 | 1996-02-28 | 膜形成用材料及び配線形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09255687A true JPH09255687A (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=27276789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8041408A Pending JPH09255687A (ja) | 1995-03-20 | 1996-02-28 | 膜形成用材料及び配線形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09255687A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09321045A (ja) * | 1996-05-30 | 1997-12-12 | Nec Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| JPH11195621A (ja) * | 1997-11-05 | 1999-07-21 | Tokyo Electron Ltd | バリアメタル、その形成方法、ゲート電極及びその形成方法 |
| US7229921B2 (en) | 2002-03-13 | 2007-06-12 | Nec Electronics Corporation | Semiconductor device and manufacturing method for the same |
| JP2016111104A (ja) * | 2014-12-03 | 2016-06-20 | 株式会社Ｊｏｌｅｄ | 薄膜半導体基板の製造方法 |
-
1996
- 1996-02-28 JP JP8041408A patent/JPH09255687A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09321045A (ja) * | 1996-05-30 | 1997-12-12 | Nec Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| JPH11195621A (ja) * | 1997-11-05 | 1999-07-21 | Tokyo Electron Ltd | バリアメタル、その形成方法、ゲート電極及びその形成方法 |
| US7229921B2 (en) | 2002-03-13 | 2007-06-12 | Nec Electronics Corporation | Semiconductor device and manufacturing method for the same |
| JP2016111104A (ja) * | 2014-12-03 | 2016-06-20 | 株式会社Ｊｏｌｅｄ | 薄膜半導体基板の製造方法 |
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