JPH10214829A - 層間絶縁膜の形成方法 - Google Patents
層間絶縁膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH10214829A JPH10214829A JP1362797A JP1362797A JPH10214829A JP H10214829 A JPH10214829 A JP H10214829A JP 1362797 A JP1362797 A JP 1362797A JP 1362797 A JP1362797 A JP 1362797A JP H10214829 A JPH10214829 A JP H10214829A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- organic polymer
- gas
- polymer film
- low molecular
- molecular weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 誘電率の点では最も低い誘電率を有する有機
高分子膜のガラス転移温度を高くして層間絶縁膜を形成
する方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 有機高分子膜を基板上に形成し、さらに
半導体基板上に形成された有機高分子膜を重合性低分子
有機材料のプラズマにより処理する方法であって、重合
性低分子有機材料として、アセチレン誘導体ガス、環状
炭化水素ガス、エチレン誘導体ガスまたはアセトン誘導
体ガスから選ばれる少なくとも１つを用いる。これによ
り、有機高分子の直鎖状分子間に橋かけ構造を形成し、
３次元的な重合を形成してガラス転移温度の大幅な上昇
を図る。
高分子膜のガラス転移温度を高くして層間絶縁膜を形成
する方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 有機高分子膜を基板上に形成し、さらに
半導体基板上に形成された有機高分子膜を重合性低分子
有機材料のプラズマにより処理する方法であって、重合
性低分子有機材料として、アセチレン誘導体ガス、環状
炭化水素ガス、エチレン誘導体ガスまたはアセトン誘導
体ガスから選ばれる少なくとも１つを用いる。これによ
り、有機高分子の直鎖状分子間に橋かけ構造を形成し、
３次元的な重合を形成してガラス転移温度の大幅な上昇
を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
工程の中の層間絶縁膜の形成方法に関するものであり、
その中でも特に有機高分子膜を用いた層間絶縁膜の形成
方法に関するものである。
工程の中の層間絶縁膜の形成方法に関するものであり、
その中でも特に有機高分子膜を用いた層間絶縁膜の形成
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、Ｓｉ半導体を用いたＬＳＩの微細
化の進展に伴って金属配線間の寄生容量が増加が顕著と
なり、これにより配線遅延によるＬＳＩの性能の劣化が
重大な問題となってきている。上記の配線容量は、配線
間のスペースの大きさと配線間に存在する層間絶縁膜の
比誘電率で決定される。したがって、配線容量を減少さ
せるためには、配線間を埋め込む層間絶縁膜の比誘電率
を低減することが必須であると考えられる。
化の進展に伴って金属配線間の寄生容量が増加が顕著と
なり、これにより配線遅延によるＬＳＩの性能の劣化が
重大な問題となってきている。上記の配線容量は、配線
間のスペースの大きさと配線間に存在する層間絶縁膜の
比誘電率で決定される。したがって、配線容量を減少さ
せるためには、配線間を埋め込む層間絶縁膜の比誘電率
を低減することが必須であると考えられる。
【０００３】そこで従来は下記に示すような３種類の低
誘電率層間絶縁膜材料を用いることが考えられはじめて
いる。
誘電率層間絶縁膜材料を用いることが考えられはじめて
いる。
【０００４】まず第１番目は、フッ素添加ＣＶＤ酸化膜
である。これは、現在用いられているプラズマＣＶＤ法
により形成されたＳｉＯ2酸化膜中にフッ素を導入する
ことにより、誘電率を低下させようとするものである。
である。これは、現在用いられているプラズマＣＶＤ法
により形成されたＳｉＯ2酸化膜中にフッ素を導入する
ことにより、誘電率を低下させようとするものである。
【０００５】第２番目は、有機ＳＯＧ膜である。これ
は、シロキサン結合の一部をシリコンと有機分子の結合
で置換する（有機基とシリコンの結合を有するシロキサ
ンポリマーとなる）ことにより低誘電率化を実現しよう
とするものであり、梯子状の分子構造を有するタイプの
材料が主である。
は、シロキサン結合の一部をシリコンと有機分子の結合
で置換する（有機基とシリコンの結合を有するシロキサ
ンポリマーとなる）ことにより低誘電率化を実現しよう
とするものであり、梯子状の分子構造を有するタイプの
材料が主である。
【０００６】最後に第３番目は、有機高分子膜である。
これは、分極率の小さい炭素−炭素結合を骨格構造とす
ることで低誘電率化を図ろうとするものである。
これは、分極率の小さい炭素−炭素結合を骨格構造とす
ることで低誘電率化を図ろうとするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在研
究が進められている上記した３つの層間絶縁膜材料には
それぞれ下記に示すような問題点が存在する。
究が進められている上記した３つの層間絶縁膜材料には
それぞれ下記に示すような問題点が存在する。
【０００８】まず最初にフッ素添加ＣＶＤ酸化膜につい
てであるが、この材料はフッ素を添加して誘電率を低下
させようとするものであり、フッ素を添加すればするほ
ど誘電率が低くなると考えられる。しかしながら、プラ
ズマＣＶＤにより形成された酸化膜（ＳｉＯ2膜）はフ
ッ素の添加に伴って吸湿性が増してしまう。すなわち、
あまりにもフッ素を多く添加してしまうと、層間絶縁膜
が時間がたつにしたがって大気中の水分を吸収してしま
い、その結果、遊離フッ酸を発生したり、比誘電率が上
昇するという問題が生じてしまう。従って、層間絶縁膜
の特性が時間に伴って変化してしまう可能性があり、実
用性を考えると、比誘電率は３．５程度以下に下げるこ
とは困難である。
てであるが、この材料はフッ素を添加して誘電率を低下
させようとするものであり、フッ素を添加すればするほ
ど誘電率が低くなると考えられる。しかしながら、プラ
ズマＣＶＤにより形成された酸化膜（ＳｉＯ2膜）はフ
ッ素の添加に伴って吸湿性が増してしまう。すなわち、
あまりにもフッ素を多く添加してしまうと、層間絶縁膜
が時間がたつにしたがって大気中の水分を吸収してしま
い、その結果、遊離フッ酸を発生したり、比誘電率が上
昇するという問題が生じてしまう。従って、層間絶縁膜
の特性が時間に伴って変化してしまう可能性があり、実
用性を考えると、比誘電率は３．５程度以下に下げるこ
とは困難である。
【０００９】次に有機ＳＯＧ膜についてであるが、この
材料は上記したように、そもそも分極率の大きいシロキ
サン骨格を基本構造としているため、比誘電率２．８程
度が限界となっている。
材料は上記したように、そもそも分極率の大きいシロキ
サン骨格を基本構造としているため、比誘電率２．８程
度が限界となっている。
【００１０】最後に有機高分子膜であるが、この材料は
分極率の小さい炭素―炭素結合を骨格構造としているた
め、例えばアモルファステフロンを用いると比誘電率が
２程度の材料を得ることができる。従って、誘電率のみ
に着目すれば、３つの材料のうち、有機高分子膜を用い
ることが望ましいと考えられる。
分極率の小さい炭素―炭素結合を骨格構造としているた
め、例えばアモルファステフロンを用いると比誘電率が
２程度の材料を得ることができる。従って、誘電率のみ
に着目すれば、３つの材料のうち、有機高分子膜を用い
ることが望ましいと考えられる。
【００１１】しかしながら、この有機高分子膜には誘電
率以外の別の問題点が存在する。それは、ガラス転移温
度の低さであり、一般的に有機高分子膜のガラス転移温
度は１００℃程度である。通常のＬＳＩの製造プロセス
においては高温での熱処理が必要とされており、４００
℃以上の熱処理を必要とする半導体製造プロセスには適
用できない。なお、上記したフッ素添加ＣＶＤ酸化膜及
び有機ＳＯＧ膜のガラス転移温度は６００℃以上であ
り、十分に半導体製造プロセスに適用させることができ
る。
率以外の別の問題点が存在する。それは、ガラス転移温
度の低さであり、一般的に有機高分子膜のガラス転移温
度は１００℃程度である。通常のＬＳＩの製造プロセス
においては高温での熱処理が必要とされており、４００
℃以上の熱処理を必要とする半導体製造プロセスには適
用できない。なお、上記したフッ素添加ＣＶＤ酸化膜及
び有機ＳＯＧ膜のガラス転移温度は６００℃以上であ
り、十分に半導体製造プロセスに適用させることができ
る。
【００１２】そこで以下では、有機高分子膜におけるガ
ラス転移温度の低さについて説明する。
ラス転移温度の低さについて説明する。
【００１３】上記のガラス転移温度とは、物質が固体状
態から流動性を有する粘性固体状態に転移する温度のこ
とである。このガラス転移温度が低く、仮にガラス転移
温度が後の半導体製造プロセスの温度よりも低くなって
しまった場合、層間絶縁膜自体が軟化し、配線構造が流
動化してしまい、結果として配線の断線やショートとい
う致命的な故障を引き起こすことになる。
態から流動性を有する粘性固体状態に転移する温度のこ
とである。このガラス転移温度が低く、仮にガラス転移
温度が後の半導体製造プロセスの温度よりも低くなって
しまった場合、層間絶縁膜自体が軟化し、配線構造が流
動化してしまい、結果として配線の断線やショートとい
う致命的な故障を引き起こすことになる。
【００１４】上記のように有機高分子膜のガラス転移温
度が低い原因は、有機高分子膜が炭素−炭素結合を骨格
とする直鎖状の分子を主成分とする膜構造をとってお
り、分子間の相互作用が弱いためであると考えられる。
度が低い原因は、有機高分子膜が炭素−炭素結合を骨格
とする直鎖状の分子を主成分とする膜構造をとってお
り、分子間の相互作用が弱いためであると考えられる。
【００１５】そこで本発明は上記の問題点に鑑み、誘電
率の点では最も優れた特性（低誘電率）を有する有機高
分子膜のガラス転移温度を高くして層間絶縁膜を形成す
る方法を提供することを目的とする。
率の点では最も優れた特性（低誘電率）を有する有機高
分子膜のガラス転移温度を高くして層間絶縁膜を形成す
る方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の層間絶縁膜の形成方法は、有機高分子膜を
基板上に形成する工程と、半導体基板上に形成された有
機高分子膜を重合性低分子有機材料のプラズマにより処
理する工程とを有し、重合性低分子有機材料として、ア
セチレン誘導体ガス、環状炭化水素ガス、エチレン誘導
体ガスまたはアセトン誘導体ガスから選ばれる少なくと
も１つを用いる構成となっている。
めに本発明の層間絶縁膜の形成方法は、有機高分子膜を
基板上に形成する工程と、半導体基板上に形成された有
機高分子膜を重合性低分子有機材料のプラズマにより処
理する工程とを有し、重合性低分子有機材料として、ア
セチレン誘導体ガス、環状炭化水素ガス、エチレン誘導
体ガスまたはアセトン誘導体ガスから選ばれる少なくと
も１つを用いる構成となっている。
【００１７】上記の構成により、直鎖状分子を主成分と
する有機高分子を重合性低分子有機物のガスプラズマで
処理して、直鎖状分子間に橋かけ構造を形成し、３次元
的な重合とすることにより、ガラス転移温度の大幅な上
昇を可能となる。
する有機高分子を重合性低分子有機物のガスプラズマで
処理して、直鎖状分子間に橋かけ構造を形成し、３次元
的な重合とすることにより、ガラス転移温度の大幅な上
昇を可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態における
層間絶縁膜の形成方法について図面を参照しながら説明
する。
層間絶縁膜の形成方法について図面を参照しながら説明
する。
【００１９】本発明は、有機高分子のガラス転移温度が
低い原因が有機高分子膜の構造そのものに起因している
ことに着目し、有機高分子膜の分子構造そのものを変化
させる処理を行うことにより、ガラス転移温度を高くし
ようとするものである。具体的に有機高分子膜に対して
行う処理は、重合性低分子有機物を用いたプラズマ処理
である。
低い原因が有機高分子膜の構造そのものに起因している
ことに着目し、有機高分子膜の分子構造そのものを変化
させる処理を行うことにより、ガラス転移温度を高くし
ようとするものである。具体的に有機高分子膜に対して
行う処理は、重合性低分子有機物を用いたプラズマ処理
である。
【００２０】まず最初に図１を参照しながら、本発明の
概略について説明する。図１は、本発明の実施の形態に
おける層間絶縁膜形成方法の、プラズマ処理の部分につ
いての反応を概略的に示したものである。
概略について説明する。図１は、本発明の実施の形態に
おける層間絶縁膜形成方法の、プラズマ処理の部分につ
いての反応を概略的に示したものである。
【００２１】図１において、左側は重合性低分子有機物
を用いたプラズマ処理を行う前の有機高分子膜の構造を
示したものであり、上記したように、炭素−炭素結合を
骨格とする直鎖状の分子を主成分とする膜構造となって
いる。この分子構造を有する有機高分子膜に対して重合
性を有する低分子量の有機物のガスプラズマを曝すと、
図１右側に示すように、本来直鎖状の構造を有している
分子間を接続することができる。従って、有機高分子膜
の分子構造は３次元的に重合した構造とすることができ
る。このように、３次元的に重合した分子構造を有する
と、層間絶縁膜の熱による流動化を抑制することができ
るため、配線構造の流動化も抑制することができる。
を用いたプラズマ処理を行う前の有機高分子膜の構造を
示したものであり、上記したように、炭素−炭素結合を
骨格とする直鎖状の分子を主成分とする膜構造となって
いる。この分子構造を有する有機高分子膜に対して重合
性を有する低分子量の有機物のガスプラズマを曝すと、
図１右側に示すように、本来直鎖状の構造を有している
分子間を接続することができる。従って、有機高分子膜
の分子構造は３次元的に重合した構造とすることができ
る。このように、３次元的に重合した分子構造を有する
と、層間絶縁膜の熱による流動化を抑制することができ
るため、配線構造の流動化も抑制することができる。
【００２２】次に上記した重合性低分子有機物を利用し
た有機高分子膜のプラズマ処理方法について図２を参照
しながら説明する。図２は、プラズマ処理を行う装置の
概略図を示したものである。
た有機高分子膜のプラズマ処理方法について図２を参照
しながら説明する。図２は、プラズマ処理を行う装置の
概略図を示したものである。
【００２３】図２において、処理室１内には対向して上
部電極２と下部電極３とが設置されており、この間でＲ
Ｆ電源６により電界が印加されることになる。また下部
電極３上には有機高分子膜の形成された基板（半導体基
板）４が設置されるとともに、この下部電極３を加熱す
る加熱手段５が設置されている。そして、基板４上に形
成された有機高分子膜に照射されるプラズマガスの原料
（重合性低分子有機材料）がガス導入部７より供給され
る。なお、８は真空排気手段である。
部電極２と下部電極３とが設置されており、この間でＲ
Ｆ電源６により電界が印加されることになる。また下部
電極３上には有機高分子膜の形成された基板（半導体基
板）４が設置されるとともに、この下部電極３を加熱す
る加熱手段５が設置されている。そして、基板４上に形
成された有機高分子膜に照射されるプラズマガスの原料
（重合性低分子有機材料）がガス導入部７より供給され
る。なお、８は真空排気手段である。
【００２４】図２に示す処理装置を用い、実際にはガス
導入部７から処理室１内に重合性低分子有機材料が供給
される。この重合性低分子有機材料としては、アセチレ
ン誘導体ガス、環状炭化水素ガス、エチレン誘導体ガ
ス、またはアセトン誘導体ガスのうち少なくとも１つを
含有するガスを用いる。より具体的に述べると、アセチ
レン誘導体ガスの場合は、アセチレン、ヘキサフルオロ
−２−ブチンを、環状炭化水素ガスの場合は、パーフル
オロシクロブタン、パーフルオロデカリン、パーフルオ
ロフルオレン、またはその誘導体を、エチレン誘導体ガ
スの場合は、エチレン、ヘキサフルオロプロペン、ペン
タフルオロプロペン、トリフルオロエチレン、トリフル
オロプロペンを、アセトン誘導体ガスの場合は、アセト
ン、ヘキサフルオロアセトンを用いる。
導入部７から処理室１内に重合性低分子有機材料が供給
される。この重合性低分子有機材料としては、アセチレ
ン誘導体ガス、環状炭化水素ガス、エチレン誘導体ガ
ス、またはアセトン誘導体ガスのうち少なくとも１つを
含有するガスを用いる。より具体的に述べると、アセチ
レン誘導体ガスの場合は、アセチレン、ヘキサフルオロ
−２−ブチンを、環状炭化水素ガスの場合は、パーフル
オロシクロブタン、パーフルオロデカリン、パーフルオ
ロフルオレン、またはその誘導体を、エチレン誘導体ガ
スの場合は、エチレン、ヘキサフルオロプロペン、ペン
タフルオロプロペン、トリフルオロエチレン、トリフル
オロプロペンを、アセトン誘導体ガスの場合は、アセト
ン、ヘキサフルオロアセトンを用いる。
【００２５】その後、この重合性低分子有機材料はプラ
ズマにより分解されて、２官能性の反応性ガスとなり、
この反応性ガスが有機高分子膜の直鎖上分子と反応し、
橋かけ構造を有する有機高分子膜を形成することができ
る。ここで言う橋かけ構造とは３次元的に分子が重合し
た状態のことを指しており、これにより有機高分子膜の
ガラス転移温度を上昇させることができる。
ズマにより分解されて、２官能性の反応性ガスとなり、
この反応性ガスが有機高分子膜の直鎖上分子と反応し、
橋かけ構造を有する有機高分子膜を形成することができ
る。ここで言う橋かけ構造とは３次元的に分子が重合し
た状態のことを指しており、これにより有機高分子膜の
ガラス転移温度を上昇させることができる。
【００２６】
【実施例】以下本発明の具体的な実施例について説明す
る。
る。
【００２７】（実施例１）１０重量％の固形物を含有す
る高分子環状アモルファステフロンの溶液を半導体基板
上に回転塗布し、熱処理を行ったのち、プラズマ発生装
置により生成させた、アセチレンプラズマにより塗布膜
を処理した。熱処理は、５０℃、８０℃、１２０℃の各
温度で１分間ずつホットプレートにより熱処理したの
ち、オーブンで２００℃１時間の熱処理を行った。プラ
ズマ発生装置としては、平行平板のＲＩＥ装置を用い、
基板側に１５０ＷのＲＦを印加した。基板温度は２００
℃とし、圧力は３Ｔｏｒｒで、２００ｓｃｃｍのアセチ
レンをＲＩＥ装置の処理室内に導入し、５分間有機高分
子膜を処理した。アセチレンは３重結合を有しており、
この結合がプラズマ状態で切断されて２官能性の反応性
ガスとなる。この反応性ガスが有機高分子膜の直鎖上分
子と反応し、橋かけ構造が形成された。ガラス転移温度
は、４５０℃以上であった。
る高分子環状アモルファステフロンの溶液を半導体基板
上に回転塗布し、熱処理を行ったのち、プラズマ発生装
置により生成させた、アセチレンプラズマにより塗布膜
を処理した。熱処理は、５０℃、８０℃、１２０℃の各
温度で１分間ずつホットプレートにより熱処理したの
ち、オーブンで２００℃１時間の熱処理を行った。プラ
ズマ発生装置としては、平行平板のＲＩＥ装置を用い、
基板側に１５０ＷのＲＦを印加した。基板温度は２００
℃とし、圧力は３Ｔｏｒｒで、２００ｓｃｃｍのアセチ
レンをＲＩＥ装置の処理室内に導入し、５分間有機高分
子膜を処理した。アセチレンは３重結合を有しており、
この結合がプラズマ状態で切断されて２官能性の反応性
ガスとなる。この反応性ガスが有機高分子膜の直鎖上分
子と反応し、橋かけ構造が形成された。ガラス転移温度
は、４５０℃以上であった。
【００２８】（実施例２）１０重量％の固形物を含有す
る高分子環状アモルファステフロンの溶液を半導体基板
上に回転塗布し、熱処理を行ったのち、プラズマ発生装
置により生成させた、パーフルオロシクロブタンプラズ
マにより塗布膜を処理した。熱処理は、５０℃、８０
℃、１２０℃の各温度で１分間ずつホットプレートによ
り熱処理したのち、オーブンで２００℃１時間の熱処理
を行った。プラズマ発生装置としては、平行平板のＲＩ
Ｅ装置を用い、基板側に２００ＷのＲＦを印加した。基
板温度は２００℃とし、圧力は３Ｔｏｒｒで、１５０ｓ
ｃｃｍのパーフルオロシクロブタンをＲＩＥ装置の処理
室内に導入し、５分間有機高分子膜を処理した。パーフ
ルオロシクロブタンは環状構造を有しており、この環状
構造がプラズマ状態で切断されて２官能性の反応性ガス
となる。この反応性ガスが有機高分子膜の直鎖上分子と
反応し、橋かけ構造が形成された。ガラス転移温度は、
４５０℃であった。
る高分子環状アモルファステフロンの溶液を半導体基板
上に回転塗布し、熱処理を行ったのち、プラズマ発生装
置により生成させた、パーフルオロシクロブタンプラズ
マにより塗布膜を処理した。熱処理は、５０℃、８０
℃、１２０℃の各温度で１分間ずつホットプレートによ
り熱処理したのち、オーブンで２００℃１時間の熱処理
を行った。プラズマ発生装置としては、平行平板のＲＩ
Ｅ装置を用い、基板側に２００ＷのＲＦを印加した。基
板温度は２００℃とし、圧力は３Ｔｏｒｒで、１５０ｓ
ｃｃｍのパーフルオロシクロブタンをＲＩＥ装置の処理
室内に導入し、５分間有機高分子膜を処理した。パーフ
ルオロシクロブタンは環状構造を有しており、この環状
構造がプラズマ状態で切断されて２官能性の反応性ガス
となる。この反応性ガスが有機高分子膜の直鎖上分子と
反応し、橋かけ構造が形成された。ガラス転移温度は、
４５０℃であった。
【００２９】（実施例３）１０重量％の固形物を含有す
る高分子環状アモルファステフロンの溶液を半導体基板
上に回転塗布し、熱処理を行ったのち、プラズマ発生装
置により生成させた、エチレンプラズマにより塗布膜を
処理した。熱処理は、５０℃、８０℃、１２０℃の各温
度で１分間ずつホットプレートにより熱処理したのち、
オーブンで２００℃１時間の熱処理を行った。プラズマ
発生装置としては、平行平板のＲＩＥ装置を用い、基板
側に２００ＷのＲＦを印加した。基板温度は２００℃と
し、圧力は３Ｔｏｒｒで、１００ｓｃｃｍのエチレンを
ＲＩＥ装置の処理室内に導入し、５分間有機高分子膜を
処理した。エチレンは２重結合を有しており、この結合
がプラズマ状態で切断されて２官能性の反応性ガスとな
る。この反応性ガスが有機高分子膜の直鎖上分子と反応
し、橋かけ構造が形成された。ガラス転移温度は、４５
０℃以上であった。
る高分子環状アモルファステフロンの溶液を半導体基板
上に回転塗布し、熱処理を行ったのち、プラズマ発生装
置により生成させた、エチレンプラズマにより塗布膜を
処理した。熱処理は、５０℃、８０℃、１２０℃の各温
度で１分間ずつホットプレートにより熱処理したのち、
オーブンで２００℃１時間の熱処理を行った。プラズマ
発生装置としては、平行平板のＲＩＥ装置を用い、基板
側に２００ＷのＲＦを印加した。基板温度は２００℃と
し、圧力は３Ｔｏｒｒで、１００ｓｃｃｍのエチレンを
ＲＩＥ装置の処理室内に導入し、５分間有機高分子膜を
処理した。エチレンは２重結合を有しており、この結合
がプラズマ状態で切断されて２官能性の反応性ガスとな
る。この反応性ガスが有機高分子膜の直鎖上分子と反応
し、橋かけ構造が形成された。ガラス転移温度は、４５
０℃以上であった。
【００３０】（実施例４）１０重量％の固形物を含有す
る高分子環状アモルファステフロンの溶液を半導体基板
上に回転塗布し、熱処理を行ったのち、プラズマ発生装
置により生成させた、ヘキサフルオロアセトンプラズマ
により塗布膜を処理した。熱処理は、５０℃、８０℃、
１２０℃の各温度で１分間ずつホットプレートにより熱
処理したのち、オーブンで２００℃１時間の熱処理を行
った。プラズマ発生装置としては、平行平板のＲＩＥ装
置を用い、基板側にＲＦを印加した。基板温度は２００
℃とし、圧力は３Ｔｏｒｒで、１５０ｓｃｃｍのヘキサ
フルオロアセトンをＲＩＥ装置の処理室内に導入し、５
分間有機高分子膜を処理した。ヘキサフルオロアセトン
は炭素＝酸素２重結合を有しており、この結合がプラズ
マ状態で切断されて２官能性の反応性ガスとなる。この
反応性ガスが有機高分子膜の直鎖上分子と反応し、橋か
け構造が形成された。ガラス転移温度は、４５０℃以上
であった。
る高分子環状アモルファステフロンの溶液を半導体基板
上に回転塗布し、熱処理を行ったのち、プラズマ発生装
置により生成させた、ヘキサフルオロアセトンプラズマ
により塗布膜を処理した。熱処理は、５０℃、８０℃、
１２０℃の各温度で１分間ずつホットプレートにより熱
処理したのち、オーブンで２００℃１時間の熱処理を行
った。プラズマ発生装置としては、平行平板のＲＩＥ装
置を用い、基板側にＲＦを印加した。基板温度は２００
℃とし、圧力は３Ｔｏｒｒで、１５０ｓｃｃｍのヘキサ
フルオロアセトンをＲＩＥ装置の処理室内に導入し、５
分間有機高分子膜を処理した。ヘキサフルオロアセトン
は炭素＝酸素２重結合を有しており、この結合がプラズ
マ状態で切断されて２官能性の反応性ガスとなる。この
反応性ガスが有機高分子膜の直鎖上分子と反応し、橋か
け構造が形成された。ガラス転移温度は、４５０℃以上
であった。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、誘電率
の点では最も優れた特性を有する高分子有機膜のガラス
転移温度が低いという問題点を、重合性低分子有機材料
を用いたプラズマ処理により解消することができ、低誘
電率かつ高耐熱性の低誘電率層間絶縁膜材料を形成する
ことができる。
の点では最も優れた特性を有する高分子有機膜のガラス
転移温度が低いという問題点を、重合性低分子有機材料
を用いたプラズマ処理により解消することができ、低誘
電率かつ高耐熱性の低誘電率層間絶縁膜材料を形成する
ことができる。
【図１】本発明の実施の形態における層間絶縁膜形成方
法のプラズマ処理の部分についての反応を示す概略図
法のプラズマ処理の部分についての反応を示す概略図
【図２】本発明の実施の形態における層間絶縁膜形成方
法のプラズマ処理に用いる平行平板ＲＩＥ装置の概略図
法のプラズマ処理に用いる平行平板ＲＩＥ装置の概略図
１ 処理室 ２ 上部電極 ３ 下部電極 ４ 基板 ５ 加熱手段 ６ ＲＦ電源 ７ ガス導入部 ８ 真空排気手段
Claims (5)
- 【請求項１】有機高分子膜を基板上に形成する工程と、
前記半導体基板上に形成された有機高分子膜を重合性低
分子有機材料のプラズマにより処理する工程とを有し、
前記重合性低分子有機材料として、アセチレン誘導体ガ
ス、環状炭化水素ガス、エチレン誘導体ガスまたはアセ
トン誘導体ガスから選ばれる少なくとも１つを用いるこ
とを特徴とする層間絶縁膜の形成方法。 - 【請求項２】重合性低分子有機材料としてアセチレン誘
導体ガスを用い、前記アセチレン誘導体ガスが、アセチ
レン、またはヘキサフルオロ−２−ブチンであることを
特徴とする請求項１に記載の層間絶縁膜の形成方法。 - 【請求項３】重合性低分子有機材料として環状炭化水素
ガスを用い、前記環状炭化水素ガスが、パーフルオロシ
クロブタン、パーフルオロデカリン、パーフルオロフル
オレン、またはその誘導体であることを特徴とする請求
項１に記載の層間絶縁膜の形成方法。 - 【請求項４】重合性低分子有機材料としてエチレン誘導
体ガスを用い、前記エチレン誘導体ガスが、エチレン、
ヘキサフルオロプロペン、ペンタフルオロプロペン、ト
リフルオロエチレン、またはトリフルオロプロペンであ
ることを特徴とする請求項１に記載の層間絶縁膜の形成
方法。 - 【請求項５】重合性低分子有機材料としてアセトン誘導
体ガスを用い、前記アセトン誘導体ガスが、アセトン、
またはヘキサフルオロアセトンであることを特徴とする
請求項１に記載の層間絶縁膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1362797A JPH10214829A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 層間絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1362797A JPH10214829A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 層間絶縁膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10214829A true JPH10214829A (ja) | 1998-08-11 |
Family
ID=11838486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1362797A Pending JPH10214829A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 層間絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10214829A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999023695A1 (fr) * | 1997-10-30 | 1999-05-14 | Tokyo Electron Limited | Procede de traitement au plasma |
| US7060323B2 (en) | 1996-08-29 | 2006-06-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of forming interlayer insulating film |
| CN102448996A (zh) * | 2009-04-17 | 2012-05-09 | 萨里纳米系统有限公司 | 具有低介电常数的材料及其制造方法 |
-
1997
- 1997-01-28 JP JP1362797A patent/JPH10214829A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7060323B2 (en) | 1996-08-29 | 2006-06-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of forming interlayer insulating film |
| WO1999023695A1 (fr) * | 1997-10-30 | 1999-05-14 | Tokyo Electron Limited | Procede de traitement au plasma |
| US6699531B1 (en) | 1997-10-30 | 2004-03-02 | Tokyo Electron Limited | Plasma treatment method |
| CN102448996A (zh) * | 2009-04-17 | 2012-05-09 | 萨里纳米系统有限公司 | 具有低介电常数的材料及其制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6214748B1 (en) | Semiconductor device and method for the fabrication thereof | |
| US6724086B1 (en) | Hydrogenated oxidized silicon carbon material | |
| US5602060A (en) | Process for the production of semiconductor devices | |
| JP4090740B2 (ja) | 集積回路の作製方法および集積回路 | |
| KR100328144B1 (ko) | 고밀도 플라즈마-화학적 증착 기법을 사용하여 낮은 유전상수를 갖는 박막을 형성하는 방법 | |
| EP1207217A1 (en) | Method of forming an interlayer insulating film | |
| JP2001044191A (ja) | 積層絶縁膜とその製造方法および半導体装置とその製造方法 | |
| US20030040195A1 (en) | Method for fabricating low dielectric constant material film | |
| US6872654B2 (en) | Method of fabricating a bismaleimide (BMI) ASA sacrifical material for an integrated circuit air gap dielectric | |
| US20040195659A1 (en) | Hydrogenated oxidized silicon carbon material | |
| Loboda et al. | Understanding hydrogen silsesquioxane-based dielectric film processing | |
| JPH09237783A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US6593650B2 (en) | Plasma induced depletion of fluorine from surfaces of fluorinated low-k dielectric materials | |
| EP0869515B1 (en) | Composition and process for forming electrically insulating thin films | |
| Grill | From tribological coatings to low-k dielectrics for ULSI interconnects | |
| JPH10214829A (ja) | 層間絶縁膜の形成方法 | |
| JP2004200203A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| US6191183B1 (en) | Method for the formation of silica thin films | |
| KR0138853B1 (ko) | 플라즈마에 의한 SOG(Spin-On Glass) 경화(Curing) 방법 | |
| JP3485425B2 (ja) | 低誘電率絶縁膜の形成方法及びこの膜を用いた半導体装置 | |
| JP2001077192A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPH08264648A (ja) | 半導体装置 | |
| Cheng et al. | Effect of carrier gas on the structure and electrical properties of low dielectric constant SiCOH film using trimethylsilane prepared by plasma enhanced chemical vapor deposition | |
| Cheng et al. | Moisture resistance and thermal stability of fluorine-incorporation siloxane-based low-dielectric-constant material | |
| JP2003252982A (ja) | 有機絶縁膜材料、その製造方法、有機絶縁膜の形成方法、及び、有機絶縁膜を設けた半導体装置 |