[发明专利]金属膜的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及由钴、钌、钨构成的金属膜的形成方法。更详细地说，特别涉及适用于采用镀敷法将铜埋入沟槽时的种子层的上述金属膜的形成方法。

背景技术

近年，在DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机存储器)等电子器件上，以更高性能化为目的，配线和电极构造的精细化、复杂化不断进展，对应于这些形状的精度要求不断提高。

在电子器件上形成电极、配线的一般方法如下：在基体上应该形成配线或电极的部位形成沟槽，向该沟槽内埋入应形成配线或电极的金属材料，通过化学机械研磨等除去剩余部分。

以前埋入沟槽内的电极材料、配线材料，大多使用具有高导电性优点的铜。材料使用铜时，作为沟槽埋入方法以往一般使用蒸镀法甚至溅射法等物理方法或镀敷法。

将铜埋入沟槽内的方法若使用蒸镀法或溅射法等物理方法，沟槽的开口宽度小，此外，沟槽的长宽比(沟槽深度除以沟槽表面开口部的最小距离的值)变大，在沟槽开口附近区域堆积的铜堵塞沟槽开口，结果会导致在沟槽内部产生孔穴(铜未充填到的缺欠部分)等问题。

另外，对于开口宽度小、长宽比大的沟槽，镀敷法具有能以高充填率埋入铜的优点(参照特开2000-80494号公报及特开2003-318258号公报)。但是，当带有沟槽的基板是不具导电性的绝缘体(如，以氧化硅等材料为基板时)时，进行镀敷之前要在基板表面上形成作为底膜的导电性膜(种子层)。该导电性膜以往经常使用通过溅射法或无电镀法处理的铜。

可是，众所周知，以氧化硅为代表的绝缘体和铜一接触，会产生铜原子从铜层向绝缘体迁移(migration)的现象。在电子器件中铜和绝缘体的界面上，若发生这种铜原子的迁移现象，会损害元件的电特性，所以在电子器件中沟槽的埋入材料使用铜，而且作为使铜埋入的种子层，通过溅射法或无电镀法使用铜时，在绝缘体和种子层之间，有必要设置阻挡层。构成阻挡层的材料多使用钽、钛、氮化钽、氮化钛等。但是由于这些构成阻挡层的材料和铜密合性不够，导致具有绝缘体、阻挡层、铜的层合结构的电子器件，具有制造的成品率差，缺乏可靠性的问题。

发明内容

本发明正是鉴于上述实事完成的，其目的在于提供一种能简单形成下述膜的方法：尤其在绝缘体基体的沟槽内，采用镀敷法将金属如铜埋入之际，在形成种子层的同时，当基体没有阻挡层时，还起到防止金属原子向绝缘膜迁移的阻挡层的作用，且和绝缘体的密合性优良的膜；而在基体有阻挡层时，和阻挡层的密合性优良的膜。

根据本发明，本发明的上述课题第一通过如下所述的金属膜的形成方法实现：金属膜的形成方法，其特征在于，在用于形成选自钴、钌和钨中的至少一种金属的膜的第一基体上，从承载有选自钴化合物、钌化合物和钨化合物中的至少一种金属化合物的第二基体使该金属化合物升华，而且将该升华气体供给该第一基体并分解，由此在第一基体表面上形成该金属膜。

本发明的上述课题第二通过如下所述的金属膜的形成方法实现：金属膜的形成方法，其特征在于，将用于形成选自钴、钌和钨中的至少一种金属的膜的第一基体和形成有选自钴化合物、钌化合物和钨化合物中的至少一种金属化合物的膜的第二基体对向配置，使第二基体上的该金属化合物升华，将该升华气体供给该第一基体并分解，由此在第一基体表面上形成该金属膜。

根据本发明，本发明的上述课题第三通过一种金属膜的形成方法实现，其特征在于，在用于形成选自钴、钌和钨中的至少一种金属的膜的基体上，形成选自钴化合物、钌化合物和钨化合物中的至少一种金属化合物的膜，使该金属化合物升华，而且将该升华气体供给和该金属化合物升华的部分不同的基体上的其他部分并分解，由此在基体表面上形成该金属膜。

附图说明

图1是表示钴膜在具有沟槽的基体上的形成的、实施例2得到的形成钴膜后基体的电子显微镜照片。

具体实施方式

本发明的方法中，第一种方法的特征在于：在用于形成选自钴、钌和钨中的至少一种金属的膜的第一基体上，从承载有选自钴化合物、钌化合物和钨化合物中的至少一种金属化合物的第二基体使该金属化合物升华，而且将该升华气体供给该第一基体并分解，由此在第一基体表面上形成该金属膜。

此外，本发明方法的方法中，第二种方法的特征在于：将用于形成选自钴、钌和钨中的至少一种金属的膜的第一基体和形成有选自钴化合物、钌化合物和钨化合物中的至少一种金属化合物的膜的第二基体对向配置，使第二基体上的金属化合物升华，将该升华气体供给该第一基体并分解，由此在基体表面上形成该金属膜。