JPH0745542A - プラズマｃｖｄ装置およびプラズマｃｖｄ方法 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置およびプラズマｃｖｄ方法Info
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- JPH0745542A JPH0745542A JP19221593A JP19221593A JPH0745542A JP H0745542 A JPH0745542 A JP H0745542A JP 19221593 A JP19221593 A JP 19221593A JP 19221593 A JP19221593 A JP 19221593A JP H0745542 A JPH0745542 A JP H0745542A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 段差被覆率の高い平坦な膜を堆積形成できる
ようにする。 【構成】 反応ガス導入口２を有する反応室１と、基板
載置台１３と、基板加熱用ヒータブロック１４と、２０
０ＫＨz 〜１ＭＨz の低周波電力を供給する低周波発振
器１６と、プラズマ放電用電極７に高周波電力を供給す
る高周波発振器４と、電極７を昇降自在に支持する伸縮
性筒状のベローズ２３とを備える。基板載置台１３と電
極７との間隔を４〜６mmに、反応室１内圧力を３〜１０
Ｔorr に設定し、高周波電力と低周波電力とを供給する
第１段階と、低周波電力のみを供給する第２段階とを組
み合わせ、基板１２上に膜を堆積させる。第２段階での
基板載置台１３と電極７との間隔を１１mm以上に、反応
室１内圧力を０．７Ｔorr 以下に設定できる。高周波電
力はパルス波であってもよい。
ようにする。 【構成】 反応ガス導入口２を有する反応室１と、基板
載置台１３と、基板加熱用ヒータブロック１４と、２０
０ＫＨz 〜１ＭＨz の低周波電力を供給する低周波発振
器１６と、プラズマ放電用電極７に高周波電力を供給す
る高周波発振器４と、電極７を昇降自在に支持する伸縮
性筒状のベローズ２３とを備える。基板載置台１３と電
極７との間隔を４〜６mmに、反応室１内圧力を３〜１０
Ｔorr に設定し、高周波電力と低周波電力とを供給する
第１段階と、低周波電力のみを供給する第２段階とを組
み合わせ、基板１２上に膜を堆積させる。第２段階での
基板載置台１３と電極７との間隔を１１mm以上に、反応
室１内圧力を０．７Ｔorr 以下に設定できる。高周波電
力はパルス波であってもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の層間絶縁
膜や保護膜等の形成に適したプラズマＣＶＤ装置および
プラズマＣＶＤ方法に関するものである。
膜や保護膜等の形成に適したプラズマＣＶＤ装置および
プラズマＣＶＤ方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の層間絶縁膜や保護膜の形成
に、プラズマＣＶＤ法を適用することが多い。層間絶縁
膜や保護膜の素材としては、Ｓi Ｎ（窒化珪素）や、Ｓ
i Ｏ2（酸化珪素）や、Ｓi ＯＮ（オキシ窒化珪素）等
が用いられる。とくに多層配線における層間絶縁膜には
平坦性が要求されるので、有機シランガスを用いたＳi
Ｏ2 膜が多用されている。
に、プラズマＣＶＤ法を適用することが多い。層間絶縁
膜や保護膜の素材としては、Ｓi Ｎ（窒化珪素）や、Ｓ
i Ｏ2（酸化珪素）や、Ｓi ＯＮ（オキシ窒化珪素）等
が用いられる。とくに多層配線における層間絶縁膜には
平坦性が要求されるので、有機シランガスを用いたＳi
Ｏ2 膜が多用されている。
【０００３】従来のプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図
３において、反応室１は反応ガス導入口２および排気口
３を有し、かつ、接地されている。発振周波数１３．５
６ＭＨz の高周波発振器４からマッチングチューナ５、
フィルタおよび高周波電力供給部６を通じてプラズマ放
電用電極７に高周波電力が供給される。反応ガス導入口
２に連通した反応ガス導入管８を通じて供給された反応
ガスは、電極７に設けられた多数のガス噴出孔９から反
応室１内にシャワー状に分散して噴出する。
３において、反応室１は反応ガス導入口２および排気口
３を有し、かつ、接地されている。発振周波数１３．５
６ＭＨz の高周波発振器４からマッチングチューナ５、
フィルタおよび高周波電力供給部６を通じてプラズマ放
電用電極７に高周波電力が供給される。反応ガス導入口
２に連通した反応ガス導入管８を通じて供給された反応
ガスは、電極７に設けられた多数のガス噴出孔９から反
応室１内にシャワー状に分散して噴出する。
【０００４】反応室１と電極７とはアルミナ製絶縁リン
グ１０で絶縁されており、反応ガス導入管８と電極７と
はアルミナ製絶縁管１１で絶縁されている。被加工物半
導体たる基板１２は基板載置台１３上に載置されてお
り、基板載置台１３および基板１２を加熱するヒータブ
ロック１４には、ヒータおよび熱電対（図示せず）が埋
入されている。ヒータブロック１４と反応室１との間に
は、熱的絶縁のためのアルミナ製絶縁リング１５が設け
られている。
グ１０で絶縁されており、反応ガス導入管８と電極７と
はアルミナ製絶縁管１１で絶縁されている。被加工物半
導体たる基板１２は基板載置台１３上に載置されてお
り、基板載置台１３および基板１２を加熱するヒータブ
ロック１４には、ヒータおよび熱電対（図示せず）が埋
入されている。ヒータブロック１４と反応室１との間に
は、熱的絶縁のためのアルミナ製絶縁リング１５が設け
られている。
【０００５】発振周波数４５０ＫＨz の低周波発振器１
６からマッチングチューナ１７、フィルタおよび低周波
電力供給部１８を通じて基板載置台１３に低周波電力が
供給される。アルミナ製絶縁リング１９が０リングとと
もに反応室１を気密に保持しており、電極７、絶縁リン
グ１０およびヒータブロック１４の各積層部にも気密用
の０リングシール（図示せず）が組み込まれている。２
０は０リングが高温となるのを抑制するために設けられ
た冷却水流通用溝を示す。基板１２と電極７との間隔は
２０mmである。
６からマッチングチューナ１７、フィルタおよび低周波
電力供給部１８を通じて基板載置台１３に低周波電力が
供給される。アルミナ製絶縁リング１９が０リングとと
もに反応室１を気密に保持しており、電極７、絶縁リン
グ１０およびヒータブロック１４の各積層部にも気密用
の０リングシール（図示せず）が組み込まれている。２
０は０リングが高温となるのを抑制するために設けられ
た冷却水流通用溝を示す。基板１２と電極７との間隔は
２０mmである。
【０００６】このように構成されたプラズマＣＶＤ装置
を用いてＴＥＯＳ（Ｔetra ＥthylＯrtho Ｓilicate
）ガスを使用したＳi Ｏ2 膜を形成する場合、まず、
基板１２をヒータブロック１４によって約４００℃の温
度に加熱する。つぎに、反応ガス導入管８からガス噴出
孔９を通じてＴＥＯＳガスを１００ＳＣＣＭ、そして、
Ｏ2 （酸素）ガスを２００ＳＣＣＭ噴出させる。この状
態での反応室１内の圧力は約０．８Ｔorr である。
を用いてＴＥＯＳ（Ｔetra ＥthylＯrtho Ｓilicate
）ガスを使用したＳi Ｏ2 膜を形成する場合、まず、
基板１２をヒータブロック１４によって約４００℃の温
度に加熱する。つぎに、反応ガス導入管８からガス噴出
孔９を通じてＴＥＯＳガスを１００ＳＣＣＭ、そして、
Ｏ2 （酸素）ガスを２００ＳＣＣＭ噴出させる。この状
態での反応室１内の圧力は約０．８Ｔorr である。
【０００７】高周波電力供給部６を通じてプラズマ放電
用電極７に１３．５６ＭＨz の高周波電力（２Ｗ／ｃ
m2）を供給する一方、基板載置台１３に対して４５０Ｋ
Ｈz の低周波電力（１Ｗ／ｃm2）を供給する。高周波電
力および低周波電力をともに供給することによってプラ
ズマ放電が起こり、ＴＥＯＳガスおよびＯ2 ガスはプラ
ズマのエネルギによって分解され、ＴＥＯＳ分子の中間
体および活性酸素が生成される。この活性酸素はＴＥＯ
Ｓ分子の中間体に分解するための触媒的役割りを果た
し、中間体は基板１２上に到達し、プラズマからのイオ
ン衝撃およびヒータブロック１４から供給される熱エネ
ルギによって分解・脱離反応が起こり、基板１２上にＳ
i Ｏ2 膜が堆積される。
用電極７に１３．５６ＭＨz の高周波電力（２Ｗ／ｃ
m2）を供給する一方、基板載置台１３に対して４５０Ｋ
Ｈz の低周波電力（１Ｗ／ｃm2）を供給する。高周波電
力および低周波電力をともに供給することによってプラ
ズマ放電が起こり、ＴＥＯＳガスおよびＯ2 ガスはプラ
ズマのエネルギによって分解され、ＴＥＯＳ分子の中間
体および活性酸素が生成される。この活性酸素はＴＥＯ
Ｓ分子の中間体に分解するための触媒的役割りを果た
し、中間体は基板１２上に到達し、プラズマからのイオ
ン衝撃およびヒータブロック１４から供給される熱エネ
ルギによって分解・脱離反応が起こり、基板１２上にＳ
i Ｏ2 膜が堆積される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような堆
積によって配線の表面上に形成されたＴＥＯＳ膜は、配
線の線幅および線間隔がそれぞれ例えば０．６μｍの場
合、段差被覆率は約４５％と低い値を示す。ここで段差
被覆率とは、図４に示すように配線２１を覆う膜２２の
うち、配線２１の上面上の膜厚をａ、配線２１の側面上
の膜厚をｂとするとき、ｂ／ａ×１００（％）の式で表
される値である。
積によって配線の表面上に形成されたＴＥＯＳ膜は、配
線の線幅および線間隔がそれぞれ例えば０．６μｍの場
合、段差被覆率は約４５％と低い値を示す。ここで段差
被覆率とは、図４に示すように配線２１を覆う膜２２の
うち、配線２１の上面上の膜厚をａ、配線２１の側面上
の膜厚をｂとするとき、ｂ／ａ×１００（％）の式で表
される値である。
【０００９】多層配線における層間絶縁膜には平坦性が
要求されるので、ＴＥＯＳ膜を堆積形成したのち、バイ
アススパッタによるエッチバックや、レジスト膜塗布に
よるエッチバックなどの、さまざまな平坦化方法が試み
られている。しかし、平坦化のための処理工程は繁雑で
あるし、また、微細な配線上に堆積形成される膜は、配
線間にボイド（空隙）を生じやすい。
要求されるので、ＴＥＯＳ膜を堆積形成したのち、バイ
アススパッタによるエッチバックや、レジスト膜塗布に
よるエッチバックなどの、さまざまな平坦化方法が試み
られている。しかし、平坦化のための処理工程は繁雑で
あるし、また、微細な配線上に堆積形成される膜は、配
線間にボイド（空隙）を生じやすい。
【００１０】したがって本発明の目的は、段差被覆率の
高い平坦な膜を堆積形成することのできるプラズマＣＶ
Ｄ装置およびプラズマＣＶＤ方法を提供することにあ
る。
高い平坦な膜を堆積形成することのできるプラズマＣＶ
Ｄ装置およびプラズマＣＶＤ方法を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した目的を
達成するために、反応ガス導入口および排気口を有する
反応室と、反応室内で被加工物たる基板を載置する基板
載置台と、基板載置台に熱的に結合して設けられた基板
加熱手段と、基板載置台に２００ＫＨz 〜１ＭＨz の低
周波電力を供給する低周波電力供給手段と、基板載置台
に対向して配置されたプラズマ放電用電極と、プラズマ
放電用電極に高周波電力を供給する高周波電力供給手段
と、プラズマ放電用電極を昇降自在に支持し、基板載置
台とプラズマ放電用電極との間隔を調整可能にする伸縮
性筒状のベローズとを備えたことを特徴とするプラズマ
ＣＶＤ装置が提供される。
達成するために、反応ガス導入口および排気口を有する
反応室と、反応室内で被加工物たる基板を載置する基板
載置台と、基板載置台に熱的に結合して設けられた基板
加熱手段と、基板載置台に２００ＫＨz 〜１ＭＨz の低
周波電力を供給する低周波電力供給手段と、基板載置台
に対向して配置されたプラズマ放電用電極と、プラズマ
放電用電極に高周波電力を供給する高周波電力供給手段
と、プラズマ放電用電極を昇降自在に支持し、基板載置
台とプラズマ放電用電極との間隔を調整可能にする伸縮
性筒状のベローズとを備えたことを特徴とするプラズマ
ＣＶＤ装置が提供される。
【００１２】また、上述のプラズマＣＶＤ装置を用い、
基板載置台とプラズマ放電用電極との間隔を４〜６mm
に、そして、反応室内の圧力を３〜１０Ｔorr にそれぞ
れ設定し、高周波電力および低周波電力を供給する第１
段階と、低周波電力のみを供給する第２段階とを備え、
第１および第２段階を組み合わせて基板上に膜を堆積さ
せることを特徴とするプラズマＣＶＤ方法が提供され
る。
基板載置台とプラズマ放電用電極との間隔を４〜６mm
に、そして、反応室内の圧力を３〜１０Ｔorr にそれぞ
れ設定し、高周波電力および低周波電力を供給する第１
段階と、低周波電力のみを供給する第２段階とを備え、
第１および第２段階を組み合わせて基板上に膜を堆積さ
せることを特徴とするプラズマＣＶＤ方法が提供され
る。
【００１３】さらに、上述のプラズマＣＶＤ装置を用
い、基板載置台とプラズマ放電用電極との間隔を４〜６
mmに、そして、反応室内の圧力を３〜１０Ｔorr にそれ
ぞれ設定し、高周波電力および低周波電力を供給する第
１段階と、基板載置台とプラズマ放電用電極との間隔を
１１mm以上に、そして、反応室内の圧力を０．７Ｔorr
以下にそれぞれ設定し、低周波電力のみを供給する第２
段階とを備え、第１および第２段階を組み合わせて基板
上に膜を堆積させることを特徴とするプラズマＣＶＤ方
法が提供される。
い、基板載置台とプラズマ放電用電極との間隔を４〜６
mmに、そして、反応室内の圧力を３〜１０Ｔorr にそれ
ぞれ設定し、高周波電力および低周波電力を供給する第
１段階と、基板載置台とプラズマ放電用電極との間隔を
１１mm以上に、そして、反応室内の圧力を０．７Ｔorr
以下にそれぞれ設定し、低周波電力のみを供給する第２
段階とを備え、第１および第２段階を組み合わせて基板
上に膜を堆積させることを特徴とするプラズマＣＶＤ方
法が提供される。
【００１４】高周波電力はパルス波であってもよく、そ
の場合、デューティサイクルを０．３〜０．６に設定す
ることができる。
の場合、デューティサイクルを０．３〜０．６に設定す
ることができる。
【００１５】
【作用】本発明のプラズマＣＶＤ装置においては、プラ
ズマ放電用電極が伸縮性筒状のベローズによって昇降自
在に支持されるので、基板載置台とプラズマ放電用電極
との間隔を膜形成の途中段階で、反応室内の気密性を損
なうことなく任意に切り替えることができる。
ズマ放電用電極が伸縮性筒状のベローズによって昇降自
在に支持されるので、基板載置台とプラズマ放電用電極
との間隔を膜形成の途中段階で、反応室内の気密性を損
なうことなく任意に切り替えることができる。
【００１６】本発明のプズマＣＶＤ方法においては、高
周波電力および低周波電力を併せ供給する段階での基板
載置台とプラズマ放電用電極との間隔を４〜６mmと比較
的小さい値に設定し、かつ、反応室内の圧力を３〜１０
Ｔorr と比較的大きい値に設定するので、プラズマが閉
じこもり、密度の高いプラズマを生成させることができ
る。また、低周波電力（２００ＫＨz 〜１ＭＨz ）の周
波数帯では、イオンは振動して基板を叩くので、基板上
に堆積された膜がバイアススパッタされる。したがっ
て、高周波電力および低周波電力をともに供給する段階
のほかに、低周波電力のみを供給する段階を設けたこと
により、イオンによってバイアススパッタされる度合が
高まり、配線を覆う堆積膜の段差被覆率を高めることが
できる。なお、配線の上面上に堆積された膜は垂直に入
射したイオンによってスパッタされるが、配線の側面上
に堆積された膜は垂直に入射したイオンによってスパッ
タされにくい。
周波電力および低周波電力を併せ供給する段階での基板
載置台とプラズマ放電用電極との間隔を４〜６mmと比較
的小さい値に設定し、かつ、反応室内の圧力を３〜１０
Ｔorr と比較的大きい値に設定するので、プラズマが閉
じこもり、密度の高いプラズマを生成させることができ
る。また、低周波電力（２００ＫＨz 〜１ＭＨz ）の周
波数帯では、イオンは振動して基板を叩くので、基板上
に堆積された膜がバイアススパッタされる。したがっ
て、高周波電力および低周波電力をともに供給する段階
のほかに、低周波電力のみを供給する段階を設けたこと
により、イオンによってバイアススパッタされる度合が
高まり、配線を覆う堆積膜の段差被覆率を高めることが
できる。なお、配線の上面上に堆積された膜は垂直に入
射したイオンによってスパッタされるが、配線の側面上
に堆積された膜は垂直に入射したイオンによってスパッ
タされにくい。
【００１７】低周波電力のみによって膜を堆積する段階
において、反応室内の圧力を０．７Ｔorr 以下に設定す
ると、基板へのイオンの照射効果がより一層高まる。ま
た、基板載置台とプラズマ放電用電極との間隔は１１mm
以上でないと、異常放電をひき起こす危険がある。
において、反応室内の圧力を０．７Ｔorr 以下に設定す
ると、基板へのイオンの照射効果がより一層高まる。ま
た、基板載置台とプラズマ放電用電極との間隔は１１mm
以上でないと、異常放電をひき起こす危険がある。
【００１８】さらに、高周波電力にパルス波を用いるこ
とによっては、低周波電力によるスパッタ効果が一層高
まるので、段差被覆率のより一層高い堆積膜を得ること
ができる。
とによっては、低周波電力によるスパッタ効果が一層高
まるので、段差被覆率のより一層高い堆積膜を得ること
ができる。
【００１９】
【実施例】つぎに、本発明の第１の実施例を図面の参照
により説明する。
により説明する。
【００２０】図１に示すように、反応室１は反応ガス導
入口２および排気口３を有し、かつ、接地されている。
発振周波数１３．５６ＭＨz の高周波発振器４からマッ
チングチューナ５、フィルタおよび高周波電力供給部６
を通じてプラズマ放電用電極７に高周波電力が供給され
る。反応ガス導入口２に連通した反応ガス導入管８を通
じて供給された反応ガスは、プラズマ放電用電極７に設
けられた多数のガス噴出孔９から反応室１内に分散して
シャワー状に噴出する。反応室１と電極７とがアルミナ
製絶縁リング１０で絶縁され、反応ガス導入管８と電極
７とがアルミナ製絶縁管１１によって絶縁されている。
入口２および排気口３を有し、かつ、接地されている。
発振周波数１３．５６ＭＨz の高周波発振器４からマッ
チングチューナ５、フィルタおよび高周波電力供給部６
を通じてプラズマ放電用電極７に高周波電力が供給され
る。反応ガス導入口２に連通した反応ガス導入管８を通
じて供給された反応ガスは、プラズマ放電用電極７に設
けられた多数のガス噴出孔９から反応室１内に分散して
シャワー状に噴出する。反応室１と電極７とがアルミナ
製絶縁リング１０で絶縁され、反応ガス導入管８と電極
７とがアルミナ製絶縁管１１によって絶縁されている。
【００２１】被加工物半導体たる基板１２を加熱するヒ
ータブロック１４に、ヒータおよび熱電対（図示せず）
が埋入されている。ヒータブロック１４と反応室１との
間に熱的絶縁のためのアルミナ製絶縁リング１５が設け
られている。また、発振周波数４５０ＫＨz の低周波発
振器１６からマッチングチューナ１７、フィルタおよび
低周波電力供給部１８を通じて基板載置台１３に低周波
電力が供給される。アルミナ製絶縁リング１９がＯリン
グとともに反応室１を気密に保持し、電極７および絶縁
リング１０の各積層部にも気密用の０リングシール（図
示せず）が組み込まれている。２０は０リングが高温と
なるのを抑制するために設けられた冷却水流通用溝を示
す。
ータブロック１４に、ヒータおよび熱電対（図示せず）
が埋入されている。ヒータブロック１４と反応室１との
間に熱的絶縁のためのアルミナ製絶縁リング１５が設け
られている。また、発振周波数４５０ＫＨz の低周波発
振器１６からマッチングチューナ１７、フィルタおよび
低周波電力供給部１８を通じて基板載置台１３に低周波
電力が供給される。アルミナ製絶縁リング１９がＯリン
グとともに反応室１を気密に保持し、電極７および絶縁
リング１０の各積層部にも気密用の０リングシール（図
示せず）が組み込まれている。２０は０リングが高温と
なるのを抑制するために設けられた冷却水流通用溝を示
す。
【００２２】以上の構成は図３に示した従来の構成と同
様である。ただ、プラズマ放電用電極７を昇降自在に支
持する伸縮性筒状のベローズ２３が反応室１内に、Ｏリ
ングを用いて気密に設けられている。このため、基板載
置台１３とプラズマ放電用電極７との間隔を反応室１外
から調整することができる。図示を省略したが、反応ガ
ス導入管８と反応室１の外壁との間に支持具が設けら
れ、この支持具によってプラズマ放電用電極７と基板載
置台１３との間隔が所定値に保持されるようになってい
る。
様である。ただ、プラズマ放電用電極７を昇降自在に支
持する伸縮性筒状のベローズ２３が反応室１内に、Ｏリ
ングを用いて気密に設けられている。このため、基板載
置台１３とプラズマ放電用電極７との間隔を反応室１外
から調整することができる。図示を省略したが、反応ガ
ス導入管８と反応室１の外壁との間に支持具が設けら
れ、この支持具によってプラズマ放電用電極７と基板載
置台１３との間隔が所定値に保持されるようになってい
る。
【００２３】このように構成されたプラズマＣＶＤ装置
を用いてＴＥＯＳ−ＳｉＯ2 膜を堆積形成する場合、基
板１２をヒータブロック１４によって約４００℃の温度
に加熱する。そして、ガス噴出孔９から反応室１内にＴ
ＥＯＳガスを１００ＳＣＣＭ、Ｏ2 ガスを２００ＳＣＣ
Ｍ噴出させる。この状態での反応室１内の圧力は６Ｔor
r に保たれる。
を用いてＴＥＯＳ−ＳｉＯ2 膜を堆積形成する場合、基
板１２をヒータブロック１４によって約４００℃の温度
に加熱する。そして、ガス噴出孔９から反応室１内にＴ
ＥＯＳガスを１００ＳＣＣＭ、Ｏ2 ガスを２００ＳＣＣ
Ｍ噴出させる。この状態での反応室１内の圧力は６Ｔor
r に保たれる。
【００２４】高周波電力供給部６を通じてプラズマ放電
用電極７に１３．５６ＭＨz の高周波電力（２Ｗ／ｃ
m2）を、そして、基板載置台１３に４５０ＫＨz の低周
波電力（１Ｗ／ｃm2）をそれぞれ供給し、プラズマ放電
を起こさせる。ＴＥＯＳガスおよびＯ2 ガスがプラズマ
のエネルギによって分散され、ＴＥＯＳ分子の中間体お
よび活性酸素が生成される。この活性酸素はＴＥＯＳ分
子の中間体に分解するための触媒的役割りを果たし、中
間体は基板１２上に到達し、プラズマからのイオン衝撃
および基板載置台１３からの熱エネルギによって分解・
脱離反応が起こり、基板１２上にＳｉＯ2 膜が堆積され
る。
用電極７に１３．５６ＭＨz の高周波電力（２Ｗ／ｃ
m2）を、そして、基板載置台１３に４５０ＫＨz の低周
波電力（１Ｗ／ｃm2）をそれぞれ供給し、プラズマ放電
を起こさせる。ＴＥＯＳガスおよびＯ2 ガスがプラズマ
のエネルギによって分散され、ＴＥＯＳ分子の中間体お
よび活性酸素が生成される。この活性酸素はＴＥＯＳ分
子の中間体に分解するための触媒的役割りを果たし、中
間体は基板１２上に到達し、プラズマからのイオン衝撃
および基板載置台１３からの熱エネルギによって分解・
脱離反応が起こり、基板１２上にＳｉＯ2 膜が堆積され
る。
【００２５】図２は反応室１内の圧力を６Ｔorr に設定
し、プラズマ放電用電極７と基板載置台１３との間隔を
変化させたときの段差被覆率を示すもので、前記間隔が
狭いほど段差被覆率が高くなる。ただし、前記間隔が４
mm未満であると異常放電を起こしやすくなる。
し、プラズマ放電用電極７と基板載置台１３との間隔を
変化させたときの段差被覆率を示すもので、前記間隔が
狭いほど段差被覆率が高くなる。ただし、前記間隔が４
mm未満であると異常放電を起こしやすくなる。
【００２６】プラズマ放電用電極７と基板載置台１３と
の間隔を５mmに設定し、プラズマ放電用電極７に１３．
５６ＭＨz の高周波電力を、そして、基板載置台１３に
４５０ＫＨz の低周波電力をそれぞれ供給し、所望膜厚
の約半分に相当する厚さに膜を堆積形成し、その後、低
周波電力のみの供給に切り替えて残余膜厚相当分の膜を
堆積形成したところ、全堆積膜の段差被覆率が約６６％
となった。この値は、高周波電力および低周波電力をと
もに供給して全堆積膜を形成した従来の段差被覆率の約
４５％に比べ格段に高いことがわかる。
の間隔を５mmに設定し、プラズマ放電用電極７に１３．
５６ＭＨz の高周波電力を、そして、基板載置台１３に
４５０ＫＨz の低周波電力をそれぞれ供給し、所望膜厚
の約半分に相当する厚さに膜を堆積形成し、その後、低
周波電力のみの供給に切り替えて残余膜厚相当分の膜を
堆積形成したところ、全堆積膜の段差被覆率が約６６％
となった。この値は、高周波電力および低周波電力をと
もに供給して全堆積膜を形成した従来の段差被覆率の約
４５％に比べ格段に高いことがわかる。
【００２７】このように本実施例では、プラズマ放電用
電極７と基板載置台１３との間隔を５mmに、そして、反
応室１内の圧力を６Ｔorr にそれぞれ設定し、プラズマ
放電用電極７に高周波電力を、そして、基板載置台１３
に低周波電力をそれぞれ供給して堆積膜を形成したの
ち、低周波電力のみの供給に切り替えて堆積膜を形成し
たことにより、配線を覆う堆積膜の段差被覆率を格段に
高めることができた。
電極７と基板載置台１３との間隔を５mmに、そして、反
応室１内の圧力を６Ｔorr にそれぞれ設定し、プラズマ
放電用電極７に高周波電力を、そして、基板載置台１３
に低周波電力をそれぞれ供給して堆積膜を形成したの
ち、低周波電力のみの供給に切り替えて堆積膜を形成し
たことにより、配線を覆う堆積膜の段差被覆率を格段に
高めることができた。
【００２８】この実施例では、反応室１内の圧力を６Ｔ
orr としたが、３〜１０Ｔorr の範囲内であれば異常放
電を起こすことなく上述と同様の効果を得ることができ
る。
orr としたが、３〜１０Ｔorr の範囲内であれば異常放
電を起こすことなく上述と同様の効果を得ることができ
る。
【００２９】電極７と基板載置１３との間隔は４〜６mm
の範囲内で選択し得ることも実験の結果判明した。
の範囲内で選択し得ることも実験の結果判明した。
【００３０】つぎに、本発明の第２の実施例を説明す
る。ここで使用したプラズマＣＶＤ装置は図１に示した
構成のものと同じである。第１の実施例と異なるところ
は、低周波電力のみを供給して堆積膜を形成する第２段
階での反応室１内圧力を０．５Ｔorr に、そして、プラ
ズマ放電用電極７と基板載置台１３との間隔を２０mmに
それぞれ設定した点のみである。
る。ここで使用したプラズマＣＶＤ装置は図１に示した
構成のものと同じである。第１の実施例と異なるところ
は、低周波電力のみを供給して堆積膜を形成する第２段
階での反応室１内圧力を０．５Ｔorr に、そして、プラ
ズマ放電用電極７と基板載置台１３との間隔を２０mmに
それぞれ設定した点のみである。
【００３１】基板載置台１３をヒータブロック１４によ
って約４００℃の温度に加熱し、ガス噴出孔９を通じて
反応室１内にＴＥＯＳガスを１００ＳＣＣＭ、Ｏ2 ガス
を２００ＳＣＣＭ噴出させる。高周波電力供給部６を通
じてプラズマ放電用電極７に１３．５６ＭＨz の高周波
電力（２Ｗ／ｃm2）を供給する一方、基板載置台１３に
４５０ＫＨz の低周波電力（１Ｗ／ｃm2）を供給する。
この段階では、基板載置台１３とプラズマ放電用電極７
との間隔を５mmに、そして、反応室１内の圧力を６Ｔor
r にそれぞれ設定し、所望膜厚の約半分に相当する厚さ
の堆積膜を形成した。また、残余の膜厚相当分の厚さの
膜を形成する第２段階では、基板載置台１３とプラズマ
放電用電極７との間隔を２０mmに、そして、反応室１内
の圧力を０．５Ｔorr にそれぞれ設定して低周波電力の
みを供給した。両段階によって得られた全堆積膜の段差
被覆率は約７０％と非常に高い値を示した。
って約４００℃の温度に加熱し、ガス噴出孔９を通じて
反応室１内にＴＥＯＳガスを１００ＳＣＣＭ、Ｏ2 ガス
を２００ＳＣＣＭ噴出させる。高周波電力供給部６を通
じてプラズマ放電用電極７に１３．５６ＭＨz の高周波
電力（２Ｗ／ｃm2）を供給する一方、基板載置台１３に
４５０ＫＨz の低周波電力（１Ｗ／ｃm2）を供給する。
この段階では、基板載置台１３とプラズマ放電用電極７
との間隔を５mmに、そして、反応室１内の圧力を６Ｔor
r にそれぞれ設定し、所望膜厚の約半分に相当する厚さ
の堆積膜を形成した。また、残余の膜厚相当分の厚さの
膜を形成する第２段階では、基板載置台１３とプラズマ
放電用電極７との間隔を２０mmに、そして、反応室１内
の圧力を０．５Ｔorr にそれぞれ設定して低周波電力の
みを供給した。両段階によって得られた全堆積膜の段差
被覆率は約７０％と非常に高い値を示した。
【００３２】この実施例では、低周波電力のみを供給す
る段階での反応室内圧力を０．５Ｔorr としたが、０．
２〜０．７Ｔorr の範囲内であれば同様の効果を得るこ
とができる。また、プラズマ放電用電極７と基板載置台
１３との間隔は２０mmに限定されず、１１mm以上であれ
ば上述と同様の効果を得ることができる。
る段階での反応室内圧力を０．５Ｔorr としたが、０．
２〜０．７Ｔorr の範囲内であれば同様の効果を得るこ
とができる。また、プラズマ放電用電極７と基板載置台
１３との間隔は２０mmに限定されず、１１mm以上であれ
ば上述と同様の効果を得ることができる。
【００３３】上述した実施例では、低周波電力の周波数
を４５０ＫＨz としたが、イオンが振動を起こし得る周
波数（２００ＫＨz 〜１ＭＨz ）から選択できる。ま
た、高周波電力および低周波電力を供給する第１段階
と、低周波電力のみを供給する第２段階とはそれぞれ１
回に限定されるものでなく、処理条件を変えるなどして
適数回に組み合わせることができる。
を４５０ＫＨz としたが、イオンが振動を起こし得る周
波数（２００ＫＨz 〜１ＭＨz ）から選択できる。ま
た、高周波電力および低周波電力を供給する第１段階
と、低周波電力のみを供給する第２段階とはそれぞれ１
回に限定されるものでなく、処理条件を変えるなどして
適数回に組み合わせることができる。
【００３４】本発明の第３の実施例においては、プラズ
マ放電用電極７に供給する１３．５６ＭＨz の高周波電
力にパルス波のものを用いる。使用したプラズマＣＶＤ
装置は図１に示したものと同様である。この場合、基板
１２をヒータブロック１４によって約４００℃の温度に
加熱し、ガス噴出孔９を通じて反応室１内にＴＥＯＳガ
スを１００ＳＣＣＭ、Ｏ2 ガスを２００ＳＣＣＭ噴出さ
せる。プラズマ放電用電極７に１３．５６ＭＨz のパル
ス波高周波電力（２Ｗ／ｃm2）を供給する。この高周波
電力のデューティサイクル（オン時間／（オン時間＋オ
フ時間））は０．５とした。基板載置台１３には４５０
ＫＨz の低周波電力（１Ｗ／ｃm2）を供給する。
マ放電用電極７に供給する１３．５６ＭＨz の高周波電
力にパルス波のものを用いる。使用したプラズマＣＶＤ
装置は図１に示したものと同様である。この場合、基板
１２をヒータブロック１４によって約４００℃の温度に
加熱し、ガス噴出孔９を通じて反応室１内にＴＥＯＳガ
スを１００ＳＣＣＭ、Ｏ2 ガスを２００ＳＣＣＭ噴出さ
せる。プラズマ放電用電極７に１３．５６ＭＨz のパル
ス波高周波電力（２Ｗ／ｃm2）を供給する。この高周波
電力のデューティサイクル（オン時間／（オン時間＋オ
フ時間））は０．５とした。基板載置台１３には４５０
ＫＨz の低周波電力（１Ｗ／ｃm2）を供給する。
【００３５】第１段階での基板載置台１３とプラズマ放
電用電極７との間隔は５mmに、そして、反応室１内の圧
力は６Ｔorr にそれぞれ設定した。１３．５６ＭＨz の
パルス波高周波電力および４５０ＫＨz の低周波電力を
ともに供給して、所望膜厚の約半分に相当する厚さの膜
を堆積形成した。第２段階では、残余の膜厚相当分の厚
さの膜を、低周波電力のみを供給して堆積形成した。得
られた膜の段差被覆率は７２％に達した。
電用電極７との間隔は５mmに、そして、反応室１内の圧
力は６Ｔorr にそれぞれ設定した。１３．５６ＭＨz の
パルス波高周波電力および４５０ＫＨz の低周波電力を
ともに供給して、所望膜厚の約半分に相当する厚さの膜
を堆積形成した。第２段階では、残余の膜厚相当分の厚
さの膜を、低周波電力のみを供給して堆積形成した。得
られた膜の段差被覆率は７２％に達した。
【００３６】このように、ブラズマ放電用電極７に供給
する高周波電力をパルス波にすることによって、配線を
覆う堆積膜の段差被覆率をさらに高め得ることがわか
る。
する高周波電力をパルス波にすることによって、配線を
覆う堆積膜の段差被覆率をさらに高め得ることがわか
る。
【００３７】高周波電力のパルス波のデューティサイク
ルは０．５に限定されず、０．３〜０．６の範囲から選
択することができる。
ルは０．５に限定されず、０．３〜０．６の範囲から選
択することができる。
【００３８】
【発明の効果】以上のように本発明によると、高周波電
力および低周波電力を供給して堆積膜を形成する段階
と、低周波電力のみを供給して堆積膜を形成する段階と
を組み合わせることにより、堆積膜に対するイオン照射
効果を高めるものであり、複雑な処理工程を設けること
なく段差被覆率の高い堆積膜を形成することができる。
力および低周波電力を供給して堆積膜を形成する段階
と、低周波電力のみを供給して堆積膜を形成する段階と
を組み合わせることにより、堆積膜に対するイオン照射
効果を高めるものであり、複雑な処理工程を設けること
なく段差被覆率の高い堆積膜を形成することができる。
【図１】本発明の一実施例のプラズマＣＶＤ装置の構成
を示す側断面図。
を示す側断面図。
【図２】本発明の一実施例における段差被覆率特性図。
【図３】従来のプラズマＣＶＤ装置の構成を示す側断面
図。
図。
【図４】段差被覆率の説明図。
１ 反応室 ７ プラズマ放電用電極 １３ 基板載置台 １４ ヒータプロック １８ 低周波電力供給部 ２２ ベローズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宝珍 隆三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 反応ガス導入口および排気口を有する反
応室と、 反応室内で被加工物たる基板を載置する基板載置台と、 基板載置台に熱的に結合して設けられた基板加熱手段
と、 基板載置台に２００ＫＨz 〜１ＭＨz の低周波電力を供
給する低周波電力供給手段と、 基板載置台に対向して配置されたプラズマ放電用電極
と、 プラズマ放電用電極に高周波電力を供給する高周波電力
供給手段と、 プラズマ放電用電極を昇降自在に支持し、基板載置台と
プラズマ放電用電極との間隔を調整可能にする伸縮性筒
状のベローズとを備えたことを特徴とするプラズマＣＶ
Ｄ装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置を
用い、基板載置台とプラズマ放電用電極との間隔を４〜
６mmに、そして、反応室内の圧力を３〜１０Ｔorr にそ
れぞれ設定し、高周波電力および低周波電力を供給する
第１段階と、低周波電力のみを供給する第２段階とを備
え、第１および第２段階を組み合わせて基板上に膜を堆
積させることを特徴とするプラズマＣＶＤ方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置を
用い、基板載置台とプラズマ放電用電極との間隔を４〜
６mmに、そして、反応室内の圧力を３〜１０Ｔorr にそ
れぞれ設定し、高周波電力および低周波電力を供給する
第１段階と、基板載置台とプラズマ放電用電極との間隔
を１１mm以上に、そして、反応室内の圧力を０．７Ｔor
r 以下にそれぞれ設定し、低周波電力のみを供給する第
２段階とを備え、第１および第２段階を組み合わせて基
板上に膜を堆積させることを特徴とするプラズマＣＶＤ
方法。 - 【請求項４】 高周波電力がパルス波であることを特徴
とする請求項２または３記載のプラズマＣＶＤ方法。 - 【請求項５】 高周波電力のデューティサイクルが０．
３〜０．６であることを特徴とする請求項４記載のプラ
ズマＣＶＤ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19221593A JP3174438B2 (ja) | 1993-08-03 | 1993-08-03 | プラズマｃｖｄ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19221593A JP3174438B2 (ja) | 1993-08-03 | 1993-08-03 | プラズマｃｖｄ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0745542A true JPH0745542A (ja) | 1995-02-14 |
| JP3174438B2 JP3174438B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=16287581
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19221593A Expired - Fee Related JP3174438B2 (ja) | 1993-08-03 | 1993-08-03 | プラズマｃｖｄ方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3174438B2 (ja) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0955376A (ja) * | 1995-08-15 | 1997-02-25 | Sony Corp | プラズマｃｖｄ方法 |
| US6024044A (en) * | 1997-10-09 | 2000-02-15 | Applied Komatsu Technology, Inc. | Dual frequency excitation of plasma for film deposition |
| US6106737A (en) * | 1994-04-20 | 2000-08-22 | Tokyo Electron Limited | Plasma treatment method utilizing an amplitude-modulated high frequency power |
| EP1593753A2 (en) * | 2004-05-03 | 2005-11-09 | Applied Materials, Inc. | Method for ion implantation |
| US7292428B2 (en) | 2005-04-26 | 2007-11-06 | Applied Materials, Inc. | Electrostatic chuck with smart lift-pin mechanism for a plasma reactor |
| JP2009117373A (ja) * | 1997-01-29 | 2009-05-28 | Foundation For Advancement Of International Science | プラズマ装置 |
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| US7642180B2 (en) | 2000-08-11 | 2010-01-05 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor on insulator vertical transistor fabrication and doping process |
| US20100068887A1 (en) * | 2008-09-15 | 2010-03-18 | Micron Technology, Inc. | Plasma reactor with adjustable plasma electrodes and associated methods |
| JP2010177466A (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及びその作製方法 |
| US8673080B2 (en) | 2007-10-16 | 2014-03-18 | Novellus Systems, Inc. | Temperature controlled showerhead |
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| US9441296B2 (en) | 2011-03-04 | 2016-09-13 | Novellus Systems, Inc. | Hybrid ceramic showerhead |
| US10023959B2 (en) | 2015-05-26 | 2018-07-17 | Lam Research Corporation | Anti-transient showerhead |
| US10378107B2 (en) | 2015-05-22 | 2019-08-13 | Lam Research Corporation | Low volume showerhead with faceplate holes for improved flow uniformity |
| US10533251B2 (en) | 2015-12-31 | 2020-01-14 | Lam Research Corporation | Actuator to dynamically adjust showerhead tilt in a semiconductor processing apparatus |
| US10741365B2 (en) | 2014-05-05 | 2020-08-11 | Lam Research Corporation | Low volume showerhead with porous baffle |
-
1993
- 1993-08-03 JP JP19221593A patent/JP3174438B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US10221484B2 (en) | 2007-10-16 | 2019-03-05 | Novellus Systems, Inc. | Temperature controlled showerhead |
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