TW201602396A - 成膜方法及成膜裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種可成膜出具有較以往更良好的面內均勻性之膜的成膜方法及成膜裝置。 在處理容器內所設置之載置台的載置台本體載置被處理基板，並在將處理容器內真空排氣的狀態下，當藉由載置台本體所設置之加熱器來加熱被處理基板，並將成膜原料氣體供給至處理容器內，而在被處理基板表面讓成膜原料氣體熱分解或反應，而於被處理基板上成膜出既定之膜時，會在成膜原料氣體之供給前，將包含H2氣體或He氣體的熱傳導氣體導入至處理容器內而使得載置台本體之熱量熱傳導至載置台本體外側。

Description

成膜方法及成膜裝置
本發明係關於一種對被處理基板成膜出既定之膜的成膜方法及成膜裝置。
近年來，對應於半導體元件之高速化，配線圖案之微細化、高集積化的要求，而尋求配線間的容量下降及提升配線之導電性以及提升電子遷移之耐性，作為對應於此之技術，則一種在配線材料使用導電性較鋁(Al)或鎢(W)要高且電子遷移耐性優異之銅(Cu)，並使用低介電率膜(Low-k膜)來作為層間絕緣膜的Cu多層配線技術便受到矚目。
作為此時之Cu配線的形成方法已知有一種技術，係在於被處理基板的半導體晶圓(以下，僅稱為晶圓)成膜出Low-k膜，而在Low-k膜形成溝槽或孔洞後，以濺鍍為代表之物理蒸鍍法(PVD)來於其內壁成膜出由Ta、TaN、Ti等所構成的阻隔層，再於其上同樣地以PVD來成膜出Cu種晶層，並進一步地施予Cu鍍覆，以填埋溝槽或孔洞(例如專利文獻1)。
然而，半導體元件之設計準則乃日漸微細化，而難以藉由本質上階段覆蓋較低的PVD來在溝槽或孔洞內成膜出Cu種晶層。因此，便提議有一種方法，係在阻隔層上以化學蒸鍍法(CVD)來成膜出釕膜以作為種晶層，再於其上形成Cu膜(專利文獻2)。又，亦探討藉由可得到更良好之階段覆蓋之原子層沉積法(ALD)來形成釕膜。進一步地，亦探討藉由CVD或ALD來形成阻隔層。
在以CVD或ALD來形成種晶層或阻隔層的情況，一般而言會使用金屬原子與有機基團鍵結之有機金屬化合物，但在使用有機金屬化合物的情況，係有金屬以外之成分會容易殘留於膜中的顧慮。於是乎，便探討讓有 機配位基僅為CO之金屬羰基化合物來作為可得到雜質較少之膜的有機金屬化合物原料，而提議有使用W(CO)6來成膜出作為阻隔層之鎢膜的技術，以及使用Ru3(CO)12來成膜出作為種晶層之釕膜的技術(專利文獻3及專利文獻4)。
然而，在使用金屬羰基化合物來進行成膜的情況，在通常之成膜方法中，晶圓中央部之膜厚會變得較大，周邊部之膜厚會變得較小，而成為面內均勻性較低者。因此，便提議有在對應於半導體周緣部之位置設置具有氣體放出口之阻隔板，並且以包圍處理容器內之處理空間的方式來設置環狀之內部區劃壁，而從設置於阻隔板周緣部的氣體放出口朝向較載置台所載置之半導體晶圓外周端要靠外側的區域來供給成膜原料氣體(專利文獻5)。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
專利文獻1：日本特開平11-340226號公報
專利文獻2：日本特開2007-194624號公報
專利文獻3：日本特開2002-60944號公報
專利文獻4：日本特開2004-346401號公報
專利文獻5：日本特開2009-239104號公報
然而，半導體元件會朝更加微細化進展，而在今後的22nm節點以後，係要求以所謂將阻隔層或種晶層為2nm以下之極薄的膜厚來均勻地成膜，故即便使用專利文獻5之技術，仍會有因晶圓之中央部與周緣部的些微溫度差而無法得到所欲膜厚之面內均勻性的情況。因此，便謀求要藉由相異之途徑來得到面內均勻性。
本發明係有鑑於相關情事，而課題在於提供一種可成膜出具有極良好之面內均勻性的膜之成膜方法及成膜裝置。
本發明者為了解決上述課題而重複檢討的結果，便發現一般成膜裝置由於在載置被處理基板之載置台外側係設置有未被加熱的構件，故在真空氛圍之處理容器內便無法避免地會產生在被處理基板之中央部與周緣部之 間的溫度差，而使得膜厚之面內均勻性有了極限，但藉由將高熱傳導性之熱傳導氣體導入至處理容器內，便會促進從載置台朝其外部構件之熱傳導，而使得被處理基板之中央部與周緣部的溫度差變小，進而完成本發明。
亦即，本發明之第一觀點係提供一種成膜方法，係在處理容器內所設置之載置台的載置台本體載置被處理基板，並在將該處理容器真空排氣的狀態下，藉由該載置台本體所設置之加熱器來加熱該被處理基板，並將成膜原料氣體供給至該處理容器內，在該被處理基板表面讓成膜原料氣體熱分解或反應，而於該被處理基板上成膜出既定之膜的成膜方法；在該成膜原料氣體之供給前，會將包含H2氣體或He氣體的熱傳導氣體導入至該處理容器內，而使得該載置台本體之熱量熱傳導至該載置台本體外側。
該成膜方法中，該載置台較佳地係在該載置台本體外側具有溫度被設定為較被處理基板要低之外側構件。又，較佳地係在將被處理基板搬入至該處理容器之前，在將該熱傳導氣體導入至該處理容器內而使得該載置台本體的熱量熱傳導至該載置台本體外側後，將該熱傳導氣體從該處理容器排出，之後將被處理基板搬入至該處理容器，並載置於該載置台，而進行成膜處理。於該情況，較佳地係在將被處理基板搬入至該處理容器並載置於該載置台後，將升溫氣體導入至該處理容器內而讓該被處理基板升溫，之後進行成膜處理。
適於使用Ru3(CO)12氣體來作為該成膜原料氣體，將其熱分解而成膜出釕膜來作為該既定之膜的情況。作為該既定之膜的釕膜係可作為形成銅配線時的銅膜基底而被適當地加以使用。
又，本發明之第2觀點係提供一種成膜裝置，係於被處理基板表面形成既定之膜的成膜裝置，其係具有：處理容器，係收容被處理基板；載置台，係具有在該處理容器內載置被處理基板之載置台本體；加熱器，係設置於載置台本體；成膜原料氣體供給機構，係將成膜原料氣體供給至該處理容器內；熱傳導氣體導入機構，係將包含H2氣體或He氣體之熱傳導氣體導入至該處理容器內；排氣機構，係將該處理容器內排氣；以及控制部，係進行藉由該加熱器來加熱該載置台本體上的被處理基板，並且將成膜原料氣體供給至該處理容器內，在該被處理基板表面讓成膜原料氣體熱分解或反應而於該被處理基板上成膜出既定之膜的控制，以及在該成膜原料氣 體之供給前，將包含H2氣體或He氣體之熱傳導氣體導入至該處理容器內，而使得該載置台本體之熱量熱傳導至該載置台本體外側的控制。
本發明之第3觀點係提供一種記憶媒體，係在電腦上動作，並記憶有用以控制成膜裝置之程式的記憶媒體，其中該程式係在實行時，以進行上述成膜方法的方式來讓電腦控制該成膜裝置。
根據本發明，便會在處理容器內所設置之載置台的載置台本體載置被處理基板，並在將該處理容器真空排氣的狀態下，藉由載置台本體所設置之加熱器來加熱被處理基板，並將成膜原料氣體供給至處理容器內，在該被處理基板表面讓成膜原料氣體熱分解或反應，而於被處理基板上成膜出既定之膜時，在該成膜原料氣體之供給前，會將包含H2氣體或He氣體的熱傳導氣體導入至處理容器內，而使得載置台本體之熱量熱傳導至載置台本體外側。藉此，便可使得載置台本體外側之溫度極度接近載置台本體之溫度，而使得被處理基板之溫度均勻性上升，並可於被處理基板上形成極高面內均勻性之膜。
1‧‧‧成膜裝置
2‧‧‧處理容器
3‧‧‧載置台
4‧‧‧氣體導入機構
5‧‧‧氣體供給機構
6‧‧‧排氣機構
7‧‧‧控制器
23‧‧‧加熱器
31‧‧‧載置台本體
32‧‧‧基台
35‧‧‧邊緣環(外側構件)
44‧‧‧覆蓋環(外側構件)
60‧‧‧成膜原料
61‧‧‧成膜原料容器
63‧‧‧載體氣體供給配管
64‧‧‧CO氣體供給源
75‧‧‧H2氣體供給源
W‧‧‧半導體晶圓(被處理基板)
圖1係顯示用以實施本發明一實施形態相關之成膜方法的成膜裝置的一範例之剖面圖。
圖2係顯示圖1之成膜裝置中的載置台之主要部份的細節之部分剖面圖。
圖3係顯示用於圖1之成膜裝置的阻隔板之一範例的俯視圖。
圖4係顯示本發明之成膜方法的較佳範例之流程圖。
圖5係顯示本發明實施形態之成膜方法與以往之成膜方法中，載置台本體、外側構件以及晶圓之溫度變化的圖式。
圖6係顯示在以H2氣體來預熱的情況，以及未預熱的情況下，以各種膜厚藉由CVD來成膜出Ru膜，而沿著晶圓直徑方向來測定膜厚之情況的晶圓直徑方向之膜厚差異(1 σ)的圖式。
圖7係顯示以膜厚約2nm來成膜出Ru膜的情況中測定晶圓直徑方向的膜厚分布之結果的圖式，(a)係以H2氣體來進行預熱的情況，(b)係未進行預熱的情況。
圖8係顯示在晶圓的存在下導入H2氣體而成膜出Ru膜的情況以及以未導入H2氣體之以往方法來成膜出Ru膜的情況中膜厚與Haze的關係之圖式。
圖9顯示在晶圓搬入前導入H2氣體而成膜出Ru膜的情況以及以未導入H2氣體之以往方法來成膜出Ru膜的情況中膜厚與Haze的關係之圖式。
圖10係顯示使用本發明之成膜方法所成膜出之釕膜的Cu配線之形成方法的流程圖。
圖11係用以說明使用本發明之成膜方法所成膜出之釕膜的Cu配線之形成方法的工序剖面圖。
圖12係顯示用於Cu配線之形成方法的成膜系統之一範例的俯視圖。
以下，便參照添附圖式，就本發明實施形態來加以說明。
<成膜裝置>
圖1係顯示用以實施本發明一實施形態相關之成膜方法的成膜裝置之一範例的剖面圖，圖2係顯示載置台主要部分之細節的部分剖面圖，圖3係顯示用於圖1之成膜裝置的阻隔板之一範例的俯視圖。在此係以使用羰系有機金屬化合物之Ru3(CO)12來作為有機金屬原料而成膜出釕膜的情況作為範例來加以說明。
如圖1所示，第1實施形態相關之成膜裝置1係成為略圓筒狀，並具有區劃出處理室之處理容器2。該處理容器2係例如由鋁或鋁合金所構成。處理容器2底壁係成為較處理容器2要小徑的圓筒狀，並以於下方突出的方式來連接有區劃出排氣室之排氣容器12。排氣容器12係由與處理容器2相同之材料所構成。
排氣容器12之側壁下部係形成有排氣口13，並於該排氣口13連接有排氣配管14，該排氣配管14係連接有具有真空泵及壓力控制閥等的排氣機構6。然後，藉由讓該排氣機構6作動，便可使得處理容器2成為既定之減壓(真空)狀態。
處理容器2內係水平地設置有載置而保持被處理體之晶圓W的載置台3。載置台3係被安裝固定於從排氣容器12下方垂直地延伸的金屬製支柱 21上端部。該支柱21係貫穿排氣容器12底部而朝下方延伸，並藉由未圖式之致動器來加以升降，而使得載置台3整體升降。又，在支柱21會貫穿排氣容器12底部的貫穿部係設置有可伸縮之金屬製伸縮管22，而可維持處理容器2內之氣密性並可升降載置台3。
載置台3係埋設有例如鎢絲加熱器或碳絲加熱器般之加熱器23，並藉由該加熱器23來加熱晶圓W。又，載置台3係設置有用以流通冷卻其下部或側部而作溫度調整之冷媒的冷媒通路24。載置台3之詳細的構成會在之後敘述。
載置台3之周緣部係以垂直地貫穿之方式來設置有複數(例如3個)銷插通孔(未圖式)，該各銷插通孔內係可插通有升降銷25。各升降銷25下端部係被支撐於升降臂26，該升降臂26係連接於貫穿處理容器2底部之升降桿27。然後，藉由以未圖式之致動器來升降升降桿27，便可透過升降臂26來升降升降銷25。藉此，升降銷25便會相對於載置台3之載置面而出沒，來將晶圓W上推，或是將突出之升降銷25所移載的晶圓W載置於載置台3之載置面。在升降桿27會貫穿處理容器2之底部的貫穿部係藉由伸縮管28來維持氣密性。
處理容器2之頂部中央部係形成有將成膜處理用之氣體導入至處理容器2內之氣體導入口11。氣體導入口11係連接有供給成膜處理用之氣體之氣體供給機構5的氣體供給配管。又，處理容器2上部係連通於氣體導入口11而設置有氣體導入機構4。另外，氣體導入機構4及氣體供給機構5之詳細的構成係在之後敘述。
處理容器2側壁係在讓載置台3下降的位置所對應之位置形成有藉由搬送臂(未圖示)來搬出入晶圓W的開口部16，並設置有用以開閉該開口部16之閘閥17。
處理容器2側壁及頂壁係分別設置有加熱器18a、18b，而藉此來加熱側壁及頂壁至既定溫度，以防止供給至處理容器2內之成膜原料氣體會固化或液化。
成膜裝置1係具有用以控制加熱器電源、排氣機構6、氣體供給機構5等之各構成部的控制器7。控制器7係藉由上位的控制裝置之指令來控制各構成部。上位的控制裝置係具備有記憶有用以實施以下所說明之成膜方法 的處理配方之記憶媒體，並依照記憶媒體所記憶的處理配方來控制成膜處理。
載置台3係整體形成為圓板狀，並亦如圖2所示，藉由載置晶圓W之載置台本體31以及在圍繞該載置台本體31側面與底面的狀態下而支撐載置台本體31的基台32為主來加以構成。
載置台本體31係以陶瓷或金屬來加以構成，並成為圓板狀，且在其內部橫跨略整面而在絕緣的狀態下來埋設有加熱器23。載置台本體31上面會成為載置晶圓W之載置面，並藉由供電至加熱器23而透過載置台本體31來將晶圓W加熱至所欲溫度，以進行溫度控制。
作為構成載置台本體31之陶瓷係可舉例有例如氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)、碳化矽(SiC)等，作為金屬係可使用鋁、鋁合金等。載置台本體31之直徑係被設定為稍微較晶圓W之直徑要小。載置台本體31上部係切為直角狀且段部33會沿著周圍方向而形成為環狀。
基台32整體係藉由金屬來形成。然後，基台32係藉由於內部設置有橫跨略整面的冷媒通路24之圓板狀金屬製基底部34以及於該基底部34周緣部以圍繞載置台本體31周面的方式來設置之環狀金屬製邊緣環35而加以構成。藉由於冷媒通路24透過未圖示之配管來流通冷媒，便可被維持在未達到成膜原料之分解溫度且在固化溫度或液化溫度以上的溫度範圍。
基底部34與邊緣環35之間係為了緩和邊緣環35的冷卻而介設有由低熱傳導性之金屬所構成的環狀熱傳導緩和構件36。具體而言，基底部34及邊緣環35係由鋁或鋁合金所構成，熱傳導緩和構件36係由熱傳導性較鋁或鋁合金要差之不鏽鋼所構成。熱傳導緩和構件36係可依需要來設置，亦可省略。又，亦可以不鏽鋼來構成該基底部34或邊緣環35。邊緣環35、熱傳導緩和構件36及基底部34係藉由複數個螺栓來可裝卸自如(可分解)地結合成一體成形。
基台32之基底部34上面與載置台本體31下面之間係介設有例如由陶瓷或不鏽鋼所構成的隔熱材38。
邊緣環35係保持與晶圓W之載置面水平等級相同的等級，並具有朝晶圓W半徑方向外向延伸的環狀凸緣部39。凸緣部39周緣部係圓周狀地形成有突出於上方的突出部39a。
邊緣環35內周側的上部係沿著周圍方向而環狀地形成有朝載置台本體31突出之突起部40，該突起部40係延伸至載置台本體31之段部33的途中為止。該突起部40係以沿著周圍方向而上下貫穿的方式來設置有複數螺孔，於其中螺合有固定螺絲41，而藉由讓該固定螺絲41朝下方向前進，便會按壓載置台本體31之周邊部而加以固定。從而，邊緣環35內周面與載置台31外周面便不會直接接觸，兩者間會形成有空間部42。
載置台本體31之段部33側面與邊緣環35之突起部40內周面之間係在遊嵌狀態下可裝卸自如地設置有環狀遮蔽環43。該環狀遮蔽環43係以鋁或鋁合金等之金屬來加以構成，並具有防止朝載置台本體31側壁的成膜、確保晶圓W之面內溫度均勻性、防止朝晶圓W之內面的成膜、載置台本體31與邊緣環35之間的隔熱等的機能。
邊緣環35上面係設置有用以防止膜附著於晶圓W端面之斜角部的環狀覆蓋環44。該覆蓋環44係以例如氧化鋁或氮化鋁等之陶瓷材來加以構成。該覆蓋環44之溫度亦與基台32相同，於成膜時會被維持在未達成膜原料之分解溫度且在固化溫度或液化溫度以上的溫度範圍。
氣體導入機構4係連通於處理容器2之頂部中央部所設置之氣體導入口11，且對向於載置台3來加以設置，並從載置台3之垂直上方朝向較載置台3上之晶圓W外周端要靠外側的區域來供給成膜原料氣體。從而，氣體導入機構4係於載置台3上所載置之晶圓W的外側部分以迴避晶圓W的方向來供給成膜原料氣體。
具體而言，該氣體導入機構4係具有較晶圓W之直徑要大的直徑之阻隔板51，該阻隔板51係藉由從處理容器2之頂部內面延伸於下方的圓形環狀支撐構件52來從處理容器2之頂部朝下方適當地分離而加以支撐，並以對向於載置台3上之晶圓W的方式來加以安裝。如圖3所示，阻隔板51之周緣部係以對應於較載置台3上之晶圓W外周端要靠外側區域的方式來沿著周圍方向橫跨整周地設置有形成為圓弧狀的複數氣體放出口53。處理容器2頂部與阻隔板51之間的部分會形成為使得成膜原料氣體擴散之擴散室54，在擴散室54中，會使得擴散於外向之成膜原料氣體經過複數氣體放出口53而朝向下方處理空間放出。另外，亦可沿著周圍方向來形成多數小內徑之氣體噴射孔來取代此般圓弧狀氣體放出口53。
支撐構件52或隔板51係以熱傳導性良好的金屬材料，例如鋁或鋁合金來加以形成。
支撐構件52下側係與支撐構件52一體地設置有於阻隔板51下方垂直地延長的環狀內部區劃壁55，並以與支撐構件52相同之材料來加以形成。該內部區劃壁55係以包圍載置台3上方之處理空間S周圍的方式來加以設置，其下端部係靠近載置台3。然後，於該內部區劃壁55下端與載置台3周緣部之間會沿著載置台3之周圍方向來環狀地形成有排氣用氣體出口56。處理空間S之氛圍會由該氣體出口56從晶圓W外周側均等地排氣。
內部區劃壁55係位於在載置台3周緣部之凸緣部39及覆蓋環44上方，氣體出口56係形成於覆蓋環44上面及凸緣部39之突出部39a上面與內部區劃壁55下端面之間。內部區劃壁55下端部係以對應於凸緣部39之突出部39a的方式來沿著周圍方向形成有環狀突起57，並使得氣體出口56外周側之流道寬度減少。氣體出口56上下方向的寬度係包含外周部之流道寬度減少的部分，較佳地係1~10mm左右。
內部區劃壁55下端部係設置有孔形成構件58。具體而言，該孔形成構件58係於內部區劃壁55下端部，由此朝向載置台3之半徑方向的內向，亦即處理容器2之中心方向來加以延伸，並沿著載置台3之周圍方向形成為環狀。然後，在該孔形成構件58下面與載置台3周緣部之間會形成連通於氣體出口56之孔部59。從而，該孔部59係以孔形成構件58下面與載置台3之周緣部所配置的覆蓋環44上面之間所區劃形成，並沿著載置台3之周圍方向來形成為環狀。
該孔形成構件58係以與內部區劃壁55相同之熱傳導性良好的材料來加以構成。孔形成構件58雖與內部區劃壁55一體地形成，但亦可另外形成。藉由如此般讓孔形成構件58朝向處理容器2中心方向延伸，便會使得從上方流下的成膜原料氣體的一部分流向朝處理容器2中心方向變更，並且藉由減少以孔部59來排氣之氣體流道面積，便會使得處理空間S中之成膜原料氣體的滯留時間適當地變長。
該情況，孔形成構件58內周端較佳地係以不靠近較載置台3所載置之晶圓W外周端要內側的方式來加以設置。在孔形成構件58內周端延伸至晶圓W上時，會阻害膜厚之面內均勻性。又，從確保孔形成構件58之觀 點看來，孔形成構件58內周端與載置台3上所載置的晶圓W外周端之間的水平距離(圖2之L2)較佳地係10mm以下。又，孔部59之上下方向的寬度係被設定為與氣體出口56寬度相同程度。
氣體供給機構5係具有收容羰基釕(Ru3(CO)12)來作為固體狀成膜原料60之成膜原料容器61。成膜原料容器61周圍係設置有加熱器62。成膜原料容器係從上方插入有供給為載體氣體之CO氣體的載體氣體供給配管63。載體氣體供給配管63係連接有供給CO氣體之CO氣體供給源64。又，成膜原料容器61係插入有成膜原料氣體供給配管65。該氣體供給配管65係連接於處理容器2之氣體導入口11。從而，從CO氣體供給源64會透過載體氣體供給配管63來將作為載體氣體之CO氣體吹入成膜原料容器61內，使得在成膜原料容器61內昇華之羰基釕(Ru3(CO)12)氣體被CO氣體搬送而透過成膜原料氣體供給配管65及氣體導入口11來導入至氣體導入機構4之擴散室54，並從阻隔板51之氣體放出口53供給至處理容器2之處理空間S。載體氣體供給配管63係設置有流量控制用之質流控制器66及其前後之閥67a、67b。又，氣體供給配管65係設置有用以掌握羰基釕(Ru3(CO)12)之氣體量的流量計68及其前後之閥69a、69b。
又，氣體供給機構5係具有從載體氣體供給配管63中之閥67a上游側所分歧而設置的計數CO氣體配管71。計數CO氣體配管71係連接於氣體供給配管65。從而，來自CO氣體供給源64之CO氣體便可與羰基釕氣體個別地供給至處理空間S。計數CO氣體配管71係設置有流量控制用質流控制器72與其前後之閥73a、73b。
進一步地，氣體供給機構5係具有供給作為稀釋氣體、升溫氣體、沖淨氣體所使用的N2氣體之N2氣體供給源74以及供給作為熱傳導氣體所使用H2氣體之H2氣體供給源75。N2氣體供給源74係連接有N2氣體供給配管76，H2氣體供給源75係連接有H2氣體供給配管77，該等之另端係連接於成膜原料氣體供給配管65。N2氣體供給配管76係設置有流量控制用之質流控制器78與其前後之閥79a、79b，H2氣體供給配管77係設置有流量控制用之質流控制器80與其前後之閥81a、81b。
另外，亦可使用Ar氣體來代替作為稀釋氣體等所使用的N2氣體。又，亦可使用He氣體來代替作為熱傳導氣體之H2氣體。
<成膜方法>
接著，便就使用上述般所構成之成膜裝置1所進行的成膜處理來加以說明。
在成膜處理時，會成為開啟閘閥17，而從開口部16來將晶圓W搬入至處理容器2內並載置於載置台3，藉由排氣機構6來將處理容器2內排氣，並維持為既定壓力，而藉由加熱器23來將載置台3上之晶圓W升溫的狀態。
接著，氣體供給機構5中，會開啟閥67a、67b並透過載體氣體供給配管63來將作為載體氣體之CO氣體吹入至成膜原料容器61，而將在成膜原料容器61內藉由加熱器62之加熱所昇華而生成的Ru3(CO)12氣體與搬送氣體之CO氣體一同地透過成膜原料氣體供給配管65及氣體導入口11來朝氣體導入機構4之擴散室54供給。然後，將所供給之成膜原料氣體經由阻隔板51之氣體放出口53來導入至處理容器2之處理空間S。晶圓W表面係沉積有以下式(1)所示之反應來使得成膜原料氣體之Ru3(CO)12氣體熱裂解而生成的釕(Ru)，而成膜出具有既定膜厚的Ru膜。
Ru3(CO)12 → 3Ru+12CO...(1)
此時，晶圓表面中，便會產生如下式(2)所示般之Ru3(CO)12與CO之吸附．脫附反應。該反應係可在成膜於溝槽或孔洞等之凹部時，得到良好的階段覆蓋的表面反應速率之反應，而Ru3(CO)12與CO之吸附．脫附反應應為平衡反應。
如上述(1)、(2)所示之Ru3(CO)12氣體的分解反應係可藉由CO氣體的存在來加以抑制，而可在盡力保持著Ru3(CO)12的構造下將成膜原料氣體供給至腔室11內。因此，便使用CO氣體來作為載體氣體。又，為了更有效果地抑制Ru3(CO)12氣體的分解反應，而使得Ru3(CO)12/CO之分壓比減少是有效果的，因此，透過計數CO氣體配管71來與羰基釕分別地供給CO氣體是有效果的。
作為此時的處理條件較佳地係處理容器內之壓力為0.001~1Torr(0.13~133Pa)，晶圓溫度為成膜原料之分解溫度以上，例如150~250℃之範圍，作為載體氣體之CO氣體的流量係以成膜原料之 Ru3(CO)12氣體之流量會成為例如5mL/min(sccm)以下的流量，例如300mL/min(sccm)以下左右。
此時，成膜原料氣體之Ru3(CO)12氣體係藉由阻隔板51之作用而在擴散室54內朝向其周圍擴散，並從形成於阻隔板51周緣部的氣體放出口53朝向下方放出，而在處理空間S內朝向晶圓W外周端之外側區域流下，其一部分會朝向處理空間S內之中央部擴散。大部分所流下的成膜原料氣體會於內部區劃壁55下端部碰撞到朝向處理空間S中央部延伸而設置的孔形成構件58，而暫時地朝向處理空間S中央部側彎曲。其成膜原料氣體的一部分在滯留於處理空間S內的同時，大多的成膜原料氣體會流向流道面積被減少的孔部59內，進一步地通過氣體出口56，而朝向處理容器2內之載置台3下方空間流去，並經由排氣容器12內之排氣空間而從排氣口13排出。
如此般，由於設置有適當地減少排氣路徑之面積的孔部59，故會使得成膜原料氣體從處理空間S排出時的傳導度下降，而可適當時間地滯留於處理空間S內，且處理空間S之中央部係不會有過多成膜原料氣體，而該處理空間S內之氛圍會透過孔部59及氣體出口56來排出。亦即，藉由孔部59之存在，由於可使得處理空間S內的成膜原料氣體之滯留時間適當地變長，故可提高Ru膜之成膜速度，並使得膜厚之面內均勻性變的良好。
但是，如此般控制處理空間S中的成膜原料氣體的流向雖可確保某種程度之膜厚面內均勻性，但在今後22nm節點以後的更微細化之半導體元件中的Cu配線中，作為Cu膜之基底的Ru膜會被要求有所謂2nm以下的極薄之膜厚，而膜厚面內均勻性的要求等級會進一步地提升，故只有控制上述般之成膜原料氣體的流向便會漸漸變得不足夠。
亦即，載置台3中，係以加熱器23來僅加熱具有載置面之載置台本體31，為其外側構件之邊緣環35、覆蓋環44等(以下，稱為外側構件)係以抑制成膜原料氣體之熱裂解而未形成有膜之方式，不存在有加熱器，而僅藉由載置台31本體來加熱，故兩者間會產生無法避免的溫度差，而因該溫度差會產生膜厚之差異。
例如，在將載置台本體31之溫度設定為195℃時，晶圓W(中心部)之溫度會成為190℃，而外部構件之溫度會成為180℃以下，其結果，因晶圓 外周部之溫度較低，而使得晶圓外周部之成膜量會較晶圓中心部之成膜量較少，而Ru膜之膜厚會有外周部較中心部要薄之傾向。
在以往，此般因溫度差所導致膜厚不均勻並不構成問題，但在近年來微細化的半導體元件中之Cu配線中，連此般因溫度差所導致之膜厚的不均勻都會成為問題。
於是，本實施形態中，係將作為熱傳導之H2氣體導入至處理容器2內，以將對應於載置台3之晶圓W所設置的載置台本體31之加熱器23的熱量透過H2氣體來傳遞至存在於載置台本體31外側之邊緣環35、覆蓋環44等之外側構件，而將外側構件之溫度成為極接近載置台本體31之溫度的數值，以提升晶圓W之溫度均勻性。
H2氣體在500K(227℃)中的熱傳導率為267mW/(m．K)，具有相較於其他氣體突出且高的熱傳導率(例如，N2氣體為38.64mW/(m．K)，Ar氣體為26.58mW/(m．K))，而顯示極高的熱傳導性。作為熱傳導氣體所使用的H2氣體係可單獨地供給至處理容器，亦可以N2氣體等來加以稀釋。
另外，如上述般，亦可使用He氣體來作為熱傳導氣體。He氣體之熱傳導率雖會稍微較H2氣體要差，但在500K(227℃)中熱傳導率為221.2mW/(m．K)之高的數值，而可有效果地作為熱傳導氣體。
但是，在處理容器2內存在有晶圓W時，由於在導入H2氣體時成膜後之表面平滑性會有下降的傾向，故較佳地係在晶圓W搬入前將H2氣體導入至處理容器2，而進行預熱。
關於此時具體的成膜處理之順序，便參照圖4之流程圖來加以說明。
首先，將熱傳導氣體之H2氣體導入至處理容器2(步驟1)。此時可僅導入H2氣體，亦可導入H2氣體與N2氣體兩者。藉此，便會透過H2氣體來讓載置台本體31之熱量傳遞至其外側構件，而在供給既定時間的H2氣體後，停止H2氣體，而將處理容器2內排氣(步驟2)。接著，將晶圓W搬入至處理容器2內並載置於載置台3上(步驟3)，而將升溫氣體之N2氣體導入至處理容器2內以升溫晶圓W(步驟4)。接著，將Ru3(CO)12氣體導入至處理容器2內，並藉由CVD來成膜出Ru膜(步驟5)。之後，將處理容器2內排氣(沖淨)(步驟6)，而將晶圓W從處理容器2搬出(步驟7)。就既定片數之晶圓來反覆上述處理。
此時，載置台本體31、外側構件(邊緣環35、覆蓋環44等)以及晶圓溫度會如圖5(a)所示般變化。另一方面，未以H2氣體進行預熱的以往之成膜處理的情況之溫度變化係如圖5(b)所示。在比較該等時，得知相對於以H2來進行預熱的情況如圖5(a)所示，係在預熱時，外側構件之溫度會上升，並在Ru膜成膜時，外側構件之溫度會接近於晶圓之溫度，而在未以H2進行預熱的以往方法之情況如圖5(b)所示，係在晶圓搬入後之升溫工序時，外側構件之溫度無法充分地上升，並在Ru膜成膜時，外側構件之溫度會遠較晶圓之溫度要低。
另外，在使用He氣體來作為熱傳導氣體的情況雖亦可以相同順序來進行處理，但由於He氣體並不會使得Ru膜平滑性下降，故即便在晶圓W的存在下導入仍不會有不良影響。例如，亦可在升溫晶圓時導入作為導熱氣體之He氣體來取代N2氣體。
<實驗例>
首先就以H2氣體來預熱之本發明的方法與未預熱之情況的Ru膜之膜厚來進行調查。在此，便使用層間絕緣膜上具有藉由離子化PVD(Ionized physical vapor deposition，iPVD)所成膜之TaN膜與熱氧化膜來作為阻隔膜之矽晶圓，在以H2氣體預熱的情況以及未預熱的情況下，以各種膜厚藉由CVD來成膜出Ru膜，並沿著晶圓直徑方向來測定膜厚。圖6係顯示晶圓直徑方向的膜厚之差異(1 σ)者。另外，圖6中為了確認H2氣體之預熱效果，便不藉由H2氣體來進行預熱，而將N2氣體之升溫時間從以往的60sec延伸為180sec的結果來加以表示。如圖6所示，確認了雖藉由增加升溫時間，便會使得膜厚之差異稍微下降，但藉由進行H2氣體之預熱，便可使得膜厚之差異明確地下降。
接著，測定實際上在作為Cu膜之種晶層所使用的膜厚2nm附近成膜出Ru膜的情況中之晶圓直徑方向的膜厚分布。將其結果顯示於圖7。圖7(a)係以H2來進行預熱的情況，(b)係未進行預熱的情況。如圖7所示，得知在未以H2氣體來進行預熱的以往方法中，晶圓外周部之膜厚會變薄。另一方面，得知在進行H2氣體之預熱的情況，晶圓外周部便不會變薄，而成為在晶圓面內整體均勻的膜厚。
如圖6、圖7所示，藉由進行H2氣體之預熱處理便會使得膜厚均勻性提升，應該是因為藉由以H2氣體之預熱，便會充分地加熱存在於晶圓外側之外側構件，而使得外側構件之溫度成為靠近晶圓溫度的數值，來使得晶圓外周之成膜量成為與中心部相同。
接著，調查H2氣體供給時間點的Ru膜表面平滑性之差異。在此，便使用在層間絕緣膜上具有藉由離子化PVD(iPVD)所成膜之TaN膜與熱氧化膜來作為阻隔膜之矽晶圓，來在晶圓搬入前導入H2氣體而進行預熱後所成膜出Ru膜的情況以及在晶圓存在下，導入H2氣體而進行預熱後所成膜出Ru膜的情況下評量膜平滑性。膜平滑性係藉由Haze來加以評量。Haze係利用光散射的評價方法，膜越平滑則Haze之數值越小。為了比較，亦就以未導入H2氣體之以往方法來成膜出Ru膜的情況，藉由Haze來評價膜平滑性。
將該等結果顯示於圖8、9。圖8係顯示在晶圓的存在下導入H2氣體而成膜出Ru膜的情況以及以未導入H2氣體之以往方法來成膜出Ru膜之情況中的膜厚與Haze之關係者，圖9係顯示在晶圓搬入前導入H2氣體而成膜出Ru膜之情況以及未導入H2氣體之以往方法來成膜出Ru膜之情況中的膜厚與Haze之關係者。如圖8所示，確認了相對於在晶圓的存在下導入H2氣體時，Haze會相較於以往有上升的傾向，如圖9所示，在導入H2氣體升溫後而成膜出Ru膜的情況，係可得到與以往相同之Haze。此般Haze的上升(Haze的下降)應該是因基底之TiN膜會暴露於H2氣體，而確認了較佳地係在晶圓搬入前以H2氣體來預熱。
<Cu配線之形成方法>
接著，便就使用如上述般所形成之Ru膜的Cu配線之形成方法來加以說明。圖10係顯示此般Cu配線之形成方法的流程圖，圖11係其工序剖面圖。
首先，準備於下部構造201(細節省略)上具有SiO2膜、Low-k膜(SiCO、SiCOH等)等的層間絕緣膜202，並於其以既定圖案來形成溝槽203及朝下層配線連接用的孔洞(未圖示)的半導體晶圓(以下，僅稱為晶圓)W(步驟11，圖11(a))。作為此般晶圓W較佳地會藉由Degas(除氣)程序或Pre-Clean(預淨)程序來去除絕緣膜表面之水分或蝕刻/灰化時的殘渣。
接著，於包含溝槽203及孔洞之表面的整面成膜出抑制Cu擴散之阻隔膜204(步驟12，圖11(b))。
作為阻隔膜204較佳地係具有相對於Cu之高阻隔性，且低阻抗者，而可適當地使用Ti膜、TiN膜、Ta膜、TaN膜、Ta/TaN之雙層膜。又，亦可使用TaCN膜、W膜、WN膜、WCN膜、Zr膜、ZrN膜、V膜、VN膜、Nb膜、NbN膜等。由於Cu配線係填埋於溝槽或孔洞內之Cu體積越大則阻抗越低，故較佳地係讓阻隔膜非常薄地形成，而從此觀點看來，其厚度較佳地係1~20nm。更佳地係1~10nm。阻隔膜係可藉由iPVD，例如電漿濺鍍來加以成膜。又，亦可以通常之濺鍍、離子披覆等其他的PVD來加以成膜，亦可以CVD或ALD、使用電漿之CVD或ALD來加以成膜。
接著，在阻隔膜204上，藉由使用上述羰基釕(Ru3(CO)12)之CVD法，來將Ru膜205作為內襯膜而加以成膜(步驟13，圖11(c))。從所填埋之Cu體積越大則配線阻抗越低的觀點看來，Ru膜較佳地係較薄地形成為例如1~5nm。
由於Ru相對於Cu有較高的潤濕性，故可藉由在Cu的基底形成Ru膜，在接著以iPVD形成Cu膜時，便能確保良好的Cu移動性，而可使得堵塞溝槽或孔的開口之突出部分難以產生。又，如上述，藉由以H2氣體般之熱傳導氣體來進行預熱，便可將埋設有加熱器之載置台本體的熱量供給至外側構件，而即便伴隨著Cu配線的微細化而使得Ru膜之要求膜厚成為所謂2nm以下之極薄等級，仍可較高地維持膜厚之面內均勻性。
接著，藉由PVD來形成Cu膜206，以填埋溝槽203及孔洞(未圖示)(步驟14，圖11(d))。作為PVD較佳地使用iPVD。藉此，便可抑制Cu之突出部分而確保良好的填埋性。又，藉由使用PVD便可得到較鍍覆要高純度的Cu膜。在Cu膜206成膜時，較佳地係具備有在其之後的平坦化處理，而Cu膜206會以從溝槽203上面沉積的方式來加以形成。但是，就其沉積的部分，亦可以鍍覆來形成以取代PVD而連續形成。
在Cu膜206成膜後，便依必要來進行退火處理(步驟15，圖11(e))。藉由該退火處理，來讓Cu膜206穩定化。
之後，便藉由CMP(Chemical Mechanical Polishing)來研磨晶圓W表面的整面，以去除表面的Cu膜206以及其下之Ru膜205及阻隔膜204而平 坦化(步驟16，圖11(f))。藉此，便會在溝槽及貫孔(孔洞)內形成Cu配線207。
另外，在形成Cu配線207後，於晶圓W表面包含有Cu配線207及層間絕緣膜202的整面，成膜出有介電體帽或金屬帽等適當的帽膜。
藉由上述方法，由於可針對於極微細之溝槽或孔洞而以高階段覆蓋來成膜出Ru膜，故可不產生空隙來填埋Cu膜。又，藉由可以高階段覆蓋來成膜出Ru膜，便可成膜出極薄之Ru膜，而由於可讓Cu配線中之Cu體積更加地增大，故可使得Cu配線更加地低阻抗化。另外，藉由CVD來填埋Cu，便可使得Cu的結晶粒增大，而藉此亦可使得Cu配線更加地低阻抗化。
<用以形成Cu配線之成膜系統>
接著，便就適於實施Cu配線之形成方法的成膜系統來加以說明。
圖12係顯示Cu配線之形成方法所使用的成膜系統之一範例的俯視圖。
成膜系統300係具有：阻隔膜成膜及Ru膜成膜用之第1處理部301、Cu膜成膜用之第2處理部302、搬出入部303以及控制部304，並在對晶圓W形成Cu配線時，從基底膜之成膜進行Cu膜之成膜。
第1處理部301係具有第1真空搬送室311以及連接於該第1真空搬送室311壁部的2個阻隔膜成膜裝置312a、312b以及2個Ru膜成膜裝置314a、314b。Ru膜成膜裝置314a、314b係構成為與上述成膜裝置1相同。阻隔膜成膜裝置312a與Ru膜成膜裝置314a及阻隔膜成膜裝置312b與Ru膜成膜裝置314b會配置於線對稱之位置。
第1真空搬送室311之其他壁部係連接有進行晶圓W之除氣處理的除氣室305a、305b。又，第1真空搬送室311之除氣室305a與305b之間的壁部係連接有在第1真空搬送室311與後述第2真空搬送室321之間進行晶圓W之收授的收授室305。
阻隔膜成膜裝置312a,312b、Ru膜成膜裝置314a,314b、除氣室305a,305b以及收授室305係透過閘閥G來連接於第1真空搬送室311之各邊，且該等會藉由所對應之閘閥G的開閉來對第1真空搬送室311連通．遮斷。
第1真空搬送室311內係被保持為既定真空氛圍，其中係設置有搬送晶圓W之第1搬送機構316。該第1搬送機構316係配設於第1真空搬送 室311之略中央，並具有可旋轉及伸縮之旋轉．伸縮部317以及支撐設置於其前端之晶圓W的2個支撐臂318a、318b。第1搬送機構316係相對於阻隔膜成膜裝置312a,312b、Ru膜成膜裝置314a,314b、除氣室305a,305b以及收授室305而搬出入晶圓W。
第2處理部302係具有第2真空搬送室321以及連接於該第2真空搬送室321的對向壁部之2個Cu膜成膜裝置322a、322b。可將Cu膜成膜裝置322a、322b作為總括進行從凹部之填埋至沉積部的成膜為止之裝置來加以使用，亦可僅將Cu膜成膜裝置322a、322b用於填埋，而藉由鍍覆來形成沉積部。
第2真空搬送室321之第1處理部301側的2個壁部係分別連接有該除氣室305a、305b，除氣室305a與305b之間的壁部係連接有該收授室305。亦即，收授室305及除氣室305a及305b都設置於第1真空搬送室311與第2真空搬送室321之間，而於收授室305兩側則配置有除氣室305a及305b。進一步地，搬出入部303側的2個壁部係分別連接有可大氣搬送及真空搬送之裝載室306a、306b。
Cu膜成膜裝置322a,322b、除氣室305a,305b以及裝載室306a,306b係透過閘閥G來連接於第2真空搬送室321之各壁部，該等係藉由開啟所對應之閘閥來連通於第2真空搬送室321，而藉由關閉所對應之閘閥G來從第2真空搬送室321遮斷。又，收授室305並不透過閘閥而連接於第2搬送室321。
第2真空搬送室321內係被保持為既定真空氛圍，其中係設置有相對於Cu膜成膜裝置322a,322b、除氣室305a,305b、裝載室306a,306b以及收授室305而進行晶圓W之搬出入的第2搬送機構326。該第2搬送機構326係配設於第2真空搬送室321之略中央，並具有可旋轉及伸縮之旋轉．伸縮部327，該旋轉．伸縮部327之前端設置有支撐晶圓W的2個支撐臂328a、328b，該等2個支撐臂328a、328b係以互相地朝向相反方向的方式來安裝於旋轉．伸縮部327。
搬出入部303係夾置該裝載室306a、306b，而設置於第2處理部302的相反側，並具有連接裝載室306a、306b之大氣搬送室331。大氣搬送室 331上部係設置有用以形成清淨空氣之下向流的過濾器(未圖示)。裝載室306a、306b與大氣搬送室331之間的壁部係設置有閘閥G。與大氣搬送室331之連接有裝載室306a、306b的壁部對向之壁部係設置有連接收容作為被處理基板之晶圓W的載具C之2個連接埠332,333。又，大氣搬送室331側面係設置有進行晶圓W對位之對位腔室334。大氣搬送室331內係設置有進行晶圓W對載具C的搬出入及晶圓W對裝載室306a、306b的搬出入之大氣搬送用搬送機構336。該大氣搬送用機構336係具有2個多關節臂，並可沿載具C之配列方向在軌道338上移動，而讓晶圓W載置於個別前端的手部337上，以進行該搬送。
控制部304係用以控制成膜系統300之各構成部，例如阻隔膜成膜裝置312a,312b、Ru膜成膜裝置314a,314b、Cu膜成膜裝置322a,322b、搬送機構316,326,336等者，並具有作為個別地控制各構成部之控制器(未圖示)(例如上述控制器7)之上位控制裝置的機能。該控制部304係具備有：由實行各構成部之控制的微處理裝置(電腦)所構成之程序控制器；由用以讓操作者管理成膜系統300而進行之輸入操作及運作狀況之監視的使用者介面；以及儲存有各種資料及對應於處理條件而在處理裝置之各構成部實行處理的處理配方及其他控制資料之記憶部。處理配方係被記憶於記憶部中之記憶媒體(硬碟、CDROM、DVD、快閃記憶體等)。亦可從其他裝置，例如透過專用迴路來適當傳送配方。
然後，依必要，藉由來自使用者介面之指示等來從記憶部叫出任意之配方而讓程序控制器實行，便會在程序控制器之控制下，進行成膜系統300中之所欲的處理。
此般之成膜系統300中，會藉由大氣搬送用搬送機構336從載具C將形成具有溝槽或孔洞之既定圖案的晶圓W取出，而搬送至裝載室306a或306b，在將該裝載室減壓至與第2真空搬送室321相同程度之真空度後，會藉由第2搬送機構326來將裝載室之晶圓W透過第2真空搬送室321來搬送至除氣室305a或3055b，以進行晶圓W之除氣處理。之後，藉由第1搬送機構316來將除氣室之晶圓W取出，而透過第1真空搬送室311來搬入至阻隔膜成膜裝置312a或312b，以成膜出阻隔膜。阻隔膜成膜後，會藉 由第1搬送機構316來從阻隔膜成膜裝置312a或312b將晶圓W取出，而搬入至Ru膜成膜裝置314a或314b，以如上述般成膜出Ru膜。Ru膜成膜後，會藉由第1搬送機構316來從Ru膜成膜裝置314a或314b將晶圓W取出，而搬送至收授室305。之後，藉由第2搬送機構326來將晶圓W取出，並透過第2真空搬送室321來搬入至Cu膜成膜裝置322a或322b，以形成Cu膜，並將Cu填埋至溝槽或孔洞。此時，雖可總括成膜至沉積部為止，但亦可在Cu膜成膜裝置322a或322b中僅進行填埋，而藉由鍍覆來進行沉積部之形成。
Cu膜形成後，將晶圓W搬送至裝載室306a或306b，而讓該裝載室回復至大氣壓後，藉由大氣搬送用搬送機構336來將形成有Cu膜之晶圓W取出，而移回載具C。將此般之處理重複載具內之晶圓W數量的次數。
根據此般之成膜系統300，便可不大氣開放而在真空中進行阻隔膜之成膜、Ru膜之成膜以及Cu膜之成膜，而可防止在各工序後之表面氧化，並可得到高性能之Cu配線。
藉由上述之成膜系統300雖可從上述實施形態中之阻隔膜成膜進行至Cu膜成膜為止，但Cu膜成膜後所進行之退火工序、CMP工序則是可使用另外之裝置來對從成膜系統300搬出後之晶圓W加以進行。該等裝置可為通常所使用之構成者。藉由該等裝置與成膜系統300來構成Cu配線形成系統，並藉由具有與控制部304相同機能之共通控制部來總括控制，便可藉由一個處理配方來總括控制上述其他實施形態的Cu配線之形成方法。
<其他適用>
以上，雖已就本發明之實施形態來加以說明，但本發明並不被限定於上述實施形態而可有各種變形。例如，上述實施形態中，雖表示了關於將藉由Ru膜作為Cu配線形成時的Cu膜之基底膜來加以使用的情況，但並不被限定於此。又，上述實施形態中，雖將使用Ru3(CO)12氣體來成膜出Ru膜的情況作為範例來加以說明，但在本發明之原理上，只要可藉由熱量來讓成膜原料氣體分解或反應而形成膜的話便可適用，而成膜出之膜並不限於Ru膜，可對應於膜之材料來使用各種羰基金屬來作為成膜原料氣體，或是成膜原料氣體並不限於羰基金屬而可使用其他各種物質。又，上述實 施形態中，雖已就將羰基金屬氣體的Ru3(CO)12氣體熱裂解的情況來加以表示，但亦可適用於讓成膜原料氣體與其他氣體反應而形成既定之膜的情況。
進一步地，上述實施形態中，雖已表示對具有溝槽與孔(孔洞)之晶圓適用本發明之方法的範例，但凹部形態並不限於具有溝槽與孔洞之兩者。又，所適用之元件構造亦不限定於上述實施形態，關於基板亦不限定於半導體晶圓。
進一步地，上述實施形態中，作為成膜裝置雖就以於基板周緣部與中心部均勻地供給成膜原料的方式來於對應於較周緣部之基板要靠外側的位置而使用具有氣體放出口的阻隔板，並且以圍繞處理空間S的方式來設置區劃壁而控制成膜原料之流向的成膜裝置來加以表示，但不限於此，即便為使用於基板噴淋狀地放出氣體之一般的噴淋頭來放出成膜原料氣體等的其他氣體導入機構之成膜裝置，只要為因為基板外側構件之溫度會較基板要低而使得膜厚會成為不均勻情況的話，都可加以適用。
步驟1‧‧‧將H2氣體導入至處理容器內
步驟2‧‧‧停止．排氣H2氣體
步驟3‧‧‧搬入晶圓
步驟4‧‧‧升溫晶圓(導入N2氣體)
步驟5‧‧‧Ru膜成膜
步驟6‧‧‧排氣(沖淨)
步驟7‧‧‧搬出晶圓

Claims (12)

  1. 一種成膜方法，係在處理容器內所設置之載置台的載置台本體載置被處理基板，並在將該處理容器真空排氣的狀態下，藉由該載置台本體所設置之加熱器來加熱該被處理基板，並將成膜原料氣體供給至該處理容器內，在該被處理基板表面讓成膜原料氣體熱分解或反應，而於該被處理基板上成膜出既定之膜的成膜方法；其中在該成膜原料氣體之供給前，會將包含H2氣體或He氣體的熱傳導氣體導入至該處理容器內，而使得該載置台本體之熱量熱傳導至該載置台本體外側。
  2. 如申請專利範圍第1項之成膜方法，其中該載置台係在該載置台本體外側具有溫度被設定為較被處理基板要低之外側構件。
  3. 如申請專利範圍第1項之成膜方法，其係在將被處理基板搬入至該處理容器之前，在將該熱傳導氣體導入至該處理容器內而使得該載置台本體的熱量熱傳導至該載置台本體外側後，將該熱傳導氣體從該處理容器排出，之後將被處理基板搬入至該處理容器，並載置於該載置台，而進行成膜處理。
  4. 如申請專利範圍第3項之成膜方法，其係在將被處理基板搬入至該處理容器並載置於該載置台後，將升溫氣體導入至該處理容器內而讓該被處理基板升溫，之後進行成膜處理。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之成膜方法，其係使用Ru3(CO)12氣體來作為該成膜原料氣體，將其熱分解而成膜出釕膜來作為該既定之膜。
  6. 如申請專利範圍第5項之成膜方法，其中作為該既定之膜的釕膜係作為形成銅配線時的銅膜基底而被加以使用。
  7. 一種成膜裝置，係於被處理基板表面形成既定之膜的成膜裝置，其係具有：處理容器，係收容被處理基板；載置台，係具有在該處理容器內載置被處理基板之載置台本體；加熱器，係設置於載置台本體；成膜原料氣體供給機構，係將成膜原料氣體供給至該處理容器內； 熱傳導氣體導入機構，係將包含H2氣體或He氣體之熱傳導氣體導入至該處理容器內；排氣機構，係將該處理容器內排氣；以及控制部，係進行藉由該加熱器來加熱該載置台本體上的被處理基板，並且將成膜原料氣體供給至該處理容器內，在該被處理基板表面讓成膜原料氣體熱分解或反應而於該被處理基板上成膜出既定之膜的控制，以及在該成膜原料氣體之供給前，將包含H2氣體或He氣體之熱傳導氣體導入至該處理容器內，而使得該載置台本體之熱量熱傳導至該載置台本體外側的控制。
  8. 如申請專利範圍第7項之成膜裝置，其中該載置台係在該載置台本體外側具有溫度被設定為較被處理基板要低之外側構件。
  9. 如申請專利範圍第7項之成膜裝置，其中該控制部係在將被處理基板搬入至該處理容器之前，在將該熱傳導氣體導入至該處理容器內而使得該載置台本體的熱量熱傳導至該載置台本體外側後，將該熱傳導氣體從該處理容器排出，之後將被處理基板搬入至該處理容器，並載置於該載置台，而進行成膜處理。
  10. 如申請專利範圍第9項之成膜裝置，其中該控制部係在將被處理基板搬入至該處理容器並載置於該載置台後，將升溫氣體導入至該處理容器內而讓該被處理基板升溫，之後進行成膜處理。
  11. 如申請專利範圍第7至10項中任一項之成膜裝置，其係使用Ru3(CO)12氣體來作為該成膜原料氣體，將其熱分解而成膜出釕膜來作為該既定之膜。
  12. 一種記憶媒體，係在電腦上動作，並記憶有用以控制成膜裝置之程式的記憶媒體，其中該程式係在實行時，以進行如申請專利範圍第1至6項中任一項之成膜方法的方式來讓電腦控制該成膜裝置。
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