(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を減圧状態に保持することが可能な基板処理室と、
該基板処理室内部において基板を支持可能な基板支持機構と、
前記基板を所定の温度に保持可能な基板温度制御機構と、
遊離性の基を持つ金属有機化合物及び該金属有機化合物の遊離性の基と同じ基を持つ溶媒を気化することで得られた原料ガスを前記基板処理室内に導入可能な原料ガス導入機構と、
前記原料ガスに含まれる前記金属有機化合物の遊離性の基と同じ基を持つ溶媒の気化物を不活性ガスに添加して前記基板の裏面側に導入可能に構成されたパージガス導入機構、とを備え、
前記基板支持機構は、前記基板と接する面の中央部分に前記気化物が添加された不活性ガスを導入可能な導入口と、前記基板と接する面に前記気化物が添加された不活性ガスを誘導可能な溝とを有し、
前記気化物が添加された不活性ガスは、前記導入口から前記基板の裏面中央に導入され、前記溝と前記基板の裏面との間を通って基板周縁部に供給されることを特徴とする化学蒸着装置。
【請求項２】
前記パージガス導入機構は、前記気化物が添加された不活性ガスを前記基板処理室上部の内周壁近傍に導入可能に構成されることを特徴とする請求項１記載の化学蒸着装置。
【請求項３】
前記原料ガスを構成する遊離性の基を持つ金属有機化合物は、〔トリメチルビニルシリル〕ヘキサフルオロアセチルアセトン酸塩銅（Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ））又は、〔アリルトリメチルシリル〕ヘキサフルオロアセチルアセトン酸塩銅（Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ））のいずれかであって、前記原料ガスを構成する遊離性の基を持つ金属有機化合物が〔トリメチルビニルシリル〕ヘキサフルオロアセチルアセトン酸塩銅（Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ））であるときに、前記不活性ガスに添加される気化物がトリメチルビニルシラン（ｔｍｖｓ）であり、前記原料ガスを構成する遊離性の基を持つ金属有機化合物が〔アリルトリメチルシリル〕ヘキサフルオロアセチルアセトン酸塩銅（Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ））であるときに、前記不活性ガスに添加される気化物がアリルトリメチルシラン（ａｔｍｓ）であることを特徴とする請求項１又は２記載の化学蒸着装置。
【請求項４】
不活性ガスに添加される前記気化物の添加量は、全不活性ガスの１％以上のモル濃度とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の化学蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、有機金属化合物を原料として基板に成膜する化学蒸着装置に関し、特に、Ｃｕを基板に成膜する化学蒸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から基板に配線材料を成膜する化学蒸着装置として、有機金属化合物を原料とした化学蒸着装置が知られている。
【０００３】
Ａｌに次ぐ配線材料として最も有望視されているＣｕは、有機金属材料を原料とした化学蒸着装置（ＣＶＤ  、Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ装置と呼ばれる）による成膜が可能である。
【０００４】
従来の化学蒸着装置では、一般的に基板の側面や裏面に目的とする成膜をさせたくない場合には、通常、基板の裏面や周縁部に単体の不活性ガス（例えば、Ａｒ等）を導入し、成膜に寄与するガス分子の濃度を局所的に下げる方法が利用されている。
【０００５】
この従来の化学蒸着装置及び化学蒸着方法の概略について、原料として〔トリメチルビニルシリル〕ヘキサフルオロアセチルアセトン酸塩銅（以下Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）と現す。）を利用した場合の成膜手順を説明する。尚、原料を気化させる気化器の構成に関しては、この技術分野で公知であって、本発明を説明する上で特に重要でないので、本明細書では説明を省略する。
【０００６】
図４に図示した従来の化学蒸着装置では、図示しない基板搬送機構によって、基板１１を基板支持機構１２上に配置し、基板処理室１０の内部を図示しない排気機構により所要の真空状態にした後、基板支持機構１２内に配置された基板温度制御機構１６により基板１１を所定の温度とし、原料ガス供給系２０から気化器（図示せず）によって、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）を気化させ、キャリアーガスと共にガス導入機構１３を経由して基板処理室１０内に導入する。
【０００７】
上記において、基板１１の温度は１５０℃〜２５０℃、基板処理室１０内の圧力は、０．５〜５０Ｔｏｒｒ、例えば、基板寸法がφ１５０ｍｍ程度の場合、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）の流量は、０．０５〜３ｇ／ｍｉｎ、キャリアーガスの流量は、２０〜１０００ｓｃｃｍ、基板裏面へ導入される不活性ガスの流量は、５〜５００ｓｃｃｍとすることが望ましい。キャリアーガスとしては、例えば、Ｈ２が、不活性ガスとしては、Ａｒなどの希ガスが一般的に使用される。以上の一連の処理を行うことにより、基板１１上にＣｕが成膜される。
【０００８】
しかし、前記のように基板裏面へ不活性ガス単体を導入して基板の側面や裏面に目的とする成膜をさせないようにした場合でも、基板処理室内の基板支持部上に置かれた基板にＣｕ膜を成膜する際、基板裏面にもわずかながら、原料ガス、その分解した中間体（成膜種）、及び銅を含む反応生成物などが回りこみ、銅の形成を防止したい基板裏面等にも銅が形成されてしまうため、基板支持部等の銅汚染の原因になっている。
【０００９】
Ｃｕは基板の材料であるＳｉ中に拡散しやすいので、拡散を防ぐバリア膜が通常堆積していない基板の側面や裏面にＣｕが形成されてしまうと、基板中にＣｕが拡散し、最終製品である半導体デバイスの動作不良にも繋がる。
【００１０】
また、前述した従来の化学蒸着装置及び化学蒸着方法において、導入される不活性ガスは、一定以上の流速と流量が必要とされ、さらにその効果を確実にするためには、原料ガス（前述のＣｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）等）の導入量を考慮した上で、流速、流量ともに増大させるしか方法がない。原料ガスの導入量を考慮した上で、基板裏面等に導入するパージ用不活性ガスの流速、流量を調整することは容易ではなく、その結果、基板周縁部近傍で成膜速度の不均一が生じ、同一の基板内において均一でしかも所定の膜厚が得られている部分が減少してしまい、最終製品である半導体デバイスの歩留まりが低減するという問題が提起されている。
【００１１】
更に、導入される不活性ガスの流速、もしくは、流量が、逆に不充分である場合、前述のように、基板裏面等にわずかながら回り込んだ原料ガス、その分解した中間体（成膜種）、及び銅を含む反応生成物などによって、本来、銅の形成を阻止したい基板の側面や裏面にＣｕが形成され、これらの場所に、銅汚染の発生を招いてしまう問題点も提起されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述した従来の化学蒸着装置及び化学蒸着方法における問題点に鑑み、基板裏面等の銅形成を阻止したい箇所における銅の形成を確実に阻止して、これらの箇所における銅汚染を防止でき、Ｃｕ成膜時における原料ガスに対する基板裏面等へのパージ用不活性ガスの流量調整が容易で、なおかつ基板へのＣｕ成膜後の膜厚分布の均一な領域を拡大することのできる化学蒸着装置及び化学蒸着方法を提案することを目的としている。
【００１３】
また、基板裏面以外の箇所、すなわち基板処理室の内壁や基板周縁部、例えばシールド板等における銅付着、銅形成を防止し、これによって基板の上に降りかかるパーティクルの発生を低減させることも目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、銅の核発生・核成長を抑制する作用を有する気化物が添加された不活性ガスを基板裏面等へのパージガスとして用いることにより、前記課題を解決したものである。
【００１５】
すなわち、基板を収容して減圧状態に保持されている基板処理室内に原料ガスを導入すると共に、前記基板の裏面側に不活性ガスを導入して、又は、前記基板の裏面側及び前記基板処理室上部の内周壁近傍に不活性ガスを導入して、前記基板に銅を成膜する化学蒸着方法とその装置において、基板処理室内に導入される原料ガスとして、遊離性の基を持つ金属有機化合物と、当該金属有機化合物の遊離性の基と同じ基を持つ溶媒とを気化することで得られた原料ガスを用いると共に、前記基板の裏面側、又は、基板の裏面側及び基板処理室上部の内周壁近傍に導入される不活性ガスは、前記原料ガスを構成する金属有機化合物が持つ遊離性の基と同じ基を持つ溶媒の気化物が添加された不活性ガスを用いることによって前記課題を解決したものである。
【００１６】
原料ガスとして用いる遊離性の基を持つ金属有機化合物としては、この技術分野で公知の種々の物質を用いることができるが、例えば、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）を用いる場合について、本発明が前述した課題を解決するために採用した手段を以下に説明する。
【００１７】
この場合、不活性ガスに添加する原料ガスを構成する金属有機化合物が持つ遊離性の基と同じ基を持つ溶媒の気化物としては、トリメチルビニルシラン（以下、ｔｍｖｓと現す。）の気化物を用いる。
【００１８】
原料ガスとして用いる遊離性の基を持つ金属有機化合物としてＣｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）が採用された場合に、ｔｍｖｓの気化物をパージ用不活性ガスに添加する理由は、ｔｍｖｓが有する以下の２つの化学的な銅の核発生・核成長を抑制する作用を利用するためである。
【００１９】
利用する化学反応は、以下の（１）、（２）に現されているものである。
【００２０】
（１）２Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）→Ｃｕ＋Ｃｕ（ｈｆａｃ）２＋ｔｍｖｓ
２Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）←Ｃｕ＋Ｃｕ（ｈｆａｃ）２＋ｔｍｖｓ
この化学反応においては、ｔｍｖｓは、反応生成物なので、ｔｍｖｓの濃度が大きくなると、この反応は、逆反応速度が大きくなり、反応は進まなくなる。
【００２１】
（２）Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）→Ｃｕ（ｈｆａｃ）＋ｔｍｖｓ
Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）←Ｃｕ（ｈｆａｃ）＋ｔｍｖｓ
この化学反応の場合、Ｃｕ（ｈｆａｃ）は、中間生成物で成膜種である。これが、基板上で、
２Ｃｕ（ｈｆａｃ）→Ｃｕ＋Ｃｕ（ｈｆａｃ）２
２Ｃｕ（ｈｆａｃ）←Ｃｕ＋Ｃｕ（ｈｆａｃ）２
という化学反応を起こすことになる。
【００２２】
本発明が採用したｔｍｖｓは、前記（２）の化学反応における第一段の反応を妨げる、あるいは、成膜種Ｃｕ（ｈｆａｃ）と反応して、原料の分子構造に戻す作用がある。
【００２３】
すなわち、原料ガスとして用いる遊離性の基を持つ金属有機化合物としてＣｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）を用いる場合、パージ用に導入する不活性ガスにｔｍｖｓを気化状態で添加し、上述の（１）、（２）の化学反応を利用することで、基板周縁端部近傍で膜厚の不均一を生じさせてしまうパージ用不活性ガスの流速と流量による制御ではなく、パージ用不活性ガスの流速と流量を極力制限した上で、銅形成の初期反応において、化学的に銅の核発生、核成長そのものを抑制し、基板裏面部等の銅形成を阻止したい箇所への銅汚染を防止するものである。
【００２４】
なお、本発明は、基板処理室内に導入される原料ガスとして、遊離性の基を持つ金属有機化合物と、当該金属有機化合物の遊離性の基と同じ基を持つ溶媒とを気化することで得られた原料ガスを用い、基板の裏面側、又は、基板の裏面側及び基板処理室上部の内周壁近傍に導入される不活性ガスとして、当該原料ガスを構成する金属有機化合物が持つ遊離性の基と同じ基を持つ溶媒の気化物を添加した不活性ガスを用いることによって、銅形成の初期反応において、化学的に銅の核発生、核成長そのものを抑制するものである。
【００２５】
そこで、前記に例示した原料ガスとして用いる遊離性の基を持つ金属有機化合物としてのＣｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）に対して、パージ用不活性ガスにｔｍｖｓを添加する組み合わせに限定されるものではない。原料ガスとしての遊離性の基を持つ金属有機化合物に対する、パージ用不活性ガスに添加される当該原料ガスを構成する金属有機化合物が持つ遊離性の基と同じ基を持つ溶媒の気化物の組み合わせであって、前述した銅形成の初期反応において、化学的に銅の核発生、核成長そのものを抑制することのできる種々の組み合わせが可能である。
【００２６】
例えば、原料ガスとして用いる遊離性の基を持つ金属有機化合物として〔アリルトリメチルシリル〕ヘキサフルオロアセチルアセトン酸塩銅（以下、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）と現す。）を用いた場合に、パージ用不活性ガスにアリルトリメチルシラン（以下、ａｔｍｓと現す。）の気化物を添加する組み合わせについても、前述したＣｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）に対するｔｍｖｓの組み合わせと同様に、化学的に銅の核発生、核成長を抑制する作用があり、かかる組み合わせにすることも可能である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の、化学蒸着装置は、添付図面を参照して説明すると、内部を減圧状態に保持することが可能な基板処理室１０と、基板処理室１０の内部において基板１１を支持する基板支持機構１２と、基板１１を所定の温度に保持する基板温度制御機構１６と、基板処理室１０内に原料ガスを導入する原料ガス導入機構１３と、基板１１の裏面側に不活性ガスを導入するパージガス導入機構、又は、前記基板１１の裏面側及び前記基板処理室１０の上部の内周壁近傍とに不活性ガスを導入するパージガス導入機構とを備え、基板１１に銅を成膜する化学蒸着装置において、前記原料ガス導入機構１３は、遊離性の基を持つ金属有機化合物と、当該金属有機化合物の遊離性の基と同じ基を持つ溶媒とを気化することで得られる原料ガスを導入する原料ガス導入機構として構成されていると共に、前記不活性ガスを導入する導入機構に、前記原料ガスを構成する金属有機化合物が持つ遊離性の基と同じ基を持つ溶媒の気化物を添加する導入機構が付設されていることを特徴とする化学蒸着装置である。
【００２８】
これによって、基板１１を収容して減圧状態に保持されている基板処理室１０内に原料ガスを導入すると共に、基板１１の裏面側に不活性ガスを導入して、又は、前記基板１１の裏面側及び前記基板処理室１０上部の内周壁近傍に不活性ガスを導入して基板１１に銅を成膜するに際して、基板処理室１０内に導入される原料ガスを、遊離性の基を持つ金属有機化合物と、当該金属有機化合物の遊離性の基と同じ基を持つ溶媒とを気化することで得られる原料ガスとし、基板１１の裏面側、又は、基板１１の裏面側及び基板処理室１０上部の内周壁近傍に導入される不活性ガスを、前記原料ガスを構成する金属有機化合物が持つ遊離性の基と同じ基を持つ溶媒の気化物が添加された不活性ガスとして、基板１１に銅を成膜することとしたものである。
【００２９】
ここで、原料ガスが持つ遊離性の基と同じ基を持つ溶媒の気化物が添加された不活性ガスの前記基板１１の裏面側への導入機構は、基板１１の裏面から基板１１の周縁部へ不活性ガスを通り抜けさせる導入系統１４（ｂ）のみから構成する、又は、基板１１の裏面から基板１１の周縁部へ不活性ガスを通り抜けさせる導入系統１４（ｂ）及び、基板１１の裏面を経ずに、基板１１の周縁部へ不活性ガスを直接導入する導入系統１４（ａ）とから構成し、これによって、原料ガスを構成する金属有機化合物が持つ遊離性の基と同じ基を持つ溶媒の気化物が添加された不活性ガスの基板１１の裏面側への導入を、基板１１の裏面から基板１１周縁部へ当該不活性ガスを通り抜けさせることによる導入、又は、基板１１の裏面から基板１１周縁部へ当該不活性ガスを通り抜けさせる導入と共に、基板１１周縁部へ当該不活性ガスを直接導入するようにできる。
【００３０】
前記において、不活性ガスに添加する原料ガスを構成する金属有機化合物が持つ遊離性の基と同じ基を持つ溶媒の気化物、例えば、ｔｍｖｓやａｔｍｓの添加量は、効果的に銅の核形成及びその成長を阻止する上で、全不活性ガスの１％以上のモル濃度とすることが好ましい。
【００３１】
前述した従来の化学蒸着装置及び方法においては、基板裏面へ導入されるパージ用の不活性ガスの流量は、５〜５００ｓｃｃｍの広い範囲内で、原料ガスの導入量等を考慮した上で調整されていた。
【００３２】
しかし、本発明におけるｔｍｖｓ又はａｔｍｓを添加したパージ用不活性ガスを利用する方法を用いることで、原料ガスの導入量等のプロセス条件に依らず、ｔｍｖｓ又はａｔｍｓを添加したパージ用不活性ガスの流速、流量は極力制限することができる。すなわち、原料ガスの導入量等のプロセス条件に依らず、ｔｍｖｓ又はａｔｍｓを添加したパージ用不活性ガスの流量は、基板周縁端部の膜厚減少領域を最小限にできる流量とするのみでよく、具体的には、ｔｍｖｓ又はａｔｍｓを添加したパージ用不活性ガスは、最大でも１００ｓｃｃｍの限られた流量とするのみでよい。
【００３３】
【実施例１】
以下、添付図面を用いて、本発明の化学蒸着装置を説明する。
【００３４】
基板処理室１０内および原料ガス供給系２０は、基本的には、従来技術に基づくものであり、それら構成は、この技術分野で公知のものである。
【００３５】
図１図示の化学蒸着装置は、内部を減圧状態に保持することが可能な基板処理室１０と、基板処理室１０の内部に基板１１を支持する基板支持機構１２と、基板処理室１０に原料ガス供給系２０からの原料ガス（Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）ガス）を導入する原料ガス導入機構１３とを備えている。
【００３６】
ここで、原料ガス導入機構１３は、遊離性の基を持つ金属有機化合物としてのＣｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）と、このＣｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）の遊離性の基（ｔｍｖｓ）と同じ基（ｔｍｖｓ）を持つ溶媒とを気化することで得られた原料ガスを導入するものである。
【００３７】
なお、化学蒸着装置及び化学蒸着方法における原料ガスとして、遊離性の基を持つ金属有機化合物と、当該金属有機化合物中の遊離性の基と同じ基を持つ化合物とを気相化して用いることは公知であり（例えば、特開平７−３２１０３９号）、原料ガスを気化する気化器も、この技術分野で公知のものを採用できるので、この実施例では、図示していない。
【００３８】
また、図１図示の化学蒸着装置は、基板１１の裏面側へのパージガス導入機構としての、基板１１の裏面を経ずに、基板１１の周縁部へ不活性ガスを直接導入する導入系統である基板周縁パージライン１４（ａ）と、基板１１の裏面から基板１１の周縁部へ不活性ガスを通り抜けさせる導入系統である基板裏面パージライン１４（ｂ）に分岐する不活性ガス供給系２１を備えている。
【００３９】
そして、基板周縁パージライン１４（ａ）と基板裏面パージライン１４（ｂ）の分岐点より不活性ガス供給系２１側で合流するｔｍｖｓガス供給系２２と、前記分岐点から導かれ、基板処理室１０の上部の内周壁近傍部へ、ｔｍｖｓガスが添加されている不活性ガスを導入する基板処理室パージライン１４（ｃ）とが配備されている。
【００４０】
このｔｍｖｓガス供給系２２は、基板１１の裏面側に導入されるパージ用不活性ガスに、原料ガスを構成する金属有機化合物（Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ））が持つ遊離性の基と同じ基を持つ溶媒（ｔｍｖｓ）の気化物を添加するために設けられているものである。
【００４１】
また、基板処理室１０内には、ｔｍｖｓガスが添加されて基板処理室１０内に導入された不活性ガスを整流するシ−ルド板１５と、基板１１の温度を制御する基板温度制御機構１６が備えられている。
【００４２】
この実施例における基板１１の裏面側へのパージガス導入機構は、基板裏面パージライン１４（ｂ）と、基板周縁パージライン１４（ａ）とによって構成されているが、これを基板裏面パージライン１４（ｂ）のみによって構成することも可能である。基板裏面パージライン１４（ｂ）によるのみでも、基板１１の裏面への銅の付着、形成を確実に阻止して、基板１１の裏面における銅汚染を防止できるからである。
【００４３】
ただし、基板周縁パージライン１４（ａ）をも具備させ、また、基板周縁パージライン１４（ａ）をも動作させることによって、基板周縁部、例えば、シールド板１５への銅の付着、形成を防止し、基板１１の上に降りかかるパーティクルの発生を低減できるので、本発明の目的を達成する上では、基板周縁パージライン１４（ａ）をも具備させ、これを動作させておくことが一層効果的である。
【００４４】
また、この実施例では、基板処理室パージライン１４（ｃ）が具備されている構成を説明しているが、基板処理室パージライン１４（ｃ）を省いた、あるいは基板処理室パージライン１４（ｃ）を動作させない構成とすることもできる。前記構成の基板１１の裏面側へのパージガスの導入機構によって、基板１１の裏面への銅の付着、形成を確実に阻止して、基板１１の裏面における銅汚染を防止できるからである。
【００４５】
ただし、基板処理室パージライン１４（ｃ）をも具備させ、また、基板処理室パージライン１４（ｃ）をも動作させることによって、基板処理室１０の内壁への銅の付着、形成を防止でき、基板１１の上に降りかかるパーティクルの発生を防止できるので、本発明の目的を達成する上では、基板処理室パージライン１４（ｃ）をも具備させ、これを動作させておくことが一層効果的である。
【００４６】
原料ガス導入機構１３は、図１図示のように、基板１１に対向したシャワーヘッド４０に繋がっており、これによって基板１１の表面全体へ原料ガスが均一に供給される。
【００４７】
基板支持機構１２の中央部を通る基板裏面パージライン１４（ｂ）は、基板１１の中央裏面へｔｍｖｓガスが添加された不活性ガスを供給し、これによって基板１１の中央から放射状に基板１１の裏面表面を伝わりながら、ｔｍｖｓガスが添加された不活性ガスが基板１１周縁部へ流れる。
【００４８】
図２（ａ）は、基板支持機構１２において、基板１１が配置される部分を、上から見た状態を現すものである。
【００４９】
図２（ａ）中、符号Ｂで現される箇所は、基板裏面パージライン１４（ｂ）のガス（ｔｍｖｓガスが添加された不活性ガス）導入口であり、矢印Ａで示される白い箇所は、図２（ｂ）に図示したように、基板１１の裏面とは接触しない、前記の導入口Ｂから導入されたｔｍｖｓガスが添加された不活性ガスが流れる溝である。この溝の形状は、導入口Ｂから導入されたｔｍｖｓを添加した不活性ガスが、基板１１の中央部から基板１１周縁部へ流れることができるものであれば、図２（ａ）図示の溝の配置、構成や、図２（ｂ）図示の断面形状に限定されるものではない。また、基板裏面パージライン１４（ｂ）の導入口Ｂを複数箇所設けることも可能である。
【００５０】
図１図示のように、原料ガス供給系２０は、バルブ２４（ｄ）とガス流量計３２（ｄ）を備えた配管２３（ｄ）を介してガス導入機構１３に接続されている。
【００５１】
また、不活性ガス供給系２１は、バルブ２４（ａ）、２４（ｂ）とガス流量計３２（ａ）、３２（ｂ）を備えた配管２３（ａ）、２３（ｂ）を介して、それぞれ基板周縁パージライン１４（ａ）と基板裏面パージライン１４（ｂ）に接続されるものと、バルブ２４（ｃ）とガス流量計３２（ｃ）を備えた配管２３（ｃ）を介して基板処理室パージライン１４（ｃ）に接続されるものから成る。
【００５２】
ここで、ｔｍｖｓガス供給系２２は、ｔｍｖｓの室温における蒸気圧が、充分高いため（２０℃で２００Ｔｏｒｒ程度）、３０℃程度に一定温度に保温できる構造であれば、ｔｍｖｓを気化させるという機能は充分満足される。
【００５３】
基板処理室パージライン１４（ｃ）は、基板処理室パージガス導入口３３に接続し、そこから導入されたｔｍｖｓが添加された不活性ガスは、基板処理室１０の壁面（側面）を伝わり、その結果、基板支持機構１２上に配置された基板１１上へパーティクルとして落下するおそれのある、基板処理室１０の壁面でのＣｕ形成を防止できる。
【００５４】
なお、基板処理室パージガス導入口３３を基板処理室１０の上部内周壁近傍部に設ける位置は、基板処理室パージガス導入口３３から基板処理室１０内に導入されたｔｍｖｓを添加した不活性ガスが、基板処理室１０の壁面（側面）を伝わり、これによって、基板処理室１０の壁面でのＣｕ形成を防止できる位置であればよい。
【００５５】
図１図示のように、ｔｍｖｓガス供給系２２は、添加点５で、不活性ガス供給系２１に合流する。従って、添加点５より基板処理室１０側にある前記の基板周縁パージライン１４（ａ）、基板裏面パージライン１４（ｂ）、基板処理室パージライン１４（ｃ）では、ｔｍｖｓガスが添加された不活性ガスが供給されることになる。
【００５６】
図１中、矢印３０ａは、基板処理室１０内に基板処理室パージガス導入口３３から導入されたｔｍｖｓガスが添加された不活性ガスの流れ、矢印３０ｂは、基板処理室１０内に導入されたガス（原料ガスとｔｍｖｓガスが添加されている不活性ガス）の流れを示している。基板処理室１０の内部へ導入されたガスは、図示しない排気機構によって排気部２５を通して外部へ排気される。
【００５７】
ここで、基板処理室１０の内部を排気する排気機構、基板支持機構１２に基板１１を搬送する基板搬送機構、基板処理室１０の壁温を制御する壁面温度制御機構、原料ガスを気化する気化器、および原料ガスの温度を制御する原料ガス温度制御機構、基板処理室１０内部圧力を制御する圧力制御機構等に関しては、従来の化学蒸着装置に採用されていたものと同様のものを採用できるので、本実施例では、それらの図示および説明を省略する。
【００５８】
本実施例では、各パージライン１４（ａ）、１４（ｂ）、１４（ｃ）へ供給されるｔｍｖｓ濃度が一定であるが、各ライン毎に、ガス供給系を用意して、ｔｍｖｓ濃度を変えても良い。その場合には、前記パージガスラインの内、１４（ａ）、１４（ｂ）は高濃度に、１４（ｃ）は低濃度にすると、より効果的である。
【００５９】
この実施例においては、原料ガス供給系２０からの原料ガス導入機構１３は、原料ガス（Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）ガス）を導入する原料ガス導入機構として構成され、不活性ガス供給系２１には、ｔｍｖｓガス供給系２２が添加点５で合流される構成を説明したが、原料ガス導入機構１３を、原料ガス（Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ）ガス）を導入する原料ガス導入機構として構成し、不活性ガス供給系２１に、ａｔｍｓガス供給系２２を添加点５で合流させる構成とすることもできる。
【００６０】
【実施例２】
次に、前記実施例で説明した本発明の化学蒸着装置をＣｕ薄膜を成膜する化学蒸着装置として用いる場合の、基板支持機構１２上に基板１１が配置され、実際に基板１１上に成膜されるプロセスを説明する。
【００６１】
基本的な、Ｃｕ薄膜形成のプロセスは、前述した従来技術に記したものと同様である。
【００６２】
すなわち、基板１１の温度を１５０℃〜２５０℃、基板処理室１０内の圧力を０．５〜５０Ｔｏｒｒに調整する。
【００６３】
そして、例えば、基板寸法がφ１５０ｍｍ程度の場合、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）の流量を、０．０５〜３ｇ／ｍｉｎ、キャリアーガスの流量を２０〜１０００ｓｃｃｍとする。キャリアーガスとしては、前記、従来技術に記したＨ２ガスを使用した。
【００６４】
パージ用の不活性ガスとして、希ガスのＡｒを使用し、これに使用した希ガスＡｒ全体の１％のモル濃度となるように調製したｔｍｖｓの気化物を添加して、流量１００ｓｃｃｍとして基板処理室１０内に導入した。
【００６５】
こうして基板表面に均一なＣｕ膜が作製された。成膜された基板の裏面には、Ｃｕの形成は確認されず、また、基板処理室１０の内周壁等の化学蒸着装置側においても、基板支持機構１２の基板１１の周縁部と直接接し、支持する機構部（シールド板１５を含む）にも、従来の化学蒸着装置に比較して、Ｃｕの形成は減少していた。
【００６６】
図３は、実施例１で説明した本発明による化学蒸着装置を用い、この実施例２で説明した本発明の化学蒸着方法に基づいてＣｕ薄膜を形成した基板の基板面内膜厚分布特性と、前述した従来の化学蒸着装置・化学蒸着方法に基づいてＣｕ薄膜を形成した基板の基板面内膜厚分布特性を比較した図である。
【００６７】
本発明の化学蒸着装置・化学蒸着方法によれば、図３（ａ）に拡大して現したように、Ｃｕ成膜後の膜厚分布の均一な領域が拡大されていることが分かる。
【００６８】
【発明の効果】
この発明によれば、化学蒸着装置を用いた化学蒸着方法において、基板裏面等の銅形成を阻止したい箇所における銅の形成を確実に阻止して、これらの箇所における銅汚染を防止できる。また、Ｃｕ成膜時における原料ガスに対する基板裏面等へのパージ用不活性ガスの流量調整が容易になるので原料ガスの流量等のプロセスマージンを広げることができる。
【００６９】
また、同一の基板へのＣｕ成膜後の膜厚分布の均一な領域を拡大することができるので、最終製品である半導体デバイスの歩留まりを５％以上増加させることができ、更に、基板処理室内壁や、基板周囲縁部、例えば、シールド板等への銅の付着、形成を防止でき、これによって、基板の上に降りかかるパーティクルの発生を低減できるので、再現性の高い安定量産を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の化学蒸着装置の構成を説明する構成図。
【図２】（ａ）は、本発明の化学蒸着装置の基板支持機構において、基板が配置される部分の平面図。
（ｂ）は、図２（ａ）の一部断面拡大図。
【図３】本発明に基づいてＣｕ薄膜を形成した基板と従来の化学蒸着方法に基づいてＣｕ薄膜を形成した基板の基板面内膜厚分布特性の比較を現す図であって、（ａ）は、比較部位を示すための基板の一部を現す側面図、（ｂ）は、図３（ａ）図示の基板の図中、右端上部を拡大して現した図。
【図４】従来の化学蒸着装置の構成を説明する構成図。
【符号の説明】
１０  基板処理室
１６  基板温度制御機構
１３  原料ガス導入機構
１１  基板
１２  基板支持機構
１４（ａ）  基板裏面パージライン
１４（ｂ）  基板周縁パージライン
１４（ｃ）  基板処理室パージライン
１５  シールド板
２０  原料ガス供給系
２１  不活性ガス供給系
２２  ｔｍｖｓガス供給系
【図１】
0004316741.tif 000002
【図２】
0004316741.tif 000003
【図３】
0004316741.tif 000004
【図４】
0004316741.tif 000005