層形成方法、層形成装置、基材処理装置、配線形成方法、および基板の配線構造
【課題】層形成に際して高真空および大きなチャンバを必要としない層形成方法および装置を提供する。
【解決手段】層形成装置は、０．０１Ｐａから常圧までの範囲における圧力下において固体または液体の有機金属材料を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成する材料気化部１０８と、基材Ｗを保持する基材保持部１００と、基材Ｗの表面を、材料気化部１０８により気化させた有機金属材料の分解温度よりも高い温度に加熱する基材加熱部１０４と、原料ガスからなる雰囲気を基材Ｗの表面上に局所的に形成する材料供給部１０９とを備える。材料供給部１０９は、基材の表面の少なくとも一部を原料ガス雰囲気に暴露させることで基材Ｗの表面に金属層または金属化合物層を形成する。
【解決手段】層形成装置は、０．０１Ｐａから常圧までの範囲における圧力下において固体または液体の有機金属材料を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成する材料気化部１０８と、基材Ｗを保持する基材保持部１００と、基材Ｗの表面を、材料気化部１０８により気化させた有機金属材料の分解温度よりも高い温度に加熱する基材加熱部１０４と、原料ガスからなる雰囲気を基材Ｗの表面上に局所的に形成する材料供給部１０９とを備える。材料供給部１０９は、基材の表面の少なくとも一部を原料ガス雰囲気に暴露させることで基材Ｗの表面に金属層または金属化合物層を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、層形成方法および装置に係り、特に半導体デバイス、フラットパネルディスプレイ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、精密電子デバイスなどで使用される基材の表面に金属層または金属化合物層を形成する層形成方法および装置に関するものである。また、本発明は、基材処理装置に係り、特に基材の表面に薬液や純水などの処理液あるいはガスを接触させたり、熱処理を行ったりする湿式または乾式処理ユニットを有する基材処理装置に関するものである。さらに、本発明は、配線形成方法に係り、特にバリアメタル層が形成された基板の表面に電解めっきにより銅配線を形成する半導体微細配線形成方法に関するものである。また、本発明は、かかる配線形成方法により形成された基板の配線構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
４５ｎｍノードに対応した銅配線技術として、バリアメタルの表面に電解めっきにより直接銅を成膜するプロセスが提案されている。このようなバリアメタルの材料としては、ＲｕやＯｓなどが検討されており、このようなバリアメタルの成膜方法としては、化学蒸着法（ＣＶＤ）、原子層蒸着法（ＡＬＤ）、物理蒸着法（ＰＶＤ）などがある。特に、ＣＶＤによって金属または金属化合物の薄膜を形成する方法は、基材の段差被覆性の優位性から、スパッタリング法に代わり得るキー技術として位置づけられている（例えば後述する非特許文献１参照）。
【０００３】
一般のＣＶＤ装置では、チャンバに設けられたポートを介して、外部からチャンバ内に原料ガスを導入しつつ、原料ガスを排気して、チャンバ内に原料ガスの流れを形成する。このため、成膜工程には多量の原料ガスを必要とする。また、この原料ガスの流れは、チャンバ形状、チャンバ内部の設置物、原料ガスの化学反応に伴う消耗により乱れを生じ、不均一な層形成の原因となる。
【０００４】
このようなガス流れの乱れを抑制するために整流部材をチャンバ内に設置することもある。しかしながら、チャンバの容量が基材に比べて非常に大きくなってしまうという問題があった。さらに、チャンバ内の雰囲気は、チャンバ内全体のガス置換作業によって制御されるため、大きなチャンバのガス置換には大型のガス真空排気システムが必要となる。そのため、めっき装置に代表されるような湿式装置やアニール装置に代表されるような乾式装置に、ＣＶＤ装置を成膜装置ユニットとして組み込むことは困難であった。
【０００５】
また、上述した方法により形成される微細な銅配線構造においては、銅の拡散に対する信頼性と銅との密着性の向上が求められている。
【０００６】
【非特許文献１】吉田貞史、「応用物理工学選書３ 薄膜」、培風館、１９９０年、ｐ．６４−７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、良好な段差被覆性を確保しつつ、基材に比べて大型のチャンバおよび大型のガス真空排気システムを必要としない層形成方法および層形成装置を提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、１つの装置内で層形成処理と湿式または乾式処理の双方を行うことができる基材処理装置を提供することを第２の目的とする。
さらに、本発明は、銅の拡散に対する信頼性および銅との密着性を高めた基板の配線構造および配線形成方法を提供することを第３の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様によれば、基材の表面を加熱し、０．０１Ｐａから常圧までの範囲における圧力下において固体または液体である有機金属材料を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成し、前記原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成し、基材の表面の少なくとも一部を前記雰囲気に暴露させることで基材の表面に金属層または金属化合物層を形成することを特徴とする層形成方法が提供される。
【０００９】
ここで、固体の有機金属材料として、ブロック状、粒状、または粉体状の有機金属材料を用いることができる。また、液体の有機金属材料には、水などの溶媒に有機金属材料が溶解された溶液（すなわち有機金属溶液）が含まれる。つまり、０．０１Ｐａから常圧までの範囲における圧力下において固体または液体である有機金属材料を含む原料であれば本発明の層形成方法および装置に用いることができる。
また、上記原料ガスとしては、気化された有機金属材料の他に、気体状の有機金属材料とＮ２ガスなどの不活性ガス（キャリアガス）との混合気体、または微粉体状の有機金属材料からなるエアロゾルなどが含まれる。
【００１０】
本発明によれば、原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成するので、チャンバ全体に原料ガスを供給する必要がなく、有機金属材料の使用量を大幅に減らすことができる。また、チャンバの容積を小さくすることができるので、装置全体をコンパクトにすることができる。その結果、湿式または乾式処理装置と組み合わせることができる。
【００１１】
本発明の好ましい態様は、前記原料ガスを基板の表面の一部に供給し、かつ前記原料ガスの供給口と該供給口に対向する基材との間隔を一定に維持しつつ、前記供給口および前記基材を相対的に移動させることで前記原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成し、前記供給口の開口面積を、基材の表面の面積以下とすることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、有機金属材料を気化させる材料気化部と前記供給口とが一体化したユニットを設け、前記ユニットと前記基材とを相対的に移動させることを特徴とする。
【００１２】
本発明の好ましい態様は、前記供給口から基材の表面までの距離が、該供給口の最小間口の６倍以下であることを特徴とする。
基材に対して良好な段差被覆性を確保するには、表面反応律速が支配的な領域で層形成プロセスを行うことが不可欠である（例えば、粟屋信義、「高集積化デバイス配線材料調査報告書２」、日本電子工業振興協会、１９９６、ｐ．１８７）。しかしながら、チャンバ内の有機金属材料のガス流れは、チャンバの形状やチャンバ内部の設置物、有機金属材料の化学反応に伴う消耗により乱れを生じる。したがって、チャンバ内には有機金属材料の濃度（分圧）分布が生じ、この濃度分布は基材上にも発生し得る。このため、基材の表面上の有機金属材料の濃度が低い部分では、供給（輸送）律速が支配的となり、層の厚さの均一性および良好な段差被覆性を確保するのが困難となる場合がある。
【００１３】
図１は、開口幅ａの噴射口Ｅから噴出される噴流Ｊの２次元自由噴流モデルを示す模式図である。図１に示すように、噴流Ｊは周囲の流体と激しく混ざり合って乱れを作り、噴流Ｊ自身の幅も広がっていく。噴射口Ｅの周囲は、噴射口Ｅから遠ざかるにつれ、外部からの乱れが噴流Ｊの中心線Ｘに向かって次第に浸透していくため、噴流Ｊの平均速度が全く衰えないくさび型の領域（ポテンシャルコア）Ｐが形成される。噴流Ｊの中心線Ｘに沿ったポテンシャルコアＰの長さは、噴射口Ｅの開口幅ａの６倍（＝６ａ）である。なお、ポテンシャルコアＰの周囲は混合領域と呼ばれる。
【００１４】
上述の説明は、噴射口Ｅが図２（ａ）に示すような直径ａの円形の場合だけでなく、図２（ｂ）に示すような短辺ａ、長辺ｂの長方形の場合にも当てはまる。すなわち、噴流Ｊの一様速度をＵ０、中心線Ｘ上の噴流Ｊの速度をｕｍ０、噴射口Ｅからの中心線Ｘに沿った距離をｘとすると、種々のｂ／ａに対するｕｍ０／Ｕ０とｘ／ａとの関係は、図３に示すグラフのようになる（Ｎ．ラジャラトナム、野村安正訳、噴流、森北出版株式会社、ｐ．１，２６８、１９８１）。図３からわかるように、ポテンシャルコア（ｕｍ０／Ｕ０＝１．００である領域）の長さは、ｂ／ａの値に関係なく、６ａである。
【００１５】
このように、噴射口から気化した有機金属材料を噴射する際に、噴射口から基材の表面までの距離を噴射口の最小間口の６倍以下とし、基材の表面をポテンシャルコア内に配置することで、噴出速度を衰えさせることなく、一様速度のガス流れを基材Ｗの表面に供給することができる。したがって、基材Ｗの表面上の有機金属材料の濃度は、噴射口における有機金属材料の濃度から低下することなく、一定になる。この結果、供給律速の状態を引き起こすことなく、反応律速の領域を確保した状態で層を形成することができ、層の厚さが均一で良好な段差被覆性を得ることを可能とする。なお、このとき基材の表面に供給される有機金属材料は粘性流領域となる流体である。
【００１６】
本発明の好ましい態様は、前記供給口の移動方向に対して後部に、前記供給口と隣接してヒータを配置し、該ヒータにより、層形成と同時に層のアニールを行い、層形成とアニールを２回以上繰り返すことを特徴とする。
一般に、有機金属材料より形成した金属層あるいは金属化合物層は、有機金属材料の化学反応により形成されるので、炭化水素や炭素といった分解物の生成が避けられない。このため、層の析出時に、これらの分解物が層中に取り込まれたり、付着した分解物で基材の表面が汚染されたりすることで、層質の悪化や基材に対する層の密着力の低下を招くおそれがある。また、層の密着性は、層を構成する物質の電子雲と、基材を構成する物質の電子雲との重なり易さという物質固有の性質にも左右される。
【００１７】
このような層質の悪化や基材に対する層の密着力の低下を防止するため、該層をヒータによりアニールする必要がある。ヒータとしては、出力および加熱時間を制御できる赤外ランプ炉や、出力および加熱時間を制御でき、局所加熱ができるレーザーなどを使用することができる。
【００１８】
このようなヒータを用いたアニール処理により、層内部に取り込まれた分解物は、層表面へ拡散し、そして層外へ放出され、層質が向上する。また、層や基材を構成する原子格子を熱振動させることで、層と基材との間に介在する分解物の有無にかかわらず、層と基材とを十分に近接させ、両者を接合し、さらには、その界面において、両者の原子の相互拡散や置換を起こさせ、高い密着強度を得ることができる。
【００１９】
一方で、このアニール処理において、余分な熱エネルギーを層に与えると、表面拡散が促進され、層自らが持つ表面エネルギーによって層の凝縮が起き、その凝縮が進行すると、層の厚さの不均一化や、層の分離が生じてしまう。このため、所望の厚さの層を一度に形成するのではなく、まず、所望の層の厚さよりも更に薄い膜を形成し、引き続き、噴射口に隣接したヒータでその薄膜をアニールする。このようにアニールする膜の厚さを薄くすると、膜の表面拡散での原子移動の絶対量が制限され、膜凝縮の進行が制限される。これと同時に、膜外に分解物が排出されるのに必要な時間を短縮することができ、良質および高密着性の膜を得ることができる。さらにこの層形成方法では、層形成とアニール処理の工程を繰り返し行うことで、良質かつ密着性の良い薄膜を積層し、最終的に、所望の厚さでかつ、良質および高密着性の層を基材上に形成することを可能とする。
【００２０】
なお、０．０１ＭＰａから常圧までは、基材の表面に供給される有機金属材料は粘性流領域となる流体である。この粘性流領域では、雰囲気の熱伝導度が分子流領域よりも高いので、アニール後における層の除熱が速やかに行われる。
【００２１】
本発明の好ましい態様は、基材に対向して含浸部材を配置し、液体である有機金属材料を前記含浸部材に含浸させ、前記含浸部材に含浸された有機金属材料を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記含浸部材は、多孔質材、不織布、および織布のうちの少なくとも１つであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記含浸部材の表面から基材の表面までの距離が１０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２２】
本発明の好ましい態様は、内部に空間を有する基材を用意し、前記空間に前記原料ガスを供給することで該原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成し、前記空間から前記原料ガスおよびその分解生成物を排出することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記原料ガスの供給および排出は、同軸二重構造の流路を用いて行われることを特徴とする。
【００２３】
本発明の好ましい態様は、材料供給部材上に有機金属材料の塗膜を形成し、該材料供給部材を基材に対向させて配置し、該材料供給部材上の有機金属材料の塗膜を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成し、基材と材料供給部材の間隔が３ｍｍ以下であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記材料供給部材上の有機金属材料の塗膜を、加熱された前記基材の表面からの伝熱または輻射熱により加熱し気化させることを特徴とする。
【００２４】
本発明の好ましい態様は、前記有機金属材料は、コバルト、タングステン、白金、アルミニウム、銅、モリブデン、マンガン、シリコンのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基材は、半導体ウェハ、セラミック、樹脂、および金属のうちの少なくとも１つであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基材の表面は、半導体、セラミック、樹脂、Ｒｕ、ＲｕＯ２、Ｃｕ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ｌｏｗ−ｋ材、Ｃｏ、Ｐ、ＣｏＰ、ＣｏＷＰ、Ｗ、ＷＳｉＣ、ＷＣ、Ｎｉ、およびＡｌのうち少なくとも１つの物質で形成されていることを特徴とする。
【００２５】
本発明の他の態様によれば、配線溝が形成された基板にバリアメタル層を形成する工程と、上記層形成方法で金属層または金属化合物層を前記バリアメタル層上に形成する工程と、前記金属層または前記金属化合物層をシード層として電解めっきを行って前記配線溝を銅で充填する工程と、前記銅の一部を化学的機械的研磨により除去する工程とを有する配線形成方法が提供される。
【００２６】
本発明の好ましい態様は、前記金属層または前記金属化合物層は、コバルトを主成分とする金属層であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記配線溝に充填された銅の表面に、コバルトを主成分とする金属層を無電解めっきにより選択的に形成する工程をさらに有することを特徴とする。
【００２７】
本発明の他の態様によれば、配線溝に充填された銅と、バリアメタル層と、前記銅と前記バリアメタル層との間に形成されたコバルトを主成分とする金属層と、前記銅の露出表面上に形成されたコバルトを主成分とする金属層とを有し、前記銅と前記バリアメタル層との間に形成された前記金属層は、上記層形成方法で形成されたコバルト層であり、前記銅の露出表面上に形成された前記金属層は、無電解めっきにより形成された金属層であることを特徴とする基板の配線構造が提供される。
【００２８】
本発明の他の態様によれば、０．０１Ｐａから常圧までの範囲における圧力下において固体または液体の有機金属材料を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成する材料気化部と、基材を保持する基材保持部と、前記基材の表面を、前記材料気化部により気化させた有機金属材料の分解温度よりも高い温度に加熱する基材加熱部と、前記原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成する材料供給部とを備え、前記材料供給部は、基材の表面の少なくとも一部を前記雰囲気に暴露させることで基材の表面に金属層または金属化合物層を形成することを特徴とする層形成装置が提供される。
【００２９】
本発明の好ましい態様は、前記材料供給部は前記原料ガスを基材の表面の一部に供給する供給口を備え、前記供給口と該供給口に対向する基材との間隔を一定に維持しつつ、前記供給口と前記基材とを相対的に移動させる移動機構を設け、前記供給口の開口面積は、基材の表面の面積以下であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記材料気化部と前記材料供給部は一体型のユニットであり、前記移動機構は前記ユニットと基材とを相対的に移動させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記供給口から基材の表面までの距離が、該供給口の最小間口の６倍以下であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記供給口の移動方向に対して後部に、前記供給口と隣接してヒータを配置したことを特徴とする。
【００３０】
本発明の好ましい態様は、前記材料供給部は、基材に対向して配置される含浸部材を有し、前記含浸部材には、液体である有機金属材料が含浸されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記含浸部材は、多孔質材、不織布、および織布のうちの少なくとも１つであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記含浸部材の表面から基材の表面までの距離が１０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００３１】
本発明の好ましい態様は、前記材料供給部は、前記基材内に形成された空間にシール材を介して接続され、該空間に原料ガスを供給するための材料供給流路を有し、さらに、前記空間にシール材を介して接続され、前記空間から原料ガスおよびその分解生成物を排出するための材料排出流路を有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記材料供給流路および前記材料排出流路は、同軸二重構造の流路であることを特徴とする。
【００３２】
本発明の好ましい態様は、前記材料供給部は、有機金属材料の塗膜が形成された材料供給部材であり、前記材料供給部材は基板に対向して配置され、基材と前記材料供給部材の間隔が３ｍｍ以下であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記材料供給部材上の有機金属材料の塗膜は、加熱された基材からの伝熱あるいは輻射熱により加熱され気化されることを特徴とする。
【００３３】
本発明の他の態様によれば、上記層形成装置と、上記層形成装置により金属層または金属化合物層が形成された基材に湿式処理を施す湿式処理ユニットとを備えたことを特徴とする基材処理装置が提供される。
本発明の好ましい態様は、前記湿式処理ユニットは、電解めっきユニット、無電解めっきユニット、化学的機械的研磨ユニット、電解エッチングユニット、電解研磨ユニット、化学エッチングユニット、および洗浄ユニットのうち少なくとも１つであることを特徴とする。
【００３４】
本発明の他の態様によれば、上記層形成装置と、上記層形成装置により金属層または金属化合物層が形成された基材に乾式処理を施す乾式処理ユニットとを備えたことを特徴とする基材処理装置が提供される。
本発明の好ましい態様は、前記乾式処理ユニットは、アニールユニット、ＣＶＤユニット、およびガスエッチングユニットのうち少なくとも１つであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、成膜スペースの小型化、有機金属材料の節約、基材と層の良好な密着性、層の厚さの均一化、層形成処理と湿式または乾式処理との単一装置内での連続処理を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について図４から図１９（ｂ）を参照して詳細に説明する。なお、図４から図１９（ｂ）において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００３７】
図４は、本発明の一実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。この層形成装置は、固体または液体である有機金属材料を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成し、原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成し、加熱された基材の表面を雰囲気に暴露させることで基材の表面に金属層または金属化合物層を形成するものである。
【００３８】
図４に示すように、この層形成装置は、基材Ｗを上向きにして保持する基材保持部（サセプタ）１００と、有機金属材料Ｍを加熱し気化させて該有機金属材料Ｍを含む原料ガスを生成する材料気化部１０８と、該材料気化部１０８に接続され、原料ガスを基材Ｗに供給する材料供給部１０９とを備えている。
【００３９】
基材保持部１００は、その上面に真空チャック機構（図示せず）を有しており、これにより基材Ｗが基材保持部１００の上面に保持されるようになっている。なお、真空チャック機構に代えて、静電力により基材Ｗを保持する静電チャック機構を設けてもよい。基材保持部１００は上下に移動可能となっており、基材Ｗの搬入および搬出時には下方に移動し、層形成時には上方に移動するようになっている。また、基材保持部１００の内部には、真空チャック機構により上面に吸着された基材Ｗを加熱する第１のヒータ（基材加熱部）１０４が埋設されている。このヒータ１０４に電流を流すことにより、基材Ｗは有機金属材料Ｍの分解温度よりも高い温度、例えば１５０℃に加熱される。基材Ｗの温度は使用する有機金属材料によって変わる。
【００４０】
チャンバ１３０には、不活性ガス供給源１３１からチャンバ１３０の内部に窒素やアルゴンなどの不活性ガスを導入するガス導入管１２１と、この不活性ガスを排出するガス排出管１２２とが接続されている。ガス排出管１２２は、流量制御バルブ１２５を介して真空ポンプ１２６に接続されている。チャンバ１３０の圧力は、不活性ガスの流量および流量調整バルブ１２５を調整することにより、例えば、常圧に設定される。
【００４１】
この層形成装置においては、有機金属材料Ｍとして、０．０１Ｐａから常圧までの範囲における圧力下において固体または液体の有機金属材料が選択される。例えば、有機金属材料Ｍとして有機コバルト（Ｃｏ）、有機タングステン（Ｗ）、有機白金（Ｐｔ）、有機アルミニウム（Ａｌ）、有機銅（Ｃｕ）、有機モリブデン（Ｍｏ）、有機マンガン（Ｍｎ）などの有機金属や、有機シリコン（Ｓｉ）、炭化水素、あるいはこれらの組み合わせを用いることが好ましい。一例としては、金属または半導体となる物質にアルキル、フェニル、ペンタジエニルまたはカルボニルなどが配位したものを有機金属材料Ｍとして用いることができる。有機金属材料Ｍは気化可能な温度に比べて分解温度が有意に高いことが好ましい。
【００４２】
材料気化部１０８は有機金属材料Ｍを加熱するヒータ（第２のヒータ）１１６を有しており、このヒータ１１６によって有機金属材料Ｍを加熱することにより該有機金属材料Ｍを気化させ、有機金属材料Ｍを含む原料ガスを生成する。例えば有機金属材料Ｍはヒータ１１６により７０℃に加熱される。このとき、気化した有機金属材料Ｍを基材Ｗまで運搬するために不活性ガスを材料気化部１０８内に導入してもよい。このようにして、材料気化部１０８は、気体の有機金属材料Ｍ、または不活性ガスと気体の有機金属材料Ｍとの混合気体、または微粉体状の有機金属材料Ｍであるエアロゾルなどからなる原料ガスを生成する。
【００４３】
材料気化部１０８は伸縮自在な流通管１１１を通じて材料供給部１０９に連通している。材料供給部１０９は、基材保持部１００に保持された基材Ｗの表面に対向するように配置されている。さらに、この材料供給部１０９は基材Ｗとほぼ同じ外寸を有し、基材Ｗの表面全体を覆う囲いのような形状を有している。材料気化部１０８で生成された原料ガスは流通管１１１を通じて基板Ｗの表面まで移送され、材料供給部１０９の中で滞留し、これにより原料ガスからなる局所的な雰囲気を基材Ｗの表面上に形成する。材料供給部１０９と基材Ｗの間には隙間があり、これにより、材料供給部１０９の内外の過剰な圧力差が解消される。
【００４４】
基材Ｗの表面は、材料供給部１０９の中に形成された局所的な原料ガス雰囲気に晒され、同時に基材Ｗの表面がヒータ１０４により加熱される。これにより、有機金属材料が熱分解し、基材Ｗの表面に金属層または金属化合物層が堆積する。
【００４５】
有機金属材料の種類によっては、熱分解反応時に金属酸化物ができるものがある。この理由から、本実施形態によって形成される層は、金属層に限らず、金属化合物層も含む。
【００４６】
成膜工程の間、不活性ガスはチャンバ１３０内を常に流れる状態に維持される。これにより、材料供給部１０９を介して供給された原料ガスが順次新しい原料ガスに置き換えられるとともに、チャンバ１３０内の温度がほぼ一定に保たれる。さらに、不活性ガスを供給することによって、チャンバ１３０内からＯ２を排除することができ、自然発火しやすい有機金属材料を用いた場合であっても、安全に成膜工程を実施することができる。
【００４７】
本実施形態によれば、チャンバ１３０が原料ガスで満たされるのではなく、基材Ｗの表面上の局所的な空間にのみ原料ガス雰囲気が形成されるので、成膜スペースが小さくでき、しかも原料ガスの使用量を少なくすることができる。
【００４８】
次に、本発明の他の実施形態について図５および図６を参照して説明する。図５は本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図であり、図６は図５の矢印VIで示される方向から見た模式図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成および動作は図４の構成および動作と同様であるので、その重複する説明を省略する。
【００４９】
図５および図６に示すように、材料供給部１１９は、基材Ｗの表面と平行に延びる往復移動機構１２７に取り付けられており、この往復移動機構１２７により、材料供給部１１９が基材Ｗの表面と平行に任意の速度で移動されるようになっている。材料供給部１１９の供給口１１９ａは矩形状であり、その移動方向における幅は移動方向に垂直な方向における幅よりも短くなっている。この長手方向の幅は、図６に示すように、基材Ｗの幅よりもやや大きい。
【００５０】
材料供給部１１９は、層形成前後には基材Ｗから離れて退避しており、層形成時は、基材保持部１００の上面に保持された基材Ｗの端から端まで水平方向に掃引する。このとき、材料供給部１１９の供給口１１９ａと基材Ｗの表面との距離は一定に維持される。上述したように、材料供給部１１９の供給口１１９ａは基材Ｗの表面よりも小さいため、原料ガスは基材Ｗの表面の一部にしか供給されないが、上述したように、材料供給部１１９は基材Ｗの表面と平行に移動するので、基材Ｗの所望の領域に原料ガスを供給することができる。なお、材料供給部１１９の供給口１１９ａと基材Ｗとは相対的に移動させればよく、基材Ｗを移動させることもできる。
【００５１】
図７および図８は本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図であり、図８は図７の矢印VIIIで示される方向から見た模式図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成および動作は図５の構成および動作と同様であるので、その重複する説明を省略する。
【００５２】
本実施形態の層形成装置では、材料気化部と材料供給部を一体化した材料気化供給ユニット１１０が使用される。この材料気化供給ユニット１１０には、有機金属材料（固体または液体）Ｍを溜める貯留部１１２と、貯留部１１２から徐々に流路が狭くなり下面に開口するスリット状の噴射口（供給口）１１４とが形成されている。また、材料気化供給ユニット１１０の内部には、有機金属材料Ｍを加熱し気化させる第２のヒータ１１６が内蔵されている。
【００５３】
材料気化供給ユニット１１０の内部には不活性ガス供給源１３３から窒素などの不活性ガス（キャリアガス）が導入されるようになっている。材料気化供給ユニット１１０は、その噴射口１１４が基材Ｗの表面に対向するように配置される。このような構成によれば、気体の有機金属材料が不活性ガスに運搬されて原料ガスとして噴射口１１４から基材Ｗに向けて噴射され、原料ガス雰囲気が基材Ｗの表面上に局所的に形成される。材料気化供給ユニット１１０全体の温度を均一にするために、材料気化供給ユニット１１０をアルミニウムなどの金属製恒温体とすることが望ましい。
【００５４】
材料気化供給ユニット１１０は、基材Ｗの表面と平行に延びる往復移動機構１２７に取り付けられており、この往復移動機構１２７により、材料気化供給ユニット１１０が基材Ｗの表面と平行に任意の速度で移動されるようになっている。材料気化供給ユニット１１０の噴射口１１４の長手方向の幅は、基材Ｗの幅よりもやや大きく形成されている。
【００５５】
材料気化供給ユニット１１０は、層形成前後には基材Ｗから離れて退避しており、層形成時は、基材保持部１００の上面に保持された基材Ｗの端から端まで水平方向に掃引する。このとき、材料気化供給ユニット１１０の噴射口１１４と基材Ｗの表面との距離は一定に維持される。上述したように、材料気化供給ユニット１１０の噴射口１１４は基材Ｗの表面よりも小さいため、原料ガスは基材Ｗの表面の一部にしか供給されないが、上述したように、材料気化供給ユニット１１０は基材Ｗの表面と平行に移動するので、基材Ｗの所望の領域に原料ガスを供給することができる。なお、材料気化供給ユニット１１０の噴射口１１４と基材Ｗとは相対的に移動させればよく、基材Ｗを移動させることもできる。
【００５６】
本実施形態においても、基材保持部１００は上下移動が可能であり、基材Ｗと噴射口１１４との間隔を調整できる。そのため、噴射口１１４から基材Ｗの表面までの距離が、該噴射口１１４の最小間口の６倍以下となるように調整し（図１参照）、層形成することが可能である。
【００５７】
図９は本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。図９に示すように、この層形成装置は、図７および図８に示す層形成装置と基本的に同一の構成を有しているが、材料気化供給ユニット１１０に隣接して第３のヒータ１２９が設けられている点で、上述した層形成装置と異なっている。
【００５８】
本実施形態では、材料気化供給ユニット１１０およびヒータ１２９は、基材Ｗの表面と平行に延びる往復移動機構１２７に取り付けられており、この往復移動機構１２７により、材料気化供給ユニット１１０およびヒータ１２９が基材Ｗの表面と平行に任意の速度で移動されるようになっている。ヒータ１２９は、材料気化供給ユニット１１０の進行方向に対して後方に配置されており、その長手方向の幅は材料気化供給ユニット１１０の長手方向の幅とほぼ同一である。
【００５９】
層形成時には、材料気化供給ユニット１１０が図９の矢印で示す方向に移動され、基材Ｗの表面に有機金属材料Ｍを含む原料ガスを噴射する。ヒータ１２９は、材料気化供給ユニット１１０から基材Ｗの表面に噴射された有機金属材料Ｍを加熱し、アニールする。このように、ヒータ１２９により、層形成と同時に、層のアニールを行い、かつ層形成とアニールの工程を２回以上繰り返すことにより、所望する厚さの層が得られる。なお、本実施形態では、材料気化供給ユニット１１０およびヒータ１２９を移動させているが、材料気化供給ユニット１１０の噴射口１１４と基材Ｗとを相対的に移動させればよく、基材Ｗを移動させることもできる。
【００６０】
図１０は本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。図１０に示すように、この層形成装置は、基材Ｗを上向きにして保持する基材保持部４００と、有機金属材料の塗膜を付着させた材料供給部材Ｘを下向きにして保持する材料供給部材保持部４０２と、材料供給部材Ｘに有機金属材料を塗布して塗膜を形成するスピンコータ４０４と、基材Ｗおよび材料供給部材Ｘを搬送するロボット（図示せず）とを備えている。基材保持部４００および材料供給部材保持部４０２はチャンバ４１０の内部に収容されており、スピンコータ４０４はチャンバ４１１の内部に収容されている。チャンバ４１０はチャンバ４１１の上に載置されており、装置全体としてコンパクト化が図られている。なお、チャンバ４１１をチャンバ４１０の上に載置してもよい。
【００６１】
材料供給部材保持部４０２は、常温において固体または液体の有機金属材料を気化させて原料ガスを生成する材料気化部としての機能を有し、有機金属材料が塗布された材料供給部材Ｘは、原料ガスからなる雰囲気を基材Ｗの表面上に局所的に形成し、基材Ｗの表面を該原料ガス雰囲気に暴露させて基材Ｗの表面に金属層または金属化合物層を形成する材料供給部としての機能を有する。
【００６２】
基材保持部４００は、その上面に真空チャック機構（図示せず）を有しており、この真空チャック機構により基材Ｗが基材保持部４００の上面に保持されるようになっている。また、基材保持部４００の内部には基材Ｗを加熱する第１のヒータ４１４が埋設されている。基材Ｗはヒータ４１４によって例えば１５０℃に加熱される。本実施形態における基材保持部４００は回転可能に構成されている。
【００６３】
材料供給部材保持部４０２は、その下面に真空チャック機構（図示せず）を有しており、この真空チャック機構により有機金属材料が塗布された材料供給部材Ｘが材料供給部材保持部４０２の下面に保持されるようになっている。また、材料供給部材保持部４０２の内部には材料供給部材Ｘを加熱する第２のヒータ４１８が埋設されている。材料供給部材Ｘはヒータ４１８によって例えば７０℃に加熱され、これにより材料供給部材Ｘに塗布された有機金属材料が気化するようになっている。なお、ヒータ４１４により加熱された基材Ｗの表面からの伝熱または輻射熱により材料供給部材Ｘ上の有機金属材料の塗膜を気化させてもよい。
【００６４】
スピンコータ４０４は、材料供給部材Ｘを保持して回転させる保持部４２０と、材料供給部材Ｘの上面に有機金属材料を供給するノズル４２２と、有機金属材料を貯留する貯留部４２３と、保持部４２０の周囲を覆うカバー４２４とを備えている。
【００６５】
チャンバ４１０には、不活性ガス供給源４３０からチャンバ４１０の内部に窒素やアルゴンなどの不活性ガスを導入するガス導入管４３３と、この不活性ガスを排出するガス排出管４３４とが接続されている。ガス排出管４３４は、流量制御バルブ４３５を介して真空ポンプ４３６に接続されている。チャンバ４１０の圧力は、不活性ガス供給源４３０から導入される不活性ガスの流量および流量制御バルブ４３５を調整することにより、所望の圧力に維持できるようになっている。例えば、チャンバ４１０内の圧力は常圧に設定される。チャンバ４１１には、同様に不活性ガス供給源、流量制御バルブ、真空ポンプ（いずれも図示せず）が接続され、チャンバ４１１の内部に窒素やアルゴンなどの不活性ガスの流れが形成されている。
【００６６】
この層形成装置においては、まず、基材Ｗを基材保持部４００の上面に吸着した後、ロボットにより材料供給部材Ｘをスピンコータ４０４に搬送する。スピンコータ４０４では、保持部４２０により材料供給部材Ｘを回転させつつ、ノズル４２２から有機金属材料を供給することで、材料供給部材Ｘの表面全体に有機金属材料を均一に塗布する。
【００６７】
有機金属材料が塗布された材料供給部材Ｘは、ロボットによりチャンバ４１１からチャンバ４１０に搬送される。そして、材料供給部材保持部４０２が下降して、その下面に材料供給部材Ｘが保持される。材料供給部材Ｘは、材料供給部材保持部４０２により基材Ｗに対向して保持される。基材Ｗと材料供給部材Ｘの間隔は３ｍｍ以下であり、好ましくは、基材Ｗと材料供給部材Ｘの間隔は、０．５〜１ｍｍに設定される。
【００６８】
材料供給部材保持部４０２はヒータ４１８によって予め加熱されている。このヒータ４１８によって材料供給部材Ｘが加熱されると、材料供給部材Ｘ上の塗膜から有機金属材料が気化し、気体状の有機金属材料（原料ガス）からなる雰囲気が基材Ｗの表面上、すなわち、基材Ｗと材料供給部材Ｘとの間に局所的に形成される。したがって、基材Ｗの表面が原料ガスに暴露され、基材Ｗの表面に金属層または金属化合物層が形成される。
【００６９】
ヒータ４１８の加熱温度は、有機金属材料が気化しうる温度であって、有機金属材料の分解温度以下の温度であることが好ましい。また、有機金属材料の気化がほぼ均一に行われるようにするため、材料供給部材Ｘの表面がほぼ均一に加熱されることが好ましい。また、材料供給部材Ｘの表面温度は基材Ｗの表面温度よりも低いことが好ましい。すなわち、ヒータ４１８による有機金属材料の加熱温度は、ヒータ４１４による基材Ｗの加熱温度よりも低いことが好ましい。さらに、層形成中に、基材保持部４００のヒータ４１４により基材Ｗを加熱し、層が均一に形成されるように基材Ｗの温度を調整することが好ましく、さらに、層形成工程中は、基材保持部４００を回転させることが好ましい。
【００７０】
図１１は本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。この層形成装置は、液体の有機金属材料を含浸部材に含浸させ、かつ、該含浸部材の表面に有機金属材料を常時保持することで、原料ガスの雰囲気を基材の表面上に局所的に形成し、基材の表面を原料ガス雰囲気に暴露することで層形成するものである。
【００７１】
図１１に示すように、この層形成装置は、基材Ｗを上向きにして保持する基材保持部（サセプタ）６００と、有機金属材料Ｍを気化させこれを基材保持部６００に保持された基材Ｗの表面に供給する材料気化供給ユニット６１０とを備えている。基材保持部６００および材料気化供給ユニット６１０は、チャンバ６３０の内部に収容されており、チャンバ６３０により外部から隔離されている。
【００７２】
材料気化供給ユニット６１０は、常温において液体の有機金属材料を気化させて原料ガスを生成する材料気化部としての機能と、原料ガスからなる雰囲気を基材Ｗの表面上に局所的に形成し、基材Ｗの表面を原料ガス雰囲気に暴露させて基材Ｗの表面に金属層または金属化合物層を形成する材料供給部としての機能とを有する。
【００７３】
基材保持部６００は、その上面に静電チャック機構（図示せず）を有しており、この静電チャック機構の静電力により基材Ｗが基材保持部６００の上面に保持されるようになっている。また、基材保持部６００の内部には、上面に保持された基材Ｗを加熱する第１のヒータ（基材加熱部）６０４が埋設されている。このヒータ６０４に電流を流すことにより、基材Ｗは有機金属材料Ｍの分解温度よりも高い温度、例えば１５０℃に加熱される。基材Ｗの温度は使用する有機金属材料によって変わる。
【００７４】
チャンバ６３０には、不活性ガス供給源６３１からチャンバ６３０の内部に窒素やアルゴンなどの不活性ガスを導入するガス導入管６３２と、この不活性ガスを排出するガス排出管６３４とが接続されている。ガス排出管６３４は、流量制御バルブ６３５を介して真空ポンプ６３６に接続されている。チャンバ６３０の圧力は、不活性ガス供給源６３１から導入される不活性ガスの流量および流量制御バルブ６３５を調整することにより、所望の圧力に維持できるようになっている。例えば、チャンバ６３０内の圧力は常圧に設定される。
【００７５】
材料気化供給ユニット６１０の内部には、有機金属材料Ｍを溜める貯留部６１２が形成されている。この貯留部６１２は、有機金属材料Ｍを液状化させて保持できるように恒温室となっており、貯留部６１２には液状化した有機金属材料Ｍが充填されている。この貯留部６１２の下方には、貯留部６１２内の液体の有機金属材料Ｍを含浸させる含浸部材６１３が配置されており、この含浸部材６１３は開口部６１２ａにより貯留部６１２に連通されている。含浸部材６１３の下面は、外部に露出しており、基材保持部６００に載置された基材Ｗに対向している。含浸部材６１３としては、多孔質材、不織布、または織布を用いることが好ましい。
【００７６】
このような構成により、貯留部６１２内の液状化した有機金属材料Ｍは、毛細管現象により含浸部材６１３に常時含浸される。含浸部材６１３の下面では、加熱された基材Ｗの表面からの熱により有機金属材料Ｍが気化し、気化した有機金属材料Ｍからなる雰囲気（原料ガス雰囲気）が基材Ｗの表面上に局所的に形成される。したがって、基材Ｗの表面が原料ガス雰囲気に暴露され、これにより基材Ｗの表面上に金属層または金属化合物層が形成される。このような含浸部材６１３を用いることにより、有機金属材料Ｍを安定して基材Ｗの表面に供給することができる。なお、含浸部材６１３の表面から基材Ｗの表面までの距離を１０ｍｍ以下に設定することが好ましく、さらには３ｍｍ以下に設定することが好ましい。これらの数値は、局所的な原料ガス雰囲気を基材Ｗの表面上に形成する観点から決定される。含浸部材６１３に含浸された有機金属材料Ｍを加熱するためのヒータを該含浸部材６１３に隣接して設けてもよい。
【００７７】
図１２は本実施形態の他の構成例を示す模式図である。図１２に示すように、この層形成装置は、図１１に示す層形成装置と基本的に同一の構成を有しているが、基材Ｗ、基材保持部６００、および含浸部材６１３が垂直に配置されている点で、図１１に示す層形成装置と異なっている。このように、材料気化供給ユニット６１０に含浸部材６１３を用いることにより、含浸部材６１３の設置角度を変更しても、有機金属材料Ｍの漏出を抑制することができるので、基材Ｗおよび基材保持部６００の設置角度を任意の値に設定することが可能となり、設計の自由度が増す。
【００７８】
図１３は本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。この層形成装置は、基材内の空間に、原料ガス（気体の有機金属材料、または不活性ガスと気体の有機金属材料との混合気体、または微粉体状の有機金属材料であるエアロゾル）を供給し、上記空間を形成する表面上に金属層または金属化合物層を形成するものである。
【００７９】
図１３に示すように、この層形成装置は、基材Ｗを保持する基材保持部（サセプタ）７００と、有機金属材料を加熱し気化させて原料ガスを生成する材料気化部７１２と、原料ガスを基材Ｗ内の空間Ｓに供給する材料供給管（材料供給流路）７１４と、空間Ｓから原料ガスなどを排出する材料排出管（材料排出流路）７１８とを備えている。本実施形態では、チャンバおよび不活性ガス供給源は設けられていない。
【００８０】
基材保持部７００の内部には、基材Ｗを加熱する第１のヒータ（基材加熱部）７０４が埋設されている。このヒータ７０４に電流を流すことにより、基材Ｗは有機金属材料の分解温度よりも高い温度、例えば１５０℃に加熱される。基材Ｗの温度は使用する有機金属材料によって変わる。
【００８１】
材料供給管７１４は基材Ｗ内の空間Ｓに接続されており、基材Ｗと材料供給管７１４との間はＯリングなどのシール材７１６によってシールされている。材料排出管７１８は材料供給管７１４の反対側で空間Ｓに接続されており、基材Ｗと材料排出管７１８との間はＯリングなどのシール材７２０によってシールされている。この材料排出管７１８は真空ポンプ７２２に連通しており、材料排出管７１８を通じて空間Ｓから原料ガスおよびその分解生成物が真空ポンプ７２２によって排気される。真空ポンプ７２２の上流側には流量調整バルブ７２４が配置されている。
【００８２】
このような構成において、真空ポンプ７２２の駆動により、材料排出管７１８を通じて基材Ｗ内の空間Ｓが真空排気され、材料気化部７１２から原料ガスが材料供給管７１４を通じて基材Ｗ内の空間Ｓに導入される。これにより、空間Ｓ内に原料ガス雰囲気が形成され、この空間Ｓを形成する表面上に金属層または金属化合物層が形成される。層形成時においては、ヒータ７０４により基材Ｗを加熱し、層が均一に形成されるように基材Ｗの温度を調整することが好ましい。
【００８３】
本実施形態における層形成装置は、複雑な形状を有する基材の表面に層を形成するのに好適である。例えば、円筒状基材の内周面といった湾曲している表面に層形成が必要な場合にも、層形成条件の最適化を行うことが容易であり、画一化することができる。すなわち、層を形成したい部分上にのみ（本実施形態では、空間Ｓを形成する表面上にのみ）、局所的に原料ガス雰囲気を形成することができるため、層形成条件を最適化する上で、外部の雰囲気を考慮する必要がなくなり、反応律速領域での層形成が容易になる。
【００８４】
図１４は本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１３に示す層形成装置の構成および動作と同様であるので、その重複する説明を省略する。
【００８５】
この層形成装置は、図１４に示すように、基材Ｗの内部に形成された凹部空間Ｓの内面に層を形成するものである。より詳しくは、層形成装置は、材料気化部７１２に接続される材料供給流路としての材料供給管８１４と、真空ポンプ７２２に接続される材料排出流路としての材料排出管８１８とを有している。材料供給管８１４および材料排出管８１８は二重管により構成されており、外管としての材料排出管８１８と基材Ｗとの間には、Ｏリングなどのシール材８１６が設けられている。内管としての材料供給管８１４は、基材Ｗ内部の凹部空間Ｓに挿入されている。このような層形成装置によれば、多様で複雑な形状を有する基材の表面に層を形成することができる。
【００８６】
なお、本実施形態では、材料供給管８１４を内管とし、材料排出管８１８を外管とする二重管の例について説明したが、これに限られるものではなく、材料供給管８１４を外管とし、材料排出管８１８を内管とする二重管を用いてもよい。
【００８７】
ここで、上述した各実施形態における基材としては、例えば、半導体ウェハ、セラミック、樹脂、または金属などを用いることができ、本発明に係る層形成装置は、半導体や微小電気機械システム（ＭＥＭＳ：Microelectromechanical Systems）、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Flat Panel Display）などの製造に用いることができる。以下では、基材としての半導体基板（半導体ウェハ）の表面に金属層または金属化合物層を形成するために上述した層形成装置を利用する場合について図１５から図１９（ｂ）を参照して説明する。なお、図１５から図１９（ｂ）において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００８８】
図１５は、本発明に係る層形成装置を備えた基材処理装置１を示す平面図である。図１５に示すように、この基材処理装置１は、微細な凹凸構造を有する半導体ウェハ（基板）などの基材の表面に金属層または金属化合物層を形成する層形成ユニット１０と、層形成後の基材に電解めっき処理を行う４台の電解めっきユニット２０と、電解めっき後の基材をエッチング、洗浄、乾燥する２台のエッチング・洗浄ユニット３０とを備えている。これらのユニットは、矩形状のフレーム４０内に収容されている。フレーム４０の長手方向の端部には、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing Interface）ポッドやＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）などの多数の基材を収納可能な基材搬送容器４２が着脱自在に取り付けられている。なお、フレーム４０の外部には、めっき液などの薬液を管理する薬液管理部４４が設置されている。
【００８９】
フレーム４０の内部には、基材搬送容器４２の並びに沿ってレール５０が敷設されており、このレール５０上には第１搬送ロボット６０が設けられている。また、電解めっきユニット２０とエッチング・洗浄ユニット３０の並びに沿ってレール５２が敷設されており、このレール５２上には第２搬送ロボット６２が設けられている。さらに、第１搬送ロボット６０と第２搬送ロボット６２との間の層形成装置に隣接した位置には、第３搬送ロボット６４が設けられている。
【００９０】
第１搬送ロボット６０は、基材搬送容器４２、第３搬送ロボット６４、および層形成ユニット１０の間で基材を搬送し、第３搬送ロボット６４は、層形成ユニット１０および第２搬送ロボット６２の間で基材を搬送する。また、第２搬送ロボット６２は、第３搬送ロボット６４、電解めっきユニット２０、およびエッチング・洗浄ユニット３０の間で基材を搬送する。
【００９１】
基材搬送容器４により基材処理装置１に導入された基材は、第１搬送ロボット６０により層形成ユニット１０に搬送される。この層形成ユニット１０では、上述したように、有機金属材料の気化による層の形成がなされる。その後、基材は、第３搬送ロボット６４および第２搬送ロボット６２により電解めっきユニット２０に搬送され、ここでめっきされる。めっき後の基材は、第２搬送ロボット６２によりエッチング・洗浄ユニット３０に搬送され、ここで基材のエッジ（ベベル）部に付着しためっき膜のエッチングと基材の洗浄および乾燥が行われる。
【００９２】
層形成ユニット１０としては上述した各実施形態の層形成装置を用いることができる。この例では、層形成ユニット１０として、図７に示す層形成装置と実質的に同一の構成を有するものが使用されている。以下、この層形成ユニット１０について図１６を参照して説明する。
【００９３】
図１６は、図１５に示す層形成ユニット１０を示す模式図である。この層形成ユニット１０は、蒸気圧が大気圧以下の有機金属材料を用いて、この有機金属材料中に含まれる物質からなる層を基材の表面に形成するものである。図１６に示すように、層形成ユニット１０は、基材Ｗを上向きにして保持する基材保持部１００と、有機金属材料を気化させこれを基材保持部１００に保持された基材Ｗの表面に向けて噴射する材料気化供給ユニット１１０と、第１ロボット６０から層形成ユニット１０に導入された基材Ｗを支持する複数本のピン１２０とを備えている。基材保持部１００、材料気化供給ユニット１１０、およびピン１２０は、チャンバ１３０の内部に収容されており、チャンバ１３０により外部から隔離されている。
【００９４】
基材保持部１００は、その上面に真空チャック機構１０２を有しており、この真空チャック機構１０２により基材Ｗが基材保持部１００の上面に保持されるようになっている。また、基材保持部１００の内部には、真空チャック機構１０２により上面に吸着された基材Ｗを加熱するヒータ１０４が埋設されている。基材Ｗはヒータ１０４によって有機金属材料Ｍの分解温度よりも高い温度、例えば１５０℃に加熱される。基材Ｗの温度は使用する有機金属材料によって変わるが、好ましくは１２０℃以上、３００℃以下である。本実施形態における基材保持部１００は、ピン１２０に支持された基材Ｗの下方の位置と、材料気化供給ユニット１１０の近傍の位置との間を上下に移動するように構成されている。
【００９５】
図１６に示すように、材料気化供給ユニット１１０には、有機金属材料（固体または液体）Ｍを溜める貯留部１１２と、貯留部１１２から徐々に流路が狭くなり下面に開口する噴射口１１４とが形成されている。また、材料気化供給ユニット１１０の内部には、有機金属材料Ｍを加熱するヒータ１１６が設けられている。材料気化供給ユニット１１０の内部には窒素などの不活性ガスが導入される。
【００９６】
有機金属材料Ｍはヒータ１１６によって有機金属材料Ｍが気化可能な温度、例えば７０℃に加熱され、これにより気化するようになっている。この温度は、気化した有機金属材料Ｍを基材表面に制御可能に供給できる温度であることが好ましく、有機金属材料の沸騰温度以下であることが望ましい。本実施形態における材料気化供給ユニット１１０は、基材保持部１００の上面に保持された基材Ｗの端から端まで水平方向に移動可能に構成されている。
【００９７】
また、チャンバ１３０の下部には、チャンバ１３０の内部に窒素やアルゴンなどの不活性ガスを導入するガス導入ポート１３２が設けられており、チャンバ１３０の上部には、この不活性ガスを排出するガス排出ポート１３４が設けられている。
【００９８】
層形成ユニット１０のチャンバ１３０内に導入された基材Ｗは、ピン１２０の上部に載置される。そして、下方に位置していた基材保持部１００が上昇することにより、ピン１２０から基材保持部１００に基材Ｗが受け渡され、真空チャック機構１０２により基材保持部１００の上面に基材Ｗが吸着される。
【００９９】
基材Ｗを保持した基材保持部１００は材料気化供給ユニット１１０の近傍まで上昇を続ける。基材保持部１００の上昇が完了した後、材料気化供給ユニット１１０のヒータ１１６によって貯留部１１２内の有機金属材料Ｍを加熱し気化させる。気化した有機金属材料Ｍは材料気化供給ユニット１１０の噴射孔１１４から基材Ｗの上面に噴射され、これにより、基材Ｗの上面には、金属層または金属化合物層が形成される。このとき、基材保持部１００のヒータ１０４により基材Ｗを加熱し、層が均一に形成されるように基材Ｗの温度を調整することが好ましい。成膜工程中は、基材Ｗの全面にわたって層が形成されるように、材料気化供給ユニット１１０を水平方向に移動させる。なお、有機金属材料の蒸気を基材Ｗに均一に供給するために、材料気化供給ユニット１１０から基材Ｗに向かうガス流れを形成し、整流板を介してこのガス流れを基材Ｗに供給してもよい。
【０１００】
基材Ｗを層形成ユニット１０から搬出する際は、例えば真空到達度が０．０１Ｐａ程度の真空ポンプを用いてガス排出ポート１３４を介してチャンバ１３０内を排気し、成膜に使用した有機金属材料Ｍの蒸気を排出し、次にガス導入ポート１３２を介して乾燥窒素などの不活性ガスをチャンバ１３０内に導入した後、成膜後の基材Ｗを層形成ユニット１０から搬出してもよい。あるいは、層形成ユニット１０にロードロックを設置して、このロードロックを通して基材Ｗを搬出してもよい。
【０１０１】
図１７は、図１５に示す電解めっきユニット２０を示す模式図である。図１７に示すように、電解めっきユニットは、上方に開口し内部にめっき液２００を保持する円筒状のめっき槽２０２と、基材Ｗを着脱自在に下向きに保持して、めっき槽２０２の上端開口部を塞ぐ位置に基材Ｗを配置するヘッド部２０４とを備えている。めっき槽２０２の内部にはめっき液２００中に浸漬されて陽極電極となる平板状のアノード２０６が水平に配置され、基材Ｗの周縁部はヘッド部２０４に設けられた電極接点を介して陰極電極と導通されている。なお、このアノード２０６は、多孔質材料または網目を形成する材料で構成されている。
【０１０２】
めっき槽２０２の底部中央には、上方に向けためっき液の噴流を形成するめっき液噴射管２０８が接続され、めっき槽２０２の上部外側には、めっき液受け２１０が配置されている。めっき液噴射管２０８は、めっき液調整タンク２１２から延びポンプ２１４とフィルタ２１６が設けられためっき液供給管２１８に接続されている。また、上記めっき液調整タンク２１２は、めっき液受け２１０から延びるめっき液戻り管２２０に接続される。
【０１０３】
このようなめっき装置において、基材Ｗをヘッド部２０４で下向きに保持して、基材Ｗをめっき槽２０２の上部からめっき液２００に浸漬する。そして、アノード（陽極電極）２０６と基材（陰極電極）Ｗの間に所定の電圧を印加しつつ、めっき液調整タンク２１２内のめっき液をポンプ２１４によりめっき槽２０２の底部から上方に噴出させて、基材Ｗの下面に垂直にめっき液２００の噴流を当てる。このようにアノード２０６と基材Ｗの間にめっき電流を流して、基材Ｗの下面にめっき膜を形成するようにしている。このとき、めっき槽２０２をオーバーフローしためっき液２００は、めっき液受け２１０で回収されてめっき液調整タンク２１２内に流入する。
【０１０４】
この基材処理装置は、以下のようなプロセスを行う場合に特に有効である。まず、図１８（ａ）に示すように、ＳｉＯ２やｌｏｗ−ｋ材からなる基材Ｗの層間絶縁膜３００に配線溝３１０を形成し、層間絶縁膜３００の表面にスパッタリングなどによりＴａからなるバリアメタル層３２０を形成する。このバリアメタル層３２０が形成された基材Ｗを上述した基材処理装置１の層形成ユニット１０に導入する。層形成ユニット１０では、有機Ｃｏを気化させ、Ｃｏをバリアメタル層３２０に付着させる。これにより、図１８（ｂ）に示すように、バリアメタル層３２０の表面に均一にＣｏ層３３０が形成される。
【０１０５】
次に、基材Ｗを上述した基材処理装置１の電解めっきユニット２０に導入し、Ｃｏ層３３０をシード層として電解めっきを行い、図１８（ｃ）に示すように、Ｃｏ層３３０の表面に銅膜３４０を成膜する。これにより、配線溝３１０には銅膜３４０が充填される。配線溝３１０に銅膜３４０が充填された基材Ｗは基材処理装置１からＣＭＰ装置に搬送される。このＣＭＰ装置では、図１９（ａ）に示すように、層間絶縁膜３００の表面が露出するまで余分な銅膜３４０が化学的機械的研磨により除去される。その後、基材ＷはＣＭＰ装置から無電解めっき装置に搬送される。この無電解めっき装置においては無電解ＣｏＷＰめっきが行われ、図１９（ｂ）に示すように、配線溝３１０に充填された銅膜３４０の表面に選択的にＣｏＷＰ層３５０が成膜される。
【０１０６】
このようにして形成された配線構造によれば、配線溝３１０に充填された銅膜３４０とバリアメタル層３２０との間にはＣｏ層３３０が形成され、配線溝３１０に充填された銅膜３４０の表面にはＣｏＷＰ層３５０が形成される。したがって、配線溝３１０に充填された銅膜３４０が、同種の金属であるＣｏ層３３０とＣｏＷＰ層（すなわちＣｏを主成分とする金属層）３５０で覆われることとなり、Ｃｏ層３３０とＣｏＷＰ層３５０との間の界面の信頼性や銅に対する密着性を向上させることができる。この結果、銅の拡散に対する信頼性を向上させることができる。
【０１０７】
ここで、層形成ユニット１０において用いる有機金属材料は気化可能な温度に比べて分解温度が有意に高いことが好ましい。このような材料を用いることで、大気圧下で有機金属材料を気化させることが可能となり、層形成ユニットを電解めっきユニットのような湿式処理ユニットと組み合わせてユニット化することが可能となる。したがって、層形成ユニットと湿式処理ユニットとを１つの基材処理装置内に配置することが可能となり、装置の簡素化および省スペース化を実現することができる。また、１つの装置内に層形成ユニットと湿式処理ユニットとを配置することができるので、層形成処理と湿式処理との間の時間を短縮することができ、またその時間管理も容易となる。
【０１０８】
なお、ここでは基材処理装置１と別にＣＭＰ装置や無電解めっき装置を設けた例について述べたが、これらのＣＭＰ装置や無電解めっき装置を基材処理装置１に組み込んでもよい。また、基材処理装置１の層形成ユニット１０において、Ｃｏ／Ｓｉを基材Ｗの表面に蒸着させ、熱処理を加えてシリサイド化させてシード層を形成してもよい。また、基材処理装置１の層形成ユニット１０により、Ｒｕからなるバリアメタル層の表面に薄くＣｏを蒸着させて、電解めっきユニット２０での電解銅めっきの膜成長を促進させてもよい。また、層形成ユニット１０に導入する基材の表面には、半導体、セラミック、樹脂、Ｒｕ、ＲｕＯ２、Ｃｕ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ｌｏｗ−ｋ材、Ｃｏ、Ｐ、ＣｏＰ、ＣｏＷＰ、Ｗ、ＷＳｉＣ、ＷＣ、Ｎｉ、およびＡｌのうち少なくとも１つからなる層が形成されていることが好ましい。
【０１０９】
上述した実施形態では、層形成ユニットを電解めっきユニットと組み合わせた例について説明したが、層形成ユニットと組み合わせる湿式処理ユニットは電解めっきユニットに限られない。例えば、湿式処理ユニットとして、無電解めっきユニット、化学的機械的研磨ユニット、電解エッチングユニット、電解研磨ユニット、化学エッチングユニット、または洗浄ユニットなどを用いることができる。また、層形成ユニットをアニールユニット、ＣＶＤユニット、ガスエッチングユニットなどの乾式処理ユニットと組み合わせて、層形成ユニットにより金属層または金属化合物層が形成された基材に乾式処理を施してもよい。
【０１１０】
また、複数の層形成ユニットを設け、各層形成ユニットにおいて異なる物質からなる金属層または金属化合物層を形成するようにしてもよい。また、１つの層形成ユニット内でユニット内のガスや有機金属材料を交換することにより複数回の層形成を行い、複数の物質からなる金属層または金属化合物層を形成するようにしてもよい。層形成ユニットにおける層形成処理後の基材の洗浄としては、ロール洗浄やペンシル洗浄などの接触洗浄、超音波液体洗浄やＩＰＡ洗浄などの非接触洗浄などが考えられる。さらに、この基材の洗浄後に基材を乾燥させてもよい。
【０１１１】
また、基材に形成する物質に応じて有機金属材料の加熱目標温度と、これに対応する基材の加熱目標温度との関係を予めデータベースとして記憶装置に格納しておいてもよい。この場合には、例えば、基材の温度とヒータの加熱温度を測定するセンサを設け、これらのセンサからの温度信号に基づいて上記データベースを参照して加熱目標温度を取得し、取得された加熱目標温度に応じてヒータを制御して、基材の温度と有機金属材料の温度を適切な温度範囲内にしてもよい。
【０１１２】
また、層形成処理を含む基材の処理工程の処理レシピは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記録されており、必要に応じて読み出されるようになっている。また、この処理レシピは、処理する基材の種類や形成する物質によりデータベース化されており、これらのデータベースが上記記録媒体に記録されている。
【０１１３】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】噴射口から噴出された噴流の２次元自由噴流モデルを示す模式図である。
【図２】図２（ａ）および図２（ｂ）は図１の噴射口の形状の例を示す図である。
【図３】長方形の噴射口から噴出される噴流の速度減衰を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。
【図６】図５の矢印VIで示される方向から見た模式図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。
【図８】図７の矢印VIIIで示される方向から見た模式図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。
【図１２】本実施形態の他の構成例を示す模式図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。
【図１４】本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。
【図１５】本発明に係る層形成装置（層形成ユニット）を備えた基材処理装置を示す平面図である。
【図１６】図１５に示す層形成ユニットを示す模式図である。
【図１７】図１５に示す電解めっきユニットを示す模式図である。
【図１８】図１８（ａ）から図１８（ｃ）は図１５に示す基材処理装置を用いたプロセスを示す模式図である。
【図１９】図１９（ａ）および図１９（ｂ）は図１５に示す基材処理装置を用いたプロセスを示す模式図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１ 基材処理装置
１０ 層形成ユニット（層形成装置）
２０ 電解めっきユニット
３０ エッチング・洗浄ユニット
４０ フレーム
４２ 基材搬送容器
６０，６２，６４ 搬送ロボット
１００，４００，６００，７００ 基材保持部
１０４，１１６，１２９，４１４，４１８，６０４，７０４ ヒータ
１０８，７１２ 材料気化部
１０９，１１９ 材料供給部
１１０，６１０ 材料気化供給ユニット
１１１ 流通管
１１２，４２３，６１２ 貯留部
１１４ 噴射口
１２７ 往復移動機構
１３１，１３３，６３１ 不活性ガス供給源
１３０，４１０，４１１，６３０ チャンバ
１３２ ガス導入ポート
１３４ ガス排出ポート
３００ 層間絶縁膜
３１０ 配線溝
３２０ バリアメタル層
３３０ Ｃｏ層
３４０ 銅膜
３５０ ＣｏＷＰ層
４０２ 材料供給部材保持部
４０４ スピンコータ
６１３ 含浸部材
７１４，８１４ 材料供給管
７１６，７２０，８１６ シール材
７１８，８１８ 材料排出管
Ｍ 有機金属材料
Ｓ 空間
Ｗ 基材
Ｘ 材料供給部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、層形成方法および装置に係り、特に半導体デバイス、フラットパネルディスプレイ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、精密電子デバイスなどで使用される基材の表面に金属層または金属化合物層を形成する層形成方法および装置に関するものである。また、本発明は、基材処理装置に係り、特に基材の表面に薬液や純水などの処理液あるいはガスを接触させたり、熱処理を行ったりする湿式または乾式処理ユニットを有する基材処理装置に関するものである。さらに、本発明は、配線形成方法に係り、特にバリアメタル層が形成された基板の表面に電解めっきにより銅配線を形成する半導体微細配線形成方法に関するものである。また、本発明は、かかる配線形成方法により形成された基板の配線構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
４５ｎｍノードに対応した銅配線技術として、バリアメタルの表面に電解めっきにより直接銅を成膜するプロセスが提案されている。このようなバリアメタルの材料としては、ＲｕやＯｓなどが検討されており、このようなバリアメタルの成膜方法としては、化学蒸着法（ＣＶＤ）、原子層蒸着法（ＡＬＤ）、物理蒸着法（ＰＶＤ）などがある。特に、ＣＶＤによって金属または金属化合物の薄膜を形成する方法は、基材の段差被覆性の優位性から、スパッタリング法に代わり得るキー技術として位置づけられている（例えば後述する非特許文献１参照）。
【０００３】
一般のＣＶＤ装置では、チャンバに設けられたポートを介して、外部からチャンバ内に原料ガスを導入しつつ、原料ガスを排気して、チャンバ内に原料ガスの流れを形成する。このため、成膜工程には多量の原料ガスを必要とする。また、この原料ガスの流れは、チャンバ形状、チャンバ内部の設置物、原料ガスの化学反応に伴う消耗により乱れを生じ、不均一な層形成の原因となる。
【０００４】
このようなガス流れの乱れを抑制するために整流部材をチャンバ内に設置することもある。しかしながら、チャンバの容量が基材に比べて非常に大きくなってしまうという問題があった。さらに、チャンバ内の雰囲気は、チャンバ内全体のガス置換作業によって制御されるため、大きなチャンバのガス置換には大型のガス真空排気システムが必要となる。そのため、めっき装置に代表されるような湿式装置やアニール装置に代表されるような乾式装置に、ＣＶＤ装置を成膜装置ユニットとして組み込むことは困難であった。
【０００５】
また、上述した方法により形成される微細な銅配線構造においては、銅の拡散に対する信頼性と銅との密着性の向上が求められている。
【０００６】
【非特許文献１】吉田貞史、「応用物理工学選書３ 薄膜」、培風館、１９９０年、ｐ．６４−７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、良好な段差被覆性を確保しつつ、基材に比べて大型のチャンバおよび大型のガス真空排気システムを必要としない層形成方法および層形成装置を提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、１つの装置内で層形成処理と湿式または乾式処理の双方を行うことができる基材処理装置を提供することを第２の目的とする。
さらに、本発明は、銅の拡散に対する信頼性および銅との密着性を高めた基板の配線構造および配線形成方法を提供することを第３の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様によれば、基材の表面を加熱し、０．０１Ｐａから常圧までの範囲における圧力下において固体または液体である有機金属材料を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成し、前記原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成し、基材の表面の少なくとも一部を前記雰囲気に暴露させることで基材の表面に金属層または金属化合物層を形成することを特徴とする層形成方法が提供される。
【０００９】
ここで、固体の有機金属材料として、ブロック状、粒状、または粉体状の有機金属材料を用いることができる。また、液体の有機金属材料には、水などの溶媒に有機金属材料が溶解された溶液（すなわち有機金属溶液）が含まれる。つまり、０．０１Ｐａから常圧までの範囲における圧力下において固体または液体である有機金属材料を含む原料であれば本発明の層形成方法および装置に用いることができる。
また、上記原料ガスとしては、気化された有機金属材料の他に、気体状の有機金属材料とＮ２ガスなどの不活性ガス（キャリアガス）との混合気体、または微粉体状の有機金属材料からなるエアロゾルなどが含まれる。
【００１０】
本発明によれば、原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成するので、チャンバ全体に原料ガスを供給する必要がなく、有機金属材料の使用量を大幅に減らすことができる。また、チャンバの容積を小さくすることができるので、装置全体をコンパクトにすることができる。その結果、湿式または乾式処理装置と組み合わせることができる。
【００１１】
本発明の好ましい態様は、前記原料ガスを基板の表面の一部に供給し、かつ前記原料ガスの供給口と該供給口に対向する基材との間隔を一定に維持しつつ、前記供給口および前記基材を相対的に移動させることで前記原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成し、前記供給口の開口面積を、基材の表面の面積以下とすることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、有機金属材料を気化させる材料気化部と前記供給口とが一体化したユニットを設け、前記ユニットと前記基材とを相対的に移動させることを特徴とする。
【００１２】
本発明の好ましい態様は、前記供給口から基材の表面までの距離が、該供給口の最小間口の６倍以下であることを特徴とする。
基材に対して良好な段差被覆性を確保するには、表面反応律速が支配的な領域で層形成プロセスを行うことが不可欠である（例えば、粟屋信義、「高集積化デバイス配線材料調査報告書２」、日本電子工業振興協会、１９９６、ｐ．１８７）。しかしながら、チャンバ内の有機金属材料のガス流れは、チャンバの形状やチャンバ内部の設置物、有機金属材料の化学反応に伴う消耗により乱れを生じる。したがって、チャンバ内には有機金属材料の濃度（分圧）分布が生じ、この濃度分布は基材上にも発生し得る。このため、基材の表面上の有機金属材料の濃度が低い部分では、供給（輸送）律速が支配的となり、層の厚さの均一性および良好な段差被覆性を確保するのが困難となる場合がある。
【００１３】
図１は、開口幅ａの噴射口Ｅから噴出される噴流Ｊの２次元自由噴流モデルを示す模式図である。図１に示すように、噴流Ｊは周囲の流体と激しく混ざり合って乱れを作り、噴流Ｊ自身の幅も広がっていく。噴射口Ｅの周囲は、噴射口Ｅから遠ざかるにつれ、外部からの乱れが噴流Ｊの中心線Ｘに向かって次第に浸透していくため、噴流Ｊの平均速度が全く衰えないくさび型の領域（ポテンシャルコア）Ｐが形成される。噴流Ｊの中心線Ｘに沿ったポテンシャルコアＰの長さは、噴射口Ｅの開口幅ａの６倍（＝６ａ）である。なお、ポテンシャルコアＰの周囲は混合領域と呼ばれる。
【００１４】
上述の説明は、噴射口Ｅが図２（ａ）に示すような直径ａの円形の場合だけでなく、図２（ｂ）に示すような短辺ａ、長辺ｂの長方形の場合にも当てはまる。すなわち、噴流Ｊの一様速度をＵ０、中心線Ｘ上の噴流Ｊの速度をｕｍ０、噴射口Ｅからの中心線Ｘに沿った距離をｘとすると、種々のｂ／ａに対するｕｍ０／Ｕ０とｘ／ａとの関係は、図３に示すグラフのようになる（Ｎ．ラジャラトナム、野村安正訳、噴流、森北出版株式会社、ｐ．１，２６８、１９８１）。図３からわかるように、ポテンシャルコア（ｕｍ０／Ｕ０＝１．００である領域）の長さは、ｂ／ａの値に関係なく、６ａである。
【００１５】
このように、噴射口から気化した有機金属材料を噴射する際に、噴射口から基材の表面までの距離を噴射口の最小間口の６倍以下とし、基材の表面をポテンシャルコア内に配置することで、噴出速度を衰えさせることなく、一様速度のガス流れを基材Ｗの表面に供給することができる。したがって、基材Ｗの表面上の有機金属材料の濃度は、噴射口における有機金属材料の濃度から低下することなく、一定になる。この結果、供給律速の状態を引き起こすことなく、反応律速の領域を確保した状態で層を形成することができ、層の厚さが均一で良好な段差被覆性を得ることを可能とする。なお、このとき基材の表面に供給される有機金属材料は粘性流領域となる流体である。
【００１６】
本発明の好ましい態様は、前記供給口の移動方向に対して後部に、前記供給口と隣接してヒータを配置し、該ヒータにより、層形成と同時に層のアニールを行い、層形成とアニールを２回以上繰り返すことを特徴とする。
一般に、有機金属材料より形成した金属層あるいは金属化合物層は、有機金属材料の化学反応により形成されるので、炭化水素や炭素といった分解物の生成が避けられない。このため、層の析出時に、これらの分解物が層中に取り込まれたり、付着した分解物で基材の表面が汚染されたりすることで、層質の悪化や基材に対する層の密着力の低下を招くおそれがある。また、層の密着性は、層を構成する物質の電子雲と、基材を構成する物質の電子雲との重なり易さという物質固有の性質にも左右される。
【００１７】
このような層質の悪化や基材に対する層の密着力の低下を防止するため、該層をヒータによりアニールする必要がある。ヒータとしては、出力および加熱時間を制御できる赤外ランプ炉や、出力および加熱時間を制御でき、局所加熱ができるレーザーなどを使用することができる。
【００１８】
このようなヒータを用いたアニール処理により、層内部に取り込まれた分解物は、層表面へ拡散し、そして層外へ放出され、層質が向上する。また、層や基材を構成する原子格子を熱振動させることで、層と基材との間に介在する分解物の有無にかかわらず、層と基材とを十分に近接させ、両者を接合し、さらには、その界面において、両者の原子の相互拡散や置換を起こさせ、高い密着強度を得ることができる。
【００１９】
一方で、このアニール処理において、余分な熱エネルギーを層に与えると、表面拡散が促進され、層自らが持つ表面エネルギーによって層の凝縮が起き、その凝縮が進行すると、層の厚さの不均一化や、層の分離が生じてしまう。このため、所望の厚さの層を一度に形成するのではなく、まず、所望の層の厚さよりも更に薄い膜を形成し、引き続き、噴射口に隣接したヒータでその薄膜をアニールする。このようにアニールする膜の厚さを薄くすると、膜の表面拡散での原子移動の絶対量が制限され、膜凝縮の進行が制限される。これと同時に、膜外に分解物が排出されるのに必要な時間を短縮することができ、良質および高密着性の膜を得ることができる。さらにこの層形成方法では、層形成とアニール処理の工程を繰り返し行うことで、良質かつ密着性の良い薄膜を積層し、最終的に、所望の厚さでかつ、良質および高密着性の層を基材上に形成することを可能とする。
【００２０】
なお、０．０１ＭＰａから常圧までは、基材の表面に供給される有機金属材料は粘性流領域となる流体である。この粘性流領域では、雰囲気の熱伝導度が分子流領域よりも高いので、アニール後における層の除熱が速やかに行われる。
【００２１】
本発明の好ましい態様は、基材に対向して含浸部材を配置し、液体である有機金属材料を前記含浸部材に含浸させ、前記含浸部材に含浸された有機金属材料を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記含浸部材は、多孔質材、不織布、および織布のうちの少なくとも１つであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記含浸部材の表面から基材の表面までの距離が１０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２２】
本発明の好ましい態様は、内部に空間を有する基材を用意し、前記空間に前記原料ガスを供給することで該原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成し、前記空間から前記原料ガスおよびその分解生成物を排出することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記原料ガスの供給および排出は、同軸二重構造の流路を用いて行われることを特徴とする。
【００２３】
本発明の好ましい態様は、材料供給部材上に有機金属材料の塗膜を形成し、該材料供給部材を基材に対向させて配置し、該材料供給部材上の有機金属材料の塗膜を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成し、基材と材料供給部材の間隔が３ｍｍ以下であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記材料供給部材上の有機金属材料の塗膜を、加熱された前記基材の表面からの伝熱または輻射熱により加熱し気化させることを特徴とする。
【００２４】
本発明の好ましい態様は、前記有機金属材料は、コバルト、タングステン、白金、アルミニウム、銅、モリブデン、マンガン、シリコンのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基材は、半導体ウェハ、セラミック、樹脂、および金属のうちの少なくとも１つであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基材の表面は、半導体、セラミック、樹脂、Ｒｕ、ＲｕＯ２、Ｃｕ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ｌｏｗ−ｋ材、Ｃｏ、Ｐ、ＣｏＰ、ＣｏＷＰ、Ｗ、ＷＳｉＣ、ＷＣ、Ｎｉ、およびＡｌのうち少なくとも１つの物質で形成されていることを特徴とする。
【００２５】
本発明の他の態様によれば、配線溝が形成された基板にバリアメタル層を形成する工程と、上記層形成方法で金属層または金属化合物層を前記バリアメタル層上に形成する工程と、前記金属層または前記金属化合物層をシード層として電解めっきを行って前記配線溝を銅で充填する工程と、前記銅の一部を化学的機械的研磨により除去する工程とを有する配線形成方法が提供される。
【００２６】
本発明の好ましい態様は、前記金属層または前記金属化合物層は、コバルトを主成分とする金属層であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記配線溝に充填された銅の表面に、コバルトを主成分とする金属層を無電解めっきにより選択的に形成する工程をさらに有することを特徴とする。
【００２７】
本発明の他の態様によれば、配線溝に充填された銅と、バリアメタル層と、前記銅と前記バリアメタル層との間に形成されたコバルトを主成分とする金属層と、前記銅の露出表面上に形成されたコバルトを主成分とする金属層とを有し、前記銅と前記バリアメタル層との間に形成された前記金属層は、上記層形成方法で形成されたコバルト層であり、前記銅の露出表面上に形成された前記金属層は、無電解めっきにより形成された金属層であることを特徴とする基板の配線構造が提供される。
【００２８】
本発明の他の態様によれば、０．０１Ｐａから常圧までの範囲における圧力下において固体または液体の有機金属材料を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成する材料気化部と、基材を保持する基材保持部と、前記基材の表面を、前記材料気化部により気化させた有機金属材料の分解温度よりも高い温度に加熱する基材加熱部と、前記原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成する材料供給部とを備え、前記材料供給部は、基材の表面の少なくとも一部を前記雰囲気に暴露させることで基材の表面に金属層または金属化合物層を形成することを特徴とする層形成装置が提供される。
【００２９】
本発明の好ましい態様は、前記材料供給部は前記原料ガスを基材の表面の一部に供給する供給口を備え、前記供給口と該供給口に対向する基材との間隔を一定に維持しつつ、前記供給口と前記基材とを相対的に移動させる移動機構を設け、前記供給口の開口面積は、基材の表面の面積以下であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記材料気化部と前記材料供給部は一体型のユニットであり、前記移動機構は前記ユニットと基材とを相対的に移動させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記供給口から基材の表面までの距離が、該供給口の最小間口の６倍以下であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記供給口の移動方向に対して後部に、前記供給口と隣接してヒータを配置したことを特徴とする。
【００３０】
本発明の好ましい態様は、前記材料供給部は、基材に対向して配置される含浸部材を有し、前記含浸部材には、液体である有機金属材料が含浸されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記含浸部材は、多孔質材、不織布、および織布のうちの少なくとも１つであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記含浸部材の表面から基材の表面までの距離が１０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００３１】
本発明の好ましい態様は、前記材料供給部は、前記基材内に形成された空間にシール材を介して接続され、該空間に原料ガスを供給するための材料供給流路を有し、さらに、前記空間にシール材を介して接続され、前記空間から原料ガスおよびその分解生成物を排出するための材料排出流路を有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記材料供給流路および前記材料排出流路は、同軸二重構造の流路であることを特徴とする。
【００３２】
本発明の好ましい態様は、前記材料供給部は、有機金属材料の塗膜が形成された材料供給部材であり、前記材料供給部材は基板に対向して配置され、基材と前記材料供給部材の間隔が３ｍｍ以下であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記材料供給部材上の有機金属材料の塗膜は、加熱された基材からの伝熱あるいは輻射熱により加熱され気化されることを特徴とする。
【００３３】
本発明の他の態様によれば、上記層形成装置と、上記層形成装置により金属層または金属化合物層が形成された基材に湿式処理を施す湿式処理ユニットとを備えたことを特徴とする基材処理装置が提供される。
本発明の好ましい態様は、前記湿式処理ユニットは、電解めっきユニット、無電解めっきユニット、化学的機械的研磨ユニット、電解エッチングユニット、電解研磨ユニット、化学エッチングユニット、および洗浄ユニットのうち少なくとも１つであることを特徴とする。
【００３４】
本発明の他の態様によれば、上記層形成装置と、上記層形成装置により金属層または金属化合物層が形成された基材に乾式処理を施す乾式処理ユニットとを備えたことを特徴とする基材処理装置が提供される。
本発明の好ましい態様は、前記乾式処理ユニットは、アニールユニット、ＣＶＤユニット、およびガスエッチングユニットのうち少なくとも１つであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、成膜スペースの小型化、有機金属材料の節約、基材と層の良好な密着性、層の厚さの均一化、層形成処理と湿式または乾式処理との単一装置内での連続処理を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について図４から図１９（ｂ）を参照して詳細に説明する。なお、図４から図１９（ｂ）において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００３７】
図４は、本発明の一実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。この層形成装置は、固体または液体である有機金属材料を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成し、原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成し、加熱された基材の表面を雰囲気に暴露させることで基材の表面に金属層または金属化合物層を形成するものである。
【００３８】
図４に示すように、この層形成装置は、基材Ｗを上向きにして保持する基材保持部（サセプタ）１００と、有機金属材料Ｍを加熱し気化させて該有機金属材料Ｍを含む原料ガスを生成する材料気化部１０８と、該材料気化部１０８に接続され、原料ガスを基材Ｗに供給する材料供給部１０９とを備えている。
【００３９】
基材保持部１００は、その上面に真空チャック機構（図示せず）を有しており、これにより基材Ｗが基材保持部１００の上面に保持されるようになっている。なお、真空チャック機構に代えて、静電力により基材Ｗを保持する静電チャック機構を設けてもよい。基材保持部１００は上下に移動可能となっており、基材Ｗの搬入および搬出時には下方に移動し、層形成時には上方に移動するようになっている。また、基材保持部１００の内部には、真空チャック機構により上面に吸着された基材Ｗを加熱する第１のヒータ（基材加熱部）１０４が埋設されている。このヒータ１０４に電流を流すことにより、基材Ｗは有機金属材料Ｍの分解温度よりも高い温度、例えば１５０℃に加熱される。基材Ｗの温度は使用する有機金属材料によって変わる。
【００４０】
チャンバ１３０には、不活性ガス供給源１３１からチャンバ１３０の内部に窒素やアルゴンなどの不活性ガスを導入するガス導入管１２１と、この不活性ガスを排出するガス排出管１２２とが接続されている。ガス排出管１２２は、流量制御バルブ１２５を介して真空ポンプ１２６に接続されている。チャンバ１３０の圧力は、不活性ガスの流量および流量調整バルブ１２５を調整することにより、例えば、常圧に設定される。
【００４１】
この層形成装置においては、有機金属材料Ｍとして、０．０１Ｐａから常圧までの範囲における圧力下において固体または液体の有機金属材料が選択される。例えば、有機金属材料Ｍとして有機コバルト（Ｃｏ）、有機タングステン（Ｗ）、有機白金（Ｐｔ）、有機アルミニウム（Ａｌ）、有機銅（Ｃｕ）、有機モリブデン（Ｍｏ）、有機マンガン（Ｍｎ）などの有機金属や、有機シリコン（Ｓｉ）、炭化水素、あるいはこれらの組み合わせを用いることが好ましい。一例としては、金属または半導体となる物質にアルキル、フェニル、ペンタジエニルまたはカルボニルなどが配位したものを有機金属材料Ｍとして用いることができる。有機金属材料Ｍは気化可能な温度に比べて分解温度が有意に高いことが好ましい。
【００４２】
材料気化部１０８は有機金属材料Ｍを加熱するヒータ（第２のヒータ）１１６を有しており、このヒータ１１６によって有機金属材料Ｍを加熱することにより該有機金属材料Ｍを気化させ、有機金属材料Ｍを含む原料ガスを生成する。例えば有機金属材料Ｍはヒータ１１６により７０℃に加熱される。このとき、気化した有機金属材料Ｍを基材Ｗまで運搬するために不活性ガスを材料気化部１０８内に導入してもよい。このようにして、材料気化部１０８は、気体の有機金属材料Ｍ、または不活性ガスと気体の有機金属材料Ｍとの混合気体、または微粉体状の有機金属材料Ｍであるエアロゾルなどからなる原料ガスを生成する。
【００４３】
材料気化部１０８は伸縮自在な流通管１１１を通じて材料供給部１０９に連通している。材料供給部１０９は、基材保持部１００に保持された基材Ｗの表面に対向するように配置されている。さらに、この材料供給部１０９は基材Ｗとほぼ同じ外寸を有し、基材Ｗの表面全体を覆う囲いのような形状を有している。材料気化部１０８で生成された原料ガスは流通管１１１を通じて基板Ｗの表面まで移送され、材料供給部１０９の中で滞留し、これにより原料ガスからなる局所的な雰囲気を基材Ｗの表面上に形成する。材料供給部１０９と基材Ｗの間には隙間があり、これにより、材料供給部１０９の内外の過剰な圧力差が解消される。
【００４４】
基材Ｗの表面は、材料供給部１０９の中に形成された局所的な原料ガス雰囲気に晒され、同時に基材Ｗの表面がヒータ１０４により加熱される。これにより、有機金属材料が熱分解し、基材Ｗの表面に金属層または金属化合物層が堆積する。
【００４５】
有機金属材料の種類によっては、熱分解反応時に金属酸化物ができるものがある。この理由から、本実施形態によって形成される層は、金属層に限らず、金属化合物層も含む。
【００４６】
成膜工程の間、不活性ガスはチャンバ１３０内を常に流れる状態に維持される。これにより、材料供給部１０９を介して供給された原料ガスが順次新しい原料ガスに置き換えられるとともに、チャンバ１３０内の温度がほぼ一定に保たれる。さらに、不活性ガスを供給することによって、チャンバ１３０内からＯ２を排除することができ、自然発火しやすい有機金属材料を用いた場合であっても、安全に成膜工程を実施することができる。
【００４７】
本実施形態によれば、チャンバ１３０が原料ガスで満たされるのではなく、基材Ｗの表面上の局所的な空間にのみ原料ガス雰囲気が形成されるので、成膜スペースが小さくでき、しかも原料ガスの使用量を少なくすることができる。
【００４８】
次に、本発明の他の実施形態について図５および図６を参照して説明する。図５は本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図であり、図６は図５の矢印VIで示される方向から見た模式図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成および動作は図４の構成および動作と同様であるので、その重複する説明を省略する。
【００４９】
図５および図６に示すように、材料供給部１１９は、基材Ｗの表面と平行に延びる往復移動機構１２７に取り付けられており、この往復移動機構１２７により、材料供給部１１９が基材Ｗの表面と平行に任意の速度で移動されるようになっている。材料供給部１１９の供給口１１９ａは矩形状であり、その移動方向における幅は移動方向に垂直な方向における幅よりも短くなっている。この長手方向の幅は、図６に示すように、基材Ｗの幅よりもやや大きい。
【００５０】
材料供給部１１９は、層形成前後には基材Ｗから離れて退避しており、層形成時は、基材保持部１００の上面に保持された基材Ｗの端から端まで水平方向に掃引する。このとき、材料供給部１１９の供給口１１９ａと基材Ｗの表面との距離は一定に維持される。上述したように、材料供給部１１９の供給口１１９ａは基材Ｗの表面よりも小さいため、原料ガスは基材Ｗの表面の一部にしか供給されないが、上述したように、材料供給部１１９は基材Ｗの表面と平行に移動するので、基材Ｗの所望の領域に原料ガスを供給することができる。なお、材料供給部１１９の供給口１１９ａと基材Ｗとは相対的に移動させればよく、基材Ｗを移動させることもできる。
【００５１】
図７および図８は本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図であり、図８は図７の矢印VIIIで示される方向から見た模式図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成および動作は図５の構成および動作と同様であるので、その重複する説明を省略する。
【００５２】
本実施形態の層形成装置では、材料気化部と材料供給部を一体化した材料気化供給ユニット１１０が使用される。この材料気化供給ユニット１１０には、有機金属材料（固体または液体）Ｍを溜める貯留部１１２と、貯留部１１２から徐々に流路が狭くなり下面に開口するスリット状の噴射口（供給口）１１４とが形成されている。また、材料気化供給ユニット１１０の内部には、有機金属材料Ｍを加熱し気化させる第２のヒータ１１６が内蔵されている。
【００５３】
材料気化供給ユニット１１０の内部には不活性ガス供給源１３３から窒素などの不活性ガス（キャリアガス）が導入されるようになっている。材料気化供給ユニット１１０は、その噴射口１１４が基材Ｗの表面に対向するように配置される。このような構成によれば、気体の有機金属材料が不活性ガスに運搬されて原料ガスとして噴射口１１４から基材Ｗに向けて噴射され、原料ガス雰囲気が基材Ｗの表面上に局所的に形成される。材料気化供給ユニット１１０全体の温度を均一にするために、材料気化供給ユニット１１０をアルミニウムなどの金属製恒温体とすることが望ましい。
【００５４】
材料気化供給ユニット１１０は、基材Ｗの表面と平行に延びる往復移動機構１２７に取り付けられており、この往復移動機構１２７により、材料気化供給ユニット１１０が基材Ｗの表面と平行に任意の速度で移動されるようになっている。材料気化供給ユニット１１０の噴射口１１４の長手方向の幅は、基材Ｗの幅よりもやや大きく形成されている。
【００５５】
材料気化供給ユニット１１０は、層形成前後には基材Ｗから離れて退避しており、層形成時は、基材保持部１００の上面に保持された基材Ｗの端から端まで水平方向に掃引する。このとき、材料気化供給ユニット１１０の噴射口１１４と基材Ｗの表面との距離は一定に維持される。上述したように、材料気化供給ユニット１１０の噴射口１１４は基材Ｗの表面よりも小さいため、原料ガスは基材Ｗの表面の一部にしか供給されないが、上述したように、材料気化供給ユニット１１０は基材Ｗの表面と平行に移動するので、基材Ｗの所望の領域に原料ガスを供給することができる。なお、材料気化供給ユニット１１０の噴射口１１４と基材Ｗとは相対的に移動させればよく、基材Ｗを移動させることもできる。
【００５６】
本実施形態においても、基材保持部１００は上下移動が可能であり、基材Ｗと噴射口１１４との間隔を調整できる。そのため、噴射口１１４から基材Ｗの表面までの距離が、該噴射口１１４の最小間口の６倍以下となるように調整し（図１参照）、層形成することが可能である。
【００５７】
図９は本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。図９に示すように、この層形成装置は、図７および図８に示す層形成装置と基本的に同一の構成を有しているが、材料気化供給ユニット１１０に隣接して第３のヒータ１２９が設けられている点で、上述した層形成装置と異なっている。
【００５８】
本実施形態では、材料気化供給ユニット１１０およびヒータ１２９は、基材Ｗの表面と平行に延びる往復移動機構１２７に取り付けられており、この往復移動機構１２７により、材料気化供給ユニット１１０およびヒータ１２９が基材Ｗの表面と平行に任意の速度で移動されるようになっている。ヒータ１２９は、材料気化供給ユニット１１０の進行方向に対して後方に配置されており、その長手方向の幅は材料気化供給ユニット１１０の長手方向の幅とほぼ同一である。
【００５９】
層形成時には、材料気化供給ユニット１１０が図９の矢印で示す方向に移動され、基材Ｗの表面に有機金属材料Ｍを含む原料ガスを噴射する。ヒータ１２９は、材料気化供給ユニット１１０から基材Ｗの表面に噴射された有機金属材料Ｍを加熱し、アニールする。このように、ヒータ１２９により、層形成と同時に、層のアニールを行い、かつ層形成とアニールの工程を２回以上繰り返すことにより、所望する厚さの層が得られる。なお、本実施形態では、材料気化供給ユニット１１０およびヒータ１２９を移動させているが、材料気化供給ユニット１１０の噴射口１１４と基材Ｗとを相対的に移動させればよく、基材Ｗを移動させることもできる。
【００６０】
図１０は本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。図１０に示すように、この層形成装置は、基材Ｗを上向きにして保持する基材保持部４００と、有機金属材料の塗膜を付着させた材料供給部材Ｘを下向きにして保持する材料供給部材保持部４０２と、材料供給部材Ｘに有機金属材料を塗布して塗膜を形成するスピンコータ４０４と、基材Ｗおよび材料供給部材Ｘを搬送するロボット（図示せず）とを備えている。基材保持部４００および材料供給部材保持部４０２はチャンバ４１０の内部に収容されており、スピンコータ４０４はチャンバ４１１の内部に収容されている。チャンバ４１０はチャンバ４１１の上に載置されており、装置全体としてコンパクト化が図られている。なお、チャンバ４１１をチャンバ４１０の上に載置してもよい。
【００６１】
材料供給部材保持部４０２は、常温において固体または液体の有機金属材料を気化させて原料ガスを生成する材料気化部としての機能を有し、有機金属材料が塗布された材料供給部材Ｘは、原料ガスからなる雰囲気を基材Ｗの表面上に局所的に形成し、基材Ｗの表面を該原料ガス雰囲気に暴露させて基材Ｗの表面に金属層または金属化合物層を形成する材料供給部としての機能を有する。
【００６２】
基材保持部４００は、その上面に真空チャック機構（図示せず）を有しており、この真空チャック機構により基材Ｗが基材保持部４００の上面に保持されるようになっている。また、基材保持部４００の内部には基材Ｗを加熱する第１のヒータ４１４が埋設されている。基材Ｗはヒータ４１４によって例えば１５０℃に加熱される。本実施形態における基材保持部４００は回転可能に構成されている。
【００６３】
材料供給部材保持部４０２は、その下面に真空チャック機構（図示せず）を有しており、この真空チャック機構により有機金属材料が塗布された材料供給部材Ｘが材料供給部材保持部４０２の下面に保持されるようになっている。また、材料供給部材保持部４０２の内部には材料供給部材Ｘを加熱する第２のヒータ４１８が埋設されている。材料供給部材Ｘはヒータ４１８によって例えば７０℃に加熱され、これにより材料供給部材Ｘに塗布された有機金属材料が気化するようになっている。なお、ヒータ４１４により加熱された基材Ｗの表面からの伝熱または輻射熱により材料供給部材Ｘ上の有機金属材料の塗膜を気化させてもよい。
【００６４】
スピンコータ４０４は、材料供給部材Ｘを保持して回転させる保持部４２０と、材料供給部材Ｘの上面に有機金属材料を供給するノズル４２２と、有機金属材料を貯留する貯留部４２３と、保持部４２０の周囲を覆うカバー４２４とを備えている。
【００６５】
チャンバ４１０には、不活性ガス供給源４３０からチャンバ４１０の内部に窒素やアルゴンなどの不活性ガスを導入するガス導入管４３３と、この不活性ガスを排出するガス排出管４３４とが接続されている。ガス排出管４３４は、流量制御バルブ４３５を介して真空ポンプ４３６に接続されている。チャンバ４１０の圧力は、不活性ガス供給源４３０から導入される不活性ガスの流量および流量制御バルブ４３５を調整することにより、所望の圧力に維持できるようになっている。例えば、チャンバ４１０内の圧力は常圧に設定される。チャンバ４１１には、同様に不活性ガス供給源、流量制御バルブ、真空ポンプ（いずれも図示せず）が接続され、チャンバ４１１の内部に窒素やアルゴンなどの不活性ガスの流れが形成されている。
【００６６】
この層形成装置においては、まず、基材Ｗを基材保持部４００の上面に吸着した後、ロボットにより材料供給部材Ｘをスピンコータ４０４に搬送する。スピンコータ４０４では、保持部４２０により材料供給部材Ｘを回転させつつ、ノズル４２２から有機金属材料を供給することで、材料供給部材Ｘの表面全体に有機金属材料を均一に塗布する。
【００６７】
有機金属材料が塗布された材料供給部材Ｘは、ロボットによりチャンバ４１１からチャンバ４１０に搬送される。そして、材料供給部材保持部４０２が下降して、その下面に材料供給部材Ｘが保持される。材料供給部材Ｘは、材料供給部材保持部４０２により基材Ｗに対向して保持される。基材Ｗと材料供給部材Ｘの間隔は３ｍｍ以下であり、好ましくは、基材Ｗと材料供給部材Ｘの間隔は、０．５〜１ｍｍに設定される。
【００６８】
材料供給部材保持部４０２はヒータ４１８によって予め加熱されている。このヒータ４１８によって材料供給部材Ｘが加熱されると、材料供給部材Ｘ上の塗膜から有機金属材料が気化し、気体状の有機金属材料（原料ガス）からなる雰囲気が基材Ｗの表面上、すなわち、基材Ｗと材料供給部材Ｘとの間に局所的に形成される。したがって、基材Ｗの表面が原料ガスに暴露され、基材Ｗの表面に金属層または金属化合物層が形成される。
【００６９】
ヒータ４１８の加熱温度は、有機金属材料が気化しうる温度であって、有機金属材料の分解温度以下の温度であることが好ましい。また、有機金属材料の気化がほぼ均一に行われるようにするため、材料供給部材Ｘの表面がほぼ均一に加熱されることが好ましい。また、材料供給部材Ｘの表面温度は基材Ｗの表面温度よりも低いことが好ましい。すなわち、ヒータ４１８による有機金属材料の加熱温度は、ヒータ４１４による基材Ｗの加熱温度よりも低いことが好ましい。さらに、層形成中に、基材保持部４００のヒータ４１４により基材Ｗを加熱し、層が均一に形成されるように基材Ｗの温度を調整することが好ましく、さらに、層形成工程中は、基材保持部４００を回転させることが好ましい。
【００７０】
図１１は本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。この層形成装置は、液体の有機金属材料を含浸部材に含浸させ、かつ、該含浸部材の表面に有機金属材料を常時保持することで、原料ガスの雰囲気を基材の表面上に局所的に形成し、基材の表面を原料ガス雰囲気に暴露することで層形成するものである。
【００７１】
図１１に示すように、この層形成装置は、基材Ｗを上向きにして保持する基材保持部（サセプタ）６００と、有機金属材料Ｍを気化させこれを基材保持部６００に保持された基材Ｗの表面に供給する材料気化供給ユニット６１０とを備えている。基材保持部６００および材料気化供給ユニット６１０は、チャンバ６３０の内部に収容されており、チャンバ６３０により外部から隔離されている。
【００７２】
材料気化供給ユニット６１０は、常温において液体の有機金属材料を気化させて原料ガスを生成する材料気化部としての機能と、原料ガスからなる雰囲気を基材Ｗの表面上に局所的に形成し、基材Ｗの表面を原料ガス雰囲気に暴露させて基材Ｗの表面に金属層または金属化合物層を形成する材料供給部としての機能とを有する。
【００７３】
基材保持部６００は、その上面に静電チャック機構（図示せず）を有しており、この静電チャック機構の静電力により基材Ｗが基材保持部６００の上面に保持されるようになっている。また、基材保持部６００の内部には、上面に保持された基材Ｗを加熱する第１のヒータ（基材加熱部）６０４が埋設されている。このヒータ６０４に電流を流すことにより、基材Ｗは有機金属材料Ｍの分解温度よりも高い温度、例えば１５０℃に加熱される。基材Ｗの温度は使用する有機金属材料によって変わる。
【００７４】
チャンバ６３０には、不活性ガス供給源６３１からチャンバ６３０の内部に窒素やアルゴンなどの不活性ガスを導入するガス導入管６３２と、この不活性ガスを排出するガス排出管６３４とが接続されている。ガス排出管６３４は、流量制御バルブ６３５を介して真空ポンプ６３６に接続されている。チャンバ６３０の圧力は、不活性ガス供給源６３１から導入される不活性ガスの流量および流量制御バルブ６３５を調整することにより、所望の圧力に維持できるようになっている。例えば、チャンバ６３０内の圧力は常圧に設定される。
【００７５】
材料気化供給ユニット６１０の内部には、有機金属材料Ｍを溜める貯留部６１２が形成されている。この貯留部６１２は、有機金属材料Ｍを液状化させて保持できるように恒温室となっており、貯留部６１２には液状化した有機金属材料Ｍが充填されている。この貯留部６１２の下方には、貯留部６１２内の液体の有機金属材料Ｍを含浸させる含浸部材６１３が配置されており、この含浸部材６１３は開口部６１２ａにより貯留部６１２に連通されている。含浸部材６１３の下面は、外部に露出しており、基材保持部６００に載置された基材Ｗに対向している。含浸部材６１３としては、多孔質材、不織布、または織布を用いることが好ましい。
【００７６】
このような構成により、貯留部６１２内の液状化した有機金属材料Ｍは、毛細管現象により含浸部材６１３に常時含浸される。含浸部材６１３の下面では、加熱された基材Ｗの表面からの熱により有機金属材料Ｍが気化し、気化した有機金属材料Ｍからなる雰囲気（原料ガス雰囲気）が基材Ｗの表面上に局所的に形成される。したがって、基材Ｗの表面が原料ガス雰囲気に暴露され、これにより基材Ｗの表面上に金属層または金属化合物層が形成される。このような含浸部材６１３を用いることにより、有機金属材料Ｍを安定して基材Ｗの表面に供給することができる。なお、含浸部材６１３の表面から基材Ｗの表面までの距離を１０ｍｍ以下に設定することが好ましく、さらには３ｍｍ以下に設定することが好ましい。これらの数値は、局所的な原料ガス雰囲気を基材Ｗの表面上に形成する観点から決定される。含浸部材６１３に含浸された有機金属材料Ｍを加熱するためのヒータを該含浸部材６１３に隣接して設けてもよい。
【００７７】
図１２は本実施形態の他の構成例を示す模式図である。図１２に示すように、この層形成装置は、図１１に示す層形成装置と基本的に同一の構成を有しているが、基材Ｗ、基材保持部６００、および含浸部材６１３が垂直に配置されている点で、図１１に示す層形成装置と異なっている。このように、材料気化供給ユニット６１０に含浸部材６１３を用いることにより、含浸部材６１３の設置角度を変更しても、有機金属材料Ｍの漏出を抑制することができるので、基材Ｗおよび基材保持部６００の設置角度を任意の値に設定することが可能となり、設計の自由度が増す。
【００７８】
図１３は本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。この層形成装置は、基材内の空間に、原料ガス（気体の有機金属材料、または不活性ガスと気体の有機金属材料との混合気体、または微粉体状の有機金属材料であるエアロゾル）を供給し、上記空間を形成する表面上に金属層または金属化合物層を形成するものである。
【００７９】
図１３に示すように、この層形成装置は、基材Ｗを保持する基材保持部（サセプタ）７００と、有機金属材料を加熱し気化させて原料ガスを生成する材料気化部７１２と、原料ガスを基材Ｗ内の空間Ｓに供給する材料供給管（材料供給流路）７１４と、空間Ｓから原料ガスなどを排出する材料排出管（材料排出流路）７１８とを備えている。本実施形態では、チャンバおよび不活性ガス供給源は設けられていない。
【００８０】
基材保持部７００の内部には、基材Ｗを加熱する第１のヒータ（基材加熱部）７０４が埋設されている。このヒータ７０４に電流を流すことにより、基材Ｗは有機金属材料の分解温度よりも高い温度、例えば１５０℃に加熱される。基材Ｗの温度は使用する有機金属材料によって変わる。
【００８１】
材料供給管７１４は基材Ｗ内の空間Ｓに接続されており、基材Ｗと材料供給管７１４との間はＯリングなどのシール材７１６によってシールされている。材料排出管７１８は材料供給管７１４の反対側で空間Ｓに接続されており、基材Ｗと材料排出管７１８との間はＯリングなどのシール材７２０によってシールされている。この材料排出管７１８は真空ポンプ７２２に連通しており、材料排出管７１８を通じて空間Ｓから原料ガスおよびその分解生成物が真空ポンプ７２２によって排気される。真空ポンプ７２２の上流側には流量調整バルブ７２４が配置されている。
【００８２】
このような構成において、真空ポンプ７２２の駆動により、材料排出管７１８を通じて基材Ｗ内の空間Ｓが真空排気され、材料気化部７１２から原料ガスが材料供給管７１４を通じて基材Ｗ内の空間Ｓに導入される。これにより、空間Ｓ内に原料ガス雰囲気が形成され、この空間Ｓを形成する表面上に金属層または金属化合物層が形成される。層形成時においては、ヒータ７０４により基材Ｗを加熱し、層が均一に形成されるように基材Ｗの温度を調整することが好ましい。
【００８３】
本実施形態における層形成装置は、複雑な形状を有する基材の表面に層を形成するのに好適である。例えば、円筒状基材の内周面といった湾曲している表面に層形成が必要な場合にも、層形成条件の最適化を行うことが容易であり、画一化することができる。すなわち、層を形成したい部分上にのみ（本実施形態では、空間Ｓを形成する表面上にのみ）、局所的に原料ガス雰囲気を形成することができるため、層形成条件を最適化する上で、外部の雰囲気を考慮する必要がなくなり、反応律速領域での層形成が容易になる。
【００８４】
図１４は本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１３に示す層形成装置の構成および動作と同様であるので、その重複する説明を省略する。
【００８５】
この層形成装置は、図１４に示すように、基材Ｗの内部に形成された凹部空間Ｓの内面に層を形成するものである。より詳しくは、層形成装置は、材料気化部７１２に接続される材料供給流路としての材料供給管８１４と、真空ポンプ７２２に接続される材料排出流路としての材料排出管８１８とを有している。材料供給管８１４および材料排出管８１８は二重管により構成されており、外管としての材料排出管８１８と基材Ｗとの間には、Ｏリングなどのシール材８１６が設けられている。内管としての材料供給管８１４は、基材Ｗ内部の凹部空間Ｓに挿入されている。このような層形成装置によれば、多様で複雑な形状を有する基材の表面に層を形成することができる。
【００８６】
なお、本実施形態では、材料供給管８１４を内管とし、材料排出管８１８を外管とする二重管の例について説明したが、これに限られるものではなく、材料供給管８１４を外管とし、材料排出管８１８を内管とする二重管を用いてもよい。
【００８７】
ここで、上述した各実施形態における基材としては、例えば、半導体ウェハ、セラミック、樹脂、または金属などを用いることができ、本発明に係る層形成装置は、半導体や微小電気機械システム（ＭＥＭＳ：Microelectromechanical Systems）、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Flat Panel Display）などの製造に用いることができる。以下では、基材としての半導体基板（半導体ウェハ）の表面に金属層または金属化合物層を形成するために上述した層形成装置を利用する場合について図１５から図１９（ｂ）を参照して説明する。なお、図１５から図１９（ｂ）において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００８８】
図１５は、本発明に係る層形成装置を備えた基材処理装置１を示す平面図である。図１５に示すように、この基材処理装置１は、微細な凹凸構造を有する半導体ウェハ（基板）などの基材の表面に金属層または金属化合物層を形成する層形成ユニット１０と、層形成後の基材に電解めっき処理を行う４台の電解めっきユニット２０と、電解めっき後の基材をエッチング、洗浄、乾燥する２台のエッチング・洗浄ユニット３０とを備えている。これらのユニットは、矩形状のフレーム４０内に収容されている。フレーム４０の長手方向の端部には、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing Interface）ポッドやＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）などの多数の基材を収納可能な基材搬送容器４２が着脱自在に取り付けられている。なお、フレーム４０の外部には、めっき液などの薬液を管理する薬液管理部４４が設置されている。
【００８９】
フレーム４０の内部には、基材搬送容器４２の並びに沿ってレール５０が敷設されており、このレール５０上には第１搬送ロボット６０が設けられている。また、電解めっきユニット２０とエッチング・洗浄ユニット３０の並びに沿ってレール５２が敷設されており、このレール５２上には第２搬送ロボット６２が設けられている。さらに、第１搬送ロボット６０と第２搬送ロボット６２との間の層形成装置に隣接した位置には、第３搬送ロボット６４が設けられている。
【００９０】
第１搬送ロボット６０は、基材搬送容器４２、第３搬送ロボット６４、および層形成ユニット１０の間で基材を搬送し、第３搬送ロボット６４は、層形成ユニット１０および第２搬送ロボット６２の間で基材を搬送する。また、第２搬送ロボット６２は、第３搬送ロボット６４、電解めっきユニット２０、およびエッチング・洗浄ユニット３０の間で基材を搬送する。
【００９１】
基材搬送容器４により基材処理装置１に導入された基材は、第１搬送ロボット６０により層形成ユニット１０に搬送される。この層形成ユニット１０では、上述したように、有機金属材料の気化による層の形成がなされる。その後、基材は、第３搬送ロボット６４および第２搬送ロボット６２により電解めっきユニット２０に搬送され、ここでめっきされる。めっき後の基材は、第２搬送ロボット６２によりエッチング・洗浄ユニット３０に搬送され、ここで基材のエッジ（ベベル）部に付着しためっき膜のエッチングと基材の洗浄および乾燥が行われる。
【００９２】
層形成ユニット１０としては上述した各実施形態の層形成装置を用いることができる。この例では、層形成ユニット１０として、図７に示す層形成装置と実質的に同一の構成を有するものが使用されている。以下、この層形成ユニット１０について図１６を参照して説明する。
【００９３】
図１６は、図１５に示す層形成ユニット１０を示す模式図である。この層形成ユニット１０は、蒸気圧が大気圧以下の有機金属材料を用いて、この有機金属材料中に含まれる物質からなる層を基材の表面に形成するものである。図１６に示すように、層形成ユニット１０は、基材Ｗを上向きにして保持する基材保持部１００と、有機金属材料を気化させこれを基材保持部１００に保持された基材Ｗの表面に向けて噴射する材料気化供給ユニット１１０と、第１ロボット６０から層形成ユニット１０に導入された基材Ｗを支持する複数本のピン１２０とを備えている。基材保持部１００、材料気化供給ユニット１１０、およびピン１２０は、チャンバ１３０の内部に収容されており、チャンバ１３０により外部から隔離されている。
【００９４】
基材保持部１００は、その上面に真空チャック機構１０２を有しており、この真空チャック機構１０２により基材Ｗが基材保持部１００の上面に保持されるようになっている。また、基材保持部１００の内部には、真空チャック機構１０２により上面に吸着された基材Ｗを加熱するヒータ１０４が埋設されている。基材Ｗはヒータ１０４によって有機金属材料Ｍの分解温度よりも高い温度、例えば１５０℃に加熱される。基材Ｗの温度は使用する有機金属材料によって変わるが、好ましくは１２０℃以上、３００℃以下である。本実施形態における基材保持部１００は、ピン１２０に支持された基材Ｗの下方の位置と、材料気化供給ユニット１１０の近傍の位置との間を上下に移動するように構成されている。
【００９５】
図１６に示すように、材料気化供給ユニット１１０には、有機金属材料（固体または液体）Ｍを溜める貯留部１１２と、貯留部１１２から徐々に流路が狭くなり下面に開口する噴射口１１４とが形成されている。また、材料気化供給ユニット１１０の内部には、有機金属材料Ｍを加熱するヒータ１１６が設けられている。材料気化供給ユニット１１０の内部には窒素などの不活性ガスが導入される。
【００９６】
有機金属材料Ｍはヒータ１１６によって有機金属材料Ｍが気化可能な温度、例えば７０℃に加熱され、これにより気化するようになっている。この温度は、気化した有機金属材料Ｍを基材表面に制御可能に供給できる温度であることが好ましく、有機金属材料の沸騰温度以下であることが望ましい。本実施形態における材料気化供給ユニット１１０は、基材保持部１００の上面に保持された基材Ｗの端から端まで水平方向に移動可能に構成されている。
【００９７】
また、チャンバ１３０の下部には、チャンバ１３０の内部に窒素やアルゴンなどの不活性ガスを導入するガス導入ポート１３２が設けられており、チャンバ１３０の上部には、この不活性ガスを排出するガス排出ポート１３４が設けられている。
【００９８】
層形成ユニット１０のチャンバ１３０内に導入された基材Ｗは、ピン１２０の上部に載置される。そして、下方に位置していた基材保持部１００が上昇することにより、ピン１２０から基材保持部１００に基材Ｗが受け渡され、真空チャック機構１０２により基材保持部１００の上面に基材Ｗが吸着される。
【００９９】
基材Ｗを保持した基材保持部１００は材料気化供給ユニット１１０の近傍まで上昇を続ける。基材保持部１００の上昇が完了した後、材料気化供給ユニット１１０のヒータ１１６によって貯留部１１２内の有機金属材料Ｍを加熱し気化させる。気化した有機金属材料Ｍは材料気化供給ユニット１１０の噴射孔１１４から基材Ｗの上面に噴射され、これにより、基材Ｗの上面には、金属層または金属化合物層が形成される。このとき、基材保持部１００のヒータ１０４により基材Ｗを加熱し、層が均一に形成されるように基材Ｗの温度を調整することが好ましい。成膜工程中は、基材Ｗの全面にわたって層が形成されるように、材料気化供給ユニット１１０を水平方向に移動させる。なお、有機金属材料の蒸気を基材Ｗに均一に供給するために、材料気化供給ユニット１１０から基材Ｗに向かうガス流れを形成し、整流板を介してこのガス流れを基材Ｗに供給してもよい。
【０１００】
基材Ｗを層形成ユニット１０から搬出する際は、例えば真空到達度が０．０１Ｐａ程度の真空ポンプを用いてガス排出ポート１３４を介してチャンバ１３０内を排気し、成膜に使用した有機金属材料Ｍの蒸気を排出し、次にガス導入ポート１３２を介して乾燥窒素などの不活性ガスをチャンバ１３０内に導入した後、成膜後の基材Ｗを層形成ユニット１０から搬出してもよい。あるいは、層形成ユニット１０にロードロックを設置して、このロードロックを通して基材Ｗを搬出してもよい。
【０１０１】
図１７は、図１５に示す電解めっきユニット２０を示す模式図である。図１７に示すように、電解めっきユニットは、上方に開口し内部にめっき液２００を保持する円筒状のめっき槽２０２と、基材Ｗを着脱自在に下向きに保持して、めっき槽２０２の上端開口部を塞ぐ位置に基材Ｗを配置するヘッド部２０４とを備えている。めっき槽２０２の内部にはめっき液２００中に浸漬されて陽極電極となる平板状のアノード２０６が水平に配置され、基材Ｗの周縁部はヘッド部２０４に設けられた電極接点を介して陰極電極と導通されている。なお、このアノード２０６は、多孔質材料または網目を形成する材料で構成されている。
【０１０２】
めっき槽２０２の底部中央には、上方に向けためっき液の噴流を形成するめっき液噴射管２０８が接続され、めっき槽２０２の上部外側には、めっき液受け２１０が配置されている。めっき液噴射管２０８は、めっき液調整タンク２１２から延びポンプ２１４とフィルタ２１６が設けられためっき液供給管２１８に接続されている。また、上記めっき液調整タンク２１２は、めっき液受け２１０から延びるめっき液戻り管２２０に接続される。
【０１０３】
このようなめっき装置において、基材Ｗをヘッド部２０４で下向きに保持して、基材Ｗをめっき槽２０２の上部からめっき液２００に浸漬する。そして、アノード（陽極電極）２０６と基材（陰極電極）Ｗの間に所定の電圧を印加しつつ、めっき液調整タンク２１２内のめっき液をポンプ２１４によりめっき槽２０２の底部から上方に噴出させて、基材Ｗの下面に垂直にめっき液２００の噴流を当てる。このようにアノード２０６と基材Ｗの間にめっき電流を流して、基材Ｗの下面にめっき膜を形成するようにしている。このとき、めっき槽２０２をオーバーフローしためっき液２００は、めっき液受け２１０で回収されてめっき液調整タンク２１２内に流入する。
【０１０４】
この基材処理装置は、以下のようなプロセスを行う場合に特に有効である。まず、図１８（ａ）に示すように、ＳｉＯ２やｌｏｗ−ｋ材からなる基材Ｗの層間絶縁膜３００に配線溝３１０を形成し、層間絶縁膜３００の表面にスパッタリングなどによりＴａからなるバリアメタル層３２０を形成する。このバリアメタル層３２０が形成された基材Ｗを上述した基材処理装置１の層形成ユニット１０に導入する。層形成ユニット１０では、有機Ｃｏを気化させ、Ｃｏをバリアメタル層３２０に付着させる。これにより、図１８（ｂ）に示すように、バリアメタル層３２０の表面に均一にＣｏ層３３０が形成される。
【０１０５】
次に、基材Ｗを上述した基材処理装置１の電解めっきユニット２０に導入し、Ｃｏ層３３０をシード層として電解めっきを行い、図１８（ｃ）に示すように、Ｃｏ層３３０の表面に銅膜３４０を成膜する。これにより、配線溝３１０には銅膜３４０が充填される。配線溝３１０に銅膜３４０が充填された基材Ｗは基材処理装置１からＣＭＰ装置に搬送される。このＣＭＰ装置では、図１９（ａ）に示すように、層間絶縁膜３００の表面が露出するまで余分な銅膜３４０が化学的機械的研磨により除去される。その後、基材ＷはＣＭＰ装置から無電解めっき装置に搬送される。この無電解めっき装置においては無電解ＣｏＷＰめっきが行われ、図１９（ｂ）に示すように、配線溝３１０に充填された銅膜３４０の表面に選択的にＣｏＷＰ層３５０が成膜される。
【０１０６】
このようにして形成された配線構造によれば、配線溝３１０に充填された銅膜３４０とバリアメタル層３２０との間にはＣｏ層３３０が形成され、配線溝３１０に充填された銅膜３４０の表面にはＣｏＷＰ層３５０が形成される。したがって、配線溝３１０に充填された銅膜３４０が、同種の金属であるＣｏ層３３０とＣｏＷＰ層（すなわちＣｏを主成分とする金属層）３５０で覆われることとなり、Ｃｏ層３３０とＣｏＷＰ層３５０との間の界面の信頼性や銅に対する密着性を向上させることができる。この結果、銅の拡散に対する信頼性を向上させることができる。
【０１０７】
ここで、層形成ユニット１０において用いる有機金属材料は気化可能な温度に比べて分解温度が有意に高いことが好ましい。このような材料を用いることで、大気圧下で有機金属材料を気化させることが可能となり、層形成ユニットを電解めっきユニットのような湿式処理ユニットと組み合わせてユニット化することが可能となる。したがって、層形成ユニットと湿式処理ユニットとを１つの基材処理装置内に配置することが可能となり、装置の簡素化および省スペース化を実現することができる。また、１つの装置内に層形成ユニットと湿式処理ユニットとを配置することができるので、層形成処理と湿式処理との間の時間を短縮することができ、またその時間管理も容易となる。
【０１０８】
なお、ここでは基材処理装置１と別にＣＭＰ装置や無電解めっき装置を設けた例について述べたが、これらのＣＭＰ装置や無電解めっき装置を基材処理装置１に組み込んでもよい。また、基材処理装置１の層形成ユニット１０において、Ｃｏ／Ｓｉを基材Ｗの表面に蒸着させ、熱処理を加えてシリサイド化させてシード層を形成してもよい。また、基材処理装置１の層形成ユニット１０により、Ｒｕからなるバリアメタル層の表面に薄くＣｏを蒸着させて、電解めっきユニット２０での電解銅めっきの膜成長を促進させてもよい。また、層形成ユニット１０に導入する基材の表面には、半導体、セラミック、樹脂、Ｒｕ、ＲｕＯ２、Ｃｕ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ｌｏｗ−ｋ材、Ｃｏ、Ｐ、ＣｏＰ、ＣｏＷＰ、Ｗ、ＷＳｉＣ、ＷＣ、Ｎｉ、およびＡｌのうち少なくとも１つからなる層が形成されていることが好ましい。
【０１０９】
上述した実施形態では、層形成ユニットを電解めっきユニットと組み合わせた例について説明したが、層形成ユニットと組み合わせる湿式処理ユニットは電解めっきユニットに限られない。例えば、湿式処理ユニットとして、無電解めっきユニット、化学的機械的研磨ユニット、電解エッチングユニット、電解研磨ユニット、化学エッチングユニット、または洗浄ユニットなどを用いることができる。また、層形成ユニットをアニールユニット、ＣＶＤユニット、ガスエッチングユニットなどの乾式処理ユニットと組み合わせて、層形成ユニットにより金属層または金属化合物層が形成された基材に乾式処理を施してもよい。
【０１１０】
また、複数の層形成ユニットを設け、各層形成ユニットにおいて異なる物質からなる金属層または金属化合物層を形成するようにしてもよい。また、１つの層形成ユニット内でユニット内のガスや有機金属材料を交換することにより複数回の層形成を行い、複数の物質からなる金属層または金属化合物層を形成するようにしてもよい。層形成ユニットにおける層形成処理後の基材の洗浄としては、ロール洗浄やペンシル洗浄などの接触洗浄、超音波液体洗浄やＩＰＡ洗浄などの非接触洗浄などが考えられる。さらに、この基材の洗浄後に基材を乾燥させてもよい。
【０１１１】
また、基材に形成する物質に応じて有機金属材料の加熱目標温度と、これに対応する基材の加熱目標温度との関係を予めデータベースとして記憶装置に格納しておいてもよい。この場合には、例えば、基材の温度とヒータの加熱温度を測定するセンサを設け、これらのセンサからの温度信号に基づいて上記データベースを参照して加熱目標温度を取得し、取得された加熱目標温度に応じてヒータを制御して、基材の温度と有機金属材料の温度を適切な温度範囲内にしてもよい。
【０１１２】
また、層形成処理を含む基材の処理工程の処理レシピは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記録されており、必要に応じて読み出されるようになっている。また、この処理レシピは、処理する基材の種類や形成する物質によりデータベース化されており、これらのデータベースが上記記録媒体に記録されている。
【０１１３】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】噴射口から噴出された噴流の２次元自由噴流モデルを示す模式図である。
【図２】図２（ａ）および図２（ｂ）は図１の噴射口の形状の例を示す図である。
【図３】長方形の噴射口から噴出される噴流の速度減衰を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。
【図６】図５の矢印VIで示される方向から見た模式図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。
【図８】図７の矢印VIIIで示される方向から見た模式図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。
【図１２】本実施形態の他の構成例を示す模式図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。
【図１４】本発明の他の実施形態に係る層形成装置を示す模式図である。
【図１５】本発明に係る層形成装置（層形成ユニット）を備えた基材処理装置を示す平面図である。
【図１６】図１５に示す層形成ユニットを示す模式図である。
【図１７】図１５に示す電解めっきユニットを示す模式図である。
【図１８】図１８（ａ）から図１８（ｃ）は図１５に示す基材処理装置を用いたプロセスを示す模式図である。
【図１９】図１９（ａ）および図１９（ｂ）は図１５に示す基材処理装置を用いたプロセスを示す模式図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１ 基材処理装置
１０ 層形成ユニット（層形成装置）
２０ 電解めっきユニット
３０ エッチング・洗浄ユニット
４０ フレーム
４２ 基材搬送容器
６０，６２，６４ 搬送ロボット
１００，４００，６００，７００ 基材保持部
１０４，１１６，１２９，４１４，４１８，６０４，７０４ ヒータ
１０８，７１２ 材料気化部
１０９，１１９ 材料供給部
１１０，６１０ 材料気化供給ユニット
１１１ 流通管
１１２，４２３，６１２ 貯留部
１１４ 噴射口
１２７ 往復移動機構
１３１，１３３，６３１ 不活性ガス供給源
１３０，４１０，４１１，６３０ チャンバ
１３２ ガス導入ポート
１３４ ガス排出ポート
３００ 層間絶縁膜
３１０ 配線溝
３２０ バリアメタル層
３３０ Ｃｏ層
３４０ 銅膜
３５０ ＣｏＷＰ層
４０２ 材料供給部材保持部
４０４ スピンコータ
６１３ 含浸部材
７１４，８１４ 材料供給管
７１６，７２０，８１６ シール材
７１８，８１８ 材料排出管
Ｍ 有機金属材料
Ｓ 空間
Ｗ 基材
Ｘ 材料供給部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面を加熱し、
０．０１Ｐａから常圧までの範囲における圧力下において固体または液体である有機金属材料を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成し、
前記原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成し、
基材の表面の少なくとも一部を前記雰囲気に暴露させることで基材の表面に金属層または金属化合物層を形成することを特徴とする層形成方法。
【請求項２】
前記原料ガスを基板の表面の一部に供給し、かつ前記原料ガスの供給口と該供給口に対向する基材との間隔を一定に維持しつつ、前記供給口および前記基材を相対的に移動させることで前記原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成し、
前記供給口の開口面積を、基材の表面の面積以下とすることを特徴とする請求項１に記載の層形成方法。
【請求項３】
有機金属材料を気化させる材料気化部と前記供給口とが一体化したユニットを設け、
前記ユニットと前記基材とを相対的に移動させることを特徴とする請求項２に記載の層形成方法。
【請求項４】
前記供給口から基材の表面までの距離が、該供給口の最小間口の６倍以下であることを特徴とする請求項２に記載の層形成方法。
【請求項５】
前記供給口の移動方向に対して後部に、前記供給口と隣接してヒータを配置し、
該ヒータにより、層形成と同時に層のアニールを行い、
層形成とアニールを２回以上繰り返すことを特徴とする請求項２に記載の層形成方法。
【請求項６】
基材に対向して含浸部材を配置し、
液体である有機金属材料を前記含浸部材に含浸させ、
前記含浸部材に含浸された有機金属材料を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成することを特徴とする請求項１に記載の層形成方法。
【請求項７】
前記含浸部材は、多孔質材、不織布、および織布のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項６に記載の層形成方法。
【請求項８】
前記含浸部材の表面から基材の表面までの距離が１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の層形成方法。
【請求項９】
内部に空間を有する基材を用意し、
前記空間に前記原料ガスを供給することで該原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成し、
前記空間から前記原料ガスおよびその分解生成物を排出することを特徴とする請求項１に記載の層形成方法。
【請求項１０】
前記原料ガスの供給および排出は、同軸二重構造の流路を用いて行われることを特徴とする請求項９に記載の層形成方法。
【請求項１１】
材料供給部材上に有機金属材料の塗膜を形成し、
該材料供給部材を基材に対向させて配置し、
該材料供給部材上の有機金属材料の塗膜を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成し、
基材と材料供給部材の間隔が３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の層形成方法。
【請求項１２】
前記材料供給部材上の有機金属材料の塗膜を、加熱された前記基材の表面からの伝熱または輻射熱により加熱し気化させることを特徴とする請求項１１に記載の層形成方法。
【請求項１３】
前記有機金属材料は、コバルト、タングステン、白金、アルミニウム、銅、モリブデン、マンガン、シリコンのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の層形成方法。
【請求項１４】
前記基材は、半導体ウェハ、セラミック、樹脂、および金属のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の層形成方法。
【請求項１５】
前記基材の表面は、半導体、セラミック、樹脂、Ｒｕ、ＲｕＯ２、Ｃｕ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ｌｏｗ−ｋ材、Ｃｏ、Ｐ、ＣｏＰ、ＣｏＷＰ、Ｗ、ＷＳｉＣ、ＷＣ、Ｎｉ、およびＡｌのうち少なくとも１つの物質で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の層形成方法。
【請求項１６】
配線溝が形成された基板にバリアメタル層を形成する工程と、
請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法で金属層または金属化合物層を前記バリアメタル層上に形成する工程と、
前記金属層または前記金属化合物層をシード層として電解めっきを行って前記配線溝を銅で充填する工程と、
前記銅の一部を化学的機械的研磨により除去する工程とを有する配線形成方法。
【請求項１７】
前記金属層または前記金属化合物層は、コバルトを主成分とする金属層であることを特徴とする請求項１６に記載の配線形成方法。
【請求項１８】
前記配線溝に充填された銅の表面に、コバルトを主成分とする金属層を無電解めっきにより選択的に形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項１７に記載の配線形成方法。
【請求項１９】
配線溝に充填された銅と、
バリアメタル層と、
前記銅と前記バリアメタル層との間に形成されたコバルトを主成分とする金属層と、
前記銅の露出表面上に形成されたコバルトを主成分とする金属層とを有し、
前記銅と前記バリアメタル層との間に形成された前記金属層は、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法で形成されたコバルト層であり、
前記銅の露出表面上に形成された前記金属層は、無電解めっきにより形成された金属層であることを特徴とする基板の配線構造。
【請求項２０】
０．０１Ｐａから常圧までの範囲における圧力下において固体または液体の有機金属材料を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成する材料気化部と、
基材を保持する基材保持部と、
前記基材の表面を、前記材料気化部により気化させた有機金属材料の分解温度よりも高い温度に加熱する基材加熱部と、
前記原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成する材料供給部とを備え、
前記材料供給部は、基材の表面の少なくとも一部を前記雰囲気に暴露させることで基材の表面に金属層または金属化合物層を形成することを特徴とする層形成装置。
【請求項２１】
前記材料供給部は前記原料ガスを基材の表面の一部に供給する供給口を備え、
前記供給口と該供給口に対向する基材との間隔を一定に維持しつつ、前記供給口と前記基材とを相対的に移動させる移動機構を設け、
前記供給口の開口面積は、基材の表面の面積以下であることを特徴とする請求項２０に記載の層形成装置。
【請求項２２】
前記材料気化部と前記材料供給部は一体型のユニットであり、
前記移動機構は前記ユニットと基材とを相対的に移動させることを特徴とする請求項２１に記載の層形成装置。
【請求項２３】
前記供給口から基材の表面までの距離が、該供給口の最小間口の６倍以下であることを特徴とする請求項２１に記載の層形成装置。
【請求項２４】
前記供給口の移動方向に対して後部に、前記供給口と隣接してヒータを配置したことを特徴とする請求項２１に記載の層形成装置。
【請求項２５】
前記材料供給部は、基材に対向して配置される含浸部材を有し、
前記含浸部材には、液体である有機金属材料が含浸されることを特徴とする請求項２１に記載の層形成装置。
【請求項２６】
前記含浸部材は、多孔質材、不織布、および織布のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項２５に記載の層形成装置。
【請求項２７】
前記含浸部材の表面から基材の表面までの距離が１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２５に記載の層形成装置。
【請求項２８】
前記材料供給部は、
前記基材内に形成された空間にシール材を介して接続され、該空間に原料ガスを供給するための材料供給流路を有し、
さらに、前記空間にシール材を介して接続され、前記空間から原料ガスおよびその分解生成物を排出するための材料排出流路を有することを特徴とする請求項２０に記載の層形成装置。
【請求項２９】
前記材料供給流路および前記材料排出流路は、同軸二重構造の流路であることを特徴とする請求項２８に記載の層形成装置。
【請求項３０】
前記材料供給部は、有機金属材料の塗膜が形成された材料供給部材であり、
前記材料供給部材は基板に対向して配置され、基材と前記材料供給部材の間隔が３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２０に記載の層形成装置。
【請求項３１】
前記材料供給部材上の有機金属材料の塗膜は、加熱された基材からの伝熱あるいは輻射熱により加熱され気化されることを特徴とする請求項３０に記載の層形成装置。
【請求項３２】
前記有機金属材料は、コバルト、タングステン、白金、アルミニウム、銅、モリブデン、マンガン、シリコンのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２０に記載の層形成装置。
【請求項３３】
前記基材は、半導体ウェハ、セラミック、樹脂、および金属のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項２０に記載の層形成装置。
【請求項３４】
前記基材の表面は、半導体、セラミック、樹脂、Ｒｕ、ＲｕＯ２、Ｃｕ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ｌｏｗ−ｋ材、Ｃｏ、Ｐ、ＣｏＰ、ＣｏＷＰ、Ｗ、ＷＳｉＣ、ＷＣ、Ｎｉ、およびＡｌのうち少なくとも１つの物質で形成されていることを特徴とする請求項２０に記載の層形成装置。
【請求項３５】
請求項２０から３１のいずれか一項に記載の層形成装置と、
前記層形成装置により金属層または金属化合物層が形成された基材に湿式処理を施す湿式処理ユニットとを備えたことを特徴とする基材処理装置。
【請求項３６】
前記湿式処理ユニットは、電解めっきユニット、無電解めっきユニット、化学的機械的研磨ユニット、電解エッチングユニット、電解研磨ユニット、化学エッチングユニット、および洗浄ユニットのうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項３５に記載の基材処理装置。
【請求項３７】
請求項２０から３１のいずれか一項に記載の層形成装置と、
前記層形成装置により金属層または金属化合物層が形成された基材に乾式処理を施す乾式処理ユニットとを備えたことを特徴とする基材処理装置。
【請求項３８】
前記乾式処理ユニットは、アニールユニット、ＣＶＤユニット、およびガスエッチングユニットのうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項３７に記載の基材処理装置。
【請求項１】
基材の表面を加熱し、
０．０１Ｐａから常圧までの範囲における圧力下において固体または液体である有機金属材料を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成し、
前記原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成し、
基材の表面の少なくとも一部を前記雰囲気に暴露させることで基材の表面に金属層または金属化合物層を形成することを特徴とする層形成方法。
【請求項２】
前記原料ガスを基板の表面の一部に供給し、かつ前記原料ガスの供給口と該供給口に対向する基材との間隔を一定に維持しつつ、前記供給口および前記基材を相対的に移動させることで前記原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成し、
前記供給口の開口面積を、基材の表面の面積以下とすることを特徴とする請求項１に記載の層形成方法。
【請求項３】
有機金属材料を気化させる材料気化部と前記供給口とが一体化したユニットを設け、
前記ユニットと前記基材とを相対的に移動させることを特徴とする請求項２に記載の層形成方法。
【請求項４】
前記供給口から基材の表面までの距離が、該供給口の最小間口の６倍以下であることを特徴とする請求項２に記載の層形成方法。
【請求項５】
前記供給口の移動方向に対して後部に、前記供給口と隣接してヒータを配置し、
該ヒータにより、層形成と同時に層のアニールを行い、
層形成とアニールを２回以上繰り返すことを特徴とする請求項２に記載の層形成方法。
【請求項６】
基材に対向して含浸部材を配置し、
液体である有機金属材料を前記含浸部材に含浸させ、
前記含浸部材に含浸された有機金属材料を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成することを特徴とする請求項１に記載の層形成方法。
【請求項７】
前記含浸部材は、多孔質材、不織布、および織布のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項６に記載の層形成方法。
【請求項８】
前記含浸部材の表面から基材の表面までの距離が１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の層形成方法。
【請求項９】
内部に空間を有する基材を用意し、
前記空間に前記原料ガスを供給することで該原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成し、
前記空間から前記原料ガスおよびその分解生成物を排出することを特徴とする請求項１に記載の層形成方法。
【請求項１０】
前記原料ガスの供給および排出は、同軸二重構造の流路を用いて行われることを特徴とする請求項９に記載の層形成方法。
【請求項１１】
材料供給部材上に有機金属材料の塗膜を形成し、
該材料供給部材を基材に対向させて配置し、
該材料供給部材上の有機金属材料の塗膜を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成し、
基材と材料供給部材の間隔が３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の層形成方法。
【請求項１２】
前記材料供給部材上の有機金属材料の塗膜を、加熱された前記基材の表面からの伝熱または輻射熱により加熱し気化させることを特徴とする請求項１１に記載の層形成方法。
【請求項１３】
前記有機金属材料は、コバルト、タングステン、白金、アルミニウム、銅、モリブデン、マンガン、シリコンのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の層形成方法。
【請求項１４】
前記基材は、半導体ウェハ、セラミック、樹脂、および金属のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の層形成方法。
【請求項１５】
前記基材の表面は、半導体、セラミック、樹脂、Ｒｕ、ＲｕＯ２、Ｃｕ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ｌｏｗ−ｋ材、Ｃｏ、Ｐ、ＣｏＰ、ＣｏＷＰ、Ｗ、ＷＳｉＣ、ＷＣ、Ｎｉ、およびＡｌのうち少なくとも１つの物質で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の層形成方法。
【請求項１６】
配線溝が形成された基板にバリアメタル層を形成する工程と、
請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法で金属層または金属化合物層を前記バリアメタル層上に形成する工程と、
前記金属層または前記金属化合物層をシード層として電解めっきを行って前記配線溝を銅で充填する工程と、
前記銅の一部を化学的機械的研磨により除去する工程とを有する配線形成方法。
【請求項１７】
前記金属層または前記金属化合物層は、コバルトを主成分とする金属層であることを特徴とする請求項１６に記載の配線形成方法。
【請求項１８】
前記配線溝に充填された銅の表面に、コバルトを主成分とする金属層を無電解めっきにより選択的に形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項１７に記載の配線形成方法。
【請求項１９】
配線溝に充填された銅と、
バリアメタル層と、
前記銅と前記バリアメタル層との間に形成されたコバルトを主成分とする金属層と、
前記銅の露出表面上に形成されたコバルトを主成分とする金属層とを有し、
前記銅と前記バリアメタル層との間に形成された前記金属層は、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法で形成されたコバルト層であり、
前記銅の露出表面上に形成された前記金属層は、無電解めっきにより形成された金属層であることを特徴とする基板の配線構造。
【請求項２０】
０．０１Ｐａから常圧までの範囲における圧力下において固体または液体の有機金属材料を加熱し気化させることで該有機金属材料を含む原料ガスを生成する材料気化部と、
基材を保持する基材保持部と、
前記基材の表面を、前記材料気化部により気化させた有機金属材料の分解温度よりも高い温度に加熱する基材加熱部と、
前記原料ガスからなる雰囲気を基材の表面上に局所的に形成する材料供給部とを備え、
前記材料供給部は、基材の表面の少なくとも一部を前記雰囲気に暴露させることで基材の表面に金属層または金属化合物層を形成することを特徴とする層形成装置。
【請求項２１】
前記材料供給部は前記原料ガスを基材の表面の一部に供給する供給口を備え、
前記供給口と該供給口に対向する基材との間隔を一定に維持しつつ、前記供給口と前記基材とを相対的に移動させる移動機構を設け、
前記供給口の開口面積は、基材の表面の面積以下であることを特徴とする請求項２０に記載の層形成装置。
【請求項２２】
前記材料気化部と前記材料供給部は一体型のユニットであり、
前記移動機構は前記ユニットと基材とを相対的に移動させることを特徴とする請求項２１に記載の層形成装置。
【請求項２３】
前記供給口から基材の表面までの距離が、該供給口の最小間口の６倍以下であることを特徴とする請求項２１に記載の層形成装置。
【請求項２４】
前記供給口の移動方向に対して後部に、前記供給口と隣接してヒータを配置したことを特徴とする請求項２１に記載の層形成装置。
【請求項２５】
前記材料供給部は、基材に対向して配置される含浸部材を有し、
前記含浸部材には、液体である有機金属材料が含浸されることを特徴とする請求項２１に記載の層形成装置。
【請求項２６】
前記含浸部材は、多孔質材、不織布、および織布のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項２５に記載の層形成装置。
【請求項２７】
前記含浸部材の表面から基材の表面までの距離が１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２５に記載の層形成装置。
【請求項２８】
前記材料供給部は、
前記基材内に形成された空間にシール材を介して接続され、該空間に原料ガスを供給するための材料供給流路を有し、
さらに、前記空間にシール材を介して接続され、前記空間から原料ガスおよびその分解生成物を排出するための材料排出流路を有することを特徴とする請求項２０に記載の層形成装置。
【請求項２９】
前記材料供給流路および前記材料排出流路は、同軸二重構造の流路であることを特徴とする請求項２８に記載の層形成装置。
【請求項３０】
前記材料供給部は、有機金属材料の塗膜が形成された材料供給部材であり、
前記材料供給部材は基板に対向して配置され、基材と前記材料供給部材の間隔が３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２０に記載の層形成装置。
【請求項３１】
前記材料供給部材上の有機金属材料の塗膜は、加熱された基材からの伝熱あるいは輻射熱により加熱され気化されることを特徴とする請求項３０に記載の層形成装置。
【請求項３２】
前記有機金属材料は、コバルト、タングステン、白金、アルミニウム、銅、モリブデン、マンガン、シリコンのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２０に記載の層形成装置。
【請求項３３】
前記基材は、半導体ウェハ、セラミック、樹脂、および金属のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項２０に記載の層形成装置。
【請求項３４】
前記基材の表面は、半導体、セラミック、樹脂、Ｒｕ、ＲｕＯ２、Ｃｕ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ｌｏｗ−ｋ材、Ｃｏ、Ｐ、ＣｏＰ、ＣｏＷＰ、Ｗ、ＷＳｉＣ、ＷＣ、Ｎｉ、およびＡｌのうち少なくとも１つの物質で形成されていることを特徴とする請求項２０に記載の層形成装置。
【請求項３５】
請求項２０から３１のいずれか一項に記載の層形成装置と、
前記層形成装置により金属層または金属化合物層が形成された基材に湿式処理を施す湿式処理ユニットとを備えたことを特徴とする基材処理装置。
【請求項３６】
前記湿式処理ユニットは、電解めっきユニット、無電解めっきユニット、化学的機械的研磨ユニット、電解エッチングユニット、電解研磨ユニット、化学エッチングユニット、および洗浄ユニットのうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項３５に記載の基材処理装置。
【請求項３７】
請求項２０から３１のいずれか一項に記載の層形成装置と、
前記層形成装置により金属層または金属化合物層が形成された基材に乾式処理を施す乾式処理ユニットとを備えたことを特徴とする基材処理装置。
【請求項３８】
前記乾式処理ユニットは、アニールユニット、ＣＶＤユニット、およびガスエッチングユニットのうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項３７に記載の基材処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００７−１２３８５３（Ｐ２００７−１２３８５３Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５８２５３（Ｐ２００６−２５８２５３）
【出願日】平成１８年９月２５日（２００６．９．２５）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２５日（２００６．９．２５）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【Ｆターム（参考）】
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