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公開番号2025133138
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2024030894
出願日2024-03-01
発明の名称成膜方法
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 16/04 20060101AFI20250904BHJP(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】第1元素X1を含む対象膜のパターンを形成する、技術を提供する。
【解決手段】成膜方法は、第1元素X1を含む対象膜のパターンを、基板の上に形成することを有する。成膜方法は、前記基板の上に、ボロンを含有することで前記対象膜の形成を阻害する阻害膜を形成することと、前記阻害膜の一部に前記阻害膜を貫通する凹部を形成することと、前記阻害膜の残部を利用して、前記対象膜のパターンを前記基板の上に形成することと、前記対象膜を形成した後に残る前記阻害膜を除去することと、を有する。前記第1元素X1は、遷移金属元素、Al、Ga、In又はSnである。前記対象膜を形成することは、前記第1元素X1とハロゲンを含有する原料ガスと、前記原料ガスの吸着物と反応する反応ガスとを前記基板に対して供給することを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１元素Ｘ１を含む対象膜のパターンを、基板の上に形成することを有する、成膜方法であって、
前記基板の上に、ボロンを含有することで前記対象膜の形成を阻害する阻害膜を形成することと、
前記阻害膜の一部に前記阻害膜を貫通する凹部を形成することと、
前記阻害膜の残部を利用して、前記対象膜のパターンを前記基板の上に形成することと、
前記対象膜を形成した後に残る前記阻害膜を除去することと、
を有し、
前記第１元素Ｘ１は、遷移金属元素、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ又はＳｎであり、
前記対象膜を形成することは、前記第１元素Ｘ１とハロゲンを含有する原料ガスと、前記原料ガスの吸着物と反応する反応ガスとを前記基板に対して供給することを含む、成膜方法。
続きを表示（約 530 文字）【請求項２】
前記第１元素Ｘ１は、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、又はＳｎである、請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記対象膜は、前記第１元素Ｘ１に加えて、ＳｉとＧｅの少なくとも１つをさらに含む、請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記対象膜は、前記第１元素Ｘ１と酸素との化合物を含み、
前記反応ガスは、酸素を含む、請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記対象膜は、前記第１元素Ｘ１と窒素との化合物を含み、
前記反応ガスは、窒素を含む、請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記対象膜は、前記第１元素Ｘ１を含む金属からなり、
前記反応ガスは、水素を含む、請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項７】
前記阻害膜の一部に前記凹部を形成することは、ＥＵＶ露光を用いて行うことを含む、請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項８】
前記阻害膜の一部に前記凹部を形成することは、マルチパターニングを用いて行うことを含む、請求項１又は２に記載の成膜方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、成膜方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エッチングの困難な材料からなる薄膜のパターン形成方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平７－２７３２８０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、遷移金属元素、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ又はＳｎを含む対象膜のパターンを形成する、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、第１元素Ｘ１を含む対象膜のパターンを、基板の上に形成することを有する。成膜方法は、前記基板の上に、ボロンを含有することで前記対象膜の形成を阻害する阻害膜を形成することと、前記阻害膜の一部に前記阻害膜を貫通する凹部を形成することと、前記阻害膜の残部を利用して、前記対象膜のパターンを前記基板の上に形成することと、前記対象膜を形成した後に残る前記阻害膜を除去することと、を有する。前記第１元素Ｘ１は、遷移金属元素、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ又はＳｎである。前記対象膜を形成することは、前記第１元素Ｘ１とハロゲンを含有する原料ガスと、前記原料ガスの吸着物と反応する反応ガスとを前記基板に対して供給することを含む。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の一態様によれば、遷移金属元素、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ又はＳｎを含む対象膜のパターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、一実施形態に係る成膜方法を示すフローチャートである。
図２は、一実施形態に係る成膜方法を示す断面図である。
図３は、図２のＳ１０２において行われる処理の一例を示す断面図である。
図４は、図２のＳ１０４の後に行われる処理の一例を示す断面図である。
図５は、変形例に係る成膜方法を示す断面図である。
図６は、図５のＳ１０４の後に行われる処理の一例を示す断面図である。
図７は、参考形態に係る薄膜パターンの形成方法を示す断面図である。
【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。明細書中、数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。数値範囲は、四捨五入した範囲を含む。
【０００９】
図１～図３を参照して、一実施形態に係る成膜方法について説明する。成膜方法は、図２に示すように対象膜１４のパターンを基板１０の上に形成することを有する。対象膜１４は、第１元素Ｘ１を含む。第１元素Ｘ１は、遷移金属元素、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ又はＳｎである。遷移金属元素は、第３族元素から第１２族元素の間に存在する元素の総称である。対象膜１４は、例えば酸化膜、窒化膜または金属膜である。対象膜１４は、第１元素Ｘ１と、非金属元素Ｘ２との化合物を含んでもよい。非金属元素Ｘ２は、酸素又は窒素であってよい。対象膜１４は、いわゆる難エッチング材料である。難エッチング材料とは、エッチングにより揮発性の高いハロゲン化物を副生するＳｉ膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯ
2
膜、Ｃ膜、Ｂ膜、ＢＮ膜、又はＢＯ膜等の第１元素Ｘ１を含まない膜に比べて、ハロゲン化物の揮発性が低い第１元素Ｘ１を含むことで、エッチングされ難く、またデバイスとして理想的な垂直なパターンを形成することが困難な材料である。難エッチング材料は、パターンが微細になるほど垂直なパターンを形成することが困難である。対象膜１４が第１元素Ｘ１として例えば、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、又はＳｎを含む場合、Ｓｉ膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯ
2
膜、Ｃ膜、Ｂ膜、ＢＮ膜、又はＢＯ膜等の第１元素Ｘ１を含まない膜に比べて、パターンの形成が困難である。また、対象膜１４が２つ以上の第１元素Ｘ１を含む化合物で構成される場合、または第１元素Ｘ１に加えて非金属元素Ｘ２としてＳｉまたはＧｅを含む化合物で構成される場合のように、第１元素Ｘ１を含む複数の元素による化合物で構成される場合、その組成または膜質を変質することなくパターンを形成することは困難である。
【００１０】
対象膜１４が第１元素Ｘ１を含む難エッチング材料で構成される場合、エッチングによって対象膜１４のパターンを形成することが困難である。電極材料、メモリ材料用途として、第１元素Ｘ１を含む難エッチング材料を、熱またはプラズマによるドライエッチングで微細なパターンに加工することがある。しかし、エッチング反応により副生する第１元素Ｘ１のハロゲン化物は、Ｓｉ、Ｃ、又はＢのハロゲン化物と比較して揮発しにくくパターンに加工することが困難である。また、エッチングできた場合でもデバイスとして理想的な垂直なパターンを微細に形成することは困難である。
（【００１１】以降は省略されています）

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