田中贵金属确立液体钌前驱物2段成膜制程 助10nm以下微缩

田中贵金属工业株式会社宣布，确立液体钌（Ru）前驱物「TRuST」的2段成膜制程。「TRuST」是前驱物，对氧和氢两者具备良好的反应性，能够形成高纯度的钌膜。本制程是一种2段ALD成膜制程（ALD＝Atomic Layer Deposition），先利用氢成膜形成较薄的防氧化膜，再以氧成膜实现高品质的钌膜。借此，消除因氧引起的基板氧化的担忧，同时还能抑制因氢成膜造成的钌纯度降低。

使用液体钌前驱物「TRuST」的2段ALD制程，实现可防止基板氧化与高品质且低阻抗的极薄薄膜，可望应用于数据中心与IoT等先进技术。

在进行开发时，由韩国岭南大学校工科学院新素材工学部的SOO－HYUN, KIM教授提出成膜制程的方案，其成膜制程的开发及评估由KIM教授和田中贵金属工业共同实施。

在半导体的薄膜与配线材料中，过去主要使用的是铜、钨与钴，但针对半导体进一步走向微细化，对阻抗更低，耐久性更高的贵金属钌寄予厚望。因此，田中贵金属工业开发出实现高水准蒸气压值的CVD与ALD用液体钌前驱物「TRuST」，并于自2020年起开始提供样品。本前驱物透过将蒸气压提升100 倍以上的最高水准，提高成膜室内的前驱物浓度和基板表面的前驱物分子吸附密度，实现了优越的段差覆盖性和提升成膜速度。

田中贵金属工业正以钌为中心，开发针对次世代半导体的高纯度贵金属前驱物。在进行成膜时，以往的主流制程是利用氧的1段成膜，这次成功确立了利用氧与氢的2段成膜制程。透过这种2段成膜，可透过氢成膜降低底层的表面氧化风险，并透过氧成膜实现钌纯度几乎保持100%的高纯度成膜。

此外，先透过氢成膜形成底层，在此基础上进行氧成膜所形成的钌膜，也更加平滑精密，实现超越以往的低电阻值。

一般来说，随着膜厚的减少电阻率会增加，这被视为半导体成膜的一项课题。然而，这次确认到特别是10 nm以下的领域里，透过氧成膜再加上利用氢进行的2段成膜，可进一步实现低电阻。今后，随着半导体尺寸进一步缩小，预计对于钌膜也会有更薄更低电阻成膜的需求，利用2段成膜将有可能解决这项课题。此外，这次宣布的由2段成膜形成的低电阻与高纯度的钌薄膜，无论在哪个阶段都可以用相同原料、相同成膜温度来实现，所以可在相同的成膜装置内进行成膜，进而降低设备投资成本。