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公開番号2024160957
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-15
出願番号2024069838
出願日2024-04-23
発明の名称領域選択的薄膜形成方法
出願人イージーティーエムカンパニーリミテッド
代理人弁理士法人RYUKA国際特許事務所
主分類H01L 21/316 20060101AFI20241108BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】基板上に領域選択的に高品質な薄膜を形成することで後続工程を省略して工程を簡素化し、コストを節減する領域選択的薄膜形成方法を提供する。
【解決手段】領域選択的薄膜形成方法は、成長領域及び非成長領域を含む基板をチャンバーに供給し、安定化する基板準備ステップ、チャンバーの内部に金属前駆体化合物を供給して基板に吸着させる前駆体供給ステップ、チャンバーの内部をパージするパージステップ、及びチャンバーの内部に反応物質を供給して金属前駆体化合物と反応し、薄膜を形成する薄膜形成ステップを含み、金属前駆体化合物は、下記化1で表される5族金属前駆体化合物である。
[化1]
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【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
成長領域及び非成長領域を含む基板をチャンバーに供給し、安定化する基板準備ステップ；
前記チャンバーの内部に金属前駆体化合物を供給して前記基板に吸着させる前駆体供給ステップ；
前記チャンバーの内部をパージするパージステップ；及び
前記チャンバーの内部に反応物質を供給して前記金属前駆体化合物と反応し、薄膜を形成する薄膜形成ステップを含み、
前記金属前駆体化合物は、下記化１で表される５族金属前駆体化合物である、領域選択的薄膜形成方法。
［化１］
JPEG
2024160957000014.jpg
23
29
（前記化１において、Ｍは、５族金属元素のニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）の中から選択されたいずれか一つであり、Ｒ
１
、Ｒ
２
及びＲ
３
は、それぞれ独立して、炭素数１～６の線状アルキル基及び炭素数３～６の分枝状アルキル基の中から選択され、Ｘは、それぞれ独立して、ハロゲン元素である。）
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記薄膜形成ステップ以後に前記チャンバーの内部をパージするパージステップをさらに含む、請求項１に記載の領域選択的薄膜形成方法。
【請求項３】
前記化１において、Ｒ
１
は、炭素数３～４の分枝状アルキル基であり、Ｒ
２
及びＲ
３
は、それぞれ炭素数１～６の線状アルキル基である、請求項１に記載の領域選択的薄膜形成方法。
【請求項４】
前記化１において、Ｒ
２
とＲ
３
は互いに異なり、
前記Ｒ
２
の炭素数と前記Ｒ
３
の炭素数の和は、３以下である、請求項１に記載の領域選択的薄膜形成方法。
【請求項５】
前記成長領域は、ＴｉＮ及びＮｂＮのうち１種以上を含む、請求項１に記載の領域選択的薄膜形成方法。
【請求項６】
前記非成長領域は、Ｓｉ、ＳｉＮ、ＳｉＯ
２
、ＳｉＣＯ、ＳｉＯＣＮ及びＳｉＣＮのうち１種以上を含む、請求項１に記載の領域選択的薄膜形成方法。
【請求項７】
前記薄膜形成ステップで、前記反応物質は、水蒸気（Ｈ
２
Ｏ）及び酸素（Ｏ
２
）、オゾン（Ｏ
３
）の中から選択された１種以上の反応ガスである、請求項１に記載の領域選択的薄膜形成方法。
【請求項８】
前記基板準備ステップは、前記基板の温度が５０～７００℃である範囲内で遂行される、請求項１に記載の領域選択的薄膜形成方法。
【請求項９】
前記基板準備ステップと前記前駆体供給ステップとの間に、前記チャンバーに選択性付与剤を供給して前記基板に吸着させる選択性付与剤供給ステップをさらに含む、請求項１に記載の領域選択的薄膜形成方法。
【請求項１０】
前記選択性付与剤は、下記化２で表される化合物である、請求項９に記載の領域選択的薄膜形成方法。
［化２］
JPEG
2024160957000015.jpg
20
37
（前記化２において、ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれ独立して、０～８の整数であり、Ｒ
１１
～Ｒ
１３
は、それぞれ独立して、炭素数１～８のアルキル基であり、Ｒ
１４
は、水素、炭素数１～８のアルキル基及び炭素数１～８のアルコキシ基の中から選択される。）
（【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】
本発明は、領域選択的薄膜形成方法に関し、より詳細には、熱安定性に優れ、蒸着工程時、薄膜の成長速度（ＧｒｏｗｔｈＰｅｒＣｙｃｌｅ、ＧＰＣ）が低く、残余物の含量が高い５族金属含有薄膜を形成できる５族金属化合物及びそれを用いた５族金属含有薄膜の形成方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
電子技術が発展するにつれ、各種の電子装置に活用される電子素子の微細化、軽量化への要求が急増している。微細な電子素子を形成するために、多様な物理的、化学的蒸着方法が提案されており、このような蒸着方法によって、金属薄膜、金属酸化物薄膜または金属窒化物薄膜等、各種の電子素子を製造するための多様な研究が進行中である。
【０００３】
半導体素子の製造において、金属薄膜は、一般に、金属有機物化学気相蒸着（ＭｅｔａｌＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＭＯＣＶＤ）または原子層蒸着（ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）工程を利用して形成される。
【０００４】
この中でＡＬＤ蒸着工程は、薄膜の原料となる金属前駆体化合物と反応物質を真空状態の基板表面に露出させて極超薄膜を形成する技術であり、微細な厚さのコントロールが可能であり、高品質な薄膜形成が可能である利点がある。また、ＡＬＤ蒸着工程は、自己制限反応（ＳｅｌｆｌｉｍｉｔｉｎｇＲｅａｃｔｉｏｎ）をするため段差被覆性（Ｓｔｅｐｃｏｖｅｒａｇｅ）に優れ、相対的に低温工程であるため熱拡散による素子の特性低下を避けることができるという長所がある。
【０００５】
ＡＬＤ蒸着工程は、表面化学反応で薄膜が形成されるため基板表面の材料によって異なる表面特性を有し、そこで薄膜の初期成長挙動の差を示す。このような特性を利用して特定の領域に選択的に薄膜を蒸着すればエッチング等の後続工程を省略できて工程ステップが簡素化され、それによる製造時間及び生産価格の節減が可能である利点がある。そこで、特定の領域に選択的に薄膜を蒸着する方法に関する研究が盛んになされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、基板上に領域選択的に高品質な薄膜を形成することで後続工程を省略して工程を簡素化し、コストを節減することを目的とする。
【０００７】
本発明の課題は、以上において言及した課題に制限されず、言及されていないまた他の課題は、下記の記載から当業者に明確に理解され得るだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施例に係る領域選択的薄膜形成方法は、成長領域及び非成長領域を含む基板をチャンバーに供給し、安定化する基板準備ステップ、チャンバーの内部に金属前駆体化合物を供給して基板に吸着させる前駆体供給ステップ、チャンバーの内部をパージするパージステップ、及びチャンバーの内部に反応物質を供給して金属前駆体化合物と反応し、薄膜を形成する薄膜形成ステップを含み、金属前駆体化合物は、下記化１で表される５族金属前駆体化合物であることを特徴とする。
【０００９】
［化１］
JPEG
2024160957000002.jpg
23
29
（前記化１において、Ｍは、５族金属元素のニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）の中から選択されたいずれか一つであり、Ｒ
１
、Ｒ
２
及びＲ
３
は、それぞれ独立して、炭素数１～６の線状アルキル基及び炭素数３～６の分枝状アルキル基の中から選択され、Ｘは、それぞれ独立して、ハロゲン元素である。）
【００１０】
本発明の他の実施例によれば、基板準備ステップと前駆体供給ステップとの間に、チャンバーに選択性付与剤を供給して基板に吸着させる選択性付与剤供給ステップをさらに含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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