JP2001073131A - 銅薄膜製造方法、及びその方法に用いるスパッタ装置 - Google Patents
銅薄膜製造方法、及びその方法に用いるスパッタ装置Info
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- JP2001073131A JP2001073131A JP24841799A JP24841799A JP2001073131A JP 2001073131 A JP2001073131 A JP 2001073131A JP 24841799 A JP24841799 A JP 24841799A JP 24841799 A JP24841799 A JP 24841799A JP 2001073131 A JP2001073131 A JP 2001073131A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】比抵抗の小さい銅薄膜を提供する。
【解決手段】スパッタ装置１内に基板１５を配置し、銅
ターゲット２１をスパッタする際、ガス添加用配管３１
から微少量の大気を導入し、スパッタガス中に添加す
る。シリコン基板１５表面に形成された銅薄膜を大気中
に放置しておくと、比抵抗が低下し、バルク銅の値に近
づく。導入する大気の分圧は、６．６５×１０-4Ｐａ以
下の圧力にすると効果的である。分圧値を小さくするた
めには、間欠的に導入するとよい。
ターゲット２１をスパッタする際、ガス添加用配管３１
から微少量の大気を導入し、スパッタガス中に添加す
る。シリコン基板１５表面に形成された銅薄膜を大気中
に放置しておくと、比抵抗が低下し、バルク銅の値に近
づく。導入する大気の分圧は、６．６５×１０-4Ｐａ以
下の圧力にすると効果的である。分圧値を小さくするた
めには、間欠的に導入するとよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタ成膜の技
術分野にかかり、特に、銅または銅を主成分とするター
ゲットをスパッタし、銅薄膜を形成する技術分野に関す
る。
術分野にかかり、特に、銅または銅を主成分とするター
ゲットをスパッタし、銅薄膜を形成する技術分野に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年では、アルミニウム薄膜に代わり、
比抵抗の小さい銅薄膜が半導体デバイスの配線材料とし
て注目されている。
比抵抗の小さい銅薄膜が半導体デバイスの配線材料とし
て注目されている。
【０００３】図４(ａ)の符号１０１は、半導体デバイス
を構成するシリコン基板であり、その表面にはシリコン
酸化膜１０２が形成されている。
を構成するシリコン基板であり、その表面にはシリコン
酸化膜１０２が形成されている。
【０００４】このシリコン基板１０１をスパッタ装置内
に搬入し、アルゴンガスのプラズマを生成し、銅から成
るターゲットをスパッタし、シリコン酸化膜１０２上に
銅薄膜を形成し、パターニングして銅配線１０５を形成
する(図４(ｂ))。
に搬入し、アルゴンガスのプラズマを生成し、銅から成
るターゲットをスパッタし、シリコン酸化膜１０２上に
銅薄膜を形成し、パターニングして銅配線１０５を形成
する(図４(ｂ))。
【０００５】このようにスパッタ成膜法で形成された銅
配線１０５の比抵抗は、おおよそ２．２μΩｃｍであ
り、バルク状態の銅の比抵抗１．７μΩｃｍに比べて大
きくなってしまう。
配線１０５の比抵抗は、おおよそ２．２μΩｃｍであ
り、バルク状態の銅の比抵抗１．７μΩｃｍに比べて大
きくなってしまう。
【０００６】スパッタ装置で銅薄膜を形成した場合、銅
薄膜を水素中でアニール処理すれば、形成直後の銅薄膜
に比抵抗を小さくできることが知られているが、１．９
μΩｃｍ程度までしか小さくならず、不十分である。
薄膜を水素中でアニール処理すれば、形成直後の銅薄膜
に比抵抗を小さくできることが知られているが、１．９
μΩｃｍ程度までしか小さくならず、不十分である。
【０００７】また、アニール処理をするためには、スパ
ッタ装置とは別に、そのアニール処理のための装置を必
要とし、コスト高になるという問題がある。
ッタ装置とは別に、そのアニール処理のための装置を必
要とし、コスト高になるという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の不都合を解決するために創作されたものであり、その
目的は、低抵抗の銅薄膜を提供することにある。
の不都合を解決するために創作されたものであり、その
目的は、低抵抗の銅薄膜を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者等は、ス
パッタリングガスのプラズマを発生させ、銅または銅を
主成分とするターゲットをスパッタし、成膜対象物表面
に銅薄膜を形成する場合に、スパッタ雰囲気中に大気を
微少量導入すると、形成された銅薄膜の比抵抗が成膜後
の時間の経過とともに低下することを見いだした。
パッタリングガスのプラズマを発生させ、銅または銅を
主成分とするターゲットをスパッタし、成膜対象物表面
に銅薄膜を形成する場合に、スパッタ雰囲気中に大気を
微少量導入すると、形成された銅薄膜の比抵抗が成膜後
の時間の経過とともに低下することを見いだした。
【００１０】特に、添加ガスを５×１０-7Torr(６．６
５×１０-4Ｐａ)の分圧にしてスパッタした銅薄膜で
は、成膜後１０数時間後にはバルク状態の銅とほぼ等し
い値まで比抵抗が低下することを見いだした。
５×１０-4Ｐａ)の分圧にしてスパッタした銅薄膜で
は、成膜後１０数時間後にはバルク状態の銅とほぼ等し
い値まで比抵抗が低下することを見いだした。
【００１１】本発明は上記知見に基づいて創作されたも
のであり、請求項１記載の発明は、真空雰囲気中にスパ
ッタガスを導入し、銅または銅を主成分とするターゲッ
トをスパッタし、前記真空雰囲気中に置かれた成膜対象
物表面に銅薄膜または銅を主成分とする薄膜を形成する
銅薄膜製造方法であって、前記ターゲットをスパッタす
る際に、構造中に窒素原子を有するガスと、酸素原子を
有するガスと、又は窒素原子と酸素原子とを有するガス
とのうち、いずれか一種以上のガスから成る添加ガスを
前記真空雰囲気中に導入することを特徴とする。請求項
２記載の発明は、請求項１記載の銅薄膜製造方法であっ
て、前記添加ガスは、酸素ガス、窒素ガス、水のうち、
少なくともいずれか一種以上のガスが含まれていること
を特徴とする。請求項３記載の発明は、請求項１又は請
求項２のいずれか１項記載の銅薄膜製造方法であって、
前記スパッタ中の前記添加ガスの分圧は、６．６５×１
０-4Ｐａ以下にすることを特徴とする。請求項４記載の
発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の銅
薄膜製造方法であって、前記添加ガスを間欠的に導入す
ることを特徴とする。請求項５記載の発明は、スパッタ
装置であって、真空槽と、前記真空槽内に配置された銅
または銅を主成分とするターゲットとを有し、前記真空
槽内を真空雰囲気にし、スパッタガスを導入し、前記タ
ーゲットをスパッタし、前記真空雰囲気中に配置された
成膜対象物表面に薄膜を形成するスパッタ装置であっ
て、前記真空槽にはガス添加用配管が設けられ、前記ス
パッタガスの雰囲気中に、分圧で６．６５×１０-4Ｐａ
以下の圧力の添加ガスを連続またはパルス的に導入でき
るように構成されたことを特徴とする。請求項６記載の
発明は、請求項５記載のスパッタ装置であって、前記ガ
ス添加用配管の端部は大気に開放され、前記真空槽内に
前記添加ガスとして大気を導入できるように構成された
ことを特徴とする。
のであり、請求項１記載の発明は、真空雰囲気中にスパ
ッタガスを導入し、銅または銅を主成分とするターゲッ
トをスパッタし、前記真空雰囲気中に置かれた成膜対象
物表面に銅薄膜または銅を主成分とする薄膜を形成する
銅薄膜製造方法であって、前記ターゲットをスパッタす
る際に、構造中に窒素原子を有するガスと、酸素原子を
有するガスと、又は窒素原子と酸素原子とを有するガス
とのうち、いずれか一種以上のガスから成る添加ガスを
前記真空雰囲気中に導入することを特徴とする。請求項
２記載の発明は、請求項１記載の銅薄膜製造方法であっ
て、前記添加ガスは、酸素ガス、窒素ガス、水のうち、
少なくともいずれか一種以上のガスが含まれていること
を特徴とする。請求項３記載の発明は、請求項１又は請
求項２のいずれか１項記載の銅薄膜製造方法であって、
前記スパッタ中の前記添加ガスの分圧は、６．６５×１
０-4Ｐａ以下にすることを特徴とする。請求項４記載の
発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の銅
薄膜製造方法であって、前記添加ガスを間欠的に導入す
ることを特徴とする。請求項５記載の発明は、スパッタ
装置であって、真空槽と、前記真空槽内に配置された銅
または銅を主成分とするターゲットとを有し、前記真空
槽内を真空雰囲気にし、スパッタガスを導入し、前記タ
ーゲットをスパッタし、前記真空雰囲気中に配置された
成膜対象物表面に薄膜を形成するスパッタ装置であっ
て、前記真空槽にはガス添加用配管が設けられ、前記ス
パッタガスの雰囲気中に、分圧で６．６５×１０-4Ｐａ
以下の圧力の添加ガスを連続またはパルス的に導入でき
るように構成されたことを特徴とする。請求項６記載の
発明は、請求項５記載のスパッタ装置であって、前記ガ
ス添加用配管の端部は大気に開放され、前記真空槽内に
前記添加ガスとして大気を導入できるように構成された
ことを特徴とする。
【００１２】本発明は上記のように構成されており、ア
ルゴンガス等のスパッタガス中に、化学構造中に窒素原
子、酸素原子、又はその両方の原子を含む添加ガスを所
定の分圧で含有させ、スパッタガス及び添加ガスのプラ
ズマを発生させ、銅を主成分とするターゲットをスパッ
タしている。
ルゴンガス等のスパッタガス中に、化学構造中に窒素原
子、酸素原子、又はその両方の原子を含む添加ガスを所
定の分圧で含有させ、スパッタガス及び添加ガスのプラ
ズマを発生させ、銅を主成分とするターゲットをスパッ
タしている。
【００１３】上記のような添加ガスの導入量は、ガス添
加用配管に設けた流量制御バルブを用いて制御し、分圧
を６．６５×１０-4Ｐａ以下にするのが望ましい。
加用配管に設けた流量制御バルブを用いて制御し、分圧
を６．６５×１０-4Ｐａ以下にするのが望ましい。
【００１４】流量制御バルブで制御する場合、その最小
制御流量に相当する分圧よりも小さくすることは困難で
ある。従って、添加ガスを流量制御バルブを介して導入
する場合に、導入とその停止とを繰り返し、間欠的に導
入するようにすると、添加ガスの実効分圧値(時間平均
値)を、流量制御バルブで制御できる値よりも小さくす
ることができる。また、間欠的に導入するタイミングに
より、膜界面の組成制御も可能となる。
制御流量に相当する分圧よりも小さくすることは困難で
ある。従って、添加ガスを流量制御バルブを介して導入
する場合に、導入とその停止とを繰り返し、間欠的に導
入するようにすると、添加ガスの実効分圧値(時間平均
値)を、流量制御バルブで制御できる値よりも小さくす
ることができる。また、間欠的に導入するタイミングに
より、膜界面の組成制御も可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明のスパッタ装置を、本発明
の銅薄膜製造方法と共に説明する。図１を参照し、符号
１は本発明のスパッタ装置の一例であり、真空槽１０を
有している。真空槽１０の底壁側にはカソード装置１２
が配置されており、天井側には基板ホルダ１３が配置さ
れている。
の銅薄膜製造方法と共に説明する。図１を参照し、符号
１は本発明のスパッタ装置の一例であり、真空槽１０を
有している。真空槽１０の底壁側にはカソード装置１２
が配置されており、天井側には基板ホルダ１３が配置さ
れている。
【００１６】カソード装置１２はカソード電極２２を有
しており、その表面(真空槽１０の内部側)には銅から成
るターゲット２１が水平に設けられている。このターゲ
ット２１は、基板ホルダ１３と対向する位置に配置され
ている。
しており、その表面(真空槽１０の内部側)には銅から成
るターゲット２１が水平に設けられている。このターゲ
ット２１は、基板ホルダ１３と対向する位置に配置され
ている。
【００１７】また、カソード電極２２の裏面(真空槽１
０の外部側)には、ターゲット２１表面に磁場を形成す
るマグネトロン磁石２３が配置されている。ターゲット
２１と基板１５の間の距離(Ｔ／Ｓ)は２７５ｍｍのいわ
ゆるロングスロースパッタリング(ＬＴＳ)となってい
る。
０の外部側)には、ターゲット２１表面に磁場を形成す
るマグネトロン磁石２３が配置されている。ターゲット
２１と基板１５の間の距離(Ｔ／Ｓ)は２７５ｍｍのいわ
ゆるロングスロースパッタリング(ＬＴＳ)となってい
る。
【００１８】真空槽１０底壁には、回転軸１６が気密に
挿通されており、その先端部分には、シャッタ１７が取
り付けられている。基板ホルダ１３には爪１４が設けら
れており、基板ホルダ１３のターゲット２１側の面に
は、爪１４によってシリコン基板１５が保持されてい
る。
挿通されており、その先端部分には、シャッタ１７が取
り付けられている。基板ホルダ１３には爪１４が設けら
れており、基板ホルダ１３のターゲット２１側の面に
は、爪１４によってシリコン基板１５が保持されてい
る。
【００１９】真空槽１０には、真空排気系１８が接続さ
れており、このスパッタ装置１で銅薄膜を形成する際に
は、真空排気系１８によって真空槽１０内を真空排気す
る。真空槽１０には、ガス添加用配管３１と、スパッタ
ガス導入用配管３３とを有するガス導入系３が接続され
ている。
れており、このスパッタ装置１で銅薄膜を形成する際に
は、真空排気系１８によって真空槽１０内を真空排気す
る。真空槽１０には、ガス添加用配管３１と、スパッタ
ガス導入用配管３３とを有するガス導入系３が接続され
ている。
【００２０】ガス添加用配管３１には、流量制御バルブ
３２が設けられており、端部が大気中に開放されてい
る。スパッタガス導入用配管３３は、マスフローコント
ローラ３６を介して、スパッタガスボンベ３７に接続さ
れており、真空槽１０内にスパッタガスボンベ中３７に
充填されたスパッタガス(ここではアルゴンガス)を導入
できるように構成されている。
３２が設けられており、端部が大気中に開放されてい
る。スパッタガス導入用配管３３は、マスフローコント
ローラ３６を介して、スパッタガスボンベ３７に接続さ
れており、真空槽１０内にスパッタガスボンベ中３７に
充填されたスパッタガス(ここではアルゴンガス)を導入
できるように構成されている。
【００２１】真空排気系１８により、真空槽１０内が４
×１０-6Torr〜２×１０-7Torrの圧力まで真空排気され
た後、流量制御バルブ３２を操作し、真空槽１０内に大
気(空気)を添加ガスとして導入する。
×１０-6Torr〜２×１０-7Torrの圧力まで真空排気され
た後、流量制御バルブ３２を操作し、真空槽１０内に大
気(空気)を添加ガスとして導入する。
【００２２】このときはスパッタガスを導入せず、導入
された添加ガスにより、真空槽１０内の圧力が上昇し、
所定分圧(例えば５×１０-7Torrの分圧)で安定したとこ
ろで、スパッタガスを導入する。
された添加ガスにより、真空槽１０内の圧力が上昇し、
所定分圧(例えば５×１０-7Torrの分圧)で安定したとこ
ろで、スパッタガスを導入する。
【００２３】スパッタガスはマスフローコントローラ３
６によって流量制御しながら導入する(ここでは２０ｓ
ｃｃｍの流量で導入した)。このとき、添加ガスの導入
量は変えないでおく。
６によって流量制御しながら導入する(ここでは２０ｓ
ｃｃｍの流量で導入した)。このとき、添加ガスの導入
量は変えないでおく。
【００２４】スパッタガスの導入により、真空槽１０内
の圧力が上昇し、５×１０-4Torrの圧力で安定したとこ
ろで、カソード電極２２に負電圧を印加し、ターゲット
２１表面近傍にプラズマを発生させる。
の圧力が上昇し、５×１０-4Torrの圧力で安定したとこ
ろで、カソード電極２２に負電圧を印加し、ターゲット
２１表面近傍にプラズマを発生させる。
【００２５】この状態では、シャッタ１７はシリコン基
板１５とターゲット２１の間に配置されており、３．７
ｋＷ(約５１８Ｖ×７．１８Ａ)の電力で５分間×２回
(２回の間に２分間の放電休止状態を設定する)のプレス
パッタを行い、ターゲット２１表面をクリーニングし、
次いで、回転軸１６を回転させ、シリコン基板１５とタ
ーゲット２１の間からシャッタ１７を退け、２分後にス
パッタを開始すると、シリコン基板１５表面に銅薄膜が
形成され始める(スパッタ電力は３．１７ｋＷ)。
板１５とターゲット２１の間に配置されており、３．７
ｋＷ(約５１８Ｖ×７．１８Ａ)の電力で５分間×２回
(２回の間に２分間の放電休止状態を設定する)のプレス
パッタを行い、ターゲット２１表面をクリーニングし、
次いで、回転軸１６を回転させ、シリコン基板１５とタ
ーゲット２１の間からシャッタ１７を退け、２分後にス
パッタを開始すると、シリコン基板１５表面に銅薄膜が
形成され始める(スパッタ電力は３．１７ｋＷ)。
【００２６】スパッタを８０秒間行い、シリコン基板１
５表面に約２０００Åの銅薄膜を形成した後、カソード
電極２１への電圧印加を停止すると共に、添加ガス(大
気)の導入とスパッタガスの導入を停止し、スパッタを
終了させる。基板ホルダ１３の温度は、プリスパッタ開
始前では３０℃であったが、スパッタ終了時には５０℃
程度に昇温していた。
５表面に約２０００Åの銅薄膜を形成した後、カソード
電極２１への電圧印加を停止すると共に、添加ガス(大
気)の導入とスパッタガスの導入を停止し、スパッタを
終了させる。基板ホルダ１３の温度は、プリスパッタ開
始前では３０℃であったが、スパッタ終了時には５０℃
程度に昇温していた。
【００２７】スパッタ終了後、シリコン基板１５を取り
出し、形成した銅薄膜の比抵抗を測定した。その比抵抗
の値は、時間経過に従い小さくなった。
出し、形成した銅薄膜の比抵抗を測定した。その比抵抗
の値は、時間経過に従い小さくなった。
【００２８】図２のグラフに、真空槽１０内に導入した
添加ガス(ここでは大気)のスパッタガス中の分圧Ｐと、
形成された銅薄膜の比抵抗の経時変化を示す。導入した
スパッタガスの流量は２０ｓｃｃｍであり、スパッタ雰
囲気の圧力は５×１０-4Torrである。添加ガスの分圧Ｐ
は、添加ガス導入前の真空槽１０の到達圧力Ｐ0と、添
加ガス導入後の圧力Ｐ1との差(Ｐ1−Ｐ0)で表される。
グラフ中のバルク銅は、銅塊の場合の比抵抗の値であ
る。
添加ガス(ここでは大気)のスパッタガス中の分圧Ｐと、
形成された銅薄膜の比抵抗の経時変化を示す。導入した
スパッタガスの流量は２０ｓｃｃｍであり、スパッタ雰
囲気の圧力は５×１０-4Torrである。添加ガスの分圧Ｐ
は、添加ガス導入前の真空槽１０の到達圧力Ｐ0と、添
加ガス導入後の圧力Ｐ1との差(Ｐ1−Ｐ0)で表される。
グラフ中のバルク銅は、銅塊の場合の比抵抗の値であ
る。
【００２９】このグラフから、スパッタ雰囲気中に含ま
れる添加ガス(大気)の分圧Ｐを、６．６５×１０-4Ｐａ
(５×１０-6Torr)以下の大きさにすると効果的であるこ
とが分かる。特に、２．６６×１０-5Ｐａ(２×１０-7T
orr)以下の微小な大きさにすると、形成される銅薄膜の
比抵抗は１．７〜１．８μΩｃｍとなり、バルク銅の値
(１．７μΩｃｍ)にほぼ等しくなることがわかる。な
お、シリコン表面に熱酸化膜が形成されている基板を用
いても同様の結果が得られた。
れる添加ガス(大気)の分圧Ｐを、６．６５×１０-4Ｐａ
(５×１０-6Torr)以下の大きさにすると効果的であるこ
とが分かる。特に、２．６６×１０-5Ｐａ(２×１０-7T
orr)以下の微小な大きさにすると、形成される銅薄膜の
比抵抗は１．７〜１．８μΩｃｍとなり、バルク銅の値
(１．７μΩｃｍ)にほぼ等しくなることがわかる。な
お、シリコン表面に熱酸化膜が形成されている基板を用
いても同様の結果が得られた。
【００３０】以上は、流量制御バルブ３２により、真空
槽１０内に添加ガスを連続的に導入したが、添加ガスの
真空槽１０内での分圧Ｐを一層微小な値にするために、
間欠的に導入することができる。
槽１０内に添加ガスを連続的に導入したが、添加ガスの
真空槽１０内での分圧Ｐを一層微小な値にするために、
間欠的に導入することができる。
【００３１】例えば、所定の時間間隔で、真空槽１０内
に間欠的に添加ガス(この添加ガスは化学構造中に酸素
原子を有するガス、窒素原子を有するガス、酸素原子と
窒素原子を有するガス及び水のいずれか一種以上のガス
である。)を微少量導入すると、その分圧を一層小さく
することができる。
に間欠的に添加ガス(この添加ガスは化学構造中に酸素
原子を有するガス、窒素原子を有するガス、酸素原子と
窒素原子を有するガス及び水のいずれか一種以上のガス
である。)を微少量導入すると、その分圧を一層小さく
することができる。
【００３２】図３のグラフは、２．５秒間の添加ガス導
入を１４秒間隔で繰り返し行った場合の真空槽１０内の
圧力変化を示している。添加ガスの導入により、真空槽
１０内の圧力はパルス的に２．６６×１０-5Ｐａ(２×
１０-7Torr)だけ上昇する。
入を１４秒間隔で繰り返し行った場合の真空槽１０内の
圧力変化を示している。添加ガスの導入により、真空槽
１０内の圧力はパルス的に２．６６×１０-5Ｐａ(２×
１０-7Torr)だけ上昇する。
【００３３】このグラフを平均すると、真空槽１０内に
は、１×１０-8〜１×１０-9Torr程度の分圧で添加ガス
が含まれていることになる。微小分圧の添加ガスを精度
よく導入することは困難であるが、上記のように、間欠
的に添加ガスを導入することで達成できる。
は、１×１０-8〜１×１０-9Torr程度の分圧で添加ガス
が含まれていることになる。微小分圧の添加ガスを精度
よく導入することは困難であるが、上記のように、間欠
的に添加ガスを導入することで達成できる。
【００３４】また、真空槽１０内に連続的に添加ガスを
導入する配管と、パルス状に添加ガスを導入する配管と
を別々に設け、連続的に添加ガスを導入すると共に、そ
のパルス状の導入を重畳させてもよい。
導入する配管と、パルス状に添加ガスを導入する配管と
を別々に設け、連続的に添加ガスを導入すると共に、そ
のパルス状の導入を重畳させてもよい。
【００３５】なお、以上は、直流電源を印加してターゲ
ットをスパッタする場合について説明したが、本発明
は、交流電圧を印加するＲＦスパッタ法や、直流電圧に
交流電圧を重畳するスパッタ法、直流電圧の大きさを変
化させるスパッタ法等、種々のスパッタ法に適用するこ
とができる。また、基板ホルダ１３に電圧を印加し、シ
リコン基板１５にバイアスを印加したり、フローティン
グにしてもよい。
ットをスパッタする場合について説明したが、本発明
は、交流電圧を印加するＲＦスパッタ法や、直流電圧に
交流電圧を重畳するスパッタ法、直流電圧の大きさを変
化させるスパッタ法等、種々のスパッタ法に適用するこ
とができる。また、基板ホルダ１３に電圧を印加し、シ
リコン基板１５にバイアスを印加したり、フローティン
グにしてもよい。
【００３６】また、上記の添加ガスには大気(空気)を使
用したが、酸素ガス、窒素ガス、又は水分を含有するア
ルゴンガスであってもよい。酸素ガスと窒素ガスの混合
ガスであってもよい。また、酸素ガス、窒素ガス、その
混合ガスに水分が含有されるガスであってもよい。その
場合には、ガス添加用配管の端部を流量制御バルブを介
して、添加ガスを充填したガスボンベに接続しておくと
よい。
用したが、酸素ガス、窒素ガス、又は水分を含有するア
ルゴンガスであってもよい。酸素ガスと窒素ガスの混合
ガスであってもよい。また、酸素ガス、窒素ガス、その
混合ガスに水分が含有されるガスであってもよい。その
場合には、ガス添加用配管の端部を流量制御バルブを介
して、添加ガスを充填したガスボンベに接続しておくと
よい。
【００３７】また、上記はシリコン基板１５上に銅薄膜
を形成したが、成膜対象物はシリコン基板に限定される
ものではない。
を形成したが、成膜対象物はシリコン基板に限定される
ものではない。
【００３８】更にまた、本発明に用いる銅ターゲットは
銅から成るターゲット、または銅を主成分とするターゲ
ットであり、銅を主成分とするターゲットは他の金属を
含有していてもよい。
銅から成るターゲット、または銅を主成分とするターゲ
ットであり、銅を主成分とするターゲットは他の金属を
含有していてもよい。
【００３９】また、低抵抗化を促進するためにアニール
を併用してもよい。ターゲット・基板間の距離は２７５
ｍｍの例を示したが、より短距離のスパッタ装置を用い
てもよい。
を併用してもよい。ターゲット・基板間の距離は２７５
ｍｍの例を示したが、より短距離のスパッタ装置を用い
てもよい。
【００４０】
【発明の効果】銅薄膜の比抵抗を小さくできるので、Ｌ
ＳＩ配線に適している。添加ガスを間欠的に導入する場
合、流量制御バルブで制御可能な値よりも小さい分圧値
にすることができる。銅薄膜形成後、アニール処理をし
なくても比抵抗を小さくすることができる。
ＳＩ配線に適している。添加ガスを間欠的に導入する場
合、流量制御バルブで制御可能な値よりも小さい分圧値
にすることができる。銅薄膜形成後、アニール処理をし
なくても比抵抗を小さくすることができる。
【図１】本発明の一例のスパッタ装置を示す図
【図２】銅薄膜の比抵抗の経時変化を示すグラフ
【図３】添加ガスを間欠的に導入した場合の圧力変化を
示すグラフ
示すグラフ
【図４】(ａ)、(ｂ)：銅薄膜の形成方法を説明するため
の図
の図
１……スパッタ装置 １０……真空槽 ２１……タ
ーゲット ３１……ガス添加用配管
ーゲット ３１……ガス添加用配管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田熊 康宏 千葉県山武郡山武町横田523番地 日本真 空技術株式会社半導体技術研究所内 (72)発明者 上東 俊光 静岡県裾野市須山1220−14 日本真空技術 株式会社半導体技術研究所内 (72)発明者 樋口 靖 静岡県裾野市須山1220−14 日本真空技術 株式会社半導体技術研究所内 Ｆターム(参考） 4K029 AA06 BA08 CA05 DA02 DA04 DA12 DC03 DC39 EA04 JA01 4M104 BB04 DD42 HH16 5F103 AA08 BB22 DD28 HH03 NN04 NN06 RR05
Claims (6)
- 【請求項１】真空雰囲気中にスパッタガスを導入し、銅
または銅を主成分とするターゲットをスパッタし、前記
真空雰囲気中に置かれた成膜対象物表面に銅薄膜または
銅を主成分とする薄膜を形成する銅薄膜製造方法であっ
て、 前記ターゲットをスパッタする際に、構造中に窒素原子
を有するガスと、酸素原子を有するガスと、又は窒素原
子と酸素原子とを有するガスとのうち、いずれか一種以
上のガスから成る添加ガスを前記真空雰囲気中に導入す
ることを特徴とする銅薄膜製造方法。 - 【請求項２】前記添加ガスは、酸素ガス、窒素ガス、水
のうち、少なくともいずれか一種以上のガスが含まれて
いることを特徴とする請求項１記載の銅薄膜製造方法。 - 【請求項３】前記スパッタ中の前記添加ガスの分圧は、
６．６５×１０-4Ｐａ以下にすることを特徴とする請求
項１又は請求項２のいずれか１項記載の銅薄膜製造方
法。 - 【請求項４】前記添加ガスを間欠的に導入することを特
徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の銅
薄膜製造方法。 - 【請求項５】真空槽と、 前記真空槽内に配置された銅または銅を主成分とするタ
ーゲットとを有し、 前記真空槽内を真空雰囲気にし、スパッタガスを導入
し、前記ターゲットをスパッタし、前記真空雰囲気中に
配置された成膜対象物表面に薄膜を形成するスパッタ装
置であって、 前記真空槽にはガス添加用配管が設けられ、前記スパッ
タガスの雰囲気中に、分圧で６．６５×１０-4Ｐａ以下
の圧力の添加ガスを連続またはパルス的に導入できるよ
うに構成されたことを特徴とするスパッタ装置。 - 【請求項６】前記ガス添加用配管の端部は大気に開放さ
れ、前記真空槽内に前記添加ガスとして大気を導入でき
るように構成されたことを特徴とする請求項５記載のス
パッタ装置。
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Cited By (8)
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|---|---|---|---|---|
| JP2004238647A (ja) * | 2003-02-04 | 2004-08-26 | Furukawa Techno Research Kk | 平滑化銅箔とその製造方法 |
| EP1862562A1 (en) * | 2006-05-31 | 2007-12-05 | Mec Company Ltd. | Method for manufacturing substrate, and vapor deposition apparatus used for the same |
| JPWO2008018490A1 (ja) * | 2006-08-10 | 2010-01-07 | 株式会社アルバック | 導電膜形成方法、薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタ付パネル、及び薄膜トランジスタの製造方法 |
| JPWO2008044757A1 (ja) * | 2006-10-12 | 2010-02-18 | 株式会社アルバック | 導電膜形成方法、薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタ付パネル、及び薄膜トランジスタの製造方法 |
| WO2011007832A1 (ja) * | 2009-07-17 | 2011-01-20 | 株式会社アルバック | 成膜装置 |
| US8299529B2 (en) | 2008-04-25 | 2012-10-30 | Ulvac, Inc. | Method for producing thin film transistor and thin film transistor |
| JP5145225B2 (ja) * | 2006-07-14 | 2013-02-13 | 株式会社アルバック | 半導体装置の製造方法 |
| KR101429069B1 (ko) * | 2009-07-17 | 2014-08-11 | 가부시키가이샤 아루박 | 성막 장치 및 성막 방법 |
-
1999
- 1999-09-02 JP JP24841799A patent/JP4360716B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004238647A (ja) * | 2003-02-04 | 2004-08-26 | Furukawa Techno Research Kk | 平滑化銅箔とその製造方法 |
| EP1862562A1 (en) * | 2006-05-31 | 2007-12-05 | Mec Company Ltd. | Method for manufacturing substrate, and vapor deposition apparatus used for the same |
| JP5145225B2 (ja) * | 2006-07-14 | 2013-02-13 | 株式会社アルバック | 半導体装置の製造方法 |
| TWI397125B (zh) * | 2006-07-14 | 2013-05-21 | Ulvac Inc | 半導體裝置的製造方法 |
| JPWO2008018490A1 (ja) * | 2006-08-10 | 2010-01-07 | 株式会社アルバック | 導電膜形成方法、薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタ付パネル、及び薄膜トランジスタの製造方法 |
| JP5247448B2 (ja) * | 2006-08-10 | 2013-07-24 | 株式会社アルバック | 導電膜形成方法、薄膜トランジスタの製造方法 |
| JPWO2008044757A1 (ja) * | 2006-10-12 | 2010-02-18 | 株式会社アルバック | 導電膜形成方法、薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタ付パネル、及び薄膜トランジスタの製造方法 |
| EP2091072A4 (en) * | 2006-10-12 | 2015-07-15 | Ulvac Inc | METHOD FOR FORMING CONDUCTIVE FILM, THIN FILM TRANSISTOR, PANEL WITH THIN FILM TRANSISTOR, AND METHOD FOR MANUFACTURING THIN FILM TRANSISTOR |
| US8299529B2 (en) | 2008-04-25 | 2012-10-30 | Ulvac, Inc. | Method for producing thin film transistor and thin film transistor |
| CN102471875A (zh) * | 2009-07-17 | 2012-05-23 | 株式会社爱发科 | 成膜装置 |
| WO2011007832A1 (ja) * | 2009-07-17 | 2011-01-20 | 株式会社アルバック | 成膜装置 |
| JP5427889B2 (ja) * | 2009-07-17 | 2014-02-26 | 株式会社アルバック | 成膜装置および成膜方法 |
| KR101406341B1 (ko) * | 2009-07-17 | 2014-06-27 | 가부시키가이샤 아루박 | 성막 장치 |
| KR101429069B1 (ko) * | 2009-07-17 | 2014-08-11 | 가부시키가이샤 아루박 | 성막 장치 및 성막 방법 |
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