JP2023023459A - 成膜方法及び成膜装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】結晶構造である第1領域と非結晶構造である第2領域とを表面に有する基板の一部に選択的に膜を形成する、技術を提供する。【解決手段】成膜方法は、下記(A)~(D)を含む。(A)結晶構造である第1領域と非結晶構造である第2領域とを表面に有する基板を準備する。(B)前記第1領域と前記第2領域を覆う液膜を形成する。(C)前記第1領域上の前記液膜を結晶構造の第1膜に置換すると共に、前記第2領域上の前記液膜を非結晶構造の第2膜に置換する。(D)前記第1膜と前記第2膜の一方を他方に比べて選択的にエッチングする。【選択図】図3
Description
本開示は、成膜方法及び成膜装置に関する。
特許文献1に記載の成膜方法は、第1領域及び第1領域とは異なる材料で形成される第2領域を含む基板を準備することと、第2領域に選択的に中間膜を形成することと、中間膜に自己組織化単分子膜を吸着させることと、自己組織化単分子膜を用いて第1領域に選択的に対象膜を形成することと、を有する。第2領域は少なくとも2種類の表面を有し、第2領域全体に中間膜が形成される。対象膜の形成後、自己組織化単分子膜と中間膜はエッチングによって除去される。
特許文献2に記載の成膜方法は、材料が異なる第1表面と第2表面を含む基板を準備することと、第1表面に選択的にパッシベーション層を形成することと、パッシベーション層を用いて第2表面に選択的に対象層を形成することと、を有する。パッシベーション層は有機層であり、有機層はポリマー層である。パッシベーション層に残る対象膜の材料は、エッチバックプロセスによって除去される。
特許文献3に記載の成膜方法は、部分的に絶縁膜を形成したSi基板の表面にa-Si膜を成膜することと、Si基板の熱処理を行うことと、を有する。Si基板を約500℃~700℃の温度で加熱することで、Si基板のa-Si膜との接触部位を種として、絶縁膜上のa-Siが単結晶化する。Si基板の熱処理を一定時間続けることで、a-Si膜が全て単結晶化する。
本開示の一態様は、結晶構造である第1領域と非結晶構造である第2領域とを表面に有する基板の一部に選択的に膜を形成する、技術を提供する。
本開示の一態様の成膜方法は、下記(A)~(D)を含む。(A)結晶構造である第1領域と非結晶構造である第2領域とを表面に有する基板を準備する。(B)前記第1領域と前記第2領域を覆う液膜を形成する。(C)前記第1領域上の前記液膜を結晶構造の第1膜に置換すると共に、前記第2領域上の前記液膜を非結晶構造の第2膜に置換する。(D)前記第1膜と前記第2膜の一方を他方に比べて選択的にエッチングする。
本開示の一態様によれば、結晶構造である第1領域と非結晶構造である第2領域とを表面に有する基板の一部に選択的に膜を形成できる。
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。
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1に示すステップS11~S15を有する。図1のステップS11では、図3(A)に示すように、基板Wを準備する。基板Wは、結晶構造である第1領域W1と非結晶構造である第2領域W2とを表面Waに有する。基板Wの表面Waは、図3(A)に示すように説明上、平坦面で図示している。なお、図示しないが、基板Wは、第1領域W1及び第2領域W2とは異なる材料で形成される第3領域を表面に有してもよい。
第1領域W1は、結晶構造を有する第1下地膜で構成される。第1下地膜は、例えば、Cu、Co、Ru、Mo、W、及びTiからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素を含む膜である。第1下地膜は、金属膜、金属酸化物膜、又は金属窒化物膜である。金属膜は、例えばCu膜、Co膜、Ru膜、Mo膜、W膜、又はTi膜である。金属窒化物膜は、例えばTiN膜である。ここで、TiN膜とは、チタン(Ti)と窒素(N)を含む膜という意味である。TiN膜におけるTiとNの原子比は1:1には限定されない。
第2領域W2は、非結晶構造を有する第2下地膜で構成される。第2下地膜は、例えばα―Si膜、SiO膜、SiN膜、SiOC膜、SiON膜、SiOCN膜、SiBN膜、SiOBN膜、AlO膜、B膜、又はBN膜である。ここで、SiO膜とは、シリコン(Si)と酸素(O)を含む膜という意味である。SiO膜におけるSiとOの原子比は1:1には限定されない。SiN膜、SiOC膜、SiON膜、SiOCN膜、SiBN膜、SiOBN膜、AlO膜、及びBN膜について同様である。
第2下地膜は、例えば層間絶縁膜である。層間絶縁膜は、好ましくは低誘電率(Low-k)膜である。層間絶縁膜は、基板Wの表面Waに、凹部を有する。凹部は、トレンチ、コンタクトホール又はビアホールである。凹部には、第1下地膜が形成される。第1下地膜は、例えば導電膜、バリア膜、又はキャップ膜などである。
図1のステップS12は、例えば図2に示すステップS121~S122を含む。先ずステップS121では、図3(B)に示すように、第1領域W1と第2領域W2を覆う液膜W3を形成する。液膜W3は、例えば金属元素を含み、具体的には例えばハロゲン化金属を含む。上記ステップS121では、例えばハロゲン化金属を含む原料ガスと、原料ガスと反応する反応ガスとの反応によって液膜W3を形成する。原料ガスは例えばTiCl4ガスであり、反応ガスは例えばH2ガスである。
TiCl4ガスとH2ガスは、一般的には、Ti膜の形成に用いられる。Ti膜は、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法、又はALD(Atomoic Layer Deoposition)法で形成される。CVD法では、基板Wに対して、TiCl4ガスとH2ガスとを同時に供給する。一方、ALD法では、基板Wに対して、TiCl4ガスとH2ガスとを交互に供給する。CVD法又はALD法によれば、下記の式(1)~(3)がTi膜の形成に寄与していると推定される。
TiCl4+H2→TiHxCly・・・(1)
TiHxCly→TiCl2+HCl・・・(2)
TiCl2+H2→Ti+HCl・・・(3)
なお、上記の式(2)及び(3)において、TiCl2はTiCl又はTiCl3であってもよい。
TiCl4+H2→TiHxCly・・・(1)
TiHxCly→TiCl2+HCl・・・(2)
TiCl2+H2→Ti+HCl・・・(3)
なお、上記の式(2)及び(3)において、TiCl2はTiCl又はTiCl3であってもよい。
Ti膜の形成では、基板Wの温度が400℃以上に制御される。その結果、上記の式(1)~(3)の反応が順次進行し、Ti膜が形成される。
一方、液膜W3の形成では、基板温度が例えば350℃以下である。基板温度が350℃以下であれば、上記の式(2)の反応と上記の(3)の反応が抑制され、TiHxClyを含む液膜W3が形成される。液膜W3は、Ti、TiCl、TiCl2、TiCl3、又はTiCl4を含んでもよい。
基板温度が低いほど、上記の式(2)の反応と上記の(3)の反応が抑制される。上記ステップS121における基板温度は、好ましくは250℃以下であり、より好ましくは150℃以下である。上記ステップS121における基板Wの温度は、液膜W3の分解点よりも低ければよい。なお、上記ステップS121における基板温度は、好ましくは-100℃以上、より好ましくは20℃以上である。
原料ガスは、TiCl4ガスには限定されない。原料ガスは、ハロゲン化金属を含むガスであればよく、例えばWCl4ガス、VCl4ガス、AlCl3ガス、MoCl5ガス、又はSnCl4ガス等であってもよい。原料ガスは、ハロゲンを含めばよく、ハロゲンとして、塩素(Cl)の代わりに、臭素(Br)、ヨウ素(I)又はフッ素(F)を含んでもよい。これらの原料ガスも、基板Wの温度が液膜W3の分解点よりも低ければ、上記の式(1)と同様の反応が主に進むので、液膜W3が形成される。
反応ガスは、H2ガスには限定されない。反応ガスは、原料ガスとの反応によって液膜W3を形成できるものであればよい。例えば、反応ガスは、D2ガスであってもよい。反応ガスは、アルゴンガスなどの希ガスと共に供給されてもよい。
上記ステップS121では、例えば基板Wに対して原料ガスと反応ガスを同時に供給する。この場合、原料ガス及び反応ガスをプラズマ化してもよい。プラズマ化によって、原料ガスと反応ガスの反応を促進できる。また、プラズマ化によって、低い基板温度で液膜W3を形成しやすくなる。
本実施形態では基板Wに対して原料ガスと反応ガスを同時に供給するが、原料ガスと反応ガスを交互に供給してもよい。後者の場合、反応ガスをプラズマ化してもよい。プラズマ化によって、原料ガスと反応ガスの反応を促進できる。また、プラズマ化によって、低い基板温度で液膜W3を形成しやすくなる。
なお、上記ステップS121では、基板Wに対して原料ガスのみを供給してもよい。
図2のステップS122では、図3(C)に示すように、第1領域W1上の液膜W3を結晶構造の第1膜W4に置換すると共に、第2領域W2上の液膜W3を非結晶構造の第2膜W5に置換する。第1下地膜と第2下地膜の構造の違いを、第1膜W4と第2膜W5の構造の違いに反映できる。第1膜W4は、第1領域W1の結晶構造を種に形成され、結晶構造を有する。第2膜W5は、第2領域W2の非結晶構造を種に形成され、非結晶構造を有する。
上記ステップS122では、第1下地膜と第2下地膜の構造の違いを、第1膜W4と第2膜W5の構造の違いに反映すべく、基板Wの温度を例えば350℃以下に制御する。基板温度が350℃以下であれば、第2膜W5の結晶化を抑制できる。上記ステップS122における基板温度は、好ましくは250℃以下であり、より好ましくは150℃以下である。上記ステップS122における基板温度は、液膜W3の固化反応を促進する観点から、好ましくは20℃以上であり、より好ましくは50℃以上である。
上記ステップS122では、例えば、液膜W3と反応する処理ガスを用いて、第1領域W1上の液膜W3を結晶構造の第1膜W4に置換すると共に、第2領域W2上の液膜W3を非結晶構造の第2膜W5に置換する。処理ガスは、液膜W3と化学反応する。化学変化は、液膜W3の表面から徐々に進行する。
上記ステップS122では、処理ガスをプラズマ化してもよい。プラズマ化によって、処理ガスと液膜W3との反応を促進できる。処理ガスは、アルゴンガスなどの希ガスと共に供給されてもよい。
処理ガスは、例えば、液膜W3との反応によって、液膜W3に取り込まれる元素を含む。つまり、処理ガスは、液膜W3に取り込まれる元素を含む。例えば、処理ガスの酸素が液膜W3に取り込まれ、第1膜W4及び第2膜W5が得られる。この場合、第1膜W4及び第2膜W5は、酸化物である。あるいは、処理ガスの窒素が液膜W3に取り込まれ、第1膜W4及び第2膜W5が得られる。この場合、第1膜W4及び第2膜W5は、窒化物である。処理ガス中の元素が液膜W3に取り込まれればよく、その過程で、液膜W3を構成する元素が脱ガスされてもよい。
処理ガスは、例えば、酸素含有ガスである。酸素含有ガスは、液膜W3に取り込まれる元素として、酸素を含む。酸素含有ガスは、液膜W3に取り込まれる元素として、更に窒素を含んでもよい。酸素含有ガスは、例えば、O2ガス、O3ガス、H2Oガス、NOガス、又はN2Oガスを含む。
処理ガスは、窒素含有ガスであってもよい。窒素含有ガスは、液膜W3に取り込まれる元素として、窒素を含む。窒素含有ガスは、例えば、N2ガス、NH3ガス、N2H4ガス、又はN2H2ガスを含む。
処理ガスは、水素化物のガスであってもよい。水素化物のガスは、液膜W3に取り込まれる元素として、水素に結合された元素、例えばSi、Ge、B、C又はPを含む。水素化物のガスは、例えば、SiH4ガス、Si2H6ガス、GeH4ガス、B2H6ガス、C2H4ガス等の炭化水素ガス又はPH3ガスを含む。
処理ガスは、液膜W3との反応によって、液膜W3を構成する元素を脱ガスさせてもよい。例えば、処理ガスは、還元性ガスであってもよい。還元性ガスは、例えば、水素(H2)ガス、又は重水素(D2)ガスである。
処理ガスは、酸素、窒素、水素、重水素、及び水素化物から選ばれる1つ以上を含む。
図1のステップS13では、第1サイクルをM(Mは1以上の整数)回実施したか否かを確認する。1回の第1サイクルは、上記ステップS121及びS122を含む。Mは2以上の整数であってもよく、上記ステップS121及びS122が繰り返し実施されてもよい。1回のステップS12で形成される液膜W3の膜厚を薄くでき、液膜W3に第1下地膜と第2下地膜の構造を反映しやすい。
第1サイクルの実施回数がM回未満である場合(ステップS13、NO)、第1膜W4及び第2膜W5の膜厚が目標値未満であるので、第1サイクルを再度実施する。Mは、特に限定されないが、例えば2~100であり、好ましくは5~20である。
一方、第1サイクルの実施回数がM回に達した場合(ステップS13、YES)、第1膜W4及び第2膜W5の膜厚が目標値に達しているので、ステップS14以降の処理を実施する。
図1のステップS14では、結晶構造を有する第1膜W4と、非結晶構造を有する第2膜W5の一方を他方に比べて選択的にエッチングする。一般的に、結晶は、同一組成の非結晶に比べて、エッチングに対して高い耐性を有する。それゆえ、第2膜W5を選択的にエッチングできる。図3(D)に示すように、第2膜W5を完全に除去した後も、第1膜W4を残すことができ、凹凸構造を形成できる。
なお、上記ステップS14では、第2膜W5ではなく、第1膜W4を選択的にエッチングしてもよい。この場合、第1膜W4を完全に除去した後も、第2膜W5を残すことができ、凹凸構造を形成できる。
エッチングは、等方性エッチングと異方性エッチングのいずれでもよいが、好ましくは異方性エッチングである。また、エッチングは、ドライエッチングとウェットエッチングのいずれでもよいが、好ましくはドライエッチングである。
ドライエッチングでは、基板Wに対してエッチングガスが供給される。エッチングガスは、例えば、ハロゲン含有ガスである。ドライエッチングが熱エッチングである場合、エッチングガスとしては例えばCl2ガス、ClF3ガス、F2ガス、又はHFガスなどが用いられる。一方、ドライエッチングがプラズマエッチングである場合、プラズマ化されるエッチングガスとしては例えばCl2ガス、CF4ガス、CHF3ガス、C4F8ガス、NF3ガス又はSF6ガスなどが用いられる。エッチングガスは、酸素ガス、水素ガス、又は窒素ガスとともに供給されてもよい。
エッチングはALE(Atomic Layer Etching)のように、エッチングガスと反応ガスが交互に供給されてもよい。エッチングガスとしては例えばCl2ガス、CF4ガス、C4F8ガス、WF6ガスなどが用いられる。反応ガスとしては、Arガス、Heガス、H2ガス、BCl3ガスなどが用いられる。反応ガスはプラズマ化されて、供給されてもよい。
上記ステップS14では、第2膜W5の結晶化を抑制すべく、基板Wの温度を例えば350℃以下に制御する。上記ステップS14における基板温度は、好ましくは250℃以下であり、より好ましくは150℃以下である。上記ステップS14における基板温度は、エッチング時間を短縮する観点から、好ましくは20℃以上であり、より好ましくは50℃以上である。
図1のステップS15では、第2サイクルをN(Nは1以上の整数)回実施したか否かを確認する。1回の第2サイクルは、M回の第1サイクルと、M回の第1サイクルの後に行われるステップS14と、を含む。Nは2以上の整数であってもよく、ステップS12~S14が繰り返し行われてもよい。
第2サイクルの実施回数がN回未満である場合(ステップS15、NO)、第1膜W4又は第2膜W5の膜厚が目標値未満であるので、第2サイクルを再度実施する。Nは、特に限定されないが、例えば1~10であり、好ましくは1~5である。
一方、第2サイクルの実施回数がN回に達した場合(ステップS15、YES)、第1膜W4又は第2膜W5の膜厚が目標値に達しているので、今回の処理が終了される。
図1のステップS12~S15を実施する間、基板Wを同一の処理容器に収容し続けてもよい。基板Wを処理容器の外に搬出しないので、基板Wの周辺雰囲気を真空雰囲気に維持でき、基板Wの酸化を防止できる。
次に、図4を参照して、図1のステップS12で実施されるサブルーチンの第1変形例について説明する。ステップS12は、図2に示すステップS121~S122の代わりに、図4に示すステップS123~S127を有してもよく、ALD法で第1領域W1に結晶構造を有する第1膜W4を形成し、且つ第2領域W2に非結晶構造を有する第2膜W5を形成してもよい。
ALD法では、CVD法とは異なり、基板Wの表面Waに対して、金属元素を含む原料ガスと、プラズマ化した反応ガスと、を交互に供給する。CVD法では、基板Wの表面Waに対して、金属元素を含む原料ガスと、プラズマ化した反応ガスと、を同時に供給する。CVD法によれば、基板Wの温度が150℃以下であっても、結晶構造を有する第1膜W4が基板Wの表面Waの全体に形成されてしまう。
ALD法では、CVD法とは異なり、基板Wの表面Waに対して、金属元素を含む原料ガスと、プラズマ化した反応ガスと、を交互に供給する。ALD法では、CVD法と異なり、第1膜W4と第2膜W5を断続的に少しずつ成長させるので、第1下地膜と第2下地膜の構造の違いを、第1膜W4と第2膜W5の構造の違いに反映できる。
ALD法では、第1下地膜と第2下地膜の構造の違いを、第1膜W4と第2膜W5の構造の違いに反映すべく、基板Wの温度を例えば350℃以下に制御する。下記ステップS123~S126における基板温度が350℃以下であれば、第2膜W5の結晶化を抑制できる。下記ステップS123~S126における基板温度は、原料ガスと反応ガスの反応を促進する観点から、好ましくは250℃以上である。
図4のステップS123では、基板Wの表面Waに対して、金属元素を含む原料ガスを供給する。原料ガスは、基板Wの表面Waに化学吸着する。原料ガスは、例えば、ハロゲン化金属又は有機金属を含む。ハロゲン化金属としては、特に限定されないが、例えばTiCl4、VCl4、MoCl5、又はWF6が用いられる。ハロゲンは、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)及びフッ素(F)のいずれでもよい。有機金属としては、特に限定されないが、例えば、Ti[N(CH3)2]4(TDMAT:テトラキス(ジメチルアミノ)チタン)、Ti[N(C2H5)(CH3)]4((TEMAT:テトラキス(エチルメチルアミノ)チタン)、Ru(C5H5)2(ビス(シクロペンタジエニル)ルテニウム)、Ru(C5H4C2H5)2(ビス(エチルシクロペンタジエニル)ルテニウム)、Mo[N(CH3)2]4(テトラキス(ジメチルアミノ)モリブデニウム)、Ta(OC2H5)5(ペンタエトキシタンタル)、又はW(CO)6(ヘキサカルボニルタングステン)が用いられる。
図4のステップS124では、基板Wの表面Waに対して、パージガスを供給する。パージガスは、上記ステップS123で基板Wの表面Waに化学吸着しなかった余剰の原料ガスをパージする。パージガスとしては、例えば、Arガス等の希ガスが用いられる。希ガスは、不活性ガスであるので、上記ステップS124のみならず、ステップS123~S126の全てで供給してもよい。
図4のステップS125では、基板Wの表面Waに対して、プラズマ化した反応ガスを供給する。反応ガスは、例えば酸素含有ガス、窒素含有ガス、又は水素含有ガスである。酸素含有ガスは、原料ガスに含まれる金属元素を酸化し、酸化物膜を形成する。酸素含有ガスは、例えばO2ガス、O3ガス、又はH2Oガスである。窒素含有ガスは、原料ガスに含まれる金属元素を窒化し、窒化物膜を形成する。窒素含有ガスは、例えばNH3ガス、N2ガス、又はN2H2ガスである。水素含有ガスは、原料ガスを還元し、金属膜を形成する。水素含有ガスは、例えばH2ガス、SiH4ガス、又はB2H6ガスである。
なお、反応ガスは、上記ステップS125のみならず、ステップS123~S126の全てで供給してもよい。但し、反応ガスのプラズマ化は、上記ステップS125のみで実施される。反応ガスは、プラズマ化されることで、基板Wの表面Waに吸着した原料ガスと反応するようになるからである。
図4のステップS126では、基板Wの表面Waに対して、パージガスを供給する。パージガスは、上記ステップS125で基板Wの表面Waに化学吸着しなかった余剰の反応ガスをパージする。パージガスとしては、例えば、Arガス等の希ガスが用いられる。希ガスは、不活性ガスであるので、上記ステップS126のみならず、上記の通り、ステップS123~S126の全てで供給してもよい。
図4のステップS127では、上記ステップS123~S126をK(Kは1以上の整数)回実施したか否かを確認する。Kは2以上の整数であってもよく、上記ステップS123~S126が繰り返し実施されてもよい。第1膜W4及び第2膜W5の膜厚を厚くすることができる。
上記ステップS123~S126の実施回数がK回未満である場合(ステップS127、NO)、第1膜W4及び第2膜W5の膜厚が目標値未満であるので、上記ステップS123~S126を再度実施する。Kは、特に限定されないが、例えば2~1000であり、好ましくは50~500である。
一方、上記ステップS123~S126の実施回数がK回に達した場合(ステップS127、YES)、第1膜W4及び第2膜W5の膜厚が目標値に達しているので、今回の処理が終了される。
ところで、上記ステップS123~S127では、上記の通り、ALD法で第1領域W1に結晶構造を有する第1膜W4を形成し、且つ第2領域W2に非結晶構造を有する第2膜W5を形成するが、本開示の技術はこれに限定されない。上記ステップS123~S127では、図6に示すように、第1領域W1と第2領域W2に非結晶構造を有する第2膜W5を形成してもよい。上記ステップS123~S127における基板温度が低い場合、第2膜W5が第1領域W1と第2領域W2に形成され得る。
そこで、図1のステップS12は、図5に示すように、上記ステップS123~S127の後に、下記ステップS128を有してもよい。ステップS128では、基板Wを加熱することで、第1領域W1上の第2膜W5を、第1膜W4に置換する。第1膜W4は、第1領域W1の結晶構造を種に結晶化される。その結果、第1領域W1上に第1膜W4が形成され、且つ第2領域W2上に第2膜W5が形成された基板が得られる。
上記ステップS128では、第2領域W2上の第2膜W5の結晶化を抑制すべく、基板Wの温度を例えば350℃以下に制御する。上記ステップS128おける基板温度は、第1領域W1上の第2膜W5を第1膜W4に置換する反応を促進する観点から、好ましくは250℃以上である。
次に、図7を参照して、成膜装置1について説明する。成膜装置1は、略円筒状の気密な処理容器2を備える。処理容器2の底壁の中央部には、排気室21が設けられている。排気室21は、下方に向けて突出する例えば略円筒状の形状を備える。排気室21には、例えば排気室21の側面において、排気配管22が接続されている。
排気配管22には、圧力調整部23を介して排気部24が接続されている。圧力調整部23は、例えばバタフライバルブ等の圧力調整バルブを備える。排気配管22は、排気部24によって処理容器2内を減圧できるように構成されている。処理容器2の側面には、搬送口25が設けられている。搬送口25は、ゲートバルブ26によって開閉される。処理容器2内と搬送室(図示せず)との間における基板Wの搬入出は、搬送口25を介して行われる。
処理容器2内には、ステージ3が設けられている。ステージ3は、基板Wの表面Waを上に向けて基板Wを水平に保持する保持部である。ステージ3は、平面視で略円形状に形成されており、支持部材31によって支持されている。ステージ3の表面には、例えば直径が300mmの基板Wを載置するための略円形状の凹部32が形成されている。凹部32は、基板Wの直径よりも僅かに大きい内径を有する。凹部32の深さは、例えば基板Wの厚さと略同一に構成される。ステージ3は、例えば窒化アルミニウム(AlN)等のセラミックス材料により形成されている。また、ステージ3は、ニッケル(Ni)等の金属材料により形成されていてもよい。なお、凹部32の代わりにステージ3の表面の周縁部に基板Wをガイドするガイドリングを設けてもよい。
ステージ3には、例えば接地された下部電極33が埋設される。下部電極33の下方には、加熱機構34が埋設される。加熱機構34は、制御部100からの制御信号に基づいて電源部(図示せず)から給電されることによって、ステージ3に載置された基板Wを設定温度に加熱する。ステージ3の全体が金属によって構成されている場合には、ステージ3の全体が下部電極として機能するので、下部電極33をステージ3に埋設しなくてよい。ステージ3には、ステージ3に載置された基板Wを保持して昇降するための複数本(例えば3本)の昇降ピン41が設けられている。昇降ピン41の材料は、例えばアルミナ(Al2O3)等のセラミックスや石英等であってよい。昇降ピン41の下端は、支持板42に取り付けられている。支持板42は、昇降軸43を介して処理容器2の外部に設けられた昇降機構44に接続されている。
昇降機構44は、例えば排気室21の下部に設置されている。ベローズ45は、排気室21の下面に形成された昇降軸43用の開口部211と昇降機構44との間に設けられている。支持板42の形状は、ステージ3の支持部材31と干渉せずに昇降できる形状であってもよい。昇降ピン41は、昇降機構44によって、ステージ3の表面の上方と、ステージ3の表面の下方との間で、昇降自在に構成される。
処理容器2の天壁27には、絶縁部材28を介してガス供給部5が設けられている。ガス供給部5は、上部電極を成しており、下部電極33に対向している。ガス供給部5には、整合器511を介して高周波電源512が接続されている。高周波電源512から上部電極(ガス供給部5)に450kHz~2.45GHz、好ましくは450kHz~100MHzの高周波電力を供給することによって、上部電極(ガス供給部5)と下部電極33との間に高周波電界が生成され、容量結合プラズマが生成する。プラズマ生成部51は、整合器511と、高周波電源512と、を含む。なお、プラズマ生成部51は、容量結合プラズマに限らず、誘導結合プラズマなど他のプラズマを生成するものであってもよい。
ガス供給部5は、中空状のガス供給室52を備える。ガス供給室52の下面には、処理容器2内へ処理ガスを分散供給するための多数の孔53が例えば均等に配置されている。ガス供給部5における例えばガス供給室52の上方には、加熱機構54が埋設されている。加熱機構54は、制御部100からの制御信号に基づいて電源部(図示せず)から給電されることによって、設定温度に加熱される。
ガス供給室52には、ガス供給路6が設けられている。ガス供給路6は、ガス供給室52に連通している。ガス供給路6の上流には、それぞれガスラインL61,L62,L63,L64,L65を介して、ガス源G61,G62,G63,G64,G65が接続されている。
ガス源G61は、TiCl4のガス源であり、ガスラインL61を介して、ガス供給路6に接続されている。ガスラインL61には、マスフローコントローラM61、貯留タンクT61及びバルブV61が、ガス源G61の側からこの順番に設けられている。マスフローコントローラM61は、ガスラインL61を流れるTiCl4ガスの流量を制御する。貯留タンクT61は、バルブV61が閉じられた状態で、ガスラインL61を介してガス源G61から供給されるTiCl4ガスを貯留して貯留タンクT61内におけるTiCl4ガスの圧力を昇圧できる。バルブV61は、開閉動作により、ガス供給路6へのTiCl4ガスの供給・遮断を行う。
ガス源G62は、Arのガス源であり、ガスラインL62を介して、ガス供給路6に接続されている。ガスラインL62には、マスフローコントローラM62及びバルブV62が、ガス源G62の側からこの順番に設けられている。マスフローコントローラM62は、ガスラインL62を流れるArガスの流量を制御する。バルブV62は、開閉動作により、ガス供給路6へのArガスの供給・遮断を行う。
ガス源G63は、O2のガス源であり、ガスラインL63を介して、ガス供給路6に接続されている。ガスラインL63には、マスフローコントローラM63、及びバルブV63が、ガス源G63の側からこの順番に設けられている。マスフローコントローラM63は、ガスラインL63を流れるO2ガスの流量を制御する。バルブV63は、開閉動作により、ガス供給路6へのO2ガスの供給・遮断を行う。
ガス源G64は、H2のガス源であり、ガスラインL64を介して、ガス供給路6に接続されている。ガスラインL64には、マスフローコントローラM64及びバルブV64が、ガス源G64の側からこの順番に設けられている。マスフローコントローラM64は、ガスラインL64を流れるH2ガスの流量を制御する。バルブV64は、開閉動作により、ガス供給路6へのH2ガスの供給・遮断を行う。
ガス源G65は、ClF3のガス源であり、ガスラインL65を介して、ガス供給路6に接続されている。ガスラインL65には、マスフローコントローラM65及びバルブV65が、ガス源G65の側からこの順番に設けられている。マスフローコントローラM65は、ガスラインL65を流れるClF3ガスの流量を制御する。バルブV65は、開閉動作により、ガス供給路6へのClF3ガスの供給・遮断を行う。
成膜装置1は、制御部100と、記憶部101とを備える。制御部100は、CPU、RAM、ROM等(いずれも図示せず)を備えており、例えばROMや記憶部101に格納されたコンピュータプログラムをCPUに実行させることによって、成膜装置1を統括的に制御する。具体的には、制御部100は、記憶部101に格納された制御プログラムをCPUに実行させて成膜装置1の各構成部の動作を制御することで、基板Wに対する成膜処理等を実行する。
次に、図7を再度参照して、成膜装置1の動作について説明する。先ず、制御部100は、ゲートバルブ26を開いて搬送機構により基板Wを処理容器2内に搬送し、ステージ3に載置する。基板Wは、表面Waを上に向けて水平に載置される。制御部100は、搬送機構を処理容器2内から退避させた後、ゲートバルブ26を閉じる。次いで、制御部100は、ステージ3の加熱機構34により基板Wを所定の温度に加熱し、圧力調整部23により処理容器2内を所定の圧力に調整する。例えば、基板Wを処理容器2内に搬入することなどが、図1のステップS11に含まれる。
次いで、制御部100は、図1のステップS12を実施する。ステップS12は、例えば図2に示すステップS121~S122を含む。先ず、図2のステップS121では、制御部100は、バルブV61,V62,V64を開き、TiCl4ガスとArガスとH2ガスとを同時に処理容器2内に供給する。バルブV63,V65は閉じられている。TiCl4ガスとH2ガスとの反応により、TiHxCly等の液膜W3が基板Wの表面Waに供給される。
上記ステップS121の具体的な処理条件は、例えば下記の通りである。
TiCl4ガスの流量:1sccm~100sccm
Arガスの流量:10sccm~100000sccm、好ましくは100sccm~20000sccm
H2ガスの流量:1sccm~50000sccm、好ましくは10sccm~10000sccm
処理時間:1秒~1800秒
処理温度:-100℃~350℃、好ましくは20℃~350℃
処理圧力:0.1Pa~10000Pa、好ましくは0.1Pa~2000Pa。
TiCl4ガスの流量:1sccm~100sccm
Arガスの流量:10sccm~100000sccm、好ましくは100sccm~20000sccm
H2ガスの流量:1sccm~50000sccm、好ましくは10sccm~10000sccm
処理時間:1秒~1800秒
処理温度:-100℃~350℃、好ましくは20℃~350℃
処理圧力:0.1Pa~10000Pa、好ましくは0.1Pa~2000Pa。
上記ステップS121において、制御部100は、プラズマ生成部51によりプラズマを生成し、TiCl4ガスとH2ガスとの反応を促進してもよい。制御部100は、TiCl4ガスとH2ガスとを同時に供給する場合には、TiCl4ガスとH2ガスの両方をプラズマ化する。
なお、上記ステップS121において、制御部100は、TiCl4ガスとH2ガスとを同時に処理容器2内に供給する代わりに、交互に供給してもよい。この場合、制御部100は、TiCl4ガスとH2ガスのうち、H2ガスのみをプラズマ化してもよい。
上記ステップS121の後、バルブV61,V64が閉じられる。このとき、バルブV62は開いているので、処理容器2内にはArが供給され、処理容器2内に残留するガスが排気配管22へと排出され、処理容器2内がArの雰囲気に置換される。
次いで、図2のステップS122では、制御部100は、バルブV63を開き、O2ガスをArガスと共に処理容器2内に供給する。O2ガスと液膜W3との反応によって、第1領域W1上の液膜W3を結晶構造の第1膜W4に置換すると共に、第2領域W2上の液膜W3を非結晶構造の第2膜W5に置換する。
上記ステップS122の具体的な処理条件は、例えば下記の通りである。
O2ガスの流量:1sccm~100000sccm、好ましくは1sccm~10000sccm
Arガスの流量:10sccm~100000sccm、好ましくは100sccm~20000sccm
処理時間:1秒~1800秒
処理温度:-100℃~350℃、好ましくは20℃~350℃
処理圧力:0.1Pa~10000Pa、好ましくは0.1Pa~2000Pa。
O2ガスの流量:1sccm~100000sccm、好ましくは1sccm~10000sccm
Arガスの流量:10sccm~100000sccm、好ましくは100sccm~20000sccm
処理時間:1秒~1800秒
処理温度:-100℃~350℃、好ましくは20℃~350℃
処理圧力:0.1Pa~10000Pa、好ましくは0.1Pa~2000Pa。
上記ステップS122では、制御部100は、液膜W3の平坦性を向上すべく、プラズマ生成部51によるO2ガスなどのプラズマ化と、そのプラズマ化の停止とを順番に実施してもよい。プラズマ化とその停止は、どちらが先でもよい。
上記ステップS122の後、バルブV63が閉じられる。このとき、バルブV62は開いているので、処理容器2内にはArが供給され、処理容器2内に残留するガスが排気配管22へと排出され、処理容器2内がArの雰囲気に置換される。
次いで、図1のステップS13では、制御部100は、第1サイクルをM(Mは1以上の自然数)回実施したか否かを確認する。1回の第1サイクルは、上記ステップS121及びS122を含む。
第1サイクルの実施回数がM回未満である場合(ステップS13、NO)、制御部100は第1サイクルを再度実施する。一方、第1サイクルの実施回数がM回に達した場合(ステップS13、YES)、制御部100はステップS14を実施する。
次いで、図1のステップS14では、制御部100は、バルブV65を開き、ClF3ガスをArガスと共に処理容器2内に供給する。ClF3ガスによって、第1膜W4に比べて第2膜W5が選択的にエッチングされる。なお、上記ステップS14では、制御部100は、プラズマ生成部51によりプラズマを生成してもよく、ClF3ガスをプラズマ化してもよい。
上記ステップS14の具体的な処理条件は、例えば下記の通りである。
ClF3ガスの流量:1sccm~100sccm
Arガスの流量:10sccm~100000sccm、好ましくは100sccm~20000sccm
処理時間:1秒~1800秒
処理温度:30℃~350℃、好ましくは80℃~200℃
処理圧力:0.1Pa~10000Pa、好ましくは0.1Pa~2000Pa。
ClF3ガスの流量:1sccm~100sccm
Arガスの流量:10sccm~100000sccm、好ましくは100sccm~20000sccm
処理時間:1秒~1800秒
処理温度:30℃~350℃、好ましくは80℃~200℃
処理圧力:0.1Pa~10000Pa、好ましくは0.1Pa~2000Pa。
上記ステップS14の後、バルブV65が閉じられる。このとき、バルブV62は開いているので、処理容器2内にはArが供給され、処理容器2内に残留するガスが排気配管22へと排出され、処理容器2内がArの雰囲気に置換される。
なお、ステップS121、S122及びS14は、本実施形態では同じ処理容器2の内部で実施されるが、別の処理容器2の内部で実施されてもよい。
次いで、図1のステップS15では、制御部100は、第2サイクルをN(Nは1以上の自然数)回実施したか否かを確認する。1回の第2サイクルは、M回の第1サイクルと、M回の第1サイクルの後に行われるステップS14と、を含む。
第2サイクルの実施回数がN回未満である場合(ステップS15、NO)、制御部100は第2サイクルを再度実施する。一方、第2サイクルの実施回数がN回に達した場合(ステップS15、YES)、制御部100は今回の処理を終了すべく、処理容器2内への基板Wの搬入とは逆の手順で、基板Wを処理容器2から搬出する。
なお、ステップS12は、上記の通り、図2に示すステップS121~S122の代わりに、図4に示すステップS123~S127を含んでもよいし、図5に示すステップS123~S128を含んでもよい。以下、ステップS123~S126の具体的な処理条件の一例について説明する。
上記ステップS123の具体的な処理条件は、例えば下記の通りである。
TiCl4ガスの流量:1sccm~100sccm
Arガスの流量:10sccm~100000sccm、好ましくは100sccm~20000sccm
O2ガスの流量:1sccm~100000sccm、好ましくは1sccm~10000sccm
処理時間:0.1秒~10秒
処理温度:150℃~350℃、好ましくは250℃~350℃
処理圧力:0.1Pa~10000Pa、好ましくは0.1Pa~2000Pa。
TiCl4ガスの流量:1sccm~100sccm
Arガスの流量:10sccm~100000sccm、好ましくは100sccm~20000sccm
O2ガスの流量:1sccm~100000sccm、好ましくは1sccm~10000sccm
処理時間:0.1秒~10秒
処理温度:150℃~350℃、好ましくは250℃~350℃
処理圧力:0.1Pa~10000Pa、好ましくは0.1Pa~2000Pa。
上記ステップS124の具体的な処理条件は、例えば下記の通りである。
Arガスの流量:10sccm~100000sccm、好ましくは100sccm~20000sccm
O2ガスの流量:1sccm~100000sccm、好ましくは1sccm~10000sccm
処理時間:0.1秒~10秒
処理温度:150℃~350℃、好ましくは250℃~350℃
処理圧力:0.1Pa~10000Pa、好ましくは0.1Pa~2000Pa。
Arガスの流量:10sccm~100000sccm、好ましくは100sccm~20000sccm
O2ガスの流量:1sccm~100000sccm、好ましくは1sccm~10000sccm
処理時間:0.1秒~10秒
処理温度:150℃~350℃、好ましくは250℃~350℃
処理圧力:0.1Pa~10000Pa、好ましくは0.1Pa~2000Pa。
上記ステップS125及びS126の具体的な処理条件は、上記ステップS124の具体的な処理条件と同様である。
[実施例]
次に、実施例などについて説明する。下記の例1~例2が参考例であり、下記の例3~例6が実施例である。
次に、実施例などについて説明する。下記の例1~例2が参考例であり、下記の例3~例6が実施例である。
[例1]
例1では、図8に示すようにSiO膜W2-1のみからなる基板表面に凹凸パターンを有する基板を準備し、表1に示す処理条件で図2のステップS121を実施し、基板表面の凹部に液膜W3-1が形成されることを確認した。
例1では、図8に示すようにSiO膜W2-1のみからなる基板表面に凹凸パターンを有する基板を準備し、表1に示す処理条件で図2のステップS121を実施し、基板表面の凹部に液膜W3-1が形成されることを確認した。
表1において、「RF」の「ON」は高周波電力によってガスをプラズマ化したことを意味する。下記の表2、表3、表5、表6及び表8において、同様である。なお、「RF」の「OFF」はガスのプラズマ化を実施しなかったことを意味する。
表1に示すように、例1のステップS121では、基板表面に対してTiCl4ガスとO2ガスを同時に供給し、且つO2ガスをプラズマ化した。その結果、図8に示すように、基板表面に液膜W3-1が形成された。固体の膜ではなく液体の膜が形成されたことは、基板表面の凹部のみに膜が存在すること、及び膜表面にメニスカスが形成されていることから、明らかである。
[例2]
例2では、図9に示すようにSiO膜W2-2のみからなる基板表面に凹凸パターンを有する基板を準備し、表2に示す処理条件で図2のステップS121を実施し、基板表面の凹部に液膜W3-2が形成されることを確認した。上記の例1ではプラズマCVD法で液膜W3-1を形成したのに対し、例2ではプラズマALD法で液膜W3-2を形成した。
例2では、図9に示すようにSiO膜W2-2のみからなる基板表面に凹凸パターンを有する基板を準備し、表2に示す処理条件で図2のステップS121を実施し、基板表面の凹部に液膜W3-2が形成されることを確認した。上記の例1ではプラズマCVD法で液膜W3-1を形成したのに対し、例2ではプラズマALD法で液膜W3-2を形成した。
表2に示すように、例2では、SnCl4ガスの供給(ステップS121a)と、パージ(ステップS121b)と、プラズマ化したO2ガスの供給(ステップS121c)と、パージ(ステップS121d)とを実施することを50回繰り返した。その結果、図9に示すように、基板表面に液膜W3-2が形成された。固体の膜ではなく液体の膜が形成されたことは、基板表面の凹部のみに膜が存在すること、及び膜と空気の界面にメニスカスが形成されていることから、明らかである。
[例3]
例3では、表4に示す下地膜を基板表面に有する基板を、表3に示す処理条件で処理した。
例3では、表4に示す下地膜を基板表面に有する基板を、表3に示す処理条件で処理した。
表3に示すように、先ず、プラズマCVD法による液膜の形成(ステップS121)と、液膜から結晶膜又は非結晶膜への置換(ステップS122)とを実施することを12回繰り返した。ステップS122では、表3に示すように、「RF」の「OFF」と「ON」をこの順番で実施した。1回の「ON」の時間は60秒であり、1回の「OFF」の時間は60秒であった。これにより、基板表面にTiO膜を形成した。次に、TiO膜のエッチング(ステップS14)を実施した。
表4において、エッチング後のTiO膜の膜厚は、エッチング前のTiO膜の膜厚に対する百分率(%)で示す。表4から明らかなように、非結晶構造を有する下地膜の上に形成されたTiO膜はエッチングによって完全に除去されたのに対し、結晶構造を有する下地膜の上に形成されたTiO膜はエッチング後に残っていた。下地膜の構造に応じて、下地膜の上に形成されるTiO膜の構造が変わることが分かる。非結晶構造を有する下地膜の上には非結晶構造を有するTiO膜が形成され、結晶構造を有する下地膜の上には結晶構造を有するTiO膜が形成されると考えられる。
[例4]
例4では、図10に示すように、結晶質のRu膜W1-4と非結晶質のSiO膜W2-4とを基板表面に有する基板を準備し、表5に示す処理条件で処理した。
例4では、図10に示すように、結晶質のRu膜W1-4と非結晶質のSiO膜W2-4とを基板表面に有する基板を準備し、表5に示す処理条件で処理した。
表5に示すように、先ず、プラズマCVD法による液膜の形成(ステップS121)と、液膜から結晶膜及び非結晶膜への置換(ステップS122)とを実施することを12回繰り返した。ステップS122では、表5に示すように、「RF」の「OFF」と「ON」をこの順番で実施した。1回の「ON」の時間は60秒であり、1回の「OFF」の時間は60秒であった。これにより、基板表面にTiO膜を形成した。次に、TiO膜のエッチング(ステップS14)を実施した。
例4で得られた基板を、図11に示す。図11から明らかなように、結晶質のRu膜W1-4と非結晶質のSiO膜W2-4のうち、結晶質のRu膜W1-4の上に、結晶質のTiO膜W4-4を残すことができた。非結晶質のSiO膜W2-4の大部分が露出し、非結晶質のTiO膜は完全に除去された。
[例5]
例5では、表7に示す下地膜を基板表面に有する基板を、表6に示す処理条件で処理した。
例5では、表7に示す下地膜を基板表面に有する基板を、表6に示す処理条件で処理した。
表6に示すように、先ず、TiCl4ガスの供給(ステップS123)とパージ(ステップS124)とプラズマ化したO2ガスの供給(ステップS125)とパージ(ステップS126)とを実施することを300回繰り返した。これにより、基板表面にTiO膜を形成した。次に、TiO膜のエッチング(ステップS14)を実施した。
表7において、エッチング後のTiO膜の膜厚は、エッチング前のTiO膜の膜厚に対する百分率(%)で示す。表7から明らかなように、非結晶構造を有する下地膜の上に形成されたTiO膜はエッチングによって完全に除去されたのに対し、結晶構造を有する下地膜の上に形成されたTiO膜はエッチング後に残っていた。下地膜の構造に応じて、下地膜の上に形成されるTiO膜の構造が変わることが分かる。非結晶構造を有する下地膜の上には非結晶構造を有するTiO膜が形成され、結晶構造を有する下地膜の上には結晶構造を有するTiO膜が形成されると考えられる。
[例6]
例6では、結晶質のRu膜W1-6と非結晶質のSiO膜W2-6とを基板表面に有する基板を準備し、表8に示す処理条件で処理した。
例6では、結晶質のRu膜W1-6と非結晶質のSiO膜W2-6とを基板表面に有する基板を準備し、表8に示す処理条件で処理した。
表8に示すように、先ず、TiCl4ガスの供給(ステップS123)とパージ(ステップS124)とプラズマ化したO2ガスの供給(ステップS125)とパージ(ステップS126)とを実施することを300回繰り返した。これにより、基板表面にTiO膜を形成した。次に、TiO膜のエッチング(ステップS14)を実施した。
例6で得られた基板を、図12に示す。図12から明らかなように、結晶質のRu膜W1-6と非結晶質のSiO膜W2-6のうち、結晶質のRu膜W1-6の上に、結晶質のTiO膜W4-6を残すことができた。非結晶質のSiO膜W2-6の大部分が露出し、非結晶質のTiO膜は完全に除去された。
[例4と例6]
表9に、例4と例6における下記の割合R(%)を示す。割合Rは、図13に示すように、第1領域W1の幅A1に対する第1膜W4の幅A2の割合である。割合Rは、「R=A2/A1×100」の式から求められる。例4及び例6では、第1領域W1はRu膜W1-4、W1-6からなり、第1膜W4は結晶質のTiO膜W4-4、W4-6である。割合Rが100%に近いほど、下地膜からTiO膜への構造の転写精度が良い。
表9に、例4と例6における下記の割合R(%)を示す。割合Rは、図13に示すように、第1領域W1の幅A1に対する第1膜W4の幅A2の割合である。割合Rは、「R=A2/A1×100」の式から求められる。例4及び例6では、第1領域W1はRu膜W1-4、W1-6からなり、第1膜W4は結晶質のTiO膜W4-4、W4-6である。割合Rが100%に近いほど、下地膜からTiO膜への構造の転写精度が良い。
表9から明らかなように、例4の割合Rは、例6の割合Rよりも100%に近い。例4では図2に示す成膜方法(液膜W3の形成を含む方法)でTiO膜を形成したのに対し、例6では図5に示す成膜方法(液膜W3の形成を含まない方法)でTiO膜を形成した。このことから、図2に示す成膜方法は、図5に示す成膜方法に比べて、下地膜からTiO膜への構造の転写精度が良いことが分かる。
以上、本開示に係る成膜方法及び成膜装置の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。
W 基板
W1 第1領域
W2 第2領域
W3 液膜
W4 第1膜
W5 第2膜
W1 第1領域
W2 第2領域
W3 液膜
W4 第1膜
W5 第2膜
Claims (22)
- (A)結晶構造である第1領域と非結晶構造である第2領域とを表面に有する基板を準備することと、
(B)前記第1領域と前記第2領域を覆う液膜を形成することと、
(C)前記第1領域上の前記液膜を結晶構造の第1膜に置換すると共に、前記第2領域上の前記液膜を非結晶構造の第2膜に置換することと、
(D)前記第1膜と前記第2膜の一方を他方に比べて選択的にエッチングすることと、
を有する、成膜方法。 - 前記液膜は、金属元素を含む、請求項1に記載の成膜方法。
- 前記(B)は、前記ハロゲン化金属を含む原料ガスと、前記原料ガスと反応する反応ガスとの反応によって前記液膜を形成することを含む、請求項2に記載の成膜方法。
- 前記(C)は、前記液膜と反応する処理ガスを用いて、前記第1領域上の前記液膜を結晶構造の前記第1膜に置換すると共に、前記第2領域上の前記液膜を非結晶構造の前記第2膜に置換することを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の成膜方法。
- 前記処理ガスは、酸素、窒素、水素、重水素、及び水素化物から選ばれる1つ以上を含む、請求項4に記載の成膜方法。
- 前記(C)は、前記処理ガスをプラズマ化することを含み、プラズマ化した前記処理ガスを用いて、前記第1領域上の前記液膜を結晶構造の前記第1膜に置換すると共に、前記第2領域上の前記液膜を非結晶構造の前記第2膜に置換することを含む、請求項4又は5に記載の成膜方法。
- 前記(D)は、ハロゲン含有ガスを用いて、前記第1膜と前記第2膜の一方を他方に比べて選択的にエッチングすることを含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の成膜方法。
- 前記(B)と前記(C)と前記(D)とを350℃以下の温度で実施する、請求項1~7のいずれか1項に記載の成膜方法。
- 前記(B)と前記(C)を繰り返し実施する、請求項1~8のいずれか1項に記載の成膜方法。
- 前記(B)と前記(C)と前記(D)とを繰り返し実施する、請求項1~9のいずれか1項に記載の成膜方法。
- 前記(B)と前記(C)と前記(D)とを実施する間、前記基板を同一の処理容器内に収容し続ける、請求項1~10のいずれか1項に記載の成膜方法。
- 結晶構造である第1領域と非結晶構造である第2領域とを表面に有する基板を収容する処理容器と、
前記処理容器の内部にて、前記表面を上に向けて前記基板を水平に保持する保持部と、
前記保持部で保持された前記基板の前記表面に対して、ガスを供給するガス供給部と、
前記ガス供給部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記基板の前記表面に対して、ハロゲン化金属を含む原料ガスと、前記原料ガスと反応する反応ガスとを供給することで、前記第1領域と前記第2領域を覆う液膜を形成することと、
前記基板の前記表面に対して、前記液膜と反応する処理ガスを供給することで、前記第1領域上の前記液膜を結晶構造の第1膜に置換すると共に、前記第2領域上の前記液膜を非結晶構造の第2膜に置換することと、
前記基板の前記表面に対して、前記第1膜と前記第2膜の一方を他方に比べて選択的にエッチングするエッチングガスを供給することと、
を実施する、成膜装置。 - 前記処理容器の内部にて、プラズマを生成するプラズマ生成部を有する、請求項12に記載の成膜装置。
- (E)結晶構造である第1領域と非結晶構造である第2領域とを表面に有する基板を準備することと、
(F)前記基板の前記表面に対して、金属元素を含む原料ガスと、プラズマ化した反応ガスと、を交互に供給することで、前記第1領域上に結晶構造の第1膜を形成すると共に、前記第2領域上に非結晶構造の第2膜を形成することと、
(G)前記第1膜と前記第2膜の一方を他方に比べて選択的にエッチングすることと、
を有する、成膜方法。 - 前記反応ガスは、酸素含有ガス、窒素含有ガス、又は水素含有ガスである、請求項14に記載の成膜方法。
- 前記(F)は、
前記基板の前記表面に対して、前記金属元素を含む前記原料ガスと、プラズマ化した前記反応ガスと、を交互に供給することで、前記第1領域と前記第2領域に非結晶構造の前記第2膜を形成することと、
前記基板を加熱することで、前記第1領域上の前記第2膜を、前記第1膜に置換することと、
を含む、請求項14又は15に記載の成膜方法。 - 前記(G)は、ハロゲン含有ガスを用いて、前記第1膜と前記第2膜の一方を他方に比べて選択的にエッチングすることを含む、請求項14~16のいずれか1項に記載の成膜方法。
- 前記(F)と前記(G)とを350℃以下の温度で実施する、請求項14~17のいずれか1項に記載の成膜方法。
- 前記(F)を繰り返し実施する、請求項14~18のいずれか1項に記載の成膜方法。
- 前記(F)と前記(G)とを繰り返し実施する、請求項14~19のいずれか1項に記載の成膜方法。
- 前記(F)と前記(G)とを実施する間、前記基板を同一の処理容器内に収容し続ける、請求項14~20のいずれか1項に記載の成膜方法。
- 結晶構造である第1領域と非結晶構造である第2領域とを表面に有する基板を収容する処理容器と、
前記処理容器の内部にて、前記表面を上に向けて前記基板を水平に保持する保持部と、
前記保持部で保持された前記基板の前記表面に対して、ガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器の内部にて、プラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記ガス供給部、及び前記プラズマ生成部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記基板の前記表面に対して、金属元素を含む原料ガスと、プラズマ化した反応ガスと、を交互に供給することで、前記第1領域上に結晶構造の第1膜を形成すると共に、前記第2領域上に非結晶構造の第2膜を形成することと、
前記基板の前記表面に対して、前記第1膜と前記第2膜の一方を他方に比べて選択的にエッチングするエッチングガスを供給することと、
を実施する、成膜装置。
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