JPH08279500A - 絶縁膜の形成方法 - Google Patents
絶縁膜の形成方法Info
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- JPH08279500A JPH08279500A JP7864095A JP7864095A JPH08279500A JP H08279500 A JPH08279500 A JP H08279500A JP 7864095 A JP7864095 A JP 7864095A JP 7864095 A JP7864095 A JP 7864095A JP H08279500 A JPH08279500 A JP H08279500A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 絶縁膜の形成方法に関し、誘電率がＳｉＯＦ
膜よりも低く、且つ、耐熱性に優れた有機絶縁膜からな
る層間絶縁膜を提供する。 【構成】 シリコン基板１上にグラッシーカーボン膜２
を堆積させたのち、シリコン基板１をフッ化雰囲気３に
曝すことにより、グラッシーカーボン膜２をフッ化して
フッ化されたグラッシーカーボン膜４に変換する。
膜よりも低く、且つ、耐熱性に優れた有機絶縁膜からな
る層間絶縁膜を提供する。 【構成】 シリコン基板１上にグラッシーカーボン膜２
を堆積させたのち、シリコン基板１をフッ化雰囲気３に
曝すことにより、グラッシーカーボン膜２をフッ化して
フッ化されたグラッシーカーボン膜４に変換する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は絶縁膜の形成方法に関す
るものであり、特に、高集積度半導体集積回路装置の層
間絶縁膜として用いる低誘電率で耐熱性の良好なフッ素
樹脂系の絶縁膜の形成方法に関するものである。
るものであり、特に、高集積度半導体集積回路装置の層
間絶縁膜として用いる低誘電率で耐熱性の良好なフッ素
樹脂系の絶縁膜の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路装置におけるデバ
イス設計及びプロセスの進展により、基本ゲートの遅延
の問題が改善されるにしたがって、回路全体における遅
延に占める配線に起因する遅延の割合が大きくなってき
ている。
イス設計及びプロセスの進展により、基本ゲートの遅延
の問題が改善されるにしたがって、回路全体における遅
延に占める配線に起因する遅延の割合が大きくなってき
ている。
【０００３】ＳｉＯ2 膜は、安定性及び成膜の容易性等
の観点から従来より半導体集積回路装置の層間絶縁膜と
して広く用いられているが、近年の微細化の進行に伴っ
て寄生容量の増加が問題になってきており、回路性能を
向上させる観点から、多層配線に用いる層間絶縁膜の見
直しが行われている。
の観点から従来より半導体集積回路装置の層間絶縁膜と
して広く用いられているが、近年の微細化の進行に伴っ
て寄生容量の増加が問題になってきており、回路性能を
向上させる観点から、多層配線に用いる層間絶縁膜の見
直しが行われている。
【０００４】即ち、このプラズマＣＶＤ法によって形成
したＳｉＯ2 膜の比誘電率εr は約４．１〜４．３と比
較的高いため、この高い比誘電率に伴う寄生容量が集積
度の向上に伴って無視できなくなってきている。
したＳｉＯ2 膜の比誘電率εr は約４．１〜４．３と比
較的高いため、この高い比誘電率に伴う寄生容量が集積
度の向上に伴って無視できなくなってきている。
【０００５】そこで、本出願人は、さらなる低誘電率化
のためにプラズマＣＶＤ法によって安定した経時特性を
有するフッ素含有シリコン酸化膜、即ち、ＳｉＯＦ膜の
形成方法を提案（特願平６−４５９２０号、及び、特願
平７−２９１３７号）している。
のためにプラズマＣＶＤ法によって安定した経時特性を
有するフッ素含有シリコン酸化膜、即ち、ＳｉＯＦ膜の
形成方法を提案（特願平６−４５９２０号、及び、特願
平７−２９１３７号）している。
【０００６】このＳｉＯＦ膜は、原料ガスとしてテトラ
エチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ：Ｔｅｔｒａ−Ｅｔ
ｈｙｌ−Ｏｒｔｈｏ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ）、酸素、及
び、Ｃ 2 Ｆ6 を用いたプラズマＣＶＤ法によって形成す
るものであり、ＳｉＯＦ膜の吸湿性を制御することによ
って約３．４〜３．８の比誘電率の層間絶縁膜を得てい
る。
エチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ：Ｔｅｔｒａ−Ｅｔ
ｈｙｌ−Ｏｒｔｈｏ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ）、酸素、及
び、Ｃ 2 Ｆ6 を用いたプラズマＣＶＤ法によって形成す
るものであり、ＳｉＯＦ膜の吸湿性を制御することによ
って約３．４〜３．８の比誘電率の層間絶縁膜を得てい
る。
【０００７】これらの提案の前者（特願平６−４５９２
０号）は、印加電源として低周波（２５０ｋＨｚ）及び
高周波（１３．５６ＭＨｚ）の２周波の電源を用い、低
周波電力の印加量を最適化して、ＳｉＯＦ膜の吸湿性を
制御するものであり、また、後者（特願平７−２９１３
７号）は、原料ガスであるテトラエチルオルソシリケー
トガスに対する酸素ガス及びＣ2 Ｆ6 の体積流量比を最
適化することによってＳｉＯＦ膜吸湿性を制御するもの
である。
０号）は、印加電源として低周波（２５０ｋＨｚ）及び
高周波（１３．５６ＭＨｚ）の２周波の電源を用い、低
周波電力の印加量を最適化して、ＳｉＯＦ膜の吸湿性を
制御するものであり、また、後者（特願平７−２９１３
７号）は、原料ガスであるテトラエチルオルソシリケー
トガスに対する酸素ガス及びＣ2 Ｆ6 の体積流量比を最
適化することによってＳｉＯＦ膜吸湿性を制御するもの
である。
【０００８】また、ＳｉＯ2 膜或いはＳｉＯＦ膜の誘電
率よりさらに誘電率の低い絶縁膜としては有機絶縁膜も
知られており、ＰＩＱ樹脂等は層間絶縁膜に用いること
が提案されている。
率よりさらに誘電率の低い絶縁膜としては有機絶縁膜も
知られており、ＰＩＱ樹脂等は層間絶縁膜に用いること
が提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近い将
来の超高速論理ＬＳＩにおいては、ＳｉＯＦ膜のような
低誘電率の層間絶縁膜でも高速動作には不十分になるこ
とが予測され、また、より誘電率の低い有機絶縁膜の場
合には、耐熱性に問題があった。
来の超高速論理ＬＳＩにおいては、ＳｉＯＦ膜のような
低誘電率の層間絶縁膜でも高速動作には不十分になるこ
とが予測され、また、より誘電率の低い有機絶縁膜の場
合には、耐熱性に問題があった。
【００１０】したがって、本発明は、誘電率がＳｉＯＦ
膜よりも低く、且つ、耐熱性に優れた有機絶縁膜を提供
することを目的とする。
膜よりも低く、且つ、耐熱性に優れた有機絶縁膜を提供
することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁膜の形成
方法において、基板（図１の１）上にグラッシーカーボ
ン膜（図１の２）を堆積させたのち、基板（図１の１）
をフッ化雰囲気（図１の３）に曝すことにより、グラッ
シーカーボン膜（図１の２）をフッ化することを特徴と
する。
方法において、基板（図１の１）上にグラッシーカーボ
ン膜（図１の２）を堆積させたのち、基板（図１の１）
をフッ化雰囲気（図１の３）に曝すことにより、グラッ
シーカーボン膜（図１の２）をフッ化することを特徴と
する。
【００１２】また、本発明は、フッ化雰囲気（図１の
３）としてフッ素系プラズマ雰囲気或いはフッ素ガス雰
囲気を用いることを特徴とする。また、本発明は、フッ
化雰囲気（図１の３）としてフッ素系プラズマ雰囲気を
用いる際に、ダウンフロー方式を採用することを特徴と
する。
３）としてフッ素系プラズマ雰囲気或いはフッ素ガス雰
囲気を用いることを特徴とする。また、本発明は、フッ
化雰囲気（図１の３）としてフッ素系プラズマ雰囲気を
用いる際に、ダウンフロー方式を採用することを特徴と
する。
【００１３】また、本発明は、グラッシーカーボン膜
（図１の２）をグラッシーカーボンをターゲットとした
スパッタ法によって形成することを特徴とする。
（図１の２）をグラッシーカーボンをターゲットとした
スパッタ法によって形成することを特徴とする。
【００１４】また、本発明は、グラッシーカーボン膜
（図１の２）を堆積させる際の基板温度を４００℃以
下、さらに好適には５０℃以下にすることを特徴とす
る。
（図１の２）を堆積させる際の基板温度を４００℃以
下、さらに好適には５０℃以下にすることを特徴とす
る。
【００１５】また、本発明は、グラッシーカーボン膜
（図１の２）をフッ化雰囲気中に曝す際の基板温度を２
７０℃以下にすることを特徴とする。
（図１の２）をフッ化雰囲気中に曝す際の基板温度を２
７０℃以下にすることを特徴とする。
【００１６】
【作用】カーボン膜をフッ化雰囲気中に曝してフッ化す
ることによって有機絶縁膜を形成する際に、カーボン膜
として、網目構造を微小結晶として持つアモルファスカ
ーボン膜であるグラッシーカーボン膜を用いることによ
って耐熱性を高めることができる。
ることによって有機絶縁膜を形成する際に、カーボン膜
として、網目構造を微小結晶として持つアモルファスカ
ーボン膜であるグラッシーカーボン膜を用いることによ
って耐熱性を高めることができる。
【００１７】また、フッ化雰囲気としてはフッ素系プラ
ズマ雰囲気或いはフッ素ガス雰囲気のどちらを用いても
安定したフッ化が可能になり、特に、フッ化雰囲気とし
てフッ素系プラズマ雰囲気を用いる場合には、ダウンフ
ロー方式が有効になる。
ズマ雰囲気或いはフッ素ガス雰囲気のどちらを用いても
安定したフッ化が可能になり、特に、フッ化雰囲気とし
てフッ素系プラズマ雰囲気を用いる場合には、ダウンフ
ロー方式が有効になる。
【００１８】また、グラッシーカーボンをターゲットと
したスパッタ法を用いることによって、安定した特性の
グラッシーカーボン膜を再現性良く形成することができ
る。
したスパッタ法を用いることによって、安定した特性の
グラッシーカーボン膜を再現性良く形成することができ
る。
【００１９】また、グラッシーカーボン膜を堆積させる
際の基板温度を４００℃以下にすることによって、最低
で約１．７２の屈折率の膜、したがって、フッ化した絶
縁体とした場合には低誘電率の膜を得ることができ、特
に、基板温度を５０℃以下にする場合には、多少誘電率
は高くなるものの、フッ化した場合に耐熱性の良好な絶
縁膜を得ることができる。
際の基板温度を４００℃以下にすることによって、最低
で約１．７２の屈折率の膜、したがって、フッ化した絶
縁体とした場合には低誘電率の膜を得ることができ、特
に、基板温度を５０℃以下にする場合には、多少誘電率
は高くなるものの、フッ化した場合に耐熱性の良好な絶
縁膜を得ることができる。
【００２０】また、グラッシーカーボン膜をフッ化雰囲
気中に曝す際の基板温度を２７０℃以下にすることによ
って、グラッシーカーボン膜の成膜温度にも依存するが
耐熱性の良好な膜を得ることができる。
気中に曝す際の基板温度を２７０℃以下にすることによ
って、グラッシーカーボン膜の成膜温度にも依存するが
耐熱性の良好な膜を得ることができる。
【００２１】
【実施例】図１を参照して本発明の実施例を説明する。 図１（ａ）参照 まず、到達真空度が１×１０-8Ｔｏｒｒ以下のスパッタ
装置を用いて、１×１０-3ＴｏｒｒのＡｒ雰囲気中でグ
ラッシーカーボンターゲットに３．５Ｗ／ｃｍ 3 （ター
ゲットの単位体積当たりの印加電力）の電力を印加し
て、基板温度、即ち、成膜温度を室温〜４００℃に変え
ながら、５０ｍｍ離れたシリコン基板１上にグラッシー
カーボン膜２を０．１μｍ堆積させる。
装置を用いて、１×１０-3ＴｏｒｒのＡｒ雰囲気中でグ
ラッシーカーボンターゲットに３．５Ｗ／ｃｍ 3 （ター
ゲットの単位体積当たりの印加電力）の電力を印加し
て、基板温度、即ち、成膜温度を室温〜４００℃に変え
ながら、５０ｍｍ離れたシリコン基板１上にグラッシー
カーボン膜２を０．１μｍ堆積させる。
【００２２】図２参照 図２は、この成膜したグラッシーカーボン膜２の屈折率
を測定した結果を示すもので、約１．７２〜１．９８の
屈折率となっており、成膜温度が高いほど低屈折率のグ
ラッシーカーボン膜２が得られることが理解できる。
を測定した結果を示すもので、約１．７２〜１．９８の
屈折率となっており、成膜温度が高いほど低屈折率のグ
ラッシーカーボン膜２が得られることが理解できる。
【００２３】次に、フッ化反応を行なうことになるが、
その前に、図３を参照して本発明の実施に用いるダウン
フロー型のプラズマ反応装置を説明する。 図３参照 このプラズマ反応装置は、ガス導入口７からＮＦ3 等の
反応ガスが供給されるステンレス製のプラズマ室５、及
び、マイクロ波シールド板１１によってプラズマ室５と
分離されると共に排気口８を備えたステンレス製の反応
室６とから構成され、プラズマ室５にはマイクロ波導波
管１３及びスリータブチューナー１４を介してマグネト
ロン１２よりマイクロ波が供給される。また、反応室６
には、ステージ９が設けられ、このステージ９上には被
処理基板１０としてのシリコン基板１が載置される。
その前に、図３を参照して本発明の実施に用いるダウン
フロー型のプラズマ反応装置を説明する。 図３参照 このプラズマ反応装置は、ガス導入口７からＮＦ3 等の
反応ガスが供給されるステンレス製のプラズマ室５、及
び、マイクロ波シールド板１１によってプラズマ室５と
分離されると共に排気口８を備えたステンレス製の反応
室６とから構成され、プラズマ室５にはマイクロ波導波
管１３及びスリータブチューナー１４を介してマグネト
ロン１２よりマイクロ波が供給される。また、反応室６
には、ステージ９が設けられ、このステージ９上には被
処理基板１０としてのシリコン基板１が載置される。
【００２４】このようなダウンフロー型のプラズマ反応
装置を用いることにより、活性度の高い成分を除去し
て、活性度の比較的低い成分をフッ化雰囲気として反応
室６内に下ろすことができ、したがって、過剰なエッチ
ング反応を防止してフッ化反応を進めることができる。
装置を用いることにより、活性度の高い成分を除去し
て、活性度の比較的低い成分をフッ化雰囲気として反応
室６内に下ろすことができ、したがって、過剰なエッチ
ング反応を防止してフッ化反応を進めることができる。
【００２５】図１（ｂ）及び図３参照 次いで、グラッシーカーボン膜２を堆積させたシリコン
基板１を図３に示すダウンフロー型のプラズマ反応装置
内のステージ９上に載置し、反応系内を１×１０-3Ｔｏ
ｒｒ以下まで排気したのち、ガス導入口７から反応ガス
としてＮＦ3 を５００ｓｃｃｍ流し、反応装置内の圧力
を１Ｔｏｒｒとした状態でマグネトロン１２から１．５
ｋＷ（２．４Ｗ／ｃｍ3 ）のマイクロ波電力を供給し
て、プラズマ室５においてＮＦ3 をプラズマ化し、プラ
ズマ化したフッ素をマイクロ波シールド板１１を通過さ
せて反応室６に供給する。
基板１を図３に示すダウンフロー型のプラズマ反応装置
内のステージ９上に載置し、反応系内を１×１０-3Ｔｏ
ｒｒ以下まで排気したのち、ガス導入口７から反応ガス
としてＮＦ3 を５００ｓｃｃｍ流し、反応装置内の圧力
を１Ｔｏｒｒとした状態でマグネトロン１２から１．５
ｋＷ（２．４Ｗ／ｃｍ3 ）のマイクロ波電力を供給し
て、プラズマ室５においてＮＦ3 をプラズマ化し、プラ
ズマ化したフッ素をマイクロ波シールド板１１を通過さ
せて反応室６に供給する。
【００２６】そして、反応室６内におけるプラズマ化し
たフッ化雰囲気３中でグラッシーカーボン膜２をフッ化
して、フッ化されたグラッシーカーボン膜４、即ち、フ
ッ素系樹脂膜に変換する。なお、この場合のシリコン基
板１の温度、即ち、フッ化温度は室温〜２７０℃と変化
させて行ない、また、反応時間は各３分である。
たフッ化雰囲気３中でグラッシーカーボン膜２をフッ化
して、フッ化されたグラッシーカーボン膜４、即ち、フ
ッ素系樹脂膜に変換する。なお、この場合のシリコン基
板１の温度、即ち、フッ化温度は室温〜２７０℃と変化
させて行ない、また、反応時間は各３分である。
【００２７】この様子を示したのが図４及び図５であ
る。 図４参照 図４は、グラッシーカーボン膜２のフッ化反応の成膜温
度依存性及びフッ化温度依存性をマトリックス状に表示
したものであり、成膜温度及びフッ化温度の双方が低い
とフッ化反応が生じない。
る。 図４参照 図４は、グラッシーカーボン膜２のフッ化反応の成膜温
度依存性及びフッ化温度依存性をマトリックス状に表示
したものであり、成膜温度及びフッ化温度の双方が低い
とフッ化反応が生じない。
【００２８】一方、フッ化温度が高くなると、フッ化反
応を越えてエッチング反応が優勢となり、このエッチン
グ反応はグラッシーカーボン膜２の成膜温度が高いほど
優勢になる。これは、低温での成膜の場合、ターゲット
のグラッシーカーボンの結晶状態が略反映された形で成
膜が行なわれ、膜が密であるのに対して、高温になるに
したがってアモルファス度が強くなるため膜が疎にな
り、炭素原子が飛び出しやすくなるためと考えられる。
応を越えてエッチング反応が優勢となり、このエッチン
グ反応はグラッシーカーボン膜２の成膜温度が高いほど
優勢になる。これは、低温での成膜の場合、ターゲット
のグラッシーカーボンの結晶状態が略反映された形で成
膜が行なわれ、膜が密であるのに対して、高温になるに
したがってアモルファス度が強くなるため膜が疎にな
り、炭素原子が飛び出しやすくなるためと考えられる。
【００２９】したがって、フッ化を十分に行なうために
は高温処理が望ましいが、処理温度が高すぎるとエッチ
ングが優勢となり、また、処理温度が低すぎるとフッ化
反応が起こらなくなるので、成膜温度との相関でフッ化
温度を決める必要がある。
は高温処理が望ましいが、処理温度が高すぎるとエッチ
ングが優勢となり、また、処理温度が低すぎるとフッ化
反応が起こらなくなるので、成膜温度との相関でフッ化
温度を決める必要がある。
【００３０】図５参照 図５は、各成膜温度により形成したグラッシーカーボン
膜２をエッチングが起こる温度より低温側でフッ化した
場合のフッ化されたグラッシーカーボン膜４の比誘電率
の成膜温度依存性を示す図であり、成膜温度の上昇と共
に比誘電率が約２．５から約２．１へと低減し、この比
誘電率の関係だけからは、高温で成膜することが望まし
いことになる。
膜２をエッチングが起こる温度より低温側でフッ化した
場合のフッ化されたグラッシーカーボン膜４の比誘電率
の成膜温度依存性を示す図であり、成膜温度の上昇と共
に比誘電率が約２．５から約２．１へと低減し、この比
誘電率の関係だけからは、高温で成膜することが望まし
いことになる。
【００３１】次に、得られたフッ化されたグラッシーカ
ーボン膜４の耐熱性を調べたので、図６を参照してフッ
化されたグラッシーカーボン膜４、即ち、フッ素系樹脂
膜の耐熱性の成膜温度依存性及びフッ化温度依存性を説
明する。
ーボン膜４の耐熱性を調べたので、図６を参照してフッ
化されたグラッシーカーボン膜４、即ち、フッ素系樹脂
膜の耐熱性の成膜温度依存性及びフッ化温度依存性を説
明する。
【００３２】図６参照 耐熱性を調べるための実験は、常圧のＮ2 雰囲気中で４
００℃の温度で１０分加熱処理することによって行い、
図６においては熱処理前の膜厚に対する熱処理後の膜厚
の比、即ち、（熱処理後の膜厚）／（熱処理前の膜厚）
を残膜率として表したものであり、グラッシーカーボン
膜２の成膜温度が低い室温及び５０℃の場合で、且つ、
フッ化温度が２７０℃の場合に最も残膜率が高く（９９
％）、成膜温度の上昇と共に残膜率が低下する傾向が見
られる。
００℃の温度で１０分加熱処理することによって行い、
図６においては熱処理前の膜厚に対する熱処理後の膜厚
の比、即ち、（熱処理後の膜厚）／（熱処理前の膜厚）
を残膜率として表したものであり、グラッシーカーボン
膜２の成膜温度が低い室温及び５０℃の場合で、且つ、
フッ化温度が２７０℃の場合に最も残膜率が高く（９９
％）、成膜温度の上昇と共に残膜率が低下する傾向が見
られる。
【００３３】この残膜率の高い条件のフッ化されたグラ
ッシーカーボン膜４は、比誘電率が約２．５と他の条件
で形成したフッ化されたグラッシーカーボン膜４の比誘
電率よりも高くなっているが、比誘電率が３．４〜３．
８のＳｉＯＦ膜よりかなり低誘電率の膜が得られ、且
つ、４００℃における残膜率、即ち、耐熱性も良好であ
るので十分実用に耐え得るものである。
ッシーカーボン膜４は、比誘電率が約２．５と他の条件
で形成したフッ化されたグラッシーカーボン膜４の比誘
電率よりも高くなっているが、比誘電率が３．４〜３．
８のＳｉＯＦ膜よりかなり低誘電率の膜が得られ、且
つ、４００℃における残膜率、即ち、耐熱性も良好であ
るので十分実用に耐え得るものである。
【００３４】本発明と比較するために通常のアモルファ
ス膜であるプラズマＣＶＤカーボン膜をフッ化させた場
合を調べてみたが、成膜温度２００℃及びフッ化温度１
８０℃で残膜率は１３％、成膜温度３００℃及びフッ化
温度１８０℃で残膜率は１１％、さらに、成膜温度４０
０℃及びフッ化温度１８０℃で残膜率は１０％と非常に
低いものであり、カーボン膜としてグラッシーカーボン
膜を使用することの有効性は明らかであった。
ス膜であるプラズマＣＶＤカーボン膜をフッ化させた場
合を調べてみたが、成膜温度２００℃及びフッ化温度１
８０℃で残膜率は１３％、成膜温度３００℃及びフッ化
温度１８０℃で残膜率は１１％、さらに、成膜温度４０
０℃及びフッ化温度１８０℃で残膜率は１０％と非常に
低いものであり、カーボン膜としてグラッシーカーボン
膜を使用することの有効性は明らかであった。
【００３５】これは、プラズマＣＶＤカーボン膜は通常
のアモルファス状態であるため、フッ化によって膜の低
分子化が起こり、昇華しやすいのに対して、グラッシー
カーボン膜は、網目構造を微小結晶として持つアモルフ
ァスカーボン膜であるのでフッ化されても、なお、架橋
構造をもつため、その分子量は大きく、昇華しにくいた
めと考えられる。
のアモルファス状態であるため、フッ化によって膜の低
分子化が起こり、昇華しやすいのに対して、グラッシー
カーボン膜は、網目構造を微小結晶として持つアモルフ
ァスカーボン膜であるのでフッ化されても、なお、架橋
構造をもつため、その分子量は大きく、昇華しにくいた
めと考えられる。
【００３６】なお、本発明のスパッタリング工程におけ
る各条件は実施例に記載した数値に限られるものではな
く、ターゲットへの印加電力は１〜２０Ｗ／ｃｍ3 の範
囲が好適であり、また、圧力は１×１０-3〜９×１０-3
Ｔｏｒｒの範囲が好適である。
る各条件は実施例に記載した数値に限られるものではな
く、ターゲットへの印加電力は１〜２０Ｗ／ｃｍ3 の範
囲が好適であり、また、圧力は１×１０-3〜９×１０-3
Ｔｏｒｒの範囲が好適である。
【００３７】また、フッ化反応条件も実施例に記載した
数値に限られるものではなく、ガス流量は１００〜１０
００ｓｃｃｍの範囲が好適であり、圧力は１×１０-1〜
１Ｔｏｒｒの範囲が好適であり、さらに、印加電力は
１．６×１０-1〜３Ｗ／ｃｍ3の範囲が好適である。
数値に限られるものではなく、ガス流量は１００〜１０
００ｓｃｃｍの範囲が好適であり、圧力は１×１０-1〜
１Ｔｏｒｒの範囲が好適であり、さらに、印加電力は
１．６×１０-1〜３Ｗ／ｃｍ3の範囲が好適である。
【００３８】また、実施例においては、反応ガスとして
フッ素系エッチングガスとして多用されているＮＦ3 を
用いているが、このガスに限られるものではなく、ＣＦ
4 、或いは、Ｃ3 Ｆ8 等のＣx Ｆy Ｈz （ｘ＝１〜６，
ｙ＝１〜１４，ｚ＝０〜１２）で表されるフッ素系ガス
を用いても良いものである。
フッ素系エッチングガスとして多用されているＮＦ3 を
用いているが、このガスに限られるものではなく、ＣＦ
4 、或いは、Ｃ3 Ｆ8 等のＣx Ｆy Ｈz （ｘ＝１〜６，
ｙ＝１〜１４，ｚ＝０〜１２）で表されるフッ素系ガス
を用いても良いものである。
【００３９】さらに、フッ化反応におけるフッ化雰囲気
はプラズマ雰囲気に限られるものではなく、反応装置内
の圧力を１０-3Ｔｏｒｒ以下まで排気したのち、１００
〜１０００ｓｃｃｍの流量でフッ素ガスを導入し、反応
室内部を常圧にしたのち、室温〜６００℃の温度で１〜
１０分反応させてフッ化させても良く、フッ素ガスを用
いた場合には、プラズマ雰囲気は不要となる。
はプラズマ雰囲気に限られるものではなく、反応装置内
の圧力を１０-3Ｔｏｒｒ以下まで排気したのち、１００
〜１０００ｓｃｃｍの流量でフッ素ガスを導入し、反応
室内部を常圧にしたのち、室温〜６００℃の温度で１〜
１０分反応させてフッ化させても良く、フッ素ガスを用
いた場合には、プラズマ雰囲気は不要となる。
【００４０】また、上記実施例の説明においては、説明
を簡単にするためにシリコン基板１上に直接グラッシー
カーボン膜２を形成しており、このようにシリコン基板
１上に直接設けても良いが、層間絶縁膜として用いるも
のである以上、実際にはＳｉＯ2 膜等の下地絶縁膜上に
設けた配線層を覆うようにグラッシーカーボン膜２を設
けるものである。
を簡単にするためにシリコン基板１上に直接グラッシー
カーボン膜２を形成しており、このようにシリコン基板
１上に直接設けても良いが、層間絶縁膜として用いるも
のである以上、実際にはＳｉＯ2 膜等の下地絶縁膜上に
設けた配線層を覆うようにグラッシーカーボン膜２を設
けるものである。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、基板温度を４００℃以
下、より好適には５０℃以下で成膜したグラッシーカー
ボン膜を２７０℃以下、より好適には２７０℃でフッ化
することにより、ＳｉＯＦ膜より比誘電率の低く、且
つ、耐熱性に優れた誘電体膜が得られるので、超高集積
度の半導体集積回路装置の層間絶縁膜として用いること
によって配線の寄生容量に起因する信号遅延を低減で
き、次世代の半導体集積回路装置の高速化に寄与すると
ころが大きい。
下、より好適には５０℃以下で成膜したグラッシーカー
ボン膜を２７０℃以下、より好適には２７０℃でフッ化
することにより、ＳｉＯＦ膜より比誘電率の低く、且
つ、耐熱性に優れた誘電体膜が得られるので、超高集積
度の半導体集積回路装置の層間絶縁膜として用いること
によって配線の寄生容量に起因する信号遅延を低減で
き、次世代の半導体集積回路装置の高速化に寄与すると
ころが大きい。
【図１】本発明の実施例の製造工程の説明図である。
【図２】グラッシーカーボン膜の屈折率の基板温度依存
性を示す図である。
性を示す図である。
【図３】本発明の実施に用いるプラズマ反応装置の概略
的構成を示す図である。
的構成を示す図である。
【図４】グラッシーカーボンのフッ化反応の成膜温度依
存性及びフッ化温度依存性を示す図である。
存性及びフッ化温度依存性を示す図である。
【図５】フッ化されたグラッシーカーボン膜の比誘電率
の成膜温度依存性を示す図である。
の成膜温度依存性を示す図である。
【図６】フッ化されたグラッシーカーボン膜の耐熱性の
成膜温度依存性及びフッ化温度依存性を示す図である。
成膜温度依存性及びフッ化温度依存性を示す図である。
１ シリコン基板 ２ グラッシーカーボン膜 ３ フッ化雰囲気 ４ フッ化されたグラッシーカーボン膜 ５ プラズマ室 ６ 反応室 ７ ガス導入口 ８ 排気口 ９ ステージ １０ 被処理基板 １１ マイクロ波シールド板 １２ マグネトロン １３ マイクロ波導波管 １４ スリータブチューナー
Claims (7)
- 【請求項１】 基板上にグラッシーカーボン膜を堆積さ
せたのち、前記基板をフッ化雰囲気に曝すことにより、
前記グラッシーカーボン膜をフッ化することを特徴とす
る絶縁膜の形成方法。 - 【請求項２】 上記フッ化雰囲気として、フッ素系プラ
ズマ雰囲気或いはフッ素ガス雰囲気のいずれかを用いる
ことを特徴とする請求項１記載の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項３】 上記フッ化雰囲気としてフッ素系プラズ
マ雰囲気を用いる際に、ダウンフロー方式を採用するこ
とを特徴とする請求項２記載の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項４】 上記グラッシーカーボン膜を、グラッシ
ーカーボンをターゲットとしたスパッタ法によって形成
することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に
記載の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項５】 上記グラッシーカーボン膜を堆積させる
際に、上記基板の温度を４００℃以下にすることを特徴
とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の絶縁膜の
形成方法。 - 【請求項６】 上記グラッシーカーボン膜を堆積させる
際に、上記基板の温度を５０℃以下にすることを特徴と
する請求項５記載の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項７】 上記グラッシーカーボン膜をフッ化雰囲
気中に曝す際に、上記基板の温度を２７０℃以下にする
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載
の絶縁膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7864095A JPH08279500A (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | 絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7864095A JPH08279500A (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | 絶縁膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08279500A true JPH08279500A (ja) | 1996-10-22 |
Family
ID=13667472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7864095A Withdrawn JPH08279500A (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | 絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08279500A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11091830B2 (en) * | 2018-06-13 | 2021-08-17 | Tokyo University Of Science Foundation | Moth-eye transfer mold, method of manufacturing moth-eye transfer mold, and method of transferring moth-eye structure |
-
1995
- 1995-04-04 JP JP7864095A patent/JPH08279500A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11091830B2 (en) * | 2018-06-13 | 2021-08-17 | Tokyo University Of Science Foundation | Moth-eye transfer mold, method of manufacturing moth-eye transfer mold, and method of transferring moth-eye structure |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020604 |