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公開番号2024152915
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2024139952,2020104779
出願日2024-08-21,2020-06-17
発明の名称検出方法
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類C23C 16/52 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】成膜中の膜の状態を検出すること。
【解決手段】検出方法は、成膜中の膜の状態を検出する検出方法であって、基板をチャンバ内に準備する工程と、ALD(Atomic Layer Deposition)により基板上に膜を成膜する工程であって、ALDは、チャンバ内に原料ガスを供給して基板に吸着させる吸着ステップと、反応ガスをチャンバ内に供給して原料ガスと反応させて基板に膜を形成する反応ステップとを含む複数のステップを繰り返すことにより基板上に膜を成膜し、各ステップにおいて、基板に赤外光を照射することにより測定データを取得する工程と、各ステップの前後での測定データの差分を抽出する工程と、を有する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
成膜中の膜の状態を検出する検出方法であって、
基板をチャンバ内に準備する工程と、
ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）により前記基板上に膜を成膜する工程であって、前記ＡＬＤは、前記チャンバ内に原料ガスを供給して前記基板に吸着させる吸着ステップと、反応ガスを前記チャンバ内に供給して原料ガスと反応させて前記基板に膜を形成する反応ステップとを含む複数のステップを繰り返すことにより前記基板上に膜を成膜し、各ステップにおいて、前記基板に赤外光を照射することにより測定データを取得する工程と、
各ステップの前後での前記測定データの差分を抽出する工程と、
を有する検出方法。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記ＡＬＤは、改質するステップを含み、
前記抽出する工程では、前記改質するステップの前後で測定データの差分を抽出する
請求項１に記載の検出方法。
【請求項３】
前記抽出する工程では、各ステップの前後の測定データから赤外光の波数毎に、赤外光の吸光度をそれぞれ求め、波数毎に、赤外光の吸光度を減算して波数毎の赤外光の吸光度を差分データとして抽出する
請求項１又は２に記載の検出方法。
【請求項４】
前記抽出する工程により抽出された差分データに基づき、各ステップの状態を表示する工程をさらに有する
請求項１～３の何れか１つに記載の検出方法。
【請求項５】
前記抽出する工程により抽出された差分データに基づき、各ステップのパラメータを制御する工程をさらに有する
請求項１～４の何れか１つに記載の検出方法。
【請求項６】
前記制御する工程は、抽出された差分データから前記基板に成膜された膜の膜厚の分布と膜質を求め、膜厚の分布を均一化しつつ、所定の膜質となるようにプロセスパラメータを制御する
請求項５に記載の検出方法。
【請求項７】
前記膜を成膜する工程は、定期的に同じ成膜条件で基板に膜を成膜し、
同じ成膜条件で成膜された複数の基板の差分データから基板間の差分データの比較に基づいて前記膜を成膜する工程を実施する装置のコンディションを診断する工程をさらに有する
請求項１～６の何れか１つに記載の検出方法。
【請求項８】
前記原料ガスは、シリコン含有ガスである
請求項１～７の何れか１つに記載の検出方法。
【請求項９】
前記反応ガスは、窒素含有ガスである
請求項１～８の何れか１つに記載の検出方法。
【請求項１０】
前記改質するステップは、水素ガスのプラズマにより改質する
請求項２に記載の検出方法。
（【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、検出方法に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、成膜用基板とモニタ用基板とを載置して成膜を行い、モニタ用基板に形成された薄膜を赤外分光法により分析し、分析値に基づいて成膜用基板に形成する膜の膜質を適正化する技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１０－５６０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、成膜中の膜の状態を検出する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様による検出方法は、成膜中の膜の状態を検出する検出方法であって、基板をチャンバ内に準備する工程と、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）により基板上に膜を成膜する工程であって、ＡＬＤは、チャンバ内に原料ガスを供給して基板に吸着させる吸着ステップと、反応ガスをチャンバ内に供給して原料ガスと反応させて基板に膜を形成する反応ステップとを含む複数のステップを繰り返すことにより基板上に膜を成膜し、各ステップにおいて、基板に赤外光を照射することにより測定データを取得する工程と、各ステップの前後での測定データの差分を抽出する工程と、を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、成膜中の膜の状態を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、実施形態に係る成膜装置の一例を示す概略断面図である。
図２は、実施形態に係るプラズマによる成膜を説明する図である。
図３Ａは、ＴＥＭ－ＥＤＸによる分析を説明する図である。
図３Ｂは、ＴＥＭ－ＥＤＸによる分析を説明する図である。
図４は、従来のＦＴ－ＩＲ分析を説明する図である。
図５は、実施形態に係る成膜方法の流れを説明する図である。
図６は、実施形態に係る差分データを説明する図である。
図７は、実施形態に係るプラズマＡＬＤの処理プロセスの一例を示す図である。
図８Ａは、実施形態に係るＳｉＮ膜を成膜した基板の一例を示す図である。
図８Ｂは、比較例に係るＳｉＮ膜を成膜したシリコン基板の一例を示す図である。
図９は、赤外光の波数毎の吸光度の一例を示す図である。
図１０Ａは、赤外光の波数毎の吸光度の一例を示す図である。
図１０Ｂは、赤外光の波数毎の吸光度の一例を示す図である。
図１０Ｃは、赤外光の波数毎の吸光度の一例を示す図である。
図１１は、実施形態に係る成膜装置の他の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本願の開示する検出方法の実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、開示する検出方法が限定されるものではない。
【０００９】
半導体デバイスの製造では、凹部を含むパターンが形成された半導体ウエハ等の基板に対して、成膜装置によって成膜が行われる。成膜装置は、所定の真空度にされたチャンバ（処理容器）内に基板を配置し、チャンバ内に成膜原料ガスを供給する共にプラズマを生成して、基板に対して成膜を行う。成膜技術として、例えば、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、プラズマＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）等が知られている。
【００１０】
ところで、基板に形成されるパターンの微細化が進み、プラズマを用いた成膜では、パターンに含まれる凹部の側壁・底部の膜質が悪くなりやすい。そこで、半導体デバイスを製造する実際の基板とは別に、平坦なモニタ用基板に成膜を行い、モニタ用基板に形成した膜を赤外分光法により分析することで、実際の基板に成膜した膜の状態を類推する。
（【００１１】以降は省略されています）

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