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公開番号2025084838
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-03
出願番号2025028742,2024074582
出願日2025-02-26,2018-04-09
発明の名称モリブデンを含有する低抵抗膜
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 16/08 20060101AFI20250527BHJP(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】ロジックおよびメモリ用途のための低抵抗メタライゼーションスタック構造および関連の製造方法を提供する。
【解決手段】いくつかの実施例において、方法は、タングステン(W)含有層を基板上に提供する工程と、モリブデン(Mo)含有層をW含有層上に蒸着させる工程と、を備える。いくつかの実施例において、方法は、中間のW含有層なしに、Mo含有層を誘電体または窒化チタン(TiN)層上に直接蒸着させる工程を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
方法であって、
タングステン（Ｗ）含有層を基板上に提供する工程と、
モリブデン（Ｍｏ）含有層を前記Ｗ含有層上に蒸着させる工程と、
を備える、方法。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記Ｗ含有層は、ＷＣＮ層である、方法。
【請求項３】
請求項１の方法であって、前記Ｗ含有層は、Ｗ核形成層である、方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法であって、前記Ｗ含有層は、１または複数の塩化タングステン前駆体から蒸着される、方法。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法であって、前記Ｍｏ含有層は、１（原子）％未満の不純物を有するＭｏ層である、方法。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法であって、さらに、前記Ｍｏ含有層を熱アニールする工程を備える、方法。
【請求項７】
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法であって、前記Ｍｏ含有層は、還元剤と、六フッ化モリブデン（ＭｏＦ
６
）、五塩化モリブデン（ＭｏＣｌ
５
）、二塩化二酸化モリブデン（ＭｏＯ
２
Ｃｌ
２
）、四塩化酸化モリブデン（ＭｏＯＣｌ
４
）、および、ヘキサカルボニルモリブデン（Ｍｏ（ＣＯ）
６
）から選択されたＭｏ含有前駆体とに、前記Ｗ含有層を暴露させることによって蒸着される、方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、前記Ｍｏ含有前駆体への暴露中の基板温度は、５５０℃未満である、方法。
【請求項９】
請求項７に記載の方法であって、前記基板は、第１基板温度で前記還元剤に暴露され、第２基板温度で前記Ｍｏ含有前駆体に暴露され、前記第１基板温度は、前記第２基板温度よりも低い、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、前記還元剤は、ホウ素含有還元剤とシリコン含有還元剤との混合物である、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【背景技術】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、米国特許法第１１９条の下、２０１７年４月１０日出願の米国仮特許出願第６２／４８３，８５７号の利益を主張し、その仮特許出願は、参照によって本書に組み込まれる。
続きを表示（約 2,200 文字）【０００２】
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見なされえ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。
【０００３】
化学蒸着（ＣＶＤ）技術を用いたタングステン（Ｗ）膜蒸着は、半導体製造処理の不可欠な部分である。例えば、タングステン膜は、水平相互接続の形態の低抵抗電気接続、隣接する金属層の間のビア、ならびに、シリコン基板上の第１の金属層およびデバイスの間のコンタクトとして利用されうる。また、タングステン膜は、様々なメモリ用途（ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）のための埋め込みワード線（ｂＷＬ）アーキテクチャの形成など）およびロジック用途でも利用されうる。ｂＷＬ蒸着の一例では、ＷＦ
６
を用いたＣＶＤ処理によってＴｉＮ／Ｗ二層を形成するために、タングステン層が、窒化チタン（ＴｉＮ）バリア層上に蒸着されうる。しかしながら、フィーチャサイズおよび膜厚が減少し続けていることで、ＴｉＮ／Ｗ膜スタックには様々な課題がもたらされている。これらは、より薄い膜の高い抵抗率、および、ＴｉＮバリア特性の低下を含む。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の一態様は、タングステン（Ｗ）含有層を基板上に提供する工程と、モリブデン（Ｍｏ）含有層をＷ含有層上に蒸着させる工程と、を備える、方法に関する。いくつかの実施形態において、Ｗ含有層は、ＷＣＮ層である。いくつかの実施形態において、Ｗ含有層は、Ｗ核形成層である。いくつかの実施形態において、Ｗ含有層は、１または複数の塩化タングステン前駆体から蒸着される。いくつかの実施形態において、Ｍｏ含有層は、１（原子）％未満の不純物を有するＭｏ層である。いくつかの実施形態において、方法は、Ｍｏ含有層を熱アニールする工程を備える。いくつかの実施形態において、Ｍｏ含有層は、還元剤と、六フッ化モリブデン（ＭｏＦ
６
）、五塩化モリブデン（ＭｏＣｌ
５
）、二塩化二酸化モリブデン（ＭｏＯ
２
Ｃｌ
２
）、四塩化酸化モリブデン（ＭｏＯＣｌ
４
）、および、ヘキサカルボニルモリブデン（Ｍｏ（ＣＯ）
６
）から選択されたＭｏ含有前駆体とに、Ｗ含有層を暴露させることによって蒸着される。いくつかの実施形態において、Ｍｏ含有前駆体への暴露中の基板温度は、５５０℃未満である。いくつかの実施形態において、基板は、第１基板温度で還元剤に暴露され、第２基板温度でＭｏ含有前駆体に暴露され、第１基板温度は、第２基板温度よりも低い。いくつかの実施形態において、還元剤は、ホウ素含有還元剤とシリコン含有還元剤との混合物である。
【０００５】
本開示の別の態様は、第１基板温度で、基板を収容する処理チャンバに還元剤ガスを流して、基板上に共形還元剤層を形成する工程と、第２基板温度で共形還元剤層をモリブデン（Ｍｏ）含有前駆体に暴露させて、還元剤層をモリブデンに変換する工程と、を備える、方法に関する。いくつかの実施形態において、第１基板温度は、第２基板温度より低い。いくつかの実施形態において、還元剤は、ホウ素含有還元剤とシリコン含有還元剤との混合物である。いくつかの実施形態において、第１基板温度は４００℃以下であり、第２基板温度は５００℃以上である。いくつかの実施形態において、方法は、さらに、モリブデンをアニールする工程を備える。
【０００６】
本開示の別の態様は、還元剤をパルス供給する工程であって、還元剤は、ホウ素（Ｂ）含有、シリコン（Ｓｉ）含有、または、ゲルマニウム（Ｇｅ）含有である、工程と、Ｍｏ含有前駆体をパルス供給する工程であって、Ｍｏ含有前駆体は、還元剤または還元剤の生成物によって還元されて、Ｂ、Ｓｉ、および、Ｇｅの内の１以上を含む多成分タングステン含有膜を基板上に形成する、工程と、を備える、方法に関する。いくつかの実施形態において、多成分タングステン含有膜は、５％～６０％（原子％）のＢ、Ｓｉ、または、Ｇｅを含む。いくつかの実施形態において、５％～６０％（原子％）のＢ、Ｓｉ、または、Ｇｅは、還元剤によって供給される。
【０００７】
本開示の別の態様は、本明細書に開示された方法を実行するための装置である。これらの特徴および他の特徴について、図面を参照しつつさらに論じる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
様々な実施形態に従ったモリブデン（Ｍｏ）を含む材料スタックの概略的な例を示す図。
様々な実施形態に従ったモリブデン（Ｍｏ）を含む材料スタックの概略的な例を示す図。
【０００９】
Ｍｏ埋め込みワード線（ｂＷＬ）を備えたＤＲＡＭアーキテクチャの概略的な例を示す図。
【００１０】
３ＤＮＡＮＤ構造内のＭｏワード線の概略的な例を示す図。
（【００１１】以降は省略されています）

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