JPH0936107A - Method and device for forming plasma film forming - Google Patents

Method and device for forming plasma film forming

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JPH0936107A
JPH0936107A JP20643595A JP20643595A JPH0936107A JP H0936107 A JPH0936107 A JP H0936107A JP 20643595 A JP20643595 A JP 20643595A JP 20643595 A JP20643595 A JP 20643595A JP H0936107 A JPH0936107 A JP H0936107A
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film forming
electrodes
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Koji Koizumi
浩治 小泉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the contamination such as the metal contamination of an insulating film by a method wherein the effect of the sputter etching, which is apt to increase on the corner part of a recessed part, is suppressed as much as possible while an excellent embedding of circuit pattern is being performed on the recessed part by impinging the ions in plasma against the board to be treated. SOLUTION: When a collimater 4 is composed of metal material and negative potential is given to the collimater 4 by connecting a DC electrode 42 to the collimater 4, the ions, which are made incident obliquely to a grain passage, is absorved by the collimater 4, and as a result, the ions which passed through the collimater 4 have high verticality. Then, the composition, for oblique incidence of ions in plasma against the wafer to be treated, is mentioned below. Rectangular electrodes 5A and 5C, to be used for dispersion of four rectangular ion incident direction are arranged on the circumference of the receptacle stand 3 in a film-forming chamber 22 at regular intervals. One end of AC power source parts V5A and V5C is connected to each of electrodes 5A and 5C respectively.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ成膜方法
およびその装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a plasma film forming method and an apparatus thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】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、例えばSiO2 膜(シリコン酸化膜)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 Cyclo
tron Resonance)プラズマ処理が採用さ
れる傾向にある。
2. Description of the Related Art Aluminum wiring is mainly used as a wiring pattern of an integrated circuit, and a film quality is good as a method of forming an interlayer insulating film, for example, an SiO 2 film (silicon oxide film) for insulating the wiring. ECR (Electron Cyclo) combining microwave and magnetic field
Tron Resonance) plasma treatment tends to be adopted.

【0003】このECRプラズマ処理を行なう従来のプ
ラズマ処理装置の一例を図17に挙げると、プラズマ生
成室1A内に例えば2.45GHz のマイクロ波を図示
しない導波管を介して供給すると同時に所定の大きさ、
例えば875ガウスの磁界を電磁コイル10により印加
してマイクロ波と磁界との相互作用(共鳴)でプラズマ
生成用ガス例えばArガス及びO2 ガスを高密度プラズ
マ化し、このプラズマにより、成膜室1B内に導入され
た反応性ガス例えばSiH4 ガスを活性化させてイオン
種を形成し、載置台11上の半導体ウエハW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、全体として堆積が行われる。
FIG. 17 shows an example of a conventional plasma processing apparatus for performing this ECR plasma processing. When a microwave of 2.45 GHz, for example, is supplied into the plasma generation chamber 1A via a waveguide not shown, at the same time, a predetermined value is given. size,
For example, a magnetic field of 875 Gauss is applied by the electromagnetic coil 10 to generate a high density plasma generating gas such as Ar gas and O 2 gas by the interaction (resonance) between the microwave and the magnetic field, and the plasma is used to form the film forming chamber 1B. The reactive gas introduced therein, for example, SiH 4 gas is activated to form ionic species, and the surface of the semiconductor wafer W on the mounting table 11 is simultaneously subjected to sputter etching and deposition. 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11(サセ
プタ)に例えば高周波電源部12により13.56MH
z の負の高周波バイアス電圧を印加して、ウエハ側にプ
ラズマ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。
When performing such ECR plasma processing, 13.56 MHz is generally applied to a mounting table 11 (susceptor) on which a wafer is mounted by, for example, a high frequency power supply unit 12.
By applying a negative high frequency bias voltage of z, plasma ions are attracted to the wafer side as much as possible to maximize the sputtering effect.

【0005】このようにスパッタエッチングを行いつつ
堆積を行うと、図19に示すようにアルミ配線13にお
ける凹部のエッジ部14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
が行われてボイドの少ない埋め込みが可能となり、膜は
緻密になり、下地との密着性も良好となる。なおアルミ
配線13の表面の膜15は極薄のTiN膜である。
When the deposition is performed while performing the sputter etching in this way, as shown in FIG. 19, the deposit on the edge portion 14 of the concave portion of the aluminum wiring 13 is mainly affected by the sputter etching, and the film is formed on this portion. As a result, the gap between the aluminum wirings is widened, and the aluminum wiring is sufficiently deposited to a deep portion to enable filling with a small number of voids, the film becomes dense, and the adhesion to the base becomes good. The film 15 on the surface of the aluminum wiring 13 is a very thin TiN film.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとしている課題】ところでスパッタ
エッチングの効果を得るためにはアルゴンイオンの散乱
確率を低くし、また載置台11側のシースイオンを十分
引き込んでアルゴンイオンの垂直性を確保することが要
求され、このため、熱エネルギーに相当する0.1V程
度よりはるかに大きなバイアス電圧を印加することが本
来必要である。しかしながらスパッタエッチング効果
は、凹部(パターン形状)の間口を広げるのみにとどま
らずエッジ部14を削り過ぎて下地のアルミニウムまで
削ってしまい、これがSiO膜内に取り込まれて、特に
回路パターンが微細化してくると絶縁性が悪くなるとい
う問題がある。なお成膜室内の圧力を高くしてアルゴン
イオンの散乱確率を高め、スパッタエッチング効果を弱
めるという手法は、活性種の生成効率を悪くするので成
膜室内の圧力を高くすることはできない。また単にバイ
アス電圧を下げたのでは膜質に問題が生ずる。
By the way, in order to obtain the effect of sputter etching, it is necessary to lower the scattering probability of argon ions, and to sufficiently attract the sheath ions on the mounting table 11 side to secure the verticality of the argon ions. Therefore, it is essentially necessary to apply a bias voltage much higher than about 0.1 V, which is equivalent to thermal energy. However, the sputter etching effect is not limited to widening the opening of the concave portion (pattern shape), but also scrapes the edge portion 14 too much to scrape even the underlying aluminum, and this is taken into the SiO film, and especially the circuit pattern is miniaturized. However, there is a problem that the insulation becomes worse. The method of increasing the pressure in the film forming chamber to increase the probability of argon ion scattering and weakening the sputter etching effect deteriorates the generation efficiency of active species, and therefore cannot increase the pressure in the film forming chamber. Further, simply lowering the bias voltage causes a problem in film quality.

【0007】本発明は、このような事情の下になされた
ものであり、その目的は、例えばウエハ上の回路パター
ンの凹部に対して良好な埋め込みを行いながら、増大し
がちな凹部の角部のスパッタエッチングの効果を極力抑
制して膜中の汚染、例えば絶縁膜中への金属汚染を防止
することのできるプラズマ成膜方法及びその装置を提供
することにある。
The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to increase the corners of a concave portion which tends to increase while satisfactorily filling the concave portion of a circuit pattern on a wafer. Another object of the present invention is to provide a plasma film forming method and an apparatus therefor capable of suppressing the effect of the sputter etching as much as possible and preventing contamination in the film, for example, metal contamination in the insulating film.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、被
処理基板が設けられた真空容器内に処理ガスを供給し、
電子サイクロトロン共鳴を用いてプラズマ化し、前記被
処理基板上に薄膜を形成するプラズマ成膜方法におい
て、前記被処理基板に対して前記プラズマ中のイオンを
斜めに入射させるようにしたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, a processing gas is supplied into a vacuum container provided with a substrate to be processed,
In the plasma film forming method of forming a thin film on the substrate to be processed by plasmatization using electron cyclotron resonance, ions in the plasma are obliquely incident on the substrate to be processed. .

【0009】請求項2の発明では、被処理基板が設けら
れた真空容器内に処理ガスを供給し、電子サイクロトロ
ン共鳴を用いてプラズマ化し、前記被処理基板上に薄膜
を形成するプラズマ成膜方法において、前記被処理基板
に対して前記プラズマ中のイオンを斜めに入射しつつ回
転しながら入射するようにしたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, a plasma deposition method is provided in which a processing gas is supplied into a vacuum container in which a substrate to be processed is provided and plasma is formed by using electron cyclotron resonance to form a thin film on the substrate to be processed. In the above method, the ions in the plasma are obliquely incident on the substrate to be processed while being obliquely incident on the substrate.

【0010】請求項3の発明では、被処理基板が設けら
れた真空容器内に処理ガスを供給し、電子サイクロトロ
ン共鳴を用いてプラズマ化し、前記被処理基板上に薄膜
を形成するプラズマ成膜方法において、前記被処理基板
に対してプラズマ中のイオンを斜めに入射させる期間と
垂直に入射させる期間とを設けて成膜することを特徴と
する。
According to the third aspect of the present invention, a processing film is supplied into a vacuum container provided with a substrate to be processed, plasma is formed by using electron cyclotron resonance, and a thin film is formed on the substrate to be processed. In the above, the film is formed by providing a period in which the ions in the plasma are obliquely incident and a period in which the ions are vertically incident on the substrate to be processed.

【0011】請求項4の発明では、被処理基板が設けら
れた真空容器内に処理ガスを供給し、プラズマ化して、
前記被処理基板上に薄膜を形成するプラズマ成膜方法に
おいて、 前記被処理基板に対してプラズマ中のイオン
を斜めに入射させる期間と垂直に入射させる期間とを交
互に設けて成膜することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, the processing gas is supplied into the vacuum container in which the substrate to be processed is provided, and plasma is generated.
In the plasma film forming method of forming a thin film on the substrate to be processed, the film is formed by alternately providing a period in which ions in the plasma are obliquely incident and a period in which ions are vertically incident on the substrate to be processed. Characterize.

【0012】請求項5の発明では、被処理基板の載置台
が内部に設けられた真空容器内に磁界を形成すると共に
プラズマ発生用の高周波を供給し、電子サイクロトロン
共鳴を用いてプラズマガスをプラズマ化し、そのプラズ
マにより反応性ガスを活性化させると共に載置台にプラ
ズマ引き込み用のバイアスを供給しながら前記被処理基
板上に薄膜を形成するプラズマ成膜方法において、前記
被処理基板の中心軸と交差する方向の電界をプラズマ流
の通路に形成してプラズマ流を被処理基板に対して強制
的に斜めから入射させることを特徴とする。
In a fifth aspect of the present invention, a magnetic field is formed in a vacuum container in which a mounting table for a substrate to be processed is provided, a high frequency for plasma generation is supplied, and plasma gas is plasma-generated by using electron cyclotron resonance. In the plasma film forming method of forming a thin film on the substrate to be processed while activating the reactive gas by the plasma and supplying a bias for drawing plasma to the mounting table, the central axis of the substrate to be processed is crossed. It is characterized in that an electric field in the direction of the flow is formed in the passage of the plasma flow and the plasma flow is forced to be obliquely incident on the substrate to be processed.

【0013】請求項6の発明では、被処理基板の載置台
が内部に設けられた真空容器内に磁界を形成すると共に
プラズマ発生用の高周波を供給し、電子サイクロトロン
共鳴を用いてプラズマガスをプラズマ化し、そのプラズ
マにより反応性ガスを活性化させると共に載置台にプラ
ズマ引き込み用のバイアスを供給しながら被処理基板上
に薄膜を形成するプラズマ成膜方法において、前記載置
台上の被処理基板の周縁よりも外方側にイオン入射方向
分散用の電極を設け、この電極を利用して、前記被処理
基板の中心軸と交差する方向の交番電界をプラズマ流の
通路に形成すると共に交番電界の大きさを時間的に変化
させ、前記交番電界によりプラズマ流を被処理基板に対
して斜めから入射させることを特徴とする。
In a sixth aspect of the present invention, a magnetic field is formed in a vacuum container in which a mounting table for a substrate to be processed is provided, a high frequency for plasma generation is supplied, and plasma gas is plasma-generated by using electron cyclotron resonance. In the plasma film forming method of forming a thin film on the substrate to be processed while activating the reactive gas by the plasma and supplying a bias for drawing plasma to the table, the peripheral edge of the substrate to be processed on the table. An electrode for dispersing the ion incident direction is provided on the outer side of the substrate, and by using this electrode, an alternating electric field in a direction intersecting with the central axis of the substrate to be processed is formed in the passage of the plasma flow and the magnitude of the alternating electric field is increased. And the plasma flow is obliquely incident on the substrate to be processed by the alternating electric field.

【0014】請求項7の発明では、被処理基板が設けら
れた真空容器内に処理ガスを供給し、電子サイクロトロ
ン共鳴を用いてプラズマ化し、前記被処理基板上に薄膜
を形成するプラズマ成膜装置において、前記被処理基板
に対して前記プラズマ中のイオンを斜めに入射させるよ
うにしたことを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, a plasma film forming apparatus for forming a thin film on the substrate to be processed by supplying a processing gas into a vacuum container in which the substrate to be processed is provided and converting it into plasma using electron cyclotron resonance. In the above method, ions in the plasma are obliquely incident on the substrate to be processed.

【0015】請求項8の発明では、被処理基板が設けら
れた真空容器内に処理ガスを供給し、電子サイクロトロ
ン共鳴を用いてプラズマ化し、前記被処理基板上に薄膜
を形成するプラズマ成膜装置において、前記被処理基板
の周縁よりも外方側にて周方向に等間隔に設けられたn
(nは2以上の整数)個のイオン入射方向分散用の電極
と、前記複数の電極の各々の電位の位相が順番にn/2
πだけずれるように前記電極間に交番電圧を印加するた
めの電源部と、を備えたことを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, a processing gas is supplied into a vacuum container provided with a substrate to be processed, and plasma is formed by using electron cyclotron resonance to form a thin film on the substrate to be processed. , N provided at equal intervals in the circumferential direction on the outer side of the peripheral edge of the substrate to be processed.
(N is an integer of 2 or more) The phase of the potential of each of the plurality of electrodes and the electrode for dispersion in the ion incident direction is n / 2 in order.
and a power supply unit for applying an alternating voltage between the electrodes so as to shift by π.

【0016】請求項9の発明では、被処理基板が設けら
れた真空容器内に処理ガスを供給し、電子サイクロトロ
ン共鳴を用いてプラズマ化し、前記被処理基板上に薄膜
を形成するプラズマ成膜装置において、前記載置台上の
被処理基板の中心軸と交差する方向の電界が当該被処理
基板の被処理面の近傍に形成されるように、前記被処理
基板の周縁よりも外方側にて周方向に設けられた複数の
イオン入射方向分散用の電極と、前記複数の電極間に交
流電圧を印加する電源部と、前記電極よりもプラズマ流
の上流側に周方向に沿って設けられた複数の補助電極
と、前記イオン入射方向分散用の電極により形成される
交番電界と異なる方向の交番電界が前記補助電極間に形
成されるように当該補助電極間に交流電圧を印加する電
源部と、を備えたことを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, a plasma film forming apparatus for supplying a processing gas into a vacuum container provided with a substrate to be processed and converting it into plasma using electron cyclotron resonance to form a thin film on the substrate to be processed. In, in order to form an electric field in the direction intersecting the central axis of the substrate to be processed on the mounting table in the vicinity of the surface to be processed of the substrate to be processed, on the outer side of the periphery of the substrate to be processed. A plurality of electrodes for dispersion of the ion incident direction provided in the circumferential direction, a power supply unit for applying an AC voltage between the plurality of electrodes, and a circumferential direction provided upstream of the plasma flow from the electrodes. A plurality of auxiliary electrodes, and a power supply unit for applying an AC voltage between the auxiliary electrodes so that an alternating electric field in a direction different from the alternating electric field formed by the ion incident direction dispersion electrodes is formed between the auxiliary electrodes. Equipped with The features.

【0017】請求項10の発明では、被処理基板が設け
られた真空容器内に処理ガスを供給し、電子サイクロト
ロン共鳴を用いてプラズマ化し、前記被処理基板上に薄
膜を形成するプラズマ成膜装置において、前記被処理基
板の中心軸を囲むように設けられた第1のイオン入射方
向分散用の電極と、この電極よりも上流側に位置し、前
記被処理基板の中心軸に対して前記電極よりも接近して
当該中心軸を囲むように設けられた第2のイオン入射方
向分散用の電極と前記第1のイオン入射方向分散用の電
極と第2のイオン入射方向分散用の電極との間に交流電
圧を印加する電源部と、を備えたことを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, a processing gas is supplied into a vacuum container in which a substrate to be processed is provided, and plasma is formed using electron cyclotron resonance to form a thin film on the substrate to be processed. In a first ion dispersion direction dispersion electrode provided so as to surround the central axis of the substrate to be processed, and the electrode located upstream of the electrode with respect to the central axis of the substrate to be processed. Of the second ion incident direction dispersion electrode, the first ion incident direction dispersion electrode, and the second ion incident direction dispersion electrode that are provided closer to each other and surround the central axis. And a power supply unit for applying an AC voltage therebetween.

【0018】請求項11の発明では、被処理基板の載置
台が内部に設けられた真空容器内に磁界を形成すると共
にプラズマ発生用の高周波を供給し、電子サイクロトロ
ン共鳴を用いてプラズマガスをプラズマ化し、そのプラ
ズマにより反応性ガスを活性化させると共に載置台にプ
ラズマ引き込み用のバイアスを供給しながら被処理基板
上に薄膜を形成するプラズマ成膜装置において、前記被
処理基板の周縁よりも外方側にて周方向に間隔をおいて
設けられた複数のイオン入射方向分散用の電極と、前記
複数の電極間に交流電圧を印加する電源部と、を備えた
ことを特徴とする。
In the eleventh aspect of the present invention, a magnetic field is formed in a vacuum container in which a mounting table for a substrate to be processed is provided, and a high frequency for plasma generation is supplied, and plasma gas is plasma-generated by using electron cyclotron resonance. In the plasma film forming apparatus for forming a thin film on the substrate to be processed while activating the reactive gas by the plasma and supplying a bias for drawing the plasma to the mounting table, the plasma film forming device is located outside the peripheral edge of the substrate to be processed. It is characterized in that it is provided with a plurality of electrodes for dispersing the ion incident direction, which are provided at intervals on the side in the circumferential direction, and a power supply section for applying an AC voltage between the plurality of electrodes.

【0019】請求項12の発明では、請求項8、9、1
0、または11の発明において、イオン入射方向分散用
の電極の間の交流電圧の振幅が当該交流電圧の周波数よ
りも低い周波数で時間的に変化することを特徴とする。
According to the invention of claim 12, claims 8, 9, 1 are provided.
The invention of 0 or 11 is characterized in that the amplitude of the AC voltage between the electrodes for ion incident direction dispersion changes with time at a frequency lower than the frequency of the AC voltage.

【0020】請求項13の発明では、請求項8、9、1
1または12の発明において、載置台上の被処理基板に
対して垂直またはほぼ垂直に伸びる多数の粒子通路が束
ねられた粒子方向規制部材を、イオン入射方向分散用の
電極よりも上流側位置にて前記被処理基板の被処理面と
対向するように設けたことを特徴とする。
In the thirteenth aspect of the present invention, the eighth, ninth, and first aspects are provided.
In the invention of 1 or 12, the particle direction regulating member, in which a large number of particle passages extending vertically or almost vertically to the substrate to be processed on the mounting table are bundled, is provided at a position upstream of the ion incident direction dispersion electrode. And is provided so as to face the surface to be processed of the substrate to be processed.

【0021】請求項14の発明では、プラズマ生成室と
このプラズマ生成室に連通し、被処理基板の載置台が設
けられた成膜室とを備え、前記プラズマ生成室内に磁界
を形成すると共にプラズマ発生用の高周波を供給し、電
子サイクロトロン共鳴を用いてプラズマガスをプラズマ
化し、そのプラズマにより前記成膜室内にて反応性ガス
を活性化させて、前記載置台にプラズマ引き込み用のバ
イアスを供給しながら被処理基板上に薄膜を形成するプ
ラズマ成膜装置において、前記プラズマ生成室の複数を
共通の成膜室に連通するように並設し、これらプラズマ
生成室に対して夫々磁界形成手段を設けたことを特徴と
する。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a plasma generating chamber and a film forming chamber which communicates with the plasma generating chamber and is provided with a mounting table for a substrate to be processed. The plasma generating chamber forms a magnetic field and plasma. A high frequency for generation is supplied, plasma gas is made into plasma by using electron cyclotron resonance, the reactive gas is activated in the film forming chamber by the plasma, and a bias for plasma drawing is supplied to the mounting table. Meanwhile, in a plasma film forming apparatus for forming a thin film on a substrate to be processed, a plurality of the plasma generating chambers are arranged side by side so as to communicate with a common film forming chamber, and magnetic field forming means is provided for each of the plasma generating chambers. It is characterized by that.

【0022】請求項15の発明では、被処理基板の載置
台が内部に設けられた真空容器内に磁界を形成すると共
にプラズマ発生用の高周波を供給し、電子サイクロトロ
ン共鳴を用いてプラズマガスをプラズマ化し、そのプラ
ズマにより反応性ガスを活性化させると共に載置台にプ
ラズマ引き込み用のバイアスを供給しながら被処理基板
上に薄膜を形成するプラズマ成膜装置において、前記載
置台上の被処理基板の被処理面と対向するように設けら
れた網状体の電極と、この電極に負のバイアスを印加す
るための電源部と、を備えたことを特徴とする。
According to a fifteenth aspect of the present invention, a magnetic field is formed in a vacuum container in which a mounting table for a substrate to be processed is provided, a high frequency for plasma generation is supplied, and plasma gas is plasma-generated by using electron cyclotron resonance. In the plasma film forming apparatus for forming a thin film on the substrate to be processed while activating the reactive gas by the plasma and supplying a bias for drawing plasma to the table, the substrate to be processed on the table is described above. The present invention is characterized in that a net-like electrode provided so as to face the processing surface and a power supply unit for applying a negative bias to the electrode are provided.

【0023】この発明では、載置台上の被処理基板の中
心軸と交差する方向例えば被処理基板の中心軸方向を縦
方向とすると、横方向の交番電界を形成し、これにより
プラズマ流が被処理基板の被処理面に対して斜めから入
射することになる。そしてこの交番電界の大きさを例え
ば時間的に変化させることにより、プラズマ流が横に振
れ、プラズマイオンが被処理面に斜めに入射する状態
と、縦に向かいプラズマイオンが垂直方向に入射する状
態を交互に繰り返し、このために半導体微細構造の凹部
の上部の角がイオンの入射方向の変動に伴ってさまざま
な角度を持って削られることとなり、従って、上部の角
が丸みを持って削られることとなるために結果として角
部の下地が削られることを抑制しやすくなる。また粒子
方向規制部材を用いれば、中性の成膜粒子の方向性が揃
い、中性の成膜粒子の被処理基板に対する垂直性が良く
なって、良好な埋め込みが行われ、ボイドが発生しにく
くなる。 そしてイオン入射方向分散用の電極よりもプ
ラズマ流の上流側に補助電極を設けて、補助電極間に前
記電極間の電界とは異なる例えば逆方向の電界を形成す
れば、イオンは補助電極により一旦例えば右側に振られ
た後イオン入射方向分散用の電極により左側に振られて
被処理基板に入射するので、被処理基板におけるイオン
入射についての均一性が高くなる。
In the present invention, when a direction intersecting with the central axis of the substrate to be processed on the mounting table, for example, the central axis direction of the substrate to be processed is the vertical direction, an alternating electric field is formed in the lateral direction, whereby the plasma flow is covered. The light is incident on the surface to be processed of the processing substrate obliquely. Then, by changing the magnitude of this alternating electric field with time, for example, the plasma flow sways and the plasma ions are obliquely incident on the surface to be processed, and the plasma ions are vertically incident vertically. Alternately, the upper corners of the depressions of the semiconductor microstructure are cut with various angles according to the variation of the ion incident direction. Therefore, the upper corners are rounded. As a result, it becomes easier to suppress the ground of the corner portion from being scraped. Further, if the particle direction regulating member is used, the directionality of the neutral film-forming particles is made uniform, the perpendicularity of the neutral film-forming particles to the substrate to be processed is improved, good embedding is performed, and voids are generated. It gets harder. Then, if an auxiliary electrode is provided on the upstream side of the plasma flow with respect to the electrode for dispersing the ion incident direction and an electric field in the opposite direction, for example, the electric field between the electrodes, is formed between the auxiliary electrodes, the ions are temporarily transferred by the auxiliary electrode. For example, after being swung to the right side, it is swung to the left side by the electrode for dispersing the ion incident direction and then is incident on the substrate to be processed, so that the uniformity of the ion incidence on the substrate to be processed becomes high.

【0024】更に請求項14の発明によれば複数のプラ
ズマ生成室からイオンが成膜室内に入るので被処理基板
からみたイオンの方向分布パターンが複雑化し、イオン
の入射方向の分散性がよくなる。また請求項15の発明
によればイオンが網目状電極を通過するときにこの電極
に引き寄せられるので、イオンが振られてイオンの入射
方向の分散性が高くなる。
Further, according to the fourteenth aspect of the present invention, since the ions enter the film forming chamber from the plurality of plasma generating chambers, the directional distribution pattern of the ions as viewed from the substrate to be processed is complicated, and the dispersibility in the ion incident direction is improved. According to the fifteenth aspect of the invention, since the ions are attracted to this electrode when passing through the mesh electrode, the ions are shaken and the dispersibility in the incident direction of the ions is enhanced.

【0025】[0025]

【発明を実施する形態】以下に、本発明に係るプラズマ
成膜装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図
1はこの実施例に係るプラズマ処理装置を示す概略断面
図である。図示するようにこのプラズマ処理装置は、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
2を有しており、この真空容器2は上方に位置してプラ
ズマを発生させるプラズマ室21とこの下方に連通させ
て連結される成膜室22とに内部が区画されている。な
おこの真空容器2は接地されてゼロ電位になっている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a plasma film forming apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view showing a plasma processing apparatus according to this embodiment. As shown in the figure, this plasma processing apparatus has a stepped vacuum container 2 formed of, for example, aluminum, and the vacuum container 2 is located above and has a plasma chamber 21 for generating plasma and below this. The interior is partitioned into a film forming chamber 22 which is communicated with and connected to. The vacuum container 2 is grounded to have zero potential.

【0026】この真空容器2の上端は、開口されてこの
部分にマイクロ波を透過する部材例えば石英等の材料で
形成された透過窓23が気密に設けられており、容器2
内の真空状態を維持するようになっている。この透過窓
23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電源部24に接続され
た導波管25が設けられており、高周波電源部24にて
発生したマイクロ波Mを導波管25で案内して透過窓2
3からプラズマ室21内へ整合させて導入し得るように
なっている。
The upper end of the vacuum container 2 is opened, and a transparent window 23 made of a material such as quartz which transmits microwaves is hermetically provided in this portion.
It is designed to maintain a vacuum inside. A waveguide 25 connected to a high-frequency power supply unit 24 as a high-frequency supply unit for generating plasma of, for example, 2.45 GHz is provided outside the transmission window 23, and microwaves generated by the high-frequency power supply unit 24 are provided. Guide M through the waveguide 25 and the transmission window 2
3 can be introduced into the plasma chamber 21 in alignment with each other.

【0027】プラズマ室21を区画する側壁には、処理
ガスの供給例えば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26が設けられると共にこのノズル2
6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21内の上
部にArガスやO2 ガス等のプラズマガスをムラなく均
等に供給し得るようになっている。なお図中ノズル26
は図面の煩雑化を避けるため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2
1を区画する側壁の外周には、これに接近させて磁界形
成手段として例えばリング状の電磁コイル27が配置さ
れており、このプラズマ室21内に方向例えば上方から
下方に向かう磁界例えば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。なお電磁コイル22に代えて永久磁石を用いて
もよい。
On the side wall defining the plasma chamber 21, there is provided a supply of processing gas, for example, a plasma gas nozzle 26 which is evenly arranged along the circumferential direction thereof and the nozzle 2 is provided.
A plasma gas source (not shown), for example, an Ar gas source and an O 2 gas source, is connected to 6, so that a plasma gas such as Ar gas or O 2 gas can be uniformly and evenly supplied to the upper portion in the plasma chamber 21. It is like this. In the figure, the nozzle 26
In order to avoid complicating the drawing, only two are shown, but more are actually provided. Also, the plasma chamber 2
A ring-shaped electromagnetic coil 27, for example, is disposed as a magnetic field forming means close to the outer periphery of the side wall partitioning 1 and a magnetic field in this plasma chamber 21 is directed in a direction, for example, from above to below, for example, 875 gauss. The magnetic field B can be formed, and the ECR plasma condition is satisfied. A permanent magnet may be used instead of the electromagnetic coil 22.

【0028】このようにプラズマ室21内に周波数の制
御されたマイクロ波Mと磁界Bとを形成することによ
り、これらの相互作用により上記ECRプラズマが発生
する。この時、前記周波数にて前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(EC
R)プラズマ処理装置を構成することになる。
By thus forming the frequency-controlled microwave M and the magnetic field B in the plasma chamber 21, the ECR plasma is generated by their interaction. At this time, a resonance action occurs in the introduced gas at the frequency and plasma is formed with high density.
That is, this device is an electron cyclotron resonance (EC
R) It constitutes a plasma processing apparatus.

【0029】一方、前記成膜室22内には、容器底部に
絶縁して例えば絶縁材31を介して支持されたサセプタ
としての例えばアルミニウム製の載置台3が設けられて
おり、この台3の上面の載置面には被処理体の仮固定平
板例えば図示しない静電チャック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。またこの載置
台3には、ウエハWを所定の温度に加熱するヒータやプ
ッシャピン(図示せず)等が設けられている。更に前記
載置台3には、ウエハWにイオンを引き込むためのバイ
アス電圧を印加するようにプラズマ引き込み用の例えば
直流電源部32が接続されている。
On the other hand, in the film forming chamber 22, there is provided a mounting table 3 made of, for example, aluminum as a susceptor which is insulated from the bottom of the container and supported by an insulating material 31, for example. A semiconductor wafer W, which is an object to be processed, is suction-held on a mounting surface on the upper surface via a temporarily fixed flat plate of the object to be processed, for example, an electrostatic chuck (not shown). Further, the mounting table 3 is provided with a heater for heating the wafer W to a predetermined temperature, a pusher pin (not shown), and the like. Furthermore, for example, a DC power supply unit 32 for plasma attraction is connected to the mounting table 3 so as to apply a bias voltage for attracting ions to the wafer W.

【0030】また成膜室22の側壁には、この中に反応
性ガスとして例えばシラン(SiH4 )ガスを導入する
ための反応性ガス導入ノズル33が設けられると共に底
部には図示しない排気口が設けられている。前記成膜室
22内には、前記載置台3上のウエハWと対向するよう
に粒子方向規制部材(以下「コリメータという)4が配
置されている。このコリメータ4は、図2に示すように
例えば金属材によりハニカム状に作られ、横断面が多角
形状の多数の粒子通路41が束ねられて、円筒状の外形
をなしている。前記粒子通路41は、口径が例えば20
mm程度、長さが口径の2〜4倍程度の大きさに形成さ
れ、軸方向がウエハWと垂直(ほぼ垂直も含む)になる
ように向いている。
On the side wall of the film forming chamber 22, there is provided a reactive gas introducing nozzle 33 for introducing, for example, silane (SiH 4 ) gas as a reactive gas therein, and an exhaust port (not shown) is provided at the bottom. It is provided. A particle direction regulating member (hereinafter referred to as “collimator”) 4 is arranged in the film forming chamber 22 so as to face the wafer W on the mounting table 3. The collimator 4 is, as shown in FIG. For example, it is made of a metal material in a honeycomb shape, and a large number of particle passages 41 each having a polygonal cross section are bundled to form a cylindrical outer shape.
It is formed to have a size of about mm and a length of about 2 to 4 times the diameter, and is oriented so that its axial direction is perpendicular to the wafer W (including almost perpendicular).

【0031】前記コリメータ4は、中性の成膜粒子の方
向性を揃える、つまりウエハWに対して垂直性の高い成
膜粒子を通過させ、これによりウエハWの凹部(パター
ン)への埋め込みを良好にしてボイドの発生を抑えよう
とするものである。そしてコリメータ4の材質としては
金属材に限らず絶縁材を用いてもよいが、コリメータ4
を金属材で構成し、図1に示すようにコリメータ4に直
流電源42を接続して負の電位とすれば粒子通路41に
斜めから入射するイオンはコリメータ4に吸着されるの
で、コリメータ4を通過したイオンは垂直性の高いもの
になる。この場合直流電源42の電圧値を調整すること
によりイオンの透過率を制御することができ、ウエハW
に向かうイオンと成膜粒子との量の比を調整できる。
The collimator 4 aligns the directionality of the neutral film-forming particles, that is, allows the film-forming particles having a high perpendicularity to the wafer W to pass therethrough, so that the recesses (pattern) of the wafer W can be filled. This is to improve the quality and suppress the generation of voids. The material of the collimator 4 is not limited to a metal material, and an insulating material may be used.
1 is made of a metal material, and a direct current power source 42 is connected to the collimator 4 as shown in FIG. 1 to make it have a negative potential, the ions obliquely incident on the particle passage 41 are adsorbed by the collimator 4. The passed ions become highly vertical. In this case, the ion transmittance can be controlled by adjusting the voltage value of the DC power supply 42.
It is possible to adjust the ratio of the amount of ions toward the film and the film-forming particles.

【0032】次に、被処理ウエハWに対してプラズマ中
のイオンが斜めに入射させるための構成例を具体的に説
明する。前記成膜室22内には、載置台3の周囲に(図
1及び図3に示すように)各々長方形板状の4つのイオ
ン入射方向分散用の電極5A〜5Dが周方向に等間隔に
配置されている。なお図1では載置台3の向う側の電極
は図示を省略してある。各電極5A〜5Dには夫々交流
電源部V5A〜V5Dの一端側が接続されている。
Next, a specific example of the structure for allowing the ions in the plasma to obliquely enter the wafer W to be processed will be described. Inside the film formation chamber 22, four rectangular plate-shaped electrodes 5A to 5D for dispersing the ion incident direction are arranged around the mounting table 3 (as shown in FIGS. 1 and 3) at equal intervals in the circumferential direction. It is arranged. In FIG. 1, the electrodes on the opposite side of the mounting table 3 are not shown. One ends of AC power supply units V5A to V5D are connected to the electrodes 5A to 5D, respectively.

【0033】次にイオンによるスパッタ効果がパルス状
にまたは無くなる構成例を具体的に説明する。前記交流
電源部V5A〜V5Dは、他端側が共通例えばアースに
共通に接続されており、電圧の位相が等分この実施例で
は90度ずつずれるように、つまり各電極5A〜5Dの
電位の位相がこの順に90度ずつずれるように、更にま
た電圧の振幅が時間的に変化するように構成されてい
る。
Next, a specific example of the structure in which the sputtering effect by the ions is eliminated or pulsed will be described. The other ends of the AC power supply units V5A to V5D are commonly connected to a common ground, for example, and the phases of the voltages are equally divided and shifted by 90 degrees in this embodiment, that is, the potential phases of the electrodes 5A to 5D. Are shifted by 90 degrees in this order, and the amplitude of the voltage is further changed with time.

【0034】交流電源部V5A、V5Bの電圧を夫々V
1(t)、V2(t)(tは時間)で表わすと交流電源
部V5C、V5Dの電圧は夫々−V1(t)、−V2
(t)で表わされ、また例えば V1(t)=sin2 ω1t・sinω2t V2(t)=sin2 ω1t・cosω2t となる。ただしω1=2πf1、ω2=2πf2であ
り、周波数f1、f2は、例えばf1が1MHz、10
KHz、50Hz程度の場合夫々10KHz、50Hz
1Hz程度の値にと設定することができる。また各イオ
ン入射方向分散用電極5A〜5DとウエハWとの離間距
離は例えば20cmに設定され、イオン入射方向分散用
電極5A〜5Dの面積及び交流電源部V5A〜V5Dの
電力は例えば200cm2 及び1〜2Kwに設定され
る。ただし交流電源部V5A〜V5Dの共通端子側とプ
ラズマ引き込み用の電源32のアース側とは互に絶縁さ
れている。図4は交流電源部V5A(V5B〜V5D)
の電圧の一例を示すものであり、実線は周波数f1の正
弦波電圧、点線は周波数f2の正弦波電圧である。
The voltages of the AC power supply units V5A and V5B are respectively set to V
When expressed by 1 (t) and V2 (t) (t is time), the voltages of the AC power supply units V5C and V5D are -V1 (t) and -V2, respectively.
It is represented by (t) and, for example, V1 (t) = sin 2 ω1t · sin ω2t V2 (t) = sin 2 ω1t · cos ω2t. However, ω1 = 2πf1 and ω2 = 2πf2, and the frequencies f1 and f2 are, for example, f1 of 1 MHz and 10
In case of KHz and 50Hz, 10KHz and 50Hz respectively
It can be set to a value of about 1 Hz. The distance between the ion incidence direction dispersion electrodes 5A to 5D and the wafer W is set to, for example, 20 cm. The area of the ion incidence direction dispersion electrodes 5A to 5D and the power of the AC power supply units V5A to V5D are, for example, 200 cm 2 and It is set to 1-2 Kw. However, the common terminal side of the AC power supply units V5A to V5D and the ground side of the plasma drawing power supply 32 are insulated from each other. FIG. 4 shows an AC power supply unit V5A (V5B to V5D)
The solid line shows the sine wave voltage of the frequency f1, and the dotted line shows the sine wave voltage of the frequency f2.

【0035】次に上述実施例の装置を用いて、層間絶縁
膜例えばSiO2 膜を形成する方法について説明する。
まず、真空容器2の側壁に設けた図示しないゲートバル
ブを開いて図示しない搬送アームにより、例えば表面に
アルミニウム配線が形成されたウエハWを載置台3上に
搬入し載置する。
Next, a method of forming an interlayer insulating film such as a SiO 2 film using the apparatus of the above-mentioned embodiment will be described.
First, a gate valve (not shown) provided on the side wall of the vacuum container 2 is opened, and a wafer W having, for example, aluminum wiring formed on its surface is loaded and placed on the mounting table 3 by a transfer arm (not shown).

【0036】続いて、このゲートバルブを閉じて内部を
密閉した後、図示しない排気口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、プラズマガスノズル2
6からプラズマ室21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性ガス導入ノズル
33から成膜室22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、かつプラズマ発生用高周
波電源部24をオンにし、ウエハW上へのSiO2 の成
膜処理を開始する。
Subsequently, after closing the gate valve to seal the inside, the internal atmosphere is exhausted from an exhaust port (not shown) to evacuate to a predetermined vacuum degree, and the plasma gas nozzle 2
A plasma generating gas such as O 2 gas or Ar gas is introduced into the plasma chamber 21 from 6 and a silane gas is introduced into the film forming chamber 22 from the reactive gas introducing nozzle 33 to maintain the internal pressure at a predetermined process pressure. Then, the high frequency power source 24 for plasma generation is turned on, and the film forming process of SiO 2 on the wafer W is started.

【0037】プラズマ発生用高周波源電源部24からの
2.45GHzの高周波(マイクロ波)は、導波管25
を搬送されて真空容器2の天井部に至り、ここの透過窓
23を透過してマイクロ波Mがプラズマ室21内へ導入
される。このプラズマ室21内には、プラズマ室21の
外側に設けた電磁コイル27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M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。プラズマ生成室21の
出口21aより反応室22内に流れ込んだプラズマ流
は、ここに供給されている反応性ガスであるSiH4
スを活性化させて活性種を形成し、コリメータ4にて方
向が揃えられてウエハWに向かう。一方プラズマイオン
この例ではArイオンはプラズマ引き込み用のバイアス
電圧によりウエハWに引き込まれ、ウエハW表面のパタ
ーン(凹部)の角を削り取って間口を広げ、このスパッ
タエッチング作用と平行して活性種により凹部内にSi
2 が埋め込まれる。
A high frequency (microwave) of 2.45 GHz from the high frequency power source 24 for plasma generation is applied to the waveguide 25.
Is transported to the ceiling of the vacuum vessel 2, where the microwaves M are introduced into the plasma chamber 21 through the transmission window 23. In the plasma chamber 21, a magnetic field B generated by an electromagnetic coil 27 provided outside the plasma chamber 21 is applied downward from above with a strength of, for example, 875 Gauss, and the magnetic field B and the microwave M are applied. E by interaction with
Electron cyclotron resonance is induced by inducing (electric field) × B (magnetic field), and Ar gas or O 2 gas is made into plasma and densified by this resonance. The plasma flow flowing into the reaction chamber 22 through the outlet 21a of the plasma generation chamber 21 activates the reactive gas SiH 4 gas to form active species, and the direction of the collimator 4 changes. They are aligned and head for the wafer W. On the other hand, in this example, plasma ions are drawn into the wafer W by a bias voltage for drawing in plasma, the corners of the pattern (recess) on the surface of the wafer W are scraped off to widen the frontage, and in parallel with this sputter etching action, active species are generated. Si in the recess
O 2 is embedded.

【0038】ここでこのような成膜が行われる間、電極
5A〜5Dと共通端子(アース)間に夫々交流電源部V
5A〜V5Dの電圧例えば周波数1kHz〜100kH
z、電圧値100〜500Vの電圧が印加され、これに
より横方向に電界が形成されてこの電界によりプラズマ
流のArイオンに横向きの力が作用し、Arイオンはウ
エハWに対して斜めに入射する。そして交流電源部V5
A〜V5Dの電圧は90度ずつ位相がずれているので斜
めに入射するイオン流はさらにウエハWの中心軸に対し
て斜めになりつつ回転しながら、かつウエハWに対して
入射角が垂直方向から大きい角度状態と垂直性の高い状
態との間で時間的に変化することになる。
During the film formation, the AC power supply unit V is connected between the electrodes 5A to 5D and the common terminal (ground).
Voltage of 5A to V5D, for example, frequency 1 kHz to 100 kHz
A voltage of z and a voltage value of 100 to 500 V is applied, whereby an electric field is formed in the lateral direction and a lateral force acts on the Ar ions of the plasma flow by the electric field, and the Ar ions are obliquely incident on the wafer W. To do. And AC power supply unit V5
Since the voltages of A to V5D are 90 degrees out of phase with each other, the obliquely incident ion flow is further rotated while being oblique to the central axis of the wafer W, and the incident angle is perpendicular to the wafer W. Therefore, there is a temporal change between the large angle state and the high vertical state.

【0039】なお図5はウエハ表面に対するイオンの入
射角と凹部の角のスパッタ効果との関係をコンピュータ
でシミュレーションした結果である。なおこのシミュレ
ーションにおいてλの値をパラメータとしたものであ
る。ただしλは例えばマクスウエル分布をウエハの法線
方向に入倍引き伸ばした状態を意味する。このシミュレ
ーション結果からイオン流の入射角が垂直軸に対して大
きい程スパッタ効果が小さく、イオン流の垂直性が高い
程スパッタ効果が大きいことが分かるので、上述の実施
例では、プロセス全体から見ればスパッタ効果を程々に
得ながら凹部への埋め込みを行うことができる。この結
果良好な埋め込みを行いながら下地のアルミニウムの削
り取り(スパッタ)を抑えることあるいは防止すること
ができ、SiO2 膜内へのアルミニウムの混入を防止し
て本来の絶縁性を確保することができる。
FIG. 5 shows the results of computer simulation of the relationship between the angle of incidence of ions on the wafer surface and the sputtering effect of the angle of the recess. In this simulation, the value of λ is used as a parameter. However, λ means, for example, a state in which the Maxwell distribution is doubled and expanded in the normal direction of the wafer. From these simulation results, it can be seen that the larger the angle of incidence of the ion stream with respect to the vertical axis, the smaller the sputtering effect, and the higher the perpendicularity of the ion stream, the greater the sputtering effect. It is possible to embed in the recess while moderately obtaining the sputtering effect. As a result, it is possible to suppress or prevent scraping (sputtering) of the underlying aluminum while satisfactorily embedding, and it is possible to prevent mixing of aluminum into the SiO 2 film and ensure the original insulating property.

【0040】イオン入射方向分散用の電極の配置につい
ては、2個、3個あるいは5個以上であってもよい。図
6の実施例では3個の電極5A〜5Cを配置し、これら
電極5A〜5Cと共通端子(アース)間に120度ずつ
位相がずれた電圧を供給するための交流電源部VA〜V
Cを設けたものである。また例えば図3に示す電極5A
〜5Dにおいて周波数f1の交流電源部を周波数f2で
時間的に変化させる代りに、断続的に変化させる、つま
りある時間オンにしその後オフとし、こうしてオン、オ
フを繰り返してイオンの斜め入射と垂直入射との時間
的、割合を調整するようにしてもよい。
The number of electrodes for dispersing the ion incident direction may be two, three, or five or more. In the embodiment of FIG. 6, three electrodes 5A to 5C are arranged, and AC power supply units VA to V for supplying voltages with a phase difference of 120 degrees between these electrodes 5A to 5C and a common terminal (ground).
C is provided. Also, for example, the electrode 5A shown in FIG.
At ~ 5D, instead of changing the AC power supply unit of frequency f1 with time with frequency f2, it is changed intermittently, that is, turned on for a certain period of time and then turned off, thus repeating on / off and oblique incidence of ions and vertical incidence. It is also possible to adjust the time and the ratio of.

【0041】次に図1に示す実施例に第1の補助電極と
第2補助電極とを追加した実施例について図7を参照し
ながら述べる。この実施例ではコリメータ4とイオン交
流電源部5A〜5Dによる電場領域との間に、プラズマ
流の周方向に沿って複数の第1の補助電極6を設け、更
にコリメータ4のプラズマ流における上流側近傍に、プ
ラズマ流の周方向に沿って第2の補助電極7を設けてい
る。第1の補助電極6の配置については先の実施例のよ
うに4個のイオン入射方向分散用電極5A〜5Dが配置
されている場合にはこれに対応して図8に示すように4
個の第1の補助電極6A〜6Dが同様に配置されてお
り、また第2の補助電極7についても4個の補助電極7
A〜7Dが同様に配置されている。
Next, an embodiment in which a first auxiliary electrode and a second auxiliary electrode are added to the embodiment shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. In this embodiment, a plurality of first auxiliary electrodes 6 are provided along the circumferential direction of the plasma flow between the collimator 4 and the electric field region of the ion AC power supply units 5A to 5D, and the collimator 4 further upstream in the plasma flow. A second auxiliary electrode 7 is provided in the vicinity along the circumferential direction of the plasma flow. Regarding the arrangement of the first auxiliary electrode 6, when four ion incident direction dispersion electrodes 5A to 5D are arranged as in the previous embodiment, as shown in FIG.
The first auxiliary electrodes 6A to 6D are arranged in the same manner, and the second auxiliary electrode 7 also has four auxiliary electrodes 7A to 6D.
A to 7D are similarly arranged.

【0042】前記第1の補助電極6A〜6Dには夫々交
流電源部V6A〜V6Dの一端側が接続され、これら交
流電源部V6A〜V6Dは共通にアースに接続されると
共に、前記第2の補助電極7A〜7Dにも同様に交流電
源部V7A〜V7Dが接続されている。各交流電源部V
6A〜V6D及びV7A〜V7Bは、電圧が前記交流電
源部V5A〜V5Dと同様に90度ずつ位相がずれ、ま
た振幅が例えば同様に周波数f2で変化するように構成
される。ただし図7の平面図においてイオン入射方向分
散用電極5A〜5Dに対して、同じ側に位置している第
1の補助電極6に印加される電圧の位相はイオン入射方
向分散用電極5A〜5Dに対して180度ずつずれるよ
うに交流電源部V6A〜V6Dが構成されている。例え
ば第1の補助電極6Aに印加される電圧は、イオン入射
方向分散用電極5Aに印加される電圧とは180度位相
がずれている。
The first auxiliary electrodes 6A to 6D are respectively connected to one end sides of AC power supply units V6A to V6D, and these AC power supply units V6A to V6D are commonly connected to the ground and the second auxiliary electrodes are also connected. Similarly, AC power supply units V7A to V7D are connected to 7A to 7D. Each AC power supply unit V
6A to V6D and V7A to V7B are configured such that the voltages are out of phase by 90 degrees as in the AC power supply units V5A to V5D, and the amplitudes similarly change at the frequency f2, for example. However, in the plan view of FIG. 7, the phase of the voltage applied to the first auxiliary electrode 6 located on the same side as the ion incident direction dispersion electrodes 5A to 5D is the ion incident direction dispersion electrodes 5A to 5D. The AC power supply units V6A to V6D are configured so as to deviate from each other by 180 degrees. For example, the voltage applied to the first auxiliary electrode 6A is 180 degrees out of phase with the voltage applied to the ion incident direction dispersion electrode 5A.

【0043】この関係は、第1の補助電極6A〜6Dと
第2の補助電極7A〜7Dとの間においても同様であ
り、例えば交流電源部V7Cの電圧の位相は交流電源部
V6Cの電圧とは180度ずれるように各交流電源部V
7A〜V7Dが構成されている。なお交流電源部(V5
A〜5D)、(V6A〜V6D)、(V7A〜V7D)
の各共通端子(アース)は互に絶縁されている。
This relationship is the same between the first auxiliary electrodes 6A to 6D and the second auxiliary electrodes 7A to 7D. For example, the phase of the voltage of the AC power supply section V7C is the same as the voltage of the AC power supply section V6C. AC power supply V
7A to V7D are configured. The AC power supply (V5
A-5D), (V6A-V6D), (V7A-V7D)
The common terminals (ground) of are insulated from each other.

【0044】このような実施例によれば、図9に示すよ
うにイオン入射方向分散用電極5A〜5D間の電界によ
りイオン流Rが例えば左縁に向けて右上から斜めに向か
う場合、コリメータ4を通過したイオン流Rは第1の補
助電極6A〜6Dにより一旦右側に振られるので結果と
してウエハW表面に高い均一性をもって照射される。そ
して仮に第2の補助電極7A〜7Dを設けないとすれば
イオン流が第1の補助電極6A〜6Dの電界によりコリ
メータ4に斜めに入射し、コリメータ4が金属で作られ
ている場合にはプラズマイオンにより削られるおそれが
あるが、第2の補助電極7A〜7Dを用いたことによ
り、コリメータ4に斜めに入射しようとするイオン流が
垂直に向くように電界が働くので、コリメータ4に入射
するイオン流の入射角が小さくなり、コリメータ4のス
パッタを抑制し、金属汚染が抑えられる。
According to such an embodiment, as shown in FIG. 9, when the ion flow R is directed obliquely from the upper right toward the left edge by the electric field between the ion incident direction dispersion electrodes 5A to 5D, the collimator 4 The ion flow R that has passed through the first auxiliary electrodes 6A to 6D is once swung to the right side, so that the surface of the wafer W is irradiated with high uniformity. If the second auxiliary electrodes 7A to 7D are not provided, the ion current obliquely enters the collimator 4 due to the electric field of the first auxiliary electrodes 6A to 6D, and when the collimator 4 is made of metal, Although it may be scraped by the plasma ions, the use of the second auxiliary electrodes 7A to 7D causes an electric field to act so that the ion current that is obliquely incident on the collimator 4 is directed vertically, so that it is incident on the collimator 4. The incident angle of the generated ion stream becomes small, the spatter of the collimator 4 is suppressed, and the metal contamination is suppressed.

【0045】なおコリメータ4は、図10に示すように
イオン入射方向分散用電極5A〜5Dに囲まれるように
配置してもよい。また本発明では図11に示すようにコ
リメータ4を用いずにプラズマ流を囲むように例えば3
分割されたリング状のグリッド電極43を設け、このグ
リッド電極43とアースとの間に例えば100kHz、
100〜500V程度の交流電源部44を接続してもよ
く、この電極に、イオンをウエハ上に無駄無く入射させ
る効果を持たせる。
The collimator 4 may be arranged so as to be surrounded by the ion incidence direction dispersion electrodes 5A to 5D as shown in FIG. Further, in the present invention, as shown in FIG.
A divided ring-shaped grid electrode 43 is provided, and between the grid electrode 43 and the ground, for example, 100 kHz,
An AC power supply unit 44 of about 100 to 500 V may be connected, and this electrode has an effect of allowing ions to be incident on the wafer without waste.

【0046】更にまたイオン入射方向分散用電極は、図
11及び図12に示すように成膜室22の底部に絶縁材
34を介して設けてもよい。の実施例は、3つのイオン
入射方向分散用電極5A〜5Cを周方向に等間隔に配置
した構成である。このときの周波数は電源44と同じで
あり、位相は180度ずれているものとする。
Furthermore, the ion incident direction dispersion electrode may be provided at the bottom of the film forming chamber 22 via an insulating material 34, as shown in FIGS. In this embodiment, the three ion incident direction dispersion electrodes 5A to 5C are arranged at equal intervals in the circumferential direction. The frequency at this time is the same as that of the power supply 44, and the phase is assumed to be shifted by 180 degrees.

【0047】そしてイオン入射方向分散用電極について
は、図13に示すように載置台3を囲むように(ウエハ
Wの中心軸を囲むように)リング状の第1のイオン入射
方向分散用電極51を設けると共に、この電極51の上
方側に、当該電極51よりも径の小さいリング状の第2
のイオン入射方向分散用電極52を設け、電極51とア
ース(共通端子)との間に夫々交流電源部V51、V5
2を接続するようにしてもよい。この場合交流電源部V
51、V52の電力は0.5〜1Kwとされ、両電圧の
位相差は例えば180度に設定される。
As for the ion incident direction dispersion electrode, as shown in FIG. 13, a ring-shaped first ion incident direction dispersion electrode 51 surrounding the mounting table 3 (enclosing the central axis of the wafer W). And a ring-shaped second electrode having a smaller diameter than the electrode 51 is provided above the electrode 51.
Of the ion incident direction dispersion electrode 52 are provided, and AC power supply units V51 and V5 are provided between the electrode 51 and the ground (common terminal), respectively.
2 may be connected. In this case, AC power supply unit V
The electric power of 51 and V52 is set to 0.5 to 1 Kw, and the phase difference between both voltages is set to 180 degrees, for example.

【0048】このような実施例では、電極51、52間
に交番電界が形成されるのでリング状の電極52の中を
通ったプラズマイオン流は、電極51が負の電位になっ
たときにラッパ状に広がった状態になり、その負の電位
の大きさが変わるので、結局広がった状態と搾む状態と
が交互に繰り返され、従って埋め込むべき凹部の角のス
パッタ効果が弱められる。即ちスパッタ効果をパルス的
に実施することにより凹部の除去効果を減少又は無く
す。
In such an embodiment, since an alternating electric field is formed between the electrodes 51 and 52, the plasma ion flow passing through the ring-shaped electrode 52 is a trumpet when the electrode 51 has a negative potential. Since the negative potential is changed and the magnitude of the negative potential is changed, the spread state and the squeezing state are alternately repeated, so that the sputter effect at the corner of the recess to be embedded is weakened. That is, the effect of removing the recess is reduced or eliminated by performing the sputtering effect in a pulsed manner.

【0049】以上において本発明は、プラズマイオンに
よるスパッタ効果を弱める手法としては図14に示すよ
うにプラズマ生成室を複数個設けるようにしてもよい。
図14及び図15に示す実施例では、3個のプラズマ生
成室8A〜8Cが周方向に等間隔に設けられており。夫
々上部に道波管81が接続されると共に、下部に共通の
成膜室が80が連通して設けられている。またプラズマ
生成室8A〜8Cには夫々周囲にリング状の電磁コイル
82が設けられ、プラズマ生成室8A〜8C内に磁界を
形成するようになっている。なお83は透過窓、84は
プラズマガスノズル85はプラズマ発生用高周波電源部
である。この場合装置の寸法の一例を挙げるとウエハW
から成膜室80の上端までの距離は、30cm、プラズ
マ生成室8A〜8Cの内径は直径15cm、プラズマ生
成室8A〜8Cの中心間の距離は40cmとされる。
In the above, according to the present invention, a plurality of plasma generating chambers may be provided as shown in FIG. 14 as a method for weakening the sputtering effect by plasma ions.
In the embodiment shown in FIGS. 14 and 15, three plasma generation chambers 8A to 8C are provided at equal intervals in the circumferential direction. A road-wave tube 81 is connected to the upper part of each, and a common film forming chamber 80 is provided in communication with the lower part thereof. A ring-shaped electromagnetic coil 82 is provided around each of the plasma generation chambers 8A to 8C to form a magnetic field inside the plasma generation chambers 8A to 8C. Reference numeral 83 is a transparent window, 84 is a plasma gas nozzle 85, and a high-frequency power source for plasma generation. In this case, an example of the dimensions of the apparatus is the wafer W
To the upper end of the film formation chamber 80, the inner diameter of the plasma generation chambers 8A to 8C is 15 cm, and the distance between the centers of the plasma generation chambers 8A to 8C is 40 cm.

【0050】このような構成によれば、各プラズマ生成
室8A〜8Cより導入されたプラズマ流は成膜室80内
でラッパ状に広がるが、ウエハW表面近傍におけるイオ
ン流の方向分布パターンが3つのプラズマ生成室8A〜
8Cから導入されるイオン流の総和になるため、イオン
流の方向分布が複雑化し、イオンの入射方向の分散性が
大きくなり、ウエハW表面の凹部の角のスパッタエッチ
ング効果が抑えられる。
According to this structure, the plasma flow introduced from each of the plasma generating chambers 8A to 8C spreads like a trumpet in the film forming chamber 80, but the directional distribution pattern of the ion flow in the vicinity of the surface of the wafer W is three. Plasma generation chambers 8A ~
Since it becomes the sum of the ion flow introduced from 8C, the directional distribution of the ion flow becomes complicated, the dispersibility in the incident direction of the ions becomes large, and the sputter etching effect at the corners of the recesses on the surface of the wafer W is suppressed.

【0051】また本発明では、図16に示すように網状
体を例えば二重あるいは三重以上に重ねてなるグリッド
電極9を、ウエハWと対向するように設け、このグリッ
ド電極9とアースとの間に例えば直流電源91により負
の直流電圧を印加するようにしてもよい。このような構
成によればイオン流がグリッド電極9を通過するときに
図17に示すようにイオンが電極9に引き寄せられるの
で、通過したイオンの方向の分散性が良くなり上述の実
施例と同様の効果が得られる。なお以上述べた各実施例
においてウエハWを回転させる(ウエハ表面の中心の法
線方向の中心軸のまわりに回転させる)ようにしてもよ
い。
Further, in the present invention, as shown in FIG. 16, a grid electrode 9 formed by stacking mesh bodies in, for example, double or triple layers is provided so as to face the wafer W, and the grid electrode 9 and the ground are connected to each other. Alternatively, for example, a negative DC voltage may be applied by the DC power supply 91. With such a configuration, when the ion flow passes through the grid electrode 9, the ions are attracted to the electrode 9 as shown in FIG. 17, so that the dispersibility of the passed ions is improved and the same as in the above-described embodiment. The effect of is obtained. In each of the embodiments described above, the wafer W may be rotated (rotated around the central axis in the direction normal to the center of the wafer surface).

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明によれば、例えばECRプラズマ
処理によりパターン(凹部)の埋め込みを行うにあた
り、被処理基板へ入射するイオンの入射方向が分散され
るので凹部の角の削り取り効果を弱めることができ、下
地部分が削られて薄膜内に混入するといったことを低減
あるいは防止することができ、例えば層間絶縁膜中への
金属の混入防止に役立つ。
According to the present invention, when embedding a pattern (recess) by, for example, ECR plasma processing, the incident directions of the ions incident on the substrate to be processed are dispersed, so that the effect of removing the corners of the recess is weakened. Therefore, it is possible to reduce or prevent the ground portion from being scraped and being mixed into the thin film, which is useful, for example, in preventing metal from being mixed into the interlayer insulating film.

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

【図1】本発明の実施例に係るプラズマ成膜装置を示す
縦断断面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a plasma film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】コリメータを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a collimator.

【図3】図1の実施例におけるコリメータとイオン入射
方向分散用電極との配置関係を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing an arrangement relationship between a collimator and an ion incident direction dispersion electrode in the embodiment of FIG.

【図4】イオン入射方向分散用電極間に印加される電圧
の一例を示す波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of a voltage applied between electrodes for ion incident direction dispersion.

【図5】イオンの入射方向と凹部の埋め込みの状態との
関係をシミュレーション結果として示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing, as a simulation result, a relationship between an incident direction of ions and a state of burying a recess.

【図6】イオン入射方向分散用電極の配置についての他
の例を示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing another example of the arrangement of the ion incident direction dispersion electrodes.

【図7】本発明の他の実施例に係るプラズマ成膜装置を
示す縦断断面図である。
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing a plasma film forming apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図8】図7の実施例におけるイオン入射方向分散用電
極、第1、第2の補助電極及びコリメータとの配置関係
を示す平面図である。
8 is a plan view showing an arrangement relationship between an ion incident direction dispersion electrode, first and second auxiliary electrodes, and a collimator in the embodiment of FIG.

【図9】図7の実施例におけるイオン流を模式的に示す
説明図である。
FIG. 9 is an explanatory view schematically showing an ion flow in the embodiment of FIG.

【図10】本発明の更に他の実施例に係るプラズマ成膜
装置を示す縦断断面図である。
FIG. 10 is a vertical sectional view showing a plasma film forming apparatus according to still another embodiment of the present invention.

【図11】本発明の更にまた他の実施例に係るプラズマ
成膜装置を示す縦断断面図である。
FIG. 11 is a vertical sectional view showing a plasma film forming apparatus according to still another embodiment of the present invention.

【図12】図11の実施例に係るイオン入射方向分散用
電極を示す平面図である。
12 is a plan view showing an ion incident direction dispersion electrode according to the embodiment of FIG.

【図13】上記以外の実施例に係るプラズマ成膜装置を
示す縦断断面図である。
FIG. 13 is a vertical cross-sectional view showing a plasma film forming apparatus according to an example other than the above.

【図14】上記以外の実施例に係るプラズマ成膜装置を
示す縦断断面図である。
FIG. 14 is a vertical cross-sectional view showing a plasma film forming apparatus according to an example other than the above.

【図15】図14の実施例に係るプラズマ生成室の配置
を示す平面図である。
FIG. 15 is a plan view showing the arrangement of plasma generation chambers according to the embodiment of FIG.

【図16】図14の実施例に係るプラズマ生成室の配置
を示す平面図である。
16 is a plan view showing the arrangement of plasma generation chambers according to the embodiment of FIG. 14. FIG.

【図17】イオンがグリッド電極に引き寄せられる様子
を示す説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a state in which ions are attracted to a grid electrode.

【図18】従来のECRプラズマ処理装置を示す概略断
面図である。
FIG. 18 is a schematic sectional view showing a conventional ECR plasma processing apparatus.

【図19】従来のECRプラズマ処理方法における凹部
の埋め込みの様子を示す説明図である。
FIG. 19 is an explanatory diagram showing how recesses are filled in a conventional ECR plasma processing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 真空容器 21 プラズマ生成室 22 成膜室 26 プラズマガスノズル 27 電磁コイル 3 載置台 33 反応性ガスノズル 4 コリメータ 5A〜5C イオン入射方向分散用電極 V5A〜V5C 交流電源部 6、6A〜6C 第1の補助電極 7、7A〜7C 第2の補助電極 V6A〜V6C、V7A〜V7C 43 グリッド電極 51 第1のイオン入射方向分散用電極 52 第2のイオン入射方向分散用電極 8A〜8C プラズマ生成室 81 電磁コイル 9 グリッド電極 91 直流電源 2 vacuum container 21 plasma generation chamber 22 film formation chamber 26 plasma gas nozzle 27 electromagnetic coil 3 mounting table 33 reactive gas nozzle 4 collimator 5A to 5C ion incident direction dispersion electrodes V5A to V5C AC power supply unit 6 and 6A to 6C first auxiliary Electrodes 7, 7A to 7C Second auxiliary electrodes V6A to V6C, V7A to V7C 43 Grid electrode 51 First ion incident direction dispersion electrode 52 Second ion incident direction dispersion electrode 8A to 8C Plasma generation chamber 81 Electromagnetic coil 9 Grid electrode 91 DC power supply

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被処理基板が設けられた真空容器内に処
理ガスを供給し、電子サイクロトロン共鳴を用いてプラ
ズマ化し、前記被処理基板上に薄膜を形成するプラズマ
成膜方法において、 前記被処理基板に対して前記プラズマ中のイオンを斜め
に入射させるようにしたことを特徴とするプラズマ成膜
方法。
1. A plasma film forming method for forming a thin film on a substrate to be processed by supplying a processing gas into a vacuum container provided with the substrate to be processed, plasmatization using electron cyclotron resonance. A plasma film forming method, wherein ions in the plasma are obliquely incident on the substrate.
【請求項2】 被処理基板が設けられた真空容器内に処
理ガスを供給し、電子サイクロトロン共鳴を用いてプラ
ズマ化し、前記被処理基板上に薄膜を形成するプラズマ
成膜方法において、 前記被処理基板に対して前記プラズマ中のイオンを斜め
に入射しつつ回転しながら入射するようにしたことを特
徴とするプラズマ成膜方法。
2. A plasma film forming method for forming a thin film on a substrate to be processed by supplying a processing gas into a vacuum container in which the substrate to be processed is provided and plasmatizing using electron cyclotron resonance. A plasma film forming method, wherein ions in the plasma are obliquely incident on the substrate while being rotated while being incident.
【請求項3】 被処理基板が設けられた真空容器内に処
理ガスを供給し、電子サイクロトロン共鳴を用いてプラ
ズマ化し、前記被処理基板上に薄膜を形成するプラズマ
成膜方法において、 前記被処理基板に対してプラズマ中のイオンを斜めに入
射させる期間と垂直に入射させる期間とを設けて成膜す
ることを特徴とするプラズマ成膜方法。
3. A plasma film forming method for forming a thin film on a substrate to be processed by supplying a processing gas into a vacuum container provided with the substrate to be processed and converting the plasma into plasma using electron cyclotron resonance. A plasma film forming method comprising forming a film by providing a period in which ions in plasma are obliquely incident on a substrate and a period in which ions are vertically incident on the substrate.
【請求項4】 被処理基板が設けられた真空容器内に処
理ガスを供給し、プラズマ化して、前記被処理基板上に
薄膜を形成するプラズマ成膜方法において、前記被処理
基板に対してプラズマ中のイオンを斜めに入射させる期
間と垂直に入射させる期間とを交互に設けて成膜するこ
とを特徴とするプラズマ成膜方法。
4. A plasma film forming method for forming a thin film on a substrate to be processed by supplying a processing gas into a vacuum container in which the substrate to be processed is provided and converting the plasma into plasma. A plasma film forming method, characterized in that a film is formed by alternately providing a period in which the ions inside are obliquely incident and a period in which the ions are vertically incident.
【請求項5】 被処理基板の載置台が内部に設けられ
た真空容器内に磁界を形成すると共にプラズマ発生用の
高周波を供給し、電子サイクロトロン共鳴を用いてプラ
ズマガスをプラズマ化し、そのプラズマにより反応性ガ
スを活性化させると共に載置台にプラズマ引き込み用の
バイアスを供給しながら前記被処理基板上に薄膜を形成
するプラズマ成膜方法において、 前記被処理基板の中心軸と交差する方向の電界をプラズ
マ流の通路に形成してプラズマ流を被処理基板に対して
強制的に斜めから入射させることを特徴とするプラズマ
成膜方法。
5. A substrate for placing a substrate to be processed forms a magnetic field in a vacuum vessel provided inside and supplies a high frequency for plasma generation to generate plasma gas by using electron cyclotron resonance, and the plasma is generated by the plasma. In a plasma film forming method of forming a thin film on the substrate to be processed while activating a reactive gas and supplying a bias for drawing plasma to a mounting table, an electric field in a direction intersecting a central axis of the substrate to be processed is applied. A plasma film forming method, characterized in that the plasma film is formed in a passage of a plasma flow and the plasma flow is forced to be obliquely incident on a substrate to be processed.
【請求項6】 被処理基板の載置台が内部に設けられた
真空容器内に磁界を形成すると共にプラズマ発生用の高
周波を供給し、電子サイクロトロン共鳴を用いてプラズ
マガスをプラズマ化し、そのプラズマにより反応性ガス
を活性化させると共に載置台にプラズマ引き込み用のバ
イアスを供給しながら被処理基板上に薄膜を形成するプ
ラズマ成膜方法において、 前記載置台上の被処理基板の周縁よりも外方側にイオン
入射方向分散用の電極を設け、この電極を利用して、前
記被処理基板の中心軸と交差する方向の交番電界をプラ
ズマ流の通路に形成すると共に交番電界の大きさを時間
的に変化させ、前記交番電界によりプラズマ流を被処理
基板に対して斜めから入射させることを特徴とするプラ
ズマ成膜方法。
6. A substrate for processing a substrate to be processed forms a magnetic field in a vacuum container provided inside and supplies a high frequency for plasma generation to generate plasma gas by using electron cyclotron resonance, and the plasma is generated by the plasma. In a plasma film forming method for forming a thin film on a substrate to be processed while activating a reactive gas and supplying a bias for drawing plasma to the table, the outside of the peripheral edge of the substrate to be processed on the table. An electrode for dispersing the ion incident direction is provided in the electrode, and by using this electrode, an alternating electric field in a direction intersecting with the central axis of the substrate to be processed is formed in the passage of the plasma flow and the magnitude of the alternating electric field is temporally changed. A plasma film forming method, wherein the plasma flow is changed and the plasma flow is obliquely incident on the substrate to be processed by the alternating electric field.
【請求項7】 被処理基板が設けられた真空容器内に処
理ガスを供給し、電子サイクロトロン共鳴を用いてプラ
ズマ化し、前記被処理基板上に薄膜を形成するプラズマ
成膜装置において、 前記被処理基板に対して前記プラズマ中のイオンを斜め
に入射させるようにしたことを特徴とするプラズマ成膜
装置。
7. A plasma film forming apparatus for forming a thin film on a substrate to be processed by supplying a processing gas into a vacuum container provided with the substrate to be processed and converting it into plasma using electron cyclotron resonance. A plasma film forming apparatus, wherein ions in the plasma are obliquely incident on the substrate.
【請求項8】 被処理基板が設けられた真空容器内に処
理ガスを供給し、電子サイクロトロン共鳴を用いてプラ
ズマ化し、前記被処理基板上に薄膜を形成するプラズマ
成膜装置において、 前記被処理基板の周縁よりも外方側にて周方向に等間隔
に設けられたn(nは2以上の整数)個のイオン入射方
向分散用の電極と、 前記複数の電極の各々の電位の位相が順番にn/2πだ
けずれるように前記電極間に交番電圧を印加するための
電源部と、を備えたことを特徴とするプラズマ成膜装
置。
8. A plasma film forming apparatus for forming a thin film on a substrate to be processed by supplying a processing gas into a vacuum container in which the substrate to be processed is provided and plasmatizing using electron cyclotron resonance. The n (n is an integer of 2 or more) electrodes for ion incident direction dispersion, which are provided at equal intervals in the circumferential direction on the outer side of the periphery of the substrate, and the phase of the potential of each of the plurality of electrodes is A plasma film forming apparatus, comprising: a power supply unit for applying an alternating voltage between the electrodes so that they are sequentially shifted by n / 2π.
【請求項9】 被処理基板が設けられた真空容器内に処
理ガスを供給し、電子サイクロトロン共鳴を用いてプラ
ズマ化し、前記被処理基板上に薄膜を形成するプラズマ
成膜装置において、 前記載置台上の被処理基板の中心軸と交差する方向の電
界が当該被処理基板の被処理面の近傍に形成されるよう
に、前記被処理基板の周縁よりも外方側にて周方向に設
けられた複数のイオン入射方向分散用の電極と、 前記複数の電極間に交流電圧を印加する電源部と、 前記電極よりもプラズマ流の上流側に周方向に沿って設
けられた複数の補助電極と、 前記イオン入射方向分散用の電極により形成される交番
電界と異なる方向の交番電界が前記補助電極間に形成さ
れるように当該補助電極間に交流電圧を印加する電源部
と、を備えたことを特徴とするプラズマ成膜装置。
9. A plasma film forming apparatus for forming a thin film on a substrate to be processed by supplying a processing gas into a vacuum container provided with the substrate to be processed and converting the plasma into plasma using electron cyclotron resonance. Provided in a circumferential direction outside the peripheral edge of the substrate to be processed so that an electric field in a direction intersecting the central axis of the substrate to be processed is formed in the vicinity of the surface to be processed of the substrate to be processed. A plurality of electrodes for ion incident direction dispersion, a power supply unit for applying an AC voltage between the plurality of electrodes, and a plurality of auxiliary electrodes provided along the circumferential direction on the upstream side of the plasma flow with respect to the electrodes. A power supply unit that applies an AC voltage between the auxiliary electrodes so that an alternating electric field in a direction different from the alternating electric field formed by the ion incident direction dispersion electrodes is formed between the auxiliary electrodes. Characterized by Zuma film-forming apparatus.
【請求項10】 被処理基板が設けられた真空容器内に
処理ガスを供給し、電子サイクロトロン共鳴を用いてプ
ラズマ化し、前記被処理基板上に薄膜を形成するプラズ
マ成膜装置において、 前記被処理基板の中心軸を囲むように設けられた第1の
イオン入射方向分散用の電極と、 この電極よりも上流側に位置し、前記被処理基板の中心
軸に対して前記電極よりも接近して当該中心軸を囲むよ
うに設けられた第2のイオン入射方向分散用の電極と前
記第1のイオン入射方向分散用の電極と第2のイオン入
射方向分散用の電極との間に交流電圧を印加する電源部
と、を備えたことを特徴とするプラズマ成膜装置。
10. A plasma film forming apparatus for forming a thin film on a substrate to be processed by supplying a processing gas into a vacuum container in which the substrate to be processed is provided and plasmatizing using electron cyclotron resonance. A first ion incident direction dispersion electrode provided so as to surround the central axis of the substrate, and an electrode located upstream of the electrode and closer to the central axis of the substrate to be processed than the electrode. An alternating voltage is applied between the second ion incident direction dispersion electrode, the first ion incident direction dispersion electrode, and the second ion incident direction dispersion electrode that are provided so as to surround the central axis. A plasma film forming apparatus comprising: a power supply unit for applying a voltage.
【請求項11】 被処理基板の載置台が内部に設けられ
た真空容器内に磁界を形成すると共にプラズマ発生用の
高周波を供給し、電子サイクロトロン共鳴を用いてプラ
ズマガスをプラズマ化し、そのプラズマにより反応性ガ
スを活性化させると共に載置台にプラズマ引き込み用の
バイアスを供給しながら被処理基板上に薄膜を形成する
プラズマ成膜装置において、 前記被処理基板の周縁よりも外方側にて周方向に間隔を
おいて設けられた複数のイオン入射方向分散用の電極
と、 前記複数の電極間に交流電圧を印加する電源部と、を備
えたことを特徴とするプラズマ成膜装置。
11. A substrate for processing a substrate to be processed forms a magnetic field in a vacuum container provided therein and supplies a high frequency for plasma generation, and plasma plasma gas is generated by using electron cyclotron resonance, and the plasma is generated by the plasma. In a plasma film forming apparatus for forming a thin film on a substrate to be processed while activating a reactive gas and supplying a bias for drawing plasma to a mounting table, in a circumferential direction outside the peripheral edge of the substrate to be processed. 1. A plasma film forming apparatus comprising: a plurality of electrodes for ion incident direction dispersion, which are spaced apart from each other, and a power supply unit for applying an AC voltage between the plurality of electrodes.
【請求項12】 イオン入射方向分散用の電極の間の交
流電圧の振幅が当該交流電圧の周波数よりも低い周波数
で時間的に変化することを特徴とする請求項8、9、1
0、または11記載のプラズマ成膜装置。
12. The method according to claim 8, wherein the amplitude of the AC voltage between the electrodes for ion direction dispersion is temporally changed at a frequency lower than the frequency of the AC voltage.
The plasma film forming apparatus according to 0 or 11.
【請求項13】 載置台上の被処理基板に対して垂直ま
たはほぼ垂直に伸びる多数の粒子通路が束ねられた粒子
方向規制部材を、イオン入射方向分散用の電極よりも上
流側位置にて前記被処理基板の被処理面と対向するよう
に設けたことを特徴とする請求項8、9、11または1
2記載のプラズマ成膜装置。
13. A particle direction regulating member comprising a bundle of a large number of particle passages extending vertically or substantially vertically to a substrate to be processed on a mounting table, the particle direction regulating member being provided at a position upstream of an electrode for ion direction dispersion. 10. The substrate is provided so as to face a surface to be processed of the substrate to be processed.
2. The plasma film forming apparatus described in 2.
【請求項14】 プラズマ生成室とこのプラズマ生成室
に連通し、被処理基板の載置台が設けられた成膜室とを
備え、前記プラズマ生成室内に磁界を形成すると共にプ
ラズマ発生用の高周波を供給し、電子サイクロトロン共
鳴を用いてプラズマガスをプラズマ化し、そのプラズマ
により前記成膜室内にて反応性ガスを活性化させて、前
記載置台にプラズマ引き込み用のバイアスを供給しなが
ら被処理基板上に薄膜を形成するプラズマ成膜装置にお
いて、 前記プラズマ生成室の複数を共通の成膜室に連通するよ
うに並設し、これらプラズマ生成室に対して夫々磁界形
成手段を設けたことを特徴とするプラズマ成膜装置。
14. A plasma generating chamber and a film forming chamber communicating with the plasma generating chamber and provided with a mounting table for a substrate to be processed, wherein a magnetic field is formed in the plasma generating chamber and a high frequency for plasma generation is generated. On the substrate to be processed while supplying and biasing the plasma gas into plasma by using electron cyclotron resonance, activating the reactive gas in the film forming chamber by the plasma, and supplying a bias for drawing plasma to the mounting table. In a plasma film forming apparatus for forming a thin film on a substrate, a plurality of the plasma generating chambers are arranged side by side so as to communicate with a common film forming chamber, and magnetic field forming means is provided for each of the plasma generating chambers. Plasma film forming apparatus.
【請求項15】 被処理基板の載置台が内部に設けられ
た真空容器内に磁界を形成すると共にプラズマ発生用の
高周波を供給し、電子サイクロトロン共鳴を用いてプラ
ズマガスをプラズマ化し、そのプラズマにより反応性ガ
スを活性化させると共に載置台にプラズマ引き込み用の
バイアスを供給しながら被処理基板上に薄膜を形成する
プラズマ成膜装置において、 前記載置台上の被処理基板の被処理面と対向するように
設けられた網状体の電極と、この電極に負のバイアスを
印加するための電源部と、を備えたことを特徴とする成
膜装置。
15. A substrate for placing a substrate to be processed forms a magnetic field in a vacuum container provided therein and supplies a high frequency for plasma generation, and plasma gas is converted into plasma by using electron cyclotron resonance. In a plasma film forming apparatus that forms a thin film on a substrate to be processed while activating a reactive gas and supplying a bias for drawing plasma to the table, it faces the surface of the substrate to be processed on the table. And a power supply unit for applying a negative bias to the electrode.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005347426A (en) * 2004-06-01 2005-12-15 Fuji Xerox Co Ltd Apparatus and system for manufacturing semiconductor
JP2008527634A (en) * 2004-12-30 2008-07-24 ラム リサーチ コーポレーション Electrically enhance plasma confinement

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000348897A (en) * 1999-05-31 2000-12-15 Sumitomo Metal Ind Ltd Plasma processing apparatus
JP2005347426A (en) * 2004-06-01 2005-12-15 Fuji Xerox Co Ltd Apparatus and system for manufacturing semiconductor
JP2008527634A (en) * 2004-12-30 2008-07-24 ラム リサーチ コーポレーション Electrically enhance plasma confinement

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