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公開番号2025024074
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-19
出願番号2024197799,2021552861
出願日2024-11-13,2020-03-06
発明の名称モリブデン含有皮膜の堆積のための前駆体
出願人ラムリサーチコーポレーション,LAM RESEARCH CORPORATION
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類C23C 16/18 20060101AFI20250212BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】モリブデン含有皮膜を堆積するための方法及び前駆体を提供する。
【解決手段】ALD及びCVDプロセスにおいてモリブデン含有前駆体の反応を使用して、モリブデン含有皮膜が半導体基板上に堆積される。いくつかの実施形態では、前駆体を使用して、炭素及び窒素の混入レベルが低いモリブデン金属皮膜を堆積できる。いくつかの実施形態では、フッ素を含まない前駆体を使用して、露出ケイ素含有層の存在下で、エッチング停止層を用いることなく、皮膜が堆積される。前駆体は、いくつかの実施形態では、モリブデンと、モリブデンとの結合を形成する少なくとも1つのハロゲンと、モリブデンとの結合を形成するN、O、及びSからなる群から選択される元素を含む少なくとも1つの有機配位子と、を含む。別の態様では、前駆体は、少なくとも1つの硫黄含有配位子を有し、好ましくはモリブデン-炭素結合を含まない、モリブデン化合物である。
【選択図】図4B
特許請求の範囲【請求項１】
モリブデン含有層を半導体基板上に形成する方法であって、
（ａ）前記半導体基板を収容したプロセスチャンバにモリブデン含有前駆体を導入する工程であって、前記モリブデン含有前駆体はＭｏ
2
Ｌ
n
であり、式中、各Ｌは、独立して、アミデート、アミジネート及びグアニジネート配位子からなる群から選択され、ｎは２～５であり、前記モリブデン含有前駆体は複数のモリブデン－モリブデン結合を含む、工程と、
（ｂ）前記モリブデン含有前駆体を反応させて、モリブデン含有層を前記半導体基板上に形成する工程と、
を含む、方法。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記モリブデン含有層は、モリブデン金属である、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記モリブデン含有前駆体はＭｏ
2
Ｌ
n
であり、式中、各Ｌは、独立して、アミジネート又はグアニジネート配位子であり、ｎは２～５であり、前記アミジネート配位子は：
TIFF
2025024074000011.tif
39
170
であり、式中、各Ｒは、独立して、Ｈ、アルキル、フルオロアルキル、アルキルシリル、アルキルアミノ、及びアルコキシ置換基からなる群から選択され、前記グアニジネート配位子は：
TIFF
2025024074000012.tif
40
170
であり、式中、各Ｒは、独立して、Ｈ、アルキル、フルオロアルキル、アルキルシリル、アルキルアミノ、及びアルコキシ置換基からなる群から選択される、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記モリブデン含有前駆体はＭｏ
2
Ｌ
3
又はＭｏ
2
Ｌ
4
であり、式中、Ｌは、アミジネートである、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、前記モリブデン含有前駆体はＭｏ
2
Ｌ
3
又はＭｏ
2
Ｌ
4
であり、式中、Ｌは、グアニジネートである、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、（ｂ）は、前記モリブデン含有前駆体を、水素（Ｈ
2
）と反応させることを含む、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、（ｂ）は、前記モリブデン含有前駆体を、水素（Ｈ
2
）、アンモニア（ＮＨ
3
）、ジボラン（Ｂ
2
Ｈ
6
）、水、Ｈ
2
Ｓ、チオール、アルコール、アミン、ヒドラジン、シラン（ＳｉＨ
4
）及びジシラン（Ｓｉ
2
Ｈ
6
）からなる群から選択される少なくとも１つの反応物と反応させて、モリブデン金属の層を形成することを含む、方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、前記モリブデン金属は、熱ＡＬＤ又はＰＥＡＬＤによって堆積される、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記モリブデン含有層は、凹状フィーチャを有する基板上に共形的に堆積される、方法。
【請求項１０】
モリブデン含有層を半導体基板上に形成する方法であって、
（ａ）前記半導体基板を収容したプロセスチャンバ内にモリブデン含有前駆体を導入する工程であって、前記前駆体は、
モリブデンと、
モリブデンとの結合を形成する少なくとも１つのハロゲンと、
モリブデンとの結合を形成するＮ、Ｏ、及びＳからなる群から選択される元素を含む少なくとも１つの有機配位子と、を含む化合物である、工程と、
（ｂ）前記モリブデン含有前駆体を少なくとも１つの反応物と反応させて、モリブデン金属を前記半導体基板上に形成する、工程と、
を含む、方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
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。この同時出願されたＰＣＴ出願願書に明記され、本出願が利益又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援用される。
続きを表示（約 2,000 文字）【０００２】
本発明は、半導体デバイスの製造方法に関する。具体的には、本発明の実施形態は、半導体加工においてモリブデン含有皮膜の堆積に使用される前駆体に関する。
【背景技術】
【０００３】
集積回路（ＩＣ）製造において、堆技術積及びエッチング技術は、誘電体層に埋め込まれた金属線の形成などの、材料のパターニングに使用される。一部のパターニング方式は、材料の共形堆積を必要とし、堆積された層が基板表面の凸状及び／又は凹状フィーチャの輪郭に沿う必要がある。原子層堆積（ＡＬＤ）は、基板上に共形皮膜を形成する好ましい方法であることが多く、それは、ＡＬＤが、１種以上の反応物（前駆体）の基板表面への吸着と、それに続く、吸着層から所望の材料への化学変換に依拠しているからである。ＡＬＤが利用する逐次反応は、基板表面で発生し、時間的に隔たりがあり、通常は吸着された反応物の量によって制限されることから、卓越したステップカバレッジを有する薄い共形層を提供できる。
【０００４】
化学気相堆積（ＣＶＤ）は、半導体加工で広く使用されているもう１つの堆積方法である。ＣＶＤでは、反応はプロセスチャンバの容積内で起こり、基板に吸着された反応物の量によって制限されない。結果として、ＣＶＤの堆積皮膜はＡＬＤの堆積皮膜よりも共形性が低いことが多い。ＣＶＤは、典型的には、ステップカバレッジがあまり重要ではない用途に使用される。
【０００５】
ＡＬＤ及びＣＶＤは、プラズマを用いて、所望の皮膜を形成する堆積前駆体の反応を促進してよい。プラズマを利用する方法は、プラズマＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）及びプラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）として知られる。プラズマを用いない方法は、熱ＡＬＤ及び熱ＣＶＤと呼ばれる。
【０００６】
ＡＬＤ及びＣＶＤは、酸化ケイ素、窒化ケイ素、及び炭化ケイ素などのケイ素含有皮膜の堆積に最も一般的に使用されており、これらの方法は、一部の金属、特にタングステン及びコバルトの堆積にも好適である。
【０００７】
本明細書で提供されている背景技術の記載は、本開示の背景を概略的に提示するためのものである。ここに名を挙げられている発明者の業績は、この背景技術の項に記載された範囲において、出願時に従来技術として通常みなされ得ない記載の態様と共に、明示的にも黙示的にも本開示に対する従来技術として認められない。
【発明の概要】
【０００８】
金属モリブデン、窒化モリブデン（ＭｏＮ
x
）、炭化モリブデン（ＭｏＣ
x
）、ホウ化モリブデン（ＭｏＢ
x
）、ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ
x
）、及びこれらの組み合わせ（例えば、炭窒化モリブデン（ＭｏＣ
x
Ｎ
y
）、ホウ炭化モリブデン（ＭｏＢ
x
Ｃ
y
））などのモリブデン含有皮膜を堆積するための方法が提供される。モリブデン含有皮膜の堆積のための前駆体も提供される。
【０００９】
一態様では、モリブデン含有皮膜の堆積のための前駆体は、モリブデンと、モリブデンとの結合を形成する少なくとも１つのハロゲンと、モリブデンとの結合を形成するＮ、Ｏ、及びＳからなる群から選択される元素を含む少なくとも１つの有機配位子とを含み、但し、この化合物は、イミド及びグアニジネートの両方の有機配位子を同時に含有するモリブデン錯体ではないことを条件とする。いくつかの実施形態では、前駆体化合物はＭｏ（Ｘ）
m
（Ｌ）
n
であり、式中、各Ｘは、独立して、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、及びＩからなる群から選択されるハロゲンであり；各Ｌは、Ｎ、Ｏ、及びＳからなる群から選択される元素を含む有機配位子であり、ｍは１～４から選択され、ｎは１～３から選択される。いくつかの実施形態では、有機配位子又は配位子は、独立して、アミジネート、アミン、アミデート、イミノピロリジネート、ジアザジエン、β－イミノアミド、α－イミノアルコキシド、β－アミノアルコキシド、β－ジケチミネート、β－ケトイミネート、β－ジケトネート、チオエーテル、チオレート、ジチオレート、ジチオレン、及びピラゾレートから選択され、各々は置換されていても非置換でもよい。
【００１０】
別の態様では、モリブデン含有皮膜の堆積のための前駆体は、モリブデンと、モリブデンに結合した少なくとも１つの置換又は非置換１，４－ジアザブタ－１，３－ジエン（ＤＡＤ）配位子と、少なくとも１つの第２の配位子とを含む。ＤＡＤ配位子は、いくつかの実施形態では、
中性ＤＡＤ、
TIFF
2025024074000002.tif
34
170
（【００１１】以降は省略されています）

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