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JP2024094581A - Method for forming silicon oxide film - Google Patents

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JP2024094581A
JP2024094581A JP2022211212A JP2022211212A JP2024094581A JP 2024094581 A JP2024094581 A JP 2024094581A JP 2022211212 A JP2022211212 A JP 2022211212A JP 2022211212 A JP2022211212 A JP 2022211212A JP 2024094581 A JP2024094581 A JP 2024094581A
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formula
oxide film
reactor
purging
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孝一 福井
Koichi Fukui
敬輔 永田
Keisuke Nagata
浩 柴野
Hiroshi Shibano
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Air Water Performance Chemical Inc
Air Water Inc
Original Assignee
Air Water Performance Chemical Inc
Air Water Inc
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Abstract

Figure 2024094581000001

【課題】耐熱性に優れたケイ素化合物を用いた、原子層堆積法による均一性に優れた酸化ケイ素膜の形成方法を提供すること。
【解決手段】基材を反応器内に準備する準備工程と、少なくとも1種のケイ素化合物を前記反応器内に導入する第1導入工程と、前記反応器をパージガスでパージする第1パージ工程と、酸素源を前記反応器に導入する第2導入工程と、前記反応器を前記パージガスでパージする第2パージ工程と、を含む、酸化ケイ素膜の形成方法であって、所望の厚さの酸化ケイ素が前記基材の表面に堆積されるまで、前記第1導入工程から前記第2パージ工程は繰り返し実施され、前記第1導入工程から前記第2パージ工程は、300℃以上800℃以下の温度および7.6Pa以上100kPa以下の圧力で実施され、形成された前記酸化ケイ素膜の厚さの平均粗さは、形成された前記酸化ケイ素膜の厚さに対して10%以下である、酸化ケイ素膜の形成方法。
【選択図】図1

Figure 2024094581000001

The present invention provides a method for forming a silicon oxide film having excellent uniformity by atomic layer deposition using a silicon compound having excellent heat resistance.
[Solution] A method for forming a silicon oxide film, comprising: a preparation step of preparing a substrate in a reactor; a first introduction step of introducing at least one silicon compound into the reactor; a first purging step of purging the reactor with a purge gas; a second introduction step of introducing an oxygen source into the reactor; and a second purging step of purging the reactor with the purge gas, wherein the first introduction step to the second purging step are repeatedly performed until silicon oxide of a desired thickness is deposited on the surface of the substrate, the first introduction step to the second purging step are performed at a temperature of 300°C or higher and 800°C or lower and at a pressure of 7.6 Pa or higher and 100 kPa or lower, and the average roughness of the thickness of the formed silicon oxide film is 10% or less relative to the thickness of the formed silicon oxide film.
[Selected Figure] Figure 1

Description

本開示は、酸化ケイ素膜の形成方法に関する。 This disclosure relates to a method for forming a silicon oxide film.

近年、NAND型フラッシュメモリセルの3D化に伴い、高密着かつ被覆性のよい良質な絶縁膜を形成するため、高温(650℃以上)での酸化ケイ素の成膜が求められている。 In recent years, with the trend toward 3D NAND flash memory cells, there is a demand for high-temperature (650°C or higher) silicon oxide film deposition to form high-quality insulating films with high adhesion and good coverage.

高温での酸化ケイ素膜の形成方法としては、化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition:CVD)が主に適用されている。しかし、CVDは化学反応と熱分解とを利用した成膜方法であるため、高密着で被覆性のよい成膜には適していない。また、微細パターン部への成膜ができず、微細な部位には採用することができない。 Chemical vapor deposition (CVD) is the main method used to form silicon oxide films at high temperatures. However, because CVD is a film formation method that utilizes chemical reactions and thermal decomposition, it is not suitable for forming films with high adhesion and good coverage. In addition, it cannot be used to form films on fine patterns, and cannot be used in fine areas.

そこで、高温領域で良質な成膜が可能な原子層堆積法(Atomic Layer Deposition:ALD)を用いた酸化ケイ素膜の形成が検討されている(例えば、特許文献1および2)。 Therefore, the formation of silicon oxide films using atomic layer deposition (ALD), which allows for the formation of high-quality films at high temperatures, has been investigated (for example, Patent Documents 1 and 2).

特許第6262702号Patent No. 6262702 国際公開第2021/050368号International Publication No. 2021/050368

本開示の目的は、耐熱性に優れたケイ素化合物を用いた、原子層堆積法による膜厚の均一性に優れた酸化ケイ素膜の形成方法を提供することである。 The objective of this disclosure is to provide a method for forming a silicon oxide film with excellent thickness uniformity by atomic layer deposition using a silicon compound with excellent heat resistance.

〔1〕基材を反応器内に準備する準備工程と、
下記式(1)で表される少なくとも1種のケイ素化合物を前記反応器内に導入する第1導入工程と、
前記反応器をパージガスでパージする第1パージ工程と、
酸素源を前記反応器に導入する第2導入工程と、
前記反応器を前記パージガスでパージする第2パージ工程と、を含む、酸化ケイ素膜の形成方法であって、
所望の厚さの酸化ケイ素が前記基材の表面に堆積されるまで、前記第1導入工程から前記第2パージ工程は繰り返し実施され、
前記第1導入工程から前記第2パージ工程は、300℃以上800℃以下の温度および7.6Pa以上100kPa以下の圧力で実施され、
形成された前記酸化ケイ素膜の厚さの平均粗さは、形成された前記酸化ケイ素膜の厚さに対して10%以下である、酸化ケイ素膜の形成方法。

Figure 2024094581000002

前記式(1)中、
およびRは、それぞれ独立に、メチル基またはエチル基であり、
は、メチル基、エチル基、下記式(2)で表される基または下記式(3)で表される基であり、
は、下記式(2)で表される基または式(3)で表される基である。
Figure 2024094581000003

Figure 2024094581000004

前記式(2)および前記式(3)中、
~R10は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基またはエチル基である。 [1] a preparation step of preparing a substrate in a reactor;
A first introduction step of introducing at least one silicon compound represented by the following formula (1) into the reactor;
a first purging step of purging the reactor with a purge gas;
a second introducing step of introducing an oxygen source into the reactor;
A second purge step of purging the reactor with the purge gas,
The first introducing step through the second purging step are repeatedly performed until a desired thickness of silicon oxide is deposited on the surface of the substrate;
The first introduction step to the second purging step are carried out at a temperature of 300° C. or more and 800° C. or less and a pressure of 7.6 Pa or more and 100 kPa or less,
A method for forming a silicon oxide film, wherein the average roughness of the thickness of the formed silicon oxide film is 10% or less with respect to the thickness of the formed silicon oxide film.
Figure 2024094581000002

In the formula (1),
R 1 and R 2 are each independently a methyl group or an ethyl group;
R3 is a methyl group, an ethyl group, a group represented by the following formula (2), or a group represented by the following formula (3),
R4 is a group represented by the following formula (2) or a group represented by the following formula (3).
Figure 2024094581000003

Figure 2024094581000004

In the formula (2) and the formula (3),
R 5 to R 10 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group.

〔2〕溝を有する表面を備えた基材を反応器内に準備する準備工程と、
下記式(1)で表される少なくとも1種のケイ素化合物を前記反応器内に導入する第1導入工程と、
前記反応器をパージガスでパージする第1パージ工程と、
酸素源を前記反応器に導入する第2導入工程と、
前記反応器を前記パージガスでパージする第2パージ工程と、を含む、酸化ケイ素膜の形成方法であって、
所望の厚さの酸化ケイ素が前記基材の表面に堆積されるまで、前記第1導入工程から前記第2パージ工程は繰り返し実施され、
前記第1導入工程から前記第2パージ工程は、300℃以上800℃以下の温度および7.6Pa以上100kPa以下の圧力で実施され、
前記酸化ケイ素膜は、
式(i):|t-t|/t≦0.2
の関係を満たし、
前記式(i)中、
は、前記溝の上部の酸化ケイ素膜(nm)の厚さを示し、
は、前記溝の下部の酸化ケイ素膜(nm)の厚さを示す、酸化ケイ素膜の形成方法。

Figure 2024094581000005

前記式(1)中、
およびRは、それぞれ独立に、メチル基またはエチル基であり、
は、メチル基、エチル基、下記式(2)で表される基または下記式(3)で表される基であり、
は、下記式(2)で表される基または式(3)で表される基である。
Figure 2024094581000006

Figure 2024094581000007

前記式(2)および前記式(3)中、
~R10は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基またはエチル基である。 [2] a preparation step of preparing a substrate having a grooved surface in a reactor;
A first introduction step of introducing at least one silicon compound represented by the following formula (1) into the reactor;
a first purging step of purging the reactor with a purge gas;
a second introducing step of introducing an oxygen source into the reactor;
A second purge step of purging the reactor with the purge gas,
The first introducing step through the second purging step are repeatedly performed until a desired thickness of silicon oxide is deposited on the surface of the substrate;
The first introduction step to the second purging step are carried out at a temperature of 300° C. or more and 800° C. or less and a pressure of 7.6 Pa or more and 100 kPa or less,
The silicon oxide film is
Formula (i): |t 1 -t 2 |/t 1 ≦0.2
Fulfilling the relationship,
In the formula (i),
t1 denotes the thickness of the silicon oxide film (nm) on top of the trench;
t2 represents the thickness of the silicon oxide film (nm) at the bottom of the trench.
Figure 2024094581000005

In the formula (1),
R 1 and R 2 are each independently a methyl group or an ethyl group;
R3 is a methyl group, an ethyl group, a group represented by the following formula (2), or a group represented by the following formula (3),
R4 is a group represented by the following formula (2) or a group represented by the following formula (3).
Figure 2024094581000006

Figure 2024094581000007

In the formula (2) and the formula (3),
R 5 to R 10 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group.

〔3〕前記式(1)中、
前記RおよびRは、メチル基であり、
前記Rは、メチル基または前記式(3)で表される基であり、
前記Rは、前記式(3)で表される基であり、
前記R~R10は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基またはエチル基である、〔1〕または〔2〕に記載の酸化ケイ素膜の形成方法。
[3] In the formula (1),
R 1 and R 2 are methyl groups;
The R3 is a methyl group or a group represented by the formula (3),
The R 4 is a group represented by the formula (3),
The method for forming a silicon oxide film according to [1] or [2], wherein R 8 to R 10 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group.

〔4〕前記式(1)中、
前記R~Rは、メチル基であり、
前記Rは、前記式(3)で表される基であり、
前記R~R10は、水素原子である、〔1〕または〔2〕に記載の酸化ケイ素膜の形成方法。
[4] In the formula (1),
R 1 to R 3 each represent a methyl group;
The R 4 is a group represented by the formula (3),
The method for forming a silicon oxide film according to [1] or [2], wherein R 8 to R 10 are hydrogen atoms.

〔5〕前記式(1)中、
前記Rおよび前記Rは、メチル基であり、
前記Rおよび前記Rは、前記式(2)で表される基であり、
前記R5~R7は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基またはエチル基である、〔1〕または〔2〕に記載の酸化ケイ素膜の形成方法。
[5] In the formula (1),
The R 1 and R 2 are methyl groups;
The R 3 and R 4 are groups represented by the formula (2),
The method for forming a silicon oxide film according to [1] or [2], wherein R 5 to R 7 are each independently a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group.

〔6〕前記式(1)中、
前記R~Rは、メチル基であり、
前記Rは、前記式(2)で表される基であり、
前記R~Rは、水素原子である、〔1〕または〔2〕に記載の酸化ケイ素膜の形成方法。
[6] In the formula (1),
R 1 to R 3 each represent a methyl group;
The R 4 is a group represented by the formula (2),
The method for forming a silicon oxide film according to [1] or [2], wherein R 5 to R 7 are hydrogen atoms.

本開示によれば、耐熱性に優れたケイ素化合物を用いた、原子層堆積法による膜厚の均一性に優れた酸化ケイ素膜の形成方法を提供することができる。 The present disclosure provides a method for forming a silicon oxide film with excellent thickness uniformity by atomic layer deposition using a silicon compound with excellent heat resistance.

図1は、本開示における酸化ケイ素膜の形成方法の概略フローチャートである。FIG. 1 is a schematic flow chart of a method for forming a silicon oxide film in the present disclosure. 図2は、実施形態1における基材に形成された酸化ケイ素膜の一例を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of a silicon oxide film formed on a substrate in the first embodiment. 図3は、本開示における酸化ケイ素膜の形成方法に適用可能な成膜装置の一例を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a film forming apparatus applicable to the method of forming a silicon oxide film in the present disclosure. 図4は、実施形態2における基材の一例を示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an example of a substrate in the second embodiment. 図5は、実施形態2における基材に形成された酸化ケイ素膜の一例を示す概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram showing an example of a silicon oxide film formed on a substrate in the second embodiment. 図6は、試験例1におけるNo.1およびNo.2のケイ素化合物の供給量に対する、酸化ケイ素膜の成長速度の関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the supply amount of silicon compounds No. 1 and No. 2 in Test Example 1 and the growth rate of a silicon oxide film. 図7は、試験例2におけるNo.1およびNo.2の成膜温度に対する、酸化ケイ素膜の成長速度の関係を示すグラフである。7 is a graph showing the relationship between the film formation temperature and the growth rate of the silicon oxide film for No. 1 and No. 2 in Test Example 2. 図8は、試験例3の基材の溝において、(a)上部、(b)中間部および(c)下部の各部分の酸化ケイ素膜の膜厚を示す写真である。FIG. 8 is a photograph showing the thickness of the silicon oxide film in each of the portions (a) of the upper portion, (b) of the middle portion, and (c) of the lower portion in the groove of the substrate of Test Example 3.

以下、本開示の実施形態が説明される。ただし以下の説明は特許請求の範囲を限定するものではない。 Embodiments of the present disclosure are described below. However, the following description does not limit the scope of the claims.

[実施形態1]
<酸化ケイ素膜の形成方法>
本実施形態の酸化ケイ素膜の形成方法は、基材を反応器内に準備する準備工程と、下記式(1)で表される少なくとも1種のケイ素化合物を反応器内に導入する第1導入工程と、反応器をパージガスでパージする第1パージ工程と、酸素源を反応器に導入する第2導入工程と、反応器をパージガスでパージする第2パージ工程と、を含む。所望の厚さの酸化ケイ素が基材の表面に堆積されるまで、第1導入工程から第2パージ工程は繰り返し実施される。第1導入工程から第2パージ工程は、300℃以上800℃以下の温度および7.6Pa以上100kPa以下の圧力で実施される。形成された酸化ケイ素膜の厚さの平均粗さは、形成された酸化ケイ素膜の厚さに対して10%以下である。
[Embodiment 1]
<Method of forming silicon oxide film>
The method for forming a silicon oxide film of this embodiment includes a preparation step of preparing a substrate in a reactor, a first introduction step of introducing at least one silicon compound represented by the following formula (1) into the reactor, a first purge step of purging the reactor with a purge gas, a second introduction step of introducing an oxygen source into the reactor, and a second purge step of purging the reactor with a purge gas. The first introduction step to the second purge step are repeatedly performed until silicon oxide of a desired thickness is deposited on the surface of the substrate. The first introduction step to the second purge step are performed at a temperature of 300° C. to 800° C. and a pressure of 7.6 Pa to 100 kPa. The average roughness of the thickness of the formed silicon oxide film is 10% or less with respect to the thickness of the formed silicon oxide film.

Figure 2024094581000008
Figure 2024094581000008

式(1)中、RおよびRは、それぞれ独立に、メチル基またはエチル基であり、Rは、メチル基、エチル基、下記式(2)で表される基または下記式(3)で表される基であり、Rは、下記式(2)で表される基または上記式(3)で表される基である。 In formula (1), R1 and R2 are each independently a methyl group or an ethyl group; R3 is a methyl group, an ethyl group, a group represented by the following formula (2) or a group represented by the following formula (3); and R4 is a group represented by the following formula (2) or the above formula (3).

Figure 2024094581000009
Figure 2024094581000009

Figure 2024094581000010
Figure 2024094581000010

式(2)および式(3)中、R~R10は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基またはエチル基である。 In formula (2) and formula (3), R 5 to R 10 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group.

図1は、本実施形態における酸化ケイ素膜の形成方法の概略フローチャートである。以下、酸化ケイ素膜の形成方法の各工程について説明する。 Figure 1 is a schematic flow chart of the method for forming a silicon oxide film in this embodiment. Each step of the method for forming a silicon oxide film is described below.

なお、ALDには、サーマルALDおよびプラズマALDの2種類がある。本開示では、高温領域で良質な成膜が可能なサーマルALDを用いる。 There are two types of ALD: thermal ALD and plasma ALD. In this disclosure, we use thermal ALD, which is capable of forming high-quality films in high-temperature regions.

(準備工程)
準備工程とは、基材を反応器内に準備する工程である。
(Preparation process)
The preparation step is a step of preparing a substrate in a reactor.

本開示で用いられる基材としては、前駆体であるケイ素化合物を成長させることができる基材であれば特に制限はないが、例えば、ケイ素基材、酸化ケイ素基材、窒化ケイ素基材等のセラミック基材が挙げられる。これらのうち、良質な成膜の観点から、ケイ素基材または酸化ケイ素基材を用いることが好ましい。 The substrate used in the present disclosure is not particularly limited as long as it is a substrate capable of growing the precursor silicon compound, and examples of the substrate include ceramic substrates such as silicon substrates, silicon oxide substrates, and silicon nitride substrates. Of these, it is preferable to use a silicon substrate or a silicon oxide substrate from the viewpoint of forming a high-quality film.

なお、基材には、予めバリア膜が成膜されていてもよい。バリア膜としては、例えば、窒化チタン、窒化タンタル等が挙げられる。 A barrier film may be formed on the substrate in advance. Examples of the barrier film include titanium nitride and tantalum nitride.

(第1導入工程)
第1導入工程とは、上記式(1)で表される少なくとも1種のケイ素化合物を反応器内に導入する工程である。本工程は、前駆体であるケイ素化合物を基材に吸着させる工程である。
(First introduction step)
The first introduction step is a step of introducing at least one silicon compound represented by the above formula (1) into a reactor. This step is a step of adsorbing the silicon compound, which is a precursor, onto a substrate.

ケイ素化合物は、キャリアガスにより反応器内に導入されてもよい。ここで、キャリアガスとは、ケイ素化合物の反応器への供給を促進する不活性ガスのことをいう。キャリアガスとケイ素化合物とは、反応しない。キャリアガスとしては、例えば、水素(H)、ヘリウム(He)、窒素(N)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)等が挙げられる。 The silicon compound may be introduced into the reactor by a carrier gas. Here, the carrier gas refers to an inert gas that promotes the supply of the silicon compound to the reactor. The carrier gas and the silicon compound do not react with each other. Examples of the carrier gas include hydrogen (H 2 ), helium (He), nitrogen (N 2 ), neon (Ne), and argon (Ar).

上記式(1)中、RおよびRは、それぞれ独立に、メチル基またはエチル基であり、Rは、メチル基、エチル基、下記式(2)で表される基または下記式(3)で表される基であり、Rは、上記式(2)で表される基または上記式(3)で表される基である。 In the above formula (1), R1 and R2 are each independently a methyl group or an ethyl group, R3 is a methyl group, an ethyl group, a group represented by the following formula (2) or a group represented by the following formula (3), and R4 is a group represented by the above formula (2) or a group represented by the above formula (3).

このような化合物は、酸化ケイ素膜の形成において有用な前駆体となり得る。式(1)で表されるケイ素化合物としては、例えば、下記式(4)で表される構造が挙げられる。 Such compounds can be useful precursors for forming silicon oxide films. Examples of silicon compounds represented by formula (1) include those having a structure represented by formula (4) below.

Figure 2024094581000011
Figure 2024094581000011

式(4)中、R11は、メチル基またはエチル基であり、R12は、下記式(5)で表される構造のいずれか1つであり、R13は、下記式(6)で表される構造のいずれか1つである。なお、下記式(5)および式(6)中のR11も、上記と同じ基である。 In formula (4), R 11 is a methyl group or an ethyl group, R 12 is any one of the structures represented by formula (5) below, and R 13 is any one of the structures represented by formula (6) below. R 11 in formulas (5) and (6) below is also the same group as above.

Figure 2024094581000012
Figure 2024094581000012

Figure 2024094581000013
Figure 2024094581000013

上記式(1)で表されるケイ素化合物としては、耐熱性および成膜性の観点から、下記式(7)で表される構造のケイ素化合物が好ましく、下記式(8)で表されるケイ素化合物がより好ましい。 As the silicon compound represented by the above formula (1), from the viewpoint of heat resistance and film-forming properties, a silicon compound having a structure represented by the following formula (7) is preferred, and a silicon compound represented by the following formula (8) is more preferred.

Figure 2024094581000014
Figure 2024094581000014

Figure 2024094581000015
Figure 2024094581000015

本工程は、ケイ素化合物を基材に吸着させることができる時間および流量で実施すればよい。本工程は、例えば、0.1秒以上1000秒以下の時間で実施されてもよい。本工程におけるケイ素化合物は、例えば、1sccm以上2000sccm以下の流量で反応器に導入されてもよい。なお、流量の単位「sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute)」は、標準状態(0℃、101.3kPa)における「mL/min」を示している。 This process may be carried out for a time and flow rate that allows the silicon compound to be adsorbed onto the substrate. This process may be carried out for a time of, for example, 0.1 seconds or more and 1000 seconds or less. The silicon compound in this process may be introduced into the reactor at a flow rate of, for example, 1 sccm or more and 2000 sccm or less. The flow rate unit "sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute)" refers to "mL/min" under standard conditions (0°C, 101.3 kPa).

(第1パージ工程)
第1パージ工程とは、第1導入工程後の反応器をパージガスでパージする工程である。本工程は、第1導入工程で基材に吸着しなかった余分なケイ素化合物を除去する工程である。
(First purge step)
The first purge step is a step of purging the reactor with a purge gas after the first introduction step, and is a step of removing excess silicon compound that was not adsorbed on the substrate in the first introduction step.

パージガスとしては、前駆体であるケイ素化合物を除去することができる不活性ガスを用いることができる。パージガスとケイ素化合物とは、反応しない。このような不活性ガスであるパージガスとしては、上述のキャリアガスと同じガスが挙げられる。 As the purge gas, an inert gas capable of removing the precursor silicon compound can be used. The purge gas does not react with the silicon compound. Examples of such an inert purge gas include the same gas as the carrier gas described above.

本工程は、余分なケイ素化合物を除去することができる時間および流量で実施すればよい。本工程は、例えば、0.1秒以上1000秒以下の時間で実施されてもよい。本工程におけるパージガスは、例えば、10sccm以上2000sccm以下の流量で反応器に導入されてもよい。 This process may be carried out for a time and at a flow rate that allows excess silicon compounds to be removed. This process may be carried out for a time of, for example, 0.1 seconds or more and 1000 seconds or less. The purge gas in this process may be introduced into the reactor at a flow rate of, for example, 10 sccm or more and 2000 sccm or less.

本工程では、反応器をパージガスでパージする前に、真空パージしてもよい。真空パージは、例えば、0.1秒以上1000秒以下の時間で実施されてもよい。 In this process, the reactor may be vacuum purged before being purged with the purge gas. The vacuum purging may be carried out for a period of time ranging from 0.1 seconds to 1000 seconds, for example.

本工程は、複数回実施してもよい。本工程を複数回実施する場合、各工程の時間、流量および使用するパージガスは、同一であってもよく、それぞれ異なっていてもよい。また、各工程間で、真空パージしてもよい。例えば、パージガスによるパージ、真空パージ、パージガスによるパージ、の順に実施してもよい。 This process may be performed multiple times. When this process is performed multiple times, the time, flow rate, and purge gas used for each process may be the same or different. Vacuum purging may also be performed between each process. For example, the processes may be performed in the order of purging with purge gas, vacuum purging, and purging with purge gas.

(第2導入工程)
第2導入工程とは、酸素源を反応器に導入する工程である。本工程は、基材に吸着した前駆体であるケイ素化合物と酸素源とを反応させることにより、酸化ケイ素膜を形成させる工程である。
(Second introduction step)
The second introduction step is a step of introducing an oxygen source into a reactor, and is a step of forming a silicon oxide film by reacting the oxygen source with the silicon compound, which is a precursor adsorbed on the substrate.

酸素源としては、特に制限はないが、例えば、水、酸素(O)、過酸化物、酸素プラズマ、オゾン(O)、一酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO)、一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(CO)およびこれらの組み合わせ等が挙げられる。 The oxygen source is not particularly limited, but examples thereof include water, oxygen ( O2 ), peroxide, oxygen plasma, ozone ( O3 ), nitric oxide ( N2O ), nitrogen dioxide ( NO2 ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide ( CO2 ), and combinations thereof.

本工程は、ケイ素化合物と酸素源とが反応することができる時間および流量で実施すればよい。本工程は、例えば、0.1秒以上100秒以下の時間で実施されてもよい。本工程における酸素源は、例えば、1sccm以上2000sccm以下の流量で反応器に導入されてもよい。 This process may be carried out for a time and at a flow rate that allows the silicon compound and the oxygen source to react. This process may be carried out for a time of, for example, 0.1 seconds or more and 100 seconds or less. The oxygen source in this process may be introduced into the reactor at a flow rate of, for example, 1 sccm or more and 2000 sccm or less.

(第2パージ工程)
第2パージ工程とは、第2導入工程後の反応器をパージガスでパージする工程である。本工程は、第2導入工程でケイ素化合物と反応しなかった酸素源を除去する工程である。
(Second purge step)
The second purge step is a step of purging the reactor with a purge gas after the second introduction step, which is a step of removing the oxygen source that has not reacted with the silicon compound in the second introduction step.

本工程で用いられるパージガス、本工程の実施時間およびパージガスの流量は、上述の第1パージ工程と同一であるため、詳細は省略する。 The purge gas used in this process, the duration of this process, and the flow rate of the purge gas are the same as those in the first purge process described above, so details are omitted.

本工程では、反応器をパージガスでパージする前に、真空パージしてもよい。真空パージは、例えば、0.1秒以上1000秒以下の時間で実施されてもよい。 In this process, the reactor may be vacuum purged before being purged with the purge gas. The vacuum purging may be carried out for a period of time ranging from 0.1 seconds to 1000 seconds, for example.

本工程は、複数回実施してもよい。本工程を複数回実施する場合、各工程の時間、流量および使用するパージガスは、同一であってもよく、それぞれ異なっていてもよい。また、各工程間で、真空パージしてもよい。 This process may be performed multiple times. When this process is performed multiple times, the time, flow rate, and purge gas used for each process may be the same or different. In addition, vacuum purging may be performed between each process.

(第1導入工程から第2パージ工程)
第1導入工程、第1パージ工程、第2導入工程および第2パージ工程は、300℃以上800℃以下の温度で実施される。第1導入工程から第2パージ工程が300℃以上800℃以下の温度で実施される場合、高密着で被覆性のよい成膜が可能となる。第1導入工程から第2パージ工程は、500℃以上750℃以下の温度で実施されることが好ましく、650℃以上750℃以下の温度で実施されることがより好ましい。
(From the first introduction step to the second purge step)
The first introduction step, the first purge step, the second introduction step, and the second purge step are performed at a temperature of 300° C. or more and 800° C. or less. When the first introduction step to the second purge step are performed at a temperature of 300° C. or more and 800° C. or less, a film with high adhesion and good coverage can be formed. The first introduction step to the second purge step are preferably performed at a temperature of 500° C. or more and 750° C. or less, and more preferably at a temperature of 650° C. or more and 750° C. or less.

第1導入工程から第2パージ工程は、7.6Pa以上100kPa以下の圧力で実施される。第1導入工程から第2パージ工程が7.6Pa以上100kPa以下の圧力で実施される場合、高密着で被覆性のよい成膜が可能となる。第1導入工程から第2パージ工程は、10Pa以上1kPa以下の圧力で実施されることが好ましい。 The first introduction step through the second purge step are carried out at a pressure of 7.6 Pa or more and 100 kPa or less. When the first introduction step through the second purge step are carried out at a pressure of 7.6 Pa or more and 100 kPa or less, a film with high adhesion and good coverage can be formed. It is preferable that the first introduction step through the second purge step are carried out at a pressure of 10 Pa or more and 1 kPa or less.

第1導入工程から第2パージ工程は、繰り返し実施される。第1導入工程から第2パージ工程が繰り返し実施されることにより、所望の厚さの酸化ケイ素膜を得ることができる。 The first introduction step through the second purge step are repeated. By repeatedly performing the first introduction step through the second purge step, a silicon oxide film of the desired thickness can be obtained.

図2は、本実施形態における基材に形成された酸化ケイ素膜の一例を示す概念図である。本願における酸化ケイ素膜3の厚さとは、基材1の表面2に堆積された酸化ケイ素膜3の厚さ(図2中、「t」)(nm)を意味する。所望の厚さとは、例えば、0.1nm~100nmであり、3nm~50nmであることが好ましい。 Figure 2 is a conceptual diagram showing an example of a silicon oxide film formed on a substrate in this embodiment. In this application, the thickness of the silicon oxide film 3 means the thickness (in Figure 2, "t") (nm) of the silicon oxide film 3 deposited on the surface 2 of the substrate 1. The desired thickness is, for example, 0.1 nm to 100 nm, and preferably 3 nm to 50 nm.

基材1の表面2に堆積された酸化ケイ素膜3の厚さは、X線反射率法(X-Ray Reflectometry:XRR)により測定される。酸化ケイ素膜3の厚さは、X線反射率測定装置(XRR測定装置)を用いて、例えば、下記の条件により測定される。
[条件]
X線源:CuKα
出力:45kv、40mA
測定範囲:0~6°
ステップ幅:0.002mm
走査速度:0.05°/min
The thickness of the silicon oxide film 3 deposited on the surface 2 of the substrate 1 is measured by X-ray reflectometry (XRR). The thickness of the silicon oxide film 3 is measured using an X-ray reflectometry (XRR) under the following conditions, for example.
[conditions]
X-ray source: CuK α ray Output: 45 kv, 40 mA
Measurement range: 0 to 6°
Step width: 0.002 mm
Scanning speed: 0.05°/min

本実施形態においては、形成された酸化ケイ素膜3の厚さの平均粗さ(Ra)は、形成された酸化ケイ素膜3の厚さに対して10%以下である。Raは、酸化ケイ素膜3の厚さと同様に、XRRにより測定される。Raの値が小さい程、酸化ケイ素膜3の厚さの凹凸が少なく、膜厚の均一性が優れているといえる。Raは、5%以下であることが好ましく、3%以下であることがより好ましく、1%以下であることがさらに好ましい。 In this embodiment, the average roughness (Ra) of the thickness of the formed silicon oxide film 3 is 10% or less of the thickness of the formed silicon oxide film 3. Ra is measured by XRR, similar to the thickness of the silicon oxide film 3. It can be said that the smaller the value of Ra, the less unevenness in the thickness of the silicon oxide film 3 and the more uniform the film thickness. Ra is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and even more preferably 1% or less.

<成膜装置>
図3を参照して、本実施の形態における酸化ケイ素膜の形成方法に適用可能な成膜装置の一例について説明する。成膜装置10は、被処理対象物としての基材Wを収容する反応器11と、前駆体であるケイ素化合物を供給する前駆体ガス供給路14と、パージガスを供給するパージガス供給路15と、酸素源を供給する酸素源供給路16と、反応器11内の雰囲気を排出するための排出路17と、を少なくとも備える。
<Film forming equipment>
An example of a film forming apparatus applicable to the method for forming a silicon oxide film in the present embodiment will be described with reference to Fig. 3. The film forming apparatus 10 includes at least a reactor 11 for accommodating a substrate W as an object to be processed, a precursor gas supply line 14 for supplying a silicon compound as a precursor, a purge gas supply line 15 for supplying a purge gas, an oxygen source supply line 16 for supplying an oxygen source, and an exhaust line 17 for exhausting the atmosphere in the reactor 11.

反応器11は、その内部が外気との遮断を可能にする密閉構造を有している。また、反応器11は、基材Wをボート等によって水平姿勢の状態で収容可能な態様で構成されている。反応器11は、内部に収容する基材Wを所定温度に加熱することが可能な加熱機構(図示せず)を備えてもよい。加熱機構としては、特に制限はないが、例えば、ヒーター等の公知のものを採用することができる。 The reactor 11 has an airtight structure that allows the inside of the reactor 11 to be isolated from the outside air. The reactor 11 is configured in such a way that the substrate W can be accommodated in a horizontal position using a boat or the like. The reactor 11 may be equipped with a heating mechanism (not shown) that can heat the substrate W accommodated therein to a predetermined temperature. There are no particular limitations on the heating mechanism, but a known mechanism such as a heater can be used.

前駆体供給部12は、前駆体を反応器11に供給する機能を有する。前駆体供給部12には、液体状または固体状の前駆体が貯蔵されている。また、前駆体供給部12には、キャリアガスを導入するためのキャリアガス供給路13が接続されている。キャリアガス供給路13から供給されるキャリアガスは、MFC(Mass Flow Controller)による流量制御が可能となっている。 The precursor supply unit 12 has the function of supplying the precursor to the reactor 11. The precursor supply unit 12 stores a liquid or solid precursor. In addition, the precursor supply unit 12 is connected to a carrier gas supply path 13 for introducing a carrier gas. The flow rate of the carrier gas supplied from the carrier gas supply path 13 can be controlled by an MFC (Mass Flow Controller).

前駆体供給部12と反応器11との間には、前駆体ガス供給路14が設けられている。これにより、前駆体供給部12内に貯蔵されている液体状または固体状の前駆体が気化した前駆体ガスを、反応器11に供給する。また、前駆体ガス供給路14には、ニードル弁19および開閉弁20が設けられている。ニードル弁19は、前駆体ガス供給路14を流れるガスの流量を調節する。開閉弁20は、前駆体ガス供給路14を流れるガスの供給または停止を制御する。 A precursor gas supply path 14 is provided between the precursor supply unit 12 and the reactor 11. This allows a precursor gas, which is a vaporized liquid or solid precursor stored in the precursor supply unit 12, to be supplied to the reactor 11. In addition, a needle valve 19 and an on-off valve 20 are provided in the precursor gas supply path 14. The needle valve 19 adjusts the flow rate of the gas flowing through the precursor gas supply path 14. The on-off valve 20 controls the supply or stop of the gas flowing through the precursor gas supply path 14.

パージガス供給路15は、パージガスを反応器11に供給する機能を有する。パージガス供給路15は、反応器11に接続されている。供給されるパージガスは、MFCによる流量制御が可能となっている。パージガス供給路15には、開閉弁21が設けられている。開閉弁21は、パージガス供給路15を流れるパージガスの供給または停止を制御する。 The purge gas supply line 15 has the function of supplying purge gas to the reactor 11. The purge gas supply line 15 is connected to the reactor 11. The flow rate of the supplied purge gas can be controlled by an MFC. An on-off valve 21 is provided in the purge gas supply line 15. The on-off valve 21 controls the supply or stop of the purge gas flowing through the purge gas supply line 15.

酸素源供給路16は、酸素源を反応器11に供給する機能を有する。酸素源供給路16は、反応器11に接続されている。供給される酸素源は、MFCによる流量制御が可能となっている。酸素源供給路16には、開閉弁22が設けられている。開閉弁22は、酸素源供給路16を流れる酸素源の供給または停止を制御する。 The oxygen source supply line 16 has the function of supplying the oxygen source to the reactor 11. The oxygen source supply line 16 is connected to the reactor 11. The flow rate of the supplied oxygen source can be controlled by an MFC. An on-off valve 22 is provided in the oxygen source supply line 16. The on-off valve 22 controls the supply or stop of the oxygen source flowing through the oxygen source supply line 16.

排出路17は、反応器11内の雰囲気を排気する機能を有する。排出路17は、反応器11に接続されている。排出路17には、反応器11内の圧力を検出する圧力検出部としての圧力センサー(図示せず)、反応器11内の圧力を制御する圧力制御部としてのAPC(Automatic Pressure Control Valve:自動圧力制御)バルブ18、および、真空排気装置としての真空ポンプ(図示せず)が接続されている。APCバルブ18の開閉制御は、真空ポンプを作動させた状態で圧力センサーの計測に基づいてPID(Proportional-Integral-Differential Controller)制御により行われる。これにより、反応器11内の圧力を任意に調整している。 The exhaust line 17 has the function of exhausting the atmosphere in the reactor 11. The exhaust line 17 is connected to the reactor 11. A pressure sensor (not shown) as a pressure detection unit that detects the pressure in the reactor 11, an APC (Automatic Pressure Control Valve) valve 18 as a pressure control unit that controls the pressure in the reactor 11, and a vacuum pump (not shown) as a vacuum exhaust device are connected to the exhaust line 17. The opening and closing of the APC valve 18 is controlled by PID (Proportional-Integral-Differential Controller) control based on the measurement of the pressure sensor while the vacuum pump is operating. This allows the pressure in the reactor 11 to be adjusted as desired.

なお、排出路17から排出される排出ガスには、有毒ガスや可燃性ガス等が含まれる可能性がある。そのため、排出路17に水洗スクラバー、硫酸スクラバー、苛性スクラバー、乾式除害装置等を設けることにより、排出ガスを無害化して大気放出が可能な態様にしてもよい。 The exhaust gas discharged from the exhaust passage 17 may contain toxic gases, flammable gases, etc. Therefore, the exhaust passage 17 may be provided with a water washing scrubber, sulfuric acid scrubber, caustic scrubber, dry detoxification device, etc., so that the exhaust gas can be rendered harmless and released into the atmosphere.

[実施形態2]
<酸化ケイ素膜の形成方法>
本実施形態の酸化ケイ素膜の形成方法は、溝を有する表面を備えた基材を反応器内に準備する準備工程と、下記式(1)で表される少なくとも1種のケイ素化合物を反応器内に導入する第1導入工程と、反応器をパージガスでパージする第1パージ工程と、酸素源を反応器に導入する第2導入工程と、反応器をパージガスでパージする第2パージ工程と、を含む。所望の厚さの酸化ケイ素が基材の表面に堆積されるまで、第1導入工程から第2パージ工程は繰り返し実施される。第1導入工程から第2パージ工程は、300℃以上800℃以下の温度および7.6Pa以上100kPa以下の圧力で実施される。酸化ケイ素膜は、下記式(i)の関係を満たす。
式(i):|t-t|/t≦0.2・・・式(i)
式(i)中、tは、溝の上部の酸化ケイ素膜(nm)の厚さを示し、tは、溝の下部の酸化ケイ素膜(nm)の厚さを示す。
[Embodiment 2]
<Method of forming silicon oxide film>
The method for forming a silicon oxide film of this embodiment includes a preparation step of preparing a substrate having a grooved surface in a reactor, a first introduction step of introducing at least one silicon compound represented by the following formula (1) into the reactor, a first purge step of purging the reactor with a purge gas, a second introduction step of introducing an oxygen source into the reactor, and a second purge step of purging the reactor with a purge gas. The first introduction step to the second purge step are repeatedly performed until silicon oxide of a desired thickness is deposited on the surface of the substrate. The first introduction step to the second purge step are performed at a temperature of 300° C. to 800° C. and a pressure of 7.6 Pa to 100 kPa. The silicon oxide film satisfies the relationship of the following formula (i).
Formula (i): |t 1 -t 2 |/t 1 ≦0.2...Formula (i)
In formula (i), t1 represents the thickness of the silicon oxide film (nm) at the top of the groove, and t2 represents the thickness of the silicon oxide film (nm) at the bottom of the groove.

Figure 2024094581000016
Figure 2024094581000016

式(1)中、RおよびRは、それぞれ独立に、メチル基またはエチル基であり、Rは、メチル基、エチル基、下記式(2)で表される基または下記式(3)で表される基であり、Rは、下記式(2)で表される基または上記式(3)で表される基である。 In formula (1), R1 and R2 are each independently a methyl group or an ethyl group; R3 is a methyl group, an ethyl group, a group represented by the following formula (2) or a group represented by the following formula (3); and R4 is a group represented by the following formula (2) or the above formula (3).

Figure 2024094581000017
Figure 2024094581000017

Figure 2024094581000018
Figure 2024094581000018

式(2)および式(3)中、R~R10は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基またはエチル基である。 In formula (2) and formula (3), R 5 to R 10 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group.

以下、本実施形態の酸化ケイ素膜の形成方法について説明する。なお、実施形態1と重複する説明は省略する。 The method for forming a silicon oxide film according to this embodiment will be described below. Note that descriptions that overlap with those of embodiment 1 will be omitted.

図4は、本実施形態における基材の一例を示す概念図である。基材1は、溝4を有する表面7を備えていてもよい。溝4は、側壁面5および底壁面6を備える。溝4としては、例えば、ホール、ビア、トレンチ、コンタクト等が挙げられる。溝4は、基材1の表面7に1つ設けられていてもよく、複数設けられていてもよい。 Figure 4 is a conceptual diagram showing an example of a substrate in this embodiment. The substrate 1 may have a surface 7 having a groove 4. The groove 4 has a side wall surface 5 and a bottom wall surface 6. Examples of the groove 4 include a hole, a via, a trench, and a contact. One or more grooves 4 may be provided on the surface 7 of the substrate 1.

溝4の幅(図4中の「h」)は、例えば、10nm以上500nm以下である。溝4の深さ(図4中の「h」)は、例えば、100nm以上10μm以下である。 The width of the groove 4 ("h 1 " in FIG. 4) is, for example, 10 nm or more and 500 nm or less. The depth of the groove 4 ("h 2 " in FIG. 4) is, for example, 100 nm or more and 10 μm or less.

溝4の幅に対する溝4の深さの比(以下、「アスペクト比」と称する。)は、例えば、10以上であってもよく、以上であってもよく、20以上であってもよく、50以上であってもよい。アスペクト比は、例えば、1000以下であってもよく、500以下であってもよく、100以下であってもよい。 The ratio of the depth of groove 4 to the width of groove 4 (hereinafter referred to as the "aspect ratio") may be, for example, 10 or more, or may be 20 or more, or may be 50 or more. The aspect ratio may be, for example, 1000 or less, 500 or less, or 100 or less.

なお、溝4が複数設けられている場合、各溝4の幅、深さおよびアスペクト比は、同一であってもよく、それぞれ異なっていてもよい。 When multiple grooves 4 are provided, the width, depth and aspect ratio of each groove 4 may be the same or different.

第1導入工程では、溝4にも前駆体であるケイ素化合物を吸着させる。それ以外の点は、実施形態1と同様である。また、第1パージ工程、第2導入工程および第2パージ工程も、実施形態1と同様である。 In the first introduction step, the precursor silicon compound is also adsorbed into the groove 4. Other points are the same as in embodiment 1. In addition, the first purge step, the second introduction step, and the second purge step are also the same as in embodiment 1.

図5は、本実施形態における基材に形成された酸化ケイ素膜の一例を示す概念図である。基材1の表面7に堆積された酸化ケイ素膜3の厚さは、実施形態1と同様の方法で算出される。また、溝4に堆積された酸化ケイ素膜3の厚さは、例えば、以下のように算出される。すなわち、任意の位置で溝4に対して垂直に基材を切断し、集束イオンビーム(FIB)加工される。FIB加工後、切断面を透過型電子顕微鏡(TEM)で撮影する。TEMの条件は、以下の通りである。TEM画像が2値化されることにより、基材1と酸化ケイ素膜3とが区別される。2値化は、基材1と酸化ケイ素膜3とを適正に分離できる閾値にて行う。該TEM画像から、酸化ケイ素膜3の厚さが算出される。複数の画像で測定された酸化ケイ素膜3の厚さの算術平均が、酸化ケイ素膜3の厚さとみなされてもよい。
[TEMの条件]
倍率 :750000倍
加速電圧:200kV
倍率精度:±10%
5 is a conceptual diagram showing an example of a silicon oxide film formed on a substrate in this embodiment. The thickness of the silicon oxide film 3 deposited on the surface 7 of the substrate 1 is calculated in the same manner as in embodiment 1. The thickness of the silicon oxide film 3 deposited in the groove 4 is calculated, for example, as follows. That is, the substrate is cut perpendicular to the groove 4 at an arbitrary position and processed with a focused ion beam (FIB). After FIB processing, the cut surface is photographed with a transmission electron microscope (TEM). The TEM conditions are as follows. The substrate 1 and the silicon oxide film 3 are distinguished by binarizing the TEM image. The binarization is performed at a threshold value that can properly separate the substrate 1 and the silicon oxide film 3. The thickness of the silicon oxide film 3 is calculated from the TEM image. The arithmetic average of the thicknesses of the silicon oxide film 3 measured in multiple images may be considered as the thickness of the silicon oxide film 3.
[TEM conditions]
Magnification: 750,000 times Acceleration voltage: 200 kV
Magnification accuracy: ±10%

本実施形態においては、形成される酸化ケイ素膜3は、下記式(i)の関係を満たす。
|t-t|/t≦0.2・・・式(i)
式(i)中、tは、溝4の上部の酸化ケイ素膜3の厚さ(nm)を示し、tは、溝4の下部の酸化ケイ素膜3の厚さ(nm)を示す。式(i)の値がより小さい程、溝4の上部と下部とで膜厚差が小さく、膜厚の均一性が優れているといえる。|t-t|/tは、0.15以下であってもよく、0.10以下であってもよく、0.05以下であってもよく、0.01以下であってもよい。|t-t|/tは、0.10以下が好ましく、0.05以下がより好ましく、0.01以下がさらに好ましい。
In this embodiment, the silicon oxide film 3 formed satisfies the relationship of the following formula (i).
|t 1 -t 2 |/t 1 ≦0.2... formula (i)
In formula (i), t 1 indicates the thickness (nm) of the silicon oxide film 3 at the top of the groove 4, and t 2 indicates the thickness (nm) of the silicon oxide film 3 at the bottom of the groove 4. It can be said that the smaller the value of formula (i), the smaller the difference in film thickness between the top and bottom of the groove 4, and the better the film thickness uniformity. |t 1 -t 2 |/t 1 may be 0.15 or less, 0.10 or less, 0.05 or less, or 0.01 or less. |t 1 -t 2 |/t 1 is preferably 0.10 or less, more preferably 0.05 or less, and even more preferably 0.01 or less.

また、tおよびtは、酸化ケイ素膜3の厚さの均一性の観点から、tと略同一であることが好ましく、tと同一であることがより好ましい。 From the viewpoint of the uniformity of the thickness of the silicon oxide film 3, it is preferable that t1 and t2 are substantially the same as t, and it is more preferable that they are the same as t.

ここで、本実施形態における溝4の上部とは、溝4を深さ方向に3等分して3つの領域に分割した際の最上部の領域を示し、溝4の下部とは、溝4を深さ方向に3等分して3つの領域に分割した際の最下部の領域を示す。tは、基材1の表面7から一定の長さの部分または領域で測定した厚さであってもよい。tは、溝4の底壁面6から一定の長さの部分または領域で測定した厚さであってもよい。 Here, the upper part of the groove 4 in this embodiment refers to the uppermost region when the groove 4 is divided into three equal parts in the depth direction and divided into three regions, and the lower part of the groove 4 refers to the lowermost region when the groove 4 is divided into three equal parts in the depth direction and divided into three regions. t1 may be a thickness measured in a portion or region of a certain length from the surface 7 of the substrate 1. t2 may be a thickness measured in a portion or region of a certain length from the bottom wall surface 6 of the groove 4.

本実施形態においては、形成される酸化ケイ素膜3は、下記式(ii)の関係を満たすことが好ましい。
|t-t|/t≦0.2・・・式(ii)
式(ii)中、tは、溝4の中間部の酸化ケイ素膜3の厚さ(nm)を示す。式(ii)の値がより小さい程、溝4の上部と中間部とで膜厚差が小さく、膜厚の均一性が優れているといえる。|t-t|/tは、0.15以下であってもよく、0.10以下であってもよく、0.05以下であってもよく、0.01以下であってもよい。|t-t|/tは、0.10以下が好ましく、0.05以下がより好ましく、0.01以下がさらに好ましい。
In this embodiment, it is preferable that the silicon oxide film 3 to be formed satisfies the relationship of the following formula (ii).
|t 1 -t 3 |/t 1 ≦0.2...formula (ii)
In formula (ii), t 3 represents the thickness (nm) of the silicon oxide film 3 in the middle part of the groove 4. It can be said that the smaller the value of formula (ii), the smaller the difference in film thickness between the upper part and the middle part of the groove 4, and the more excellent the film thickness uniformity. |t 1 -t 3 |/t 1 may be 0.15 or less, 0.10 or less, 0.05 or less, or 0.01 or less. |t 1 -t 3 |/t 1 is preferably 0.10 or less, more preferably 0.05 or less, and even more preferably 0.01 or less.

また、tは、酸化ケイ素膜3の厚さの均一性の観点から、tと略同一であることが好ましく、tと同一であることがより好ましい。 From the viewpoint of uniformity of the thickness of the silicon oxide film 3, t3 is preferably approximately the same as t, and more preferably is the same as t.

ここで、本実施形態における溝4の中間部とは、溝4を深さ方向に3等分して3つの領域に分割した際の中間部の領域を示す。tは、基材1の表面7から一定の長さの部分または領域で測定した厚さであってもよい。 Here, the intermediate portion of the groove 4 in this embodiment refers to the intermediate region when the groove 4 is divided into three equal regions in the depth direction. t3 may be a thickness measured in a portion or region of a certain length from the surface 7 of the substrate 1.

本実施形態においては、形成される酸化ケイ素膜3は、下記式(iii)の関係を満たすことが好ましい。
|t-t|/t≦0.2・・・式(iii)
式(iii)の値がより小さい程、溝4の上部と中間部とで膜厚差が小さく、膜厚の均一性が優れているといえる。|t-t|/tは、0.15以下であってもよく、0.10以下であってもよく、0.05以下であってもよく、0.01以下であってもよい。|t-t|/tは、0.1以下が好ましく、0.05以下がより好ましく、0.01以下がさらに好ましい。
In this embodiment, it is preferable that the silicon oxide film 3 to be formed satisfies the relationship of the following formula (iii).
|t 2 -t 3 |/t 2 ≦0.2 ... formula (iii)
It can be said that the smaller the value of formula (iii), the smaller the difference in film thickness between the upper and middle parts of the groove 4, and the better the film thickness uniformity. |t 2 -t 3 |/t 2 may be 0.15 or less, 0.10 or less, 0.05 or less, or 0.01 or less. |t 2 -t 3 |/t 2 is preferably 0.1 or less, more preferably 0.05 or less, and even more preferably 0.01 or less.

、tおよびtは、上述のTEMによる測定方法と同一の方法で測定される。 t 1 , t 2 and t 3 are measured in the same manner as the TEM measurement described above.

以下、実施例が説明される。ただし以下の例は、特許請求の範囲を限定するものではない。 The following examples are provided. However, the following examples are not intended to limit the scope of the claims.

<装置>
本実施例では、以下に示される装置を用いた。なお、ガスクロマトグラフは「GC」と、ガスクロマトグラフ質量分析装置は「GC-MS」と、それぞれ略記される。また、本実施例では、図3に示す構成を有する成膜装置を用いた。
GC :株式会社島津製作所製、GC-2025AF
GC-MS :株式会社島津製作所製、MSQP2020NX
TEM :株式会社日立ハイテク製、H-9500
XRR測定装置:Malvern Panalytical社製、X’Pert PRO
<Apparatus>
In this example, the following equipment was used. Gas chromatograph is abbreviated as "GC" and gas chromatograph mass spectrometer is abbreviated as "GC-MS." In addition, in this example, a film formation apparatus having the configuration shown in FIG. 3 was used.
GC: Shimadzu Corporation, GC-2025AF
GC-MS: Shimadzu Corporation, MSQP2020NX
TEM: Hitachi High-Tech Corporation, H-9500
XRR measuring device: X'Pert PRO manufactured by Malvern Panalytical

<試薬>
本実施例では、以下に示される試薬等を用いた。なお、N-トリメチルシリルイミダゾールは「TMSイミダゾール」と略記される。
ピラゾール :東京化成工業(TCI)株式会社製
硫酸アンモニウム :林純薬工業株式会社製
ヘキサメチルジシラザン:TCI株式会社製
TMSイミダゾール :TCI株式会社製
<Reagents>
In this example, the following reagents were used. Note that N-trimethylsilylimidazole is abbreviated as "TMS imidazole."
Pyrazole: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. Ammonium sulfate: manufactured by Hayashi Pure Chemical Industries, Ltd. Hexamethyldisilazane: manufactured by TCI Corporation TMS imidazole: manufactured by TCI Corporation

<ケイ素化合物>
本実施例では、上記式(8)で表されるトリメチルシリルピラゾール(以下、「TMSピラゾール」と略記される。)およびTMSイミダゾールを用いた。TMSピラゾールの調製方法は以下の通りである。なお、TMSピラゾールを「No.1」、TMSイミダゾールを「No.2」の化合物とする。
<Silicon Compounds>
In this example, trimethylsilylpyrazole (hereinafter abbreviated as "TMS pyrazole") represented by the above formula (8) and TMS imidazole were used. The method for preparing TMS pyrazole is as follows. Note that TMS pyrazole is compound No. 1 and TMS imidazole is compound No. 2.

(調製)
51.5gのピラゾールおよび極少量の硫酸アンモニウムをフラスコボトムに加え、真空乾燥させた。その後、62.0gのヘキサメチルジシラザンを加え、還流条件で窒素雰囲気下、12時間還流した。還流後の混合物をフィルターでろ過し、薄黄色の液体を回収した。その後、得られた液体を減圧蒸留によりグローブボックス内で精製した。上述のGC-MSを用いた分析により、生成物がTMSピラゾールであることが確認された。また、上述のGCを用いた分析により、純度が99.0%であることが確認された。
(Preparation)
51.5 g of pyrazole and a very small amount of ammonium sulfate were added to the flask bottom and dried under vacuum. Then, 62.0 g of hexamethyldisilazane was added and refluxed under nitrogen atmosphere for 12 hours under reflux conditions. The mixture after reflux was filtered through a filter to recover a light yellow liquid. The resulting liquid was then purified in a glove box by vacuum distillation. Analysis using the above-mentioned GC-MS confirmed that the product was TMS pyrazole. Furthermore, analysis using the above-mentioned GC confirmed that the purity was 99.0%.

(最小結合解離エネルギー)
上記調製したTMSピラゾールと、TMSイミダゾールとの最小結合解離エネルギー(MBDE)を算出した。ここで、MBDEとは、特定の化学結合を切断する時に必要なエネルギーであるBDEの中で最小の値を示すものであり、ある分子中の最も弱い結合のBDEに対応し、該エネルギーの値が高い程耐熱性に優れることを意味する。MBDEは、Gaussian社製の量子化学計算プログラムであるGaussian16により求めた。それぞれ、ケイ素と、ケイ素と結合しているメチル基との結合解離エネルギーがMBDEであった。その結果を表1に示す。
(Minimum bond dissociation energy)
The minimum bond dissociation energy (MBDE) between the prepared TMS pyrazole and TMS imidazole was calculated. Here, MBDE indicates the minimum value among BDEs, which are the energy required to break a specific chemical bond, and corresponds to the BDE of the weakest bond in a molecule, and the higher the energy value, the better the heat resistance. MBDE was calculated using Gaussian 16, a quantum chemistry calculation program manufactured by Gaussian. The bond dissociation energy between silicon and the methyl group bonded to silicon was MBDE. The results are shown in Table 1.

Figure 2024094581000019
Figure 2024094581000019

表1より、TMSピラゾールおよびTMSイミダゾールのMBDEは、高い値を示した。これより、TMSピラゾールおよびTMSイミダゾールの耐熱性は優れているといえる。 As can be seen from Table 1, the MBDE values of TMS pyrazole and TMS imidazole were high. This indicates that TMS pyrazole and TMS imidazole have excellent heat resistance.

<試験例1>
酸化ケイ素膜の原子層堆積を、上記調製したTMSピラゾールと、TMSイミダゾールとを用いて行った。具体的には、上記成膜装置の反応器内に基材であるケイ素基材を設置した。該基材は、平坦であり、溝は設けられていなかった。各化合物をキャリアガスであるNガスで反応器内に導入した。パージガスであるNガスで反応器をパージした。酸素源であるOを反応器内に導入した。パージガスであるNガスで反応器をパージした。TMSピラゾールにおいては、第1導入工程の時間を3秒、11.7秒、21.9秒、80.2秒および282.9秒とし、以下の表2の条件でそれぞれ100サイクル行った。また、TMSイミダゾールにおいては、第1導入工程の時間を15.2秒、90秒、223.5秒、364.6秒および104秒とし、以下の表2の条件でそれぞれ100サイクル行った。
<Test Example 1>
Atomic layer deposition of silicon oxide film was performed using the prepared TMS pyrazole and TMS imidazole. Specifically, a silicon substrate was placed in the reactor of the film forming apparatus. The substrate was flat and had no grooves. Each compound was introduced into the reactor with N2 gas, which was a carrier gas. The reactor was purged with N2 gas, which was a purge gas. O3 , which was an oxygen source, was introduced into the reactor. The reactor was purged with N2 gas, which was a purge gas . In the case of TMS pyrazole, the first introduction step was performed for 3 seconds, 11.7 seconds, 21.9 seconds, 80.2 seconds, and 282.9 seconds, and 100 cycles were performed under the conditions shown in Table 2 below. In the case of TMS imidazole, the first introduction step was performed for 15.2 seconds, 90 seconds, 223.5 seconds, 364.6 seconds, and 104 seconds, and 100 cycles were performed under the conditions shown in Table 2 below.

Figure 2024094581000020
Figure 2024094581000020

TMSピラゾールおよびTMSイミダゾールによる酸化ケイ素膜の成長速度を算出した。ここで、成長速度とは、ケイ素化合物の供給量に対する、酸化ケイ素膜の成長を示したものであり、ALDの指標となるものである。供給量の増大に伴い、酸化ケイ素膜の成長速度が飽和状態になれば、ALDにより酸化ケイ素膜が形成されているといえる。成長速度は、1サイクル当たりの着膜量により算出された。その結果を図6に示す。 The growth rate of silicon oxide films using TMS pyrazole and TMS imidazole was calculated. Here, the growth rate indicates the growth of silicon oxide films relative to the amount of silicon compound supplied, and is an index of ALD. If the growth rate of silicon oxide films becomes saturated with an increase in the supply amount, it can be said that a silicon oxide film is being formed by ALD. The growth rate was calculated from the amount of film deposited per cycle. The results are shown in Figure 6.

図6の結果より、TMSピラゾールおよびTMSイミダゾールの供給量の増大に伴い、成長速度の曲線が平坦に、すなわち、飽和状態になっていることが確認された。これより、TMSピラゾールおよびTMSイミダゾールを用いることにより、ALDにより酸化ケイ素膜が形成されているといえる。 The results in Figure 6 confirm that as the supply amount of TMS pyrazole and TMS imidazole increases, the growth rate curve becomes flat, i.e., reaches saturation. This shows that a silicon oxide film is formed by ALD using TMS pyrazole and TMS imidazole.

<試験例2>
試験例1と同様に、酸化ケイ素膜の原子層堆積を、上記調製したTMSピラゾールと、TMSイミダゾールとを用いて行ったが、試験例1とは条件を変更して行った。すなわち、TMSピラゾールにおいては、第1導入工程の時間を161.7秒とすること、および、各工程の温度を200℃、300℃、350℃、500℃、650℃および700℃とすること、とした。また、TMSイミダゾールにおいては、第1導入工程の時間を37.9秒とすること、および、各工程の温度を200℃、300℃、400℃、500℃、650℃および700℃とすること、とした。その他の本試験の条件は、以下の表3の条件でそれぞれ100サイクル行った。
<Test Example 2>
As in Test Example 1, atomic layer deposition of silicon oxide film was performed using the above-prepared TMS pyrazole and TMS imidazole, but the conditions were changed from those in Test Example 1. That is, in the case of TMS pyrazole, the time of the first introduction step was set to 161.7 seconds, and the temperatures of each step were set to 200°C, 300°C, 350°C, 500°C, 650°C, and 700°C. In addition, in the case of TMS imidazole, the time of the first introduction step was set to 37.9 seconds, and the temperatures of each step were set to 200°C, 300°C, 400°C, 500°C, 650°C, and 700°C. Other conditions of this test were performed under the conditions in Table 3 below, with 100 cycles for each step.

Figure 2024094581000021
Figure 2024094581000021

TMSピラゾールおよびTMSイミダゾールによる酸化ケイ素膜の膜厚およびRaを、上述のXRR測定装置により測定し、成長速度を算出した。XRRの条件は、上述の通りである。その結果を表4および図7に示す。 The film thickness and Ra of the silicon oxide films formed using TMS pyrazole and TMS imidazole were measured using the XRR measuring device described above, and the growth rate was calculated. The XRR conditions were as described above. The results are shown in Table 4 and Figure 7.

Figure 2024094581000022
Figure 2024094581000022

表4および図7の結果より、TMSピラゾールおよびTMSイミダゾール共に、200℃における成長速度は、他の温度帯における成長速度と比較して遅かった。すなわち、200℃においては、TMSピラゾールおよびTMSイミダゾールによる酸化ケイ素膜の成膜は困難であると考えられる。また、TMSピラゾールおよびTMSイミダゾール共に、200℃以外の温度帯においては、Raは全て10%以下であり、均一な酸化ケイ素膜が形成されているといえる。 From the results of Table 4 and Figure 7, the growth rate at 200°C for both TMS pyrazole and TMS imidazole was slower than the growth rate at other temperature ranges. In other words, it is considered difficult to form a silicon oxide film using TMS pyrazole and TMS imidazole at 200°C. Furthermore, for both TMS pyrazole and TMS imidazole, the Ra was all 10% or less at temperatures other than 200°C, which means that a uniform silicon oxide film was formed.

<試験例3>
試験例1と同様に、酸化ケイ素膜の原子層堆積を、上記調製したTMSピラゾールを用いて行ったが、試験例1とは条件を変更して行った。すなわち、基材として、幅150nm、深さ3000nmの溝(ホール)が複数設けられており、基材の表面およびホールに、予め窒化チタンが約15nm成膜されているケイ素基材を用いた。各工程は、以下の表5の条件でそれぞれ296サイクル行った。なお、表5中、第1パージ工程および第2パージ工程においては、真空パージ(表5中の「真空」)、パージガスによるパージ(表5中の「ガス」)、パージガスによるパージ、真空パージおよびパージガスによるパージの順に実施した。
<Test Example 3>
As in Test Example 1, atomic layer deposition of a silicon oxide film was performed using the TMS pyrazole prepared above, but the conditions were changed from those in Test Example 1. That is, a silicon substrate was used as the substrate, which had a plurality of grooves (holes) with a width of 150 nm and a depth of 3000 nm, and on the surface and holes of the substrate, a titanium nitride film of about 15 nm had been formed in advance. Each process was performed for 296 cycles under the conditions in Table 5 below. In Table 5, the first and second purge processes were performed in the order of vacuum purge ("vacuum" in Table 5), purge with purge gas ("gas" in Table 5), purge with purge gas, vacuum purge, and purge with purge gas.

Figure 2024094581000023
Figure 2024094581000023

酸化ケイ素膜の膜厚は、任意の位置でホールに対して垂直に基材を切断し、FIB加工後、切断面を上述のTEMで撮影し、TEM画像を2値化することにより算出した。TEMの条件は、上述の通りである。また、酸化ケイ素膜の測定部位は、ホールの上部(基材の表面からの深さが0nmから1000nm)、中間部(基材の表面からの深さが1000nmから2000nm)および下部(ホールの底壁面からの距離が0nmから1000nm)とした。各測定部位の写真を図8に示す。 The thickness of the silicon oxide film was calculated by cutting the substrate perpendicular to the hole at an arbitrary position, processing it with an FIB, photographing the cut surface with the above-mentioned TEM, and binarizing the TEM image. The TEM conditions were as described above. The measurement locations for the silicon oxide film were the top of the hole (depth from the substrate surface 0 nm to 1000 nm), the middle part (depth from the substrate surface 1000 nm to 2000 nm), and the bottom part (distance from the bottom wall of the hole 0 nm to 1000 nm). Photographs of each measurement location are shown in Figure 8.

図8より、酸化ケイ素膜の膜厚は、上部(t):18.6nm、中間部(t):18.9nm、下部(t):18.7nmであった。これらの値を、上述の式(i)~(iii)の左辺に代入すると、式(i):0.005、式(ii):0.016、式(iii):0.011であった。これらの結果より、ホールの上部、中間部および下部で膜厚差が少ない、すなわち、膜厚の均一性に優れているといえる。 8, the film thickness of the silicon oxide film was 18.6 nm at the upper portion (t 1 ), 18.9 nm at the middle portion (t 3 ), and 18.7 nm at the lower portion (t 2 ). Substituting these values into the left-hand sides of the above formulas (i) to (iii), the results were 0.005 for formula (i), 0.016 for formula (ii), and 0.011 for formula (iii). These results show that there is little difference in film thickness between the upper, middle, and lower portions of the hole, i.e., the film thickness uniformity is excellent.

なお、基材の平坦部に堆積された酸化ケイ素膜の膜厚(t)を測定したところ、20.0nmであった。当該膜厚と、上部、中間部および下部における各膜厚とを、下記式(iv)に当てはめることで、基材の平坦部の膜厚と、ホールの膜厚との関係を確認した。
|t-t1~3|/t≦0.2・・・式(iv)
The thickness (t) of the silicon oxide film deposited on the flat portion of the substrate was measured to be 20.0 nm. The relationship between the thickness of the silicon oxide film on the flat portion of the substrate and the thickness of the hole was confirmed by applying the thickness of the silicon oxide film and the thickness of the upper, middle and lower portions to the following formula (iv).
|t-t 1-3 |/t≦0.2...formula (iv)

の場合、式(iv):0.07であり、tの場合、式(iv):0.065であり、tの場合、式(iv):0.055であった。これらの結果より、基材の平坦部と、ホールの各部との膜厚差が少ない、すなわち、膜厚の均一性に優れているといえる。 In the case of t1 , formula (iv): 0.07, in the case of t2 , formula (iv): 0.065, and in the case of t3 , formula (iv): 0.055. From these results, it can be said that there is little difference in film thickness between the flat part of the substrate and each part of the hole, that is, the film thickness uniformity is excellent.

なお、本実施例において、TMSイミダゾールは、MBDEがTMSピラゾールと同等の値であること、試験例1の結果より、ALDにより酸化ケイ素膜が形成されていること、試験例2の結果より、平坦な基材に均一な酸化ケイ素膜が形成されていること、が確認されている。したがって、TMSイミダゾールを用いて、溝が複数設けられている基材に対して原子層堆積を行った場合であっても、TMSピラゾールと同様に均一な酸化ケイ素膜が形成されるものと考えられる。 In this example, it has been confirmed that TMS imidazole has an MBDE value equivalent to that of TMS pyrazole, the results of Test Example 1 show that a silicon oxide film is formed by ALD, and the results of Test Example 2 show that a uniform silicon oxide film is formed on a flat substrate. Therefore, even when atomic layer deposition is performed on a substrate having multiple grooves using TMS imidazole, it is believed that a uniform silicon oxide film is formed, similar to that of TMS pyrazole.

以上の通り、本開示の耐熱性に優れたケイ素化合物を用いた、原子層堆積法による均一性に優れた酸化ケイ素膜の形成方法は、半導体の製造革新に直接的にかかわるものであり、電気自動車やエネルギー効率化をはじめとする今後より広がると考えられるスマート社会、ないしは持続可能な開発目標(SDGs)の一部活動に貢献することができる。 As described above, the method for forming a highly uniform silicon oxide film by atomic layer deposition using the heat-resistant silicon compound disclosed herein is directly related to innovations in semiconductor manufacturing and can contribute to the smart society, which is expected to become more widespread in the future, including electric vehicles and energy efficiency, and to some of the activities toward the Sustainable Development Goals (SDGs).

今回開示された実施の形態および実施例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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments and examples disclosed herein should be considered to be illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.

1 基材、2 表面、3 酸化ケイ素膜、4 溝、5 側壁面、6 底壁面、7 表面、10 成膜装置、11 反応器、12 前駆体供給部、13 キャリアガス供給路、14 前駆体ガス供給路、15 パージガス供給路、16 酸素源供給路、17 排出路、18 APCバルブ、19 ニードル弁、20,21,22 開閉弁。 1 substrate, 2 surface, 3 silicon oxide film, 4 groove, 5 side wall surface, 6 bottom wall surface, 7 surface, 10 film formation device, 11 reactor, 12 precursor supply section, 13 carrier gas supply path, 14 precursor gas supply path, 15 purge gas supply path, 16 oxygen source supply path, 17 exhaust path, 18 APC valve, 19 needle valve, 20, 21, 22 on-off valve.

Claims (6)

基材を反応器内に準備する準備工程と、
下記式(1)で表される少なくとも1種のケイ素化合物を前記反応器内に導入する第1導入工程と、
前記反応器をパージガスでパージする第1パージ工程と、
酸素源を前記反応器に導入する第2導入工程と、
前記反応器を前記パージガスでパージする第2パージ工程と、を含む、酸化ケイ素膜の形成方法であって、
所望の厚さの酸化ケイ素が前記基材の表面に堆積されるまで、前記第1導入工程から前記第2パージ工程は繰り返し実施され、
前記第1導入工程から前記第2パージ工程は、300℃以上800℃以下の温度および7.6Pa以上100kPa以下の圧力で実施され、
形成された前記酸化ケイ素膜の厚さの平均粗さは、形成された前記酸化ケイ素膜の厚さに対して10%以下である、酸化ケイ素膜の形成方法。
Figure 2024094581000024

前記式(1)中、
およびRは、それぞれ独立に、メチル基またはエチル基であり、
は、メチル基、エチル基、下記式(2)で表される基または下記式(3)で表される基であり、
は、下記式(2)で表される基または式(3)で表される基である。
Figure 2024094581000025

Figure 2024094581000026

前記式(2)および前記式(3)中、
~R10は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基またはエチル基である。
providing a substrate in a reactor;
A first introduction step of introducing at least one silicon compound represented by the following formula (1) into the reactor;
a first purging step of purging the reactor with a purge gas;
a second introducing step of introducing an oxygen source into the reactor;
A second purge step of purging the reactor with the purge gas,
The first introducing step through the second purging step are repeatedly performed until a desired thickness of silicon oxide is deposited on the surface of the substrate;
The first introduction step to the second purging step are carried out at a temperature of 300° C. or more and 800° C. or less and a pressure of 7.6 Pa or more and 100 kPa or less,
A method for forming a silicon oxide film, wherein the average roughness of the thickness of the formed silicon oxide film is 10% or less with respect to the thickness of the formed silicon oxide film.
Figure 2024094581000024

In the formula (1),
R 1 and R 2 are each independently a methyl group or an ethyl group;
R3 is a methyl group, an ethyl group, a group represented by the following formula (2), or a group represented by the following formula (3),
R4 is a group represented by the following formula (2) or a group represented by the following formula (3).
Figure 2024094581000025

Figure 2024094581000026

In the formula (2) and the formula (3),
R 5 to R 10 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group.
溝を有する表面を備えた基材を反応器内に準備する準備工程と、
下記式(1)で表される少なくとも1種のケイ素化合物を前記反応器内に導入する第1導入工程と、
前記反応器をパージガスでパージする第1パージ工程と、
酸素源を前記反応器に導入する第2導入工程と、
前記反応器を前記パージガスでパージする第2パージ工程と、を含む、酸化ケイ素膜の形成方法であって、
所望の厚さの酸化ケイ素が前記基材の表面に堆積されるまで、前記第1導入工程から前記第2パージ工程は繰り返し実施され、
前記第1導入工程から前記第2パージ工程は、300℃以上800℃以下の温度および7.6Pa以上100kPa以下の圧力で実施され、
前記酸化ケイ素膜は、
式(i):|t-t|/t≦0.2
の関係を満たし、
前記式(i)中、
は、前記溝の上部の酸化ケイ素膜(nm)の厚さを示し、
は、前記溝の下部の酸化ケイ素膜(nm)の厚さを示す、酸化ケイ素膜の形成方法。
Figure 2024094581000027

前記式(1)中、
およびRは、それぞれ独立に、メチル基またはエチル基であり、
は、メチル基、エチル基、下記式(2)で表される基または下記式(3)で表される基であり、
は、下記式(2)で表される基または式(3)で表される基である。
Figure 2024094581000028

Figure 2024094581000029

前記式(2)および前記式(3)中、
~R10は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基またはエチル基である。
providing a substrate having a grooved surface in a reactor;
A first introduction step of introducing at least one silicon compound represented by the following formula (1) into the reactor;
a first purging step of purging the reactor with a purge gas;
a second introducing step of introducing an oxygen source into the reactor;
A second purge step of purging the reactor with the purge gas,
The first introducing step through the second purging step are repeatedly performed until a desired thickness of silicon oxide is deposited on the surface of the substrate;
The first introduction step to the second purging step are carried out at a temperature of 300° C. or more and 800° C. or less and a pressure of 7.6 Pa or more and 100 kPa or less,
The silicon oxide film is
Formula (i): |t 1 -t 2 |/t 1 ≦0.2
Fulfilling the relationship,
In the formula (i),
t1 denotes the thickness of the silicon oxide film (nm) on top of the trench;
t2 represents the thickness of the silicon oxide film (nm) at the bottom of the trench.
Figure 2024094581000027

In the formula (1),
R 1 and R 2 are each independently a methyl group or an ethyl group;
R3 is a methyl group, an ethyl group, a group represented by the following formula (2), or a group represented by the following formula (3),
R4 is a group represented by the following formula (2) or a group represented by the following formula (3).
Figure 2024094581000028

Figure 2024094581000029

In the formula (2) and the formula (3),
R 5 to R 10 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group.
前記式(1)中、
前記Rおよび前記Rは、メチル基であり、
前記Rは、メチル基または前記式(3)で表される基であり、
前記Rは、前記式(3)で表される基であり、
前記R~R10は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基またはエチル基である、請求項1または請求項2に記載の酸化ケイ素膜の形成方法。
In the formula (1),
The R 1 and R 2 are methyl groups;
The R3 is a methyl group or a group represented by the formula (3),
The R 4 is a group represented by the formula (3),
3. The method for forming a silicon oxide film according to claim 1, wherein R 8 to R 10 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group.
前記式(1)中、
前記R~Rは、メチル基であり、
前記Rは、前記式(3)で表される基であり、
前記R~R10は、水素原子である、請求項1または請求項2に記載の酸化ケイ素膜の形成方法。
In the formula (1),
R 1 to R 3 each represent a methyl group;
The R 4 is a group represented by the formula (3),
3. The method for forming a silicon oxide film according to claim 1, wherein said R 8 to R 10 are hydrogen atoms.
前記式(1)中、
前記Rおよび前記Rは、メチル基であり、
前記Rおよび前記Rは、前記式(2)で表される基であり、
前記R5~R7は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基またはエチル基である、請求項1または請求項2に記載の酸化ケイ素膜の形成方法。
In the formula (1),
The R 1 and R 2 are methyl groups;
The R 3 and R 4 are groups represented by the formula (2),
3. The method for forming a silicon oxide film according to claim 1, wherein said R 5 to R 7 are each independently a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group.
前記式(1)中、
前記R~Rは、メチル基であり、
前記Rは、前記式(2)で表される基であり、
前記R~Rは、水素原子である、請求項1または請求項2に記載の酸化ケイ素膜の形成方法。
In the formula (1),
R 1 to R 3 each represent a methyl group;
The R 4 is a group represented by the formula (2),
3. The method for forming a silicon oxide film according to claim 1, wherein said R 5 to R 7 are hydrogen atoms.
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