JP2998257B2 - 絶縁膜形成方法 - Google Patents
絶縁膜形成方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路、特
にＬＳＩ等の微細加工によるＤＲＡＭ製造工程中の絶縁
膜形成工程に、装置として、ＥＣＲプラズマ処理装置、
より詳しくは、導入されるマイクロ波との電子サイクロ
トロン共鳴条件を満たす磁場が形成され、流入, 流出側
にそれぞれ止め弁を備えたマスフローコントローラによ
り流量が制御されて導入されたプラズマ生成ガスを前記
磁場とマイクロ波電界との共鳴条件の下でプラズマ化す
る，両端面にそれぞれマイクロ波導入窓とプラズマ引出
し口とを備えたプラズマ生成室と；内部に被処理基板が
配されるとともに流入,流出側にそれぞれ止め弁を備え
たマスフローコントローラにより流量が制御された反応
ガスが導入される反応室と；被処理基板にＲＦバイアス
を印加する高周波電源と；を備え、プラズマ生成室内で
プラズマ化されたガスをプラズマ引出し口を通して反応
室内へ移動させて反応ガスを分解しつつ被処理基板の表
面に薄膜を形成するＥＣＲプラズマ処理装置が用いら
れ、この装置により絶縁膜を形成する際の絶縁膜形成方
法に関する。
にＬＳＩ等の微細加工によるＤＲＡＭ製造工程中の絶縁
膜形成工程に、装置として、ＥＣＲプラズマ処理装置、
より詳しくは、導入されるマイクロ波との電子サイクロ
トロン共鳴条件を満たす磁場が形成され、流入, 流出側
にそれぞれ止め弁を備えたマスフローコントローラによ
り流量が制御されて導入されたプラズマ生成ガスを前記
磁場とマイクロ波電界との共鳴条件の下でプラズマ化す
る，両端面にそれぞれマイクロ波導入窓とプラズマ引出
し口とを備えたプラズマ生成室と；内部に被処理基板が
配されるとともに流入,流出側にそれぞれ止め弁を備え
たマスフローコントローラにより流量が制御された反応
ガスが導入される反応室と；被処理基板にＲＦバイアス
を印加する高周波電源と；を備え、プラズマ生成室内で
プラズマ化されたガスをプラズマ引出し口を通して反応
室内へ移動させて反応ガスを分解しつつ被処理基板の表
面に薄膜を形成するＥＣＲプラズマ処理装置が用いら
れ、この装置により絶縁膜を形成する際の絶縁膜形成方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】まず、この種ＥＣＲプラズマ処理装置の
構成と従来の絶縁膜形成方法とにつき、図４を用いて説
明する。
構成と従来の絶縁膜形成方法とにつき、図４を用いて説
明する。
【０００３】装置は、マイクロ波を発生するマイクロ波
電源３と、マイクロ波の伝送路を構成する，中空導体か
らなる導波管４と、筒状に形成され両端面にそれぞれマ
イクロ波導入窓２とプラズマ引出し口６とを備えたプラ
ズマ生成室１と、プラズマ生成室１内のマイクロ波導入
窓近傍に電子サイクロトロン共鳴 (Electron Cyclotron
Resonance, 以下ＥＣＲとも記す) 条件を満たす磁場領
域を形成するソレノイド５と、プラズマ引出し口６を通
してプラズマ生成室１と連通する反応室７と、反応室７
に配され被処理基板 (以下ウエーハとも記す) ８が載置
される基板台９と、基板台９を介して基板８にＲＦバイ
アスを印加する高周波電源 (以下ＲＦ電極とも記す)10
を主な構成要素として構成されている。
電源３と、マイクロ波の伝送路を構成する，中空導体か
らなる導波管４と、筒状に形成され両端面にそれぞれマ
イクロ波導入窓２とプラズマ引出し口６とを備えたプラ
ズマ生成室１と、プラズマ生成室１内のマイクロ波導入
窓近傍に電子サイクロトロン共鳴 (Electron Cyclotron
Resonance, 以下ＥＣＲとも記す) 条件を満たす磁場領
域を形成するソレノイド５と、プラズマ引出し口６を通
してプラズマ生成室１と連通する反応室７と、反応室７
に配され被処理基板 (以下ウエーハとも記す) ８が載置
される基板台９と、基板台９を介して基板８にＲＦバイ
アスを印加する高周波電源 (以下ＲＦ電極とも記す)10
を主な構成要素として構成されている。
【０００４】このように構成されるＥＣＲプラズマ処理
装置により、基板８の表面に絶縁膜として、例えばSiＯ
膜を形成する場合には、プラズマ生成室１および反応室
７内を高真空に真空引きした後、ソレノイド５に流す電
流を調整してプラズマ生成室１内のマイクロ波導入窓２
近傍にＥＣＲ磁場領域を形成し、マイクロ波電源３から
マイクロ波をマイクロ波導入窓２を通してプラズマ生成
室１内に導入した後、マスフローコントローラ11により
流量が所定値に制御されたＮ2 ＯまたはＯ2 ガスをプラ
ズマ生成ガスとしてプラズマ生成室１内へ、また、マス
フローコントローラ12により流量が所定値に制御された
SiＨ4 , Si2 Ｈ6 または (Ｃ2 Ｈ5 Ｏ) 4 Siガスを反応
ガスとして反応室７内へ送り込む。プラズマ生成室１内
へ送り込まれたＮ2 ＯまたはＯ2 ガスは、ＥＣＲ磁場領
域でマイクロ波電力を効率よく吸収してプラズマ化さ
れ、ソレノイド５が形成する発散磁場の磁力線に沿って
反応室７内へ移動し、反応室７内の円環状ガスノズル14
から吹き出された反応ガスを分解, 活性化し、基板８の
表面にSiＯ膜を形成する。このとき、基板８には高周波
電源10からＲＦバイアスが印加されており、プラズマ中
のＯ+ が加速され、イオン衝撃により膜が緻密化され、
あるいはＯ+ のスパッタ作用による段差部被膜性の改
善,スパッタと成膜との同時進行による，配線間凹部を
含む配線領域の膜の平坦化等が行われる。
装置により、基板８の表面に絶縁膜として、例えばSiＯ
膜を形成する場合には、プラズマ生成室１および反応室
７内を高真空に真空引きした後、ソレノイド５に流す電
流を調整してプラズマ生成室１内のマイクロ波導入窓２
近傍にＥＣＲ磁場領域を形成し、マイクロ波電源３から
マイクロ波をマイクロ波導入窓２を通してプラズマ生成
室１内に導入した後、マスフローコントローラ11により
流量が所定値に制御されたＮ2 ＯまたはＯ2 ガスをプラ
ズマ生成ガスとしてプラズマ生成室１内へ、また、マス
フローコントローラ12により流量が所定値に制御された
SiＨ4 , Si2 Ｈ6 または (Ｃ2 Ｈ5 Ｏ) 4 Siガスを反応
ガスとして反応室７内へ送り込む。プラズマ生成室１内
へ送り込まれたＮ2 ＯまたはＯ2 ガスは、ＥＣＲ磁場領
域でマイクロ波電力を効率よく吸収してプラズマ化さ
れ、ソレノイド５が形成する発散磁場の磁力線に沿って
反応室７内へ移動し、反応室７内の円環状ガスノズル14
から吹き出された反応ガスを分解, 活性化し、基板８の
表面にSiＯ膜を形成する。このとき、基板８には高周波
電源10からＲＦバイアスが印加されており、プラズマ中
のＯ+ が加速され、イオン衝撃により膜が緻密化され、
あるいはＯ+ のスパッタ作用による段差部被膜性の改
善,スパッタと成膜との同時進行による，配線間凹部を
含む配線領域の膜の平坦化等が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】いま、SiＯ膜をＯ2 ガ
スおよびSiＨ4 ガスを用いて形成するものとすれば、Ｅ
ＣＲプラズマ処理による成膜の場合、Ｏ2 とSiＨ4 との
流量比に膜特性が大きく依存することが知られている。
図２に流量比 (SiＨ4 ／Ｏ2 ) と膜特性の指標となるエ
ッチレートとの関係を示す。図にみられるように、流量
比が0.9 以上では、エッチレートはほぼ一定の小さい値
を示し、膜が十分な緻密性を保つのに対し、流量比が0.
9 以下ではエッチレートが急激に上昇し、膜が粗とな
り、絶縁性等の特性が悪化する。一方、エッチレートが
小さくなる流量比領域でも、流量比が大きすぎると、形
成されたSiＯ膜がSiリッチの膜となり、通常エッチング
用溶剤として用いられる弗酸ではエッチングが困難とな
り、弗硝酸を用いる必要から、成膜後のエッチング工程
上好ましくない (図は広範囲の流量比における膜質の変
化をみるため、弗硝酸によるエッチレートを示す) 。こ
のため、ＥＣＲプラズマ処理装置による成膜では、流量
比として利用可能な領域幅が極めて小さいという問題が
あった。しかも、流量の絶対値として、ＥＣＲプラズマ
ＣＶＤ装置が特徴とする成膜効率を高く保つため、Ｏ2
ガス, SiＨ4 ガスの流量をそれぞれ20SCCM程度と小さく
して、装置内のガス圧力が低く保たれるため、流量が0.
2SCCM ずれても１％の流量誤差につながり、プロセスの
安定性を保つ上で、不安定要因の最大のものとなってい
た。
スおよびSiＨ4 ガスを用いて形成するものとすれば、Ｅ
ＣＲプラズマ処理による成膜の場合、Ｏ2 とSiＨ4 との
流量比に膜特性が大きく依存することが知られている。
図２に流量比 (SiＨ4 ／Ｏ2 ) と膜特性の指標となるエ
ッチレートとの関係を示す。図にみられるように、流量
比が0.9 以上では、エッチレートはほぼ一定の小さい値
を示し、膜が十分な緻密性を保つのに対し、流量比が0.
9 以下ではエッチレートが急激に上昇し、膜が粗とな
り、絶縁性等の特性が悪化する。一方、エッチレートが
小さくなる流量比領域でも、流量比が大きすぎると、形
成されたSiＯ膜がSiリッチの膜となり、通常エッチング
用溶剤として用いられる弗酸ではエッチングが困難とな
り、弗硝酸を用いる必要から、成膜後のエッチング工程
上好ましくない (図は広範囲の流量比における膜質の変
化をみるため、弗硝酸によるエッチレートを示す) 。こ
のため、ＥＣＲプラズマ処理装置による成膜では、流量
比として利用可能な領域幅が極めて小さいという問題が
あった。しかも、流量の絶対値として、ＥＣＲプラズマ
ＣＶＤ装置が特徴とする成膜効率を高く保つため、Ｏ2
ガス, SiＨ4 ガスの流量をそれぞれ20SCCM程度と小さく
して、装置内のガス圧力が低く保たれるため、流量が0.
2SCCM ずれても１％の流量誤差につながり、プロセスの
安定性を保つ上で、不安定要因の最大のものとなってい
た。
【０００６】なお、図２には、参考として、熱ＣＶＤ法
によるSiＯ膜の特性を示した。熱ＣＶＤ法は、Ｏ2 とSi
Ｈ4 との混合ガスを加熱された基板表面に導き、基板表
面でSiＨ4 を分解してＯ2 と反応させ、基板表面にSiＯ
膜を堆積させるものである。エッチレートが流量比に関
係なく一定であり、この方法ではＥＣＲプロセスＣＶＤ
法のような微細加工は困難であるものの、常に緻密性の
高いSiＯ膜が形成されるため、流量比の制御はさほど高
精度を必要としない。
によるSiＯ膜の特性を示した。熱ＣＶＤ法は、Ｏ2 とSi
Ｈ4 との混合ガスを加熱された基板表面に導き、基板表
面でSiＨ4 を分解してＯ2 と反応させ、基板表面にSiＯ
膜を堆積させるものである。エッチレートが流量比に関
係なく一定であり、この方法ではＥＣＲプロセスＣＶＤ
法のような微細加工は困難であるものの、常に緻密性の
高いSiＯ膜が形成されるため、流量比の制御はさほど高
精度を必要としない。
【０００７】ところで、Ｏ2 ガス, SiＨ4 ガス等の流量
制御には、マスフローコントローラと称する流量制御手
段が広く用いられている。この流量制御手段は、流量を
検出する検出部と、検出された流量を表示する表示部
と、流量調整手段である制御弁とを備え、ガスが通過す
る管路の流量を、外部からの設定制御信号値 (通常０〜
５Ｖ) に対応した流量値に制御する機能を有する。設定
される流量の精度はフルスケール流量の±１％であり、
この誤差の絶対値は設定流量に関係なく一定であるた
め、フルスケール流量の０〜５％の範囲では設定不可と
いうのが一般的な仕様である。
制御には、マスフローコントローラと称する流量制御手
段が広く用いられている。この流量制御手段は、流量を
検出する検出部と、検出された流量を表示する表示部
と、流量調整手段である制御弁とを備え、ガスが通過す
る管路の流量を、外部からの設定制御信号値 (通常０〜
５Ｖ) に対応した流量値に制御する機能を有する。設定
される流量の精度はフルスケール流量の±１％であり、
この誤差の絶対値は設定流量に関係なく一定であるた
め、フルスケール流量の０〜５％の範囲では設定不可と
いうのが一般的な仕様である。
【０００８】このマスフローコントローラには、上記設
定精度に加え、実用上の問題点として、同一マスフロー
コントローラを使用する場合でも、設定時点が、昨日,
今日と日単位の時間で異なると、同一設定制御電圧値で
も実流量がフルスケール流量の0.5 ％程度異なるとい
う，時間的再現性の問題があった。
定精度に加え、実用上の問題点として、同一マスフロー
コントローラを使用する場合でも、設定時点が、昨日,
今日と日単位の時間で異なると、同一設定制御電圧値で
も実流量がフルスケール流量の0.5 ％程度異なるとい
う，時間的再現性の問題があった。
【０００９】本発明の目的は、現在広く用いられている
上記マスフローコントローラを用いてプラズマ生成ガス
および反応ガスの流量が制御されるＥＣＲプラズマ処理
装置を用いて絶縁膜を形成する際に、プラズマ生成ガス
および反応ガスの流量がともに精度高く制御される絶縁
膜形成方法を提供することである。
上記マスフローコントローラを用いてプラズマ生成ガス
および反応ガスの流量が制御されるＥＣＲプラズマ処理
装置を用いて絶縁膜を形成する際に、プラズマ生成ガス
および反応ガスの流量がともに精度高く制御される絶縁
膜形成方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、導入されるマイクロ波との電子
サイクロトロン共鳴条件を満たす磁場が形成され、流
入, 流出側にそれぞれ止め弁を備えたマスフローコント
ローラにより流量が制御されて導入されたプラズマ生成
ガスを前記磁場とマイクロ波電界との共鳴条件の下でプ
ラズマ化する，両端面にそれぞれマイクロ波導入窓とプ
ラズマ引出し口とを備えたプラズマ生成室と；内部に被
処理基板が配されるとともに流入, 流出側にそれぞれ止
め弁を備えたマスフローコントローラにより流量が制御
された反応ガスが導入される反応室と；被処理基板にＲ
Ｆバイアスを印加する高周波電源と；を備えたＥＣＲプ
ラズマ処理装置を用いて被処理基板に絶縁膜を形成する
際の絶縁膜形成方法として、絶縁膜形成に先立ち、前記
それぞれのマスフローコントローラの流入，流出側の止
め弁を閉じ、それぞれのマスフローコントローラに表示
されるゼロシフト量からそれぞれ補正流量を求め、この
補正流量を、絶縁膜形成に用いる前記プラズマ生成ガス
および反応ガスそれぞれの真の流量に加えた流量をマス
フローコントローラに設定する絶縁膜形成方法をとるも
のとする。
に、本発明においては、導入されるマイクロ波との電子
サイクロトロン共鳴条件を満たす磁場が形成され、流
入, 流出側にそれぞれ止め弁を備えたマスフローコント
ローラにより流量が制御されて導入されたプラズマ生成
ガスを前記磁場とマイクロ波電界との共鳴条件の下でプ
ラズマ化する，両端面にそれぞれマイクロ波導入窓とプ
ラズマ引出し口とを備えたプラズマ生成室と；内部に被
処理基板が配されるとともに流入, 流出側にそれぞれ止
め弁を備えたマスフローコントローラにより流量が制御
された反応ガスが導入される反応室と；被処理基板にＲ
Ｆバイアスを印加する高周波電源と；を備えたＥＣＲプ
ラズマ処理装置を用いて被処理基板に絶縁膜を形成する
際の絶縁膜形成方法として、絶縁膜形成に先立ち、前記
それぞれのマスフローコントローラの流入，流出側の止
め弁を閉じ、それぞれのマスフローコントローラに表示
されるゼロシフト量からそれぞれ補正流量を求め、この
補正流量を、絶縁膜形成に用いる前記プラズマ生成ガス
および反応ガスそれぞれの真の流量に加えた流量をマス
フローコントローラに設定する絶縁膜形成方法をとるも
のとする。
【００１１】この場合、絶縁膜形成に用いられる真の流
量に加えられる補正流量は、マスフローコントローラの
流入，流出側止め弁閉止一定時間後に微小時間間隔でマ
スフローコントローラ表示のゼロシフト量をサンプリン
グした複数のサンプリング値の相加平均値として求める
のがよい。
量に加えられる補正流量は、マスフローコントローラの
流入，流出側止め弁閉止一定時間後に微小時間間隔でマ
スフローコントローラ表示のゼロシフト量をサンプリン
グした複数のサンプリング値の相加平均値として求める
のがよい。
【００１２】また、ゼロシフト量のサンプリング中にサ
ンプリング値がマスフローコントローラのフルスケール
流量に対する許容誤差を超えたときに異常表示を行い、
かつ絶縁膜形成への工程進行を停止する絶縁膜形成方法
とすれば好適である。
ンプリング値がマスフローコントローラのフルスケール
流量に対する許容誤差を超えたときに異常表示を行い、
かつ絶縁膜形成への工程進行を停止する絶縁膜形成方法
とすれば好適である。
【００１３】
【作用】まず、ゼロシフト量の補正がなされない場合の
設定流量と実流量との関係を図３を用いて説明する。マ
スフローコントローラに設定誤差がないと仮定すれば、
流量Ｑ0 に対応した設定制御信号をマスフローコントロ
ーラに与えると、管路を通るガス流量は設定流量と等し
く、Ｑ0 となる。しかし、マスフローコントローラに設
定誤差があると、この誤差の絶対値は、設定流量の大き
さに関係なく一定であり、設定流量が小さいほど相対誤
差が大きくなる。このため、使用するマスフローコント
ローラは、フルスケール流量 (ＦＳ) が実流量に近いも
のを選んで使用していた。しかし、マスフローコントロ
ーラのフルスケール流量は、マスフローコントローラの
大きさにより階段状に異なり、実流量がフルスケール流
量をわずかに超えると、次のフルスケール流量のものを
使用する必要があり、設定誤差が相対的に大きくなる。
しかし、本発明のように、絶縁膜形成に先立ち、前記そ
れぞれのマスフローコントローラの流入，流出側の止め
弁を閉じ、それぞれのマスフローコントローラに表示さ
れるゼロシフト量からそれぞれ補正流量を求め、この補
正流量を、絶縁膜形成に用いる前記プラズマ生成ガスお
よび反応ガスそれぞれの真の流量に加えた流量に対応し
た設定制御信号をマスフローコントローラに与えること
により、マスフローコントローラの有する設定誤差に関
係なく、真に必要なガス流量で絶縁膜を形成することが
できる。
設定流量と実流量との関係を図３を用いて説明する。マ
スフローコントローラに設定誤差がないと仮定すれば、
流量Ｑ0 に対応した設定制御信号をマスフローコントロ
ーラに与えると、管路を通るガス流量は設定流量と等し
く、Ｑ0 となる。しかし、マスフローコントローラに設
定誤差があると、この誤差の絶対値は、設定流量の大き
さに関係なく一定であり、設定流量が小さいほど相対誤
差が大きくなる。このため、使用するマスフローコント
ローラは、フルスケール流量 (ＦＳ) が実流量に近いも
のを選んで使用していた。しかし、マスフローコントロ
ーラのフルスケール流量は、マスフローコントローラの
大きさにより階段状に異なり、実流量がフルスケール流
量をわずかに超えると、次のフルスケール流量のものを
使用する必要があり、設定誤差が相対的に大きくなる。
しかし、本発明のように、絶縁膜形成に先立ち、前記そ
れぞれのマスフローコントローラの流入，流出側の止め
弁を閉じ、それぞれのマスフローコントローラに表示さ
れるゼロシフト量からそれぞれ補正流量を求め、この補
正流量を、絶縁膜形成に用いる前記プラズマ生成ガスお
よび反応ガスそれぞれの真の流量に加えた流量に対応し
た設定制御信号をマスフローコントローラに与えること
により、マスフローコントローラの有する設定誤差に関
係なく、真に必要なガス流量で絶縁膜を形成することが
できる。
【００１４】そして、この補正流量を、マスフローコン
トローラの流入，流出側止め弁閉止一定時間後に微小時
間間隔でマスフローコントローラ表示のゼロシフト量を
サンプリングした複数のサンプリング値の相加平均値と
して求めると、止め弁閉止後マスフローコントローラ前
後の差圧が実質的になくなる時点以後にマスフローコン
トローラの表示部に表示されたゼロシフト量がサンプリ
ングされるから、デジタルに精度高く補正流量を求める
ことができる。
トローラの流入，流出側止め弁閉止一定時間後に微小時
間間隔でマスフローコントローラ表示のゼロシフト量を
サンプリングした複数のサンプリング値の相加平均値と
して求めると、止め弁閉止後マスフローコントローラ前
後の差圧が実質的になくなる時点以後にマスフローコン
トローラの表示部に表示されたゼロシフト量がサンプリ
ングされるから、デジタルに精度高く補正流量を求める
ことができる。
【００１５】また、補正流量が、ゼロシフト量をサンプ
リングして得られるため、止め弁の異常や、マスフロー
コントローラ内に異常があって、ゼロシフト量のサンプ
リング中にサンプリング値がマスフローコントローラの
フルスケール流量に対する許容誤差を超えた場合に、こ
れを異常表示することが容易に可能になる。また、この
異常表示の際の表示信号を利用して絶縁膜形成への装置
運転を停止させることが容易に可能になり、無駄な運転
を防止することができる。
リングして得られるため、止め弁の異常や、マスフロー
コントローラ内に異常があって、ゼロシフト量のサンプ
リング中にサンプリング値がマスフローコントローラの
フルスケール流量に対する許容誤差を超えた場合に、こ
れを異常表示することが容易に可能になる。また、この
異常表示の際の表示信号を利用して絶縁膜形成への装置
運転を停止させることが容易に可能になり、無駄な運転
を防止することができる。
【００１６】
【実施例】図１に、本発明の方法によりガス流量が制御
されるＥＣＲプラズマ処理装置の全体構成の一実施例を
示す。図において、図４と同一の部材には同一符号が付
されている。
されるＥＣＲプラズマ処理装置の全体構成の一実施例を
示す。図において、図４と同一の部材には同一符号が付
されている。
【００１７】装置全体は、図４に示す装置本体に加え、
大気搬送部を構成する大気搬送ロボット22と、大気搬送
ロボット22により大気中のキャリアカセット23から、36
0 °旋回可能な回転アーム22a と，伸縮可能な伸縮アー
ム22b とからなる搬送機構を用いて取り出された未処理
のウエーハを載置するローディングウエーハ受皿20aと
処理済みウエーハを載置するアンローディングウエーハ
受皿20b とが収納された第１のロードロック室19と、第
１のロードロック室19と反応室７との間のウエーハの受
渡しを真空中で行う真空搬送ロボット17を内蔵する第２
のロードロック室16を備えている。第２のロードロック
室16内は常時高真空に保たれ、第１のロードロック室19
内は、大気側のウエーハの受渡しの度ごとに仕切り弁21
を開いて大気に開放され、受渡しが済むと仕切り弁を開
いて再び真空に保たれ、室内のウエーハを次工程への移
動まで真空中で待機させる。成膜時には、仕切り弁18を
開いてローディングウエーハ受皿20a 上の未処理ウエー
ハが真空搬送ロボット17により第２のロードロック室16
内へ取り込まれた後、仕切り弁18が閉じ、次に仕切り弁
15を開いて未処理ウエーハが反応室７内へ搬入されて基
板台９に載置され、仕切り弁15は閉じられる。
大気搬送部を構成する大気搬送ロボット22と、大気搬送
ロボット22により大気中のキャリアカセット23から、36
0 °旋回可能な回転アーム22a と，伸縮可能な伸縮アー
ム22b とからなる搬送機構を用いて取り出された未処理
のウエーハを載置するローディングウエーハ受皿20aと
処理済みウエーハを載置するアンローディングウエーハ
受皿20b とが収納された第１のロードロック室19と、第
１のロードロック室19と反応室７との間のウエーハの受
渡しを真空中で行う真空搬送ロボット17を内蔵する第２
のロードロック室16を備えている。第２のロードロック
室16内は常時高真空に保たれ、第１のロードロック室19
内は、大気側のウエーハの受渡しの度ごとに仕切り弁21
を開いて大気に開放され、受渡しが済むと仕切り弁を開
いて再び真空に保たれ、室内のウエーハを次工程への移
動まで真空中で待機させる。成膜時には、仕切り弁18を
開いてローディングウエーハ受皿20a 上の未処理ウエー
ハが真空搬送ロボット17により第２のロードロック室16
内へ取り込まれた後、仕切り弁18が閉じ、次に仕切り弁
15を開いて未処理ウエーハが反応室７内へ搬入されて基
板台９に載置され、仕切り弁15は閉じられる。
【００１８】大気搬送部の供給側キャリアカセットから
ウエーハを１枚づつ自動的に取り出して反応室に送り込
み、処理後に逆の順序で処理済みウエーハを収納側カセ
ットに収納する上記搬送系により、１枚 のウエーハが
反応室７内に入るまでに約２分の時間を要する。以下、
成膜のための装置の自動運転開始からガス流量設定まで
の装置の動作を説明する。
ウエーハを１枚づつ自動的に取り出して反応室に送り込
み、処理後に逆の順序で処理済みウエーハを収納側カセ
ットに収納する上記搬送系により、１枚 のウエーハが
反応室７内に入るまでに約２分の時間を要する。以下、
成膜のための装置の自動運転開始からガス流量設定まで
の装置の動作を説明する。
【００１９】自動運転開始直後から搬送を開始するのと
同時に、各マスフローコントローラ11, 12の前後の止め
弁を閉じ、設定制御電圧をフルスケールとすると、約30
秒でマスフローコントローラの前後の差圧がなくなり、
マスフローコントローラ11,12がそれぞれのゼロシフト
量を表示するようになる。このゼロシフト量を、±５Ｖ
アナログデジタル入力カード (12ビット) により1/4000
の精度で約0.2 秒間隔30回でプログラマブルコントロー
ラ100 に取り込み、ここで30個のサンプリング値の相加
平均値を算出し、これを上位コントローラ101 で記憶
し、この記憶値を要求流量に加えた量をマスフローコン
トローラに設定するともに、マスフローコントローラの
流量表示値から前記記憶値を減じた値を上位コントロー
ラ101 前面の操作員に示すようにした。このことによ
り、操作員には、ゼロシフト量が含まれない, 真の要求
流量が示されるとともにプロセスの安定性が向上し、品
質レベルが均一化された絶縁膜の形成が可能となった。
同時に、各マスフローコントローラ11, 12の前後の止め
弁を閉じ、設定制御電圧をフルスケールとすると、約30
秒でマスフローコントローラの前後の差圧がなくなり、
マスフローコントローラ11,12がそれぞれのゼロシフト
量を表示するようになる。このゼロシフト量を、±５Ｖ
アナログデジタル入力カード (12ビット) により1/4000
の精度で約0.2 秒間隔30回でプログラマブルコントロー
ラ100 に取り込み、ここで30個のサンプリング値の相加
平均値を算出し、これを上位コントローラ101 で記憶
し、この記憶値を要求流量に加えた量をマスフローコン
トローラに設定するともに、マスフローコントローラの
流量表示値から前記記憶値を減じた値を上位コントロー
ラ101 前面の操作員に示すようにした。このことによ
り、操作員には、ゼロシフト量が含まれない, 真の要求
流量が示されるとともにプロセスの安定性が向上し、品
質レベルが均一化された絶縁膜の形成が可能となった。
【００２０】また、前記30回のサンプリングの際のサン
プリング値の最大値, 最小値が、フルスケールの１％以
内かどうかを判定し、異常があればアラーム表示をする
とともに、この表示信号を利用して成膜への装置動作を
停止させることとした。
プリング値の最大値, 最小値が、フルスケールの１％以
内かどうかを判定し、異常があればアラーム表示をする
とともに、この表示信号を利用して成膜への装置動作を
停止させることとした。
【００２１】さらに、装置運転中にもマスフローコント
ローラへの流量設定値と流量表示値との差を監視してマ
スフローコントローラが異常状態かどうかをみるように
し、操作員はマスフローコントローラの精度に関し、注
意を払うことなく装置の運転操作ができるようにした。
ローラへの流量設定値と流量表示値との差を監視してマ
スフローコントローラが異常状態かどうかをみるように
し、操作員はマスフローコントローラの精度に関し、注
意を払うことなく装置の運転操作ができるようにした。
【００２２】
【発明の効果】本発明では、ＥＣＲプラズマ処理による
絶縁膜形成の方法を上述のような方法としたので、以下
に記載する効果が得られる。
絶縁膜形成の方法を上述のような方法としたので、以下
に記載する効果が得られる。
【００２３】請求項１の方法では、ＥＣＲプラズマ処理
装置特有と言ってもよいほど膜質が敏感に反応する，反
応ガスとプラズマ生成ガスとの流量比を、各マスフロー
コントローラが有する固有の精度に関係なく、また、流
量設定の時点に関係なく、真に必要とする流量比に自動
的に補正することができ、プロセスが安定し、品質レベ
ルの均一な絶縁膜の形成が可能となった。これにより、
従来ＤＲＡＭ製造工程中に形成されるSiＯ膜またはＰＳ
Ｇ (りんガラス) 膜、特に、層間絶縁膜として形成され
るこれらの膜の信頼性が向上した。
装置特有と言ってもよいほど膜質が敏感に反応する，反
応ガスとプラズマ生成ガスとの流量比を、各マスフロー
コントローラが有する固有の精度に関係なく、また、流
量設定の時点に関係なく、真に必要とする流量比に自動
的に補正することができ、プロセスが安定し、品質レベ
ルの均一な絶縁膜の形成が可能となった。これにより、
従来ＤＲＡＭ製造工程中に形成されるSiＯ膜またはＰＳ
Ｇ (りんガラス) 膜、特に、層間絶縁膜として形成され
るこれらの膜の信頼性が向上した。
【００２４】請求項２の方法では、補正流量が、ゼロシ
フト量をサンプリングしてデジタルに得られるため、精
度高く求められ、膜質の均一性がさらに高くなる。
フト量をサンプリングしてデジタルに得られるため、精
度高く求められ、膜質の均一性がさらに高くなる。
【００２５】請求項３の方法では、補正流量が、ゼロシ
フト量をサンプリングしてデジタルに得られるため、サ
ンプリング中にサンプリング値の最大値,最小値を、マ
スフローコントローラのフルスケール流量に対する許容
誤差と比較することが容易に可能になり、マスフローコ
ントローラの流入側, 流出側止め弁の異常や、マスフロ
ーコントローラ内の異常発見が容易となり、装置の無駄
な運転を防止することが可能となった。
フト量をサンプリングしてデジタルに得られるため、サ
ンプリング中にサンプリング値の最大値,最小値を、マ
スフローコントローラのフルスケール流量に対する許容
誤差と比較することが容易に可能になり、マスフローコ
ントローラの流入側, 流出側止め弁の異常や、マスフロ
ーコントローラ内の異常発見が容易となり、装置の無駄
な運転を防止することが可能となった。
【００２６】なお、本発明の方法は、ＥＣＲプラズマ処
理装置のほか、ガス流量の制御がマスフローコントロー
ラを用いて行われ、かつ得られる実流量が要求流量と高
精度で一致することが望ましい装置すべてに効果的に適
用することができる。
理装置のほか、ガス流量の制御がマスフローコントロー
ラを用いて行われ、かつ得られる実流量が要求流量と高
精度で一致することが望ましい装置すべてに効果的に適
用することができる。
【図１】本発明の方法によりプラズマ生成ガスおよび反
応ガスそれぞれの流量が真の要求流量に制御されるＥＣ
Ｒプラズマ処理装置全体構成の一実施例を示す図
応ガスそれぞれの流量が真の要求流量に制御されるＥＣ
Ｒプラズマ処理装置全体構成の一実施例を示す図
【図２】絶縁膜膜質の原料ガス構成比依存性をＥＣＲプ
ラズマＣＶＤ法による膜と熱ＣＶＤ法による膜それぞれ
の場合について示すエッチレート・流量比特性図
ラズマＣＶＤ法による膜と熱ＣＶＤ法による膜それぞれ
の場合について示すエッチレート・流量比特性図
【図３】マスフローコントローラの設定流量と実流量と
の関係を示す線図
の関係を示す線図
【図４】ＥＣＲプラズマ処理装置における原料ガス導入
系の構成を装置本体の構成とともに示す図
系の構成を装置本体の構成とともに示す図
１ プラズマ生成室 ２ マイクロ波導入窓 ５ ソレノイド ６ プラズマ引出し口 ７ 反応室 ８ 基板 ９ 基板台 １０ 高周波電源 １１ マスフローコントローラ １２ マスフローコントローラ １３ 止め弁 １４ 止め弁 １００ プログラマブルコントローラ １０１ 上位コントローラ
Claims (3)
- 【請求項１】導入されるマイクロ波との電子サイクロト
ロン共鳴条件を満たす磁場が形成され、流入, 流出側に
それぞれ止め弁を備えたマスフローコントローラにより
流量が制御されて導入されたプラズマ生成ガスを前記磁
場とマイクロ波電界との共鳴条件の下でプラズマ化す
る，両端面にそれぞれマイクロ波導入窓とプラズマ引出
し口とを備えたプラズマ生成室と；内部に被処理基板が
配されるとともに流入, 流出側にそれぞれ止め弁を備え
たマスフローコントローラにより流量が制御された反応
ガスが導入される反応室と；被処理基板にＲＦバイアス
を印加する高周波電源と；を備えてなり、プラズマ生成
室内でプラズマ化されたガスをプラズマ引出し口を通し
て反応室内へ移動させて反応ガスを分解しつつ被処理基
板の表面に薄膜を形成するＥＣＲプラズマ処理装置を用
いて被処理基板に絶縁膜を形成する際の絶縁膜形成方法
であって、絶縁膜形成に先立ち、前記それぞれのマスフ
ローコントローラの流入，流出側の止め弁を閉じ、それ
ぞれのマスフローコントローラに表示されるゼロシフト
量からそれぞれ補正流量を求め、この補正流量を、絶縁
膜形成に用いる前記プラズマ生成ガスおよび反応ガスそ
れぞれの真の流量に加えた流量をそれぞれのマスフロー
コントローラに設定することを特徴とする絶縁膜形成方
法。 - 【請求項２】請求項第１項に記載の絶縁膜形成方法にお
いて、絶縁膜形成に用いる真のガス流量に加えられる補
正流量は、マスフローコントローラの流入，流出側止め
弁閉止一定時間後に微小時間間隔でマスフローコントロ
ーラ表示のゼロシフト量をサンプリングした複数のサン
プリング値の相加平均値として求めることを特徴とする
絶縁膜形成方法。 - 【請求項３】請求項第２項に記載の絶縁膜形成方法にお
いて、ゼロシフト量のサンプリング中にサンプリング値
がマスフローコントローラのフルスケール流量に対する
許容誤差を超えたときに異常表示を行い、かつ絶縁膜形
成への工程進行を停止することを特徴とする絶縁膜形成
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7542091A JP2998257B2 (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | 絶縁膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7542091A JP2998257B2 (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | 絶縁膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04311036A JPH04311036A (ja) | 1992-11-02 |
| JP2998257B2 true JP2998257B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=13575684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7542091A Expired - Fee Related JP2998257B2 (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | 絶縁膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2998257B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007111092A1 (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 透明バリア性シートおよび透明バリア性シートの製造方法 |
| WO2007111098A1 (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 透明バリア性シート及びその製造方法 |
| WO2007111075A1 (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 透明バリア性シート及び透明バリア性シートの製造方法 |
| JPWO2007111076A1 (ja) | 2006-03-24 | 2009-08-06 | コニカミノルタエムジー株式会社 | 透明バリア性シートおよび透明バリア性シートの製造方法 |
| JPWO2007111074A1 (ja) | 2006-03-24 | 2009-08-06 | コニカミノルタエムジー株式会社 | 透明バリア性シート及び透明バリア性シートの製造方法 |
| JP5228182B2 (ja) * | 2009-03-02 | 2013-07-03 | 日新イオン機器株式会社 | ガス制御装置、ガス制御装置の制御方法及びそれらを用いたイオン注入装置 |
-
1991
- 1991-04-09 JP JP7542091A patent/JP2998257B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04311036A (ja) | 1992-11-02 |
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