钌膜的成膜方法以及计算机能够读取的存储介质的制作方法

文档序号:6886323阅读:162来源:国知局

专利名称::钌膜的成膜方法以及计算机能够读取的存储介质的制作方法
技术领域
:本发明涉及通过CVD来形成钌膜(rutheniumfilm)的钌膜的成膜方法以及计算机能够读取的存储介质。
背景技术
:在半导体设备领域中,随着集成电路的高集成化日益发展,在DRAM中也要求存储单元的面积小并且存储容量大。针对该要求,MIM(金属一绝缘体一金属)构造的电容器(capacitor)得到业界的关注。作为这种MIM构造的电容器,在绝缘膜(介电体膜)中使用氧化钽(Ta205)等高介电率材料。当使用氧化钽等氧化物类高介电率材料作为介电体膜时,通过实施热处理、UV处理等的后处理来获得所期望的介电率,但是此时,为了防止氧从氧化物材料脱离而一般在氧存在的氛围中进行后处理。因此,对于电极材料而言,作为难以氧化的金属材料的钌便得到业界的关注。另一方面,为了使DRAM中的存储容量变大,而使电容器的形状形成为圆筒形状、层叠型的电极结构,但是这种结构必须在形成较大阶梯(段差、台阶差)的状态下形成电极,因此,要求在膜形成中具有良好的阶梯覆盖性(stepcoverage(段差覆盖性、台阶差覆盖性)),因此,作为电极的形成方法,本质上使用阶梯覆盖性高的CVD法。在利用CVD形成钌膜时,在现有技术中,采用下述的热CVD方法,即,作为原料使用Ru(EtCp》、Ru(Cp)2等的钌的戊二烯基(pentadienyl)化合物,并在其中添加氧气,由此,在被加热的基板上使上述原料分解,从而形成钌膜。然而,当使用上述原料并利用热CVD形成钌膜时,釆用下述方法,即,预先利用PVD法形成相对于衬底的吸附性差的、较薄的钌片层,在此基础上利用CVD法在其上形成规定厚度的钌膜(例如,日本特开2002—161367号公报)。但是,近阶段,对相对于DRAM的电容器的介电率的要求日益增大,要求对开口尺寸狭窄为0.5ym以下并且深度超过2iim的纵横比(aspectratio)较大的孔进行成膜,不能阶梯覆盖性良好地形成PVD法的片层,难以在其后利用CVD以良好的阶梯覆盖性形成良好的膜。此外,对于这种钌膜而言,除阶梯覆盖性之外,还要求膜的平滑性以及低电阻率。
发明内容本发明的目的在于提供一种钌膜的成膜方法,能够利用CVD较高的阶梯覆盖性形成良好膜质的钌膜。此外,本发明的目的在于提供一种钌膜的成膜方法,能够形成除阶梯覆盖性良好之外,而且表面平滑的钌膜。而且,本发明的目的在于提供一种钌膜的成膜方法,能够形成除阶梯覆盖性良好之外,而且电阻低的钌膜。而且,本发明的目的在于提供一种计算机能够读取的存储介质,存储有使这些方法实施的控制程序。根据本发明第一方面,提供一种钌膜的成膜方法,其特征在于将基板配置在处理容器内,对基板进行加热,并向所述处理容器内导入钌的二甲基(pentadienyl)化合物气体以及氧气,使这些气体在被加热的基板上反应,从而在基板上形成钌膜。所述钌的戊二烯基化合物可以为2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌(2,4-dimethylpentadienylethylcyclo-pentadienylruthenium)。lt匕夕卜,优选成膜温度为350'C以上且不到5(XTC,氧气/钌的戊二烯基化合物气体分压比a的值为0.01以上且3以下,此外,优选成膜温度为250°C以上且不到350。C,氧气/钌的戊二烯基化合物气体分压比a的值为O.01以上且20以下。此外,优选在成膜时向处理容器内导入CO。而起,可以是成膜温度为25(TC以上且350'C以下,处理容器内的压力为13.3Pa以上且400Pa以下,此时,优选成膜温度为280。C以上且330t:以下,处理容器内的压力为40Pa以上且400Pa以下。而且,可以是处理容器内的压力为6.65Pa以上且400Pa以下,稀释Ru气体的稀释气体流量/Ru源气体流量比为1.5以上且6以下,成膜温度为250'C以上且35(TC以下,此时,优选处理容器内的压力为13.3Pa以上且65.5Pa以下,稀释Ru气体的稀释气体流量/Ru源气体流量比为2/5以上且4.5以下,成膜温度为280'C以上且33(TC以下。而且,可以是成膜温度为30(TC以上且50(TC以下,压力为6.65Pa以上且400Pa以下,稀释气体流量/Ru源气体流量比为2以上且10以下,此时,优选成膜温度为31(TC以上且500'C以下,压力为13.3Pa以上且66.5Pa以下,稀释气体流量/Ru源气体流量比为3以上且10以下。根据本发明第二方面,提供一种钌膜的成膜方法,其特征在于-将基板配置在处理容器内,对基板进行加热,并向所述处理容器内夹着吹扫气体的供给交替地反复供给氧气以及钌的戊二烯基化合物气体,使这些气体在被加热的基板上反应,从而在基板上形成钌膜。在上述第二方面中,优选(02气体供给时间X02气体分压)/(Ru源气体供给时间XRu源气体分压)的值在2以上且10以下。此外,优选处理容器内的压力为6.65Pa以上且133Pa以下。根据本发明第三方面,提供一种钌膜的成膜方法,其特征在于通过两个阶段进行成膜,该两个阶段为同时供给阶段,在将基板配置在处理容器内并对基板进行加热的状态下,向所述处理容器内同时导入钌的戊二烯基化合物气体以及氧气,使这些气体在被加热的基板上反应,形成钌膜;和交替供给阶段,向所述处理容器内夹着吹扫气体的供给交替地反复供给氧气以及钌的戊二烯基化合物气体,形成钌膜。在上述第三方面中,既可以在进行所述同时供给阶段之后进行所述交替供给阶段,也可以在进行所述交替供给阶段之后进行所述同时供给阶段。根据本发明第四方面,提供一种钌膜的成膜方法,其特征在于-将基板配置在处理容器内,对基板进行加热,以钌化合物气体和能够分解该化合物的分解气体中的至少一方的流量能够周期变化的方式导入所述钌化合物气体和能够分解该化合物的分解气体,交互地形成不同气体组成的多个步骤,在这些步骤间不对所述处理容器内进行吹扫,使这些气体在被加热的基板上反应,从而在基板上形成钌膜。在上述第四方面中,所述步骤可以为,以在向所述处理容器内导入所述分解气体的第一步骤和向处理容器供给所述钌化合物气体的第二步骤之间不插入对所述处理容器内进行吹扫的工序的方式,交替地反复进行所述第一步骤和所述第二步骤。此外,所述步骤可以为,以在向所述处理容器内导入所述分解气体相对多并且所述钌化合物气体相对少的组成的气体的第一步骤和向处理容器供给所述钌化合物气体相对多并且所述分解气体相对少的组成的气体的第二步骤之间不插入对所述处理容器内进行吹扫的工序的方式,交替地反复进行所述第一步骤和所述第二步骤。作为所述分解气体可以使用氧气。作为所述钌化合物可以使用钌的戊二烯基化合物。此外,在上述第四方面中,优选所述钌化合物为钌的戊二烯基化合物,所述分解气体为氧气,成膜温度为350。C以上且不到500'C,氧气/钌化合物气体分压比a的值为0.01以上且3以下。此外,优选所述钌化合物为钌的戊二烯基化合物,所述分解气体为氧气,成膜温度为250。C以上且不到350°C,氧气/钌化合物气体分压比a的值为O.Ol以上且20以下。而且,所述钌的戊二烯基化合物也可以为"2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌"(2,4-dimethylpentadienylethylcyclo-pentadienylruthenium)。此外,优选在成膜时向处理容器内导入CO。根据本发明第五方面,提供一种存储介质,其在计算机上运行并且存储有控制成膜装置的程序,该存储介质的特征在于所述程序在实施时在计算机上控制所述成膜装置进行钌膜的成膜方法,该钌膜的成膜方法为,将基板配置在处理容器内,对基板进行加热,并向所述处理容器内导入钌的二甲基(pentadienyl)化合物气体以及氧气,使这些气体在被加热的基板上反应,从而在基板上形成钌膜。根据本发明第六方面,提供一种存储介质,其在计算机上运行并且存储有控制成膜装置的程序,该存储介质的特征在于所述程序在实施时在计算机上控制所述成膜装置进行钌膜的成膜方法,该钌膜的成膜方法为,将基板配置在处理容器内,对基板进行加热,并向所述处理容器内夹着吹扫气体的供给交替地反复供给氧气以及钌的戊二烯基化合物气体,使这些气体在被加热的基板上反应,从而在基板上形成钌膜。根据本发明第七方面,提供一种存储介质,其在计算机上运行并且存储有控制成膜装置的程序,该存储介质的特征在于所述程序在实施时在计算机上控制所述成膜装置进行钌膜的成膜方法,该钌膜的成膜方法为,将基板配置在处理容器内,对基板进行加热,以钌化合物气体和能够分解该化合物的分解气体中的至少一方的流量能够周期变化的方式导入所述钌化合物气体和能够分解该化合物的分解气体,交互地形成不同气体组成地多个步骤,在这些步骤间不对所述处理容器内进行吹扫,使这些气体在被加热的基板上反应,从而在基板上形成钌膜。根据本发明,作为钌化合物使用易于分解的气化特性优良的钌的戊二烯基化合物,使其气化并与氧气反应,因此,利用这种化合物良好的分解性能够比较容易地除去侧链基,不形成利用PVD进行的钌片层,能够实现较高的阶梯覆盖率和表面平滑性。此外,通过控制温度、压力、原料的供给,能够使阶梯覆盖率、表面平滑性、膜的电阻率进一步更加优良。此外,以周期地改变钌化合物气体和能够分解该化合物的分解气体中的至少一方的流量的方式导入上述气体,交互地形成不同气体组成的多个步骤,在这些步骤之间不实施所述处理容器内的吹扫,在被加热的基板上使这些气体反应从而在基板上形成钌膜,由此,能够交互地形成易于析出钌的状态和抑制钌的析出的状态,能够保持供给为非控速状态(非决定反应速度状态)。因此,能够提高阶梯覆盖率。图1是表示能够在本发明所涉及的成膜方法的实施中使用的成膜装置的简要构成图。图2是表示作为Ru源气体使用2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌(2,4-dimethylpentadienylethylcyclo-pentadienylruthenium(DER)),使02气体和Ru源气体的流量比变化时的阿累尼乌斯曲线图(arrheniusplot)以及培养时间(诱导时间(incubationtime))的图。图3是表示温度和阶梯覆盖性之间的关系图。图4是表示压力和阶梯覆盖性之间的关系图。图5是表示Ru膜的膜厚和表面平滑性之间的关系图。图6是表示使温度以及压力变化时的膜厚和表面平滑性之间的关系图。图7是表示使作为稀释气体的Ar气体流量变化时的膜厚和表面平滑性之间的关系图。图8是表示使温度、压力、稀释Ar流量变化时的膜厚和表面平滑性的关系图。图9是表示根据本发明第一实施方式所涉及的实施例1得到的Ru膜的表面状态的扫描型电子显微镜(SEM)照片。图10是表示根据本发明第一实施方式所涉及的实施例1得到的Ru膜的阶梯覆盖性的扫描型电子显微镜(SEM)照片。图11是表示根据本发明第一实施方式所涉及的实施例1得到的膜的X线衍射轮廓图。图12是表示根据本发明第二实施方式所涉及的成膜方法的阶梯覆盖性的一个例子的时序图。图13是表示将本发明第二实施方式所涉及的成膜方法的压力和表面平滑性之间的关系与第一实施方式所涉及的成膜方法的情况进行比较的图。图14是表示根据本发明第三实施方式所涉及的成膜方法的阶梯覆盖性的一个例子的时序图。图15是表示根据本发明第二实施方式所涉及的成膜方法的阶梯覆盖性的其它例子的时序图。图16是表示根据本发明第二实施方式所涉及的成膜方法的阶梯覆盖性的其它例子的时序图。图17是表示根据本发明第二实施方式所涉及的成膜方法的阶梯覆盖性的另一例子的时序图。图18是表示根据本发明第二实施方式所涉及的实施例2—1得到的Ru膜的表面状态的扫描型电子显微镜(SEM)照片。图19是表示根据本发明第二实施方式所涉及的实施例2—1得到的Ru膜的阶梯覆盖性的扫描型电子显微镜(SEM)照片。具体实施例方式以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示能够在本发明所涉及的成膜方法的实施中所使用的成膜装置的简要构成图。图1所示的成膜装置100具有例如由铝等形成为圆筒状或者箱体状的处理容器1,在处理容器1内设置有用于载置作为被处理基板的半导体晶片W的载置台3。载置台3例如由厚度为3mm左右的例如碳材料、氮化铝等的铝化合物等构成。在载置台3的外周侧,形成有从处理容器1的底部立起的圆筒体状的例如由铝构成的划分壁13,其上端例如以L字状向水平方向弯曲从而形成弯曲部14。由此,通过设置圆筒体状的划分壁13,在载置台3的背面侧形成不活泼性气体吹扫室15。弯曲部14的上面与载置台3的上面实质上为同一平面,并且与载置台3的外周相间隔,在该间隙中插通有连接棒12。载置台3通过从划分壁13的上部内壁延伸的3个(图示仅仅示出两个)支撑臂4所支撑。在载置台3的下方以从环状的支撑部件6向上方突出的方式设置有多个(例如3个)L字状的升降销5(图中仅仅示出两个)。支撑部件6通过从处理容器1的底部贯通设置的升降杆7而能够进行升降,升降杆7通过位于处理容器1下方的致动器10进行上下动作。在与载置台3的升降销5对应的部分,贯通载置台3设置有插通孔8,通过利用致动器10经由升降杆7和支撑部件6使升降销5上升,而能够使该升降销5插通该插通孔8从而提升半导体晶片W。升降杆7向处理容器1的插入部分由波纹管9所覆盖,从而能够防止外部气体从该插入部分向处理容器l内侵入。在载置台3的周缘部,为了保持半导体晶片W的周缘部并且将其向载置台3侧固定,而设置有按照例如圆板状的半导体晶片W的轮廓形状的、大致呈环状的例如由氮化铝等陶瓷制成的锁紧环(dampring)部件11。锁紧环部件11通过连接棒12与上述支撑部件6连接,形成为与升降销5—体地进行升降。升降销5、连接棒12等通过氧化铝等的陶瓷形成。在环状的锁紧环部件ll的内周侧的下面,沿着圆周方向形成有以大致相等间隔配置的多个接触突起16,在锁紧时,接触突起16的下端面与半导体晶片W的周缘部的上面抵接并对其进行按压。其中,接触突起16的直径为lmm左右,高度大致为50pm左右,在锁紧时在该部分形成环状的第一气体吹扫用间隙17。其中,锁紧时的半导体晶片W的周缘部和锁紧环部件ll的内周侧的重叠(overlap)量(第一气体吹扫用间隙17的流路长度)Ll为几mm左右。锁紧环部件11的周缘部位于划分壁13的上端弯曲部14的上方,在此处形成有环状的第二气体吹扫用间隙18。第二气体吹扫用间隙18的宽度例如为50(Him左右,该宽度比第一气体吹扫用间隙17的宽度大10倍左右。锁紧环部件11的周缘部和弯曲部14的重叠量(第二气体吹扫用间隙18的流路长度)例如大致为10mm左右。由此,不活泼性气体吹扫室15内的不活泼性气体能够从两间隙17、18向处理空间侧流出。在处理容器1的底部设置有向上述不活泼性气体吹扫室15内供给不活泼性气体的不活泼性气体供给机构19。该气体供给机构19包括用于向不活泼性气体吹扫室15内导入不活泼性气体例如Ar气体的气体喷嘴20;用于供给作为不活泼性气体的Ar气体的Ar气体供给源21;和从Ar气体供给源21向气体喷嘴20导入Ar气体的气体配管22。此外,在气体配管22上设置有作为流量控制器的质量流量控制器23以及开闭阀门24、25。作为不活泼性气体也可以使用He气体等替换Ar气体。在处理容器1的底部的载置台3的正下方位置,气密(气体密封)地设置有由石英等热线透过材料形成的透过窗30,在其下方,以包围透过窗30的方式设置有箱体状的加热室31。在该加热室31内,在兼作反射镜的旋转台33上安装有作为加热单元的多个加热灯32。旋转台33利用经由旋转轴设置在加热室31底部的旋转马达34而旋转。因此,从加热灯32放出的热线能够透过透过窗30并向载置台3的下面照射,由此对其进行加热。此外,在处理容器l的底部的周缘部设置有排气口36,在排气口36上连接有与图未示出的真空泵连接的排气管37。通过利用该排气口36和排气管37进行排气而能够将处理容器1内维持在规定的真空度。此外,在处理容器l的侧壁,设置有用于搬入搬出半导体晶片W的搬入搬出口39以及对该搬入搬出口39进行开闭的门阀38。另一方面,在与载置台3相对的处理容器1的顶部设置有用于向处理容器l内导入源气体(sourcegas)的喷淋头40。喷淋头40例如由铝等构成,其包括在内部具有空间41a的呈圆盘状的主体41。在主体41的顶部设置有气体导入口42。气体导入口42通过配管51与用于供给钌(Ru)膜的成膜中所必要的处理气体的处理气体供给机构50连接。在头主体41的底部,遍及整个表面地配置有用于将供给至头主体41内的气体向处理容器1内的处理空间放出的多个气体喷射孔43,从而能够向半导体晶片W的整个表面放出气体。此外,在头主体41内的空间41a配设有具有多个气体分散孔45的扩散板44,从而能够更均匀地向半导体晶片W的表面供给气体。而且,在处理容器l的侧壁内以及喷淋头40的侧壁内分别配置有用于进行温度调整的筒形加热器(cartridgeheater)46、47,从而能够将与气体接触的侧壁、喷淋头部保持在规定温度。处理气体供给机构50具有供给液体状的钌(Ru)化合物的Ru化合物供给源52;供给氧气(02气体)的氧气供给源53;和使Ru化合物气化的气化器54。从Ru化合物供给源52至气化器54为止配置有配管55,通过压送气体或者泵等从Ru化合物供给源52向气化器54供给液体状的Ru化合物。在配管55上设置有作为流量控制器的液体质量流量控制器(LMFC)56以及其前后的开闭阀57、58。气化器54与至喷淋头40的上述配管51连接。作为Ru化合物使用戊二烯基化合物。在戊二烯基化合物中,适于使用2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌(2,4-dimethylpentadienylethylcyclo-pentadienylruthenium)(2,4-y乂千/"^y夕2工二/P工^/I^乂夕口X乂夕"^工二/P/^于二々厶)。在气化器54上,从用于供给作为载体气体的Ar气体(载体Ar)的Ar气体供给源59连接有配管60,向气化器54供给作为载体气体的Ar气体,在气化器54内例如被加热至6018(TC而气化的Ru化合物经由配管51以及喷淋头40被导入到处理容器1内。在配管60上设置有作为流量控制器的质量流量控制器(MFC)61以及其前后的开闭阀62、63。从氧气供给源53至配管51设置有配管64,使得能够从配管64经由配管51以及喷淋头40向处理容器1内导入氧气。在配管64上设置有作为流量控制器的质量流量控制器(MFC)65以及其前后的开闭阀66、67。气体供给机构50还具有用于供给对处理容器1内的气体进行稀释用的稀释用氩气的Ar气体供给源68。该Ar气体供给源68设置有直至配管51的配管69,使得能够从配管69经由配管51和喷淋头40向处理容器1内导入稀释用氩气。在配管69上设置有作为流量控制器的质量流量控制器(MFC)70以及其前后的开闭阀71、72。在处理容器1的侧壁上部设置有用于导入作为清洁气体的NF3气体的清洁气体导入部73。该清洁气体导入部73与用于供给NF3气体的配管74连接。在该配管74上设置有远程等离子体发生部75。在该远程等离子体发生部75中,使经由配管74供给的NF3气体等离子体化,通过将其向处理容器1内供给来清洁处理容器1内。其中,远程等离子体发生部也可以设置在喷淋头40的正上方,通过喷淋头40供给清洁气体。此外,也可以不使用远程等离子体,而是利用C1F3等进行非等离子体(plasmaless)的热清洁。构成成膜装置100的各构成部,与具有计算机的工序控制部80连接并且被其所控制。此外,在工序控制部80上连接有由工序管理者等为了对成膜装置100进行管理而进行命令的输入操作等的键盘以及可视化显示成膜装置100的工作状况的显示器等构成的用户界面81。而且,工序控制部80与存储部82连接,该存储部82存储有用于利用工序控制器80的控制来实现在成膜装置100中实施的各种处理的控制程序、以及用于根据处理条件在成膜装置100的各构成部中实施处理的程序即方案。方案也可以被存储在硬盘或者半导体存储器中,也可以在收容在CDROM、DVD等可移动性存储介质中的状态下设置在存储部82的规定位置。而且,也可以从其它装置利用专用线路合适地传送方案。而且,根据需要也可以基于来自用于界面81的指示等从存储部82中调出任意的方案并由工序控制器80实施,由此,在工序控制器80的控制下,在成膜装置100中进行期望的处理。接着,对使用上述构成的成膜装置进行的本发明的实施方式所涉及的成膜处理方法进行说明。第一实施方式首先,打开门阀38,从搬入搬出口39将半导体晶片W搬入到处理容器1内,并将其载置于载置台3上。载置台3预先通过从加热灯32放出并且透过透过窗30的热线所加热,通过该热量对半导体晶片W进行加热。然后,利用图未示出的真空泵经由排气口36和排气管37对处理容器1内进行排气,由此将处理容器1内的压力排气至1500Pa左右。此时的半导体晶片W的加热温度例如被设定为200500°C。接着,打开阀门57、58,利用液体质量流量控制器56对流量进行控制,将作为Ru源的Ru化合物的Ru的戊二烯基(例如,2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌(2,4-dimethylpentadienylethylcyclo-pentadienylmthenium)(2,4-^少千/]/^y夕^工二/k工^W、乂夕口X;x夕、;^工二/W^X二々厶))向气化器54进行供给,并且打开阀门62、63从Ar气体供给源59向气化器54供给作为载体气体的Ar气体,并通过喷淋头40向处理容器1内导入Ru的戊二烯基的蒸气。与此同时,打开阀门66、67、71、72,从氧气供给源53和Ar气体供给源68,分别由质量流量控制器65以及70控制流量后,经由喷淋头40向处理容器1内供给作为反应气体的氧气和作为稀释气体的Ar气体。由此,在半导体晶片W的表面形成钌膜。在进行该成膜时,从配置在载置台3的下方的不活泼性气体供给机构19的气体喷嘴20,以规定的流量向不活泼性气体吹扫室15导入Ar气体。此时的Ar气体的压力形成为比处理空间的压力稍高,该Ar气体通过50pm左右宽度的第一气体吹扫用间隙17以及500pm左右宽度的第二气体吹扫用间隙18,向上方的处理空间一侧逐渐流出。因此,Ru源气体和氧气难以侵入到不活泼性气体吹扫室15—侧,所以能够防止在半导体晶片W的侧面以及背面、载置台3的表面堆积不需要的钌膜。此处使用的Ru的戊二烯基化合物具有直链型的戊二烯基,与现有技术中使用的由环戊二烯基环构成的环戊二烯基化合物相比,为熔点低、易于分解并且气化特性优良的有机Ru化合物,熔点为25X:以下其分解开始温度为18(TC以上。作为这种化合物,典型地能够列举出2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌(2,4-dimethylpentadienylethylcyclo-pentadienylruthenium)(2,4-、2乂于/l/X:/夕、;^工二/lx工于/i/、乂夕口Xy夕、^工二小》X二々厶)。通过供给这些化合物和氧气并使它们反应,而能够利用这种化合物良好的分解性比较容易地除去侧链基,能够不形成PVD产生的钌片层,实现较高的阶梯覆盖性以及表面平滑性。对于使用这种戊二烯基化合物的Ru源而言,在日本特开平2003一342286号公报中有所揭示,此处,该Ru源作为与本发明相同的CVD成膜用的气体而被使用,但是在该公报中所揭示的是"通过向该Ru源中添加氧气形成RuO2膜'《该公报中的段落0060),而所谓的"通过在Ru的戊二烯基化合物中添加氧气,能够以高阶梯覆盖性形成具有良好表面平滑性的Ru膜"的本发明的构成以及效果完全没有揭示,该公报中所揭示的技术与本发明是完全不同的技术。在本发明第一实施方式中,向处理容器l内导入Ru的戊二烯基化合物和氧气和稀释气体(Ar气体)来形成Ru膜,但是利用此时的Ru源和氧气的分压比,能够较大变化表面反应控速区域。因此,通过合适地控制该Ru源和氧气的分压比,而能够提高阶梯覆盖性和表面平滑性。参照图2对该事实进行说明。图2是表示作为Ru源气体使用2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌(2,4-dimethylpentadienylethylcyclo-pentadienylruthenium(DER)),使02气体和Ru源气体的流量比变化时的阿累尼乌斯曲线图(arrheniusplot)以及培养时间(诱导时间(incubationtime))的图。其中,02气体和Ru源气体的流量比相当于它们的分压比。此外,在阿累尼乌斯曲线图中,直线倾斜的区域为反应控速(决定反应速度)区域,与X轴平行的区域为供给控速(决定供给速度)区域。在供给控速区域中具有下述倾向,即,向晶片供给的Ru源气体或者02气体在晶片表面附近通过反应而被消耗,因为没有被供给至孔,所以反应仅仅在表面进行,阶梯覆盖性恶劣,与此相对,在反应控速区域中具有下述倾向,即,向晶片供给的Ru源气体或者O2气体即便在晶片表面附近反应也不完全耗尽,能够充足地供给至孔的内部,阶梯覆盖性良好。因此,反应控速的区域良好,参照图2可知,成膜温度越低,越容易形成反应控速区域。但是,若成膜温度低则培养时间有变长的倾向。因此,为了得到良好的阶梯覆盖性,优选02气体/Ru源气体流量比,即02气体/Ru源气体分压比a的值较小,不达到Ru的供给控速,即便成膜温度低,使02气体/Ru源气体流量比,即O2气体/Ru源气体分压比(X的值较大,不会使培养时间极度地变长。从该观点出发,优选成膜温度为35(TC以上且不到500°C,02气体/Ru源气体分压比a的值为0.01以上且3以下,以及成膜温度为250'C以上且不到350'C,02气体/Ru源气体分压比a的值为0.01以上且20以下。此外,从进一步使阶梯覆盖性良好的观点出发,优选在成膜温度为250。C以上且35(TC以下的范围内的基础上,使处理容器l内的压力为13,3Pa(0.1Torr)以上且400Pa(3Torr)以下。通过使温度为250。C以上且35(TC以下的范围内,能够成为上述的反应控速,易于将Ru源气体和02气体供给至孔的内部,而且通过使处理容器l内的压力为13.3Pa(0.1Torr)以上且400Pa(3Torr)以下的高压,由此提高Ru源气体和02气体在孔的内部的反应确率,所以能够在该范围内使阶梯覆盖性良好。更优选温度和压力为280'C以上且330。C以下以及40Pa(0.3Torr)以上且400Pa(3Torr)以下。该情况如图3以及图4所示。作为Ru源气体使用2,4-二甲基戊二稀基乙基环戊二稀基,了(2,4-dimethylpentadienylethylcyclo-pentadienylruthenium(DER)),图3是表示由温度引起的阶梯覆盖性的变化的图,图4是表示由压力引起的阶梯覆盖性的变化的图。其中,此处,其它条件为Ru源气体/02气体/载体Ar/稀释Ar=33/50/103/122(mL/min(sccm))。如这些图中所示,温度变得越低,此外压力变得越高,阶梯覆盖性具有变得良好的倾向,能够在上述范围内得到良好的阶梯覆盖性,特别是在温度为330。C以下以及压力为0.3Torr(40Pa)以上的条件下能够得到65%以上的较高的阶梯覆盖性。当使Ru源气体与02气体反应形成Ru膜时,从控制阶梯覆盖性的观点出发优选进一步添加CO气体。若构成Ru源气体的上述化合物和02反应形成的Ru中CO作用,则作为Ru—CO化合物而挥发等,CO抑制Ru化合物和02的反应,因此通过控制CO气体的供给量,能够控制Ru膜的阶梯覆盖性。gp,通过适当添加CO气体能够进一步良好地形成阶梯覆盖性。此时的CO气体的供给量优选为10mL/min(sccm)以上且100mL/min(sccm)以下。然而,在这种原料系统中,在成膜初期中的核形成困难,根据条件,产生较长的培养时间,有可能形成粗大的结晶粒,导致损失膜的平滑性。为了不产生这种表面平滑性的问题,优选适当地调整成膜处理时的处理容器内的压力、稀释Ru源气体的稀释气体(例如Ar气体)的流量、成膜温度,具体而言,优选压力为6.65Pa(0.05Torr)以上且400Pa(3Torr)以下,稀释气体流量/Ru源气体流量比为1.5以上且6以下,成膜温度为250。C以上且35(TC以下。若压力过高则容易使粗大颗粒成长从而导致平滑性降低,若压力过低则Ru气体难以到达孔底,从而不能够维持必要的阶梯覆盖性。此外,若稀释气体流量过低则实质上Ru源气体分压变高从而易于使粗大颗粒成长,若稀释气体流量过高则在成膜初期难以形成核,膜变得稀疏遗漏。而且,温度过高也容易使粗大颗粒成长。压力的更优选范围为13.3Pa(0.1Torr)以上且66,5Pa(0.5Torr)以下,稀释气体流量/Ru源气体流量比优选为2.5以上且4.5以下,成膜温度更优选为280°C以上且330°C以下。此外,膜表面的平滑性还依赖于膜厚。具体而言,膜厚较薄的一方其平滑性提高,但是若过于薄则会再次导致平滑性恶化。具体而言,如图5所示。图5是表示作为Ru源气体使用2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌(2,4画dimethylpentadienylethylcyclo-pentadienylruthenium(DER)),对压力、成膜方法进行调整来使Ru膜的膜厚变化时的膜厚和表面平滑性(Ra)之间的关系图,如该图所示,在膜厚为25nm附近平滑性具有极小值。相对于膜厚给予Ra极小值的膜厚能够根据处理条件移动,以期望的膜厚得到最小的Ra,调整处理条件是有必要的。此外,图6是以横轴表示膜厚,以纵轴表示表面平滑性的作为Ru源气体使用2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌(2,4-dimethylpentadienylethylcyclo-pentadienylruthenium(DER)),使温度以及压力变化时的膜厚和表面平滑性的关系图。其中,此处,设定其它的条件为Ru源气体/02气体/载体Ar/稀释Ar=33/50/103/122(mL/min(sccm))。如该图所示,当压力为0.3Torr(40Pa)时能够得到良好的表面平滑性,但是若超过0.5Torr(66.5Pa)平滑性多少有变恶劣的倾向。此外,对于成膜温度而言,可以得到温度越高平面性越容易降低。图7是以横轴表示膜厚,以纵轴表示表面平滑性的作为Ru源气体使用2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌(2,4-dimethylpentadienylethylcyclo-pentadienylruthenium(DER)),使作为稀释气体的Ar气体流量变化时的膜厚和表面平滑性的关系图。其中,此处,设定温度为320。C、压力为0.3Torr(40Pa)。在图中,Ar流量低为48mL/min(sccm),Ar流量中为122mL/min(sccm),Ar流量高为204mL/min(sccm)。如该图所示,若作为稀释气体的Ar流量合适,则能够得到良好的平滑性。Ru膜除以上特性之外,还要求电阻率低至某种程度,如上述那样在能够使阶梯覆盖性进一步良好的低成膜温度中,电阻率有易于增大的倾向。因此,从维持某种程度的阶梯覆盖性的同时得到良好电阻率的观点出发,优选成膜温度为300。C以上且50(TC以下,压力为6.65Pa(0.5Torr)以上且400Pa(3Torr)以下,稀释气体流量/Ru源气体流量比优选为2以上且10以下。若成膜温度低于上述范围,则未反应的Ru源残留,导致电阻率易于增加,若比上述范围高,则阶梯覆盖性有降低的倾向。此外,若压力超过上述范围,则具有成膜成长表面上的副生成杂质的挥发去除变得不充分的倾向,电阻率易于增加,若过低,则阶梯覆盖性有变低的倾向。而且,若使稀释气体流量比上述范围小,则成膜成长表面上的副生成杂质的挥发去除具有变得不充分的倾向,电阻率易于增加,若稀释气体流量超过上述范围则在成膜初期难以形成核,导致膜变稀疏遗漏。成膜温度更优选的范围为31(TC以上且50(rC以下,压力更优选的范围为13.3Pa(O.lTorr)以上且66.5Pa(0.5Torr)以下,稀释气体流量/Ru源气体流量比的更优选范围为3以上且10以下。图8是以横轴表示膜厚,以纵轴表示电阻,作为Ru源气体使用2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌(2,4-dimethylpentadienylethylcydo-pentadienylruthenium(DER)),基准条件为,流量Ru源气体/02气体/载体Ar/稀释Ar二33/50/103/122(mL/min(sccm)),压力0.3Torr,使温度、压力、稀释Ar流量变化时的膜厚与电阻率的关系图。其中,稀释Ar低为48mL/min(sccm),稀释Ar高为204mL/min(sccm)。此外,低压为0.15Torr。如该图所示,相对于电阻率,首先,成膜温度的影响大,340'C以上的高温的一方,电阻率较低,但是即便在320'C的低温,通过成为低压或者使稀释Ar流量提高,能够使电阻率降低。此外,对于稀释Ar的流量的影响而言,在稀释Ar流量比比100mL/min(sccm)低的情况下,得知电阻率极端地变高。只要温度、压力以及稀释Ar流量在上述范围内,则电阻率在允许范围。在以上那样进行完成膜处理之后,打开门阀38,将成膜后的半导体晶片W搬出。在进行完规定个数的半导体晶片W的成膜处理之后,进行处理容器l内的清洁。此时,从配管74将NF3供给至远程等离子体发生部75,在此处等离子体化而导入到处理容器1内以进行处理容器l内的等离子体清洁。接着,与比较例一起表示根据上述第一实施方式实际进行成膜的实施例。<实施例1>在上述图1的装置中,调节灯功率,将载置台的温度设定为成膜温度的384。C,利用搬送机器将200mmSi晶片搬入到处理容器内,形成Ru膜。作为Ru源,使用2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌(2,4-dimethylpentadienylethylcyclo-pentadienylruthenium)。其中,2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌,从母槽(mothertank)(Ru化合物供给源)52由液体质量流量控制器(LMFC)56控制流量,被导入到温度控制在120'C的气化器54,以Ar气体作为载体气体将在气化器形成的蒸气通过喷淋头40导入到处理容器1内。此外,作为其它的处理气体,供给如上所述的用于稀释处理容器内的气体的稀释用Ar气体,防止返回到晶片背面情况发生的背景气体(背面气体(backsidegas)),用于与Ru反应的02气体。以下汇总表示此时的条件载置台温度384°C处理容器内压力40Pa载体Ar流量100mL/min稀释Ar流量144mL/min背面Ar流量100mL/minRu源流量38mL/min02流量50mL/min(均在标准状态换算(sccm)以下相同)成膜时间200sec得到的1111膜的厚度为65.211111,电阻率为15.7pQxm,其表面状态如图9的扫描型电子显微镜(SEM)照片所示呈平滑状态。此外,在同样条件下,在具有直径为0.5pm、深度为2.2)im的孔图案的芯片晶片上成膜400sec的结果为,如图IO的SEM照片所示,得到80%的良好的阶梯覆盖性。此外,对于这种成膜的膜而言,通过X线衍射进行物质鉴定的结果为,如图11所示,确认形成Ru膜。<比较例1>作为Ru源使用Ru(ETCp)2载置台温度300°C处理容器内压力133Pa载体Ar流量100mL/min(sccm)稀释Ar流量OmL/min(sccm)背面Ar流量100mL/min(sccm)Ru源流量7.8mL/min(sccm)02气体流量500mL/min(sccm)成膜时间272sec除上述变更之外,利用与实施例l相同的方法形成Ru膜。得到的Ru膜的厚度为140nm,如在气相下Ru源与02气体反应得到的Ru金属沉积那样,表面非常粗糙。利用带测试(tapetest)对密接性进行试验,结果是即便不进行切除也很容易剥离。<实施例218>此处,为了验证阶梯覆盖性、表面平滑性、膜的电阻率良好的上述优选范围,使成膜温度、压力、稀释Ar气体的流量、成膜时间等变化进行试验。此时的详细条件表示在表1中。其中,阶梯覆盖性的数值,是通过在直径0.1pm、深度6pm上形成Ru膜时的(孔底的Ru膜厚/孔上部表面的Ru膜厚)xioo^算出的。对于满足作为阶梯覆盖性的优选条件的成膜温度为250°C以上且350。C以下、压力为13.3Pa(O.lTorr)以上且400Pa(3Torr)以下的实施例25,能够得到70%以上的高阶梯覆盖性,但是成膜温度为360。C的实施例6中得到的阶梯覆盖性为50%,与上述实施例25相比较低。此外,对于满足作为表面平滑性的优选条件的压力为6.65Pa(0.05Torr)以上且400Pa(3Torr)以下、稀释气体流量/Ru源气体流量比为1.5以上且6以下、成膜温度为250。C以上且35(TC以下的实施例711,平滑性Ra不到2nm。其中,满足更优选范围的实施例7、8得到特别优良的平滑性。另一方面,脱离上述优选范围的实施例12、13,气平滑性Ra的值超过2nm。而且,对于满足作为电阻率的优选条件的成膜温度为300'C以上且500。C以下、压力为6.65Pa(0.05Torr)以上且400Pa(3Torr)以下、稀释气体流量/Ru源气体流量比为2以上且10以下的实施例1416,能够得到比100)in,cm低的比较良好的电阻率。其中,满足更优选范围的实施例14、15得到比70Ml^cm低的特别优选的电阻率。另一方面,脱离上述优选范围的实施例17、18的电阻率的值超过100p&cm。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>第二实施方式此处,对通过近似于所谓的ALD法交替供给形成Ru膜的例子进行说明。首先,与第一实施方式相同,打开门阀38,从搬入搬出口39将半导体晶片W搬入到处理容器1内,并将其载置于载置台3上。载置台3预先通过从加热灯32放出并且透过透过窗30的热线所加热,通过该热量对半导体晶片W进行加热。然后,利用图未示出的真空泵经由排气口36和排气管37对处理容器1内进行排气,由此将处理容器1内的压力排气至1500Pa左右。此时的半导体晶片W的加热温度例如被设定为200500°C。接着,供给气体进行成膜处理,在本实施方式中,以夹着Ar吹扫的方式交替供给作为Ru源的Ru化合物的Ru的戊二烯基化合物例如2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌(2,4-dimethylpentadienylethylcyclo-pentadienylruthenium)禾卩02气体。作为具体例子,如图12所示,作为第一步骤,打开阀门66、67、71、72,从氧气供给源53以及Ar气体供给源68,分别通过质量流量控制器65以及70的流量控制,经由喷淋头40向处理容器1内导入作为反应气体的02气体以及作为稀释气体的Ar气体,接着,作为第二步骤,停止02气体的供给,使Ar气体的流量上升对处理容器1内进行吹扫,接着,作为第三步骤,使Ar气体的流量降低作为稀释气体的标准(水平level),并且打开阀门57和58通过液体质量流量控制器56对流量进行控制,向气化器54供给作为Ru源的Ru化合物的Ru的戊二烯基化合物例如2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌(2,4-dimethylpentadienylethylcyclo-pentadienylruthenium),并且打开阔门62、63从Ar气体供给源59向气化器54供给作为载体气体的Ar气体,Ru的戊二烯基化合物的蒸气通过喷淋头40被导入到处理容器1内。接着,作为第四步骤,停止Ru源气体以及载体Ar的供给,使Ar气体的流量上升对处理容器1内进行吹扫。这样反复进行第一步骤第四步骤。在本实施方式中,在第一步骤的主要供给02气体和稀释气体的工序中,优选02气体的流量为100500mL/min(sccm)左右,作为稀释气体的Ar气体的流量为50500mL/min(sccm)。在第三步骤的主要供给Ru源气体和稀释气体的工序中,优选Ru源气体的流量为10100mL/min(sccm)左右,作为稀释气体的Ar气体的流量为10300mL/min(sccm)。在第二步骤以及第四步骤的Ar气体吹扫中,优选Ar气体的流量为2001000mL/min(sccm)。此外,优选每进行1次第一步骤的时间为0.560sec,每进行1次第三步骤的时间也为0.560sec。此外,优选每进行1次第二步骤和第四步骤的Ar气体吹扫的时间为0.5120sec。而且,这些步骤的反复进行的次数根据供给气体流量以及所要得到的膜的膜厚来决定,合适地为10200次左右。在本实施方式中,交替供给气体,当作为Ru源使用Ru的戊二烯基化合物,作为分解气体使用02气体时,整体上观察,上述图2的关系成立,所以与上述第一实施方式相同,优选成膜温度为350。C以上且不到500°C,02气体/Ru源气体分压比a的值为0.01以上且3以下,以及成膜温度为25(TC以上且不到350°C,02气体/Ru源气体分压比a的值为0.01以上且20以下。此外,从使阶梯覆盖率更加良好的观点出发,优选(02气体供给时间x02气体分压)/(Ru源气体供给时间xRu源气体分压)的值在2以上且10以下。若该值不到2,则02掺杂不充分,Ru源气体供给时的成膜初期核变少从而不连续,另一方面,若该值超过10,则Ru源气体的掺杂不充分,同样成膜初期核变少从而不连续。在本实施方式中,与第一实施方式相同,从控制阶梯覆盖率的观点出发优选进一步添加CO气体。当添加CO气体时,在第一步骤的O2气体供给工序中与02气体一起导入,抑制02气体和Ru源气体的反应,在用于使未反应的Ru源气体到达孔底的方面起到作用,在吹扫工序中添加,起到阻止未反应的Ru源气体的气相反应、向反应表面的吸附的作用。此外,CO也可以在第三步骤中与Ru源气体一起被供给。此外,从良好地使Ru膜的表面平滑的观点出发,优选使成膜时的处理容器内的压力在能够得到必要的阶梯覆盖率的范围内非常低,优选为6.65Pa(0.05Torr)以上且133Pa(1Torr)以下。如本实施方式那样,通过交替供给进行的成膜,与第一实施方式的连续成膜相比,易于成长粗大颗粒,若超过133Pa(1Torr)则粗大颗粒有增加的倾向。但是,在这种交替供给中,通过降低压力,与连续成膜相比能够得到良好的表面平滑性。该情况表示在图13中。如该图所示,当交替供给时,在压力为0.3Torr(40Pa)时,与连续成膜(CVD)时的情况相比,能够得到非常好的表面平滑性,但是随着压力的上升,表面平滑性有急剧下降的倾向。从得到低电阻的Ru膜的观点出发,这种交替供给并不适合。艮口,当利用交替供给进行成膜时,在第三步骤的Ru源气体的供给时的成膜初期核的形成不充分,易于成为岛状膜,因此膜的电阻有上升倾向。从维持交替供给的优点并且降低电阻率的观点出发,优选首先通过以同时供给方式进行的连续成膜的CVD较薄地形成Ru的初期膜,之后,以交替供给方式进行成膜。由此,能够使初期膜为连续膜,作为整体成为低电阻的膜。此时,初期膜优选为210nm左右的膜厚。相反,优选最初以交替供给方式进行成膜,接着利用以同时供给方式进行连续成膜的CVD形成Ru膜。采用这种方法,CVD膜能够覆盖交替供给的岛状部分从而降低电阻率。在这样进行完成膜处理之后,打开门阀38,将成膜后的半导体晶片W搬出。在进行完规定个数的半导体晶片W的成膜处理后,与第一实施方式一样,对处理容器l内进行清洁。接着,基于上述第二实施方式对实际成膜的实施例进行说明。<实施例2124>此处,使成膜温度、压力、气体流量等变化如图2所示那样进行成膜。实施例21是在表面平滑性的优选条件下以交替供给方式进行的成膜,得到表面平滑性Ra为l.Olnm,是非常良好的值。压力高的实施例22,其表面平滑性为1.57nm,与实施例21相比为差一些的结果。实施例23、24为对交替供给与CVD进行组合,实施例23中为44^-cm,实施例24为89.,cm。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>第三实施方式此处,与第二实施方式的交替供给方式进行的交替供给不同,对不经过吹扫工序,使02气体和RU源气体改变频率(改变流量)进行供给的例子进行说明。首先,与第一实施方式相同,打开门阀38,从搬入搬出口39将半导体晶片W搬入到处理容器l内,并将其载置于载置台3上。载置台3预先通过从加热灯32放出并且透过透过窗30的热线所加热,通过该热量对半导体晶片W进行加热。然后,利用图未示出的真空泵经由排气口36和排气管37对处理容器1内进行排气,由此将处理容器1内的压力排气至1500Pa左右。此时的半导体晶片W的加热温度例如被设定为20050(TC。接着,供给气体进行成膜处理,但是在本实施方式中,是改变02气体和Ru源气体频率(流量)进行供给。具体而言,如图14所示,作为第一步骤,打开阀门66、67、71、72,从氧气供给源53以及Ar气体供给源68,分别通过质量流量控制器65和70进行流量控制,经由喷淋头40向处理容器1内导入作为反应气体的02气体以及作为稀释气体的Ar气体,接着,作为第二步骤,使作为稀释气体的Ar气体保持流动,停止02气体的供给,打开阀门57和58,通过液体质量流量控制器56控制流量,向气化器54供给作为Ru源的Ru化合物的Ru的戊二烯基化合物例如2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌(2,4-dimethylpentadienylethylcyclo-pentadienylruthenium),并且打开阀门62、63,从Ar气体供给源59向气化器54供给作为载体气体的Ar气体,Ru的戊二烯基化合物的蒸气通过喷淋头40被导入到处理容器1内。然后,反复进行多次该第一步骤和第二步骤。此时,如图15所示,也可以在第一步骤中,不是完全停止Ru源气体而是少量流入,在第二步骤中,不是完全停止02气体而是少量流入。此外,只要改变任意一方气体的流量即可,也可以如图16所示,定量供给02气体,在第一步骤和第二步骤中使Ru源气体改变频率(改变流量),也可以如图17所示,定量供给Ru源气体,在第一步骤和第二步骤中使02气体改变频率(改变流量)。在本实施方式中,改变气体的流量,当作为Ru源使用Ru的戊二烯基化合物,作为分解气体使用02气体时,整体上观察,上述图2的关系成立,所以优选与上述第一实施方式相同,优选成膜温度为350。C以上且不到500。C,02气体/Ru源气体分压比a的值为0.01以上且3以下,以及成膜温度为250'C以上且不到350°C,02气体/Ru源气体分压比a的值为0.01以上且20以下。在本实施方式中,当02气体/Ru源气体分压比a较高时,产生Ru源的分解以及Ru的析出,当a较低时,抑制该分解、析出,因此,通过使Ru源气体和02气体的至少一方改变频率(流量),能够保持供给为非控速状态。因此,能够提高阶梯覆盖率。本实施方式中的使Ru源气体和02气体的至少一方改变流量进行气体供给,从一方面来看是交互进行气体供给,与该技术类似的技术在日本特开2003—226970中有所揭示。在该公报中,揭示的内容为使用Ru源和02以ALD的方法进行成膜。该方法在交替供给Ru源气体和02气体这方面与本实施方式类似,但是从交互形成多个原子层的观点出发,在Ru源气体和02气体的供给期间必须利用吹扫气体进行吹扫来排出以前的气体的影响是有必要的,在该方面中,与不利用吹扫气体对以前的气体进行吹扫,在使其残留的状态下供给接着的气体的本实施方式不同。SP,在日本特开2003—226970号公报中,指出以多个原子层标准(级别)利用交互层叠Ru和O的ALD方法使反应性提高,基于为了实现ALD而吹扫气体是有必要的所谓的固定观念,与此相对,在本实施方式中,通过使Ru源气体和02气体中的至少一方改变流量(频率),控制Ru源气体和02气体的反应本身,在期间不加入吹扫工序而得到良好的阶梯覆盖率。因为这种原理上的不同,在日本特开2003—226970号公报中揭示的技术中,为了得到实用的膜,有必要进行2000次以上的所谓非现实的反复次数,与此相对,在本实施方式中,只需几十次的反复次数便能够得到实用的膜,在这一点上是不同的,本实施方式的技术在该方面与日本特开2003—226970号公报所揭示的技术相比是有利的。在本实施方式中,在第一步骤的主要供给02气体和稀释气体的工序中,优选02气体的流量为100500mL/min(sccm)左右,作为稀释气体的Ar气体的流量为50500mL/min(sccm)。此外,在该步骤中,如上所述,可以允许含有某种程度的Ru源,在10mL/min(sccm)以内能够得到效果。在第二步骤的主要供给Ru源气体和稀释气体的工序中,优选Ru源气体的流量为10100mL/min(sccm)左右,作为稀释气体的Ar气体的流量优选为10200mL/min(sccm)。此外,在该步骤中,如上所述,可以允许含有某种程度的02气体,在20mL/min(sccm)以内能够得到效果。此外,优选每进行1次第一步骤的时间为0.560sec,每进行1次第二步骤的时间也为0.560sec。而且,这些步骤的反复进行的次数根据供给气体流量以及所要得到的膜的膜厚来决定,合适地为2010O次左右。在本实施方式中,与第一实施方式相同,从控制阶梯覆盖率的观点出发优选进一步添加CO气体。当添加CO气体时,在第一步骤的O2气体供给工序中与02气体一起导入。此外,CO也可以在第二步骤中与Ru源气体一起被供给。在这样进行完成膜处理之后,打开门阀38,将成膜后的半导体晶片W搬出。在进行完规定个数的半导体晶片W的成膜处理后,与第一实施方式一样,对处理容器l内进行清洁。其中,在本实施方式中,通过上述这样合适地改变Ru源气体和O2气体的频率(流量),能够各阶段地提高阶梯覆盖率,因此,不仅仅对于上述的Ru的戊二烯基化合物,即便使用现有技术中使用的Ru(EtCp)2、Ru(Cp)2等其它的Ru源也能够得到良好的阶梯覆盖率。而且,也可以在Ru源和02气体的组合之外的其它反应系统中使用。接着,与比较例一起表示根据上述第三实施方式实际进行成膜的实施例。<实施例31>在上述图1的装置中,调节灯功率,将载置台的温度设定为成膜温度的384°C,利用搬送机器将200mmSi晶片搬入到处理容器1内,形成Ru膜。作为Ru源,使用2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌(2,4-dimethylpentadienylethylcyclo-pentadienylruthenium)。其中,2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌,从母槽(mothertank)(Ru化合物供给源)52由液体质量流量控制器(LMFC)56控制流量,被导入到温度控制在12(TC的气化器54,以Ar气体作为载体气体将在气化器54形成的蒸气通过喷淋头40导入到处理容器1内。此外,作为其它的处理气体,供给如上所述的用于稀释处理容器的气体的稀释用Ar气体,防止返回到晶片背面情况发生的背面气体(backsidegas),用于与Ru反应的02气体。然后,在步骤1以及步骤2中改变Ru源气体和02气体的频率进行供给。以下汇总表示此时的条件载置台温度384°C处理容器内压力40Pa背面Ar流量100mL/min(sccm)步骤102流量200mL/min(sccm)稀释Ar流量100mL/min(sccm)时间5sec步骤2Ru源流量16mL/min(sccm)载体Ar流量100mL/min(sccm)稀释Ar流量18lmL/min(sccm)时间10sec步骤1和步骤2的反复次数21次得到的Ru膜的厚度为19.2nm,电阻率为21.0^H,cm,其表面状态如图IO的扫描型电子显微镜(SEM)照片所示呈平滑状态。此外,在同样条件下,在具有直径为0.5pm、深度为2.2pm的孔图案的芯片晶片上反复41次步骤1和步骤2的结果为,如图18的SEM照片所示,得到卯%的良好的阶梯覆盖性。<实施例32>除如以下那样改变步骤1和步骤2的条件之外,其它与实施例31相同,在此条件下,在具有直径为0.5)am、深度为2.2pm的孔图案的芯片晶片上反复52次进行成膜后,得到89%的良好的阶梯覆盖性。步骤1Ru源流量2mL/min(sccm)载体Ar流量1OOmL/min(sccm)02流量;200mL/min(sccm)稀释Ar流量100mL/min(sccm)时间5sec步骤2Ru源流量16mL/min(sccm)载体Ar流量100mL/min(sccm)02流量2mL/min(sccm)稀释Ar流量181mL/min(sccm)时间5sec其中,本发明并不局限于上述实施方式,能够进行种种限定。例如,在上述实施方式中,作为成膜装置表示的是利用灯加热对被处理基板进行加热的装置,但是也可以是利用电阻加热器进行加热的装置。此外,在上述实施方式中,作为被处理基板表示的是使用半导体晶片的情况,但是并不局限于半导体晶片,也可以使用FPD用玻璃基板等其它基板。产业上的可利用性本发明所涉及的钌膜的成膜方法,因为能够以良好的阶梯覆盖率得到品质良好的膜,所以作为MIM结构的电容器中的电极、三维晶体管等的栅极电极、镀Cu的隔离、片层,Cu接触的隔离、片层是有效的。权利要求1.一种钌膜的成膜方法,其特征在于将基板配置在处理容器内,对基板进行加热,并向所述处理容器内导入钌的戊二烯基化合物气体以及氧气,使这些气体在被加热的基板上反应,从而在基板上形成钌膜。2.如权利要求1所述的钌膜的成膜方法,其特征在于所述钌的戊二烯基化合物为2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌(2,4-dimethylpentadienylethylcyclo画pentadienylruthenium)。3.如权利要求1所述的钌膜的成膜方法,其特征在于成膜温度为350'C以上且不到500°C,氧气/钌的戊二烯基化合物气体分压比a的值为0.01以上且3以下。4.如权利要求1所述的钌膜的成膜方法,其特征在于成膜温度为250'C以上且不到350°C,氧气/钌的戊二烯基化合物气体分压比a的值为0.01以上且20以下。5.如权利要求1所述的钌膜的成膜方法,其特征在于在成膜时向处理容器内导入CO。6.如权利要求1所述的钌膜的成膜方法,其特征在于成膜温度为25(TC以上且350。C以下,处理容器内的压力为13.3Pa以上且400Pa以下。7.如权利要求6所述的钌膜的成膜方法,其特征在于成膜温度为28(TC以上且330'C以下,处理容器内的压力为40Pa以上且400Pa以下。8.如权利要求1所述的钌膜的成膜方法,其特征在于处理容器内的压力为6.65Pa以上且400Pa以下,稀释Ru气体的稀释气体流量/Ru源气体流量比为1.5以上且6以下,成膜温度为25(TC以上且350"C以下。9.如权利要求8所述的钌膜的成膜方法,其特征在于-处理容器内的压力为13.3Pa以上且65.5Pa以下,稀释Ru气体的稀释气体流量/Ru源气体流量比为2/5以上且4.5以下,成膜温度为280。C以上且33(TC以下。10.如权利要求1所述的钌膜的成膜方法,其特征在于成膜温度为300°C以上且500°C以下,压力为6.65Pa以上且400Pa以下,稀释气体流量/Ru源气体流量比为2以上且10以下。11.如权利要求9所述的钌膜的成膜方法,其特征在于成膜温度为310。C以上且50(TC以下,压力为13.3Pa以上且66.5Pa以下,稀释气体流量/Ru源气体流量比为3以上且10以下。12.—种钌膜的成膜方法,其特征在于将基板配置在处理容器内,对基板进行加热,并向所述处理容器内以夹着吹扫气体的供给的方式交替地反复供给氧气以及钌的戊二烯基化合物气体,使这些气体在被加热的基板上反应,从而在基板上形成钌膜。13.如权利要求12所述的钌膜的成膜方法,其特征在于(02气体供给时间x02气体分压)/(Ru源气体供给时间xRu源气体分压)的值在2以上且10以下。14.如权利要求12所述的钌膜的成膜方法,其特征在于处理容器内的压力为6.65Pa以上且133Pa以下。15.—种钌膜的成膜方法,其特征在于通过两个阶段进行成膜,所述两个阶段为同时供给阶段,在将基板配置在处理容器内并对基板进行加热的状态下,向所述处理容器内同时供给钌的戊二烯基化合物气体以及氧气,使这些气体在被加热的基板上反应,形成钌膜;和交替供给阶段,向所述处理容器内以夹着吹扫气体的供给的方式交替地反复供给氧气以及钌的戊二烯基化合物气体,形成钌膜。16.如权利要求15所述的钌膜的成膜方法,其特征在于在进行所述同时供给阶段之后进行所述交替供给阶段。17.如权利要求15所述的钌膜的成膜方法,其特征在于在进行所述交替供给之后进行所述同时供给阶段。18.—种钌膜的成膜方法,其特征在于将基板配置在处理容器内,对基板进行加热,以钌化合物气体和能够分解该化合物的分解气体中的至少一方的流量周期变化的方式导入所述钌化合物气体和能够分解该化合物的分解气体,交替地形成不同气体组成的多个步骤,在这些步骤间不对所述处理容器内进行吹扫,使这些气体在被加热的基板上反应,从而在基板上形成钌膜。19.如权利要求18所述的钌膜的成膜方法,其特征在于所述多个步骤为,以在向所述处理容器内导入所述分解气体的第一步骤和向处理容器供给所述钌化合物气体的第二步骤之间不插入对所述处理容器内进行吹扫的工序的方式,交替地反复进行所述第一步骤和所述第二步骤。20.如权利要求18所述的钌膜的成膜方法,其特征在于所述多个步骤为,以在向所述处理容器内导入所述分解气体相对多并且所述钌化合物气体相对少的组成的气体的第一步骤和向所述处理容器内导入所述钌化合物气体相对多并且所述分解气体相对少的组成的气体的第二步骤之间不插入对所述处理容器内进行吹扫的工序的方式,交替地反复进行所述第一步骤和所述第二步骤。21.如权利要求18所述的钌膜的成膜方法,其特征在于所述分解气体为氧气。22.如权利要求18所述的钌膜的成膜方法,其特征在于所述钌化合物为钌的戊二烯基化合物。23.如权利要求18所述的钌膜的成膜方法,其特征在于所述钌化合物为钌的戊二烯基化合物,所述分解气体为氧气,成膜温度为35(TC以上且不到500'C,氧气/钌化合物气体分压比a的值为0.01以上且3以下。24.如权利要求18所述的钌膜的成膜方法,其特征在于所述钌化合物为钌的戊二烯基化合物,所述分解气体为氧气,成膜温度为250'C以上且不到350°C,氧气/钌化合物气体分压比a的值为0.01以上且20以下。25.如权利要求18所述的钌膜的成膜方法,其特征在于所述钌的戊二烯基化合物为2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌。26.如权利要求18所述的钌膜的成膜方法,其特征在于在成膜时向处理容器内导入CO。27.—种存储介质,其在计算机上运行并且存储有控制成膜装置的程序,该存储介质的特征在于所述程序在实施时在计算机上控制所述成膜装置进行钌膜的成膜方法,该钌膜的成膜方法为将基板配置在处理容器内,对基板进行加热,并向所述处理容器内导入钌的戊二烯基化合物气体以及氧气,使这些气体在被加热的基板上反应,从而在基板上形成钌膜。28.—种存储介质,其在计算机上运行并且存储有控制成膜装置的程序,该存储介质的特征在于所述程序在实施时在计算机上控制所述成膜装置进行钌膜的成膜方法,该钌膜的成膜方法为将基板配置在处理容器内,对基板进行加热,并向所述处理容器内以夹着吹扫气体的供给的方式交替地反复供给氧气以及钌的戊二烯基化合物气体,使这些气体在被加热的基板上反应,从而在基板上形成钌膜。29.—种存储介质,其在计算机上运行并且存储有控制成膜装置的程序,该存储介质的特征在于所述程序在实施时在计算机上控制所述成膜装置进行钌膜的成膜方法,该钌膜的成膜方法为将基板配置在处理容器内,对基板进行加热,以钌化合物气体和能够分解该化合物的分解气体中的至少一方的流量周期变化的方式导入所述钌化合物气体和能够分解该化合物的分解气体,交替地形成不同气体组成的多个步骤,在这些步骤间不对所述处理容器内进行吹扫,使这些气体在被加热的基板上反应,从而在基板上形成钌膜。全文摘要本发明提供一种钌膜的成膜方法以及计算机能够读取的存储介质,该钌膜的成膜方法为,将基板配置在处理容器内,对基板进行加热,向处理容器内导入钌的戊二烯基化合物气体(例如2,4-二甲基戊二烯基乙基环戊二烯基钌)和氧气,使这些气体在被加热的基板上反应,在基板上形成钌膜。此外,将基板配置在处理容器内,对基板进行加热,以钌化合物气体和能分解该化合物的分解气体中的至少一方的流量能够周期性变化的方式导入这些气体,交互地形成不同气体组成的多个步骤,在这些步骤间不对处理容器内进行吹扫,使这些气体在被加热的基板上反应,在基板上形成钌膜。文档编号H01L21/285GK101395297SQ20078000704公开日2009年3月25日申请日期2007年2月27日优先权日2006年2月28日发明者山崎英亮,有马进,河野有美子申请人:东京毅力科创株式会社
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