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公開番号2024150347
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-23
出願番号2023063724
出願日2023-04-10
発明の名称成膜装置及び成膜方法
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 16/509 20060101AFI20241016BHJP(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】ジルコニウム膜を安定的に形成する。
【解決手段】成膜装置は、内部が減圧される処理容器と、該処理容器の内部の処理空間に電界を生じさせる電極と、該電極へ高周波電力を供給する高周波電源と、処理容器の内部に配置されて基板が載置される載置台と、処理空間に気化した塩化ジルコニウムを導入する成膜ガス導入部と、を備え、成膜ガス導入部は金属からなり、接地する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
内部が減圧される処理容器と、該処理容器の内部の処理空間に電界を生じさせる電極と、該電極へ高周波電力を供給する高周波電源と、前記処理容器の内部に配置されて基板が載置される載置台と、前記処理空間に気化した塩化ジルコニウムを導入する成膜ガス導入部と、を備え、
前記成膜ガス導入部は金属からなり、接地する成膜装置。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記処理空間に還元ガスを導入する円板状の還元ガス導入部をさらに備え、
前記還元ガス導入部は、前記載置台に載置された基板と対向するように配置され、
前記成膜ガス導入部は、環状を呈し、前記還元ガス導入部を囲むように配置される、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記成膜ガス導入部は、前記載置台に載置された基板と対向しないように配置される、請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記還元ガスを貯留し、該貯留した還元ガスを前記還元ガス導入部へ供給する還元ガス貯留タンクをさらに備える、請求項２に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記処理空間の酸素濃度をモニタする酸素濃度モニタをさらに備える、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記処理空間に少なくとも一部が暴露される部品の表面を覆う第１の被覆膜は、酸素を含まない材料で構成される、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記第１の被覆膜を覆う第２の被覆膜は、ジルコニウム膜を形成する際に生じる副生成物と同じ又は類似の成分からなる材料で構成される、請求項６に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記処理空間に生じたプラズマの処理空間以外への拡散を抑制する部品をさらに備える、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記処理容器の内部に生じたプラズマの処理空間以外への拡散を抑制するためのパージガスを供給するパージガス供給系をさらに備える、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記処理空間に少なくとも一部が暴露される部品を加熱する加熱機構をさらに備える、請求項１に記載の成膜装置。
（【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、成膜装置及び成膜方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
シリコン（Ｓｉ）やシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）を用いる金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）では、ソースやドレインへの配線（コンタクト）の材料として、チタン（Ｔｉ）やチタンシリサイド（ＴｉＳｉ
ｘ
）が用いられている。
【０００３】
ところで、近年、半導体デバイスの更なる微細化に伴い、配線も微細化するため、より低抵抗の配線材料が求められている。ソースやドレインと配線との接触抵抗の要因の１つとして、ショットキー障壁（ＳＢＨ）が挙げられる。ソースやドレインを構成する半導体にはＰ型とＮ型半導体があるが、Ｎ型半導体に対してＳＢＨを下げるには、シリコンやシリコンゲルマニウムの伝導帯とエネルギーレベルが近い伝導帯を有する金属材料を用いればよいことが知られている。このような金属材料としてはジルコニウム（Ｚｒ）が知られている。そして、ジルコニウム膜は、例えばＣＶＤ装置において、気化した塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ
４
）が励起・分解されて生じるプラズマを用いてウエハに形成される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平５－３４３３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示に係る技術は、ジルコニウム膜を安定的に形成する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る技術の一態様は、成膜装置であって、内部が減圧される処理容器と、該処理容器の内部の処理空間に電界を生じさせる電極と、該電極へ高周波電力を供給する高周波電源と、前記処理容器の内部に配置されて基板が載置される載置台と、前記処理空間に気化した塩化ジルコニウムを導入する成膜ガス導入部と、を備え、前記成膜ガス導入部は金属からなり、接地する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係る技術によれば、ジルコニウム膜を安定的に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示に係る技術の一実施の形態に係る成膜装置としてのプラズマ処理装置の構成を示す図である。
図１のプラズマ処理装置における暴露部品の被覆構造を説明するための断面図である。
図１のプラズマ処理装置におけるパージガス供給系の構造を説明するための図である。
図１のプラズマ処理装置のガス供給系の構成を模式的に示す図である。
図１のプラズマ処理装置において載置台とシャワーヘッドの間の距離が縮まる様子を説明するための図である。
ウエハの表面にジルコニウム膜を形成する際に実行される各種処理の流れを示すフローチャートである。
成膜前処理を示すフローチャートである。
成膜処理における各種ガスの導入タイミングや高周波電力の供給タイミングを示すシーケンス図である。
成膜処理におけるジルコニウムの堆積の様子を説明するための工程図である。
成膜処理における閉塞ジルコニウムの除去処理を説明するための各種ガスの導入タイミングや高周波電力の供給タイミングを示すシーケンス図である。
還元処理における各種ガスの導入タイミングや高周波電力の供給タイミングを示すシーケンス図である。
還元処理における水素ガスの流量と整合器のロードやチューンのインピーダンスとの関係を示すグラフである。
クリーニング処理を示すフローチャートである。
図１のプラズマ処理装置の第１の変形例の構成を示す図である。
図１のプラズマ処理装置の第２の変形例の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ところで、塩化ジルコニウムは常態で固体であるため、ジルコニウム膜を成膜するためには、まず、塩化ジルコニウムを加熱して気化させ、アルゴン（Ａｒ）ガス等のキャリアガスでＣＶＤ装置の処理容器の内部へ導入する。そして、チャンバ内において生じた電界により、気化した塩化ジルコニウム（以下、「塩化ジルコニウムガス」という）を励起・分解してプラズマを生成する。
【００１０】
しかしながら、塩化ジルコニウムガスの励起・分解には多くのエネルギーが必要であるため、塩化ジルコニウムガスの励起・分解は容易ではなく、従来のＣＶＤ装置では塩化ジルコニウムガスを用いてジルコニウム膜を安定的に形成するのが困難である。
（【００１１】以降は省略されています）

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