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公開番号2025099024
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023215351
出願日2023-12-21
発明の名称基板処理方法及び基板処理装置
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 16/455 20060101AFI20250626BHJP(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】TiSiN膜のカバレッジを改善する。
【解決手段】基板の表面に窒化チタン膜と窒化ケイ素膜とを積層させたTiSiN膜を形成する基板処理方法であって、(a)前記基板を処理容器内のステージに準備することと、(b)前記処理容器内にTi原料を含むTi原料ガスと窒化ガスとを交互にX回供給し、前記窒化チタン膜を形成することと、(c)前記処理容器内にSi原料を含むSi原料ガスと窒化ガスとを供給し、前記Si原料ガスは少なくともY回供給し、前記窒化ケイ素膜を形成することと、を含み、(d)前記(b)と、前記(c)と、をこの順でZ回実行し、前記Xと前記Zとは、1以上の整数であり、前記Yは、2以上の整数である、基板処理方法が提供される。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
基板の表面に窒化チタン膜と窒化ケイ素膜とを積層させたＴｉＳｉＮ膜を形成する基板処理方法であって、
（ａ）前記基板を処理容器内のステージに準備することと、
（ｂ）前記処理容器内にＴｉ原料を含むＴｉ原料ガスと窒化ガスとを交互にＸ回供給し、前記窒化チタン膜を形成することと、
（ｃ）前記処理容器内にＳｉ原料を含むＳｉ原料ガスと窒化ガスとを供給し、前記Ｓｉ原料ガスは少なくともＹ回供給し、前記窒化ケイ素膜を形成することと、を含み、
（ｄ）前記（ｂ）と、前記（ｃ）と、をこの順でＺ回実行し、
前記Ｘと前記Ｚとは、１以上の整数であり、
前記Ｙは、２以上の整数である、基板処理方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
基板の表面に窒化チタン膜と窒化ケイ素膜とを積層させたＴｉＳｉＮ膜を形成する基板処理方法であって、
（ａ）前記基板を処理容器内のステージに準備することと、
（ｂ）前記処理容器内にＴｉ原料を含むＴｉ原料ガスと窒化ガスとを交互にＸ回供給し、前記窒化チタン膜を形成することと、
（ｃ）前記処理容器内にＳｉ原料を含むＳｉ原料ガスと窒化ガスとを供給し、前記Ｓｉ原料ガスは少なくともＹ回供給し、前記窒化ケイ素膜を形成することと、を含み、
（ｄ）前記（ｂ）と、前記（ｃ）と、をこの順でＺ回実行し、
前記Ｘと前記Ｙと前記Ｚとは、１以上の整数であり、
前記（ｃ）の時間は、前記（ｂ）の１回あたりの時間の２倍以上である、基板処理方法。
【請求項３】
前記（ｃ）は、前記Ｓｉ原料ガスと前記窒化ガスとを交互にＹ回供給する、
請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記（ｃ）は、前記Ｓｉ原料ガスをＹ回供給した後、前記窒化ガスを供給する、
請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記Ｘは、前記窒化チタン膜が連続膜になる回数である、
請求項１～４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記Ｘは、４以上である、
請求項１～４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記（ｂ）と前記（ｃ）とは、ＡＬＤ法により実行される、
請求項１～４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記ステージのカバー部材と、前記ステージに対向するシャワーヘッドの環状突起部と、の間のギャップは、０．５ｍｍ以下である、
請求項１～４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記Ｔｉ原料ガスは、ＴｉＣｌ
４
又はＴｉＢｒ
４
のうちのいずれかである、
請求項１～４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記Ｓｉ原料ガスは、ＳｉＨ
４
、Ｓｉ
２
Ｈ
６
、ＳｉＨ
２
Ｃｌ
２
又はＳｉＣｌ
４
のうちのいずれかである、
請求項１～４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
（【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】
本開示は、基板処理方法及び基板処理装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、処理容器内に金属を含む第１の原料ガスを供給し、第１の原料ガスを処理容器内から除去する第１の工程と、処理容器内に前記第１の原料ガスを還元する第２の原料ガスを供給し、第２の原料ガスを処理容器内から除去する第２の工程と、処理容器内に珪素を含む第３の原料ガスを供給し、第３の原料ガスを処理容器内から除去する第３の工程とを含む第１の成膜工程を有し、さらに、第１の成膜工程によって形成された金属と窒素と珪素を含む層の上に導電層を形成する第２の成膜工程を有することを提案している。
【０００３】
特許文献２は、処理容器内に基板を設ける工程と、処理容器内の基板に対して金属系膜を成膜する工程と、その後、処理容器内に基板が設けられた状態で処理容器内にＳｉ含有ガスを供給する工程とを含む成膜方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００５－０１１９４０号公報
特開２０２１－１１００３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、ＴｉＳｉＮ膜のカバレッジを改善することができる基板処理方法及び基板処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一の態様によれば、基板の表面に窒化チタン膜と窒化ケイ素膜とを積層させたＴｉＳｉＮ膜を形成する基板処理方法であって、（ａ）前記基板を処理容器内のステージに準備することと、（ｂ）前記処理容器内にＴｉ原料を含むＴｉ原料ガスと窒化ガスとを交互にＸ回供給し、前記窒化チタン膜を形成することと、（ｃ）前記処理容器内にＳｉ原料を含むＳｉ原料ガスと窒化ガスとを供給し、前記Ｓｉ原料ガスは少なくともＹ回供給し、前記窒化ケイ素膜を形成することと、を含み、（ｄ）前記（ｂ）と、前記（ｃ）と、をこの順でＺ回実行し、前記Ｘと前記Ｚとは、１以上の整数であり、前記Ｙは、２以上の整数である、基板処理方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
一の側面によれば、ＴｉＳｉＮ膜のカバレッジを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
ＴｉＳｉＮ膜の膜構造の一例を示す断面図。
一実施形態に係る基板処理装置の一例を示す断面模式図。
一実施形態に係る基板処理方法の一例を示すフローチャート。
第１実施形態に係る成膜方法の一例を示すフローチャート。
第１実施形態に係る成膜方法の一例を示すタイムチャート。
サイクル比率に対するカバレッジの実験結果の一例を示すグラフ。
サイクル比率に対する成膜レートの実験結果の一例を示すグラフ。
サイクル比率に対するカバレッジ効果の一例を示す膜断面図。
サイクル比率及びギャップに対するカバレッジの実験結果の一例を示すグラフ。
ＴｉＮ膜の連続性とＳｉＮ膜の成膜との関係を説明するための図。
第２実施形態に係る成膜方法の一例を示すフローチャート。
第２実施形態に係る成膜方法の一例を示すタイムチャート。
第３実施形態に係る成膜方法の一例を示すフローチャート。
第３実施形態に係る成膜方法の一例を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１０】
［ＴｉＳｉＮ膜］
ＴｉＮ膜（窒化チタン膜）は、例えば、メモリセルのキャパシタ電極等に用いられる。ＴｉＮ膜の成膜としては、例えば、ＴｉＣｌ
４
（テトラクロロチタン）ガスをＴｉ原料ガスとし、ＮＨ
３
（アンモニア）ガスを窒化ガスとしたＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法が用いられる。さらに、ＴｉＮ膜の耐薬品性、耐酸化性の向上のために、ＴｉＮ膜にＳｉ（シリコン）をドープさせたＴｉＳｉＮ膜の成膜が提案されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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