JP3497848B2 - Method and apparatus for forming antireflection film and antireflection film - Google Patents

Method and apparatus for forming antireflection film and antireflection film

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JP3497848B2 JP2001289558A JP2001289558A JP3497848B2 JP 3497848 B2 JP3497848 B2 JP 3497848B2 JP 2001289558 A JP2001289558 A JP 2001289558A JP 2001289558 A JP2001289558 A JP 2001289558A JP 3497848 B2 JP3497848 B2 JP 3497848B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、反射防止膜の形成
方法及び装置並びに反射防止膜に関し、詳しくは、基体
上に所望の屈折率及び消衰係数を有する反射防止膜を形
成する方法、及び、そのための装置、並びに、かかる反
射防止膜の形成方法によって有効に形成される反射防止
膜に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for forming an antireflection film and an antireflection film, and more specifically, a method for forming an antireflection film having a desired refractive index and extinction coefficient on a substrate, and The present invention relates to an apparatus therefor and an antireflection film effectively formed by such a method for forming an antireflection film.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置の微細化が加速されて
おり、金属配線等の線幅も極細化する傾向にある。これ
に伴い、半導体装置製造におけるフォトリソグラフィに
おいては、レジスト膜の下地に反射防止膜(ARC;An
ti-Reflective Coating)が多用される傾向にある。反
射防止膜は、主としてその上面からの反射光と下面から
の反射光との位相キャンセルにより反射防止機能を奏す
るものであるが、リソグラフィで使用される露光波長
と、反射防止膜の膜厚や光学特性との関係によっては、
位相差によって反射光を完全に消失させることが困難な
ことがあり、それを補うため、反射防止膜にはある程度
の吸光特性が要求される。
2. Description of the Related Art In recent years, the miniaturization of semiconductor devices has been accelerated, and the line width of metal wiring and the like tends to be extremely thin. Accordingly, in photolithography in the manufacture of semiconductor devices, an antireflection film (ARC; An
ti-Reflective Coating) is often used. The antireflection film has an antireflection function mainly by canceling the phase of the light reflected from the upper surface and the light reflected from the lower surface. However, the exposure wavelength used in lithography, the thickness of the antireflection film, and the optical Depending on the relationship with the characteristics,
It may be difficult to completely eliminate the reflected light due to the phase difference, and in order to compensate for it, the antireflection film is required to have some light absorption characteristics.

【0003】反射防止膜が呈するこの吸光特性は、一般
に消衰係数という指標で表され、リソグラフィにおける
要求性能を担保するためには、反射防止膜の膜厚、屈折
率、及び上記消衰係数という三種の物理量を管理・制御
する必要がある。このような反射防止膜としては、例え
ば、シリコン酸窒化膜(SiON膜)等の反射防止絶縁
膜(DARC;Dielectric Anti-Reflective Coating)
等が挙げられる。このDARCを形成する方法として
は、例えば、シリコン(Si)源としてのシラン系ガス
と、窒素及び酸素源としての一酸化二窒素(N2O)ガ
スとを含む成膜用ガスをSiウェハ等の基体上に供給し
つつ、Siウェハを加熱する熱CVD法、又はプラズマ
CVD法等が挙げられる。
This absorption characteristic exhibited by the antireflection film is generally represented by an index called an extinction coefficient. In order to ensure the required performance in lithography, the film thickness of the antireflection film, the refractive index, and the above extinction coefficient are used. It is necessary to manage and control the three physical quantities. As such an antireflection film, for example, an antireflection insulating film (DARC; Dielectric Anti-Reflective Coating) such as a silicon oxynitride film (SiON film).
Etc. As a method for forming this DARC, for example, a film forming gas containing a silane-based gas as a silicon (Si) source and a dinitrogen monoxide (N 2 O) gas as a nitrogen and oxygen source is used as a Si wafer or the like. Examples of the method include a thermal CVD method of heating a Si wafer while supplying the Si wafer on the substrate, a plasma CVD method, and the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、リソグラフ
ィにおいて反射防止膜に要求される上述の光学特性(屈
折率及び消衰係数)は、通常、反射防止膜の下地層(例
えばアルミニウム等の金属膜、ポリシリコン膜等)の光
学特性に合致するように決定される。これに対し、従来
のSiON膜等から成るDARCは、成膜ガスの混合
比、成膜圧力、成膜温度等の成膜条件を種々変化させて
も、屈折率と消衰係数とがある一定の相関関係を示すも
のとなる傾向にある。
By the way, the above-mentioned optical characteristics (refractive index and extinction coefficient) required for an antireflection film in lithography are usually the underlayer of the antireflection film (for example, a metal film such as aluminum, It is determined so as to match the optical characteristics of the polysilicon film). On the other hand, the conventional DARC including a SiON film has a constant refractive index and extinction coefficient even if various film forming conditions such as a film forming gas mixture ratio, a film forming pressure, and a film forming temperature are changed. Tends to show a correlation of

【0005】つまり、従来のDARCでは、屈折率と消
衰係数とを独立に変化させる(制御する)ことが極めて
困難であった。したがって、リソグラフィから要求され
る所望の屈折率及び消衰係数の両者を満足する反射防止
膜を形成することができず、場合によっては、レジスト
膜のパターニングにおいて所望の線幅を得難いおそれが
あった。
That is, in the conventional DARC, it is extremely difficult to change (control) the refractive index and the extinction coefficient independently. Therefore, it is not possible to form an antireflection film that satisfies both the desired refractive index and extinction coefficient required by lithography, and in some cases it may be difficult to obtain the desired line width in patterning the resist film. .

【0006】そこで、本発明は、このような事情に鑑み
てなされたものであり、所望の屈折率及び消衰係数を発
現する反射防止膜を実現できる反射防止膜の形成方法及
びそのための装置を提供することを目的とする。また、
本発明は、所望の屈折率及び消衰係数を発現する反射防
止膜を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and provides a method for forming an antireflection film and an apparatus therefor capable of realizing an antireflection film exhibiting a desired refractive index and extinction coefficient. The purpose is to provide. Also,
An object of the present invention is to provide an antireflection film that exhibits a desired refractive index and extinction coefficient.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による反射防止膜の形成方法は、基体上に、
所定の屈折率及び消衰係数を発現する反射防止膜を形成
する方法であって、基体上に成膜用原料ガスを供給し、
その基体上に被処理膜を形成する成膜工程と、被処理膜
が形成された基体上に、分子中に酸素原子を含む改質用
ガスを供給し、且つ、その基体の周囲にプラズマを形成
し、被処理膜を、その被処理膜と屈折率及び消衰係数が
異なる反射防止膜へと改質する改質工程と、成膜工程を
実施する前に予め取得した、成膜工程において成膜条件
を変化させたときに得られる被処理膜の屈折率と消衰係
数との相関関係と、反射防止膜に要求される所定の屈折
率及び消衰係数とに基づいて、成膜工程における成膜条
件及び改質工程におけるプラズマ処理条件を決定する条
件設定工程とを備える。なお、成膜工程において被処理
膜を形成する際に、プラズマCVD法等のようにプラズ
マを形成させてもよい。
In order to solve the above problems, the method for forming an antireflection film according to the present invention comprises:
A method for forming an antireflection film exhibiting a predetermined refractive index and extinction coefficient, which comprises supplying a film forming raw material gas onto a substrate,
A film forming step of forming a film to be processed on the substrate, a reforming gas containing oxygen atoms in the molecule is supplied to the substrate on which the film to be processed is formed, and plasma is generated around the substrate. In the film formation process, which is obtained before the film formation process, the modification process of forming the film to be processed into an antireflection film having a different refractive index and extinction coefficient from the film to be processed. Based on the correlation between the refractive index and extinction coefficient of the film to be processed obtained when the film forming conditions are changed, and the predetermined refractive index and extinction coefficient required for the antireflection film, the film forming step And a condition setting step for determining the plasma processing conditions in the reforming step. When forming the film to be processed in the film forming step, plasma may be formed as in the plasma CVD method.

【0008】このような構成を有する反射防止膜の形成
方法によれば、まず、成膜工程を実施し、例えばCVD
法によって被処理膜を形成する。この被処理膜は、従来
の成膜方法による反射防止膜に相当するものであり、該
成膜工程において成膜条件を変化させたときに得られる
被処理膜は、ある一定の相関関係を有する屈折率と消衰
係数とを有するものとなる。
According to the method of forming an antireflection film having such a structure, first, a film forming step is carried out, for example, CVD.
A film to be processed is formed by the method. The film to be processed corresponds to an antireflection film formed by a conventional film forming method, and the film to be processed obtained when the film forming conditions are changed in the film forming step has a certain correlation. It has a refractive index and an extinction coefficient.

【0009】例えば、図8は、後述する従来の成膜方法
による比較例1〜13で得た被処理膜(従来の反射防止
膜)の屈折率及び消衰係数の測定データを示すグラフで
あり、図中のラインLkは、これらのデータを線形最小
二乗近似して得たフィッティング直線を示す。なお、か
かる一定の相関関係は、屈折率を測定するためのプロー
ブ光の波長毎に特有の相関式で表される。このような関
係が成立する詳細な機構は未だ不明であるものの、反射
防止膜の組成にある程度支配されるのではないかと推定
される。但し、作用はこれに限定されない。
For example, FIG. 8 is a graph showing measured data of the refractive index and extinction coefficient of the films to be treated (conventional antireflection films) obtained in Comparative Examples 1 to 13 by the conventional film forming method described later. A line Lk in the figure shows a fitting straight line obtained by linearly least-squares approximation of these data. The constant correlation is expressed by a correlation equation specific to each wavelength of probe light for measuring the refractive index. Although the detailed mechanism by which such a relationship is established is still unknown, it is presumed that the composition of the antireflection film may be governed to some extent. However, the operation is not limited to this.

【0010】次いで、改質工程を実施し、被処理膜が形
成された基体上に改質用ガスを供給し、且つ、その基体
の周囲にプラズマを形成する。プラズマの形成には、例
えば放電等を利用することができ、これにより、改質用
ガスが活性化、解離、又は電離されてプラズマ中に改質
用ガス由来のイオンやラジカル等の活性種が生成され、
基体上の被処理膜がこれらの活性種に曝される。活性種
のうち酸素原子を含むものは、酸化因子として被処理膜
を酸化し、酸化態へと改質又は酸化状態が進行した反射
防止膜が得られる。
Next, a reforming step is carried out, a reforming gas is supplied onto the substrate on which the film to be treated is formed, and plasma is formed around the substrate. For example, electric discharge can be used to form plasma, whereby the reforming gas is activated, dissociated, or ionized to generate active species such as ions and radicals derived from the reforming gas in the plasma. Is generated,
The treated film on the substrate is exposed to these active species. Among the active species, those containing oxygen atoms oxidize the film to be treated as an oxidizing factor to obtain an antireflection film in which the modified or oxidized state has progressed to the oxidized state.

【0011】本発明者は、成膜工程において被処理膜と
してSiON膜を成膜し、改質工程において反射防止膜
として該SiON膜を更に酸化・改質させたものの屈折
率及び消衰係数を測定した結果、反射防止膜の屈折率及
び消衰係数は、従来の反射防止膜に相当する被処理膜の
屈折率及び消衰係数に認められる一定の相関関係(図8
中のラインLk参照)から有意に異なることが確認され
た。これは、被処理膜の少なくとも一部がプラズマ処理
によって酸化・改質され、その改質部の組成、緻密度、
結晶質/非結晶質の状態等が、被処理膜のそれと異なる
ことによると考えられる。
The inventor of the present invention formed a SiON film as a film to be processed in the film forming step and further oxidized and modified the SiON film as an antireflection film in the modification step to obtain the refractive index and the extinction coefficient. As a result of the measurement, the refractive index and the extinction coefficient of the antireflection film have a certain correlation with the refractive index and the extinction coefficient of the processed film corresponding to the conventional antireflection film (see FIG. 8).
It was confirmed that it was significantly different from the line Lk (see the inside). This is because at least a part of the film to be processed is oxidized and modified by plasma processing, and the composition, density, and
It is considered that the crystalline / amorphous state is different from that of the film to be processed.

【0012】ここで、本発明においては、成膜工程を実
施する前に条件設定工程の一部又は全部を実施して成膜
工程における成膜条件を決定し、及び、改質工程を実施
する前に条件設定工程の他部を実施してプラズマ処理条
件を決定する。すなわち、上述した被処理膜の屈折率と
消衰係数とが奏する一定の相関関係と、最終的に形成さ
れる反射防止膜に要求される所定の屈折率及び消衰係数
とに基づいて、これらの成膜条件及びプラズマ処理条件
を決定する。
Here, in the present invention, a part or all of the condition setting step is carried out before the film forming step is carried out to determine the film forming condition in the film forming step, and the modifying step is carried out. Before, the other part of the condition setting step is performed to determine the plasma processing conditions. That is, based on the constant correlation between the refractive index and the extinction coefficient of the film to be processed, and the predetermined refractive index and extinction coefficient required for the finally formed antireflection film, Film forming conditions and plasma processing conditions are determined.

【0013】具体的には、被処理膜の成膜条件、例え
ば、成膜用原料ガスの供給流量、基体の周囲の全圧力、
ガス分圧、基板温度、その他幾何学的なパラメータ、等
を変化させると、被処理膜の屈折率及び消衰係数の値
が、上記一定の相関関係を満たす範囲内で変動し得る。
また、被処理膜に対するプラズマ処理条件、例えば、グ
ロー放電を生起するのに高周波電力を用いる場合の高周
波出力、周波数、プラズマの形成時間、等を変化させる
と、処理対象の被処理膜が元来発現する屈折率及び消衰
係数からのそれらの変化率(変化割合)が変動し得る。
Specifically, the film forming conditions of the film to be processed, for example, the supply flow rate of the film forming source gas, the total pressure around the substrate,
When the gas partial pressure, the substrate temperature, other geometrical parameters, etc. are changed, the values of the refractive index and the extinction coefficient of the film to be processed can be varied within the range satisfying the above-mentioned certain correlation.
Further, when the plasma processing conditions for the film to be processed, for example, the high frequency output when high frequency power is used to generate glow discharge, the frequency, the plasma formation time, etc. are changed, the film to be processed is originally processed. The refractive index that develops and their rate of change (rate of change) from the extinction coefficient can vary.

【0014】よって、既知の成膜条件及びプラズマ処理
条件に対し、被処理膜の屈折率及び消衰係数とその変分
との関係を予め取得しておけば、反射防止膜に要求され
る任意の屈折率及び消衰係数を得るために成膜工程及び
改質工程に適用すべき成膜条件及びプラズマ処理条件を
確実且つ簡便に設定できる。
Therefore, if the relationship between the refractive index and the extinction coefficient of the film to be processed and the variation thereof is acquired in advance under known film forming conditions and plasma processing conditions, any desired antireflection film can be obtained. The film forming conditions and the plasma processing conditions to be applied to the film forming process and the modifying process to obtain the refractive index and the extinction coefficient can be reliably and easily set.

【0015】また、条件設定工程においては、成膜工程
において任意の成膜条件で得られる被処理膜に対して改
質工程を実施することにより得られ且つ反射防止膜に要
求される屈折率と略同等の屈折率を有する仮想的な膜の
消衰係数と、その反射防止膜に要求される消衰係数との
差分に基づいて、反射防止膜を得るための被処理膜を形
成する成膜条件を決定すると好ましい。
In the condition setting step, the refractive index required for the antireflection film is obtained by performing the modifying step on the film to be processed obtained under arbitrary film forming conditions in the film forming step. Film formation for forming a film to be processed for obtaining an antireflection film based on the difference between the extinction coefficient of a virtual film having a substantially equal refractive index and the extinction coefficient required for the antireflection film It is preferable to determine the conditions.

【0016】本発明者の知見によれば、図8に示すライ
ンLk上の屈折率及び消衰係数を有する被処理膜に改質
工程を施すと、それにより得られる反射防止膜の屈折率
及び消衰係数は、被処理膜に比して共に減少する傾向に
ある。この際、ラインLk上の屈折率及び消衰係数の組
み合わせが異なる被処理膜に同等のプラズマ処理条件を
施すと、得られる種々の反射防止膜が発現する屈折率及
び消衰係数は、ラインLkと平行な相関関係を示さず、
プラズマ処理条件によっては、屈折率が略一定でありな
がら消衰係数のみが異なる関係を示すことが確認され
た。
According to the knowledge of the inventor of the present invention, when the film to be processed having the refractive index and the extinction coefficient on the line Lk shown in FIG. The extinction coefficient tends to decrease with respect to the film to be treated. At this time, when the same plasma processing condition is applied to the films to be processed having different combinations of the refractive index and the extinction coefficient on the line Lk, the refractive index and the extinction coefficient which are obtained by the various antireflection films are obtained by the line Lk. Does not show a parallel correlation with
It was confirmed that, depending on the plasma treatment conditions, the extinction coefficient is different while the refractive index is substantially constant.

【0017】よって、まず、ある任意の成膜条件によっ
て得られる被処理膜を標準又は基準とし、要求される反
射防止膜の屈折率と略同じ屈折率を示す反射防止膜が得
られるようなプラズマ処理条件にて、その標準となる被
処理膜に改質工程を施して上記の‘仮想的な膜’を得た
と仮定する。このプラズマ処理条件は、上述したよう
に、種々の且つ既知の成膜条件及びプラズマ処理条件
と、それらによって得られる被処理膜及び反射防止膜の
種々の屈折率及び消衰係数との関係を予め取得しておく
ことにより簡易に設定できる。そして、その仮想的な膜
の消衰係数と要求される反射防止膜の消衰係数との差分
を求めれば、先の標準的な(任意の)成膜条件を如何に
変化させれば要求される反射防止膜を得るための被処理
膜を形成し得るかが決定できる。
Therefore, first, plasma is used to obtain an antireflection film having a refractive index substantially the same as the required refractive index of the antireflection film, with the film to be processed obtained under certain arbitrary film forming conditions as a standard or reference. It is assumed that the standard film to be processed is subjected to a modification process under the processing conditions to obtain the above'virtual film '. As described above, the plasma processing conditions have various relationships between various known film forming conditions and plasma processing conditions, and various refractive indices and extinction coefficients of the film to be processed and the antireflection film obtained by them. It can be easily set by acquiring it. Then, if the difference between the virtual film extinction coefficient and the required anti-reflection film extinction coefficient is obtained, the required standard (arbitrary) film formation conditions can be changed. It is possible to determine whether a film to be processed can be formed to obtain the antireflection film.

【0018】換言すれば、本発明による反射防止膜の形
成方法は、基体上に成膜用原料ガスを供給し、その基体
上に被処理膜を形成する成膜工程と、被処理膜が形成さ
れた基体上に、分子中に酸素原子を含む改質用ガスを供
給してプラズマ処理することにより、被処理膜を、その
被処理膜と屈折率及び消衰係数が異なる反射防止膜へと
改質する改質工程とを備えており、反射防止膜の屈折率
を略一定に維持しつつその反射防止膜の消衰係数が変化
するように、成膜工程における被処理膜の成膜条件、及
び、改質工程におけるプラズマ処理条件を調整すること
を特徴とする方法である。
In other words, the method for forming an antireflection film according to the present invention comprises a film forming step of forming a film to be processed on the substrate by supplying a film forming raw material gas onto the substrate. By supplying a modifying gas containing oxygen atoms in the molecule to the treated substrate and performing plasma treatment, the film to be treated is changed into an antireflection film having a refractive index and an extinction coefficient different from those of the film to be treated. And a film forming condition of the film to be processed in the film forming process so that the extinction coefficient of the antireflection film changes while maintaining the refractive index of the antireflection film substantially constant. And adjusting the plasma processing conditions in the reforming step.

【0019】或いは、基体上に成膜用原料ガスを供給
し、その基体上に、屈折率と消衰係数とが一定の相関関
係を有する被処理膜を形成する成膜工程と、被処理膜が
形成された基体上に、分子中に酸素原子を含む改質用ガ
スを供給しつつ、その基体の周囲にプラズマを形成し、
被処理膜を、一定の相関関係から外れた屈折率及び消衰
係数を有する反射防止膜へと改質する改質工程とを備え
ており、一定の相関関係(例えば、図8に示すラインL
kで示されるような関係)と、反射防止膜に必要とされ
る屈折率及び消衰係数との差異に応じて、成膜工程にお
ける被処理膜の成膜条件、及び、改質工程におけるプラ
ズマ処理条件を決定することを特徴とする法方である。
Alternatively, a film forming step of supplying a film forming raw material gas onto a substrate and forming a film to be processed having a constant correlation between a refractive index and an extinction coefficient on the substrate, and a film to be processed. While supplying a reforming gas containing oxygen atoms in the molecule on the substrate on which the plasma is formed, plasma is formed around the substrate,
A modification step of modifying the film to be processed into an antireflection film having a refractive index and an extinction coefficient deviating from a certain correlation is provided, and a certain correlation (for example, line L shown in FIG. 8).
k)) and the refractive index and extinction coefficient required for the antireflection film, the film forming conditions of the film to be processed in the film forming process, and the plasma in the modifying process. This method is characterized by determining processing conditions.

【0020】更に具体的には、成膜工程において成膜用
原料ガスとして複数種類のガスを用いるときに、成膜工
程における成膜条件としてそれらの複数種類のガスの供
給流量比を決定し、改質工程におけるプラズマ処理条件
としてプラズマの形成時間を決定すると好適である。
More specifically, when a plurality of kinds of gases are used as the film forming source gas in the film forming step, the supply flow rate ratio of the plurality of kinds of gases is determined as the film forming condition in the film forming step, It is preferable to determine the plasma formation time as the plasma processing condition in the reforming process.

【0021】先述した成膜条件のなかでも、成膜用原料
ガスが複数種類のガスの混合ガスから成る場合に、各ガ
スの供給流量比(混合比、各ガス分圧)を変化させる
と、屈折率及び消衰係数が鋭敏に増減する。これは、形
成される被処理膜の組成が、屈折率の有意な変化を引き
起こす程度に変化することによると推定される。例え
ば、SiON膜を成膜する際にSiH4ガスとN2Oガス
とから成膜用原料ガスが構成される場合、SiH4ガス
流量を変化させることにより、両ガスの供給流量比を変
えることができる。
Among the film forming conditions described above, when the film forming raw material gas is composed of a mixed gas of a plurality of kinds of gases, when the supply flow rate ratio of each gas (mixing ratio, each gas partial pressure) is changed, The refractive index and extinction coefficient sharply increase and decrease. It is presumed that this is because the composition of the film to be formed changes to such an extent that it causes a significant change in the refractive index. For example, when the film forming raw material gas is composed of SiH 4 gas and N 2 O gas when forming the SiON film, the supply flow rate ratio of both gases can be changed by changing the SiH 4 gas flow rate. You can

【0022】また、プラズマ処理条件のなかでも、プラ
ズマ形成時間を変化させることにより、被処理膜の屈折
率及び消衰係数と、得られる反射防止膜のそれらとの差
異を有意に制御し易い傾向にある。これは、プラズマ形
成時間により、被処理膜が活性種に曝される時間が異な
り、よって、酸化・改質される被処理膜の厚さや容積が
変化して反射防止膜全体の屈折率及び消衰係数が適度に
且つ有意に変動するためと考えられる。
Further, among the plasma processing conditions, it is easy to significantly control the difference between the refractive index and extinction coefficient of the film to be processed and those of the obtained antireflection film by changing the plasma formation time. It is in. This is because the time during which the film to be processed is exposed to the active species varies depending on the plasma formation time, and thus the thickness and volume of the film to be processed to be oxidized / modified changes to change the refractive index and quenching of the entire antireflection film. It is considered that the extinction coefficient fluctuates moderately and significantly.

【0023】さらに、プラズマを、例えば電極への高周
波電力の印加によって形成する場合には、その高周波電
力の周波数を適宜選択することによっても、反射防止膜
の屈折率及び消衰係数を調整し得る。その周波数は特に
限定されるものでないが、好ましくは1〜50MHzで
あると好適である。またさらに、高周波電力の出力が一
定であれば、その周波数が高いほど、活性種密度は大き
くなり、逆に、活性種エネルギーは小さくなる傾向にあ
る。このように活性種の密度又はエネルギーが変化する
と、被処理膜の酸化・改質の程度、例えば、酸化・改質
される深さ(膜厚)が変化し得ると想定され、この場合
にも、得られる反射防止膜全体の屈折率及び消衰係数が
適度に且つ有意に変動することによると推定される。
Further, when plasma is formed by applying high frequency power to the electrodes, the refractive index and extinction coefficient of the antireflection film can be adjusted by appropriately selecting the frequency of the high frequency power. . The frequency is not particularly limited, but preferably 1 to 50 MHz. Furthermore, if the output of the high frequency power is constant, the higher the frequency is, the higher the active species density is, and conversely, the active species energy tends to be smaller. When the density or energy of the active species changes in this way, it is assumed that the degree of oxidation / modification of the film to be processed, for example, the depth (film thickness) of oxidation / modification may change. It is estimated that the refractive index and the extinction coefficient of the obtained antireflection film fluctuate appropriately and significantly.

【0024】さらに、成膜工程においては、成膜用原料
ガスとしてシラン系ガス、分子内に窒素原子を含むガ
ス、及び、分子内に酸素原子を含むガスを基体上に供給
し、反射防止膜としてシリコン酸窒化膜(SiON膜)
を形成し、改質工程においては、改質用ガスとして酸化
窒素系ガスを基体上に供給すると有用である。
Further, in the film forming step, a silane-based gas as a film forming source gas, a gas containing nitrogen atoms in the molecule, and a gas containing oxygen atoms in the molecule are supplied onto the substrate to form an antireflection film. As a silicon oxynitride film (SiON film)
In the reforming step, it is useful to supply a nitric oxide-based gas as a reforming gas onto the substrate.

【0025】ここで、シラン系ガスとしては、未置換の
モノシラン若しくは高次シラン、又は、分子中の少なく
とも一つの水素原子が有機官能基若しくは有機未官能基
で置換されたモノシラン若しくは高次シラン(有機シラ
ン系ガス)を示し、置換基としては、特に限定されず、
例えば、アルキル基、アルキニル基、アルケニル基、ア
ルコキシル基(アルコキシ基)、芳香環を有する基(ア
リール基、アラルキル基、アルキルアリール基等)等が
挙げられる。
Here, as the silane-based gas, unsubstituted monosilane or higher order silane, or monosilane or higher order silane in which at least one hydrogen atom in the molecule is replaced with an organic functional group or an organic non-functional group ( Organosilane gas), and the substituent is not particularly limited,
Examples thereof include an alkyl group, an alkynyl group, an alkenyl group, an alkoxyl group (alkoxy group), and a group having an aromatic ring (aryl group, aralkyl group, alkylaryl group, etc.) and the like.

【0026】被処理膜として、酸素原子を含まない膜を
形成する場合には、分子中に酸素原子を含まないシラン
系ガスが有用であり、工業上の利用性及び取扱性に優れ
る観点からモノシランガス及びジシランガスを用いると
特に好ましい。他方、被処理膜として、酸化膜を得る場
合には、アルコキシル基等の酸素を含む基を有する有機
シラン系ガスつまり有機オキシシラン系ガスを用いても
構わない。特に有用な有機オキシシランとしては、TE
OS(テトラエチルオルソシリケート)、エチルトリエ
トキシシラン等のエトキシシラン類が挙げられる。ま
た、これらのガスは、単独で或いは二種以上混合してシ
ラン系ガスとして用いることができる。
When forming a film containing no oxygen atoms as a film to be treated, a silane-based gas containing no oxygen atoms in the molecule is useful, and monosilane gas is used from the viewpoint of industrial applicability and handleability. And disilane gas are particularly preferable. On the other hand, when an oxide film is obtained as the film to be processed, an organic silane-based gas having an oxygen-containing group such as an alkoxyl group, that is, an organic oxysilane-based gas may be used. A particularly useful organooxysilane is TE
Ethoxysilanes such as OS (tetraethyl orthosilicate) and ethyltriethoxysilane can be mentioned. In addition, these gases can be used alone or in combination of two or more as a silane-based gas.

【0027】また、分子中に窒素原子を含むガスとして
は、後述する酸化窒素系ガス、窒素(N2)ガス、アン
モニア(NH3)ガス等が挙げられ、分子中に酸素原子
を含むガスとしては、同じく酸化窒素系ガス、酸素(O
2)ガス、オゾン(3)ガス等が挙げられる。
Examples of the gas containing nitrogen atoms in the molecule include nitric oxide gas, nitrogen (N 2 ) gas, ammonia (NH 3 ) gas, etc., which will be described later. As the gas containing oxygen atoms in the molecule, Is also a nitric oxide-based gas, oxygen (O
2 ) Gas and ozone ( 3 ) gas.

【0028】さらに、酸化窒素系ガスとしては、酸化二
窒素(N2O)、一酸化窒素(NO)、三酸化二窒素
(N23)、二酸化窒素(N2O)、五酸化二窒素(N2
5)、及び、三酸化窒素(NO3)のうちの少なくとも
一つを含有して成るガスが挙げられ、工業上の利用性、
安定性、取扱性に優れる観点から、N2Oガスを用いる
と好適である。このように改質用ガスとして酸化窒素系
ガスを用いると、成膜用原料ガスとして分子中に酸素原
子を含まないシラン系ガスを用いた場合、成膜工程終了
後に基体の周囲に残存する成膜用原料ガスと改質用ガス
との反応が生じ難いので、成膜工程の直後に引き続いて
改質工程を実施できる利点がある。
Further, as the nitric oxide type gas, dinitrogen oxide (N 2 O), nitric oxide (NO), dinitrogen trioxide (N 2 O 3 ), nitrogen dioxide (N 2 O), dipentapentoxide. Nitrogen (N 2
O 5 ), and a gas containing at least one of nitric oxide (NO 3 ), industrial utility,
From the viewpoint of excellent stability and handleability, N 2 O gas is preferably used. When a nitric oxide-based gas is used as the reforming gas in this way, when a silane-based gas that does not contain oxygen atoms in its molecule is used as the film-forming raw material gas, the gas that remains around the substrate after the film-forming process is completed. Since the reaction between the film forming material gas and the reforming gas is unlikely to occur, there is an advantage that the reforming step can be carried out immediately after the film forming step.

【0029】また、本発明による反射防止膜の形成装置
は、本発明の反射防止膜の形成方法を有効に実施するた
めのものであり、基体上に、所定の屈折率及び消衰係数
を発現する反射防止膜が形成される装置であって、
(A)基体が収容される成膜用チャンバと、成膜用チャ
ンバに接続され且つ成膜用原料ガスを成膜用チャンバ内
に供給する成膜用原料ガス供給部とを有しており、基体
上に被処理膜が形成される成膜部と、(B)被処理膜が
形成された基体が収容される改質用チャンバと、改質用
チャンバに接続され且つ分子中に酸素原子を含む改質用
ガスを改質用チャンバ内に供給する改質用ガス供給部
と、改質用チャンバ内に設置された電極と、電極に接続
された高周波電源とを有しており、高周波電源から出力
される高周波電力が電極に印加されることにより、改質
用チャンバ内にプラズマが形成され、被処理膜が、該被
処理膜と屈折率及び消衰係数が異なる反射防止膜へと改
質される改質部と、(C)成膜部において被処理膜に対
して成膜条件を変化させたときに得られる被処理膜の屈
折率と消衰係数との相関関係と、反射防止膜の屈折率及
び消衰係数とに基づいて、成膜部における成膜条件、及
び、改質部におけるプラズマ処理条件を調整する制御部
とを備える。
The antireflection film forming apparatus according to the present invention is for effectively carrying out the method for forming an antireflection film of the present invention, and exhibits a predetermined refractive index and extinction coefficient on a substrate. A device in which an antireflection film for
(A) a film-forming chamber that accommodates a substrate, and a film-forming source gas supply unit that is connected to the film-forming chamber and supplies a film-forming source gas into the film-forming chamber. A film forming part on which a film to be processed is formed on a substrate, (B) a reforming chamber containing the substrate on which the film to be processed is formed, and an oxygen atom in a molecule connected to the reforming chamber. A reforming gas supply unit that supplies the reforming gas containing the reforming gas into the reforming chamber, an electrode installed in the reforming chamber, and a high-frequency power source connected to the electrode. By applying high-frequency power output from the electrodes to the electrodes, plasma is formed in the reforming chamber, and the film to be processed is changed to an antireflection film having a refractive index and extinction coefficient different from those of the film to be processed. Change the film forming conditions for the film to be processed in the reforming part to be improved and (C) film forming part Based on the correlation between the refractive index and the extinction coefficient of the film to be processed obtained when the film is formed, and the refractive index and the extinction coefficient of the antireflection film, the film forming conditions in the film forming section and the modifying section And a control unit that adjusts the plasma processing condition.

【0030】さらに、成膜用原料ガス供給部が、成膜用
ガスとしてシラン系ガス、分子内に窒素原子を含むガ
ス、及び、分子内に酸素原子を含むガスを成膜用チャン
バ内へ供給するものであり、改質用ガス供給部が、改質
用ガスとして酸化窒素系ガスを改質用チャンバ内へ供給
するものであると有用である。
Further, the film-forming source gas supply unit supplies a silane-based gas as a film-forming gas, a gas containing a nitrogen atom in the molecule, and a gas containing an oxygen atom in the molecule into the film-forming chamber. Therefore, it is useful that the reforming gas supply unit supplies the nitric oxide-based gas as the reforming gas into the reforming chamber.

【0031】また、本発明による反射防止膜は、本発明
による反射防止膜の形成方法によって有効に形成される
ものであり、且つ、下記式(1); k>1.690×n−3.046 …(1)、 で表される関係を満たすシリコン酸窒化膜(SiON
膜)から成ることを特徴とする。式中、kは膜厚が30
nmにおける当該反射防止膜の消衰係数を示し、nは膜
厚が30nmにおける当該反射防止膜の屈折率を示す。
なお、ここでの屈折率n及び消衰係数kは、n&k社製
のn&k Analyzer1200及び1500を用
い、プローブ光波長を248nm(Deep−UV線)
としたときに測定される値を示す。なお、他の測定器を
用いた場合には、上記n&k Analyzerの測定
値へ規格化するといった手法を採ることができる。他の
測定器としては、例えば、KLA Tencor社製の
UV1280SE等が挙げられる。
The antireflection film according to the present invention is effectively formed by the method for forming an antireflection film according to the present invention, and has the following formula (1); k> 1.690 × n-3. 046 (1), a silicon oxynitride film (SiON) satisfying the relationship expressed by
Membrane). In the formula, k has a film thickness of 30
shows the extinction coefficient of the antireflection film in nm, and n shows the refractive index of the antireflection film in the thickness of 30 nm.
The refractive index n and the extinction coefficient k used here are n & k Analyzer 1200 and 1500 manufactured by n & k, and the probe light wavelength is 248 nm (Deep-UV ray).
Indicates the value measured when. In addition, when another measuring device is used, a method of normalizing to the measured value of the n & k Analyzer can be adopted. Examples of other measuring instruments include UV1280SE manufactured by KLA Tencor.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付
し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置
関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づ
くものとする。また、図面の寸法比率は、図示の比率に
限られるものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below. The same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. Further, the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. The dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.

【0033】図1は、本発明による反射防止膜の形成装
置の好適な一実施形態を模式的に示す水平断面図であ
る。処理装置1は、断面が略方形状を成すメインフレー
ムを有するトランスファーチャンバ2の三方の側壁に、
SiウェハW(基体)が二枚同時に収容されるツインチ
ャンバ3が結合され、残る一方の側壁に、ロードロック
チャンバ6a,6bが内部に設けられたロードロック部
6が結合されたものである。トランスファーチャンバ2
内には、伸縮可能な二つのアーム部21を有するウェハ
搬送ロボット23が設置されており、それらのアーム部
21の先端部にSiウェハWが載置されて保持されるよ
うになっている。また、各ツインチャンバ3は、Siウ
ェハWが載置されるサセプタ5を二基づつ有している。
FIG. 1 is a horizontal sectional view schematically showing a preferred embodiment of an apparatus for forming an antireflection film according to the present invention. The processing apparatus 1 has three side walls of a transfer chamber 2 having a main frame having a substantially rectangular cross section.
A twin chamber 3 in which two Si wafers W (substrates) are accommodated at the same time is combined, and a load lock chamber 6 in which load lock chambers 6a and 6b are provided is connected to the remaining side wall. Transfer chamber 2
A wafer transfer robot 23 having two extendable and retractable arm portions 21 is installed therein, and the Si wafer W is placed and held at the tip end portions of these arm portions 21. Further, each twin chamber 3 has two susceptors 5 on which the Si wafer W is placed.

【0034】図2は、図1に示す処理装置1の要部を示
す断面図(一部構成図)であり、断面図の部分は図1に
おけるII−II線断面を示すものである。同図におい
て、ツインチャンバ3は、チャンバ筐体11にチャンバ
4(成膜用チャンバと改質用チャンバとを兼ねる)が二
基並設されたものである。各チャンバ4は、Siウェハ
Wが載置される上述のサセプタ5をそれぞれ有してお
り、各サセプタ5の上方には、中空の円盤状を成すシャ
ワーヘッド部40がそれぞれ設けられている。
FIG. 2 is a sectional view (partial configuration diagram) showing an essential part of the processing apparatus 1 shown in FIG. 1, and the portion of the sectional view shows a section taken along the line II-II in FIG. In the figure, the twin chamber 3 is formed by arranging two chambers 4 (which also serve as a film forming chamber and a reforming chamber) side by side in a chamber housing 11. Each chamber 4 has the above-mentioned susceptor 5 on which the Si wafer W is placed, and above each susceptor 5, a shower head portion 40 having a hollow disk shape is provided.

【0035】また、サセプタ5は、Oリング、メタルシ
ール等により、チャンバ4に気密に設けられると共に、
図示しない可動機構により上下駆動可能に設けられてい
る。この可動機構により、SiウェハWとシャワーヘッ
ド部40との間隔が調整されるようになっている。さら
に、サセプタ5にはヒーター51が内設されており、こ
れによりSiウェハWが所望の所定温度に加熱される。
またさらに、サセプタ5は所定の電位へ接地されてい
る。
The susceptor 5 is airtightly provided in the chamber 4 by an O-ring, a metal seal, etc.
It is provided so as to be vertically movable by a movable mechanism (not shown). With this movable mechanism, the distance between the Si wafer W and the shower head portion 40 is adjusted. Further, the susceptor 5 is internally provided with a heater 51, which heats the Si wafer W to a desired predetermined temperature.
Furthermore, the susceptor 5 is grounded to a predetermined potential.

【0036】一方、シャワーヘッド部40は、二基のチ
ャンバ4に対して共通に設けられ且つ各チャンバ4に対
してガス供給口9が設けられたベースプレートを上壁と
する胴部41と、複数の貫通孔が穿設された多孔板状を
成すブロッカープレート43及び同フェイスプレート4
5とを有するものである。胴部41は、ガス供給口9と
連通する略円柱状の内部空間を形成する凹部を有してお
り、この凹部の下端側内周部にフェイスプレート45の
周縁部が結合されている。このフェイスプレート45の
上方には、ブロッカープレート43がフェイスプレート
45と略平行に設置されており、胴部41の上壁とブロ
ッカープレート43との間、及び、ブロッカープレート
43とフェイスプレート45との間に、ガス供給口9と
連通する空間が画成されている。
On the other hand, the shower head portion 40 includes a body portion 41 having a base plate as an upper wall, which is provided in common to the two chambers 4 and has a gas supply port 9 provided for each chamber 4, and a plurality of shower head portions 40. Blocker plate 43 and face plate 4 in the form of a perforated plate having through holes
5 and. The body portion 41 has a concave portion that forms a substantially cylindrical internal space that communicates with the gas supply port 9, and the peripheral edge portion of the face plate 45 is coupled to the inner peripheral portion on the lower end side of the concave portion. A blocker plate 43 is installed above the face plate 45 substantially in parallel with the face plate 45. The blocker plate 43 is provided between the upper wall of the body 41 and the blocker plate 43, and between the blocker plate 43 and the face plate 45. A space communicating with the gas supply port 9 is defined therebetween.

【0037】さらに、各チャンバ4のシャワーヘッド部
40には、インピーダンスの整合をとるためのインピー
ダンス整合器60を介して、サセプタ5と同電位に接地
された高周波電源Rが接続されている。高周波電源Rと
しては、周波数固定型のものでもよいし、例えば周波数
インバータを備える周波数可変型のものでもよい。
Further, a high frequency power source R grounded to the same potential as the susceptor 5 is connected to the shower head portion 40 of each chamber 4 via an impedance matching device 60 for matching impedance. The high frequency power supply R may be a fixed frequency type or a frequency variable type equipped with a frequency inverter, for example.

【0038】またさらに、各チャンバ4の下部には、開
口部7が設けられており、これらには、各チャンバ4の
内部を減圧し、後述するガス供給部30から各ガスの供
給流量に応じて各チャンバ4内の圧力を一定の圧力に維
持可能な真空ポンプを有する排気系70がバルブ系Vを
介して接続されている。
Furthermore, an opening 7 is provided in the lower portion of each chamber 4, and the inside of each chamber 4 is depressurized and the gas is supplied from a gas supply unit 30 to be described later according to the supply flow rate of each gas. An exhaust system 70 having a vacuum pump capable of maintaining the pressure inside each chamber 4 at a constant pressure is connected via a valve system V.

【0039】このバルブ系としては、例えば、上流側
(ツインチャンバ3側)に配置された二枚ブレード式の
ターボスロットルバルブと、下流側(排気系70側)に
配置されたアイソレーションバルブとから構成すること
ができ、さらに、ゲートバルブを付加してもよい。ま
た、排気系70に用いる真空ポンプの種類は特に限定さ
れず、例えば、ドライポンプ付きターボ分子ポンプ等を
例示できる。
The valve system includes, for example, a two-blade type turbo throttle valve arranged on the upstream side (twin chamber 3 side) and an isolation valve arranged on the downstream side (exhaust system 70 side). It can be configured, and a gate valve may be added. The type of vacuum pump used for the exhaust system 70 is not particularly limited, and examples thereof include a turbo molecular pump with a dry pump and the like.

【0040】また、ツインチャンバ3には、モノシラン
(SiH4)ガス供給源31(成膜用原料ガス供給
部)、酸化二窒素(N2O)ガス供給源32(成膜用原
料ガス供給部と改質用ガス供給部とを兼ねる)、ヘリウ
ム(He)ガス供給源33、及び、窒素(N2)ガス供
給源34を有するガス供給部30が接続されている。こ
れらのガス供給源31〜34は、各ガスの供給流量を制
御するMFC(質量流量コントローラ)31a,32
a,33a,34aが設けられた配管10を介して、各
シャワーヘッド部40のガス供給口9に接続されてい
る。
In the twin chamber 3, a monosilane (SiH 4 ) gas supply source 31 (film forming raw material gas supply section), a dinitrogen oxide (N 2 O) gas supply source 32 (film forming raw material gas supply section) And a helium (He) gas supply source 33, and a nitrogen (N 2 ) gas supply source 34 are also connected. These gas supply sources 31 to 34 are MFCs (mass flow rate controllers) 31a and 32 for controlling the supply flow rates of the respective gases.
It is connected to the gas supply port 9 of each shower head portion 40 via a pipe 10 provided with a, 33a and 34a.

【0041】これらにより、成膜用原料ガスとしてのS
iH4ガス及びN2Oガス、改質用ガスとしてのN2Oガ
ス、キャリアガス又は希釈ガスとしてのHeガス、並び
に、必要に応じてパージガスとしてのN2ガスが、各チ
ャンバ4のシャワーヘッド部40内に導入され、それぞ
れのブロッカープレート43及びフェイスプレート45
を介して各チャンバ4内に供給される。このように、各
チャンバ4及びガス供給部30から成膜部が構成されて
いる。また、各チャンバ4、ガス供給部30、各高周波
電源R及び各インピーダンス整合器60から改質部が構
成されている。
With these, S as a raw material gas for film formation
iH 4 gas and N 2 O gas, the N 2 O gas as a gas reforming, He gas as a carrier gas or diluent gas, as well as the N 2 gas as a purge gas as required, a shower head of each chamber 4 The blocker plate 43 and the face plate 45 are introduced into the section 40.
Is supplied to each chamber 4 via. In this way, the film forming unit is constituted by each chamber 4 and the gas supply unit 30. Further, the reforming unit is configured by the chambers 4, the gas supply unit 30, the high frequency power sources R, and the impedance matching units 60.

【0042】また、配管10には、遠隔プラズマ(リモ
ートプラズマ)処理を採用したクリーニング系8が接続
されている。このクリーニング系8は、配管10側に配
置されたリアクターキャビティ81と、これにMFC8
2aを介して接続された、例えばNF3ガス等のフッ素
原子を含有するガスの供給源82を有している。リアク
ターキャビティ81には、プラズマを生成するためのマ
イクロ波ジェネレータ(図示せず)が装備されており、
ガス供給源82から供給されたクリーニングガスとして
のNF3ガスが解離して活性種が生じ、条件にもよるが
主として中性活性種がチャンバ4内に供給されるように
なっている。
The pipe 10 is connected to a cleaning system 8 which employs remote plasma processing. The cleaning system 8 includes a reactor cavity 81 arranged on the pipe 10 side and an MFC 8
It has a supply source 82 of a gas containing fluorine atoms, such as NF 3 gas, connected through 2a. The reactor cavity 81 is equipped with a microwave generator (not shown) for generating plasma,
The NF 3 gas as the cleaning gas supplied from the gas supply source 82 is dissociated to generate active species, and mainly neutral active species are supplied into the chamber 4 depending on the conditions.

【0043】さらに、処理装置1は、MFC31a〜3
4a、各インピーダンス整合器60、及び、各高周波電
源Rに接続された制御部80を備えている。この制御部
80は、SiウェハW上に形成する反射防止膜の膜厚、
並びに、屈折率及び消衰係数といった光学特性に応じて
決定される成膜条件及び改質条件を含むレシピが入力さ
れており、かかるレシピに基づいて、MFC31a〜3
4a、各インピーダンス整合器60、及び、各高周波電
源Rを制御するものである。
Further, the processing apparatus 1 includes MFCs 31a to 3a.
4a, each impedance matching device 60, and the control part 80 connected to each high frequency power supply R. The control unit 80 controls the film thickness of the antireflection film formed on the Si wafer W,
In addition, a recipe including film forming conditions and modifying conditions determined according to optical characteristics such as a refractive index and an extinction coefficient is input, and based on the recipe, the MFCs 31a to 3 are used.
4a, each impedance matching device 60, and each high frequency power supply R are controlled.

【0044】なお、図示を省略したが、SiウェハWの
表面側のチャンバ4内空間と裏面側のチャンバ4内空間
とは、互いにガス封止されるようになっている。つま
り、表面側にはガス供給部30からシャワーヘッド部4
0を通して各ガスが供給され、裏面側には図示しないバ
ックサイドパージ系からパージガスが供給されるように
されており、両ガスが互いに反対面側の空間領域へ流入
しないようにされている。
Although not shown, the space inside the chamber 4 on the front surface side of the Si wafer W and the space inside the chamber 4 on the back surface side are gas-sealed from each other. That is, from the gas supply unit 30 to the shower head unit 4 on the front surface side.
Each gas is supplied through 0, and the back side is supplied with a purge gas from a back side purge system (not shown) so that both gases do not flow into the space regions on the opposite side.

【0045】このように構成された処理装置1を用いた
本発明による反射防止膜の形成方法の一例について説明
する。なお、処理装置1の以下に述べる各動作は、自動
又は操作者による操作に基づき、上述した制御部80及
び/又は図示しない他の制御装置(系)又は手動で制御
する。図3は、本発明による反射防止膜の形成方法に係
る一実施形態の手順を含む処理の流れを示すフロー図で
ある。また、図4は、図3に示す手順の一部における処
理の流れをより詳細に示すフロー図である。さらに、図
5(A)〜(D)は、図3に示す手順によってSiウェ
ハW上に反射防止膜を形成している状態を示す工程図で
ある。
An example of the method for forming an antireflection film according to the present invention using the processing apparatus 1 thus constructed will be described. In addition, each operation of the processing device 1 described below is controlled automatically or based on an operation by an operator, by the above-described control unit 80 and / or another control device (system) (not shown) or manually. FIG. 3 is a flowchart showing the flow of processing including the procedure of one embodiment of the method for forming an antireflection film according to the present invention. FIG. 4 is a flow chart showing the flow of processing in a part of the procedure shown in FIG. 3 in more detail. Further, FIGS. 5A to 5D are process diagrams showing a state in which an antireflection film is formed on the Si wafer W by the procedure shown in FIG.

【0046】まず、反射防止膜の形成に先立って、Si
ウェハWの基層100上にAl、ポリシリコン等から成
る下地層101を成膜する(ステップS1;図5(A)
参照)。次に、排気系70を運転して各チャンバ4内を
所定の圧力に減圧する。この減圧下において、ウェハ搬
送ロボット23により、ロードロックチャンバ6a,6
bに予め保持させておいた下地層101を有するSiウ
ェハWを、トランスファーチャンバ2を介して所定のツ
インチャンバ3内へ搬送する。
First, prior to the formation of the antireflection film, Si
A base layer 101 made of Al, polysilicon, or the like is formed on the base layer 100 of the wafer W (step S1; FIG. 5A).
reference). Next, the exhaust system 70 is operated to reduce the pressure in each chamber 4 to a predetermined pressure. Under this reduced pressure, the wafer transfer robot 23 moves the load lock chambers 6a, 6a and 6b.
The Si wafer W having the underlayer 101 previously held in b is transferred into the predetermined twin chamber 3 via the transfer chamber 2.

【0047】次いで、二枚のSiウェハWをツインチャ
ンバ3内に設けられた二基のチャンバ4内の各サセプタ
5上に載置して収容する。その後、Heガスをガス供給
源33から配管10を通して両チャンバ4内へ供給する
と共に、それぞれのチャンバ4の内部が一定の圧力とな
るように圧力調整を行う。各チャンバ4内の圧力が安定
した後、SiH4ガス、N2Oガス、及びHeガスを、そ
れぞれのガス供給源31〜33から配管10を通して各
シャワーヘッド部40へ供給する。このとき、各チャン
バ4内の圧力を、好ましくは250〜1600Pa(2
〜12Torr)、より好ましくは500〜1300P
a(4〜10Torr)となるように調整する。
Next, the two Si wafers W are placed and accommodated on the susceptors 5 in the two chambers 4 provided in the twin chamber 3. After that, He gas is supplied from the gas supply source 33 through the pipe 10 into both chambers 4, and the pressure is adjusted so that the inside of each chamber 4 has a constant pressure. After the pressure in each chamber 4 is stabilized, SiH 4 gas, N 2 O gas, and He gas are supplied from the respective gas supply sources 31 to 33 to the respective shower head parts 40 through the pipe 10. At this time, the pressure in each chamber 4 is preferably 250 to 1600 Pa (2
~ 12 Torr), more preferably 500-1300P
It is adjusted to be a (4 to 10 Torr).

【0048】また、このときの各ガスの供給流量は、最
終的に形成すべき反射防止膜の性状、チャンバ4の容積
等によって異なり、適宜設定することができるが、厚さ
が100〜400Å程度の極薄膜を成膜する際には、例
えば、以下に示す流量範囲とすると好適である。 ・SiH4ガス:50〜200ml/min(sccm) ・N2Oガス:100〜600ml/min(sccm) ・Heガス:2000〜8000ml/min(sccm) さらに、SiH4ガスの供給流量とN2Oガスの供給流量
との比が、好ましくは1:1〜1:4、より好ましくは
1:2〜1:3となるように両ガスを供給すると好適で
ある。この両ガスの供給流量比を適宜調整することによ
り、被処理膜102の屈折率及び消衰係数を、ある一定
の相関関係を満たすような任意の値の組み合わせとする
ことができる。
The supply flow rate of each gas at this time varies depending on the properties of the antireflection film to be finally formed, the volume of the chamber 4, etc., and can be set appropriately, but the thickness is about 100 to 400 Å. When forming the ultra-thin film, the flow rate range shown below is suitable, for example.・ SiH 4 gas: 50 to 200 ml / min (sccm) ・ N 2 O gas: 100 to 600 ml / min (sccm) ・ He gas: 2000 to 8000 ml / min (sccm) Further, SiH 4 gas supply flow rate and N 2 It is suitable to supply both gases so that the ratio to the supply flow rate of O gas is preferably 1: 1 to 1: 4, more preferably 1: 2 to 1: 3. By appropriately adjusting the supply flow rate ratio of both gases, the refractive index and the extinction coefficient of the film to be processed 102 can be set to any combination that satisfies a certain correlation.

【0049】このようにしてガス供給口9から各シャワ
ーヘッド部40の内空間へ導入された各ガスは、ブロッ
カープレート43により分散されて十分に混合され、複
数の貫通孔を通してブロッカープレート43とフェイス
プレート45との間の空間へ流出する。この混合ガス
は、フェイスプレート45の複数の貫通孔を通してシャ
ワーヘッド部40の下方に流出し、サセプタ5上に載置
されたSiウェハW上に供給される。
Each gas introduced into the inner space of each shower head portion 40 from the gas supply port 9 in this manner is dispersed and sufficiently mixed by the blocker plate 43, and the blocker plate 43 and the face are passed through a plurality of through holes. It flows out into the space between the plate 45. The mixed gas flows out below the shower head portion 40 through the plurality of through holes of the face plate 45, and is supplied onto the Si wafer W placed on the susceptor 5.

【0050】一方、これらのガスを各チャンバ4内へ供
給すると共に、サセプタ5のヒーター51に電力を供給
し、サセプタ5を介してSiウェハWが所定温度となる
ように加熱する。この場合、SiウェハWの温度(基板
温度、成膜温度)を、好ましくは100℃以上、より好
ましくは350〜500℃の範囲内の温度とする。これ
により、SiウェハW上に達した成膜用原料ガスを反応
させる。
On the other hand, while supplying these gases into each chamber 4, electric power is supplied to the heater 51 of the susceptor 5 to heat the Si wafer W to a predetermined temperature via the susceptor 5. In this case, the temperature of the Si wafer W (substrate temperature, film formation temperature) is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 350 to 500 ° C. As a result, the film forming raw material gas reaching the Si wafer W is reacted.

【0051】SiウェハWの直上方では、種々の素反応
(熱化学反応)が生じて複雑に関与し、反応場の状態に
応じた平衡及び律速条件に応じた化学種の活性種(支配
因子)が生成され、これらの化学種の反応によって種々
の中間生成物が形成され、SiウェハW上にSiON膜
から成る被処理膜102が堆積形成される(ステップS
2、成膜工程;図5(b)参照)。この被処理膜102
の膜厚としては、後述する改質の効果が十分に奏される
観点から、過度に厚くない方がよく、例えば、数nm〜
300nm、更には数nm〜100nmの膜厚を有する
被処理膜102に対して本発明は極めて有効となり得
る。
Immediately above the Si wafer W, various elementary reactions (thermochemical reactions) occur and are involved in a complicated manner, and the active species (controlling factor) of the chemical species depending on the equilibrium and rate-controlling conditions according to the state of the reaction field. ) Is generated, various intermediate products are formed by the reaction of these chemical species, and the processed film 102 made of the SiON film is deposited and formed on the Si wafer W (step S).
2, film forming step; see FIG. 5 (b)). This processed film 102
The film thickness of is preferably not excessively thick, for example, from the viewpoint of sufficiently exhibiting the effect of modification described later, for example, several nm to
The present invention can be extremely effective for the film to be processed 102 having a film thickness of 300 nm, or even several nm to 100 nm.

【0052】所定膜厚の被処理膜102が形成されるま
で、成膜速度に応じた時間、成膜工程を実施した後、各
ガスの供給を停止する。その後引き続き、或いは、必要
に応じて各チャンバ4内に残存するガスをHeガス又は
2ガスでパージし、その後、N2Oガスをガス供給源3
2から配管10を通して各シャワーヘッド部40へ供給
する。このとき、各チャンバ4内の圧力を、好ましくは
250〜1600Pa(2〜12Torr)、より好ま
しくは400〜1300Pa(3〜10Torr)とな
るように調整する。
The supply of each gas is stopped after the film forming process is carried out for a time corresponding to the film forming speed until the film 102 to be processed having a predetermined film thickness is formed. Then, continuously or as necessary, the gas remaining in each chamber 4 is purged with He gas or N 2 gas, and then N 2 O gas is supplied to the gas supply source 3
It is supplied from 2 to each shower head portion 40 through the pipe 10. At this time, the pressure in each chamber 4 is adjusted to preferably 250 to 1600 Pa (2 to 12 Torr), and more preferably 400 to 1300 Pa (3 to 10 Torr).

【0053】チャンバ4内の圧力が安定した後、高周波
電源Rから高周波電力を出力してシャワーヘッド部40
に印加する。これにより、チャンバ4内のSiウェハW
上方の空間にグロー放電によるプラズマを形成する。こ
の際、インピーダンス整合器60により、高周波電源R
よりもプラズマ(厳密にはグロー放電部)側、すなわち
負荷となるプラズマのインピーダンスとインピーダンス
整合器60のインピーダンスとの合成インピーダンス
と、高周波電源Rの出力インピーダンスとの整合をと
る。ここで、高周波電力の条件としては、特に限定され
るものではないが、例えば、以下の条件が挙げられる。 ・周波数:1〜50MHz ・出力:0.2〜5kW
After the pressure in the chamber 4 becomes stable, the high frequency power is output from the high frequency power supply R and the shower head section 40 is operated.
Apply to. As a result, the Si wafer W in the chamber 4 is
Plasma is formed by glow discharge in the upper space. At this time, the impedance matching device 60 is used to
The output impedance of the high frequency power supply R is matched with the combined impedance of the impedance of the plasma and the impedance of the impedance matching device 60 on the plasma (strictly speaking, glow discharge part) side, that is, the load. Here, the condition of the high frequency power is not particularly limited, but examples thereof include the following conditions.・ Frequency: 1 to 50 MHz ・ Output: 0.2 to 5 kW

【0054】この周波数が1MHz未満であると、プラ
ズマ中で十分な活性種密度が得られ難い傾向にある。一
方、その周波数が50MHzを超えると、十分な活性種
エネルギーを得難くなる傾向にある。また、出力が0.
2kW未満であると、プラズマ処理効率を十分に高める
ことができない傾向にある。一方、この出力が5kWを
超えると、チャンバ4内でアーキング放電が生じるおそ
れがある。
If this frequency is less than 1 MHz, it tends to be difficult to obtain a sufficient active species density in plasma. On the other hand, if the frequency exceeds 50 MHz, it tends to be difficult to obtain sufficient active species energy. The output is 0.
When it is less than 2 kW, there is a tendency that the plasma processing efficiency cannot be sufficiently enhanced. On the other hand, if this output exceeds 5 kW, arcing discharge may occur in the chamber 4.

【0055】プラズマ中には、N2Oガス由来のイオン
やラジカルといった活性種が生じ、SiウェハW上の被
処理膜102がこれらの活性種に曝される。活性種のう
ち酸素原子を含むもの(例えば、O*、NO*等)は、酸
化因子として被処理膜102をその表層部から、或い
は、拡散して内部又は界面部を酸化する。被処理膜10
2における酸化因子と接触した部位は、更に酸化されて
組成変化し、膜の少なくとも一部が改質された反射防止
膜103が形成される(ステップS3、改質工程;図5
(C)参照)。
Active species such as ions and radicals derived from N 2 O gas are generated in the plasma, and the film 102 to be processed on the Si wafer W is exposed to these active species. Among the active species, those containing oxygen atoms (for example, O * , NO *, etc.) oxidize the film to be processed 102 from its surface layer portion or as an oxidizing factor by diffusing the inside or interface portion. Target film 10
The portion in contact with the oxidizing factor in 2 is further oxidized to change its composition to form the antireflection film 103 in which at least a part of the film is modified (step S3, modification step; FIG. 5).
(See (C)).

【0056】このように酸化・改質して得られた反射防
止膜103は、その少なくとも一部が、被処理膜102
と組成又は膜の緻密度等が有意に異なり得る。その結
果、被処理膜102が発現する一定の相関関係を満たす
屈折率及び消衰係数とは有意に異なる屈折率及び消衰係
数を発現する。そして、所定の時間経過後、高周波電源
Rからシャワーヘッド部40への高周波電力の印加を停
止し、改質工程としてのステップS3を終了する。
At least a part of the antireflection film 103 thus obtained by the oxidation and modification is the film to be treated 102.
And the composition or the denseness of the film may differ significantly. As a result, a refractive index and an extinction coefficient that are significantly different from the refractive index and the extinction coefficient that satisfy the certain correlation expressed by the film to be processed 102 are developed. Then, after a lapse of a predetermined time, the application of the high frequency power from the high frequency power supply R to the shower head portion 40 is stopped, and step S3 as the reforming step is ended.

【0057】次いで、反射防止膜103が形成されたS
iウェハWを各チャンバ4から外部へ搬出し、フォトレ
ジスト用の有機感光性樹脂組成物を、SiウェハWの反
射防止膜103上に例えばスピンコート等で塗布してレ
ジスト膜104を形成する(ステップS4;図5(D)
参照)。その後、マスクを用いた露光を行い、さらに現
像を実施してマスクパターンをSiウェハW上に転写す
る等の処理を施す。
Next, S with the antireflection film 103 formed thereon
The i-wafer W is carried out of each chamber 4, and the organic photosensitive resin composition for photoresist is applied onto the antireflection film 103 of the Si wafer W by, for example, spin coating to form a resist film 104 ( Step S4; FIG. 5 (D)
reference). After that, exposure is performed using a mask, and further development is performed to perform processing such as transferring the mask pattern onto the Si wafer W.

【0058】以上、ステップS1〜S4について、一連
の処理について説明したが、本実施形態においては、ス
テップS2に先立って、成膜条件の決定(ステップS1
0)を行い、且つ、ステップS3に先立ってプラズマ処
理条件を決定(ステップS20)しておき、これらの条
件をレシピの一部として制御部80へ入力しておく。ス
テップS10,S20における処理の手順について、図
4及び図6を参照して説明する。
Although a series of processing has been described above with respect to steps S1 to S4, in the present embodiment, prior to step S2, film formation conditions are determined (step S1).
0) is performed, the plasma processing conditions are determined (step S20) prior to step S3, and these conditions are input to the control unit 80 as a part of the recipe. The procedure of the processes in steps S10 and S20 will be described with reference to FIGS.

【0059】図6は、ステップS2において形成される
被処理膜の屈折率及び消衰係数と、ステップS3におい
て形成される反射防止膜の屈折率及び消衰係数との関係
を示すグラフ様式の図面である。図6中、ラインLk
は、被処理膜の屈折率と消衰係数とが奏する一定の相関
関係の一例を示す直線であり、図8におけるラインLk
と同一である。また、添字付きの領域Rは、被処理膜の
屈折率及び消衰係数(以下、図4及び6の説明において
は、単に「膜質」という)の範囲を示し、添字付きの領
域Xは、被処理膜を改質して得られる反射防止膜の膜質
の範囲を示す。さらに、添字付きの記号Fは、被処理膜
を成膜する際のSiH4ガスの供給流量又は供給流量比
を示し、添字付きの記号tは、被処理膜を改質する際の
プラズマ形成時間を示す。
FIG. 6 is a graph-like drawing showing the relationship between the refractive index and extinction coefficient of the film to be processed formed in step S2 and the refractive index and extinction coefficient of the antireflection film formed in step S3. Is. Line Lk in FIG.
Is a straight line showing an example of a constant correlation between the refractive index and the extinction coefficient of the film to be processed, and the line Lk in FIG.
Is the same as Further, the subscripted region R indicates the range of the refractive index and extinction coefficient (hereinafter, simply referred to as “film quality” in the description of FIGS. 4 and 6) of the film to be processed, and the subscripted region X is The range of film quality of the antireflection film obtained by modifying the treated film is shown. Further, the symbol F with a subscript indicates the supply flow rate or the supply flow ratio of the SiH 4 gas when forming the film to be processed, and the symbol t with a subscript indicates the plasma formation time when the film to be processed is modified. Indicates.

【0060】反射防止膜103に要求される膜質は、図
6に示す領域Xmの膜質と仮定する。まず、成膜条件を
種々変化させて被処理膜の成膜を行い、得られた複数の
被処理膜の膜質を測定し、これらの測定データから基準
となるラインLkで表される関係を取得する(ステップ
S31)。次いで、例えば、図6中の領域R0を基準領
域としてその膜質を有する被処理膜を成膜する際のF1
を把握する。さらに、この領域R0の被処理膜に対し
て、領域Xmの反射防止膜103と同様の屈折率を有す
る領域X0の反射防止膜が得られるプラズマ処理条件と
してのプラズマ形成時間t1を、予め求めておいたプラ
ズマ処理条件と膜質の変分との関係から決定する(ステ
ップS32)。
The film quality required for the antireflection film 103 is assumed to be that of the region Xm shown in FIG. First, the film to be processed is formed by variously changing the film forming conditions, the film qualities of the obtained plural films to be processed are measured, and the relationship represented by the reference line Lk is acquired from these measurement data. Yes (step S31). Next, for example, F1 when forming a film to be processed having the film quality with the region R0 in FIG. 6 as a reference region
Figure out. Further, a plasma formation time t1 as a plasma processing condition for obtaining an antireflection film in the region X0 having a refractive index similar to that of the antireflection film 103 in the region Xm is previously obtained for the film to be processed in the region R0. It is determined from the relationship between the plasma processing conditions and the variation of the film quality (step S32).

【0061】次に、屈折率が略等しい領域Xmの反射防
止膜103の消衰係数と領域X0の反射防止膜の消衰係
数との差分Δkmを算出する(ステップS33)。この
差分Δkmに基づいて、領域Xmの膜質を有する反射防
止膜103をプラズマ処理によって得るための被処理膜
に対応する領域Rmを決定する(ステップS34)。こ
れに伴い、プラズマ形成時間tmも決定できる。さら
に、ラインLkにおける領域Rmと領域R0との距離、
すなわち領域R0からRmへの膜質の変分から、SiH
4ガスの差分ΔFmを決定する(ステップS35)。
Next, a difference Δkm between the extinction coefficient of the antireflection film 103 in the area Xm having substantially the same refractive index and the extinction coefficient of the antireflection film in the area X0 is calculated (step S33). Based on this difference Δkm, the region Rm corresponding to the film to be processed for obtaining the antireflection film 103 having the film quality of the region Xm by the plasma processing is determined (step S34). Along with this, the plasma formation time tm can also be determined. Furthermore, the distance between the region Rm and the region R0 on the line Lk,
That is, from the variation of the film quality from the region R0 to Rm, SiH
The difference ΔFm of the four gases is determined (step S35).

【0062】そして、SiH4ガス流量F1及びΔFm
から、領域Rmの膜質を有する被処理膜を得るためのS
iH4流量Fmを含む成膜条件を決定し、且つ、その被
処理膜に対するプラズマ形成時間tmを含むプラズマ処
理条件を決定する(ステップS36)。このように、従
来の成膜方法によって得られる被処理膜(従来の反射防
止膜)がラインLkの関係を満たす膜質に限定されるの
に対し、本実施形態によれば、図6中のラインLnで示
す如く、屈折率を略一定にしつつ消衰係数のみを独立に
変化させ得る。
Then, the SiH 4 gas flow rates F1 and ΔFm
To obtain the film to be processed having the film quality of the region Rm from
The film forming condition including the iH 4 flow rate Fm is determined, and the plasma processing condition including the plasma forming time tm for the target film is determined (step S36). As described above, while the film to be processed (conventional antireflection film) obtained by the conventional film forming method is limited to the film quality that satisfies the relationship of the line Lk, according to the present embodiment, the line in FIG. As indicated by Ln, only the extinction coefficient can be independently changed while keeping the refractive index substantially constant.

【0063】また、観点を変えると、もし領域X0の膜
質を起点として従来の成膜方法を実施した場合には、お
そらく図6中のラインLeで表される関係に限定される
のに対し、本実施形態によれば、屈折率と消衰係数とを
独立に制御して任意の膜質を奏する反射防止膜を得るこ
とが可能となる。なお、領域X0,Xm及び領域R0,
Rmは、適宜又は所望に設定され、図6に示す領域X
i,Riの如く一般化して表すことができる。
From a different point of view, if the conventional film forming method is performed starting from the film quality of the region X0, the relationship is probably limited to the line Le shown in FIG. According to this embodiment, it becomes possible to control the refractive index and the extinction coefficient independently to obtain an antireflection film having an arbitrary film quality. The regions X0, Xm and the regions R0,
Rm is set as appropriate or desired, and the area X shown in FIG.
It can be generalized and expressed as i and Ri.

【0064】このように構成された処理装置1及びそれ
を用いた反射防止膜の形成方法によれば、ステップS2
において、各チャンバ4内で下地層101を有するSi
ウェハW上にSiON膜から成る被処理膜102を形成
した後、同一チャンバ4内で引き続きステップS3を実
行し、被処理膜102に対してN2Oプラズマ処理を施
し、その少なくとも一部を酸化・改質する。こうして得
られた反射防止膜103は、その改質部の組成、緻密
度、結晶質/非結晶質の状態等が被処理膜102と異な
ると考えられ、これにより、反射防止膜103全体とし
て、被処理膜102と有意に相違する、つまりラインL
kの関係に束縛されない屈折率n及び消衰係数kが発現
される。よって、例えば下地層101に応じてリソグラ
フィから要求される所望の屈折率n及び消衰係数kを発
現できる反射防止膜103を得ることが可能となる。
According to the processing apparatus 1 thus configured and the method of forming an antireflection film using the processing apparatus 1, the step S2 is performed.
In each chamber 4, Si having an underlayer 101
After the processed film 102 made of the SiON film is formed on the wafer W, step S3 is continuously performed in the same chamber 4, the processed film 102 is subjected to N 2 O plasma processing, and at least a part thereof is oxidized.・ Reform. The antireflection film 103 thus obtained is considered to be different from the film to be treated 102 in composition, density, crystalline / amorphous state, etc. of the modified portion, and as a result, the antireflection film 103 as a whole is Significantly different from the target film 102, that is, the line L
A refractive index n and an extinction coefficient k that are not bound by the relationship of k are developed. Therefore, for example, it is possible to obtain the antireflection film 103 capable of exhibiting the desired refractive index n and extinction coefficient k required by lithography depending on the underlying layer 101.

【0065】また、ステップS2,S3に先立ち、ステ
ップS10,S20において、所望の反射防止膜103
に要求される屈折率及び消衰係数を的確に得ることがで
きる成膜条件及びプラズマ処理条件を決定し、これに即
したレシピで被処理膜102の成膜及びその改質による
反射防止膜103の形成を実施するので、その反射防止
膜103を確実に得ることができる。よって、反射防止
膜の屈折率及び消衰係数の制御性を格段に向上でき、リ
ソグラフィから要求される反射防止膜の光学特性に広範
に対応できる。
Prior to steps S2 and S3, desired antireflection film 103 is formed in steps S10 and S20.
The film forming conditions and the plasma processing conditions capable of accurately obtaining the required refractive index and extinction coefficient are determined, and the antireflection film 103 is formed by the film formation and the modification of the film to be processed 102 according to the recipe corresponding thereto. Since the formation is performed, the antireflection film 103 can be surely obtained. Therefore, the controllability of the refractive index and extinction coefficient of the antireflection film can be markedly improved, and the optical characteristics of the antireflection film required by lithography can be widely applied.

【0066】さらに、成膜条件として特にSiH4ガス
流量を、プラズマ処理条件として特にプラズマ形成時間
を適宜調整した場合には、反射防止膜103の屈折率及
び消衰係数をより簡易に且つ鋭敏に制御することができ
る。よって、一層汎用性に富んだ反射防止膜103を形
成することが可能となる。
Further, when the SiH 4 gas flow rate as the film forming condition and the plasma forming time as the plasma processing condition are properly adjusted, the refractive index and the extinction coefficient of the antireflection film 103 can be more easily and sharply adjusted. Can be controlled. Therefore, it becomes possible to form the antireflection film 103 which is more versatile.

【0067】またさらに、O2ガスやO3ガスに比してシ
ラン系ガスとの反応性が低いN2Oガスを改質用ガスと
して用いるので、成膜用原料ガスとしてSiH4ガスを
用いる上述の実施形態において、ステップS2での成膜
工程を実施した後、チャンバ4内の残留SiH4ガスを
排出しなくともステップS3におけるプラズマ処理を実
施できる。よって、処理効率ひいてはスループットの向
上を図ることができる。
Furthermore, since N 2 O gas, which has lower reactivity with the silane-based gas than O 2 gas or O 3 gas, is used as the reforming gas, SiH 4 gas is used as the film forming raw material gas. In the above-described embodiment, after performing the film forming process in step S2, the plasma treatment in step S3 can be performed without discharging the residual SiH 4 gas in the chamber 4. Therefore, the processing efficiency and thus the throughput can be improved.

【0068】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、例えば、ステップS2(成膜工程)
において、上述したステップS3(改質工程)と同様に
高周波電力の印加によるプラズマ形成を行ってもよい。
この場合の高周波電力の条件としては、特に限定され
ず、例えば、以下の条件; ・周波数:1〜50MHz ・出力:0.01〜1kW が挙げられる。さらに、プラズマ処理条件として、プラ
ズマ形成時間の代りに、又は、それに加えて高周波電源
Rから出力される高周波電力の周波数を適宜調整するこ
とにより、反射防止膜103の屈折率及び消衰係数を制
御してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, step S2 (film forming step)
In, in the same manner as in step S3 (reforming step) described above, plasma may be formed by applying high frequency power.
The condition of the high frequency power in this case is not particularly limited, and examples thereof include the following conditions: -Frequency: 1 to 50 MHz-Output: 0.01 to 1 kW. Furthermore, as a plasma processing condition, instead of or in addition to the plasma formation time, a high frequency power source is used.
The refractive index and extinction coefficient of the antireflection film 103 may be controlled by appropriately adjusting the frequency of the high frequency power output from R.

【0069】さらに、反射防止膜の形成装置は、処理装
置1のようなツインチャンバ3を有するものに限られ
ず、モノチャンバから成るCVDチャンバ、或いはその
CVDチャンバメインフレームに備えるシステムとして
も構わない。またさらに、改質用ガスとしては、N2
ガスの代りにO2ガス等を用いてもよく、この場合に
は、ステップS2によって被処理膜102を成膜した
後、チャンバ4内を一旦パージすることにより、チャン
バ4内に残存するSiH4ガスとO2ガスとの反応を抑止
できる利点がある。加えて、成膜用原料ガス及び改質用
ガスは、上述の実施形態に制限されるものではない。
Further, the apparatus for forming the antireflection film is not limited to the apparatus having the twin chamber 3 like the processing apparatus 1, but may be a CVD chamber composed of a monochamber or a system provided in the CVD chamber main frame. Furthermore, as the reforming gas, N 2 O is used.
O 2 gas or the like may be used in place of the gas. In this case, after the film 102 to be processed is formed in step S2, the inside of the chamber 4 is once purged so that SiH 4 remaining in the chamber 4 can be removed. There is an advantage that the reaction between the gas and O 2 gas can be suppressed. In addition, the film forming raw material gas and the reforming gas are not limited to those in the above embodiment.

【0070】[0070]

【実施例】以下、本発明に係る具体的な実施例について
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
EXAMPLES Hereinafter, specific examples according to the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.

【0071】〈実施例1〉図1及び2に示す処理装置1
と同様の構成を有する処理装置(Applied Materials 社
製;Producer(登録商標)をベースとした装置)を準備
した。この装置を使用し、SiウェハW上に被処理膜1
02(膜厚:概ね30nm)を成膜した(ステップS
2)。この際、ツインチャンバ3の各チャンバ4内を約
9.5Torrに減圧し、SiH4ガス、N2Oガス及び
Heガスを、それぞ115sccm、240sccm及
び4400sccmの流量で10sec供給した後、1
3.56MHzの高周波電力を出力70Wでシャワーヘ
ッド部40に印加してプラズマを形成して10sec成
膜を行った。
<Embodiment 1> The processing apparatus 1 shown in FIGS.
A processing device (Applied Materials, Inc .; a device based on Producer (registered trademark)) having the same configuration as the above was prepared. Using this device, the film to be processed 1 on the Si wafer W
02 (film thickness: approximately 30 nm) was formed (step S
2). At this time, the pressure in each chamber 4 of the twin chamber 3 was reduced to about 9.5 Torr, and SiH 4 gas, N 2 O gas, and He gas were supplied at a flow rate of 115 sccm, 240 sccm, and 4400 sccm for 10 seconds, respectively, and then 1
A high frequency power of 3.56 MHz was applied to the shower head portion 40 at an output of 70 W to form plasma and deposit for 10 seconds.

【0072】次いで、SiH4ガス、N2Oガス及びHe
ガスの供給を停止し、バルブ系Vを5sec開放してチ
ャンバ4内の残留ガスを排気した後、N2Oガスを流量
4000sccmでチャンバ4内に供給して、圧力を約
2.5Torrとした後、13.56MHzの高周波電
力を出力240Wでシャワーヘッド部40に印加してプ
ラズマを形成し、30secプラズマ処理を実施した。
次に、高周波電力の印加を停止して10sec間、N2
Oガスの供給を継続した後、再び、13.56MHzの
高周波電力を出力240Wでシャワーヘッド部40に印
加してプラズマを形成し、30secプラズマ処理を再
実施した。これにより、被処理膜102を酸化・改質し
て反射防止膜103を形成した。
Then, SiH 4 gas, N 2 O gas and He
The gas supply was stopped, the valve system V was opened for 5 seconds to exhaust the residual gas in the chamber 4, and then N 2 O gas was supplied into the chamber 4 at a flow rate of 4000 sccm to a pressure of about 2.5 Torr. After that, high frequency power of 13.56 MHz was applied to the shower head portion 40 at an output of 240 W to form plasma, and plasma treatment was performed for 30 seconds.
Next, the application of high frequency power is stopped and N 2 is applied for 10 seconds.
After continuing the supply of O gas, high frequency power of 13.56 MHz was applied again to the shower head portion 40 at an output of 240 W to form plasma, and the plasma treatment was performed again for 30 seconds. As a result, the film to be processed 102 was oxidized and modified to form the antireflection film 103.

【0073】このとき、成膜条件としてのSiH4ガス
流量及びプラズマ処理条件としてのプラズマ形成時間
は、以下のようにして算出した。ここで、説明を容易に
するために図7に言及する。図7は、実施例1で得た反
射防止膜、及び、比較例1〜13(後述)で得た被処理
膜の屈折率n及び消衰係数kの測定データ(後述する
〈屈折率n及び消衰係数kの測定〉において取得したも
の)を示すグラフである。なお、図中、領域Xaが実施
例1で得られた反射防止膜に対して要求された屈折率及
び消衰係数の範囲を示す。
At this time, the SiH 4 gas flow rate as the film forming condition and the plasma formation time as the plasma processing condition were calculated as follows. Reference is now made to FIG. 7 for ease of explanation. FIG. 7 shows measurement data of the refractive index n and the extinction coefficient k of the antireflection film obtained in Example 1 and the processed films obtained in Comparative Examples 1 to 13 (described later) (refractive index n and (Measurement of extinction coefficient k))). In the figure, the region Xa shows the range of the refractive index and the extinction coefficient required for the antireflection film obtained in Example 1.

【0074】まず、比較例に対する測定データを最小二
乗法により関数フィッティングし、一定の相関関係(ラ
インLk)を得た。そして、図7におけるラインLk上
の任意の領域R0に対する領域Xa,X0,Roとの関
係から、図4及び6を参照して説明したのと同様にし
て、消衰係数の差分Δkaに応じたSiH4流量の差分
ΔFaを求め、ガス前述のステップS10,S20にお
ける成膜条件及びプラズマ処理条件を決定した。
First, the measured data for the comparative example was function-fitted by the method of least squares to obtain a constant correlation (line Lk). Then, from the relationship between the arbitrary regions R0 on the line Lk in FIG. 7 and the regions Xa, X0, Ro, the extinction coefficient difference Δka is determined in the same manner as described with reference to FIGS. 4 and 6. The difference ΔFa of the SiH 4 flow rate was obtained, and the film forming conditions and plasma processing conditions in the above-mentioned steps S10 and S20 were determined.

【0075】主な処理条件を表1に示す。なお、表中、
チャンバA及びBとあるのは、ツインチャンバ3に備わ
る2台のチャンバ4を示すものであり、成膜条件及び改
質条件におけるガス流量は、両チャンバA,Bへの合計
供給流量である。また、他の条件については、両チャン
バに共通する条件である。さらに、表中の‘RF’と
は、高周波電力を示し、‘スペーシング’とは、シャワ
ーヘッド部40のフェイスプレート45下面とSiウェ
ハW上面との間隔(距離)を示す。
Table 1 shows the main processing conditions. In the table,
The chambers A and B indicate the two chambers 4 provided in the twin chamber 3, and the gas flow rate under the film forming conditions and the reforming conditions is the total supply flow rate to both chambers A and B. The other conditions are common to both chambers. Further, “RF” in the table indicates high frequency power, and “spacing” indicates a distance (distance) between the lower surface of the face plate 45 of the shower head unit 40 and the upper surface of the Si wafer W.

【0076】〈比較例1〜13〉改質工程を実施せず、
成膜工程における成膜条件を表1に示す如く種々変化さ
せたこと以外は、実施例1及び2で用いた装置と同じ装
置を用いてSiウェハW上に被処理膜102(膜厚:概
ね30nm)を成膜した。
<Comparative Examples 1 to 13> Without carrying out the reforming step,
Except that the film forming conditions in the film forming step were variously changed as shown in Table 1, the film to be processed 102 (film thickness: generally, was formed on the Si wafer W by using the same device as that used in Examples 1 and 2. 30 nm) was deposited.

【0077】〈屈折率n及び消衰係数kの測定〉実施例
1及び2並びに比較例1〜13で形成した反射防止膜に
対し、n&k社製のn&k Analyzer 120
0及び1500を用い、プローブ光波長を248nm
(Deep−UV線)において屈折率n及び消衰係数k
を測定した。これらの屈折率n及び消衰係数kの測定結
果を表1に併せて示す。
<Measurement of Refractive Index n and Extinction Coefficient k> For the antireflection films formed in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 13, n & k Analyzer 120 manufactured by n & k was used.
0 and 1500, the probe light wavelength is 248 nm
(Deep-UV ray), refractive index n and extinction coefficient k
Was measured. Table 1 also shows the measurement results of the refractive index n and the extinction coefficient k.

【0078】[0078]

【表1】 [Table 1]

【0079】先に言及した図7において、白抜きのシン
ボルは実施例の反射防止膜のデータであることを示し、
黒塗りのシンボルは比較例の反射防止膜のデータである
ことを示す。比較例から得られたラインLkの相関式
は、下記式(2); k=1.690×n−3.046 …(2)、 で表されることが判明した(式中、kは消衰係数を示
し、nは屈折率を示す)。これに対し、実施例1で得た
反射防止膜の屈折率及び消衰係数は、グラフ上でライン
Lkから外れた位置に存在する要求領域Xa内に収まる
ことが確認された。なお、この結果より、本発明による
反射防止膜は、下記式(1); k>1.690×n−3.046 …(1)、 で表される関係を満たす屈折率n及び消衰係数kを発現
することが理解される。
In FIG. 7 referred to above, the white symbols indicate that they are the data of the antireflection film of the embodiment,
The black symbols indicate the data of the antireflection film of the comparative example. It was found that the correlation formula of the line Lk obtained from the comparative example is represented by the following formula (2); k = 1.690 × n−3.046 (2) Shows the extinction coefficient, and n shows the refractive index). On the other hand, it was confirmed that the refractive index and the extinction coefficient of the antireflection film obtained in Example 1 were within the required region Xa existing at the position deviating from the line Lk on the graph. From this result, the antireflection film according to the present invention shows that the refractive index n and the extinction coefficient satisfying the relationship represented by the following formula (1); k> 1.690 × n−3.046 (1) It is understood to express k.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明による反射防
止膜の形成方法及び装置によれば、成膜工程を実施して
得た被処理膜にプラズマ処理を施すことにより、その被
処理膜を酸化・改質した反射防止膜を形成するので、従
来は達成できなかった任意且つ所望の屈折率及び消衰係
数を発現する反射防止膜を実現できる。また、その成膜
工程及び改質工程における処理条件を、被処理膜の屈折
率と消衰係数との相関関係と、要求される反射防止膜の
それらとに基づいて決定することにより、その所望の反
射防止膜を確実に形成できるので、反射防止膜の屈折率
及び消衰係数の制御性を格段に向上できる。よって、本
発明のかかる反射防止膜の形成方法及び装置により形成
された反射防止膜は、所望の屈折率及び消衰係数を発現
するものとなる。
As described above, according to the method and apparatus for forming an antireflection film of the present invention, a film to be processed obtained by performing the film forming process is subjected to plasma treatment to form the film to be processed. Since the oxidized / modified antireflection film is formed, it is possible to realize an antireflection film exhibiting an arbitrary and desired refractive index and extinction coefficient that cannot be achieved conventionally. In addition, the processing conditions in the film forming step and the modifying step are determined based on the correlation between the refractive index and the extinction coefficient of the film to be processed and those of the required antireflection film, thereby obtaining the desired value. Since the antireflection film can be reliably formed, the controllability of the refractive index and extinction coefficient of the antireflection film can be significantly improved. Therefore, the antireflection film formed by the method and apparatus for forming an antireflection film of the present invention exhibits desired refractive index and extinction coefficient.

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

【図1】本発明による反射防止膜の形成装置の好適な一
実施形態を模式的に示す水平断面図である。
FIG. 1 is a horizontal sectional view schematically showing a preferred embodiment of an apparatus for forming an antireflection film according to the present invention.

【図2】図1に示す処理装置1の要部を示す断面図(一
部構成図)である。
FIG. 2 is a sectional view (partial configuration diagram) showing a main part of the processing apparatus 1 shown in FIG.

【図3】本発明による反射防止膜の形成方法に係る一実
施形態の手順を含む処理の流れを示すフロー図である。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing flow including a procedure of an embodiment according to a method for forming an antireflection film according to the present invention.

【図4】図3に示す手順の一部における処理の流れをよ
り詳細に示すフロー図である。
FIG. 4 is a flowchart showing in more detail the flow of processing in part of the procedure shown in FIG.

【図5】図5(A)〜(D)は、図3に示す手順によっ
てSiウェハW上に反射防止膜を形成している状態を示
す工程図である。
5A to 5D are process diagrams showing a state in which an antireflection film is formed on the Si wafer W by the procedure shown in FIG.

【図6】ステップS2において形成される被処理膜の屈
折率及び消衰係数と、ステップS3において形成される
反射防止膜の屈折率及び消衰係数との関係を示すグラフ
様式の図面である。
FIG. 6 is a graph format showing the relationship between the refractive index and extinction coefficient of the film to be processed formed in step S2 and the refractive index and extinction coefficient of the antireflection film formed in step S3.

【図7】実施例1で得た反射防止膜、及び、比較例1〜
13で得た被処理膜の屈折率n及び消衰係数kの測定デ
ータを示すグラフである。
7 is an antireflection film obtained in Example 1, and Comparative Examples 1 to 1. FIG.
14 is a graph showing measurement data of the refractive index n and the extinction coefficient k of the film to be processed obtained in No. 13.

【図8】比較例1〜13で得た被処理膜の屈折率及び消
衰係数の測定データを示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing measurement data of refractive index and extinction coefficient of the films to be processed obtained in Comparative Examples 1 to 13.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…処理装置(反射防止膜の形成装置)、4…チャンバ
(成膜用チャンバ、改質用チャンバ)、5…サセプタ、
8…クリーニング系、30…ガス供給部、31…ガス供
給源(成膜用原料ガス供給部)、32…ガス供給源(改
質用ガス供給部)、40…シャワーヘッド部、51…ヒ
ーター、60…インピーダンス整合器、70…排気系、
80…制御部、101…下地層、102…被処理膜、1
03…反射防止膜、104…レジスト膜、R…高周波電
源、W…Siウェハ(基体)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Processing device (antireflection film forming device), 4 ... Chamber (film forming chamber, reforming chamber), 5 ... Susceptor,
8 ... Cleaning system, 30 ... Gas supply part, 31 ... Gas supply source (film forming raw material gas supply part), 32 ... Gas supply source (reforming gas supply part), 40 ... Shower head part, 51 ... Heater, 60 ... Impedance matching device, 70 ... Exhaust system,
80 ... Control part, 101 ... Underlayer, 102 ... Processed film, 1
03 ... Antireflection film, 104 ... Resist film, R ... High frequency power source, W ... Si wafer (base).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 21/027 G02B 1/10 A 21/31 H01L 21/30 574 (56)参考文献 特開 平10−96801(JP,A) 特開 平9−25571(JP,A) 特開 平11−6901(JP,A) 特開2000−290044(JP,A) 特開2003−100592(JP,A) 特開2000−282233(JP,A) 特表2002−513948(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 1/11 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 21/027 G02B 1/10 A 21/31 H01L 21/30 574 (56) Reference JP-A-10-96801 (JP, A ) JP 9-25571 (JP, A) JP 11-11901 (JP, A) JP 2000-290044 (JP, A) JP 2003-100592 (JP, A) JP 2000-282233 (JP , A) Special table 2002-513948 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 1/11

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基体上に、所定の屈折率及び消衰係数を
発現する反射防止膜を形成する方法であって、 前記基体上に成膜用原料ガスを供給し、該基体上に被処
理膜を形成する成膜工程と、 前記被処理膜が形成された基体上に、分子中に酸素原子
を含む改質用ガスを供給し、且つ、該基体の周囲にプラ
ズマを形成し、該被処理膜を、該被処理膜と屈折率及び
消衰係数が異なる前記反射防止膜へと改質する改質工程
と、 前記成膜工程を実施する前に予め取得した、該成膜工程
において成膜条件を変化させたときに得られる前記被処
理膜の屈折率と消衰係数との相関関係と、前記反射防止
膜に要求される前記所定の屈折率及び消衰係数とに基づ
いて、前記成膜工程における成膜条件及び前記改質工程
におけるプラズマ処理条件を決定する条件設定工程と、
を備える反射防止膜の成膜方法。
1. A method of forming an antireflection film exhibiting a predetermined refractive index and extinction coefficient on a substrate, which comprises supplying a film forming source gas onto the substrate and subjecting the substrate to treatment. A film forming step of forming a film, a reforming gas containing oxygen atoms in its molecule is supplied onto the substrate on which the film to be processed is formed, and plasma is formed around the substrate to form the film. A modification step of modifying the treated film into the antireflection film having a refractive index and an extinction coefficient different from those of the film to be treated, and a film-forming step obtained in advance before carrying out the film-forming step. Based on the correlation between the refractive index and the extinction coefficient of the film to be processed obtained when the film conditions are changed, based on the predetermined refractive index and extinction coefficient required for the antireflection film, Condition setting process for determining film forming conditions in the film forming process and plasma processing conditions in the modifying process And
A method for forming an antireflection film, comprising:
【請求項2】 前記条件設定工程においては、 前記成膜工程において任意の成膜条件で得られる被処理
膜に対して前記改質工程を実施することにより得られ且
つ前記反射防止膜に要求される屈折率と略同等の屈折率
を有する仮想的な膜の消衰係数と、該反射防止膜に要求
される消衰係数との差分に基づいて、前記反射防止膜を
得るための被処理膜を形成する前記成膜条件を決定す
る、ことを特徴とする請求項1記載の反射防止膜の形成
方法。
2. The condition setting step is obtained by performing the modifying step on a film to be processed obtained under arbitrary film forming conditions in the film forming step, and is required for the antireflection film. Film to be processed for obtaining the antireflection film based on the difference between the extinction coefficient of a virtual film having a refractive index substantially equal to that of the antireflection film and the extinction coefficient required for the antireflection film. The method for forming an antireflection film according to claim 1, wherein the film forming conditions for forming a film are determined.
【請求項3】 基体上に成膜用原料ガスを供給し、該基
体上に被処理膜を形成する成膜工程と、 前記被処理膜が形成された基体上に、分子中に酸素原子
を含む改質用ガスを供給してプラズマ処理することによ
り、該被処理膜を、該被処理膜と屈折率及び消衰係数が
異なる反射防止膜へと改質する改質工程とを備えてお
り、 前記反射防止膜の屈折率を略一定に維持しつつ該反射防
止膜の前記消衰係数が変化するように、前記成膜工程に
おける前記被処理膜の成膜条件、及び、前記改質工程に
おけるプラズマ処理条件を調整する、ことを特徴とする
反射防止膜の形成方法。
3. A film forming step of supplying a film forming source gas onto a substrate to form a film to be processed on the substrate, and oxygen atoms in the molecule on the substrate on which the film to be processed is formed. A reforming step of reforming the film to be treated into an antireflection film having a refractive index and an extinction coefficient different from those of the film to be treated by supplying a reforming gas containing the same to perform a plasma treatment. A film forming condition of the film to be processed in the film forming step, and the modifying step so that the extinction coefficient of the antireflection film changes while maintaining the refractive index of the antireflection film substantially constant. A method for forming an antireflection film, comprising: adjusting the plasma treatment conditions in step 1.
【請求項4】 基体上に成膜用原料ガスを供給し、該基
体上に、屈折率と消衰係数とが一定の相関関係を有する
被処理膜を形成する成膜工程と、 前記被処理膜が形成された基体上に、分子中に酸素原子
を含む改質用ガスを供給しつつ、該基体の周囲にプラズ
マを形成し、該被処理膜を、前記一定の相関関係から外
れた屈折率及び消衰係数を有する反射防止膜へと改質す
る改質工程と、を備えており、 前記一定の相関関係と、前記反射防止膜に必要とされる
屈折率及び消衰係数との差異に応じて、前記成膜工程に
おける前記被処理膜の成膜条件、及び、前記改質工程に
おけるプラズマ処理条件を決定する、反射防止膜の形成
方法。
4. A film forming step of supplying a film forming raw material gas onto a substrate to form a film to be processed on which the refractive index and the extinction coefficient have a constant correlation, On the substrate on which the film is formed, while supplying the reforming gas containing oxygen atoms in the molecule, plasma is formed around the substrate, and the film to be processed is refracted out of the above-mentioned certain correlation. A modification step of modifying the antireflection film to have a refractive index and an extinction coefficient, and the difference between the constant correlation and the refractive index and the extinction coefficient required for the antireflection film. A method of forming an antireflection film, wherein film forming conditions of the film to be processed in the film forming step and plasma processing conditions in the modifying step are determined according to the above.
【請求項5】 前記成膜工程において前記成膜用原料ガ
スとして複数種類のガスを用いるときに、前記成膜工程
における成膜条件として該複数種類のガスの供給流量比
を決定し、 前記改質工程におけるプラズマ処理条件として前記プラ
ズマの形成時間を決定する、ことを特徴とする請求項1
〜4のいずれか一項に記載の反射防止膜の形成方法。
5. When a plurality of kinds of gases are used as the film forming source gas in the film forming step, a supply flow ratio of the plurality of kinds of gas is determined as a film forming condition in the film forming step, 2. The plasma formation time is determined as a plasma processing condition in a quality process.
5. The method for forming an antireflection film according to any one of items 4 to 4.
【請求項6】 前記成膜工程においては、前記成膜用原
料ガスとしてシラン系ガス、分子内に窒素原子を含むガ
ス、及び、分子内に酸素原子を含むガスを前記基体上に
供給し、前記反射防止膜としてシリコン酸窒化膜を形成
し、 前記改質工程においては、前記改質用ガスとして酸化窒
素系ガスを前記基体上に供給する、ことを特徴とする請
求項1〜5のいずれか一項に記載の反射防止膜の形成方
法。
6. In the film forming step, a silane-based gas as the film forming material gas, a gas containing a nitrogen atom in the molecule, and a gas containing an oxygen atom in the molecule are supplied onto the substrate, 6. A silicon oxynitride film is formed as the antireflection film, and in the reforming step, a nitrogen oxide-based gas is supplied onto the substrate as the reforming gas. The method for forming an antireflection film as described in 1 above.
【請求項7】 基体上に、所定の屈折率及び消衰係数を
発現する反射防止膜が形成される装置であって、 前記基体が収容される成膜用チャンバと、該成膜用チャ
ンバに接続され且つ成膜用原料ガスを該成膜用チャンバ
内に供給する成膜用原料ガス供給部とを有しており、該
基体上に被処理膜が形成される成膜部と、 前記被処理膜が形成された基体が収容される改質用チャ
ンバと、該改質用チャンバに接続され且つ分子中に酸素
原子を含む改質用ガスを該改質用チャンバ内に供給する
改質用ガス供給部と、該改質用チャンバ内に設置された
電極と、該電極に接続された高周波電源とを有してお
り、該高周波電源から出力される高周波電力が該電極に
印加されることにより、該改質用チャンバ内にプラズマ
が形成され、前記被処理膜が、該被処理膜と屈折率及び
消衰係数が異なる前記反射防止膜へと改質される改質部
と、 前記成膜部において前記被処理膜に対して成膜条件を変
化させたときに得られる該被処理膜の屈折率と消衰係数
との相関関係と、前記反射防止膜の屈折率及び消衰係数
とに基づいて、前記成膜部における成膜条件、及び、前
記改質部におけるプラズマ処理条件を調整する制御部
と、を備える反射防止膜の形成装置。
7. An apparatus in which an antireflection film exhibiting a predetermined refractive index and extinction coefficient is formed on a substrate, the film forming chamber containing the substrate, and the film forming chamber. A film forming source gas supply unit that is connected and that supplies a film forming source gas into the film forming chamber; and a film forming unit that forms a film to be processed on the substrate; A reforming chamber that accommodates a substrate on which a treated film is formed, and a reforming gas that is connected to the reforming chamber and that supplies a reforming gas containing oxygen atoms in its molecule into the reforming chamber. A gas supply unit, an electrode installed in the reforming chamber, and a high-frequency power source connected to the electrode, and high-frequency power output from the high-frequency power source is applied to the electrode. Plasma is formed in the reforming chamber, and the film to be processed becomes And a modified portion that is modified into the antireflection film having a different refractive index and extinction coefficient, and the processed film obtained when the film forming conditions are changed in the film forming unit. Based on the correlation between the refractive index of the film and the extinction coefficient and the refractive index and the extinction coefficient of the antireflection film, the film forming conditions in the film forming section and the plasma processing conditions in the modifying section are set. An apparatus for forming an antireflection film, comprising: a controller for adjusting.
【請求項8】 前記成膜用原料ガス供給部が、前記成膜
用ガスとしてシラン系ガス、分子内に窒素原子を含むガ
ス、及び、分子内に酸素原子を含むガスを前記成膜用チ
ャンバ内へ供給するものであり、 前記改質用ガス供給部が、前記改質用ガスとして酸化窒
素系ガスを前記改質用チャンバ内へ供給するものであ
る、ことを特徴とする請求項7記載の反射防止膜の形成
装置。
8. The film forming chamber, wherein the film forming source gas supply unit supplies a silane-based gas as the film forming gas, a gas containing a nitrogen atom in a molecule, and a gas containing an oxygen atom in a molecule. 8. The reforming gas supply section supplies a nitric oxide-based gas as the reforming gas into the reforming chamber. Anti-reflection film forming device.
【請求項9】 請求項1〜6のいずれか一項に記載の反
射防止膜の形成方法によって形成され、且つ、下記式
(1); k>1.690×n−3.046 …(1)、 k:膜厚30nmにおける消衰係数、 n:膜厚30nmにおける屈折率、で表される関係を満
たすシリコン酸窒化膜から成る、ことを特徴とする反射
防止膜。
9. An antireflection film is formed by the method according to claim 1, and is represented by the following formula (1); k> 1.690 × n−3.046 (1) ), K: extinction coefficient at a film thickness of 30 nm, n: refractive index at a film thickness of 30 nm, which is made of a silicon oxynitride film.
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