JP2006004996A - 層間絶縁膜及び拡散防止膜とこれらのソース材料、膜形成方法、膜形成用プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 比誘電率（ｋ）が２．６以下であって、ヤング率の大きい層間絶縁膜及び比誘電率（ｋ）が４．０以下であって、銅の拡散を防止できる銅配線用拡散防止膜とそのソース材料並びにこれらの膜の形成方法と膜形成用プラズマＣＶＤ装置を提供する。
【解決手段】 下記一般式（１）において、少なくとも１つ以上の水素原子が重水素原子で置換された化合物からなることを特徴とする低誘電率層間絶縁膜又は銅配線用拡散防止膜形成用ソース材料。
【化１】

（式中、Ｒ^１は、メチル基を表し、Ｒ^２〜Ｒ^４は、それぞれ独立的に、水素原子、フッ素原子、メチル基、又はメトキシ基を表す。）：低誘電率層間絶縁膜：銅配線用拡散防止膜：膜形成方法：膜形成用プラズマＣＶＤ装置。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ＩＣの配線間に用いる低誘電率の層間絶縁膜又は銅配線用拡散防止膜形成用ソース材料とこのソース材料から形成した層間絶縁膜及び拡散防止膜並びにこれらの膜形成方法と膜形成用プラズマＣＶＤ装置に関する。

近年、ネットワーク社会の広がりと共に、ＬＳＩに対する高性能化の要求は多岐にわたっており、半導体メーカーでは配線の微細化と多層化を実現している。しかし、配線の微細化に伴い、従来のプロセスの延長では配線層における信号遅延が大きく支配的になり、ＬＳＩの高速化を妨げている。この配線遅延時間は配線抵抗と配線間容量に比例するため、ＬＳＩのさらなる高性能化には、配線の低抵抗化と配線間容量の低減が必要不可欠となる。

配線の低抵抗化に関しては、従来のアルミニウム（Ａｌ）から、より低抵抗な銅（Ｃｕ）配線の検討が本格化している。銅配線上に低誘電率の層間絶縁膜（以下、「Ｌｏｗ−ｋ膜」という。）を形成し、その後Ｌｏｗ−ｋ膜にビアホールを形成するが、その際、下地の銅配線からの銅の拡散や銅のエッチングを防止するために、銅配線を保護する拡散防止膜が必要となる。従来、この拡散防止膜としてシリコン窒化膜（以下、「ＳｉＮ膜」と称する。）を用いている（例えば、非特許文献１参照）。

一方、配線間容量の低減に関しては、層間絶縁膜の低誘電率化が必要となるが、このようなＬｏｗ−ｋ膜を形成する方法として、トリメチルシランと酸素、テトラメチルシランと酸素、ジメチルジメトキシシラン単独、又はヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）と亜酸化窒素を用いてプラズマＣＶＤ法により形成する方法が提案されている（例えば、非特許文献２、３参照）。
Yoshimi Shioya，Yuichiro Kotake，Tomomi Ishimaru，Tomoaki Masubuchi，Hiroshi Ikakura，Shoji Ohgawara，Toshiyuki Ohdaira，Ryoichi Suzuki，and Kazuo Maeda，ジャーナル オブ エレクトロケミカル ソサイエティ（Journal of Electrochemical Society），１５０，Ｆ１（２００３） Nobuo Matsuki，Aya Matsunoshita，Jea Sik Lee，Yoshinori Morisawa，Yuichi Naito，and Chris Merritt，プロシーディングス オブ ディエレクトリックス フォー VLSI／ULSI マルチレベル インターコネクション コンファレンス（DUMIC） ２０００（Proceedings of Dielectrics for VLSI／ULSI Multilevel Interconnection Conference （DUMIC） ２０００），ｐ．１５１，２０００ Tomomi Ishimaru,Yoshimi Shioya,Hiroshi Ikakura，Mamoru Nozawa，Shoji Ohgawara，Toshiyuki Ohdaira，Ryoichi Suzuki，and Kazuo Maeda，ジャーナル オブ エレクトロケミカル ソサイエティ（Journal of Electrochemical Society），１５０，Ｆ８３（２００３）

しかしながら、非特許文献１によれば、ＳｉＯＣＨ膜にあっては比誘電率（ｋ）の値が２．６程度と比較的高いという問題があった。

また、非特許文献２に係る方法にあっては、形成した膜の比誘電率（ｋ）の値は、２．７程度にしか下がらないという問題があった。ロジックデバイスの駆動周波数がＧＨｚオーダーになり、配線パターンの寸法が６５ｎｍ以下になった場合には、２．４以下の比誘電率（ｋ）の値が必要になり、従来の比誘電率（ｋ）の値のままではデバイスの高速化高集積化は実現できないという問題があった。

また非特許文献３によれば銅の拡散防止膜であるＳｉＮ膜は比誘電率（ｋ）の値が７程度、またＳｉＣ膜は比誘電率（ｋ）の値が５と高く、配線容量の低減には問題があった。

さらに、銅配線の形成には、ダマシン法が採用されているため、化学機械研磨（ＣＭＰ）プロセスでは、層間絶縁膜にせん断応力がかかる。このため、層間絶縁膜には低誘電率性だけでなく機械的強度及び上下層への密着性も要求されるという問題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、比誘電率（ｋ）が２．６以下であって、ヤング率の大きい層間絶縁膜及び比誘電率（ｋ）が４．０以下であって、銅の拡散を防止できる銅配線用拡散防止膜とそのソース材料並びにこれらの膜の形成方法と膜形成用プラズマＣＶＤ装置を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、下記一般式（１）において、少なくとも１つ以上の水素原子が重水素原子で置換された化合物からなることを特徴とする低誘電率層間絶縁膜又は銅配線用拡散防止膜形成用ソース材料である。

（式中、Ｒ^１は、メチル基を表し、Ｒ^２〜Ｒ^４は、それぞれ独立的に、水素原子、フッ素原子、メチル基、又はメトキシ基を表す。）

請求項２にかかる発明は、下記一般式（２）において、少なくとも１つ以上の水素原子が重水素原子で置換された鎖状化合物からなることを特徴とする低誘電率層間絶縁膜又は銅配線用拡散防止膜形成用ソース材料である。

（式中、Ｒ^５はメチル基を表し、Ｒ^６〜Ｒ^１２は、それぞれ独立的に、フッ素原子、メチル基、又はメトキシ基を表し、ｎは０又は１を表す。）

請求項３にかかる発明は、下記一般式（３）において、少なくとも１つ以上の水素原子が重水素原子で置換された環状化合物からなることを特徴とする低誘電率層間絶縁膜又は銅配線用拡散防止膜形成用ソース材料である。

（式中、Ｒ^１３はメチル基を表し、Ｒ^１４は水素原子、フッ素原子、メチル基、又はメトキシ基を表す。）

請求項４にかかる発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のソース材料から形成した低誘電率層間絶縁膜である。

請求項５にかかる発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のソース材料から形成した銅配線用拡散防止膜である。

請求項６にかかる発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のソース材料を用いて、低誘電率層間絶縁膜又は銅配線用拡散防止膜を形成することを特徴とする膜形成方法である。

請求項７にかかる発明は、水、重水、酸素、及び亜酸化窒素からなる群から選択される少なくとも一種以上の酸化剤を添加することを特徴とする請求項６に記載の膜形成方法である。

請求項８にかかる発明は、アルゴン又はヘリウムを添加し、プラズマＣＶＤ法により成膜することを特徴とする請求項６又は７に記載の膜形成方法である。

請求項９にかかる発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のソース材料を用いて、低誘電率層間絶縁膜又は銅配線拡散防止膜を形成することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置である。

本発明によれば、層間絶縁膜又は銅配線用拡散防止膜形成用のソース材料と、このソース材料を用いた比誘電率（ｋ）が２．６以下であって、ヤング率の大きい層間絶縁膜と比誘電率（ｋ）の値が４．０以下であって、銅の拡散を防止できる銅配線用拡散防止膜が得られる。

また、本発明の膜形成用プラズマＣＶＤ装置、膜形成方法によれば、比誘電率（ｋ）が２．６以下であって、ヤング率の大きい層間絶縁膜と比誘電率（ｋ）の値が４．０以下であって、銅の拡散を防止できる銅配線用拡散防止膜が得られる。

本発明の前記一般式（１）で表わされるソース材料は、少なくとも１つ以上の水素原子が重水素原子で置換された化合物からなる低誘電率層間絶縁膜又は銅配線用拡散防止膜形成用ソース材料である。
一般的に、比誘電率は分極率に関係づけることができ、この分極率は、電子分極率、イオン分極率、配向（双極子）分極率の三成分からなっている。前記一般式（１）で表わされるソース材料の少なくとも１つ以上の水素原子を重水素原子で置換することにより、数ＧＨｚ〜数１０ＴＨｚ程度の周波数では、イオン分極率及び配向分極率はすべて水素原子の場合に比べて周波数に追随しにくくなり、この化合物の比誘電率を低くすることができる。

ここで、Ｒ^１は、メチル基を表す。また、Ｒ^２〜Ｒ^４は、それぞれ独立的に、水素原子、フッ素原子、メチル基、又はメトキシ基を表す。そのなかでも、Ｒ^２〜Ｒ^４が水素原子、Ｒ^２，Ｒ^３が水素原子でＲ^４がメチル基、Ｒ^２が水素原子でＲ^３，Ｒ^４がメチル基、Ｒ^２〜Ｒ^４がメチル基又はメトキシ基、Ｒ^２，Ｒ^４がメトキシ基でＲ^３がメチル基、Ｒ^２がメトキシ基でＲ^３，Ｒ^４がメチル基であるのが好ましい。当然ながらこれらの水素原子の少なくとも１つ以上は、重水素原子で置換されてなるものである。
また、Ｒ^１は、メチル基であり、その他Ｒ^２が水素原子でＲ^３がメチル基でＲ^４がフッ素原子、Ｒ^２，Ｒ^３がメチル基でＲ^４がフッ素原子、Ｒ^２，Ｒ^３がメトキシ基でＲ^４がフッ素原子であり、これらの水素原子の少なくとも１つ以上は、重水素原子で置換されてなるのが好ましい。フッ素原子を導入することにより、イオン分極率及び配向分極率が減少するため、さらにこのソース材料の比誘電率を低くすることができる。

そのなかでも、下記式（４）で表される重水素化モノメチルシラン、下記式（５）で表される重水素化ジメチルシラン、下記式（６）で表される重水素化トリメチルシラン、下記式（７）で表される重水素化テトラメチルシラン、下記式（８）で表される重水素化モノメチルトリメトキシシラン、下記式（９）で表される重水素化ジメチルジメトキシシラン、下記式（１０）で表される重水素化トリメチルモノメトキシシランがより好ましい。

前記一般式（１）で表わされるソース材料は、例えば、以下の方法により、合成することができる。

すなわち、式（１１）中Ｒ^１で表されるメチル基の水素原子の一部又は全部を重水素置換したトリクロロシラン化合物（１１）を、式（１２）中Ｒ^２〜Ｒ^４で表される基の水素原子の一部又は全部を重水素置換したアルミニウムリチウム化合物（１２）で還元して、式（１）で表されるソース材料を合成する。

本発明の前記一般式（２）で表わされるソース材料は、少なくとも１つ以上の水素原子が重水素原子で置換された鎖状化合物からなる低誘電率層間絶縁膜又は銅配線用拡散防止膜形成用ソース材料である。少なくとも１つ以上の水素原子を重水素原子で置換することにより、このソース材料の比誘電率を低くすることができる。

Ｒ^５はメチル基を表す。また、Ｒ^６〜Ｒ^１２は、それぞれ独立的に、フッ素原子、メチル基、又はメトキシ基を表し、ｎは０又は１を表す。そのなかでも、ｎが０でＲ^６，Ｒ^７，Ｒ^１０〜Ｒ^１２がメチル基又はメトキシ基、ｎが１でＲ^６〜Ｒ^１２がメチル基、ｎが０でＲ^６，Ｒ^７，Ｒ^１０，Ｒ^１２がメチル基でＲ^１１がメトキシ基、ｎが０でＲ^６，Ｒ^１１がメトキシ基、Ｒ^７，Ｒ^１０，Ｒ^１２がメチル基、ｎが０でＲ^６，Ｒ^７，Ｒ^１１がメトキシ基でＲ^１０，Ｒ^１２がメチル基、ｎが０でＲ^６，Ｒ^７，Ｒ^１１，Ｒ^１２がメトキシ基でＲ^１０がメチル基、ｎが１でＲ^６，Ｒ^１１がメトキシ基でＲ^７〜Ｒ^１０，Ｒ^１２がメチル基であるのが好ましい。当然ながらこれらの水素原子の少なくとも１つ以上は、重水素原子で置換されてなるものである。
また、Ｒ^５はメチル基であり、その他Ｒ^６が水素原子でＲ^７〜Ｒ^１０，Ｒ^１２がメチル基でＲ^１１がフッ素原子、Ｒ^６〜Ｒ^１０，Ｒ^１２がメチル基でＲ^１１がフッ素原子、Ｒ^６〜Ｒ^１０，Ｒ^１２がメトキシ基でＲ^１１がフッ素原子、Ｒ^７〜Ｒ^１０，Ｒ^１２がメチル基、Ｒ^６，Ｒ^１１がフッ素原子であり、これらの水素原子の少なくとも１つ以上は、重水素原子で置換されてなるのが好ましい。フッ素原子を導入することにより、イオン分極率及び配向分極率が減少するため、さらにこのソース材料の比誘電率を低くすることができる。

そのなかでも、下記式（１３）で表される重水素化ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、下記式（１４）で表される重水素化モノメチルペンタメトキシジシロキサン、下記式（１５）で表される重水素化オクタメチルトリシロキサン（ＯＭＴＳ）、下記式（１６）で表される重水素化ペンタメチルモノメトキシジシロキサン、下記式（１７）で表される重水素化テトラメチルジメトキシジシロキサン、下記式（１８）で表される重水素化トリメチルトリメトキシジシロキサン、下記式（１９）で表される重水素化ジメチルテトラメトキシジシロキサン、下記式（２０）で表される重水素化ヘキサメチルジメトキシトリシロキサンがより好ましい。

前記一般式（２）で表わされるソース材料は、例えば、以下の方法により、合成することができる。

すなわち、式（２１）中Ｒ^５〜Ｒ^７で表される基の水素原子の一部又は全部を重水素置換したリチウムシラノキシド化合物（２１）を式（２２）中Ｒ^８〜Ｒ^１２で表される基の水素原子の一部又は全部を重水素置換したモノクロロシラン化合物又はクロロジシロキサン化合物（２２）と反応させて、式（２）で表されるソース材料を合成する。

本発明の前記一般式（３）で表わされるソース材料は、少なくとも１つ以上の水素原子が重水素原子で置換された環状化合物からなる低誘電率層間絶縁膜又は銅配線用拡散防止膜形成用ソース材料である。少なくとも１つ以上の水素原子を重水素原子で置換することにより、このソース材料の比誘電率を低くすることができる。

Ｒ^１３はメチル基を表し、Ｒ^１４は水素原子、フッ素原子、メチル基、又はメトキシ基を表し、この単位が環状に４個結合した構造である。当然ながらこれらの水素原子の少なくとも１つ以上は、重水素原子で置換されてなるものである。

そのなかでも、下記式（２３）で表される重水素化テトラメチルシクロテトラシロキサン、下記式（２４）で表される重水素化オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、下記式（２５）で表される重水素化テトラメチルシクロテトラメトキシシロキサンがより好ましい。

前記一般式（３）で表わされるソース材料は、例えば、以下の方法により、合成することができる。

すなわち、式（２６）中Ｒ^１３で表されるメチル基の水素原子の一部又は全部を重水素置換した臭化マグネシウム炭化水素化合物（２６）を式（２７）中Ｒ^１４で表される基の水素原子の一部又は全部を重水素置換したテトラクロロシクロテトラシロキサン化合物（２７）で縮合反応させて、式（３）で表されるソース材料を合成する。

本発明の低誘電率層間絶縁膜又は銅配線用拡散防止膜は、これらのソース材料から形成した膜である。この低誘電率層間絶縁膜は、比誘電率（ｋ）が２．６以下であって、多孔質であるが機械的強度が高い。また、銅配線用拡散防止膜は多孔質ではないため、比誘電率が４．０以下であり、銅の上層への拡散を防止することができる。

以下、これらのソース材料を用いて、本発明の低誘電率層間絶縁膜又は銅配線用拡散防止膜を形成するプラズマＣＶＤ装置と膜形成方法について説明する。
図１に、低誘電率層間絶縁膜又は銅配線用拡散防止膜の形成方法に用いる本発明に係るプラズマＣＶＤ装置を模式的に示す。このプラズマＣＶＤ装置は、ガス導入部１００と、チャンバー１３と、発振器１６，１７と、排気ポンプ２０とから基本的に構成されている。

このチャンバー１３内には、上部電極１４と下部電極１５が設けられており、この上部電極１４は１３．５６ＭＨｚの周波数の発振器１６に、下部電極１５は３８０ｋＨｚの周波数の発振器１７に、各々接続している。さらに、この下部電極１５の下にはヒーター１８が、また下部電極１５の上にはサセプター２１が、各々設けられており、このサセプター２１にはウェーハ２２が載置されている。

また、このチャンバー１３は排気バルブ１９を通じて排気ポンプ２０と接続しており、チャンバー１３内を真空に保つことができるよう構成されている。

ガス導入部１００は、８種類のガスを導入できる原料ガス供給ライン１〜８と、これらの原料ガス供給ライン１〜８に、各々接続したガス供給バルブ１２，１２・・・と、マスフローコントローラー１１，１１・・・とから構成されている。この原料ガス供給ラインでは、ガスライン１，２には本発明に係るソース材料を、ガスライン３，８には酸化剤を、ガスライン４にはクリーニングガスを、ガスライン５，６にはキャリアガスを、ガスライン７にはパージガスを、各々導入する。

ガスライン３，８に導入する酸化剤としては、水（Ｈ_２Ｏ）、重水（Ｄ_２Ｏ）、酸素（Ｏ_２）、及び亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）からなる群から選択される少なくとも一種以上の化合物が好ましい。本発明のソース材料に酸化剤を併用することで、反応を促進し、成膜速度を大きくすることができる。

また、ガスライン７に導入するパージガスとしては、チャンバー１３内全体をパージするため、コストの点から窒素（Ｎ_２）が好ましい。また、ガスライン５，６に導入するキャリアガスとしては、本発明に係るソース材料を搬送するガスである点から不活性なヘリウム（Ｈｅ）又はアルゴン（Ａｒ）が好ましい。また、ガスライン４に導入するクリーニングガスとしては、クリーニング速度の大きいフッ素系のガスが好ましく、三フッ化窒素（ＮＦ_３）がより好ましい。

このプラズマＣＶＤ装置を用いて、本発明に係る低誘電率層間絶縁膜を以下のように作製する。まず、ヒーター１８を用いて好ましくは３００〜４５０℃、より好ましくは３５０℃に加熱したサセプター２１にウェーハ２２を載置し、チャンバー１３内を好ましくは０．１３〜１．３Ｐａ、より好ましくは０．１３Ｐａに真空引きし、本発明に係るソース材料をガスライン１，２から好ましくは４５〜１００ｓｃｃｍ、より好ましくは７５ｓｃｃｍ、キャリアガスをガスライン５，６から好ましくは５０〜１５０ｓｃｃｍ、より好ましくは１００ｓｃｃｍ流す。次いで、酸化剤をガスライン３，８から好ましくは２００〜１０００ｓｃｃｍ、より好ましくは５００ｓｃｃｍ流し、チャンバー１３内の圧力を好ましくは１３３〜２６６Ｐａ、より好ましくは２１３Ｐａとして、上部電極１４に１３．５６ＭＨｚのパワーを好ましくは３００〜８００Ｗ、より好ましくは５６２Ｗ印加し、好ましくは膜厚２００〜５００ｎｍ、より好ましくは３００ｎｍの層間絶縁膜を形成する。この時、層間絶縁膜の強度を大きくするため、下部電極１５に３８０ｋＨｚのパワーを３０〜５０Ｗ印加することも有効である。
次いで、クリーニングガスを２００〜４００ｓｃｃｍ、キャリアガスとしてアルゴン又はヘリウムを１００ｓｃｃｍ、酸化剤として酸素を１００ｓｃｃｍの流量でそれぞれガスライン４，６，８から導入し、１３．５６ＭＨｚのパワーを６００Ｗかつ３８０ｋＨｚのバイアスを４００Ｗ印加し、ウェーハ２２チャンバー表面を清浄化する。

本発明に係るソース材料を用いて、層間絶縁膜を形成することにより、数ＧＨｚ〜数１０ＴｅＨｚ程度特に実際に使用する数ＧＨｚの周波数では、分子中の重水素原子で置換された部分のイオン分極率及び配向分極率は周波数に追随しにくくなるため、比誘電率（ｋ）が２．６以下の低誘電率層間絶縁膜を得ることができる。また、この膜の密度は、すべて水素原子で形成した膜の場合よりも大きいため、ヤング率の大きい機械的強度の高い膜を得ることができる。

また、銅配線用拡散防止膜を形成する場合は、ウェーハ２２上に銅配線を形成した後、本発明に係るソース材料、例えば重水素化ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）をガスライン１，２から好ましくは７５〜１００ｓｃｃｍ、より好ましくは７５ｓｃｃｍ、キャリアガスをガスライン５，６から好ましくは１００〜５００ｓｃｃｍ、より好ましくは３００〜４００ｓｃｃｍ流す。次いで、酸化剤をガスライン３，８から好ましくは１００〜１０００ｓｃｃｍ、より好ましくは６００ｓｃｃｍ流し、チャンバー１３内の圧力を好ましくは１０６〜１３３Ｐａ、より好ましくは１３３Ｐａとして、下部電極１５に３８０ｋＨｚのパワーを好ましくは２００〜３００Ｗ、より好ましくは２２５Ｗ印加し、好ましくは膜厚１０〜３０ｎｍ、より好ましくは２０ｎｍの銅配線用拡散防止膜を形成する。

本発明の拡散防止膜にあっては、膜が多孔質ではなく空孔径が小さいため、銅の上層への拡散を防止することができる。

以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。本発明は、下記実施例に何ら制限されるものではない。

［実施例１］
〈層間絶縁膜の形成〉
図１のプラズマＣＶＤ装置を用いて、層間絶縁膜を形成した。ガスライン１に本発明に係るソース材料である重水素化オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）を、ガスライン２に本発明に係るソース材料である重水素化オクタメチルトリシロキサン（ＯＭＴＳ）を、ガスライン３に重水を、ガスライン７に窒素を、ガスライン５にアルゴンを、ガスライン６にヘリウムを、ガスライン４にＮＦ_３を、ガスライン８に酸素（Ｏ_２）を、各々導入した。

まず、このＣＶＤ装置のサセプター２１をヒーター１８を用いて３５０℃に加熱し、８インチウェーハ２２を載置した。チャンバー１３内を０．１３Ｐａに真空引きし、重水素化オクタメチルトリシロキサン（ＯＭＴＳ）を４５ｓｃｃｍ、重水素化オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、キャリアガスであるヘリウムをそれぞれ１００ｓｃｃｍ、重水を５００ｓｃｃｍを流し、チャンバー１３内の圧力を２１３Ｐａとし、上部電極１４に１３．５６ＭＨｚのパワーを５６２Ｗ印加し、厚さ７００ｎｍの層間絶縁膜を形成した。

次いで、クリーニングガスであるＮＦ_３を４００ｓｃｃｍ、キャリアガスであるヘリウムを１００ｓｃｃｍ、酸化剤であるＯ_２を１００ｓｃｃｍの流量で導入し、１３．５６ＭＨｚのパワーを６００Ｗかつ３８０ｋＨｚのバイアスを４００Ｗ印加し、チャンバーを清浄化した。

得られた膜の比誘電率（ｋ）をＣ−Ｖ測定装置（ＳＳＭ製）で測定したところ、２．４であった。また、ナノインデンター（東陽テクニカ販売製）でこの膜のヤング率を測定したところ、７ＧＰａであった。

［実施例２］
〈層間絶縁膜の形成〉
ガスライン２に本発明に係るソース材料である重水素化フルオロペンタメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯの−ＣＨ_３基をフッ素原子に置換した化合物）を４５ｓｃｃｍ導入し、さらにガスライン１に重水素化フルオロテトラメチルシクロテトラシロキサン（ＦＴＭＣＴＳ）７５ｓｃｃｍを導入した以外は実施例１と同様にして、厚さ７００ｎｍの層間絶縁膜を形成した。
実施例１と同様の方法で、比誘電率とヤング率を測定した。比誘電率は２．３、ヤング率は８ＧＰａであった。

［実施例３］
〈拡散防止膜の形成〉
図１のプラズマＣＶＤ装置を用いて、拡散防止膜を形成した。ガスライン１に本発明に係るソース材料である重水素化ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）を、ガスライン３に亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）を各々導入した。

既に周知の方法で銅配線を形成したウェーハ２２上に、重水素化ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）を７５ｓｃｃｍ、Ｎ_２Ｏを６００ｓｃｃｍを流し、チャンバー１３内の圧力を１３３Ｐａとし、下部電極１５に３８０ｋＨｚのパワーを２２５Ｗ印加し、厚さ７００ｎｍの拡散防止膜を形成した。
実施例１と同様の方法で、比誘電率とヤング率を測定した。比誘電率は３．８、ヤング率は１２０ＧＰａであった。
なお、本実施例ではＣ−Ｖ測定上７００ｎｍの厚さの膜を形成したが、実施の使用膜厚は１０〜３０ｎｍである。

以上の結果から、本発明によれば、比誘電率（ｋ）が２．６以下であって、ヤング率の大きい層間絶縁膜及び比誘電率（ｋ）が４．０以下であって、ヤング率の大きい銅の拡散を防止できる銅配線用拡散防止膜が得られることが確認された。

低誘電率層間絶縁膜又は銅配線用拡散防止膜の形成方法に用いる本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の模式図である。

Claims (9)

1. 下記一般式（１）において、少なくとも１つ以上の水素原子が重水素原子で置換された化合物からなることを特徴とする低誘電率層間絶縁膜又は銅配線用拡散防止膜形成用ソース材料。
   

   

   （式中、Ｒ^１は、メチル基を表し、Ｒ^２〜Ｒ^４は、それぞれ独立的に、水素原子、フッ素原子、メチル基、又はメトキシ基を表す。）
2. 下記一般式（２）において、少なくとも１つ以上の水素原子が重水素原子で置換された鎖状化合物からなることを特徴とする低誘電率層間絶縁膜又は銅配線用拡散防止膜形成用ソース材料。
   

   

   （式中、Ｒ^５はメチル基を表し、Ｒ^６〜Ｒ^１２は、それぞれ独立的に、フッ素原子、メチル基、又はメトキシ基を表し、ｎは０又は１を表す。）
3. 下記一般式（３）において、少なくとも１つ以上の水素原子が重水素原子で置換された環状化合物からなることを特徴とする低誘電率層間絶縁膜又は銅配線用拡散防止膜形成用ソース材料。
   

   

   （式中、Ｒ^１３はメチル基を表し、Ｒ^１４は水素原子、フッ素原子、メチル基、又はメトキシ基を表す。）
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のソース材料から形成した低誘電率層間絶縁膜。
5. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のソース材料から形成した銅配線用拡散防止膜。
6. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のソース材料を用いて、低誘電率層間絶縁膜又は銅配線用拡散防止膜を形成することを特徴とする膜形成方法。
7. 水、重水、酸素、及び亜酸化窒素からなる群から選択される少なくとも一種以上の酸化剤を添加することを特徴とする請求項６に記載の膜形成方法。
8. アルゴン又はヘリウムを添加し、プラズマＣＶＤ法により成膜することを特徴とする請求項６又は７に記載の膜形成方法。
9. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のソース材料を用いて、低誘電率層間絶縁膜又は銅配線拡散防止膜を形成することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
   
   
   

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