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公開番号2025067141
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-24
出願番号2023176875
出願日2023-10-12
発明の名称窒化ホウ素膜の成膜方法および成膜装置
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人個人
主分類C23C 16/38 20060101AFI20250417BHJP(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】良好なステップカバレッジで良好な膜質の窒化ホウ素膜を成膜することができる窒化ホウ素膜の成膜方法および成膜装置を提供する。
【解決手段】窒化ホウ素膜の成膜方法は、チャンバー内に配置された、表面に凹部を有する基板に対して、少なくとも一方が窒素を含む、ホウ素含有化合物ガスとプラズマとを供給する工程と、引き続き基板に対してホウ素含有化合物ガスを供給せずにプラズマを供給する工程とを含むシーケンスを所望回数行い、ホウ素含有化合物ガスとプラズマとを供給する工程において、ホウ素含有化合物ガスを、プラズマにより活性化可能な流量を超える流量で供給する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
チャンバー内に配置された、表面に凹部を有する基板に対して、少なくとも一方が窒素を含む、ホウ素含有化合物ガスとプラズマガスにより生成されたプラズマとを供給する工程と、
引き続き前記基板に対して前記ホウ素含有化合物ガスを供給せずに前記プラズマを供給する工程と、
を含むシーケンスを所望回数行い、
前記ホウ素含有化合物ガスと前記プラズマとを供給する工程において、前記ホウ素含有化合物ガスを、前記プラズマにより活性化可能な流量を超える流量で供給する、窒化ホウ素膜の成膜方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記ホウ素含有化合物ガスと前記プラズマとを供給する工程において、前記ホウ素含有化合物ガスと前記プラズマガスの流量比（ホウ素含有化合物ガスの流量／プラズマガスの流量）が、全てのホウ素含有化合物ガスがプラズマにより活性化可能な流量比である、請求項１に記載の窒化ホウ素膜の成膜方法。
【請求項３】
前記ホウ素含有化合物ガスと前記プラズマとを供給する工程において、前記ホウ素含有化合物ガスと前記プラズマガスの流量比（ホウ素含有化合物ガスの流量／プラズマガスの流量）が１．６７％以上である、請求項２に記載の窒化ホウ素膜の成膜方法。
【請求項４】
前記シーケンスは、前記チャンバー内をパージする工程と、次いで前記基板に対して前記ホウ素含有化合物ガスと前記プラズマとを供給する工程と、引き続き前記基板に対して前記ホウ素含有化合物ガスを供給せずに前記プラズマを供給する工程と、次いで前記チャンバー内をパージする工程と、からなる、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の窒化ホウ素膜の成膜方法。
【請求項５】
前記シーケンスは、前記チャンバー内をパージする工程と、次いで前記基板に対してプラズマを供給する工程と、次いで前記基板に対して前記ホウ素含有化合物ガスと前記プラズマとを供給する工程と、引き続き前記基板に対して前記ホウ素含有化合物ガスを供給せずに前記プラズマを供給する工程と、次いで前記チャンバー内をパージする工程と、からなる、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の窒化ホウ素膜の成膜方法。
【請求項６】
前記シーケンスは、前記基板に対してホウ素含有化合物ガスを供給する工程と、次いで前記基板に対して前記ホウ素含有化合物ガスと前記プラズマとを供給する工程と、引き続き前記基板に対して前記ホウ素含有化合物ガスを供給せずに前記プラズマを供給する工程と、次いで前記チャンバー内をパージする工程と、からなる、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の窒化ホウ素膜の成膜方法。
【請求項７】
前記ホウ素含有化合物ガスを供給せずに前記プラズマを供給する工程の時間は、反応飽和に到達する程度の時間である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の窒化ホウ素膜の成膜方法。
【請求項８】
前記ホウ素含有化合物ガスは、前記基板に一定量吸着されると吸着阻害を生じる、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の窒化ホウ素膜の成膜方法。
【請求項９】
前記ホウ素含有化合物ガスは、ハロゲン含有ホウ素化合物ガスまたは有機ホウ素化合物ガスであり、前記プラズマガスは、窒素ガス、窒素と水素を含むガス、水素ガス、希ガスのいずれか一種以上である、請求項８に記載の窒化ホウ素膜の成膜方法。
【請求項１０】
前記ハロゲン含有ホウ素化合物ガスは、三塩化ホウ素ガスであり、前記有機ホウ素化合物ガスは、ボラジン系化合物ガスである、請求項９に記載の窒化ホウ素膜の成膜方法。
（【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、窒化ホウ素膜の成膜方法および成膜装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
窒化ホウ素（ＢＮ）膜を成膜する手法として、例えば、特許文献１、２に記載されたものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、被処理基板から離れた位置のプラズマ生成領域でホウ素含有ガスおよび窒素含有ガスのプラズマを生成し、プラズマＣＶＤにより被処理基板の表面にＢＮ膜を成膜することが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、リガンドを含むホウ素含有前駆体を処理チャンバーの内部処理容積の中に流すことと、リガンドを含む窒素含有前駆体を内部処理容積の中に流すことと、内部処理容積の中でホウ素含有前駆体および窒素含有前駆体を熱分解し、基板上の誘電体層の表面および高アスペクト比形状の少なくとも１つ以上の側面および底面の上に窒化ホウ素層を堆積することとを含む方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－１４７８２６号公報
特開２０１８－５１３２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示は、良好なステップカバレッジで良好な膜質の窒化ホウ素膜を成膜することができる窒化ホウ素膜の成膜方法および成膜装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る窒化ホウ素膜の成膜方法は、チャンバー内に配置された、表面に凹部を有する基板に対して、少なくとも一方が窒素を含む、ホウ素含有化合物ガスとプラズマとを供給する工程と、引き続き前記基板に対して前記ホウ素含有化合物ガスを供給せずに前記プラズマを供給する工程と、を含むシーケンスを所望回数行い、前記ホウ素含有化合物ガスと前記プラズマとを供給する工程において、前記ホウ素含有化合物ガスを、前記プラズマにより活性化可能な流量を超える流量で供給する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、良好なステップカバレッジで良好な膜質の窒化ホウ素膜を成膜することができる窒化ホウ素膜の成膜方法および成膜装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一実施形態に係るＢＮ膜の成膜方法の一例を示すタイミングチャートである。
一実施形態に係るＢＮ膜の成膜方法の他の例を示すタイミングチャートである。
一実施形態に係るＢＮ膜の成膜方法のさらに他の例を示すタイミングチャートである。
凹部を有する基板に、ホウ素含有化合物ガスを全てプラズマにより活性化されるような流量で供給してＢＮ膜を成膜した場合のＢＮ膜の形状を示す模式図である。
平坦な基板に対し、ＴＭＢとＮ
２
プラズマを用いてＢＮ膜を成膜した際のＴＭＢ流量とＧＰＣ（成膜速度）との関係を示す図である。
未反応のホウ素含有化合物ガスによりホウ素含有活性種の成膜反応が抑制されるメカニズムを説明するための図である。
凹部を有する基板に、ホウ素含有化合物ガスをプラズマにより活性化可能な流量を超える流量で供給してＢＮ膜を成膜した際にローディングが抑制されるメカニズムを説明するための模式図である。
ステップカバレッジを把握する実験における膜厚測定位置を説明するための図である。
成膜装置の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して実施形態について具体的に説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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