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公開番号2024176079
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2023094307
出願日2023-06-07
発明の名称基板処理方法及び基板処理装置
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 16/38 20060101AFI20241212BHJP(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】基板に薄膜の窒化ホウ素膜を形成する基板処理方法及び基板処理装置を提供する。
【解決手段】下地層を有する基板を準備する工程と、前記基板を第1のホウ素含有ガスにさらして、前記基板にホウ素含有物の堆積層を形成する工程と、前記ホウ素含有物の堆積層が形成された前記基板を第1の窒素含有ガスを含む第1の処理ガスのプラズマにさらして、前記ホウ素含有物の堆積層を窒化させて窒化ホウ素含有物の核を形成する工程と、前記窒化ホウ素含有物の核が形成された前記基板を第2のホウ素含有ガス及び前記第1の窒素含有ガスとは異なる第2の窒素含有ガスを含む第2の処理ガスのプラズマにさらして、前記基板に窒化ホウ素膜を形成する工程と、を有する、基板処理方法。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
下地層を有する基板を準備する工程と、
前記基板を第１のホウ素含有ガスにさらして、前記基板にホウ素含有物の堆積層を形成する工程と、
前記ホウ素含有物の堆積層が形成された前記基板を第１の窒素含有ガスを含む第１の処理ガスのプラズマにさらして、前記ホウ素含有物の堆積層を窒化させて窒化ホウ素含有物の核を形成する工程と、
前記窒化ホウ素含有物の核が形成された前記基板を第２のホウ素含有ガス及び前記第１の窒素含有ガスとは異なる第２の窒素含有ガスを含む第２の処理ガスのプラズマにさらして、前記基板に窒化ホウ素膜を形成する工程と、を有する、
基板処理方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記窒化ホウ素膜を形成する工程は、
前記窒化ホウ素含有物の核を起点として前記基板の面方向に前記窒化ホウ素膜を成長させる、
請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記第１の窒素含有ガスは、ＮＨ
３
、Ｎ
２
とＨ
２
の混合ガス、モノメチルヒドラジンのうち少なくともいずれか１つのガスである、
請求項１または請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記第２の窒素含有ガスは、Ｎ
２
、Ｎ
２
とＨ
２
の混合ガスのうち少なくともいずれか１つのガスである、
請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記第１のホウ素含有ガス及び前記第２のホウ素含有ガスは、Ｂ
２
Ｈ
６
、ＢＣｌ
３
、Ｂ
３
Ｎ
３
Ｈ
６
、Ｂ（ＣＨ
３
）
３
のうち少なくともいずれか１つのガスである、
請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記第１のホウ素含有ガスと前記第２のホウ素含有ガスとは、異なるガスである、
請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記ホウ素含有物の堆積層を形成する工程の後、前記窒化ホウ素含有物の核を形成する工程の前に、
前記基板を不活性ガスのプラズマにさらす工程をさらに有する、
請求項１または請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記第１の処理ガス及び前記第２の処理ガスは、前記不活性ガスを含む、
請求項７に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記不活性ガスは、Ａｒ、Ｈｅのうち少なくともいずれか１つのガスである、
請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記下地層は、ＳｉＯ
２
、ＨｆＯ
２
、ＳｉＯ
２
、ＨｆＯ
２
、ＨｆＳｉＯ
４
、ＨｆＳｉＯＮ、ＺｒＯ
２
、アモルファスシリコン、サファイアのうちいずれかである、
請求項１または請求項２に記載の基板処理方法。
（【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、基板処理方法及び基板処理装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期にアモルファス相発生抑制化ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制することを特徴とする成膜方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－２８９６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一の側面では、本開示は、基板に薄膜の窒化ホウ素膜を形成する基板処理方法及び基板処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、一の態様によれば、下地層を有する基板を準備する工程と、前記基板を第１のホウ素含有ガスにさらして、前記基板にホウ素含有物の堆積層を形成する工程と、前記ホウ素含有物の堆積層が形成された前記基板を第１の窒素含有ガスを含む第１の処理ガスのプラズマにさらして、前記ホウ素含有物の堆積層を窒化させて窒化ホウ素含有物の核を形成する工程と、前記窒化ホウ素含有物の核が形成された前記基板を第２のホウ素含有ガス及び前記第１の窒素含有ガスとは異なる第２の窒素含有ガスを含む第２の処理ガスのプラズマにさらして、前記基板に窒化ホウ素膜を形成する工程と、を有する、基板処理方法が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
一の側面によれば、本開示は、基板に薄膜の窒化ホウ素膜を形成する基板処理方法及び基板処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本実機形態に係る基板処理装置の一例を示す概略断面図。
本実施形態に係るｈ－ＢＮ膜の成膜方法の一例を示すフローチャート。
本実施形態に係る各工程における基板Ｗの断面模式図の一例。
窒素含有ガスと窒化反応との関係を示すグラフの一例。
参考例に係るｈ－ＢＮ膜の成膜方法の一例を示すフローチャート。
参考例に係る各工程における基板Ｗの断面模式図の一例。
窒素含有ガスと窒化反応との関係を示すグラフの一例。
本実施形態に係るｈ－ＢＮ膜の成膜方法で成膜された窒化ホウ素膜を示す断面図。
参考例に係るｈ－ＢＮ膜の成膜方法で成膜された窒化ホウ素膜を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
＜基板処理装置＞
本実機形態に係る基板処理装置１の一例について、図１を用いて説明する。図１は、本実機形態に係る基板処理装置１の一例を示す概略断面図である。基板処理装置１は、減圧状態の処理容器２内でＰＥ－ＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）法により、ウエハ等の基板Ｗに六方晶窒化ホウ素（Hexagonal Boron Nitride、以下「ｈ－ＢＮ」ともいう。）膜を成膜する成膜装置である。
【００１０】
基板処理装置１は、略円筒状の気密な処理容器２を備える。処理容器２の底壁の中央部分には、排気室２１が設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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