JPWO2021076636A5 - Molybdenum filling for 3D NAND and other applications - Google Patents
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Description
前記の実施形態は、明確な理解のためにいくらか詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲内で一定の変更および修正が行われてよいことが明らかだろう。本実施形態のプロセス、システム、および装置の多くの他の手法があることに注意されたい。従って、本実施形態は制限的ではなく例示的とみなされるべきであり、本明細書に記載の詳細に限定されるものではない。本開示は以下の適用例を含む。
［適用例１］
方法であって、
１つ以上のフィーチャを有する基板を提供する工程であって、前記１つ以上のフィーチャの各々は、少なくとも１つの開口部と、前記少なくとも１つの開口部を通じて流体的にアクセス可能な内部領域とを有する、工程と、
前記１つ以上のフィーチャにモリブデンの第１の層を堆積する工程と、
前記第１の層を非共形に処理する工程であって、前記処理は、前記１つ以上のフィーチャの前記少なくとも１の開口部付近の前記第１の層の部分に、前記フィーチャの前記内部領域よりも深い前記第１の層の部分に対して優先的に施される、工程と、
を含む、方法。
［適用例２］
適用例１に記載の方法であって、
前記第１の層を非共形に処理する工程は、前記第１の層を非共形に抑制する工程を含む、方法。
［適用例３］
適用例１に記載の方法であって、
前記第１の層を非共形に処理する工程は、前記第１の層を非共形にエッチングする工程を含む、方法。
［適用例４］
適用例２または適用例３に記載の方法であって、
前記第１の層を処理する工程は、モリブデンの前記第１の層を堆積する間に実施される、方法。
［適用例５］
適用例４に記載の方法であって、
モリブデン前駆体の流束または集結が、前記１つ以上のフィーチャの前記少なくとも１つの開口部寄りになるような条件下で、前記１つ以上のフィーチャを前記前駆体に曝露する工程を含む、方法。
［適用例６］
適用例５に記載の方法であって、
前記モリブデン前駆体は、モリブデンオキシハライドである、方法。
［適用例７］
適用例６に記載の方法であって、
前記モリブデンオキシハライドは、エッチング反応により、前記１つ以上のフィーチャの前記１つ以上の開口部付近で前記内部領域よりも低い成長速度を有する、方法。
［適用例８］
適用例６に記載の方法であって、
前記モリブデンオキシハライドは、抑制処理により、前記１つ以上のフィーチャの前記１つ以上の開口部付近で前記内部領域よりも低い成長速度を有する、方法。
［適用例９］
適用例２または適用例３に記載の方法であって、
前記第１の層を処理する工程は、モリブデンの前記第１の層が堆積した後に実施される、方法。
［適用例１０］
適用例９に記載の方法であって、
前記第１の層を処理する工程は、前記第１の層を抑制化学物質に曝露する工程を含む、方法。
［適用例１１］
適用例１０に記載の方法であって、
前記抑制化学物質は、窒素含有化学物質である、方法。
［適用例１２］
適用例１１に記載の方法であって、
前記第１の層を処理する工程は、前記第１の層を窒素含有化学物質に曝露した後に、前記第１の層を水素ガスおよびモリブデン前駆体のうちのいずれかまたは両方に曝露する工程を含む、方法。
［適用例１３］
適用例９に記載の方法であって、
前記第１の層を処理する工程は、前記第１の層をエッチング化学物質に曝露する工程を含む、方法。
［適用例１４］
適用例１３に記載の方法であって、
前記エッチング化学物質は、ハロゲン含有化学物質である、方法。
［適用例１５］
適用例１４に記載の方法であって、
前記第１の層を処理する工程は、前記第１の層をハロゲン含有化学物質に曝露した後に、前記基板を収容するチャンバをパージする工程を含む、方法。
［適用例１６］
適用例１～９のいずれかに記載の方法であって、
前記第１の層を処理する工程は、前記第１の層を窒素含有化合物に曝露する工程を含む、方法。
［適用例１７］
適用例１～９のいずれかに記載の方法であって、
前記第１の層を処理する工程は、前記第１の層をハロゲン含有化合物に曝露する工程を含む、方法。
［適用例１８］
適用例１～９のいずれかに記載の方法であって、
前記第１の層を処理する工程は、前記第１の層をアンモニアまたは三フッ化窒素に曝露する工程を含む、方法。
［適用例１９］
適用例１～１８のいずれかに記載の方法であって、
前記第１の層を処理する工程は、非プラズマ熱プロセスである、方法。
［適用例２０］
適用例１～１８のいずれかに記載の方法であって、
前記第１の層を処理する工程は、プラズマプロセスである、方法。
［適用例２１］
適用例１～２０のいずれかに記載の方法であって、
モリブデンの前記第１の層を堆積する工程は、モリブデンオキシハライド前駆体またはモリブデンハライド前駆体の還元剤としてＨ
2
を用いる原子層堆積プロセスを含む、方法。
［適用例２２］
適用例１～２１のいずれかに記載の方法であって、さらに、
前記第１の層を非共形に処理した後に、モリブデンの第２の層を堆積する工程を含む、方法。
［適用例２３］
適用例２２に記載の方法であって、
前記第２の層を堆積する工程は、モリブデンオキシハライド前駆体またはモリブデンハライド前駆体の還元剤としてＨ
2
を用いる原子層堆積プロセスを含む、方法。
［適用例２４］
適用例１～２３のいずれかに記載の方法であって、
前記基板は、側壁を有する３Ｄ構造を備え、前記１つ以上のフィーチャの前記１つ以上の開口部は、前記側壁における開口部である、方法。
［適用例２５］
適用例１～２３のいずれかに記載の方法であって、
前記１つ以上のフィーチャは、閉端を有する、方法。
［適用例２６］
方法であって、
（ａ）第１のモリブデン（Ｍｏ）前駆体流量、Ｍｏ前駆体分圧、およびＭｏ前駆体ドーズ時間でＭｏ前駆体を用いて、フィーチャにＭｏの共形層を堆積する工程と、
（ｂ）Ｍｏ前駆体流量、Ｍｏ前駆体分圧、およびＭｏ前駆体ドーズ時間のうちの少なくとも１つを増加させて、前記フィーチャの開口部における前記Ｍｏ前駆体の流束を増加させ、それにより前記Ｍｏの共形層の上に第２のＭｏの層を堆積する工程と、
を含む、方法。
［適用例２７］
適用例２６に記載の方法であって、
前記Ｍｏ前駆体は、モリブデンオキシクロライドである、方法。
［適用例２８］
装置であって、
各々が基板を保持するように構成された１つ以上のステーションを有する処理チャンバと、
水素（Ｈ
2
）ガス源、モリブデン前駆体ガス源、不活性パージガス源、および処理ガス源に接続するための１つ以上の処理ガス入口と、
前記装置における動作を制御するためのコントローラであって、
（ａ）基板上に第１のモリブデンの層を堆積するために、前記１つ以上の処理ガス入口を通じて、前記処理チャンバへのＨ
2
パルスおよびモリブデン前駆体パルスを交互に繰り返し、
（ｂ）（ａ）の後に、前記第１のモリブデンの層を処理するために処理ガスを注入し、
（ｃ）（ｂ）の後に、基板上に第１のモリブデンの層を堆積させるために、前記１つ以上の処理ガス入口を通じて、前記処理チャンバへのＨ
2
パルスおよびモリブデン前駆体パルスを交互に繰り返すための機械可読命令を備えるコントローラと、
を備える、装置。
［適用例２９］
装置であって、
各々が基板を保持するように構成された１つ以上のステーションを有する処理チャンバと、
水素（Ｈ
2
）ガス源、モリブデン前駆体ガス源、不活性パージガス源、および処理ガス源に接続するための１つ以上の処理ガス入口と、
前記装置における動作を制御するためのコントローラであって、
（ａ）基板上に第１のモリブデンの層を堆積するために、前記１つ以上の処理ガス入口を通じて、前記処理チャンバにＨ
2
およびモリブデン前駆体を注入し、
（ｂ）（ａ）の後に、基板上に第１のモリブデンの層を堆積するために、Ｍｏ前駆体の流量およびドーズ時間のいずれかまたは両方を変更するための機械可読命令を備えるコントローラと、
を備える、装置。
Although the foregoing embodiments have been described in some detail for purposes of clarity of understanding, it will be apparent that certain changes and modifications may be made within the scope of the appended claims. Note that there are many other approaches to the processes, systems and apparatus of the present embodiments. Accordingly, the embodiments are to be considered illustrative rather than restrictive, and are not limited to the details set forth herein. The disclosure includes the following applications.
[Application example 1]
a method,
providing a substrate having one or more features, each of said one or more features having at least one opening and an interior region fluidly accessible through said at least one opening. having a step;
depositing a first layer of molybdenum on the one or more features;
non-conformally processing the first layer, wherein the processing affects portions of the first layer near the at least one opening of the one or more features to the interior of the features. preferentially applied to portions of the first layer that are deeper than regions;
A method, including
[Application example 2]
The method according to Application Example 1,
The method, wherein treating the first layer non-conformally comprises constraining the first layer non-conformally.
[Application Example 3]
The method according to Application Example 1,
The method, wherein non-conformally treating the first layer comprises non-conformally etching the first layer.
[Application example 4]
The method according to Application Example 2 or Application Example 3,
The method of claim 1, wherein treating the first layer is performed while depositing the first layer of molybdenum.
[Application example 5]
The method according to Application Example 4,
exposing the one or more features to the precursor under conditions such that the flux or concentration of the molybdenum precursor is proximate the at least one opening of the one or more features. .
[Application example 6]
The method according to Application Example 5,
The method, wherein the molybdenum precursor is a molybdenum oxyhalide.
[Application example 7]
The method according to Application Example 6,
The method, wherein the molybdenum oxyhalide has a lower growth rate near the one or more openings of the one or more features than the interior regions due to an etching reaction.
[Application example 8]
The method according to Application Example 6,
The method of claim 1, wherein the molybdenum oxyhalide has a lower growth rate near the one or more openings of the one or more features than in the inner regions due to an inhibition treatment.
[Application example 9]
The method according to Application Example 2 or Application Example 3,
The method of claim 1, wherein treating the first layer is performed after the first layer of molybdenum is deposited.
[Application example 10]
The method according to Application Example 9,
The method, wherein treating the first layer comprises exposing the first layer to an inhibiting chemical.
[Application example 11]
The method according to Application Example 10,
The method, wherein the inhibitor chemical is a nitrogen-containing chemical.
[Application example 12]
The method according to Application Example 11,
Treating the first layer comprises exposing the first layer to one or both of hydrogen gas and a molybdenum precursor after exposing the first layer to a nitrogen-containing chemical. including, method.
[Application Example 13]
The method according to Application Example 9,
The method, wherein treating the first layer includes exposing the first layer to an etch chemistry.
[Application example 14]
The method according to Application Example 13,
The method, wherein the etch chemistry is a halogen-containing chemistry.
[Application example 15]
The method according to Application Example 14,
The method, wherein treating the first layer includes purging a chamber containing the substrate after exposing the first layer to a halogen-containing chemical.
[Application example 16]
The method according to any one of Application Examples 1 to 9,
The method, wherein treating the first layer comprises exposing the first layer to a nitrogen-containing compound.
[Application example 17]
The method according to any one of Application Examples 1 to 9,
The method, wherein treating the first layer comprises exposing the first layer to a halogen-containing compound.
[Application example 18]
The method according to any one of Application Examples 1 to 9,
The method of claim 1, wherein treating the first layer comprises exposing the first layer to ammonia or nitrogen trifluoride.
[Application example 19]
The method according to any one of Application Examples 1 to 18,
The method of claim 1, wherein treating the first layer is a non-plasma thermal process.
[Application example 20]
The method according to any one of Application Examples 1 to 18,
The method of claim 1, wherein treating the first layer is a plasma process.
[Application example 21]
The method according to any one of Application Examples 1 to 20,
The method of claim 1, wherein depositing the first layer of molybdenum comprises an atomic layer deposition process using H2 as a reducing agent for a molybdenum oxyhalide or molybdenum halide precursor.
[Application example 22]
The method according to any one of Application Examples 1 to 21, further comprising:
A method comprising depositing a second layer of molybdenum after non-conformally treating said first layer.
[Application example 23]
The method according to Application Example 22,
The method , wherein depositing the second layer comprises an atomic layer deposition process using H2 as a reducing agent for a molybdenum oxyhalide or molybdenum halide precursor.
[Application example 24]
The method according to any one of Application Examples 1 to 23,
The method, wherein the substrate comprises a 3D structure having sidewalls and the one or more openings of the one or more features are openings in the sidewalls.
[Application example 25]
The method according to any one of Application Examples 1 to 23,
The method, wherein the one or more features have closed ends.
[Application example 26]
a method,
(a) depositing a conformal layer of Mo on the feature using a Mo precursor at a first molybdenum (Mo) precursor flow rate, Mo precursor partial pressure, and Mo precursor dose time;
(b) increasing at least one of Mo precursor flow rate, Mo precursor partial pressure, and Mo precursor dose time to increase the Mo precursor flux at the opening of the feature, thereby depositing a second layer of Mo over the conformal layer of Mo;
A method, including
[Application example 27]
The method according to Application Example 26,
The method, wherein the Mo precursor is molybdenum oxychloride.
[Application example 28]
a device,
a processing chamber having one or more stations each configured to hold a substrate;
one or more process gas inlets for connecting to a hydrogen (H2 ) gas source, a molybdenum precursor gas source, an inert purge gas source, and a process gas source;
A controller for controlling operation in the device, comprising:
(a) alternating H2 pulses and molybdenum precursor pulses into the process chamber through the one or more process gas inlets to deposit a first layer of molybdenum on a substrate;
(b) after (a), injecting a process gas to process the first layer of molybdenum;
(c) after (b), alternating H2 pulses and molybdenum precursor pulses into the process chamber through the one or more process gas inlets to deposit a first layer of molybdenum on the substrate; a controller comprising machine-readable instructions for repeating;
A device comprising:
[Application example 29]
a device,
a processing chamber having one or more stations each configured to hold a substrate;
one or more process gas inlets for connecting to a hydrogen (H2 ) gas source, a molybdenum precursor gas source, an inert purge gas source, and a process gas source;
A controller for controlling operation in the device, comprising:
(a) injecting H2 and a molybdenum precursor into the process chamber through the one or more process gas inlets to deposit a first layer of molybdenum on a substrate;
(b) after (a), a controller comprising machine readable instructions for changing either or both the flow rate and the dose time of the Mo precursor to deposit a first layer of molybdenum on the substrate;
A device comprising:
Claims (6)
１つ以上のフィーチャを有する基板を提供する工程であって、前記１つ以上のフィーチャの各々は、少なくとも１つの開口部と、前記少なくとも１つの開口部を通じて流体的にアクセス可能な内部領域とを有する、工程と、
前記１つ以上のフィーチャの各々にモリブデンの第１の層を堆積する工程と、
前記第１の層を非共形に処理する工程であって、前記処理は、前記１つ以上のフィーチャの前記少なくとも１の開口部付近の前記第１の層の部分に、前記フィーチャの前記内部領域よりも深い前記第１の層の部分に対して優先的に施される、工程と、
を含み、
前記第１の層を非共形に処理する工程は、前記第１の層を非共形に抑制する工程を含み、
前記第１の層を非共形に処理する工程は、モリブデンの前記第１の層を堆積する間に実施される、方法。 a method,
providing a substrate having one or more features, each of said one or more features having at least one opening and an interior region fluidly accessible through said at least one opening. having a step;
depositing a first layer of molybdenum on each of the one or more features;
non-conformally processing the first layer, wherein the processing affects portions of the first layer near the at least one opening of the one or more features to the interior of the features. preferentially applied to portions of the first layer that are deeper than regions;
including
treating the first layer to be non-conformal comprises constraining the first layer to be non-conformal;
The method of claim 1, wherein the step of non-conformally treating the first layer is performed while depositing the first layer of molybdenum.
１つ以上のフィーチャを有する基板を提供する工程であって、前記１つ以上のフィーチャの各々は、少なくとも１つの開口部と、前記少なくとも１つの開口部を通じて流体的にアクセス可能な内部領域とを有する、工程と、
前記１つ以上のフィーチャの各々にモリブデンの第１の層を堆積する工程と、
前記第１の層を非共形に処理する工程であって、前記処理は、前記１つ以上のフィーチャの前記少なくとも１の開口部付近の前記第１の層の部分に、前記フィーチャの前記内部領域よりも深い前記第１の層の部分に対して優先的に施される、工程と、
を含み、
前記第１の層を非共形に処理する工程は、前記第１の層を非共形にエッチングする工程を含み、
前記第１の層を非共形に処理する工程は、モリブデンの前記第１の層を堆積する間に実施される、方法。 a method,
providing a substrate having one or more features, each of said one or more features having at least one opening and an interior region fluidly accessible through said at least one opening. having a step;
depositing a first layer of molybdenum on each of the one or more features;
non-conformally processing the first layer, wherein the processing affects portions of the first layer near the at least one opening of the one or more features to the interior of the features. preferentially applied to portions of the first layer that are deeper than regions;
including
non-conformally treating the first layer includes non-conformally etching the first layer;
The method of claim 1, wherein the step of non-conformally treating the first layer is performed while depositing the first layer of molybdenum.
モリブデン前駆体の集結が、前記１つ以上のフィーチャの前記少なくとも１つの開口部寄りになるような条件下で、前記１つ以上のフィーチャを前記前駆体に曝露する工程を含む、方法。 3. A method according to claim 1 or 2 ,
exposing the one or more features to the precursor under conditions such that the concentration of the molybdenum precursor is proximate the at least one opening of the one or more features.
前記モリブデン前駆体は、モリブデンオキシハライドである、方法。 4. The method of claim 3 , wherein
The method, wherein the molybdenum precursor is a molybdenum oxyhalide.
前記モリブデンオキシハライドは、エッチング反応により、前記１つ以上のフィーチャの前記１つ以上の開口部付近で前記内部領域よりも低い成長速度を有する、方法。 5. The method of claim 4 , wherein
The method, wherein the molybdenum oxyhalide has a lower growth rate near the one or more openings of the one or more features than the interior regions due to an etching reaction.
前記モリブデンオキシハライドは、抑制処理により、前記１つ以上のフィーチャの前記１つ以上の開口部付近で前記内部領域よりも低い成長速度を有する、方法。 6. The method of claim 5 , wherein
The method of claim 1, wherein the molybdenum oxyhalide has a lower growth rate near the one or more openings of the one or more features than in the inner regions due to an inhibition treatment.
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