JP4032447B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に半導体装置の配線部分における絶縁膜の形成に適用される半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＵＬＳＩからなる半導体装置の高集積化が進展しており、これに伴って微細加工技術への要求も益々厳しいものになってきている。特に半導体装置の高集積化により、チップ面積の中で占める割合が増大する傾向にある配線を形成する技術では、配線構造のさらなる微細化および多層化が要請されている。
このように配線構造の多層化とともにデザインルールの縮小化が進むにつれて問題になってくるのは、配線間の容量の増大である。配線間の容量の増大は半導体装置の動作速度の遅延を引き起こし、消費電力を増大させる等、デバイス特性を左右する大きな要因になり得る。このため、従来において層間あるいは配線間の絶縁膜として用いられてきた酸化シリコン（ＳｉＯ2 、比誘電率ε≒４）膜に替えて、この膜よりも低い比誘電率を有する材料で上記絶縁膜を構成することにより、配線間の容量の低減を図ることが検討されている。
【０００３】
現在、低誘電率の材料として特に有望視されているのは有機ポリマーである。これは炭素（Ｃ）とフッ素（Ｆ）とを主体とするポリマー構造を有する材料であり、そのような有機ポリマーとして１．５＜ε＜３を実現できる種々のものが提案されている。
【０００４】
上記のような有機ポリマーからなる低誘電率の膜（以下、低誘電率膜と記す）は、例えば次のようにして成膜されている。まず低誘電率膜の成膜の前に予め、図３（ａ）に示すように、層間絶縁膜３１上に形成された例えばアルミニウム（Ａｌ）からなる配線３２上に薄いＳｉＯ2 系の膜３３を堆積させる。次いで溶媒に溶解されて調製されている有機ポリマーをスピンコータを用いてＳｉＯ2 系の膜３３上に塗布する。その後、熱処理を行って溶媒を揮発・除去させることによって図３（ｂ）に示すように有機ポリマーからなる低誘電率膜３４を成膜している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示した従来の半導体装置の製造方法では、ＳｉＯ2 系の膜３３表面に低誘電率膜３４を成膜する場合、図４の矢印にて示すようにＳｉＯ2 系の膜３３と低誘電率膜３４との間に剥がれが生じるといった不具合が発生する。
これは、ＳｉＯ2 系の膜３３と有機ポリマーからなる低誘電率膜３４と間での結合が弱いことが原因であると考えられる。またこのことに加えて、低誘電率膜３４がＳｉＯ2 系の膜３３よりも熱膨張係数が大きい場合が多いことから、熱処理の際に低誘電率膜３４がＳｉＯ2 系の膜３３よりも大きく収縮することで生じるストレスも原因であると考えられる。
【０００６】
このような低誘電率膜３４の剥がれは、剥がれの部分の絶縁耐圧を低下させ、ひいては半導体装置の電気的信頼性の低下を招くことになる。したがって、電気的信頼性を確保しつつ配線間の容量の低減を図れるとができる技術の確立が求められている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために検討を行った結果、有機系の低誘電率膜の密着性を向上させるには、低誘電率膜の下地となる下地膜の表層に、この下地膜の表面におけるシリコン（Ｓｉ）−酸素（Ｏ）結合を分断して未結合手を発生させた変質層を形成すること、または未結合手を発生させて下地膜の表層を変質させるとともにこのような下地膜の表面にさらに低誘電率膜と同様の組成成分を有するフルオロカーボン（ＣＦ）系のポリマーを密着膜として堆積させることが有効であるとの知見を得た。
【０００８】
そこで、本発明に係る半導体装置の製造方法の第１の発明は、Ｓｉ−Ｏ結合を有する下地膜の表面に該下地膜よりも比誘電率の低い有機系の低誘電率膜を形成するに先立ち、上記下地膜の表層に変質層を形成する処理を行うことを特徴とする。
【０００９】
第１の発明では、下地膜の表面に低誘電率膜を形成するに前に下地膜の表層に変質層を形成するため、下地膜の表面は、未結合手が存在する面、つまり上記低誘電率膜との密着性のよい面になる。
【００１０】
なお、上記した変質層を形成する処理には、下地膜の表層におけるＳｉ−Ｏ結合を分断可能な波長を有する光を下地膜の表面に照射する方法や、イオンを下地膜の表面に照射する方法を用いることが好適である。
Ｓｉ−Ｏ結合を分断可能な波長を有する光としては、例えば真空紫外光が挙げられる。真空紫外光は、Ｓｉ−Ｏ結合を十分に分断できるだけの短い波長（１４０ｎｍ以下）を有する光であり、したがってＳｉ−Ｏ結合を有する下地膜、例えばＳｉＯ2 膜のバンドギャップ８．８ｅＶ以上の高エネルギ−を有する光である。この真空紫外光はＳｉ−Ｏ結合を有する下地膜に照射されると、下地膜に吸収されて下地膜の深さ数ｎｍの表層にわたってＳｉ−Ｏ結合のＯを脱離させる化学的反応を引き起し、未結合手を発生させる。そのため、このような光の照射は変質層を形成する処理として好適である。
【００１１】
またイオンは、Ｓｉ−Ｏ結合を有する下地膜に照射されることによって下地膜に衝撃を与え、この衝撃による物理的作用によって下地膜の表層におけるＳｉ−Ｏ結合を分断し、未結合手を発生させる。同時に、上記衝撃によって下地膜の表面に凹凸を多く生じさせる。よって、イオンの照射は変質層を形成する処理として好適である。
【００１２】
また本発明に係る半導体装置の製造方法の第２の発明は、上記低誘電率膜を形成するに先立ち、下地膜の表面にプラズマから発生するＣＦ系のポリマーからなる密着膜を形成する処理を行うことを特徴とする。
【００１３】
第２の発明では、下地膜の表面にプラズマから発生するＣＦ系のポリマーからなる密着膜を形成する際、プラズマ中で生じたＣＦ系のラジカルやイオンの化学種が下地膜の表面に入射すると、その表面にてＳｉ−Ｆ、Ｃ−Ｏの化学的反応が起きる。結果としてＳｉ−Ｏ結合が分断されることになり、下地膜の表面に未結合手が発生する。またプラズマから発生するＣＦ系のラジカルやイオンの化学種が下地膜の表面に入射する際の例えばイオンのエネルギーによっても、下地膜の表面におけるＳｉ−Ｏ結合が分断されて、その表面に未結合手が発生する。そして発生した未結合手にＣＦ系のポリマーが化学結合した状態でこのポリマーが堆積し密着膜が形成される。このＣＦ系のポリマーからなる密着膜は低誘電率膜と同様の組成を有することから、下地膜上の低誘電率膜が成膜される面は低誘電率膜との密着性のよい面になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る半導体装置の製造方法を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、半導体装置の配線部分における絶縁膜の形成に本発明を適用した例を述べる。
図１は第１の発明に係る半導体装置の製造方法の実施形態を工程順に示す要部側断面図である。
第１発明の一適用形態である第１実施形態では、絶縁膜の形成に先立ち、Ｓｉ−Ｏ結合を有する下地膜として例えばＳｉＯ2 膜の形成を行う。
【００１５】
まず図１（ａ）に示すように、例えばＡｌからなる配線２のパターンが形成された層間絶縁膜１上に、例えばＣＶＤ（化学的気相成長法）により、配線２を覆うようにして薄く下地膜となるＳｉＯ2 膜３を形成する。
次いで、図１（ｂ）に示すように、ＳｉＯ2 膜３の表面におけるＳｉ−Ｏ結合を分断可能な波長を有する光２１をＳｉＯ2 膜３の表面に照射して、ＳｉＯ2 膜３の表層に変質層４を形成する処理を行う。
【００１６】
Ｓｉ−Ｏ結合を分断可能な波長を有する光２１としては、例えば真空紫外光（以下、ＶＵＶ光と記す）が挙げられる。ＶＵＶ光はＳｉ−Ｏ結合を十分に分断するだけの波長（λ＝１４０ｎｍ以下）を有する光であり、Ｓｉ−Ｏ結合を有する下地膜、例えばＳｉＯ2 膜３のバンドギャップ８．８ｅＶ以上の高エネルギーを有する光である。このようなＶＵＶ光としては、例えばプラズマから発生するＶＵＶ光を用いることができる。具体的には、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスを用いて発生させたプラズマから生じる光（λ＝１２１ｎｍ、５８ｎｍ、５４ｎｍ）や、ネオン（Ｎｅ）ガスを用いて発生させたプラズマから生じる光（λ＝７４．３ｎｍ、７３．５ｎｍ）等を使用することができる。またその他、臭化水素（ＨＢｒ）のようなガスを用いて発生させたプラズマによってもＶＵＶ光を得ることが可能である。
【００１７】
本実施形態においては、上記の光２１としてＶＵＶ光を用い（以下、光２１をＶＵＶ光２１と記す）、ＶＵＶ光２１の発生手段および照射手段として、既存のＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance) プラズマエッチング装置を用いる。そしてＥＣＲプラズマエッチング装置により図１（ｂ）に示すようにプラズマ２０を発生させ、このプラズマ２０から生じるＶＵＶ光２１をＳｉＯ2 膜３の表面に照射する。プラズマ２０を発生させる際の条件の一例を以下に示す。
【００１８】
導入ガスおよび流量；Ｈｅガス：１００ｓｃｃｍ
〔ｓｃｃｍは標準状態における体積流量（ｃｍ3 ／分）である〕
雰囲気圧力 ；０．２Ｐａ
マイクロ波電力
基板温度 ；２０℃
ＲＦバイアス ；０Ｗ、１０ｓ
この条件によって発生したプラズマからは、λ＜６０ｎｍのＶＵＶ光２１が生じる。
【００１９】
ＶＵＶ光２１はバンドギャップ８．８ｅＶ以上の高エネルギーを有する光であることから、ＳｉＯ2 膜３の表面に照射されるとＳｉＯ2 膜３に吸収される。この結果、ＳｉＯ2 膜３の深さ数ｎｍのごく浅い表層にわたってＳｉ−Ｏ結合のＯが脱離する化学的反応が起きてＳｉ−Ｏ結合が分断され、未結合手が発生する。したがって、ＳｉＯ2 膜３の表層に未結合手が発生した状態に変質した変質層４が得られる。
【００２０】
こうして変質層４を形成した後は、図１（ｃ）に示すように、ＳｉＯ2 膜３の表面、つまり変質層４の表面にＳｉＯ2 （ε≒４．０）よりも比誘電率εの低い有機系の低誘電率膜５を形成する。この際、ＳｉＯ2 膜３を介して配線２間の溝を埋め込みかつ配線２を覆うようにして低誘電率膜５を形成する。また低誘電率膜５の形成は、塗布法、ＣＶＤ法等の方法を用いて行われる。
【００２１】
上記の低誘電率膜５としては、有機ＳＯＧ（Spin on glass)（ε＝３．５〜３）、図２の式〔１〕で示した構造を有するポリイミド系のポリマー（ε＝３．５〜３）や、さらにフッ素を添加したポリイミド系のポリマー（ε＝約２．７）等の材料を用いて形成された比誘電率ε＝３．５以下の膜が挙げられる。
【００２２】
また、図２の式〔２〕で示した構造を有するポリテトラフルオロエチレン系のポリマー〔例えばアモルファステフロン（商品名）〕や、図２の式〔３〕で示した構造を有するシクロポリマライズドフロリネーテッドポリマー〔例えばサイトップ（商品名）〕（ε＝２．１）、図３の式〔４〕で示した構造を有するベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）（ε＝約２．６）、図３の式〔５〕で示した構造を有するフッ化ポリアリルエーテル系のポリマー（ε＝２．６）、フッ素が添加されたポリパラキシリレン（ε＝約２．４）等の材料からなる膜を低誘電率膜５として用いることもできる。なお、本発明における有機系の低誘電率膜は、これらの例に限定されるものでなく、低誘電率膜の下地膜よりも比誘電率が低いものであればいかなるものを用いてもよい。
【００２３】
例えばＳｉＯ2 膜３の表面に、図３の式〔５〕で示したフッ化ポリアリルエーテル系のポリマーからなる有機系の低誘電率膜５を形成する場合の一条件例を以下に示す。これは、スピンコータを用いてＳｉＯ2 膜３の表面にフッ化ポリアリルエーテル系のポリマーを塗布し、乾燥させた後、アニールして有機系の低誘電率膜５を形成する場合の条件である。
スピンコータの回転数；３０００ｒｐｍ
乾燥条件：２００℃、１分
アニール条件：４００℃、１分
前述したようにＳｉＯ2 膜３の表面である変質層４の表面には未結合手が発生しているため、その未結合手と化学的に結合した低誘電率膜５からなる絶縁膜が形成される。
【００２４】
このように第１実施形態では、低誘電率膜５の形成に先立ち、ＶＵＶ光２１の照射によってＳｉＯ2 膜３の表面に変質層４を形成するため、ＳｉＯ2 膜３の表面に当該表面との密着性が向上した低誘電率膜５を形成することができる。よって、たとえ低誘電率膜５を形成する際の熱処理時に低誘電率膜５がＳｉＯ2 膜３よりも大きく収縮してストレスが生じても、ＳｉＯ2 膜３と低誘電率膜５との剥がれの発生を防止できるので、半導体装置の電気的信頼性を確保しつつ配線２間の容量の低減を図ることができる。したがって、第１実施形態によれば、電気的信頼性が高くしかも動作速度が高速で低消費電力である等のデバイス特性が良好な高集積の半導体装置を製造できる。
【００２５】
また、既存の装置を用いて変質層４を形成する処理を行えるので、第１実施形態の方法を非常に容易に実施することができる。特に第１実施形態で用いたＥＣＲプラズマエッチング装置は、簡便に大面積にわたって高エネルギーのＶＵＶ光を発生させることが可能であるため有効である。
【００２６】
なお、ＶＵＶ光の発生手段および照射手段としては、ＥＣＲプラズマエッチング装置の他に、Ｓｉ−Ｏ結合を分断可能な波長を有する光を発生させることができるものであれば種々のものを用いることができる。例えば低圧力で高密度なプラズマを発生できるヘリコン波励起プラズマエッチング装置や誘導結合型プラズマエッチング装置、また例えばレーザ−や、ＳＯＲ（Synchrotron Orbital Radiation)のような放射光を発生させる装置を用いることも可能である。
【００２７】
次に、第１発明の他の適用形態である第２実施形態を第１実施形態と同様の図１の図面を用いて説明する。
第２実施形態において第１実施形態と相違するところは、ＶＵＶ光２１に替えてイオンをＳｉＯ2 膜３の表面に照射することにより、ＳｉＯ2 膜３の表層に変質層４を形成する処理を行うことにある。
【００２８】
まず、この処理を行う前に、第１実施形態と同様に図１（ａ）に示す工程を行って、配線２のパターンが形成された層間絶縁膜１上に配線２を覆うようにして薄くＳｉＯ2 膜３を形成する。
次いで、図１（ｂ）に示すようにイオン２２をＳｉＯ2 膜３の表面に照射して、ＳｉＯ2 膜３の表層にイオン２２を物理的に作用させて、すなわちイオン２２の衝撃によって変質層４を形成する。
【００２９】
本実施形態においては、ＳｉＯ2 膜３の表面に照射するイオン２２としてプラズマ中に生成するイオンを用い、またイオン２２の発生手段および照射手段として、既存のＥＣＲプラズマエッチング装置を用いる。そして、この装置を用いて発生させたプラズマ２０中の例えばアルゴン（Ａｒ）のイオン２２をＳｉＯ2 膜３の表面に照射する。この場合のプラズマ２０の発生条件の一例を以下に示す。
【００３０】
導入ガスおよび流量；Ａｒガス：１００ｓｃｃｍ
雰囲気圧力 ；３．２Ｐａ
マイクロ波電力
基板温度 ；２０℃
ＲＦバイアス ；５０Ｗ（２ＭＨｚ）
この条件によってプラズマ２０を発生させると、このプラズマ２０から約３００ｅＶのエネルギーを持つＡｒイオン（Ａｒ+ ）２２がＳｉＯ2 膜３の表面に照射される。なお、上記条件例のように、第１実施形態でのプラズマ２０の発生条件よりも雰囲気圧力を低圧とすれば、第１実施形態と同じ装置を用いた場合にもＳｉＯ2 膜３の表面に至るイオン分を多くすることができる。
【００３１】
プラズマ２０からイオン２２がＳｉＯ2 膜３の表面に照射されると、この表面がイオン２２によってたたかれてＳｉＯ2 膜３の表面に凹凸が多く発生する。同時に、このイオン２２衝撃によってＳｉＯ2 膜３の表層におけるＳｉ−Ｏ結合が分断されて未結合手が発生する。したがって、ＳｉＯ2 膜３の表層に未結合手が発生した状態に変質しかつ表面が凹凸な変質層４が得られる。
こうして変質層４を形成した後は、第１実施形態と同様に図１（ｃ）に示す工程を行って、ＳｉＯ2 膜３の表面である変質層４の表面にＳｉＯ2 膜３よりも誘電率の低い有機系の低誘電率膜５を形成する。
【００３２】
上記したようにＳｉＯ2 膜３の表面である変質層４の表面には未結合手が発生しているため、その未結合手と化学的に結合した状態で低誘電率膜５からなる絶縁膜を形成することができる。しかも変質層４の表面は多くの凹凸が存在していることから、変質層４の表面と低誘電率膜５との接触面積が増大し、これらの密着率が高くなる。
【００３３】
よって、第２実施形態においてもＳｉＯ2 膜３の表面に当該表面との密着性が向上した低誘電率膜５を形成することができるので、低誘電率膜５を形成する際の熱処理時におけるＳｉＯ2 膜３と低誘電率膜５との剥がれの発生を防止できる。この結果、半導体装置の電気的信頼性を確保しつつ配線２間の容量の低減を図ることができることから、第１実施形態と同様、電気的信頼性が高くしかも動作速度が高速で、低消費電力の半導体装置を製造できるといった効果を得ることができる。
また、既存の装置を用いて変質層４を形成する処理を行えるので、非常に容易に実施することができる。
【００３４】
なお、第２実施形態では、イオンの発生手段および照射手段として、既存のＥＣＲプラズマエッチング装置を用いたが、イオンを発生させて照射できる装置であればいかなる装置を用いてもよいのはもちろんである。
またＳｉ−Ｏ結合を有する下地膜に照射するイオンとしてＡｒイオンを用いたが、下地膜の表層に変質層を形成できかつ変質層を形成する部分以外の下地膜の膜質に悪影響を及ぼさないイオンであれば、その他のイオンを用いることができる。
【００３５】
次に、第２の発明に係る半導体装置の製造方法の一適用形態である第３実施形態を図４を用いて説明する。
第３実施形態において第２実施形態と相違するところは、プラズマ２０中に生成するイオンおよびラジカルをＳｉＯ2 膜３の表面に照射して該表面おけるＳｉ−Ｏ結合を分断するとともに、その表面にプラズマ２０から発生するＣＦ系のポリマーからなる密着膜６を形成することにある。
【００３６】
すなわち第３実施形態ではまず、第２実施形態と同様にして、図２（ａ）に示すように配線２のパターンが形成された層間絶縁膜１上に配線２を覆うようにして薄くＳｉＯ2 膜３を形成する。
次いで、図２（ｂ）に示すごとくＳｉＯ2 膜３の表面にプラズマ３０から発生するＣＦ系ポリマーを堆積させて密着膜６を形成する処理を行う。このようなプラズマ３０を発生させるに際しては、ＣＦ系の化学種を生成可能なガスを用いる。そのようなガスとしては、例えばＣＦ4 、ＣＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃ3 Ｆ8 、Ｃ4 Ｆ8 等のＣとＦとを含むガスと、Ｏ2 、Ａｒ、ＣＯ等の添加ガスとを組み合わせたガス系が挙げられる。
【００３７】
本実施形態では、上記プラズマ３０により密着膜６を成膜する手段として、例えば既存のマグネトロン型処理装置を用いる。この装置を用いたプラズマ３０の発生条件の一例を以下に示す。
【００３８】
こうして発生させたプラズマ３０中にはＣＦ系のポリマーやラジカル、イオン等の化学種が生成しており、これらの化学種がＳｉＯ2 膜３の表面に入射すると、その表面にてＳｉ−Ｆ、Ｃ−Ｏの化学的反応が起きる。結果としてＳｉ−Ｏ結合が分断されることになり、ＳｉＯ2 膜３の表面に未結合手が発生する。またプラズマ３０から発生するＣＦ系のラジカルやイオンの化学種がＳｉＯ2 膜３の表面に入射する際の例えばイオンのエネルギーによっても、ＳｉＯ2 膜３の表面におけるＳｉ−Ｏ結合が分断されて、その表面に未結合手が発生する。そして発生した未結合手にＣＦ系のポリマーが化学結合した状態で堆積され、密着膜６が形成される。この密着膜６は、後に形成する低誘電率膜５と同様のＣ、Ｆ組成を有しているものである。したがってＳｉＯ2 膜３上には、低誘電率膜５との密着性がよい密着膜６の表面からなる面が形成される。
【００３９】
上記のように密着膜６を形成した後は、第１実施形態と同様の方法にて、ＳｉＯ2 膜３上に密着膜６を介してＳｉＯ2 膜３よりも誘電率の低い有機系の低誘電率膜５を形成する。
【００４０】
上記したように第３実施形態では、低誘電率膜５を形成する前に、プラズマ３０から発生するＣＦ系のポリマーからなる密着膜６を形成することで、ＳｉＯ2 膜３上に、低誘電率膜５との密着性がよい面を形成することができる。このため、ＳｉＯ2 膜３上に密着性が良く低誘電率膜５を形成することができ、低誘電率膜５を形成する際の熱処理時におけるＳｉＯ2 膜３と低誘電率膜５との剥がれの発生を防止できる。したがって、半導体装置の電気的信頼性を確保しつつ配線２間の容量の低減を図ることができることから、第１実施形態と同様、電気的信頼性が高くしかも動作速度が高速で、低消費電力の半導体装置を製造できるといった効果を得ることができる。
また、既存の装置を用いて密着膜６を形成する処理を行えるので、非常に容易に実施することができる。
【００４１】
なお、また本発明は、第１実施形態〜第３実施形態に限られるものでなく、本発明の主旨に反しない限り、低誘電率膜を形成する下地膜およびその下層の構造や、低誘電率膜の種類、成膜方法、プラズマ生成条件等を適宜変更することが可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る半導体装置の製造方法の第１の発明では、低誘電率膜の形成に先立ち、Ｓｉ−Ｏ結合を有する下地膜の表面に未結合手が存在する変質層を形成するため、低誘電率膜との密着性のよい下地膜の表面を得ることができる。
また第２の発明に係る半導体装置の製造方法では、低誘電率膜の形成に先立ち、プラズマから発生するＣＦ系のポリマーからなる密着膜を下地膜の表面に形成するので、下地膜上に低誘電率膜との密着性のよい面を形成することができる。
よってこれら第１、第２の発明によれば、下地膜の表面に低誘電率膜を形成する場合の熱処理時において低誘電率膜の剥がれを防止でき、下地膜と低誘電率膜との密着性を向上できるので、配線間を埋め込みかつ配線を覆う状態に低誘電率膜を形成した場合に、半導体装置の電気的信頼性を確保しつつ配線間の容量の低減を図ることができる。したがって第１、第２の発明は、電気的信頼性が高くしかも動作速度が高速で低消費電力である等のデバイス特性が良好な高集積の半導体装置を製造するうえで非常に有効な方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、第１の発明の実施形態を工程順に示す要部側断面図である。
【図２】低誘電率膜の形成に用いる材料例を示す図（その１）である。
【図３】低誘電率膜の形成に用いる材料例を示す図（その２）である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、第２の発明の実施形態を工程順に示す要部側断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は従来の低誘電率膜の形成法を示す要部側断面図である。
【図６】本発明の課題を説明する図である。
【符号の説明】
３ ＳｉＯ2 膜 ４ 変質層 ５ 低誘電率膜 ６ 密着層
２０、３０ プラズマ ２１ ＶＵＶ光 ２２ イオン
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に半導体装置の配線部分における絶縁膜の形成に適用される半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＵＬＳＩからなる半導体装置の高集積化が進展しており、これに伴って微細加工技術への要求も益々厳しいものになってきている。特に半導体装置の高集積化により、チップ面積の中で占める割合が増大する傾向にある配線を形成する技術では、配線構造のさらなる微細化および多層化が要請されている。
このように配線構造の多層化とともにデザインルールの縮小化が進むにつれて問題になってくるのは、配線間の容量の増大である。配線間の容量の増大は半導体装置の動作速度の遅延を引き起こし、消費電力を増大させる等、デバイス特性を左右する大きな要因になり得る。このため、従来において層間あるいは配線間の絶縁膜として用いられてきた酸化シリコン（ＳｉＯ2 、比誘電率ε≒４）膜に替えて、この膜よりも低い比誘電率を有する材料で上記絶縁膜を構成することにより、配線間の容量の低減を図ることが検討されている。
【０００３】
現在、低誘電率の材料として特に有望視されているのは有機ポリマーである。これは炭素（Ｃ）とフッ素（Ｆ）とを主体とするポリマー構造を有する材料であり、そのような有機ポリマーとして１．５＜ε＜３を実現できる種々のものが提案されている。
【０００４】
上記のような有機ポリマーからなる低誘電率の膜（以下、低誘電率膜と記す）は、例えば次のようにして成膜されている。まず低誘電率膜の成膜の前に予め、図３（ａ）に示すように、層間絶縁膜３１上に形成された例えばアルミニウム（Ａｌ）からなる配線３２上に薄いＳｉＯ2 系の膜３３を堆積させる。次いで溶媒に溶解されて調製されている有機ポリマーをスピンコータを用いてＳｉＯ2 系の膜３３上に塗布する。その後、熱処理を行って溶媒を揮発・除去させることによって図３（ｂ）に示すように有機ポリマーからなる低誘電率膜３４を成膜している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示した従来の半導体装置の製造方法では、ＳｉＯ2 系の膜３３表面に低誘電率膜３４を成膜する場合、図４の矢印にて示すようにＳｉＯ2 系の膜３３と低誘電率膜３４との間に剥がれが生じるといった不具合が発生する。
これは、ＳｉＯ2 系の膜３３と有機ポリマーからなる低誘電率膜３４と間での結合が弱いことが原因であると考えられる。またこのことに加えて、低誘電率膜３４がＳｉＯ2 系の膜３３よりも熱膨張係数が大きい場合が多いことから、熱処理の際に低誘電率膜３４がＳｉＯ2 系の膜３３よりも大きく収縮することで生じるストレスも原因であると考えられる。
【０００６】
このような低誘電率膜３４の剥がれは、剥がれの部分の絶縁耐圧を低下させ、ひいては半導体装置の電気的信頼性の低下を招くことになる。したがって、電気的信頼性を確保しつつ配線間の容量の低減を図れるとができる技術の確立が求められている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために検討を行った結果、有機系の低誘電率膜の密着性を向上させるには、低誘電率膜の下地となる下地膜の表層に、この下地膜の表面におけるシリコン（Ｓｉ）−酸素（Ｏ）結合を分断して未結合手を発生させた変質層を形成すること、または未結合手を発生させて下地膜の表層を変質させるとともにこのような下地膜の表面にさらに低誘電率膜と同様の組成成分を有するフルオロカーボン（ＣＦ）系のポリマーを密着膜として堆積させることが有効であるとの知見を得た。
【０００８】
そこで、本発明に係る半導体装置の製造方法の第１の発明は、Ｓｉ−Ｏ結合を有する下地膜の表面に該下地膜よりも比誘電率の低い有機系の低誘電率膜を形成するに先立ち、上記下地膜の表層に変質層を形成する処理を行うことを特徴とする。
【０００９】
第１の発明では、下地膜の表面に低誘電率膜を形成するに前に下地膜の表層に変質層を形成するため、下地膜の表面は、未結合手が存在する面、つまり上記低誘電率膜との密着性のよい面になる。
【００１０】
なお、上記した変質層を形成する処理には、下地膜の表層におけるＳｉ−Ｏ結合を分断可能な波長を有する光を下地膜の表面に照射する方法や、イオンを下地膜の表面に照射する方法を用いることが好適である。
Ｓｉ−Ｏ結合を分断可能な波長を有する光としては、例えば真空紫外光が挙げられる。真空紫外光は、Ｓｉ−Ｏ結合を十分に分断できるだけの短い波長（１４０ｎｍ以下）を有する光であり、したがってＳｉ−Ｏ結合を有する下地膜、例えばＳｉＯ2 膜のバンドギャップ８．８ｅＶ以上の高エネルギ−を有する光である。この真空紫外光はＳｉ−Ｏ結合を有する下地膜に照射されると、下地膜に吸収されて下地膜の深さ数ｎｍの表層にわたってＳｉ−Ｏ結合のＯを脱離させる化学的反応を引き起し、未結合手を発生させる。そのため、このような光の照射は変質層を形成する処理として好適である。
【００１１】
またイオンは、Ｓｉ−Ｏ結合を有する下地膜に照射されることによって下地膜に衝撃を与え、この衝撃による物理的作用によって下地膜の表層におけるＳｉ−Ｏ結合を分断し、未結合手を発生させる。同時に、上記衝撃によって下地膜の表面に凹凸を多く生じさせる。よって、イオンの照射は変質層を形成する処理として好適である。
【００１２】
また本発明に係る半導体装置の製造方法の第２の発明は、上記低誘電率膜を形成するに先立ち、下地膜の表面にプラズマから発生するＣＦ系のポリマーからなる密着膜を形成する処理を行うことを特徴とする。
【００１３】
第２の発明では、下地膜の表面にプラズマから発生するＣＦ系のポリマーからなる密着膜を形成する際、プラズマ中で生じたＣＦ系のラジカルやイオンの化学種が下地膜の表面に入射すると、その表面にてＳｉ−Ｆ、Ｃ−Ｏの化学的反応が起きる。結果としてＳｉ−Ｏ結合が分断されることになり、下地膜の表面に未結合手が発生する。またプラズマから発生するＣＦ系のラジカルやイオンの化学種が下地膜の表面に入射する際の例えばイオンのエネルギーによっても、下地膜の表面におけるＳｉ−Ｏ結合が分断されて、その表面に未結合手が発生する。そして発生した未結合手にＣＦ系のポリマーが化学結合した状態でこのポリマーが堆積し密着膜が形成される。このＣＦ系のポリマーからなる密着膜は低誘電率膜と同様の組成を有することから、下地膜上の低誘電率膜が成膜される面は低誘電率膜との密着性のよい面になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る半導体装置の製造方法を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、半導体装置の配線部分における絶縁膜の形成に本発明を適用した例を述べる。
図１は第１の発明に係る半導体装置の製造方法の実施形態を工程順に示す要部側断面図である。
第１発明の一適用形態である第１実施形態では、絶縁膜の形成に先立ち、Ｓｉ−Ｏ結合を有する下地膜として例えばＳｉＯ2 膜の形成を行う。
【００１５】
まず図１（ａ）に示すように、例えばＡｌからなる配線２のパターンが形成された層間絶縁膜１上に、例えばＣＶＤ（化学的気相成長法）により、配線２を覆うようにして薄く下地膜となるＳｉＯ2 膜３を形成する。
次いで、図１（ｂ）に示すように、ＳｉＯ2 膜３の表面におけるＳｉ−Ｏ結合を分断可能な波長を有する光２１をＳｉＯ2 膜３の表面に照射して、ＳｉＯ2 膜３の表層に変質層４を形成する処理を行う。
【００１６】
Ｓｉ−Ｏ結合を分断可能な波長を有する光２１としては、例えば真空紫外光（以下、ＶＵＶ光と記す）が挙げられる。ＶＵＶ光はＳｉ−Ｏ結合を十分に分断するだけの波長（λ＝１４０ｎｍ以下）を有する光であり、Ｓｉ−Ｏ結合を有する下地膜、例えばＳｉＯ2 膜３のバンドギャップ８．８ｅＶ以上の高エネルギーを有する光である。このようなＶＵＶ光としては、例えばプラズマから発生するＶＵＶ光を用いることができる。具体的には、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスを用いて発生させたプラズマから生じる光（λ＝１２１ｎｍ、５８ｎｍ、５４ｎｍ）や、ネオン（Ｎｅ）ガスを用いて発生させたプラズマから生じる光（λ＝７４．３ｎｍ、７３．５ｎｍ）等を使用することができる。またその他、臭化水素（ＨＢｒ）のようなガスを用いて発生させたプラズマによってもＶＵＶ光を得ることが可能である。
【００１７】
本実施形態においては、上記の光２１としてＶＵＶ光を用い（以下、光２１をＶＵＶ光２１と記す）、ＶＵＶ光２１の発生手段および照射手段として、既存のＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance) プラズマエッチング装置を用いる。そしてＥＣＲプラズマエッチング装置により図１（ｂ）に示すようにプラズマ２０を発生させ、このプラズマ２０から生じるＶＵＶ光２１をＳｉＯ2 膜３の表面に照射する。プラズマ２０を発生させる際の条件の一例を以下に示す。
【００１８】
導入ガスおよび流量；Ｈｅガス：１００ｓｃｃｍ
〔ｓｃｃｍは標準状態における体積流量（ｃｍ3 ／分）である〕
雰囲気圧力 ；０．２Ｐａ
マイクロ波電力
基板温度 ；２０℃
ＲＦバイアス ；０Ｗ、１０ｓ
この条件によって発生したプラズマからは、λ＜６０ｎｍのＶＵＶ光２１が生じる。
【００１９】
ＶＵＶ光２１はバンドギャップ８．８ｅＶ以上の高エネルギーを有する光であることから、ＳｉＯ2 膜３の表面に照射されるとＳｉＯ2 膜３に吸収される。この結果、ＳｉＯ2 膜３の深さ数ｎｍのごく浅い表層にわたってＳｉ−Ｏ結合のＯが脱離する化学的反応が起きてＳｉ−Ｏ結合が分断され、未結合手が発生する。したがって、ＳｉＯ2 膜３の表層に未結合手が発生した状態に変質した変質層４が得られる。
【００２０】
こうして変質層４を形成した後は、図１（ｃ）に示すように、ＳｉＯ2 膜３の表面、つまり変質層４の表面にＳｉＯ2 （ε≒４．０）よりも比誘電率εの低い有機系の低誘電率膜５を形成する。この際、ＳｉＯ2 膜３を介して配線２間の溝を埋め込みかつ配線２を覆うようにして低誘電率膜５を形成する。また低誘電率膜５の形成は、塗布法、ＣＶＤ法等の方法を用いて行われる。
【００２１】
上記の低誘電率膜５としては、有機ＳＯＧ（Spin on glass)（ε＝３．５〜３）、図２の式〔１〕で示した構造を有するポリイミド系のポリマー（ε＝３．５〜３）や、さらにフッ素を添加したポリイミド系のポリマー（ε＝約２．７）等の材料を用いて形成された比誘電率ε＝３．５以下の膜が挙げられる。
【００２２】
また、図２の式〔２〕で示した構造を有するポリテトラフルオロエチレン系のポリマー〔例えばアモルファステフロン（商品名）〕や、図２の式〔３〕で示した構造を有するシクロポリマライズドフロリネーテッドポリマー〔例えばサイトップ（商品名）〕（ε＝２．１）、図３の式〔４〕で示した構造を有するベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）（ε＝約２．６）、図３の式〔５〕で示した構造を有するフッ化ポリアリルエーテル系のポリマー（ε＝２．６）、フッ素が添加されたポリパラキシリレン（ε＝約２．４）等の材料からなる膜を低誘電率膜５として用いることもできる。なお、本発明における有機系の低誘電率膜は、これらの例に限定されるものでなく、低誘電率膜の下地膜よりも比誘電率が低いものであればいかなるものを用いてもよい。
【００２３】
例えばＳｉＯ2 膜３の表面に、図３の式〔５〕で示したフッ化ポリアリルエーテル系のポリマーからなる有機系の低誘電率膜５を形成する場合の一条件例を以下に示す。これは、スピンコータを用いてＳｉＯ2 膜３の表面にフッ化ポリアリルエーテル系のポリマーを塗布し、乾燥させた後、アニールして有機系の低誘電率膜５を形成する場合の条件である。
スピンコータの回転数；３０００ｒｐｍ
乾燥条件：２００℃、１分
アニール条件：４００℃、１分
前述したようにＳｉＯ2 膜３の表面である変質層４の表面には未結合手が発生しているため、その未結合手と化学的に結合した低誘電率膜５からなる絶縁膜が形成される。
【００２４】
このように第１実施形態では、低誘電率膜５の形成に先立ち、ＶＵＶ光２１の照射によってＳｉＯ2 膜３の表面に変質層４を形成するため、ＳｉＯ2 膜３の表面に当該表面との密着性が向上した低誘電率膜５を形成することができる。よって、たとえ低誘電率膜５を形成する際の熱処理時に低誘電率膜５がＳｉＯ2 膜３よりも大きく収縮してストレスが生じても、ＳｉＯ2 膜３と低誘電率膜５との剥がれの発生を防止できるので、半導体装置の電気的信頼性を確保しつつ配線２間の容量の低減を図ることができる。したがって、第１実施形態によれば、電気的信頼性が高くしかも動作速度が高速で低消費電力である等のデバイス特性が良好な高集積の半導体装置を製造できる。
【００２５】
また、既存の装置を用いて変質層４を形成する処理を行えるので、第１実施形態の方法を非常に容易に実施することができる。特に第１実施形態で用いたＥＣＲプラズマエッチング装置は、簡便に大面積にわたって高エネルギーのＶＵＶ光を発生させることが可能であるため有効である。
【００２６】
なお、ＶＵＶ光の発生手段および照射手段としては、ＥＣＲプラズマエッチング装置の他に、Ｓｉ−Ｏ結合を分断可能な波長を有する光を発生させることができるものであれば種々のものを用いることができる。例えば低圧力で高密度なプラズマを発生できるヘリコン波励起プラズマエッチング装置や誘導結合型プラズマエッチング装置、また例えばレーザ−や、ＳＯＲ（Synchrotron Orbital Radiation)のような放射光を発生させる装置を用いることも可能である。
【００２７】
次に、第１発明の他の適用形態である第２実施形態を第１実施形態と同様の図１の図面を用いて説明する。
第２実施形態において第１実施形態と相違するところは、ＶＵＶ光２１に替えてイオンをＳｉＯ2 膜３の表面に照射することにより、ＳｉＯ2 膜３の表層に変質層４を形成する処理を行うことにある。
【００２８】
まず、この処理を行う前に、第１実施形態と同様に図１（ａ）に示す工程を行って、配線２のパターンが形成された層間絶縁膜１上に配線２を覆うようにして薄くＳｉＯ2 膜３を形成する。
次いで、図１（ｂ）に示すようにイオン２２をＳｉＯ2 膜３の表面に照射して、ＳｉＯ2 膜３の表層にイオン２２を物理的に作用させて、すなわちイオン２２の衝撃によって変質層４を形成する。
【００２９】
本実施形態においては、ＳｉＯ2 膜３の表面に照射するイオン２２としてプラズマ中に生成するイオンを用い、またイオン２２の発生手段および照射手段として、既存のＥＣＲプラズマエッチング装置を用いる。そして、この装置を用いて発生させたプラズマ２０中の例えばアルゴン（Ａｒ）のイオン２２をＳｉＯ2 膜３の表面に照射する。この場合のプラズマ２０の発生条件の一例を以下に示す。
【００３０】
導入ガスおよび流量；Ａｒガス：１００ｓｃｃｍ
雰囲気圧力 ；３．２Ｐａ
マイクロ波電力
基板温度 ；２０℃
ＲＦバイアス ；５０Ｗ（２ＭＨｚ）
この条件によってプラズマ２０を発生させると、このプラズマ２０から約３００ｅＶのエネルギーを持つＡｒイオン（Ａｒ+ ）２２がＳｉＯ2 膜３の表面に照射される。なお、上記条件例のように、第１実施形態でのプラズマ２０の発生条件よりも雰囲気圧力を低圧とすれば、第１実施形態と同じ装置を用いた場合にもＳｉＯ2 膜３の表面に至るイオン分を多くすることができる。
【００３１】
プラズマ２０からイオン２２がＳｉＯ2 膜３の表面に照射されると、この表面がイオン２２によってたたかれてＳｉＯ2 膜３の表面に凹凸が多く発生する。同時に、このイオン２２衝撃によってＳｉＯ2 膜３の表層におけるＳｉ−Ｏ結合が分断されて未結合手が発生する。したがって、ＳｉＯ2 膜３の表層に未結合手が発生した状態に変質しかつ表面が凹凸な変質層４が得られる。
こうして変質層４を形成した後は、第１実施形態と同様に図１（ｃ）に示す工程を行って、ＳｉＯ2 膜３の表面である変質層４の表面にＳｉＯ2 膜３よりも誘電率の低い有機系の低誘電率膜５を形成する。
【００３２】
上記したようにＳｉＯ2 膜３の表面である変質層４の表面には未結合手が発生しているため、その未結合手と化学的に結合した状態で低誘電率膜５からなる絶縁膜を形成することができる。しかも変質層４の表面は多くの凹凸が存在していることから、変質層４の表面と低誘電率膜５との接触面積が増大し、これらの密着率が高くなる。
【００３３】
よって、第２実施形態においてもＳｉＯ2 膜３の表面に当該表面との密着性が向上した低誘電率膜５を形成することができるので、低誘電率膜５を形成する際の熱処理時におけるＳｉＯ2 膜３と低誘電率膜５との剥がれの発生を防止できる。この結果、半導体装置の電気的信頼性を確保しつつ配線２間の容量の低減を図ることができることから、第１実施形態と同様、電気的信頼性が高くしかも動作速度が高速で、低消費電力の半導体装置を製造できるといった効果を得ることができる。
また、既存の装置を用いて変質層４を形成する処理を行えるので、非常に容易に実施することができる。
【００３４】
なお、第２実施形態では、イオンの発生手段および照射手段として、既存のＥＣＲプラズマエッチング装置を用いたが、イオンを発生させて照射できる装置であればいかなる装置を用いてもよいのはもちろんである。
またＳｉ−Ｏ結合を有する下地膜に照射するイオンとしてＡｒイオンを用いたが、下地膜の表層に変質層を形成できかつ変質層を形成する部分以外の下地膜の膜質に悪影響を及ぼさないイオンであれば、その他のイオンを用いることができる。
【００３５】
次に、第２の発明に係る半導体装置の製造方法の一適用形態である第３実施形態を図４を用いて説明する。
第３実施形態において第２実施形態と相違するところは、プラズマ２０中に生成するイオンおよびラジカルをＳｉＯ2 膜３の表面に照射して該表面おけるＳｉ−Ｏ結合を分断するとともに、その表面にプラズマ２０から発生するＣＦ系のポリマーからなる密着膜６を形成することにある。
【００３６】
すなわち第３実施形態ではまず、第２実施形態と同様にして、図２（ａ）に示すように配線２のパターンが形成された層間絶縁膜１上に配線２を覆うようにして薄くＳｉＯ2 膜３を形成する。
次いで、図２（ｂ）に示すごとくＳｉＯ2 膜３の表面にプラズマ３０から発生するＣＦ系ポリマーを堆積させて密着膜６を形成する処理を行う。このようなプラズマ３０を発生させるに際しては、ＣＦ系の化学種を生成可能なガスを用いる。そのようなガスとしては、例えばＣＦ4 、ＣＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃ3 Ｆ8 、Ｃ4 Ｆ8 等のＣとＦとを含むガスと、Ｏ2 、Ａｒ、ＣＯ等の添加ガスとを組み合わせたガス系が挙げられる。
【００３７】
本実施形態では、上記プラズマ３０により密着膜６を成膜する手段として、例えば既存のマグネトロン型処理装置を用いる。この装置を用いたプラズマ３０の発生条件の一例を以下に示す。
こうして発生させたプラズマ３０中にはＣＦ系のポリマーやラジカル、イオン等の化学種が生成しており、これらの化学種がＳｉＯ2 膜３の表面に入射すると、その表面にてＳｉ−Ｆ、Ｃ−Ｏの化学的反応が起きる。結果としてＳｉ−Ｏ結合が分断されることになり、ＳｉＯ2 膜３の表面に未結合手が発生する。またプラズマ３０から発生するＣＦ系のラジカルやイオンの化学種がＳｉＯ2 膜３の表面に入射する際の例えばイオンのエネルギーによっても、ＳｉＯ2 膜３の表面におけるＳｉ−Ｏ結合が分断されて、その表面に未結合手が発生する。そして発生した未結合手にＣＦ系のポリマーが化学結合した状態で堆積され、密着膜６が形成される。この密着膜６は、後に形成する低誘電率膜５と同様のＣ、Ｆ組成を有しているものである。したがってＳｉＯ2 膜３上には、低誘電率膜５との密着性がよい密着膜６の表面からなる面が形成される。
【００３９】
上記のように密着膜６を形成した後は、第１実施形態と同様の方法にて、ＳｉＯ2 膜３上に密着膜６を介してＳｉＯ2 膜３よりも誘電率の低い有機系の低誘電率膜５を形成する。
【００４０】
上記したように第３実施形態では、低誘電率膜５を形成する前に、プラズマ３０から発生するＣＦ系のポリマーからなる密着膜６を形成することで、ＳｉＯ2 膜３上に、低誘電率膜５との密着性がよい面を形成することができる。このため、ＳｉＯ2 膜３上に密着性が良く低誘電率膜５を形成することができ、低誘電率膜５を形成する際の熱処理時におけるＳｉＯ2 膜３と低誘電率膜５との剥がれの発生を防止できる。したがって、半導体装置の電気的信頼性を確保しつつ配線２間の容量の低減を図ることができることから、第１実施形態と同様、電気的信頼性が高くしかも動作速度が高速で、低消費電力の半導体装置を製造できるといった効果を得ることができる。
また、既存の装置を用いて密着膜６を形成する処理を行えるので、非常に容易に実施することができる。
【００４１】
なお、また本発明は、第１実施形態〜第３実施形態に限られるものでなく、本発明の主旨に反しない限り、低誘電率膜を形成する下地膜およびその下層の構造や、低誘電率膜の種類、成膜方法、プラズマ生成条件等を適宜変更することが可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る半導体装置の製造方法の第１の発明では、低誘電率膜の形成に先立ち、Ｓｉ−Ｏ結合を有する下地膜の表面に未結合手が存在する変質層を形成するため、低誘電率膜との密着性のよい下地膜の表面を得ることができる。
また第２の発明に係る半導体装置の製造方法では、低誘電率膜の形成に先立ち、プラズマから発生するＣＦ系のポリマーからなる密着膜を下地膜の表面に形成するので、下地膜上に低誘電率膜との密着性のよい面を形成することができる。
よってこれら第１、第２の発明によれば、下地膜の表面に低誘電率膜を形成する場合の熱処理時において低誘電率膜の剥がれを防止でき、下地膜と低誘電率膜との密着性を向上できるので、配線間を埋め込みかつ配線を覆う状態に低誘電率膜を形成した場合に、半導体装置の電気的信頼性を確保しつつ配線間の容量の低減を図ることができる。したがって第１、第２の発明は、電気的信頼性が高くしかも動作速度が高速で低消費電力である等のデバイス特性が良好な高集積の半導体装置を製造するうえで非常に有効な方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、第１の発明の実施形態を工程順に示す要部側断面図である。
【図２】低誘電率膜の形成に用いる材料例を示す図（その１）である。
【図３】低誘電率膜の形成に用いる材料例を示す図（その２）である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、第２の発明の実施形態を工程順に示す要部側断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は従来の低誘電率膜の形成法を示す要部側断面図である。
【図６】本発明の課題を説明する図である。
【符号の説明】
３ ＳｉＯ2 膜 ４ 変質層 ５ 低誘電率膜 ６ 密着層
２０、３０ プラズマ ２１ ＶＵＶ光 ２２ イオン
Claims (5)
- Ｓｉ−Ｏ結合を有する下地膜の表面に該下地膜よりも比誘電率の低い有機系の低誘電率膜を形成するに先立ち、前記下地膜の表層におけるＳｉ−Ｏ結合を分断可能な波長を有する光を前記下地膜の表面に照射することによって前記下地膜の表層に変質層を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記Ｓｉ−Ｏ結合を分断可能な波長を有する光には真空紫外線光を用いる
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 前記真空紫外光には、プラズマから発生する真空紫外光を用いる
ことを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。 - Ｓｉ−Ｏ結合を有する下地膜の表面に該下地膜よりも比誘電率の低い有機系の低誘電率膜を形成するに先立ち、イオンを前記下地膜の表面に照射することによって前記下地膜の表層にＳｉ−Ｏ結合を分断して未結合手を発生させた変質層を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - Ｓｉ−Ｏ結合を有する下地膜上に該下地膜よりも比誘電率の低い有機系のＣ、Ｆ組成を有している低誘電率膜を形成するに先立ち、前記下地膜の表面にフルオロカーボン系の化学種を生成可能なガスを用いて発生させたプラズマ中に生成したフルオロカーボン系のポリマーからなり、前記プラズマ中の前記化学種により前記下地膜の表面におけるＳｉ−Ｏ結合が分断されて発生した未結合手に化学結合した状態で堆積した密着膜を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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