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公開番号2024047686
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-08
出願番号2022153314
出願日2022-09-27
発明の名称成膜方法、成膜装置、および成膜システム
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人個人
主分類C23C 16/06 20060101AFI20240401BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】膜中不純物が少ないモリブデン膜またはタングステン膜を、下地に対するダメージが小さくかつ低温で成膜することができる成膜方法、成膜装置、および成膜システムを提供する。
【解決手段】モリブデン膜またはタングステン膜を成膜する成膜方法は、基板を準備する工程と、モリブデンまたはタングステンを含有する有機金属原料ガスと反応ガスとを用いたALD成膜により基板上にモリブデンまたはタングステンを含有する膜を成膜する工程と、成膜する工程における成膜の途中または成膜後に膜にイオンを作用させる処理を行う工程とを有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
モリブデン膜またはタングステン膜を成膜する成膜方法であって、
基板を準備する工程と、
モリブデンまたはタングステンを含有する有機金属原料ガスと反応ガスとを用いたＡＬＤ成膜により前記基板上にモリブデンまたはタングステンを含有する膜を成膜する工程と、
前記成膜する工程における成膜の途中または成膜後に前記膜にイオンを作用させる処理を行う工程と、
を有する、成膜方法。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記有機金属原料ガスは、金属イミド結合および／または金属アミド結合を含み、金属－酸素結合および金属－ハロゲン結合を含まない、請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記有機金属原料ガスは、金属イミド結合および／または金属アミド結合のみを含む、請求項２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記反応ガスは酸素含有ガスまたは窒素含有ガスであり、前記膜には酸化物または窒化物が存在し、前記イオンを作用させる処理を行う工程は、前記膜にイオンエネルギーを与え、前記膜に存在する前記酸化物または前記窒化物を還元する、請求項１に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記イオンを作用させる処理を行う工程は、希ガスのイオンを作用させる、請求項４に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記イオンを作用させる処理を行う工程は、Ａｒイオンを作用させる、請求項５に記載の成膜方法。
【請求項７】
前記イオンを作用させる処理を行う工程は、チャンバー内で前記基板を載置台上に載置し、前記チャンバー内にプラズマを生成してイオンを形成し、前記載置台にバイアスを印加して前記イオンを基板に引き込むことにより行う、請求項４に記載の成膜方法。
【請求項８】
前記イオンを作用させる処理を行う工程は前記膜をスパッタする、請求項７に記載の成膜方法。
【請求項９】
前記成膜する工程は４００℃以下の温度で行う、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１０】
前記イオンを作用させる処理を行う工程を、前記成膜する工程の途中で行う場合は、前記ＡＬＤ成膜と前記イオンを作用させる処理とを繰り返し行う、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の成膜方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、成膜方法、成膜装置、および成膜システムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程においては、基板に形成されるコンタクトホールや配線間のビアホールを埋め込むための材料等としてタングステンが用いられている。また、タングステンと同様の高融点金属であり、さらなる低抵抗化も期待できるモリブデンも同様の用途への適用が検討されている。
【０００３】
特許文献１には、成膜原料ガスとしてＭｏＣｌ
５
またはＭｏＯ
２
Ｃｌ
２
を用いてＡＬＤまたはＣＶＤによりモリブデン膜を成膜する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、成膜原料ガスとして有機金属原料ガスを用いてタングステン膜またはモリブデン膜を４００℃以下の低温で成膜することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１９－４４２６６号公報
米国特許出願公開第２０２０／０１１５７９８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示は、膜中不純物が少ないモリブデン膜またはタングステン膜を、下地に対するダメージが小さくかつ低温で成膜することができる成膜方法、成膜装置、および成膜システムを提供する。
【０００７】
本開示の一態様に係る成膜方法は、モリブデン膜またはタングステン膜を成膜する成膜方法であって、基板を準備する工程と、モリブデンまたはタングステンを含有する有機金属原料ガスと反応ガスとを用いたＡＬＤ成膜により前記基板上にモリブデンまたはタングステンを含有する膜を成膜する工程と、前記成膜する工程における成膜の途中または成膜後に前記膜にイオンを作用させる処理を行う工程と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、膜中不純物が少ないモリブデン膜またはタングステン膜を、下地に対するダメージが小さくかつ低温で成膜することができる成膜方法、成膜装置、および成膜システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一実施形態に係る成膜方法のフローを示すフローチャートである。
有機金属原料ガスと反応ガスを用いたＡＬＤ成膜の際のシーケンス例を示すタイミングチャートである。
基板上に有機金属原料ガスとＯ
３
ガスを用いＡＬＤ成膜を行って成膜した膜を、Ａｒスパッタエッチングしながら深さ方向の組成分析を行った結果を示す図である。
ＡＬＤ成膜中にＡｒイオン処理を行う場合における一例のシーケンス例を示すタイミングチャートである。
ＡＬＤ成膜中にＡｒイオン処理を行う場合における他の例のシーケンス例を示すタイミングチャートである。
一実施形態の成膜方法を実施するための装置の第１の例としての成膜装置を模式的に示す断面図である。
図６の成膜装置により成膜する場合の、Ａｒイオン処理を行う工程をＡＬＤサイクルに組み込んだ場合のシーケンス例について説明する。
一実施形態の成膜方法を実施するための装置の第２の例としての成膜システムを模式的に示す平面図である。
基板上に有機金属原料ガスとＯ
３
ガスを用いＡＬＤ成膜を行って成膜した５つのサンプルの膜表面をＸＰＳにより組成分析した結果と、これらサンプルを表面から深さ７ｎｍ付近までＡｒイオンスパッタしてＸＰＳにより組成分析した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して実施形態について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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