JP2023117045A - 基板処理方法 - Google Patents
基板処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023117045A JP2023117045A JP2022019518A JP2022019518A JP2023117045A JP 2023117045 A JP2023117045 A JP 2023117045A JP 2022019518 A JP2022019518 A JP 2022019518A JP 2022019518 A JP2022019518 A JP 2022019518A JP 2023117045 A JP2023117045 A JP 2023117045A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- material layer
- gas
- layer
- organic film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 44
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 31
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 21
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 16
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims description 10
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 claims 1
- 125000003396 thiol group Chemical class [H]S* 0.000 claims 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 37
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 9
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 6
- 239000002094 self assembled monolayer Substances 0.000 description 6
- 239000013545 self-assembled monolayer Substances 0.000 description 6
- YPJUNDFVDDCYIH-UHFFFAOYSA-N perfluorobutyric acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F YPJUNDFVDDCYIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 4
- -1 silane alkoxides Chemical class 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 2
- NEAQRZUHTPSBBM-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxy-3,3-dimethyl-7-nitro-4h-isoquinolin-1-one Chemical class C1=C([N+]([O-])=O)C=C2C(=O)N(O)C(C)(C)CC2=C1 NEAQRZUHTPSBBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005041 Mylar™ Substances 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 150000003009 phosphonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
【課題】第１材料層と第２材料層を有する基板において、第１材料層の上に対象膜を成膜する基板処理方法を提供する。【解決手段】第１材料層と、前記第１材料層とは異なる第２材料層と、を有する基板に対して、前記第１材料層の層上に第１有機膜を形成する工程と、対象膜の原料を含む処理ガスを供給して、前記第２材料層の層上に第１対象膜を形成し、前記第１有機膜の最表面と反応させて吸着層を形成する工程と、前記吸着層の上に第２有機膜を形成する工程と、前記第１対象膜の層上に前記第２対象膜を形成する工程と、を含む、基板処理方法。【選択図】図２
Description
本開示は、基板処理方法に関する。
特許文献１には、電極層と感光体層を有する電子写真感光体であって、電極層の感光体層側に、有機シランアルコキシド類、有機シランハライド類、有機ジシラザン類、カルボン酸類、ヒドロキサム酸類、ホスホン酸類、チオール類、スルフィド類等からなる自己組織化膜、例えばアルミニウムマイラーフィルム上に３－メルカプトプロピルシロキシ基からなる単分子膜が３－メルカプトプロピルシロキシ基の単分子膜からなる自己組織化膜が形成されている電子写真感光体が開示されている。
本開示は、第１材料層と第２材料層を有する基板において、第１材料層の上に対象膜を成膜する基板処理方法を提供する。
本開示の一態様による基板処理方法は、第１材料層と、前記第１材料層とは異なる第２材料層と、を有する基板に対して、前記第１材料層の層上に第１有機膜を形成する工程と、対象膜の原料を含む処理ガスを供給して、前記第２材料層の層上に第１対象膜を形成し、前記第１有機膜の最表面と反応させて吸着層を形成する工程と、前記吸着層の上に第２有機膜を形成する工程と、前記第１対象膜の層上に前記第２対象膜を形成する工程と、を含む。
本開示によれば、第１材料層と第２材料層を有する基板において、第１材料層の上に対象膜を成膜する基板処理方法を提供することができる。
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
〔成膜装置〕
図１を参照し、実施形態の成膜装置の一例について説明する。成膜装置は、処理容器１、載置台２、シャワーヘッド３、排気部４、ガス供給部５、ＲＦ電力供給部８、制御部９等を有する。
図１を参照し、実施形態の成膜装置の一例について説明する。成膜装置は、処理容器１、載置台２、シャワーヘッド３、排気部４、ガス供給部５、ＲＦ電力供給部８、制御部９等を有する。
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、基板の一例であるウエハＷを収容する。処理容器１の側壁には、ウエハＷを搬入又は搬出するための搬入出口１１が形成されている。搬入出口１１は、ゲートバルブ１２により開閉される。処理容器１の本体の上には、断面が矩形状をなす円環状の排気ダクト１３が設けられている。排気ダクト１３には、内周面に沿ってスリット１３ａが形成されている。排気ダクト１３の外壁には、排気口１３ｂが形成されている。排気ダクト１３の上面には、絶縁体部材１６を介して処理容器１の上部開口を塞ぐように天壁１４が設けられている。排気ダクト１３と絶縁体部材１６との間はシールリング１５で気密に封止されている。区画部材１７は、載置台２（及びカバー部材２２）が後述する処理位置へと上昇した際、処理容器１の内部を上下に区画する。
載置台２は、処理容器１内でウエハＷを水平に支持する。載置台２は、ウエハＷに対応した大きさの円板状に形成されており、支持部材２３に支持されている。載置台２は、ＡｌＮ等のセラミックス材料や、アルミニウムやニッケル合金等の金属材料で形成されており、内部にウエハＷを加熱するためのヒータ２１が埋め込まれている。ヒータ２１は、ヒータ電源（図示せず）から給電されて発熱する。そして、載置台２の上面の近傍に設けられた熱電対（図示せず）の温度信号によりヒータ２１の出力を制御することで、ウエハＷが所定の温度に制御される。載置台２には、上面の外周領域及び側面を覆うようにアルミナ等のセラミックスにより形成されたカバー部材２２が設けられている。
載置台２の底面には、載置台２を支持する支持部材２３が設けられている。支持部材２３は、載置台２の底面の中央から処理容器１の底壁に形成された孔部を貫通して処理容器１の下方に延び、その下端が昇降機構２４に接続されている。昇降機構２４により載置台２が支持部材２３を介して、図１で示す処理位置と、その下方の二点鎖線で示すウエハＷの搬送が可能な搬送位置との間で昇降する。支持部材２３の処理容器１の下方には、鍔部２５が取り付けられている。処理容器１の底面と鍔部２５との間には、ベローズ２６が設けられている。ベローズ２６は、処理容器１内の雰囲気を外気と区画し、載置台２の昇降動作にともなって伸縮する。
処理容器１の底面の近傍には、昇降板２７ａから上方に突出するように３本（２本のみ図示）のウエハ支持ピン２７が設けられている。ウエハ支持ピン２７は、処理容器１の下方に設けられた昇降機構２８により昇降板２７ａを介して昇降する。ウエハ支持ピン２７は、搬送位置にある載置台２に設けられた貫通孔２ａに挿通されて載置台２の上面に対して突没可能となっている。ウエハ支持ピン２７を昇降させることにより、搬送機構（図示せず）と載置台２との間でウエハＷの受け渡しが行われる。
シャワーヘッド３は、処理容器１内に処理ガスをシャワー状に供給する。シャワーヘッド３は、金属製であり、載置台２に対向するように設けられており、載置台２とほぼ同じ直径を有している。シャワーヘッド３は、本体部３１及びシャワープレート３２を有する。本体部３１は、処理容器１の天壁１４に固定されている。シャワープレート３２は、本体部３１の下に接続されている。本体部３１とシャワープレート３２との間には、ガス拡散空間３３が形成されている。ガス拡散空間３３には、処理容器１の天壁１４及び本体部３１の中央を貫通するようにガス導入孔３６が設けられている。シャワープレート３２の周縁部には下方に突出する環状突起部３４が形成されている。環状突起部３４の内側の平坦部には、ガス吐出孔３５が形成されている。載置台２が処理位置に存在した状態では、載置台２とシャワープレート３２との間に処理空間３８が形成され、カバー部材２２の上面と環状突起部３４とが近接して環状隙間３９が形成される。
排気部４は、処理容器１の内部を排気する。排気部４は、排気口１３ｂに接続された排気配管４１と、排気配管４１に接続された真空ポンプや圧力制御バルブ等を有する排気機構４２とを有する。処理に際しては、処理容器１内のガスがスリット１３ａを介して排気ダクト１３に至り、排気ダクト１３から排気配管４１を通って排気機構４２により排気される。
ガス供給部５は、シャワーヘッド３に各種の処理ガスを供給する。ガス供給部５は、ガス源５１及びガスライン５２を含む。ガス源５１は、例えば各種の処理ガスの供給源、マスフローコントローラ、バルブ（いずれも図示せず）を含む。各種の処理ガスは、ガス源５１からガスライン５２及びガス導入孔３６を介してガス拡散空間３３に導入される。
また、成膜装置は、容量結合プラズマ装置であって、載置台２が下部電極として機能し、シャワーヘッド３が上部電極として機能する。載置台２は、コンデンサ（図示せず）を介して接地されている。ただし、載置台２は、例えばコンデンサを介さずに接地されていてもよく、コンデンサとコイルを組み合わせた回路を介して接地されていてもよい。シャワーヘッド３は、ＲＦ電力供給部８に接続されている。
ＲＦ電力供給部８は、高周波電力（以下、「ＲＦ電力」ともいう。）をシャワーヘッド３に供給する。ＲＦ電力供給部８は、ＲＦ電源８１、整合器８２及び給電ライン８３を有する。ＲＦ電源８１は、ＲＦ電力を発生する電源である。ＲＦ電力は、プラズマの生成に適した周波数を有する。ＲＦ電力の周波数は、例えば低周波数帯の４５０ＫＨｚからマイクロ波帯の２．４５ＧＨｚの範囲内の周波数である。ＲＦ電源８１は、整合器８２及び給電ライン８３を介してシャワーヘッド３の本体部３１に接続されている。整合器８２は、ＲＦ電源８１の内部インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させるための回路を有する。なお、ＲＦ電力供給部８は、上部電極となるシャワーヘッド３にＲＦ電力を供給するものとして説明したが、これに限られるものではない。下部電極となる載置台２にＲＦ電力を供給する構成であってもよい。
制御部９は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、補助記憶装置等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭ又は補助記憶装置に格納されたプログラムに基づいて動作し、成膜装置の動作を制御する。制御部９は、成膜装置の内部に設けられていてもよく、外部に設けられていてもよい。制御部９が成膜装置の外部に設けられている場合、制御部９は、有線又は無線等の通信手段によって、成膜装置を制御できる。
〔シリコン窒化膜の形成方法〕
図２を参照し、絶縁膜の成膜方法について、図２から図５を用いて説明する。図２は、絶縁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、ステップＳ１０４の処理の一例を示すフローチャートである。図４は、ステップＳ１０７の処理の一例を示すフローチャートである。図５は、基板の断面模式図の一例である。
図２を参照し、絶縁膜の成膜方法について、図２から図５を用いて説明する。図２は、絶縁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、ステップＳ１０４の処理の一例を示すフローチャートである。図４は、ステップＳ１０７の処理の一例を示すフローチャートである。図５は、基板の断面模式図の一例である。
ステップＳ１０１において、制御部９は、ウエハＷを準備する。ここで、ウエハＷは図５（ａ）に示すように、金属膜１１０と、絶縁膜である第１絶縁膜１２０と、を有している。金属膜１１０は、例えば、Ｃｕ膜、Ｒｕ膜等の電導膜である。また、金属膜１１０の表面には、自然酸化膜１１１が形成されている。制御部９は、昇降機構２４を制御して載置台２を搬送位置に下降させた状態で、ゲートバルブ１２を開く。続いて、搬送アーム（図示せず）により、搬入出口１１を介して処理容器１内にウエハＷを搬入し、ヒータ２１により所定の温度（例えば６００℃以下）に加熱された載置台２上に載置する。続いて、制御部９は、昇降機構２４を制御して載置台２を処理位置まで上昇させ、排気機構４２により処理容器１内を所定の真空度まで減圧する。
ステップＳ１０２において、制御部９は、後述する第１有機膜１３１の形成や第１対象膜１４２の形成のための下地処理（前処理）を行う。ステップＳ１０２の下地処理は、例えば、ウエハＷの表面に形成された自然酸化膜の除去や汚染物質の除去を含む。また、例えば、ウエハＷの表面に形成された自然酸化膜の除去や汚染物質の除去した後の表面を改質する処理を含む。例えば、ステップＳ１０２において、制御部９は、ウエハＷの自然酸化膜１１１を除去する処理を施す。例えば、処理容器１内に還元ガス（例えば、水素、アルコール等）を供給してウエハＷを、例えば、２００℃で加熱することにより、金属膜１１０の表面に形成された自然酸化膜１１１を除去する。これにより、図５（ｂ）に示すように、金属膜１１０の表面から自然酸化膜１１１が除去される。
ステップＳ１０３において、制御部９は、第１有機膜１３１を形成する。例えば、処理容器１内に有機分子ガスを供給する。有機分子は、直鎖１３１ａと、基材（金属膜１１０）との反応官能基１３１ｂとを有する。ここで、直鎖１３１ａは、Ｃ（炭素）及びＦ（ハロゲン）を含む直鎖である。反応官能基１３１ｂは、金属膜１１０に対して選択的に吸着する官能基である。官能基は、チオール、カルボン酸、シランカップリング等のうちいずれかを含む。有機分子は、例えば、フッ化アルキルカルボン酸（ヘプタフルオロ酪酸）等のカルボン酸（－ＣＯＯＨ）を含むものを用いることができる。これにより、図５（ｃ）に示すように、金属膜１１０の表面に反応官能基１３１ｂが吸着し、有機膜として自己組織化単分子層（ＳＡＭ）を形成して、直鎖１３１ａの長さに応じた第１有機膜１３１を形成する。
一方、第１絶縁膜１２０に対しては、反応官能基１３１ｂが吸着することが抑制される。これにより、金属膜１１０の上に選択的に第１有機膜１３１が形成される。
ここで、直鎖１３１ａが長くなるほど第１有機膜１３１の膜厚は厚くなるが、有機分子の分子量が大きくなることにより、有機分子をガス化するための温度（沸点、気化温度）が高くなる。このため、第１有機膜１３１の膜厚には制限がある。
ステップＳ１０４の処理について、図３を参照しつつ更に説明する。ステップＳ１０４（Ｓ２０１）において、制御部９は、第２絶縁膜１４０のプリカーサを供給する。ここでは、第２絶縁膜１４０のプリカーサガスとして、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）ガスを供給する。これにより、図５（ｄ）に示すように、第１絶縁膜１２０の表面にＴＭＡが吸着して吸着層１４１を形成する。一方、第１有機膜１３１の表面には、ＴＭＡが吸着して吸着層１３２を形成する。吸着層１３２は、ＴＭＡが供給されると、ＴＭＡ分子中のＣＨ３が第１有機膜１３１中の直鎖１３１ａのＣＦｘ鎖のフッ素との置換反応が起こるため第１有機膜１３１表面にはＡｌＦを含むＡｌ分子が形成することになる。これにより、有機分子の直鎖１３１ａの終端（最表面）には、ＡｌＦ基（吸着層）１３２が形成される。
次に、ステップＳ１０４（Ｓ２０２）において、制御部９は、第２絶縁膜１４０のプリカーサと反応する反応ガスを供給する。ここでは、第２絶縁膜１４０の反応ガスとして、Ｈ２Ｏガスを供給する。これにより、図５（ｅ）に示すように、第１絶縁膜１２０の表面に吸着したＴＭＡが反応して、第１対象膜１４２を形成する。一方、ＡｌＦ基（吸着層）１３２とはほとんど反応しない。
次に、ステップＳ１０４（Ｓ２０３）において、制御部９は、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２の処理を１サイクルとして、所定回数繰り返したか否かを判定する。所定回数繰り返していない場合（Ｓ２０３・ＮＯ）、制御部９の処理はステップＳ２０１に戻る。所定回数繰り返した場合（Ｓ２０３・ＹＥＳ）、制御部９の処理は、ステップＳ１０４の処理を終了し、ステップＳ１０５(図２参照）に進む。
図３に示すように、第２絶縁膜１４０のプリカーサを供給する工程（Ｓ２０１）と第２絶縁膜１４０の反応ガスを供給する工程（Ｓ２０２）とを、１サイクルとして、複数サイクル繰り返す（Ｓ２０３）。複数サイクル繰り返すことで、ＡｌＦ基（吸着層）１３２を緻密化することができる。
また、ステップＳ１０４において、吸着層１３２を形成する際は、有機膜の終端基とＴＭＡの反応吸着が主目的となるので、反応ガスを供給する工程（Ｓ２０２）において、反応ガスを供給する時間は、プリカーサを供給する工程（Ｓ２０１）において、プリカーサを供給する時間より短くてもよい。また、ステップＳ１０４において、反応ガスを供給する工程（Ｓ２０２）を省略してもよい。つまり、ステップＳ１０４において、プリカーサを供給する工程（Ｓ２０１）を所定の時間の間、供給してもよく、間欠的に供給してもよい。これにより、有機膜の終端基とＴＭＡの反応吸着を促進することができる。
ステップＳ１０５において、制御部９は、第２有機膜１３３を形成する。例えば、処理容器１内に有機分子ガスを供給する。有機分子は、直鎖１３３ａと、ＡｌＦ基（吸着層）１３２との反応官能基１３３ｂとを有する。ここで、直鎖１３３ａは、Ｃ（炭素）及びＦ（ハロゲン）を含む直鎖である。反応官能基１３３ｂは、ＡｌＦ基に対して選択的に吸着する官能基（例えば、カルボン酸（－ＣＯＯＨ））である。有機分子は、例えば、フッ化アルキルカルボン酸（ヘプタフルオロ酪酸）等のカルボン酸（－ＣＯＯＨ）を含むものを用いることができる。これにより、図５（ｆ）に示すように、第１有機膜１３１の上に第２有機膜１３３を選択的に成膜することができる。また、第１有機膜１３１及び第２有機膜１３３によって、有機膜１３０を形成する。これにより、金属膜１１０の上に形成される有機膜１３０の膜厚を第１有機膜１３１のみの場合と比較して厚くすることができる。
一方、第１絶縁膜１２０の上に形成された第１対象膜１４２（ＡｌＯ膜）は、反応性が低下しており、反応官能基１３３ｂが吸着することが抑制される。これにより、第１有機膜１３１の上、換言すれば、金属膜１１０の上に選択的に第２有機膜１３３が形成される。
ステップＳ１０６において、制御部９は、有機膜１３０の膜厚が所望膜厚になるまでサイクルを繰り返したか否かを判定する。所望膜厚までサイクルを繰り返していない場合（Ｓ１０６・ＮＯ）、制御部９の処理は、Ｓ１０４及びＳ１０５を繰り返す。所望の膜厚に達すると（Ｓ１０６・ＹＥＳ）、制御部９の処理は、ステップＳ１０７に進む。
これにより、後述する図５（ｇ）に示すように、金属膜１１０の上に所望の膜厚の有機膜１３０を成膜することができる。また、有機膜１３０の膜厚を後述する第２絶縁膜１４０の膜厚よりも厚くすることができる。
ステップＳ１０７の処理について、図４を参照しつつ更に説明する。ステップＳ１０７（Ｓ３０１）において、制御部９は、第２絶縁膜１４０のプリカーサを供給する。ここでは、第２絶縁膜１４０のプリカーサガスとして、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）ガスを供給する。これにより、第１絶縁膜１２０（第１対象膜１４２）の表面にＴＭＡが吸着して吸着層を形成する。
次に、ステップＳ１０７（Ｓ３０２）において、制御部９は、第２絶縁膜１４０のプリカーサと反応する反応ガスを供給する。ここでは、第２絶縁膜１４０の反応ガスとして、Ｈ２Ｏガスを供給する。これにより、図５（ｇ）に示すように、第１絶縁膜１２０の表面に吸着したＴＭＡが反応して、第２対象膜を形成する。第１対象膜１４２及び第２対象膜によって、第２絶縁膜１４０を形成する。
次に、ステップＳ１０７（Ｓ３０３）において、制御部９は、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２の処理を１サイクルとして、所定回数繰り返したか否かを判定する。所定回数繰り返していない場合（Ｓ３０３・ＮＯ）、制御部９の処理はステップＳ３０１に戻る。所定回数繰り返した場合（Ｓ３０３・ＹＥＳ）、制御部９の処理は、ステップＳ１０７の処理を終了し、ステップＳ１０８(図２参照）に進む。
図４に示すように、第２絶縁膜１４０のプリカーサを供給する工程（Ｓ３０１）と第２絶縁膜１４０の反応ガスを供給する工程（Ｓ３０２）とを、１サイクルとして、ＡＬＤサイクルを複数サイクル繰り返す（Ｓ３０３）。これにより、第１絶縁膜１２０の上に第２絶縁膜１４０を形成する。
また、ステップＳ１０７において、第２絶縁膜１４０を形成する際は、高品質な膜を形成するためにしっかりと酸化させる必要がある。このため、反応ガスを供給する工程（Ｓ３０２）において、反応ガスを供給する時間は、例えば、吸着層１３２の形成において、反応ガスを供給する工程（Ｓ２０２）で供給する反応ガスの供給時間より長くすることができる。
これにより、図５（ｇ）に示すように、所望の膜厚の第２絶縁膜１４０（ＡｌＯ膜）が形成される。また、有機膜１３０の膜厚は、第２絶縁膜１４０の膜厚よりも厚く形成されている。
ステップＳ１０８において、制御部９は、エッチングにより、有機膜１３０を除去する。これにより、図５（ｈ）に示すように、有機膜１３０が除去される。
ステップＳ１０９において、制御部９は、金属膜１５０を成膜する。これにより、図５（ｉ）に示すように、金属膜１１０の上に金属膜１５０が形成される。
次に、有機膜１３０の膜厚について、図６を用いて説明する。図６は、有機膜１３０の膜厚を説明するグラフの一例である。
図６（ａ）では、金属膜としてＲｕ膜の上に有機膜として、ＰＦＢＡ（Ｃ４ＨＦ７Ｏ２）を供給して、自己組織化単分子層（ＳＡＭ）を形成した。これについて、有機膜中のＦ（実線で示す）と金属膜中のＲｕ（破線で示す）について、ＸＰＳ解析を行った。横軸は、膜厚方向（深さ方向：任意単位）を示し、縦軸はＸＰＳの信号強度を示す。これによる有機膜の膜厚を矢印２０１で示す。
図６（ｂ）では、ステップＳ１０３と、ステップＳ１０４，Ｓ１０５を複数サイクル繰り返すことで金属膜としてＲｕ膜の上に有機膜として、ＰＦＢＡ（Ｃ４ＨＦ７Ｏ２）を供給して、自己組織化単分子層（ＳＡＭ）を形成した。これについて、有機膜中のＦ（実線で示す）と金属膜中のＲｕ（破線で示す）について、ＸＰＳ解析を行った。横軸は、膜厚方向（深さ方向：任意単位）を示し、縦軸はＸＰＳの信号強度を示す。これによる有機膜の膜厚を矢印２０２で示す。
図６（ａ）と図６（ｂ）を対比して示すように、本実施形態に係る基板処理方法によれば、金属膜の上に成膜される有機膜の膜厚を厚くすることができる。
図６（ｃ）では、ステップＳ１０３と、ステップＳ１０４，Ｓ１０５を複数サイクル繰り返すことで絶縁膜としてＳｉＯ２膜の上に有機膜として、ＰＦＢＡ（Ｃ４ＨＦ７Ｏ２）を供給して、自己組織化単分子層（ＳＡＭ）を形成した。これについて、有機膜中のＦ（実線で示す）と金属膜中のＲｕ（破線で示す）について、ＸＰＳ解析を行った。横軸は、膜厚方向（深さ方向：任意単位）を示し、縦軸はＸＰＳの信号強度を示す。これによる有機膜の膜厚を矢印２０３で示す。
図６（ｂ）と図６（ｃ）を対比して示すように、本実施形態に係る基板処理方法によれば、絶縁膜に対して金属膜の上に選択的に有機膜を成膜することができる。また、有機膜の膜厚を厚くすることができる。
次に、図７を用いて、参考例に係る基板処理方法と本実施形態に係る基板処理方法とを対比して説明する。図７は、参考例と本実施形態に係る基板処理方法とを対比して説明する図の一例である。
図７（ａ）は、参考例に係る第２絶縁膜１４０の成膜を説明する図である。参考例では、有機膜１３０の膜厚は、有機分子の直鎖の長さに依存する。このため、第２絶縁膜１４０の膜厚を厚くすると、金属膜１１０の上に第２絶縁膜１４０がせり出す。このため、図７（ｂ）に示すように、有機膜１３０を除去した後、ホール等の凹部において、上側の開口幅が狭くなる。このため、凹部に金属膜１５０を埋め込む際、埋め込み不良が生じるおそれがある。
図７（ｃ）は、本実施形態に係る第２絶縁膜１４０の成膜を説明する図である。本実施形態では、有機膜１３０の膜厚を厚くすることができる。このため、図７（ｄ）に示すように、有機膜１３０を除去した後、ホール等の凹部において、上側の開口幅が狭くなることを防止することができる。このため、凹部に金属膜１５０を埋め込む際、埋め込み不良が生じるおそれがある。
今回開示された実施形態はすべ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、添付の請求の範囲及びその趣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。
Ｗ ウエハ
９ 制御部
１１０ 金属膜
１１１ 自然酸化膜
１２０ 第１絶縁膜
１３０ 有機膜
１３１ 第１有機膜
１３１ａ 直鎖
１３１ｂ 反応官能基
１３２ ＡｌＦ基（吸着層）
１３２ 吸着層
１３３ 第２有機膜
１３３ａ 直鎖
１３３ｂ 反応官能基
１４０ 第２絶縁膜
１４１ 吸着層
１４２ 第１対象膜
１５０ 金属膜
９ 制御部
１１０ 金属膜
１１１ 自然酸化膜
１２０ 第１絶縁膜
１３０ 有機膜
１３１ 第１有機膜
１３１ａ 直鎖
１３１ｂ 反応官能基
１３２ ＡｌＦ基（吸着層）
１３２ 吸着層
１３３ 第２有機膜
１３３ａ 直鎖
１３３ｂ 反応官能基
１４０ 第２絶縁膜
１４１ 吸着層
１４２ 第１対象膜
１５０ 金属膜
Claims (11)
- 第１材料層と、前記第１材料層とは異なる第２材料層と、を有する基板に対して、
前記第１材料層の層上に第１有機膜を形成する工程と、
対象膜の原料を含む処理ガスを供給して、前記第２材料層の層上に第１対象膜を形成し、前記第１有機膜の最表面と反応させて吸着層を形成する工程と、
前記吸着層の上に第２有機膜を形成する工程と、
前記第１対象膜の層上に第２対象膜を形成する工程と、を含む、
基板処理方法。 - 前記第１有機膜の原料ガスは、前記第２材料層に対して前記第１材料層に選択的に吸着する官能基と、炭素及びハロゲンを含む直鎖部と、を有する、
請求項１に記載の基板処理方法。 - 前記第１有機膜の原料ガスの官能基は、チオール、カルボン酸、シランカップリングのちいずれかを含む、
請求項２に記載の基板処理方法。 - 前記第２有機膜の原料ガスは、前記第２対象膜に対して前記吸着層に選択的に吸着する官能基と、炭素及びハロゲンを含む直鎖部と、を有する、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の基板処理方法。 - 前記第２有機膜の原料ガスの官能基は、カルボン酸である、
請求項４に記載の基板処理方法。 - 前記対象膜の原料を含む処理ガスは、原料ガスと、原料ガスと反応する反応ガスを含む、
請求項１乃至請求項５のいずれか1項に記載の基板処理方法。 - 前記原料ガスは、ＴＭＡであり、
前記反応ガスは、Ｈ２Ｏである、
請求項６に記載の基板処理方法。 - 対象膜の原料を含む処理ガスを供給して、前記第２材料層の上に第１対象膜を形成し、前記第１有機膜の最表面と反応させて吸着層を形成する工程と、
前記吸着層の上に第２有機膜を形成する工程と、
を複数回繰り返す、
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の基板処理方法。 - 前記第１対象膜を形成し、吸着層を形成する工程は、前記原料ガスと、前記反応ガスを交互に供給することを繰り返す、
請求項６に記載の基板処理方法。 - 前記第１材料層は金属であり、前記第２材料層は誘電体である、
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の基板処理方法。 - 前記第１材料層は誘電体であり、前記第２材料層は金属である、
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の基板処理方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022019518A JP2023117045A (ja) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 基板処理方法 |
| PCT/JP2023/003339 WO2023153298A1 (ja) | 2022-02-10 | 2023-02-02 | 基板処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022019518A JP2023117045A (ja) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 基板処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023117045A true JP2023117045A (ja) | 2023-08-23 |
Family
ID=87564337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022019518A Pending JP2023117045A (ja) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 基板処理方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023117045A (ja) |
| WO (1) | WO2023153298A1 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI772516B (zh) * | 2017-09-12 | 2022-08-01 | 美商應用材料股份有限公司 | 藉由化學蝕刻去除選擇性沉積缺陷 |
| US11450525B2 (en) * | 2018-09-14 | 2022-09-20 | Applied Materials, Inc. | Selective aluminum oxide film deposition |
| KR20220034785A (ko) * | 2019-07-18 | 2022-03-18 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 영역 선택적 증착에서 측면 필름 성장의 완화 방법 |
| JP7486321B2 (ja) * | 2020-02-14 | 2024-05-17 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法 |
-
2022
- 2022-02-10 JP JP2022019518A patent/JP2023117045A/ja active Pending
-
2023
- 2023-02-02 WO PCT/JP2023/003339 patent/WO2023153298A1/ja unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023153298A1 (ja) | 2023-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5807084B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム | |
| KR100724571B1 (ko) | 인시투 클리닝 기능을 갖는 플라즈마 처리장치 및 그사용방법 | |
| JP5792364B1 (ja) | 基板処理装置、チャンバリッドアセンブリ、半導体装置の製造方法、プログラム及び記録媒体 | |
| JP5897617B2 (ja) | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 | |
| JP2009515292A (ja) | プラズマ処理のための低電圧誘電結合プラズマ発生装置 | |
| CN110880447B (zh) | 等离子体沉积方法和等离子体沉积设备 | |
| WO2023153298A1 (ja) | 基板処理方法 | |
| JP2021080536A (ja) | 基板処理方法及び基板処理装置 | |
| JP6529996B2 (ja) | 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム | |
| WO2023204112A1 (ja) | 成膜方法及び基板処理装置 | |
| US20220333249A1 (en) | Substrate processing method and substrate processing device | |
| WO2020080156A1 (ja) | シリコン窒化膜の成膜方法、および成膜装置 | |
| JP5215685B2 (ja) | 原子層成長装置 | |
| WO2022080192A1 (ja) | 基板処理方法及び基板処理装置 | |
| US20230357922A1 (en) | Sin film embedding method and film formation apparatus | |
| WO2022085484A1 (ja) | 基板処理方法及び基板処理装置 | |
| WO2022065315A1 (ja) | 凹部埋め込み方法及び基板処理装置 | |
| WO2023153284A1 (ja) | 成膜方法及び成膜装置 | |
| WO2020085215A1 (ja) | 成膜装置および成膜方法 | |
| JP2022111765A (ja) | シリコン窒化膜の形成方法及び成膜装置 | |
| JP2023182324A (ja) | 成膜方法及び成膜装置 | |
| JP2023100428A (ja) | 成膜方法及び成膜装置 | |
| JP2023026843A (ja) | 成膜方法及び成膜装置 | |
| CN118109798A (zh) | 成膜方法及成膜装置 | |
| JP2007208169A (ja) | 基板処理方法 |