JP3174438B2 - Plasma CVD method - Google Patents

Plasma CVD method

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JP3174438B2
JP3174438B2 JP19221593A JP19221593A JP3174438B2 JP 3174438 B2 JP3174438 B2 JP 3174438B2 JP 19221593 A JP19221593 A JP 19221593A JP 19221593 A JP19221593 A JP 19221593A JP 3174438 B2 JP3174438 B2 JP 3174438B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の層間絶縁
膜や保護膜等の形成に適したプラズマCVD方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma CVD method suitable for forming an interlayer insulating film and a protective film of a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の層間絶縁膜や保護膜の形成
に、プラズマCVD法を適用することが多い。層間絶縁
膜や保護膜の素材としては、Si N(窒化珪素)や、S
i O2(酸化珪素)や、Si ON(オキシ窒化珪素)等
が用いられる。とくに多層配線における層間絶縁膜には
平坦性が要求されるので、有機シランガスを用いたSi
2 膜が多用されている。
2. Description of the Related Art In many cases, a plasma CVD method is applied to formation of an interlayer insulating film and a protective film of a semiconductor device. Materials for the interlayer insulating film and the protective film include SiN (silicon nitride) and S
i O 2 (silicon oxide) or, Si ON (silicon oxynitride), or the like is used. In particular, since the interlayer insulating film in the multilayer wiring is required to have flatness, Si using an organic silane gas is used.
O 2 films are frequently used.

【0003】従来のプラズマCVD装置の構成を示す図
3において、反応室1は反応ガス導入口2および排気口
3を有し、かつ、接地されている。発振周波数13.5
6MHz の高周波発振器4からマッチングチューナ5、
フィルタおよび高周波電力供給部6を通じてプラズマ放
電用電極7に高周波電力が供給される。反応ガス導入口
2に連通した反応ガス導入管8を通じて供給された反応
ガスは、電極7に設けられた多数のガス噴出孔9から反
応室1内にシャワー状に分散して噴出する。
[0003] In FIG. 3 showing the configuration of a conventional plasma CVD apparatus, a reaction chamber 1 has a reaction gas inlet 2 and an exhaust port 3 and is grounded. Oscillation frequency 13.5
6MHz high frequency oscillator 4 to matching tuner 5,
High frequency power is supplied to the plasma discharge electrode 7 through the filter and the high frequency power supply unit 6. The reaction gas supplied through the reaction gas introduction pipe 8 communicating with the reaction gas introduction port 2 is dispersed and ejected into the reaction chamber 1 from a number of gas ejection holes 9 provided in the electrode 7.

【0004】反応室1と電極7とはアルミナ製絶縁リン
グ10で絶縁されており、反応ガス導入管8と電極7と
はアルミナ製絶縁管11で絶縁されている。被加工物半
導体たる基板12は基板載置台13上に載置されてお
り、基板載置台13および基板12を加熱するヒータブ
ロック14には、ヒータおよび熱電対(図示せず)が埋
入されている。ヒータブロック14と反応室1との間に
は、熱的絶縁のためのアルミナ製絶縁リング15が設け
られている。
The reaction chamber 1 and the electrode 7 are insulated by an insulating ring 10 made of alumina, and the reaction gas introduction pipe 8 and the electrode 7 are insulated by an insulating pipe 11 made of alumina. A substrate 12, which is a semiconductor to be processed, is mounted on a substrate mounting table 13. A heater and a thermocouple (not shown) are embedded in the substrate mounting table 13 and a heater block 14 for heating the substrate 12. I have. An alumina insulating ring 15 for thermal insulation is provided between the heater block 14 and the reaction chamber 1.

【0005】発振周波数450KHz の低周波発振器1
6からマッチングチューナ17、フィルタおよび低周波
電力供給部18を通じて基板載置台13に低周波電力が
供給される。アルミナ製絶縁リング19が0リングとと
もに反応室1を気密に保持しており、電極7、絶縁リン
グ10およびヒータブロック14の各積層部にも気密用
の0リングシール(図示せず)が組み込まれている。2
0は0リングが高温となるのを抑制するために設けられ
た冷却水流通用溝を示す。基板12と電極7との間隔は
20mmである。
A low frequency oscillator 1 having an oscillation frequency of 450 KHz
From 6, low frequency power is supplied to the substrate mounting table 13 through a matching tuner 17, a filter and a low frequency power supply unit 18. An alumina insulating ring 19 holds the reaction chamber 1 airtight together with the O-ring, and an airtight O-ring seal (not shown) is incorporated in each laminated portion of the electrode 7, the insulating ring 10 and the heater block 14. ing. 2
Reference numeral 0 denotes a groove for cooling water circulation provided for suppressing the temperature of the O-ring from becoming high. The distance between the substrate 12 and the electrode 7 is 20 mm.

【0006】このように構成されたプラズマCVD装置
を用いてTEOS(Tetra EthylOrtho Silicate
)ガスを使用したSi O2 膜を形成する場合、まず、
基板12をヒータブロック14によって約400℃の温
度に加熱する。つぎに、反応ガス導入管8からガス噴出
孔9を通じてTEOSガスを100SCCM、そして、
2 (酸素)ガスを200SCCM噴出させる。この状
態での反応室1内の圧力は約0.8Torr である。
[0006] A TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate) is manufactured by using the plasma CVD apparatus configured as described above.
) When forming a SiO 2 film using a gas, first,
The substrate 12 is heated to a temperature of about 400 ° C. by the heater block 14. Next, TEOS gas is supplied at a rate of 100 SCCM from the reaction gas introduction pipe 8 through the gas ejection hole 9, and
O 2 (oxygen) gas is ejected at 200 SCCM. The pressure in the reaction chamber 1 in this state is about 0.8 Torr.

【0007】高周波電力供給部6を通じてプラズマ放電
用電極7に13.56MHz の高周波電力(2W/c
m2)を供給する一方、基板載置台13に対して450K
Hz の低周波電力(1W/cm2)を供給する。高周波電
力および低周波電力をともに供給することによってプラ
ズマ放電が起こり、TEOSガスおよびO2 ガスはプラ
ズマのエネルギによって分解され、TEOS分子の中間
体および活性酸素が生成される。この活性酸素はTEO
S分子の中間体に分解するための触媒的役割りを果た
し、中間体は基板12上に到達し、プラズマからのイオ
ン衝撃およびヒータブロック14から供給される熱エネ
ルギによって分解・脱離反応が起こり、基板12上にS
i O2 膜が堆積される。
A high frequency power of 13.56 MHz (2 W / c) is applied to the plasma discharge electrode 7 through the high frequency power supply unit 6.
m 2 ) while supplying 450 K to the substrate mounting table 13.
Provides low frequency power of 1 Hz (1 W / cm 2 ). By supplying both high-frequency power and low-frequency power, plasma discharge occurs, and TEOS gas and O 2 gas are decomposed by the energy of the plasma to generate an intermediate of TEOS molecules and active oxygen. This active oxygen is TEO
The catalyst plays a catalytic role for decomposing the S molecule into an intermediate, and the intermediate reaches the substrate 12, and a decomposition / desorption reaction occurs by ion bombardment from the plasma and heat energy supplied from the heater block 14. , S on the substrate 12
i O 2 film is deposited.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような堆
積によって配線の表面上に形成されたTEOS膜は、配
線の線幅および線間隔がそれぞれ例えば0.6μmの場
合、段差被覆率は約45%と低い値を示す。ここで段差
被覆率とは、図4に示すように配線21を覆う膜22の
うち、配線21の上面上の膜厚をa、配線21の側面上
の膜厚をbとするとき、b/a×100(%)の式で表
される値である。
However, the TEOS film formed on the surface of the wiring by such deposition has a step coverage of about 45 when the line width and the line interval of the wiring are each 0.6 μm, for example. % Shows a low value. Here, the step coverage is defined as b / b when the film thickness on the upper surface of the wiring 21 and the film thickness on the side surface of the wiring 21 in the film 22 covering the wiring 21 as shown in FIG. It is a value represented by the formula of a × 100 (%).

【0009】多層配線における層間絶縁膜には平坦性が
要求されるので、TEOS膜を堆積形成したのち、バイ
アススパッタによるエッチバックや、レジスト膜塗布に
よるエッチバックなどの、さまざまな平坦化方法が試み
られている。しかし、平坦化のための処理工程は繁雑で
あるし、また、微細な配線上に堆積形成される膜は、配
線間にボイド(空隙)を生じやすい。
Since a flatness is required for an interlayer insulating film in a multilayer wiring, various flattening methods such as etch back by bias sputtering and etch back by coating a resist film after forming a TEOS film are attempted. Have been. However, processing steps for planarization are complicated, and a film deposited and formed on a fine wiring is likely to generate voids (voids) between the wirings.

【0010】したがって本発明の目的は、段差被覆率の
高い平坦な膜を堆積形成することのできるプラズマCV
D方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a plasma CV capable of depositing and forming a flat film having a high step coverage.
D method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上述した目的を
達成するために、基板載置台とプラズマ放電用電極との
間隔をH1 、反応室内の圧力をP1 にそれぞれ設定し、
プラズマ放電用電極に高周波電力を供給すると共に基板
載置台に200KHz〜1MHzの低周波電力を供給す
る第1段階と、基板載置台とプラズマ放電用電極との間
隔をH2 、反応室内の圧力をP2 にそれぞれ設定し、プ
ラズマ放電用電極に電力を供給せず、基板載置台のみに
200KHz〜1MHzの低周波電力を供給する第2段
階とを備え、第1および第2段階を組み合わせて基板上
に膜を堆積させ、かつ前記H2 を11mm以上、P1
3〜10Torr、P2 を0.7Torr以下に設定す
ると共に、前記H1 をH2 より小の比較的小さい値に設
定したことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention sets the distance between the substrate mounting table and the electrode for plasma discharge to H 1 and the pressure in the reaction chamber to P 1 .
The first step of supplying high-frequency power to the electrode for plasma discharge and supplying low-frequency power of 200 KHz to 1 MHz to the substrate mounting table, the interval between the substrate mounting table and the electrode for plasma discharge being H 2 , and the pressure in the reaction chamber being reduced. respectively set to P 2, without supplying power to the plasma discharge electrode, only the substrate mounting table and a second step of supplying a low frequency power of 200kHz to 1MHz, by combining the first and second stage substrate depositing a film on, and the H 2 11 mm or more, it sets the P 1 3~10Torr, the P 2 below 0.7 Torr, the H 1 with the set H 2 to a relatively small value of the small It is characterized by the following.

【0012】前記H1 が4〜6mmであると好適であ
る。
It is preferable that the H 1 is 4 to 6 mm.

【0013】高周波電力はパルス波であってもよく、そ
の場合、デューティサイクルを0.3〜0.6に設定す
ることができる。
The high frequency power may be a pulse wave, in which case the duty cycle can be set between 0.3 and 0.6.

【0014】[0014]

【作用】本発明のプズマCVD方法においては、高周波
電力および低周波電力を併せ供給する第1段階での基板
載置台とプラズマ放電用電極との間隔H1 を例えば4〜
6mmと比較的小さい値に設定し、かつ、反応室内の圧力
1 を例えば3〜10Torr と比較的大きい値に設定す
るので、プラズマが閉じこもり、密度の高いプラズマを
生成させることができる。また、低周波電力(200K
Hz 〜1MHz )の周波数帯では、イオンは振動して基
板を叩くので、基板上に堆積された膜がバイアススパッ
タされる。したがって、高周波電力および低周波電力を
ともに供給する第1段階のほかに、低周波電力のみを供
給する第2段階を設けたことにより、イオンによってバ
イアススパッタされる度合が高まり、配線を覆う堆積膜
の段差被覆率を高めることができる。なお、配線の上面
上に堆積された膜は垂直に入射したイオンによってスパ
ッタされるが、配線の側面上に堆積された膜は垂直に入
射したイオンによってスパッタされにくい。
In Puzuma CVD method of the present invention, the distance H 1 e.g. 4 to the substrate mounting table and a plasma discharge electrode in the first stage is supplied together RF power and low-frequency power
It was set to a relatively small value and 6 mm, and, since the set pressure P 1 in the reaction chamber for example to a relatively large value and 3~10Torr, plasma housebound, can be produced with a high density plasma. In addition, low frequency power (200K
In the frequency band (Hz to 1 MHz), the ions vibrate and strike the substrate, so that the film deposited on the substrate is bias-sputtered. Therefore, by providing the second stage for supplying only low-frequency power in addition to the first stage for supplying both high-frequency power and low-frequency power, the degree of bias sputtering by ions is increased, and the deposited film covering the wiring is provided. Can be increased. Note that the film deposited on the upper surface of the wiring is sputtered by vertically incident ions, but the film deposited on the side surface of the wiring is less likely to be sputtered by vertically incident ions.

【0015】低周波電力のみによって膜を堆積する第2
段階において、反応室内の圧力P2を前記圧力P1 より
小の圧力P2 例えば0.7Torr 以下に設定すると、基
板へのイオンの照射効果がより一層高まる。また、基板
載置台とプラズマ放電用電極との間隔H2 を前記間隔H
1 より大、例えば11mm以上とすると、異常放電をひき
起こす危険を防止することができる。
A second method of depositing a film using only low frequency power
In step, by setting the pressure P 2 in the reaction chamber below the small than the pressure P 1 pressure P 2 for example 0.7 Torr, even more enhanced irradiation effect of ions into the substrate. Further, the distance H 2 between the substrate mounting table and the electrode for plasma discharge is set to the distance H.
If it is larger than 1 , for example, 11 mm or more, it is possible to prevent a risk of causing abnormal discharge.

【0016】さらに、高周波電力にパルス波を用いるこ
とによっては、低周波電力によるスパッタ効果が一層高
まるので、段差被覆率のより一層高い堆積膜を得ること
ができる。
Further, by using a pulse wave for the high-frequency power, the sputtering effect by the low-frequency power is further enhanced, so that a deposited film having a higher step coverage can be obtained.

【0017】[0017]

【参考例・実施例】つぎに、本発明の参考例を図面の参
照により説明する。
Next, a reference example of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0018】図1に示すように、反応室1は反応ガス導
入口2および排気口3を有し、かつ、接地されている。
発振周波数13.56MHz の高周波発振器4からマッ
チングチューナ5、フィルタおよび高周波電力供給部6
を通じてプラズマ放電用電極7に高周波電力が供給され
る。反応ガス導入口2に連通した反応ガス導入管8を通
じて供給された反応ガスは、プラズマ放電用電極7に設
けられた多数のガス噴出孔9から反応室1内に分散して
シャワー状に噴出する。反応室1と電極7とがアルミナ
製絶縁リング10で絶縁され、反応ガス導入管8と電極
7とがアルミナ製絶縁管11によって絶縁されている。
As shown in FIG. 1, a reaction chamber 1 has a reaction gas inlet 2 and an exhaust port 3 and is grounded.
A high-frequency oscillator 4 having an oscillation frequency of 13.56 MHz, a matching tuner 5, a filter and a high-frequency power supply 6
High-frequency power is supplied to the electrode for plasma discharge 7 through the electrode. The reaction gas supplied through the reaction gas introduction pipe 8 communicating with the reaction gas introduction port 2 is dispersed into the reaction chamber 1 from a number of gas ejection holes 9 provided in the plasma discharge electrode 7 and ejected in the form of a shower. . The reaction chamber 1 and the electrode 7 are insulated by an alumina insulating ring 10, and the reaction gas introduction pipe 8 and the electrode 7 are insulated by an alumina insulating pipe 11.

【0019】被加工物半導体たる基板12を加熱するヒ
ータブロック14に、ヒータおよび熱電対(図示せず)
が埋入されている。ヒータブロック14と反応室1との
間に熱的絶縁のためのアルミナ製絶縁リング15が設け
られている。また、発振周波数450KHz の低周波発
振器16からマッチングチューナ17、フィルタおよび
低周波電力供給部18を通じて基板載置台13に低周波
電力が供給される。アルミナ製絶縁リング19がOリン
グとともに反応室1を気密に保持し、電極7および絶縁
リング10の各積層部にも気密用の0リングシール(図
示せず)が組み込まれている。20は0リングが高温と
なるのを抑制するために設けられた冷却水流通用溝を示
す。
A heater and a thermocouple (not shown) are provided on a heater block 14 for heating a substrate 12 as a workpiece semiconductor.
Is embedded. An alumina insulating ring 15 is provided between the heater block 14 and the reaction chamber 1 for thermal insulation. Further, low frequency power is supplied from the low frequency oscillator 16 having an oscillation frequency of 450 KHz to the substrate mounting table 13 through the matching tuner 17, the filter and the low frequency power supply unit 18. An alumina insulating ring 19 keeps the reaction chamber 1 airtight together with the O-ring, and an airtight O-ring seal (not shown) is also incorporated in each laminated portion of the electrode 7 and the insulating ring 10. Reference numeral 20 denotes a cooling water circulation groove provided to suppress the temperature of the O-ring from becoming high.

【0020】以上の構成は図3に示した従来の構成と同
様である。ただ、プラズマ放電用電極7を昇降自在に支
持する伸縮性筒状のベローズ23が反応室1内に、Oリ
ングを用いて気密に設けられている。このため、基板載
置台13とプラズマ放電用電極7との間隔を反応室1外
から調整することができる。図示を省略したが、反応ガ
ス導入管8と反応室1の外壁との間に支持具が設けら
れ、この支持具によってプラズマ放電用電極7と基板載
置台13との間隔が所定値に保持されるようになってい
る。
The above configuration is the same as the conventional configuration shown in FIG. However, an elastic tubular bellows 23 that supports the plasma discharge electrode 7 so as to be able to move up and down is provided in the reaction chamber 1 in an airtight manner using an O-ring. Therefore, the distance between the substrate mounting table 13 and the plasma discharge electrode 7 can be adjusted from outside the reaction chamber 1. Although not shown, a support is provided between the reaction gas introducing pipe 8 and the outer wall of the reaction chamber 1, and the distance between the plasma discharge electrode 7 and the substrate mounting table 13 is maintained at a predetermined value by the support. It has become so.

【0021】このように構成されたプラズマCVD装置
を用いてTEOS−SiO2 膜を堆積形成する場合、基
板12をヒータブロック14によって約400℃の温度
に加熱する。そして、ガス噴出孔9から反応室1内にT
EOSガスを100SCCM、O2 ガスを200SCC
M噴出させる。この状態での反応室1内の圧力は6Tor
r に保たれる。
When depositing and forming a TEOS-SiO 2 film by using the plasma CVD apparatus configured as described above, the substrate 12 is heated to a temperature of about 400 ° C. by the heater block 14. Then, T is introduced into the reaction chamber 1 from the gas ejection hole 9.
EOS gas 100 SCCM, O 2 gas 200 SCC
M erupt. In this state, the pressure in the reaction chamber 1 is 6 Torr.
r is kept.

【0022】高周波電力供給部6を通じてプラズマ放電
用電極7に13.56MHz の高周波電力(2W/c
m2)を、そして、基板載置台13に450KHz の低周
波電力(1W/cm2)をそれぞれ供給し、プラズマ放電
を起こさせる。TEOSガスおよびO2 ガスがプラズマ
のエネルギによって分散され、TEOS分子の中間体お
よび活性酸素が生成される。この活性酸素はTEOS分
子の中間体に分解するための触媒的役割りを果たし、中
間体は基板12上に到達し、プラズマからのイオン衝撃
および基板載置台13からの熱エネルギによって分解・
脱離反応が起こり、基板12上にSiO2 膜が堆積され
る。
The high frequency power of 13.56 MHz (2 W / c) is applied to the plasma discharge electrode 7 through the high frequency power supply unit 6.
m 2 ), and a low frequency power (1 W / cm 2 ) of 450 KHz is supplied to the substrate mounting table 13 to cause plasma discharge. TEOS gas and O 2 gas are dispersed by the energy of the plasma, and an intermediate of TEOS molecules and active oxygen are generated. This active oxygen plays a catalytic role for decomposing into an intermediate of the TEOS molecule. The intermediate reaches the substrate 12 and is decomposed and decomposed by ion bombardment from the plasma and heat energy from the substrate mounting table 13.
A desorption reaction occurs, and an SiO 2 film is deposited on the substrate 12.

【0023】図2は反応室1内の圧力を6Torr に設定
し、プラズマ放電用電極7と基板載置台13との間隔を
変化させたときの段差被覆率を示すもので、前記間隔が
狭いほど段差被覆率が高くなる。ただし、前記間隔が4
mm未満であると異常放電を起こしやすくなる。
FIG. 2 shows the step coverage when the pressure in the reaction chamber 1 is set to 6 Torr and the distance between the plasma discharge electrode 7 and the substrate mounting table 13 is changed. The step coverage increases. However, the interval is 4
If it is less than mm, abnormal discharge is likely to occur.

【0024】プラズマ放電用電極7と基板載置台13と
の間隔を5mmに設定し、プラズマ放電用電極7に13.
56MHz の高周波電力を、そして、基板載置台13に
450KHz の低周波電力をそれぞれ供給し、所望膜厚
の約半分に相当する厚さに膜を堆積形成し、その後、低
周波電力のみの供給に切り替えて残余膜厚相当分の膜を
堆積形成したところ、全堆積膜の段差被覆率が約66%
となった。この値は、高周波電力および低周波電力をと
もに供給して全堆積膜を形成した従来の段差被覆率の約
45%に比べ格段に高いことがわかる。
The distance between the plasma discharge electrode 7 and the substrate mounting table 13 is set to 5 mm.
A high-frequency power of 56 MHz and a low-frequency power of 450 KHz are supplied to the substrate mounting table 13, respectively, to deposit a film to a thickness corresponding to about half of the desired film thickness, and then to supply only the low-frequency power. When a film equivalent to the remaining film thickness was deposited and formed by switching, the step coverage of all deposited films was about 66%.
It became. It can be seen that this value is much higher than the conventional step coverage of about 45%, in which both high-frequency power and low-frequency power are supplied to form the entire deposited film.

【0025】このように本参考例では、プラズマ放電用
電極7と基板載置台13との間隔を5mmに、そして、反
応室1内の圧力を6Torr にそれぞれ設定し、プラズマ
放電用電極7に高周波電力を、そして、基板載置台13
に低周波電力をそれぞれ供給して堆積膜を形成したの
ち、低周波電力のみの供給に切り替えて堆積膜を形成し
たことにより、配線を覆う堆積膜の段差被覆率を格段に
高めることができた。
As described above, in this embodiment, the distance between the plasma discharge electrode 7 and the substrate mounting table 13 is set to 5 mm, the pressure in the reaction chamber 1 is set to 6 Torr, and the high frequency is applied to the plasma discharge electrode 7. Power and the substrate platform 13
After supplying a low-frequency power to each of the layers to form a deposited film, the supply of the low-frequency power alone was switched to form a deposited film, thereby significantly increasing the step coverage of the deposited film covering the wiring. .

【0026】この参考例では、反応室1内の圧力を6T
orr としたが、3〜10Torr の範囲内であれば異常放
電を起こすことなく上述と同様の効果を得ることができ
る。電極7と基板載置13との間隔は4〜6mmの範囲内
で選択し得ることも実験の結果判明した。
In this reference example, the pressure in the reaction chamber 1 is set to 6T
However, if it is within the range of 3 to 10 Torr, the same effect as described above can be obtained without causing abnormal discharge. Experiments have also revealed that the distance between the electrode 7 and the substrate mounting 13 can be selected within the range of 4 to 6 mm.

【0027】つぎに、本発明の第1の実施例を説明す
る。ここで使用したプラズマCVD装置は図1に示した
構成のものと同じである。参考例と異なるところは、低
周波電力のみを供給して堆積膜を形成する第2段階での
反応室1内圧力を0.5Torrに、そして、プラズマ放
電用電極7と基板載置台13との間隔を20mmにそれぞ
れ設定した点のみである。
Next, a first embodiment of the present invention will be described. The plasma CVD apparatus used here is the same as that of the configuration shown in FIG. The difference from the reference example is that the pressure in the reaction chamber 1 in the second stage of forming a deposited film by supplying only low-frequency power is 0.5 Torr, and the pressure between the plasma discharge electrode 7 and the substrate mounting table 13 is reduced. The only difference is that the interval was set to 20 mm.

【0028】基板載置台13をヒータブロック14によ
って約400℃の温度に加熱し、ガス噴出孔9を通じて
反応室1内にTEOSガスを100SCCM、O2 ガス
を200SCCM噴出させる。高周波電力供給部6を通
じてプラズマ放電用電極7に13.56MHz の高周波
電力(2W/cm2)を供給する一方、基板載置台13に
450KHz の低周波電力(1W/cm2)を供給する。
この段階では、基板載置台13とプラズマ放電用電極7
との間隔を5mmに、そして、反応室1内の圧力を6Tor
r にそれぞれ設定し、所望膜厚の約半分に相当する厚さ
の堆積膜を形成した。また、残余の膜厚相当分の厚さの
膜を形成する第2段階では、基板載置台13とプラズマ
放電用電極7との間隔を20mmに、そして、反応室1内
の圧力を0.5Torr にそれぞれ設定して低周波電力の
みを供給した。両段階によって得られた全堆積膜の段差
被覆率は約70%と非常に高い値を示した。
The substrate mounting table 13 is heated to a temperature of about 400 ° C. by the heater block 14, and 100 SCCM of TEOS gas and 200 SCCM of O 2 gas are injected into the reaction chamber 1 through the gas injection holes 9. A high frequency power (2 W / cm 2 ) of 13.56 MHz is supplied to the plasma discharge electrode 7 through the high frequency power supply unit 6, and a low frequency power (1 W / cm 2 ) of 450 kHz is supplied to the substrate mounting table 13.
At this stage, the substrate mounting table 13 and the plasma discharge electrode 7
5 mm, and the pressure in the reaction chamber 1 is 6 Torr.
r, and a deposited film having a thickness corresponding to about half of the desired film thickness was formed. In the second step of forming a film having a thickness corresponding to the remaining film thickness, the distance between the substrate mounting table 13 and the plasma discharge electrode 7 is set to 20 mm, and the pressure in the reaction chamber 1 is set to 0.5 Torr. And only low frequency power was supplied. The step coverage of all the deposited films obtained by both steps showed a very high value of about 70%.

【0029】この実施例では、低周波電力のみを供給す
る段階での反応室内圧力を0.5Torr としたが、0.
2〜0.7Torr の範囲内であれば同様の効果を得るこ
とができる。また、プラズマ放電用電極7と基板載置台
13との間隔は20mmに限定されず、11mm以上であれ
ば上述と同様の効果を得ることができる。
In this embodiment, the pressure in the reaction chamber at the stage of supplying only low-frequency power is set to 0.5 Torr.
A similar effect can be obtained within the range of 2 to 0.7 Torr. Further, the distance between the plasma discharge electrode 7 and the substrate mounting table 13 is not limited to 20 mm, and the same effect as described above can be obtained if the distance is 11 mm or more.

【0030】上述した実施例では、低周波電力の周波数
を450KHz としたが、イオンが振動を起こし得る周
波数(200KHz 〜1MHz )から選択できる。ま
た、高周波電力および低周波電力を供給する第1段階
と、低周波電力のみを供給する第2段階とはそれぞれ1
回に限定されるものでなく、処理条件を変えるなどして
適数回に組み合わせることができる。
In the above-described embodiment, the frequency of the low-frequency power is 450 KHz. However, the frequency can be selected from frequencies (200 KHz to 1 MHz) at which ions can vibrate. The first stage for supplying high-frequency power and low-frequency power and the second stage for supplying only low-frequency power are each 1
The combination is not limited to the number of times, and can be combined into an appropriate number of times by changing the processing conditions.

【0031】本発明の第2の実施例においては、プラズ
マ放電用電極7に供給する13.56MHz の高周波電
力にパルス波のものを用いる。使用したプラズマCVD
装置は図1に示したものと同様である。この場合、基板
12をヒータブロック14によって約400℃の温度に
加熱し、ガス噴出孔9を通じて反応室1内にTEOSガ
スを100SCCM、O2 ガスを200SCCM噴出さ
せる。プラズマ放電用電極7に13.56MHz のパル
ス波高周波電力(2W/cm2)を供給する。この高周波
電力のデューティサイクル(オン時間/(オン時間+オ
フ時間))は0.5とした。基板載置台13には450
KHz の低周波電力(1W/cm2)を供給する。
In the second embodiment of the present invention, a 13.56 MHz high frequency power supplied to the plasma discharge electrode 7 has a pulse wave. Plasma CVD used
The device is similar to that shown in FIG. In this case, the substrate 12 is heated to a temperature of about 400 ° C. by the heater block 14, and 100 SCCM of TEOS gas and 200 SCCM of O 2 gas are ejected into the reaction chamber 1 through the gas ejection holes 9. 13.56 MHz pulse wave high frequency power (2 W / cm 2 ) is supplied to the plasma discharge electrode 7. The duty cycle (on time / (on time + off time)) of the high frequency power was set to 0.5. 450 on the substrate mounting table 13
Provides KHz low frequency power (1 W / cm 2 ).

【0032】第1段階での基板載置台13とプラズマ放
電用電極7との間隔は5mmに、そして、反応室1内の圧
力は6Torr にそれぞれ設定した。13.56MHz の
パルス波高周波電力および450KHz の低周波電力を
ともに供給して、所望膜厚の約半分に相当する厚さの膜
を堆積形成した。第2段階では、残余の膜厚相当分の厚
さの膜を、低周波電力のみを供給して堆積形成した。得
られた膜の段差被覆率は72%に達した。
In the first stage, the distance between the substrate mounting table 13 and the plasma discharge electrode 7 was set to 5 mm, and the pressure in the reaction chamber 1 was set to 6 Torr. A pulse wave high frequency power of 13.56 MHz and a low frequency power of 450 KHz were both supplied to deposit a film having a thickness corresponding to about half of the desired film thickness. In the second stage, a film having a thickness equivalent to the remaining film thickness was deposited by supplying only low-frequency power. The step coverage of the obtained film reached 72%.

【0033】このように、ブラズマ放電用電極7に供給
する高周波電力をパルス波にすることによって、配線を
覆う堆積膜の段差被覆率をさらに高め得ることがわか
る。
Thus, it can be seen that the step coverage of the deposited film covering the wiring can be further increased by making the high frequency power supplied to the plasma discharge electrode 7 a pulse wave.

【0034】高周波電力のパルス波のデューティサイク
ルは0.5に限定されず、0.3〜0.6の範囲から選
択することができる。
The duty cycle of the high-frequency power pulse wave is not limited to 0.5, but may be selected from a range of 0.3 to 0.6.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上のように本発明によると、堆積膜に
対するイオン照射効果を高めるものであり、複雑な処理
工程を設けることなく段差被覆率の高い堆積膜を形成す
ることができる。
As described above, according to the present invention, the ion irradiation effect on the deposited film is enhanced, and a deposited film having a high step coverage can be formed without providing a complicated processing step.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】プラズマCVD装置の構成を示す側断面図。FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of a plasma CVD apparatus.

【図2】段差被覆率特性図。FIG. 2 is a step coverage characteristic diagram.

【図3】従来のプラズマCVD装置の構成を示す側断面
図。
FIG. 3 is a side sectional view showing a configuration of a conventional plasma CVD apparatus.

【図4】段差被覆率の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a step coverage.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反応室 7 プラズマ放電用電極 13 基板載置台 14 ヒータプロック 18 低周波電力供給部 22 ベローズ Reference Signs List 1 reaction chamber 7 electrode for plasma discharge 13 substrate mounting table 14 heater block 18 low frequency power supply section 22 bellows

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宝珍 隆三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−216532(JP,A) 特開 昭54−59878(JP,A) 特開 平4−49620(JP,A) 特開 平2−130924(JP,A) 特開 平3−259512(JP,A) 実開 昭59−2132(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205 H01L 21/31 H01L 21/3205 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Ryuzo Hojin 1006 Kazuma, Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-1-216532 (JP, A) JP-A-59878 (JP, A) JP-A-4-49620 (JP, A) JP-A-2-130924 (JP, A) JP-A-3-259512 (JP, A) Japanese Utility Model Laid-Open No. 59-2132 (JP, U) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 H01L 21/31 H01L 21/3205

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板載置台とプラズマ放電用電極との間
隔をH1 、反応室内の圧力をP1 にそれぞれ設定し、プ
ラズマ放電用電極に高周波電力を供給すると共に基板載
置台に200KHz〜1MHzの低周波電力を供給する
第1段階と、基板載置台とプラズマ放電用電極との間隔
をH 2 、反応室内の圧力をP 2 にそれぞれ設定し、プラ
ズマ放電用電極に電力を供給せず、基板載置台のみに2
00KHz〜1MHzの低周波電力を供給する第2段階
とを備え、第1および第2段階を組み合わせて基板上に
膜を堆積させ、かつ前記H 2 を11mm以上、P 1 を3
〜10Torr、P 2 を0.7Torr以下に設定する
と共に、前記H 1 をH 2 より小の比較的小さい値に設定
したことを特徴とするプラズマCVD方法。
1. An interval between a substrate mounting table and a plasma discharge electrode is set to H 1 , a pressure in a reaction chamber is set to P 1 , high frequency power is supplied to the plasma discharge electrode, and 200 KHz to 1 MHz is applied to the substrate mounting table. First stage for supplying low-frequency power, and the distance between the substrate mounting table and the electrode for plasma discharge
Is set to H 2 , and the pressure in the reaction chamber is set to P 2 , and power is not supplied to the electrode for plasma discharge.
A second step of supplying a low-frequency power of 00 KHz to 1 MHz, depositing a film on a substrate by combining the first and second steps , and setting H 2 to 11 mm or more and P 1 to 3
~10Torr, to set the P 2 below 0.7Torr
Together, setting the H 1 to a relatively small value of less than H 2
Plasma CVD method characterized by the.
【請求項2】 1 が4〜6mmである請求項1記載の
プラズマCVD方法。
2. The plasma CVD method according to claim 1 , wherein H 1 is 4 to 6 mm .
【請求項3】 高周波電力がパルス波であることを特徴
とする請求項1または2記載のプラズマCVD方法。
3. The plasma CVD method according to claim 1, wherein the high frequency power is a pulse wave.
【請求項4】 高周波電力のデューティサイクルが0.
3〜0.6であることを特徴とする請求項3記載のプラ
ズマCVD方法。
4. A high frequency power duty cycle of 0.
4. The plasma CVD method according to claim 3, wherein the ratio is 3 to 0.6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5900103A (en) 1994-04-20 1999-05-04 Tokyo Electron Limited Plasma treatment method and apparatus
JPH0955376A (en) * 1995-08-15 1997-02-25 Sony Corp Plasma cvd method
WO1998033362A1 (en) * 1997-01-29 1998-07-30 Tadahiro Ohmi Plasma device
US6024044A (en) * 1997-10-09 2000-02-15 Applied Komatsu Technology, Inc. Dual frequency excitation of plasma for film deposition
US7223676B2 (en) * 2002-06-05 2007-05-29 Applied Materials, Inc. Very low temperature CVD process with independently variable conformality, stress and composition of the CVD layer
US7294563B2 (en) 2000-08-10 2007-11-13 Applied Materials, Inc. Semiconductor on insulator vertical transistor fabrication and doping process
US7292428B2 (en) 2005-04-26 2007-11-06 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck with smart lift-pin mechanism for a plasma reactor
US8673080B2 (en) 2007-10-16 2014-03-18 Novellus Systems, Inc. Temperature controlled showerhead
US20090260571A1 (en) * 2008-04-16 2009-10-22 Novellus Systems, Inc. Showerhead for chemical vapor deposition
US8382941B2 (en) * 2008-09-15 2013-02-26 Micron Technology, Inc. Plasma reactor with adjustable plasma electrodes and associated methods
JP5543116B2 (en) * 2009-01-29 2014-07-09 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor device
JP5643528B2 (en) * 2009-03-30 2014-12-17 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing equipment
US9034142B2 (en) 2009-12-18 2015-05-19 Novellus Systems, Inc. Temperature controlled showerhead for high temperature operations
KR101246170B1 (en) * 2011-01-13 2013-03-25 국제엘렉트릭코리아 주식회사 Injection member used in manufacturing semiconductor device and plasma processing apparatus having the same
KR101937115B1 (en) 2011-03-04 2019-01-09 노벨러스 시스템즈, 인코포레이티드 Hybrid ceramic showerhead
US10741365B2 (en) 2014-05-05 2020-08-11 Lam Research Corporation Low volume showerhead with porous baffle
US10378107B2 (en) 2015-05-22 2019-08-13 Lam Research Corporation Low volume showerhead with faceplate holes for improved flow uniformity
US10023959B2 (en) 2015-05-26 2018-07-17 Lam Research Corporation Anti-transient showerhead
US10533251B2 (en) 2015-12-31 2020-01-14 Lam Research Corporation Actuator to dynamically adjust showerhead tilt in a semiconductor processing apparatus

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