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公開番号2025072725
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-12
出願番号2023182987
出願日2023-10-25
発明の名称成膜方法及び成膜装置
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人個人,個人
主分類C23C 16/34 20060101AFI20250501BHJP(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】窒化膜におけるハロゲン元素の含有量を低減する、技術を提供する。
【解決手段】成膜方法は、下記(A)を有する。(A)窒化される元素及びハロゲン元素を含む原料ガスと窒化ガスの反応生成物が処理容器の内部の部材に堆積した状態で、前記反応生成物の少なくとも一部を分解し、基板の上に堆積させることで、前記原料ガスを前記基板に供給することなく前記基板の上に第1窒化膜を形成することを有する。前記反応生成物の少なくとも一部を分解することは、前記処理容器の内部にプラズマを生成し、前記プラズマを前記反応生成物に衝突させることを含む。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
（Ａ）窒化される元素及びハロゲン元素を含む原料ガスと窒化ガスの反応生成物が処理容器の内部の部材に堆積した状態で、前記反応生成物の少なくとも一部を分解し、基板の上に堆積させることで、前記原料ガスを前記基板に供給することなく前記基板の上に第１窒化膜を形成することを有し、
前記反応生成物の少なくとも一部を分解することは、前記処理容器の内部にプラズマを生成し、前記プラズマを前記反応生成物に衝突させることを含む、成膜方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
（Ｂ）前記原料ガスと窒化ガスを前記基板に供給することで第２窒化膜を前記基板の上に形成することを有し、
前記（Ａ）は、前記（Ｂ）の前に行われる、請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
（Ｂ）前記原料ガスと窒化ガスを前記基板に供給することで第２窒化膜を前記基板の上に形成することを有し、
前記（Ａ）は、前記（Ｂ）の後に行われる、請求項１に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記（Ａ）と前記（Ｂ）を交互に複数回繰り返し行う、請求項２又は３に記載の成膜方法。
【請求項５】
ｍ回目に前記（Ａ）と前記（Ｂ）を行う際と、ｎ（ｎはｍよりも大きい整数）回目に前記（Ａ）と前記（Ｂ）を行う際とで、前記第１窒化膜の膜厚と前記第２窒化膜の膜厚の比率を変更する、請求項４に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記（Ｂ）は、Ｈ
２
ガス及びＮ
２
ガスの少なくとも１つを前記基板に供給することで前記第２窒化膜を改質することを有する、請求項２又は３に記載の成膜方法。
【請求項７】
前記部材は、前記原料ガスを吐出するシャワーヘッドであり、
前記反応生成物は、前記（Ａ）の前に、前記シャワーヘッドを３００℃～５００℃に加熱した状態でＨ
２
ガスに曝すことで改質したものである、請求項１～３のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項８】
前記反応生成物は、前記（Ａ）の前に、前記シャワーヘッドを３００℃～５００℃に加熱した状態でプラズマ化したＨ
２
ガスに曝すことで改質したものである、請求項７に記載の成膜方法。
【請求項９】
前記（Ａ）において、前記反応生成物に衝突させる前記プラズマは、前記処理容器の内部の圧力が６００Ｐａ以下、前記処理容器の内部のガスに対して印加する高周波電力が５００Ｗ以上の状態で、Ａｒガス、Ｈ
２
ガス及びＮＨ
３
ガスの少なくとも１つを前記基板に対して供給しながら、生成する、請求項１～３のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項１０】
前記処理容器と、
前記処理容器の内部で前記基板を保持する保持部と、
前記保持部に対向して設けられるシャワーヘッドと、
前記シャワーヘッドにガスを供給することで、前記シャワーヘッドから前記保持部に向けてガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器の内部からガスを排出するガス排出部と、
前記処理容器の内部で前記プラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記ガス供給部、前記ガス排出部、及び前記プラズマ生成部を制御し、請求項１～３のいずれか１項に記載の成膜方法を実施する制御部と、
を備える、成膜装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、成膜方法及び成膜装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の成膜方法は、ＡＬＤ法でＴｉＮ膜を基板の上に形成する。具体的には、例えば、ＴｉＣｌ
４
ガスとＮＨ
３
ガスを交互に基板に対して供給することで、ＴｉＮ膜を基板の上に形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－８０３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の一態様は、窒化膜におけるハロゲン元素の含有量を低減する、技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様の成膜方法は、下記（Ａ）を有する。（Ａ）窒化される元素及びハロゲン元素を含む原料ガスと窒化ガスの反応生成物が処理容器の内部の部材に堆積した状態で、前記反応生成物の少なくとも一部を分解し、基板の上に堆積させることで、前記原料ガスを前記基板に供給することなく前記基板の上に第１窒化膜を形成することを有する。前記反応生成物の少なくとも一部を分解することは、前記処理容器の内部にプラズマを生成し、前記プラズマを前記反応生成物に衝突させることを含む。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の一態様によれば、窒化膜におけるハロゲン元素の含有量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、一実施形態に係る成膜装置を示す平面図である。
図２は、第２窒化膜の成膜方法の一例を示すフローチャートである。
図３は、第２窒化膜の成膜方法の一例を示すタイミングチャートである。
図４は、第２窒化膜の成膜条件の一例を示す図である。
図５は、第１窒化膜の成膜方法の一例を示すフローチャートである。
図６は、第１窒化膜の成膜方法の一例を示すタイミングチャートである。
図７は、第１窒化膜の成膜条件の一例を示す図である。
図８は、第１窒化膜の塩素含有量と、第２窒化膜の塩素含有量の一例を示す。
図９は、一実施形態に係る成膜方法を示すフローチャートである。
図１０は、実施例と比較例に係る基板と窒化膜の界面での塩素含有量を示す図である。
図１１は、図１０のＳ３０１（第１窒化膜の成膜）の成膜条件を示す図である。
図１２は、図１０のＳ３０２（第２窒化膜の成膜）の成膜条件を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。
【０００９】
図１を参照して、一実施形態に係る成膜装置について説明する。成膜装置は、処理容器１、保持部２、シャワーヘッド３、ガス排出部４、ガス供給部５、プラズマ生成部８、及び制御部９等を有する。
【００１０】
処理容器１は、アルミニウム等の金属により構成され、略円筒状を有している。処理容器１は、基板Ｗを収容する。基板Ｗは、例えば半導体基板を有する。半導体基板は、例えばシリコンウェハ又は化合物半導体ウェハである。化合物半導体ウェハは、例えばＧａＡｓウェハ、ＳｉＣウェハ、ＧａＮウェハ、又はＩｎＰウェハである。基板Ｗは、半導体基板の上に形成される各種の機能膜を有してもよい。機能膜は、導電膜及び絶縁膜の少なくとも１つを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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