(57)【要約】タンタルシリサイドの低温熱CVDを行った後に窒化工程を用いて、凹状構造体を有するシリコンベースの基板を含む半導体デバイス上に窒化タンタルシリサイドバリア膜を堆積する方法を提供する。この窒化タンタルシリサイドバリア膜は、高い共形およびフッ素および塩素の不純物含有量が低いことを示す。本法の特定の実施形態は、TaF5またはTaCl5前駆物質蒸気とシラン含有プロセスガスとの反応からTCVDによって、タンタルシシサイドを250℃〜450℃に加熱された基板上に堆積し、次にこのタンタルシリサイドを熱的NH3処理あるいはNH3またはN2含有プラズマ処理に曝露させる工程を含む。
2005524991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
約250℃〜450℃の範囲の温度を有する半導体素子基板上に窒化タンタルシリサイド(TaSiN)バリア膜を堆積する方法であって、
TaF5またはTaCl5から成る群より選択される前駆物質の蒸気を、前記前駆物質を気化するのに十分な温度まで前記前駆物質を加熱し、かつ前記蒸気を、シランを含んだプロセスガスと組み合わせることによって、前記基板を入れた反応室に供給する工程を含む、熱化学堆積(TCVD)工程によって前記基板上にTaSiy膜を堆積する工程と、
次いで、a)NH3含有プラズマに前記TaSiy膜を曝露する工程、b)N2含有プラズマに前記TaSiy膜を曝露する工程、およびc)NH3含有ガスに前記TaSiy膜を曝露する工程、から成る群より選択される方法によって、前記TaSiy膜に窒素を取り込んで、前記TaSiN膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする堆積方法。
【請求項２】
前記前駆物質が五フッ化タンタルであり、前記前駆物質の加熱が約80℃〜150℃の範囲の温度まで加熱することを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記前駆物質が五フッ化タンタルであり、前記前駆物質の加熱が約130℃〜150℃の範囲の温度まで加熱することを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記前駆物質の加熱が、少なくとも3トールの前記前駆物質の蒸気圧を提供するのに十分な温度まで加熱することを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記蒸気が約1〜50sccmの範囲の流量で供給されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記シランが約0.01〜10slmの範囲の流量で前記反応室に供給されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記前駆物質ガスがH2を含み、約0.1〜10slmの範囲の流量で前記反応室に提供されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記TaSiy膜の堆積が約0.1〜10トールの範囲の前記反応室の圧力で行われることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項９】
前記基板上に銅層を堆積する工程をさらに含み、前記TaSiN膜が前記銅層と一体化されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項１０】
前記TaSiy膜が少なくとも100Å/分の速度で堆積されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項１１】
前記基板が高アスペクト比の構造体を含んだ集積回路から成ることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項１２】
前記蒸気の提供が、実質的にキャリアガスなしに、前記反応室に前記蒸気を送出する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項１３】
前記窒素の取り込みが、NH3含有プラズマに前記TaSiy膜を曝露する前記方法(a)を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項１４】
前記プラズマが、約0.01〜10kWの範囲のプラズマ出力を用いて発生されることを特徴とする請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
方法(a)で曝露する前記工程が、約2〜600秒間であることを特徴とする請求項13に記載の方法。
【請求項１６】
前記NH3含有プラズマがN2をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の方法。
【請求項１７】
前記窒素の取り込みが、N2含有プラズマに前記TaSiy膜を曝露する前記方法(b)を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項１８】
前記プラズマが、約0.01〜10kWの範囲のプラズマ出力を用いて発生されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
【請求項１９】
方法(b)で曝露する前記工程が、約2〜600秒間であることを特徴とする請求項17に記載の方法。
【請求項２０】
前記窒素の取り込みが、熱的NH3含有ガスに前記TaSiy膜を曝露する前記方法(c)を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項２１】
方法(c)で曝露する前記工程が、約2〜600秒間であることを特徴とする請求項20に記載の方法。
【請求項２２】
前記堆積および前記窒素の取り込み工程が、所望の厚さのTaSiN膜を形成するように繰り返されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項２３】
前記堆積工程は、前記窒素取り込み工程の前に、TaSiy膜を最大で約100Åまで堆積するように達成され、かつ前記堆積および窒素取り込み工程は、前記TaSiN膜が所望の厚さに形成されるまで繰り返されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項２４】
約250℃〜450℃の範囲の温度を有する半導体素子基板上に窒化タンタルシリサイド(TaSiN)バリア膜を堆積する方法であって、
前駆物質を該前駆物質の蒸気を生成するのに十分な約80℃〜150℃の範囲の温度まで加熱して前記前駆物質の前記蒸気を送出するために少なくとも約3トールの圧力を提供し、かつ前記蒸気をシランを含んだプロセスガスと組み合わせることによって、キャリアガスを用いずに前記基板を入れた反応室に五フッ化タンタル前駆物質を送出する工程を含む、熱化学堆積(TCVD)工程によって前記基板上にTaSiy膜を堆積する工程と、
次いで、a)NH3含有プラズマに前記TaSiy膜を曝露する工程、b)N2含有プラズマに前記TaSiy膜を曝露する工程、およびc)NH3含有ガスに前記TaSiy膜を曝露する工程、から成る群より選択される方法によって、前記TaSiy膜に窒素を取り込んで、前記TaSiy膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする堆積方法。
【請求項２５】
前記前駆物質の加熱が、約85℃の温度まで加熱することを含むことを特徴とする請求項24に記載の方法。
【請求項２６】
前記蒸気を送出するための前記圧力が、少なくとも約5トールであることを特徴とする請求項24に記載の方法。
【請求項２７】
前記TaSiy膜が、少なくとも1つの凹状表面構造体を有するシリコンベースの基板上に堆積されることを特徴とする請求項24に記載の方法。
【請求項２８】
前記TaSiN膜上に銅メタライゼーション層を堆積する工程をさらに含むことを特徴とする請求項24に記載の方法。
【請求項２９】
前記窒素の取り込みが、NH3含有プラズマに前記TaSiy膜を曝露する前記方法(a)を含むことを特徴とする請求項24に記載の方法。
【請求項３０】
前記プラズマが、約0.01〜10kWの範囲のプラズマ出力を用いて発生されることを特徴とする請求項29に記載の方法。
【請求項３１】
方法(a)で曝露する前記工程が、約2〜600秒間であることを特徴とする請求項29に記載の方法。
【請求項３２】
前記NH3含有プラズマがN2をさらに含むことを特徴とする請求項29に記載の方法。
【請求項３３】
前記窒素の取り込みが、N2含有プラズマに前記TaSiy膜を曝露する前記方法(b)を含むことを特徴とする請求項24に記載の方法。
【請求項３４】
前記プラズマが、約0.01〜10kWの範囲のプラズマ出力を用いて発生されることを特徴とする請求項33に記載の方法。
【請求項３５】
方法(b)で曝露する前記工程が、約2〜600秒間であることを特徴とする請求項33に記載の方法。
【請求項３６】
前記窒素の取り込みが、熱的NH3含有ガスに前記TaSiy膜を曝露する前記方法(c)を含むことを特徴とする請求項24に記載の方法。
【請求項３７】
方法(c)で曝露する前記工程が、約2〜600秒間であることを特徴とする請求項36に記載の方法。
【請求項３８】
前記堆積および窒素の取り込み工程が、所望の厚さのTaSiN膜を形成するように繰り返されることを特徴とする請求項24に記載の方法。
【請求項３９】
前記堆積工程は、前記窒素取り込み工程の前に、TaSiy膜を最大で約100Åまで堆積するように達成され、かつ前記堆積および窒素取り込み工程は、前記TaSiN膜が所望の厚さに形成されるまで繰り返されることを特徴とする請求項24に記載の方法。
【請求項４０】
約250℃〜450℃の範囲の温度を有する半導体素子基板上に窒化タンタルシリサイド(TaSiN)バリア膜を堆積する方法であって、
前駆物質を該前駆物質の蒸気を生成するのに十分な約130℃〜150℃の範囲の温度まで加熱して前記前駆物質の前記蒸気を送出するために少なくとも約3トールの圧力を提供し、かつ前記蒸気をシランを含んだプロセスガスと組み合わせることによって、キャリアガスを用いずに前記基板を入れた反応室に五フッ化タンタル前駆物質を送出する工程を含む、熱化学堆積(TCVD)工程によって前記基板上にTaSiy膜を堆積する工程と、
続いて、a)NH3含有プラズマに前記TaSiy膜を曝露する工程、b)N2含有プラズマに前記TaSiy膜を曝露する工程、およびc)NH3含有ガスに前記TaSiy膜を曝露する工程、から成る群より選択される方法によって、前記TaSiy膜に窒素を取り込んで、前記TaSiN膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする堆積方法。
【請求項４１】
前記前駆物質の加熱が、約140℃の温度まで加熱することを含むことを特徴とする請求項40に記載の方法。
【請求項４２】
前記蒸気を送出するための前記圧力が、少なくとも約5トールであることを特徴とする請求項40に記載の方法。
【請求項４３】
前記TaSiy膜が、少なくとも1つの凹状表面構造体を有するシリコンベースの基板上に堆積されることを特徴とする請求項40に記載の方法。
【請求項４４】
前記TaSiN膜上に銅メタライゼーション層を堆積する工程をさらに含むことを特徴とする請求項40に記載の方法。
【請求項４５】
前記窒素の取り込みが、NH3含有プラズマに前記TaSiy膜を曝露する前記方法(a)を含むことを特徴とする請求項40に記載の方法。
【請求項４６】
前記プラズマが、約0.01〜10kWの範囲のプラズマ出力を用いて発生されることを特徴とする請求項45に記載の方法。
【請求項４７】
方法(a)で曝露する前記工程が、約2〜600秒間であることを特徴とする請求項45に記載の方法。
【請求項４８】
前記NH3含有プラズマがN2をさらに含むことを特徴とする請求項45に記載の方法。
【請求項４９】
前記窒素の取り込みが、N2含有プラズマに前記TaSiy膜を曝露する前記方法(b)を含むことを特徴とする請求項40記載の方法。
【請求項５０】
前記プラズマが、約0.01〜10kWの範囲のプラズマ出力を用いて発生されることを特徴とする請求項49に記載の方法。
【請求項５１】
方法(b)で曝露する前記工程が、約2〜600秒間であることを特徴とする請求項49に記載の方法。
【請求項５２】
前記窒素の取り込みが、熱的NH3含有ガスに前記TaSiy膜を曝露する前記方法(c)を含むことを特徴とする請求項40に記載の方法。
【請求項５３】
方法(c)で曝露する前記工程が、約2〜600秒間であることを特徴とする請求項52に記載の方法。
【請求項５４】
前記堆積および窒素の取り込み工程が、所望の厚さのTaSiN膜を形成するように繰り返されることを特徴とする請求項40に記載の方法。
【請求項５５】
前記堆積工程が、TaSiy膜を最大で約100Åまで堆積し、次いで前記窒素取り込み工程を行うようにもたらされ、かつ前記堆積および窒素取り込み工程が、前記TaSiN膜が所望の厚さに形成されるまで繰り返されることを特徴とする請求項40に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、熱化学気相堆積法の後に窒化物形成法を行ってハロゲン不純物含有量の少ないTaSiN膜を形成することによって、半導体素子基板上にタンタルシリサイド膜を堆積する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路(IC)を形成する際、金属元素および半金属元素を含んだ薄膜が半導体基板またはウェハの表面上に堆積される。この膜は回路内およびICの種々の素子間に導電性およびオーミックコンタクトを提供する。例えば、所望の金属の薄膜は基板内のコンタクトまたはビアの露出した表面に塗布される可能性がある。基板の絶縁層を通るこの膜は、絶縁層を跨いで相互接続を作るために導電性材料のプラグを提供する。金属薄膜を堆積するある周知の方法は、化学気相堆積(CVD)法である。別の周知の方法は、スパッタリングとも呼ばれる物理的気相堆積(PVD)法である。
【０００３】
シリコンベースの集積回路技術では、アルミニウム、銅、またはタングステンが相互接続およびコンタクトとして使用され得る。これら導体材料は典型的には、TiN、Ta、TaN、およびWNなどの拡散バリア層上に堆積され、導体とシリコンまたはシリコンベースの基板との間にバリアを提供する。導体材料としての銅は、アルミニウムに比べ、より低い電気抵抗率およびエレクトロマイグレーションに対する高い抵抗性があるために特に重要である。しかし、銅はシリコン内では移動度および寿命劣化性が高いので、アニール温度が低いとシリコンと反応してしまう。このため、シリコンの銅メタライゼーションにおいては拡散バリアに高いレベルの性能を負わせなければならない。
【０００４】
タンタルなどの拡散バリア層にシリコンまたは窒素を添加することで、所望の物理的、化学的、および電気特性を維持しながら銅拡散への膜の抵抗性が向上すると一般に考えられている。シリサイドを形成すれば、バリア層を通ってシリコン基板表面に至る銅原子の急速な粒界拡散を回避すると考えられる。Haradaらによる非特許文献１「Surface Modification of MOCVD-TiN Film by Plasma Treatment and SiH4 Exposure for Cu Interconnects」、Conference Proceeding ULSI XIV、p329〜335(Materials Research Society、1999年)では、TDMAT(テトラキスジメチルアミノチタン)を用いた有機金属化学気相成長法(MOCVD)によって堆積されたTiNバリア層にシリコンを取り込む方法が提案されている。プラズマ処理工程は基板構造体の側壁上に多孔性のTiN膜を未処理のまま残すので、プラズマ処理単独では膜を緻密化するのに非効果的であると判明した。同様に、SiH4曝露それ自体は、ビア抵抗を許容できない度合まで高める点で非効果的であると判明した。この解決策は、TiN膜のプラズマ処理の後にSiH4に曝露させて、基板構造体の側壁上で高いバリア性能および膜の低い抵抗性を達成するものであることが分かっている。プラズマ処理の異方性は、SiH4曝露の間にTiN膜の表面改質の自己整列を引き起こすことが判明した。Haradaらの文献において考察された方法は、有効であるためには緻密ではない膜を必要とすることに留意されたい。さらに、TiN膜がアンモニア環境においてプラズマアニールを用いて緻密化される場合、シリコンの大半が緻密化された膜の大部分に浸透せずに表面に残るので、熱的シランアニールは効果的ではない。さらに、TiおよびTiNバリア層は、TaおよびTaNバリア層に比べてバリアとして効果的ではないと一般に考えられる。
【０００５】
スパッタリングしたタンタル(Ta)および反応性スパッタリングした窒化タンタル(TaN)は、その高導電性、高い熱安定性および外来原子に対する抵抗性のために、銅とシリコンベースの基板との間で良好な拡散バリアであることが実証された。Ta-Si/Cu二重層の熱力学的安定性に関する考察は、Reidらの非特許文献２「Thermodynamic Stability of Ta-Si/Cu Bilayers」、Conference Proceeding ULSI-VII、p285〜291(Materials Research Society、1992年)に見ることができ、そこではTa-Siバリア層はTa-Siスパッタリングターゲットから物理的堆積法(PVD)で二酸化シリコン上に堆積された後に銅PVDが行われる。Reidらは、銅を室温状態にした状態でタンタルシリサイドは安定すると予想し、発見がより高温の場合も含んでいると仮定すると、銅は熱力学に基づくアニールの間にタンタルシリサイドとなんら反応しないことを示唆している。
【０００６】
ドイツのWieserらの研究は、多結晶TaおよびTa-Si膜のRFマグネトロンスパッタリングの後に、膜をアモルファス化、窒化、および緻密化してバリア性能および安定性を高めるために窒素および酸素のイオン注入法を含んでいる。Wieserらの2000年3月29日に最終更新されたhttp://www.tu-dresden.de/etihm/deutsch/forsch/hit/news/MODITAsw.pdfの非特許文献３「Modification of Ta-based Thin Film Barriers by Ion Implantation of Nitrogen and Oxygen」。ドイツのFischerらの研究は、Ta-SiターゲットおよびN2ガスを用いたTa-Si-N膜のRFスパッタリング法を含んでいる。Fischerらの2000年3月29日に最終更新された、http://www.tu-dresden.de/etihm/deutsch/forsch/hit/news/text2amc.pdfの非特許文献４「Barrier and Contact Behavior of Tantalum Based Thin FIlms for Use in Copper Metallization Scheme」。
【０００７】
しかし、PVDで堆積されたTa、Ta-SiおよびTa-Si-N膜は、シャドーイング効果（shadowing effect）により段差被覆性が本質的に不十分である。このためスパッタリング法は比較的大きな構造体(>0.3μm)およびアスペクト比が小さいコンタクトビアに限定される。CVDは、高アスペクト比を有する小さな構造体(<0.25μm)においてでさえ、共形性のより良好なPVDより優る本質的な利点を提供する。しかし、tertbutylimidotris-diethylamido-tantalum(TBTDET)、pentakis-dimethylamino-tantalum(PDMAT)、およびpentakis-diethylamino-tantalum(PDEAT)、などの金属有機源を用いたTaのCVDは、入り混じった結果になる。TaのMOCVDに関する追加の問題は、得られる膜が比較的高い酸素濃度と炭素不純物を有することである。
【非特許文献１】Haradaら、「Surface Modification of MOCVD-TiN Film by Plasma Treatment and SiH4 Exposure for Cu Interconnects」、Conference Proceeding ULSI XIV、p329〜335(Materials Research Society、1999年)
【非特許文献２】Reidら、「Thermodynamic Stability of Ta-Si/Cu Bilayers」、Conference Proceeding ULSI-VII、p285〜291(Materials Research Society、1992年)
【非特許文献３】Wieserら、「Modification of Ta-based Thin Film Barriers by Ion Implantation of Nitrogen and Oxygen」
【非特許文献４】Fischerら、「Barrier and Contact Behavior of Tantalum Based Thin FIlms for Use in Copper Metallization Scheme」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、約500℃よりも低い比較的低温で膜を堆積させる工程は、次世代のICにおいて銅バリアを形成する際には有利になろう。理想的には、堆積された膜は、高い段差被覆性(構造体の壁に沿った膜の被覆厚とその構造体に隣接する基板またはウェハの上面の上の厚さとの比)、良好な拡散バリア特性、最小の不純物含有量、低抵抗性、および良好な共形(高アスペクト比性の複雑なトポグラフィの被覆性さえも)を有するであろう。一般に、プラズマ増強CVD(PECVD)法はプラズマが前駆物質を還元するのに必要なエネルギを提供するので、熱CVD(TCVD)法よりも低温で実行され得るが、TCVD法はPECVD法に比べてより高い共形性および段差被覆性を提供することができる。ReidらはPVDに関してタンタル拡散バリアにおけるアモルファスシリサイドの有効性を認識し、またWieserらおよびFischerらはPVDに関してタンタル拡散バリアにおいてアモルファスシリサイドに窒素を添加することの有効性を認識していたが、シリコンの銅メタライゼーションにおいてバリア層として用いられる共形のアモルファス窒化タンタルシリサイドを堆積させるには低温の方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、拡散バリア特性が改善された半導体素子を提供するために、タンタルシリサイドバリア膜を堆積かつ窒化させる方法を提供する。このために、基板を入れた反応室の圧力を低減した状態下で五フッ化タンタル(TaF5)または五塩化タンタル(TaCl5)前駆物質の蒸気をシラン(SiH4)と反応させることによって、TCVDを用いてアモルファスタンタルシリサイド(TaSiy)膜を約250℃〜450℃の半導体素子基板上に堆積させる。次に、このTaSiy膜をNH3-またはN2-を含むプラズマあるいは熱NH3post-treatmentに曝露させて該膜を窒化することによって、ハロゲン不純物含有量が低く段差被覆性の高い共形のアモルファス窒化TaSiy(TaSiN)を形成する。一例では、75%を超える段差被覆性、約500μΩcmのシート抵抗、および膜内に取り込まれたフッ素不純物含有量が約4%よりも低いアスペクト比が4:1の凹状構造体のその表面または複数の表面上に100Å(10nm)の窒化タンタルシリサイドバリア膜を有するシリコンベースの基板を製作した。
【００１０】
本願明細書に組み入れられ、かつ本願明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を図示し、本発明の上記の概要および以下の詳細な説明と共に本発明を説明するのに役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
TCVD-TaSiy膜を堆積し、次いで銅メタライゼーションに対して効果的なTaSiN拡散バリア膜を提供するために堆積した膜を窒化する方法を提供する。アモルファスタンタルシリサイド膜の堆積および均一な窒素取り込みに加え、ハロゲン不純物含有量の低い、特に、TVCDに用いられるフッ素および塩素ベースの前駆物質から存在する膜のフッ素または塩素含有量も観察され、PVDおよびPECVD TaSiyおよびTaSiN膜に対して共形も観察された。このために、および本発明に従って、低温低圧のTCVD条件下にてTaF5またはTaCl5前駆物質蒸気をプロセスガスを含んだシランと反応させて、TaSiyを堆積し、次いでこのTaSiyを後窒化処理に曝露させる。この後処理には、プラズマを使用しない場合には、NH3を用いた窒素の熱的取り込みを含んでよいか、あるいはNH3またはN2を含有するプラズマを用いた窒素のプラズマ取り込みを含んでよい。
【００１２】
単に一例として、TaSiyのTCVDは以下の方法および装置を用いて実行できる。図1は、CVD反応室11および前駆物質送出系12を含んだ化学堆積(CVD)系10を概略的に示しており、これは反応室11に接続され、前駆物質蒸気を反応室11に送出する役目をするシステム構成要素を含んでいる。反応室11では、TaF5またTaCl5の前駆物質蒸気をタンタルシリサイド膜に転換するように反応が実行される。
【００１３】
前駆物質送出系12は前駆物質蒸気の供給源13および計量系15から構成されている。供給源13は計量系15に接続された出口14を有し、計量系15はCVD反応室11の反応ガス入口16に接続されている。供給源13は固体または液体の五フッ化タンタルまたは五塩化タンタル混合物からTaF5またTaCl5前駆物質蒸気をCVD反応チャンバ11内でTCVD反応を支援するのに十分な速度で供給するように構成されている。この五フッ化タンタルおよび五塩化タンタル混合物は、標準温度および標準気圧のときには固相である混合物である。供給源内の前駆物質は計量系15に接続された供給源13の出口14にて所望の蒸気圧の前駆物質を発生する制御された温度で保持される。好適には、前駆物質自身の蒸気圧は、計量系15がキャリアガスを用いることなく所望の流量で前駆物質蒸気を反応チャンバ11に送出するのに十分なものであることが好ましい。計量系15は、反応室11中に商業的に実施可能なCVD処理を維持するのに十分な速度に供給源13から反応室11へ前駆物質蒸気の流れを維持する。
【００１４】
反応室11は、一般には従来のCVD反応器であり、真空に対し気密的なチャンバ壁21によって囲まれた真空チャンバ20を有する。チャンバ20内には基板支持体またはサセプタ22が配置されており、その上に半導体ウェハ23など基板が支持される。チャンバ20は、半導体ウェハ基板23の上にタンタルシリサイドバリア層などの膜を堆積するCVD反応を実施するのに適した真空度に維持されている。CVD反応室11に好適な圧力範囲は0.2〜5.0トール、好適には1〜2トールの範囲にある。その真空度は、真空ポンプ24および導入ガス供給源25の制御された操作により維持され、この導入ガス供給源は、例えば、アルゴン(Ar)またはヘリウム(He)などのガスのための任意の不活性ガス源27、ならびにシラン(SiH4)および、例えば、五フッ化タンタルまたは五塩化タンタルの還元反応を行ってTaSiyを堆積するのに用いられる水素(H2)の還元性ガス源26を含んでよい。供給源25からのガスは、基板23とは反対のチャンバ20の一方の端部に位置するシャワーヘッド28を通って、一般に基体23に対し平行に、かつそれへ向けてチャンバ20中へ入る。
【００１５】
前駆物質供給源13は気化ベッセル31をその中に備えた密封気化器30を備え、この容器の構造体は垂直に配向した対称軸線32を有する円筒状であるのが好ましい。ベッセル31は合金INCONEL600などの高温耐久性の非腐食性材料から形成された円筒状内壁33を有する。壁33の内部表面34は高度に磨かれ、滑らかになっている。壁33は、平坦な円形の閉じた底35および開口頂部を有し、該開口頂部は壁33と同じ熱耐久性の非腐食性材料の蓋36により密封されている。供給源13の出口14は、蓋36内に位置している。蓋36は真空気密シール38によって壁33の頂部と一体化されたフランジリング37へ密封されている。このシール38は、INCONELコイルスプリングを囲繞するC字型ニッケル管から形成された、HELICOFLEXなどの高温耐久性真空適合性シール材料であるのが好ましい。しかし、TaF5およびTaCl5が知られている他の前駆物質よりも低い温度を必要とするので、フランジリング37に蓋36を密封するために、従来のOリングが使用されてよい。
【００１６】
キャリアガスまたはパージガスの源39は蓋36を通ってベッセル31に接続されており、そのガスはヘリウムまたはアルゴンなどの不活性ガスであるのが好ましい。供給源13は、五フッ化タンタルまたは五塩化タンタルなどの多量の前駆物質材料をベッセル31の底部に含み、この材料は標準温度および標準圧力で固体状態で容器31内に送られる。ベッセル31は、ベッセル31内に固体のTaF5またはTaCl5を入れて容器壁33の頂部に蓋36を密封し、次いでベッセル31の壁33を加熱してTaF5またはTaCl5混合物の温度を、容器31内で所望のTaF5およびTaCl5蒸気圧に達するように十分に高く加熱することにより、五フッ化タンタルまたは五塩化タンタル蒸気で満たされる。
【００１７】
前記前駆物質は容器31の底部に入れられる前駆物質40として供給され、結果的に得られる蒸気圧が許容範囲にある限り、液体状態になるまで底部で加熱されるのが好ましい。しかし、最初にパージガスおよびTaF5またはTaCl5蒸気は蓋36を介して接続された真空ポンプ41を用いてベッセル31から排出され、その結果、TaF5またはTaCl5物質40からのTaF5またはTaCl5蒸気のみがベッセル31内に残る。物質40が液体である場合、蒸気はその液体物質40の液面よりも上に存在する。壁33は垂直円筒であるため、TaF5またはTaCl5物質40の表面積は、液体である場合には、TaF5またはTaCl5の減少量に関係なく一定のままである。
【００１８】
送出系12は前駆物質40の直接送出に限定されるものではないが、ガス源39からベッセル31へ導入することができるキャリアガスと共に前駆物質40を送入するための別の方法として用いることができる。そのようなガスは、水素(H2)、あるいはヘリウム(He)またはアルゴン(Ar)などの不活性ガスであってよい。キャリアガスを用いる場合、前駆物質40の頂部表面にわたって分布するようにベッセル31中にそのガスを導入してよいか、または物質40の最大表面積がキャリアガスに露出されるようにするために、上方への拡散によりベッセル31の底部35から物質40にしみ通るように、ベッセル31内へ導入してもよい。さらに別の方法として、ベッセル31内にある液体を気化する。しかし、そのような別法は望ましくない粒子を付加し、前駆物質の直接送出、すなわちキャリアガスを用いない送出により達成される制御された送入速度を提供しない。したがって、前駆物質の直接送入が好ましい。
【００１９】
シャワーヘッド28を通してキャリアガスと共に前駆物質をチャンバ11に導入するのが望ましい場合、システム10に関して好ましい前駆物質の直接送出の正確な流量送出に干渉しないように計量系15の下流圧力センサ57の下流に接続された源87から、キャリアガスをチューブ50内にその出口端近くで導入することが好ましい。
【００２０】
ベッセル31内の前駆物質40の温度を維持するために、壁33の底部35をヒータ44と熱的伝導状態に維持し、これにより前駆物質40を制御された温度、好ましくはその融点よりも高くに維持する。そのような温度では、純粋な前駆物質蒸気を使用する場合、少なくとも約3トールの範囲、好適には約4〜約10トールの範囲の蒸気圧が発生し、キャリアガスを用いる場合には約1トールのより低い蒸気圧が発生する。正確な蒸気圧は、キャリアガスの量、物質40の有効表面積、および他の変数に左右される。
【００２１】
タンタルの直接送出系10の場合、すなわち、キャリアガスなしにTaF5およびTaCl5を送出するシステムの場合、TaF5に対しては前駆物質を80℃〜150℃の範囲で、好ましくは約85℃で、TaCl5に対しては前駆物質を130℃〜150℃の範囲で、好適には約140度で加熱することによって、好適な蒸気圧を少なくとも5トールに維持することができる。いずれにせよ、その温度は、前駆物質蒸気がシャワーヘッド28内で混合室の還元ガスと、あるいはウェハ23と接触する前に、早過ぎる反応を引き起こすほどに高くならないようにすべきである。
【００２２】
一例として、TaF5前駆物質40を用いて、85℃の温度がベッセル31の底部35を加熱するための制御温度であると仮定する。この温度は、TaF5前駆物質を用いた場合に、所望の蒸気圧を発生するのに適している。ベッセル31の壁33および蓋36上に前駆物質蒸気が凝縮するのを防ぐために、ベッセル31の底部35にこの温度を供すると、別個に制御される蓋36の外側と熱的に接触するヒータ45によって、蓋36は同じ温度または壁33の底部35のヒータ44よりも高い温度、例えば、85℃に維持される。ベッセル31内の温度はガスが変質してTaFx(x<5)化合物を形成する温度よりも低く保つべきである。
【００２３】
ベッセル壁33の側面は環状トラップ空気空間46によって囲繞されており、それはベッセル壁33と、囲繞している同心状の外側アルミニウム壁または缶47との間に含まれている。缶47は、さらにケイ素発泡絶縁体48の環状層によって囲繞されている。この温度維持構造により、蓋36、壁33の側面、および前駆物質40の表面42によって囲繞されたベッセルの体積中の蒸気を約85℃の所望の温度および少なくとも約3トール、好適には少なくとも約5トールの圧力に維持する。
【００２４】
計量系15には、少なくとも約2〜40標準cm3/分(sccm)である所望の流量で認め得る程の圧力低下が起きないように、直径が少なくとも1.27cm(1/2インチ)であるか、または内径が少なくとも10mm、好ましくはより大きい送出管50が含まれる。管50は、その上流端の所で出口14に接続されている前駆物質ガス供給源13から反応室11へ延びており、そこでその下流端が入口16へ接続されている。気化器出口14から反応器入口16までの管の全長および反応チャンバ20のシャワーヘッド28も、前駆物質ガスの気化温度よりも高く、例えば、150℃に加熱されるのが好ましい。前駆物質は系10内における最も低い温度が、前駆物質40にあることが好ましい。
【００２５】
管50には、円状オリフィス52が中心に配置されたバッフル板51が設けられており、そのオリフィスは2.2mm(約0.089インチ)の直径を有するのが好ましい。前駆物質ガス源出口14から反応室入口16までの典型的な圧力低下は約5トールであり得、例えば、乱流ではない粘性流あるいは層流が、管50内で維持される。バッフル51の上流側の管50内の圧力を制御し、これによりオリフィス52および管50を通って反応室11の入口16に向かう前駆物質ガスの流量を制御するために、可変オリフィス制御弁53がバッフル51と前駆物質ガス源出口14との間との間の管50内に設けられている。気化器13のベッセル31を遮蔽するために、遮断弁54が気化器13の出口14と制御便53との間の管50内に設けられている。
【００２６】
送出系15からCVD反応室11のチャンバ20内に入る前駆物質ガスの流量を制御することを含め、化学堆積系10を制御するのに用いる制御器60に情報を与えるために、化学堆積系10に圧力センサ55〜58が配設されている。それら圧力センサは、気化チャンバ31内の圧力を監視するために、気化器13の出口14と遮断弁54との間の管50に接続されたセンサ55を含む。オリフィス52の上流の圧力を監視するために、圧力センサ56が制御弁53とバッフル51との間の管50に接続されており、一方でオリフィス52の下流の圧力を監視するために、圧力センサ57がバッフル51と反応室入口16との間の管50に接続されている。CVD室20内の圧力を監視するために、さらなる圧力センサ58が反応室11のチャンバ20に接続されている。制御弁53は、約10ミリトールを超えて変動し得る制御弁53からオリフィス52を通って反応チャンバ11に向かう圧力低下に作用するように、かつこの制御された圧力低下に比例するチャンバ11内への前駆物質の流量を生むように機能する。
【００２７】
反応室11のCVDチャンバ20中へ入る前駆物質蒸気の流れの制御は、センサ55〜58、特にオリフィス52を通る圧力低下を決定するセンサ56および57により感知された圧力に応答して制御器60により達成される。条件が、オリフィス52を通る前駆物質蒸気の流れが閉塞されていない流れであるような条件の場合、管52を通る前駆物質蒸気の実際の流れは、圧力センサ56および57により監視される圧力の関数であり、オリフィス52の下流側で、a)オリフィス52の上流側でセンサ56により測定される圧力とb)センサ57によって測定される圧力との比から決定することができる。
【００２８】
条件が、オリフィス52を通る前駆物質蒸気の流れが閉塞された流れになるような条件である場合、管52を通る前駆物質蒸気の実際の流れは、上流側の圧力センサ57により監視される圧力のみの関数である。いずれの場合にも、閉塞または非閉塞流の存在は、工程条件を解釈することにより制御器60によって決定することができる。その決定が制御器60によって行われる場合、前駆物質ガスの流量は制御器60によって計算して決定することができる。
【００２９】
前駆物質ガスの実際の流量の正確な決定は、制御器60によってアクセスできる不揮発メモリ61に記憶されたルックアップテーブルまたは乗数テーブルから流量データを検索することにより算出されるのが好ましい。前駆物質蒸気の実際の流量が決定されると、所望の流量を、1つまたは複数の可変オリフィス制御弁53の閉ループフィードバック制御、真空ポンプ24によるCVD室圧力の制御、源26および27からの還元性または不活性ガスの制御、あるいはヒータ44および45の調節によるチャンバ31内の前駆物質ガスの温度および蒸気圧の制御により維持することができる。当業者には、TCVDによりタンタルシリサイドを堆積する多数の他の装置および方法が利用可能であり、本発明は図1に示し説明したような特定の装置および方法になんら限定されるものではない。
【００３０】
本発明はTCVD法により堆積されるTaSiy膜を窒化する方法を含む。TaF5前駆物質の場合、TaF5およびSiH4は、SiO2などの加熱された基板上で圧力を低減した状態で反応してタンタルシリサイド膜を形成する。次に、窒素が堆積された膜に取り込まれる。TaF5、SiH4、およびNH3の直接反応により、結果として、その膜に取り込まれる不揮発性NH4F種が形成されるので、F含有量の高いTaSiN膜が得られる。本発明の一実施形態で使用されるようなTaF5およびSiH4のみを伴うTCVD反応では、SiH4反応物がTaF5前駆物質を還元させ、Ta膜にSiを取り込んでアモルファスTaSiyを形成し、成長表面および反応室から効果的に除去できる揮発性SiF含有製品を形成する。したがって、結果的に得られるTaSiy膜のF含有量は非常に低い。同様に、TaCl5、SiH4、およびNH3の直接反応により、その膜に取り込まれる不揮発性NH4Cl種が形成されるので、Cl含有量の高いTaSiN膜が堆積される。本発明の別の実施形態で使用されるようなTaCl5およびSiH4のみを伴うTCVD反応では、SiH4反応物がTaCl5前駆物質を還元させ、Ta膜にSiを取り込んでアモルファスTaSiyを形成し、成長表面および反応室から効果的に除去できる揮発性SiCl含有製品を形成する。したがって、結果的に得られるTaSiy膜のCl含有量は非常に低い。このため、本発明の方法により、NH4F/NH4Cl形成が、TaF5/TaCl5からのTCVD-TaSiy堆積工程に続く後窒化工程により回避される。
【００３１】
本発明の方法の一実施形態を示すために、以下の堆積条件を用いて、500Å(50nm)TCVDのタンタルシリサイド膜を、約4:1のアスペクト比を有する凹状の表面構造体であるシリコンベースの半導体基板上に堆積した。
【００３２】
【表１】
2005524991.tif 000003
【００３３】
ガス流内のTaF5/SiH4反応物の比を変化させることによって、TaSiy組成を高タンタル含有量(y<1)から高シリコン含有量(y<1)まで変化させることができる。TaSiyのTCVDは、本出願と同日に出願され、かつその全体を本願明細書に組み入れた、「Method for Depositing tantalum Silicide Films by Thermal Chemical Vapor DEposition」と題された米国特許同時継続出願第＿＿＿号により完全に記載されている。
【００３４】
膜を堆積した後、以下の条件を用いてその膜を窒化させた。
【００３５】
【表２】
2005524991.tif 000004
【００３６】
TaSiN膜を堆積する工程には、TaSiy堆積に先立って反応チャンバを調整する初期窒化工程がさらに含まれる。さらに、100Å(10nm)よりも厚いTaSiN膜などの厚いバリア層を形成するために、堆積および窒化手順が繰り返されてよい。
【００３７】
堆積および窒化の後、ラザフォード後方散乱分光法RBSを用いて、タンタル、シリコン、窒素、およびフッ素に関して膜を特徴付けた。表1および表2の条件下で、約100Å(10nm)のTaSiy堆積工程を7回および(各TaSiy堆積工程の前後で)NH3プラズマ窒化工程を8回用いて堆積した膜に関し、元素の特徴の結果を以下にまとめ、ここでは場合2つの層モデルを用いて組成を分析し、報告された濃度(原子%)は2層の平均を示している。
【００３８】
【表３】
2005524991.tif 000005
【００３９】
約100Å(10nm)以下のTaSiy極薄膜を堆積することにより、窒化工程が著しく多量の窒素を堆積膜に取り込むことが可能となる。このことは、極薄膜の堆積および窒化に用いられる手順を繰り返すことによって堆積された厚膜内で窒素含有量が34%という比較的高いことにより証明された。XRD相同定解析では膜がアモルファスであることが明らかとなった。
【００４０】
異なる後窒化処理、すなわち、NH3プラズマ、またはNH3+N2プラズマ、熱NH3あるいはN2プラズマ処理を受けた100ÅのTaSiN膜のSIMS深さ分布では、膜への窒素の取り入れ量は前処理について非常に類似していることが明らかとなった。このため、本発明のTaSiN膜の形成には、プラズマまたは熱NH3後処理の他にプラズマN2後処理の使用を含んでよい。熱NH3後処理の有効性により、特に構造体の側壁上へ共角の膜を均一に窒化するためにすべての熱工程を使用することが好ましい高アスペクト比の構造体上への共角のTaSiN膜の堆積に対して特定の利点を提供する。
【００４１】
スパッタリングしたTaベースのバリア膜のイオン注入により、熱安定性が改善したことを含む、欠陥を増進する拡散密度が低減され、バリア特性が改善されたと同様に、本発明による共角のTCVD-TaSiy膜の窒化によってバリア膜に対する特性が改善される。図2A〜図2Dおよび図3A〜図3DのXRD解析に示すように、Cuと接触するアモルファスTaSiN膜の熱安定性は、TaSiy膜に比べ改善する。図2Aは、as-dpositedのCu/TaSiN/SiO2構造体のXRDパターンを示している。図2B〜図2Dは、N2を用いてそれぞれ450℃、500℃、および550℃において20トールで30分間アニールした後のCu/TaSiN/SiO2構造体のXRDパターンを示している。温度を最高550℃まで上げたが、アモルファスTaSiNバリア相の結晶度に変化は認められなかった。図3Aは、as-dpositedのCu/TaSiN/SiO2構造体のXRDパターンを示している。図3B〜図3Dは、N2を用いてそれぞれ450℃、500℃、および550℃において20トールで30分間アニールした後のCu/TaSiN/SiO2構造体のXRDパターンを示している。本発明に従って形成された膜と対照的に、TaSi2およびTa5Si3結晶相の検出から観察されるように、後の窒化工程を受けていない堆積されたアモルファスTaSiN膜は、450〜550℃の温度範囲でアニールされると結晶化し始める。したがって、このXRD解析は本発明の窒素注入によってアモルファス膜の安定性が得られることを示している。
【００４２】
図4は、SiO2基板、10nm(100Å)TaSiN膜、および120nmのCu上張層を含み、表1および表2で上記のようにTaSiNを堆積かつ窒化し、構造体をN2を用いて550℃で30分間、20トールでアニールした、構造体のSEM断面像を示している。アスペクト比が4:1の凹状構造体を有する0.225μmのSiO2を合成SEM断面像として図5にさらに示す。この像からは共角性がほぼ100%であることがわかり、段差被覆性は75%を超えている。4点プローブを用いて測定したところ、電気抵抗は約500Ωcmであった。この電気抵抗は、窒化していないTaSiy膜について測定した電気抵抗と実質的に等しいものであり、膜の電気的特性を劣化させることなくアモルファス構造体が後窒化によって安定することが明らかとなった。さらに、一般にPVDおよびPECVDでは4:1のアスペクト比の構造体においてわずか5〜10%の共角性(conformality)しか得られないが、TCVDTaSiN膜は最高で100%の共角性を呈し得る。
【００４３】
本発明の方法によって堆積した膜はフッ素含有量が低いことを示す。達成されたフッ素の低含有量は、TaF5蒸気をシランガスと反応させたことによって製造された高揮発性SiF含有化合物に起因するものである。TaCl5の還元においては、SiCl含有化合物の形成は、TaF5の還元におけるSiF含有化合物の形成ほど好ましいものではない。それにもかかわらず、TaCl5前駆物質およびシラン還元ガスと組み合わせた低温のTCVD条件では、結果として塩素不純物の含有量は低くなると期待される。さらに、TaF5を別のハロゲン化ケイ素含有源と反応させれば、堆積した膜内に取り込むことができる本システムにおいて利用可能なハロゲン含有量は増大するが、シランはハロゲンを含んでいない。シランをTaF5と反応させたことによって製造された揮発性SiF含有製造物は、成長表面から効果的に除去されるので、結果として、堆積されたTaSiy膜内のフッ素含有量は極めて低くなる。同様に、シランをTaCl5と反応させたことによって製造された揮発性SiCl含有物を成長表面から効果的に除去できるので、結果として、堆積されたTaSiy膜内の塩素含有量は極めて低くなる。本発明の後窒化によって、バリア膜内のハロゲン不純物の取り込みが大きくなる原因となり得る不揮発性のNH4FまたはNH4Clの形成が回避される。
【００４４】
TaF5またはTaCl5蒸気前駆物質を低温の熱CVD工程(<450℃)シランガスと反応させ、次に窒素注入工程を行うことにより、IC素子における銅拡散に対するバリア層として適した、フッ素または塩素不純物含有量が低い共角性窒化TaSiy膜を製造できるのではないかという知見は予期せぬものであった。ヨウ素ベースおよび臭素ベースの材料などの大きな負の生成熱を有する材料は、フッ素ベースの前駆物質などの大きさがより小さい生成熱を有する材料に比して、化学反応に関与する傾向がより大きくなるであろうと想定することは一般的である。一般にこれは正しい。しかし、正確に言えば、他の反応物の熱力学およびその反応の製造物も考慮する必要がある。正確な熱力学計算のためには、本CVD系のエントロピーも考慮する必要がある。計算に必要な値の大半、特にエントロピー値は本明細書では利用できないので、実際に正確な熱力学的予測を行うことは困難である。したがって、主要な反応物の生成熱を用いた一般的な近似を用いることが多い。
【００４５】
同様に、主要な反応物の価電子の結合エネルギーを用いてそれらの反応性を予測することもできる。一般に、結合エネルギーが弱いと、反応性はより高くなり、故に種はより低温で反応する。タンタルベースのCVDに関しては、各ハロゲンは様々に反応するので、1つのハロゲンを別のハロゲンに代用させることは困難である。
【００４６】
米国特許第5,919,531号では、ArklesとKaloyerosはこの議論を用いて、タンタルベースの化合物を形成するためにTaCl5よりも低い結合エネルギーを有する種の使用を支持することを教示している。特に、彼らはTaI5またはTaBr5用いることを示唆している。シリコン含有膜を堆積するために、彼らはハロゲン化シリコン化合物、特にSiI4前駆物質、およびHI、HBr、およびNH4Brなどの不揮発性副産物を生成するNH3またはN2を使用している。米国特許第6,139,222号では、ArklesとKaloyerosはTaF5前駆物質の使用に切り替えたが、ハロゲン化シリコン化合物、特に、SiI4およびSiF4、ならび主用副産物として不揮発性HI、HF、およびNH4Fを生成するNH3またはN2の使用を続けている。考慮中のこの出願では、TaF5およびSiH4が反応物として使用される。反応室への送出のためにArklesらが示唆した反応物よりも高い蒸気圧を提供するので、故にそれら反応物をガスとしてCVD反応チャンバに注入することに関してさらなる制御を提供するので、これら両反応物を選択した。上記のような他の前駆物質に対する熱力学よりも反応に対する一般的な熱力学が有利ではないという事実にもかかわらず、これらのガスを試験した。反応中に過剰なハロゲンが出現するのを回避するためにシランも用いられる。また本発明は不揮発性NH4FおよびNH4Clの副産物を回避するように堆積中にN2あるいはNH4を使用しないが、むしろ後堆積窒化を採用して膜内のハロゲンの取り込みを最小化する。
【００４７】
TaF5/TaCl5およびSiH4TCVDの反応にはより高い温度が必要であろうと想定されたが、われわれの実験結果からは、それと反対であることが証明された。われわれは、TaF5/TaCl5およびSiH4前駆物質を用いて高品質のタンタルシリサイド膜を350℃で堆積することができた。
【００４８】
予期せぬ結果の原因は完全には明らかとなっていない。しかし、いくつかの可能性が考えられる。1つまたは複数の反応副産物の堆積速度といったいくつかの反応速度因子が、反応を制御し、熱力学を準安定性の状況に強いていると思われる。また、上記の一般的な熱力学からは明らかではない実際の反応経路のいくつかの特徴が働いていると思われる。
【００４９】
次に、本発明の方法により形成された窒化TaSiyバリア膜は、既知の技術に従って銅シード層で被覆されてよい。シリコンベースの半導体基板上のTCVD-TaSiN膜はその銅層に対して効果的な拡散バリアを提供する。
【００５０】
特定の堆積および窒化パラメータを用いて本発明の一実施形態を記載してきたが、これらパラメータはCVD技術分野の業者の知識に従って変更されてよいことを理解すべきである。限定ではないさらなる例として、堆積条件はほぼ以下の通りであってよい。
【００５１】
【表４】
2005524991.tif 000006
【００５２】
本発明の方法ではシランに加え水素ガスは任意である。それらを使用する場合、反応チャンバは約0.1〜10slmの流れにあると考えることができる。水素が存在することは、それが堆積膜への窒素の次の取り込みを促進するように堆積したTaSiy膜に影響を及ぼすという点で有利である。限定ではないさらなる例として、堆積条件はほぼ以下の通りであってよい。
【００５３】
【表５】
2005524991.tif 000007
【００５４】
本発明をその一実施形態を用いて示し、その実施形態を非常に詳細に記載してきたが、添付の特許請求の範囲をそのような詳細に制限または決して限定することを意図するものではない。付加的な利点および変形が当業者には容易に明白となろう。したがって、本発明はその幅広い態様において、示し記載した、特定の詳細、代表的な装置および方法ならびに例示的な実施形態に限定されるものではない。したがって、出願人の全体的な発明概念の範囲あるいは精神から逸脱することなく、そのような詳細から離脱する可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の方法を実施するのに使用されるリアクタを示す部分断面図である。
【図２Ａ】堆積された、またアニール後の、本発明のCu/TaSiN/SiO2構造体を示すX線回折グラフである。
【図２Ｂ】堆積された、またアニール後の、本発明のCu/TaSiN/SiO2構造体を示すX線回折グラフである。
【図２Ｃ】堆積された、またアニール後の、本発明のCu/TaSiN/SiO2構造体を示すX線回折グラフである。
【図２Ｄ】堆積された、またアニール後の、本発明のCu/TaSiN/SiO2構造体を示すX線回折グラフである。
【図３Ａ】堆積された、またアニール後の、本発明の窒化工程を行わないCu/TaSiN/SiO2構造体を示すX線回折グラフである。
【図３Ｂ】堆積された、またアニール後の、本発明の窒化工程を行わないCu/TaSiN/SiO2構造体を示すX線回折グラフである。
【図３Ｃ】堆積された、またアニール後の、本発明の窒化工程を行わないCu/TaSiN/SiO2構造体を示すX線回折グラフである。
【図３Ｄ】堆積された、またアニール後の、本発明の窒化工程を行わないCu/TaSiN/SiO2構造体を示すX線回折グラフである。
【図４】本発明のアニールされたCu/TaSiN/SiO2構造体を示す走査電子顕微鏡(SEM)の断面画像である。
【図５】本発明のTaSiN/SiO2構造体を示す走査電子顕微鏡(SEM)の合成断面画像である。
【符号の説明】
【００５６】
10  化学堆積(CVD)系
11  CVD反応室
12  前駆物質送出系
13  前駆物質ガス供給源
14  ガス出口
15  計量系
16  ガス入口
20  真空室
21  室壁
22  サセプタ
23  基板
24  真空ポンプ
25  導入ガス源
26  還元性ガス源
27  不活性ガス源
28  シャワーヘッド
30  気化器
31  円筒状気化容器
33  円筒状壁
34  内側表面
35  底部
36  蓋
37  フランジリング
38  真空気密シール
39  キャリアガス源
40  前駆物質
42  表面
44、45  ヒータ
47  缶
50  送出管
51  バッフル板
52  オリフィス
53  制御弁
54  遮断弁
55、56、57、58  圧力センサ
60  制御器
61  不揮発性メモリ
【図１】
2005524991.tif 000008
【図２Ａ】
2005524991.tif 000009
2005524991.tif 000010
2005524991.tif 000011
【図３Ａ】
2005524991.tif 000012
2005524991.tif 000013
2005524991.tif 000014
【図４】
2005524991.tif 000015
【図５】
2005524991.tif 000016
【国際調査報告】
2005524991.tif 000017
2005524991.tif 000018