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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-04-02
(54)【発明の名称】モリブデンの堆積
(51)【国際特許分類】
C23C 16/06 20060101AFI20240326BHJP
C23C 16/455 20060101ALI20240326BHJP
【ＦＩ】
C23C16/06
C23C16/455
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023562824
(86)(22)【出願日】2022-04-11
(85)【翻訳文提出日】2023-12-12
(86)【国際出願番号】 US2022024295
(87)【国際公開番号】W WO2022221210
(87)【国際公開日】2022-10-20
(31)【優先権主張番号】63/174,664
(32)【優先日】2021-04-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】592010081
【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
(74)【代理人】
【識別番号】110000028
【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ソンベール・シュルティ・ヴィヴェク
(72)【発明者】
【氏名】マヘンダーカー・ナヴィーン・クマール
(72)【発明者】
【氏名】シュロス・ローレンス
(72)【発明者】
【氏名】ヴァン・クリーンプト・パトリック・エイ．
【テーマコード（参考）】
4K030
【Ｆターム（参考）】
4K030AA02
4K030AA13
4K030AA17
4K030BA12
4K030BA38
4K030BA42
4K030BB03
4K030BB05
4K030CA04
4K030CA12
4K030HA01
4K030JA10
(57)【要約】
【解決手段】本明細書では、モリブデン（Ｍｏ）膜の堆積方法を提供する。方法は、酸化モリブデン、窒化モリブデン、または酸窒化モリブデンなどのモリブデン（Ｍｏ）含有膜の薄膜を堆積させることを含む。次に、Ｍｏ含有膜は、元素Ｍｏ膜に変換される。その後、バルクＭｏ膜が、元素Ｍｏ膜上に堆積されてもよい。いくつかの実施形態では、プロセスは、比較的低温で実行される。
【選択図】図５
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスを用いて、第１のモリブデン含有前駆体および第１の共反応物からモリブデン（Ｍｏ）含有層を堆積させることであって、前記第１のモリブデン含有前駆体は、ハロゲン化モリブデンまたはオキシハロゲン化モリブデンであり、前記第１の共反応物は、窒素含有物および酸素含有物のうち少なくとも一方であり、前記Ｍｏ含有層は、酸素および／または窒素を含むことと、前記Ｍｏ含有層を元素Ｍｏ層に変換することと、
第２のＡＬＤプロセスを用いて、第２のモリブデン含有前駆体および水素（Ｈ2）から、前記元素Ｍｏ層上にバルク元素Ｍｏを堆積させることであって、前記第２のモリブデン含有前駆体は、ハロゲン化モリブデンまたはオキシハロゲン化モリブデンであることと
を含む、方法。
【請求項2】
請求項１に記載の方法であって、前記Ｍｏ含有層は、酸窒化モリブデン、窒化モリブデン、または窒化モリブデン層である、方法。
【請求項3】
請求項１に記載の方法であって、前記Ｍｏ含有層を元素Ｍｏ層に変換することは、前記Ｍｏ含有層を水素（Ｈ2）に曝露することを含む、方法。
【請求項4】
請求項１に記載の方法であって、変換された前記元素Ｍｏ層は、０．５（原子）％未満の不純物を含有する、方法。
【請求項5】
請求項１に記載の方法であって、前記Ｍｏ含有層は、非晶質層である、方法。
【請求項6】
請求項１に記載の方法であって、前記Ｍｏ含有層は、多結晶層である、方法。
【請求項7】
請求項１に記載の方法であって、前記第１および第２のＡＬＤプロセスは、同じチャンバ内で、空気に曝されることなく実行される、方法。
【請求項8】
請求項１に記載の方法であって、前記方法は、４００℃未満の温度で実行される、方法。
【請求項9】
請求項１に記載の方法であって、前記Ｍｏ含有層を元素層に変換することは、前記第２のＡＬＤプロセス中に行われる、方法。
【請求項10】
請求項１に記載の方法であって、前記Ｍｏ含有層を堆積させることと、前記Ｍｏ含有層を元素Ｍｏ層に変換することと、バルク元素Ｍｏを堆積させることとを１回または複数回繰り返すことをさらに含む、方法。
【請求項11】
請求項１に記載の方法であって、前記第１のＡＬＤプロセスは多数のＡＬＤサイクルを含み、前記Ｍｏ含有層を元素Ｍｏ層に変換することは、前記多数のＡＬＤサイクルのうち少なくとも複数のサイクルの間で、前記Ｍｏ含有層をＨ2の１つまたは複数のパルスに曝露することを含む、方法。
【請求項12】
請求項１に記載の方法であって、前記第１のモリブデン含有前駆体および前記第２のモリブデン含有前駆体は、同じ前駆体である、方法。
【請求項13】
請求項１に記載の方法であって、前記第１の共反応物は、窒素含有物である、方法。
【請求項14】
請求項１３に記載の方法であって、前記窒素含有共反応物は、アンモニアまたはヒドラジンである、方法。
【請求項15】
基板を第１のＡＬＤプロセスの多数の原子層堆積（ＡＬＤ）サイクルに曝露することであって、前記第１のＡＬＤプロセスの各ＡＬＤサイクルは、第１のモリブデン含有前駆体の投与と、窒素含有および／または酸素含有共反応物の投与とを含み、前記第１のモリブデン含有前駆体と、前記窒素含有および／または酸素含有共反応物とが反応して、モリブデンと、窒素および酸素の一方または両方とを含む膜を形成することと、前記第１のＡＬＤプロセスの後、前記基板を第２のＡＬＤプロセスの多数のＡＬＤサイクルに曝露することであって、前記第２のＡＬＤプロセスの各サイクルは、第２のモリブデン含有前駆体の投与と、Ｈ2共反応物の投与とを含み、前記第２のモリブデン含有前駆体とＨ2共反応物とが反応して、モリブデンを形成することと
を含む、方法。
【請求項16】
請求項１５に記載の方法であって、前記第１のモリブデン含有前駆体は、前記第２のモリブデン含有前駆体と同じである、方法。
【請求項17】
請求項１５に記載の方法であって、前記第２のＡＬＤプロセスでは、前記第１のＡＬＤプロセスよりも少なくとも５倍のＡＬＤサイクルがある、方法。
【請求項18】
請求項１５に記載の方法であって、前記第１のＡＬＤプロセスの前記多数のＡＬＤサイクルのうち少なくとも複数のサイクルは、水素（Ｈ2）の投与をさらに含み、前記Ｈ2の投与は、前記第１のモリブデン含有前駆体の投与と、そのサイクルの前記窒素含有および／または酸素含有共反応物の前記投与との後である、方法。
【請求項19】
請求項１５に記載の方法であって、前記窒素含有および／または酸素含有共反応物は、窒素含有物である、方法。
【請求項20】
請求項１９に記載の方法であって、前記窒素含有共反応物は、アンモニアまたはヒドラジンである、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
［参照による援用］
本出願の一部として、本明細書と同時にＰＣＴ出願願書が提出される。この同時提出されたＰＣＴ出願願書に明記され、本出願が利益または優先権を主張する各出願は、参照によりその全体が、あらゆる目的で本明細書に組み込まれる。
本出願の一部として、本明細書と同時にＰＣＴ出願願書が提出される。この同時提出されたＰＣＴ出願願書に明記され、本出願が利益または優先権を主張する各出願は、参照によりその全体が、あらゆる目的で本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
本明細書に提供された背景技術の説明は、本開示の内容を概ね提示することを目的とする。本背景技術のセクションにて説明される範囲内における、現時点で名前を挙げられている発明者らによる研究、ならびに出願の時点で先行技術として別途見なされ得ない説明の態様は、明示または暗示を問わず、本開示に対抗する先行技術として認められない。
【0003】
金属の堆積は、多くの半導体製造プロセスにおいて不可欠な部分である。これらの材料は、水平相互接続、隣接する金属層間のビア、および金属層とデバイスとの間の接点に使用される場合がある。しかしながら、デバイスが微細化し、より複雑なパターニングスキームが産業で利用されるにつれて、低抵抗の金属膜の均一な堆積が困難となる。３Ｄ ＮＡＮＤ構造などの複雑な高アスペクト比構造における堆積は、特に困難である。
【発明の概要】
【0004】
本明細書では、モリブデン（Ｍｏ）膜の堆積方法を提供する。方法は、酸化モリブデン、窒化モリブデン、または酸窒化モリブデンなどのモリブデン（Ｍｏ）含有膜の薄層を堆積させることを含む。次に、Ｍｏ含有膜は、元素Ｍｏ膜に変換される。その後、バルクＭｏ膜が、元素Ｍｏ膜上に堆積されてもよい。いくつかの実施形態では、プロセスは、比較的低温で行われる。
【0005】
本開示の一態様は、第１の原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスを用いて、第１のモリブデン含有前駆体および第１の共反応物からモリブデン含有（Ｍｏ含有）層を堆積させることであって、第１のＭｏ含有前駆体は、ハロゲン化モリブデンまたはオキシハロゲン化モリブデンであり、第１の共反応物は、窒素含有物および／または酸素含有物であり、Ｍｏ含有層は、酸素および／または窒素を含むことと、Ｍｏ含有層を元素Ｍｏ層に変換することと、第２のＡＬＤプロセスを用いて、第２のモリブデン含有前駆体および水素（Ｈ2）から、元素Ｍｏ層上にバルク元素Ｍｏを堆積させることであって、第２のモリブデン含有前駆体は、ハロゲン化モリブデンまたはオキシハロゲン化モリブデンであることとを含む方法に関する。
【0006】
いくつかの実施形態では、Ｍｏ含有層は、酸窒化モリブデン、窒化モリブデン、または窒化モリブデン層である。いくつかの実施形態では、Ｍｏ含有層を元素Ｍｏ層に変換することは、Ｍｏ含有層を水素（Ｈ2）に曝露することを含む。いくつかの実施形態では、Ｍｏ含有層は、非晶質層である。いくつかの実施形態では、Ｍｏ含有層は、多結晶層である。いくつかの実施形態では、第１および第２のＡＬＤプロセスは、同じチャンバ内で、空気に曝されることなく実行される。いくつかの実施形態では、方法は、４００℃未満の基板温度で実行される。いくつかの実施形態では、Ｍｏ含有層を元素層に変換することは、第２のＡＬＤプロセス中に行われる。いくつかの実施形態では、方法は、Ｍｏ含有層を堆積させることと、Ｍｏ含有層を元素Ｍｏ層に変換することと、バルク元素Ｍｏを堆積させることとを１回または複数回繰り返すことをさらに含む。いくつかの実施形態では、変換された元素Ｍｏ層は、０．５（原子）％未満の不純物を含有する。
【0007】
いくつかの実施形態では、第１のＡＬＤプロセスは多数のＡＬＤサイクルを含み、Ｍｏ含有層を元素Ｍｏ層に変換することは多数のＡＬＤサイクルのうち少なくとも複数のサイクルの間で、Ｍｏ含有層をＨ2の１つまたは複数のパルスに曝露することを含む。様々な実施形態によれば、第１のモリブデン含有前駆体および第２のモリブデン含有前駆体は、同じ前駆体であってもよいし、異なる前駆体であってもよい。いくつかの実施形態では、窒素含有および／または酸素含有共反応物は、窒素含有物である。いくつかのそのような実施形態では、窒素含有共反応物は、アンモニアまたはヒドラジンである。
【0008】
本開示の別の態様は、基板を第１のＡＬＤプロセスの多数の原子層堆積（ＡＬＤ）サイクルに曝露することであって、第１のＡＬＤプロセスの各ＡＬＤサイクルは、第１のモリブデン含有前駆体の投与と、窒素含有および／または酸素含有共反応物の投与とを含み、第１のモリブデン含有前駆体と、窒素含有および／または酸素含有共反応物とが反応して、モリブデンと、窒素および酸素の一方または両方とを含む膜を形成することと、第１のＡＬＤプロセスの後、基板を第２のＡＬＤプロセスの多数のＡＬＤサイクルに曝露することであって、第２のＡＬＤプロセスの各サイクルは、第２のモリブデン含有前駆体の投与と、Ｈ2共反応物の投与とを含み、第２のモリブデン含有前駆体とＨ2共反応物とが反応して、モリブデンを形成することとを含む方法に関する。
【0009】
いくつかの実施形態では、第１のモリブデン含有前駆体は、第２のモリブデン含有前駆体と同じである。いくつかの実施形態では、第１のモリブデン含有前駆体は、第２のモリブデン含有前駆体とは異なる。いくつかの実施形態では、第２のＡＬＤプロセスでは、第１のＡＬＤプロセスよりも少なくとも５倍のＡＬＤサイクルがある。
【0010】
いくつかの実施形態では、第１のＡＬＤプロセスの多数のＡＬＤサイクルのうち少なくとも複数のサイクルは、水素（Ｈ2）の投与をさらに含み、Ｈ2の投与は、第１のモリブデン含有前駆体の投与と、そのサイクルの窒素含有および／または酸素含有共反応物の投与との後である。いくつかの実施形態では、窒素含有および／または酸素含有共反応物は、窒素含有物である。いくつかのそのような実施形態では、窒素含有共反応物は、アンモニアまたはヒドラジンである。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下の説明では、提示された実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載されている。本開示の実施形態は、これらの具体的な詳細の一部または全てがなくても実施され得る。他の例では、周知のプロセス動作は、本開示の実施形態を不必要に不明瞭にしないために、詳細には説明されていない。本開示の実施形態は、特定の実施形態と関連して説明されるが、本開示の実施形態を限定する意図はないことが理解されるであろう。
【0018】
半導体デバイス製造では、フィーチャの金属充填を用いて、電気接点を形成する。いくつかの堆積プロセスでは、まず、金属核生成層がフィーチャ内に堆積される。一般に、核生成層は、その上に後続のバルク材料を形成しやすくするのに適した薄いコンフォーマルな層である。核生成層は、フィーチャの表面をコンフォーマルに被膜するように堆積され得る。これらの表面に適合することは、高品質の堆積をサポートするために重要となり得る。核生成層は、原子層堆積（ＡＬＤ）法を用いて堆積されることが多い。本明細書に提供された説明の構成では、ＡＬＤは、半導体基板上で反応させるために反応物を順次追加する任意の周期的プロセスを広く具体化する。また、本開示の実施形態の構成では、化学気相堆積（ＣＶＤ）は、反応物が気相反応または表面反応のために反応器に一緒に導入されるプロセスを具体化する。ＡＬＤプロセスは、ＣＶＤプロセスとは異なり、その逆も同様である。
【0019】
金属核生成層が堆積された後、バルク金属が堆積されてもよい。バルク金属膜は、金属核生成層とは異なる。本明細書に使用されるバルク金属は、フィーチャの少なくとも約５０％など、フィーチャの大部分または全てを充填するために使用される金属を指す。その上に後続のバルク材料を形成しやすくするのに適した薄いコンフォーマルな膜である、核生成層とは異なり、バルク金属は、電流を流すために使用される。バルク金属は、核生成膜と比べて、粒径が大きく、抵抗率が低いことを特徴としてもよい。様々な実施形態では、バルク材料は、少なくとも５０Åの厚さまで堆積される。
【0020】
本明細書に記載の実施形態では、モリブデン（Ｍｏ）は、例えば相互接続構造の主導体であってもよい。Ｍｏは、タングステン（Ｗ）などの金属よりも電子の平均自由行程が小さいため、より低い抵抗率の膜を得ることができる。しかしながら、ハロゲン化モリブデン前駆体およびオキシハロゲン化モリブデン前駆体を使用して、５５０℃未満の温度でモリブデンを堆積させることは、困難となり得る。
【0021】
別の課題は、特に３Ｄ ＮＡＮＤ構造などの高アスペクト比で複雑な構造に堆積させる場合に、均一なステップカバレッジを達成することである。これは、特に構造の一部が堆積ガスによってアクセスされやすい場合に、堆積ガスへの均一な曝露を得ることが困難になる可能性があるためである。特に、抵抗率が低い膜を堆積させるために使用される低蒸気圧の金属前駆体により、ステップカバレッジが悪化する傾向がある。
【0022】
本明細書では、純Ｍｏ膜の堆積方法および装置を提供する。いくつかの実施形態では、方法は、酸素含有前駆体ならびに／あるいは酸素含有および／または窒素含有共反応物の使用を含む。このような前駆体からの純金属膜の堆積は、堆積プロセス中に酸素および／または窒素が膜内に取り込まれやすいために困難となり得る。酸素および／または窒素が取り込まれると、抵抗率が増大する。本明細書に記載の方法および装置は、いくつかの実施形態では、１原子パーセント未満の酸素および１原子パーセント未満の窒素を有する純金属膜を堆積するために実装され得る。
【0023】
方法および装置は、ロジックおよびメモリアプリケーション用の低抵抗の金属化スタック構造を形成するために実装され得る。図１Ａ～図１Ｃは、様々な実施形態によるＭｏ層を含む材料スタックの図式の例である。図１Ａおよび図１Ｂは、特定のスタックにおける材料の順序を示し、図２および図３に関してさらに後述するように、任意の適切なアーキテクチャおよびアプリケーションで使用され得る。図１Ａの例では、基板１０２が、その上に堆積されるＭｏ層１０８を有する。基板１０２は、シリコンまたは他の半導体ウエハ、例えば、２００ｍｍウエハ、３００ｍｍウエハ、または４５０ｍｍウエハであってもよく、その上に堆積された誘電体材料、導電性材料、または半導体材料など、材料の１つまたは複数の層を有するウエハを含む。また、方法は、ガラス、プラスチックなど、他の基板上に金属化スタック構造を形成するために適用されてもよい。
【0024】
図１Ａでは、誘電体層１０４は、基板１０２上にある。誘電体層１０４は、基板１０２の半導体（例えば、シリコン（Ｓｉ））表面上に直接堆積されてもよいし、任意の数の介在層があってもよい。誘電体層の例としては、ドープおよび非ドープの酸化シリコン、窒化シリコン、および酸化アルミニウム層が挙げられ、具体例としては、ドープまたは非ドープの酸化シリコン（ＳｉＯ2）および酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）が挙げられる。また、図１Ａでは、Ｍｏ層１０８と誘電体層１０４との間に拡散バリア層１０６が配置されている。拡散バリア層の例としては、窒化チタン（ＴｉＮ）、チタン／窒化チタン（Ｔｉ／ＴｉＮ）、窒化タングステン（ＷＮ）、窒化タングステン炭素（ＷＣＮ）、および窒化モリブデン炭素（ＭｏＣＮ）が挙げられる。（化合物膜の任意の適切な原子比が使用され得ることに留意されたい。例えば、ＷＣＮは、ｘおよびｙがゼロよりも大きいＷＣxＮy化合物を指す。）Ｍｏ層１０８は、構造の主導体である。
【0025】
図１Ｂは、材料スタックの別の例を示す。この例では、スタックは、拡散バリア層を介さずに、基板１０２、誘電体層１０４と、誘電体層１０４上に堆積されたＭｏ層１０８とを含む。図１Ａのように、任意の数の介在層が、基板１０２と誘電体層１０４との間に存在してもよい。
【0026】
図１Ｃは、材料スタックの別の例を示す。この例では、スタックは、基板１０２、金属層１０５と、金属層１０５上に直接堆積されたＭｏ層１０８とを含む。金属層の例としては、タングステン（Ｗ）層、コバルト（Ｃｏ）層、チタン（Ｔｉ）層、ルテニウム（Ｒｕ）層、および他のＭｏ層が挙げられる。上記のように、任意の数の介在層が、基板１０２と金属層１０５との間に存在してもよい。
【0027】
図１Ａ～図１Ｃは、金属化スタックの例を示す。ただし、方法および結果として得られるスタックは、そのように限定されない。例えば、いくつかの実施形態では、Ｍｏ層は、Ｓｉまたは他の半導体基板上に直接堆積されてもよい。いくつかの実施形態では、Ｍｏ層は、チタンシリサイド（ＴｉＳｉx）などの金属シリサイド上に堆積されてもよい。さらに、Ｍｏ層は、複数種類の材料上に堆積されてもよい。
【0028】
上述し、さらに後述する材料スタックは、様々な実施形態で採用され得る。図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、および図４Ｂは、金属含有スタックが採用され得る構造の例を提供する。図２Ａは、シリコン基板２０２内にＭｏ埋め込みワード線（ｂＷＬ）２０８を含むＤＲＡＭアーキテクチャの図式の例を示す。ＭｏｂＷＬは、シリコン基板２０２にエッチングされたトレンチ内に形成される。トレンチの裏には、コンフォーマルなバリア層２０６と、コンフォーマルなバリア層２０６とシリコン基板２０２との間に配置される絶縁層２０４がある。図２Ａの例では、絶縁層２０４は、酸化シリコン材料または窒化シリコン材料などの高ｋ誘電体材料から形成される、ゲート酸化層であってもよい。
【0029】
図２Ｂは、下層の金属接点２１０への接続を提供するＭｏビア２０９を含むビア接点のアーキテクチャの例を示す。Ｍｏビア２０９は、誘電体層２０４によって囲まれている。バリア層は、Ｍｏビア２０９と誘電体層２０４との間に配置されてもよいし、配置されなくてもよい。
【0030】
図３Ａは、３Ｄ ＮＡＮＤ構造３２３内のＭｏワード線３０８の図式の例を示す。図３Ｂでは、Ｍｏワード線３０８およびコンフォーマルなバリア層３０６を含む、Ｍｏ充填後に部分的に製造された３Ｄ ＮＡＮＤ構造の３Ｄフィーチャの２Ｄレンダリングが示されている。図３Ｂは、充填された領域の断面図であり、図に示した柱状の狭窄部３２４は、断面図ではなく平面図で見られる狭窄を表す。
【0031】
図４Ａは、誘電体（例えば、ＳｉＯ2）材料４０４の側壁と金属シリサイド（ＭＳｉx）４０７の底面とを含むフィーチャにおいて、Ｍｏ充填後のＭｏ接点４０８の図式の例を示す。ＭＳｉx４０７は、半導体層４０６、例えば、シリコン（Ｓｉ）またはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）に接続される。図４Ａの例では、誘電体材料４０４は、大部分が酸化物であり、窒化物層４１４を含む。金属シリサイドの例としては、チタンシリサイド（ＴｉＳｉx）、ニッケルシリサイド（ＮｉＳｉx）、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉx）、コバルトシリサイド（ＣｏＳｉx）、白金シリサイド（ＰｔＳｉx）、ルテニウムシリサイド（ＲｕＳｉx）、およびニッケル白金シリサイド（ＮｉＰｔyＳｉx）が挙げられる。
【0032】
図４Ｂは、誘電体（例えば、ＳｉＯ2）材料４０４の側壁４１１と半導体層４０６、例えば、シリコン（Ｓｉ）またはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）の底面とを含むフィーチャにおいて、Ｍｏ充填後のＭｏ接点４０８の図式の例を示す。図４Ａおよび図４Ｂのスタックは、例えば、トランジスタ接合構造に使用されてもよい。図２Ａ～図４Ｂの構造は、本明細書に記載の方法が実施され得るアプリケーションの例である。
【0033】
図５は、モリブデン（Ｍｏ）の堆積方法において、動作を示すプロセスフロー図である。動作５０２では、原子層堆積（ＡＬＤ）によってＭｏ含有ライナー層を構造上に形成する。ＡＬＤ法では、まず、基板を適切なＭｏ含有前駆体のパルスに曝露し、次に、前駆体を任意選択でパージし、次に、基板を共反応物のパルスに曝露し、その後、共反応物を任意選択でパージするようなサイクルで基板を曝露してもよい。このようなサイクルは、所望の厚さの核生成層が基板上に形成されるまで繰り返してもよい。前駆体および共反応物の順序は、シーケンスが共反応物の投与に続いてＭｏ含有前駆体の投与が開始されるように逆にしてもよい。
【0034】
Ｍｏ含有ライナー層は、酸素（Ｏ）および窒素（Ｎ）の一方または両方を含有する。いくつかの実施形態では、Ｍｏ含有ライナー層は、酸化モリブデン（ＭｏＯx）、窒化モリブデン（ＭｏＮy）、または酸窒化モリブデン（ＭｏＯxＮy）であってもよく、ここでｘおよびｙはゼロではない数である。いくつかの実施形態では、酸素（Ｏ）は、Ｍｏ含有ライナー層の１から３５原子パーセントである。同じまたは他の実施形態では、窒素（Ｎ）は、Ｍｏ含有ライナー層の５から５０原子パーセントである。以下にさらに記載するように、Ｍｏ含有ライナー層の組成は、温度および還元剤の使用によって調整されてもよい。
【0035】
いくつかの実施形態では、共反応物は、還元剤である。ＭｏＮyまたはＭｏＯxＮyを形成するために、窒素含有還元剤が使用される。例としては、アンモニア（ＮＨ3）およびヒドラジン（Ｎ2Ｈ4）が挙げられる。ＮＨ3の誘電体への化学吸着は、水素（Ｈ2）などの他の還元剤の化学吸着よりも好ましい。ＮＨ3は、解離することなくＭｏオキシ塩化物および金属塩化物と反応する。これは、例えば、Ｈ2を還元剤として使用する金属オキシ塩化物からのＡＬＤとは対照的である。Ｈ2は、表面上で解離して、吸着した原子状水素を形成し、その結果、誘電体表面上での金属の初期核生成中に、反応種の濃度が非常に低くなり、表面カバレッジが低くなる。ＮＨ3と、Ｍｏオキシ塩化物前駆体またはＭｏ塩化物前駆体とを使用することによって、核生成遅延が、同じＭｏ含有前駆体のＨ2還元が利用されるよりも数百度低い堆積温度で低減または排除される。
【0036】
いくつかの実施形態では、還元剤は、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）またはシラン（ＳｉＨ4）などのホウ素含有還元剤またはシリコン含有還元剤であってもよい。これらの還元剤は、金属塩化物前駆体と共に使用されてもよい。しかしながら、金属オキシ塩化物の場合、Ｂ2Ｈ6およびＳｉＨ4は、ＡＬＤプロセス中に副生成物として形成された水と反応し、固体のＢ２Ｏ3およびＳｉＯ2を形成することになる。これらは絶縁性であり、膜中に残留し、抵抗率を増加させることになる。また、ＮＨ3を使用することにより、Ｂ2Ｈ6およびＳｉＨ4のＡＬＤプロセスよりもＡｌ2Ｏ3を含む特定の表面上への接着性が向上している。
【0037】
いくつかの実施形態では、共反応物は、酸化剤である。ＭｏＯxを堆積させるために、例えば、酸素含有共反応物が使用されてもよく、その例として、水（Ｈ2Ｏ）が挙げられる。
【0038】
Ｍｏ含有前駆体は、ハロゲン化モリブデン前駆体またはオキシハロゲン化Ｍｏ前駆体である。ハロゲン化モリブデン前駆体は、式ＭｏＸzによって与えられ、ここでＸはハロゲン（フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、またはヨウ素（Ｉ））であり、ｚは２、３、４、５、または６である。ＭｏＸz前駆体の例としては、六フッ化モリブデン（ＭｏＦ6）、五フッ化モリブデン（ＭｏＦ5）が挙げられる。いくつかの実施形態では、フッ素のエッチングまたは取り込みを防止するために、非フッ素含有ＭｏＸz前駆体が使用される。いくつかの実施形態では、エッチングまたは臭素もしくはヨウ素の取り込みを防止するために、非臭素含有および／または非ヨウ素含有ＭｏＸz前駆体が使用される。塩化モリブデン前駆体は、フッ素、臭素、またはヨウ素の取り込みが懸念される実施形態において有用であり得る。塩化モリブデン前駆体の例としては、二塩化モリブデン（ＭｏＣｌ2）、三塩化モリブデン（ＭｏＣｌ3）、四塩化モリブデン（ＭｏＣｌ4）、五塩化モリブデン（ＭｏＣｌ5）、および六塩化モリブデン（ＭｏＣｌ6）が挙げられる。いくつかの実施形態では、ＭｏＣｌ5またはＭｏＣｌ6が使用される。
【0039】
オキシハロゲン化モリブデン前駆体は、式ＭｏＯyＸzによって与えられ、ここでＸはハロゲン（フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、またはヨウ素（Ｉ））であり、ｙおよびｚはＭｏＯyＸzが安定化合物を形成するように０よりも大きい数である。オキシハロゲン化モリブデンの例としては、二塩化二酸化モリブデン（ＭｏＯ2Ｃｌ2）、四塩化モリブデン酸化物（ＭｏＯＣｌ4）、四フッ化モリブデン酸化物（ＭｏＯＦ4）、二臭化二酸化モリブデン（ＭｏＯ2Ｂｒ2）、およびヨウ化モリブデンＭｏＯ2ＩおよびＭｏ4Ｏ11Ｉが挙げられる。ＭｏＯyＸz前駆体を、例えば、窒素含有還元剤と共に用いて、ＭｏＯxＮy膜を形成してもよい。
【0040】
また、ハロゲン化モリブデン前駆体またはオキシハロゲン化モリブデン前駆体は、２つ以上のハロゲンを有する混合ハロゲン化前駆体であってもよい。
【0041】
上記に示したように、結果として得られるＭｏ含有ライナー層は元素膜ではなく、いくつかの実施形態では、窒化モリブデン膜、モリブデン膜、または酸窒化モリブデン膜の複合膜である。いくつかの実施形態では、特に堆積が低温で行われる場合、堆積からの残留塩素、フッ素、または他のハロゲンが存在し得る。いくつかの実施形態では、残留ハロゲンは、微量である。
【0042】
様々な実施形態によれば、Ｍｏ含有ライナー層は、非晶質層または多結晶層であってもよい。例えば、ＭｏＯxＮy膜は非晶質であるが、一方でＭｏＮy膜は多結晶である傾向がある。ＭｏＮy膜はＭｏＯxＮy膜よりも低い抵抗率を有するが、一方でＭｏＯxＮy膜では、ステップカバレッジが改善され得る。例えば、酸素含有Ｍｏ含有前駆体（例えば、ＭｏＯ2Ｃｌ2またはＭｏＯＣｌ4）を窒素含有還元剤と共に使用する場合、温度を利用して、膜組成、および膜形態を制御してもよい。非晶質膜は、例えば、約４５０℃以下、例えば、３００℃～４５０℃の基板温度で堆積されてもよい。多結晶膜は、４５０℃を超える高温、例えば、７００℃までの温度で堆積されてもよい。また、ＭｏＯｘ膜は、反応条件によっては非晶質であり得る。
【0043】
図４Ｃは、Ｍｏ含有ライナー層４１５の堆積後のフィーチャの例を示す。Ｍｏ含有ライナー層の厚さの例としては、５～４０Åの範囲であり、堆積時には２０～３０Åの範囲に及ぶ。温度に応じて、例えばＡＬＤサイクルが、約５～５０回になる場合もある。Ｍｏ含有ライナー層は一般に、下層の表面に適合する。ただし、その厚さは、いくつかの実施形態では、構造の異なる部分にわたって変化する場合がある。以下でさらに説明するように、低温を利用して、ステップカバレッジを改善してもよい。後続の処理中に、Ｍｏ含有ライナー層は、下層の表面にも適合する純粋な（または不純物の少ない）元素Ｍｏ膜に変換される。いくつかの実施形態では、変換の結果として、厚さが減少する場合がある。
【0044】
Ｍｏ含有ライナー層の堆積のための基板温度は、例えば、３００℃～７００℃の範囲であってもよい。ＡＬＤによる元素Ｍｏ膜の堆積は通常、この範囲の高めの温度帯（例えば、５００℃）を使用する。低熱履歴のアプリケーションでは、この温度は、許容できないほど高い場合がある。本明細書に記載の方法のいくつかの実施形態では、低温が利用されてもよい。そのような温度は、５００℃未満、５５０℃未満、４５０℃未満、４００℃未満、または３５０℃未満であってもよい。低温は、ステップカバレッジを改善させるために利用されてもよい。さらに、低温は、堆積されたＭｏライナー層の非晶質特性を増加させる場合がある。
【0045】
Ｍｏ含有ライナー層が堆積される表面は、図１Ａ～図４Ｂに関して上述したように、特定のアプリケーションに依存する。いくつかの実施形態では、Ｍｏ含有ライナー層は、誘電体（例えば、酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化シリコンなど）表面上に直接堆積される。いくつかの実施形態では、Ｍｏ含有ライナー層は、窒化チタン表面上に直接堆積される。さらに、いくつかの実施形態では、Ｍｏ含有ライナー層は、金属表面または半導体表面上に直接堆積される。動作５０２を実行することによって、後続の元素Ｍｏの堆積は、任意の表面上で実行されてもよい。
【0046】
Ｍｏ含有ライナー層の堆積後、動作５０４では、Ｍｏ含有ライナー層を元素Ｍｏに変換する。これは、不純物、すなわち、Ｎ、Ｏ、または任意の他の非Ｍｏ成分を除去することを特徴としてもよい。結果として得られる層は、その後堆積されるバルクＭｏ層よりも不純物が多い場合がある。ただし、スタックの抵抗率が同じ厚さの純Ｍｏのスタックと同じか、または類似するように、不純物は十分に除去される。また、厚さも減少し、例えば、堆積時に３０ÅのＭｏＯxＮy膜は、スタックに約１０ÅのＭｏを寄与し得る。
【0047】
様々な実施形態によれば、動作５０４は、水素（Ｈ2）浸漬およびＨ2共反応物を使用するバルク元素ＭｏのＡＬＤ堆積の一方または両方を含んでもよい。以下でさらに述べるように、いくつかの実施形態では、動作５０２および５０４は、各反復において堆積および変換されたＭｏ含有ライナー層の一部を用いて複数回実行される。本明細書に記載の元素Ｍｏは、少なくとも９８％の原子Ｍｏである。いくつかの実施形態では、純度は、より高くてもよく、例えば、１％、０．５％、０．１％（原子）以下の不純物であってもよい。いくつかの実施形態では、バルク層は、より低い純度レベル、例えば、９５％のＭｏを有してもよい。変換プロセスのさらなる議論は、図６～図８を参照して以下に提供される。いくつかの実施形態では、動作５０４は、比較的高い圧力、例えば、６０Ｔｏｒｒで実行される。
【0048】
動作５０６では、Ｍｏのバルク堆積を実行する。Ｍｏのバルク堆積は、Ｍｏ含有前駆体および還元剤を使用するＡＬＤプロセスによって実行されてもよい。Ｍｏ含有前駆体は、動作５０２にて使用されたＭｏ含有前駆体と同じであっても異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、例えば、Ｍｏ含有ライナー層はＭｏＸz前駆体を使用して堆積され、バルクＭｏ層はＭｏＯxＸz前駆体を使用して堆積される。様々な実施形態によれば、バルク堆積中の基板温度は、Ｍｏ含有ライナー層の堆積中と同じであっても異なっていてもよい。動作５０６の後、図４Ｃに示すフィーチャは、例えば図４Ｂに示すように、モリブデンで充填される。
【0049】
いくつかの実施形態では、動作５０４は、還元剤としてＨ2を用いて、ＡＬＤプロセス中に行われる。また、以下でさらに述べるように、いくつかの実施形態では、動作５０２～５０６は、堆積および変換されたＭｏ含有ライナー層の一部と、各反復において堆積されたバルク層の一部とを用いて複数回実行される。いくつかの実施形態では、結果として得られる変換されたライナー層およびバルクＭｏ層はそれぞれ、１％未満の原子不純物を有することを特徴としてもよい。
【0050】
いくつかの実施形態では、動作５０４は、Ｍｏ含有ライナー層の全厚の堆積後に行われる水素浸漬である。例えば、３０ÅのＭｏＮy層またはＭｏＯxＮy層は、動作５０２にて堆積され、続いて動作５０４にてＨ2浸漬が行われてもよい。Ｈ2浸漬の持続時間は、基板温度、Ｈ2の分圧、および膜組成に依存し得る。
【0051】
動作５０４の間の例示的な基板温度は、３００℃から７００℃の範囲とすることができる。ＭｏＮy、ＭｏＯxＮy、またはＭｏＯxの変換は熱反応であるため、温度が高いほど変換されやすくなる。いくつかの実施形態では、より高い温度と共に、短い持続時間および／またはより低い分圧を利用してもよい。いくつかの実施形態では、５００℃未満、または４５０℃以下、４００℃以下、または３５０℃以下、または３５０℃よりも低い温度を利用してもよい。
【0052】
例示的なチャンバ圧力は、１０Ｔｏｒｒから７０Ｔｏｒｒの範囲、例えば、３０Ｔｏｒｒであってもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも５０Ｔｏｒｒのチャンバ圧力が使用される。Ｈ2の濃度は、Ｈ2の分圧がチャンバ圧力になるように、いくつかの実施形態では、１００％であってもよい。より高い温度では、Ｈ2は、アルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスで５０％まで希釈されてもよい。例示的なＨ2の分圧は、１０Ｔｏｒｒから７０Ｔｏｒｒの範囲であってもよい。高い分圧により、変換されやすくなる可能性がある。いくつかの実施形態では、少なくとも３０Ｔｏｒｒ、少なくとも４０Ｔｏｒｒ、または少なくとも５０ＴｏｒｒのＨ2の分圧が使用されてもよい。
【0053】
例示的な浸漬の持続時間は、温度およびＭｏ含有ライナー層の厚さに応じて、３０秒から１０分の範囲であってもよい。Ｈ2の分圧および膜組成も、層全体を変換するのに十分な持続時間に影響を及ぼす場合がある。様々な実施形態によれば、Ｈ2浸漬は、連続流であってもパルス化されていてもよい。
【0054】
いくつかの実施形態では、動作５０６は、モリブデン含有前駆体と、Ｈ2または他の共反応物とがチャンバ内で同時に気相中に存在し反応するＣＶＤプロセスを使用してもよい。
【0055】
上述したように、いくつかの実施形態では、動作５０２および５０４を繰り返すことができる。いくつかの実施形態では、例えば、１つまたは複数のＨ2パルスを各ＡＬＤサイクルに組み込んでもよい。図６に関して、例を提供する。図６の例では、ＮＨ3が、Ｍｏ含有ライナー層の堆積中の共反応物である。上述したように、他の実施形態では、他の共反応物が使用されてもよい。ＮＨ3は、Ｈ2と共に提供されてもよいし、Ｈ2を使用しなくてもよく、例示的なＮＨ3：Ｈ2の容積比は、１００：０から２５：７５の範囲である。動作６０２では、ＮＨ3の投与を提供する。ＮＨ3は、モリブデンが堆積される基板を収容するチャンバに提供されてもよい。以下にさらに説明するように、いくつかの実施形態では、投与は、充填容器を使用して提供されてもよい。
【0056】
次いで、動作６０４では、チャンバを、アルゴン（Ａｒ）を用いてパージする。他のパージガスが使用されてもよく、いくつかの実施形態では、動作６０４は、省略されてもよい。パージは、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の充填容器を使用して実行されてもよい。
【0057】
動作６０６では、Ｍｏ含有前駆体の投与を提供する。Ｍｏ含有前駆体は、基板を収容するチャンバに提供される。上に示したように、Ｍｏ含有前駆体は、ハロゲン化モリブデン前駆体またはオキシハロゲン化モリブデン前駆体であってもよい。続いて、動作６０８では、Ａｒのパージを実行する。動作６０４と同様に、パージは、別のガスを使用してもよいし、省略されてもよい。動作６０２～６０８は、Ｍｏ含有ライナー層の堆積サイクルの一部である。各堆積サイクルにおいて、概ね単分子層が堆積されてもよい。動作６１０では、基板をＨ2の投与に曝露する。続いて、動作６１２では、Ａｒのパージを実行してもよい。動作６１２は、省略されてもよいし、別のガスが使用されてもよい。
【0058】
いくつかの実施形態では、動作６１０および６１２により、堆積／変換サイクルが完了し、プロセスは、別のサイクルのために動作６０２に戻る。他の実施形態では、動作６１４において、動作６１０および６１２を１回または複数回繰り返す。動作６１０の１回または複数回の反復におけるＨ2への曝露の合計量は、そのサイクルで堆積されたＭｏ含有ライナー層を元素Ｍｏに完全に変換するのに十分であり得る。サイクルにおけるＨ2への曝露の合計時間は、例えば、１から６０秒の範囲であってもよい。上述したように、Ｍｏ含有ライナー層を変換するためのＨ2への曝露時間は、温度、Ｈ2の分圧、および膜組成に依存し得る。次いで、動作６１６では、動作６０２～６１４を、元素Ｍｏライナーの全厚が形成されるまで繰り返してもよい。
【0059】
いくつかの実施形態では、Ｍｏ含有ライナー層を元素Ｍｏに変換することは、Ｈ2を共反応物として使用するＡＬＤによるＭｏのバルク堆積を含む。図７は、Ｍｏ含有ライナー層のＡＬＤ堆積と元素Ｍｏ層のＡＬＤ堆積とを繰り返したサイクルを用いるプロセスの例を示す。まず、動作７０２で、Ｍｏ含有前駆体と、Ｎ含有および／またはＯ含有共反応物とを使用するＡＬＤプロセスの多数のサイクルを実行する。例では、パージによって分離されたアンモニアパルスとオキシ塩化モリブデンパルスとを交互に５サイクル使用して、約５ÅのＭｏＮyライナー層を堆積させる。次に、動作７０４で、Ｍｏ含有前駆体およびＨ2（追加の共反応物を使用しない）を使用するＡＬＤプロセスの多数のサイクルを実行する。これには、２つの効果があり、５ÅのＭｏＮyライナー層が元素Ｍｏに変換され、バルクＭｏが元素Ｍｏ上に堆積される。例では、動作７０４は、５０ÅのバルクＭｏを堆積することを含む。多くの実施形態では、動作７０４のサイクル数は、動作７０２のサイクル数よりも多い。動作７０４は、動作７０２および７０４によって形成されたＭｏの総厚に対して動作７０２よりも多く寄与する。いくつかの実施形態では、動作７０４は、動作７０２の膜よりも少なくとも約２倍、５倍、または１０倍の膜を堆積させる。他の実施形態では、動作７０４は、動作７０２とほぼ同量の膜を堆積させてもよい。次いで、動作７０６では、動作７０２および７０４を１回または複数回繰り返す。一例では、動作７０２および７０４を４回繰り返し、各繰り返しで、元素Ｍｏに変換されるＭｏ含有ライナー層を５Å、バルクＭｏを５０Å堆積させ、合計約２２０ÅのＭｏの厚さにする。次に、動作７０８では、Ｍｏ含有前駆体およびＨ2（追加の共反応物を使用しない）を使用するＡＬＤプロセスの多数のサイクルを実行する。このようにして、バルク堆積は、フィーチャの充填が完了するか、そうでなければバルク層の全厚に達するまで継続されてもよい。いくつかの実施形態では、動作７０８は、動作７０６の最後の反復において開始したＡＬＤプロセスを継続することを含む。いくつかの実施形態では、動作７０６を省略し、単一のＭｏ含有ライナー層の堆積のみを実行してもよい。
【0060】
いくつかの実施形態では、図７に示す方法において、１回または複数回のＨ2浸漬を実行してもよい。例えば、動作７０２のＡＬＤプロセスは、図６に示すように、１回または複数回のＨ2パルスを含んでもよい。別の例では、Ｈ2浸漬は、動作７０２と７０４との間、および／または動作７０４の後に実行されてもよい。
【0061】
図８は、モリブデンを堆積させるために使用され得る別のプロセスの例を示す。図８の例では、多数のＭｏ含有ライナー層の堆積サイクルの後に、Ｈ2浸漬が実行される。まず、動作８０２では、Ｍｏ含有前駆体と、Ｎ含有および／またはＯ含有共反応物とを使用するＡＬＤプロセスの多数のサイクルを実行する。例では、パージによって分離されたアンモニアパルスとオキシ塩化モリブデンパルスとを交互に５サイクル使用して、約５ÅのＭｏＮyライナー層を堆積させる。次に、動作８０４で、上述のように、Ｈ2浸漬を実行する。Ｈ2の投与は、連続的またはパルス化されていてもよく、Ｍｏ含有ライナー層の下層部分を完全に変換するのに十分であり得る。動作８０６では、動作８０２および８０４を１回または複数回繰り返して、Ｍｏ含有ライナー層を堆積させ、元素Ｍｏライナー層に変換する。次に、動作８０８では、Ｍｏ含有前駆体およびＨ2（追加の共反応物を使用しない）を使用するＡＬＤプロセスの多数のサイクルを実行する。動作８０８は、フィーチャの充填が完了するか、そうでなければバルク層の全厚に達するまで継続されてもよい。
【0062】
代替実施形態では、動作８０８または上述した他のバルク堆積の動作は、ＡＬＤの代わりに、またはＡＬＤに加えて、ＣＶＤ（前駆体および共反応物の並行流）またはパルス化されたＣＶＤ（間にパージがあるかないかを問わず、前駆体または共反応物、あるいはその両方のパルス化）を含んでもよい。還元剤共反応物の例としては、水素（Ｈ2）、シラン（ＳｉＨ4）などのシリコン含有還元剤、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）などのホウ素含有還元剤、およびゲルマン（ＧｅＨ4）などのゲルマニウム含有還元剤が挙げられる。いくつかの実施形態では、Ｈ2は、他の還元剤よりもその構成原子の取り込みの影響を受けにくく、かつ／あるいは低抵抗の膜を形成する故に使用される。
【0063】
図９Ａおよび図９Ｂは、Ｈ2浸漬前後のＭｏ含有ライナー層に起因するシート抵抗の減少を示す。図９Ａを参照すると、Ｍｏ含有ライナー層は３５０℃で堆積され、続いて、同じく３５０℃でＨ2浸漬が行われた。約５分間の浸漬後、抵抗は、約５０％減少した。図９Ｂを参照すると、Ｍｏ含有ライナー層は４５０℃で堆積され、続いて、同じく４５０℃でＨ2浸漬が行われた。約５分間の浸漬後、抵抗は、５０％超減少した。
【0064】
上記の説明は主に、モリブデンの堆積に関する。ただし、本明細書に記載の方法は、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）、およびイリジウム（Ｉｒ）を含む、他の金属の堆積にも使用されてもよい。金属ハロゲン化物および金属オキシハロゲン化物前駆体は、ＭxＯyＸzの形態のものを含み、ここでＭは目的の金属（例えば、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、またはＩｒ）であり、Ｘはハロゲン化物（例えば、フッ素（Ｆｌ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、またはヨウ素（Ｉ））であり、ｘ、ｙ、およびｚは、安定分子を形成可能なゼロよりも大きい任意の数である。このような前駆体の具体例としては、四フッ化酸化タングステン（ＷＯＦ4）、四塩化酸化タングステン（ＷＯＣｌ4）、二塩化二酸化タングステン（ＷＯ2Ｃｌ2）、二塩化二酸化クロム（ＣｒＯ2Ｃｌ2）、二塩化二酸化イリジウム（ＩｒＯ2Ｃｌ2）、およびオキシ三塩化バナジウム（ＶＯＣｌ3）が挙げられる。また、金属ハロゲン化物前駆体または金属オキシハロゲン化物前駆体は、２つ以上のハロゲンを有する混合ハロゲン化物前駆体であってもよい。フィーチャの充填は、金属酸窒化物、金属窒化物、または金属酸化物の薄膜の堆積、Ｈ2浸漬またはＨ2ベースのバルク堆積を用いた変換、および金属のバルク堆積を含んでもよい。
【0065】
さらに、上記の説明は主に、熱（非プラズマ）堆積および浸漬プロセスに言及しているが、いくつかの実施形態では、プラズマ励起ＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）および／またはＨ含有プラズマをこれらのプロセスに使用してもよい。
装置
装置
【0066】
任意の適切なチャンバを使用して、開示した実施形態を実施してもよい。例示的な堆積装置は、様々なシステム、例えば、カリフォルニア州フリーモントのＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐ．から入手可能な、ＡＬＴＵＳ（登録商標）およびＡＬＴＵＳ（登録商標）Ｍａｘ、または任意の他の様々な市販の処理システムを含む。いくつかの実施形態では、プロセスは、複数の堆積ステーションで並行して実行可能であり、あるいは複数の堆積ステーションで順次実行可能である。
【0067】
図１０は、低圧環境を維持するためのプロセスチャンバ１００２を有するＡＬＤプロセスステーション１０００の実施形態の概略図を示す。いくつかの実施形態では、複数のＡＬＤプロセスステーションが、共通の低圧プロセスツール環境に含まれてもよい。例えば、以下でさらに説明される、図１１は、マルチステーション処理ツール１１００の実施形態を示す。いくつかの実施形態では、以下で詳細に説明するものを含む、ＡＬＤプロセスステーション１０００の１つまたは複数のハードウェアパラメータが、１つまたは複数のコンピュータコントローラ１０５０によって、プログラムに従って調整され得る。いくつかの他の実施形態では、プロセスチャンバは、シングルステーションチャンバであってもよい。
【0068】
ＡＬＤプロセスステーション１０００は、プロセスガスを分配シャワーヘッド１００６に供給するための反応物供給システム１００１ａと流体的に連通している。反応物供給システム１００１ａは、シャワーヘッド１００６に供給するために、Ｍｏ前駆体含有ガス、水素含有ガス、アルゴンもしくは他のキャリアガス、または他の反応物含有ガスなど、プロセスガスを混合および／または調整するための混合容器１００４を含む。１つまたは複数の混合容器入口弁１０２０は、混合容器１００４へのプロセスガスの導入を制御してもよい。様々な実施形態では、最初のＭｏ含有ライナー層の堆積は、プロセスステーション１０００において実行され、いくつかの実施形態では、Ｈ2浸漬およびＭｏバルク堆積などの他の動作は、図１１に関して以下にさらに説明するように、マルチステーション処理ツール１０００の同じステーションまたは別のステーションにて実行されてもよい。
【0069】
例として、図１０の実施形態は、混合容器１００４に供給される液体反応物を気化させるための気化点１００３を含む。いくつかの実施形態では、気化点１００３は、加熱された気化器であってもよい。いくつかの実施形態では、液体前駆体または液体反応物は、液体噴射器（図示せず）で気化されてもよい。例えば、液体噴射器は、混合容器１００４の上流のキャリアガス流内に液体反応物のパルスを噴射してもよい。一実施形態では、液体噴射器は、液体を高圧から低圧にフラッシングすることによって反応物を気化させてもよい。別の例では、液体噴射器は、液体を霧化して分散した微小液滴にし、その後、加熱された供給パイプ内で気化させてもよい。より小さな液滴はより大きな液滴よりも速く気化するため、液体噴射から完全な気化までの遅延が低減し得る。より速い気化により、気化点１００３から下流の配管の長さが低減し得る。あるシナリオでは、液体噴射器は、混合容器１００４に直接取り付けられてもよい。別のシナリオでは、液体噴射器は、シャワーヘッド１００６に直接取り付けられてもよい。
【0070】
いくつかの実施形態では、気化およびプロセスチャンバ１００２への供給のための液体の質量流を制御するために、液体流量コントローラ（ＬＦＣ）を気化点１００３の上流に設けてもよい。例えば、ＬＦＣは、ＬＦＣの下流に位置する熱式質量流量計（ＭＦＭ）を含んでもよい。次に、ＬＦＣのプランジャ弁が、ＭＦＭと電気的に通信する比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラによって提供されたフィードバック制御信号に応答して調整されてもよい。しかしながら、フィードバック制御を使用して液体の流れを安定させるには、１秒以上かかる場合がある。このため、液体反応物を投与する時間が延びる場合がある。したがって、いくつかの実施形態では、ＬＦＣをフィードバック制御モードと直接制御モードとの間で動的に切り替えてもよい。いくつかの実施形態では、これは、ＬＦＣおよびＰＩＤコントローラの感知チューブを無効にすることによって実行されてもよい。様々な実施形態によれば、図１２に関して以下に説明するように、１つまたは複数の充填容器が、プロセスガス供給源に接続されてもよい。
【0071】
シャワーヘッド１００６は、基板１０１２に向かってプロセスガスを分配する。図１０に示す実施形態では、基板１０１２はシャワーヘッド１００６の下に位置し、台座１００８上にあるように示されている。シャワーヘッド１００６は任意の適切な形状を有してもよく、基板１０１２にプロセスガスを分配するための任意の適切な数および配置のポートを有してもよい。
【0072】
いくつかの実施形態では、基板１０１２とシャワーヘッド１００６との間の容積に基板１０１２を曝露するために、台座１００８を上昇または下降させてもよい。いくつかの実施形態では、台座１００８は、ヒータ１０１０を介して温度制御されてもよい。台座１００８は、様々な開示した実施形態を実行する動作の間、約３００℃から約５００℃の間など、任意の適切な温度に設定されてもよい。いくつかの実施形態では、台座の高さは、適切なコンピュータコントローラ１０５０によって、プログラムに従って調整し得ることが理解されるであろう。プロセス段階の終了時に、台座１００８から基板１０１２を取り外しできるように、別の基板の搬送段階中に台座１００８を下降させてもよい。
【0073】
いくつかの実施形態では、シャワーヘッド１００６の位置を台座１００８に相対的に調整し、基板１０１２とシャワーヘッド１００６との間の容積を変化させてもよい。さらに、台座１００８および／またはシャワーヘッド１００６の垂直位置は、本開示の範囲内の任意の適切な機構によって変化させてもよいことが理解されるであろう。いくつかの実施形態では、台座１００８は、基板１０１２の向きを回転させるための回転軸を含んでもよい。いくつかの実施形態では、これらの例示的な調整の１つまたは複数は、１つまたは複数の適切なコンピュータコントローラ１０５０によって、プログラムに従って実行されてもよい。コンピュータコントローラ１０５０は、図１０のコントローラ１０５０に関して以下に説明する特徴のいずれかを含んでもよい。
【0074】
プラズマが堆積または変換中に使用される場合、シャワーヘッド１００６および台座１００８は、プラズマに電力供給するための無線周波数（ＲＦ）電源１０１４および整合ネットワーク１０１６と電気的に通信する。いくつかの実施形態では、プラズマエネルギーは、プロセスステーション圧力、ガス濃度、ＲＦソース電力、ＲＦソース周波数、およびプラズマ電力パルスタイミングのうちの１つまたは複数を制御することによって制御されてもよい。例えば、ＲＦ電源１０１４および整合ネットワーク１０１６は、ラジカル種の所望の組成を有するプラズマを形成するために、任意の適切な電力で動作されてもよい。同様に、ＲＦ電源１０１４は、任意の適切な周波数のＲＦ電力を提供し得る。いくつかの実施形態では、ＲＦ電源１０１４は、高周波および低周波のＲＦ電源を互いに独立して制御するように構成されてもよい。例示的な低周波ＲＦ周波数は、０ｋＨｚから９００ｋＨｚの間の周波数を含み得るが、これらに限定されない。例示的な高周波ＲＦ周波数は、１．８ＭＨｚから２．４５ＧＨｚの間の周波数、または約１３．５６ＭＨｚを超える周波数、または２７ＭＨｚを超える周波数、または８０ＭＨｚを超える周波数、または６０ＭＨｚを超える周波数を含み得るが、これらに限定されない。任意の適切なパラメータを離散的または連続的に変調して、表面反応のためのプラズマエネルギーを提供し得ることが理解されるであろう。
【0075】
いくつかの実施形態では、プラズマは、１つまたは複数のプラズマモニターによってその場で監視されてもよい。１つのシナリオでは、プラズマ電力は、１つまたは複数の電圧、電流センサ（例えば、ＶＩプローブ）によって監視されてもよい。別のシナリオでは、プラズマの密度および／またはプロセスガスの濃度は、１つまたは複数の発光分光分析センサ（ＯＥＳ）によって測定されてもよい。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のプラズマパラメータは、そのようなｉｎ－ｓｉｔｕプラズマモニターからの測定値に基づいて、プログラムによって調整されてもよい。例えば、ＯＥＳセンサは、プラズマ電力のプログラム制御を提供するためのフィードバックループにて使用されてもよい。いくつかの実施形態では、プラズマおよび他のプロセス特性を監視するために他のモニターを使用してもよいことが理解されるであろう。このようなモニターは、赤外線（ＩＲ）モニター、音響モニター、および圧力変換器を含み得るが、これらに限定されない。
【0076】
いくつかの実施形態では、コントローラ１０５０のための命令は、入力／出力制御（ＩＯＣ）シーケンス命令を介して提供されてもよい。一例では、プロセス段階の条件を設定するための命令は、プロセスレシピの対応するレシピ段階に含まれてもよい。場合によっては、プロセスレシピ段階は、プロセス段階に対する全ての命令がそのプロセス段階と同時に実行されるように、順次配置されてもよい。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の反応器のパラメータを設定するための命令は、レシピ段階に含まれてもよい。例えば、第１のレシピ段階は、不活性ガスおよび／または反応ガス（例えば、Ｍｏ前駆体）の流量を設定するための命令と、キャリアガス（アルゴンなど）の流量を設定するための命令と、第１のレシピ段階の時間遅延命令とを含んでもよい。第２の、後続のレシピ段階は、不活性ガスおよび／または反応ガスの流量を調節または停止するための命令と、キャリアガスまたはパージガスの流量を調節するための命令と、第２のレシピ段階のための時間遅延命令とを含んでもよい。第３のレシピ段階は、Ｈ2の流量を調節するための命令と、キャリアガスまたはパージガスの流量を調節するための命令と、第３のレシピ段階のための時間遅延命令とを含んでもよい。第４の、後続のレシピ段階は、不活性ガスおよび／または反応ガスの流量を調節または停止するための命令と、キャリアガスまたはパージガスの流量を調節するための命令と、第４のレシピ段階のための時間遅延命令とを含んでもよい。これらのレシピ段階は、本開示の範囲内の任意の適切な方法でさらに細分化および／または反復されてもよいことが理解されるであろう。
【0077】
さらに、いくつかの実施形態では、プロセスステーション１０００の圧力制御は、バタフライ弁１０１８によって提供されてもよい。図１０の実施形態に示すように、バタフライ弁１０１８は、下流の真空ポンプ（図示せず）によって提供された真空を絞る。しかしながら、いくつかの実施形態では、プロセスステーション１０００の圧力制御はまた、プロセスステーション１０００に導入された１つまたは複数のガスの流量を変化させることによって調整されてもよい。
【0078】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、処理システムの例を示す。図１１Ａは、複数のチャンバを含む処理システムの例を示す。システム１１００は、搬送モジュール１１０３を含む。搬送モジュール１１０３は、処理される基板が様々なモジュール間を移動する際の汚染のリスクを最小化するために、清浄な真空環境を提供する。搬送モジュール１１０３上には、上述のＡＬＤプロセスおよび／または浸漬プロセスを実行可能なマルチステーションチャンバ１１０９が取り付けられる。最初のＭｏ含有ライナー層の堆積は、後続の変換および／またはＭｏバルク堆積と同じか、または異なるステーションもしくはチャンバにて行なわれてもよい。
【0079】
チャンバ１１０９は、開示した実施形態に従って動作を順次実行し得る複数のステーション１１１１、１１１３、１１１５、および１１１７を含んでもよい。例えば、チャンバ１１０９は、ステーション１１１１がハロゲン化モリブデン前駆体およびＯ含有またはＮ含有共反応物を用いてＡＬＤ堆積を実行し、ステーション１１１３が後続のＨ2浸漬を実行し、ステーション１１１５および１１１７がオキシハロゲン化モリブデン前駆体およびＨ2を用いてバルクＭｏのＡＬＤを実行するように構成されてもよい。別の例では、チャンバ１１０９は、ステーション１１１１が洗浄を行い、ステーション１１１３がＭｏ含有ライナー層のＡＬＤを実行し、ステーション１１１５および１１１７がバルクＭｏの堆積を行うように構成されてもよい。別の例では、チャンバ１１０９は、各ステーションが複数のプロセスを順次実行して、基板の並列処理を行うように構成されてもよい。
【0080】
２つ以上のステーションが、例えば、２～６個のマルチステーションチャンバに含まれ、それによって、動作が適切に分配され得る。例えば、２つのステーションチャンバは、第１のステーションにてＭｏ含有ライナー層のＡＬＤを実行し、続いて、第２のステーションにてバルクＭｏのＡＬＤを実行するように構成されてもよい。ステーションは、加熱された台座または基板支持体、１つまたは複数のガス入口またはシャワーヘッドまたは分散プレートを含んでもよい。
【0081】
また、搬送モジュール１１０３上には、１つまたは複数のシングルまたはマルチステーションモジュール１１０７が取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、上述のような前洗浄がモジュール１１０７にて実行されてもよく、その後、基板がＡＬＤのために別のモジュール（例えば、別のモジュール１１０７またはチャンバ１１０９）に真空下で搬送される。
【0082】
また、システム１１００は、ウエハが処理の前後に保管される、１つまたは複数のウエハソースモジュール１１０１を含む。大気搬送チャンバ１１１９内の大気ロボット（図示せず）は、最初に、ウエハをソースモジュール１１０１からロードロック１１２１に取り出してもよい。搬送モジュール１１０３内のウエハ搬送装置（一般的に、ロボットアームユニット）が、ウエハをロードロック１１２１から搬送モジュール１１０３上に取り付けられたモジュールへ、モジュール間を移動させる。
【0083】
いくつかの実施形態では、ＭｏのＡＬＤは、システム１１００のようなシステムの一部であってもよい、第１のチャンバにて実行され、表土層として堆積されたＷもしくはＭｏもしくは他の導電性材料のＣＶＤまたはＰＶＤは、共通の搬送モジュールに結合されなくてもよいが、別のシステムの一部であってもよい、別のチャンバにて実行される。
【0084】
図１１Ｂは、図１１Ａを参照して上述したように、ウエハソースモジュール１１０１、搬送モジュール１１０３、大気搬送チャンバ１１１９、およびロードロック１１２１を備えたシステム１１００の実施形態である。図１１Ｂのシステムは、３つのシングルステーションモジュール１１５７ａ～１１５７ｃを有する。システム１１００は、開示した実施形態に従って動作を順次実行するように構成されてもよい。例えば、シングルテーションモジュール１１５７は、第１のモジュール１１５７ａがＡＬＤ堆積を実行し、第２のモジュール１１５７ｂがＨ2浸漬を実行し、第３のモジュール１１５７ｃがバルクＭｏのＡＬＤを実行するように構成されてもよい。ステーションは、図１０を参照して説明したように、加熱された台座または基板支持体、１つまたは複数のガス入口またはシャワーヘッドまたは分散プレートを含んでもよい。さらに、いくつかの実施形態では、ステーションは、１つまたは複数の充填容器を備えてもよい。上述したように、少なくともＨ2浸漬は、充填容器を含んでもよい。例示的な装置が図１２に示されており、図１２では、４つのガス源（前駆体、ＮＨ3共反応物、Ｈ2、およびパージガス）がそれぞれ、充填容器１２０１に接続されている。様々な実施形態によれば、これらのガス源の全てまたはサブセットのみが充填容器に接続されてもよい。充填容器１２０１は、加圧されたガスの容積を構築するために使用され、次いで、このガスの容積は、プロセスチャンバ内に流入される。充填容器１２０１からのガスは加圧され（例えば、３００Ｔｏｒｒ～７００Ｔｏｒｒ）、シャワーヘッド１２０６を介してチャンバに入る。ウエハを支持するための台座１２０８も示されている。
【0085】
図１１Ａおよび図１１Ｂに戻ると、様々な実施形態では、システムコントローラ１１２９が、堆積中のプロセス条件を制御するために採用される。コントローラ１１２９は通常、１つまたは複数のメモリデバイスおよび１つまたは複数のプロセッサを含むことになる。プロセッサは、ＣＰＵまたはコンピュータ、アナログおよび／またはデジタル入力／出力接続、ステッパーモータコントローラボードなどを含んでもよい。
【0086】
コントローラ１１２９は、装置の全ての活動を制御してもよい。システムコントローラ１１２９は、タイミング、ガスの混合、チャンバ圧力、チャンバ温度、ウエハ温度、無線周波数（ＲＦ）電力レベル、ウエハチャックまたは台座位置、および特定のプロセスの他のパラメータを制御するための命令のセットを含む、システム制御ソフトウェアを実行する。コントローラ１１２９に関連したメモリデバイスに格納された他のコンピュータプログラムが、いくつかの実施形態にて採用されてもよい。
【0087】
通常、コントローラ１１２９に関連したユーザインターフェースが存在することになる。ユーザインターフェースは、ディスプレイスクリーン、装置および／またはプロセス条件のグラフィカルソフトウェアディスプレイ、およびポインティングデバイス、キーボード、タッチスクリーン、マイクなどのユーザ入力デバイスを含んでもよい。
【0088】
システム制御ロジックは、任意の適切な方法で構成されてもよい。概して、ロジックは、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで設計または構成可能である。駆動回路を制御するための命令は、ハードコードされてもよいし、ソフトウェアとして提供されてもよい。命令は、「プログラミング」によって提供されてもよい。このようなプログラミングは、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、およびハードウェアとして実装された特定のアルゴリズムを有する他のデバイスにおいてハードコードされたロジックを含む、あらゆる形式のロジックを含むことが理解される。また、プログラミングは、汎用プロセッサ上で実行され得るソフトウェアまたはファームウェア命令を含むことが理解される。システム制御ソフトウェアは、任意の適切なコンピュータ可読プログラミング言語でコード化されてもよい。
【0089】
Ｍｏ前駆体パルス、水素パルス、およびアルゴン流、およびプロセスシーケンス内の他のプロセスを制御するためのコンピュータプログラムコードは、任意の従来のコンピュータ可読プログラミング言語、例えば、アセンブリ言語、Ｃ、Ｃ＋＋、パスカル、フォートラン、または他の言語で記述可能である。コンパイルされたオブジェクトコードまたはスクリプトは、プロセッサによって実行され、プログラム内で特定されたタスクを実行する。また、示したように、プログラムコードは、ハードコードされてもよい。
【0090】
コントローラのパラメータは、例えば、プロセスガス組成および流量、温度、圧力、冷却ガス圧力、基板温度、ならびにチャンバ壁温度など、プロセス条件に関する。これらのパラメータは、レシピの形態でユーザに提供され、ユーザインターフェースを利用して入力されてもよい。
【0091】
プロセスを監視するための信号は、システムコントローラ１１２９のアナログおよび／またはデジタル入力接続によって提供されてもよい。プロセスを制御するための信号は、堆積装置のアナログおよびデジタル出力接続で出力される。
【0092】
システムソフトウェアは、多様な方法で設計または構成されてもよい。例えば、様々なチャンバ構成要素サブルーチンまたは制御オブジェクトを記述して、本開示の実施形態に従って堆積プロセスを実行するのに必要なチャンバ構成要素の動作を制御してもよい。この目的のためのプログラムまたはプログラムの一部の例としては、基板位置決めコード、プロセスガス制御コード、圧力制御コード、およびヒータ制御コードが挙げられる。
【0093】
いくつかの実施態様では、コントローラ１１２９は、システムの一部であり、上述の例の一部であってもよい。このようなシステムは、１つまたは複数の処理ツール、１つまたは複数のチャンバ、１つまたは複数の処理用プラットフォーム、および／または特定の処理構成要素（ウエハ台座、ガス流システムなど）を含む、半導体処理装置を含み得る。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および処理後の動作を制御するための電子機器と統合されてもよい。電子機器は、「コントローラ」と呼ばれる場合があり、１つまたは複数のシステムの様々な構成要素またはサブパーツを制御してもよい。コントローラ１１２９は、処理要件および／またはシステムの種類に応じて、本明細書に開示のプロセスのいずれかを制御するようにプログラムされてもよい。そのようなプロセスとしては、処理ガスの供給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、いくつかのシステムにおける無線周波数（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置設定および動作設定、ツールへのウエハの搬送およびツールからのウエハの搬送、ならびに特定のシステムに接続または連動した他の搬送ツールおよび／またはロードロックが挙げられる。
【0094】
広義には、コントローラは、命令を受け取り、命令を発し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなど、様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器として定義されてもよい。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されるチップ、および／またはプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、またはマイクロコントローラを含んでもよい。プログラム命令は、様々な個別設定（またはプログラムファイル）の形式でコントローラに通信された命令であって、半導体ウエハ上またはシステムに対する特定のプロセスを実行するための動作パラメータを定義してもよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、プロセスエンジニアによって定義されたレシピの一部であって、ウエハの１つまたは複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／またはダイの製造中に１つまたは複数の処理ステップを達成し得る。
【0095】
コントローラ１１２９は、いくつかの実施態様では、システムと一体化しているか、結合しているか、そうでない場合はシステムにネットワーク接続されているか、またはそれらの組み合わせであるコンピュータの一部であっても結合していてもよい。例えば、コントローラ１１２９は、「クラウド」内にあってもよく、ファブホストコンピュータシステムの全てまたは一部であってもよい。これにより、ウエハ処理のリモートアクセスが可能となる。コンピュータは、システムへのリモートアクセスを可能にし、製造動作の現在の進捗状況を監視し、過去の製造動作の履歴を調査し、複数の製造動作から傾向または性能基準を調査し、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に続く処理ステップを設定する、もしくは新しいプロセスを開始してもよい。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ローカルネットワークまたはインターネットを含み得る、ネットワークを通じてプロセスレシピをシステムに提供できる。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定のエントリまたはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを含んでもよく、そのようなパラメータおよび／または設定は、その後、リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例では、コントローラは、命令をデータの形式で受信する。そのようなデータは、１つまたは複数の動作中に実行される処理ステップの各々に対するパラメータを特定する。パラメータは、実行されるプロセスの種類、およびコントローラが連動または制御するように構成されるツールの種類に特有のものであってもよい。したがって、上述したように、コントローラは、互いにネットワーク接続され、本明細書にて説明したプロセスおよび制御など、共通の目的に向けて協働する１つまたは複数の個別のコントローラを含むことなどによって分散されてもよい。このような目的のための分散型コントローラの例としては、（プラットフォームレベルでまたはリモートコンピュータの一部としてなど）遠隔配置され、チャンバ上のプロセスを制御するように結合する１つまたは複数の集積回路と通信するチャンバ上の１つまたは複数の集積回路であってもよい。
【0096】
例示的なシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、堆積チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、ＰＶＤチャンバまたはモジュール、ＣＶＤチャンバまたはモジュール、ＡＬＤチャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、追跡チャンバまたはモジュール、ならびに半導体ウエハの製作および／または製造に関連するまたは使用され得る任意の他の半導体処理システムを含み得るが、これらに限定されない。
【0097】
上述したように、ツールによって実行される１つまたは複数のプロセスステップに応じて、コントローラは、他のツール回路またはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近隣するツール、工場全体に位置するツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、あるいは半導体製造工場内のツール位置および／またはロードポートにウエハの容器を搬入出する材料搬送に使用されるツールのうち１つまたは複数と通信してもよい。
【0098】
コントローラ１１２９は、様々なプログラムを含んでもよい。基板位置決めプログラムは、基板を台座またはチャック上に搬入し、基板とガス入口および／またはガスターゲットなどのチャンバの他の部品との間の間隔を制御するために使用されるチャンバ構成要素を制御するためのプログラムコードを含んでもよい。プロセスガス制御プログラムは、チャンバ内の圧力を安定させるために、ガス組成、流量、パルス時間を制御するためのコード、および任意で堆積前にチャンバ内にガスを流すためのコードを含んでもよい。圧力制御プログラムは、例えば、チャンバの排気システムの絞り弁を調節することによってチャンバ内の圧力を制御するためのコードを含んでもよい。ヒータ制御プログラムは、基板を加熱するために使用される加熱ユニットへの電流を制御するためのコードを含んでもよい。あるいは、ヒータ制御プログラムは、ウエハチャックへのヘリウムなどの熱搬送ガスの供給を制御してもよい。
【0099】
堆積中に監視可能なチャンバセンサの例としては、マスフローコントローラ、マノメータなどの圧力センサ、および台座またはチャックに位置する熱電対が挙げられる。適切にプログラムされたフィードバックおよび制御アルゴリズムは、所望のプロセス条件を維持するために、これらのセンサから得たデータと共に使用されてもよい。
【0100】
上記では、シングルチャンバまたはマルチチャンバの半導体処理ツールにおいて、開示された実施形態の実施態様を説明している。本明細書に記載の装置およびプロセスは、例えば、半導体デバイス、ディスプレイ、ＬＥＤｓ、光起電性パネルなどの製作または製造のためのリソグラフィパターニングツールまたはプロセスと連動して使用されてもよい。一般的に、必ずしもそうである必要はないが、このようなツール／プロセスは、共通の製造設備で共に使用または実施されることになる。膜のリソグラフィパターニングは通常、（１）スピンオンツールまたはスプレーオンツールを用いて、フォトレジストをワークピース、すなわち、基板上に塗布するステップと、（２）ホットプレートまたは炉またはＵＶ硬化ツールを用いて、フォトレジストを硬化させるステップと、（３）ウエハステッパーなどのツールを用いて、フォトレジストに可視光またはＵＶまたはＸ線光へ露光するステップと、（４）ウェットベンチなどのツールを用いて、レジストを選択的に除去し、それによってレジストをパターニングするようにレジストを現像するステップと、（５）ドライまたはプラズマアシストエッチングツールを用いて、レジストパターンを下層の膜またはワークピースに転写するステップと、（６）ＲＦまたはマイクロ波プラズマレジストストリッパーなどのツールを用いて、レジストを除去するステップの一部または全てを含み、各ステップは、複数の利用可能なツールを備える。
結論
結論
【0101】
前述の実施形態は、理解を明確にするために、ある程度詳細に説明されているが、開示した特許請求の範囲内で特定の変更および修正が実施され得ることは明らかであろう。なお、本実施形態のプロセス、システム、および装置を実現する多くの代替方法が存在することに留意されたい。したがって、本実施形態は例示であって制限的なものではないと見なされるべきであり、本実施形態は本明細書にて与えられた詳細に限定されるものではない。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【国際調査報告】