JP2007042747A - 絶縁膜の成膜方法及び絶縁膜 - Google Patents

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暢夫 田島
Tomoyuki Hamada
智之 濱田
Nobuyoshi Kobayashi
伸好 小林
Minoru Inoue
實 井上
Satoshi Hanesaka
智 羽坂
Kaoru Sakota
薫 迫田
Manabu Jinriki
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Kazuhiro Miyazawa
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Abstract

【課題】 プラズマＣＶＤ法により絶縁膜を製造する際の材料ガスとして、蒸気圧が高く、容易にガス状で供給できる材料を使用し、誘電率が低く、かつ、機械的強度が高く、半導体装置の層間絶縁膜等に有用な低誘電率絶縁膜を成膜する方法及び低誘電率絶縁膜を提供する。
【解決手段】 プラズマＣＶＤ法により絶縁膜を成膜するときの材料ガスとして、一般式ＳｉαＯβＣγＨδ（α＝１〜３，β＝０〜８，γ＝０〜８，δ＝４〜２４）で示されるＳｉ系化合物と、一般式ＣεＯζＨη（ε＝１〜８，ζ＝０〜１０，η＝２〜１４）で示される炭化水素系化合物と、添加剤とをそれぞれガス化して供給する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、絶縁膜の成膜方法及びこの方法によって成膜された絶縁膜に関し、詳しくは、Ｓｉ系化合物や炭化水素系化合物を含む材料ガスをプラズマＣＶＤ成膜装置に供給してプラズマＣＶＤ法により低誘電率の絶縁膜を成膜する方法に関する。
半導体集積回路装置の高集積化に伴い、配線層が微細化されつつある。しかし、微細な配線層では、配線層における信号遅延の影響が大きくなり高速化を妨げている。この信号遅延は、配線層の抵抗と配線層間容量に比例するため、高速化を実現するためには配線層の低抵抗化と配線層間容量の低減が必須である。
このため、最近では配線層を形成する材料として、従来のアルミニウムから抵抗率の低い銅を用い、配線層間容量を減らすために、層間絶縁膜をＳｉＯ２（比誘電率＝４．１）から誘電率の低いＳｉＯＦ（比誘電率＝３．７）を用いるようになっている。しかし、層間絶縁膜に求められる比誘電率の値は次第に小さくなり、近い将来では２．４以下という小さな値のものが求められることが予想される。
配線層を銅から形成する場合には、配線層の形成にはダマシン法と呼ばれる手法が採用されている。ダマシン法とは、あらかじめレジストマスキングにより層間絶縁膜にドライエッチングにより配線溝を形成し、この上に銅を堆積した後、配線溝以外に堆積している銅を化学機械研磨法（ＣＭＰ）によって除去して銅からなる配線層を形成する手法である。
この化学機械研磨法による操作は、ウエハにスラリとパッドで荷重をかけながら銅を研磨除去するため、層間絶縁膜には上方向と横方向とからの力がかかり、場合によっては層間絶縁膜が破損したり剥離したりする不具合が起こる。
層間絶縁膜が、テトラエトキシシランを用い、ＣＶＤ法で形成したＳｉＯ２膜である場合には、この膜の強度が高いため、化学機械研磨によって破損することは無い。しかし、誘電率を下げるためにＳｉＯ２膜を多孔質にすると強度が大きく低下して脆くなる。
この絶縁膜の強度の指標として、ヤング率を用いるのが一般的であるが、テトラエトキシシランを用いたＳｉＯ２膜では８０ＧＰａ程度あったものが、ＳｉＯＦ膜になると７０ＧＰａ、更にＳｉＯＣ膜になると１２ＧＰａにまで低下する。
最近の有機物原料を用いた多孔質ＳｉＯ２膜では、４〜６ＧＰａ程度の強度しかないことが判明し、化学機械研磨ができない状況も現出しており、これが半導体集積回路装置の微細化を阻害する原因となっている。
半導体集積回路装置の層間絶縁膜として、誘電率を低減させたものを用いるようにした提案は多数あり、以下のその一部を示す。
特開２００２−２５２２２８号公報 特開２００２−２５６４３４号公報 特開２００４−２００６２６号公報 特開２００４−２１４１６１号公報
しかし、上記の各アプローチで使用される機械的強度を維持しながら誘電率を下げる材料としては有機シリコン系材料が数多く提案されている。しかしながら、これらの有機シリコン系材料は蒸気圧が非常に低い材料が多くを占め、供給の方法や供給量に制限を抱えていることが多い。また、得られた絶縁膜の誘電率は２．４以上であり、誘電率２．４付近においてはヤング率も１０Ｇｐａを下回るものが多かった。
そこで本発明は、プラズマＣＶＤ法により絶縁膜を製造する際の材料ガスとして、蒸気圧が高く、容易にガス状で供給できる材料を使用し、誘電率が低く、かつ、機械的強度が高く、半導体装置の層間絶縁膜等に有用な低誘電率の絶縁膜を効率よく成膜する方法及び低誘電率の絶縁膜を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明の絶縁膜の成膜方法は、プラズマＣＶＤ法により絶縁膜を成膜する方法であって、材料ガスとして、一般式ＳｉαＯβＣγＨδ（α＝１〜３，β＝０〜８，γ＝０〜８，δ＝４〜２４）で示されるＳｉ系化合物と、一般式ＣεＯζＨη（ε＝１〜８，ζ＝０〜１０，η＝２〜１４）で示される炭化水素系化合物と、添加剤とをそれぞれガス化して供給することを特徴としている。
また、前記Ｓｉ系化合物や前記炭化水素系化合物に酸素が含まれない場合、すなわち、β＝０及び／又はζ＝０の場合は、前記材料ガスに酸化剤を加えることを特徴としている。
さらに、本発明の絶縁膜は、前記材料ガスをプラズマＣＶＤ成膜装置に供給してプラズマＣＶＤ法により成膜されたことを特徴としている。
本発明の絶縁膜の成膜方法によれば、誘電率が２．１〜２．４と低く、しかも、ヤング率が９．５〜１１ＧＰａと機械的強度が高く、化学機械研磨法によっても層間絶縁膜が破損されることがない低誘電率絶縁膜を得ることができる。本発明方法により成膜された低誘電率の絶縁膜は、膜構造におけるネットワークとしてＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合だけでなく、Ｓｉ―（炭化水素）―Ｓｉ構造を含めば高い機械強度の低誘電率材料が得られることを見出した。具体的には、前記（炭化水素）がＣ３Ｈ６であり、Ｓｉの酸素配位数が２となる構造において、誘電率が大きく低下するとともに、強度の低下がほとんどない。
本発明において、プラズマＣＶＤ成膜装置を使用してプラズマＣＶＤ法により低誘電率絶縁膜を成膜するための材料ガスは、前述の通り、一般式ＳｉαＯβＣγＨδ（α＝１〜３，β＝０〜８，γ＝０〜８，δ＝４〜２４）で示されるＳｉ系化合物と、一般式ＣεＯζＨη（ε＝１〜８，ζ＝０〜１０，η＝２〜１４）で示される炭化水素系化合物と、添加剤と、必要に応じて加えられる酸化剤とを含んでいる。
前記一般式ＳｉαＯβＣγＨδ（α＝１〜３，β＝０〜８，γ＝０〜８，δ＝４〜２４）で示されるＳｉ系化合物は、シラン系化合物、シラノール系化合物、メチルシラン系化合物、メトキシシラン系化合物、シロキサン系化合物である。より具体的に、シラン系化合物としては、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、トリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）を挙げることができる。
シラノール系化合物としては、シラノール（ＳｉＨ３ＯＨ）、シラジオール（ＳｉＨ２（ＯＨ）２）、シラトリオール（ＳｉＨ（ＯＨ）３）、シラテトラオール（Ｓｉ（ＯＨ）４）、１−ジシラノール（ＳｉＨ２（ＯＨ）ＳｉＨ３）、１，１−ジシラジオール（ＳｉＨ（ＯＨ）２ＳｉＨ３）、１，２−ジシラジオール（ＳｉＨ２（ＯＨ）ＳｉＨ２（ＯＨ））、１，１，１−ジシラトリオール（Ｓｉ（ＯＨ）３ＳｉＨ３）、１，１，２−ジシラトリオール（ＳｉＨ（ＯＨ）２ＳｉＨ２（ＯＨ））、１，１，１，２−ジシラテトラオール（Ｓｉ（ＯＨ）３ＳｉＨ２（ＯＨ））、１，１，１，２，２−ジシラペンタオール（Ｓｉ（ＯＨ）３ＳｉＨ（ＯＨ）２）、ジシラへキサオール（Ｓｉ（ＯＨ）３Ｓｉ（ＯＨ）３）、１−トリシラノール（ＳｉＨ２（ＯＨ）ＳｉＨ２ＳｉＨ３）、２−トリシラノール（ＳｉＨ３ＳｉＨ（ＯＨ）ＳｉＨ３）、１，１−トリシラジオール（ＳｉＨ（ＯＨ）２ＳｉＨ２ＳｉＨ３）、１．２−トリシラジオール（ＳｉＨ２（ＯＨ）ＳｉＨ（ＯＨ）ＳｉＨ３）、１，３−トリシラジオール（ＳｉＨ２（ＯＨ）ＳｉＨ２ＳｉＨ２（ＯＨ））、１，１，１−トリシラトリオール（Ｓｉ（ＯＨ）３ＳｉＨ２ＳｉＨ３）、１，１，２−トリシラトリオール（ＳｉＨ（ＯＨ）２ＳｉＨ（ＯＨ）ＳｉＨ３）、１，２，２−トリシラトリオール（ＳｉＨ２（ＯＨ）Ｓｉ（ＯＨ）２ＳｉＨ３）、１，２，３−トリシラトリオール（ＳｉＨ２（ＯＨ）ＳｉＨ（ＯＨ）ＳｉＨ２（ＯＨ））、１，１，１，２−トリシラテトラオール（Ｓｉ（ＯＨ）３ＳｉＨ（ＯＨ）ＳｉＨ３）、１，１，２，２−トリシラテトラオール（ＳｉＨ（ＯＨ）２Ｓｉ（ＯＨ）２ＳｉＨ３）、１，１，２，３−トリシラテトラオール（ＳｉＨ（ＯＨ）２ＳｉＨ（ＯＨ）ＳｉＨ２（ＯＨ））、１，１，３，３−トリシラテトラオール（ＳｉＨ（ＯＨ）２ＳｉＨ２ＳｉＨ（ＯＨ）２）、１，２，２，３−トリシラテトラオール（ＳｉＨ２（ＯＨ）Ｓｉ（ＯＨ）２ＳｉＨ２（ＯＨ））、１，１，１，２，２−トリシラペンタオール（Ｓｉ（ＯＨ）３Ｓｉ（ＯＨ）２ＳｉＨ３）、１，１，１，２，３−トリシラペンタオール（Ｓｉ（ＯＨ）３ＳｉＨ（ＯＨ）ＳｉＨ２（ＯＨ））、１，１，２，２，３−トリシラペンタオール（ＳｉＨ（ＯＨ）２Ｓｉ（ＯＨ）２ＳｉＨ２（ＯＨ））、１，１，１，２，２，３−トリシラヘキサオール（Ｓｉ（ＯＨ）３Ｓｉ（ＯＨ）２ＳｉＨ２（ＯＨ））、１，１，２，２，３，３−トリシラヘキサオール（ＳｉＨ（ＯＨ）２Ｓｉ（ＯＨ）２ＳｉＨ（ＯＨ）２）、１，１，１，２，２，３，３−トリシラヘプタオール（Ｓｉ（ＯＨ）３Ｓｉ（ＯＨ）２ＳｉＨ（ＯＨ）２）、１，１，１，２，３，３，３−トリシラヘプタノール（Ｓｉ（ＯＨ）３ＳｉＨ（ＯＨ）Ｓｉ（ＯＨ）３）、トリシラオクタオール（Ｓｉ（ＯＨ）３Ｓｉ（ＯＨ）２Ｓｉ（ＯＨ）３）等を挙げることができる。
さらに、メチルシラン系化合物としては、メチルシラン（ＳｉＨ３ＣＨ３）、ジメチルシラン（ＳｉＨ２（ＣＨ３）２）、トリメチルシラン（ＳｉＨ（ＣＨ３）３）、テトラメチルシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）４）、１−メチルジシラン（ＳｉＨ２（ＣＨ３）ＳｉＨ３）、１，１−ジメチルジシラン（ＳｉＨ（ＣＨ３）２ＳｉＨ３）、１，２−ジメチルジシラン（ＳｉＨ２（ＣＨ３）ＳｉＨ２（ＣＨ３））、１，１，１−トリメチルジシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）３ＳｉＨ３）、１，１，２−トリメチルジシラン（ＳｉＨ（ＣＨ３）２ＳｉＨ２（ＣＨ３））、１，１，１，２−テトラメチルジシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）３ＳｉＨ２（ＣＨ３））、１，１，１，２，２−テトラメチルジシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）３ＳｉＨ（ＣＨ３）２）、ヘキサメチルジシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）３Ｓｉ（ＣＨ３）３）、１−メチルトリシラン（ＳｉＨ２（ＣＨ３）ＳｉＨ２ＳｉＨ）３）、２−メチルトリシラン（ＳｉＨ３ＳｉＨ（ＣＨ３）ＳｉＨ３）、１，１−ジメチルトリシラン（ＳｉＨ（ＣＨ３）２ＳｉＨ２ＳｉＨ３）、１．２−ジメチルトリシラン（ＳｉＨ２（ＣＨ３）ＳｉＨ（ＣＨ３）ＳｉＨ３）、１，３−ジメチルトリシラン（ＳｉＨ２（ＣＨ３）ＳｉＨ２ＳｉＨ２（ＣＨ３））、１，１，１−トリメチルトリシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）３ＳｉＨ２ＳｉＨ３）、１，１，２−トリメチルトリシラン（ＳｉＨ（ＣＨ３）２ＳｉＨ（ＣＨ３）ＳｉＨ３）、１，２，２−トリメチルトリシラン（ＳｉＨ２（ＣＨ３）Ｓｉ（ＣＨ３）２ＳｉＨ３）、１，２，３−トリメチルトリシラン（ＳｉＨ２（ＣＨ３）ＳｉＨ（ＣＨ３）ＳｉＨ２（ＣＨ３））、１，１，１，２−テトラメチルトリシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）３ＳｉＨ（ＣＨ３）ＳｉＨ３）、１，１，２，２−テトラメチルトリシラン（ＳｉＨ（ＣＨ３）２Ｓｉ（ＣＨ３）２ＳｉＨ３）、１，１，２，３−テトラメチルトリシラン（ＳｉＨ（ＣＨ３）２ＳｉＨ（ＣＨ３）ＳｉＨ２（ＣＨ３））、１，１，３，３−テトラメチルトリシラン（ＳｉＨ（ＣＨ３）２ＳｉＨ２ＳｉＨ（ＣＨ３）２）、１，２，２，３−テトラメチルトリシラン（ＳｉＨ２（ＣＨ３）Ｓｉ（ＣＨ３）２ＳｉＨ２（ＣＨ３））、１，１，１，２，２−ペンタメチルトリシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）３Ｓｉ（ＣＨ３）２ＳｉＨ３）、１，１，１，２，３−ペンタメチルトリシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）３ＳｉＨ（ＣＨ３）ＳｉＨ２（ＣＨ３））、１，１，２，２，３−ペンタメチルトリシラン（ＳｉＨ（ＣＨ３）２Ｓｉ（ＣＨ３）２ＳｉＨ２（ＣＨ３））、１，１，１，２，２，３−ヘキサメチルトリシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）３Ｓｉ（ＣＨ３）２ＳｉＨ２（ＣＨ３））、１，１，２，２，３，３−ヘキサメチルトリシラン（ＳｉＨ（ＣＨ３）２Ｓｉ（ＣＨ３）２ＳｉＨ（ＣＨ３）２）、１，１，１，２，２，３，３−ヘプタメチルトリシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）３Ｓｉ（ＣＨ３）２ＳｉＨ（ＣＨ３）２）、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタメチルトリシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）３ＳｉＨ（ＣＨ３）２Ｓｉ（ＣＨ３）３）、オクタメチルトリシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）３Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｓｉ（ＣＨ３）３）等を挙げることができる。
また、メトキシシラン系化合物としては、トリメチルメトキシシラン（（ＣＨ３）３ＳｉＯＣＨ３）、ジメチルジメトキシシラン（（ＣＨ３）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）２）、メチルトリメトキシシラン（（ＣＨ３）Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）等を挙げることができ、シロキサン系化合物としては、ヘキサメチルジシロキサン（（ＣＨ３）３ＳｉＯＳｉ（ＣＨ３））、オクタメチルトリシロキサン（（ＣＨ３）３ＳｉＯ（ＣＨ３）２ＳｉＯＳｉ（ＣＨ３）３）等を挙げることができる。
また、一般式ＣεＯζＨη（ε＝１〜８，ζ＝０〜１０，η＝２〜１４）で示される前記炭化水素系化合物は、飽和鎖状炭化水素系化合物、不飽和鎖状炭化水素化合物、アルコール系炭化水素化合物、カルボン酸系炭化水素化合物、アルデヒド系炭化水素化合物、ケトン系炭化水素化合物、エーテル系炭化水素化合物であり、最長の鎖に含まれるＣの数が５以下のものである。
より具体的に、飽和鎖状炭化水素系化合物としては、メタン（ＣＨ３）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、ブタン（Ｃ４Ｈ１０）、イソブタン（２−メチルプロパン）（ＣＨ３ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ３）、ペンタン（Ｃ５Ｈ１２）、イソペンタン（２−メチルブタン）（ＣＨ３ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３）、ネオペンタン（２，２−ジメチルプロパン）（ＣＨ３Ｃ（ＣＨ３）２ＣＨ３）等を挙げることができ、不飽和鎖状炭化水素系化合物としては、エチレン（ＣＨ２＝ＣＨ２）、アセチレン（ＣＨ≡ＣＨ）、プロピレン（ＣＨ２＝ＣＨＣＨ３）、プロピン（ＣＨ≡ＣＣＨ３）、アレン（ＣＨ２＝Ｃ＝ＣＨ２）、１−ブテン（ＣＨ２＝ＣＨＣＨ２ＣＨ３）、２−ブテン（ＣＨ３ＣＨ２＝ＣＨ２ＣＨ３）、１−ブチン（ＣＨ≡ＣＣＨ２ＣＨ３）、２−ブチン（ＣＨ３Ｃ≡ＣＣＨ３）、１−ペンテン（ＣＨ２＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、２−ペンテン（ＣＨ３ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ３）、１−ペンチン（ＣＨ≡ＣＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、２−ペンチン（ＣＨ３Ｃ≡ＣＣＨ３）等を挙げることができる。
アルコール系化合物としては、メタノール（ＣＨ３ＯＨ）、メタジオール（ＣＨ２（ＯＨ）２）、メタトリオール（ＣＨ（ＯＨ）３）、メタテトラオール（Ｃ（ＯＨ）４）、エタノール（ＣＨ２（ＯＨ）ＣＨ３）、１，１−エタジオール（ＣＨ（ＯＨ）２ＣＨ３）、１，２−エタジオール（ＣＨ２（ＯＨ）ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，１−エタトリオール（Ｃ（ＯＨ）３ＣＨ３）、１，１，２−エタテトラオール（ＣＨ（ＯＨ）２ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，１，２−エタペンタオール（Ｃ（ＯＨ）３ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，１，２，２−エタペンタオール（Ｃ（ＯＨ）３ＣＨ（ＯＨ）２）、エタへキサオール（Ｃ（ＯＨ）３Ｃ（ＯＨ）３）、１−プロパノール（ＣＨ２（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ）３）、２−プロパノール（ＣＨ３ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）、１，１−プロパジオール（ＣＨ（ＯＨ）２ＣＨ２ＣＨ３）、１．２−プロパジオール（ＣＨ２（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）、１，３−プロパジオール（ＣＨ２（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ２（ＯＨ））、２，２−プロパジオール（ＣＨ３Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ３）、１，１，１−プロパトリシラオール（Ｃ（ＯＨ）３ＣＨ２ＣＨ３）、１，１，２−プロパトリシラオール（ＣＨ（ＯＨ）２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）、１，２，２−プロパトリシラオール（ＣＨ２（ＯＨ）Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ３）、１，２，３−プロパトリシラオール（ＣＨ２（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，１，２−プロパテトラオール（Ｃ（ＯＨ）３ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）、１，１，２，２−プロパテトラオール（ＣＨ（ＯＨ）２Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ３）、１，１，２，３−プロパテトラオール（ＣＨ（ＯＨ）２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，３，３−プロパテトラオール（ＣＨ（ＯＨ）２ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）２）、１，２，２，３−プロパテトラオール（ＣＨ２（ＯＨ）Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，１，２，２−プロパペンタオール（Ｃ（ＯＨ）３Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ３）、１，１，１，２，３−プロパペンタオール（Ｃ（ＯＨ）３ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，２，２，３−プロパペンタオール（ＣＨ（ＯＨ）２Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，１，２，２，３−プロパヘキサオール（Ｃ（ＯＨ）３Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，２，２，３，３−プロパヘキサオール（ＣＨ（ＯＨ）２Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ（ＯＨ）２）、１，１，１，２，２，３，３−プロパヘプタオール（Ｃ（ＯＨ）３Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ（ＯＨ）２）、１，１，１，２，３，３，３−プロパヘプタオール（Ｃ（ＯＨ）３ＣＨ（ＯＨ）Ｃ（ＯＨ）３）、プロパオクタオール（Ｃ（ＯＨ）３Ｃ（ＯＨ）２Ｃ（ＯＨ）３）、１−ブタノール（ＣＨ２（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、２−ブタノール（ＣＨ３ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ３）、１，１−ブタジオール（ＣＨ（ＯＨ）２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、１，２−ブタジオール（ＣＨ２（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ３）、１，３−ブタジオール（ＣＨ２（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）、１，４−ブタジオール（ＣＨ２（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２（ＯＨ））、２，２−ブタジオール（ＣＨ３Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ２ＣＨ３）、２，３ブタジオール（ＣＨ３ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）、１，１，１−ブタトリオール（Ｃ（ＯＨ）３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、１，１，２−ブタトリオール（ＣＨ（ＯＨ）２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ３）、１，１，３−ブタトリオール（ＣＨ（ＯＨ）２ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）、１，１，４−ブタトリオール（ＣＨ（ＯＨ）２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２（ＯＨ））、１，２，２−ブタトリオール（ＣＨ２（ＯＨ）Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ２ＣＨ３）、１，２，３−ブタトリオール（ＣＨ２（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）、１，２，４−ブタトリオール（ＣＨ２（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，１，２−ブタテトラオール（Ｃ（ＯＨ）３ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ３）、１，１，１，３−ブタテトラオール（Ｃ（ＯＨ）３ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）、１，１，１，４−ブタテトラオール（Ｃ（ＯＨ）３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，２，２−ブタテトラオール（ＣＨ（ＯＨ）２Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ２ＣＨ３）、１，１，２，３−ブタテトラオール（ＣＨ（ＯＨ）２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）、１，１，２，４−ブタテトラオール（ＣＨ（ＯＨ）２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，３，４−ブタテトラオール（ＣＨ（ＯＨ）２ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，３，３−ブタテトラオール（ＣＨ（ＯＨ）２ＣＨ２Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ３）、１，１，３，４−ブタテトラオール（ＣＨ（ＯＨ）２ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，４，４−ブタテトラオール（ＣＨ（ＯＨ）２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）２）、１，２，２，３−ブタテトラオール（ＣＨ２（ＯＨ）Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）、１，２，２，４−ブタテトラオール（ＣＨ２（ＯＨ）Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ２ＣＨ２（ＯＨ））、１，２，３，４−ブタテトラオール（ＣＨ２（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，１，２，２−ブタペンタオール（Ｃ（ＯＨ）３Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ２ＣＨ３）、１，１，１，２，３−ブタペンタオール（Ｃ（ＯＨ）３ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）、１，１，１，２，４−ブタペンタオール（Ｃ（ＯＨ）３ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，１，３，３−ブタペンタオール（Ｃ（ＯＨ）３ＣＨ２Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ３）、１，１，１，３，４−ブタペンタオール（Ｃ（ＯＨ）３ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，１，４，４−ブタペンタオール（Ｃ（ＯＨ）３ＣＨ２Ｃ２ＣＨ（ＯＨ）２）、１，１，２，２，３−ブタペンタオール（ＣＨ（ＯＨ）２Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）、１，１，２，２，４−ブタペンタオール（ＣＨ（ＯＨ）２Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ２ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，２，３，３，４−ブタペンタオール（ＣＨ（ＯＨ）２ＣＨ（ＯＨ）Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ２（ＯＨ））、１，１，２，３，４，４−ブタペンタオール（ＣＨ（ＯＨ）２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）２）等を挙げることができる。
カルボン酸系炭化水素化合物としては、蟻酸（ＨＣＯＯＨ）、酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）、プロピオン酸（ＣＨ３ＣＨ２ＣＯＯＨ）、アクリル酸（ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯＨ）、酪酸（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨ）、イソ酪酸（（ＣＨ３）２ＣＨＣＯＯＨ）、ペンタン酸（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨ）、２−メチル酪酸（ＣＨ３ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＯＯＨ）、３−メチル酪酸（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＯＨ）、２，２−ジメチル酪酸（ＣＨ３Ｃ（ＣＨ３）２ＣＯＯＨ）等を挙げることができる。
アルデヒド系炭化水素化合物としては、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）、アセトアルデヒド（ＣＨ３ＣＨＯ）、プロピオンアルデヒド（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨＯ）、アクリルアルデヒド（ＣＨ２ＣＨＣＨＯ）、プロピルカルバルデヒド（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨＯ）、２−メチルエチルカルバルデヒド（ＣＨ３ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨＯ）、ブチルカルバルデヒド（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨＯ）、２−メチルプロピルカルバルデヒド（ＣＨ３ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨＯ）、３−メチルプロピルカルバルデヒド（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨＯ）等を挙げることができる。
ケトン系炭化水素化合物としては、アセトン（ＣＨ３ＣＯＣＨ３）、ケテン（ＣＨ２ＣＯ）、メチルケテン（ＣＨ３ＣＨＣＨＯ）、エチルメチルケトン（ＣＨ３ＣＯＣＨ２ＣＨ３）、ジエチルケトン（ＣＨ３ＣＨ２ＣＯＣＨ２ＣＨ３）等を挙げることができる。
また、エーテル系化合物としては、ジメチルエーテル（ＣＨ３ＯＣＨ３）、メチルエチルエーテル（ＣＨ３ＯＣＨ２ＣＨ３）、メチルビニルエーテル（ＣＨ３ＯＣＨＣＨ２）、メチルプロピルエーテル（ＣＨ３ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、メチルイソプロピルエーテル（ＣＨ３ＯＣＨ（ＣＨ３）２）、メチル−１−プロペニルエーテル（ＣＨ３ＯＣＨＣＨＣＨ３）、メチル−２−プロペニルエーテル（ＣＨ３ＯＣＨ２ＣＨＣＨ２）、メチルブチルエーテル（ＣＨ３ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、メチル−１−メチルプロピルエーテル（ＣＨ３ＯＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３）、メチル−２−メチルプロピルエーテル（ＣＨ３ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ３）、メチル−１，１−ジメチルメチルエーテル（ＣＨ３ＯＣ（ＣＨ３）３）、ジエチルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ３）、エチルビニルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＯＣＨＣＨ２）、エチルプロピルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、エチルイソプロピルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＯＣＨ（ＣＨ３）２）、エチル−１−プロピルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＯＣＨＣＨＣＨ３）、エチル−２−プロピルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨＣＨ２）、エチルブチルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、エチル−１−メチルプロピルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＯＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３）、エチル−２−メチルプロピルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ３）、エチル−１，１−ジメチルメチルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＯＣ（ＣＨ３）３）、ジビニルエーテル（ＣＨ２ＣＨＯＣＨＣＨ２）、ビニルプロピルエーテル（ＣＨ２ＣＨＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、ビニルイソプロピルエーテル（ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ３）２）、ビニル−１−プロペニルエーテル（ＣＨ２ＣＨＯＣＨＣＨＣＨ３）、ビニル−２−プロペニルエーテル（ＣＨ２ＣＨＯＣＨ２ＣＨＣＨ２）、ビニルブチルエーテル（ＣＨ２ＣＨＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、ビニル−１−メチルプロピルエーテル（ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３）、ビニル−２−メチルプロピルエーテル（ＣＨ２ＣＨＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ３）、ビニル−１，１−ジメチルメチルエーテル（ＣＨ２ＣＨＯＣ（ＣＨ３）３）、ジプロピルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、プロピルイソプロピルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ（ＣＨ３）２）、プロピル１−プロペニルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨＣＨＣＨ３）、プロピル−２−プロペニルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨＣＨ２）、プロピルブチルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、プロピル−１−メチルプロピルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３）、プロピル−２−メチルプロピルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ３）、プロピル−１，１−ジメチルメチルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＯＣ（ＣＨ３）３）、ジイソプロピルエーテル（（ＣＨ３）２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ３）２）、イソプロピル−１−プロペニルエーテル（（ＣＨ３）２ＣＨＯＣＨＣＨＣＨ３）、イソプロピル２−プロペニルエーテル（（ＣＨ３）２ＣＨＯＣＨ２ＣＨＣＨ２）、イソプロピルブチルエーテル（（ＣＨ３）２ＣＨＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、イソプロピル−１−メチルプロピルエーテル（（ＣＨ３）２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３）、イソプロピル−２−メチルプロピルエーテル（（ＣＨ３）２ＣＨＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ３）、イソプロピル−１，１−ジメチルメチルエーテル（（ＣＨ３）２ＣＨＯＣ（ＣＨ３）３）、ジ−１−プロペニルエーテル（ＣＨ３ＣＨＣＨＯＣＨＣＨＣＨ３）、１−プロペニル−２−プロペニルエーテル（ＣＨ３ＣＨＣＨＯＣＨ２ＣＨＣＨ２）、１−プロペニルブチルエーテル（ＣＨ３ＣＨＣＨＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、１−プロペニル−１−メチルプロピルエーテル（ＣＨ３ＣＨＣＨＯＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３）、１−プロペニル−２−メチルプロピルエーテル（ＣＨ３ＣＨＣＨＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ３）、１−プロペニル−１，１−ジメチルメチルエーテル（ＣＨ３ＣＨＣＨＯＣ（ＣＨ３）３）、ジ−２−プロペニルエーテル（ＣＨ２ＣＨＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨＣＨ２）、２−プロペニルブチルエーテル（ＣＨ２ＣＨＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、２−プロペニル−１−メチルプロピルエーテル（ＣＨ２ＣＨＣＨ２ＯＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３）、２−プロペニル−２−メチルプロピルエーテル（ＣＨ２ＣＨＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ３）、２−プロペニル−１，１−ジメチルメチルエーテル（ＣＨ２ＣＨＣＨ２ＯＣＨ２Ｃ（ＣＨ３）ＣＨ３）、ジブチルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、ブチル−１−メチルプロピルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３）、ブチル−２−メチルプロピルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ３）、１−プロペニル−１，１−ジメチルメチルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣ（ＣＨ３）３）、１−メチルプロピル−１，１−ジメチルメチルエーテル（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＯＣ（ＣＨ３）３）、ジ−２−メチルプロピルエーテル（ＣＨ３ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ３）、２−メチルプロピル−１，１−ジメチルメチルエーテル（ＣＨ３ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＯＣ（ＣＨ３）３）、ジ−１，１−ジメチルメチルエーテル（Ｃ（ＣＨ３）ＯＣ（ＣＨ３）３）等を挙げることができる。
前記添加剤は、上記Ｓｉ系化合物や炭化水素系化合物の種類、さらに後述の酸化剤の種類に応じて最適なものが選択使用されるものであり、具体的には、水素（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）等を使用することができる。特に、材料ガスとして酸素（Ｏ）原子が無い炭化水素系化合物を使用する場合で、成膜時の炭素（Ｃ）原子の脱離を防止するときの添加剤としてはＣＯが好適である。例えば、Ｓｉ系化合物としてＳｉ（ＣＨ３）３ＯＣＨ３を、炭化水素系化合物としてＣ３Ｈ８を、それぞれ用いて成膜を行う場合に添加剤としてＣＯを使用することにより、ＣＨ３基の脱離を防止できる。
同様に、材料ガスとしてＯ原子が無い炭化水素系化合物で、かつ、三重結合や二重結合が２個以上存在するものを使用する場合は、添加剤としてＨ２を使用することにより良好な絶縁膜が得られる。例えば、Ｓｉ系化合物としてＳｉ（ＣＨ３）３ＯＣＨ３を、炭化水素系化合物としてＣＨ２ＣＣＨ２を、それぞれ用いて成膜を行う場合、炭化水素系化合物のＣ＝Ｃ＝Ｃを−Ｃ−Ｃ−Ｃ−とし、切れた結合部分にＨを付けたい場合等には添加剤としてＨ２を使うことが好ましい。
また、酸化剤として酸素（Ｏ２）を使用したときには、添加剤としてＣＯを用いることにより、Ｏ２の酸化作用を調整することができ、酸化剤の効果を弱めるための酸化剤効果調整用添加剤として利用できる。例えば、酸化剤としてＯ２を使用したときのＳｉＯ２膜の生成を抑制することができる。
前記酸化剤は、前記Ｓｉ系化合物や前記炭化水素系化合物として酸素を含まないものを使用したときに材料ガスに加えられるものであって、具体的には、酸素（Ｏ２），二酸化炭素（ＣＯ２），水（Ｈ２Ｏ），一酸化窒素（ＮＯ），亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ），二酸化窒素（ＮＯ２）等を使用することができる。
例えば、材料ガスとしてＯ原子が無い炭化水素系化合物を使用する場合で、成膜時のＣ原子の脱離を防止するときにはＣＯ２を使用すると好適である。具体的には、Ｓｉ系化合物としてＳｉＨ４を、炭化水素系化合物としてＣ３Ｈ８を、それぞれ用いて成膜を行う場合に酸化剤としてＣＯ２を使用することにより、ＣＨ３基の脱離を防止できる。
同様に、材料ガスとしてＯ原子が無い炭化水素系化合物で、かつ、三重結合や二重結合が２個以上存在するものを使用する場合は、酸化剤としてＨ２Ｏを使用することにより良好な絶縁膜が得られる。例えば、Ｓｉ系化合物としてＳｉＨ４を、炭素系化合物としてＣ２Ｈ２を、それぞれ用いて成膜を行う際に、Ｃ２Ｈ２のＣ≡ＣをＣ＝Ｃとし、両端にＨを付けたいときの酸化剤にはＨ２Ｏが最適である。
前記Ｓｉ系化合物、炭化水素系化合物、酸化剤、添加剤を材料ガスに使用してプラズマＣＶＤ法により成膜を行う際には、それぞれをガス化するとともに、所定の割合でプラズマＣＶＤ成膜装置のチャンバー内に供給して混合し、プラズマ化して基板上に成膜することにより、所望の低誘電率絶縁膜を形成することができる。
Ｓｉ系化合物と炭化水素系化合物の供給比率は、Ｓｉ系化合物中に含まれるＳｉの原子数１に対して炭化水素系化合物中に含まれるＣの原子数が２〜１０倍の範囲とすることが好ましく、この範囲を外れると所望の低誘電率絶縁膜を形成することが困難になることがある。
また、酸化剤を使用する場合、Ｓｉ系化合物と酸化剤の供給比率は、Ｓｉ系化合物中に含まれるＳｉの原子数１に対して、Ｓｉ系化合物、炭化水素系化合物中に含まれるＯ原子の数と、酸化剤中に含まれるＯ原子の数の合計数が２〜１０倍の範囲であることが好ましく、この範囲を外れると所望の低誘電率絶縁膜を形成することが困難になることがある。
プラズマＣＶＤ成膜装置は、特に限定されるものではなく、周知のものを用いることができ、例えば、図１の概略図に示すような平行平板型のプラズマＣＶＤ成膜装置を使用して成膜することができる。図１に示すプラズマＣＶＤ成膜装置は、減圧可能なチャンバー１を備え、このチャンバー１は、排気管２、開閉弁３を介して排気ポンプ４に接続されている。また、チャンバー１には、図示しない圧力計が備えられ、チャンバー１内の圧力が測定できるようになっている。チャンバー１内には、相対向する一対の平板状の上部電極５と下部電極６とが設けられている。上部電極５は、高周波電源７に接続され、上部電極５に高周波電流が印加されるようになっている。下部電極６は、基板８を載置する載置台を兼ねており、その内部にはヒーター９が内蔵され、基板８を加熱できるようになっている。
また、上部電極５には、ガス供給配管として、Ｓｉ系化合物供給配管１１、炭化水素系化合物供給配管１２、酸化剤供給配管１３、添加剤供給配管１４及びヘリウム等の不活性ガスやクリーニングガスを供給する不活性ガス供給配管１５が接続されている。これらの供給配管は、それぞれ独立していてもよく、直前で結合されていてもよい。これらのガス供給配管から供給された各ガスは、上部電極５内に形成された複数の貫通孔を通り、下部電極６に向けて拡散しつつ流れ出るようになっている。また、材料ガス供給源には、必要に応じて各種化合物を気化するための気化装置や、流量を調整するための流量調整手段等を設けておくことができる。
プラズマＣＶＤ成膜装置のチャンバー１内の下部電極６上に基板８を置き、各材料ガス供給源から前記供給配管１１〜１５を通してＳｉ系化合物、炭化水素系化合物、酸化剤、添加剤、不活性ガスを所定割合でチャンバー１内に送り込むとともに、高周波電源７から高周波電流を上部電極５に印加し、チャンバー１内にプラズマを発生させる。これにより、基板８上に材料ガスから気相化学反応により生成した絶縁膜が形成される。
このようなプラズマＣＶＤ成膜装置における成膜条件は、Ｓｉ系化合物の流量は１０〜１０００ｃｃ／ｍｉｎ、炭化水素系化合物の流量は１０〜１０００ｃｃ／ｍｉｎ、酸化剤の流量は０〜１０００ｃｃ／ｍｉｎ、添加剤の流量は０〜１００ｃｃ／ｍｉｎ、不活性ガス流量は０〜１０００ｃｃ／ｍｉｎ、圧力は０．５〜１０ｔｏｒｒ、ＲＦパワーは２００〜１０００Ｗ、基板温度は３００〜４００℃が適当であるが、これに限定されるものではない。
また、材料ガス中に不純物として含まれる金属成分は合計１００ｐｐｂ未満であり、窒素成分は１０ｐｐｍ未満であることが好ましい。金属成分は成膜された膜のリーク特性を悪化させるためできるだけ少ないほうがよい。また、窒素は成膜後にＡｒＦレジストを行う際にアミンを生成するなどの悪影響があるため、これもできるだけ少ないほうがよい。
このようにして成膜された絶縁膜は、誘電率が２．１から２．４と低く、ヤング率が９．５〜１１ＧＰａと機械的強度が高いものとなる。このため、この絶縁膜は、化学機械研磨によって破損したり、基板から剥離するようなことがない。
図１に示したプラズマＣＶＤ成膜装置を使用して成膜実験を行った。
比較例１
以下に示す成膜条件でＳｉＯ２からなる絶縁膜を形成した。得られた絶縁膜の誘電率は４．１であった。
テトラエトキシシラン流量：１００ｃｃ／ｍｉｎ
酸素流量 ：５０ｃｃ／ｍｉｎ
ＲＦパワー ：５００Ｗ
チャンバー圧力 ：５．０ｔｏｒｒ
基板温度 ：３７０℃
厚さ ：２００ｎｍ
比較例２
以下に示す成膜条件でＳｉＯＣＨ系の絶縁膜を形成した。得られた絶縁膜の誘電率は２．７、ヤング率は８ＧＰａであった。
ＴＭＣＴＳ流量 ：１００ｃｃ／ｍｉｎ
ＲＦパワー ：４００Ｗ
チャンバー圧力 ：３．０ｔｏｒｒ
基板温度 ：３５０℃
厚さ ：２００ｎｍ
実施例１
以下に示す成膜条件で絶縁膜を形成した。得られた絶縁膜の誘電率は２．４、ヤング率は９．５Ｇｐａ、成膜速度７５ｎｍ／ｍｉｎであった。
Ｓｉ系化合物材料 ：シラン〔ＳｉＨ４〕
Ｓｉ系化合物材料流量 ：１００ｃｃ／ｍｉｎ
炭化水素系化合物材料 ：プロパン〔ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ３〕
炭化水素系化合物材料流量：２００ｃｃ／ｍｉｎ
酸化ガス種類 ：Ｈ２Ｏ
酸化ガス流量 ：１００ｃｃ／ｍｉｎ
添加ガス種類 ：Ｈ２
添加ガス流量 ：１０ｃｃ／ｍｉｎ
ヘリウム流量 ：５００ｃｃ／ｍｉｎ
チャンバー圧力 ：３ｔｏｒｒ
ＲＦパワー ：５００Ｗ
基板温度 ：３５０℃
実施例２
以下に示す成膜条件で絶縁膜を形成した。得られた絶縁膜の誘電率は２．４、ヤング率は１１Ｇｐａ、成膜速度６３ｎｍ／ｍｉｎであった。
Ｓｉ系化合物材料 ：シラノール〔ＳｉＨ３ＯＨ〕
Ｓｉ系化合物材料流量 ：１００ｃｃ／ｍｉｎ
炭化水素系化合物材料 ：２−プロパノール〔ＣＨ３ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３〕
炭化水素系化合物材料流量：２００ｃｃ／ｍｉｎ
酸化ガス種類 ：ＣＯ２
酸化ガス流量 ：２０ｃｃ／ｍｉｎ
添加ガス種類 ：ＣＯ
添加ガス流量 ：５０ｃｃ／ｍｉｎ
ヘリウム流量 ：５００ｃｃ／ｍｉｎ
チャンバー圧力 ：５ｔｏｒｒ
ＲＦパワー ：４００Ｗ
基板温度 ：３５０℃
実施例３
以下に示す成膜条件で絶縁膜を形成した。得られた絶縁膜の誘電率は２．１、ヤング率は１０．５Ｇｐａ、成膜速度１００ｎｍ／ｍｉｎであった。
Ｓｉ系化合物材料 ：テトラメチルシラン〔Ｓｉ（ＣＨ３）４〕
Ｓｉ系化合物材料流量 ：１５０ｃｃ／ｍｉｎ
炭化水素系化合物材料 ：アレン〔ＣＨ２＝Ｃ＝ＣＨ２〕
炭化水素系化合物材料流量：１５０ｃｃ／ｍｉｎ
酸化ガス種類 ：−
酸化ガス流量 ：０ｃｃ／ｍｉｎ
添加ガス種類 ：Ｈ２
添加ガス流量 ：１０ｃｃ／ｍｉｎ
ヘリウム流量 ：３００ｃｃ／ｍｉｎ
チャンバー圧力 ：１ｔｏｒｒ
ＲＦパワー ：３００Ｗ
基板温度 ：３５０℃
実施例４
以下に示す成膜条件で絶縁膜を形成した。得られた絶縁膜の誘電率は２．２、ヤング率は１１．０Ｇｐａ、成膜速度１２５ｎｍ／ｍｉｎであった。
Ｓｉ系化合物材料 ：トリメチルメトキシシラン〔（ＣＨ３）３ＳｉＯＣＨ３〕
Ｓｉ系化合物材料流量 ：２００ｃｃ／ｍｉｎ
炭化水素系化合物材料 ：アクリル酸〔ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯＨ〕
炭化水素系化合物材料流量：２００ｃｃ／ｍｉｎ
酸化ガス種類 ：Ｎ２０
酸化ガス流量 ：１０ｃｃ／ｍｉｎ
添加ガス種類 ：Ｈ２
添加ガス流量 ：１０ｃｃ／ｍｉｎ
ヘリウム流量 ：５００ｃｃ／ｍｉｎ
チャンバー圧力 ：８ｔｏｒｒ
ＲＦパワー ：４００Ｗ
基板温度 ：４００℃
実施例５
以下に示す成膜条件で絶縁膜を形成した。得られた絶縁膜の誘電率は２．３、ヤング率は１０．５Ｇｐａ、成膜速度１５０ｎｍ／ｍｉｎであった。
Ｓｉ系化合物材料：ヘキサメチルジシロキサン〔（ＣＨ３）３ＳｉＯＳｉ（ＣＨ３）〕
Ｓｉ系化合物材料流量 ：１００ｃｃ／ｍｉｎ
炭化水素系化合物材料 ：アセトアルデヒド〔ＣＨ３ＣＨＯ〕
炭化水素系化合物材料流量：５００ｃｃ／ｍｉｎ
酸化ガス種類 ：Ｈ２Ｏ
酸化ガス流量 ：１００ｃｃ／ｍｉｎ
添加ガス種類 ：Ｈ２
添加ガス流量 ：１０ｃｃ／ｍｉｎ
ヘリウム流量 ：８００ｃｃ／ｍｉｎ
チャンバー圧力 ：７ｔｏｒｒ
ＲＦパワー ：６００Ｗ
基板温度 ：３５０℃
実施例６
以下に示す成膜条件で絶縁膜を形成した。得られた絶縁膜の誘電率は２．２、ヤング率は１１．０Ｇｐａ、成膜速度１５０ｎｍ／ｍｉｎであった。
Ｓｉ系化合物材料 ：ジメチルシラン〔ＳｉＨ２（ＣＨ３）２〕
Ｓｉ系化合物材料流量 ：１００ｃｃ／ｍｉｎ
炭化水素系化合物材料 ：アセトン〔ＣＨ３ＣＯＣＨ３〕
炭化水素系化合物材料流量：３００ｃｃ／ｍｉｎ
酸化ガス種類 ：Ｎ２Ｏ
酸化ガス流量 ：５０ｃｃ／ｍｉｎ
添加ガス種類 ：Ｈ２
添加ガス流量 ：２０ｃｃ／ｍｉｎ
ヘリウム流量 ：４００ｃｃ／ｍｉｎ
チャンバー圧力 ：７ｔｏｒｒ
ＲＦパワー ：４００Ｗ
基板温度 ：３００℃
実施例７
以下に示す成膜条件で絶縁膜を形成した。得られた絶縁膜の誘電率は２．１、ヤング率は９．５Ｇｐａ、成膜速度７５ｎｍ／ｍｉｎであった。
Ｓｉ系化合物材料 ：シラン〔ＳｉＨ４〕
Ｓｉ系化合物材料流量 ：２００ｃｃ／ｍｉｎ
炭化水素系化合物材料：メチル−２−プロペニルエーテル〔ＣＨ３ＯＣＨ２ＣＨＣＨ２〕
炭化水素系化合物材料流量：３００ｃｃ／ｍｉｎ
酸化ガス種類 ：Ｈ２Ｏ
酸化ガス流量 ：１００ｃｃ／ｍｉｎ
添加ガス種類 ：Ｈ２
添加ガス流量 ：５ｃｃ／ｍｉｎ
ヘリウム流量 ：４００ｃｃ／ｍｉｎ
チャンバー圧力 ：２ｔｏｒｒ
ＲＦパワー ：４００Ｗ
基板温度 ：３５０℃
プラズマＣＶＤ成膜装置の一例を示す概略図である。
符号の説明
１…チャンバー、２…排気管、３…開閉弁、４…排気ポンプ、５…上部電極、６…下部電極、７…高周波電源、８…基板、９…ヒーター、１１…Ｓｉ系化合物供給配管、１２…炭化水素系化合物供給配管、１３…酸化剤供給配管、１４…添加剤供給配管、１５…不活性ガス供給配管

Claims (5)

  1. プラズマＣＶＤ法により絶縁膜を成膜する方法であって、材料ガスとして、一般式ＳｉαＯβＣγＨδ（α＝１〜３，β＝０〜８，γ＝０〜８，δ＝４〜２４）で示されるＳｉ系化合物と、一般式ＣεＯζＨη（ε＝１〜８，ζ＝０〜１０，η＝２〜１４）で示される炭化水素系化合物と、添加剤とをそれぞれガス化して供給することを特徴とする絶縁膜の成膜方法。
  2. 前記Ｓｉ系化合物に酸素が含まれない場合は、材料ガスに酸化剤を加えることを特徴とする請求項１記載の絶縁膜の成膜方法。
  3. 前記炭化水素系化合物に酸素が含まれない場合は、材料ガスに酸化剤を加えることを特徴とする請求項１記載の絶縁膜の成膜方法。
  4. 前記Ｓｉ系化合物及び前記炭化水素系化合物に酸素が含まれない場合は、材料ガスに酸化剤を加えることを特徴とする請求項１記載の絶縁膜の成膜方法。
  5. 請求項１乃至４のいずれか１項記載の方法により成膜されたことを特徴とする絶縁膜。
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