JP7516485B2

Methods for forming a metallic film on a substrate by cyclical deposition and related semiconductor device structures

Abstract

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JP7516485B2, drawing sheet 1
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19 claims: 4 independent, 15 dependent

  1. 1
    内部に基材を保持するために構成され、配置されている反応チャンバー;反応チャンバーに流動的に連結されている第1の前駆体反応物質源;反応チャンバーに流動的に連結されている第2の前駆体反応物質源;及び第1の前駆体反応物質源及び第2の前駆体反応物質源と電子的に連絡しているシステム動作及び制御機構;を含む基材上に金属性膜を形成するシステムであって、第1の前駆体反応物質源は、銅、ニッケル又はコバルトの少なくとも1つを含むハロゲン非含有金属前駆体を保持するために構成され、配置されており、ハロゲン非含有金属前駆体は、少なくとも1つの酸素原子又は少なくとも1つの窒素原子を介して金属原子に結合する少なくとも1つの配位子を含み、第2の前駆体反応物質源は、炭化水素置換ヒドラジン前駆体を保持するために構成され、配置されており、システム動作及び制御機構は、ハロゲン非含有金属前駆体が第1の前駆体反応物質源から反応チャンバーまで選択的に流れるように、炭化水素置換ヒドラジン前駆体が第2の前駆体反応物質源から反応チャンバーまで選択的に流れるように、構成されており、システム動作及び制御機構は、さらに、ハロゲン非含有金属前駆体を第1の前駆体反応物質源から反応チャンバーまで流すこと、炭化水素置換ヒドラジン前駆体を第2の前駆体反応物質源から反応チャンバーまで流すこと、ハロゲン非含有金属前駆体を反応チャンバーから排出した後に、炭化水素置換ヒドラジン前駆体を第2の前駆体反応物質源から反応チャンバーまで流すこと、を含む動作を行うために構成され、配置されており、金属性膜は、ハロゲン非含有金属前駆体及び炭化水素置換ヒドラジン前駆体が反応チャンバーに流されて基材と接触したことにより基材上に形成され、ハロゲン非含有金属前駆体を反応チャンバーから排出することが、パージガスをパージガス源から反応チャンバーまで流すことを含み、炭化水素置換ヒドラジン前駆体を反応チャンバーまで流した後、直ぐにハロゲン非含有金属前駆体を反応チャンバーに流すか、又は直ぐにパージガスを反応チャンバーまで流す、前記システム。
  2. 2
    パージガスを保持するために構成され、配置されている反応チャンバーに流動的に連結されているパージガス源をさらに含む、請求項1に記載のシステム。
  3. 3
    パージガスは、アルゴンガス、窒素ガス又はヘリウムガスの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のシステム。
  4. 4
    前記動作が、ハロゲン非含有金属前駆体を第1の前駆体反応物質源から反応チャンバーまで流すこと、及び、炭化水素置換ヒドラジン前駆体を第2の前駆体反応物質源から反応チャンバーまで流すこと、を交互に及び連続して行うことを含む、請求項1に記載のシステム。
  5. 5
    炭化水素置換ヒドラジン前駆体がC1-C10炭化水素基を含む、請求項1に記載のシステム。
  6. 6
    炭化水素置換ヒドラジン前駆体が芳香族炭化水素基を含む、請求項1に記載のシステム。
  7. 7
    炭化水素置換ヒドラジン前駆体が、分枝鎖アルキル基又は少なくとも4個の炭素原子を有するアルキル基のsec-又はtert-異性体を含む、請求項1に記載のシステム。
  8. 8
    ハロゲン非含有金属前駆体が、少なくとも1つの二座配位子を含む、請求項1に記載のシステム。
  9. 9
    ハロゲン非含有金属前駆体が、少なくとも2つのハロゲン非含有配位子を含む、請求項1に記載のシステム。
  10. 10
    ハロゲン非含有金属前駆体及び炭化水素置換ヒドラジン前駆体が、プラズマ反応物質を含まない、請求項1に記載のシステム。
  11. 11
    内部に基材を保持するために構成され、配置されている反応チャンバー;反応チャンバーに流動的に連結されている第1の前駆体反応物質源;反応チャンバーに流動的に連結されている第2の前駆体反応物質源;及び第1の前駆体反応物質源及び第2の前駆体反応物質源と電子的に連絡しているシステム動作及び制御機構;を含む基材上に金属性膜を形成するシステムであって、第1の前駆体反応物質源は、銅、ニッケル又はコバルトの少なくとも1つを含むハロゲン非含有金属前駆体を保持するために構成され、配置されており、 前記金属前駆体は、少なくとも1つの酸素原子又は少なくとも1つの窒素原子を介して金属原子に結合する少なくとも1つの配位子を含み、 第2の前駆体反応物質源は、炭化水素置換ヒドラジン前駆体を保持するために構成され、配置されており、システム動作及び制御機構は、ハロゲン非含有金属前駆体を基材と接触させること、及び、炭化水素置換ヒドラジン前駆体を基材と接触させること、を含む、基材上に周期的堆積を完了するための動作を行うように構成され、配置されており、炭化水素置換ヒドラジン前駆体を基材と接触させた後、直ぐにハロゲン非含有金属前駆体を基材と接触させるか、又はハロゲン非含有金属前駆体を基材と接触させた後パージガスを反応チャンバーまで流すことを含む介在動作を直ぐに行う、前記システム。
  12. 12
    周期的堆積は、原子層堆積を含む、請求項11に記載のシステム。
  13. 13
    前記周期的堆積は、周期的化学蒸着を含む、請求項11に記載のシステム。
  14. 14
    炭化水素置換ヒドラジン前駆体が、C1-C10炭化水素基を含む、請求項11に記載のシステム。
  15. 15
    パージガスを含み、反応チャンバーに流動的に連結されているパージガス源をさらに含む、請求項11に記載のシステム。
  16. 16
    前記動作が、ハロゲン非含有金属前駆体を基材と接触させること、及び、炭化水素置換ヒドラジン前駆体を基材と接触させること、を交互に及び連続して行うことを含む、請求項11に記載のシステム。
  17. 17
    前記炭化水素置換ヒドラジン前駆体が、アルキル置換ヒドラジンを含む、請求項11に記載のシステム。
  18. 18
    内部に基材を保持するために構成され、配置されている反応チャンバー;反応チャンバーに流動的に連結されている第1の前駆体反応物質源;反応チャンバーに流動的に連結されている第2の前駆体反応物質源;及び第1の前駆体反応物質源及び第2の前駆体反応物質源と電子的に連絡しているシステム動作及び制御機構;を含む基材上に金属性膜を形成するシステムであって、第1の前駆体反応物質源は、銅、ニッケル又はコバルトの少なくとも1つを含むハロゲン非含有金属前駆体を保持するために構成され、配置されており、ハロゲン非含有金属前駆体は、少なくとも1つの酸素原子又は少なくとも1つの窒素原子を介して金属原子に結合する少なくとも1つの配位子を含み、第2の前駆体反応物質源は、炭化水素置換ヒドラジン前駆体を保持するために構成され、配置されており、システム動作及び制御機構は、ハロゲン非含有金属前駆体が第1の前駆体反応物質源から反応チャンバーまで選択的に流れるように、炭化水素置換ヒドラジン前駆体が第2の前駆体反応物質源から反応チャンバーまで選択的に流れるように、構成されている、前記システム。
  19. 19
    炭化水素置換ヒドラジン前駆体が芳香族炭化水素基又はアルキル基を含む、請求項 18 に記載のシステム。
Independent claims19