WO2023204112A1 - 成膜方法及び基板処理装置 - Google Patents

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WO2023204112A1
WO2023204112A1 PCT/JP2023/014772 JP2023014772W WO2023204112A1 WO 2023204112 A1 WO2023204112 A1 WO 2023204112A1 JP 2023014772 W JP2023014772 W JP 2023014772W WO 2023204112 A1 WO2023204112 A1 WO 2023204112A1
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film
substrate
self
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PCT/JP2023/014772
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French (fr)
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暁志 布瀬
秀司 東雲
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東京エレクトロン株式会社
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    • 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
    • C23C16/44—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 method of coating
    • C23C16/455—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 method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to a film forming method and a substrate processing apparatus.
  • Patent Document 1 describes a step of preparing a substrate having a first metal layer formed on the surface of the first region and an insulating layer formed on the surface of the second region, and a self-organized film. a step of supplying a raw material gas to form a self-assembled film on the surface of the metal layer; after forming the self-assembled film, supplying a precursor gas containing a second metal; and supplying an oxidizing gas.
  • a film forming method which includes a step of supplying an oxide film of the first metal and reducing an oxide film of the first metal formed on the surface of the first metal.
  • the present disclosure provides a film forming method and a substrate processing apparatus that improve selectivity when selectively forming an insulating film in a desired region using a self-assembled monolayer.
  • a film formation method includes the steps of preparing a substrate having a metal film formed on a surface of a first region and a first insulating film formed on a surface of a second region; and supplying a gas containing an organic compound having a first functional group provided at one end of the chain portion and a second functional group provided at the other end of the chain portion to the surface of the substrate, a step of forming a self-assembled monolayer of the organic compound in the first region; and a step of supplying a precursor gas and a reaction gas to the surface of the substrate to form a second insulating film in the second region. and a step of removing the self-assembled monolayer formed in the first region.
  • 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a film forming apparatus according to an embodiment.
  • 1 is a flowchart showing an example of a film forming method.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a film forming apparatus according to an embodiment.
  • the film forming apparatus includes a processing container 1, a mounting table (holding section) 2, a shower head 3, an exhaust section 4, a gas supply section 5, an RF power supply section 8, a control section 9, and the like.
  • the processing container 1 is made of metal such as aluminum and has a substantially cylindrical shape.
  • the processing container 1 accommodates a substrate W such as a wafer.
  • a loading/unloading port 11 for loading or unloading the substrate W is formed in the side wall of the processing container 1 .
  • the loading/unloading port 11 is opened and closed by a gate valve 12 .
  • An annular exhaust duct 13 having a rectangular cross section is provided above the main body of the processing container 1 .
  • a slit 13a is formed in the exhaust duct 13 along the inner peripheral surface.
  • An exhaust port 13b is formed in the outer wall of the exhaust duct 13.
  • a ceiling wall 14 is provided on the upper surface of the exhaust duct 13 so as to close the upper opening of the processing container 1 with an insulator member 16 interposed therebetween.
  • the space between the exhaust duct 13 and the insulator member 16 is hermetically sealed with a seal ring 15.
  • the partitioning member 17 partitions the interior of the processing container 1 into upper and lower sections when the mounting table 2 (and cover member 22) rises to a processing position to be described later.
  • the mounting table 2 horizontally supports (holds) the substrate W within the processing container 1 .
  • the mounting table 2 is formed into a disk shape with a size corresponding to the substrate W, and is supported by a support member 23.
  • the mounting table 2 is made of a ceramic material such as AlN or a metal material such as aluminum or nickel alloy, and has a heater 21 embedded therein for heating the substrate W.
  • the heater 21 is supplied with power from a heater power source (not shown) and generates heat. Then, by controlling the output of the heater 21 based on a temperature signal from a thermocouple (not shown) provided near the top surface of the mounting table 2, the substrate W is controlled to a predetermined temperature.
  • the mounting table 2 is provided with a cover member 22 made of ceramics such as alumina so as to cover the outer peripheral area of the upper surface and the side surfaces.
  • a support member 23 that supports the mounting table 2 is provided on the bottom surface of the mounting table 2.
  • the support member 23 extends below the processing container 1 from the center of the bottom surface of the mounting table 2 through a hole formed in the bottom wall of the processing container 1, and its lower end is connected to the elevating mechanism 24.
  • the mounting table 2 is raised and lowered by the lifting mechanism 24 via the support member 23 between the processing position shown in FIG.
  • a collar portion 25 is attached to the support member 23 below the processing container 1 .
  • a bellows 26 is provided between the bottom surface of the processing container 1 and the flange 25. The bellows 26 separates the atmosphere inside the processing container 1 from the outside air, and expands and contracts as the mounting table 2 moves up and down.
  • wafer support pins 27 are provided near the bottom of the processing container 1 so as to protrude upward from the lifting plate 27a.
  • the wafer support pins 27 are raised and lowered via a lifting plate 27a by a lifting mechanism 28 provided below the processing container 1.
  • the wafer support pin 27 is inserted into a through hole 2a provided in the mounting table 2 at the transfer position, and is capable of protruding and retracting from the upper surface of the mounting table 2.
  • the shower head 3 supplies processing gas into the processing container 1 in the form of a shower.
  • the shower head 3 is made of metal, is provided to face the mounting table 2, and has approximately the same diameter as the mounting table 2.
  • the shower head 3 has a main body 31 and a shower plate 32.
  • the main body portion 31 is fixed to the top wall 14 of the processing container 1.
  • the shower plate 32 is connected below the main body part 31.
  • a gas diffusion space 33 is formed between the main body portion 31 and the shower plate 32.
  • a gas introduction hole 36 is provided in the gas diffusion space 33 so as to penetrate through the top wall 14 of the processing container 1 and the center of the main body portion 31 .
  • An annular projection 34 is formed on the peripheral edge of the shower plate 32 and projects downward.
  • a gas discharge hole 35 is formed in the inner flat part of the annular protrusion 34 .
  • the exhaust section 4 exhausts the inside of the processing container 1.
  • the exhaust section 4 includes an exhaust pipe 41 connected to the exhaust port 13b, and an exhaust mechanism 42 connected to the exhaust pipe 41 and including a vacuum pump, a pressure control valve, and the like.
  • the gas in the processing container 1 reaches the exhaust duct 13 through the slit 13a, passes through the exhaust pipe 41 from the exhaust duct 13, and is exhausted by the exhaust mechanism 42.
  • the gas supply unit 5 supplies various processing gases to the shower head 3.
  • the gas supply section 5 includes a gas source 51 and a gas line 52.
  • the gas source 51 includes, for example, a supply source of various processing gases, a mass flow controller, and a valve (all not shown).
  • Various processing gases are introduced into the gas diffusion space 33 from a gas source 51 via a gas line 52 and a gas introduction hole 36 .
  • the film forming apparatus is a capacitively coupled plasma apparatus, in which the mounting table 2 functions as a lower electrode and the shower head 3 functions as an upper electrode.
  • the mounting table 2 is grounded via a capacitor (not shown).
  • the mounting table 2 may be grounded, for example, without a capacitor, or may be grounded via a circuit that combines a capacitor and a coil.
  • the shower head 3 is connected to an RF power supply section 8 .
  • the RF power supply section 8 supplies high frequency power (hereinafter also referred to as "RF power") to the shower head 3.
  • the RF power supply unit 8 includes an RF power supply 81 , a matching box 82 , and a power supply line 83 .
  • the RF power source 81 is a power source that generates RF power.
  • the RF power has a frequency suitable for plasma generation.
  • the frequency of the RF power is, for example, within the range of 450 KHz in the low frequency band to 2.45 GHz in the microwave band.
  • the RF power source 81 is connected to the main body 31 of the shower head 3 via a matching box 82 and a power supply line 83.
  • Matching box 82 has a circuit for matching the load impedance to the internal impedance of RF power source 81 .
  • the RF power supply unit 8 has been described as supplying RF power to the shower head 3 serving as the upper electrode, the present invention is not limited to this. A configuration may also be adopted in which RF power is supplied to the mounting table 2 serving as the lower electrode.
  • the control unit 9 is, for example, a computer, and includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an auxiliary storage device, and the like.
  • the CPU operates based on a program stored in the ROM or auxiliary storage device, and controls the operation of the film forming apparatus.
  • the control unit 9 may be provided inside the film forming apparatus or may be provided outside. When the control unit 9 is provided outside the film forming apparatus, the control unit 9 can control the film forming apparatus using a wired or wireless communication means.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of a film forming method.
  • 3A to 3F are examples of cross-sectional schematic diagrams showing the state of the substrate W in each step.
  • step S101 the control unit 9 prepares the substrate W.
  • the substrate W has a first area A1 and a second area A2.
  • a metal film 110 is formed in the first region A1.
  • the metal film 110 is, for example, a conductive film such as a copper (Cu) film or a ruthenium (Ru) film.
  • a natural oxide film 111 is formed on the surface of the metal film 110.
  • a first insulating film 120 which is an insulating film, is formed in the second region A2.
  • the first insulating film 120 is, for example, an insulating material containing silicon (Si), such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon carbide, silicon oxycarbonide, or silicon oxycarbonitride.
  • the control unit 9 opens the gate valve 12 while controlling the elevating mechanism 24 to lower the mounting table 2 to the transfer position.
  • a transfer arm (not shown) carries the substrate W into the processing container 1 through the carry-in/out port 11, and places it on the mounting table 2 heated to a predetermined temperature (for example, 600° C. or less) by the heater 21. Place it.
  • the control unit 9 controls the lifting mechanism 24 to raise the mounting table 2 to the processing position, and the exhaust mechanism 42 reduces the pressure inside the processing container 1 to a predetermined degree of vacuum.
  • step S102 the control unit 9 performs ground treatment (pretreatment) for forming the self-assembled monolayer 130 and the second insulating film 140, which will be described later.
  • the base treatment in step S102 includes, for example, removing a natural oxide film formed on the surface of the substrate W and removing contaminants. It also includes, for example, a process of modifying the surface after removing a natural oxide film formed on the surface of the substrate W or removing contaminants.
  • the control unit 9 performs a process to remove the natural oxide film 111 of the substrate W.
  • the natural oxide film 111 formed on the surface of the metal film 110 is removed by supplying a reducing gas (e.g., hydrogen, alcohol, etc.) into the processing container 1 and heating the substrate W at, for example, 200°C. do.
  • a reducing gas e.g., hydrogen, alcohol, etc.
  • step S103 the control unit 9 forms a self-assembled monolayer 130.
  • an organic compound 131 (see FIG. 4 described later) gas is supplied into the processing container 1 .
  • the organic compound 131 has a main chain (chain portion) 131a, a first functional group 131b formed at one end of the main chain 131a, and a second functional group 131c formed at the other end of the main chain 131a.
  • the main chain 131a is formed by connecting carbons (C).
  • the main chain 131a is formed of, for example, an alkyl chain.
  • the first functional group 131b is a functional group that selectively adsorbs (bonds) to the metal film 110.
  • the first functional group 131b includes, for example, at least one of thiol, carboxylic acid, sulfonic acid, phosphoric acid, olefin, and the like.
  • the second functional group 131c is a functional group that adsorbs (bonds) a precursor gas, which will be described later. Furthermore, the second functional group 131c is a functional group that adsorbs to the metal film 110 equally or less than the first functional group 131b.
  • the second functional group 131c may be a functional group containing oxygen (O). In the case of a functional group containing oxygen (O), the second functional group 131c includes at least one of alcohol, carboxylic acid, ester, etc., for example. Further, the second functional group 131c may be a functional group containing sulfur (S).
  • the second functional group 131c includes, for example, at least one of thiol, thioester, sulfonic acid, and the like. Further, the first functional group 131b and the second functional group 131c may be the same functional group.
  • the first functional group 131b of the organic compound 131 is adsorbed to the surface of the metal film 110, and the organic compound 131 is oriented by the interaction between the organic compounds 131, thereby self-organizing.
  • a self-assembled monolayer (SAM) 130 is formed.
  • SAM self-assembled monolayer
  • FIG. 3C a self-assembled monolayer 130 is formed on the surface of the metal film 110.
  • the first functional group 131b of the organic compound 131 is arranged on the interface side between the metal film 110 and the self-assembled monolayer 130, and the first functional group 131b of the organic compound 131 is arranged on the surface side of the self-assembled monolayer 130.
  • a second functional group 131c of compound 131 is arranged.
  • the main chain 131a of the organic compound 131 is an alkyl chain, and the number n of carbon atoms in the alkyl chain is preferably 30 or less (n ⁇ 30). If the main chain 131a of the organic compound 131 is long, the main chain 131a may be bent and the first functional group 131b and the second functional group 131c may be adsorbed onto the surface of the metal film 110. On the other hand, by setting the number n of carbon atoms in the alkyl chain to 30 or less, the first functional group 131b is adsorbed to the surface of the metal film 110, and the second functional group 131c is not adsorbed to the surface of the metal film 110. , the organic compounds 131 can be oriented by the interaction between them, and a self-assembled monomolecular film 130 can be suitably formed.
  • the main chain 131a of the organic compound 131 is an alkyl chain, and the number n of carbon atoms in the alkyl chain is more preferably 10 or less (n ⁇ 10).
  • the second functional group 131c of the organic compound 131 appears closer to the surface of the metal film 110, thereby promoting the trapping of TMA molecules 200 (see FIG. 4 described later) as a precursor gas.
  • control unit 9 forms the second insulating film 140 on the first insulating film 120 in the second region A2 by an ALD (Atomic Layer Deposition) process (S104 to S106).
  • ALD Atomic Layer Deposition
  • step S104 the control unit 9 supplies a precursor gas for the second insulating film 140.
  • TMA trimethylaluminum
  • the control unit 9 supplies a precursor gas for the second insulating film 140.
  • TMA trimethylaluminum
  • TMA is supplied as a precursor gas for the second insulating film 140.
  • TMA is adsorbed to the surface of the first insulating film 120 in the second region A2 to form an adsorption layer.
  • the first region A1 a self-assembled monolayer 130 is formed on the metal film 110 to suppress adsorption of the precursor gas to the surface of the metal film 110. That is, the self-assembled monolayer 130 formed on the metal film 110 functions as a blocking film that blocks the adsorption of the precursor gas onto the metal film 110.
  • step S105 the control unit 9 supplies a reactive gas that reacts with the precursor of the second insulating film 140.
  • H 2 O gas is supplied as a reactive gas for the second insulating film 140 .
  • the TMA adsorbed on the surface of the first insulating film 120 reacts, and an AlO layer ( three Al 2 O layers) is formed in the second region A2.
  • step S106 the control unit 9 determines whether or not a predetermined number of cycles have been repeated, with the processing of steps S301 and S302 as one cycle (Is the ALD cycle complete?). If the predetermined number of cycles has not been repeated (S106, NO), the process of the control unit 9 returns to step S104. If the predetermined number of cycles has been repeated (S106, YES), the process of the control unit 9 proceeds to step S107.
  • the ALD cycle is repeated for multiple cycles, with the step of supplying the precursor gas for the second insulating film 140 (S104) and the step of supplying the reaction gas for the second insulating film 140 (S105) as one cycle. (S106).
  • S104 the step of supplying the precursor gas for the second insulating film 140
  • S105 the step of supplying the reaction gas for the second insulating film 140
  • S106 the step of supplying the reaction gas for the second insulating film 140
  • step S107 the control unit 9 removes the self-assembled monolayer 130 by etching. As a result, as shown in FIG. 3E, the self-assembled monolayer 130 formed in the first region A1 is removed.
  • step S108 the control unit 9 determines whether a predetermined number of repetitions has elapsed. If the predetermined number of repetitions has not elapsed (S108, NO), the process of the control unit 9 returns to step S103. If the predetermined number of repetitions has elapsed (S108, YES), the process of the control unit 9 proceeds to step S109.
  • the formation of the self-assembled monomolecular film 130 in the first area A1 (S103), the formation of the second insulating film 140 in the second area A2 (S104 to S106), and the self-assembly of the first area A1 By repeating the removal of the monomolecular film 130 (S107), the second insulating film 140 can be selectively formed in the second region A2.
  • step S109 the control unit 9 forms the metal film 150.
  • the metal film 150 is formed on the metal film 110 in the first region A1.
  • FIG. 4 is an example of a schematic cross-sectional view illustrating the self-assembled monolayer 130 according to the embodiment.
  • FIG. 5 is an example of a schematic cross-sectional view illustrating a self-assembled monolayer 130C according to a reference example.
  • the organic compound gas supplied when forming the self-assembled monomolecular film 130 in step S103 is different.
  • the control unit 9 supplies the organic compound 132 gas into the processing container 1 to form a self-assembled monomolecular film 130C.
  • the organic compound 132 gas has a main chain 132a and a functional group 132b.
  • the main chain 132a is formed by connecting carbons (C).
  • the functional group 132b is a functional group that selectively adsorbs to the metal film 110. The rest is the same as the film forming method according to the embodiment shown in FIG.
  • the self-assembled monolayer 130C has voids 135 between the organic compounds 132. Therefore, the TMA molecules 200 as a precursor gas enter the self-assembled monolayer 130C through the voids 135, and the TMA molecules 200 enter the surface of the metal film 110 (the metal film 110 and the self-assembled monolayer 130C). There is a possibility that the TMA molecules 200 may reach the surface of the metal film 110 (the interface of the metal film 110) and be adsorbed to the surface of the metal film 110.
  • the precursor gas (TMA) has high reactivity
  • the surface of the metal film 110 (the interface between the metal film 110 and the self-assembled monolayer 130C)
  • an AlO film is formed at the interface between the metal film 110 and the self-assembled monolayer 130C, starting from the TMA molecules 200 adsorbed on the film.
  • the AlO film formed at the interface between the metal film 110 and the self-assembled monolayer 130C may remain on the surface of the metal film 110 even if the self-assembled monolayer 130C is removed (step S107). .
  • the selectivity in forming the second insulating film 140 may be reduced.
  • a self-assembled monolayer 130 is formed.
  • the self-assembled monolayer 130 has voids 135 between the organic compounds 132.
  • the second functional group 131c of the organic compound 131 is arranged above the void 135 (on the surface side of the self-assembled monolayer 130).
  • the TMA molecules 200 as a precursor gas are adsorbed and trapped by the second functional group 131c before entering the void 135 and heading toward the interface between the metal film 110 and the self-assembled monolayer 130C. .
  • an AlO film is formed on the surface of the self-assembled monolayer 130, starting from the TMA molecules 200 trapped by the second functional groups 131c.
  • the amount of the second insulating film 140 deposited on the first insulating film 120 in the second region A2 is The amount of AlO film formed becomes smaller. Therefore, the AlO film formed on the surface of the self-assembled monomolecular film 130 is removed from the first region A1 together with the self-assembled monomolecular film 130 when the self-assembled monomolecular film 130 is removed (S107). Ru.
  • the second insulating film 140 can be selectively formed in the second region A2. That is, the selectivity in forming the second insulating film 140 can be improved.
  • the AlO film formed on the surface of the self-assembled monolayer 130 in the first region A1 can be removed, so that the selectivity in forming the second insulating film 140 can be improved.
  • TMA trimethylaluminum
  • the precursor gas may contain at least one of trialkyl aluminum, aluminum trihalide, and alkoxide.

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Abstract

自己組織化単分子膜を用いて所望の領域に絶縁膜を選択的に形成する際の選択性を向上する成膜方法及び基板処理装置を提供する。　第１領域の表面に形成された金属膜と、第２領域の表面に形成された第１絶縁膜と、を有する基板を準備する工程と、鎖部と、前記鎖部の一端に設けられた第１機能基と、前記鎖部の他端に設けられた第２機能基と、を有する有機化合物を含むガスを前記基板の表面に供給して、前記第１領域に前記有機化合物の自己組織化単分子膜を形成する工程と、前駆体ガス及び反応ガスを前記基板の表面に供給して、前記第２領域に第２絶縁膜を形成する工程と、前記第１領域に形成された前記自己組織化単分子膜を除去する工程と、を有する、成膜方法。

Description

成膜方法及び基板処理装置
　本開示は、成膜方法及び基板処理装置に関する。
　特許文献１には、第１領域の表面に形成された第１の金属製の金属層と、第２領域の表面に形成された絶縁層とを有する基板を準備する工程と、自己組織化膜の原料ガスを供給し、前記金属層の表面に自己組織化膜を形成する工程と、前記自己組織化膜を形成した後に、第２の金属を含有する前駆体ガスの供給と、酸化ガスの供給とを繰り返し、原子層堆積法により前記絶縁層の上に第２の金属の酸化膜を形成する工程と、前記酸化ガスの供給の後で前記前駆体ガスの供給の前に、還元ガスを供給して前記第１の金属の表面に形成された前記第１の金属の酸化膜を還元する工程とを含む、成膜方法が開示されている。
特開２０２１－１２５６０７号公報
　本開示は、自己組織化単分子膜を用いて所望の領域に絶縁膜を選択的に形成する際の選択性を向上する成膜方法及び基板処理装置を提供する。
　本開示の一態様による成膜方法は、第１領域の表面に形成された金属膜と、第２領域の表面に形成された第１絶縁膜と、を有する基板を準備する工程と、鎖部と、前記鎖部の一端に設けられた第１機能基と、前記鎖部の他端に設けられた第２機能基と、を有する有機化合物を含むガスを前記基板の表面に供給して、前記第１領域に前記有機化合物の自己組織化単分子膜を形成する工程と、前駆体ガス及び反応ガスを前記基板の表面に供給して、前記第２領域に第２絶縁膜を形成する工程と、前記第１領域に形成された前記自己組織化単分子膜を除去する工程と、を有する。
　本開示によれば、自己組織化単分子膜を用いて所望の領域に絶縁膜を選択的に形成する際の選択性を向上する成膜方法及び基板処理装置を提供することができる。
実施形態の成膜装置の一例を示す概略断面図。 成膜方法の一例を示すフローチャート。 各工程での基板の状態を示す断面模式図の一例。 各工程での基板の状態を示す断面模式図の一例。 各工程での基板の状態を示す断面模式図の一例。 各工程での基板の状態を示す断面模式図の一例。 各工程での基板の状態を示す断面模式図の一例。 各工程での基板の状態を示す断面模式図の一例。 実施形態に係る自己組織化膜を説明する断面模式図の一例。 参考例に係る自己組織化膜を説明する断面模式図の一例。
　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。
　実施形態の成膜装置の一例について、図１を用いて説明する。図１は、実施形態の成膜装置の一例を示す概略断面図である。成膜装置は、処理容器１、載置台（保持部）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、ウエハ等の基板Ｗを収容する。処理容器１の側壁には、基板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内で基板Ｗを水平に支持（保持）する。載置台２は、基板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、内部に基板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、基板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基板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との間で基板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。
　次に、実施形態の成膜方法の一例について、図２及び図３Ａから図３Ｆを用いて説明する。図２は、成膜方法の一例を示すフローチャートである。図３Ａから図３Ｆは、各工程での基板Ｗの状態を示す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、基板Ｗを準備する。ここで、準備された基板Ｗの断面模式図の一例を図３Ａに示す。基板Ｗは、第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２を有する。第１領域Ａ１には、金属膜１１０が形成されている。金属膜１１０は、例えば、銅（Ｃｕ）膜、ルテニウム（Ｒｕ）膜等の導電膜である。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。第２領域Ａ２には、絶縁膜である第１絶縁膜１２０が形成されている。第１絶縁膜１２０は、例えば、ばケイ素（Ｓｉ）を含む絶縁材料であり、例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸炭化ケイ素、又は酸炭窒化ケイ素等である。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内に基板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、後述する自己組織化単分子膜１３０の形成や第２絶縁膜１４０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、基板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、基板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、基板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）を供給して基板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３Ｂ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、自己組織化単分子膜１３０を形成する。例えば、処理容器１内に有機化合物１３１（後述する図４参照）ガスを供給する。有機化合物１３１は、主鎖（鎖部）１３１ａと、主鎖１３１ａの一端に形成される第１機能基１３１ｂと、主鎖１３１ａの他端に形成される第２機能基１３１ｃと、を有する。
　主鎖１３１ａは、炭素（Ｃ）が連なって形成される。主鎖１３１ａは、例えば、アルキル鎖で形成される。
　第１機能基１３１ｂは、金属膜１１０に対して選択的に吸着（結合）する官能基である。第１機能基１３１ｂは、例えば、チオール、カルボン酸、スルホン酸、リン酸、オレフィン等のうち少なくとも一つを含む。
　第２機能基１３１ｃは、後述する前駆体ガスを吸着（結合）する官能基である。また、第２機能基１３１ｃは、第１機能基１３１ｂと比較して、金属膜１１０に対する吸着が等しい又は小さい官能基である。第２機能基１３１ｃは、酸素（Ｏ）を含有する官能基であってよい。酸素（Ｏ)を含有する官能基である場合、第２機能基１３１ｃは、例えばアルコール、カルボン酸、エステル等のうち少なくとも一つを含む。また、第２機能基１３１ｃは、硫黄（Ｓ）を含有する官能基であってよい。硫黄（Ｓ）を含有する官能基である場合、第２機能基１３１ｃは、例えばチオール、チオエステル、スルホン酸等のうち少なくとも一つを含む。また、第１機能基１３１ｂと第２機能基１３１ｃとは、同じ官能基であってもよい。
　これにより、後述する図４に示すように、有機化合物１３１の第１機能基１３１ｂが金属膜１１０の表面に吸着し、有機化合物１３１間の相互作用によって有機化合物１３１が配向することで、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ：Self-Assembled Monolayer）１３０を形成する。これにより、図３Ｃに示すように、金属膜１１０の表面に自己組織化単分子膜１３０を形成する。また、図４に示すように、金属膜１１０と自己組織化単分子膜１３０との界面側に有機化合物１３１の第１機能基１３１ｂが配置され、自己組織化単分子膜１３０の表面側に有機化合物１３１の第２機能基１３１ｃが配置される。
　一方、第１絶縁膜１２０（及び後述する第２絶縁膜１４０）に対しては、有機化合物１３１の第１機能基１３１ｂ及び第２機能基１３１ｃが吸着することが抑制される。これにより、金属膜１１０の上に選択的に自己組織化単分子膜１３０が形成される。
　なお、有機化合物１３１の主鎖１３１ａは、アルキル鎖であって、アルキル鎖の炭素原子の数ｎは、３０以下が好ましい（ｎ≦３０）。有機化合物１３１の主鎖１３１ａが長いと、主鎖１３１ａが屈曲して第１機能基１３１ｂ及び第２機能基１３１ｃが金属膜１１０の表面に吸着されるおそれがある。これに対し、アルキル鎖の炭素原子の数ｎを３０以下とすることにより、第１機能基１３１ｂが金属膜１１０の表面に吸着し、第２機能基１３１ｃが金属膜１１０の表面に吸着せず、有機化合物１３１間の相互作用によって有機化合物１３１を配向させ、自己組織化単分子膜１３０を好適に形成することができる。
　また、有機化合物１３１の主鎖１３１ａは、アルキル鎖であって、アルキル鎖の炭素原子の数ｎは、１０以下がより好ましい（ｎ≦１０）。これにより、有機化合物１３１の第２機能基１３１ｃがより金属膜１１０の表面近傍に現れるため、前駆体ガスとしてのＴＭＡ分子２００（後述する図４参照）のトラップを促進することができる。
　次に、制御部９は、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）プロセスによって、第２領域Ａ２の第１絶縁膜１２０の上に第２絶縁膜１４０を形成する（Ｓ１０４～Ｓ１０６）。
　ステップＳ１０４において、制御部９は、第２絶縁膜１４０の前駆体（プリカーサ）ガスを供給する。ここでは、第２絶縁膜１４０の前駆体ガスとして、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２領域Ａ２の第１絶縁膜１２０の表面にＴＭＡが吸着して吸着層を形成する。一方、第１領域Ａ１には、金属膜１１０の上に自己組織化単分子膜１３０が形成されており、前駆体ガスが金属膜１１０の表面に吸着することを抑制する。即ち、金属膜１１０の上に形成された自己組織化単分子膜１３０は、金属膜１１０の上に前駆体ガスが吸着することをブロックするブロック膜として機能する。
　次に、ステップＳ１０５において、制御部９は、第２絶縁膜１４０の前駆体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、第１絶縁膜１２０の表面に吸着したＴＭＡが反応して、第２領域Ａ２にＡｌＯ層（Ａｌ２Ｏ３層）が形成される。
　次に、ステップＳ１０６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、所定のサイクル数を繰り返したか否かを判定する（ＡＬＤサイクル終了？）。所定のサイクル数を繰り返していない場合（Ｓ１０６・ＮＯ）、制御部９の処理はステップＳ１０４に戻る。所定のサイクル数を繰り返した場合（Ｓ１０６・ＹＥＳ）、制御部９の処理は、ステップＳ１０７に進む。
　このように、第２絶縁膜１４０の前駆体ガスを供給する工程（Ｓ１０４）と、第２絶縁膜１４０の反応ガスを供給する工程（Ｓ１０５）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（Ｓ１０６）。これにより、図３Ｄに示すように、第２領域Ａ２の第１絶縁膜１２０の上にＡＬＤプロセスでＡｌＯ膜を成膜して、第２絶縁膜１４０を形成する。また、金属膜１１０の上に形成された自己組織化単分子膜１３０は、金属膜１１０の上に第２絶縁膜１４０が成膜されることをブロックするブロック膜として機能する。
　ステップＳ１０７において、制御部９は、エッチングにより、自己組織化単分子膜１３０を除去する。これにより、図３Ｅに示すように、第１領域Ａ１に形成された自己組織化単分子膜１３０が除去される。
　ステップＳ１０８において、制御部９は、所定の繰り返し回数を経過したか否かを判定する。所定の繰り返し回数を経過していない場合（Ｓ１０８・ＮＯ）、制御部９の処理はステップＳ１０３に戻る。所定の繰り返し回数を経過した場合（Ｓ１０８・ＹＥＳ）、制御部９の処理は、ステップＳ１０９に進む。
　これにより、第１領域Ａ１への自己組織化単分子膜１３０の形成（Ｓ１０３）、第２領域Ａ２への第２絶縁膜１４０の成膜（Ｓ１０４～Ｓ１０６）、第１領域Ａ１の自己組織化単分子膜１３０の除去（Ｓ１０７）を繰り返すことで、第２領域Ａ２に選択的に第２絶縁膜１４０を成膜することができる。
　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３Ｆに示すように、第１領域Ａ１の金属膜１１０の上に金属膜１５０が形成される。
　次に、自己組織化単分子膜について、図４及び図５を用いてさらに説明する。図４は、実施形態に係る自己組織化単分子膜１３０を説明する断面模式図の一例である。図５は、参考例に係る自己組織化単分子膜１３０Ｃを説明する断面模式図の一例である。
　ここで、参考例に係る成膜方法において、ステップＳ１０３において自己組織化単分子膜１３０を形成する際に供給する有機化合物ガスが異なっている。具体的には、図５に示すように、制御部９は、処理容器１内に有機化合物１３２ガスを供給して、自己組織化単分子膜１３０Ｃを形成する。有機化合物１３２ガスは、主鎖１３２ａ及び機能基１３２ｂを有する。ここで、主鎖１３２ａは、炭素（Ｃ）が連なって形成される。機能基１３２ｂは、金属膜１１０に対して選択的に吸着する官能基である。その他は、図２に示す実施形態に係る成膜方法と同様である。
　参考例に係る成膜方法において、図５に示すように、有機化合物１３２の機能基１３２ｂが金属膜１１０の表面に吸着し、有機化合物１３２間の相互作用によって配向することで、自己組織化単分子膜１３０Ｃを形成する。ここで、自己組織化単分子膜１３０Ｃは、有機化合物１３２間に空隙１３５を有する。このため、前駆体ガスとしてのＴＭＡ分子２００が空隙１３５を介して自己組織化単分子膜１３０Ｃ内に侵入し、ＴＭＡ分子２００が金属膜１１０の表面（金属膜１１０と自己組織化単分子膜１３０Ｃの界面）に到達して、ＴＭＡ分子２００が金属膜１１０の表面に吸着するおそれがある。また、前駆体ガス（ＴＭＡ）は、反応性が高いため、ＡＬＤプロセス（ステップＳ１０４～Ｓ１０６）のサイクルを繰り返すことにより、金属膜１１０の表面（金属膜１１０と自己組織化単分子膜１３０Ｃの界面）に吸着したＴＭＡ分子２００を起点として、金属膜１１０と自己組織化単分子膜１３０Ｃの界面にＡｌＯ膜が形成されるおそれがある。また、金属膜１１０と自己組織化単分子膜１３０Ｃの界面に形成されたＡｌＯ膜は、自己組織化単分子膜１３０Ｃを除去（ステップＳ１０７）しても金属膜１１０の表面に残存するおそれがある。これにより、第２絶縁膜１４０の成膜における選択性が低下するおそれがある。
　これに対し、実施形態に係る成膜方法において、図４に示すように、有機化合物１３１の第１機能基１３１ｂが金属膜１１０の表面に吸着し、有機化合物１３２間の相互作用によって配向することで、自己組織化単分子膜１３０を形成する。ここで、自己組織化単分子膜１３０は、有機化合物１３２間に空隙１３５を有する。ここで、空隙１３５の上方側（自己組織化単分子膜１３０の表面側）には、有機化合物１３１の第２機能基１３１ｃが配置される。これにより、前駆体ガスとしてのＴＭＡ分子２００は、空隙１３５に侵入して金属膜１１０と自己組織化単分子膜１３０Ｃの界面に向かう前に、第２機能基１３１ｃと吸着して、トラップされる。これにより、前駆体ガスとしてのＴＭＡ分子２００が空隙１３５を介して自己組織化単分子膜１３０Ｃ内に侵入することを抑制する。また、金属膜１１０と自己組織化単分子膜１３０の界面にＴＭＡ分子２００が吸着することを抑制する。また、金属膜１１０と自己組織化単分子膜１３０の界面にＡｌＯ膜が形成されることを抑制する。
　また、実施形態に係る成膜方法において、自己組織化単分子膜１３０の表面には、第２機能基１３１ｃでトラップされたＴＭＡ分子２００を起点として、ＡｌＯ膜が形成される。しかしながら、第２領域Ａ２の第１絶縁膜１２０の上に成膜される第２絶縁膜１４０の成膜量と比較して、第１領域Ａ１の自己組織化単分子膜１３０の上に成膜される、ＡｌＯ膜の成膜量は、小さくなる。このため、自己組織化単分子膜１３０の表面に形成されたＡｌＯ膜は、自己組織化単分子膜１３０を除去（Ｓ１０７）する際、自己組織化単分子膜１３０とともに第１領域Ａ１から除去される。これにより、第２絶縁膜１４０を第２領域Ａ２に選択的に成膜することができる。即ち、第２絶縁膜１４０の成膜における選択性を向上させることができる。
　また、実施形態に係る成膜方法において、自己組織化単分子膜１３０の形成（Ｓ１０３）、第２絶縁膜１４０の成膜（Ｓ１０４～Ｓ１０６）、自己組織化単分子膜１３０の除去（Ｓ１０７）を繰り返す。これにより、第１領域Ａ１の自己組織化単分子膜１３０の表面に形成されたＡｌＯ膜を除去することができるので、第２絶縁膜１４０の成膜における選択性を向上させることができる。
　なお、前駆体ガスは、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を例に説明したが、これに限られるものではない。前駆体ガスは、トリアルキルアルミニウム、三ハロゲン化アルミニウム、アルコキシドのうち少なくとも一つを含んでいてもよい。
　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。
　尚、本願は、２０２２年４月２２日に出願した日本国特許出願２０２２－７１１０７号に基づく優先権を主張するものであり、これらの日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
Ｗ　　　　　基板
１　　　　　処理容器
２　　　　　載置台（保持部）
３　　　　　シャワーヘッド
４　　　　　排気部
５　　　　　ガス供給部
８　　　　　ＲＦ電力供給部
９　　　　　制御部
１１０　　　金属膜
１１１　　　自然酸化膜
１２０　　　第１絶縁膜
１３０　　　自己組織化単分子膜
１３１　　　有機化合物
１３１ａ　　主鎖
１３１ｂ　　第１機能基
１３１ｃ　　第２機能基
１４０　　　第２絶縁膜
１５０　　　金属膜

Claims (11)

  1. 　第１領域の表面に形成された金属膜と、第２領域の表面に形成された第１絶縁膜と、を有する基板を準備する工程と、
    　鎖部と、前記鎖部の一端に設けられた第１機能基と、前記鎖部の他端に設けられた第２機能基と、を有する有機化合物を含むガスを前記基板の表面に供給して、前記第１領域に前記有機化合物の自己組織化単分子膜を形成する工程と、
    　前駆体ガス及び反応ガスを前記基板の表面に供給して、前記第２領域に第２絶縁膜を形成する工程と、
    　前記第１領域に形成された前記自己組織化単分子膜を除去する工程と、を有する、成膜方法。
  2. 　前記第１機能基は、前記金属膜に選択的に吸着する官能基であり、
    　前記第２機能基は、前記前駆体ガスと吸着する官能基である、
    請求項１に記載の成膜方法。
  3. 　前記第１機能基は、チオール、カルボン酸、スルホン酸、リン酸、オレフィンのうち少なくとも一つを含む、
    請求項１に記載の成膜方法。
  4. 　前記第２機能基は、アルコール、カルボン酸、エステルのうち少なくとも一つを含む、
    請求項１に記載の成膜方法。
  5. 　前記第２機能基は、チオール、チオエステル、スルホン酸のうち少なくとも一つを含む、
    請求項１に記載の成膜方法。
  6. 　前記前駆体ガスは、トリメチルアルミニウム、トリアルキルアルミニウム、三ハロゲン化アルミニウム、アルコキシドのうち少なくとも一つを含む、
    請求項１に記載の成膜方法。
  7. 　前記鎖部は、アルキル鎖であり、該アルキル鎖の炭素数は３０以下である、
    請求項１に記載の成膜方法。
  8. 　前記アルキル鎖の炭素数は１０以下である、
    請求項７に記載の成膜方法。
  9. 　前記第２領域に第２絶縁膜を形成する工程は、
    　前記前駆体ガスを前記基板の表面に供給して、前記第２領域の前記第１絶縁膜の表面及び前記第１領域の前記自己組織化単分子膜の表面に有する前記第２機能基に吸着させる工程と、
    　前記反応ガスを前記基板の表面に供給して、前記前駆体ガスと反応させる工程と、を繰り返す、
    請求項１に記載の成膜方法。
  10. 　前記第１領域に前記自己組織化単分子膜を形成する工程と、前記第２領域に前記第２絶縁膜を形成する工程と、前記第１領域に形成された前記自己組織化単分子膜を除去する工程と、を繰り返す、
    請求項１に記載の成膜方法。
  11. 　基板を保持する保持部と、
    　前記保持部を収容する処理容器と、
    　前記処理容器にガスを供給するガス供給部と、
    　制御部と、を備え、
    　前記制御部は、
    　第１領域の表面に形成された金属膜と、第２領域の表面に形成された第１絶縁膜と、を有する基板を前記保持部に保持させる工程と、
    　鎖部と、前記鎖部の一端に設けられた第１機能基と、前記鎖部の他端に設けられた第２機能基と、を有する有機化合物を含むガスを前記基板の表面に供給して、前記第１領域に前記有機化合物の自己組織化単分子膜を形成する工程と、
    　前駆体ガス及び反応ガスを前記基板の表面に供給して、前記第２領域に第２絶縁膜を形成する工程と、
    　前記第１領域に形成された前記自己組織化単分子膜を除去する工程と、実行可能に構成される、
    基板処理装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003344618A (ja) * 2002-05-28 2003-12-03 Japan Science & Technology Corp 表面増強赤外分光用シリコンプリズム表面への金薄膜形成方法
JP2005053116A (ja) * 2003-08-05 2005-03-03 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 自己組織化分子膜で被覆された金属、その製造方法及びそれを用いた摩擦低減方法
JP2021125607A (ja) * 2020-02-06 2021-08-30 東京エレクトロン株式会社 成膜方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003344618A (ja) * 2002-05-28 2003-12-03 Japan Science & Technology Corp 表面増強赤外分光用シリコンプリズム表面への金薄膜形成方法
JP2005053116A (ja) * 2003-08-05 2005-03-03 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 自己組織化分子膜で被覆された金属、その製造方法及びそれを用いた摩擦低減方法
JP2021125607A (ja) * 2020-02-06 2021-08-30 東京エレクトロン株式会社 成膜方法

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