JP5525883B2 - 導電性フルオロカーボン薄膜の形成方法 - Google Patents
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Description
分子中の炭素数が2個又は3個で、炭素−炭素の二重結合(C=C)を有する化合物を含む原料ガスを用いることにより、グラファイトライク構造のネットワークを形成し易くなり、良好な導電性を有する保護膜を得ることができる。また、化合物中にフッ素と水素とを含有することにより、フッ素及び水素が容易に排出され、化合物中のカーボンが薄膜に利用される効率が高くなるため、生産性の高い保護膜形成が可能となる。さらに、反応圧力を1〜133Paの範囲とすることでガス密度を低くし、高エネルギー電子衝撃による反応を支配的とすることができる。また、反応温度を15〜100℃の範囲とすることにより、σ結合成分が増加して導電性が低下することを回避できる。
化合物としてCH2=CF2を使用し、真空プラズマ装置内でSi基板上に薄膜形成を行った。プロセス条件は、圧力は40Pa、ガス流量は50sccm、電源周波数は13.56MHz、高周波電源出力は300Wとした。薄膜形成プロセス中の排ガスを赤外線吸収分光装置(FT−IR)及び紫外光吸収分光装置を用いて分析した結果、CH2=CF2の分解率は約93%であった。FT−IRで測定した赤外線吸収スペクトル及び紫外光吸収分光装置での測定結果より、副生成物はHFと僅かなCF4のみであった。
比較化合物としてC4F8を使用し、真空プラズマ装置内でSi基板上に薄膜形成を行った。プロセス条件は、圧力は55Pa、ガス流量は40sccm、電源周波数は13.56MHz、高周波電源出力は300Wとした。実施例1と同様に、薄膜形成プロセス中の排ガスを赤外線吸収分光装置及び紫外光吸収分光装置を用いて分析した結果、C4F8の分解効率は78%程度であった。FT−IRで測定した赤外線吸収スペクトル及び紫外光吸収分光装置での測定結果より、副生成物はCF4、C2F6、C2F4、F2などであった。
化合物として、実施例1のCH2=CF2、比較例1のC4F8に加え、CHF3、CH3F、C4F6を使用し、真空プラズマ装置内でSi基板上に薄膜形成をそれぞれ行った。プロセス条件は、圧力は25〜55Pa、ガス流量は30〜50sccm、電源周波数は13.56MHz、高周波電源出力は200〜400Wとした。薄膜形成プロセス中の排ガスを赤外線吸収分光装置を用いて分析し、プロセス条件範囲内における各ガスの分解率を調べた。この結果を図5に示す。
化合物として、実施例2と同様に、CH2=CF2、C4F8、CHF3、CH3F、C4F6を使用し、真空プラズマ装置内でSi基板上に薄膜形成をそれぞれ行った。プロセス条件は、圧力は40Pa、ガス流量は40sccm、電源周波数は13.56MHz、高周波電源出力は300Wとした。薄膜形成プロセス後に、堆積膜厚の測定を行い、デポレートを調べた。この結果を図6に示す。なお、実験結果を示す図6の縦軸は、CH2=CF2のデポレートで規格化している。CHF3とCH3Fとの比較より、H/F比を高くすることでデポレートが高くなっているが、これはH原子が過剰なF原子を除去することで、C原子の堆積効率が上がったことを示唆していると考えられる。
Claims (4)
- 一般式CxFyHz(式中のxは2又は3、yは1〜4の整数、zは1〜5の整数を示す。)で示され、かつ、分子内に炭素−炭素の二重結合を有する化合物を少なくとも1つ以上含む原料ガスを真空プラズマ装置内で励起・分解することによって試料表面にグラファイトライク構造の導電性のフルオロカーボン膜を堆積させることを特徴とする導電性フルオロカーボン薄膜の形成方法。
- 前記原料ガスを励起・分解する際の真空プラズマ装置内の圧力が25〜55Paの範囲であることを特徴とする請求項1記載の導電性フルオロカーボン薄膜の形成方法。
- 前記原料ガスを励起・分解する際の前記試料表面の温度が15〜100℃の範囲であることを特徴とする請求項1又は2記載の導電性フルオロカーボン薄膜の形成方法。
- 前記一般式中のyとzとの比がy:z=1:1〜5であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の導電性フルオロカーボン薄膜の形成方法。
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