JP2022544931A - タングステン堆積 - Google Patents

Abstract

本明細書では、フィーチャにタングステンを充填する方法、および関連する装置について記述する。本明細書で記述する方法は、バルク層の堆積前にタングステン核形成層の堆積を伴う。方法は、多重原子層堆積（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）サイクルを伴う。さまざまな実施形態によれば、ホウ素含有還元剤もケイ素含有還元剤も、タングステン含有前駆物質と反応してタングステン膜を形成する単一サイクルの間にパルスであってよい。【選択図】図２Ａ

Description

関連出願の相互参照
ＰＣＴ願書様式は、本出願の一部として本明細書と同時に提出される。同時に提出されるＰＣＴ願書様式で識別されるように、本出願が利益または優先権を主張する各出願は、参照により全体が事実上本明細書に組み入れられる。

化学蒸着（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）技法を使用するタングステン（Ｗ）膜堆積は、半導体製作処理の不可欠の部分である。たとえば、タングステン膜は水平相互接続、隣接する金属層間のビア、第１の金属層とケイ素基板上の素子の間の接点の形をとる低抵抗率電気接続として使用されてよい。タングステン膜はまた、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ、ＤＲＡＭ）用埋込みワード線（ｂｕｒｉｅｄ ｗｏｒｄｌｉｎｅ、ｂＷＬ）アーキテクチャの形成、３Ｄ ＮＡＮＤ用ワード線、および論理用途を含むさまざまなメモリ用途で使用されてよい。しかしながら、フィーチャサイズおよび膜厚さが低減し続けることにより、良好な段差被覆を有する膜を堆積させることを含むさまざまな難題が引き起こされる。

本明細書で提供する背景の記述は、一般に本開示の関係を提示するためのものである。この背景技術の節で記述する範囲でここに名前を挙げる発明者らの著作物だけではなく、提出時点で他の点では従来技術とみなされなくてよい記述の様態も、明示的にも黙示的にも本開示に対する従来技術と認められない。

本開示の一様態は、チャンバ内にフィーチャを含む基板を提供するステップと、原子層堆積（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）処理の１つまたは複数のサイクルを遂行することによりフィーチャ内にタングステン核形成層を堆積させるステップとを含む方法に関し、各サイクルは、チャンバ内に１つまたは複数のホウ素含有還元剤投与量を流すステップと、チャンバ内に１つまたは複数のケイ素含有還元剤投与量を流すステップであって、１つまたは複数のホウ素含有還元剤投与および１つまたは複数のケイ素含有還元剤投与は、順次の反応物投与であるステップと、チャンバ内に１つまたは複数のホウ素含有還元剤投与および１つまたは複数のケイ素含有還元剤投与を流した後に、チャンバ内に１つまたは複数のタングステン含有前駆物質パルスを流すステップとを含む。

いくつかの実施形態では、フィーチャは、３－Ｄ ＮＡＮＤ構造内のワード線（ｗｏｒｄｌｉｎｅ ＷＬ）フィーチャであり、３－Ｄ ＮＡＮＤ構造は、垂直配向側壁を含み、側壁内の複数の開口部は、複数の水平配向ＷＬフィーチャにつながる。いくつかの実施形態では、方法は、順次の反応物投与の間にチャンバをパージするステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、タングステン核形成層上にバルクタングステン層を堆積させるステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、還元剤として水素（Ｈ₂）を使用する原子層堆積処理によりバルクタングステン層を堆積させる。いくつかの実施形態では、各ＡＬＤサイクルは、ホウ素含有還元剤投与から始まる。いくつかの実施形態では、各ＡＬＤサイクルは、ケイ素含有還元剤投与から始まる。

本開示の別の様態は、３－Ｄ ＮＡＮＤ構造を充填する方法に関する。方法は、チャンバ内に垂直配向側壁を含む３－Ｄ ＮＡＮＤ構造を提供するステップであって、側壁の複数の開口部は、複数の水平配向ワード線（ＷＬ）フィーチャにつながるステップと、原子層堆積（ＡＬＤ）処理の１つまたは複数のサイクルを遂行することによりＷＬフィーチャ内にタングステン核形成層を堆積させるステップとを含むことができ、各サイクルは、チャンバ内に１つまたは複数のホウ素含有還元剤投与量を流すステップと、チャンバ内に１つまたは複数のシラン投与量を流すステップと、チャンバ内に１つまたは複数のホウ素含有還元剤投与量および１つまたは複数のケイ素含有還元剤投与量を流すステップの後にチャンバ内に１つまたは複数のタングステン含有前駆物質パルスを流すステップを含む。

いくつかの実施形態では、方法は、順次の反応物投与の間にチャンバをパージするステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、タングステン核形成層上にバルクタングステン層を堆積させるステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、還元剤として水素（Ｈ₂）を使用する原子層堆積処理によりバルクタングステン層を堆積させる。いくつかの実施形態では、各ＡＬＤサイクルは、ホウ素含有還元剤投与から始まる。いくつかの実施形態では、各ＡＬＤサイクルは、ケイ素含有還元剤投与から始まる。

別の様態は、装置であって、基板を保持するように構成された基板支持物をそれぞれ備える１つまたは複数の処理ステーションを備える処理チャンバと、真空に連結するための少なくとも１つの放出口と、１つまたは複数の処理ガス供給源に連結した１つまたは複数の処理ガス注入口と、装置内の動作を制御するためのコントローラであって、チャンバ内に１つまたは複数のホウ素含有還元剤投与量を流し、チャンバ内に１つまたは複数のシラン投与量を流し、チャンバ内に１つまたは複数のホウ素含有還元剤投与量および１つまたは複数のケイ素含有還元剤投与量を流した後にチャンバ内に１つまたは複数のタングステン含有前駆物質パルスを流すための機械可読命令を備えるコントローラとを備える装置に関する。

さまざまな実施形態によれば、投与は同じステーション内であっても、異なるステーション内であってもよい。

これらおよび他の様態について、図を参照して以下で記述する。

さまざまな実施形態による、タングステンを充填してよいフィーチャの概略的例を示す。 さまざまな実施形態による、タングステンを充填してよいフィーチャの概略的例を示す。 さまざまな実施形態による、タングステンを充填してよいフィーチャの概略的例を示す。 さまざまな実施形態による、タングステンを充填してよいフィーチャの概略的例を示す。 さまざまな実施形態による、タングステンを充填してよいフィーチャの概略的例を示す。 さまざまな実施形態による、タングステンを充填してよいフィーチャの概略的例を示す。 さまざまな実施形態による、タングステンを充填してよいフィーチャの概略的例を示す。 さまざまな実施形態による、タングステンを充填してよいフィーチャの概略的例を示す。

タングステン核形成層を堆積させるための方法のサイクルの例を示すタイミングシーケンス図の例を示す。 タングステン核形成層を堆積させるための方法のサイクルの例を示すタイミングシーケンス図の例を示す。

本明細書で記述する方法を実装するために使用してよい、チャンバにガス投与量を導入する装入物体積を含む装置の概略的図を示す。

実施形態による、堆積処理を行うのに適した処理システムの概略的例である。

実施形態による、堆積処理を行うのに適した処理システムの概略的例である。

本明細書では、フィーチャにタングステンを充填する方法、ならびに関連するシステムおよび装置について記述する。用途の例は、論理およびメモリ接点充填、ＤＲＡＭ埋込みワード線充填、垂直に集積されたメモリゲート／ワード線充填、およびシリコン貫通電極（ｔｈｒｏｕｇｈ－ｓｉｌｉｃｏｎ ｖｉａ、ＴＳＶ）を伴う３－Ｄ集積を含む。本明細書で記述する方法を使用して、タングステンビアなどの垂直方向のフィーチャ、および垂直ＮＡＮＤ（ｖｅｒｔｉｃａｌ ＮＡＮＤ、ＶＮＡＮＤ）ワード線などの水平方向のフィーチャを充填できる。方法は等角の充填、下から上への充填、または内側から外側への充填のために使用されてよい。

さまざまな実施形態によれば、フィーチャは、狭いおよび／または凹角の開口部、フィーチャ内部の狭窄部、ならびに高アスペクト比のうち１つまたは複数によりフィーチャづけることができる。充填できるフィーチャの例を図１Ａ～図１Ｃに描く。図１Ａは、タングステンで充填すべき垂直方向のフィーチャ１０１の横断面描写の例を示す。フィーチャは、基板１０３内にフィーチャ穴１０５を含むことができる。基板は、基板の上に堆積した誘電体材料、導電性材料、または半導体材料などの材料からなる１つまたは複数の層を有するウエハを含むシリコンウエハ、たとえば２００ｍｍウエハ、３００ｍｍウエハ、または４５０ｍｍウエハであってよい。いくつかの実施形態では、フィーチャ穴１０５は少なくとも約２：１、少なくとも約４：１、少なくとも約６：１、またはそれよりも高いアスペクト比を有してよい。フィーチャ穴１０５はまた、開口部近くで、ある寸法を、たとえば、約１０ｎｍ～５００ｎｍの間の、たとえば約２５ｎｍ～３００ｎｍの間の開口部直径または線幅を有してよい。フィーチャ穴１０５は、充填されていないフィーチャまたは単にフィーチャと呼ぶことができる。このフィーチャおよび任意のフィーチャは、全長にわたり伸展する軸１１８により一部は特徴づけられてよく、垂直配向フィーチャは垂直軸を有し、水平配向フィーチャは水平軸を有する。

図１Ｂは、凹角の輪郭を有するフィーチャ１０１の例を示す。凹角の輪郭は、フィーチャの最下部、閉じた端部、または内部からフィーチャ開口部に至るまで狭くなる輪郭である。さまざまな実施形態によれば、輪郭は、徐々に狭くなってよい、および／またはフィーチャ開口部に張り出し部を含んでよい。図１Ｂは、フィーチャ開口部に張り出し部を含む例を示し、下層１１３は、フィーチャ穴１０５の側壁または内側表面を覆う。下層１１３は、たとえば拡散障壁層、接着層、核形成層、それらの組合せ、または任意の他の適用可能な材料とすることができる。下層１１３は、フィーチャ１０１の内側よりもフィーチャ１０１の開口部近くで厚くなるように張り出し部１１５を形成する。

いくつかの実施形態では、内部に１つまたは複数の狭窄部を有するフィーチャを充填してよい。図１Ｃは、狭窄部を有する、さまざまな充填されたフィーチャの図の例を示す。図１Ｃの例（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）の各々は、フィーチャ内部の中点に狭窄部１０９を含む。狭窄部１０９は、たとえば幅が約１５ｎｍ～２０ｎｍの間とすることができる。狭窄部は、従来の技法を使用してフィーチャ内にタングステンを堆積させる間にピンチオフを生じさせる可能性があり、堆積したタングステンは、フィーチャのその部分が充填される前に狭窄部を過ぎてさらに堆積するのを妨害し、その結果、フィーチャ内にボイドが発生する。例（ｂ）は、フィーチャ開口部にライナ／障壁張り出し部１１５をさらに含む。そのような張り出し部はまた、潜在的なピンチオフ地点になる可能性がある。例（ｃ）は、例（ｂ）内の張り出し部１１５よりも場の領域から遠く離れた狭窄部１１２を含む。以下でさらに記述するように、本明細書で記述する方法は、図１Ｃに描くように、ボイドのない充填を可能にする。

３－Ｄメモリ構造内などの水平方向のフィーチャもまた充填できる。図１Ｄは、狭窄部１５１を含むＶＮＡＮＤ構造１４８内のワード線１５０の例を示す。いくつかの実施形態では、狭窄部は、ＶＮＡＮＤまたは他の構造内に柱が存在することに起因する可能性がある。図１Ｅは、たとえばＶＮＡＮＤ構造内の柱１２５の平面図を示し、図１Ｆは、柱１２５の横断面描画の簡略化した概略図を示す。図１Ｅの矢印は、堆積材料を表し、部位１２７とガス注入口または他の堆積供給源の間に柱１２５が配置されるので、近接する柱は、部位１２７をボイドなしで充填する際に難題となる狭窄部をもたらす。

図１Ｇは、水平方向のフィーチャの、たとえば柱狭窄部１５１を含むＶＮＡＮＤまたは他の構造の図の別の例を提供する。図１Ｇの例は、両端が開いており、矢印により示すように、堆積すべき材料は、横方向に両側から入ることができる（図１Ｇの例は、構造の３－Ｄフィーチャを２－Ｄで描いていると見ることができることに留意されたく、図１Ｇは、充填すべき部位の横断面描写であり、図に示す柱狭窄部は、横断面図というよりはむしろ平面図で見られる狭窄部を表す）。いくつかの実施形態では、３－Ｄ構造は、３次元に（たとえば、図１Ｆの例でＸ、Ｙ、およびＺの方向に）沿って伸展する、充填すべき部位で特徴づけることができ、１次元または２次元に沿って伸展する穴またはトレンチを充填するよりも充填に関してより多くの難題を提示する可能性がある。たとえば、３－Ｄ構造の充填を制御することは、堆積ガスが多次元からフィーチャに入ることがあるので、困難になる可能性がある。さらにまた方法を使用して、図１Ｈに示すようにタングステンワード線への相互接続を充填してよく、この場合、相互接続フィーチャ１７０にタングステンを充填してタングステンワード線１７２に接続してよい。水平配向フィーチャおよび垂直配向フィーチャに関するフィーチャ充填の例を以下で記述する。ほとんどの場合、例は水平配向フィーチャまたは垂直配向フィーチャのいずれにも適用可能であることに留意されたい。

フィーチャ内部の材料分布を材料の段差被覆性により特徴づけてよい。これについて記述するために、「段差被覆性」は、２つの厚さの比として、たとえば、フィーチャの内側にある材料の厚さを開口部近くにある材料の厚さで除算したものとして規定される。これについて記述するために、「フィーチャの内側」という用語は、フィーチャの軸に沿ってフィーチャの中点の周りに配置されたフィーチャの中央部分を表し、たとえば、フィーチャの開口部から測定した、フィーチャの深さに沿った距離の約２５％～７５％の間の部位を、もしくはある種の実施形態ではフィーチャの開口部から測定した、フィーチャの深さに沿った距離の約４０％～６０％の間の部位を、または開口部から測定したときの、フィーチャの軸に沿った距離の約７５％～９５％の間に位置する、フィーチャの末端部分を表す。「フィーチャの開口部の近く」（「ｎｅａｒ ｔｈｅ ｏｐｅｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅ」または「ｎｅａｒ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅ’ｓ ｏｐｅｎｉｎｇ」）という用語は、開口部の縁部、または開口部の縁部を表す他の要素の２５％以内に、またはより具体的には１０％以内に位置するフィーチャの最上部部分を表す。たとえばフィーチャ開口部よりもフィーチャの中央で、またはフィーチャの最下部近くで、フィーチャをより広く充填することにより１００％を超える段差被覆性を達成することができる、またはこの場合、開口部上または開口部近くよりもフィーチャ内部でより厚い膜を堆積させる。

本明細書で記述する方法は、バルク層堆積前にタングステン核形成層堆積を伴う。核形成層は、典型的には自身の上にその後バルクタングステン含有材料を堆積させるのを容易にする薄い等角層である。さまざまな実施形態によれば、フィーチャにタングステンもしくはタングステン含有材料を充填する間に、任意のフィーチャ充填の前および／またはその後の時点に核形成層を堆積させてよい。

ある種の実装形態では、還元剤のパルス、任意選択のパージガス、および反応チャンバから得られるタングステン含有前駆物質を順次に注入して核形成層を堆積させる。所望の厚さを達成するまで処理を周期的手法で反復する。核形成層の厚さは、核形成層堆積法だけではなく所望のバルク堆積品質にも依存する可能性がある。一般に、核形成層の厚さは、高品質で均一なバルク堆積を支援するのに十分である。例は、５Å～１００Å、または１２Å～５０Åの範囲に及んでよい。

原子層堆積（ＡＬＤ）技法は、反応物を一緒に導入する化学蒸着（ＣＶＤ）技法と異なる。ある種の実施形態では、反応チャンバの中に還元剤、任意選択のパージガス、およびタングステン含有前駆物質からなるパルスを順次注入し反応チャンバからパージするＡＬＤ処理により核形成層を堆積させる。所望の厚さを達成するまでこの処理を周期的手法で反復する。

本明細書では、良好な段差被覆、低抵抗率、および良好な充填を達成するタングステン核形成層を堆積させる方法について記述する。方法は、ホウ素含有還元剤とケイ素含有還元剤の両方を使用してＡＬＤ処理でタングステン含有前駆物質と反応させるステップを伴う。

ＡＬＤタングステン処理は、２つ以上の共反応物を順次に配送することにより可能になる２つの半反応を使用してよい。一方の共反応物は、表面を官能化して、基板にタングステン含有化学種を吸着できるようにするように作用する。その後のサイクルは、等角な薄膜の堆積をもたらす。

いくつかの実施形態では、ホウ素含有還元剤とケイ素含有還元剤の混合物を、タングステン含有前駆物質と交互にパルス化する。１つのＡＬＤサイクルを（Ｂ＋Ｓ）／パージ／Ｗ／パージと表現してよく、Ｂはホウ素含有還元剤（たとえば、ジボラン、Ｂ₂Ｈ₆）であり、Ｓはケイ素含有還元剤（たとえば、シラン、ＳｉＨ₄）であり、Ｗはタングステン前駆物質（たとえば、ＷＦ₆）である。反応物パルスの間にパージを遂行してよく、アルゴン（Ａｒ）または他の不活性ガスを使用してパージする。

いくつかの実施形態では、１つのサイクルをＢ／Ｓ／パージ／Ｗ／パージまたはＳ／Ｂ／パージ／Ｗ／パージとして表してよいように、あるサイクルでホウ素含有還元剤およびケイ素含有還元剤からなるパルスを順次配送する。さまざまな実施形態によれば、ＢパルスとＳパルスの間にパージが存在しても、存在しなくてもよい。その結果、サイクルをＢ／パージ／Ｓ／パージ／Ｗ／パージまたはＳ／パージ／Ｂ／パージ／Ｗ／パージとして表してよい。

ホウ素含有還元剤とケイ素含有還元剤の両方を使用することにより、その結果得られるタングステンは、ケイ素含有還元剤だけの処理よりも低抵抗率を有し、ホウ素含有還元剤だけの処理よりも低いボイドパーセンテージおよび応力を有する。ホウ素だけの処理から得られる大きな結晶粒は、低抵抗率をもたらすが、２つのタングステン表面が接合されるときにボイドを生じさせる。ケイ素含有還元剤を使用することにより、低抵抗率を犠牲にすることなくボイドは軽減される。よりよい段差被覆およびより低いボイドパーセンテージは、線の曲がりおよび応力を低減する。

基板温度は、ホウ素含有還元剤の分解を抑制するのに足りるほどに十分低く、約３５０℃以下、たとえば約２５０℃～３００℃の間であってよい。これらの比較的低い温度でさえジボランは分解を受けやすい。Ｂ₂Ｈ₆は、ＡＬＤサイクル中に分解する可能性があり（たとえば、Ｂ₂Ｈ₆→２／３Ｂ₃＋３Ｈ₂）、それにより、処理の段差被覆を低下させる。Ｂ₂Ｈ₆およびＳｉＨ₄を使用することにより、Ｂ₂Ｈ₆の分解は抑制され、段差被覆は改善される。シランを使用する堆積は、典型的にはより高い温度を使用するが、しかしながら、シランのために使用する温度は、同様にホウ素含有還元剤を用いてより低くすることができる。

チャンバ圧力の例は、１０トールから６０トールの間、または１０トール～４０トールの間である。いくつかの実施形態では、チャンバ圧力は１０トールを超える。チャンバ圧力はまた、たとえばフッ素取込みを低減するために１０トール以下であってよい。

図２Ａおよび図２Ｂは、タングステン核形成層を堆積させるための方法のサイクルの例を示すタイミングシーケンス図の例を示し、図２Ａは、ジボランおよびシランの一緒の流れを示し、図２Ｂは、順次の連続する反応物パルスで配送されるジボランおよびシランを示す。

図２Ａおよび図２Ｂのタイミング図にさまざまな修正を行ってよい。いくつかの実施形態では、ジボランパルスおよび／またはシランパルスの間に水素を流してよい。ジボランパルスの間に水素を流すことにより、分解をさらに抑制して、段差被覆に役立つ可能性がある。

図２Ｂでは、ジボランパルスおよびシランパルスの一方または両方は、多重パルスであってよい。たとえば、図２ＢはＢ／Ｓ／Ｗ（パージを含まず）を示すが、あるサイクルはまたｘ（Ｂ）／ｙ（Ｓ）／ｚ（Ｗ）とすることができ、ここで、ｘ、ｙ、およびｚは、１以上の整数である。ｘが２であり、ｙおよびｚが１である場合、シーケンスはＢ／Ｂ／Ｓ／Ｗになり、パルスの間に任意選択のパージがある。この手法で、ケイ素に対するホウ素の比を調整してよい。

同様に、シランは最初であってよく、たとえばｘ（Ｓ）／ｙ（Ｂ）／ｚ（Ｗ）であってよく、ここで、ｘ、ｙ、およびｚは１以上の整数である。いくつかの実施形態では、多数のホウ素含有還元剤パルスまたは多数のケイ素含有還元剤パルスの間に他方の還元剤のパルスを散在させてよい（たとえば、Ｂ／Ｓ／Ｂ／Ｓ／Ｗ）。

さらになお、いくつかの実施形態では、１つまたは複数のタングステン含有前駆物質パルスは、各サイクルで還元剤パルスに先行してよい。

タングステン含有前駆物質は、フッ化タングステン（たとえば、ＷＦ₆）および塩化タングステン（たとえば、ＷＣｌ₅およびＷＣｌ₆）を含む、ホウ素還元剤により還元できるタングステンハロゲン化物であってよい。上記でホウ素含有還元剤としてジボランについて記述するが、方法は、他のホウ素含有により実装されてよい。例はヘキサボランおよびトリボランを含む。上記でホウ素含有還元剤としてシランについて記述するが、方法は、他のケイ素含有還元剤により実装されてよい。例はジシランを含む。

ホウ素および／またはケイ素は、一般に容易に感知できるレベルでタングステン膜の中に組み入れられることはないことに留意されたい。

バルク堆積
核形成層堆積後、フィーチャにバルクタングステン層を充填する。いくつかの実装形態では、堆積チャンバの中に還元剤およびタングステン含有前駆物質を流してフィーチャ内にバルク充填層を堆積させるＣＶＤ処理によりタングステンバルク堆積を行うことができる。いくつかの実装形態では、堆積チャンバの中に還元剤およびタングステン含有前駆物質を順次に導入してフィーチャ内にバルク充填層を堆積させるＡＬＤ処理によりタングステンバルク堆積を行うことができる。ＣＶＤを使用する場合、この堆積は、所望の量を堆積させるまで反応物を連続的に流すステップを伴う可能性がある。ある種の実装形態では、ＣＶＤ動作は、多段階で行われてよく、反応物が連続して同時に流れる多数の期間は、進路を変更された１つまたは複数の反応物が流れる期間によって隔てられる。さらになお、フィーチャ充填中にタングステン成長および／またはエッチングを禁止してよい。

ＷＦ₆、ＷＣｌ₆、およびＷ（ＣＯ）₆を含むがそれらに限定されないさまざまなタングステン含有ガスをタングステン含有前駆物質として使用できる。ある種の実装形態では、タングステン含有前駆物質は、ＷＦ₆などのハロゲン含有化合物である。ある種の実装形態では、還元剤は、水素ガスであるが、シラン（ＳｉＨ₄）、ジシラン（Ｓｉ₂Ｈ₆）、ヒドラジン（Ｎ₂Ｈ₄）、ジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）、およびゲルマン（ＧｅＨ₄）を含む他の還元剤を使用してよい。多くの実装形態では、ＣＶＤ処理で還元剤として水素ガスを使用する。いくつかの他の実装形態では、分解してバルクタングステンを形成できるタングステン前駆物質を使用できる。バルクタングステンはまた、ＡＬＤ処理を含む他のタイプの処理を使用して行われてよい。

さまざまな実装形態によれば、ある種のフィーチャ輪郭を達成するまで、および／または一定量のタングステンを堆積させるまで堆積を続行してよい。いくつかの実装形態では、堆積時間および他の関連パラメータをモデル化および／または試行錯誤により決定してよい。たとえば、ピンチオフまでフィーチャ内にタングステンを等角に堆積できる内側から外側への充填処理のための最初の堆積については、フィーチャ寸法、タングステンの厚さ、およびピンチオフの達成に対応する堆積時間に基づき決定するのが簡単であることがある。いくつかの実装形態では、処理チャンバは、堆積動作の終点を検出するために、本来の場所で度量衡測定を遂行するさまざまなセンサを備え付けてよい。本来の場所での度量衡の例は、堆積した膜の厚さを測定するための光学顕微鏡法および蛍光Ｘ線（Ｘ－Ｒａｙ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ、ＸＲＦ）を含む。

本明細書で記述するタングステン膜は、使用する特定の前駆物質および処理に応じて、いくらかの量の他の化合物、ドーパント、および／または不純物、たとえば窒素、炭素、酸素、ホウ素、リン、硫黄、ケイ素、ゲルマニウムなどを含んでよいことを理解されたい。膜内のタングステン含有量は、２０％～１００％の（原子）タングステンの範囲に及んでよい。多くの実装形態では、膜はタングステンに富み、少なくとも５０％の（原子）タングステンを、またはさらには少なくとも約６０％、７５％、９０％、または９９％の（原子）タングステンを有する。いくつかの実装形態では、膜は、金属または元素のタンスステン（Ｗ）、および炭化タングステン（ＷＣ）、窒化タングステン（ＷＮ）などのような他のタングステン含有化合物の混合物であってよい。

これらの材料のＣＶＤ堆積およびＡＬＤ堆積は、任意の適切な前駆物質を使用するステップを含むことができる。たとえば、窒化タングステンのＣＶＤ堆積およびＡＬＤ堆積は、ハロゲン含有およびハロゲンなしの、タングステン含有および窒素含有の化合物を使用するステップを含むことができる。

実験的なもの
処理Ａおよび処理Ｂを使用する３Ｄ－ＮＡＮＤ構造でタングステン核形成層のＡＬＤを遂行した。さまざまなワード線（ＷＬ）高さでボイドパーセンテージを測定した。ＡＬＤタングステン核形成処理後、すべての処理で同じバルクタングステン堆積処理が続いた。

処理Ａ：（Ｂ₂Ｈ₆－Ａｒパージ－ＷＦ₆－Ａｒパージ）の多重サイクル

処理Ｂ：（Ｂ₂Ｈ₆－Ａｒパージ－ＳｉＨ₄－Ａｒパージ－ＷＦ₆）の多重サイクル

上記の表から理解できるように、シランおよびジボランを使用した結果、ボイドパーセンテージは著しく低下した。処理Ｃ：（Ｂ₂Ｈ₆＋ＳｉＨ₄混合物－Ａｒパージ－ＷＦ₆）の多重サイクルを使用し、その結果、ホウ素だけに関する９．７％と比較して７．７％の平均ボイドパーセンテージを得た。

処理の詳細を以下の表に示す。

処理Ｄ、Ｅ、Ｆを使用して核形成層を堆積させて、平面基板上に堆積させた膜に関して膜特性を測定した。すべての処理に関してバルク堆積は同じであった。
処理Ｄ：（Ｂ₂Ｈ₆－Ａｒパージ－ＷＦ₆－Ａｒパージ）の多重サイクル、核形成層の間の基板温度は２２５℃
処理Ｅ：（Ｂ₂Ｈ₆－Ａｒパージ－ＳｉＨ₄－Ａｒパージ－ＷＦ₆）の多重サイクル、核形成層の間の基板温度は３００℃
処理Ｆ：（Ｂ₂Ｈ₆－Ａｒパージ－ＳｉＨ₄－Ａｒパージ－ＷＦ₆）の多重サイクル、核形成層の間の基板温度は２７５℃
処理の詳細を以下の表に示す。

膜（核形成＋バルク）特性を以下の表に示す。

上記の表の結果は、ホウ素含有還元剤およびケイ素含有還元剤を使用して核形成層を形成することにより、膜抵抗率が改善されることを示す。充填を妥協することなく温度を低減することにより応力を低くできる。

装置
任意の適切なチャンバを使用して、開示する実施形態を実装してよい。堆積装置の例はさまざまなシステムを、たと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）もしくはＡＬＴＵＳ（登録商標） Ｍａｘ、またはさまざまな他の市販の処理システムのうちいずれかを含む。いくつかの実施形態では、単一堆積チャンバ内部に位置決めされた２つ、５つ、またはさらに多くの堆積ステーションのうちの１つである第１のステーションで原子層堆積（ＡＬＤ）を遂行してよい。したがってたとえば、基板表面に局所化された空気を生み出す個々のガス供給システムを使用して、第１のステーションで半導体基板の表面にジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）／シラン（ＳｉＨ₄）の一緒の流れおよび六フッ化タングステン（ＷＦ₆）を、交互に繰り返すパルスの形で導入してよい。タングステンバルク層堆積用に別のステーションを使用してよい。２つ以上のステーションを使用して、並列処理でタングステンを堆積させてよい。あるいは、２つ以上のステーションにわたり動作を順次に遂行させるように、ウエハにインデックスを付けてよい。別の例では、ジボラン、シラン、およびタングステン前駆物質の投与は、核形成層を堆積させる第１のステーションで順次に導入され、任意選択でパージによって隔てられてよい。なおさらに、多数のステーションでタングステン核形成層堆積を遂行するように、これらの反応物パルスの１つまたは複数を１つまたは複数の追加ステーションで遂行してよい。

いくつかの実施形態では、装入物体積（装入物容器とも呼ばれる）を使用して、チャンバにガス投与量を導入する。図３は、シランおよびジボラン用に別個の装入物体積を使用する、そのようなシステムの例を示す。これにより、シランおよびジボランはチャンバに別個に（一緒の流れまたは順次投与で）導入できるようになり、導入前に反応が行われるのを防止する。

図４は、実施形態による、堆積処理を行うのに適した処理システムの概略図である。システム４００は移送モジュール４０３を含む。移送モジュール４０３は、さまざまな反応器モジュールの間で基板を動かすとき、処理されている基板が汚染する危険性を最小にする清潔な加圧環境を提供する。移送モジュール４０３に搭載されるのは、さまざまな実施形態によるＡＬＤおよびＣＶＤを遂行できる多重ステーション反応器４０９である。多重ステーション反応器４０９は、開示する実施形態に従って動作を順次に遂行してよい多数のステーション４１１、４１３、４１５、および４１７を含んでよい。たとえば、多重ステーション反応器４０９は、ステーション４１１が、塩素含有タングステン前駆物質またはフッ素含有前駆物質を使用してタングステン核形成層堆積を遂行し、ステーション４１３が、さまざまな実施形態によるＡＬＤタングステン堆積動作を遂行するように構成されてよい。いくつかの実施形態では、ステーション４１５はまた、ＡＬＤタングステン堆積動作を形成してよく、ステーション４１７は、ＣＶＤ動作を遂行してよい。

ステーションは、加熱された台座もしくは基板支持物、１つもしくは複数のガス注入口、またはシャワーヘッドもしくは分散プレートを含んでよい。基板支持物５０２およびシャワーヘッド５０３を含む堆積ステーション７００の例を図５に描く。台座部分５０１にヒータを提供してよい。

図４に戻ると、同じく移送モジュール５０３に搭載されているのは、プラズマ事前洗浄もしくは化学（プラズマ以外の）事前洗浄、他の堆積動作、またはエッチング動作を遂行できる１つまたは複数の単一ステーションモジュールまたは多重ステーションモジュール４０７であってよい。さらにまたモジュールをさまざまな処置用に使用して、たとえば堆積処理用の基板を準備してよい。システム４００はまた、処理前後にウエハを貯蔵する１つまたは複数のウエハ供給源モジュール４０１を含む。大気移送チャンバ４１９内の大気ロボット（図示せず）は、最初に供給源モジュール４０１からロードロック４２１にウエハを移してよい。移送モジュール４０３内のウエハ移送機器（一般にロボット・アーム・ユニット）は、ロードロック４２１から、移送モジュール４０３に搭載されたモジュールへ、および移送モジュール４０３に搭載されたモジュールの間でウエハを動かす。

さまざまな実施形態では、システムコントローラ４２９を用いて、堆積中の処理条件を制御する。コントローラ４２９は、典型的には１つまたは複数の記憶装置、および１つまたは複数のプロセッサを含む。プロセッサは、ＣＰＵまたはコンピュータ、アナログおよび／またはデジタルの入力／出力接続、ステップモータ・コントローラ・ボードなど含んでよい。

コントローラ４２９は、堆積装置の活動のすべてを制御してよい。システムコントローラ４２９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（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）電力レベル、ウエハチャックまたは台座の位置、および特定の処理の他のパラメータを制御するための命令セットを含むシステム制御ソフトウェアを実行する。いくつかの実施形態では、コントローラ４２９に関連する記憶装置に記憶された他のコンピュータプログラムを用いてよい。

典型的には、コントローラ４２９に関連するユーザインタフェースが存在する。ユーザインタフェースは、表示画面、装置および／または処理条件のグラフィカルソフトウェア表示、ならびにポインティング機器、キーボード、タッチ画面、マイクロホンなどのようなユーザ入力機器を含んでよい。

システム制御論理は、任意の適切な方法で構成されてよい。一般に、論理を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できる。駆動回路を制御するための命令は、ハードコードされてよい、またはソフトウェアとして提供されてよい。命令は、「プログラミング」により提供されてよい。そのようなプログラミングは、デジタル・シグナル・プロセッサ、特定用途向け集積回路、および特有のアルゴリズムをハードウェアとして実装した他の素子内にハードコードされた論理を含む、任意の形の論理を含むと理解される。プログラミングはまた、汎用プロセッサ上で実行されてよいソフトウェア命令またはファームウェア命令を含むと理解される。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よい。

ゲルマニウム含有還元剤パルス、水素の流れ、およびタングステン含有前駆物質パルス、ならびに処理シーケンスでの他の処理を制御するためのコンピュータコードを、任意の従来のコンピュータ可読プログラミング言語で、たとえば、アセンブリ言語、Ｃ、Ｃ＋＋、パスカル、フォートランなどで書くことができる。プロセッサは、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を実行して、プログラムで識別されたタスクを遂行する。さらにまた示すように、プログラムコードをハードコードしてよい。

コントローラパラメータは、たとえば処理ガスの組成および流量、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の処理条件に関係がある。これらのパラメータは、レシピの形でユーザに提供され、ユーザインタフェースを利用して入力されてよい。

処理を監視するための信号は、システムコントローラ４２９のアナログおよび／またはデジタルの入力接続により提供されてよい。処理を制御するための信号を堆積装置４００のアナログおよびデジタルの出力接続上に出力する。

多くの異なる方法でシステムソフトウェアを設計または構成してよい。たとえば、さまざま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書いて、開示する実施形態による堆積処理を行うために必要なチャンバ構成要素の動作を制御してよい。この目的のためのプログラムまたはプログラムのセクションの例は、基板位置決めコード、処理ガス制御コード、圧力制御コード、およびヒータ制御コードを含む。

いくつかの実装形態では、コントローラ４２９は、上述の例の一部であってよいシステムの一部である。そのようなシステムは、１つもしくは複数の処理ツール、１つもしくは複数のチャンバ、処理するための１つもしくは複数のプラットフォーム、および／または特有の処理構成要素（ウエハペダル、ガス流システムなど）を含む半導体処理設備を含むことができる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは半導体基板を処理する前、処理する間、および処理後に自身の動作を制御するための電子機器と一体化されてよい。電子機器は、１つまたは複数のシステムのさまざまな構成要素または下位区分を制御してよい「コントローラ」と呼ばれることがある。処理要件および／またはシステムのタイプに応じてコントローラ４２９をプログラムして、処理ガスの配送、温度設定（たとえば、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での無線周波数（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体配送設定、位置および動作の設定、ツールおよび他の移送ツールの中へ、およびそれらから外へのウエハ移送、ならびに／または特有のシステムに接続された、もしくはそれとインタフェースをとるロードロックを含む、本明細書で開示する処理のいずれも制御してよい。

大まかに言って、コントローラは、さまざまな集積回路、論理回路、メモリ、および／または命令を受け取り、命令を発行し、動作を制御し、クリーニング動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどを行うソフトウェアを有する電子回路として規定されてよい。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形をとるチップ、デジタル・シグナル・プロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）として規定されるチップ、および／またはプログラム命令（たとえば、ソフトウェア）を実行する１つもしくは複数のマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラを含んでよい。プログラム命令は、半導体ウエハ上での、もしくは半導体ウエハのための、またはシステムに対する特定の処理を行うための動作パラメータを規定するさまざまな個々の設定（またはプログラムファイル）の形でコントローラに伝達される命令であってよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、１つもしくは複数の層、材料、金属、酸化物、ケイ素、酸化ケイ素、表面、回路、および／またはウエハのダイを製作する間、１つまたは複数の処理ステップを達成するために処理技術者が規定するレシピの一部であってよい。

コントローラ４２９は、いくつかの実装形態では、システムと一体化された、システムに連結された、システムに他の方法でネットワーク化された、またはそれらを組み合わせたコンピュータの一部であってよい、またはそのコンピュータに結合されてよい。たとえば、コントローラ４２９は、「クラウド」の中にあってよい、または半導体工場のホスト・コンピュータ・システムのすべて、もしくは一部であってよく、これにより、ウエハ処理の遠隔アクセスを可能にできる。コンピュータは、製作動作の現在の進展を監視し、過去の製作動作の履歴を調べ、複数の製作動作から傾向または性能指標を調べるためにシステムへの遠隔アクセスを可能にして、現在の処理のパラメータを変更して、現在の処理に続く処理ステップを設定してよい、または新しい処理を開始してよい。いくつかの例では、遠隔コンピュータ（たとえば、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んでよいネットワークを介してシステムに処理レシピを提供できる。遠隔コンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインタフェースを含んでよく、パラメータおよび／または設定は、次いで遠隔コンピュータからシステムに伝達される。いくつかの例では、コントローラは、１つまたは複数の動作の間に遂行すべき処理ステップごとにパラメータを指定する、データの形をとる命令を受け取る。パラメータは、遂行すべき処理のタイプ、およびコントローラがインタフェースをとる、または制御するように構成されたツールのタイプに特有であってよいことを理解されたい。したがって、上記で記述したように、コントローラは、本明細書で記述する処理および制御などの共通の目的に向かって作動する、一緒にネットワーク化された１つまたは複数の別個のコントローラを含むことによるなど、分散させられてよい。そのような目的のための分散コントローラのある例は、チャンバ上の処理を制御するために組み合わせる（プラットフォームレベルで、または遠隔コンピュータの一部としてなど）遠隔に位置する１つまたは複数の集積回路と通信状態にある、チャンバ上の１つまたは複数の集積回路である。

限定することなく、システムの例は、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、金属メッキ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、ベベル縁部エッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着法（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、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（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｅｔｃｈ、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、トラック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／または製造に関連づけられてよい、またはそれで使用されてよい、任意の他の半導体処理システムを含んでよい。

上記で指摘したように、ツールが遂行すべき１つまたは複数の処理ステップに応じて、コントローラは、他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインタフェース、近接するツール、隣接するツール、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、または半導体製造工場内のツールの場所および／またはロードポートとの間でウエハの容器を運ぶ材料搬送で使用するツールのうち１つまたは複数と通信してよい。

コントローラ４２９は、さまざまなプログラムを含んでよい。基板位置決めプログラムは、基板を台座またはチャックの上にロードして、基板とガス注入口および／またはターゲットなどのチャンバの他の部分との間の間隔を制御するために使用す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よい。処理ガス制御プログラムは、ガス組成、流量、パルス時間を制御するためのコード、および任意選択でチャンバ内の圧力を安定化するために堆積前にチャンバの中にガスを流すためのコードを含んでよい。圧力制御プログラムは、たとえばチャンバの排気システム内の絞り弁を加減することによりチャンバ内の圧力を制御するためのコードを含んでよい。ヒータ制御プログラムは、基板を加熱するために使用する加熱ユニットに至る電流を制御するためのコードを含んでよい。代わりに、ヒータ制御プログラムは、ヘリウムなどの伝熱ガスをウエハチャックに配送することを制御してよい。

堆積中に監視してよいチャンバセンサの例は、質量流コントローラ、圧力計などの圧力センサ、および台座またはチャック内に位置する熱電対を含む。これらのセンサから得られるデータを用いて、適切にプログラムされたフィードバックおよび制御のアルゴリズムを使用して、所望の処理条件を維持してよい。

装置は、図４に概略的に示すように、さまざまなガス分配管路に管路装入物を提供するガス多岐管システムを含んでよい。多岐管４０４は、タングステン含有前駆物質ガスの供給源（図示せず）からの入力４０２を有し、多岐管４１１は、水素または他の還元剤の供給源（図示せず）からの入力４０９を有し、多岐管４２１は、不活性パージガスの供給源（図示せず）からの入力４１９を有する。多岐管４０４、４１１、および４２１は、それぞれ弁を備えた分配管路４０５、４１３、および４２５を通して堆積チャンバにタングステン含有前駆物質ガス、還元ガス、およびパージガスを提供する。さまざまな弁を開閉して、管路装入物を提供する、すなわち、分配管路を加圧する。たとえば分配管路４０５を加圧するために、弁４０６を閉じて真空にし、弁４０８を閉じる。適切な時間経過後、弁４０８を開き、タングステン含有前駆物質ガスをチャンバに配送する。バルク層のＡＬＤ堆積中にタングステン前駆物質を高圧まで（たとえば、４００トールまで）充満させることにより、いくつかの実施形態では抵抗率を改善できる。ガスを配送するのに適した時間後、弁４０８を閉じる。次いで真空にする弁４０６を開けることにより、真空になるまでチャンバをパージできる。

類似の処理を使用して、還元ガスおよびパージガスを配送する。還元ガスを導入するために、たとえば、弁４１５を閉じて、真空にする弁４１７を閉じることにより分配管路４１３を充満させる。弁４１５を開けることにより、チャンバに還元ガスを配送できるようになる。同様に、パージガスを導入するために、弁４２７を閉じて、真空にする弁４２３を閉じることにより分配管路４２５を充満させる。弁４２７を開けることにより、チャンバにアルゴンガスまたは他の不活性パージガスを配送できるようになる。管路装入物を許容する時間により、ガスを最初に配送する量およびタイミングは変化する。

図４はまた、弁４０６、４１７、および４２３をそれぞれ開けて、システムをパージできる真空ポンプを示す。さまざまな分配管路を通したガス供給は、流量、流れの継続時間、処理の順序づけをプログラムされたマイクロプロセッサ、デジタル・シグナル・プロセッサなどにより制御される質量流コントローラなどのコントローラにより制御される。

上述の処理は、堆積中に弁および質量流コントローラ（ｍａｓｓ ｆｌｏｗ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、ＭＦＣ）が半導体基板に試薬のパルスを供給する正確なタイミングを必要とすることがあることに留意されたい。これを可能にする１つの方法では、埋め込まれたデジタル入力・出力コントローラ（ｉｎｐｕｔ－ｏｕｔｐｕｔ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、ＩＯＣ）に、堆積シーケンスのすべてまたは一部に関する、時間制約が厳しいコマンドすべてに関する命令を包含する別個の情報パケットの形で弁およびＭＦＣのコマンドを配送する。Ｌａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ社のＡＬＴＵＳシステムは、少なくとも１つのＩＯＣシーケンスを提供する。ＩＯＣは、装置内のさまざまな地点に、たとえば処理モジュール内部に、または処理モジュールから少しの距離だけ離して置かれているスタンドアロンの電源ラック上に物理的に配置できる。各モジュール内に多数のＩＯＣが（たとえば、モジュールあたり３つ）存在してよい。シーケンス内に含まれる実際の命令に関して、（キャリアガスおよび反応物ガスすべてに関して）弁を制御し、流れを設定するための、ＭＦＣに向けたコマンドすべてを単一ＩＯＣシーケンスに含んでよい。これは、すべての機器のタイミングが絶対的観点から、さらにまた互いに対して厳密に制御されることを確実にする。典型的には任意の所与の時点に多数のＩＯＣシーケンスが走っている。これにより、たとえばＡＬＤは、ステーション１および２で作動することができるようになり、すべてのタイミングは、ステーション１および２でＡＬＤ－Ｗ核形成層を堆積させるために必要なすべてのハードウェア構成要素のために制御される。第２のシーケンスを同時に走らせながら、同じモジュール内の他の堆積ステーションで上述のタイミングシーケンスを使用してタングステンバルクを堆積させてよい。機器がステーション３および４に試薬を配送するのを制御する相対的タイミングは、機器のそのグループ内部で重要であるが、ステーション１および２でのＡＬＤ処理の相対的タイミングをステーション３および４の相対的タイミングからずらすことができる。ＩＯＣは、パケット化されたシーケンス内の情報を変換し、ＭＦＣ、または弁を制御する空気ソレノイド列にデジタルまたはアナログのコマンド信号を直接に配送する。

タングステン含有ガスのパルスを以下のように発生させてよい。最初にシステムは、ＭＦＣまたは他の流れ制御機器が安定している間、ある期間の間ＷＦ₆の進路を真空ポンプに変更する。一例ではこれを約０．５秒～５秒の間の期間に行ってよい。次にシステムは、進路変更放出口４０６と堆積チャンバに至る放出口４０８の両方を閉じることにより、タングステンガス配送多岐管を加圧する。これを、たとえば約０．１秒～５秒の間の期間に行って、堆積チャンバに至る放出口が開いたときの試薬の初期バーストを生み出してよい。これは、一例では約０．１秒～１０秒の間、放出口弁４０８を開けることにより達成される。その後、適切なパージガスを使用して堆積チャンバからタングステン含有ガスをパージする。類似の手法で他の試薬の流れをパルス化してよい。

前述は、開示する実施形態を単一チャンバまたはマルチチャンバの半導体処理ツール内に実装することについて記述している。本明細書で記述する装置および方法は、たとえば半導体素子、表示装置、ＬＥＤ、光起電力パネルなどを製作または製造するために、リソグラフィによるパターン形成ツールまたはパターン形成処理と関連づけて使用されてよい。典型的には、必ずしもではないが、そのようなツールは共通の製作施設で一緒に使用される、またはそのような処理は共通の製作施設で一緒に行われる。リソグラフィによる膜のパターン形成は、典型的には、（１）スピン・オン・ツールまたはスプレー・オン・ツールを使用して、加工物、すなわち基板上にフォトレジストを適用するステップ、（２）ホットプレートまたは炉またはＵＶ硬化ツールを使用してフォトレジストを硬化させるステップ、（３）ウエハステッパなどのツールを用いて可視光またはＵＶ光またはＸ線光にフォトレジストを曝露するステップ、（４）レジストを選択的に除去し、それによりウェットベンチなどのツールを使用してレジストをパターン形成するように、レジストを現像するステップ、（５）ドライエッチングツールまたはプラズマ支援エッチングツールを使用することにより、下にある膜または加工物の中にレジストパターンを移すステップ、ならびに（６）ＲＦまたはマイクロ波のプラズマレジスト剥離液などのツールを使用してレジストを除去するステップのうち一部またはすべてを含み、各ステップはいくつかの想定されるツールを具備する。

前述の実施形態について、理解を明確にするためにいくらか詳細に記述してきたが、添付の特許請求の範囲内で一定の変更および修正を実施してよいことは明らかであろう。本実施形態の処理、システム、および装置を実装する代替方法が多くあることに留意されたい。したがって、本実施形態は、例示的であり、かつ制限するものではないと考えるべきであり、実施形態は、本明細書で示す詳細に限定されるべきではない。

Claims (17)

1. 方法であって、
   チャンバ内にフィーチャを含む基板を提供するステップと、
   原子層堆積（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）処理の１つまたは複数のサイクルを遂行することにより前記フィーチャ内にタングステン核形成層を堆積させるステップを備え、
   各前記サイクルは、
   前記チャンバ内に１つまたは複数のホウ素含有還元剤投与量を流すステップと、
   前記チャンバ内に１つまたは複数のケイ素含有還元剤投与量を流すステップであって、前記１つまたは複数のホウ素含有還元剤投与および前記１つまたは複数のケイ素含有還元剤投与は、順次の反応物投与であるステップと、
   前記チャンバ内に前記１つまたは複数のホウ素含有還元剤投与量および前記１つまたは複数のケイ素含有還元剤投与量を流す前記ステップの後に、前記チャンバ内に１つまたは複数のタングステン含有前駆物質パルスを流すステップと、を備える、
   方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記フィーチャは、垂直配向側壁を備える３－Ｄ ＮＡＮＤ構造でのワード線（ｗｏｒｄｌｉｎｅ ＷＬ）フィーチャであり、前記側壁内の複数の開口部は、複数の水平配向ＷＬフィーチャにつながる方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、前記順次の反応物投与の間に前記チャンバをパージするステップをさらに備える方法。
4. 請求項１に記載の方法であって、前記タングステン核形成層上にバルクタングステン層を堆積させるステップをさらに備える方法。
5. 請求項４に記載の方法であって、還元剤として水素（Ｈ₂）を使用して前記原子層堆積処理により前記バルクタングステン層を堆積させる方法。
6. 請求項１に記載の方法であって、各前記サイクルは、前記ホウ素含有還元剤投与から始まる方法。
7. 請求項１に記載の方法であって、各前記サイクルは、前記ケイ素含有還元剤投与から始まる方法。
8. 方法であって、
   垂直配向側壁を備える３－Ｄ ＮＡＮＤ構造を提供するステップであって、前記側壁内の複数の開口部は、チャンバ内の複数の水平配向ワード線（ＷＬ）フィーチャにつながるステップと、
   原子層堆積（ＡＬＤ）処理の１つまたは複数のサイクルを遂行することにより前記ＷＬフィーチャ内にタングステン核形成層を堆積させるステップと、を備え、
   各前記サイクルは、
   前記チャンバ内に１つまたは複数のホウ素含有還元剤投与量を流すステップと、
   前記チャンバ内に１つまたは複数のシラン投与量を流すステップと、
   前記チャンバ内に前記１つまたは複数のホウ素含有還元剤投与量および１つまたは複数のケイ素含有還元剤投与量を流す前記ステップの後に、前記チャンバ内に１つまたは複数のタングステン含有前駆物質パルスを流すステップと、を備える、
   方法。
9. 請求項８に記載の方法であって、前記１つまたは複数のホウ素含有還元剤投与および前記１つまたは複数のケイ素含有還元剤投与は、順次の反応物投与である方法。
10. 請求項９に記載の方法であって、各前記サイクルは、前記ホウ素含有還元剤投与から始まる方法。
11. 請求項９に記載の方法であって、各前記サイクルは、前記ケイ素含有還元剤投与から始まる方法。
12. 請求項８に記載の方法であって、前記ホウ素含有還元剤投与量を前記ケイ素含有還元剤投与量と一緒に流す方法。
13. 請求項８に記載の方法であって、前記順次の反応物投与の間に前記チャンバをパージするステップをさらに備える方法。
14. 請求項８に記載の方法であって、前記タングステン核形成層上にバルクタングステン層を堆積させるステップをさらに備える方法。
15. 請求項１４に記載の方法であって、還元剤として水素（Ｈ₂）を使用して前記原子層堆積処理により前記バルクタングステン層を堆積させる方法。
16. 装置であって、
    （ａ）基板を支持するように構成された基板支持物をそれぞれ備える１つまたは複数の処理ステーションを備える処理チャンバと、
    （ｂ）真空に連結するための少なくとも１つの放出口と、
    （ｃ）１つまたは複数の処理ガス供給源に連結した１つまたは複数の処理ガス注入口と、
    （ｄ）前記装置内の動作を制御するためのコントローラを備え、
    前記コントローラは、
    前記処理チャンバ内に１つまたは複数のホウ素含有還元剤投与量を流し、
    前記処理チャンバ内に１つまたは複数のケイ素含有還元剤投与量を流し、
    前記チャンバ内に前記１つまたは複数のホウ素含有還元剤投与量および前記１つまたは複数のケイ素含有還元剤投与量を流した後に、前記チャンバ内に１つまたは複数のタングステン含有前駆物質パルスを流す、
    ための機械可読命令を備える、
    装置。
17. 請求項１６に記載の装置であって、前記処理ガス供給源は、装入物体積を備える装置。

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