【手続補正書】
【提出日】令和1年5月21日(2019.5.21)
【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】
フィーチャを充填する方法であって、
（ａ）基板上にタングステン核形成層を堆積させるために、チェンバ内で還元剤と第１のタングステン含有前駆体の交互のパルスに前記基板を暴露することと、
（ｂ）前記タングステン核形成層の上にバルクタングステン層を堆積させるために、水素と第２のタングステン含有前駆体の交互のパルスに前記基板を暴露することと、を含み、
（ａ）におけるチェンバ圧力は、１０Ｔｏｒｒ以下である、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、さらに、
（ｃ）第２のバルクタングステン層を堆積させるために、還元剤と第３のタングステン含有前駆体に同時に前記基板を暴露すること、を含む、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、さらに、
（ｄ）として、（ｂ）の２サイクル以上の実施ごとに（ｃ）を実施すること、を含み、（ｂ）の１サイクルには、水素のパルスと前記第２のタングステン含有前駆体のパルスが含まれる、方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法であって、
（ｂ）は、水素のパルスと前記第２のタングステン含有前駆体のパルスを含むサイクルで実施され、各サイクルで、少なくとも約０．３Åの厚さを有するサブ原子層を形成する、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１のタングステン含有前駆体は、フッ素フリーのものである、方法。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法であって、
前記堆積されたタングステン核形成層および前記堆積されたバルクタングステン層は、５００Åの堆積あたり、約１ＧＰａ未満の引張応力を有する、方法。
【請求項７】
基板上にタングステンを堆積させる方法であって、前記方法は、
（ａ）前記基板上にタングステン層を堆積させることであって、
（ｉ）還元剤に前記基板を暴露すること、および、
（ｉｉ）第１のフッ素フリータングステン含有前駆体に前記基板を暴露することにより、（ａ）前記基板上にタングステン層を堆積させることと、
（ｂ）バルクタングステン層をサイクルで堆積させることと、を含み、（ｂ）は、
（ｉ）水素（Ｈ2）に前記基板を暴露すること、
（ｉｉ）第２のタングステン含有前駆体に前記基板を暴露すること、および、
（ｉｉｉ）前記バルクタングステン層を堆積させるために（ｉ）−（ｉｉ）を１回以上のサイクルで繰り返すこと、を含む、方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、
前記第１のフッ素フリータングステン含有前駆体は、有機金属タングステン含有前駆体、およびヘキサカルボニルタングステン、からなる群から選択される、方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の方法であって、
（ｂ）における各サイクルは、少なくとも約０．３Åの厚さを有するサブ原子層を形成する、方法。
【請求項１０】
フィーチャを充填する方法であって、
（ａ）基板上にバルクタングステン層を堆積させるために、水素と第１のタングステン含有前駆体の交互のパルスに前記基板を暴露することと、
（ｂ）前記基板上に第２のバルクタングステン層を堆積させるために、第２のタングステン含有前駆体と還元剤に同時に前記基板を暴露することと、を含む方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、
（ｂ）における前記第２のタングステン含有前駆体は、有機金属タングステン含有前駆体、塩化タングステン、およびヘキサカルボニルタングステン、からなる群から選択されたフッ素フリータングステン含有前駆体である、方法。
【請求項１２】
請求項１ないし３ならびに請求項１０ないし１１のいずれかに記載の方法であって、
前記第１のタングステン含有前駆体は、前記第２のタングステン含有前駆体とは異なるものである、方法。
【請求項１３】
フィーチャを充填する方法であって、
（ａ）基板上にタングステン核形成層を堆積させるために、チェンバ内で還元剤と第１のタングステン含有前駆体の交互のパルスに前記基板を暴露することと、
（ｂ）前記タングステン核形成層の上にバルクタングステン層を堆積させるために、水素と第２のタングステン含有前駆体の交互のパルスに前記基板を暴露することと、
（ｃ）第２のバルクタングステン層を堆積させるために、還元剤と第３のタングステン含有前駆体に同時に前記基板を暴露すること、
を含む、方法。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれかに記載の方法であって、
（ａ）および（ｂ）は、半導体処理ツールにおいて実施される、方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、
前記半導体処理ツールは、シングルチャンバ半導体処理ツールである、方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の方法であって、
前記半導体処理ツールは、マルチチャンバ半導体処理ツールである、方法。
【請求項１７】
基板を処理するための装置であって、前記装置は、
（ａ）基板を保持するように構成された台を有する処理チェンバと、
（ｂ）真空に接続するための少なくとも１つの出口と、
（ｃ）１つ以上の処理ガス源に接続された１つ以上の処理ガス導入口と、
（ｄ）前記装置におけるオペレーションを制御するためのコントローラと、を備え、前記コントローラは、
（ｉ）交互のパルスによる還元剤と第１のタングステン含有前駆体の前記処理チェンバへの導入を行わせるための機械可読命令、および、
（ｉｉ）交互のパルスによる水素と第２のタングステン含有前駆体の前記処理チェンバへの導入を行わせるための機械可読命令を含み、
（ｉ）におけるチェンバ圧力は、１０Ｔｏｒｒ以下である、装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の装置であって、さらに、
前記コントローラは、（ｉｉｉ）第２のバルクタングステン層を堆積させるために、還元剤と第３のタングステン含有前駆体を同時に前記処理チェンバに導入するための機械可読命令を含む、装置。
【請求項１９】
請求項１７に記載の装置であって、さらに、
前記コントローラは、（ｉｖ）として、（ｉｉ）の２サイクル以上の実施ごとに（ｉｉｉ）を実施するための機械可読命令を含み、（ｉｉ）の１サイクルには、水素のパルスと前記第２のタングステン含有前駆体のパルスが含まれる、装置。
【請求項２０】
請求項１７ないし１９のいずれかに記載の装置であって、
前記第１のタングステン含有前駆体は、前記第２のタングステン含有前駆体とは異なるものである、装置。
【請求項２１】
請求項１７ないし１９のいずれかに記載の装置であって、
前記第１のタングステン含有前駆体は、フッ素フリーのものである、装置。
【請求項２２】
基板を処理するための装置であって、前記装置は、
（ａ）基板を保持するように構成された台を有する処理チェンバと、
（ｂ）真空に接続するための少なくとも１つの出口と、
（ｃ）１つ以上の処理ガス源に接続された１つ以上の処理ガス導入口と、
（ｄ）前記装置におけるオペレーションを制御するためのコントローラと、を備え、前記コントローラは、
（ｉ）バルクタングステン層を堆積させるために、交互のパルスによる水素と第１のタングステン含有前駆体の前記処理チェンバへの導入を行わせるための機械可読命令、および、
（ｉｉ）第２のバルクタングステン層を堆積させるために、第２のタングステン含有前駆体と還元剤の前記処理チェンバへの同時の導入を行わせるための機械可読命令を含む、装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の装置であって、
前記コントローラは、さらに、（ｉ）と（ｉｉ）を順次繰り返すための機械可読命令を含む、装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
構造１４８は、例えば、基板１００上に層間誘電体層１２９と犠牲層（図示せず）とを交互に重ねたスタックを堆積させて、犠牲層を選択的にエッチングすることにより、形成することができる。層間誘電体層は、例えば、シリコン酸化物および／またはシリコン窒化物の層であってよく、犠牲層は、エッチャントにより選択的にエッチング可能な材料のものであってよい。これに、続いて、エッチングおよび堆積プロセスによってピラー１２５を形成してよく、これは、完成したメモリデバイスのチャネル領域を含み得るものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
オペレーション２０６の後に、フィーチャ表面上のＷＦ6と反応しなかった気相のままの余分な還元剤をパージするために、任意選択的なパージステップを設けてもよい。パージは、一定の圧力で不活性ガスを流入させることによりチェンバの圧力を低下させ、そして別のガスへの暴露を開始する前にチェンバを再加圧することによって、実施され得る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
図２Ｂでは、オペレーション２８２において、Ｈ2のような還元剤に基板を暴露する。このオペレーションは、本明細書において区別なく用いられ得る「パルス」または「ドーズ」と呼ばれることがある。本明細書に記載の実施形態では、還元剤の一例として、Ｈ2を提示しているが、シラン、ボラン、ゲルマン、ホスフィン、水素含有ガス、およびこれらの組み合わせなど、他の還元剤を用いてよいことは理解されるであろう。非順次ＣＶＤとは異なり、他の反応物質を流入させることなく、Ｈ2はパルス化される。一部の実施形態では、キャリアガスを流入させてもよい。キャリアガスは、図２Ａのオペレーション２０６に関して上述したもののいずれかであり得る。オペレーション２８２は、任意の適切な継続時間にわたって実施してよい。いくつかの例では、継続時間の例として、約０．２５秒〜約３０秒の間の、約０．２５秒〜約５秒の間の、または約０．５秒〜約３秒の間の、継続時間が含まれる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
「実験６」
低温と高温での核形成層の堆積との組み合わせで、順次ＣＶＤにより膜を堆積させるプロセスについて、実験を実施した。一方の基板は、１０Ｔｏｒｒかつ２５０℃でＷＦ6とＢ2Ｈ6の交互のサイクルを繰り返すＡＬＤを用いて堆積されたタングステン核形成層と、１０ＴｏｒｒでＷＦ6とＨ2の交互のパルスを用いて、上述のように図２Ｂに従った順次ＣＶＤにより堆積されたバルクタングステンと、を有するものであった。膜の応力および抵抗率を、いくつかの厚さの位置で測定したものを、図１１Ａおよび１１Ｂにライン１１０４「低温での核形成」として示している。他方の基板は、１０Ｔｏｒｒかつ３００℃でＷＦ6とＢ2Ｈ6の交互のサイクルを繰り返すＡＬＤを用いて堆積されたタングステン核形成層と、１０ＴｏｒｒでＷＦ6とＨ2の交互のパルスを用いて、上述のように図２Ｂに従った順次ＣＶＤにより堆積されたバルクタングステンと、を有するものであった。膜の応力および抵抗率を、いくつかの厚さの位置で測定したものを、図１１Ａおよび１１Ｂにライン１１０２「高温での核形成」として示している。これらの核形成層およびバルク層の堆積条件を、表６に示している。
【表６】
2017008412.tif 000001
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
［結論］
上記の実施形態は、明確な理解を目的として、ある程度詳細に記載しているが、添付の請求項の範囲内でいくらかの変更および変形を実施してよいことは明らかであろう。なお、本発明の実施形態のプロセス、システム、および装置を実現する数多くの代替的形態があることに留意すべきである。よって、本発明の実施形態は例示とみなされるべきであって、限定するものではなく、また、実施形態は、本明細書で提示した詳細に限定されるものではない。
本発明は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。
適用例１：
フィーチャを充填する方法であって、
（ａ）基板上にタングステン核形成層を堆積させるために、チェンバ内で還元剤と第１のタングステン含有前駆体の交互のパルスに前記基板を暴露することと、
（ｂ）前記タングステン核形成層の上にバルクタングステン層を堆積させるために、水素と第２のタングステン含有前駆体の交互のパルスに前記基板を暴露することと、を含み、
（ａ）におけるチェンバ圧力は、１０Ｔｏｒｒ以下である、方法。
適用例２：
適用例１の方法であって、さらに、
（ｃ）第２のバルクタングステン層を堆積させるために、還元剤と第３のタングステン含有前駆体に同時に前記基板を暴露すること、を含む、方法。
適用例３：
適用例２の方法であって、さらに、
（ｄ）として、（ｂ）の２サイクル以上の実施ごとに（ｃ）を実施すること、を含み、（ｂ）の１サイクルには、水素のパルスと前記第２のタングステン含有前駆体のパルスが含まれる、方法。
適用例４：
適用例１ないし３のいずれかの方法であって、
（ｂ）は、水素のパルスと前記タングステン含有前駆体のパルスを含むサイクルで実施され、各サイクルで、少なくとも約０．３Åの厚さを有するサブ原子層を形成する、方法。
適用例５：
適用例１ないし３のいずれかの方法であって、
前記第１のタングステン含有前駆体は、前記第２のタングステン含有前駆体とは異なるものである、方法。
適用例６：
適用例５の方法であって、
前記第１のタングステン含有前駆体は、フッ素フリーのものである、方法。
適用例７：
適用例１ないし３のいずれかの方法であって、
前記堆積されたタングステン核形成層および前記堆積されたバルクタングステン層は、５００Åの堆積あたり、約１ＧＰａ未満の引張応力を有する、方法。
適用例８：
基板上にタングステンを堆積させる方法であって、前記方法は、
（ａ）前記基板上にタングステン層を堆積させることであって、
（ｉ）還元剤に前記基板を暴露すること、および、
（ｉｉ）第１のフッ素フリータングステン含有前駆体に前記基板を暴露することにより、（ａ）前記基板上にタングステン層を堆積させることと、
（ｂ）バルクタングステン層をサイクルで堆積させることと、を含み、（ｂ）は、
（ｉ）水素（Ｈ2）に前記基板を暴露すること、
（ｉｉ）第２のタングステン含有前駆体に前記基板を暴露すること、および、
（ｉｉｉ）前記バルクタングステン層を堆積させるために（ｉ）−（ｉｉ）を１回以上のサイクルで繰り返すこと、を含む、方法。
適用例９：
適用例８の方法であって、
前記第１のフッ素フリータングステン含有前駆体は、有機金属タングステン含有前駆体、およびヘキサカルボニルタングステン、からなる群から選択される、方法。
適用例１０：
適用例８または９の方法であって、
（ａ）において、前記タングステン層は、約２Å〜約１００Åの間の厚さに堆積される、方法。
適用例１１：
適用例８または９の方法であって、
（ｂ）における各サイクルは、少なくとも約０．３Åの厚さを有するサブ原子層を形成する、方法。
適用例１２：
フィーチャを充填する方法であって、
（ａ）基板上にバルクタングステン層を堆積させるために、水素と第１のタングステン含有前駆体の交互のパルスに前記基板を暴露することと、
（ｂ）前記基板上に第２のバルクタングステン層を堆積させるために、第２のタングステン含有前駆体と還元剤に同時に前記基板を暴露することと、を含む方法。
適用例１３：
適用例１２の方法であって、
（ａ）と（ｂ）を順次繰り返す、方法。
適用例１４：
適用例１２の方法であって、
（ｂ）における前記タングステン含有前駆体は、有機金属タングステン含有前駆体、塩化タングステン、およびヘキサカルボニルタングステン、からなる群から選択されたフッ素フリータングステン含有前駆体である、方法。
適用例１５：
適用例１２ないし１４のいずれかの方法であって、
前記第１のタングステン含有前駆体は、前記第２のタングステン含有前駆体とは異なるものである、方法。
適用例１６：
基板を処理するための装置であって、前記装置は、
（ａ）基板を保持するように構成された台を有する少なくとも１つの処理チェンバと、
（ｂ）真空に接続するための少なくとも１つの出口と、
（ｃ）１つ以上の処理ガス源に接続された１つ以上の処理ガス導入口と、
（ｄ）前記装置におけるオペレーションを制御するためのコントローラと、を備え、前記コントローラは、
（ｉ）還元剤と第１のタングステン含有前駆体を交互のパルスで前記処理チェンバに導入するための機械可読命令、および、
（ｉｉ）水素と第２のタングステン含有前駆体を交互のパルスで前記処理チェンバに導入するための機械可読命令を含み、
（ｉ）におけるチェンバ圧力は、１０Ｔｏｒｒ以下である、装置。
適用例１７：
適用例１６の装置であって、さらに、
前記コントローラは、（ｉｉｉ）第２のバルクタングステン層を堆積させるために、還元剤と第３のタングステン含有前駆体を同時に前記処理チェンバに導入するための機械可読命令を含む、装置。
適用例１８：
適用例１６の装置であって、さらに、
前記コントローラは、（ｉｖ）として、（ｉｉ）の２サイクル以上の実施ごとに（ｉｉｉ）を実施するための機械可読命令を含み、（ｉｉ）の１サイクルには、水素のパルスと前記第２のタングステン含有前駆体のパルスが含まれる、装置。
適用例１９：
適用例１６ないし１８のいずれかの装置であって、
前記第１のタングステン含有前駆体は、前記第２のタングステン含有前駆体とは異なるものである、装置。
適用例２０：
適用例１６ないし１８のいずれかの装置であって、
前記第１のタングステン含有前駆体は、フッ素フリーのものである、装置。
適用例２１：
基板を処理するための装置であって、前記装置は、
（ａ）基板を保持するように構成された台を有する少なくとも１つの処理チェンバと、
（ｂ）真空に接続するための少なくとも１つの出口と、
（ｃ）１つ以上の処理ガス源に接続された１つ以上の処理ガス導入口と、
（ｄ）前記装置におけるオペレーションを制御するためのコントローラと、を備え、前記コントローラは、
（ｉ）バルクタングステン層を堆積させるために、水素と第１のタングステン含有前駆体を交互のパルスで前記処理チェンバに導入するための機械可読命令、および、
（ｉｉ）第２のバルクタングステン層を堆積させるために、第２のタングステン含有前駆体と還元剤を同時に前記処理チェンバに導入するための機械可読命令を含む、装置。
適用例２２：
適用例２１の装置であって、
前記コントローラは、さらに、（ｉ）と（ｉｉ）を順次繰り返すための機械可読命令を含む、装置。