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公開番号2025033427
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023139139
出願日2023-08-29
発明の名称成膜方法及びプラズマ処理装置
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 16/26 20060101AFI20250306BHJP(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】VHF帯以下の周波数の電力により生成されるプラズマでも基板にグラフェンを成膜可能とすること。
【解決手段】成膜方法は、工程a)と、工程b)とを含む。工程a)では、基板が載置可能とされ、第1の電気的パスを介してグランドに接続されるステージが内部に配置され、ステージの周囲に、第2の電気的パスを介してグランドに接続される導電性のリング部材が配置され、ステージに対向して電極が配置された処理容器の内部のステージに基板を載置する。工程b)では、処理容器の内部に炭素含有ガスを含む処理ガスを供給しつつ、第1の電気的パスのインピーダンスを第2の電気的パスのインピーダンスよりも高い状態として、VHF(Very High Frequency)帯以下の周波数の電力を電極に供給して処理容器内にプラズマを生成し、基板にグラフェンを成膜する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
ａ）基板が載置可能とされ、第１の電気的パスを介してグランドに接続されるステージが内部に配置され、前記ステージの周囲に、第２の電気的パスを介してグランドに接続される導電性のリング部材が配置され、前記ステージに対向して電極が配置された処理容器の内部の前記ステージに前記基板を載置する工程と、
ｂ）前記処理容器の内部に炭素含有ガスを含む処理ガスを供給しつつ、前記第１の電気的パスのインピーダンスを前記第２の電気的パスのインピーダンスよりも高い状態として、ＶＨＦ（Very High Frequency）帯以下の周波数の電力を前記電極に供給して前記処理容器内にプラズマを生成し、前記基板にグラフェンを成膜する工程と、
を含む成膜方法。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記工程ｂ）において、前記第１の電気的パスのインピーダンスは、前記第２の電気的パスのインピーダンスよりも１０倍以上高い状態である
請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記工程ｂ）において、前記ステージの上面と前記電極の下面との距離は、１０ｍｍ～８０ｍｍである
請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項４】
工程ｂ）において、前記電極に、１００ｋＨｚ～１３.５６ＭＨｚの間の何れかの周波数の電力を供給する
請求項１に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記炭素含有ガスは、炭化水素系ガスである
請求項１に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記処理ガスは、不活性ガスを含む
請求項１に記載の成膜方法。
【請求項７】
前記不活性ガスは、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎ
2
ガス、Ｋｒガスのうちの少なくとも１つである
請求項６に記載の成膜方法。
【請求項８】
前記ステージは、ヒータが設けられ、
前記工程ｂ）において、前記ヒータにより前記基板の温度を３００℃～５００℃の範囲内に調整する
請求項１に記載の成膜方法。
【請求項９】
前記工程ｂ）において、前記処理容器内の圧力は、２００ｍ～６００ｍＴｏｒｒである
請求項１に記載の成膜方法。
【請求項１０】
前記工程ｂ）において、前記電極に供給する電力のパワーは、５０Ｗ～１０００Ｗの範囲内である
請求項１に記載の成膜方法。
（【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、成膜方法及びプラズマ処理装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、「被処理体上に形成された触媒金属層の上にＣＶＤ法によってグラフェンを成長させる前に行う前処理方法であって、前記触媒金属層に還元性ガスと窒素含有ガスとを含む処理ガスのプラズマを作用させて触媒金属層を活性化するプラズマ処理工程、を備えていることを特徴とする前処理方法。」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－１００２０５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、ＶＨＦ（Very High Frequency）帯以下の周波数の電力により生成されるプラズマでも基板にグラフェンを成膜可能と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成膜方法は、工程ａ）と、工程ｂ）とを含む。工程ａ）では、基板が載置可能とされ、第１の電気的パスを介してグランドに接続されるステージが内部に配置され、ステージの周囲に、第２の電気的パスを介してグランドに接続される導電性のリング部材が配置され、ステージに対向して電極が配置された処理容器の内部のステージに基板を載置する。工程ｂ）では、処理容器の内部に炭素含有ガスを含む処理ガスを供給しつつ、第１の電気的パスのインピーダンスを第２の電気的パスのインピーダンスよりも高い状態として、ＶＨＦ（Very High Frequency）帯以下の周波数の電力を電極に供給して処理容器内にプラズマを生成し、基板にグラフェンを成膜する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、ＶＨＦ帯以下の周波数の電力により生成されるプラズマでも基板にグラフェンを成膜できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、実施形態に係るプラズマ処理装置１を概略的に示す図である。
図２は、実施形態に係る高周波電力の流れの一例を模試的に示した図である。
図３Ａは、第１の実験のイオンエネルギー分布を示す図である。
図３Ｂは、第１の実験のイオンエネルギー分布を示す図である。
図４は、実施形態に係る成膜方法の一例を示すフローチャートである。
図５は、第２の実験においてグラフェンを成膜した基板のラマンスペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、成膜方法及びプラズマ処理装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示される成膜方法及びプラズマ処理装置が限定されるものではない。
【０００９】
従来から、例えば、マイクロ波をチャンバ内に導入してプラズマを生成し、基板にグラフェンを成膜する技術が知られている。プラズマの生成には、例えば、８６０ＭＨｚのマイクロ波が用いられる。
【００１０】
グラフェン成膜の生産性の向上を視野に入れた場合、複数枚葉タイプの成膜装置が必要になる。しかし、マイクロ波によりプラズマを生成する成膜装置は、複数枚葉化が難しい。複数枚葉化には、ＶＨＦ帯もしくはＶＨＦ帯よりも低い周波数の電力でプラズマを生成するプラズマ処理装置が好ましい。ＶＨＦ帯とは、３０～３００ＭＨｚの周波数である。
（【００１１】以降は省略されています）

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