DE60019789T2 - Verfahren zum modifizieren von chemikalien in einem ald-verfahren - Google Patents

Verfahren zum modifizieren von chemikalien in einem ald-verfahren Download PDF

Info

Publication number
DE60019789T2
DE60019789T2 DE60019789T DE60019789T DE60019789T2 DE 60019789 T2 DE60019789 T2 DE 60019789T2 DE 60019789 T DE60019789 T DE 60019789T DE 60019789 T DE60019789 T DE 60019789T DE 60019789 T2 DE60019789 T2 DE 60019789T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
metal
source material
metal source
substrate
reducing agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60019789T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60019789D1 (de
Inventor
Kai-Erik Elers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASM International NV
Original Assignee
ASM International NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASM International NV filed Critical ASM International NV
Application granted granted Critical
Publication of DE60019789D1 publication Critical patent/DE60019789D1/de
Publication of DE60019789T2 publication Critical patent/DE60019789T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/38—Nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45534—Use of auxiliary reactants other than used for contributing to the composition of the main film, e.g. catalysts, activators or scavengers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/32—Carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4488—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by in situ generation of reactive gas by chemical or electrochemical reaction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/36—Carbides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28512—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L21/28568—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table the conductive layers comprising transition metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L21/76843—Barrier, adhesion or liner layers formed in openings in a dielectric
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L21/76853—Barrier, adhesion or liner layers characterized by particular after-treatment steps
    • H01L21/76855—After-treatment introducing at least one additional element into the layer
    • H01L21/76856—After-treatment introducing at least one additional element into the layer by treatment in plasmas or gaseous environments, e.g. nitriding a refractory metal liner
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/10—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device
    • H01L2221/1068—Formation and after-treatment of conductors
    • H01L2221/1073—Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L2221/1078—Multiple stacked thin films not being formed in openings in dielectrics

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Metallnitriddünnfilme. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren der in situ Reduktion von Quellenchemikalien wie auch ein Verfahren zum Aufwachsenlassen von Metallnitriddünnfilmen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zum Aufwachsenlassen dünner Filme auf einem Substrat durch einen Prozess vom ALD-Typ.
  • Beschreibung verwandten Standes der Technik
  • Das Integrationsniveau von Komponenten in integrierten Schaltkreisen wächst, was rasch eine Notwendigkeit für ein Schrumpfen der Größe von Komponenten und Interkonnekts (Zwischenverbindungen) mit sich bringt. Designregeln setzen die Merkmalsgrößen auf ≤0,2 μm. Die Ablagerung von gleichförmigen Dünnfilmen auf Waferoberflächen durch physikalische Dampfabscheidungs- (im nachfolgenden als PVD bezeichnet) und chemischer Dampfabscheidungs- (nachfolgend als CVD bezeichnet) Verfahren ist aufgrund der kleinen Merkmalsgrößen schwierig geworden. Als Folge kann keine vollständige Filmabdeckung in tiefen Böden von Durchgängen und Gräben erhalten werden. PVD-Verfahren erfordern mehr oder weniger eine direkte Sichtlinie auf der zu beschichtenden Oberfläche. Traditionelle CVD-Verfahren erfordern recht präzise Konzentrationssteuerung der Quellenchemikalien und gute Temperaturgleichförmigkeit über dem Substrat. Tiefe Böden können ein lokales "Mikroklima" aufweisen, wo die variable Konzentration von Quellenchemikaliendämpfen ein ungleichförmiges Wachstum des Dünnfilms verursacht.
  • Integrierte Schaltungen enthalten Interconnects, die üblicherweise aus Aluminium oder Kupfer hergestellt sind. Insbesondere Kupfer ist für eine Diffusion in umgebenden Materialien anfällig. Eine Diffusion beeinträchtigt die elektrischen Eigenschaften der Schaltungen und aktive Komponenten können eine Fehlfunktion erleiden. Die Diffusion von Metallen aus Interkonnects in die aktiven Teile der Vorrichtungen wird mit einer elektrisch-leitfähigen Diffusionssperrschicht verhindert. Favorisierte Diffusionsbarrieren sind z.B. amorphe Übergangsmetallnitride wie etwa TiN, TaN und WN. Die Nitride können nicht-stöchiometrisch sein, weil Stickstoff an Interstitialpositionen des Gittes lokalisiert ist.
  • Atomschichtablagerung (ALD, Atomic Layer Deposition), ursprünglich Atomschichtepitaxie (ALE), ist eine fortgeschrittene Ableitung der CVD. Der Verfahrensname wurde von ALE zu ALD verändert, um eine mögliche Verwirrung zu vermeiden, wenn über polykrystalline und amorphe Dünnfilme diskutiert wird. Das ALD-Verfahren basiert auf sequenziellen selbstgesättigten Oberflächenreaktionen. Das Verfahren ist im Detail in den US-Patent Nr. 4,058,430 und 5,711,811 beschrieben. Der Reaktor profitiert von der Verwendung eines inerten Trägers und von Spülgasen, was das System schnell macht.
  • Die Trennung von Quellenchemikalien voneinander mittels Inertgasen verhindert Gasphasenreaktionen zwischen gasförmigen Reaktanten und ermöglicht selbstgesättigte Oberflächenreaktionen, die zu Filmwachstum führen, welche weder strikte Temperatursteuerung des Substrats noch präzise Dosierungssteuerung der Quellenchemikalien erfordert. Überschüssige Chemikalien und Reaktionsnebenprodukte werden immer aus der Reaktionskammer entfernt, bevor der nächste reaktive Chemikalienpuls in die Kammer eingeleitet wird. Unerwünschte gasförmige Moleküle werden effektiv aus der Reaktionskammer ausgestoßen, indem die Gasflussgeschwindigkeiten mit Hilfe eines inerten Spülgases hochgehalten werden. Das Spülgas drückt die Extramoleküle zur Vakuumpumpe, die zum Aufrechterhalten eines geeigneten Druckes in der Reaktionskammer verwendet wird. ALD stellt eine exzellente und automatische Selbststeuerung für das Filmwachstum bereit.
  • Im Falle von Übergangsmetallnitriden ist die Reduktion des Metallquellenenmaterials notwendig, um die Menge an Metall im Nitrid zu steigern und somit den spezifischen Widerstand des Nitrids abzusenken. "Reduktion" kann als jegliche Reaktion definiert werden, bei der das Metall der Quellenchemikalie Elektronen empfängt und sein Oxidationszustand abnimmt.
  • Im Stand der Technik ist es bekannt, das Metallquellenmaterial durch Pulsieren eines reduzierenden Agens nach dem Metallquellenmaterial-Puls zu reduzieren. Eine Anzahl von verschiedenen Chemikalien sind für die Reduktion verwendet worden. Beispielsweise sind Wolframverbindungen durch Einsatz von Wasserstoff (H2) ( US 5,342,652 und EP-A2-0 899 779), Silanen wie etwa SiH4 ( US 5,691,235 ) und Chlorsilanen wie etwa SiHCl3 ( US 5,723,384 ) reduziert worden. Niedrigoxidationszustandsmetallchloride können auch durch Leiten einer gasförmigen Mischung von Wasserstoffchlorid (HCl) und Wasserstoff (H2) über das erhitzte Metall synthetisiert werden (US-Patent 4,803,127).
  • Die Reduktion von WF6 zu metallischem W auf Substratoberflächen durch Verwendung eines Silans, Si2H6, ist in J.W. Klaus (Atomic Layer Deposition of Tungsten and Tungsten Nitride Using Sequential Surface Reactions, AVS 46th International Symposium, Abstract TF-TuM6, http://www.vacuum.org/symposium/seattle/technical.html, vorzustellen am 26. Oktober 1999 in Seattle, USA) offenbart.
  • Es gibt jedoch bezüglich dieser Verfahren des Standes der Technik Nachteile. Silane können auch mit WF6 reagieren, wodurch Wolframsilicide gebildet werden, wie etwa WSi2. Wasserstoff kann eine Wolframverbindung zu metallischem Wolfram reduzieren, das einen zu niedrigen Dampfdruck aufweist, um in Gasphase auf Substrate transportiert zu werden.
  • Verschiedene Metallsorten, die auf Substratoberflächen adsorbieren, sind mit Zink in ALE-Prozessen reduziert worden (z.B. L. Hiltunen, M. Leskelä, M. Mäkelä, L. Niinistö, E. Nykänen, P. Soininen, "Nitrides of Titanium, Niobium, Tantalum and Molybdenum Grown as Thin Films by the Atomic Layer Epitaxy Method", Thin Solid Films, 166 (1988) 149–154). In den bekannten Verfahren vermindert der während der Abscheidung verwendete zusätzliche Zinkdampf den spezifischen Widerstand des Nitridfilms entweder durch Steigern des Metall-zu-Stickstoff-Verhältnisses oder durch Entfernen von Sauerstoff aus den Filmen. Das bekannte Verfahren umfasst die folgende Pulsreihenfolge: ein Metallquellenchemikaliendampfpuls/eine inerte Gasspülung/ein Zinkdampfpuls/eine inerte Gasspülung/ein Stickstoffquellenchemikaliendampfpuls/eine inerte Gasspülung. Ein grundsätzliches Problem in Bezug auf die mit dem Zinkdampfverfahren ausgeführte Reduktion ist, dass mit Zinkmetall und seinen Verbindungen kontaminierte Dünnfilme in für die Herstellung von integrierten Schaltungen (die nachfolgend als IC bezeichnet werden) verwendeten Prozessen vermieden werden sollten. Diffundierendes Zink kann die aktiven Komponenten der ICs zerstören. Zusätzlich ist das untere Ende des Substrattemperaturbereiches vermutlich durch die Volatilität von Zinkmetall und den Klebkoeffizienten von Zinkverbindungen auf der Oberfläche beschränkt.
  • Zusätzlich zu Zink sind ebenfalls Wasserstoff und Magnesium als reduzierende Agenzien in ALD-Prozessen getestet worden. Die Ergebnisse waren nicht viel versprechend. Wasserstoff ist nicht hinreichend in der Lage, Metallverbindungen bei niedrigen Substrattemperaturen zu reduzieren. Magnesium bildet auf der Substratoberfläche ein Halid, das einen sehr niedrigen Dampfdruck aufweist und das Filmwachstum beendet. Es erscheint, dass die Anwendbarkeit der Elementenreduktion auf die Substratoberfläche ziemlich beschränkt ist. Nur wenige Elemente haben einen hinreichend hohen Dampfdruck, um als ALD-Quellenchemikalien verwendet zu werden. Noch weniger gasförmige Elemente bilden ein flüchtiges Nebenprodukt während des Reduktionsschritts.
  • Ein Verfahren zum Beeinflussen der Eigenschaften von CVD-Quellenchemikalien ist von C.-Y. Lee [The Preparation of Titanium-Based Thin Film by CVD Using Titanium Chlorides as Precursors, Chem. Vap. Deposition, 5 (1999) 69–73)] veröffentlicht. Gemäß dieser Publikation strömte in einem CVD-Prozess TiCl4-Dampf über Titanmetall, das auf 900°C erhitzt wurde. Die Reaktion erzeugte TiClx (x<4) Unterchloride. Diese Unterchloride wurden stromabwärts thermisch in Ti-Metall auf einem Substrat zersetzt, das auf 500 bis 800°C erhitzt wurde.
  • Der von C.-Y. Lee beschriebene CVD-Reduktionsapparat kann nicht bei der ALD verwendet werden, aufgrund der erforderlichen Leistung und dem Charakter von ALD-Quellenchemikalien und der Lokalisation des reduzierenden Agens. Falls ein Titan-reduzierendes Agens von Titanhalidmolekülen abgedeckt wird und es gegenüber einer reaktiven Stickstoff-enthaltenden Quellenchemikalie wie Ammoniak exponiert wird, wächst eine Schicht sehr inerten Titannitrids auf seiner Oberfläche. Somit verhindert die ausgebildete Titannitridschicht die gewünschte Reduktionsreaktion von TiCl4 Gaspulsen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe des vorliegenden Prozesses, die Probleme des Standes der Technik zu eliminieren und ein neuartiges Verfahren zum Reduzieren von Metallquellenmaterialien in einem Prozess vom ALD-Typ bereitzustellen. Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein neues Verfahren zum Herstellen von Metallnitriddünnfilmen durch ein Verfahren eines ALCVD-Typs herzustellen.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Wachsen von Metallnitriddünnfilmen durch ein Verfahren des ALD-Typs bereitzustellen.
  • Diese und andere Aufgaben gemeinsam mit ihren Vorteilen gegenüber bekannten Prozessen werden wie nachfolgend beschrieben und beansprucht gelöst.
  • Die vorliegende Erfindung basiert auf der überraschenden Entdeckung, dass in einem Prozess vom ALD-Typ verwendete Metallquellenverbindungen bei moderaten Temperaturen reduziert werden können, bevor sie auf der Oberfläche eines Substrats adsorbiert oder chemisorbiert werden. Gemäß der Erfindung werden daher die Metallquellenverbindungen im gasförmigen Zustand in eine Reduktionszone geleitet, in welcher sie mit einem Feststoff oder Flüssigreduktionsagens kontaktiert werden, das bei einer erhöhten Temperatur gehalten wird, um ein gasförmiges Reaktionsprodukt herzustellen, das die Metallsorte der Metallquellenverbindung in einen niedrigeren Oxidationszustand enthält. Das reduzierte Metallquellenmaterial wird dann mit dem Substrat kontaktiert und auf ihm gemäß den Prinzipien der ALD abgeschieden.
  • Im Vergleich zum von C.-Y. Lee oben beschriebenen Modifikationsverfahren für CVD-Titanquellenenchemikalien wird die vorliegende in situ Reduktion bei niedrigen Temperaturen ausgeführt, insbesondere bei Temperaturen nahe an der tatsächlichen Substrattemperatur, während im bekannten CVD-Verfahren Temperaturen von 900°C benutzt wurden. Wie die Beispiele unten zeigen, führen die Reduktion des Metallquellenenmaterials in der Reduktionszone und die Reaktion zwischen den Metallquellenenmaterial und der an der Oberfläche gebundenen und davon stammenden Metallspezies zu gasförmigen Reaktionsprodukten, die leicht aus der Reduktionszone oder aus dem Reaktionsraum entfernt werden können und die einen hinreichend hohen Dampfdruck haben, um als Quellenenmaterialien in einem ALD-Prozess verwendet zu werden.
  • Wenn man Titanchlorid als Beispiel nimmt, führt die Reduktion von TiCl4 bei 400°C zu Titansubchloriden, wie etwa Ti2Cl6, das durch Inertgas zum Substrat transportiert werden kann. Diese Ergebnisse sind recht überraschend, weil allgemein geglaubt worden ist, dass Titansubhalide aufgrund von niedrigem Dampfdruck nicht für Niedertemperatur-ALD geeignet sind.
  • Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine in Kontakt mit sowohl dem Reaktionsraum als auch mit den Quellen von Metallverbindungen platzierte Reduktionszone. Bezüglich des Flusspfads der gasförmigen Reaktanten, die reduziert werden sollen, wird die Reduktionszone vor dem Substrat so platziert, dass gasförmige Reaktanten in Kontakt mit der Reduktionszone gebracht werden werden, bevor sie einer Oberflächenreaktion mit dem Substrat unterworfen werden. Typische Positionen liegen im Flusskanal, der die Quellenmaterialcontainer und die Reaktionskammern verbindet, und in den Reaktionskammern stromaufwärts der Substrate.
  • In der vorliegenden Erfindung ist die Reduktionszone vor der Reaktionszone platziert. In der Vorrichtung gemäß C.-Y. Lee [The Preparation of Titanium-Based Thin Film by CVD Using Titanium Chlorides as Precursors, Chem. Vap. Deposition, 5 (1999) 69 – 73)] sind Reduktionszone und Substrat im selben Raum lokalisiert.
  • Mikko Ritala et al., Atomic Layer Epitaxy Growth of TiN Thin Films, J. Electrochem. Soc. Vol. 142, No. 8 (1995), Seiten 2731 – 2737 offenbart TiN-Filme als Diffusionsbarrieren. Gemäß dem Artikel werden Metallquellenchemikalien durch Zuführen von Zinkdampfpulsen zwischen Metallchloridpulsen und Ammoniakpulsen reduziert. Es gibt keine Erwähnung des in einer Reaktionszone vor der Reaktionskammer reduzierten Metallquellenmaterials.
  • Im ALD-Verfahren wird die thermische Zersetzung der Quellenchemikalien durch Anlegen von niedriger Substrattemperatur verhindert, so dass die thermische Zersetzung von Titanchloriden im niedrigen Oxidationszustand zu metallischen Titanchlorid auf dem Substrat und zu Halogenmolekülen in der Gasphase verhindert wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Reaktivität und die saubere Oberfläche des reduzierenden Agens durch Trennen der Reduktionszone und der Reaktionszone voneinander sichergestellt. Somit treffen die das reduzierende Agens kontaktierenden Metallquellenchemikalienpulse immer auf eine Oberfläche, die zum Ändern des Oxidationszustandes der Metallquellenchemikalien in der Lage ist.
  • Genauer gesagt wird das Verfahren zum Reduzieren einer Metallquellenkomponente durch das charakterisiert, was im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 ausgesagt ist.
  • Das Verfahren zum Wachsen von Metallnitriddünnfilmen ist durch das gekennzeichnet, was im kennzeichnenden Teil von Anspruch 9 ausgesagt ist.
  • Die Vorrichtung zum Wachsenlassen von Metalldünnfilmen auf einem Substrat ist durch das gekennzeichnet, was im kennzeichnenden Teil von Anspruch 17 ausgesagt ist.
  • Eine Anzahl von beachtlichen Vorteilen wird mit Hilfe der Erfindung realisiert. Die Wachstumsrate des Dünnfilms ist hoch, z.B. stieg die Wachstumsrate von ALD-Titannitriddünnfilm um fast einen Faktor von 2 im Vergleich zu den Prozessen im Stand der Technik. Zusätzlich macht es die Erfindung möglich, bei niedrigen Temperaturen zu arbeiten. Wenn die Reduktion des Metallquellenmaterials in situ ausgeführt wird, anders ausgedrückt, im Reaktorsystem ohne Verwendung eines getrennten Reduktionsagenspulses, muss kein zusätzliches Reagens für Reduktionszwecke in den Reaktionsraum eingeführt werden. Somit wird auch ein Spülschritt vermieden. Dies führt zu kürzeren Zykluszeiten und damit effizienterem Wachstum der Filme.
  • Die Reduktion des Metallquellenmaterials ergibt niedrigeren spezifischen Widerstand gegenüber Metallnitridfilm, da die Menge des Metalls in Bezug auf die Menge an Stickstoff wächst. Der vorliegende Prozess gibt gute Reduktionseigenschaften und somit so gute Filmresistivitäten wie die Prozesse des Standes der Technik mit einem einfacheren und schneller wachsenden Verfahren.
  • Wie oben erwähnt, sind die als Nebenprodukte bei der Reduktionsreaktion und bei der Reaktion zwischen den Metallspezies auf der Oberfläche des Substrates gebildeten Verbindungen im wesentlichen gasförmig und sie verlassen den Reaktor leicht, wenn man mit einem Inertgas spült. Die Menge an Rückständen im Film liegt auf einem sehr niedrigen Niveau.
  • Ein mit dem vorliegenden Prozess gewachsener Film zeigt gute Dünnfilmeigenschaften. Somit haben die erhaltenen Metallnitridfilme eine exzellente Konformität selbst auf unebenen Oberflächen und auf Gräben und Vias. Das Verfahren stellt auch eine exzellente und automatische Selbststeuerung für das Filmwachstum bereit.
  • Die mit ALD-gewachsenen Metallnitridfilme können beispielsweise als Ionendiffusionssperrschichten in integrierten Schaltungen verwendet werden. Wolframnitrid stoppt effektiv Sauerstoff und erhöht die Stabilität von Metalloxidkondensatoren. Übergangsmetallnitride und insbesondere Wolframnitrid ist auch als eine Adhäsionsschicht für ein Metall, wie ein Dünnfilmwiderstand, geeignet, um die Wanderung von Zinn durch Durchkontaktierungen zu stoppen und die Hochtemperaturverarbeitung von integrierten Schaltungen zu verbessern.
  • Als nächstes wird die Erfindung detailliert mit Hilfe der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 repräsentiert eine schematische Zeichnung der bevorzugten Anordnung der vorliegenden Erfindung.
  • 2 illustriert die bevorzugte Pulssequenz beim Wachsen der Nitriddünnfilme gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Definitionen
  • Für den Zweck der vorliegenden Erfindung bezeichnet ein "Prozess vom ALD-Typ" einen Prozess, bei dem die Abscheidung von verdampften Material auf eine Oberfläche auf sequentiellen und alternierenden selbstsättigenden Oberflächenreaktionen basiert. Die Prinzipien der ALD sind beispielsweise in US 4,058,430 und 5,711,811 offenbart.
  • "Reaktionsraum" wird verwendet, um einen Reaktor oder eine Reaktionskammer zu bezeichnen, in der die Bedingungen so eingestellt werden können, dass die Abscheidung durch ALD möglich ist.
  • "Reduktionszone" bezeichnet einen Bereich oder Raum, in dem das reduzierende Agens angeordnet ist und über oder durch welches das zu reduzierende Material zum Fließen geführt wird.
  • "Dünnfilm" wird verwendet, um einen Film zu bezeichnen, der aus Elementen oder Verbindungen wächst, die als separate Ionen, Atome oder Moleküle über ein Vakuum, eine Gasphase oder eine Flüssigphase von der Quelle zum Substrat transportiert werden. Die Dicke des Films hängt von der Anwendung ab und variiert in einem breiten Bereich, z.B. von einer Molekularschicht bis zu 800 nm oder sogar bis zu 1000 nm.
  • Der Abscheidungsprozess
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Metallnitriddünnfilme durch den ALD-Prozess hergestellt. Also wird ein Substrat, das in einer Reaktionskammer platziert ist, alternierend wiederholten Oberflächenreaktionen von zumindest zwei Dampfphasenreaktanten zum Zwecke des Wachsens eines Dünnfilms darauf unterworfen. Metallverbindungen, die als Quellenmaterialien für das Dünnfilmmetall verwendet werden, werden durch ein festes oder flüssiges Reduktionsmittel reduziert, wenn sie durch die Reduktionszone geleitet werden, in der das Reduktionsmittel lokalisiert ist. Danach werden die reduzierten Verbindungen auf einem bei erhöhter Temperatur gehaltenen Substrat abgeschieden. Ein nachfolgend zugeführter Puls eines gasförmigen oder flüchtigen Stickstoffquellenmaterials reagiert mit der abgeschiedenen Metallspezies unter Bildung eines Metallnitrids.
  • Gemäß der folgenden Erfindung werden Dampfphasenpulse des Metallquellenmaterials und des Stickstoffquellenmaterials vorzugsweise mit Hilfe eines inerten Trägergases wie etwa Stickstoff in den Reaktor eingeführt.
  • Vorzugsweise folgt, um die Reaktion zu beschleunigen, jedem Zufuhrpuls ein Inertgaspuls, um unreagierte Rückstände der vorherigen Chemikalie und in der Reduktion und/oder Oberflächenreaktion gebildete Nebenprodukte aus der Reduktionszone bzw. dem Reaktionsraum heraus zu spülen. Dies gestattet die Verwendung von hochreaktiven Chemikalien und damit niedriger Abscheidungstemperaturen. Der Inertgaspuls, der auch als "Gasspülung" bezeichnet wird, umfasst ein inaktives Gas, wie etwa Stickstoff, oder ein Edelgas, wie etwa Argon.
  • Somit beinhaltet eine Pulsabfolge (die auch als ein "Zyklus") bezeichnet wird, die einen Reaktionsschritt umfasst, vorzugsweise die folgenden Merkmale:
    • – Bereitstellen eines Dampfphasenpulses eines Metallquellenmaterials;
    • – Zuführen des Dampfphasenmetallquellenpulses in eine Reduktionszone, die ein festes oder flüssiges Reduktionsmittel umfasst;
    • – Kontaktieren des Metallquellenmaterials oder der Verbindung mit dem Reduktionsmittel, um das Metallquellenmaterial zu einem reduzierten Metallquellenmaterialpuls zu reduzieren;
    • – Wiedergewinnen des reduzierten Metallquellenmaterials oder der Verbindung und Einleiten des/derselben in eine Reaktionskammer;
    • – Kontaktieren des reduzierten Metallquellenmaterials oder der Verbindung mit einer Substratoberfläche, um eine Metallspezies auf dem Substrat abzuscheiden;
    • – Spülen des Reaktionsraums mit einem Inertgas;
    • – Zuführen eines Dampfphasenpulses eines Stickstoffquellenmaterials in die Reaktionskammer;
    • – Kontaktieren des Stickstoffquellenmaterials mit der Metallspezies auf der Oberfläche des Substrats, um ein Metallnitrid zu bilden; und
    • – Spülen des Reaktionsraums mit einem Inertgas.
  • Das Metallquellenmaterial fließt über das Reduktionsmittel und wird reduziert, bevor es auf einer erhitzten Substratoberfläche adsorbiert oder chemisorbiert wird. Das Reduktionsmittel wird auf ungefähr 200 bis 800°C, vorzugsweise 300 bis 500°C, erhitzt. Wie oben erwähnt, ist die Reduktionstemperatur vorzugsweise nahe an der tatsächlichen Abscheidungstemperatur. Die Temperatur ist abhängig vom Metallmaterial, beispielsweise ist für die Reduktion von TiCL4 auf Ti die Temperatur des Reduktionsmittels vorzugsweise ungefähr 400°C, jedoch vorzugsweise niedriger als die Substrattemperatur. Die Abscheidung der reduzierten Titanverbindung kann bei 350 bis 400°C ausgeführt werden.
  • Ein erfolgreicher Reduktionsprozess erfordert, dass eine nicht-reduzierende Quellenchemikalie im gasförmigen Zustand ist. Das Reduktionsmittel hat eine reaktive Oberfläche, die vorzugsweise im wesentlichen während des Prozesses unkontaminiert bleibt und die Reaktionsprodukte akkumulieren nicht auf der Oberfläche des Reduktionsmittels. Dies wird bewirkt durch Auswählen des Metallquellenmaterials und des Reduktionsmittelpaars, so dass die reduzierte Quellenchemikalie einen hinreichend hohen Dampfdruck für einen Transport aufweist. Zusätzlich sollten die Nebenprodukte der Reduktion vorzugsweise einen hinreichenden Dampfdruck haben, um weggespült zu werden und relativ inert sein. Als nicht-beschränkendes Beispiel können Silizium und Bor mit Hochoxidationszustandsmetallhalidgasen reagieren, was Metallhalide niedrigen Oxidationzustands bildet. Nichtmetallische Haliddämpfe, wie etwa SiF4, SiCl4, BF3 und BCl3, die in der Reaktion als Nebenprodukte gebildet werden, können mit einem Inertgas aus dem Reaktor weggespült werden.
  • Die Abscheidung des Quellenmaterials/der Quellenmaterialien auf der Substratoberfläche kann bei Normaldruck ausgeführt werden, aber es wird bevorzugt, das Verfahren bei vermindertem Druck zu betreiben. Der Druck im Reaktionsraum ist typischerweise 0,01 bis 20 mbar, vorzugsweise 0,1 bis 5 mbar. Die Substrattemperatur muss niedrig genug sein, um die Bindungen zwischen Metallatomen intakt zu halten und die Zersetzung der gasförmigen Reaktanten zu verhindern. Andererseits muss die Substrattemperatur hoch genug sein, um die Quellenmaterialien in gasförmiger Phase zu halten, d.h. eine Kondensation der gasförmigen Reaktanten muss vermieden werden. Weiterhin muss die Temperatur hinreichend hoch sein, um die Aktivierungsenergie für die Oberflächenreaktion bereitzustellen. Abhängig vom Druck ist die Temperatur des Substrats typischerweise 200 bis 700°C, vorzugsweise bei 250 bis 500°C.
  • Bei diesen Bedingungen wird die Menge an auf der Oberfläche gebundenen Reaktanten durch die Oberfläche bestimmt. Dieses Phänomen wird "Selbstsättigung" genannt.
  • Die maximale Abdeckung auf der Substratoberfläche oder auf der Oberfläche des wachsenden Films wird erhalten, wenn eine Einzelschicht von reduzierten Metallquellenchemikalienmolekülen oder eine einzelne Schicht von Stickstoffquellenchemikalien adsorbiert wird. Die Pulssequenz wird wiederholt, bis ein Metallnitridfilm vorgegebener Dicke gewachsen ist.
  • Die Quellentemperatur ist vorzugsweise unterhalb der Substrattemperatur eingestellt. Dies basiert auf der Tatsache, dass, falls der Partialdruck des Quellenchemikaliendampfes das Kondensationslimit bei der Substrattemperatur übersteigt, ein gesteuertes Schicht-für-Schicht-Wachstum des Films verloren geht.
  • Die für die selbst gesättigten Reaktionen verfügbare Zeit ist am ehesten durch ökonomische Faktoren beschränkt, wie etwa einem erforderlichen Durchsatz eines Produktes aus dem Reaktor. Sehr dünne Filme werden durch relativ wenige Pulszyklen hergestellt und in einigen Fällen ermöglicht dies ein Anwachsen der Quellenchemikalienpulszeiten und somit der Ausnutzung von Quellenchemikalien mit einem niedrigeren Dampfdruck als normal.
  • Die Spülzeit muss lang genug sein, um Gasphasenreaktionen zu verhindern und Übergangsmetallnitriddünnfilmwachstumsraten zu vermeiden, die höher als eine Gitterkonstante des Nitrids pro Pulssequenz sind.
  • Reduktionsmittel
  • Das Reduktionsmittel ist vorzugsweise fest. Am geeignetsten sind elementare Reduktionsmittel, entweder Metalle oder reaktive Nicht-Metalle. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Reduktionsmittel ein Metall, vorzugsweise das gleiche Metall wie die Metallkomponente des Quellenmaterials, aber natürlich ist es ebenfalls möglich, ein anderes geeignetes Reduktionsmetall zu verwenden. Das Metall ist vorzugsweise ein Übergangsmetall der Gruppe 4, 5 oder 6, d.h. Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo oder W. Die reaktiven Nicht-Metalle, die vorzugsweise als Reduktionsmittel verwendet werden, umfassen B, Si, Ge und P. Es ist auch möglich, eine reaktive Metallverbindung, wie etwa Metallsilicide oder Germanide, als Reduktionsmittel einzusetzen. Silicium- und Germaniumhalide, die typischerweise bei der Reduktion als Nebenprodukte gebildet werden, sind flüchtig und können aus der Reduktionszone weggespült werden.
  • Das Reduktionsmittel kann jedoch flüssig sein. Es ist wichtig, dass der Dampfdruck des flüssigen Reduktionsmittels so niedrig ist, dass es nicht in den Reaktionsraum eindringt und die Reaktionen der Quellenmaterialien mit der Substratoberfläche behindert. Ein Beispiel eines geeigneten Flüssigreduktionsmittels ist Galliummetall, welches bei ungefähr 30°C schmilzt und einen Siedepunkt von ungefähr 2400°C hat.
  • Das Reaktorsystem
  • Allgemein kann die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung jegliche Art von ALD-Reaktor sein, dem eine, das feste Reduktionsmittel umfassende Reduktionszone hinzugefügt worden ist. Solch eine Vorrichtung umfasst typischerweise einen Reaktionsraum, in welchem das Substrat platziert werden kann, z.B. auf einem Halter oder einer Spannvorrichtung, und zumindest einen Einlassstromkanal, der mit einem Metallquellenmaterialbehälter verbunden sein kann, um die Zufuhr eines Metallquellenmaterials in Form von Dampfphasenpulsen aus dem Metallquellenmaterialbehälter in den Reaktionsraum zu gestatten. Typischerweise gibt es auch zumindest einen Auslassstromkanal, der mit dem Reaktionsraum zum Entfernen der Gasphasenreaktionsprodukte verbunden ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Reaktor der oben beschriebenen Konstruktion durch Inkorporieren einer Reduktionszone an einem Punkt längs des Gasflusspfades des gasförmigen Reaktanten modifiziert.
  • Ein schematisches Bild der bevorzugten Reduktionsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 1 dargestellt. Gemäß dieser bevorzugten Anordnung ist die Reduktionszone zwischen dem Metallquellenmaterialbehälter und dem Substrat des Reaktionsraums lokalisiert. Das Stickstoffquellenmaterial kann dem Reaktionsraum entweder durch denselben Stromkanal oder durch einen anderen Stromkanal zugeführt werden. Das Stickstoffquellenmaterial wird in der Reduktionszone nicht reduziert.
  • Typischerweise ist die Reduktionszone im Gasstromkanal lokalisiert, der zwischen dem Quellenmaterialvorratsbehälter und dem Reaktionsraum gelegen ist, vorzugsweise gerade vor dem Reaktionsraum (der auch als Substratkammer bezeichnet wird). In solch einer Anordnung ist das Reduktionsmittel typischerweise in Form einer Kartusche anwesend. Es ist auch möglich, den von dem Metallquellenmaterialvorratsbehälter zum Reaktionsraum führenden Stromkanal mit reduzierendem Material zu beschichten. In solch einer Anordnung wird dann der Stromkanal auf eine Temperatur erhitzt, die für das Auftreten der Reduktionsreaktion des Quellenmaterials benötigt wird, beispielsweise für Titan ungefähr 350 bis 400°C.
  • Eine andere Ausführungsform der Erfindung umfasst das Einpassen des Reduktionsmittels in dem Reaktionsraum, im wesentlichen stromaufwärts des Substrats. Bei solch einer Anordnung ist das Reduktionsmittel typischerweise als ein monolithischer Block geformt.
  • In beiden Fällen ist es wichtig, in der Lage zu sein, das Reduktionsmittel und/oder den Behälter desselben zur Regeneration und/oder zum Wiederbefüllen so leicht wie möglich entfernbar zu machen.
  • Die Vorrichtung umfasst auch eine mit dem Stromkanal oder einem Einlasskanal verbundene Inertgasquelle zum Spülen des Reaktors nach jedem Vorläuferpuls. Daher umfasst gemäß einer Ausführungsform die Vorrichtung zumindest zwei Quellenmaterialienbehälter und/oder zumindest eine Inertgasquelle, die mit dem Stromkanal verbunden ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zumindest zwei Einlassstromkanäle, die mit zumindest zwei Quellenmaterialienbehälter und/oder zumindest einer Inertgasquelle verbindbar sind.
  • Substratmaterialien
  • Das Substrat kann von verschiedenen Arten sein. Beispiele beinhalten Silicium, Siliciumdioxid, beschichtetes Silicium und Kupfermetall. Der vorliegende Filmwuchsprozess stellt ein exzellentes Verfahren zum Wachsenlassen der anschmiegenden Schichten bei geometrisch herausfordernden Anwendungen bereit.
  • Metallquellenmaterialien
  • Die Erfindung kann insbesondere auf die Reduktion von Übergangsmetallchemikalien angewendet werden, d.h. Elementen der Gruppe 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und/oder 12 (gemäß dem von JUPAC empfohlenen System) im Periodensystem der Elemente, weil diese Metalle Verbindungen mehrerer verschiedener Oxidationszustände bilden können. Insbesondere besteht der abgeschiedene Film im wesentlichen aus W, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr und/oder Mo-Nitrid(en) und damit werden vorzugsweise gasförmige oder flüchtige Verbindungen in Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet.
  • Insbesondere werden Verbindungen von Wolfram und Titan bevorzugt. Vorzugsweise wird ein Wolframquellenmaterial verwendet.
  • Da die Eigenschaften jeder Metallverbindung variieren, muss die Geeignetheit jeder Metallverbindung für die Verwendung im Prozess der vorliegenden Erfindung erwogen werden. Die Eigenschaften der Verbindungen sind beispielsweise in N. N. Greenwood und A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 1. Ausgabe, Pergamon Press, 1986, zu finden.
  • Das Metallquellenmaterial (wie auch die reduzierende Borverbindung und das Stickstoffquellenmaterial) muss so gewählt werden, dass die Anforderungen hinsichtlich hinreichenden Dampfdrucks, der oben diskutierten Kriterien für hinreichende thermische Stabilität bei Substrattemperatur und hinreichender Reaktivität der Verbindungen erfüllt sind.
  • Hinreichender Dampfdruck bedeutet, dass es genug Quellenchemikalienmoleküle in der Gasphase nahe an der Substratoberfläche geben muss, um hinreichend schnelle selbstgesättigte Reaktionen an der Oberfläche zu ermöglichen.
  • In der Praxis bedeutet hinreichende thermische Stabilität, dass die Quellenchemikalie selbst keine wachstumsstörenden kondensierbaren Phasen auf den Substraten bilden darf oder schädliche Niveaus von Unreinheiten auf der Substratoberfläche durch thermische Zersetzung zurücklassen darf. Daher ist ein Ziel, eine nicht-kontrollierte Kondensation von Molekülen auf Substraten zu vermeiden.
  • Weitere Auswahlkriterien können die Verfügbarkeit der Chemikalie in hoher Reinheit und die Leichtigkeit der Handhabung u.a. vernünftiger Vorsichtsmaßnahmen beinhalten.
  • Zusätzlich muss die Qualität der Produkte der Reduktionsreaktion und ihrer Nebenprodukte erwogen werden, da der kontrollierte Prozess verloren geht, falls eine inerte MetallBorid, Phosphid oder Carbidschicht auf dem Reduktionsmittel gebildet wird. Daher ist es wichtig, dass das Reaktionsprodukt im wesentlichen gasförmig ist. Damit ist gemeint, dass die gebildete Verbindung gasförmig genug ist, um aus dem Reaktionsraum mit Hilfe des inerten Spülgases bewegt zu werden, was bedeutet, dass es nicht als Verunreinigungen auf dem Reduktionsmittel oder in den Filmen zurückbleibt.
  • Typischerweise geeignete Metallquellenmaterialien können unter den Haliden, vorzugsweise Fluoriden, Chloriden, Bromiden oder Iodiden, oder metallorganischen Verbindungen, vorzugsweise Alkylaminos, Cyclopentadienylen, Dithiocarbamaten oder beta-Diketonaten des/der gewünschten Metall(e) gefunden werden.
  • Die gebräuchlichsten volatilen Übergangsmetallhalide der Gruppen 4, 5 und 6 des Periodensystems der Elemente haben ein Potential als Quellenchemikalien für das Reduktionsverfahren, sind TiCl4, TiBr4, TiI4, ZrCl9, ZrBr4, ZrI4, HfCl4, HfBr4, Hfl4, WF6, WCl6, WBr6, TaF5, TaCl5, TaBr5, NbFS, NbCl5, NbBr5, VF5 und VCl4.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden Übergangsmetallnitride so gemischt, dass im wachsenden Prozess zwei oder mehr verschiedene Metallquellenmaterialien verwendet werden. Beispielsweise kann Wolframnitrid mit Titannitrid gemischt werden.
  • Das reduzierende Metallreagens reagiert mit der Substratoberfläche unter Bildung einer (kovalenten) Bindung an den Oberflächen-bindenden Gruppen. Die adsorbierte Metallspezies enthält einen Rest der Reaktantenverbindung, wie etwa ein Halogen oder Kohlenwasserstoff. Es wird angenommen, dass dieser Rückstand mit einer Stickstoffenthaltenden Verbindung reagiert.
  • Stickstoffmaterialien
  • Die als Stickstoffquellenmaterial verwendete Stickstoffverbindung ist flüchtig oder gasförmig und so gewählt, dass man dieselben Kriterien wie für das Metallquellenmaterial im Kopf behält. Im allgemeinen kann die Stickstoffverbindung jegliche flüchtige, thermisch hinreichend stabile Stickstoffverbindung sein, die zum Reagieren mit den auf der Oberfläche gebundenen Metallspezies bei den Reaktionsbedingungen in der Lage ist.
  • Die Reaktionen verschiedener Metallquellenmaterialien mit ein- und demselben Stickstoffquellenmaterial (and vice versa) können zu unterschiedlichen Reaktions-(neben-)produkten führen. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden das Metallquellenmaterial und das Stickstoffquellenmaterial so ausgewählt, dass das/die sich ergebende(n) Nebenprodukt(e) gasförmig ist/sind. Damit wird gemeint, dass die gebildete Verbindung gasförmig genug ist, um aus den Reaktionsraum mit Hilfe des inerten Spülgases herausbewegt zu werden und auch andererseits sich nicht katalytisch in kondensierbare Spezies zu zersetzen. Gemäß der vorliegenden Erfindung bleiben Nebenprodukte nicht als Verunreinigungen in den Filmen. Falls eine reaktive Stelle auf der Oberfläche kontaminiert wird, sinkt die Wachstumsrate des Films. Durch Auswählen des Metallquellenmaterials/der Materialien und der Borverbindung, wie oben angezeigt, sinkt die Wachstumsrate des Films nicht maßgeblich, d.h. sinkt um ein Maximum von 0,1 %, vorzugsweise weniger als 0,01 % und insbesondere um weniger als 0,001% in jedem Zyklus.
  • Die Auswahl kann mit Computerprogrammen vereinfacht werden, die eine hinreichend extensive Thermodynamikdatenbank haben, was es ermöglicht, das Reaktionsgleichgewicht zu überprüfen und somit vorherzusagen, welche Reaktanten thermodynamisch günstige Reaktionen aufweisen. Ein Beispiel dieser Art von Programm ist HSC-Chemistry, Version 3.02 (1997) von Outokumpu Research Oy, Pori, Finland.
  • Vorzugsweise wird die Stickstoffverbindung ausgewählt aus der Gruppe, die umfasst
    • – Ammoniak (NH3) und seine Salze, vorzugsweise Halidsalz, insbesondere Ammoniumfluorid oder Ammoniumchlorid;
    • – Wasserstoffazid (HN3) und die Alkylderivate desselben, vorzugsweise CH3N3;
    • – Hydrazin (N2H4) und Salze von Hydrazin, wie etwa Hydrazinhydrochlorid;
    • – Alkylderivate von Hydrazin, vorzugsweise Dimethylhydrazin;
    • – Stickstofffluorid NF3;
    • – Hydroxylamin (NH2OH) und Salze desselben, vorzugsweise Hydroxylaminhydrochlorid;
    • – primäre, sekundäre und tertiäre Amine, vorzugsweise Methylamin, Diethylamin und Triethylamin; und
    • – Stickstoffradikale, wie etwa NH2*, NH**, N***, wobei * ein freies Elektron bedeutet, das zum Binden in der Lage ist, und einen angeregten Zustand von Stickstoff (N2*).
  • Die folgenden nicht beschränkenden Beispiele illustrieren die Erfindung:
  • Beispiel 1
  • Experimente wurden mit einem F200 ALD-Reaktor durchgeführt, wie im finnischen Patent Nr. 100409 des Anmelders Suntola et al. beschrieben. Zwei Serien von Titannitridproben wurden hergestellt. Eine Serie von Proben wurde aus TiCl4 und NH3 hergestellt. Erhitzte Reaktorteile in Kontakt mit Metallhaliden wurden mit amorphem Aluminiumoxid passiviert, der die Teile gegen Korrosion schützte. TiCl4 wurde aus einer Quellenflasche bei Raumtemperatur verdampft. Das Quellengas wurde durch Stickstoffgas zur Substratkammer getragen. Das Spülen mit Stickstoffgas entfernte überschüssige TiCl4-Moleküle aus dem Reaktor. Dann wurde ein NH3-Gaspuls in die Substratkammer eingeleitet. Der Pulszyklus wurde mit einem Stickstoffspülen beendet, der überschüssiges NH3 und gasförmige Reaktionsnebenprodukte aus dem Reaktor entfernte. Der Pulszyklus wurde 1000-mal wiederholt. Der Druck der Substratkammer war im Bereich von 200 bis 1000 Pa. Der sich ergebende Dünnfilm auf dem Silizium-Wafer hatte einen Metallglanz mit einer gelblichen Tönung. Die Wachstumsrate bei 400°C betrug 0,17 Å/Zyklus.
  • Eine andere Serie von Proben wurde aus TiCl4 und NH3 mit Titanmetall (nachfolgend als TiN-Ti bezeichnet) gezogen. TiCl4 wurde aus einer Quellenflasche bei Raumtemperatur verdampft. Der TiCl4-Dampf wurde durch Stickstoffgas zur Substratkammer getragen. Im Gasstromkanal nahe der Substratkammer gab es ein auf 400°C erhitztes Titanmetall. TiCl4 strömte über Titanmetall und die mit TiClx bezeichneten Reaktionsprodukte wurden durch Stickstoffgas zur Substratkammer getragen. Eine Stickstoffspülung entfernte überschüssige TiClx-Moleküle aus der Substratkammer. Dann wurde ein NH3-Gaspuls in die Substratkammer eingeleitet. Der Pulszyklus wurde mit einer Stickstoffspülung beendet, die überschüssiges NH3 und gasförmige Reaktionsnebenprodukte aus dem Reaktor entfernte. Der Pulszyklus wurde 1000-mal wiederholt. Der sich ergebende Dünnfilm auf Silicium-Wafer hatte Metallglanz mit einer gelblichen Tönung. Die Dicke des Dünnfilms wurde durch Elektronen-Diffraktionsspektroskopie (die nachfolgend als EDS bezeichnet wird) gemessen. Eine Wachstumsrate wurde durch Teilen der Dicke durch die Anzahl von Pulszyklen berechnet. Die Wachstumsrate des TiN-Ti-Films bei 400°C (0,31 Å/Zyklus) war fast das Doppelte im Vergleich zu TiN-Proben (0,17 Å/Zyklus), die bei gleichen Abscheidungsparametern ohne Titanmetall gezogen wurden. Es gab Chlor in den Filmen als Verunreinigung, aber die Konzentration blieb unter 1,5 Gew.-%. Wenn die Wachstumstemperatur von 400°C auf 350°C gesenkt wurde, stieg die Menge an Chlor auf 4,0 Gew.-% und der spezifische Widerstand stieg von 200 μΩcm auf 450 μΩcm. Die Verwendung von Titanmetall beeinträchtigte den Chlorgehalt des Films nicht.
  • Exakte Reaktionen von TiCl4 auf Titanmetall und die Zusammensetzung des sich ergebenden TiClx-Quellenchemikaliendampfes sind diskutabel. Eine mögliche Reaktion, die thermodynamisch günstig ist, wird in Gleichung 1 präsentiert. Ein Dimer (TiCl3)2 oder als Ti2Cl6 geschrieben, welches auf der Substratoberfläche chemisorbiert, mag die vergrößerte Wachstumsrate des Nitridfilms erklären. Falls die Anzahl von reaktiven Oberflächenstellen (z.B. -NH2 und =NH-Gruppen) auf TiN und TiN-Ti die gleiche ist, fügen Moleküle mit höherem Metall/Halidverhältnis mehr Metall pro Pulszyklus auf der Oberfläche hinzu, als Metallverbindungen hohen Oxidationszustands. Die Reaktionsgleichung (Gl. 2), welche die Nitridbildung beschreibt, ist thermodynamisch günstig.
  • Der freie Gibbs-Energiewert muss mit Vorsicht bewertet werden, weil keine Daten bezüglich der adsorbierten Moleküle für Berechnungen verfügbar waren. 3TiCl4(g) + Ti(s) → 2(TiCl3)2(g) ΔG(400 °C) = –121 kJ (Gl. 1) (TiCl3)2(g) + 2NH3(g) → 2TiN(s) + 6HCl(g) ΔG(400 °C) = –73 kJ (Gl. 2)
  • Beispiel 2
  • Derselbe ALD-Reaktor wie in Beispiel 1 wurde für das Reduktionsexperiment verwendet. WF6 wurde aus einer Quellenflasche bei Raumtemperatur verdampft und durch Stickstoffgas zur Substratkammer getragen. In dem Gasstromkanal nahe der Substratkammer gab es eine auf 400°C erhitzte Wolframmetallfolie. WF6 strömte über Wolframmetall und die angenommenen Reduktionsprodukte (mit WFx bezeichnet) wurden durch Stickstoffgas zur Substratkammer getragen. Jedoch war es nicht möglich, irgendwelche visuellen Zeichen von Korrosion auf W-Metall nach dem Experiment zu detektieren. Theoretische Berechnungen bestätigten, dass zumindest die einfachen Gleichungen Gl. 3 und Gl. 4 thermodynamisch nicht günstig waren. 5WF6(g) + W → 6WF5(g) ΔG(400 °C) = +1753 kJ (Gl 3) 2WF6(g) + W → 3WF4(g) ΔG(400 °C) = +79 kJ (Gl 4)
  • Theoretisches Beispiel 3
  • Wolframhexafluorid (WF6) wird aus der Quellenflasche verdampft und durch Stickstoffgas zur Substratkammer getragen. Längs der Gasroute gibt es eine mit Wolframsilicidstücken gefüllte Kartusche. Die Kartusche wird auf 400°C erhitzt. Die Reduktion von WF6 zu WF4 ist thermodynamisch günstig (Gl. 5). Die Pulssequenz im Substratpunkt ist wie folgt: WFx Dampfpuls/N2 Gasspülung/NH3 Dampfpuls/N2 Gasspülung. 6WF6(g) + WSi2(s) → 7WF4(g) + 2SiF4(g) ΔG(400 °C) = –737 kJ (Gl. 5)
  • Es kann diskutiert werden, ob SiF4 den Dünnfilmwachstumsprozess stört. Jedoch haben Experimente mit ALE gezeigt, dass es sehr schwierig ist, irgendeinen Siliciumoxid- oder Siliziumnitridfilm aus Siliziumhaliden wachsen zu lassen. SiF4-Moleküle können eine niedrige Reaktivität mit NH3-Gas haben und sie können mit Stickstoff weggespült werden.
  • Beispiel 4
  • Der Effekt von Wolfram auf das Wachstum von Titannitriddünnfilm wurde in einem ALD-Reaktor ähnlich den in den Beispielen 1 und 2 verwendeten ausprobiert. Erhitzte Quellendampfstromkanäle vor der Reaktionskammer wurden mit Wolframmetall beschichtet. Der Titannitridabscheidungszyklus bestand aus den folgenden Schritten: TiCl4-Dampfpuls/N2-Gasspülung/NH3-Dampfpuls/N2-Gasspülung. Der Abscheidungszyklus wurde 500-mal wiederholt. Es floss Quellenchemikaliendampfpulse durch die Wolfram-beschichteten Stromkanäle bei 350 bis 400°C. Der bei 350 und 400°C abgeschiedene Dünnfilm hat eine vergrößerte Wachstumsrate und verminderten spezifischen Widerstand im Vergleich zu ohne die Verwendung von Wolframmetall gewachsenen Proben. Gemäß dem Elektronen-Diffraktionsspektroskopie (EDS) bestand der Dünnfilm aus Titan und Stickstoff. Es wurde im Film mit EDS kein Wolfram gefunden.

Claims (21)

  1. Verfahren zum Vermindern von Übergangsmetallquellenmaterialien in einem Verfahren vom Atomschichten-Abscheidungstyp, bei dem ein inertes Gas zum Spülen des Reaktors nach jedem Vorläuferpuls verwendet wird, gekennzeichnet durch die Schritte – Verdampfen eines Metallquellenmaterials, – Leiten des verdampften Metallquellenmaterials, optional mit Hilfe eines inerten Trägergases, in eine in einem Flusskanal zwischen einem Metallquellenchemikalien-Aufbewahrungsbehälter und dem Reaktionsraum lokalisierte Reduktionszone, die ein festes oder flüssiges Reduktionsmittel umfasst, das bei erhöhter Temperatur gehalten wird, – Kontaktieren des Metallquellenmaterials mit dem festen oder flüssigen Reduktionsmittel, um das Quellenmaterial in eine reduzierte Metallverbindung und Reaktionsnebenprodukte umzuwandeln, die einen hinreichend hohen Dampfdruck für einen Transport in Gasform aufweisen, – Wiedergewinnen der reduzierten Metallverbindung und Verwenden derselben in einem gasförmigen Reaktanten in einem Atomschicht-Abscheidungsverfahren.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Reduktionsmittel ein Metall ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Metall ausgewählt ist aus der Gruppe, die Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo und W umfasst.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei das Reduktionsmittelmetall dasselbe ist wie die Metallquellenverbindung.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei das Reduktionsmittelmetall ein anderes ist als das Metall in der Metallquellenverbindung.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Reduktionsmittel eine reaktive Nichtmetall- oder eine Metallverbindung ist.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das Reduktionsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe, die B, Si, Ge, P und Metallsilicide und Metallgermanide umfasst.
  8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Reduktion des Metallquellenmaterials bei einer Temperatur nahe der Wachstumstemperatur des Atomschichten-Abscheidungsprozesses durchgeführt wird.
  9. Verfahren zum Herstellen von Übergangsmetallnitrid-Dünnfilmen auf einem Substrat durch ein Verfahren vom Atomschicht-Abscheidungstyp, wobei alternierende sequenzielle Dampfphasenpulse von – zumindest einem Metallquellenmaterial, und – zumindest einem Stickstoffquellenmaterial, das reagieren kann mit einem reduzierten Metallquellenmaterial, das am Substrat gebunden ist, und in der Reaktion gasförmige Reaktionsnebenprodukte ausbildet, einem Reaktionsraum zugeführt werden und mit der Oberfläche des Substrats kontaktiert werden und ein Inertgas zum Spülen des Reaktors nach jedem Vorläuferpuls verwendet wird, gekennzeichnet durch – Unterwerfen des Metallquellenmaterials einer Reduktion in einer in einem Flusskanal zwischen dem Metallquellenchemiekalien-Aufbewahrungsbehälter und dem Reaktionsraum lokalisierten Reduktionszone vor der Abscheidung desselben auf dem Substrat.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der Prozess im wesentlichen aus das Aufwachsenlassen der Übergangsmetallnitrid-Dünnfilme durch Wiederholen einer Pulssequenz besteht, welche umfasst: – Bereitstellen eines Dampfphasenpulses eines Metallquellenmaterials; – Zuführen des Dampfphasenmetallquellenpulses in eine Reduktionszone, die ein festes oder flüssiges Reduktionsmittel umfasst; – Kontaktieren des Metallquellenmaterials oder der Verbindung mit dem Reduktionsmittel, um das Metallquellenmaterial zu einem reduzierten Metallquellenmaterialpuls zu reduzieren; – Wiedergewinnen des reduzierten Metallquellenmaterials oder der Verbindung und Einleiten des/derselben in eine Reaktionskammer; – Kontaktieren des reduzierten Metallquellenmaterials oder der Verbindung mit einer Substratoberfläche, um eine Metallspezies auf dem Substrat abzuscheiden; – Spülen des Reaktionsraums mit einem Inertgas; – Zuführen eines Dampfphasenpulses eines Stickstoffquellenmaterials in die Reaktionskammer; – Kontaktieren des Stickstoffquellenmaterials mit der Metallspezies auf der Oberfläche des Substrats, um ein Metallnitrid zu bilden; und – Spülen des Reaktionsraums mit einem Inertgas.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei die Reduktion der Metallquellenverbindung durchgeführt wird, indem das verdampfte Metallquellenmaterial über ein bei einer erhöhten Temperatur gehaltenes festes oder flüssiges Reduktionsmittel geleitet wird.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Metallquellenmaterial die Verbindung einer Übergangsmetallgruppe, vorzugsweise eines Übergangsmetalls der Gruppe 4 Ti, Zr, Hf, Gruppe 5 V, Nb, Ta oder Gruppe 6 Cr, Mo, W des Periodensystems der Elemente ist.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei die Metallverbindungen Halide, vorzugsweise Fluoride, Chloride, Bromide oder Iodide oder metallorganische Verbindungen, vorzugsweise Alkylamino, Cyclopentadienyle, Dithiocarbamate und/oder Betadiketonate sind.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei das Metallquellenmaterial Titanhalid, vorzugsweise TiCl4 ist.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Stickstoffquellenmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe, die umfasst – Ammoniak (NH3) und seine Salze, vorzugsweise Halidsalz, insbesondere Ammoniumfluorid oder Ammoniumchlorid; – Wasserstoffazid (HN3) und die Alkylderivate desselben, vorzugsweise CH3N3; – Hydrazin (N2H4) und Salze von Hydrazin, wie etwa Hydrazinhydrochlorid; – Alkylderivate von Hydrazin, vorzugsweise Dimethylhydrazin; – Stickstofffluorid NF3; – Hydroxylamin (NH2OH) und Salze desselben, vorzugsweise Hydroxylaminhydrochlorid; – primäre, sekundäre und tertiäre Amine, vorzugsweise Methylamin, Diethylamin und Triethylamin; und – Stickstoffradikale, wie etwa NH2*, NH**, N***, wobei * ein freies Elektron bedeutet, das zum Binden in der Lage ist, und einen angeregten Zustand von Stickstoff (N2*).
  16. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der Übergangsmetallnitriddünnfilm als eine Diffusionssperre in integrierten Schaltungen verwendet wird.
  17. Vorrichtung zum Aufwachsenlassen von Dünnfilmen auf einem Substrat durch einen Prozess vom Atomschicht-Abscheidungstyp, umfassend – ein Reaktionsraum, in dem das Substrat platziert werden kann, – einen Flusskanal, der mit dem Reaktionsraum verbunden ist und mit einem Metallquellenmaterialbehälter verbunden ist, um Metallquellenmaterial in Form von Dampfphasenpulsen aus dem Metallquellenrmaterialbehälter in den Reaktionsraum zuzuführen, und – eine mit dem Flusskanal oder einem Einlasskanal verbundene Inertgasquelle zum Spülen des Reaktors nach jedem Vorläuferpuls, gekennzeichnet durch – eine Reduktionszone einschließlich eines festen oder flüssigen Reduktionsmittels, die längs des Flusspfads des Dampfphasenpulses des Metallquellenmaterials an einem Punkt zwischen dem Metallquellenmaterialbehälter und dem Reaktionsraum angeordnet ist, zum Kontaktieren des Metallquellenmaterials mit dem Reduktionsmittel, bevor das Metallquellenmaterial in Kontakt mit dem Substrat gebracht wird.
  18. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei die Vorrichtung zumindest zwei Quellenmaterialbehälter und/oder zumindest eine mit dem Flusskanal verbundene Inertgasquelle umfasst.
  19. Vorrichtung gemäß Anspruch 17 oder 18, wobei die Vorrichtung zumindest zwei Einlassflusskanäle umfasst, die mit zumindest zwei Quellenmaterialbehältern und/oder zumindest einer Inertgasquelle verbindbar sind.
  20. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei die Reduktionszone in Form einer im Flusskanal lokalisierten Kassette ausgeführt ist.
  21. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, wobei die Reduktionszone der Flusskanal ist oder ein Teil von ihm, mit dem Reduktionsmittel beschichtet.
DE60019789T 1999-10-15 2000-10-12 Verfahren zum modifizieren von chemikalien in einem ald-verfahren Expired - Lifetime DE60019789T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI992233A FI118158B (sv) 1999-10-15 1999-10-15 Förfarande för modifiering av utgångsämneskemikalierna i en ALD-prosess
FI992233 1999-10-15
PCT/FI2000/000884 WO2001027346A1 (en) 1999-10-15 2000-10-12 Method of modifying source chemicals in an ald process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60019789D1 DE60019789D1 (de) 2005-06-02
DE60019789T2 true DE60019789T2 (de) 2006-01-19

Family

ID=8555458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60019789T Expired - Lifetime DE60019789T2 (de) 1999-10-15 2000-10-12 Verfahren zum modifizieren von chemikalien in einem ald-verfahren

Country Status (9)

Country Link
US (2) US6767582B1 (de)
EP (1) EP1230421B1 (de)
JP (1) JP5047434B2 (de)
KR (1) KR100697453B1 (de)
AU (1) AU7925700A (de)
DE (1) DE60019789T2 (de)
FI (1) FI118158B (de)
TW (1) TW500826B (de)
WO (1) WO2001027346A1 (de)

Families Citing this family (103)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI118158B (sv) * 1999-10-15 2007-07-31 Asm Int Förfarande för modifiering av utgångsämneskemikalierna i en ALD-prosess
US7515264B2 (en) * 1999-06-15 2009-04-07 Tokyo Electron Limited Particle-measuring system and particle-measuring method
US6319766B1 (en) 2000-02-22 2001-11-20 Applied Materials, Inc. Method of tantalum nitride deposition by tantalum oxide densification
US6620723B1 (en) 2000-06-27 2003-09-16 Applied Materials, Inc. Formation of boride barrier layers using chemisorption techniques
US6825447B2 (en) 2000-12-29 2004-11-30 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for uniform substrate heating and contaminate collection
US6765178B2 (en) 2000-12-29 2004-07-20 Applied Materials, Inc. Chamber for uniform substrate heating
US6811814B2 (en) 2001-01-16 2004-11-02 Applied Materials, Inc. Method for growing thin films by catalytic enhancement
US6951804B2 (en) 2001-02-02 2005-10-04 Applied Materials, Inc. Formation of a tantalum-nitride layer
US6878206B2 (en) 2001-07-16 2005-04-12 Applied Materials, Inc. Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques
US6660126B2 (en) 2001-03-02 2003-12-09 Applied Materials, Inc. Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques
US6734020B2 (en) 2001-03-07 2004-05-11 Applied Materials, Inc. Valve control system for atomic layer deposition chamber
US7037574B2 (en) 2001-05-23 2006-05-02 Veeco Instruments, Inc. Atomic layer deposition for fabricating thin films
US7211144B2 (en) * 2001-07-13 2007-05-01 Applied Materials, Inc. Pulsed nucleation deposition of tungsten layers
WO2003029515A2 (en) 2001-07-16 2003-04-10 Applied Materials, Inc. Formation of composite tungsten films
US9051641B2 (en) 2001-07-25 2015-06-09 Applied Materials, Inc. Cobalt deposition on barrier surfaces
US6844203B2 (en) * 2001-08-30 2005-01-18 Micron Technology, Inc. Gate oxides, and methods of forming
US8026161B2 (en) 2001-08-30 2011-09-27 Micron Technology, Inc. Highly reliable amorphous high-K gate oxide ZrO2
JP4178776B2 (ja) * 2001-09-03 2008-11-12 東京エレクトロン株式会社 成膜方法
US20030049931A1 (en) * 2001-09-19 2003-03-13 Applied Materials, Inc. Formation of refractory metal nitrides using chemisorption techniques
TW589684B (en) 2001-10-10 2004-06-01 Applied Materials Inc Method for depositing refractory metal layers employing sequential deposition techniques
US6916398B2 (en) 2001-10-26 2005-07-12 Applied Materials, Inc. Gas delivery apparatus and method for atomic layer deposition
US6729824B2 (en) 2001-12-14 2004-05-04 Applied Materials, Inc. Dual robot processing system
US6939801B2 (en) 2001-12-21 2005-09-06 Applied Materials, Inc. Selective deposition of a barrier layer on a dielectric material
US6809026B2 (en) 2001-12-21 2004-10-26 Applied Materials, Inc. Selective deposition of a barrier layer on a metal film
US6620670B2 (en) 2002-01-18 2003-09-16 Applied Materials, Inc. Process conditions and precursors for atomic layer deposition (ALD) of AL2O3
US6911391B2 (en) 2002-01-26 2005-06-28 Applied Materials, Inc. Integration of titanium and titanium nitride layers
US6827978B2 (en) 2002-02-11 2004-12-07 Applied Materials, Inc. Deposition of tungsten films
US6833161B2 (en) 2002-02-26 2004-12-21 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of tungsten nitride for metal oxide gate electrode
US6720027B2 (en) 2002-04-08 2004-04-13 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of a variable content titanium silicon nitride layer
US6932871B2 (en) 2002-04-16 2005-08-23 Applied Materials, Inc. Multi-station deposition apparatus and method
US7374617B2 (en) 2002-04-25 2008-05-20 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition methods and chemical vapor deposition methods
US7160577B2 (en) 2002-05-02 2007-01-09 Micron Technology, Inc. Methods for atomic-layer deposition of aluminum oxides in integrated circuits
US7135421B2 (en) 2002-06-05 2006-11-14 Micron Technology, Inc. Atomic layer-deposited hafnium aluminum oxide
US6838125B2 (en) * 2002-07-10 2005-01-04 Applied Materials, Inc. Method of film deposition using activated precursor gases
US7186385B2 (en) 2002-07-17 2007-03-06 Applied Materials, Inc. Apparatus for providing gas to a processing chamber
KR100464855B1 (ko) * 2002-07-26 2005-01-06 삼성전자주식회사 박막 형성 방법과, 이를 이용한 커패시터 형성 방법 및트랜지스터 형성 방법
US6921702B2 (en) 2002-07-30 2005-07-26 Micron Technology Inc. Atomic layer deposited nanolaminates of HfO2/ZrO2 films as gate dielectrics
US7199023B2 (en) * 2002-08-28 2007-04-03 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited HfSiON dielectric films wherein each precursor is independendently pulsed
US7084078B2 (en) 2002-08-29 2006-08-01 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited lanthanide doped TiOx dielectric films
JP4113755B2 (ja) * 2002-10-03 2008-07-09 東京エレクトロン株式会社 処理装置
US6958302B2 (en) 2002-12-04 2005-10-25 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited Zr-Sn-Ti-O films using TiI4
US7101813B2 (en) 2002-12-04 2006-09-05 Micron Technology Inc. Atomic layer deposited Zr-Sn-Ti-O films
US6753248B1 (en) 2003-01-27 2004-06-22 Applied Materials, Inc. Post metal barrier/adhesion film
US20040144980A1 (en) * 2003-01-27 2004-07-29 Ahn Kie Y. Atomic layer deposition of metal oxynitride layers as gate dielectrics and semiconductor device structures utilizing metal oxynitride layers
US7192892B2 (en) 2003-03-04 2007-03-20 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited dielectric layers
JP4361747B2 (ja) * 2003-03-04 2009-11-11 東京エレクトロン株式会社 薄膜の形成方法
JP4009550B2 (ja) * 2003-03-27 2007-11-14 エルピーダメモリ株式会社 金属酸化膜の形成方法
US7135369B2 (en) * 2003-03-31 2006-11-14 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited ZrAlxOy dielectric layers including Zr4AlO9
US7094691B2 (en) * 2003-04-09 2006-08-22 Sharp Laboratories Of America, Inc. MOCVD of tungsten nitride thin films using W(CO)6 and NH3 for copper barrier applications
US7183186B2 (en) 2003-04-22 2007-02-27 Micro Technology, Inc. Atomic layer deposited ZrTiO4 films
WO2004102648A2 (en) * 2003-05-09 2004-11-25 Asm America, Inc. Reactor surface passivation through chemical deactivation
US7914847B2 (en) 2003-05-09 2011-03-29 Asm America, Inc. Reactor surface passivation through chemical deactivation
US7378129B2 (en) 2003-08-18 2008-05-27 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition methods of forming conductive metal nitride comprising layers
US6943097B2 (en) * 2003-08-19 2005-09-13 International Business Machines Corporation Atomic layer deposition of metallic contacts, gates and diffusion barriers
US7235482B2 (en) * 2003-09-08 2007-06-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method of manufacturing a contact interconnection layer containing a metal and nitrogen by atomic layer deposition for deep sub-micron semiconductor technology
US20050056219A1 (en) * 2003-09-16 2005-03-17 Tokyo Electron Limited Formation of a metal-containing film by sequential gas exposure in a batch type processing system
US20050087788A1 (en) * 2003-10-22 2005-04-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same
US7071118B2 (en) * 2003-11-12 2006-07-04 Veeco Instruments, Inc. Method and apparatus for fabricating a conformal thin film on a substrate
US20050145177A1 (en) * 2003-12-30 2005-07-07 Mcswiney Michael Method and apparatus for low temperature silicon nitride deposition
KR100560654B1 (ko) * 2004-01-08 2006-03-16 삼성전자주식회사 질화실리콘막을 형성을 위한 질소화합물 및 이를 이용한질화실리콘 막의 형성방법
US8323754B2 (en) 2004-05-21 2012-12-04 Applied Materials, Inc. Stabilization of high-k dielectric materials
US8119210B2 (en) 2004-05-21 2012-02-21 Applied Materials, Inc. Formation of a silicon oxynitride layer on a high-k dielectric material
US7601649B2 (en) * 2004-08-02 2009-10-13 Micron Technology, Inc. Zirconium-doped tantalum oxide films
US7081421B2 (en) 2004-08-26 2006-07-25 Micron Technology, Inc. Lanthanide oxide dielectric layer
US7494939B2 (en) 2004-08-31 2009-02-24 Micron Technology, Inc. Methods for forming a lanthanum-metal oxide dielectric layer
US7588988B2 (en) 2004-08-31 2009-09-15 Micron Technology, Inc. Method of forming apparatus having oxide films formed using atomic layer deposition
US7235501B2 (en) 2004-12-13 2007-06-26 Micron Technology, Inc. Lanthanum hafnium oxide dielectrics
US7560395B2 (en) 2005-01-05 2009-07-14 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited hafnium tantalum oxide dielectrics
US7399666B2 (en) * 2005-02-15 2008-07-15 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition of Zr3N4/ZrO2 films as gate dielectrics
US20060216548A1 (en) * 2005-03-22 2006-09-28 Ming Mao Nanolaminate thin films and method for forming the same using atomic layer deposition
US7687409B2 (en) 2005-03-29 2010-03-30 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited titanium silicon oxide films
US7220671B2 (en) * 2005-03-31 2007-05-22 Intel Corporation Organometallic precursors for the chemical phase deposition of metal films in interconnect applications
US9202758B1 (en) 2005-04-19 2015-12-01 Globalfoundries Inc. Method for manufacturing a contact for a semiconductor component and related structure
US7217660B1 (en) 2005-04-19 2007-05-15 Spansion Llc Method for manufacturing a semiconductor component that inhibits formation of wormholes
US7390756B2 (en) 2005-04-28 2008-06-24 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited zirconium silicon oxide films
US7662729B2 (en) 2005-04-28 2010-02-16 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition of a ruthenium layer to a lanthanide oxide dielectric layer
US7572695B2 (en) 2005-05-27 2009-08-11 Micron Technology, Inc. Hafnium titanium oxide films
US20060272577A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-07 Ming Mao Method and apparatus for decreasing deposition time of a thin film
US7767363B2 (en) * 2005-06-24 2010-08-03 Micron Technology, Inc. Methods for photo-processing photo-imageable material
US7927948B2 (en) 2005-07-20 2011-04-19 Micron Technology, Inc. Devices with nanocrystals and methods of formation
US7575978B2 (en) 2005-08-04 2009-08-18 Micron Technology, Inc. Method for making conductive nanoparticle charge storage element
US7989290B2 (en) 2005-08-04 2011-08-02 Micron Technology, Inc. Methods for forming rhodium-based charge traps and apparatus including rhodium-based charge traps
US8110469B2 (en) 2005-08-30 2012-02-07 Micron Technology, Inc. Graded dielectric layers
US7582562B2 (en) * 2005-10-06 2009-09-01 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition methods
US7524765B2 (en) * 2005-11-02 2009-04-28 Intel Corporation Direct tailoring of the composition and density of ALD films
TWI331770B (en) 2005-11-04 2010-10-11 Applied Materials Inc Apparatus for plasma-enhanced atomic layer deposition
KR100870820B1 (ko) 2005-12-29 2008-11-27 매그나칩 반도체 유한회사 이미지 센서 및 그의 제조방법
US7709402B2 (en) 2006-02-16 2010-05-04 Micron Technology, Inc. Conductive layers for hafnium silicon oxynitride films
JP4816185B2 (ja) * 2006-03-24 2011-11-16 Ｊｆｅスチール株式会社 チタン化合物の成膜方法
US7563730B2 (en) 2006-08-31 2009-07-21 Micron Technology, Inc. Hafnium lanthanide oxynitride films
US8741062B2 (en) * 2008-04-22 2014-06-03 Picosun Oy Apparatus and methods for deposition reactors
US20100062149A1 (en) 2008-09-08 2010-03-11 Applied Materials, Inc. Method for tuning a deposition rate during an atomic layer deposition process
GB0918129D0 (en) 2009-10-16 2009-12-02 British American Tobacco Co Control of puff profile
WO2011049816A2 (en) 2009-10-20 2011-04-28 Asm International N.V. Processes for passivating dielectric films
US8293658B2 (en) 2010-02-17 2012-10-23 Asm America, Inc. Reactive site deactivation against vapor deposition
EP2553141A4 (de) * 2010-04-01 2013-08-21 Air Liquide Ablagerung eines metallnitridhaltigen films mit einer kombination aus aminometall- und halogenierten metall-vorläufern
JP5541223B2 (ja) * 2010-07-29 2014-07-09 東京エレクトロン株式会社 成膜方法及び成膜装置
US9223203B2 (en) 2011-07-08 2015-12-29 Asm International N.V. Microcontact printed films as an activation layer for selective atomic layer deposition
US9412602B2 (en) * 2013-03-13 2016-08-09 Asm Ip Holding B.V. Deposition of smooth metal nitride films
EP3052701B1 (de) * 2013-10-04 2017-06-28 Basf Se Hochglänzende metalleffektpapiere und -pappe
FI126970B (en) * 2014-12-22 2017-08-31 Picosun Oy Atomic layer cultivation in which the first and second species of source materials are present simultaneously
US11018048B2 (en) 2017-11-21 2021-05-25 Watlow Electric Manufacturing Company Ceramic pedestal having atomic protective layer
CN114438472A (zh) * 2022-01-21 2022-05-06 亚芯半导体材料(江苏)有限公司 集成电路芯片用大尺寸超高纯钒溅射靶材及其制备工艺

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI118158B (sv) * 1999-10-15 2007-07-31 Asm Int Förfarande för modifiering av utgångsämneskemikalierna i en ALD-prosess
US3640689A (en) * 1970-03-04 1972-02-08 Fansteel Inc Composite hard metal product
SE393967B (sv) 1974-11-29 1977-05-31 Sateko Oy Forfarande och for utforande av stroleggning mellan lagren i ett virkespaket
US4803127A (en) 1983-02-25 1989-02-07 Liburdi Engineering Limited Vapor deposition of metal compound coating utilizing metal sub-halides and coated metal article
JPH0780718B2 (ja) * 1989-08-04 1995-08-30 トヨタ自動車株式会社 ダイヤモンドの合成方法および合成装置
US5054420A (en) * 1989-09-29 1991-10-08 Alcan International Limited Use of a particulate packed bed at the inlet of a vertical tube MOCVD reactor to achieve desired gas flow characteristics
US5160544A (en) * 1990-03-20 1992-11-03 Diamonex Incorporated Hot filament chemical vapor deposition reactor
US5254210A (en) * 1992-04-27 1993-10-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method and apparatus for growing semiconductor heterostructures
US5342652A (en) 1992-06-15 1994-08-30 Materials Research Corporation Method of nucleating tungsten on titanium nitride by CVD without silane
FI97731C (fi) 1994-11-28 1997-02-10 Mikrokemia Oy Menetelmä ja laite ohutkalvojen valmistamiseksi
FI100409B (fi) 1994-11-28 1997-11-28 Asm Int Menetelmä ja laitteisto ohutkalvojen valmistamiseksi
DE69517158T2 (de) 1994-11-30 2001-01-25 Micron Technology Inc Verfahren zum auftragen von wolframnitrid unter verwendung eines silicium enthaltenden gases
KR0155918B1 (ko) 1995-11-03 1998-12-01 김광호 선택적 텅스텐질화박막을 이용한 반도체장치의 캐패시터 형성방법
US5855678A (en) * 1997-04-30 1999-01-05 Sri International Fluidized bed reactor to deposit a material on a surface by chemical vapor deposition, and methods of forming a coated substrate therewith
US5913145A (en) 1997-08-28 1999-06-15 Texas Instruments Incorporated Method for fabricating thermally stable contacts with a diffusion barrier formed at high temperatures
US6305314B1 (en) * 1999-03-11 2001-10-23 Genvs, Inc. Apparatus and concept for minimizing parasitic chemical vapor deposition during atomic layer deposition
JP3694433B2 (ja) * 1999-07-30 2005-09-14 沖電気工業株式会社 半導体装置の製造方法
FI117980B (fi) * 2000-04-14 2007-05-15 Asm Int Menetelmä ohutkalvon kasvattamiseksi alustalle
KR100447248B1 (ko) * 2002-01-22 2004-09-07 주성엔지니어링(주) Ｉｃｐ 에쳐용 가스 확산판
KR100481008B1 (ko) * 2002-06-03 2005-04-07 주성엔지니어링(주) 화학기상증착공정용 기체 가열장치 및 이를 이용한반도체소자 제조방법
US6838125B2 (en) * 2002-07-10 2005-01-04 Applied Materials, Inc. Method of film deposition using activated precursor gases
US6915592B2 (en) * 2002-07-29 2005-07-12 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for generating gas to a processing chamber

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001027346A1 (en) 2001-04-19
JP2003511560A (ja) 2003-03-25
DE60019789D1 (de) 2005-06-02
EP1230421B1 (de) 2005-04-27
KR20020040876A (ko) 2002-05-30
TW500826B (en) 2002-09-01
US6767582B1 (en) 2004-07-27
KR100697453B1 (ko) 2007-03-20
US20050000431A1 (en) 2005-01-06
FI118158B (sv) 2007-07-31
FI19992233A (fi) 2001-04-16
JP5047434B2 (ja) 2012-10-10
AU7925700A (en) 2001-04-23
EP1230421A1 (de) 2002-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60019789T2 (de) Verfahren zum modifizieren von chemikalien in einem ald-verfahren
DE60004566T2 (de) Verfahren zum abscheiden von dünnen übergangsmetall-nitridfilmen
DE60318173T2 (de) Verfahren zur Abscheidung von Atomschichten aus Metallen
DE10132882B4 (de) Verfahren zum Ausbilden einer Dünnschicht unter Verwendung einer Atomschichtabscheidung
DE60004527T2 (de) Plasmabehandlung von durch thermische cvd aus tantalhalogenid-vorläufern erhaltenen tan schichten
JP6814018B2 (ja) ＮｂＭＣ層
DE19820147B4 (de) Verfahren zur Bildung einer leitfähigen Schicht mittels eines atomaren Schichtdepositionsprozesses
DE60038250T2 (de) Apparat und verfahren für die minimierung parasitischer cvd während der atomschicht-beschichtung
DE60027401T2 (de) Radikal-unterstützte sequentielle gasphasenabscheidung
US9583348B2 (en) Silane and borane treatments for titanium carbide films
DE10049257B4 (de) Verfahren zur Dünnfilmerzeugung mittels atomarer Schichtdeposition
US7638170B2 (en) Low resistivity metal carbonitride thin film deposition by atomic layer deposition
US10458018B2 (en) Structures including metal carbide material, devices including the structures, and methods of forming same
KR101283835B1 (ko) ３원 막의 증착 방법
FI119941B (fi) Menetelmä nanolaminaattien valmistamiseksi
DE69206808T2 (de) Verfahren zur herstellung von titannitridfilmen mit geringem spezifischem widerstand
DE3413064C2 (de)
KR102013927B1 (ko) 평활한 금속 질화물 막들의 퇴적
EP3417087A1 (de) Abscheidung von molybdändünnschichten mit einem molybdän-carbonyl-vorläufer
DE112012002871T5 (de) Atomlagenabscheidung von dünnen Filmen an Übergangsmetall
DE112009002118B4 (de) Verfahren zum Formen von aluminiumdotierten Metall-Carbonitrid-Gate-Elektroden
CN106560527B (zh) 用于气相沉积的三叔丁基铝反应剂
CN101174577A (zh) 作为用于铜金属化的阻挡层的原子层沉积氮化钽和α相钽
KR20210021408A (ko) 불소-함유 도전성 막들
US20120100308A1 (en) Ternary metal alloys with tunable stoichiometries

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition