KR20030007725A - 성막 방법 및 성막 장치 - Google Patents

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다카시 스지노
사카모토히토시
우에다노리아키
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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
다카시 스지노
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Abstract

성막실(2) 내에 플라즈마(10)을 생성하고, 성막실(2) 내에 질소 가스(11)를 주로 여기시킨 후에 수소 가스 희석된 디보란 가스(13)와 혼합 및 반응시키고, 기판(4)에 붕소 니트라이드 막(15)을 형성시키고, 성막 초기 단계에서 질소 가스(11)를 과잉으로 공급하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하고, 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지한 붕소 니트라이드 막(15)을 형성시킨다.

Description

성막 방법 및 성막 장치{FILM FORMING METHOD AND FILM FORMING DEVICE}
종래, 집적 회로에 있어서는 층간 절연막으로서 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의한 규소 산화막(SiO2막)이 사용되고 있었다. 그러나 트랜지스터의 고집적화 및 스위칭 동작의 고속화로 인해, 배선간의 용량에 따른 손실이 문제가 되어 왔다. 이러한 문제를 해소하기 위해서는 층간 절연막의 비유전율의 감소가 요구되고, 보다 비유전율이 낮은 층간 절연막이 요구되고 있다. 이러한 상황에서 유기계 재료 등의 막(예컨대 유기계 규소의 막 및 비결정성탄소에 불소를 첨가한 막)에 있어서는 매우 낮은 비유전율(비유전율 κ가 2.5 이하임)로 할 수 있지만, 기계적·화학적 내성 및 열전도성에 문제점이 있었다. 또한, 막의 밀착성에도 문제가 있는 동시에, 밀도 측면에서 내흡습성에 문제점이 있었다.
이러한 상황에서, 내열성이 우수하고 매우 낮은 비유전율(비유전율 κ가 2.5이하임)를 가지는 붕소 니트라이드(BN) 및 붕소 카본니트라이드(BNC)가 주목받고 있다. 그렇지만 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 BN막 및 BNC막을 형성하는 기술은 아직 확립되지 않았으며, 따라서 BN막 및 BNC막을 제품으로서 성막할 수 있는 성막 방법 및 성막 장치의 출현이 기대되고 있다.
본 발명은 위와 같은 실정에 비추어 이루어진 것으로, 붕소 니트라이드 및 붕소 카본니트라이드의 막을 형성할 수 있는 성막 방법 및 성막 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명의 요약
본 발명의 성막 방법은 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 공급하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 것을 특징으로 한다.
이로써 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지한 붕소 니트라이드 막을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 방법은 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막 초기 단계에서 질소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 것을 특징으로 한다.
이로써 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지한 붕소 니트라이드 막을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 방법은 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막 초기 단계에서 수소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 것을 특징으로 한다.
이로써 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지한 붕소 니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 방법은 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 공급하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 것을 특징으로 한다.
이로써 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지한 붕소 카본니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 방법은 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막 초기 단계에서 질소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 것을 특징으로 한다.
이로써 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지한 붕소 카본니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 방법은 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막 초기 단계에서 수소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 것을 특징으로 한다.
이로써 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지한 붕소 카본니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 방법은 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막 초기 단계에서 탄화수소계 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 것을 특징으로 한다.
이로써 기판 계면의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지한 붕소 카본니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 방법은 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스와 혼합하여반응시켜 기판에 붕소 니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 비결정성 상 불활성화 가스를 혼합하는 것을 특징으로 한다.
이로써 흡습성을 손상시키지 않으면서 막 표면의 밀도를 높여 금속 확산을 억제하여 낮은 유전율을 유지한 붕소 니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 방법은 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 수소화물을 혼합함으로써 비결정성 상을 불활성화시키는 것을 특징으로 한다.
이로써 흡습성을 손상시키지 않으면서 막 표면의 밀도를 높여 금속 확산을 억제하여 낮은 유전율을 유지한 붕소 니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 방법은 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 비결정성 상 불활성화 가스를 혼합하는 것을 특징으로 한다.
이로써 흡습성을 손상시키지 않으면서 막 표면의 밀도를 높여 금속 확산을 억제하여 낮은 유전율을 유지한 붕소 카본니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 방법은 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 수소화물을 혼합함으로써 비결정성 상을 불활성화시키는 것을 특징으로 한다.
이로써 흡습성을 손상시키지 않으면서 막 표면의 밀도를 높여 금속 확산을 억제하여 낮은 유전율을 유지한 붕소 카본니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 방법은 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 플라즈마를 정지시키고 탄화수소물을 혼합함으로써 비결정성 상을 불활성화시키는 것을 특징으로 한다.
이로써 흡습성을 손상시키지 않으면서 막 표면의 밀도를 높여 금속 확산을 억제하여 낮은 유전율을 유지한 붕소 카본니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 방법은 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 플라즈마를 정지시키고 수소화물 및 탄화수소물을 혼합함으로써 비결정성 상을 불활성화시키는 것을 특징으로 한다.
이로써 흡습성을 손상시키지 않으면서 막 표면의 밀도를 높여 금속 확산을 억제하여 낮은 유전율을 유지한 붕소 카본니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 방법은 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 공급하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제함과 동시에, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 비결정성 상 불활성화 가스를 혼합하는 것을 특징으로 한다.
이로써 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지함과 동시에, 흡습성을 손상시키지 않으면서 막 표면의 밀도를 높여 금속 확산을 억제하여 낮은 유전율을 유지한 붕소 니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 방법은 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계가스 또는 증발 탄소와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 공급하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 동시에, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 비결정성 상 불활성화 가스를 혼합하는 것을 특징으로 한다.
이로써 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지함과 동시에, 흡습성을 손상시키지 않으면서 막 표면의 밀도를 높여 금속 확산을 억제하여 낮은 유전율을 유지한 붕소 카본니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 붕소계 가스가 수소 가스 희석된 디보란 가스인 것을 특징으로 하는 성막 방법에 관한 것이다.
본 발명의 성막 장치는 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내에 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하기 위해 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 도입하기 위한 억제 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스와 혼합하고 반응시킴으로써 기판에 붕소 니트라이드 막을 형성함에 있어서, 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 공급하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지한 붕소 니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 장치는 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 성막실 내의 질소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하기 위해 성막 초기 단계에서 질소 가스를 도입하기 위한 억제 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스와 혼합하고 반응시킴으로써 기판에 붕소 니트라이드 막을 형성함에 있어서, 성막 초기 단계에서 질소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지한 붕소 니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 장치는 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입수단; 및 성막실 내의 수소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하기 위해 성막 초기 단계에서 수소 가스를 도입하기 위한 억제 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스와 혼합하고 반응시킴으로써 기판에 붕소 니트라이드 막을 형성함에 있어서, 성막 초기 단계에서 수소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지한 붕소 니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 장치는 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하기 위해 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 도입하기 위한 억제 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하고 반응시킴으로써 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성함에 있어서, 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 공급하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지한 붕소 카본니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 장치는 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 성막실 내의 질소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하기 위해 성막 초기 단계에서 질소 가스를 도입하기 위한 억제 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하고 반응시킴으로써 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성함에 있어서, 성막 초기 단계에서 질소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지한 붕소 카본니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 장치는 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 성막실 내의 수소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하기 위해 성막 초기 단계에서 수소 가스를 도입하기 위한 억제 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하고 반응시킴으로써 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성함에 있어서, 성막 초기 단계에서 수소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하도록 했기 때문에 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지한 붕소 카본니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 장치는 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 성막실 내의 탄화수소계 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하기 위해 성막 초기 단계에서 탄화수소계 가스를 도입하기 위한 억제 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하고 반응시킴으로써 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성함에 있어서, 성막 초기 단계에서 탄화수소계 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 기판 계면의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지한 붕소 카본니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 장치는 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키기 위한 촉진 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 비결정성 상 불활성화 가스를 혼합하기 위한 불활성화 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스와 혼합하고 반응시킴으로써 기판에 붕소 니트라이드 막을 형성함에 있어서, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 비결정성 상 불활성화 가스를 혼합할 수 있다. 그 결과, 흡습성을 손상시키지 않으면서 막 표면의 밀도를 높여 금속 확산을 억제하여 낮은 유전율을 유지한 붕소 니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 장치는 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키기 위한 촉진 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 비결정성 상을 불활성화하기 위해서 수소 가스를 혼합하기 위한 불활성화 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스와 혼합하고 반응시킴으로써 기판에 붕소 니트라이드 막을 형성함에 있어서, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 수소화물을 혼합하여 비결정성 상을 불활성화시킬 수 있다. 그 결과, 흡습성을 손상시키지 않으면서 막 표면의 밀도를 높여 금속 확산을 억제하여 낮은 유전율을 유지한 붕소 니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 장치는 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키기 위한 촉진 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 비결정성 상 불활성화 가스를 혼합하기 위한 불활성화 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하고 반응시킴으로써 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성함에 있어서, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 비결정성 상 불활성화 가스를 혼합할 수 있다. 그 결과, 흡습성을 손상시키지 않으면서 막 표면의 밀도를 높여 금속 확산을 억제하여 낮은 유전율을 유지한 붕소 카본니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 장치는 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키기 위한 촉진 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 비결정성 상을 불활성화하기 위해서 수소화물을 혼합하기 위한 불활성화 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하고 반응시킴으로써 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성함에 있어서, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 수소화물을 혼합함으로써 비결정성 상을 불활성화시킬 수있다. 그 결과, 흡습성을 손상시키지 않으면서 막 표면의 밀도를 높여 금속 확산을 억제하여 낮은 유전율을 유지한 붕소 카본니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 장치는 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키기 위한 촉진 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 비결정성 상을 불활성화하기 위해 탄화수소물을 혼합하기 위한 불활성화 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하고 반응시킴으로써 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성함에 있어서, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 플라즈마를 정지시키고 탄화수소물을 혼합함으로써 비결정성 상을 불활성화시킬 수 있다. 그 결과, 흡습성을 손상시키지 않으면서 막 표면의 밀도를 높여 금속 확산을 억제하여 낮은 유전율을 유지한 붕소 카본니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 장치는 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키기 위한 촉진 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 비결정성 상을 불활성화하기 위해 수소화물 및 탄화수소물을 혼합하기 위한 불활성화 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하고 반응시킴으로써 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성함에 있어서, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 플라즈마를 정지시키고 수소화물 및 탄화수소물을 혼합함으로써 비결정성 상을 불활성화시킬 수 있다. 그 결과, 흡습성을 손상시키지 않으면서 막 표면의 밀도를 높여 금속 확산을 억제하여 낮은 유전율을 유지한 붕소 카본니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 장치는 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하기 위해 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 도입하기 위한 억제 가스 도입 수단; 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키기 위한 촉진 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 비결정성 상 불활성화 가스를 혼합하기 위한 불활성화 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스와 혼합하고 반응시킴으로써 기판에 붕소 니트라이드 막을 형성함에 있어서, 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 공급하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 동시에, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 비결정성 상 불활성화 가스를 혼합할 수 있다. 그 결과, 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지함과 동시에, 흡습성을 손상시키지 않으면서 막 표면의 밀도를 높여 금속 확산을 억제하여 낮은 유전율을 유지한 붕소 니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 성막 장치는 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하기 위해 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 도입하기 위한 억제 가스 도입 수단; 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하고 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키기 위한 촉진 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 비결정성 상 불활성화 가스를 혼합하기 위한 불활성화 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하고 반응시킴으로써 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성함에 있어서, 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 공급하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 동시에, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 비결정성 상 불활성화 가스를 혼합할 수 있다. 그 결과, 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지함과 동시에, 흡습성을 손상시키지 않으면서 막 표면의 밀도를 높여 금속 확산을 억제하여 낮은 유전율을 유지한 붕소 카본니트라이드 막을 형성시킬 수 있다.
본 발명은 붕소 니트라이드 막 및 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 성막 방법 및 성막 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 양태에 관한 성막 방법을 실시하는 성막 장치로서의 플라즈마 CVD 장치의 개략 측면도이다.
도 2는 본 실시 양태에서 성막한 상태의 개략도이다.
도 3은 계면부의 개략도이다.
도 4는 표면부에 동을 배선한 상태의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 양태에 관한 성막 방법을 실시하는 성막 장치로서의 플라즈마 CVD 장치의 개략 측면도이다.
도 6은 본 실시 양태에서 성막한 계면부의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시 양태에 관한 성막 방법을 실시하는 성막 장치로서의 플라즈마 CVD 장치의 개략 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시 양태에 관한 성막 방법을 실시하는 성막 장치로서의 플라즈마 CVD 장치의 개략 측면도이다.
고집적 회로의 층간 절연막으로서 낮은 유전율의 붕소 니트라이드(BN)를 플라즈마 기상법에 의해 형성하는 경우, 붕소 공급원으로서 수소(H2) 가스를 희석 가스로 한 디보란(B2H6)등이 사용되고, 질소 공급원으로서 질소(N2)가스 등이 사용되고 있었다. 또한, 붕소 카본니트라이드(BNC) 막을 형성하는 경우, 탄소 공급원으로서 유기계 가스로서의 테트라에톡시실란(Si(O-C2H5)4:이하 TEOS라고 칭한다) 및 증발 탄소 등이 사용되고 있었다. 그리고, 반응 용기 중에서 플라즈마를 발생시켜, 이들 가스를 혼합하여 소정의 기판상에 성막하였다.
BN막 및 BNC막을 형성하는 경우의 문제점으로서, 기판과 막의 계면에 비결정성 상의 존재에 의한 흡습성으로 인해 낮은 유전율이 저하될 우려가 있다. 또한, 이후의 공정에 있어서 탈 가스화가 우려된다. 또한, 막 표면의 밀도가 낮기 때문에 동(Cu)배선한 경우에 Cu의 확산으로 인해 층간의 절연 파괴 등을 일으킬 우려가있다.
그래서, 본 발명에서는 기판과 막의 계면에서 비결정성 상을 억제하여 낮은 유전율의 저하가 없도록 BN막 및 BNC막을 형성할 수 있는 성막 방법 및 성막 장치를 달성한 것이다. 또한, 본 발명에서는 내흡습성을 고려하여 막 표면의 밀도가 낮은 점을 해소하고, 배선 금속(특히 Cu)의 확산이 없도록 하여 층간의 절연 파괴 등이 발생되지 않는 BN막이나 BNC막을 형성할 수 있는 성막 방법 및 성막 장치를 달성한 것이다.
본 발명을 보다 상세히 서술하기 위해서, 첨부의 도면에 근거하여 이를 설명한다.
이하 도 1 내지 도 8에 근거하여 본 발명의 성막 방법 및 성막 장치를 설명한다. 도 1 내지 도 4에 근거하여 제 1 실시 양태를 설명한다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시 양태에 관한 성막 방법을 실시하는 성막 장치로서의 플라즈마 CVD 장치의 개략 측면도이고, 도 2는 본 실시 양태에서 성막한 상태의 개략도이고, 도 3은 계면부의 개략도이고, 도 4에는 표면부에 동을 배선한 상태의 개략도를 나타내고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 원통상의 용기(1) 내에는 성막실(2)이 형성되고, 용기(1)의 상부에는 원형의 천정판(3)이 설치되어 있다. 용기(1)의 중심에 있어서의 성막실(2)에는 기판 유지부로서의 정전기 척(chuck)(4)이 구비되고, 정전기 척(4)에는 정전기 척용 직류 전원(5)이 접속되어 반도체의 기판(6)(예컨대, 직경 300mm 이상의 실리콘 웨이퍼)가 정전기적으로 흡착 유지된다.
천정판(3) 위에는 예컨대, 원형 링형의 고주파 안테나(7)가 배치되고, 고주파 안테나(7)에는 정합기(8)을 통해 고주파 전원(9)이 접속되어 있다. 고주파 안테나(7)에 전력을 공급함으로써 전자파가 용기(1)의 성막실(2)에 입사된다. 용기(1)내에 입사된 전자파는 성막실(2)내의 가스를 이온화하여 플라즈마(10)를 발생시킨다(플라즈마 생성 수단).
용기(1)에는 성막실(2)내에 질소 가스(N2가스)(11)(>99.999%)를 도입하는 질소 가스 도입 수단으로서의 질소 가스 노즐(12)이 설치되고, 질소 가스 노즐(12)의 하방측의 성막실(2)내에 붕소계 가스로서의 디보란(B2H6) 함유 가스(13)를 도입하는 붕소계 가스 도입 수단으로서의 디보란 가스 노즐(14)이 설치되어 있다. 디보란 가스 노즐(14)로부터 성막실(2)내에 도입되는 B2H6함유 가스(13)는 수소(H2)가스로 희석된 B2H6가스(1% 내지 5%)로 이루어져 있다.
상술한 플라즈마 CVD 장치에서는 정전기 척(4)에 기판(6)이 실려 정전기적으로 흡착된다. 질소 가스 노즐(12)로부터 N2가스(11)가 소정 유량으로 도입되고, 디보란 가스 노즐(14)로부터 B2H6함유 가스(13)가 소정 유량으로 도입된다. 고주파 전원(9)으로부터 고주파 안테나(7)에 전력을 공급하여 정합기(8)를 통해서 고주파(1MHz 내지 100MHz, 1kW 내지 10kW)를 인가함으로써, 성막실(2)내에서 주로 N2가스(11)가 여기되어 플라즈마 상태가 되고, N2가스(11)가 여기된 후, B2H6함유 가스(13)와 혼합되어 반응하고, 도 2에 도시한 바와 같이, 기판(6) 상에 붕소 카본니트라이드(BN)막(15)이 성막된다. 이 때, 기판(6)의 온도는 200℃부터 400℃로 설정된다.
그리고, 성막 초기 단계에서 질소 가스 노즐(12)로부터의 N2가스(11)의 유량을 과잉으로 하고, 붕소(B)의 응집을 억제함으로써 BN의 결정화를 촉진시키고, 결정 불완전성을 제거하여 기판(6)과 BN막(15)의 계면(15a)에서의 비결정성 상의 발생을 억제한다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 성막의 초기에 N2량을 많게 함으로써, B가 줄어 BN 결합이 촉진되어 결정화가 용이해진다. 즉, 본 실시 양태에서는 질소 가스 노즐(12)이 억제 가스 도입 수단이 되고, N2가스(11)가 비결정성 상 억제 가스로 되어 있다. 또한, 억제 가스 도입 수단으로서 N2가스(11)를 별도 도입하는 노즐을 설치할 수 있다.
비결정성 상은 흡습성의 원인이라는 것을 알고 있기 때문에, 계면(15a)에서의 비결정성 상의 발생의 억제는 흡습성을 저감하기 위해서 매우 효과적이다. 초기 성막후에는 통상의 유량비로 되돌려 성막을 계속함으로써, 낮은 유전율을 유지한 소정 두께의 BN막(15)이 수득된다. 또한, 초기 성막은 예컨대, 두께가 100Å 정도의 두께가 될 때까지 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 성막의 마지막 단계에서 디보란 가스 노즐(14)로부터의 B2H6유량을 과잉으로 하는 동시에, 디보란 가스 노즐(14)에 새롭게 H2가스(13a)를 혼합하고, BN에 있어서의 B에 의한 불완전성을 증강하고, BN막(15)의 최외각표면(15b)에서의 비결정성 상의 발생을 촉진하는 동시에, 비결정성 상을 불활성화한다. 즉, 비결정성 상의 발생을 촉진하여 최고 밀도 충전 상태(밀도를 높인다)로 하고, 플라즈마로 원자화된 H를 미결합손에 결합시켜 불활성화하여 내흡습성을 높인다.
즉, 본 실시 양태에서는 디보란 가스 노즐(14)이 촉진 가스 도입 수단이 되고, 새롭게 H2가스(13a)를 혼합하는 라인 및 디보란 가스 노즐(14)이 불활성화 가스 도입 수단이 되고, H2가스(13a)가 비결정성 상 불활성화 가스로 된다. 또한, H2가스(13a)를 별도 도입하는 노즐을 설치하여 불활성화 가스 도입 수단을 구성할 수 있다.
BN막(15)의 최외각표면(15b)은 통상, 거친 상태로 되기 때문에 도 4에 도시한 바와 같이, 이 상태 그대로 다른 금속(예컨대 동:Cu)을 배선하면 Cu이 확산된다. 본 실시 양태에서는 성막의 마지막 단계에서 B2H6유량을 과잉으로 함으로써 비결정성 상의 발생을 촉진시키고, 밀도를 높인다. 그리고, 상술한 바와 같이, 비결정성 상은 흡습성의 원인이라는 것을 알고 있기 때문에 H2가스(13a)를 혼합함으로써, 미결합손에 H를 결합시켜 불활성화함으로써, 즉, 내흡습성을 높인다. 이 때문에 내흡습성을 손상시키지 않고 Cu의 확산을 억제한다.
이와 같이, 비결정성 상의 발생이 억제된 계면(15a)과, 비결정성 상의 발생이 촉진되어 밀도가 높여지고, 또한 비결정성 상이 불활성화된 최외각표면(15b)을 갖는 BN막(15)으로 함으로써 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시킬 수 있고, 또한흡습성을 손상시키지 않고 Cu의 확산을 억제할 수 있다.
도 5 및 도 6에 근거하여 제 2 실시 양태를 설명한다. 도 5에는 본 발명의 제 2 실시 양태에 관한 성막 방법을 실시하는 성막 장치로서의 플라즈마 CVD장치의 개략적인 측면을 도시하고, 도 6에는 본 실시 양태에서 성막한 계면부의 개략도를 나타내고 있다. 또한, 도 1 내지 도 4에 나타낸 부재와 동일 구성 부재에는 동일 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략했다.
본 실시 양태에서는 성막의 초기에 디보란 가스 노즐(14)에 추가로 새롭게 H2가스(13b)를 혼합하여 H2의 유량을 과잉으로 하고, 붕소(B)의 응집을 제거함으로써 BN의 결정화를 촉진시키고, 결정 불완전성을 제거하여 기판(6)과 BN막(15)의 계면(15a)에서의 비결정성 상의 발생을 억제한다. 즉, 도 6에서 도시한 바와 같이, 성막의 초기에 H2량을 많게 함으로써, 플라즈마중의 원자상태 H가 응집한 B를 에칭하여 BH로서 기화하고, BN만을 남기도록 한다.
즉, 본 실시 양태에서는 추가로 새로운 H2가스(13b)의 라인 및 디보란 가스 노즐(14)이 억제 가스 도입 수단이 되고, 추가로 새로운 H2가스(13b)가 비결정성 상 억제 가스로 된다. 또한, 억제 가스 도입 수단으로서 추가로 새로운 H2가스(13b)를 별도 도입하는 노즐을 설치할 수 있다.
비결정성 상이 흡습성의 원인이라는 것을 알기 때문에 계면(15a)에서의 비결정성 상의 발생의 억제는 흡습성을 감소하기 위해서 지극히 효과적이다. 초기 성막후에는 통상의 유량비로 되돌려 성막을 계속함으로써, 낮은 유전율을 유지한 소정 두께의 BN막(15)이 수득된다. 또한, 초기 성막은, 예컨대 두께가 100Å 정도의 두께가 될 때까지 형성하는 것이 바람직하다.
본 실시 양태에서는 성막의 마지막 단계에서 제 1 실시 양태와 같은 처리를 실시하고, 상술한 바와 같이, 비결정성 상의 발생이 억제된 계면(15a)과, 비결정성 상의 발생이 촉진되어 밀도가 높여지고, 또한 비결정성 상이 불활성화된 최외각표면(15b)을 갖는 BN막(15)이 되기 때문에 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시킬 수 있고, 또한 흡습성을 손상시키지 않고 Cu의 확산을 억제할 수 있다.
도 7에 근거하여 제 3 실시 양태를 설명한다. 도 7에는 본 발명의 제 3 실시 양태에 관한 성막 방법을 실시하는 성막 장치로서의 플라즈마 CVD 장치의 개략 측면을 나타내고 있다. 또한, 도 1 내지 도 4에 나타낸 부재와 동일 구성 부재에는 동일 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략했다.
용기(1)에는 성막실(2)내에 질소 가스(N2가스)(11)(>99.999%)를 도입하는 질소 가스 노즐(12)이 설치되고, 질소 가스 노즐(12)의 하방측의 성막실(2)내에 붕소계 가스로서의 디보란(B2H6) 함유 가스 및 유기계 가스로서의 테트라에톡시실란(Si(O-C2H5)4: 이하 TEOS라 칭한다)가스(B2H6함유 가스+ TEOS 가스)(16)를 도입하는 붕소계 가스 도입 수단으로서의 혼합 가스 노즐(17)이 설치되어 있다. 혼합 가스 노즐(17)로부터 성막실(2)내에 도입되는 B2H6함유 가스는 수소(H2)가스로 희석된 B2H6가스(1% 내지 5%)로 이루어져 있다.
또한, 유기계 가스로서는 에탄올, 아세톤 등을 사용할 수 있다.
또한, 혼합 가스 노즐(17)의 하방측의 성막실(2)내에 비결정성 상 발생 억제 가스로서의 탄화수소계 가스(예컨대 메탄:CH4)(41)을 도입하는 억제 가스 도입 수단으로서의 탄화수소계 가스 노즐(42)이 설치되어 있다. 탄화수소계 가스 노즐(42)로부터는 성막 초기 단계에서 CH4(41)이 도입된다. 또한, 비결정성 상 발생 억제 가스로서, 제 1 실시 양태에서 나타낸 N2가스(11)를 적용하거나, 제 2 실시 양태에서 나타낸 H2가스(l3b)를 적용할 수 있다.
상술한 플라즈마 CVD 장치에서는 질소 가스 노즐(12)로부터 N2가스(11)가 소정 유량으로 도입되고, 혼합 가스 노즐(17)로부터(B2H6함유 가스+ TEOS 가스)(16)이 소정 유량으로 도입된다. 고주파 전원(9)으로부터 고주파 안테나(7)에 전력을 공급하여 정합기(8)를 통해서 고주파(1MHz 내지 100MHz, 1kW 내지 10kW)를 인가함으로써, 성막실(2)내에서 주로 N2가스(11)가 여기되어 플라즈마 상태가 되고, N2가스(11)가 여기된 후, (B2H6함유 가스+TEOS 가스)(16)와 혼합되어 반응하고, 기판(6)상에 붕소 카본니트라이드(BNC)막(18)이 성막된다. 이 때, 기판(6)의 온도는 200℃부터 400℃로 설정된다.
그리고, 성막의 초기에 탄화수소계 가스 노즐(42)로부터 CH4(41)을 도입하고, 붕소(B)의 응집을 억제함으로써 BNC의 결정화를 촉진시키고, 결정 불완전성을 제거하여 기판(6)과 BNC막(18)의 계면에서의 비결정성 상의 발생을 억제한다. 즉, 성막의 초기에 CH4(41)를 도입함으로써, 플라즈마 중에서 CH4가 CH3+원자상태 H로 되고, 원자상태 H가 응집한 B를 에칭하여 BH로서 기화하고, 탄소가 BN과 결합하여 BNC의 결정화가 촉진된다.
비결정성 상이 흡습성의 원인이라는 것을 알기 때문에 계면에서의 비결정성 상의 발생의 억제는 흡습성을 저감하기 위해서 지극히 효과적이다. 초기 성막후는 통상의 유량비로 되돌려 성막을 계속함으로써, 낮은 유전율을 유지한 소정 두께의 BNC막(18)이 수득된다. 또한, 초기 성막은 예컨대, 두께가 100Å 정도의 두께가 형성될 때까지 수행하는 것이 바람직하다.
한편, 성막의 마지막 단계에서 혼합 가스 노즐(17)로부터의 B2H6유량을 과잉으로 하는 동시에, 혼합 가스 노즐(17)에 새롭게 H2가스(13a)를 혼합하고, BNC에서의 B에 의한 불완전성을 증강하고, BNC 막(18)의 최외각표면에서의 비결정성 상의 발생을 촉진하는 동시에, 비결정성 상을 불활성화한다. 즉, 비결정성 상의 발생을 촉진하여 최고 밀도 충전 상태(밀도를 높인다)로 하고, 플라즈마에서 원자화된 H를 미결합손에 결합시켜 불활성화하여 내흡습성을 높인다.
즉, 본 실시 양태에서는 혼합 가스 노즐(17)이 촉진 가스 도입 수단이 되고, 새롭게 H2가스(13a)를 혼합하는 라인 및 혼합 가스 노즐(17)이 불활성화 가스 도입수단이 되고, H2가스(13a)가 비결정성 상 불활성화 가스로 된다. 또한, H2가스(13a)를 별도 도입하는 노즐을 설치하여 불활성화 가스 도입 수단을 구성할 수 있다.
BNC막(18)의 최외각표면은 통상, 거친 상태이기 때문에 이 상태 그대로 다른 금속(예컨대 동: Cu)을 배선하면 Cu의 확산이 발생된다. 본 실시 양태에서는 성막의 마지막 단계에서 B2H6유량을 과잉으로 함으로써 비결정성 상의 발생을 촉진시키고, 밀도를 높인다. 그리고, 상술한 바와 같이, 비결정성 상은 흡습성의 원인이라는 것을 알기 때문에 H2가스(13a)를 혼합함으로써, 미결합손에 H를 결합시켜 불활성화함으로써, 즉, 내흡습성을 높인다. 이 때문에 내흡습성을 손상시키지 않고 Cu의 확산을 억제한다.
이와 같이, 비결정성 상의 발생이 억제된 계면과, 비결정성 상의 발생이 촉진되어 밀도가 높여지고, 또한 비결정성 상이 불활성화된 최외각표면을 갖는 BNC막(18)으로 함으로써 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시킬 수 있고, 또한 흡습성을 손상시키지 않고 Cu의 확산을 억제할 수 있다.
도 8에 근거하여 제 4 실시 양태를 설명한다. 도 8에는 본 발명의 제 4 실시 양태에 관한 성막 방법을 실시하는 성막 장치로서의 플라즈마 CVD 장치의 개략 측면을 나타내고 있다. 또한, 도 1 내지 도 4에 나타낸 부재와 동일 구성 부재에는 동일 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략했다.
용기(1)에는 성막실(2)내에 질소 가스(N2가스)(11)(>99.999%)를 도입하는 질소 가스 도입 수단으로서의 질소 가스 노즐(12)이 설치되고, 질소 가스 노즐(12)의 하방측의 성막실(2) 내에 붕소계 가스로서의 디보란(B2H6) 함유 가스(13)를 도입하는 붕소계 가스 도입 수단으로서의 디보란 가스 노즐(14)이 설치된다. 디보란 가스 노즐(14)로부터 성막실(2)내에 도입되는 B2H6함유 가스(13)는 수소(H2) 가스로 희석된 B2H6가스(1% 내지 5%)로 이루어져 있다. 디보란 가스 노즐(14)의 내부에는 코일상 탄소 히터(14a)가 설치되고, 코일상 탄소 히터(14a)는 전류 제어에 의해서 1000℃ 내지 3000℃의 범위로 온도가 제어되어 탄소 증발량이 조절된다.
또한, 디보란 가스 노즐(14)의 하방측의 성막실(2)내에 비결정성 상 발생 억제 가스로서의 탄화수소계 가스(예컨대 메탄: CH4)(41)을 도입하는 억제 가스 도입 수단으로서의 탄화수소계 가스 노즐(42)이 설치되어 있다. 탄화수소계 가스 노즐(42)로부터는 성막 초기 단계에서 CH4(41)이 도입된다. 또한, 비결정성 상 발생 억제 가스로서, 제 1 실시 양태에서 예시한 N2가스(11)를 적용하거나, 제 2 실시 양태에서 예시한 H2가스(13b)를 적용할 수 있다.
상술한 플라즈마 CVD 장치에서는 정전기 척(4)에 기판(6)이 실려서 정전기적으로 흡착된다. 질소 가스 노즐(12)로부터 N2가스(11)가 소정 유량으로 도입되고, 코일상 탄소 히터(14a)를 구비한 디보란 가스 노즐(14)로부터 B2H6함유 가스(13)가 소정 유량으로 도입된다. 코일상 탄소 히터(14a)의 가열에 의해 고체상의 탄소가증발된다. 고주파 전원(9)으로부터 고주파 안테나(7)에 전력을 공급하여 정합기(8)를 통해서 고주파(1MHz 내지 100MHz, 1kW 내지 10kW)를 인가함으로써, 성막실(2)내에서 주로 N2가스(11)가 여기되어 플라즈마 상태가 되고, N2가스(11)가 여기된 후, B2H6함유 가스(13) 및 고체 탄소원 증발 가스와 혼합되어 반응하고, 코일상 탄소 히터(14a)의 온도 제어에 의해 또는 증발 탄소량이 제어되어 기판(6)상에 붕소 카본니트라이드(BNC) 막(44)이 성막된다. 이 때, 기판(6)의 온도는 200℃ 내지 400℃로 설정된다.
그리고, 성막의 초기에 탄화수소계 가스 노즐(42)로부터 CH4(41)를 도입하고, 붕소(B)의 응집을 억제함으로써 BNC의 결정화를 촉진시키고, 결정 불완전성을 제거하여 기판(6)과 BNC막(44)의 계면에서의 비결정성 상의 발생을 억제한다. 즉, 성막 초기 단계에서 CH4(41)을 도입함으로써, 플라즈마 중에서 CH4가 CH3+원자상태 H가 되고, 원자상태 H가 응집한 B를 에칭하여 BH로서 기화하고, 탄소가 BN과 결합하여 BNC의 결정화가 촉진된다.
비결정성 상이 흡습성의 원인이라는 것을 알기 때문에 계면에서의 비결정성 상의 발생의 억제는 흡습성을 저감하기 위해서 지극히 효과적이다. 초기 성막후에는 통상의 유량비로 되돌려 성막을 계속함으로써, 낮은 유전율을 유지한 소정 두께의 BNC막(44)이 수득된다. 또한, 초기 성막은 예컨대, 두께가 100Å 정도까지의 두께까지의 시기가 바람직하다.
한편, 성막의 마지막 단계에서 디보란 가스 노즐(14)로부터의 B2H6유량을 과잉으로 하는 동시에, 디보란 가스 노즐(14)에 새롭게 H2가스(13a)를 혼합하고, BNC에서의 B에 의한 불완전성을 증강하고, BNC막(44)의 최외각표면에서의 비결정성 상의 발생을 촉진하는 동시에, 비결정성 상을 불활성화한다. 즉, 비결정성 상의 발생을 촉진하여 최고 밀도 충전 상태(밀도를 높인다)로 하고, 플라즈마로 원자화된 H를 미결합손에 결합시켜 불활성화하여 내흡습성을 높인다.
또한, 붕소계 가스로서, B2H6함유 가스 대신 염화 붕소(BCl3)를 적용할 수 있다. 이 경우, 성막의 마지막 단계에서 BCl3유량을 과잉으로 함으로써 BNC에서의 B에 의한 불완전성이 증강되어 최고 밀도 충전 상태(밀도를 높인다)가 된다.
즉, 본 실시 양태에서는 디보란 가스 노즐(14)이 촉진 가스 도입 수단이 되고, 새롭게 H2가스(13a)를 혼합하는 라인 및 디보란 가스 노즐(14)이 불활성화 가스 도입 수단이 되고, H2가스(13a)가 비결정성 상 불활성화 가스로 이루어져 있다. 또한, H2가스(13a)를 별도 도입하는 노즐을 설치하여 불활성화 가스 도입 수단을 구성할 수 있다.
BNC막(44)의 최외각표면은 통상, 거친 상태로 되어 있기 때문에, 이 상태 그대로 다른 금속(예컨대 동: Cu)을 배선하면 Cu의 확산이 발생된다. 본 실시 양태에서는 성막의 마지막 단계에서 B2H6유량을 과잉으로 함으로써 비결정성 상의 발생을 촉진시키고, 밀도를 높이고 있다. 그리고, 상술한 바와 같이, 비결정성 상이흡습성의 원인이라는 것을 알기 때문에, H2가스(13a)를 혼합함으로써, 미결합손에 H를 결합시켜 불활성화함으로써, 즉, 내흡습성을 높인다. 이 때문에 내흡습성을 손상시키지 않고 Cu의 확산을 억제한다.
이와 같이, 비결정성 상의 발생이 억제된 계면과, 비결정성 상의 발생이 촉진되어 밀도가 높여지고, 또한 비결정성 상이 불활성화된 최외각표면을 갖는 BNC막(44)으로 함으로써 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시킬 수 있고, 또한 흡습성을 손상시키지 않고 Cu의 확산을 억제할 수 있다.
상술한 제 1 실시 양태 내지 제 4 실시 양태에서는 비결정성 상 불활성화 가스로서 새로운 H2가스(13a)를 사용한 예를 들어 설명했지만, 플라즈마를 정지한 상태에서, 비결정성 상 불활성화 가스로서 메탄(CH4)등의 탄화수소물을, 예컨대 텅스텐 히터에 의해 가열하여 도입(진공 상태로 도입함)할 수 있다. 이 때, 가열에 의해 CH4가 CH3+H로 되고, 미결합손에 H가 결합하여 상술한 바와 같이 비결정성 상이 불활성화된다. 또한, 비결정성 상 불활성화 가스로서 메탄(CH4) 등의 탄화수소물과 H2가스 등의 수소화물을 혼합한 것을, 예컨대 텅스텐 히터에 의해 가열하여 도입(진공 상태로 도입)할 수 있다.
또한, 상술한 제 1 실시 양태 내지 제 4 실시 양태에서는 성막 초기의 처리 및 성막의 마지막 단계의 처리를 모두 실시한 예를 개시했지만, 이들 중 어느 한편만을 실시할 수도 있다. 또한, 처리의 수법의 조합도 제 1 실시 양태 내지 제 4실시 양태로 나타낸 방법을 적절히 조합할 수 있다.
이상과 같이, 기판 계면에서의 내흡습성을 향상시켜 낮은 유전율을 유지한 붕소 니트라이드 막을 형성시킬 수 있는 성막 방법 및 성막 장치로 하는 것이다.

Claims (31)

  1. 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 공급하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  2. 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막 초기 단계에서 질소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  3. 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막 초기 단계에서 수소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  4. 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 공급하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  5. 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막 초기 단계에서 질소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  6. 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막 초기 단계에서 수소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  7. 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막 초기 단계에서 탄화수소계 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  8. 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 비결정성 상 불활성화 가스를 혼합하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  9. 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 수소화물을 혼합함으로써 비결정성 상을 불활성화시키는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  10. 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상발생을 촉진시키고, 또한 비결정성 상 불활성화 가스를 혼합하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  11. 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 수소화물을 혼합함으로써 비결정성 상을 불활성화시키는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  12. 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 플라즈마를 정지시키고 탄화수소물을 혼합함으로써 비결정성 상을 불활성화시키는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  13. 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서,성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 플라즈마를 정지시키고 수소화물 및 탄화수소물을 혼합함으로써 비결정성 상을 불활성화시키는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  14. 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 공급하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 동시에, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 비결정성 상 불활성화 가스를 혼합하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  15. 성막실 내에 플라즈마를 생성하고, 성막실 내에서 질소 가스를 주로 여기시킨 후에 여기된 질소 가스를 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소와 혼합하여 반응시켜 기판에 붕소 카본니트라이드 막을 형성하는 것을 포함하는 성막 방법으로서, 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 공급하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하는 동시에, 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키고, 또한 비결정성 상 불활성화 가스를 혼합하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    붕소계 가스가 수소 가스 희석된 디보란 가스인 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  17. 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하기 위해 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 도입하기 위한 억제 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  18. 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 성막실 내의 질소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하기 위해 성막 초기 단계에서 질소 가스를 도입하기 위한 억제 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  19. 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 성막실 내의 수소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하기 위해 성막 초기 단계에서 수소 가스를 도입하기 위한 억제 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  20. 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하기 위해 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 도입하기 위한 억제 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  21. 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 성막실 내의 질소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하기 위해 성막 초기 단계에서 질소 가스를 도입하기 위한 억제 가스 도입수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  22. 성막실내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 성막실 내의 수소 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하기 위해 성막 초기 단계에서 수소 가스를 도입하기 위한 억제 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  23. 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 성막실 내의 탄화수소계 가스 유량을 과잉으로 하여 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하기 위해 성막 초기 단계에서 탄화수소계 가스를 도입하기 위한 억제 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  24. 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키기 위한 촉진 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 비결정성 상 불활성화 가스를 혼합하기 위한 불활성화 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  25. 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키기 위한 촉진 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 비결정성 상을 불활성화하기 위해서 수소 가스를 혼합하기 위한 불활성화 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
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  27. 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키기 위한 촉진 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 비결정성 상을 불활성화하기 위해서 수소화물을 혼합하기 위한 불활성화 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  28. 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키기 위한 촉진 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 비결정성 상을 불활성화하기 위해서 탄화수소물을 혼합하기 위한 불활성화 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  29. 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키기 위한 촉진 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 비결정성 상을 불활성화하기 위해서 수소화물 및 탄화수소물을 혼합하기 위한 불활성화 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  30. 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하기 위해 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 도입하기 위한 억제 가스 도입 수단; 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키기 위한 촉진 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 비결정성 상 불활성화 가스를 혼합하기 위한 불활성화 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  31. 성막실 내에 플라즈마를 생성하기 위한 것으로 성막실의 상부에 구비된 플라즈마 생성 수단; 성막실의 하부에 구비된 기판 유지부; 질소 가스를 성막실 내로 도입하기 위한 질소 가스 도입 수단; 상기 질소 가스 도입 수단의 하방측의 성막실 내로 붕소계 가스 및 유기계 가스 또는 증발 탄소를 도입하기 위한 붕소계 가스 도입 수단; 계면에서의 비결정성 상 발생을 억제하기 위해 성막 초기 단계에서 비결정성 상 발생 억제 가스를 도입하기 위한 억제 가스 수단; 성막의 마지막 단계에서 붕소계 가스 유량을 과잉으로 하여 막 표면의 비결정성 상 발생을 촉진시키기 위한 촉진 가스 도입 수단; 및 성막의 마지막 단계에서 비결정성 상을 불활성화 가스를 혼합하기 위한 불활성화 가스 도입 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
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