JPH1167693A - Device and method for cvd film-formation - Google Patents
Device and method for cvd film-formationInfo
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- JPH1167693A JPH1167693A JP17816998A JP17816998A JPH1167693A JP H1167693 A JPH1167693 A JP H1167693A JP 17816998 A JP17816998 A JP 17816998A JP 17816998 A JP17816998 A JP 17816998A JP H1167693 A JPH1167693 A JP H1167693A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＶＤ成膜装置お
よびＣＶＤ成膜方法に関し、特にＡｌ／Ｃｕ積層膜を成
膜するＣＶＤ成膜装置およびＣＶＤ成膜方法に関する。The present invention relates to a CVD film forming apparatus and a CVD film forming method, and more particularly to a CVD film forming apparatus and a CVD film forming method for forming an Al / Cu laminated film.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＬＳＩの構造においては、シリコン等の
半導体ウエハ上に配線を形成するが、このようなＬＳＩ
の配線としては、ターゲートにＡｌ−０．５ｗｔ％Ｃｕ
合金を用いてスパッタリング法により作成したＡｌ−Ｃ
ｕ膜が主流である。2. Description of the Related Art In the structure of an LSI, wiring is formed on a semiconductor wafer such as silicon.
Al-0.5 wt% Cu
Al-C prepared by sputtering using an alloy
The u film is the mainstream.
【０００３】しかしながら、配線の微細化が進んでいる
現在、スパッタリング法では要求される微細化レベルの
配線を得ることが困難になりつつある。このため、Ａｌ
−Ｃｕ配線を微細化に対応可能なＣＶＤ（ Chemical Va
por Deposition）法を用いて成膜することが求められて
いるが、このような合金膜をＣＶＤ法で作成することは
困難であった。[0003] However, with the progress of finer wiring, it is becoming difficult to obtain wiring of a required finer level by sputtering. For this reason, Al
-CVD (Chemical Va
Although it is required to form a film using a por deposition method, it has been difficult to form such an alloy film by a CVD method.
【０００４】そこで従来は、ＣＶＤ−Ａｌ膜にＣｕを添
加するために、ＣＶＤ−Ａｌ膜上にin-situでスパッタ
リング法を用いてＡｌ−Ｃｕ膜またはＣｕ膜を堆積し、
その後アニールすることによって、ＣｕをＡｌ膜全体に
拡散させる方法を用いている。Ａｌ−Ｃｕ膜を利用した
例としては、"Symposium on VLSI Technlogy Digestof
Technical Papers(1996),P42"が挙げられる。Therefore, conventionally, in order to add Cu to the CVD-Al film, an Al-Cu film or a Cu film is deposited on the CVD-Al film in-situ by using a sputtering method.
Thereafter, a method of diffusing Cu throughout the Al film by annealing is used. An example using an Al—Cu film is “Symposium on VLSI Technology Digestof”
Technical Papers (1996), P42 ".
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記技
術では、ＡｌをＣＶＤ成膜するためのチャンバーと、Ａ
ｌ−Ｃｕ膜またはＣｕをスパッタリングするチャンバー
の２つが必要であり、また１枚の半導体ウエハを処理す
るために必ずこれらの間の搬送を伴うため、スループッ
トが低いという問題がある。このようなスループットの
低下を回避するためには、ＡｌをＣＶＤ成膜するチャン
バーと、Ａｌ−ＣｕまたはＣｕスパッタ用チャンバーの
いずれか一方、または双方のチャンバーを複数にするこ
とが考えられるが、これでは装置全体が非常に大きなも
のとなってしまう。However, in the above technique, a chamber for forming a CVD film of Al and an A
Since two chambers for sputtering the l-Cu film or Cu are required, and one semiconductor wafer is always transported between them for processing, there is a problem that the throughput is low. In order to avoid such a decrease in throughput, it is conceivable to use a plurality of chambers for CVD deposition of Al and one or both of Al-Cu and Cu sputtering chambers. Then, the whole device becomes very large.
【０００６】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであって、Ａｌ／Ｃｕ積層膜を高スループットでしか
も装置の大型化をもたらさずに得ることができるＣＶＤ
成膜装置およびＣＶＤ成膜方法を提供することを目的と
する。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has been made in view of the above circumstances, and is capable of obtaining an Al / Cu laminated film at a high throughput without increasing the size of the apparatus.
It is an object to provide a film forming apparatus and a CVD film forming method.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１発明は、被処理体が収容されるチャンバーと、
前記チャンバー内に設けられた被処理体を載置するため
の載置台と、前記チャンバー内にＡｌ原料を導入するＡ
ｌ原料供給系と、前記チャンバー内にＣｕ原料を導入す
るＣｕ原料供給系と、を具備し、前記チャンバー内で、
被処理体に対し、Ａｌ原料によるＡｌ膜のＣＶＤ成膜と
Ｃｕ原料によるＣｕ膜のＣＶＤ成膜を独立して行うこと
を特徴とするＣＶＤ成膜装置を提供する。According to a first aspect of the present invention, a chamber for accommodating an object to be processed is provided.
A mounting table for mounting an object to be processed provided in the chamber, and an A for introducing an Al raw material into the chamber;
1 a raw material supply system, and a Cu raw material supply system for introducing a Cu raw material into the chamber,
Provided is a CVD film forming apparatus characterized in that CVD film formation of an Al film from an Al material and CVD film formation of a Cu film from a Cu material are independently performed on an object to be processed.
【０００８】第２発明は、第１発明において、前記Ａｌ
原料供給系はＡｌ原料供給ラインを有し、前記Ｃｕ原料
供給系はＣｕ原料供給ラインを有し、これらＡｌ原料供
給ラインとＣｕ原料供給ラインとはそれぞれ独立にチャ
ンバーに接続されていることを特徴とするＣＶＤ成膜装
置を提供する。[0008] A second invention is the first invention, wherein the Al
The raw material supply system has an Al raw material supply line, the Cu raw material supply system has a Cu raw material supply line, and the Al raw material supply line and the Cu raw material supply line are independently connected to the chamber. Is provided.
【０００９】第３発明は、第１発明または第２発明にお
いて、前記Ａｌ原料供給系から分岐して設けられ、前記
チャンバーをバイパスしてＡｌ原料を排気するＡｌ原料
排気ラインと、前記Ｃｕ原料供給系から分岐して設けら
れ、前記チャンバーをバイパスしてＣｕ原料を排気する
Ｃｕ原料排気ラインとをさらに具備し、前記Ａｌ原料供
給系を介してＡｌ原料が前記チャンバー内に導入される
際には、Ｃｕ原料が前記Ｃｕ原料排気ラインに導かれ、
前記Ｃｕ原料供給系を介してＣｕ原料が前記チャンバー
内に導入される際には、Ａｌ原料が前記Ａｌ原料排気ラ
インに導かれることを特徴とするＣＶＤ成膜装置を提供
する。A third aspect of the present invention is the first or second aspect of the present invention, wherein an Al source exhaust line is provided branched from the Al source supply system, the Al source exhaust line bypassing the chamber and exhausting the Al source, and the Cu source supply line. A Cu raw material exhaust line provided to branch off from the system and exhausting the Cu raw material by bypassing the chamber, wherein the Al raw material is introduced into the chamber via the Al raw material supply system. , A Cu raw material is led to the Cu raw material exhaust line,
When a Cu raw material is introduced into the chamber via the Cu raw material supply system, an Al raw material is guided to the Al raw material exhaust line.
【００１０】第４発明は、被処理体が収容されるチャン
バーと、前記チャンバー内に設けられた被処理体を載置
するための載置台と、前記チャンバー内にＡｌ原料を導
入するＡｌ原料供給系と、前記チャンバー内にＣｕ原料
を導入するＣｕ原料供給系とを具備する成膜装置を用い
て被処理体の上にＡｌ膜とＣｕ膜とを成膜するＣＶＤ成
膜方法であって、Ａｌ原料供給系からＡｌ原料を前記チ
ャンバー内に導入してＡｌ膜を形成する工程と、Ｃｕ原
料供給系からＣｕ原料を前記チャンバー内に導入してＣ
ｕ膜を形成する工程とを交互に行うことを特徴とするＣ
ＶＤ成膜方法を提供する。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a chamber for accommodating an object to be processed, a mounting table provided in the chamber for mounting the object to be processed, and an Al material supply for introducing an Al material into the chamber. A system and a CVD film forming method for forming an Al film and a Cu film on an object to be processed by using a film forming apparatus including a Cu material supply system for introducing a Cu material into the chamber, Introducing an Al source from the Al source supply system into the chamber to form an Al film; and introducing a Cu source from the Cu source supply system into the chamber to form a C film.
wherein the step of forming a U film and the step of forming
Provided is a VD film forming method.
【００１１】第５発明は、第４発明において、前記Ａｌ
原料が前記チャンバー内に供給される際には、前記Ｃｕ
原料が前記チャンバー内に供給されず、前記Ｃｕ原料が
前記チャンバー内に供給される際には、前記Ａｌ原料が
前記チャンバー内に供給されないことを特徴とするＣＶ
Ｄ成膜方法を提供する。A fifth invention is the fourth invention, wherein the Al
When the raw material is supplied into the chamber, the Cu
When the raw material is not supplied into the chamber and the Cu raw material is supplied into the chamber, the Al raw material is not supplied into the chamber.
A method for forming a D film is provided.
【００１２】第６発明は、第４発明または第５発明にお
いて、前記Ａｌ原料供給系からＡｌ原料を前記チャンバ
ー内に導入してＡｌ膜を形成する工程の際には、前記Ｃ
ｕ原料供給系からＣｕ原料を前記チャンバーを通らずに
排気し、前記Ｃｕ原料供給系からＣｕ原料を前記チャン
バー内に導入してＣｕ膜を形成する工程の際には、前記
Ａｌ原料供給系からＡｌ原料を前記チャンバーを通らず
に排気することを特徴とするＣＶＤ成膜方法を提供す
る。In a sixth aspect based on the fourth or fifth aspect, the step of introducing an Al source from the Al source supply system into the chamber to form an Al film is performed by using the C source.
In the step of evacuating the Cu raw material from the u raw material supply system without passing through the chamber and introducing the Cu raw material into the chamber from the Cu raw material supply system to form a Cu film, the Cu raw material is supplied from the Al raw material supply system. A CVD film forming method characterized by exhausting an Al material without passing through the chamber.
【００１３】第１発明によれば、チャンバー内で、被処
理体に対し、Ａｌ原料によるＡｌ膜のＣＶＤ成膜とＣｕ
原料によるＣｕ膜のＣＶＤ成膜を独立して行うので、１
つのチャンバーでＣＶＤによるＡｌ／Ｃｕ積層膜を形成
することができる。したがって、Ａｌ／Ｃｕ積層膜を高
スループットでしかも装置の大型化をもたらさずに得る
ことができる。According to the first aspect of the present invention, an Al film is formed on an object to be processed in a chamber by CVD using an Al material and Cu is formed.
Since the deposition of the Cu film by the raw material is performed independently,
An Al / Cu laminated film can be formed by CVD in one chamber. Therefore, an Al / Cu laminated film can be obtained with high throughput and without increasing the size of the apparatus.
【００１４】第２発明によれば、Ａｌ原料供給ラインと
Ｃｕ原料供給ラインとはそれぞれ独立にチャンバーに接
続され、これら原料が合流することなくチャンバーに供
給されるので、Ａｌ原料とＣｕ原料との反応を有効に防
止することができる。According to the second invention, the Al raw material supply line and the Cu raw material supply line are independently connected to the chamber, and these raw materials are supplied to the chamber without being merged. The reaction can be effectively prevented.
【００１５】第３発明によれば、チャンバーをバイパス
してＡｌ原料を排気するＡｌ原料排気ラインと、チャン
バーをバイパスしてＣｕ原料を排気するＣｕ原料排気ラ
インとを設け、Ａｌ原料供給系を介してＡｌ原料が前記
チャンバー内に導入される際には、Ｃｕ原料が前記Ｃｕ
原料排気ラインに導かれ、前記Ｃｕ原料供給系を介して
Ｃｕ原料が前記チャンバー内に導入される際には、Ａｌ
原料が前記Ａｌ原料排気ラインに導かれるようにしたの
で、Ａｌ原料とＣｕ原料との反応を一層有効に防止する
ことができる。According to the third invention, an Al source exhaust line for exhausting the Al source by bypassing the chamber and a Cu source exhaust line for exhausting the Cu source by bypassing the chamber are provided, and are provided through the Al source supply system. When the Al raw material is introduced into the chamber by the
When the Cu source is introduced into the chamber through the Cu source supply system through the source exhaust line, Al
Since the raw material is led to the Al raw material exhaust line, the reaction between the Al raw material and the Cu raw material can be more effectively prevented.
【００１６】第４発明によれば、Ａｌ原料供給系からＡ
ｌ原料を前記チャンバー内に導入してＡｌ膜を形成する
工程と、Ｃｕ原料供給系からＣｕ原料を前記チャンバー
内に導入してＣｕ膜を形成する工程とを交互に行うの
で、１つのチャンバーでＣＶＤによるＡｌ／Ｃｕ積層膜
を形成することができる。したがって、Ａｌ／Ｃｕ積層
膜を高スループットでしかも装置の大型化をもたらさず
に得ることができる。According to the fourth invention, A is supplied from the Al source supply system.
Since the step of introducing an Al raw material into the chamber to form an Al film and the step of introducing a Cu raw material from a Cu raw material supply system into the chamber to form a Cu film are alternately performed, one chamber may be used. An Al / Cu laminated film can be formed by CVD. Therefore, an Al / Cu laminated film can be obtained with high throughput and without increasing the size of the apparatus.
【００１７】第５発明によれば、Ａｌ原料が前記チャン
バー内に供給される際には、Ｃｕ原料がチャンバー内に
供給されず、Ｃｕ原料がチャンバー内に供給される際に
は、Ａｌ原料がチャンバー内に供給されないので、Ａｌ
原料とＣｕ原料との反応を有効に防止することができ
る。According to the fifth aspect, when the Al raw material is supplied into the chamber, the Cu raw material is not supplied into the chamber. When the Cu raw material is supplied into the chamber, the Al raw material is not supplied. Al is not supplied into the chamber.
The reaction between the raw material and the Cu raw material can be effectively prevented.
【００１８】第６発明によれば、Ａｌ原料供給系からＡ
ｌ原料をチャンバー内に導入してＡｌ膜を形成する工程
の際には、Ｃｕ原料供給系からＣｕ原料を前記チャンバ
ーを通らずに排気し、Ｃｕ原料供給系からＣｕ原料を前
記チャンバー内に導入してＣｕ膜を形成する工程の際に
は、Ａｌ原料供給系からＡｌ原料を前記チャンバーを通
らずに排気するので、Ａｌ原料とＣｕ原料との反応を一
層有効に防止することができる。According to the sixth invention, A is supplied from the Al source supply system.
In the step of forming an Al film by introducing a raw material into the chamber, the Cu raw material is exhausted from the Cu raw material supply system without passing through the chamber, and the Cu raw material is introduced into the chamber from the Cu raw material supply system. In the step of forming the Cu film by sputtering, the Al source is exhausted from the Al source supply system without passing through the chamber, so that the reaction between the Al source and the Cu source can be more effectively prevented.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。図１は、本発明に係る
ＣＶＤ成膜装置の構成を概略的に示す断面図である。こ
のＣＶＤ成膜装置は、真空状態を維持できるように構成
されたアルミニウム等からなるチャンバー１を有し、そ
の内部には、被処理体例えば、半導体ウエハＷを水平に
保持するサセプタ２がチャンバー１の底部１ｂに固定さ
れた支持部材３により取り付けられている。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view schematically showing a configuration of a CVD film forming apparatus according to the present invention. This CVD film forming apparatus has a chamber 1 made of aluminum or the like configured to be able to maintain a vacuum state, and a susceptor 2 for horizontally holding an object to be processed, for example, a semiconductor wafer W, inside the chamber 1. Is attached by a support member 3 fixed to the bottom portion 1b of the base.
【００２０】このサセプタ２の外周側には、半導体ウエ
ハＷの保持位置をガイドし、サセプタ自身に余分な膜が
成膜しないようにカバーするガイドリング４が設けられ
ている。また、サセプタ２内にはヒータ５が埋め込まれ
ており、このヒータ５は電源６から給電され、保持する
半導体ウエハＷが所望する温度になるように加熱する。
この電源６にはコントローラ７が接続されており、この
コントローラ７により図示しない温度センサの信号に応
じてヒータ５の温度が制御される。A guide ring 4 is provided on the outer peripheral side of the susceptor 2 to guide the holding position of the semiconductor wafer W and cover the susceptor itself so that an extra film is not formed. Further, a heater 5 is embedded in the susceptor 2, and the heater 5 is supplied with power from a power supply 6 and heats the held semiconductor wafer W to a desired temperature.
A controller 7 is connected to the power supply 6, and the controller 7 controls the temperature of the heater 5 according to a signal from a temperature sensor (not shown).
【００２１】前記チャンバー１の底部１ｂには、真空ポ
ンプ等から成る排気系９が接続する排気ポート８が設け
られる。この排気系９によってチャンバー１内を排気す
ることにより、チャンバー内が所定の真空度まで減圧さ
れる。The bottom 1b of the chamber 1 is provided with an exhaust port 8 to which an exhaust system 9 such as a vacuum pump is connected. By exhausting the inside of the chamber 1 by the exhaust system 9, the pressure in the chamber is reduced to a predetermined degree of vacuum.
【００２２】また、チャンバー１の上蓋１ａ側には、後
述するプロセスガスを供給するためのシャワーヘッド１
０が設けられている。このシャワーヘッド１０は、上下
方向に３体のブロックが積み重ねられて一体的に構成さ
れており、上段ブロック１０ａ、中段ブロック体１０
ｂ、下段ブロック体１０ｃからなる。On the upper lid 1a side of the chamber 1, a shower head 1 for supplying a process gas described later is provided.
0 is provided. The shower head 10 is formed by integrally stacking three blocks in the vertical direction, and includes an upper block 10a, a middle block 10
b, composed of a lower block body 10c.
【００２３】上段ブロック１０ａの上面には、後述する
Ａｌ原料供給系２０からＡｌ原料を導入するためのＡｌ
原料導入口１１と、後述するＣｕ原料供給系４０からＣ
ｕ原料を導入するためのＣｕ原料導入口１２とが形成さ
れている。上段ブロック体１０ａの内部では、１つのＡ
ｌ原料導入口１１から多数のＡｌ原料通路１３に分岐し
ている。このＡｌ原料通路１３が、次の中段ブロック体
１０ｂに形成されたＡｌ原料通路１５に繋がっており、
さらに下段ブロック体１０ｃのＡｌ原料吐出孔１７に繋
がっている。An upper surface of the upper block 10a is provided with an Al material for introducing an Al material from an Al material supply system 20 described later.
The raw material inlet 11 and a Cu raw material supply system 40 to be described later
A Cu raw material inlet 12 for introducing a u raw material is formed. Inside the upper block body 10a, one A
From the 1 material inlet 11, it branches into a number of Al material passages 13. The Al source passage 13 is connected to the Al source passage 15 formed in the next middle block body 10b,
Further, it is connected to the Al raw material discharge hole 17 of the lower block body 10c.
【００２４】また、Ａｌ原料導入口１１、Ａｌ原料通路
１３およびＡｌ原料吐出孔１７に繋がらないように、上
段ブロック体１０ａの内部には、Ｃｕ原料導入口１２か
ら多数のＣｕ原料通路１４が分岐して設けられ、Ｃｕ原
料通路１４が中段ブロック体１０ｂ内に形成されたＣｕ
原料通路１６に繋がり、さらに下段ブロック体１０ｃに
形成されたＣｕ原料吐出孔１８に繋がっている。A number of Cu material passages 14 are branched from the Cu material introduction port 12 inside the upper block body 10a so as not to be connected to the Al material introduction port 11, the Al material passage 13 and the Al material discharge hole 17. The Cu raw material passage 14 is formed in the middle block body 10b.
It is connected to the raw material passage 16 and further connected to a Cu raw material discharge hole 18 formed in the lower block body 10c.
【００２５】このようにシャワーヘッド１０は、Ａｌ原
料とＣｕ原料が全く独立した供給路を持ち、それぞれの
原料吐出孔が所定の間隔をあけて交互に配置される。さ
らに、シャワーヘッド１０の内部には、冷却配水路が形
成され、水配管１９が取り付けられて、冷却水を循環さ
せて温度調節が可能となっている。As described above, the shower head 10 has completely independent supply paths for the Al raw material and the Cu raw material, and the raw material discharge holes are alternately arranged at predetermined intervals. Further, a cooling water distribution passage is formed inside the shower head 10, and a water pipe 19 is attached so that cooling water can be circulated to adjust the temperature.
【００２６】また、図示していないが、チャンバー１に
隣接して、搬送系により半導体ウエハＷをサセプタ２に
搬送するとともに半導体ウエハＷをチャンバー１の外部
との間で受け渡しするためのロード・アンロードロック
室が設けられている。Although not shown, a loading / unloading device is provided adjacent to the chamber 1 for transferring the semiconductor wafer W to the susceptor 2 by the transfer system and transferring the semiconductor wafer W to and from the outside of the chamber 1. A load lock chamber is provided.
【００２７】次に、図２を参照して、Ａｌ原料供給系２
０について説明する。このＡｌ原料供給系２０は、前記
シャワーヘッド１０のＡｌ原料導入口１１に接続しＡｌ
原料を供給するＡｌ原料供給ライン２１と、例えばジメ
チルアルミニウムハイドライド（ＤＭＡＨ）等のＡｌ原
料が充填される加熱可能なＡｌ原料容器２２とを有して
いる。Next, referring to FIG.
0 will be described. This Al source supply system 20 is connected to the Al source inlet 11 of the shower head 10 and
The apparatus has an Al material supply line 21 for supplying a material, and a heatable Al material container 22 filled with an Al material such as dimethyl aluminum hydride (DMAH).
【００２８】さらに、このＡｌ原料供給系２０は、常温
では液体のＤＭＡＨを気化させるために、Ａｌ原料容器
２２内でキャリアガス、例えばＨ2ガスによるバブリン
グを行うバブリングライン２５と、Ａｌ原料供給ライン
２１およびチャンバー１内に残留している原料ガスをパ
ージしたり、原料ガスを供給する前にチャンバー内に導
入されて予めチャンバー１内の圧力を調整するパージラ
イン３２と、バブリングライン２５およびパージライン
３２から分岐して、装置側へ供給しないように原料ガス
を排気するためのバイパスライン３６とを有している。Further, the Al source supply system 20 includes a bubbling line 25 for performing bubbling with a carrier gas, for example, H 2 gas in an Al source container 22 in order to vaporize DMAH which is liquid at normal temperature, and an Al source supply line. A purge line 32 for purging the source gas remaining in the chamber 1 and the chamber 1 and for introducing the source gas into the chamber before supplying the source gas to adjust the pressure in the chamber 1 in advance, a bubbling line 25 and a purge line And a bypass line 36 for branching off from the device 32 to exhaust the raw material gas so as not to supply it to the apparatus side.
【００２９】前記Ａｌ原料供給ライン２１は、Ａｌ原料
容器２２内に管口がＡｌ原料に触れないように突き入れ
られたガス配管に接続し原料ガスの供給および停止を行
うバルブ２６と、バイパスライン３６へ分岐する切り換
えバルブ２８と、パージライン３２に分岐する切り換え
バルブ２９とがガス配管で接続されて構成され、前記シ
ャワーヘッド１０のＡｌ原料導入口１１に接続する。な
お、気化した原料ガスが液化しないように、Ａｌ原料源
２２は、例えば２５℃に維持され、Ａｌ原料供給ライン
２１のガス配管は例えば、３５℃に維持される。The Al source supply line 21 is connected to a gas pipe whose pipe is inserted into the Al source container 22 so as not to come into contact with the Al source to supply and stop the source gas, and a bypass line. A switching valve 28 branching to 36 and a switching valve 29 branching to the purge line 32 are connected by gas piping, and are connected to the Al material introduction port 11 of the shower head 10. The Al source 22 is maintained at, for example, 25 ° C., and the gas piping of the Al source supply line 21 is maintained at, for example, 35 ° C. so that the vaporized source gas does not liquefy.
【００３０】前記バブリングライン２５は、バブリング
用のキャリアガス（Ｈ2）が充填されたガスボンベ等を
含むガス源２４と、キャリアガスの供給および停止を行
うバルブ３０と、キャリアガスの流量制御により生成す
るＡｌ原料ガスの流量をコントロールするマスフローコ
ントローラ２７と、バイパスライン３６へ分岐する切り
換えバルブ３１とがガス配管により接続されて構成さ
れ、ガス配管は、Ａｌ原料容器２２に充填されたＤＭＡ
Ｈ内に管口を突き入れている。前記パージライン３２の
パージガスは、バブリング用のキャリアガスと同じもの
を用いることが望ましく、例えば、Ｈ2ガスを用いる。The bubbling line 25 is formed by a gas source 24 including a gas cylinder filled with a bubbling carrier gas (H 2 ), a valve 30 for supplying and stopping the carrier gas, and a flow rate control of the carrier gas. A mass flow controller 27 that controls the flow rate of the Al raw material gas to be supplied and a switching valve 31 that branches to a bypass line 36 are connected by gas piping, and the gas piping is a DMA filled in the Al raw material container 22.
The mouth is inserted into H. It is desirable to use the same purge gas for the purge line 32 as the carrier gas for bubbling, for example, H 2 gas.
【００３１】前記パージライン３２は、ガス（Ｈ2）が
充填されたガスボンベ等を含むパージガス源３３と、パ
ージガスの供給および停止を行うバルブ３４と、パージ
ガスの流量制御を行うマスフローコントローラ３５とが
ガス配管により接続されて構成され、切り換えバルブ２
９に接続する。The purge line 32 includes a purge gas source 33 including a gas cylinder filled with gas (H 2 ), a valve 34 for supplying and stopping the purge gas, and a mass flow controller 35 for controlling the flow rate of the purge gas. The switching valve 2 is configured by being connected by piping.
9
【００３２】前記バイパスライン３６は、Ａｌ原料供給
ライン２１の切り換えバルブ２８およびバブリングライ
ン２５の切り換えバルブ３１から分岐して、排気系９に
接続する排気管により構成される。The bypass line 36 is constituted by an exhaust pipe branched from the switching valve 28 of the Al source supply line 21 and the switching valve 31 of the bubbling line 25 and connected to the exhaust system 9.
【００３３】次に、図３を参照して、Ｃｕ原料供給系４
０について説明する。このＣｕ原料供給系４０は、前記
シャワーヘッド１０のＣｕ原料導入口１２に接続しＣｕ
原料を供給するＣｕ原料供給ライン４１と、例えばシク
ロペンタジエニルカッパートリエチルフォスフィン（Ｃ
ｐＣｕＴＥＰ）等のＣｕ原料が充填されたＣｕ原料容器
４２とを有している。ＣｐＣｕＴＥＰは固体であるた
め、本実施形態では、ＣｐＣｕＴＥＰを被覆させた多数
の球体をＣｕ原料容器４２内に収納している例を示す。Next, referring to FIG.
0 will be described. The Cu source supply system 40 is connected to the Cu source inlet 12 of the shower head 10 and
A Cu raw material supply line 41 for supplying a raw material and, for example, cyclopentadienyl copper triethylphosphine (C
and a Cu raw material container 42 filled with a Cu raw material such as pCuTEP). Since CpCuTEP is a solid, this embodiment shows an example in which a large number of spheres coated with CpCuTEP are stored in the Cu raw material container 42.
【００３４】さらに、このＣｐＣｕＴＥＰが常温では固
体であるため、Ｃｕ原料容器４２はヒータ６０により加
熱制御可能となっている。そして、Ｃｕ原料供給系４０
は、その容器４２内に例えばＨ2ガスを導入して気化さ
せ原料ガスを生成するための気化ライン４５と、Ｃｕ原
料供給ライン４１およびチャンバー１内に残留している
原料ガスをフローさせるためにパージしたり、原料ガス
を供給する前にチャンバー内に導入されることにより予
めチャンバー１内の圧力を調整するパージライン５２
と、気化ライン４５およびパージライン５２から分岐し
て、配管内のガスや装置側へ供給せずに原料ガスを排気
するバイパスライン５６とを有している。Further, since the CpCuTEP is solid at normal temperature, the heating of the Cu raw material container 42 can be controlled by the heater 60. Then, the Cu raw material supply system 40
Is used to flow the source gas remaining in the Cu source supply line 41 and the chamber 1, for example, by introducing H 2 gas into the container 42 and vaporizing it to generate a source gas. A purge line 52 for adjusting the pressure in the chamber 1 in advance by purging or introducing the material gas into the chamber before supplying the material gas.
And a bypass line 56 that branches off from the vaporization line 45 and the purge line 52 and exhausts the raw material gas without supplying the gas in the pipe or the apparatus side.
【００３５】前記Ｃｕ原料供給ライン４１は、Ｃｕ原料
容器４２のＣｕ原料内に管口が突き入れられたガス配管
に接続し原料ガスの供給および停止を行うバルブ４６
と、バイパスライン５６へ分岐する切り換えバルブ４８
と、パージライン５２に分岐する切り換えバルブ４９と
がガス配管で接続されて構成され、前記シャワーヘッド
１０のＣｕ原料導入口１２に接続する。The Cu raw material supply line 41 is connected to a gas pipe having a port inserted into the Cu raw material of the Cu raw material container 42 to supply and stop the raw material gas.
And the switching valve 48 branching to the bypass line 56
And a switching valve 49 branched to a purge line 52 are connected by a gas pipe, and are connected to the Cu material introduction port 12 of the shower head 10.
【００３６】なお、Ｃｕ原料供給ライン４１の周囲に
は、Ｃｕ原料容器４２からチャンバー１に至るまで、ヒ
ータ５８が設けられており、Ｃｕ原料供給ライン４１を
所定の温度、例えば７５℃に加熱するようになってい
る、また、キャリアガス配管４５の周囲にはヒータ５９
が設けられており、ガス配管４５を所定温度、例えば６
５℃に加熱するようになっている。また、Ｃｕ原料容器
４２内はヒータ６０によって所定温度、例えば６５℃に
加熱される。A heater 58 is provided around the Cu raw material supply line 41 from the Cu raw material container 42 to the chamber 1, and heats the Cu raw material supply line 41 to a predetermined temperature, for example, 75 ° C. A heater 59 is provided around the carrier gas pipe 45.
Is provided at a predetermined temperature, for example, 6
Heat to 5 ° C. Further, the inside of the Cu raw material container 42 is heated to a predetermined temperature, for example, 65 ° C. by the heater 60.
【００３７】前記気化ライン４５は、キャリアガス（Ｈ
2）が充填されたガスボンベ等からなるガス供給源４４
と、キャリアガスの供給および停止を行うバルブ５０
と、キャリアガスの流量を制御することにより生成する
原料ガスの流量を制御するマスフローコントローラ４７
と、バイパスライン５６へ分岐する切り換えバルブ５１
とで構成され、ガス配管の管口は、Ｃｕ原料容器４２内
のＣｕ原料に触れないように突き入れられている。The vaporizing line 45 is provided with a carrier gas (H
2 ) A gas supply source 44 composed of a gas cylinder or the like filled with
And a valve 50 for supplying and stopping the carrier gas
And a mass flow controller 47 for controlling the flow rate of the source gas generated by controlling the flow rate of the carrier gas.
And the switching valve 51 branched to the bypass line 56
And the mouth of the gas pipe is inserted so as not to touch the Cu raw material in the Cu raw material container 42.
【００３８】前記パージライン５２は、ガス（Ｈ2 ）が
充填されたガスボンベ等からなるパージガス源５３と、
パージガスの供給および停止を行うバルブ５４と、パー
ジガスの流量を検出するマスフローコントローラ５５と
が該配管により接続されて構成され、切り換えバルブ４
９に接続される。前記パージライン５２のパージガスと
しては、バブリング用のキャリアガスと同じものを用い
ることが望ましく、例えばＨ2ガスを用いる。The purge line 52 includes a purge gas source 53 composed of a gas cylinder filled with gas (H 2) and the like.
A valve 54 for supplying and stopping the purge gas and a mass flow controller 55 for detecting the flow rate of the purge gas are connected by the piping.
9 is connected. As the purge gas for the purge line 52, it is desirable to use the same gas as the carrier gas for bubbling, for example, H 2 gas.
【００３９】前記バイパスライン５６は、Ｃｕ原料供給
ライン４１の切り換えバルブ４８およびバブリングライ
ン４５の切り換えバルブ５１からそれぞれ分岐して、排
気系９に接続する排気管により構成される。The bypass line 56 is constituted by an exhaust pipe branched from the switching valve 48 of the Cu raw material supply line 41 and the switching valve 51 of the bubbling line 45 and connected to the exhaust system 9.
【００４０】このようなＡｌ原料供給系２０およびＣｕ
原料供給系４０が設けられたＣＶＤ成膜装置は、Ａｌ膜
を成膜する場合には、Ａｌ原料供給ライン２１からチャ
ンバー１内にＡｌ原料ガス（ＤＭＡＨ）を供給する。そ
の時に、切り換えバルブ４８を開け、切り換えバルブ４
９を閉じ、Ｃｕ原料ガスをバイパスライン５６から分岐
させてチャンバー１に導入しないようにして排気系９で
排気する。The above-mentioned Al raw material supply system 20 and Cu
The CVD film forming apparatus provided with the source supply system 40 supplies an Al source gas (DMAH) into the chamber 1 from the Al source supply line 21 when forming an Al film. At that time, the switching valve 48 is opened and the switching valve 4 is opened.
9 is closed, and the Cu source gas is diverged from the bypass line 56 and exhausted by the exhaust system 9 so as not to be introduced into the chamber 1.
【００４１】また、Ｃｕ膜を成膜する場合には、Ｃｕ原
料供給ライン４１からチャンバー内にＣｕ原料ガス（Ｃ
ｐＣｕＴＥＰ）を供給し、切り換えバルブ２８を開け、
切り換えバルブ２９を閉じ、Ａｌ原料ガスをバイパスラ
イン３６から分岐させてチャンバー１に導入しないよう
にして排気系９で排気する。When a Cu film is formed, a Cu source gas (C) is supplied from the Cu source supply line 41 into the chamber.
pCuTEP), open the switching valve 28,
The switching valve 29 is closed, and the Al source gas is diverted from the bypass line 36 and exhausted by the exhaust system 9 so as not to be introduced into the chamber 1.
【００４２】次に、本実施形態のＣＶＤ成膜装置によ
る、Ａｌ／Ｃｕ積層膜の成膜方法について説明する。ま
ず、チャンバー１内を排気系９により大気から真空引き
を行い、高真空度にした状態で、図示しないロードロッ
ク室から、例えば、ＴｉＮ膜が基板表面に形成された半
導体ウエハＷをチャンバー１に搬送し、サセプター２上
にセットする。この際に、サセプター２に埋設されてい
るヒーター５により半導体ウエハＷを例えば１９０℃の
温度に加熱する。Next, a method of forming an Al / Cu laminated film by the CVD film forming apparatus of the present embodiment will be described. First, the interior of the chamber 1 is evacuated from the atmosphere by the exhaust system 9 to a high degree of vacuum, and a semiconductor wafer W having a TiN film formed on the substrate surface is transferred from the load lock chamber (not shown) to the chamber 1. It is transported and set on the susceptor 2. At this time, the semiconductor wafer W is heated to, for example, 190 ° C. by the heater 5 embedded in the susceptor 2.
【００４３】次に、切り換えバルブ２９，４９を操作し
て、パージガス源３３，５３の両方またはいずれか一方
からＨ2ガスを例えば１０００SCCMの流量でチャンバー
１内に導入してチャンバーの真空度を、例えば、５Ｔor
r に調整する。これと同時に、切り換えバルブ３１，５
１，２８および４８をそれぞれ操作して、ガス供給源２
４，４４から１０００SCCMの流量のＨ2 ガスをバイパス
ライン３６，５６に流す。この際に、Ａｌ原料供給ライ
ン２１およびＣｕ原料供給系４０に設けられた圧力コン
トローラ（図示せず）を用いて圧力コントローラの上流
側の圧力を予め原料容器２２，４２の圧力に調整する。
この場合に、Ａｌ原料容器２２の圧力を、例えば１００
Ｔorr 、Ｃｕ原料容器４２の圧力を例えば１６０Ｔorr
に設定する。Next, by operating the switching valves 29 and 49, H 2 gas is introduced into the chamber 1 at a flow rate of, for example, 1000 SCCM from both or one of the purge gas sources 33 and 53 to reduce the degree of vacuum of the chamber. For example, 5 Tor
Adjust to r. At the same time, the switching valves 31 and 5
1, 28 and 48, respectively, to operate gas supply 2
H2 gas at a flow rate of 4,44 to 1000 SCCM is supplied to the bypass lines 36,56. At this time, the pressure on the upstream side of the pressure controller is adjusted to the pressure of the raw material containers 22 and 42 in advance by using a pressure controller (not shown) provided in the Al raw material supply line 21 and the Cu raw material supply system 40.
In this case, the pressure of the Al raw material container 22 is set to, for example, 100
Torr, the pressure of the Cu raw material container 42 is set to, for example, 160 Torr.
Set to.
【００４４】これらの圧力が安定したところで、切り換
えバルブ３１，５１を操作して、バイパスライン３６，
５６側からＡｌ原料容器２２およびＣｕ原料容器４２に
キャリアガスを供給する。この操作により、Ａｌ原料で
あるＤＭＡＨがバブリングされて気化され、キャリアガ
ス（Ｈ2）と共に、Ａｌ原料供給ライン２１に送られ、
切り換えバルブ２８により分岐されて、バイパスライン
３６に排気される。同様にＣｕ原料であるＣｐＣｕＴＥ
Ｐが気化され、キャリアガス（Ｈ2）共に、Ｃｕ原料供
給ライン４１に送られ、切り換えバルブ４８により分岐
されて、バイパスライン５６に排気される。When these pressures are stabilized, the switching valves 31 and 51 are operated to operate the bypass lines 36 and
A carrier gas is supplied to the Al raw material container 22 and the Cu raw material container 42 from the 56 side. By this operation, DMAH, which is an Al raw material, is bubbled and vaporized and sent to the Al raw material supply line 21 together with the carrier gas (H 2 ).
The air is branched by the switching valve 28 and exhausted to the bypass line 36. Similarly, Cu raw material CpCuTE
P is vaporized and sent together with the carrier gas (H 2 ) to the Cu raw material supply line 41, branched off by the switching valve 48, and exhausted to the bypass line 56.
【００４５】この状態でチャンバー圧力が安定し、半導
体ウエハの温度が所定値に達した時に、切り換えバルブ
２８，２９若しくは、切り換えバルブ４８，４９のいず
れかを操作して、原料ガスをチャンバー１内に供給し、
成膜を開始する。この場合、Ａｌ膜の成膜から開始して
もよいし、Ｃｕ膜の成膜から開始してもよい。ここで
は、このような操作方法により、Ａｌ膜を成膜してから
Ｃｕ膜を成膜するプロセスについて説明する。なお、成
膜時のチャンバー１の壁部の温度を例えば５０℃に設定
し、余分な膜が着きにくくする。In this state, when the chamber pressure is stabilized and the temperature of the semiconductor wafer reaches a predetermined value, one of the switching valves 28 and 29 or the switching valves 48 and 49 is operated to transfer the source gas into the chamber 1. Supply to
The film formation is started. In this case, the process may be started from the formation of the Al film, or may be started from the formation of the Cu film. Here, a process of forming an Al film and then forming a Cu film by such an operation method will be described. In addition, the temperature of the wall of the chamber 1 at the time of film formation is set to, for example, 50 ° C., so that an excessive film is hardly deposited.
【００４６】前述した操作により、切換バルブ２９を介
して、キャリアガスがチャンバー１内に供給され、また
切換バルブ２８を介して、Ａｌ原料ガスが分岐したバイ
パスライン３６に流され、同様に、切り換えバルブ４８
を介してＣｕ原料ガスが分岐したバイパスライン５６に
流されている。By the above-described operation, the carrier gas is supplied into the chamber 1 through the switching valve 29, and the Al source gas is flown into the branched bypass line 36 through the switching valve 28. Valve 48
, The Cu source gas is passed to the bypass line 56 branched.
【００４７】まず、切換バルブ２８，２９を共に操作し
て、チャンバー１内に導入されていたＨ2ガスを停止
し、バイパスライン３６に流されていたＡｌ原料ガス
（ＤＭＡＨ＋Ｈ2）をチャンバー１内に供給する。Ｃｕ
原料ガス（ＣｐＣｕＴＥＰ＋Ｈ2）は、バイパスライン
５６に流されている。First, the switching valves 28 and 29 are operated together to stop the H 2 gas introduced into the chamber 1, and the Al source gas (DMAH + H 2 ) flowing through the bypass line 36 is introduced into the chamber 1. To supply. Cu
The source gas (CpCuTEP + H 2 ) is flowing in the bypass line 56.
【００４８】この際、キャリアガスであるＨ2ガスの流
量を例えば１０００SCCMに設定し、Ａｌ原料容器２２内
の圧力を１００Ｔorr 程度、温度を６５℃程度に設定
し、Ａｌ原料供給ライン２１の温度を例えば３５℃にす
る。この状態で半導体ウエハＷ４５に第１のＡｌ膜が成
膜される。At this time, the flow rate of the H 2 gas as a carrier gas is set to, for example, 1000 SCCM, the pressure in the Al source container 22 is set to about 100 Torr, the temperature is set to about 65 ° C., and the temperature of the Al source supply line 21 is set. For example, 35 ° C. In this state, a first Al film is formed on the semiconductor wafer W45.
【００４９】そして、所望膜厚まで第１のＡｌ膜が成膜
された所定時間の経過後に、切り換えバルブ２８を操作
して、Ａｌ原料供給ライン２１を通ってチャンバー１に
供給されていたＡｌ原料ガスをバイパスライン３６側に
切り換えて排気する。その後、切り換えバルブ４８を操
作して、バイパスライン５６側に流していたＣｕ原料ガ
スをチャンバー１内に供給する。After a lapse of a predetermined time after the first Al film has been formed to the desired film thickness, the switching valve 28 is operated to operate the Al source supplied to the chamber 1 through the Al source supply line 21. The gas is switched to the bypass line 36 and exhausted. Thereafter, the switching valve 48 is operated to supply the Cu source gas flowing to the bypass line 56 side into the chamber 1.
【００５０】この場合に、切り換えバルブ２８，４８の
切り換えのタイミングは同時でもよいし、Ａｌ原料ガス
をバイパスライン３６側に切り換えた後にＣｕ原料ガス
をチャンバー１に供給してもよい。ただし、チャンバー
１内にＡｌ原料ガスとＣｕ原料ガスとが混在すると、反
応して反応生成物を作り出す恐れがあり、これを防止す
る観点から、Ａｌ原料ガスをバイパスライン３６側に切
り換えた後、チャンバー１内をパージガス源３３からの
Ｈ2ガスでパージするか、一旦、真空引きを行いＡｌ原
料ガスを排気してから、Ｃｕ原料ガスをチャンバー１内
に供給する方が好ましい。またその逆の切り換えも同様
である。In this case, the switching timing of the switching valves 28 and 48 may be simultaneous, or the Cu source gas may be supplied to the chamber 1 after the Al source gas is switched to the bypass line 36 side. However, if the Al raw material gas and the Cu raw material gas are mixed in the chamber 1, there is a risk that they react to produce a reaction product. From the viewpoint of preventing this, after switching the Al raw material gas to the bypass line 36 side, It is preferable to purge the inside of the chamber 1 with H 2 gas from the purge gas source 33, or to evacuate the Al source gas once to exhaust the Al source gas, and then supply the Cu source gas into the chamber 1. The same applies to the reverse switching.
【００５１】そしてＣｕ原料ガスに切り換えた際、キャ
リアガスであるＨ2ガスの流量を例えば、１０００SCCM
にし、Ｃｕ原料容器４２内の圧力を１００Ｔorr程度、
温度を６５℃程度とし、気化ライン４５の温度を６５℃
程度、およびＣｕ原料供給ライン４１の温度を７５℃程
度とする。この条件で、前記第１のＡｌ膜上に所望する
膜厚の第１のＣｕ膜を成膜させた後、切り換えバルブ４
８を操作して、Ｃｕ原料ガスをバイパスライン５６に流
して、Ｃｕ膜の成膜を終了させる。When switching to the Cu source gas, the flow rate of the H 2 gas as the carrier gas is set to, for example, 1000 SCCM.
And the pressure in the Cu raw material container 42 is set to about 100 Torr,
The temperature is about 65 ° C, and the temperature of the vaporization line 45 is 65 ° C.
And the temperature of the Cu raw material supply line 41 is set to about 75 ° C. Under these conditions, after a first Cu film having a desired thickness is formed on the first Al film, the switching valve 4
By operating 8, the Cu source gas is caused to flow through the bypass line 56 to terminate the formation of the Cu film.
【００５２】次に、再び、第２のＡｌ膜を成膜する場合
には、切り換えバルブ２８を操作して、バイパスライン
３６側に流していたＡｌ原料ガスをチャンバー１内に供
給して、第１のＣｕ膜上に成膜させる。以降、これらの
操作を繰り返し行うことにより、幾層にもＡｌ膜とＣｕ
膜とが積層され、所望の積層数のＡｌ／Ｃｕ積層膜を形
成することができる。Next, when the second Al film is formed again, the switching valve 28 is operated to supply the Al source gas flowing to the bypass line 36 side into the chamber 1, 1 is formed on the Cu film. Thereafter, by repeating these operations, the Al film and the Cu
The films are stacked, and a desired number of stacked Al / Cu stacked films can be formed.
【００５３】一連の成膜プロセスを終了させる場合、バ
ルブ３０，５０でキャリアガスを停止させた後、切り換
えバルブ３１，５１を操作して、配管内に残留するキャ
リアガスを排気する。この後、チャンバー１内を高真空
度まで真空引きして、残留したガスを排気する。また、
切り換えバルブ２９，４９を操作して、チャンバー１内
にパージガス源３３，５３からＨ2ガスを導入して、一
定時間ポストフローを行った後、Ｈ2ガスを停止し、そ
の後チャンバー１の真空引きを行ってもよい。When a series of film forming processes is completed, the carrier gas is stopped by the valves 30 and 50, and then the switching valves 31 and 51 are operated to exhaust the carrier gas remaining in the pipe. Thereafter, the inside of the chamber 1 is evacuated to a high degree of vacuum, and the remaining gas is exhausted. Also,
By operating the switching valves 29 and 49, H 2 gas is introduced into the chamber 1 from the purge gas sources 33 and 53, post-flow is performed for a certain time, then the H 2 gas is stopped, and then the chamber 1 is evacuated. May be performed.
【００５４】このように半導体ウエハＷ上に形成された
Ａｌ／Ｃｕ積層膜は、後の工程で所定の条件のアニール
処理が行われる。このアニール処理により、積層したＡ
ｌ膜とＣｕ膜との間で拡散が生じ、所望のＡｌ／Ｃｕ合
金膜が形成される。The Al / Cu laminated film thus formed on the semiconductor wafer W is subjected to an annealing process under predetermined conditions in a later step. By this annealing treatment, the laminated A
Diffusion occurs between the 1 film and the Cu film, and a desired Al / Cu alloy film is formed.
【００５５】以下に典型的な積層膜形成条件を示す。被
処理体の温度を１９０℃、チャンバー内の圧力を５Ｔｏ
ｒｒとして、次の一連のステップを実行する。 （１）バブラーを用い、Ａｌ原料（ＤＭＡＨ）を、キャ
リアガスとしての水素（１０００ｓｃｃｍ）とともに２
３４秒間流す。バブラー出口での圧力は１００Torr,Ｄ
ＭＡＨの室温での蒸気圧は約２Torrである。 （２）パージガスとしての水素（１０００ｓｃｃｍ）を
２０秒間流す。 （３）Ｃｕ原料であるＣｐＣｕＴＥＰガス（８０℃、１
００Ｔｏｒｒ）をキャリアガスとしての水素（１０００
ｓｃｃｍ）とともに６０秒間流す。 （４）パージガスとしての水素（１０００ｓｃｃｍ）を
２０秒間流す。 上記（１）から（４）を７回繰り返し行い、合計で約２
５０００オングストロームのＡｌ／Ｃｕ積層膜を形成す
る。その後、水素雰囲気中、４００℃で、 ３０分間ア
ニールを行い、Ａｌ−Ｃｕの合金膜とする。The typical conditions for forming a laminated film are shown below. The temperature of the object to be processed is 190 ° C. and the pressure in the chamber is 5 To.
The following series of steps is executed as rr. (1) Using a bubbler, remove the Al raw material (DMAH) together with hydrogen (1000 sccm) as a carrier gas.
Run for 34 seconds. The pressure at the bubbler outlet is 100 Torr, D
The vapor pressure of MAH at room temperature is about 2 Torr. (2) Flow hydrogen (1000 sccm) as a purge gas for 20 seconds. (3) CpCuTEP gas as a Cu raw material (80 ° C., 1
00 Torr) as hydrogen (1000
sccm) for 60 seconds. (4) Flow hydrogen (1000 sccm) as a purge gas for 20 seconds. The above (1) to (4) are repeated seven times, for a total of about 2
A 5000 Å Al / Cu laminated film is formed. Thereafter, annealing is performed in a hydrogen atmosphere at 400 ° C. for 30 minutes to form an Al—Cu alloy film.
【００５６】一般的に、ＡｌおよびＣｕをそれぞれ複数
回成膜した積層から合金膜を作る場合には、それぞれの
一回の成膜膜厚を約２０００オングストローム以下とす
るのが好ましい。各層の平滑性の点では５００オングス
トローム程度の膜が好ましいが、積層回数が増えてスル
ープットが下がるので、１０００〜２０００オングスト
ロームが最も好ましい。In general, when an alloy film is formed from a laminate in which Al and Cu are formed a plurality of times, it is preferable that the thickness of each film is set to about 2000 Å or less. From the viewpoint of the smoothness of each layer, a film having a thickness of about 500 angstroms is preferable. However, since the number of laminations is increased and the throughput is reduced, a thickness of 1000 to 2000 angstroms is most preferable.
【００５７】以上説明したように本実施形態のＣＶＤ成
膜装置によれば、同じチャンバー内でＡｌ原料ガスによ
り成膜されたＡｌ膜と、Ｃｕ原料ガスにより成膜された
Ｃｕ膜を別々かつ交互に成膜するため、１つのチャンバ
ーでＣＶＤによるＡｌ／Ｃｕ積層膜を形成することがで
きる。このため、Ａｌ／Ｃｕ積層膜を製造装置の大型化
をもたらすことなく高スループットで形成することがで
きる。As described above, according to the CVD film forming apparatus of the present embodiment, the Al film formed by the Al source gas and the Cu film formed by the Cu source gas are separately and alternately formed in the same chamber. Al / Cu laminated film can be formed by CVD in one chamber. Therefore, the Al / Cu laminated film can be formed at high throughput without increasing the size of the manufacturing apparatus.
【００５８】また、Ａｌ原料供給ラインとＣｕ原料供給
ラインとはそれぞれ独立にシャワーヘッドに接続され、
またシャワーヘッド内でも合流せずにチャンバー供給さ
れるので、Ａｌ原料とＣｕ原料とが反応するおそれが極
めて小さい。Further, the Al material supply line and the Cu material supply line are independently connected to the shower head,
In addition, since they are supplied to the chamber without merging even in the shower head, there is little possibility that the Al raw material and the Cu raw material react with each other.
【００５９】さらに、チャンバーをバイパスしてＡｌ原
料ガスを排気する第１のバイパスラインと、チャンバー
をバイパスしてＣｕ原料ガスを排気する第２のバイパス
ラインとを設けており、Ａｌ原料供給ラインを介してＡ
ｌ原料ガスがチャンバー内に導入される際には、Ｃｕ原
料ガスが第２のバイパスラインに導かれ、Ｃｕ原料供給
ラインを介してＣｕ原料ガスがチャンバー内に導入され
る際には、Ａｌ原料ガスが第１のバイパスラインに導か
れるので、Ａｌ原料とＣｕ原料との反応を一層有効に防
止することができる。Further, a first bypass line for exhausting the Al source gas by bypassing the chamber and a second bypass line for exhausting the Cu source gas by bypassing the chamber are provided. Via A
When the source gas is introduced into the chamber, the Cu source gas is guided to the second bypass line, and when the Cu source gas is introduced into the chamber through the Cu source supply line, the Al source gas is introduced. Since the gas is led to the first bypass line, the reaction between the Al raw material and the Cu raw material can be more effectively prevented.
【００６０】また本実施形態は、前述した原料を選択し
たので、半導体ウエハＷの温度がＡｌ膜の成膜時とＣｕ
膜の成膜時とで、ほぼ同じ温度でよい。そのため、サセ
プターのヒータの温度設定を同じに維持したまま、連続
して成膜することができ、スループットを高くすること
ができる。Further, in this embodiment, since the above-mentioned raw materials are selected, the temperature of the semiconductor wafer W is set at the time when the Al film is formed and when the Cu film is formed.
The temperature may be substantially the same as when forming the film. Therefore, it is possible to continuously form a film while maintaining the same temperature setting of the susceptor heater, and it is possible to increase the throughput.
【００６１】なお、本発明は、説明した実施形態に限定
されることなく種々変形可能である。例えば、実施形態
では原料ガスを供給するために、チャンバー上方に、マ
トリックスシャワー状に配置された原料吐出孔が形成さ
れるヘッドシャワーを用いたが、これに限定されるもの
ではなく、Ａｌ原料とＣｕ原料が独立に供給できるもの
であればよい。例えば、多数のガス吐出孔を有するリン
グ型のものを２本設けてもよい。The present invention can be variously modified without being limited to the embodiment described above. For example, in the embodiment, in order to supply the raw material gas, a head shower in which the raw material discharge holes arranged in a matrix shower shape are formed above the chamber is used, but the present invention is not limited to this. What is necessary is just to be able to supply Cu raw material independently. For example, two ring-type ones having many gas discharge holes may be provided.
【００６２】また、原料の供給方式もバブリングに限定
されない。例えば、液体マスフローコントローラー等を
用いて所定量の液体原料を直接気化させるものであって
もよい。キャリアガスおよびパージガスもＨ2ガスに限
らず、例えばＡｒガス等の不活性ガスを用いることがで
きる。The method of supplying the raw material is not limited to bubbling. For example, a predetermined amount of liquid raw material may be directly vaporized using a liquid mass flow controller or the like. The carrier gas and the purge gas are not limited to the H 2 gas, but may be an inert gas such as an Ar gas.
【００６３】また、Ａｌ原料およびＣｕ原料は、上述の
組合せが好ましいが、これに限らず、種々のものを採用
することができる。例えば、Ａｌ原料としては、トリイ
ソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡ）、ジメチルエチルア
ミノアラン（ＤＭＥＡＡ）、トリメチルアミンアラン
（ＴＭＥＡＡ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）な
どが挙げられる。またＣｕ原料としては、シクロペンタ
ジエニルカッパートリメチルフォスフィン（ＣｐＣｕＴ
ＭＰ）、シクロペンタジエニルカッパートリイソプロピ
ルフォスフィン（ＣｐＣｕＴＩＰＰ）、ヘキサフルオロ
アセチルアセトネートトリメチルビニルシリルカッパー
（ｈｆａｃＣｕＶＴＭＳ）、エチルシクロペンタジエニ
ルカッパートリエチルフォスフィン（ＥｔＣｐＣｕＴＥ
Ｐ）などが挙げられる。The above-described combinations of the Al raw material and the Cu raw material are preferable, but the present invention is not limited thereto, and various types can be adopted. For example, examples of the Al material include triisobutylaluminum (TIBA), dimethylethylaminoalane (DMEAA), trimethylaminealane (TMEAA), and trimethylaluminum (TMA). As a Cu raw material, cyclopentadienyl copper trimethylphosphine (CpCuT
MP), cyclopentadienyl copper triisopropylphosphine (CpCuTIPP), hexafluoroacetylacetonate trimethylvinylsilyl copper (hfacCuVTMS), ethylcyclopentadienyl copper triethylphosphine (EtCpCuTE)
P) and the like.
【００６４】Ｃｕ原料としてヘキサフルオロアセチルア
セトネートトリメチルビニルシリルカッパー（ｈｆａｃ
ＣｕＶＴＭＳ）のような液体を用いる場合には、固体原
料であるシクロペンタジエニルカッパートリエチルフォ
スフィン（ＣｐＣｕＴＥＰ）を用いた上記Ｃｕ原料供給
系４０とは異なる供給系が用いられる。その実施の形態
を図４を参照して説明する。本実施の形態において図３
と同等の部位には同じ参照符号を付してその説明を省略
する。図４において、Ｃｕ原料容器６１には、液体のＣ
ｕ原料であるヘキサフルオロアセチルアセトネートトリ
メチルビニルシリルカッパー（ｈｆａｃＣｕＶＴＭＳ）
６２が貯留されている。このように液体のＣｕ原料が使
用されることから、Ａｌ原料供給系２０と同様に、Ｃｕ
原料はバブリングによってＣｕ原料供給ライン４１に供
給される。バブリング用のキャリアガスとしてはＨ2ガ
スを用い、ガス供給源４４からキャリアガス配管４５を
通ってＡｌ原料容器６１に供給され、これによりｈｆａ
ｃＣｕＶＴＭＳＣｕ６２がバブリングされて配管４１を
圧送され、チャンバー１に供給される。Hexafluoroacetylacetonate trimethylvinylsilyl copper (hfac)
When a liquid such as CuVTMS is used, a supply system different from the above-described Cu raw material supply system 40 using cyclopentadienyl copper triethylphosphine (CpCuTEP) which is a solid raw material is used. The embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, FIG.
The same reference numerals are given to the parts equivalent to and the description thereof will be omitted. In FIG. 4, a Cu raw material container 61 contains liquid C
u raw material hexafluoroacetylacetonate trimethylvinylsilyl copper (hfacCuVTMS)
62 are stored. Since the liquid Cu raw material is used in this manner, Cu is used similarly to the Al raw material supply system 20.
The raw material is supplied to the Cu raw material supply line 41 by bubbling. H 2 gas is used as a carrier gas for bubbling, and is supplied from a gas supply source 44 to an Al material container 61 through a carrier gas pipe 45, whereby hfa
The cCuVTMSCu 62 is bubbled, pumped through the pipe 41, and supplied to the chamber 1.
【００６５】さらに、成膜温度、圧力、その他の成膜条
件は、得ようとする膜に応じて適宜設定すればよい。ま
た、上記実施の形態では半導体ウエハの表面にまずＡｌ
膜を形成し、次にＣｕ膜を形成したが、逆の順序でもよ
い。Further, the film forming temperature, pressure, and other film forming conditions may be appropriately set according to the film to be obtained. In the above embodiment, the surface of the semiconductor wafer is
Although a film was formed and then a Cu film was formed, the order may be reversed.
【００６６】[0066]
【発明の効果】以上述べたように、第１発明および第４
発明によれば、一つのチャンバーでＣＶＤによるＡｌ／
Ｃｕ積層膜を形成することができる。したがって、Ａｌ
／Ｃｕ積層膜を高スループットでしかも装置の大型化を
もたらさずに得ることができる。As described above, the first invention and the fourth invention
According to the invention, Al /
A Cu laminated film can be formed. Therefore, Al
/ Cu laminated film can be obtained with high throughput and without increasing the size of the apparatus.
【００６７】第２発明によれば、Ａｌ原料供給ラインと
Ｃｕ原料供給ラインとは、それぞれ独立にチャンバーに
接続され、これら原料が合流することなくチャンバーに
供給されるので、Ａｌ原料とＣｕ原料との反応を有効に
防止することができる。According to the second invention, the Al raw material supply line and the Cu raw material supply line are independently connected to the chamber, and these raw materials are supplied to the chamber without being merged. Can be effectively prevented.
【００６８】第３発明および第６発明によれば、Ａｌ原
料供給系を介してＡｌ原料が前記チャンバー内に導入さ
れる際には、Ｃｕ原料が前記Ｃｕ原料排気ラインに導か
れ、前記Ｃｕ原料供給系を介してＣｕ原料が前記チャン
バー内に導入される際には、Ａｌ原料が前記Ａｌ原料排
気ラインに導かれるようにしたので、Ａｌ原料とＣｕ原
料との反応を一層有効に防止することができる。According to the third and sixth aspects of the invention, when the Al raw material is introduced into the chamber via the Al raw material supply system, the Cu raw material is led to the Cu raw material exhaust line, and the Cu raw material is introduced. When the Cu raw material is introduced into the chamber via the supply system, the Al raw material is guided to the Al raw material exhaust line, so that the reaction between the Al raw material and the Cu raw material is more effectively prevented. Can be.
【００６９】第５発明によれば、Ａｌ原料が前記チャン
バー内に供給される際には、Ｃｕ原料がチャンバー内に
供給されず、Ｃｕ原料がチャンバー内に供給される際に
は、Ａｌ原料がチャンバー内に供給されないので、Ａｌ
原料とＣｕ原料との反応を有効に防止することができ
る。According to the fifth aspect, when the Al raw material is supplied into the chamber, the Cu raw material is not supplied into the chamber. When the Cu raw material is supplied into the chamber, the Al raw material is not supplied. Al is not supplied into the chamber.
The reaction between the raw material and the Cu raw material can be effectively prevented.
【図１】本発明の実施の形態に係るＣＶＤ成膜装置を示
す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a CVD film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示したＣＶＤ成膜装置へ気化されたＡｌ
原料を供給するＡｌ原料供給系を示す図である。FIG. 2 shows vaporized Al in the CVD film forming apparatus shown in FIG.
It is a figure which shows the Al raw material supply system which supplies a raw material.
【図３】図１に示したＣＶＤ成膜装置へ固体原料から気
化されたＣｕ原料を供給するＣｕ原料供給系を示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram showing a Cu source supply system for supplying a vaporized Cu source from a solid source to the CVD film forming apparatus shown in FIG. 1;
【図４】図１に示したＣＶＤ成膜装置の液体原料から気
化されたＣｕ原料を供給するＣｕ原料供給系の他の例を
示す図である。4 is a diagram showing another example of a Cu source supply system for supplying a vaporized Cu source from a liquid source of the CVD film forming apparatus shown in FIG.
１……チャンバー ２…… サセプター １０…シャワーヘッド ２０…Ａｌ原料供給系 ２１…Ａｌ原料供給ライン ２２…Ａｌ原料供給容器 ３６…Ａｌ原料排気ライン ４０…Ｃｕ原料供給系 ４１…Ｃｕ原料供給ライン ４２…Ｃｕ原料供給容器 ５６…Ｃｕ原料排気ライン Ｗ……半導体ウエハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Chamber 2 ... Susceptor 10 ... Shower head 20 ... Al source supply system 21 ... Al source supply line 22 ... Al source supply container 36 ... Al source exhaust line 40 ... Cu source supply system 41 ... Cu source supply line 42 ... Cu raw material supply container 56: Cu raw material exhaust line W: Semiconductor wafer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 隆 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 (72)発明者 河野 有美子 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 (72)発明者 山崎 英亮 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Takashi Mochizuki, 2381, Kita-Shimojo, Fujii-machi, Nirasaki, Yamanashi Prefecture Inside Tokyo Electron Yamanashi Co., Ltd. 1 Tokyo Electron Yamanashi Co., Ltd. (72) Inventor Hideaki Yamazaki 1 2381 Kita Shimojo, Fujii Town, Nirasaki City, Yamanashi Prefecture 1 Tokyo Electron Yamanashi Co., Ltd.
Claims (6)
の載置台と、 前記チャンバー内にＡｌ原料を導入するＡｌ原料供給系
と、 前記チャンバー内にＣｕ原料を導入するＣｕ原料供給系
と、を具備し、 前記チャンバー内で、前記被処理体に対し、Ａｌ原料に
よるＡｌ膜のＣＶＤ成膜と、Ｃｕ原料によるＣｕ膜のＣ
ＶＤ成膜を独立して行うことを特徴とするＣＶＤ成膜装
置。A chamber for accommodating an object to be processed, a mounting table provided in the chamber for mounting the object to be processed, an Al material supply system for introducing an Al material into the chamber, And a Cu source supply system for introducing a Cu source into the chamber. In the chamber, a CVD film formation of an Al film using an Al source and a C
A CVD film forming apparatus, wherein a VD film is formed independently.
ンを有し、前記Ｃｕ原料供給系はＣｕ原料供給ラインを
有し、これらＡｌ原料供給ラインとＣｕ原料供給ライン
とは、それぞれ独立にチャンバーに接続されていること
を特徴とする請求項１に記載のＣＶＤ成膜装置。2. The Al source supply system has an Al source supply line, the Cu source supply system has a Cu source supply line, and the Al source supply line and the Cu source supply line are independently provided in a chamber. The CVD film forming apparatus according to claim 1, wherein the CVD film forming apparatus is connected to a terminal.
れ、前記チャンバーをバイパスして、Ａｌ原料を排気す
るＡｌ原料排気ラインと、前記Ｃｕ原料供給系から分岐
して設けられ、前記チャンバーをバイパスして、Ｃｕ原
料を排気するＣｕ原料排気ラインと、をさらに具備し、 前記Ａｌ原料供給系を介して、Ａｌが前記チャンバー内
に導入される際には、Ｃｕ原料が前記Ｃｕ原料排気ライ
ンに導かれ、前記Ｃｕ原料供給系を介してＣｕ原料が前
記チャンバー内に導入される際には、Ａｌ原料が前記Ａ
ｌ原料排気ラインに導かれることを特徴とする請求項１
または請求項２に記載のＣＶＤ成膜装置。3. An Al source exhaust line that is provided branched from the Al source supply system and bypasses the chamber to exhaust an Al source, and an Al source exhaust line that is provided branched from the Cu source supply system. A Cu source exhaust line for bypassing and exhausting a Cu source, wherein when the Al is introduced into the chamber via the Al source supply system, the Cu source is exhausted from the Cu source exhaust line. When the Cu raw material is introduced into the chamber through the Cu raw material supply system, the Al raw material is
2. The method according to claim 1, wherein the gas is led to a raw material exhaust line.
Alternatively, the CVD film forming apparatus according to claim 2.
記チャンバー内に設けられた被処理体を載置するための
載置台と、前記チャンバー内にＡｌ原料を導入するＡｌ
原料供給系と、前記チャンバー内にＣｕ原料を導入する
Ｃｕ原料供給系と、を具備する成膜装置を用いて、被処
理体の上にＡｌ膜とＣｕ膜とを成膜するＣＶＤ成膜方法
であって、 Ａｌ原料供給系からＡｌ原料を前記チャンバー内に導入
して、Ａｌ膜を形成する工程と、Ｃｕ原料供給系からＣ
ｕ原料を前記チャンバー内に導入して、Ｃｕ膜を形成す
る工程とを交互に行うことを特徴とするＣＶＤ成膜方
法。4. A chamber for accommodating an object to be processed, a mounting table provided in the chamber for mounting the object to be processed, and an Al for introducing an Al raw material into the chamber.
A CVD film forming method for forming an Al film and a Cu film on an object to be processed by using a film forming apparatus having a raw material supply system and a Cu raw material supply system for introducing a Cu raw material into the chamber. A step of introducing an Al source from the Al source supply system into the chamber to form an Al film;
a step of alternately performing a step of introducing a u material into the chamber and forming a Cu film.
される際には、前記Ｃｕ原料が前記チャンバー内に供給
されず、前記Ｃｕ原料が前記チャンバー内に供給される
際には、前記Ａｌ原料が前記チャンバー内に供給されな
いことを特徴とする請求項４に記載のＣＶＤ成膜方法。5. When the Al raw material is supplied into the chamber, the Cu raw material is not supplied into the chamber. When the Cu raw material is supplied into the chamber, the Al raw material is not supplied. 5. The CVD film forming method according to claim 4, wherein no gas is supplied into the chamber.
チャンバー内に導入してＡｌ膜を形成する工程の際に
は、前記Ｃｕ原料供給系からＣｕ原料を前記チャンバー
を通らずに排気し、前記Ｃｕ原料供給系からＣｕ原料を
前記チャンバー内に導入して、Ｃｕ膜を形成する工程の
際には、前記Ａｌ原料供給系からＡｌ原料を前記チャン
バーを通らずに排気することを特徴とする請求項４また
は請求項５に記載のＣＶＤ成膜方法。6. In the step of introducing an Al source from the Al source supply system into the chamber to form an Al film, exhausting the Cu source from the Cu source supply system without passing through the chamber, In the step of forming a Cu film by introducing a Cu source from the Cu source supply system into the chamber, the Al source is exhausted from the Al source supply system without passing through the chamber. The CVD film forming method according to claim 4 or claim 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17816998A JPH1167693A (en) | 1997-06-11 | 1998-06-10 | Device and method for cvd film-formation |
Applications Claiming Priority (3)
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| JP16788797 | 1997-06-11 | ||
| JP9-167887 | 1997-06-11 | ||
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|---|---|
| JPH1167693A true JPH1167693A (en) | 1999-03-09 |
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| JP (1) | JPH1167693A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006516833A (en) * | 2003-02-04 | 2006-07-06 | ティーガル コーポレイション | Nanolayer deposition process |
| US7661386B2 (en) | 2001-02-09 | 2010-02-16 | Tokyo Electron Limited | Film forming device |
| JP2014053477A (en) * | 2012-09-07 | 2014-03-20 | Philtech Inc | Solid metal gas supply device |
| WO2021049392A1 (en) * | 2019-09-12 | 2021-03-18 | 東京エレクトロン株式会社 | Gas supply apparatus, substrate treatment apparatus, and method for controlling gas supply apparatus |
-
1998
- 1998-06-10 JP JP17816998A patent/JPH1167693A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7661386B2 (en) | 2001-02-09 | 2010-02-16 | Tokyo Electron Limited | Film forming device |
| US8128751B2 (en) | 2001-02-09 | 2012-03-06 | Tokyo Electron Limited | Film-forming apparatus |
| JP2006516833A (en) * | 2003-02-04 | 2006-07-06 | ティーガル コーポレイション | Nanolayer deposition process |
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| WO2021049392A1 (en) * | 2019-09-12 | 2021-03-18 | 東京エレクトロン株式会社 | Gas supply apparatus, substrate treatment apparatus, and method for controlling gas supply apparatus |
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