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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024173935
(43)【公開日】2024-12-13
(54)【発明の名称】低抵抗コンタクト相互接続のための方法および装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3205 20060101AFI20241206BHJP
【ＦＩ】
H01L21/88 B
H01L21/88 R
H01L21/88 N
【審査請求】有
【請求項の数】19
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024144441
(22)【出願日】2024-08-26
(62)【分割の表示】P 2022524251の分割
【原出願日】2020-10-09
(31)【優先権主張番号】62/927,229
(32)【優先日】2019-10-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/997,389
(32)【優先日】2020-08-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】390040660
【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100139712
【弁理士】
【氏名又は名称】那須 威夫
(74)【代理人】
【識別番号】100141553
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 信彦
(72)【発明者】
【氏名】ジョウ チュンミン
(72)【発明者】
【氏名】ホウ ウェンティン
(72)【発明者】
【氏名】ケサプラガダ スリー ランガサイ
(57)【要約】
【課題】基板を処理するための方法を提供する。
【解決手段】本方法は、例えば、基板上の少なくとも１つの特徴内に第１の金属層を選択的に堆積させるステップと、第１の金属層の頂部に、および少なくとも１つの特徴を画定する少なくとも側壁上に第２の金属層を堆積させるステップと、第２の金属層の頂部に、および特徴内に第３の金属層を堆積させて少なくとも１つの特徴を少なくとも完全に充填するステップと、第２の金属層の一部、または第２の金属層の一部および第３の金属層の一部を除去して、第２の金属層および第３の金属層の残っている部分が少なくとも１つの特徴の頂面と同じ高さになるようにするステップと、を含む。
【選択図】図１
【解決手段】本方法は、例えば、基板上の少なくとも１つの特徴内に第１の金属層を選択的に堆積させるステップと、第１の金属層の頂部に、および少なくとも１つの特徴を画定する少なくとも側壁上に第２の金属層を堆積させるステップと、第２の金属層の頂部に、および特徴内に第３の金属層を堆積させて少なくとも１つの特徴を少なくとも完全に充填するステップと、第２の金属層の一部、または第２の金属層の一部および第３の金属層の一部を除去して、第２の金属層および第３の金属層の残っている部分が少なくとも１つの特徴の頂面と同じ高さになるようにするステップと、を含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を処理するための方法であって、
基板上の少なくとも１つの特徴内に第１の金属層を選択的に堆積させるステップと、
前記第１の金属層の頂部に、および前記少なくとも１つの特徴を画定する少なくとも側壁上に第２の金属層を堆積させるステップと、
前記第２の金属層の頂部に、および前記特徴内に第３の金属層を堆積させて、前記少なくとも１つの特徴を少なくとも完全に充填するステップと、
前記第２の金属層の一部、または前記第２の金属層の一部および前記第３の金属層の一部を除去して、前記第２の金属層および前記第３の金属層の残っている部分が前記少なくとも１つの特徴の頂面と同じ高さになるようにするステップと、
を含む方法。
基板上の少なくとも１つの特徴内に第１の金属層を選択的に堆積させるステップと、
前記第１の金属層の頂部に、および前記少なくとも１つの特徴を画定する少なくとも側壁上に第２の金属層を堆積させるステップと、
前記第２の金属層の頂部に、および前記特徴内に第３の金属層を堆積させて、前記少なくとも１つの特徴を少なくとも完全に充填するステップと、
前記第２の金属層の一部、または前記第２の金属層の一部および前記第３の金属層の一部を除去して、前記第２の金属層および前記第３の金属層の残っている部分が前記少なくとも１つの特徴の頂面と同じ高さになるようにするステップと、
を含む方法。
【請求項2】
前記基板のベース層の少なくとも表面から金属酸化物を除去するステップをさらに含み、前記ベース層が、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、チタン（Ｔｉ）、またはタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１つから作製される、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記第１の金属層を堆積させるステップが、第１のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記第２の金属層を堆積させるステップが、第２のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記第３の金属層を堆積させるステップが、前記第１のプロセスチャンバまたは第３のプロセスチャンバのうちの少なくとも１つを使用するステップを含み、
前記第３の金属層の少なくとも一部および前記第２の金属層の少なくとも一部を除去するステップが、第４のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記金属酸化物を除去するステップが、第５のプロセスチャンバを使用するステップを含む、
請求項２に記載の方法。
前記第２の金属層を堆積させるステップが、第２のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記第３の金属層を堆積させるステップが、前記第１のプロセスチャンバまたは第３のプロセスチャンバのうちの少なくとも１つを使用するステップを含み、
前記第３の金属層の少なくとも一部および前記第２の金属層の少なくとも一部を除去するステップが、第４のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記金属酸化物を除去するステップが、第５のプロセスチャンバを使用するステップを含む、
請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記第１のプロセスチャンバおよび前記第３のプロセスチャンバが化学気相堆積を行うように構成され、
前記第２のプロセスチャンバが物理的気相堆積を行うように構成され、
前記第４のプロセスチャンバが化学機械研磨を行うように構成され、
前記第５のプロセスチャンバが前洗浄またはエッチングプロセスのうちの少なくとも１つを行うように構成されている、
請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
前記第２のプロセスチャンバが物理的気相堆積を行うように構成され、
前記第４のプロセスチャンバが化学機械研磨を行うように構成され、
前記第５のプロセスチャンバが前洗浄またはエッチングプロセスのうちの少なくとも１つを行うように構成されている、
請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項5】
前記第１の金属層、前記第２の金属層、および前記第３の金属層を堆積させるステップが、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔｉ、および／またはＷのうちの少なくとも１つを堆積させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記少なくとも１つの特徴が、ビア、トレンチ、またはデュアルダマシンビアチェーンのうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記第１の金属層を、前記少なくとも１つの特徴内に、前記少なくとも１つの特徴の高さの約３分の１（１／３）～約３分の２（２／３）の高さ、または約３０ｎｍ～約６００ｎｍの高さのうちの１つまで堆積させる、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記第１の金属層を堆積させるステップ、前記第２の金属層を堆積させるステップ、および前記第３の金属層を堆積させるステップが、クラスタツールを使用して実行され、前記第２の金属層の一部、または前記第２の金属層の一部および前記第３の金属層の一部を除去するステップが、スタンドアロン装置を使用して実行される、請求項１～３または５～７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項9】
基板を処理するための方法であって、
基板上の少なくとも１つの特徴内に第１の金属層を選択的に堆積させるステップと、
前記第１の金属層の頂部に、および少なくとも前記少なくとも１つの特徴を画定する少なくとも側壁上に第２の金属層を堆積させるステップと、
前記第２の金属層の頂部に第３の金属層を堆積させて、前記少なくとも１つの特徴を部分的に充填するか、完全に充填するか、または過剰に充填するかのうちの１つを行うステップと、
前記側壁の一部、前記第３の金属層の一部、および前記第２の金属層の一部を除去して、前記第２の金属層および前記第３の金属層の残っている部分が互いに、および前記側壁の残っている部分と同じ高さになるようにするステップと、
を含む方法。
基板上の少なくとも１つの特徴内に第１の金属層を選択的に堆積させるステップと、
前記第１の金属層の頂部に、および少なくとも前記少なくとも１つの特徴を画定する少なくとも側壁上に第２の金属層を堆積させるステップと、
前記第２の金属層の頂部に第３の金属層を堆積させて、前記少なくとも１つの特徴を部分的に充填するか、完全に充填するか、または過剰に充填するかのうちの１つを行うステップと、
前記側壁の一部、前記第３の金属層の一部、および前記第２の金属層の一部を除去して、前記第２の金属層および前記第３の金属層の残っている部分が互いに、および前記側壁の残っている部分と同じ高さになるようにするステップと、
を含む方法。
【請求項10】
前記基板のベース層の少なくとも表面から金属酸化物を除去するステップをさらに含み、前記ベース層が、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、チタン（Ｔｉ）、またはタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１つから作製される、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記第１の金属層を堆積させるステップが、第１のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記第２の金属層を堆積させるステップが、第２のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記第３の金属層を堆積させるステップが、前記第１のプロセスチャンバまたは第３のプロセスチャンバのうちの少なくとも１つを使用するステップを含み、
前記側壁の少なくとも一部、前記第３の金属層の少なくとも一部、および前記第２の金属層の少なくとも一部を除去するステップが、第４のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記金属酸化物を除去するステップが、第５のプロセスチャンバを使用するステップを含む、
請求項１０に記載の方法。
前記第２の金属層を堆積させるステップが、第２のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記第３の金属層を堆積させるステップが、前記第１のプロセスチャンバまたは第３のプロセスチャンバのうちの少なくとも１つを使用するステップを含み、
前記側壁の少なくとも一部、前記第３の金属層の少なくとも一部、および前記第２の金属層の少なくとも一部を除去するステップが、第４のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記金属酸化物を除去するステップが、第５のプロセスチャンバを使用するステップを含む、
請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記第１のプロセスチャンバおよび前記第３のプロセスチャンバが化学気相堆積を行うように構成され、
前記第２のプロセスチャンバが物理的気相堆積を行うように構成され、
前記第４のプロセスチャンバが化学機械研磨を行うように構成され、
前記第５のプロセスチャンバが前洗浄またはエッチングプロセスのうちの少なくとも１つを行うように構成されている、
請求項９～１１のいずれか１項に記載の方法。
前記第２のプロセスチャンバが物理的気相堆積を行うように構成され、
前記第４のプロセスチャンバが化学機械研磨を行うように構成され、
前記第５のプロセスチャンバが前洗浄またはエッチングプロセスのうちの少なくとも１つを行うように構成されている、
請求項９～１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項13】
前記第１の金属層、前記第２の金属層、および前記第３の金属層を堆積させるステップが、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔｉ、またはＷのうちの少なくとも１つを堆積させるステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項14】
前記少なくとも１つの特徴が、ビア、トレンチ、またはデュアルダマシンビアチェーンのうちの少なくとも１つである、請求項９に記載の方法。
【請求項15】
前記第１の金属層を、前記少なくとも１つの特徴内に、前記少なくとも１つの特徴の高さの約３分の１（１／３）～約３分の２（２／３）の高さ、または約３０ｎｍ～約６００ｎｍの高さのうちの１つまで堆積させる、請求項９～１１、１３または１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項16】
プロセッサによって実行されると、
基板上の少なくとも１つの特徴内に第１の金属層を選択的に堆積させるステップと、
前記第１の金属層の頂部に、および少なくとも前記少なくとも１つの特徴を画定する少なくとも側壁上に第２の金属層を堆積させるステップと、
前記第２の金属層の頂部に第３の金属層を堆積させて、前記少なくとも１つの特徴を部分的に充填するか、完全に充填するか、または過剰に充填するかのうちの１つを行うステップと、
前記側壁の一部、前記第３の金属層の一部、および前記第２の金属層の一部を除去して、前記第２の金属層および前記第３の金属層の残っている部分が互いに、および前記側壁の残っている部分と同じ高さになるようにするステップと、
を含む、基板を処理するための方法を実行する命令が記憶された非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
基板上の少なくとも１つの特徴内に第１の金属層を選択的に堆積させるステップと、
前記第１の金属層の頂部に、および少なくとも前記少なくとも１つの特徴を画定する少なくとも側壁上に第２の金属層を堆積させるステップと、
前記第２の金属層の頂部に第３の金属層を堆積させて、前記少なくとも１つの特徴を部分的に充填するか、完全に充填するか、または過剰に充填するかのうちの１つを行うステップと、
前記側壁の一部、前記第３の金属層の一部、および前記第２の金属層の一部を除去して、前記第２の金属層および前記第３の金属層の残っている部分が互いに、および前記側壁の残っている部分と同じ高さになるようにするステップと、
を含む、基板を処理するための方法を実行する命令が記憶された非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項17】
前記基板のベース層の少なくとも表面から金属酸化物を除去するステップをさらに含み、前記ベース層が、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、チタン（Ｔｉ）、またはタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１つから作製される、請求項１６に記載の非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項18】
前記第１の金属層を堆積させるステップが、第１のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記第２の金属層を堆積させるステップが、第２のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記第３の金属層を堆積させるステップが、前記第１のプロセスチャンバまたは第３のプロセスチャンバのうちの少なくとも１つを使用するステップを含み、
前記側壁の少なくとも一部、前記第３の金属層の少なくとも一部、および前記第２の金属層の少なくとも一部を除去するステップが、第４のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記金属酸化物を除去するステップが、第５のプロセスチャンバを使用するステップを含む、
請求項１７に記載の非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
前記第２の金属層を堆積させるステップが、第２のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記第３の金属層を堆積させるステップが、前記第１のプロセスチャンバまたは第３のプロセスチャンバのうちの少なくとも１つを使用するステップを含み、
前記側壁の少なくとも一部、前記第３の金属層の少なくとも一部、および前記第２の金属層の少なくとも一部を除去するステップが、第４のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記金属酸化物を除去するステップが、第５のプロセスチャンバを使用するステップを含む、
請求項１７に記載の非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項19】
前記第１のプロセスチャンバおよび前記第３のプロセスチャンバが化学気相堆積を行うように構成され、
前記第２のプロセスチャンバが物理的気相堆積を行うように構成され、
前記第４のプロセスチャンバが化学機械研磨を行うように構成され、
前記第５のプロセスチャンバが前洗浄またはエッチングプロセスのうちの少なくとも１つを行うように構成されている、
請求項１６～１８のいずれか１項に記載の非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
前記第２のプロセスチャンバが物理的気相堆積を行うように構成され、
前記第４のプロセスチャンバが化学機械研磨を行うように構成され、
前記第５のプロセスチャンバが前洗浄またはエッチングプロセスのうちの少なくとも１つを行うように構成されている、
請求項１６～１８のいずれか１項に記載の非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項20】
前記第１の金属層、前記第２の金属層、および前記第３の金属層を堆積させるステップが、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔｉ、および／またはＷのうちの少なくとも１つを堆積させるステップを含む、請求項１６～１８のいずれか１項に記載の非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施形態は、一般に、基板を処理するための方法および装置に関し、より詳細には、低抵抗コンタクトを形成するために基板を処理するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【0002】
先端ロジックデバイスおよびメモリデバイスにおけるアグレッシブなコンタクト（ａｇｇｒｅｓｓｉｖｅ ｃｏｎｔａｃｔ）については、多くの基本的な課題がある。例えば、最適なロジックデバイスおよびメモリデバイス性能のために、接触抵抗を最小に維持しておく必要がある。さらに、限界寸法（ＣＤ）が非常に小さく、アスペクト比が非常に高い（ＨＡＲ）先端ロジックデバイスおよびメモリデバイスが開発されるにつれ、間隙充填の課題を克服することがより困難になっている。
【0003】
したがって、本発明者らは、先端ロジックデバイスおよびメモリデバイスに使用される基板を処理するための方法および装置を提供した。
【発明の概要】
【0004】
基板を処理するための方法および装置が本明細書で提供される。一部の実施形態では、例えば、基板を処理するための方法は、基板上の少なくとも１つの特徴内に第１の金属層を選択的に堆積させるステップと、第１の金属層の頂部に、および少なくとも１つの特徴を画定する少なくとも側壁上に第２の金属層を堆積させるステップと、第２の金属層の頂部に、および特徴内に第３の金属層を堆積させて少なくとも１つの特徴を少なくとも完全に充填するステップと、第２の金属層の一部、または第２の金属層の一部および第３の金属層の一部を除去して、第２の金属層および第３の金属層の残っている部分が少なくとも１つの特徴の頂面と同じ高さになるようにするステップと、を含む。
【0005】
少なくとも一部の実施形態によると、基板を処理するための方法は、基板上の少なくとも１つの特徴内に第１の金属層を選択的に堆積させるステップと、第１の金属層の頂部に、および少なくとも１つの特徴を画定する側壁上に第２の金属層を堆積させるステップと、第２の金属層の頂部に第３の金属層を堆積させて、少なくとも１つの特徴を部分的に充填するか、完全に充填するか、または過剰に充填するステップと、側壁の一部、第３の金属層の一部、および第２の金属層の一部を除去して、第２の金属層および第３の金属層の残っている部分が互いに、および側壁の残っている部分と同じ高さになるようにするステップと、を含む。
【0006】
少なくとも一部の実施形態によると、非一過性コンピュータ可読記憶媒体は、プロセッサによって実行されると、基板上の少なくとも１つの特徴内に第１の金属層を選択的に堆積させるステップと、第１の金属層の頂部に、および少なくとも１つの特徴を画定する少なくとも側壁上に第２の金属層を堆積させるステップと、第２の金属層の頂部に第３の金属層を堆積させて、少なくとも１つの特徴を部分的に充填するか、完全に充填するか、または過剰に充填するステップと、側壁の一部、第３の金属層の一部、および第２の金属層の一部を除去して、第２の金属層および第３の金属層の残っている部分が互いに、および側壁の残っている部分と同じ高さになるようにするステップと、を含む方法を実行する命令を記憶する。
【0007】
本開示の他のおよびさらなる実施形態を以下に説明する。
【0008】
上で簡潔に要約され、以下でより詳細に論じる本開示の実施形態は、添付の図面に表される本開示の例示的な実施形態を参照することによって理解することができる。しかしながら、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、本開示が他の等しく有効な実施形態を認めることができるため、範囲を限定するものと考えられるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
理解を容易にするために、各図に共通の同一の要素を指定するために、可能な場合は、同一の参照数字が使用されている。図は、縮尺通りには描かれておらず、明瞭にするために簡略化されることがある。一実施形態の要素および特徴は、さらに詳説することなく他の実施形態に有益に組み込まれることがある。
【0011】
基板を処理するための方法および装置の実施形態が本明細書で提供される。方法は、例えば、基板が先端ロジックデバイスおよび／またはメモリデバイスにおいて使用される場合などに、より低い接触抵抗、より小さい限界寸法、および／またはより高いアスペクト比を必要とするか、さもなければそれらから利益を得ることができる基板を処理するために使用することができる。例えば、１つもしくは複数の誘電体を使用して基板上に形成された１つもしくは複数の特徴、例えばビア、トレンチ、および／またはデュアルダマシンビアチェーンを部分的に充填するために、１つもしくは複数の金属、例えばタングステン（Ｗ）を堆積させることができる。その後、別の金属層、例えばＷを第１のＷ層の頂部に堆積させてライナを形成することができ、その上に別のＷ層を堆積させて１つもしくは複数の特徴を部分的に充填するか、完全に充填するか、または過剰に充填することができ、こうして、先端ロジックデバイスおよび／またはメモリデバイスのためのより低い接触抵抗、より小さい限界寸法、ならびにより高いアスペクト比を得ることができる。
【0012】
例えば、少なくとも一部の実施形態では、基板を処理するための方法は、選択的化学気相堆積（ＣＶＤ）／原子層堆積（ＡＬＤ）を使用して、基板上の１つまたは複数の特徴を第１のＷ層で部分的に充填し（例えば、ボトムアップ間隙充填プロセス）、こうして特徴の全体的なアスペクト比を効果的に低減するステップを含むことができる。次に、物理的気相堆積（ＰＶＤ）を使用して、第１のＷ層の頂部にＷのライナおよび／またはバリアを形成することができ、これは、後続のプロセスに使用される特定の前駆体化学物質に対する特徴の保護層として機能することができる。例えば、ＰＶＤを使用してライナＷを形成した後、（特徴を形成する誘電体と反応（または攻撃）することがある）フッ素などの前駆体化学物質を使用するＣＶＤ Ｗプロセスを用いて、特徴を充填することができる。
【0013】
図１は、本開示の少なくとも一部の実施形態による、クラスタツールと呼ばれることもあるマルチチャンバ処理装置（装置１００）と、スタンドアロン化学機械研磨（ＣＭＰ）処理チャンバ１０７とを含む、基板を処理するように構成されたシステムの図である。例えば、装置１００は、真空移送チャンバに取り付けられた複数のプロセスチャンバを含む。プロセスチャンバは、ＰＶＤチャンバ、ＣＶＤプロセスチャンバ、ＡＬＤプロセスチャンバ、エッチングチャンバ、または他のタイプのプロセスチャンバを含むがこれらに限定されない任意のタイプのプロセスチャンバとすることができる。
【0014】
装置１００と共に使用するように構成することができるＰＶＤプロセスチャンバの一例は、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアル社から入手可能なＥＮＤＵＲＡ（登録商標）ＶＥＲＳＡ（登録商標）ラインのスタンドアロンＰＶＤ装置とすることができる。装置１００と共に使用するように構成することができるＣＶＤプロセスチャンバの一例は、アプライドマテリアル社から入手可能なスタンドアロンＣＶＤ装置のＥＮＤＵＲＡ（登録商標）ＶＯＬＴＡ（登録商標）ラインとすることができる。同様に、装置１００と共に使用するように構成することができるＡＬＤプロセスチャンバの一例は、アプライドマテリアルズ社から入手可能なＡＬＤ装置のＯＬＹＭＰＩＡ（登録商標）ラインとすることができる。ＣＭＰプロセスチャンバ１０７として使用するように構成することができるＣＭＰプロセスチャンバの一例は、アプライドマテリアルズ社から入手可能なスタンドアロン装置のＲＥＦＬＥＸＩＯＮ（登録商標）ＬＫ ＰＲＩＭＥ（登録商標）ラインのうちの１つとすることができる。
【0015】
前述の装置のうちの１つもしくは複数は、統合型ツールまたはクラスタツール、例えば、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアル社から入手可能なＥＮＤＵＲＡ（登録商標）ラインの装置に組み合わせることができる。一部の実施形態では、以下に記載される本発明の方法は、有利には、処理中に真空破壊が制限されるか、または真空破壊がないように、クラスタツールにおいて実行されてもよい。クラスタツールは、ＡＬＤ、ＣＶＤ、ＰＶＤ、前洗浄、エピタキシー、エッチング、フォトマスク製造、ガス抜き、プラズマドーピング、プラズマ窒化、およびＲＴＰ、ならびに高ｋトランジスタゲートスタック製造などの統合マルチステッププロセスを実行するように構成することができる。しかしながら、本明細書に記載の方法は、適切なプロセスチャンバが結合された他のクラスタツールを使用して、または他のプロセスチャンバ内で実施されてもよい。
【0016】
例示の目的で、装置１００は、プロセスチャンバの第１のセットおよびプロセスチャンバの第２のセットを含むクラスタツール１０２において具現化された複数のプロセスチャンバを含んで示されており、これらは、以下に説明する方法２００を含む様々な基板処理動作を実行するように構成されたプロセスチャンバの任意の組合せを含むことができる。例えば、少なくとも一部の実施形態では、プロセスチャンバの第１のセットは、基板上でＣＶＤを実行するように構成されたＣＶＤプロセスチャンバ１０４ａ、基板上でＡＬＤを実行するように構成されたＡＬＤプロセスチャンバ１０４ｂ、基板上で前洗浄プロセスを実行するように構成された前洗浄プロセスチャンバ１０４ｃ、および／または基板をエッチングするように構成されたエッチングチャンバ１０４ｄ（以下、まとめてプロセスチャンバ１０４と呼ぶ）を含むことができる。少なくとも一部の実施形態では、プロセスチャンバの第２のセットは、例えば、基板上でＰＶＤを実行するように構成されたＰＶＤプロセスチャンバ１０５ａ、基板上でＣＶＤを実行するように構成されたＣＶＤプロセスチャンバ１０５ｂ、基板をエッチングするように構成されたエッチングプロセスチャンバ１０５ｃ、基板上で前洗浄プロセスを実行するように構成された前洗浄プロセスチャンバ１０５ｄ、および基板上でＡＬＤを実行するように構成されたＡＬＤプロセスチャンバ１０５ｅ（以下、まとめてプロセスチャンバ１０５と呼ぶ）を含むことができる。
【0017】
特定のプロセスがクラスタツール１０２によって実行される必要がない場合、プロセスチャンバ１０４、１０５のいずれかをクラスタツール１０２から取り外すことができる。
【0018】
クラスタツール１０２は、基板をクラスタツール１０２の内外に移送するための２つのロードロックチャンバ１０６Ａ、１０６Ｂを含むことができる。典型的には、クラスタツール１０２は真空下にあるため、ロードロックチャンバ１０６Ａ、１０６Ｂは、クラスタツール１０２内に導入された基板を「ポンプダウン」することができる。第１のロボット１０８は、ロードロックチャンバ１０６Ａ、１０６Ｂとプロセスチャンバ１０４との間で基板を移送することができ、これらのプロセスチャンバは、基板上で対応するプロセスを実行するために第１の中央移送チャンバ１１０に結合されている。
【0019】
第１のロボット１０８は、２つの中間移送チャンバ１１２ａ、１１２ｂとの間で基板を移送することもできる。中間移送チャンバ１１２ａ、１１２ｂを使用して、超高真空状態を維持しながらクラスタツール１０２内で基板を移送することができる。第２のロボット１１４は、中間移送チャンバ１１２ａ、１１２ｂと、第２の中央移送チャンバ１１６に結合されたプロセスチャンバ１０５との間で基板を移送することができる。
【0020】
さらに、基板を処理するためのプロセスチャンバ１０４、１０５の動作を制御するために、コントローラ１１８（またはプロセッサ）が設けられ、クラスタツール１０２の様々な構成要素に結合されている。コントローラ１１８は、中央処理装置（ＣＰＵ）１１９と、サポート回路１２０と、メモリまたは非一過性コンピュータ可読記憶媒体１２１と、を含む。コントローラ１１８は、プロセスチャンバ１０４、１０５と共に使用するように構成された１つもしくは複数のエネルギー源（図示せず）に直接、または特定のプロセスチャンバおよび／もしくは支持体システム構成要素に関連付けられたコンピュータ（もしくはコントローラ）を介して動作可能に結合され、これらのエネルギー源を制御する。
【0021】
コントローラ１１８は、様々なチャンバおよびサブプロセッサを制御するための産業環境で使用することができる任意の形態の汎用コンピュータプロセッサであってもよい。コントローラ１１８のメモリまたは非一過性コンピュータ可読記憶媒体１２１は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、光学記憶媒体（例えば、コンパクトディスクもしくはデジタルビデオディスク）、フラッシュドライブ、またはローカルもしくはリモートの任意の他の形態のデジタル記憶装置などの容易に入手可能なメモリのうちの１つもしくは複数であってもよい。サポート回路１２０は、従来のやり方でＣＰＵ１１９をサポートするためにＣＰＵ１１９に結合されている。サポート回路１２０は、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路およびサブシステムなどを含む。基板を処理するための（例えば、低抵抗コンタクト相互接続のための）方法などの本明細書に記載される本発明の方法は、本明細書に記載されるやり方で１つまたは複数のエネルギー源の動作を制御するために実行または呼び出すことができるソフトウェアルーチン１２２としてメモリ１２１に記憶されてもよい。ソフトウェアルーチンはまた、ＣＰＵ１１９によって制御されるハードウェアから遠隔に位置する第２のＣＰＵ（図示せず）によって記憶および／または実行されてもよい。
【0022】
【0023】
例示の目的で、予め製造された基板３００を処理するための方法２００が説明される。少なくとも一部の実施形態では、基板３００は、例えば、複数のパターニングプロセスおよび／または１つもしくは複数の充填サイクルのために構成することができる上述のプロセスチャンバ、例えば、堆積プロセスチャンバ、エッチングプロセスチャンバ、ＣＭＰプロセスチャンバなどのうちの１つまたは複数を使用して予め製造することができる。あるいは、少なくとも一部の実施形態では、基板３００は、例えばクラスタツール１０２を使用して形成することができる。
【0024】
基板３００は、シリコン、ゲルマニウムなどを含むがこれらに限定されない、基板を形成するための任意の適切な材料から形成することができる。例えば、少なくとも一部の実施形態では、基板３００は、シリコンから作製することができる。ベース層３０２は、基板３００の頂部に堆積させることができ、基板３００上に導電性ベース層を形成するための、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、チタン（Ｔｉ）、またはタングステン（Ｗ）を含むがこれらに限定されない任意の適切な材料から作製することができる。例えば、少なくとも一部の実施形態では、ベース層３０２ａは、タングステン（Ｗ）および／または銅（Ｃｕ）から作製することができる。
【0025】
さらに、１つまたは複数の追加の層を、ベース層３０２および／または基板３００の頂部に堆積させることができる。例えば、少なくとも一部の実施形態では、１つまたは複数の特徴３０６を有する追加の層３０４を、基板３００の一部および／またはベース層３０２の一部の頂部に堆積させることができる。図には、１つの特徴３０６が示されている。特徴３０６は、ビア、トレンチ、および／またはデュアルダマシンビアチェーンなどとすることができ、矩形、三角形、円形などを含むがこれらに限定されない１つまたは複数の幾何学的構成を有することができる。例えば、少なくとも一部の実施形態では、特徴３０６は、頂面３１２、底面（例えば、ベース層３０２の一部）、および（例えば、特徴３０６を画定する）４つの側壁によって画定された略矩形の構成を有することができる。例示の目的で、特徴３０６の第１の側壁３０８および第２の側壁３１０のみが示されている。層３０４は、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、または他の誘電体材料もしくは膜を含むが、これらに限定されない、特徴３０６を形成するための１つまたは複数の適切な誘電体材料から作製することができる。
【0026】
引き続き図３Ａを参照すると、基板３００が製造された後、基板３００は、クラスタツール１０２のプロセスチャンバ１０４、１０５のうちの１つまたは複数を使用したさらなる処理のために、クラスタツール１０２のロードロックチャンバ１０６Ａ、１０６Ｂのうちの１つに搬送することができる。基板３００をクラスタツール１０２に搬送する間、基板３００への大気曝露により、ベース層３０２の表面（例えば、頂面）上に酸化物（例えば、金属酸化物）が形成されることがある。例示の目的で、金属酸化物層３１４がベース層３０２の頂面の一部の上に示されている。したがって、少なくとも一部の実施形態では、ベース層３０２の頂部に追加の材料層を堆積させる前に、金属酸化物層３１４を除去するために１つまたは複数のプロセスを実行することができる。
【0027】
例えば、図３Ｂを参照すると、第１のロボット１０８は、基板３００を真空下でロードロックチャンバ１０６Ａ、１０６Ｂのうちの１つ（例えば、ロードロックチャンバ１０６Ａ）から前洗浄プロセスチャンバ１０４ｃ（例えば、第５のプロセスチャンバ）に移送して、前洗浄（例えば、エッチング）プロセスを実行して、任意の適切なやり方で基板３００から金属酸化物層３１４（想像線で示す）を除去することができる。あるいは、基板３００をクラスタツール１０２に移送する前に、別個のまたは遠隔のプロセスチャンバ（例えば、前洗浄もしくはエッチングプロセスチャンバ）を使用して、ベース層３０２から金属酸化物層３１４を除去することができる。
【0028】
次に、（例えば、ＨＡＲまたは低アスペクト比（ＬＡＲ）を有する）入ってくる基板に応じて、２０２において、任意で、基板上の特徴内に第１の材料層を堆積させることができる。例えば、図３Ｃを参照すると、少なくとも一部の実施形態では、比較的ＨＡＲを有する基板については、例えば、ＣＶＤプロセスチャンバ１０４ａ（例えば、第１のプロセスチャンバ）を使用して、基板３００の特徴３０６内に第１の材料層３１８を任意の適切なやり方で堆積させることができる。一部の実施形態では、第１の材料層３１８を堆積させるために、ＡＬＤプロセスチャンバ１０４ｂをＣＶＤプロセスチャンバ１０４ａの代わりに、またはこれと併せて使用することができる。あるいは、比較的ＬＡＲを有する基板、例えばビア、トレンチなどを有する入ってくる基板については、２０２を省略することができる。第１のロボット１０８は、基板３００を真空下で前洗浄プロセスチャンバ１０４ｃからＣＶＤプロセスチャンバ１０４ａに移送することができる。第１の材料層３１８は、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔｉ、および／またはＷを含むがこれらに限定されない、第１の材料層を形成するための任意の適切な金属とすることができる。例えば、少なくとも一部の実施形態では、第１の材料層３１８は、Ｗとすることができる。
【0029】
約２～約２０のＡＲで約５ｎｍ～約５００ｎｍの高さを有することができる特徴３０６を部分的に充填するために第１の材料層３１８を堆積させることができる。例えば、特徴３０６が約４７０ｎｍの高さ、約５５０ｎｍの幅、および約５．５～約１２などの少なくとも約５．５のアスペクト比を含む場合などの少なくとも一部の実施形態では、特徴３０６は、約３０ｎｍ～約６００ｎｍの高さまで第１の材料層３１８で充填することができる。少なくとも一部の実施形態では、第１の材料層３１８は、特徴３０６の高さの約３分の１（１／３）～約３分の２（２／３）の高さまで充填することができる。特徴３０６が第１の材料層３１８で充填される高さは、例えば、製造者の好み、第１の材料層３１８に使用される材料のタイプ、基板３００の企図される用途（例えば、ロジックおよび／またはメモリ用途）などに依存し得る。
【0030】
少なくとも一部の実施形態では、ＣＶＤプロセスチャンバ１０４ａは、選択的ＣＶＤ Ｗプロセスを実行するように構成することができる。より詳細には、方法２００に従って、ＣＶＤプロセスチャンバ１０４ａは、任意の適切なやり方でベース層３０２の頂部にＷを選択的に堆積させる（例えば、成長させる）一方で、誘電体表面、例えば第１の側壁３０８、第２の側壁３１０、および／または頂面３１２を含む層３０４の頂部もしくは上にはＷをほとんどまたは全く堆積させない（例えば、成長させない）ように構成される。すなわち、２０２において、特徴３０６内のベース層３０２の頂部のＣＶＤ Ｗ充填プロセスは、ボトムアップ充填プロセス（例えば、低接触抵抗）であり、特徴３０６を充填するために従来の充填プロセスを使用する際に必要とされるような高抵抗バリアプロセスおよび核形成プロセスではない。本明細書に記載される方法および装置と共に使用することができる適切な選択的ＣＶＤプロセスの例は、「Ａｎ ＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ ＡＰＰＲＯＡＣＨ ＯＦ ＳＵＲＦＡＣＥ ＣＬＥＡＮＩＮＧ ＡＮＤ ＳＥＬＥＣＴＩＶＥ ＴＵＮＧＳＴＥＮ ＢＯＴＴＯＭ－ＵＰ ＧＲＯＷＴＨ ＦＯＲ ＬＯＷ ＣＯＮＴＡＣＴ ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ ＡＮＤ ＳＥＡＭ－ＦＲＥＥ ＧＡＰＦＩＬＬ」と題する共有の米国特許出願第１６／８０３，８４２号、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＴＯ ＳＥＬＥＣＴＩＶＥＬＹ ＤＥＰＯＳＩＴ ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ－ＦＲＥＥ ＭＥＴＡＬ ＣＯＮＴＡＣＴＳ」と題する米国特許出願公開第２０１８／０１４５０３４号、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＳＥＬＥＣＴＩＶＥ ＬＡＹＥＲ ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ」と題する米国特許第９，７１６，０１２号、「ＰＲＯＣＥＳＳ ＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ ＡＰＰＲＯＡＣＨ ＯＦ ＳＥＬＥＣＴＩＶＥ ＴＵＮＧＳＴＥＮ ＶＩＡ ＦＩＬＬ」と題する米国特許第１０，２５６，１４４号、「ＩＮ－ＳＩＴＵ ＰＲＥ－ＣＬＥＡＮ ＦＯＲ ＳＥＬＥＣＴＩＶＩＴＹ ＩＭＰＲＯＶＥＭＥＮＴ ＦＯＲ ＳＥＬＥＣＴＩＶＥ ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ」と題する米国特許第１０，３９５，９１６号に開示されている。
【0031】
次に、２０４において、第１の材料層３１８をベース層３０２の頂部に堆積させて特徴３０６を部分的に充填した後、第１のロボット１０８は、第２の材料層を第１の材料層３１８の頂部に堆積させることができるように、基板３００を真空下でＣＶＤプロセスチャンバ１０４ａから前述のプロセスチャンバのうちの１つまたは複数に移送することができる。
【0032】
図３Ｄを参照すると、ベース層３０２を含む基板３００をＣＶＤプロセスチャンバ１０４ａからＰＶＤプロセスチャンバ１０５ａ（例えば、第２のプロセスチャンバ）に移送して、第１の材料層３１８の頂部に第２の材料層３２０を堆積させることができる。例えば、少なくとも一部の実施形態では、第１のロボット１０８は、基板３００を真空下でＣＶＤプロセスチャンバ１０４ａから中間移送チャンバ１１２ａ、１１２ｂのうちの１つ、例えば、中間移送チャンバ１１２ａに移送することができる。その後、第２のロボット１１４は、基板３００を中間移送チャンバ１１２ａからＰＶＤプロセスチャンバ１０５ａに移送することができる。
【0033】
第２の材料層３２０は、第１の材料層３１８および／または基板３００の層３０４の頂面３１２に沿ってライナを形成し、このライナは、上述したように、後続のプロセスに使用される特定の前駆体化学物質に対する特徴３０６の保護層として機能することができる。第２の材料層３２０は、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔｉ、および／またはＷを含むがこれらに限定されない、保護層を形成するための任意の適切な金属とすることができる。例えば、少なくとも一部の実施形態では、第２の材料層３２０は、Ｗとすることができる。
【0034】
移送されると、ＰＶＤプロセスチャンバ１０５ａは、（例えば、第１の材料層３１８、第１の側壁３０８、および第２の側壁３１０に沿ってライナを形成するために）第２の材料層３２０を、第１の材料層３１８の頂部に、ならびに基板３００の特徴３０６を画定する第１の側壁３０８および第２の側壁３１０（ならびに／または第３および第４の側壁）に沿って任意の適切なやり方で堆積させることができる。さらに、図示した実施形態などの少なくとも一部の実施形態では、（例えば、第１の材料層３１８、第１の側壁３０８、第２の側壁３１０、および頂面３１２に沿ってライナを形成するために）第２の材料層３２０を、第１の材料層３１８の頂部に、ならびに第１の側壁３０８および第２の側壁３１０（ならびに／または第３および第４の側壁）に沿って、また基板３００の層３０４の頂面３１２上にも堆積させることができる。
【0035】
ＰＶＤに使用される高イオン化プラズマは、特徴３０６内への優れた指向性を有する金属イオンを提供し、したがって特徴３０６内への強化されたステップカバレッジを提供する。あるいは、少なくとも一部の実施形態では、第２の材料層３２０は、例えば、ＣＶＤプロセスチャンバ１０４ａおよび／またはＡＬＤプロセスチャンバ１０４ｂの一方もしくは両方を使用して堆積させることができるが、そのようなそれぞれのプロセスは、特徴内にライナを形成するためにＣＶＤ／ＡＬＤプロセスを使用するときに時々存在する不純物を含むより高い抵抗率の膜のために、典型的には、ＰＶＤほど低い抵抗を達成することができない。
【0036】
第１の材料層３１８上に、第１の側壁３０８および第２の側壁３１０に沿って、ならびに／または基板３００の頂面３１２に堆積させる第２の層または材料３２０の量もしくは厚さは、例えば、製造者の好み、第２の材料層３２０に使用される材料のタイプ、基板３００の企図される用途（例えば、ロジックおよび／またはメモリ用途）などに依存し得る。
【0037】
次に、２０６において、第２の材料層３２０を第１の材料層３１８の頂部および／または基板３００の頂面３１２の上に堆積させた後、基板３００をＰＶＤプロセスチャンバ１０５ａから他の前述のプロセスチャンバのうちの１つまたは複数に移送して、第３の材料層を第２の材料層３２０の頂部に堆積させて、例えば、基板３００の特徴３０６を少なくとも部分的に充填することができるようにする。
【0038】
例えば、図３Ｅを参照すると、ベース層３０２を含む基板３００を、ＰＶＤプロセスチャンバ１０５ａからＣＶＤプロセスチャンバ１０４ａまたはＣＶＤプロセスチャンバ１０５ｂ（例えば、第３のプロセスチャンバ）などの別のＣＶＤプロセスチャンバに戻して、任意の適切なやり方で第２の材料層３２０の頂部に第３の材料層３２２を堆積させることができる。一部の実施形態では、ＣＶＤプロセスチャンバ１０５ｂは、ＣＶＤプロセスチャンバ１０４ａと同じタイプのプロセスチャンバとすることができる。あるいは、ＣＶＤプロセスチャンバ１０５ｂは、ＣＶＤプロセスチャンバ１０４ａとは異なるタイプのプロセスチャンバであってもよい。例えば、ＣＶＤプロセスチャンバ１０５ｂは、第２の材料層３２０の頂部への第３の層３２２の堆積を促進するために、前駆体材料としてＷＦ6を使用し、還元剤として水素２（Ｈ2）を使用するように構成することができ、一方、ＣＶＤプロセスチャンバ１０４ａは、そのように構成されなくてもよい。例示の目的で、第２のロボット１１４は、基板３００を真空下でＰＶＤプロセスチャンバ１０５ａからＣＶＤプロセスチャンバ１０５ｂに移送するものとして本明細書に記載されている。
【0039】
第２の材料層３２０の頂部に堆積させる第３の材料層３２２の量または厚さは、例えば、製造者の好み、第３の材料層３２２に使用される材料のタイプ、基板３００の特徴３０６が部分的に充填されるべきか、完全に充填されるべきか、または過剰に充填されるべきか、基板３００の企図される用途（例えば、ロジックおよび／もしくはメモリ用途）などに依存し得る。
【0040】
例えば、ライナが第１の材料層３１８、第１の側壁３０８、および第２の側壁３１０に沿って形成される場合などの、少なくとも一部の実施形態では、第３の材料層３２２を第２の材料層３２０の頂部に堆積させて、特徴３０６を完全に充填することができる。特徴３０６が完全に充填されると、特徴３０６（例えば、第１の側壁３０８および第２の側壁３１０によって画定される領域）内に堆積させた第２の材料層３２０は、第３の層または材料３２２によって完全に覆われ、その結果、第３の材料層３２２は、（破線ｃｆによって示されるように）層３０ｅの頂面３１２と同じ高さになる。
【0041】
少なくとも一部の実施形態では、特徴３０６は、ライナが第１の材料層３１８、第１の側壁３０８、第２の側壁３１０、および頂面３１２に沿って形成される場合などに、過剰に充填される可能性がある。特徴３０６が過剰に充填されると、頂面３１２の頂部に堆積させた第２の材料層３２０の部分を含む第２の材料層３２０のすべてが、（破線ｏｆで示すように）第３の材料層３２２によって覆われる。
【0042】
あるいは、少なくとも一部の実施形態では、特徴３０６が部分的に充填されると、特徴３０６内に堆積させた第２の材料層３２０（例えば、第１の側壁３０８および第２の側壁３１０ｅによって画定され、破線ｐｆによって示される領域の実質的な部分）を実質的に覆うように第３の材料層３２２を第２の材料層３２０の頂部に堆積させることができる。
【0043】
特徴３０６が第３の材料層３２２でどの程度充填されるかにかかわらず、層３０４の第１の側壁３０８と第２の側壁３１０との間に第３の材料層３２２の間隙または空間が存在しないように、第３の材料層３２２を特徴３０６内に堆積させるべきである。
【0044】
第３の材料層３２２は、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔｉ、および／またはＷを含むがこれらに限定されない任意の適切な材料とすることができる。例えば、少なくとも一部の実施形態では、第３の材料層３２２は、Ｗとすることができる。
【0045】
２０６において、特徴３０６が第３の材料層３２２で完全に充填され（例えば、第３の材料層３２２が層３０４の頂面３１２と同じ高さ（または実質的に同じ高さ）となり）、第２の材料層３２０が頂面３１２上に存在しない場合、方法２００は終了することができる。しかしながら、一部の実施形態では、ＣＭＰプロセスを実行することができる。例えば、第３の材料層３２２が層３０４の頂面３１２と同じ高さであっても、第３の材料層３２２の一部が頂面３１２上に意図せずに堆積することがある。
【0046】
したがって、２０６において、特徴３０６が部分的に充填されるか、完全に充填されるか、または過剰に充填される場合、２０８において、側壁の少なくとも一部、第３の材料層の少なくとも一部、および第２の材料層の少なくとも一部を除去して、第２の材料層３２０および第３の材料層３２２の残っている部分が互いに、および側壁の残っている部分（例えば、層３０４の頂面３１２）と同じ高さになるようにすることができる。
【0047】
例えば、図３Ｆを参照すると、第３の材料層３２２を基板３００の第２の材料層３２０の頂部に堆積させた後、さらなる処理のために基板３００を前述のプロセスチャンバのうちの１つまたは複数に移送することができる。例えば、少なくとも一部の実施形態では、第２のロボット１１４は、基板３００を真空下でＣＶＤプロセスチャンバ１０５ｂから中間移送チャンバ１１２ａ、１１２ｂのうちの１つ、例えば、中間移送チャンバ１１２ａに移送することができる。その後、第１のロボット１０８は、基板３００を中間移送チャンバ１１２からロードロックチャンバ１０６Ａ、１０６Ｂのうちの１つ（例えば、ロードロックチャンバ１０６Ａ）に移送することができる。
【0048】
次に、基板３００をスタンドアロンＣＭＰプロセスチャンバ１０７（例えば、第４のプロセスチャンバ）に移送して、第３の材料層３２２の一部、第２の材料層３２０の一部、および／または層３０４の一部（例えば、第１の側壁３０８、第２の側壁３１０、および頂面３１２の一部）を除去することができる。すなわち、ＣＭＰプロセスチャンバ１０７を使用して基板３００を研磨し、第２の材料層３２０および第３の材料層３２２が互いに対して、および基板３００の層３０４に対して確実に同じ高さとなるようにすることができる。
【0049】
上述したように、一部の実施形態では、例えば、ビア、トレンチなどを有する入ってくる基板などの比較的ＬＡＲを有する基板については、２０２を省略することができる。したがって、２０２の省略以外は、基板４００は、図４Ａ～図４Ｅに示すように、基板３００と同一に処理することができる。例えば、２０２において第１の材料層をベース層４０２の頂部に堆積させるのではなく、第２の材料層４２０をベース層４０２上に直接堆積させることができ、方法２００は、上述したように継続することができ、例えば、図４Ｄおよび図４Ｅを参照されたい。
【0050】
上記は、本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他のおよびさらなる実施形態が本開示の基本的な範囲から逸脱することなく考案され得る。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【手続補正書】
【提出日】2024-09-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を処理するための方法であって、
ボトム充填プロセスを用いて、誘電体層で形成された少なくとも１つの特徴内に第１の金属層を選択的に堆積させて、前記誘電体層の頂部に又は前記誘電体層上に金属をほとんど又は全く堆積させずに、前記少なくとも１つの特徴を部分的に充填するステップであって、前記誘電体層は、前記少なくとも１つの特徴の底部において導電性ベース層と接触する底面を有する、ステップと、
前記第１の金属層の頂部に、および前記少なくとも１つの特徴を画定する前記誘電体層の少なくとも側壁上に第２の金属層を堆積させるステップと、
前記第２の金属層の頂部に、および前記特徴内に第３の金属層を堆積させて、前記第３の金属層の堆積を促進するように前駆体材料及び還元剤として水素を用いて、前記少なくとも１つの特徴を少なくとも完全に充填するステップと、
前記第３の金属層の一部、または前記第２の金属層の一部および前記第３の金属層の一部を除去して、前記第２の金属層および前記第３の金属層の残っている部分が前記少なくとも１つの特徴の頂面と同じ高さになるようにするステップと、
を含む方法。
ボトム充填プロセスを用いて、誘電体層で形成された少なくとも１つの特徴内に第１の金属層を選択的に堆積させて、前記誘電体層の頂部に又は前記誘電体層上に金属をほとんど又は全く堆積させずに、前記少なくとも１つの特徴を部分的に充填するステップであって、前記誘電体層は、前記少なくとも１つの特徴の底部において導電性ベース層と接触する底面を有する、ステップと、
前記第１の金属層の頂部に、および前記少なくとも１つの特徴を画定する前記誘電体層の少なくとも側壁上に第２の金属層を堆積させるステップと、
前記第２の金属層の頂部に、および前記特徴内に第３の金属層を堆積させて、前記第３の金属層の堆積を促進するように前駆体材料及び還元剤として水素を用いて、前記少なくとも１つの特徴を少なくとも完全に充填するステップと、
前記第３の金属層の一部、または前記第２の金属層の一部および前記第３の金属層の一部を除去して、前記第２の金属層および前記第３の金属層の残っている部分が前記少なくとも１つの特徴の頂面と同じ高さになるようにするステップと、
を含む方法。
【請求項2】
前記基板の前記導電性ベース層の少なくとも表面から金属酸化物を除去するステップをさらに含み、前記導電性ベース層が、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、チタン（Ｔｉ）、またはタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１つから作製される、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記第１の金属層を堆積させるステップが、第１のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記第２の金属層を堆積させるステップが、第２のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記第３の金属層を堆積させるステップが、前記第１のプロセスチャンバまたは第３のプロセスチャンバのうちの少なくとも１つを使用するステップを含み、
前記第３の金属層の少なくとも一部および前記第２の金属層の少なくとも一部を除去するステップが、第４のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記金属酸化物を除去するステップが、第５のプロセスチャンバを使用するステップを含む、
請求項２に記載の方法。
前記第２の金属層を堆積させるステップが、第２のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記第３の金属層を堆積させるステップが、前記第１のプロセスチャンバまたは第３のプロセスチャンバのうちの少なくとも１つを使用するステップを含み、
前記第３の金属層の少なくとも一部および前記第２の金属層の少なくとも一部を除去するステップが、第４のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記金属酸化物を除去するステップが、第５のプロセスチャンバを使用するステップを含む、
請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記第１のプロセスチャンバおよび前記第３のプロセスチャンバにおいて化学気相堆積を実行し、前記第１の金属層および前記第３の金属層を堆積させるステップと、
前記第２のプロセスチャンバにおいて物理的気相堆積を実行し、前記第２の金属層を堆積させるステップと、
前記第４のプロセスチャンバにおいて化学機械研磨を実行し、前記第３の金属層の少なくも一部と前記第２の金属層の少なくとも一部を除去するステップと、
前記第５のプロセスチャンバにおいて前洗浄またはエッチングプロセスのうちの少なくとも１つを実行し、前記金属酸化物を除去するステップと、を更に含む
請求項３に記載の方法。
前記第２のプロセスチャンバにおいて物理的気相堆積を実行し、前記第２の金属層を堆積させるステップと、
前記第４のプロセスチャンバにおいて化学機械研磨を実行し、前記第３の金属層の少なくも一部と前記第２の金属層の少なくとも一部を除去するステップと、
前記第５のプロセスチャンバにおいて前洗浄またはエッチングプロセスのうちの少なくとも１つを実行し、前記金属酸化物を除去するステップと、を更に含む
請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記第１の金属層、前記第２の金属層、および前記第３の金属層を堆積させるステップが、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔｉ、および／またはＷのうちの少なくとも１つを堆積させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記少なくとも１つの特徴が、ビア、トレンチ、またはデュアルダマシンビアチェーンのうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記第１の金属層を、前記少なくとも１つの特徴内に、前記少なくとも１つの特徴の高さの約３分の１（１／３）～約３分の２（２／３）の高さ、または約３０ｎｍ～約６００ｎｍの高さのうちの１つまで堆積させる、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記第１の金属層を堆積させるステップ、前記第２の金属層を堆積させるステップ、および前記第３の金属層を堆積させるステップが、クラスタツールを使用して実行され、前記第２の金属層の一部、または前記第２の金属層の一部および前記第３の金属層の一部を除去するステップが、スタンドアロン装置を使用して実行される、請求項１～３または５～７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項9】
基板を処理するための方法であって、
ボトム充填プロセスを用いて、誘電体層で形成された少なくとも１つの特徴内に第１の金属層を選択的に堆積させて、前記誘電体層の頂部に又は前記誘電体層上に金属をほとんど又は全く堆積させずに、前記少なくとも１つの特徴を部分的に充填するステップであって、前記誘電体層は、前記少なくとも１つの特徴の底部において導電性ベース層に接触する底面を有する、ステップと、
前記第１の金属層の頂部に、および前記少なくとも１つの特徴を画定する前記誘電体層の少なくとも側壁上に第２の金属層を堆積させるステップと、
前記第２の金属層の頂部に第３の金属層を堆積させて、前記第３の金属層の堆積を促進するように前駆体材料及び還元剤として水素を用いて、前記少なくとも１つの特徴を部分的に充填するか、完全に充填するか、または過剰に充填するかのうちの１つを行うステップと、
前記側壁の一部、前記第３の金属層の一部、および前記第２の金属層の一部を除去して、前記第２の金属層および前記第３の金属層の残っている部分が互いに、および前記側壁の残っている部分と同じ高さになるようにするステップと、
を含む方法。
ボトム充填プロセスを用いて、誘電体層で形成された少なくとも１つの特徴内に第１の金属層を選択的に堆積させて、前記誘電体層の頂部に又は前記誘電体層上に金属をほとんど又は全く堆積させずに、前記少なくとも１つの特徴を部分的に充填するステップであって、前記誘電体層は、前記少なくとも１つの特徴の底部において導電性ベース層に接触する底面を有する、ステップと、
前記第１の金属層の頂部に、および前記少なくとも１つの特徴を画定する前記誘電体層の少なくとも側壁上に第２の金属層を堆積させるステップと、
前記第２の金属層の頂部に第３の金属層を堆積させて、前記第３の金属層の堆積を促進するように前駆体材料及び還元剤として水素を用いて、前記少なくとも１つの特徴を部分的に充填するか、完全に充填するか、または過剰に充填するかのうちの１つを行うステップと、
前記側壁の一部、前記第３の金属層の一部、および前記第２の金属層の一部を除去して、前記第２の金属層および前記第３の金属層の残っている部分が互いに、および前記側壁の残っている部分と同じ高さになるようにするステップと、
を含む方法。
【請求項10】
前記基板の前記導電性ベース層の少なくとも表面から金属酸化物を除去するステップをさらに含み、前記導電性ベース層が、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、チタン（Ｔｉ）、またはタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１つから作製される、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記第１の金属層を堆積させるステップが、第１のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記第２の金属層を堆積させるステップが、第２のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記第３の金属層を堆積させるステップが、前記第１のプロセスチャンバまたは第３のプロセスチャンバのうちの少なくとも１つを使用するステップを含み、
前記側壁の少なくとも一部、前記第３の金属層の少なくとも一部、および前記第２の金属層の少なくとも一部を除去するステップが、第４のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記金属酸化物を除去するステップが、第５のプロセスチャンバを使用するステップを含む、
請求項１０に記載の方法。
前記第２の金属層を堆積させるステップが、第２のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記第３の金属層を堆積させるステップが、前記第１のプロセスチャンバまたは第３のプロセスチャンバのうちの少なくとも１つを使用するステップを含み、
前記側壁の少なくとも一部、前記第３の金属層の少なくとも一部、および前記第２の金属層の少なくとも一部を除去するステップが、第４のプロセスチャンバを使用するステップを含み、
前記金属酸化物を除去するステップが、第５のプロセスチャンバを使用するステップを含む、
請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記第１のプロセスチャンバおよび前記第３のプロセスチャンバにおいて化学気相堆積を実行し、前記第１の金属層および前記第３の金属層を堆積させるステップと、
前記第２のプロセスチャンバにおいて物理的気相堆積を実行し、前記第２の金属層を堆積させるステップと、
前記第４のプロセスチャンバにおいて化学機械研磨を実行し、前記第３の金属層の少なくも一部と前記第２の金属層の少なくとも一部を除去するステップと、
前記第５のプロセスチャンバにおいて前洗浄またはエッチングプロセスのうちの少なくとも１つを実行し、前記金属酸化物を除去するステップと、を更に含む
請求項１１に記載の方法。
前記第２のプロセスチャンバにおいて物理的気相堆積を実行し、前記第２の金属層を堆積させるステップと、
前記第４のプロセスチャンバにおいて化学機械研磨を実行し、前記第３の金属層の少なくも一部と前記第２の金属層の少なくとも一部を除去するステップと、
前記第５のプロセスチャンバにおいて前洗浄またはエッチングプロセスのうちの少なくとも１つを実行し、前記金属酸化物を除去するステップと、を更に含む
請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記第１の金属層、前記第２の金属層、および前記第３の金属層を堆積させるステップが、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔｉ、またはＷのうちの少なくとも１つを堆積させるステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項14】
前記少なくとも１つの特徴が、ビア、トレンチ、またはデュアルダマシンビアチェーンのうちの少なくとも１つである、請求項９に記載の方法。
【請求項15】
前記第１の金属層を、前記少なくとも１つの特徴内に、前記少なくとも１つの特徴の高さの約３分の１（１／３）～約３分の２（２／３）の高さ、または約３０ｎｍ～約６００ｎｍの高さのうちの１つまで堆積させる、請求項９～１１、１３または１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項16】
前記前駆体材料はフッ素であり、水素はH2である、請求項１に記載の方法。
【請求項17】
前記前駆体材料はフッ素であり、水素はH2である、請求項９に記載の方法。
【請求項18】
前記第３の金属層は、前記少なくとも１つの特徴を部分的に充填するように前記第２の金属層の上に堆積されるとき、前記少なくとも１つの特徴は、約５ｎｍ～約５００ｎｍの高さを有し、約２～約２０のＡＲを有する、請求項９に記載の方法。
【請求項19】
前記第３の金属層は、前記少なくとも１つの特徴を部分的に充填するように前記第２の金属層の上に堆積されるとき、前記少なくとも１つの特徴は、約４７０nmの高さ、約５５０の幅、および約５．５から約１２のアスペクト比を有する、請求項９に記載の方法。
【外国語明細書】