Способ осаждения медного покрытия

 

Изобретение касается получения металлических покрытий путем осаждения металлов из газовой фазы при термическом разложении металлоорганических соединений . Цель изобретения - повышение качества покрытия. Осаждение проводят путем разложения дигаксафторацетилена меди на локально разогретой подложке в присутствии паров гидразина.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 23 С 16/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ч (л) (Я фь

Ql (21) 4844938/02 (22) 28.06,90 (46) 23.05.92. Бюл. М 19 (71) Специализированное конструкторское бюро с опытным производством Отдела теплофизики АН УЗССР (72) Д.Т.Алимов, А,М.Бакиев и И,В.Едвабный (53) 621.762.2(088.8) (56) Разуваев Г.А„Грибов Б.Г., Домрачев

Б.А, и др. Металлорганические соединения в электронике, — M.: Наука, 1972, с. 207-208.

Моу!ап СЯ„Вацпi Т.Н., Jones С.R.—

Applied Physics, 1986, А40, М 1, р. 3,9, Изобретение относится к области получения металлических покрытий путем осаждения металлов иэ газовой фазы при термическом разложении металлоорганических соединений и может быть использовано для нанесения отражающих покрытий. а также для изготовления контактных площадок и токоведущих дорожек интегральных микросхем.

Известны способы нанесения металлических покрытий физическим осаждением паров металла (напылением), Однако в известных способах процессом напыления трудно управлять; металл оседает не только там, где требуется, но повсюду внутри вакуумной камеры. В электронике широко применяют способы нанесения металлических покрытий, основанные на разложении паров летучих металлоорганических соединений. B этих способах металл осаждается лишь на те участки подложки, которые нагреваются до температуры, превосходящей температуру

„„!Ж„„1735435 А1 (54) СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ МЕДНОГО ПОКРЫТИЯ (57) Изобретение касается получения металлических покрытий путем осаждения металлов из газовой фазы при термическом разложении металлоорганических соединеI ний. Цель изобретения — повышение качества покрытия. Осаждение проводят путем разложения дигаксафторацетилена меди на локально разогретой подложке в присутствии паров гидразина. разложения металлоорганического соединения, Наиболее близким к предлагаемому способу является способ осаждения медного покрытия путем термического разложения дигаксафторацетилена двухвалентной меди Cu(hfac)z.

Недостатком известного является высокое содержание кислорода в осажденной медной пленке, что увеличивает ее электрическое сопротивление. Кроме того, недостаточно хорошее сцепление медной пленки с подложкой. Для достижения хорошего сцепления необходима специальная подготовка подложки, Целью изобретения является повышение качества покрытия.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу осаждения медного покрытия путем термического разложения дигаксафторацетилена двухвалентной меди

Cu(hfac)z осаждение ведут в атмосфере паров гидразина N2H4.

1735435

Формула изобретения

Способ осаждения медного покрытия путем термического разложения дигаксафторацетилена двухвалентной меди, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества покрытия, осаждение ведут в атмосфере паров гидразина.

50

Составитель Л,Родина

Техред М.Моргентал Корректор О.Кундрик

Редактор Н.Бобкова

Заказ 1796 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Гидразин является сильным восстановителем, В его присутствии медь не окисляется, что улучшает сцепление медной пленки с подложкой. Кроме того, пары гидразина очищают подложку от некоторых загрязнений, что также улучшает сцепление, Примесь кислорода восстанавливается до HzO, и водяной пар улетучивается из зоны реакции, Поэтому содержание кислорода в осажденной медной пленке снижается. если осаждение проводят в атмосфере паров гидразина.

Пример. Осаждение проводят в вакуумной камере из нержавеющей стали с кварцевым окном при 27 С. Подложкой служит окисленная кремниевая пластина. Локальный нагрев подложки осуществляют

+ лучом непрерывного Ar лазера (длина волны 514 нм) через прозрачное кварцевое окно. Сфокусированный луч лазера сканируют относительно подложки со скоростью 20100 мкм/с и получают полоски меди шириной 20-60 мкм и толщиной 25-200 нм, Вакуумную камеру откачивают до давления

10 Па, после чего внутри камеры открывают заслонку коробки, в которой лежит кусок

Cu(hfac)z. Твердый Cu(hfac)z сублимирует, и в камере устанавливается равновесное давление паров Cu(hfac)2 при 27 С, равное 3 Па, В камеру напускают пары гидразина NgH4, Парциальное давление гидразина варьируют от нуля до 1 Па, подбирая оптимальное давление, обеспечивающее наилучшее качество осажденной медной пленки. Оптимальное давление зависит от состава подложки, локальной температуры подложки, парциального давления Cu(hfac)2 и других условий осаждения. По окончании осаждения исследуют состав полученной медной пленки и ее сцепление с подложкой, Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия осажденной медной пленки показывает наличие примесей углерода, азота, кислорода и фтора, После удаления верхнего слоя пленки распылением ионами аргона примеси углерода и фтора исчезли. Это сви5

35 детельствует о том, что их внедрение в объем осадка незначительно, а присутствие на поверхности пленки вызвано адсорбцией непрореагировавших молекул Cu(hfacg.

При осаждении в отсутствие паров гидразина содержание кислорода в медной пленке составляет не менее 2 мас., электрическое сопротивление пленки не ниже5мк Ом см, хорошей адгезии пленки к подложке невозможно добиться без предварительной ионной бомбардировки подложки. Оптимальные условия осаждения, парциальное давление Cu(hfac)2 равно 3 Па, парциальное давление N2H4 равно 0,2 Па, интенсивность лазерного излучения 400 кВт/см, При этих условиях содержание примесей кислорода и азота в медной пленке составляет менее

0,1 мас., электрическое сопротивление пленки 2,5 мк Ом, хорошая адгезия пленки достигается без специальной подготовки подложки. Если парциальное давление гидразина отличается от оптимального, то электрическое сопротивление пленки уменьшается, а сцепление с подложкой улучшается по сравнению с осаждением в отсутствие паров гидразина, но улучшение не так велико, как при оптимальном давлении гидразина.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет в 20 раз снизить содержание примесей и в 2 раза снизить электрическое сопротивление осажденной медной пленки по сравнению с известным.

Предлагаемый способ позволяет также добиться хорошего сцепления медной пленки с подложкой без специальной подготовки и одл ожк и.