(57)【要約】      （修正有）【課題】誘電体表面に対する金属表面への高い選択性のタングステンまたはその他の金属薄膜の堆積方法の提供。【解決手段】金属を含む第１の表面と、ケイ素含有の第２の表面を有する基材の上に、タングステンの先駆物質を流す工程１００と、基材の上に非金属の先駆物質の水素ガスを流す工程２００とを含み、このとき、ホットワイヤと接触し、励起された水素ガスと、タングステンの先駆物質との間の反応によってタングステンの薄膜が基材の第１表面に選択的に形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属を含む薄膜を選択的に形成する方法であって、この方法は以下の工程：
反応チャンバの中で加工処理するための基材および少なくともガスを接触させるためのホットワイヤ素子を用意すること；
基材を金属の先駆物質に曝すこと；および
ホットワイヤの近傍に曝されたガスに基材を曝すこと；
を含み、
基材は少なくとも２種の異なる材料を含み、そして表面のうちの一つにおいて金属の薄膜が選択的に形成される、前記方法。
【請求項２】
金属の先駆物質は遷移金属の元素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
金属の先駆物質はタングステン含有先駆物質またはモリブデン含有先駆物質を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ガスは水素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
選択的に形成される薄膜は金属質材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ガスがホットワイヤの近くに曝されたとき、励起したラジカル種または原子の種がガスから形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
基材は第１の表面と第２の表面を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第１の表面は遷移金属を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
第１の表面は酸化した金属を含み、そして酸化した金属の下に元素状金属または金属質の導電性薄膜がある、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
第２の表面はＳｉ-Ｏ結合を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
第２の表面は酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素、二酸化ケイ素、またはこれらの混合物を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
薄膜は第１の表面上に選択的に形成される、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
基材を金属の先駆物質に曝す工程の後に基材をパージガスに曝す工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
選択度が５０％を超える、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
薄膜の厚さは１ｎｍを超える、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
反応チャンバにおける壁はホットウォールである、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
薄膜を選択的に形成することはＡＬＤプロセスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
薄膜を選択的に形成することは繰返しのプロセスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
薄膜を選択的に形成することは繰返しまたは連続のＣＶＤプロセスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
請求項１に記載の方法を実施するために構成された反応チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
関連する特許出願についての参照
[1]本開示は、２０１６年７月１９日に提出された「タングステンの選択堆積」と題する米国仮特許出願６２/３６４１８５号および２０１６年１０月２８日に提出された「タングステンの選択堆積」と題する米国仮特許出願６２/４１４４０８号（両出願は参考文献として取り込まれている）の利益を権利請求する。
【技術分野】
【０００２】
[2]本開示は、概して言えば、電子デバイスを製造するためのプロセスに関する。特に本開示は、ホットワイヤシステムを用いる繰返し曝露または原子層堆積（ＡＬＤ）による選択堆積に関する。具体的には本開示は、ホットワイヤ繰返し曝露のプロセスによってタングステンの薄膜を形成することに関する。
【背景技術】
【０００３】
[3]先駆物質としてジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）と六フッ化タングステン（ＷＦ６）を利用してタングステンを選択的に堆積するプロセスが存在する。米国特許８９５６９７１号（Haukka等）はそのようなプロセスを開示し、それにおいては、およそ１５０℃の温度で堆積が起こる。堆積によって、銅の表面上に形成されるタングステン層が生じうる。
【０００４】
[4]プラズマによってタングステンを形成する試みは、選択性に及ぼすプラズマの逆効果のために実行可能にはなっていない。特に、プラズマは複数の表面上に薄膜を形成する傾向があり、異なる表面どうしが識別されない。
【０００５】
[5]タングステンの薄膜の形成は、エレクトロマイグレーション（ＥＭ）耐性を改善するために用いることができる。ＥＭ耐性は、誘電体拡散バリアと金属材料の間の境界面の上に金属キャップを形成することによって達成することができる。しかし、誘電体表面に対する金属表面の良好な選択性を達成することは困難であった。望ましい表面の末端を得るために、熱処理やラジカル処理を含む穏やかな表面処理などの、幾つかの方策が採られた。しかし、穏やかな表面処理では、選択堆積のための望ましい表面を適切に調製することはできない。
【０００６】
[6]その結果として、高い選択性を伴ってタングステンまたはその他の金属の薄膜を堆積するプロセスが望まれる。
【発明の概要】
【０００７】
[7]本発明の少なくとも一つの態様によれば、タングステンの薄膜を選択的に形成する方法が開示される。この方法は以下の工程：反応チャンバの中で加工処理するための第１の表面と第２の表面を含む基材およびガスの励起種を生成するためのホットワイヤ（熱線）を用意すること；基材の上でタングステンの先駆物質のパルス／パージ工程（この工程は、基材の上にタングステンの先駆物質をパルス状に流すこととタングステンの先駆物質の過剰分を反応チャンバからパージすることを含む）を行うこと；および、基材の上で水素の先駆物質のパルス／パージ工程（この工程は、基材の上に水素の先駆物質をパルス状に流すこと（このとき、水素の先駆物質はホットワイヤによって励起される）と水素の先駆物質の過剰分を反応チャンバからパージすることを含む）を行うこと；を含み、タングステンの先駆物質は六フッ化タングステン（ＷＦ６）のうちの少なくとも１種を含み、水素の先駆物質は水素（Ｈ２）のうちの少なくとも１種を含み、ホットワイヤの温度は約１０００℃よりも高く、そしてタングステンの薄膜が第１の表面上に選択的に形成される。
【０００８】
[8]本発明の少なくとも一つの態様によれば、金属を含む薄膜を選択的に形成する方法が開示される。この方法は以下の工程：反応チャンバの中で加工処理するための基材および少なくともガスを接触させるためのホットワイヤ素子を用意すること；基材を金属の先駆物質に曝すこと；および、ホットワイヤの近傍に曝されたガスに基材を曝すこと；を含み、基材は少なくとも２種の異なる材料を含み、そして表面のうちの一つにおいて金属の薄膜が選択的に形成される。
【０００９】
[9]本発明の少なくとも一つの態様によれば、タングステンの薄膜を形成する方法が開示される。この方法は以下の工程：反応チャンバの中で加工処理するための基材および反応チャンバに少なくともガスを通すためのホットワイヤを用意すること；基材の上にタングステンの先駆物質を流すこと；および、基材の上に水素の先駆物質を流すこと；を含み、水素の先駆物質はホットワイヤと接触され、タングステンの先駆物質とホットワイヤと接触した水素の先駆物質との間の反応によってタングステンの薄膜が形成され、そして反応チャンバはホットウォール（熱壁）反応チャンバである。
【００１０】
[10]本発明および達成される利点を要約する目的で、本発明の特定の目的と利点について上で説明した。当然のことであるが、本発明の全ての特定の態様によってそれらの目的または利点の全てが必ずしも達成されないかもしれない、ということが理解されるべきである。従って、例えば、本明細書で教示または示唆される一つの利点または一群の利点が達成または最適化されるやり方で本発明は具体化または実施されうるが、本明細書で教示または示唆されるであろうその他の目的または利点は必ずしも達成されないということを、当業者であれば認識するであろう。
【００１１】
[11]これらの態様の全ては、本明細書で開示される発明の範囲内のものであることが意図されている。これらの態様およびその他の態様は、当業者であれば、特定の態様についての以下の詳細な説明から添付図面を参照しつつ容易に明らかになるであろう。本発明は、開示されたいかなる特定の態様にも限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
[12]本明細書で開示される本発明のこれらの特徴およびその他の特徴、見地、および利点は、特定の態様についての図面を参照して以下で説明されるが、それらの態様は例示することを意図するものであり、本発明を限定するものではない。
【図１】[13]図１は本発明の少なくとも一つの態様に従う方法を例示している。
【図２】[14]図２は本発明の少なくとも一つの態様に従う方法を例示している。
【図３】[15]図３は本発明の少なくとも一つの態様に従う方法の工程を例示している。
【図４】[16]図４は本発明の少なくとも一つの態様に従う方法の工程を例示している。
【図５】[17]図５Ａおよび図５Ｂは本発明の少なくとも一つの態様に従う組織の上面図を例示している。
【図６Ａ】[18]図６Ａおよび図６Ｂは本発明の少なくとも一つの態様に従う組織の断面図を例示している。
【図６Ｂ】図６Ａおよび図６Ｂは本発明の少なくとも一つの態様に従う組織の断面図を例示している。
【図７】[19]図７は本発明の少なくとも一つの態様に従う方法を例示している。
【図８】[20]図８は本発明の少なくとも一つの態様に従う方法を例示している。
【図９】[21]図９は本発明の少なくとも一つの態様に従う方法を例示している。
【図１０】[22]図１０は本発明の少なくとも一つの態様に従う構造物の断面図を例示している。
【図１１】[23]図１１は本発明の少なくとも一つの態様に従う構造物の断面図を例示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[24]特定の態様と実施例が以下で開示されるが、本発明の特に開示された態様および／または用途およびそれらの自明の修正と同等物を越えるものも本発明の対象となることが、当業者には理解されるだろう。従って、開示される本発明の範囲は以下で記述される特定の開示された態様によって限定されるべきではない、ということが意図されている。
【００１４】
[25]薄膜の堆積は、ホットワイヤに並列して近くを流れる先駆物質のガスからラジカル種を発生させるためのホットワイヤまたは加熱用フィラメントを利用する装置を用いて行うことができる。そのような装置は米国特許出願公開２０１３/０３３７６５３ Ａ１に開示されていて、これは参考文献として本明細書に組み込まれる。他の加熱用フィラメントは米国特許出願公開２０１４/０１２０７２３ Ａ１に開示されている。装置は、反応チャンバ、基材ホルダー、ガスの供給源を有し、そしてホットワイヤ、基材ホルダーを加熱するためのヒーターおよび反応チャンバの壁を加熱するためのヒーターに沿って流れるガスからラジカルを発生させるためのホットワイヤまたは加熱用フィラメントを有することができる。
【００１５】
[26]反応チャンバの中で、基材ホルダーは基材を保持するために配置される。ガスの供給源は反応チャンバの中に先駆物質のガスを供給することができる。また、反応チャンバの中にはホットワイヤまたは加熱用フィラメントも存在していてもよい。ホットワイヤまたは加熱用フィラメントは、ワイヤ、リボン、あるいは中心の長手軸の周りにらせん状に延びる複数の巻きを有するようにコイル状に巻かれた類似の構造をとることができる。ホットワイヤまたは加熱用フィラメントは、１０００℃超、１２００℃超、１３００℃超、または１５００℃超の温度に耐えられるタングステンまたはその他の適当な材料などの金属から成ることができる。少なくとも一つの態様によれば、流入したガスはホットワイヤまたは加熱用フィラメントと直接に接触することができ、それらは流入したガスを分解（クラッキング）することによってプロセスを触媒する。
【００１６】
[27]先駆物質のガスはホットワイヤまたは加熱用フィラメントと接触することができ、次いで、解離することによって先駆物質のガスのラジカルを形成し、次いでこれは、基材上に吸着するか、あるいは基材上の吸着した先駆物質と反応することができる。
【００１７】
[28]基材は様々なタイプの材料から成っていてもよい。集積回路を製造する場合、基材（基板）は典型的に、様々な化学的および物理的な特性を有する幾つかの薄膜を含む。例えば、そして非限定的なこととして、基材はケイ素含有層と金属層を含んでいてもよい。幾つかの態様において、基材は金属炭化物を含むことができる。幾つかの態様において、基材は導電性の酸化物を含むことができる。幾つかの態様において、基材はケイ素を含み、そして約１００ｍｍから約４５０ｍｍまでの直径、または約２００ｍｍから約３００ｍｍまでの直径を有する半導体ウェハである。他の態様において、基材は他のタイプの基材から成っていてもよく、例えば、ガラス、半導体、類似化合物の半導体（例えば、III-V半導体またはII-VI半導体）、酸化物、および非平面状または平面状の半導体のような様々な他のタイプの基材である。
【００１８】
[29]少なくとも一つの態様において、基材は金属を含む第１の表面を有していてもよく、ここではこの表面を第１の金属表面または第１の金属質の表面と呼ぶ。第１の表面は本質的にＣｕまたはＣｏのような元素状金属であってもよい。他の態様において、第１の表面は金属窒化物または遷移金属を含んでいてもよい。遷移金属は以下の群から選択することができる：Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、ＩｒおよびＰｔ。幾つかの態様において、第１の表面は、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ａｇ、Ｒｅ、ＲｈおよびＲｕなどの貴金属を含んでいてもよい。他の態様において、金属の薄膜は他の表面に対して金属酸化物の表面上に選択的に堆積してもよく、この場合、金属酸化物の表面は、例えば、ＷＯｘ、ＨｆＯｘ、ＴｉＯｘ、ＡｌＯｘ、またはＺｒＯｘの表面とすることができる。幾つかの態様において、金属酸化物の表面は金属質材料の酸化した表面であってもよい。
【００１９】
[30]少なくとも一つの態様において、基材は第２の表面を有していてもよく、これは好ましくはケイ素含有表面であり、ここではこの表面を第２のケイ素含有表面またはケイ素を含む第２の表面と呼ぶ。幾つかの態様において、ケイ素含有表面は、例えば、ＳｉＯ２を含んでいてもよい。幾つかの態様において、ケイ素含有表面はＳｉ-Ｏ結合を有する材料、例えば、ＳｉＯ２またはＳｉＯ２をベースとするローケイ材料（低誘電率材料）を含んでいてもよい。幾つかの態様において、第２の表面は酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素、二酸化ケイ素、またはこれらの混合物を含んでいてもよい。幾つかの態様において、第２の表面を構成する材料は多孔質の材料であってもよい。幾つかの態様において、多孔質の材料は互いに結合している細孔を含んでいてもよく、他の態様においては、それらの細孔は互いに結合していない。幾つかの態様において、第２の表面は、約４．０未満の誘電値（dielectric value）または比誘電率を有する絶縁体として定義されるローケイ材料（低誘電率材料）を含んでいてもよい。幾つかの態様において、ローケイ材料の誘電値または比誘電率は約３．５未満、約３．０未満、約２．５未満、または約２．３未満であってもよい。
【００２０】
[31]本発明の態様は、金属質の薄膜、遷移金属を含む薄膜、または遷移金属を含む金属質の薄膜を選択的に形成することを対象にしてもよい。幾つかの態様において、薄膜は、元素周期表のIV、V、またはVI族元素を含む金属または金属質の薄膜を含むことができる。幾つかの態様において、薄膜は、元素周期表のVまたはVI族元素を含む金属または金属質の薄膜を含むことができる。幾つかの態様において、薄膜は、元素周期表のVI族元素を含む金属または金属質の薄膜を含むことができる。幾つかの態様において、薄膜はタングステンまたはモリブデンを含む薄膜とすることができる。本発明の態様によれば、結果的にングステンまたはモリブデンの形成が行われるかもしれない。幾つかの態様において、形成される薄膜は約２００未満、約１００未満、約５０未満、約３０未満、約２０未満、または約１５μΩｃｍ未満の抵抗率を有する。典型的には、薄膜が薄い場合、バルクの（かさばった）膜または材料よりも抵抗率は大きく、例えば、５ｎｍ未満の厚さを有する薄膜は約２００μΩｃｍ未満の抵抗率を示し、一方、同じ堆積プロセスおよび条件を用いたもっと厚い薄膜は約２０μΩｃｍ未満の抵抗率を示すだろう。例えば、本発明の態様は、タングステンの先駆物質と還元性の反応物質を含む先駆物質（例えば、水素の先駆物質のような、水素を含む先駆物質）との反応を含むことができる。そのような態様においては、六フッ化タングステン（ＷＦ６）のタングステン先駆物質は水素の種を含む水素先駆物質（例えば、水素または原子水素の励起種）と次の反応で反応するだろう：
ＷＦ６  ＋  ６Ｈ  →  Ｗ  ＋  ６ＨＦ
少なくとも一つの態様において、水素は原子種であってもよく、あるいはホットワイヤに曝されたときに励起した種または化学的に活性化した種になってもよい。
【００２１】
[32]本発明の態様は、集積回路を製作する間にマイクロメートルの規模の（あるいはもっと小さい）特徴部（features）の上に金属を選択的に堆積することを対象にしてもよい。例えば、ここで記述するプロセスの流れは、１００マイクロメートル未満、１マイクロメートル未満、あるいは２００ｎｍ未満のサイズを有する特徴部を製造するために用いることができる。配線のための銅の上へのタングステンの選択的な堆積の場合、特徴部またはラインの幅のサイズは１マイクロメートル未満、２００ｎｍ未満、１００ｎｍ未満、または５０ｎｍ未満、または３０ｎｍ未満、または２０ｎｍ未満とすることができる。当業者であれば、もっと大きな特徴部の上またはもっと小さな特徴部の上およびその他の状況下での選択的な堆積が、開示された方法を用いて可能であることを認識するであろう。
【００２２】
[33]図１は本発明の少なくとも一つの態様に従う方法を例示している。この方法は金属先駆物質を流す工程１００と非金属を流す工程２００を含み、両工程はパージ工程を含んでいてもよい。非金属を流す工程２００は、非金属の先駆物質がホットワイヤと接触するか、あるいはホットワイヤの近くにあるように、行うことができる。これらの工程はそれぞれ、必要に応じて、第１の経路３００と第２の経路３１０を通して繰り返してもよい。サイクルの全体は、必要に応じて、第３の経路３２０を通して繰り返してもよい。これらの工程は、所望の厚さのタングステンの薄膜を形成するために繰り返すことができる。
【００２３】
[34]この方法は以下の条件で行うことができる。反応チャンバ内の圧力は、約０．００１ミリバールと約１０００ミリバールの間、約０．０１ミリバールと約１００ミリバールの間、あるいは約０．０５ミリバールと２０ミリバールの間の範囲とすることができる。基材の温度は、約０℃と約８００℃の間、約２０℃と約５００℃の間、約５０℃と約４５０℃の間、約１００℃と約４００℃の間、約１５０℃と約３５０℃の間、あるいは約２５０℃と約３００℃の間の範囲、あるいは約２７５℃とすることができる。基材の温度は基材ホルダーのヒーターによって維持することができる。ホットワイヤの温度は、約１０００℃よりも高い範囲、約１０００℃と約２５００℃の間、約１１００℃と約２０００℃の間、約１２００℃と約１９００℃の間、あるいは１７００℃と１８００℃の間の範囲、あるいは約１７５０℃とすることができる。
【００２４】
[35]加えて、反応チャンバにおける壁はホットウォールとコールドウォールのいずれかにすることができる。ホットウォール反応器は小さな容積の反応器において可能であるが、しかしまた、バッチ炉反応器のような大きな容積の反応器にも可能であろう。一方、コールドウォール反応器は容積が数十リットルのオーダーの大きな容積の反応器として可能であるが、しかし、コールドウォール反応器は、小さな容積を有するように設計されたシャワーヘッド反応器、および／または、おそらくは反応チャンバの上部に冷却システムを有する反応器のような、小さな容積の反応器であっても良いだろう。ホットウォール反応器において、ウェハは、ウェハホルダーとウェハの上に配置されたカバーの両者が加熱されるようなチャンバの中に配置されるか、あるいは、反応チャンバの部品および／または壁の全てが基材の温度と同じかまたは近似するような反応器の中に配置されてもよい。ホットウォールについて、一つ以上の反応チャンバの壁と基材との（正または負の）温度差は、約１００℃未満であってもよく、約５０℃未満であってもよく、約２５℃未満であってもよく、約５℃未満であってもよく、あるいは約０℃であってもよく、またその温度差は個別のヒーターによって維持されてもよい。コールドウォールについては、一つ以上の反応チャンバの壁（これは基材よりも冷たい）と基材（これはチャンバの壁よりも熱い）との温度差は、約２５℃超、約５０℃超、約７５℃超、あるいは約１００℃超であってもよい。
【００２５】
[36]図２は本発明の少なくとも一つの態様に従う方法を例示している。この方法は図１に示したものと同じであるが、ただし、非金属の先駆物質を流す工程２００が金属先駆物質を流す工程１００よりも先行する点で異なっていて、両工程はパージ工程を含んでいてもよい。これらの工程はそれぞれ、必要に応じて、第１の経路３００と第２の経路３１０を通して繰り返してもよい。サイクルの全体は、必要に応じて、第３の経路３２０を通して繰り返してもよい。これらの工程は、所望の厚さの金属の薄膜を形成するために繰り返すことができる。金属の薄膜には以下のもののうちの少なくとも一つが含まれてもよい：遷移金属、金属質材料、元素状遷移金属の薄膜、元素状タングステン、元素状モリブデン。
【００２６】
[37]この方法は以下の条件で行うことができる。反応チャンバ内の圧力は、約０．００１ミリバールと約１０００ミリバールの間、約０．０１ミリバールと約１００ミリバールの間、あるいは約０．０５ミリバールと２０ミリバールの間の範囲、あるいは幾つかの場合には約０．０５ミリバールとすることができる。基材の温度は、約０℃と約８００℃の間、約２０℃と約５００℃の間、約５０℃と約４５０℃の間、約１００℃と約４００℃の間、約１５０℃と約３５０℃の間、あるいは約２５０℃と約３００℃の間の範囲とすることができ、そして基材の温度は基材ホルダーのヒーターによって維持することができる。ホットワイヤの温度は、約１０００℃よりも高い範囲、約１０００℃と約２５００℃の間、約１１００℃と約２０００℃の間、約１２００℃と約１９００℃の間、あるいは１７００℃と１７５０℃の間の範囲とすることができる。
【００２７】
[38]図３は金属の先駆物質を流す工程１００を示し、これは金属の流れ１１０と任意の不活性ガスの流れ１２０を含む。金属の流れ１１０は、金属の先駆物質の流れ、曝露、またはパルスを含む。金属の先駆物質には以下のもののうちの少なくとも一つが含まれてもよい：遷移金属元素、IV族元素、V族元素、VI族元素、タングステン含有先駆物質、遷移金属のハロゲン化物、遷移金属のフッ化物、六フッ化タングステン（ＷＦ６）、またはフッ化モリブデン（ＭｏＦ５またはＭｏＦ６）、塩化モリブデン（ＭｏＣｌ５）、またはその他のハロゲン化モリブデンなどのモリブデン含有先駆物質。流す工程１１０における金属の先駆物質の流量は、約１ないし約１０００ｓｃｃｍの間、約３ないし約５００ｓｃｃｍの間、または約５ないし約２５０ｓｃｃｍの間の範囲とすることができる。幾つかの態様において、流す工程１１０における金属の先駆物質の流量は、約３ｓｃｃｍとすることができる。金属の先駆物質を流す工程１１０の持続時間は、０．０１秒と２０秒の間、０．０５秒と１０秒の間、または０．１秒と５秒の間の範囲、あるいは幾つかの場合には約０．５秒とすることができる。複数の基材を伴うバッチ反応器の場合、例えば、時間はもっと長くてもよく、そして流れは上述したものよりも多くてもよい。
【００２８】
[39]任意の不活性ガスの流れ１２０はパージガスの流れを含んでいてもよい。パージガスは以下のもののうちの一つであってもよい：アルゴン、窒素、ヘリウム、あるいはその他の希ガスまたは不活性ガス。任意の不活性ガスの流れ１２０の流量は、約２５ないし約５０００ｓｃｃｍの間、約５０ないし約２５００ｓｃｃｍの間、または約１００ないし約２０００ｓｃｃｍの間の範囲とすることができる。任意の不活性ガスの流れ１２０の持続時間は、約０．１秒と約６０秒の間、約０．５秒と約２０秒の間、または約１秒と１０秒の間の範囲、あるいは幾つかの場合には約７秒とすることができる。本発明の少なくとも一つの態様において、任意の不活性ガスの流れ１２０の中には不活性ガスの流れが無くても良い。幾つかの場合において、例えば、複数の基材を伴うバッチ反応器の場合、時間はもっと長くてもよく、例えば、約６０秒よりも長く、そして流れは上述したものよりも多くてもよい。
【００２９】
[40]図４は非金属の先駆物質を流す工程２００を示し、これは非金属の流れ２１０と任意の不活性ガスの流れ２２０を含む。非金属の流れ２１０は、非金属の先駆物質の流れ、曝露、またはパルスを含む。非金属の流れ２１０は非金属の先駆物質を流すことを含んでもよく、それにより先駆物質はホットワイヤと近接または接触し、その結果、励起したラジカル種または原子の種が形成する。非金属の先駆物質には水素を含む化学種のうちの少なくとも一つ（例えば、水素（Ｈ２））が含まれてもよく、そのものから、ホットワイヤを用いて励起したラジカル種または原子の種が生成する。非金属の流れ２１０の流量は、約１ないし約２０００ｓｃｃｍの間、約５ないし約１０００ｓｃｃｍの間、約５０ないし５００ｓｃｃｍの間の範囲、あるいは幾つかの場合には約５０ｓｃｃｍとすることができる。非金属の流れ２１０の持続時間は、約０．１秒と約６０秒の間、約０．５秒と約２０秒の間、約１秒と１０秒の間の範囲、あるいは幾つかの場合には約７秒とすることができる。幾つかの場合において、例えば、複数の基材を伴うバッチ反応器の場合、時間はもっと長くてもよく、例えば、約６０秒よりも長く、そして流れは上述したものよりも多くてもよい。
【００３０】
[41]任意の不活性ガスの流れ２２０はパージガスの流れを含んでいてもよい。パージガスは以下のもののうちの一つであってもよい：アルゴン、窒素、ヘリウム、あるいはその他の希ガス。任意の不活性ガスの流れ２２０の流量は、約２５ないし約５０００ｓｃｃｍの間、約５０ないし約２５００ｓｃｃｍの間、または約１００ないし約２０００ｓｃｃｍの間の範囲とすることができる。任意の不活性ガスの流れ２２０の持続時間は、約０．１秒と約６０秒の間、約０．５秒と約２０秒の間、約１秒と１０秒の間の範囲、あるいは幾つかの場合には約７秒とすることができる。本発明の少なくとも一つの態様において、任意の不活性ガスの流れ２２０の中には不活性ガスの流れが無くても良い。幾つかの場合において、例えば、複数の基材を伴うバッチ反応器の場合、時間はもっと長くてもよく、例えば、約６０秒よりも長く、そして流れは上述したものよりも多くてもよい。
【００３１】
[42]本発明の少なくとも一つの態様においては、選択堆積を基材の上で行うことができる。基材は第１の表面と第２の表面を含むことができる。第１の表面には以下のもののうちの少なくとも一つが含まれてもよい：遷移金属、下部に配置された元素状金属または金属質の導電性薄膜を伴う酸化金属、元素状金属、金属質の表面、タングステン、銅、またはコバルト。第２の表面には以下のもののうちの少なくとも一つが含まれてもよい：ケイ素、ケイ素と酸素、Ｓｉ-Ｏ結合、ＳｉＯ２、ローケイ材料（低誘電率材料）、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素、二酸化ケイ素、またはこれらの混合物。選択堆積は、堆積する薄膜が第１の表面の上にのみ形成されるように行われてもよい。
【００３２】
[43]図５Ａは、ホットワイヤ原子層堆積（ＡＬＤ）によってタングステンを堆積する前の上面からの組織４００を例示している。組織４００は基材４１０と少なくとも一つの溝４２０を含む。基材４１０には以下のもののうちの少なくとも一つが含まれてもよい：二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、ケイ素（Ｓｉ）、ケイ素ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、またはその他の適当な材料。少なくとも一つの溝４２０には以下のもののうちの少なくとも一つが含まれてもよい：タングステン（Ｗ）またはその他の金属。
【００３３】
[44]上述したホットワイヤＡＬＤのプロセスは、堆積されるタングステンが少なくとも一つの溝４２０の上にのみ形成するように、組織４００に適用することができる。これは図５Ｂに示されていて、この場合、ホットワイヤの金属の薄膜４３０を少なくとも一つの溝４２０の上にのみ形成することができ、基材４１０の上には形成されない。ホットワイヤの金属の薄膜４３０は、タングステン（Ｗ）またはその他の金属のうちの少なくとも一つを含むことができる。
【００３４】
[45]図６Ａは、本発明の少なくとも一つの態様に従う組織５００の側面図を例示している。組織５００は、基材５１０、基材のタングステンインサート（挿入材）５２０、ホットワイヤが堆積したタングステンの層５３０、および接着剤層５４０を含む。接着剤層５４０はホットワイヤ堆積のプロセスとは何ら関係がなくてもよく、断面分析を行うことを可能にするものであってよい。
【００３５】
[46]図６Ｂは、図６Ａに示す組織５００の拡大図を示す。ホットワイヤ堆積のプロセスは、ホットワイヤが堆積したタングステンの層５３０について１６．９２ｎｍの膜厚を達成することができる。
【００３６】
[47]少なくとも一つの態様において、選択堆積が促進されるように温度を選択してもよい。堆積は一般に、第１の表面上で表面積または体積当たり（例えば、ａｔ/ｃｍ２またはａｔ/ｃｍ３）に堆積する材料の量が第２の表面上で表面積または体積当たりに堆積する材料の量よりも多い場合に、選択性であると定義される。表面上に堆積する材料の量は、各々の層の厚さを測定することによって決定することができる。幾つかの場合において、厚さの測定は、不連続な薄膜であることによって可能であろう。幾つかの場合において、選択度（選択性）(selectivity)は、表面積または体積当たりに堆積した原子を測定することによって判定することができる。
【００３７】
[48]上述したように、選択度（選択性）は、第１の表面上に形成した材料の量（Ａ）に対する第１の表面上に形成した材料の量（Ａ）から第２の表面上に形成した材料の量（Ｂ）を引いた比率として表すことができる（すなわち、選択度は次の式によって計算されるパーセントとして与えることができる［（第１の表面上の堆積）−（第２の表面上の堆積）］/（第１の表面上の堆積）すなわち、［（Ａ−Ｂ）/Ａ］）。好ましくは、選択度は約７０％超、約８０％超、約９０％超、約９５％超、または約９８％超、または約９９％超、または約１００％である。幾つかの場合において、８０％超の選択度は特定の用途については許容できるかもしれない。幾つかの場合において、５０％超の選択度は特定の用途については許容できるかもしれない。幾つかの態様において、選択度が約９０％超であるように、堆積温度を選んでもよい。幾つかの態様において、約１００％の選択度が達成されるように、堆積温度を選んでもよい。
【００３８】
[49]幾つかの態様において、選択的に堆積される薄膜の厚さは、約１００ｎｍ未満、約５０ｎｍ未満、約２５ｎｍまたは約１０ｎｍ未満、約０．５ｎｍから約１００ｎｍまで、または約１ｎｍから約５０ｎｍまでとすることができる。しかし、幾つかの場合において、望ましいレベルの選択度、例えば、５０％よりも大きな選択度、より好ましくは８０％よりも大きな選択度は、約２．５ｎｍ超、約５ｎｍ、約１０ｎｍ超、約２５ｎｍ超、または約５０ｎｍ超の選択的に堆積される薄膜の厚さとともに達成されるだろう。
【００３９】
[50]幾つかの態様において、選択的に堆積される薄膜は、約５Å/サイクル未満、約２．５Å/サイクル未満、約１．５Å/サイクル未満、または約１．０Å/サイクル未満の成長速度を有することができる。他の態様において、選択的に堆積される薄膜は、約０．０１から約５Å/サイクルまで、約０．０５から約２．５Å/サイクルまで、または約０．１から約２Å/サイクルまで、あるいは幾つかの場合には約０．５から約１．５Å/サイクルまで、または約１．１Å/サイクルの成長速度を有することができる。幾つかの態様において、選択的に堆積される薄膜は、第１の表面において第２の表面よりも約２倍を超える、約５倍を超える、または約１０倍を超える、または約５０倍を超える堆積速度を有することができる。幾つかの態様において、堆積は第２の表面上で行われてもよいが、しかし、第２の表面上に堆積する厚さは薄膜の堆積プロセスの間に生じるエッチングによって低下するかもしれず、例えば、エッチングは第１の表面上よりも第２の表面上でより顕著になるかもしれない。幾つかの態様において、第２の表面上で堆積が起こるかもしれないが、しかし、堆積した材料は、堆積プロセスの間に第２の表面からほぼ完全に、あるいは完全に、除去されるかもしれない。
【００４０】
[51]幾つかの態様において、金属を含む薄膜を選択的に堆積する前に、基材の一つ以上の表面の一つ以上の予備処理および／または不動態化の加工または処理を行ってもよい。図７は、金属の先駆物質の流れ１００および非金属の先駆物質の流れ２００の前に行われる不動態化または予備処理の工程１０を示している。不動態化または予備処理は所望の表面上での選択性と成長を高めるかもしれず、またそれらを低下させるかまたは妨げるかもしれず、幾つかの場合には成長をほぼ完全に妨げる。本発明に従う少なくとも一つの態様において、空気に曝されるタングステンの予備堆積処理が行われる。この場合、タングステンは少なくとも部分的に酸化したタングステンを有するかもしれず、すなわち、表面上に原子状水素とともに酸化タングステンの種を有するかもしれず、原子状水素はタングステンの酸化した種を金属タングステンまたは原子状タングステンに還元するだろう。このことは、タングステンの選択的なホットワイヤ原子層堆積を可能にするだろう。
【００４１】
[52]幾つかの態様において、プロセスの流れの全体を、例えば、単一のウェハのモジュールのような、単一の反応チャンバにおいて実施してもよい。しかし、別の態様においては、様々な工程を二つ以上の反応チャンバにおいて実施してもよい。幾つかの態様においては、第２の異なる反応チャンバも、その中で不動態化層を形成するために用いてもよい。任意の焼鈍または熱処理の工程が必要であるか、またはそれが望ましい場合、次に、基材を第２の反応チャンバへ移し、ここで熱焼鈍または熱処理（これらが用いられる場合）および選択堆積が実施される。幾つかの態様において、焼鈍または熱処理の工程を第２の反応チャンバの中で行ってもよく、基材は第１の反応チャンバへ戻されるか、あるいは第３の反応チャンバへ移され、ここで選択堆積が実施される。
【００４２】
[53]幾つかの態様において、最初の表面処理を第１の反応チャンバにおいて行ってもよく、そしてその最初の表面処理と堆積工程の間に焼鈍工程を行うことなく、第２の異なる反応チャンバにおいて選択堆積を実施してもよい。必要な場合は、移送する前に基材を一定の時間にわたって冷却してもよい。幾つかの態様において、冷却は、真空から約２気圧まで、または約０．１トルないし約７６０トルまで、または約１トルないし約７６０トルまでの範囲の圧力において、約０ないし３０分まで、または約０ないし１０分までにわたって実施される。基材を、例えば、真空下で、またはＮ２（そしておそらくは幾分かのＯ２）の存在下で約１ないし１０００トルにおいて移送してもよい。
【００４３】
[54]本発明の少なくとも一つの態様においては、およそ１５Ωｃｍの低い抵抗率のタングステン薄膜を得ることができる。幾つかの態様において、低抵抗率のタングステン薄膜は約１００未満、約５０未満、約３０未満、約２０未満、または約１５μΩｃｍ未満の抵抗率を有することができる。低い抵抗率はホットウォール反応器において達成され易いようであり、一方、高い抵抗率はコールドウォール反応器において達成されうる。幾つかの態様において、低抵抗率のタングステン薄膜はＸ線回折（ＸＲＤ）によって特徴づけられるアルファ相のタングステンを含むかもしれない。幾つかの態様において、低抵抗率のタングステン薄膜は約５０％よりも多いアルファ相のタングステンを含むかもしれない。幾つかの態様において、低抵抗率のタングステン薄膜はアルファ相のタングステンとベータ相のタングステンの両方を含むかもしれない。幾つかの態様において、低抵抗率のタングステン薄膜は、完全に、またはほぼ完全にアルファ相のタングステンであるかもしれない。幾つかの態様において、低抵抗率のタングステンの堆積は選択性ではないかもしれない。他の態様において、低抵抗率のタングステンの堆積は選択性である。幾つかの態様において、低抵抗率のタングステンの堆積は、基材の表面上に存在する一つだけの材料を有する基材の上に堆積されるかもしれない。幾つかの態様において、低抵抗率のタングステンの堆積は、表面上に存在する一つよりも多くの材料を有する基材の上に堆積されるかもしれない。
【００４４】
[55]幾つかの態様において、タングステンの薄膜のような遷移金属の薄膜は、約７５原子％超、約８５原子％超、約９０原子％超、約９５原子％超、約９８原子％超、約９９原子％超、または約９９．５原子％超のタングステンのような遷移金属を含むことができる。幾つかの態様において、タングステンの薄膜のような遷移金属の薄膜は、遷移金属以外の金属の形での不純物、水素、またはフッ素のようなハロゲンを含むことができる。不純物は、約２５原子％未満、約１５原子％未満、約１０原子％未満、約５原子％未満、約２原子％未満、約１原子％未満、または約０．５原子％未満で含まれていてもよい。
【００４５】
[56]本発明の少なくとも一つの態様によれば、金属またはタングステンの薄膜の選択堆積を、反応器に追加の化学種を添加することによって抑制または停止することができる。例えば、タングステンの選択堆積を、反応器の中にＮ２ＯまたはＮＨ３のような窒化種を添加することによって完全に停止することができる。別の例において、Ｏ２のような酸化種を添加すると、堆積を抑制はするが完全には停止させないだろう。しかし、水素のラジカルまたは原子状水素のような水素の励起種で適当に処理すると、堆積を進めることができるかもしれない。
【００４６】
[57]図８は本発明の少なくとも一つの態様に従うプロセスを例示している。このプロセスはタングステンのような金属の選択堆積に関するものであり、コバルトのような別の金属の層を含む（または有する）基材の第１の表面上に施し、これを二酸化ケイ素の層のような基材の第２の表面に対して行う。このプロセスは、任意の金属酸化物の除去／転化６００および金属の堆積７００を含むことができる。このプロセスの工程を繰り返してもよく、また必要に応じて工程の順序を入れ替えてもよい。少なくとも一つの態様によれば、任意の金属酸化物の除去／転化６００は金属の堆積７００の前または間に行ってもよく、例えば、金属の堆積７００の最初の５０サイクルの前または間、金属の堆積７００の最初の２０サイクルの前または間、または金属の堆積７００の最初の１０サイクルの前または間に行う。
【００４７】
[58]任意の金属酸化物の除去／転化６００によって、金属酸化物を部分的に除去するか、または完全に除去することができる。任意の金属酸化物の除去／転化６００によって、過剰な量の金属酸化物を除去するか、または金属酸化物を金属の薄膜に転化することができる。任意の金属酸化物の除去／転化６００において除去される金属酸化物は、酸化タングステンまたは酸化コバルトを含むかもしれない。
【００４８】
[59]本発明の少なくとも一つの態様によれば、任意の金属酸化物の除去／転化６００は水素を流すことを含んでもよく、その水素は反応器内の基材に到達する前にホットワイヤと接触する。ホットワイヤとの水素の接触によって、原子状ＨへのＨ２の分解が起こる。反応器を、１００℃と４００℃の間、２００℃と３５０℃の間、または２５０℃と３００℃の間の範囲の温度に設定することができる。反応器内の圧力は、０．０１ミリバールよりも大きいか、０．０５ミリバールよりも大きいか、または０．２ミリバールよりも大きいだろう。水素の流れは２５ｓｃｃｍよりも多いか、５０ｓｃｃｍよりも多いか、または７５ｓｃｃｍよりも多いだろう。ホットワイヤの温度は約１０００℃よりも高いか、約１０００℃と約２５００℃の間、約１１００℃と約２０００℃の間、約１２００℃と約１９００℃の間、または約１７００℃と約１７５０℃の間の範囲であろう。任意の金属酸化物の除去／転化６００は、１分と３０分の間、２分と２０分の間、または５分と１５分の間、持続してもよい。
【００４９】
[60]任意の金属酸化物の除去／転化６００によって金属酸化物は除去され、金属の層を残すことができる。このコバルト層の上で、金属の堆積７００によってタングステンの層を堆積することができる。図９は、本発明の少なくとも一つの態様に従う金属の堆積７００を示している。金属の堆積７００は、水素のパルス／パージ７１０と金属の先駆物質のパルス／パージ７２０を含んでいてもよい。基材の温度（これは基材ホルダーのヒーターによって維持することができる）は、約０℃と約８００℃の間、約２０℃と約５００℃の間、約５０℃と約４５０℃の間、約１００℃と約４００℃の間、約１５０℃と約３５０℃の間、または約２５０℃と約３００℃の間の範囲、または約２７５℃とすることができる。反応器内の圧力は、０．０１ミリバールよりも大きいか、０．０５ミリバールよりも大きいか、または０．２ミリバールよりも大きいだろう。プロセスの工程を繰り返してもよく、また必要に応じて工程の順序を入れ替えてもよい。
【００５０】
[61]水素のパルス／パージ７１０は、最初に流す水素を、１ないし５０００ｓｃｃｍの間、５ないし２０００ｓｃｃｍの間、１０ないし１０００ｓｃｃｍの間、２０ないし８００ｓｃｃｍの間、または幾つかの場合には、２０ないし８０ｓｃｃｍの間、または４０ないし６０ｓｃｃｍの間の範囲の流量で含んでいてもよい。水素の流れは、０．１秒と６０秒の間、０．５秒と６０秒の間、１秒と３０秒の間、４秒と１５秒の間、または７秒と１０秒の間の範囲の持続時間で生じるだろう。水素のパルス／パージ７１０はまた、あらゆる過剰な水素を除去するためにパージガスを流すことも含んでいてもよい。パージガスは、例えば、窒素またはアルゴンを含んでいてもよい。パージガスの流れは、０．１秒と６０秒の間、１秒と２０秒の間、４秒と１５秒の間、または７秒と１０秒の間の範囲の持続時間で生じるだろう。幾つかの態様においては、７１０のパージは必要でないか、あるいは、それは１．０秒未満であってもよい。
【００５１】
[62]金属の先駆物質のパルス／パージ７２０は、最初に流す金属の先駆物質を、０．１ないし１５ｓｃｃｍの間、１ないし１０ｓｃｃｍの間、または３ないし７ｓｃｃｍの間の範囲の流量で含んでいてもよい。金属の先駆物質には以下のもののうちの少なくとも一つが含まれてもよい：遷移金属元素、IV族元素、V族元素、VI族元素、タングステン含有先駆物質、遷移金属のハロゲン化物、遷移金属のフッ化物、六フッ化タングステン（ＷＦ６）、またはフッ化モリブデン（例えば、ＭｏＦ５またはＭｏＦ６）のようなモリブデン含有先駆物質。金属の先駆物質の流れは、０．１秒と１０秒の間、０．２秒と５秒の間、または０．５秒と３秒の間の範囲の持続時間で生じるだろう。金属のパルス／パージ７２０はまた、あらゆる過剰な金属の先駆物質を除去するためにパージガスを流すことも含んでいてもよい。パージガスは、例えば、窒素またはアルゴンを含んでいてもよい。パージガスの流れは、０．１秒と６０秒の間、１秒と２０秒の間、４秒と１５秒の間、または７秒と１０秒の間の範囲の持続時間で生じるだろう。幾つかの態様においては、７２０のパージは必要でないか、あるいは、それは１．０秒未満であってもよい。
【００５２】
[63]図１０は本発明の少なくとも一つの態様に従って形成されたデバイス８００を示している。デバイス８００は、タングステンの層８１０（黒色の層として示されている）、コバルトの層８２０（濃い灰色の層として示されている）、および二酸化ケイ素の層８３０（薄い灰色の層として示されている）を含む。ホットワイヤを用いることによって、タングステンの層８１０がコバルトの層８２０の上に選択的に堆積することが可能になり、二酸化ケイ素の層８３０の露出した部分の上には堆積しない。加えて、二酸化ケイ素の層８３０とコバルトの層８２０の間にチタンの接着剤層（図示せず）が配置されてもよい。
【００５３】
[64]図１１は本発明の少なくとも一つの態様に従って形成された半導体デバイス９００を示している。半導体デバイス９００は、４０のアスペクト比（特徴、深さ：幅）を有する三次元構造物上でのホットワイヤタングステンのプロセスの結果として、良好な共形性（conformality）を実証している。タングステンの薄膜は三次元構造物上で共形である。
【００５４】
[65]図１１に示すサンプルの調製においては、構造物９３０の上に酸化アルミニウムの層９２０を形成し、次いで、０．５ｎｍの非晶質ケイ素の種層を形成した。次いで、ここで説明しているホットワイヤ堆積法を用いてＷ（タングステン）９１０の１２ｎｍの堆積を行った。次いで、サンプルを非晶質ケイ素のもっと厚い層で覆った。幾つかの態様において、ホットワイヤで堆積した金属の薄膜（選択的または非選択的な金属薄膜、例えば、タングステンの薄膜）は、約５０％よりも大きいか、約８０％よりも大きいか、約９０％よりも大きいか、約９５％よりも大きいか、約９８％よりも大きいか、または約９９％よりも大きな段差被覆性（ステップカバレージ）を有し、このとき、アスペクト比（深さ：幅）は約２よりも大きいか、約５よりも大きいか、約１０よりも大きいか、約２０よりも大きく、そして幾つかの場合には約４０よりも大きいか、または約８０よりも大きい。トレンチやバイアよりも複雑な構造物についてアスペクト比を決定することは困難であるかもしれないが、しかしここでの趣旨においては、アスペクト比は、ウェハまたは基材あるいはウェハまたは基材の一部分の平坦な表面積に対するウェハまたは基材あるいはウェハまたは基材の一部分における構造物の総表面積の比率でもあると理解できることが認識されよう。
【実施例】
【００５５】
[66]用例
[67]以下に示す用例は、本開示の典型的な態様の様々な側面を例示するものである。ここで表される組成、方法および様々なパラメーターは本開示の様々な側面と態様を例示することだけを意図していて、これらが特許請求の範囲を限定することは意図されていない。
【００５６】
１．金属の薄膜を形成する方法であって、以下の工程：
反応チャンバの中で加工処理するための基材および反応チャンバに少なくともガスを通すためのホットワイヤを用意すること、基材の表面はコバルトを含む；
基材の上に水素の先駆物質を流すこと、水素の先駆物質はホットワイヤと接触する；
基材の上に金属の先駆物質を流すこと；および
金属の先駆物質とホットワイヤと接触した水素の先駆物質との間の反応によって、コバルトを含む表面上に金属または金属質の薄膜を選択的に形成すること；
を含む、前記方法。
【００５７】
２．金属の先駆物質には以下のもののうちの少なくとも一つ：遷移金属元素、IV族元素、V族元素、VI族元素、タングステン含有先駆物質、遷移金属のハロゲン化物、遷移金属のフッ化物、六フッ化タングステン（ＷＦ６）、またはフッ化モリブデン（例えば、ＭｏＦ５またはＭｏＦ６）のようなモリブデン含有先駆物質、が含まれる、用例１に記載の方法。
【００５８】
３．水素の先駆物質には水素（Ｈ２）のうちの少なくとも一つが含まれる、用例１および２のいずれかに記載の方法。
４．表面は酸化コバルトを含み、そして表面上に水素の先駆物質を流すことによって酸化コバルトを部分的に還元する、用例１から３のいずれかに記載の方法。
【００５９】
５．水素の先駆物質はホットワイヤと接触する、用例４に記載の方法。
６．形成される金属の薄膜はタングステンを含む、用例１から５のいずれかに記載の方法。
【００６０】
７．金属の薄膜を選択的に形成することはＡＬＤプロセスを含む、用例１から６のいずれかに記載の方法。
８．金属の薄膜を選択的に形成することは繰返しのプロセスを含む、用例１から７のいずれかに記載の方法。
【００６１】
９．金属の薄膜を選択的に形成することは繰返しまたは連続のＣＶＤプロセスを含む、用例１から８のいずれかに記載の方法。
１０．用例１から９のいずれかに記載の方法を実施するために構成された反応チャンバ。
【００６２】
１１．基材の表面は酸化コバルトを含む、用例１から１０のいずれかに記載の方法。
１２．酸化コバルトは少なくとも部分的に金属質コバルトに還元される、用例１１に記載の方法。
【００６３】
１３．基材はＳｉＯ２を含む別の表面も含んでいる、用例１から１２のいずれかに記載の方法。
１４．金属または金属質の薄膜は、ＳｉＯ２を含む別の表面に対してコバルトを含む表面上に選択的に堆積される、用例１３に記載の方法。
【００６４】
１５．反応チャンバはホットウォール反応チャンバである、用例１から１４のいずれかに記載の方法。
１６．金属の薄膜を形成する方法であって、以下の工程：
反応チャンバの中で加工処理するための基材および反応チャンバに少なくともガスを通すためのホットワイヤを用意すること、基材の表面はコバルトを含む； 
ホットワイヤと接触する水素の先駆物質に基材を曝すこと；
基材を金属の先駆物質に曝すこと；および
金属の先駆物質とホットワイヤと接触した水素の先駆物質との間の反応によって、コバルトを含む表面上に金属または金属質の薄膜を選択的に形成すること；
を含む、前記方法。
【００６５】
１７．金属の先駆物質には以下のもののうちの少なくとも一つ：遷移金属元素、IV族元素、V族元素、VI族元素、タングステン含有先駆物質、遷移金属のハロゲン化物、遷移金属のフッ化物、六フッ化タングステン（ＷＦ６）、またはフッ化モリブデン（例えば、ＭｏＦ５またはＭｏＦ６）のようなモリブデン含有先駆物質、が含まれる、用例１６に記載の方法。
【００６６】
１８．水素の先駆物質には水素（Ｈ２）のうちの少なくとも一つが含まれる、用例１６および１７のいずれか記載の方法。
１９．表面は酸化コバルトを含み、そして表面上に水素の先駆物質を流すことによって酸化コバルトを部分的に還元する、用例１６から１８のいずれかに記載の方法。
【００６７】
２０．水素の先駆物質はホットワイヤと接触する、用例１９に記載の方法。
２１．形成される金属の薄膜はタングステンを含む、用例１６から２０のいずれかに記載の方法。
【００６８】
２２．金属の薄膜を選択的に形成することはＡＬＤプロセスを含む、用例１６から２１のいずれかに記載の方法。
２３．金属の薄膜を選択的に形成することは繰返しのプロセスを含む、用例１６から２２のいずれかに記載の方法。
【００６９】
２４．金属の薄膜を選択的に形成することは繰返しまたは連続のＣＶＤプロセスを含む、用例１６から２３のいずれかに記載の方法。
２５．用例１６から２４のいずれかに記載の方法を実施するために構成された反応チャンバ。
【００７０】
２６．基材の表面は酸化コバルトを含む、用例１６に記載の方法。
２７．酸化コバルトは少なくとも部分的に金属質コバルトに還元される、用例２６に記載の方法。
【００７１】
２８．基材はＳｉＯ２を含む別の表面も含んでいる、用例１６から２７のいずれかに記載の方法。
２９．金属または金属質の薄膜は、ＳｉＯ２を含む別の表面に対してコバルトを含む表面上に選択的に堆積される、用例１６から２８のいずれかに記載の方法。
【００７２】
３０．反応チャンバはホットウォール反応チャンバである、用例１６から２９のいずれかに記載の方法。
３１．金属の薄膜を形成する方法であって、以下の工程：
反応チャンバの中で加工処理するための三次元の構造物を有する基材および反応チャンバに少なくともガスを通すためのホットワイヤを用意すること； 
基材の上に水素の先駆物質を流すこと、水素の先駆物質はホットワイヤと接触する；
基材の上に金属の先駆物質を流すこと；および
金属の先駆物質とホットワイヤと接触した水素の先駆物質との間の反応によって、三次元の構造物の上に金属または金属質の薄膜を形成すること；
を含み、
金属または金属質の薄膜は、約５よりも大きなアスペクト比を有する三次元の構造物において約５０％よりも大きな段差被覆性（ステップカバレージ）を有する、前記方法。
【００７３】
３２．金属または金属質の薄膜は、約５よりも大きなアスペクト比を有する三次元の構造物において約８０％よりも大きな段差被覆性（ステップカバレージ）を有する、用例３１に記載の方法。
【００７４】
３３．金属または金属質の薄膜は、約２０よりも大きなアスペクト比を有する三次元の構造物において約５０％よりも大きな段差被覆性（ステップカバレージ）を有する、用例３１および３２のいずれかに記載の方法。
【００７５】
３４．金属または金属質の薄膜は遷移金属の薄膜を含む、用例３１から３３のいずれかに記載の方法。
３５．金属または金属質の薄膜はタングステンの薄膜である、用例３１から３４のいずれかに記載の方法。
【００７６】
３６．反応チャンバはホットウォール反応チャンバの一部である、用例３１から３６のいずれかに記載の方法。
３７．用例３１から３６のいずれかに記載の方法を実施するために構成された反応チャンバ。
【００７７】
３８．タングステンの薄膜を選択的に形成する方法であって、以下の工程：
反応チャンバの中で加工処理するための第１の表面と第２の表面を含む基材およびガスの励起種を生成するためのホットワイヤ（熱線）を用意すること；
基材の上でタングステンの先駆物質のパルス／パージ工程（この工程は、基材の上にタングステンの先駆物質をパルス状に流すこととタングステンの先駆物質の過剰分を反応チャンバからパージすることを含む）を行うこと；および
基材の上で水素の先駆物質のパルス／パージ工程（この工程は、基材の上に水素の先駆物質をパルス状に流すこと（このとき、水素の先駆物質はホットワイヤによって励起される）と水素の先駆物質の過剰分を反応チャンバからパージすることを含む）を行うこと；
を含み、
タングステンの先駆物質は六フッ化タングステン（ＷＦ６）のうちの少なくとも１種を含み、水素の先駆物質は水素（Ｈ２）のうちの少なくとも１種を含み、ホットワイヤの温度は約１０００℃よりも高く、そしてタングステンの薄膜が第１の表面上に選択的に形成される、前記方法。
【００７８】
３９．反応チャンバにおける壁はホットウォールである、用例３８に記載の方法。
４０．ホットウォールと基材との温度差は、１００℃であってもよく、約５０℃未満であってもよく、約２５℃未満であってもよく、約５℃未満であってもよく、あるいは約０℃であってもよい、用例３９に記載の方法。
【００７９】
４１．反応チャンバにおける壁はコールドウォールである、用例３８に記載の方法。
４２．コールドウォールと基材との温度差は、約１００℃未満であってもよく、約５０℃未満であってもよく、約２５℃未満であってもよく、約５℃未満であってもよく、あるいは約０℃であってもよい、用例４１に記載の方法。
【００８０】
４３．反応チャンバの圧力は、０．００１ミリバールと約１０００ミリバールの間、約０．０１ミリバールと約１００ミリバールの間、あるいは約０．０５ミリバールと２０ミリバールの間の範囲である、用例３８から４２のいずれかに記載の方法。
【００８１】
４４．タングステンの先駆物質の過剰分をパージすることは、反応チャンバを窒素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、あるいはその他の希ガスまたは不活性ガスのうちの少なくとも一つでパージすることを含む、用例３８から４３のいずれかに記載の方法。
【００８２】
４５．水素の先駆物質の過剰分をパージすることは、反応チャンバを窒素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、あるいはその他の希ガスまたは不活性ガスのうちの少なくとも一つでパージすることを含む、用例３８から４２のいずれかに記載の方法。
【００８３】
４６．金属を含む薄膜を選択的に形成する方法であって、この方法は以下の工程：
反応チャンバの中で加工処理するための基材および少なくともガスを接触させるためのホットワイヤ素子を用意すること；
基材を金属の先駆物質に曝すこと；および
ホットワイヤの近傍に曝されたガスに基材を曝すこと；
を含み、
基材は少なくとも２種の異なる材料を含み、そして表面のうちの一つにおいて金属の薄膜が選択的に形成される、前記方法。
【００８４】
４７．金属の先駆物質は遷移金属の元素を含む、用例４６に記載の方法。
４８．金属の先駆物質はIV族、V族、またはVI族の元素を含む、用例４６に記載の方法。
【００８５】
４９．金属の先駆物質はタングステン含有先駆物質またはモリブデン含有先駆物質を含む、用例４６に記載の方法。
５０．ガスは還元性ガスを含む、用例４６から４９のいずれかに記載の方法。
【００８６】
５１．ガスは水素を含む、用例４６から５０のいずれかに記載の方法。
５２．選択的に形成される薄膜は遷移金属を含む、用例４６に記載の方法。
５３．選択的に形成される薄膜は金属質材料を含む、用例４６から５２のいずれかに記載の方法。
【００８７】
５４  ．選択的に形成される薄膜は元素状遷移金属の薄膜を含む、用例４６から５３のいずれかに記載の方法。
５５．選択的に形成される薄膜は元素状タングステンまたは元素状モリブデンを含む、用例４６から５４のいずれかに記載の方法。
【００８８】
５６．ガスがホットワイヤの近くに曝されたとき、励起したラジカル種または原子の種がガスから形成される、用例４６から５５のいずれかに記載の方法。
５７．ガスがホットワイヤの近くに曝されたとき、水素を含む励起したラジカル種または原子の種がガスから形成される、用例４６から５６のいずれかに記載の方法。
【００８９】
５８．基材は第１の表面と第２の表面を含む、用例４６から５７のいずれかに記載の方法。
５９．第１の表面は遷移金属を含む、用例５８に記載の方法。
【００９０】
６０．第１の表面は酸化した金属を含み、そして酸化した金属の下に元素状金属または金属質の導電性薄膜がある、用例５８から５９のいずれかに記載の方法。
６１．第２の表面はケイ素を含む、用例５８に記載の方法。
【００９１】
６２．第２の表面はケイ素と酸素を含む、用例５８に記載の方法。
６３．第２の表面はＳｉ-Ｏ結合を含む、用例６２に記載の方法。
６４．第２の表面はＳｉＯ２を含む、用例５８に記載の方法。
【００９２】
６５．第２の表面はローケイ材料（低誘電率材料）を含む、用例５８に記載の方法。
６６．第２の表面は酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素、二酸化ケイ素、またはこれらの混合物を含む、用例５８に記載の方法。
【００９３】
６７．第１の表面は金属を含み、そして第２の表面はケイ素と酸素を含む、用例５８に記載の方法。
６８．第１の表面は元素状金属を含み、そして第２の表面はケイ素と酸素を含む、用例５８に記載の方法。
【００９４】
６９．第１の表面は金属質の表面を含み、そして第２の表面はケイ素と酸素を含む、用例５８に記載の方法。
７０．第１の表面はＷ、ＣｕまたはＣｏを含み、そして第２の表面はケイ素と酸素を含む、用例５８に記載の方法。
【００９５】
７１．薄膜は第１の表面上に選択的に形成される、用例５８から７０のいずれかに記載の方法。
７２．基材を金属の先駆物質に曝す工程の後に基材をパージガスに曝す工程をさらに含む、用例４６から７１のいずれかに記載の方法。
【００９６】
７３．ホットワイヤを通ったガスに基材を曝す工程の後に基材をパージガスに曝す工程をさらに含む、用例４６から７２のいずれかに記載の方法。
７４．ホットワイヤの温度は５００℃を超える、用例４６から７３のいずれかに記載の方法。
【００９７】
７５．ホットワイヤの温度は１０００℃を超える、用例４６から７４のいずれかに記載の方法。
７６．ホットワイヤの温度は１５００℃を超える、用例４６から７５のいずれかに記載の方法。
【００９８】
７７．選択度が５０％を超える、用例４６から７６のいずれかに記載の方法。
７８．選択度が９０％を超える、用例４６から７７のいずれかに記載の方法。
７９．反応チャンバの温度は約０℃から約８００℃までに維持される、用例４６に記載の方法。
【００９９】
８０．薄膜の厚さは１ｎｍを超える、用例４６から７９のいずれかに記載の方法。
８１．薄膜の厚さは５ｎｍを超える、用例４６から８０のいずれかに記載の方法。
８２．薄膜の厚さは１０ｎｍを超える、用例４６から８１のいずれかに記載の方法。
【０１００】
８３．薄膜の厚さは２５ｎｍを超える、用例４６から８２のいずれかに記載の方法。
８４．反応チャンバにおける壁はホットウォールである、用例４６に記載の方法。
８５．ホットウォールと基材との温度差は、１００℃であってもよく、約５０℃未満であってもよく、約２５℃未満であってもよく、約５℃未満であってもよく、あるいは約０℃であってもよい、用例８４に記載の方法。
【０１０１】
８６．反応チャンバにおける壁はコールドウォールである、用例４６に記載の方法。
８７．コールドウォールと基材との温度差は、約１００℃未満であってもよく、約５０℃未満であってもよく、約２５℃未満であってもよく、約５℃未満であってもよく、あるいは約０℃であってもよい、用例８６に記載の方法。
【０１０２】
８８．反応チャンバの圧力は、０．００１ミリバールと約１０００ミリバールの間、約０．０１ミリバールと約１００ミリバールの間、あるいは約０．０５ミリバールと２０ミリバールの間の範囲である、用例４６から８７のいずれかに記載の方法。
【０１０３】
８９．タングステンの先駆物質の過剰分をパージすることは、反応チャンバを窒素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、あるいはその他の希ガスのうちの少なくとも一つでパージすることを含む、用例４６から８８のいずれかに記載の方法。
【０１０４】
９０．水素の先駆物質の過剰分をパージすることは、反応チャンバを窒素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、あるいはその他の希ガスのうちの少なくとも一つでパージすることを含む、用例４６から８９のいずれかに記載の方法。
【０１０５】
９１．薄膜を選択的に形成することはＡＬＤプロセスを含む、用例４６から９０のいずれかに記載の方法。
９２．薄膜を選択的に形成することは繰返しのプロセスを含む、用例４６から９１のいずれかに記載の方法。
【０１０６】
９３．薄膜を選択的に形成することは繰返しまたは連続のＣＶＤプロセスを含む、用例４６から９２のいずれかに記載の方法。
９４．用例４６から９３のいずれかに記載の方法を実施するために構成された反応チャンバ。
【０１０７】
９５．タングステンの薄膜を形成する方法であって、以下の工程：
反応チャンバの中で加工処理するための基材および反応チャンバに少なくともガスを通すためのホットワイヤを用意すること；
基材の上にタングステンの先駆物質を流すこと；および
基材の上に水素の先駆物質を流すこと、このとき、水素の先駆物質はホットワイヤと接触される；
を含み、そして
タングステンの先駆物質とホットワイヤと接触した水素の先駆物質との間の反応によってタングステンの薄膜が形成され、そして反応チャンバはホットウォール反応チャンバである、前記方法。
【０１０８】
９６．タングステンの先駆物質には六フッ化タングステン（ＷＦ６）のうちの少なくとも一つが含まれる、用例９５に記載の方法。
９７．水素の先駆物質には水素（Ｈ２）のうちの少なくとも一つが含まれる、用例９５および９６のいずれかに記載の方法。
【０１０９】
９８．ホットワイヤの温度は、約１０００℃よりも高い範囲、約１０００℃と約２５００℃の間、約１１００℃と約２０００℃の間、約１２００℃と約１９００℃の間、あるいは１７００℃と１７５０℃の間の範囲である、用例９５から９７のいずれかに記載の方法。
【０１１０】
９９．タングステンの先駆物質の過剰分を反応チャンバからパージすることをさらに含む、用例９５から９８のいずれかに記載の方法。
１００．水素の先駆物質の過剰分を反応チャンバからパージすることをさらに含む、用例９５から９９のいずれかに記載の方法。
【０１１１】
１０１．形成されるタングステンの薄膜は約１００μΩｃｍ未満の抵抗率を有する、用例９５から１００のいずれかに記載の方法。
１０２．形成されるタングステンの薄膜は約５０μΩｃｍ未満の抵抗率を有する、用例９５から１０１のいずれかに記載の方法。
【０１１２】
１０３．形成されるタングステンの薄膜は約１５μΩｃｍ未満の抵抗率を有する、用例９５から１０２のいずれかに記載の方法。
１０４．タングステンの薄膜を形成することはＡＬＤプロセスを含む、用例９５から１０３のいずれかに記載の方法。
【０１１３】
１０５．タングステンの薄膜を形成することは繰返しのプロセスを含む、用例９５から１０４のいずれかに記載の方法。
１０６．タングステンの薄膜を形成することは繰返しまたは連続のＣＶＤプロセスを含む、用例９５から１０５のいずれかに記載の方法。
【０１１４】
１０７．用例９５から１０６のいずれかに記載の方法を実施するために構成された反応チャンバ。
[68]以上に示して説明した特定の実施例は本発明とその最良の形態を例示するものであり、その態様と実施の範囲をいかなる形でも限定することを意図していない。実際に、簡潔にするために、システムについての慣用的な製造、連結、調製、およびその他の機能上の側面については詳細には説明していないかもしれない。さらに、様々な図面において示された結合のラインは、様々な構成要素の間の典型的な機能上の関係および／または物理的な結合を表すことを意図している。実際のシステムにおいては多くの代替的または付加的な機能上の関係または物理的な結合が存在するかもしれず、そして／または、幾つかの実施態様においては存在しないかもしれない。
【０１１５】
[69]本明細書に記載している構成および／または解決法は本質的に典型的なものであり、多くの変形が可能であるから、これらの特定の態様または実施例が限定的な趣旨の中で解釈されるべきではない、ということを理解すべきである。ここに記載した特定の手順または方法は、一つ以上の任意の数の加工方法を代表しうるものである。従って、例示した様々な処理は、示された順序で行うか、他の順序で行うか、あるいは、ある場合には省くことができる。
【０１１６】
[70]本開示の主題は、本明細書に開示した様々なプロセス、システム、および構成、およびその他の造形物、機能、作用、および／または特性、ならびにそれらの何らかの同等物および全ての同等物の、全ての新規で非自明な組み合わせおよび副次的組み合わせを包含する。
【符号の説明】
【０１１７】
１０  不動態化または予備処理の工程、  １００  金属の先駆物質を流す工程、  １１０  金属の流れ、  １２０  不活性ガスの流れ、  ２００  非金属の先駆物質を流す工程、  ２１０  非金属の流れ、２２０  不活性ガスの流れ、  ３００  第１の経路、  ３１０  第２の経路、  ３２０  第３の経路、  ４００  組織、  ４１０  基材、  ４２０  溝、  ４３０  ホットワイヤの金属の薄膜、  ５００  組織、  ５１０  基材、  ５２０  基材のタングステンインサート（挿入材）、  ５３０  ホットワイヤが堆積したタングステンの層、  ５４０  接着剤層、  ６００  金属酸化物の除去／転化、  ７００  金属の堆積、  ７１０  水素のパルス／パージ、  ７２０  金属の先駆物質のパルス／パージ、  ８００  デバイス、  ８１０  タングステンの層、  ８２０  コバルトの層、  ８３０  二酸化ケイ素の層、  ９００  半導体デバイス、  ９１０  タングステン、  ９２０  酸化アルミニウムの層、  ９３０  構造物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
2018059182000001.pdf