JP4986661B2 - 絶縁膜の形成方法およびこれを用いた半導体装置 - Google Patents
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Description
前記無機フッ化ガスは、SF6、NF3、SiF4、PF5およびBF3からなる群より選ばれた少なくとも一種のガスのプラズマであることが好ましい。
前記処理ガスは、さらに、He、Ne、ArおよびXeからなる群より選ばれた少なくとも一種の希ガスを含むことが好ましい。
基板上にフルオロカーボン膜を形成する工程1と、
前記フルオロカーボン膜の表面と無機フッ化ガスを含む処理ガスとを接触させる工程2とを有する。
本発明において、工程1は基板上にフルオロカーボン膜を形成する工程である。
本発明に用いる基板は、半導体デバイス、ディスプレイデバイス、メディカルデバイスおよびオプティカルデバイスなどのデバイスの製造に用いる基板である。基板はシリコンウエハでも良いし、それに絶縁層、半導体層または導体層が1層または複数層、積層されたものでも良い。
なお、原料ガスとしては、生成する膜の絶縁性能の観点から、オクタフルオロシクロペンテン及びオクタフルオロ−2−ペンチンが好ましく、オクタフルオロ−2−ペンチンが特に好ましい。また、原料ガス中の水分含有量は、生成する膜の絶縁性能の観点から、90体積ppm以下が好ましく、50体積ppm以下がより好ましく、20体積ppm以下がさらに好ましく、10体積ppm以下が特に好ましい。
本発明において、工程2はフルオロカーボン膜の表面と無機フッ化ガスを含む処理ガスとを接触させる工程である。工程2は工程1に引き続き、同じ装置(チャンバー)内で行っても良いし、別の装置(チャンバー)を用いてフルオロカーボン膜上に別の膜を成膜する場合などは、その装置(チャンバー)内で行っても良い。ただし、後者の場合、工程2を行う前にフルオロカーボン膜の表面を不活性ガス以外のもの(例えば、大気)に接触させてはならない。本発明において、不活性ガスとは活性を持たない、すなわち他の物質と反応しにくいガスをいい、例えば、希ガス(He、Ne、ArおよびXe等の第18族元素)および窒素が挙げられる。
工程2を実施する温度(温度)は、通常25〜300℃であり、50〜300℃が好ましい。
本発明の半導体装置は、本発明の絶縁膜の形成方法による絶縁膜を有することを特徴とする。
本発明の半導体装置は密着性に優れた絶縁膜を有するため、信頼性が高い。
<脱ガス量>
絶縁膜の脱ガス量は、次の方法で測定する。絶縁膜を昇温脱離ガス測定装置により50℃から450℃まで5℃/分で昇温し、脱離してくるガスを昇温脱離分析装置(電子科学社製 WA1000s)で測定する。得られた値を絶縁膜の単位面積当たりの量に換算して脱ガス量とする。
以下の方法により、比誘電率2.2のフルオロカーボン膜Aを形成する。比誘電率は、水銀プローブ法(Four Dimensions社製、CVmap92)により測定される値である。
シリコンウエハを基板とし、プラズマCVD装置を用い、ヘキサフルオロ−2−ペンチン(日本ゼオン株式会社製、純度99.9%以上、水分10ppm以下)を原料ガスとして、次の条件によりプラズマCVDを行い、基板上に0.2μmの厚さで成膜されたフルオロカーボン膜Aを得る。
・ヘキサフルオロ−2−ペンチンの流量:40sccm
・アルゴンの流量:400sccm
・圧力:250mTorr(33Pa)
・RF出力(周波数13.56MHz):1500W
・基板温度350℃
・処理ガス流量:440sccm(無機フッ化ガス:40sccm、Ar:400sccm)
・圧力:500mTorr(67Pa)
・基板温度:25℃
・処理時間:1分
・RF出力(周波数13.56MHz):1000W
比較例として、無機フッ化ガスを含む処理ガスを用いず、不活性ガスのみを接触させた外は実施例と同様にして評価用絶縁膜を得る。
Claims (7)
- 基板上に、不飽和フッ素化炭素化合物を原料ガスとして用いたプラズマCVD法によりフルオロカーボン膜を形成する工程1と、
前記フルオロカーボン膜の表面と、無機フッ化ガスまたは無機フッ化ガスおよび希ガスからなる処理ガスとを接触させる工程2を有することを特徴とする絶縁膜の形成方法。 - 前記無機フッ化ガスが、SF6、NF3、SiF4、PF5およびBF3からなる群より選ばれた少なくとも一種のガスであることを特徴とする請求項1記載の絶縁膜の形成方法。
- 前記無機フッ化ガスが、SF6、NF3、SiF4、PF5およびBF3からなる群より選ばれた少なくとも一種のガスのプラズマであることを特徴とする請求項1記載の絶縁膜の形成方法。
- 前記希ガスが、He、Ne、ArおよびXeからなる群より選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の絶縁膜の形成方法。
- 不飽和フッ素化炭素化合物は、オクタフルオロ−2−ペンチンであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の絶縁膜の形成方法。
- 前記工程1と工程2が同じチャンバー内で行われることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の絶縁膜の形成方法。
- 請求項1〜6のいずれか1項記載の絶縁膜の形成方法により形成された絶縁膜を有することを特徴とする半導体装置。
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