特許 7404383 チャンバ部品保護用のオキシフッ化物化合物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-15

(45)【発行日】2023-12-25

(54)【発明の名称】チャンバ部品保護用のオキシフッ化物化合物

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/30 20060101AFI20231218BHJP

   C23C 16/40 20060101ALI20231218BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20231218BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20231218BHJP

【ＦＩ】

C23C16/30

C23C16/40

C23C16/455

H01L21/302 101G

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021552676

(86)(22)【出願日】2020-02-26

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-04-25

(86)【国際出願番号】 US2020019954

(87)【国際公開番号】W WO2020180569

(87)【国際公開日】2020-09-10

【審査請求日】2021-11-10

(31)【優先権主張番号】62/813,512

(32)【優先日】2019-03-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ディーパク， ニティン

(72)【発明者】

【氏名】セス， スレッシュ チャンド

(72)【発明者】

【氏名】ゴラディア， プレルナ ソンサリア

(72)【発明者】

【氏名】バジャージ， ギーティカ

(72)【発明者】

【氏名】タカレ， ダルシャン

(72)【発明者】

【氏名】サン， ジェニファー ワイ．

(72)【発明者】

【氏名】ナトゥー， ガーヤトリー

【審査官】▲高▼橋 真由

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１３２７８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１９０９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５１１９４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １６／００－１６／５６

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フッ素化金属膜を形成する方法であって：
処理領域を有する原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバ中に対象物を配置することと；
ＡＬＤプロセスを使用して前記ＡＬＤチャンバ内で前記対象物上に金属酸化物含有層を堆積することと；
前記ＡＬＤチャンバ中に前記対象物が配置された状態で、前記ＡＬＤチャンバ内で活性化フッ素化プロセスを使用して、前記金属酸化物含有層上に金属フッ素層を堆積することであって、前記活性化フッ素化プロセスが、
フッ素前駆体（ＦＰ）の第１の流れを前記処理領域に導入すること；及び
前記第１の流れが中止された後に、少なくとも1つの酸素含有前駆体または酸素含有プラズマを含むフッ素化活性化前駆体（ＦＡＰ）の第２の流れを前記処理領域に導入することと；
を含み、前記ＦＰは、少なくとも１つの有機フッ素試薬又は少なくとも１つのフッ素化ガスを含む、金属フッ素層を堆積することと；
所定の膜厚を有し、酸素とフッ素の比率が１：１未満であるフッ素化金属膜が形成されるまで、前記ＡＬＤチャンバ内で前記金属酸化物含有層を堆積すること及び前記活性化フッ素化プロセスによって前記金属フッ素層を堆積することを、繰り返すことと
を含む方法。

【請求項2】

前記ＡＬＤプロセスが：
酸素含有前駆体の第１の流れを前記処理領域に導入することと；
金属含有前駆体の第２の流れを前記処理領域に導入することと；
所定の層厚を有する金属酸化物含有層が形成されるまで、前記酸素含有前駆体の第１の流れを導入すること及び前記金属含有前駆体の第２の流れを導入することを繰り返すことと
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記金属含有前駆体がアルミニウム含有前駆体である、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記ＦＡＰが、マイクロ波、ＲＦ、リモートプラズマ、熱線、電子ビーム、及び酸化プラズマ源若しくは還元プラズマ源のいずれか１つによって形成されたＨ_２Ｏ、Ｏ_３、Ｏ_２、又は酸素ラジカル含有プラズマの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記金属酸化物含有層が所定の層厚を有する、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記金属酸化物含有層が、イットリウム（Ｙ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、バナジウム（Ｖ）、マンガン（Ｍｎ）、セリウム（Ｃｅ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、エルビウム（Ｅｒ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ランタン（Ｌａ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ネオジム（Ｎｄ）、プラセオジム（Ｐｒ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、又はハフニウム（Ｈｆ）のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記ＡＬＤプロセスが：
イットリウム含有前駆体の第１の流れを前記処理領域に導入することと；
酸素含有前駆体の第２の流れを前記処理領域に導入することと；
所定の層厚を有する金属酸化物含有層が形成されるまで、前記イットリウム含有前駆体の第１の流れを導入すること及び前記酸素含有前駆体の第２の流れを導入することを繰り返すこととを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記少なくとも１つの有機フッ素試薬が、ヘキサフルオロアセチルアセトナート（ＨＨＦＡＣ）、テトラフルオロプロパノール（ＴＦＰ）、ヘキサフルオロプロパノール（ＨＦＰ）、又は１，１，１，２－テトラフルオロエタン（ＨＦＣ－１３４）の１つ又は複数を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記少なくとも１つのフッ素化ガスが、三フッ化窒素（ＮＦ_３）、五フッ化リン（ＰＦ_５）、又は六フッ化硫黄（ＳＦ_６）の１つ又は複数を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

フッ素化金属膜を形成する方法であって、
金属酸化物含有層原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスを使用して、対象物上に金属酸化物含有層を堆積することであって、前記ＡＬＤプロセスが：
処理領域を有するＡＬＤチャンバ中に対象物を配置すること；
酸素含有前駆体の第１の流れを前記処理領域に導入すること；
金属含有前駆体の第２の流れを前記処理領域に導入すること；及び
所定の層厚を有する前記金属酸化物含有層が形成されるまで、前記酸素含有前駆体の第１の流れを導入すること及び前記金属含有前駆体の第２の流れを導入することを繰り返すことを含む、対象物上に金属酸化物含有層を堆積することと；
前記ＡＬＤチャンバ中に前記対象物が配置された状態で、前記ＡＬＤチャンバ内で、活性化フッ素化プロセスを使用して、前記金属酸化物含有層上に金属フッ素層を堆積することであって、前記活性化フッ素化プロセスが：
少なくとも１つの有機フッ素試薬又は少なくとも１つのフッ素化ガスを含むフッ素前駆体（ＦＰ）の第３の流れを前記処理領域に導入すること；及び
前記第３の流れが中止された後に、少なくとも1つの酸素含有前駆体または酸素含有プラズマを含むフッ素化活性化前駆体（ＦＡＰ）の第４の流れを前記処理領域に導入することを含む、金属フッ素層を堆積することと；
所定の膜厚を有し、酸素とフッ素の比率が１：１未満であるフッ素化金属膜が形成されるまで、前記ＡＬＤチャンバ内で前記金属酸化物含有層を堆積すること及び前記活性化フッ素化プロセスによって前記金属フッ素層を堆積することを繰り返すことと
を含む方法。

【請求項11】

前記金属含有前駆体がアルミニウム含有前駆体である、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記金属酸化物含有層が、イットリウム（Ｙ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、バナジウム（Ｖ）、マンガン（Ｍｎ）、セリウム（Ｃｅ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、エルビウム（Ｅｒ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ランタン（Ｌａ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ネオジム（Ｎｄ）、プラセオジム（Ｐｒ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、又はハフニウム（Ｈｆ）のうちの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記ＦＡＰが、マイクロ波、ＲＦ、リモートプラズマ、熱線、電子ビーム、及び酸化プラズマ源若しくは還元プラズマ源のいずれか１つによって形成されたＨ_２Ｏ、Ｏ_３、Ｏ_２、又は酸素ラジカル含有プラズマの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項14】

フッ素化金属膜を形成する方法であって、
金属酸化物含有層原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスを使用して、対象物上に金属酸化物含有層を堆積することであって、前記ＡＬＤプロセスが：
処理領域を有するＡＬＤチャンバ中に対象物を配置すること；
イットリウム含有前駆体の第１の流れを前記処理領域に導入することと；
酸素含有前駆体の第２の流れを前記処理領域に導入することと；
所定の層厚を有する金属酸化物含有層が形成されるまで、前記イットリウム含有前駆体の第１の流れを導入すること及び前記酸素含有前駆体の第２の流れを導入することを繰り返すことを含む、対象物上に金属酸化物含有層を堆積することと；
前記ＡＬＤチャンバ中に前記対象物が配置された状態で、前記ＡＬＤチャンバ内で、活性化フッ素化プロセスを使用して、前記金属酸化物含有層上に金属フッ素層を堆積することであって、前記活性化フッ素化プロセスが：
フッ素前駆体（ＦＰ）の第３の流れを前記処理領域に導入することであって、前記ＦＰは、少なくとも１つの有機フッ素試薬又は少なくとも１つのフッ素化ガスを含む、フッ素前駆体（ＦＰ）の第３の流れを前記処理領域に導入すること；及び
前記第３の流れが中止された後に、少なくとも1つの酸素含有前駆体または酸素含有プラズマを含むフッ素化活性化前駆体（ＦＡＰ）の第４の流れを前記処理領域に導入することを含む、前記金属酸化物含有層上に金属フッ素層を堆積することと；
所定の膜厚を有し、酸素の原子百分率２０％未満であるフッ素化金属膜が形成されるまで、前記ＡＬＤチャンバ内で前記金属酸化物含有層を堆積すること及び前記活性化フッ素化プロセスによって前記金属フッ素層を堆積することを繰り返すこととを含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

背景
分野
［０００１］本開示の実施形態は、概して、フッ素化金属膜を形成する方法に関する。より具体的には、本開示の実施形態は、フッ素化金属膜を形成する方法で構成要素をコーティングすることに関する。

【背景技術】

【0002】

関連技術の説明
［０００２］半導体、ＯＬＥＤ、及び基板、チャンバ部品、チャンバツール、チャンバ、チャンバメインフレームなどのフラットパネルデバイスの洗浄又は製造では、デバイス上にフッ素化コーティングを形成することが望ましい場合が多々ある。フッ素化コーティングが存在しないと、半導体、ＯＬＥＤ、及びフラットパネル処理中にハロゲン化プラズマが半導体、ＯＬＥＤ、及びフラットパネルデバイスの表面を腐食する可能性がある。存在する可能性のある表面の腐食は、半導体、ＯＬＥＤ、及びフラットパネルの性能に影響を与え、製品の歩留まり、チャンバの稼働時間、及び顧客のコストに影響を与える可能性がある。

【0003】

［０００３］現在のほとんどのフッ素化コーティング技術は、ＨＦ－ピリジン及びフッ素などの、フッ素化コーティングの特性を正確に制御できない材料を利用している。したがって、当技術分野で必要とされるのは、フッ素化コーティングを形成する改良された方法である。

【発明の概要】

【0004】

［０００４］一実施形態では、フッ素化金属膜を形成する方法が提供される。方法は、処理領域を有する原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバ中に対象物を配置することと、ＡＬＤプロセスを使用して対象物上に金属酸化物含有層を堆積することと、活性化フッ素化プロセスを使用して金属酸化物含有層上に金属フッ素層を堆積することと、所定の膜厚のフッ素化金属膜が形成されるまで、金属酸化物含有層を堆積すること及び金属フッ素層を堆積することを、繰り返すこととを含む。活性化フッ素化プロセスは、フッ素前駆体（ＦＰ）の第１の流れを処理領域に導入することを含む。ＦＰは、少なくとも１つの有機フッ素試薬又は少なくとも１つのフッ素化ガスを含む。

【0005】

［０００５］別の実施形態では、フッ素化金属膜を形成する方法が提供される。方法は、金属酸化物含有層原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスを使用して、対象物上に金属酸化物含有層を堆積することと、活性化フッ素化プロセスを使用して、金属酸化物含有層上に金属フッ素層を堆積することと、所定の膜厚のフッ素化金属膜が形成されるまで、金属酸化物含有層を堆積すること及び金属フッ素層を堆積することを繰り返すこととを含む。ＡＬＤプロセスは、処理領域を有するＡＬＤチャンバに対象物を配置することと、酸素含有前駆体の第１の流れを処理領域に導入することと、金属含有前駆体の第２の流れを処理領域に導入することと、所定の層厚を有する金属酸化物含有層が形成されるまで、酸素含有前駆体の第１の流れを導入すること及び金属含有前駆体の第２の流れを導入することを繰り返すこととを含む。活性化フッ素化プロセスは、フッ素前駆体（ＦＰ）の第３の流れを処理領域に導入すること、及びフッ素化活性化前駆体（ＦＡＰ）の第４の流れを処理領域に導入することを含む。ＦＰは、少なくとも１つの有機フッ素試薬又は少なくとも１つのフッ素化ガスを含む。

【0006】

［０００６］さらに別の実施形態では、フッ素化金属膜を形成する方法が提供される。方法は、金属酸化物含有層原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスを使用して、対象物上に金属酸化物含有層を堆積することと、活性化フッ素化プロセスを使用して、金属酸化物含有層上に金属フッ素層を堆積することと、所定の膜厚のフッ素化金属膜が形成されるまで、金属酸化物含有層を堆積すること及び金属フッ素層を堆積することを繰り返すこととを含む。ＡＬＤプロセスは、処理領域を有するＡＬＤチャンバに対象物を配置することと、イットリウム含有前駆体の第１の流れを処理領域に導入することと、酸素含有前駆体の第２の流れを処理領域に導入することと、イットリウム含有前駆体の第１の流れを導入することを繰り返すことと、所定の層厚を有する金属酸化物含有層が形成されるまで、イットリウム含有前駆体の第１の流れを導入すること及び酸素含有前駆体の第２の流れを導入することを繰り返すこととを含む。活性化フッ素化プロセスは、フッ素前駆体（ＦＰ）の第３の流れを処理領域に導入すること、及びフッ素化活性化前駆体（ＦＡＰ）の第４の流れを処理領域に導入することを含む。ＦＰは、少なくとも１つの有機フッ素試薬又は少なくとも１つのフッ素化ガスを含む。

【0007】

［０００７］本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約した本開示のより具体的な説明は、実施形態を参照することによって得ることができ、そのいくつかは添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面は例示的な実施形態のみを例示し、したがってその範囲を限定すると見なされるべきではなく、他の同等に有効な実施形態を認めることができることに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】［０００８］一実施形態による原子層堆積チャンバの概略図である。

【図2】［０００９］一実施形態によるフッ素化金属膜を形成する方法の操作を示す流れ図である。

【図3A-3C】［００１０］Ａ～Ｃは、一実施形態によるフッ素化金属膜を形成する方法中の基板の概略断面図である。

【図4】［００１１］一実施形態による、フッ素化金属膜を形成する方法の活性化フッ素化プロセスの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［００１２］理解を容易にするために、可能な場合は、図に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号が使用されている。一実施形態の要素及び特徴は、さらに再度引用することなく、他の実施形態に有益に組み込まれ得ることが企図される。

【0010】

［００１３］ここに記載の実施形態は、フッ素化金属膜を形成する方法に関する。方法は、原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスを使用して、対象物上に金属酸化物含有層を堆積することと、活性化フッ素化プロセスを使用して、金属酸化物含有層上に金属フッ素層を堆積することと、所定の膜厚のフッ素化金属膜が形成されるまで、金属酸化物含有層を堆積すること及び金属酸化物含有層を堆積することを繰り返すこととを含む。

【0011】

［００１４］図１は、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバ１００の概略図である。以下に記載されるチャンバは例示的なチャンバであり、他の製造業者からのチャンバを含む他のチャンバは、フッ素化金属膜３００を形成するそのような方法２００などのように、本開示の態様を達成するために使用又は修正され得ることは理解されたい。

【0012】

［００１５］ＡＬＤチャンバ１００は、チャンバ本体１０１を含む。チャンバ本体は、本体部分１０２、蓋部分１０４、及び支持アセンブリ１１２を含む。チャンバ本体１０１の本体部分１０２と蓋部分１０４との間には入口１０８及び出口１１０が配置されている。支持アセンブリ１１２は、チャンバ本体１０１の本体部分１０２内に少なくとも部分的に配置されている。支持アセンブリ１１２は、ステム１１６によってチャンバ本体１０１内に移動可能に配置されたペデスタル１１４を含む。ペデスタル１１４は、ここでさらに詳細に説明される、対象物３０２を支持するように構成された支持面１１８を含む。ステム１１６は、チャンバ本体１０１を通って延在し、処理位置（図示せず）と移送位置との間でペデスタル１１４を移動させるリフトシステム（図示せず）に接続されている。移送位置は、本体部分１０２の側壁に形成された開口部１２０を介した対象物３０２の移送を容易にして、ＡＬＤチャンバ１００の内部へのアクセスを提供する。

【0013】

［００１６］処理位置において、支持アセンブリ１１２のペデスタル１１４は、本体部分１０２と接触して、支持面１１８、本体部分１０２の上面、及び蓋部分１０４の下面によって画定される処理領域１２２を形成する。処理位置にある支持アセンブリ１１２が本体部分１０２に接触して処理領域１２２を形成するとき、入口１０８及び出口１１０は、処理領域１２２と流体連絡している。このようにして、ガスは、入口１０８を介して処理領域１２２に提供される。ガスは、処理領域１２２内を対象物３０２を横切って流れ、ポンプ１２４によって出口１１０を通って排出される。ＲＦ（無線周波数）源１２６は、蓋部分１０４の電極１２８に結合されている。ＲＦ源１２６は、電極１２８に電力を供給して、処理領域１２２内のガスからのプラズマの生成を容易にする。ペデスタル１１４は接地されているか、又はペデスタル１１４は、ＲＦ源１２６に接続されたときにカソードとして機能して、蓋部分１０４の下面とペデスタル１１４との間に容量性電界を生成し、プラズマ種を対象物３０１に向かって加速することができる。

【0014】

［００１７］図２は、図３Ａ～図３Ｃに示されるように、フッ素化金属膜３００を形成する方法２００の操作を示す流れ図である。説明を容易にするために、図１は、図１、図３Ａ～図３Ｃ、及び図４を参照して説明され、方法２００で利用される活性化フッ素化プロセスの概略図である。しかしながら、図１のＡＬＤチャンバ１００以外のＡＬＤチャンバは、方法２００と組み合わせて利用され得ることに留意されたい。

【0015】

［００１８］操作２０１において、第１の金属酸化物含有層３０２ａは、ＡＬＤプロセスを利用して対象物３０２上に堆積される。対象物３０１は、基板、チャンバ部品、チャンバツール、チャンバ、及びチャンバメインフレームであり得る。ここに記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態では、第１の金属酸化物含有層の金属は、イットリウム（Ｙ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、バナジウム（Ｖ）、マンガン（Ｍｎ）、セリウム（Ｃｅ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、エルビウム（Ｅｒ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ランタン（Ｌａ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ネオジム（Ｎｄ）、プラセオジム（Ｐｒ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、ツリウム（Ｔｍ）、イテルビウム（Ｙｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、又はハフニウム（Ｈｆ）のうちの少なくとも１つを含む。ＡＬＤプロセスは、ＡＬＤチャンバ１００内に対象物３０１を移送すること、及びペデスタル１１４上に対象物３０１を配置することを含む。ＡＬＤプロセスを利用して堆積された第１の金属酸化物含有層３０２ａは、所定の層厚３０６を有する。

【0016】

［００１９］ここに記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、Ｙ _２ Ｏ _３ の第１の金属酸化物含有層３０２ａを堆積するＡＬＤプロセスは、処理領域１２２にイットリウム含有前駆体の流れを導入することを含む。処理領域１２２を横切って流れるイットリウム含有前駆体は、対象物３０１を横切って流れ、対象物３０１上にイットリウム含有層を形成する。酸素含有前駆体の流れが処理領域１２２に提供される。ここに記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、酸素含有前駆体は、Ｈ_２Ｏ、Ｏ_３又はＯ_２を含む。ここに記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、処理領域１２２を横切って流れる酸素含有前駆体は、対象物３０１を横切って流れ、プラズマに活性化されて酸素ラジカルを形成する。ここに記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、酸素ラジカルは、処理領域１２２に酸素ラジカルを提供する遠隔プラズマ源で形成され得る。酸素ラジカルが形成される実施形態では、酸素ラジカルは、対象物３０１上のイットリウムの層と反応して、対象物３０１上にＹ_２Ｏ_３の層を形成する。イットリウム含有前駆体を流すこと、酸素含有前駆体を流すこと、及びいくつかの実施形態では、酸素含有前駆体のプラズマへ活性化することの繰り返しは、所定の層厚３０６を有する第１の金属酸化物を含有するＹ_２Ｏ_３の層３０２ａが形成されるまで継続される。

【0017】

［００２０］ここに記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３の第１の金属酸化物含有層３０２ａを堆積するＡＬＤプロセスは、酸素含有前駆体の流れを処理領域１２２に導入することを含む。ここに記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、酸素含有前駆体はＯ_２を含む。処理領域１２２を横切って流れる酸素含有前駆体は、対象物３０１を横切って流れ、プラズマに活性化されて、酸素ラジカルを形成する。ここに記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、酸素ラジカルは、処理領域１２２に酸素ラジカルを提供する遠隔プラズマ源で形成され得る。酸素ラジカルが形成される実施形態では、酸素ラジカルを、対象物３０１と反応させて酸素の層を堆積する。トリメチルアルミニウム（ＣＨ_３）_３Ａｌ（ＴＭＡ）などのアルミニウム含有前駆体の流れが、処理領域１２２に提供される。処理領域１２２を横切って流れるアルミニウム含有前駆体は、対象物３０１を横切って流れ、対象物３０１上の酸素の層と反応し、対象物３０１上にＡｌ_２Ｏ_３の層を形成する。酸素含有前駆体を流すこと、いくつかの実施形態では、酸素含有前駆体のプラズマへ活性化すること、及びアルミニウム含有前駆体を流すことの繰り返しは、所定の層厚３０６を有する第１の金属酸化物を含有するＡｌ_２Ｏ_３の層３０２ａが形成されるまで継続する。

【0018】

［００２１］操作２０２において、第１の金属フッ素層３０４ａは、活性化されたフッ素化プロセスを利用して、第１の金属酸化物含有層３０２ａ上に堆積される。金属酸化物含有層。図４に示されるように、操作２０２の活性化フッ素化プロセスは、処理領域１２２へフッ素前駆体（ＦＰ）の流れを導入することを含む。処理領域１２２を横切って流れるＦＰは、対象物３１０を横切って流れる。ＦＰは、第１の金属－フッ素層３０４ａの末端ヒドロキシル基又は他の表面基と反応し、第１の金属酸化物含有層３０２ａの金属と結合する。ここに記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態では、ＦＰは、少なくとも１つの有機フッ素試薬を含む。有機フッ素試薬の例には、ヘキサフルオロアセチルアセトナート（ＨＨＦＡＣ）、テトラフルオロプロパノール（ＴＦＰ）、ヘキサフルオロプロパノール（ＨＦＰ）、又は１，１，１，２－テトラフルオロエタン（ＨＦＣ－１３４）の少なくとも１つが含まれるが、これらに限定されない。ここに記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態では、ＦＰは、少なくとも１つのフッ素化ガスを含む。フッ素化ガスの例には、三フッ化窒素（ＮＦ_３）、五フッ化リン（ＰＦ_５）、又は六フッ化硫黄（ＳＦ_６）のうちの少なくとも１つが含まれるが、これらに限定されない。

【0019】

［００２２］フッ素化活性化前駆体（ＦＡＰ）の流れは処理領域１２２に提供される。処理領域１２２を横切って流れるＦＡＰは、対象物３０１を横切って流れ、対象物３０１上の第１の金属酸化物含有層３０２ａの金属に結合したＦＰと反応し、第１の金属酸化物含有層３０２ａ上に第１の金属フッ素層３０４ａを形成する。第１の金属フッ素層３０４ａは、第１の金属酸化物含有層３０２ａの末端金属と結合するフッ素を有する。ここに記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、ＦＡＰは、少なくとも１つの酸素含有前駆体を含む。酸素含有前駆体の例には、Ｈ_２Ｏ、オゾン（Ｏ_３）が含まれるが、これらに限定されない。ここに記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、ＦＡＰは、酸素含有プラズマを含む。酸素含有プラズマは、酸素含有前駆体を処理領域１２２を横切って流すこと、及び酸素含有前駆体を酸素含有プラズマに活性化することによって形成することができる。酸素含有プラズマは、酸素含有プラズマのラジカルを処理領域１２２に提供する遠隔プラズマ源で形成することができる。ここに記載の実施形態では、マイクロ波、ＲＦ、リモートプラズマ、熱線、電子ビーム、及び酸化プラズマ源若しくは還元プラズマ源のいずれか１つによって形成されたＨ_２Ｏ、Ｏ_３、Ｏ_２、又は酸素ラジカル含有プラズマの少なくとも１つを含むが、これらに限定されない。

【0020】

［００２３］操作２０３において、所定の膜厚３１０のフッ素化金属膜３００が形成されるまで操作２０１及び２０２を繰り返し、複数の金属酸化物含有層及び金属フッ素層３０２ａ、３０４ａ、３０２ｂ、３０４ｂ、３０２ｃ、３０４ｃ、…、３０２ｎ、３０４ｎを形成する。ここに記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態では、金属酸化物含有層３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｎの１つは、異なる所定の層の厚さ３０６を有する。金属酸化物含有層３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｎのそれぞれの所定の層厚３０６は、フッ素対酸素（Ｏ：Ｆ）比及びフッ素化金属膜３００の酸素の原子百分率の制御を提供する。直接フッ素化プロセスでは、ＨＦ又はフッ素（Ｆ２）などのフッ素前駆体がフッ素化剤として直接利用され、制御されていないフッ素拡散を引き起こす可能性がある。活性化フッ素化プロセスでは、ＦＰは金属酸化物含有層と反応して表面付加物を生成する。ＦＡＰは付加物と反応し、制御された方法でＦＰからフッ素原子を放出する。付加物の反応及びフッ素原子の放出は、フッ素化金属膜３００のＯ：Ｆ比及び酸素の原子百分率の制御を容易にする。Ｏ：Ｆ比及び酸素の原子百分率を制御することは、耐食性及びフッ素化金属膜３００の適用を調整する能力を提供する。いくつかの実施形態では、Ｏ：Ｆ比は、１：６未満など、１：１未満である。いくつかの実施形態では、酸素の原子百分率は、２０％未満、例えば１０％未満である。ここに記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、金属酸化物含有層３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｎは、フッ素化金属膜３００が５％未満の酸素含有量を有する純粋な金属フッ化物からなるように、すなわち、フッ素化金属膜３００の酸素の原子百分率が５％未満であるように、原子百分率の酸素を有する。ここに記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、金属酸化物含有層３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｎは、フッ素化金属膜３００が２％未満の酸素含有量を有する純粋な金属フッ化物からなる、すなわち、フッ素化金属膜３００の酸素の原子百分率が２％未満であるように、原子百分率の酸素を有する。

【0021】

［００２４］ここに記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、処理領域１２２内の温度は約１５０℃～４００℃であり、処理領域１２２内の圧力は、方法２００中、約０．０１ｍｂａｒ～１００ｍｂａｒである。ここに記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、処理領域１２２内の温度は、Ｏ：Ｆ比及び酸素の原子百分率を制御する。例えば、処理領域１２２の温度が約２５０℃～３００℃の間であることで、その結果、Ｏ：Ｆ比は１：２未満、酸素の原子百分率は２０％未満、フッ素の原子百分率は５０％を超える。ここに記載の他の実施形態と組み合わせることができる方法２００の例示的な実施形態では、操作２０１は、イットリウム含有前駆体の流れを処理領域１２２に約１ミリセカンド（ミリ秒）～約１００秒（秒）の間導入することと、処理領域１２２をパージするために処理領域１２２にパージガスの流れを約１ミリ秒～約１０００秒導入することと、処理領域１２２でＨ_２Ｏ、Ｏ_３、Ｏ_２プラズマ、及びＯ_２の少なくとも１つを含む前駆体を約１ミリ秒～約１００秒間流し、活性化することと、パージガスの流れを処理領域１２２に約１ミリ秒～約１０００秒導入することとを含む。操作２０２は、ＦＰを処理領域１２２に約１ミリ秒～約１００秒導入することと、パージガスの流れを処理領域１２２に約１ミリ秒～約１０００秒導入することと、ＦＡＰを処理領域１２２に約１ミリ秒～約１００秒間導入することと、パージガスの流れを処理領域１２２に約１ミリ秒～約１０００秒導入することとを含む。操作２０１及び２０２は、所定の膜厚３１０を有するフッ素化金属膜３００が形成されるまで繰り返される。

【0022】

［００２５］要約すると、フッ素化金属膜を形成する方法が提供される。ＡＬＤプロセスと活性化フッ素化プロセスを利用することで、ＡＬＤプロセスと活性化フッ素化プロセスの繰り返しによって形成されるフッ素化金属膜の正確な原子制御が可能になる。例えば、金属酸化物含有層のそれぞれの所定の層厚は、フッ素化金属膜のＯ：Ｆ比及び所定の膜厚を制御する。

【0023】

［００２６］上記は本開示の例に向けられているが、本開示の他のさらなる例は、その基本的な範囲から逸脱することなく考案することができ、その範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

【図1】

【図2】

【図3A-3C】

【図4】