JP2002299332A - Plasma-enhanced film forming method and plasma- enhanced cvd apparatus - Google Patents
Plasma-enhanced film forming method and plasma- enhanced cvd apparatusInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ成膜方法及
びプラズマCVD装置に関し、特に、強誘電体を用いた
半導体素子の製造に適用して有用なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma film forming method and a plasma CVD apparatus, and more particularly to a method useful for manufacturing a semiconductor device using a ferroelectric substance.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、半導体素子の製造においては、プ
ラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)装置を用い
た成膜が知られている。プラズマCVD装置は、膜の原
料となる原料ガスを容器内の成膜室に導入してプラズマ
状態にし、このプラズマ中の活性粒子(励起原子又は分
子)によって基板(ウエハ)表面の化学的な反応を促進
して成膜を行う装置である。容器には電磁波透過窓が備
えられ、容器の外側に配置された給電アンテナに高周波
電源から電力を供給して、電磁波透過窓から成膜室内に
電磁波を入射させることにより、この電磁波のエネルギ
ー(高周波パワー)によって成膜室内のガスをプラズマ
状態にする。2. Description of the Related Art At present, in the production of semiconductor devices, film formation using a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus is known. In a plasma CVD apparatus, a raw material gas serving as a raw material of a film is introduced into a film forming chamber in a container to be in a plasma state, and active particles (excited atoms or molecules) in the plasma cause a chemical reaction on a substrate (wafer) surface. This is a device that promotes the film formation. The container is provided with an electromagnetic wave transmitting window, and power is supplied from a high frequency power supply to a power supply antenna disposed outside the container, and the electromagnetic wave enters the film forming chamber through the electromagnetic wave transmitting window, so that the energy of the electromagnetic wave (high frequency The gas in the film forming chamber is brought into a plasma state by power.
【0003】かかるプラズマCVD装置において、素子
間や配線間などの絶縁をするための酸化膜(絶縁膜)で
あるSiOX 膜(SiO2 膜等)を形成する際には、原
料ガスとしてSiH4 又はSi(OC2 H5 )4 (TE
OS:テトラエトキシシラン)を供給し、酸化ガスとし
てO2 又はN2 Oを供給する。In such a plasma CVD apparatus, when forming an SiO x film (SiO 2 film or the like) which is an oxide film (insulating film) for insulating elements or wirings from each other, SiH 4 is used as a source gas. Or Si (OC 2 H 5 ) 4 (TE
OS: tetraethoxysilane) and O 2 or N 2 O as an oxidizing gas.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、強誘電体を
用いた半導体素子の製造に際しては、上記従来のプラズ
マCVD装置によってSiOX 膜を形成する場合、原料
ガスのSiH4 やSi(OC2 H5 )4 には水素が多く
含まれるため、強誘電体の水素還元劣化が生じてしま
う。[SUMMARY OF THE INVENTION However, in the production of semiconductor devices using a ferroelectric, when forming the SiO X film by the conventional plasma CVD apparatus, the raw material gas SiH 4 and Si (OC 2 H 5 ) Since 4 contains a large amount of hydrogen, ferroelectrics undergo hydrogen reduction degradation.
【0005】詳述すると、現在、強誘電体を用いた半導
体素子として強誘電体メモリが注目され、実用化もされ
ている。この強誘電体メモリは、強誘電体であるPZT
(鉛、亜鉛、タンタル)やSBT(ストロンチウム、ビ
スマス、タンタル)などの金属酸化物の膜をPt電極や
Ir電極で挟んだ構成の強誘電体キャパシタを、LSI
(Large Scale Integration )メモリに組み込んだもの
であり、この強誘電体キャパシタの残留分極特性を利用
することにより、電源供給を切っても情報を保持するこ
とができる不揮発性メモリとして動作させることができ
るものである。More specifically, a ferroelectric memory has recently attracted attention as a semiconductor device using a ferroelectric, and has been put to practical use. This ferroelectric memory uses a ferroelectric PZT.
(Lead, zinc, tantalum) and SBT (strontium, bismuth, tantalum) and other metal oxide films sandwiched between Pt electrodes and Ir electrodes.
(Large Scale Integration) It is built into a memory, and by using the remanent polarization characteristics of this ferroelectric capacitor, it can be operated as a non-volatile memory that can retain information even when power is turned off. Things.
【0006】このような強誘電体メモリの製造に際し
て、上記従来のプラズマCVD装置によってSiOX 膜
を形成する場合、原料ガスのSiH4 やSi(OC2 H
5 )4には水素が多く含まれるため、これらの原料ガス
が分解されることによって生成される水素ガス(水素イ
オン)により金属酸化膜(PZT膜、SBT膜)が還元
されて金属酸化膜中の酸素がOHとして除去される(抜
け出てしまう)。このため、強誘電体キャパシタの特性
が劣化(残留分極が減少)してしまう。[0006] In the manufacture of such a ferroelectric memory, when forming the SiO X film by the conventional plasma CVD apparatus, SiH 4 and Si source gas (OC 2 H
5 ) Since 4 contains a large amount of hydrogen, the metal oxide film (PZT film, SBT film) is reduced by the hydrogen gas (hydrogen ions) generated by decomposition of these source gases, and Of oxygen is removed as OH (it escapes). For this reason, the characteristics of the ferroelectric capacitor are degraded (residual polarization is reduced).
【0007】このことは+イオンを引き込む目的でバイ
アスを印加した場合に更に顕著である。つまり、基板上
にSiOX 膜を形成する際には基板上の素子間や配線間
などの隙間へのSiOX の埋め込みも行うが、このと
き、前記隙間が例えば0.35μm〜0.25μmと非
常に狭い場合には、バイアス電源によって基板側にバイ
アスを印加することにより、Arなどのスパッタエッチ
ング用イオンを基板側に引き込んで前記素子や配線の角
部に堆積した酸化膜をスパッタエッチングして、隙間全
体にSiOX 膜が埋め込まれる前に隙間の入口がSiO
X 膜によって塞がれてしまうのを防止する必要がある。This is more remarkable when a bias is applied for the purpose of attracting + ions. That is, when the SiO X film is formed on the substrate, the SiO X is buried in the gap between the elements and the wirings on the substrate. At this time, the gap is, for example, 0.35 μm to 0.25 μm. In a very narrow case, by applying a bias to the substrate side with a bias power supply, ions for sputter etching such as Ar are drawn into the substrate side, and the oxide film deposited on the corners of the element or wiring is sputter-etched. Before the SiO x film is embedded in the entire gap, the entrance of the gap is SiO
It is necessary to prevent the X film from being blocked.
【0008】例えば、図12ではPZT101をPt電
極102で挟んだ構造の強誘電体キャパシタ(PZTキ
ャパシタ)103が基板(Siウエハ)100の上に形
成されているが、この強誘電体キャパシタ103間の隙
間104が非常に狭い場合、バイアスを印加せずに(ス
パッタエッチングを行わずに)SiOX 膜を形成しよう
とすると、図12中に一点鎖線で示すように強誘電体キ
ャパシタ103の角部にSiOX 膜が堆積して隙間10
4の入口が塞がれてしまい、隙間104全体にSiOX
膜を埋め込むことできなくなってしまう。そこで、原料
ガスや酸化ガスの他に不活性ガスであるAr等を供給
し、且つ、基板側にバイアスを印加して、Arイオンを
引き込むことにより、強誘電体キャパシタ103の角部
に堆積したSiOX 膜をスパッタエッチングして隙間1
04の入口を広げる。For example, in FIG. 12, a ferroelectric capacitor (PZT capacitor) 103 having a structure in which a PZT 101 is sandwiched between Pt electrodes 102 is formed on a substrate (Si wafer) 100. If the gap 104 is very narrow, (without sputter etching) without applying a bias when an attempt is made to form a SiO X film, the corners of the ferroelectric capacitor 103 as shown by a chain line in FIG. 12 SiO X film is deposited in the gap 10
4 is blocked, and SiO x
The film cannot be embedded. Therefore, in addition to the raw material gas and the oxidizing gas, an inert gas such as Ar was supplied, and a bias was applied to the substrate side to draw in Ar ions, thereby depositing on the corners of the ferroelectric capacitor 103. Gap 1 by sputter etching SiO x film
Expand the 04 entrance.
【0009】ところが、このときには水素イオンも同時
に引き込まれるため、図12に示すように強誘電体キャ
パシタ103に対して水素イオンアタックが発生し、ま
た、ウエハ近傍の水素イオン濃度も上昇することから、
強誘電体キャパシタ103の水素還元劣化が更に顕著と
なる。However, at this time, since hydrogen ions are also attracted at the same time, a hydrogen ion attack occurs on the ferroelectric capacitor 103 as shown in FIG. 12, and the hydrogen ion concentration near the wafer also increases.
Hydrogen reduction deterioration of the ferroelectric capacitor 103 becomes more remarkable.
【0010】従って、本発明は上記の問題点に鑑み、素
子の還元劣化を招くことなく酸化膜を形成することがで
きるプラズマ成膜方法及びプラズマCVD装置を提供す
ることを課題とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a plasma film forming method and a plasma CVD apparatus capable of forming an oxide film without causing reduction deterioration of the device in view of the above problems.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第1
発明のプラズマ成膜方法は、低圧環境下に供給された原
料ガスと酸化ガスとに高周波パワーを印加し、これによ
り発生したプラズマによる化学的な反応を利用して、基
板上に酸化膜を形成するプラズマ成膜方法において、成
膜に必要な高周波パワー以上に、原料ガス中の還元ガス
を十分に分離、分解する目的で高い高周波パワーを印加
し、更に原料ガスに対する酸化ガスの量を前記酸化膜の
形成に要する量よりも多くして、この酸化ガスと、原料
ガスの分解により生じる還元ガスとを反応させることに
より、基板上の素子に対する前記還元ガスによる還元反
応劣化を抑制することを特徴とする。Means for Solving the Problems A first method for solving the above problems is described below.
The plasma film forming method of the present invention forms an oxide film on a substrate by applying a high-frequency power to a raw material gas and an oxidizing gas supplied under a low-pressure environment, and utilizing a chemical reaction by plasma generated thereby. In the plasma film forming method, a high frequency power is applied for the purpose of sufficiently separating and decomposing the reducing gas in the raw material gas, and the amount of the oxidizing gas with respect to the raw material gas is oxidized. By reacting the oxidizing gas with a reducing gas generated by decomposition of a source gas by making the amount larger than that required for forming a film, deterioration of the reduction reaction of the element on the substrate by the reducing gas is suppressed. And
【0012】また、第2発明のプラズマ成膜方法は、第
1発明のプラズマ成膜方法において、原料ガスと酸化ガ
スの総質量流量100SCCM当たりに500W以上の
高周波パワーを印加し、且つ前記原料ガスに対する酸化
ガスの質量流量比を3倍以上とし、更に成膜温度範囲を
100℃〜300℃として、前記酸化膜を形成すること
を特徴とする。The plasma film forming method according to a second aspect of the present invention is the plasma film forming method according to the first aspect, wherein a high frequency power of 500 W or more is applied per 100 SCCM total mass flow rate of the raw material gas and the oxidizing gas, The mass flow ratio of the oxidizing gas to the gas is three times or more, and the film forming temperature range is 100 ° C. to 300 ° C. to form the oxide film.
【0013】また、第3発明のプラズマ成膜方法は、第
1又は第2発明のプラズマ成膜方法において、前記高周
波パワーの周波数を、400kHZ 〜3GHZ の範囲と
することを特徴とする。[0013] The plasma film deposition method of the third invention, in the plasma film forming method of the first or second invention, the frequency of the high frequency power, characterized in that the range of 400kH Z ~3GH Z.
【0014】また、第4発明のプラズマ成膜方法は、第
1,第2又は第3発明のプラズマ成膜方法において、原
料ガスはSiH4 、酸化ガスはO2 、酸化膜はSiOX
であることを特徴とする。The plasma film forming method according to a fourth invention is the plasma film forming method according to the first, second or third invention, wherein the source gas is SiH 4 , the oxidizing gas is O 2 , and the oxide film is SiO X
It is characterized by being.
【0015】また、第5発明のプラズマ成膜方法は、第
1,第2又は第3発明のプラズマ成膜方法において、原
料ガスはSiH4 、酸化ガスはN2 O、酸化膜はSiO
X Ny であることを特徴とする。A fifth aspect of the present invention is the plasma deposition method according to the first, second or third aspect, wherein the source gas is SiH 4 , the oxidizing gas is N 2 O, and the oxide film is SiO 2.
Characterized in that it is a X N y.
【0016】また、第6発明のプラズマ成膜方法は、低
圧環境下に供給された原料ガスと酸化ガスとに高周波パ
ワーを印加し、これにより発生したプラズマによる化学
的な反応を利用して、基板上に酸化膜を形成するプラズ
マ成膜方法において、基板側に+イオンを引き込む為の
目的でバイアスを印加せずに、基板上の素子などを覆う
酸化膜を形成して、この酸化膜を水素イオンアタックに
対する保護膜とする第1成膜工程と、この第1成膜工程
で保護膜を形成した後、基板側にスパッタエッチング用
の+イオンを引き込む為の目的でバイアスを印加して、
素子間や配線間などの微小な隙間に酸化膜を埋め込む第
2成膜工程とを有することを特徴とする。Further, in the plasma film forming method according to the sixth aspect of the present invention, a high frequency power is applied to a source gas and an oxidizing gas supplied under a low pressure environment, and a chemical reaction by a plasma generated by the high frequency power is used. In a plasma film forming method for forming an oxide film on a substrate, an oxide film covering elements on the substrate is formed without applying a bias for the purpose of attracting + ions to the substrate side. A first film forming step as a protective film against hydrogen ion attack, and after forming the protective film in the first film forming step, a bias is applied to the substrate side for drawing in + ions for sputter etching,
A second film forming step of embedding an oxide film in a minute gap between elements or wirings.
【0017】また、第7発明のプラズマ成膜方法は、第
6発明のプラズマ成膜方法において、前記第2成膜工程
で酸化膜の埋め込みを行った後、基板側に+イオンを引
き込む為の目的でバイアスを印加せずに、酸化膜を更に
形成する第3成膜工程を有することを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, in the plasma deposition method according to the sixth aspect, after the oxide film is buried in the second deposition step, + ions are drawn into the substrate side. A third film forming step for forming an oxide film without applying a bias for the purpose is provided.
【0018】また、第8発明のプラズマ成膜方法は、第
6又は第7発明のプラズマ成膜方法において、前記保護
膜の膜厚は500オングストローム以上とすることを特
徴とする。According to an eighth aspect of the present invention, in the plasma deposition method of the sixth or seventh aspect, the protective film has a thickness of 500 Å or more.
【0019】また、第9発明のプラズマ成膜方法は、第
6,第7又は第8発明のプラズマ成膜方法において、第
1,第2又は第3発明の成膜条件に基づいて、前記酸化
膜を形成することを特徴とする。The ninth aspect of the present invention is the plasma deposition method according to the sixth, seventh, or eighth aspect, wherein the oxidization is performed based on the deposition conditions of the first, second, or third aspect. The method is characterized in that a film is formed.
【0020】また、第10発明のプラズマ成膜方法は、
第6,第7,第8又は第9発明のプラズマ成膜方法にお
いて、原料ガスはSiH4 、酸化ガスはO2 、酸化膜は
SiOX であることを特徴とする。Further, a plasma film forming method according to a tenth aspect of the present invention
In the sixth, seventh, eighth or ninth aspect of the present invention, the source gas is SiH 4 , the oxidizing gas is O 2 , and the oxide film is SiO X.
【0021】また、第11発明のプラズマ成膜方法は、
第6,第7,第8又は第9発明のプラズマ成膜方法にお
いて、原料ガスはSiH4 、酸化ガスはN2 O、酸化膜
はSiOX Ny であることを特徴とする。[0021] The plasma film forming method of the eleventh invention is characterized in that:
In the sixth, seventh, eighth, or ninth aspect of the present invention, the source gas is SiH 4 , the oxidizing gas is N 2 O, and the oxide film is SiO X N y .
【0022】また、第12発明のプラズマ成膜方法は、
第1,第2,第3,第4,第5,第6,第7,第8,第
9,第10又は第11発明のプラズマ成膜方法におい
て、給電アンテナにより成膜室上部から成膜室内に高周
波パワーを供給し、複数の原料ガス供給ノズルと複数の
酸化ガス供給ノズルとを、酸化ガス供給ノズルが上にな
り原料ガス供給ノズルが下になるように配置し、且つ、
平面視において原料ガス供給ノズルと酸化ガス供給ノズ
ルとが成膜室の周方向に交互に位置するように配置し
て、原料ガスは前記原料ガス供給ノズルによって成膜室
内に供給し、酸化ガスは前記酸化ガス供給ノズルによっ
て成膜室内に供給することを特徴とする。Further, the plasma film forming method according to the twelfth invention is characterized in that
In the plasma deposition method according to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, or eleventh inventions, a film is formed from above a film formation chamber by a feeding antenna. A high-frequency power is supplied to the room, and a plurality of source gas supply nozzles and a plurality of oxidizing gas supply nozzles are arranged such that the oxidizing gas supply nozzle is at the top and the source gas supply nozzle is at the bottom, and
The raw material gas supply nozzles and the oxidizing gas supply nozzles are arranged so as to be alternately arranged in the circumferential direction of the film forming chamber in plan view, and the raw material gas is supplied into the film forming chamber by the raw material gas supply nozzle, and the oxidizing gas is The oxidizing gas is supplied into the film forming chamber by the oxidizing gas supply nozzle.
【0023】また、第13発明のプラズマCVD装置
は、成膜室と、成膜室上部から成膜室内に高周波パワー
を供給する給電アンテナと、成膜室内に原料ガスを供給
するための複数の原料ガス供給ノズルと、成膜室内に酸
化ガスを供給するための複数の酸化ガス供給ノズルとを
備えたプラズマCVD装置において、原料ガス供給ノズ
ルと酸化ガス供給ノズルとを、酸化ガス供給ノズルが上
になり原料ガス供給ノズルが下になるように配置し、且
つ、平面視において原料ガス供給ノズルと酸化ガス供給
ノズルとが成膜室の周方向に交互に位置するように配置
したことを特徴とする。The plasma CVD apparatus according to the thirteenth aspect of the present invention comprises a film forming chamber, a power supply antenna for supplying high frequency power from above the film forming chamber to the film forming chamber, and a plurality of power supply antennas for supplying a source gas into the film forming chamber. In a plasma CVD apparatus provided with a source gas supply nozzle and a plurality of oxidization gas supply nozzles for supplying an oxidizing gas into a film formation chamber, the source gas supply nozzle and the oxidization gas supply nozzle are placed above the oxidization gas supply nozzle. And the source gas supply nozzle is disposed below, and the source gas supply nozzle and the oxidizing gas supply nozzle are disposed alternately in the circumferential direction of the film forming chamber in plan view. I do.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0025】図1には本発明の実施の形態に係るプラズ
マCVD装置の構成を示す。同図に示すように、基部1
上に円筒状のアルミニウム製の容器2が設けられ、この
容器2の内部が成膜室3となっている。容器2の上部に
は電磁波透過窓である円形の天井板4が設けられ、容器
2の内部(成膜室内)には基板支持台5が備えられてい
る。基板支持台5は半導体素子の基板100を静電的に
吸着保持する円盤状の基板載置部7を有し、この基板載
置部7は支持軸8に支持されている。FIG. 1 shows a configuration of a plasma CVD apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG.
A cylindrical aluminum container 2 is provided on the upper side, and the inside of the container 2 is a film forming chamber 3. A circular ceiling plate 4 serving as an electromagnetic wave transmission window is provided on the upper part of the container 2, and a substrate support 5 is provided inside the container 2 (in a film forming chamber). The substrate support table 5 has a disk-shaped substrate mounting portion 7 for electrostatically holding a substrate 100 of a semiconductor element by suction. The substrate mounting portion 7 is supported by a support shaft 8.
【0026】基板100は円盤状のSiウエハであり、
周知のようにφ150mm(6インチ)のものやφ20
0mm(8インチ)のものなど種々の大きさのものがあ
る。基板載置部7にはインピーダンスマッチングを行う
ための整合器10及びコンデンサ11を介してバイアス
電源12が接続されている。即ち、基板載置部7はバイ
アス電極としても機能している。また、基板載置部7に
は静電電源13も接続されている。バイアス電源12か
ら高周波(例えば2MHZ )の電圧が供給されることに
より、基板載置部7(基板100)にはバイアスが印加
される。静電電源13からは直流電力が供給され、これ
によって基板載置部7に発生する静電気力により、基板
100を基板載置部7に吸着する。また、基板支持台5
は全体を昇降自在もしくは支持軸8を伸縮自在とするこ
とにより、基板100の上下方向の高さを最適な高さに
調整できるようになっている。The substrate 100 is a disk-shaped Si wafer,
As is well known, those with φ150 mm (6 inches) and φ20
There are various sizes such as 0 mm (8 inches). A bias power supply 12 is connected to the substrate mounting unit 7 via a matching unit 10 and a capacitor 11 for performing impedance matching. That is, the substrate mounting portion 7 also functions as a bias electrode. Further, an electrostatic power supply 13 is also connected to the substrate mounting section 7. When a voltage of a high frequency (e.g., 2 MH Z) is supplied from a bias power source 12, a bias is applied to the substrate platform 7 (substrate 100). DC power is supplied from the electrostatic power supply 13, and the substrate 100 is attracted to the substrate mounting portion 7 by electrostatic force generated in the substrate mounting portion 7. In addition, the substrate support 5
The height of the substrate 100 in the vertical direction can be adjusted to an optimum height by making the whole movable up and down or making the support shaft 8 extendable.
【0027】また、基板載置部7には成膜温度設定手段
としてヒータ25が設けられている。ヒータ25にはヒ
ータ電源26が接続されており、このヒータ電源26か
らヒータ25に供給する電力を適宜調整することによっ
て、基板100の温度(成膜温度)を適宜調整すること
ができるようになっている。なお、成膜温度設定手段と
しては、必ずしもヒータに限定するものではなく、例え
ば基板載置部7にガス等の流体を供給するようにし、こ
のガス等の流体温度を調整することによって成膜温度を
適宜調整するようにしてもよい。成膜温度設定手段では
後述する成膜条件(成膜温度範囲)に基づいて成膜温度
を調節する。A heater 25 is provided in the substrate mounting section 7 as a film forming temperature setting means. A heater power supply 26 is connected to the heater 25, and by appropriately adjusting the power supplied from the heater power supply 26 to the heater 25, the temperature of the substrate 100 (film formation temperature) can be appropriately adjusted. ing. The film forming temperature setting means is not necessarily limited to a heater. For example, a fluid such as a gas is supplied to the substrate mounting unit 7 and the film forming temperature is adjusted by adjusting the temperature of the fluid such as the gas. May be adjusted appropriately. The film forming temperature setting means adjusts the film forming temperature based on film forming conditions (film forming temperature range) described later.
【0028】基部1には排気口22が設けられており、
この排気口22は図示しない真空排気系に接続されてい
る。従って、成膜室3内のガスは排気口22を介して真
空排気系へと排気される。また、容器2には基板100
の搬入・搬出口(図示省略)が設けられ、図示しない搬
送室との間で基板100の搬入及び搬出が行われるよう
になっている。The base 1 is provided with an exhaust port 22.
The exhaust port 22 is connected to a vacuum exhaust system (not shown). Accordingly, the gas in the film forming chamber 3 is exhausted to the vacuum exhaust system through the exhaust port 22. Also, the container 2 has a substrate 100
The loading / unloading port (not shown) is provided, and loading and unloading of the substrate 100 is performed with a transfer chamber (not shown).
【0029】一方、天井板4の上にはスパイラル状の給
電アンテナ14が設置されており、この給電アンテナ1
4にはインピーダンスマッチングを行うための整合器1
5を介して高周波電源16が接続されている。従って、
高周波電源16から給電アンテナ14へ高周波(例えば
13.56MHz)の電力を印加することにより、給電
アンテナ14から天井板14を介して成膜室3内に電磁
波24を入射させる。即ち、給電アンテナ14により、
成膜室3の上部から成膜室3内に電磁波のエネルギー
(高周波パワー)が供給される。高周波電源16では後
述する成膜条件(高周波パワー)に基づいて高周波パワ
ーを調節する。On the other hand, a spiral feeding antenna 14 is installed on the ceiling plate 4.
4 is a matching device 1 for performing impedance matching.
A high-frequency power supply 16 is connected via the terminal 5. Therefore,
By applying a high-frequency (for example, 13.56 MHz) power from the high-frequency power supply 16 to the power supply antenna 14, the electromagnetic wave 24 is incident on the film formation chamber 3 from the power supply antenna 14 via the ceiling plate 14. That is, by the feeding antenna 14,
Electromagnetic energy (high-frequency power) is supplied into the film formation chamber 3 from above the film formation chamber 3. The high-frequency power supply 16 adjusts the high-frequency power based on film formation conditions (high-frequency power) described later.
【0030】また、容器2には成膜室3内へと通じる複
数の原料ガス供給ノズル17と、複数の酸化ガス供給ノ
ズル18とが設けられている。原料ガス供給ノズル17
はMFC(Mass Flow Controller)21を介して図示し
ない原料ガス供給系に接続されている。従って、原料ガ
ス供給系から送給されてきた原料ガスは、MFC21及
び原料ガス供給ノズル17を介して成膜室3内に供給さ
れる。このとき、成膜室3に供給される原料ガスの質量
流量はMFC21によって所定の質量流量に制御され
る。SiOX 膜の原料ガスとしてはSiH4 が用いられ
る。The container 2 is provided with a plurality of source gas supply nozzles 17 leading into the film forming chamber 3 and a plurality of oxidizing gas supply nozzles 18. Source gas supply nozzle 17
Is connected to a source gas supply system (not shown) via an MFC (Mass Flow Controller) 21. Therefore, the source gas supplied from the source gas supply system is supplied into the film forming chamber 3 through the MFC 21 and the source gas supply nozzle 17. At this time, the mass flow rate of the source gas supplied to the film forming chamber 3 is controlled to a predetermined mass flow rate by the MFC 21. SiH 4 is used as a source gas for the SiO X film.
【0031】酸化ガス供給ノズル18はMFC19を介
して図示しない酸素ガス供給系に接続され、また、MF
C20を介してスパッタエッチングガス供給系にも接続
されている。従って、酸化ガス供給系から送給されてき
た酸化ガスは、MFC19及び酸化ガス供給ノズル18
を介して成膜室3内に供給される。このとき、成膜室3
内に供給される酸化ガスの質量流量はMFC19によっ
て所定の質量流量に制御される。酸化ガスとしてはO2
が用いられる。MFC19,21では後述する成膜条件
(ガス質量流量比率)に基づいて酸化ガスの質量流量と
原料ガスの質量流量とをそれぞれ制御する。The oxidizing gas supply nozzle 18 is connected to an oxygen gas supply system (not shown) via an MFC 19,
It is also connected to a sputter etching gas supply system via C20. Therefore, the oxidizing gas supplied from the oxidizing gas supply system is supplied to the MFC 19 and the oxidizing gas supply nozzle 18.
Is supplied into the film forming chamber 3 through the At this time, the film forming chamber 3
The mass flow rate of the oxidizing gas supplied to the inside is controlled by the MFC 19 to a predetermined mass flow rate. O 2 as oxidizing gas
Is used. The MFCs 19 and 21 respectively control the mass flow rate of the oxidizing gas and the mass flow rate of the source gas based on film formation conditions (gas mass flow rate ratio) described later.
【0032】スパッタエッチングガス供給系から送給さ
れてきたスパッタエッチングガスは、MFC20及び酸
化ガス供給ノズル18を介して成膜室3内に供給され
る。このとき、成膜室3内に供給されるスパッタエッチ
ングガスの質量流量はMFC20によって所定の質量流
量に制御される。スパッタエッチングガスとしてはAr
が用いられる。なお、酸化ガス供給ノズル18からはク
リーニング用のNF3 などの補助ガスも成膜室3内に供
給される。即ち、図示例の酸化ガス供給ノズル18は各
種の補助ガスを供給する共用の補助ガスノズルとなって
いる。The sputter etching gas supplied from the sputter etching gas supply system is supplied into the film forming chamber 3 through the MFC 20 and the oxidizing gas supply nozzle 18. At this time, the mass flow rate of the sputter etching gas supplied into the film forming chamber 3 is controlled by the MFC 20 to a predetermined mass flow rate. Ar as a sputter etching gas
Is used. Note that an auxiliary gas such as NF 3 for cleaning is also supplied into the film forming chamber 3 from the oxidizing gas supply nozzle 18. That is, the oxidizing gas supply nozzle 18 in the illustrated example is a common auxiliary gas nozzle for supplying various auxiliary gases.
【0033】そして、原料ガス供給ノズル17と酸化ガ
ス供給ノズル18は、図1に示すように酸化ガス供給ノ
ズル18が上になり原料ガス供給ノズル17が下になる
ように配置され、且つ、図2に示すように平面視におい
て原料ガス供給ノズル17と酸化ガス供給ノズル18と
が成膜室3の周方向に交互に位置するように配置されて
いる。The source gas supply nozzle 17 and the oxidizing gas supply nozzle 18 are arranged so that the oxidizing gas supply nozzle 18 is at the top and the source gas supply nozzle 17 is at the bottom, as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the raw material gas supply nozzles 17 and the oxidizing gas supply nozzles 18 are arranged alternately in the circumferential direction of the film forming chamber 3 in plan view.
【0034】酸化ガス供給ノズル18を上にし、原料ガ
ス供給ノズル17を下にするのは、周知のように効率よ
く酸化膜(SiOX 膜)を形成するためである。つま
り、酸化ガス供給ノズル18を上して給電アンテナ14
の近くにO2 を供給することにより、まず、このO2 を
プラズマ状態にして、ここで生成されたO2 のラジカル
(活性粒子)をSiH4 に衝突させることによりSiH
4 を分解してSiとO2とを反応させるようにしたほう
が、効率よくSiO2 膜を形成することができるためで
ある。The reason why the oxidizing gas supply nozzle 18 is set to the upper side and the source gas supply nozzle 17 is set to the lower side is to form an oxide film (SiO X film) efficiently as is well known. That is, the feeding antenna 14 is raised with the oxidizing gas supply nozzle 18 raised.
By supplying O 2 near the, first, SiH by the O 2 and in the plasma state, to collide The generated O 2 radicals (active particles) to SiH 4
This is because the SiO 2 film can be formed more efficiently by decomposing 4 to react Si and O 2 .
【0035】このことに加えて、本実施の形態では平面
視において原料ガス供給ノズル17と酸化ガス供給ノズ
ル18とが成膜室3の周方向に交互に位置するように配
置している。このことにより、原料ガス供給ノズル17
から供給された原料ガスと、酸化ガス供給ノズル18か
ら供給された酸化ガスとが、成膜室3の中央部で効率よ
く混合される。つまり、均質な酸化膜を形成するために
は、酸化ガス供給ノズル18から成膜室3内に供給され
た酸化ガスと、原料ガス供給ノズル17から成膜室3内
に供給された原料ガスとができるだけ成膜室3の中央部
で混合するようにしたほうがよいが、単に、酸化ガス供
給ノズル18を上に配置し原料ガス供給ノズル17を下
に配置するだけでは、酸化ガスと原料ガスは成膜室3に
入って直ぐに混合されてしまう。In addition, in the present embodiment, the source gas supply nozzles 17 and the oxidizing gas supply nozzles 18 are arranged alternately in the circumferential direction of the film forming chamber 3 in plan view. As a result, the source gas supply nozzle 17
And the oxidizing gas supplied from the oxidizing gas supply nozzle 18 are efficiently mixed in the center of the film forming chamber 3. That is, in order to form a uniform oxide film, the oxidizing gas supplied from the oxidizing gas supply nozzle 18 into the film forming chamber 3 and the source gas supplied from the source gas supplying nozzle 17 into the film forming chamber 3 It is better to mix as much as possible in the central part of the film forming chamber 3. However, simply disposing the oxidizing gas supply nozzle 18 on the upper side and the source gas supply nozzle 17 on the lower side will cause the oxidizing gas and the source gas to be mixed. They are mixed immediately after entering the film forming chamber 3.
【0036】これに対して、原料ガス供給ノズル17と
酸化ガス供給ノズル18とを成膜室3の周方向に交互に
配置した場合には、上記のように原料ガスと酸化ガスと
が成膜室3の中央部で効率よく混合されることになる。
このことは、均質な酸化膜の形成に有効であるととも
に、気相中の水素と酸素との反応を効率よく行わせるこ
とができることから、水素還元劣化の抑制にも有効であ
る。On the other hand, when the source gas supply nozzles 17 and the oxidizing gas supply nozzles 18 are alternately arranged in the circumferential direction of the film forming chamber 3, the source gas and the oxidizing gas are deposited as described above. Mixing is efficiently performed at the center of the chamber 3.
This is effective in forming a uniform oxide film, and is also effective in suppressing hydrogen reduction deterioration since the reaction between hydrogen and oxygen in the gas phase can be performed efficiently.
【0037】そして、本実施の形態のプラズマCVD装
置では、強誘電体素子の水素還元劣化を抑制しつつ酸化
膜の形成を行うために、詳細は後述するが、最適な成膜
条件と成膜工程(制御シーケンス)とが設定されてい
る。成膜条件はガス質量流量比率と高周波パワーと成膜
温度範囲の3条件である。成膜工程は、マイクロコンピ
ュータを備えたコントローラ30により、所定の制御シ
ーケンスに基づいてMFC19,20,21のON・O
FF制御、高周波電源16のON・OFF制御、バイア
ス電源12のON・OFF制御などを行って、原料ガ
ス、酸化ガス及びスパッタエッチングガスの供給開始及
び停止のタイミング、高周波パワーの供給開始及び停止
のタイミング、バイアスパワーの印加開始及び停止のタ
イミングなどを制御することにより、実行される。な
お、コントローラ30では、静電電源13の給電タイミ
ング制御やヒータ電源26の給電タイミング制御なども
行うようになっている。In the plasma CVD apparatus of the present embodiment, in order to form the oxide film while suppressing the hydrogen reduction deterioration of the ferroelectric element, the details will be described later. The process (control sequence) is set. The film forming conditions are three conditions of a gas mass flow ratio, a high frequency power, and a film forming temperature range. The film forming process is performed by turning on / off the MFCs 19, 20, 21 based on a predetermined control sequence by a controller 30 having a microcomputer.
FF control, ON / OFF control of the high frequency power supply 16, ON / OFF control of the bias power supply 12, etc. are performed to start and stop the supply of the source gas, the oxidizing gas and the sputter etching gas, and to start and stop the supply of the high frequency power. This is performed by controlling the timing, the timing of starting and stopping the application of bias power, and the like. The controller 30 also performs power supply timing control of the electrostatic power supply 13 and power supply timing control of the heater power supply 26.
【0038】<成膜条件>原料ガスを十分に分解し、気
相中(プラズマ中)の水素を酸化ガスと反応させること
によって水として排気することにより、水素還元反応を
抑制するためには、次の3条件(ガス質量流量比率、高
周波パワー、成膜温度)を所定の範囲に設定して成膜を
行う必要がある。<Film formation conditions> In order to suppress the hydrogen reduction reaction by sufficiently decomposing the raw material gas and reacting the hydrogen in the gas phase (in the plasma) with the oxidizing gas to exhaust as water, It is necessary to perform film formation by setting the following three conditions (gas mass flow rate ratio, high frequency power, film formation temperature) within a predetermined range.
【0039】(1)ガス質量流量比率 ガス質量流量比率とは、成膜室3に供給する原料ガスの
SiH4 の質量流量(SCCM)に対する酸化ガスO2
の質量流量(SCCM)の比率である。従来、SiH4
に対するO2 のガス質量流量比率は1.5倍付近が膜質
と埋め込み性からベストで有ると示されていたが、素子
ダメッジへの影響から、3倍以上とすることが必要であ
る。(1) Gas Mass Flow Rate The gas mass flow rate is defined as the oxidizing gas O 2 with respect to the mass flow rate (SCCM) of SiH 4 of the source gas supplied to the film forming chamber 3.
Is the ratio of the mass flow rate (SCCM). Conventionally, SiH 4
It has been shown that the gas mass flow ratio of O 2 to the gas is about 1.5 times the best from the viewpoint of the film quality and the embedding property. However, it is necessary to make the gas flow rate 3 times or more from the influence on the device damage.
【0040】つまり、原料ガスに対する酸化ガスの量
を、SiOX 膜の形成に要する量よりも多くして、即
ち、酸化ガスの比率を高くして多量の酸素イオンを発生
させることにより、この酸素イオンと原料ガスの分解に
より生じる気相中の水素ガス(還元ガス)とを反応させ
ることにより、この気相中の水素をH2 Oとして除去す
る。因みに、従来の通常のプラズマ成膜プロセスでは特
にSiH4 を原料ガスに、酸素を酸化ガスとして用いる
場合、2倍以下のガス質量流量比率である。なお、ガス
質量流量比率の上限については、水素還元劣化の観点か
らではなく、酸化膜の膜質の観点や装置性能など観点か
ら適宜設定すればよい(例えば6倍とする)。That is, the amount of the oxidizing gas with respect to the source gas is made larger than the amount required for forming the SiO x film, that is, by increasing the ratio of the oxidizing gas to generate a large amount of oxygen ions, The hydrogen in the gas phase is removed as H 2 O by reacting the ions with the hydrogen gas (reducing gas) in the gas phase generated by the decomposition of the source gas. Incidentally, in the conventional ordinary plasma film forming process, the gas mass flow ratio is twice or less especially when SiH 4 is used as a source gas and oxygen is used as an oxidizing gas. Note that the upper limit of the gas mass flow ratio may be appropriately set (for example, six times) not from the viewpoint of hydrogen reduction degradation but from the viewpoint of the film quality of the oxide film and the performance of the device.
【0041】参考のため、図3にはガス質量流量比率
(O2 /SiH4 )を変えて水素イオン電流値を測定し
た結果を示し、図4にはガス質量流量比率(O2 /Si
H4 )を変えて膜中の水素含有量を測定した結果を示
す。図3からは、ガス質量流量比率を増やすにしたがっ
て水素イオン電流値が低減することがわかる。即ち、気
相中の水素ガスが低減することがわかる。図4からは、
ガス質量流量比率を増やすにしたがって水素含有量が低
減することがわかる。膜中の水素含有量が少ないという
ことは水素還元劣化が少ないということを意味してい
る。[0041] For reference, in FIG. 3 shows the results of measurement of the hydrogen ion current value by changing the gas mass flow rate ratio (O 2 / SiH 4), in FIG. 4 gas mass flow ratio (O 2 / Si
The result of measuring the hydrogen content in the film while changing H 4 ) is shown. FIG. 3 shows that the hydrogen ion current value decreases as the gas mass flow ratio increases. That is, it is understood that the hydrogen gas in the gas phase is reduced. From FIG.
It can be seen that the hydrogen content decreases as the gas mass flow ratio increases. A small hydrogen content in the film means that there is little hydrogen reduction degradation.
【0042】そして、図5にはガス質量流量比率(O2
/SiH4 )を変えて強誘電体キャパシタの残留分極を
測定した結果を示す。残留分極とは強誘電体キャパシタ
(PZTキャパシタ等)に印加される電圧が0(V)に
なったときの残留分極(残留電荷量に相当する)であ
る。図5では強誘電体キャパシタが劣化していないとき
(酸化膜形成前)の残留分極を100(%)とし、これ
に対する酸化膜形成後の強誘電体キャパシタの残留分極
の割合(%)を表している。同図から、ガス質量流量比
率は3倍以上とする必要があることがわかる。FIG. 5 shows the gas mass flow ratio (O 2
/ SiH 4 ) is shown, and the result of measuring the residual polarization of the ferroelectric capacitor is shown. The remanent polarization is a remnant polarization (corresponding to a residual charge amount) when a voltage applied to a ferroelectric capacitor (PZT capacitor or the like) becomes 0 (V). In FIG. 5, the remanent polarization when the ferroelectric capacitor is not deteriorated (before the oxide film is formed) is set to 100 (%), and the ratio (%) of the remanent polarization of the ferroelectric capacitor after the oxide film is formed to the remanent polarization is shown. ing. From the figure, it is understood that the gas mass flow ratio needs to be three times or more.
【0043】図6には一例としてガス質量流量比率(O
2 /SiH4 )を5倍にして酸化膜を形成する前と後の
強誘電体キャパシタの印加電圧に対する分極を測定した
結果を示す。同図から、ガス質量流量比率を5倍にする
と、酸化膜形成後でも酸化膜形成前に比べて強誘電体キ
ャパシタの特性劣化がほとんどないことがわかる。FIG. 6 shows an example of the gas mass flow ratio (O
2 / SiH 4 ) is shown as a result of measuring the polarization with respect to the applied voltage of the ferroelectric capacitor before and after forming the oxide film by 5 times. From the figure, it can be seen that when the gas mass flow ratio is increased by 5, the characteristics of the ferroelectric capacitor are hardly deteriorated even after the oxide film is formed, as compared with before the oxide film is formed.
【0044】なお、酸化膜の形成時に強誘電体キャパシ
タが水素還元劣化した場合には、印加電圧0(V)にお
ける正負の分極の間隔が非常に狭くなってしまうためビ
ットの1,0の判定(所定値以上の正電荷で1、所定値
以上の負電荷で0と判定)することなどができなくなっ
てしまう。また、水素還元劣化した強誘電体キャパシタ
は飽和点での分極(電荷)も低下する。即ち、強誘電体
キャパシタとして機能しなくなってしまう。When the ferroelectric capacitor is deteriorated by hydrogen reduction during the formation of the oxide film, the interval between the positive and negative polarizations at an applied voltage of 0 (V) becomes very narrow, so that the determination of the bit 1,0 is made. (Determined as 1 for a positive charge equal to or more than a predetermined value and 0 for a negative charge equal to or more than a predetermined value). Further, the polarization (charge) at the saturation point of the ferroelectric capacitor deteriorated by hydrogen reduction also decreases. That is, it does not function as a ferroelectric capacitor.
【0045】(2)高周波パワー 図7には高周波パワーを変えたときのイオン電流値の変
化を示す。この図7から、高周波パワーを増加させるに
したがって水素イオン電流値が低下することがわかる。(2) High-frequency power FIG. 7 shows a change in ion current value when the high-frequency power is changed. FIG. 7 shows that the hydrogen ion current value decreases as the high frequency power increases.
【0046】そして、水素の取り込みを抑えるための高
周波パワーは、強誘電体キャパシタの特性劣化から、そ
の必要パワーが求められた。原料ガスと酸化ガスの総質
量流量100SCCM当たりに500W以上の高周波パ
ワーを印加することにより、強誘電体キャパシタの特性
劣化を抑制することができる。例えばSiH4 ガス50
SCCMと酸素ガス250SCCMの場合、1500W
以上の高周波パワーを供給すればよいことになる。高周
波のハイパワーを成膜室3内に入射することにより、下
記のような原料ガスの分解が促進される。なお、高周波
パワーの上限については、水素還元劣化の観点からでは
なく、絶縁性等の装置性能の観点などから適宜設定すれ
ばよい。 SiH4 → Si,HThe required high-frequency power for suppressing the incorporation of hydrogen was determined from the characteristic deterioration of the ferroelectric capacitor. By applying a high frequency power of 500 W or more per 100 SCCM total mass flow rate of the source gas and the oxidizing gas, it is possible to suppress the characteristic deterioration of the ferroelectric capacitor. For example, SiH 4 gas 50
1500 W for SCCM and 250 SCCM oxygen gas
What is necessary is just to supply the above high frequency power. By injecting high-frequency high power into the film forming chamber 3, the decomposition of the following source gas is promoted. The upper limit of the high-frequency power may be appropriately set not from the viewpoint of hydrogen reduction deterioration but from the viewpoint of device performance such as insulation. SiH 4 → Si, H
【0047】(3)成膜温度範囲 ガス質量流量比率と高周波パワーとが上記の設定範囲内
であっても、300℃以下でなければ強誘電体に水素還
元劣化を与えてしまう。即ち、成膜温度が高いと、気相
中に僅かな水素があるだけでも、水素還元劣化が生じて
しまう。一方、強誘電体の水素還元劣化抑制の観点から
はできる限り低温成膜とすることが望ましいが、絶縁膜
としての酸化膜の絶縁特性等の観点から、成膜温度の下
限は100℃とした。(3) Film forming temperature range Even if the gas mass flow rate ratio and the high frequency power are within the above-mentioned set range, if the temperature is not lower than 300 ° C., the ferroelectric material is deteriorated by hydrogen reduction. That is, when the film formation temperature is high, even if there is only a small amount of hydrogen in the gas phase, hydrogen reduction degradation occurs. On the other hand, from the viewpoint of suppressing hydrogen reduction degradation of the ferroelectric, it is desirable to form the film as low as possible, but from the viewpoint of the insulating properties of the oxide film as the insulating film, the lower limit of the film forming temperature is set to 100 ° C. .
【0048】換言すると、ガス質量流量比率や高周波パ
ワーを上記の設定範囲にすれば、成膜温度を300℃以
下の低温にしても良質な膜質を得ることができる。In other words, if the gas mass flow ratio and the high frequency power are set within the above-mentioned ranges, a good film quality can be obtained even when the film forming temperature is as low as 300 ° C. or less.
【0049】続いて、上記の成膜条件に基づいて酸化膜
を形成する際の制御シーケンスについて説明する。以下
では、保護膜を形成しない場合の制御シーケンスと、保
護膜を形成する場合の制御シーケンスとについて説明す
る。Next, a control sequence for forming an oxide film based on the above film forming conditions will be described. Hereinafter, a control sequence in the case where the protective film is not formed and a control sequence in the case where the protective film is formed will be described.
【0050】<制御シーケンス:保護膜無しの場合>図
8には保護膜を形成しない場合の制御シーケンスを示
し、図9には前記制御シーケンスに基づく成膜状態を示
す。両図に示すように、保護膜を形成しない場合には、
埋め込み成膜と高速成膜の2工程によって酸化膜(Si
OX 膜)を形成する。<Control Sequence: No Protective Film> FIG. 8 shows a control sequence when no protective film is formed, and FIG. 9 shows a film forming state based on the control sequence. As shown in both figures, when the protective film is not formed,
An oxide film (Si) is formed by two processes of buried film formation and high-speed film formation.
O X film) is formed.
【0051】具体的には、まず、基板100を基板載置
部7に載せて静電的に吸着させる。そして、図8に示す
ように、時刻T1 において原料ガス供給ノズル17から
の原料ガス(SiH4 )の供給を開始し、また、酸化ガ
ス供給ノズル18からの酸化ガス(O2 )及びスパッタ
エッチングガス(Ar)の供給も開始する。続いて、時
刻T2 において高周波電源16(給電アンテナ14)か
らの高周波パワーの供給を開始し、その後、時刻T3 に
おいてバイアス電源12により基板側へのバイアスの印
加を開始する。かくして、埋め込み成膜が開始され、そ
の後、時刻T4になった時点、即ち、所定の埋め込み成
膜時間が経過した時点でバイアスの印加が停止される。Specifically, first, the substrate 100 is placed on the substrate placing portion 7 and electrostatically attracted. Then, as shown in FIG. 8, at time T 1 , the supply of the source gas (SiH 4 ) from the source gas supply nozzle 17 is started, and the oxidizing gas (O 2 ) from the oxidizing gas supply nozzle 18 and the sputter etching are started. The supply of gas (Ar) is also started. Subsequently, the supply of the high-frequency power from the high frequency power supply 16 (power supply antenna 14) begins at time T 2, then, starts the biasing of the substrate by the bias power source 12 at time T 3. Thus, the embedded film formation starts, then, when it becomes time T 4, i.e., the application of the bias is stopped when the predetermined padding deposition time has elapsed.
【0052】このとき、高周波パワーの供給により、成
膜室3内の酸化ガス及び原料ガスがプラズマ状態とな
り、このプラズマ中の活性粒子(励起原子又は分子)が
効率よく化学反応を起こして、SiO2 膜などの酸化膜
(SiOX 膜)が素子間や配線間などに形成される(埋
め込まれる)。例えば、図9ではPZT101をPt電
極102で挟んだ構造の強誘電体キャパシタ(PZTキ
ャパシタ)103が基板100上に複数形成されている
が、埋め込み成膜工程では図9(a)に示すように、こ
の強誘電体キャパシタ103の隙間104にSiOX 膜
105が埋め込まれる。At this time, the supply of the high frequency power causes the oxidizing gas and the raw material gas in the film forming chamber 3 to be in a plasma state, and the active particles (excited atoms or molecules) in the plasma efficiently cause a chemical reaction, and the oxide film such as 2 film (SiO X film) is formed like between devices or between wiring (embedded). For example, in FIG. 9, a plurality of ferroelectric capacitors (PZT capacitors) 103 having a structure in which a PZT 101 is sandwiched between Pt electrodes 102 are formed on a substrate 100. In the embedded film forming process, as shown in FIG. The SiO x film 105 is embedded in the gap 104 of the ferroelectric capacitor 103.
【0053】また、このときにはバイアスを印加してA
rイオンを引き込むことにより、図9(a)に示すよう
に強誘電体キャパシタ103の角部に堆積した酸化膜を
スパッタエッチングすることによって、隙間104の入
口が塞がってしまうのを防止している。因みに、Arイ
オンによるエッチングは酸化膜全体に対して行われる
が、Arイオンの当たる角度の関係から(斜めに当たる
ほうがエッチングレートが高い)、特に強誘電体キャパ
シタ103の角部における酸化膜のエッチングレートが
高くなる。At this time, a bias is applied to A
By attracting r ions, the oxide film deposited on the corners of the ferroelectric capacitor 103 is sputter-etched as shown in FIG. 9A, thereby preventing the entrance of the gap 104 from being blocked. . Incidentally, the etching with Ar ions is performed on the entire oxide film. However, from the relation of the angle at which the Ar ions hit (the etching rate is higher when the ions hit obliquely), especially the etching rate of the oxide film at the corner of the ferroelectric capacitor 103 is increased. Will be higher.
【0054】ところで、隙間104の間隔が比較的広く
て、Arイオンによるエッチングを行わなくても隙間1
04の入口が塞がってしまうおそれがない場合には、バ
イアスを印加しなくてもよい。一方、バイアスのパワー
(電力)が比較的小さい場合にはあまり問題は生じない
が、スパッタエッチングガスによるエッチングレート
(エッチング速度)を上げるためにバイアスパワーを高
くする必要がある場合には、詳細は後述するが、水素イ
オンアタックなどの問題が生じるため、埋め込み成膜を
行う前に保護成膜を行う必要がある。The distance between the gaps 104 is relatively wide, so that the gap 1 can be formed without etching with Ar ions.
When there is no possibility that the entrance of the entry 04 will be blocked, no bias needs to be applied. On the other hand, when the bias power (electric power) is relatively small, there is not much problem. However, when it is necessary to increase the bias power in order to increase the etching rate (etching rate) by the sputter etching gas, As will be described later, since problems such as hydrogen ion attack occur, it is necessary to perform protective film formation before performing embedded film formation.
【0055】埋め込み成膜の完了後には、図8に示すよ
うに高速成膜が開始される。つまり、埋め込み成膜が完
了してバイアスの印加が停止されると、Arイオンによ
るスパッタエッチングが生じなくなるため、原料ガスの
質量流量や酸化ガスの質量流量などが同じであっても、
上記と同様の化学反応によって形成される酸化膜の成膜
レート(成膜速度)が高くなる。この高速成膜は、時刻
T4 から開始され、その後、時刻T5 になった時点、即
ち、所定の高速成膜時間が経過した時点で原料ガス(S
iH4 )、酸化ガス(O2 )及びスパッタエッチングガ
ス(Ar)の供給が停止されるまで継続される。時刻T
5 において高周波パワーの供給も停止する。かくして、
図9(b)に示すように埋め込み成膜工程で形成した酸
化膜105と、高速成膜工程で形成した酸化膜106と
を合わせた目標の厚さの酸化膜(SiOX 膜)が絶縁膜
として形成される。After completion of the embedded film formation, high-speed film formation is started as shown in FIG. In other words, when the burying film formation is completed and the application of the bias is stopped, sputter etching by Ar ions does not occur, so that even if the mass flow rate of the source gas or the mass flow rate of the oxidizing gas is the same,
The film formation rate (film formation rate) of the oxide film formed by the same chemical reaction as described above is increased. The high-speed film formation is started at time T 4, then, when it becomes time T 5, i.e., the raw material gas (S when a predetermined high-speed film formation time has elapsed
iH 4 ), the supply of the oxidizing gas (O 2 ), and the supply of the sputter etching gas (Ar) are stopped. Time T
At 5 , the supply of high frequency power is also stopped. Thus,
The oxide film 105 formed by burying film-forming step as shown in FIG. 9 (b), an oxide film (SiO X film) with a thickness of the target obtained by combining the oxide film 106 formed in high-speed film formation step insulating film Is formed as
【0056】なお、高速成膜ではスパッタエッチングを
行わないため、Arは必ずしも必要ではないが、Arは
プラズマ状態になり易い(イオン化し易い)ガスである
ことから、このArイオンによって原料ガスの分解を促
進させることが期待できるため、ここでは高速成膜にお
いてもArを供給している。Note that Ar is not always necessary because sputter etching is not performed in high-speed film formation. However, since Ar is a gas that tends to be in a plasma state (is easily ionized), the Ar ions decompose the raw material gas. In this case, Ar is supplied even in high-speed film formation.
【0057】また、図8では埋め込み成膜と高速成膜と
で原料ガス、酸化ガス及びスパッタエッチングガスの質
量流量が同じになっているが、絶縁性の観点などから供
給可能なバイアスパワー(エッチングレート)が十分に
得られない場合などには、図示は省略するが、バイアス
を印加する埋め込み成膜工程では前記ガス質量流量を少
なくし、バイアスを印加しない高速成膜工程において前
記ガス質量流量を高くしてもよい。この場合には、当
然、高速成膜における成膜レートの高速化がさらに顕著
になる。In FIG. 8, the mass flow rates of the source gas, the oxidizing gas, and the sputter etching gas are the same for the buried film formation and the high-speed film formation. In the case where a sufficient rate cannot be obtained, for example, although not shown, the gas mass flow rate is reduced in the embedded film forming step in which a bias is applied, and the gas mass flow rate is reduced in the high-speed film forming step in which no bias is applied. May be higher. In this case, of course, the increase in the deposition rate in the high-speed deposition becomes more remarkable.
【0058】<制御シーケンス:保護膜有りの場合>上
記の3条件(成膜条件)を満足していれば、水素還元劣
化の影響を受けやすい強誘電体キャパシタ(PZTキャ
パシタ)103が基板100に形成されていても、この
基板100に酸化膜(SiOX 膜)を形成する際に強誘
電体キャパシタ103に対して水素還元劣化を与えな
い。<Control Sequence: With Protective Film> If the above three conditions (film forming conditions) are satisfied, a ferroelectric capacitor (PZT capacitor) 103 that is susceptible to hydrogen reduction degradation is attached to the substrate 100. Even when the ferroelectric capacitor 103 is formed, the ferroelectric capacitor 103 is not deteriorated by hydrogen reduction when forming an oxide film (SiO x film) on the substrate 100.
【0059】しかしながら、先にも述べたように、埋め
込み成膜において基板側にバイアスを印加してArイオ
ンの引き込み(スパッタエッチング)を行う場合には、
図12に示すように強誘電体キャパシタ103に対して
水素イオンアタックが発生し、また、ウエハ近傍の水素
イオン濃度も上昇することから、強誘電体キャパシタ1
03に水素還元劣化が生じやすくなる。そこで、バイア
スを印加して埋め込み成膜を行う際の水素イオンアタッ
クなどを防止するため、埋め込み成膜を行う前にバイア
スを印加せずに保護膜を形成する。However, as described above, in the case where a bias is applied to the substrate side to draw Ar ions (sputter etching) in the buried film formation,
As shown in FIG. 12, a hydrogen ion attack occurs on the ferroelectric capacitor 103 and the hydrogen ion concentration near the wafer also increases.
03 easily undergoes hydrogen reduction degradation. Therefore, in order to prevent a hydrogen ion attack or the like when performing a burying film formation by applying a bias, a protective film is formed without applying a bias before performing the burying film formation.
【0060】以下、このときの成膜工程(制御シーケン
ス)を図10及び図11に基づいて説明する。なお、図
10には保護膜を形成する場合の制御シーケンスを示
し、図11には前記制御シーケンスに基づく成膜状態を
示す。両図に示すように、保護膜を形成する場合には、
保護成膜と埋め込み成膜と高速成膜の3工程によって酸
化膜(SiOX 膜)を形成する。The film forming process (control sequence) at this time will be described below with reference to FIGS. FIG. 10 shows a control sequence for forming a protective film, and FIG. 11 shows a film forming state based on the control sequence. As shown in both figures, when forming a protective film,
The third step of film formation and high-speed film formation and embedded protective film formation to form an oxide film (SiO X film).
【0061】具体的には、まず、基板100を基板載置
部7に載せて静電的に吸着させる。そして、図10に示
すように、時刻T11において原料ガス供給ノズル17か
らの原料ガス(SiH4 )の供給を開始し、また、酸化
ガス供給ノズル18からの酸化ガス(O2 )及びスパッ
タエッチングガス(Ar)の供給も開始する。続いて、
時刻T2 において高周波電源16(給電アンテナ14)
からの高周波パワーの供給を開始する。かくして、保護
成膜が開始され、その後、時刻T13になった時点、即
ち、所定の保護成膜時間が経過した時点でバイアスが印
加されるまで保護成膜が継続される。Specifically, first, the substrate 100 is placed on the substrate placing portion 7 and electrostatically attracted. Then, as shown in FIG. 10, the supply of the raw material gas (SiH 4) from the raw material gas supply nozzle 17 begins at a time T 11, also oxidizing gas from the oxidizing gas supply nozzle 18 (O 2) and sputter etching The supply of gas (Ar) is also started. continue,
High frequency power source 16 at time T 2 (the power supply antenna 14)
Start supplying high frequency power from. Thus, initiated protective film is, then, when it becomes time T 13, i.e., the protective film until the bias is applied when the predetermined protection film formation time has elapsed is continued.
【0062】このとき、高周波パワーの供給により、成
膜室3内の酸化ガス及び原料ガスがプラズマ状態とな
り、このプラズマ中の活性粒子(励起原子又は分子)が
効率よく化学反応を起こして、SiO2 膜などの酸化膜
(SiOX 膜)が素子間や配線間やこれらの表面などに
形成される。そして、この酸化膜が水素イオンアタック
から素子を保護するための保護膜として利用される。例
えば、図11ではPZT101をPt電極102で挟ん
だ構造の強誘電体キャパシタ(PZTキャパシタ)10
3が基板100上に複数形成されているが、保護成膜工
程では図11(a)に示すように、この強誘電体キャパ
シタ103の隙間104や強誘電体キャパシタ103の
表面に保護膜(SiOX 膜)107が形成される。At this time, the supply of the high frequency power causes the oxidizing gas and the raw material gas in the film forming chamber 3 to be in a plasma state, and the active particles (excited atoms or molecules) in the plasma efficiently cause a chemical reaction, and the oxide film such as 2 film (SiO X film) is formed like element or between wires and between these surfaces. This oxide film is used as a protective film for protecting the device from a hydrogen ion attack. For example, in FIG. 11, a ferroelectric capacitor (PZT capacitor) 10 having a structure in which a PZT 101 is sandwiched between Pt electrodes 102 is shown.
3 are formed on the substrate 100. In the protective film forming step, as shown in FIG. 11A, a protective film (SiO 2) is formed on the gap 104 of the ferroelectric capacitor 103 and the surface of the ferroelectric capacitor 103. X film) 107 is formed.
【0063】この保護膜107の厚さは500オングス
トローム以上とする。[表1]には保護膜厚依存性、即
ち、Pt電極式のPZTキャパシタやIr電極式のPZ
Tキャパシタに対し、保護膜の厚さを変えて、埋め込み
成膜後(詳細後述)の電極の剥離や強誘電体キャパシタ
の特性劣化について評価した結果を示す。この[表1]
の結果から、保護膜の厚さは500オングストローム以
上とすることが望ましいことがわかる。The thickness of this protective film 107 is set to 500 Å or more. Table 1 shows the dependency on the protective film thickness, that is, the PZT capacitor of the Pt electrode type and the PZT of the Ir electrode type.
The results of evaluating the peeling of the electrode and the deterioration of the characteristics of the ferroelectric capacitor after the burying film formation (details will be described later) with respect to the thickness of the protective film for the T capacitor are shown. This [Table 1]
It can be seen from the results that the thickness of the protective film is desirably 500 Å or more.
【0064】[0064]
【表1】 [Table 1]
【0065】強誘電体キャパシタ103間の隙間104
が例えば0.35μm〜0.25μmと非常に狭い場合
でも、500オングストローム程度の成膜であれば、バ
イアスを印加しなくても(スパッタエッチングを行わな
くても)、隙間104の入口が酸化膜で塞がってしまう
ことはなく、隙間104の中まで確実に保護膜107を
形成することができる。Gap 104 between ferroelectric capacitors 103
Is very narrow, for example, 0.35 μm to 0.25 μm, if the film is formed to about 500 angstroms, the entrance of the gap 104 is made of an oxide film without applying a bias (even without performing sputter etching). Thus, the protective film 107 can be reliably formed even in the gap 104.
【0066】保護成膜の完了後には、図10に示すよう
に埋め込み成膜を開始する。即ち、時刻T13においてバ
イアス電源12により基板側へのバイアスの印加を開始
することにより、埋め込み成膜が開始される。この埋め
込み成膜は時刻T14になるまで、即ち、所定の埋め込み
成膜時間が経過するまで継続される。このことによっ
て、上記と同様の化学反応により酸化膜(SiOX 膜)
が素子間や配線間などに形成される(埋め込まれる)。
例えば、図11(b)に示すように強誘電体キャパシタ
103の隙間104にSiOX 膜105が埋め込まれ
る。After the completion of the protection film formation, the embedded film formation is started as shown in FIG. In other words, by starting the application of a bias to the substrate side by the bias power source 12 at time T 13, the buried film formation is started. This to the buried film formation at time T 14, i.e., is continued until the elapse of the predetermined padding deposition time. This allows the oxide film by the same chemical reactions and the (SiO X film)
Are formed (embedded) between elements and between wirings.
For example, as shown in FIG. 11B, the SiO x film 105 is embedded in the gap 104 of the ferroelectric capacitor 103.
【0067】このとき、バイアスを印加してArイオン
を引き込むことにより、図11(b)に示すように強誘
電体キャパシタ103の角部に堆積した酸化膜をスパッ
タエッチングすることによって、隙間104の入口が塞
がってしまうのを防止する。なお、先にも述べたように
Arイオンによる酸化膜のエッチングレートは、強誘電
体キャパシタ103の角部において特に高くなる。At this time, by applying a bias to pull in Ar ions, the oxide film deposited on the corners of the ferroelectric capacitor 103 is sputter-etched as shown in FIG. Prevents the entrance from being blocked. As described above, the etching rate of the oxide film by the Ar ions is particularly high at the corners of the ferroelectric capacitor 103.
【0068】そして、このときにはバイアスにより、図
11(a)に示すように水素イオンも引き込まれて水素
イオンアタックが生じ、また、ウエハ近傍の水素イオン
濃度も上昇するが、この水素イオンを保護膜107がト
ラップするため、強誘電体キャパシタ103の水素還元
劣化を抑制することができる。このため、バイアスを印
加してスパッタエッチングを行わなければならないよう
な非常に狭い素子間や配線間にも、素子に還元劣化を生
じさせることなく、埋め込み成膜を行うことができる。At this time, as shown in FIG. 11A, hydrogen ions are also attracted by the bias, causing a hydrogen ion attack and increasing the hydrogen ion concentration near the wafer. Since the traps 107 are made, deterioration of the ferroelectric capacitor 103 by hydrogen reduction can be suppressed. For this reason, the buried film can be formed even between extremely narrow elements or between wirings where a bias must be applied to perform sputter etching without causing reduction deterioration of the elements.
【0069】埋め込み成膜の完了後には、図10に示す
ように高速成膜が開始される。つまり、埋め込み成膜が
完了してバイアスの印加が停止されると、Arイオンに
よるスパッタエッチングが生じなくなるため、原料ガス
の質量流量や酸化ガスの質量流量などが同じであって
も、上記と同様の化学反応によって形成される酸化膜の
成膜レート(成膜速度)が高くなる。After completion of the embedded film formation, high-speed film formation is started as shown in FIG. That is, when the bias film formation is completed and the application of the bias is stopped, sputter etching by Ar ions does not occur. Therefore, even when the mass flow rate of the source gas and the mass flow rate of the oxidizing gas are the same, the same as above. The film forming rate (film forming rate) of the oxide film formed by the chemical reaction of (1) increases.
【0070】この高速成膜は、時刻T14から開始され、
その後、時刻T15になった時点、即ち、所定の高速成膜
時間が経過した時点で原料ガス(SiH4 )、酸化ガス
(O 2 )及びスパッタエッチングガス(Ar)の供給が
停止されるまで継続される。時刻T15において高周波パ
ワーの供給も停止する。かくして、図11(c)に示す
ように保護成膜工程で形成した保護膜(酸化膜)107
と、埋め込み成膜工程で形成した酸化膜105と、高速
成膜工程で形成した酸化膜106とを合わせた目標の厚
さの酸化膜(SiOX 膜)が絶縁膜として形成される。This high-speed film formation is performed at time T14Started with
Then, at time T15, That is, a predetermined high-speed film formation
After the passage of time, the raw material gas (SiHFour), Oxidizing gas
(O Two) And supply of sputter etching gas (Ar)
Continued until stopped. Time T15At high frequency
The supply of power is also stopped. Thus, as shown in FIG.
Film (oxide film) 107 formed in the protective film forming step as described above.
And the oxide film 105 formed in the embedded film forming process,
Target thickness including oxide film 106 formed in the film forming process
Oxide film (SiOXFilm) is formed as an insulating film.
【0071】なお、高速成膜ではスパッタエッチングを
行わないため、Arは必ずしも必要ではないが、Arは
プラズマ状態になり易い(イオン化し易い)ガスである
ことから、このArイオンによって原料ガスの分解を促
進させることが期待できるため、ここでは高速成膜にお
いてもArを供給している。Note that Ar is not always necessary because sputter etching is not performed in high-speed film formation. However, since Ar is a gas that tends to be in a plasma state (is easily ionized), the Ar ions decompose the raw material gas. In this case, Ar is supplied even in high-speed film formation.
【0072】また、図10では保護膜と埋め込み成膜と
高速成膜とで原料ガス、酸化ガス及びスパッタエッチン
グガスの質量流量が同じになっているが、絶縁性の観点
などから供給可能なバイアスパワー(エッチングレー
ト)が十分に得られない場合などには、図示は省略する
が、バイアスを印加する埋め込み成膜工程では前記ガス
流量を少なくし、バイアスを印加しない保護成膜工程や
高速成膜工程において前記ガス質量流量を高くしてもよ
い。この場合には、当然、高速成膜における成膜レート
の高速化がさらに顕著になる。In FIG. 10, the mass flow rates of the source gas, the oxidizing gas, and the sputter etching gas are the same for the protective film, the buried film formation, and the high-speed film formation. In the case where a sufficient power (etching rate) cannot be obtained, the illustration is omitted. However, in the embedded film forming step of applying a bias, the gas flow rate is reduced, and a protective film forming step in which a bias is not applied or a high-speed film forming step is performed. In the step, the gas mass flow rate may be increased. In this case, of course, the increase in the deposition rate in the high-speed deposition becomes more remarkable.
【0073】また、上記では酸化ガスとしてO2 を用い
た場合について説明したが、必ずしもこれに限定するも
のではなく、N2 Oを酸化ガスとして用いてもよい。N
2 Oを用いた場合には酸化膜としてSiOX Ny 膜が形
成されるが、この場合にも、上記と同様の成膜条件(ガ
ス質量流量比率、高周波パワー、成膜温度範囲)や成膜
工程(制御シーケンス)を適用することができる。In the above description, the case where O 2 is used as the oxidizing gas has been described. However, the present invention is not limited to this, and N 2 O may be used as the oxidizing gas. N
When 2 O is used, an SiO X N y film is formed as an oxide film. In this case, too, the same film forming conditions (gas mass flow rate ratio, high frequency power, film forming temperature range) and film forming conditions are used. A membrane process (control sequence) can be applied.
【0074】[0074]
【発明の効果】以上、発明の実施の形態とともに具体的
に説明したように、第1発明のプラズマ成膜方法は、低
圧環境下に供給された原料ガスと酸化ガスとに高周波パ
ワーを印加し、これにより発生したプラズマによる化学
的な反応を利用して、基板上に酸化膜を形成するプラズ
マ成膜方法において、成膜に必要な高周波パワー以上
に、原料ガス中の還元ガスを十分に分離、分解する目的
で高い高周波パワーを印加し、更に原料ガスに対する酸
化ガスの量を前記酸化膜の形成に要する量よりも多くし
て、この酸化ガスと、原料ガスの分解により生じる還元
ガスとを反応させることにより、基板上の素子に対する
前記還元ガスによる還元反応劣化を抑制することを特徴
とする。As described above in detail with the embodiments of the present invention, the plasma film forming method of the first invention applies a high frequency power to a source gas and an oxidizing gas supplied under a low pressure environment. In a plasma film forming method that forms an oxide film on a substrate by utilizing the chemical reaction of the plasma generated by this, the reducing gas in the source gas is sufficiently separated from the high frequency power required for film formation. A high frequency power is applied for the purpose of decomposition, and the amount of the oxidizing gas with respect to the source gas is made larger than the amount required for forming the oxide film. By reacting, degradation of the reduction reaction of the device on the substrate by the reduction gas is suppressed.
【0075】また、第2発明のプラズマ成膜方法は、第
1発明のプラズマ成膜方法において、原料ガスと酸化ガ
スの総質量流量100SCCM当たりに500W以上の
高周波パワーを印加し、且つ前記原料ガスに対する酸化
ガスの質量流量比を3倍以上とし、更に成膜温度範囲を
100℃〜300℃として、前記酸化膜を形成すること
を特徴とする。The plasma film forming method according to the second invention is the plasma film forming method according to the first invention, wherein a high frequency power of 500 W or more is applied per 100 SCCM of the total mass flow rate of the source gas and the oxidizing gas, The mass flow ratio of the oxidizing gas to the gas is three times or more, and the film forming temperature range is 100 ° C. to 300 ° C. to form the oxide film.
【0076】また、第3発明のプラズマ成膜方法は、第
1又は第2発明のプラズマ成膜方法において、前記高周
波パワーの周波数を、400kHZ 〜3GHZ の範囲と
することを特徴とする。[0076] The plasma film deposition method of the third invention, in the plasma film forming method of the first or second invention, the frequency of the high frequency power, characterized in that the range of 400kH Z ~3GH Z.
【0077】また、第4発明のプラズマ成膜方法は、第
1,第2又は第3発明のプラズマ成膜方法において、原
料ガスはSiH4 、酸化ガスはO2 、酸化膜はSiOX
であることを特徴とする。The plasma film forming method according to the fourth invention is the plasma film forming method according to the first, second or third invention, wherein the source gas is SiH 4 , the oxidizing gas is O 2 , and the oxide film is SiO X
It is characterized by being.
【0078】また、第5発明のプラズマ成膜方法は、第
1,第2又は第3発明のプラズマ成膜方法において、原
料ガスはSiH4 、酸化ガスはN2 O、酸化膜はSiO
X Ny であることを特徴とする。The plasma film forming method according to the fifth invention is the plasma film forming method according to the first, second or third invention, wherein the source gas is SiH 4 , the oxidizing gas is N 2 O, and the oxide film is SiO 2.
Characterized in that it is a X N y.
【0079】従って、この第1,第2,第3,第4又は
第5発明のプラズマ成膜方法によれば、原料ガス中に含
まれていた還元ガスが効率良く酸化ガスと反応して除去
されるため、素子の還元劣化を招くことなく酸化膜を形
成することができる。また、300℃以下の低温成膜を
行うことにより、成膜速度の向上などを図ることができ
るとともに、装置構成を簡単にすることもできる。Therefore, according to the plasma film forming method of the first, second, third, fourth or fifth invention, the reducing gas contained in the source gas efficiently reacts with the oxidizing gas and is removed. Therefore, an oxide film can be formed without causing reduction degradation of the element. In addition, by forming a film at a low temperature of 300 ° C. or lower, the film forming speed can be improved, and the apparatus configuration can be simplified.
【0080】また、第6発明のプラズマ成膜方法は、低
圧環境下に供給された原料ガスと酸化ガスとに高周波パ
ワーを印加し、これにより発生したプラズマによる化学
的な反応を利用して、基板上に酸化膜を形成するプラズ
マ成膜方法において、基板側に+イオンを引き込む為の
目的でバイアスを印加せずに、基板上の素子などを覆う
酸化膜を形成して、この酸化膜を水素イオンアタックに
対する保護膜とする第1成膜工程と、この第1成膜工程
で保護膜を形成した後、基板側にスパッタエッチング用
の+イオンを引き込む為の目的でバイアスを印加して、
素子間や配線間などの微小な隙間に酸化膜を埋め込む第
2成膜工程とを有することを特徴とする。In the plasma film forming method of the sixth invention, a high-frequency power is applied to a source gas and an oxidizing gas supplied under a low-pressure environment, and a chemical reaction by the plasma generated thereby is used. In a plasma film forming method for forming an oxide film on a substrate, an oxide film covering elements on the substrate is formed without applying a bias for the purpose of attracting + ions to the substrate side. A first film forming step as a protective film against hydrogen ion attack, and after forming the protective film in the first film forming step, a bias is applied to the substrate side for drawing in + ions for sputter etching,
A second film forming step of embedding an oxide film in a minute gap between elements or wirings.
【0081】また、第7発明のプラズマ成膜方法は、第
6発明のプラズマ成膜方法において、前記第2成膜工程
で酸化膜の埋め込みを行った後、基板側に+イオンを引
き込む為の目的でバイアスを印加せずに、酸化膜を更に
形成する第3成膜工程を有することを特徴とする。The plasma film forming method according to a seventh aspect of the present invention is the plasma film forming method according to the sixth aspect, wherein after the oxide film is buried in the second film forming step, + ions are drawn into the substrate side. A third film forming step for forming an oxide film without applying a bias for the purpose is provided.
【0082】また、第8発明のプラズマ成膜方法は、第
6又は第7発明のプラズマ成膜方法において、前記保護
膜の膜厚は500オングストローム以上とすることを特
徴とする。The plasma film forming method according to the eighth invention is characterized in that, in the plasma film forming method according to the sixth or seventh invention, the thickness of the protective film is 500 Å or more.
【0083】また、第9発明のプラズマ成膜方法は、第
6,第7又は第8発明のプラズマ成膜方法において、第
1,第2又は第3発明の成膜条件に基づいて、前記酸化
膜を形成することを特徴とする。The ninth aspect of the present invention is the plasma deposition method according to the sixth, seventh or eighth aspect of the present invention, wherein the oxidization is performed based on the deposition conditions of the first, second or third aspect. The method is characterized in that a film is formed.
【0084】また、第10発明のプラズマ成膜方法は、
第6,第7,第8又は第9発明のプラズマ成膜方法にお
いて、原料ガスはSiH4 、酸化ガスはO2 、酸化膜は
SiOX であることを特徴とする。The plasma film forming method according to the tenth aspect of the present invention
In the sixth, seventh, eighth or ninth aspect of the present invention, the source gas is SiH 4 , the oxidizing gas is O 2 , and the oxide film is SiO X.
【0085】また、第11発明のプラズマ成膜方法は、
第6,第7,第8又は第9発明のプラズマ成膜方法にお
いて、原料ガスはSiH4 、酸化ガスはN2 O、酸化膜
はSiOX Ny であることを特徴とする。The plasma film forming method according to the eleventh aspect of the present invention
In the sixth, seventh, eighth, or ninth aspect of the present invention, the source gas is SiH 4 , the oxidizing gas is N 2 O, and the oxide film is SiO X N y .
【0086】従って、この第6,第7,第8,第9,第
10又は第11発明のプラズマ成膜方法によれば、保護
膜によって素子に対する水素イオンアタックなどを防止
することができるため、バイアスを印加する場合にも、
素子の還元劣化を招くことなく酸化膜を形成することが
できる。即ち、バイアスを印加してスパッタエッチング
を行わなければならないような非常に狭い素子間や配線
間にも、素子に還元劣化を生じさせることなく、埋め込
み成膜を行うことができる。Therefore, according to the sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, or eleventh plasma deposition method of the present invention, the protective film can prevent hydrogen ion attack on the element, and the like. When applying a bias,
An oxide film can be formed without causing reduction degradation of the element. That is, buried film formation can be performed even between extremely narrow elements or between wirings where a bias must be applied to perform sputter etching without causing reduction deterioration of the elements.
【0087】また、第12発明のプラズマ成膜方法は、
第1,第2,第3,第4,第5,第6,第7,第8,第
9,第10又は第11発明のプラズマ成膜方法におい
て、給電アンテナにより成膜室上部から成膜室内に高周
波パワーを供給し、複数の原料ガス供給ノズルと複数の
酸化ガス供給ノズルとを、酸化ガス供給ノズルが上にな
り原料ガス供給ノズルが下になるように配置し、且つ、
平面視において原料ガス供給ノズルと酸化ガス供給ノズ
ルとが成膜室の周方向に交互に位置するように配置し
て、原料ガスは前記原料ガス供給ノズルによって成膜室
内に供給し、酸化ガスは前記酸化ガス供給ノズルによっ
て成膜室内に供給することを特徴とする。Further, the plasma film forming method according to the twelfth aspect of the present invention
In the plasma deposition method according to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, or eleventh inventions, a film is formed from above a film formation chamber by a feeding antenna. A high-frequency power is supplied to the room, and a plurality of source gas supply nozzles and a plurality of oxidizing gas supply nozzles are arranged such that the oxidizing gas supply nozzle is at the top and the source gas supply nozzle is at the bottom, and
The raw material gas supply nozzles and the oxidizing gas supply nozzles are arranged so as to be alternately arranged in the circumferential direction of the film forming chamber in plan view, and the raw material gas is supplied into the film forming chamber by the raw material gas supply nozzle, and the oxidizing gas is The oxidizing gas is supplied into the film forming chamber by the oxidizing gas supply nozzle.
【0088】また、第13発明のプラズマCVD装置
は、成膜室と、成膜室上部から成膜室内に高周波パワー
を供給する給電アンテナと、成膜室内に原料ガスを供給
するための複数の原料ガス供給ノズルと、成膜室内に酸
化ガスを供給するための複数の酸化ガス供給ノズルとを
備えたプラズマCVD装置において、原料ガス供給ノズ
ルと酸化ガス供給ノズルとを、酸化ガス供給ノズルが上
になり原料ガス供給ノズルが下になるように配置し、且
つ、平面視において原料ガス供給ノズルと酸化ガス供給
ノズルとが成膜室の周方向に交互に位置するように配置
したことを特徴とする。The plasma CVD apparatus according to the thirteenth aspect of the present invention comprises a film forming chamber, a power supply antenna for supplying high frequency power from above the film forming chamber to the film forming chamber, and a plurality of power supply antennas for supplying a source gas into the film forming chamber. In a plasma CVD apparatus provided with a source gas supply nozzle and a plurality of oxidization gas supply nozzles for supplying an oxidizing gas into a film formation chamber, the source gas supply nozzle and the oxidization gas supply nozzle are placed above the oxidization gas supply nozzle. And the source gas supply nozzle is disposed below, and the source gas supply nozzle and the oxidizing gas supply nozzle are disposed alternately in the circumferential direction of the film forming chamber in plan view. I do.
【0089】従って、この第12又は第13発明のプラ
ズマ成膜方法又はプラズマCVD装置によれば、原料ガ
スと酸化ガスとが成膜室の中央部で効率よく混合される
ことになる。このことは、均質な酸化膜の形成に有効で
あるとともに、気相中の水素と酸素との反応を効率よく
行わせることができることから、水素還元劣化の抑制に
も有効である。Therefore, according to the plasma deposition method or the plasma CVD apparatus of the twelfth or thirteenth aspect, the source gas and the oxidizing gas are efficiently mixed in the center of the deposition chamber. This is effective in forming a uniform oxide film, and is also effective in suppressing hydrogen reduction deterioration since the reaction between hydrogen and oxygen in the gas phase can be performed efficiently.
【図1】本発明の実施の形態に係るプラズマCVD装置
の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a plasma CVD apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のII−II線矢視断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
【図3】ガス質量流量比率を変えて水素イオン電流値を
測定した結果を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a result of measuring a hydrogen ion current value while changing a gas mass flow ratio.
【図4】ガス質量流量比率を変えて膜中の水素含有量を
測定した結果を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the result of measuring the hydrogen content in the film while changing the gas mass flow ratio.
【図5】ガス質量流量比率を変えて強誘電体キャパシタ
の残留分極を測定した結果を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the results of measuring the remanent polarization of a ferroelectric capacitor while changing the gas mass flow ratio.
【図6】ガス質量流量比率を5倍にして酸化膜を形成す
る前と後の強誘電体キャパシタの印加電圧に対する分極
を測定した結果を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a result of measuring polarization with respect to an applied voltage of a ferroelectric capacitor before and after forming an oxide film by increasing a gas mass flow ratio by five times.
【図7】高周波パワーを変えたときのイオン電流値の変
化を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a change in an ion current value when a high frequency power is changed.
【図8】保護膜を形成しない場合の制御シーケンス図で
ある。FIG. 8 is a control sequence diagram when a protective film is not formed.
【図9】前記制御シーケンスに基づく成膜状態を示す説
明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a film formation state based on the control sequence.
【図10】保護膜を形成する場合の制御シーケンス図で
ある。FIG. 10 is a control sequence diagram when a protective film is formed.
【図11】前記制御シーケンスに基づく成膜状態を示す
説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a film formation state based on the control sequence.
【図12】強誘電体キャパシタの構造と水素イオンアタ
ックの様子を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing a structure of a ferroelectric capacitor and a state of a hydrogen ion attack.
1 基部 2 容器 3 成膜室 4 天井板 5 基板支持台 7 基板載置部 8 支持軸 10 整合器 11 コンデンサ 12 バイアス電源 13 静電電源 14 給電アンテナ 15 整合器 16 高周波電源 17 原料ガス供給ノズル 18 酸化ガス供給ノズル 19,20,21 MFC 22 排気口 24 電磁波 25 ヒータ 26 ヒータ電源 30 コントローラ 100 基板 101 強誘電体(PZT) 102 Pt電極 103 強誘電体キャパシタ(PZTキャパシタ) 104 隙間 105 酸化膜 106 酸化膜 107 保護膜(酸化膜) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 2 Container 3 Film-forming chamber 4 Ceiling plate 5 Substrate support 7 Substrate mounting part 8 Support shaft 10 Matching device 11 Capacitor 12 Bias power supply 13 Electrostatic power supply 14 Feeding antenna 15 Matching device 16 High frequency power supply 17 Source gas supply nozzle 18 Oxidizing gas supply nozzle 19, 20, 21 MFC 22 Exhaust port 24 Electromagnetic wave 25 Heater 26 Heater power supply 30 Controller 100 Substrate 101 Ferroelectric (PZT) 102 Pt electrode 103 Ferroelectric capacitor (PZT capacitor) 104 Gap 105 Oxide film 106 Oxidation Film 107 Protective film (oxide film)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 雅彦 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 上田 憲照 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 岸井 貞浩 神奈川県川崎市中原区上小田4丁目1番1 号 富士通株式会社内 (72)発明者 宮垣 真治 神奈川県川崎市中原区上小田4丁目1番1 号 富士通株式会社内 Fターム(参考) 4K030 AA06 AA14 AA24 BA35 BA42 BA44 EA06 FA04 HA01 JA05 JA06 JA10 JA16 JA18 KA20 LA01 LA15 5F045 AA08 AB31 AB32 AC00 AC01 AC11 AD05 AD06 BB04 DP04 EF02 EF04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Masahiko Inoue 1-1-1, Wadazakicho, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 1-1-1 Wadazakicho Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.Kobe Shipyard (72) Inventor Sadahiro Kishi 4-1-1, Kamioda, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited (72) Inventor Shinji Miyagaki Kanagawa Prefecture 4-1-1 Kamioda, Nakahara-ku, Kawasaki-shi F-term in Fujitsu Limited (reference) 4K030 AA06 AA14 AA24 BA35 BA42 BA44 EA06 FA04 HA01 JA05 JA06 JA10 JA16 JA18 KA20 LA01 LA15 5F045 AA08 AB31 AB32 AC00 AC01 AC11 AD05 AD06 BB04 DP04 EF02 EF04
Claims (13)
ガスとに高周波パワーを印加し、これにより発生したプ
ラズマによる化学的な反応を利用して、基板上に酸化膜
を形成するプラズマ成膜方法において、 成膜に必要な高周波パワー以上に、原料ガス中の還元ガ
スを十分に分離、分解する目的で高い高周波パワーを印
加し、更に原料ガスに対する酸化ガスの量を前記酸化膜
の形成に要する量よりも多くして、この酸化ガスと、原
料ガスの分解により生じる還元ガスとを反応させること
により、基板上の素子に対する前記還元ガスによる還元
反応劣化を抑制することを特徴とするプラズマ成膜方
法。1. A high-frequency power is applied to a raw material gas and an oxidizing gas supplied under a low-pressure environment, and a plasma reaction for forming an oxide film on a substrate by utilizing a chemical reaction caused by the generated plasma. In the film method, a high-frequency power is applied for the purpose of sufficiently separating and decomposing the reducing gas in the raw material gas, and the amount of the oxidizing gas with respect to the raw material gas is further increased to a value higher than the high-frequency power required for film formation. A plasma reaction characterized by suppressing the reduction reaction deterioration of the element on the substrate by the reducing gas by reacting the oxidizing gas with the reducing gas generated by the decomposition of the raw material gas by making the amount larger than that required for the plasma. Film formation method.
おいて、 原料ガスと酸化ガスの総質量流量100SCCM当たり
に500W以上の高周波パワーを印加し、且つ前記原料
ガスに対する酸化ガスの質量流量比を3倍以上とし、更
に成膜温度範囲を100℃〜300℃として、前記酸化
膜を形成することを特徴とするプラズマ成膜方法。2. The plasma film forming method according to claim 1, wherein a high frequency power of 500 W or more is applied per 100 SCCM total mass flow rate of the raw material gas and the oxidizing gas, and a mass flow ratio of the oxidizing gas to the raw material gas is adjusted. A plasma film forming method, wherein the oxide film is formed by setting the film forming temperature to at least three times and setting the film forming temperature range to 100 ° C. to 300 ° C.
方法において、 前記高周波パワーの周波数を、400kHZ 〜3GHZ
の範囲とすることを特徴とするプラズマ成膜方法。3. A plasma film forming method according to claim 1 or 2, the frequency of the high frequency power, 400kH Z ~3GH Z
A plasma film forming method characterized by having the following range.
成膜方法において、 原料ガスはSiH4 、酸化ガスはO2 、酸化膜はSiO
X であることを特徴とするプラズマ成膜方法。4. The method according to claim 1, wherein the source gas is SiH 4 , the oxidizing gas is O 2 , and the oxide film is SiO.
X is a plasma deposition method.
成膜方法において、 原料ガスはSiH4 、酸化ガスはN2 O、酸化膜はSi
OX Ny であることを特徴とするプラズマ成膜方法。5. The plasma film forming method according to claim 1, wherein the source gas is SiH 4 , the oxidizing gas is N 2 O, and the oxide film is Si.
Plasma film forming method which is a O X N y.
ガスとに高周波パワーを印加し、これにより発生したプ
ラズマによる化学的な反応を利用して、基板上に酸化膜
を形成するプラズマ成膜方法において、 基板側に+イオンを引き込む為の目的でバイアスを印加
せずに、基板上の素子などを覆う酸化膜を形成して、こ
の酸化膜を水素イオンアタックに対する保護膜とする第
1成膜工程と、この第1成膜工程で保護膜を形成した
後、基板側にスパッタエッチング用の+イオンを引き込
む為の目的でバイアスを印加して、素子間や配線間など
の微小な隙間に酸化膜を埋め込む第2成膜工程とを有す
ることを特徴とするプラズマ成膜方法。6. A high-frequency power is applied to a source gas and an oxidizing gas supplied under a low-pressure environment, and a plasma reaction for forming an oxide film on a substrate by utilizing a chemical reaction of the generated plasma. In the film method, an oxide film covering an element or the like on a substrate is formed without applying a bias for the purpose of attracting + ions to the substrate side, and this oxide film is used as a protective film against a hydrogen ion attack. After forming a protective film in the film forming step and the first film forming step, a bias is applied to the substrate side for the purpose of attracting + ions for sputter etching, and minute gaps between elements and between wirings are applied. A second film forming step of embedding an oxide film in the film.
おいて、 前記第2成膜工程で酸化膜の埋め込みを行った後、基板
側に+イオンを引き込む為の目的でバイアスを印加せず
に、酸化膜を更に形成する第3成膜工程を有することを
特徴とするプラズマ成膜方法。7. The plasma film forming method according to claim 6, wherein after the oxide film is buried in the second film forming step, no bias is applied for the purpose of attracting + ions to the substrate side. And a third film forming step for further forming an oxide film.
方法において、 前記保護膜の膜厚は500オングストローム以上とする
ことを特徴とするプラズマ成膜方法。8. The plasma deposition method according to claim 6, wherein the thickness of the protective film is 500 Å or more.
成膜方法において、 請求項1,2又は3に記載する成膜条件に基づいて、前
記酸化膜を形成することを特徴とするプラズマ成膜方
法。9. The plasma film forming method according to claim 6, 7 or 8, wherein the oxide film is formed based on the film forming conditions according to claim 1, 2, or 3. Film formation method.
ラズマ成膜方法において、 原料ガスはSiH4 、酸化ガスはO2 、酸化膜はSiO
X であることを特徴とするプラズマ成膜方法。10. The plasma film forming method according to claim 6, wherein the source gas is SiH 4 , the oxidizing gas is O 2 , and the oxide film is SiO.
X is a plasma deposition method.
ラズマ成膜方法において、 原料ガスはSiH4 、酸化ガスはN2 O、酸化膜はSi
OX Ny であることを特徴とするプラズマ成膜方法。11. The plasma film forming method according to claim 6, wherein the source gas is SiH 4 , the oxidizing gas is N 2 O, and the oxide film is Si.
Plasma film forming method which is a O X N y.
8,9,10又は11に記載するプラズマ成膜方法にお
いて、 給電アンテナにより成膜室上部から成膜室内に高周波パ
ワーを供給し、 複数の原料ガス供給ノズルと複数の酸化ガス供給ノズル
とを、酸化ガス供給ノズルが上になり原料ガス供給ノズ
ルが下になるように配置し、且つ、平面視において原料
ガス供給ノズルと酸化ガス供給ノズルとが成膜室の周方
向に交互に位置するように配置して、原料ガスは前記原
料ガス供給ノズルによって成膜室内に供給し、酸化ガス
は前記酸化ガス供給ノズルによって成膜室内に供給する
ことを特徴とするプラズマ成膜方法。12. The method of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
In the plasma film forming method described in 8, 9, 10, or 11, high frequency power is supplied from an upper portion of the film forming chamber into the film forming chamber by a power feeding antenna, and a plurality of source gas supply nozzles and a plurality of oxidizing gas supply nozzles are formed. The oxidizing gas supply nozzle is arranged so that the oxidizing gas supply nozzle is at the top, and the source gas supply nozzle is at the bottom. A plasma film forming method, wherein the source gas is supplied into the film forming chamber by the source gas supply nozzle, and the oxidizing gas is supplied into the film forming chamber by the oxidizing gas supply nozzle.
高周波パワーを供給する給電アンテナと、成膜室内に原
料ガスを供給するための複数の原料ガス供給ノズルと、
成膜室内に酸化ガスを供給するための複数の酸化ガス供
給ノズルとを備えたプラズマCVD装置において、 原料ガス供給ノズルと酸化ガス供給ノズルとを、酸化ガ
ス供給ノズルが上になり原料ガス供給ノズルが下になる
ように配置し、且つ、平面視において原料ガス供給ノズ
ルと酸化ガス供給ノズルとが成膜室の周方向に交互に位
置するように配置したことを特徴とするプラズマCVD
装置。13. A film forming chamber, a feed antenna for supplying high frequency power from above the film forming chamber to the film forming chamber, a plurality of source gas supply nozzles for supplying a source gas into the film forming chamber,
In a plasma CVD apparatus provided with a plurality of oxidizing gas supply nozzles for supplying an oxidizing gas into a film forming chamber, a source gas supply nozzle and an oxidizing gas supply nozzle Plasma CVD, wherein the source gas supply nozzles and the oxidizing gas supply nozzles are alternately arranged in the circumferential direction of the film forming chamber in plan view.
apparatus.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004281935A (en) * | 2003-03-18 | 2004-10-07 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| WO2006011196A1 (en) * | 2004-07-27 | 2006-02-02 | Fujitsu Limited | Semiconductor device and process for fabricating same |
| JP2006332538A (en) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Fujitsu Ltd | Manufacturing method of semiconductor device |
| KR100847040B1 (en) * | 2006-11-09 | 2008-07-17 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Semiconductor device and its manufacturing method |
| KR20220039128A (en) * | 2020-09-21 | 2022-03-29 | (주) 엔피홀딩스 | A plasma generator and processing apparatus including the same |
Families Citing this family (1)
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Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2002118104A (en) | 2001-06-22 | 2002-04-19 | Tokyo Electron Ltd | Plasma treating device |
-
2001
- 2001-04-04 JP JP2001105591A patent/JP3482199B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004281935A (en) * | 2003-03-18 | 2004-10-07 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| WO2006011196A1 (en) * | 2004-07-27 | 2006-02-02 | Fujitsu Limited | Semiconductor device and process for fabricating same |
| JPWO2006011196A1 (en) * | 2004-07-27 | 2008-05-01 | 富士通株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| JP2006332538A (en) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Fujitsu Ltd | Manufacturing method of semiconductor device |
| KR100847040B1 (en) * | 2006-11-09 | 2008-07-17 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Semiconductor device and its manufacturing method |
| KR20220039128A (en) * | 2020-09-21 | 2022-03-29 | (주) 엔피홀딩스 | A plasma generator and processing apparatus including the same |
| KR102867509B1 (en) * | 2020-09-21 | 2025-10-14 | (주) 엔피홀딩스 | A plasma generator and processing apparatus including the same |
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