JP2020180109A - コバルト前駆体、これを利用するコバルト含有膜の製造方法及びこれを利用する半導体素子の製造方法 - Google Patents

コバルト前駆体、これを利用するコバルト含有膜の製造方法及びこれを利用する半導体素子の製造方法 Download PDF

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沼▲よん▼ 李
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央 二瓶
貴匡 宮崎
Takamasa Miyazaki
貴匡 宮崎
洋輔 佐藤
Yosuke Sato
洋輔 佐藤
浩平 杉本
Kohei Sugimoto
浩平 杉本
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Masashi Shirai
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Yoon-Soo Kim
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侖廷 ▲ちょう▼
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Abstract

【課題】コバルト含有膜の製造に利用できる新規なコバルト前駆体の提供。【解決手段】化学式（１）の化合物、又はシリル基を含有する特定のコバルト前駆体。式中、Ｒ１からＲ３は各々独立に水素、アルキルなどを表す。【選択図】図１

Description

本発明はコバルト前駆体、これを利用するコバルト含有膜の製造方法、及びこれを利用する半導体素子の製造方法に係る。
半導体素子は小型化、多機能化、及び／又は低い製造単価等の特性によって多い電子産業で使用されている。半導体素子はデータを格納する記憶素子、データを演算処理する論理素子、及び多様な機能を同時に遂行できるハイブリッド（ｈｙｂｒｉｄ）素子等を含むことができる。
電子産業が高度に発展することに応じて、半導体素子の高集積化に対する要求が段々高くなっている。したがって、微細なパターンを定義する露光工程の工程マージン減少等の様々な問題点が発生されて半導体素子の具現が段々難しくなる。また、電子産業の発展によって半導体素子の高速化に対する要求も段々高くなる。このような半導体素子の高集積化及び／又は高速化に対する要求を充足させるために多様な研究が遂行されている。
米国特許第９，０２８，９１７号公報 米国特許第９，４８７，８６０号公報
本発明が解決しようとする課題は、新規なコバルト前駆体を提供することにある。
本発明が解決しようとする他の課題は、新規なコバルト前駆体を利用してコバルト含有膜を製造する方法を提供することにある。
本発明の概念に係るコバルト前駆体は下記の化学式（１）：

（式中、Ｒ１及びＲ３は各々独立的に直鎖もしくは分枝鎖の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルであり、Ｒ２は水素であるか、又は直鎖もしくは分枝鎖の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルである）
の化合物及び下記の化学式（２）：

（式中、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６は各々独立的に直鎖又は分枝鎖の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルである）
の化合物からなる群から選択されることができる。
本発明の他の概念に係るコバルト含有膜の製造方法は、前記化学式（１）の化合物及び前記化学式（２）の化合物からなる群から選択されたコバルト前駆体を利用して蒸着工程を遂行することを含むことができる。
本発明のその他の概念に係る半導体素子の製造方法は、基板上に層間絶縁膜を形成することと、前記層間絶縁膜をパターニングして、リセスを形成することと、前記リセス上にコバルト含有膜を形成することと、を含むことができる。前記コバルト含有膜を形成することは、前記化学式（１）の化合物及び前記化学式（２）の化合物からなる群から選択されたコバルト前駆体を利用して蒸着工程を遂行することを含むことができる。
本発明に係るコバルト含有膜の製造方法は、相対的に高い蒸気圧を有する新規なコバルト前駆体を利用することによって、低温でも容易に蒸着工程を遂行することができる。さらに、本発明に係って製造されたコバルト含有膜は不純物（炭素）の含有量が少ないので、電気的特性（例えば、低抵抗特性）が向上されることができる。
本発明の実施形態に係るコバルト含有膜を製造するための蒸着装備を概略的に示した概念図である。 本発明の実施形態に係るコバルト含有膜を製造する方法を説明するための断面図である。 本発明の実施形態に係るコバルト含有膜を製造するための蒸着装備を概略的に示した概念図である。 本発明の実施形態に係るコバルト含有膜を製造する方法を説明するための断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体素子の製造方法を説明するための平面図である。 図５のＩ−Ｉ’線に沿う断面図である。 図５のＩＩ−ＩＩ’線に沿う断面図である。 図５のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿う断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体素子の製造方法を説明するための平面図である。 図７のＩ−Ｉ’線に沿う断面図である。 図７のＩＩ−ＩＩ’線に沿う断面図である。 図７のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿う断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体素子の製造方法を説明するための平面図である。 図９のＩ−Ｉ’線に沿う断面図である。 図９のＩＩ−ＩＩ’線に沿う断面図である。 図９のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿う断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体素子の製造方法を説明するための平面図である。 図１１のＩ−Ｉ’線に沿う断面図である。 図１１のＩＩ−ＩＩ’線に沿う断面図である。 図１１のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿う断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体素子の製造方法を説明するための平面図である。 図１３のＩ−Ｉ’線に沿う断面図である。 図１３のＩＩ−ＩＩ’線に沿う断面図である。 図１３のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿う断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体素子の製造方法を説明するための図面であって、図１３のＩＩ−ＩＩ’線に沿う断面図である。
図１は本発明の実施形態に係るコバルト含有膜を製造するための蒸着装備を概略的に示した概念図である。図２は本発明の実施形態に係るコバルト含有膜を製造する方法を説明するための断面図である。
図１及び図２を参照すれば、基板１００上にコバルト含有膜ＣＣＬを形成することができる。基板１００上にコバルト含有膜ＣＣＬを形成することは、化学気相蒸着工程（ＣＶＤ）又は原子層蒸着工程（ＡＬＤ）を遂行することを含むことができる。化学気相蒸着工程（ＣＶＤ）は、熱（ｔｈｅｒｍａｌ） ＣＶＤ、ＰＥ（Ｐｌａｓｍａ−ｅｎｈａｎｃｅｄ） ＣＶＤ、光ＣＶＤ（ｐｈｏｔｏ ＣＶＤ）又は光プラズマＣＶＤ（ｐｈｏｔｏｐｌａｓｍａ ＣＶＤ）である。
具体的に、図１を再び参照すれば、基板１００が処理チャンバＣＨＡ内に提供されることができる。基板１００は処理チャンバＣＨＡ内のサセプタＳＵＳ上に配置されることができる。サセプタＳＵＳは基板１００を支持することができる。一例として、サセプタＳＵＳは基板１００を回転させることができる。
基板１００上にコバルト前駆体が供給されることができる。処理チャンバＣＨＡと連結された容器ＣＮ内にコバルト前駆体が収容されることができる。容器ＣＮ内のコバルト前駆体は−１０℃乃至１００℃の温度で気化されることができる。望ましくは、容器ＣＮ内のコバルト前駆体は０℃乃至４０℃の温度で気化されることができる。
気化されたコバルト前駆体が容器ＣＮに供給されるキャリヤーガスを通じて処理チャンバＣＨＡの内部に供給されることができる。キャリヤーガスはアルゴン、ヘリウム又はネオンのような非活性気体である。処理チャンバＣＨＡに供給されたコバルト前駆体は分配板ＤＩＳを通じて基板１００上に均一に噴射されることができる。
コバルト前駆体は、下記の化学式（１）：

（式中、Ｒ１及びＲ３は各々独立的に直鎖又は分枝鎖の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルである。前記（Ｃ１−Ｃ６）アルキルは非置換されるか、或いはハロゲン、ヒドロキシ基、ニトロ基、イミノ基、（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル基、（Ｃ６−Ｃ２０）アリール基、（Ｃ７−Ｃ２１）アリールアルキル基で置換されることができる。Ｒ２は水素、又は直鎖又は分枝鎖の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルである。
一例として、Ｒ１及びＲ３は各々独立的に分枝鎖の（Ｃ３−Ｃ６）アルキルであり、Ｒ２は水素又は（Ｃ１−Ｃ３）アルキルである。望ましくは、Ｒ１及びＲ３は各々独立的に分枝鎖の（Ｃ３−Ｃ４）アルキルであり、Ｒ２は（Ｃ１−Ｃ２）アルキルである。）
の化合物及び下記の化学式（２）：

（式中、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６は各々独立的に直鎖又は分枝鎖の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルである。前記（Ｃ１−Ｃ６）アルキルは非置換されるか、或いはハロゲン、ヒドロキシ基、ニトロ基、イミノ基、（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル基、（Ｃ６−Ｃ２０）アリール基、（Ｃ７−Ｃ２１）アリールアルキル基で置換されることができる。一例として、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６は各々独立的に（Ｃ１−Ｃ３）アルキルである。望ましくは、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６は各々独立的に（Ｃ１−Ｃ２）アルキルである。）
の化合物からなる群から選択されることができる。
一例として、コバルト前駆体は前記化学式（１）の化合物である。他の例として、コバルト前駆体は前記化学式（２）の化合物である。その他の、コバルト前駆体は前記化学式（１）の化合物と前記化学式（２）の化合物の混合物である。
具体的に、前記化学式（１）の化合物は下記の化学式（３）：

の化合物である。即ち、化学式（１）のＲ１及びＲ３の各々はターシャリーブチル（ｔｅｒｔｉａｒｙ ｂｕｔｙｌ、ｔＢｕ）であり、Ｒ２はメチル（ｍｅｔｈｙｌ）である。化学式（３）のターシャリーブチル（ｔＢｕ）によってコバルト前駆体が容器ＣＮ内で液相に存在することができ、したがって蒸着工程を容易に遂行することができる。
具体的に、前記化学式（２）の化合物は下記の化学式（４）：

の化合物である。即ち、化学式２のＲ４、Ｒ５、及びＲ６の各々はメチルである。化学式（４）のトリメチルシリル（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ）によってコバルト前駆体が容器ＣＮ内で液相に存在することができる。さらに、化学式（２）のＲ４、Ｒ５、及びＲ６の各々がメチルであるので、化学式（４）の化合物を利用して製造されたコバルト含有膜ＣＣＬは相対的に低い炭素含量を有することができる。
コバルト前駆体は容器ＣＮ内で単独に格納されるか、或いは有機溶媒に溶解された溶液状態に格納されることができる。前記有機溶媒はヘキサンのような脂肪族炭化水素、トルエンのような芳香族炭化水素、又はグライム（ｇｌｙｍｅ）のようなエーテル（Ｅｔｈｅｒ）である。
基板１００上に反応ガスが供給されることができる。反応ガスは分配板ＤＩＳを通じて基板１００上に噴射されることができる。一例として、反応ガスはコバルト前駆体と同時に基板１００上に噴射されることができる。他の例として、コバルト前駆体が基板１００上に噴射され、続いて反応ガスが基板１００上に噴射されることができる。
反応ガスは水素（Ｈ）、酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、二酸化窒素（ＮＯ２）、一酸化窒素（ＮＯ）、水蒸気（Ｈ２Ｏ）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、酢酸、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）、アンモニア（ＮＨ３）、シラン（ＳｉＨ４）、ボラン（ＢＨ３）、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）、及びホスフィン（ＰＨ３）からなる群から選択された少なくとも１つを含むことができる。
コバルト含有膜ＣＣＬの蒸着工程の間に、処理チャンバＣＨＡ内の圧力は０．００１ｋＰａ乃至２００ｋＰａである。望ましくは、処理チャンバＣＨＡ内の圧力は０．０１ｋＰａ乃至１１０ｋＰａである。サセプタＳＵＳ上の基板１００の温度は８０℃乃至４００℃である。望ましくは、サセプタＳＵＳ上の基板１００の温度は１００℃乃至３００℃である。
図１及び図２を再び参照すれば、先に図１を参照して説明した蒸着工程を遂行することによって、コバルト前駆体から基板１００上にコバルト含有膜ＣＣＬが形成されることができる。一例として、反応ガスに水素を使用する場合、コバルト金属膜が形成されることができる。即ち、コバルト含有膜ＣＣＬ内のコバルト（Ｃｏ）の含量は９５ｗｔ％以上である。コバルト含有膜ＣＣＬ内の炭素の含量は１ｗｔ％乃至３ｗｔ％である。他の例として、反応ガスに酸素（Ｏ）を含有するガス（例えば、Ｏ２）を使用する場合、コバルト酸化膜が形成されることができる。
図３は本発明の実施形態に係るコバルト含有膜を製造するための蒸着装備を概略的に示した概念図である。
図２及び図３を参照すれば、基板１００上にコバルト含有膜ＣＣＬを形成することは、原子層蒸着工程（ＡＬＤ）を遂行することを含むことができる。原子層蒸着工程（ＡＬＤ）を遂行することは、サイクルを複数回遂行することを含むことができる。前記サイクルは、コバルト前駆体を基板１００上に提供する第１段階、パージする第２段階、反応ガスを基板１００上に提供する第３段階、及びパージする第４段階を含むことができる。前記第１乃至第４段階は順次的に遂行されることができる。前記サイクルが反複遂行されることによって、基板１００上にコバルト含有膜ＣＣＬが形成されることができる。
図４は本発明の実施形態に係るコバルト含有膜を製造する方法を説明するための断面図である。
図４を参照すれば、コバルト含有膜ＣＣＬが基板１００上の中間膜ＩＴＬ上に形成されることができる。再び言えば、コバルト含有膜ＣＣＬが基板１００の上面上に直接形成されず、中間膜ＩＴＬ上に形成されることができる。
一例として、中間膜ＩＴＬはシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、銅酸化膜、チタニウム窒化膜、チタニウム酸化膜、タンタル窒化膜、タンタル酸化膜、ルテニウム酸化膜、ジルコニウム酸化膜、ハフニウム酸化膜、又はランタン酸化膜を含むことができる。他の例として、中間膜ＩＴＬは銅、チタニウム、タンタル、ルテニウムのような金属膜を含むことができる。
先に説明した化学式（１）の化合物を製造する方法は次の通りである。
下記の化学式（５）の化合物：

（式中、Ｒ７は水素、又は直鎖又は分枝鎖の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルである。一例として、Ｒ７は水素であり、この場合、アリル（Ｃ＝Ｃ−Ｃ−）がコバルト（Ｃｏ）に連結されることができる。）
及び下記の化学式（６）：

（式中、Ｒ１及びＲ３は各々独立的に直鎖又は分枝鎖の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルである。Ｒ２は水素であるか、又は直鎖もしくは分枝鎖の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルである。）
の化合物が準備されることができる。
前記化学式（５）の化合物、前記化学式（６）の化合物及び有機溶媒を混合し、攪拌することができる。前記化学式（５）の化合物及び前記化学式（６）の化合物が反応して、前記化学式（１）の化合物が生成されることができる。化学式（６）の化合物に対する化学式（５）の化合物のモル比は０．４乃至１．４である。望ましくは、化学式（６）の化合物に対する化学式（５）の化合物のモル比は０．６乃至１．２である。反応温度は−１００℃乃至１００℃、望ましくは−８０℃乃至４０℃である。
先に説明した化学式（２）の化合物を製造する方法は次の通りである。
下記の化学式（７）：

（式中、Ｒ８、Ｒ９、及びＲ１０は各々独立的に直鎖又は分枝鎖の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルである。）
の化合物及び下記の化学式（８）：

（式中、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６は各々独立的に直鎖又は分枝鎖の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルである。ＡｃＯはアセトキシ（ａｃｅｔｏｘｙ）である。）
の化合物が準備されることができる。
前記化学式（７）の化合物、前記化学式（８）の化合物、及び有機溶媒を混合し、攪拌することができる。ここで、有機溶媒は省略されてもよい。前記化学式（７）の化合物及び前記化学式（８）の化合物が反応して、前記化学式（２）の化合物が生成されることができる。化学式（８）の化合物に対する化学式（７）の化合物のモル比は０．１乃至１．６である。望ましくは、化学式（８）の化合物に対する化学式（７）の化合物のモル比は０．５乃至１．２である。反応温度は−１００℃乃至１００℃、望ましくは−８０℃乃至４０℃である。
前記化学式（１）の化合物の製造方法及び前記化学式（２）の化合物の製造方法で使用される前記有機溶媒は、ジエチルエーテル（ｄｉｅｔｈｙｌｅｔｈｅｒ）及びテトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）のようなエーテル類、ヘキサン（ｈｅｘａｎｅ）、ヘプタン（ｈｅｐｔａｎｅ）のような脂肪族炭化水素類、及びこれらの混合物からなる群から選択されることができる。前記化学式（５）の化合物又は前記化学式（７）の化合物に対する前記有機溶媒の質量比は１乃至１００、望ましくは１乃至５０である。
前記化学式（１）の化合物の製造方法及び前記化学式（２）の化合物の製造方法で使用される化合物はカルボニルコバルトを含む。カルボニルコバルトが不安定であり、大気中の水蒸気及び酸素と容易に反応するので、非活性気体下で反応を遂行することが望ましいことができる。
＜実施例１：化学式（３）の化合物の合成＞
先に説明した化学式（３）の化合物を次のように製造した。
攪拌装置、温度計、及び滴下漏斗（ｄｒｏｐｐｉｎｇ ｆｕｎｎｅｌ）を有する１Ｌのフラスコにオクタカルボニルジコバルト（ｏｃｔａｃａｒｂｏｎｙｌｄｉｃｏｂａｌｔ） １７．１ｇ（５０．０ｍｍｏｌ）及びジエチルエーテル（ｄｉｅｔｈｙｌｅｔｈｅｒ） １５０ｍＬを加えた。オクタカルボニルジコバルトは市販品を使用した。
１．０Ｍの水素化トリエチルホウ素リチウム（Ｌｉｔｈｉｕｍ ｔｒｉｅｔｈｙｌｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅ）溶液（溶媒：テトラヒドロフラン（Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）） １００ｍＬ（１００ｍｍｏｌ）をフラスコ内の溶液に滴下漏斗を通じて滴下した。温度は６℃乃至８℃を維持した。
フラスコ内の溶液を室温下で３時間の間攪拌した。反応完了の後に反応液を５０℃の温度及び１３３．３Ｐａの圧力下で濃縮して、残留物を得た。先に説明した化学反応を下の（反応式１）：
（式中、Ｅｔはエチル（ｅｔｈｙｌ）である。）
に示した。
得られた残留物にジエチルエーテル ２００ｍＬ及びアリルブロマイド（ａｌｌｙｌｂｒｏｍｉｄｅ）１２．１ｇ（１００ｍｍｏｌ）を入れ、室温で攪拌した。反応完了の後に反応液を０℃の温度及び１３３．３Ｐａの圧力下で濃縮し、残留物をペンタン（ｐｅｎｔａｎｅ）を利用して抽出し、セライト（ｃｅｌｉｔｅ）で濾過した。
濾過された溶液を０℃の温度及び１３３．３Ｐａの圧力下で濃縮し、濃縮水を減圧留去（４０℃の油浴及び１３．３ｈＰａの圧力）して、液相のアリルトリカルボニルコバルト（ａｌｌｙｌｔｒｉｃａｒｂｏｎｙｌｃｏｂａｌｔ）を１３．１ｇ得た（収率：７１％）。
先に説明した化学反応を下の（反応式２）：
に示した。得られた化合物（アリルトリカルボニルコバルト）の分析結果は次の通りである。
（１）１Ｈ ＮＭＲ（Ｂｅｎｚｅｎｅ−ｄ６）；Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｈｉｆｔ（Ｈ数、ｍｕｌｔｉｐｌｉｃｉｔｙ）；１．６４（２Ｈ、ｄ）、２．５２（２Ｈ、ｓ）、４．２３（１Ｈ、ｍ）
（２）常圧ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔ１／２：７８℃、残余物＜１ｗｔ％。
得られたアリルトリカルボニルコバルト７．１７ｇ（３９．０ｍｍｏｌ）及びテトラヒドロフラン７５ｍＬを２００ｍＬのフラスコに加えた。ジ−ｔｅｒｔ−ブチルアセトアミジン（Ｄｉ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌａｃｅｔｏａｍｉｄｉｎｅ）６．６ｇ（３８．８ｍｍｏｌ）をフラスコ内溶液に追加した。溶液を４時間攪拌した。反応完了の後に、反応液を濃縮し、濃縮水を減圧留去（４５℃及び１３３．３Ｐａ）して、オレンジ色の液体（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル（アセト）アミジネート）トリカルボニルコバルト（（Ｄｉ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ（ａｃｅｔｏ）ａｍｉｄｉｎａｔｅ）ｔｒｉｃａｒｂｏｎｙｌｃｏｂａｌｔ）を７．４０ｇ得た（収率：６１％）。
先に説明した化学反応を下の（反応式３）：
（式中、ｔＢｕはターシャリーブチル（ｔｅｒｔｉａｒｙ ｂｕｔｙｌ）である。）
に示した。
得られた化合物（（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル（アセト）アミジネート）トリカルボニルコバルト）の分析結果は次の通りである。
（１）１Ｈ ＮＭＲ（Ｂｅｎｚｅｎｅ−ｄ６）；Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｈｉｆｔ（Ｈ数、ｍｕｌｔｉｐｌｉｃｉｔｙ）；１．３６（１８Ｈ、ｓ）、１．４０（３Ｈ、ｓ）
（２）常圧ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔ１／２：１０４℃、残余物＜１ｗｔ％、
（３）沸騰点：２１０℃
＜実施例２：化学式（４）の化合物の合成＞
先に説明した化学式（４）の化合物を次のように製造した。
３０ｍＬのフラスコにジコバルトオクタカルボニル（ｄｉｃｏｂａｌｔｏｃｔａｃａｒｂｏｎｙｌ）２．０ｇ（５．８ｍｍｏｌ）及びトルエン（ｔｏｌｕｅｎｅ）４．８ｇを入れて混合した。フラスコ内の溶液にトリブチルシラン（ｔｒｉｂｕｔｙｌｓｉｌａｎｅ）２．３ｇ（１１．６ｍｍｏｌ）を追加した。溶液を一晩間室温で攪拌した。反応完了の後に、溶液を減圧留去して４．３ｇの赤褐色の液体を得た（収率：１００％）。
先に説明した化学反応を下の（反応式４）：
（式中、ｎＢｕはノルマルブチル（ｎｏｒｍａｌ ｂｕｔｙｌ）である。）
に示した。
得られた化合物（Ｔｒｉｂｕｔｙｌｓｉｌｙｌｃｏｂａｌｔ ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｎｙｌ）の分析結果は次の通りである。
（１）１Ｈ ＮＭＲ（Ｂｅｎｚｅｎｅ−ｄ６）；Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｈｉｆｔ（Ｈ数、ｍｕｌｔｉｐｌｉｃｉｔｙ）；０．８８（１５Ｈ、ｍ）、１．３１（１２Ｈ、ｍ）
得られたトリブチルシリルコバルトテトラカルボニル ４．３ｇ（１１．７ｍｍｏｌ）及び２−［（アセトキシメチル）アリル］トリメチルシラン（２−［（Ａｃｅｔｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）ａｌｌｙｌ］ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌａｎｅ）２．３ｇ（１２．３ｍｍｏｌ）を３０ｍＬのフラスコに加えた。フラスコ内の溶液を７０℃で２時間攪拌した。反応終了の後、反応液を減圧留去（７０℃の油浴及び１００Ｐａの圧力）して、オレンジ色液体である化学式（４）の化合物を２．１ｇ得た（収率：６１％）。
先に説明した化学反応を下の（反応式５）：
（式中、ＡｃＯ又はＯＡｃはアセトキシ（ａｃｅｔｏｘｙ）である。）
に示した。
得られた化合物の分析結果は次の通りである。
（１）１Ｈ ＮＭＲ（Ｂｅｎｚｅｎｅ−ｄ６）；Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｈｉｆｔ（Ｈ数、ｍｕｌｔｉｐｌｉｃｉｔｙ）；０．８７（９Ｈ、ｓ）、１．２４（２Ｈ、ｓ）、１．８１（２Ｈ、ｓ）、２．７６（２Ｈ、ｓ）
（２）常圧ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔ１／２：１４３℃、残余物６ｗｔ％、
（３）沸騰点：２６０℃
＜比較例１：ＣＣＴＢＡの合成＞
（ｔ−ブチルアセチレン）ジコバルトヘキサカルボニル（ＣＣＴＢＡ、（ｔ−ｂｕｔｙｌａｃｅｔｙｌｅｎｅ） ｄｉｃｏｂａｌｔｈｅｘａｃａｒｂｏｎｙｌ）を次のように製造した。
ジコバルトオクタカルボニル（ｄｉｃｏｂａｌｔｏｃｔａｃａｒｂｏｎｙｌ） ２５．０ｇ（７３．１ｍｍｏｌ）及びジエチルエーテル（ｄｉｅｔｈｙｌｅｔｈｅｒ） ２００ｍＬを５００ｍＬのフラスコに入れ、アルゴン雰囲気で１時間攪拌した。ｔ−ブチルアセチレン（ｔ−ｂｕｔｙｌａｃｅｔｙｌｅｎｅ） ６．６１ｇ（８０．４ｍｍｏｌ）を緩やかに滴下し、溶液を攪拌しながら、２０℃で３時間反応させた。反応完了の後に、反応液を減圧して濃縮し、濃縮水を減圧留去（７０℃の温度及び１３．３Ｐａの圧力）して、暗赤色液体のＣＣＴＢＡ１９．１２ｇを得た（収率：７１％）。
得られた化合物（ＣＣＴＢＡ）の分析結果は次の通りである。
（１）１Ｈ ＮＭＲ（Ｂｅｎｚｅｎｅ−ｄ６）；Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｈｉｆｔ（Ｈ数、ｍｕｌｔｉｐｌｉｃｉｔｙ）；１．０６（９Ｈ、ｓ）、５．４５（１Ｈ、ｓ）
（２）常圧ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔ１／２：１５５℃、残余物８ｗｔ％。
＜実施例３：コバルト含有膜の形成＞
先に図１を参照して説明した蒸着装備を利用して熱ＣＶＤを遂行した。２０ｍｍＸ２０ｍｍ大きさのシリコン酸化膜基板（ＳｉＯ２／Ｓｉ）をチャンバＣＨＡ内にローディングした。容器ＣＮ内にコバルト前駆体として実施例１で製造された化合物（化学式（３））を加えた。容器ＣＮ内のコバルト前駆体を５℃の温度で気化させた。キャリヤーガス（アルゴン）の流量を１０ｍＬ／ｍｉｎに調節した。気化されたコバルト前駆体を反応ガス（水素）と共にチャンバＣＨＡ内のシリコン酸化膜基板上に供給した。水素の流量を５００ｍＬ／ｍｉｎに調節した。蒸着工程の間に、基板は１１０℃に加熱されて維持された。処理チャンバＣＨＡ内の圧力は２ｋＰａに維持された。蒸着工程は１０分間遂行された。
＜実施例４：コバルト含有膜の形成＞
先に図１を参照して説明した蒸着装備を利用して熱ＣＶＤを遂行した。シリコン酸化膜基板をチャンバＣＨＡ内にローディングした。容器ＣＮ内にコバルト前駆体として実施例２で製造された化合物（化学式（４））を加えた。容器ＣＮ内のコバルト前駆体を２０℃の温度で気化させた。キャリヤーガス（アルゴン）の流量を１０ｍＬ／ｍｉｎに調節した。気化されたコバルト前駆体を反応ガス（水素）と共にチャンバＣＨＡ内のシリコン酸化膜基板上に供給した。水素の流量を５００ｍＬ／ｍｉｎに調節した。蒸着工程の間に、基板は１１０℃に加熱されて維持された。処理チャンバＣＨＡ内の圧力は１．３３３ｋＰａに維持された。蒸着工程は１０分間遂行された。
＜比較例２：コバルト含有膜の形成＞
先に図１を参照して説明した蒸着装備を利用して熱ＣＶＤを遂行した。シリコン酸化膜基板をチャンバＣＨＡ内にローディングした。容器ＣＮ内にコバルト前駆体として比較例１で製造された化合物（ＣＣＴＢＡ）を加えた。容器ＣＮ内のコバルト前駆体を４０℃の温度で気化させた。キャリヤーガス（アルゴン）の流量を１０ｍＬ／ｍｉｎに調節した。気化されたコバルト前駆体を反応ガス（水素）と共にチャンバＣＨＡ内のシリコン酸化膜基板上に供給した。水素の流量を５００ｍＬ／ｍｉｎに調節した。蒸着工程の間に、基板は１７５℃に加熱されて維持された。処理チャンバＣＨＡ内の圧力は２ｋＰａに維持された。蒸着工程は５分間遂行された。
実施例３、実施例４、及び比較例２に応じて製造されたコバルト含有膜の各々の厚さと組成を分析して下記の表１に示した。組成分析はＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）測定装置を利用して遂行した。膜厚さの測定は反射分光膜厚さ測定器を利用した。
比較例１の化合物（ＣＣＴＢＡ）は相対的に蒸気圧が低いので、４０℃の温度でこれを気化させた。反面、本発明の実施例１の化合物及び実施例２の化合物は相対的に蒸気圧が高いので、各々５℃及び２０℃の温度で気化させた。再び言えば、本発明に係るコバルト前駆体は相対的に低温でも蒸着工程が遂行されることができる。
さらに、実施例３のコバルト含有膜及び実施例４のコバルト含有膜は比較例２のコバルト含有膜に比べて炭素含量が低いことを確認することができる。再び言えば、本発明に係るコバルト含有膜は不純物（炭素）の含有量が少ないので、電気的特性（例えば、低抵抗特性）が向上されることができる。
図５、図７、図９、図１１、及び図１３は本発明の実施形態に係る半導体素子の製造方法を説明するための平面図である。図６Ａ、図８Ａ、図１０Ａ、図１２Ａ、図１４Ａは各々図５、図７、図９、図１１、及び図１３のＩ−Ｉ’線に沿う断面図である。図６Ｂ、図８Ｂ、図１０Ｂ、図１２Ｂ、及び図１４Ｂは各々図５、図７、図９、図１１、及び図１３のＩＩ−ＩＩ’線に沿う断面図である。図６Ｃ、図８Ｃ、図１０Ｃ、図１２Ｃ、図１４Ｃは各々図５、図７、図９、図１１及び図１３のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿う断面図である。
図５及び図６Ａ乃至図６Ｃを参照すれば、基板１００が提供されることができる。一例として、基板１００はシリコン基板又はゲルマニウム基板であるか、或いはＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板である。基板１００の上部をパターニングして、第２方向Ｄ２に延長される第１トレンチＴＲ１が形成されることができる。第１トレンチＴＲ１は基板１００の上部に第１及び第２活性パターンＦＮ１、ＦＮ２を定義することができる。第１及び第２活性パターンＦＮ１、ＦＮ２は第１方向Ｄ１に沿って配列されることができる。
基板１００の上部をパターニングして、第１活性領域ＰＲ及び第２活性領域ＮＲを定義する第２トレンチＴＲ２が形成されることができる。第２トレンチＴＲ２を形成する間に、第２トレンチＴＲ２が形成される領域内の活性パターンＦＮ１、ＦＮ２は除去されることができる。第１活性領域ＰＲ上に第１活性パターンＦＮ１が提供されることができ、第２活性領域ＮＲ上に第２活性パターンＦＮ２が提供されることができる。第２トレンチＴＲ２は第１トレンチＴＲ１に比べてさらに深い。
第１及び第２トレンチＴＲ１、ＴＲ２を満たす素子分離膜ＳＴが形成されることができる。素子分離膜ＳＴはシリコン酸化物を利用して形成されることができる。具体的に、素子分離膜ＳＴを形成することは、基板１００上に第１及び第２トレンチＴＲ１、ＴＲ２を満たす絶縁膜を形成すること、及び第１及び第２活性パターンＦＮ１、ＦＮ２の上部が露出される時まで前記絶縁膜をリセスすることを含むことができる。
第１及び第２活性パターンＦＮ１、ＦＮ２を横切り、第１方向Ｄ１に延長されるゲート電極ＧＥが形成されることができる。ゲート電極ＧＥ下にゲート誘電膜ＧＩが形成されることができる。ゲート電極ＧＥの各々の両側にゲートスペーサーＧＳが形成されることができる。ゲート電極ＧＥ上にゲートキャッピング膜ＣＰが形成されることができる。
具体的に、ゲート電極ＧＥを形成することは、第１及び第２活性パターンＦＮ１、ＦＮ２を横切る犠牲パターンを形成すること、前記犠牲パターンの両側にゲートスペーサーＧＳを形成すること、及び前記犠牲パターンをゲート電極ＧＥで置き換えることを含むことができる。
ゲート電極ＧＥは導電性金属窒化膜（例えば、チタニウム窒化物又はタンタル窒化物）及び金属物質（例えば、チタニウム、タンタル、タングステン、銅又はアルミニウム）の中で少なくとも１つを含むことができる。ゲート誘電膜ＧＩはシリコン酸化膜より誘電常数が高い高誘電率物質を含むことができる。ゲートスペーサーＧＳはＳｉＣＮ、ＳｉＣＯＮ、及びＳｉＮの中で少なくとも１つを含むことができる。ゲートキャッピング膜ＣＰはＳｉＯＮ、ＳｉＣＮ、ＳｉＣＯＮ、及びＳｉＮの中で少なくとも１つを含むことができる。
第１活性パターンＦＮ１の上部に第１ソース／ドレーン領域ＳＤ１が形成されることができる。第２活性パターンＦＮ２の上部に第２ソース／ドレーン領域ＳＤ２が形成されることができる。第１及び第２ソース／ドレーン領域ＳＤ１、ＳＤ２はゲート電極ＧＥの各々の両側に形成されることができる。第１ソース／ドレーン領域ＳＤ１はｐ形不純物でドーピングされることができ、第２ソース／ドレーン領域ＳＤ２はｎ形不純物でドーピングされることができる。
第１及び第２ソース／ドレーン領域ＳＤ１、ＳＤ２はエピタキシァルパターンとして、選択的エピタキシァル成長工程で形成されることができる。具体的に、ゲート電極ＧＥの各々の両側の第１及び第２活性パターンＦＮ１、ＦＮ２を部分的にリセスした後、第１及び第２活性パターンＦＮ１、ＦＮ２のリセスされた領域上にエピタキシァル成長工程を遂行することができる。
基板１００の全面上に第１層間絶縁膜１１０が形成されることができる。第１層間絶縁膜１１０はシリコン酸化膜又はシリコン酸化窒化膜で形成されることができる。第１層間絶縁膜１１０の上面は、ゲートスペーサーＧＳの上面及びゲートキャッピング膜ＣＰの上面と共面をなすように形成されることができる。
図７及び図８Ａ乃至図８Ｃを参照すれば、第１層間絶縁膜１１０上に第２層間絶縁膜１２０が形成されることができる。第１及び第２層間絶縁膜１１０、１２０を貫通する第１リセスＨＯ１が形成されることができる。第２層間絶縁膜１２０及びゲートキャッピング膜ＣＰを貫通する第２リセスＨＯ２が形成されることができる。
各々の第１リセスＨＯ１は互いに隣接するゲート電極ＧＥの間に形成されることができる。各々の第１リセスＨＯ１は第１ソース／ドレーン領域ＳＤ１又は第２ソース／ドレーン領域ＳＤ２を露出することができる。第２リセスＨＯ２は第２トレンチＴＲ２を満たす素子分離膜ＳＴ上に形成されることができる。各々の第２リセスＨＯ２はゲート電極ＧＥの上面の少なくとも一部を露出することができる。
図９及び図１０Ａ乃至図１０Ｃを参照すれば、第１及び第２リセスＨＯ１、ＨＯ２を順次的に満たすバリアー膜ＢＬ及びコバルト含有膜ＣＣＬが形成されることができる。具体的に、基板１００上にバリアー膜ＢＬがコンフォーマルに形成されることができる。バリアー膜ＢＬは第１及び第２リセスＨＯ１、ＨＯ２を部分的に満たすことができる。バリアー膜ＢＬは金属窒化膜、例えばチタニウム窒化膜、タングステン窒化膜、及びタンタル窒化膜の中で少なくとも１つを含むことができる。
バリアー膜ＢＬ上にコバルト含有膜ＣＣＬが形成されることができる。コバルト含有膜ＣＣＬを形成することは、先に図１乃至図４を参照して説明したコバルト含有膜の製造方法を利用することができる。例えば、化学式（１）の化合物及び化学式（２）の化合物からなる群から選択されたコバルト前駆体を利用する化学気相蒸着工程（ＣＶＤ）又は原子層蒸着工程（ＡＬＤ）を遂行することによって、コバルト含有膜ＣＣＬが形成されることができる。コバルト含有膜ＣＣＬは第１及び第２リセスＨＯ１、ＨＯ２を完全に満たすように形成されることができる。
図１１及び図１２Ａ乃至図１２Ｃを参照すれば、第２層間絶縁膜１２０の上面が露出される時までコバルト含有膜ＣＣＬ及びバリアー膜ＢＬ上に平坦化工程を遂行して、第１リセスＨＯ１及び第２リセスＨＯ２内に各々活性コンタクトＡＣ及びゲートコンタクトＧＣが形成されることができる。各々の活性コンタクトＡＣ及びゲートコンタクトＧＣは、第１バリアーパターンＢＭ１及び第１導電パターンＦＭ１を含むことができる。
第２層間絶縁膜１２０上に第３層間絶縁膜１３０が形成されることができる。第３層間絶縁膜１３０をパターニングして、第３層間絶縁膜１３０内に第３リセスＨＯ３が形成されることができる。第３リセスＨＯ３は後続工程で形成される配線ＩＬ及びビアＶＩを定義することができる。
図１３及び図１４Ａ乃至図１４Ｃを参照すれば、第３リセスＨＯ３を満たす配線ＩＬが形成されることができる。各々の配線ＩＬは第２バリアーパターンＢＭ２及び第２導電パターンＦＭ２を含むことができる。
具体的に、配線ＩＬを形成することは、基板１００上にバリアー膜を形成すること、及び前記バリアー膜上にコバルト含有膜を形成することを含むことができる。再び言えば、配線ＩＬを形成することは、図９及び図１０Ａ乃至図１０Ｃを参照して説明したバリアー膜ＢＬ及びコバルト含有膜ＣＣＬを形成する方法を利用することができる。
配線ＩＬの中で少なくとも１つはビアＶＩを含むことができる。ビアＶＩを通じて配線ＩＬが活性コンタクトＡＣ及びゲートコンタクトＧＣの中で少なくとも１つと電気的に連結されることができる。
図１５は本発明の実施形態に係る半導体素子の製造方法を説明するための図面であって、図１３のＩＩ−ＩＩ’線に沿う断面図である。後述する実施形態では、先に図５乃至図１４Ｃを参照して説明したことと重複される技術的特徴に対する詳細な説明は省略し、差異点に対して詳細に説明する。
図１３及び図１５を参照すれば、各々の配線ＩＬは第２バリアーパターンＢＭ２及び第２導電パターンＦＭ２を含むことができる。第２導電パターンＦＭ２は、コバルト含有膜ＣＣＬ及びコバルト含有膜ＣＣＬ上の金属膜ＭＬを含むことができる。
具体的に配線ＩＬを形成することは、第３リセスＨＯ３上にバリアー膜を形成すること、前記バリアー膜上にコバルト含有膜ＣＣＬを形成すること、及びコバルト含有膜ＣＣＬ上に金属膜ＭＬを形成することを含むことができる。一例として、金属膜ＭＬはアルミニウム、銅、タングステン、及びモリブデンの中で選択された金属を含むことができる。コバルト含有膜ＣＣＬは第２バリアーパターンＢＭ２と金属膜ＭＬとの間の接着性を向上させることができる。
本発明の実施形態に係るコバルト含有膜の製造方法は、先に図５乃至図１５を参照して説明したロジック素子のコンタクト及び配線の形成に利用されることができる。さらに本発明の実施形態に係るコバルト含有膜の製造方法は、メモリ素子の金属ライン（例えば、ビットライン及びワードライン）の形成に利用されることができる。本発明の実施形態に係るコバルト含有膜の製造方法は、リチウムイオンバッテリーの電極の形成に利用されることができる。
以上、添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明はその技術的思想や必須的な特徴を変形しなく、他の具体的な形態に実施されることもあり得る。したがって、以上で記述した実施形態にはすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないものとして理解しなければならない。
１００ 基板
１１０、１２０、１３０ 層間絶縁膜
ＡＣ 活性コンタクト
ＢＬ バリアー膜
ＣＣＬ コバルト含有膜
ＣＨＡ 処理チャンバ
ＣＮ 容器
ＣＰ ゲートキャッピング膜
ＤＩＳ 分配板
ＧＣ ゲートコンタクト
ＧＥ ゲート電極
ＧＩ 誘電膜
ＧＳ ゲートスペーサー
ＩＬ 配線
ＩＴＬ 中間膜
ＮＲ 第２活性領域
ＰＲ 第１活性領域
ＳＤ１、ＳＤ２ ソース／ドレーン領域
ＳＵＳ サセプタ
ＳＴ 素子分離膜
ＴＲ１、ＴＲ２ トレンチ
ＶＩ ビア

Claims (10)

  1. 下記の化学式（１）：
    （式中、Ｒ１及びＲ３は各々独立的に置換又は非置換された直鎖又は分枝鎖の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルであり、
    Ｒ２は水素であるか、又は置換もしくは非置換された直鎖もしくは分枝鎖の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルである）
    の化合物及び下記の化学式（２）：
    （式中、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６は各々独立的に置換又は非置換された直鎖又は分枝鎖の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルである）
    の化合物からなる群から選択されたコバルト前駆体。
  2. Ｒ１及びＲ３は各々独立的に分枝鎖の（Ｃ３−Ｃ４）アルキルであり、
    Ｒ２は（Ｃ１−Ｃ２）アルキルである請求項１に記載のコバルト前駆体。
  3. 前記化学式（１）の化合物は、下記の化学式（３）：
    の化合物である請求項１に記載のコバルト前駆体。
  4. Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６は各々独立的に（Ｃ１−Ｃ３）アルキルである請求項１に記載のコバルト前駆体。
  5. 前記化学式（２）の化合物は、下記の化学式（４）：

    の化合物である請求項１に記載のコバルト前駆体。
  6. コバルト含有膜の製造方法であって、下記の化学式（１）：

    （式中、Ｒ１及びＲ３は各々独立的に置換又は非置換された直鎖又は分枝鎖の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルであり、
    Ｒ２は水素であるか、又は置換もしくは非置換された直鎖もしくは分枝鎖の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルである）
    の化合物及び下記の化学式（２）：

    （式中、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６は各々独立的に置換又は非置換された直鎖又は分枝鎖の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルである）
    の化合物からなる群から選択されたコバルト前駆体を利用して蒸着工程を遂行することを含むコバルト含有膜の製造方法。
  7. 前記蒸着工程を遂行することは、
    容器内の前記コバルト前駆体を気化させることと、
    気化された前記コバルト前駆体を、キャリヤーガスを通じて処理チャンバの内部に供給することと、
    を含む請求項６に記載のコバルト含有膜の製造方法。
  8. 前記コバルト前駆体を気化させることは、０℃乃至４０℃の温度で遂行される請求項７に記載のコバルト含有膜の製造方法。
  9. 前記蒸着工程は、熱ＣＶＤ、ＰＥ（Ｐｌａｓｍａ−ｅｎｈａｎｃｅｄ） ＣＶＤ、光ＣＶＤ、光プラズマＣＶＤ又はＡＬＤを含む請求項６に記載のコバルト含有膜の製造方法。
  10. 前記蒸着工程を遂行することは、処理チャンバの内部に反応ガスを供給することを含み、
    前記反応ガスは、水素（Ｈ２）、酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、二酸化窒素（ＮＯ２）、一酸化窒素（ＮＯ）、水蒸気（Ｈ２Ｏ）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、酢酸、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）、アンモニア（ＮＨ３）、シラン（ＳｉＨ４）、ボラン（ＢＨ３）、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）、及びホスフィン（ＰＨ３）からなる群から選択された請求項６に記載のコバルト含有膜の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1017536A (en) 1973-07-02 1977-09-20 Robert D. Rice Process for the separation and recovery of ammonia and acid gases
JPS5259446A (en) 1975-11-10 1977-05-16 Fujitec Co Ltd Control system for elevator
US6444263B1 (en) 2000-09-15 2002-09-03 Cvc Products, Inc. Method of chemical-vapor deposition of a material
US9051641B2 (en) 2001-07-25 2015-06-09 Applied Materials, Inc. Cobalt deposition on barrier surfaces
TWI426154B (zh) 2007-05-21 2014-02-11 Air Liquide 供半導體應用之新穎鈷前驅物
EP3150614B1 (en) 2009-08-07 2017-11-29 Sigma-Aldrich Co. LLC High molecular weight alkyl-allyl cobalttricarbonyl complexes and use thereof for preparing dielectric thin films
JP5225957B2 (ja) * 2009-09-17 2013-07-03 東京エレクトロン株式会社 成膜方法および記憶媒体
JP5916744B2 (ja) 2011-10-07 2016-05-11 気相成長株式会社 コバルト系膜形成方法
JP5919882B2 (ja) 2012-02-27 2016-05-18 宇部興産株式会社 コバルト化合物の混合物、及び当該コバルト化合物の混合物を用いたコバルト含有薄膜の製造方法
US9330939B2 (en) * 2012-03-28 2016-05-03 Applied Materials, Inc. Method of enabling seamless cobalt gap-fill
WO2014052316A1 (en) 2012-09-25 2014-04-03 Advanced Technology Materials, Inc. Cobalt precursors for low temperature ald or cvd of cobalt-based thin films
JP6317370B2 (ja) 2013-01-31 2018-04-25 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード コバルト含有化合物、その合成及びコバルト含有膜の堆積におけるその使用
JP6488284B2 (ja) * 2013-09-27 2019-03-20 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ シームレスのコバルト間隙充填を可能にする方法
KR101587509B1 (ko) 2013-12-31 2016-01-22 (주)디엔에프 코발트 함유 박막의 제조방법 및 이에 따라 제조된 코발트 함유 박막
WO2015157004A1 (en) 2014-04-07 2015-10-15 Entegris, Inc. Cobalt cvd
US9487860B2 (en) * 2014-11-10 2016-11-08 L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Method for forming cobalt containing films
JP6537365B2 (ja) 2015-06-22 2019-07-03 東ソー株式会社 置換シクロペンタジエニルコバルト錯体及びその製造方法、コバルト含有薄膜及びその作製方法
US10438847B2 (en) * 2016-05-13 2019-10-08 Lam Research Corporation Manganese barrier and adhesion layers for cobalt
KR20180000418A (ko) 2016-06-23 2018-01-03 세종대학교산학협력단 코발트-함유 박막의 제조 방법

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