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公開番号2024100235
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-26
出願番号2023004078
出願日2023-01-13
発明の名称シリコン窒化膜の形成方法
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 21/318 20060101AFI20240719BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】グラフェン膜の上にシリコン窒化膜を形成する際に、グラフェン膜の減膜を抑制し、グラフェン膜とシリコン窒化膜の密着性を向上する、シリコン窒化膜の形成方法を提供する。
【解決手段】処理容器内に表面にグラフェン膜を有する基板を準備する工程と、前記処理容器内に窒素含有ガスを供給する工程と、前記窒素含有ガスの供給後であって、前記処理容器内の圧力制御が安定した後に、前記処理容器内にSi前駆体ガスを供給する工程と、前記Si前駆体ガスの供給後であって、前記処理容器内の圧力制御が安定する前に、プラズマ生成用の高周波電力を供給して、前記処理容器内にプラズマを生成する工程と、前記基板をプラズマにさらして、前記グラフェン膜の上にシリコン窒化膜を形成する工程と、を有する、シリコン窒化膜の形成方法。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
処理容器内に表面にグラフェン膜を有する基板を準備する工程と、
前記処理容器内に窒素含有ガスを供給する工程と、
前記窒素含有ガスの供給後であって、前記処理容器内の圧力制御が安定した後に、前記処理容器内にＳｉ前駆体ガスを供給する工程と、
前記Ｓｉ前駆体ガスの供給後であって、前記処理容器内の圧力制御が安定する前に、プラズマ生成用の高周波電力を供給して、前記処理容器内にプラズマを生成する工程と、
前記基板をプラズマにさらして、前記グラフェン膜の上にシリコン窒化膜を形成する工程と、を有する、
シリコン窒化膜の形成方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記Ｓｉ前駆体ガスの供給開始から前記高周波電力を供給開始するまでの間は、第１の期間を有し、前記第１の期間は、１秒以上１０秒以下である、
請求項１に記載のシリコン窒化膜の形成方法。
【請求項３】
前記窒素含有ガスの供給開始から前記高周波電力を供給開始するまでの間は、第２の期間を有し、前記第２の期間は、２０秒以上である、
請求項１に記載のシリコン窒化膜の形成方法。
【請求項４】
前記処理容器内に希釈ガスを供給する工程をさらに有し、
前記希釈ガスの供給開始は、前記高周波電力の供給開始と同時である、
請求項１に記載のシリコン窒化膜の形成方法。
【請求項５】
前記処理容器内に希釈ガスを供給する工程をさらに有し、
前記希釈ガスの供給開始は、前記高周波電力の供給開始よりも後に開始される、
請求項１に記載のシリコン窒化膜の形成方法。
【請求項６】
前記高周波電力の供給を開始してから前記希釈ガスの供給を開始するまでの間は、第３の期間を有し、前記第３の期間は、１秒以上５秒以下である、
請求項５に記載のシリコン窒化膜の形成方法。
【請求項７】
前記処理容器は、前記処理容器の上壁からガスを供給する第１のガス供給孔と、前記処理容器の側壁からガスを供給する第２のガス供給孔と、を有し、
前記Ｓｉ前駆体ガスを供給する工程は、前記第１のガス供給孔から前記Ｓｉ前駆体ガスを供給する、
請求項１に記載のシリコン窒化膜の形成方法。
【請求項８】
前記処理容器内に希釈ガスを供給する工程をさらに有し、
前記希釈ガスを供給する工程は、
前記第２のガス供給孔から前記希釈ガス及び前記Ｓｉ前駆体ガスを供給する、
請求項７に記載のシリコン窒化膜の形成方法。
【請求項９】
前記処理容器は、前記処理容器の上壁からガスを供給する第１のガス供給孔と、前記処理容器の側壁からガスを供給する第２のガス供給孔と、を有し、
前記Ｓｉ前駆体ガスを供給する工程は、前記第１のガス供給孔及び前記第２のガス供給孔から前記Ｓｉ前駆体ガスを供給する、
請求項１に記載のシリコン窒化膜の形成方法。
【請求項１０】
前記第１のガス供給孔から供給される前記Ｓｉ前駆体ガスと、前記第２のガス供給孔から供給される前記Ｓｉ前駆体ガスとの流量比は、１：３以上１：７以下である、
請求項８または請求項９に記載のシリコン窒化膜の形成方法。
（【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、シリコン窒化膜の形成方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、窒素含有ガス及びＳｉ含有ガスを導入し、次にマイクロ波発生装置からのマイクロ波を出力して、プラズマＣＶＤ法によりウェハ表面に窒化珪素膜を堆積させる処理が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開２００８／０３５６７８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一の側面では、本開示は、グラフェン膜の上にシリコン窒化膜を形成する際に、グラフェン膜の減膜を抑制し、グラフェン膜とシリコン窒化膜の密着性を向上する、シリコン窒化膜の形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、一の態様によれば、処理容器内に表面にグラフェン膜を有する基板を準備する工程と、前記処理容器内に窒素含有ガスを供給する工程と、前記窒素含有ガスの供給後であって、前記処理容器内の圧力制御が安定した後に、前記処理容器内にＳｉ前駆体ガスを供給する工程と、前記Ｓｉ前駆体ガスの供給後であって、前記処理容器内の圧力制御が安定する前に、プラズマ生成用の高周波電力を供給して、前記処理容器内にプラズマを生成する工程と、前記基板をプラズマにさらして、前記グラフェン膜の上にシリコン窒化膜を形成する工程と、を有する、シリコン窒化膜の形成方法が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
一の側面によれば、本開示は、グラフェン膜の上にシリコン窒化膜を形成する際に、グラフェン膜の減膜を抑制し、グラフェン膜とシリコン窒化膜の密着性を向上する、シリコン窒化膜の形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
一実施形態に係るマイクロ波のプラズマ源を備えたプラズマ処理装置の構成例を示す図。
一実施形態に係るシリコン窒化膜の形成方法を示すフローチャートの一例。
一実施形態に係るシリコン窒化膜の形成方法のシーケンスを示す図の一例。
一実施形態に係るシリコン窒化膜の形成方法を示すフローチャートの他の一例。
一実施形態に係るシリコン窒化膜の形成方法のシーケンスを示す図の他の一例。
基板に形成される膜の模式図の一例。
グラフェン膜の上に窒素含有ガスとしてＮ
２
ガスを用いてシリコン窒化膜を形成した場合におけるラマン分光法の結果の一例。
グラフェン膜の上に窒素含有ガスとしてＮＨ
３
ガスを用いてシリコン窒化膜を形成した場合におけるラマン分光法の結果の一例。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【０００９】
［プラズマ処理装置］
本実施形態に係る成膜方法を実行するプラズマ処理装置の構成例について、図１を参照して説明する。図１は、一実施形態に係るマイクロ波のプラズマ源を備えたプラズマ処理装置１の構成例を示す図である。プラズマ処理装置１は、基板Ｗにシリコン窒化膜を成膜する成膜装置である。ここで、シリコン窒化膜は、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜、ＳｉＣＮ膜、ＳｉＯＣＮ膜のうちのいずれか１つである。なお、以下の説明において、プラズマ処理装置１は、基板ＷにＳｉＮ膜を成膜する場合を例に説明する。
【００１０】
プラズマ処理装置１は、処理容器１０とプラズマ源２とを備える。処理容器１０は、気密に構成されたアルミニウム等の金属材料からなる略円筒状であり、接地されている。プラズマ源２は、処理容器１０内にマイクロ波を導入して表面波プラズマを形成する。処理容器１０の天壁（上壁）１０ａは、金属製の本体部に、複数のマイクロ波放射機構４２の誘電体部材（以下、誘電体窓５６という。）が嵌め込まれて構成されている。これにより、プラズマ源２は天壁１０ａの複数の誘電体窓５６を介して処理容器１０内にマイクロ波を導入するようになっている。
（【００１１】以降は省略されています）

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