JP2001135632A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フッ素含有有機膜中に含まれるフッ素原子の
量をコントロールできるようにして、比誘電率の低減と
機械的強度の向上とのバランスをとれるようにする。 【解決手段】 半導体基板１００の上に第１のシリコン
酸化膜１０１を介して複数の金属配線１０６を形成す
る。次に、Ｃ5Ｆ8ガスを主成分とし且つＣＯガスが含ま
れていない第１の原料ガスを用いることにより、少なく
とも複数の金属配線１０６同士の間に、４以下の比誘電
率を持つ第１のフッ素含有有機膜１０７を堆積する。次
に、Ｃ5Ｆ8ガスを主成分とし且つＣＯガスが含まれてい
る第２の原料ガスを用いることにより、第１のフッ素含
有有機膜１０７の上に、第１のフッ素含有有機膜１０７
に比べて、比誘電率は高いが機械的強度は大きい第２の
フッ素含有有機膜１０８を堆積する。
量をコントロールできるようにして、比誘電率の低減と
機械的強度の向上とのバランスをとれるようにする。 【解決手段】 半導体基板１００の上に第１のシリコン
酸化膜１０１を介して複数の金属配線１０６を形成す
る。次に、Ｃ5Ｆ8ガスを主成分とし且つＣＯガスが含ま
れていない第１の原料ガスを用いることにより、少なく
とも複数の金属配線１０６同士の間に、４以下の比誘電
率を持つ第１のフッ素含有有機膜１０７を堆積する。次
に、Ｃ5Ｆ8ガスを主成分とし且つＣＯガスが含まれてい
る第２の原料ガスを用いることにより、第１のフッ素含
有有機膜１０７の上に、第１のフッ素含有有機膜１０７
に比べて、比誘電率は高いが機械的強度は大きい第２の
フッ素含有有機膜１０８を堆積する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、比誘電率が低いフ
ッ素含有有機膜を有する半導体装置及びその製造方法に
関する。
ッ素含有有機膜を有する半導体装置及びその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年めざましく進歩した半導体プロセス
技術により半導体素子及び金属配線の微細化及び高集積
化が図られているが、これに伴って、金属配線における
信号の遅延が半導体集積回路の動作速度に大きな影響を
及ぼすようになってきている。
技術により半導体素子及び金属配線の微細化及び高集積
化が図られているが、これに伴って、金属配線における
信号の遅延が半導体集積回路の動作速度に大きな影響を
及ぼすようになってきている。
【０００３】このため、炭素原子及びフッ素原子を主成
分とし、比誘電率がＳｉＯ2 膜又はＳｉＯＦ膜等の無機
膜よりも低いフッ素含有有機膜（フルオロカーボン膜）
を成膜する技術が望まれる。
分とし、比誘電率がＳｉＯ2 膜又はＳｉＯＦ膜等の無機
膜よりも低いフッ素含有有機膜（フルオロカーボン膜）
を成膜する技術が望まれる。
【０００４】フッ素含有有機膜の比誘電率は、２程度で
あって、ＳｉＯＦ膜の比誘電率（３．５〜３．８程度）
よりも低いので、フッ素含有有機膜を金属配線同士の間
又は上面に堆積すると、金属配線における信号遅延を低
減することができる。
あって、ＳｉＯＦ膜の比誘電率（３．５〜３．８程度）
よりも低いので、フッ素含有有機膜を金属配線同士の間
又は上面に堆積すると、金属配線における信号遅延を低
減することができる。
【０００５】ところが、前述のフッ素を含む原料ガスを
用いて堆積されたフッ素含有有機膜は、緻密性が低いた
め、機械的強度、耐熱性及び耐薬品性等が十分でないと
いう問題がある。
用いて堆積されたフッ素含有有機膜は、緻密性が低いた
め、機械的強度、耐熱性及び耐薬品性等が十分でないと
いう問題がある。
【０００６】そこで、特開平１０−１９９９７６号公報
においては、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂又は環
状フッ素樹脂・シロキサン共重合体をフルオロカーボン
系の溶剤に溶かしてなる溶液を基板上に回転塗布して得
たフッ素含有有機膜に対して、不活性ガス例えば窒素ガ
スの雰囲気中において４００℃の温度下で３０分間保持
するアニールを行なうことにより、フッ素含有有機膜を
緻密化して、機械的強度、耐酸化性及び耐熱性を向上さ
せる方法が提案されている。
においては、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂又は環
状フッ素樹脂・シロキサン共重合体をフルオロカーボン
系の溶剤に溶かしてなる溶液を基板上に回転塗布して得
たフッ素含有有機膜に対して、不活性ガス例えば窒素ガ
スの雰囲気中において４００℃の温度下で３０分間保持
するアニールを行なうことにより、フッ素含有有機膜を
緻密化して、機械的強度、耐酸化性及び耐熱性を向上さ
せる方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ように、フッ素含有有機膜をアニールすると、膜が緻密
化されて機械的強度は向上するが、膜中のフッ素原子が
揮散してしまうので、比誘電率が高くなってしまう。す
なわち、アニールを行なわなければ、比誘電率は低いが
機械的強度が劣り、アニールを行なうと、機械的強度は
優れるが比誘電率は高くなるというように、比誘電率の
低減と機械的強度の向上とは完全にトレードオフの関係
にあって、いずれか一方のみを選択せざるを得なかっ
た。
ように、フッ素含有有機膜をアニールすると、膜が緻密
化されて機械的強度は向上するが、膜中のフッ素原子が
揮散してしまうので、比誘電率が高くなってしまう。す
なわち、アニールを行なわなければ、比誘電率は低いが
機械的強度が劣り、アニールを行なうと、機械的強度は
優れるが比誘電率は高くなるというように、比誘電率の
低減と機械的強度の向上とは完全にトレードオフの関係
にあって、いずれか一方のみを選択せざるを得なかっ
た。
【０００８】前記に鑑みて、本発明は、フッ素含有有機
膜中に含まれるフッ素原子の量をコントロールできるよ
うにして、比誘電率の低減と機械的強度の向上とのバラ
ンスをとれるようにすることを目的とする。
膜中に含まれるフッ素原子の量をコントロールできるよ
うにして、比誘電率の低減と機械的強度の向上とのバラ
ンスをとれるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る第１の半導体装置の製造方法は、プラ
ズマ処理装置の反応室内において、フルオロカーボンを
主成分とする原料ガスを用いて、半導体基板上に比誘電
率が４以下であるフッ素含有有機膜を堆積する半導体装
置の製造方法を前提とし、フッ素含有有機膜を堆積する
際に、フルオロカーボンを構成するフッ素をスカベンジ
するスカベンジ用ガスを原料ガスに混合すると共に、混
合されたスカベンジ用ガスの原料ガスに対する混合割合
を変化させることにより、フッ素含有有機膜の機械的強
度及び比誘電率を調整する。
め、本発明に係る第１の半導体装置の製造方法は、プラ
ズマ処理装置の反応室内において、フルオロカーボンを
主成分とする原料ガスを用いて、半導体基板上に比誘電
率が４以下であるフッ素含有有機膜を堆積する半導体装
置の製造方法を前提とし、フッ素含有有機膜を堆積する
際に、フルオロカーボンを構成するフッ素をスカベンジ
するスカベンジ用ガスを原料ガスに混合すると共に、混
合されたスカベンジ用ガスの原料ガスに対する混合割合
を変化させることにより、フッ素含有有機膜の機械的強
度及び比誘電率を調整する。
【００１０】第１の半導体装置の製造方法によると、原
料ガスに混合されるスカベンジ用ガスの混合割合を変化
させることにより、フッ素含有有機膜の機械的強度及び
比誘電率を調整する工程を備えているため、比誘電率の
低減が優先されるフッ素含有有機膜においては膜中のフ
ッ素原子の量を相対的に多くして比誘電率を低くするこ
とができると共に、機械的強度が優先されるフッ素含有
有機膜においては膜中のフッ素原子の量を相対的に少な
くして機械的強度を大きくすることができる。すなわ
ち、原料ガスに混合されるスカベンジ用ガスの混合割合
を変化させることにより、比誘電率の低減と機械的強度
の向上とのバランスをとることができる。
料ガスに混合されるスカベンジ用ガスの混合割合を変化
させることにより、フッ素含有有機膜の機械的強度及び
比誘電率を調整する工程を備えているため、比誘電率の
低減が優先されるフッ素含有有機膜においては膜中のフ
ッ素原子の量を相対的に多くして比誘電率を低くするこ
とができると共に、機械的強度が優先されるフッ素含有
有機膜においては膜中のフッ素原子の量を相対的に少な
くして機械的強度を大きくすることができる。すなわ
ち、原料ガスに混合されるスカベンジ用ガスの混合割合
を変化させることにより、比誘電率の低減と機械的強度
の向上とのバランスをとることができる。
【００１１】本発明に係る第２の半導体装置の製造方法
は、プラズマ処理装置の反応室内において、フルオロカ
ーボンガスに、該フルオロカーボンを構成するフッ素を
スカベンジするスカベンジ用ガスが相対的に少ない量だ
け混合されてなる第１の原料ガスを用いて、半導体基板
上に比誘電率が４以下である第１のフッ素含有有機膜を
堆積する工程と、反応室内において、フルオロカーボン
ガスにスカベンジ用ガスが相対的に多い量だけ混合され
てなる第２の原料ガスを用いて、第１のフッ素含有有機
膜の上に、機械的強度が前記第１のフッ素含有有機膜よ
りも優れていると共に比誘電率が第１のフッ素含有有機
膜よりも高い第２のフッ素含有有機膜を堆積する工程と
を備えている。
は、プラズマ処理装置の反応室内において、フルオロカ
ーボンガスに、該フルオロカーボンを構成するフッ素を
スカベンジするスカベンジ用ガスが相対的に少ない量だ
け混合されてなる第１の原料ガスを用いて、半導体基板
上に比誘電率が４以下である第１のフッ素含有有機膜を
堆積する工程と、反応室内において、フルオロカーボン
ガスにスカベンジ用ガスが相対的に多い量だけ混合され
てなる第２の原料ガスを用いて、第１のフッ素含有有機
膜の上に、機械的強度が前記第１のフッ素含有有機膜よ
りも優れていると共に比誘電率が第１のフッ素含有有機
膜よりも高い第２のフッ素含有有機膜を堆積する工程と
を備えている。
【００１２】第２の半導体装置の製造方法によると、第
１のフッ素含有有機膜は、フルオロカーボンを構成する
フッ素をスカベンジするスカベンジ用ガスの混合割合が
相対的に少ない第１の原料ガスを用いて堆積されている
と共に、第２のフッ素含有有機膜は、スカベンジ用ガス
の混合割合が相対的に多い第２の原料ガスを用いて堆積
されているため、第１のフッ素含有有機膜は機械的強度
が相対的に小さくなるが比誘電率は相対的に低くなり、
また、第２のフッ素含有有機膜は比誘電率が相対的に高
くなるが機械的強度は相対的に大きくなる。従って、ス
カベンジ用ガスの混合割合を変化させるだけで、比誘電
率が相対的に低い第１のフッ素含有有機膜及び機械的強
度が相対的に大きい第２のフッ素含有有機膜を形成する
ことができる。
１のフッ素含有有機膜は、フルオロカーボンを構成する
フッ素をスカベンジするスカベンジ用ガスの混合割合が
相対的に少ない第１の原料ガスを用いて堆積されている
と共に、第２のフッ素含有有機膜は、スカベンジ用ガス
の混合割合が相対的に多い第２の原料ガスを用いて堆積
されているため、第１のフッ素含有有機膜は機械的強度
が相対的に小さくなるが比誘電率は相対的に低くなり、
また、第２のフッ素含有有機膜は比誘電率が相対的に高
くなるが機械的強度は相対的に大きくなる。従って、ス
カベンジ用ガスの混合割合を変化させるだけで、比誘電
率が相対的に低い第１のフッ素含有有機膜及び機械的強
度が相対的に大きい第２のフッ素含有有機膜を形成する
ことができる。
【００１３】第１又は第２の半導体装置の製造方法にお
いて、スカベンジ用ガスはＣＯガスであることが好まし
い。このようにすると、フルオロカーボンを構成するフ
ッ素を確実にスカベンジすることができる。
いて、スカベンジ用ガスはＣＯガスであることが好まし
い。このようにすると、フルオロカーボンを構成するフ
ッ素を確実にスカベンジすることができる。
【００１４】第１又は第２の半導体装置の製造方法にお
いて、フルオロカーボンは、Ｃ5Ｆ8、Ｃ3Ｆ6又はＣ4Ｆ6
であることが好ましい。
いて、フルオロカーボンは、Ｃ5Ｆ8、Ｃ3Ｆ6又はＣ4Ｆ6
であることが好ましい。
【００１５】このようにすると、堆積されたフッ素含有
有機膜における遊離フッ素の数が減少するので、フッ素
含有有機膜の膜質が緻密になると共に密着性が向上し、
また、Ｃ5Ｆ8ガス、Ｃ3Ｆ6ガス及びＣ4Ｆ6ガスは、他の
パーフルオロカーボンガスに比べて地球の温暖化を招き
難い。
有機膜における遊離フッ素の数が減少するので、フッ素
含有有機膜の膜質が緻密になると共に密着性が向上し、
また、Ｃ5Ｆ8ガス、Ｃ3Ｆ6ガス及びＣ4Ｆ6ガスは、他の
パーフルオロカーボンガスに比べて地球の温暖化を招き
難い。
【００１６】第２の半導体装置の製造方法において、第
１のフッ素含有有機膜は、半導体基板上に形成された複
数の金属配線同士の間に堆積されていることが好まし
い。
１のフッ素含有有機膜は、半導体基板上に形成された複
数の金属配線同士の間に堆積されていることが好まし
い。
【００１７】このようにすると、第１のフッ素含有有機
膜の比誘電率が低いため、金属配線における静電容量が
低減すると共に、第１のフッ素含有有機膜の上に堆積さ
れている第２のフッ素含有有機膜は機械的強度が大き
い。従って、金属配線構造における静電容量の低減と機
械的強度の向上との両立を図ることができる。
膜の比誘電率が低いため、金属配線における静電容量が
低減すると共に、第１のフッ素含有有機膜の上に堆積さ
れている第２のフッ素含有有機膜は機械的強度が大き
い。従って、金属配線構造における静電容量の低減と機
械的強度の向上との両立を図ることができる。
【００１８】第２の半導体装置の製造方法において、第
１の原料ガスには、スカベンジ用ガスが含まれていなく
てもよい。このようにすると、第１のフッ素含有有機膜
の比誘電率を確実に低くすることができる。
１の原料ガスには、スカベンジ用ガスが含まれていなく
てもよい。このようにすると、第１のフッ素含有有機膜
の比誘電率を確実に低くすることができる。
【００１９】第２の半導体装置の製造方法は、反応室内
において、第２のフッ素含有有機膜を希ガスからなるプ
ラズマに曝すことにより、第２のフッ素含有有機膜を緻
密化する工程をさらに備えていることが好ましい。
において、第２のフッ素含有有機膜を希ガスからなるプ
ラズマに曝すことにより、第２のフッ素含有有機膜を緻
密化する工程をさらに備えていることが好ましい。
【００２０】このようにすると、第２のフッ素含有有機
膜の機械的強度が一層大きくなると共に、第２のフッ素
含有有機膜の耐熱性及び耐薬品性が向上する。
膜の機械的強度が一層大きくなると共に、第２のフッ素
含有有機膜の耐熱性及び耐薬品性が向上する。
【００２１】本発明に係る半導体装置は、半導体基板上
に形成された複数の金属配線と、少なくとも複数の金属
配線同士の間に堆積された第１のフッ素含有有機膜と、
第１のフッ素含有有機膜の上に堆積された第２のフッ素
含有有機膜とを備え、第２のフッ素含有有機膜に含まれ
るフッ素原子の量は、第１のフッ素含有有機膜に含まれ
るフッ素原子の量よりも少ない。
に形成された複数の金属配線と、少なくとも複数の金属
配線同士の間に堆積された第１のフッ素含有有機膜と、
第１のフッ素含有有機膜の上に堆積された第２のフッ素
含有有機膜とを備え、第２のフッ素含有有機膜に含まれ
るフッ素原子の量は、第１のフッ素含有有機膜に含まれ
るフッ素原子の量よりも少ない。
【００２２】本発明の半導体装置によると、第１のフッ
素含有有機膜は機械的強度が相対的に小さいが比誘電率
は相対的に低くなり、第２のフッ素含有有機膜は比誘電
率が相対的に高いが機械的強度は大きくなるので、金属
配線における静電容量の低減と機械的強度の向上との両
立を図ることができる。
素含有有機膜は機械的強度が相対的に小さいが比誘電率
は相対的に低くなり、第２のフッ素含有有機膜は比誘電
率が相対的に高いが機械的強度は大きくなるので、金属
配線における静電容量の低減と機械的強度の向上との両
立を図ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
半導体製造装置の製造方法について説明するが、その前
提として、該製造方法に用いるプラズマ処理装置につい
て図１を参照しながら説明する。
半導体製造装置の製造方法について説明するが、その前
提として、該製造方法に用いるプラズマ処理装置につい
て図１を参照しながら説明する。
【００２４】図１は誘導結合型のプラズマ処理装置の概
略断面構造を示しており、反応室１０の底部には試料台
となる下部電極１１が配置され、該下部電極１１は半導
体基板１２を保持している。
略断面構造を示しており、反応室１０の底部には試料台
となる下部電極１１が配置され、該下部電極１１は半導
体基板１２を保持している。
【００２５】反応室１０には、Ｃ5Ｆ8ガスを供給する第
１のガスボンベ１３Ａ、Ａｒガスを供給する第２のガス
ボンベ１３Ｂ、及びＣＯガスを供給する第３のガスボン
ベ１３Ｃが接続されており、反応室１０には第１、第２
及び第３のガスボンベ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃから、流
量が制御されたＣ5Ｆ8ガス、Ａｒガス及びＣＯガスがそ
れぞれ導入される。また、反応室１０には、流路開閉弁
１４、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）１５及びドライポン
プ（ＤＰ）１６からなるガス排気手段が設けられてい
る。
１のガスボンベ１３Ａ、Ａｒガスを供給する第２のガス
ボンベ１３Ｂ、及びＣＯガスを供給する第３のガスボン
ベ１３Ｃが接続されており、反応室１０には第１、第２
及び第３のガスボンベ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃから、流
量が制御されたＣ5Ｆ8ガス、Ａｒガス及びＣＯガスがそ
れぞれ導入される。また、反応室１０には、流路開閉弁
１４、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）１５及びドライポン
プ（ＤＰ）１６からなるガス排気手段が設けられてい
る。
【００２６】反応室１０の側壁の外部には柱状コイル１
７が設けられており、柱状コイル１７の一端は第１のマ
ッチング回路１８を介して第１の高周波電源１９に接続
されていると共に、柱状コイル１７の他端は反応室１０
の側壁に接続されることにより接地されている。第１の
高周波電源１９から柱状コイル１７に高周波電力を印加
すると、反応室１０に高周波誘導電磁場が発生し、これ
によって、反応室１０内に供給されるＣ5Ｆ8ガス、Ａｒ
ガス及びＯ2 ガスはプラズマ化される。また、下部電極
１１には、コンデンサ２１、第２のマッチング回路２２
及び第２の高周波電源２３が接続されており、第２の高
周波電源２３から下部電極１１に高周波電力を印加する
と、反応室１０内に発生した粒子は下部電極１１ひいて
は半導体基板１２に向かって照射される。
７が設けられており、柱状コイル１７の一端は第１のマ
ッチング回路１８を介して第１の高周波電源１９に接続
されていると共に、柱状コイル１７の他端は反応室１０
の側壁に接続されることにより接地されている。第１の
高周波電源１９から柱状コイル１７に高周波電力を印加
すると、反応室１０に高周波誘導電磁場が発生し、これ
によって、反応室１０内に供給されるＣ5Ｆ8ガス、Ａｒ
ガス及びＯ2 ガスはプラズマ化される。また、下部電極
１１には、コンデンサ２１、第２のマッチング回路２２
及び第２の高周波電源２３が接続されており、第２の高
周波電源２３から下部電極１１に高周波電力を印加する
と、反応室１０内に発生した粒子は下部電極１１ひいて
は半導体基板１２に向かって照射される。
【００２７】以下、前記の誘導結合型のプラズマ処理装
置を用いて行なう、一実施形態に係る半導体装置の製造
方法について、図１及び図２（ａ）〜（ｄ）を参照しな
がら説明する。
置を用いて行なう、一実施形態に係る半導体装置の製造
方法について、図１及び図２（ａ）〜（ｄ）を参照しな
がら説明する。
【００２８】まず、図２（ａ）に示すように、シリコン
からなる半導体基板１００の上に、例えば熱酸化膜から
なる第１のシリコン酸化膜１０１、例えばアルミニウム
又は銅からなる金属膜１０２、及び例えばＴＥＯＳから
なる第２のシリコン酸化膜を順次形成した後、該第２の
シリコン酸化膜をパターニングしてハードマスク１０５
を形成する。
からなる半導体基板１００の上に、例えば熱酸化膜から
なる第１のシリコン酸化膜１０１、例えばアルミニウム
又は銅からなる金属膜１０２、及び例えばＴＥＯＳから
なる第２のシリコン酸化膜を順次形成した後、該第２の
シリコン酸化膜をパターニングしてハードマスク１０５
を形成する。
【００２９】次に、ハードマスク１０５を用いて金属膜
１０２に対してドライエッチングを行なって、図２
（ｂ）に示すように、金属膜１０２からなる複数の金属
配線１０６を形成する。
１０２に対してドライエッチングを行なって、図２
（ｂ）に示すように、金属膜１０２からなる複数の金属
配線１０６を形成する。
【００３０】次に、第１の第１のガスボンベ１３Ａから
Ｃ5Ｆ8ガスを、第２のガスボンベ１３ＢからＡｒガスを
それぞれ供給して、Ｃ5Ｆ8ガスとＡｒガスとが混合され
てなる第１の原料ガスを反応室１０内に導入すると共
に、第１の高周波電源１９から柱状コイル１７に、例え
ば２．０ＭＨｚの周波数を持つ第１の高周波電力を４０
０〜３０００Ｗのパワーで印加して、反応室１０内にＣ
5Ｆ8／Ａｒプラズマを発生させる。この場合、Ｃ5Ｆ8ガ
スとＡｒガスとの混合割合は体積流量比で１：１から
１：１０までの範囲内が好ましい。
Ｃ5Ｆ8ガスを、第２のガスボンベ１３ＢからＡｒガスを
それぞれ供給して、Ｃ5Ｆ8ガスとＡｒガスとが混合され
てなる第１の原料ガスを反応室１０内に導入すると共
に、第１の高周波電源１９から柱状コイル１７に、例え
ば２．０ＭＨｚの周波数を持つ第１の高周波電力を４０
０〜３０００Ｗのパワーで印加して、反応室１０内にＣ
5Ｆ8／Ａｒプラズマを発生させる。この場合、Ｃ5Ｆ8ガ
スとＡｒガスとの混合割合は体積流量比で１：１から
１：１０までの範囲内が好ましい。
【００３１】また、第２の高周波電源２３から下部電極
１２に、例えば１．８ＭＨｚの周波数を持つ第２の高周
波電力を０〜７．０Ｗ／ｃｍ2 のパワー（第２の高周波
電力は印加しなくてもよい。）で印加して、図２（ｃ）
に示すように、少なくとも複数の金属配線１０６同士の
間に、４以下の比誘電率を持つ第１のフッ素含有有機膜
１０７を堆積する。
１２に、例えば１．８ＭＨｚの周波数を持つ第２の高周
波電力を０〜７．０Ｗ／ｃｍ2 のパワー（第２の高周波
電力は印加しなくてもよい。）で印加して、図２（ｃ）
に示すように、少なくとも複数の金属配線１０６同士の
間に、４以下の比誘電率を持つ第１のフッ素含有有機膜
１０７を堆積する。
【００３２】次に、第１の第１のガスボンベ１３Ａから
Ｃ5Ｆ8ガスを、第２のガスボンベ１３ＢからＡｒガス
を、第３のガスボンベ１３ＣからＣＯガスをそれぞれ供
給して、Ｃ5Ｆ8ガスとＡｒガスとＣＯガスとが混合され
てなる第２の原料ガスを反応室１０内に導入すると共
に、第１の高周波電源１９から柱状コイル１７に、例え
ば２．０ＭＨｚの周波数を持つ第１の高周波電力を４０
０〜３０００Ｗのパワーで印加して、反応室１０内にＣ
5Ｆ8／Ａｒ／ＣＯプラズマを発生させる。この場合、Ｃ
5Ｆ8ガスとＡｒガスとの混合割合は体積流量比で１：１
から１：１０までの範囲内が好ましい。ＣＯガスは、プ
ラズマ中のフッ素をスカベンジ（ｓｃａｖｅｎｇ：物理
吸着と共に化学反応を行なう作用）するスカベンジ用ガ
スとして機能する。尚、ＣＯガスの混合割合については
後述する。
Ｃ5Ｆ8ガスを、第２のガスボンベ１３ＢからＡｒガス
を、第３のガスボンベ１３ＣからＣＯガスをそれぞれ供
給して、Ｃ5Ｆ8ガスとＡｒガスとＣＯガスとが混合され
てなる第２の原料ガスを反応室１０内に導入すると共
に、第１の高周波電源１９から柱状コイル１７に、例え
ば２．０ＭＨｚの周波数を持つ第１の高周波電力を４０
０〜３０００Ｗのパワーで印加して、反応室１０内にＣ
5Ｆ8／Ａｒ／ＣＯプラズマを発生させる。この場合、Ｃ
5Ｆ8ガスとＡｒガスとの混合割合は体積流量比で１：１
から１：１０までの範囲内が好ましい。ＣＯガスは、プ
ラズマ中のフッ素をスカベンジ（ｓｃａｖｅｎｇ：物理
吸着と共に化学反応を行なう作用）するスカベンジ用ガ
スとして機能する。尚、ＣＯガスの混合割合については
後述する。
【００３３】また、第２の高周波電源２３から下部電極
１２に、例えば１．８ＭＨｚの周波数を持つ第２の高周
波電力を０〜７．０Ｗ／ｃｍ2 のパワー（第２の高周波
電力は印加しなくてもよい。）で印加して、図２（ｄ）
に示すように、第１のフッ素含有有機膜１０７の上に全
面に亘って、４以下の比誘電率を持つ第２のフッ素含有
有機膜１０８を堆積する。
１２に、例えば１．８ＭＨｚの周波数を持つ第２の高周
波電力を０〜７．０Ｗ／ｃｍ2 のパワー（第２の高周波
電力は印加しなくてもよい。）で印加して、図２（ｄ）
に示すように、第１のフッ素含有有機膜１０７の上に全
面に亘って、４以下の比誘電率を持つ第２のフッ素含有
有機膜１０８を堆積する。
【００３４】第２の原料ガスには、プラズマ中のフッ素
をスカベンジするスカベンジ用ガスとしてのＣＯガスが
添加されているため、Ｃ5Ｆ8／Ａｒ／ＣＯプラズマ中に
おいては、ＣＯイオンとＣ5Ｆ8が分解してなるＦイオン
とが反応してＣＯＦが形成されるので、第２の原料ガス
からなるプラズマ中のＦイオンの数は、第１の原料ガス
からなるプラズマ中のＦイオンの数よりも少ない。この
ため、第２の原料ガスを用いて堆積された第２のフッ素
含有有機膜１０８は、第１の原料ガスを用いて堆積され
た第１のフッ素含有有機膜１０７に比べて、比誘電率は
高いが、機械的強度は優れている。
をスカベンジするスカベンジ用ガスとしてのＣＯガスが
添加されているため、Ｃ5Ｆ8／Ａｒ／ＣＯプラズマ中に
おいては、ＣＯイオンとＣ5Ｆ8が分解してなるＦイオン
とが反応してＣＯＦが形成されるので、第２の原料ガス
からなるプラズマ中のＦイオンの数は、第１の原料ガス
からなるプラズマ中のＦイオンの数よりも少ない。この
ため、第２の原料ガスを用いて堆積された第２のフッ素
含有有機膜１０８は、第１の原料ガスを用いて堆積され
た第１のフッ素含有有機膜１０７に比べて、比誘電率は
高いが、機械的強度は優れている。
【００３５】図３は、Ｃ5Ｆ8ガスとＣＯガスとの合計量
に対するＣＯガスの混合割合と、比誘電率との関係を示
している。図３から分かるように、ＣＯガスの混合割合
を大きくすると、スカベンジされるフッ素イオンの数が
増加して、フッ素含有有機膜中に取り込まれるフッ素原
子の数が減少するので、フッ素含有有機膜の比誘電率は
大きくなる。フッ素含有絶縁膜におけるフッ素原子の含
有量と機械的強度とはトレードオフの関係にあり、膜中
のフッ素原子の割合が低減するに伴って炭素原子の割合
が増加するので、機械的強度は増加する。
に対するＣＯガスの混合割合と、比誘電率との関係を示
している。図３から分かるように、ＣＯガスの混合割合
を大きくすると、スカベンジされるフッ素イオンの数が
増加して、フッ素含有有機膜中に取り込まれるフッ素原
子の数が減少するので、フッ素含有有機膜の比誘電率は
大きくなる。フッ素含有絶縁膜におけるフッ素原子の含
有量と機械的強度とはトレードオフの関係にあり、膜中
のフッ素原子の割合が低減するに伴って炭素原子の割合
が増加するので、機械的強度は増加する。
【００３６】尚、本実施形態においては、第１の原料ガ
スには、スカベンジ用ガスとしてのＣＯガスは添加され
ていないが、ＣＯガスを若干量添加してもよい。このよ
うにＣＯガスを若干添加すると、ＣＯガスを添加しない
場合に比べて、比誘電率は若干高くなるが機械的強度は
優れる。
スには、スカベンジ用ガスとしてのＣＯガスは添加され
ていないが、ＣＯガスを若干量添加してもよい。このよ
うにＣＯガスを若干添加すると、ＣＯガスを添加しない
場合に比べて、比誘電率は若干高くなるが機械的強度は
優れる。
【００３７】また、本実施形態においては、スカベンジ
用ガスとしてＣＯガスを用いたが、これに代えて、Ｈ2
ガス等を用いてもよい。
用ガスとしてＣＯガスを用いたが、これに代えて、Ｈ2
ガス等を用いてもよい。
【００３８】次に、第１のガスボンベ１３ＡからのＣ5
Ｆ8ガスの導入及び第３のガスボンベ１３ＣからのＣＯ
ガスの導入をそれぞれ停止する一方、第２のガスボンベ
１３Ｂからのアルゴンガスの導入を継続する。また、第
１の高周波電源１９から柱状コイル１７に例えば２．０
ＭＨｚの周波数を持つ第１の高周波電力を４００〜３０
００Ｗのパワーで印加し且つ第２の高周波電源２３から
下部電極１２に例えば１．８ＭＨｚの周波数を持つ第２
の高周波電力を０〜７．０Ｗ／ｃｍ2 のパワーで印加し
て、第２のフッ素含有有機膜１０８をＡｒプラズマに曝
す。尚、アルゴンガスの導入量は、特に限定されない
が、標準状態における１分間の体積流量として１８０ｍ
Ｌ／ｍｉｎ程度が好ましい。
Ｆ8ガスの導入及び第３のガスボンベ１３ＣからのＣＯ
ガスの導入をそれぞれ停止する一方、第２のガスボンベ
１３Ｂからのアルゴンガスの導入を継続する。また、第
１の高周波電源１９から柱状コイル１７に例えば２．０
ＭＨｚの周波数を持つ第１の高周波電力を４００〜３０
００Ｗのパワーで印加し且つ第２の高周波電源２３から
下部電極１２に例えば１．８ＭＨｚの周波数を持つ第２
の高周波電力を０〜７．０Ｗ／ｃｍ2 のパワーで印加し
て、第２のフッ素含有有機膜１０８をＡｒプラズマに曝
す。尚、アルゴンガスの導入量は、特に限定されない
が、標準状態における１分間の体積流量として１８０ｍ
Ｌ／ｍｉｎ程度が好ましい。
【００３９】このようにして、第２のフッ素含有有機膜
１０８をＡｒプラズマに曝すと、第２のフッ素含有有機
膜１０８はプラズマの輻射熱によって加熱され、その温
度は３００℃程度まで上昇する。第２のフッ素含有有機
膜１０８を３００℃程度の温度下で３０秒間程度保持す
ると、該第２のフッ素含有有機膜１０８は緻密化される
ので、機械的強度、耐熱性及び耐薬品性等が向上する。
尚、第２のフッ素含有有機膜１０８の緻密化に用いるプ
ラズマとしては、Ａｒプラズマに代えて、Ｈｅガス等の
他の希ガスからなるプラズマを用いてもよい。
１０８をＡｒプラズマに曝すと、第２のフッ素含有有機
膜１０８はプラズマの輻射熱によって加熱され、その温
度は３００℃程度まで上昇する。第２のフッ素含有有機
膜１０８を３００℃程度の温度下で３０秒間程度保持す
ると、該第２のフッ素含有有機膜１０８は緻密化される
ので、機械的強度、耐熱性及び耐薬品性等が向上する。
尚、第２のフッ素含有有機膜１０８の緻密化に用いるプ
ラズマとしては、Ａｒプラズマに代えて、Ｈｅガス等の
他の希ガスからなるプラズマを用いてもよい。
【００４０】図４（ａ）はＡｒプラズマに曝す前のフッ
素含有有機膜のポリマー構造を示し、図４（ｂ）はＡｒ
プラズマに曝した後のフッ素含有有機膜のポリマー構造
を示している。図４（ａ）と図４（ｂ）との対比から明
らかなように、フッ素含有有機膜をＡｒプラズマに曝す
と、フッ素含有有機膜の温度が上昇して、ポリマー構造
中に存在していた遊離フッ素が炭素原子と結合する。こ
のため、遊離フッ素の数が減少するので、第１及び第２
のフッ素含有有機膜１０７、１０８は緻密化する。
素含有有機膜のポリマー構造を示し、図４（ｂ）はＡｒ
プラズマに曝した後のフッ素含有有機膜のポリマー構造
を示している。図４（ａ）と図４（ｂ）との対比から明
らかなように、フッ素含有有機膜をＡｒプラズマに曝す
と、フッ素含有有機膜の温度が上昇して、ポリマー構造
中に存在していた遊離フッ素が炭素原子と結合する。こ
のため、遊離フッ素の数が減少するので、第１及び第２
のフッ素含有有機膜１０７、１０８は緻密化する。
【００４１】尚、第１及び第２のフッ素含有有機膜１０
７、１０８を堆積する際の原料ガスとしては、Ｃ5Ｆ8ガ
スに代えて、ＣＦ4 ガス、Ｃ2Ｆ6ガス、Ｃ3Ｆ6ガス、Ｃ
4Ｆ6ガス又はＣ4Ｆ8ガス等を用いることができるが、Ｃ
5Ｆ8ガス、Ｃ3Ｆ6ガス又はＣ 4Ｆ6ガスは、他のパーフル
オロカーボンガスよりも好ましい。以下、その理由につ
いて説明する。
７、１０８を堆積する際の原料ガスとしては、Ｃ5Ｆ8ガ
スに代えて、ＣＦ4 ガス、Ｃ2Ｆ6ガス、Ｃ3Ｆ6ガス、Ｃ
4Ｆ6ガス又はＣ4Ｆ8ガス等を用いることができるが、Ｃ
5Ｆ8ガス、Ｃ3Ｆ6ガス又はＣ 4Ｆ6ガスは、他のパーフル
オロカーボンガスよりも好ましい。以下、その理由につ
いて説明する。
【００４２】まず、第１の理由は、Ｃ5Ｆ8ガス、Ｃ3Ｆ6
ガス又はＣ4Ｆ6ガスはいずれも炭素の二重結合を有して
いるため、成膜時に炭素の二重結合が切れて各炭素原子
が遊離フッ素と結合する。このため、第１及び第２のフ
ッ素含有有機膜１０７、１０８における遊離フッ素の数
が減少するので、堆積された第１及び第２のフッ素含有
有機膜１０７、１０８は、緻密になると共に密着性が向
上する。
ガス又はＣ4Ｆ6ガスはいずれも炭素の二重結合を有して
いるため、成膜時に炭素の二重結合が切れて各炭素原子
が遊離フッ素と結合する。このため、第１及び第２のフ
ッ素含有有機膜１０７、１０８における遊離フッ素の数
が減少するので、堆積された第１及び第２のフッ素含有
有機膜１０７、１０８は、緻密になると共に密着性が向
上する。
【００４３】第２の理由は、他のパーフルオロカーボン
ガスに比べて、地球の温暖化を招き難いからである。
［表１］は、ガスの種類と、大気寿命及びＧＷＰ
100 （二酸化炭素の１００年間の温暖化能力を１とした
ときの各ガスの温暖化能力を定量化した値）との関係を
示している。
ガスに比べて、地球の温暖化を招き難いからである。
［表１］は、ガスの種類と、大気寿命及びＧＷＰ
100 （二酸化炭素の１００年間の温暖化能力を１とした
ときの各ガスの温暖化能力を定量化した値）との関係を
示している。
【００４４】
【表１】
【００４５】［表１］から分かるように、Ｃ5Ｆ8ガス、
Ｃ3Ｆ6ガス及びＣ4Ｆ6ガスは、大気寿命が短いと共にＧ
ＷＰ100 が小さいため、他のパーフルオロカーボンガス
に比べて地球の温暖化を招き難い。
Ｃ3Ｆ6ガス及びＣ4Ｆ6ガスは、大気寿命が短いと共にＧ
ＷＰ100 が小さいため、他のパーフルオロカーボンガス
に比べて地球の温暖化を招き難い。
【００４６】また、第１及び第２のフッ素含有有機膜１
０７を堆積するための原料ガスとしては、Ｃ5Ｆ8ガス
は、他のパーフルオロカーボンガス例えばＣ2Ｆ6ガス又
はＣ4Ｆ8ガスよりも好ましい。その理由は、Ｃ5Ｆ8ガス
を用いて堆積されたフッ素含有有機膜の比誘電率は、他
のパーフルオロカーボンガスを用いて堆積されたフッ素
含有有機膜の比誘電率に比べて小さいからである。以
下、この点について詳細に説明する。
０７を堆積するための原料ガスとしては、Ｃ5Ｆ8ガス
は、他のパーフルオロカーボンガス例えばＣ2Ｆ6ガス又
はＣ4Ｆ8ガスよりも好ましい。その理由は、Ｃ5Ｆ8ガス
を用いて堆積されたフッ素含有有機膜の比誘電率は、他
のパーフルオロカーボンガスを用いて堆積されたフッ素
含有有機膜の比誘電率に比べて小さいからである。以
下、この点について詳細に説明する。
【００４７】図５は、Ｃ5Ｆ8ガス、Ｃ2Ｆ6ガス及びＣ4
Ｆ8ガスを用いて堆積したフッ素含有有機膜のＸＰＳ測
定結果を示している。図５から分かるように、Ｃ5Ｆ8ガ
スを用いて堆積したフッ素含有有機膜は、Ｃ2Ｆ6ガス又
はＣ4Ｆ8ガスを用いて堆積したフッ素含有有機膜に比べ
て、膜中に含まれるフッ素原子の量が多いことが確認で
きる。
Ｆ8ガスを用いて堆積したフッ素含有有機膜のＸＰＳ測
定結果を示している。図５から分かるように、Ｃ5Ｆ8ガ
スを用いて堆積したフッ素含有有機膜は、Ｃ2Ｆ6ガス又
はＣ4Ｆ8ガスを用いて堆積したフッ素含有有機膜に比べ
て、膜中に含まれるフッ素原子の量が多いことが確認で
きる。
【００４８】膜中に含まれるフッ素原子の量が多い理由
は、ガス分子量の大きいＣ5Ｆ8ガスを用いてプラズマを
生成するため、有機膜を構成するＣxＦy分子におけるフ
ッ素原子の数が多くなるからである。
は、ガス分子量の大きいＣ5Ｆ8ガスを用いてプラズマを
生成するため、有機膜を構成するＣxＦy分子におけるフ
ッ素原子の数が多くなるからである。
【００４９】例えば、Ｃ2Ｆ6ガスとＣ5Ｆ8ガスとを比較
すると、Ｃ2Ｆ6及びＣ5Ｆ8は、 Ｃ2Ｆ6→Ｃ2Ｆ5↓＋Ｆ↑ Ｃ5Ｆ8→Ｃ5Ｆ7↓＋Ｆ↑ のように解離する。有機膜となるのはＣ2Ｆ5又はＣ5Ｆ7
であるから、Ｃ5Ｆ7が堆積してできた膜は、Ｃ2Ｆ5が堆
積してできた膜に比べて、膜中のフッ素は当然多くな
る。
すると、Ｃ2Ｆ6及びＣ5Ｆ8は、 Ｃ2Ｆ6→Ｃ2Ｆ5↓＋Ｆ↑ Ｃ5Ｆ8→Ｃ5Ｆ7↓＋Ｆ↑ のように解離する。有機膜となるのはＣ2Ｆ5又はＣ5Ｆ7
であるから、Ｃ5Ｆ7が堆積してできた膜は、Ｃ2Ｆ5が堆
積してできた膜に比べて、膜中のフッ素は当然多くな
る。
【００５０】従って、Ｃ5Ｆ8ガスを用いて堆積した第１
のフッ素含有有機膜１０７からなる線間絶縁膜における
配線間容量は、他のパーフルオロカーボンガスを用いて
堆積したフッ素含有有機膜からなる線間絶縁膜の配線間
容量よりも小さくなるので、金属配線１０６における配
線遅延は低減する。
のフッ素含有有機膜１０７からなる線間絶縁膜における
配線間容量は、他のパーフルオロカーボンガスを用いて
堆積したフッ素含有有機膜からなる線間絶縁膜の配線間
容量よりも小さくなるので、金属配線１０６における配
線遅延は低減する。
【００５１】ところで、前記の実施形態においては、下
部電極１１の温度については、特に説明しなかったが、
膜を堆積する際には、下部電極１１を低温にして半導体
基板１００の温度を低くすると、堆積レートが速くなる
ので、第１又は第２のフッ素含有有機膜１０７、１０７
を効率良く得られる。従って、第１又は第２のフッ素含
有有機膜１０７、１０８を堆積する工程においては下部
電極１１を冷却して半導体基板１００の温度を低くして
おくことが好ましい。
部電極１１の温度については、特に説明しなかったが、
膜を堆積する際には、下部電極１１を低温にして半導体
基板１００の温度を低くすると、堆積レートが速くなる
ので、第１又は第２のフッ素含有有機膜１０７、１０７
を効率良く得られる。従って、第１又は第２のフッ素含
有有機膜１０７、１０８を堆積する工程においては下部
電極１１を冷却して半導体基板１００の温度を低くして
おくことが好ましい。
【００５２】ところが、半導体基板１００の温度を低く
しておくと、第２のフッ素含有有機膜１０８をＡｒプラ
ズマに曝して緻密化する際の効率が悪くなる。
しておくと、第２のフッ素含有有機膜１０８をＡｒプラ
ズマに曝して緻密化する際の効率が悪くなる。
【００５３】そこで、緻密化工程においては、下部電極
１１に通常設けられている突き上げピン（図示は省略し
ている。）を押し上げて、下部電極１１に保持されてい
る半導体基板１００を下部電極１１から数ｃｍ程度持ち
上げることにより、半導体基板１００を、冷却されてい
る下部電極１１から離すと共にプラズマ発生領域に接近
させることが好ましい。このようにすると、低温で堆積
することにより効率良く第２のフッ素含有有機膜１０８
が得られると共に、第２のフッ素含有有機膜１０８をプ
ラズマ発生領域に接近させることにより緻密にすること
ができる。
１１に通常設けられている突き上げピン（図示は省略し
ている。）を押し上げて、下部電極１１に保持されてい
る半導体基板１００を下部電極１１から数ｃｍ程度持ち
上げることにより、半導体基板１００を、冷却されてい
る下部電極１１から離すと共にプラズマ発生領域に接近
させることが好ましい。このようにすると、低温で堆積
することにより効率良く第２のフッ素含有有機膜１０８
が得られると共に、第２のフッ素含有有機膜１０８をプ
ラズマ発生領域に接近させることにより緻密にすること
ができる。
【００５４】
【発明の効果】本発明に係る第１の半導体装置の製造方
法によると、比誘電率の低減が優先されるフッ素含有有
機膜においては膜中のフッ素原子の量を相対的に多くし
て比誘電率を低くすることができると共に、機械的強度
が優先されるフッ素含有有機膜においては膜中のフッ素
原子の量を相対的に少なくして機械的強度を大きくする
ことができる。
法によると、比誘電率の低減が優先されるフッ素含有有
機膜においては膜中のフッ素原子の量を相対的に多くし
て比誘電率を低くすることができると共に、機械的強度
が優先されるフッ素含有有機膜においては膜中のフッ素
原子の量を相対的に少なくして機械的強度を大きくする
ことができる。
【００５５】本発明に係る第２の半導体装置の製造方法
によると、第１のフッ素含有有機膜は機械的強度が相対
的に小さくなるが比誘電率は相対的に低くなり、また第
２のフッ素含有有機膜は比誘電率が相対的に高くなるが
機械的強度は相対的に大きくなるので、スカベンジ用ガ
スの混合割合を変化させるだけで、比誘電率が相対的に
低い膜及び機械的強度が相対的に大きい膜を形成するこ
とができる。
によると、第１のフッ素含有有機膜は機械的強度が相対
的に小さくなるが比誘電率は相対的に低くなり、また第
２のフッ素含有有機膜は比誘電率が相対的に高くなるが
機械的強度は相対的に大きくなるので、スカベンジ用ガ
スの混合割合を変化させるだけで、比誘電率が相対的に
低い膜及び機械的強度が相対的に大きい膜を形成するこ
とができる。
【００５６】本発明に係る半導体装置によると、第１の
フッ素含有有機膜は機械的強度が相対的に小さいが比誘
電率は相対的に低くなり、第２のフッ素含有有機膜は比
誘電率が相対的に高いが機械的強度は大きくなるので、
金属配線における静電容量の低減と機械的強度の向上と
の両立を図ることができる。
フッ素含有有機膜は機械的強度が相対的に小さいが比誘
電率は相対的に低くなり、第２のフッ素含有有機膜は比
誘電率が相対的に高いが機械的強度は大きくなるので、
金属配線における静電容量の低減と機械的強度の向上と
の両立を図ることができる。
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る半導体装置の
製造方法に用いられる誘導結合型のプラズマ処理装置の
全体構成を示す断面図である。
製造方法に用いられる誘導結合型のプラズマ処理装置の
全体構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る
半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図３】フッ素含有有機膜を堆積するための原料ガスに
おける、Ｃ5Ｆ8ガスとＣＯガスとの合計量に対するＣＯ
ガスの混合割合と、比誘電率との関係を示す図である。
おける、Ｃ5Ｆ8ガスとＣＯガスとの合計量に対するＣＯ
ガスの混合割合と、比誘電率との関係を示す図である。
【図４】（ａ）はプラズマに曝す前のフッ素含有有機膜
のポリマー構造を示す図であり、（ｂ）はプラズマに曝
した後のフッ素含有有機膜のポリマー構造を示す図であ
る。
のポリマー構造を示す図であり、（ｂ）はプラズマに曝
した後のフッ素含有有機膜のポリマー構造を示す図であ
る。
【図５】Ｃ5Ｆ8ガス、Ｃ2Ｆ6ガス及びＣ4Ｆ8ガスを用い
て堆積したフッ素含有有機膜のＸＰＳ測定結果を示す図
である。
て堆積したフッ素含有有機膜のＸＰＳ測定結果を示す図
である。
１０ 反応室 １１ 下部電極 １２ 半導体基板 １３Ａ 第１のガスボンベ １３Ｂ 第２のガスボンベ １３Ｃ 第３のガスボンベ １４ 流路開閉弁 １５ ターボ分子ポンプ １６ ドライポンプ １７ 柱状コイル １８ 第１のマッチングコイル １９ 第１の高周波電源 ２１ コンデンサ ２２ 第２のマッチング回路 ２３ 第２の高周波電源 １００ 半導体基板 １０１ 第１のシリコン酸化膜 １０２ 金属膜 １０３ 第２のシリコン酸化膜 １０４ レジストパターン １０５ ハードマスク １０６ 金属配線 １０７ 第１のフッ素含有有機膜 １０８ 第２のフッ素含有有機膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F045 AA08 AB39 AC02 AC07 AC16 AF03 AF10 BB16 CB05 DC51 DC63 DP04 DQ10 EH11 HA16 HA22 5F058 AA10 AC05 AD06 AF02 AG07 AH02 BF07
Claims (8)
- 【請求項１】 プラズマ処理装置の反応室内において、
フルオロカーボンを主成分とする原料ガスを用いて、半
導体基板上に比誘電率が４以下であるフッ素含有有機膜
を堆積する半導体装置の製造方法において、 前記フッ素含有有機膜を堆積する際に、前記フルオロカ
ーボンを構成するフッ素をスカベンジするスカベンジ用
ガスを前記原料ガスに混合すると共に、混合された前記
スカベンジ用ガスの前記原料ガスに対する混合割合を変
化させることにより、前記フッ素含有有機膜の機械的強
度及び比誘電率を調整することを特徴とする半導体装置
の製造方法。 - 【請求項２】 プラズマ処理装置の反応室内において、
フルオロカーボンガスに、該フルオロカーボンを構成す
るフッ素をスカベンジするスカベンジ用ガスが相対的に
少ない量だけ混合されてなる第１の原料ガスを用いて、
半導体基板上に比誘電率が４以下である第１のフッ素含
有有機膜を堆積する工程と、 前記反応室内において、前記フルオロカーボンガスに前
記スカベンジ用ガスが相対的に多い量だけ混合されてな
る第２の原料ガスを用いて、前記第１のフッ素含有有機
膜の上に、機械的強度が前記第１のフッ素含有有機膜よ
りも優れていると共に比誘電率が前記第１のフッ素含有
有機膜よりも高い第２のフッ素含有有機膜を堆積する工
程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項３】 前記スカベンジ用ガスはＣＯガスである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項４】 前記フルオロカーボンは、Ｃ5Ｆ8、Ｃ3
Ｆ6又はＣ4Ｆ6であることを特徴とする請求項１又は２
に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記第１のフッ素含有有機膜は、前記半
導体基板上に形成された複数の金属配線同士の間に堆積
されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項６】 前記第１の原料ガスには、前記スカベン
ジ用ガスが含まれていないことを特徴とする請求項２に
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記反応室内において、前記第２のフッ
素含有有機膜を希ガスからなるプラズマに曝すことによ
り、前記第２のフッ素含有有機膜を緻密化する工程をさ
らに備えていることを特徴とする請求項２に記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項８】 半導体基板上に形成された複数の金属配
線と、 少なくとも前記複数の金属配線同士の間に堆積された第
１のフッ素含有有機膜と、 前記第１のフッ素含有有機膜の上に堆積された第２のフ
ッ素含有有機膜とを備え、 前記第２のフッ素含有有機膜に含まれるフッ素原子の量
は、前記第１のフッ素含有有機膜に含まれるフッ素原子
の量よりも少ないことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP31908899A JP3838614B2 (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | 半導体装置の製造方法 |
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| US10/330,152 US6703711B2 (en) | 1999-11-10 | 2002-12-30 | Semiconductor device and method for fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31908899A JP3838614B2 (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | 半導体装置の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001135632A true JP2001135632A (ja) | 2001-05-18 |
| JP3838614B2 JP3838614B2 (ja) | 2006-10-25 |
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ID=18106365
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP31908899A Expired - Fee Related JP3838614B2 (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | 半導体装置の製造方法 |
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| JP (1) | JP3838614B2 (ja) |
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| US7923819B2 (en) * | 2006-11-09 | 2011-04-12 | National Iniversity Corporation Tohoku University | Interlayer insulating film, wiring structure and electronic device and methods of manufacturing the same |
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| JPS57135442A (en) * | 1981-02-16 | 1982-08-21 | Fuji Photo Film Co Ltd | Magnetic recording medium and its manufacture |
| US4880687A (en) * | 1986-05-09 | 1989-11-14 | Tdk Corporation | Magnetic recording medium |
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| CA2157257C (en) * | 1994-09-12 | 1999-08-10 | Kazuhiko Endo | Semiconductor device with amorphous carbon layer and method of fabricating the same |
| US5989998A (en) * | 1996-08-29 | 1999-11-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of forming interlayer insulating film |
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| EP0911697A3 (en) * | 1997-10-22 | 1999-09-15 | Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw | A fluorinated hard mask for micropatterning of polymers |
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1999
- 1999-11-10 JP JP31908899A patent/JP3838614B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-11-08 US US09/708,084 patent/US6500769B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-12-30 US US10/330,152 patent/US6703711B2/en not_active Expired - Lifetime
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