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公開番号2025120812
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-18
出願番号2024015918
出願日2024-02-05
発明の名称窒化ホウ素膜の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,個人
主分類C23C 16/34 20060101AFI20250808BHJP(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】基板の下地領域に対する六方晶窒化ホウ素膜の密着性を改善する成膜技術を提供する。
【解決手段】開示される窒化ホウ素膜の成膜方法は、(a)基板の下地領域上に非晶質窒化ホウ素の第1膜を形成する工程を含む。(a)の工程は、(a1)基板にボラジン化合物を含む第1処理ガスと第1プラズマ化学種とを供給する工程を含む。成膜方法は、(b)第1膜の上に六方晶窒化ホウ素の第2膜を形成する工程を含む。(b)の工程は、(b1)基板にボラジン化合物を含む第2処理ガスと第2プラズマ化学種とを供給する工程を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
（ａ）基板の下地領域上に非晶質窒化ホウ素の第１膜を形成する工程であり、
（ａ１）前記基板にボラジン化合物を含む第１処理ガスと第１プラズマ化学種とを供給する工程、
を含む該工程と、
（ｂ）前記第１膜の上に六方晶窒化ホウ素の第２膜を形成する工程であり、
（ｂ１）前記基板にボラジン化合物を含む第２処理ガスと第２プラズマ化学種とを供給する工程、
を含む該工程と、
を含む、窒化ホウ素膜の成膜方法。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記（ａ）における前記第１膜の第１成膜条件と前記（ｂ）における前記第２膜の第２成膜条件は互いに異なり、
前記第１成膜条件は、前記基板の処理温度、成膜装置のチャンバ内の圧力、前記第１処理ガス及び前記第１プラズマ化学種の供給時間、前記第１処理ガスの供給流量のうち、少なくとも一つを含み、
前記第２成膜条件は、前記基板の処理温度、成膜装置のチャンバ内の圧力、前記第２処理ガス及び前記第２プラズマ化学種の供給時間、前記第２処理ガスの供給流量のうち、少なくとも一つを含む、
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（ａ）及び（ｂ）は、成膜装置のチャンバ内に前記基板が収容された状態で行われ、
前記（ａ）の後、前記基板を前記チャンバから取り出さずに前記（ｂ）が行われる、
請求項１又は２に記載の窒化ホウ素膜の成膜方法。
【請求項４】
前記第１処理ガス及び前記第２処理ガスは互いに同一の処理ガスであり、
前記第１プラズマ化学種及び前記第２プラズマ化学種は、互いに同一のプラズマソースガスから生成されるプラズマに含まれるプラズマ化学種である、
請求項１又は２に記載の窒化ホウ素膜の成膜方法。
【請求項５】
前記（ａ）は、
（ａ２）前記（ａ１）の後に、前記基板に前記第１処理ガスを供給せずに、該基板に前記第１プラズマ化学種を供給する工程と、
（ａｐ）前記（ａ２）の後に、成膜装置のチャンバをパージする工程と、
を更に含む、請求項１又は２に記載の窒化ホウ素膜の成膜方法。
【請求項６】
前記（ｂ）は、
（ｂ２）前記（ｂ１）の後に、前記基板に前記第２処理ガスを供給せずに、該基板に前記第２プラズマ化学種を供給する工程と、
（ｂｐ）前記（ｂ２）の後に、成膜装置のチャンバをパージする工程と、
を更に含む、請求項１又は２に記載の窒化ホウ素膜の成膜方法。
【請求項７】
前記（ａ）は、
（ａ２－１）前記（ａ１）の前に、前記基板に前記第１処理ガスを供給せずに、該基板に前記第１プラズマ化学種を供給する工程と、
（ａ２－２）前記（ａ１）の後に、前記基板に前記第１処理ガスを供給せずに、該基板に前記第１プラズマ化学種を供給する工程と、
（ａｐ）前記（ａ２－２）の後に、成膜装置のチャンバをパージする工程と、
を更に含む、請求項１又は２に記載の窒化ホウ素膜の成膜方法。
【請求項８】
前記（ｂ）は、
（ｂ２－１）前記（ｂ１）の前に、前記基板に前記第２処理ガスを供給せずに、該基板に前記第２プラズマ化学種を供給する工程と、
（ｂ２－２）前記（ｂ１）の後に、前記基板に前記第２処理ガスを供給せずに、該基板に前記第２プラズマ化学種を供給する工程と、
（ｂｐ）前記（ｂ２－２）の後に、成膜装置のチャンバをパージする工程と、
を更に含む、請求項１又は２に記載の窒化ホウ素膜の成膜方法。
【請求項９】
前記（ａ）は、
（ａｆ）前記（ａ１）の前に、前記基板に前記第１プラズマ化学種を供給せずに該基板に前記第１処理ガスを供給する工程と、
（ａ２）前記（ａ１）の後に、前記基板に前記第１処理ガスを供給せずに、該基板に前記第１プラズマ化学種を供給する工程と、
（ａｐ）前記（ａ２）の後に、成膜装置のチャンバをパージする工程と、
を更に含む、請求項１又は２に記載の窒化ホウ素膜の成膜方法。
【請求項１０】
前記（ｂ）は、
（ｂｆ）前記（ｂ１）の前に、前記基板に前記第２プラズマ化学種を供給せずに該基板に前記第２処理ガスを供給する工程と、
（ｂ２）前記（ｂ１）の後に、前記基板に前記処理ガスを供給せずに、該基板に前記プラズマ化学種を供給する工程と、
（ｂｐ）前記（ｂ２）の後に、成膜装置のチャンバをパージする工程と、
を更に含む、請求項１又は２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】
本開示の例示的実施形態は、窒化ホウ素膜の成膜方法及び成膜装置に関するものである。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、基材の表面に形成された窒化ホウ素（ＢＮ）の被覆層を有する複合材料が記載されている。この複合材料におけるＢＮ被覆層は、基材表面に接する下地層としてＢ／Ｎ（原子比）が１．５～９である非晶質ＢＮ層を有し、且つ最外層に立方晶ＢＮを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特公平６－２９３８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、基板の下地領域に対する六方晶窒化ホウ素膜の密着性を改善する成膜技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの例示的実施形態において、窒化ホウ素膜の成膜方法が提供される。成膜方法は、（ａ）基板の下地領域上に非晶質窒化ホウ素の第１膜を形成する工程を含む。（ａ）の工程は、（ａ１）基板にボラジン化合物を含む第１処理ガスと第１プラズマ化学種とを供給する工程を含む。成膜方法は、（ｂ）第１膜の上に六方晶窒化ホウ素の第２膜を形成する工程を含む。（ｂ）の工程は、（ｂ１）基板にボラジン化合物を含む第２処理ガスと第２プラズマ化学種とを供給する工程を含む。
【発明の効果】
【０００６】
一つの例示的実施形態によれば、基板の下地領域に対する六方晶窒化ホウ素膜の密着性を改善する成膜技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
一つの例示的実施形態に係る窒化ホウ素膜（ＢＮ膜）の成膜方法を示すタイミングチャートである。
一つの例示的実施形態に係るＢＮ膜の成膜方法によって成膜処理されたサンプル基板の断面を模式的に示す図である。
別の例示的実施形態に係るＢＮ膜の成膜方法を示すタイミングチャートである。
更に別の例示的実施形態に係るＢＮ膜の成膜方法を示すタイミングチャートである。
処理ガス及びプラズマの供給時間（Ｄｅｐｏｔｉｍｅ）を２秒とした場合について、チャンバ内の圧力と基板の処理温度において、六方晶ＢＮ（ｈ－ＢＮ）及び非晶質ＢＮ（ａ－ＢＮ）のいずれが形成されるかを示す図である。
Ｄｅｐｏｔｉｍｅを４秒とした場合について、チャンバ内の圧力と基板の処理温度において、ｈ－ＢＮ及びａ－ＢＮのいずれが形成されるかを示す図である。
一つの例示的実施形態に係るＢＮ膜の成膜装置の構成を示す図である。
比較実験例におけるＢＮ膜の成膜後のサンプル基板の断面を模式的に示す図である。
比較実験例におけるＢＮ膜の成膜後のサンプル基板の上面を走査型電子顕微鏡で撮影した画像（上面ＳＥＭ画像）の模式図である。
実験例におけるＢＮ膜の成膜後のサンプル基板の上面ＳＥＭ画像の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【０００９】
＜窒化ホウ素の成膜方法＞
図１は、一つの例示的実施形態に係るＢＮ膜の成膜方法を示すタイミングチャートである。図１には、一実施形態の成膜方法（以下、「方法ＭＴ１」という）における各種ガスが供給されている状態及び高周波（ＲＦ）電力が供給されている状態が矢印付きの実線又は点線で示されている。
【００１０】
図１に示すように、方法ＭＴ１は、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２を含む。工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２は、例えば成膜装置のチャンバ内に基板が収容された状態で実行されてよい。基板は、一例として半導体基板であってよい。半導体基板は、例えば、Ｓｉのような半導体材料を含む半導体領域を含んでいてもよく、半導体領域上に所望の膜が形成されたものであってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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