JP2019186306A - ボロン系膜の成膜方法および成膜装置 - Google Patents
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Abstract
Description
最初に、本開示のボロン系膜の成膜方法に至った経緯について説明する。
ボロン系膜はハードマスクとして有望視されており、従来、CVDにより成膜されている。ボロン系膜の中でも、特に、ボロン単独のボロン膜が優れた特性を有することがわかっている。
次に、一実施形態に係るボロン系膜の成膜方法について説明する。図1は、一実施形態に係るボロン系膜の成膜方法を示すフローチャート、図2は一実施形態に係るボロン系膜の成膜方法の各工程を模式的に示す工程断面図である。
初期ボロン系膜202を成膜後、アルゴンプラズマを生成させると、プラズマ中のイオン(Ar+)がプラズマシースにより加速され、初期ボロン系膜202および基板201の表面をスパッタする。これにより、初期ボロン系膜202からボロン原子(B*)が叩き出され、基板201表面から表面原子(原子A(A*))が叩き出される。これらB*およびA*は、プラズマ中のイオン(Ar+)により後方散乱し、基板201上に再堆積する。これにより、ボロン原子と基板201の表面原子とが基板201上で再配列され、これら原子が混合されて、ボロン原子と基板201の表面原子とが反応して結合し(A−B結合)、基板201に強固に密着された界面密着層203が形成される。
次に、ボロン系膜の成膜装置の第1の例について説明する。
図4は、ボロン系膜の成膜装置の第1の例を示す断面図である。本例の成膜装置100は、上記ステップ1〜3を行ってボロン系膜としてのボロン膜を成膜するマイクロ波プラズマCVD装置として構成される。
次に、ボロン系膜の成膜装置の第2の例について説明する。
図5は、ボロン系膜の成膜装置の第2の例を示す断面図である。本例の成膜装置200は、上記ステップ1〜3を行ってボロン系膜としてのボロン膜を成膜する容量結合型平行平板プラズマCVD装置として構成される。
次に、実験例について説明する。
ここでは、シリコン基体上にSiO2膜が形成されたウエハを基板として用い、上述した図4に示すマイクロ波プラズマCVD装置により、以下のケース1〜3の手法でボロン膜の成膜を行った。
以上、実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
202;初期ボロン系膜
203;界面密着層
204;主ボロン系膜
Claims (13)
- 基板上にボロンを主体とするボロン系膜を形成するボロン系膜の成膜方法であって、
基板上にCVDにより初期ボロン系膜を成膜する第1工程と、
次いで、成膜された前記初期ボロン系膜をプラズマ処理し、前記基板表面と前記初期ボロン系膜を反応させて界面密着層を形成する第2工程と、
次いで、前記界面密着層の上にCVDにより主ボロン系膜を成膜する第3工程と
を有する、ボロン系膜の成膜方法。 - 前記初期ボロン系膜は、5nm以下の厚さで形成される、請求項1に記載のボロン系膜の成膜方法。
- 前記第1工程および前記第3工程は、プラズマCVDにより行われる、請求項1または請求項2に記載のボロン系膜の成膜方法。
- 前記初期ボロン系膜および前記主ボロン系膜は、ボロンと不可避的不純物とからなるボロン膜である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のボロン系膜の成膜方法。
- 前記第2工程は、希ガスのプラズマを生成し、前記プラズマ中のイオンによるスパッタにより、前記初期ボロン系膜からボロン原子が、前記基板表面から表面原子が叩き出され、前記ボロン原子および前記表面原子がプラズマ中のイオンにより後方散乱されて前記基板上に再堆積され、これら原子の反応により前記界面密着層を形成する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のボロン系膜の成膜方法。
- 前記基板の表面がSiO2であり、前記第2工程において、プラズマ中のイオンにより前記表面原子としてシリコン原子および酸素原子が叩き出され、前記界面密着層としてSi−B−Oが形成される、請求項5に記載のボロン系膜の成膜方法。
- 前記第2工程は、アルゴンプラズマにより行われる、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のボロン系膜の成膜方法。
- 前記第2工程は、前記基板に高周波電力によるバイアス電圧を印加しながら行われる、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のボロン系膜の成膜方法。
- 第1工程から前記第3工程は、同一チャンバ内で連続して行われる、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のボロン系膜の成膜方法。
- 基板上にボロンを主体とするボロン系膜を成膜する成膜装置であって、
基板を収容するチャンバと、
前記チャンバ内で基板を支持する載置台と、
前記チャンバ内にボロン含有ガスおよび希ガスを含む処理ガスを供給するガス供給機構と、
前記チャンバ内にプラズマを生成するプラズマ生成手段と、
前記ガス供給機構と前記プラズマ生成手段とを制御する制御部と
を有し、
前記制御部は、
前記ガス供給機構に、前記ボロン含有ガスを含むガスを供給させて、CVDにより基板上に初期ボロン系膜を成膜する第1工程を実行させ、
次いで、前記ガス供給機構に、希ガスを供給させ、前記プラズマ生成手段により希ガスのプラズマを生成させ、成膜された前記初期ボロン系膜をプラズマ処理し、前記基板表面と前記初期ボロン系膜を反応させて界面密着層を形成する第2工程を実行させ、
次いで、前記ガス供給機構に、前記ボロン含有ガスを含むガスを供給させて、CVDにより前記界面密着層上に主ボロン系膜を成膜する第3工程を実行させる、
ボロン系膜の成膜装置。 - 前記制御部は、前記第1工程および前記第3工程の際に、前記プラズマ生成手段に、プラズマを生成させて、プラズマCVDにより前記初期ボロン系膜および前記主ボロン系膜を成膜させる、請求項10に記載のボロン系膜の成膜装置。
- 前記希ガスのプラズマはアルゴンプラズマである、請求項10または請求項11に記載のボロン系膜の成膜装置。
- 前記載置台上の前記基板にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加用高周波電源をさらに有し、
前記制御部は、前記第2工程の際に、前記バイアス電圧印加用高周波電源に、前記基板へ前記バイアス電圧を印加させる、請求項10から請求項12のいずれか1項に記載のボロン系膜の成膜装置。
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SEIICHIRO MATSUMOTO AND WENJUN ZHANG: "High−Rate Deposition of High−Quality, Thick Cubic", JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, vol. Vol.39、No.5B, JPN6021029341, 2000, JP, pages 442 - 444, ISSN: 0004561860 * |
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