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公開番号2024104938
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-06
出願番号2023009391
出願日2023-01-25
発明の名称成膜方法
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C23C 16/34 20060101AFI20240730BHJP(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】カバレッジの良い金属含有膜を成膜する。
【解決手段】基板の上に形成された凹部に窒化チタン膜を成膜する成膜方法であって、(a)前記基板を処理容器内に準備する工程と、(b)前記処理容器内に金属含有ガスを含む成膜ガスを供給し、前記窒化チタン膜を成膜する工程と、(c)前記処理容器内に金属含有ガスを含むエッチングガスを供給し、前記窒化チタン膜をエッチングする工程と、を含み、(d)前記(b)の工程と前記(c)の工程とをこの順で繰り返し実行し、前記(b)における金属含有ガスは、TiBr₄ガス又はTiCl₄ガスであり、前記(c)における金属含有ガスは、TiBr₄ガスである、成膜方法が提供される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
基板の上に形成された凹部に窒化チタン膜を成膜する成膜方法であって、
（ａ）前記基板を処理容器内に準備する工程と、
（ｂ）前記処理容器内に金属含有ガスを含む成膜ガスを供給し、前記窒化チタン膜を成膜する工程と、
（ｃ）前記処理容器内に金属含有ガスを含むエッチングガスを供給し、前記窒化チタン膜をエッチングする工程と、を含み、
（ｄ）前記（ｂ）の工程と前記（ｃ）の工程とをこの順で繰り返し実行し、
前記（ｂ）における金属含有ガスは、ＴｉＢｒ
４
ガス又はＴｉＣｌ
４
ガスであり、
前記（ｃ）における金属含有ガスは、ＴｉＢｒ
４
ガスである、
成膜方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
基板の上に形成された凹部にチタン膜を成膜する成膜方法であって、
（ａ）前記基板を処理容器内に準備する工程と、
（ｂ）前記処理容器内に金属含有ガスを含むガスを供給し、前記チタン膜を成膜する工程と、
（ｃ）前記処理容器内に金属含有ガスを含むガスを供給し、前記チタン膜をエッチングする工程と、を含み、
（ｄ）前記（ｂ）の工程と前記（ｃ）の工程とをこの順で繰り返し実行し、
前記（ｂ）における金属含有ガスは、ＴｉＣｌ
４
ガスであり、
前記（ｃ）における金属含有ガスは、ＴｉＢｒ
４
ガスである、
成膜方法。
【請求項３】
前記（ｃ）の工程は、
前記処理容器内にＲＦ電力を供給し、ＴｉＢｒ
４
ガスから生成されたプラズマにより前記窒化チタン膜をプラズマエッチングする、
請求項１に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記（ｃ）の工程は、
前記処理容器内にＲＦ電力を供給し、ＴｉＢｒ
４
ガスから生成されたプラズマにより前記チタン膜をプラズマエッチングする、
請求項２に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記（ｂ）の工程及び前記（ｃ）の工程において供給する前記金属含有ガスは同一ガスである、
請求項１に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記（ｂ）の工程及び前記（ｃ）の工程において供給する前記金属含有ガスは異なるガスである、
請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項７】
前記（ｂ）の工程は、
前記金属含有ガスとＮＨ
３
ガスとを交互に供給し、ＡＬＤ法により成膜する、
請求項１に記載の成膜方法。
【請求項８】
前記（ｂ）の工程は、
前記金属含有ガスとＨ
２
ガスとを交互に供給し、ＡＬＤ法により成膜する、
請求項２に記載の成膜方法。
【請求項９】
前記（ｂ）の工程及び前記（ｃ）の工程において、前記基板を載置するステージの温度は同一である、
請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項１０】
（ｅ）前記（ｄ）の工程において前記（ｂ）の工程と前記（ｃ）の工程とを繰り返し実行する回数が第１設定回数に達すると、ＴｉＢｒ
４
ガスにより前記処理容器内のショートクリーニングを実行する工程を含む、
請求項１又は２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、成膜方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１は、基板における絶縁膜間の隙間に金属膜を埋め込むにあたり、当該金属膜の充填性を高くすることができる基板処理方法を提案する。特許文献１では、基板に成膜ガスを供給し、各隙間に金属膜を形成する第１の成膜工程と、続いて、基板にエッチングガスを供給し、金属膜の表層をエッチングするエッチング工程と、その後、基板に成膜ガスを供給し、各隙間に金属膜を充填する第２の成膜工程と、を実施する。
【０００３】
例えば、特許文献２は、コンタクトホール内の底面を含めて基板表面全面に、ＴｉＣｌ
４
ガスとＨ
２
ガスの存在下にて非常に薄いＴｉ（チタン）金属膜をプラズマＣＶＤにより形成し、次にエッチング工程を行うことを提案する。エッチング工程では、エッチングガスとしてＴｉＣｌ
４
ガスのみを流すことにより、プラズマを生成せずにチタン金属膜の表面を所定の厚さだけエッチングして除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１１７８４３号公報
特開２００１－２１０７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、カバレッジの良い金属含有膜を成膜することができる成膜方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一の態様によれば、基板の上に形成された凹部に窒化チタン膜を成膜する成膜方法であって、（ａ）前記基板を処理容器内に準備する工程と、（ｂ）前記処理容器内に金属含有ガスを含む成膜ガスを供給し、前記窒化チタン膜を成膜する工程と、（ｃ）前記処理容器内に金属含有ガスを含むエッチングガスを供給し、前記窒化チタン膜をエッチングする工程と、を含み、（ｄ）前記（ｂ）の工程と前記（ｃ）の工程とをこの順で繰り返し実行し、前記（ｂ）における金属含有ガスは、ＴｉＢｒ
４
ガス又はＴｉＣｌ
４
ガスであり、前記（ｃ）における金属含有ガスは、ＴｉＢｒ
４
ガスである、成膜方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
一の側面によれば、カバレッジの良い金属含有膜を成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る基板処理装置の一例を示す断面模式図。
第１実施形態に係る基板処理装置における成膜方法及びガス供給シーケンスの一例。
図２の成膜方法を説明するための図。
第１実施形態に係る成膜方法におけるエッチング結果の一例を示す図。
第２実施形態に係る基板処理装置の一例を示す断面模式図。
第２実施形態に係る基板処理装置における成膜方法及びガス供給シーケンスの一例。
図６の成膜方法を説明するための図。
第２実施形態に係る成膜方法におけるエッチング結果の一例を示す図。
第１及び第２実施形態に係る成膜方法（クリーニング方法を含む）の一例を示すフローチャート。
図９の成膜方法（クリーニング方法を含む）のシーケンスの一例。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
＜第１実施形態＞
基板の上に形成された凹部にバリアメタルとして窒化チタン膜を成膜し、その後、配線となる金属を埋め込む工程がある。この工程では、凹部のアスペクト比が高まるにつれ、均一に窒化チタン膜を凹部に形成することが困難となる。そこで、第１実施形態では、スループットが高く、かつステップカバレッジの良い高品質な窒化チタン膜を成膜する成膜方法について提案する。また、その成膜方法を実行する基板処理装置及びその基板処理装置をクリーニングする方法について提案する。
【００１０】
［基板処理装置］
まず、第１実施形態に係る成膜方法を実行する基板処理装置１００の一例について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る基板処理装置１００の一例を示す断面模式図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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