JP4159128B2 - 低誘電率の多層膜を堆積するための方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の背景】
本発明は、集積回路の製造に関する。より詳細には、本発明は、比誘電率が低い絶縁膜を堆積する方法及び装置を含む技術を提供するものである。
【０００２】
多くの超大規模集積（ＶＬＳＩ）半導体デバイスは、ウェーハ上のデバイスの記憶密度を高めるためにマルチレベル相互接続を用いている。インターメタル誘電体（ＩＭＤ）層は、メタライゼーション層の間に絶縁性層を提供し、層間の静電容量を低減している。これらの層の比誘電率は、製造可能なデバイスのサイズに直接的な強い影響を及ぼしている。例えば、半導体業会の中には、０．２５μｍ以下の加工最小線幅のデバイスを大量生産するには、比誘電率が２．９以下のＩＭＤ層を使用する必要があることを明らかにしているところもある。このように、比誘電率が低いＩＭＤ層に対しては絶えることのないニーズがある。
【０００３】
また、これらのＩＭＤ層の別の特性も重要である。例えば、ＩＭＤ層は良好な「ギャップ埋め込み(gap-fill)」特性を有さなければならない。即ち、下地基板中のにステップ及び開口を完全に埋め込むだけでなく、滑らかに平坦化された誘電体層を形成するボイドフリーな層を生成するために、ＩＭＤ層は良好なステップカバレッジ特性及び平坦化特性を示さなければならない。この層は、下地のメタライゼーション層への損傷を防ぐよう、低い温度、好ましくは約４００℃未満で堆積することができなければならない。
【０００４】
ＩＭＤ層堆積に対する数多くの既存のアプローチは、何層かの酸化ケイ素膜の形成と堆積を含んでいる。この堆積は通常、化学的気相堆積（ＣＶＤ）を用いて行われる。従来の熱ＣＶＤプロセスでは、基板面に反応性ガスを供給し、そこで熱誘導化学反応を生じさせて所望の膜を生成する。
【０００５】
アスペクト比が２：１以上のギャップを首尾よく埋め込むために用いられてきた特定プロセスのひとつに、多層酸化ケイ素誘電体膜の堆積がある。そのような多層酸化ケイ素膜の例は、Wang 他に付与され、本発明の譲受人である アプライドマ テリアルズ インコーポレイテッドに譲渡された、「熱ＣＶＤ／ＰＥＣＶＤリアクタ及び二酸化ケイ素の熱化学的気相堆積及びインサイチュマルチステップ平坦化プロセスへの使用」（“Thermal CVD/PECVD Reactor and Use for Thermal Chemical Vapor Deposition of Deposition Dioxide and In-situ Multi-step Planarized Process"）という名称の米国特許第5,000,113号明細書に記載されている。
【０００６】
このプロセスでは、薄い酸化ケイ素の第１の層（「ライニング層」と称する）が、プラズマ励起ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）技術を用いて、基板のステップ形状部(stepped topology)を覆って堆積される。次に、酸化ケイ素の第２の層が、ライニング層の上に堆積される。この第２の層は、テトラエチルオルトシラン(tetraethylorthosilicate)（ＴＥＯＳ）とオゾン（Ｏ _３ ）の前駆ガスとから、酸化ケイ素層を熱ＣＶＤ堆積することによって形成される。このようなＴＥＯＳ／オゾン／酸化ケイ素膜は、約１００〜７００ｔｏｒｒの圧力条件下で堆積されるので、一般にサブ大気圧(subatmospheric)ＣＶＤ（ＳＡＣＶＤ）膜と呼ばれる。ＰＥＣＶＤライニング層は、上に積層するＳＡＣＶＤ層のための初期ライニング層及び拡散障壁として機能する。すなわち、それはメタルライン間のギャップを埋め込み、ＳＡＣＶＤ層の均一性と堆積速度を改善する。
【０００７】
これらの多層ＰＥＣＶＤ／ＳＡＣＶＤ膜は、望ましい品質を有することが分かっているが、比誘電率が低い膜に対すして継続しているニーズを満足させるものではない。代表的なＰＥＣＶＤ／ＳＡＣＶＤ膜は、４．０以上の比誘電率を有する。従って、例えばＩＭＤ層での使用に適する、比誘電率が低い絶縁膜に対するニーズは存在する。
【０００８】
ポリマーを含む有機物の比誘電率が低いことが分かっている。１９９５年６月にJournal of Vacuum and Technology で発表された「サブクォータミクロンに適用する埋込式低比誘電率ポリマーを用いた平坦化マルチレベル相互接続の概要」（"A Planarized Multilevel Interconnect scheme with Embedded Low-Dielectric Constant Polymer for Sub-Quarter Micron Application"）で、Jeng他は、集積回路構造の、極く僅かに間隔を空けた導体ライン間、又は目的達成のために重要な他の領域間に、二酸化ケイ素（ＳｉＯ _２ ）の代用としてパリレン等の低比誘電率重合体材料の使用を検討している。これら重合体材料も、非常に望ましいギャップ埋め込み特性を示す。
【０００９】
しかし残念なことに、パリレンのような重合体材料は、化学的にも構造的にも比較的不安定である。重合体膜の化学的安定性は、堆積中の堆積温度とイオン移動により悪影響を受ける。パリレンは、構造上ＩＭDへの適用に好適な他の材料が示すような機械的強度を有していない。パリレンはまた汚れやすく、材料の平坦化を困難にする。また、パリレンは長期間にわたる構造安定性にも懸念がある。使用中、温度と電界効果により、膜の安定性は更に劣化する。
【００１０】
パリレンのような有機膜は、熱伝導率が低いという点でも悩まされる。このことは、使用中のデバイスへの加熱をもたらす可能性があり、イオン移動によってもたらされるデバイスの故障も招く可能性がある。
【００１１】
従って、有機膜の有益な特性を利用して膜の安定性及び熱特性を改善する比誘電率が低い絶縁膜に対するニーズが存在する。
【００１２】
【発明の概要】
本発明は、比誘電率が低く、望ましいギャップ埋め込み特性を有する絶縁膜を提供することによってこれら要求事項を扱っている。
【００１３】
本発明の一実施態様によると、基板上に絶縁膜を形成する方法は、基板上に複数の炭素ベースの層を形成して、各層の間にパリレン等の重合材料層を介在させることを含んでいる。炭素ベースの層は、高密度プラズマ化学的気相堆積（ＨＤＰ−ＣＶＤ）システムを用いて形成されるのが好ましいが、他のＣＶＤシステムを用いてもよい。結果として、全体として比誘電率が低く、優れたギャップ埋め込み特性と、望ましい熱特性とを有する多層絶縁膜が得られる。
【００１４】
多層膜の特性は、個々の層の組成と数とを変えることによって適合させることができる。例えば、現状で好ましい実施態様では、堆積される炭素膜の最初の層は、フレオン−１４（ＣＦ _４ ）よりもメタンの割合を高く形成したプロセスガスを用いて形成される。これによって多層膜用の安定ベース層が生成される。後続の炭素ベース層は、膜の比誘電率を低減するためにフレオン-14の割合を高くして堆積することができる。
【００１５】
炭素ベース膜の層は、ポリマー膜の層を安定させる傾向があり、比誘電率が低い多層膜を生成すると考えられる。また、炭素ベース膜層は、本発明の方法に従って製造されるＩＣデバイスの熱伝導率向上も助長し、もってＩＣの外への熱伝達を向上させる。
【００１６】
本発明の目的及び利点の更なる理解のために、詳細な説明を添付図面に関連して行なう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
Ｉ．序説
本発明は、低い比誘電率（実施形態によっては、約２〜３）と、望ましいギャップ埋め込み特性とを有する絶縁層の堆積を行うことができるようにするものである。本発明の絶縁層は、従来設計のＣＶＤチャンバ内で、低温を使って堆積される。
【００１８】
ＩＩ．炭素膜堆積用の具体的なＣＶＤシステム
本発明は、基板処理装置、特に電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマＣＶＤ装置、熱ＣＶＤ装置、エッチング装置及びスパッタリング堆積装置に適用できる。そのような基板処理装置のひとつに、図１で示す、以下説明するＨＤＰ−ＣＶＤシステムがある。本発明の現状で好適な実施形態においては、ＨＤＰ−ＣＶＤシステムを使用して炭素ベースの膜層を１層以上堆積し、以下により詳細に説明する比誘電率が低い絶縁層を提供する。他の実施形態においては、炭素層を堆積するために、従来のＰＥＣＶＤ及び他の技術を用いてもよい。
【００１９】
図１に示すように、ＨＤＰ−ＣＶＤシステム５としては、プロセスチャンバ１０、真空ポンプ１２、バイアスＲＦ（ＢＲＦ）発生装置３６、ＢＲＦ発生装置５０及びソースＲＦ（ＳＲＦ）発生装置３２を含んでいるＨＤＰ−ＣＶＤシステムが使用される。プロセスチャンバ１０は、側壁２２と円板形シーリング電極２４とから成るシーリング２０を含む。側壁２２は、石英やセラミック等の絶縁体で作られており、コイル状アンテナ２６を支持している。コイル状アンテナ２６の構造的な詳細は、FairbainとNowakによって１９９３年８月２７日に出願された、「高密度プラズマＣＶＤ及びエッチングリアクタ」（“High Density Plasma CVD and Etching Reactor"）という名称の米国特許出願第08/113,776号明細書に開示されており、その開示内容は本明細書に援用されている。
【００２０】
堆積ガス及び液体は、制御バルブ（図示せず）を有するライン２７を介してガス混合チャンバ２９に供給され、ここでそれらは混合されて、ガス供給リングマニホルド１６に送られる。ガス供給リングマニホルド１６にはガス噴射ノズル１４が連結されており、マニホールド１６に導入された堆積ガスをチャンバ１０内のペデスタル４４上に載置される基板４５へ分散させる。ペデスタル４４は、処理中に基板を制止するために静電チャック又は類似の機構を含んでもよく、また、冷却通路及び他の特徴を含んでもよい。
【００２１】
ガス供給リングマニホールド１６は、ハウジング１８内に位置決めされている。ハウジング１８は、スカート４６によって反応物質から保護されている。スカート４６は、ＨＤＰ−ＣＶＤプロセスで用いられる反応物質に対して抵抗力のある、石英、セラミック、シリコン、ポリシリコン等の材料から成っている。プロセスチャンバ１０の底部は、それ単体で取り外し可能な環状ライナ４０を含んでいてもよい。
【００２２】
堆積ガスの誘導結合プラズマが、ＳＲＦ発生装置３２からコイル状アンテナ２６に印加されたＲＦエネルギにより、基板４５に隣接して形成され得る。ＳＲＦ発生装置３２は、プロセスチャンバ１０に導入された反応種の分解を促進するため、単一周波数又は混合周波数のＲＦパワー（又は別の望ましい変量）の何れかをコイル状アンテナ２６へ印加できるようになっている。堆積ガスは、矢印２５によって示すように排気ライン２３を介してチャンバ１０から排出される。ガスが排気ライン２３を介して放出される速度は、スロットルバルブ１２ａによって制御される。
【００２３】
シーリング電極２４は、蓋部５６により所定位置に保持されている。蓋部５６は冷却ジャケット５８により冷却されるが、シーリング電極２４は抵抗ヒーター６０により加熱されて、クリーニング速度を加速させたりプロセスパラメータを変えたりすることができる。シーリング電極２４は導体であり、スイッチ３８を適切に設定することによって、ＢＲＦ発生装置３６にアースするか或いは非接続状態（浮動許容状態）のままにすることができる。同様に、ペデスタル４４も、スイッチ５２を適切に設定することにより、ＢＲＦ発生装置５０にアースさせるか或いは非接続状態（浮動許容状態）のままにすることができる。これらスイッチの設定は、プラズマに対して所望する特性に依存する。ＢＲＦ発生装置３６及び５０には、単周波数又は混合周波数のＲＦパワー（又は別の所望のバリエーション）を印加することができる。ＢＲＦ発生装置３６及び５０は、別々のＲＦ発生装置であってもよく、またシーリング電極２４とペデスタル４４の両方に接続されている単体のＲＦ発生装置であってもよい。誘導結合プラズマをペデスタル４４方向へバイアスさせるためにＢＲＦ発生装置３６及び５０からＲＦエネルギを印加することにより、スパッタリングが促進され、プラズマの既存のスパッタリング効果が高められる（即ち、膜のギャップ埋め込み能力が増加する）。
【００２４】
誘導結合プラズマの形成とは別に、或いはそれに関連して、プラズマを形成するために容量結合を用いてもよい。容量結合プラズマを、シーリング電極２４とペデスタル４４との間に形成してもよい。この構成において、シーリング電極２４とペデスタル４４は、それぞれひとつの平行板コンデンサとして働く。容量結合プラズマは、これら２つの板の間に形成される。
【００２５】
ＢＲＦ発生装置３６、ＢＲＦ発生装置５０、ＳＲＦ発生装置３２、スロットルバルブ１２ａ、ガス混合チャンバ２８、ライン２７に接続される制御バルブ、スイッチ３０、スイッチ３４、スイッチ３８、スイッチ５２及びＨＤＰ−ＣＶＤシステム５内の他のエレメントは全て、部分的に示してある制御ライン３５のシステムコントローラ３１によって制御される。システムコントローラ３１は、記憶装置３３等のコンピュータ読取可能媒体に記憶されたコンピュータープログラムの制御によって作動される。コンピュータープログラムは、タイミング、ガスの混合、チャンバ圧力、ＲＦパワーレベル及び特定プロセスの他のパラメーターを命令する。
【００２６】
また、プロセスチャンバ１０は、好適な実施形態において、ハードディスクドライブである記憶装置３３に記憶されたシステム制御ソフトウェアを実行するシステムコントローラ３１により制御される質量流量コントローラ（ＭＦＣ）等のアナログアセンブリを含んでもよい。モーター及び光センサが、スロットルバルブ１２ａ等の機械的な可動アセンブリの位置を移動し判断するため用いられている。
【００２７】
このようなＨＤＰ−ＣＶＤ装置の例は、容量結合の構成の詳細、及び誘導結合構造に関する特定の詳細のそれぞれとともに、１９９４年４月２６日に出願された、「誘導結合及び容量結合の組合せを有する高密度プラズマＣＶＤリアクタ」（“High Density Plasma CVD Reactor with Combined Inductive and Capacitive Coupling"）という名称の米国特許出願第08/234,746号明細書に記載されており、その開示内容は本明細書に援用されている。
【００２８】
上記記載は、単に説明を目的をするものであり、本発明の範囲を限定するものではない。ペデスタル設計、チャンバ設計、ＲＦパワー接続の配置の変更等の、上記システムの様々な変更、及び他の変更を行うことは可能である。
【００２９】
ＩＩＩ．ポリマー層堆積用の具体的なチャンバ
本発明の現状での好適な実施形態では、少くとも第２の処理チャンバが、基板上に重合材料（例えば、パリレン又はテトラフルオロエチレン「テフロン（登録商標）」の層を堆積するため用いられる。しかし、本発明の特徴点を、単体チャンバ内で行い、そこで多層フィルムの堆積を提供するようにしてもよい。
【００３０】
現状で好適な実施形態においては、パリレン膜堆積用のチャンバが使用される。パリレン膜及び他のポリマー膜を堆積できる有機膜処理システム１１０を図２に示す。この処理システムは、通常の譲渡がなされた、「集積回路上にポリマー薄層を形成するための方法及び装置」（“Method and Apparatus for Forming a Thin Polymer Layer on an Integrated Circuit Structure"）という名称の、１９９６年１０月２２日出願された、同時係属中の米国特許出願 (Attorney docket No. 777-P1)に更に詳細に記載されており、それはアプライド マテリアルズ インコーポレイテッドに譲渡され、全ての目的のために本明細書に援用されている。
【００３１】
本明細書で使用する用語「パリレン」は、ｐ−キシリレン（ＣＨ _２ Ｃ _６ Ｈ _４ ＣＨ _２ ）ベースの熱可塑性ポリマー、又はパリレンモノマー、ポリマー、コポリマーの誘導体の総称である。非置換性のｐ−キシリレンポリマーは、以下の化学式
−（ＣＨ _２ −Ｃ _６ Ｈ _４ −ＣＨ _２ −） _ｎ −
を有しており、ここでｎは、高い強度を与える十分な値である。ポリマーは、モノマーを両端に付加することにより成長し、容易に識別されない末端基は、性質に影響しない。また、用語「パリレン」は、モノマーやポリマーをハロゲン化することにより生成されるパリレンポリマーの塩化物形態又はフッ化物形態も含むことも意味している。代表的な始動物質は、安定した環状ダイマー、ジ−ｐ−キシリレン又はハロゲン化誘導体であり、固体で入手可能である。ダイマーは蒸発又は昇華されなければならず、その後、重合を進めるために反応性モノマーにまで分解される。ダイマーは、Union Carbide 等の会社から市販で入手できる。通常、固体ダイマーは、扱い易くするため、微粒子状、例えば粉体で手に入れることができる。しかし、ダイマーペレットをパック化したベッドと共に用いたり、固体前駆物質を、ダイマーの連続搬送を容易にするために液化したり又は搬送流体中に溶解させてもよいことを、本発明は考慮している。
【００３２】
図２において、一実施形態では、ジ−ｐ−キシリレン又は代用ジ−ｐ−キリシレンを加熱して、蒸発又は昇華するのに用いる蒸発チャンバ１２４を有する有機膜堆積システム１１０が設けられている。蒸発器の圧力をモニターして、粒状固体ダイマー又は液体ダイマーを蒸発チャンバ１２４に連続的に確実に供給するようにするために、蒸発チャンバ内に圧力ゲージ（図示せず）が配設されている。圧力ゲージは、材料がゲージ上に堆積してゲージを作動不能にしないよう加熱されるのが好ましい。
【００３３】
次いで、ジ−ｐ−キシリレン等の蒸発ダイマー、又は蒸発ダイマーとキャリヤガスとの任意の混合物は、蒸発チャンバ１２４からゲートバルブ１２８を通過して耐熱（パイロシス）チャンバ或いは分解チャンバ１３０に到達し、ここで蒸発ダイマーは少なくとも部分的に分解されて、モノ−Ｐ−キシリレン等の反応性モノマーになる。重合可能材料が、反応種を生成するのに蒸発又は分解を必要としないモノマー又はオリゴマーである場合、蒸発チャンバ及び分解チャンバを取り除くか、又は迂回してもよいことを理解しなければならない。
【００３４】
液体又は固体の重合可能材料を堆積チャンバに導入するか或いは別のモノマーと混合する前に蒸発又は昇華させるために、蒸発チャンバ１２４では始動材料をが加熱される。蒸発チャンバ１２４を、ガス入口ポート１２７を有する金属シリンダの周辺に形成して、非反応性ガス流が蒸発チャンバ１２４へ流入できるようにしてもよい。蒸発チャンバｌ２４の出口ポートはゲートバルブ１２８に接続されており、蒸発チャンバ１２４を分解チャンバ１３０から隔てている。蒸発チャンバ１２４内には、ジ−ｐ−キシリレン等の重合可能な始動材料を配置するための封入容器が含まれている。
【００３５】
蒸発チャンバ１２４内の圧力を大気圧に維持してもよい。装置全体（蒸発チャンバ、分解チャンバ、堆積チャンバ）は、同じ圧力（例えば、３０ミリｔｏｒｒ〜５ｔｏｒｒ）に維持されるのが好ましい。不活性キャリヤガスがない時、圧力は約１００ミリｔｏｒｒ〜１ｔｏｒｒ又はベース圧力より約２０〜６０ミリｔｏｒｒ高い８０〜１２０ミリｔｏｒｒが好ましい。キャリヤガスを用いる場合、全体圧力は１ｔｏｒｒ〜５ｔｏｒｒ、好ましくは２〜５ｔｏｒｒである。全体圧力が増加すると、パリレン層の堆積速度が増加して堆積チャンバに提供される反応性ｐ−キシリレン量をより良好に制御できる。キャリヤガスは、ヘリウム、アルゴン、窒素等の任意の不活性ガスであってもよいが、現状はヘリウムが好ましい。
【００３６】
蒸発チャンバ１２４は、例えば、同様に加熱するために、蒸発チャンバ１２４周囲を包んでそれを加熱することのできる調節可能な加熱コイル１２６等の任意の便利な手段によって加熱してもよい。加熱コイル１２６は、蒸発チャンバ１２４内の重合可能材料の蒸発温度（この温度未満ではこの材料が分解して反応性モノマーになってしまう）まで蒸発チャンバ１２４を加熱するのに十分な熱を提供するように調節可能である。Watlow 965 温度コントローラ等の、外付け熱コントローラを、所望の温度に維持するため、加熱コイルに関して使用してもよい。
【００３７】
蒸発チャンバ１２４の温度は、前記圧力範囲内で運転する場合、通常は、堆積に必要な圧力において、それ以下では材料が蒸発しない最低温度から、蒸発材料が運転圧力で分解する温度を下回る最高温度まで変動する。蒸発チャンバの運転温度は蒸発させる材料によって変わるが、温度は約１００℃〜２００℃に維持するのが好ましい。
【００３８】
窒素、アルゴン、ヘリウム等の非反応性キャリヤガスは、ガス吸入ポート１２７を介して蒸発チャンバ１２４へ任意に導入され、その後固体パリレンダイマーを蒸発させるために蒸発チャンバ１２４から放射又は伝導される熱によって加熱され、続いて、蒸発チャンバ１２４から排出されて、ゲートバルブ１２８を通過して分解チャンバ１３０へ向かう。しかし、このプロセスはキャリヤガス等の追加ガスを用いることなく、蒸発反応物質、例えばパリレンダイマーだけを用いて行ってもよいことを認識すべきである。
【００３９】
ゲートバルブ１２８は、手動で操作されてもよいが、好ましくは自動で操作され、システムコントローラ３１（図１）等のコントローラと接続されている。そのコントローラは、蒸発チャンバ１２４内の温度と圧力を検知して、ゲートバルブ１２８を介して蒸発チャンバｌ２４から流れるガスが蒸発チャンバ１２４を介して流れる任意の非反応性キャリヤガスと同様に蒸発した重合化材料を含むように、重合可能材料の蒸発温度に蒸発チャンバ１２４が達した後でのみ、バルブ１２８を開くようプログラムされている。
【００４０】
ジ−ｐ−キシリレンを使用する場合のように、反応性モノマーを形成するのに、蒸発重合可能始動材料の分解が必要である場合、蒸発チャンバからの蒸気が分解チャンバへ送り込まれるのが好ましい。分解チャンバは、様々な仕方で構成されるが、蒸発材料を急速且つ均一に加熱するため表面積が広いことが好ましい。一実施形態において、分解チャンバ１３０の一端は、分解チャンバ１３０に入るダイマー蒸気の流れを制御するのに用いる第１のゲートバルブ１２８に接続されている。
【００４１】
システムコントローラ３１は、分解チャンバ１３０内のヒーターワイヤを制御するよう接続されているのが好ましい。システムコントローラ３１は、約４００℃〜９００℃、好ましくは少なくとも約７００℃の熱を提供するように分解チャンバの温度を制御する。少くとも約４００℃、好ましくは少くとも約７００℃の温度が、安定ダイマーの反応性モノマーへの確実且つ十分な分解に必要であるが、最高温度は分解チャンバ１３０で形成されたモノマーの分解を避けるために約９００℃を超えてはならない。分解温度は、使用されるダイマー材料に従って変わることを再度認識すべきである。
【００４２】
分解チャンバ１３０は、基板面への望ましくない粒子の堆積、又は堆積被膜内の塊の形成を防ぐように、チャンバを通過中、反応性モノマーの形成に十分な量のダイマーを分解することが好ましい。分解されなかったダイマーは、重合することはないために、基板上の堆積物として被膜中に塊を生じさせ、表面上に望ましくない粒子を発生させ、或いは堆積チャンバを通過して低圧真空ポンプ１５８の直前にある堆積チャンバ１２０の下流に配置されたコールドトラップ機構１４８を詰まらせる。
【００４３】
安定したダイマー蒸気の高いレベルの分解を確保するには、ダイマー蒸気が分解チャンバ１３０内で十分に加熱されるのが好ましい。これは、蒸発したダイマーと接触する分解チャンバ１３０の内側表面積を広げるか、蒸発したダイマーが分解チャンバ１３０内に滞留する時間を延ばすか、或いはその両方の組合わせによって達成できる。通常、分解チャンバ内での蒸発ダイマーの滞留時間は、１〜５分である。反応性モノマーへのダイマーの分解を促進するには、基板への後続する堆積及び重合のために、安定した何れの前駆物質をも反応性物質に分解するのに十分な熱を提供するように、堆積チャンバ内でプラズマを形成しても良い。
【００４４】
分解チャンバ内での滞留時間を延ばすには、蒸発チャンバ１２４内へのキャリヤガスの流れを調節したり、ゲートバルブ１２８及び１３２を絞ったり、或いはそのようなバルブの絞りとキャリヤガス流量制御とを組合わせたりすることによって、分解チャンバ１３０内への蒸発ダイマーの流量を調節して行っても良い。滞留時間は、分解チャンバ１３０を通る経路の長さを変更することによって制御することもできる。
【００４５】
活性モノマーを含むガス／蒸気の流れは、分解チャンバ１３０の外へ出てティー１３１に至り、その後、任意ではあるが、そこで蒸気が蒸発状態の共重合材料と混合される。次いで、蒸発モノマーと任意の共重合可能材料は、第２のゲートバルブ１３２を介して導管１３３へ流れる。その導管は、堆積チャンバ１２０に至る入口ポート１３４とバルブ１３２とを連結しており、その堆積チャンバでは、モノマーが半導体基板等の内部の対象物上に堆積され重合される。その対象物は、チラー１３８に接続された支持部材１２２によって温度制御されるのが好ましい。重合可能材料の更なる蒸発及び／又は分解が必要でない場合、重合可能材料は、チャンバ１２０と蒸発チャンバ１２４へ直接連通するためティー１３１において導入され、分解チャンバ１３０を排除してもよい。キャリヤガスが存在する場合、通常は分解チャンバ１３０が必要となる。
【００４６】
ティー１３１は、反応性モノマーが重合を開始しないように十分高い温度に維持するように、ティー１３１の周囲を包む加熱テープ等の外付けヒータによって加熱されるのが好ましい。通常、これには少くとも約１５０℃の温度が含まれる。共重合可能ソースを用いる場合、前記蒸発チャンバ１２４に類似している第２の蒸発チャンバを、共重合可能材料を蒸発させるために用いることができる。必要であれば、前記分解チャンバ１３０に類似する分解チャンバを形成する追加の装置を用いてもよい。いずれの場合にせよ、ガス状の共重合可能材料等を提供する装置をティー１３１と接続することにより、ガス状の各反応性共重合ソースは、堆積チャンバ１２０への導入に先立ち、ティー１３１内で混合可能となる。
【００４７】
堆積チャンバ内で基板表面にコポリマーの形成と堆積が所望であれば、更なる実施形態において、モノマー、ダイマー及び他のオリジマー等の別の重合可能ガスを加熱されたティー１３１内でガス状のパリレンモノマーと混合してもよい。そのような別の重合可能材料は、例えば、Lancaster Synthesis Companyから入手できるような、ビニルビフェニルモノマーを含むであろう。反応性パリレンモノマーをそのようなモノマーと共重合させる理由の一つは、堆積中に、約４００℃（重合させるパリレンのみ）からコポリマーのための約５００℃〜５５０℃までの間で基板上に形成される膜の温度安定性を増加させることにある。パリレン反応性モノマーのガス流とキャリヤガスとに混合される共重合モノマー量は、モノマーの全混合物の、約５重量％〜２５重量％でよいが、好ましくは約５重量％〜１５重量％で、一般的に、モノマー混合物全体の通常約１０重量％を含む共重合可能なモノマーが加えられている。
【００４８】
堆積チャンバ１２０は、標準的な市販の真空処理チャンバを以下に説明するようにいくらか変更して備えてもいてよい。そのような真空処理チャンバは、アプライド マテリアルズ インコーポレテッドから入手可能な、酸化物エッチングチャンバ等である。チャンバ１２０は、基板を周囲に曝露することのない、アプライド マテリアルズ インコーポレテッドより入手可能なマルチチャンバ化された5000シリーズ処理装置等の半導体基板処理装置中のロードロック機構を介して別の真空チャンバ又は密閉チャンバ（例えば、上記例のＨＤＰ−ＣＶＤチャンバ）に連結されてもよい。そのような装置は、中央ロボットが動作するものであり、Maydan他に付与されてアプライド マテリアルズ インコーポレテッドに譲渡された米国特許第4,951,601号明細書に開示されており、その内容は本明細書に援用されている。
【００４９】
図３において、堆積チャンバ１２０は、導管１３３が固着された入口ポート１３４を有する取り外し可能なカバー１７２を有する。一方、カバー１７２は、チャンバ１２０の円筒状側壁部にボルトで締結されている。チャンバ１２０内に、導管１３３からガス状混合物を導入するのに供する蒸気分配機構すなわち「シャワーヘッド」１７６が、カバー１７２の下側又は内側へ取り付けられており、導管１３３に連通している。カバー１７２は、カバー１７２とシャワーヘッド１７６を反応性パリレンモノマーの重合温度を超える温度（即ち約２００℃を超える温度）に維持するが、反応性モノマーの更なる分解が生じるかもしれない温度より低い温度（即ち約７５０℃未満の温度）に維持するために、上面又は外面上に取り付けられているヒーターパッド１６８を有していてもよい。通常、カバー１７２とシャワーヘッド１７６の温度は、約２００℃〜３００℃に維持される。また、そのようなヒーターパッドは、カバー１７２及びシャワーヘッド１７６を所望の温度に維持するために温度コントローラに接続されてもよい。
【００５０】
堆積チャンバ１２０の壁は、蒸発した重合可能材料の堆積及び重合を防ぐために十分に高い温度に維持されることが好ましい。一実施形態では、チャンバ壁の温度は、システムコントローラ３１によって制御されるのが好ましいヒータ１４０（図２）により維持される。残留ガス／蒸気の混合物は、その後、好ましくはシステムコントローラ３１によって制御されるチャンバ１２０内の圧力を調節するスロットルバルブ１４２を通って堆積チャンバ１２０を通過して、続いて、チラー１４６に接続されたコールドトラップ１４８を通過する。その後、残留ガスはゲートバルブ１５４を通って、低真空ポンプ１５８に至る。
【００５１】
エッチングにチャンバ１２０を用いることを所望する場合、又は、チャンバ１２０のところでクリーニングを行う場合は、任意のコールドトラップ１４８からのガスを、ゲートバルブ１５０を（ゲートバルブ１５４を閉じたまま）通過させ、ターボポンプ１５２へ送って、続いて隔離バルブ１５６を通して低真空ポンプ１５８へ送るルートを代わりに取ってもよい。チャンバ１２０内での堆積の間、バルブ１５０及び１５６は、通常閉じられる。
【００５２】
一実施形態では、この装置は、チャンバ１２０内でのプラズマ発生を可能にするため、チャンバ１２０に結合されるＲＦ発生装置１３６を備えていてもよい。プラズマを、安定ダイマーを反応種に変換するために十分な熱を発生させることによって、安定した前駆物質の分解を高めるために用いてもよい。また、プラズマは、チャンバ壁上での重合を防ぐようにチャンバ壁を十分に加熱し、及び／又は、気相中での重合を防ぐようにプロセスガスを十分に加熱してもよい。加えて、ＲＦ発生装置は、チャンバの一体化を可能にするので、基板の又はチャンバ１２０のその場でのクリーニングのいずれかを行うことができる。
【００５３】
チャンバが、基板上での重合可能材料の堆積速度を高めるための電界を提供する電気バイアスを含んでもよいことが考慮されている。好ましくは、チャンバ壁がアースされ、ＤＣバイアスが基板支持部材１２２に印加される。電界に加えて、チャンバ内部又はチャンバ壁の周囲に磁界コイル又は永久磁石を配設することによって、磁界をチャンバ内に生じさせてもよい。反応性重合可能材料が極性化されるので、電界及び磁界の両方が基板上への重合可能材料の堆積速度を高めるとも思われている。電界(E field) 及び／又は磁界(B field)が、反応性物質を整列させることによって重合プロセスを助け、重合反応が促進されることは理論付けられている。
【００５４】
本発明によると、基板２００は閉鎖システムで処理されることが好ましいという点に注意すべきである。従って、堆積後、基板は堆積チャンバ１２０から取り出され、処理チャンバ間にあるロードロックチャンバ内の貯蔵エリアに載置されて、周囲温度に達せられるようにしてもよい。このことによって、ウォームアップ中に基板を周囲の大気にさらす（これは容認できない水分取り込みを招くだろう）ことなく、また、被覆された基板をウオームアップまで堆積チャンバ内に放置する（これはパリレン堆積チャンバ内のスループット率を減少させるだろう）ことなく、基板を周囲温度に到達させることが可能になる。代替として、基板を真空環境から取り出すことなく、後続の処理のためにロードロックチャンバから別のチャンバへ移動させてもよく、例えば、炭素ベースの膜及び／又は二酸化ケイ素の膜を基板上へＰＥＣＶＤ形成するための別のチャンバへ移動させてもよい。
【００５５】
堆積チャンバ１２０に提供される蒸気／ガスは、「集積回路構造にポリマー薄層を形成するための方法及び装置」（“Method and Apparatus for forming a Thin Polymer Layer on an Integrated Circuit Structure"）という名称の前記米国特許出願（Attorney docket No. 777-P1)に開示されているような、様々なマニホールドとノズルとの配置を介して分配してもよい。
【００５６】
ここで基板支持部材１２２について述べる。可動基板支持部材は、重合可能材料の凝固点未満の基板温度を得るため十分に冷却されなければならない。基板上に形成される所望のポリマーがパリレンである場合、基板支持体１２２は、チラー１３８を用いて、約４０℃を超えない温度、好ましくは約−４０℃〜＋２５℃の温度に維持されなければならない。ガス状混合物が、例えば半導体基板２００の冷却面と接触すると、他の反応性重合材料（存在する場合）との共重合と同様に反応性パリレンモノマーの重合が始まり、基板面上、例えば半導体ウェーハ２００の表面上に、パリレン又はパリレンコポリマーの所望の誘電体膜の形成をもたらす。
【００５７】
温度制御システムが基板支持体１２２を冷却するために設けられてもよく、又は、支持体１２２に、例えばチラー１３８から流体が通過して循環できる中空通路が備えられてもよく、いずれか一方が、基板支持体１２２の温度及びその上に載置する半導体ウェーハ２００等の基板の温度を制御するために、システムコントローラ３１によって制御されてもよい。基板は、クランプ手段或いはバイポーラもしくはモノポーラ静電チャック等の従来の任意の基板保持手段によって、基板支持体１２２上に保持されてもよい。ヘリウム等の背景ガス(backside gas)を、基板支持部材とその上に処理のため載置された基板との間の熱伝達を容易にするために、静電チャックの上面に備けたチャネルを介して流通させるのが好ましい。
【００５８】
蒸発ガスと任意のキャリヤガスとの混合物がチャンバ１２０へ流入された後、例えば、パリレンポリマーが、反応性ｐ−キシリレンモノマーの凝固及び重合によって基板２００の表面に堆積される。任意のキャリヤガスの残りと、反応しなかったモノマー蒸気は、その後、チャンバ１２０を出て、スロットルバルブ１４２を通過してコールドトラップ１４８に至る。スロットルバルブ１４２の目的は、チャンバ１２０内の所望の圧力を維持することである。通常、堆積／重合反応は堆積チャンバ１２０内の圧力を、キャリヤガスが存在しない状態で約３０ミリｔｏｒｒ〜１ｔｏｒｒに維持しながら行われる。約３０ミリｔｏｒｒ未満の圧力では、基板上にパリレン堆積がほとんど、又は全く行われず、一方、高すぎる圧力、即ち約１ｔｏｒｒを超える圧力では、未反応ポリマーを含む低い結晶質膜の堆積を招く。キャリヤガスが存在する場合、堆積チャンバ１２０内の圧力は、１ｔｏｒｒ〜５ｔｏｒｒであるのが好ましい。堆積チャンバ１２０内の圧力が設定圧力から逸脱する場合、圧力センサに接続されたスロットルバルブ１４２は、圧力を低下させるよう開くか、圧力を上昇させるよう閉じる。
【００５９】
所望であれば、スロットルバルブ１４２を、例えばアルゴン、ヘリウム、窒素等の非反応性ガスを、チャンバ１２０からスロットルバルブ１４２を介してコールドトラップ１４８へ流れるガスの流れに添加できるよう変更してもよい。通常、コールドトラップ１４８へ流入するこの添加ガス流は、約５０基準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）の流れを含むが、この値はチャンバの体積によって変化する。この非反応性ガスを添加する目的は、堆積チャンバ１２０を通過するキャリヤガス及び反応性モノマーのガス流の流量を制御して減速させること、即ち、滞留時間を増加させてチャンバ１２０を通過するガス流からより完全に熱抽出ができるようにしてより完全な重合反応を提供すること、即ちコールドトラップ１４８内で抽出されねばならない、チャンバ１２０を出て行く未反応の重合可能材料の量を更に最小化することにある。
【００６０】
スロットルバルブ１４２を通過するガス及び蒸気は、その後、チャンバ１２０を大気圧より低い圧力に維持することのできるターボ真空ポンプ１５２に接続されたコールドトラップ１４８に入る。しかし、未反応パリレン及び別の共重合可能材料は真空ポンプ１５２に入らずにコールドトラップ１４８内でガス流から除去されることは重要である。コールドトラップ１４８は、例えば標準的なNorcalコールドトラップ等の、従来型の任意の市販コールドトラップを含んでもよく、ガス流からパリレン及び別の共重合可能材料の蒸気又は固体をトラップし除去するスロットルバルブ１４２の下流側に接続される。
【００６１】
反応性モノマーの堆積に続いてチャンバをクリーニングするには、オゾンを１０００ｓｃｃｍの速度でチャンバに流入させる。オゾンは、パリレン膜中の炭素と反応し、ＣＯ _２ を形成して、チャンバからのパリレン除去を容易にすると考えられている。オゾンに加えて、１００〜１０００ｓｃｃｍの速度の酸素（Ｏ _２ ）を、支持部材に７５０〜１２００ワットのＲＦバイアスを印加してチャンバ内に導入してもよく、これによってチャンバのクリーニングを効果的に行うことができる。酸素は、オゾンとパリレンとの反応と同じ様にパリレンと反応すると考えられている。ＮＦ _３ 、Ｃ _２ Ｆ _６ 等の、フッ素ガスでチャンバをクリーニングすることも可能である。フッ素クリーニングでは、フッ素がパリレン膜中の水素と反応してＨＦを形成し、チャンバからパリレン膜の除去を容易にすると考えられている。
【００６２】
上記説明は、具体例を示す目的のためだけのものであり、本発明の範囲を制限するものとして考えられるべきものではない。ペデスタル設計、チャンバ設計、ＲＦパワー接続部の配置の変更等、上記システムの様々な変更、及び他の変更を行うことが可能である。ガス流量は、直径８インチのウェーハを収容するよう設計されたチャンバ容積を仮定して与えられたが、チャンバ体積が異なれば異なる。
【００６３】
ＩＶ．処理システムのコンピュータ制御
特定の一実施形態では、共通のシステムコントローラ３１が、ＣＶＤ装置１０及び有機膜堆積システム６０両方の、全ての動作を制御しているが、ＣＶＤ装置１０用にひとつ、有機膜堆積システム６０用にひとつというように個々のシステムコントローラを用いることができることを当業者は理解するであろう。
【００６４】
好適な実施形態では、コントローラ３１は、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、カードラックを含んでいる。カードラックは、シングルボードコンピュータ（ＳＢＣ）、アナログ及びデジタル入／出力ボード、インターフェースボード及びステッパーモータコントローラーボードを含んでいる。システムコントローラは、ボード、カードケージ、コネクタの寸法とタイプとを規定するベルサモジューラヨーロピアンズ（Versa Modular European）（ＶＭＥ）規格に従っている。また、このＶＭＥは、１６ビットデータバス及び２４ビットアドレスバスを有する構造としてバス構造も規定している。
【００６５】
システムコントローラ３１は、ハードディスクドライブに記憶されたコンピュータープログラムの制御下で作動する。コンピュータープログラムによって、特定プロセスのタイミング、ガスの混合、ＲＦパワーレベル及び他のパラメーターが指示される。ユーザとシステムコントローラとの間のインターフェイスは、図４に示すように、ＣＲＴモニタ３４０ａ及びライトペン３４０ｂを介して行われる。好適な実施形態では、２つのモニタ３４０ａが用いられ、ひとつはオペレータのためクリーンルーム壁に設置され、もうひとつはサービス技術者用に壁の後ろに設置されている。両モニタ３４０ａは、同時に同じ情報を表示するが、ひとつのライトペン３４０ｂのみが使用可能である。ライトペン３４０ｂは、ペン先端の光センサを用いてＣＲＴディスプレイから発する光を検知する。特定の画面又は機能を選択するには、オペレータは、表示画面の指定域に触れ、ペン３４０ｂのボタンを押す。触れられた区域は、色が反転するか、或いは新しいメニューや画面を表示して、ライトペンと表示画面との間の連絡を確認する。
【００６６】
プロセスは、例えば、システムコントローラ３１上で実行するるコンピュータプログラムプロダクト１４１を用いて行うことができる。コンピュータープログラムコードは、例えば、６８０００のアセンブリ言語、Ｃ、Ｃ＋＋又はパスカル等の従来の任意のコンピューター読取可能プログラム言語で書くことができる。プログラムコードとしては、単一ファイルか複数ファイルに入力されており、従来のテキストエディターを用いて、コンピューターの記憶装置システム等のコンピューター使用可能媒体で具現化またはストアされているものが好ましい。入力されるコードテキストが高級言語である場合、コードはコンパイルされ、結果のコンパイラーコードは、事前にコンパイルされたウインドウズ（Windows）（登録商標）ライブラリルーチンのオブジェクトコードを用いてリンクされる。システムユーザーはリンクされコンパイルされたオブジェクトコードを実行するために、オブジェクトコードを呼び出し、その記憶装置内のコードをコンピュータにロードさせ、ＣＰＵにそのコードを読み取らせてコードを実行させ、プログラム内で認識したタスクを実行させる。
【００６７】
図５は、コンピュータープログラム１４１０を説明する階層的制御構造のブロック図を示す。ユーザは、ライトペンインターフェイスを用いることによって、ＣＲＴモニタに表示された画面又はメニューに応じて、プロセスセレクタサブルーチン１４２０にプロセスセット番号とプロセスチャンバ番号を入力する。プロセスセットは、特定プロセスを実行するのに必要なプロセスパラメータの予め決めたセットであり、予め規定したセット番号によって識別される。プロセスセレクタサブルーチン１４２０は、(i)所望のプロセスチャンバと、(ii)所望のプロセスを実行するためプロセスチャンバを操作するのに必要なプロセスパラメータの所望のセットとを識別する。特定プロセスを実行するためのプロセスパラメータは、例えば、プロセスガスの組成と流量、温度、圧力、ＲＦバイアスパワーレベル 及び磁界パワーレベル等のプラズマ状態、冷却ガス圧、チャンバ壁温度等のプロセス状態に関連する。これらのパラメーターは、ユーザに対してレシピ（処方箋）の形で提供される。レシピによって特定されたパラメーターは、ライトペン／ＣＲＴモニタインターフェイスを利用して入力される。
【００６８】
プロセスをモニターするための信号は、システムコントローラのアナログ入力及びデジタル入力ボードによって提供され、プロセスを制御するための信号は、システムコントローラ３１のアナログ出力及びデジタル出力ボードで出力される。
【００６９】
プロセスシーケンササブルーチン１４３０は、識別されたプロセスチャンバ及びプロセスパラメータのセットをプロセスセレクタサブルーチン１４２０から読み込むためと、様々なプロセスチャンバの操作を制御するためのとのプログラムコードを含んでいる。複数のユーザがプロセスセット番号及びプロセスチャンバ番号を入力することができ、或いは、単独ユーザーが複数のプロセスセット番号とプロセスチャンバ番号を入力することができ、シーケンサーサブルーチン１４３０は、選択されたプロセスを所望の順序でスケジューリングするよう操作される。好ましくは、シーケンササブルーチン１４３０は、(i)チャンバが使用中かどうか判断するために、プロセスチャンバの作動状態をモニターするステップ、(ii)使用中のチャンバで何のプロセスが実行されているかを判断するステップ、(iii)プロセスチャンバの使用可能性及び実行するプロセスのタイプに基づき所望のプロセスを行うステップ、を実行するプログラムコードを含む。ポーリング(polling)のような、プロセスチャンバをモニターする従来の方法を用いることができる。どのプロセスを実行するかスケジューリングする場合、シーケンサーサブルーチン１４３０は、どのプロセスを優先させるかといったスケジュールを決定するために、選択したプロセスに対する、所望のプロセス状態と比較した使用中のプロセスチャンバの現在状態或いは必要に応じて特定の各ユーザによって入力されたリクエストの「年令」、又はシステムプログラマがスケジューリング含めたいと望む任意の他の関連ファクターを考慮に入れるよう設計されることができる。
【００７０】
シーケンサーサブルーチン１４３０が、どのプロセスチャンバとプロセスセットの組合わせが次に実行されようとしているかを判断した後、シーケンサーサブルーチン１４３０は、特定のプロセスセットパラメーターを、シーケンサーサブルーチン１４３０によって判断されるプロセスセットに従いプロセスチャンバ１０内の複数の処理タスクを制御するチャンバー管理サブルーチン１４４０ａ〜１４４０ｃにパスすることによって、プロセスセットを実行させる。例えば、チャンバー管理サブルーチン１４４０ａは、プロセスチャンバ１０内で行うスパッタリング及びＣＶＤプロセス操作を制御するためのプログラムコードを含み、他方、チャンバー管理サブルーチン１４４０ｃは、有機膜処理システム１１０の操作を制御するためのプログラムコードを含む。また、チャンバー管理サブルーチン１４４０は、選択されプロセスセットをを実行するのに必要なチャンバー構成要素の操作を制御する様々なチャンバー構成要素サブルーチンの実行も制御する。
【００７１】
チャンバ１０の制御用チャンバー構成要素サブルーチンの例は、基板位置決めサブルーチン１４５０、プロセスガス制御サブルーチン１４６０、圧力制御サブルーチン１４７０、ヒータ制御サブルーチン１４８０及びプラズマ制御サブルーチン１４９０である。当業者であれば、どのプロセスをプロセスチャンバ１０で実行するのが望まれているかによって、別のチャンバ制御サブルーチンを含めることができるということを理解するであろう。運転時、チャンバー管理サブルーチン１４４０ａは、実行される特定プロセスセットに従って、プロセス構成要素サブルーチンを選択的にスケジューリングするかコールする。チャンバー管理サブルーチン１４４０ａによるスケジューリングは、どのプロセスチャンバ１０ 及びプロセスセットを実行するかをスケジューリングする中で、シーケンサーサブルーチン１４３０が用いるものと同様の方法で行われる。通常、チャンバー管理サブルーチン１４４０ａは、様々なチャンバ構成要素をモニターするステップと、どの構成要素が、実行すべきプロセスのプロセスパラメータに基づいて運転する必要があるかを判断するステップと、モニターステップ及び判断ステップに応じてチャンバー構成要素サブルーチンを実行させるステップとを含んでいる。
【００７２】
ここで、特定のチャンバ構成要素サブルーチンの動作を、図５を参照して説明する。基板位置決めサブルーチン１４５０は、ペデスタル４４上へ基板をロードするのに用いるチャンバー構成要素を制御するためのプログラムコードを備えている。基板位置決めサブルーチン１４５０は、有機層を堆積した後、例えば有機膜処理システム１１０からチャンバ１０への基板の移送も制御してもよい。
【００７３】
プロセスガス制御サブルーチン１４６０は、プロセスガス組成及びその流量を制御するためのプログラムコードを有する。サブルーチン１４６０は、安全遮断バルブの開／閉位置を制御し、所望のガス流量を得るために質量流量コントローラにランプ上昇／下降させる（ramps up/down）。プロセスガス制御サブルーチン１４６０を含む全チャンバ構成要素サブルーチンは、チャンバー管理サブルーチン１４４０ａにより起動される。サブルーチン１４６０は、所望のガス流量に対するチャンバー管理サブルーチンからプロセスパラメータを受け取る。通常、プロセスガス制御サブルーチン１４６０は、ガス供給ラインを開放して、(i)必要な質量流量コントローラを読み取り、(ii)その読みをチャンバー管理サブルーチン１４４０ａから受け取った所望の流量と比較し、(iii)必要であれば、ガス供給ラインの流量を調節する、ことを繰り返すことにより操作する。更に、プロセスガス制御サブルーチン１４６０は、危険な流量に対してガス流量をモニターするステップと、危険な状態が検出された時に安全遮断バルブを作動させるステップとを含んでいる。
【００７４】
プロセスの中には、反応性プロセスガスをチャンバ内に導入する前に、チャンバ内の圧力を安定させるため、アルゴン等の不活性ガスがチャンバ１０に流入されるものもある。これらのプロセスでは、プロセスガス制御サブルーチン１４６０は、チャンバ内の圧力を安定させるのに必要な時間、チャンバ１０内に不活性ガスを流入させるステップを含むようプログラムされている。次いで、上記ステップは実行されるであろう。更に、プロセスガスが、液体前駆物質、例えばＴＥＯＳから蒸発させられることになっている場合、プロセスガス制御サブルーチン１４６０は、バブラーアセンブリ内の液体前駆物質を介してヘリウム等の搬送ガスをバブル化するステップを含む。このタイプのプロセスのために、プロセスガス制御サブルーチン１４６０は、所望のプロセスガス流量を得るため、搬送ガスの流れと、バブラー内の圧力と、バブラー温度とを調節する。上で示すように、所望のプロセスガス流量は、プロセスパラメータとしてプロセスガス制御サブルーチン１４６０へ転送される。更に、プロセスガス制御サブルーチン１４６０は、与えられたプロセスガス流量に必要な値を含む記憶テーブルにアクセスすることによって、所望のプロセスガス流量に必要な搬送ガス流量、バブラー圧力、バブラー温度を得るステップを含む。必要な値が得られると、搬送ガス流量、バブラー圧力、バブラー温度は、モニターされて、必要値と比較され、それに従って調節される。
【００７５】
圧力制御サブルーチン１４７０は、チャンバの排気部中のスロットルバルブ１２ａの開口部サイズを調節することにより、チャンバ１０内の圧力を制御するプログラムコードを含む。スロットルバルブ１２ａの開口部サイズは、全プロセスガスの流れ、プロセスチャンバのサイズ、排気システムの圧送設定点圧力に関して所望レベルにチャンバ圧力を制御するよう設定される。圧力制御サブルーチン１４７０を起動する場合、所望の、つまり目標の圧力レベルが、パラメータとしてチャンバー管理サブルーチン１４４０ａから受け取られる。圧力制御サブルーチン１４７０は、チャンバに接続された一つ以上の従来圧力計を読み取ることにより、チャンバ１０内の圧力を測定し、測定値を目標圧力と比較し、目標圧力に対応する比例、積分及び微分（ＰＩＤ）値を、記憶された圧力テーブルから得て、圧力テーブルから得たＰＩＤ値に従ってスロットルバルブ１２ａを調節する。代替として、圧力制御サブルーチン１４７０は、所望圧力を達成するため、チャンバ１０を調整する特定の開口サイズに、スロットルバルブ１２ａを開放したり閉鎖したりするよう書き込まれることもできる。
【００７６】
ヒータ制御サブルーチン１４８０は、チャンバ１０の温度を制御するプログラムコードを含む。ヒータ制御サブルーチン１４８０も、チャンバー管理サブルーチン１４４０ａにより起動され、目標、つまり設定点温度パラメータを受け取る。ヒータ制御サブルーチン１４８０は、ペデスタル４４に配置されるサーモカップルの電圧出力を測定することによって温度を測定し、測定温度を設定点温度と比較し、設定点温度を得るため抵抗性加熱エレメント６０（必要であれば、ＢＲＦ発生装置３０、５０）に印加する電流を増減させる。温度は、測定電圧から、記憶している換算テーブルで対応する温度を調べることにより、又は、４次方程式を用いて温度を算出することにより得られる。
【００７７】
プラズマ制御サブルーチン１４９０は、チャンバ１０のＲＦ発生装置３２、３６及び５０に印加するＲＦ電圧パワーレベルを設定し、任意ではあるが、チャンバ内に生じる磁界レベルを設定するプログラムコードを含んでいる。前記チャンバー構成要素サブルーチンと同様に、プラズマ制御サブルーチン１４９０はチャンバー管理サブルーチン１４４０ａによって起動される。
【００７８】
有機膜処理システム１１０の制御用チャンバ構成要素サブルーチンの例として、基板位置決めサブルーチン１５００、分解チャンバ制御サブルーチン１５１０、圧力制御サブルーチン１５２０、ゲートバルブ制御サブルーチン１５３０、ヒータ制御サブルーチン１５４０及び蒸発チャンバ制御サブルーチン１５５０等がある。当業者なら、どのプロセスが有機膜処理システム１１０で行われるのが望ましいかによって、別のチャンバ制御サブルーチンを含め得ることを理解するであろう。操作では、チャンバー管理サブルーチン１４４０ｃは、実行される特定プロセスに従うプロセス構成要素サブルーチンを、選択的にスケジューリングするか又は呼び出する。チャンバー管理サブルーチン１４４０ｃによるスケジューリング及び制御は、上記チャンバー管理サブルーチン１４４０ａによって用いられる制御と同様の方法で行われる。
【００７９】
例えば、基板位置決めサブルーチン１５００は、上記基板位置決めサブルーチン１４５０と同様に機能し、処理チャンバ１２０への基板の移動及び処理チャンバ１２０からの基板の移動を制御するために用いてもよい。分解チャンバ制御サブルーチン１５１０及び蒸発チャンバ制御サブルーチン１５５０は、堆積される有機材料の分解と蒸発を制御するプログラムコードを有する。これら制御サブルーチンは、圧力制御サブルーチン１５２０、ゲートバルブ制御サブルーチン１５３０及びヒータ制御サブルーチン１５４０とともに作動し、十分な量のダイマーを分解して反応性モノマーを形成し、膜を基板上に堆積する。
【００８０】
Ｖ．典型的な構造
図６は、本発明の特徴を組み込んだ集積回路２１０の断面略図を示す。図６に示すように、集積回路２１０は、ＮＭＯＳ及びＰＭＯＳトランジスタ２０３と２０６を含み、両トランジスタはフィールド酸化物領域２２０により互いに隔てられ、電気的に絶縁されている。各トランジスタ２０３及び２０６は、ソース領域２１２、ゲート領域２１５及びドレイン領域２１８を備えている。
【００８１】
プリメタル(premetal)誘電体層２２１は、トランジスタ２０３及び２０６をメタル層Ｍ１と隔て、メタル層Ｍ１とトランジスタとの間の接続は、コンタクト２２４によって成される。メタル層Ｍ１は、集積回路２１０に含まれる４つのメタル層Ｍ１〜Ｍ４のうちの１つである。各メタル層Ｍ１〜Ｍ４は、それぞれの金属間誘電体層２２７（ＩＭＤ１、ＩＭＤ２、ＩＭＤ３）によって隣接するメタル層から隔てられる。隣接するメタル層は、選択開口部でバイアス２２６により接続されている。メタル層Ｍ４上に堆積するのは、平坦化パッシベーション層２４０である。パッシベーション層２４０は、ＩＭＤ層２２７と同様の方法で構成してもよい。
【００８２】
本発明の実施形態において、集積回路２１０中に示される各誘電体層の利用を見出すことができる。簡略化した集積回路２１０は、単に説明目的だけであることを理解すべきである。当業者であれば、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣＳ）、記憶デバイス等のような、他の集積回路製造で本方法を実行することもできるであろう。加えて、本発明の方法は、ＢｉＣＭＯＳ、ＮＭＯＳ、バイポーラ等のような、他の技術を用いる集積回路の製造に用いてもよい。
【００８３】
ＶＩ．代替の炭素 及びポリマー層で形成された絶縁膜
ここで図７（Ａ）において、本発明の実施形態に従って形成された絶縁膜４００を示す。回路２１０の何れの誘電体層に使用してもよい絶縁膜４００は、パリレン族又はテフロン（登録商標）の層（これ以降、集合的に「ポリマー」層と呼ぶ）４０６ａ−ｎ内の膜等、多くの有機ポリマー層が存在する多くの炭素ベースの層４０４ａ−ｎを含んでおり、全てメタル層４０２を含む基板４０１のステップ形状部を覆って堆積される。炭素ベースの層及びポリマー層は、絶縁膜４００の全体比誘電率を減少させ所望のギャップ埋め込み特性を提供する方法で形成及び堆積される。絶縁膜４００は、本発明の実施形態に従い形成する場合、約２〜３の比誘電率を示す。
【００８４】
図７（B)を参照して説明する本発明の特定の一実施形態では、炭素ベースの層及びポリマー層は、当業者には周知である手段（例えば、化学的機械研磨）を用いてエッチング又は平坦化され、その後キャップ層４１０で被覆してもよい。代替として、キャップ層４１０を、エッチング又は平坦化することなく絶縁膜４００を覆って堆積させてもよい。
【００８５】
図示の特定実施形態において、炭素ベースの層を、第１の層及び最終層として示す。層の数は、異なるギャップ埋め込み特性及び比誘電率を達成するため変化させてもよい。下地の基板及びメタライゼーション層を覆って堆積する第１の層は、炭素ベースの層であるのが最も好ましい。パリレン等のポリマー膜は、炭素膜を覆って堆積させる場合、（Ｓｉ０ _２ 又は金属を覆う堆積と比べて）良好な安定性及びギャップ埋め込み特性を示す。ポリマー膜は一般に、構造安定性（それらの膜は軟質で研磨が難しい）、化学的安定性（水分は膜の安定性を低下させる）、使用中の長期安定性（デバイス作動中の電界と温度は、有機膜を破壊する）を含む、多くの安定性の問題に悩まされる。炭素ベースの膜の層の間にポリマー膜を挟み込むことによって、重合体膜の不安定性は最小になる。異なる膜特性を得るには、各層の相対的な厚さを変化させてもよい。
【００８６】
特定の一実施形態では、炭素ベースの層４０４ａ−ｎは、メタン（ＣＨ _４ ）及びフレオン−１４等の炭素及びフッ素のソースを含むプロセスガスから形成される、疑似ダイヤモンド炭素（ＤＬＣ）材料から成る。また、アセチレン又は別の炭化水素を含め、他の炭素ソースを用いてもよい。例えば、とりわけＦ２やＮＦ３を含む他のフッ素ソースを用いてもよい。また、「アモルファス炭素」、「硬質炭素」、又は「α炭素」と呼ばれるＤＬＣは、多くの、しかし全てではない、ダイヤモンドの特性を有する化学的に不活性のアモルファス誘電体材料である。ＤＬＣ膜は、図１の堆積システム１０のようなシステムを含む、従来の堆積システムを用いて堆積してもよい。
【００８７】
現状において好適な実施形態において、ポリマー層４０６ａ−ｎは、図２の有機膜処理システム１１０のような堆積システムを用いて堆積されるパリレンから形成される。しかし、テフロン（登録商標）等の別のポリマーを用いてもよい。
【００８８】
本発明の実施形態を用いる絶縁膜４００の形成を、ここで図８のフロー図５００を参照して説明する。基板は最初、図１のプロセスチャンバ１０のようなＨＤＰ−ＣＶＤチャンバに搬送される（ステップ５１０）。基板は、真空ロックドア（図示せず）を介してプロセスチャンバ１０にロードされ、ペデスタル４４上へ載置される。基板を適正に位置決めすると、基板上に炭素ベースの膜の堆積を開始させるため、ガス噴射ノズル１４からプロセスガスがプロセスチャンバ１０に導入される（ステップ５２０）。プロセスガスは、炭素のガス状ソース及びフッ素のガス状ソースとを含む混合物である。加えて、プロセスガスは、堆積中のスパッタリングを向上させるため濃い不活性ガスのガス状ソースを含んでもよい。
【００８９】
好適な実施形態では、ガス混合物は、メタン等の炭素含有ガス、フレオン−１４等のフッ素含有ガス、追加成分としてのアルゴン又は類似のガスから成る。好ましくは、メタン及びフレオン−１４は、メタンを６０〜８０％及びフレオン−１４を２０〜４０％含む混合物の状態でプロセスチャンバ１０に導入される。アルゴンは、約１０〜５０ｓｃｃｍの速度で導入し、最も好ましくは約２０ｓｃｃｍの速度で導入する。炭素及びフッ素の相対的な量は、異なる膜特性を達成するため変えてもよい。
【００９０】
プロセスチャンバ１０内の約１ミリｔｏｒｒ〜１０ｔｏｒｒ（好ましくは約５ミリｔｏｒｒから８ｔｏｒｒ）で選択した圧力を、真空ポンプ１２に関連するスロットルバルブ１２ａにより、堆積中及びプロセスガスの導入中維持する。また、チャンバ壁の温度を制御することによって、チャンバ１０内のウェーハ温度を、０〜５００℃（好ましくは約室温から２５０℃の間）に維持する。
【００９１】
処理条件を設定した後、ＲＦエネルギは、誘導プラズマを形成するためＳＲＦ発生装置３２によってコイル状アンテナ２６に印加される。ＳＲＦ発生装置３２は、本プロセスを通じてＲＦエネルギをコイル状アンテナ２６に印加し続ける。ＳＲＦ発生装置３２は、２Ｍｈｚの周波数、約１５〜４５００Ｗ、好ましくは少くとも２０００Ｗで駆動される。８インチウェーハの処理に適応するＨＤＰ−ＣＶＤチャンバのためには、ＳＲＦ発生装置は、約４０Ｗ／ｉｎ２以上のパワー密度を生じるよう運転するのが好ましい。これらの条件で選択された周期間プラズマを維持すると、炭素ベースの層が堆積される。
【００９２】
好ましくは、炭素ベースの層４０４ａ−ｎの堆積の間、プラズマは、基板に向かってバイアスされ、ＢＲＦ発生装置５０からペデスタル４４まで容量結合ＲＦエネルギによって更に励起される。１０〜１５００ＶのマイナスのＤＣ電圧を印加することによって、プラズマを基板へ向けてバイアスさせるのが好ましい。ペデスタル４４へ向かうイオン衝撃を増加させることにより、スパッタリングが励起され、それによって、成長膜は、接近した間隔のギャップをより良好に埋め込みすることができる。また、他の周波数及びパワーレベルを、基板へ向けてプラズマをバイアスするのに用いてもよい。また、負バイアス電圧を基板に印加することにより、高品質炭素ベースの膜を生じさせる操作が行われる。
【００９３】
炭素ベースの層が堆積されると、基板は、図２の有機チャンバ１１０へ搬送され（ステップ５３０）、基板支持体１２２上に載置される。基板支持体１２２は、チラー１３８によって約１０℃の温度で維持される。微粒子であるジ−ｐ−キシリレンは、蒸発器１２４内へロードされ、加熱コイル１２６を用いて約１５０℃の温度に加熱される。ゲートバルブｌ２８はその後、蒸発器１２４内のダイマーの蒸気が分解チャンバ１３０へ入ることができるよう開放される。分解チャンバ１３０は、約６００℃の温度に維持される。ゲートバルブ１３２は、蒸発した反応性ｐ−キシリレンが堆積チャンバ１２０に流入できるよう開放される。堆積チャンバ１２０の蓋部１７２は、壁部１６０（図３）が約１００℃に維持されている間、約１５０℃の温度に維持される。次いで、約５０ｓｃｃｍのＮ２ガス（８インチウェーハ１枚を収容するチャンバ容積用）は、堆積中、コールドトラップ１４８に流入し、スロットルバルブ１４２は、約５０ミリｔｏｒｒのチャンバ圧力を維持するよう制御される。反応性ｐ−キシリレンモノマー蒸気は、冷却された基板２００と接触し、その上に重合する。これらのプロセス条件は、所望の厚さのパリレン膜を堆積するよう維持される（ステップ５４０）。
【００９４】
基板２００上でのポリマー膜堆積の終了時、必要に応じて、炭素及びポリマー膜の層を更に堆積してもよい（ステップ５５０）。より多くを必要とする場合、ステップ５１０〜５４０を上記の通り繰り返す。炭素ベースの層内のフッ素と炭素の相対量は、安定性及び全体的に低い比誘電率を達成するため変化させるのが好ましい。特定の一実施形態では、層４０４ａは、実質的にフッ素なしで形成され、厚さ１００オングストロームである。これは、後続のポリマー層４０６ａの堆積のための安定ベースを提供する、基板４０１を覆う薄層を生じる。層４０４ｂ−ｎは、膜の比誘電率を低下させるため高いパーセンテージのフッ素で形成される。頂部の炭素ベース層は、膜の熱伝導率を増加させるため高いパーセンテージの炭素を含むように形成してもよい。
【００９５】
比誘電率が低い膜はプロセスガス中で用いるフッ素のパーセンテージを増加させることによって生じるのに対して、膜安定性は使用したフッ素量を減少させることによって高められる。現状において好適な実施形態では、各炭素ベースの層４０４ａ−ｎは、炭素とフッ素の相対量を異ならせて形成される。好ましくは、下側層（例えば、層４０４ａ）は、最も高いパーセンテージの炭素ソース、例えば、メタンが８０〜１００％及びフレオン−１４が０〜２０％（これがより高い安定性を有する膜を生じることが分かった）で形成され、一方、上側層は、高いパーセンテージのフッ素ソース、例えばメタンが約６０〜８０％そしてフレオン−１４が約２０〜４０％（これがより低い比誘電率を有する膜を生じることが分かった）で形成される。
【００９６】
他の炭素ソース（アセチレン等の他の炭化水素を含む）及び他のフッ素ソースを、本発明に従う絶縁膜４００を形成するために用いることもできる。また、他の有機膜を用いることもできる。更に、上記プロセスで挙げたパラメータは、ここに記載する特許請求の範囲を限定するものではない。また、当業者であれば、他の化学薬品、周囲パラメータ、周囲状況を用いることができるであろう。
【００９７】
好適な実施形態では、各パリレン層は、炭素ベースの層の間に挟み込まれる。それ故、本実施形態において、最終パリレン層の堆積後、基板は上記と同様の方法で、最終炭素ベース層の堆積（ステップ５７０）のためにＣＶＤチャンバに搬送される（ステップ５６０）。
【００９８】
必要或いは適切な場合、キャップ層４１０を、絶縁膜４００を覆って堆積してもよい。現状において好適な実施形態では、キャップ層４１０は、上で引用した米国特許第5,000,113号明細書に記載のチャンバのようなＰＥＣＶＤチャンバ内で形成されるドープされていない酸化ケイ素ＰＥＣＶＤ層である。それ故、本実施形態では、基板は先ずＣＶＤチャンバへ搬送される（ステップ５８０）。次いで、例えば、ＴＥＯＳ前駆ガスと酸素前駆ガス、又は、シラン前駆ガスと酸素前駆ガスとの混合物を含むプロセスガスから形成される層を堆積させる（ステップ５９０）。このプロセスガスがチャンバに導入される間、温度、圧力及び他の処理条件が、キャップ層４１０を堆積するため制御される。現状において好適な実施形態では、キャップ層４１０は、チャンバ圧力が約６〜１２ｔｏｒｒ、 及びチャンバ温度が約３６０〜４４０℃で堆積される。キャップ層４１０は、単一又は混合周波数のＲＦパワーいずれかの印加によって生じるプラズマを用いて形成される。混合周波数のＲＦ電源を用いる場合、１３．５６ＭＨｚの高周波ＲＦソースは、約１５０〜１０００Ｗ、好ましくは約６００〜８００Ｗで駆動される。そして、約２００ｋＨｚ〜２ＭＨｚの低周波ＲＦソースは、約５０〜５００Ｗ、好ましくは約５０〜１５０Ｗで駆動される。
【００９９】
重合体層４０６ａ−ｎの特性は、それらの厚さを変更することによって変化させてもよい。より厚いポリマー層は、低い比誘電率を有する膜を生じる。各層４０６ａ−ｎの厚さは、低下された比誘電率を有する多層の絶縁膜を生成するように必要に応じて変化させてもよい。絶縁膜は、例えばＩＭＤ用途に適する膜を作成する良好なギャップ埋め込み特性及び熱特性を示す。
【０１００】
本発明の方法は、上で設定した特定パラメータによって制限されるものではない。当業者であれば、異なる処理条件及び異なる反応物質ソースが、本発明の精神から逸脱することなく使用可能であることが判るであろう。本発明に従った絶縁膜堆積方法の別の同等な方法又は代替方法は、当業者には明らかである。これらの同等方法及び代替方法は、本発明の適用範囲内に含まれるものである。従って、添付の特許請求範囲で提供されるものを除いて、本発明を制限することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に従って用いられる具体的なＣＶＤ処理チャンバの断面図である。
【図２】本発明の実施形態に従って用いられる有機膜処理システムの概略図である。
【図３】図２で概略的に示した堆積チャンバの垂直断面図である。
【図４】図１及び図２の処理システムに関して用いられる具体的なシステムモニターの図である。
【図５】図１及び図２の処理システムを制御するために用いられる、具体的なプロセス制御コンピュータプログラムプロダクトのフローチャートである。
【図６】本発明に従った集積回路の断面略図である。
【図７】（Ａ）は、本発明の一実施形態に従って堆積された絶縁膜の断面略図であり、（Ｂ）は、本発明の別の実施形態に従って堆積された絶縁膜の断面略図である。
【図８】本発明に従ったプロセスを用いて絶縁膜を被膜する際に実行されるステップを示すフローチャートである。

Claims (11)

1. 基板上に絶縁膜を形成する方法であって、
   （ａ）前記基板上にフッ素の無い第１の炭素ベースの膜を形成するステップと、
   （ｂ）前記第１の炭素ベースの膜上にポリマー膜を形成するステップと、
   （ｃ）前記第１の炭素ベースの膜及び前記ポリマー膜の上に、前記第１の炭素ベースの膜よりも多くのフッ素を含む最終的な炭素ベースの膜を形成するステップと、
   を有する方法。
2. 前記最終的な炭素ベースの膜を形成する前記ステップ（ｃ）が、
   炭素のガス状ソース及びフッ素のガス状ソースを含むプロセスガスをチャンバに導入するステップと、
   第１のＲＦパワー構成要素を印加することにより、前記プロセスガスからプラズマを形成するステップと、
   を更に有する請求項１に記載の方法。
3. 前記最終的な炭素ベースの膜を形成する前記ステップ（ｃ）が、
   前記プラズマのスパッタリング効果を促進するために前記基板に向かって前記プラズマをバイアスさせるステップを更に有する請求項２に記載の方法。
4. 前記炭素のガス状ソースが、メタン（ＣＨ _４ ）である請求項２に記載の方法。
5. 前記炭素のガス状ソースが、炭化水素である請求項２に記載の方法。
6. 前記フッ素のガス状ソースが、ＣＦ _４ である請求項２に記載の方法。
7. 前記炭素のガス状ソースが前記プロセスガスの６０〜８０％を形成し、前記フッ素のガス状ソースが前記プロセスガスの２０〜４０％を形成している請求項２に記載の方法。
8. ポリマー膜を形成する前記ステップ（ｂ）が、
   重合可能な材料を蒸発させるステップと、
   前記蒸発させた重合可能な材料を堆積チャンバに流入させるステップと、
   を更に含む請求項１に記載の方法。
9. 前記蒸発させた重合可能な材料をキャリヤガスと混合するステップを更に有する請求項８に記載の方法。
10. 基板上に炭素ベースの層とポリマー層とを含む多層の絶縁膜を形成するシステムであって、
    前記基板上に第１の炭素ベースの層を堆積し、且つ、前記多層の絶縁膜の最終的な炭素ベースの層を堆積するための第１の装置と、
    前記第１の炭素ベースの層上にポリマー層を堆積するための第２の装置と、
    前記基板を前記第１装置と前記第２の装置との間で搬送するための基板搬送システムと、
    前記第１の装置と前記第２の装置と前記基板搬送システムとに連結されている、前記第１の装置と前記第２の装置と前記基板搬送システムとを制御するためのシステムコントローラと、
    を備え、
    前記システムコントローラは、前記システムの動作を指示し、前記基板上に前記多層の絶縁膜の堆積を生じさせるためのコンピュータ読取可能プログラムを記憶する記憶装置を有し、
    前記コンピュータ読取可能プログラムは、
    前記基板を前記第１の装置に搬送するよう前記基板搬送システムを制御する命令の第１のセットと、
    前記基板上にフッ素の無い前記第１の炭素ベースの層を堆積するよう前記第１の装置を制御する命令の第２のセットと、
    前記基板を前記第２の装置に搬送するよう前記基板搬送システムを制御する命令の第３のセットと、
    前記第１の炭素ベースの層上に前記ポリマー層を堆積するよう前記第２の装置を制御する命令の第４のセットと、
    前記基板を前記第１の装置に搬送するよう前記基板搬送システムを制御する命令の第５のセットと、
    前記第１の炭素ベースの膜よりも多くのフッ素を含む前記最終的な炭素ベースの層を、前記第１の炭素ベースの層及び前記ポリマー層の上に堆積するよう前記第１の装置を制御する命令の第６のセットと、
    を備える、システム。
11. 半導体基板上に形成する集積回路であって、
    （ａ）前記半導体基板内に形成された複数の能動素子と、
    （ｂ）前記半導体基板より上に形成された少なくとも１層のメタル層と、
    （ｃ）前記メタル層と前記半導体基板との間に形成された少なくとも１層の絶縁層であって、パターンニングされた複数の孔部を有しており、該複数の孔部が、前記メタル層の選択された部分を前記半導体基板の選択された部分と電気接続するために、導電性材料で埋め込まれている、該絶縁層と、
    を備えており、
    前記絶縁層が、フッ素の無い第１の炭素ベースの層、ポリマー層、及び前記第１の炭素ベースの膜よりも多くのフッ素を含む最終的な炭素ベースの層を備えており、前記第１の炭素ベースの層及び前記最終的な炭素ベースの層がプラズマ励起化学的気相堆積プロセスを用いて堆積され、前記ポリマー層が有機体材料堆積システムを用いて堆積されたものである集積回路。

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