JPH08222554A - プラズマを利用した成膜装置およびその方法 - Google Patents
プラズマを利用した成膜装置およびその方法Info
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- JPH08222554A JPH08222554A JP18675495A JP18675495A JPH08222554A JP H08222554 A JPH08222554 A JP H08222554A JP 18675495 A JP18675495 A JP 18675495A JP 18675495 A JP18675495 A JP 18675495A JP H08222554 A JPH08222554 A JP H08222554A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 成膜中に高流動性を示す膜をその流動性を失
わせることなく成膜でき、かつ質の良い膜を成膜できる
ようにする。 【解決手段】 成膜装置１においては、チャンバー２内
に、上部電極３と、上部電極４の下方に上部電極３に対
向した状態で配置された下部電極４とが設けられてい
る。またチャンバー２内において、下部電極４の下方に
は試料としてのウエハ５０用の保持台５が設置されてお
り、チャンバー２には液体物質を気化させてなる原料ガ
スの第２導入管７が接続されている。なお、下部電極４
には、上下を貫通する小孔４ａが多数形成されており、
また第２導入管７は、その先端開口７ａが保持台５と下
部電極４との間に配置されている。
わせることなく成膜でき、かつ質の良い膜を成膜できる
ようにする。 【解決手段】 成膜装置１においては、チャンバー２内
に、上部電極３と、上部電極４の下方に上部電極３に対
向した状態で配置された下部電極４とが設けられてい
る。またチャンバー２内において、下部電極４の下方に
は試料としてのウエハ５０用の保持台５が設置されてお
り、チャンバー２には液体物質を気化させてなる原料ガ
スの第２導入管７が接続されている。なお、下部電極４
には、上下を貫通する小孔４ａが多数形成されており、
また第２導入管７は、その先端開口７ａが保持台５と下
部電極４との間に配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
プロセスにおいて、プラズマを利用するとともに液体物
質を気化させてなる原料ガスを使用する成膜装置および
その方法に関するものである。
プロセスにおいて、プラズマを利用するとともに液体物
質を気化させてなる原料ガスを使用する成膜装置および
その方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造プロセスで用いられる
成膜装置には、プラズマを利用し、かつ液体物質を気化
させてなる原料蒸発物（以下、本明細書中では原料ガス
と記す）を使用して成膜を行うものがある。ここで言う
「気化」とは、液化物質の「霧状化」や「クラスタ化」
を含む気化という意味であり、当然完全ガス化（蒸気圧
による気化）も含まれている。この成膜装置では、一般
に、上記原料ガスを含めて成膜に用いられるすべての原
料ガスが、チャンバー内におけるプラズマ発生領域に導
入される構造となっている。したがって、このような装
置を用いた成膜では、例えば液体物質にＴＥＯＳ（tetr
aethoxysilane)を用いて試料表面に酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ2 ）膜を成膜する場合、ＴＥＯＳを気化させてなるガ
ス（以下、ＴＥＯＳの気化ガスと記す）と酸素（Ｏ2 ）
ガスとヘリウム（Ｈｅ）ガスとの３つ原料ガスをすべて
プラズマ発生領域にて混合してから、プラズマを発生さ
せている（水野他、月刊Semiconductor World 1994.2,p
p81-88）。
成膜装置には、プラズマを利用し、かつ液体物質を気化
させてなる原料蒸発物（以下、本明細書中では原料ガス
と記す）を使用して成膜を行うものがある。ここで言う
「気化」とは、液化物質の「霧状化」や「クラスタ化」
を含む気化という意味であり、当然完全ガス化（蒸気圧
による気化）も含まれている。この成膜装置では、一般
に、上記原料ガスを含めて成膜に用いられるすべての原
料ガスが、チャンバー内におけるプラズマ発生領域に導
入される構造となっている。したがって、このような装
置を用いた成膜では、例えば液体物質にＴＥＯＳ（tetr
aethoxysilane)を用いて試料表面に酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ2 ）膜を成膜する場合、ＴＥＯＳを気化させてなるガ
ス（以下、ＴＥＯＳの気化ガスと記す）と酸素（Ｏ2 ）
ガスとヘリウム（Ｈｅ）ガスとの３つ原料ガスをすべて
プラズマ発生領域にて混合してから、プラズマを発生さ
せている（水野他、月刊Semiconductor World 1994.2,p
p81-88）。
【０００３】ここで、ＴＥＯＳの気化ガスを用いて成膜
されるＳｉＯ2 膜は、高流動性を示すものであり、この
ＴＥＯＳのような液体物質の気化ガスを用いた成膜は、
高アスペクト比の配線間の溝を良好に埋込む方法として
注目されている。なお、本明細書中において高流動性と
は、アスペクト比が３〜４の配線間の溝を良好に埋込む
ことができる程度の流動性を意味している。
されるＳｉＯ2 膜は、高流動性を示すものであり、この
ＴＥＯＳのような液体物質の気化ガスを用いた成膜は、
高アスペクト比の配線間の溝を良好に埋込む方法として
注目されている。なお、本明細書中において高流動性と
は、アスペクト比が３〜４の配線間の溝を良好に埋込む
ことができる程度の流動性を意味している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来の成膜技術では、成膜中に高流動性を示す膜を形成す
る場合に、プラズマ中の高エネルギーイオンが成膜中の
膜に入射することにより、膜の流動性が失われるという
問題が生じている（H.Shin et al: Appl.phys.lett. 60
(21),1992 pp.2616-2618) 。その結果、高集積化によっ
てますますアスペクト比が高くなってきている配線間の
溝を良好に埋込むことが困難になっており、ボイド（Vo
id）が発生するなどの不都合が生じている。
来の成膜技術では、成膜中に高流動性を示す膜を形成す
る場合に、プラズマ中の高エネルギーイオンが成膜中の
膜に入射することにより、膜の流動性が失われるという
問題が生じている（H.Shin et al: Appl.phys.lett. 60
(21),1992 pp.2616-2618) 。その結果、高集積化によっ
てますますアスペクト比が高くなってきている配線間の
溝を良好に埋込むことが困難になっており、ボイド（Vo
id）が発生するなどの不都合が生じている。
【０００５】また、すべての原料ガスをプラズマ発生領
域に導入してからプラズマを発生させると、プラズマエ
ネルギーによって原料ガスが種々の形に分解されて副生
成物が生じ、これが成膜している膜中に不純物の形で取
り込まれて膜質が低下するという問題も発生している
（G.Lucovsky et al: J.Vac.Sci.Technol. A7(3),1989p
p.1136-1144) 。本発明は上記課題を解決するためにな
されたものであり、成膜中に高流動性を示す膜をその流
動性を失わせることなく成膜でき、かつ質の良い膜を成
膜することのできる成膜装置を提供することを目的とし
ている。
域に導入してからプラズマを発生させると、プラズマエ
ネルギーによって原料ガスが種々の形に分解されて副生
成物が生じ、これが成膜している膜中に不純物の形で取
り込まれて膜質が低下するという問題も発生している
（G.Lucovsky et al: J.Vac.Sci.Technol. A7(3),1989p
p.1136-1144) 。本発明は上記課題を解決するためにな
されたものであり、成膜中に高流動性を示す膜をその流
動性を失わせることなく成膜でき、かつ質の良い膜を成
膜することのできる成膜装置を提供することを目的とし
ている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
チャンバー内に発生させたプラズマを利用してチャンバ
ー内に配置した試料の表面に成膜する成膜装置である。
すなわち、チャンバー内には、上部電極とこの上部電極
の下方に上部電極に対向した状態で配置された下部電極
とが設けられている。またチャンバー内において、下部
電極の下方には試料用の保持台が設置されており、チャ
ンバーには液体物質を気化させてなる原料ガスの導入管
が接続されている。さらに、上記下部電極には、上下を
貫通する小孔が多数形成されており、また導入管は、そ
の先端開口が保持台と下部電極との間に配置されてい
る。
チャンバー内に発生させたプラズマを利用してチャンバ
ー内に配置した試料の表面に成膜する成膜装置である。
すなわち、チャンバー内には、上部電極とこの上部電極
の下方に上部電極に対向した状態で配置された下部電極
とが設けられている。またチャンバー内において、下部
電極の下方には試料用の保持台が設置されており、チャ
ンバーには液体物質を気化させてなる原料ガスの導入管
が接続されている。さらに、上記下部電極には、上下を
貫通する小孔が多数形成されており、また導入管は、そ
の先端開口が保持台と下部電極との間に配置されてい
る。
【０００７】請求項２記載の発明は、チャンバー内にマ
イクロ波を導入して発生させた該マイクロ波の放電によ
るプラズマを利用し、チャンバー内に配置した試料の表
面に成膜する成膜装置である。この成膜装置は、チャン
バー内に試料用の保持台が設置されているとともに、液
体物質を気化させてなる原料ガスの導入管がチャンバー
に接続されているものであり、該導入管は、その先端開
口が保持台とチャンバー内に発生させるプラズマの発生
領域との間に配置されている。
イクロ波を導入して発生させた該マイクロ波の放電によ
るプラズマを利用し、チャンバー内に配置した試料の表
面に成膜する成膜装置である。この成膜装置は、チャン
バー内に試料用の保持台が設置されているとともに、液
体物質を気化させてなる原料ガスの導入管がチャンバー
に接続されているものであり、該導入管は、その先端開
口が保持台とチャンバー内に発生させるプラズマの発生
領域との間に配置されている。
【０００８】請求項３記載の発明は、チャンバー内に発
生させたプラズマを利用してチャンバー内に配置した試
料の表面に成膜する成膜方法であり、チャンバー内に不
活性ガスと酸化性ガスまたは還元性ガスとを導入し、こ
れらのガスを用いてプラズマを発生させる第１工程と、
チャンバー内のプラズマの発生領域以外の領域に液体物
質を気化させてなる原料ガスを導入する第２工程とを有
している。この第２工程では、プラズマの発生領域以外
の領域における電子密度が、そのプラズマの発生領域に
おける電子密度より少なくなる位置にて上記原料ガスを
導入する。
生させたプラズマを利用してチャンバー内に配置した試
料の表面に成膜する成膜方法であり、チャンバー内に不
活性ガスと酸化性ガスまたは還元性ガスとを導入し、こ
れらのガスを用いてプラズマを発生させる第１工程と、
チャンバー内のプラズマの発生領域以外の領域に液体物
質を気化させてなる原料ガスを導入する第２工程とを有
している。この第２工程では、プラズマの発生領域以外
の領域における電子密度が、そのプラズマの発生領域に
おける電子密度より少なくなる位置にて上記原料ガスを
導入する。
【０００９】上記発明によれば、以下に述べる作用があ
る。請求項１記載の発明は、上部電極と上部電極に対向
して設けられた下部電極を備えていることから、上部電
極に高周波電力を供給すると、上部電極と下部電極との
間でプラズマが発生する。このとき、下部電極に形成さ
れている小孔の径を、プラズマを閉じ込められる寸法
（デバイ長以下）に形成しておけば、発生したプラズマ
のうちイオンは上部電極と下部電極との間に閉じ込めら
れ、プラズマ中のラジカルだけが小孔を通過して下部電
極の下方に配置されている保持台の上面方向に移送され
る。したがって、下部電極と保持台との間に導入された
液体物質を気化させてなる原料ガスには、プラズマ中の
ラジカルのみが反応し、この反応物が保持台の上面に載
置された試料表面に堆積されて膜が形成される。この
際、成膜中の膜には高エネルギーを持つイオンが入射し
ないため、該イオンの入射に起因して上記膜の流動性が
失われることが防止される。また液体物質を気化させて
なる原料ガスは、下部電極と保持台との間にのみ導入さ
れ、プラズマ中のラジカルとのみ反応するため、原料ガ
スがプラズマ中で分解されることによる副生成物が発生
せず、試料表面に成膜中の膜には不純物が取り込まれな
い。
る。請求項１記載の発明は、上部電極と上部電極に対向
して設けられた下部電極を備えていることから、上部電
極に高周波電力を供給すると、上部電極と下部電極との
間でプラズマが発生する。このとき、下部電極に形成さ
れている小孔の径を、プラズマを閉じ込められる寸法
（デバイ長以下）に形成しておけば、発生したプラズマ
のうちイオンは上部電極と下部電極との間に閉じ込めら
れ、プラズマ中のラジカルだけが小孔を通過して下部電
極の下方に配置されている保持台の上面方向に移送され
る。したがって、下部電極と保持台との間に導入された
液体物質を気化させてなる原料ガスには、プラズマ中の
ラジカルのみが反応し、この反応物が保持台の上面に載
置された試料表面に堆積されて膜が形成される。この
際、成膜中の膜には高エネルギーを持つイオンが入射し
ないため、該イオンの入射に起因して上記膜の流動性が
失われることが防止される。また液体物質を気化させて
なる原料ガスは、下部電極と保持台との間にのみ導入さ
れ、プラズマ中のラジカルとのみ反応するため、原料ガ
スがプラズマ中で分解されることによる副生成物が発生
せず、試料表面に成膜中の膜には不純物が取り込まれな
い。
【００１０】また、マイクロ波の放電によるプラズマを
利用した請求項２記載の発明では、発生するプラズマ中
から試料に入射するイオンは平均エネルギーが低いう
え、プラズマ発生領域から保持台の上面方向に移送され
ることから、プラズマ発生領域と保持台との間における
電子密度がプラズマ発生領域の電子密度より少なくな
る。このため、主にプラズマ中のラジカルが、プラズマ
発生領域と保持台との間に導入された原料ガスと反応
し、この反応物が保持台の上面に載置された試料表面に
堆積されて膜が形成される。このとき、成膜中の膜には
高エネルギーを持つイオンが入射しないため、該イオン
の入射に起因して上記膜の流動性が失われることが防止
される。また液体物質を気化させてなる原料ガスは、プ
ラズマ発生領域と保持台との間に導入されることから、
原料ガスがプラズマ中で直接分解されることがないの
で、試料表面に成膜中の膜には不純物が取り込まれな
い。
利用した請求項２記載の発明では、発生するプラズマ中
から試料に入射するイオンは平均エネルギーが低いう
え、プラズマ発生領域から保持台の上面方向に移送され
ることから、プラズマ発生領域と保持台との間における
電子密度がプラズマ発生領域の電子密度より少なくな
る。このため、主にプラズマ中のラジカルが、プラズマ
発生領域と保持台との間に導入された原料ガスと反応
し、この反応物が保持台の上面に載置された試料表面に
堆積されて膜が形成される。このとき、成膜中の膜には
高エネルギーを持つイオンが入射しないため、該イオン
の入射に起因して上記膜の流動性が失われることが防止
される。また液体物質を気化させてなる原料ガスは、プ
ラズマ発生領域と保持台との間に導入されることから、
原料ガスがプラズマ中で直接分解されることがないの
で、試料表面に成膜中の膜には不純物が取り込まれな
い。
【００１１】請求項３記載の発明は、プラズマの発生領
域以外の領域における電子密度が、プラズマの発生領域
における電子密度より少なくなる位置にて、液体物質を
気化させてなる原料ガスを導入するため、主にプラズマ
中のラジカルが原料ガスと反応し、この反応物が保持台
の上面に載置された試料表面に堆積されて膜が形成され
る。このとき、成膜中の膜には高エネルギーを持つイオ
ンが入射しないため、該イオンの入射に起因して上記膜
の流動性が失われることが防止される。また液体物質を
気化させてなる原料ガスは、プラズマ中で直接分解され
ないため、副生成物が発生せず、よって不純物が含まれ
ていない膜が成膜される。
域以外の領域における電子密度が、プラズマの発生領域
における電子密度より少なくなる位置にて、液体物質を
気化させてなる原料ガスを導入するため、主にプラズマ
中のラジカルが原料ガスと反応し、この反応物が保持台
の上面に載置された試料表面に堆積されて膜が形成され
る。このとき、成膜中の膜には高エネルギーを持つイオ
ンが入射しないため、該イオンの入射に起因して上記膜
の流動性が失われることが防止される。また液体物質を
気化させてなる原料ガスは、プラズマ中で直接分解され
ないため、副生成物が発生せず、よって不純物が含まれ
ていない膜が成膜される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明のプラズマを利用し
た成膜装置およびその方法の実施形態を図面に基づいて
説明する。図１は請求項１記載の発明の一実施形態例を
示す概略構成図であり、図１に示した成膜装置１は、試
料として直径が８インチのウエハを使用するとともに液
体物質にＴＥＯＳを用い、これを気化させてなるガス
（以下、ＴＥＯＳの気化ガスと記す）と酸化性ガスであ
るＯ2 ガスと不活性ガスであるＨｅガスとを原料ガスと
して、プラズマＣＶＤ法によりウエハ表面に酸化シリコ
ン（ＳｉＯ2 ）膜を成膜するためのものである。
た成膜装置およびその方法の実施形態を図面に基づいて
説明する。図１は請求項１記載の発明の一実施形態例を
示す概略構成図であり、図１に示した成膜装置１は、試
料として直径が８インチのウエハを使用するとともに液
体物質にＴＥＯＳを用い、これを気化させてなるガス
（以下、ＴＥＯＳの気化ガスと記す）と酸化性ガスであ
るＯ2 ガスと不活性ガスであるＨｅガスとを原料ガスと
して、プラズマＣＶＤ法によりウエハ表面に酸化シリコ
ン（ＳｉＯ2 ）膜を成膜するためのものである。
【００１３】またこの成膜装置１は、金属製の真空チャ
ンバー（以下、単にチャンバーと記す）２と、チャンバ
ー２内に配置された上部電極３と、チャンバー２内にて
上部電極３の下方に配置された下部電極４と、チャンバ
ー２内にて下部電極４の下方に設置されたウエハ５０用
の保持台５と、チャンバー２に接続されたＯ2 ガスおよ
びＨｅガス用の第１導入管６、ＴＥＯＳの気化ガス用の
第２導入管７、および排気管８とを備えて構成されたも
のである。
ンバー（以下、単にチャンバーと記す）２と、チャンバ
ー２内に配置された上部電極３と、チャンバー２内にて
上部電極３の下方に配置された下部電極４と、チャンバ
ー２内にて下部電極４の下方に設置されたウエハ５０用
の保持台５と、チャンバー２に接続されたＯ2 ガスおよ
びＨｅガス用の第１導入管６、ＴＥＯＳの気化ガス用の
第２導入管７、および排気管８とを備えて構成されたも
のである。
【００１４】上記の上部電極３および下部電極４は円板
状であり、上部電極３には高周波電源９が接続されてい
る。高周波電源９は直流電源１１のプラス側に接続され
ており、直流電源１１のプラス側は接地されている。
状であり、上部電極３には高周波電源９が接続されてい
る。高周波電源９は直流電源１１のプラス側に接続され
ており、直流電源１１のプラス側は接地されている。
【００１５】また下部電極４は、この上部電極３に対向
して配置されており、下部電極４には直流電源１１のマ
イナス側が接続されて負の電位が与えられるようになっ
ている。また下部電極４は、その中央部に上下を貫通す
る小孔４ａが多数形成され、これによりこの中央部はメ
ッシュ状となっている。小孔４ａの径は、発生させるプ
ラズマ中のイオンが小孔４ａを通過しない寸法、すなわ
ち発生させるプラズマのデバイ長以下となるように形成
されている。
して配置されており、下部電極４には直流電源１１のマ
イナス側が接続されて負の電位が与えられるようになっ
ている。また下部電極４は、その中央部に上下を貫通す
る小孔４ａが多数形成され、これによりこの中央部はメ
ッシュ状となっている。小孔４ａの径は、発生させるプ
ラズマ中のイオンが小孔４ａを通過しない寸法、すなわ
ち発生させるプラズマのデバイ長以下となるように形成
されている。
【００１６】なお、この例では、上部電極３の径は１５
０ｍｍ、下部電極４の径は２００ｍｍであり、小孔４ａ
の径は０．５ｍｍ、上部電極３と下部電極４との間隔は
５０ｍｍにそれぞれ設定されている。また保持台５には
ヒータ（図示せず）が内蔵されており、この保持台５も
接地されている。
０ｍｍ、下部電極４の径は２００ｍｍであり、小孔４ａ
の径は０．５ｍｍ、上部電極３と下部電極４との間隔は
５０ｍｍにそれぞれ設定されている。また保持台５には
ヒータ（図示せず）が内蔵されており、この保持台５も
接地されている。
【００１７】一方、第１導入管６は、チャンバー２の天
井部に接続されており、その先端開口６ａは上部電極３
と下部電極４との間に臨んで配置されている。また第２
導入管７はチャンバー２の側壁に接続され、その先端開
口７ａが保持台５と下部電極４との間に配置されたもの
で、この先端開口７ａにはガス分散器１０が取り付けら
れている。このガス分散器１０は、下部電極４に対して
略平行に配置されたリング状のもので、その内周面には
ガス分散孔１０ａが設けられている。
井部に接続されており、その先端開口６ａは上部電極３
と下部電極４との間に臨んで配置されている。また第２
導入管７はチャンバー２の側壁に接続され、その先端開
口７ａが保持台５と下部電極４との間に配置されたもの
で、この先端開口７ａにはガス分散器１０が取り付けら
れている。このガス分散器１０は、下部電極４に対して
略平行に配置されたリング状のもので、その内周面には
ガス分散孔１０ａが設けられている。
【００１８】また第２導入管７には、その先端開口７ａ
と反対の側の端部に、ＴＥＯＳの気化ガスを得るための
気化器（図示せず）が接続されている。気化器は、例え
ば液体状態にあるＴＥＯＳをキャリアガスであるＨｅガ
スでバブリングするとともに、ＴＥＯＳが入っている容
器を加熱することによりＴＥＯＳを気化させる機構を有
している。
と反対の側の端部に、ＴＥＯＳの気化ガスを得るための
気化器（図示せず）が接続されている。気化器は、例え
ば液体状態にあるＴＥＯＳをキャリアガスであるＨｅガ
スでバブリングするとともに、ＴＥＯＳが入っている容
器を加熱することによりＴＥＯＳを気化させる機構を有
している。
【００１９】また排気管８は、チャンバー２と反対の側
の端部に図示しない排気ポンプが接続されており、排気
ポンプの作動によってチャンバー２内の排気が行われる
ようになっている。なお、このように構成される成膜装
置１では、上部電極３と下部電極４との間がプラズマ発
生領域１２となり、このプラズマ発生領域１２以外の領
域、つまり下部電極４と保持台５との間が成膜の行われ
る領域（以下、成膜領域と記す）１３となる。
の端部に図示しない排気ポンプが接続されており、排気
ポンプの作動によってチャンバー２内の排気が行われる
ようになっている。なお、このように構成される成膜装
置１では、上部電極３と下部電極４との間がプラズマ発
生領域１２となり、このプラズマ発生領域１２以外の領
域、つまり下部電極４と保持台５との間が成膜の行われ
る領域（以下、成膜領域と記す）１３となる。
【００２０】次に、上記実施形態例の成膜装置１による
ＳｉＯ2 膜の成膜方法に基づき、請求項３記載のプラズ
マを利用した成膜方法の一実施形態例を説明する。まず
保持台３を３００℃〜４００℃の範囲に加熱し、この保
持台３の上面にシリコン（Ｓｉ）からなるウエハ５０を
載置する。次いで、排気ポンプを作動させてチャンバー
２内を排気し、チャンバー２内を１．０×１０-6Ｔｏｒ
ｒ以下の真空度にする。
ＳｉＯ2 膜の成膜方法に基づき、請求項３記載のプラズ
マを利用した成膜方法の一実施形態例を説明する。まず
保持台３を３００℃〜４００℃の範囲に加熱し、この保
持台３の上面にシリコン（Ｓｉ）からなるウエハ５０を
載置する。次いで、排気ポンプを作動させてチャンバー
２内を排気し、チャンバー２内を１．０×１０-6Ｔｏｒ
ｒ以下の真空度にする。
【００２１】続いて、第１導入管６からチャンバー２内
のプラズマ発生領域１２にＯ2 ガスを１００〜３００Ｓ
ＣＣＭ、Ｈｅガスを２００〜４００ＳＣＣＭの流量で導
入する。これとともに、気化器においてＴＥＯＳの入っ
ている容器を６５℃に保持してＴＥＯＳを気化させ、そ
の気化ガスをキャリアガスであるＨｅガスとともに、第
２導入管７からガス分散器１０を通してチャンバー２内
の成膜領域１３に導入する。この際、Ｈｅガスの流量を
３００〜４００ＳＣＣＭとし、チャンバー２内における
反応圧力を０．６Ｔｏｒｒ〜１．０Ｔｏｒｒに設定す
る。また上部電極３には、高周波電源９より１３．５６
ＭＨｚの高周波電力を４００〜８００Ｗ供給する。
のプラズマ発生領域１２にＯ2 ガスを１００〜３００Ｓ
ＣＣＭ、Ｈｅガスを２００〜４００ＳＣＣＭの流量で導
入する。これとともに、気化器においてＴＥＯＳの入っ
ている容器を６５℃に保持してＴＥＯＳを気化させ、そ
の気化ガスをキャリアガスであるＨｅガスとともに、第
２導入管７からガス分散器１０を通してチャンバー２内
の成膜領域１３に導入する。この際、Ｈｅガスの流量を
３００〜４００ＳＣＣＭとし、チャンバー２内における
反応圧力を０．６Ｔｏｒｒ〜１．０Ｔｏｒｒに設定す
る。また上部電極３には、高周波電源９より１３．５６
ＭＨｚの高周波電力を４００〜８００Ｗ供給する。
【００２２】このようにして上部電極３に高周波電力を
供給すると、上部電極３と下部電極４との間のプラズマ
発生領域１２にはプラズマが発生する。前述したよう
に、下部電極４の小孔４ａの径はプラズマ中のイオンが
通過しない寸法に設定されているので、発生したプラズ
マのうちイオンはプラズマ発生領域１１内に閉じ込めら
れる。またこのとき、負の電位が与えられている下部電
極４が、プラズマ中のイオンに対する電気的障壁となる
ので、プラズマ中のイオンはほぼ完全にプラズマ発生領
域１１内に閉じ込められる。
供給すると、上部電極３と下部電極４との間のプラズマ
発生領域１２にはプラズマが発生する。前述したよう
に、下部電極４の小孔４ａの径はプラズマ中のイオンが
通過しない寸法に設定されているので、発生したプラズ
マのうちイオンはプラズマ発生領域１１内に閉じ込めら
れる。またこのとき、負の電位が与えられている下部電
極４が、プラズマ中のイオンに対する電気的障壁となる
ので、プラズマ中のイオンはほぼ完全にプラズマ発生領
域１１内に閉じ込められる。
【００２３】その結果、プラズマ中の電気的に中性な酸
素ラジカルだけが小孔４ａを通過して成膜領域１３に移
送され、例えば成膜領域１３のウエハ５０の上方の２０
ｍｍ以内の空間における電子密度が、プラズマ発生領域
１２における電子密度の５％以下となる。つまり、成膜
領域１３の電子密度がプラズマ発生領域１２のそれより
格段に少なくなり、プラズマ発生領域１２の電子密度と
成膜領域１３の電子密度とに大きな差が生じる。
素ラジカルだけが小孔４ａを通過して成膜領域１３に移
送され、例えば成膜領域１３のウエハ５０の上方の２０
ｍｍ以内の空間における電子密度が、プラズマ発生領域
１２における電子密度の５％以下となる。つまり、成膜
領域１３の電子密度がプラズマ発生領域１２のそれより
格段に少なくなり、プラズマ発生領域１２の電子密度と
成膜領域１３の電子密度とに大きな差が生じる。
【００２４】成膜領域１３に酸素ラジカルが移送される
と、酸素ラジカルは成膜領域１２に導入されたＴＥＯＳ
の気化ガスを分解し、この分解物はさらに酸素ラジカル
と反応して高流動性を示すＳｉＯ2 膜の中間体（以下、
前駆体と記す）となり、ウエハ５０表面に堆積膜とな
る。
と、酸素ラジカルは成膜領域１２に導入されたＴＥＯＳ
の気化ガスを分解し、この分解物はさらに酸素ラジカル
と反応して高流動性を示すＳｉＯ2 膜の中間体（以下、
前駆体と記す）となり、ウエハ５０表面に堆積膜とな
る。
【００２５】このとき、ＳｉＯ2 膜の前駆体には、プラ
ズマ中の高エネルギーを持つイオンが入射しないことか
ら、前駆体の流動性が失われず、ＳｉＯ2 膜の前駆体は
ウエハ５０表面において高流動性を示す。また成膜領域
１２では、ＴＥＯＳの気化ガスが酸素ラジカルとのみ反
応し、プラズマ中で直接ＴＥＯＳが分解されることによ
る副生成物が発生しないので、ウエハ５０表面に堆積さ
れたＳｉＯ2 膜の前駆体には不純物が取り込まれない。
ズマ中の高エネルギーを持つイオンが入射しないことか
ら、前駆体の流動性が失われず、ＳｉＯ2 膜の前駆体は
ウエハ５０表面において高流動性を示す。また成膜領域
１２では、ＴＥＯＳの気化ガスが酸素ラジカルとのみ反
応し、プラズマ中で直接ＴＥＯＳが分解されることによ
る副生成物が発生しないので、ウエハ５０表面に堆積さ
れたＳｉＯ2 膜の前駆体には不純物が取り込まれない。
【００２６】そしてこのＳｉＯ2 膜の前駆体は、流動性
を示しながら保持台５の熱などによってＳｉＯ2 化が進
行し、これによりウエハ５０表面にＳｉＯ2 膜が成膜さ
れる。
を示しながら保持台５の熱などによってＳｉＯ2 化が進
行し、これによりウエハ５０表面にＳｉＯ2 膜が成膜さ
れる。
【００２７】実際に、上記した条件でウエハ５０表面に
対してＳｉＯ2 膜の成膜を行ったところ、膜質の良好な
ＳｉＯ2 膜が成膜できた。またウエハ５０として、図２
（ａ）に示すようなＳｉ基体５１上に厚さ１μｍのアル
ミニウム（Ａｌ）配線６１を０．３μｍ間隔で形成した
ものを用い、上記条件でウエハ５０表面にＳｉＯ2 膜を
成膜したところ、図２（ｂ）に示すようにＳｉＯ2 膜６
３はＡｌ配線６１間の溝６２に対して良好な埋め込み特
性を示し、ボイドの発生も認められなかった。
対してＳｉＯ2 膜の成膜を行ったところ、膜質の良好な
ＳｉＯ2 膜が成膜できた。またウエハ５０として、図２
（ａ）に示すようなＳｉ基体５１上に厚さ１μｍのアル
ミニウム（Ａｌ）配線６１を０．３μｍ間隔で形成した
ものを用い、上記条件でウエハ５０表面にＳｉＯ2 膜を
成膜したところ、図２（ｂ）に示すようにＳｉＯ2 膜６
３はＡｌ配線６１間の溝６２に対して良好な埋め込み特
性を示し、ボイドの発生も認められなかった。
【００２８】このように、上記実施形態例の成膜装置１
およびこの装置１を用いた成膜方法では、プラズマ中の
高エネルギーイオンが通過できない小孔４ａが形成され
た下部電極４により、プラズマ発生領域１２にプラズマ
中のイオンを閉じ込めて、成膜領域１３における電子密
度をプラズマ発生領域１２の電子密度より少なくするの
で、成膜中のＳｉＯ2 膜の前駆体へのイオンの入射を防
止することができる。したがって、ＳｉＯ2 膜の前駆体
が高流動性を失うことを防止できるので、ウエハ５０表
面に埋込み特性の良いＳｉＯ2 膜を形成することができ
る。
およびこの装置１を用いた成膜方法では、プラズマ中の
高エネルギーイオンが通過できない小孔４ａが形成され
た下部電極４により、プラズマ発生領域１２にプラズマ
中のイオンを閉じ込めて、成膜領域１３における電子密
度をプラズマ発生領域１２の電子密度より少なくするの
で、成膜中のＳｉＯ2 膜の前駆体へのイオンの入射を防
止することができる。したがって、ＳｉＯ2 膜の前駆体
が高流動性を失うことを防止できるので、ウエハ５０表
面に埋込み特性の良いＳｉＯ2 膜を形成することができ
る。
【００２９】また、Ｏ2 ガスとＨｅガスとをプラズマ発
生領域１２に導入するとともに、ＴＥＯＳの気化ガスを
プラズマ発生領域１２より電子密度が少なくなる成膜領
域１３に導入するので、ＴＥＯＳが直接プラズマ中で分
解されることによる副生成物の発生を防止でき、ウエハ
５０表面に良好な膜質のＳｉＯ2 膜を形成することがで
きる。
生領域１２に導入するとともに、ＴＥＯＳの気化ガスを
プラズマ発生領域１２より電子密度が少なくなる成膜領
域１３に導入するので、ＴＥＯＳが直接プラズマ中で分
解されることによる副生成物の発生を防止でき、ウエハ
５０表面に良好な膜質のＳｉＯ2 膜を形成することがで
きる。
【００３０】なお、上記実施形態例では、プラズマ発生
領域１２に導入する原料ガスとしてＨｅガスからなる不
活性ガスとＯ2 ガスからなる酸化性ガスを用いた場合に
ついて述べたが、目的とする膜に応じて酸化性ガスに代
えて還元性ガスを用いることもできる。また、上記実施
形態例では、下部電極４に負の電位を与えた場合につい
て説明したが、下部電極４に与える電位は成膜に用いる
原料ガス種によって決定されるものであり、上記例に限
定されないのはもちろんである。
領域１２に導入する原料ガスとしてＨｅガスからなる不
活性ガスとＯ2 ガスからなる酸化性ガスを用いた場合に
ついて述べたが、目的とする膜に応じて酸化性ガスに代
えて還元性ガスを用いることもできる。また、上記実施
形態例では、下部電極４に負の電位を与えた場合につい
て説明したが、下部電極４に与える電位は成膜に用いる
原料ガス種によって決定されるものであり、上記例に限
定されないのはもちろんである。
【００３１】次に、請求項２記載の発明の一実施形態例
を図３に示す概略構成図を用いて説明する。図３に示し
た成膜装置２０は、チャンバー内にマイクロ波を導入し
て発生させたマイクロ波の放電によるプラズマを用いる
装置であり、試料として先の実施形態例と同様のウエハ
５０を使用し、ＴＥＯＳの気化ガスとＯ2 ガスとＨｅガ
スとを原料ガスとして、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣ
Ｒ）プラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ2 膜を成膜するもの
である。
を図３に示す概略構成図を用いて説明する。図３に示し
た成膜装置２０は、チャンバー内にマイクロ波を導入し
て発生させたマイクロ波の放電によるプラズマを用いる
装置であり、試料として先の実施形態例と同様のウエハ
５０を使用し、ＴＥＯＳの気化ガスとＯ2 ガスとＨｅガ
スとを原料ガスとして、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣ
Ｒ）プラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ2 膜を成膜するもの
である。
【００３２】またこの成膜装置２０は、プラズマ発生室
２１ａとプラズマ発生室２１ａの下部側に接続された成
膜室２１ｂとからなる金属製のチャンバー２１と、プラ
ズマ発生室２１ａの外周に設けられた磁気コイル２２
と、プラズマ発生室２１ａの上部にマイクロ波透過窓２
３を介して接続されたマイクロ波導波管２４と、プラズ
マ発生室２１ａに接続されたＯ2 ガスおよびＨｅガス用
の第１導入管２５と、成膜室２１ｂに接続されたＴＥＯ
Ｓの気化ガス用の第２導入管２６と、成膜室２１ｂ内に
設置されたウエハ５０用の保持台２７と、成膜室２１ｂ
に接続された排気管２８とを備えて構成されたものであ
る。
２１ａとプラズマ発生室２１ａの下部側に接続された成
膜室２１ｂとからなる金属製のチャンバー２１と、プラ
ズマ発生室２１ａの外周に設けられた磁気コイル２２
と、プラズマ発生室２１ａの上部にマイクロ波透過窓２
３を介して接続されたマイクロ波導波管２４と、プラズ
マ発生室２１ａに接続されたＯ2 ガスおよびＨｅガス用
の第１導入管２５と、成膜室２１ｂに接続されたＴＥＯ
Ｓの気化ガス用の第２導入管２６と、成膜室２１ｂ内に
設置されたウエハ５０用の保持台２７と、成膜室２１ｂ
に接続された排気管２８とを備えて構成されたものであ
る。
【００３３】チャンバー２１を構成するプラズマ発生室
２１ａと成膜室２１ｂとは、連通する状態で接続されて
いる。またマイクロ波導波管２４には、プラズマ発生室
２１ａと反対の側の端部に図示しないマイクロ波発振器
が接続されており、保持台２７にはヒータ（図示せず）
が内蔵されている。
２１ａと成膜室２１ｂとは、連通する状態で接続されて
いる。またマイクロ波導波管２４には、プラズマ発生室
２１ａと反対の側の端部に図示しないマイクロ波発振器
が接続されており、保持台２７にはヒータ（図示せず）
が内蔵されている。
【００３４】一方、第２導入管２６は、その先端開口２
６ａが成膜室２１ｂ内における保持台２７の上方に配置
されており、さらに先端開口２６ａには上記した成膜装
置１と同様のガス分散器１０が取り付けられている。こ
のとき、ガス分散器１０は、保持台２７の上面に対して
略平行に取り付けられており、第２導入管２６の先端開
口２６ａの位置は、すなわちガス分散器１０の位置は成
膜に影響のない保持台２７近傍に配置されている。な
お、この例では、ガス分散器１０から保持台２７の上面
に載置されるウエハ５０までの距離が５０ｍｍ〜２００
ｍｍ程度となるように設定されている。
６ａが成膜室２１ｂ内における保持台２７の上方に配置
されており、さらに先端開口２６ａには上記した成膜装
置１と同様のガス分散器１０が取り付けられている。こ
のとき、ガス分散器１０は、保持台２７の上面に対して
略平行に取り付けられており、第２導入管２６の先端開
口２６ａの位置は、すなわちガス分散器１０の位置は成
膜に影響のない保持台２７近傍に配置されている。な
お、この例では、ガス分散器１０から保持台２７の上面
に載置されるウエハ５０までの距離が５０ｍｍ〜２００
ｍｍ程度となるように設定されている。
【００３５】また排気管２８は、成膜室２１ｂと反対の
側の端部に図示しない排気ポンプが接続されており、排
気ポンプの作動によってプラズマ発生室２１ａ内と成膜
室２１ｂ内の双方の排気が行われるようになっている。
なお、このように構成される成膜装置２０では、プラズ
マ発生室２１ａがプラズマ発生領域となるものであり、
したがって、成膜室２１ｂにおけるプラズマ発生室２１
ａと保持台２７との間がプラズマ発生領域以外の領域
（以下、成膜領域と記す）２９となる。
側の端部に図示しない排気ポンプが接続されており、排
気ポンプの作動によってプラズマ発生室２１ａ内と成膜
室２１ｂ内の双方の排気が行われるようになっている。
なお、このように構成される成膜装置２０では、プラズ
マ発生室２１ａがプラズマ発生領域となるものであり、
したがって、成膜室２１ｂにおけるプラズマ発生室２１
ａと保持台２７との間がプラズマ発生領域以外の領域
（以下、成膜領域と記す）２９となる。
【００３６】このような構成の成膜装置２０を用いてＳ
ｉＯ2 膜を成膜するには、従来のＥＣＲプラズマＣＶＤ
装置と同様に、チャンバー２１内を排気し、プラズマ発
生室２１ａ内にＯ2 ガスとＨｅガスとを導入するととも
に成膜室２１ｂ内にＴＥＯＳの気化ガスを導入する。次
いで、プラズマ発生室２１ａ内に磁界を形成した後、プ
ラズマ発生室２１ａにマイクロ波を導入してＥＣＲプラ
ズマを発生させる。
ｉＯ2 膜を成膜するには、従来のＥＣＲプラズマＣＶＤ
装置と同様に、チャンバー２１内を排気し、プラズマ発
生室２１ａ内にＯ2 ガスとＨｅガスとを導入するととも
に成膜室２１ｂ内にＴＥＯＳの気化ガスを導入する。次
いで、プラズマ発生室２１ａ内に磁界を形成した後、プ
ラズマ発生室２１ａにマイクロ波を導入してＥＣＲプラ
ズマを発生させる。
【００３７】プラズマ発生室２１ａにＥＣＲプラズマが
発生すると、ＥＣＲプラズマは磁界により成膜室２１ｂ
に移送され、ＴＥＯＳの気化ガスと反応してこれにより
生成されたＳｉＯ2 膜の前駆体がウエハ５０表面に堆積
する。そしてこれがＳｉＯ2化することにより、ウエハ
５０表面にＳｉＯ2 膜が成膜される。
発生すると、ＥＣＲプラズマは磁界により成膜室２１ｂ
に移送され、ＴＥＯＳの気化ガスと反応してこれにより
生成されたＳｉＯ2 膜の前駆体がウエハ５０表面に堆積
する。そしてこれがＳｉＯ2化することにより、ウエハ
５０表面にＳｉＯ2 膜が成膜される。
【００３８】上記のようなＥＣＲプラズマを利用する成
膜装置２０では、プラズマ発生室２１ａ内で発生するＥ
ＣＲプラズマ中からウエハ５０に入射するイオンの平均
エネルギーが低いうえ、ＥＣＲプラズマはプラズマ発生
室２１ａから成膜室２１ｂの保持台２７の上面方向に移
送されてくることから、成膜領域２９における電子密度
がプラズマ発生室２１ａの電子密度より少なくなる。こ
のため、電子密度の少ない成膜領域２９に導入されたＴ
ＥＯＳの気化ガスとは、ほとんどＥＣＲプラズマ中の酸
素ラジカルのみが反応することから、ウエハ５０表面に
は高流動性を示すＳｉＯ2 膜の前駆体が堆積されて成膜
される。
膜装置２０では、プラズマ発生室２１ａ内で発生するＥ
ＣＲプラズマ中からウエハ５０に入射するイオンの平均
エネルギーが低いうえ、ＥＣＲプラズマはプラズマ発生
室２１ａから成膜室２１ｂの保持台２７の上面方向に移
送されてくることから、成膜領域２９における電子密度
がプラズマ発生室２１ａの電子密度より少なくなる。こ
のため、電子密度の少ない成膜領域２９に導入されたＴ
ＥＯＳの気化ガスとは、ほとんどＥＣＲプラズマ中の酸
素ラジカルのみが反応することから、ウエハ５０表面に
は高流動性を示すＳｉＯ2 膜の前駆体が堆積されて成膜
される。
【００３９】このとき、成膜中のＳｉＯ2 膜の前駆体に
は、プラズマ中の高エネルギーを持つイオンがほとんど
入射しないことから流動性が失われず、ＳｉＯ2 膜の前
駆体はウエハ５０表面において高流動性を示す。また成
膜領域２９では、ＴＥＯＳの気化ガスは酸素ラジカルと
のみ反応し、ＴＥＯＳが直接プラズマ中で分解されるこ
とによる副生成物が発生しないので、ウエハ５０表面に
成膜されたＳｉＯ2 膜の前駆体は不純物が取り込まれて
いないものとなる。
は、プラズマ中の高エネルギーを持つイオンがほとんど
入射しないことから流動性が失われず、ＳｉＯ2 膜の前
駆体はウエハ５０表面において高流動性を示す。また成
膜領域２９では、ＴＥＯＳの気化ガスは酸素ラジカルと
のみ反応し、ＴＥＯＳが直接プラズマ中で分解されるこ
とによる副生成物が発生しないので、ウエハ５０表面に
成膜されたＳｉＯ2 膜の前駆体は不純物が取り込まれて
いないものとなる。
【００４０】そしてこのＳｉＯ2 膜の前駆体は、流動性
を示しながら保持台２７の熱などによってＳｉＯ2 化が
進行し、これによりウエハ５０表面にＳｉＯ2 膜が成膜
される。
を示しながら保持台２７の熱などによってＳｉＯ2 化が
進行し、これによりウエハ５０表面にＳｉＯ2 膜が成膜
される。
【００４１】このように、上記実施形態例の成膜装置２
０は、成膜領域２９における電子密度がプラズマ発生室
２１ａの電子密度より少なくなるので、成膜中のＳｉＯ
2 膜の前駆体へのイオンの入射を防止することができ
る。したがって、成膜中のＳｉＯ2 膜の前駆体が高流動
性を失うことを防止できるので、ウエハ５０の表面に埋
込み特性の良いＳｉＯ2 膜を形成することができる。
０は、成膜領域２９における電子密度がプラズマ発生室
２１ａの電子密度より少なくなるので、成膜中のＳｉＯ
2 膜の前駆体へのイオンの入射を防止することができ
る。したがって、成膜中のＳｉＯ2 膜の前駆体が高流動
性を失うことを防止できるので、ウエハ５０の表面に埋
込み特性の良いＳｉＯ2 膜を形成することができる。
【００４２】また、Ｏ2 ガスとＨｅガスとをプラズマ発
生室２１ａに導入し、かつＴＥＯＳの気化ガスを電子密
度が少なくなる成膜領域２９に導入するので、ＴＥＯＳ
がプラズマ中で直接分解されることによる副生成物の発
生を防止でき、ウエハ５０表面に良好な膜質のＳｉＯ2
膜を形成することができる。
生室２１ａに導入し、かつＴＥＯＳの気化ガスを電子密
度が少なくなる成膜領域２９に導入するので、ＴＥＯＳ
がプラズマ中で直接分解されることによる副生成物の発
生を防止でき、ウエハ５０表面に良好な膜質のＳｉＯ2
膜を形成することができる。
【００４３】なお、本実施形態例では、本発明をＴＥＯ
Ｓを用いたプラズマＣＶＤ法、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法
を実施する装置に適用した場合について述べたが、本発
明はその他の励起法を用いたプラズマＣＶＤ装置で、他
の液体物質を気化してなる原料ガスを用いた場合にも適
用可能である。
Ｓを用いたプラズマＣＶＤ法、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法
を実施する装置に適用した場合について述べたが、本発
明はその他の励起法を用いたプラズマＣＶＤ装置で、他
の液体物質を気化してなる原料ガスを用いた場合にも適
用可能である。
【００４４】また成膜装置１、２０における各要素のサ
イズや形状および成膜条件は、上記例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で必要に応じ
て設計することができる。また本発明は、配線間の溝の
埋込みの他に、半導体装置の製造プロセスにおける段差
の解消や埋込みが必要とされる他の部分への埋込みなど
に応用することが可能である。
イズや形状および成膜条件は、上記例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で必要に応じ
て設計することができる。また本発明は、配線間の溝の
埋込みの他に、半導体装置の製造プロセスにおける段差
の解消や埋込みが必要とされる他の部分への埋込みなど
に応用することが可能である。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載のプラ
ズマを利用した成膜装置は、上部電極と小孔が設けられ
た下部電極を備え、上部電極と下部電極との間で発生す
るプラズマ中のイオンを、上部電極と下部電極との間に
閉じ込める一方、プラズマ中のラジカルを、小孔を通過
させて下部電極の保持台の上面に移送するものであるか
ら、成膜中の膜にプラズマ中の高エネルギーを持つイオ
ンが入射するのを防止することができる。したがって、
成膜中に高流動性を示す膜を形成する場合に、上記イオ
ンの入射に起因して膜の流動性が失われるのを防止でき
るので、試料表面に良好な埋込み特性を有する膜を成膜
することができる。また、下部電極と保持台との間には
液体物質を気化させてなる原料ガスのみが導入され、こ
の原料ガスは、プラズマ中のラジカルとのみ反応して、
原料ガスが直接プラズマ中で分解することによる副生成
物が発生しないので、質の良い膜を成膜することができ
る。
ズマを利用した成膜装置は、上部電極と小孔が設けられ
た下部電極を備え、上部電極と下部電極との間で発生す
るプラズマ中のイオンを、上部電極と下部電極との間に
閉じ込める一方、プラズマ中のラジカルを、小孔を通過
させて下部電極の保持台の上面に移送するものであるか
ら、成膜中の膜にプラズマ中の高エネルギーを持つイオ
ンが入射するのを防止することができる。したがって、
成膜中に高流動性を示す膜を形成する場合に、上記イオ
ンの入射に起因して膜の流動性が失われるのを防止でき
るので、試料表面に良好な埋込み特性を有する膜を成膜
することができる。また、下部電極と保持台との間には
液体物質を気化させてなる原料ガスのみが導入され、こ
の原料ガスは、プラズマ中のラジカルとのみ反応して、
原料ガスが直接プラズマ中で分解することによる副生成
物が発生しないので、質の良い膜を成膜することができ
る。
【００４６】請求項２記載の発明のプラズマを利用した
成膜装置は、発生するプラズマから試料に入射するイオ
ンの平均エネルギーが低いうえ、このイオンをプラズマ
発生領域から保持台の上面方向に移送するものであるこ
とから、プラズマ発生領域と保持台との間における電子
密度がプラズマ発生領域の電子密度より少なくなり、こ
れにより成膜中の膜には高エネルギーを持つイオンが入
射しないため、成膜中に高流動性を示す膜を形成する場
合にこの膜の流動性が失われるのを防止することがで
き、埋込み特性の良い膜を成膜することができる。また
プラズマ発生領域と保持台との間には、液体物質を気化
させてなる原料ガスだけが導入され、この原料ガスはプ
ラズマ中のラジカルとのみ反応して、原料ガスが直接プ
ラズマ中で分解されることによる副生成物が発生しない
ので、質の良い膜を成膜することができる。
成膜装置は、発生するプラズマから試料に入射するイオ
ンの平均エネルギーが低いうえ、このイオンをプラズマ
発生領域から保持台の上面方向に移送するものであるこ
とから、プラズマ発生領域と保持台との間における電子
密度がプラズマ発生領域の電子密度より少なくなり、こ
れにより成膜中の膜には高エネルギーを持つイオンが入
射しないため、成膜中に高流動性を示す膜を形成する場
合にこの膜の流動性が失われるのを防止することがで
き、埋込み特性の良い膜を成膜することができる。また
プラズマ発生領域と保持台との間には、液体物質を気化
させてなる原料ガスだけが導入され、この原料ガスはプ
ラズマ中のラジカルとのみ反応して、原料ガスが直接プ
ラズマ中で分解されることによる副生成物が発生しない
ので、質の良い膜を成膜することができる。
【００４７】請求項３記載の発明は、プラズマの発生領
域以外の領域における電子密度が、プラズマの発生領域
における電子密度より少なくなる位置にて、液体物質を
気化させてなる原料ガスを導入することから、この原料
ガスを、ほとんどプラズマ中のラジカルとのみ反応させ
ることができる。したがって、成膜中の膜には高エネル
ギーを持つイオンが入射しないので、成膜中に高流動性
を示す膜を形成する場合に膜の流動性が失われることを
防止することができ、埋込み特性の良い膜を成膜するこ
とができる。また液体物質を気化させてなる原料ガスが
直接プラズマ中で分解されることによる副生成物が発生
せず、良質な膜を成膜することができる。
域以外の領域における電子密度が、プラズマの発生領域
における電子密度より少なくなる位置にて、液体物質を
気化させてなる原料ガスを導入することから、この原料
ガスを、ほとんどプラズマ中のラジカルとのみ反応させ
ることができる。したがって、成膜中の膜には高エネル
ギーを持つイオンが入射しないので、成膜中に高流動性
を示す膜を形成する場合に膜の流動性が失われることを
防止することができ、埋込み特性の良い膜を成膜するこ
とができる。また液体物質を気化させてなる原料ガスが
直接プラズマ中で分解されることによる副生成物が発生
せず、良質な膜を成膜することができる。
【図１】請求項１記載の発明の一実施形態例を示す概略
構成図である。
構成図である。
【図２】配線間の溝への埋込み例を説明する図である。
【図３】請求項２記載の発明の一実施形態例を示す概略
構成図である。
構成図である。
１、２０ 成膜装置 ２、２１ チャンバー ３ 上部電極 ４ 下部電極 ４ａ 先端開口 ５、２７ 保持台 ７、２６ 第２導入管 ７ａ、１６ａ 先端開口 １２ プラズマ発生領域 １３ 成膜領域（プラズマ発生領域以外の領域） ２１ａ プラズマ発生室（プラズマ発生領域） ２９ 成膜領域（プラズマ発生領域以外の領域） ５０ ウエハ（試料）
Claims (3)
- 【請求項１】 チャンバー内に発生させたプラズマを利
用して前記チャンバー内に配置した試料の表面に膜を形
成する成膜装置において、 前記チャンバー内に配置された上部電極と、 前記チャンバー内にて前記上部電極の下方に配置される
とともに該上部電極に対向した状態で設けられた下部電
極と、 前記チャンバー内にて前記下部電極の下方に設置された
前記試料用の保持台と、 前記チャンバーに接続され、液体物質を気化させてなる
原料ガスの導入管とを備えてなり、 前記下部電極には、上下を貫通する小孔が多数形成さ
れ、 前記導入管は、その先端開口が前記保持台と前記下部電
極との間に配置されていることを特徴とするプラズマを
利用した成膜装置。 - 【請求項２】 チャンバー内にマイクロ波を導入して発
生させた該マイクロ波の放電によるプラズマを利用し、
前記チャンバー内に配置した試料の表面に膜を形成する
成膜装置において、 前記チャンバー内に設置された前記試料用の保持台と、 前記チャンバーに接続され、液体物質を気化させてなる
原料ガスの導入管とを備えてなり、 該導入管は、その先端開口が前記保持台と前記チャンバ
ー内に発生させるプラズマの発生領域との間に配置され
ていることを特徴とするプラズマを利用した成膜装置。 - 【請求項３】 チャンバー内に発生させたプラズマを利
用して前記チャンバー内に配置した試料の表面に膜を形
成する成膜方法において、 前記チャンバー内に不活性ガスと酸化性ガスまたは還元
性ガスとを導入し、これらのガスを用いてプラズマを発
生させる第１工程と、 前記チャンバー内の前記プラズマの発生領域以外の領域
に液体物質を気化させてなる原料ガスを導入する第２工
程とを有し、 該第２工程は、前記プラズマの発生領域以外の領域にお
ける電子密度が、前記プラズマの発生領域における電子
密度より少なくなる位置にて前記原料ガスを導入するこ
とを特徴とするプラズマを利用した成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18675495A JPH08222554A (ja) | 1994-12-14 | 1995-07-24 | プラズマを利用した成膜装置およびその方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-310134 | 1994-12-14 | ||
| JP31013494 | 1994-12-14 | ||
| JP18675495A JPH08222554A (ja) | 1994-12-14 | 1995-07-24 | プラズマを利用した成膜装置およびその方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08222554A true JPH08222554A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=26503949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18675495A Pending JPH08222554A (ja) | 1994-12-14 | 1995-07-24 | プラズマを利用した成膜装置およびその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08222554A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7223439B2 (en) | 2003-03-26 | 2007-05-29 | Tdk Corporation | Method for manufacturing magnetic recording medium and magnetic recording medium |
| US8597624B2 (en) | 2009-03-31 | 2013-12-03 | Dow Corning Corporation | Organopolysiloxane emulsions and their production |
| JP2017174988A (ja) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 豊田合成株式会社 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
| JP2020516079A (ja) * | 2017-04-04 | 2020-05-28 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | シリコン間隙充填のための二段階プロセス |
| JP2020517100A (ja) * | 2017-04-07 | 2020-06-11 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 反応性アニールを使用する間隙充填 |
-
1995
- 1995-07-24 JP JP18675495A patent/JPH08222554A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7223439B2 (en) | 2003-03-26 | 2007-05-29 | Tdk Corporation | Method for manufacturing magnetic recording medium and magnetic recording medium |
| US8597624B2 (en) | 2009-03-31 | 2013-12-03 | Dow Corning Corporation | Organopolysiloxane emulsions and their production |
| JP2017174988A (ja) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 豊田合成株式会社 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
| JP2020516079A (ja) * | 2017-04-04 | 2020-05-28 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | シリコン間隙充填のための二段階プロセス |
| JP2020517100A (ja) * | 2017-04-07 | 2020-06-11 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 反応性アニールを使用する間隙充填 |
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