JP2004152794A - 絶縁膜の形成方法及び絶縁膜の形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高品質で、空孔率の高い膜を形成できる絶縁膜の形成方法及び絶縁膜の形成装置を提供する。
【解決手段】１，３，５−トリメチル１，３，５−トリビニルシクロトリシロキサン（Ｖ３Ｄ３）とアリルペンタフルオロベンゼン（ＡＰＦＢ）とをチャンバ１２内に供給し、プラズマによりこれらを励起してこれらの化合物の分子状の活性種を発生させる。これらの活性種を基板の表面近傍で反応させ、所定厚さのシロキサン構造を有する絶縁膜を形成する。さらに、アンモニアガスを用いたプラズマ処理により、絶縁膜中に含まれるＡＰＦＢ分子等（フラグメント分子を含む）を選択的に脱離させて、シロキサン骨格構造を維持しながら、比較的大きな空孔を有する絶縁膜をウェハＷ表面に形成する。
【選択図】 図１
【解決手段】１，３，５−トリメチル１，３，５−トリビニルシクロトリシロキサン（Ｖ３Ｄ３）とアリルペンタフルオロベンゼン（ＡＰＦＢ）とをチャンバ１２内に供給し、プラズマによりこれらを励起してこれらの化合物の分子状の活性種を発生させる。これらの活性種を基板の表面近傍で反応させ、所定厚さのシロキサン構造を有する絶縁膜を形成する。さらに、アンモニアガスを用いたプラズマ処理により、絶縁膜中に含まれるＡＰＦＢ分子等（フラグメント分子を含む）を選択的に脱離させて、シロキサン骨格構造を維持しながら、比較的大きな空孔を有する絶縁膜をウェハＷ表面に形成する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁膜の形成方法及びその装置に関し、特に、空孔を有する低誘電率を有する絶縁膜の形成方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、半導体装置の高速化、小型化の要請を背景として、半導体素子の多層化及び配線の微細化が進められている。例えば、０．１５μｍ以下の設計ルールに対しては、多層構造を有する配線の信号伝播速度が遅延し、所望の高速化が図れないという問題がある。この微細化に伴う配線遅延の増大を防ぐためには、配線の層間絶縁膜の低誘電率化が有効である。
【０００３】
そこで、従来、種々の絶縁膜形成材料が検討されてきた。なかでも、膜中に空孔が存在すると、膜としての誘電率が材料固有の誘電率より低下するという性質を利用した、空孔率の高い絶縁膜が注目されている。
【０００４】
例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等により、低沸点成分若しくは分解し易い分子群である炭化水素化合物等を含む絶縁膜を成膜し、後処理により、この炭化水素化合物を除去し、マトリックスの膜中に空孔を形成する方法が検討されている。
しかし、低沸点成分若しくは分解し易い分子群を除去するためには、成膜処理よりも高温で処理するか、プラズマ処理により、高いエネルギーを膜に印加することが必要となる。このため、空孔を形成する際に、膜の骨格構造そのものにダメージを与え、絶縁膜としての機能が劣化してしまうという問題があった。
【０００５】
膜へのダメージを抑制しつつ空孔形成が可能な方法として、シロキサン分子と比較的低分子量の弗素化炭素（ＣＦ）分子とから構成される絶縁膜を形成し、次いで超臨界状態のＣＯ２を利用してこの絶縁膜を処理する方法が検討されている（例えば、下記非特許文献１参照）。この方法によれば、加圧下で絶縁膜に超臨界状態のＣＯ２を吸収させ、絶縁膜中に存在する低分子量成分を超臨界ＣＯ２中に溶解させる。次いで、減圧して導入したＣＯ２を系外に除去する。このとき、超臨界ＣＯ２中に溶解している低分子量成分等も除去されるので、除去された低分子量成分等の大きさに対応する微細な空孔が絶縁膜に形成される。
【０００６】
【非特許文献１】
Ｓ．Ｇａｎｇｏｐａｄｈｙａｙらの講演資料、”Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ Ｃａｒｂｏｎ Ｄｉｏｘｉｄｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｎａｎｏｐｏｒｏｕｓ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｓ”，Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ−ｋ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｍａｔｅｃｈ主催（米国）、２００２年６月６−７日
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法では、絶縁膜の基本構造を維持して、所望の結合が切断されるように圧力を制御することが難しいという問題がある。また、この方法は、比較的低分子量の弗素化炭素分子を除去するものであり、絶縁膜に形成される空孔が比較的小さく、得られる絶縁膜の比誘電率がまだ高いという欠点がある。さらに、超臨界状態のＣＯ２を利用するために、装置コストが高く、装置の損耗も激しいという問題もある。
【０００８】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、品質が高く、且つ、空孔率の高い膜を形成できる絶縁膜の形成方法及び絶縁膜の形成装置を提供することを目的とする。
本発明は、また、膜の骨格構造を維持して、比較的大きな空孔を形成できる絶縁膜の形成方法及び絶縁膜の形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る絶縁膜の形成方法は、
シロキサン構造中に弗素化炭化水素化合物が取り込まれて構成される絶縁膜を形成する絶縁膜形成ステップと、
前記絶縁膜形成ステップにて形成した絶縁膜中の弗素化炭化水素分子が選択的に脱離するように、前記絶縁膜をアニールするアニールステップと、を備える、
ことを特徴とする。
【００１０】
この方法によれば、シロキサン構造中に弗素化炭化水素化合物が取り込まれて構成される絶縁膜を形成する。この膜中に含まれる弗素化炭化水素分子は、絶縁膜構造の中で相対的に解離し易い。アニールステップでは、比較的低いエネルギーでこの弗素化炭化水素分子を絶縁膜から脱離させ得るので、絶縁膜を構成する骨格構造に与えるダメージを抑制して、空孔率の高い絶縁膜を形成することができる。
【００１１】
絶縁膜形成ステップでは、シロキサン化合物と弗素化炭化水素化合物とを出発物質としたプラズマＣＶＤにより形成することができる。
【００１２】
アニールステップでは、絶縁膜を励起ガスに暴露し、または、絶縁膜を熱処理することが望ましい。
【００１３】
弗素化炭化水素化合物は環状構造を有することが望ましい。
【００１４】
弗素化炭化水素化合物は芳香環を有することが望ましい。
【００１５】
励起ガスは、酸素ガス、水素ガス、アンモニアガスのいずれか１つ、若しくはこれらのガスの組合せのプラズマから構成されることが望ましい。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る絶縁膜の形成装置は、
シロキサン構造中に弗素化炭化水素化合物が取り込まれて構成される絶縁膜が形成された被処理体を、その内部に収容するチャンバと、
前記絶縁膜中の弗素化炭化水素分子が選択的に脱離するように、前記チャンバ内の被処理体をアニールするアニール手段と、を備える、
ことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にかかる絶縁膜の形成方法について、以下図面を参照して説明する。本実施の形態の絶縁膜の形成方法によれば、シリコン（Ｓｉ）と酸素素（Ｏ）と炭素（Ｃ）と弗素（Ｆ）とを主成分として構成され、空孔率の高い低誘電率の絶縁膜（以下、ＳｉＯＣＦ系膜）が形成される。
【００１８】
図１に、本実施の形態の絶縁膜の形成方法を実施するための装置の構成例を示す。
本実施の形態の処理装置は、上下平行に対向する電極を有する、いわゆる平行平板型プラズマＣＶＤ装置として構成され、半導体ウェハ（以下、ウェハＷ）の表面にＳｉＯＣ系膜をＣＶＤにより成膜する。
【００１９】
図１を参照して、処理装置１１は、円筒形状のチャンバ１２を有する。チャンバ１２は、アルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウム等の導電性材料からなる。また、チャンバ１２は接地されている。
【００２０】
チャンバ１２の底部には排気口１３が設けられている。排気口１３には、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備える排気装置１４が接続されている。排気装置１４は、チャンバ１２内を所定の圧力まで排気する。また、チャンバ１２の側壁にはゲートバルブ１５が設けられている。ゲートバルブ１５を開放した状態で、チャンバ１２の外部との間でのウェハＷの搬入出がなされる。
【００２１】
除害装置３６は、排気装置１４により排出されたチャンバ１２内の雰囲気ガスを無害化するための装置である。除害装置３６は、所定の触媒により雰囲気ガスを燃焼あるいは熱分解して、無害な物質に変換する。
【００２２】
チャンバ１２の底部には略円柱状のサセプタ支持台１６が設けられている。サセプタ支持台１６の上には、ウェハＷの載置台としてのサセプタ１７が設けられている。サセプタ１７は下部電極としての機能を有し、サセプタ支持台１６とサセプタ１７との間は、セラミックなどの絶縁体１８により絶縁されている。
【００２３】
サセプタ支持台１６の内部には、下部冷媒流路１９が設けられている。下部冷媒流路１９には冷媒が循環している。下部冷媒流路１９を冷媒が循環することにより、サセプタ１７そしてウエハＷは所望の温度に制御される。
【００２４】
サセプタ支持台１６には、半導体ウエハＷの受け渡しをするためのリフトピン２０が設けられており、リフトピン２０はシリンダ（図示せず）により昇降可能となっている。また、サセプタ１７は、その上中央部が凸状の円板状に成形され、その上にウエハＷと略同形の図示しない静電チャックが設けられている。サセプタ１７上に載置されたウェハＷは、直流電圧が印加されることにより静電吸着される。
【００２５】
下部電極として機能するサセプタ１７には、第１の高周波電源２１が第１の整合器２２を介して接続されている。第１の高周波電源２１は０．１〜１３ＭＨｚの範囲の周波数を有している。第１の高周波電源２１に上記範囲の周波数を印加することにより、被処理体表面にイオン等の活性種を集束させる等の効果が得られる。
【００２６】
サセプタ１７の上方には、このサセプタ１７と平行に対向してシャワーヘッド２３が設けられている。シャワーヘッド２３のサセプタ１７に対向する面には、多数のガス穴２４を有する、アルミニウム等からなる電極板２５が備えられている。また、シャワーヘッド２３は、電極支持体２６により、チャンバ１２の天井部分に支持されている。シャワーヘッド２３の内部には、上部冷媒流路２７が設けられている。上部冷媒流路２７には冷媒が循環し、シャワーヘッド２３は所望の温度に制御される。
【００２７】
さらに、シャワーヘッド２３にはガス導入管２８が接続されている。ガス導入管２８は、１，３，５−トリメチル−１，３，５−トリビニルシクロトリシロキサン（Ｖ３Ｄ３）ガス源２９と、アリルペンタフルオロベンゼン（ＡＰＦＢ）ガス源３０と、アルゴン（Ａｒ）ガス源３１と、に、図示しないマスフローコントローラ、バルブ等を介して接続されている。Ｖ３Ｄ３とＡＰＦＢとは常温ではともに液体であるので、図示しない加熱部により気化した状態で、各ガス源２９、３０に供給される。また、空孔を形成するためのガスであるＮＨ３ガス源３５も、ガス導入管２８に、図示しないマスフローコントローラ、バルブ等を介して接続されている。
【００２８】
各ガス源２９〜３１、３５からのガスは、ガス導入管２８を介してシャワーヘッド２３の内部に形成された中空部（図示せず）に混合されて供給される。シャワーヘッド２３内に供給されたガスは、中空部で拡散され、シャワーヘッド２３のガス穴２４からウェハＷの表面に供給される。
【００２９】
シャワーヘッド２３には、第２の高周波電源３２が接続されており、その給電線には第２の整合器３３が介在されている。第２の高周波電源３２は、１３〜１５０ＭＨｚの範囲の周波数を有しており、このように高い周波数を印加することにより、シャワーヘッド２３は上部電極として機能し、チャンバ１２内に好ましい解離状態でかつ高密度のプラズマを形成する。
【００３０】
制御部３４は、ウェハＷへの成膜処理を含む、処理装置１１全体の動作を制御する。制御部３４は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリ等を備えるマイコン制御装置である。制御部３４は、装置各部を所定の処理シーケンスに従って制御するためのプログラムをメモリに記憶し、このプログラムにしたがって、装置各部に制御信号を送信する。
【００３１】
以下、上記処理装置１１を用いた絶縁膜の形成方法について説明する。図２に、本実施の形態の製造方法のタイミング図を示す。なお、図２に示すタイミング図は一例であり、同様の効果を奏する構成であればいかなるものであってもよい。
【００３２】
まず、未処理のウェハＷが、図示しない搬送アームに保持されて開放状態のゲートバルブ１５を介してチャンバ１２内に搬入される。搬送アームは、ウェハＷを上昇位置にあるリフトピン２０に受け渡し、チャンバ１２内から退出する。その後、ウェハＷはリフトピン２０の下降により、サセプタ１７上に載置される。ウェハＷは、静電チャックによりサセプタ１７上に固定される。
【００３３】
次いで、制御部３４は、排気装置１４により、チャンバ１２内を、例えば、１．３×１０−２Ｐａ（１×１０−４Ｔｏｒｒ）とする。また同時に、制御部３４は、サセプタ１７の温度を、４００℃以下の温度、例えば、３５０℃に設定する。
【００３４】
その後、各ガス源２９〜３１から、Ｖ３Ｄ３、ＡＰＦＢおよびＡｒガスが、所定の流量でチャンバ１２内に供給される。原料ガスの混合ガスは、シャワーヘッド２３のガス穴２４からウエハＷに向けて均一に吐出される。Ｖ３Ｄ３、ＡＰＦＢおよびＡｒの供給は、例えば、Ｖ３Ｄ３／ＡＰＦＢ／Ａｒ＝３０／１０／１００の流量比（各ｓｃｃｍ）で行われる。
【００３５】
その後、第２の高周波電源３２から、例えば、６０ＭＨｚの高周波電力が上部電極（シャワーヘッド２３）に印加される。これにより、上部電極と下部電極（サセプタ１７）との間に高周波電界が生じ、混合ガスのプラズマが生成する。他方、第１の高周波電源２１からは、例えば、２ＭＨｚの高周波電力が下部電極に印加される。これにより、プラズマ中の活性種がサセプタ１７側に引き寄せられ、ウェハＷ表面近傍のプラズマ密度が高められる。このような上下の電極２３、１７への高周波電力の印加により、原料ガスのプラズマが生成され、このプラズマによるウェハＷの表面での化学反応により、ウェハＷの表面にＳｉＯＣＦ系膜が形成される。
【００３６】
このとき形成されるＳｉＯＣＦ系膜の例を図３に示す。図３は、本発明の実施の形態の成膜工程で形成される絶縁膜の模式的構造を示す。図に示すように、ＡＰＦＢ分子がシロキサン構造中に取り込まれた膜が形成されている。詳細には、ＡＰＦＢのアリル基がシロキサン構造を形成するシリコンと結合し、シロキサン構造の中に取り込まれている。また、一部の弗素原子はシリコンとＳｉ−Ｆ結合を形成している。図３は便宜的に二次元構造を示しているが、実際には、この図に示すような構造を単位として三次元的な構造を形成している。また、ＡＰＦＢ分子の代わりに、その分解物（弗素原子等）が取り込まれた構造も考えられる。
【００３７】
ここで、制御部３４は、上下電極２３、１７への高周波電力の印加を数秒乃至数十秒間行い、ウェハＷ表面に、例えば、１００ｎｍ〜４００ｎｍ（１０００Å〜４０００Å）の厚さのＳｉＯＣＦ系の膜を形成する。高周波電力の印加開始から所定時間後、制御部３４は、上部電極２３および下部電極１７への高周波電力の印加を停止するとともに、Ｖ３Ｄ３ガス源２９およびＡＰＦＢガス源３０からのＶ３Ｄ３およびＡＰＦＢの導入を停止する。以上で成膜工程は終了する。このとき、Ａｒガスが、パージガスとしてチャンバ１２内に流されている。
【００３８】
制御部３４は、Ａｒガスによるチャンバ１２内のパージを所定時間行い、チャンバ１２内から、残存したＶ３Ｄ３およびＡＰＦＢを除去する。このとき、制御部３４は、サセプタ１７の温度を、４５０℃以下の温度、例えば、３５０℃に設定し、また、圧力を、例えば、１．３×１０−３Ｐａ（１×１０−５Ｔｏｒｒ）とする。
【００３９】
その後、各ガス源３５、３１から、ＮＨ３ガス及びＡｒガスが、所定の流量でチャンバ１２内に供給される。ＮＨ３ガスは、Ａｒガスと共にシャワーヘッド２３のガス穴２４からウエハＷに向けて均一に吐出される。ＮＨ３およびＡｒの供給は、例えば、ＮＨ３／Ａｒ＝３０／１００の流量比（各ｓｃｃｍ）で行われる。
【００４０】
このとき、第２の高周波電源３２から、例えば、４０ＭＨｚの高周波電力が上部電極（シャワーヘッド２３）に印加される。これにより、上部電極と下部電極（サセプタ１７）との間に高周波電界が生じ、プラズマが生成する。他方、第１の高周波電源２１からは、例えば、２ＭＨｚの高周波電力が下部電極１７に印加される。これにより、プラズマ中の活性種がサセプタ１７側に引き寄せられ、ウェハＷ表面近傍のプラズマ密度が高められる。このような上下の電極２３、１７への高周波電力の印加により、反応性ガスのプラズマが生成され、このプラズマとの接触により、ＳｉＯＣＦ系膜中からＡＰＦＢ分子等（フラグメント分子を含む）が除去される。制御部３４は、所定の空孔率の膜を形成するように、このプラズマ処理を所定時間行う。
【００４１】
このとき、空孔が形成されたＳｉＯＣＦ系膜の例を図４に示す。図４は、空孔が形成された絶縁膜の模式的構造を示す。プラズマ中の活性種、例えば、ＮＨ３ラジカルや水素ラジカル等が、比較的結合力の低いＡＰＦＢのアリル基のＣ−Ｃ結合を解離させ、Ｓｉ原子に結合するメチル基を残して、ＡＰＦＢのフラグメント分子（例えば、ペンタフルオロスチレン）がシロキサン構造から脱離する。脱離したＡＰＦＢ分子に対応する位置に空孔が形成される。
【００４２】
排気装置１４は、脱離したＡＰＦＢ分子等を、雰囲気ガスと共に排気ガスとしてチャンバ１２外に排出する。
【００４３】
空孔形成処理後、制御部３４は、サセプタ１７の加熱を停止するとともに、チャンバ１２内の圧力をチャンバ１２外の圧力程度まで戻す。その後、静電チャックは解除され、リフトピン２０が上昇する。次いで、ゲートバルブ１５が開放されて、搬送アームがチャンバ１２内に侵入する。搬送アームによりウェハＷがチャンバ１２外に搬出される。
【００４４】
以下同様にして、所定枚数の未処理のウェハＷは、順次、図示しない搬送アームに保持されてチャンバ１２内に搬入され、図２に示すように、成膜処理、アニール（空孔形成）処理を施され、所望の空孔率を有する所定厚さの絶縁膜が形成された基板として搬出される。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、まず、プラズマＣＶＤによりＶ３Ｄ３とＡＦＰＢから、所定厚さのＳｉＯＣＦ系の絶縁膜を形成し、次いで、ＮＨ３を使用してこの絶縁膜をプラズマ処理する。この方法によれば、シロキサン構造の骨格を維持したままで、成膜工程で導入されたＡＰＦＢ分子等を選択的に絶縁膜から脱離させ得る。そのため、膜のシロキサン構造のダメージを抑制できるので、高品質で、空孔率の高い絶縁膜を形成することができる。また、比較的分子量の大きいＡＰＦＢ分子等を脱離させるので、比較的大きな空孔が形成され、絶縁膜の一層の低誘電率化が可能となる。
【００４６】
本発明は、上記の実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
【００４７】
上記実施の形態では、絶縁膜としてＳｉＯＣＦ系膜を、Ｖ３Ｄ３とＡＰＦＢを原料化合物として形成した。ＳｉＯＣＦ系膜を形成する原料としては、Ｖ３Ｄ３の代わりに、オクタメチルチロテトラシロキサン（Ｄ４）、ヘキサエチルシクロトリシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタフェニルシクロトリシロキサン、テトラエチルシクロテトラシロキサン等の環状シロキサン化合物を使用することができるが、これらに限定されない。
【００４８】
また、官能基を有する弗素化炭化水素化合物としてＡＰＦＢを使用したが、不飽和結合を有する官能基を弗素化されたベンゼン環の側鎖に持つ、例えば、ペンタフルオロスチレン等の化合物も使用できる。さらに、プラズマ中の活性種により攻撃され容易にシロキサン構造から脱離する比較的分子量が大きい多環弗化炭素化合物等の環状構造を有する弗素化炭化水素化合物であってもよい。
【００４９】
また、励起ガスとしてＮＨ３を使用したが、例えば、Ｈ２ガス、Ｏ２ガス、若しくはこれらのガスを混合して使用することもできる。さらに、励起ガスの活性種を生成する方法としてプラズマ処理を使用したが、例えば、電子線等の励起源を利用して生成した熱ラジカル等の活性種を使用することもできる。絶縁膜を構成する弗素化炭化水素分子を選択的に攻撃して、絶縁膜から除去することができる活性種を生成する方法であればよい。
【００５０】
上記実施の形態では、絶縁膜中の弗素化炭化水素分子が選択的に脱離するように、絶縁膜をアニールするアニール工程として、プラズマ処理を適用した。しかし、アニール工程はプラズマ処理に限定されず、熱処理等であってもよい。
【００５１】
上記実施の形態では、成膜処理には平行平板型のプラズマＣＶＤ装置を用いた。しかし、これに限らず、ＥＣＲ型、ＩＣＰ型、ＴＣＰ型、ヘリコン型等のプラズマ処理を用いてもよい。また、プラズマＣＶＤに限らず、熱ＣＶＤを用いてもよい。
【００５２】
上記実施の形態では、被処理体として半導体ウェハＷ上に絶縁膜を形成すると説明したが、絶縁膜を形成する被処理体としては、半導体ウェハに限定されず、例えば、液晶表示基板の処理に適用してもよい。
【００５３】
空孔形成処理は、膜形成処理と同一のチャンバ１２を使用して行なわれたが、例えば、上述したような処理が可能な別のチャンバを用いて、膜形成処理とシーケンシャルに処理装置１１により実行されるようにしても良い。例えば、図５（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示すように、いわゆるｉｎ−ｓｉｔｕ型とｅｘ−ｓｉｔｕ型の処理装置を使用することができる。
【００５４】
上記実施の形態では、所定周波数の高周波電力を上部電極及び下部電極に印加すると説明したが、印加する高周波電力の周波数はこれに限定されない。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、品質が高く、且つ、空孔率の高い膜を形成できる絶縁膜の形成方法及び絶縁膜の形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる処理装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる絶縁膜の形成方法のタイミング図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる絶縁膜の形成方法で成膜された絶縁膜の構造を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる絶縁膜の形成方法で空孔処理された絶縁膜の構造を模式的に示す図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる絶縁膜の形成装置の変形例を示す模式図である。
【符号の説明】
１１ 処理装置
１２ チャンバ
１３ 排気口
１４ 排気装置
１５ ゲートバルブ
１６ サセプタ支持台
１７ サセプタ
１８ 絶縁体
１９ 下部冷媒流路
２０ リフトピン
２１ 第１の高周波電源
２２ 第１の整合器
２３ シャワーヘッド
２４ ガス穴
２５ 電極板
２６ 電極支持体
２７ 上部冷媒流路
２８ ガス導入管
２９ Ｖ３Ｄ３ガス源
３０ ＡＰＦＢガス源
３１ Ａｒガス源
３２ 第２の高周波電源
３３ 第２の整合器
３４ 制御部
３５ ＮＨ３ガス源
３６ 除害装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁膜の形成方法及びその装置に関し、特に、空孔を有する低誘電率を有する絶縁膜の形成方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、半導体装置の高速化、小型化の要請を背景として、半導体素子の多層化及び配線の微細化が進められている。例えば、０．１５μｍ以下の設計ルールに対しては、多層構造を有する配線の信号伝播速度が遅延し、所望の高速化が図れないという問題がある。この微細化に伴う配線遅延の増大を防ぐためには、配線の層間絶縁膜の低誘電率化が有効である。
【０００３】
そこで、従来、種々の絶縁膜形成材料が検討されてきた。なかでも、膜中に空孔が存在すると、膜としての誘電率が材料固有の誘電率より低下するという性質を利用した、空孔率の高い絶縁膜が注目されている。
【０００４】
例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等により、低沸点成分若しくは分解し易い分子群である炭化水素化合物等を含む絶縁膜を成膜し、後処理により、この炭化水素化合物を除去し、マトリックスの膜中に空孔を形成する方法が検討されている。
しかし、低沸点成分若しくは分解し易い分子群を除去するためには、成膜処理よりも高温で処理するか、プラズマ処理により、高いエネルギーを膜に印加することが必要となる。このため、空孔を形成する際に、膜の骨格構造そのものにダメージを与え、絶縁膜としての機能が劣化してしまうという問題があった。
【０００５】
膜へのダメージを抑制しつつ空孔形成が可能な方法として、シロキサン分子と比較的低分子量の弗素化炭素（ＣＦ）分子とから構成される絶縁膜を形成し、次いで超臨界状態のＣＯ２を利用してこの絶縁膜を処理する方法が検討されている（例えば、下記非特許文献１参照）。この方法によれば、加圧下で絶縁膜に超臨界状態のＣＯ２を吸収させ、絶縁膜中に存在する低分子量成分を超臨界ＣＯ２中に溶解させる。次いで、減圧して導入したＣＯ２を系外に除去する。このとき、超臨界ＣＯ２中に溶解している低分子量成分等も除去されるので、除去された低分子量成分等の大きさに対応する微細な空孔が絶縁膜に形成される。
【０００６】
【非特許文献１】
Ｓ．Ｇａｎｇｏｐａｄｈｙａｙらの講演資料、”Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ Ｃａｒｂｏｎ Ｄｉｏｘｉｄｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｎａｎｏｐｏｒｏｕｓ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｓ”，Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ−ｋ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｍａｔｅｃｈ主催（米国）、２００２年６月６−７日
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法では、絶縁膜の基本構造を維持して、所望の結合が切断されるように圧力を制御することが難しいという問題がある。また、この方法は、比較的低分子量の弗素化炭素分子を除去するものであり、絶縁膜に形成される空孔が比較的小さく、得られる絶縁膜の比誘電率がまだ高いという欠点がある。さらに、超臨界状態のＣＯ２を利用するために、装置コストが高く、装置の損耗も激しいという問題もある。
【０００８】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、品質が高く、且つ、空孔率の高い膜を形成できる絶縁膜の形成方法及び絶縁膜の形成装置を提供することを目的とする。
本発明は、また、膜の骨格構造を維持して、比較的大きな空孔を形成できる絶縁膜の形成方法及び絶縁膜の形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る絶縁膜の形成方法は、
シロキサン構造中に弗素化炭化水素化合物が取り込まれて構成される絶縁膜を形成する絶縁膜形成ステップと、
前記絶縁膜形成ステップにて形成した絶縁膜中の弗素化炭化水素分子が選択的に脱離するように、前記絶縁膜をアニールするアニールステップと、を備える、
ことを特徴とする。
【００１０】
この方法によれば、シロキサン構造中に弗素化炭化水素化合物が取り込まれて構成される絶縁膜を形成する。この膜中に含まれる弗素化炭化水素分子は、絶縁膜構造の中で相対的に解離し易い。アニールステップでは、比較的低いエネルギーでこの弗素化炭化水素分子を絶縁膜から脱離させ得るので、絶縁膜を構成する骨格構造に与えるダメージを抑制して、空孔率の高い絶縁膜を形成することができる。
【００１１】
絶縁膜形成ステップでは、シロキサン化合物と弗素化炭化水素化合物とを出発物質としたプラズマＣＶＤにより形成することができる。
【００１２】
アニールステップでは、絶縁膜を励起ガスに暴露し、または、絶縁膜を熱処理することが望ましい。
【００１３】
弗素化炭化水素化合物は環状構造を有することが望ましい。
【００１４】
弗素化炭化水素化合物は芳香環を有することが望ましい。
【００１５】
励起ガスは、酸素ガス、水素ガス、アンモニアガスのいずれか１つ、若しくはこれらのガスの組合せのプラズマから構成されることが望ましい。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る絶縁膜の形成装置は、
シロキサン構造中に弗素化炭化水素化合物が取り込まれて構成される絶縁膜が形成された被処理体を、その内部に収容するチャンバと、
前記絶縁膜中の弗素化炭化水素分子が選択的に脱離するように、前記チャンバ内の被処理体をアニールするアニール手段と、を備える、
ことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にかかる絶縁膜の形成方法について、以下図面を参照して説明する。本実施の形態の絶縁膜の形成方法によれば、シリコン（Ｓｉ）と酸素素（Ｏ）と炭素（Ｃ）と弗素（Ｆ）とを主成分として構成され、空孔率の高い低誘電率の絶縁膜（以下、ＳｉＯＣＦ系膜）が形成される。
【００１８】
図１に、本実施の形態の絶縁膜の形成方法を実施するための装置の構成例を示す。
本実施の形態の処理装置は、上下平行に対向する電極を有する、いわゆる平行平板型プラズマＣＶＤ装置として構成され、半導体ウェハ（以下、ウェハＷ）の表面にＳｉＯＣ系膜をＣＶＤにより成膜する。
【００１９】
図１を参照して、処理装置１１は、円筒形状のチャンバ１２を有する。チャンバ１２は、アルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウム等の導電性材料からなる。また、チャンバ１２は接地されている。
【００２０】
チャンバ１２の底部には排気口１３が設けられている。排気口１３には、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備える排気装置１４が接続されている。排気装置１４は、チャンバ１２内を所定の圧力まで排気する。また、チャンバ１２の側壁にはゲートバルブ１５が設けられている。ゲートバルブ１５を開放した状態で、チャンバ１２の外部との間でのウェハＷの搬入出がなされる。
【００２１】
除害装置３６は、排気装置１４により排出されたチャンバ１２内の雰囲気ガスを無害化するための装置である。除害装置３６は、所定の触媒により雰囲気ガスを燃焼あるいは熱分解して、無害な物質に変換する。
【００２２】
チャンバ１２の底部には略円柱状のサセプタ支持台１６が設けられている。サセプタ支持台１６の上には、ウェハＷの載置台としてのサセプタ１７が設けられている。サセプタ１７は下部電極としての機能を有し、サセプタ支持台１６とサセプタ１７との間は、セラミックなどの絶縁体１８により絶縁されている。
【００２３】
サセプタ支持台１６の内部には、下部冷媒流路１９が設けられている。下部冷媒流路１９には冷媒が循環している。下部冷媒流路１９を冷媒が循環することにより、サセプタ１７そしてウエハＷは所望の温度に制御される。
【００２４】
サセプタ支持台１６には、半導体ウエハＷの受け渡しをするためのリフトピン２０が設けられており、リフトピン２０はシリンダ（図示せず）により昇降可能となっている。また、サセプタ１７は、その上中央部が凸状の円板状に成形され、その上にウエハＷと略同形の図示しない静電チャックが設けられている。サセプタ１７上に載置されたウェハＷは、直流電圧が印加されることにより静電吸着される。
【００２５】
下部電極として機能するサセプタ１７には、第１の高周波電源２１が第１の整合器２２を介して接続されている。第１の高周波電源２１は０．１〜１３ＭＨｚの範囲の周波数を有している。第１の高周波電源２１に上記範囲の周波数を印加することにより、被処理体表面にイオン等の活性種を集束させる等の効果が得られる。
【００２６】
サセプタ１７の上方には、このサセプタ１７と平行に対向してシャワーヘッド２３が設けられている。シャワーヘッド２３のサセプタ１７に対向する面には、多数のガス穴２４を有する、アルミニウム等からなる電極板２５が備えられている。また、シャワーヘッド２３は、電極支持体２６により、チャンバ１２の天井部分に支持されている。シャワーヘッド２３の内部には、上部冷媒流路２７が設けられている。上部冷媒流路２７には冷媒が循環し、シャワーヘッド２３は所望の温度に制御される。
【００２７】
さらに、シャワーヘッド２３にはガス導入管２８が接続されている。ガス導入管２８は、１，３，５−トリメチル−１，３，５−トリビニルシクロトリシロキサン（Ｖ３Ｄ３）ガス源２９と、アリルペンタフルオロベンゼン（ＡＰＦＢ）ガス源３０と、アルゴン（Ａｒ）ガス源３１と、に、図示しないマスフローコントローラ、バルブ等を介して接続されている。Ｖ３Ｄ３とＡＰＦＢとは常温ではともに液体であるので、図示しない加熱部により気化した状態で、各ガス源２９、３０に供給される。また、空孔を形成するためのガスであるＮＨ３ガス源３５も、ガス導入管２８に、図示しないマスフローコントローラ、バルブ等を介して接続されている。
【００２８】
各ガス源２９〜３１、３５からのガスは、ガス導入管２８を介してシャワーヘッド２３の内部に形成された中空部（図示せず）に混合されて供給される。シャワーヘッド２３内に供給されたガスは、中空部で拡散され、シャワーヘッド２３のガス穴２４からウェハＷの表面に供給される。
【００２９】
シャワーヘッド２３には、第２の高周波電源３２が接続されており、その給電線には第２の整合器３３が介在されている。第２の高周波電源３２は、１３〜１５０ＭＨｚの範囲の周波数を有しており、このように高い周波数を印加することにより、シャワーヘッド２３は上部電極として機能し、チャンバ１２内に好ましい解離状態でかつ高密度のプラズマを形成する。
【００３０】
制御部３４は、ウェハＷへの成膜処理を含む、処理装置１１全体の動作を制御する。制御部３４は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリ等を備えるマイコン制御装置である。制御部３４は、装置各部を所定の処理シーケンスに従って制御するためのプログラムをメモリに記憶し、このプログラムにしたがって、装置各部に制御信号を送信する。
【００３１】
以下、上記処理装置１１を用いた絶縁膜の形成方法について説明する。図２に、本実施の形態の製造方法のタイミング図を示す。なお、図２に示すタイミング図は一例であり、同様の効果を奏する構成であればいかなるものであってもよい。
【００３２】
まず、未処理のウェハＷが、図示しない搬送アームに保持されて開放状態のゲートバルブ１５を介してチャンバ１２内に搬入される。搬送アームは、ウェハＷを上昇位置にあるリフトピン２０に受け渡し、チャンバ１２内から退出する。その後、ウェハＷはリフトピン２０の下降により、サセプタ１７上に載置される。ウェハＷは、静電チャックによりサセプタ１７上に固定される。
【００３３】
次いで、制御部３４は、排気装置１４により、チャンバ１２内を、例えば、１．３×１０−２Ｐａ（１×１０−４Ｔｏｒｒ）とする。また同時に、制御部３４は、サセプタ１７の温度を、４００℃以下の温度、例えば、３５０℃に設定する。
【００３４】
その後、各ガス源２９〜３１から、Ｖ３Ｄ３、ＡＰＦＢおよびＡｒガスが、所定の流量でチャンバ１２内に供給される。原料ガスの混合ガスは、シャワーヘッド２３のガス穴２４からウエハＷに向けて均一に吐出される。Ｖ３Ｄ３、ＡＰＦＢおよびＡｒの供給は、例えば、Ｖ３Ｄ３／ＡＰＦＢ／Ａｒ＝３０／１０／１００の流量比（各ｓｃｃｍ）で行われる。
【００３５】
その後、第２の高周波電源３２から、例えば、６０ＭＨｚの高周波電力が上部電極（シャワーヘッド２３）に印加される。これにより、上部電極と下部電極（サセプタ１７）との間に高周波電界が生じ、混合ガスのプラズマが生成する。他方、第１の高周波電源２１からは、例えば、２ＭＨｚの高周波電力が下部電極に印加される。これにより、プラズマ中の活性種がサセプタ１７側に引き寄せられ、ウェハＷ表面近傍のプラズマ密度が高められる。このような上下の電極２３、１７への高周波電力の印加により、原料ガスのプラズマが生成され、このプラズマによるウェハＷの表面での化学反応により、ウェハＷの表面にＳｉＯＣＦ系膜が形成される。
【００３６】
このとき形成されるＳｉＯＣＦ系膜の例を図３に示す。図３は、本発明の実施の形態の成膜工程で形成される絶縁膜の模式的構造を示す。図に示すように、ＡＰＦＢ分子がシロキサン構造中に取り込まれた膜が形成されている。詳細には、ＡＰＦＢのアリル基がシロキサン構造を形成するシリコンと結合し、シロキサン構造の中に取り込まれている。また、一部の弗素原子はシリコンとＳｉ−Ｆ結合を形成している。図３は便宜的に二次元構造を示しているが、実際には、この図に示すような構造を単位として三次元的な構造を形成している。また、ＡＰＦＢ分子の代わりに、その分解物（弗素原子等）が取り込まれた構造も考えられる。
【００３７】
ここで、制御部３４は、上下電極２３、１７への高周波電力の印加を数秒乃至数十秒間行い、ウェハＷ表面に、例えば、１００ｎｍ〜４００ｎｍ（１０００Å〜４０００Å）の厚さのＳｉＯＣＦ系の膜を形成する。高周波電力の印加開始から所定時間後、制御部３４は、上部電極２３および下部電極１７への高周波電力の印加を停止するとともに、Ｖ３Ｄ３ガス源２９およびＡＰＦＢガス源３０からのＶ３Ｄ３およびＡＰＦＢの導入を停止する。以上で成膜工程は終了する。このとき、Ａｒガスが、パージガスとしてチャンバ１２内に流されている。
【００３８】
制御部３４は、Ａｒガスによるチャンバ１２内のパージを所定時間行い、チャンバ１２内から、残存したＶ３Ｄ３およびＡＰＦＢを除去する。このとき、制御部３４は、サセプタ１７の温度を、４５０℃以下の温度、例えば、３５０℃に設定し、また、圧力を、例えば、１．３×１０−３Ｐａ（１×１０−５Ｔｏｒｒ）とする。
【００３９】
その後、各ガス源３５、３１から、ＮＨ３ガス及びＡｒガスが、所定の流量でチャンバ１２内に供給される。ＮＨ３ガスは、Ａｒガスと共にシャワーヘッド２３のガス穴２４からウエハＷに向けて均一に吐出される。ＮＨ３およびＡｒの供給は、例えば、ＮＨ３／Ａｒ＝３０／１００の流量比（各ｓｃｃｍ）で行われる。
【００４０】
このとき、第２の高周波電源３２から、例えば、４０ＭＨｚの高周波電力が上部電極（シャワーヘッド２３）に印加される。これにより、上部電極と下部電極（サセプタ１７）との間に高周波電界が生じ、プラズマが生成する。他方、第１の高周波電源２１からは、例えば、２ＭＨｚの高周波電力が下部電極１７に印加される。これにより、プラズマ中の活性種がサセプタ１７側に引き寄せられ、ウェハＷ表面近傍のプラズマ密度が高められる。このような上下の電極２３、１７への高周波電力の印加により、反応性ガスのプラズマが生成され、このプラズマとの接触により、ＳｉＯＣＦ系膜中からＡＰＦＢ分子等（フラグメント分子を含む）が除去される。制御部３４は、所定の空孔率の膜を形成するように、このプラズマ処理を所定時間行う。
【００４１】
このとき、空孔が形成されたＳｉＯＣＦ系膜の例を図４に示す。図４は、空孔が形成された絶縁膜の模式的構造を示す。プラズマ中の活性種、例えば、ＮＨ３ラジカルや水素ラジカル等が、比較的結合力の低いＡＰＦＢのアリル基のＣ−Ｃ結合を解離させ、Ｓｉ原子に結合するメチル基を残して、ＡＰＦＢのフラグメント分子（例えば、ペンタフルオロスチレン）がシロキサン構造から脱離する。脱離したＡＰＦＢ分子に対応する位置に空孔が形成される。
【００４２】
排気装置１４は、脱離したＡＰＦＢ分子等を、雰囲気ガスと共に排気ガスとしてチャンバ１２外に排出する。
【００４３】
空孔形成処理後、制御部３４は、サセプタ１７の加熱を停止するとともに、チャンバ１２内の圧力をチャンバ１２外の圧力程度まで戻す。その後、静電チャックは解除され、リフトピン２０が上昇する。次いで、ゲートバルブ１５が開放されて、搬送アームがチャンバ１２内に侵入する。搬送アームによりウェハＷがチャンバ１２外に搬出される。
【００４４】
以下同様にして、所定枚数の未処理のウェハＷは、順次、図示しない搬送アームに保持されてチャンバ１２内に搬入され、図２に示すように、成膜処理、アニール（空孔形成）処理を施され、所望の空孔率を有する所定厚さの絶縁膜が形成された基板として搬出される。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、まず、プラズマＣＶＤによりＶ３Ｄ３とＡＦＰＢから、所定厚さのＳｉＯＣＦ系の絶縁膜を形成し、次いで、ＮＨ３を使用してこの絶縁膜をプラズマ処理する。この方法によれば、シロキサン構造の骨格を維持したままで、成膜工程で導入されたＡＰＦＢ分子等を選択的に絶縁膜から脱離させ得る。そのため、膜のシロキサン構造のダメージを抑制できるので、高品質で、空孔率の高い絶縁膜を形成することができる。また、比較的分子量の大きいＡＰＦＢ分子等を脱離させるので、比較的大きな空孔が形成され、絶縁膜の一層の低誘電率化が可能となる。
【００４６】
本発明は、上記の実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
【００４７】
上記実施の形態では、絶縁膜としてＳｉＯＣＦ系膜を、Ｖ３Ｄ３とＡＰＦＢを原料化合物として形成した。ＳｉＯＣＦ系膜を形成する原料としては、Ｖ３Ｄ３の代わりに、オクタメチルチロテトラシロキサン（Ｄ４）、ヘキサエチルシクロトリシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタフェニルシクロトリシロキサン、テトラエチルシクロテトラシロキサン等の環状シロキサン化合物を使用することができるが、これらに限定されない。
【００４８】
また、官能基を有する弗素化炭化水素化合物としてＡＰＦＢを使用したが、不飽和結合を有する官能基を弗素化されたベンゼン環の側鎖に持つ、例えば、ペンタフルオロスチレン等の化合物も使用できる。さらに、プラズマ中の活性種により攻撃され容易にシロキサン構造から脱離する比較的分子量が大きい多環弗化炭素化合物等の環状構造を有する弗素化炭化水素化合物であってもよい。
【００４９】
また、励起ガスとしてＮＨ３を使用したが、例えば、Ｈ２ガス、Ｏ２ガス、若しくはこれらのガスを混合して使用することもできる。さらに、励起ガスの活性種を生成する方法としてプラズマ処理を使用したが、例えば、電子線等の励起源を利用して生成した熱ラジカル等の活性種を使用することもできる。絶縁膜を構成する弗素化炭化水素分子を選択的に攻撃して、絶縁膜から除去することができる活性種を生成する方法であればよい。
【００５０】
上記実施の形態では、絶縁膜中の弗素化炭化水素分子が選択的に脱離するように、絶縁膜をアニールするアニール工程として、プラズマ処理を適用した。しかし、アニール工程はプラズマ処理に限定されず、熱処理等であってもよい。
【００５１】
上記実施の形態では、成膜処理には平行平板型のプラズマＣＶＤ装置を用いた。しかし、これに限らず、ＥＣＲ型、ＩＣＰ型、ＴＣＰ型、ヘリコン型等のプラズマ処理を用いてもよい。また、プラズマＣＶＤに限らず、熱ＣＶＤを用いてもよい。
【００５２】
上記実施の形態では、被処理体として半導体ウェハＷ上に絶縁膜を形成すると説明したが、絶縁膜を形成する被処理体としては、半導体ウェハに限定されず、例えば、液晶表示基板の処理に適用してもよい。
【００５３】
空孔形成処理は、膜形成処理と同一のチャンバ１２を使用して行なわれたが、例えば、上述したような処理が可能な別のチャンバを用いて、膜形成処理とシーケンシャルに処理装置１１により実行されるようにしても良い。例えば、図５（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示すように、いわゆるｉｎ−ｓｉｔｕ型とｅｘ−ｓｉｔｕ型の処理装置を使用することができる。
【００５４】
上記実施の形態では、所定周波数の高周波電力を上部電極及び下部電極に印加すると説明したが、印加する高周波電力の周波数はこれに限定されない。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、品質が高く、且つ、空孔率の高い膜を形成できる絶縁膜の形成方法及び絶縁膜の形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる処理装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる絶縁膜の形成方法のタイミング図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる絶縁膜の形成方法で成膜された絶縁膜の構造を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる絶縁膜の形成方法で空孔処理された絶縁膜の構造を模式的に示す図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる絶縁膜の形成装置の変形例を示す模式図である。
【符号の説明】
１１ 処理装置
１２ チャンバ
１３ 排気口
１４ 排気装置
１５ ゲートバルブ
１６ サセプタ支持台
１７ サセプタ
１８ 絶縁体
１９ 下部冷媒流路
２０ リフトピン
２１ 第１の高周波電源
２２ 第１の整合器
２３ シャワーヘッド
２４ ガス穴
２５ 電極板
２６ 電極支持体
２７ 上部冷媒流路
２８ ガス導入管
２９ Ｖ３Ｄ３ガス源
３０ ＡＰＦＢガス源
３１ Ａｒガス源
３２ 第２の高周波電源
３３ 第２の整合器
３４ 制御部
３５ ＮＨ３ガス源
３６ 除害装置
Claims (7)
- シロキサン構造中に弗素化炭化水素化合物が取り込まれて構成される絶縁膜を形成する絶縁膜形成ステップと、
前記絶縁膜形成ステップにて形成した絶縁膜中の弗素化炭化水素分子が選択的に脱離するように、前記絶縁膜をアニールするアニールステップと、
を備えることを特徴とする絶縁膜の形成方法。 - 前記絶縁膜形成ステップでは、シロキサン化合物と弗素化炭化水素化合物とを出発物質としたプラズマＣＶＤにより形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の絶縁膜の形成方法。 - 前記アニールステップでは、前記絶縁膜を励起ガスに暴露し、または、前記絶縁膜を熱処理する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の絶縁膜の形成方法。 - 前記弗素化炭化水素化合物は環状構造を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の絶縁膜の形成方法。
- 前記弗素化炭化水素化合物は芳香環を有することを特徴とする請求項４に記載の絶縁膜の形成方法。
- 前記励起ガスは、酸素ガス、水素ガス、アンモニアガスのいずれか１つ、若しくはこれらのガスの組合せのプラズマから構成されることを特徴とする請求項３に記載の絶縁膜の形成方法。
- シロキサン構造中に弗素化炭化水素化合物が取り込まれて構成される絶縁膜が形成された被処理体を、その内部に収容するチャンバと、
前記絶縁膜中の弗素化炭化水素分子が選択的に脱離するように、前記チャンバ内の被処理体をアニールするアニール手段と、
を備えることを特徴とする絶縁膜の形成装置。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005029565A1 (ja) * | 2003-09-17 | 2005-03-31 | Tokyo Electron Limited | 低誘電率絶縁膜の製造 |
-
2002
- 2002-10-28 JP JP2002313024A patent/JP2004152794A/ja active Pending
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| WO2005029565A1 (ja) * | 2003-09-17 | 2005-03-31 | Tokyo Electron Limited | 低誘電率絶縁膜の製造 |
| US7645481B2 (en) | 2003-09-17 | 2010-01-12 | Tokyo Electron Limited | Fabrication of low dielectric constant insulating film |
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