(57)【要約】  本発明は、原子層蒸着法において、基材上または多孔性固体の中あるいは上に銅膜を形成するための新規な原子層蒸着法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．基材を表面活性化剤に曝露して、基材上に表面活性化基の蒸着物を形成する工程と、
ｂ．基材上の表面活性化基の蒸着物を銅前駆体に曝露して、基材上に銅錯体の蒸着物を形成する工程と、
ｃ．蒸着した銅錯体を還元剤と反応させて、基材上に銅金属の蒸着物を形成する工程と
を含んでなる、表面上に銅膜を蒸着する方法。
【請求項２】
銅前駆体が、ビス（アミノエタノレート）銅（ＩＩ）、銅（Ｉ）ジアルキルアミド、ビス（ジメチルアミノプロパノレート）銅（ＩＩ）、（ビス（トリメチルシリル）アミド）−銅（Ｉ）、および銅（Ｉ）ｔ−ブトキシドよりなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
銅前駆体が構造（Ｉ）
【化１】
2008510076.tif 000007
［式中、
Ｒ１およびＲ４は独立してＨ、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、およびジメチルアミノよりなる群から選択され、
Ｒ２およびＲ３は独立してＨ、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、フェニル、ベンジル、および４−ピリジニルよりなる群から選択されるが、ただし、このリガンドのＲ１〜Ｒ４における炭素の総数は４〜１２である］
により表される銅錯体よりなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項４】
銅前駆体が、構造（ＩＩ）
【化２】
2008510076.tif 000008
［式中、
Ｒ５およびＲ８はジメチルアミノであり、そして
Ｒ６およびＲ７は独立してＨ、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、フェニル、ベンジル、および４−ピリジニルよりなる群から選択されるが、ただし、このリガンドのＲ５〜Ｒ８における炭素の総数は４〜１４である、または
Ｒ５およびＲ８は独立してＨ、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、およびジメチルアミノよりなる群から選択され、そして
Ｒ６およびＲ７はＨ、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、フェニル、ベンジル、および４−ピリジニルよりなる群から選択されるが、ただし、Ｒ６またはＲ７の一方は４−ピリジニルであり、かつこのリガンドのＲ５〜Ｒ８における炭素の総数は４〜１４である］
により表される銅錯体よりなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
銅前駆体が、構造（ＩＩＩ）
【化３】
2008510076.tif 000009
［式中、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は独立して水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、イソブチル、およびネオペンチルよりなる群から選択され、
Ｒ４は−（ＣＨ２）ｎ−、ここで、ｎは３、４、または５である、である］
により表される銅錯体よりなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項６】
銅前駆体が、構造（ＩＶ）
【化４】
2008510076.tif 000010
［式中、
ＬはＣ２〜Ｃ１５オレフィン、Ｃ２〜Ｃ１５アルキン、ニトリル、芳香族複素環、およびホスフィンの群から選択され、
Ｒ１およびＲ４は独立して水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、イソブチル、およびネオペンチルよりなる群から選択され、
Ｒ２、Ｒ３およびＲ５は独立して水素、フッ素、トリフルオロメチル、フェニルおよびＣ１〜Ｃ１０アルキル基よりなる群から選択される］
により表される銅錯体よりなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
銅前駆体が、構造（Ｖ）
【化５】
2008510076.tif 000011
［式中、
ＬはＣ２〜Ｃ１５オレフィン、Ｃ２〜Ｃ１５アルキン、ニトリル、芳香族複素環、およびホスフィンの群から選択され、
Ｒ１およびＲ４は独立して水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、イソブチル、ネオペンチルおよびＣ３〜Ｃ５アルキレンよりなる群から選択され、
Ｒ２、Ｒ３およびＲ５は独立して水素、フッ素、トリフルオロメチル、フェニル、Ｃ１〜Ｃ１０アルキルおよびＣ３〜Ｃ５アルキレンよりなる群から選択されるが、ただし（Ｒ１、Ｒ２）および（Ｒ３、Ｒ４）の少なくとも一方は一緒になって−（ＣＲ６Ｒ７）ｎ−、ここで、Ｒ６およびＲ７は独立して水素、フッ素、トリフルオロメチル、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、Ｃ１〜Ｃ５アルキルエステルよりなる群から選択され、ｎは３、４または５である、である］
により表される銅錯体よりなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項８】
表面活性化剤がプロトン源である請求項１に記載の方法。
【請求項９】
プロトン源が、イミンおよび芳香族窒素複素環よりなる群から選択される請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
窒素複素環がピラゾールおよび置換ピラゾールよりなる群から選択される請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
還元剤が、９−ボラビシクロ［３．３．１］ノナン、ジボラン、ＢＲｘＨ３−ｘの形態のボラン（式中、ｘ＝０、１または２であり、Ｒは独立してフェニルおよびＣ１〜Ｃ１０アルキル基よりなる群から選択される）、ジヒドロベンゾフラン、ピラゾリン、ジシラン、ＳｉＲ’ｙＨ４−ｙの形態のシラン、式中、ｙ＝０、１、２または３であり、Ｒ’は独立してフェニルおよびＣ１〜Ｃ１０アルキル基よりなる群から選択される、およびＧｅＲ”ｚＨ４−ｚの形態のゲルマン、式中、ｚ＝０、１、２、または３であり、Ｒ”は独立してフェニルおよびＣ１〜Ｃ１０アルキル基よりなる群から選択される、よりなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
還元剤が、９−ボラビシクロ［３．３．１］ノナン、ボラン、ジボラン、ジヒドロベンゾフラン、ピラゾリン、ゲルマン、ジエチルシラン、ジメチルシラン、エチルシラン、フェニルシラン、シランおよびジシランよりなる群から選択される請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
基材が、銅、シリコン、二酸化ケイ素、低ｋ基材、または銅の移行を防止するためのバリア層でコートされた低ｋ基材よりなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
バリア層が、タンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、窒化タンタル・シリコン、窒化チタン・シリコン、窒化タンタル・カーボン、炭窒化タングステン、および窒化ニオブよりなる群から選択される請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
基材が銅錯体の蒸気に曝露される請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
基材を表面活性化基に曝露した後であるが、基材上の表面活性化基の蒸着物を銅前駆体に曝露する前に、未蒸着表面活性化剤を除去するパージ工程をさらに含んでなる請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
基材を表面活性化基に曝露した後であるが、基材上の表面活性化基の蒸着物を銅前駆体に曝露する前に、未蒸着表面活性化剤を除去する排出工程をさらに含んでなる請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
蒸着された錯体を還元剤の蒸気に曝露する前に、未蒸着銅錯体を除去するパージ工程をさらに含んでなる請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
蒸着された錯体を還元剤の蒸気に曝露する前に、排気またはパージによって未蒸着銅錯体を除去する排出工程をさらに含んでなる請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子層蒸着法において、基材上または、多孔性固体中あるいは上に銅膜を形成する新規な原子層蒸着法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１においてＭ．リタラ（Ｒｉｔａｌａ）およびＭ．レスケラ（Ｌｅｓｋｅｌａ）によって記載されているように、原子層蒸着（ＡＬＤ）法が、薄膜の形成に有用である。このような膜、特に金属および金属酸化膜は、電子回路およびデバイスの製造において重大な部分である。
【０００３】
銅膜を蒸着するＡＬＤ法においては、銅前駆体および還元剤が、交互に反応チャンバ内に導入される。銅前駆体が反応チャンバに導入され、および基材上への吸着がなされた後、過剰な（未吸着の）前駆体蒸気がチャンバから排出されるか、またはパージされる。このプロセスには、銅金属および遊離状態のリガンドを形成するため、基材表面上の銅前駆体と反応する還元剤の導入が続く。このサイクルは、所望の膜厚の達成に必要であれば、繰り返すことができる。
【０００４】
ＡＬＤ法において用いられた金属錯体に配位したリガンドは、分解に関して安定でなければならず、かつ、非金属含有状態に錯体から脱着可能でなければならない。銅の還元の後、リガンドは遊離されおよび形成される金属層中に取り込まれることがないように、この表面から除去されなければならない。
【０００５】
典型的な二段ＡＬＤ法による金属膜の蒸着においては、基材表面への自己停止性吸着を許容するために、前駆体について反応性が設計されなければならない。金属表面は官能基を有さないため、この反応性は前駆体に組み込まれなければならない。初期の蒸着は、熱的に誘起される、リガンドの損失などの転換を必要とする。必要事項は、金属前駆体についての競合する要求の源である。化合物は、蒸着チャンバ内に移すのに十分に安定でなければならないが、純粋な、適合性の金属膜への転換に使用可能な非揮発性の錯体の単一層を基材上に形成するために、基材表面で転換するのに十分に反応性でなければならない。
【０００６】
【非特許文献１】薄膜材料のハンドブック（Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）における「原子層蒸着（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）」、Ｈ．Ｓ．ナルワ（Ｎａｌｗａ）編、アカデミックプレス（Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ）、サンディエゴ（Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ）、２００１年、第１巻、第２章
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の態様は、
ａ．基材を表面活性化剤に曝露して、基材上に表面活性化基の蒸着物（ａ  ｄｅｐｏｓｉｔ  ｏｆ  ａ  ｓｕｒｆａｃｅ−ａｃｔｉｖａｔｉｎｇ  ｇｒｏｕｐ）を形成する工程と、
ｂ．基材上の表面活性化基の蒸着物を銅前駆体に曝露して、基材上に銅錯体の蒸着物を形成する工程と、
ｃ．蒸着された銅錯体と還元剤とを反応させて、基材上に銅金属の蒸着物を形成する工程と
を含んでなる、銅膜を表面上に蒸着する方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
出願人は、集積回路における銅インターコネクトの形成において、シード層として用いる、または装飾的用途あるいは触媒的用途で用いる銅膜の形成に好適な、原子層蒸着（ＡＬＤ）法を発見した。この方法は、蒸着チャンバへの３種の試薬（表面活性化剤、銅前駆体および還元剤）の順次の導入を含んでなる。表面活性化剤は、化学吸着して表面活性化基の単一層での被覆域を基材に形成する有機分子である。この基は、その後の工程において銅錯体にプロトンを供与して、銅イオンの表面への化学吸着をもたらす弱酸である。この方法は、揮発性および熱的に安定である＋１または＋２の酸化状態のいずれかである銅錯体を用いる。リガンドは、適切な温度範囲において揮発性であるがこの温度範囲では分解せず、むしろ、対照的に、化学吸着された表面活性化基と反応し、および次いで好適還元剤の添加で金属に還元される銅錯体の形成のために選択される。リガンドは、銅錯体の熱分解温度より低い温度で、化学吸着された表面活性化基と反応するよう選択される。本発明の方法においては、表面活性化基が存在しなければ、銅前駆体の基材表面への吸着はない。リガンドおよび表面活性化基は、銅錯体が還元剤へ曝露された際に分解されることなく脱着することとなるよう、さらに選択される。容易に入手可能な還元剤によるこれらの銅錯体の銅金属への還元は、中程度の温度においてクリーンに進行するよう実施されてきた。
【０００９】
本願明細書において記載された方法は、３種の試薬（表面活性化剤、銅前駆体、および還元剤）の蒸着チャンバへの導入を包含する。各試薬の導入には、基材表面に吸着されていない全ての試薬を除去するためのパージ工程が続くことができる。次いで、次の試薬が添加される。温度、圧力、試薬のパルスの長さおよびパージ時間などのプロセス条件の選択は、個別のチャンバおよびシステム設計、および所望のプロセス速度に応じるであろう。
【００１０】
本発明において記載された方法において、表面活性化基の単一層が、銅前駆体の導入前に、基材表面に形成される。表面活性化剤は、望ましくは基材に化学吸着されおよび接触により銅前駆体をプロトン化するに十分酸性である利用可能なプロトンを有する。理想的には、表面活性化剤は、基材上に単一層を形成するため、基材表面に自己停止性吸着を示すであろう。代わりに、吸着される試薬の量は、チャンバに導入される試薬の量によって制御することができる。
【００１１】
この表面活性化剤の添加は、より安定な金属前駆体の使用および／または典型的なＡＬＤ法において用いられるものより低い反応温度の使用を許容する。化学吸着を誘起するための銅前駆体の熱分解は必要なく、および回避されるべきである。金属錯体は、表面活性化剤が吸着された箇所のみに化学吸着されるため、結果的には銅前駆体の選択的な吸着となるであろう。この方法においては、表面活性化基に由来の酸が、金属錯体をプロトン化して、リガンドの一つを遊離させて揮発性の低いまたは、さらには不揮発性の錯体を表面上に形成するために、用いられる。銅前駆体からプロトン化されたリガンドは、続くパージ工程中に除去されることができる。このプロトン化／リガンド遊離化反応は、基材表面上に利用可能なプロトンがある間のみ起きる。これらのプロトンが一旦消費されると、反応は停止する。これらの反応の温度では熱分解はない。表面活性化基が存在しない場合、前駆体の蒸着は起きず従って膜形成も起きない。
【００１２】
表面活性化剤の選択は、銅が蒸着される基材および銅前駆体自体に応じることとなる。表面活性化剤は、銅のリガンドのプロトン化が可能となるよう選択される。この出願においては、ｐＫａ値が１２以上の塩基性リガンドが、銅前駆体で用いられる。この選択は、表面活性化基としての弱酸の使用を可能とする。金属バリア接着層上の銅シード層の形成について、イミン（ＨＮ＝ＣＲ２）ならびに、ピラゾールおよび３，４，５−トリメチルピラゾールなどの置換ピラゾールなどの芳香族窒素複素環が、揮発度、金属表面への親和性、および酸性度といった所望の特性を有する。
【００１３】
本発明の方法においては、銅前駆体は、ビス（アミノエタノレート）銅（ＩＩ）、銅（Ｉ）ジアルキルアミド、ビス（ジメチルアミノプロパノレート）銅（ＩＩ）、（ビス（トリメチルシリル）アミド）銅（Ｉ）、銅（Ｉ）ｔ−ブトキシド、および構造（Ｉ）〜（Ｖ）により表される銅錯体よりなる群から選択される：
【００１４】
【化１】
2008510076.tif 000002
【００１５】
［式中、
Ｒ１およびＲ４は独立してＨ、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、およびジメチルアミノよりなる群から選択され、
Ｒ２およびＲ３は独立してＨ、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、フェニル、ベンジル、および４−ピリジニルよりなる群から選択されるが、ただし、このリガンドのＲ１〜Ｒ４における炭素の総数は４〜１２である］
【００１６】
【化２】
2008510076.tif 000003
【００１７】
［式中、
Ｒ５およびＲ８はジメチルアミノであり、そして
Ｒ６およびＲ７は独立してＨ、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、フェニル、ベンジル、および４−ピリジニルよりなる群から選択されるが、ただし、このリガンドのＲ５〜Ｒ８における炭素の総数は４〜１４である、または
Ｒ５およびＲ８は独立してＨ、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、およびジメチルアミノよりなる群から選択され、そして
Ｒ６およびＲ７はＨ、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、フェニル、ベンジル、および４−ピリジニルよりなる群から選択されるが、ただし、Ｒ６またはＲ７の一方は４−ピリジニルであり、かつ
このリガンドのＲ５〜Ｒ８における炭素の総数は４〜１４である］
【００１８】
【化３】
2008510076.tif 000004
【００１９】
［式中、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は独立して水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、イソブチル、およびネオペンチルよりなる群から選択され、Ｒ４は−（ＣＨ２）ｎ−であり、式中、ｎは３、４、または５である］
【００２０】
【化４】
2008510076.tif 000005
【００２１】
［式中、
ＬはＣ２〜Ｃ１５オレフィン、Ｃ２〜Ｃ１５アルキン、ニトリル、芳香族複素環、およびホスフィンの群から選択され、
Ｒ１およびＲ４は独立して水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、イソブチル、およびネオペンチルよりなる群から選択され、
Ｒ２、Ｒ３およびＲ５は独立して水素、フッ素、トリフルオロメチル、フェニルおよびＣ１〜Ｃ１０アルキル基よりなる群から選択される］
ならびに
【００２２】
【化５】
2008510076.tif 000006
【００２３】
［式中、
ＬはＣ２〜Ｃ１５オレフィン、Ｃ２〜Ｃ１５アルキン、ニトリル、芳香族複素環、およびホスフィンの群から選択され、
Ｒ１およびＲ４は独立して水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、イソブチル、ネオペンチルおよびＣ３〜Ｃ５アルキレンよりなる群から選択され、
Ｒ２、Ｒ３およびＲ５は独立して水素、フッ素、トリフルオロメチル、フェニル、Ｃ１〜Ｃ１０アルキルおよびＣ３〜Ｃ５アルキレンよりなる群から選択されるが、ただし（Ｒ１、Ｒ２）および（Ｒ３、Ｒ４）の少なくとも一方は一緒になって−（ＣＲ６Ｒ７）ｎ−、ここで、Ｒ６およびＲ７は独立して水素、フッ素、トリフルオロメチル、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、Ｃ１〜Ｃ５アルキルエステルよりなる群から選択され、ｎは３、４または５である、である］
【００２４】
還元剤は、９−ＢＢＮ（９−ボラビシクロ［３．３．１］ノナン）、ジボラン、ＢＲｘＨ３−ｘの形態のボラン（式中、ｘ＝０、１または２であり、Ｒは独立してフェニルおよびＣ１〜Ｃ１０アルキル基よりなる群から選択される）、ジヒドロベンゾフラン、ピラゾリン、ジシラン、ＳｉＲ’ｙＨ４−ｙの形態のシラン、式中、ｙ＝０、１、２または３であり、Ｒ’は独立してフェニルおよびＣ１〜Ｃ１０アルキル基よりなる群から選択される、およびＧｅＲ”ｚＨ４−ｚの形態のゲルマン、式中、ｚ＝０、１、２、または３であり、Ｒ”は独立してフェニルおよびＣ１〜Ｃ１０アルキル基よりなる群から選択される、よりなる群から選択される。
【００２５】
本発明の銅蒸着方法に好適な還元剤としては、９−ＢＢＮ、ボラン、ジボラン、ジヒドロベンゾフラン、ピラゾリン、ゲルマン、ジエチルシラン、ジメチルシラン、エチルシラン、フェニルシラン、シランおよびジシランが挙げられる。ジエチルシランおよびシランが好ましい。
【００２６】
本発明の蒸着方法は、技術分野において記載の方法を、低温の使用を許容し、より高品質で、より均一な膜を製造することにより向上する。本発明の方法はまた、より直接的な銅膜への経路を提供し、中間酸化膜の形成を回避する。
【００２７】
本発明の銅蒸着方法においては、銅を表面に、または基材の空隙部内あるいは上に蒸着することができる。好適な基材としては、典型的には電子産業において超大規模集積回路の製造するために用いられている基材を包含する、導電性、半導電性および絶縁性基材が挙げられる。好適な基材は、典型的には、銅、シリコン、二酸化ケイ素、低ｋ基材、または銅の移行を防止するためのバリア層がコートされた低ｋ基材を含んでなる。好適なバリア層としては、タンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、窒化タンタル・シリコン、窒化チタン・シリコン、窒化タンタル・カーボン、炭窒化タングステン、および窒化ニオブが挙げられる。「低ｋ」基材は、約４未満の誘電率（「ｋ」）を有する。好適な低ｋ基材としては、ドープ酸化物（例えば、ＦＳＧ、ＨＳＱ、ＭＳＱ、ＨＯＳＰ）、有機物（例えば、ＳｉＬＫ、ＢＣＢ、ＦＬＡＲＥ、ＰＡＥ）、高フッ素化材料（例えば、パリレン−Ｆ（ｐａｒｙｌｅｎｅ−Ｆ）、ａ−ＣＦ、およびＰＴＦＥ）、および多孔性材料（例えば、エアロゲルおよびキセロゲル）が挙げられる。超大規模集積回路は、典型的には数百万ものゲートおよび何億もの個別のトランジスタを含有する。
【００２８】
この方法は、銅のより厚い層を積層するために、またはピンホールを排除するために、繰り返すことができる。
【００２９】
銅錯体の蒸着は、典型的には、０℃〜２００℃で実施される。銅錯体の還元は典型的には、０℃〜２００℃の同様の温度で実施される。
【００３０】
本発明の方法においては、銅錯体が最初に表面活性化された基材に蒸着されるが、蒸着された銅錯体は、銅前駆体自体ではなく、表面活性化基および銅前駆体の反応生成物であり得る。金属銅膜の形成は、銅錯体が還元剤に曝露されるまでは発生しない。
【００３１】
高反応性の還元剤が、銅錯体を急速におよび完全に還元するのに好ましい。望ましい還元剤は、揮発性でありおよび加熱により分解しない。還元剤が、基材表面上に蒸着された銅錯体との接触で急速に反応するに十分な還元力のものであることもまた望ましい。これらの還元剤の一つの特徴は、プロトン供与体の存在である。還元性試薬は、錯体の銅イオンを還元するために電子を移行させおよびリガンドをプロトン化するためにプロトンも移行させることが可能であるべきである。酸化された還元剤およびプロトン化されたリガンドは、新たに形成された銅蒸着物の表面から容易に除去することができるべきである。
【００３２】
銅蒸着方法の一実施形態においては、基材表面への好適な錯体の流束量を達成するよう、表面活性化剤および銅錯体が反応器に添加される。これらの試薬の少なくとも一部分が基材（例えば、被覆シリコンウェハ）上に蒸着された後、気相の未蒸着材料がチャンバからポンプ（ｐｕｍｐｅｄ）またはパージされ、次いで還元剤がおよそ５０〜７６０ｍｔｏｒｒの圧力でチャンバに導入されて、吸着された銅錯体が還元される。基材は、還元の間、およそ０℃〜２００℃の間の温度に保持される。銅錯体および還元剤の好適な組み合わせでは、この還元は典型的には２０分間に少なくとも９０％完了する。還元剤曝露時間は１秒未満〜数分間であることができる。
【００３３】
表面活性化基、銅前駆体のリガンドおよび還元剤は、この還元反応からの生成物が、還元条件下で基材の表面から容易に除去されるよう選択される。
【実施例】
【００３４】
他に記載のない限り、すべての有機試薬は、シグマアルドリッチコーポレーション（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（米国ウィスコンシン州、ミルウォーキー（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ，ＵＳＡ））から入手可能である。
【００３５】
実施例１
銅膜の蒸着
文献の方法（国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０１１７３４号明細書、２００４年４月１６日）に従って銅前駆体（ビニルトリメチルシリル）（Ｎ，Ｎ’−ジエチル−２，４−ペンタンジケトイミナト）銅（Ｉ）を調製した。Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉウェハ上への金の蒸着により金膜を調製した。ウェハを０．６ｃｍ×０．６ｃｍの切片に切り取った。金層は７５０Å厚であった。使用前に、切片を１０−９ｔｏｒｒでスパッタエッチングして清浄な金表面とし、および真空移送容器中に、連続的なボイルオフ窒素パージで真空雰囲気ドライボックスに移した（ウェハは、周囲雰囲気に曝露されていない）。ウェハを蒸着反応の前に２時間２５０℃で加熱した。
【００３６】
以下の処理手順を用いて銅膜を蒸着した。ウェハを、２，２，４，４−テトラメチル−ペンタノンイミンのヘキサン中の１０μＭ溶液に接触させた。この浸漬は典型的には一晩であったが、０．７５時間もの短さまたは数日もの長さであった。サンプルをヘキサン溶液から除去し、ドライボックス雰囲気中で乾燥させた。ウェハおよび約０．０５０ｇの銅（Ｉ）前駆体を含有するセラミックボートを蒸着チャンバにロードした。両方の切片を１００〜２００ｍｔｏｒｒの圧力で６０℃に加熱した。ヘリウムガスをキャリアガスとして用いてこの圧力を維持した（ガスはセラミックボート上および次いでウェハ上を流れる）。この流れをおよそ２時間維持した。残りの前駆体を含有するボートを室温に冷却した。蒸着チャンバへの導入前にジエチルシランにヘリウム流を通過させて、ジエチルシランを、次いで蒸着チャンバにガラスバブラーから導入した。１〜２ｍＬの体積のジエチルシランを蒸着チャンバにこの方策で導入した。チャンバを、次いで排気して過剰なジエチルシランを除去した。ウェハをドライボックスに移送した。このプロセスを２２回繰り返した。かすかな銅色が発現した。ＥＳＣＡ分析は薄い銅金属膜の蒸着を立証した。
【００３７】
この蒸着法において、銅は基材上にのみ蒸着される。蒸着チャンバの壁面には、６０℃において、銅膜は現れない。１１０℃では、この温度は前駆体の熱分解温度より高いため、銅は、基材および蒸着チャンバの壁面に現れる。
【国際調査報告】
2008510076.tif 000012
2008510076.tif 000013
2008510076.tif 000014