JPH07307276A - 反射防止膜の形成方法 - Google Patents

反射防止膜の形成方法

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JPH07307276A
JPH07307276A JP10124994A JP10124994A JPH07307276A JP H07307276 A JPH07307276 A JP H07307276A JP 10124994 A JP10124994 A JP 10124994A JP 10124994 A JP10124994 A JP 10124994A JP H07307276 A JPH07307276 A JP H07307276A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 微細パターンを形成するためにレジストの下
層などに反射防止膜を形成する際に、その膜質および膜
厚などの再現性を向上させること。 【構成】 反射防止膜103を形成するに際し、間決プ
ラズマCVD法を用いる。反射防止膜103は、硅素と
窒素と酸素を少なくとも含む化合物であることが好まし
い。間欠プラズマCVDでは、成膜を制限するシャッタ
ー13を用いることが好ましい。間欠プラズマCVDで
は、プラズマが形成された直後から所定時間のタイミン
グで、繰り返し、反射防止膜103の成膜を行うか、ま
たはプラズマが形成された直後から数秒間は、反射防止
膜103の成膜を行わず、その後の所定時間のタイミン
グで、繰り返し、反射防止膜103の成膜を行うことが
好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の製法
に係わり、さらに詳しくは、そのリソグラフィー工程で
用いられる反射防止膜の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】デバイスの高密度化に伴
って、配線技術は、ますます微細化および多層化の方向
に進んでいる。しかし、高集積化は、一方ではデバイス
の信頼性を低下させる要因になる場合がある。
【0003】なぜなら、配線の微細化と多層化の進展に
よって層間絶縁膜の段差は大きく且つ急峻となり、その
上に形成される配線の加工精度および信頼性を低下させ
るためである。このため、現状のリソグラフィー技術を
用いて、その延命化を図りつつ、解像度の向上を行うに
は、まず、ひとつには層間絶縁膜の平坦性を向上させる
必要がある。これは、リソグラフィーの短波長化に伴う
焦点深度の低下の点からも重要になりつつある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】もうひとつの重要な問
題は、下地からの反射を如何にして抑え、レジストの解
像度を維持するかと言うことである。このため、レジス
トの下に、いわゆる反射防止膜が形成される技術が主流
になりつつある。この反射防止膜の候補のひとつとし
て、本出願人が提案したSiON膜がある(特願平4−
359750)。ただし、反射防止膜自体は非常に薄い
ため、従来のプラズマCVD(Al膜上に成膜すること
もありうるので、低温で成膜できるプラズマCVDが望
ましい)では、成膜時間が非常に短くて、膜厚や膜質の
再現性に問題があった。
【0005】とりわけ、前記SiON膜で構成される反
射防止膜に対しては、N,Oの含有量で、n,kなどの
光学常数をコントロールしているため、膜質の再現性が
キーポイントになるので、問題の解決が急がれていた。
また、反射防止膜の膜厚も、フォトリソグラフィー時の
反射防止効果に大きく影響することから、反射防止膜の
膜厚も高精度で制御する必要がある。
【0006】本発明は、上述した実情に鑑みてなされ、
微細パターンを形成するためにレジストの下層などに反
射防止膜を形成する際に、その膜質および膜厚などの再
現性を向上させることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、膜質および
膜厚などの再現性を向上させることができる反射防止膜
の形成方法について鋭意考察した結果、従来の反射防止
膜形成方法では、成膜時間が約10秒間位と非常に短い
ため、プラズマが不安定な初期状態が成膜時間に占める
割合が多く、このために再現性が悪くなっていたと考え
た。そこで、本発明者は、プラズマが不安定なら不安定
な状態、安定なら安定の状態のみを選択的に用いれば良
いと考え、これらのいずれかの状態を選択的に用いて、
反射防止膜を成膜することで、その膜質および膜厚など
の条件の再現性を高めることを見い出し、本発明を完成
するに至った。
【0008】すなわち、本発明に係る反射防止膜の形成
方法は、反射防止膜を形成するに際し、間決プラズマC
VD法を用いることを特徴とする。上記反射防止膜は、
硅素と窒素と酸素を少なくとも含む化合物であることが
好ましい。
【0009】上記間欠プラズマCVDでは、成膜を制限
するシャッターを用いることが好ましい。上記間欠プラ
ズマCVDでは、プラズマが形成された直後から所定時
間のタイミングで、繰り返し、上記反射防止膜の成膜を
行うか、またはプラズマが形成された直後から数秒間
は、上記反射防止膜の成膜を行わず、その後の所定時間
のタイミングで、繰り返し、上記反射防止膜の成膜を行
うことが好ましい。成膜を行うタイミングの所定時間
は、好ましくは1〜5秒である。また、成膜工程と次の
成膜工程との間である間欠時間(成膜を行わない)は、
好ましくは1〜5秒である。さらに、成膜の繰り返し数
は、好ましくは2〜12回、さらに好ましくは3〜6回
である。
【0010】
【作用】プラズマが形成された直後から数秒間は、多少
プラズマの安定性が悪い。しかし、安定性が悪いこと自
体は、再現性があるので、これを逆手にとって、プラズ
マが形成される初期の時間のみで、即ち、数秒間ずつの
間欠プラズマの繰り返しで成膜すれば膜厚や膜質の再現
性は向上する。
【0011】また、プラズマが安定するまで、基板をシ
ャッターで覆っておいて、プラズマが安定したら、シャ
ッターを用いて所定の時間だけ成膜すれば、膜厚や膜質
の再現性は向上する。なお、このシャッター付の成膜装
置としては、本出願人が既に出願したシャッター付成膜
装置(特開平5−243185号)を用いることができ
る。
【0012】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。ここで、実際の成膜プロセスの説明に先立ち、ま
ず、本発明を実施するために使用した有磁場マイクロ波
プラズマCVD装置について、図1を参照しながら説明
する。
【0013】図1は本発明の実施に用いた有磁場マイク
ロ波プラズマCVD装置の概略図である。この装置につ
いて略述すると、マクネトロン1で発生されたマイクロ
波2を導波管3を通じて、石英ベルジャー4にて囲まれ
た反応室5に移送し、この反応室5を囲む形で設置され
ているソレノイドコイル6にて、マイクロ波の周波数
(2.45GHz)と、いわゆるECR放電をおこす磁
場(8.75×10-2T)を発生させ、それにより、ガ
スプラズマ7を生じせしめる。
【0014】反射防止膜が成膜される半導体ウェーハな
どの基板8は、サセプター9上に載置されるように、図
示省力してある搬送手段で搬送され、サセプター9上に
設置される。サセプター9は、ヒーター10を用いて加
熱され、これにより基板8も加熱される。ガスは、ガス
導入管11を通じて導入され、排気管12から、図示省
略してある排気系で排気される。
【0015】また、石英ベルジャー4内には、プラズマ
7が基板8の表面に流れることを適宜制限するシャッタ
ー13が装着してある。すなわち、シャッター13は、
石英ベルジャー4内に、開閉移動自在に装着され、基板
8の表面に対する成膜(膜の堆積)を制限する。なお、
シャッター13は、開閉移動自在であれば、その開閉機
構は特に限定されず、スライド移動機構、回動移動機
構、あるいはカメラなどに用いられるシャッター移動機
構などの種々の手段が採用できる。また、シャッター1
3としては、プラズマイオンを適宜遮蔽することができ
れば、その構造は特に限定されず、金属メッシュなどで
構成することもできる。
【0016】〔実施例1〕以下、本発明に係る反射防止
膜の形成方法を用いて、実際の反射防止膜の形成に用い
た例を、図2,3を用いて示す。本実施例では、図1に
示す有磁場マイクロ波プラズマCVD装置を用いて間欠
プラズマCVDを行い、反射防止膜を成膜した。なお、
本発明の本質と関係のない所の説明を省略し、図2で
は、実際のデバイスに比較して簡略化したデバイスを示
した。
【0017】図2(a)に示すように、基板101上
に、例えば、ポリサイド膜102を、200nmの膜厚
で、通常の減圧CVD法で形成した。ポリサイド膜10
2としては、ポリシリコン膜上にタングステンシリサイ
ド膜などのシリサイド膜を成膜することにより形成し
た。
【0018】次に、図2(b)に示すように、ポリサイ
ド膜102の上に、反射防止膜103を、以下の表1に
示す条件で、図1に示す装置を用いて成膜した。反射防
止膜103としては、特に限定されないが、本実施例で
は、SiON:H(水素を含む酸化窒素シリコン)であ
った。
【0019】
【表1】 ガス流量 : SiH4 /N2 O=20/40SCCM 圧力 : 1.33Pa マイクロ波 : 850W (2.45GHz) RFバイアス: 0W 成膜時間 : 3秒×4回 間欠時間 : 3秒×3回 この時、図3に示すように、成膜条件aのみを選択する
ように、図1に示すシャッター13の開閉制御を行い、
それを繰り返す(実施例では4回)ことで、再現性の良
い成膜ができた。成膜条件aは、プラズマが形成された
直後から数秒間のオーダーの間の条件であり、プラズマ
が安定する前の状態であるが、その状態なりに再現性が
ある。なお、プラズマが形成された直後とは、実質的に
直後であればよく、プラズマ形成後の数秒の間は、本発
明での「直後」である。
【0020】〔実施例2〕本発明の別の実施例を、同じ
く図2,3を用いて示す。ここでも、本発明の本質と関
係のない所は説明を省略し、図2では、実際のデバイス
に比較して簡略化したデバイスを示した。
【0021】図2(a)に示すように、基板101上
に、例えば、ポリサイド膜102を、200nmの膜厚
で、通常の減圧CVD法で形成した。ポリサイド膜10
2としては、ポリシリコン膜上にタングステンシリサイ
ド膜などのシリサイド膜を成膜することにより形成し
た。
【0022】次に、図2(b)に示すように、ポリサイ
ド膜102の上に、反射防止膜103を、以下の表1に
示す条件で、図1に示す装置を用いて成膜した。反射防
止膜103としては、特に限定されないが、本実施例で
は、SiON:H(水素を含む酸化窒素シリコン)であ
った。
【0023】
【表2】 ガス流量 : SiH4 /N2 O=20/40SCCM 圧力 : 1.33Pa マイクロ波 : 850w (2.45GHz) RFbias: 0W 成膜時間 : 3秒×4回 間欠時間 : 3秒×3回 この時、図3に示すように、成膜条件bのみを選択する
ように、図1に示すシャッター13の開閉制御を行い、
それを繰り返す(実施例では4回)ことで、再現性の良
い成膜ができた。成膜条件bは、プラズマが形成された
直後から、10秒前後程度経過した後の数秒の条件であ
り、プラズマは安定している。
【0024】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲内
で、その構成、条件等は適宜変更可能である。たとえ
ば、本発明の方法で用いるプラズマCVD装置として
は、有磁場マイクロ波プラズマCVD装置に限定され
ず、ICP(Inductive coupled plasma)CVD装置、
ヘリコン波プラズマCVD装置、TCP(Transformer
coupled plasma)CVD装置、平行平板電極型CVD装
置、あるいはその他のプラズマCVD法を用いても良
い。また、反射防止膜としては、SiON:H(水素を
含む酸化窒素シリコン)に限らず、非晶質SiC:H
(水素を含む炭化シリコン)や非晶質C:H(水素を含
むカーボン)を用いても良い。
【0025】また、反射防止膜が成膜される下層側の膜
としては、ポリサイド膜に限定されず、ポリシリコン
膜、アルミ合金膜、アルミニウム膜、タングステン膜、
シリサイド膜、または層間絶縁膜などの絶縁膜など、特
に限定されない。
【0026】
【発明の効果】以上、説明してきたように、本発明に係
る反射防止膜の形成方法によれば、従来技術では隘路に
なっていた、膜厚および膜質などの再現性の良い反射防
止膜の形成が可能になり、信頼性の良いプロセスで半導
体集積回路を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施に用いた有磁場マイクロ波
プラズマCVD装置の概略図である。
【図2】図2(a),(b)は反射防止膜の形成過程を
示す概略断面図である。
【図3】図3は本発明の実施例に係る反射防止膜の形成
方法の間欠タイミングを示すタイムチャート図である。
【符号の説明】
1;マグネトロン 101;基板 2;マイクロ波 102;ポリ
サイド膜 3;導波管 103;反射
防止膜 4;石英ベルジャー 5;反応室 6;ソレノイドコイル 7;ガスプラズマ 8;基板 9;サセプター 10;ヒータ 11;ガス導入管 12;排気管 13;シャッター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/205 21/3065

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】反射防止膜の形成方法であって、間欠プラ
    ズマCVD法を用いて上記反射防止膜を成膜することを
    特徴とする反射防止膜の形成方法。
  2. 【請求項2】上記反射防止膜は、硅素と窒素と酸素を少
    なくとも含む化合物であることを特徴とする請求項1に
    記載の反射防止膜の形成方法。
  3. 【請求項3】上記間欠プラズマCVDでは、成膜を制限
    するシャッターを用いることを特徴とする請求項1また
    は2に記載の反射防止膜の形成方法。
  4. 【請求項4】上記間欠プラズマCVDでは、プラズマが
    形成された直後から所定時間のタイミングで、繰り返
    し、上記反射防止膜の成膜を行う請求項1〜3のいずれ
    かに記載の反射防止膜の形成方法。
  5. 【請求項5】上記間欠プラズマCVDでは、プラズマが
    形成された直後から数秒間は、上記反射防止膜の成膜を
    行わず、その後の所定時間のタイミングで、繰り返し、
    上記反射防止膜の成膜を行う請求項1〜3のいずれかに
    記載の反射防止膜の形成方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010215967A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Fujifilm Corp ガスバリア膜の製造方法、太陽電池用ガスバリアフィルム、および、ディスプレイ用ガスバリアフィルム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010215967A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Fujifilm Corp ガスバリア膜の製造方法、太陽電池用ガスバリアフィルム、および、ディスプレイ用ガスバリアフィルム
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