JP7278164B2 - ルテニウム膜の形成方法及び基板処理システム - Google Patents

ルテニウム膜の形成方法及び基板処理システム Download PDF

Info

Publication number
JP7278164B2
JP7278164B2 JP2019129545A JP2019129545A JP7278164B2 JP 7278164 B2 JP7278164 B2 JP 7278164B2 JP 2019129545 A JP2019129545 A JP 2019129545A JP 2019129545 A JP2019129545 A JP 2019129545A JP 7278164 B2 JP7278164 B2 JP 7278164B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chlorine
ruthenium film
forming
processing
stage
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.)
Active
Application number
JP2019129545A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021014613A (ja
Inventor
忠大 石坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2019129545A priority Critical patent/JP7278164B2/ja
Priority to KR1020200081499A priority patent/KR102448245B1/ko
Priority to TW109122353A priority patent/TW202117049A/zh
Priority to US16/922,784 priority patent/US11680320B2/en
Publication of JP2021014613A publication Critical patent/JP2021014613A/ja
Priority to US18/125,236 priority patent/US20230227973A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7278164B2 publication Critical patent/JP7278164B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • H01L21/70—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
    • H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
    • H01L21/76879—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material by selective deposition of conductive material in the vias, e.g. selective C.V.D. on semiconductor material, plating
    • 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
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
    • 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
    • C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0227—Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching
    • 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
    • C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0272—Deposition of sub-layers, e.g. to promote the adhesion of the main coating
    • 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
    • C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C16/045—Coating cavities or hollow spaces, e.g. interior of tubes; Infiltration of porous substrates
    • 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
    • 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
    • C23C16/455—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
    • C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
    • 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
    • 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
    • H01L21/28568—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 the conductive layers comprising transition metals
    • 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
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67207—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process
    • 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
    • H01L21/76801—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 dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76802—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 dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics
    • H01L21/76814—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 dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics post-treatment or after-treatment, e.g. cleaning or removal of oxides on underlying conductors
    • 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
    • H01L21/76801—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 dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76822—Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc.
    • H01L21/76826—Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc. by contacting the layer with gases, liquids or plasmas
    • 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
    • H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
    • 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
    • H01L23/53242—Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides the principal metal being a noble metal, e.g. gold

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

本開示は、ルテニウム膜の形成方法及び基板処理システムに関する。
絶縁層に設けられたトレンチ等の凹部内にルテニウム膜を埋め込む技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１８－１４４７７号公報
本開示は、埋め込み特性が良好なルテニウム膜を形成できる技術を提供する。
本開示の一態様によるルテニウム膜の形成方法は、絶縁膜を含む凹部を有する基板に塩素含有ガスを供給して前記凹部の上部に下部よりも高密度で塩素を吸着させる工程と、前記塩素が吸着した前記凹部に塩素を含まないＲｕ含有前駆体を供給して前記凹部にルテニウム膜を成膜する工程と、を有する。
本開示によれば、埋め込み特性が良好なルテニウム膜を形成できる。
一実施形態のルテニウム膜の形成方法の一例を示す工程断面図 一実施形態のルテニウム膜の形成方法の別の例を示す工程断面図 基板処理システムの構成例を示す概略図 塩素を吸着させる工程の処理を実行する処理装置の一例を示す概略図 ルテニウム膜を成膜する工程の処理を実行する処理装置の一例を示す概略図 塩素による吸着阻害作用を説明するための図
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
〔ルテニウム膜の形成方法〕
一実施形態のルテニウム（Ｒｕ）膜の形成方法の一例について説明する。図１は、一実施形態のルテニウム膜の形成方法の一例を示す工程断面図である。
図１に示されるルテニウム膜の形成方法は、絶縁膜を含む凹部を有する基板に塩素含有ガスを供給して凹部の上部に下部よりも高密度で塩素を吸着させる工程と、塩素が吸着した凹部にＲｕ含有前駆体を供給して凹部にルテニウム膜を成膜する工程と、を有する。以下、詳細に説明する。
まず、図１（ａ）に示されるように、金属層１０１の上に絶縁膜１０２が形成された基板１００を準備する。基板１００は、例えばシリコンウエハ等の半導体ウエハである。金属層１０１は、例えばタングステン膜等の配線材料である。絶縁膜１０２は、例えば窒化シリコン膜１０２ａと酸化シリコン膜１０２ｂの積層膜である。窒化シリコン膜１０２ａは、例えばエッチストッパ層である。酸化シリコン膜１０２ｂは、例えば層間絶縁膜である。なお、絶縁膜１０２は、例えば窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等の単層膜であってもよい。絶縁膜１０２には、トレンチ、ホール等の凹部１０３が形成され、凹部１０３の底面１０３ｃでは金属層１０１が露出している。なお、露出した金属層１０１の表面に自然酸化膜等が形成されている場合には、自然酸化膜等を除去するクリーニング工程を行ってもよい。クリーニング工程は、例えば凹部１０３の底面１０３ｃに塩素含有ガスを供給して凹部１０３の底面１０３ｃ（金属層１０１の露出面）に形成された酸化膜を除去する工程である。例えば、塩素（Ｃｌ２）ガスとアルゴン（Ａｒ）ガスによるプラズマの交互供給によってもタングステン酸化膜を除去できる。また、処理温度が高温（例えば２００℃以上）であれば、Ａｒガスによるプラズマを使用せずにＣｌ２ガスのみを供給することでタングステン酸化膜を除去できる。また、Ａｒガスのプラズマによるスパッタリングを用いることで、物理的にタングステン酸化膜を除去できる。
続いて、図１（ｂ）に示されるように、基板１００に塩素含有ガスを供給して、凹部１０３の上部に下部よりも高密度で塩素１０４を吸着させる。例えば、凹部１０３の上面１０３ａ及び側面１０３ｂの上部に塩素１０４を吸着させ、凹部１０３の側面１０３ｂの下部及び底面１０３ｃには塩素１０４を吸着させない。凹部１０３の上部に下部よりも高密度で塩素１０４を吸着させる方法は、特に限定されないが、例えば減圧された処理容器内に塩素含有ガスをプラズマで活性化して供給する方法であってよい。また、例えば塩素含有ガスをプラズマで活性化することなく、処理容器内の圧力、温度、ガス流量等の処理条件を調整する方法であってもよい。塩素含有ガスは、例えばＣｌ２ガスである。
続いて、図１（ｃ）に示されるように、塩素１０４が吸着した凹部１０３にＲｕ含有前駆体を供給して凹部１０３にルテニウム膜１０５を形成する。このとき、塩素１０４はＲｕ含有前駆体の吸着を阻害する吸着阻害層として機能するため、凹部１０３における塩素１０４が吸着した表面にはルテニウム膜１０５が形成されにくい。そのため、成膜初期の段階では、塩素１０４が吸着していない凹部１０３の側面１０３ｂの下部及び底面１０３ｃにルテニウム膜１０５が厚く形成される。一方、塩素１０４が吸着している凹部１０３の上面１０３ａ及び側面１０３ｂの上部にはルテニウム膜１０５はほとんど形成されない、又は、凹部１０３の側面１０３ｂの下部及び底面１０３ｃよりも薄く形成される。その結果、凹部１０３内にルテニウム膜１０５がＶ字状に形成される。Ｒｕ含有前駆体は、例えばドデカカルボニルトリルテニウム（Ｒｕ３（ＣＯ）１２）、η４－２，３－ジメチルブタジエンルテニウムトリカルボニル（Ｒｕ（ＤＭＢＤ）（ＣＯ）３）、(２，４－ｄｉｍｅｔｈｙｌｐｅｎｔａｄｉｅｎｙｌ)（ｅｔｈｙｌｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｙｌ）ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ（Ｒｕ（ＤＭＰＤ）（ＥｔＣｐ））、ｂｉｓ（２，４－ｄｉｍｅｔｈｙｌｐｅｎｔａｄｉｅｎｙｌ）ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ（Ｒｕ（ＤＭＰＤ）２）、４－ｄｉｍｅｔｈｙｌｐｅｎｔａｄｉｅｎｙｌ）（ｍｅｔｈｙｌｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｙｌ）ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ（Ｒｕ（ＤＭＰＤ）（ＭｅＣｐ））、ｂｉｓ（ｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｙｌ）ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ（Ｒｕ（Ｃ５Ｈ５）２）、ｃｉｓ－ｄｉｃａｒｂｏｎｙｌ ｂｉｓ（５－ｍｅｔｈｙｌｈｅｘａｎｅ－２，４－ｄｉｏｎａｔｅ）ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ（II）等である。
続いて、図１（ｄ）及び図１（ｅ）に示されるように、凹部１０３にＲｕ含有前駆体を供給し続けることにより、凹部１０３にルテニウム膜１０５を埋め込む。このとき、成膜初期の段階で凹部１０３にＶ字状にルテニウム膜１０５が形成されているので、凹部１０３の底面１０３ｃから徐々に上方に成膜が進行するボトムアップ成膜となる。その結果、図１（ｆ）に示されるように、凹部１０３にボイド、シーム等の発生が抑制されたルテニウム膜１０５を形成できる。すなわち、凹部１３０に埋め込み特性が良好なルテニウム膜１０５を形成できる。
一実施形態のルテニウム膜の形成方法の別の例について説明する。図２は、一実施形態のルテニウム膜の形成方法の別の例を示す工程断面図である。
図２に示されるルテニウム膜の形成方法は、図１に示されるルテニウム膜の形成方法における塩素を吸着させる工程とルテニウム膜を成膜する工程とを交互に繰り返し行うことにより、凹部にルテニウム膜を形成する方法である。以下、詳細に説明する。
まず、図２（ａ）に示されるように、金属層２０１の上に絶縁膜２０２が形成された基板２００を準備する。基板２００は、例えばシリコンウエハ等の半導体ウエハである。金属層２０１は、例えばタングステン膜等の配線材料である。絶縁膜２０２は、例えば窒化シリコン膜２０２ａと酸化シリコン膜２０２ｂの積層膜である。窒化シリコン膜２０２ａは、例えばエッチストッパ層である。酸化シリコン膜２０２ｂは、例えば層間絶縁膜である。なお、絶縁膜２０２は、例えば窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等の単層膜であってもよい。絶縁膜２０２には、トレンチ、ホール等の凹部２０３が形成され、凹部２０３の底面２０３ｃでは金属層２０１が露出している。なお、露出した金属層２０１の表面に自然酸化膜等が形成されている場合には、自然酸化膜等を除去するクリーニング工程を行ってもよい。クリーニング工程は、例えば凹部２０３の底面２０３ｃに塩素含有ガスを供給して凹部２０３の底面２０３ｃ（金属層２０１の露出面）に形成された酸化膜を除去する工程である。例えば、Ｃｌ２ガスとＡｒガスによるプラズマの交互供給によってもタングステン酸化膜を除去できる。また、処理温度が高温（例えば２００℃以上）であれば、Ａｒガスによるプラズマを使用せずにＣｌ２ガスのみを供給することでタングステン酸化膜を除去できる。また、Ａｒガスのプラズマによるスパッタリングを用いることで、物理的にタングステン酸化膜を除去できる。
続いて、図２（ｂ）に示されるように、基板２００に塩素含有ガスを供給して、凹部２０３の上部に下部よりも高密度で塩素２０４を吸着させる。例えば、凹部２０３の上面２０３ａ及び側面２０３ｂの上部に塩素２０４を吸着させ、凹部２０３の側面２０３ｂの下部及び底面２０３ｃには塩素２０４を吸着させない。凹部２０３の上部に下部よりも高密度で塩素２０４を吸着させる方法は、特に限定されないが、例えば減圧された処理容器内に塩素含有ガスをプラズマで活性化して供給する方法であってよい。また、例えば塩素含有ガスをプラズマで活性化することなく、処理容器内の圧力、温度、ガス流量等の処理条件を調整する方法であってもよい。塩素含有ガスは、例えばＣｌ２ガスである。
続いて、図２（ｃ）に示されるように、塩素２０４が吸着した凹部２０３にＲｕ含有前駆体を供給して凹部２０３にルテニウム膜２０５を形成する。このとき、塩素２０４はＲｕ含有前駆体の吸着を阻害する吸着阻害層として機能するため、凹部２０３における塩素２０４が吸着した表面にはルテニウム膜２０５が形成されにくい。そのため、成膜初期の段階では、塩素２０４が吸着していない凹部２０３の側面２０３ｂの下部及び底面２０３ｃにルテニウム膜２０５が厚く形成される。一方、塩素２０４が吸着している凹部２０３の上面２０３ａ及び側面２０３ｂの上部にはルテニウム膜２０５はほとんど形成されない、又は、凹部２０３の側面２０３ｂの下部及び底面２０３ｃよりも薄く形成される。その結果、凹部２０３内にルテニウム膜２０５がＶ字状に形成される。Ｒｕ含有前駆体は、例えば前述した図１に示されるルテニウム膜の形成方法で用いられるＲｕ含有前駆体と同じであってよい。
続いて、図２（ｄ）に示されるように、基板２００に塩素含有ガスを供給して、凹部２０３の上部に下部よりも高密度で塩素２０４を吸着させる。例えば、凹部２０３の上面２０３ａ及び側面２０３ｂの上部に塩素２０４を吸着させ、凹部２０３の側面２０３ｂの下部及び底面２０３ｃに形成されたルテニウム膜２０５の表面には塩素２０４を吸着させない。凹部２０３の上部に下部よりも高密度で塩素２０４を吸着させる方法は、特に限定されないが、例えば減圧された処理容器内に塩素含有ガスをプラズマで活性化して供給する方法であってよい。また、例えば塩素含有ガスをプラズマで活性化することなく、処理容器内の圧力、温度、ガス流量等の処理条件を調整する方法であってもよい。塩素含有ガスは、例えばＣｌ２ガスである。
続いて、図２（ｅ）に示されるように、塩素２０４が吸着した凹部２０３にＲｕ含有前駆体を供給して凹部２０３にルテニウム膜２０５を形成する。このとき、塩素２０４はＲｕ含有前駆体の吸着を阻害する吸着阻害層として機能するため、凹部２０３における塩素２０４が吸着した表面にはルテニウム膜２０５が形成されにくい。そのため、塩素２０４が吸着していない凹部２０３の側面２０３ｂの下部及び底面２０３ｃに形成されたルテニウム膜２０５の表面にルテニウム膜２０５が厚く形成される。一方、塩素２０４が吸着している凹部２０３の上面２０３ａ及び側面２０３ｂの上部にはルテニウム膜２０５はほとんど形成されない。又は、凹部２０３の側面２０３ｂの下部及び底面２０３ｃに形成されたルテニウム膜２０５の表面よりも薄く形成される。その結果、凹部２０３内にルテニウム膜２０５がＶ字状に形成される。Ｒｕ含有前駆体は、例えば前述した図１に示されるルテニウム膜の形成方法で用いられるＲｕ含有前駆体と同じであってよい。
続いて、図２（ｆ）～（ｉ）に示されるように、塩素２０４の吸着及びルテニウム膜２０５の形成を交互に繰り返し行うことにより、凹部２０３にルテニウム膜２０５を埋め込む。このとき、塩素２０４の吸着及びルテニウム膜２０５の形成を交互に繰り返し行うことにより凹部２０３にルテニウム膜２０５を埋め込むので、凹部１０３の底面１０３ｃから徐々に上方に成膜が進行するボトムアップ成膜が促進される。その結果、凹部２０３のアスペクト比（凹部２０３の開口幅に対する深さの比）が高い場合においても凹部２０３にボイド、シーム等の発生が抑制されたルテニウム膜２０５を形成できる。すなわち、高アスペクト比の凹部２３０に埋め込み特性が良好なルテニウム膜２０５を形成できる。
〔基板処理システム〕
一実施形態のルテニウム膜の形成方法を実現する基板処理システムの一例について説明する。図３は、基板処理システムの構成例を示す概略図である。
基板処理システム１は、処理室１１～１４と、真空搬送室２０と、ロードロック室３１，３２と、大気搬送室４０と、ロードポート５１～５３と、ゲートバルブ６１～６８と、制御装置７０と、を備える。
処理室１１は、半導体ウエハ（以下「ウエハＷ」という。）を載置するステージ１１ａを有し、ゲートバルブ６１を介して真空搬送室２０と接続されている。同様に、処理室１２は、ウエハＷを載置するステージ１２ａを有し、ゲートバルブ６２を介して真空搬送室２０と接続されている。処理室１３は、ウエハＷを載置するステージ１３ａを有し、ゲートバルブ６３を介して真空搬送室２０と接続されている。処理室１４は、ウエハＷを載置するステージ１４ａを有し、ゲートバルブ６４を介して真空搬送室２０と接続されている。処理室１１～１４内は、所定の真空雰囲気に減圧され、その内部にてウエハＷに所望の処理（エッチング処理、成膜処理、クリーニング処理、アッシング処理等）を施す。なお、処理室１１～１４における処理のための各部の動作は、制御装置７０によって制御される。
真空搬送室２０内は、所定の真空雰囲気に減圧されている。また、真空搬送室２０には、搬送機構２１が設けられている。搬送機構２１は、処理室１１～１４、ロードロック室３１，３２に対して、ウエハＷを搬送する。なお、搬送機構２１の動作は、制御装置７０によって制御される。
ロードロック室３１は、ウエハＷを載置するステージ３１ａを有し、ゲートバルブ６５を介して真空搬送室２０と接続され、ゲートバルブ６７を介して大気搬送室４０と接続されている。同様に、ロードロック室３２は、ウエハＷを載置するステージ３２ａを有し、ゲートバルブ６６を介して真空搬送室２０と接続され、ゲートバルブ６８を介して大気搬送室４０と接続されている。ロードロック室３１，３２内は、大気雰囲気と真空雰囲気とを切り替えることができるようになっている。なお、ロードロック室３１，３２内の真空雰囲気または大気雰囲気の切り替えは、制御装置７０によって制御される。
大気搬送室４０内は、大気雰囲気となっており、例えば清浄空気のダウンフローが形成されている。また、大気搬送室４０には、搬送機構４１が設けられている。搬送機構４１は、ロードロック室３１，３２、ロードポート５１～５３のキャリアＣに対して、ウエハＷを搬送する。なお、搬送機構４１の動作は、制御装置７０によって制御される。
ロードポート５１～５３は、大気搬送室４０の長辺の壁面に設けられている。ロードポート５１～５３は、ウエハＷが収容されたキャリアＣ又は空のキャリアＣが取り付けられる。キャリアＣは、例えばＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）である。
ゲートバルブ６１～６８は、開閉可能に構成される。なお、ゲートバルブ６１～６８の開閉は、制御装置７０によって制御される。
制御装置７０は、処理室１１～１４の動作、搬送機構２１，４１の動作、ゲートバルブ６１～６８の開閉、ロードロック室３１，３２内の真空雰囲気または大気雰囲気の切り替え等を行うことにより、基板処理システム１全体を制御する。
次に、基板処理システムの動作の一例について説明する。例えば、制御装置７０は、ゲートバルブ６７を開けると共に、搬送機構４１を制御して、例えばロードポート５１のキャリアＣに収容されたウエハＷをロードロック室３１のステージ３１ａに搬送させる。制御装置７０は、ゲートバルブ６７を閉じ、ロードロック室３１内を真空雰囲気とする。
制御装置７０は、ゲートバルブ６１，６５を開けると共に、搬送機構２１を制御して、ロードロック室３１のウエハＷを処理室１１のステージ１１ａに搬送させる。制御装置７０は、ゲートバルブ６１，６５を閉じ、処理室１１を動作させる。これにより、処理室１１でウエハＷに所定の処理（例えば、前述した塩素を吸着させる工程の処理）を施す。
続いて、制御装置７０は、ゲートバルブ６１，６３を開けると共に、搬送機構２１を制御して、処理室１１にて処理されたウエハＷを処理室１３のステージ１３ａに搬送させる。制御装置７０は、ゲートバルブ６１，６３を閉じ、処理室１３を動作させる。これにより、処理室１３でウエハＷに所定の処理（例えば、前述したルテニウム膜を成膜する工程の処理）を施す。
制御装置７０は、処理室１１で処理されたウエハＷを処理室１３と同様な処理が可能な処理室１４のステージ１４ａに搬送してもよい。一実施形態では、処理室１３及び処理室１４の動作状態に応じて処理室１１のウエハＷを処理室１３又は処理室１４に搬送する。これにより、制御装置７０は、処理室１３と処理室１４とを使用して複数のウエハＷに対して並行して所定の処理（例えば、前述したルテニウム膜を成膜する工程の処理）を行うことができる。これにより、生産性を高めることができる。
制御装置７０は、処理室１３又は処理室１４にて処理されたウエハＷを、搬送機構２１を制御してロードロック室３１のステージ３１ａ又はロードロック室３２のステージ３２ａに搬送させる。制御装置７０は、ロードロック室３１又はロードロック室３２内を大気雰囲気とする。制御装置７０は、ゲートバルブ６７又はゲートバルブ６８を開けると共に、搬送機構４１を制御して、ロードロック室３２のウエハＷを例えばロードポート５３のキャリアＣに搬送して収容させる。
このように、図３に示される基板処理システム１によれば、各処理室によってウエハＷに処理が施される間、ウエハＷを大気に曝露することなく、つまり、真空を破らずにウエハＷに所定の処理を施すことができる。
〔処理装置〕
一実施形態のルテニウム膜の形成方法における塩素を吸着させる工程の処理に用いる処理室を実現する処理装置４００の構成例について説明する。図４は、塩素を吸着させる工程の処理を実行する処理装置４００の一例を示す概略図である。
図４に示される処理装置４００は、例えば塩素を吸着させる工程を行う装置である。処理装置４００では、例えば塩素含有ガスを供給し、ウエハＷに塩素を吸着させる処理を行う。以下、処理室１１に用いられる処理装置４００を例に挙げて説明する。
処理装置４００は、処理容器４１０と、ステージ４２０と、シャワーヘッド４３０と、排気部４４０と、ガス供給機構４５０と、制御装置４６０とを有している。
処理容器４１０は、アルミニウム等の金属により構成され、略円筒状を有している。
処理容器４１０の側壁には、ウエハＷを搬入又は搬出するための搬入出口４１１が形成されている。搬入出口４１１は、ゲートバルブ４１２により開閉される。処理容器４１０の本体の上には、断面が矩形状をなす円環状の排気ダクト４１３が設けられている。排気ダクト４１３には、内周面に沿ってスリット４１３ａが形成されている。排気ダクト４１３の外壁には、排気口４１３ｂが形成されている。排気ダクト４１３の上面には、処理容器４１０の上部開口を塞ぐように天壁４１４が設けられている。排気ダクト４１３と天壁４１４の間はシールリング４１５で気密に封止されている。
ステージ４２０は、処理容器４１０内でウエハＷを水平に支持する部材であり、図３ではステージ１１ａとして図示している。ステージ４２０は、ウエハＷに対応した大きさの円板状に形成されており、支持部材４２３に支持されている。ステージ４２０は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックス材料や、アルミニウムやニッケル合金等の金属材料で形成されており、内部にウエハＷを加熱するためのヒータ４２１と電極４２９とが埋め込まれている。ヒータ４２１は、ヒータ電源（図示せず）から給電されて発熱する。そして、ステージ４２０の上面の近傍に設けられた熱電対（図示せず）の温度信号によりヒータ４２１の出力を制御し、これにより、ウエハＷが所定の温度に制御される。
電極４２９には、整合器４４３を介して第１高周波電源４４４が接続されている。整合器４４３は、第１高周波電源４４４の内部インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させる。第１高周波電源４４４は、所定周波数の電力を電極４２９を介してステージ４２０に印加する。例えば、第１高周波電源４４４は、１３．５６ＭＨｚの高周波電力を電極４２９を介してステージ４２０に印加する。高周波電力は１３．５６ＭＨｚに限られたものではなく、例えば、４５０ＫＨｚ、２ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、１００ＭＨｚなど適宜使用が可能である。このようにして、ステージ４２０は、下部電極としても機能する。
また、電極４２９は、処理容器４１０の外側に配置したＯＮ／ＯＦＦスイッチ４４８を介して吸着電源４４９に接続され、ウエハＷをステージ４２０に吸着させるための電極としても機能する。
また、シャワーヘッド４３０には、整合器４４５を介して第２高周波電源４４６が接続されている。整合器４４５は、第２高周波電源４４６の内部インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させる。第２高周波電源４４６は、所定周波数の電力をシャワーヘッド４３０に印加する。例えば、第２高周波電源４４６は、１３．５６ＭＨｚの高周波電力をシャワーヘッド４３０に印加する。高周波電力は１３．５６ＭＨｚに限られたものではなく、例えば、４５０ＫＨｚ、２ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、１００ＭＨｚなど適宜使用が可能である。このようにして、シャワーヘッド４３０は、上部電極としても機能する。
ステージ４２０には、上面の外周領域及び側面を覆うようにアルミナ等のセラミックスにより形成されたカバー部材４２２が設けられている。ステージ４２０の底面には、上部電極と下部電極の間のギャップＧを調整する調整機構４４７が設けられている。調整機構４４７は、支持部材４２３と昇降機構４２４とを有する。支持部材４２３は、ステージ４２０の底面の中央からステージ４２０を支持する。また、支持部材４２３は、処理容器４１０の底壁に形成された孔部を貫通して処理容器４１０の下方に延び、下端が昇降機構４２４に接続されている。ステージ４２０は、昇降機構４２４により、支持部材４２３を介して昇降する。調整機構４４７は、図４の実線で示す処理位置と、その下方の二点鎖線で示すウエハＷの搬送が可能な受け渡し位置の間で昇降機構４２４を昇降させ、ウエハＷの搬入及び搬出を可能にする。
支持部材４２３の処理容器４１０の下方には、鍔部４２５が取り付けられており、処理容器４１０の底面と鍔部４２５の間には、処理容器４１０内の雰囲気を外気と区画し、ステージ４２０の昇降動作にともなって伸縮するベローズ４２６が設けられている。
処理容器４１０の底面の近傍には、昇降板４２７ａから上方に突出するように３本（２本のみ図示）の昇降ピン４２７が設けられている。昇降ピン４２７は、処理容器４１０の下方に設けられた昇降機構４２８により昇降板４２７ａを介して昇降する。
昇降ピン４２７は、受け渡し位置にあるステージ４２０に設けられた貫通孔４２０ａに挿通されてステージ４２０の上面に対して突没可能となっている。昇降ピン４２７を昇降させることにより、搬送機構（図示せず）とステージ４２０の間でウエハＷの受け渡しが行われる。
シャワーヘッド４３０は、処理容器４１０内に処理ガスをシャワー状に供給する。シャワーヘッド４３０は、金属製であり、ステージ４２０に対向するように設けられており、ステージ４２０とほぼ同じ直径を有している。シャワーヘッド４３０は、処理容器４１０の天壁４１４に固定された本体部４３１と、本体部４３１の下に接続されたシャワープレート４３２とを有している。本体部４３１とシャワープレート４３２の間には、ガス拡散空間４３３が形成されており、ガス拡散空間４３３には処理容器４１０の天壁４１４及び本体部４３１の中央を貫通するようにガス導入孔４３６が設けられている。シャワープレート４３２の周縁部には、下方に突出する環状突起部４３４が形成されている。環状突起部４３４の内側の平坦面には、ガス吐出孔４３５が形成されている。ステージ４２０が処理位置に存在した状態では、ステージ４２０とシャワープレート４３２の間に処理空間４３８が形成され、カバー部材４２２の上面と環状突起部４３４とが近接して環状隙間４３９が形成される。
排気部４４０は、処理容器４１０の内部を排気する。排気部４４０は、排気口４１３ｂに接続された排気配管４４１と、排気配管４４１に接続された真空ポンプや圧力制御バルブ等を有する排気機構４４２とを有する。処理に際しては、処理容器４１０内のガスがスリット４１３ａを介して排気ダクト４１３に至り、排気ダクト４１３から排気配管４４１を通って排気機構４４２により排気される。
シャワーヘッド４３０のガス導入孔４３６には、ガス供給ライン４３７を介してガス供給機構４５０が接続されている。ガス供給機構４５０は、塩素を吸着させる工程の処理に用いる各種のガスのガス供給源に、それぞれガス供給ラインを介して接続されている。例えば、ガス供給機構４５０は、Ｃｌ２ガス、Ｈ２ガス、希ガスなどの各種のガスを供給するガス供給源とそれぞれガス供給ラインを介して接続されている。
各ガス供給ラインは、塩素を吸着させる工程の処理に対応して適宜分岐し、開閉バルブ、流量制御器が設けられている。ガス供給機構４５０は、各ガス供給ラインに設けられた開閉バルブや流量制御器を制御することにより、各種のガスの流量の制御が可能とされている。ガス供給機構４５０は、塩素を吸着させる工程の処理の際に、ガス供給ライン４３７及びシャワーヘッド４３０を介して処理容器４１０内に、Ｃｌ２ガスを含む各種のガスをそれぞれ供給する。
上記のように構成された処理装置４００は、制御装置４６０によって、動作が統括的に制御される。制御装置４６０は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、補助記憶装置等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭ又は補助記憶装置に格納されたプログラムや、塩素を吸着させる工程の処理のプロセス条件に基づいて動作し、装置全体の動作を制御する。例えば、制御装置４６０は、ガス供給機構４５０からの各種のガスの供給動作、昇降機構４２４の昇降動作、排気機構４４２による処理容器４１０内の排気動作、第１高周波電源４４４及び第２高周波電源４４６からの供給電力を制御する。なお、制御に必要なコンピュータに読み取り可能なプログラムは、記憶媒体に記憶されていてもよい。記憶媒体は、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ハードディスク、フラッシュメモリ或いはＤＶＤ等よりなる。なお、制御装置４６０は、制御装置７０（図３参照）と独立に設けられていてもよく、制御装置７０が制御装置４６０を兼ねてもよい。
処理装置４００の動作の一例について説明する。なお、開始時において、処理室１１内は、排気部４４０により真空雰囲気となっている。また、ステージ４２０は受け渡し位置に移動している。
制御装置４６０は、ゲートバルブ４１２を開ける。ここで、外部の搬送機構２１により、昇降ピン４２７の上にウエハＷが載置される。搬送機構２１が搬入出口４１１から出ると、制御装置４６０は、ゲートバルブ４１２を閉じる。
制御装置４６０は、昇降機構４２４を制御してステージ４２０を処理位置に移動させる。この際、ステージ４２０が上昇することにより、昇降ピン４２７の上に載置されたウエハＷがステージ４２０の載置面に載置される。
処理位置において、制御装置４６０は、ヒータ４２１を動作させ、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４４８をＯＮにしてウエハＷをステージ４２０に吸着させる。また、制御装置４６０は、ガス供給機構４５０を制御して、塩素含有ガス等のプロセスガスやキャリアガスをシャワーヘッド４３０から処理室１１内へ供給させる。これにより、ウエハＷに塩素を吸着させる工程の処理等の所定の処理が行われる。処理後のガスは、カバー部材４２２の上面側の流路を通過し、排気配管４４１を介して排気機構４４２により排気される。
この際、制御装置４６０は、第１高周波電源４４４及び整合器４４３を制御して、所定周波数の電力をステージ４２０に印加する。また、制御装置４６０は、第２高周波電源４４６及び整合器４４５を制御して、所定周波数の電力をシャワーヘッド４３０に印加する。
所定の処理が終了すると、制御装置４６０は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４４８をＯＦＦにしてウエハＷのステージ４２０への吸着を解除させ、昇降機構４２４を制御してステージ４２０を受け渡し位置に移動させる。この際、昇降ピン４２７の頭部がステージ４２０の載置面から突出し、ステージ４２０の載置面からウエハＷを持ち上げる。
制御装置４６０は、ゲートバルブ４１２を開ける。ここで、外部の搬送機構２１により、昇降ピン４２７の上に載置されたウエハＷが搬出される。搬送機構２１が搬入出口４１１から出ると、制御装置４６０は、ゲートバルブ４１２を閉じる。
このように、図４に示される処理装置４００によれば、ウエハＷに塩素を吸着させる工程の処理等の所定の処理を行うことができる。
なお、処理装置４００を用いて実行される塩素を吸着させる工程の好適なプロセス条件は以下である。
塩素含有ガス：Ｃｌ２ガス（１０～１０００ｓｃｃｍ）
処理容器４１０の圧力：１～１００ｍＴｏｒｒ（０．１３～１３Ｐａ）
ウエハ温度：６０～３００℃
第２高周波電源４４６の電力：５０～５００Ｗ
次に、一実施形態のルテニウム膜の形成方法におけるルテニウム膜を成膜する工程の処理に用いる処理室を実現する処理装置５００の構成例について説明する。図５は、ルテニウム膜を成膜する工程の処理を実行する処理装置５００の一例を示す概略図である。
図５に示される処理装置５００は、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)装置であって、例えばルテニウム膜を成膜する工程を行う装置である。処理装置５００では、例えばルテニウム含有前駆体を供給し、ウエハＷにルテニウム膜を成膜する処理を行う。以下、処理室１３に用いられる処理装置５００を例に挙げて説明する。
本体容器５０１は、上側に開口を有する有底の容器である。支持部材５０２は、ガス吐出機構５０３を支持する。また、支持部材５０２が本体容器５０１の上側の開口を塞ぐことにより、本体容器５０１は密閉され、処理室１３（併せて、図３参照）を形成する。ガス供給部５０４は、支持部材５０２を貫通する供給管５０２ａを介して、ガス吐出機構５０３にルテニウム含有ガス等のプロセスガスやキャリアガスを供給する。ガス供給部５０４から供給されたルテニウム含有ガスやキャリアガスは、ガス吐出機構５０３から処理室１３内へ供給される。
ステージ５０５は、ウエハＷを載置する部材であり、図３ではステージ１３ａとして図示している。ステージ５０５の内部には、ウエハＷを加熱するためのヒータ５０６が設けられている。また、ステージ５０５は、ステージ５０５の下面中心部から下方に向けて伸び、本体容器５０１の底部を貫通する一端が昇降板５０９を介して、昇降機構に支持された支持部５０５ａを有する。また、ステージ５０５は、断熱リング５０７を介して、温調部材である温調ジャケット５０８の上に固定される。温調ジャケット５０８は、ステージ５０５を固定する板部と、板部から下方に延び、支持部５０５ａを覆うように構成された軸部と、板部から軸部を貫通する穴部と、を有している。
温調ジャケット５０８の軸部は、本体容器５０１の底部を貫通する。温調ジャケット５０８の下端部は、本体容器５０１の下方に配置された昇降板５０９を介して、昇降機構５１０に支持される。本体容器５０１の底部と昇降板５０９との間には、ベローズ５１１が設けられており、昇降板５０９の上下動によっても本体容器５０１内の気密性は保たれる。
昇降機構５１０が昇降板５０９を昇降させると、ステージ５０５は、ウエハＷの処理が行われる処理位置（図５参照）と、搬入出口５０１ａを介して外部の搬送機構２１（図３参照）との間でウエハＷの受け渡しを行う受け渡し位置（図示せず）との間を昇降する。
昇降ピン５１２は、外部の搬送機構２１（図３参照）との間でウエハＷの受け渡しを行う際、ウエハＷの下面から支持して、ステージ５０５の載置面からウエハＷを持ち上げる。昇降ピン５１２は、軸部と、軸部よりも拡径した頭部と、を有している。ステージ５０５及び温調ジャケット５０８の板部には、昇降ピン５１２の軸部が挿通する貫通穴が形成されている。また、ステージ５０５の載置面側に昇降ピン５１２の頭部を収納する溝部が形成されている。昇降ピン５１２の下方には、当接部材５１３が配置されている。
ステージ５０５をウエハＷの処理位置（図５参照）まで移動させた状態において、昇降ピン５１２の頭部は溝部内に収納され、ウエハＷはステージ５０５の載置面に載置される。また、昇降ピン５１２の頭部が溝部に係止され、昇降ピン５１２の軸部はステージ５０５及び温調ジャケット５０８の板部を貫通して、昇降ピン５１２の軸部の下端は温調ジャケット５０８の板部から突き出ている。一方、ステージ５０５をウエハＷの受け渡し位置（図示せず）まで移動させた状態において、昇降ピン５１２の下端が当接部材５１３と当接して、昇降ピン５１２の頭部がステージ５０５の載置面から突出する。これにより、昇降ピン５１２の頭部がウエハＷの下面から支持して、ステージ５０５の載置面からウエハＷを持ち上げる。
環状部材５１４は、ステージ５０５の上方に配置されている。ステージ５０５をウエハＷの処理位置（図５参照）まで移動させた状態において、環状部材５１４は、ウエハＷの上面外周部と接触し、環状部材５１４の自重によりウエハＷをステージ５０５の載置面に押し付ける。一方、ステージ５０５をウエハＷの受け渡し位置（図示せず）まで移動させた状態において、環状部材５１４は、搬入出口５０１ａよりも上方で図示しない係止部によって係止される。これにより、搬送機構２１（図３参照）によるウエハＷの受け渡しを阻害しないようになっている。
チラーユニット５１５は、配管５１５ａ，５１５ｂを介して、温調ジャケット５０８の板部に形成された流路５０８ａに冷媒、例えば冷却水を循環させる。
伝熱ガス供給部５１６は、配管５１６ａを介して、ステージ５０５に載置されたウエハＷの裏面とステージ５０５の載置面との間に、例えばＨｅガス等の伝熱ガスを供給する。
パージガス供給部５１７は、配管５１７ａ、支持部５０５ａと温調ジャケット５０８の穴部との隙間、ステージ５０５と断熱リング５０７の間に形成され径方向外側に向かって延びる流路、ステージ５０５の外周部に形成された上下方向の流路にパージガスを流す。そして、これらの流路を介して、環状部材５１４の下面とステージ５０５の上面との間に、例えば一酸化炭素（ＣＯ）ガス等のパージガスを供給する。これにより、環状部材５１４の下面とステージ５０５の上面との間の空間にプロセスガスが流入することを防止して、環状部材５１４の下面やステージ５０５の外周部の上面に成膜されることを防止する。
本体容器５０１の側壁には、ウエハＷを搬入出するための搬入出口５０１ａと、搬入出口５０１ａを開閉するゲートバルブ５１８と、が設けられている。ゲートバルブ５１８は、図３ではゲートバルブ６３として図示している。
本体容器５０１の下方の側壁には、排気管５０１ｂを介して、真空ポンプ等を含む排気部５１９が接続される。排気部５１９により本体容器５０１内が排気され、処理室１３内が所定の真空雰囲気（例えば、１．３３Ｐａ）に設定、維持される。
制御装置５２０は、ガス供給部５０４、ヒータ５０６、昇降機構５１０、チラーユニット５１５、伝熱ガス供給部５１６、パージガス供給部５１７、ゲートバルブ５１８、排気部５１９等を制御することにより、処理装置５００の動作を制御する。なお、制御装置５２０は、制御装置７０（図３参照）と独立に設けられていてもよく、制御装置７０が制御装置５２０を兼ねてもよい。
処理装置５００の動作の一例について説明する。なお、開始時において、処理室１３内は、排気部５１９により真空雰囲気となっている。また、ステージ５０５は受け渡し位置に移動している。
制御装置５２０は、ゲートバルブ５１８を開ける。ここで、外部の搬送機構２１により、昇降ピン５１２の上にウエハＷが載置される。搬送機構２１が搬入出口５０１ａから出ると、制御装置５２０は、ゲートバルブ５１８を閉じる。
制御装置５２０は、昇降機構５１０を制御してステージ５０５を処理位置に移動させる。この際、ステージ５０５が上昇することにより、昇降ピン５１２の上に載置されたウエハＷがステージ５０５の載置面に載置される。また、環状部材５１４がウエハＷの上面外周部と接触し、環状部材５１４の自重によりウエハＷをステージ５０５の載置面に押し付ける。
処理位置において、制御装置５２０は、ヒータ５０６を動作させると共に、ガス供給部５０４を制御して、ルテニウム含有ガス等のプロセスガスやキャリアガスをガス吐出機構５０３から処理室１２内へ供給させる。これにより、ウエハＷにルテニウム膜を成膜する工程の処理等の所定の処理が行われる。処理後のガスは、環状部材５１４の上面側の流路を通過し、排気管５０１ｂを介して排気部５１９により排気される。
この際、制御装置５２０は、伝熱ガス供給部５１６を制御して、ステージ５０５に載置されたウエハＷの裏面とステージ５０５の載置面との間に伝熱ガスを供給する。また、制御装置５２０は、パージガス供給部５１７を制御して、環状部材５１４の下面とステージ５０５の上面との間にパージガスを供給する。パージガスは、環状部材５１４の下面側の流路を通過し、排気管５０１ｂを介して排気部５１９により排気される。
所定の処理が終了すると、制御装置５２０は、昇降機構５１０を制御してステージ５０５を受け渡し位置に移動させる。この際、ステージ５０５が下降することにより、環状部材５１４が図示しない係止部によって係止される。また、昇降ピン５１２の下端が当接部材５１３と当接することにより、昇降ピン５１２の頭部がステージ５０５の載置面から突出し、ステージ５０５の載置面からウエハＷを持ち上げる。
制御装置５２０は、ゲートバルブ５１８を開ける。ここで、外部の搬送機構２１により、昇降ピン５１２の上に載置されたウエハＷが搬出される。搬送機構２１が搬入出口５０１ａから出ると、制御装置５２０は、ゲートバルブ５１８を閉じる。
このように、図５に示される処理装置５００によれば、ウエハＷにルテニウム膜を成膜する工程の処理等の所定の処理を行うことができる。
なお、処理室１１を有する処理装置４００及び処理室１３を有する処理装置５００について説明したが、処理室１２を有する処理装置、処理室１４を有する処理装置についても上記のいずれかの処理装置と同様の構成を有していてもよく、異なっていてもよい。稼働率や生産性の観点から適宜、適用可能である。
〔実施例〕
次に、塩素によるＲｕ含有前駆体の吸着阻害作用を確認するために行った実施例について説明する。
実施例では、まず、シリコン６０１上にＴｉＮ膜６０２及びタングステン膜６０３をこの順に積層したウエハを２枚準備した。
続いて、準備したウエハの一方に対し、処理室１１において塩素を吸着させる工程の処理を施し、次いで処理室１３においてルテニウム膜６０４を成膜する工程の処理を施した。また、準備したウエハの他方に対し、処理室１１において塩素を吸着させる工程の処理を施すことなく、処理室１３においてルテニウム膜６０４を成膜する工程の処理を施した。なお、一方のウエハ及び他方のウエハに対して処理室１３において行ったルテニウム膜６０４を成膜する工程の処理の条件は同じである。なお、塩素を吸着させる工程及びルテニウム膜６０４を成膜する工程の処理条件は以下である。
（塩素を吸着させる工程）
塩素含有ガス：Ｃｌ２ガス（２４０ｓｃｃｍ）
処理圧力：３０ｍＴｏｒｒ（４Ｐａ）
ウエハ温度：６０℃
（ルテニウム膜６０４を成膜する工程）
処理圧力：２０ｍＴｏｒｒ（２．７Ｐａ）
ウエハ温度：１５５℃
続いて、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）を用いて２枚のウエハの断面をそれぞれ観察することにより、タングステン膜６０３上に成膜されたルテニウム膜６０４の膜厚を評価した。
図６は、塩素による吸着阻害作用を説明するための図であり、タングステン膜６０３上に成膜されたルテニウム膜６０４の断面のＴＥＭ画像である。図６（ａ）は、処理室１１において塩素を吸着させる工程の処理を施し、次いで処理室１３においてルテニウム膜６０４を成膜する工程の処理を施したウエハの断面を示す。図６（ｂ）は、処理室１１において塩素を吸着させる工程の処理を施すことなく、処理室１３においてルテニウム膜６０４を成膜する工程の処理を施したウエハの断面を示す。
図６に示されるように、処理室１１で塩素を吸着させる工程の処理を施した場合のルテニウム膜６０４（左図）の膜厚Ｔ１は、処理室１１で塩素を吸着させる工程の処理を施さなかった場合のルテニウム膜６０４（右図）の膜厚Ｔ２の半分以下であることが分かる。この結果から、タングステン膜６０３上に吸着した塩素がＲｕ含有前駆体の吸着を阻害する作用を有していると言える。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
なお、上記の実施形態では、塩素を吸着させる工程とルテニウム膜を成膜する工程とが真空搬送室を介して接続された別の処理容器内で行われる場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、塩素を吸着させる工程とルテニウム膜を成膜する工程とは、同一の処理容器内で行われてもよい。ただし、塩素を吸着させる工程とルテニウム膜を成膜する工程とで処理温度が異なる場合には、生産性の観点から、塩素を吸着させる工程とルテニウム膜を成膜する工程を別の処理容器で行うことが好ましい。
１００，２００ 基板
１０１，２０１ 金属層
１０２，２０２ 絶縁膜
１０３，２０３ 凹部
１０３ａ，２０３ａ 上面
１０３ｂ，２０３ｂ 側面
１０３ｃ，２０３ｃ 底面
１０４，２０４ 塩素
１０５，２０５ ルテニウム膜

Claims (8)

  1. 絶縁膜を含む凹部を有する基板に塩素含有ガスを供給して前記凹部の上部に下部よりも高密度で塩素を吸着させる工程と、
    前記塩素が吸着した前記凹部に塩素を含まないＲｕ含有前駆体を供給して前記凹部にルテニウム膜を成膜する工程と、
    を有する、
    ルテニウム膜の形成方法。
  2. 前記塩素を吸着させる工程では、前記塩素含有ガスをプラズマにより活性化して供給する、
    請求項１に記載のルテニウム膜の形成方法。
  3. 前記塩素を吸着させる工程と前記ルテニウム膜を成膜する工程とは、交互に繰り返し行われる、
    請求項１又は２に記載のルテニウム膜の形成方法。
  4. 前記塩素を吸着させる工程の前に行われ、前記凹部に塩素含有ガスを供給して前記凹部の底面に形成された酸化膜を除去する工程を有する、
    請求項１乃至３のいずれか一項に記載のルテニウム膜の形成方法。
  5. 前記塩素を吸着させる工程と前記ルテニウム膜を成膜する工程とは、真空搬送室を介して接続された別の処理容器内で行われる、
    請求項１乃至４のいずれか一項に記載のルテニウム膜の形成方法。
  6. 前記塩素を吸着させる工程と前記ルテニウム膜を成膜する工程とは、同一の処理容器内で行われる、
    請求項１乃至４のいずれか一項に記載のルテニウム膜の形成方法。
  7. 前記塩素含有ガスは、Ｃｌ２ガスであり、
    前記Ｒｕ含有前駆体は、Ｒｕ３（ＣＯ）１２である、
    請求項１乃至６のいずれか一項に記載のルテニウム膜の形成方法。
  8. 減圧状態で基板を搬送可能な搬送機構を内部に有する真空搬送室と、
    前記真空搬送室に接続された第１の処理装置と、
    前記真空搬送室に接続された第２の処理装置と、
    制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    絶縁膜を含む凹部を有する基板を前記第１の処理装置に搬送し、前記第１の処理装置において減圧状態で前記基板に塩素含有ガスを供給して前記凹部の上部に下部よりも高密度で塩素を吸着させる工程と、
    前記基板を前記第１の処理装置から前記真空搬送室を介して前記第２の処理装置に搬送し、前記第２の処理装置において減圧状態で前記塩素が吸着した前記凹部に塩素を含まないＲｕ含有前駆体を供給して前記凹部にルテニウム膜を成膜する工程と、
    をこの順で実行するように、前記真空搬送室、前記第１の処理装置及び前記第２の処理装置を制御する、
    基板処理システム。
JP2019129545A 2019-07-11 2019-07-11 ルテニウム膜の形成方法及び基板処理システム Active JP7278164B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019129545A JP7278164B2 (ja) 2019-07-11 2019-07-11 ルテニウム膜の形成方法及び基板処理システム
KR1020200081499A KR102448245B1 (ko) 2019-07-11 2020-07-02 루테늄막의 형성 방법 및 기판 처리 시스템
TW109122353A TW202117049A (zh) 2019-07-11 2020-07-02 釕膜之形成方法及基板處理系統
US16/922,784 US11680320B2 (en) 2019-07-11 2020-07-07 Ruthenium film forming method and substrate processing system
US18/125,236 US20230227973A1 (en) 2019-07-11 2023-03-23 Ruthenium film forming method and substrate processing system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019129545A JP7278164B2 (ja) 2019-07-11 2019-07-11 ルテニウム膜の形成方法及び基板処理システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021014613A JP2021014613A (ja) 2021-02-12
JP7278164B2 true JP7278164B2 (ja) 2023-05-19

Family

ID=74103021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019129545A Active JP7278164B2 (ja) 2019-07-11 2019-07-11 ルテニウム膜の形成方法及び基板処理システム

Country Status (4)

Country Link
US (2) US11680320B2 (ja)
JP (1) JP7278164B2 (ja)
KR (1) KR102448245B1 (ja)
TW (1) TW202117049A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023046638A (ja) 2021-09-24 2023-04-05 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理システム
KR20240044338A (ko) 2022-09-28 2024-04-04 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 성막 방법 및 기판 처리 시스템

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010278468A (ja) 2010-08-17 2010-12-09 Tokyo Electron Ltd 被処理体の処理方法、処理装置、薄膜形成方法、薄膜形成装置及びプログラム
JP2017050304A (ja) 2015-08-31 2017-03-09 東京エレクトロン株式会社 半導体装置の製造方法
JP2017092101A (ja) 2015-11-04 2017-05-25 東京エレクトロン株式会社 パターン形成方法
JP2017143258A (ja) 2016-02-03 2017-08-17 東京エレクトロン株式会社 堆積プロセス及びエッチングプロセスを使用する凸状フィーチャ及び凹状フィーチャのための選択的膜形成
JP2018137369A (ja) 2017-02-22 2018-08-30 東京エレクトロン株式会社 成膜方法及び成膜装置
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
JP2018170409A (ja) 2017-03-30 2018-11-01 東京エレクトロン株式会社 選択成長方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1116859A (ja) * 1997-05-01 1999-01-22 Ulvac Japan Ltd 選択ｃｖｄ方法
US20050070109A1 (en) * 2003-09-30 2005-03-31 Feller A. Daniel Novel slurry for chemical mechanical polishing of metals
JP4640800B2 (ja) * 2005-06-22 2011-03-02 東京エレクトロン株式会社 被処理体の処理方法、処理装置、薄膜形成方法、薄膜形成装置及びプログラム
US10002834B2 (en) * 2015-03-11 2018-06-19 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for protecting metal interconnect from halogen based precursors
JP6785130B2 (ja) 2016-07-06 2020-11-18 東京エレクトロン株式会社 ルテニウム配線およびその製造方法
US10731250B2 (en) * 2017-06-06 2020-08-04 Lam Research Corporation Depositing ruthenium layers in interconnect metallization
US10438846B2 (en) * 2017-11-28 2019-10-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Physical vapor deposition process for semiconductor interconnection structures
US20190348369A1 (en) * 2018-05-10 2019-11-14 Mehul B. Naik Method and apparatus for protecting metal interconnect from halogen based precursors
US10580696B1 (en) * 2018-08-21 2020-03-03 Globalfoundries Inc. Interconnects formed by a metal displacement reaction
TW202021046A (zh) * 2018-09-14 2020-06-01 美商應用材料股份有限公司 形成具有嵌入式阻障層的穿孔之方法
JP7182970B2 (ja) * 2018-09-20 2022-12-05 東京エレクトロン株式会社 埋め込み方法及び処理システム
JP7195106B2 (ja) * 2018-10-12 2022-12-23 東京エレクトロン株式会社 成膜方法及び基板処理システム
US11355391B2 (en) * 2019-03-18 2022-06-07 Applied Materials, Inc. Method for forming a metal gapfill
US11282745B2 (en) * 2019-04-28 2022-03-22 Applied Materials, Inc. Methods for filling features with ruthenium
US11227794B2 (en) * 2019-12-19 2022-01-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for making self-aligned barrier for metal vias In-Situ during a metal halide pre-clean and associated interconnect structure

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010278468A (ja) 2010-08-17 2010-12-09 Tokyo Electron Ltd 被処理体の処理方法、処理装置、薄膜形成方法、薄膜形成装置及びプログラム
JP2017050304A (ja) 2015-08-31 2017-03-09 東京エレクトロン株式会社 半導体装置の製造方法
JP2017092101A (ja) 2015-11-04 2017-05-25 東京エレクトロン株式会社 パターン形成方法
JP2017143258A (ja) 2016-02-03 2017-08-17 東京エレクトロン株式会社 堆積プロセス及びエッチングプロセスを使用する凸状フィーチャ及び凹状フィーチャのための選択的膜形成
JP2018137369A (ja) 2017-02-22 2018-08-30 東京エレクトロン株式会社 成膜方法及び成膜装置
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
JP2018170409A (ja) 2017-03-30 2018-11-01 東京エレクトロン株式会社 選択成長方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW202117049A (zh) 2021-05-01
US20230227973A1 (en) 2023-07-20
KR20210007860A (ko) 2021-01-20
US11680320B2 (en) 2023-06-20
JP2021014613A (ja) 2021-02-12
US20210010135A1 (en) 2021-01-14
KR102448245B1 (ko) 2022-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101709851B1 (ko) 성막 방법 및 성막 장치
JP7336884B2 (ja) 表面処理方法及び処理システム
JP7182970B2 (ja) 埋め込み方法及び処理システム
US20230227973A1 (en) Ruthenium film forming method and substrate processing system
US11387112B2 (en) Surface processing method and processing system
KR102096143B1 (ko) 루테늄 배선 및 그 제조 방법
KR102307270B1 (ko) 매립 방법 및 처리 시스템
KR20160068668A (ko) Cu 배선의 형성 방법 및 성막 시스템, 기억 매체
JP2012169590A (ja) 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
JP2019062142A (ja) 選択成膜方法および半導体装置の製造方法
US10522467B2 (en) Ruthenium wiring and manufacturing method thereof
JP2017050304A (ja) 半導体装置の製造方法
KR102244396B1 (ko) 에칭 방법 및 에칭 장치
JP7195106B2 (ja) 成膜方法及び基板処理システム
US20240105445A1 (en) Film forming method and substrate processing system
US20240153818A1 (en) Embedding method and processing system
JP2024049290A (ja) 成膜方法及び基板処理システム
WO2021193016A1 (ja) 半導体装置の製造方法及び基板処理システム
TW202420416A (zh) 成膜方法及基板處理系統
TW202333236A (zh) 釕膜之成膜方法及處理裝置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220308

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230104

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230228

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: 20230411

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230509

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7278164

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150