JP2003151972A - 酸化膜、酸化膜形成方法、半導体素子 - Google Patents
酸化膜、酸化膜形成方法、半導体素子Info
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- JP2003151972A JP2003151972A JP2001350486A JP2001350486A JP2003151972A JP 2003151972 A JP2003151972 A JP 2003151972A JP 2001350486 A JP2001350486 A JP 2001350486A JP 2001350486 A JP2001350486 A JP 2001350486A JP 2003151972 A JP2003151972 A JP 2003151972A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特にＣｕ配線膜に対する絶縁膜として非常に
有効な酸化膜、更には高性能な半導体素子を提供するこ
とである。 【解決手段】 酸化ケイ素系の膜であって、少なくとも
Ｓｉ，Ｏ，Ｃ及びＨが用いられて構成されてなる。
有効な酸化膜、更には高性能な半導体素子を提供するこ
とである。 【解決手段】 酸化ケイ素系の膜であって、少なくとも
Ｓｉ，Ｏ，Ｃ及びＨが用いられて構成されてなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化膜、酸化膜形
成方法、及び半導体素子に関する。
成方法、及び半導体素子に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】現在、半導体分野にお
ける進歩は著しく、ＬＳＩからＵＬＳＩに移って来てい
る。そして、信号の処理速度を向上させる為、微細化が
進んでいる。この微細化に伴い、配線材料は電気抵抗が
低いものが選ばれている。すなわち、タングステン配線
からアルミニウム配線へと、更には銅配線へと考えられ
ている。
ける進歩は著しく、ＬＳＩからＵＬＳＩに移って来てい
る。そして、信号の処理速度を向上させる為、微細化が
進んでいる。この微細化に伴い、配線材料は電気抵抗が
低いものが選ばれている。すなわち、タングステン配線
からアルミニウム配線へと、更には銅配線へと考えられ
ている。
【０００３】ところで、銅のような電気抵抗の小さな金
属が用いられても、銅配線膜を囲む絶縁部分が従来のよ
うなＳｉＯ２である限り、銅の特長が十二分には発揮で
きないことが判って来た。特に、配線幅が０．１５μm
以下のようになって来ると、電子が高速で流れる時に、
周囲の絶縁体部分に電磁誘導が引き起こされる。この悪
影響は、配線膜を囲む絶縁部分がＳｉＯ2のような誘電
率が４以上の高い絶縁材の場合に顕著である。そして、
この結果、信号の遅延が起きたり、近傍の配線とクロス
トーク現象を起こすと言った半導体としては致命的な欠
陥を招くことになる。
属が用いられても、銅配線膜を囲む絶縁部分が従来のよ
うなＳｉＯ２である限り、銅の特長が十二分には発揮で
きないことが判って来た。特に、配線幅が０．１５μm
以下のようになって来ると、電子が高速で流れる時に、
周囲の絶縁体部分に電磁誘導が引き起こされる。この悪
影響は、配線膜を囲む絶縁部分がＳｉＯ2のような誘電
率が４以上の高い絶縁材の場合に顕著である。そして、
この結果、信号の遅延が起きたり、近傍の配線とクロス
トーク現象を起こすと言った半導体としては致命的な欠
陥を招くことになる。
【０００４】そこで、絶縁膜として誘電率が従来のＳｉ
Ｏ2より低いものを選択することが提案され始めている
ものの、Ｃｕ配線膜の周囲に設けられる絶縁膜として特
に有効な膜は未だ得られていない。
Ｏ2より低いものを選択することが提案され始めている
ものの、Ｃｕ配線膜の周囲に設けられる絶縁膜として特
に有効な膜は未だ得られていない。
【０００５】従って、本発明が解決しようとする課題
は、絶縁膜、特にＣｕ配線膜に対する絶縁膜として非常
に有効な酸化膜を提供することである。
は、絶縁膜、特にＣｕ配線膜に対する絶縁膜として非常
に有効な酸化膜を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の課題は、酸化ケイ
素系の膜であって、前記膜は、少なくともＳｉ，Ｏ，Ｃ
及びＨが用いられて構成されてなることを特徴とする酸
化膜によって解決される。
素系の膜であって、前記膜は、少なくともＳｉ，Ｏ，Ｃ
及びＨが用いられて構成されてなることを特徴とする酸
化膜によって解決される。
【０００７】又、酸化ケイ素系の膜であって、前記膜
は、少なくともＳｉ，Ｏ，Ｃ，Ｆ及びＨが用いられて構
成されてなることを特徴とする酸化膜によって解決され
る。
は、少なくともＳｉ，Ｏ，Ｃ，Ｆ及びＨが用いられて構
成されてなることを特徴とする酸化膜によって解決され
る。
【０００８】上記本発明の酸化膜は、特に、三次元ネッ
トワーク構造の酸化ケイ素にＣが結合された構成を有す
るものである。更には、三次元ネットワーク構造の酸化
ケイ素のＳｉにＣが結合された構成を有するものであ
る。特に、三次元ネットワーク構造の酸化ケイ素のＯの
一部が、例えばアルキル基などの炭化水素（Ｏ，Ｆを含
む場合もある。）基で置換された構成を有するものであ
る。或いは、三次元ネットワーク構造の酸化ケイ素のＳ
ｉとＳｉとの間に、例えばアルキレン基などの炭化水素
（Ｏ，Ｆを含む場合もある。）基を有する構成のもので
ある。
トワーク構造の酸化ケイ素にＣが結合された構成を有す
るものである。更には、三次元ネットワーク構造の酸化
ケイ素のＳｉにＣが結合された構成を有するものであ
る。特に、三次元ネットワーク構造の酸化ケイ素のＯの
一部が、例えばアルキル基などの炭化水素（Ｏ，Ｆを含
む場合もある。）基で置換された構成を有するものであ
る。或いは、三次元ネットワーク構造の酸化ケイ素のＳ
ｉとＳｉとの間に、例えばアルキレン基などの炭化水素
（Ｏ，Ｆを含む場合もある。）基を有する構成のもので
ある。
【０００９】又、上記本発明の酸化膜は、酸化ケイ素の
三次元ネットワーク構造にＣが結合された構成を有さ
ず、酸化ケイ素の組成物とＣを主体とする高分子組成物
とが混在した構成のものであることもある。例えば、酸
化ケイ素膜とＣを主体とする高分子組成物膜とが積層さ
れた構成のものであるとか、酸化ケイ素膜とＣを主体と
する高分子組成物膜とが三次元的に交錯した構成のもの
である。
三次元ネットワーク構造にＣが結合された構成を有さ
ず、酸化ケイ素の組成物とＣを主体とする高分子組成物
とが混在した構成のものであることもある。例えば、酸
化ケイ素膜とＣを主体とする高分子組成物膜とが積層さ
れた構成のものであるとか、酸化ケイ素膜とＣを主体と
する高分子組成物膜とが三次元的に交錯した構成のもの
である。
【００１０】本発明の酸化膜は、特に、蒸着重合法によ
り成膜された膜である。そして、ＳｉＯ２膜の誘電率よ
り低い誘電率のものである。
り成膜された膜である。そして、ＳｉＯ２膜の誘電率よ
り低い誘電率のものである。
【００１１】又、前記の課題は、ＲｎＳｉ（ＯＲ）
４−ｎ（但し、Ｒは水素、アルキル基、アルコキシド
基、又はアミノ基であって、全てのＲは同一でも異なっ
ていても良い。ｎは０，１，２，３又は４。），Ｒ３Ｓ
ｉ（ＣＨ２）ｍＳｉＲ３（但し、Ｒは水素、アルキル
基、アルコキシド基、又はアミノ基であって、全てのＲ
は同一でも異なっていても良い。ｍは１以上の整数。）
で表される群の中から選ばれる一つ又は二つ以上のシリ
コン系化合物を分解させ、酸化ケイ素または酸化ケイ素
系膜を形成するＡ工程と、重合性モノマーを重合させる
Ｂ工程とを具備することを特徴とする酸化膜の形成方法
によっても解決される。
４−ｎ（但し、Ｒは水素、アルキル基、アルコキシド
基、又はアミノ基であって、全てのＲは同一でも異なっ
ていても良い。ｎは０，１，２，３又は４。），Ｒ３Ｓ
ｉ（ＣＨ２）ｍＳｉＲ３（但し、Ｒは水素、アルキル
基、アルコキシド基、又はアミノ基であって、全てのＲ
は同一でも異なっていても良い。ｍは１以上の整数。）
で表される群の中から選ばれる一つ又は二つ以上のシリ
コン系化合物を分解させ、酸化ケイ素または酸化ケイ素
系膜を形成するＡ工程と、重合性モノマーを重合させる
Ｂ工程とを具備することを特徴とする酸化膜の形成方法
によっても解決される。
【００１２】又、Ｒ’ｘＲｙＳｉ（ＯＲ）ｚ（但し、Ｒ
は水素、アルキル基、アルコキシド基、又はアミノ基で
あって、全てのＲは同一でも異なっていても良く、Ｒ’
は重合性の基であって、全てのＲ’は同一でも異なって
いても良く、ｘは１〜３の整数、ｙは０，１又は２、ｚ
は１〜３の整数であって、ｘ＋ｙ＋ｚ＝４。）を分解さ
せ、酸化ケイ素または酸化ケイ素系膜を形成するＡ工程
と、Ｒ’を重合させるＢ工程とを具備することを特徴と
する酸化膜の形成方法によっても解決される。
は水素、アルキル基、アルコキシド基、又はアミノ基で
あって、全てのＲは同一でも異なっていても良く、Ｒ’
は重合性の基であって、全てのＲ’は同一でも異なって
いても良く、ｘは１〜３の整数、ｙは０，１又は２、ｚ
は１〜３の整数であって、ｘ＋ｙ＋ｚ＝４。）を分解さ
せ、酸化ケイ素または酸化ケイ素系膜を形成するＡ工程
と、Ｒ’を重合させるＢ工程とを具備することを特徴と
する酸化膜の形成方法によっても解決される。
【００１３】上記本発明の酸化膜の形成方法において、
Ａ工程とＢ工程とは、同時および／または交互に行われ
る。又、Ａ工程および／またはＢ工程は、特に、気相中
で行われる。又、Ａ工程および／またはＢ工程は、特
に、０．１〜２００Ｔｏｒｒ（中でも、０．５Ｔｏｒｒ
以上。２０Ｔｏｒｒ以下。）の下で行われる。又、Ａ工
程および／またはＢ工程において、膜が形成される基体
の温度は３００〜６００℃（中でも、３５０℃以上。４
５０℃以下。）に制御される。これは、膜が形成される
基体の近傍に１０００〜３０００℃（中でも、１５００
℃以上。２５００℃以下。）に加熱されたフィラメント
を配置することによって行われる。又、Ａ工程は、特
に、酸化性雰囲気下で行われ、Ｂ工程は、特に、不活性
雰囲気下で行われる。Ａ工程における分解および／また
はＢ工程における重合は、特に、熱、プラズマ、及び／
又は光の手段によって行われる。
Ａ工程とＢ工程とは、同時および／または交互に行われ
る。又、Ａ工程および／またはＢ工程は、特に、気相中
で行われる。又、Ａ工程および／またはＢ工程は、特
に、０．１〜２００Ｔｏｒｒ（中でも、０．５Ｔｏｒｒ
以上。２０Ｔｏｒｒ以下。）の下で行われる。又、Ａ工
程および／またはＢ工程において、膜が形成される基体
の温度は３００〜６００℃（中でも、３５０℃以上。４
５０℃以下。）に制御される。これは、膜が形成される
基体の近傍に１０００〜３０００℃（中でも、１５００
℃以上。２５００℃以下。）に加熱されたフィラメント
を配置することによって行われる。又、Ａ工程は、特
に、酸化性雰囲気下で行われ、Ｂ工程は、特に、不活性
雰囲気下で行われる。Ａ工程における分解および／また
はＢ工程における重合は、特に、熱、プラズマ、及び／
又は光の手段によって行われる。
【００１４】上記本発明の酸化膜の形成方法において、
ＲｎＳｉ（ＯＲ）４−ｎやＲ３Ｓｉ（ＣＨ２）ｍＳｉＲ
３としては、特に、Ｓｉ（ＯＭｅ）４，Ｓｉ（ＯＥｔ）
４，（ＭｅＯ）３ＳｉＯＳｉ（ＯＭｅ）３，Tetramethy
lcyclotetrasiloxane，Ｍｅ ２Ｓｉ（ＯＭｅ）２，ＨＳ
ｉ（ＯＥｔ）３，（ＭｅＯ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ
（ＯＭｅ）３，（Ｍｅ２Ｎ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ
（ＮＭｅ２）３，（ＭｅＨＮ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ
（ＮＨＭｅ）３が好ましく用いられる。重合性モノマー
としては、特に、エチレン、プロピレン、ブタジエン、
ＣＨ２＝ＣＨ−ＳｉＭｅ３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｓ
ｉＭｅ３，ＣＨ２＝ＣＨ−Ｓｉ（ＯＭｅ）３，ＣＨ２＝
ＣＨ−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＭｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−Ｓｉ
Ｍｅ（ＯＭｅ）２，ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−ＳｉＭｅ
（ＯＭｅ）２が好ましく用いられる。
ＲｎＳｉ（ＯＲ）４−ｎやＲ３Ｓｉ（ＣＨ２）ｍＳｉＲ
３としては、特に、Ｓｉ（ＯＭｅ）４，Ｓｉ（ＯＥｔ）
４，（ＭｅＯ）３ＳｉＯＳｉ（ＯＭｅ）３，Tetramethy
lcyclotetrasiloxane，Ｍｅ ２Ｓｉ（ＯＭｅ）２，ＨＳ
ｉ（ＯＥｔ）３，（ＭｅＯ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ
（ＯＭｅ）３，（Ｍｅ２Ｎ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ
（ＮＭｅ２）３，（ＭｅＨＮ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ
（ＮＨＭｅ）３が好ましく用いられる。重合性モノマー
としては、特に、エチレン、プロピレン、ブタジエン、
ＣＨ２＝ＣＨ−ＳｉＭｅ３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｓ
ｉＭｅ３，ＣＨ２＝ＣＨ−Ｓｉ（ＯＭｅ）３，ＣＨ２＝
ＣＨ−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＭｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−Ｓｉ
Ｍｅ（ＯＭｅ）２，ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−ＳｉＭｅ
（ＯＭｅ）２が好ましく用いられる。
【００１５】上記本発明の酸化膜の形成方法において、
Ｒ’ｘＲｙＳｉ（ＯＲ）ｚとしては、特に、ＣＨ２＝Ｃ
Ｈ−Ｓｉ（ＯＭｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｓｉ
（ＯＭｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２，
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２が好まし
く用いられる。
Ｒ’ｘＲｙＳｉ（ＯＲ）ｚとしては、特に、ＣＨ２＝Ｃ
Ｈ−Ｓｉ（ＯＭｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｓｉ
（ＯＭｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２，
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２が好まし
く用いられる。
【００１６】そして、本発明は、上記のようにして得ら
れた酸化膜にも特徴がある。そして、ＳｉＯ２膜の誘電
率より低い誘電率のものである。
れた酸化膜にも特徴がある。そして、ＳｉＯ２膜の誘電
率より低い誘電率のものである。
【００１７】又、本発明は、上記特徴（或いは、上記の
ようにして得られた特徴）の酸化膜が設けられてなる導
体素子である点にも特徴がある。
ようにして得られた特徴）の酸化膜が設けられてなる導
体素子である点にも特徴がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の酸化膜（特に、半導体素
子における絶縁膜としての酸化膜、中でも銅配線膜の絶
縁膜としての酸化膜）は、酸化ケイ素系の膜であって、
前記膜は、少なくともＳｉ，Ｏ，Ｃ及びＨが用いられて
構成されてなる。又、酸化ケイ素系の膜であって、前記
膜は、少なくともＳｉ，Ｏ，Ｃ，Ｆ及びＨが用いられて
構成されてなる。前記膜は、Ｃ，Ｈ（更には、場合によ
りＯ，Ｆ）により構成される高分子鎖を含んだり（Ｓｉ
Ｏ２に非結合）、若しくは前記高分子鎖がＳｉＯ２に結
合されていたりする。前記の酸化膜は、特に、三次元ネ
ットワーク構造の酸化ケイ素にＣが結合された構成を有
するものである。更には、三次元ネットワーク構造の酸
化ケイ素のＳｉにＣが結合された構成を有するものであ
る。特に、下記の式［Ｉ］で示される如く、三次元ネッ
トワーク構造の酸化ケイ素のＯの一部が、例えばアルキ
ル基などの炭化水素（Ｏ，Ｆを含む場合もある。）基で
置換された構成を有するものである。或いは、下記の式
［ＩＩ］で示される如く、三次元ネットワーク構造の酸
化ケイ素のＳｉとＳｉとの間に、例えばアルキレン基な
どの炭化水素（Ｏ，Ｆを含む場合もある。）基を有する
構成のものである。又、本発明の酸化膜は、酸化ケイ素
の三次元ネットワーク構造にＣが結合された構成を有さ
ず、酸化ケイ素の組成物とＣを主体とする高分子組成物
とが混在した構成のものであることもある。例えば、酸
化ケイ素膜とＣを主体とする高分子組成物膜とが積層さ
れた構成のものであるとか、酸化ケイ素とＣを主体とす
る高分子組成物とが三次元的に交錯した構成のものであ
る。本発明の酸化膜は、特に、蒸着重合法により成膜さ
れた膜である。或いは、下記方法によって得られた酸化
膜である。そして、ＳｉＯ２膜の誘電率より低い誘電率
のものである。 式［Ｉ］ 式［ＩＩ］ 本発明の酸化膜の形成方法は、ＲｎＳｉ（ＯＲ）４−ｎ
（但し、Ｒは水素、アルキル基、アルコキシド基、又は
アミノ基であって、全てのＲは同一でも異なっていても
良い。ｎは０，１，２，３又は４。），Ｒ３Ｓｉ（ＣＨ
２）ｍＳｉＲ３（但し、Ｒは水素、アルキル基、アルコ
キシド基、又はアミノ基であって、全てのＲは同一でも
異なっていても良い。ｍは１以上の整数（特に、１〜５
の整数）。）で表される群の中から選ばれる一つ又は二
つ以上のシリコン系化合物を分解させ、酸化ケイ素また
は酸化ケイ素系（例えば、アルキル置換酸化ケイ素とか
アルキレン架橋酸化ケイ素）膜を形成するＡ工程と、重
合性モノマー（例えば、２重結合や３重結合を有するモ
ノマー）を重合させるＢ工程とを具備する。或いは、
Ｒ’ｘＲｙＳｉ（ＯＲ）ｚ（但し、Ｒは水素、アルキル
基、アルコキシド基、又はアミノ基であって、全てのＲ
は同一でも異なっていても良く、Ｒ’は重合性の基（例
えば、２重結合や３重結合を有する基）であって、全て
のＲ’は同一でも異なっていても良く、ｘは１〜３の整
数、ｙは０，１又は２、ｚは１〜３の整数であって、ｘ
＋ｙ＋ｚ＝４。）を分解させ、酸化ケイ素または酸化ケ
イ素系膜を形成するＡ工程と、Ｒ’（例えば、前記分解
により生じたＲ’やＳｉ−Ｒ’）を重合させるＢ工程と
を具備する。これらの酸化膜の形成方法において、Ａ工
程とＢ工程とは、同時および／または交互に行われる。
又、Ａ工程および／またはＢ工程は、特に、気相中で行
われる。又、Ａ工程および／またはＢ工程は、特に、
０．１〜２００Ｔｏｒｒ（中でも、０．５Ｔｏｒｒ以
上。２０Ｔｏｒｒ以下。）の下で行われる。又、Ａ工程
および／またはＢ工程において、膜が形成される基体の
温度は３００〜６００℃（中でも、３５０℃以上。４５
０℃以下。）に制御される。これは、膜が形成される基
体の近傍に１０００〜３０００℃（中でも、１５００℃
以上。２５００℃以下。）に加熱されたフィラメントを
配置することによって行われる。又、Ａ工程は、特に、
酸化性雰囲気下で行われ、Ｂ工程は、特に、不活性雰囲
気下で行われる。Ａ工程における分解および／またはＢ
工程における重合は、特に、熱、プラズマ、及び／又は
光の手段によって行われる。上記本発明の酸化膜の形成
方法において、ＲｎＳｉ（ＯＲ）４−ｎやＲ３Ｓｉ（Ｃ
Ｈ２）ｍＳｉＲ３としては、特に、Ｓｉ（ＯＭｅ）４，
Ｓｉ（ＯＥｔ）４，（ＭｅＯ）３ＳｉＯＳｉ（ＯＭｅ）
３，Tetramethylcyclotetrasiloxane，Ｍｅ２Ｓｉ（Ｏ
Ｍｅ）２，ＨＳｉ（ＯＥｔ）３，（ＭｅＯ）３ＳｉＣＨ
２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＭｅ）３，（Ｍｅ２Ｎ）３ＳｉＣＨ２
ＣＨ２Ｓｉ（ＮＭｅ２）３，（ＭｅＨＮ）３ＳｉＣＨ２
ＣＨ２Ｓｉ（ＮＨＭｅ）３が好ましく用いられる。重合
性モノマーとしては、特に、エチレン、プロピレン、ブ
タジエン、ＣＨ２＝ＣＨ−ＳｉＭｅ３，ＣＨ２＝ＣＨ−
ＣＨ２−ＳｉＭｅ３，ＣＨ２＝ＣＨ−Ｓｉ（ＯＭ
ｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＭｅ）３，Ｃ
Ｈ２＝ＣＨ−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ） ２，ＣＨ２＝ＣＨ−Ｃ
Ｈ２−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２が好ましく用いられる。
又、上記本発明の酸化膜の形成方法において、Ｒ’ｘＲ
ｙＳｉ（ＯＲ）ｚとしては、特に、ＣＨ２＝ＣＨ−Ｓｉ
（ＯＭｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＭｅ）
３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２，ＣＨ２＝Ｃ
Ｈ−ＣＨ２−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２が好ましく用いられ
る。
子における絶縁膜としての酸化膜、中でも銅配線膜の絶
縁膜としての酸化膜）は、酸化ケイ素系の膜であって、
前記膜は、少なくともＳｉ，Ｏ，Ｃ及びＨが用いられて
構成されてなる。又、酸化ケイ素系の膜であって、前記
膜は、少なくともＳｉ，Ｏ，Ｃ，Ｆ及びＨが用いられて
構成されてなる。前記膜は、Ｃ，Ｈ（更には、場合によ
りＯ，Ｆ）により構成される高分子鎖を含んだり（Ｓｉ
Ｏ２に非結合）、若しくは前記高分子鎖がＳｉＯ２に結
合されていたりする。前記の酸化膜は、特に、三次元ネ
ットワーク構造の酸化ケイ素にＣが結合された構成を有
するものである。更には、三次元ネットワーク構造の酸
化ケイ素のＳｉにＣが結合された構成を有するものであ
る。特に、下記の式［Ｉ］で示される如く、三次元ネッ
トワーク構造の酸化ケイ素のＯの一部が、例えばアルキ
ル基などの炭化水素（Ｏ，Ｆを含む場合もある。）基で
置換された構成を有するものである。或いは、下記の式
［ＩＩ］で示される如く、三次元ネットワーク構造の酸
化ケイ素のＳｉとＳｉとの間に、例えばアルキレン基な
どの炭化水素（Ｏ，Ｆを含む場合もある。）基を有する
構成のものである。又、本発明の酸化膜は、酸化ケイ素
の三次元ネットワーク構造にＣが結合された構成を有さ
ず、酸化ケイ素の組成物とＣを主体とする高分子組成物
とが混在した構成のものであることもある。例えば、酸
化ケイ素膜とＣを主体とする高分子組成物膜とが積層さ
れた構成のものであるとか、酸化ケイ素とＣを主体とす
る高分子組成物とが三次元的に交錯した構成のものであ
る。本発明の酸化膜は、特に、蒸着重合法により成膜さ
れた膜である。或いは、下記方法によって得られた酸化
膜である。そして、ＳｉＯ２膜の誘電率より低い誘電率
のものである。 式［Ｉ］ 式［ＩＩ］ 本発明の酸化膜の形成方法は、ＲｎＳｉ（ＯＲ）４−ｎ
（但し、Ｒは水素、アルキル基、アルコキシド基、又は
アミノ基であって、全てのＲは同一でも異なっていても
良い。ｎは０，１，２，３又は４。），Ｒ３Ｓｉ（ＣＨ
２）ｍＳｉＲ３（但し、Ｒは水素、アルキル基、アルコ
キシド基、又はアミノ基であって、全てのＲは同一でも
異なっていても良い。ｍは１以上の整数（特に、１〜５
の整数）。）で表される群の中から選ばれる一つ又は二
つ以上のシリコン系化合物を分解させ、酸化ケイ素また
は酸化ケイ素系（例えば、アルキル置換酸化ケイ素とか
アルキレン架橋酸化ケイ素）膜を形成するＡ工程と、重
合性モノマー（例えば、２重結合や３重結合を有するモ
ノマー）を重合させるＢ工程とを具備する。或いは、
Ｒ’ｘＲｙＳｉ（ＯＲ）ｚ（但し、Ｒは水素、アルキル
基、アルコキシド基、又はアミノ基であって、全てのＲ
は同一でも異なっていても良く、Ｒ’は重合性の基（例
えば、２重結合や３重結合を有する基）であって、全て
のＲ’は同一でも異なっていても良く、ｘは１〜３の整
数、ｙは０，１又は２、ｚは１〜３の整数であって、ｘ
＋ｙ＋ｚ＝４。）を分解させ、酸化ケイ素または酸化ケ
イ素系膜を形成するＡ工程と、Ｒ’（例えば、前記分解
により生じたＲ’やＳｉ−Ｒ’）を重合させるＢ工程と
を具備する。これらの酸化膜の形成方法において、Ａ工
程とＢ工程とは、同時および／または交互に行われる。
又、Ａ工程および／またはＢ工程は、特に、気相中で行
われる。又、Ａ工程および／またはＢ工程は、特に、
０．１〜２００Ｔｏｒｒ（中でも、０．５Ｔｏｒｒ以
上。２０Ｔｏｒｒ以下。）の下で行われる。又、Ａ工程
および／またはＢ工程において、膜が形成される基体の
温度は３００〜６００℃（中でも、３５０℃以上。４５
０℃以下。）に制御される。これは、膜が形成される基
体の近傍に１０００〜３０００℃（中でも、１５００℃
以上。２５００℃以下。）に加熱されたフィラメントを
配置することによって行われる。又、Ａ工程は、特に、
酸化性雰囲気下で行われ、Ｂ工程は、特に、不活性雰囲
気下で行われる。Ａ工程における分解および／またはＢ
工程における重合は、特に、熱、プラズマ、及び／又は
光の手段によって行われる。上記本発明の酸化膜の形成
方法において、ＲｎＳｉ（ＯＲ）４−ｎやＲ３Ｓｉ（Ｃ
Ｈ２）ｍＳｉＲ３としては、特に、Ｓｉ（ＯＭｅ）４，
Ｓｉ（ＯＥｔ）４，（ＭｅＯ）３ＳｉＯＳｉ（ＯＭｅ）
３，Tetramethylcyclotetrasiloxane，Ｍｅ２Ｓｉ（Ｏ
Ｍｅ）２，ＨＳｉ（ＯＥｔ）３，（ＭｅＯ）３ＳｉＣＨ
２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＭｅ）３，（Ｍｅ２Ｎ）３ＳｉＣＨ２
ＣＨ２Ｓｉ（ＮＭｅ２）３，（ＭｅＨＮ）３ＳｉＣＨ２
ＣＨ２Ｓｉ（ＮＨＭｅ）３が好ましく用いられる。重合
性モノマーとしては、特に、エチレン、プロピレン、ブ
タジエン、ＣＨ２＝ＣＨ−ＳｉＭｅ３，ＣＨ２＝ＣＨ−
ＣＨ２−ＳｉＭｅ３，ＣＨ２＝ＣＨ−Ｓｉ（ＯＭ
ｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＭｅ）３，Ｃ
Ｈ２＝ＣＨ−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ） ２，ＣＨ２＝ＣＨ−Ｃ
Ｈ２−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２が好ましく用いられる。
又、上記本発明の酸化膜の形成方法において、Ｒ’ｘＲ
ｙＳｉ（ＯＲ）ｚとしては、特に、ＣＨ２＝ＣＨ−Ｓｉ
（ＯＭｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＭｅ）
３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２，ＣＨ２＝Ｃ
Ｈ−ＣＨ２−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２が好ましく用いられ
る。
【００１９】本発明の半導体素子、例えばトランジス
タ、ＩＣ，ＬＳＩ，ＵＬＳＩは、上記特徴（或いは、上
記のようにして得られた特徴）の酸化膜が設けられてな
る。特に、配線膜の周囲に絶縁材として設けられたもの
である。
タ、ＩＣ，ＬＳＩ，ＵＬＳＩは、上記特徴（或いは、上
記のようにして得られた特徴）の酸化膜が設けられてな
る。特に、配線膜の周囲に絶縁材として設けられたもの
である。
【００２０】以下、更に具体的な実施例を挙げて説明す
る。
る。
【００２１】
【実施例１】図１は成膜装置（ＣＶＤ）の概略図であ
る。
る。
【００２２】同図中、１ａは重合用モノマーのガスが充
填された容器、１ｂは重合用モノマーの液体または固体
が入れられた容器、１ｃはＳｉＯ２の原料の液体または
固体が入れられた容器である。２は配管、３はプラズマ
電極を兼ねた加熱器、４は分解反応炉、５は膜が形成さ
れる基板である。６は、例えば酸素、亜酸化窒素、水蒸
気などの酸化ガス、７は流量制御器、８はプラズマユニ
ットである。
填された容器、１ｂは重合用モノマーの液体または固体
が入れられた容器、１ｃはＳｉＯ２の原料の液体または
固体が入れられた容器である。２は配管、３はプラズマ
電極を兼ねた加熱器、４は分解反応炉、５は膜が形成さ
れる基板である。６は、例えば酸素、亜酸化窒素、水蒸
気などの酸化ガス、７は流量制御器、８はプラズマユニ
ットである。
【００２３】上記装置において、Ａ工程として、次の工
程が採られる。すなわち、容器１ｃに入れられたＨＳｉ
（ＯＣ２Ｈ５）３を、キャリアガスとして窒素を３０ｍ
ｌ／分の割合で流すことにより、配管２を経て、分解反
応炉４に導入する。又、反応ガスとして酸素が供給され
る。尚、分解反応炉４は３Ｔｏｒｒに排気されている。
又、同時に、５０Ｗ，１３．５６ＭＨｚでＨｅのプラズ
マがたてられている。そして、基板５の温度は４５０℃
であった。
程が採られる。すなわち、容器１ｃに入れられたＨＳｉ
（ＯＣ２Ｈ５）３を、キャリアガスとして窒素を３０ｍ
ｌ／分の割合で流すことにより、配管２を経て、分解反
応炉４に導入する。又、反応ガスとして酸素が供給され
る。尚、分解反応炉４は３Ｔｏｒｒに排気されている。
又、同時に、５０Ｗ，１３．５６ＭＨｚでＨｅのプラズ
マがたてられている。そして、基板５の温度は４５０℃
であった。
【００２４】又、Ｂ工程として、次の工程が採られる。
すなわち、容器１ａに入れられたプロピレンガスを３０
ｍｌ／分の割合で、配管２を経て、分解反応炉４に導入
する。尚、分解反応炉４は３Ｔｏｒｒに排気されてい
る。又、同時に、５０Ｗ，１３．５６ＭＨｚでＨｅのプ
ラズマがたてられている。そして、基板５の温度は４５
０℃であった。尚、Ｂ工程では、Ａ工程と異なり、酸素
ガスは供給されない。
すなわち、容器１ａに入れられたプロピレンガスを３０
ｍｌ／分の割合で、配管２を経て、分解反応炉４に導入
する。尚、分解反応炉４は３Ｔｏｒｒに排気されてい
る。又、同時に、５０Ｗ，１３．５６ＭＨｚでＨｅのプ
ラズマがたてられている。そして、基板５の温度は４５
０℃であった。尚、Ｂ工程では、Ａ工程と異なり、酸素
ガスは供給されない。
【００２５】上記Ａ工程とＢ工程とを交互に繰り返して
行い、基板５上に厚さが３００ｎｍの膜を形成した。
行い、基板５上に厚さが３００ｎｍの膜を形成した。
【００２６】膜形成後、基板を取り出し、透過型電子顕
微鏡（ＴＥＭ）にて、膜の断面を観察した処、Ａ工程に
よる膜とＢ工程による膜とが積層されたタイプのもので
あることが判った。
微鏡（ＴＥＭ）にて、膜の断面を観察した処、Ａ工程に
よる膜とＢ工程による膜とが積層されたタイプのもので
あることが判った。
【００２７】又、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって
調べた処、膜はＳｉ，Ｃ，Ｏを含む組成のもので構成さ
れていることが判った。
調べた処、膜はＳｉ，Ｃ，Ｏを含む組成のもので構成さ
れていることが判った。
【００２８】又、フーリエ変換型赤外分光分析（ＦＴ−
ＩＲ）によって調べた処、Ｓｉ−Ｏ及びポリプロピレン
に由来する振動ピークが観察された。この結果、膜は、
Ｓｉ−Ｏ結合を持ち、又、ポリプロピレンを持つもので
あることが確認できた。更には、Ｓｉ−Ｃ結合に由来す
る振動ピークも僅かに観察され、Ｓｉ−Ｃ結合を持つも
のであることも判った。
ＩＲ）によって調べた処、Ｓｉ−Ｏ及びポリプロピレン
に由来する振動ピークが観察された。この結果、膜は、
Ｓｉ−Ｏ結合を持ち、又、ポリプロピレンを持つもので
あることが確認できた。更には、Ｓｉ−Ｃ結合に由来す
る振動ピークも僅かに観察され、Ｓｉ−Ｃ結合を持つも
のであることも判った。
【００２９】又、誘電率を調べた処、１．４であり、Ｓ
ｉＯ２膜より小さな値のものであった。
ｉＯ２膜より小さな値のものであった。
【００３０】そして、上記膜のＣａｐａｃｉｔａｎｃｅ
−Ｖｏｌｔａｇｅ特性を調べた処、次世代トランジスタ
に十分に使用可能なリーク耐性を持っていた。
−Ｖｏｌｔａｇｅ特性を調べた処、次世代トランジスタ
に十分に使用可能なリーク耐性を持っていた。
【００３１】
【実施例２】実施例１において、Ａ工程とＢ工程とを同
時に行った。尚、酸素ガスは継続的に流された。
時に行った。尚、酸素ガスは継続的に流された。
【００３２】厚さ３００ｎｍの膜の形成後、基板を取り
出し、ＴＥＭにて、膜の断面を観察した処、実施例１の
ような積層タイプのものでは無いことが判った。
出し、ＴＥＭにて、膜の断面を観察した処、実施例１の
ような積層タイプのものでは無いことが判った。
【００３３】又、ＸＰＳによって調べた処、膜はＳｉ，
Ｃ，Ｏを含む組成のもので構成されていることが判っ
た。
Ｃ，Ｏを含む組成のもので構成されていることが判っ
た。
【００３４】又、ＦＴ−ＩＲによって調べた処、Ｓｉ−
Ｏ，Ｓｉ−Ｃ及びポリプロピレンに由来する振動ピーク
が観察された。この結果、膜は、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳ
ｉ−Ｃ結合を持ち、又、ポリプロピレンを持つものであ
ることが確認できた。そして、実施例１のような二次元
構造（積層タイプ）のものでは無く、三次元的構造のも
のであることも判った。
Ｏ，Ｓｉ−Ｃ及びポリプロピレンに由来する振動ピーク
が観察された。この結果、膜は、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳ
ｉ−Ｃ結合を持ち、又、ポリプロピレンを持つものであ
ることが確認できた。そして、実施例１のような二次元
構造（積層タイプ）のものでは無く、三次元的構造のも
のであることも判った。
【００３５】又、誘電率を調べた処、１．４であり、Ｓ
ｉＯ２膜より小さな値のものであった。
ｉＯ２膜より小さな値のものであった。
【００３６】そして、上記膜のＣａｐａｃｉｔａｎｃｅ
−Ｖｏｌｔａｇｅ特性を調べた処、次世代トランジスタ
に十分に使用可能なリーク耐性を持っていた。
−Ｖｏｌｔａｇｅ特性を調べた処、次世代トランジスタ
に十分に使用可能なリーク耐性を持っていた。
【００３７】
【実施例３〜６】実施例１のＡ工程において、反応ガス
である酸素の代わりに、オゾン、水蒸気、過酸化水素、
亜酸化窒素を用いて同様に行った。
である酸素の代わりに、オゾン、水蒸気、過酸化水素、
亜酸化窒素を用いて同様に行った。
【００３８】その結果、実施例１と同様な膜が得られ
た。
た。
【００３９】
【実施例７】実施例１のＢ工程において、プラズマを用
いる代わりに、基板の上５ｃｍの位置にタングステンフ
ィラメントを置き、通電してフィラメントを２０００℃
に発熱させて同様に行った。
いる代わりに、基板の上５ｃｍの位置にタングステンフ
ィラメントを置き、通電してフィラメントを２０００℃
に発熱させて同様に行った。
【００４０】その結果、実施例１と同様な膜が得られ
た。
た。
【００４１】
【実施例８〜１３】実施例１のＡ工程におけるＨＳｉ
（ＯＣ２Ｈ５）３の代わりに、Ｓｉ（ＯＭｅ）４，Ｓｉ
（ＯＥｔ）４，（ＭｅＯ）３ＳｉＯＳｉ（ＯＭｅ）３，
Ｍｅ２Ｓｉ（ＯＭｅ）２，ＨＳｉ（ＯＥｔ）３，Tetram
ethylcyclotetrasiloxaneを用いて同様に行った。
（ＯＣ２Ｈ５）３の代わりに、Ｓｉ（ＯＭｅ）４，Ｓｉ
（ＯＥｔ）４，（ＭｅＯ）３ＳｉＯＳｉ（ＯＭｅ）３，
Ｍｅ２Ｓｉ（ＯＭｅ）２，ＨＳｉ（ＯＥｔ）３，Tetram
ethylcyclotetrasiloxaneを用いて同様に行った。
【００４２】その結果、実施例１と同様な膜が得られ
た。
た。
【００４３】
【実施例１４〜２１】実施例１のＢ工程におけるプロピ
レンの代わりに、エチレン、ブタジエン、ＣＨ２＝ＣＨ
−ＳｉＭｅ３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−ＳｉＭｅ３，Ｃ
Ｈ２＝ＣＨ−Ｓｉ（ＯＭｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２
−Ｓｉ（ＯＭｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＳｉＭｅ（ＯＭ
ｅ）２，ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２
を用いて同様に行った。尚、原料が液体の場合には、容
器１ｂに入れ、キャリアガスを用いて分解反応炉に導入
した。
レンの代わりに、エチレン、ブタジエン、ＣＨ２＝ＣＨ
−ＳｉＭｅ３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−ＳｉＭｅ３，Ｃ
Ｈ２＝ＣＨ−Ｓｉ（ＯＭｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２
−Ｓｉ（ＯＭｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＳｉＭｅ（ＯＭ
ｅ）２，ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２
を用いて同様に行った。尚、原料が液体の場合には、容
器１ｂに入れ、キャリアガスを用いて分解反応炉に導入
した。
【００４４】その結果、実施例１と同様な膜が得られ
た。尚、これらの膜において、エチレンが用いられた場
合にはポリプロピレンの代わりにポリエチレンを、ブタ
ジエンが用いられた場合にはポリプロピレンの代わりに
ポリブタジエンを持つものであった。
た。尚、これらの膜において、エチレンが用いられた場
合にはポリプロピレンの代わりにポリエチレンを、ブタ
ジエンが用いられた場合にはポリプロピレンの代わりに
ポリブタジエンを持つものであった。
【００４５】
【実施例２２〜２４】実施例１のＡ工程におけるＨＳｉ
（ＯＣ２Ｈ５）３の代わりに、（ＭｅＯ）３ＳｉＣＨ２
ＣＨ２Ｓｉ（ＯＭｅ）３，（Ｍｅ２Ｎ）３ＳｉＣＨ２Ｃ
Ｈ２Ｓｉ（ＮＭｅ２）３，（ＭｅＨＮ）３ＳｉＣＨ２Ｃ
Ｈ２Ｓｉ（ＮＨＭｅ）３を用いて同様に行った。
（ＯＣ２Ｈ５）３の代わりに、（ＭｅＯ）３ＳｉＣＨ２
ＣＨ２Ｓｉ（ＯＭｅ）３，（Ｍｅ２Ｎ）３ＳｉＣＨ２Ｃ
Ｈ２Ｓｉ（ＮＭｅ２）３，（ＭｅＨＮ）３ＳｉＣＨ２Ｃ
Ｈ２Ｓｉ（ＮＨＭｅ）３を用いて同様に行った。
【００４６】その結果、実施例１と同様な膜が得られ
た。尚、ＦＴ−ＩＲにより、得られた膜にはＳｉ−ＣＨ
２−ＣＨ２−Ｓｉユニット及びポリプロピレンの存在も
確認された。
た。尚、ＦＴ−ＩＲにより、得られた膜にはＳｉ−ＣＨ
２−ＣＨ２−Ｓｉユニット及びポリプロピレンの存在も
確認された。
【００４７】
【実施例２５】上記装置において、容器１ｃに入れられ
たＣＨ２＝ＣＨ−Ｓｉ（ＯＭｅ）３を、キャリアガスと
して窒素を３０ｍｌ／分の割合で流すことにより、配管
２を経て、分解反応炉４に導入した。又、反応ガスとし
て酸素が供給された。尚、分解反応炉４は３Ｔｏｒｒに
排気されている。又、同時に、５０Ｗ，１３．５６ＭＨ
ｚでＨｅのプラズマがたてられている。そして、基板５
の温度は４５０℃であった。
たＣＨ２＝ＣＨ−Ｓｉ（ＯＭｅ）３を、キャリアガスと
して窒素を３０ｍｌ／分の割合で流すことにより、配管
２を経て、分解反応炉４に導入した。又、反応ガスとし
て酸素が供給された。尚、分解反応炉４は３Ｔｏｒｒに
排気されている。又、同時に、５０Ｗ，１３．５６ＭＨ
ｚでＨｅのプラズマがたてられている。そして、基板５
の温度は４５０℃であった。
【００４８】上記のようにして、基板５上に厚さが３０
０ｎｍの膜を形成した。
０ｎｍの膜を形成した。
【００４９】膜形成後、基板を取り出し、ＸＰＳによっ
て調べた処、膜はＳｉ，Ｃ，Ｏを含む組成のもので構成
されていることが判った。
て調べた処、膜はＳｉ，Ｃ，Ｏを含む組成のもので構成
されていることが判った。
【００５０】又、ＦＴ−ＩＲによって調べた処、Ｓｉ−
Ｏ，Ｓｉ−Ｃ及びポリプロピレンに由来する振動ピーク
が観察された。この結果、膜は、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳ
ｉ−Ｃ結合を持ち、又、ポリプロピレンを持つものであ
ることが確認できた。
Ｏ，Ｓｉ−Ｃ及びポリプロピレンに由来する振動ピーク
が観察された。この結果、膜は、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳ
ｉ−Ｃ結合を持ち、又、ポリプロピレンを持つものであ
ることが確認できた。
【００５１】又、誘電率を調べた処、１．４であり、Ｓ
ｉＯ２膜より小さな値のものであった。
ｉＯ２膜より小さな値のものであった。
【００５２】そして、上記膜のＣａｐａｃｉｔａｎｃｅ
−Ｖｏｌｔａｇｅ特性を調べた処、次世代トランジスタ
に十分に使用可能なリーク耐性を持っていた。
−Ｖｏｌｔａｇｅ特性を調べた処、次世代トランジスタ
に十分に使用可能なリーク耐性を持っていた。
【００５３】
【実施例２６〜２８】実施例２５において、ＣＨ２＝Ｃ
Ｈ−Ｓｉ（ＯＭｅ）３の代わりに、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ
２−Ｓｉ（ＯＭｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＳｉＭｅ（ＯＭ
ｅ）２，ＣＨ ２＝ＣＨ−ＣＨ２−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２
を用いて同様に行った。
Ｈ−Ｓｉ（ＯＭｅ）３の代わりに、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ
２−Ｓｉ（ＯＭｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＳｉＭｅ（ＯＭ
ｅ）２，ＣＨ ２＝ＣＨ−ＣＨ２−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２
を用いて同様に行った。
【００５４】その結果、実施例２５と同様な膜が得られ
た。
た。
【００５５】
【実施例２９】上記装置において、容器１ｃに入れられ
たＣＨ２＝ＣＨ−Ｓｉ（ＯＭｅ）３を、キャリアガスと
して窒素を３０ｍｌ／分の割合で流すことにより、配管
２を経て、分解反応炉４に導入した。又、反応ガスとし
て水蒸気が供給された。尚、分解反応炉４は３Ｔｏｒｒ
に排気されている。又、同時に、５０Ｗ，１３．５６Ｍ
ＨｚでＨｅのプラズマがたてられている。そして、基板
５の温度は５００℃であった。
たＣＨ２＝ＣＨ−Ｓｉ（ＯＭｅ）３を、キャリアガスと
して窒素を３０ｍｌ／分の割合で流すことにより、配管
２を経て、分解反応炉４に導入した。又、反応ガスとし
て水蒸気が供給された。尚、分解反応炉４は３Ｔｏｒｒ
に排気されている。又、同時に、５０Ｗ，１３．５６Ｍ
ＨｚでＨｅのプラズマがたてられている。そして、基板
５の温度は５００℃であった。
【００５６】厚さ２００ｎｍの膜の形成後、基板を取り
出し、ＦＴ−ＩＲによって調べた処、Ｓｉ−Ｏ，ＣＨ２
＝ＣＨ−に由来する振動ピークが観察された。
出し、ＦＴ−ＩＲによって調べた処、Ｓｉ−Ｏ，ＣＨ２
＝ＣＨ−に由来する振動ピークが観察された。
【００５７】この後、基板を分解反応炉４に戻し、５５
０℃に加熱し、ＣＨ２＝ＣＨ−部を重合させた。
０℃に加熱し、ＣＨ２＝ＣＨ−部を重合させた。
【００５８】この後、基板を取り出し、ＸＰＳによって
調べた処、膜はＳｉ，Ｃ，Ｏを含む組成のもので構成さ
れていることが判った。
調べた処、膜はＳｉ，Ｃ，Ｏを含む組成のもので構成さ
れていることが判った。
【００５９】又、ＦＴ−ＩＲによって調べた処、Ｓｉ−
Ｏ，Ｓｉ−Ｃ及びポリプロピレンに由来する振動ピーク
が観察された。この結果、膜は、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳ
ｉ−Ｃ結合を持ち、又、ポリプロピレンを持つものであ
ることが確認できた。
Ｏ，Ｓｉ−Ｃ及びポリプロピレンに由来する振動ピーク
が観察された。この結果、膜は、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳ
ｉ−Ｃ結合を持ち、又、ポリプロピレンを持つものであ
ることが確認できた。
【００６０】又、誘電率を調べた処、１．５であり、Ｓ
ｉＯ２膜より小さな値のものであった。
ｉＯ２膜より小さな値のものであった。
【００６１】そして、上記膜のＣａｐａｃｉｔａｎｃｅ
−Ｖｏｌｔａｇｅ特性を調べた処、次世代トランジスタ
に十分に使用可能なリーク耐性を持っていた。
−Ｖｏｌｔａｇｅ特性を調べた処、次世代トランジスタ
に十分に使用可能なリーク耐性を持っていた。
【００６２】
【発明の効果】絶縁膜、特にＣｕ配線膜に対する絶縁膜
として非常に有効な酸化膜が得られ、高性能な半導体素
子が得られる。
として非常に有効な酸化膜が得られ、高性能な半導体素
子が得られる。
【図１】ＣＶＤ装置の概略図
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5F033 HH11 RR04 RR11 RR21 RR23
SS14 SS15 XX24
5F058 AA10 AC10 AD01 AF01 AH02
Claims (25)
- 【請求項１】 酸化ケイ素系の膜であって、 前記膜は、少なくともＳｉ，Ｏ，Ｃ及びＨが用いられて
構成されてなることを特徴とする酸化膜。 - 【請求項２】 酸化ケイ素系の膜であって、 前記膜は、少なくともＳｉ，Ｏ，Ｃ，Ｆ及びＨが用いら
れて構成されてなることを特徴とする酸化膜。 - 【請求項３】 三次元ネットワーク構造の酸化ケイ素に
Ｃが結合された構成を有することを特徴とする請求項１
又は請求項２の酸化膜。 - 【請求項４】 三次元ネットワーク構造の酸化ケイ素の
ＳｉにＣが結合された構成を有することを特徴とする請
求項１〜請求項３いずれかの酸化膜。 - 【請求項５】 三次元ネットワーク構造の酸化ケイ素の
Ｏの一部が炭化水素（Ｏ，Ｆを含む場合もある。）基で
置換された構成を有することを特徴とする請求項１〜請
求項４いずれかの酸化膜。 - 【請求項６】 三次元ネットワーク構造の酸化ケイ素の
ＳｉとＳｉとの間に炭化水素（Ｏ，Ｆを含む場合もあ
る。）基を有する構成であることを特徴とする請求項１
〜請求項４いずれかの酸化膜。 - 【請求項７】 酸化ケイ素の三次元ネットワーク構造に
Ｃが結合された構成を有さず、酸化ケイ素の組成物とＣ
を主体とする高分子組成物とが混在した構成のものであ
ることを特徴とする請求項１又は請求項２の酸化膜。 - 【請求項８】 酸化ケイ素膜とＣを主体とする高分子組
成物膜とが積層された構成のものであることを特徴とす
る請求項１〜請求項７いずれかの酸化膜。 - 【請求項９】 酸化ケイ素膜とＣを主体とする高分子組
成物膜とが三次元的に交錯した構成のものであることを
特徴とする請求項１〜請求項７いずれかの酸化膜。 - 【請求項１０】 ＳｉＯ２膜の誘電率より低い誘電率の
ものであって、蒸着重合法により成膜された膜であるこ
とを特徴とする請求項１〜請求項９いずれかの酸化膜。 - 【請求項１１】 請求項１〜請求項１０いずれかの酸化
膜が設けられてなることを特徴とする半導体素子。 - 【請求項１２】 ＲｎＳｉ（ＯＲ）４−ｎ（但し、Ｒは
水素、アルキル基、アルコキシド基、又はアミノ基であ
って、全てのＲは同一でも異なっていても良い。ｎは
０，１，２，３又は４。），Ｒ３Ｓｉ（ＣＨ２）ｍＳｉ
Ｒ３（但し、Ｒは水素、アルキル基、アルコキシド基、
又はアミノ基であって、全てのＲは同一でも異なってい
ても良い。ｍは１以上の整数。）で表される群の中から
選ばれる一つ又は二つ以上のシリコン系化合物を分解さ
せ、酸化ケイ素または酸化ケイ素系膜を形成するＡ工程
と、 重合性モノマーを重合させるＢ工程とを具備することを
特徴とする酸化膜の形成方法。 - 【請求項１３】 Ｒ’ｘＲｙＳｉ（ＯＲ）ｚ（但し、Ｒ
は水素、アルキル基、アルコキシド基、又はアミノ基で
あって、全てのＲは同一でも異なっていても良く、Ｒ’
は重合性の基であって、全てのＲ’は同一でも異なって
いても良く、ｘは１〜３の整数、ｙは０，１又は２、ｚ
は１〜３の整数であって、ｘ＋ｙ＋ｚ＝４。）を分解さ
せ、酸化ケイ素または酸化ケイ素系膜を形成するＡ工程
と、 Ｒ’を重合させるＢ工程とを具備することを特徴とする
酸化膜の形成方法。 - 【請求項１４】 Ａ工程とＢ工程とが同時および／また
は交互に行われることを特徴とする請求項１２又は請求
項１３の酸化膜の形成方法。 - 【請求項１５】 Ａ工程および／またはＢ工程が気相中
で行われることを特徴とする請求項１２〜請求項１４い
ずれかの酸化膜の形成方法。 - 【請求項１６】 Ａ工程および／またはＢ工程が０．１
〜２００Ｔｏｒｒの下で行われることを特徴とする請求
項１２〜請求項１５いずれかの酸化膜の形成方法。 - 【請求項１７】 Ａ工程および／またはＢ工程におい
て、膜が形成される基体の温度が３００〜６００℃であ
ることを特徴とする請求項１２〜請求項１６いずれかの
酸化膜の形成方法。 - 【請求項１８】 Ａ工程および／またはＢ工程におい
て、膜が形成される基体の近傍に１０００〜３０００℃
に加熱されたフィラメントが配置されて行われることを
特徴とする請求項１２〜請求項１７いずれかの酸化膜の
形成方法。 - 【請求項１９】 Ａ工程は酸化性雰囲気下で行われ、Ｂ
工程は不活性雰囲気下で行われることを特徴とする請求
項１２〜請求項１８いずれかの酸化膜の形成方法。 - 【請求項２０】 Ａ工程における分解および／またはＢ
工程における重合は、熱、プラズマ、及び／又は光の手
段によって行われることを特徴とする請求項１２〜請求
項１９いずれかの酸化膜の形成方法。 - 【請求項２１】 シリコン系化合物が、Ｓｉ（ＯＭｅ）
４，Ｓｉ（ＯＥｔ） ４，（ＭｅＯ）３ＳｉＯＳｉ（ＯＭ
ｅ）３，Tetramethylcyclotetrasiloxane，Ｍｅ２Ｓｉ
（ＯＭｅ）２，ＨＳｉ（ＯＥｔ）３，（ＭｅＯ）３Ｓｉ
ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＭｅ）３，（Ｍｅ２Ｎ）３ＳｉＣ
Ｈ２ＣＨ２Ｓｉ（ＮＭｅ２）３，（ＭｅＨＮ）３ＳｉＣ
Ｈ２ＣＨ２Ｓｉ（ＮＨＭｅ）３のいずれかであることを
特徴とする請求項１２の酸化膜の形成方法。 - 【請求項２２】 重合性モノマーが、エチレン、プロピ
レン、ブタジエン、ＣＨ２＝ＣＨ−ＳｉＭｅ３，ＣＨ２
＝ＣＨ−ＣＨ２−ＳｉＭｅ３，ＣＨ２＝ＣＨ−Ｓｉ（Ｏ
Ｍｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＭｅ）３，
ＣＨ２＝ＣＨ−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２，ＣＨ２＝ＣＨ−
ＣＨ２−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２のいずれかであることを
特徴とする請求項１２の酸化膜の形成方法。 - 【請求項２３】 シリコン系化合物が、ＣＨ２＝ＣＨ−
Ｓｉ（ＯＭｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＭ
ｅ）３，ＣＨ２＝ＣＨ−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ） ２，ＣＨ２
＝ＣＨ−ＣＨ２−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２のいずれかであ
ることを特徴とする請求項１３の酸化膜の形成方法。 - 【請求項２４】 請求項１２〜請求項２３いずれかの酸
化膜の形成方法により形成されてなることを特徴とする
酸化膜。 - 【請求項２５】 請求項１２〜請求項２３いずれかの酸
化膜の形成方法により形成されてなる酸化膜が設けられ
てなることを特徴とする半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001350486A JP2003151972A (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | 酸化膜、酸化膜形成方法、半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001350486A JP2003151972A (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | 酸化膜、酸化膜形成方法、半導体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003151972A true JP2003151972A (ja) | 2003-05-23 |
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ID=19162975
Family Applications (1)
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2001
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