JPH1180965A - Formation of thin film, thin film forming device and plasma treating device - Google Patents
Formation of thin film, thin film forming device and plasma treating deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本願の発明は、半導体デバイ
ス、超伝導デバイス、各種電子部品、各種センサー等を
構成する拡散防止膜、密着層膜又は反射防止膜等として
使用する窒化チタンを主成分とする薄膜の作成方法及び
装置に関するものである。また、本願の発明は、広くプ
ラズマを利用して基体に所定の処理を施すプラズマ処理
装置、特に高周波エネルギーによってプラズマを形成す
るプラズマ処理装置に関するものである。The present invention relates to a titanium nitride used as a diffusion prevention film, an adhesion layer film or an antireflection film constituting a semiconductor device, a superconducting device, various electronic parts, various sensors, etc. as a main component. The present invention relates to a method and an apparatus for producing a thin film. The invention of the present application also relates to a plasma processing apparatus that performs a predetermined process on a substrate using plasma widely, and more particularly to a plasma processing apparatus that forms plasma using high-frequency energy.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体デバイス、超伝導デバイス、各種
電子部品、各種センサー等を構成する拡散防止膜、密着
層膜又は反射防止膜等の薄膜の作成には、真空蒸着（物
理蒸着）法、スパッタ法、化学蒸着（ＣＶＤ）法、プラ
ズマアシストＣＶＤ法等の種々の方法が試みられてい
る。このような薄膜作成プロセスでは、薄膜を作成する
対象物（本明細書では基体と称す）の表面が平坦である
場合も多いが、表面に形成された微細な穴や溝（以下、
ホールと総称する）の内部に薄膜を作成することも多く
なってきている。2. Description of the Related Art Thin films such as a diffusion prevention film, an adhesion layer film or an antireflection film constituting a semiconductor device, a superconducting device, various electronic parts, various sensors, and the like are formed by a vacuum evaporation (physical evaporation) method, a sputtering method, or the like. Various methods such as a chemical vapor deposition (CVD) method and a plasma-assisted CVD method have been tried. In such a thin film forming process, an object on which a thin film is formed (referred to as a substrate in this specification) often has a flat surface, but a fine hole or groove (hereinafter, referred to as a substrate) formed on the surface.
In many cases, a thin film is formed inside a hole.
【０００３】例えば、各種半導体デバイスでは、コンタ
クト部の構造としてコンタクトホール内にタングステン
等の配線材料を埋め込んだ構造が採用される。この場
合、このコンタクト配線と下地半導体層との相互拡散を
防止するため、両者の界面に拡散防止膜を薄く介在させ
ることが行われる。つまり、コンタクトホールの内面に
拡散防止膜を薄く作成することが必要になっている。ま
た、ロジック系集積回路ではより高速の動作を可能にす
るため銅が配線材料として用いられることが多いが、こ
の銅もシリコン中や酸化シリコン絶縁層中へ拡散し易い
ため、拡散防止膜を介在させて拡散を防止することが必
要になっている。For example, in various semiconductor devices, a structure in which a wiring material such as tungsten is embedded in a contact hole is employed as a structure of a contact portion. In this case, in order to prevent the interdiffusion between the contact wiring and the underlying semiconductor layer, a thin diffusion prevention film is interposed at the interface between the two. That is, it is necessary to form a thin diffusion prevention film on the inner surface of the contact hole. In addition, copper is often used as a wiring material in logic-based integrated circuits to enable higher-speed operation. However, this copper is also easily diffused into silicon or a silicon oxide insulating layer. It is necessary to prevent diffusion.
【０００４】また、多層配線構造のデバイスの構造で多
く用いられる層間スルーホール内への埋め込み配線技術
についても、ホールの内面への薄膜の作成が必要になっ
ている。例えば、層間スルーホール内にアルミニウムを
埋め込んで層間配線を形成する場合、当該埋め込み用の
アルミニウムと、層間スルーホールの底面に露出した第
一層のアルミニウムとの密着性を向上させるため、両者
の界面に密着層膜を形成することが行われる。即ち、層
間スルーホールの内面特に底面に密着層膜を作成するこ
とが必要になっている。[0004] Also, with regard to a technique of burying wiring in an interlayer through-hole often used in the structure of a device having a multilayer wiring structure, it is necessary to form a thin film on the inner surface of the hole. For example, when aluminum is buried in an interlayer through hole to form an interlayer wiring, in order to improve the adhesion between the aluminum for embedding and the aluminum of the first layer exposed on the bottom surface of the interlayer through hole, an interface between the two is formed. To form an adhesion layer film. That is, it is necessary to form an adhesion layer film on the inner surface, particularly the bottom surface, of the interlayer through hole.
【０００５】このようなホールの内面への成膜プロセス
においては、ボトムカバレッジ率が成膜特性の極めて重
要な指標の一つになっている。図１０は、ボトムカバレ
ッジ率の説明図である。ボトムカバレッジ率は、微細な
穴や溝（以下、ホールと総称する）への成膜特性であ
り、具体的にはホール１０の周囲の面１１への薄膜１０
０の堆積量に対するホール１０の底面１２への薄膜１０
０の堆積量の比（（ｂ／ａ）×１００（％））である。
尚、堆積量の比は、実際には単位時間当たりの堆積量
（成膜速度）の比である。In the process of forming a film on the inner surface of a hole, the bottom coverage ratio is one of the very important indicators of the film forming characteristics. FIG. 10 is an explanatory diagram of the bottom coverage rate. The bottom coverage ratio is a film forming characteristic in a fine hole or a groove (hereinafter, collectively referred to as a hole), and specifically, a thin film 10 on a surface 11 around the hole 10.
The thin film 10 on the bottom surface 12 of the hole 10 for a deposition amount of 0
It is the ratio of the deposition amount of 0 ((b / a) × 100 (%)).
Note that the ratio of the deposition amount is actually the ratio of the deposition amount (film formation rate) per unit time.
【０００６】前述したコンタクトホールや層間スルーホ
ール内への拡散防止膜や密着層膜等の作成では、必要な
拡散防止効果や密着効果を得るためには、上記ボトムカ
バレッジ率を充分高くする必要がある。というのは、薄
膜の素となる材料（以下、前駆体）は、ホール１０の内
面１２よりもホール１０の周囲の面１２に付着し易く、
ボトムカバレッジ率を高くすることは容易ではないから
である。特に、年々集積度が高まる半導体デバイスの構
造では、上記のようなホールはそのアスペクト比がどん
どん高くなってきている。アスペクト比は、図１０に示
すホール１０の開口の大きさ（直径又は幅）ｗに対する
ホール１０の深さｄの比（ｄ／ｗ）である。In the above-described formation of a diffusion prevention film or an adhesion layer film in a contact hole or an interlayer through hole, it is necessary to sufficiently increase the bottom coverage ratio in order to obtain a necessary diffusion prevention effect or adhesion effect. is there. That is, a material (hereinafter, referred to as a precursor) serving as a base material of the thin film is more easily attached to the surface 12 around the hole 10 than to the inner surface 12 of the hole 10.
This is because it is not easy to increase the bottom coverage rate. In particular, in the structure of a semiconductor device whose integration degree is increasing year by year, the above-described hole has an ever-increasing aspect ratio. The aspect ratio is a ratio (d / w) of the depth d of the hole 10 to the size (diameter or width) w of the opening of the hole 10 shown in FIG.
【０００７】アスペクト比が高くなると、ホール１０の
開口の大きさｗに比べてホール１０の深さｄが相対的に
深くなるので、ホール１０の底面１２まで前駆体を到達
させることが困難となる。従って、一般的には、アスペ
クト比が高くなるにつれてボトムカバレッジ率は低下す
る傾向にある。言い換えると、より集積度の高い半導体
デバイスの製作にはホール内成膜におけるボトムカバレ
ッジ率の低下というボトルネックが存在し、これを乗り
越えることが重要な技術課題となっている。When the aspect ratio increases, the depth d of the hole 10 becomes relatively deeper than the size w of the opening of the hole 10, so that it is difficult for the precursor to reach the bottom surface 12 of the hole 10. . Therefore, generally, the bottom coverage ratio tends to decrease as the aspect ratio increases. In other words, there is a bottleneck of lowering the bottom coverage ratio in film formation in a hole in the production of a semiconductor device with a higher degree of integration, and overcoming this bottleneck is an important technical problem.
【０００８】一方、上記拡散防止膜や密着層膜には窒化
チタンを主成分とする薄膜が使用されることが多い。
尚、窒化チタンを主成分とする薄膜（以下、窒化チタン
薄膜）とは、薄膜中の窒化チタンの含有量が５０％以上
であるという意味である。この窒化チタン薄膜を比較的
良好なボトムカバレッジ率で作成する方法として注目さ
れている技術の一つに、有機金属化合物や有機金属錯体
を原料として用いたＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ−０ｒａｇ
ｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｉｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ）技術がある。ＭＯＣＶＤ技術は、有機金属化合
物や有機金属錯体を反応容器内に導入し、所定温度に加
熱された基体の表面に接触させて熱分解を含む気相反応
を生じさせ、当該基体の表面に窒化チタン薄膜を堆積す
る技術である。以下、このようにして作成した窒化チタ
ン薄膜をＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜と称する。On the other hand, a thin film containing titanium nitride as a main component is often used for the diffusion preventing film or the adhesion layer film.
Note that a thin film containing titanium nitride as a main component (hereinafter, titanium nitride thin film) means that the content of titanium nitride in the thin film is 50% or more. MOCVD (Metal-0 rag) using an organometallic compound or an organometallic complex as a raw material is one of the techniques that have attracted attention as a method for producing this titanium nitride thin film at a relatively good bottom coverage ratio.
Nic Chemical VaporDiposit
ion) technology. In the MOCVD technique, an organometallic compound or an organometallic complex is introduced into a reaction vessel, and brought into contact with the surface of a substrate heated to a predetermined temperature to cause a gas phase reaction including thermal decomposition. This is a technique for depositing a thin film. Hereinafter, the titanium nitride thin film thus formed is referred to as a MOCVD-TiN thin film.
【０００９】例えば、M.Eizenberg らのAppl.Phys.Let
t.65(19),7 November 1994,P2416-2418の中にその方法
に関する記事がある。M.Eizenberg らはテトラキスジメ
チルアミノチタン（ＴＤＭＡＴ）のみを原料としてＭＯ
ＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜を成膜圧力０．４５Ｔｏｒｒ（６０
Ｐａ）、基体温度３８０〜４７０℃で作成している。彼
らが作成したＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜は、ラザフォード
後方散乱法による分析では、約２３％の酸素を含有して
いる。また、オージェ電子分光法においては、約２４％
の酸素の含有が報告されている。For example, Appl. Phys. Let by M. Eizenberg et al.
At t.65 (19), 7 November 1994, P2416-2418 there is an article on that method. M. Eizenberg et al. Use only tetrakisdimethylaminotitanium (TDMAT)
A CVD-TiN thin film is formed at a pressure of 0.45 Torr (60
Pa), the substrate temperature is 380 to 470 ° C. The MOCVD-TiN thin films they made contain approximately 23% oxygen by Rutherford backscattering analysis. In Auger electron spectroscopy, about 24%
Has been reported to contain oxygen.
【００１０】この酸素含有は、堆積時に得られたＭＯＣ
ＶＤ−ＴｉＮ薄膜が大気中で徐々に酸化されてしまうこ
とによって生じる。一般にテトラキスジアルキルアミノ
チタン（ＴＤＡＡＴ）を原料ガスとして用いて熱ＣＶＤ
法により作成したＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜は、大気によ
って酸化されてしまい、このような高い濃度の酸素混入
が生じてしまう。電気的特性の観点では、この酸素混入
に伴い薄膜の抵抗が増大してしまう。このことは、信頼
性の高い各種電子デバイスの製作に使用する際、重大な
欠点を伴っていることになる。また、ＭＯＣＶＤ−Ｔｉ
Ｎ薄膜が酸化されて抵抗率が上昇するため、低抵抗の薄
膜として使用することが不可能となってしまう。[0010] The oxygen content is determined by the MOC obtained during deposition.
This is caused by the VD-TiN thin film being gradually oxidized in the atmosphere. Generally, thermal CVD using tetrakisdialkylaminotitanium (TDAAT) as a source gas
The MOCVD-TiN thin film formed by the method is oxidized by the air, and such a high concentration of oxygen is mixed in. From the viewpoint of electrical characteristics, the resistance of the thin film increases due to the mixing of oxygen. This has significant drawbacks when used in the fabrication of various reliable electronic devices. MOCVD-Ti
Since the N thin film is oxidized and the resistivity increases, it cannot be used as a low resistance thin film.
【００１１】この問題から、彼らは作成されたＭＯＣＶ
Ｄ−ＴｉＮ薄膜を大気に晒すことなくそのＭＯＣＶＤ−
ＴｉＮ薄膜の上にタングステン薄膜を連続して堆積させ
ている。タングステン薄膜によってＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ
薄膜は大気との接触が遮断されるため、窒化チタン薄膜
の酸化が防止される。この工程を行うことによって、彼
らは酸素含有量を１％に抑えることが可能としている。
しかしながら、ＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜は、真空蒸着等
の物理的方法により作成された膜に比べ、化学的に不安
定な膜である。そのような不安定な膜の上に他の膜を堆
積することによって大気を遮断して酸化を防止する方法
だけでは、化学的に不安定であるというＭＯＣＶＤ−Ｔ
ｉＮ薄膜の特性を根本的に解消することはできず、経時
的な化学構造の変化等の長期的な経時変化により生ずる
特性劣化は避けられない。このことから、ＴＤＡＡＴを
用いた熱ＣＶＤ法によるＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜の作成
は、ボトムカバレッジ率等の点で優れているとの評価を
受けつつも、作成される膜の電気特性の点で電子デバイ
スの信頼性を低下させる問題が生じてきている。[0011] From this problem, they created the MOCV
MOCVD of D-TiN thin film without exposure to air
A tungsten thin film is continuously deposited on the TiN thin film. MOCVD-TiN by tungsten thin film
Since the contact of the thin film with the atmosphere is interrupted, oxidation of the titanium nitride thin film is prevented. By performing this step, they have been able to reduce the oxygen content to 1%.
However, the MOCVD-TiN thin film is chemically unstable as compared with a film formed by a physical method such as vacuum evaporation. MOCVD-T, which is chemically unstable, is not possible only by blocking the atmosphere and preventing oxidation by depositing another film on such an unstable film.
The characteristics of the iN thin film cannot be fundamentally eliminated, and characteristic deterioration caused by long-term changes over time such as changes in the chemical structure over time is inevitable. From this fact, the MOCVD-TiN thin film production by the thermal CVD method using TDAAT has been evaluated as being excellent in terms of the bottom coverage ratio and the like, but the electronic device has been produced in terms of the electrical characteristics of the produced film. There is a problem that the reliability of the device is reduced.
【００１２】一方、R. L. Jackson らのConference Pro
ceedings ULSI MRS 1994,P.223-237によると、R. L. Ja
cksonらはテトラキスジエチルアミノチタン（ＴＤＥＡ
Ｔ）とアンモニアとを原料として窒化チタン薄膜を成膜
圧力１０Ｔｏｒｒ（１３３３Ｐａ）、基体温度３５０℃
で作成している。彼らが作成したＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄
膜は、成膜後１日以上大気中に放置した場合でも抵抗値
は１％程度に抑えることが可能とされている。On the other hand, Conference Pro of RL Jackson et al.
ceedings According to ULSI MRS 1994, p. 223-237, RL Ja
ckson et al., tetrakis diethylaminotitanium (TDEA)
T) and ammonia as raw materials to form a titanium nitride thin film at a pressure of 10 Torr (1333 Pa) and a substrate temperature of 350 ° C.
It is created in. It is said that the MOCVD-TiN thin film made by them can have a resistance value of about 1% even when left in the air for one day or more after film formation.
【００１３】しかしながら、開口直径１．３６μｍ、ア
スペクト比３．４のコンタクトホールに対し、１０％未
満のボトムカバレッジ率しか得られていない。この原因
は、成膜圧力が１０Ｔｏｒｒと高いためであると考えら
れる。成膜圧力が高くなると、基体の表面に垂直に飛行
する前駆体が他の前駆体やガス分子に衝突して散乱され
る可能性が高くなる。このため、基体の表面に形成され
たホールの底部まで前駆体が飛行する可能性が低くな
り、ボトムカバレッジ率が低下してしまうものと考えら
れる。また、成膜圧力が高いと、作成される薄膜の品質
にも影響を与える。即ち、成膜圧力が高いと、反応容器
に浮遊するパーティクル等の異物が薄膜中に混入し易
く、製品欠陥の原因となり易い。However, a bottom coverage ratio of less than 10% is obtained for a contact hole having an opening diameter of 1.36 μm and an aspect ratio of 3.4. This is considered to be because the film formation pressure was as high as 10 Torr. When the deposition pressure is increased, the possibility that the precursor flying perpendicular to the surface of the substrate collides with other precursors or gas molecules and becomes scattered is increased. For this reason, it is considered that the possibility that the precursor flies to the bottom of the hole formed on the surface of the substrate is reduced, and the bottom coverage ratio is reduced. Further, when the film forming pressure is high, the quality of the formed thin film is also affected. That is, when the film formation pressure is high, foreign matter such as particles floating in the reaction container is apt to be mixed into the thin film, which is likely to cause a product defect.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】本願の発明は、上記の
ようなＴＤＡＡＴを使用した熱ＣＶＤ法によるＭＯＣＶ
Ｄ−ＴｉＮ薄膜の作成技術が抱える課題を解決するため
になされたものであり、高アスペクト比のホール内に充
分なボトムカバレッジ率で化学的に安定な高品質のＭＯ
ＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜を作成することができる方法とその
ための装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a MOCV by a thermal CVD method using TDAAT as described above.
The present invention has been made in order to solve the problems of the technology of forming a D-TiN thin film, and has a sufficiently high coverage of a chemically stable MO with a sufficient bottom coverage ratio in a hole having a high aspect ratio.
An object of the present invention is to provide a method capable of forming a CVD-TiN thin film and an apparatus therefor.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の請求項１記載の発明は、気化したテトラキス
ジアルキルアミノチタンからなる原料ガスを用いて化学
蒸着法により基体の表面に窒化チタンを主成分とする薄
膜を作成する第一の工程と、作成された薄膜を所定の特
性に改質する後処理を行う第二の工程とを含む薄膜作成
方法であって、前記第二の工程では、所定の後処理用ガ
スを使用して１０Ｐａ以下の圧力で電子密度１０10個／
ｃｍ3 以上の低圧高密度プラズマを形成して当該低圧高
密度プラズマで生成されるイオンを基体に入射させて前
記改質を行うとともに、前記第一の工程において作成さ
れた薄膜の上に、パシベーション性を有する材料又は窒
化物がパシベーション性を有する材料を主成分とする被
スパッタ部材のスパッタによってパシベーション膜を堆
積させてパシベーションを行うという構成を有する。ま
た、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、
上記請求項１の構成において、前記パシベーション膜
は、１０〜１００オングストロームの厚さで作成される
という構成を有する。また、上記課題を解決するため、
請求項３記載の発明は、上記請求項１又は２の構成にお
いて、前記被スパッタ部材は、前記低圧高密度プラズマ
によってスパッタされるものであり、前記改質と前記パ
シベーションとが同時に行われるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明
は、上記請求項３の構成において、前記後処理用ガス
は、アルゴンガス、アルゴンと窒素の混合ガス又はアル
ゴンと窒素と水素の混合ガスであるという構成を有す
る。また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発
明は、上記請求項１、２、３又は４の構成において、前
記基体は、前記第二の工程の後、大気に放出された後に
次の処理が行われるという構成を有する。また、上記課
題を解決するため、請求項６記載の発明は、気化したテ
トラキスジアルキルアミノチタンからなる原料ガスを用
いて化学蒸着法により基体の表面に窒化チタンを主成分
とする薄膜を作成するとともに、作成された薄膜を所定
の特性に改質する後処理を行う薄膜作成装置であって、
前記後処理が内部で行われる処理容器と、処理容器内に
後処理用ガスを導入する後処理用ガス導入手段と、導入
された後処理用ガスにエネルギーを与えてプラズマを形
成して当該プラズマ中のイオンの作用によって前記改質
を行うプラズマ形成手段と、プラズマ形成手段によって
形成されたプラズマによってスパッタされる位置に配置
された被スパッタ部材とを備え、当該被スパッタ部材
は、パシベーション性を有する材料又は窒化物がパシベ
ーション性を有する材料を主成分とするものであり、前
記後処理では前記改質とともに当該被スパッタ部材をス
パッタすることで基体上に堆積するパシベーション膜に
よってパシベーションが行われるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明
は、上記請求項６の構成において、前記プラズマプラズ
マ形成手段は、前記後処理用ガスに対して高周波エネル
ギーを与えて前記低圧高密度プラズマを形成するもので
あり、前記被スパッタ部材は、当該高周波エネルギーを
放射するよう前記処理容器内に配置された高周波アンテ
ナであるという構成を有する。また、上記課題を解決す
るため、請求項８記載の発明は、上記請求項７の構成に
おいて、前記高周波アンテナは、誘導結合方式によって
前記高周波エネルギーを後処理用ガスに与えるものであ
るという構成を有する。また、上記課題を解決するた
め、請求項９記載の発明は、上記請求項８の構成におい
て、前記高周波アンテナは、一端がプラズマ用高周波電
源に接続され、当該高周波アンテナの直流分の電位が所
定の負の電位になるよう調整するアンテナ電位調整回路
を介して接地されているという構成を有する。また、上
記課題を解決するため、請求項１０記載の発明は、上記
請求項９の構成において、前記アンテナ電位調整回路
は、前記高周波アンテナの直流分の電位を−１５０Ｖ以
上の負の電位とするものという構成を有する。また、上
記課題を解決するため、請求項１１記載の発明は、上記
請求項６のいずれかの構成において、前記処理容器の少
なくとも一部は誘電体で形成され、前記プラズマ形成手
段は、処理容器外に配置された高周波アンテナからこの
誘電体を処理容器内の前記後処理用ガスに対して高周波
エネルギーを与えて前記低圧高密度プラズマを形成する
ものであり、前記被スパッタ部材は、高周波アンテナと
は別に処理容器内に設けられたターゲットであるという
構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項
１２記載の発明は、上記請求項１１の構成において、前
記プラズマ形成手段は、ヘリコン波プラズマを形成する
ものであるという構成を有する。また、上記課題を解決
するため、請求項１３記載の発明は、上記請求項１１又
は１２の構成において、前記ターゲットは、前記プラズ
マ形成領域から前記基体へのイオンの流路を取り囲むリ
ング状であるという構成を有する。また、上記課題を解
決するため、請求項１４記載の薄膜作成装置は、上記請
求項１３の構成において、前記ターゲットから前記誘電
体容器の内面にスパッタ粒子が飛行して付着するのを防
止する防着シールドが、プラズマ中のイオンが基体に到
達するのを遮蔽しない状態で設けられているという構成
を有する。また、上記課題を解決するため、請求項１５
記載の発明は、気化したテトラキスジアルキルアミノチ
タンからなる原料ガスを用いて化学蒸着法により基体の
表面に窒化チタンを主成分とする薄膜を作成するととも
に、作成された薄膜を所定の特性に改質する後処理を行
う薄膜作成装置であって、前記後処理を行う処理容器に
は、内部に後処理用ガスを導入する後処理用ガス導入手
段と、導入された後処理用ガスにエネルギーを与えてプ
ラズマを形成して当該プラズマ中のイオンの作用によっ
て前記改質を行うプラズマ形成手段とが設けられてお
り、この処理容器から真空中で基体を搬送できるよう接
続された別の処理容器を有し、この別の処理容器には、
パシベーション性を有する材料又は窒化物がパシベーシ
ョン性を有する材料を主成分として形成された被スパッ
タ部材と、この被スパッタ部材をスパッタするためのス
パッタ手段と、スパッタされた被スパッタ部材の材料が
到達する位置に基体を配置する基体ホルダーとが設けら
れており、前記処理容器で前記改質が行われた基体の表
面に、この別の処理容器内でパシベーション膜が堆積し
てパシベーションが行われるという構成を有する。ま
た、上記課題を解決するため、請求項１６記載の発明
は、プラズマを利用して基体の表面に所定の処理を施す
プラズマ処理装置であって、少なくとも一部が誘電体で
ある処理容器と、処理容器内に設けられた基体ホルダー
と、処理容器内に所定のガスを導入するガス導入手段
と、処理容器の前記誘電体の部分の外側に配置された高
周波アンテナを通して処理容器内のガスに高周波エネル
ギーを与えてプラズマを形成するプラズマ形成手段とを
備え、前記プラズマ形成手段によってプラズマが当初形
成されるプラズマ形成領域と基体との間には、当該プラ
ズマで生じたイオンによってスパッタされる材料で形成
された被スパッタ部材が設けられており、当該被スパッ
タ部材は、スパッタされた材料が基体に到達することが
可能な状態で設けられているとともに、前記プラズマで
生じた生成物が基体に到達するのを許容するよう設けら
れており、プラズマの生成物による処理とスパッタによ
る成膜との両方が行えるようになっているという構成を
有する。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 of the present application provides a method of depositing titanium nitride on the surface of a substrate by a chemical vapor deposition method using a source gas comprising vaporized tetrakisdialkylaminotitanium. A thin film forming method including a first step of forming a thin film containing a main component and a second step of performing a post-process of modifying the formed thin film to a predetermined property, wherein the second step includes: The electron density is 10 10 particles / at a pressure of 10 Pa or less using a predetermined post-treatment gas.
cm 3 or more, forming the low-pressure high-density plasma and making the ions generated by the low-pressure high-density plasma incident on the substrate to perform the modification, and passivating the thin film formed in the first step. The passivation is performed by depositing a passivation film by sputtering a member to be sputtered, which is mainly composed of a material having a passivation property or a material having a passivation property. Further, in order to solve the above problem, the invention according to claim 2 is
The structure according to claim 1, wherein the passivation film has a thickness of 10 to 100 Å. Also, in order to solve the above problems,
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, the member to be sputtered is sputtered by the low-pressure high-density plasma, and the modification and the passivation are performed simultaneously. Having.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method as set forth in the third aspect, wherein the post-treatment gas is an argon gas, a mixed gas of argon and nitrogen, or a mixed gas of argon, nitrogen and hydrogen. . Further, in order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 5 is the invention according to claim 1, wherein the substrate is released to the atmosphere after the second step, and Is performed. In order to solve the above problems, the invention according to claim 6 is to form a thin film containing titanium nitride as a main component on the surface of a substrate by a chemical vapor deposition method using a source gas composed of vaporized tetrakisdialkylaminotitanium. A thin film forming apparatus for performing a post-process of modifying the formed thin film to predetermined characteristics,
A processing container in which the post-processing is performed, a post-processing gas introducing unit for introducing a post-processing gas into the processing container, and a plasma by applying energy to the introduced post-processing gas to form a plasma. A plasma forming means for performing the reforming by the action of ions therein, and a member to be sputtered disposed at a position to be sputtered by the plasma formed by the plasma forming means, and the member to be sputtered has a passivation property. The material or nitride is mainly composed of a material having a passivation property, and in the post-treatment, passivation is performed by a passivation film deposited on a substrate by sputtering the member to be sputtered together with the modification. Having.
According to a seventh aspect of the present invention, in the configuration of the sixth aspect, the plasma plasma forming means applies high-frequency energy to the post-processing gas to produce the low-pressure high-density plasma. Wherein the member to be sputtered is a high-frequency antenna arranged in the processing container so as to emit the high-frequency energy. Further, in order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 8 is the configuration according to claim 7, wherein the high-frequency antenna supplies the high-frequency energy to the post-treatment gas by an inductive coupling method. Have. According to a ninth aspect of the present invention, in the configuration of the ninth aspect, the high-frequency antenna has one end connected to a high-frequency power source for plasma, and the high-frequency antenna has a predetermined DC potential. , Which is grounded via an antenna potential adjustment circuit that adjusts to a negative potential. According to a tenth aspect of the present invention, in the configuration of the ninth aspect, the antenna potential adjusting circuit sets the DC potential of the high-frequency antenna to a negative potential of −150 V or more. It has a configuration of things. According to an eleventh aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, at least a part of the processing container is formed of a dielectric material, and the plasma forming means is a processing container. The dielectric is applied from a high-frequency antenna disposed outside to the post-processing gas in the processing chamber to form high-frequency energy by applying high-frequency energy to the post-processing gas. Is a target provided separately in the processing container. According to a twelfth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the configuration of the eleventh aspect, the plasma forming means forms helicon wave plasma. According to a thirteenth aspect of the present invention, in the configuration of the eleventh or twelfth aspect, the target has a ring shape surrounding an ion flow path from the plasma formation region to the base. It has the structure of. According to another aspect of the present invention, there is provided a thin film forming apparatus for preventing sputtered particles from flying and adhering from the target to the inner surface of the dielectric container. The arrival shield is provided so as not to block ions in the plasma from reaching the base. According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
The described invention uses a raw material gas consisting of vaporized tetrakisdialkylaminotitanium to form a thin film containing titanium nitride as a main component on the surface of a substrate by a chemical vapor deposition method, and modifies the formed thin film to a predetermined characteristic. A thin film forming apparatus for performing post-processing, wherein a post-processing gas introducing means for introducing a post-processing gas into the inside of the processing container for performing the post-processing, and applying energy to the introduced post-processing gas. Plasma forming means for forming a plasma by the action of ions in the plasma and performing the reforming by the action of the ions in the plasma. And in this other processing vessel,
A member to be sputtered formed mainly of a material having a passivation property or a material having a passivation property of a nitride, a sputtering unit for sputtering the member to be sputtered, and a material of the sputtered member reaching the sputtered member. A substrate holder for arranging a substrate at a position, and a passivation film is deposited in the another processing container on the surface of the substrate subjected to the modification in the processing container to perform passivation. Having. Further, in order to solve the above problem, the invention according to claim 16 is a plasma processing apparatus for performing a predetermined process on the surface of the base using plasma, a processing container at least a part of which is a dielectric, A base holder provided in the processing container, gas introducing means for introducing a predetermined gas into the processing container, and a high-frequency antenna applied to a gas in the processing container through a high-frequency antenna disposed outside the dielectric portion of the processing container. A plasma forming means for applying energy to form a plasma, wherein a space formed between the plasma forming region where the plasma is initially formed by the plasma forming means and the substrate is formed of a material sputtered by ions generated by the plasma. The sputtered member is provided in such a state that the sputtered material can reach the base. In addition, it is provided so as to allow the product generated by the plasma to reach the substrate, so that both processing with the plasma product and film formation by sputtering can be performed. Have.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態につ
いて説明する。まず、薄膜作成装置の発明の実施形態に
ついて説明する。図１は、第一の実施形態の薄膜作成装
置の概略構成を示す正面図である。図１に示す薄膜作成
装置は、気化したＴＤＡＡＴからなる原料ガスを用いて
化学蒸着法により基体１の表面にＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄
膜を作成する反応容器２と、作成されたＭＯＣＶＤ−Ｔ
ｉＮ薄膜を所定の特性に改質するとともにパシベーショ
ン用の薄膜（パシベーション膜）を堆積させる後処理を
行う処理容器３とを備えている。Embodiments of the present invention will be described below. First, an embodiment of the invention of a thin film forming apparatus will be described. FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of the thin film forming apparatus of the first embodiment. The thin film forming apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction vessel 2 for forming a MOCVD-TiN thin film on the surface of a substrate 1 by a chemical vapor deposition method using a source gas composed of vaporized TDAAT;
A processing container 3 is provided for performing post-processing for modifying the iN thin film to have predetermined characteristics and depositing a thin film for passivation (passivation film).
【００１７】最初に、反応容器２の構成について説明す
る。反応容器２は、反応容器２内を排気する第一の排気
系２１と、反応容器２内に所定の原料ガスを導入する原
料ガス導入手段２２と、反応容器２内の所定の位置に基
体１を保持する第一の基体ホルダー２３とを備えてい
る。反応容器２自体は、ステンレス製の気密構造を有す
る容器であり、基体１の出し入れのためのゲートバルブ
２４を備えている。第一の排気系２１は、ターボ分子ポ
ンプやクライオポンプ等のドライポンプからなる多段の
真空ポンプ群２１１と、この真空ポンプ群２１１と反応
容器２とを繋ぐ排気管２１２に設けられた主排気バルブ
２１３及び排気速度を調節するバリアブルオリフィス２
１４等とから主に構成されている。First, the configuration of the reaction vessel 2 will be described. The reaction vessel 2 includes a first exhaust system 21 for exhausting the inside of the reaction vessel 2, a raw material gas introduction unit 22 for introducing a predetermined raw material gas into the reaction vessel 2, and a base 1 at a predetermined position in the reaction vessel 2. And a first substrate holder 23 for holding the substrate. The reaction vessel 2 itself is a vessel having a hermetic structure made of stainless steel, and includes a gate valve 24 for taking in and out the base 1. The first exhaust system 21 includes a multi-stage vacuum pump group 211 composed of a dry pump such as a turbo molecular pump or a cryopump, and a main exhaust valve provided on an exhaust pipe 212 connecting the vacuum pump group 211 and the reaction vessel 2. 213 and variable orifice 2 for adjusting pumping speed
14 and so on.
【００１８】原料ガス導入手段２２は、液体状態のＴＤ
ＡＡＴを溜めた原料容器２２１と、原料容器２２１から
送られた液体状態のＴＤＡＡＴを気化させる気化器２２
２と、ＴＤＡＡＴを原料容器２２１から気化器２２２に
送るための送液用ガス導入系２２３と、原料容器２２１
から気化器２２２への送液用配管２２４に設けられた液
体流量調整器２２５と、気化器２２２内にキャリアガス
を供給するキャリアガス供給系２２６とから主に構成さ
れている。The source gas introducing means 22 is provided with a liquid TD.
A raw material container 221 storing AAT, and a vaporizer 22 for vaporizing TDAAT in a liquid state sent from the raw material container 221
2, a gas introduction system 223 for sending TDAAT from the raw material container 221 to the vaporizer 222, and a raw material container 221.
It mainly comprises a liquid flow rate regulator 225 provided in a liquid supply pipe 224 to the vaporizer 222 and a carrier gas supply system 226 for supplying a carrier gas into the vaporizer 222.
【００１９】原料容器２２１は、ステンレスで形成さ
れ、内壁は電界研磨処理が施されている。原料容器２２
１内に溜められたＴＤＡＡＴは、常温常圧で液体の原料
例えばＴＤＥＡＴである。送液用ガス導入系２２３は、
原料容器２２１内を加圧してＴＤＡＡＴを気化器２２２
に送るためのものである。送液用ガスには、ヘリウム等
の化学的に安定なガスが使用され、原料容器２２１内を
例えば０．５〜１ｋｇｆ／ｃｍ2 程度に加圧するよう構
成される。The raw material container 221 is made of stainless steel, and its inner wall is subjected to an electric field polishing process. Raw material container 22
The TDAT stored in 1 is a raw material such as TDEAT which is liquid at normal temperature and normal pressure. The gas sending system 223 for liquid sending is
The TDAAT is vaporized by pressurizing the inside of the raw material container 221.
It is for sending to. A chemically stable gas such as helium is used as the liquid sending gas, and the inside of the raw material container 221 is pressurized to, for example, about 0.5 to 1 kgf / cm 2 .
【００２０】気化器２２２は、送られたＴＤＡＡＴを加
熱して気化させるものである。具体的には、ＴＤＡＡＴ
としてＴＤＥＡＴを使用する場合、気化器２２２内は７
０℃程度に加熱されるようになっている。また、キャリ
アガス導入系２２６は、気化器２２２内にキャリアガス
を導入して気化器２２２内の圧力を高め、ＴＤＡＡＴの
気化を助けるようにしている。尚、このキャリアガスに
は、本実施形態では窒素が使用されている。また、キャ
リアガスを気化器２２２に供給する配管上には、温度調
整器２２７が設けられている。温度調整器２２７は、キ
ャリアガスの温度を所定の温度に維持し、気化器２２２
内の温度条件を乱さないようにするためのものである。
具体的には、窒素よりなるキャリアガスは例えば１１０
℃程度の一定の温度に加熱されて供給されるようになっ
ている。The vaporizer 222 heats the sent TDAAT to vaporize it. Specifically, TDAAT
When TDEAT is used as the gas, 7
It is designed to be heated to about 0 ° C. Further, the carrier gas introduction system 226 introduces a carrier gas into the vaporizer 222 to increase the pressure inside the vaporizer 222, thereby assisting the vaporization of TDAAT. In this embodiment, nitrogen is used as the carrier gas. Further, a temperature controller 227 is provided on a pipe for supplying a carrier gas to the vaporizer 222. The temperature controller 227 maintains the temperature of the carrier gas at a predetermined temperature, and
The purpose of this is to prevent the temperature conditions inside from being disturbed.
Specifically, the carrier gas made of nitrogen is, for example, 110
It is supplied by being heated to a constant temperature of about ° C.
【００２１】液体流量制御器２２５は、気化器２２２に
供給されるＴＤＡＡＴの量を制御し、気化器２２２での
気化動作を安定化させるものである。気化器２２２に供
給されるＴＤＡＡＴの量が変化してしまうと、気化器２
２２で発生するＴＤＡＡＴガスの量が変化してしまい、
反応容器２へのＴＤＡＡＴガスの供給量も変化してしま
うからである。具体的には、液体流量制御器２２５は、
０．１ｇ／分程度の流量で液体ＴＤＡＡＴを気化器２２
２に供給するよう流量制御する。上記気化器２２２で気
化したＴＤＡＡＴはキャリアガスとともに原料ガス供給
管２２８を経由して反応容器２内に導入されるようにな
っている。そして、この原料ガス供給管２２８には、不
図示の供給管ヒータが付設されている。供給管ヒータ
は、原料ガス供給管２２８内を所定の温度まで加熱して
維持し、送られるＴＤＡＡＴガスの液化を防止するよう
になっている。The liquid flow controller 225 controls the amount of TDAAT supplied to the vaporizer 222 and stabilizes the vaporization operation in the vaporizer 222. If the amount of TDAAT supplied to the vaporizer 222 changes, the vaporizer 2
The amount of TDAAT gas generated in 22 changes,
This is because the supply amount of the TDAAT gas to the reaction vessel 2 also changes. Specifically, the liquid flow controller 225 includes:
The liquid TDAAT is vaporized at a flow rate of about 0.1 g / min.
2 to control the flow rate. The TDAAT vaporized by the vaporizer 222 is introduced into the reaction vessel 2 via the raw material gas supply pipe 228 together with the carrier gas. The source gas supply pipe 228 is provided with a supply pipe heater (not shown). The supply pipe heater heats and maintains the inside of the raw material gas supply pipe 228 to a predetermined temperature to prevent the liquefied TDAAT gas to be sent.
【００２２】また、反応容器２の器壁にも必要に応じて
器壁ヒータ２５が設けられており、ＴＤＡＡＴが器壁で
液化しないよう器壁を所定温度まで加熱するよう構成さ
れている。反応容器２の器壁には、容器用熱電対２８が
設けられている。容器用熱電対２８の測定結果は、不図
示の器壁温度コントローラに送られる。器壁温度コント
ローラは、器壁ヒータ２５を制御し、器壁の温度を所定
温度に維持する。尚、原料ガス供給管２２８には、原料
ガスバルブ２２９が設けられており、反応容器２への原
料ガスの導入動作を制御している。また、原料ガス供給
管２２８上に気体流量調整器を設け、ＴＤＡＡＴガス及
びキャリアガスの混合ガスの流量を所定の流量に制御す
る場合もある。A vessel wall heater 25 is provided on the vessel wall of the reaction vessel 2 as needed, so that the vessel wall is heated to a predetermined temperature so that TDAAT does not liquefy on the vessel wall. A vessel thermocouple 28 is provided on the wall of the reaction vessel 2. The measurement result of the container thermocouple 28 is sent to a vessel wall temperature controller (not shown). The wall temperature controller controls the wall heater 25 to maintain the temperature of the wall at a predetermined temperature. The source gas supply pipe 228 is provided with a source gas valve 229 to control the operation of introducing the source gas into the reaction vessel 2. In some cases, a gas flow controller is provided on the source gas supply pipe 228 to control the flow rate of the mixed gas of the TDAAT gas and the carrier gas to a predetermined flow rate.
【００２３】上記原料ガス導入手段２２は、添加ガス導
入系２６を有している。例えば、ＴＤＡＡＴを使用した
窒化チタン薄膜の作成においては、アンモニアガスを添
加して成膜を行うと、成膜圧力を高くすることなく比抵
抗の小さい窒化チタン薄膜が得られる。成膜圧力を高く
すると、反応容器内を浮遊する塵埃等の基体１に付着し
て薄膜を汚損する問題があるため、アンモニアを添加し
てより低圧での成膜を行うことは、実用上有益である。
このため、原料ガス導入手段２２は、アンモニアを添加
ガスとして反応容器２内に導入するよう構成されてい
る。アンモニアは所定の流量の窒素ガスに混合されて希
釈化されて導入される。The source gas introducing means 22 has an additive gas introducing system 26. For example, in the formation of a titanium nitride thin film using TDAAT, when a film is formed by adding ammonia gas, a titanium nitride thin film having a small specific resistance can be obtained without increasing the film forming pressure. If the film forming pressure is increased, there is a problem that dust or the like floating in the reaction vessel adheres to the base 1 and contaminates the thin film. Therefore, it is practically useful to add ammonia to form a film at a lower pressure. It is.
For this reason, the raw material gas introducing means 22 is configured to introduce ammonia into the reaction vessel 2 as an additional gas. Ammonia is mixed with a predetermined flow rate of nitrogen gas, diluted and introduced.
【００２４】第一の基体ホルダー２３は、基体１の保持
とともに基体１の温度調節の機能も兼ねている。即ち、
第一の基体ホルダー２３は、基体１の温度を所定の温度
に調節する温度調節機構を有している。温度調節機構
は、第一の基体ホルダー２３内に設けられた成膜用ヒー
タ２３１と、基体１の温度を直接又は間接的に検出する
成膜用熱電対２３２と、成膜用熱電対２３２が検出した
温度に従って成膜用ヒータ２３１を制御する成膜用ヒー
タコントローラ２３３とから主に構成されている。尚、
第一の基体ホルダー２３に対する基体１の接触性を向上
させて温度調節の精度を向上させるため、基体１を第一
の基体ホルダー２３に静電吸着させる機構や機械的に基
体１を第一の基体ホルダー２３に密着させる機構等が必
要に応じて採用される。成膜中の基体１の温度（成膜温
度）は、使用する原料ガスの種類によって若干異なる。
例えばＴＤＥＡＴを使用する場合、成膜温度は３００〜
３５０℃程度とされる。The first substrate holder 23 has a function of adjusting the temperature of the substrate 1 as well as holding the substrate 1. That is,
The first substrate holder 23 has a temperature adjusting mechanism for adjusting the temperature of the substrate 1 to a predetermined temperature. The temperature control mechanism includes a film forming heater 231 provided in the first substrate holder 23, a film forming thermocouple 232 for directly or indirectly detecting the temperature of the substrate 1, and a film forming thermocouple 232. It mainly comprises a film forming heater controller 233 for controlling the film forming heater 231 according to the detected temperature. still,
In order to improve the contact property of the substrate 1 to the first substrate holder 23 and to improve the accuracy of temperature control, a mechanism for electrostatically adsorbing the substrate 1 to the first substrate holder 23 or a mechanically attaching the substrate 1 to the first substrate holder 23 is performed. A mechanism for bringing the substrate holder 23 into close contact with the substrate holder 23 is employed as necessary. The temperature of the substrate 1 during film formation (film formation temperature) is slightly different depending on the type of source gas used.
For example, when TDEAT is used, the film forming temperature is 300 to
It is about 350 ° C.
【００２５】また、本実施形態では、反応容器２内の圧
力を測定する真空計として、電離真空計２６と、ダイヤ
フラム真空計２７が設けられている。電離真空計２６
は、原料ガスの導入前に反応容器２内を高真空排気した
際の到達圧力を測定するために主に使用されるものであ
り、測定範囲は１０-2〜１０-6Ｐａ程度である。この電
離真空計２６としては、例えばアネルバ社製ＢＡゲージ
ＵＧＤ−１Ｓ等が使用できる。一方、ダイヤフラム真空
計２７は、原料ガスを導入した成膜中の反応容器２内の
圧力を測定するために主にしようされるものであり、測
定範囲は０．１〜１３３Ｐａ程度である。ダイヤフラム
真空計２７の測定結果は、成膜中の圧力制御に使用され
るため、測定誤差０．３％以内の高精度ダイヤフラム真
空計を使用することが好ましい。例えば、ＭＫＳ社製バ
ラトロンＴＹＰＥ１２８Ａ等が使用できる。In this embodiment, an ionization vacuum gauge 26 and a diaphragm vacuum gauge 27 are provided as vacuum gauges for measuring the pressure in the reaction vessel 2. Ionization vacuum gauge 26
Is mainly used to measure the ultimate pressure when the inside of the reaction vessel 2 is evacuated to a high vacuum before the introduction of the raw material gas, and the measurement range is about 10 −2 to 10 −6 Pa. As the ionization vacuum gauge 26, for example, a BA gauge UGD-1S manufactured by Anelva can be used. On the other hand, the diaphragm vacuum gauge 27 is mainly used to measure the pressure in the reaction vessel 2 during film formation into which the source gas has been introduced, and the measurement range is about 0.1 to 133 Pa. Since the measurement result of the diaphragm vacuum gauge 27 is used for pressure control during film formation, it is preferable to use a high-precision diaphragm vacuum gauge having a measurement error of 0.3% or less. For example, Baratron TYPE128A manufactured by MKS can be used.
【００２６】次に、処理容器３の構成について説明す
る。処理容器３は、反応容器２と同様にステンレス製の
気密な容器である。この処理容器３は、内部を排気する
第二の排気系３１と、内部に後処理用ガスを導入する後
処理用ガス導入手段３２と、後処理用ガスにエネルギー
を与えて処理容器３内に１０Ｐａ以下で１０10個／ｃｍ
3 以上の低圧高密度プラズマを形成するプラズマ形成手
段３３と、形成された低圧高密度プラズマによって処理
される位置に基体１を保持する第二の基体ホルダー３４
と、低圧高密度プラズマと基体１との間に電界を設定し
てプラズマ中のイオンを基体１に入射させる電界設定手
段３５と、プラズマ形成手段３３によって形成された低
圧高密度プラズマによってスパッタされる位置に配置さ
れた被スパッタ部材とを備えている。Next, the configuration of the processing container 3 will be described. The processing container 3 is an airtight container made of stainless steel like the reaction container 2. The processing container 3 includes a second exhaust system 31 for exhausting the inside, a post-processing gas introduction unit 32 for introducing a post-processing gas into the inside, and 10 10 pieces / cm at 10 Pa or less
Plasma forming means 33 for forming three or more low-pressure and high-density plasmas, and a second substrate holder 34 for holding the substrate 1 at a position to be processed by the formed low-pressure and high-density plasma
An electric field is set between the low-pressure and high-density plasma and the substrate 1 so that ions in the plasma are incident on the substrate 1. And a member to be sputtered disposed at the position.
【００２７】第二の排気系３１は、第一の排気系２１と
ほぼ同様の構成であり、ターボ分子ポンプやクライオポ
ンプ等よりなる多段の真空ポンプ群３１１と、排気管３
１２に設けられた主排気バルブ３１３及びバリアブルオ
リフィス３１４とから主に構成されている。このような
第二の排気系３１により、処理容器３内は、１０-4Ｐａ
程度の到達圧力まで排気可能となっている。The second exhaust system 31 has substantially the same configuration as the first exhaust system 21. The second exhaust system 31 includes a multi-stage vacuum pump group 311 including a turbo molecular pump and a cryopump, and an exhaust pipe 3.
12 mainly includes a main exhaust valve 313 and a variable orifice 314. Due to such a second exhaust system 31, 10 -4 Pa
It is possible to exhaust up to the ultimate pressure.
【００２８】後処理用ガス導入手段３２は、後処理用ガ
スとして、窒素と水素とアルゴンの混合ガスを処理容器
３内に導入するよう構成されている。即ち、後処理用ガ
ス導入手段３２は、窒素ガス導入系３２１と、水素ガス
導入系３２２と、アルゴンガス導入系３２３とから主に
構成されている。窒素と水素はＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜
の改質作用のあるイオンを生成するするために主に導入
される。また、アルゴンは、ＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜の
上にパシベーション膜を堆積させるスパッタを行うため
に主に導入される。各々のガス導入系３２１，３２２，
３２３は、各々のガスを溜めた不図示のガスボンベと、
流量制御器３２４と、バルブ３２５等とから構成されて
いる。そして、これらのガス導入系３２１，３２２，３
２３が接続された主配管３２６には、主バルブ３２７が
設けられ、混合ガスの導入を制御するようになってい
る。The post-processing gas introducing means 32 is configured to introduce a mixed gas of nitrogen, hydrogen and argon into the processing vessel 3 as a post-processing gas. That is, the post-treatment gas introduction means 32 is mainly configured by a nitrogen gas introduction system 321, a hydrogen gas introduction system 322, and an argon gas introduction system 323. Nitrogen and hydrogen are mainly introduced to generate ions having a modifying effect on the MOCVD-TiN thin film. Argon is mainly introduced to perform sputtering for depositing a passivation film on the MOCVD-TiN thin film. Each gas introduction system 321,322,
323 is a gas cylinder (not shown) storing each gas,
It comprises a flow controller 324, a valve 325 and the like. And these gas introduction systems 321, 322, 3
A main valve 327 is provided in the main pipe 326 to which the connection 23 is connected so as to control the introduction of the mixed gas.
【００２９】プラズマ形成手段３３は、高周波誘導結合
方式によって１０10個／ｃｍ3 以上の高密度プラズマを
形成するよう構成されている。具体的には、プラズマ形
成手段３３は、処理容器３内に設けられた高周波アンテ
ナ３３１と、整合回路３３２を介して高周波アンテナ３
３１に所定の高周波電力を供給するプラズマ用高周波電
源３３３とから主に構成されている。The plasma forming means 33 is configured to form high-density plasma of 10 10 / cm 3 or more by a high-frequency inductive coupling method. Specifically, the plasma forming means 33 is connected to a high-frequency antenna 331 provided in the processing chamber 3 and a high-frequency antenna 3 via a matching circuit 332.
And a high frequency power supply for plasma 333 for supplying a predetermined high frequency power to the power supply 31.
【００３０】高周波アンテナ３３１は、本実施形態では
シングルループアンテナが使用されている。具体的に
は、高周波アンテナ３３１は、金属製のパイプを円周状
に丸めて、両端に電極端子３３４，３３５を設けた形状
である。尚、高周波アンテナ３３１の内部に水などの冷
媒を流して冷却すると、高周波アンテナ３３１の異常加
熱が防止されるので好適である。As the high-frequency antenna 331, a single loop antenna is used in the present embodiment. Specifically, the high-frequency antenna 331 has a shape in which a metal pipe is rounded in a circumferential shape, and electrode terminals 334 and 335 are provided at both ends. It is preferable that a coolant such as water is allowed to flow inside the high-frequency antenna 331 for cooling, since abnormal heating of the high-frequency antenna 331 is prevented.
【００３１】本実施形態の装置の大きな特徴点は、後処
理において、基体１の表面にパシーベーション膜がスパ
ッタによって作成されることであり、高周波アンテナ３
３１がこのスパッタにおける被スパッタ部材に兼用され
ている点である。即ち、本実施形態における高周波アン
テナは、基体１の表面に対してパシベーション性を有す
る材料又は窒化物がパシベーション性を有する材料を主
成分として形成されている。このパシベーション性を有
する材料又は窒化物がパシベーション性を有する材料
（以下、パシベーション材料）の例としては、チタン、
タンタル、タングステン等が挙げられる。A major feature of the apparatus of this embodiment is that a passivation film is formed on the surface of the base 1 by sputtering in the post-processing.
Reference numeral 31 is also used as a member to be sputtered in this sputtering. That is, the high-frequency antenna according to this embodiment is formed mainly of a material having a passivation property with respect to the surface of the base 1 or a material having a passivation property of nitride. Examples of the material having the passivation property or the material having the passivation property of the nitride (hereinafter, passivation material) include titanium,
Examples include tantalum and tungsten.
【００３２】尚、処理容器３の上壁部には絶縁体３３６
が気密に填め込まれており、電極端子３３４，３３５は
この絶縁体３３６を気密に貫通して上部に延びている。
そして、プラズマ用高周波電源３３３から延びる高周波
線路が一方の電極端子３３４に接続されている。他方の
電極端子３３５は、アンテナ電位調整回路３９を介して
接地されている。The insulator 336 is provided on the upper wall of the processing container 3.
Are inserted in an airtight manner, and the electrode terminals 334 and 335 extend upward through the insulator 336 in an airtight manner.
A high-frequency line extending from the high-frequency power source for plasma 333 is connected to one electrode terminal 334. The other electrode terminal 335 is grounded via the antenna potential adjusting circuit 39.
【００３３】高周波アンテナ３３１は被スパッタ部材に
兼用されているので、後処理を相当回数繰り返すと、エ
ロージョンによって太さが細くなる。従って、所定回数
の後処理を繰り返した後、新品のものと交換する必要が
ある。処理容器３は、不図示の構造によって上下に分割
することが可能になっている。また、絶縁体３３６は、
処理容器３の上壁部に着脱自在となっている。従って、
高周波アンテナ３３１を交換する場合は、処理容器３を
分割して内部を開放し、絶縁体３３６ごと高周波アンテ
ナ３３１を下方に取り外す。そして、新しい高周波アン
テナ３３１を絶縁体３３６とともに元のように装着す
る。交換のタイミングとしては、高周波アンテナ３３１
の肉厚部分が高周波の表皮厚みに近づく程度まで減少し
た時点を選定することができる。但し、高周波アンテナ
３３１の機械的強度を考慮し、肉厚が２ｍｍ程度になっ
た時点で交換するのが実用的である。Since the high-frequency antenna 331 is also used as a member to be sputtered, if the post-processing is repeated a considerable number of times, the thickness becomes thin due to erosion. Therefore, after repeating the post-processing for a predetermined number of times, it is necessary to replace it with a new one. The processing container 3 can be vertically divided by a structure (not shown). In addition, the insulator 336
The processing container 3 is detachable from the upper wall. Therefore,
When replacing the high-frequency antenna 331, the processing container 3 is divided and the inside is opened, and the high-frequency antenna 331 is detached together with the insulator 336 downward. Then, the new high-frequency antenna 331 is attached as before with the insulator 336. As for the timing of replacement, the high-frequency antenna 331
The point in time when the thickness of the thinner portion decreases to a level approaching the high-frequency skin thickness can be selected. However, in consideration of the mechanical strength of the high-frequency antenna 331, it is practical to replace it when the wall thickness becomes about 2 mm.
【００３４】また、プラズマ用高周波電源３３３は、本
実施形態では、１３．５６ＭＨｚの高周波を発生させる
ものが使用されている。出力は１〜３ｋＷの範囲で調整
できるようになっている。但し、プラズマ用高周波電源
３３３の周波数は、ｋＨｚの帯域や６０ＭＨｚ、１００
ＭＨｚ等でもよい。さらに、正弦波のみならず所定の波
形に変化させた高周波を発生させるものをプラズマ用高
周波電源３３３として用いても良い。尚、整合回路３３
２には、本実施形態ではπ型回路が用いられているが、
Ｌ型回路等でもよい。In the present embodiment, the plasma high-frequency power supply 333 generates a high frequency of 13.56 MHz. The output can be adjusted in the range of 1 to 3 kW. However, the frequency of the plasma high-frequency power supply 333 is in the kHz band, 60 MHz, and 100 MHz.
MHz or the like. Furthermore, a device that generates a high frequency wave having a predetermined waveform as well as a sine wave may be used as the high frequency power source 333 for plasma. The matching circuit 33
2, a π-type circuit is used in the present embodiment,
An L-type circuit or the like may be used.
【００３５】プラズマ用高周波電源３３３が発生させた
高周波電力は、整合回路３３２を通して高周波アンテナ
３３１に送られる。これによって、高周波アンテナ３３
１に高周波電流が流れるとともに、高周波アンテナ３３
１電源から高周波電界が放射され、処理容器３内の空間
に高周波電界が設定される。後処理用ガス導入手段３２
によって導入された後処理用ガスは、この高周波電界か
らエネルギーを受けてプラズマ化し、プラズマＰが形成
されるようになっている。The high frequency power generated by the high frequency power supply for plasma 333 is sent to the high frequency antenna 331 through the matching circuit 332. Thereby, the high frequency antenna 33
1 and the high-frequency antenna 33
A high-frequency electric field is radiated from one power supply, and a high-frequency electric field is set in a space in the processing container 3. Post-treatment gas introduction means 32
The post-processing gas introduced by the above receives energy from the high-frequency electric field to be turned into plasma, and a plasma P is formed.
【００３６】この際、高周波アンテナ３３１として、シ
ングルループアンテナが使用されて大きな高周波電流が
流れるので、プラズマＰと高周波アンテナ３３１とは誘
導性結合する。即ち、プラズマＰ中には、高周波アンテ
ナ３３１中を流れる高周波電流による電磁誘導により誘
導電流が流れ、プラズマＰと高周波アンテナ３３１とは
インダクタンスを介して高周波結合する。プラズマＰ中
に流れる高周波電流は、後処理用ガスの電離効率を上昇
させるので、比較的低い圧力でも１０10個／ｃｍ3 以上
の高密度プラズマを形成することが可能となる。尚、プ
ラズマ密度の単位である「個／ｃｍ3 」は、単位体積あ
たりの電子密度を表している。At this time, since a single loop antenna is used as the high frequency antenna 331 and a large high frequency current flows, the plasma P and the high frequency antenna 331 are inductively coupled. That is, an induced current flows in the plasma P due to electromagnetic induction by a high-frequency current flowing through the high-frequency antenna 331, and the plasma P and the high-frequency antenna 331 are high-frequency coupled via an inductance. Since the high-frequency current flowing in the plasma P increases the ionization efficiency of the post-treatment gas, high-density plasma of 10 10 / cm 3 or more can be formed even at a relatively low pressure. In addition, “unit / cm 3 ” which is a unit of the plasma density indicates an electron density per unit volume.
【００３７】高周波によってプラズマを形成する方式に
は、上記誘導結合方式の他、容量結合方式がある。容量
結合方式は、プラズマ形成空間を挟んで対向させた一対
の平行平板電極に高周波電力を供給する例が典型的であ
る。本願発明において、このような構造を採用すること
も可能であるが、このような構造では１０Ｐａ以下で１
０10個／ｃｍ3 以上の高密度プラズマを形成することは
一般的に難しい。低圧高密度プラズマを形成するには、
プラズマ中に大きな誘導電流が流れる誘導結合方式が有
利である。As a method of forming plasma by high frequency, there is a capacitive coupling method in addition to the inductive coupling method. A typical example of the capacitive coupling method is to supply high-frequency power to a pair of parallel plate electrodes facing each other across a plasma formation space. In the present invention, such a structure can be employed, but such a structure requires 1 Pa at 10 Pa or less.
It is generally difficult to form a high-density plasma of 0 10 cells / cm 3 or more. To form a low pressure, high density plasma,
An inductive coupling scheme in which a large induced current flows in the plasma is advantageous.
【００３８】上記高周波アンテナ３３１は、アンテナ電
位調整回路３９を介して接地されている。アンテナ電位
調整回路３９は、高周波アンテナ３３１のスパッタのた
め、高周波アンテナ３３１に所定の電位を与えてプラズ
マＰに対して高周波アンテナ３３１に所定のバイアス電
圧を与えるものである。アンテナ電位調整回路３９は、
高周波アンテナ３３１に対して負の直流分の電圧を与え
るアンテナ用直流電源３９１と、アンテナ用直流電源３
９１に対して並列に接続されたアンテナ用コンデンサ３
９２と、アンテナ用直流電源３９１の−側と＋側のそれ
ぞれに直列に設けられたアンテナ用コイル３９３とから
構成されている。The high-frequency antenna 331 is grounded via an antenna potential adjusting circuit 39. The antenna potential adjusting circuit 39 applies a predetermined potential to the high-frequency antenna 331 and applies a predetermined bias voltage to the high-frequency antenna 331 for the plasma P to sputter the high-frequency antenna 331. The antenna potential adjustment circuit 39
An antenna DC power supply 391 for applying a negative DC voltage to the high-frequency antenna 331;
Antenna capacitor 3 connected in parallel to 91
92, and an antenna coil 393 provided in series on each of the negative and positive sides of the antenna DC power supply 391.
【００３９】まず、高周波アンテナ３３１は、アンテナ
用コンデンサ３９２を介して接地されているので、直流
分の電位は浮遊電位となる。つまり、高周波電源３３３
によって与えられる高周波の上に浮遊電位が重畳された
ような電位変化となる。浮遊電位は、正イオンに比較し
た電子の高い移動度のため、数ボルト程度の負電位とな
る。そしてさらに、アンテナ用直流電源３９１が与える
負の直流電圧がこの浮遊電位の上に重畳される。例え
ば、アンテナ用直流電源３９１は、−２００Ｖ〜−３０
０Ｖ程度の負の直流電圧を高周波アンテナ３３１に重畳
させるよう構成される。First, since the high-frequency antenna 331 is grounded via the antenna capacitor 392, the DC potential becomes a floating potential. That is, the high frequency power supply 333
Is a potential change as if the floating potential is superimposed on the high frequency given by The floating potential is a negative potential of about several volts because of the higher mobility of electrons than positive ions. Further, a negative DC voltage provided by the antenna DC power supply 391 is superimposed on the floating potential. For example, the direct current power supply 391 for the antenna is from −200 V to −30 V.
It is configured to superimpose a negative DC voltage of about 0 V on the high frequency antenna 331.
【００４０】このような重畳された負の直流電圧によっ
て、高周波アンテナ３３１にはプラズマＰに対するバイ
アス電圧（以下、アンテナバイアス電圧）が与えられ
る。このアンテナバイアス電圧によって、プラズマＰ中
から正イオンが効率よく引き出され、高周波アンテナ３
３１に入射する。高周波アンテナ３３１に入射した正イ
オンは、高周波アンテナ３３１の表面をスパッタし、ス
パッタ粒子（通常は原子の状態）を放出させる。放出さ
れたスパッタ粒子は、基体１９に到達し、基体１の表面
に高周波アンテナ３３１の材料の薄膜が堆積するように
なっている。前述したように、高周波アンテナは、パシ
ベーション材料で形成されているので、堆積したパシベ
ーション膜によって基体１の表面がパシベーションさ
れ、経時的な劣化等が防止される。The bias voltage (hereinafter, antenna bias voltage) for the plasma P is given to the high frequency antenna 331 by the superimposed negative DC voltage. By this antenna bias voltage, positive ions are efficiently extracted from the plasma P, and the high frequency antenna 3
It is incident on 31. Positive ions that have entered the high-frequency antenna 331 sputter the surface of the high-frequency antenna 331 and emit sputtered particles (usually in an atomic state). The released sputter particles reach the base 19, and a thin film of the material of the high-frequency antenna 331 is deposited on the surface of the base 1. As described above, since the high-frequency antenna is formed of the passivation material, the surface of the base 1 is passivated by the deposited passivation film, thereby preventing deterioration over time.
【００４１】一方、アンテナ用直流電源３９１の両側に
直列に設けられたアンテナ用コイル３９３は、主にアン
テナ用直流電源３９１の保護のために設けられている。
高周波電源３３３が高周波アンテナ３３１に与える高周
波は、アンテナ用コンデンサ３９２のキャパシタンスと
アンテナ用コイル３９３のリアクタンスによって遮断さ
れ、アンテナ用直流電源３９１には到達しないようにな
っている。On the other hand, the antenna coil 393 provided in series on both sides of the antenna DC power supply 391 is provided mainly for protection of the antenna DC power supply 391.
The high frequency power supplied from the high frequency power supply 333 to the high frequency antenna 331 is cut off by the capacitance of the antenna capacitor 392 and the reactance of the antenna coil 393, so that the high frequency power does not reach the antenna DC power supply 391.
【００４２】アンテナ電位調整回路３９の一例について
示すと、例えば高周波電源３３３の周波数が１３．５６
ＭＨｚ程度、アンテナ用直流電源３９１が−２００Ｖ〜
−３００Ｖ程度であるとすると、アンテナ用コンデンサ
３９２のキャパシタンスは１００〜１０００ｐＦ程度、
アンテナ用コイル３９３のリアクタンスは１〜１０ｍＨ
程度でよい。As an example of the antenna potential adjusting circuit 39, for example, if the frequency of the high frequency power supply 333 is 13.56.
MHz, DC power supply 391 for antenna is -200V ~
Assuming that the voltage is about −300 V, the capacitance of the antenna capacitor 392 is about 100 to 1000 pF,
The reactance of the antenna coil 393 is 1 to 10 mH.
Degree is fine.
【００４３】尚、アンテナ用コンデンサ３９２によって
高周波アンテナ３３１を浮遊電位とした上で高周波アン
テナ３３１に負の直流電圧を与えるアンテナ電位調整回
路３９の構成は、プラズマＰの空間電位（以下、プラズ
マ電位）を調整して高周波アンテナ３３１と第二の基体
ホルダー３４との間に高密度のプラズマを形成するのに
貢献している。即ち、アンテナ電位調整回路３９を使用
せずに他の電極端子３３５を接地すると、プラズマＰは
処理容器３の内部に広く拡散し、プラズマ密度が低下す
る傾向がある。しかし、アンテナ用コンデンサ３９２を
介在させて高周波アンテナ３３１を浮遊電位にすると、
プラズマＰは高周波アンテナ３３１と基体ホルダー３４
の間に閉じこめられたように形成され、プラズマ密度が
より高くなる。The antenna potential adjusting circuit 39 for applying a negative DC voltage to the high-frequency antenna 331 after setting the high-frequency antenna 331 to a floating potential by using the antenna capacitor 392 has a spatial potential of the plasma P (hereinafter, plasma potential). Is adjusted to contribute to forming high-density plasma between the high-frequency antenna 331 and the second base holder 34. That is, when the other electrode terminal 335 is grounded without using the antenna potential adjusting circuit 39, the plasma P tends to diffuse widely into the processing container 3 and lower the plasma density. However, when the high-frequency antenna 331 is set to a floating potential through the antenna capacitor 392,
The plasma P is applied to the high-frequency antenna 331 and the base holder 34.
It is formed so as to be trapped between the layers, and the plasma density becomes higher.
【００４４】上記プラズマ密度向上の効果が何故生ずる
かについては、完全に明確になった訳ではないが、以下
のように考えられる。例えば、本実施形態の処理容器３
内で圧力０．８Ｐａのアルゴンガスのプラズマを生じさ
せ、プラズマ電位を測定すると、高周波アンテナ３３１
を接地した場合のプラズマ電位は１００Ｖ以上であるの
に対し、アンテナ用コンデンサ３９２で絶縁して浮遊電
位とした場合、負の直流電圧を重畳させない場合でもプ
ラズマ電位は２０Ｖ程度である。つまり、コンデンサに
よって高周波アンテナを接地電位から絶縁（フローティ
ング）すると、プラズマ電位が１／５以下の低下する。The reason why the above-mentioned effect of improving the plasma density occurs is not completely clear, but is considered as follows. For example, the processing container 3 of the present embodiment
When a plasma of argon gas at a pressure of 0.8 Pa is generated in the chamber and the plasma potential is measured,
Is grounded, the plasma potential is about 100 V or more, whereas when it is insulated by the antenna capacitor 392 to be a floating potential, the plasma potential is about 20 V even when a negative DC voltage is not superimposed. That is, when the high frequency antenna is insulated (floated) from the ground potential by the capacitor, the plasma potential is reduced by １ ／ or less.
【００４５】このようなプラズマ電位の低下について
は、次のように考えられる。プラズマ用高周波電源３３
３から高周波アンテナ３３１を通って接地部に至る高周
波回路において、コンデンサを介在させると、高周波と
プラズマＰとの相互作用によって高周波アンテナ３３１
に負の自己バイアス電圧が生じる。より詳しく説明する
と、コンデンサを通して高周波を流しながら、高周波ア
ンテナ３３１から放射される高周波電界によってプラズ
マを形成した場合、高周波の正の半周期においてプラズ
マ中から電子が高周波アンテナ３３１に入射し、負の半
周期において正イオンが入射する。この際、電子は正イ
オンに比べて移動度が高いので、高周波アンテナ３３１
に入射する荷電粒子は負電荷（電子）の方が多くなる。
この結果、高周波アンテナ３３１は、正弦波の上に負の
直流電圧が重畳されたような電位変化となり、負の自己
バイアス電圧が生ずる。言い換えると、高周波アンテナ
３３１はコンデンサと整合回路３３２中のコンデンサに
より接地電位からフローティングされているために自由
な直流分の電位が取れ、高周波アンテナ３３１に入射す
る負電荷（電子）と正電荷（正イオン）の量がバランス
するように、接地電位から相当程度低い直流分の電位に
なって負の自己バイアス電圧が生ずる。The decrease in the plasma potential is considered as follows. High frequency power supply for plasma 33
In the high-frequency circuit from the antenna 3 to the ground through the high-frequency antenna 331, if a capacitor is interposed, the high-frequency antenna 331
Generates a negative self-bias voltage. More specifically, when a plasma is formed by a high-frequency electric field radiated from the high-frequency antenna 331 while flowing a high-frequency through a capacitor, electrons enter the high-frequency antenna 331 from the plasma in the positive half cycle of the high-frequency wave, and the negative half-wave. Positive ions are incident in the cycle. At this time, the mobility of the electrons is higher than that of the positive ions.
The number of negatively charged electrons (electrons) increases in the charged particles incident on.
As a result, the high-frequency antenna 331 changes in potential as if a negative DC voltage is superimposed on a sine wave, and a negative self-bias voltage is generated. In other words, since the high-frequency antenna 331 is floating from the ground potential by the capacitor and the capacitor in the matching circuit 332, a free DC potential can be obtained, and the negative charge (electrons) and the positive charge (positive) incident on the high-frequency antenna 331 can be obtained. In order for the amount of ions to be balanced, the potential of the DC component becomes considerably lower than the ground potential to generate a negative self-bias voltage.
【００４６】他方、コンデンサを使用せずに他の電極端
子を接地部に短絡すると、上述のような負の自己バイア
ス電圧は生じない。というのは、例えば正の半周期にお
いて高周波アンテナ３３１に入射した電子はそのまま接
地部に向かって流れてしまうので、高周波アンテナ３３
１には電荷が蓄積されることはなく、高周波アンテナ３
３１の電位を下げるような効果は生じ得ない。従って、
この場合、高周波アンテナ３３１は接地電位を中心とし
て正負に振れる電位変化のままである。この場合、プラ
ズマＰ中から引き出されて高周波アンテナ３３１に入射
し接地部に流れる荷電粒子は、移動度の高い電子が多く
なる。しかし、電子のみが多く高周波アンテナ３３１に
入射すると、プラズマＰの電気的中性のバランスが崩
れ、正電荷の空間電荷密度が負電荷の空間電荷密度より
大きくなり、プラズマＰの空間電位が上がる。しかし、
プラズマＰの空間電位は上がり続けるのではなく、プラ
ズマＰの空間電位がある程度大きくなると、高周波アン
テナ３３１に入射する電子の量は少なくなり、高周波ア
ンテナ３３１に入射する電子と正イオンの量が等しくな
ったところで、プラズマＰの空間電位の上昇が止まる。
このようなことにより、コンデンサが無い場合、プラズ
マ電位はコンデンサが有る場合に比べて、正の方向へシ
フトするものと考えられる。On the other hand, if the other electrode terminal is short-circuited to the ground without using a capacitor, the above-described negative self-bias voltage does not occur. This is because, for example, the electrons that have entered the high-frequency antenna 331 in the positive half cycle flow directly toward the ground, so that the high-frequency antenna 33
No electric charge is stored in the high-frequency antenna 3
No effect such as lowering the potential of 31 can be produced. Therefore,
In this case, the high-frequency antenna 331 keeps the potential change swinging positive and negative around the ground potential. In this case, the charged particles that are extracted from the plasma P, enter the high-frequency antenna 331 and flow to the ground portion include many electrons having high mobility. However, when only electrons are incident on the high-frequency antenna 331, the electrical neutrality balance of the plasma P is broken, the space charge density of the positive charges becomes larger than the space charge density of the negative charges, and the space potential of the plasma P rises. But,
If the spatial potential of the plasma P does not keep rising, but if the spatial potential of the plasma P increases to some extent, the amount of electrons incident on the high-frequency antenna 331 decreases, and the amount of electrons incident on the high-frequency antenna 331 becomes equal to the amount of positive ions. At this point, the rise in the space potential of the plasma P stops.
Thus, it is considered that when there is no capacitor, the plasma potential shifts in the positive direction as compared with the case where there is a capacitor.
【００４７】一方、コンデンサを使用すると、高周波ア
ンテナ３３１に上記負の自己バイアス電圧が与えられる
ため、高周波アンテナ３３１への電子の流入が抑制され
る。このため、上記のようなプラズマ電位のシフトが無
く、プラズマ電位は低いままである。コンデンサを使用
した場合のプラズマ密度の向上は、プラズマ電位が低く
維持される結果、プラズマＰの拡散が抑えられるためで
あると考えられる。この点の詳細な原因は明確ではない
が、以下のように推測される。On the other hand, when a capacitor is used, the negative self-bias voltage is applied to the high-frequency antenna 331, so that the inflow of electrons into the high-frequency antenna 331 is suppressed. Therefore, there is no shift in the plasma potential as described above, and the plasma potential remains low. It is considered that the improvement in the plasma density when the capacitor is used is because the diffusion of the plasma P is suppressed as a result of maintaining the plasma potential low. The detailed cause of this point is not clear, but is presumed as follows.
【００４８】まず、プラズマ電位が上がると、プラズマ
Ｐはプラズマ電位を接地電位に近づけようと自ら調整す
る作用があるものと考えられる。プラズマ電位を下げる
には、プラズマＰと接地電位である処理容器３の器壁の
間で形成されるコンデンサの容量を大きくすればよい。
コンデンサの容量を大きくするには、コンデンサが形成
されている領域を大きくする、つまり、プラズマＰが形
成されている領域を大きくすればよい。このため、プラ
ズマＰが拡散していくものと推測される。また、別な理
由として、プラズマ電位が高くなると、プラズマＰと処
理容器３の器壁との間の電位差が大きくなるので、プラ
ズマＰ中から正イオンが加速されて器壁に衝突し易くな
る。正イオンが衝突すると、器壁から二次電子が放出さ
れ、この結果、持続放電が生じる。この持続放電によっ
て空間のインピーダンスが小さくなり、その空間にプラ
ズマＰが拡散していくものと推測される。いずれにして
も、コンデンサを使用すると、プラズマＰの空間電位の
シフトが無くなり、空間電位は低く抑えられるため、プ
ラズマＰの拡散が抑制されて高周波アンテナ３３１と第
二の基体ホルダー３４との間に高密度のプラズマＰが形
成されるものと考えられる。First, when the plasma potential rises, it is considered that the plasma P has an action of adjusting itself so that the plasma potential approaches the ground potential. In order to lower the plasma potential, the capacity of the capacitor formed between the plasma P and the wall of the processing vessel 3 which is the ground potential may be increased.
In order to increase the capacity of the capacitor, the area where the capacitor is formed may be increased, that is, the area where the plasma P is formed may be increased. For this reason, it is assumed that the plasma P is diffused. As another reason, when the plasma potential increases, the potential difference between the plasma P and the vessel wall of the processing vessel 3 increases, so that positive ions are accelerated from the plasma P and easily collide with the vessel wall. When the positive ions collide, secondary electrons are emitted from the vessel wall, and as a result, sustained discharge occurs. It is assumed that the impedance of the space is reduced by the sustained discharge, and the plasma P is diffused into the space. In any case, the use of the capacitor eliminates the shift of the spatial potential of the plasma P and keeps the spatial potential low, so that the diffusion of the plasma P is suppressed and the It is considered that high-density plasma P is formed.
【００４９】次に、第二の基体ホルダー３４は、上記高
周波アンテナ３３１の下方の所定位置に基体１を保持す
るよう構成されている。第二の基体ホルダー３４も、第
一の基体ホルダー２３と同様、基体１の温度を所定の温
度に調節する温度調節機構を有している。温度調節機構
は、第二の基体ホルダー３４内に設けられた処理用ヒー
タ３４１と、基体１の温度を直接又は間接的に検出する
処理用熱電対３４２と、熱電対３４２が検出した温度に
従って処理用ヒータ３４１を制御する処理用ヒータコン
トローラ３４３とから主に構成されている。基体ホルダ
ーに対する基体１の接触性を向上させるための機構が同
様に必要に応じて設けられる。Next, the second base holder 34 is configured to hold the base 1 at a predetermined position below the high-frequency antenna 331. Like the first substrate holder 23, the second substrate holder 34 also has a temperature adjustment mechanism for adjusting the temperature of the substrate 1 to a predetermined temperature. The temperature adjusting mechanism includes a processing heater 341 provided in the second base holder 34, a processing thermocouple 342 for directly or indirectly detecting the temperature of the base 1, and a processing thermocouple according to the temperature detected by the thermocouple 342. And a processing heater controller 343 for controlling the heating heater 341. A mechanism for improving the contact of the substrate 1 with the substrate holder is also provided as needed.
【００５０】尚、第二の基体ホルダー３４の周囲には、
プラズマＰの回り込みを防止するシールド３４４が設け
られている。シールド３４４は、接地された処理容器３
に短絡されており、従って接地電位である。シールド３
４４と第二の基体ホルダー３４との間には、絶縁材３４
５が設けられている。シールド３４４がないと、第二の
基体ホルダー３４の側面や下面と処理容器３の器壁との
間でも放電が生じてプラズマＰが基体１と高周波アンテ
ナ３３１との間の空間から基体ホルダー３４の側方に回
り込むようにして形成されることがあるが、シールド３
４４を設けることによりこの放電は発生せず、プラズマ
Ｐの回り込みは防止される。Incidentally, around the second substrate holder 34,
A shield 344 for preventing the plasma P from wrapping around is provided. The shield 344 is connected to the processing container 3 grounded.
And is therefore at ground potential. Shield 3
An insulating material 34 is provided between the base 44 and the second base holder 34.
5 are provided. Without the shield 344, discharge occurs between the side and lower surfaces of the second base holder 34 and the wall of the processing container 3, and plasma P is generated from the space between the base 1 and the high-frequency antenna 331. In some cases, the shield 3
By providing 44, this discharge does not occur, and the wraparound of the plasma P is prevented.
【００５１】プラズマＰと基体１との間に電界を設定す
る電界設定手段３５は、本実施形態では、基体１に負の
直流電圧を印加する基体用直流電源３５１又は基体１に
高周波電圧を印加する基体用高周波電源３５３のいずれ
かを使用して電界を設定するようになっている。まず、
負の直流電源３５１は、基体用直流電源３５１を高周波
から保護する保護用リアクタンス３５２を介して第二の
基体ホルダー３４に接続されている。負の直流電源３５
１は、具体的には、基体ホルダー３４に−５Ｖから−１
００Ｖ程度の電圧を印加するものである。In this embodiment, the electric field setting means 35 for setting an electric field between the plasma P and the base 1 is a base DC power supply 351 for applying a negative DC voltage to the base 1 or a high frequency voltage for applying a high frequency voltage to the base 1. The electric field is set using any one of the substrate-use high-frequency power sources 353. First,
The negative DC power supply 351 is connected to the second base holder 34 via a protective reactance 352 that protects the base DC power supply 351 from high frequencies. Negative DC power supply 35
1 is, specifically, -5V to -1
A voltage of about 00 V is applied.
【００５２】基体１の上方に形成されるプラズマＰは、
本質的に導体と考えてよく、巨視的には内部に電界は存
在しない。また、プラズマ電位は、１０〜数１０Ｖ程度
の正電位である。従って、基体用直流電源３５１によっ
て基体１に負の直流電圧が印加されると、プラズマＰと
基体１との間に電界が設定される。この電界は、プラズ
マＰから基体１に向かって電位が下がる電界であり、ま
た、後処理する基体１の表面に垂直な電界である。この
ため、プラズマＰ中の正イオンがこの電界によって引き
出されて（以下、この電界をイオン引き出し用電界と呼
ぶ）、基体１に垂直に多く入射するようになっている。The plasma P formed above the substrate 1 is
It can be considered essentially a conductor, macroscopically without an electric field inside. The plasma potential is a positive potential of about 10 to several tens of volts. Therefore, when a negative DC voltage is applied to the substrate 1 by the substrate DC power supply 351, an electric field is set between the plasma P and the substrate 1. This electric field is an electric field in which the potential decreases from the plasma P toward the substrate 1 and is an electric field perpendicular to the surface of the substrate 1 to be post-processed. For this reason, the positive ions in the plasma P are extracted by this electric field (hereinafter, this electric field is referred to as an ion extraction electric field), and a large amount of the ions are incident on the substrate 1 vertically.
【００５３】また、上記基体用直流電源３５１と並列に
基体用高周波電源３５３が設けられており、スイッチに
よって切り替えることが可能となっている。即ち、基体
用直流電源３５１に代えて基体用高周波電源３５３を電
界設定手段５３として使用することが可能になってい
る。基体用高周波電源３５３は、基体１に高周波電圧を
印加し高周波と前記高密度プラズマとの相互作用により
基体１に負の自己バイアス電圧を生じさせることが可能
である。例えば、基体１が液晶ディスプレイ用のガラス
基板のように誘電体製である場合や、作成された窒化チ
タン薄膜と基体１との電気的接触が充分でない場合は、
基体１に高周波電圧を印加する構成が有効である。尚、
基体用高周波電源３５３と基体ホルダー３４との高周波
の線路間には、整合回路３５４が設けられおり、インピ
ーダンスマッチングが行われるようになっている。ま
た、基体１及び基体ホルダー３４がいずれも導体である
場合、高周波の伝送経路に所定のコンデンサが設けら
れ、コンデンサを介して基体１に高周波電圧を印加する
よう構成される。A base high frequency power supply 353 is provided in parallel with the base DC power supply 351 and can be switched by a switch. That is, instead of the DC power supply 351 for the base, a high-frequency power supply 353 for the base can be used as the electric field setting means 53. The high-frequency power source for substrate 353 can apply a high-frequency voltage to the substrate 1 and generate a negative self-bias voltage on the substrate 1 by the interaction between the high frequency and the high-density plasma. For example, when the base 1 is made of a dielectric such as a glass substrate for a liquid crystal display, or when the formed titanium nitride thin film and the base 1 do not have sufficient electrical contact,
A configuration in which a high-frequency voltage is applied to the base 1 is effective. still,
A matching circuit 354 is provided between the high-frequency lines between the base high-frequency power supply 353 and the base holder 34 so that impedance matching is performed. When both the base 1 and the base holder 34 are conductors, a predetermined capacitor is provided in a high-frequency transmission path, and a high-frequency voltage is applied to the base 1 via the capacitor.
【００５４】コンデンサ等のキャパシタンスを介して基
体１に高周波電圧を印加すると、前述した高周波アンテ
ナ３３１の場合と同じように、キャパシタンスの充放電
にプラズマ中の電子と正イオンが作用し、電子と正イオ
ンの移動度の違いによって基体１に負の自己バイアス電
圧が生じる。図２は、負の自己バイアス電圧の説明図で
ある。図２において、Ｖ1 はキャパシタンスの高周波電
源側の電圧、Ｖ2 はキャパシタンスのプラズマ側の電圧
（基体１の表面の電圧）を示している。図２に示すよう
に、基体用高周波電源３５３によってキャパシタンスを
介して高周波電圧を基体１に印加すると、キャパシタン
スのプラズマ側では、高周波とプラズマとの相互作用に
より、高周波電圧Ｖ1に負の直流電圧（自己バイアス電
圧Ｖb ）を重畳したような波形の高周波電圧Ｖ2 が与え
られる。When a high-frequency voltage is applied to the substrate 1 via a capacitance such as a capacitor, the electrons and positive ions in the plasma act on the charging and discharging of the capacitance, as in the case of the high-frequency antenna 331 described above. A negative self-bias voltage is generated in the substrate 1 due to the difference in ion mobility. FIG. 2 is an explanatory diagram of a negative self-bias voltage. In FIG. 2, V 1 indicates the voltage of the capacitance on the high frequency power supply side, and V 2 indicates the voltage of the capacitance on the plasma side (the voltage on the surface of the base 1). As shown in FIG. 2, when a high frequency voltage is applied to the substrate 1 via the capacitance by base high frequency power supply 353, the plasma side of the capacitance, by the interaction between the high frequency and the plasma, negative DC voltage to the high-frequency voltages V 1 frequency voltage V 2 of the waveform as superimposing the (self-bias voltage V b) is applied.
【００５５】この負の自己バイアス電圧Ｖb も、前記負
の直流電源３５１によって基体１に負の直流電圧を与え
る場合と同様、プラズマＰと基体１との間に基体１に垂
直なイオン引き出し用電界を設定し、プラズマＰ中から
正イオンを引き出して基体１に垂直に入射させるよう作
用する。このため、微細なホールの底面まで効率よく正
イオンが到達して後処理の効果が高く得られる。This negative self-bias voltage V b is also used to extract ions perpendicular to the substrate 1 between the plasma P and the substrate 1 as in the case where a negative DC voltage is applied to the substrate 1 by the negative DC power supply 351. An electric field is set, and positive ions are extracted from the plasma P so as to be incident on the substrate 1 vertically. For this reason, the positive ions efficiently reach the bottom surface of the fine hole, and the effect of the post-processing can be enhanced.
【００５６】基体用高周波電源３５３としては、プラズ
マ用高周波電源３３３の出力が３ｋＷ程度である場合、
例えば周波数１３．５６ＭＨｚで出力１００〜４００Ｗ
程度のものが使用できる。この際、−１０〜−２５Ｖ程
度の自己バイアス電圧Ｖb が基体１に与えられる。尚、
基体用高周波電源３５３の周波数は、１３．５６ＭＨｚ
には特に限定されず、１００ｋＨｚから１５００ＭＨｚ
の範囲で適宜選定される。１００ｋＨｚを下回る周波数
であると、整合回路３５４の設計が難しくなり、実用上
の問題が生ずる。また、周波数が１５００ＭＨｚを越え
ると、表皮効果が高くなるため、図１に示すような基体
ホルダー３４を介しての基体１への高周波印加は大変難
しくなる。When the output of the high-frequency power source for plasma 333 is about 3 kW,
For example, a frequency of 13.56 MHz and an output of 100 to 400 W
Some degree can be used. At this time, self-bias voltage V b of about -10 to-25V is applied to the substrate 1. still,
The frequency of the base body high-frequency power supply 353 is 13.56 MHz.
Is not particularly limited, and is from 100 kHz to 1500 MHz.
Is appropriately selected within the range. If the frequency is lower than 100 kHz, it becomes difficult to design the matching circuit 354, which causes a practical problem. On the other hand, if the frequency exceeds 1500 MHz, the skin effect becomes high, and it becomes very difficult to apply a high frequency to the base 1 through the base holder 34 as shown in FIG.
【００５７】また、電界設定手段３５として基体用高周
波電源３５３を使用する場合、基体１に入射するイオン
のエネルギーの分布は、基体用高周波電源３５３が与え
る高周波の周波数により異なってくる。一般に、プラズ
マＰのイオン振動数よりも基体１に印加する高周波の周
波数が低い場合、基体１に印加される高周波電界の変化
にイオンは追従して運動することができる。このため、
イオンのエネルギーは高周波電界の波高値の大きさによ
り決まる。このことから、イオンのエネルギー分布は高
エネルギー成分から低エネルギー成分まで広いエネルギ
ー分布を持つ。一方、プラズマＰのイオン振動数よりも
基体１に印加する高周波の周波数が大きい場合、基体１
に印加される高周波電界の変化にイオンは追従して運動
することができない。このため、イオンのエネルギーは
高周波電界の波高値の大きさによって決まらず、基体１
に誘起される自己バイアス電圧とプラズマ電位との差に
よって決まる。このことから、イオンのエネルギー分布
は狭く、基体１へのイオン入射を高い制御性をもって制
御することができる。このため、後処理の効果を高く得
ることができる。When the high-frequency power source 353 for the substrate is used as the electric field setting means 35, the distribution of the energy of the ions incident on the substrate 1 differs depending on the frequency of the high frequency supplied by the high-frequency power source 353 for the substrate. In general, when the frequency of the high frequency applied to the base 1 is lower than the frequency of the ions of the plasma P, the ions can follow the change in the high frequency electric field applied to the base 1 and move. For this reason,
The energy of the ions is determined by the magnitude of the peak value of the high-frequency electric field. From this, the energy distribution of ions has a wide energy distribution from high energy components to low energy components. On the other hand, when the frequency of the high frequency applied to the base 1 is higher than the ion frequency of the plasma P, the base 1
Cannot follow the change of the high-frequency electric field applied to the ions. For this reason, the energy of the ions is not determined by the magnitude of the peak value of the high-frequency electric field.
Is determined by the difference between the self-bias voltage induced in the plasma and the plasma potential. For this reason, the energy distribution of the ions is narrow, and the incidence of ions on the substrate 1 can be controlled with high controllability. Therefore, the effect of the post-processing can be enhanced.
【００５８】また、処理容器３の側壁部分の外側には、
不図示の永久磁石が複数設けられている。各永久磁石
は、角棒状の磁石であり、上下方向に延びるように等間
隔で処理容器３の周囲に配置されている。隣り合う永久
磁石の内側面（処理容器３の中心側の面）は互いに異な
る磁極になっており、これらの永久磁石によってライン
カスプ磁場が周状に形成されるようになっている。この
カプス磁場は、処理容器３への器壁へのプラズマＰの拡
散を抑制し、プラズマ密度をより高く保つ効果がある。
尚、処理容器３は、反応容器２と同様、電離真空計３６
とダイヤフラム真空計３７と有している。Further, outside the side wall portion of the processing container 3,
A plurality of permanent magnets (not shown) are provided. Each of the permanent magnets is a square rod-shaped magnet, and is disposed at equal intervals around the processing container 3 so as to extend in the vertical direction. The inner side surfaces of the adjacent permanent magnets (the surface on the center side of the processing vessel 3) have different magnetic poles, and a line cusp magnetic field is formed circumferentially by these permanent magnets. The caps magnetic field has an effect of suppressing the diffusion of the plasma P to the processing vessel 3 to the vessel wall and keeping the plasma density higher.
The processing container 3 is provided with an ionization vacuum gauge 36 as in the case of the reaction container 2.
And a diaphragm vacuum gauge 37.
【００５９】反応容器２と処理容器３との間に搬送チャ
ンバー４が設けられており、反応容器２と処理容器３と
は搬送チャンバー４を介して気密に連通して接続されて
いる点である。そして、反応容器２と搬送チャンバー４
の間及び搬送チャンバー４と処理容器３との間には、ゲ
ートバルブ２４，３００が設けられている。尚、搬送チ
ャンバー４には第三の排気系４１が設けられ、１０-5Ｐ
ａ程度の圧力まで排気可能に構成される。A transfer chamber 4 is provided between the reaction container 2 and the processing container 3, and the reaction container 2 and the processing container 3 are connected in a gas-tight manner via the transfer chamber 4. . Then, the reaction container 2 and the transfer chamber 4
Between the transfer chamber 4 and the processing container 3, gate valves 24 and 300 are provided. Note that a third exhaust system 41 is provided in the transfer chamber 4, and 10 -5 P
It is configured to be able to exhaust to a pressure of about a.
【００６０】また、搬送チャンバー４の内部には、基体
１を大気に晒すことなく真空中で反応容器２から処理容
器３に搬送する搬送機構４２が設けられている。搬送機
構４２は、反応容器２内の第一の基体ホルダー２３から
基体１を取り上げ、搬送チャンバー４を経由して処理容
器３内の第二の基体ホルダー３４に搬送するよう構成さ
れている。搬送機構４２は、具体的には多関節ロボット
であり、アームの先端に基体１を支持する支持プレート
を備えている。支持プレートの基体１支持面には、基体
１を静電吸着する機構又は基体１の落下を防止する滑り
止めが必要に応じて設けられる。尚、搬送機構４２は、
搬送チャンバー４を雰囲気を汚損しない工夫が成されて
いることが好ましい。このような搬送機構４２として
は、例えば（株）メックス製のＵＴＶ−２５００Ｗ等が
使用できる。A transfer mechanism 42 for transferring the substrate 1 from the reaction vessel 2 to the processing vessel 3 in a vacuum without exposing the substrate 1 to the atmosphere is provided inside the transfer chamber 4. The transfer mechanism 42 is configured to pick up the substrate 1 from the first substrate holder 23 in the reaction container 2 and transfer the substrate 1 to the second substrate holder 34 in the processing container 3 via the transfer chamber 4. The transport mechanism 42 is specifically an articulated robot, and includes a support plate for supporting the base 1 at the tip of the arm. A mechanism for electrostatically adsorbing the substrate 1 or a non-slip device for preventing the substrate 1 from falling is provided on the support surface of the support plate 1 as needed. Note that the transport mechanism 42
It is preferable that the transfer chamber 4 be designed so as not to pollute the atmosphere. As such a transport mechanism 42, for example, UTV-2500W manufactured by MEX Co., Ltd. can be used.
【００６１】次に、本願発明の薄膜作成方法の実施形態
の説明も兼ね、上記構成に係る本実施形態の薄膜作成装
置の動作について説明する。まず、不図示のロードロッ
クチャンバー内に基体１を配置してロードロックチャン
バー及び反応容器２内を１０-5Ｐａ程度の圧力まで排気
する。この圧力は電離真空計２６で測定され、この圧力
になったのを確認したら、ゲートバルブ２４を開けて基
体１を反応容器２内に搬入し、第一の基体ホルダー２３
上に配置して保持させる。第一の基体ホルダー２３は予
め所定温度まで加熱維持されており、第一の基体ホルダ
ー２３に保持された基体１は、当該温度付近まで急速に
加熱される。Next, the operation of the thin film forming apparatus according to the present embodiment having the above-described configuration will be described, which also serves as the description of the embodiment of the thin film forming method of the present invention. First, the substrate 1 is placed in a load lock chamber (not shown), and the load lock chamber and the reaction vessel 2 are evacuated to a pressure of about 10 -5 Pa. This pressure is measured by an ionization vacuum gauge 26. When it is confirmed that the pressure has reached this pressure, the gate valve 24 is opened, the substrate 1 is carried into the reaction vessel 2, and the first substrate holder 23
Place on top and hold. The first substrate holder 23 is heated and maintained to a predetermined temperature in advance, and the substrate 1 held by the first substrate holder 23 is rapidly heated to around the temperature.
【００６２】次に、原料ガス導入手段２２及び添加ガス
導入系２６を動作させ、反応容器２内に気化させたＴＤ
ＡＡＴと添加ガスとを所定の流量で導入する。反応容器
３内に導入されたＴＤＡＡＴガス及び添加ガスは、所定
温度に加熱された基体１に接触して気相反応が生じ、Ｍ
ＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜が表面に作成される。成膜中の反
応容器２内の圧力はダイヤフラム真空計２７によって測
定され、バリアブルオリフィス２１４が制御されて反応
容器２内は所定の圧力に維持される。Next, the source gas introduction means 22 and the additional gas introduction system 26 are operated, and the vaporized TD
AAT and additive gas are introduced at a predetermined flow rate. The TDAAT gas and the additional gas introduced into the reaction vessel 3 come into contact with the substrate 1 heated to a predetermined temperature to cause a gas phase reaction,
An OCVD-TiN thin film is created on the surface. The pressure in the reaction vessel 2 during the film formation is measured by the diaphragm vacuum gauge 27, and the variable orifice 214 is controlled to maintain the inside of the reaction vessel 2 at a predetermined pressure.
【００６３】ＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜の作成が進み膜厚
が所定の値に達する程度の時間が経過したら、原料ガス
導入手段２２及び添加ガス導入系２６の動作を止め、反
応容器２内を再度高真空排気する。そして、ゲートバル
ブ２４を開け、搬送機構４２を動作させて基体１を搬送
チャンバー４に取り出す。搬送チャンバー４は、反応容
器２と同程度まで予め排気系４１によって排気されてい
る。When the MOCVD-TiN thin film has been formed and the time required for the film thickness to reach a predetermined value has elapsed, the operation of the source gas introducing means 22 and the additional gas introducing system 26 is stopped, and the inside of the reaction vessel 2 is again evacuated to a high vacuum. Exhaust. Then, the gate valve 24 is opened, the transfer mechanism 42 is operated, and the substrate 1 is taken out to the transfer chamber 4. The transfer chamber 4 is evacuated by the exhaust system 41 to the same extent as the reaction container 2 in advance.
【００６４】そして、処理容器３を搬送チャンバー４と
同程度まで（例えば１０-5Ｐａ程度）で排気する。この
圧力を、電離真空計３６によって圧力を確認した後、ゲ
ートバルブ３００を開けて基体１を処理容器３内に搬入
し、第二の基体ホルダー３４上に配置して保持させる。
第二の基体ホルダー３４も予め所定温度まで加熱維持さ
れており、第二の基体ホルダー３４に保持された基体１
は、当該温度付近まで急速に加熱される。Then, the processing container 3 is evacuated to the same level as the transfer chamber 4 (for example, about 10 −5 Pa). After confirming the pressure by the ionization vacuum gauge 36, the gate valve 300 is opened and the substrate 1 is carried into the processing container 3, and is placed and held on the second substrate holder 34.
The second substrate holder 34 is also heated and maintained to a predetermined temperature in advance, and the substrate 1 held by the second substrate holder 34 is
Is rapidly heated to near that temperature.
【００６５】次に、後処理用ガス導入手段３２を動作さ
せ、所定の後処理用ガスを所定の流量で導入する。この
際、処理容器３内の圧力はダイヤフラム真空計３７によ
って測定され、バリアブルオリフィス３１４が制御され
て反応容器２内は所定の圧力に維持される。並行して、
電界設定手段３５を動作させ、第二の基体ホルダー３４
を介して基体１に所定の負の直流電圧を印加する。Next, the post-processing gas introducing means 32 is operated to introduce a predetermined post-processing gas at a predetermined flow rate. At this time, the pressure in the processing vessel 3 is measured by the diaphragm vacuum gauge 37, and the variable orifice 314 is controlled to maintain the inside of the reaction vessel 2 at a predetermined pressure. In parallel,
The electric field setting means 35 is operated, and the second substrate holder 34 is operated.
A predetermined negative DC voltage is applied to the base 1 via the.
【００６６】この状態でプラズマ形成手段３３を動作さ
せ、導入された後処理用ガスにエネルギーを与えて１０
10個／ｃｍ3 以上の高密度プラズマを形成する。高密度
プラズマ中の正イオンのうちの一部は、電界設定手段３
５が設定したイオン引き出し用電界によってプラズマか
ら引き出され、基体１の表面に垂直に入射する。この入
射正イオンの作用によって窒化チタン薄膜が後処理さ
れ、低抵抗化等の改質が行われる。In this state, the plasma forming means 33 is operated to apply energy to the introduced post-processing gas to
A high-density plasma of 10 / cm 3 or more is formed. Some of the positive ions in the high-density plasma are
5 is extracted from the plasma by the set ion extraction electric field, and vertically enters the surface of the substrate 1. The titanium nitride thin film is post-processed by the action of the incident positive ions, and reforming such as lowering the resistance is performed.
【００６７】また、高密度プラズマ中の正イオンの別の
一部は、高周波アンテナ３３１に入射して高周波アンテ
ナをスパッタする。これによって、基体１の表面に高周
波アンテナ３３１の材料の薄膜が堆積する。高周波アン
テナ３３１はパシベーション材料から形成されているの
で、薄膜の堆積によって基体１の表面にパシベーション
膜が堆積し、経時的な劣化等が防止される。Another part of the positive ions in the high-density plasma enters the high-frequency antenna 331 and sputters the high-frequency antenna. Thus, a thin film of the material of the high-frequency antenna 331 is deposited on the surface of the base 1. Since the high-frequency antenna 331 is formed of a passivation material, a passivation film is deposited on the surface of the base 1 by depositing a thin film, and deterioration over time is prevented.
【００６８】このような後処理を所定時間行った後、プ
ラズマ形成手段３３、後処理用ガス導入手段３２及び電
界設定手段３５等の動作を止めた後、処理容器３内を再
度高真空排気する。そして、ゲートバルブ３００を開
け、搬送チャンバー４を経由して基体１を不図示のロー
ドロックチャンバーに搬出し、ロードロックチャンバー
を介して基体１を大気側に取り出す。After performing such post-processing for a predetermined time, the operations of the plasma forming means 33, the post-processing gas introducing means 32, the electric field setting means 35, and the like are stopped, and then the processing chamber 3 is again evacuated to a high vacuum. . Then, the gate valve 300 is opened, the substrate 1 is carried out to the load lock chamber (not shown) via the transfer chamber 4, and the substrate 1 is taken out to the atmosphere via the load lock chamber.
【００６９】上記動作において、窒化チタン薄膜成膜中
の反応容器２内の圧力は、１０Ｐａ以下の低圧力に維持
されることが好ましい。圧力が１０Ｐａを越えると、ア
スペクト比５．５以上のホールに対するボトムカバレッ
ジ率は４０％以下になり、このようなアスペクト比のホ
ールを有するデバイスの製作に不適なものとなる。In the above operation, it is preferable that the pressure in the reaction vessel 2 during the formation of the titanium nitride thin film is maintained at a low pressure of 10 Pa or less. When the pressure exceeds 10 Pa, the bottom coverage ratio for holes having an aspect ratio of 5.5 or more becomes 40% or less, which is unsuitable for manufacturing a device having holes having such an aspect ratio.
【００７０】また、入射正イオンの作用による改質とス
パッタによるパシベーションとの前後関係については、
改質とパシベーションとを同時に行うのが最も好ましい
と考えられる。改質とパシベーションとを別々にし、例
えば改質を行った後にパシベーションを行うことも考え
られるが、このようにすると後処理に要する全体の時間
が長くなってしまう。後処理は、元々ＭＯＣＶＤ−Ｔｉ
Ｎ薄膜の作成の後に付加的に行われる処理であるので、
このような処理に長時間を要することは好ましくない。The relationship between the modification by the action of incident positive ions and the passivation by sputtering is as follows.
It is considered most preferable to perform the reforming and the passivation simultaneously. It is conceivable that the reforming and the passivation are separated, for example, the passivation is performed after the reforming is performed. However, in this case, the entire time required for the post-processing becomes long. The post-treatment was originally MOCVD-Ti
Since this is an additional process after the N thin film is created,
It is not preferable that such processing takes a long time.
【００７１】勿論、堆積しつつあるパシベーション膜の
影響で改質が効率良くできない場合には、改質の後にパ
シベーションを行う方が良い場合もある。しかし、パシ
ベーション膜は１０〜１００オングストローム程度と極
めて薄く形成する膜であるため、パシベーションと改質
とを同時に行っても、改質が不十分になる恐れは殆どな
いと考えられる。尚、改質の効果が入射正イオンのエネ
ルギーによるものであり、このエネルギーが、堆積した
パシベーション膜を通しても与えられる場合、パシベー
ションの後に改質を行うようにすることも可能である。Of course, if the reforming cannot be performed efficiently due to the effect of the passivation film being deposited, it may be better to perform the passivation after the reforming. However, since the passivation film is a film formed as thin as about 10 to 100 angstroms, it is considered that even if the passivation and the modification are performed simultaneously, there is almost no possibility that the modification is insufficient. Note that the effect of the modification is due to the energy of the incident positive ions, and when this energy is also given through the deposited passivation film, the modification can be performed after the passivation.
【００７２】また、改質とパシベーションとを選択的に
行う場合、アンテナ電位調整回路３９のアンテナ用直流
電源３９１の動作を制御するようにする。即ち、改質の
みを行う場合は、アンテナ用直流電源３９１の動作をオ
フにし、高周波アンテナ３３１に浮遊電位のみを与える
ようにする。これによって高周波アンテナ３３１のスパ
ッタは抑えられ、イオンの作用による改質を重点的に行
うことができる。また、アンテナ用直流電源３９１を動
作させ、その電圧をより絶対値の大きな負の電圧にする
と、プラズマＰ中の正イオンの多くがスパッタに使用さ
れ、改質に利用される分は少なくなる。尚、アンテナ用
直流電源３９１の電圧をこの中間程度にしておくと、十
分なパシベーションと改質とを同時に行えることにな
る。When the reforming and the passivation are selectively performed, the operation of the antenna DC power supply 391 of the antenna potential adjusting circuit 39 is controlled. That is, when performing only the reforming, the operation of the antenna DC power supply 391 is turned off, and only the floating potential is applied to the high-frequency antenna 331. This suppresses spattering of the high-frequency antenna 331, so that the modification by the action of ions can be focused. When the antenna DC power supply 391 is operated and the voltage is set to a negative voltage having a larger absolute value, most of the positive ions in the plasma P are used for sputtering, and the amount used for reforming is reduced. If the voltage of the antenna DC power supply 391 is set at about the middle, sufficient passivation and reforming can be performed simultaneously.
【００７３】上記後処理において、電界設定手段３５が
設定した電界によって入射させるイオンは薄膜の改質に
大きく貢献する。この改質が生じる理由は、以下の通り
である。まず、ＴＤＡＡＴの熱ＣＶＤによる成膜では、
蒸着やスパッタ等のような物理的手法により作製された
薄膜と比較して、化学的に不安定であり、未結合の反応
基やラジカル等を多く含んでいる。このような膜中に存
在する反応基やラジカル等は、大気中の酸素を取り込ん
で酸化し、前述のように膜の比抵抗を増大させる原因と
なる。また、窒化チタンを主成分とする素薄膜の上に異
種の薄膜が堆積された場合、反応基やラジカル等はその
異種の薄膜の材料を取り込んで反応して何らかの化合物
を生じ、この結果、膜質が変化して電気特性を劣化させ
る原因になる。In the above-mentioned post-processing, ions incident by the electric field set by the electric field setting means 35 greatly contribute to the modification of the thin film. The reason why this modification occurs is as follows. First, in the film formation of TDAAT by thermal CVD,
Compared to a thin film formed by a physical method such as vapor deposition or sputtering, the thin film is chemically unstable and contains many unbonded reactive groups and radicals. Reactive groups, radicals, and the like present in such a film take in oxygen in the atmosphere and oxidize, thereby causing an increase in the specific resistance of the film as described above. Further, when a different kind of thin film is deposited on an elementary thin film containing titanium nitride as a main component, reactive groups and radicals take in the material of the different kind of thin film and react to produce some kind of compound. Changes to cause deterioration of electrical characteristics.
【００７４】ここで、上記薄膜に入射するイオンは、薄
膜中に不純物として存在する炭素と反応して揮発物を生
成することで当該炭素を薄膜中から除去する。例えば、
水素ガスが後処理用ガスとして使用されている場合、薄
膜中に入射した水素イオンは、炭素と反応してＣＨ4 等
の揮発物を形成して薄膜中から炭素を除去する。また、
薄膜中に入射したイオンは、未結合の反応基や活性種と
反応して安定な化学種を生成する。この結果、大気中の
酸素を取り込んで酸化したり、上層の材料を取り込んで
酸化したり、上層の材料を取り込んで膜質を劣化させた
りするようなことが抑えられる。前者の作用の例として
は水素イオンが挙げられるし、後者の作用の例としては
窒素イオンが挙げられる。Here, ions incident on the thin film react with carbon present as an impurity in the thin film to generate volatiles, thereby removing the carbon from the thin film. For example,
When hydrogen gas is used as a post-treatment gas, the hydrogen ions incident on the thin film react with carbon to form volatiles such as CH 4 and remove carbon from the thin film. Also,
Ions incident on the thin film react with unbound reactive groups and active species to generate stable chemical species. As a result, it is possible to suppress oxidation and take in of oxygen in the atmosphere, oxidation and take in of an upper layer material, and deterioration of film quality by taking in an upper layer material. An example of the former action is a hydrogen ion, and an example of the latter action is a nitrogen ion.
【００７５】いずれにしても、本実施形態では、電界設
定手段３５によってプラズマから正イオンを垂直に引き
出して基体１に入射させているので、微細なホールの底
部まで正イオンを効率良く到達させることができる。こ
のため、アスペクト比の高いホールの底部まで効率よく
後処理することができる。尚、プラズマＰ中で負イオン
が生成される場合、電界設定手段３５が設定するイオン
引き出し用電界の向きを逆にすることでプラズマＰ中か
ら負イオンを引き出して後処理に利用することができ
る。In any case, in this embodiment, since the positive ions are vertically extracted from the plasma by the electric field setting means 35 and made incident on the base 1, it is necessary to efficiently reach the bottom of the fine hole. Can be. For this reason, it is possible to efficiently perform post-processing up to the bottom of a hole having a high aspect ratio. When negative ions are generated in the plasma P, the negative ions can be extracted from the plasma P and used for post-processing by reversing the direction of the ion extraction electric field set by the electric field setting means 35. .
【００７６】また、プラズマによるＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ
薄膜の改質の作用としては、プラズマ中で生成された中
性活性種の作用もある。即ち、水素等の中性活性種が炭
素と反応して揮発物を生成して炭素を除去したり、窒素
等の中性活性種が薄膜中の未結合の反応基や活性種と反
応して安定な化学種を生成したりすることで、薄膜の特
性を改善する効果もある。さらに、プラズマによるＭＯ
ＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜の改質には、プラズマ中で生成され
たイオンが基体１の表面に入射することによるエネルギ
ーが作用している場合もあり得る。即ち、イオンが基体
１の表面に入射することによって、熱等の形でエネルギ
ーがＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜に与えられる。そして、こ
のエネルギーによって例えば未結合の反応基が反応して
安定な化学種が生成され、この結果、改質が行われるこ
ともあり得る。これらの場合も、本実施形態の装置で
は、１０Ｐａ以下の低圧力で後処理が行われるため、上
記活性種やイオンは他のガス分子に散乱されることなく
微細なホールの底部まで効率良く到達することが可能で
ある。従って、これら活性種やイオンによる改質作用
も、アスペクト比の高いホール内に作成されたＭＯＣＶ
Ｄ−ＴｉＮ薄膜の改質に大きく貢献している。MOCVD-TiN by plasma
As an effect of the modification of the thin film, there is also an effect of neutral active species generated in the plasma. That is, neutral active species such as hydrogen react with carbon to generate volatiles and remove carbon, or neutral active species such as nitrogen react with unbonded reactive groups and active species in the thin film. Generating stable chemical species also has the effect of improving the properties of the thin film. Furthermore, MO by plasma
In the modification of the CVD-TiN thin film, there may be a case where the energy generated by the ions generated in the plasma incident on the surface of the substrate 1 acts. That is, when the ions are incident on the surface of the base 1, energy is given to the MOCVD-TiN thin film in the form of heat or the like. Then, for example, an unbonded reactive group reacts by this energy to generate a stable chemical species, and as a result, reforming may be performed. Also in these cases, in the apparatus of the present embodiment, the post-treatment is performed at a low pressure of 10 Pa or less, so that the active species and ions efficiently reach the bottom of the fine hole without being scattered by other gas molecules. It is possible to Therefore, the reforming effect of these active species and ions is also reduced by the MOCV formed in the hole having a high aspect ratio.
It greatly contributes to the modification of D-TiN thin films.
【００７７】また、本実施形態では、上記改質とともに
パシベーションを行っている。即ち、ＴＤＡＡＴを使用
して作成した不安定なＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜を改質す
るとともに、表面に安定なパシベーション膜をスパッタ
によって作成している。従って、ＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄
膜のさらなる特性安定化が図れている。尚、発明者は、
ＴＤＡＡＴを使用して作成した窒化チタン薄膜の上にパ
シベーション用の薄膜をスパッタによって作成すること
自体が新規なことであると考えている。In this embodiment, passivation is performed together with the above-mentioned modification. That is, an unstable MOCVD-TiN thin film formed using TDAAT is modified, and a stable passivation film is formed on the surface by sputtering. Therefore, the characteristics of the MOCVD-TiN thin film can be further stabilized. In addition, the inventor
We believe that creating a thin film for passivation by sputtering on a titanium nitride thin film created by using TDAAT is novel.
【００７８】また、上記パシベーション膜の堆積におい
て、パシベーション膜の厚さは、１０〜１００オングス
トローム程度にすることが好ましい。１０オングストロ
ーム未満の厚さであると、必要なパシベーション効果が
十分得られない恐れがある。また、１００オングストロ
ームを越える厚さであると、パシベーション膜の比抵抗
が下地であるＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜よりも大きい場
合、トータルの比抵抗の増大の問題が生じ、コンタクト
配線部等におけるバリア膜としては適さないものになる
となる恐れがある。In the deposition of the passivation film, it is preferable that the thickness of the passivation film is about 10 to 100 Å. If the thickness is less than 10 Å, the necessary passivation effect may not be sufficiently obtained. On the other hand, if the thickness exceeds 100 angstroms, the specific resistance of the passivation film is larger than that of the underlying MOCVD-TiN thin film. It may be unsuitable.
【００７９】尚、本実施形態の装置では、反応容器２に
おいて成膜を行った後、搬送機構４２が基体１を真空中
で処理容器３に搬送して後処理が行われる。このため、
成膜後の基体１が大気に晒されることなく反応容器２か
ら処理容器３に搬送されるので、大気中の塵埃が基体１
に付着して汚損が生じたり、大気中の酸素等を薄膜が取
り込んでしまうことがない。このため、薄膜の品質がさ
らに高く維持される。In the apparatus of the present embodiment, after forming a film in the reaction container 2, the transfer mechanism 42 transfers the substrate 1 to the processing container 3 in a vacuum to perform post-processing. For this reason,
Since the substrate 1 after film formation is transported from the reaction vessel 2 to the processing vessel 3 without being exposed to the atmosphere, dust in the atmosphere is removed from the substrate 1.
The film does not adhere to and cause contamination, and the thin film does not take in oxygen or the like in the atmosphere. Therefore, the quality of the thin film is kept higher.
【００８０】本実施形態の薄膜作成方法は、後処理を行
った後、プロセス上の都合等で、基体１がいったん大気
に晒され、その後、コンタクトホールへの配線材料の埋
め込み等の工程が行われる場合に特に有効である。この
ような場合、パシベーション膜によってＭＯＣＶＤ−Ｔ
ｉＮ薄膜を大気から遮断しておかないと、せっかく改質
したＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜が大気中の酸素等と反応し
てしまい、比抵抗が下がってしまう等の特性劣化が生じ
る恐れがある。パシベーション膜を堆積させておくと、
このような問題が生じない。In the method of forming a thin film according to the present embodiment, after performing post-processing, the substrate 1 is once exposed to the air for the convenience of the process and the like. It is especially effective when it is done. In such a case, the MOCVD-T
If the iN thin film is not shielded from the atmosphere, the modified MOCVD-TiN thin film will react with oxygen and the like in the atmosphere, and may cause characteristic deterioration such as a decrease in specific resistance. If a passivation film is deposited,
Such a problem does not occur.
【００８１】次に、本願発明の薄膜作成装置の第二の実
施形態について説明する。図３は、第二の実施形態の薄
膜作成装置の概略構成を示した正面図である。図３に示
す薄膜作成装置は、図１に示す装置と同様、気化したＴ
ＤＡＡＴからなる原料ガスを用いて化学蒸着法により基
体１の表面にＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜を作成する反応容
器２と、作成されたＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜を所定の特
性に改質する後処理を行う処理容器３とを備えている。
この第二の実施形態の装置は、処理容器３の構成が第一
の実施形態と異なるのみであり、反応容器２や搬送チャ
ンバー４の構成は第一の実施形態と同様である。Next, a second embodiment of the thin film forming apparatus of the present invention will be described. FIG. 3 is a front view showing a schematic configuration of the thin film forming apparatus of the second embodiment. The thin film forming apparatus shown in FIG. 3 is similar to the apparatus shown in FIG.
A reaction vessel 2 for forming a MOCVD-TiN thin film on the surface of a substrate 1 by a chemical vapor deposition method using a raw material gas composed of DAAT, and a processing vessel for performing a post-treatment for modifying the formed MOCVD-TiN thin film to predetermined characteristics. 3 is provided.
The apparatus of the second embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the processing container 3, and the configurations of the reaction container 2 and the transfer chamber 4 are the same as those in the first embodiment.
【００８２】この第二の実施形態は、プラズマ形成手段
として、ヘリコン波プラズマを形成するヘリコン波プラ
ズマ形成手段３８が使用されている点が、前述した第一
の実施形態と異なっている。即ち、ヘリコン波プラズマ
形成手段３８は、処理容器３に気密に接続された誘電体
容器３８１と、誘電体容器３８１の周囲に配設されたヘ
リコン波アンテナ３８２と、ヘリコン波アンテナ３８２
に所定の高周波電力を供給するヘリコン波高周波電源３
８３と、ヘリコン波アンテナ３８２の周囲に設けられた
電磁石３８４とから主に構成されている。The second embodiment is different from the first embodiment in that a helicon wave plasma forming means 38 for forming a helicon wave plasma is used as the plasma forming means. That is, the helicon wave plasma forming means 38 includes a dielectric container 381 airtightly connected to the processing container 3, a helicon wave antenna 382 disposed around the dielectric container 381, and a helicon wave antenna 382.
Helicon wave high frequency power supply 3 for supplying predetermined high frequency power to
83 and an electromagnet 384 provided around the helicon wave antenna 382.
【００８３】誘電体容器３８１は、一端が開口で他端が
半球状に形成された円筒状の形状であり、石英ガラス等
で形成される。半球状の誘電体容器３８１が使用される
場合もある。The dielectric container 381 has a cylindrical shape in which one end is open and the other end is hemispherical, and is made of quartz glass or the like. In some cases, a hemispherical dielectric container 381 is used.
【００８４】図４は、図３に示す装置に使用されたヘリ
コン波アンテナ３８２の構成を示す斜視概略図である。
図４に示すように、ヘリコン波アンテナ３８２は、リン
グ状のアンテナ素子を上下に所定間隔で配置して中継ロ
ッドで繋いだ形状である。中継ロッドは図４に示すよう
に交差しているので、各アンテナ素子には互いに逆向き
の周方向の高周波電流が流れる。ヘリコン波アンテナ３
８２によって誘電体容器３８１内に誘起される高周波は
ホイスラー波と同じ右回りの円偏波（ヘリコン波）であ
る。FIG. 4 is a schematic perspective view showing the configuration of the helicon wave antenna 382 used in the apparatus shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the helicon wave antenna 382 has a shape in which ring-shaped antenna elements are vertically arranged at predetermined intervals and connected by a relay rod. Since the relay rods intersect as shown in FIG. 4, high-frequency currents in circumferential directions opposite to each other flow through each antenna element. Helicon wave antenna 3
The high frequency induced in the dielectric container 381 by 82 is the same clockwise circularly polarized wave (helicon wave) as the Heusler wave.
【００８５】電磁石３８４は、誘電体容器３８１の軸方
向に沿って磁場を設定するためのものである。磁束密度
は、誘電体容器３８１の中心軸付近で１００ガウス程度
である。後処理用ガス導入手段３２が後処理用ガスを処
理容器３内に導入すると、後処理用ガスは誘電体容器３
８１内に拡散する。この状態でヘリコン波高周波電源３
８３が動作して、整合回路３８５を介して所定の高周波
電力がヘリコン波アンテナ３８２に供給されると、ヘリ
コン波アンテナ３８２によって誘起された高周波電界か
ら後処理用ガスがエネルギーを与えられ、ヘリコン波プ
ラズマが形成される。The electromagnet 384 is for setting a magnetic field along the axial direction of the dielectric container 381. The magnetic flux density is about 100 Gauss near the central axis of the dielectric container 381. When the post-processing gas introduction means 32 introduces the post-processing gas into the processing container 3, the post-processing gas is
It diffuses into 81. In this state, the helicon wave high frequency power supply 3
When the high frequency power is supplied to the helicon wave antenna 382 via the matching circuit 385 and the helicon wave antenna 382 is operated, the post-processing gas is given energy from the high frequency electric field induced by the helicon wave antenna 382, and the helicon wave A plasma is formed.
【００８６】ヘリコン波プラズマは、低圧力で高密度プ
ラズマを形成できる技術として最近注目されているもの
であるが、そのエネルギー伝達メカニズムは完全に明ら
かではない。一般的には、ランダウ減衰と呼ばれる現象
により高周波から電子にエネルギーが与えられるものと
考えられている。即ち、磁場により回転しながら移動す
る電子の移動速度がヘリコン波の位相速度に等しいと
き、電子から見てヘリコン波は止まっているのと同様な
ので、電子はヘリコン波から連続的に加速されてエネル
ギーを吸収し、これによって高密度プラズマが形成され
るのである。例えば、ヘリコン波高周波電源３８３から
周波数１３．５６ＭＨｚ出力３０００Ｗの高周波電力を
供給すると、アルゴンガスのプラズマでは１Ｐａ程度の
圧力で１０12個／ｃｍ3 程度の低圧高密度プラズマが形
成できる。Helicon wave plasma has recently attracted attention as a technique capable of forming high-density plasma at low pressure, but its energy transfer mechanism is not completely clear. Generally, it is considered that energy is given to electrons from a high frequency by a phenomenon called Landau attenuation. That is, when the moving speed of the electron moving while rotating by the magnetic field is equal to the phase speed of the helicon wave, the helicon wave is the same as stopping when viewed from the electron, so the electron is continuously accelerated from the helicon wave and the energy is increased. To form a high-density plasma. For example, when high-frequency power with a frequency of 13.56 MHz and an output of 3000 W is supplied from the helicon wave high-frequency power supply 383, a low-pressure high-density plasma of about 10 12 / cm 3 can be formed at a pressure of about 1 Pa with argon gas plasma.
【００８７】また、本実施形態では、被スパッタ部材と
して、高周波アンテナの一種であるヘリコン波アンテナ
３８２とは別に処理容器３内に設けられたターゲットが
使用されている。ターゲット３０６は、ヘリコン波アン
テナによって高周波エネルギーが供給されてプラズマＰ
が形成されるプラズマ形成領域と基体１との間に配置さ
れており、プラズマＰから基体１へのイオンの流れを許
容する形状となっている。In this embodiment, a target provided in the processing vessel 3 separately from the helicon wave antenna 382, which is a kind of high-frequency antenna, is used as the member to be sputtered. The target 306 is supplied with high-frequency energy by a helicon wave antenna,
Is formed between the plasma forming region where the plasma P is formed and the substrate 1, and has a shape that allows the flow of ions from the plasma P to the substrate 1.
【００８８】具体的には、本実施形態の装置では、誘電
体容器３８１内がプラズマ形成領域になっている。そし
て、ターゲット３０６は、このプラズマ形成領域から基
体１への正イオンの流路を取り囲むリング状の形状にな
っている。具体的には、誘電体容器３８１の下部開口の
直径が８０〜１３０ｍｍ程度の場合、ターゲット３０６
は、パイプの外径が１０〜２０ｍｍ程度で、リングの内
径が１００〜１５０ｍｍ程度とされる。また、ターゲッ
ト３０６と基体１との距離は６０〜１２０ｍｍ程度とさ
れる。尚、円形や方形の板状の部材を、ターゲット３０
６として用いることも可能である。Specifically, in the apparatus of the present embodiment, the inside of the dielectric container 381 is a plasma forming region. The target 306 has a ring shape surrounding a flow path of positive ions from the plasma formation region to the base 1. Specifically, when the diameter of the lower opening of the dielectric container 381 is about 80 to 130 mm,
The outer diameter of the pipe is about 10 to 20 mm, and the inner diameter of the ring is about 100 to 150 mm. The distance between the target 306 and the base 1 is about 60 to 120 mm. Note that a circular or square plate-shaped member is
6, it is also possible to use.
【００８９】ターゲット３０６も、第一の実施形態にお
ける高周波アンテナ３３１と同様に、パシベーション材
料によって形成されている。具体的には、チタン、タン
タル又はタングステン等である。また、ターゲット３０
６をパイプ状とし、内部に水等の冷媒を流すと、ターゲ
ット３０６の冷却ができるので好適である。The target 306 is also made of a passivation material, like the high-frequency antenna 331 in the first embodiment. Specifically, titanium, tantalum, tungsten, or the like is used. In addition, target 30
It is preferable to form the pipe 6 into a pipe shape and to flow a coolant such as water into the inside because the target 306 can be cooled.
【００９０】また、この実施形態では、ターゲット３０
６はアンテナを構成しないので、導体で構成される必要
はない。従って、シリコン等の半導体でターゲット３０
６を構成することも可能である。後処理用ガスとして窒
素ガス又は窒素とアルゴンとの混合ガスを使用すると、
基体１の表面に窒化シリコン薄膜を堆積させることが可
能となる。この窒化シリコン薄膜も、窒化チタン薄膜の
パシベーション膜として使用することができる。In this embodiment, the target 30
Since 6 does not constitute an antenna, it need not be constituted by a conductor. Therefore, the target 30 is made of a semiconductor such as silicon.
6 can also be configured. When using a nitrogen gas or a mixed gas of nitrogen and argon as a post-treatment gas,
It is possible to deposit a silicon nitride thin film on the surface of the base 1. This silicon nitride thin film can also be used as a passivation film of the titanium nitride thin film.
【００９１】そして、ターゲット３０６には、処理容器
３外に設けられたターゲット電位調整回路３０１が接続
されている。ターゲット電位調整回路３０１は、図１に
示す第一の実施形態におけるアンテナ電位調整回路３９
とほぼ同様の構成である。即ち、ターゲット電位調整回
路３０１は、ターゲット３０６に対して負の直流分の電
圧を与えるターゲット用直流電源３０２と、ターゲット
用直流電源３０２に対して並列に接続されたターゲット
用コンデンサ３０３と、ターゲット用直流電源３０２の
−側と＋側のそれぞれに直列に設けられたターゲット用
コイル３０４とから構成されている。尚、ターゲット用
コイル３０４は、ヘリコン波アンテナ３８２とターゲッ
ト３０６とが高周波結合してターゲット３０６に高周波
電流が流れることを予想して設けられている。装置の構
成によっては、ヘリコン波アンテナ３８２とターゲット
３０６とが全く高周波結合しない場合もあり、この場合
はターゲット用コイル３０４は不要である。The target 306 is connected to a target potential adjusting circuit 301 provided outside the processing container 3. The target potential adjusting circuit 301 is different from the antenna potential adjusting circuit 39 in the first embodiment shown in FIG.
This is almost the same configuration. That is, the target potential adjusting circuit 301 includes a target DC power supply 302 for applying a negative DC voltage to the target 306, a target capacitor 303 connected in parallel to the target DC power supply 302, The DC power source 302 includes a target coil 304 provided in series on each of the negative side and the positive side. Note that the target coil 304 is provided in anticipation that the helicon wave antenna 382 and the target 306 are connected at a high frequency and a high-frequency current flows through the target 306. Depending on the configuration of the device, the helicon wave antenna 382 and the target 306 may not be coupled at all at a high frequency. In this case, the target coil 304 is unnecessary.
【００９２】また、ターゲット３０６に高周波電力を供
給してターゲット３０６をスパッタするよう構成する場
合もある。キャパシタンスを介してターゲット３０６に
高周波電圧を印加すると、基板用高周波電源３５３の場
合と同様にターゲット３０６に負の自己バイアス電圧が
生じる。この負の自己バイアス電圧によって、ターゲッ
ト３０６がスパッタされる。この場合の高周波電源とし
ては、例えば周波数１３．５６ＭＨｚで出力が３００Ｗ
〜１ｋＷ程度のものが使用できる。また、高周波電源と
ターゲット３０６との間には、１００〜１０００ｐＦ程
度のコンデンサが設けられる。尚、このコンデンサは、
高周波電源とターゲット３の間に設けられた整合器の一
部になっている場合もある。In some cases, high-frequency power is supplied to the target 306 to sputter the target 306. When a high-frequency voltage is applied to the target 306 via the capacitance, a negative self-bias voltage is generated in the target 306 as in the case of the substrate high-frequency power supply 353. The target 306 is sputtered by the negative self-bias voltage. In this case, as a high frequency power supply, for example, a frequency of 13.56 MHz and an output of 300 W
の も の 1 kW can be used. A capacitor of about 100 to 1000 pF is provided between the high-frequency power supply and the target 306. This capacitor is
It may be a part of the matching device provided between the high-frequency power supply and the target 3.
【００９３】また、ターゲット３０６の上方には、防着
シールド３０５が設けられている。防着シールド３０５
は、スパッタされたターゲット３０６の材料が誘電体容
器３８１の内面に付着するのを防止するものであり、タ
ーゲット３０６と防着シールド３０５の内面を結んだス
パッタ粒子の飛行経路を遮断する構成となっている。具
体的には、防着シールド３０５は、ターゲット３０６よ
りも少し径の小さいリング状であり、ターゲット３０６
の内側斜め上方に位置している。誘電体容器３８１の内
面にスパッタ粒子が付着すると、経時的に薄膜が堆積す
る。堆積した薄膜は、誘電体容器３８１内に導入する高
周波を遮蔽する働きをしてしまう。即ち、導体よりなる
薄膜が誘電体容器３８１の内面に堆積し、この薄膜が成
長して処理容器３と連続してしまうと、接地電位である
処理容器３と薄膜が短絡し、高周波を地絡してしまう。
本実施形態では、防着シールド３０５が設けられている
ので、このような問題が未然に防止されている。Further, a deposition shield 305 is provided above the target 306. Shield 305
Is to prevent the material of the sputtered target 306 from adhering to the inner surface of the dielectric container 381, and to block the flight path of sputtered particles connecting the target 306 and the inner surface of the deposition shield 305. ing. Specifically, the deposition shield 305 has a ring shape slightly smaller in diameter than the target 306, and
Is located diagonally above. When sputtered particles adhere to the inner surface of the dielectric container 381, a thin film is deposited over time. The deposited thin film functions to shield the high frequency wave introduced into the dielectric container 381. That is, when a thin film made of a conductor is deposited on the inner surface of the dielectric container 381 and this thin film grows and is continuous with the processing container 3, the thin film is short-circuited to the processing container 3 at the ground potential, and a high frequency is grounded. Resulting in.
In the present embodiment, since the deposition shield 305 is provided, such a problem is prevented beforehand.
【００９４】この第二の実施形態の装置の動作について
説明する。プラズマ形成手段３８が動作して誘電体容器
３８１内にプラズマＰが形成されると、プラズマＰ中の
イオンは、電磁石３８４が設定する磁場の磁力線３８５
に導かれながら、誘電体容器３８１の下部開口を通して
処理容器３内に進入する。そして、このイオンは、リン
グ状のターゲット３０６の内側を通って基体１に達し、
基体１の表面の改質を行う。また、処理容器３内に進入
した正イオンの一部は、ターゲット３０６に達してター
ゲット３０６をスパッタする。スパッタされたターゲッ
ト３０６の材料は、基体１の表面を覆ってパシベーショ
ンを行う。The operation of the device according to the second embodiment will be described. When the plasma P is formed in the dielectric container 381 by operating the plasma forming means 38, ions in the plasma P are converted into magnetic field lines 385 of a magnetic field set by the electromagnet 384.
While entering the processing container 3 through the lower opening of the dielectric container 381. Then, the ions reach the base 1 through the inside of the ring-shaped target 306,
The surface of the substrate 1 is modified. Some of the positive ions that have entered the processing chamber 3 reach the target 306 and sputter the target 306. The material of the sputtered target 306 covers the surface of the substrate 1 and performs passivation.
【００９５】上記以外の構成としては、前述した第一の
実施形態と同様である。この実施形態においても、ＴＤ
ＡＡＴを使用した熱ＣＶＤによってボトムカバレッジ率
良くＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜を作成しておき、そのＭＯ
ＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜に対してホールの底面まで効率よく
短時間に後処理が行える。そして、堆積させたパシベー
ション膜によってパシベーションが行われるので、ＭＯ
ＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜がさらに安定化する。このため、高
アスペクト比のホール内に良質な拡散防止膜や密着層膜
を形成するのに最適な方法及び装置となる。The configuration other than the above is the same as that of the first embodiment. Also in this embodiment, TD
A MOCVD-TiN thin film is prepared with good bottom coverage by thermal CVD using AAT, and the MO
Post-processing can be efficiently performed on the CVD-TiN thin film up to the bottom of the hole in a short time. Then, passivation is performed by the deposited passivation film.
The CVD-TiN thin film is further stabilized. For this reason, the method and apparatus are optimal for forming a high-quality diffusion prevention film or an adhesion layer film in a hole having a high aspect ratio.
【００９６】尚、前述した第一の実施形態において、第
二の実施形態のような処理容器３の外部に高周波アンテ
ナ３３１を配置する構成を採用することは可能である。
例えば、処理容器３の上部器壁に設けた開口に誘電体窓
を気密にはめ込み、この誘電体窓の外側に高周波アンテ
ナ３３１を設ける構成が可能である。この場合の高周波
アンテナ３３１は、棒状の部材を渦巻き状（蚊取り線香
状）に曲げた形状とすることが可能である。In the first embodiment described above, it is possible to adopt a configuration in which the high-frequency antenna 331 is disposed outside the processing container 3 as in the second embodiment.
For example, a configuration is possible in which a dielectric window is air-tightly fitted into an opening provided in the upper vessel wall of the processing container 3, and a high-frequency antenna 331 is provided outside the dielectric window. In this case, the high-frequency antenna 331 may have a shape in which a rod-like member is bent in a spiral shape (mosquito coil).
【００９７】高周波アンテナ３３１としては、前述した
パイプ状のものをリング状に丸める場合の他、帯板状の
ものをリング状に丸める構成でもよい。また、ターゲッ
ト３０６も同様であり、帯板状のものをリング状に丸め
る構成でもよいThe high-frequency antenna 331 may have a configuration in which a pipe-shaped one is rolled into a ring shape in addition to the above-described pipe-shaped one being rounded into a ring shape. Further, the same applies to the target 306, and a configuration in which a strip-shaped one is rolled into a ring shape may be used.
【００９８】また、前述した第一第二の実施形態では、
処理容器３内で改質とパシベーションとが行われたが、
処理容器３内では改質のみとし、処理容器３とは別に設
けた処理容器内でパシベーションを行うようにしてもよ
い。この場合、この別の処理容器には、パシベーション
材料から形成された被スパッタ部材を配置し、この被ス
パッタ部材をスパッタするスパッタ手段を設けるように
する。スパッタ手段は、この別の処理容器内に所定のガ
スを導入するガス導入手段と、導入されたガスにスパッ
タ放電を生じさせて被スパッタ部材をスパッタするスパ
ッタ電源とから構成することができる。スパッタ電源
は、所定の負の高電圧又は高周波電圧を被スパッタ部材
に印加するよう構成され、第一の実施形態における高周
波アンテナ３３１又は第二の実施形態におけるターゲッ
ト３０６と同様に被スパッタ部材がスパッタされる。In the first and second embodiments described above,
Although reforming and passivation were performed in the processing vessel 3,
Only the reforming may be performed in the processing container 3, and the passivation may be performed in a processing container provided separately from the processing container 3. In this case, a member to be sputtered formed of a passivation material is disposed in the other processing container, and a sputter means for sputtering the member to be sputtered is provided. The sputtering means can be composed of a gas introduction means for introducing a predetermined gas into the other processing vessel, and a sputter power supply for generating a sputter discharge in the introduced gas to sputter a member to be sputtered. The sputter power supply is configured to apply a predetermined negative high voltage or high-frequency voltage to the member to be sputtered. Is done.
【００９９】尚、処理容器３と別の処理容器との間に
は、図１に示す搬送チャンバー４と同様の搬送チャンバ
ーを設け、処理容器３から別の処理容器に基体１を真空
中で搬送できるようにすることが好ましい。このよう
に、処理容器３とは別の処理容器内でパシベーションを
行うようにすると、別の処理容器内でパシベーションを
行っている間に次の基体１を処理容器３内で改質するこ
とができるので、装置の全体の生産性が向上する。A transfer chamber similar to the transfer chamber 4 shown in FIG. 1 is provided between the processing container 3 and another processing container, and the substrate 1 is transferred from the processing container 3 to another processing container in a vacuum. It is preferable to be able to do so. As described above, when passivation is performed in a processing container different from the processing container 3, it is possible to reform the next substrate 1 in the processing container 3 while performing passivation in another processing container. As a result, the overall productivity of the apparatus is improved.
【０１００】また、上述した各実施形態の装置は、マル
チチャンバータイプの装置として構成されるのが実用的
である。マルチチャンバータイプの装置は、中央に搬送
チャンバー４を設け、その周囲に反応容器２、処理容器
３、ロードロックチャンバー等を気密に接続した構成で
ある。各々の間に搬送チャンバー４を介在させて反応容
器４、処理容器３及びロードロックチャンバー等を直列
に設けるインラインタイプの装置に比べ、搬送チャンバ
ー４が一つで済むので、装置全体の占有スペースが小さ
くなる利点がある。It is practical that the apparatus of each of the above-described embodiments is configured as a multi-chamber type apparatus. The multi-chamber type apparatus has a configuration in which a transfer chamber 4 is provided in the center, and a reaction vessel 2, a processing vessel 3, a load lock chamber, and the like are connected air-tightly around the transfer chamber 4. Compared with an in-line type apparatus in which a reaction chamber 4, a processing vessel 3, a load lock chamber, and the like are arranged in series with a transfer chamber 4 interposed therebetween, only one transfer chamber 4 is required, so the occupied space of the entire apparatus is reduced. There is the advantage of being smaller.
【０１０１】[0101]
【実施例】上記第一の実施形態に属する第一の実施例と
して、以下のような条件で窒化チタン薄膜を作成するこ
とができる。まず、反応容器２における窒化チタン薄膜
の作成条件としては、以下の条件が採用できる。 原料ガスの種類：ＴＤＥＡＴ 原料ガスの流量：０．０５ｇ／分（液体流量制御器２２
５での流量） キャリアガスの種類：水素 キャリアガスの流量：３００ｃｃ／分 添加ガス：アンモニア 成膜圧力：４Ｐａ 基体１：直径６又は８インチのシリコン半導体ウェーハ 成膜温度：３００℃ 上記条件により、実際に成膜を行ったところ、５０オン
グストローム／分程度の成膜速度で窒化チタン薄膜を作
成することができた。また、開口の直径が０．２５μｍ
でアスペクト比５．５のホールに対するボトムカバレッ
ジ率は９０％という高い値であった。尚、作成した直後
の窒化チタン薄膜の比抵抗は、約７０００μΩｃｍであ
った。EXAMPLE As a first example belonging to the first embodiment, a titanium nitride thin film can be formed under the following conditions. First, the following conditions can be adopted as conditions for forming the titanium nitride thin film in the reaction vessel 2. Type of source gas: TDEAT Flow rate of source gas: 0.05 g / min (Liquid flow controller 22
5) Carrier gas type: Hydrogen Carrier gas flow rate: 300 cc / min Additive gas: Ammonia Film formation pressure: 4 Pa Base 1: Silicon semiconductor wafer having a diameter of 6 or 8 inches Film formation temperature: 300 ° C. When the film was actually formed, a titanium nitride thin film could be formed at a film formation rate of about 50 Å / min. The diameter of the opening is 0.25 μm
As a result, the bottom coverage ratio for a hole having an aspect ratio of 5.5 was as high as 90%. Incidentally, the specific resistance of the titanium nitride thin film immediately after the formation was about 7000 μΩcm.
【０１０２】次に、処理容器３における後処理の条件と
して、以下の条件が採用できる。 後処理用ガス：Ｎ２ 、Ｈ２ 及びＡｒの混合ガス 後処理用ガスの流量比：Ｎ2 ：Ｈ2 ：Ａｒ＝３：５：１ 後処理用ガスの全流量：８０ｃｃ／分 後処理時の圧力：０．２７Ｐａ プラズマ用高周波電源：周波数１３．５６ＭＨｚ出力３
ｋＷ 電界設定手段：第二の基体ホルダーへの−２５Ｖの電圧
印加 後処理中の基体１の温度：１５０℃ 高周波アンテナの直流分の電位：−２００Ｖ この条件により前記窒化チタン薄膜を後処理すると、５
０〜６０オングストローム程度の深さにわたって比抵抗
は約２００μΩｃｍまで低下した。また、このように改
質した窒化チタン薄膜の上に、１５〜３０オングストロ
ーム程度の窒化チタン薄膜をパシベーション膜として堆
積させることができた。そして、このような後処理に要
する時間は、３分程度であった。Next, the following conditions can be adopted as conditions for post-processing in the processing container 3. Post-processing gas: mixed gas of N2, H2 and Ar Post-processing gas flow ratio: N 2 : H 2 : Ar = 3: 5: 1 Total flow of post-processing gas: 80 cc / min Post-processing pressure : 0.27 Pa High frequency power supply for plasma: Frequency 13.56 MHz Output 3
kW Electric field setting means: voltage application of −25 V to the second substrate holder Temperature of substrate 1 during post-processing: 150 ° C. Potential of DC component of high-frequency antenna: −200 V When post-processing the titanium nitride thin film under these conditions, 5
Over a depth on the order of 0-60 Å, the resistivity dropped to about 200 μΩcm. Further, a titanium nitride thin film of about 15 to 30 angstroms was deposited as a passivation film on the titanium nitride thin film thus modified. The time required for such post-processing was about 3 minutes.
【０１０３】また、電界設定手段３５が高周波電力を基
体ホルダー３４に供給する第二の実施例について説明す
ると、成膜条件は上記第一の実施例と同様で良い。ま
た、後処理の条件としては、上記第一の実施例の条件に
おいて、基体用高周波電源３５３によって周波数１３．
５６ＭＨｚ出力３００Ｗの高周波電力を基体ホルダーに
供給する例が挙げられる。この条件では、−２３Ｖ程度
の自己バイアス電圧が、基体１に印加される。The second embodiment in which the electric field setting means 35 supplies the high-frequency power to the base holder 34 will be described. The film forming conditions may be the same as those in the first embodiment. The conditions for the post-processing are as follows.
There is an example in which high-frequency power of 56 MHz output and 300 W is supplied to the base holder. Under this condition, a self-bias voltage of about −23 V is applied to the base 1.
【０１０４】この第二の実施例によると、アスペクト比
４のホールに対して８０％のボトムカバレッジ率で比抵
抗８０μΩｃｍ以下に改質された窒化チタン薄膜が作成
できた。また、スパッタによりパシベーション膜として
の窒化チタン薄膜が、ＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ膜の上に２０
〜４０オングストローム程度の厚さで堆積させることが
できた。According to the second embodiment, a titanium nitride thin film modified to a specific resistance of 80 μΩcm or less with a bottom coverage ratio of 80% for holes having an aspect ratio of 4 was produced. Further, a titanium nitride thin film as a passivation film is formed on the MOCVD-TiN film by sputtering.
It was possible to deposit with a thickness of about ４０40 Å.
【０１０５】次に、電界設定手段３５が設定するイオン
引き出し用電界の強度が後処理に与える影響について説
明する。図５は、電界設定手段３５が設定するイオン引
き出し用電界の強度が後処理に与える影響について説明
した図であり、第一の実施例において第二の基体ホルダ
ー３４に印加する負の直流電圧と後処理後の窒化チタン
薄膜の比抵抗との関係を示した図である。Next, the effect of the intensity of the ion extraction electric field set by the electric field setting means 35 on post-processing will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining the effect of the intensity of the ion extraction electric field set by the electric field setting means 35 on the post-processing. FIG. 4 is a diagram showing a relationship between the specific resistance of a titanium nitride thin film after a post-treatment.
【０１０６】この図５には、上記第一の実施例の条件に
おいて、第二の基体ホルダー３４に印加する負の直流電
圧を値を変化させながら後処理を行った実験の結果が示
されている。図５から分かる通り、基体ホルダー３４に
印加する負の直流電圧の絶対値を大きくしていくと、後
処理後のＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜の比抵抗は指数関数的
に減少していく。これは、負の直流電圧が大きくなる
と、プラズマＰと基体１との間のイオン引き出し用電界
の強度（電位傾度）が大きくなり、プラズマＰ中のイオ
ンがより多く薄膜に入射した結果によるものと判断され
る。FIG. 5 shows the results of an experiment in which post-processing was performed while changing the value of the negative DC voltage applied to the second base holder 34 under the conditions of the first embodiment. I have. As can be seen from FIG. 5, as the absolute value of the negative DC voltage applied to the base holder 34 is increased, the specific resistance of the post-processed MOCVD-TiN thin film decreases exponentially. This is because the intensity (potential gradient) of the electric field for extracting ions between the plasma P and the substrate 1 increases as the negative DC voltage increases, and more ions in the plasma P enter the thin film. Is determined.
【０１０７】また、図６は、同様に電界設定手段３５が
設定する電界の強度が後処理に与える影響について説明
した図であり、上記第一の実施例の条件においてアンテ
ナ用直流電源３９１を動作させない場合の第二の基体ホ
ルダー３４に印加する負の直流電圧と後処理時にスパッ
タエッチングされるＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜の量（単位
時間当たりの膜厚減少量）との関係を示した図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of the electric field strength set by the electric field setting means 35 on the post-processing, and operates the antenna DC power supply 391 under the conditions of the first embodiment. FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a negative DC voltage applied to a second base holder 34 when not performed and the amount of MOCVD-TiN thin film sputter-etched during post-processing (the amount of reduction in film thickness per unit time).
【０１０８】上述のように、後処理の効果を高く得るた
めにはイオン引き出し用電界の強度を高くすることが有
効であるが、イオンによる改質とスパッタによるパシベ
ーション膜の堆積とを同時に行っている場合、あまり電
界強度を高くすると、スパッタによって堆積しつつある
パシベーション膜がイオンによって再スパッタされてし
まう問題が顕在化する。イオンによる再スパッタが多く
なると、パシベーション膜が十分な厚さで堆積しなかっ
たり、ひどい場合には、下地であるＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ
薄膜までもスパッタしてしまう可能性がある。As described above, in order to obtain a high post-processing effect, it is effective to increase the intensity of the ion extraction electric field. However, the modification by ions and the deposition of the passivation film by sputtering are performed simultaneously. In this case, if the electric field strength is too high, the problem that the passivation film being deposited by sputtering is resputtered by ions becomes apparent. If re-sputtering due to ions increases, the passivation film cannot be deposited with a sufficient thickness, or if the re-sputtering film is severe, the MOCVD-TiN
There is a possibility that even a thin film may be sputtered.
【０１０９】図６は、この問題を調査した実験の結果を
示したものである。具体的には、図６は、パシベーショ
ン膜の堆積を行わない条件（アンテナ電位調整回路３９
の負の直流電源を動作させない条件）で、第二の基体ホ
ルダー３４に印加する負の直流電圧を大きさを変化させ
ながら、ＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜の膜厚がどの程度減少する
かを測定した結果を示している。尚、図６において、
「ソース電力」とは、プラズマ用高周波電源３３３が高
周波アンテナ３３１に与える電力のことである。FIG. 6 shows the results of an experiment investigating this problem. More specifically, FIG. 6 shows a condition in which the passivation film is not deposited (the antenna potential adjusting circuit 39).
Under the condition that the negative DC power supply is not operated), the result of measuring how much the thickness of the CVD-TiN thin film decreases while changing the magnitude of the negative DC voltage applied to the second substrate holder 34 Is shown. In FIG. 6,
The “source power” refers to the power provided by the plasma high-frequency power supply 333 to the high-frequency antenna 331.
【０１１０】図６に示すように、第二の基体ホルダー３
４に印加する負の直流電圧が０〜−２５Ｖ程度までの条
件では膜厚は殆ど減少しないが、−２５Ｖを越えると、
膜厚の減少が顕在化してくる。従って、第二の基体ホル
ダー３４に印加する負の直流電圧は、−２５Ｖより絶対
値の大きな負の電圧にしないようにすることが好まし
い。但し、ある程度膜厚が減少しても、それを上回る成
膜速度でパシベーション膜のスパッタが行えればよいか
ら、−２５Ｖよりも絶対値の大きな負の電圧の場合でも
実用上問題がない場合もある。勿論この場合は、正イオ
ンの入射量が多くなるので、改質の効率は高まる。ま
た、パシベーション膜の堆積をイオンによる改質と同時
ではなくその前又は後に行うようにすれば、このような
問題は元よりない。As shown in FIG. 6, the second substrate holder 3
The film thickness hardly decreases under the condition where the negative DC voltage applied to 4 is about 0 to -25 V, but when it exceeds -25 V,
The decrease in film thickness becomes apparent. Therefore, it is preferable that the negative DC voltage applied to the second base holder 34 should not be a negative voltage having an absolute value larger than -25V. However, even if the film thickness is reduced to some extent, the passivation film may be sputtered at a film formation speed higher than the film thickness. is there. Of course, in this case, since the amount of incident positive ions increases, the efficiency of the reforming increases. In addition, if the passivation film is deposited not before and after the modification with ions but before or after the modification, such a problem does not occur.
【０１１１】尚、上記負の直流電圧の絶対値の上限値
は、被スパッタ部材のスパッタ率にもよることは明らか
である。例えば、後処理用ガスとしてスパッタ率の高い
アルゴンガスのみを使用すると、被スパッタ部材のスパ
ッタ率は、窒素とアルゴンの混合ガス又は窒素、アルゴ
ン及び水素の混合ガスの場合よりも高くなる。従って、
後処理用ガスとしてアルゴンガスを使用した場合は、よ
り多くのスパッタ粒子を基体１に到達することができる
ので、通常よりも負の直流電圧の絶対値を大きくするこ
とが可能である。尚、この場合、アルゴンのイオンで改
質が行われることが必要である。It is apparent that the upper limit of the absolute value of the negative DC voltage depends on the sputtering rate of the member to be sputtered. For example, when only an argon gas having a high sputtering rate is used as a post-processing gas, the sputtering rate of the member to be sputtered is higher than that of a mixed gas of nitrogen and argon or a mixed gas of nitrogen, argon and hydrogen. Therefore,
When an argon gas is used as the post-processing gas, more sputtered particles can reach the substrate 1, so that the absolute value of the negative DC voltage can be made larger than usual. In this case, it is necessary that the reforming be performed with argon ions.
【０１１２】また、アルゴンガスを用いた場合には、窒
化物の成膜はできないが、チタン、タンタル、タングス
テン等の材料は窒化物でなくともパシベーション性があ
るので問題はない。もしくは、チタン、タンタル、タン
グステンさらにはシリコン等の窒化物で被スパッタ部材
を形成し、これをアルゴンガスでスパッタするようにし
てもよい。When an argon gas is used, a nitride film cannot be formed. However, there is no problem because materials such as titanium, tantalum and tungsten have a passivation property even if they are not nitride. Alternatively, the member to be sputtered may be formed of a nitride such as titanium, tantalum, tungsten, or silicon, and sputtered with an argon gas.
【０１１３】また、アルゴン、窒素又は水素等のキャリ
アガスにシランを混合したガスも後処理用ガスとして使
用できる。例えば、シランとアルゴンの混合ガスを用い
てチタンよりなる被スパッタ部材をスパッタすると、基
体１の表面には、硅化チタン（ＴｉＳｉ2 ）が堆積す
る。この硅化チタンもパシベーション膜として使用でき
る。また、シランと窒素の混合ガスを後処理用ガスとし
て使用してチタンよりなる被スパッタ部材をスパッタす
ると、基体１の表面には、ＴｉＳｉＮよりなる薄膜が堆
積する。このＴｉＳｉＮよりなる薄膜も同様にパシベー
ション膜として使用できる。このようなチタン硅化物
は、チタン単体に比べバリア性がよく、比抵抗はチタン
単体とほぼ同等である。尚、この場合、改質は、キャリ
アガスとして用いたアルゴン、窒素又は水素等が主にそ
の作用をすることになる。Further, a gas obtained by mixing silane with a carrier gas such as argon, nitrogen or hydrogen can also be used as a post-treatment gas. For example, when a member to be sputtered of titanium is sputtered using a mixed gas of silane and argon, titanium silicide (TiSi2) is deposited on the surface of the substrate 1. This titanium silicide can also be used as a passivation film. When a sputtered member made of titanium is sputtered using a mixed gas of silane and nitrogen as a post-processing gas, a thin film made of TiSiN is deposited on the surface of the base 1. This thin film made of TiSiN can also be used as a passivation film. Such a titanium silicide has a better barrier property than titanium alone, and has a specific resistance substantially equal to that of titanium alone. In this case, in the reforming, argon, nitrogen, hydrogen or the like used as a carrier gas mainly acts.
【０１１４】また、基体ホルダー３４に印加する負の直
流電圧が−５Ｖ以下になると、比抵抗を改善する効果
は、電圧を印加しない場合と殆ど変わらない。従って、
基体ホルダー３４に印加する負の直流電圧は−５Ｖ以上
とすることが好ましい。When the negative DC voltage applied to the substrate holder 34 is -5 V or less, the effect of improving the specific resistance is almost the same as when no voltage is applied. Therefore,
It is preferable that the negative DC voltage applied to the base holder 34 be -5 V or more.
【０１１５】また、図７は、電界設定手段３５が設定す
るイオン引き出し用電界の強度が後処理に与える影響に
ついて説明した図であり、第二の実施例において第二の
基体ホルダー３４に供給する高周波電力の大きさとと後
処理後の窒化チタン薄膜の比抵抗との関係を示した図で
ある。この図７には、上記第二の実施例の条件におい
て、第二の基体ホルダー３４に供給する高周波電力の値
を変化させながら後処理を行った実験の結果が示されて
いる。図７から分かる通り、基体ホルダー３４に供給す
る高周波電力を大きくしていくと、後処理後の窒化チタ
ン薄膜の比抵抗は減少していく。FIG. 7 is a view for explaining the effect of the intensity of the ion extraction electric field set by the electric field setting means 35 on the post-processing. FIG. 4 is a diagram showing a relationship between the magnitude of high-frequency power and the specific resistance of a titanium nitride thin film after post-processing. FIG. 7 shows the results of an experiment in which post-processing was performed while changing the value of the high-frequency power supplied to the second base holder 34 under the conditions of the second embodiment. As can be seen from FIG. 7, as the high-frequency power supplied to the base holder 34 is increased, the specific resistance of the titanium nitride thin film after the post-treatment decreases.
【０１１６】これは、高周波電力が大きくなると、基体
１に与えられる負の自己バイアス電圧の絶対値が大きく
なり、プラズマＰと基体１との間のイオン引き出し用電
界の強度（電位傾度）が大きくなってプラズマＰ中のイ
オンがより多く薄膜に入射した結果によるものと推定さ
れる。但し、同様にあまりイオン引き出し用電界の強度
が大きくなると、改質とパシベーションとを同時に行っ
ている場合、堆積しつつあるパシベーション膜が再スパ
ッタされてしまう問題がある。従って、基体ホルダー３
４に供給する高周波電力も、基体１の負の自己バイアス
電圧が−２５Ｖ以下になる限度で供給することが好まし
い。When the high frequency power increases, the absolute value of the negative self-bias voltage applied to the base 1 increases, and the intensity (potential gradient) of the ion extraction electric field between the plasma P and the base 1 increases. It is presumed that the result is that more ions in the plasma P are incident on the thin film. However, similarly, if the intensity of the electric field for ion extraction becomes too large, there is a problem that the passivation film being deposited is re-sputtered when the modification and the passivation are performed simultaneously. Therefore, the substrate holder 3
It is preferable that the high-frequency power supplied to the power supply 4 is also supplied within a range in which the negative self-bias voltage of the substrate 1 becomes −25 V or less.
【０１１７】図８は、ソース電力と自己バイアス電圧と
の関係について調べた結果の図であり、ソース電力を変
えながら、基体１に与えられる負の自己バイアス電圧
（図２のＶb の大きさを測定した結果が示されている。
図８に示す通り、第二の基体ホルダー３４に供給する高
周波電力を大きくしていくと、基体１に与えられる負の
自己バイアス電圧の絶対値は大きくなる。FIG. 8 is a diagram showing the results of an investigation on the relationship between the source power and the self-bias voltage. The negative self-bias voltage (the magnitude of Vb in FIG. Are shown.
As shown in FIG. 8, as the high-frequency power supplied to the second base holder 34 increases, the absolute value of the negative self-bias voltage applied to the base 1 increases.
【０１１８】また、図８から分かる通り、ソース電力が
大きくなると、自己バイアス電圧の絶対値は逆に小さく
なる。これは、次のような理由である。一般に、ソース
電力が高くなるとプラズマ密度が高くなる。プラズマ密
度が高くなると、プラズマ中に流れる電流が大きくなる
ので、基体バイアス用電力（基体用高周波電源３５３が
第二の基体ホルダー３４に供給する高周波電力）を一定
に維持した場合、負の自己バイアス電圧の絶対値は小さ
くなる。つまり、一定の基体バイアス用電力下では、ソ
ース電力が大きくなるにつれ、負の自己バイアス電圧の
絶対値は小さくなる。As can be seen from FIG. 8, when the source power increases, the absolute value of the self-bias voltage decreases. This is for the following reason. Generally, the higher the source power, the higher the plasma density. When the plasma density increases, the current flowing in the plasma increases. Therefore, when the substrate bias power (the high-frequency power supplied from the substrate high-frequency power supply 353 to the second substrate holder 34) is kept constant, the negative self-bias The absolute value of the voltage decreases. That is, under a constant body bias power, the absolute value of the negative self-bias voltage decreases as the source power increases.
【０１１９】図８には明示されていないが、実用上最も
低いと考えられる１ｋＷのソース電力の条件では、基体
用高周波電源の出力を１３０Ｗ以上にすると、自己バイ
アス電圧は−２５Ｖ以上になり、前述の通りパシベーシ
ョン膜をスパッタエッチングしてしまう問題が顕在化す
る。従って、基体用高周波電源３５３の出力は１３０Ｗ
以下にすることが好ましい。Although not explicitly shown in FIG. 8, under the condition of the source power of 1 kW which is considered to be the lowest in practical use, when the output of the high frequency power supply for the base is set to 130 W or more, the self-bias voltage becomes -25 V or more, As described above, the problem of sputter etching of the passivation film becomes apparent. Accordingly, the output of the high-frequency power source for base 353 is 130 W
It is preferable to set the following.
【０１２０】また、上記説明から分かるように、基体１
に誘起される自己バイアス電圧の大きさは、基体バイア
ス用電力の大きさとソース電力の大きさとの組み合わせ
によっても決まる。この点を以下に説明する。図９は、
自己バイアス電圧の制御についての説明図であり、自己
バイアス電圧を−２５Ｖ以下に抑える条件の一例につい
て説明した図である。上述した通り、一定のソース電力
下で基体バイアス用電力を大きくすると自己バイアス電
圧は大きくなり、一定基体バイアス用電力下でソース電
力を大きくすると自己バイアス電圧は小さくなる。従っ
て、自己バイアス電圧をある限度以下に保つには、ソー
ス電力を大きくした場合には基体バイアス用電力を小さ
くし、基体バイアス用電力を大きくした場合にはソース
電力を小さくする。図９は、この関係について、水素、
窒素及びアルゴンの混合ガスのプラズマ（圧力０．３Ｐ
ａ）を例にとって示したものである。図９中、斜線で示
す領域の条件において自己バイアス電圧は−２５Ｖ以下
になる。従って、この斜線の領域内でソース電力と基体
バイアス用電力とを選定することが好ましい。As can be seen from the above description, the substrate 1
The magnitude of the self-bias voltage induced by the bias voltage is also determined by the combination of the magnitude of the body bias power and the magnitude of the source power. This will be described below. FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram of control of a self-bias voltage, illustrating an example of a condition for suppressing the self-bias voltage to −25 V or less. As described above, the self-bias voltage increases when the body bias power is increased under a constant source power, and the self-bias voltage decreases when the source power is increased under a constant body bias power. Therefore, in order to keep the self-bias voltage below a certain limit, when the source power is increased, the power for the substrate bias is decreased, and when the power for the substrate bias is increased, the source power is decreased. FIG. 9 illustrates this relationship with hydrogen,
Plasma of mixed gas of nitrogen and argon (pressure 0.3P
a) is shown as an example. In FIG. 9, the self-bias voltage becomes −25 V or less under the conditions of the region shown by the oblique lines. Therefore, it is preferable to select the source power and the base bias power within the shaded region.
【０１２１】以上説明した通り、本願発明の各実施形態
又は各実施例の構成によれば、高アスペクト比のホール
内に充分なボトムカバレッジ率で化学的に安定で経時的
にも安定な高品質の窒化チタン薄膜を作成することが可
能となる。このため、益々集積度が高まる次世代のデバ
イスの製造に非常に有効である。具体的には、例えば、
２５６メガビットＤＲＡＭの拡散防止膜として要求され
ている開口直径０．２５μｍアスペクト比５．５のコン
タクトホールに、９０％以上のボトムカバレッジ率で、
且つ、産業上有用である５ｎｍ／分程度の成膜速度で窒
化チタン薄膜が作成できる上、その比抵抗を２００μΩ
ｃｍ程度まで小さくする改質が当該コンタクトホールの
底部まで確実に行える。As described above, according to the structure of each embodiment or each example of the present invention, a high quality material that is chemically stable with a sufficient bottom coverage ratio in a hole having a high aspect ratio and stable over time is provided. Can be formed. For this reason, it is very effective in manufacturing a next-generation device whose integration degree is increasing. Specifically, for example,
In a contact hole having an opening diameter of 0.25 μm and an aspect ratio of 5.5 required as a diffusion prevention film for a 256-Mbit DRAM, a bottom coverage ratio of 90% or more,
In addition, a titanium nitride thin film can be formed at a deposition rate of about 5 nm / min, which is industrially useful, and its specific resistance is 200 μΩ.
The modification to reduce the size to about cm can be reliably performed to the bottom of the contact hole.
【０１２２】上記各実施形態及び各実施例では、後処理
用ガスとして窒素と水素とアルゴンの混合ガスを使用
し、窒素ガスと水素ガスのイオンによって主に改質を行
い、アルゴンのイオンによって主にパシベーション膜を
堆積させるスパッタを行ったが、他の様々な後処理用ガ
スの構成が考えられる。例えば、窒素ガスや水素ガスに
よっても、被スパッタ部材のスパッタは可能である。従
って、アルゴンガスを使用せず、窒素ガスのみ、水素ガ
スのみ、又は、窒素と水素の混合ガスを後処理用ガスと
して使用することもある。またさらに、アンモニア等の
ガスを用いても、窒化チタン薄膜の後処理ができる可能
性があり、このようなガスも後処理用ガスとして単独に
又は他のガスに混合されて使用される場合がある。In each of the above embodiments and examples, a mixed gas of nitrogen, hydrogen, and argon is used as a post-treatment gas, and reforming is mainly performed by using ions of nitrogen gas and hydrogen gas. Was performed to deposit a passivation film, but various other post-processing gas configurations are conceivable. For example, a sputtered member can be sputtered by using a nitrogen gas or a hydrogen gas. Accordingly, only nitrogen gas, only hydrogen gas, or a mixed gas of nitrogen and hydrogen may be used as a post-treatment gas without using argon gas. Furthermore, even if a gas such as ammonia is used, the post-treatment of the titanium nitride thin film may be possible. Such a gas may be used alone or as a mixture with another gas as a post-treatment gas. is there.
【０１２３】また、第二の実施形態における被スパッタ
部材の材質としては、チタン、タンタル又はタングステ
ン等の珪化物も使用することができる。例えば、チタン
シリサイドの比抵抗はチタンの比抵抗より小さい。従っ
て、被スパッタ部材としてチタンシリサイドを使用する
と、チタンを使用した場合に比べ、パシベーション膜を
堆積させることによる抵抗の増大をより小さくすること
ができる。Further, as the material of the member to be sputtered in the second embodiment, a silicide such as titanium, tantalum or tungsten can be used. For example, the specific resistance of titanium silicide is lower than the specific resistance of titanium. Therefore, when titanium silicide is used as the member to be sputtered, the increase in resistance due to the deposition of the passivation film can be made smaller than when titanium is used.
【０１２４】また、第一の実施形態における高周波アン
テナ３３１の形状としては、前述したシングルループの
他、ダブルループやコイル状の形状、さらに渦巻き状等
の形状を採用することができる。また、ヘリコン波プラ
ズマを形成する第二の実施形態の他、電子サイクロトロ
ン共鳴（ＥＣＲ）方式のプラズマ形成手段によっても、
１０Ｐａ以下の圧力で１０10個／ｃｍ3 以上の高密度プ
ラズマを形成することができる。さらに、原料ガスの種
類としては、ＴＤＥＡＴの他、テトラキスジアルキルメ
チルチタン（ＴＤＭＡＴ）等の他のＴＤＡＡＴを使用す
ることができる。但し、ＴＤＥＡＴやＴＤＭＡＴは、他
のＴＤＡＡＴに比べて蒸気圧が高く、原料ガス供給手段
２２が容易に構成できる優位性がある。Further, as the shape of the high-frequency antenna 331 in the first embodiment, in addition to the above-described single loop, a double loop, a coil shape, and a spiral shape can be adopted. In addition to the second embodiment for forming a helicon wave plasma, an electron cyclotron resonance (ECR) type plasma forming means may also be used.
High-density plasma of 10 10 / cm 3 or more can be formed at a pressure of 10 Pa or less. Further, as the type of the source gas, other TDAAT such as tetrakisdialkylmethyltitanium (TDMAT) can be used in addition to TDEAT. However, TDEAT and TDMAT have a higher vapor pressure than other TDAATs, and have an advantage that the source gas supply means 22 can be easily configured.
【０１２５】尚、反応容器２と処理容器３とを一つにす
る構成も可能である。即ち、例えば、第一の実施形態に
おいて、処理容器３に備えられた後処理用ガス導入手段
３２及びプラズマ形成手段３３と同様のものを反応容器
２に備えるようにすれば、反応容器２内でＭＯＣＶＤ−
ＴｉＮ薄膜の作成と後処理とを連続してできるようにな
る。このような構成は、生産性の点では劣るが、真空容
器が兼用されるので装置コストの点で有利であり、また
占有スペースも小さくできるメリットがある。It is to be noted that a configuration in which the reaction vessel 2 and the processing vessel 3 are integrated into one can be used. That is, for example, in the first embodiment, if the same components as the post-processing gas introducing unit 32 and the plasma forming unit 33 provided in the processing container 3 are provided in the reaction container 2, MOCVD-
Preparation of the TiN thin film and post-processing can be performed continuously. Although such a configuration is inferior in productivity, it is advantageous in terms of apparatus cost because a vacuum vessel is also used, and has the advantage that the occupied space can be reduced.
【０１２６】最後に、請求項１６の発明について説明す
る。第二の実施形態の薄膜作成装置の特徴点は、前述し
た通り、ヘリコン波プラズマ形成手段３８によってプラ
ズマＰを形成してプラズマＰの生成物を処理に利用する
とともに、このプラズマＰ中の正イオンによってターゲ
ット３０６をスパッタしてスパッタによる成膜も同時に
行えるようにしている点である。このような考え方は、
上述したＴＤＡＡＴを使用したＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜
の後処理以外のプラズマ処理にも十分応用が可能であ
る。Finally, the invention of claim 16 will be described. The feature of the thin film forming apparatus of the second embodiment is that, as described above, the plasma P is formed by the helicon wave plasma forming means 38 and the product of the plasma P is used for processing, and the positive ions in the plasma P Thus, the target 306 is sputtered so that film formation by sputtering can be performed at the same time. Such an idea is
The present invention can be sufficiently applied to plasma processing other than the post-processing of the MOCVD-TiN thin film using TDAAT.
【０１２７】例えば、チタン薄膜の熱ＣＶＤ法の一つ
に、塩化チタン（ＴｉＣｌ）の還元反応を利用するもの
がある。この塩化チタンを利用したチタンの成膜の後、
薄膜中に残留する塩素を除去するため、やはりプラズマ
のイオンを入射させて後処理する場合がある。この場合
も、プラズマ中のイオンによって塩素を除去しながらパ
シベーション膜を作成すると、経時的な劣化等が防止で
きるので好適である。このようなプラズマ処理にも、上
記第二の実施形態の処理容器３の構成を応用した装置を
使用することができる。For example, one of the thermal CVD methods for a titanium thin film utilizes a reduction reaction of titanium chloride (TiCl). After the formation of titanium using titanium chloride,
In order to remove chlorine remaining in the thin film, after-treatment may be performed by injecting plasma ions as well. Also in this case, it is preferable to form the passivation film while removing chlorine by the ions in the plasma because deterioration over time can be prevented. An apparatus to which the configuration of the processing container 3 of the second embodiment is applied can be used for such plasma processing.
【０１２８】また、スパッタリング装置でも、プラズマ
中のイオン基体１の表面に入射させて表面の自然酸化膜
を除去する前処理をした後に成膜を行う場合がある。こ
のような場合も、同一処理容器３で前処理と成膜とを連
続して行うことができるので、より品質の高い薄膜の作
成が行える。このように、プラズマ中のイオンを利用し
た表面処理とそのプラズマ中のイオンによるスパッタ成
膜とが同時に行えるプラズマ処理装置の構成は高い汎用
性がある。In some cases, even in a sputtering apparatus, the film is formed after performing a pretreatment for removing the natural oxide film on the surface by irradiating the surface of the ion substrate 1 in the plasma. Also in such a case, the pretreatment and the film formation can be continuously performed in the same processing container 3, so that a thin film with higher quality can be formed. As described above, the configuration of the plasma processing apparatus capable of simultaneously performing the surface treatment using the ions in the plasma and the sputter deposition using the ions in the plasma has high versatility.
【０１２９】また、本願の発明において、対象物である
基体１には、前述した半導体ウェーハや液晶基板の他、
情報記録ディスク用の基板や各種センサーヘッド等が該
当する。In the present invention, in addition to the above-mentioned semiconductor wafer and liquid crystal substrate,
A substrate for an information recording disk, various sensor heads, and the like correspond.
【０１３０】[0130]
【発明の効果】以上説明した通り、本願の請求項１から
５の薄膜作成方法又は請求項６から１４の薄膜作成装置
によれば、高アスペクト比のホール内に充分なボトムカ
バレッジ率で化学的に安定な高品質の窒化チタン薄膜を
作成することが可能となる。このため、益々集積度が高
まる次世代のデバイスの製造に非常に有効である。また
特に、請求項２の薄膜作成方法によれば、上記効果に加
え、パシベーション膜の厚さが１０〜１００オングスト
ロームであるので、抵抗を不必要に増大させることなく
十分なパシベーション効果を得ることができる。また特
に、請求項３の薄膜作成方法によれば、上記効果に加
え、改質とパシベーションとが同時に行えるので、生産
性が向上する。また特に、請求項４の薄膜作成方法によ
れば、上記効果に加え、後処理用ガスとしてアルゴンガ
スが使用されるので、スパッタ率が高くなり、効率のよ
りパシベーション膜の堆積が行える。また特に、請求項
６の薄膜作成装置によれば、上記効果に加え、改質とパ
シベーションとが同じ処理容器内でできるので、処理容
器を別途設ける必要がなく、装置の占有スペースが小さ
くできる。また、改質とパシベーションとを同時に行っ
て生産性を向上したり、改質の後に連続してパシベーシ
ョンを行うことＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜の品質をさらに
向上させたりすることが可能となる。また、請求項７の
薄膜作成装置によれば、上記効果に加え、高周波アンテ
ナが被スパッタ部材に兼用されているので、部品点数が
少なくて済み、コストが安価になる。また、処理容器内
に高周波アンテナが配置されるので、高周波エネルギー
の供給効率が向上する。また、請求項８の薄膜作成装置
によれば、上記効果に加え、誘導結合方式により後処理
用ガスに高周波エネルギーが与えられるので、より低圧
でより高密度のプラズマが作成される。このため、より
品質の良いＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜をより高い生産性で
得ることができる。また、請求項９の薄膜作成装置によ
れば、上記効果に加え、高周波アンテナの電位が所定の
値に調整されるので、改質とパシベーションを同時に行
って生産性を高めることが可能である。また、場合によ
っては、改質のみを行ったり、パシベーションのみを行
ったりする調整も可能となる。また、請求項１０の薄膜
作成装置によれば、上記効果に加え、高周波アンテナの
直流分の電位が−１５０Ｖ以上の負の電位とされるの
で、高周波アンテナが十分な効率でスパッタされる。こ
のため、パシベーション膜の堆積が短時間に終了する。
また、請求項１１の薄膜作成装置によれば、上記効果に
加え、高周波アンテナが被スパッタ部材に兼用されてい
ないので、高周波アンテナの材料の任意に選定すること
ができる。また、請求項１２の薄膜作成装置によれば、
上記効果に加え、ヘリコン波プラズマが形成されるの
で、より低圧でより高密度のプラズマが作成でき、より
品質の良いＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜をより高い生産性で
得ることができる。また、請求項１３の薄膜作成装置に
よれば、上記効果に加え、プラズマ中のイオンが基体に
到達するが十分許容されるとともに、プラズマ中のイオ
ンによって効率良くターゲットのスパッタを行うことが
できる。このため、改質の効率及びパシベーションの効
率をともに高くすることができる。また、請求項１４の
薄膜作成装置によれば、上記効果に加え、誘電体容器の
内面へのスパッタ粒子の付着が防止されるので、高周波
の地絡の問題が未然に防止される。また、請求項１５の
薄膜作成装置によれば、上記効果に加え、改質とパシベ
ーションとが別々の処理容器で行われるので、装置の生
産性が高くなる。また、改質の後に基板が大気に晒され
ることがないので、改質されたＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ薄膜
の品質の低下も防止される。また、請求項１６のプラズ
マ処理装置によれば、プラズマの生成種を利用した基体
の表面の処理とそのプラズマ中のイオンによる被スパッ
タ部材のスパッタとを同時に行ったり、同じ処理容器中
で連続して行ったりすることが可能となる。As described above, according to the method for forming a thin film according to claims 1 to 5 or the apparatus for forming a thin film according to claims 6 to 14 of the present invention, a chemical having a sufficient bottom coverage ratio in a hole having a high aspect ratio can be obtained. It is possible to produce a highly stable titanium nitride thin film of high quality. For this reason, it is very effective in manufacturing a next-generation device whose integration degree is increasing. In particular, according to the thin film forming method of the present invention, in addition to the above effects, since the thickness of the passivation film is 10 to 100 Å, a sufficient passivation effect can be obtained without unnecessarily increasing the resistance. it can. In particular, according to the thin film forming method of the third aspect, in addition to the above effects, the modification and the passivation can be performed simultaneously, so that the productivity is improved. In particular, according to the thin film forming method of the present invention, in addition to the above-described effects, since an argon gas is used as a post-processing gas, the sputtering rate is increased, and the passivation film can be more efficiently deposited. In particular, according to the thin film forming apparatus of the sixth aspect, in addition to the above effects, since the reforming and the passivation can be performed in the same processing vessel, there is no need to separately provide a processing vessel, and the space occupied by the apparatus can be reduced. Further, it is possible to improve the productivity by simultaneously performing the modification and the passivation, or to further improve the quality of the MOCVD-TiN thin film by performing the passivation continuously after the modification. According to the thin film forming apparatus of the present invention, in addition to the above effects, the high frequency antenna is also used as the member to be sputtered, so that the number of parts is small and the cost is low. Further, since the high-frequency antenna is disposed in the processing container, the supply efficiency of high-frequency energy is improved. According to the thin-film forming apparatus of the eighth aspect, in addition to the above-described effects, high-frequency energy is given to the post-treatment gas by the inductive coupling method, so that lower-pressure and higher-density plasma is generated. Therefore, a higher quality MOCVD-TiN thin film can be obtained with higher productivity. According to the thin film forming apparatus of the ninth aspect, in addition to the above-described effects, since the potential of the high frequency antenna is adjusted to a predetermined value, it is possible to improve the productivity by simultaneously performing the modification and the passivation. In some cases, it is also possible to make adjustments such as performing only reforming or performing only passivation. According to the thin film forming apparatus of the tenth aspect, in addition to the above-described effects, the direct current potential of the high frequency antenna is set to a negative potential of -150 V or more, so that the high frequency antenna is sputtered with sufficient efficiency. Therefore, the deposition of the passivation film is completed in a short time.
According to the thin film forming apparatus of the eleventh aspect, in addition to the above effects, the high frequency antenna is not used also as the member to be sputtered, so that the material of the high frequency antenna can be arbitrarily selected. According to the thin film forming apparatus of claim 12,
In addition to the above effects, helicon wave plasma is formed, so that lower pressure and higher density plasma can be created, and a higher quality MOCVD-TiN thin film can be obtained with higher productivity. According to the thin film forming apparatus of the thirteenth aspect, in addition to the above effects, it is possible to allow the ions in the plasma to reach the substrate sufficiently, and it is possible to efficiently sputter the target by the ions in the plasma. Therefore, the efficiency of reforming and the efficiency of passivation can both be increased. Further, according to the thin film forming apparatus of the present invention, in addition to the above-mentioned effects, the spatter particles are prevented from adhering to the inner surface of the dielectric container, so that the problem of high-frequency ground fault is prevented. According to the thin film forming apparatus of the present invention, in addition to the above effects, the reforming and the passivation are performed in separate processing vessels, so that the productivity of the apparatus is increased. In addition, since the substrate is not exposed to the atmosphere after the modification, the deterioration of the quality of the modified MOCVD-TiN thin film is also prevented. According to the plasma processing apparatus of the present invention, the processing of the surface of the base using the generated species of the plasma and the sputtering of the member to be sputtered by the ions in the plasma are performed simultaneously or continuously in the same processing vessel. It is possible to go.
【図１】第一の実施形態の薄膜作成装置の概略構成を示
した正面図である。FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a thin film forming apparatus according to a first embodiment.
【図２】負の自己バイアス電圧の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a negative self-bias voltage.
【図３】第二の実施形態の薄膜作成装置の概略構成を示
した正面図である。FIG. 3 is a front view illustrating a schematic configuration of a thin film forming apparatus according to a second embodiment.
【図４】図３に示す装置に使用されたヘリコン波アンテ
ナ３８２の構成を示す斜視概略図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing a configuration of a helicon wave antenna 382 used in the device shown in FIG.
【図５】電界設定手段３５が設定するイオン引き出し用
電界の強度が後処理に与える影響について説明した図で
あり、第一の実施例において第二の基体ホルダー３４に
印加する負の直流電圧と後処理後の窒化チタン薄膜の比
抵抗との関係を示した図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the influence of the intensity of an ion extraction electric field set by an electric field setting means on post-processing, and illustrates a negative DC voltage applied to a second base holder in the first embodiment; FIG. 4 is a diagram showing a relationship between the specific resistance of a titanium nitride thin film after a post-treatment.
【図６】電界設定手段３５が設定する電界の強度が後処
理に与える影響について説明した図であり、第一の実施
例の条件においてアンテナ用直流電源３９１を動作させ
ない場合の第二の基体ホルダー３４に印加する負の直流
電圧と後処理時にスパッタエッチングされるＭＯＣＶＤ
−ＴｉＮ薄膜の量（単位時間当たりの膜厚減少量）との
関係を示した図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of the electric field intensity set by the electric field setting means 35 on post-processing, and illustrates a second base holder when the antenna DC power supply 391 is not operated under the conditions of the first embodiment. MOCVD that is sputter-etched during post-processing with a negative DC voltage applied to 34
FIG. 4 is a diagram showing a relationship with the amount of TiN thin film (the amount of decrease in film thickness per unit time).
【図７】電界設定手段３５が設定するイオン引き出し用
電界の強度が後処理に与える影響について説明した図で
あり、第二の実施例において第二の基体ホルダー３４に
供給する高周波電力の大きさとと後処理後の窒化チタン
薄膜の比抵抗との関係を示した図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the influence of the intensity of the ion extraction electric field set by the electric field setting means on post-processing, and illustrates the magnitude of the high-frequency power supplied to the second base holder in the second embodiment. FIG. 3 is a diagram showing a relationship between the specific resistance of a titanium nitride thin film after post-treatment.
【図８】ソース電力と自己バイアス電圧との関係につい
て調べた結果の図であり、ソース電力を変えながら、基
体１に与えられる負の自己バイアス電圧（図２のＶｂの
大きさを測定した結果が示されている。FIG. 8 is a diagram showing a result of examining a relationship between a source power and a self-bias voltage. FIG. 8 shows a result of measuring a negative self-bias voltage (magnitude of Vb in FIG. 2) applied to the substrate 1 while changing the source power. It is shown.
【図９】自己バイアス電圧の制御についての説明図であ
り、自己バイアス電圧を−２５Ｖ以下に抑える条件の一
例について説明した図である。FIG. 9 is a diagram illustrating the control of the self-bias voltage, and is a diagram illustrating an example of a condition for suppressing the self-bias voltage to −25 V or less.
【図１０】ボトムカバレッジ率の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a bottom coverage ratio.
１ 基体 １０ ホール １０１ 底部 ２ 反応容器 ２１ 第一の排気系 ２２ 原料ガス導入手段 ２４ ゲートバルブ ２５ 器壁ヒータ ２３ 第一の基体ホルダー ２６ 添加ガス導入系 ３ 処理容器 ３０１ ターゲット電位調整回路 ３０２ ターゲット用直流電源 ３０３ ターゲット用コンデンサ ３０４ ターゲット用コイル ３０５ 防着シールド ３０６ ターゲット ３１ 第二の排気系 ３２ 後処理用ガス導入手段 ３２１ 窒素ガス導入系 ３２２ 水素ガス導入系 ３２３ アルゴンガス導入系 ３３ プラズマ形成手段 ３３１ 高周波アンテナ ３３３ プラズマ用高周波電源 ３８ ヘリコン波プラズマ形成手段 ３８１ 誘電体容器 ３８２ ヘリコン波アンテナ ３８３ ヘリコン波高周波電源 ３８４ 電磁石 ３９ アンテナ電位調整回路 ３９１ アンテナ用直流電源 ３９２ アンテナ用コンデンサ ３９３ アンテナ用コイル ３４ 第二の基体ホルダー ３５ 電界設定手段 ３５１ 基体用直流電源 ３５３ 基体用高周波電源 ４ 搬送チャンバー ４１ 第三の排気系 ４２ 搬送機構 Ｐ プラズマ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base | substrate 10 Hole 101 Bottom part 2 Reaction container 21 First exhaust system 22 Source gas introduction means 24 Gate valve 25 Wall heater 23 First substrate holder 26 Addition gas introduction system 3 Processing container 301 Target potential adjustment circuit 302 DC for target Power source 303 Target condenser 304 Target coil 305 Deposition shield 306 Target 31 Second exhaust system 32 Post-treatment gas introduction means 321 Nitrogen gas introduction system 322 Hydrogen gas introduction system 323 Argon gas introduction system 33 Plasma formation means 331 High frequency antenna 333 Plasma high frequency power supply 38 Helicon wave plasma forming means 381 Dielectric container 382 Helicon wave antenna 383 Helicon wave high frequency power supply 384 Electromagnet 39 Antenna potential adjustment circuit 391 Antenna DC power supply 392 Antenna capacitor 393 Antenna coil 34 Second substrate holder 35 Electric field setting means 351 Substrate DC power supply 353 Substrate high frequency power supply 4 Transport chamber 41 Third exhaust system 42 Transport mechanism P Plasma
Claims (16)
タンからなる原料ガスを用いて化学蒸着法により基体の
表面に窒化チタンを主成分とする薄膜を作成する第一の
工程と、作成された薄膜を所定の特性に改質する後処理
を行う第二の工程とを含む薄膜作成方法であって、前記
第二の工程では、所定の後処理用ガスを使用して１０Ｐ
ａ以下の圧力で電子密度１０10個／ｃｍ3 以上の低圧高
密度プラズマを形成して当該低圧高密度プラズマで生成
されるイオンを基体に入射させて前記改質を行うととも
に、前記第一の工程において作成された薄膜の上に、パ
シベーション性を有する材料又は窒化物がパシベーショ
ン性を有する材料を主成分とする被スパッタ部材のスパ
ッタによってパシベーション膜を堆積させてパシベーシ
ョンを行うことを特徴とする薄膜作成方法。1. A first step of forming a thin film containing titanium nitride as a main component on the surface of a substrate by a chemical vapor deposition method using a source gas composed of a vaporized tetrakisdialkylaminotitanium; A second step of performing a post-treatment for modifying the properties of the thin film.
A low-pressure high-density plasma having an electron density of 10 10 / cm 3 or more is formed at a pressure equal to or lower than a, and ions generated by the low-pressure high-density plasma are incident on a substrate to perform the reforming. A thin film characterized in that a passivation film is deposited by sputtering a member to be sputtered, the passivation material having a passivation material or a nitride as a main component, on the thin film formed in the step, and the passivation is performed. How to make.
オングストロームの厚さで作成されることを特徴とする
請求項１記載の薄膜作成方法。2. The method according to claim 1, wherein the passivation film has a thickness of 10 to 100.
2. The method according to claim 1, wherein the thin film is formed with a thickness of Å.
プラズマによってスパッタされるものであり、前記改質
と前記パシベーションとが同時に行われることを特徴と
する請求項１又は２記載の薄膜作成方法。3. The thin film forming method according to claim 1, wherein the member to be sputtered is sputtered by the low-pressure high-density plasma, and the modification and the passivation are performed simultaneously. .
ルゴンと窒素の混合ガスもしくはアルゴンと窒素と水素
の混合ガス又はシランとアルゴン、窒素もしくは水素の
混合ガスであることを特徴する請求項３記載の作成方
法。4. The post-treatment gas is an argon gas, a mixed gas of argon and nitrogen, a mixed gas of argon, nitrogen, and hydrogen, or a mixed gas of silane, argon, nitrogen, or hydrogen. How to create the description.
に放出された後に次の処理が行われることを特徴とする
１、２、３又は４記載の薄膜作成方法。5. The method for forming a thin film according to claim 1, wherein the substrate is subjected to the following treatment after being released to the atmosphere after the second step.
タンからなる原料ガスを用いて化学蒸着法により基体の
表面に窒化チタンを主成分とする薄膜を作成するととも
に、作成された薄膜を所定の特性に改質する後処理を行
う薄膜作成装置であって、 前記後処理が内部で行われる処理容器と、処理容器内に
後処理用ガスを導入する後処理用ガス導入手段と、導入
された後処理用ガスにエネルギーを与えてプラズマを形
成して当該プラズマ中のイオンの作用によって前記改質
を行うプラズマ形成手段と、プラズマ形成手段によって
形成されたプラズマによってスパッタされる位置に配置
された被スパッタ部材とを備え、当該被スパッタ部材
は、パシベーション性を有する材料もしくは窒化物又は
硅化物がパシベーション性を有する材料を主成分とする
ものであり、前記後処理では前記改質とともに当該被ス
パッタ部材をスパッタすることで基体上に堆積するパシ
ベーション膜によってパシベーションが行われることを
特徴とする薄膜作成装置。6. A thin film containing titanium nitride as a main component is formed on a surface of a substrate by a chemical vapor deposition method using a source gas composed of vaporized tetrakisdialkylaminotitanium, and the formed thin film is modified to have predetermined characteristics. A thin film forming apparatus for performing post-processing, wherein the post-processing is performed internally, a post-processing gas introduction unit that introduces a post-processing gas into the processing container, and the introduced post-processing gas A plasma forming means for forming a plasma by applying energy to the plasma and performing the reforming by the action of ions in the plasma; and a member to be sputtered disposed at a position where the plasma formed by the plasma forming means is sputtered. The member to be sputtered is mainly composed of a material having a passivation property or a material having a passivation property of nitride or silicide. Is intended to, thin film deposition apparatus characterized by passivation is performed by the passivation film deposited on the substrate by sputtering the target sputtered member together with the modification in the post-processing.
後処理用ガスに対して高周波エネルギーを与えて前記プ
ラズマを形成するものであり、前記被スパッタ部材は、
当該高周波エネルギーを放射するよう前記処理容器内に
配置された高周波アンテナであることを特徴とする請求
項６記載の薄膜作成装置。7. The plasma plasma forming means applies high-frequency energy to the post-processing gas to form the plasma, and the member to be sputtered includes:
7. The thin-film forming apparatus according to claim 6, wherein the high-frequency antenna is arranged in the processing container so as to emit the high-frequency energy.
よって前記高周波エネルギーを後処理用ガスに与えるも
のであることを特徴とする請求項７記載の薄膜作成装
置。8. The thin film forming apparatus according to claim 7, wherein the high-frequency antenna supplies the high-frequency energy to the post-treatment gas by an inductive coupling method.
用高周波電源に接続され、当該高周波アンテナの直流分
の電位が所定の負の電位になるよう調整するアンテナ電
位調整回路を介して接地されていることを特徴とする請
求項８記載の薄膜作成装置。9. The high-frequency antenna is connected at one end to a high-frequency power source for plasma, and is grounded via an antenna potential adjusting circuit that adjusts the DC component potential of the high-frequency antenna to a predetermined negative potential. 9. The thin film forming apparatus according to claim 8, wherein:
周波アンテナの直流分の電位を−１５０Ｖ以上の負の電
位とするものであることを特徴とする請求項９記載の薄
膜作成装置。10. The thin-film forming apparatus according to claim 9, wherein the antenna potential adjusting circuit sets a DC potential of the high-frequency antenna to a negative potential of −150 V or more.
体で形成され、前記プラズマ形成手段は、処理容器外に
配置された高周波アンテナからこの誘電体を処理容器内
の前記後処理用ガスに対して高周波エネルギーを与えて
前記低圧高密度プラズマを形成するものであり、前記被
スパッタ部材は、高周波アンテナとは別に処理容器内に
設けられたターゲットである請求項６記載の薄膜作成装
置。11. The processing container is formed at least in part with a dielectric, and the plasma forming means transmits the dielectric from a high-frequency antenna disposed outside the processing container to the post-processing gas in the processing container. 7. The thin film forming apparatus according to claim 6, wherein the low-pressure high-density plasma is formed by applying high-frequency energy to the low-pressure high-density plasma, and the sputtered member is a target provided in a processing container separately from a high-frequency antenna.
プラズマを形成するものであることを特徴とする請求項
１１記載の薄膜作成装置。12. An apparatus according to claim 11, wherein said plasma forming means forms helicon wave plasma.
領域から前記基体へのイオンの流路を取り囲むリング状
であることを特徴とする請求項１１又は１２記載の薄膜
作成装置。13. The thin film forming apparatus according to claim 11, wherein the target has a ring shape surrounding an ion flow path from the plasma forming region to the substrate.
内面にスパッタ粒子が飛行して付着するのを防止する防
着シールドが、プラズマ中のイオンが基体に到達するの
を遮蔽しない状態で設けられていることを特徴とする請
求項１３記載の薄膜作成装置。14. An anti-adhesion shield for preventing sputter particles from flying and adhering from the target to the inner surface of the dielectric container is provided without blocking ions in the plasma from reaching the substrate. 14. The thin film forming apparatus according to claim 13, wherein:
チタンからなる原料ガスを用いて化学蒸着法により基体
の表面に窒化チタンを主成分とする薄膜を作成するとと
もに、作成された薄膜を所定の特性に改質する後処理を
行う薄膜作成装置であって、 前記後処理を行う処理容器には、内部に後処理用ガスを
導入する後処理用ガス導入手段と、導入された後処理用
ガスにエネルギーを与えてプラズマを形成して当該プラ
ズマ中のイオンの作用によって前記改質を行うプラズマ
形成手段とが設けられており、 この処理容器から真空中で基体を搬送できるよう接続さ
れた別の処理容器を有し、この別の処理容器には、パシ
ベーション性を有する材料又は窒化物がパシベーション
性を有する材料を主成分として形成された被スパッタ部
材と、この被スパッタ部材をスパッタするためのスパッ
タ手段と、スパッタされた被スパッタ部材の材料が到達
する位置に基体を配置する基体ホルダーとが設けられて
おり、 前記処理容器で前記改質が行われた基体の表面に、この
別の処理容器内でパシベーション膜が堆積してパシベー
ションが行われることを特徴とする薄膜作成装置。15. A thin film containing titanium nitride as a main component is formed on the surface of a substrate by a chemical vapor deposition method using a source gas composed of vaporized tetrakisdialkylaminotitanium, and the formed thin film is modified to have predetermined characteristics. A thin film forming apparatus for performing post-processing, wherein a post-processing gas introducing means for introducing a post-processing gas into the processing container for performing the post-processing, and applying energy to the introduced post-processing gas. And a plasma forming means for performing the reforming by the action of ions in the plasma to form a plasma by using the plasma processing means. The other processing container has a member to be sputtered formed mainly of a material having a passivation property or a material having a passivation property of a nitride, and a member to be sputtered. A sputtering unit for sputtering the putter member, and a substrate holder for arranging the substrate at a position where the material of the sputtered member reaches are provided. A thin film forming apparatus, wherein a passivation film is deposited on the surface in the another processing container to perform passivation.
の処理を施すプラズマ処理装置であって、少なくとも一
部が誘電体である処理容器と、処理容器内に設けられた
基体ホルダーと、処理容器内に所定のガスを導入するガ
ス導入手段と、処理容器の前記誘電体の部分の外側に配
置された高周波アンテナを通して処理容器内のガスに高
周波エネルギーを与えてプラズマを形成するプラズマ形
成手段とを備え、 前記プラズマ形成手段によってプラズマが当初形成され
るプラズマ形成領域と基体との間には、当該プラズマで
生じたイオンによってスパッタされる材料で形成された
被スパッタ部材が設けられており、当該被スパッタ部材
は、スパッタされた材料が基体に到達することが可能な
状態で設けられているとともに、前記プラズマで生じた
生成物が基体に到達するのを許容するよう設けられてお
り、プラズマの生成物による処理とスパッタによる成膜
との両方が行えるようになっていることを特徴とするプ
ラズマ処理装置。16. A plasma processing apparatus for performing a predetermined process on a surface of a substrate using plasma, comprising: a processing container at least a part of which is a dielectric; a substrate holder provided in the processing container; Gas introducing means for introducing a predetermined gas into the container, plasma forming means for applying high-frequency energy to the gas in the processing container through a high-frequency antenna disposed outside the dielectric portion of the processing container to form plasma And a substrate to be sputtered by a material sputtered by ions generated by the plasma is provided between the plasma forming region where the plasma is initially formed by the plasma forming means and the substrate. The member to be sputtered is provided in a state in which the sputtered material can reach the substrate, and is generated by the plasma. Forming substance is provided so as to allow to reach the substrate, the plasma processing apparatus characterized by being able to perform both the film formation by the process and the sputtering by plasma of the product.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25136697A JPH1180965A (en) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | Formation of thin film, thin film forming device and plasma treating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25136697A JPH1180965A (en) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | Formation of thin film, thin film forming device and plasma treating device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1180965A true JPH1180965A (en) | 1999-03-26 |
Family
ID=17221766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25136697A Pending JPH1180965A (en) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | Formation of thin film, thin film forming device and plasma treating device |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JPH1180965A (en) |
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- 1997-09-01 JP JP25136697A patent/JPH1180965A/en active Pending
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