发明名称 自卤化钽先质进行之Ta膜之电浆加强化学气相沉积(PECVD)
摘要 本发明说明以来自无机五卤化锂(TaX5)先质沉积高品质保形性钽(Ta)膜之电浆加强化学气相沉积法(PECVD)。无机五卤化钽先质是五氟化钽(TaF5)、五氯化钽(TaCl5)及五溴化钽(TaBr5)。将TaX5传送至加热室中。将蒸气与处理气体组合,以便于在加热至300℃-500℃之基板上沉积Ta膜。经沉积之Ta膜有用于含有铜膜之积体电路板,尤其是小的高纵横比部件。这些膜的高保形性优于以PVD沉积之膜。
申请公布号 TW573045 申请公布日期 2004.01.21
申请号 TW089107847 申请日期 2000.04.26
申请人 东京威力科创有限公司 发明人 强J 侯搭拉;乔汉尼斯F M 魏斯登朶普
分类号 C23C16/14;H01L21/285 主分类号 C23C16/14
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种在基板上沉积钽(Ta)膜之方法,其包括将五卤 化钽先质以加热至足以使该先质蒸发之温度,以提 供该先质之蒸气至含有该基板之反应室内,接着将 该蒸气与处理气体组合,以电浆加强化学气相沉积 法(PECVD)法将该Ta沉积在该基板上,其中该处理气体 实质上包含氢以及选择性地含有氩及/或氦,且将 该基板加热至300℃-500℃为范围的温度。2.根据申 请专利范围第1项之方法,其中该五卤化钽先质系 选自由五氟化钽、五氯化钽及五溴化钽等组成的 各物。3.根据申请专利范围第1项之方法,其中该提 供的蒸气包括在至少3托的压力下产生的该蒸气。 4.根据申请专利范围第3项之方法,其中先质是五氟 化钽及该温度是95℃。5.根据申请专利范围第3项 之方法,其中先质是五氯化钽及该温度是145℃。6. 根据申请专利范围第3项之方法,其中先质是五溴 化钽及该温度是205℃。7.根据申请专利范围第1项 之方法,其中该先质的加热是至足以提供至少3托 之该五卤化钽先质蒸气压力的温度。8.根据申请 专利范围第1项之方法,其中该五卤化钽先质的传 送是在1-50sccm的范围内。9.根据申请专利范围第1 项之方法,其中该氢气是以1-10slm流动。10.根据申 请专利范围第1项之方法,其中该沉积发生在以0.2-5 .0托为范围之该室压力下。11.根据申请专利范围 第1项之方法,其中该膜是与该基板的铜层整合。12 .根据申请专利范围第1项之方法,其中将Ta以至少 100埃/分钟的速度沉积。13.根据申请专利范围第1 项之方法,其中该基板包含含有高纵横比部件之积 体电路板。14.根据申请专利范围第1项之方法,其 进一步包含接着以钽膜沉积该Ta膜。15.根据申请 专利范围第1项之方法,其中将该五卤化钽先质不 以载体气体传送至该反应室内。16.一种在基板上 沉积钽(Ta)之方法,其包括将选自由五氟化钽及五 氯化钽组成的各物之五卤化钽先质温度上升至足 以使该先质产生蒸气,以提供传送钽蒸气之压力, 使该先质传送至含有该基板之反应室内,将该蒸气 与处理气体组合,以电浆加强化学气相沉积法(PECVD )将该Ta沉积在该基板上,其中该处理气体实质上包 含氢以及选择性地含有氩及/或氦,且将该基板加 热至300℃-500℃为范围的温度。17.根据申请专利范 围第16项之方法,其中该上升温度低于可能造成该 先质蒸气与该处理气体之间反应的温度。18.根据 申请专利范围第16项之方法,其中传送该钽蒸气之 压力是至少3托。19.根据申请专利范围第17项之方 法,其中先质是五氟化钽及该温度是95℃。20.根据 申请专利范围第17项之方法,其中先质是五氯化钽 及该温度是145℃。21.一种在基板上沉积钽(Ta)之方 法,其包括将五溴化钽先质温度上升至足以使该先 质产生蒸气,使该先质不以载体气体传送至含有该 基板之反应室内,将该蒸气与处理气体组合,以电 浆加强化学气相沉积法将该Ta沉积在该基板上,其 中该处理气体实质上包含氢以及选择性地含有氩 及/或氦,且将该基板加热至300℃-500℃为范围的温 度。22.根据申请专利范围第21项之方法,其中该先 质是五溴化钽及该温度是在190℃至208℃的范围内 。23.根据申请专利范围第22项之方法,其中该先质 是五溴化钽及该温度是205℃。图式简单说明: 图1是电浆加强化学气相沉积作用(PECVD)之装置图 示。 图2是蒸气压对卤化钽温度的作图。 图3是利用五氟化钽(TaF5)先质沉积之钽(Ta)膜之扫 描式电子显微照像(SEM)照片。 图4是利用五氯化钽(TaCl5)先质沉积之Ta膜之SEM照片 。 图5是利用五溴化钽(TaBr5)先质沉积之Ta膜之SEM照片 。 图6是以TaF5为主之堆积的SEM照片。 图7是以TaCl5为主之堆积的SEM照片。 图8是以TaBr5为主之堆积的SEM照片。 图9是利用沉积在Cu层上之TaBr5先质沉积之Ta膜之俄 歇(Auger)光谱追踪。 图10是利用沉积在二氧化矽之TaBr5先质沉积之Ta膜 之俄歇光谱追踪。
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