特許ウォッチ

公開番号2024152724
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2024065518
出願日2024-04-15
発明の名称非晶質炭素膜及びその蒸着方法
出願人テスカンパニー、リミテッド
代理人個人
主分類C23C 16/26 20060101AFI20241018BHJP(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】高い選択比を有しながらも、相対的に低い圧縮応力を有する非晶質炭素膜及びその蒸着方法を提供する。
【解決手段】非晶質炭素膜の蒸着方法は、(a)チャンバ2内に基板Wをローディングする段階と、(b)炭素を含む前駆体、酸素を含む前駆体、及び窒素を含む前駆体を放電して、基板W上に酸素及び窒素ドープされた非晶質炭素膜を蒸着する段階と、を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
（ａ）チャンバ内に基板をローディングする段階と、
（ｂ）炭素を含む前駆体、酸素を含む前駆体、及び窒素を含む前駆体を放電して、前記基板上に酸素及び窒素ドープされた非晶質炭素膜を蒸着する段階と、
を含むことを特徴とする、
非晶質炭素膜の蒸着方法。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
前記炭素を含む前駆体は、気体状態の炭素化合物であることを特徴とする、
請求項１に記載の非晶質炭素膜の蒸着方法。
【請求項３】
前記酸素を含む前駆体は、酸素ガスであることを特徴とする、
請求項１に記載の非晶質炭素膜の蒸着方法。
【請求項４】
前記酸素を含む前駆体は、８０～５００ｓｃｃｍの流量で前記チャンバ内に供給されることを特徴とする、
請求項３に記載の非晶質炭素膜の蒸着方法。
【請求項５】
前記窒素を含む前駆体は、窒素ガスであることを特徴とする、
請求項１に記載の非晶質炭素膜の蒸着方法。
【請求項６】
前記窒素を含む前駆体は、１００～１０００ｓｃｃｍの流量で前記チャンバ内に供給されることを特徴とする、
請求項５に記載の非晶質炭素膜の蒸着方法。
【請求項７】
上記（ｂ）段階は、３～８Ｔｏｒｒの工程圧力、１０００～３０００Ｗのプラズマパワー、及び４００～６５０℃の基板温度の条件で行われることを特徴とする、
請求項１に記載の非晶質炭素膜の蒸着方法。
【請求項８】
炭素基地に酸素及び窒素がドープされており、２００ＭＰａ以下の圧縮応力及び４０ＭＰａ以上のモジュラスを有することを特徴とする、
非晶質炭素膜。
【請求項９】
前記非晶質炭素膜は、５．０ＧＰａ以上のビッカース硬さを有することを特徴とする、
請求項８に記載の非晶質炭素膜。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程でハードマスクとして主に用いられる非晶質炭素膜の蒸着技術に関する。より具体的には、本発明は、高い選択比を有しながらも、相対的に低い圧縮応力を有する非晶質炭素膜及びその蒸着方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、半導体製造工程で適用中であるナンド（ＮＡＮＤ）デバイス構造では、水平型ナンド構造と垂直型ナンド構造とがある。より微細なパターンが求められることから、最近は、垂直型ナンド（ＶＮＡＮＤ）構造に対する研究が多く行われている。
【０００３】
垂直型ＮＡＮＤ構造を達成するためには、高い選択比（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）を要求するハードマスク（Ｈａｒｄｍａｓｋ）工程が必要とされる。このような要求事項を満たすために、非晶質炭素膜（ＡＣＬ）が代表的なハードマスクとして用いられてきた。シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜が垂直方向に数十～数百の層に交互に積層された多層絶縁膜に、ハードマスクとして非晶質炭素膜をＰＥＣＶＤ（ＰｌａｓｍａＥｎｈａｎｃｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程で蒸着した後、エッチング工程によって多層絶縁膜を垂直に貫通する細長い孔を形成する。
【０００４】
垂直型ＮＡＮＤデバイスにおける多層絶縁膜の高い層数を考慮するとき、非晶質炭素膜がハードマスクとして正しい働きをするためには、非晶質炭素膜の選択比が高い必要がある。
【０００５】
非晶質炭素膜の選択比を高める方法では、種々の方法が提案されている。例えば、韓国公開特許公報第１０－２０１７－００９３００３号（２０１７年８月１４日）には、炭化水素前駆体を用いてドーパントが注入されていない炭素膜を蒸着する段階と、炭化水素前駆体及びホウ素前駆体を用いてドーパントが注入された炭素膜を蒸着する段階と、を繰り返して、ホウ素ドープ炭素膜とホウ素非ドープ炭素膜とが交互に積層された多層構造の非晶質炭素膜の蒸着方法が開示されている。
【０００６】
一方、非晶質炭素膜の選択比が高くなると、圧縮応力（ＣｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅＳｔｒｅｓｓ）も増加する傾向にある。但し、圧縮応力が増加しすぎると、ウエハ固定（ＷａｆｅｒＣｈｕｃｋｉｎｇ）における問題が生じ得、その結果、デバイス収率の低下をもたらし得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、ＰＥＣＶＤ工程の制御によって高い選択比を有しながらも、相対的に低い圧縮応力を有する非晶質炭素膜を蒸着する方法を提供することである。
【０００８】
また、本発明が解決しようとする課題は、高い選択比を有しながらも、相対的に低い圧縮応力を有する非晶質炭素膜を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明の一実施例による非晶質炭素膜の蒸着方法は、（ａ）チャンバ内に基板をローディングする段階と、（ｂ）炭素を含む前駆体、酸素を含む前駆体、及び窒素を含む前駆体を放電して、前記基板上に酸素及び窒素ドープされた非晶質炭素膜を蒸着する段階と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
前記炭素を含む前駆体は、気体状態の炭素化合物であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許