TWI827770B - ＲｕＳｉ膜之形成方法及成膜裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種可控制RuSi膜的電阻率之技術。
本揭示一樣態之RuSi膜之形成方法係交互地重複複數次將氣體化後的Ru(DMBD)(CO)3供應至收納有基板的處理容器內之第1步驟，以及將氫化矽氣體供應至該處理容器內之第2步驟。
Description
本揭示係關於一種RuSi膜之形成方法及成膜裝置。
已知有一種使用Ru(DMBD)(CO)3來作為原料，並藉由原子層沉積來形成含釕膜之方法(參見例如專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特表2011-522124號公報
本揭示係提供一種可控制RuSi膜的電阻率之技術。
本揭示一樣態之RuSi膜之形成方法係交互地重複複數次將氣體化後的Ru(DMBD)(CO)3供應至收納有基板的處理容器內之第1步驟，以及將氫化矽氣體供應至該處理容器內之第2步驟。
依據本揭示，便可控制RuSi膜的電阻率。
1:處理容器
5:氣體供應機構
51a:Ru原料氣體供應源
51b:氣體供應管
51c:流量控制器
51e:閥
55a:SiH4氣體供應源
55b:氣體供應管
55c:流量控制器
55d:儲存槽
55e:閥
100:成膜裝置
W:晶圓
圖1係顯示RuSi膜的形成方法一範例之流程圖。
圖2係顯示形成RuSi膜之成膜裝置的構成例之圖式。
圖3為藉由圖2之成膜裝置來形成RuSi膜時的氣體供應機制之說明圖。
圖4係顯示設定次數與RuSi膜中的Si比率之關係之圖式。
圖5係顯示設定次數與RuSi膜的電阻率之關係之圖式。
圖6係顯示Ru(DMBD)(CO)3氣體的總供應時間與RuSi膜的膜厚之關係之圖式。
以下，參閱添附圖式來針對本揭示之非限定性例示實施型態加以說明。所添附之所有圖式中，針對相同或相對應的組件或零件則賦予相同或相對應的參考符號而省略重複說明。
〔RuSi膜之形成方法〕
針對一實施型態之釕矽化物(RuSi)膜的形成方法來加以說明。圖1係顯示RuSi膜的形成方法一範例之流程圖。
一實施型態之RuSi膜的形成方法為一種交互地重複步驟S10與步驟S20直到成為設定次數為止之方法。步驟S10為將氣體化後的η4-2、3-二甲基丁二烯釕三羰基(Ru(DMBD)(CO)3)供應至收納有基板的處理容器內之步驟。步驟S20為將氫化矽氣體供應至處理容器內之步驟。此外，步驟S10與步驟S20間亦可進行會供應氮(N2)氣、氬(Ar)氣等非活性氣體來將處理容器內吹淨之吹淨步驟。以下，針對各步驟來加以說明。
步驟S10中，係在將基板收納於處理容器內且將基板加熱至特定溫度之狀態下，來將氣體化後的Ru(DMBD)(CO)3供應至處理容器內。以下，將氣體化後的Ru(DMBD)(CO)3亦稱作Ru(DMBD)(CO)3氣體。特定溫度由可使Ru(DMBD)(CO)3氣體充分地熱分解來讓釕(Ru)沉積在基板上之觀點來看，較佳為200℃以上，而由膜厚控制性之觀點來看，則較佳為300℃以下。
將Ru(DMBD)(CO)3氣體供應至處理容器內之方法可利用例如藉由處理容器與儲存槽間所設置之閥的開閉，來將被儲存在儲存槽的Ru(DMBD)(CO)3氣體供應至處理容器內之方法(以下亦稱作「填充流(fill flow)」。)。如此般地藉由處理容器與儲存槽間所設置之閥的開閉，來將被儲存在儲存槽的Ru(DMBD)(CO)3氣體供應至處理容器內之情況，由於可對應於閥的開閉時間、次數來階段性地調整膜厚，故會具有可提高膜厚控制性之效果。
又，將Ru(DMBD)(CO)3氣體供應至處理容器內之方法可利用例如連續地將Ru(DMBD)(CO)3氣體供應至處理容器內之方法(以下亦稱作「連續流」。)。換言之，可利用不將Ru(DMBD)(CO)3氣體儲存在儲存槽即供應至處理容器內之方法。如此般地不將Ru(DMBD)(CO)3氣體儲存在儲存槽即供應至處理容器內之情況，由於可連續地成膜出Ru膜，故會具有可提高成膜速率之效果。
步驟S20中，係在將基板收納在與步驟S10相同的處理容器內且將基板加熱至特定溫度之狀態下，來將氫化矽氣體供應至處理容器內。特定溫度由生產性之觀點來看，較佳為與步驟S10相同或略相同之溫度，可為例如200℃~300℃。氫化矽氣體係包含有選自例如單矽烷(SiH4)及二矽烷(Si2H6)所構成的群之至少1種氣體。
將氫化矽氣體供應至處理容器內之方法可利用例如藉由處理容器與儲存槽間所設置之閥的開閉，來將被儲存在儲存槽的氫化矽氣體供應至處理容器內之方法。如此般地藉由處理容器與儲存槽間所設置之閥的開閉來將被儲存在儲存槽的氫化矽氣體供應至處理容器內之情況下，可藉由閥的開閉時間、次數來控制氫化矽氣體的流量、流速。於是，便可提高氫化矽氣體之流量、流速的控制性。又，打開閥來將氣團導入至處理容器內後，由於閥會在短時間內被關閉，故相較於連續地供應氣體之情況，便不會受到後續氣體壓力的影響，可使該氣團在處理容器內更均勻地擴散。因此，便會具有可提高矽化物化的面內均勻性之效果。
又，將氫化矽氣體供應至處理容器內之方法可利用例如連續地將氫化矽氣體供應至處理容器內之方法。換言之，可利用不將氫化矽氣體儲存在儲存槽即供應至處理容器內之方法。如此般地不將氫化矽氣體儲存在儲存槽即供應至處理容器內之情況，由於可連續地供應氫化矽氣體，故會具有可提高矽化物化的速率之效果。
步驟S30中會判斷以步驟S10與步驟S20來作為1個循環之循環是否已進行預先設定的設定次數。設定次數係依例如欲形成之RuSi膜的膜厚來做設定。步驟S30中，若已到達設定次數的情況便結束處理，而若尚未到達設定次數的情況則會使處理回到步驟S10。
依據一實施型態之RuSi膜的形成方法，係交互地重複複數次將Ru(DMBD)(CO)3氣體供應至收納有基板的處理容器內之步驟S10，以及將氫化矽氣體供應至該處理容器內之步驟S20。藉此，藉由調整供應Ru(DMBD)(CO)3氣體之時間及供應氫化矽氣體之時間的至少任一者，便可改變氫化矽氣體的供應量相對於Ru(DMBD)(CO)3氣體的供應量之比率。其結果，便可讓RuSi膜所含的矽(Si)比率改變來控制RuSi膜的電阻率(比電阻)。
例如，考慮使複數循環中之Ru(DMBD)(CO)3氣體的總供應時間固定在560秒，且固定每一循環的氫化矽氣體供應量之情況。此情況下，若縮短步驟S10的時間，即每一循環的Ru(DMBD)(CO)3氣體供應時間，則步驟S30的設定次數便會變多。藉此，則步驟S20被實施的次數便會變多，而讓氫化矽氣體的供應量相對於Ru(DMBD)(CO)3氣體的供應量變多。其結果，則RuSi膜所含的Si比率便會增加，而讓RuSi膜的電阻率變大。另一方面，若加長步驟S10的時間，即每一循環的Ru(DMBD)(CO)3氣體供應時間，則步驟S30的設定次數便會變少。藉此，則步驟S20被實施的次數便會變少，而讓氫化矽氣體的供應量相對於Ru(DMBD)(CO)3氣體的供應量變少。其結果，RuSi膜所含的Si比率便會減少，而讓RuSi膜的電阻率變小。
〔成膜裝置〕
針對可適當地實施一實施型態之RuSi膜的形成方法之成膜裝置一範例來加以說明。圖2係顯示用以形成RuSi膜之成膜裝置的構成例之圖式。
成膜裝置100為一種可在減壓狀態的處理容器內，藉由原子層沉積(ALD：Atomic Layer Deposition)法或化學氣相沉積(CVD：Chemical Vapor Deposition)法來形成RuSi膜之裝置。
成膜裝置100係具有處理容器1、載置台2、噴淋頭3、排氣部4、氣體供應機構5及控制部9。
處理容器1係由鋁等金屬所構成，為略圓筒狀。處理容器1係收納有為基板一範例之半導體晶圓(以下稱作「晶圓W」。)。處理容器1的側壁係形成有用以搬入或搬出晶圓W之搬出入口11。搬出入口11係藉由閘閥12而被開閉。處理容器1的本體上係設置有剖面呈矩形的圓環狀排氣導管13。
排氣導管13係沿著內周面而形成有槽縫13a。排氣導管13的外壁係形成有排氣口13b。排氣導管13的上面係設置有頂壁14來封閉處理容器1的上部開口。排氣導管13與頂壁14之間係藉由密封環15而被氣密地密封。
載置台2會在處理容器1內水平地支撐晶圓W。載置台2係形成為對應於晶圓W之大小的圓板狀，且被支撐在支撐組件23。載置台2係由AlN等陶瓷材料或是鋁或鎳合金等金屬材料所形成。載置台2的內部係埋入有用以加熱晶圓W之加熱器21。加熱器21會從加熱器電源(圖中未顯示)被供電並發熱。然後，藉由載置台2的上面附近所設置之熱電耦(圖中未顯示)的溫度訊號來控制加熱器21的輸出，以將晶圓W控制為特定溫度。載置台2係設置有氧化鋁等陶瓷所形成的罩組件22來覆蓋上面的外周區域及側面。
載置台2的底面係設置有用以支撐載置台2之支撐組件23。支撐組件23係從載置台2的底面中央貫穿處理容器1的底壁所形成之孔部並延伸至處理容器1的下方，且其下端係連接於升降機構24。藉由升降機構24，則載置台2便會透過支撐組件23而在圖2所示之處理位置與其下方的二點鏈線所示之可搬送晶圓W的搬送位置之間做升降。支撐組件23之處理容器1的下方係安裝有凸緣部25。處理容器1的底面與凸緣部25之間係設置有用以將處理容器1內的氛圍與外氣做區隔，且會隨著載置台2的升降動作而伸縮之伸縮管26。
處理容器1的底面附近係設置有從升降板27a而突出於上方之3根(僅圖示出2根)晶圓支撐銷27。晶圓支撐銷27係藉由處理容器1的下方所設置之升降機構28且透過升降板27a來做升降。晶圓支撐銷27係穿插在位在搬送位置之載置台2所設置的貫穿孔2a，可相對於載置台2的上面來做出沒。藉由讓晶圓支撐銷27升降，而在搬送機構(圖中未顯示)與載置台2之間進行晶圓W的傳遞。
噴淋頭3會將處理氣體噴淋狀地供應至處理容器1內。噴淋頭3係由金屬所形成。噴淋頭3係設置為會對向於載置台2，且具有與載置台2大致相同的直徑。噴淋頭3係具有被固定在處理容器1的頂壁14之本體部31，與連接於本體部31下之噴淋板32。本體部31與噴淋板32間係形成有氣體擴
散空間33。氣體擴散空間33係設置有會貫穿處理容器1的頂壁14及本體部31的中央之氣體導入孔36、37。噴淋板32的周緣部係形成有突出至下方之環狀突起部34。環狀突起部34內側的平坦面係形成有氣體噴出孔35。在載置台2存在於處理位置之狀態下，則載置台2與噴淋板32之間便會形成有處理空間38，並且，罩組件22的上面與環狀突起部34會接近而形成有環狀間隙39。
排氣部4會將處理容器1的內部排氣。排氣部4係具有連接於排氣口13b之排氣配管41，以及具有連接於排氣配管41的真空幫浦或壓力控制閥等之排氣機構42。在處理時，處理容器1內的氣體會透過槽縫13a而到達排氣導管13，並從排氣導管13通過排氣配管41而藉由排氣機構42被排氣。
氣體供應機構5會對處理容器1內供應處理氣體。氣體供應機構5係具有Ru原料氣體供應源51a、N2氣體供應源53a、SiH4氣體供應源55a及N2氣體供應源57a。
Ru原料氣體供應源51a係透過氣體供應管51b來將Ru(DMBD)(CO)3氣體供應至處理容器1內。Ru原料氣體供應源51a係以例如讓使用載置氣體而被收納在液體材料槽內之室溫下為液體的Ru(DMBD)(CO)3氣化(氣體化)之方式，即所謂的起泡法來生成Ru(DMBD)(CO)3氣體。以下，Ru(DMBD)(CO)3氣體的流量係意指包含有在生成Ru(DMBD)(CO)3氣體之際所使用載置氣體的流量之流量。氣體供應管51b係從上游側而介設有流量控制器51c及閥51e。氣體供應管51b之閥51e的下游側係連接於氣體導入孔36。流量控制器51c會控制從Ru原料氣體供應源51a被供應至處理容器1內之Ru(DMBD)(CO)3氣體的流量。閥51e係藉由開閉來控制從Ru原料氣體供應源51a被供應至處理容器1內之Ru(DMBD)(CO)3氣體的供應及停止。此外，圖2之範例中，雖係顯示氣體供應管51b並未設置有儲存槽之情況，但亦可與後述氣體供應管55b同樣地於流量控制器51c與閥51e之間設置有儲存槽。
N2氣體供應源53a係透過氣體供應管53b來將為載置氣體之N2氣體供應至處理容器1內，並將具有作為吹淨氣體的功能之N2氣體供應至處理容器1內。氣體供應管53b係從上游側而介設有流量控制器53c及閥53e。氣
體供應管53b之閥53e的下游側係連接於氣體供應管51b。流量控制器53c會控制從N2氣體供應源53a被供應至處理容器1內之N2氣體的流量。閥53e係藉由開閉來控制從N2氣體供應源53a被供應至處理容器1內之N2氣體的供應及停止。來自N2氣體供應源53a的N2氣體會在例如晶圓W的成膜中被連續地供應至處理容器1內。此外，亦可分別設置有吹淨氣體供應管與載置氣體供應管。
SiH4氣體供應源55a係透過氣體供應管55b來將為氫化矽氣體之SiH4氣體供應至處理容器1內。氣體供應管55b係從上游側而介設有流量控制器55c、儲存槽55d及閥55e。氣體供應管55b之閥55e的下游側係連接於氣體導入孔37。從SiH4氣體供應源55a所供應之SiH4氣體在被供應至處理容器1內之前會先被暫時儲存在儲存槽55d，當儲存槽55d內升壓至特定壓力後，才會被供應至處理容器1內。從儲存槽55d朝處理容器1之SiH4氣體的供應及停止係藉由閥55e的開閉而進行。如此般地藉由將SiH4氣體暫時儲存在儲存槽55d，便可將較大流量的SiH4氣體穩定地供應至處理容器1內。
N2氣體供應源57a係透過氣體供應管57b來將為載置氣體之N2氣體供應至處理容器1內，並將具有作為吹淨氣體的功能之N2氣體供應至處理容器1內。氣體供應管57b係從上游側而介設有流量控制器57c、閥57e及節流孔57f。氣體供應管57b之節流孔57f的下游側係連接於氣體供應管55b。流量控制器57c會控制從N2氣體供應源57a被供應至處理容器1內之N2氣體的流量。閥57e係藉由開閉來控制從N2氣體供應源57a被供應至處理容器1內之N2氣體的供應及停止。節流孔57f在將被儲存在儲存槽55d的SiH4氣體供應至處理容器1內之際，會抑制SiH4氣體逆流至氣體供應管57b。從N2氣體供應源57a所供應之N2氣體會在例如晶圓W的成膜中被連續地供應至處理容器1內。此外，亦可分別設置有吹淨氣體供應管與載置氣體供應管。
控制部9為例如電腦，係具有CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、輔助記憶裝置等。CPU會依據被儲存在ROM或輔助記憶裝置之程式而作動，以控制成膜
裝置100的動作。控制部9可設置於成膜裝置100的內部，亦可設置於成膜裝置100的外部。當控制部9是設置於成膜裝置100的外部之情況，則控制部9藉由有線或無線等通訊機構，便可控制成膜裝置100。
〔成膜裝置的動作〕
針對使用成膜裝置100來形成RuSi膜之方法，參見圖1至圖3來加以說明。以下成膜裝置100的動作係藉由控制部9會控制成膜裝置100之各部的動作而被實施。圖3為藉由圖2之成膜裝置100來形成RuSi膜時的氣體供應機制之說明圖。
首先，在關閉閥51e、53e、55e、57e之狀態下，打開閘閥12並藉由搬送機構(圖中未顯示)來將晶圓W搬送至處理容器1內，並載置於位在搬送位置之載置台2。使搬送機構從處理容器1內退開後，便關閉閘閥12。藉由載置台2的加熱器21來將晶圓W加熱至特定溫度，並使載置台2上升至處理位置來形成處理空間38。又，藉由排氣機構42的壓力控制閥(圖中未顯示)來將處理容器1內調整為特定壓力。
接著，打開閥53e、57e。藉此，從N2氣體供應源53a、57a而分別透過氣體供應管53b、57b來將載置氣體(N2氣體)供應至處理容器1內。又，打開閥51e。藉此，從Ru原料氣體供應源51a而透過氣體供應管51b來將Ru(DMBD)(CO)3氣體供應至處理容器1內(步驟S10)。在處理容器1內，Ru(DMBD)(CO)3氣體會被熱分解，而於晶圓W上沉積有Ru膜。又，在關閉閥55e之狀態下，從SiH4氣體供應源55a來將SiH4氣體供應至氣體供應管55b。藉此，SiH4氣體便會被儲存在儲存槽55d，而讓儲存槽55d內升壓。
打開閥51e且經過特定時間後，便關閉閥51e。藉此，朝處理容器1內之Ru(DMBD)(CO)3氣體的供應便會停止。此時，由於處理容器1內係被供應有載置氣體，故殘留在處理容器1內之Ru(DMBD)(CO)3氣體便會從排氣配管41被排出，來將處理容器1內從Ru(DMBD)(CO)3氣體氛圍置換為N2氣體氛圍(步驟S11)。
關閉閥51e且經過特定時間後，便打開閥55e。藉此，被儲存在儲存槽55d之SiH4氣體便會透過氣體供應管55b而被供應至處理容器1內(步驟S20)。在處理容器1內，Si會被攝入晶圓W上所沉積的Ru膜。
打開閥55e且經過特定時間後，便關閉閥55e。藉此，朝處理容器1內之SiH4氣體的供應便會停止。此時，由於處理容器1內係被供應有載置氣體，故殘留在處理容器1內之SiH4氣體便會從排氣配管41被排出，來將處理容器1內從SiH4氣體氛圍置換為N2氣體氛圍(步驟S21)。另一方面，藉由關閉閥55e，則從SiH4氣體供應源55a被供應至氣體供應管55b之SiH4氣體便會被儲存在儲存槽55d，而讓儲存槽55d內升壓。
藉由實施1次上述循環，則晶圓W上便會形成有薄的RuSi膜。然後，藉由重複上述循環特定次數來形成所需膜厚的RuSi膜。之後，以和朝處理容器1內之搬入時相反的步驟順序來將晶圓W從處理容器1搬出。
此外，使用成膜裝置100來於晶圓W上形成RuSi膜之情況的較佳成膜條件一範例如以下所述。
<成膜條件>
(步驟S10)
氣體供應方法：連續流
步驟時間：2秒~16秒
晶圓溫度：200℃~300℃
處理容器內壓力：400Pa~667Pa
Ru(DMBD)(CO)3氣體流量：129sccm~200sccm
(步驟S20)
氣體供應方法：填充流
步驟時間：0.05秒~0.8秒
晶圓溫度：200℃~300℃
處理容器內壓力：400Pa~667Pa
SiH4氣體流量：25sccm~300sccm
(步驟S30)
設定次數(步驟S10與步驟S20的重複次數)：35次~280次
〔實施例〕
(實施例1)
使用成膜裝置100並藉由前述RuSi膜之形成方法，而改變SiH4氣體相對於Ru(DMBD)(CO)3氣體的供應量之比率來於晶圓W上所形成的絕緣膜表面形成RuSi膜。絕緣膜為依序層積有SiO2膜及Al2O3膜之層積膜。又，測量所形成之RuSi膜中的Si比率及RuSi膜的電阻率。
具體而言，係改變每一循環的Ru(DMBD)(CO)3氣體供應時間(步驟S10的時間)與設定次數來讓複數循環中之Ru(DMBD)(CO)3氣體的總供應時間成為560秒，而形成RuSi膜。又，使步驟S20中之SiH4氣體的流量改變為100sccm、200sccm、300sccm。步驟S10的時間與設定次數之組合如以下的表1所述。
此外，其他成膜條件係如以下所述。
<成膜條件>
(步驟S10)
氣體供應方法：連續流
晶圓溫度：225℃
處理容器內壓力：400Pa
Ru(DMBD)(CO)3氣體流量：129sccm
N2氣體流量：6000sccm
(步驟S20)
氣體供應方法：填充流
步驟時間：0.05秒
晶圓溫度：225℃
處理容器內壓力：400Pa
N2氣體流量：6000sccm
圖4係顯示設定次數與RuSi膜中的Si比率之關係之圖式。圖4中，橫軸表示設定次數[次]，縱軸表示Si/(Ru+Si)。又，分別以空心的圓形(○)記號、菱形(◇)記號、三角形(△)記號來表示SiH4氣體的流量為100sccm、200sccm、300sccm之情況的結果。
如圖4所示，可得知即便是SiH4氣體的流量為任一情況下，可藉由改變設定次數來控制Si/(Ru+Si)。具體而言，係可藉由增加設定次數，亦即提高SiH4氣體的供應量相對於Ru(DMBD)(CO)3氣體的供應量之比率來提高Si/(Ru+Si)。另一方面，可藉由減少設定次數，亦即降低SiH4氣體的供應量相對於Ru(DMBD)(CO)3氣體的供應量之比率來降低Si/(Ru+Si)。
如此般地，依據一實施型態之RuSi膜的形成方法，便可容易地控制RuSi膜中的Si/(Ru+Si)。
圖5係顯示設定次數與RuSi膜的電阻率之關係之圖式。圖5中，橫軸表示設定次數[次]，縱軸表示RuSi膜的電阻率[μΩ．cm]。又，分別以空心的圓形(○)記號、菱形(◇)記號、三角形(△)記號來表示SiH4氣體的流量為100sccm、200sccm、300sccm之情況的結果。
如圖5所示，可得知即便是SiH4氣體的流量為任一情況下，可藉由改變設定次數來控制RuSi膜的電阻率。具體而言，係可藉由增加設定次數，亦即提高SiH4氣體的供應量相對於Ru(DMBD)(CO)3氣體的供應量之比率，來提高RuSi膜的電阻率。另一方面，可藉由減少設定次數，亦即降低SiH4氣體的供應量相對於Ru(DMBD)(CO)3氣體的供應量之比率，來降低RuSi膜的電阻率。
如此般地，依據一實施型態之RuSi膜的形成方法，便可容易地控制RuSi膜的電阻率。
(實施例2)
使用成膜裝置100並藉由前述RuSi膜的形成方法，而改變SiH4氣體相對於Ru(DMBD)(CO)3氣體的供應量之比率與Ru(DMBD)(CO)3氣體的總供應時間，來於晶圓W上所形成的絕緣膜表面形成RuSi膜。絕緣膜為依序層積有SiO2膜及Al2O3膜之層積膜。又，測量所形成之RuSi膜的膜厚。
具體而言，係將複數循環中之Ru(DMBD)(CO)3氣體的總供應時間設定為60秒、120秒、280秒、560秒、1200秒。然後，針對各個情況，與實施例1同樣地改變每一循環的Ru(DMBD)(CO)3氣體供應時間(步驟S10的時間)與設定次數來形成RuSi膜。步驟S10的時間與設定次數之組合係如前述表1所述。
此外，其他成膜條件係如以下所述。
<成膜條件>
(步驟S10)
氣體供應方法：連續流
晶圓溫度：225℃
處理容器內壓力：400Pa
Ru(DMBD)(CO)3氣體流量：129sccm
N2氣體流量：6000sccm
(步驟S20)
氣體供應方法：填充流
步驟時間：0.05秒
晶圓溫度：225℃
處理容器內壓力：400Pa
SiH4氣體流量：100sccm
N2氣體流量：6000sccm
圖6係顯示Ru(DMBD)(CO)3氣體的總供應時間與RuSi膜的膜厚之關係之圖式。圖6中，橫軸表示Ru(DMBD)(CO)3氣體的總供應時間[秒]，縱軸表示RuSi膜的膜厚[nm]。又，分別以空心圓形(○)的記號、菱形(◇)記號、三角形(△)記號、方形(□)記號、實心圓形(●)的記號來表示設定次數為280次、140次、70次、35次、0次之情況的結果。
如圖6所示，可得知即便是任一設定次數的情況，RuSi膜的膜厚是與Ru(DMBD)(CO)3氣體的總供應時間成比例地變化。由此結果，具體而言，藉由增加Ru(DMBD)(CO)3氣體的總供應時間，便可讓RuSi膜的膜厚變厚。
另一方面，藉由縮短Ru(DMBD)(CO)3氣體的總供應時間，則可讓RuSi膜的膜厚變薄。
如此般地，依據一實施型態之RuSi膜的形成方法，便可容易地控制RuSi膜的膜厚。
(參考例1)
使用成膜裝置100，而藉由將Ru(DMBD)(CO)3氣體與SiH4氣體同時供應至晶圓W上所形成的絕緣膜表面來形成RuSi膜。又，測量所形成之RuSi膜的電阻率。形成RuSi膜時的成膜條件如以下所述。
<成膜條件>
晶圓溫度：225℃、275℃
處理容器內壓力：3Torr(400Pa)
Ru(DMBD)(CO)3氣體流量：129sccm
SiH4氣體流量：0、25、50、100、300sccm
N2氣體流量：6000sccm
藉由將Ru(DMBD)(CO)3氣體與SiH4氣體同時供應至晶圓W上所形成的絕緣膜表面來形成RuSi膜之結果為在大部分的條件中，RuSi膜的電阻率係超過測定裝置的測定上限，而無法測定。由此結果可得知若將Ru(DMBD)(CO)3氣體與SiH4氣體同時供應至晶圓W上所形成的絕緣膜表面，則RuSi膜的電阻率會變得非常高，RuSi膜之電阻率的控制性很差。
此外，上述實施型態中，步驟S10為第1步驟一範例，步驟S20為第2步驟一範例。又，Ru原料氣體供應源51a、氣體供應管51b、流量控制器51c及閥51e為第1氣體供應部一範例。又，SiH4氣體供應源55a、氣體供應管55b、流量控制器55c、儲存槽55d及閥55e為第2氣體供應部一範例。
本說明書所揭示之實施型態應被認為所有要點僅為例示而非用以限制本發明之內容。上述實施型態可在未背離添附的申請專利範圍及其要旨之範圍內，而以各種型態來做省略、置換或變更。
上述實施型態中，雖係例舉半導體晶圓來作為基板而加以說明，但半導體晶圓亦可為矽晶圓或GaAs、SiC、GaN等的化合物半導體晶圓。又，
基板不限於半導體晶圓，而亦可為液晶顯示裝置等FPD(平面顯示器)所使用的玻璃基板或陶瓷基板等。
上述實施型態中，雖係舉一片片地處理晶圓之單片式裝置為例來加以說明，但未侷限於此。例如，亦可為一次對複數晶圓進行處理之批次式裝置。
S10:供應Ru(DMBD)(CO)3
S20:供應氫化矽氣體
S30:設定次數？
Claims (5)
- 一種RuSi膜之形成方法，係交互地重複複數次第1步驟及第2步驟；該第1步驟係將氣體化後的Ru(DMBD)(CO)3不儲存而連續地供應至收納有基板之處理容器內；該第2步驟係藉由該處理容器與儲存槽間所設置之閥的開閉來將被儲存在該儲存槽之氫化矽氣體供應至該處理容器內；在包含該第1步驟與該第2步驟之多次循環中，固定該氣體化後的Ru(DMBD)(CO)3之總供應時間與每一循環的該氫化矽氣體之供應量，藉由改變總循環數來控制RuSi膜的電阻率。
- 如申請專利範圍第1項之RuSi膜之形成方法，其中該第1步驟及該第2步驟係將該基板加熱至200℃~300℃來加以實施。
- 如申請專利範圍第1或2項之RuSi膜之形成方法，其中該基板上係形成有絕緣膜。
- 如申請專利範圍第1或2項之RuSi膜之形成方法，其中該氫化矽氣體係包含有選自SiH4及Si2H6所構成的群之至少1種氣體。
- 一種成膜裝置，具有：處理容器，係收納基板；第1氣體供應部，係將氣體化後的Ru(DMBD)(CO)3供應至該處理容器內；第2氣體供應部，係將氫化矽氣體供應至該處理容器內；儲存槽，係設在該處理容器與該第2氣體供應部之間，會儲存從該第2氣體供應部供應之該氫化矽氣體；以及控制部；該控制部係控制該第1氣體供應部及該第2氣體供應部來實施會交互地重複複數次第1步驟及第2步驟之處理；該第1步驟係將該氣體化後的Ru(DMBD)(CO)3不儲存而連續地供應至該處理容器內； 該第2步驟係藉由該處理容器與該儲存槽間所設置之閥的開閉來將被儲存在該儲存槽之該氫化矽氣體供應至該處理容器內；在包含該第1步驟與該第2步驟之多次循環中，固定該氣體化後的Ru(DMBD)(CO)3之總供應時間與每一循環的該氫化矽氣體之供應量，藉由改變總循環數來控制RuSi膜的電阻率。
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