JP3254207B2 - 絶縁膜の作製方法 - Google Patents
絶縁膜の作製方法Info
- Publication number
- JP3254207B2 JP3254207B2 JP2000276582A JP2000276582A JP3254207B2 JP 3254207 B2 JP3254207 B2 JP 3254207B2 JP 2000276582 A JP2000276582 A JP 2000276582A JP 2000276582 A JP2000276582 A JP 2000276582A JP 3254207 B2 JP3254207 B2 JP 3254207B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating film
- film
- plasma
- substrate
- etching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ化学気相
反応により被形成面上に平坦または概略平坦な高品質の
絶縁膜を減圧下で形成するプラズマ気相反応装置を提供
するものである。
反応により被形成面上に平坦または概略平坦な高品質の
絶縁膜を減圧下で形成するプラズマ気相反応装置を提供
するものである。
【０００２】本発明は、カソ−ド側に基板に配設する等
の方法により、異方性プラズマCVD法で絶縁被膜を形成
する工程と、アノ−ド側に基板を配設する等の等方性プ
ラズマエッチング方法とを併用して、凹凸表面を有する
被形成面上に被膜作製を行い、かつその上表面を平坦ま
たは概略平坦( 上部と底部との間の高低差が少ないまた
は滑らかに連続した形状) に形成するプラズマ気相反応
装置を提供するものである。
の方法により、異方性プラズマCVD法で絶縁被膜を形成
する工程と、アノ−ド側に基板を配設する等の等方性プ
ラズマエッチング方法とを併用して、凹凸表面を有する
被形成面上に被膜作製を行い、かつその上表面を平坦ま
たは概略平坦( 上部と底部との間の高低差が少ないまた
は滑らかに連続した形状) に形成するプラズマ気相反応
装置を提供するものである。
【０００３】
【従来の技術】最近LSI の高集積化、大規模化に伴いIC
チップに占める配線の面積が増えている。
チップに占める配線の面積が増えている。
【０００４】そのため、配線の多層化、パターン、配線
巾の微細化がますます重要となりつつある。
巾の微細化がますます重要となりつつある。
【０００５】配線や接続孔などのパターンの横方向寸法
は、スケーリング則に従って微細化するのに対し、電極
配線や絶縁膜の厚さなど縦方向寸法は、配線抵抗、浮遊
容量、絶縁耐圧や耐マイグレーション性など素子のスペ
ックを満たす必要があり、横方向並みに微細化すること
は容易でない。
は、スケーリング則に従って微細化するのに対し、電極
配線や絶縁膜の厚さなど縦方向寸法は、配線抵抗、浮遊
容量、絶縁耐圧や耐マイグレーション性など素子のスペ
ックを満たす必要があり、横方向並みに微細化すること
は容易でない。
【０００６】さらに配線や接続孔のパターンは微細化の
為異方性の強いエッチングにより形成されるのでLSIの
パターンの端面形状は急唆となる。
為異方性の強いエッチングにより形成されるのでLSIの
パターンの端面形状は急唆となる。
【０００７】また，配線が多層となるため，当然LSIチ
ップ上表面の凹凸が激しくなる。このようなLSIチップ
上表面の凹凸はパターンの加工精度の低下，配線の断線
等、信頼性の低下を招くことになる。
ップ上表面の凹凸が激しくなる。このようなLSIチップ
上表面の凹凸はパターンの加工精度の低下，配線の断線
等、信頼性の低下を招くことになる。
【０００８】このような問題を解決する手段として，層
間絶縁膜の上表面を平坦化する技術が重要視されてい
る。
間絶縁膜の上表面を平坦化する技術が重要視されてい
る。
【０００９】この層間絶縁膜を作製する方法としては，
従来の化学的気相反応（以下CVDという）法による薄膜
形成技術として熱CVD法が広く知られている。この熱CVD
法は反応室内に導入した被膜形成用反応気体に熱エネル
ギを加え、該気体を分解または活性化させ、被膜を形成
するものであった。この場合、反応のためのエネルギ供
給は熱のみであるため、その温度も高く、500 〜800 ℃
の範囲で行われていた。
従来の化学的気相反応（以下CVDという）法による薄膜
形成技術として熱CVD法が広く知られている。この熱CVD
法は反応室内に導入した被膜形成用反応気体に熱エネル
ギを加え、該気体を分解または活性化させ、被膜を形成
するものであった。この場合、反応のためのエネルギ供
給は熱のみであるため、その温度も高く、500 〜800 ℃
の範囲で行われていた。
【００１０】このため、高温に弱い半導体素子を作製す
ることは不可能であり、次世代LSI素子として有望な低
温で被膜を形成する技術が求められていた。
ることは不可能であり、次世代LSI素子として有望な低
温で被膜を形成する技術が求められていた。
【００１１】またより低温で被膜を形成する方法とし
て、プラズマCVD法（プラズマを用いた気相被膜作製方
法を以下プラズマCVD法という) が知られている。この
場合は、反応室内に導入した反応性気体に外部より高周
波電力を印加し、該気体を分解、活性化せしめ、加熱さ
れた基板上に被膜を形成するものである。この場合、被
形成面を有する基板をアノ−ド側に配設し、かつ基板の
加熱温度は200 〜450 ℃の範囲として、成膜する材料の
高密度化を計っていた。アノ−ド側に基板を配設する理
由は、下地材料へのプラズマ損傷をなくすためである。
さらにこの被膜形成は、等方性ディポジッションを行う
等方性CVD法をその基本思想としていた。このため、凹
部での被膜形成に際しては、その底部のコ−ナ部にカス
プ（巣）が発生しやすく、多層配線に際し、ステップカ
バレ−ジを良好にすることが不可能であった。
て、プラズマCVD法（プラズマを用いた気相被膜作製方
法を以下プラズマCVD法という) が知られている。この
場合は、反応室内に導入した反応性気体に外部より高周
波電力を印加し、該気体を分解、活性化せしめ、加熱さ
れた基板上に被膜を形成するものである。この場合、被
形成面を有する基板をアノ−ド側に配設し、かつ基板の
加熱温度は200 〜450 ℃の範囲として、成膜する材料の
高密度化を計っていた。アノ−ド側に基板を配設する理
由は、下地材料へのプラズマ損傷をなくすためである。
さらにこの被膜形成は、等方性ディポジッションを行う
等方性CVD法をその基本思想としていた。このため、凹
部での被膜形成に際しては、その底部のコ−ナ部にカス
プ（巣）が発生しやすく、多層配線に際し、ステップカ
バレ−ジを良好にすることが不可能であった。
【００１２】一方、最近、下地の損傷を防ぐ技術として
光CVD法がある。この方法は、反応性気体に対して、光
エネルギを与えて分解、活性化させて、基板上に被膜を
形成するものであり、熱CVD法のように高温にする必要
がなく、またプラズマCVD法のように物理的に下地物質
にダメ−ジを与えず、理想的な成膜法であるが、成膜速
度がプラズマCVD法の1/10〜1/50と遅い欠点を有する。
光CVD法がある。この方法は、反応性気体に対して、光
エネルギを与えて分解、活性化させて、基板上に被膜を
形成するものであり、熱CVD法のように高温にする必要
がなく、またプラズマCVD法のように物理的に下地物質
にダメ−ジを与えず、理想的な成膜法であるが、成膜速
度がプラズマCVD法の1/10〜1/50と遅い欠点を有する。
【００１３】他方、プラズマエッチング方法が半導体集
積回路の作製工程で知られている。これはカソ−ド側に
基板を配設し、セルフバイアスを用いて異方性プラズマ
エッチングを行わんとするものである。この異方性エッ
チングにより、所定の領域の凹部を急峻に作らんとして
いる。
積回路の作製工程で知られている。これはカソ−ド側に
基板を配設し、セルフバイアスを用いて異方性プラズマ
エッチングを行わんとするものである。この異方性エッ
チングにより、所定の領域の凹部を急峻に作らんとして
いる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これら従来
の問題点を解決するものであり、急唆な段差のない上表
面を有する絶縁膜、特に層間絶縁膜を形成することがで
きるプラズマ気相反応装置を提供することを課題とす
る。
の問題点を解決するものであり、急唆な段差のない上表
面を有する絶縁膜、特に層間絶縁膜を形成することがで
きるプラズマ気相反応装置を提供することを課題とす
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の構成の一つは、
被形成面上に異方性プラズマＣＶＤ法により絶縁膜を形
成し、前記絶縁膜を等方性プラズマエッチング法により
エッチングすることを特徴とする絶縁膜の作製方法であ
る。
被形成面上に異方性プラズマＣＶＤ法により絶縁膜を形
成し、前記絶縁膜を等方性プラズマエッチング法により
エッチングすることを特徴とする絶縁膜の作製方法であ
る。
【００１６】本発明の構成の他の一つは、被形成面上に
異方性プラズマＣＶＤ法により絶縁膜を形成し、前記絶
縁膜を等方性プラズマエッチング法によりエッチングす
ることを繰り返すことを特徴とする絶縁膜の作製方法で
ある。
異方性プラズマＣＶＤ法により絶縁膜を形成し、前記絶
縁膜を等方性プラズマエッチング法によりエッチングす
ることを繰り返すことを特徴とする絶縁膜の作製方法で
ある。
【００１７】本発明は、従来より知られた技術とはまっ
たく異なるもので、プラズマCVDに際し、異方性を有せ
しめて形成する、いわゆる異方性プラズマCVD法（本発
明をより明らかにするため仮称する）を用いる。さらに
プラズマエッチングを等方性を有して行う、等方性プラ
ズマエッチングを行うことを基本とし、これを少なくと
も各１回繰り返すプラズマ気相反応装置を提供すること
を基本としている。本発明は、異方性ディポジッション
をプラズマCVD法で行う。すると、もちろん凹凸表面を
有する被形成面の凸部にも成膜するが、特に凹部におけ
る底部に十分緻密な被膜形成をさせ得ることを見出し、
この特性を用いて平坦な上表面を有する絶縁膜を作らん
とするものである。本発明は、この異方性プラズマCVD
法での成膜と、さらに従来の異方性プラズマエッチング
（リアクティブ・イオン・エッチング RIE ともいう）
とは逆の等方性プラズマエッチングを繰り返すことによ
り、同一反応系( 同一反応炉または複数のマルチチャン
バ方式の連続反応炉）にて、上表面が平坦または滑らか
に連続した概略平坦な被膜を作製するプラズマ気相反応
装置である。
たく異なるもので、プラズマCVDに際し、異方性を有せ
しめて形成する、いわゆる異方性プラズマCVD法（本発
明をより明らかにするため仮称する）を用いる。さらに
プラズマエッチングを等方性を有して行う、等方性プラ
ズマエッチングを行うことを基本とし、これを少なくと
も各１回繰り返すプラズマ気相反応装置を提供すること
を基本としている。本発明は、異方性ディポジッション
をプラズマCVD法で行う。すると、もちろん凹凸表面を
有する被形成面の凸部にも成膜するが、特に凹部におけ
る底部に十分緻密な被膜形成をさせ得ることを見出し、
この特性を用いて平坦な上表面を有する絶縁膜を作らん
とするものである。本発明は、この異方性プラズマCVD
法での成膜と、さらに従来の異方性プラズマエッチング
（リアクティブ・イオン・エッチング RIE ともいう）
とは逆の等方性プラズマエッチングを繰り返すことによ
り、同一反応系( 同一反応炉または複数のマルチチャン
バ方式の連続反応炉）にて、上表面が平坦または滑らか
に連続した概略平坦な被膜を作製するプラズマ気相反応
装置である。
【００１８】本発明は、光化学気相反応を用いて酸化珪
素膜等の絶縁膜を基板上に形成し、プラズマ損傷を軽減
した後、異方性プラズマCVD 法にて、所定の膜厚( 例
えば0.5 〜３μm)にまで酸化珪素被膜を形成した後、同
一反応系内にて等方性プラズマエッチング処理（以下エ
ッチバック処理という）を施すことを特徴とするもので
ある。
素膜等の絶縁膜を基板上に形成し、プラズマ損傷を軽減
した後、異方性プラズマCVD 法にて、所定の膜厚( 例
えば0.5 〜３μm)にまで酸化珪素被膜を形成した後、同
一反応系内にて等方性プラズマエッチング処理（以下エ
ッチバック処理という）を施すことを特徴とするもので
ある。
【００１９】さらに必要に応じて、これらの工程を繰り
返すことにより、上表面が急唆な凹凸段差のない絶縁
膜、即ち平坦または実質的に平坦な上表面を有する絶縁
膜を形成するものである。
返すことにより、上表面が急唆な凹凸段差のない絶縁
膜、即ち平坦または実質的に平坦な上表面を有する絶縁
膜を形成するものである。
【００２０】本発明は、異方性プラズマCVD法と等方性
プラズマエッチングとを等温または概略等温(互いに±5
0℃以下内の温度差)として処理し、１工程と次工程との
間の待ち時間をなくすることにより、その生産性を向上
させる。さらに本発明は、その好ましい例として、異方
性プラズマCVD 法と等方性エッチングとをともに室温の
外部加熱なく( プラズマによる自己加熱はある)行い得
ることを見出し、かかる室温での異方性プラズマCVD 法
で層間絶縁膜、埋置したフィ−ルド絶縁膜用に十分実使
用可能な特性を有することを発見した。
プラズマエッチングとを等温または概略等温(互いに±5
0℃以下内の温度差)として処理し、１工程と次工程との
間の待ち時間をなくすることにより、その生産性を向上
させる。さらに本発明は、その好ましい例として、異方
性プラズマCVD 法と等方性エッチングとをともに室温の
外部加熱なく( プラズマによる自己加熱はある)行い得
ることを見出し、かかる室温での異方性プラズマCVD 法
で層間絶縁膜、埋置したフィ−ルド絶縁膜用に十分実使
用可能な特性を有することを発見した。
【００２１】以下に本発明のプラズマ気相反応装置の実
施例について説明する。また、本発明のプラズマ気相反
応装置による酸化珪素被膜の作製について説明する。
施例について説明する。また、本発明のプラズマ気相反
応装置による酸化珪素被膜の作製について説明する。
【００２２】
【実施例】（実施例１）図２に本発明の絶縁被膜形成用
装置の概略図を示す。
装置の概略図を示す。
【００２３】図面において、反応室(1) 内には一対の電
極(2),(8) が設けられ、それらはともに接地レベルから
絶縁されている。そしてその一方には、被形成面を有す
る基板(3) が配設されている。さらに反応室(1)内には
光CVDもできるように紫外光源室(4)を有し、ここには複
数の紫外光源(6)が設置されており、前記紫外光源室(4)
は反応室(1)の圧力とほぼ等しくなるように調整されて
いる。また被膜形成用基板(3)は、反応容器から絶縁化
された基板加熱用ヒ−タを兼ねた基板支持体(2)によ
り、反応室(1)内に被膜形成面を下向きになるように設
置されている。本装置では、成膜時に発生するフレ−ク
等のゴミが基板に付着しないようにデポジションアップ
方式を採用した。
極(2),(8) が設けられ、それらはともに接地レベルから
絶縁されている。そしてその一方には、被形成面を有す
る基板(3) が配設されている。さらに反応室(1)内には
光CVDもできるように紫外光源室(4)を有し、ここには複
数の紫外光源(6)が設置されており、前記紫外光源室(4)
は反応室(1)の圧力とほぼ等しくなるように調整されて
いる。また被膜形成用基板(3)は、反応容器から絶縁化
された基板加熱用ヒ−タを兼ねた基板支持体(2)によ
り、反応室(1)内に被膜形成面を下向きになるように設
置されている。本装置では、成膜時に発生するフレ−ク
等のゴミが基板に付着しないようにデポジションアップ
方式を採用した。
【００２４】プラズマ処理用電源(9) からマッチングコ
イル(10)をへて高周波エネルギが一対の電極(2),(8) に
連結されている。そして一方を接地してアノ−ドと、他
方を負の100 〜500Vのバイアスがかかるカソ−ドとすべ
くスイッチ(11)により接地(12)が選択される。
イル(10)をへて高周波エネルギが一対の電極(2),(8) に
連結されている。そして一方を接地してアノ−ドと、他
方を負の100 〜500Vのバイアスがかかるカソ−ドとすべ
くスイッチ(11)により接地(12)が選択される。
【００２５】異方性CVD を行わんとする場合は、電極
(8) を接地しアノ−ド側とし、基板のある電極(2) をカ
ソ−ド側とする。
(8) を接地しアノ−ド側とし、基板のある電極(2) をカ
ソ−ド側とする。
【００２６】異方性CVDとは、反応性気体がバイアス電
圧で電界方向に加速され、方向性を有する。そしてこの
加速により被形成面上に衝突すると、そこでこの運動エ
ネルギをも加わり緻密な膜を作ることができる。この方
向性を有するため、成膜された被膜の膜厚はバイアス電
界と垂直な面には厚く形成され、バイアス電界と平行な
面(側面) には薄く形成される。とくに凹部の底部にも
十分加速された反応性気体が到達するため、底部でも緻
密な膜ができ、カスプ等の発生を防ぐことができる。
圧で電界方向に加速され、方向性を有する。そしてこの
加速により被形成面上に衝突すると、そこでこの運動エ
ネルギをも加わり緻密な膜を作ることができる。この方
向性を有するため、成膜された被膜の膜厚はバイアス電
界と垂直な面には厚く形成され、バイアス電界と平行な
面(側面) には薄く形成される。とくに凹部の底部にも
十分加速された反応性気体が到達するため、底部でも緻
密な膜ができ、カスプ等の発生を防ぐことができる。
【００２７】他方、等方性プラズマエッチングを行う時
は、電極(2) を接地し、基板に自己バイアスのかからな
いアノ−ド側とし、電極(8) をカソ−ド側とする。
は、電極(2) を接地し、基板に自己バイアスのかからな
いアノ−ド側とし、電極(8) をカソ−ド側とする。
【００２８】即ち、等方性エッチングは、エッチングさ
れる表面に反応性気体が電界により加速されることな
く、均質に衝突し、その表面でプラズマ反応をさせんと
するものである。このため凸部にはより多くのラジカル
が衝突するため、エッチングされやすく、凹部はラジカ
ルがなかなか到達しにくいため、エッチングされにく
い。このラジカルの方向性をもつバイアスをかけないで
エッチングをさせるのが等方性エッチングである。
れる表面に反応性気体が電界により加速されることな
く、均質に衝突し、その表面でプラズマ反応をさせんと
するものである。このため凸部にはより多くのラジカル
が衝突するため、エッチングされやすく、凹部はラジカ
ルがなかなか到達しにくいため、エッチングされにく
い。このラジカルの方向性をもつバイアスをかけないで
エッチングをさせるのが等方性エッチングである。
【００２９】異方性CVD法において、反応性気体のう
ち、珪化物気体及び酸化物気体は配管内でMIXされ、ガ
スノズル7)より反応室内へ導入し、基板(3)近くで混合
するようになっている。不要気体は(13)より排気され
る。
ち、珪化物気体及び酸化物気体は配管内でMIXされ、ガ
スノズル7)より反応室内へ導入し、基板(3)近くで混合
するようになっている。不要気体は(13)より排気され
る。
【００３０】光化学気相反応に際しては、紫外光源(6)
より照射される紫外光は、石英の透過窓(5)を通って反
応性気体に照射される直接励起法を採用した。
より照射される紫外光は、石英の透過窓(5)を通って反
応性気体に照射される直接励起法を採用した。
【００３１】さらに，透外光透過窓(5) の上は、異方性
プラズマCVD、等方性プラズマエッチング用のメッシュ
電極(8) が載せられている。このメッシュ電極(8) に
は、基板支持体用電極(2) との間に電源(9) により高周
波電力を印加可能なように構成されている。さらに図示
されていないが、異方性プラズマCVD を助長させるた
め、必要に応じて電極(2) と基板支持体電極(2) 間に交
流バイアス電圧(例えば50KHz,ピ−ク電圧±350V, 基板
側に直流バイアス-100〜-500V)を加えることは有効であ
る。
プラズマCVD、等方性プラズマエッチング用のメッシュ
電極(8) が載せられている。このメッシュ電極(8) に
は、基板支持体用電極(2) との間に電源(9) により高周
波電力を印加可能なように構成されている。さらに図示
されていないが、異方性プラズマCVD を助長させるた
め、必要に応じて電極(2) と基板支持体電極(2) 間に交
流バイアス電圧(例えば50KHz,ピ−ク電圧±350V, 基板
側に直流バイアス-100〜-500V)を加えることは有効であ
る。
【００３２】本装置を用いて、図１（Ａ）に示すような
凹凸を有する基板に反応圧力が0.01〜0.3torr 、基板温
度は室温( 室温±50℃以下),投入高周波電力13.56 MHz,
100W〜500Wの条件下にて反応性気体としてモノシランと
亜酸化窒素との割合を変化させて酸化珪素被膜を形成し
た。
凹凸を有する基板に反応圧力が0.01〜0.3torr 、基板温
度は室温( 室温±50℃以下),投入高周波電力13.56 MHz,
100W〜500Wの条件下にて反応性気体としてモノシランと
亜酸化窒素との割合を変化させて酸化珪素被膜を形成し
た。
【００３３】SiH4／N2O 比を0.005 から0.5 の範囲での
酸素珪素被膜の屈折率、赤外吸収から次の反応が考えら
れる。
酸素珪素被膜の屈折率、赤外吸収から次の反応が考えら
れる。
【００３４】SiH4＋2N2O→SiO2＋2N2 ＋2H2
【００３５】このような異方性プラズマCVDにより、図
１(A) に示すような凹凸形状を有する被形成面(30-1)を
有する基板上に酸化珪素被膜等の絶縁被膜を形成する。
図１(A) において、凸部(2),狭い巾の凹部(21)、広い巾
の凹部(22 )を有する。これらの上面に、平均膜厚で800
0Åの厚さに酸化珪素膜(30-1)を異方性プラズマCVD法に
より形成した。すると凸部の上面(24)、凹部の底面(2
2),(26) には膜厚が1.0 μの厚さに被膜が形成された。
側面(25)には0.2 μの厚さにしか成膜させないことがで
きた。
１(A) に示すような凹凸形状を有する被形成面(30-1)を
有する基板上に酸化珪素被膜等の絶縁被膜を形成する。
図１(A) において、凸部(2),狭い巾の凹部(21)、広い巾
の凹部(22 )を有する。これらの上面に、平均膜厚で800
0Åの厚さに酸化珪素膜(30-1)を異方性プラズマCVD法に
より形成した。すると凸部の上面(24)、凹部の底面(2
2),(26) には膜厚が1.0 μの厚さに被膜が形成された。
側面(25)には0.2 μの厚さにしか成膜させないことがで
きた。
【００３６】このプロセス条件はSiH4/N2O＝1/2 、高周
波出力300W、13.56MHzとし、基板はカソ−ト側に配設し
た。この時バイアスは-350V であった。そして基板温度
は室温とした。常温での成膜にもかかわらず、比抵抗は
５×1017Ωcmを有し、耐圧は８×106V/cm(１μA/cm2 以
上の電流の流れる電圧) を有していた。この場合、プラ
ズマの圧力は0.05torr、成膜速度は0.1 〜１μｍ／分と
速い値が得られた。
波出力300W、13.56MHzとし、基板はカソ−ト側に配設し
た。この時バイアスは-350V であった。そして基板温度
は室温とした。常温での成膜にもかかわらず、比抵抗は
５×1017Ωcmを有し、耐圧は８×106V/cm(１μA/cm2 以
上の電流の流れる電圧) を有していた。この場合、プラ
ズマの圧力は0.05torr、成膜速度は0.1 〜１μｍ／分と
速い値が得られた。
【００３７】基板(3) の凸部(23)は高さ１μm 程度狭い
凹部(21)のスペース0.8 μm の形状を、広い凹部(22)の
スペ−スは２μｍを有していた。この凹凸形状を均一に
覆うことができた。
凹部(21)のスペース0.8 μm の形状を、広い凹部(22)の
スペ−スは２μｍを有していた。この凹凸形状を均一に
覆うことができた。
【００３８】この上面の厚さ／側面の厚さは２〜20一般
には3 以上に有せしめ得た。
には3 以上に有せしめ得た。
【００３９】次にこの絶縁膜に等方性エッチングを施し
た。
た。
【００４０】図１(A) のように凹凸基板表面を覆って酸
化珪素被膜を厚く形成した後，反応室内の反応性ガスを
排気して除去し、エッチング用気体である有機ハロゲン
化物気体、例えばCF4,CF3HまたはNF3,SF6 等を反応室内
に導入し，圧力を0.1torr に調整して, メッシュ電極
(8)と基板支持体電極(2) 間に高周波電力を印加して等
方性プラズマエッチングを生ぜしめるべく放電を起こ
し，形成された被膜(30-1)のエッチングを行い、凹凸段
差の急唆な部分をなくした。すると図１(B) に示す如
く、凹部(28)ではあまりエッチングされず、凸部上の酸
化珪素膜(24)の一部または全部を主としてエッチングさ
せることができる。そのため、凹部に絶縁膜を意図的に
うめこんで作ることができた。
化珪素被膜を厚く形成した後，反応室内の反応性ガスを
排気して除去し、エッチング用気体である有機ハロゲン
化物気体、例えばCF4,CF3HまたはNF3,SF6 等を反応室内
に導入し，圧力を0.1torr に調整して, メッシュ電極
(8)と基板支持体電極(2) 間に高周波電力を印加して等
方性プラズマエッチングを生ぜしめるべく放電を起こ
し，形成された被膜(30-1)のエッチングを行い、凹凸段
差の急唆な部分をなくした。すると図１(B) に示す如
く、凹部(28)ではあまりエッチングされず、凸部上の酸
化珪素膜(24)の一部または全部を主としてエッチングさ
せることができる。そのため、凹部に絶縁膜を意図的に
うめこんで作ることができた。
【００４１】この処理を行い、凹部でのエッチングを０
〜0.2 μｍと少なくし、かつ凸部上で絶縁膜を約0.2 〜
0.5 μm の厚さにエッチングを行い、（エッチング比２
〜10例えば３以上とし得た）図１(B) に示すように凹凸
段差の急唆な部分を取り除いた。かくして同一装置，同
一反応室にて急唆な段差のない層間絶縁膜(30-2)を作製
することができた。
〜0.2 μｍと少なくし、かつ凸部上で絶縁膜を約0.2 〜
0.5 μm の厚さにエッチングを行い、（エッチング比２
〜10例えば３以上とし得た）図１(B) に示すように凹凸
段差の急唆な部分を取り除いた。かくして同一装置，同
一反応室にて急唆な段差のない層間絶縁膜(30-2)を作製
することができた。
【００４２】この図面では凸部上の被膜の厚さが薄すぎ
ること、およびまだ十分に上表面が平坦化されていない
ため、この工程を再び繰り返した。即ち、図１(C) に示
される如く、これらの上に異方性CVD 法により図１(A)
と同じく絶縁膜(30-3)を絶縁膜(30-2)上に積層して絶縁
膜(31)を得た。さらにこの後図１(D) に示す如く、図１
(B) の工程と同じく、等方性プラズマエッチングを行っ
た。そして絶縁膜(30-4)を得た。すると凸部上の絶縁膜
は(28') と凹部上の絶縁膜(26') とをこの境界(25') で
滑らかに互いに連続させることができた。この滑らかに
連続した上表面は、その上に他の微細電気配線を同一の
線巾で作製するためにはきわめて重要である。
ること、およびまだ十分に上表面が平坦化されていない
ため、この工程を再び繰り返した。即ち、図１(C) に示
される如く、これらの上に異方性CVD 法により図１(A)
と同じく絶縁膜(30-3)を絶縁膜(30-2)上に積層して絶縁
膜(31)を得た。さらにこの後図１(D) に示す如く、図１
(B) の工程と同じく、等方性プラズマエッチングを行っ
た。そして絶縁膜(30-4)を得た。すると凸部上の絶縁膜
は(28') と凹部上の絶縁膜(26') とをこの境界(25') で
滑らかに互いに連続させることができた。この滑らかに
連続した上表面は、その上に他の微細電気配線を同一の
線巾で作製するためにはきわめて重要である。
【００４３】さらに必要に応じてこれらを繰り返し行う
ことにより、図１(E) に示す如く、上表面の平坦な酸化
珪素膜(30-5)を作ることができた。
ことにより、図１(E) に示す如く、上表面の平坦な酸化
珪素膜(30-5)を作ることができた。
【００４４】また、エッチング処理時に、同時に反応室
内壁及び透過光窓（５）上について被膜を除去すること
ができ、装置をクリーニングのためにその運転を停止す
る必要がなく生産性向上に繋がった。
内壁及び透過光窓（５）上について被膜を除去すること
ができ、装置をクリーニングのためにその運転を停止す
る必要がなく生産性向上に繋がった。
【００４５】また本実施例においては、酸化珪素被膜の
作製を異方性プラズマCVD法と等方性プラズマエッチン
グ法とを併用したが，この異方性プラズマCVDで成膜す
る際に凹凸表面を有する基板上のプラズマ損傷を防ぐた
め、予め光CVD法でこれら全体を覆って作製し、その後
に本発明の実施例を用いてもいいことは明らかである。
作製を異方性プラズマCVD法と等方性プラズマエッチン
グ法とを併用したが，この異方性プラズマCVDで成膜す
る際に凹凸表面を有する基板上のプラズマ損傷を防ぐた
め、予め光CVD法でこれら全体を覆って作製し、その後
に本発明の実施例を用いてもいいことは明らかである。
【００４６】（実施例２）この実施例は他構成の被膜作
製装置の概要を示す。
製装置の概要を示す。
【００４７】この図３において、図３(A) はA-A'の縦断
面図を示し、(B) は上側よりみたものである。
面図を示し、(B) は上側よりみたものである。
【００４８】基板のロ−ド／アンロ−ド室(47)とその前
方にバッファ室(46)を有する。領域(41)は光CVDを行う
ための反応室、領域(42)は異方性プラズマCVDを行うた
めの反応室、領域(43)は異方性エッチングを行うための
反応室、領域(44)は等方性プラズマCVDを行うための空
間、または(45)は等方性プラズマエッチングを行うため
の空間である。各反応室はゲ−ト弁(51),(52),(53),(5
4),(55),(56) で仕切られており、それぞれの反応室で
同時に被形成面を有する基板(3-1),(3-2),(3-3),(3-4),
(3-5) が処理される。この処理中にロ−ド／アンロ−ド
室(47)とバッファ室(46)との間で、成膜した基板(3-6)
を取り出し、まだ成膜していない新たな凹凸表面を有す
る基板を(47)より(46)に挿入配設する。それぞれの反応
室で、実施例１に示す如く、所定の異方性プラズマCVD
、等方性プラズマエッチ処理が行われた後、すべての
反応室を真空引きした。そして各反応室を等圧にした
後、(51)・・・(56)のゲ−ト弁を同時に開とする。さら
に全基板を隣の反応室に矢印の如く移設した、即ち基板
(3-1) は(3-2) の位置に、基板(3-2) は(3-3) の位置
に、基板(3-3) は(3-4) の位置に、基板(3-4) は(3-5)
の位置に、基板(3-5) は(3-6)の位置に移設され、(3-6)
の基板は前記した如く取り出される。
方にバッファ室(46)を有する。領域(41)は光CVDを行う
ための反応室、領域(42)は異方性プラズマCVDを行うた
めの反応室、領域(43)は異方性エッチングを行うための
反応室、領域(44)は等方性プラズマCVDを行うための空
間、または(45)は等方性プラズマエッチングを行うため
の空間である。各反応室はゲ−ト弁(51),(52),(53),(5
4),(55),(56) で仕切られており、それぞれの反応室で
同時に被形成面を有する基板(3-1),(3-2),(3-3),(3-4),
(3-5) が処理される。この処理中にロ−ド／アンロ−ド
室(47)とバッファ室(46)との間で、成膜した基板(3-6)
を取り出し、まだ成膜していない新たな凹凸表面を有す
る基板を(47)より(46)に挿入配設する。それぞれの反応
室で、実施例１に示す如く、所定の異方性プラズマCVD
、等方性プラズマエッチ処理が行われた後、すべての
反応室を真空引きした。そして各反応室を等圧にした
後、(51)・・・(56)のゲ−ト弁を同時に開とする。さら
に全基板を隣の反応室に矢印の如く移設した、即ち基板
(3-1) は(3-2) の位置に、基板(3-2) は(3-3) の位置
に、基板(3-3) は(3-4) の位置に、基板(3-4) は(3-5)
の位置に、基板(3-5) は(3-6)の位置に移設され、(3-6)
の基板は前記した如く取り出される。
【００４９】図３(A) に示す如く、異方性プラズマCVD
を行うには、反応室(42),(44) に示す如く、基板側をカ
ソ−ド側とする。また等方性エッチングを行うには反応
室(43),(45) に示す如く、基板側をアノ−ド側とする。
を行うには、反応室(42),(44) に示す如く、基板側をカ
ソ−ド側とする。また等方性エッチングを行うには反応
室(43),(45) に示す如く、基板側をアノ−ド側とする。
【００５０】かくして図１に示す如く、平坦または実質
的に平坦な表面を有する絶縁膜を凹凸表面上に作製する
ことができた。
的に平坦な表面を有する絶縁膜を凹凸表面上に作製する
ことができた。
【００５１】図３に示す如くマルチチャンバ構成とする
と、図２に示した１つの反応室でのみ作られるに比べて
約３倍のスル−プットを得ることができた。
と、図２に示した１つの反応室でのみ作られるに比べて
約３倍のスル−プットを得ることができた。
【００５２】さらに図３において、反応室(41),(42),(4
4)は主に成膜のみであるため、異方性プラズマCVD と、
等方性プラズマエッチングとを１つづつずらすことによ
り、自動的に反応室内壁のクリ−ニングを行い得る。
4)は主に成膜のみであるため、異方性プラズマCVD と、
等方性プラズマエッチングとを１つづつずらすことによ
り、自動的に反応室内壁のクリ−ニングを行い得る。
【００５３】図３において示す如く、基板はすべての反
応室で等温となっており、特にこの実施例では室温±50
℃以内とした。するとこれまではプラズマCVDといえど
も成膜は300 〜400 ℃、エッチングは室温であるため、
反応室毎に300 ℃以上の温度差を有し、その昇温、降温
に多くの待ち時間を必要とした。しかし本発明に示す如
く、室温で作られた異方性プラズマCVDで成膜した膜
は、予想以上に固い緻密であることを発見したため、こ
れら異方性CVDと等方性エッチングをともに室温とする
ことが可能となり、生産性の向上を初め、量産化が可能
なマルチチャンバ構造装置を作ることができた。
応室で等温となっており、特にこの実施例では室温±50
℃以内とした。するとこれまではプラズマCVDといえど
も成膜は300 〜400 ℃、エッチングは室温であるため、
反応室毎に300 ℃以上の温度差を有し、その昇温、降温
に多くの待ち時間を必要とした。しかし本発明に示す如
く、室温で作られた異方性プラズマCVDで成膜した膜
は、予想以上に固い緻密であることを発見したため、こ
れら異方性CVDと等方性エッチングをともに室温とする
ことが可能となり、生産性の向上を初め、量産化が可能
なマルチチャンバ構造装置を作ることができた。
【００５４】もちろんこのチャンバの数は必要に応じて
多くしてもよい。またその移設のため、すべてを同時に
行うのではなく、一度各反応室間にバッファ空間を設け
る装置としてもよい。
多くしてもよい。またその移設のため、すべてを同時に
行うのではなく、一度各反応室間にバッファ空間を設け
る装置としてもよい。
【００５５】以上の実施例において、絶縁膜として酸化
珪素被膜を開示したが、その他の絶縁膜、窒化珪素膜、
PSG(リンガラス),BSG(ホウ素ガラス),アルミナ膜でも応
用可能である。
珪素被膜を開示したが、その他の絶縁膜、窒化珪素膜、
PSG(リンガラス),BSG(ホウ素ガラス),アルミナ膜でも応
用可能である。
【００５６】さらに反応性気体として、モノシランのみ
でなく、その他のポリシラン類（Si nH2n+2),ジメチルシ
ラン，テトラメチルシラン等の有機珪素化合物(SiHn(CH
4)4- n ）またはテトラエトキシシラン(TEOS)のような有
機珪素酸素化物を必要に応じて使用することも可能であ
る。
でなく、その他のポリシラン類（Si nH2n+2),ジメチルシ
ラン，テトラメチルシラン等の有機珪素化合物(SiHn(CH
4)4- n ）またはテトラエトキシシラン(TEOS)のような有
機珪素酸素化物を必要に応じて使用することも可能であ
る。
【００５７】
【発明の効果】以上示したように、本発明は従来用いら
れていた「等方性」プラズマCVD、「異方性」プラズマ
エッチとはまったく逆に「異方性」プラズマCVD,「等方
性」プラズマエッチとすることにより、凹凸表面を有す
る基板上に平坦または実質的に平坦な上表面を有する絶
縁膜を形成することができた。そしてプラズマCVD 法が
室温またはそれに近い温度で行い得るため、生産性を以
前の３倍以上にすることができた。
れていた「等方性」プラズマCVD、「異方性」プラズマ
エッチとはまったく逆に「異方性」プラズマCVD,「等方
性」プラズマエッチとすることにより、凹凸表面を有す
る基板上に平坦または実質的に平坦な上表面を有する絶
縁膜を形成することができた。そしてプラズマCVD 法が
室温またはそれに近い温度で行い得るため、生産性を以
前の３倍以上にすることができた。
【００５８】また凹部に発生しやすいカスプも除去する
ことができた。
ことができた。
【００５９】本発明のプラズマ気相反応装置により，超
LSI 等の急唆な凹凸段差のない層間絶縁膜、埋置したフ
ィ−ルド絶縁膜を同一の装置の同一反応室内でまたは異
なる反応室内で作製することができ、装置コスト製造コ
ストを下げることができた。
LSI 等の急唆な凹凸段差のない層間絶縁膜、埋置したフ
ィ−ルド絶縁膜を同一の装置の同一反応室内でまたは異
なる反応室内で作製することができ、装置コスト製造コ
ストを下げることができた。
【図１】 本発明のプラズマ気相反応装置による層間絶
縁膜作製の工程を示す。
縁膜作製の工程を示す。
【図２】 本発明のプラズマ気相反応装置の概略図を示
す。
す。
【図３】 本発明のプラズマ気相反応装置の概略図を示
す。
す。
１ 反応室 ２ 電極 ３ 基板 ４ 紫外光源室 ５ 紫外光透過光 ６ 紫外光源 ７ ガスノズル ８ 電極 ９ プラズマ処理用電源 １０ マッチングコイル １１ スイッチ １２ 接地
Claims (2)
- 【請求項１】 被形成面上に異方性プラズマＣＶＤ法に
より絶縁膜を形成し、前記絶縁膜を等方性プラズマエッ
チング法によりエッチングすることを特徴とする絶縁膜
の作製方法。 - 【請求項２】 被形成面上に異方性プラズマＣＶＤ法に
より絶縁膜を形成し、前記絶縁膜を等方性プラズマエッ
チング法によりエッチングすることを繰り返すことを特
徴とする絶縁膜の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000276582A JP3254207B2 (ja) | 2000-09-12 | 2000-09-12 | 絶縁膜の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000276582A JP3254207B2 (ja) | 2000-09-12 | 2000-09-12 | 絶縁膜の作製方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63127578A Division JP3134875B2 (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | プラズマ気相反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001127060A JP2001127060A (ja) | 2001-05-11 |
| JP3254207B2 true JP3254207B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=18762018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000276582A Expired - Fee Related JP3254207B2 (ja) | 2000-09-12 | 2000-09-12 | 絶縁膜の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3254207B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA110383C2 (en) * | 2011-06-08 | 2015-12-25 | Akzo Nobel Chemicals Int Bv | Deicing composition |
| JP6492286B2 (ja) * | 2015-09-25 | 2019-04-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 素子チップの製造方法 |
| JP6492288B2 (ja) * | 2015-10-01 | 2019-04-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 素子チップの製造方法 |
-
2000
- 2000-09-12 JP JP2000276582A patent/JP3254207B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001127060A (ja) | 2001-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3141827B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US7977245B2 (en) | Methods for etching a dielectric barrier layer with high selectivity | |
| EP0936282B1 (en) | Low-k fluorinated amorphous carbon dielectric and method of making the same | |
| TW529105B (en) | Etching method of organic based insulating film and dual damascene process | |
| JP2007165883A (ja) | 有機シリコン酸化膜及び多層レジスト構造を形成するための方法 | |
| JP3492634B2 (ja) | 半導体ウェーハ上のギャップの充填方法 | |
| JP4633348B2 (ja) | 積層構造体の形成方法及び絶縁膜の集積方法 | |
| US20040147115A1 (en) | Two-step formation of etch stop layer | |
| JPH0766186A (ja) | 誘電体の異方性堆積法 | |
| JP3254207B2 (ja) | 絶縁膜の作製方法 | |
| JP3134875B2 (ja) | プラズマ気相反応装置 | |
| JP2004031888A (ja) | フルオロカーボンフィルムの堆積方法 | |
| JP2683692B2 (ja) | プラズマ気相反応方法 | |
| TW202218036A (zh) | 用於沉積和蝕刻的半導體處理室 | |
| JP2002075988A (ja) | 真空紫外光ｃｖｄによる層間絶縁膜の製造方法 | |
| JP2684381B2 (ja) | プラズマ気相反応方法 | |
| TW494546B (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
| JP3129251B2 (ja) | コンタクトプラグ形成方法 | |
| US20080203056A1 (en) | Methods for etching high aspect ratio features | |
| JP3717073B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| TW424115B (en) | Method of producing silicon oxide layer | |
| JP3038473B2 (ja) | 絶縁膜形成方法 | |
| JP2000195946A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3167995B2 (ja) | 層間絶縁膜の作製方法 | |
| JPH0529229A (ja) | プラズマｃｖｄ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |