(57)【要約】      （修正有）【課題】高品質の酸化アルミニウム層を形成するための方法、装置、および、システムを提供する。【解決手段】約４〜６の間等、約７未満の誘電率（ｋ）で特徴付けられ、少なくとも約２．５ｇ／ｃｍ３（約３．０〜３．２ｇ／ｃｍ３）の密度を有する酸化アルミニウム膜がエッチング停止層として機能するように、製造途中の半導体デバイス上に金属及び誘電体の両方を覆って蒸着される。蒸着は、アルミニウム含有前駆体をアルコール及び／又はアルミニウムアルコキシドと反応させる工程を含む。一例において、露出した金属及び誘電体の層を有する基板を収容する処理チャンバにトリメチルアルミニウムを流す工程と、処理チャンバをパージ及び／又は排気する工程と、ｔ−ブタノールを処理チャンバに流しトリメチルアルミニウムと反応させて酸化アルミニウム膜を形成する工程と、所望の厚さの膜が形成されるまで処理工程を繰り返す工程と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板を処理するための方法であって、
（ａ）露出した誘電体層および露出した金属層を備えた半導体基板を提供する工程と、
（ｂ）アルコールおよびアルミニウムアルコキシドからなる群より選択された反応物質とアルミニウム含有前駆体を反応させることによって、前記誘電体層および前記金属層の上に接触させて酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する工程と、
を備え、
前記形成された酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約７未満の誘電率および少なくとも約２．５ｇ／ｃｍ３の密度を有する、方法。
【請求項２】
請求項１の方法であって、前記露出した金属層は、露出したコバルト層である、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記露出した金属層は露出したコバルト層であり、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜が形成された後に、前記コバルト層と前記酸化アルミニウムエッチング停止膜との間の界面に酸化コバルトが形成されない、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する工程は、少なくとも４つの炭素原子を含むアルコールと前記アルミニウム含有前駆体を反応させる工程を含む、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する工程は、トリメチルアルミニウムをｔ−ブタノールと反応させる工程を含む、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、実質的に前記半導体基板の表面上で起きる反応によって形成される、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、実質的に前記半導体基板の表面から離れて起きる反応によって形成される、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約１０〜１００Åの間の厚さまで形成される、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する工程は、
（ｉ）前記半導体基板を収容する処理チャンバ内で、前記アルミニウム含有前駆体を前記半導体基板の表面に吸着させる工程であって、前記アルミニウム含有前駆体はトリアルキルアルミニウムである、工程と、
（ｉｉ）前記アルミニウム含有前駆体が吸着した後に、前記処理チャンバをパージおよび／または排気する工程と、
（ｉｉｉ）パージ後に、少なくとも４つの炭素原子を有するアルコールを前記処理チャンバに供給し、前記アルコールが前記吸着したアルミニウム含有前駆体と反応して酸化アルミニウムを形成することを可能にする工程と、
（ｉｖ）前記反応後に、前記処理チャンバをパージおよび／または排気する工程と、
（ｖ）工程（ｉ）〜（ｉｖ）を繰り返す工程と、
を含む、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、工程（ｉｉｉ）は、プラズマなしで実行される、方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約５０〜４００℃の間の温度および約０．５〜８Ｔｏｒｒの間の圧力で形成される、方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の方法であって、工程（ｉ）は、約０．１〜１０秒間、前記アルミニウム含有前駆体を前記処理チャンバに流す工程を含む、方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の方法であって、工程（ｉｉｉ）は、約０．１〜１０秒間、前記アルコールを前記処理チャンバに流す工程を含む、方法。
【請求項１４】
請求項９に記載の方法であって、工程（ｖ）は、工程（ｉ）〜（ｉｖ）を少なくとも３回繰り返す工程を含む、方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約６未満の誘電率と、少なくとも約２．８ｇ／ｃｍ３の密度とを有する、方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約４〜６の誘電率と、約３．０〜３．２ｇ／ｃｍ３の密度とを有する、方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法であって、前記露出した誘電体層は、超低誘電率（ＵＬＫ）誘電体の層であり、前記露出した金属層は、コバルト、銅、および、タングステンからなる群より選択された金属を含む、方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法であって、さらに、
フォトレジストを前記半導体基板に塗布する工程と、
前記フォトレジストを露光する工程と、
前記フォトレジストをパターニングして、前記パターンを前記半導体基板に転写する工程と、
前記フォトレジストを前記半導体基板から選択的に除去する工程と、
を備える、方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法であって、さらに、前記酸化アルミニウム層の上に誘電体層を蒸着する工程と、露出エッチング停止層の存在下で前記蒸着された誘電体層に凹状構造をエッチングする工程と、を備える、方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、さらに、前記凹状構造が形成された後に、前記酸化アルミニウムエッチング停止層の一部を除去する工程を備える、方法。
【請求項２１】
酸化アルミニウムエッチング停止層を蒸着するための装置であって、
（ａ）前記酸化アルミニウムエッチング停止層の蒸着中に前記半導体基板を保持するための基板支持体を備えた処理チャンバと、
（ｂ）アルコールおよびアルミニウムアルコキシドからなる群より選択された反応物質とアルミニウム含有前駆体を反応させるためのプログラム命令を備えたコントローラと、
を備え、
前記反応は、約７未満の誘電率および少なくとも約２．５ｇ／ｃｍ３の密度を有する酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する、装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の装置であって、前記反応を引き起こすための前記プログラム命令は、
（ｉ）前記処理チャンバ内で前記半導体基板の表面にアルミニウム含有前駆体を吸着させ、
（ｉｉ）前記アルミニウム含有前駆体が吸着された後に、吸着されなかった前記アルミニウム含有前駆体を前記処理チャンバから除去させ、
（ｉｉｉ）前記吸着されなかったアルミニウム含有前駆体を前記処理チャンバから除去した後に、アルコールまたはアルミニウムアルコキシドを前記処理チャンバに供給させて、前記アルコールが前記吸着したアルミニウム含有前駆体と反応して酸化アルミニウムを形成することを可能にし、
（ｉｖ）前記反応後に、前記処理チャンバをパージおよび／または排気させ、
（ｖ）（ｉ）〜（ｉｖ）を繰り返させる
ためのプログラム命令を含む、装置。
【請求項２３】
請求項２１に記載の装置であって、前記装置は、さらに、アルミニウム含有前駆体を前記処理チャンバに供給するよう構成された第１導管と、アルコールまたはアルミニウムアルコキシドを前記処理チャンバに供給するよう構成された第２導管と、を備え、前記第１および第２導管は、異なる導管である、装置。
【請求項２４】
請求項２１の装置と、ステッパとを備えたシステム。
【請求項２５】
非一時的なコンピュータマシン読み取り可能な媒体であって、
アルコールおよびアルミニウムアルコキシドからなる群より選択された反応物質とアルミニウム含有前駆体を反応させるためのコードを備え、
前記反応は、約７未満の誘電率および少なくとも約２．５ｇ／ｃｍ３の密度を有する酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する、媒体。
【請求項２６】
半導体デバイスであって、
酸化アルミニウムエッチング停止膜を備え、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約１０〜５０Åの間の厚さを有し、約６未満の誘電率および少なくとも約２．８ｇ／ｃｍ３の密度で特徴付けられ、前記酸化アルミニウムは、金属層と接触して存在し、前記金属層は、酸化の兆候を示さない、半導体デバイス。
【請求項２７】
請求項２６に記載の半導体デバイスであって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、さらに、誘電体層と接触して存在する、半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板処理の方法に関し、具体的には、集積回路（ＩＣ）製造中に層間誘電体（ＩＬＤ）上および金属上に誘電体エッチング停止層を蒸着する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路製造では、通例、金属ライン（銅ラインなど）がＩＬＤ層に埋め込まれる。ここで、ＩＬＤは、しばしば、誘電率２．２以下の超低誘電率（ＵＬＫ）誘電体など、低誘電率を有する多孔質酸化シリコンベース誘電材料または有機ポリマ誘電材料である。そのような埋め込み金属ラインのダマシン処理を用いた形成は、ＩＬＤのパターニングおよびエッチングを行ってビアおよびトレンチを形成した後に、例えば電気メッキを用いて、ビアおよびトレンチに金属（例えば、銅）を充填することを必要とする。ビアおよびトレンチが金属で充填された後、ＩＬＤの第２層が蒸着され、ビアおよびトレンチを形成するために再びパターニングされる。これらの凹状構造は、金属ラインを埋め込まれたＩＬＤ層のスタックが形成されるように再び金属を充填される。ここで、金属ラインは集積回路の導電路を形成する。エッチング停止層は、しばしば、個々のＩＬＤ層および金属ラインの上に蒸着され、これらの層の下にある金属をパターニングの際のエッチングから保護するためにＩＣ製造処理のパターニング動作で用いられる。例えば、半導体基板は、２つのＩＬＤ層の間にあるエッチング停止層を備えてよい。上部ＩＬＤ層が、ビアおよびトレンチを規定するようにパターニングされ（例えば、フッ素系化学物質で）エッチングされる場合、エッチング停止層は、エッチング停止の下にある底部ＩＬＤ層をエッチングから保護する。
【０００３】
エッチング停止層の材料は、エッチングされている材料に対して良好なエッチング選択比を示すことが好ましい。換言すると、エッチング停止層の材料は、露出したＩＬＤ材料（またはパターニングされているその他の材料）よりも大幅に低い速度でエッチングされることが好ましい。
【０００４】
エッチング停止層は、通例、集積回路製造中に完全には除去されず、より厚いＩＬＤ層の間の薄膜として、最終製品の半導体デバイスに残る。従来から用いられているエッチング停止層の材料の例は、炭化シリコンおよび窒化シリコンを含む。
【発明の概要】
【０００５】
高品質の酸化アルミニウム層を形成するための方法、装置、および、システムが提供されている。提供されている方法は、酸化アルミニウムが蒸着される金属層の酸化を引き起こすことなしに、酸化アルミニウムを蒸着することを可能にする。これは、金属の酸化が金属ラインの抵抗の増大につながり、その結果、望ましくない抵抗容量（ＲＣ）遅延の増大につながることから、提供されている方法の大きな利点である。さらに、本明細書で提供される方法によって蒸着される酸化アルミニウム材料は、低誘電率（ｋ）によって特徴付けられ、高密度を有するため、エッチング停止層としての利用に非常に適している。エッチング停止層が処理中に半導体デバイスから完全には除去されず、最終的なデバイスが、通常、個々のＩＬＤ層の間に薄いエッチング停止層を含むため、低誘電率は、エッチング停止層にとって非常に望ましい。金属ライン間のクロストークを最小化し、ＲＣ遅延を低減するためには、低誘電率のエッチング停止材料を利用することが重要である。しかしながら、多くの従来の低誘電率材料は、しばしば、ＩＬＤ材料に対して比較的低いエッチング選択比を有する。したがって、低誘電率および高エッチング選択比を持つ材料が必要である。エッチング選択比は、材料の密度と正に相関する特性である。したがって、低誘電率および高密度を同時に有する材料が望ましい。
【０００６】
本明細書で提供される方法によって蒸着される酸化アルミニウム材料は、いくつかの実施形態によると、約７未満、例えば約４〜６の間などの誘電率と、少なくとも約２．５ｇ／ｃｍ３、例えば約３．０〜３．２ｇ／ｃｍ３といった約２．６〜３．２ｇ／ｃｍ３の間の密度とによって特徴付けられる。形成される膜の例は、約６未満の誘電率と、少なくとも約２．８ｇ／ｃｍ３の密度とを有する膜を含む。いくつかの実施例では、約４〜６の誘電率と約３．０〜３．２ｇ／ｃｍ３の密度とを有する酸化アルミニウム膜が形成される。
【０００７】
一態様によると、半導体基板を処理するための方法が提供されている。方法は：露出した誘電体層および露出した金属層を備えた半導体基板を提供する工程と；アルコールおよびアルミニウムアルコキシドからなる群より選択された反応物質とアルミニウム含有前駆体を反応させることによって、誘電体層および金属層の上に接触させて酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する工程と、を備え、形成された酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約７未満の誘電率および少なくとも約２．５ｇ／ｃｍ３の密度を有する。いくつかの実施形態では、エッチング停止膜は、約１０〜１００Åの間、例えば約２０〜５０Åの間などの厚さまで形成される。
【０００８】
様々な金属が、露出した金属層内に存在しうる。いくつかの実施形態において、金属は、銅、コバルト、および、タングステンからなる群より選択され、酸化アルミニウムの蒸着は、金属と酸化アルミニウムとの間の界面に金属酸化物の形成を引き起こさない。いくつかの実施形態において、金属はコバルトであり、酸化アルミニウム蒸着後に、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって検出可能なＣｏ−Ｏ結合は形成されない。
【０００９】
いくつかの実施形態において、酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する工程は、少なくとも４つの炭素原子を含むアルコールとアルミニウム含有前駆体を反応させる工程を含む。例えば、一実施例において、高品質な酸化アルミニウムエッチング停止膜は、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）をｔ−ブタノールと反応させることによって形成される。少なくとも４つの炭素原子を有するアルコールを利用することで、より少ない炭素原子を有するより反応性の高いアルコールを利用する場合に比べて、反応の制御を改善できる。
【００１０】
いくつかの実施形態において、酸化アルミニウムエッチング停止膜は、実質的に半導体基板の表面上で起きる反応によって形成される。別の実施形態において、酸化アルミニウムエッチング停止膜は、実質的に半導体基板の表面から離れて起きる反応によって形成される。
【００１１】
一実施例において、酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する工程は：（ｉ）半導体基板を収容する処理チャンバ内で、（例えば、約０．１〜１０秒間、トリアルキルアルミニウムを処理チャンバに流すことにより）アルミニウム含有前駆体を半導体基板の表面に吸着させる工程であって、アルミニウム含有前駆体はトリアルキルアルミニウムである、工程と；（ｉｉ）アルミニウム含有前駆体が吸着した後に、処理チャンバをパージおよび／または排気する工程と；（ｉｉｉ）パージ後に、少なくとも４つの炭素原子を有するアルコールを処理チャンバに供給し（例えば、約０．１〜１０秒間、アルコールを処理チャンバに流し）、アルコールが、吸着したアルミニウム含有前駆体と反応して酸化アルミニウムを形成することを可能にする工程と；（ｉｖ）反応後に、処理チャンバをパージおよび／または排気する工程と；（ｖ）工程（ｉ）〜（ｉｖ）を繰り返す工程と、を含む。いくつかの実施形態において、工程（ｉ）〜（ｉｖ）は、少なくとも３回繰り返される。好ましくは、工程（ｉｉｉ）におけるトリアルキルアルミニウムとアルコールとの間の反応は、プラズマなしで実行される。いくつかの実施形態において、酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約５０〜４００℃の間の温度および約０．５〜８Ｔｏｒｒの間の圧力で形成される。好ましい実施形態の１つにおいて、トリアルキルアルミニウムはＴＭＡであり、アルコールはｔ−ブタノールである。
【００１２】
いくつかの実施形態において、半導体基板処理方法は、さらに：フォトレジストを半導体基板に塗布する工程と；フォトレジストを露光する工程と；フォトレジストをパターニングして、パターンを半導体基板に転写する工程と；フォトレジストを半導体基板から選択的に除去する工程とを備える。いくつかの実施形態において、半導体処理方法は、さらに、酸化アルミニウム層の上に誘電体層を蒸着する工程と、露出したエッチング停止層の存在下で蒸着済みの誘電体層に凹状構造をエッチングする工程と、を備える。いくつかの実施形態において、酸化アルミニウムエッチング停止層は、凹状構造が形成された後に、（少なくとも部分的に）除去される。
【００１３】
別の態様において、酸化アルミニウムエッチング停止膜を蒸着するよう構成された装置が提供されている。一実施形態において、装置は、半導体基板を保持するための支持体を有する処理チャンバと、コントローラとを備える。コントローラは、本明細書で提供する蒸着方法のいずれかを実行するためのプログラム命令を備える。いくつかの実施形態において、コントローラは、アルコールおよびアルミニウムアルコキシドからなる群より選択された反応物質とアルミニウム含有前駆体を反応させることによって、誘電体層および金属層の上に接触させて酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成するようにプログラムされており、形成された酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約７未満の誘電率および少なくとも約２．５ｇ／ｃｍ３の密度を有する。プログラム命令は：（ａ）アルミニウム含有前駆体ならびにアルコールまたはアルミニウムアルコキシドを処理チャンバに導入し（例えば、順次導入し）；（ｂ）それらが反応して、基板上に酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成することを可能にするための命令を備えてよい。
【００１４】
いくつかの実施形態において、装置は、アルミニウム含有前駆体を処理チャンバに供給するよう構成された第１導管と、アルコールまたはアルミニウムアルコキシドを処理チャンバに供給するよう構成された第２導管と、を備えており、第１および第２導管は、異なる導管である。
【００１５】
別の態様によれば、酸化アルミニウムエッチング停止膜を蒸着するための蒸着装置と、ステッパとを備えたシステムが提供されている。
【００１６】
別の態様によれば、非一時的なコンピュータマシン読み取り可能媒体が提供されている。それは、蒸着装置の制御のためのプログラム命令を含む。命令は、本明細書で提供される蒸着方法のためのコードを含む。いくつかの実施形態では：（ａ）アルミニウム含有前駆体ならびにアルコールまたはアルミニウムアルコキシドを処理チャンバに導入し（例えば、順次導入し）；（ｂ）それらが反応して、半導体基板上に酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成することを可能にするためのコードが提供される。
【００１７】
別の態様によれば、酸化アルミニウムエッチング停止膜を備えた半導体デバイスが提供されており、酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約１０〜５０Åの間の厚さを有し、約６未満の誘電率および少なくとも約２．８ｇ／ｃｍ３の密度で特徴付けられ、酸化アルミニウムは、金属層と接触して存在し、金属層は、酸化の兆候を示さない。
【００１８】
以下では、本発明のこれらおよびその他の特徴および利点について、関連図面を参照しつつ詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】本明細書で提供される一実施形態に従って、エッチング停止膜を示す処理中の半導体基板の断面図。
【００２０】
【図１Ｂ】本明細書で提供される一実施形態に従って、エッチング停止膜を示す処理中の半導体基板の断面図。
【００２１】
【図１Ｃ】本明細書で提供される一実施形態に従って、エッチング停止膜を示す処理中の半導体基板の断面図。
【００２２】
【図２】本明細書で提供される処理方法のための処理フローチャート。
【００２３】
【図３】本明細書で提供される一実施形態に従って、酸化アルミニウムエッチング停止膜を蒸着する方法を示す処理フローチャート。
【００２４】
【図４】本明細書で提供される一実施形態に従って、酸化アルミニウム膜の蒸着に利用できるＡＬＤ処理ステーションを示す概略図。
【００２５】
【図５】本明細書で提供される一実施形態に従って、マルチステーション処理ツールを示す概略図。
【００２６】
【図６】本明細書で提供される一実施形態に従って、薄膜を蒸着するよう構成された処理ツールを示すブロック図。
【００２７】
【図７Ａ】本明細書の方法に従って蒸着された酸化アルミニウム膜の蒸着後のコバルト層の実験ＸＰＳプロットを示す図。
【００２８】
【図７Ｂ】コバルト酸化を示す比較対象のアルミニウム含有膜の蒸着後のコバルト層の実験ＸＰＳプロットを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下の詳細な説明では、開示されている実施例の完全な理解を促すために、多くの具体的な実施例が記載されている。ただし、当業者にとって明らかなように、開示されている実施例は、これらの具体的な詳細事項なしに実施されてもよいし、別の要素または処理を用いて実施されてもよい。また、開示されている実施例の態様を不必要に不明瞭にしないように、周知の処理、手順、および／または、構成要素については、詳細に説明していない。
【００３０】
本記載では、「半導体ウエハ」、「半導体基板」、「ウエハ」、「基板」、「ウエハ基板」、および、「製造途中の集積回路」という用語が、交換可能に用いられている。当業者であれば、「製造途中の集積回路」という用語は、集積回路加工の多くの段階の内のいずれかの途中のシリコンウエハを指しうることがわかる。以下の詳細な説明では、ウエハ上への界面層の蒸着について記載する。ただし、開示されている実施例は、それに限定されない。ワークピースは、様々な形状、サイズ、および、材料を有してよい。半導体ウエハに加えて、開示されている実施例を利用しうるその他のワークピースは、プリント回路基板など、様々な物品を含む。本明細書で用いる「半導体ウエハ」または「半導体基板」という用語は、その本体内のどこかに半導体材料を有する基板のことであり、半導体材料が露出されている必要はないことが理解される。多くの実施形態において、半導体基板は、半導体材料上に形成された１または複数の誘電体層および導電層を備える。
【００３１】
本明細書で提供される酸化アルミニウム膜は、ＡｌおよびＯを含む。その他の元素がいくつかの実施形態で存在してもよいが、多くの例示的実施形態において、膜は、基本的にＡｌおよびＯからなり、その他の元素を５原子％を超えて含まない（例えば、５原子％を超える炭素を含まず、５原子％を超える水素を含まない）。これらの例示的実施形態におけるアルミニウム対酸素の原子比率は、約２〜３である。本明細書で提供される蒸着方法は、金属と酸化アルミニウムとの間の界面で金属酸化物を形成することなしに、金属表面（例えば、コバルトまたは銅の表面）上に酸化アルミニウムを蒸着するために利用できることが、予期せず発見された。銅およびコバルトなどの金属は、極端に酸化物形成の影響を受けやすく、異なる方法による酸化アルミニウム系の膜の蒸着が、かかる望ましくない銅およびコバルトの酸化につながることが示されたので、この発見は予期しないものであった。
【００３２】
本明細書で提供される酸化アルミニウム膜は、高品質の膜であり、ここで、高品質とは、高密度および低誘電率の組みあわせのことである。具体的には、本明細書で提供される膜は、約７未満の誘電率と、少なくとも約２．５ｇ／ｃｍ３の密度とを有する。いくつかの実施形態において、膜は、約６未満の誘電率と、少なくとも約２．８ｇ／ｃｍ３の密度とを有する。いくつかの実施形態では、約４〜６の誘電率と約３．０〜３．２ｇ／ｃｍ３の密度とを有する酸化アルミニウム膜が提供される。さらに、いくつかの実施形態において、提供される膜は、約８ＭＶ／ｃｍより大きい破壊電圧（少なくとも約９ＭＶ／ｃｍまたは少なくとも約１１ＭＶ／ｃｍなど）によって特徴付けられる。膜は、コバルトへの良好な接着を示し、これは、Ａｌ−Ｏ−Ｃｏ結合の形成を示唆する。銅への接着も、良好であることが示される。提供される膜は、いくつかの実施形態によれば、エッチング停止層として利用するのに非常に魅力的な特有の組みあわせの特性（金属酸化の欠如、金属への強力な接着、高密度、低誘電率、および、高破壊電圧）を有することがわかっている。
【００３３】
本明細書で提供される酸化アルミニウム膜は、通例、誘電体層の間および／または金属層と誘電体層との間に薄い界面層として蒸着される。いくつかの実施形態において、膜は、金属（例えば、銅、コバルト、または、タングステン）およびＵＬＫ誘電体を含む膜と、拡散バリア材料の層（例えば、ドープまたは非ドープの炭化シリコンもしくはドープまたは非ドープの窒化シリコンの層）との間の界面に形成される。提供される膜の厚さは、１０〜２００Åであり、より典型的には、約２０〜５０Åなどのように、約１０〜１００Åである。
【００３４】
いくつかの実施形態では、半導体デバイスが提供され、ここで、半導体デバイスは、２層のＩＬＤ（例えば、ＵＬＫ誘電体）と、２つのＩＬＤ層の間にある、本明細書で提供される酸化アルミニウム膜の薄層（例えば、約２０〜３０Åなど、約１０〜１００Åの間）とを備える。ＩＬＤ層は、さらに、埋め込まれた金属（例えば、銅、タングステン、または、コバルト）を含んでもよく、いくつかの実施形態においては、薄い酸化アルミニウム膜は、ＩＬＤおよび金属の両方と接触しつつ、金属とＩＬＤ（例えば、ＵＬＫ誘電体）との間にも存在する。有利なことに、いくつかの実施形態において、金属層と酸化アルミニウム膜との間の界面には、ＸＰＳまたは反射率測定によって検出可能な金属酸化物が存在しない。いくつかの実施形態において、デバイスは、コバルトと酸化アルミニウムとの間に界面を含む。
【００３５】
本明細書で提供される酸化アルミニウム膜は、エッチング停止層としての利用に特に適しているが、様々な目的のための界面層として（例えば、エレクトロマイグレーション耐性を改善するため、または、ハードマスクとして）用いられてもよい。
【００３６】
一般に、本明細書で提供される膜は、平坦な基板またはパターニングされた基板上に蒸着されうる。一実施形態において、本明細書で提供される膜は、露出した誘電体および金属（例えば、銅、コバルト、または、タングステン）の両方を含む露出した平面を有する半導体基板上に蒸着される。
【００３７】
図１Ａ〜図１Ｃは、デュアルダマシン処理のいくつかの工程を受けている半導体基板の一例を提供しており、ここで、本明細書に提供されている酸化アルミニウム膜を用いることができる。図１Ａを参照すると、デュアルダマシン加工に用いられる製造途中の集積回路（ＩＣ）の構造の一例１００が示されている。構造１００は、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、半導体基板の一部であり、いくつかの実施形態において、トランジスタなどのアクティブデバイスを含む層の上に直接存在しうる。別の実施形態では、メタライゼーション層の上または導電材料を組み込んだその他の層（例えば、メモリキャパシタを含む層）の上に直接存在してもよい。
【００３８】
図１Ａに示す層１０３は、層間誘電体の層であり、二酸化シリコンであってよいが、より典型的には、低誘電率材料である。金属間誘電体スタックの誘電率を最小化するために、約３．５未満、好ましくは約３．０未満、しばしば、約２．８未満のｋ値を持つ材料が、層間誘電体として用いられる。これらの材料は、フッ素または炭素をドープした二酸化シリコン（例えば、ＳｉＣＯＨ）、有機低誘電率材料、および、多孔質ドープ二酸化シリコン材料を含むが、これらに限定されない。かかる材料は、例えば、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）またはスピンオン法によって蒸着できる。いくつかの実施形態において、層１０３は、ＵＬＫ誘電体を含む。層１０３は、部分的に導電性の金属拡散バリア１０５が蒸着された後に銅導電ルート１０７を埋め込まれる線路（トレンチおよびビア）を備えるようにエッチングされる。別の実施形態では、銅以外の金属（例えば、コバルトまたはタングステン）が用いられる。銅またはその他の可動性の導電材料が、半導体基板の導電路を提供するので、金属ラインに近接する下層のシリコンデバイスおよび誘電体層は、そうでなければシリコンまたは層間誘電体の中に拡散または流動してそれらの特性の劣化を引き起こしうる金属イオン（例えば、Ｃｕ２＋）から保護される必要がある。いくつかのタイプの金属拡散バリアが、ＩＣデバイスの誘電体層を保護するために利用される。これらのタイプは、１０５などのような部分的に導電性の金属含有層および誘電体バリア層に分けられてよい。部分的に導電性の拡散バリア１０５に適切な材料は、タンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタンなどの材料を含む。これらは、通例、物理蒸着（ＰＶＤ）または原子層蒸着（ＡＬＤ）法によって、ビアおよびトレンチを有する誘電体層に共形蒸着される。
【００３９】
銅導電ルート１０７は、拡散バリア層１０５が、ＰＶＤ、電気メッキ、無電解メッキ、化学蒸着（ＣＶＤ）など、多くの技術によって蒸着された後に形成されうる。いくつかの実施例において、銅充填物を形成する好ましい方法は、ＰＶＤによって薄い銅シード層を蒸着した後に、電気メッキによってバルク銅充填物を蒸着することを含む。銅は、通例、オーバーバーデン（余剰物）がフィールド領域に存在するように蒸着されるので、オーバーバーデンを除去して、平坦化された構造１００を得るために、化学機械研磨（ＣＭＰ）動作が必要とされる。上述のように、いくつかの実施形態において、導電ルート１０７は、タングステンまたはコバルトで形成され、例えば、ＣＶＤまたはＡＬＤによって蒸着されうる（ここで、ＣＶＤまたはＡＬＤは、熱アシストまたはプラズマアシストであってよい）。
【００４０】
次に、図１Ｂを参照すると、構造１００が完成した後、本明細書に提供の酸化アルミニウムエッチング停止膜１０９が、本明細書で提供される方法を用いて、銅ライン１０７上および誘電体１０３上に蒸着される。有利なことに、その蒸着方法は、銅ライン１０７と酸化アルミニウムエッチング停止膜１０９との間の界面での酸化銅（もしくは、酸化コバルトおよび酸化タングステンが金属ラインに用いられる場合には、これらの金属）の形成を引き起こさない。
【００４１】
いくつかの実施形態において、層１０９が上に蒸着されるＩＬＤ層１０３の上部は、その層のバルク部分とは異なってよいことに注意されたい。例えば、いくつかの実施形態において、層１０３の上部は、バルク部分よりも機械的にロバストである。一実施例において、層１０３の上部は、機械的にロバストなドープまたは非ドープの炭化シリコンまたは窒化シリコンであり、一方で、誘電体１０３のバルク部分は、より繊細なＵＬＫ誘電体（例えば、多孔質材料）である。一例において、層１０３の上部は、酸素ドープ炭化シリコン（ＯＤＣ）である。かかるよりロバストな層の存在は、基板の露出部分を損傷することなしにプラズマ工程を用いてエッチング停止膜を蒸着することを容易にする。
【００４２】
いくつかの実施形態において、酸化アルミニウムエッチング停止膜１０９は、製造された構造において銅と誘電体との間の界面にあるので、誘電体拡散バリア層としてさらに機能する。いくつかの実施形態では、別個の拡散バリア層が、層１０９の上部に蒸着される。通例、かかる拡散バリア層（図示せず）は、ドープまたは未ドープの炭化シリコン（例えば、オキシ炭化シリコン）または窒化シリコンを含む。
【００４３】
図１Ｂを参照すると、デュアルダマシン誘電体構造の第１誘電体層１１１が、酸化アルミニウムエッチング停止膜１０９上に蒸着される。その後、第１誘電体層１１１上にエッチング停止膜１１３が蒸着される。エッチング停止膜１１３は、本明細書に提供される酸化アルミニウムエッチング停止膜であってもよいし、異なるエッチング停止材料を含んでもよい。誘電体層１１１は、通例、誘電体層１０３について列挙したような低誘電率材料で構成され、より機械的にロバストな上部（例えば、ＯＤＣで構成された上部）を備えてもよい。層１１１および１０３は、必ずしも同じ組成を有する必要はないことに注意されたい。いくつかの実施形態では、層１１１および１０３の両方が、ＵＬＫ誘電体層である。
【００４４】
処理は、図１Ｃに示すように続き、デュアルダマシン誘電体構造の第２誘電体層１１５が第１誘電体層１１１と同様にエッチング停止膜１１３上に蒸着される。反射防止層（図示せず）およびＣＭＰ停止膜１１７の蒸着が次に続く。第２誘電体層１１５は、通例、層１０３および１１１について上述したような低誘電率材料を含み、より機械的にロバストな上部を任意選択的に備えてもよい。ＣＭＰ停止膜１１７は、後のＣＭＰ動作中に層間誘電体層１１５の繊細な誘電材料を保護するよう機能する。通例、ＣＭＰ停止層は、エッチング停止膜１０９および１１３と同様の集積化要求にさらされており、本明細書で提供される酸化アルミニウム膜を含みうる。あるいは、炭化シリコンまたは窒化シリコンに基づく従来のＣＭＰ停止材料を含んでもよい。
【００４５】
後続の動作中、ＩＬＤ層１１１および１１５は、凹状構造（ビアおよびトレンチ）を形成するためにパターニングされる。パターニングは、通常、従来のフォトリソグラフィ技術を用いて実行され、基板にフォトレジストを塗布し、フォトレジストを感光させ、通例はフッ素系の化学物質を用いて誘電材料をエッチングすることによってフォトレジストをパターニングしてそのパターンを基板に転写し、フォトレジストを除去することを含む。本明細書で提供される酸化アルミニウムエッチング停止膜は、ＩＬＤ誘電体（例えば、ＵＬＫ誘電体および／またはＯＤＣ）に対して良好なエッチング選択比を有しており、エッチング停止層の下にある材料をエッチングから保護する。いくつかの実施形態において、誘電体層１１１（例えば、ＳｉＣＯＨ層）は、下にある層を保護する露出したエッチング停止酸化アルミニウム膜１１９の存在下で、フッ素系の化学物質を用いて（例えば、プラズマ内のＣ４Ｆ８、ＣＦ４、Ｏ２、および、アルゴンの混合物を用いて）エッチングされる。必要な時に（例えば、誘電体エッチングが完了した後に）、酸化アルミニウムエッチング停止膜の露出部分をウェットエッチングによって除去できる。酸化アルミニウム除去のためのウェットエッチング組成の例は、アンモニアと過酸化水素との混合物、および、臭素とメタノールとの混合物を含む。
【００４６】
本明細書で提供される酸化アルミニウムエッチング停止膜は、様々な異なる集積化スキームで利用可能であり、それらの利用は、図１Ａ〜図１Ｃに示したスキームに限定されない。コバルトは特に酸化の影響を受けやすく、したがって、コバルトの酸化を引き起こすことなしにコバルト上にエッチング停止膜を形成することを可能にする方法には、非常に価値があるため、コバルトのラインを含む基板上で本明細書に提供する膜を用いることが特に有利である。
【００４７】
酸化アルミニウムエッチング停止層を用いる処理方法の処理フローチャートを図２に示す。処理は、露出した金属層および露出した誘電体層を有する半導体基板を提供することによって工程２０１で始まる。例えば、基板は、ＵＬＫ誘電体の露出層と、露出金属層（銅、タングステン、または、コバルト層など）とを備えてよい。かかる基板の一例が、図１Ａに示されている。次に、工程２０３で、酸化アルミニウムエッチング停止膜が、基板上に蒸着される。蒸着は、アルミニウム含有前駆体（例えば、トリアルキルアルミニウム）をアルコールまたはアルミニウムアルコキシドと反応させることによって実行され、その反応で、酸化アルミニウムが形成される。一般に、反応は、ＣＶＤおよびＡＬＤなど、様々な方法を用いて実行できる。いくつかの実施形態において、実質的に基板の表面上で反応を実行することが好ましく、これは、形成される層の厚さを高いレベルで制御することを可能にする。別の実施形態において、反応は、ＣＶＤモードの処理チャンバのバルク部分の中など、実質的に基板の表面から離れて実行される。反応は、通例、プラズマを利用せずに実行される。しかしながら、膜の品質を改善するために、酸化アルミニウム膜が蒸着された後に、プラズマ処理が利用されてもよい。
【００４８】
一実施形態において、酸化アルミニウムエッチング停止膜の蒸着は、アルミニウム含有前駆体およびアルコール（またはアルミニウムアルコキシド）を処理チャンバに供給して、基板上に酸化アルミニウム膜を蒸着するための処理条件を構成することを含む。適切な揮発性アルミニウム含有前駆体は、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、ジメチルアルミニウムヒドリド、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、および、トリス（ジエチルアミノ）アルミニウムなどの有機アルミニウム化合物を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、ＡｌＣｌ３などのハロゲン化アルミニウムが、アルミニウム含有前駆体として用いられてもよい。多くの実施形態において、トリアルキルアルミニウム（ＴＭＡなど）が、好ましい前駆体である。アルコールの例は、メタノール、エタノール、プロパノール（例えば、ｎ−プロパノールまたはイソプロパノール）、および、ブタノール（例えば、ｔ−ブタノール）を含む。いくつかの実施形態において、低級アルコールよりも反応性が低く、より容易に反応を制御できるので、少なくとも４つの炭素原子を含むアルコールが（特に、アルミニウム含有前駆体がＴＭＡである場合に）好ましく、これは、規定された厚さを持つ非常に薄い膜を蒸着する必要がある場合に有利である。ブタノール（具体的には、ｔ−ブタノール）は、低級アルコールよりも反応性が低く、良好な反応制御を可能にするが、同時に、十分な揮発性を持ち、真空チャンバ内で容易に操作できるため、特に好ましい。好ましい実施形態の１つにおいて、ＴＭＡとｔ−ブタノールとの反応が、酸化アルミニウムを形成するために利用される。
【００４９】
適切なアルミニウムアルコキシドの例は、アルミニウムエトキシドＡｌ（ＯＥｔ）３およびアルミニウムイソプロポキシドＡｌ（ＯｉＰｒ）３を含む。例えば、酸化アルミニウム膜は、ＴＭＡをアルミニウムイソプロポキシドと反応させることによって、もしくは、ＡＬＤでＡｌＣｌ３をアルミニウムイソプロポキシドまたはアルミニウムエトキシドと反応させることによって蒸着できる。
【００５０】
前駆体および反応物質の導入は、いくつかの実施形態では、順次行われる。いくつかの実施形態において、反応は、主に基板の表面上で起こり、処理チャンバ内のバルク部分での前駆体および反応物質の混合は、抑制されるかまたは許容されない。別の実施形態では、処理チャンバ内のバルク部分での前駆体および反応物質の混合が許容され、反応は、基板の表面上および処理チャンバの空間内のバルク部分の両方で起こりうる。
【００５１】
いくつかの実施形態において、酸化アルミニウム膜は、表面ベースの反応（ＡＬＤ）および処理チャンバのバルク部分からの蒸着（ＣＶＤ）の組みあわせによって蒸着される。例えば、前駆体が各吸着工程後に処理チャンバから完全には除去されない場合に、表面ベースの反応およびバルク部分からの蒸着の両方が起こりうる。
【００５２】
いくつかの実施形態において、蒸着は、約５０〜４００℃の間の温度範囲、および、約０．５〜８Ｔｏｒｒの間の圧力で実行される。アルミニウム含有前駆体およびアルコール（またはアルミニウムアルコキシド）の流量は、処理チャンバのサイズに応じて決まり、いくつかの実施形態においては、約１０〜２０，０００ｓｃｃｍの範囲である。アルミニウム含有前駆体およびアルコール（またはアルミニウムアルコキシド）が順次供給される場合、いくつかの実施形態では、各々が約０．１〜１０秒間、処理チャンバに流される。
【００５３】
図２の処理フローチャートを再び参照すると、酸化アルミニウムエッチング停止膜が蒸着された後、処理は、工程２０５に示すように、酸化アルミニウムエッチング停止膜の上に接触して誘電体拡散バリア層を任意選択的に蒸着する工程に続く。拡散バリア膜は、例えばＰＥＣＶＤによって蒸着された酸素ドープ炭化シリコン層であってよい。
【００５４】
次に、工程２０７で、ＩＬＤ層が、エッチング停止層および任意選択的な拡散バリア膜の上に蒸着される。次いで、ＩＬＤ膜は、凹状構造を形成するために、（標準的なフォトリソグラフィパターニングの後に）選択された位置でエッチングされる。通例はフッ素系の化学物質を用いて実行されるエッチング中に、酸化アルミニウム膜は、エッチング停止層の下にある材料をエッチングから保護する。
【００５５】
酸化アルミニウムエッチング停止膜の蒸着のための処理例の１つが、図３に示されている。処理は、処理チャンバ内に（例えば、ＡＬＤ処理チャンバ内に）半導体基板を配置する工程と、アルミニウム含有前駆体（例えば、ＴＭＡ）を処理チャンバに供給する工程３０１と、を備える。いくつかの実施形態において、アルミニウム含有前駆体は、Ｎ２または希ガスなどの搬送ガスと共に処理チャンバに供給される。この工程中の温度および圧力は、例えば、基板の表面上へのアルミニウム含有前駆体の吸着を可能にするように、選択される。次に、工程３０３で、処理チャンバは、未吸着のアルミニウム含有前駆体を処理チャンバから除去するために、パージおよび／または排気される。いくつかの実施形態において、除去は、実質的に完全である。別の実施形態では、アルミニウム含有前駆体の一部が、処理チャンバ内に残りうる。処理は、アルコール（例えば、ｔ−ブタノール）またはアルミニウムアルコキシド（例えば、アルミニウムイソプロポキシド）を処理チャンバに供給する工程３０５に続く。（蒸発した形態の）アルコールが、Ｎ２または希ガスなどの搬送ガスと共に供給されてよい。重要なことに、いくつかの実施形態において、アルミニウム含有前駆体およびアルコール（またはアルミニウムアルコキシド）は、これらの前駆体の混合が処理チャンバへの供給の途中に起こらないように、別個の導管を通して処理チャンバに導入される。アルコールまたはアルミニウムアルコキシドは、基板の表面上で反応することを許容される。この図に示した実施形態において、反応は、実質的に基板の表面上で起きる（例えば、酸化アルミニウムの５０％超が、表面上の反応で形成される）。別の実施形態において、反応は、実質的に基板の表面から離れて起きてもよい（例えば、酸化アルミニウムの５０％超が、処理チャンバのバルク部分において形成された後に、基板上に蒸着される）。
【００５６】
次に、工程３０７で、処理チャンバは、反応生成物を除去するために、パージおよび／または排気される。通例、工程３０１〜３０７の１サイクルが、基板上に約０．２〜３Åの間の平均厚さを有する酸化アルミニウム膜を形成する。工程３１１で、さらなる蒸着が必要か否かの判定がなされる。層が十分に厚くない場合には、所望の厚さの酸化アルミニウム膜が形成されるまで、工程３０１〜３０９が反復される。通例、蒸着処理は、工程３０１〜３０９のサイクルを少なくとも４回（少なくとも５回など、例えば、約５〜２０回の間）実行する工程を含む。通例、蒸着されたエッチング停止膜の厚さは、約１０〜１００Åの間（約２０〜１００Åの間など、例えば、約３０Å）である。
【００５７】
図３に示した方法に従った酸化アルミニウム膜の蒸着に適切な処理条件が、表１に提供されている。
【表１】
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【００５８】
蒸着反応は、通例、プラズマなしで実行されるが、いくつかの実施形態では、形成された酸化アルミニウム膜が、蒸着後にプラズマ処理されることに注意されたい。
【００５９】
いくつかの実験的に検証された例において、酸化アルミニウム膜が、ＴＭＡおよびｔ−ブタノールを反応物質として用いて、図３に示した方法に従って蒸着された。蒸着は、ＡＬＤ処理チャンバ内で、２５０〜３５０℃の温度、１Ｔｏｒｒの圧力で実行され、ＴＭＡおよびｔ−ブタノールは各々、順次、５秒間供給された。結果として得られた酸化アルミニウム膜は、高密度（３．０〜３．２ｇ／ｃｍ３）および低誘電率（４〜６）の優れた組みあわせを有することがわかった。酸化アルミニウム膜が銅の上に蒸着された場合、反射率測定によって、銅の酸化は観察されなかった。酸化アルミニウム膜がコバルトの上に蒸着された場合、ＸＰＳによって、コバルトの酸化は観察されなかった。銅、および、特にコバルトは、非常に酸化の影響を受けやすく、別の方法（ＴＭＡ供給後にＣＯ２中でのプラズマ処理を行う方法）によって蒸着される酸化アルミニウムベースの膜の形成は、銅およびコバルトの両方の酸化を示すので、これは驚くべき結果である。さらに、本明細書で提供される酸化アルミニウム膜は、１１ＭＶ／ｃｍを超える破壊電圧によって特徴付けられ、４ＭＶ／ｃｍで約  ５×１０−９アンペア／ｃｍ２の比較的低い漏れ電流を有する。実験的に得られた膜は、実質的に水素および炭素を含まない（各々、５原子％未満を含む）ことがわかり、アルミニウム対酸素の比は約２：３であった。
【００６０】
さらに、実験的に得られた膜は、銅およびコバルトへの良好な接着を示し、アニール後に安定していた。下にある銅層への損傷は、アルゴン雰囲気中で２時間４００℃で膜をアニーリングした後に観察されなかった。本明細書で提供される膜は、ＡｌＮ膜よりも高い密度を有しうる（ＡｌＮ膜の約２．７に対して、３．０ｇ／ｃｍ３より大きい）ので、ＡｌＮ膜と比べて遜色がない。さらに、本明細書で提供される膜は、非常に低い誘電率（例えば、比較対象の酸化アルミニウム膜で観察された７を超えるｋと比べて、４〜６のｋ）を示し、酸化損傷を引き起こすことなしに金属上に蒸着できるので、他の方法で蒸着された多くの酸化アルミニウム膜と比べて遜色がない。
【００６１】
装置：
本明細書で開示される実施例の別の態様は、本明細書に記載の方法を実現するよう構成された装置である。適切な装置は、開示される実施例に従って、処理工程を達成するためのハードウェアと、処理工程を制御するための命令を有するシステムコントローラとを備える。いくつかの実施形態において、装置は、図２または図３に提供された方法工程を実行するためのプログラム命令を有するシステムコントローラを備える。
【００６２】
蒸着処理工程を達成するためのハードウェアは、ＡＬＤ（ｉＡＬＤなど）処理チャンバおよびＣＶＤ（ＰＥＣＶＤなど）処理チャンバを含む。いくつかの実施形態では、本明細書で提供される方法の全工程が、単一の処理チャンバで実行される。別の実施例において、基板は、その方法の異なる工程を実行するために、チャンバからチャンバへ搬送されてもよい。システムコントローラは、通例、１または複数のメモリデバイスと、装置が開示の実施例に従って方法を実行するように命令を実行するよう構成された１または複数のプロセッサと、を備える。開示の実施例に従った処理動作を制御するための命令を含むマシン読み取り可能な媒体が、システムコントローラに接続されてよい。
【００６３】
いくつかの実施形態において、蒸着は、カリフォルニア州フレモントのラムリサーチ社製のＶｅｃｔｏｒ  Ｅｘｃｅｌ蒸着モジュールの一部であるｉＡＬＤリアクタ内で実行される。図に示した装置は、例えば、形成された酸化アルミニウム膜のプラズマ後処理のために利用できるプラズマ形成の能力を有するが、プラズマは、酸化アルミニウム層の形成に必須ではなく、プラズマ発生器を備えない装置を用いてもよいことに注意されたい。
【００６４】
適切な処理チャンバは、蒸着中にウエハ基板を保持するための支持体（ウエハペデスタル）と、アルミニウム含有前駆体ならびにアルコール（またはアルミニウムアルコキシド）を処理チャンバに供給するための導管と、を備える。いくつかの実施形態において、これらの導管は、別個の導管であり、各導管は、アルミニウム含有前駆体の供給源ならびにアルコール（またはアルミニウムアルコキシド）の供給源にそれぞれ接続される。いくつかの実施形態において、導管は、アルミニウム含有前駆体ならびにアルコール（またはアルミニウムアルコキシド）が導管内（例えば、供給ライン内）で混合しないように接続される。装置は、さらに、処理チャンバをパージおよび／または排気するよう、ならびに、蒸着中に処理チャンバにおいて所望の圧力および温度を維持するよう構成される。
【００６５】
ｉＡＬＤ処理チャンバの例は、米国特許第６，４１６，８２２号、米国特許第６，４２８，８５９号、および、米国特許第  ８，７４７，９６４号に記載されており、それらの特許は、全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【００６６】
図４は、原子層蒸着（ＡＬＤ）を用いて、本明細書で提供される膜を蒸着するために利用できる処理ステーションの一実施形態４００を概略的に示している。図に示した装置は、プラズマを形成する能力を有し、熱ＡＬＤモードおよびイオン誘起ｉＡＬＤモードの両方で利用できる。本明細書で提供される処理では、酸化アルミニウムの蒸着中にプラズマ処理は利用されず、酸化アルミニウム膜が蒸着された後に利用されてよい。
【００６７】
簡単のために、処理ステーション４００は、低圧環境を維持するために処理チャンバ本体４０２を有する独立型の処理ステーションとして図示されている。しかしながら、複数の処理ステーション４００が、共通の処理ツール環境に含まれてもよいことがわかる。さらに、いくつかの実施形態において、処理ステーション４００の１または複数のハードウェアパラメータ（以下で詳述するパラメータなど）が、１または複数のコンピュータコントローラによってプログラム的に調整されてよいことがわかる。
【００６８】
処理ステーション４００は、分配シャワーヘッド４０６に処理ガスを供給するための反応物質供給システム４０１と流体連通している。反応物質供給システム４０１は、シャワーヘッド４０６への供給に向けて処理ガスを混合および／または調整するための混合容器４０４を備える。１または複数の混合容器入口バルブ４２０が、混合容器４０４への処理ガスの導入を制御しうる。同様に、シャワーヘッド入口バルブ４０５が、シャワーヘッド４０６への処理ガスの導入を制御してよい。
【００６９】
いくつかの反応物質が、気化およびその後の処理ステーションへの供給の前に、液体の形態で収容されてよい。例えば、図４の実施形態は、混合容器９０４に供給される液体反応物質を気化させるための気化ポイント４０３を備える。いくつかの実施形態において、気化ポイント４０３は、加熱された気化器であってよい。かかる気化器から生成された反応物質蒸気は、下流の供給配管内で凝結しうる。凝結した反応物質に相性の悪いガスを暴露させると、小粒子が発生しうる。これらの小粒子は、配管を詰まらせる、バルブ動作を妨げる、基板を汚染するなどの可能性がある。これらの課題に対処するためのいくつかのアプローチは、残留した反応物質を除去するために、供給配管を一掃および／または排気することを含む。しかしながら、供給配管を一掃することは、処理ステーションのサイクル時間を長くして、処理ステーションのスループットを低下させうる。したがって、いくつかの実施形態において、気化ポイント４０３の下流の供給配管が、ヒートトレースされてもよい。いくつかの例では、混合容器４０４がヒートトレースされてもよい。非限定的な一例において、気化ポイント４０３の下流の配管は、約１００°Ｃから混合容器４０４で約１５０°Ｃまで増加してゆく温度プロファイルを有する。
【００７０】
いくつかの実施形態において、液体反応物質は、液体インジェクタで気化されてもよい。例えば、液体インジェクタは、混合容器の上流の搬送ガス流に液体反応物質のパルスを注入しうる。１つのシナリオにおいて、液体インジェクタは、高圧から低圧へ液体を流す（ｆｌａｓｈ）ことによって反応物質を気化させてよい。別のシナリオにおいて、液体インジェクタは、分散した微液滴に液体を霧化してよく、その後、微液滴は、加熱された供給菅内で気化される。小さい液滴は、大きい液滴よりも速く気化して、液体注入と完全な気化との間の遅延を低減しうることがわかる。より迅速に気化すれば、気化ポイント４０３から下流の配管の長さを短くすることができる。１つのシナリオにおいて、液体インジェクタは、混合容器４０４に直接取り付けられてよい。別のシナリオにおいて、液体インジェクタは、シャワーヘッド４０６に直接取り付けられてもよい。
【００７１】
いくつかの実施形態において、気化ポイント４０３の上流に、液体流コントローラが、気化および処理ステーション４００への供給に向けて液体の質量流量を制御するために提供されてよい。例えば、液体流コントローラ（ＬＦＣ）は、ＬＦＣの下流に配置された熱マスフローメータ（ＭＦＭ）を含みうる。次いで、ＬＦＣのプランジャバルブが、ＭＦＭと電気通信して比例積分微分（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節されてよい。しかしながら、フィードバック制御を用いて液体流を安定化するには、１秒以上かかりうる。これは、液体反応物質を供給する時間を延長しうる。したがって、いくつかの実施形態において、ＬＦＣは、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られてよい。いくつかの実施形態において、ＬＦＣは、ＬＦＣの検知菅およびＰＩＤコントローラを無効にすることによって、フィードバック制御モードから直接制御モードに動的に切り替えられてよい。
【００７２】
いくつかの実施形態において、アルミニウム含有前駆体とアルコール（またはアルミニウムアルコキシド）との混合を避ける目的で、例えば、処理チャンバにこれらの前駆体を別個に供給することを保証するために、別個の導管４３６および４３４を用いて、アルミニウム含有前駆体の供給源４３０およびシリコン含有前駆体の供給源４３２をそれぞれシャワーヘッドに流体接続する。アルミニウム含有前駆体ならびにアルコール（またはアルミニウムアルコキシド）の各々は、別個に搬送ガスと混合され（必要に応じて）気化されることができる。
【００７３】
シャワーヘッド４０６は、処理ガスを基板４１２に分配する。図４に示した実施形態において、基板４１２は、シャワーヘッド４０６の下方に配置され、ペデスタル４０８上に図示されている。シャワーヘッド４０６は、任意の適切な形状を有してよく、基板４１２へ処理ガスを分配するための任意の適切な数および配列のポートを有してよいことがわかる。
【００７４】
いくつかの実施形態において、微小空間４０７が、シャワーヘッド４０６の下方に配置されている。処理ステーションの空間全体ではなく微小空間でＡＬＤ処理を実行することで、反応物質暴露時間および一掃時間を短縮する、処理条件（例えば、圧力、温度など）を変更するための時間を短縮する、処理ステーションロボットの処理ガスへの暴露を制限する、などを実現できる。微小空間のサイズの例は、０．１リットルから２リットルまでの間の体積を含むが、これに限定されない。この微小空間は、生産スループットにも影響する。サイクルあたりの蒸着速度が低下すると、サイクル時間も同時に悪化する。特定の場合において、後者の効果は、所与の目標膜厚についてモジュールのスループット全体を改善するのに劇的に十分である。
【００７５】
いくつかの実施形態において、ペデスタル４０８は、微小空間４０７に基板４１２を暴露させるため、および／または、微小空間４０７の体積を変化させるために、上下されてよい。例えば、基板搬送段階中に、ペデスタル４０８は、ペデスタル４０８上に基板４１２をロードできるように下げられてよい。蒸着処理段階中に、ペデスタル４０８は、微小空間４０７内に基板４１２を配置するために上げられてよい。いくつかの実施形態において、微小空間４０７は、基板４１２とペデスタル４０８の一部とを完全に取り囲んで、蒸着処理中にフローインピーダンスの高い領域を作りうる。
【００７６】
任意選択的に、ペデスタル４０８は、微小空間４０７内の処理圧力、反応物質濃度などを調節するために、蒸着処理中の一部の間に下げられてよい、および／または、上げられてよい。処理チャンバ本体４０２が蒸着処理中にベース圧力のままである１つのシナリオにおいて、ペデスタル４０８を下げることにより、微小空間４０７の排気を可能にしてよい。処理チャンバ空間に対する微小空間の比の例は、１：９００から１：１０の間の体積比を含むが、それに限定されない。いくつかの実施形態において、ペデスタルの高さは、適切なコンピュータコントローラによってプログラム的に調節されてよいことがわかる。
【００７７】
別のシナリオにおいて、ペデスタル４０８の高さの調節は、蒸着処理に含まれるプラズマ活性化および／または処理サイクル中に、プラズマ密度を変化させることを可能にしうる。蒸着処理段階の最後に、ペデスタル４０８は、ペデスタル４０８から基板４１２を回収できるように、別の基板搬送段階中に下げられてよい。
【００７８】
本明細書に記載の微小空間の変更の例では、高さ調節可能なペデスタルに言及しているが、いくつかの実施形態において、微小空間４０７の体積を変化させるために、シャワーヘッド４０６の位置をペデスタル４０８に対して調節してもよいことがわかる。さらに、ペデスタル４０８および／またはシャワーヘッド４０６の垂直位置は、本開示の範囲内の任意の適切なメカニズムによって変更されてよいことがわかる。いくつかの実施形態において、ペデスタル４０８は、基板４１２の向きを回転させるための回転軸を備えてよい。いくつかの実施形態において、これらの調節の例の内の１または複数は、１または複数の適切なコンピュータコントローラによってプログラム的に実行されてよいことがわかる。
【００７９】
図４に示した実施形態に戻ると、シャワーヘッド４０６およびペデスタル４０８は、プラズマに電力供給するために、ＲＦ電源４１４および整合回路網４１６と電気的に通信する。いくつかの実施形態において、プラズマエネルギは、処理ステーション圧力、ガス濃度、ＲＦ源電力、ＲＦ源周波数、および、プラズマ電力パルスタイミングの内の１または複数を制御することによって制御されてよい。例えば、ＲＦ電源４１４および整合回路網４１６は、所望の組成のラジカル種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よい。適切な電力の例については上述した。同様に、ＲＦ電源４１４は、任意の適切な周波数のＲＦ電力を供給してよい。いくつかの実施形態において、ＲＦ電源４１４は、高周波ＲＦ電源および低周波ＲＦ電源を互いに独立して制御するよう構成されてよい。低周波ＲＦ周波数の例は、５０ｋＨｚから９００ｋＨｚの間の周波数を含みうるが、これに限定されない。高周波ＲＦ周波数の例は、１．８ＭＨｚから２．４５ＧＨｚの間の周波数を含みうるが、これに限定されない。任意の適切なパラメータが、表面反応にプラズマエネルギを提供するために離散的または連続的に調整されてよいことがわかる。非限定的な一例において、プラズマ電力は、連続的に電力供給されたプラズマと比べて基板表面とのイオン衝撃を削減するために、間欠的にパルス化されてよい。
【００８０】
いくつかの実施形態において、プラズマは、１または複数のプラズマモニタによってその場で監視されてよい。１つのシナリオでは、プラズマ電力が、１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よい。別のシナリオでは、プラズマ密度および／または処理ガス濃度が、１または複数の発光分光法センサ（ＯＥＳ）によって測定されてもよい。いくつかの実施形態において、１または複数のプラズマパラメータが、かかるその場プラズマモニタからの測定値に基づいてプログラム的に調整されてよい。例えば、ＯＥＳセンサが、プラズマ電力のプログラム制御を提供するためにフィードバックループで用いられてよい。いくつかの実施形態において、他のモニタが、プラズマおよびその他の処理特性を監視するために用いられてもよいことがわかる。かかるモニタは、赤外線（ＩＲ）モニタ、音声モニタ、および、圧力変換器を含みうるが、これらに限定されない。
【００８１】
いくつかの実施形態において、プラズマは、入力／出力制御（ＩＯＣ）シーケンシング命令によって制御されてよい。一例において、プラズマ処理段階のプラズマ条件を設定するための命令は、蒸着処理レシピの対応するプラズマ活性化レシピ段階に含まれてよい。一部の例では、処理レシピ段階は、連続的に配列されてよく、その結果、蒸着処理段階のためのすべての命令が、その処理段階と同時に実行される。いくつかの実施形態において、１または複数のプラズマパラメータを設定するための命令が、プラズマ処理段階の前のレシピ段階に含まれてよい。例えば、第１のレシピ段階が、不活性ガスおよび／または反応ガスの流量を設定するための命令と、プラズマ発生器を電力設定点に設定するための命令と、第１のレシピ段階のための時間遅延命令とを含んでよい。次の第２のレシピ段階が、プラズマ発生器を有効にするための命令と、第２のレシピ段階のための時間遅延命令とを含んでよい。第３のレシピ段階が、プラズマ発生器を無効にするための命令と、第３のレシピ段階のための時間遅延命令とを含んでよい。これらのレシピ段階は、本開示の範囲内で、任意の適切な方法でさらに分割および／または反復されてもよいことがわかる。
【００８２】
一部の蒸着処理において、プラズマ衝突は、数秒以上のオーダーの持続期間にわたって続く。特定の実施例では、より短いプラズマ衝突が用いられてもよい。これらは、１０ミリ秒〜１秒のオーダー、通例は約２０〜８０ミリ秒であってよく、５０ミリ秒が具体的な例である。かかる非常に短いＲＦプラズマ衝突は、非常に迅速なプラズマ安定化を必要とする。これを達成するために、プラズマ発生器は、周波数が変動することが許容された状態でインピーダンス整合が特定の電圧に予め設定されるように構成されてよい。従来、高周波プラズマは、約１３．５６ＭＨｚのＲＦ周波数で生成される。本明細書に記載の様々な実施形態において、周波数は、この標準値とは異なる値に変動することを許容される。インピーダンス整合を所定の電圧に固定しつつ周波数の変動を許すことにより、プラズマは、はるかに迅速に安定化することが可能であり、この結果は、いくつかのタイプの蒸着サイクルに関連する非常に短いプラズマ衝突を利用する場合に重要でありうる。
【００８３】
いくつかの実施形態において、ペデスタル４０８は、ヒータ４１０を用いて温度制御されてよい。さらに、いくつかの実施形態において、蒸着処理ステーション４００の圧力制御が、バタフライバルブ４１８によって提供されてもよい。図４の実施形態に示すように、バタフライバルブ４１８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スロットル調整する。しかしながら、いくつかの実施形態において、処理ステーション４００の圧力制御は、処理ステーション４００に導入される１または複数のガスの流量を変化させることによって調節されてもよい。
【００８４】
いくつかの実施形態において、本明細書で提供される基板は、マルチステーションツール内で処理される。図５は、入口ロードロック５０２および出口ロードロック５０４を備えたマルチステーション処理ツール５００の一実施形態を示す概略図であり、ロードロックの一方または両方は、遠隔プラズマ源を備えてよい。大気圧下にあるロボット５０６が、ポッド５０８を通してロードされたカセットから大気ポート５１０を介して入口ロードロック５０２内にウエハを移動させるよう構成されている。ウエハがロボット５０６によって入口ロードロック５０２内のペデスタル５１２上に載置され、大気ポート５１０が閉じられ、ロードロックがポンプ排気される。入口ロードロック５０２が遠隔プラズマ源を備える場合、ウエハは、処理チャンバ５１４に導入される前にロードロック内で遠隔プラズマ処理を受けてよい。さらに、ウエハは、例えば、湿気および吸着ガスを除去するために、入口ロードロック５０２内で加熱されてもよい。次に、処理チャンバ５１４へのチャンバ移動ポート５１６が開かれ、別のロボット（図示せず）が、処理に向けて、リアクタにウエハを入れて、リアクタ内に示された第１のステーションのペデスタル上に配置する。
【００８５】
図の処理チャンバ５１４は、図５に示した実施形態において、１から４までの番号を付した４つの処理ステーションを備える。各ステーションは、加熱されたペデスタル（ステーション１用は５１８と示されている）と、ガスライン流入口と、を有する。いくつかの実施形態において、各処理ステーションは、異なる目的または複数の目的を有してもよいことがわかる。図の処理チャンバ５１４は４つのステーションを備えるが、本開示に従った処理チャンバは、任意の適切な数のステーションを有してよいことがわかる。例えば、いくつかの実施形態において、処理チャンバは、５以上のステーションを有してもよく、他の実施形態において、処理チャンバは、３以下のステーションを有してもよい。
【００８６】
また、図５は、処理チャンバ５１４内でウエハを移動するためのウエハハンドリングシステム５９０の一実施形態を示す。いくつかの実施形態において、ウエハハンドリングシステム５９０は、様々な処理ステーションの間で、および／または、処理ステーションとロードロックとの間で、ウエハを移動させうる。任意の適切なウエハハンドリングシステムが用いられてよいことがわかる。非限定的な例は、ウエハカルーセルおよびウエハハンドラロボットを含む。図５は、さらに、処理ツール５００の処理条件およびハードウェア状態を制御するために用いられるシステムコントローラ５５０の一実施形態を示す。システムコントローラ５５０は、１または複数のメモリデバイス５５６と、１または複数のマスストレージデバイス５５４と、１または複数のプロセッサ５５２と、を備えてよい。プロセッサ５５２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、ステッパモータコントローラボードなどを備えてよい。
【００８７】
いくつかの実施形態において、システムコントローラ５５０は、処理ツール５００の動作すべてを制御する。システムコントローラ５５０は、マスストレージデバイス５５４に格納され、メモリデバイス５５６にロードされて、プロセッサ５５２で実行されるシステム制御ソフトウェア５５８を実行する。システム制御ソフトウェア５５８は、タイミング；ガスの混合；チャンバおよび／またはステーションの圧力；チャンバおよび／またはステーションの温度；パージの条件およびタイミング；ウエハ温度；ＲＦ電力レベル；ＲＦ周波数；基板、ペデスタル、チャック、および／または、サセプタの位置；ならびに、処理ツール５００によって実行される特定の処理の他のパラメータ、を制御するための命令を備えてよい。システム制御ソフトウェア５５８は、任意の適切な方法で構成されてよい。例えば、開示された方法に従って様々な処理ツールの処理を実行するために必要な処理ツール構成要素の動作を制御するために、様々な処理ツール構成要素サブルーチンまたは制御オブジェクトが書かれてよい。システム制御ソフトウェア５５８は、任意の適切なコンピュータ読み取り可能プログラム言語でコードされてよい。
【００８８】
いくつかの実施形態において、システム制御ソフトウェア５５８は、上述の様々なパラメータを制御するための入力／出力制御（ＩＯＣ）シーケンス命令を備えてよい。例えば、ＡＬＤ処理の各段階が、システムコントローラ５５０による実行のための１または複数の命令を備えてよい。ＡＬＤ処理段階のための処理条件を設定するための命令が、対応するＡＬＤレシピ段階に含まれてよい。いくつかの実施形態において、ＡＬＤレシピ段階は、連続的に配列されてよく、その結果、ＡＬＤ処理段階のためのすべての命令は、その処理段階と同時に実行される。
【００８９】
システムコントローラ５５０に関連付けられたマスストレージデバイス５５４および／またはメモリデバイス５５６に格納された他のコンピュータソフトウェアおよび／またはプログラムが、いくつかの実施形態において用いられてもよい。この目的のためのプログラムまたはプログラムセクションの例は、基板位置決めプログラム、処理ガス制御プログラム、圧力制御プログラム、ヒータ制御プログラム、および、プラズマ制御プログラムを含む。
【００９０】
基板位置決めプログラムは、基板をペデスタル５１８上にロードすると共に基板と処理ツール５００の他の部品との間の間隔を制御するために用いられる処理ツール構成要素のためのプログラムコードを備えてよい。
【００９１】
処理ガス制御プログラムは、ガス組成および流量を制御するため、ならびに、任意選択的に、処理ステーション内の圧力を安定させるために蒸着の前に１または複数の処理ステーション内にガスを流すためのコードを備えてよい。処理ガス制御プログラムは、開示されている範囲のいずれかの範囲内にガスの組成および流量を制御するためのコードを備えてよい。圧力制御プログラムは、例えば、処理ステーションの排気システムのスロットルバルブ、処理ステーションへのガス流量などを調節することにより、処理ステーション内の圧力を制御するためのコードを備えてよい。圧力制御プログラムは、開示されている圧力範囲のいずれかの範囲内に処理ステーションの圧力を維持するためのコードを備えてよい。
【００９２】
ヒータ制御プログラムは、基板を加熱するために用いられる加熱ユニットへの電流を制御するためのコードを備えてよい。あるいは、ヒータ制御プログラムは、基板への熱伝導ガス（ヘリウムなど）の供給を制御してもよい。ヒータ制御プログラムは、開示されている範囲のいずれかの範囲内に基板の温度を維持するための命令を備えてよい。
【００９３】
プラズマ制御プログラムは、例えば、本明細書に開示したＲＦ電力レベルのいずれかを用いて、１または複数の処理ステーション内の処理電極に印加されるＲＦ電力レベルおよび周波数を設定するためのコードを備えてよい。プラズマ制御プログラムは、各プラズマ暴露の継続期間を制御するためのコードを備えてもよい。
【００９４】
いくつかの実施形態において、システムコントローラ５５０に関連したユーザインターフェースがあってよい。ユーザインターフェースは、表示スクリーン（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ディスプレイ）と、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と、を含みうる。
【００９５】
いくつかの実施形態において、システムコントローラ５５０によって調整されるパラメータは、処理条件に関してよい。非制限的な例として、処理ガスの組成および流量、温度、圧力、プラズマ条件（ＲＦ電力レベル、周波数、および、暴露時間など）などが挙げられる。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てよく、ユーザインターフェースを用いて入力されうる。
【００９６】
処理を監視するための信号が、様々な処理ツールセンサから、システムコントローラ５５０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よい。処理を制御するための信号は、処理ツール５００のアナログおよびデジタル出力接続で出力されてよい。監視されうる処理ツールセンサの非限定的な例は、マスフローコントローラ、圧力センサ（圧力計など）、熱電対などを含む。適切にプログラムされたフィードバックアルゴリズムおよび制御アルゴリズムが、処理条件を維持するためにこれらのセンサからのデータと共に用いられてよい。
【００９７】
任意の適切なチャンバを用いて、開示した実施形態を実施することができる。蒸着装置の例は、カリフォルニア州フレモントのＬａｍ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ社から入手可能なＡＬＴＵＳ（登録商標）製品群、ＶＥＣＴＯＲ（登録商標）製品群、および／または、ＳＰＥＥＤ（登録商標）製品群の装置、もしくは、様々なその他の市販の処理システムのいずれかを含むが、これらに限定されない。ステーションの内の２以上が、同じ機能を実行してもよい。同様に、２以上のステーションが、異なる機能を実行してもよい。各ステーションは、必要に応じて、特定の機能／方法を実行するよう設計／構成されうる。
【００９８】
図６は、特定の実施形態に従って、薄膜蒸着処理を実行するのに適した処理システムを示すブロック図である。システム６００は、搬送モジュール６０３を備える。搬送モジュール６０３は、処理中の基板が様々なリアクタモジュール間で移動される時の汚染のリスクを最小限に抑えるために、清浄な加圧環境を提供する。搬送モジュール６０３には、２つのマルチステーションリアクタ６０９および６１０が取り付けられており、それぞれ、特定の実施形態に従って、原子層蒸着（ＡＬＤ）および／または化学蒸着（ＣＶＤ）を実行できる。リアクタ６０９および６１０は、開示した実施形態に従った動作を逐次的または非逐次的に実行しうる複数のステーション６１１、６１３、６１５、および、６１７を備えてよい。ステーションは、加熱ペデスタルまたは基板支持体と、１または複数のガス流入口またはシャワーヘッドまたは拡散プレートとを備えてよい。
【００９９】
また、プラズマ前洗浄または化学的な（非プラズマ）前洗浄、もしくは、開示した方法に関連して記載した任意のその他の処理を実行できる１または複数の単一ステーションモジュールまたはマルチステーションモジュール６０７が、搬送モジュール６０３上に取り付けられてよい。モジュール６０７は、いくつかの例において、例えば、蒸着処理のために基板を準備するための様々な処理に用いられてよい。モジュール６０７は、様々なその他の処理（エッチングまたは研磨など）を実行するように設計／構成されてもよい。システム６００は、ウエハが処理前後に収容される１または複数のウエハソースモジュール６０１も備える。大気搬送チャンバ６１９内の大気ロボット（図示せず）が、まず、ソースモジュール６０１からロードロック６２１にウエハを取り出してよい。搬送モジュール６０３内のウエハ搬送装置（一般に、ロボットアームユニット）が、ロードロック６２１から搬送モジュール６０３上に取り付けられたモジュールに、そして、モジュールの間で、ウエハを移動させる。
【０１００】
様々な実施形態において、システムコントローラ６２９が、蒸着中の処理条件を制御するために用いられる。コントローラ６２９は、通例、１または複数のメモリデバイスと、１または複数のプロセッサとを備える。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、ステッパモータコントローラボードなどを備えてよい。
【０１０１】
コントローラ６２９は、蒸着装置の動作すべてを制御してよい。システムコントローラ６２９は、タイミング、ガスの混合、チャンバ圧、チャンバ温度、ウエハ温度、高周波（ＲＦ）電力レベル、ウエハチャックまたはペデスタルの位置、ならびに、特定の処理の他のパラメータを制御するための一連の命令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６２９に関連する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おいて用いられてもよい。
【０１０２】
通例は、コントローラ６２９に関連したユーザインターフェースが存在する。ユーザインターフェースは、表示スクリーン（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ディスプレイ）と、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と、を含みうる。
【０１０３】
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よい。一般に、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されうる。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」によって提供されうる。かかるプログラミングは、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内にハードコードされたロジックなど、任意の形態のロジックを含むと理解される。また、プログラミングは、汎用プロセッサ上で実行できる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読み取り可能プログラム言語でコードされてよい。
【０１０４】
ゲルマニウム含有還元剤パルス、水素流、および、タングステン含有前駆体パルス、ならびに、処理手順内のその他の処理を制御するためのコンピュータプログラムコードは、例えば、アセンブリ言語、Ｃ、Ｃ＋＋、パスカル、フォートランなど、任意の従来のコンピュータ読み取り可能なプログラミング言語で書かれうる。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が、プラグラム内に特定されたタスクを実行するために、プロセッサによって実行される。また、上述のように、プログラムコードはハードコードされてもよい。
【０１０５】
コントローラパラメータは、例えば、処理ガスの組成および流量、温度、圧力、冷却ガス圧、基板温度、ならびに、チャンバ壁温度などの処理条件に関する。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用いて入力されうる。処理を監視するための信号が、システムコントローラ６２９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よい。処理を制御するための信号が、蒸着装置６００のアナログおよびデジタル出力接続で出力される。
【０１０６】
システムソフトウェアは、多くの異なる方法で設計または構成されうる。例えば、開示した実施形態に従って蒸着処理（および、いくつかの場合でのその他の処理）を実行するのに必要なチャンバ構成要素の動作を制御するために、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が書かれてよい。このためのプログラムまたはプログラムセクションの例は、基板配置コード、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。
【０１０７】
いくつかの実施例において、コントローラ６２９は、システムの一部であり、システムは、上述の例の一部であってよい。かかるシステムは、１または複数の処理ツール、１または複数のチャンバ、処理のための１または複数のプラットフォーム、および／または、特定の処理構成要素（ウエハペデスタル、ガスフローシステムなど）など、半導体処理装置を備えうる。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、処理後に、システム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、「コントローラ」と呼ばれてもよく、システムの様々な構成要素または副部品を制御しうる。コントローラ６２９は、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、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高周波（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、位置および動作設定、ならびに、ツールおよび他の移動ツールおよび／または特定のシステムと接続または結合されたロードロックの内外へのウエハ移動など、本明細書に開示の処理のいずれを制御するようプログラムされてもよい。
【０１０８】
概して、コントローラは、命令を受信する、命令を発行する、動作を制御する、洗浄動作を可能にする、エンドポイント測定を可能にすることなどを行う様々な集積回路、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みうる。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形態でコントローラに伝えられて、半導体ウエハに対するまたは半導体ウエハのための特定の処理を実行するための動作パラメータ、もしくは、システムへの動作パラメータを定義す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において、ウエハの１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／またはダイの加工中に１または複数の処理工程を達成するために処理エンジニアによって定義されるレシピの一部であってよい。
【０１０９】
コントローラは、いくつかの実施例において、システムと一体化されるか、システムに接続されるか、その他の方法でシステムとネットワーク化されるか、もしくは、それらの組み合わせでシステムに結合されたコンピュータの一部であってもよいし、かかるコンピュータに接続されてもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってもよいし、ウエハ処理のリモートアクセスを可能にできるファブホストコンピュータシステムの全部または一部であってもよい。コンピュータは、現在の処理のパラメータを変更する、現在の処理に従って処理工程を設定する、または、新たな処理を開始するために、システムへのリモートアクセスを可能にして、製造動作の現在の進捗を監視する、過去の製造動作の履歴を調べる、もしくは、複数の製造動作からの傾向または性能指標を調べうる。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）が、ネットワーク（ローカルネットワークまたはインターネットを含みうる）を介してシステムに処理レシピを提供してよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力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備えてよく、パラメータおよび／または設定は、リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例において、コントローラは、データの形式で命令を受信し、命令は、１または複数の動作中に実行される処理工程の各々のためのパラメータを指定する。パラメータは、実行される処理のタイプならびにコントローラがインターフェース接続するまたは制御するよう構成されたツールのタイプに固有であってよいことを理解されたい。したがって、上述のように、コントローラは、ネットワーク化されて共通の目的（本明細書に記載の処理および制御など）に向けて動作する１または複数の別個のコントローラを備えることなどによって分散されてよい。かかる目的のための分散コントローラの一例は、チャンバでの処理を制御するために協働するリモートに配置された（プラットフォームレベルにある、または、リモートコンピュータの一部として配置されるなど）１または複数の集積回路と通信するチャンバ上の１または複数の集積回路である。
【０１１０】
限定はしないが、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、蒸着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、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層蒸着（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、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに、半導体ウエハの加工および／または製造に関連するかまたは利用されうる任意のその他の半導体処理システムを含みうる。
【０１１１】
上述のように、ツールによって実行される１または複数の処理工程に応じて、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、近くのツール、工場の全体に亘って配置されるツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、もしくは、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向かってまたはそこからウエハのコンテナを運ぶ材料輸送に用いられるツール、の内の１または複数と通信してもよい。
【０１１２】
さらなる実施例：
本明細書に記載の装置および処理は、例えば、半導体デバイス、ディスプレイ、ＬＥＤ、光起電力パネルなどの加工または製造のために、リソグラフィパターニングツールまたは処理と共に用いられてもよい。通例、必ずしもそうとは限らないが、かかる装置および処理は、共通の製造施設で一緒に利用または実行されている。薄膜のリソグラフィパターニングは、通例、以下の工程の一部または全部を含み、各工程は、複数の可能なツールで実現される：（１）スピンオンまたはスプレーオンツールを用いて、ワークピース（すなわち、基板）上にフォトレジストを塗布する工程；（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工程；（３）ウエハステッパなどのツールで可視光またはＵＶまたはＸ線にフォトレジストを暴露させる工程；（４）ウェットベンチなどのツールを用いて、選択的にレジストを除去することによってパターニングするためにレジストを現像する工程；（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用いて、下層の膜またはワークピースにレジストパターンを転写する工程；ならびに、（６）ＲＦプラズマまたはマイクロ波プラズマレジストストリッパなどのツールを用いて、レジストを除去する工程。かかる処理は、例えば、上述したように、窒化タンタル、タンタル、および／または、銅の層が蒸着される誘電体層をパターニングするために用いられてよい。
【０１１３】
ＸＰＳ実験結果：
基板をＴＭＡおよびｔ−ブタノールへ順次暴露させることによって、表１に示した処理条件を用いてコバルト層を含むウエハ基板上に、酸化アルミニウム膜を蒸着した。ＸＰＳによってコバルト層を分析した。ウエハのエッジ上の膜のＸＰＳプロットを図７Ａに示す。ＸＰＳは、コバルト−酸素結合に起因する実質的な信号がないことを示していることがわかる。同様の結果が、ウエハ基板の中央で得られた。
【０１１４】
コバルト層を有する基板をＴＭＡおよびＣＯ２プラズマで順次処理することによって、比較対象の酸化アルミニウムベースの膜を蒸着した。ＸＰＳによってコバルト層を分析した。図７Ｂに提供されたウエハのエッジ上の膜のＸＰＳプロットは、著しいコバルト−酸素結合を示す。同様の結果が、ウエハの中央から得られた膜に対して得られた。
【図１Ａ】
2018085502.tif 000004
【図１Ｂ】
2018085502.tif 000005
【図１Ｃ】
2018085502.tif 000006
【図２】
2018085502.tif 000007
【図３】
2018085502.tif 000008
【図４】
2018085502.tif 000009
【図５】
2018085502.tif 000010
【図６】
2018085502.tif 000011
【図７Ａ】
2018085502.tif 000012
【図７Ｂ】
2018085502.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月28日(2018.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板を処理するための方法であって、
（ａ）露出した誘電体層および露出した金属層を備えた半導体基板を提供する工程と、
（ｂ）アルコールおよびアルミニウムアルコキシドからなる群より選択された反応物質とアルミニウム含有前駆体を反応させることによって、前記誘電体層および前記金属層の上に接触させて酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する工程と、
を備え、
前記形成された酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約７未満の誘電率および少なくとも約２．５ｇ／ｃｍ３の密度を有する、方法。
【請求項２】
請求項１の方法であって、前記露出した金属層は、露出したコバルト層である、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記露出した金属層は露出したコバルト層であり、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜が形成された後に、前記コバルト層と前記酸化アルミニウムエッチング停止膜との間の界面に酸化コバルトが形成されない、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する工程は、少なくとも４つの炭素原子を含むアルコールと前記アルミニウム含有前駆体を反応させる工程を含む、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する工程は、トリメチルアルミニウムをｔ−ブタノールと反応させる工程を含む、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、実質的に前記半導体基板の表面上で起きる反応によって形成される、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、実質的に前記半導体基板の表面から離れて起きる反応によって形成される、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約１０〜１００Åの間の厚さまで形成される、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する工程は、
（ｉ）前記半導体基板を収容する処理チャンバ内で、前記アルミニウム含有前駆体を前記半導体基板の表面に吸着させる工程であって、前記アルミニウム含有前駆体はトリアルキルアルミニウムである、工程と、
（ｉｉ）前記アルミニウム含有前駆体が吸着した後に、前記処理チャンバをパージおよび／または排気する工程と、
（ｉｉｉ）パージ後に、少なくとも４つの炭素原子を有するアルコールを前記処理チャンバに供給し、前記アルコールが前記吸着したアルミニウム含有前駆体と反応して酸化アルミニウムを形成することを可能にする工程と、
（ｉｖ）前記反応後に、前記処理チャンバをパージおよび／または排気する工程と、
（ｖ）工程（ｉ）〜（ｉｖ）を繰り返す工程と、
を含む、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、工程（ｉｉｉ）は、プラズマなしで実行される、方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約５０〜４００℃の間の温度および約０．５〜８Ｔｏｒｒの間の圧力で形成される、方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の方法であって、工程（ｉ）は、約０．１〜１０秒間、前記アルミニウム含有前駆体を前記処理チャンバに流す工程を含む、方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の方法であって、工程（ｉｉｉ）は、約０．１〜１０秒間、前記アルコールを前記処理チャンバに流す工程を含む、方法。
【請求項１４】
請求項９に記載の方法であって、工程（ｖ）は、工程（ｉ）〜（ｉｖ）を少なくとも３回繰り返す工程を含む、方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約６未満の誘電率と、少なくとも約２．８ｇ／ｃｍ３の密度とを有する、方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約４〜６の誘電率と、約３．０〜３．２ｇ／ｃｍ３の密度とを有する、方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法であって、前記露出した誘電体層は、超低誘電率（ＵＬＫ）誘電体の層であり、前記露出した金属層は、コバルト、銅、および、タングステンからなる群より選択された金属を含む、方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法であって、さらに、
フォトレジストを前記半導体基板に塗布する工程と、
前記フォトレジストを露光する工程と、
前記フォトレジストをパターニングして、前記パターンを前記半導体基板に転写する工程と、
前記フォトレジストを前記半導体基板から選択的に除去する工程と、
を備える、方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法であって、さらに、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜の上に誘電体層を蒸着する工程と、露出エッチング停止層の存在下で前記蒸着された誘電体層に凹状構造をエッチングする工程と、を備える、方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、さらに、前記凹状構造が形成された後に、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜の一部を除去する工程を備える、方法。
【請求項２１】
酸化アルミニウムエッチング停止層を蒸着するための装置であって、
（ａ）前記酸化アルミニウムエッチング停止層の蒸着中に半導体基板を保持するための基板支持体を備えた処理チャンバと、
（ｂ）アルコールおよびアルミニウムアルコキシドからなる群より選択された反応物質とアルミニウム含有前駆体を反応させるためのプログラム命令を備えたコントローラと、
を備え、
前記反応は、約７未満の誘電率および少なくとも約２．５ｇ／ｃｍ３の密度を有する酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する、装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の装置であって、前記反応を引き起こすための前記プログラム命令は、
（ｉ）前記処理チャンバ内で前記半導体基板の表面にアルミニウム含有前駆体を吸着させ、
（ｉｉ）前記アルミニウム含有前駆体が吸着された後に、吸着されなかった前記アルミニウム含有前駆体を前記処理チャンバから除去させ、
（ｉｉｉ）前記吸着されなかったアルミニウム含有前駆体を前記処理チャンバから除去した後に、アルコールまたはアルミニウムアルコキシドを前記処理チャンバに供給させて、前記アルコールが前記吸着したアルミニウム含有前駆体と反応して酸化アルミニウムを形成することを可能にし、
（ｉｖ）前記反応後に、前記処理チャンバをパージおよび／または排気させ、
（ｖ）（ｉ）〜（ｉｖ）を繰り返させる
ためのプログラム命令を含む、装置。
【請求項２３】
請求項２１に記載の装置であって、前記装置は、さらに、アルミニウム含有前駆体を前記処理チャンバに供給するよう構成された第１導管と、アルコールまたはアルミニウムアルコキシドを前記処理チャンバに供給するよう構成された第２導管と、を備え、前記第１および第２導管は、異なる導管である、装置。
【請求項２４】
請求項２１の装置と、ステッパとを備えたシステム。
【請求項２５】
非一時的なコンピュータマシン読み取り可能な媒体であって、
アルコールおよびアルミニウムアルコキシドからなる群より選択された反応物質とアルミニウム含有前駆体を反応させるためのコードを備え、
前記反応は、約７未満の誘電率および少なくとも約２．５ｇ／ｃｍ３の密度を有する酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する、媒体。
【請求項２６】
半導体デバイスであって、
酸化アルミニウムエッチング停止膜を備え、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約１０〜５０Åの間の厚さを有し、約６未満の誘電率および少なくとも約２．８ｇ／ｃｍ３の密度で特徴付けられ、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、金属層と接触して存在し、前記金属層は、酸化の兆候を示さない、半導体デバイス。
【請求項２７】
請求項２６に記載の半導体デバイスであって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、さらに、誘電体層と接触して存在する、半導体デバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明は、以下の形態としても実施可能である。
［形態１］
半導体基板を処理するための方法であって、
（ａ）露出した誘電体層および露出した金属層を備えた半導体基板を提供する工程と、
（ｂ）アルコールおよびアルミニウムアルコキシドからなる群より選択された反応物質とアルミニウム含有前駆体を反応させることによって、前記誘電体層および前記金属層の上に接触させて酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する工程と、
を備え、
前記形成された酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約７未満の誘電率および少なくとも約２．５ｇ／ｃｍ３の密度を有する、方法。
［形態２］
形態１の方法であって、前記露出した金属層は、露出したコバルト層である、方法。
［形態３］
形態１に記載の方法であって、前記露出した金属層は露出したコバルト層であり、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜が形成された後に、前記コバルト層と前記酸化アルミニウムエッチング停止膜との間の界面に酸化コバルトが形成されない、方法。
［形態４］
形態１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する工程は、少なくとも４つの炭素原子を含むアルコールと前記アルミニウム含有前駆体を反応させる工程を含む、方法。
［形態５］
形態１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する工程は、トリメチルアルミニウムをｔ−ブタノールと反応させる工程を含む、方法。
［形態６］
形態１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、実質的に前記半導体基板の表面上で起きる反応によって形成される、方法。
［形態７］
形態１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、実質的に前記半導体基板の表面から離れて起きる反応によって形成される、方法。
［形態８］
形態１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約１０〜１００Åの間の厚さまで形成される、方法。
［形態９］
形態１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する工程は、
（ｉ）前記半導体基板を収容する処理チャンバ内で、前記アルミニウム含有前駆体を前記半導体基板の表面に吸着させる工程であって、前記アルミニウム含有前駆体はトリアルキルアルミニウムである、工程と、
（ｉｉ）前記アルミニウム含有前駆体が吸着した後に、前記処理チャンバをパージおよび／または排気する工程と、
（ｉｉｉ）パージ後に、少なくとも４つの炭素原子を有するアルコールを前記処理チャンバに供給し、前記アルコールが前記吸着したアルミニウム含有前駆体と反応して酸化アルミニウムを形成することを可能にする工程と、
（ｉｖ）前記反応後に、前記処理チャンバをパージおよび／または排気する工程と、
（ｖ）工程（ｉ）〜（ｉｖ）を繰り返す工程と、
を含む、方法。
［形態１０］
形態９に記載の方法であって、工程（ｉｉｉ）は、プラズマなしで実行される、方法。
［形態１１］
形態９に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約５０〜４００℃の間の温度および約０．５〜８Ｔｏｒｒの間の圧力で形成される、方法。
［形態１２］
形態９に記載の方法であって、工程（ｉ）は、約０．１〜１０秒間、前記アルミニウム含有前駆体を前記処理チャンバに流す工程を含む、方法。
［形態１３］
形態９に記載の方法であって、工程（ｉｉｉ）は、約０．１〜１０秒間、前記アルコールを前記処理チャンバに流す工程を含む、方法。
［形態１４］
形態９に記載の方法であって、工程（ｖ）は、工程（ｉ）〜（ｉｖ）を少なくとも３回繰り返す工程を含む、方法。
［形態１５］
形態１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約６未満の誘電率と、少なくとも約２．８ｇ／ｃｍ３の密度とを有する、方法。
［形態１６］
形態１に記載の方法であって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約４〜６の誘電率と、約３．０〜３．２ｇ／ｃｍ３の密度とを有する、方法。
［形態１７］
形態１に記載の方法であって、前記露出した誘電体層は、超低誘電率（ＵＬＫ）誘電体の層であり、前記露出した金属層は、コバルト、銅、および、タングステンからなる群より選択された金属を含む、方法。
［形態１８］
形態１に記載の方法であって、さらに、
フォトレジストを前記半導体基板に塗布する工程と、
前記フォトレジストを露光する工程と、
前記フォトレジストをパターニングして、前記パターンを前記半導体基板に転写する工程と、
前記フォトレジストを前記半導体基板から選択的に除去する工程と、
を備える、方法。
［形態１９］
形態１に記載の方法であって、さらに、前記酸化アルミニウム層の上に誘電体層を蒸着する工程と、露出エッチング停止層の存在下で前記蒸着された誘電体層に凹状構造をエッチングする工程と、を備える、方法。
［形態２０］
形態１９に記載の方法であって、さらに、前記凹状構造が形成された後に、前記酸化アルミニウムエッチング停止層の一部を除去する工程を備える、方法。
［形態２１］
酸化アルミニウムエッチング停止層を蒸着するための装置であって、
（ａ）前記酸化アルミニウムエッチング停止層の蒸着中に前記半導体基板を保持するための基板支持体を備えた処理チャンバと、
（ｂ）アルコールおよびアルミニウムアルコキシドからなる群より選択された反応物質とアルミニウム含有前駆体を反応させるためのプログラム命令を備えたコントローラと、
を備え、
前記反応は、約７未満の誘電率および少なくとも約２．５ｇ／ｃｍ３の密度を有する酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する、装置。
［形態２２］
形態２１に記載の装置であって、前記反応を引き起こすための前記プログラム命令は、
（ｉ）前記処理チャンバ内で前記半導体基板の表面にアルミニウム含有前駆体を吸着させ、
（ｉｉ）前記アルミニウム含有前駆体が吸着された後に、吸着されなかった前記アルミニウム含有前駆体を前記処理チャンバから除去させ、
（ｉｉｉ）前記吸着されなかったアルミニウム含有前駆体を前記処理チャンバから除去した後に、アルコールまたはアルミニウムアルコキシドを前記処理チャンバに供給させて、前記アルコールが前記吸着したアルミニウム含有前駆体と反応して酸化アルミニウムを形成することを可能にし、
（ｉｖ）前記反応後に、前記処理チャンバをパージおよび／または排気させ、
（ｖ）（ｉ）〜（ｉｖ）を繰り返させる
ためのプログラム命令を含む、装置。
［形態２３］
形態２１に記載の装置であって、前記装置は、さらに、アルミニウム含有前駆体を前記処理チャンバに供給するよう構成された第１導管と、アルコールまたはアルミニウムアルコキシドを前記処理チャンバに供給するよう構成された第２導管と、を備え、前記第１および第２導管は、異なる導管である、装置。
［形態２４］
形態２１の装置と、ステッパとを備えたシステム。
［形態２５］
非一時的なコンピュータマシン読み取り可能な媒体であって、
アルコールおよびアルミニウムアルコキシドからなる群より選択された反応物質とアルミニウム含有前駆体を反応させるためのコードを備え、
前記反応は、約７未満の誘電率および少なくとも約２．５ｇ／ｃｍ３の密度を有する酸化アルミニウムエッチング停止膜を形成する、媒体。
［形態２６］
半導体デバイスであって、
酸化アルミニウムエッチング停止膜を備え、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、約１０〜５０Åの間の厚さを有し、約６未満の誘電率および少なくとも約２．８ｇ／ｃｍ３の密度で特徴付けられ、前記酸化アルミニウムは、金属層と接触して存在し、前記金属層は、酸化の兆候を示さない、半導体デバイス。
［形態２７］
形態２６に記載の半導体デバイスであって、前記酸化アルミニウムエッチング停止膜は、さらに、誘電体層と接触して存在する、半導体デバイス。
以下では、本発明のこれらおよびその他の特徴および利点について、関連図面を参照しつつ詳細に説明する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
いくつかの反応物質が、気化およびその後の処理ステーションへの供給の前に、液体の形態で収容されてよい。例えば、図４の実施形態は、混合容器４０４に供給される液体反応物質を気化させるための気化ポイント４０３を備える。いくつかの実施形態において、気化ポイント４０３は、加熱された気化器であってよい。かかる気化器から生成された反応物質蒸気は、下流の供給配管内で凝結しうる。凝結した反応物質に相性の悪いガスを暴露させると、小粒子が発生しうる。これらの小粒子は、配管を詰まらせる、バルブ動作を妨げる、基板を汚染するなどの可能性がある。これらの課題に対処するためのいくつかのアプローチは、残留した反応物質を除去するために、供給配管を一掃および／または排気することを含む。しかしながら、供給配管を一掃することは、処理ステーションのサイクル時間を長くして、処理ステーションのスループットを低下させうる。したがって、いくつかの実施形態において、気化ポイント４０３の下流の供給配管が、ヒートトレースされてもよい。いくつかの例では、混合容器４０４がヒートトレースされてもよい。非限定的な一例において、気化ポイント４０３の下流の配管は、約１００°Ｃから混合容器４０４で約１５０°Ｃまで増加してゆく温度プロファイルを有する。
【外国語明細書】
2018085502000001.pdf