JPH04311036A - Insulating film formation method - Google Patents

Insulating film formation method

Info

Publication number
JPH04311036A
JPH04311036A JP7542091A JP7542091A JPH04311036A JP H04311036 A JPH04311036 A JP H04311036A JP 7542091 A JP7542091 A JP 7542091A JP 7542091 A JP7542091 A JP 7542091A JP H04311036 A JPH04311036 A JP H04311036A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow rate
insulating film
mass flow
flow controller
plasma
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.)
Granted
Application number
JP7542091A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2998257B2 (en
Inventor
Akio Shimizu
清水 明夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP7542091A priority Critical patent/JP2998257B2/en
Publication of JPH04311036A publication Critical patent/JPH04311036A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2998257B2 publication Critical patent/JP2998257B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To form the title insulating film at the truly required gas flow rate by a method wherein the stop valves on the flowing in and out sides of mass flow controllers are closed to calculate the corrected flow rate from the zero shift amount so that the set up signal corresponding to the flow rate added to the true flow rate may be transmitted to the mass flow controllers. CONSTITUTION:The stop valves before and after respective mass flow controllers 11, 12 are closed to boost the set up control voltage to the full scale. At this time, the differential pressure across the mass flow controllers 11, 12 is eliminated to indicate zero shifting amount, next, this zero shift amount is led in a programmable controller 100 to compute the arithmetical mean value of the sampling values. Finally, this arithmetical mean value is stored in a higher level controller 101 so that the total amount of required flow rate and this stored value may be set up in the mass controllers 11, 12 while displaying the indicated flow rate value with the stored value substracted therefrom to the operators in front of the high level controller 101.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路、特
にLSI等の微細加工によるDRAM製造工程中の絶縁
膜形成工程に、装置として、ECRプラズマ処理装置、
より詳しくは、導入されるマイクロ波との電子サイクロ
トロン共鳴条件を満たす磁場が形成され、流入, 流出
側にそれぞれ止め弁を備えたマスフローコントローラに
より流量が制御されて導入されたプラズマ生成ガスを前
記磁場とマイクロ波電界との共鳴条件の下でプラズマ化
する,両端面にそれぞれマイクロ波導入窓とプラズマ引
出し口とを備えたプラズマ生成室と;内部に被処理基板
が配されるとともに流入,流出側にそれぞれ止め弁を備
えたマスフローコントローラにより流量が制御された反
応ガスが導入される反応室と;被処理基板にRFバイア
スを印加する高周波電源と;を備え、プラズマ生成室内
でプラズマ化されたガスをプラズマ引出し口を通して反
応室内へ移動させて反応ガスを分解しつつ被処理基板の
表面に薄膜を形成するECRプラズマ処理装置が用いら
れ、この装置により絶縁膜を形成する際の絶縁膜形成方
法に関する。
[Industrial Application Field] The present invention is applicable to an insulating film forming process in the manufacturing process of DRAM by microfabrication of semiconductor integrated circuits, especially LSI, etc.
More specifically, a magnetic field that satisfies the electron cyclotron resonance conditions with the introduced microwave is formed, and the flow rate is controlled by a mass flow controller equipped with stop valves on the inflow and outflow sides, so that the introduced plasma generation gas is directed into the magnetic field. A plasma generation chamber is provided with a microwave introduction window and a plasma extraction port on both end faces, respectively, and generates plasma under the resonance conditions of the microwave electric field and the microwave electric field; A reaction chamber into which a reaction gas whose flow rate is controlled by a mass flow controller each equipped with a stop valve; and a high frequency power source that applies an RF bias to the substrate to be processed are provided. An ECR plasma processing apparatus is used in which a thin film is formed on the surface of a substrate to be processed while moving reaction gas into a reaction chamber through a plasma extraction port and decomposing the reaction gas. .

【0002】0002

【従来の技術】まず、この種ECRプラズマ処理装置の
構成と従来の絶縁膜形成方法とにつき、図4を用いて説
明する。
2. Description of the Related Art First, the structure of this type of ECR plasma processing apparatus and a conventional method of forming an insulating film will be explained with reference to FIG.

【0003】装置は、マイクロ波を発生するマイクロ波
電源3と、マイクロ波の伝送路を構成する,中空導体か
らなる導波管4と、筒状に形成され両端面にそれぞれマ
イクロ波導入窓2とプラズマ引出し口6とを備えたプラ
ズマ生成室1と、プラズマ生成室1内のマイクロ波導入
窓近傍に電子サイクロトロン共鳴 (Electron
 Cyclotron Resonance, 以下E
CRとも記す) 条件を満たす磁場領域を形成するソレ
ノイド5と、プラズマ引出し口6を通してプラズマ生成
室1と連通する反応室7と、反応室7に配され被処理基
板 (以下ウエーハとも記す) 8が載置される基板台
9と、基板台9を介して基板8にRFバイアスを印加す
る高周波電源 (以下RF電極とも記す)10 を主な
構成要素として構成されている。
The device includes a microwave power source 3 that generates microwaves, a waveguide 4 made of a hollow conductor that constitutes a microwave transmission path, and a microwave introduction window 2 formed in a cylindrical shape on each end face. A plasma generation chamber 1 is equipped with a plasma generation chamber 1 and a plasma extraction port 6, and an electron cyclotron resonance (Electron
Cyclotron Resonance, hereafter E
A solenoid 5 forms a magnetic field region that satisfies conditions, a reaction chamber 7 communicates with the plasma generation chamber 1 through a plasma extraction port 6, and a substrate to be processed (hereinafter also referred to as a wafer) 8 disposed in the reaction chamber 7. The main components are a substrate table 9 on which the substrate is placed, and a high frequency power source (hereinafter also referred to as an RF electrode) 10 that applies an RF bias to the substrate 8 via the substrate table 9.

【0004】このように構成されるECRプラズマ処理
装置により、基板8の表面に絶縁膜として、例えばSi
O膜を形成する場合には、プラズマ生成室1および反応
室7内を高真空に真空引きした後、ソレノイド5に流す
電流を調整してプラズマ生成室1内のマイクロ波導入窓
2近傍にECR磁場領域を形成し、マイクロ波電源3か
らマイクロ波をマイクロ波導入窓2を通してプラズマ生
成室1内に導入した後、マスフローコントローラ11に
より流量が所定値に制御されたN2 OまたはO2 ガ
スをプラズマ生成ガスとしてプラズマ生成室1内へ、ま
た、マスフローコントローラ12により流量が所定値に
制御されたSiH4 , Si2 H6 または (C
2 H5 O) 4 Siガスを反応ガスとして反応室
7内へ送り込む。プラズマ生成室1内へ送り込まれたN
2 OまたはO2 ガスは、ECR磁場領域でマイクロ
波電力を効率よく吸収してプラズマ化され、ソレノイド
5が形成する発散磁場の磁力線に沿って反応室7内へ移
動し、反応室7内の円環状ガスノズル14から吹き出さ
れた反応ガスを分解, 活性化し、基板8の表面にSi
O膜を形成する。このとき、基板8には高周波電源10
からRFバイアスが印加されており、プラズマ中のO+
 が加速され、イオン衝撃により膜が緻密化され、ある
いはO+ のスパッタ作用による段差部被膜性の改善,
スパッタと成膜との同時進行による,配線間凹部を含む
配線領域の膜の平坦化等が行われる。
[0004] With the ECR plasma processing apparatus configured as described above, an insulating film of, for example, Si is formed on the surface of the substrate 8.
When forming an O film, after evacuating the inside of the plasma generation chamber 1 and the reaction chamber 7 to a high vacuum, the current flowing through the solenoid 5 is adjusted and the ECR is placed near the microwave introduction window 2 in the plasma generation chamber 1. After forming a magnetic field region and introducing microwaves from the microwave power supply 3 into the plasma generation chamber 1 through the microwave introduction window 2, N2O or O2 gas whose flow rate is controlled to a predetermined value by the mass flow controller 11 is used to generate plasma. SiH4, Si2 H6 or (C
2 H5 O) 4 Si gas is sent into the reaction chamber 7 as a reaction gas. N sent into plasma generation chamber 1
2 O or O2 gas efficiently absorbs microwave power in the ECR magnetic field region, becomes plasma, moves into the reaction chamber 7 along the lines of magnetic force of the divergent magnetic field formed by the solenoid 5, and forms a circle inside the reaction chamber 7. The reaction gas blown out from the annular gas nozzle 14 is decomposed and activated, and Si is deposited on the surface of the substrate 8.
Form an O film. At this time, the high frequency power supply 10 is attached to the board 8.
RF bias is applied from O+ in the plasma.
is accelerated, the film is densified by ion bombardment, or the film quality at the stepped portion is improved by the sputtering action of O+.
Sputtering and film formation proceed simultaneously to flatten the film in the wiring area including the recesses between the wirings.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】いま、SiO膜をO2
 ガスおよびSiH4 ガスを用いて形成するものとす
れば、ECRプラズマ処理による成膜の場合、O2 と
SiH4 との流量比に膜特性が大きく依存することが
知られている。 図2に流量比 (SiH4 /O2 ) と膜特性の指
標となるエッチレートとの関係を示す。図にみられるよ
うに、流量比が0.9 以上では、エッチレートはほぼ
一定の小さい値を示し、膜が十分な緻密性を保つのに対
し、流量比が0.9 以下ではエッチレートが急激に上
昇し、膜が粗となり、絶縁性等の特性が悪化する。一方
、エッチレートが小さくなる流量比領域でも、流量比が
大きすぎると、形成されたSiO膜がSiリッチの膜と
なり、通常エッチング用溶剤として用いられる弗酸では
エッチングが困難となり、弗硝酸を用いる必要から、成
膜後のエッチング工程上好ましくない (図は広範囲の
流量比における膜質の変化をみるため、弗硝酸によるエ
ッチレートを示す) 。このため、ECRプラズマ処理
装置による成膜では、流量比として利用可能な領域幅が
極めて小さいという問題があった。しかも、流量の絶対
値として、ECRプラズマCVD装置が特徴とする成膜
効率を高く保つため、O2 ガス, SiH4 ガスの
流量をそれぞれ20SCCM程度と小さくして、装置内
のガス圧力が低く保たれるため、流量が0.2SCCM
 ずれても1%の流量誤差につながり、プロセスの安定
性を保つ上で、不安定要因の最大のものとなっていた。
[Problem to be solved by the invention] Currently, SiO film is
It is known that when a film is formed using gas and SiH4 gas, the film characteristics greatly depend on the flow rate ratio of O2 and SiH4 in the case of film formation by ECR plasma processing. FIG. 2 shows the relationship between the flow rate ratio (SiH4/O2) and the etch rate, which is an index of film properties. As seen in the figure, when the flow rate ratio is 0.9 or more, the etch rate shows a small, almost constant value, and the film maintains sufficient density, whereas when the flow rate ratio is 0.9 or less, the etch rate decreases. The temperature rises rapidly, the film becomes rough, and properties such as insulation deteriorate. On the other hand, even in the flow rate ratio range where the etch rate is small, if the flow rate ratio is too large, the formed SiO film becomes a Si-rich film, making it difficult to etch with hydrofluoric acid, which is normally used as an etching solvent. Because this is necessary, it is not preferable in the etching process after film formation (the figure shows the etch rate with fluoronitric acid in order to see the change in film quality over a wide range of flow rate ratios). For this reason, in film formation using an ECR plasma processing apparatus, there is a problem in that the area width that can be used as a flow rate ratio is extremely small. Moreover, in order to maintain the high film-forming efficiency, which is a feature of the ECR plasma CVD apparatus, in terms of the absolute value of the flow rate, the flow rates of O2 gas and SiH4 gas are each reduced to about 20 SCCM, and the gas pressure inside the apparatus is kept low. Therefore, the flow rate is 0.2SCCM
Even a deviation would lead to a flow rate error of 1%, which was the biggest source of instability in maintaining process stability.

【0006】なお、図2には、参考として、熱CVD法
によるSiO膜の特性を示した。熱CVD法は、O2 
とSiH4 との混合ガスを加熱された基板表面に導き
、基板表面でSiH4 を分解してO2 と反応させ、
基板表面にSiO膜を堆積させるものである。エッチレ
ートが流量比に関係なく一定であり、この方法ではEC
RプロセスCVD法のような微細加工は困難であるもの
の、常に緻密性の高いSiO膜が形成されるため、流量
比の制御はさほど高精度を必要としない。
For reference, FIG. 2 shows the characteristics of a SiO film produced by thermal CVD. Thermal CVD method uses O2
A mixed gas of SiH4 and SiH4 is introduced to the heated substrate surface, and the SiH4 is decomposed on the substrate surface and reacts with O2.
A SiO film is deposited on the surface of the substrate. The etch rate is constant regardless of the flow rate ratio, and in this method the EC
Although microfabrication such as the R process CVD method is difficult, a highly dense SiO film is always formed, so controlling the flow rate ratio does not require very high accuracy.

【0007】ところで、O2 ガス, SiH4 ガス
等の流量制御には、マスフローコントローラと称する流
量制御手段が広く用いられている。この流量制御手段は
、流量を検出する検出部と、検出された流量を表示する
表示部と、流量調整手段である制御弁とを備え、ガスが
通過する管路の流量を、外部からの設定制御信号値 (
通常0〜5V) に対応した流量値に制御する機能を有
する。設定される流量の精度はフルスケール流量の±1
%であり、この誤差の絶対値は設定流量に関係なく一定
であるため、フルスケール流量の0〜5%の範囲では設
定不可というのが一般的な仕様である。
By the way, a flow rate control means called a mass flow controller is widely used to control the flow rate of O2 gas, SiH4 gas, etc. This flow rate control means includes a detection unit that detects the flow rate, a display unit that displays the detected flow rate, and a control valve that is a flow rate adjustment unit, and allows the flow rate of the pipe through which the gas passes to be set from the outside. Control signal value (
It has a function to control the flow rate value corresponding to the voltage (usually 0 to 5V). The accuracy of the set flow rate is ±1 of the full scale flow rate.
%, and since the absolute value of this error is constant regardless of the set flow rate, the general specification is that it cannot be set in the range of 0 to 5% of the full scale flow rate.

【0008】このマスフローコントローラには、上記設
定精度に加え、実用上の問題点として、同一マスフロー
コントローラを使用する場合でも、設定時点が、昨日,
 今日と日単位の時間で異なると、同一設定制御電圧値
でも実流量がフルスケール流量の0.5 %程度異なる
という,時間的再現性の問題があった。
In addition to the above-mentioned setting accuracy, this mass flow controller has a practical problem that even when using the same mass flow controller, the setting time may be different from yesterday.
There was a problem with temporal reproducibility, where the actual flow rate differed by about 0.5% of the full-scale flow rate even if the set control voltage value was different if the time differed from today to the day.

【0009】本発明の目的は、現在広く用いられている
上記マスフローコントローラを用いてプラズマ生成ガス
および反応ガスの流量が制御されるECRプラズマ処理
装置を用いて絶縁膜を形成する際に、プラズマ生成ガス
および反応ガスの流量がともに精度高く制御される絶縁
膜形成方法を提供することである。
An object of the present invention is to control plasma generation when forming an insulating film using an ECR plasma processing apparatus in which the flow rates of plasma generation gas and reaction gas are controlled using the mass flow controller that is currently widely used. An object of the present invention is to provide an insulating film forming method in which both the flow rates of gas and reaction gas are controlled with high precision.

【0010】0010

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、導入されるマイクロ波との電子
サイクロトロン共鳴条件を満たす磁場が形成され、流入
, 流出側にそれぞれ止め弁を備えたマスフローコント
ローラにより流量が制御されて導入されたプラズマ生成
ガスを前記磁場とマイクロ波電界との共鳴条件の下でプ
ラズマ化する,両端面にそれぞれマイクロ波導入窓とプ
ラズマ引出し口とを備えたプラズマ生成室と;内部に被
処理基板が配されるとともに流入, 流出側にそれぞれ
止め弁を備えたマスフローコントローラにより流量が制
御された反応ガスが導入される反応室と;被処理基板に
RFバイアスを印加する高周波電源と;を備えたECR
プラズマ処理装置を用いて被処理基板に絶縁膜を形成す
る際の絶縁膜形成方法として、絶縁膜形成に先立ち、前
記それぞれのマスフローコントローラの流入,流出側の
止め弁を閉じ、それぞれのマスフローコントローラに表
示されるゼロシフト量からそれぞれ補正流量を求め、こ
の補正流量を、絶縁膜形成に用いる前記プラズマ生成ガ
スおよび反応ガスそれぞれの真の流量に加えた流量をマ
スフローコントローラに設定する絶縁膜形成方法をとる
ものとする。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, in the present invention, a magnetic field is formed that satisfies the electron cyclotron resonance conditions with the introduced microwave, and stop valves are provided on the inflow and outflow sides. A plasma having a microwave introduction window and a plasma extraction port on each end face, in which the flow rate is controlled by a mass flow controller and the introduced plasma generating gas is turned into plasma under resonance conditions of the magnetic field and the microwave electric field. A generation chamber; A reaction chamber in which a substrate to be processed is arranged and a reaction gas whose flow rate is controlled by a mass flow controller equipped with stop valves on the inflow and outflow sides; An RF bias is applied to the substrate to be processed; ECR equipped with a high frequency power supply to apply;
As an insulating film forming method when forming an insulating film on a substrate to be processed using a plasma processing apparatus, before forming an insulating film, close the stop valves on the inflow and outflow sides of each mass flow controller, and A method of forming an insulating film is used in which a corrected flow rate is calculated from the displayed zero shift amount, and the corrected flow rate is added to the true flow rate of each of the plasma generation gas and reaction gas used for forming the insulating film, and the flow rate is set in the mass flow controller. shall be taken as a thing.

【0011】この場合、絶縁膜形成に用いられる真の流
量に加えられる補正流量は、マスフローコントローラの
流入,流出側止め弁閉止一定時間後に微小時間間隔でマ
スフローコントローラ表示のゼロシフト量をサンプリン
グした複数のサンプリング値の相加平均値として求める
のがよい。
[0011] In this case, the correction flow rate added to the true flow rate used for forming the insulating film is calculated by sampling the zero shift amount displayed on the mass flow controller at minute time intervals after a certain period of time after the inflow and outflow side stop valves of the mass flow controller are closed. It is best to obtain it as an arithmetic average value of sampled values.

【0012】また、ゼロシフト量のサンプリング中にサ
ンプリング値がマスフローコントローラのフルスケール
流量に対する許容誤差を超えたときに異常表示を行い、
かつ絶縁膜形成への工程進行を停止する絶縁膜形成方法
とすれば好適である。
[0012] Also, when the sampling value exceeds the allowable error for the full scale flow rate of the mass flow controller during sampling of the zero shift amount, an abnormality is displayed;
In addition, it is preferable to use an insulating film forming method that stops the progress of the step toward forming the insulating film.

【0013】[0013]

【作用】まず、ゼロシフト量の補正がなされない場合の
設定流量と実流量との関係を図3を用いて説明する。マ
スフローコントローラに設定誤差がないと仮定すれば、
流量Q0 に対応した設定制御信号をマスフローコント
ローラに与えると、管路を通るガス流量は設定流量と等
しく、Q0 となる。しかし、マスフローコントローラ
に設定誤差があると、この誤差の絶対値は、設定流量の
大きさに関係なく一定であり、設定流量が小さいほど相
対誤差が大きくなる。このため、使用するマスフローコ
ントローラは、フルスケール流量 (FS) が実流量
に近いものを選んで使用していた。しかし、マスフロー
コントローラのフルスケール流量は、マスフローコント
ローラの大きさにより階段状に異なり、実流量がフルス
ケール流量をわずかに超えると、次のフルスケール流量
のものを使用する必要があり、設定誤差が相対的に大き
くなる。 しかし、本発明のように、絶縁膜形成に先立ち、前記そ
れぞれのマスフローコントローラの流入,流出側の止め
弁を閉じ、それぞれのマスフローコントローラに表示さ
れるゼロシフト量からそれぞれ補正流量を求め、この補
正流量を、絶縁膜形成に用いる前記プラズマ生成ガスお
よび反応ガスそれぞれの真の流量に加えた流量に対応し
た設定制御信号をマスフローコントローラに与えること
により、マスフローコントローラの有する設定誤差に関
係なく、真に必要なガス流量で絶縁膜を形成することが
できる。
[Operation] First, the relationship between the set flow rate and the actual flow rate when the zero shift amount is not corrected will be explained using FIG. Assuming that there is no setting error in the mass flow controller,
When a setting control signal corresponding to the flow rate Q0 is given to the mass flow controller, the gas flow rate passing through the pipe is equal to the set flow rate and becomes Q0. However, if there is a setting error in the mass flow controller, the absolute value of this error is constant regardless of the magnitude of the set flow rate, and the smaller the set flow rate, the larger the relative error becomes. For this reason, a mass flow controller with a full scale flow rate (FS) close to the actual flow rate was used. However, the full-scale flow rate of a mass flow controller varies stepwise depending on the size of the mass flow controller, and if the actual flow rate slightly exceeds the full-scale flow rate, the next full-scale flow rate must be used, resulting in setting errors. becomes relatively large. However, as in the present invention, prior to forming the insulating film, the stop valves on the inlet and outlet sides of each of the mass flow controllers are closed, the corrected flow rates are determined from the zero shift amount displayed on each mass flow controller, and the corrected flow rates are By giving the mass flow controller a setting control signal corresponding to the true flow rate of each of the plasma generation gas and reaction gas used for forming the insulating film, the truly necessary The insulating film can be formed at a gas flow rate of

【0014】そして、この補正流量を、マスフローコン
トローラの流入,流出側止め弁閉止一定時間後に微小時
間間隔でマスフローコントローラ表示のゼロシフト量を
サンプリングした複数のサンプリング値の相加平均値と
して求めると、止め弁閉止後マスフローコントローラ前
後の差圧が実質的になくなる時点以後にマスフローコン
トローラの表示部に表示されたゼロシフト量がサンプリ
ングされるから、デジタルに精度高く補正流量を求める
ことができる。
[0014] Then, when this corrected flow rate is determined as the arithmetic average value of a plurality of sampled values of the zero shift amount displayed on the mass flow controller display at minute time intervals after a certain period of time after the inflow and outflow side stop valves of the mass flow controller are closed, Since the zero shift amount displayed on the display section of the mass flow controller is sampled after the time when the differential pressure across the mass flow controller substantially disappears after the valve is closed, the corrected flow rate can be determined digitally and with high accuracy.

【0015】また、補正流量が、ゼロシフト量をサンプ
リングして得られるため、止め弁の異常や、マスフロー
コントローラ内に異常があって、ゼロシフト量のサンプ
リング中にサンプリング値がマスフローコントローラの
フルスケール流量に対する許容誤差を超えた場合に、こ
れを異常表示することが容易に可能になる。また、この
異常表示の際の表示信号を利用して絶縁膜形成への装置
運転を停止させることが容易に可能になり、無駄な運転
を防止することができる。
Furthermore, since the corrected flow rate is obtained by sampling the zero shift amount, if there is an abnormality in the stop valve or an abnormality in the mass flow controller, the sampling value may differ from the full scale flow rate of the mass flow controller during sampling of the zero shift amount. If the tolerance is exceeded, it can be easily displayed as an abnormality. Moreover, it becomes possible to easily stop the operation of the apparatus for forming an insulating film by using the display signal at the time of this abnormality display, and it is possible to prevent unnecessary operation.

【0016】[0016]

【実施例】図1に、本発明の方法によりガス流量が制御
されるECRプラズマ処理装置の全体構成の一実施例を
示す。図において、図4と同一の部材には同一符号が付
されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of the overall configuration of an ECR plasma processing apparatus in which the gas flow rate is controlled by the method of the present invention. In the figure, the same members as in FIG. 4 are given the same reference numerals.

【0017】装置全体は、図4に示す装置本体に加え、
大気搬送部を構成する大気搬送ロボット22と、大気搬
送ロボット22により大気中のキャリアカセット23か
ら、360 °旋回可能な回転アーム22a と,伸縮
可能な伸縮アーム22b とからなる搬送機構を用いて
取り出された未処理のウエーハを載置するローディング
ウエーハ受皿20aと処理済みウエーハを載置するアン
ローディングウエーハ受皿20b とが収納された第1
のロードロック室19と、第1のロードロック室19と
反応室7との間のウエーハの受渡しを真空中で行う真空
搬送ロボット17を内蔵する第2のロードロック室16
を備えている。第2のロードロック室16内は常時高真
空に保たれ、第1のロードロック室19内は、大気側の
ウエーハの受渡しの度ごとに仕切り弁21を開いて大気
に開放され、受渡しが済むと仕切り弁を開いて再び真空
に保たれ、室内のウエーハを次工程への移動まで真空中
で待機させる。成膜時には、仕切り弁18を開いてロー
ディングウエーハ受皿20a 上の未処理ウエーハが真
空搬送ロボット17により第2のロードロック室16内
へ取り込まれた後、仕切り弁18が閉じ、次に仕切り弁
15を開いて未処理ウエーハが反応室7内へ搬入されて
基板台9に載置され、仕切り弁15は閉じられる。
[0017] In addition to the main body of the apparatus shown in FIG.
The carrier cassette 23 is taken out from the carrier cassette 23 in the atmosphere by the atmosphere transfer robot 22 constituting the atmosphere transfer section, using a transfer mechanism consisting of a rotary arm 22a that can rotate 360 degrees and a telescoping arm 22b that can extend and contract. A loading wafer tray 20a on which unprocessed wafers are placed and an unloading wafer tray 20b on which processed wafers are placed are housed.
a second load-lock chamber 16 incorporating a vacuum transfer robot 17 that transfers wafers between the first load-lock chamber 19 and the reaction chamber 7 in vacuum;
It is equipped with The inside of the second load lock chamber 16 is always maintained at a high vacuum, and the inside of the first load lock chamber 19 is opened to the atmosphere by opening the gate valve 21 every time a wafer is transferred to the atmosphere side, and the transfer is completed. The gate valve is opened and the vacuum is maintained again, and the wafers in the chamber are kept in a vacuum until they are moved to the next process. During film formation, the gate valve 18 is opened and the unprocessed wafer on the loading wafer tray 20a is taken into the second load lock chamber 16 by the vacuum transfer robot 17, and then the gate valve 18 is closed, and then the gate valve 15 is opened. The gate valve 15 is opened, the unprocessed wafer is carried into the reaction chamber 7 and placed on the substrate stage 9, and the gate valve 15 is closed.

【0018】大気搬送部の供給側キャリアカセットから
ウエーハを1枚づつ自動的に取り出して反応室に送り込
み、処理後に逆の順序で処理済みウエーハを収納側カセ
ットに収納する上記搬送系により、1枚  のウエーハ
が反応室7内に入るまでに約2分の時間を要する。以下
、成膜のための装置の自動運転開始からガス流量設定ま
での装置の動作を説明する。
The above-mentioned transport system automatically takes out wafers one by one from the supply side carrier cassette of the atmospheric transport section, sends them to the reaction chamber, and after processing, stores the processed wafers in the storage side cassette in the reverse order. It takes about 2 minutes for the wafer to enter the reaction chamber 7. The operation of the apparatus from the start of automatic operation of the apparatus for film formation to the gas flow rate setting will be described below.

【0019】自動運転開始直後から搬送を開始するのと
同時に、各マスフローコントローラ11, 12の前後
の止め弁を閉じ、設定制御電圧をフルスケールとすると
、約30秒でマスフローコントローラの前後の差圧がな
くなり、マスフローコントローラ11,12がそれぞれ
のゼロシフト量を表示するようになる。このゼロシフト
量を、±5Vアナログデジタル入力カード (12ビッ
ト) により1/4000の精度で約0.2 秒間隔3
0回でプログラマブルコントローラ100 に取り込み
、ここで30個のサンプリング値の相加平均値を算出し
、これを上位コントローラ101 で記憶し、この記憶
値を要求流量に加えた量をマスフローコントローラに設
定するともに、マスフローコントローラの流量表示値か
ら前記記憶値を減じた値を上位コントローラ101 前
面の操作員に示すようにした。このことにより、操作員
には、ゼロシフト量が含まれない, 真の要求流量が示
されるとともにプロセスの安定性が向上し、品質レベル
が均一化された絶縁膜の形成が可能となった。
Immediately after automatic operation starts, if the stop valves at the front and rear of each mass flow controller 11 and 12 are closed at the same time as conveyance starts, and the set control voltage is set to full scale, the differential pressure across the mass flow controller will increase in about 30 seconds. disappears, and the mass flow controllers 11 and 12 begin to display their respective zero shift amounts. This zero shift amount is input at approximately 0.2 second intervals with an accuracy of 1/4000 using a ±5V analog/digital input card (12 bits).
0 times, it is imported into the programmable controller 100, where the arithmetic mean value of the 30 sampled values is calculated, this is stored in the host controller 101, and the amount obtained by adding this stored value to the required flow rate is set in the mass flow controller. In both cases, the value obtained by subtracting the stored value from the flow rate display value of the mass flow controller is shown to the operator at the front of the host controller 101. As a result, the operator is shown the true required flow rate, which does not include the amount of zero shift, and the stability of the process is improved, making it possible to form an insulating film with a uniform quality level.

【0020】また、前記30回のサンプリングの際のサ
ンプリング値の最大値, 最小値が、フルスケールの1
%以内かどうかを判定し、異常があればアラーム表示を
するとともに、この表示信号を利用して成膜への装置動
作を停止させることとした。
[0020] Furthermore, the maximum and minimum values of the sampling values during the 30 samplings are 1 of the full scale.
% or not, and if there is an abnormality, an alarm is displayed and this display signal is used to stop the device operation for film formation.

【0021】さらに、装置運転中にもマスフローコント
ローラへの流量設定値と流量表示値との差を監視してマ
スフローコントローラが異常状態かどうかをみるように
し、操作員はマスフローコントローラの精度に関し、注
意を払うことなく装置の運転操作ができるようにした。
Furthermore, during equipment operation, the difference between the flow rate set value to the mass flow controller and the flow rate display value is monitored to see if the mass flow controller is in an abnormal state, and the operator is reminded of the accuracy of the mass flow controller. It is now possible to operate the device without having to pay.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明では、ECRプラズマ処理による
絶縁膜形成の方法を上述のような方法としたので、以下
に記載する効果が得られる。
Effects of the Invention In the present invention, since the method of forming an insulating film by ECR plasma treatment is as described above, the following effects can be obtained.

【0023】請求項1の方法では、ECRプラズマ処理
装置特有と言ってもよいほど膜質が敏感に反応する,反
応ガスとプラズマ生成ガスとの流量比を、各マスフロー
コントローラが有する固有の精度に関係なく、また、流
量設定の時点に関係なく、真に必要とする流量比に自動
的に補正することができ、プロセスが安定し、品質レベ
ルの均一な絶縁膜の形成が可能となった。これにより、
従来DRAM製造工程中に形成されるSiO膜またはP
SG (りんガラス) 膜、特に、層間絶縁膜として形
成されるこれらの膜の信頼性が向上した。
In the method of claim 1, the flow rate ratio between the reaction gas and the plasma generating gas, to which the film quality reacts so sensitively that it can be said to be unique to an ECR plasma processing apparatus, is determined based on the inherent accuracy of each mass flow controller. In addition, regardless of the point in time when the flow rate is set, it can be automatically corrected to the truly required flow rate ratio, making it possible to stabilize the process and form an insulating film with a uniform quality level. This results in
SiO film or P formed during the conventional DRAM manufacturing process
The reliability of SG (phosphorus glass) films, especially those films formed as interlayer dielectric films, has been improved.

【0024】請求項2の方法では、補正流量が、ゼロシ
フト量をサンプリングしてデジタルに得られるため、精
度高く求められ、膜質の均一性がさらに高くなる。
In the method of the second aspect, since the corrected flow rate is obtained digitally by sampling the zero shift amount, it can be determined with high accuracy and the uniformity of the film quality can be further improved.

【0025】請求項3の方法では、補正流量が、ゼロシ
フト量をサンプリングしてデジタルに得られるため、サ
ンプリング中にサンプリング値の最大値,最小値を、マ
スフローコントローラのフルスケール流量に対する許容
誤差と比較することが容易に可能になり、マスフローコ
ントローラの流入側, 流出側止め弁の異常や、マスフ
ローコントローラ内の異常発見が容易となり、装置の無
駄な運転を防止することが可能となった。
In the method of claim 3, since the corrected flow rate is obtained digitally by sampling the zero shift amount, the maximum and minimum values of the sampled values are compared with the allowable error for the full scale flow rate of the mass flow controller during sampling. This makes it easier to detect abnormalities in the inlet and outlet stop valves of the mass flow controller, as well as abnormalities within the mass flow controller, making it possible to prevent unnecessary operation of the equipment.

【0026】なお、本発明の方法は、ECRプラズマ処
理装置のほか、ガス流量の制御がマスフローコントロー
ラを用いて行われ、かつ得られる実流量が要求流量と高
精度で一致することが望ましい装置すべてに効果的に適
用することができる。
The method of the present invention can be applied not only to ECR plasma processing apparatuses but also to all apparatuses in which the gas flow rate is controlled using a mass flow controller, and in which it is desirable that the obtained actual flow rate matches the required flow rate with high precision. can be effectively applied.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の方法によりプラズマ生成ガスおよび反
応ガスそれぞれの流量が真の要求流量に制御されるEC
Rプラズマ処理装置全体構成の一実施例を示す図
FIG. 1: EC in which the flow rates of plasma generation gas and reaction gas are controlled to the true required flow rates by the method of the present invention.
A diagram showing an example of the overall configuration of the R plasma processing apparatus

【図2
】絶縁膜膜質の原料ガス構成比依存性をECRプラズマ
CVD法による膜と熱CVD法による膜それぞれの場合
について示すエッチレート・流量比特性図
[Figure 2
] Etch rate/flow rate ratio characteristic diagram showing the dependence of the insulating film quality on the raw material gas composition ratio for a film produced by ECR plasma CVD method and a film produced by thermal CVD method.

【図3】マス
フローコントローラの設定流量と実流量との関係を示す
線図
[Figure 3] Diagram showing the relationship between the set flow rate and the actual flow rate of the mass flow controller

【図4】ECRプラズマ処理装置における原料ガス導入
系の構成を装置本体の構成とともに示す図
[Fig. 4] A diagram showing the configuration of the source gas introduction system in the ECR plasma processing apparatus together with the configuration of the apparatus main body.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    プラズマ生成室 2    マイクロ波導入窓 5    ソレノイド 6    プラズマ引出し口 7    反応室 8    基板 9    基板台 10    高周波電源 11    マスフローコントローラ 12    マスフローコントローラ 13    止め弁 14    止め弁 100    プログラマブルコントローラ101  
  上位コントローラ
1 Plasma generation chamber 2 Microwave introduction window 5 Solenoid 6 Plasma outlet 7 Reaction chamber 8 Substrate 9 Substrate stand 10 High frequency power supply 11 Mass flow controller 12 Mass flow controller 13 Stop valve 14 Stop valve 100 Programmable controller 101
Upper controller

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】導入されるマイクロ波との電子サイクロト
ロン共鳴条件を満たす磁場が形成され、流入, 流出側
にそれぞれ止め弁を備えたマスフローコントローラによ
り流量が制御されて導入されたプラズマ生成ガスを前記
磁場とマイクロ波電界との共鳴条件の下でプラズマ化す
る,両端面にそれぞれマイクロ波導入窓とプラズマ引出
し口とを備えたプラズマ生成室と;内部に被処理基板が
配されるとともに流入, 流出側にそれぞれ止め弁を備
えたマスフローコントローラにより流量が制御された反
応ガスが導入される反応室と;被処理基板にRFバイア
スを印加する高周波電源と;を備えてなり、プラズマ生
成室内でプラズマ化されたガスをプラズマ引出し口を通
して反応室内へ移動させて反応ガスを分解しつつ被処理
基板の表面に薄膜を形成するECRプラズマ処理装置を
用いて被処理基板に絶縁膜を形成する際の絶縁膜形成方
法であって、絶縁膜形成に先立ち、前記それぞれのマス
フローコントローラの流入,流出側の止め弁を閉じ、そ
れぞれのマスフローコントローラに表示されるゼロシフ
ト量からそれぞれ補正流量を求め、この補正流量を、絶
縁膜形成に用いる前記プラズマ生成ガスおよび反応ガス
それぞれの真の流量に加えた流量をそれぞれのマスフロ
ーコントローラに設定することを特徴とする絶縁膜形成
方法。
Claim 1: A magnetic field is formed that satisfies electron cyclotron resonance conditions with the introduced microwave, and the flow rate is controlled by a mass flow controller having stop valves on the inflow and outflow sides, respectively, so that the introduced plasma generating gas is A plasma generation chamber that generates plasma under resonance conditions between a magnetic field and a microwave electric field and has a microwave introduction window and a plasma outlet on both end faces; It is equipped with a reaction chamber into which a reaction gas whose flow rate is controlled by a mass flow controller equipped with a stop valve on each side; and a high frequency power source that applies an RF bias to the substrate to be processed are used to generate plasma in the plasma generation chamber. An insulating film used when forming an insulating film on a substrate to be processed using an ECR plasma processing apparatus that moves the reacted gas into the reaction chamber through a plasma outlet to decompose the reaction gas and forms a thin film on the surface of the substrate to be processed. The forming method includes, prior to forming an insulating film, closing the stop valves on the inflow and outflow sides of each of the mass flow controllers, determining each corrected flow rate from the zero shift amount displayed on each mass flow controller, and calculating the corrected flow rate by An insulating film forming method, characterized in that a flow rate added to the true flow rate of each of the plasma generating gas and the reaction gas used for forming the insulating film is set in each mass flow controller.
【請求項2】請求項第1項に記載の絶縁膜形成方法にお
いて、絶縁膜形成に用いる真のガス流量に加えられる補
正流量は、マスフローコントローラの流入,流出側止め
弁閉止一定時間後に微小時間間隔でマスフローコントロ
ーラ表示のゼロシフト量をサンプリングした複数のサン
プリング値の相加平均値として求めることを特徴とする
絶縁膜形成方法。
2. In the method for forming an insulating film according to claim 1, the correction flow rate added to the true gas flow rate used for forming the insulating film is performed for a minute period after a certain period of time when the inflow and outflow side stop valves of the mass flow controller are closed. An insulating film forming method characterized in that the zero shift amount of a mass flow controller display is obtained as an arithmetic average value of a plurality of sampling values sampled at intervals.
【請求項3】請求項第2項に記載の絶縁膜形成方法にお
いて、ゼロシフト量のサンプリング中にサンプリング値
がマスフローコントローラのフルスケール流量に対する
許容誤差を超えたときに異常表示を行い、かつ絶縁膜形
成への工程進行を停止することを特徴とする絶縁膜形成
方法。
3. In the insulating film forming method according to claim 2, an abnormality is displayed when the sampling value exceeds an allowable error for the full scale flow rate of the mass flow controller during sampling of the zero shift amount; A method for forming an insulating film, characterized in that the progress of the process to formation is stopped.
JP7542091A 1991-04-09 1991-04-09 Insulating film forming method Expired - Fee Related JP2998257B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7542091A JP2998257B2 (en) 1991-04-09 1991-04-09 Insulating film forming method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7542091A JP2998257B2 (en) 1991-04-09 1991-04-09 Insulating film forming method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04311036A true JPH04311036A (en) 1992-11-02
JP2998257B2 JP2998257B2 (en) 2000-01-11

Family

ID=13575684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7542091A Expired - Fee Related JP2998257B2 (en) 1991-04-09 1991-04-09 Insulating film forming method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2998257B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007111076A1 (en) 2006-03-24 2007-10-04 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Transparent barrier sheet and method for producing transparent barrier sheet
WO2007111075A1 (en) 2006-03-24 2007-10-04 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Transparent barrier sheet and method for producing transparent barrier sheet
WO2007111074A1 (en) 2006-03-24 2007-10-04 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Transparent barrier sheet and method for producing transparent barrier sheet
WO2007111092A1 (en) 2006-03-24 2007-10-04 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Transparent barrier sheet and method for producing transparent barrier sheet
WO2007111098A1 (en) 2006-03-24 2007-10-04 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Transparent barrier sheet and method for producing same
JP2010205477A (en) * 2009-03-02 2010-09-16 Nissin Ion Equipment Co Ltd Gas control device, method of controlling gas control device and ion implantation device using them

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007111076A1 (en) 2006-03-24 2007-10-04 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Transparent barrier sheet and method for producing transparent barrier sheet
WO2007111075A1 (en) 2006-03-24 2007-10-04 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Transparent barrier sheet and method for producing transparent barrier sheet
WO2007111074A1 (en) 2006-03-24 2007-10-04 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Transparent barrier sheet and method for producing transparent barrier sheet
WO2007111092A1 (en) 2006-03-24 2007-10-04 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Transparent barrier sheet and method for producing transparent barrier sheet
WO2007111098A1 (en) 2006-03-24 2007-10-04 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Transparent barrier sheet and method for producing same
JP2010205477A (en) * 2009-03-02 2010-09-16 Nissin Ion Equipment Co Ltd Gas control device, method of controlling gas control device and ion implantation device using them

Also Published As

Publication number Publication date
JP2998257B2 (en) 2000-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102688484B1 (en) Systems and methods for measuring entrained vapor
US20060065368A1 (en) Gas delivery device for improved deposition of dielectric material
KR100245259B1 (en) Semiconductor fabricating apparatus, method for controlling oxygen concentration within load-lock chamber
CA1171551A (en) Load-lock vacuum chamber
US20090233450A1 (en) Plasma etchimg method and plasma etching apparatus
US10957554B2 (en) Etching method and etching device
JP5805461B2 (en) Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method
KR20030007938A (en) Methods and apparatus for maintaining a pressure within an environmentally controlled chamber
US10153172B2 (en) Etching method and recording medium
KR20110086083A (en) Semiconductor storage element manufacturing method and sputter device
KR20170028856A (en) Method of processing workpiece
JPH04311036A (en) Insulating film formation method
JPH0772307A (en) Method and device for forming thin film
US11764070B2 (en) Etching method and etching apparatus
JP2001257164A (en) Device and method for treating substrate and pressure control method
JPH04336426A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH09269100A (en) Mixed gas supplying piping system
US6746970B2 (en) Method of forming a fluorocarbon polymer film on a substrate using a passivation layer
KR19980018503A (en) Thin film manufacturing method and thin film manufacturing device
JP2019004026A (en) Method of etching film
JPH0982691A (en) Plasma etching method and system
JP2579166B2 (en) Plasma CVD apparatus and film forming method
KR20240114261A (en) Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device and program
JPH09272978A (en) Formation of thin film by plasma chemical vapor deposition method
CN117794349A (en) Preparation method of Josephson junction array and magnetron sputtering equipment

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees