[發明專利]成膜裝置和成膜方法

無效

• 申請號: 200880108045.3
• 申請日: 2008-09-19
• 公開（公告）號: CN101802255A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 松本賢治
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: C23C16/18
• 分類號: C23C16/18;H01L21/28;H01L21/285
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及用于在半導體設備的制造中形成CuMn膜的成膜裝置和成膜方法，CuMn膜為在向溝槽或導通孔形成Cu配線時，用作防擴散阻擋膜的MnSi_xO_y自形成阻擋膜的種膜層。

背景技術

近來，對應于半導體設備的高速化、配線圖案的微細化、高集成化的要求，需要降低配線間的容量并提高配線的導電性、以及提高電遷移耐性，作為與此相應的技術，配線材料使用導電性比鋁(Al)和鎢(W)高且電遷移耐性優異的銅(Cu)、使用低介電常數膜(Low-k膜)作為層間絕緣膜的Cu多層配線技術備受關注。

由于Cu是極易擴散的元素，所以在向溝槽和導通孔形成Cu配線時，Cu在絕緣膜中擴散，導致裝置性能變差。因此，在形成Cu配線之前，使用防擴散阻擋膜，作為這樣的防擴散阻擋膜，MnSi_xO_y自形成阻擋膜有望被重視(日本特開2005-277390號公報)。

為了形成該MnSi_xO_y自形成阻擋膜，需要預先堆積由CuMn膜構成的種膜層。為了以良好的階梯覆蓋率形成這樣的CuMn膜，利用CVD成膜是有利的，在日本特開平11-200048號公報、日本特開2007-67107號公報中公開了這種利用CVD形成CuMn膜的技術。

在日本特開平11-200048號公報中，公開了通過H₂氣體的鼓泡，氣相供給Cu原料(Cu前體)和Mn原料(Mn前體)，利用CVD形成CuMn膜的例子。

另外，在日本特開2007-67107號公報中，公開了使Cu前體和Mn前體在各自的氣化器等中氣化，之后以氣相混合，向腔室內供給，形成CuMn膜的例子。

但是，在日本特開平11-200048號公報中公開的鼓泡法中，可能存在原料(前體)的流量控制性、供給再現性、由高溫保持產生的原料分解變差等的問題，還存在前體的蒸氣壓必須較高、前體的選擇受到限制的問題。

另外，在日本特開平11-200048號公報和日本特開2007-67107號公報的任一種技術中，均是將Cu前體和Mn前體分別氣化后，以氣相狀態將兩者混合，但因為如果使這些氣體氣化后混合，則難以均勻混合，所以，可能對成膜均勻性造成影響。另外，如日本特開2007-67107號公報，在使Cu前體和Mn前體分別在各自的氣化器等中氣化時，會導致裝置繁雜。

發明內容

本發明的目的在于提供不會產生原料的流量控制性、供給再現性、由高溫保持產生的原料分解變差等問題，并且結構比較簡易的CuMn膜成膜用的成膜裝置和成膜方法。

本發明的其它目的在于，提供除了上述優點外、原料混合性良好的CuMn膜成膜用的成膜裝置和成膜方法。

本發明的又一目的在于提供存儲有用于實行這樣的成膜方法的程序的存儲介質。

根據本發明的第1觀點，提供一種成膜裝置，其用于向被處理基板上供給含有Cu原料氣體和Mn原料氣體的氣體，形成CuMn膜，其具備：收容被處理基板的處理容器；氣體供給部，其用于向處理容器內供給含有Cu原料氣體和Mn原料氣體的氣體；氣體導入部，其用于向上述處理容器內導入來自上述氣體供給部的氣體；和對上述處理容器內進行排氣的排氣機構，其中，上述氣體供給部具有：儲存液態的Cu原料的Cu原料儲存部；儲存液態的Mn原料的Mn原料儲存部；使上述Cu原料和上述Mn原料氣化的一個氣化器；從上述Cu原料儲存部和上述Mn原料儲存部向上述氣化器導入Cu原料和Mn原料的原料供給單元；和從上述氣化器向上述氣體導入部導入Cu原料氣體和Mn原料氣體的原料氣體供給配管。

在上述第1觀點中，優選上述Cu原料和上述Mn原料處于溶解在溶劑中的狀態。