JPH08148486A - Plasma treatment device - Google Patents

Plasma treatment device

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JPH08148486A
JPH08148486A JP31407094A JP31407094A JPH08148486A JP H08148486 A JPH08148486 A JP H08148486A JP 31407094 A JP31407094 A JP 31407094A JP 31407094 A JP31407094 A JP 31407094A JP H08148486 A JPH08148486 A JP H08148486A
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聡 川上
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剛平 川村
Shuichi Ishizuka
修一 石塚
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鈴木  朗
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Abstract

PURPOSE: To provide a plasma treatment device which is excellent in film deposition rate, causes less damage to a work, and is enhanced in product yield. CONSTITUTION: A plasma treatment device is equipped with a vacuum chamber 8 provided with a pad 26 where a work W is mounted, a magnetic field imposing means 22 which imposes a magnetic field on the vacuum chamber 8, a plasma generating high-frequency power feed means 16 which applies plasma generating high-frequency electric power onto the vacuum chamber 8, a plasma absorption high-frequency power feed means 32 which applies a high-frequency power to the pad 26 so as to absorb generated plasma ions, wherein the frequency of the plasma absorption high-frequency power feed means 32 is set lower than the oscillation frequency of plasma ions.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子サイクロトロン共
鳴を用いたプラズマ処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus using electron cyclotron resonance.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、半導体集積回路の製造工程にあ
っては、半導体ウエハ上に導体或いは非導体の薄膜成形
操作とエッチング操作等を繰り返し行なって、目的とす
る集積回路を形成している。集積回路の配線パターンと
しては、主にアルミニウム配線が用いられ、これを絶縁
するための層間絶縁膜の材料としては例えばSiO
2(シリコン酸化膜)が用いられ、SiO2膜の形成方法
としては膜質が良好なことからマイクロ波と磁界とを組
み合わせたECR(Electron Cyclotr
on Resonance)プラズマ処理が採用される
傾向にある。
2. Description of the Related Art Generally, in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit, a target integrated circuit is formed by repeatedly performing a conductor or non-conductor thin film forming operation and an etching operation on a semiconductor wafer. Aluminum wiring is mainly used as the wiring pattern of the integrated circuit, and the material of the interlayer insulating film for insulating this is, for example, SiO 2.
2 (silicon oxide film) is used, and since the film quality is good as a method for forming the SiO 2 film, ECR (Electron Cyclotrr) combining microwave and magnetic field is used.
on Resonance) plasma treatment tends to be adopted.

【0003】このECRプラズマ処理を行なうプラズマ
処理装置としては例えば特開平4−257224号公報
や特開平4−271122号公報に開示されており、処
理室内に例えば2.45GHz のマイクロ波を導波管を
介して供給すると同時に所定の大きささ、例えば875
ガウスの磁界を印加してマイクロ波と磁界との相互作用
(共鳴)でガスを高密度プラズマ化し、このプラズマに
より反応性ガスを活性化させてイオン種を形成し、半導
体ウエハ表面にスパッタエッチングと堆積とを同時進行
で施すようになっている。相反するスパッタエッチング
操作と堆積操作はマクロ的に見れば堆積操作の方が優勢
となるようにコントロールされ、全体として堆積を行な
う。
[0003] guiding the microwaves of the ECR plasma treatment as a plasma processing apparatus for performing are disclosed in, for example, JP-A 4-257224 and JP 4-271122, a treatment chamber for example 2.45 GHz z It is supplied through a pipe and at the same time has a predetermined size, for example, 875
By applying a Gaussian magnetic field, the gas is made into a high-density plasma by the interaction (resonance) between the microwave and the magnetic field, and the reactive gas is activated by this plasma to form ion species, and sputter etching is performed on the surface of the semiconductor wafer. Deposition is performed simultaneously. The contradictory sputter etching operation and the deposition operation are controlled so that the deposition operation is dominant in a macroscopic view, and the deposition is performed as a whole.

【0004】このようなECRプラズマ処理を行なう時
には、一般的には、ウエハを載置する載置台(サセプ
タ)に例えば13.56MHzの負の高周波バイアス電
圧を印加して、ウエハ側にプラスイオンをできるだけ引
き付けてスパッタ効果をできるだけ発揮させるようにし
ている。この理由は、載置台がノーバイアスの場合に
は、堆積のみが先行して行なわれるのでアルミ配線間に
ボイドが発生する確率が高くなるのに対して、上述のよ
うに負のバイアスを印加すると、スパッタエッチングが
行なわれつつ同時に堆積が行なわれるので、アルミ配線
のエッジ部の堆積物が主にスパッタエッチングの影響を
受けてこの部分の成膜が抑制され、その結果、アルミ配
線間の間口が広くなって深部まで十分に堆積が行なわれ
てボイドの少ない埋め込みが可能となるからである。
[0004] When performing such an ECR plasma process is generally by applying a negative high-frequency bias voltage of the mounting table (susceptor) for example 13.56MH z mounting the wafer, plus wafer side ion Is attracted as much as possible to maximize the sputter effect. The reason for this is that when the mounting table is of no bias, only the deposition is performed first, so the probability of voids occurring between the aluminum wirings is high, whereas when a negative bias is applied as described above. Since the sputter etching is performed and the deposition is performed at the same time, the deposits on the edges of the aluminum wiring are mainly affected by the sputter etching, and the film formation on this portion is suppressed. This is because the width becomes wider and sufficient deposition is performed to a deep portion, so that filling with few voids becomes possible.

【0005】また、このようなECRプラズマ処理を行
なうことにより、別途平坦化処理を行なうことなく、配
線や電極等に起因して生ずる絶縁膜表面の凹凸も平坦化
され、絶縁特性を改善でき、多層構造も形成可能にな
る。
Further, by performing such ECR plasma treatment, the unevenness of the surface of the insulating film caused by the wiring, the electrodes, etc. is flattened without the need for a separate flattening treatment, and the insulating characteristics can be improved. A multi-layer structure can also be formed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たようなECRプラズマ処理にあっては、単にアルミ配
線間を埋め込むだけならば、それ程問題はないが量産性
を考慮すると、堆積効率が劣り、しかもウエハ表面に与
えるダメージも大きいという問題点があった。
However, in the ECR plasma treatment as described above, if the space between the aluminum wirings is simply buried, there is no problem so far, but in consideration of mass productivity, the deposition efficiency is poor, and There is a problem that the damage given to the wafer surface is also large.

【0007】すなわち堆積効率に関しては、実効埋め込
み速度はスパッタエッチング量と堆積量との差分で決ま
るが、これら両者の速度がバランスされずに、例えば堆
積作用が強過ぎるとボイドが多く発生する傾向となり、
逆にスパッタエッチング作用が強過ぎるとアルミ電極が
削れてしまう。このように両者の速度はバランスさせる
ことが必要であるが、堆積速度は必要に応じてかなり増
減が可能であるが、スパッタエッチング速度は堆積速度
に対して十分に上げることができず、従って、実際の処
理においてはスパッタエッチング速度が実効埋め込み速
度を律速してしまい、堆積効率が十分ではなかった。
That is, regarding the deposition efficiency, the effective filling rate is determined by the difference between the sputter etching amount and the deposition amount, but these two rates are not balanced, and for example, if the deposition action is too strong, many voids tend to occur. ,
Conversely, if the sputter etching action is too strong, the aluminum electrode will be scraped. In this way, it is necessary to balance the two rates, but the deposition rate can be considerably increased or decreased as necessary, but the sputter etching rate cannot be sufficiently increased with respect to the deposition rate, and therefore, In the actual processing, the sputter etching rate limited the effective filling rate, and the deposition efficiency was not sufficient.

【0008】この時の状態を図6及び図7に示す。図6
はウエハ中心から周縁部における各部の熱酸化膜のスパ
ッタエッチングレート(右縦軸)と成膜レート(左縦
軸)を示し、図7はウエハ中心部、これより30mm及
び60mm半径方向へ離れた位置におけるウエハの断面
模式図である。尚、ウエハ載置台へは13.56MHz
の負の高周波バイアス電圧を印加している。
The state at this time is shown in FIGS. 6 and 7. Figure 6
Indicates the sputter etching rate (right vertical axis) and the film formation rate (left vertical axis) of the thermal oxide film at each portion from the wafer center to the peripheral portion. FIG. 7 shows the wafer center portion, which is 30 mm and 60 mm away from this in the radial direction. It is a cross-sectional schematic diagram of the wafer in a position. Incidentally, 13.56MH z is to the wafer mounting table
The negative high frequency bias voltage is applied.

【0009】図5から明らかなようにウエハ中心から離
れるに従ってスパッタエッチング量(右縦軸)が低下
し、これと同時に成膜量(左縦軸)も低下している。ま
た、ウエハ中心部であるポイントP1のウエハ断面図
(図7(A))では、アルミ電極3、3間にボイドがほ
とんど発生していないが、ウエハ中心部より30mm程
度離れたポイントP2のウエハ断面図(図7(B))で
は僅かにボイド2が発生し、更にウエハ中心部より60
mm離れたウエハ周縁部であるポイントP3のウエハ断
面図(図7(C))では、大きなボイド4が発生してい
る。すなわちスパッタエッチングレートが低くなる程、
ボイドも発生し且つ成膜レートも低下してしまってい
る。
As is clear from FIG. 5, the sputter etching amount (right vertical axis) decreases as the distance from the wafer center increases, and at the same time, the film formation amount (left vertical axis) also decreases. Further, in the wafer cross-sectional view (FIG. 7 (A)) of the point P1 which is the center of the wafer, there is almost no void between the aluminum electrodes 3 and 3, but the wafer of the point P2 which is about 30 mm away from the center of the wafer. In the cross-sectional view (FIG. 7 (B)), a slight void 2 is generated, and further 60 from the center of the wafer.
A large void 4 is generated in the wafer cross-sectional view (FIG. 7C) at the point P3 which is the wafer peripheral portion separated by mm. That is, the lower the sputter etching rate,
Voids are also generated and the film forming rate is reduced.

【0010】ウエハ表面のダメージは次のように生じ
る。一般に半導体素子のゲート酸化膜は50〜100Å
と非常に薄く、例えば10V程度の電位差で破壊されて
しまうが、上記したECRプラズマ処理ではウエハ上の
プラズマ密度が面内不均一になってそのプラズマの電位
分布の不均一がウエハ表面にそのまま反映されてしま
う。例えばウエハ中心部上方にプラズマイオンが比較的
多く集まり、ウエハ周縁部の上方にはプラズマイオンが
少なくなると、ウエハ中心部と周縁部間に電位差が生
じ、これが限界値以上になると上述したようにゲート酸
化膜等が絶縁破壊を生じてダメージを受けることにな
る。従って、製品の歩留まりもかなり低下してしまうと
いう問題があった。
Damage to the wafer surface occurs as follows. Generally, the gate oxide film of a semiconductor device is 50-100Å
It is very thin and is destroyed by a potential difference of, for example, about 10 V. However, in the above-mentioned ECR plasma processing, the plasma density on the wafer becomes non-uniform in the surface, and the non-uniformity of the potential distribution of the plasma is directly reflected on the wafer surface. Will be done. For example, when a relatively large number of plasma ions gather above the wafer center and a small number of plasma ions above the wafer edge, a potential difference occurs between the wafer center and the edge, and when this exceeds a limit value, the gate is charged as described above. The oxide film or the like causes a dielectric breakdown and is damaged. Therefore, there has been a problem that the yield of products is considerably reduced.

【0011】本発明は以上のような問題点に着目し、こ
れを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の
目的は、成膜の堆積効率が良好で、しかもダメージが少
なくて製品歩留まりも向上させることができるプラズマ
処理装置を提供することにある。
The present invention has been made to pay attention to the above problems and to solve them effectively. An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus which has good deposition efficiency for film formation, has less damage, and can improve product yield.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意研究
の結果、ボイドを発生させることなく堆積効率を向上さ
せるには、堆積効率を律速するスパッタエッチングレー
トを向上させればよい点及びこのレートを上げ、しかも
ダメージを減少させるためには載置台に供給する高周波
バイアス電圧の周波数をプラズマイオンの振動周波数以
下に設定することにより、プラズマイオンを引き込み周
波数に追随させて振動させればよい、という知見を得る
ことによりなされたものである。
As a result of earnest studies, the present inventors have found that in order to improve the deposition efficiency without generating voids, the sputter etching rate that controls the deposition efficiency should be improved. In order to increase this rate and reduce damage, the frequency of the high frequency bias voltage supplied to the mounting table may be set to be equal to or lower than the oscillation frequency of the plasma ions so that the plasma ions are caused to oscillate by following the attraction frequency. It was made by obtaining the knowledge.

【0013】すなわち、本発明は、被処理体を載置する
ための載置台を内部に有する真空容器と、この真空容器
内に磁界を印加する磁界印加手段と、前記真空容器内に
プラズマ発生用の高周波を印加するプラズマ発生用高周
波供給手段と、発生したプラズマイオンを吸引するため
に前記載置台に高周波を印加するプラズマ吸引用高周波
供給手段とを有するプラズマ処理装置において、前記プ
ラズマ吸引用高周波供給手段の周波数を、前記プラズマ
イオンの振動周波数以下の周波数に設定するように構成
したものである。
That is, according to the present invention, a vacuum container having a mounting table for mounting an object to be processed therein, a magnetic field applying means for applying a magnetic field to the vacuum container, and a plasma generating device in the vacuum container. In the plasma processing high-frequency supply means for applying a high-frequency for plasma generation, and a high-frequency supply means for plasma-suction for applying a high-frequency to the mounting table in order to attract the generated plasma ions. The frequency of the means is set to a frequency equal to or lower than the oscillation frequency of the plasma ions.

【0014】[0014]

【作用】本発明は、以上のように構成したので、真空容
器中のプラズマイオンは、吸引用高周波供給手段から与
えられる周波数に十分に追従して振動することになり、
この結果、被処理体表面へ衝突するイオンのエネルギも
大きくなってエッチングレートも増大する。従って、こ
れにバランスさせて成膜レートも向上させることができ
るので、全体として堆積効率を大幅に向上させることが
できる。この場合、エッチングレートが比較的大きいこ
とから、例えばアルミ電極間の間口が十分に広く維持さ
れ、深部まで成膜物を導入することができ、ボイドの発
生を抑制することが可能となる。
Since the present invention is constructed as described above, the plasma ions in the vacuum vessel vibrate sufficiently following the frequency given from the high-frequency suction supply means.
As a result, the energy of the ions colliding with the surface of the object to be processed is increased and the etching rate is also increased. Therefore, the film formation rate can be improved by balancing this, so that the deposition efficiency can be significantly improved as a whole. In this case, since the etching rate is relatively high, for example, the frontage between the aluminum electrodes can be maintained sufficiently wide, the film-forming material can be introduced to a deep portion, and the generation of voids can be suppressed.

【0015】更に、プラズマイオンをイオン吸引用の周
波数に追従させて振動させることができることから、被
処理体表面には、プラスとマイナスの電荷が振動数に合
わせて交互に入るので被処理体表面の電荷は直ちに中和
されてしまい、被処理体面内に大きな電位差が生ずるこ
とを防止してゲート酸化膜等が絶縁破壊等されることを
阻止することが可能となる。
Furthermore, since the plasma ions can be made to oscillate by following the frequency for attracting ions, positive and negative charges alternately enter the surface of the object to be processed in accordance with the frequency of the object to be processed. The electric charges of are immediately neutralized, and it is possible to prevent a large potential difference from occurring in the surface of the object to be processed, and prevent the gate oxide film and the like from being dielectrically broken down.

【0016】[0016]

【実施例】以下に、本発明に係るプラズマ処理装置の一
実施例を添付図面に基づいて詳述する。図1は本発明に
係るプラズマ処理装置を示す概略断面図、図2はプラズ
マ吸引用高周波供給手段の周波数とスパッタエッチング
レートとの関係を示すグラフである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a plasma processing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a graph showing the relationship between the frequency of a plasma suction high-frequency supplying means and a sputter etching rate.

【0017】図示するようにこのプラズマ処理装置6
は、例えばアルミニウム等により形成された段部状の真
空容器8を有しており、この真空容器8は上方に位置し
てプラズマを発生させるプラズマ室10とこの下方に連
通させて連結される反応室11とに内部が区画されてい
る。
As shown in the figure, this plasma processing apparatus 6
Has a stepped vacuum container 8 formed of, for example, aluminum. The vacuum container 8 is located above and is connected to a plasma chamber 10 for generating plasma, which is connected to and communicate with the plasma chamber 10 below. The interior is partitioned into a chamber 11.

【0018】この真空容器8の上端は、開口されてこの
部分に例えば石英等のマイクロ波を透過する材料で形成
された透過窓12がOリング等のシール部材14を介し
て気密に設けられおり、容器8内の真空状態を維持する
ようになっている。この透過窓12の外側には、例えば
2.45GHZのプラズマ発生用高周波供給手段として
の高周波源16に接続された導波管18が設けられてお
り、高周波源16にて発生した高周波を導波管18で案
内して透過窓12からプラズマ室10内へ導入し得るよ
うになっている。
The upper end of the vacuum container 8 is opened, and a transparent window 12 made of a material that transmits microwaves such as quartz is hermetically provided in this portion through a sealing member 14 such as an O-ring. The vacuum state in the container 8 is maintained. On the outside of the transmission window 12, for example, a waveguide 18 connected to the RF source 16 as a plasma generation high frequency supplying means 2.45 GHz Z are provided, guide the high frequency generated in the high frequency source 16 It can be guided by the wave tube 18 and introduced into the plasma chamber 10 through the transmission window 12.

【0019】プラズマ室10を区画する側壁には、その
周方向に沿って均等に配置したプラズマガスノズル20
が設けられると共にこのノズル20には、図示しないプ
ラズマガス源、例えばArガス源とO2ガス源が接続さ
れており、プラズマ室10内の上部にArガスやO2
ス等のプラズマガスを均等に供給し得るようになってい
る。尚、図中ノズル20は図面の煩雑化を防止するため
2本しか記載していないが、実際にはそれ以上設けてい
る。また、プラズマ室10を区画する側壁の外周には、
これに接近させて磁界印加手段として例えばリング状の
電磁コイル22が配置されており、このプラズマ室10
内に例えば上方から下方に向かう例えば875ガウスの
磁界Bを形成し得るようになっており、ECRプラズマ
条件が満たされている。尚、電磁コイル22に代えて永
久磁石を用いてもよい。
Plasma gas nozzles 20 are evenly arranged along the circumferential direction on the side wall defining the plasma chamber 10.
A plasma gas source (not shown), for example, an Ar gas source and an O 2 gas source, is connected to the nozzle 20, and a plasma gas such as Ar gas or O 2 gas is evenly provided in the upper part of the plasma chamber 10. Can be supplied to. It should be noted that only two nozzles 20 are shown in the drawing in order to prevent complication of the drawing, but more nozzles are actually provided. In addition, on the outer periphery of the side wall that divides the plasma chamber 10,
A ring-shaped electromagnetic coil 22, for example, is arranged as a magnetic field applying means in close proximity to the plasma chamber 10.
For example, a magnetic field B of, for example, 875 Gauss from the upper side to the lower side can be formed therein, and the ECR plasma condition is satisfied. A permanent magnet may be used instead of the electromagnetic coil 22.

【0020】このようにプラズマ室10内に周波数の制
御されたマイクロ波と磁界Bを形成することにより、こ
れらの相互作用により上記周波数にて上記導入ガスに共
鳴作用が生じてプラズマが高い密度で形成されることに
なる。すなわちこの装置は、電子サイクロトロン共鳴
(ECR)プラズマ処理装置を構成することになる。一
方、上記反応室11内には、容器底部に絶縁材24を介
して支持されたサセプタとしてのアルミニウム製の載置
台26が設けられており、この上面の載置面には例えば
静電チャック28を介して被処理体である半導体ウエハ
Wが吸着保持されている。
By thus forming the frequency-controlled microwave and the magnetic field B in the plasma chamber 10, the interaction between them causes a resonance action in the introduced gas at the above-mentioned frequency, so that the plasma has a high density. Will be formed. That is, this device constitutes an electron cyclotron resonance (ECR) plasma processing device. On the other hand, in the reaction chamber 11, there is provided a mounting table 26 made of aluminum as a susceptor supported on the bottom of the container via an insulating material 24, and the mounting surface on the upper surface is, for example, an electrostatic chuck 28. The semiconductor wafer W, which is the object to be processed, is suction-held via the.

【0021】この載置台26には、ウエハWを所定の温
度に加熱する例えばセラミックヒータ30や図示しない
プッシャピン等が設けられている。また、載置台26に
は、本発明の特長とするプラズマ吸引用高周波供給手段
としての高周波源32がブロッキングコンデンサ31を
介して接続されており、ウエハWにイオンを吸引するた
めに負のバイアス電圧を印加するようになっている。こ
の高周波源32の周波数は、従来使用されていた13.
56MHzではなく、反応室11内のプラズマイオンの
振動周波数と同等か或いはそれ以下の周波数に設定され
る。
The mounting table 26 is provided with, for example, a ceramic heater 30 for heating the wafer W to a predetermined temperature, a pusher pin (not shown), and the like. Further, a high frequency source 32 as a high frequency supplying means for plasma suction, which is a feature of the present invention, is connected to the mounting table 26 via a blocking capacitor 31, and a negative bias voltage for attracting ions to the wafer W is applied. Is applied. The frequency of this high-frequency source 32 is 13.
In 56MH z, not being set in vibration frequency and equal to or less frequency plasma ion in the reaction chamber 11.

【0022】このプラズマイオンの振動周波数は、イオ
ン密度、内部圧力、温度等によって決まるが、現状にて
使用される処理条件においては略10MHzが最高であ
り、従って、この高周波源32の周波数は10MHz
下、好ましくは2MHz程度に設定する。そして、反応
室11を区画する側壁には、この中に反応ガスとして例
えばシラン(SiH4)を導入するための反応ガス導入
ノズル34が設けられると共にウエハWを搬出入すると
きに内部を開放するゲートバルブ36が気密に開閉可能
に設けられている。尚、反応ガス導入ノズル34は、反
応室11内にガスを均等に導入するように容器の周方向
に均等配置するようにしてもよい。
The oscillation frequency of the plasma ions, ion density, the internal pressure is determined by the temperature, the highest is approximately 10 MHz z is in the process conditions used in present circumstances, therefore, the frequency of the high frequency source 32 10 MHz z or less, preferably set to be about 2 MH z. A reaction gas introduction nozzle 34 for introducing, for example, silane (SiH 4 ) as a reaction gas into the reaction chamber 11 is provided on a side wall of the reaction chamber 11, and the inside of the reaction chamber 11 is opened when the wafer W is loaded and unloaded. A gate valve 36 is provided so as to be airtightly openable and closable. The reaction gas introduction nozzles 34 may be evenly arranged in the circumferential direction of the container so as to uniformly introduce the gas into the reaction chamber 11.

【0023】また、この真空容器8の底部には、図示し
ない真空ポンプに接続された排気口38が設けられてお
り、容器内雰囲気を底部排気口38より均等に排出し得
るようになっている。尚、真空容器8自体は接地されて
ゼロ電位になされている。
An exhaust port 38 connected to a vacuum pump (not shown) is provided at the bottom of the vacuum container 8 so that the atmosphere in the container can be uniformly exhausted from the bottom exhaust port 38. . The vacuum container 8 itself is grounded to zero potential.

【0024】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、真空容器8の側壁に設け
たゲートバルブ36を開いて図示しない搬送アームによ
りウエハWを載置台26上に載置し、これを静電チャッ
ク28により吸着保持する。次に、このゲートバルブ3
6を閉じて内部を密閉した後、排気口38より内部雰囲
気を排出して所定の真空度まで真空引きし、そして、プ
ラズマガスノズル20からプラズマ室10内へO2ガス
やArガス等のプラズマ発生用ガスを導入すると共に反
応ガス導入ノズル34から反応室11内へシランガスを
導入して内部圧力を所定のプロセス圧に維持しつつ、プ
ラズマ発生用高周波源16やプラズマ吸引用高周波源3
2を駆動し、ウエハW上へのSiO2の成膜処理を開始
する。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described. First, the gate valve 36 provided on the side wall of the vacuum container 8 is opened, the wafer W is mounted on the mounting table 26 by a transfer arm (not shown), and the wafer W is suction-held by the electrostatic chuck 28. Next, this gate valve 3
After closing 6 to seal the inside, the internal atmosphere is exhausted from the exhaust port 38 to evacuate to a predetermined vacuum degree, and plasma such as O 2 gas or Ar gas is generated from the plasma gas nozzle 20 into the plasma chamber 10. Of the plasma generation high-frequency source 16 and the plasma suction high-frequency source 3 while maintaining the internal pressure at a predetermined process pressure by introducing the silane gas into the reaction chamber 11 from the reaction gas introduction nozzle 34 while introducing the working gas.
2 is driven to start the film forming process of SiO 2 on the wafer W.

【0025】プラズマ発生用高周波源16からの2.4
5GHzの高周波は、導波管18を搬送されて真空容器
8の天井部に至り、ここの透過窓12を透過してマイク
ロ波40がプラズマ室10内へ導入される。このプラズ
マ室10内には、プラズマ室10の外側に設けた電磁コ
イル22により発生した磁界Bが上方から下方に向けて
例えば875ガウスの強さで印加されており、この磁界
Bとマイクロ波40との相互作用でE(電界)×B(磁
界)を誘発して電子サイクロトロン共鳴が生じ、この共
鳴によりArガスやO2ガスがプラズマ化され、且つ高
密度化される。このプラズマ室10にて発生した高密度
プラズマは、プラズマ吸引用高周波源32により負の高
周波バイアス電圧の印加された載置台11に吸引されて
下降して反応室11内に流れ込む。
2.4 from high frequency source 16 for plasma generation
A high frequency of 5 GHz is conveyed through the waveguide 18 and reaches the ceiling of the vacuum container 8, where it passes through the transparent window 12 and the microwave 40 is introduced into the plasma chamber 10. In the plasma chamber 10, a magnetic field B generated by an electromagnetic coil 22 provided outside the plasma chamber 10 is applied from the upper side to the lower side with a strength of, for example, 875 Gauss, and the magnetic field B and the microwave 40. The interaction with and induces E (electric field) × B (magnetic field) to generate electron cyclotron resonance, and the Ar gas or O 2 gas is converted into plasma and densified by the resonance. The high-density plasma generated in the plasma chamber 10 is sucked by the plasma suction high-frequency source 32 to the mounting table 11 to which a negative high-frequency bias voltage is applied, descends, and flows into the reaction chamber 11.

【0026】反応室11内に流れ込んだプラズマイオン
は、ここに供給されている成膜用ガスであるSiH4
スを活性化させて活性種を形成し、ウエハ表面上にSi
2の成膜を施すことになる。前述したようにこのEC
R成膜処理においては、スパッタエッチングとデポジシ
ョン(堆積)が同時に進行してデポジションの方が優勢
になるようにコントロールすることにより、成膜表面の
凹凸を削りつつそれ以上の量の堆積を行なって平坦化処
理を行なうようになっている。
The plasma ions flowing into the reaction chamber 11 activate the SiH 4 gas, which is the film-forming gas supplied thereto, to form active species, and form Si on the wafer surface.
A film of O 2 will be formed. As mentioned above, this EC
In the R film formation process, sputter etching and deposition (deposition) proceed at the same time, and the deposition is controlled so that the deposition becomes more dominant. It is designed to perform a flattening process.

【0027】この場合、先に図6を参照して説明したよ
うにスパッタエッチングレートの低いウエハ周縁部にお
いては、成膜レートも低く且つ電極間等にボイドの発生
する確率も高くなる。すなわち実効埋め込み速度を高く
して且つ良好な埋め込みを行なうにはスパッタエッチン
グ量とデポジション量をバランスさせつつスパッタエッ
チング量を上げなければならないが、従来の13.56
MHzの負バイアス高周波電圧ではこれに限界があっ
た。これに対して、本発明においては載置台26に印加
するプラズマ吸引用の負バイアス電圧としてプラズマ室
10或いは反応室11内のプラズマイオンの振動周波数
と同等か或いはそれ以下の周波数、例えば2MHzの高
周波を使用しているので、従来の上限量を超えてスパッ
タエッチング量を高くでき、従って、これにバランスさ
せて制御が比較的容易なデポジション量を高くできるの
で、結果的に実効埋め込み速度が高くなり(量産性の向
上)、且つボイドもない品質良好な成膜を得ることがで
きる。しかも、ウエハ表面がプラズマイオンから受ける
ダメージも減少させることができ、結果的に製品歩留ま
りも向上させることが可能となる。
In this case, as described above with reference to FIG. 6, in the peripheral portion of the wafer having a low sputter etching rate, the film forming rate is low and the probability of voids occurring between the electrodes is high. That is, in order to increase the effective filling speed and perform good filling, it is necessary to increase the sputter etching amount while balancing the sputter etching amount and the deposition amount.
There was a limit to this in the negative bias high frequency voltage of MHz. On the other hand, in the present invention, the negative bias voltage for plasma attraction applied to the mounting table 26 is equal to or lower than the vibration frequency of the plasma ions in the plasma chamber 10 or the reaction chamber 11, for example, a high frequency of 2 MHz. Therefore, the sputter etching amount can be increased beyond the conventional upper limit amount, and therefore the deposition amount that is relatively easy to control by balancing this can be increased, resulting in a high effective embedding speed. It is possible (improvement in mass productivity) to obtain a film of good quality without voids. In addition, damage to the wafer surface from plasma ions can be reduced, and as a result, product yield can be improved.

【0028】このようにプラズマイオンの振動周波数以
下の周波数の負バイアスを載置台に印加することにより
スパッタエッチング効率を向上させることができる理由
は以下のように推測される。すなわち従来のようにプラ
ズマイオンの振動周波数以上の高い周波数、例えば1
3.56MHzの高周波を載置台に印加すると、周波数
が高すぎてプラズマイオンが追従して振動できず、する
と図4に示すようにウエハ表面を0Vとするとこの上方
に電圧VDCの直流のバイアス成分が表れてきて、この電
圧VDCの電位差でイオンがウエハ表面に衝突してスパッ
タエッチングが行なわれる。そして、この電圧VDCは、
イオン引き込み用の高周波電圧V0よりも低いのでスパ
ッタエッチング量は、それ程大きくはならない。
The reason why the sputter etching efficiency can be improved by applying a negative bias having a frequency lower than the oscillation frequency of plasma ions to the mounting table in this manner is presumed as follows. That is, as in the conventional case, a frequency higher than the vibration frequency of plasma ions, for example, 1
When applied to the mounting table frequency of 3.56MHz, can not vibrate following plasma ion frequency is too high, whereupon the surface of the wafer to 0V as shown in FIG. 4 DC bias voltage V DC to the upper The component appears, and the potential difference of the voltage V DC causes the ions to collide with the wafer surface to perform sputter etching. And this voltage V DC is
Since it is lower than the high frequency voltage V 0 for attracting ions, the sputter etching amount does not become so large.

【0029】これに対して、本発明においては、上述の
ようにイオン引き込み用高周波をプラズマイオンの振動
周波数と同等かそれ以下に設定しているので、この周波
数に追従してプラズマイオンが振動することになる。す
ると図4にて示したように従来発生していた直流バイア
ス成分は発生せず、従って、プラズマイオンはイオン引
き込み用高周波の持つピークツウピークの振幅と略同じ
大きさの電位差V0でウエハ表面に衝突してスパッタエ
ッチングが行なわれることになる。
On the other hand, in the present invention, the high frequency for ion attraction is set to be equal to or lower than the vibration frequency of the plasma ions as described above, so that the plasma ions vibrate following this frequency. It will be. Then, as shown in FIG. 4, the DC bias component that has been conventionally generated is not generated, and therefore, the plasma ions have a potential difference V 0 substantially the same as the peak-to-peak amplitude of the high frequency for ion attraction. And the sputter etching is performed.

【0030】このようにイオン引き込み用高周波をプラ
ズマイオンの振動周波数以下に設定することにより、ス
パッタエッチング時のイオンに対する電位差を大きくし
て衝突エネルギを大きくできるので、スパッタエッチン
グ量を増加させることができる。図2は載置台に印加す
る負バイアス電圧の周波数fとプラズマスパッタエッチ
ングレートとの関係を示すグラフであり、この周波数f
がプラズマイオンの振動周波数fi以下の場合には、高
いスパッタエッチングレートを示すが、この周波数を超
えて大きくなると急激にエッチングレートが低下して好
ましくないことが判明する。
By thus setting the high frequency for ion attraction to be equal to or lower than the oscillation frequency of plasma ions, the potential difference with respect to ions during sputter etching can be increased and collision energy can be increased, so that the amount of sputter etching can be increased. . FIG. 2 is a graph showing the relationship between the frequency f of the negative bias voltage applied to the mounting table and the plasma sputter etching rate.
Is higher than the vibration frequency fi of the plasma ions, the sputter etching rate is high, but if the frequency exceeds this frequency, the etching rate sharply decreases, which is not preferable.

【0031】プラズマイオンの振動周波数は、プラズマ
の密度、プロセス圧力、ガス種類、温度等によって一義
的に決まるが、現在一般的に行なわれる処理条件下では
略10MHz程度が最高であり、この時の処理条件は、
例えばガスとしてSiH4 を用い、プラズマの密度、プ
ロセス圧力、プラズマイオン温度はそれぞれ1010〜1
11cm-3、5mTorr以下、0.1eV以下であ
る。
The vibration frequency of plasma ions is uniquely determined by the density of plasma, process pressure, gas type, temperature, etc., but the highest is about 10 MHz under the processing conditions generally performed at present. The processing conditions are
For example, SiH 4 is used as a gas, and the plasma density, process pressure, and plasma ion temperature are 10 10 to 1 respectively.
It is 0 11 cm −3 , 5 mTorr or less, and 0.1 eV or less.

【0032】また、イオン引き込み用高周波の周波数は
過度に低くなるとスパッタエッチングを行なうことがで
きず、1MHz以上の大きさとする。この理由は、この
負バイアス用の高周波のパワーを絶縁材である静電チャ
ックを介してウエハに導入しなければならないが、周波
数が1MHzを超えて小さくさるとこの静電チャック部
分におけるインピーダンスが大きくなり過ぎてしまって
ウエハまで高周波パワーを導入できなくなるからであ
る。従って、負バイアス用の高周波源の周波数は、1M
Hz以上で10MHz以下の範囲内で設定する。
Further, if the frequency of the high frequency for ion attraction is too low, sputter etching cannot be performed, and the frequency is set to 1 MHz or more. The reason for this is that this high frequency power for negative bias must be introduced to the wafer via the electrostatic chuck that is an insulating material, but if the frequency is reduced below 1 MHz, the impedance at this electrostatic chuck portion becomes large. This is because it becomes impossible to introduce high frequency power into the wafer. Therefore, the frequency of the high frequency source for negative bias is 1M.
It is set within the range of not less than 10 Hz and not less than Hz.

【0033】本実施例におけるプロセス条件は、SiH
4,O2及びArの流量は、それぞれ44SCCM,56
SCCM及び110SCCMである。プロセス圧力は
7.5mTorr,プラズマ発生用高周波源16は2.
45GHzでそのパワーは1100Wであり、また、プ
ラズマ吸引用の高周波源32は2MHzでそのパワーは
1000Wである。この時の実効成膜速度は1700Å
/minを得、良好な結果を得ることができた。図3は
プラズマ吸引用の高周波源の周波数を13.56MHz
(従来装置)と2MHz(本発明装置)に設定した時の
スパッタエッチングレート(平均値)を比較したグラフ
であり、13.56MHzの時のレートを基準として表
している。このグラフから明らかなように供給電力に関
係なく、周波数を2MHzにした本発明装置の場合は、
従来装置に比較して1.8倍の高いエッチングレートを
示している。
The process conditions in this embodiment are SiH
The flow rates of 4 , O 2 and Ar are 44 SCCM and 56, respectively.
SCCM and 110 SCCM. The process pressure is 7.5 mTorr, and the high frequency source 16 for plasma generation is 2.
Its power is 1100 W at 45 GHz, and the high-frequency source 32 for plasma suction is 2 MHz and its power is 1000 W. The effective deposition rate at this time is 1700Å
/ Min was obtained, and good results could be obtained. Figure 3 shows the frequency of the high frequency source for plasma suction at 13.56 MHz.
It is a graph comparing the sputter etching rate (average value) when set to (conventional device) and 2 MHz (device of the present invention), and the rate at 13.56 MHz is used as a reference. As is clear from this graph, in the case of the device of the present invention in which the frequency is 2 MHz, regardless of the supplied power,
The etching rate is 1.8 times higher than that of the conventional device.

【0034】このような高いエッチングレートを示すプ
ロセス条件でECR成膜処理を行なうことにより、前述
のように実効埋め込み速度が高くなって量産性を向上で
き、しかもボイドもない品質良好な成膜を得ることがで
きる。図5はこの時の状況を説明するための模式図であ
り、バイアス電圧を2MHzに設定してウエハW表面に
SiO2の成膜を形成する時、アルミ電極3、3の肩部
すなわちエッジ部3A、3Aに対応する部分に堆積した
成膜部42A(図中破線にて示す)が効率良くスパッタ
エッチングされるので凹部44の間口径46が常に大き
く維持され、従って、凹部44の深部まで活性種が侵入
してボイドが発生しないように成膜することが可能とな
る。
By performing the ECR film forming process under the process condition showing such a high etching rate, the effective filling speed becomes high as described above, the mass productivity can be improved, and the film can be formed with good quality without voids. Obtainable. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the situation at this time, and when the bias voltage is set to 2 MHz and a film of SiO 2 is formed on the surface of the wafer W, the shoulder portions, that is, the edge portions of the aluminum electrodes 3 and 3. Since the film forming portion 42A (shown by the broken line in the figure) deposited on the portions corresponding to 3A and 3A is efficiently sputter-etched, the aperture 46 of the recess 44 is always kept large, and therefore, the recess 44 is activated to the deep portion. It is possible to form a film so that seeds do not enter and voids are not generated.

【0035】そして、このようにエッチング量が増加し
たことに対応させてデポジション量をバランスさせて増
加させることにより、実効埋め込み速度を高めて量産性
を向上させることができる。この点に関して、従来装置
の実効埋め込み速度は1600Å/minであったが、
本発明装置の場合は、2400Å/minまで向上させ
ることができた。
By balancing and increasing the deposition amount in response to the increase in the etching amount, the effective embedding speed can be increased and the mass productivity can be improved. In this regard, the effective embedding speed of the conventional device was 1600Å / min,
In the case of the device of the present invention, it could be improved to 2400 Å / min.

【0036】また、このようにプラズマ吸引用高周波源
の周波数をプラズマイオンの振動周波数以下に設定する
ことにより、図4にて説明したようにプラズマイオンは
イオン引き込み高周波に追従して振動し、従って、ウエ
ハ表面にはプラスイオンとマイナスイオンが交互に侵入
することになるので、ウエハ表面の上方におけるプラズ
マ分布に偏りが生じた結果ウエハ表面内に電位差が生じ
ても、上記したプラスイオンとマイナスイオンの交互の
侵入によりウエハ表面上の電荷が中和されてこの電位差
が解消されることになり、従って、ゲート酸化膜等を絶
縁破壊するような大きな電位差が生ずることながく、製
品歩留まりを向上さることもできる。
Further, by setting the frequency of the plasma suction high frequency source to be equal to or lower than the vibration frequency of the plasma ions, the plasma ions vibrate following the ion drawing high frequency as described with reference to FIG. Since the positive ions and the negative ions intrude into the wafer surface alternately, even if a potential difference occurs in the wafer surface as a result of a biased plasma distribution above the wafer surface, the positive and negative ions described above By alternately invading, the electric potential on the wafer surface is neutralized and this potential difference is eliminated. Therefore, a large potential difference that causes dielectric breakdown of the gate oxide film, etc. does not occur, and the product yield is improved. You can also

【0037】この点に関して、13.56MHZの周波
数を用いた従来の装置では、製品歩留まりは約40%で
あったが、2MHzの周波数を用いた本発明の装置では
約90%まで向上させることができた。尚、上記実施例
では、電子サイクロン共鳴を発生させるためにプラズマ
発生用の高周波源16の周波数として2.45GHz
用い、その時の磁界の強さを875ガウスに設定した
が、これらの値に限定されず、これらの値を2の倍数で
割った値或いは乗算した値を用いてもよい。例えば2で
割った値、すなわち1.225GHzの周波数と43
7.5ガウスの磁界を用いるようにしてもよい。
[0037] In this regard, in the conventional apparatus using the frequency of 13.56MH Z is the product yield was about 40%, to improve to about 90% in the device of the present invention using a frequency of 2MHz I was able to. In the above embodiment, using a 2.45 GHz z as the frequency of the high frequency source 16 for generating plasma to generate electrons cyclotron resonance has been set the strength of the magnetic field at that time 875 gauss, these values There is no limitation, and a value obtained by dividing these values by a multiple of 2 or a value obtained by multiplying them may be used. For example divided by the 2, i.e. the frequency of 1.225GH z 43
A magnetic field of 7.5 Gauss may be used.

【0038】また、本実施例ではウエハ表面を上方に向
けたいわゆるフェースアップ方式の装置を例にとって説
明したが、これに限定されず、図1に示す装置を上下逆
様にしたような、いわゆるフェースダウン方式の装置に
も適用し得るのは勿論である。
In the present embodiment, the so-called face-up type apparatus in which the wafer surface is directed upward has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the so-called upside-down apparatus shown in FIG. Of course, it can be applied to a face-down type device.

【0039】次に、本発明の関連技術について説明す
る。前述のようなECRプラズマ処理の成膜で、例えば
アルミ配線間の絶縁膜を形成し、これをSOG(Spi
n On Glass)膜の下地膜として使用する場合
には、耐透水性の優れた応力変化の小さい膜を均一状態
で形成する必要があり、更に、装置課題として低ダメー
ジ、面内均一性、低パーティクル、in−situクリ
ーニングによるスループットの向上が挙げられ、これら
を改善する必要がある。
Next, the related art of the present invention will be described. For example, an insulating film between aluminum wirings is formed by the film formation by the ECR plasma processing as described above, and the insulating film is formed by SOG (Spi).
(n On Glass) film is used as a base film, it is necessary to form a film having excellent water permeation resistance and a small change in stress in a uniform state. There is an improvement in throughput due to particles and in-situ cleaning, and these need to be improved.

【0040】従来、層間絶縁膜の平坦化はプラズマCV
D/エッチバック/SOGの組合せで対処してきたが、
デバイスの多層配線化に伴ってこの平坦化が一層重要な
課題になってきた。ところで、SOGは、メタルの欠損
やコロージョン、ホットキャリア耐性の劣化などの問題
を内在しており、今後の微細化にともなってこれらの問
題を回避するためには自身の水分の少ない、しかも耐透
水性の高い下地層が必要とされる。
Conventionally, flattening of the interlayer insulating film is performed by plasma CV.
I have dealt with the combination of D / etchback / SOG,
This planarization has become an even more important issue with the multi-layer wiring of devices. By the way, SOG inherently has problems such as metal loss, corrosion, and deterioration of hot carrier resistance. In order to avoid these problems with future miniaturization, the water content of SOG is low, and the water permeation resistance is high. A highly resistant underlayer is required.

【0041】このような状況下において、ECRプラズ
マを用いたSiO2膜は高信頼性の層間絶縁膜として適
用することができる。尚、このECRプラズマSiO2
膜は、SOGのみならずTEOS/O3の下地膜やCM
P(Chemical Mechanical Pol
ishing)対応の埋め込みプロセスにも適用でき
る。
Under such circumstances, the SiO 2 film using ECR plasma can be applied as a highly reliable interlayer insulating film. This ECR plasma SiO 2
The film is not only SOG but also TEOS / O 3 base film and CM
P (Chemical Mechanical Pol)
It can also be applied to an embedding process compatible with ashing.

【0042】図8は上記した処理を行なうECRプラズ
マ処理装置を示す断面図であり、ウエハ面を下向きに支
持したフェースダウン構造のものを示す。尚、前述した
ようにこのフェースダウン構造のECRプラズマ処理装
置を用いて先に説明した本発明装置を構成してもよいの
は勿論である。図中50は真空容器であり、この中は例
えばO2ガスとArガスを導入するプラズマ室52と、
SiH4ガスを導入する反応室54に区分される。この
フェースダウン構造では反応室54は、プラズマ室52
の上方に位置される。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an ECR plasma processing apparatus for carrying out the above-mentioned processing, which has a face-down structure in which the wafer surface is supported downward. As described above, it goes without saying that the above-described ECR plasma processing apparatus of the present invention may be used to configure the apparatus of the present invention. In the figure, 50 is a vacuum container, in which, for example, a plasma chamber 52 for introducing O 2 gas and Ar gas,
It is divided into a reaction chamber 54 into which SiH 4 gas is introduced. In this face-down structure, the reaction chamber 54 is the plasma chamber 52.
Is located above.

【0043】プラズマ室52側には、石英製の透過窓5
6を介して例えば2.45GHzのマイクロ波が導入さ
れると共に周縁部に配置した電磁コイル58により内部
に所定の強さの磁界を発生させ、磁界とマイクロ波の相
互作用によるECRプラズマ条件を満たすように設計さ
れている。また、このプラズマ室52の側部には、側壁
を冷却するための冷却水を流すクーラ手段60を設けて
いる。
On the side of the plasma chamber 52, a transparent window 5 made of quartz is provided.
6 to generate a magnetic field of predetermined strength within the electromagnetic coil 58 disposed in the peripheral portion for example with microwaves 2.45 GHz z is introduced through, the ECR plasma conditions due to the interaction of the magnetic field and the microwave Designed to meet. Further, cooler means 60 for flowing cooling water for cooling the side wall is provided on the side of the plasma chamber 52.

【0044】上記反応室52内には、下端部に静電チャ
ック62を設けたステージ64(載置台に対応する)が
天井部より下方に突出させて設けられており、この下端
にウエハWを吸着保持している。このステージ64には
2KWまで印加可能な高周波バイアス電源66が接続さ
れると共にウエハを所定温度まで加熱する図示しない加
熱手段も設けられている。そして、この反応室52内に
は、均等配置したガス導入ノズル68から反応ガス、す
なわちSiH4を供給するようになっている。この反応
室52内は、排気口70より例えば500リットル/秒
の図示しない2台のターボ分子ポンプで真空引きするよ
うになっている。
Inside the reaction chamber 52, a stage 64 (corresponding to a mounting table) having an electrostatic chuck 62 at the lower end is provided so as to project downward from the ceiling, and the wafer W is placed at the lower end. Holds by adsorption. A high frequency bias power source 66 capable of applying up to 2 KW is connected to the stage 64, and a heating means (not shown) for heating the wafer to a predetermined temperature is also provided. Then, the reaction gas, that is, SiH 4, is supplied into the reaction chamber 52 from the gas introduction nozzles 68 that are evenly arranged. The inside of the reaction chamber 52 is evacuated from the exhaust port 70 by two turbo molecular pumps (not shown) at a rate of, for example, 500 l / sec.

【0045】上記したような装置を用いて、SOGの下
地層としてプラズマSiO2膜を形成するのであるが、
そのプロセス工程は、先の本発明にて説明したと略同様
にして行なわれる。この場合には、ステージ64に印加
する負バイアス高周波電圧の周波数は、10MHz以下
に限定されず例えば13.56MHzでもよい。
A plasma SiO 2 film is formed as an SOG underlayer using the apparatus as described above.
The process steps are performed in substantially the same manner as described in the present invention. In this case, the frequency of negative bias high frequency voltage applied to the stage 64, may be limited without example 13.56MH z below 10 MHz z.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように本発明のプラズマ処
理装置によれば次のように優れた作用効果を発揮するこ
とができる。ECRプラズマを用いて成膜処理を行なう
ときに、載置台に供給するプラズマ吸引用のバイアス高
周波電圧の周波数を、プラズマイオンの振動周波数と同
等かそれ以下となるように設定したのでこのバイアス電
圧の周波数に追従させてプラズマイオンを振動させるこ
とができる。従って、成膜効率を律速するスパッタエッ
チングレートを高めることができるので、被処理体表面
上に膜質の良好な成膜を効率よく堆積させることができ
る。また、上述のようにプラズマイオンをプラズマ吸引
用高周波の周波数に追従させて振動させることにより、
プラスイオンとマイナスイオンが交互に被処理体表面に
侵入するので、たとえプラズマが被処理体表面の直上に
て不均一に分布していたとしても、被処理体表面に存在
する電荷が中和されてしまい、被処理体表面に絶縁破壊
等のダメージが発生することを抑制でき、製品歩留まり
を大幅に向上させることができる。
As described above, according to the plasma processing apparatus of the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited. The frequency of the bias high frequency voltage for plasma suction supplied to the mounting table when performing the film formation process using ECR plasma was set to be equal to or lower than the oscillation frequency of the plasma ions. The plasma ions can be oscillated by following the frequency. Therefore, the sputter etching rate that determines the film formation efficiency can be increased, so that a film having good film quality can be efficiently deposited on the surface of the target object. Further, by causing the plasma ions to follow the frequency of the high frequency for plasma suction and vibrate as described above,
Since positive ions and negative ions alternately enter the surface of the object to be processed, even if the plasma is unevenly distributed directly above the surface of the object to be processed, the electric charges existing on the surface of the object to be processed are neutralized. It is possible to suppress the occurrence of damage such as dielectric breakdown on the surface of the object to be processed, and it is possible to significantly improve the product yield.

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

【図1】本発明に係るプラズマ処理装置を示す概略断面
図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a plasma processing apparatus according to the present invention.

【図2】プラズマ吸引用高周波供給手段の周波数とスパ
ッタエッチングレートとの関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the frequency of the plasma suction high-frequency supply means and the sputter etching rate.

【図3】プラズマ吸引用の高周波源の周波数を13.5
6MHzと2MHzに設定したときのスパッタエッチン
グレート(平均値)を比較したグラフである。
FIG. 3 shows that the frequency of the high frequency source for plasma suction is 13.5.
6 is a graph comparing sputter etching rates (average values) when set to 6 MHz and 2 MHz.

【図4】被処理体表面における電位の状態を説明するた
めの説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a state of a potential on a surface of an object to be processed.

【図5】本発明のプラズマ処理装置による成膜過程を説
明するための模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a film forming process by the plasma processing apparatus of the present invention.

【図6】従来のプラズマ処理装置による成膜時のスパッ
タエッチングレートと成膜レートを示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a sputter etching rate and a film formation rate during film formation by a conventional plasma processing apparatus.

【図7】図6に示すグラフ中の各ポイントにおける成膜
状態を模式的に示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram schematically showing a film formation state at each point in the graph shown in FIG.

【図8】本発明の関連技術を説明するためのプラズマ処
理装置を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a plasma processing apparatus for explaining the related art of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 アルミ電極 6 プラズマ処理装置 8 真空容器 10 プラズマ室 11 反応室 12 透過窓 16 プラズマ発生用高周波供給手段 18 導波管 20 プラズマガスノズル 22 電磁コイル(磁界印加手段) 26 載置台 32 プラズマ吸引用高周波供給手段 34 反応ガス導入ノズル 40 マイクロ波 B 磁界 W 半導体ウエハ(被処理体) 3 Aluminum Electrode 6 Plasma Processing Device 8 Vacuum Container 10 Plasma Chamber 11 Reaction Chamber 12 Transmission Window 16 High Frequency Supply Means for Plasma Generation 18 Waveguide 20 Plasma Gas Nozzle 22 Electromagnetic Coil (Magnetic Field Applying Means) 26 Mounting Table 32 High Frequency Supply for Plasma Suction Means 34 Reactive Gas Introducing Nozzle 40 Microwave B Magnetic Field W Semiconductor Wafer (Processing Object)

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 21/31 C 21/68 R H05H 1/46 C 9216−2G // G01R 33/64 G01N 24/14 B (72)発明者 鈴木 朗 東京都港区赤坂5丁目3番6号 東京エレ クトロン株式会社内Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location H01L 21/31 C 21/68 R H05H 1/46 C 9216-2G // G01R 33/64 G01N 24/14 B (72) Inventor Akira Suzuki 5-3-6 Akasaka, Minato-ku, Tokyo Within Tokyo Electron Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被処理体を載置するための載置台を内部
に有する真空容器と、この真空容器内に磁界を印加する
磁界印加手段と、前記真空容器内にプラズマ発生用の高
周波を印加するプラズマ発生用高周波供給手段と、発生
したプラズマイオンを吸引するために前記載置台に高周
波を印加するプラズマ吸引用高周波供給手段とを有する
プラズマ処理装置において、前記プラズマ吸引用高周波
供給手段の周波数を、前記プラズマイオンの振動周波数
以下の周波数に設定したことを特徴とするプラズマ処理
装置。
1. A vacuum container having a mounting table for mounting an object to be processed therein, a magnetic field applying means for applying a magnetic field in the vacuum container, and a high frequency for plasma generation in the vacuum container. In the plasma processing apparatus having a plasma generation high-frequency supply means and a plasma suction high-frequency supply means for applying a high frequency to the mounting table to attract the generated plasma ions, the frequency of the plasma suction high-frequency supply means A plasma processing apparatus, wherein the frequency is set to be equal to or lower than the vibration frequency of the plasma ions.
【請求項2】 前記プラズマ吸引用高周波供給手段の周
波数は、1MHZから10MHZの範囲内の所定の周指数
であることを特徴とする請求項1記載のプラズマ処理装
置。
Frequency of claim 2 wherein said plasma suction microwave supplying means, a plasma processing apparatus according to claim 1, characterized in that the predetermined circumference index in the range of 1 MH Z of 10 MHz Z.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999049705A1 (en) * 1998-03-20 1999-09-30 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
JP2000315679A (en) * 1999-04-28 2000-11-14 Tadahiro Omi Plasma process apparatus
JP2001122691A (en) * 1999-09-09 2001-05-08 Robert Bosch Gmbh Method and device for epitaxially depositing atom or molecule from reaction gas onto deposition surface of substrate
KR100710597B1 (en) * 2004-12-08 2007-04-24 주식회사 에이디피엔지니어링 Plasma processing apparatus
CN102789951A (en) * 2007-07-11 2012-11-21 东京毅力科创株式会社 Plasma processing method and plasma processing apparatus
JP2020053469A (en) * 2018-09-25 2020-04-02 株式会社Kokusai Electric Semiconductor device manufacturing method, substrate processing apparatus, and program

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5633839A (en) * 1979-08-29 1981-04-04 Hitachi Ltd Plasma treatment and device therefor
JPS6091645A (en) * 1983-10-25 1985-05-23 Nec Corp Deposition of thin film by plasma vapor growth
JPS63292625A (en) * 1987-05-26 1988-11-29 Sumitomo Metal Ind Ltd Controlling method for plasma
JPH04216628A (en) * 1990-02-27 1992-08-06 American Teleph & Telegr Co <Att> Ecr plasma deposition method
JPH05315268A (en) * 1992-05-13 1993-11-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Plasma cvd apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5633839A (en) * 1979-08-29 1981-04-04 Hitachi Ltd Plasma treatment and device therefor
JPS6091645A (en) * 1983-10-25 1985-05-23 Nec Corp Deposition of thin film by plasma vapor growth
JPS63292625A (en) * 1987-05-26 1988-11-29 Sumitomo Metal Ind Ltd Controlling method for plasma
JPH04216628A (en) * 1990-02-27 1992-08-06 American Teleph & Telegr Co <Att> Ecr plasma deposition method
JPH05315268A (en) * 1992-05-13 1993-11-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Plasma cvd apparatus

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999049705A1 (en) * 1998-03-20 1999-09-30 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
US6433298B1 (en) 1998-03-20 2002-08-13 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
JP2000315679A (en) * 1999-04-28 2000-11-14 Tadahiro Omi Plasma process apparatus
JP2001122691A (en) * 1999-09-09 2001-05-08 Robert Bosch Gmbh Method and device for epitaxially depositing atom or molecule from reaction gas onto deposition surface of substrate
KR100710597B1 (en) * 2004-12-08 2007-04-24 주식회사 에이디피엔지니어링 Plasma processing apparatus
CN102789951A (en) * 2007-07-11 2012-11-21 东京毅力科创株式会社 Plasma processing method and plasma processing apparatus
JP2020053469A (en) * 2018-09-25 2020-04-02 株式会社Kokusai Electric Semiconductor device manufacturing method, substrate processing apparatus, and program

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