JP2000156375A - 絶縁膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 架橋密度が高くて耐熱性が高いと共に、膜中
に含まれるラジカル成分が少なくて良質である有機絶縁
膜を形成できる方法を提供する。 【解決手段】 第１の低分子有機化合物としてのＣＦ₄
ガスにマイクロ波を照射することにより、ＣＦ₄ ガスを
分解してラジカル種を生成する。生成されたラジカル種
を第２の低分子有機化合物としての気化したパーフルオ
ロデカリンに混合する。このようにすると、パーフルオ
ロデカリンの環構造の炭素同士の結合が一部切断され
て、切断された一方の炭素にＣＦ₃ が結合すると共に他
方の炭素に未結合手を有するＣＦ₂ が結合することによ
って、重合性の高い低分子有機化合物が生成される。重
合性の低分子有機化合物は、シリコン基板の上に化学吸
着して重合反応を起こすので、シリコン基板の上に架橋
密度が高く且つラジカル成分が少ない有機絶縁膜が形成
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に有機成分
を主成分とする絶縁膜を形成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路の高集積化の進展に伴
い、金属配線同士の間の寄生容量である配線間容量の増
加に起因する配線遅延時間の増大が半導体集積回路の高
性能化の妨げとなっている。配線遅延時間は金属配線の
抵抗と配線間容量との積に比例するいわゆるＲＣ遅延と
いわれるものである。

【０００３】従って、配線遅延時間を低減するために
は、金属配線の抵抗を小さくするか又は配線間容量を小
さくすることが必要である。

【０００４】配線間容量を小さくする方法としては、金
属配線同士の間に形成される層間絶縁膜の比誘電率を小
さくすることが考えられ、層間絶縁膜として従来のシリ
コン酸化膜とは異なる材料を用いることが検討されてい
る。

【０００５】０．２５μｍの最小加工寸法を有する半導
体集積回路では、絶縁膜としてシリコン酸化膜にフッ素
が添加されてなるフッ素添加シリコン酸化膜が用いられ
つつある。フッ素添加シリコン酸化膜の比誘電率は、
３．３〜３．９程度であって、従来のシリコン酸化膜の
４．２〜４．５に比べて小さいので、配線間容量の低減
ひいては配線遅延時間の低減に効果的であると報告され
ている。

【０００６】ところが、半導体集積回路の微細化がさら
に進展することは明らかであり、最小加工寸法が０．１
３μｍ以下の半導体集積回路では、比誘電率が２．５０
以下の絶縁膜を用いることが、実用的な処理速度を実現
するためには必須であると考えられている。

【０００７】そこで、比誘電率がフッ素添加シリコン酸
化膜よりも一層小さい絶縁膜として、低誘電率ＳＯＧ
（スピンオングラス）膜、有機膜及び多孔質膜の検討が
行われている。現在知られている絶縁膜を材料物性の観
点から検討すると、有機膜は比誘電率が小さいので有望
である。

【０００８】有機絶縁膜を構成する材料のうちでは、パ
ーフルオロカーボンポリマーは、フッ素−炭素結合を有
しているで、比誘電率が最も小さい。パーフルオロカー
ボンポリマーの比誘電率は最小のもので１．９程度であ
る。

【０００９】パーフルオロカーボンポリマーからなる有
機絶縁膜を形成する代表的な方法としては、フッ素化炭
化水素を用いてプラズマＣＶＤ法により形成する方法が
報告されている。プラズマＣＶＤ法により形成されたパ
ーフルオロカーボンポリマーは、一般的にアモルファス
フルオロカーボン（ａ−ＣＦ）膜と呼ばれることが多
い。

【００１０】プラズマＣＶＤ法によりａ−ＣＦ膜を堆積
するための原材料としては、低分子のフッ素化炭化水
素、例えばＣ₄Ｆ₈が用いられているが、フッ素化炭化水
素を原材料としてプラズマＣＶＤ法により成膜された有
機絶縁膜においては、原材料の構造に拘わらず、膜構造
は非常に類似していると報告されている。その理由は、
プラズマにより原材料であるフッ素化炭化水素の分解が
極度に進行してＣＦ₂ ラジカルが主成分として生成さ
れ、生成されたＣＦ₂ ラジカルが重合することによって
有機絶縁膜が形成されるためである。また、プラズマＣ
ＶＤ法により形成されるａ―ＣＦ膜においては、直鎖状
のフルオロカーボンポリマーが主成分になると共に、ポ
リマーはＣＦ₂ ラジカルで終端された構造になる。この
ようにして形成された有機絶縁膜は、熱的安定性が低い
（耐熱性に劣る）と共に、膜中に多量のラジカルが含ま
れる膜質が良くない膜である。

【００１１】そこで、プラズマＣＶＤにより形成された
ａ−ＣＦ膜に対しては、成膜後に熱処理を行なう必要が
ある。この熱処理は、通常、４００℃程度の温度下の不
活性ガス雰囲気下で行われ、この熱処理によって、直鎖
状のフルオロカーボンポリマーの終端部のＣＦ₂ ラジカ
ルが架橋反応するため、膜中に存在するＣＦ₂ ラジカル
が減少して膜質が向上すると共に、架橋密度が向上して
耐熱性が向上する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フッ素
化炭化水素を原材料とするプラズマＣＶＤ法により有機
絶縁膜を形成する場合には、ＣＦ₂ ラジカルの重合によ
って有機絶縁膜が形成されるので、有機絶縁膜中に、低
分子量のフッ素化合物、遊離フッ素及びラジカル成分が
残存することは原理的に不可避である。

【００１３】有機絶縁膜中に低分子量のフッ素化合物が
存在すると、有機絶縁膜に対して酸素プラズマを用いる
エッチングを行なったときに、有機絶縁膜が酸素プラズ
マによって劣化するという問題が発生する。すなわち、
有機絶縁膜がプラズマ中に発生した活性な酸素ラジカル
によって酸化されて不安定なカルボニル化合物が生成さ
れ、生成されたカルボニル化合物が、後に行なわれる熱
処理により熱分解する。カルボニル化合物が熱分解する
と、二酸化炭素等の低分子のガスが発生し、発生した低
分子のガスは、有機絶縁膜の凹部等に堆積されるバリア
メタル層の成膜を阻害したり、有機絶縁膜の上に堆積さ
れるシリコン酸化膜又は金属膜等を有機絶縁膜から剥離
させたりする。

【００１４】また、有機絶縁膜中に残存する遊離フッ素
は、有機絶縁膜の上に堆積される金属膜と反応するの
で、金属膜が有機絶縁膜から剥離したり腐食したりする
という問題が発生する。

【００１５】また、有機絶縁膜中に残存するラジカル成
分は酸素と反応するので、有機絶縁膜が酸化してしまう
という問題が発生する。有機絶縁膜が酸化すると、有機
絶縁膜を構成するポリマーが切れて、トルエン、フェノ
ール又は二酸化炭素等の低分子のガスが発生し、発生し
た低分子のガスが、有機絶縁膜の凹部等に堆積されるバ
リアメタル層の成膜を阻害したり、有機絶縁膜の上に堆
積されるシリコン酸化膜又は金属膜等を有機絶縁膜から
剥離させたりする。

【００１６】さらに、有機絶縁膜中に残存するラジカル
成分は、有機絶縁膜の上に堆積される金属膜を流れる信
号波に誘電損失を生じさせる（信号波の減衰量が大きく
なる）という問題、及び有機絶縁膜の比誘電率を高くす
るという問題もある。

【００１７】尚、架橋密度を向上させるために、原材料
にアセチレン又はメタンを添加する方法が提案されてい
るが、この方法では、有機絶縁膜中に残存する、低分子
量のフッ素化合物、遊離フッ素及びラジカル成分をなく
することはできない。

【００１８】前記に鑑み、本発明は、架橋密度が高くて
耐熱性が高いと共に、膜中に含まれるラジカル成分が少
なくて良質である有機絶縁膜を形成できる方法を提供す
ることを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、活性種を低分子有機化合物の気体に混合
することにより重合性の低分子有機化合物を生成し、生
成された重合性の低分子有機化合物同士を重合反応させ
て有機絶縁膜を形成するものである。

【００２０】具体的には、本発明に係る絶縁膜の形成方
法は、第１の低分子有機化合物を活性化することにより
重合開始剤となる活性種を形成する第１の工程と、活性
種を第２の低分子有機化合物の気体に混合することによ
り重合性低分子有機化合物を生成した後、生成された重
合性低分子有機化合物同士を重合反応させて有機絶縁膜
を形成する第２の工程とを備えている。

【００２１】本発明の絶縁膜の形成方法によると、第１
の低分子有機化合物を活性化することにより得られた重
合開始剤となる活性種を第２の低分子有機化合物の気体
に混合するため、第２の低分子有機化合物は骨格を残し
た状態で分解されて、骨格を有する重合性の低分子有機
化合物となる。その後、骨格を有する重合性の低分子有
機化合物が重合することにより有機絶縁膜が形成される
ので、得られる有機絶縁膜においては、架橋密度が高い
と共に膜中に含まれるラジカル成分の密度が低い。

【００２２】従来のように、低分子有機化合物（本発明
における第２の低分子有機化合物に相当する。）を原料
ガスとしてプラズマＣＶＤ法によって有機絶縁膜を形成
する場合には、低分子有機化合物の骨格を構成する炭素
結合の大部分が切断されてしまうので、炭素を含むラジ
カルがばらばらの状態になる。ばらばらの状態である炭
素を含むラジカルが重合反応を起こすと、ラジカルで終
端された直鎖状のポリマーを主成分とする有機絶縁膜が
形成されるので、得られる有機絶縁膜においては、架橋
密度が低くて耐熱性に劣ると共にラジカル密度が高くて
膜質が良くないという問題がある。

【００２３】これに対して、本発明の絶縁膜の形成方法
により得られる有機絶縁膜は、架橋密度が高いので耐熱
性に優れていると共に、膜中に含まれるラジカルの密度
が低いので膜質に優れている。

【００２４】本発明の絶縁膜の形成方法において、第１
の低分子有機化合物は、ＣＦ₄ 、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₄Ｆ₈又はジ
パラキシレン誘導体であることが好ましい。

【００２５】本発明の絶縁膜の形成方法において、第２
の低分子有機化合物は、フッ素化炭化水素であると共に
第１の低分子有機化合物よりも分子量が大きいことが好
ましい。

【００２６】本発明の絶縁膜の形成方法において、第２
の低分子有機化合物は、パーフルオロデカリン、パーフ
ルオロフルオレン、パーフルオロメチルシクロヘキサ
ン、パーフルオロ−１−メチルデカリン、ヘキサフルオ
ロブチン、ヘキサフルオロプロペン、パーフルオロベン
ゼン、オクタフルオロシクロペンテン、オクタフルオロ
トルエン、パーフルオロイソブタン、パーフルオロ（テ
トラデカヒドロフェナスレン）又はパーフルオロトリメ
チルシクロヘキサンであることが好ましい。

【００２７】本発明の絶縁膜の形成方法において、第１
の工程は、第１の低分子有機化合物であるＣＦ₄ 、Ｃ₂
Ｆ₆又はＣ₄Ｆ₈にマイクロ波を照射することにより重合
開始剤となる活性種を形成する工程を含むことが好まし
い。

【００２８】本発明の絶縁膜の形成方法において、第１
の工程は、第１の低分子有機化合物であるジパラキシレ
ン誘導体を熱分解することにより重合開始剤となる活性
種を形成する工程を含むことが好ましい。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態に係る
絶縁膜の形成方法について説明するが、その前提とし
て、各実施形態に係る絶縁膜の形成方法に用いられる装
置について図１を参照しながら説明する。

【００３０】内部が気密状態に保持されるチャンバー１
０の底部には、シリコン基板１１を保持すると共に温度
制御が可能な基板保持台１２が設けられていると共に、
チャンバー１０の上方には、第１の低分子化合物の気体
を導入する第１のガス導入部１３及び第２の低分子化合
物の気体を導入する第２のガス導入部１４がそれぞれ設
けられている。第１のガス導入部１３の途中には、断面
積が大きくなっていると共にマイクロ波又は光等のエネ
ルギー１５が照射される活性種生成室１６が設けられて
おり、第１のガス導入部１３から導入される第１の低分
子化合物の気体は、活性種生成室１６においてマイクロ
波又は光等のエネルギー１５が照射されることによって
ラジカル種を生成する。

【００３１】活性種生成室１６において生成されたラジ
カル種と、第２のガス導入部１４から導入された第２の
低分子化合物の気体とは、ガス混合室１７の内部におい
て混合されて混合ガスとなった後、分散状態でチャンバ
ー１０の内部に導入され、基板保持台１２に保持されて
いるシリコン基板１１の上に堆積する。

【００３２】（第１の実施形態）以下、第１の実施形態
に係る絶縁膜の形成方法について説明する。

【００３３】まず、第１の低分子有機化合物の気体を活
性化して、重合開始剤となる活性種を生成する工程につ
いて説明する。

【００３４】圧力が２ｔｏｒｒ程度に保たれた活性種生
成室１６に、第１の低分子有機化合物としてのＣＦ₄ ガ
スを５０ｓｃｃｍの流量で導入すると共に、活性種生成
室１６に導入されたＣＦ₄ ガスにマイクロ波を照射する
ことにより、ＣＦ₄ ガスを分解してラジカル種を生成す
る。生成直後のラジカル種としては、ＣＦ₃ ^*、ＣＦ₂ ^*、
Ｆ^* 等が多く存在している。

【００３５】尚、活性種生成室１６に導入する第１の低
分子有機化合物としては、ＣＦ₄ に限られず、Ｃ₂Ｆ₆又
はＣ₄Ｆ₈であってもよい。

【００３６】次に、ラジカル種と第２の低分子有機化合
物とを混合して有機絶縁膜を形成する工程について説明
する。

【００３７】基板保持台１２の温度を例えば５０℃に設
定すると共に、チャンバー１０の内壁部の温度を例えば
２００℃に設定した状態で、第２のガス導入部１４か
ら、第２の低分子有機化合物として気化したパーフルオ
ロデカリン（Ｃ₁₀Ｆ₁₈）を１ｍｌ／ｍｉｎの流量で導入
すると、シリコン基板１１の上に有機絶縁膜が堆積され
る。

【００３８】

【化１】

【００３９】ここで、［化１］を参照しながら、シリコ
ン基板１１の上に有機絶縁膜が堆積されるプロセスにつ
いて説明する。

【００４０】まず、（ａ）に示すように、パーフルオロ
デカリン（Ｃ₁₀Ｆ₁₈）とラジカル種ＣＦ₃ ^*とが混合され
ると、（ｂ）の左側部分に示すように、パーフルオロデ
カリンの第１の環構造の炭素同士の結合が一部切断さ
れ、一方の炭素にはＣＦ₃ が結合し且つ他方の炭素には
未結合手を有するＣＦ₂ が結合し、その後、新たなラジ
カル種ＣＦ₃ ^*に出会うと、（ｃ）に示すように、パーフ
ルオロデカリンの第２の環構造の炭素同士の結合が一部
切断され、同様に、一方の炭素にはＣＦ₃ が結合し且つ
他方の炭素には未結合手を有するＣＦ₂ が結合する。こ
れによって、重合性の高いラジカルつまり重合性の低分
子有機化合物が生成される。

【００４１】次に、（ｃ）に示す重合性の低分子有機化
合物は、次々と重合反応を起こすため、（ｄ）に示すよ
うな重合物となってシリコン基板１１の上に堆積するの
で、シリコン基板１１の上に有機絶縁膜が形成される。

【００４２】ところで、前述のように、基板保持台１２
の温度を例えば５０℃に設定すると共にチャンバー１０
の内壁部の温度を例えば２００℃に設定しておくと、つ
まり、シリコン基板１１の温度をチャンバー１０の内部
の温度よりも低くしておくと、（ｃ）に示す重合性の高
いラジカルはシリコン基板１０の表面に化学吸着した
後、シリコン基板１０の表面で重合反応を起こすので、
シリコン基板１１の表面に有機絶縁膜を選択的に形成す
ることができる。

【００４３】また、基板保持台の温度を５０℃程度に設
定しているので、十分な成膜速度が得られる。その理由
は、Ｃ₁₀Ｆ₁₈のラジカル重合は表面反応律速（律速：ra
teliming）であるから、つまりラジカル重合は、基板の
表面における反応速度によって成膜速度が決まる性質が
あるからである。

【００４４】第１の実施形態により得られた有機絶縁膜
の比誘電率を測定したところ２．３であり、また、この
有機絶縁膜の耐熱性は４５０℃以上であった。

【００４５】第１の実施形態により得られる有機絶縁膜
が耐熱性に優れている理由は、［化１］に示すように、
低分子化合物が三級炭素原子（炭素同士を結合する結合
手の数が３本である炭素原子）の骨格を維持したまま重
合するため、三次元の重合反応が起きるので、低温下で
架橋密度が高い有機絶縁膜を形成できるためである。と
ころで、従来技術の項で説明したように、フッ素化炭化
水素例えばパーフルオロデカリンを材料としてプラズマ
ＣＶＤにより有機絶縁膜を形成する場合には、フッ素化
炭素水素は、［化１］の（ｃ）に示すような環構造の原
型を保つことなく、大部分の炭素結合が切断されて最終
的にはＣＦ₂ ^*になってしまう。このため、ＣＦ₂ ^*が重合
することによって有機絶縁膜が形成されるので、プラズ
マＣＶＤ法により得られる有機絶縁膜は、［化２］に示
すように、直鎖状のフルオロカーボンポリマーが主成分
になると共にＣＦ₂ ラジカルで終端された構造になる。
直鎖状のフルオロカーボンポリマーは、枝分かれが少な
いためガラス転位点が低いので、耐熱性に劣る。

【００４６】

【化２】

【００４７】ところが、第１の実施形態によると、低分
子ラジカルを重合開始剤として重合反応させるため、重
合性低分子化合物をその環構造を部分的に保持したまま
重合反応させることができるので、架橋密度の高い有機
絶縁膜を低温下において形成することができる。このた
め、架橋密度が高くて耐熱性が高いと共に、低分子量の
フッ素化合物、遊離フッ素及びラジカル成分が少なくて
良質な有機絶縁膜が得られる。

【００４８】尚、第１の実施形態により得られた有機絶
縁膜に対して、４００℃程度の温度下における不活性ガ
ス中でアニールを行なうと、耐熱性をさらに向上するこ
とが可能である。

【００４９】（第２の実施形態）以下、第２の実施形態
に係る絶縁膜の形成方法について説明する。

【００５０】まず、第１の低分子有機化合物の気体を活
性化して、重合開始剤となる活性種を生成する工程につ
いて説明する。

【００５１】圧力が２ｔｏｒｒ程度に保たれた活性種生
成室１６に、第１の低分子有機化合物である［化３］に
示すジパラキシレンのガスを５０ｓｃｃｍの流量で導入
した後、［化４］に示すように、導入されたジパラキシ
レンのガスを熱分解することによりラジカル種を生成す
る。

【００５２】

【化３】

【００５３】

【化４】

【００５４】尚、活性種生成室１６に導入する第１の低
分子有機化合物としては、ジパラキシレンに代えて、
［化５］の（ａ）、（ｂ）に例示するようなジパラキシ
レンの誘導体であってもよい。

【００５５】

【化５】

【００５６】次に、ラジカル種と第２の低分子有機化合
物とを混合して有機絶縁膜を形成する工程について説明
する。

【００５７】第１の実施形態と同様、基板保持台１２の
温度を例えば５０℃に設定すると共に、チャンバー１０
の内壁部の温度を例えば２００℃に設定した状態で、第
２のガス導入部１４から、第２の低分子有機化合物とし
て気化したパーフルオロデカリン（Ｃ₁₀Ｆ₁₈）を１ｍｌ
／ｍｉｎの流量で導入すると、シリコン基板１１の上に
有機絶縁膜が堆積される。

【００５８】第２の実施形態によると、重合性低分子化
合物が三級炭素の骨格を維持したまま重合するので、低
温下において架橋密度の高い有機絶縁膜を形成すること
ができる。第２の実施形態により得られた有機絶縁膜の
比誘電率を測定したところ２．３であり、この有機絶縁
膜の耐熱性は４５０℃以上であった。

【００５９】また、第１の実施形態と同様、基板保持台
１２の温度を例えば５０℃に設定すると共にチャンバー
１０の内壁部の温度を例えば２００℃に設定しているた
め、重合性低分子化合物はシリコン基板１０の表面に化
学吸着した後、シリコン基板１０の表面で重合反応を起
こすので、シリコン基板１１の表面に有機絶縁膜を選択
的に形成することができる。

【００６０】また、第１の実施形態と同様、基板保持台
の温度を５０℃程度に設定しているため、十分な成膜速
度が得られる。

【００６１】尚、第２の実施形態により得られた有機絶
縁膜に対して、４００℃程度の温度下における不活性ガ
ス中でアニールを行なうと、耐熱性をさらに向上するこ
とが可能である。

【００６２】（第３の実施形態）以下、第３の実施形態
に係る絶縁膜の形成方法について説明する。

【００６３】まず、第１の低分子有機化合物の気体を活
性化して、重合開始剤となる活性種を生成する工程につ
いて説明する。

【００６４】圧力が２ｔｏｒｒ程度に保たれた活性種生
成室１６に、第１の低分子有機化合物であるメチルビニ
ルケトンのガスを５０ｓｃｃｍの流量で導入すると共
に、活性種生成室１６に導入されたメチルビニルケトン
のガスに波長が２５０〜３５０ｎｍの紫外線を照射する
ことにより、［化６］に示すように、メチルビニルケト
ンのガスを分解してラジカル種を生成する。

【００６５】

【化６】

【００６６】次に、ラジカル種と第２の低分子有機化合
物とを混合して有機絶縁膜を形成する工程について説明
する。

【００６７】第１の実施形態と同様、基板保持台１２の
温度を例えば５０℃に設定すると共に、チャンバー１０
の内壁部の温度を例えば２００℃に設定した状態で、第
２のガス導入部１４から、第２の低分子有機化合物とし
て気化したパーフルオロデカリン（Ｃ₁₀Ｆ₁₈）を１ｍｌ
／ｍｉｎの流量で導入すると、シリコン基板１１の上に
有機絶縁膜が堆積される。

【００６８】第３の実施形態によると、重合性低分子化
合物が三級炭素の骨格を維持したまま重合するので、低
温下において架橋密度の高い有機絶縁膜を形成すること
ができる。第２の実施形態により得られた有機絶縁膜の
比誘電率を測定したところ２．３であり、この有機絶縁
膜の耐熱性は４５０℃以上であった。

【００６９】また、第１の実施形態と同様、基板保持台
１２の温度を例えば５０℃に設定すると共にチャンバー
１０の内壁部の温度を例えば２００℃に設定しているた
め、重合性低分子化合物はシリコン基板１０の表面に化
学吸着した後、シリコン基板１０の表面で重合反応を起
こすので、シリコン基板１１の表面に有機絶縁膜を選択
的に形成することができる。

【００７０】また、第１の実施形態と同様、基板保持台
の温度を５０℃程度に設定しているため、十分な成膜速
度が得られる。

【００７１】尚、第３の実施形態により得られた有機絶
縁膜に対して、４００℃程度の温度下における不活性ガ
ス中でアニールを行なうと、耐熱性をさらに向上するこ
とが可能である。

【００７２】また、第１〜第３の実施形態においては、
第２の低分子有機化合物としては、パーフルオロデカリ
ンを用いたが、これに代えて、パーフルオロフルオレ
ン、パーフルオロメチルシクロヘキサン、パーフルオロ
−１−メチルデカリン、ヘキサフルオロブチン、ヘキサ
フルオロプロペン、パーフルオロベンゼン、オクタフル
オロシクロペンテン、オクタフルオロトルエン、パーフ
ルオロイソブタン、パーフルオロ（テトラデカヒドロフ
ェナスレン）又はパーフルオロトリメチルシクロヘキサ
ンを用いてもよい。

【００７３】この場合、第２の低分子有機化合物として
は、フッ素化炭化水素であるが好ましい。このようにす
ると、活性種を第２の低分子有機化合物の気体に混合す
ることにより生成される重合性低分子有機化合物がフッ
素を含んでいるため、該重合性低分子有機化合物同士を
重合反応させて形成される有機絶縁膜もフッ素を含んで
いるので、有機絶縁膜の比誘電率が小さくなる。

【００７４】また、第２の低分子有機化合物は、第１の
低分子有機化合物よりも分子量が大きいことが好まし
い。このようにすると、活性種を第２の低分子有機化合
物の気体に混合することにより生成される重合性低分子
有機化合物の分子量が大きくなるので、該重合性低分子
有機化合物は重合性が高くなる。このため、架橋密度の
高い有機絶縁膜を得ることができる。

【００７５】

【発明の効果】本発明の絶縁膜の形成方法によると、骨
格を有する重合性の低分子有機化合物が重合することに
より有機絶縁膜が形成されるため、得られる有機絶縁膜
においては、架橋密度が高いので耐熱性に優れている。

【００７６】また、有機絶縁膜中に含まれるラジカルの
密度が低いので、発明が解決しようとする課題の項で説
明したような、低分子ガスの発生に起因して起こる、有
機絶縁膜上における成膜の阻害又はシリコン酸化膜又は
金属膜等の有機絶縁膜から剥離等の問題が解消すると共
に、有機絶縁膜の上に堆積される金属膜を流れる信号波
における誘電損失を低減することができる。

【００７７】本発明の絶縁膜の形成方法において、第１
の低分子有機化合物が、ＣＦ₄ 、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₄Ｆ₈又はジ
パラキシレン誘導体であると、活性化によって重合開始
剤となる活性種を確実に生成することができる。

【００７８】本発明の絶縁膜の形成方法において、第２
の低分子有機化合物がフッ素化炭化水素であると得られ
る有機絶縁膜の比誘電率が低くなる。また、第２の低分
子有機化合の分子量が第１の低分子有機化合物の分子量
よりも大きいと、活性種を第２の低分子有機化合物の気
体に混合することにより生成される重合性低分子有機化
合物の分子量が大きくなるため、該重合性低分子有機化
合物は重合性が高くなるので、架橋密度が一層高い有機
絶縁膜を得ることができる。

【００７９】本発明の絶縁膜の形成方法において、第２
の低分子有機化合物が、パーフルオロデカリン、パーフ
ルオロフルオレン、パーフルオロメチルシクロヘキサ
ン、パーフルオロ−１−メチルデカリン、ヘキサフルオ
ロブチン、ヘキサフルオロプロペン、パーフルオロベン
ゼン、オクタフルオロシクロペンテン、オクタフルオロ
トルエン、パーフルオロイソブタン、パーフルオロ（テ
トラデカヒドロフェナスレン）又はパーフルオロトリメ
チルシクロヘキサンであると、活性種を第２の低分子有
機化合物の気体に混合したときに、重合性の低分子有機
化合物を確実に生成することができる。

【００８０】本発明の絶縁膜の形成方法において、第１
の工程が、第１の低分子有機化合物であるＣＦ₄ 、Ｃ₂
Ｆ₆又はＣ₄Ｆ₈にマイクロ波を照射することにより重合
開始剤となる活性種を形成する工程を含むと、重合開始
剤となる活性種を確実に生成することができる。

【００８１】本発明の絶縁膜の形成方法において、第１
の工程が、第１の低分子有機化合物であるジパラキシレ
ン誘導体を熱分解することにより重合開始剤となる活性
種を形成する工程を含むと、重合開始剤となる活性種を
確実に生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各実施形態に係る絶縁膜の形成方法に
用いる装置の概略断面図である。

【符号の説明】

１０ チャンバー １１ シリコン基板 １２ 基板保持台 １３ 第１のガス導入部 １４ 第２のガス導入部 １５ エネルギー １６ 活性種生成室

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の低分子有機化合物を活性化するこ
   とにより重合開始剤となる活性種を形成する第１の工程
   と、 前記活性種を第２の低分子有機化合物の気体に混合する
   ことにより重合性低分子有機化合物を生成した後、生成
   された重合性低分子有機化合物同士を重合反応させて有
   機絶縁膜を形成する第２の工程とを備えていることを特
   徴とする絶縁膜の形成方法。
2. 【請求項２】 前記第１の低分子有機化合物は、Ｃ
   Ｆ₄ 、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₄Ｆ₈又はジパラキシレン誘導体である
   ことを特徴とする請求項１に記載の絶縁膜の形成方法。
3. 【請求項３】 前記第２の低分子有機化合物は、フッ素
   化炭化水素であると共に前記第１の低分子有機化合物よ
   りも分子量が大きいことを特徴とする請求項１に記載の
   絶縁膜の形成方法。
4. 【請求項４】 前記第２の低分子有機化合物は、パーフ
   ルオロデカリン、パーフルオロフルオレン、パーフルオ
   ロメチルシクロヘキサン、パーフルオロ−１−メチルデ
   カリン、ヘキサフルオロブチン、ヘキサフルオロプロペ
   ン、パーフルオロベンゼン、オクタフルオロシクロペン
   テン、オクタフルオロトルエン、パーフルオロイソブタ
   ン、パーフルオロ（テトラデカヒドロフェナスレン）又
   はパーフルオロトリメチルシクロヘキサンであることを
   特徴とする請求項１に記載の絶縁膜の形成方法。
5. 【請求項５】 前記第１の工程は、前記第１の低分子有
   機化合物であるＣＦ₄、Ｃ₂Ｆ₆又はＣ₄Ｆ₈にマイクロ波
   を照射することにより重合開始剤となる活性種を形成す
   る工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の絶縁膜
   の形成方法。
6. 【請求項６】 前記第１の工程は、前記第１の低分子有
   機化合物であるジパラキシレン誘導体を熱分解すること
   により重合開始剤となる活性種を形成する工程を含むこ
   とを特徴とする請求項１に記載の絶縁膜の形成方法。