JP2001267310A - プラズマ成膜方法及びその装置 - Google Patents

プラズマ成膜方法及びその装置

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JP2001267310A JP2000077049A JP2000077049A JP2001267310A JP 2001267310 A JP2001267310 A JP 2001267310A JP 2000077049 A JP2000077049 A JP 2000077049A JP 2000077049 A JP2000077049 A JP 2000077049A JP 2001267310 A JP2001267310 A JP 2001267310A
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gas
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film
frequency power
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Takashi Akahori
孝 赤堀
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Tokyo Electron Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリコン、酸素および他の成分を含みかつシ
リコン酸化膜の誘電率よりも低い誘電率を有する絶縁
膜、例えばＳｉＯＦ膜やＳｉＣＨＯ膜を成膜するにあた
り、ＦやＨの脱離量が少ない成膜手法を提供すること。 【解決手段】 真空容器内に、互いに平行に対向する第
１の電極及び第２の電極を設け、これら電極に別々の高
周波電源を接続して両電極間に印加される電力のエネル
ギ−によりプラズマを発生させるプラズマ処理装置を用
い、第１の電極の上に被処理体例えば半導体ウエハを載
置し、第１の電極に印加される高周波電力の周波数を２
ＭＨｚ〜９ＭＨｚに設定すると共に第２の電極に印加さ
れる高周波電力の周波数を５０ＭＨｚ以上に設定してウ
エハに対して成膜処理を行って絶縁膜を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン酸化膜に
所定の物質が添加された低誘電率の絶縁膜を成膜する方
法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】デバイスの層間絶縁膜としては従来から
シリコン酸化膜（ＳｉＯ2 膜）が用いられており、Ｓｉ
Ｏ2 膜を成膜する手法の一つとしては、互いに平行な上
部電極と下部電極間に高周波電力を印加してプラズマを
発生させそのプラズマにより成膜を行う平行平板型プラ
ズマ処理装置を用いる方法がある。この装置を用いた先
行技術としては例えば特許第２７７４３６７号が挙げら
れる。この特許公報には、上部電極側に接続された高周
波電源の周波数を１００ＭＨｚ以上に、また下部電極側
に接続された高周波電源の周波数を１０ＭＨｚ〜５０Ｍ
Ｈｚに設定して両電極間に高周波電力を印加し、シラン
系のガス及び酸素ガスをプラズマ化してＳｉＯ2 膜を成
膜することが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで近年デバイス
の動作について一層の高速化を図るために、層間絶縁膜
に対して誘電率（比誘電率）を低くすることが要求され
ている。従来から用いられているＳｉＯ2 膜の誘電率
（比誘電率）はおよそ４．０であって、こうした要求に
対応することができないため低誘電率の絶縁膜が望まれ
ている。そこで本発明者は、ＳｉＯ2 膜を主成分として
他の成分が含まれ、ＳｉＯ2 膜よりも誘電率の低い絶縁
膜例えばフッ素（Ｆ）を含むＳｉＯＦ膜や炭素（Ｃ）及
び水素（Ｈ）を含むＳｉＣＨＯ膜を検討している。
【０００４】しかしながらこの種の絶縁膜を例えば上述
の先行技術の方法で成膜すると、その後半導体ウエハに
対して行われる熱処理時に前記他の成分が膜中から脱離
し、その脱離量が多いという問題がある。例えばＳｉＯ
Ｆ膜からＦが脱離すると金属配線が腐食してしまうし、
また例えばＳｉＣＨＯ膜からＨ（水素）が脱離すると、
ＳｉＣＨＯ膜と電極との間にＨが溜まって電極が剥離し
てしまう。この理由はイオンのエネルギ−が小さすぎて
ダングリングボンド（未結合手）が多くなってしまい、
ＳｉＯ2 膜に混入させたＦなどの他の成分（混入成分）
が脱離しやすいからではないかと推測される。
【０００５】本発明はこのような事情の下に成されたも
のであり、その目的は低誘電率でかつ良質な絶縁膜を成
膜することのできるプラズマ成膜及びその装置を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、いわゆる平行
平板型のプラズマ処理装置を用いて、被処理体上にシリ
コン酸化膜（ＳｉＯ2膜）の誘電率よりも低い誘電率を
有する、所定の物質が添加されたシリコン酸化膜を成膜
するにあたって、被処理体が載置される側の第１の電極
に印加される高周波電力の周波数が２ＭＨｚ〜９ＭＨｚ
であり、第２の電極に印加される高周波電力の周波数が
５０ＭＨｚ以上であることを特徴とする方法及び装置で
ある。所定の物質が添加されたシリコン酸化膜として
は、Ｆが含まれる膜（ＳｉＯＦ膜）、Ｃ及びＨが含まれ
る膜（ＳｉＣＨＯ膜）、Ｃ、Ｈ及びＮが含まれる膜（Ｓ
ｉＣＨＮＯ膜）などが挙げられる。この発明によれば、
処理中のイオンのエネルギ−が適切な大きさになるので
前記所定の物質の脱離が少なくかつ膜中のネットワ−ク
結合が十分に形成され、良質な絶縁膜が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明に係るプラズマ成膜装置の
実施の形態を図１を参照しながら説明する。このプラズ
マ成膜装置は例えばアルミニウムからなる、接地された
円筒状の真空容器を１を備えている。前記真空容器１の
底部には、被処理体例えば半導体ウエハ（以下ウエハと
いう）Ｗを載置するためのサセプタ２が設けられ、この
サセプタ２は平行平板電極のうちの第１の電極である下
部電極を兼用している。前記サセプタ２は例えばアルミ
ニウムからなり、ほぼ円柱状に形成されると共に、表面
には静電チャック３が設けられている。この静電チャッ
ク３は、薄い誘電層の中にチャック電極３１を埋設して
構成され、チャック電極３１はスイッチ３２を介して直
流電圧源３３から直流電圧が印加されることによりウエ
ハＷを静電吸着する。前記静電チャック３には伝熱ガス
用の穴３４が複数箇所に開いており、伝熱ガス供給管３
５からの伝熱ガス例えばヘリウムガスが前記穴３４を介
してウエハＷと静電チャック３との間の微小な隙間に供
給されるように構成されている。また図示していない
が、静電チャック３及びサセプタ２内を貫通して昇降す
る、ウエハＷの受け渡し用のリフタ−ピンが設けられて
いる。
【０００８】前記サセプタ２内には冷媒流路２１が形成
され、冷媒供給管２２から供給された冷媒が冷媒流路２
１を通って冷媒排出管２３から排出されるようになって
いる。ウエハＷの温度は、例えばこの冷媒による冷熱と
前記伝熱ガスによるウエハＷ、静電チャック３間の伝熱
効率とにより調整される。前記サセプタ２の上部周縁部
には、ウエハＷに反応性イオンを効果的に入射させるた
めに絶縁材よりなるリング体２４が設けられている。
【０００９】前記サセプタ２は真空容器１に対して絶縁
されるように、上面が開口した平型円筒状の絶縁体２５
の中に嵌入されている。そして下部電極（第１の電極）
であるサセプタ２と基準電位例えばア−スとの間には整
合器４１及び第１の高周波電源４が接続されている。こ
の第１の高周波電源４の電力は例えば０．３ｋｗ、周波
数は２ＭＨｚ〜９ＭＨｚ（２ＭＨｚ以上で９ＭＨｚ以
下）の間の所定の周波数に夫々設定されている。
【００１０】前記真空容器１の天井部には、サセプタ２
に対して平行にかつ対向するように第２の電極である上
部電極を形成する電極板５１が設けられている。この電
極板５１は例えばＳｉＯ2 によりコ−ティングされたア
ルミニウムにより構成されると共に多数のガス供給穴５
２を備えており、導電体からなる電極支持体５３に支持
されている。電極板５１と電極支持体５３との間にはガ
ス拡散板５４が配置されると共に、電極支持体５３とガ
ス拡散板５４との間に処理ガスを供給するように前記電
極支持体５３にガス供給管６が接続されており、ガス供
給管６からの処理ガスはガス拡散板５４を介して電極板
５１のガス供給穴５２から処理空間に供給されるように
構成されている。前記電極板５１及び電極支持体５３は
絶縁体５５により真空容器１に対して絶縁されている。
【００１１】上部電極（第２の電極）である電極板５１
と基準電位例えばア−スとの間には整合器７１及び第２
の高周波電源７が接続されている。この第２の高周波電
源７の電力は例えば２．７ｋｗ、周波数は５０ＭＨ以上
の周波数例えば６０ＭＨｚに夫々設定されている。
【００１２】前記ガス供給管６は例えば複数に分岐さ
れ、各分岐路は処理ガスのガス供給源に接続されてい
る。この例ではＳｉＯＦ膜を成膜するために、４本の分
岐路６１Ａ〜６１Ｄに夫々四フッ化シリコン（ＳｉＦ4
）ガス、モノシラン（ＳｉＨ4 ）ガス、酸素（Ｏ2）ガ
ス、アルゴン（Ａｒ）ガスの供給源６２Ａ〜６２Ｄが接
続されている。ＭＡ〜ＭＤは流量調整部（マスフロ−コ
ントロ−ラ）、Ｖはバルブである。
【００１３】なお真空容器１の排気系に関して触れてお
くと、真空容器１の底部には排気管１１が接続され、真
空ポンプ１２により真空排気が行われるようになってい
る。次に上述の実施の形態の作用について述べる。被処
理体であるウエハＷは真空容器１に隣接している図示し
ないロ−ドロック室から、予め所定の真空度に維持され
た真空容器１内に搬入されて、図示しない既述のリフト
ピンの昇降動作を介して、予め所定の温度に調整されて
いるサセプタ２上に載置され、スイッチ３２をオンにし
て直流電圧をチャック電極３１に印加することにより静
電チャック３により吸着保持される。続いてバルブＶを
開いて、先ず、単体では成膜反応に寄与しないガス、例
えばＯ2ガスを、ガス供給源６２Ｃから流量調整部ＭＣ
を介して所定の流量に調整し、ガス供給管６を介してガ
ス供給穴５１から真空容器１内に供給する。
【００１４】次いで第２の電極（電極板）５１とアース
間に第２の高周波電源７により例えば電力値２．７Ｋ
ｗ、周波数が５０ＭＨｚ以上の範囲より選ばれる所定の
周波数例えば６０ＭＨｚの高周波電力を印加し、その後
例えば１〜2分間経過後にＳｉＦ4ガス、ＳｉＨ4ガス及
びＡｒガスを夫々流量調整部ＭＡ、ＭＢ及びＭＤで所定
の流量に調整して、ガス供給管６を介してガス供給穴５
１から真空容器１内に供給すると共に第１の電極（サセ
プタ）２とアース間に第１の高周波電源４により例えば
電力値０．３Ｋｗ、周波数が２ＭＨｚ〜９ＭＨｚから選
ばれる所定の周波数例えば８ＭＨｚの高周波電力を印加
する。この結果第１の電極２と第２の電極５１との間に
高周波電力が印加されることとなり、そのエネルギーに
よって上述の各ガスのプラズマが発生し、ウエハＷ上に
ＳｉＯＦ膜が成膜される。ＳｉＯＦ膜は、ＳｉＯ2を、
主成分としてＦが入り込んだ膜であり、その誘電率は
３．５であって、ＳｉＯ2膜の誘電率よりも小さい。な
おＯ2ガスを導入する場合、Ｏ2ガスと共に他のガス例え
ば、Ａｒ、Ｎ2等を導入しても良いが、それらのガスに
より成膜されないことが必要である。
【００１５】上述のように第２の電極５１に遅れて第１
の電極２に高周波電力を印加する理由は、初めに第１の
電極２に高周波電力を印加するとウエハＷにイオンが入
射してスパッタされてしまうので、先に第２の電極５１
に高周波電力を印加し、プラズマが安定しかつウエハＷ
の温度が所定の温度まで上がるのに要する時間だけ待っ
てから第１の電極２に高周波電力を印加するようにして
いるのである。なおプロセス条件の一例を示しておく
と、ＳｉＦ4ガス、ＳｉＨ4ガス、Ｏ2ガス及びＡｒガス
は例えば２８ｓｃｃｍ、２２ｓｃｃｍ、２５０ｓｃｃｍ
及び５０ｓｃｃｍに設定され、真空容器１内の圧力は例
えば１．３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）に設定される。
【００１６】この実施の形態では、ウエハＷが載置され
ている第１の電極である下部電極（サセプタ２）に印加
する高周波電力の周波数が２ＭＨｚ〜９ＭＨｚの周波数
であるため、後述のように成膜中のイオンのエネルギー
が大き過ぎず、小さ過ぎずほどよい大きさであり、従っ
てその後の熱プロセスにおけるＳｉＯＦ膜からのＦの脱
離量が少なく、例えばＳｉＯＦ膜を層間絶縁膜に適用し
たとすると、金属配線の腐食が抑えられる。また第２の
電極である上部電極（電極板５１）への高周波電力の周
波数を５０ＭＨｚ以上に設定しているので後述のように
上部電極５１のスパッタを抑えることができ、上部電極
５１のスパッタ成分によるＳｉＯＦ膜のコンタミネーシ
ョンを低減できる。
【００１７】またＳｉＯ2を主成分としてこれに混入さ
れる他の成分としてはＣ及びＨであってもよく、この場
合例えばＳｉＣＨＯ膜が得られる。この種の膜を成膜す
るためには例えばアルキルシランガス［Ｓｉ（ＣnＨ2n+
1）mＨ4-m］と酸素ガスとを原料ガスとして反応させれ
ばよい。なおｎ、２ｎ＋１、ｍ、４−ｍは化学式では下
付きであるが、便宜上並べて記載してある。アルキルシ
ランガスとしては、モノメチルシランガス［ＳｉＨ3Ｃ
Ｈ3］、ジメチルシランガス［ＳｉＨ2（ＣＨ3）2］、ト
リメチルシランガス［ＳｉＨ（ＣＨ3）3］及びテトラシ
ランガス［Ｓｉ（ＣＨ3）4などのメチルシランガスや、
エチルシランガスなどを用いることができる。あるいは
アルキルシランガスの代りに、ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
などのアルコキシシランガスを用いてもよいし、これら
を混合して用いてもよい。
【００１８】更にはまた前記他の成分としてはＣ、Ｈ及
びＮであってもよく、この場合ＳｉＣＨＮＯ膜が得られ
る。この種の膜を成膜するためには例えばメチルシラン
ガスなどのアルキルシランガスやアルコキシシランガス
と酸素ガスと窒素ガス（Ｎ2ガス）とを反応させればよ
い。なおＮ2ガスの代りに酸化窒素ガス、一酸化二窒素
ガス、四酸化二窒素ガスあるいはアンモニアガスなどで
あってもよいし、これらを混合したものでもよい。この
ようにＳｉＣＨＯ膜に更にＮが添加された膜は、Ｎの添
加により誘電率は若干上がってしまうが、Ｃｕに対する
拡散抑制効果あり、また吸湿性も上がるという効果（水
を閉じ込めるという効果）もあるので、例えばＣｕ配線
を用いたデバイスの層間絶縁膜としては好適である。
【００１９】
【実施例】（実施例１）ここで上述の実施の形態のプロ
セス条件において下部電極２に印加される高周波電力の
周波数ｆ１を１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、４ＭＨｚ、６ＭＨ
ｚ、８ＭＨｚ、９ＭＨｚ、１０ＭＨｚ及び１３．５６Ｍ
Ｈｚと８通りに設定して夫々得られた薄膜についてＦの
脱離量（脱ガス量）を調べたところ図２に示す結果が得
られた。Ｆの脱離量についてはＴＤＳスペクトル（Ther
mal Disorption Spectroscopy）によって調べた。また
各ＳｉＯＦ膜について１０重量％のＨＦ溶液（フッ酸溶
液）によりエッチングを行い、エッチングレートを調べ
たところ図３に示す結果が得られた。なおＳｉＯＦ膜の
脱離量及びエッチングレートの単位は任意としてある。
【００２０】図２及び図３の結果から周波数ｆ１が２Ｍ
Ｈｚ〜９ＭＨｚの範囲ではＦの脱離量が少なく、またエ
ッチングレートが遅く、従って緻密で結合の強い良質な
ＳｉＯＦ膜が得られることが分かる。その理由は、周波
数ｆ１が２ＭＨｚよりも低いとプラズマ中のイオンのエ
ネルギーが大きすぎて各原子のネットワーク結合、特に
Ｓｉ−ＦあるいはＯ−Ｆの結合が切れてしまい、Ｆが不
安定な状態で膜中に存在すると考えられる。膜中の結合
が切れる現象はアルゴンイオンの衝突エネルギーの影響
が最も大きいと思われる。逆に周波数ｆ１が９ＭＨｚを
越えるとプラズマ中のイオンのエネルギーが小さ過ぎ、
Ｆが結合しきれずにやはり不安定な状態で膜中に存在す
ると考えられる。従って周波数ｆ１が２ＭＨｚから９Ｍ
Ｈｚの範囲から外れるとポーラスな膜になってしまい、
Ｆが脱離しやすく、またエッチングレートも大きくなる
ものと推察される。
【００２１】上述のように各周波数ｆ１にて成膜した際
に、下部電極２の自己バイアスの値も調べたところ図４
に示す結果が得られた。この自己バイアスは、下部電極
２とアースとの間にオシロスコープを接続し、図５に示
すように第１の高周波電源４の電圧波形（実線）とオシ
ロスコープに現れる電圧波形(点線)との差電圧Ｖｄｃを
求めたものである。図４から分かるように周波数を低く
していくとＶｄｃが大きくなり、２ＭＨｚよりも低いと
かなり大きくなっていることから、イオンの衝突エネル
ギーが大きくなり過ぎることが裏付けられる。以上のこ
とから下部電極２に印加される高周波電力の周波数ｆ１
は２ＭＨｚ以上で９ＭＨｚ以下であることが必要であ
る。
【００２２】更に上述の実施の形態のプロセス条件にお
いて、下部電極２に高周波電力を印加せずにつまり第１
の高周波電源４の電力をゼロにして、上部電極５１の周
波数ｆ２を１３，５６ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、５０ＭＨ
ｚ、６０ＭＨｚ及び１００ＭＨｚの５通りに設定し、同
様にして各周波数毎のＳｉＯＦ膜のエッチレート及び自
己バイアス（Ｖｄｃ）の大きさを調べたところ、図６及
び図７に示す結果が得られた。周波数ｆ２が５０ＭＨｚ
よりも低いと、図６からも分かるようにエッチレートが
早くなっており、また図７から分かるようにＶｄｃが大
きくなっていることが分かる。これは周波数ｆ２が５０
ＭＨｚよりも低いとイオンのエネルギーが大きくなって
上部電極５１をスパッタし、そのスパッタ物がＳｉＯＦ
膜中に取り込まれてコンタミネーションになってしまう
ことを意味していると考えられる。即ち上部電極５１側
から飛んできた不純物であるスパッタ物がＳｉＯＦ膜中
に取り込まれると、ネットワーク結合でない状態でその
不純物が存在するため、結果としてポーラスで脆い膜に
なってしまう。従って上部電極５１に印加する高周波電
力の周波数ｆ２は５０ＭＨｚ以上であることが必要であ
る。
【００２３】（実施例２）成膜ガスとしてジメチルシラ
ンガス（ＳｉＨ2（ＣＨ3）2）及びＯ2ガスを用い、夫々
流量を５０ｓｃｃｍ及び２５０ｓｃｃｍに設定し、その
他は上述の実施例１と同様にして下部電極２に印加され
る高周波電力の周波数を８通りに設定してウエハ上に成
膜した。得られた薄膜はＳｉＯ2を主成分とし、Ｃ及び
Ｈが混入したＳｉＣＨＯ膜である。各薄膜について実施
例１と同様にしてＨの脱ガス量とフッ酸溶液によるエッ
チングレートとを調べたところ図８及び図９の○印で示
す結果が得られた。
【００２４】（実施例３）ＳｉＨ2（ＣＨ3）ガスの代り
にアルコキシシランガス（ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3）を
用いた他は上述の実施例２と同様にしてＳｉＣＨＯ膜を
ウエハ上に成膜し、各薄膜について同様にしてＨの脱ガ
ス量とフッ酸溶液によるエッチングレートを調べたとこ
ろ図８及び図９の△印で示す結果が得られた。
【００２５】（実施例４）成膜ガスとして上述の実施例
２で用いたガスにＮ2ガスを加え、Ｎ2ガスの流量を５０
ｓｃｃｍに設定して実施例２と同様にしてウエハ上に成
膜した。得られた薄膜は、実施例２で得られたＳｉＣＨ
Ｏ膜にＮが添加されたＳｉＣＨＮＯ膜である。各薄膜に
ついて同様にしてＨの脱ガス量とフッ酸溶液によるエッ
チングレートを調べたところ図１０及び図１１の○印で
示す結果が得られた。
【００２６】（実施例５）成膜ガスとして上述の実施例
３で用いたガスにＮ2ガスを加え、Ｎ2ガスの流量を５０
ｓｃｃｍに設定して実施例２と同様にしてウエハ上にＳ
ｉＣＨＮＯ膜を成膜した。各薄膜について同様にしてＨ
の脱ガス量とフッ酸溶液によるエッチングレートを調べ
たところ図１０及び図１１の△印で示す結果が得られ
た。
【００２７】（実施例６）成膜ガスとしてＳｉＨ2（Ｃ
Ｈ3）2ガス及びＮ2Ｏガスを用い、夫々流量を５０ｓｃ
ｃｍ及び５０ｓｃｃｍに設定し、実施例２と同様にして
ウエハ上にＳｉＣＨＮＯ膜を成膜した各薄膜について同
様にしてＨの脱ガス量とフッ酸溶液によるエッチングレ
ートを調べたところ図１２及び図１３の○印で示す結果
が得られた。
【００２８】（実施例７）成膜ガスとしてＣＨ3Ｓｉ
（ＯＣＨ3）3ガス及び及びＮ2Ｏガスを用い、夫々流量
を５０ｓｃｃｍ及び５０ｓｃｃｍに設定し、実施例２と
同様にしてウエハ上にＳｉＣＨＮＯ膜を成膜した各薄膜
について同様にしてＨの脱ガス量とフッ酸溶液によるエ
ッチングレートを調べたところ図１２及び図１３の△印
で示す結果が得られた。
【００２９】実施例２〜実施例７の結果から分かるよう
に周波数ｆ１が２ＭＨｚ〜９ＭＨｚの範囲ではＨの脱離
量が少なく、またエッチングレートが遅く、従って緻密
で結合の強い良質な膜が得られることが分かる。なお上
部電極５１に印加する高周波電力の周波数ｆ２の影響
は、特に実験を行ってはいないが、上部電極のスパッタ
物の膜中への混入が問題になることから、実施例１と同
様に周波数ｆ２を５０ＭＨｚ以上とすれば膜への悪影響
の懸念はない。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、いわゆる平行平板型の
プラズマ処理装置を用いて、誘電率が低くかつ良質な絶
縁膜を成膜することができ、例えばデバイスの動作速度
の向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマ処理装置の実施の形態の全体
構成を示す断面図である。
【図２】下部電極（第１の電極）に印加される高周波電
力の周波数とＳｉＯＦ膜からのＦの脱離量との関係を示
す特性図である。
【図３】下部電極に印加される高周波電力の周波数とＳ
ｉＯＦ膜のエッチレ−トとの関係を示す特性図である。
【図４】下部電極に印加される高周波電力の周波数と下
部電極の自己バイアスとの関係を示す特性図である。
【図５】自己バイアスを説明するための説明図である。
【図６】上部電極（第２の電極）に印加される高周波電
力の周波数とＳｉＯＦ膜のエッチレ−トとの関係を示す
特性図である。
【図７】上部電極に印加される高周波電力の周波数と上
部電極の自己バイアスとの関係を示す特性図である。
【図８】下部電極に印加される高周波電力の周波数とＳ
ｉＣＨＯ膜からのＨの脱離量との関係を示す特性図であ
る。
【図９】下部電極に印加される高周波電力の周波数とＳ
ｉＣＨＯ膜のエッチレ−トとの関係を示す特性図であ
る。
【図１０】下部電極に印加される高周波電力の周波数と
ＳｉＣＨＮＯ膜からのＨの脱離量との関係を示す特性図
である。
【図１１】下部電極に印加される高周波電力の周波数と
ＳｉＣＨＮＯ膜のエッチレ−トとの関係を示す特性図で
ある。
【図１２】下部電極に印加される高周波電力の周波数と
ＳｉＣＨＮＯ膜からのＨの脱離量との関係を示す特性図
である。
【図１３】下部電極に印加される高周波電力の周波数と
ＳｉＣＨＮＯ膜のエッチレ−トとの関係を示す特性図で
ある。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ １ 真空容器 ２ サセプタ（下部電極：第１の電極） ２１ 冷媒室 ２５ 絶縁体 ３ 静電チャック ４ 第１の高周波電源 ５１ 電極板（上部電極：第２の電極） ５２ ガス供給穴 ６ ガス供給管 ６２Ａ〜６２Ｄ ガス供給源 ７ 第２の高周波電源 Ｗ 半導体ウエハ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K030 AA04 AA06 AA09 AA13 AA14 AA18 BA35 BA44 CA04 CA12 FA03 JA18 KA05 LA02 5F045 AA08 AB31 AB32 AC01 AC07 AC11 AC12 AC15 AC16 DC63 DP03 EH13 EH19 5F058 BC02 BC04 BF07 BF27 BF29 BF34 BJ02

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 真空容器と、この真空容器内に設けら
    れ、互いに平行に対向する第１の電極及び第２の電極
    と、 これら夫々の電極に異なる周波数の高周波電力を印加可
    能に構成された第１及び第２の高周波電源と、を備えた
    プラズマ処理装置を用いて、プラズマ成膜を行なう方法
    であって、 前記電極間に所定の成膜ガスを導入し、前記第１の電極
    に周波数が２〜９ＭＨｚの範囲より選ばれた所定の周波
    数の高周波電力を、かつ前記第２の電極に周波数が５０
    ＭＨｚ以上の範囲より選ばれた所定の周波数の高周波電
    力を、夫々印加することでプラズマを発生させて、前記
    第１の電極上に載置された被処理体上に、シリコン酸化
    膜の誘電率より低い誘電率を有する所定の物質が添加さ
    れたシリコン酸化膜を成膜することを特徴とするプラズ
    マ成膜方法。
  2. 【請求項２】 真空容器と、 この真空容器内に設けられ、互いに平行に対向する第１
    の電極及び第２の電極と、 これら夫々の電極に異なる周波数の高周波電力を印加可
    能に構成された第１及び第２の高周波電源と、を備えた
    プラズマ処理装置を用いて、プラズマ成膜を行なう方法
    であって、 前記第１の電極上に被処理体を載置する工程と、 少なくとも酸素を含有するガスを前記真空容器内に導入
    する工程と、 前記第２の電極に周波数が５０ＭＨｚ以上の範囲より選
    ばれた所定の周波数の高周波電力を印加する工程と、 その後、少なくとも、シリコン及び添加される所定の物
    質、を含有する成膜ガスを前記真空容器内に導入すると
    共に、前記第１の電極に周波数が２〜９ＭＨｚの範囲よ
    り選ばれた所定の周波数の高周波電力を印加する工程
    と、これら印加された高周波電力により、前記被処理体
    上にシリコン酸化膜の誘電率より低い誘電率を有する所
    定の物質が添加されたシリコン酸化膜を成膜する工程
    と、 を備えたことを特徴とするプラズマ成膜方法。
  3. 【請求項３】 前記添加される所定の物質に、フッ素が
    含有されている請求項１又は２記載のプラズマ成膜方
    法。
  4. 【請求項４】 前記添加される所定の物質に、炭素及び
    水素が含有されている請求項１又は２記載のプラズマ成
    膜方法。
  5. 【請求項５】 前記添加される所定の物質に、さらに窒
    素が含有されている請求項４記載のプラズマ成膜方法。
  6. 【請求項６】 前記成膜ガスは、少なくともアルキルシ
    ランガス及びアルコキシシランガスの少なくとも一方
    と、酸素ガスと、が含有されている請求項１又は２記載
    のプラズマ成膜方法。
  7. 【請求項７】 前記成膜ガスは、さらに、窒素ガス、酸
    化窒素ガス、一酸化二窒素ガス、四酸化二窒素ガス、ア
    ンモニアガス、のいずれかが含有されている請求項６記
    載のプラズマ成膜方法。
  8. 【請求項８】 真空容器と、 この真空容器内に設けられ、互いに平行に対向する第１
    の電極及び第２の電極と、 これら夫々の電極に異なる周波数の高周波電力を印加可
    能に構成された第１及び第２の高周波電源と、を備え、 前記電極間に所定の成膜処理ガスを導入し、プラズマを
    発生させて、前記第１の電極上に載置された被処理体上
    に、所定の物質が添加されたシリコン酸化膜を成膜する
    プラズマ成膜装置であって、 前記第１の電極に印加される高周波電力の周波数が２〜
    ９ＭＨｚであり、前記第２の電極に印加される高周波電
    力の周波数が、５０ＭＨｚ以上であることを特徴とする
    プラズマ成膜装置。
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