JP2016151025A - ルテニウム膜の成膜方法、成膜装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
ルテニウム膜の成膜方法、成膜装置及び半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016151025A JP2016151025A JP2015027180A JP2015027180A JP2016151025A JP 2016151025 A JP2016151025 A JP 2016151025A JP 2015027180 A JP2015027180 A JP 2015027180A JP 2015027180 A JP2015027180 A JP 2015027180A JP 2016151025 A JP2016151025 A JP 2016151025A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- film
- ruthenium
- forming
- film forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 184
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 129
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 129
- 238000000151 deposition Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 324
- NQZFAUXPNWSLBI-UHFFFAOYSA-N carbon monoxide;ruthenium Chemical group [Ru].[Ru].[Ru].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-] NQZFAUXPNWSLBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 39
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 100
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 97
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 96
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 96
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 83
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims description 38
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 35
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 29
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 20
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims description 15
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 11
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 3
- 230000026683 transduction Effects 0.000 claims 1
- 238000010361 transduction Methods 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 436
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 62
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 54
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 45
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 22
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 22
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 6
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 6
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 3
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 3
- 150000003303 ruthenium Chemical class 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- ITWBWJFEJCHKSN-UHFFFAOYSA-N 1,4,7-triazonane Chemical compound C1CNCCNCCN1 ITWBWJFEJCHKSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003862 HfB2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 1
- 239000003966 growth inhibitor Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000002294 plasma sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
- H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
- H01L21/28512—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L21/28556—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table by chemical means, e.g. CVD, LPCVD, PECVD, laser CVD
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
- C23C16/16—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metal carbonyl compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
- C23C16/4481—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation using carrier gas in contact with the source material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45561—Gas plumbing upstream of the reaction chamber
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
- H01L21/76843—Barrier, adhesion or liner layers formed in openings in a dielectric
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
- H01L23/532—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body characterised by the materials
- H01L23/53204—Conductive materials
- H01L23/53209—Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides
- H01L23/53228—Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides the principal metal being copper
- H01L23/53238—Additional layers associated with copper layers, e.g. adhesion, barrier, cladding layers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
図1は、本発明の一実施形態に係る成膜装置を示す断面図である。成膜装置100は、ルテニウムカルボニルを原料として、CVD法により被処理基板である半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」と記すことがある)Wの表面にルテニウム(Ru)膜を成膜するものである。
処理容器1は、略円筒状をなし、天壁1a、側壁1b及び底壁1cを有している。処理容器1の側壁1bには、所定の減圧状態に保持された搬送室(図示せず)との間でウエハWを搬入出するための開口である搬入出部3が設けられており、搬入出部3はゲートバルブGVにより開閉されるようになっている。
サセプタ10は、処理容器1の底壁1cの中央に設けられた円筒状の支持部材11により支持されている。サセプタ10には、例えば抵抗加熱式のヒーター13が埋め込まれており、このヒーター13にはヒーター電源15が接続されている。また、サセプタ10には、熱電対17が設けられている。熱電対17は、温度測定器19に接続されている。そして、サセプタ10に設けられた熱電対17の検出信号に基づいて温度測定器19でサセプタ10の温度を測定する。この測定温度に基づき、ヒーター電源15を制御することにより、サセプタ10を介してウエハWを所定の温度に調節できるようになっている。また、サセプタ10には、ウエハWを支持して昇降させるための3本の昇降ピン(図示せず)がサセプタ10の表面に対して突没可能に設けられている。
処理容器1の天壁1aには、ルテニウム膜をCVD成膜するための処理ガスを処理容器1内に導入するためのシャワーヘッド20が設けられている。シャワーヘッド20は、サセプタ10と対向して配置されている。シャワーヘッド20は、ガス供給部40から供給されたガスを処理容器1内にシャワー状に吐出する。シャワーヘッド20の上部のほぼ中央には、ガスを導入するためのガス導入口21が形成されている。また、シャワーヘッド20の内部には、ガス拡散空間23が形成されている。シャワーヘッド20の底面には、多数のガス吐出孔25が形成されている。これらのガス吐出孔25は、ガス拡散空間23に連通している。
排気装置30は、処理容器1内を所定の減圧(真空)状態にするため、図示しない真空ポンプ、圧力制御バルブ等を備えている。処理容器1の底壁1cには、下方に向けて突出する排気室31が設けられている。排気室31の側面には、排気口31aを介して排気管33が接続されており、この排気管33には排気装置30が接続されている。そして、この排気装置30を作動させることにより、処理容器1内を所定の減圧(真空)状態にすることが可能となっている。また、排気装置30は処理容器1内の圧力を計測する図示しない圧力計測部に接続されており、この圧力制御部で計測された圧力に基づき、排気量を調節し、処理容器1内の圧力制御を行うことができる。
ガス供給部40は、固体状の成膜原料Sとしてルテニウムカルボニル[Ru3(CO)12]を収容する成膜原料容器41と、COガスを収容するCOガス容器43と、希釈ガスを収容する希釈ガス容器45と、を有している。また、ガス供給部40は、成膜原料容器41からのルテニウムカルボニルガスを含む成膜ガスを、処理容器1へ供給する成膜ガス供給配管47と、COガス容器43からのCOガスを、成膜原料容器41へ供給するCOガス供給配管49と、成膜ガス供給配管47とCOガス供給配管49とを接続するバイパス配管51と、希釈ガス容器45から希釈ガスを、成膜ガス供給配管47を介して処理容器1へ供給する希釈ガス供給配管53と、を有している。
成膜原料容器41は、固体状の成膜原料Sとしてルテニウムカルボニル[Ru3(CO)12]を収容する。成膜原料容器41の周囲には、例えばジャケット式のヒーター41aが設けられており、固体状のルテニウムカルボニルを所定温度に加熱できるようになっている。
COガスを収容するCOガス容器43には、COガス供給配管49が接続されている。COガスは、固体状のルテニウムカルボニルから生成したルテニウムカルボニルガスを処理容器1へ供給するキャリアガスとして機能する。
希釈ガス容器45は、成膜ガスを希釈するための希釈ガスを収容する。希釈ガスとしては、例えばArガスに代表される希ガス、N2ガス等の不活性ガスが用いられる。また、希釈ガスは、成膜ガス供給配管47内及び処理容器1内の残留ガスをパージするパージガスとしても使用できる。
成膜ガス供給配管47は、一端が成膜原料容器41内に接続されており、他端がシャワーヘッド20のガス導入口21に接続されている。成膜ガス供給配管47には、ルテニウムカルボニルガスの流量を測定するための流量計55と、この流量計55を間に挟むように、ガスの流れ方向にその上流側及び下流側にバルブ57a,57bが設けられている。成膜ガス供給配管47の端部は、成膜原料容器41内に上方からが挿入されており、成膜原料容器41内で生成したルテニウムカルボニルガスとCOガスの混合ガスを処理容器1へ供給できるように構成されている。
COガス供給配管49は、一端がCOガス容器43に接続されており、他端が成膜原料容器41内に接続されている。COガス供給配管49には、流量制御用のマスフローコントローラ59と、このマスフローコントローラ59を間に挟むように、ガスの流れ方向にその上流側及び下流側にバルブ61a,61bが設けられている。COガス供給配管49の端部は、成膜原料容器41内に上方からが挿入されており、成膜原料容器41内にキャリアガスとしてのCOガスを導入できるように構成されている。COガス容器43からCOガス供給配管49を介して成膜原料容器41内にキャリアガスとしてのCOガスを吹き込むことによって、成膜原料容器内41内でルテニウムカルボニルを昇華させ、ルテニウムカルボニルガスを発生させることができる。
バイパス配管51は、成膜ガス供給配管47とCOガス供給配管49とを、両配管の途中で接続する。具体的には、バイパス配管51の一端は、COガス供給配管49のマスフローコントローラ59と下流側のバルブ61bとの間に接続され、他端は、成膜ガス供給配管47の上流側のバルブ57aと流量計55との間に接続されている。また、バイパス配管51には、バルブ63が設けられている。バイパス配管51によって、COガス容器43からのCOガスを、成膜原料容器41を介さずに、成膜ガス供給配管47を介して直接処理容器1へ供給することができる。
希釈ガス供給配管53は、一端が希釈ガス容器45に接続されており、他端が成膜ガス供給配管47の途中に接続されている。希釈ガスは、希釈ガス供給配管53及び成膜ガス供給配管47を介して、処理容器1内に供給することができる。希釈ガス供給配管53には、流量制御用のマスフローコントローラ65と、このマスフローコントローラ65を間に挟むように、ガスの流れ方向にその上流側及び下流側にバルブ67a,67bが設けられている。
成膜ガス供給配管47は、成膜原料容器41にキャリアガスとしてのCOガスを導入することによって発生させたルテニウムカルボニルガスを、COガスとの混合ガスとして、処理容器1内へ導く成膜ガス供給経路を構成している。すなわち、COガス容器43からCOガス供給配管49を介して成膜原料容器41内にキャリアガスとしてのCOガスを吹き込むことによって、成膜原料容器内41内で昇華したルテニウムカルボニルガスは、COガスにより搬送されて成膜原料ガス供給経路としての成膜ガス供給配管47を介し、さらにシャワーヘッド20を介して処理容器1内に供給される。
COガス供給配管49の一部分と、バイパス配管51と、成膜ガス供給配管47の一部分は、COガス容器43から、成膜原料容器41を介さず、直接、処理容器1内へCOガスを導くCOガス供給経路を構成している。ここで、「COガス供給配管49の一部分」とは、COガス供給配管49におけるCOガス容器43との接続部分からバイパス配管51との接続部分までの間を意味する。また、「成膜ガス供給配管47の一部分」とは、成膜ガス供給配管47におけるバイパス配管51との接続部分から、シャワーヘッド20のガス導入口21との接続部分までの間を意味する。
成膜装置100の各構成部は、それぞれ制御部70に接続されて、制御部70によって制御される。制御部70は、典型的にはコンピュータである。図2は、図1に示した制御部70のハードウェア構成の一例を示している。制御部70は、主制御部101と、キーボード、マウス等の入力装置102と、プリンタ等の出力装置103と、表示装置104と、記憶装置105と、外部インターフェース106と、これらを互いに接続するバス107とを備えている。主制御部101は、CPU(中央処理装置)111、RAM(ランダムアクセスメモリ)112及びROM(リードオンリメモリ)113を有している。記憶装置105は、情報を記憶できるものであれば、その形態は問わないが、例えばハードディスク装置または光ディスク装置である。また、記憶装置105は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体115に対して情報を記録し、また記録媒体115より情報を読み取るようになっている。記録媒体115は、情報を記憶できるものであれば、その形態は問わないが、例えばハードディスク、光ディスク、フラッシュメモリなどである。記録媒体115は、本実施の形態に係る成膜方法のレシピを記録した記録媒体であってもよい。
[第1の実施の形態]
次に、成膜装置100におけるルテニウム膜の成膜方法について、図3〜図6を参照しながら説明する。図3は、本発明の第1の実施の形態のルテニウム膜の成膜方法の手順の一例を示すフロー図である。この成膜方法は、図3に示すように、ステップS1からステップS8までの処理を含むものである。
まず、ゲートバルブGVを開にして搬入出部3からウエハWを処理容器1内に搬入し、サセプタ10上に載置する。
サセプタ10は、ヒーター13により例えば150〜250℃の範囲内の温度に加熱されており、その上でウエハWが昇温される。ここで、排気装置30の真空ポンプにより処理容器1内を排気して、処理容器1内の圧力を、例えば1.33×10−3Pa以下に真空排気する。
次いで、バルブ61a、バルブ63及びバルブ57bを開け、バルブ61b、バルブ57aは閉じた状態で、COガス容器43から、COガスを、COガス供給配管49、バイパス配管51及び成膜ガス供給配管47を介して処理容器1内へ導入する。キャリアガスとしてのCOガスの流量が安定するまでCOガスを流す(流量安定化工程)。
COガスの流量が安定したら、ステップS3の流量安定化工程の状態から、バルブ63を閉じ、バルブ61b及びバルブ57aを開ける。つまり、バルブ61a,61b、バルブ57a,57bを開放した状態、バルブ63を閉じた状態にする。この状態では、COガス供給配管49を介して成膜原料容器41にキャリアガスとしてのCOガスを吹き込むことができる。成膜原料容器41内では、ヒーター41aの加熱により固体状のルテニウムカルボニルから昇華してルテニウムカルボニルガスが生成される。発生したルテニウムカルボニルガスは、COガスによりキャリアされ、COガスとの混合ガスの状態で、成膜ガス供給配管47及びシャワーヘッド20を介して処理容器1内に導入される。そして、ウエハWの表面では、式(1)の反応によって、ルテニウムカルボニルガスが熱分解して、金属ルテニウム(Ru)が生成、堆積する(堆積工程)。
Ru3(CO)12→3Ru+12CO …(1)
次に、ステップS4の堆積工程の状態から、バルブ61b及びバルブ57aを閉じ、バルブ63を開ける。つまり、バルブ61a、バルブ63及びバルブ57bを開放した状態、バルブ61a及びバルブ57aを閉じた状態にする。この状態では、COガス容器43から、成膜原料容器41を経由せず、COガス供給配管49、バイパス配管51及び成膜ガス供給配管47を介して、処理容器1内へ直接COガスを導入することができる(COガス導入工程)。
Ru3(CO)12(g)←→Ru3(CO)y(ad)+(12−y)CO(ad) …(2)
Ru3(CO)y(ad)+(12−y)CO(ad)←→3Ru(s)+12CO(g) …(3)
図4〜図6は、サイクル成膜におけるCOガスとルテニウムカルボニルガスの供給と停止のタイミングを例示するタイミングチャートである。図4〜図6において、T0は、最初にCOガスのみを処理容器1内に導入するCOガスの流量安定化工程(図3のステップS3)の時間を意味する。また、T1はCOガスとルテニウムカルボニルガスの両方を処理容器1内に導入する堆積工程(図3のステップS4)の時間を意味する。また、T2は、金属ルテニウムの成長抑制のためのCOガス導入工程(図3のステップS5)の時間を意味する。T1とT2は、例えば数サイクル〜数十サイクルの所定回数を繰り返してもよい。図4及び図5では、T1とT2を1サイクルとし、第nサイクルまで繰り返す場合を示している。図6は、T1とT2を1サイクルとし、第4サイクルまで繰り返す場合を示している。
所定の膜厚のルテニウム膜が形成された時点で、バルブ61a,61b,57aを閉じてCOガスの供給を停止し、ルテニウムカルボニルガスの供給も停止する。必要に応じて、バルブ67a,67bを開放し、希釈ガス容器45から希釈ガスをパージガスとして処理容器1内に導入してルテニウムカルボニルガスをパージしてもよい。
次に、排気装置30を作動させて処理容器1内を真空引きする。
その後、ゲートバルブGVを開放して搬入出部3からウエハWを搬出する。
図7は、本発明の第2の実施の形態のルテニウム膜の成膜方法の手順の一例を示すフロー図である。この成膜方法は、図7に示すように、ステップS11からステップS19までの処理を含むものである。図7において、ステップS11〜ステップS15まで、及び、ステップS17〜ステップS19までは、それぞれ、第1の実施の形態(図3参照)のステップS1〜ステップS5まで、及び、ステップS6〜ステップS8までの処理と同様であるため、説明を省略する。つまり、図7に示す手順は、ステップS14の堆積工程とステップS15のCOガス導入工程を必要に応じて繰り返した後で、ステップS16の連続堆積工程を行う点で、第1の実施の形態(図3参照)に示す手順と異なっている。
ステップS16は、従来のCVD法によるルテニウム膜の成膜処理と同様に、ルテニウム膜の連続堆積処理を行う連続堆積工程である。ステップS16は、基本的にステップS14の堆積工程と同様に実施できる。すなわち、ステップS16では、成膜装置100において、バルブ61a,61b、バルブ57a,57bを開放した状態、バルブ63を閉じた状態にする。この状態で、COガス供給配管49を介して成膜原料容器41にキャリアガスとしてのCOガスを吹き込み、成膜原料容器41内でルテニウムカルボニルガスを発生させ、COガスとの混合ガスの状態で、成膜ガス供給配管47及びシャワーヘッド20を介して処理容器1内に導入させる。そして、ウエハWの表面でルテニウムカルボニルガスを熱分解させ、金属ルテニウム(Ru)を生成、堆積させて、所定の膜厚を有するルテニウム膜を成膜する(連続堆積工程)。
図8は、本発明の第3の実施の形態のルテニウム膜の成膜方法の手順の一例を示すフロー図である。この成膜方法は、図8に示すように、ステップS21からステップS30までの処理を含むものである。図8において、ステップS21〜ステップS26まで、及び、ステップS29〜ステップS30までは、それぞれ、第1の実施の形態(図3参照)のステップS1〜ステップS6まで、及び、ステップS7〜ステップS8までの処理と同様であるため、説明を省略する。つまり、図8に示す手順は、ステップS24の堆積工程とステップS25のCOガス導入工程を必要に応じて繰り返した後で、ステップS27の水素ガス導入工程を行う点で、第1の実施の形態(図3参照)に示す手順と異なっている。
ステップS27は、堆積されたルテニウム膜に、水素ガスを作用させる水素ガス導入工程である。ウエハW上に形成されたルテニウム膜を水素ガスに曝すことによって、膜中の炭素原子、酸素原子及び膜表面に吸着したCOが脱離し、金属ルテニウムの純度を向上させることができる。特に、水素の作用によりルテニウム膜から炭素原子が抜けるため、膜表面及び膜中で炭素原子の偏析が発生せず、ルテニウム膜の表面が清浄な状態となる。これにより、その後の銅膜の埋め込みの際に、銅の濡れ性が向上し、埋め込み不良無しに埋め込むことができる。
ステップS27の水素ガス導入工程を所定時間行った後、ステップS28では、水素ガス供給配管69bのバルブ(図示省略)を閉じ、水素ガスの供給を停止する。
次に、本発明の効果を確認した実験結果について説明する。まず、シリコンウエハ上にイオン化PVD(Ionized physical vapor deposition;iPVD)法により、厚さ4nmのTaN膜を成膜した。次に、図1と同様の構成の成膜装置100を用い、図3に示したステップS1〜ステップS8の手順に従い、ルテニウムカルボニルを原料として、CVD法によってTaN膜上にルテニウム膜を成膜した。成膜条件は以下のとおりである。
キャリアガス(COガス)流量:200mL/min(sccm)
処理容器内の圧力:13.3Pa、
シリコンウエハの加熱温度:195℃
・ステップS3(流量安定化工程):10秒間
・ステップS4(堆積工程):5秒間
・ステップS5(COガス導入工程):10秒間
ただし、ステップS4とステップS5は、1〜8回繰り返した。
・ステップS3(流量安定化工程):10秒間
・ステップS4(堆積工程):2秒間
・ステップS5(COガス導入工程):10秒間
ただし、ステップS4とステップS5は、2〜30回繰り返した。
ステップS5(COガス導入工程)を実施せず、ステップS3(流量安定化工程)の後で、目標膜厚になるまでステップS4(堆積工程)による連続成膜を行った。
次に、上記第1〜第3の実施の形態の成膜方法を、配線形成プロセスに応用した適用例について説明する。図13〜図18は、デュアルダマシンプロセスの主要な工程を示すウエハWの表面の縦断面図である。
次に、銅配線の形成方法の実施に好適な成膜システムについて説明する。図19は、本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態としての銅配線の形成に使用可能な成膜システムの一例を示す平面図である。
第1成膜ユニット310は、第1の真空搬送室311と、この第1の真空搬送室311に接続された、2つのバリア膜成膜装置312A,312B及び2つのライナー膜成膜装置313A,313Bとを有している。ライナー膜成膜装置313A,313Bは、上述した成膜装置100と同様に構成されている。
第2成膜ユニット320は、第2の真空搬送室321と、この第2の真空搬送室321の対向する壁部に接続された2つの銅膜成膜装置322A,322Bとを有している。
ローダーユニット330は、上記ロードロックユニット360を挟んで第2成膜ユニット320と反対側に設けられており、大気搬送室331を有している。大気搬送室331の上部には清浄空気のダウンフローを形成するためのフィルター(図示せず)が設けられている。ロードロックユニット360と大気搬送室331との間にはゲートバルブGVが設けられている。大気搬送室331のロードロックユニット360が接続された壁部と反対側の壁部には、ウエハWを収容するキャリア401を接続する2つの接続ポート332,333が設けられている。また、大気搬送室331の側面にはウエハWのアライメントを行うアライメント室334が設けられている。大気搬送室331内には、キャリア401に対するウエハWの搬入出及びロードロックユニット360に対するウエハWの搬入出を行う大気搬送用の第3の搬送装置336が設けられている。この第3の搬送装置336は、2つの多関節アームを有しており、キャリア401の配列方向に沿ってレール338上を走行可能となっていて、それぞれの先端のハンド337上にウエハWを載せてその搬送を行うようになっている。
統括制御部340は、成膜システム300の各構成部、例えばバリア膜成膜装置312A,312B、ライナー膜成膜装置313A,313B、銅膜成膜装置322A,322B、搬送装置316,326,336等を制御する。つまり、統括制御部340は、予め定められたレシピに基づき、各構成部を個別に制御するコントローラ(例えば、成膜装置100における制御部70)の上位の制御装置として機能する。この統括制御部340のハードウェア構成は、例えば制御部70と同様である(図2を参照)。上記レシピは、記憶媒体に記憶されていてもよいし、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、レシピに基づき、統括制御部340の制御の下で、成膜システム300において所望の処理が行われる。
デガスユニット350は、ウエハWのデガス処理を行うデガス室351A,351Bと、第1の真空搬送室311と第2の真空搬送室321との間でウエハWの受け渡しを行う受け渡し室352を有している。デガス室351A,351Bは、第1の真空搬送室311に接続されている。また、受け渡し室352は、第1の真空搬送室311及び第2の真空搬送室321におけるデガス室351A,351Bとの接続部分の間の壁部に接続されている。すなわち、受け渡し室352ならびにデガス室351A,351Bは、いずれも第1の真空搬送室311と第2の真空搬送室321との間に設けられ、受け渡し室352の両側にデガス室351A,351Bが配置されている。
ロードロックユニット360は、大気圧と真空とを切替可能な一対のロードロック室361A,361Bを有している。ロードロック室361A,361Bは、第2の真空搬送室321のローダーユニット330側の2つの壁部に、それぞれ接続されている。
成膜システム300においては、キャリア401から第3の搬送装置336によりトレンチやホールを有する所定パターンが形成されたウエハWを取り出し、ロードロック室361Aまたは361Bに搬送する。ロードロック室361A又は361B内を第2の真空搬送室321と同程度の真空度に減圧した後、第2の搬送装置326によりロードロック室361A又は361B内のウエハWを第2の真空搬送室321を介してデガス室351Aまたは351Bに搬送する。デガス室351Aまたは351Bでは、ウエハWのデガス処理を行う。その後、第1の搬送装置316によりデガス室351Aまたは351B内のウエハWを取り出し、第1の真空搬送室311を介してバリア膜成膜装置312Aまたは312Bに搬入する。バリア膜成膜装置312Aまたは312Bでは、バリア膜の成膜が行われる。バリア膜の成膜後、第1の搬送装置316によりバリア膜成膜装置312Aまたは312BからウエハWを取り出し、ライナー膜成膜装置313Aまたは313Bに搬入する。ライナー膜成膜装置313Aまたは313Bでは、上述したようにルテニウム膜の成膜処理が行われる。
Claims (14)
- 成膜装置の処理容器内に被処理基板を配置する工程と、
COガスを収容するCOガス容器から、成膜原料として固体状のルテニウムカルボニルを収容する成膜原料容器へキャリアガスとして前記COガスを供給することによって、ルテニウムカルボニルガスを発生させるとともに、該ルテニウムカルボニルガスを前記COガスとの混合ガスとして前記処理容器内へ導入し、被処理基板上でルテニウムカルボニルを分解させて前記被処理基板の表面に金属ルテニウムを堆積させる堆積工程と、
前記処理容器内への前記混合ガスの導入を停止した状態で、前記COガス容器から前記COガスを前記処理容器内へ直接導入して前記被処理基板の表面の前記金属ルテニウムに前記COガスを接触させるCOガス導入工程と、
を含むルテニウム膜の成膜方法。 - 前記堆積工程と、前記COガス導入工程と、複数回繰り返し行う請求項1に記載のルテニウム膜の成膜方法。
- 前記堆積工程の1回あたりの処理時間をT1、前記COガス導入工程の1回あたりの処理時間をT2としたとき、T1<T2である請求項2に記載のルテニウム膜の成膜方法。
- 前記堆積工程と前記COガス導入工程とを複数回繰り返した後、前記処理容器内へ水素ガスを導入して前記被処理基板の表面のルテニウム膜に前記水素ガスを接触させる水素ガス導入工程をさらに含む請求項2に記載のルテニウム膜の成膜方法。
- 前記堆積工程と前記COガス導入工程とを複数回繰り返した後、さらに、目標膜厚に達するまで前記堆積工程を行う請求項2に記載のルテニウム膜の成膜方法。
- 前記堆積工程の1回あたりの処理時間をT1、前記COガス導入工程の1回あたりの処理時間をT2としたとき、前記堆積工程と前記COガス導入工程との繰り返し回数が増えるに伴って、前記T2が短くなるように変化させる請求項2に記載のルテニウム膜の成膜方法。
- 前記堆積工程の1回あたりの処理時間をT1、前記COガス導入工程の1回あたりの処理時間をT2としたとき、前記堆積工程と前記COガス導入工程との繰り返し回数が増えるに伴って、前記T1が長くなるように変化させる請求項2に記載のルテニウム膜の成膜方法。
- 前記ルテニウム膜の厚みが、2nm以下である請求項1から7のいずれか1項に記載のルテニウム膜の成膜方法。
- 被処理基板を収容する処理容器と、
成膜原料として固体状のルテニウムカルボニルを収容する成膜原料容器と、
COガスを収容するCOガス容器と、
前記成膜原料容器にキャリアガスとしての前記COガスを導入することによって発生させたルテニウムカルボニルガスを、前記COガスとの混合ガスとして、前記処理容器内へ導く成膜ガス供給経路と、
前記COガス容器から、前記成膜原料容器を介さず、直接、前記処理容器内へ前記COガスを導くCOガス供給経路と、
前記処理容器内で化学気相成長法によってルテニウム膜の成膜処理が行われるように制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記成膜ガス供給経路を介する前記処理容器内への前記混合ガスの導入と、前記COガス供給経路を介する前記処理容器内への前記COガスの直接導入と、を切り替えることによって、
前記成膜ガス供給経路を介して、前記混合ガスを前記処理容器内へ導入し、前記ルテニウムカルボニルを分解させて前記被処理基板の表面に金属ルテニウムを堆積させる堆積工程と、
前記混合ガスの供給を停止した状態で、前記COガス供給経路を介して、前記COガスを前記処理容器内へ直接導入して前記被処理基板の表面の前記金属ルテニウムに前記COガスを接触させるCOガス導入工程と、
を実行させるものである成膜装置。 - 前記制御部は、前記堆積工程と前記COガス導入工程を交互に複数回繰り返し行うように制御する請求項9に記載の成膜装置。
- 前記制御部は、前記堆積工程の1回あたりの処理時間をT1、前記COガス導入工程の1回あたりの処理時間をT2としたとき、T1<T2となるように制御する請求項10に記載の成膜装置。
- 絶縁膜中に埋め込まれた銅配線を有する半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
開口部が形成された層間絶縁膜を有する被処理基板を準備する工程と、
前記被処理基板の少なくとも前記凹部の表面に、銅の拡散をバリアするバリア膜を成膜する工程と、
前記バリア膜の上に、ルテニウム膜を成膜する工程と、
前記ルテニウム膜の上に銅膜を成膜して、前記開口部に前記銅配線となる銅を埋め込む工程と
を含み、
前記ルテニウム膜を成膜する工程を、請求項1から8のいずれか1項に記載のルテニウム膜の成膜方法によって行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記銅膜を埋め込む工程を、イオン化物理蒸着法により行う請求項12に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記銅膜を埋め込む工程の後で、さらに、化学機械研磨により前記開口部の内側を除く部分の前記バリア膜、前記ルテニウム膜及び前記銅膜を除去し、前記銅配線を得る工程をさらに有する請求項12または請求項13に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015027180A JP6467239B2 (ja) | 2015-02-16 | 2015-02-16 | ルテニウム膜の成膜方法、成膜装置及び半導体装置の製造方法 |
US15/043,675 US9779950B2 (en) | 2015-02-16 | 2016-02-15 | Ruthenium film forming method, film forming apparatus, and semiconductor device manufacturing method |
KR1020160017229A KR101882991B1 (ko) | 2015-02-16 | 2016-02-15 | 루테늄막의 성막 방법, 성막 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015027180A JP6467239B2 (ja) | 2015-02-16 | 2015-02-16 | ルテニウム膜の成膜方法、成膜装置及び半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016151025A true JP2016151025A (ja) | 2016-08-22 |
JP6467239B2 JP6467239B2 (ja) | 2019-02-06 |
Family
ID=56622364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015027180A Active JP6467239B2 (ja) | 2015-02-16 | 2015-02-16 | ルテニウム膜の成膜方法、成膜装置及び半導体装置の製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9779950B2 (ja) |
JP (1) | JP6467239B2 (ja) |
KR (1) | KR101882991B1 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018147949A (ja) * | 2017-03-02 | 2018-09-20 | 東京エレクトロン株式会社 | ルテニウム配線の製造方法 |
JP2021031715A (ja) * | 2019-08-21 | 2021-03-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
WO2022004520A1 (ja) * | 2020-07-01 | 2022-01-06 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法及び成膜装置 |
KR20230080314A (ko) | 2021-11-29 | 2023-06-07 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 원료 가스 공급 방법 및 원료 가스 공급 기구, 및 성막 시스템 |
JP7507619B2 (ja) | 2020-07-01 | 2024-06-28 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法及び成膜装置 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102376508B1 (ko) | 2017-11-16 | 2022-03-18 | 삼성전자주식회사 | 집적회로 장치 및 그 제조 방법 |
US20220139776A1 (en) * | 2020-11-03 | 2022-05-05 | Tokyo Electron Limited | Method for filling recessed features in semiconductor devices with a low-resistivity metal |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001527281A (ja) * | 1997-12-23 | 2001-12-25 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 強誘電体薄膜を堆積させる方法 |
JP2007507892A (ja) * | 2003-09-30 | 2007-03-29 | 東京エレクトロン株式会社 | 間欠的なプリカーサガスフロープロセスを使用して金属層を形成する方法。 |
JP2007270355A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Tokyo Electron Ltd | 金属カルボニル先駆体を利用した堆積プロセスの初期化方法及びシステム |
JP2010212601A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Tokyo Electron Ltd | CVD−Ru膜の形成方法および半導体装置の製造方法 |
WO2011114940A1 (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置 |
JP2012169590A (ja) * | 2011-01-27 | 2012-09-06 | Tokyo Electron Ltd | Cu配線の形成方法およびCu膜の成膜方法、ならびに成膜システム |
JP2013055317A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-03-21 | Tokyo Electron Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7745332B1 (en) * | 2008-02-29 | 2010-06-29 | Novellus Systems, Inc. | PVD-based metallization methods for fabrication of interconnections in semiconductor devices |
US20050069641A1 (en) * | 2003-09-30 | 2005-03-31 | Tokyo Electron Limited | Method for depositing metal layers using sequential flow deposition |
US20060068098A1 (en) | 2004-09-27 | 2006-03-30 | Tokyo Electron Limited | Deposition of ruthenium metal layers in a thermal chemical vapor deposition process |
US7279421B2 (en) * | 2004-11-23 | 2007-10-09 | Tokyo Electron Limited | Method and deposition system for increasing deposition rates of metal layers from metal-carbonyl precursors |
US7482269B2 (en) | 2005-09-28 | 2009-01-27 | Tokyo Electron Limited | Method for controlling the step coverage of a ruthenium layer on a patterned substrate |
KR100811271B1 (ko) | 2006-09-29 | 2008-03-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 캐패시터 형성방법 |
-
2015
- 2015-02-16 JP JP2015027180A patent/JP6467239B2/ja active Active
-
2016
- 2016-02-15 KR KR1020160017229A patent/KR101882991B1/ko active IP Right Grant
- 2016-02-15 US US15/043,675 patent/US9779950B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001527281A (ja) * | 1997-12-23 | 2001-12-25 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 強誘電体薄膜を堆積させる方法 |
JP2007507892A (ja) * | 2003-09-30 | 2007-03-29 | 東京エレクトロン株式会社 | 間欠的なプリカーサガスフロープロセスを使用して金属層を形成する方法。 |
JP2007270355A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Tokyo Electron Ltd | 金属カルボニル先駆体を利用した堆積プロセスの初期化方法及びシステム |
JP2010212601A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Tokyo Electron Ltd | CVD−Ru膜の形成方法および半導体装置の製造方法 |
WO2011114940A1 (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置 |
JP2012169590A (ja) * | 2011-01-27 | 2012-09-06 | Tokyo Electron Ltd | Cu配線の形成方法およびCu膜の成膜方法、ならびに成膜システム |
JP2013055317A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-03-21 | Tokyo Electron Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018147949A (ja) * | 2017-03-02 | 2018-09-20 | 東京エレクトロン株式会社 | ルテニウム配線の製造方法 |
JP2021031715A (ja) * | 2019-08-21 | 2021-03-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
KR20210023715A (ko) | 2019-08-21 | 2021-03-04 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 |
JP7325261B2 (ja) | 2019-08-21 | 2023-08-14 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
US11993841B2 (en) | 2019-08-21 | 2024-05-28 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing method and substrate processing apparatus |
WO2022004520A1 (ja) * | 2020-07-01 | 2022-01-06 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法及び成膜装置 |
JP7507619B2 (ja) | 2020-07-01 | 2024-06-28 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法及び成膜装置 |
KR20230080314A (ko) | 2021-11-29 | 2023-06-07 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 원료 가스 공급 방법 및 원료 가스 공급 기구, 및 성막 시스템 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6467239B2 (ja) | 2019-02-06 |
US20160240433A1 (en) | 2016-08-18 |
US9779950B2 (en) | 2017-10-03 |
KR101882991B1 (ko) | 2018-07-27 |
KR20160100850A (ko) | 2016-08-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6467239B2 (ja) | ルテニウム膜の成膜方法、成膜装置及び半導体装置の製造方法 | |
US8440563B2 (en) | Film forming method and processing system | |
US8653665B2 (en) | Barrier layer, film forming method, and processing system | |
TWI669410B (zh) | 成膜方法及成膜裝置 | |
US8207061B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method using valve metal and nitride of valve metal | |
JP5193913B2 (ja) | CVD−Ru膜の形成方法および半導体装置の製造方法 | |
KR102053517B1 (ko) | 루테늄 배선의 제조 방법 | |
KR20220079671A (ko) | 갭 충전 증착 공정 | |
JP2013219380A (ja) | 成膜方法及び成膜装置 | |
JP2008244298A (ja) | 金属膜の成膜方法、多層配線構造の形成方法、半導体装置の製造方法、成膜装置 | |
JP2018014477A (ja) | ルテニウム配線およびその製造方法 | |
KR101730229B1 (ko) | 루테늄막의 성막 방법 및 성막 장치와 반도체 장치의 제조 방법 | |
KR20190037126A (ko) | 선택 성막 방법 및 반도체 장치의 제조 방법 | |
KR102017944B1 (ko) | 니켈 배선의 제조 방법 | |
KR100922905B1 (ko) | 성막 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 반도체 장치, 프로그램 및 기록매체 | |
JP6584326B2 (ja) | Cu配線の製造方法 | |
JP2016037656A (ja) | タングステン膜の成膜方法 | |
US20120211890A1 (en) | Method for forming metal thin film, semiconductor device and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171214 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180718 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180724 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181023 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181130 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20181225 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190111 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6467239 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |