成膜方法及び成膜装置
【課題】ステップカバレッジが良好で、原料を安定的に供給すると共に原料の劣化を生じさせずに実用的かつ安価に良質な金属膜を形成することができる成膜方法及び成膜装置を提供する。
【解決手段】２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する工程と、基板１上に１価のカルボン酸金属塩ガスを供給して１価のカルボン酸金属塩膜２を堆積させる工程と、１価のカルボン酸金属塩膜２が堆積した基板１にエネルギーを与えて１価のカルボン酸金属塩膜２を分解し、金属膜３を形成する工程とを有する。
【解決手段】２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する工程と、基板１上に１価のカルボン酸金属塩ガスを供給して１価のカルボン酸金属塩膜２を堆積させる工程と、１価のカルボン酸金属塩膜２が堆積した基板１にエネルギーを与えて１価のカルボン酸金属塩膜２を分解し、金属膜３を形成する工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体の配線として用いられる銅膜等の金属膜を形成する成膜方法及び成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、半導体デバイスの高速化、配線パターンの微細化、高集積化の要求に対応して、配線間の容量の低下及び配線の導電性向上並びにエレクトロマイグレーション耐性の向上が求められている。これらに対応した技術として、配線材料にアルミニウムやタングステンよりも導電性が高くかつエレクトロマイグレーション耐性に優れている銅を用い、層間絶縁膜として低誘電率膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）を用いた銅多層配線技術が注目されている。
【０００３】
銅多層配線の銅の成膜方法としては、スパッタリングに代表される物理蒸着（ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition））法、めっき法及び有機金属原料を気化して利用する化学蒸着（ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition））法が知られている。しかし、ＰＶＤ法ではステップカバレッジが悪く、微細パターンへの埋め込みが困難である。めっき法では、めっき液内に含まれる添加剤のため、銅膜中に不純物が多く含まれる。ＭＯＣＶＤ法では良好なステップカバレッジは得られやすいものの、銅原子に配位する側鎖基からの炭素、酸素、フッ素などの不純物が銅膜中に多く残留するため、膜質の向上が困難である。さらに、銅原子に配位させる側鎖基が複雑であることから、原料が非常に高価である。また、熱的に不安定かつ低蒸気圧であるため、安定的な原料気体の供給が難しい。
【０００４】
これに対し、特許文献１には、アルゴンガスプラズマで塩化銅板をエッチングすることにより、基板に銅膜を形成する技術が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、銅膜中に微量の塩素が残存するおそれがある。塩素はその残留量がわずかであっても銅配線の腐食にともなう配線抵抗の上昇や信頼性の低下等の問題がある。また、成膜初期に基板表面がプラズマにさらされるため、基板が化学的若しくは物理的なダメージを受ける懸念がある。特に配線で使用されるＬｏｗ−ｋ膜は、これらプラズマによって誘電率の上昇や微細構造の破壊が起こりやすい（プラズマダメージ）。また、プラズマはチャンバ内部の塩化銅板以外の部材もスパッタリングするため、部材の損傷、スパッタリングされた粒子に起因するコンタミネーション汚染を引き起こす。よって、特許文献１の技術を銅多層配線に適用することは、上記の問題を克服するために、コストが高い機構や材料を必要としなければならないという不都合がある。
【０００６】
一方、半導体製造プロセス以外で、湿式めっき法ではない方法で安い原料を用いて銅配線を製造する方法が特許文献２に開示されている。特許文献２の製造方法では、安価な有機銅化合物である第二蟻酸銅（Ｃｕ（ＨＣＯＯ）2 ）若しくはその水和物を基板に塗布し、非酸化雰囲気中にて熱を与えることで銅薄膜を製造している。同様に、基板に塗布した水和第二蟻酸銅を、光径を絞ったレーザ光により加熱することで銅配線を形成する報告が非特許文献１にある。これらはいずれも、第二蟻酸銅が熱分解反応により銅になることを利用している。これらの手法は、安価に金属銅を成膜させることができるが、超集積回路（ＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration））の配線のようにナノメーターレベルに加工された微細な形状の中に金属を埋め込むには適しておらず、その電気伝導率も銅本来の値より悪い値になってしまう。
【０００７】
安価な水和第二蟻酸銅をＭＯＣＶＤの原料として使用する試みが非特許文献２に報告されている。原料容器内に水和第二蟻酸銅の粉体を入れ、加熱したところにキャリアガスを導入する。加熱したことによって生じる気化成分を、配管を通してキャリアガスで別の反応容器内の加熱された基板表面まで輸送する。輸送された気化成分は基板表面で熱分解し、銅膜が形成される。
【０００８】
非特許文献３によって、この原料容器内部で生じる気化した成分は、第一蟻酸銅（Ｃｕ（ＨＣＯＯ））であることが知られている。以下の（１）式に示す反応式により気化し難い第二蟻酸銅から気化しやすい第一蟻酸銅がガスとして生成し、これが基板まで輸送されている。
２Ｃｕ（ＨＣＯＯ）2 →２Ｃｕ（ＨＣＯＯ）＋ＣＯ＋ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ……（１）
第一蟻酸銅は、非特許文献３に報告されているように、非常に熱分解しやすい物質であるため、低温で以下の（２）式に示す反応式により第一蟻酸銅から容易に銅薄膜が成膜される。
２Ｃｕ（ＨＣＯＯ）→２Ｃｕ＋２ＣＯ2 ＋Ｈ2 ……（２）
この方法によれば、配位子であるフォルメート基（ＨＣＯＯ）は二酸化炭素や水素に熱分解して排気されやすいために銅膜中に取り込まれ難い。そのため不純物を含まない、高純度の銅膜が生成されやすい。しかし、一般に固体原料から気化させたものをキャリアガスで運ぶ方法は、減圧下での固体原料容器内部の熱伝導状態に大きく影響され、安定した供給が難しい。また、固体原料容器内部で原料の第二蟻酸銅が熱分解してしまい、そこで銅が成膜されてしまう。つまり、原料の劣化が起こりやすい。
【０００９】
また、非特許文献３には、蟻酸化物として同様の反応を示す金属種として銅の他に銀を挙げており、同様な手法で配線層として銀膜を形成可能であるが、やはり銅の場合と同様の問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２７３５２号公報
【特許文献２】特許第２７４５６７７号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】A.Gupta and R.Jagannathan,Applied Physics Letters,51(26),p2254,(1987).
【非特許文献２】M.-J.Mouche et al,Thin Solid Films 262,p1〜6,(1995).
【非特許文献３】A.Keller and F.Korosy,Nature,162,p580,(1948).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、ステップカバレッジが良好で、原料を安定的に供給すると共に原料の劣化を生じさせずに実用的かつ安価に良質な金属膜を形成することができる成膜方法及び成膜装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る成膜方法は、２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する工程と、基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給する工程と、基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給することにより堆積した１価のカルボン酸金属塩、又は基板上に供給した前記１価のカルボン酸金属塩ガスを、基板にエネルギーを与えることにより分解して金属膜を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る成膜方法は、前記２価のカルボン酸金属塩は粉末状であり、これに一酸化炭素又はアンモニアを供給することにより１価のカルボン酸金属塩ガスを得ることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る成膜装置は、真空に保持され、基板が配置される処理容器と、該処理容器内で基板を支持する基板支持部材と、２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成するガス生成手段と、前記処理容器内の基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給するガス供給手段と、前記基板支持部材上の基板にエネルギーを与えるエネルギー付与手段と、前記処理容器内を排気する排気手段とを具備し、前記ガス供給手段により基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給することにより堆積した１価のカルボン酸金属塩、又は前記ガス供給手段により基板上に供給した前記１価のカルボン酸金属塩ガスが、前記エネルギー付与手段によるエネルギーにより分解して基板上に金属膜が形成されることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る成膜装置は、前記ガス生成手段は、前記２価のカルボン酸金属塩が貯留され、一酸化炭素又はアンモニアと前記２価のカルボン酸金属塩との反応により１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する反応部と、一酸化炭素又はアンモニアを前記反応部に導入する導入配管とを有し、前記ガス供給手段は、生成された前記１価のカルボン酸金属塩ガスを前記処理容器に導入するカルボン酸金属塩ガス導入部を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成し、生成した１価のカルボン酸金属塩ガスを基板上に供給する。基板にエネルギーを与えることにより、基板上に供給した１価のカルボン酸金属塩ガスから堆積した１価のカルボン酸金属塩を分解することにより金属膜が形成される。あるいは、基板にエネルギーを与えることにより、基板上に供給した１価のカルボン酸金属塩ガスを分解することにより金属膜が形成される。
【００１８】
本発明にあっては、２価のカルボン酸金属塩は粉末状であり、塊状の場合よりも一酸化炭素又はアンモニアと接触する面積が大きい。
【００１９】
本発明にあっては、真空に保持された処理容器に基板が配置され、基板支持部材は処理容器内で基板を支持する。ガス生成手段は２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成し、ガス供給手段は処理容器内の基板上に生成した１価のカルボン酸金属塩ガスを供給する。基板にエネルギーを与えることで、基板上に供給した１価のカルボン酸金属塩ガスから堆積した１価のカルボン酸金属塩を分解することにより金属膜が形成される。あるいは、基板にエネルギーを与えることで、基板上に供給した１価のカルボン酸金属塩ガスを分解することにより金属膜が形成される。
【００２０】
本発明にあっては、ガス生成手段は、一酸化炭素又はアンモニアを導入する導入配管及び反応部を有する。反応部は２価のカルボン酸金属塩を貯留し、導入配管から導入された一酸化炭素又はアンモニアと２価のカルボン酸金属塩との反応により１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する。ガス供給手段は、生成された１価のカルボン酸金属塩ガスを処理容器に導入するカルボン酸金属塩ガス導入部を有する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、２価のカルボン酸金属塩、例えば第二蟻酸銅を原料として用い、これを一酸化炭素又はアンモニアにより還元し、低エネルギーで熱分解して金属膜が生成される１価のカルボン酸金属塩、例えば第一蟻酸銅を基板上に供給し、この１価のカルボン酸金属塩にエネルギーを与えることにより銅膜のような配線層として有効な金属膜を高ステップカバレッジで得ることができる。この場合に、１価のカルボン酸金属塩を基板上に堆積させ、その後に基板上の１価のカルボン酸金属塩にエネルギーを与えて金属膜を形成する手法を用いることにより、特に良好なステップカバレッジを得ることができる。原料としての２価のカルボン酸金属塩中の金属原子への有機配位子は、熱分解して金属膜（銅膜）に影響を与えないガスとして排気されるので、膜中の不純物が非常に少なく極めて良質な膜を得ることができる。２価のカルボン酸金属塩は、銅を成膜するＣＶＤの既存の原料有機化合物よりも極めて安価であり、原料コストを低くできるメリットがある。
【００２２】
さらに、２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成するので、生成する１価のカルボン酸金属塩の量を容易に調節することができる。そのため、従来の粉末状の第二蟻酸銅を加熱して第一蟻酸銅ガスを得る方法よりも、安定的に、かつ調節可能な方法で原料を供給することができ、原料の劣化も少ない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１に係る成膜方法の一例を説明するための模式図である。
【図２】実施の形態１に係る成膜方法の他の例を説明するための模式図である。
【図３】実施の形態１に係る成膜方法を実施するための成膜装置の一例の概略構成を示す断面図である。
【図４】実施の形態１に係る成膜方法を実施するための成膜装置の他の例の概略構成を示す断面図である。
【図５】実施の形態１に係る成膜方法を実施するための成膜装置のさらに他の例の概略構成を示す断面図である。
【図６】実施の形態１に係る成膜方法を実施するためのマルチチャンバシステムの概略構造を示す説明図である。
【図７】図６のマルチチャンバシステムに用いられるアニールユニットを示す断面図である。
【図８】実施の形態２に係る反応容器の一例の概略構成を示す断面図である。
【図９】実施の形態２に係る反応容器の他の例の概略構成を示す断面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１
２価のカルボン酸金属塩を一酸化炭素又はアンモニアにより還元して、１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する。生成した１価のカルボン酸金属塩ガスを基板に供給して、１価のカルボン酸金属塩を基板上に堆積させる。１価のカルボン酸金属塩は金属に熱分解しやすく、実施の形態１ではこの１価のカルボン酸金属塩の性質を利用して金属膜を形成する。
【００２５】
図１は、実施の形態１に係る成膜方法の一例を説明するための模式図である。
最初に、図１Ａに示すように、得ようとする金属膜３の金属を含む２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する。具体的には、例えば典型的には粉末状の２価のカルボン酸金属塩を加熱し、そこに一酸化炭素又はアンモニアを供給することによりこれらを反応させ、２価のカルボン酸金属塩を還元して１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する。２価のカルボン酸金属塩は通常結晶水を持っており、金属をＭとすると、Ｍ（II）（Ｒ−ＣＯＯ）2 （Ｈ2 Ｏ）n と表すことができる。この２価の水和カルボン酸金属塩に一酸化炭素又はアンモニアを供給し、加熱すると、還元反応により、Ｍ（Ｉ）（Ｒ−ＣＯＯ）で表される１価のカルボン酸金属塩ガスを得ることができる。
【００２６】
供給する一酸化炭素又はアンモニアの量を調節することによって、生成する１価のカルボン酸金属塩ガスの量を調節することができ、安定的に制御性よく原料を供給することができる。ここで、２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させる前に、結晶水を加熱により除去してもよいし、結晶水を除去せずに反応させてもよい。
【００２７】
一酸化炭素又はアンモニアは、蒸気圧が高く、常温では気体状態である。そのため、一酸化炭素又はアンモニアは、気体として反応させる場合、液体材料のように加熱して気化する必要がなく、取り扱いが簡便である。また、一酸化炭素又はアンモニアを用いて２価のカルボン酸金属塩を還元する場合、分子量の大きい副生成物が発生しないのでプロセスへの悪影響がない。これらの点から、一酸化炭素又はアンモニアは２価のカルボン酸金属塩を還元する還元剤として好ましい。
【００２８】
２価のカルボン酸金属塩を構成するカルボン酸は、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、吉草酸、酪酸から選択されたものを用いることが好ましい。
【００２９】
２価のカルボン酸金属塩を構成する金属としては、銅を適用することが好適であり、その他に銀、ニッケル、コバルトを挙げることができる。これらの金属は、熱分解しやすい１価のカルボン酸金属塩を形成することができる。銅及び銀は、電気抵抗が小さく、中でも銅は配線材料として注目されている。また、ニッケル、コバルトは、半導体デバイストランジスタ部の電極、ソースドレイン部へのコンタクト材、半導体メモリキャパシタ電極として用いられている。
【００３０】
次に、図１Ｂに示すように、基板１上に上記のようにして生成した１価のカルボン酸金属塩ガスを供給する。
２価のカルボン酸金属塩として第二蟻酸銅を用い、還元剤として一酸化炭素又はアンモニアを用いる場合、不安定な物質であり、銅に分解されやすいことが知られている第一蟻酸銅ガスを生成させることができる。第一蟻酸銅は真空中ではガスとして存在するが、大気雰囲気下では容易に酸化されて酸化第一銅となってしまうため、第一蟻酸銅ガスの供給は真空中で行う。その際に、第一蟻酸銅はガス状に保持されるように５０〜１５０℃程度の温度にされる。
【００３１】
なお、第一蟻酸銅には、単量体のみならず多量体も含まれる。また、第一蟻酸銅ガスを大量に生成し、生成した第一蟻酸銅ガスの分解を抑制するために、一酸化炭素又はアンモニアのガスの分圧条件はある程度高くする必要がある。ただし、圧力が高すぎると一酸化炭素又はアンモニアの気化供給に不利となる。よって、第一蟻酸銅生成反応の際の一酸化炭素又はアンモニアの分圧は、１３３〜６６５０Ｐａ（１〜５０Ｔｏｒｒ）程度が望ましい。
【００３２】
次に、図１Ｃに示すように、１価のカルボン酸金属塩を基板１に吸着させ、所定量堆積させて、金属膜３の前駆体としての１価のカルボン酸金属塩膜２を形成する。このとき、基板１の温度は−３０〜５０℃程度が好ましい。
【００３３】
次に、図１Ｄに示すように、１価のカルボン酸金属塩膜２が形成された基板１にエネルギーを与え、１価のカルボン酸金属塩を分解して金属膜３を形成する。このときエネルギーとしては典型的には熱エネルギーを用いる。熱エネルギーは通常の成膜装置に用いられている抵抗発熱体や加熱ランプ等により与えることができるので適用が容易である。
【００３４】
このような成膜方法によれば、気相での熱分解なしに、１価のカルボン酸金属塩を基板１の表面に吸着させてから、エネルギーを与えて金属膜３とするために、通常のＣＶＤと同様にステップカバレッジを良好にすることができる。そのため、実施の形態１に係る成膜方法はＵＬＳＩ配線工程における微細パターンへの適用が可能である。また、実施の形態１に係る成膜方法はＭＯＣＶＤよりも安価な原料を使用することができるため、低コストでの金属配線用の成膜が可能である。
【００３５】
図２は、実施の形態１に係る成膜方法の他の例を説明するための模式図である。図２Ａでは図１Ａと同様、２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとから１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する。その後、図２Ｂに示すように、基板１に熱エネルギー等のエネルギーを与えながら、生成した１価のカルボン酸金属塩ガスを基板１上に供給してもよい。この場合には、図２Ｃに示すように、カルボン酸金属塩ガスが基板１上に到達すると即座に分解し、金属膜３が形成されることとなる。
図２の成膜方法では、より短時間で金属膜３を形成することができるというメリットがある。
【００３６】
次に、実施の形態１をより具体的に説明する。
ここでは、２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとから１価のカルボン酸金属塩ガスを形成する典型例として、２価のカルボン酸金属塩に第二蟻酸銅を用いる例を挙げる。かかる場合、生成する１価のカルボン酸金属塩ガスは第一蟻酸銅ガスである。第一蟻酸銅ガスを基板１としての半導体ウエハに供給し、固体状の第一蟻酸銅を堆積させる。堆積させた第一蟻酸銅にエネルギーを与えて銅膜を形成する。
【００３７】
図３は、実施の形態１に係る成膜方法を実施するための成膜装置の一例の概略構成を示す断面図である。
図３に示す成膜装置は、例えばアルミニウムなどにより中空円柱状あるいは中空箱状に成形されたチャンバ１１を有している。チャンバ１１の内部には、被処理体である半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）Ｗを水平に支持するためのサセプタ１２が、その中央下部に設けられた円筒状の支持部材１３により支持された状態で配置されている。サセプタ１２にはヒータ１４が埋め込まれており、このヒータ１４はヒータ電源１５から給電されることにより被処理基板であるウエハＷを所定の温度に加熱する。なお、サセプタ１２はセラミックス、例えば窒化アルミニウムで構成することができる。
【００３８】
チャンバ１１の天壁１１ａには、シャワーヘッド２０が形成されている。シャワーヘッド２０は、チャンバ１１の天壁１１ａ内に形成された略水平に延材する扁平形状のガス拡散空間２１と、その下方に設けられた多数のガス吐出孔２３を有するシャワープレート２２とを有している。シャワーヘッド２０の内面にはヒータ２０ａが設けられている。
【００３９】
チャンバ１１の底壁には排気口２４が形成されており、排気口２４周辺の底壁下面には排気管２５が接続されている。この排気管２５には真空ポンプを有する排気装置２６が接続されている。そして、この排気装置２６を作動させることにより、排気管２５を介してチャンバ１１内が所定の真空度まで減圧されるようになっている。チャンバ１１の側壁には、ウエハＷの搬入出を行うための搬入出口２７と、この搬入出口２７を開閉するゲートバルブ２８とが設けられている。
【００４０】
一方、チャンバ１１の近傍には、第二蟻酸銅粉末３１を貯留した反応容器３２が配置されており、反応容器３２の周囲にはヒータ３２ａが設けられている。反応容器３２の上部には配管３３が接続されており、この配管３３はチャンバ１１の上方からシャワーヘッド２０内部のガス拡散空間２１に臨む位置まで延びている。配管３３の周囲にはヒータ３３ａが設けられている。
【００４１】
反応容器３２には不活性ガスのガスライン１６ａと還元ガスのガスライン１６ｂとが合流した配管３４が接続されている。ガスライン１６ａは、配管３４等を不活性ガスでパージするためのガスラインである。ガスライン１６ｂは、反応容器３２に一酸化炭素又はアンモニアを導入するためのガスラインである。これらガスライン１６ａ、１６ｂには、夫々図示しない不活性ガス供給源及び還元ガス供給源が接続されている。不活性ガス供給源にはアルゴン、窒素等の不活性ガスが貯留されている。還元ガス供給源には一酸化炭素又はアンモニアが貯留されている。なお、不活性ガス供給源及び還元ガス供給源は、成膜装置に含まれていてもよいし、成膜装置に含まれず、外付けでもよい。
【００４２】
ガスライン１６ａ、１６ｂには、夫々マスフローコントローラ（ＭＦＣ（Mass Flow Controller））１８ａ、１８ｂが設けられている。マスフローコントローラ（ＭＦＣ）１８ａ、１８ｂの上流側には夫々バルブ１７ａ、１７ｂが設けられている。マスフローコントローラ（ＭＦＣ）１８ａ、１８ｂの下流側には夫々バルブ１７ｃ、１７ｄが設けられている。
【００４３】
シャワーヘッド２０のガス拡散空間２１内にはガスライン１６ｃが接続されている。ガスライン１６ｃは、副生成物のパージ及び希釈ガスを供給するためのガスラインである。ガスライン１６ｃには図示しない不活性ガス供給源が接続されている。ガスライン１６ｃの不活性ガス供給源には、アルゴン、窒素等の不活性ガスが貯留されている。ガスライン１６ｃの不活性ガス供給源は、成膜装置に含まれていてもよいし、成膜装置に含まれず、外付けでもよい。
ガスライン１６ｃには上流側からバルブ１７ｅ及びマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１８ｃが設けられている。
【００４４】
還元ガス供給源内の一酸化炭素又はアンモニアは、ガスライン１６ｂ及び配管３４を介して反応容器３２に導入される。反応容器３２内では、一酸化炭素又はアンモニアのガス供給に先立って、反応容器３２をヒータ３２ａにより５０〜１５０℃程度に加熱しながら、ガスライン１６ａ及び配管３４を介して反応容器３２内に不活性ガスを供給して第二蟻酸銅の結晶水を除去する。その後、ヒータ３２ａにより反応容器３２内が５０〜１５０℃に保持された状態で、一酸化炭素又はアンモニアのガスを供給することにより第二蟻酸銅粉末３１と一酸化炭素又はアンモニアのガスとが反応し、第一蟻酸銅ガスが生成される。
なお、第二蟻酸銅の結晶水を除去せずに、反応容器３２へ一酸化炭素又はアンモニアのガスを供給するようにしてもよい。
【００４５】
第二蟻酸銅と一酸化炭素との反応式を以下の（３）式に、第二蟻酸銅とアンモニアとの反応式を以下の（４）式に示す。
２Ｃｕ（II）（ＨＣＯＯ）2 ＋ＣＯ→２Ｃｕ（Ｉ）（ＨＣＯＯ）＋２ＣＯ2 ＋Ｈ2 ＣＯ……（３）
２Ｃｕ（II）（ＨＣＯＯ）2 ＋ＮＨ3 →２Ｃｕ（Ｉ）（ＨＣＯＯ）＋ＨＣＯ−ＮＨ2 ＋Ｈ2 Ｏ……（４）
【００４６】
成膜装置を構成する各構成部は、マイクロプロセッサ（コンピュータ）を備えたプロセスコントローラ８０に接続されて制御されるようになっている。また、プロセスコントローラ８０には、オペレータが成膜装置を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、成膜装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザインタフェース８１が接続されている。
【００４７】
さらに、プロセスコントローラ８０には、成膜装置で実行される各種処理をプロセスコントローラ８０の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて成膜装置の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわちレシピが格納された記憶部８２が接続されている。レシピはハードディスク等の固定的な記憶媒体に記憶されていてもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の可搬性の記憶媒体に収容された状態で記憶部８２の所定位置にセットするようになっていてもよい。さらに、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、必要に応じて、ユーザインタフェース８１からの指示等にて任意のレシピを記憶部８２から呼び出してプロセスコントローラ８０に実行させることで、プロセスコントローラ８０の制御下で、成膜装置での所望の処理が行われる。
【００４８】
次に、以上のように構成された成膜装置を用いて行われる成膜処理について説明する。
まず、ゲートバルブ２８を開いて、ウエハＷを搬入出口２７からチャンバ１１内に搬入し、サセプタ１２上に載置する。排気装置２６により排気口２４及び排気管２５を介してチャンバ１１内を排気することによりチャンバ１１内を所定の圧力にする。
【００４９】
この状態で、必要に応じて反応容器３２をヒータ３２ａにより５０〜１５０℃程度に加熱しながら、第二蟻酸銅粉末３１の結晶水を除去する。その後、バルブ１７ｂ、１７ｄを開いてマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１８ｂにより所定流量に調整された一酸化炭素又はアンモニアのガスをガスライン１６ｂ及び配管３４を介して反応容器３２に導入する。反応容器３２はヒータ３２ａにより５０〜１５０℃程度に加熱されており、これにより反応容器３２内の第二蟻酸銅粉末３１と一酸化炭素又はアンモニアのガスとが夫々上述した（３）式、（４）式に従って反応し、第一蟻酸銅ガスが生成される。
【００５０】
生成された第一蟻酸銅ガスは、配管３３を経てシャワーヘッド２０のガス拡散空間２１に至り、シャワープレート２２に形成された多数のガス吐出孔２３からウエハＷに向けて吐出される。その際に、配管３３の外周に設けられたヒータ３３ａ及びシャワーヘッド２０の内面に設けられたヒータ２０ａにより、第一蟻酸銅ガスは５０〜１５０℃に保持されてガスの状態のままウエハＷに供給される。
【００５１】
第一蟻酸銅ガスは、常温〜５０℃程度の温度に保持されたウエハＷに吸着し、前駆体である第一蟻酸銅膜を形成する。このときの第一蟻酸銅膜の膜厚は、第一蟻酸銅ガスの供給時間とウエハ温度とによって制御することができる。
【００５２】
このようにして前駆体である第一蟻酸銅の成膜を所定時間行って、第一蟻酸銅膜が所定の厚さになった時点で、第一蟻酸銅ガスの供給を停止する。引き続きヒータ１４によりウエハＷを１００〜２５０℃に加熱、昇温し、その際の熱エネルギーにより上述した（２）式に示す反応式に従って第一蟻酸銅を分解し、所定厚さの銅膜を形成する。
【００５３】
その後、ヒータ１４の出力を停止し、ガスラインを不活性ガスのガスライン１６ａ、１６ｃに切替え、窒素やアルゴンなどの不活性ガスによって副生成ガスや余分な一酸化炭素又はアンモニアのガスをパージする。次いで、チャンバ１１内の圧力を外部の圧力に合わせた後、ゲートバルブ２８を開いてウエハＷを搬出する。
【００５４】
上記構成の成膜装置によれば、ステップカバレッジが良好で良質の銅膜を安価に形成することができる。また、一酸化炭素又はアンモニアのガスを反応容器３２に導入して第一蟻酸銅ガスを生成し、生成した第一蟻酸銅ガスをチャンバ１１内に導入してウエハＷに第一蟻酸銅を吸着させ、その後ウエハＷを加熱するといった、極めて簡便な手法で銅膜を形成することができる。
【００５５】
上記構成の成膜装置においては、ウエハＷをサセプタ１２上に載置してチャンバ１１内を所定の圧力に調整した後、ヒータ１４によってウエハＷを１００〜２５０℃に加熱しながら、反応容器３２内で生成した第一蟻酸銅ガスをシャワーヘッド２０によってウエハＷに向けて吐出してもよい。これにより、第一蟻酸銅をウエハＷ上に堆積させる前に上述した（２）式に示す反応式に従って分解させ、ウエハＷ上に所定厚さの銅膜を形成することができる。そのため、上記構成の成膜装置によれば、銅膜の成膜時間の短縮化を図ることが可能となる。
【００５６】
次に、実施の形態１に係る成膜方法を実施するための成膜装置の他の例について説明する。図４は、実施の形態１に係る成膜方法を実施するための成膜装置の他の例の概略構成を示す断面図である。
この成膜装置は、サセプタ１２１上のウエハＷを加熱する機構及び排気経路が図３の成膜装置と異なっており、その他の構成は基本的に図３の成膜装置と同じであるので、同じ部材については同じ符号を付して説明を省略する。
【００５７】
図４の成膜装置では、ヒータ１４を有するサセプタ１２の代わりにヒータ１４を有しないサセプタ１２１が設けられており、サセプタ１２１の下方にランプ加熱ユニット５０が設けられている。ランプ加熱ユニット５０には、紫外線ランプからなる複数のランプヒータ５１が配列され、これらランプヒータ５１の上に石英等の熱線透過材料よりなる透過窓５２が設けられている。サセプタ１２１は透過窓５２の上に載置されている。
【００５８】
また、チャンバ１１の側壁のサセプタ１２１に対応する高さ位置に、排気口５３が開口している。この排気口５３からチャンバ１１の側壁を略水平に延び途中で略下方に延びてチャンバ１１の底面を開口する排気流路５４が形成されている。排気流路５４周辺のチャンバ１１底面には排気管２５が接続されている。排気管２５には真空ポンプを有する排気装置２６が接続されている。そして、この排気装置２６を作動させることにより、排気口５３、排気流路５４及び排気管２５を介してチャンバ１１内が所定の真空度まで減圧されるようになっている。
【００５９】
図４の成膜装置においても基本的に図３の成膜装置と同様に、ウエハＷを搬入してサセプタ１２１上に載置し、チャンバ１１内を所定の圧力に保持する。バルブ１７ｂ、１７ｄを開いてマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１８ｂにより所定流量に調整された一酸化炭素又はアンモニアのガスをガスライン１６ｂ及び配管３４を介して反応容器３２に導入する。反応容器３２内をヒータ３２ａにより５０〜１５０℃に保持した状態で、その中の第二蟻酸銅粉末３１と導入した一酸化炭素又はアンモニアのガスとを反応させ、第一蟻酸銅ガスを生成させる。
【００６０】
この第一蟻酸銅ガスは、配管３３を経てシャワーヘッド２０に至り、ガス吐出孔２３からウエハＷに向けて吐出される。配管３３の外周に設けられたヒータ３３ａ及びシャワーヘッド２０の内面に設けられたヒータ２０ａにより、第一蟻酸銅ガスは５０〜１５０℃に保持されてガスの状態のままウエハＷに供給される。ここで、シャワーヘッド２０から吐出された第一蟻酸銅ガスは、ウエハＷに吸着し、前駆体である固体状の第一蟻酸銅膜を形成する。そして、所望の厚さの第一蟻酸銅膜が形成されたウエハＷをランプヒータ５１により１００〜２５０℃に加熱、昇温し、その際の熱エネルギーにより上述した（２）式に示す反応式に従って第一蟻酸銅を分解し、所定厚さの銅膜を形成する。
【００６１】
図４の成膜装置はランプ加熱ユニット５０によりウエハＷの加熱を行うため、第一蟻酸銅膜を形成した後の昇温速度が速い。よって迅速に上記（２）式に示す反応式を進行させることができ、極めて簡便な手法であることに加えて高スループットで銅膜を形成することができる。
【００６２】
図４の成膜装置においては、ウエハＷをサセプタ１２１上に載置してチャンバ１１内を所定の圧力に調整した後、ランプ加熱ユニット５０によってウエハＷを１００〜２５０℃に加熱しながら、反応容器３２内で生成した第一蟻酸銅ガスをシャワーヘッド２０によってウエハＷに向けて吐出してもよい。これにより、第一蟻酸銅をウエハＷ上に堆積させる前に上述した（２）式に示す反応式に従って分解させ、ウエハＷ上に所定厚さの銅膜を形成することができる。そのため、銅膜の成膜時間のさらなる短縮化を図ることが可能となる。
【００６３】
次に、実施の形態１に係る成膜方法を実施するための成膜装置のさらに他の例について説明する。図５は、実施の形態１に係る成膜方法を実施するための成膜装置のさらに他の例の概略構成を示す断面図である。
図５に示す成膜装置は、図３の成膜装置と対比した場合、サセプタ１２２にヒータ１４を設ける代わりにチャンバ１１の上部にランプ加熱ユニット５０を設け、シャワーヘッド２０を設ける代わりにチャンバ１１の天壁１１ａにガス導入口７１を設け、その内面にヒータ７１ａを設けている。サセプタ１２２には温度制御用の冷媒流路１９が設けられており、サセプタ１２２は予め冷媒流路１９を流れる冷媒により−３０〜５０℃程度の温度に保持される。その他の構成は基本的に図３の成膜装置と同じであり、同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。
【００６４】
このように構成された図５の成膜装置においては、基本的に図３の成膜装置と同様に、チャンバ１１内にウエハＷを搬入してサセプタ１２２上に載置し、チャンバ１１内を所定の圧力に保持する。バルブ１７ｂ、１７ｄを開いてマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１８ｂにより所定流量に調整された一酸化炭素又はアンモニアのガスをガスライン１６ｂ及び配管３４を介して反応容器３２に導入する。反応容器３２はヒータ３２ａにより５０〜１５０℃程度に加熱されており、これにより反応容器３２内の第二蟻酸銅粉末３１と一酸化炭素又はアンモニアのガスとが夫々上述した（３）式、（４）式に示す反応式に従って反応して第一蟻酸銅ガスを生成する。
【００６５】
この第一蟻酸銅ガスは配管３３及びガス導入口７１を経てチャンバ１１内に導入される。その際に、配管３３のヒータ３３ａ及びガス導入口７１のヒータ７１ａにより、第一蟻酸銅ガスは５０〜１５０℃に保持されてガスの状態のままウエハＷに供給されるが、−３０〜５０℃程度の温度に保持されたウエハＷに接触して吸着する。従って、所定時間第一蟻酸銅ガスを供給することにより、所定厚さの固体状の第一蟻酸銅膜が形成される。
【００６６】
その後、ランプ加熱ユニット５０によりウエハＷを加熱し、その際の熱エネルギーにより（２）式に示す反応式の反応に従って第一蟻酸銅を分解し、所定厚さの銅膜を形成する。
【００６７】
このような構成によれば、上方からのランプ加熱で第一蟻酸銅を分解するので、ランプ加熱ユニット５０をサセプタ１２２の下方に設けた図４の成膜装置よりも迅速にウエハＷを加熱することができ、スループットを一層向上させることができる。
図５の成膜装置に係るサセプタ１２２の中には、ヒータ１４のような加熱機構が設けられていない。そのため、サセプタ１２２の中に冷媒流路１９のような冷却機構を設けることが可能となる。第一蟻酸銅ガスのウエハＷ表面への吸着量は温度が低ければ低いほど多いので、この方式では上述の図３、図４の成膜装置と比べてスループットが有利となる。
【００６８】
図５の成膜装置においては、ウエハＷをサセプタ１２２上に載置してチャンバ１１内を所定の圧力に調整した後、ランプ加熱ユニット５０によってウエハＷを１００〜２５０℃に加熱しながら、反応容器３２内で生成された第一蟻酸銅ガスをガス導入口７１からウエハＷに向けて供給してもよい。これにより、第一蟻酸銅をウエハＷ上に堆積させる前に上述した（２）式に示す反応式に従って分解させ、ウエハＷ上に所定厚さの銅膜を形成することができる。そのため、銅膜の成膜時間の短縮化を図ることが可能となる。
【００６９】
図３〜図５の成膜装置では、一つのチャンバ内で第一蟻酸銅の吸着工程と、加熱による銅膜の形成工程との両方を行う例を示したが、スループット及び処理の自由度等の観点から、これらの工程を異なるチャンバで実施することもできる。
【００７０】
図６は、実施の形態１に係る成膜方法を実施するためのマルチチャンバシステムの概略構造を示す説明図である。図６は、各工程を行うチャンバをクラスター化したマルチチャンバシステムの概略構造を示している。このマルチチャンバシステムは、ウエハＷに第一蟻酸銅を吸着させる吸着処理ユニット１０１と、ウエハＷをアニールしてウエハＷに吸着した第一蟻酸銅に熱エネルギーを与えて分解し、銅膜を形成するアニールユニット１０２と、アニール後のウエハＷを冷却する冷却ユニット１０３とを備えている。吸着処理ユニット１０１、アニールユニット１０２及び冷却ユニット１０３は、７角形のウエハ搬送室１０４の３つの辺に対応して設けられている。
【００７１】
また、ウエハ搬送室１０４の他の２つの辺には、夫々ロードロック室１０５、１０６が設けられている。これらロードロック室１０５、１０６のウエハ搬送室１０４と反対側には、ウエハ搬入出室１０８が設けられている。ウエハ搬入出室１０８のロードロック室１０５、１０６と反対側には、ウエハＷを収容可能な３つのキャリアＣを取り付けるポート１０９、１１０、１１１が設けられている。
【００７２】
吸着処理ユニット１０１、アニールユニット１０２、冷却ユニット１０３及びロードロック室１０５、１０６は、図６に示すように、ウエハ搬送室１０４の各辺にゲートバルブＧを介して接続されている。吸着処理ユニット１０１、アニールユニット１０２、冷却ユニット１０３及びロードロック室１０５、１０６は、夫々対応するゲートバルブＧを開放することによりウエハ搬送室１０４と連通され、夫々対応するゲートバルブＧを閉じることによりウエハ搬送室１０４から遮断される。
【００７３】
また、ロードロック室１０５、１０６がウエハ搬入出室１０８と接続される部分にも夫々ゲートバルブＧが設けられている。ロードロック室１０５、１０６は、夫々対応するゲートバルブＧを開放することによりウエハ搬入出室１０８に連通され、夫々対応するゲートバルブＧを閉じることによりウエハ搬入出室１０８から遮断される。
【００７４】
ウエハ搬送室１０４内には、吸着処理ユニット１０１、アニールユニット１０２、冷却ユニット１０３及びロードロック室１０５、１０６に対して、ウエハＷの搬入出を行うウエハ搬送装置１１２が設けられている。このウエハ搬送装置１１２は、ウエハ搬送室１０４の略中央に配設されており、回転及び伸縮可能な回転・伸縮部１１３の先端にウエハＷを保持する２つのブレード１１４ａ、１１４ｂを有している。これら２つのブレード１１４ａ、１１４ｂは互いに反対方向を向くように回転・伸縮部１１３に取り付けられている。なお、このウエハ搬送室１０４内は所定の真空度に保持されるようになっている。
【００７５】
ウエハ搬入出室１０８のキャリアＣ取り付け用の３つのポート１０９、１１０、１１１には夫々図示しないシャッタが設けられており、これらポート１０９、１１０、１１１にウエハＷを収容したキャリアＣ又は空のキャリアＣが直接取り付けられるようになっている。また、ウエハ搬入出室１０８の側面にはアライメントチャンバ１１５が設けられており、そこでウエハＷのアライメントが行われる。
【００７６】
ウエハ搬入出室１０８内には、キャリアＣに対するウエハＷの搬入出及びロードロック室１０５、１０６に対するウエハＷの搬入出を行うウエハ搬送装置１１６が設けられている。このウエハ搬送装置１１６は、多関節アーム構造を有しており、キャリアＣの配列方向に沿ってレール１１８上を走行可能となっており、その先端のハンド１１７上にウエハＷを載せてその搬送を行う。ウエハ搬送装置１１２、１１６の動作等、システム全体の制御は制御部１１９によって行われる。この制御部１１９は、上記プロセスコントローラ８０、ユーザインタフェース８１、記憶部８２の機能を有する。
【００７７】
上記吸着処理ユニット１０１は、基本的に図３の成膜装置から加熱手段を除いた構成を有するものを用いることができる。
【００７８】
また、アニールユニット１０２としては、ウエハＷを加熱することができるものであればよい。図７は、図６のマルチチャンバシステムに用いられるアニールユニット１０２を示す断面図である。アニールユニット１０２としては、図７に示すものを好適に用いることができる。このアニールユニット１０２は、扁平形状のチャンバ１５１を有し、チャンバ１５１の底部には第一蟻酸銅膜２００が形成されたウエハＷを載置するサセプタ１２３が配置されている。
【００７９】
チャンバ１５１の天壁１５１ａ部分は、複数の紫外線ランプからなるランプヒータ１３１と透過窓１３２とからなるランプ加熱ユニット１３０を有している。ランプヒータ１３１は透過窓１３２の上に配置されており、ランプヒータ１３１の熱線が透過窓１３２から下方へ照射されるようにランプ加熱ユニット１３０は構成されている。
【００８０】
チャンバ１５１の側壁にはガス導入口１４１が設けられており、このガス導入口１４１周辺の側壁外面にはガス導入配管１４２が接続されている。ガス導入配管１４２には、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスを供給するガス供給機構１４３が接続されている。
【００８１】
チャンバ１５１の側壁のガス導入口１４１と反対側部分には、排気口１４４が形成されており、この排気口１４４周辺の側壁外面には排気管１４５が接続されている。この排気管１４５には真空ポンプを有する排気装置１４６が接続されている。そして、この排気装置１４６を作動させることにより排気管１４５を介してチャンバ１５１内が所定の真空度まで減圧されるようになっている。
【００８２】
図７のアニールユニット１０２は、ランプ加熱による急速加熱及び不活性ガスによる急速冷却が可能であり、極めて迅速なアニール処理を行うことができ、スループットを高めることができる。また、アニールユニット１０２は、アニール専用モジュールであるため、処理の自由度が高く、例えば銅成膜ウエハ温度よりも高温でウエハＷをアニール処理して膜中の炭素及び酸素を低減することも容易である。
【００８３】
冷却ユニット１０３は、図示しないが、冷媒流路を備えた冷却ステージをチャンバ内に配した簡単な構成のものであり、アニール処理により高温になったウエハＷを冷却するためのものである。
【００８４】
このように構成されるマルチチャンバシステムにおいては、ウエハ搬送装置１１６によりウエハＷをいずれかのキャリアＣから取り出してロードロック室１０５に搬入し、ウエハ搬送装置１１２によりウエハＷをロードロック室１０５からウエハ搬送室１０４に搬送する。そして、まずウエハＷを吸着処理ユニット１０１に搬送して第一蟻酸銅の吸着処理を行う。吸着処理ユニット１０１において所定厚さの第一蟻酸銅膜が形成されたウエハＷを、ウエハ搬送装置１１２により吸着処理ユニット１０１から取り出し、引き続きアニールユニット１０２に搬入する。アニールユニット１０２においては、第一蟻酸銅膜をランプ加熱することにより分解し、銅膜を形成する。
【００８５】
その後、銅膜が形成されたウエハＷをウエハ搬送装置１１２によりアニールユニット１０２から取り出し、引き続き冷却ユニット１０３に搬入する。冷却ユニット１０３ではウエハステージ上でウエハＷを所定温度に冷却する。冷却ユニット１０３で冷却されたウエハＷは、ウエハ搬送装置１１２によりロードロック室１０６に搬送され、ウエハ搬送装置１１６によりロードロック室１０６から所定のキャリアＣに搬入される。そして、このような一連の処理をキャリアＣに収容されている枚数のウエハＷについて連続的に行う。
【００８６】
このように各工程を異なる装置により行うようにして、これらをクラスター化することにより、各装置（ユニット）において処理を専用化することができ、一つの装置で全ての工程を行うよりもスループットを向上させることができる。
【００８７】
なお、実施の形態１に係る銅膜の成膜処理を行うユニットと、スパッタリング等を行う他のユニットとを図６と同様にクラスター化してもよい。
【００８８】
本発明は実施の形態１に限定されることなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、第一蟻酸銅の生成手段および第一蟻酸銅膜の加熱手段等は一例に過ぎず、他のいかなる手段を用いてもよい。
また、実施の形態１では、第二蟻酸銅と一酸化炭素又はアンモニアとを用いて第一蟻酸銅を生成し、これを基板に供給すると共にエネルギーを与えて分解し銅膜を形成する場合を例に説明した。しかし、２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを用いて１価のカルボン酸金属塩を生成し、これを分解して金属膜を形成するものであればよく、銅膜に限定されない。銅以外の金属の場合、１価のカルボン酸金属塩の生成温度、圧力、１価のカルボン酸金属塩の分解温度は、銅の場合と異なることがある。
さらに、実施の形態１では基板として半導体ウエハを用いた場合について示したが、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ（Flat Panel Display））用のガラス基板等、他の基板であっても適用可能である。さらにまた、本発明の範囲を逸脱しない限り、実施の形態１の構成要素を適宜組み合わせたもの、あるいは実施の形態１の構成要素を一部取り除いたものも本発明の範囲内である。
【００８９】
実施の形態２
実施の形態２は、固体原料とガスとを反応させ、成膜処理のための処理ガスを生成する反応容器を備えた成膜装置に関する。
一般に、固体原料は反応性を高めるために粉末状に成形される。ここでは、固体原料として第二蟻酸銅粉末３１を、ガスとして一酸化炭素又はアンモニアのガスを挙げ、第一蟻酸銅ガスが生成される場合について説明する。なお、第二蟻酸銅粉末３１と一酸化炭素又はアンモニアとの反応が実施の形態２に係る反応容器で行う反応の例示であることは勿論である。実施の形態２に係る反応容器で行う反応は、固体原料とガスとを反応させ、成膜処理のための処理ガスを生成する反応であれば、どのような反応でもよい。
【００９０】
実施の形態２に係る成膜装置は、反応容器が図３の成膜装置と異なっており、その他の構成は基本的に図３の成膜装置と同じであるので、同じ部材については同じ符号を付して説明を省略する。
【００９１】
図８は、実施の形態２に係る反応容器９１の一例の概略構成を示す断面図である。反応容器９１は、中空直方体状をなし、側壁９１１、底壁９１２及び側壁９１１の上端に対して着脱自在な天壁９１３を含んで構成される。第二蟻酸銅粉末３１は底壁９１２と略平行な層として、反応容器９１内部に貯留される。
【００９２】
なお、第二蟻酸銅粉末３１を反応容器９１の底壁９１２上に直接貯留するのではなく、反応容器９１内部に収納可能な受け皿を用意し、この受け皿に第二蟻酸銅粉末３１を貯留してもよい。この受け皿は反応容器９１の底壁９１２上に配置される。
【００９３】
側壁９１１には、不活性ガスと一酸化炭素又はアンモニアとを導入する配管３４の断面と略同一の形状及び大きさを有する導入口９１４が設けられている。導入口９１４周辺の側壁９１１外面には配管３４が接続されている。また、導入口９１４と対向する位置の側壁９１１には、第一蟻酸銅ガスをチャンバ１１に供給する配管３３の断面と略同一の形状及び大きさを有する放出口９１５が設けられている。放出口９１５周辺の側壁９１１外面には配管３３が接続されている。配管３３、３４が側壁９１１に接続される高さは、反応容器９１内に貯留される第二蟻酸銅粉末３１の表面近傍である。
【００９４】
反応容器９１の底壁９１２にはヒータ９１ａが埋め込まれており、ヒータ９１ａは図示しない電源から給電されることにより第二蟻酸銅粉末３１を加熱する。なお、ヒータ９１ａは反応容器９１の周囲に設けてもよい。
【００９５】
次に、図８の反応容器９１を用いて行われる第一蟻酸銅ガスの生成処理について説明する。
反応容器９１から天壁９１３を取り外して、反応容器９１内部に第二蟻酸銅粉末３１を配置した後、天壁９１３を反応容器９１に取り付け、反応容器９１を密閉する。
反応容器９１に配置された第二蟻酸銅粉末３１は、ヒータ９１ａにより５０〜１５０℃程度に加熱される。第二蟻酸銅粉末３１には、ヒータ９１ａに近い底壁９１２付近から表面へ向かって温度勾配が形成される。そのため、第二蟻酸銅粉末３１の表面付近が所望の温度となるように、ヒータ９１ａによる加熱を調整することが好ましい。
【００９６】
バルブ１７ａ、１７ｃを開き、ガスライン１６ａ及び配管３４を介して反応容器９１内に不活性ガスを供給して第二蟻酸銅の結晶水を除去する。その後、バルブ１７ｂ、１７ｄを開き、還元ガス供給源の一酸化炭素又はアンモニアのガスをガスライン１６ｂ及び配管３４を介して反応容器９１に導入する。その際、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）１８ｂにより、一酸化炭素又はアンモニアの流量を所定流量に調整する。なお、第二蟻酸銅の結晶水を除去せずに、一酸化炭素又はアンモニアのガスを導入してもよい。
【００９７】
反応容器９１に導入された一酸化炭素又はアンモニアのガスは、第二蟻酸銅粉末３１の表面近傍に沿って略横方向に流れ、加熱された第二蟻酸銅を還元することにより第一蟻酸銅ガスを生成させる。生成した第一蟻酸銅ガスは、一酸化炭素又はアンモニアと共に導入される不活性ガスの流線方向に移送され、導入口９１４が設けられた側壁９１１と対向する側壁９１１に達する。導入口９１４及び放出口９１５は反応容器９１の側壁９１１の対向位置に設けられているため、生成した第一蟻酸銅ガスは放出口９１５を介して効率よく配管３３に取り込まれ、チャンバ１１へ供給される。
【００９８】
図９は、実施の形態２に係る反応容器９２の他の例の概略構成を示す断面図である。図１０は、図９のＸ−Ｘ線における断面図である。
反応容器９２は、中空円柱状をなし、側壁９２１、底壁９２２、側壁９２１の上端に対して着脱自在な天壁９２３及び反応室９２６を含んで構成される。反応室９２６は反応容器９２内部に収容可能な有底円筒状をなし、反応容器９２内部に配設される。
反応室９２６は、側壁９２１と中心軸を共通にする円筒状の側壁９２７及び底壁９２８を含んで構成される。反応室９２６の内部には、ヒータ９２ａ及び受け皿９２９が配置される。側壁９２７の上端は天壁９２３の下面と例えばボルト等により着脱自在に構成されており、反応室９２６を反応容器９２本体から分離することができる。ヒータ９２ａは反応室９２６内部に収納可能な円盤状をなし、底壁９２８の上に配置される。受け皿９２９は、反応室９２６内部に収容可能な有底円筒状をなし、ヒータ９２ａの上に配置される。反応容器９２、反応室９２６、ヒータ９２ａ及び受け皿９２９は、これらの各中心軸が一致するように配置される。
【００９９】
第二蟻酸銅粉末３１は、受け皿９２９内部に、受け皿９２９の底面と略平行な層として貯留される。ヒータ９２ａは、図示しない電源から給電されることにより第二蟻酸銅粉末３１を加熱する。
なお、ヒータ９２ａは反応容器９２の周囲又は反応室９２６の周囲に設けてもよいし、反応室９２６の底壁９２８に埋め込んでもよい。かかる場合、第二蟻酸銅粉末３１を受け皿９２９内部に貯留するのではなく、第二蟻酸銅粉末３１を底壁９２８上に直接貯留してもよい。
【０１００】
反応室９２６の側壁９２７には、反応容器９２内部に導入される不活性ガスと一酸化炭素又はアンモニアとが流通可能な複数の孔９３０が、受け皿９２９の上端の高さ付近に設けられている。また、複数の孔９３０は反応室９２６の中心軸に対して軸対称に設けられている。なお、図１０における孔９３０の数は、見やすくするために図９における孔９３０の数より少なく図示されている。同様に、図１０における孔９３０の大きさは、図９における孔９３０の大きさより大きく図示されている。
【０１０１】
なお、側壁９２７に孔９３０を設ける代わりに、側壁９２７上端に不活性ガスと一酸化炭素又はアンモニアとが流通可能な複数の切り欠きを設けてもよい。
【０１０２】
側壁９２１上の天壁９２３上面には、配管３４の断面と略同一の形状及び大きさを有する導入口９２４が設けられている。導入口９２４周辺の天壁９２３上面には配管３４が接続されている。導入口９２４から下方に延びる導入流路９３１が、側壁９２１及び底壁９２２内部に形成されている。下方に延びた導入流路９３１は、底壁９２２周縁の内部から略横方向に底壁９２２中心部まで延び、底壁９２２中心部からさらに上方に延びて、底壁９２２上面の略中央を開口している。不活性ガスと一酸化炭素又はアンモニアとは、配管３４、導入口９２４及び導入流路９３１を介して反応容器９２に導入される。
【０１０３】
天壁９２３の略中央には、配管３３の断面と略同一の形状及び大きさを有する放出口９２５が設けられている。放出口９２５周辺の天壁９２３上面には配管３３が接続されている。反応室９２６内部で生成した第一蟻酸銅ガスは、放出口９２５及び配管３３を介してチャンバ１１に供給される。
【０１０４】
次に、図９及び図１０の反応容器９２を用いて行われる第一蟻酸銅ガスの生成処理について説明する。
側壁９２１から天壁９２３を取り外し、取り外した天壁９２３から反応室９２６を取り外す。取り外した反応室９２６から受け皿９２９を取り出し、取り出した受け皿９２９の内部に第二蟻酸銅粉末３１を一様に配置する。その後、受け皿９２９を反応室９２６内部に配置し、反応室９２６を天壁９２３に取り付け、反応室９２６を密閉する。反応室９２６を取り付けた天壁９２３を側壁９２１の上端に取り付け、反応容器９２を密閉する。
受け皿９２９に配置された第二蟻酸銅粉末３１は、ヒータ９２ａにより５０〜１５０℃程度に加熱される。
【０１０５】
なお、反応容器９２の底壁９２２を側壁９２１の下端に対して着脱自在にする態様であってもよい。底壁９２２には配管３３、３４が接続されていないため、この底壁９２２の着脱作業は配管３３、３４が接続された天壁９２３の着脱作業よりも楽である。そのため、底壁９２２が着脱自在である場合、反応室９２６内部の受け皿９２９への第二蟻酸銅粉末３１の補充が容易になる。
【０１０６】
バルブ１７ａ、１７ｃを開き、ガスライン１６ａ、配管３４、導入口９２４及び導入流路９３１を介して反応容器９２内に不活性ガスを導入して第二蟻酸銅の結晶水を除去する。その後、バルブ１７ｂ、１７ｄを開き、還元ガス供給源の一酸化炭素又はアンモニアのガスをガスライン１６ｂ、配管３４、導入口９２４及び導入流路９３１を介して反応容器９２に導入する。その際、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）１８ｂにより、一酸化炭素又はアンモニアの流量を所定流量に調整する。なお、第二蟻酸銅の結晶水を除去せずに、一酸化炭素又はアンモニアのガスを反応容器９２に導入してもよい。
【０１０７】
導入流路９３１に沿って導入された一酸化炭素又はアンモニアのガスは、不活性ガスと共に底壁９２２上面の略中央の開口から反応容器９２内部に流入する。その際の一酸化炭素又はアンモニアの流線は、反応容器９２の中心軸に対して軸対称である。やがて、一酸化炭素又はアンモニアのガスは反応容器９２を構成する各壁と反応室９２６との間の空間を充満し、複数の孔９３０から反応室９２６に均等に流入する。その流線方向は、反応室９２６の半径方向である。図１０の矢印は、一酸化炭素又はアンモニアの流路とその方向とを模式的に示している。
【０１０８】
一酸化炭素又はアンモニアのガスは、第二蟻酸銅粉末３１の表面近傍に沿って略横方向に流れ、加熱された第二蟻酸銅を還元することにより第一蟻酸銅ガスを生成させる。生成した第一蟻酸銅ガスは、反応室９２６の略中央で収束する。反応室９２６の下方は第二蟻酸銅粉末３１により行き止まりになっているため、反応室９２６の略中央で収束した第一蟻酸銅ガスは、上方の放出口９２５を介して配管３３に取り込まれ、チャンバ１１へ供給される。
【０１０９】
従来、粉末状固体原料と反応ガスとを反応させる場合、粉末状固体原料を配置した反応容器の下部から反応ガスを上方へシャワー状に放出するバブリングが行われていた。しかし例えば、第二蟻酸銅粉末を配置した反応容器の下部から一酸化炭素又はアンモニアのガスを上方へシャワー状に放出する場合、生成した第一蟻酸銅ガスが低温部分の第二蟻酸銅粉末内部で固化し、その場に留まることがあった。また、生成した第一蟻酸銅ガスが第二蟻酸銅粉末から放出される前に、温度条件によっては第一蟻酸銅ガスから銅が分解し、分解した銅が第二蟻酸銅粉末にトラップされてしまうという問題があった。
【０１１０】
しかしながら、実施の形態２に係る反応容器９１、９２によれば、一酸化炭素又はアンモニアのガスは第二蟻酸銅粉末３１の表面近傍を略横方向に流れる。第二蟻酸銅粉末３１はその表面で一酸化炭素又はアンモニアのガスによって還元され、生成した第一蟻酸銅ガスは不活性ガスにより移送されるので、第一蟻酸銅又は銅が第二蟻酸銅粉末３１内部に留まることはない。バブリングの場合、下方からの一酸化炭素又はアンモニアのガスが第二蟻酸銅粉末３１粒子の移動を引き起こすため、第二蟻酸銅粉末３１内部の温度分布が複雑なものになる。そのため、このことが銅のトラップにも影響する。しかし、実施の形態２に係る反応容器９１、９２によれば、第二蟻酸銅粉末３１はその表面から単調に消費されるので、一酸化炭素又はアンモニアのガスが第二蟻酸銅粉末３１内部の温度構造を乱すことはない。従って、生成した第一蟻酸銅ガスは銅に分解することなく、放出口９２５及び配管３３を介してそのままチャンバ１１へ供給されるので、高スループットを図ることができる。
【０１１１】
実施の形態２に係る図９及び図１０の反応容器９２によれば、受け皿９２９は反応容器９２に固定した状態で設けられていないため、反応容器９２からの取り出し及び反応容器９２への設置が簡便な構成部材である。そのため、受け皿９２９はその交換、点検、修理等が容易であり、全体として成膜装置の保守性に資する。また、受け皿９２９ごとの交換が可能であるため、第二蟻酸銅粉末３１を補充する上で利便性が高い。
【０１１２】
実施の形態２に係る図９及び図１０の反応容器９２によれば、導入流路９３１は底壁９２２上面の略中央を開口しているため、導入口９２４から反応容器９２内部に導入された一酸化炭素又はアンモニアのガスは、反応容器９２の中心軸に対して軸対称に流れる。また、複数の孔９３０は側壁９２７の全域に等間隔で設けられている。そのため、一酸化炭素又はアンモニアのガスは第二蟻酸銅粉末３１の表面に均等に供給されるので、第二蟻酸銅粉末３１の表面で進行する還元反応にムラが生じることはない。
【０１１３】
実施の形態２に係る図９及び図１０の反応容器９２によれば、一酸化炭素又はアンモニアのガスは第二蟻酸銅粉末３１の表面近傍を流れるにつれて消費されていくため、第一蟻酸銅ガスを生成する反応は反応室９２６の中心ほど低下するとも思われる。しかし、一酸化炭素又はアンモニアのガスは、側壁９２７から離れるにつれて、反応室９２６中央へ集中する。一方で、一酸化炭素又はアンモニアのガスが接触する第二蟻酸銅粉末３１の表面積は、反応室９２６の中心ほど減少する。そのため、一酸化炭素又はアンモニアと第二蟻酸銅粉末３１との反応は、反応室９２６の側壁９２７付近から中心まで低下することなく、第一蟻酸銅ガスを生成させる。
【０１１４】
実施の形態２に係る図９及び図１０の反応容器９２によれば、生成した第一蟻酸銅ガスが反応室９２６の中央で収束し、チャンバ１１と接続された配管３３に案内されるように構成されている。これにより、生成した第一蟻酸銅ガスを反応容器９２内に留まらせることなく、チャンバ１１へ供給することができるため、スループットがさらに向上する。
【０１１５】
実施の形態２に係る図９及び図１０の反応容器９２によれば、放出口９２５は天壁９２３に設けられており、生成した第一蟻酸銅ガスは上方へ移送される構成になっている。そのため、反応室９２６内部の第二蟻酸銅粉末及び他の汚染物質が放出口９２５及び配管３３を介して重力によりチャンバ１１に導入されることはない。これにより、チャンバ１１内部の清浄を保つことができる。
【０１１６】
実施の形態２に係る図９及び図１０の反応容器９２では、底壁９２２の上面中央に延びる導入流路９３１を設けて、一酸化炭素又はアンモニアを反応容器９２の各壁と反応室９２６との間の空間に充満させてから、反応室９２６に一酸化炭素又はアンモニアを導入した。しかし、一酸化炭素又はアンモニアを反応室９２６に導入する形態はこれに限らない。例えば、導入口９２４から導入された一酸化炭素又はアンモニアを、孔９３０へ直接供給する新たな配管を反応容器９２内部に設けてもよい。該配管は、上流側から下流側へ向かって孔９３０の数と同数の配管に分岐している。該配管の流入口を導入口９２４に接続し、分岐した各配管の流出口を側壁９２７の各孔９３０に接続する。一酸化炭素又はアンモニアのガスは、分岐した各配管を通って直接各孔９３０に均等に導入される。
【０１１７】
実施の形態２に係る図８の反応容器９１の形状は、中空直方体状であった。しかし、図８の反応容器９１の形状は、中空直方体状に限らず、中空円柱状又は中空直方体以外の中空箱状であってもよい。
実施の形態２に係る図９及び図１０の反応容器９２及び反応室９２６の形状は、夫々中空円柱状、有底円筒状であった。しかし、図９及び図１０の反応容器９２及び反応室９２６の形状は、夫々中空円柱状、有底円筒状に限らず、中空箱状であってもよい。
【０１１８】
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１１９】
（付記１）
２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する工程と、
基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給する工程と、
基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給することにより堆積した１価のカルボン酸金属塩、又は基板上に供給した前記１価のカルボン酸金属塩ガスを、基板にエネルギーを与えることにより分解して金属膜を形成する工程と
を有することを特徴とする成膜方法。
【０１２０】
（付記２）
前記２価のカルボン酸金属塩は粉末状であり、これに一酸化炭素又はアンモニアを供給することにより１価のカルボン酸金属塩ガスを得る
ことを特徴とする付記１に記載の成膜方法。
【０１２１】
（付記３）
前記２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させる際に加熱する
ことを特徴とする付記１又は付記２に記載の成膜方法。
【０１２２】
（付記４）
基板は真空に保持された処理容器内に配置され、前記２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとが反応して生成された１価のカルボン酸金属塩ガスを前記処理容器内に導入する
ことを特徴とする付記１から付記３までのいずれか一つに記載の成膜方法。
【０１２３】
（付記５）
基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給することにより基板上に前記１価のカルボン酸金属塩を堆積させ、
前記１価のカルボン酸金属塩が堆積した基板にエネルギーを与えることにより基板上の１価のカルボン酸金属塩を分解する
ことを特徴とする付記１から付記４までのいずれか一つに記載の成膜方法。
【０１２４】
（付記６）
基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給しながら、基板にエネルギーを与える
ことを特徴とする付記１から付記４までのいずれか一つに記載の成膜方法。
【０１２５】
（付記７）
前記２価のカルボン酸金属塩に含まれる金属は銅、銀、コバルト、ニッケルからなる群から選択されるものである
ことを特徴とする付記１から付記６までのいずれか一つに記載の成膜方法。
【０１２６】
（付記８）
前記２価のカルボン酸金属塩は第二蟻酸銅であり、
前記１価のカルボン酸金属塩ガスは第一蟻酸銅ガスである
ことを特徴とする付記１から付記７までのいずれか一つに記載の成膜方法。
【０１２７】
（付記９）
真空に保持され、基板が配置される処理容器と、
該処理容器内で基板を支持する基板支持部材と、
２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成するガス生成手段と、
前記処理容器内の基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給するガス供給手段と、
前記基板支持部材上の基板にエネルギーを与えるエネルギー付与手段と、
前記処理容器内を排気する排気手段と
を具備し、
前記ガス供給手段により基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給することにより堆積した１価のカルボン酸金属塩、又は前記ガス供給手段により基板上に供給した前記１価のカルボン酸金属塩ガスが、前記エネルギー付与手段によるエネルギーにより分解して基板上に金属膜が形成される
ことを特徴とする成膜装置。
【０１２８】
（付記１０）
前記ガス生成手段は、
前記２価のカルボン酸金属塩が貯留され、一酸化炭素又はアンモニアと前記２価のカルボン酸金属塩との反応により１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する反応部と、
一酸化炭素又はアンモニアを前記反応部に導入する導入配管と
を有し、
前記ガス供給手段は、
生成された前記１価のカルボン酸金属塩ガスを前記処理容器に導入するカルボン酸金属塩ガス導入部
を有する
ことを特徴とする付記９に記載の成膜装置。
【０１２９】
（付記１１）
前記反応部は、
前記２価のカルボン酸金属塩粉末を貯留する反応容器
を有する
ことを特徴とする付記１０に記載の成膜装置。
【０１３０】
（付記１２）
前記カルボン酸金属塩ガス導入部は、
前記１価のカルボン酸金属塩ガスをシャワー状に導入するシャワーヘッド
を有する
ことを特徴とする付記１０又は付記１１に記載の成膜装置。
【０１３１】
（付記１３）
前記ガス供給手段により基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスが供給されて前記１価のカルボン酸金属塩が堆積し、前記エネルギー付与手段によるエネルギーによって基板上に堆積した該１価のカルボン酸金属塩が分解する
ことを特徴とする付記９から付記１２までのいずれか一つに記載の成膜装置。
【０１３２】
（付記１４）
前記ガス供給手段により基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスが供給されながら、前記エネルギー付与手段により基板にエネルギーが付与される
ことを特徴とする付記９から付記１２までのいずれか一つに記載の成膜装置。
【０１３３】
（付記１５）
前記２価のカルボン酸金属塩に含まれる金属は、銅、銀、コバルト、ニッケルからなる群から選択されるものである
ことを特徴とする付記９から付記１４までのいずれか一つに記載の成膜装置。
【０１３４】
（付記１６）
前記エネルギー付与手段は、前記基板に熱エネルギーを与える
ことを特徴とする付記９から付記１５までのいずれか一つに記載の成膜装置。
【０１３５】
（付記１７）
基板が配置される処理容器と、
固体原料及び反応ガスの反応により処理ガスを生成する反応容器と
を備え、
該反応容器で生成した処理ガスを前記処理容器内の基板上に供給し、基板に対して成膜処理を行う成膜装置において、
前記反応容器は、
反応ガスが固体原料集合物の表面近傍を略横方向に流れるように構成してある
ことを特徴とする成膜装置。
【０１３６】
（付記１８）
前記反応容器で生成した処理ガスを前記処理容器へ供給する供給手段
を備え、
前記反応容器は、
側壁と、
反応ガスを前記反応容器に導入する導入口と、
生成した処理ガスを前記供給手段に放出する放出口と
を有し、
前記導入口及び放出口が側壁の対向位置に設けられている
ことを特徴とする付記１７に記載の成膜装置。
【０１３７】
（付記１９）
前記反応容器で生成した処理ガスを前記処理容器へ供給する供給手段
を備え、
前記反応容器は、
天壁と、
反応ガスを導入する導入口と、
生成した処理ガスを前記供給手段に放出する放出口と、
前記天壁下面に着設され、固体原料を貯留する有底円筒状の反応室と
を有し、
前記導入口から導入した反応ガスが流通可能な複数の孔が、前記反応室の側壁に設けられ、
前記放出口が前記反応室上の天壁に設けられている
ことを特徴とする付記１７に記載の成膜装置。
【０１３８】
（付記２０）
前記反応容器は、固体原料を加熱する加熱手段を有する
ことを特徴とする付記１７から付記１９までのいずれか一つに記載の成膜装置。
【符号の説明】
【０１３９】
１ 基板
２ １価のカルボン酸金属塩膜
３ 金属膜
１１ チャンバ
１２、１２１、１２２、１２３ サセプタ
１４ ヒータ
１６ｂ ガスライン
１９ 冷媒流路
２０ シャワーヘッド
２０ａ、３２ａ、３３ａ、７１ａ、９１ａ、９２ａ ヒータ
２２ シャワープレート
２６ 排気装置
３１ 第二蟻酸銅粉末
３２、９１、９２ 反応容器
３３、３４ 配管
５０ ランプ加熱ユニット
８０ プロセスコントローラ
８１ ユーザインタフェース
８２ 記憶部
１０１ 吸着処理ユニット
１０２ アニールユニット
１０３ 冷却ユニット
１１９ 制御部
９１１、９２１ 側壁
９１３、９２３ 天壁
９１４、９２４ 導入口
９１５、９２５ 放出口
９２６ 反応室
９３０ 孔
Ｗ 半導体ウエハ（基板）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体の配線として用いられる銅膜等の金属膜を形成する成膜方法及び成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、半導体デバイスの高速化、配線パターンの微細化、高集積化の要求に対応して、配線間の容量の低下及び配線の導電性向上並びにエレクトロマイグレーション耐性の向上が求められている。これらに対応した技術として、配線材料にアルミニウムやタングステンよりも導電性が高くかつエレクトロマイグレーション耐性に優れている銅を用い、層間絶縁膜として低誘電率膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）を用いた銅多層配線技術が注目されている。
【０００３】
銅多層配線の銅の成膜方法としては、スパッタリングに代表される物理蒸着（ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition））法、めっき法及び有機金属原料を気化して利用する化学蒸着（ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition））法が知られている。しかし、ＰＶＤ法ではステップカバレッジが悪く、微細パターンへの埋め込みが困難である。めっき法では、めっき液内に含まれる添加剤のため、銅膜中に不純物が多く含まれる。ＭＯＣＶＤ法では良好なステップカバレッジは得られやすいものの、銅原子に配位する側鎖基からの炭素、酸素、フッ素などの不純物が銅膜中に多く残留するため、膜質の向上が困難である。さらに、銅原子に配位させる側鎖基が複雑であることから、原料が非常に高価である。また、熱的に不安定かつ低蒸気圧であるため、安定的な原料気体の供給が難しい。
【０００４】
これに対し、特許文献１には、アルゴンガスプラズマで塩化銅板をエッチングすることにより、基板に銅膜を形成する技術が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、銅膜中に微量の塩素が残存するおそれがある。塩素はその残留量がわずかであっても銅配線の腐食にともなう配線抵抗の上昇や信頼性の低下等の問題がある。また、成膜初期に基板表面がプラズマにさらされるため、基板が化学的若しくは物理的なダメージを受ける懸念がある。特に配線で使用されるＬｏｗ−ｋ膜は、これらプラズマによって誘電率の上昇や微細構造の破壊が起こりやすい（プラズマダメージ）。また、プラズマはチャンバ内部の塩化銅板以外の部材もスパッタリングするため、部材の損傷、スパッタリングされた粒子に起因するコンタミネーション汚染を引き起こす。よって、特許文献１の技術を銅多層配線に適用することは、上記の問題を克服するために、コストが高い機構や材料を必要としなければならないという不都合がある。
【０００６】
一方、半導体製造プロセス以外で、湿式めっき法ではない方法で安い原料を用いて銅配線を製造する方法が特許文献２に開示されている。特許文献２の製造方法では、安価な有機銅化合物である第二蟻酸銅（Ｃｕ（ＨＣＯＯ）2 ）若しくはその水和物を基板に塗布し、非酸化雰囲気中にて熱を与えることで銅薄膜を製造している。同様に、基板に塗布した水和第二蟻酸銅を、光径を絞ったレーザ光により加熱することで銅配線を形成する報告が非特許文献１にある。これらはいずれも、第二蟻酸銅が熱分解反応により銅になることを利用している。これらの手法は、安価に金属銅を成膜させることができるが、超集積回路（ＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration））の配線のようにナノメーターレベルに加工された微細な形状の中に金属を埋め込むには適しておらず、その電気伝導率も銅本来の値より悪い値になってしまう。
【０００７】
安価な水和第二蟻酸銅をＭＯＣＶＤの原料として使用する試みが非特許文献２に報告されている。原料容器内に水和第二蟻酸銅の粉体を入れ、加熱したところにキャリアガスを導入する。加熱したことによって生じる気化成分を、配管を通してキャリアガスで別の反応容器内の加熱された基板表面まで輸送する。輸送された気化成分は基板表面で熱分解し、銅膜が形成される。
【０００８】
非特許文献３によって、この原料容器内部で生じる気化した成分は、第一蟻酸銅（Ｃｕ（ＨＣＯＯ））であることが知られている。以下の（１）式に示す反応式により気化し難い第二蟻酸銅から気化しやすい第一蟻酸銅がガスとして生成し、これが基板まで輸送されている。
２Ｃｕ（ＨＣＯＯ）2 →２Ｃｕ（ＨＣＯＯ）＋ＣＯ＋ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ……（１）
第一蟻酸銅は、非特許文献３に報告されているように、非常に熱分解しやすい物質であるため、低温で以下の（２）式に示す反応式により第一蟻酸銅から容易に銅薄膜が成膜される。
２Ｃｕ（ＨＣＯＯ）→２Ｃｕ＋２ＣＯ2 ＋Ｈ2 ……（２）
この方法によれば、配位子であるフォルメート基（ＨＣＯＯ）は二酸化炭素や水素に熱分解して排気されやすいために銅膜中に取り込まれ難い。そのため不純物を含まない、高純度の銅膜が生成されやすい。しかし、一般に固体原料から気化させたものをキャリアガスで運ぶ方法は、減圧下での固体原料容器内部の熱伝導状態に大きく影響され、安定した供給が難しい。また、固体原料容器内部で原料の第二蟻酸銅が熱分解してしまい、そこで銅が成膜されてしまう。つまり、原料の劣化が起こりやすい。
【０００９】
また、非特許文献３には、蟻酸化物として同様の反応を示す金属種として銅の他に銀を挙げており、同様な手法で配線層として銀膜を形成可能であるが、やはり銅の場合と同様の問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２７３５２号公報
【特許文献２】特許第２７４５６７７号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】A.Gupta and R.Jagannathan,Applied Physics Letters,51(26),p2254,(1987).
【非特許文献２】M.-J.Mouche et al,Thin Solid Films 262,p1〜6,(1995).
【非特許文献３】A.Keller and F.Korosy,Nature,162,p580,(1948).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、ステップカバレッジが良好で、原料を安定的に供給すると共に原料の劣化を生じさせずに実用的かつ安価に良質な金属膜を形成することができる成膜方法及び成膜装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る成膜方法は、２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する工程と、基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給する工程と、基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給することにより堆積した１価のカルボン酸金属塩、又は基板上に供給した前記１価のカルボン酸金属塩ガスを、基板にエネルギーを与えることにより分解して金属膜を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る成膜方法は、前記２価のカルボン酸金属塩は粉末状であり、これに一酸化炭素又はアンモニアを供給することにより１価のカルボン酸金属塩ガスを得ることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る成膜装置は、真空に保持され、基板が配置される処理容器と、該処理容器内で基板を支持する基板支持部材と、２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成するガス生成手段と、前記処理容器内の基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給するガス供給手段と、前記基板支持部材上の基板にエネルギーを与えるエネルギー付与手段と、前記処理容器内を排気する排気手段とを具備し、前記ガス供給手段により基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給することにより堆積した１価のカルボン酸金属塩、又は前記ガス供給手段により基板上に供給した前記１価のカルボン酸金属塩ガスが、前記エネルギー付与手段によるエネルギーにより分解して基板上に金属膜が形成されることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る成膜装置は、前記ガス生成手段は、前記２価のカルボン酸金属塩が貯留され、一酸化炭素又はアンモニアと前記２価のカルボン酸金属塩との反応により１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する反応部と、一酸化炭素又はアンモニアを前記反応部に導入する導入配管とを有し、前記ガス供給手段は、生成された前記１価のカルボン酸金属塩ガスを前記処理容器に導入するカルボン酸金属塩ガス導入部を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成し、生成した１価のカルボン酸金属塩ガスを基板上に供給する。基板にエネルギーを与えることにより、基板上に供給した１価のカルボン酸金属塩ガスから堆積した１価のカルボン酸金属塩を分解することにより金属膜が形成される。あるいは、基板にエネルギーを与えることにより、基板上に供給した１価のカルボン酸金属塩ガスを分解することにより金属膜が形成される。
【００１８】
本発明にあっては、２価のカルボン酸金属塩は粉末状であり、塊状の場合よりも一酸化炭素又はアンモニアと接触する面積が大きい。
【００１９】
本発明にあっては、真空に保持された処理容器に基板が配置され、基板支持部材は処理容器内で基板を支持する。ガス生成手段は２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成し、ガス供給手段は処理容器内の基板上に生成した１価のカルボン酸金属塩ガスを供給する。基板にエネルギーを与えることで、基板上に供給した１価のカルボン酸金属塩ガスから堆積した１価のカルボン酸金属塩を分解することにより金属膜が形成される。あるいは、基板にエネルギーを与えることで、基板上に供給した１価のカルボン酸金属塩ガスを分解することにより金属膜が形成される。
【００２０】
本発明にあっては、ガス生成手段は、一酸化炭素又はアンモニアを導入する導入配管及び反応部を有する。反応部は２価のカルボン酸金属塩を貯留し、導入配管から導入された一酸化炭素又はアンモニアと２価のカルボン酸金属塩との反応により１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する。ガス供給手段は、生成された１価のカルボン酸金属塩ガスを処理容器に導入するカルボン酸金属塩ガス導入部を有する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、２価のカルボン酸金属塩、例えば第二蟻酸銅を原料として用い、これを一酸化炭素又はアンモニアにより還元し、低エネルギーで熱分解して金属膜が生成される１価のカルボン酸金属塩、例えば第一蟻酸銅を基板上に供給し、この１価のカルボン酸金属塩にエネルギーを与えることにより銅膜のような配線層として有効な金属膜を高ステップカバレッジで得ることができる。この場合に、１価のカルボン酸金属塩を基板上に堆積させ、その後に基板上の１価のカルボン酸金属塩にエネルギーを与えて金属膜を形成する手法を用いることにより、特に良好なステップカバレッジを得ることができる。原料としての２価のカルボン酸金属塩中の金属原子への有機配位子は、熱分解して金属膜（銅膜）に影響を与えないガスとして排気されるので、膜中の不純物が非常に少なく極めて良質な膜を得ることができる。２価のカルボン酸金属塩は、銅を成膜するＣＶＤの既存の原料有機化合物よりも極めて安価であり、原料コストを低くできるメリットがある。
【００２２】
さらに、２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成するので、生成する１価のカルボン酸金属塩の量を容易に調節することができる。そのため、従来の粉末状の第二蟻酸銅を加熱して第一蟻酸銅ガスを得る方法よりも、安定的に、かつ調節可能な方法で原料を供給することができ、原料の劣化も少ない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１に係る成膜方法の一例を説明するための模式図である。
【図２】実施の形態１に係る成膜方法の他の例を説明するための模式図である。
【図３】実施の形態１に係る成膜方法を実施するための成膜装置の一例の概略構成を示す断面図である。
【図４】実施の形態１に係る成膜方法を実施するための成膜装置の他の例の概略構成を示す断面図である。
【図５】実施の形態１に係る成膜方法を実施するための成膜装置のさらに他の例の概略構成を示す断面図である。
【図６】実施の形態１に係る成膜方法を実施するためのマルチチャンバシステムの概略構造を示す説明図である。
【図７】図６のマルチチャンバシステムに用いられるアニールユニットを示す断面図である。
【図８】実施の形態２に係る反応容器の一例の概略構成を示す断面図である。
【図９】実施の形態２に係る反応容器の他の例の概略構成を示す断面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１
２価のカルボン酸金属塩を一酸化炭素又はアンモニアにより還元して、１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する。生成した１価のカルボン酸金属塩ガスを基板に供給して、１価のカルボン酸金属塩を基板上に堆積させる。１価のカルボン酸金属塩は金属に熱分解しやすく、実施の形態１ではこの１価のカルボン酸金属塩の性質を利用して金属膜を形成する。
【００２５】
図１は、実施の形態１に係る成膜方法の一例を説明するための模式図である。
最初に、図１Ａに示すように、得ようとする金属膜３の金属を含む２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する。具体的には、例えば典型的には粉末状の２価のカルボン酸金属塩を加熱し、そこに一酸化炭素又はアンモニアを供給することによりこれらを反応させ、２価のカルボン酸金属塩を還元して１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する。２価のカルボン酸金属塩は通常結晶水を持っており、金属をＭとすると、Ｍ（II）（Ｒ−ＣＯＯ）2 （Ｈ2 Ｏ）n と表すことができる。この２価の水和カルボン酸金属塩に一酸化炭素又はアンモニアを供給し、加熱すると、還元反応により、Ｍ（Ｉ）（Ｒ−ＣＯＯ）で表される１価のカルボン酸金属塩ガスを得ることができる。
【００２６】
供給する一酸化炭素又はアンモニアの量を調節することによって、生成する１価のカルボン酸金属塩ガスの量を調節することができ、安定的に制御性よく原料を供給することができる。ここで、２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させる前に、結晶水を加熱により除去してもよいし、結晶水を除去せずに反応させてもよい。
【００２７】
一酸化炭素又はアンモニアは、蒸気圧が高く、常温では気体状態である。そのため、一酸化炭素又はアンモニアは、気体として反応させる場合、液体材料のように加熱して気化する必要がなく、取り扱いが簡便である。また、一酸化炭素又はアンモニアを用いて２価のカルボン酸金属塩を還元する場合、分子量の大きい副生成物が発生しないのでプロセスへの悪影響がない。これらの点から、一酸化炭素又はアンモニアは２価のカルボン酸金属塩を還元する還元剤として好ましい。
【００２８】
２価のカルボン酸金属塩を構成するカルボン酸は、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、吉草酸、酪酸から選択されたものを用いることが好ましい。
【００２９】
２価のカルボン酸金属塩を構成する金属としては、銅を適用することが好適であり、その他に銀、ニッケル、コバルトを挙げることができる。これらの金属は、熱分解しやすい１価のカルボン酸金属塩を形成することができる。銅及び銀は、電気抵抗が小さく、中でも銅は配線材料として注目されている。また、ニッケル、コバルトは、半導体デバイストランジスタ部の電極、ソースドレイン部へのコンタクト材、半導体メモリキャパシタ電極として用いられている。
【００３０】
次に、図１Ｂに示すように、基板１上に上記のようにして生成した１価のカルボン酸金属塩ガスを供給する。
２価のカルボン酸金属塩として第二蟻酸銅を用い、還元剤として一酸化炭素又はアンモニアを用いる場合、不安定な物質であり、銅に分解されやすいことが知られている第一蟻酸銅ガスを生成させることができる。第一蟻酸銅は真空中ではガスとして存在するが、大気雰囲気下では容易に酸化されて酸化第一銅となってしまうため、第一蟻酸銅ガスの供給は真空中で行う。その際に、第一蟻酸銅はガス状に保持されるように５０〜１５０℃程度の温度にされる。
【００３１】
なお、第一蟻酸銅には、単量体のみならず多量体も含まれる。また、第一蟻酸銅ガスを大量に生成し、生成した第一蟻酸銅ガスの分解を抑制するために、一酸化炭素又はアンモニアのガスの分圧条件はある程度高くする必要がある。ただし、圧力が高すぎると一酸化炭素又はアンモニアの気化供給に不利となる。よって、第一蟻酸銅生成反応の際の一酸化炭素又はアンモニアの分圧は、１３３〜６６５０Ｐａ（１〜５０Ｔｏｒｒ）程度が望ましい。
【００３２】
次に、図１Ｃに示すように、１価のカルボン酸金属塩を基板１に吸着させ、所定量堆積させて、金属膜３の前駆体としての１価のカルボン酸金属塩膜２を形成する。このとき、基板１の温度は−３０〜５０℃程度が好ましい。
【００３３】
次に、図１Ｄに示すように、１価のカルボン酸金属塩膜２が形成された基板１にエネルギーを与え、１価のカルボン酸金属塩を分解して金属膜３を形成する。このときエネルギーとしては典型的には熱エネルギーを用いる。熱エネルギーは通常の成膜装置に用いられている抵抗発熱体や加熱ランプ等により与えることができるので適用が容易である。
【００３４】
このような成膜方法によれば、気相での熱分解なしに、１価のカルボン酸金属塩を基板１の表面に吸着させてから、エネルギーを与えて金属膜３とするために、通常のＣＶＤと同様にステップカバレッジを良好にすることができる。そのため、実施の形態１に係る成膜方法はＵＬＳＩ配線工程における微細パターンへの適用が可能である。また、実施の形態１に係る成膜方法はＭＯＣＶＤよりも安価な原料を使用することができるため、低コストでの金属配線用の成膜が可能である。
【００３５】
図２は、実施の形態１に係る成膜方法の他の例を説明するための模式図である。図２Ａでは図１Ａと同様、２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとから１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する。その後、図２Ｂに示すように、基板１に熱エネルギー等のエネルギーを与えながら、生成した１価のカルボン酸金属塩ガスを基板１上に供給してもよい。この場合には、図２Ｃに示すように、カルボン酸金属塩ガスが基板１上に到達すると即座に分解し、金属膜３が形成されることとなる。
図２の成膜方法では、より短時間で金属膜３を形成することができるというメリットがある。
【００３６】
次に、実施の形態１をより具体的に説明する。
ここでは、２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとから１価のカルボン酸金属塩ガスを形成する典型例として、２価のカルボン酸金属塩に第二蟻酸銅を用いる例を挙げる。かかる場合、生成する１価のカルボン酸金属塩ガスは第一蟻酸銅ガスである。第一蟻酸銅ガスを基板１としての半導体ウエハに供給し、固体状の第一蟻酸銅を堆積させる。堆積させた第一蟻酸銅にエネルギーを与えて銅膜を形成する。
【００３７】
図３は、実施の形態１に係る成膜方法を実施するための成膜装置の一例の概略構成を示す断面図である。
図３に示す成膜装置は、例えばアルミニウムなどにより中空円柱状あるいは中空箱状に成形されたチャンバ１１を有している。チャンバ１１の内部には、被処理体である半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）Ｗを水平に支持するためのサセプタ１２が、その中央下部に設けられた円筒状の支持部材１３により支持された状態で配置されている。サセプタ１２にはヒータ１４が埋め込まれており、このヒータ１４はヒータ電源１５から給電されることにより被処理基板であるウエハＷを所定の温度に加熱する。なお、サセプタ１２はセラミックス、例えば窒化アルミニウムで構成することができる。
【００３８】
チャンバ１１の天壁１１ａには、シャワーヘッド２０が形成されている。シャワーヘッド２０は、チャンバ１１の天壁１１ａ内に形成された略水平に延材する扁平形状のガス拡散空間２１と、その下方に設けられた多数のガス吐出孔２３を有するシャワープレート２２とを有している。シャワーヘッド２０の内面にはヒータ２０ａが設けられている。
【００３９】
チャンバ１１の底壁には排気口２４が形成されており、排気口２４周辺の底壁下面には排気管２５が接続されている。この排気管２５には真空ポンプを有する排気装置２６が接続されている。そして、この排気装置２６を作動させることにより、排気管２５を介してチャンバ１１内が所定の真空度まで減圧されるようになっている。チャンバ１１の側壁には、ウエハＷの搬入出を行うための搬入出口２７と、この搬入出口２７を開閉するゲートバルブ２８とが設けられている。
【００４０】
一方、チャンバ１１の近傍には、第二蟻酸銅粉末３１を貯留した反応容器３２が配置されており、反応容器３２の周囲にはヒータ３２ａが設けられている。反応容器３２の上部には配管３３が接続されており、この配管３３はチャンバ１１の上方からシャワーヘッド２０内部のガス拡散空間２１に臨む位置まで延びている。配管３３の周囲にはヒータ３３ａが設けられている。
【００４１】
反応容器３２には不活性ガスのガスライン１６ａと還元ガスのガスライン１６ｂとが合流した配管３４が接続されている。ガスライン１６ａは、配管３４等を不活性ガスでパージするためのガスラインである。ガスライン１６ｂは、反応容器３２に一酸化炭素又はアンモニアを導入するためのガスラインである。これらガスライン１６ａ、１６ｂには、夫々図示しない不活性ガス供給源及び還元ガス供給源が接続されている。不活性ガス供給源にはアルゴン、窒素等の不活性ガスが貯留されている。還元ガス供給源には一酸化炭素又はアンモニアが貯留されている。なお、不活性ガス供給源及び還元ガス供給源は、成膜装置に含まれていてもよいし、成膜装置に含まれず、外付けでもよい。
【００４２】
ガスライン１６ａ、１６ｂには、夫々マスフローコントローラ（ＭＦＣ（Mass Flow Controller））１８ａ、１８ｂが設けられている。マスフローコントローラ（ＭＦＣ）１８ａ、１８ｂの上流側には夫々バルブ１７ａ、１７ｂが設けられている。マスフローコントローラ（ＭＦＣ）１８ａ、１８ｂの下流側には夫々バルブ１７ｃ、１７ｄが設けられている。
【００４３】
シャワーヘッド２０のガス拡散空間２１内にはガスライン１６ｃが接続されている。ガスライン１６ｃは、副生成物のパージ及び希釈ガスを供給するためのガスラインである。ガスライン１６ｃには図示しない不活性ガス供給源が接続されている。ガスライン１６ｃの不活性ガス供給源には、アルゴン、窒素等の不活性ガスが貯留されている。ガスライン１６ｃの不活性ガス供給源は、成膜装置に含まれていてもよいし、成膜装置に含まれず、外付けでもよい。
ガスライン１６ｃには上流側からバルブ１７ｅ及びマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１８ｃが設けられている。
【００４４】
還元ガス供給源内の一酸化炭素又はアンモニアは、ガスライン１６ｂ及び配管３４を介して反応容器３２に導入される。反応容器３２内では、一酸化炭素又はアンモニアのガス供給に先立って、反応容器３２をヒータ３２ａにより５０〜１５０℃程度に加熱しながら、ガスライン１６ａ及び配管３４を介して反応容器３２内に不活性ガスを供給して第二蟻酸銅の結晶水を除去する。その後、ヒータ３２ａにより反応容器３２内が５０〜１５０℃に保持された状態で、一酸化炭素又はアンモニアのガスを供給することにより第二蟻酸銅粉末３１と一酸化炭素又はアンモニアのガスとが反応し、第一蟻酸銅ガスが生成される。
なお、第二蟻酸銅の結晶水を除去せずに、反応容器３２へ一酸化炭素又はアンモニアのガスを供給するようにしてもよい。
【００４５】
第二蟻酸銅と一酸化炭素との反応式を以下の（３）式に、第二蟻酸銅とアンモニアとの反応式を以下の（４）式に示す。
２Ｃｕ（II）（ＨＣＯＯ）2 ＋ＣＯ→２Ｃｕ（Ｉ）（ＨＣＯＯ）＋２ＣＯ2 ＋Ｈ2 ＣＯ……（３）
２Ｃｕ（II）（ＨＣＯＯ）2 ＋ＮＨ3 →２Ｃｕ（Ｉ）（ＨＣＯＯ）＋ＨＣＯ−ＮＨ2 ＋Ｈ2 Ｏ……（４）
【００４６】
成膜装置を構成する各構成部は、マイクロプロセッサ（コンピュータ）を備えたプロセスコントローラ８０に接続されて制御されるようになっている。また、プロセスコントローラ８０には、オペレータが成膜装置を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、成膜装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザインタフェース８１が接続されている。
【００４７】
さらに、プロセスコントローラ８０には、成膜装置で実行される各種処理をプロセスコントローラ８０の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて成膜装置の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわちレシピが格納された記憶部８２が接続されている。レシピはハードディスク等の固定的な記憶媒体に記憶されていてもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の可搬性の記憶媒体に収容された状態で記憶部８２の所定位置にセットするようになっていてもよい。さらに、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、必要に応じて、ユーザインタフェース８１からの指示等にて任意のレシピを記憶部８２から呼び出してプロセスコントローラ８０に実行させることで、プロセスコントローラ８０の制御下で、成膜装置での所望の処理が行われる。
【００４８】
次に、以上のように構成された成膜装置を用いて行われる成膜処理について説明する。
まず、ゲートバルブ２８を開いて、ウエハＷを搬入出口２７からチャンバ１１内に搬入し、サセプタ１２上に載置する。排気装置２６により排気口２４及び排気管２５を介してチャンバ１１内を排気することによりチャンバ１１内を所定の圧力にする。
【００４９】
この状態で、必要に応じて反応容器３２をヒータ３２ａにより５０〜１５０℃程度に加熱しながら、第二蟻酸銅粉末３１の結晶水を除去する。その後、バルブ１７ｂ、１７ｄを開いてマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１８ｂにより所定流量に調整された一酸化炭素又はアンモニアのガスをガスライン１６ｂ及び配管３４を介して反応容器３２に導入する。反応容器３２はヒータ３２ａにより５０〜１５０℃程度に加熱されており、これにより反応容器３２内の第二蟻酸銅粉末３１と一酸化炭素又はアンモニアのガスとが夫々上述した（３）式、（４）式に従って反応し、第一蟻酸銅ガスが生成される。
【００５０】
生成された第一蟻酸銅ガスは、配管３３を経てシャワーヘッド２０のガス拡散空間２１に至り、シャワープレート２２に形成された多数のガス吐出孔２３からウエハＷに向けて吐出される。その際に、配管３３の外周に設けられたヒータ３３ａ及びシャワーヘッド２０の内面に設けられたヒータ２０ａにより、第一蟻酸銅ガスは５０〜１５０℃に保持されてガスの状態のままウエハＷに供給される。
【００５１】
第一蟻酸銅ガスは、常温〜５０℃程度の温度に保持されたウエハＷに吸着し、前駆体である第一蟻酸銅膜を形成する。このときの第一蟻酸銅膜の膜厚は、第一蟻酸銅ガスの供給時間とウエハ温度とによって制御することができる。
【００５２】
このようにして前駆体である第一蟻酸銅の成膜を所定時間行って、第一蟻酸銅膜が所定の厚さになった時点で、第一蟻酸銅ガスの供給を停止する。引き続きヒータ１４によりウエハＷを１００〜２５０℃に加熱、昇温し、その際の熱エネルギーにより上述した（２）式に示す反応式に従って第一蟻酸銅を分解し、所定厚さの銅膜を形成する。
【００５３】
その後、ヒータ１４の出力を停止し、ガスラインを不活性ガスのガスライン１６ａ、１６ｃに切替え、窒素やアルゴンなどの不活性ガスによって副生成ガスや余分な一酸化炭素又はアンモニアのガスをパージする。次いで、チャンバ１１内の圧力を外部の圧力に合わせた後、ゲートバルブ２８を開いてウエハＷを搬出する。
【００５４】
上記構成の成膜装置によれば、ステップカバレッジが良好で良質の銅膜を安価に形成することができる。また、一酸化炭素又はアンモニアのガスを反応容器３２に導入して第一蟻酸銅ガスを生成し、生成した第一蟻酸銅ガスをチャンバ１１内に導入してウエハＷに第一蟻酸銅を吸着させ、その後ウエハＷを加熱するといった、極めて簡便な手法で銅膜を形成することができる。
【００５５】
上記構成の成膜装置においては、ウエハＷをサセプタ１２上に載置してチャンバ１１内を所定の圧力に調整した後、ヒータ１４によってウエハＷを１００〜２５０℃に加熱しながら、反応容器３２内で生成した第一蟻酸銅ガスをシャワーヘッド２０によってウエハＷに向けて吐出してもよい。これにより、第一蟻酸銅をウエハＷ上に堆積させる前に上述した（２）式に示す反応式に従って分解させ、ウエハＷ上に所定厚さの銅膜を形成することができる。そのため、上記構成の成膜装置によれば、銅膜の成膜時間の短縮化を図ることが可能となる。
【００５６】
次に、実施の形態１に係る成膜方法を実施するための成膜装置の他の例について説明する。図４は、実施の形態１に係る成膜方法を実施するための成膜装置の他の例の概略構成を示す断面図である。
この成膜装置は、サセプタ１２１上のウエハＷを加熱する機構及び排気経路が図３の成膜装置と異なっており、その他の構成は基本的に図３の成膜装置と同じであるので、同じ部材については同じ符号を付して説明を省略する。
【００５７】
図４の成膜装置では、ヒータ１４を有するサセプタ１２の代わりにヒータ１４を有しないサセプタ１２１が設けられており、サセプタ１２１の下方にランプ加熱ユニット５０が設けられている。ランプ加熱ユニット５０には、紫外線ランプからなる複数のランプヒータ５１が配列され、これらランプヒータ５１の上に石英等の熱線透過材料よりなる透過窓５２が設けられている。サセプタ１２１は透過窓５２の上に載置されている。
【００５８】
また、チャンバ１１の側壁のサセプタ１２１に対応する高さ位置に、排気口５３が開口している。この排気口５３からチャンバ１１の側壁を略水平に延び途中で略下方に延びてチャンバ１１の底面を開口する排気流路５４が形成されている。排気流路５４周辺のチャンバ１１底面には排気管２５が接続されている。排気管２５には真空ポンプを有する排気装置２６が接続されている。そして、この排気装置２６を作動させることにより、排気口５３、排気流路５４及び排気管２５を介してチャンバ１１内が所定の真空度まで減圧されるようになっている。
【００５９】
図４の成膜装置においても基本的に図３の成膜装置と同様に、ウエハＷを搬入してサセプタ１２１上に載置し、チャンバ１１内を所定の圧力に保持する。バルブ１７ｂ、１７ｄを開いてマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１８ｂにより所定流量に調整された一酸化炭素又はアンモニアのガスをガスライン１６ｂ及び配管３４を介して反応容器３２に導入する。反応容器３２内をヒータ３２ａにより５０〜１５０℃に保持した状態で、その中の第二蟻酸銅粉末３１と導入した一酸化炭素又はアンモニアのガスとを反応させ、第一蟻酸銅ガスを生成させる。
【００６０】
この第一蟻酸銅ガスは、配管３３を経てシャワーヘッド２０に至り、ガス吐出孔２３からウエハＷに向けて吐出される。配管３３の外周に設けられたヒータ３３ａ及びシャワーヘッド２０の内面に設けられたヒータ２０ａにより、第一蟻酸銅ガスは５０〜１５０℃に保持されてガスの状態のままウエハＷに供給される。ここで、シャワーヘッド２０から吐出された第一蟻酸銅ガスは、ウエハＷに吸着し、前駆体である固体状の第一蟻酸銅膜を形成する。そして、所望の厚さの第一蟻酸銅膜が形成されたウエハＷをランプヒータ５１により１００〜２５０℃に加熱、昇温し、その際の熱エネルギーにより上述した（２）式に示す反応式に従って第一蟻酸銅を分解し、所定厚さの銅膜を形成する。
【００６１】
図４の成膜装置はランプ加熱ユニット５０によりウエハＷの加熱を行うため、第一蟻酸銅膜を形成した後の昇温速度が速い。よって迅速に上記（２）式に示す反応式を進行させることができ、極めて簡便な手法であることに加えて高スループットで銅膜を形成することができる。
【００６２】
図４の成膜装置においては、ウエハＷをサセプタ１２１上に載置してチャンバ１１内を所定の圧力に調整した後、ランプ加熱ユニット５０によってウエハＷを１００〜２５０℃に加熱しながら、反応容器３２内で生成した第一蟻酸銅ガスをシャワーヘッド２０によってウエハＷに向けて吐出してもよい。これにより、第一蟻酸銅をウエハＷ上に堆積させる前に上述した（２）式に示す反応式に従って分解させ、ウエハＷ上に所定厚さの銅膜を形成することができる。そのため、銅膜の成膜時間のさらなる短縮化を図ることが可能となる。
【００６３】
次に、実施の形態１に係る成膜方法を実施するための成膜装置のさらに他の例について説明する。図５は、実施の形態１に係る成膜方法を実施するための成膜装置のさらに他の例の概略構成を示す断面図である。
図５に示す成膜装置は、図３の成膜装置と対比した場合、サセプタ１２２にヒータ１４を設ける代わりにチャンバ１１の上部にランプ加熱ユニット５０を設け、シャワーヘッド２０を設ける代わりにチャンバ１１の天壁１１ａにガス導入口７１を設け、その内面にヒータ７１ａを設けている。サセプタ１２２には温度制御用の冷媒流路１９が設けられており、サセプタ１２２は予め冷媒流路１９を流れる冷媒により−３０〜５０℃程度の温度に保持される。その他の構成は基本的に図３の成膜装置と同じであり、同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。
【００６４】
このように構成された図５の成膜装置においては、基本的に図３の成膜装置と同様に、チャンバ１１内にウエハＷを搬入してサセプタ１２２上に載置し、チャンバ１１内を所定の圧力に保持する。バルブ１７ｂ、１７ｄを開いてマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１８ｂにより所定流量に調整された一酸化炭素又はアンモニアのガスをガスライン１６ｂ及び配管３４を介して反応容器３２に導入する。反応容器３２はヒータ３２ａにより５０〜１５０℃程度に加熱されており、これにより反応容器３２内の第二蟻酸銅粉末３１と一酸化炭素又はアンモニアのガスとが夫々上述した（３）式、（４）式に示す反応式に従って反応して第一蟻酸銅ガスを生成する。
【００６５】
この第一蟻酸銅ガスは配管３３及びガス導入口７１を経てチャンバ１１内に導入される。その際に、配管３３のヒータ３３ａ及びガス導入口７１のヒータ７１ａにより、第一蟻酸銅ガスは５０〜１５０℃に保持されてガスの状態のままウエハＷに供給されるが、−３０〜５０℃程度の温度に保持されたウエハＷに接触して吸着する。従って、所定時間第一蟻酸銅ガスを供給することにより、所定厚さの固体状の第一蟻酸銅膜が形成される。
【００６６】
その後、ランプ加熱ユニット５０によりウエハＷを加熱し、その際の熱エネルギーにより（２）式に示す反応式の反応に従って第一蟻酸銅を分解し、所定厚さの銅膜を形成する。
【００６７】
このような構成によれば、上方からのランプ加熱で第一蟻酸銅を分解するので、ランプ加熱ユニット５０をサセプタ１２２の下方に設けた図４の成膜装置よりも迅速にウエハＷを加熱することができ、スループットを一層向上させることができる。
図５の成膜装置に係るサセプタ１２２の中には、ヒータ１４のような加熱機構が設けられていない。そのため、サセプタ１２２の中に冷媒流路１９のような冷却機構を設けることが可能となる。第一蟻酸銅ガスのウエハＷ表面への吸着量は温度が低ければ低いほど多いので、この方式では上述の図３、図４の成膜装置と比べてスループットが有利となる。
【００６８】
図５の成膜装置においては、ウエハＷをサセプタ１２２上に載置してチャンバ１１内を所定の圧力に調整した後、ランプ加熱ユニット５０によってウエハＷを１００〜２５０℃に加熱しながら、反応容器３２内で生成された第一蟻酸銅ガスをガス導入口７１からウエハＷに向けて供給してもよい。これにより、第一蟻酸銅をウエハＷ上に堆積させる前に上述した（２）式に示す反応式に従って分解させ、ウエハＷ上に所定厚さの銅膜を形成することができる。そのため、銅膜の成膜時間の短縮化を図ることが可能となる。
【００６９】
図３〜図５の成膜装置では、一つのチャンバ内で第一蟻酸銅の吸着工程と、加熱による銅膜の形成工程との両方を行う例を示したが、スループット及び処理の自由度等の観点から、これらの工程を異なるチャンバで実施することもできる。
【００７０】
図６は、実施の形態１に係る成膜方法を実施するためのマルチチャンバシステムの概略構造を示す説明図である。図６は、各工程を行うチャンバをクラスター化したマルチチャンバシステムの概略構造を示している。このマルチチャンバシステムは、ウエハＷに第一蟻酸銅を吸着させる吸着処理ユニット１０１と、ウエハＷをアニールしてウエハＷに吸着した第一蟻酸銅に熱エネルギーを与えて分解し、銅膜を形成するアニールユニット１０２と、アニール後のウエハＷを冷却する冷却ユニット１０３とを備えている。吸着処理ユニット１０１、アニールユニット１０２及び冷却ユニット１０３は、７角形のウエハ搬送室１０４の３つの辺に対応して設けられている。
【００７１】
また、ウエハ搬送室１０４の他の２つの辺には、夫々ロードロック室１０５、１０６が設けられている。これらロードロック室１０５、１０６のウエハ搬送室１０４と反対側には、ウエハ搬入出室１０８が設けられている。ウエハ搬入出室１０８のロードロック室１０５、１０６と反対側には、ウエハＷを収容可能な３つのキャリアＣを取り付けるポート１０９、１１０、１１１が設けられている。
【００７２】
吸着処理ユニット１０１、アニールユニット１０２、冷却ユニット１０３及びロードロック室１０５、１０６は、図６に示すように、ウエハ搬送室１０４の各辺にゲートバルブＧを介して接続されている。吸着処理ユニット１０１、アニールユニット１０２、冷却ユニット１０３及びロードロック室１０５、１０６は、夫々対応するゲートバルブＧを開放することによりウエハ搬送室１０４と連通され、夫々対応するゲートバルブＧを閉じることによりウエハ搬送室１０４から遮断される。
【００７３】
また、ロードロック室１０５、１０６がウエハ搬入出室１０８と接続される部分にも夫々ゲートバルブＧが設けられている。ロードロック室１０５、１０６は、夫々対応するゲートバルブＧを開放することによりウエハ搬入出室１０８に連通され、夫々対応するゲートバルブＧを閉じることによりウエハ搬入出室１０８から遮断される。
【００７４】
ウエハ搬送室１０４内には、吸着処理ユニット１０１、アニールユニット１０２、冷却ユニット１０３及びロードロック室１０５、１０６に対して、ウエハＷの搬入出を行うウエハ搬送装置１１２が設けられている。このウエハ搬送装置１１２は、ウエハ搬送室１０４の略中央に配設されており、回転及び伸縮可能な回転・伸縮部１１３の先端にウエハＷを保持する２つのブレード１１４ａ、１１４ｂを有している。これら２つのブレード１１４ａ、１１４ｂは互いに反対方向を向くように回転・伸縮部１１３に取り付けられている。なお、このウエハ搬送室１０４内は所定の真空度に保持されるようになっている。
【００７５】
ウエハ搬入出室１０８のキャリアＣ取り付け用の３つのポート１０９、１１０、１１１には夫々図示しないシャッタが設けられており、これらポート１０９、１１０、１１１にウエハＷを収容したキャリアＣ又は空のキャリアＣが直接取り付けられるようになっている。また、ウエハ搬入出室１０８の側面にはアライメントチャンバ１１５が設けられており、そこでウエハＷのアライメントが行われる。
【００７６】
ウエハ搬入出室１０８内には、キャリアＣに対するウエハＷの搬入出及びロードロック室１０５、１０６に対するウエハＷの搬入出を行うウエハ搬送装置１１６が設けられている。このウエハ搬送装置１１６は、多関節アーム構造を有しており、キャリアＣの配列方向に沿ってレール１１８上を走行可能となっており、その先端のハンド１１７上にウエハＷを載せてその搬送を行う。ウエハ搬送装置１１２、１１６の動作等、システム全体の制御は制御部１１９によって行われる。この制御部１１９は、上記プロセスコントローラ８０、ユーザインタフェース８１、記憶部８２の機能を有する。
【００７７】
上記吸着処理ユニット１０１は、基本的に図３の成膜装置から加熱手段を除いた構成を有するものを用いることができる。
【００７８】
また、アニールユニット１０２としては、ウエハＷを加熱することができるものであればよい。図７は、図６のマルチチャンバシステムに用いられるアニールユニット１０２を示す断面図である。アニールユニット１０２としては、図７に示すものを好適に用いることができる。このアニールユニット１０２は、扁平形状のチャンバ１５１を有し、チャンバ１５１の底部には第一蟻酸銅膜２００が形成されたウエハＷを載置するサセプタ１２３が配置されている。
【００７９】
チャンバ１５１の天壁１５１ａ部分は、複数の紫外線ランプからなるランプヒータ１３１と透過窓１３２とからなるランプ加熱ユニット１３０を有している。ランプヒータ１３１は透過窓１３２の上に配置されており、ランプヒータ１３１の熱線が透過窓１３２から下方へ照射されるようにランプ加熱ユニット１３０は構成されている。
【００８０】
チャンバ１５１の側壁にはガス導入口１４１が設けられており、このガス導入口１４１周辺の側壁外面にはガス導入配管１４２が接続されている。ガス導入配管１４２には、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスを供給するガス供給機構１４３が接続されている。
【００８１】
チャンバ１５１の側壁のガス導入口１４１と反対側部分には、排気口１４４が形成されており、この排気口１４４周辺の側壁外面には排気管１４５が接続されている。この排気管１４５には真空ポンプを有する排気装置１４６が接続されている。そして、この排気装置１４６を作動させることにより排気管１４５を介してチャンバ１５１内が所定の真空度まで減圧されるようになっている。
【００８２】
図７のアニールユニット１０２は、ランプ加熱による急速加熱及び不活性ガスによる急速冷却が可能であり、極めて迅速なアニール処理を行うことができ、スループットを高めることができる。また、アニールユニット１０２は、アニール専用モジュールであるため、処理の自由度が高く、例えば銅成膜ウエハ温度よりも高温でウエハＷをアニール処理して膜中の炭素及び酸素を低減することも容易である。
【００８３】
冷却ユニット１０３は、図示しないが、冷媒流路を備えた冷却ステージをチャンバ内に配した簡単な構成のものであり、アニール処理により高温になったウエハＷを冷却するためのものである。
【００８４】
このように構成されるマルチチャンバシステムにおいては、ウエハ搬送装置１１６によりウエハＷをいずれかのキャリアＣから取り出してロードロック室１０５に搬入し、ウエハ搬送装置１１２によりウエハＷをロードロック室１０５からウエハ搬送室１０４に搬送する。そして、まずウエハＷを吸着処理ユニット１０１に搬送して第一蟻酸銅の吸着処理を行う。吸着処理ユニット１０１において所定厚さの第一蟻酸銅膜が形成されたウエハＷを、ウエハ搬送装置１１２により吸着処理ユニット１０１から取り出し、引き続きアニールユニット１０２に搬入する。アニールユニット１０２においては、第一蟻酸銅膜をランプ加熱することにより分解し、銅膜を形成する。
【００８５】
その後、銅膜が形成されたウエハＷをウエハ搬送装置１１２によりアニールユニット１０２から取り出し、引き続き冷却ユニット１０３に搬入する。冷却ユニット１０３ではウエハステージ上でウエハＷを所定温度に冷却する。冷却ユニット１０３で冷却されたウエハＷは、ウエハ搬送装置１１２によりロードロック室１０６に搬送され、ウエハ搬送装置１１６によりロードロック室１０６から所定のキャリアＣに搬入される。そして、このような一連の処理をキャリアＣに収容されている枚数のウエハＷについて連続的に行う。
【００８６】
このように各工程を異なる装置により行うようにして、これらをクラスター化することにより、各装置（ユニット）において処理を専用化することができ、一つの装置で全ての工程を行うよりもスループットを向上させることができる。
【００８７】
なお、実施の形態１に係る銅膜の成膜処理を行うユニットと、スパッタリング等を行う他のユニットとを図６と同様にクラスター化してもよい。
【００８８】
本発明は実施の形態１に限定されることなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、第一蟻酸銅の生成手段および第一蟻酸銅膜の加熱手段等は一例に過ぎず、他のいかなる手段を用いてもよい。
また、実施の形態１では、第二蟻酸銅と一酸化炭素又はアンモニアとを用いて第一蟻酸銅を生成し、これを基板に供給すると共にエネルギーを与えて分解し銅膜を形成する場合を例に説明した。しかし、２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを用いて１価のカルボン酸金属塩を生成し、これを分解して金属膜を形成するものであればよく、銅膜に限定されない。銅以外の金属の場合、１価のカルボン酸金属塩の生成温度、圧力、１価のカルボン酸金属塩の分解温度は、銅の場合と異なることがある。
さらに、実施の形態１では基板として半導体ウエハを用いた場合について示したが、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ（Flat Panel Display））用のガラス基板等、他の基板であっても適用可能である。さらにまた、本発明の範囲を逸脱しない限り、実施の形態１の構成要素を適宜組み合わせたもの、あるいは実施の形態１の構成要素を一部取り除いたものも本発明の範囲内である。
【００８９】
実施の形態２
実施の形態２は、固体原料とガスとを反応させ、成膜処理のための処理ガスを生成する反応容器を備えた成膜装置に関する。
一般に、固体原料は反応性を高めるために粉末状に成形される。ここでは、固体原料として第二蟻酸銅粉末３１を、ガスとして一酸化炭素又はアンモニアのガスを挙げ、第一蟻酸銅ガスが生成される場合について説明する。なお、第二蟻酸銅粉末３１と一酸化炭素又はアンモニアとの反応が実施の形態２に係る反応容器で行う反応の例示であることは勿論である。実施の形態２に係る反応容器で行う反応は、固体原料とガスとを反応させ、成膜処理のための処理ガスを生成する反応であれば、どのような反応でもよい。
【００９０】
実施の形態２に係る成膜装置は、反応容器が図３の成膜装置と異なっており、その他の構成は基本的に図３の成膜装置と同じであるので、同じ部材については同じ符号を付して説明を省略する。
【００９１】
図８は、実施の形態２に係る反応容器９１の一例の概略構成を示す断面図である。反応容器９１は、中空直方体状をなし、側壁９１１、底壁９１２及び側壁９１１の上端に対して着脱自在な天壁９１３を含んで構成される。第二蟻酸銅粉末３１は底壁９１２と略平行な層として、反応容器９１内部に貯留される。
【００９２】
なお、第二蟻酸銅粉末３１を反応容器９１の底壁９１２上に直接貯留するのではなく、反応容器９１内部に収納可能な受け皿を用意し、この受け皿に第二蟻酸銅粉末３１を貯留してもよい。この受け皿は反応容器９１の底壁９１２上に配置される。
【００９３】
側壁９１１には、不活性ガスと一酸化炭素又はアンモニアとを導入する配管３４の断面と略同一の形状及び大きさを有する導入口９１４が設けられている。導入口９１４周辺の側壁９１１外面には配管３４が接続されている。また、導入口９１４と対向する位置の側壁９１１には、第一蟻酸銅ガスをチャンバ１１に供給する配管３３の断面と略同一の形状及び大きさを有する放出口９１５が設けられている。放出口９１５周辺の側壁９１１外面には配管３３が接続されている。配管３３、３４が側壁９１１に接続される高さは、反応容器９１内に貯留される第二蟻酸銅粉末３１の表面近傍である。
【００９４】
反応容器９１の底壁９１２にはヒータ９１ａが埋め込まれており、ヒータ９１ａは図示しない電源から給電されることにより第二蟻酸銅粉末３１を加熱する。なお、ヒータ９１ａは反応容器９１の周囲に設けてもよい。
【００９５】
次に、図８の反応容器９１を用いて行われる第一蟻酸銅ガスの生成処理について説明する。
反応容器９１から天壁９１３を取り外して、反応容器９１内部に第二蟻酸銅粉末３１を配置した後、天壁９１３を反応容器９１に取り付け、反応容器９１を密閉する。
反応容器９１に配置された第二蟻酸銅粉末３１は、ヒータ９１ａにより５０〜１５０℃程度に加熱される。第二蟻酸銅粉末３１には、ヒータ９１ａに近い底壁９１２付近から表面へ向かって温度勾配が形成される。そのため、第二蟻酸銅粉末３１の表面付近が所望の温度となるように、ヒータ９１ａによる加熱を調整することが好ましい。
【００９６】
バルブ１７ａ、１７ｃを開き、ガスライン１６ａ及び配管３４を介して反応容器９１内に不活性ガスを供給して第二蟻酸銅の結晶水を除去する。その後、バルブ１７ｂ、１７ｄを開き、還元ガス供給源の一酸化炭素又はアンモニアのガスをガスライン１６ｂ及び配管３４を介して反応容器９１に導入する。その際、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）１８ｂにより、一酸化炭素又はアンモニアの流量を所定流量に調整する。なお、第二蟻酸銅の結晶水を除去せずに、一酸化炭素又はアンモニアのガスを導入してもよい。
【００９７】
反応容器９１に導入された一酸化炭素又はアンモニアのガスは、第二蟻酸銅粉末３１の表面近傍に沿って略横方向に流れ、加熱された第二蟻酸銅を還元することにより第一蟻酸銅ガスを生成させる。生成した第一蟻酸銅ガスは、一酸化炭素又はアンモニアと共に導入される不活性ガスの流線方向に移送され、導入口９１４が設けられた側壁９１１と対向する側壁９１１に達する。導入口９１４及び放出口９１５は反応容器９１の側壁９１１の対向位置に設けられているため、生成した第一蟻酸銅ガスは放出口９１５を介して効率よく配管３３に取り込まれ、チャンバ１１へ供給される。
【００９８】
図９は、実施の形態２に係る反応容器９２の他の例の概略構成を示す断面図である。図１０は、図９のＸ−Ｘ線における断面図である。
反応容器９２は、中空円柱状をなし、側壁９２１、底壁９２２、側壁９２１の上端に対して着脱自在な天壁９２３及び反応室９２６を含んで構成される。反応室９２６は反応容器９２内部に収容可能な有底円筒状をなし、反応容器９２内部に配設される。
反応室９２６は、側壁９２１と中心軸を共通にする円筒状の側壁９２７及び底壁９２８を含んで構成される。反応室９２６の内部には、ヒータ９２ａ及び受け皿９２９が配置される。側壁９２７の上端は天壁９２３の下面と例えばボルト等により着脱自在に構成されており、反応室９２６を反応容器９２本体から分離することができる。ヒータ９２ａは反応室９２６内部に収納可能な円盤状をなし、底壁９２８の上に配置される。受け皿９２９は、反応室９２６内部に収容可能な有底円筒状をなし、ヒータ９２ａの上に配置される。反応容器９２、反応室９２６、ヒータ９２ａ及び受け皿９２９は、これらの各中心軸が一致するように配置される。
【００９９】
第二蟻酸銅粉末３１は、受け皿９２９内部に、受け皿９２９の底面と略平行な層として貯留される。ヒータ９２ａは、図示しない電源から給電されることにより第二蟻酸銅粉末３１を加熱する。
なお、ヒータ９２ａは反応容器９２の周囲又は反応室９２６の周囲に設けてもよいし、反応室９２６の底壁９２８に埋め込んでもよい。かかる場合、第二蟻酸銅粉末３１を受け皿９２９内部に貯留するのではなく、第二蟻酸銅粉末３１を底壁９２８上に直接貯留してもよい。
【０１００】
反応室９２６の側壁９２７には、反応容器９２内部に導入される不活性ガスと一酸化炭素又はアンモニアとが流通可能な複数の孔９３０が、受け皿９２９の上端の高さ付近に設けられている。また、複数の孔９３０は反応室９２６の中心軸に対して軸対称に設けられている。なお、図１０における孔９３０の数は、見やすくするために図９における孔９３０の数より少なく図示されている。同様に、図１０における孔９３０の大きさは、図９における孔９３０の大きさより大きく図示されている。
【０１０１】
なお、側壁９２７に孔９３０を設ける代わりに、側壁９２７上端に不活性ガスと一酸化炭素又はアンモニアとが流通可能な複数の切り欠きを設けてもよい。
【０１０２】
側壁９２１上の天壁９２３上面には、配管３４の断面と略同一の形状及び大きさを有する導入口９２４が設けられている。導入口９２４周辺の天壁９２３上面には配管３４が接続されている。導入口９２４から下方に延びる導入流路９３１が、側壁９２１及び底壁９２２内部に形成されている。下方に延びた導入流路９３１は、底壁９２２周縁の内部から略横方向に底壁９２２中心部まで延び、底壁９２２中心部からさらに上方に延びて、底壁９２２上面の略中央を開口している。不活性ガスと一酸化炭素又はアンモニアとは、配管３４、導入口９２４及び導入流路９３１を介して反応容器９２に導入される。
【０１０３】
天壁９２３の略中央には、配管３３の断面と略同一の形状及び大きさを有する放出口９２５が設けられている。放出口９２５周辺の天壁９２３上面には配管３３が接続されている。反応室９２６内部で生成した第一蟻酸銅ガスは、放出口９２５及び配管３３を介してチャンバ１１に供給される。
【０１０４】
次に、図９及び図１０の反応容器９２を用いて行われる第一蟻酸銅ガスの生成処理について説明する。
側壁９２１から天壁９２３を取り外し、取り外した天壁９２３から反応室９２６を取り外す。取り外した反応室９２６から受け皿９２９を取り出し、取り出した受け皿９２９の内部に第二蟻酸銅粉末３１を一様に配置する。その後、受け皿９２９を反応室９２６内部に配置し、反応室９２６を天壁９２３に取り付け、反応室９２６を密閉する。反応室９２６を取り付けた天壁９２３を側壁９２１の上端に取り付け、反応容器９２を密閉する。
受け皿９２９に配置された第二蟻酸銅粉末３１は、ヒータ９２ａにより５０〜１５０℃程度に加熱される。
【０１０５】
なお、反応容器９２の底壁９２２を側壁９２１の下端に対して着脱自在にする態様であってもよい。底壁９２２には配管３３、３４が接続されていないため、この底壁９２２の着脱作業は配管３３、３４が接続された天壁９２３の着脱作業よりも楽である。そのため、底壁９２２が着脱自在である場合、反応室９２６内部の受け皿９２９への第二蟻酸銅粉末３１の補充が容易になる。
【０１０６】
バルブ１７ａ、１７ｃを開き、ガスライン１６ａ、配管３４、導入口９２４及び導入流路９３１を介して反応容器９２内に不活性ガスを導入して第二蟻酸銅の結晶水を除去する。その後、バルブ１７ｂ、１７ｄを開き、還元ガス供給源の一酸化炭素又はアンモニアのガスをガスライン１６ｂ、配管３４、導入口９２４及び導入流路９３１を介して反応容器９２に導入する。その際、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）１８ｂにより、一酸化炭素又はアンモニアの流量を所定流量に調整する。なお、第二蟻酸銅の結晶水を除去せずに、一酸化炭素又はアンモニアのガスを反応容器９２に導入してもよい。
【０１０７】
導入流路９３１に沿って導入された一酸化炭素又はアンモニアのガスは、不活性ガスと共に底壁９２２上面の略中央の開口から反応容器９２内部に流入する。その際の一酸化炭素又はアンモニアの流線は、反応容器９２の中心軸に対して軸対称である。やがて、一酸化炭素又はアンモニアのガスは反応容器９２を構成する各壁と反応室９２６との間の空間を充満し、複数の孔９３０から反応室９２６に均等に流入する。その流線方向は、反応室９２６の半径方向である。図１０の矢印は、一酸化炭素又はアンモニアの流路とその方向とを模式的に示している。
【０１０８】
一酸化炭素又はアンモニアのガスは、第二蟻酸銅粉末３１の表面近傍に沿って略横方向に流れ、加熱された第二蟻酸銅を還元することにより第一蟻酸銅ガスを生成させる。生成した第一蟻酸銅ガスは、反応室９２６の略中央で収束する。反応室９２６の下方は第二蟻酸銅粉末３１により行き止まりになっているため、反応室９２６の略中央で収束した第一蟻酸銅ガスは、上方の放出口９２５を介して配管３３に取り込まれ、チャンバ１１へ供給される。
【０１０９】
従来、粉末状固体原料と反応ガスとを反応させる場合、粉末状固体原料を配置した反応容器の下部から反応ガスを上方へシャワー状に放出するバブリングが行われていた。しかし例えば、第二蟻酸銅粉末を配置した反応容器の下部から一酸化炭素又はアンモニアのガスを上方へシャワー状に放出する場合、生成した第一蟻酸銅ガスが低温部分の第二蟻酸銅粉末内部で固化し、その場に留まることがあった。また、生成した第一蟻酸銅ガスが第二蟻酸銅粉末から放出される前に、温度条件によっては第一蟻酸銅ガスから銅が分解し、分解した銅が第二蟻酸銅粉末にトラップされてしまうという問題があった。
【０１１０】
しかしながら、実施の形態２に係る反応容器９１、９２によれば、一酸化炭素又はアンモニアのガスは第二蟻酸銅粉末３１の表面近傍を略横方向に流れる。第二蟻酸銅粉末３１はその表面で一酸化炭素又はアンモニアのガスによって還元され、生成した第一蟻酸銅ガスは不活性ガスにより移送されるので、第一蟻酸銅又は銅が第二蟻酸銅粉末３１内部に留まることはない。バブリングの場合、下方からの一酸化炭素又はアンモニアのガスが第二蟻酸銅粉末３１粒子の移動を引き起こすため、第二蟻酸銅粉末３１内部の温度分布が複雑なものになる。そのため、このことが銅のトラップにも影響する。しかし、実施の形態２に係る反応容器９１、９２によれば、第二蟻酸銅粉末３１はその表面から単調に消費されるので、一酸化炭素又はアンモニアのガスが第二蟻酸銅粉末３１内部の温度構造を乱すことはない。従って、生成した第一蟻酸銅ガスは銅に分解することなく、放出口９２５及び配管３３を介してそのままチャンバ１１へ供給されるので、高スループットを図ることができる。
【０１１１】
実施の形態２に係る図９及び図１０の反応容器９２によれば、受け皿９２９は反応容器９２に固定した状態で設けられていないため、反応容器９２からの取り出し及び反応容器９２への設置が簡便な構成部材である。そのため、受け皿９２９はその交換、点検、修理等が容易であり、全体として成膜装置の保守性に資する。また、受け皿９２９ごとの交換が可能であるため、第二蟻酸銅粉末３１を補充する上で利便性が高い。
【０１１２】
実施の形態２に係る図９及び図１０の反応容器９２によれば、導入流路９３１は底壁９２２上面の略中央を開口しているため、導入口９２４から反応容器９２内部に導入された一酸化炭素又はアンモニアのガスは、反応容器９２の中心軸に対して軸対称に流れる。また、複数の孔９３０は側壁９２７の全域に等間隔で設けられている。そのため、一酸化炭素又はアンモニアのガスは第二蟻酸銅粉末３１の表面に均等に供給されるので、第二蟻酸銅粉末３１の表面で進行する還元反応にムラが生じることはない。
【０１１３】
実施の形態２に係る図９及び図１０の反応容器９２によれば、一酸化炭素又はアンモニアのガスは第二蟻酸銅粉末３１の表面近傍を流れるにつれて消費されていくため、第一蟻酸銅ガスを生成する反応は反応室９２６の中心ほど低下するとも思われる。しかし、一酸化炭素又はアンモニアのガスは、側壁９２７から離れるにつれて、反応室９２６中央へ集中する。一方で、一酸化炭素又はアンモニアのガスが接触する第二蟻酸銅粉末３１の表面積は、反応室９２６の中心ほど減少する。そのため、一酸化炭素又はアンモニアと第二蟻酸銅粉末３１との反応は、反応室９２６の側壁９２７付近から中心まで低下することなく、第一蟻酸銅ガスを生成させる。
【０１１４】
実施の形態２に係る図９及び図１０の反応容器９２によれば、生成した第一蟻酸銅ガスが反応室９２６の中央で収束し、チャンバ１１と接続された配管３３に案内されるように構成されている。これにより、生成した第一蟻酸銅ガスを反応容器９２内に留まらせることなく、チャンバ１１へ供給することができるため、スループットがさらに向上する。
【０１１５】
実施の形態２に係る図９及び図１０の反応容器９２によれば、放出口９２５は天壁９２３に設けられており、生成した第一蟻酸銅ガスは上方へ移送される構成になっている。そのため、反応室９２６内部の第二蟻酸銅粉末及び他の汚染物質が放出口９２５及び配管３３を介して重力によりチャンバ１１に導入されることはない。これにより、チャンバ１１内部の清浄を保つことができる。
【０１１６】
実施の形態２に係る図９及び図１０の反応容器９２では、底壁９２２の上面中央に延びる導入流路９３１を設けて、一酸化炭素又はアンモニアを反応容器９２の各壁と反応室９２６との間の空間に充満させてから、反応室９２６に一酸化炭素又はアンモニアを導入した。しかし、一酸化炭素又はアンモニアを反応室９２６に導入する形態はこれに限らない。例えば、導入口９２４から導入された一酸化炭素又はアンモニアを、孔９３０へ直接供給する新たな配管を反応容器９２内部に設けてもよい。該配管は、上流側から下流側へ向かって孔９３０の数と同数の配管に分岐している。該配管の流入口を導入口９２４に接続し、分岐した各配管の流出口を側壁９２７の各孔９３０に接続する。一酸化炭素又はアンモニアのガスは、分岐した各配管を通って直接各孔９３０に均等に導入される。
【０１１７】
実施の形態２に係る図８の反応容器９１の形状は、中空直方体状であった。しかし、図８の反応容器９１の形状は、中空直方体状に限らず、中空円柱状又は中空直方体以外の中空箱状であってもよい。
実施の形態２に係る図９及び図１０の反応容器９２及び反応室９２６の形状は、夫々中空円柱状、有底円筒状であった。しかし、図９及び図１０の反応容器９２及び反応室９２６の形状は、夫々中空円柱状、有底円筒状に限らず、中空箱状であってもよい。
【０１１８】
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１１９】
（付記１）
２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する工程と、
基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給する工程と、
基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給することにより堆積した１価のカルボン酸金属塩、又は基板上に供給した前記１価のカルボン酸金属塩ガスを、基板にエネルギーを与えることにより分解して金属膜を形成する工程と
を有することを特徴とする成膜方法。
【０１２０】
（付記２）
前記２価のカルボン酸金属塩は粉末状であり、これに一酸化炭素又はアンモニアを供給することにより１価のカルボン酸金属塩ガスを得る
ことを特徴とする付記１に記載の成膜方法。
【０１２１】
（付記３）
前記２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させる際に加熱する
ことを特徴とする付記１又は付記２に記載の成膜方法。
【０１２２】
（付記４）
基板は真空に保持された処理容器内に配置され、前記２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとが反応して生成された１価のカルボン酸金属塩ガスを前記処理容器内に導入する
ことを特徴とする付記１から付記３までのいずれか一つに記載の成膜方法。
【０１２３】
（付記５）
基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給することにより基板上に前記１価のカルボン酸金属塩を堆積させ、
前記１価のカルボン酸金属塩が堆積した基板にエネルギーを与えることにより基板上の１価のカルボン酸金属塩を分解する
ことを特徴とする付記１から付記４までのいずれか一つに記載の成膜方法。
【０１２４】
（付記６）
基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給しながら、基板にエネルギーを与える
ことを特徴とする付記１から付記４までのいずれか一つに記載の成膜方法。
【０１２５】
（付記７）
前記２価のカルボン酸金属塩に含まれる金属は銅、銀、コバルト、ニッケルからなる群から選択されるものである
ことを特徴とする付記１から付記６までのいずれか一つに記載の成膜方法。
【０１２６】
（付記８）
前記２価のカルボン酸金属塩は第二蟻酸銅であり、
前記１価のカルボン酸金属塩ガスは第一蟻酸銅ガスである
ことを特徴とする付記１から付記７までのいずれか一つに記載の成膜方法。
【０１２７】
（付記９）
真空に保持され、基板が配置される処理容器と、
該処理容器内で基板を支持する基板支持部材と、
２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成するガス生成手段と、
前記処理容器内の基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給するガス供給手段と、
前記基板支持部材上の基板にエネルギーを与えるエネルギー付与手段と、
前記処理容器内を排気する排気手段と
を具備し、
前記ガス供給手段により基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給することにより堆積した１価のカルボン酸金属塩、又は前記ガス供給手段により基板上に供給した前記１価のカルボン酸金属塩ガスが、前記エネルギー付与手段によるエネルギーにより分解して基板上に金属膜が形成される
ことを特徴とする成膜装置。
【０１２８】
（付記１０）
前記ガス生成手段は、
前記２価のカルボン酸金属塩が貯留され、一酸化炭素又はアンモニアと前記２価のカルボン酸金属塩との反応により１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する反応部と、
一酸化炭素又はアンモニアを前記反応部に導入する導入配管と
を有し、
前記ガス供給手段は、
生成された前記１価のカルボン酸金属塩ガスを前記処理容器に導入するカルボン酸金属塩ガス導入部
を有する
ことを特徴とする付記９に記載の成膜装置。
【０１２９】
（付記１１）
前記反応部は、
前記２価のカルボン酸金属塩粉末を貯留する反応容器
を有する
ことを特徴とする付記１０に記載の成膜装置。
【０１３０】
（付記１２）
前記カルボン酸金属塩ガス導入部は、
前記１価のカルボン酸金属塩ガスをシャワー状に導入するシャワーヘッド
を有する
ことを特徴とする付記１０又は付記１１に記載の成膜装置。
【０１３１】
（付記１３）
前記ガス供給手段により基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスが供給されて前記１価のカルボン酸金属塩が堆積し、前記エネルギー付与手段によるエネルギーによって基板上に堆積した該１価のカルボン酸金属塩が分解する
ことを特徴とする付記９から付記１２までのいずれか一つに記載の成膜装置。
【０１３２】
（付記１４）
前記ガス供給手段により基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスが供給されながら、前記エネルギー付与手段により基板にエネルギーが付与される
ことを特徴とする付記９から付記１２までのいずれか一つに記載の成膜装置。
【０１３３】
（付記１５）
前記２価のカルボン酸金属塩に含まれる金属は、銅、銀、コバルト、ニッケルからなる群から選択されるものである
ことを特徴とする付記９から付記１４までのいずれか一つに記載の成膜装置。
【０１３４】
（付記１６）
前記エネルギー付与手段は、前記基板に熱エネルギーを与える
ことを特徴とする付記９から付記１５までのいずれか一つに記載の成膜装置。
【０１３５】
（付記１７）
基板が配置される処理容器と、
固体原料及び反応ガスの反応により処理ガスを生成する反応容器と
を備え、
該反応容器で生成した処理ガスを前記処理容器内の基板上に供給し、基板に対して成膜処理を行う成膜装置において、
前記反応容器は、
反応ガスが固体原料集合物の表面近傍を略横方向に流れるように構成してある
ことを特徴とする成膜装置。
【０１３６】
（付記１８）
前記反応容器で生成した処理ガスを前記処理容器へ供給する供給手段
を備え、
前記反応容器は、
側壁と、
反応ガスを前記反応容器に導入する導入口と、
生成した処理ガスを前記供給手段に放出する放出口と
を有し、
前記導入口及び放出口が側壁の対向位置に設けられている
ことを特徴とする付記１７に記載の成膜装置。
【０１３７】
（付記１９）
前記反応容器で生成した処理ガスを前記処理容器へ供給する供給手段
を備え、
前記反応容器は、
天壁と、
反応ガスを導入する導入口と、
生成した処理ガスを前記供給手段に放出する放出口と、
前記天壁下面に着設され、固体原料を貯留する有底円筒状の反応室と
を有し、
前記導入口から導入した反応ガスが流通可能な複数の孔が、前記反応室の側壁に設けられ、
前記放出口が前記反応室上の天壁に設けられている
ことを特徴とする付記１７に記載の成膜装置。
【０１３８】
（付記２０）
前記反応容器は、固体原料を加熱する加熱手段を有する
ことを特徴とする付記１７から付記１９までのいずれか一つに記載の成膜装置。
【符号の説明】
【０１３９】
１ 基板
２ １価のカルボン酸金属塩膜
３ 金属膜
１１ チャンバ
１２、１２１、１２２、１２３ サセプタ
１４ ヒータ
１６ｂ ガスライン
１９ 冷媒流路
２０ シャワーヘッド
２０ａ、３２ａ、３３ａ、７１ａ、９１ａ、９２ａ ヒータ
２２ シャワープレート
２６ 排気装置
３１ 第二蟻酸銅粉末
３２、９１、９２ 反応容器
３３、３４ 配管
５０ ランプ加熱ユニット
８０ プロセスコントローラ
８１ ユーザインタフェース
８２ 記憶部
１０１ 吸着処理ユニット
１０２ アニールユニット
１０３ 冷却ユニット
１１９ 制御部
９１１、９２１ 側壁
９１３、９２３ 天壁
９１４、９２４ 導入口
９１５、９２５ 放出口
９２６ 反応室
９３０ 孔
Ｗ 半導体ウエハ（基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する工程と、
基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給する工程と、
基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給することにより堆積した１価のカルボン酸金属塩、又は基板上に供給した前記１価のカルボン酸金属塩ガスを、基板にエネルギーを与えることにより分解して金属膜を形成する工程と
を有することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記２価のカルボン酸金属塩は粉末状であり、これに一酸化炭素又はアンモニアを供給することにより１価のカルボン酸金属塩ガスを得る
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
真空に保持され、基板が配置される処理容器と、
該処理容器内で基板を支持する基板支持部材と、
２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成するガス生成手段と、
前記処理容器内の基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給するガス供給手段と、
前記基板支持部材上の基板にエネルギーを与えるエネルギー付与手段と、
前記処理容器内を排気する排気手段と
を具備し、
前記ガス供給手段により基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給することにより堆積した１価のカルボン酸金属塩、又は前記ガス供給手段により基板上に供給した前記１価のカルボン酸金属塩ガスが、前記エネルギー付与手段によるエネルギーにより分解して基板上に金属膜が形成される
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
前記ガス生成手段は、
前記２価のカルボン酸金属塩が貯留され、一酸化炭素又はアンモニアと前記２価のカルボン酸金属塩との反応により１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する反応部と、
一酸化炭素又はアンモニアを前記反応部に導入する導入配管と
を有し、
前記ガス供給手段は、
生成された前記１価のカルボン酸金属塩ガスを前記処理容器に導入するカルボン酸金属塩ガス導入部
を有することを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
【請求項１】
２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する工程と、
基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給する工程と、
基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給することにより堆積した１価のカルボン酸金属塩、又は基板上に供給した前記１価のカルボン酸金属塩ガスを、基板にエネルギーを与えることにより分解して金属膜を形成する工程と
を有することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記２価のカルボン酸金属塩は粉末状であり、これに一酸化炭素又はアンモニアを供給することにより１価のカルボン酸金属塩ガスを得る
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
真空に保持され、基板が配置される処理容器と、
該処理容器内で基板を支持する基板支持部材と、
２価のカルボン酸金属塩と一酸化炭素又はアンモニアとを反応させて１価のカルボン酸金属塩ガスを生成するガス生成手段と、
前記処理容器内の基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給するガス供給手段と、
前記基板支持部材上の基板にエネルギーを与えるエネルギー付与手段と、
前記処理容器内を排気する排気手段と
を具備し、
前記ガス供給手段により基板上に前記１価のカルボン酸金属塩ガスを供給することにより堆積した１価のカルボン酸金属塩、又は前記ガス供給手段により基板上に供給した前記１価のカルボン酸金属塩ガスが、前記エネルギー付与手段によるエネルギーにより分解して基板上に金属膜が形成される
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
前記ガス生成手段は、
前記２価のカルボン酸金属塩が貯留され、一酸化炭素又はアンモニアと前記２価のカルボン酸金属塩との反応により１価のカルボン酸金属塩ガスを生成する反応部と、
一酸化炭素又はアンモニアを前記反応部に導入する導入配管と
を有し、
前記ガス供給手段は、
生成された前記１価のカルボン酸金属塩ガスを前記処理容器に導入するカルボン酸金属塩ガス導入部
を有することを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１６８８１５（Ｐ２０１１−１６８８１５Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３１６６４（Ｐ２０１０−３１６６４）
【出願日】平成２２年２月１６日（２０１０．２．１６）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１６日（２０１０．２．１６）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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