KR20080005140A - 실리콘 및 유기 전구체를 이용하여 ｐｅｃｖｄ 공정에서의가스상 반응을 감소시켜 결함이 없는 초기 층을 증착하는방법 - Google Patents

실리콘 및 유기 전구체를 이용하여 ｐｅｃｖｄ 공정에서의가스상 반응을 감소시켜 결함이 없는 초기 층을 증착하는방법 Download PDF

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Abstract

저 유전체 상수 필름을 증착하는 방법은 전력을 전달받는 전극을 가지는 프로세싱 챔버 내에 기판을 위치시키는 단계, RF 전력을 전극에 인가시킴으로써 초기 층을 증착시키기 위해서 하나 이상의 산화 가스의 유동률 및 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 유동률의 초기 가스 혼합물을 프로세싱 챔버 내측으로 유동시키는 단계에 의해 제공된다. 유기실리콘 화합물 유동률은 하나 이상의 포로젠 화합물이 도입되는, 제 1 전이 층을 증착시키기 위해서 최종 유동률로 램핑-업되며, 포로젠 화합물 유동률은 제 2 전이 층을 증착시키면서 최종 증착률로 램핑 업된다. 포로젠 도핑된 실리콘 산화물 층은 RF 전력이 종결될 때까지 최종 포로젠 및 유기실리콘 유동률을 유동시킴으로써 증착된다.

Description

실리콘 및 유기 전구체를 이용하여 ＰＥＣＶＤ 공정에서의 가스상 반응을 감소시켜 결함이 없는 초기 층을 증착하는 방법 {METHOD TO REDUCE GAS-PHASE REACTIONS IN A PECVD PROCESS WITH SILICON AND ORGANIC PRECURSORS TO DEPOSIT DEFECT-FREE INITIAL LAYERS}
본 발명의 실시예는 일반적으로 집적회로의 제조에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명의 실시예는 기판 상에 유전체 층을 증착하기 위한 방법 및 유전체 층을 포함하는 구조물에 관한 것이다.
반도체 소자의 기하학적 구조는 소자가 수십년 전 처음 도입된 이후로 크기 면에서 급격하게 감소하고 있다. 집적 회로는 일반적으로, 매 2년마다 칩의 소자 수가 배로 증가할 것임을 의미하는, 2년/반-크기 법칙(종종, 무어의 법칙; Moore's Law으로 지칭됨)을 따른다. 오늘날 제조 설비는 통상적으로, 0.13 ㎛ 및 심지어 0.1 ㎛ 피쳐 크기를 갖는 소자를 생성시키며, 미래의 설비는 보다 작은 기하학적 구조를 갖는 소자를 생성시킬 것이다.
집적 회로 상의 소자의 크기를 더 감소시키기 위해서, 인접한 금속 라인들 사이의 용량성 커플링을 감소시키기 위해서 저 저항성을 가지는 전도성 재료를 이 용하며, 저 유전체 상수 (k)를 갖는 절연체를 이용할 필요가 있다. 이러한 저 유전체 상수 k 재료는 비-도핑된 실리콘 글래스(USG) 또는 플루오르-도핑된 실리콘 글래스(FSG)와 같은 스핀-온 글래스(spin-on glass)이며, 반도체 제조 공정에서 갭 필 층으로서 증착될 수 있다. 저 유전체 상수 k 재료의 다른 예는 탄소 도핑된 실리콘 산화물 및 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함한다. 그러나, 소자의 기하학적 구조에 있어서 계속되는 감소는 심지어 보다 더 낮은 k 값을 가지는 필름에 대한 요구를 발생시킨다.
저 유전체 상수에 대한 최근의 발전은 실리콘, 탄소, 및 산소 원자를 증착되는 필름 내측으로 도입시키는데 초점을 맞추고 있다. 초 저 유전체 상수를 달성하는 접근 방법들 중 하나는 유기 포로젠 및 실리콘 메트릭스의 합성 필름을 제조하는 것이다. 후-처리 중에, 포로젠이 제거되어 다공성 저 유전체 상수 k의 재료를 야기한다. 이러한 다공성 필름은, 실리콘 산화물 보다 하부 배리어 층에 대해 부착성을 보다 덜 가지는 것으로 알려져 있다. 부착성의 개선은 산화물 초기 층을 증착함으로써 달성될 수 있으며, 이는 인터페이스에서의 부착성을 강화시킬 수 있다. 부착성을 더 개선하기 위해서, 초기 증착 단계와 주 증착 사이에서 점진적으로 탄소 함량이 증가되는 기울기 층(gradient adhesion)을 이용하는 것이 제안되어 왔다. 그러나 이러한 방법은 바람직하지 않은 가스 상 반응을 야기하여, 결함 문제를 야기하는 불필요한 입자를 필름 내에 형성시킬 수 있다.
따라서, 개선된 부착성 및 입자 결함 문제가 없는 저 유전체 상수 재료를 형성하기 위한 방법을 제공하는 것이 필요하다.
본 발명의 실시예는 일반적으로 저 유전체 상수 필름을 증착하는 방법을 제공한다. 일 실시예에서, 본 발명의 방법은 전력을 전달받는 전극을 가지는 프로세싱 챔버 내에 기판을 위치시키는 단계, 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 유동률 및 하나 이상의 산화 가스의 유동률을 포함하는 초기 가스 혼합물을 프로세싱 챔버 내측으로 도입시키는 단계, 전력을 전달받는 전극에 무선 주파수를 전력을 인가함으로써 기판상에 실리콘 산화물을 증착하는 단계, 실리콘 산화물 층 상에 제 1 전이 층을 증착하는 동안에 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 유동률을 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 최종 유동률에 도달할 때까지 램핑-업(ramping-up)하는 단계, 하나 이상의 포로젠 화합물을 포함하는 가스 혼합물의 유동율을 유동시키면서 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 최종 유동률을 유동시키는 단계, 제 1 전이 층 상에 제 2 전이 층을 증착하는 동안에 하나 이상의 포로젠 화합물의 유동률을 최종 유동률에 도달할 때까지 램핑-업하는 단계, 제 2 전이 층상에 포로젠 도핑된 실리콘 산화물 층을 증착시키기 위해서 하나 이상의 포로젠 화합물의 최종 유동률 및 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 최종 유동률을 유동시키는 단계, 및 무전 주파수 전력을 종결하는 단계에 의해 유기실리케이트 유전체 전극을 증착하는 방법을 제공한 다.
다른 실시예에서, 저 유전체 상수 필름을 증착하는 방법은 초기 단계, 제 1 전이 단계, 제 2 전이 단계, 및 증착 단계를 포함한다. 초기 단계는 초기 가스 혼합물을 상기 프로세싱 챔버 내측으로 유동시키는 단계로서 상기 초기 가스 혼합물이 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 유동률 및 하나 이상의 산화 가스의 유동률을 포함하는, 초기 가스 혼합물을 프로세싱 챔버 내측으로 도입시키는 단계, 및 전력을 전달받는 전극에 무선 주파수 전력을 인가함으로써 기판상에 실리콘 산화물 층을 증착하는 단계를 포함한다. 제 1 전이 단계는 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 유동률을 상기 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 최종 유동률에 도달할 때까지 램핑-업하는 단계, 하나 이상의 산화 가스를 프로세싱 챔버 내측으로 제공하는 단계, 및 전력을 전달받는 전극에 상기 무선 주파수 전력을 인가함으로써 상기 실리콘 산화물 층상에 제 1 전이 층을 증착하는 단계를 포함한다. 제 2 전이 단계는 하나 이상의 포로젠 화합물의 유동률을 하나 이상의 포로젠 화합물의 최종 유동률에 도달할 때까지 램핑-업하는 단계, 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 최종 유동률을 프로세싱 챔버 내측으로 제공하는 단계, 하나 이상의 산화 가스의 유동률을 프로세싱 챔버 내측으로 제공하는 단계, 및 전력을 전달받는 전극에 무선 주파수 전력을 인가함으로써 제 1 전이 층상에 제 2 전이 층을 증착하는 단계를 포함한다. 증착 단계는 프로세싱 챔버 내측으로 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 최종 유동률을 제공하는 단계, 하나 이상의 포로젠 화합물의 최종 유동률을 프로세싱 챔버 내측으로 제공하는 단계, 하나 이상의 산화 가스의 유동률을 프로세싱 챔버 내측으 로 제공하는 단계, 및 전력을 전달받는 전극에 상기 무선 주파수 전극을 인가함으로써 제 2 전이 층상에 포로젠 도핑된 실리콘 산화물 층을 증착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 전술된 특징들을 보다 잘 이해하기 위해서, 간단하게 전술한 본 발명을 몇몇의 예가 첨부 도면에 도시되어 있는 실시예를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 첨부 도면은 본 발명의 전형적인 실시예만을 설명하며 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 본 발명이 다른 동일한 효과의 실시예를 허용할 수 있다는 것을 주목해야 한다.
본 발명에 따른 실시예는 초 저 유전체 상수 K 나노다공성 필름을 다중 단계로 증착하기 위한 기술에 관한 것이다.
본 발명의 목적을 위해서 미국 특허 제 6,541,367 호 및 제 6,596,627 호가 본 명세서에 참조된다. 이러한 특허에는 저 유전체 상수를 가지는 나노-다공성 실리콘 산화물 층을 증착하는 방법이 기재되어 있다. 나노-다공성 실리콘 산화물 층은, 열적으로 불안정한 유기 그룹을 선택적으로 포함하는 실리콘/산소 함유 재료의 플라즈마 강화(PECVD) 또는 마이크로파 강화 화학 증착함으로써, 그리고 실리콘 산화물 층 내에 균일하게 분산된 초소형 공극을 형성하기 위해서 증착된 실리콘/산소 함유 재료를 제어 어닐링함으로써 생성된다. 실리콘 산화물 층에 대한 초소형 가스 포켓의 상대적인 부피는 어닐링 후에 저 유전체 상수를 제공하는 폐쇄된 셀 폼 구조(closed cell foam structure)를 바람직하게 유지하기 하기 위해서 제어된다. 나노 다공성 실리콘 산화물 층은 약 3.0 미만, 바람직하게는 약 2.5 미만의 유전체 상수를 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 유기실리케이트 유전체 층을 증착하는 방법을 도시한 공정 흐름도이다. 실리콘/산소 재료는 하나 이상의 산화 가스를 이용하여 열적으로 불안정한 그룹(포로젠)을 가지는 하나 이상의 불포화 비-실리콘 화합물 및 하나 이상의 유기실리콘 화합물을 반응시킴으로써 화학 증착된다. 단계(101)에서, 기판은 PECVD를 수행할 수 있는 프로세싱 챔버 내의 기판 지지부 상에 위치된다. 단계(103)에서, 하나 이상의 유기 실리콘 화합물 및 하나 이상의 산화 가스를 포함하는 조성물을 갖는 가스 혼합물이 샤워헤드와 같은 가스 분배 판을 통해 챔버 내측으로 도입된다. 무선 주파수(RF) 전력이 샤워헤드와 같은, 전극에 인가되어 챔버 내에 플라즈마 프로세싱 조건을 제공한다. 가스 혼합물은 RF 전력의 존재 하의 챔버 내에서 반응하여 하부 기판에 강하게 부착되는 실리콘 산화물 층을 포함하는 초기 층을 증착시킨다.
단계(105)에서, 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 유동률은 RF 전력 하에서, 약 100 mg/분/초와 약 5000 mg/분/초, 바람직하게는 약 1000 mg/분/초와 약 2000 mg/분/초 사이의 램프-업(ramp-up) 속도로 증가하여 미리결정된 유기실리콘 화합 가스 혼합물에 도달할 때까지 제 1 전이 층을 증착시킨다. 램프-업 유동 속도 조건은 가스 분배 판의 DC 바이어스에서의 변화가 60 볼트 미만, 바람직하게는 30 볼트 미만이되도록 수행되어 플라즈마 유도 손상(PID)을 방지한다.
단계(107)에서, 미리결정된 유기실리콘 화합 가스 혼합물을 일정하게 유지시키면서, 하나 이상의 포로젠 화합물을 포함하는 조성물을 가지는 가스 혼합물이 가 스 분배 판을 통해 챔버 내측으로 도입된다. 단계(109)에서, 하나 이상의 포로젠 화합물의 유동률은 약 100 mg/분/초와 약 5000 mg/분/초, 바람직하게는 약 200 mg/분/초와 약 1000 mg/분/초 사이의 램프-업 속도로 증가되어 미리결정된 최종 가스 혼합물에 도달할 때까지 제 2 전이 층을 증착시킨다.
단계(111)에서, 하나 이상의 유기실리콘 화합물 및 하나 이상의 포로젠 화합물을 포함하는 조성물을 가지는 미리결정된 최종 가스 혼합물이 RF 전력의 존재하의 챔버 내에서 반응하여 포로젠 실리콘 산화물 층을 가지는 최종 층을 증착한다. 완성되자마자, RF 전력이 종결된다. 챔버 압력은 챔버 스로틀 밸브를 개방시키지 않음으로써 RF 전력 종결 중에도 유지된다. 이러한 이론에 제한되는 것은 아니며,유기실리콘 화합물 및 포로젠 화합물의 램프-업 속도를 분리시킴으로써, 보다 안정되고 제조가능한 공정이 달성되어 입자 추가제(particle adder)와 같은, 결함 문제가 거의 없는 유기실리케이트 유전체 층을 산출하는 것으로 여겨진다. 유기실리케이트 유전체 층은 0.16 ㎛ 이상인 입자 추가제를 50 개 미만, 바람직하게는 25 개 미만, 그리고 보다 바람직하게는 10 개 미만으로 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 전이 층을 증착하는 단계(109)는 단계(111)과 조합할 수 있어서, 최종 포로젠 실리콘 산화물 층을 증착한다. 이러한 실시예에서, 포로젠 화합물 유동률은 포로젠 실리콘 산화물 층 증착 중에 미리결정된 유기실리콘 화합 가스 혼합물을 유동시키는 동안 계속해서 램핑-업된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라서 하나 이상의 유기실리콘 화합물 및 하나 이상의 포로젠 화합물의 유동률 대 시간의 그래프를 도시하고 있다. 하나 이상의 유기실리콘 화합물 및 하나 이상의 산화 가스를 포함하는 조성물을 가지는 가스 혼합물이 챔버 내측으로 도입되어, 초기 층을 증착시키며, 이는 도 1의 단계(103)와 관련되어 전술된 바와 같다. 초기 층 증착은 약 1초 내지 약 10초 사이의 시간 범위를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 초기 층 증착이 약 2 초 동안 지속될 수 있다.
하나 이상의 유기실리콘 화합물의 유동률이 미리결정된 유기실리콘 화합 가스 혼합물에 도달할 때까지 제 1 전이 층을 증착하기 위해서 램프-업 속도로 증착되며, 이는 도 1의 단계(105)와 관련하여 전술된 바와 같다. 제 1 전이 층 증착은 약 1 초 내지 약 10초 사이의 시간 범위를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 전이 층 증착 시간은 약 2 초일 수 있다.
미리결정된 유기실리콘 화합 가스 혼합물을 일정하게 유지시키면서, 하나 이상의 포로젠 화합물을 포함하는 조성물을 가지는 가스 혼합물이 챔버 내측으로 도입되며, 하나 이상의 포로젠 화합물의 유동률이 미리 결정된 최종 가스 혼합물에 도달할 때까지 제 2 전이 층을 증착시키기 위해서 램프-업 속도로 증가되며, 이는 도 1의 단계(109)와 관련하여 전술된 바와 같다. 제 2 전이 층 증착은 약 1 초 내지 약 180 초 사이의 시간 범위를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제 2 전이 층 증착 시간은 약 4 초일 수 있다.
하나 이상의 유기실리콘 화합물 및 하나 이상의 포로젠 화합물을 포함하는 조성물을 가지는 미리 결정된 최종 가스 혼합물이 RF 전력의 존재 하의 챔버 내에서 반응하여 포로젠 실리콘 산화물 층을 포함하는 최종 층을 증착시키며, 이는 도 1 의 단계(111)와 관련하여 전술된 바와 같다. 최종 층 증착은 약 15초 내지 약 180 초 사이의 시간 범위를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 최종 층 증착 시간은 약 58 초일 수 있다.
다른 실시예에서, 단계(111)과의 단계(109)의 조합이 약 1 초 내지 약 180 초 사이의 시간 범위를 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라서 형성되는 포로젠 유기실리콘 유전체 층의 단면도를 개략적으로 도시하고 있다. 유기실리케이트 유전체 층(210)은 PECVD를 수행할 수 있는 프로세싱 챔버 내에 배치되는 기판의 표면의 하부 층(예를 들어, 배리어 층)(220) 상에 증착된다. 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 유동률을 포함하는 가스 혼합물의 플라즈마가 형성되며, 하부 층(220)에 대한 강한 부착성을 가지는 실리콘 산화물 초기 층(230)을 증착시키며, 이는 도 1의 단계(103)과 관련되어 전술된 바와 같다. 초기 층(230)은 약 5 Å 내지 약 100 Å, 바람직하게는 약 20 Å 내지 약 60 Å 범위의 두께로 증착될 수 있다. 초기 층(230)을 증착한 후에, 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 유동률이 미리결정된 유기실리콘 화합물 가스 혼합물까지 점진적으로 증가하여, 가스 분배판의 DC 바이어스에서의 변화는 60 볼트 미만이되어 PID를 방지한다.
하나 이상의 유기실리콘 화합물의 유동률을 점진적으로 증가시키는 동안, 제 1 전이 층(240)이 초기 층(230)상에서 증착되며, 이는 도 1의 단계(107)과 관련하여 전술된 바와 같다. 제 1 전이 층(240)은 약 10 Å 내지 약 300 Å, 바람직하게는 약 100 Å 내지 약 200 Å 범위의 두께로 증착될 수 있다. 유기실리콘 화합 가 스 혼합물 조성에 도달하자마자, 하나 이상의 포로젠 화합물의 유동이 도입되며, 이는 도 1의 단계(107)와 관련하여 전술된 바와 같으며, 포로젠 화합물의 유동률은 미리결정된 포로젠 화합 가스 혼합물까지 점진적으로 증가될 것이다.
하나 이상의 포로젠 화합물의 유동률을 점진적으로 증가시키는 동안, 제 2 전이 층(250)이 제 1 전이 층(240)상에 증착되며, 이는 도 1의 단계(109)와 관련하여 전술된 바와 같다. 제 2 전이 층(250)은 약 10 Å 내지 약 600 Å, 바람직하게는 약 100 Å 내지 약 400 Å 범위의 두께로 증착될 수 있다.
최종 가스 혼합물 조성에 도달하자마자, 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 유동률 및 하나 이상의 포로젠 화합물의 유동률을 포함하는 최종 가스 혼합물의 플라즈마는 도 1의 단계(111)와 관련하여 전술된 바와 같이 형성되어 포로젠 함유 유기실리케이트 유전체 층(260)을 증착시킨다. 포로젠 함유 유기실리케이트 유전체 층(260)은 RF 전력이 종결될 때까지 약 200 Å 내지 약 10,000 Å 범위의 두께로 증착될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 전이 층을 증착하는 단계(109)는 단계(111)와 조합되어 최종 포로젠 실리콘 산화물 층을 증착시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 최종 포로젠 실리콘 산화물 층이 포로젠의 농도 기울기를 가질 수 있으며, 여기서 실리콘 산화물 층 내의 포로젠의 농도는 포로젠 실리콘 산화물 층이 증착됨에 따라 증가된다. 기울기 층은 RF 전력이 종결될 때까지 약 50 Å 내지 약 10,000 Å, 바람직하게는 약 100 Å 내지 약 5000 Å 범위의 두께로 증착될 수 있다.
도 4는 탄소 도핑된 실리콘 산화물 층을 증착하기 위한 화학 증착(CVD) 챔 버(300)의 개략적인 단면도를 도시하고 있다. 이러한 도면은 어플라이드 머티어리얼즈 인코포레이티드(Applied Materials, Inc.)에 의해 현재 제조되는 PRODUCER® 챔버를 기초로 하고 있다. PRODUCER® CVD 챔버(200 mm 또는 300 mm)는 탄소 도핑된 실리콘 산화물 및 다른 재료를 증착하는데 이용될 수 있는 두 개의 분리된 프로세싱 영역을 가진다. 두 개의 분리된 프로세싱 영역을 가지는 챔버는 본 원에 전체 참조되는 미국 특허 제 5,855,681 호에 기재되어 있다.
증착 챔버(300)는 별도의 프로세싱 영역(318, 320)을 형성하는 챔버 바디(302)를 가진다. 각각의 프로세싱 영역(318, 320)은 챔버(300) 내의 기판(도시되지 않음)을 지지하기 위한 받침대(328)를 가진다. 받침대(328)는 통상적으로, 가열 부재(도시되지 않음)를 포함한다. 바람직하게, 받침대(328)는 구동 시스템(303)에 연결되는 챔버 바디(302)의 바닥을 통해 연장하는 스템(326)에 의해 각각의 프로세싱 영역(318, 320) 내에 가동식으로 배치된다. 내부 가동식 리프트 핀(도시되지 않음)은 바람직하게는 기판의 하부 표면과 결합하기 위해서 받침대(328) 내에 제공된다. 리프트 핀은 프로세싱 전에 기판을 수용하기 위해서, 또는 다음 스테이션으로 전달을 위해 증착 후에 기판을 상승시키기 위해서 리프트 메커니즘(도시되지 않음)에 결합된다.
각각의 프로세싱 영역(318, 320)은 바람직하게는 가스를 프로세싱 영역(318, 320) 내측으로 전달하기 위해서 챔버 리드(304)를 통해 배치되는 가스 분배 조립체(308)를 포함하기도 한다. 각각의 프로세싱 영역의 가스 분배 조립체(308)는 일 반적으로, 다기관(348)을 통하는 가스 유입 통로(340)를 포함하며, 가스를 블록커 판(346) 그리고 샤워헤드(342)를 통해 가스 분배 다기관(319)으로부터 전달한다. 샤워 헤드(342)는 가스상 혼합물이 프로세싱 중에 주입되는 복수의 노즐(도시되지 않음)을 포함한다. RF(무선 주파수) 공급원(325)은 샤워헤드(342)에 바이어스 전위를 제공하여, 샤워헤드와 받침대(328) 사이의 플라즈마 발생을 용이하게 한다. 플라즈마-강화 화학 증착 공정 중에, 받침대(328)는 RF 바이어스를 챔버 바디(302) 내에 발생시키기 위해서 음극으로서 작용할 수 있다. 음극은 전극 전력 공급원에 전기적으로 연결되어 용량성 전기장을 증착 챔버(300) 내에 발생시킨다. 통상적으로, RF 전압은 챔버 바디(302)가 전기식으로 접지되는 동안 음극에 인가된다. 받침대(328)에 인가되는 전력은 부전압의 형태로 기판 바이어스를 기판의 상부 표면상에 생성시킨다. 이러한 부전압은 챔버(300) 내에 형성된 플라즈마로부터 이온을 기판의 상부 표면으로 끌어당기기 위해서 이용된다. 용량성 전기장은 기판을 향해 유도식으로 형성된 플라즈마 종을 가속화시키는 바이어스를 형성하여, 증착 중에 기판의 보다 수직으로 지향되는 이방성 필름화(filming)를 제공하고 세정 중에 기판의 식각을 제공한다.
프로세싱 중에, 공정 가스가 기판 표면에 반경방향으로 균일하게 분포된다. 플라즈마는 RF 전력 공급원(325)으로부터 전력을 전달받는 전극으로서 작용하는 샤워헤드(342)로 RF 에너지를 인가함으로서 하나 이상의 공정 가스 또는 가스 혼합물로부터 형성된다. 필름 증착은 기판 내에 제공된 플라즈마 및 반응성 가스에 기판이 노출될 때 발생한다. 챔버 벽(312)이 통상적으로 접지된다. RF 전력 공급 원(325)은 단일 또는 혼합된 주파수 RF 신호를 샤워헤드(342)에 공급하여 프로세싱 영역(318, 320) 내측으로 도입되는 임의의 가스 분해를 강화시킨다.
시스템 제어기(334)는 RF 전력 공급원(325), 구동 시스템(303), 리프트 메커니즘, 가스 분배 다기관(319), 및 다른 관련 챔버 및/또는 프로세싱 작용과 같은 다양한 부품의 작용을 제어한다. 시스템 제어기(334)는 메모리(338) 내에 저장된 시스템 제어 소프트웨어를 실행하며, 이는 바람직한 실시예에서 하드 디스크 드라이브이며, 아날로그 및 디지털 입력/출력 보드, 인터페이스 보드, 및 스텝퍼 모터 제어기 보드를 포함할 수 있다. 광 센서 및/또는 자기 센서는 일반적으로, 가동성 기계식 조립체의 위치를 이동시키며 결정하는데 이용된다.
전술된 CVD 시스템의 설명은 주로 설명을 목적으로 하는 것이며, 다른 플라즈마 프로세싱 챔버가 본 발명의 실시예를 실행하기 위해 이용될 수도 있다.
유기실리케이트 층의 증착을 위한 전구체 및 프로세싱 조건
본 명세서에 기재된 임의의 실시예에서, 유기실리케이트 유전체 층은 유기실리콘 화합물 및 포로젠을 포함하는 공정 가스로부터 증착된다. 유기실리케이트 층은 유전체 층으로서 이용될 수 있다. 유전체 층은 소자 내의 여러 레벨에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 유전체 층은 프리메탈(premetal) 유전체 층, 금속간 유전체 층, 또는 게이트 유전체 층(gate dielectric layer)으로서 이용될 수 있다. 유기실리케이트 층은 바람직하게는 저유전체 상수 k의 유전체 층, 즉 약 3.0 미만의 유전체 상수를 가지는 유전체 층이다.
매우 다양한 공정 가스 혼합물을 이용하여 유기실리케이트 유전체 층을 증착 할 수 있으며, 이러한 가스 혼합물의 비제한적인 예가 아래에 제공된다. 일반적으로, 가스 혼합물은 하나 이상의 유기실리콘 화합물(예를 들어, 제 1 및 제 2 유기실리콘 화합물), 하나 이상의 포로젠 화합물, 캐리어 가스, 및 산화 가스를 포함한다. 이러한 화합물은 제한적으로 해석되어서는 안 되며, 이는 탄화수소(예를 들어, 지방성 탄화수소)와 같은 부가적인 성분을 포함하는 다수의 다른 가스 혼합물이 예상되기 때문이다.
본 명세서에 이용되는 바와 같은 "유기실리콘 화합물"이라는 용어는 유기 그룹 내에 탄소 원자를 포함하는 실리콘 함유 화합물을 언급하는 것이다. 유기실리콘 화합물은 하나 이상의 환상 유기실리콘 화합물, 하나 이상의 지방성 유기실리콘 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 몇몇의 예시적 유기실리콘 화합물은 테트라메틸시클로테트라실록산(TMCTS), 옥타메틸시클로테트라실록산(OMCTS), 펜타메틸시클로펜타실록산, 헥사메틸시클로트리실록산, 디에톡시메틸실란(DEMS), 디메틸디실록산, 테트라실라노-2,6-다이옥시-4,8-디메틸렌, 테트라메틸디실록산, 헥사메틸디실록산(HMDS), 1,3-비스(실라노메틸렌)디실록산, 비스(1-메틸디실록사닐)메탄, 비스(1-메틸디실록사닐)프로판, 헥사메톡시디실록산(HMDOS), 디메틸디메톡시실란(DMDMOS), 및 디메톡시메틸비닐실란(DMMVS), 또는 이들의 유도체를 포함한다. 하나 이상의 유기실리콘 화합물은 약 10 mg/분에서 약 5,000 mg/분, 바람직하게는 약 300 mg/분 내지 약 3,000 mg/분 사이의 범위의 유동률로 프로세싱 챔버 내측으로 도입될 수 있다.
본 명세서에 이용된 바와 같은 "포로젠 화합물"이라는 용어는 열적으로 불안 정한 그룹을 가지는 불포화 비-실리콘 함유 성분을 언급하는 것이며, 이는 증착되는 플라즈마-지속성 산화 대기와 반응하며, 열적으로 불안정한 분자를 형성하며, 상승된 온도에 후속적으로 노출될 때, 열적으로 분해되어 낮은 끓는점을 가지는 휘발성 종을 형성하는 특성을 가진다. 증착된 필름으로부터 열적으로 불안정한 그룹의 휘발성 종이 분해 및 발생되는 것은 구조물 내에 공극을 남길 것이며, 구조물의 밀도를 감소시킨다. 열 공정에 의해 증착 필름 내에 매립된 화학적으로 반응된 중실(solid) 재료를 선택적으로 제거하는 것은 저 유전체 상수를 가지는 저 밀도 필름을 야기한다. 몇몇의 예시적 포로젠 화합물은 부타디엔, 이소프렌, 시클로헥사디엔, 바이시클로헵타디엔, 1-메틸-4-(1-메틸에틸)-1,3-시클로헥사디엔(ATP 또는 알파-테르피넨), 1-메틸-4-(1-메틸에틸)-벤젠(시멘), 3-카렌, 펜콘, 리몬넨, 시클로펜티 옥사이드, 비닐-1,4-디옥시닐 에테르, 비닐 푸릴 에테르, 비닐-1,4-다이옥신, 비닐 푸란, 메틸 프로에이트, 푸릴 포메이트, 푸릴 아세테이트, 푸르알데히드, 디푸릴 케톤, 디푸릴 에테르, 디푸르푸릴 에티르, 푸란, 1,4-다이옥신, 및 이들의 플루오르화 탄소 유도체와 같은 환형 또는 선형 분자를 포함한다. 하나 이상의 포로젠 화합물은 약 10 mg/분에서 약 5,000 mg/분, 바람직하게는 약 500 mg/분 내지 약 3,000 mg/분 사이의 범위의 유동률로 프로세싱 챔버 내측으로 도입될 수 있다.
가스 혼합물은 선택적으로 하나 이상의 캐리어 가스를 포함한다. 통상적으로, 하나 이상의 캐리어 가스는 하나 이상의 유기실리콘 화합물 및 하나 이상의 포로젠 화합물과 함께 프로세싱 챔버 내측으로 도입된다. 이용될 수 있는 캐리어 가스의 예는 헬륨, 아르곤, 이산화 탄소 및 이의 조합을 포함한다. 하나 이상의 캐 리어 가스는 약 20,000 sccm 미만의 유동률로 프로세싱 챔버 내측으로 도입될 수 있으며, 이는 챔버의 내부 크기에 따라서 부분적으로 달라진다. 바람직하게, 캐리어 가스의 유동은 약 500 sccm 내지 약 1,500 sccm, 및 보다 바람직하게는 약 1,000 sccm의 범위를 갖는다. 몇몇의 공정에서, 헬륨 및 아르곤과 같은 불활성 가스는 프로세싱 챔버 내측으로 주입되어 반응성 공정 가스가 도입되기 전에 챔버 내의 압력을 안정화시킨다.
가스 혼합물은 하나 이상의 산화 가스도 포함한다. 적합한 산화 가스는 산소(O2), 오존(O3), 질소 산화물(N2O), 일산화 탄소(CO), 이산화 탄소(CO2) 및 이의 조합을 포함한다. 산화 가스의 유동은 약 100 sccm 내지 약 3,000 sccm의 범위일 수 있으며, 이는 챔버의 내부 크기에 따라서 부분적으로 달라진다. 통상적으로, 산화 가스의 유동은 약 100 sccm 내지 약 1,000 sccm의 범위를 갖는다. 산소 또는 산소 함유 화합물의 분리는 증착 챔버에 유입되기 전에 마이크로파 챔버 내에서 발생될 수 있으며, 그리고/또는 챔버 내의 공정 가스에 인가된 RF 전력에 의해 발생될 수 있다.
증착 중에, 제어된 플라즈마는 통상적으로, 도 4에 도시된 바와 같은 RF 전력 공급원(325)을 이용하여 샤워헤드에 인가된 RF 에너지에 의해 기판에 인접한 챔버 내에서 형성된다. 이와 달리, RF 전력이 기판 지지부에 제공될 수 있다. 플라즈마는 고주파수 RF(HFRF) 전력뿐만 아니라, 저 주파수 RF(LFRF) 전력(예를 들어, 이중 주파수 RF), 일정한 RF, 펄스형 RF, 또는 임의의 다른 알려지거나 발견되지 않은 플라즈마 발생 기술을 이용하여 발생될 수 있다. RF 전력 공급원(325)은 약 5 MHZ 내지 약 300 MHZ 사이의 단일 주파수 RF를 공급할 수 있다. 게다가, RF 전력 공급원(325)은 혼합 주파수를 공급하여 공정 챔버 내측으로 도입되는 공정 가스의 반응성 종의 분해를 강화하기 위해서 약 300 Hz 내지 약 1,000 kHz 사이의 단일 주파수 LFRF를 공급할 수도 있다. RF 전력은 기판의 가열을 감소시키고 증착된 필름 내의 보다 큰 다공성을 촉진시키기 위해서 사이클링(cycled)되거나 펄스화될 수 있다. 적합한 RF 전력은 약 10 W 내지 약 5,000 W, 바람직하게는 약 200 W 내지 약 1000 W의 범위를 갖는 전력일 수 있다. 적합한 LFRF 전력은 약 0 W 내지 약 5,000 W, 바람직하게는 0 W 내지 약 200 W 범위의 전력일 수 있다.
증착 중에, 기판은 약 20 ℃ 내지 약 500 ℃, 바람직하게 100 ℃ 내지 약 450 ℃의 온도로 유지된다. 증착 압력은 통상적으로 약 1 Torr 내지 약 20 Torr, 바람직하게는 약 4 Torr 내지 약 10 Torr의 범위를 갖는다. 증착률은 통상적으로 약 2,000 Å/분 내지 약 20,000 Å/분의 범위를 갖는다.
바람직하게, 저 유전체 상수 필름이 증착된 후에, 필름은 후-처리(post-treated)된다. 필름은 열 또는 플라즈마 강화 어닐링 공정 또는 전자 빔 처리로 후-처리될 수 있다. 일 실시예에서, 필름은 약 2초 내지 약 1 시간, 바람직하게는 약 30 분 동안 약 200 ℃ 내지 약 400 ℃ 사이의 온도에서 어닐링된다. 헬륨, 수소, 질소, 또는 이의 혼합물과 같은 비-반응성 가스가 100 내지 약 10,000 sccm의 속도로 도입된다. 챔버 압력은 약 2 Torr 내지 약 10 Torr 사이에서 유지된다. 어닐링 중에 RF 전력은 약 13.56 MHz의 주파수에서 약 200 W 내지 약 1,000 W이며, 바람직한 기판 간격은 약 300 밀 내지 약 800 밀이다. 저 유전체 상수 필름이 증착된 후에 약 200℃ 내지 약 400 ℃의 기판 온도에서 저 유전체 상수 필름을 어닐링하면 필름의 유기 그룹의 적어도 일부가 휘발되어, 필름 내에 공극을 형성한다. 휘발될 수 있는 유기 그룹은, 하나의 고리 및 고리 내의 하나 또는 두개의 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 하나 이상의 무산소 탄화수소 화합물의 고리와 같은, 본 명세서에 기재된 가스 혼합물의 유기 성분으로부터 유도된다.
다른 실시예에서, 저 유전체 상수 필름은 전자 빔 처리로 후-처리된다. 전자 빔 처리는 통상적으로 약 1 내지 20 KeV(킬로 전자 볼트)에서 약 50 내지 약 2000 μc/㎠(마이크로 쿨롱/제곱 센티미터) 사이의 선량(dose)을 가진다. 전자 빔 처리는 통상적으로, 약 2분과 같은 약 1 분 내지 약 15 분 동안 약 실온에서 약 450 ℃ 사이의 온도에서 작동된다. 바람직하게, 전자 빔 처리가 약 2분 동안 약 400 ℃에서 수행된다. 일 양상에서, 전자 빔 처리 조건은 400 ℃에서, 4.5 KV, 1.5 mA 및 150 μc/㎠를 포함한다. 임의의 전자 빔 장치가 이용될 수 있지만, 일 예시적 장치는 어플라이드 머티어리얼즈 사로부터 이용가능한 EBK 챔버이다.
전자 빔 경화 공정(curing process)은 증착된 필름 네트워크의 기계적 강도를 향상시키며 k-값을 낮추기도 한다. 활성화된 전자 빔은 증착된 필름의 분자 네트워크에서의 화학 결합을 변경시키며, 하나의 고리 및 고리 내의 하나 또는 두 개의 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 하나 이상의 무산소 탄화수소 화합물의 고리로부터의 유기 성분과 같은 분자 그룹의 일 부분 이상을 필름으로부터 제거한다. 분자 그룹의 제거는 필름 내에 공극 또는 구멍을 생성시키며 k 값을 낮춘다. 전자 빔 처리는 FTIR 분광기로부터 추정되는 바와 같이 Si-O-Si 또는 Si-C-Si 체인을 가교결합시킴으로써 필름을 강화시키기도 한다.
다른 실시예에서, 저 유전체 상수 필름은 자외선 경화 공정에 의해 후 처리된다. 자외선 경화 공정 중에 이용하는 저 유전체 상수 필름은 개선된 배리어 층 특성을 보이며 감소된 최소의 내중독성(resist poisoning)을 보인다. 자외선 경화 공정은 동일한 프로세싱 챔버 또는 시스템 내의 원위치에서 수행될 수 있으며, 진공 상태의 단절 없이 예를 들어, 하나의 챔버에서 다른 챔버로 전달된다.
기판은 증착 챔버를 포함할 수 있는 챔버 내측으로 도입되며, 저 유전체 상수 필름은 약 0.01 milliWatts/㎠ 내지 1 milliWatts/㎠, 예를 들어, 약 0.1 milliWatts/㎠ 내지 약 10 milliWatts/㎠의 자외선 복사에 노출된다. 자외선 복사는 자외선 파장의 범위를 포함할 수 있으며, 하나 이상의 파장을 동시에 포함할 수 있다. 적합한 자외선 파장은 약 1 nm 내지 약 400 nm를 포함할 수 있으며, 최대 약 600 또는 780 nm까지의 광 파장을 더 포함할 수 있다. 약 1 nm 내지 약 400 nm 사이의 자외선 파장은 약 11.48(eV) 내지 약 3.5(eV) 사이의 광자 에너지(전자 볼트)를 제공할 수 있다. 바람직한 자외선 파장은 약 100 nm 내지 약 350 nm의 범위를 포함한다.
또한 자외선 복사는 다중 파장, 가변 파장 방출 및 가변 전력 방출, 또는 원하는 복수의 파장들 사이의 변조에서 인가될 수 있으며, 단일 UV 램프로부터 방출될 수 있으며, 자외선 램프들의 배열로부터 인가될 수 있다. 적합한 UV 램프의 예는 약 172 nm 의 파장에서 자외선 복사를 방출하는 Zeridex™ UV 램프 또는 Ushio Excimer UV 램프, 또는 자외선 복사를 방출하는 Hg Arc 램프를 포함할 수 있다.
프로세싱 중에, 프로세싱 챔버의 온도는 0℃ 내지 450℃, 예를 들어, 약 20 ℃ 내지 약 400 ℃, 예를 들어, 약 25℃에서 유지될 수 있으며, 진공 사이에서 챔버 압력은 예를 들어, 약 1 mTorr 미만 내지 최대 약 대기 압력, 즉 760 Torr, 예를 들어, 약 100 Torr로 유지될 수 있다. 자외선 복사의 소오스는 기판으로부터 약 100 밀 내지 약 600 밀 사이일 수 있다. 선택적으로, 프로세싱 가스는 자외선 경화 공정 중에 도입될 수 있다. 적합한 프로세싱 가스는 산소(O2), 질소(N2), 수소(H2), 헬륨(He), 아르곤(Ar), 수증기(H2O), 일산화탄소, 이산화탄소, 탄화수소 가스, 플루오로탄소 가스, 및 플루오르화 탄화수소 가스, 또는 이의 조합을 포함한다. 탄화수소 화합물은 화학식 CXHY, CXFY, CXFYHZ, 또는 이의 조합을 가질 수 있으며, 여기서 x는 1 내지 6 사이의 정수이며, y는 4 내지 14 사이의 정수이며, z는 1 내지 3 사이의 정수이다.
예
포로젠-함유 유기실리케이트 유전체 층은 도 1과 관련하여 전술된 실시예에 따라서 기판상에 증착된다. 캘리포니아, 산타클라라에 소재하는 어플라이드 머티어리얼즈 인코포레이티드로부터 이용가능한 PRODUCER® 시스템상의 PECVD 챔버(즉, CVD 챔버)를 이용하여 필름이 증착된다. 증착 중에, 챔버 압력은 약 4.5 Torr의 압력으로 유지되며, 기판은 약 350℃의 온도로 유지된다. 기판은 가스 분배 샤워 헤드로부터 300 밀 거리에 위치되어 있다.
기판은 공정 챔버 내에 배치된 기판 지지부상에 위치된다. 인터페이스 층에 있어서 1000 sccm 헬륨 및 700 sccm 산소의 초기 가스 조성을 가지는 공정 가스 혼합물이 챔버 내측으로 도입되며, RF 전력의 개시 전에 유동률이 안정화된다. 후속적으로, 약 500 W의 RF 전력이 샤워헤드에 인가되어 약 300 mg/분의 OMCTS 유동률을 포함하는 인터페이스 공정 가스 혼합물 조성의 플라즈마를 형성하여 실리콘 산화물 초기 층을 증착시킨다. 약 2 초 동안의 RF 전력의 개시 후에, OMCTS의 유동률이 약 2 초 동안 약 1500 mg/분/초의 램프-업 속도로 증가한다. 게다가, O2의 유동은 약 500 sccm/초의 램프-다운 속도로 감소한다.
약 2000 mg/분의 최종 OMCTS 유동률에 도달하자마자 유지되고, 약 1500 mg/분/초의 포로젠 증착률에 도달하기 위해서 시클로헥사디엔의 유동이 약 4 초에 걸쳐 약 375 mg/분/초의 램프-업 속도로 챔버 내측으로 도입된다. 최종 가스 혼합 조성물은 900 sccm 헬륨 및 160 sccm 산소도 포함한다. 약 58 초 후에, 포로젠 함유 유기실리케이트 유전체 층의 바람직한 두께에 도달하자마자, RF 전력(RF 및 LFRF)이 다른 증착을 중단시키기 위해서 종결된다. RF 전력 종결 후에, 챔버 스로틀 밸브는 공정 가스 혼합물이 챔버로부터 펌핑 아웃(pumped out)되도록 개방된다. 유기 실리케이트 유전체 층의 분석에서는 0.16 ㎛ 이상인 약 7 개의 입자 추가제를 나타내고 있다.
비교되는 유기실리케이트 유전체 층은 전술된 바와 같이 동일한 공정 매개변 수를 이용하여 합성되지만, 이때 시클로헥사디엔 및 OMCTS은 각각 750 mg/분/초 및 375 mg/분/초의 동시적인 램프-업을 가진다. 유사 유기실리케이트 유전체 층의 분석에서는 0.16 ㎛ 이상의 약 74000 개의 입자 추가제를 나타내고 있다.
전술된 예의 여러 변형이 실행될 수 있다. 예를 들어, 다른 유기실란 전구체, 포로젠 전구체, 산화 가스 및 불활성 가스가 이용될 수 있다, 게다가, 서로 다른 유동률 및/또는 램프 속도가 사용될 수 있다. 일 예에서, TMCTS는 OMCTS 대신 유기실란 전구체로서 이용될 수 있다. 다른 예에서, 유기실란 전구체는 OMCTS의 유동과 조합되어 트리메틸실란의 유동을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 바이시클로헵타디엔은 시클로헥사디엔 대신 포로젠 전구체로서 이용될 수 있다.
포로젠 전이 유동률 및 포로젠 램프-업 속도 및 입자 추가제의 총 수에 미치는 이들의 영향을 변경하는 예가 아래 표에 표시되어 있다. 포로젠 전이 유동률 및 포로젠 램프-업 속도의 증가는 유기실리케이트 유전체 층이 0.16㎛ 이상의 크기의 보다 높은 레벨의 입자 추가제를 갖는 상태로 야기할 수 있다.
Figure 112007049489814-PAT00001
전술된 내용은 본 발명의 실시예를 지향하고 있지만 본 발명의 다른 추가의 실시예가 본 발명의 기본 범위를 벗어나지 않고 고안될 수 있으며, 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의해 결정된다
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 방법을 도시하는 공정 흐름도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전구체 유동률의 그래프.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 유기실리케이트 유전체 층의 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예를 실행하는데 이용될 수 있는 예시적 프로세싱 챔버의 단면도.
※ 도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 설명 ※
300 : 증착 챔버 302 : 챔버 바디
308 : 가스 분배 조립체 312 : 챔버 벽
325 : RF 전력 공급원 340 : 가스 유입 통로
342 : 샤워 헤드 348 : 다기관

Claims (20)

  1. 유기 실리케이트 유전체 층을 증착하는 방법으로서,
    전력을 전달받는 전극을 가지는 프로세싱 챔버 내에 기판을 위치시키는 단계;
    하나 이상의 유기실리콘 화합물의 유동률 및 하나 이상의 산화 가스의 유동률을 포함하는 초기 가스 혼합물을 상기 프로세싱 챔버 내측으로 유동시키는 단계;
    상기 전력을 전달받는 전극에 무선 주파수 전력을 인가함으로써 상기 기판상에 초기 층을 증착하는 단계;
    상기 초기 층 상에 제 1 전이 층을 증착하는 동안에 상기 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 유동률을 상기 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 최종 유동률에 도달할 때까지 램핑-업하는 단계;
    하나 이상의 포로젠 화합물을 포함하는 가스 혼합물의 유동율로 유동시키면서 상기 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 최종 유동률로 유동시키는 단계;
    상기 제 1 전이 층 상에 제 2 전이 층을 증착하는 동안에 상기 하나 이상의 포로젠 화합물의 유동률을 상기 하나 이상의 포로젠 화합물의 최종 유동률에 도달할 때까지 램핑-업하는 단계; 및
    상기 무전 주파수 전력을 종결시키는 단계를 포함하는
    유기 실리케이트 유전체 층 증착 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유기실리콘 화합물이 테트라메틸시클로테트라실록산, 옥타메틸시클로테트라실록산, 펜타메틸시클로펜타실록산, 헥사메틸시클로트리-실록산, 디에톡시메틸실란, 디메틸디실록산, 테트라실라노-2,6-다이옥시-4,8-디메틸렌, 테트라메틸디실록산, 헥사메틸디실록산, 1,3-비스(실라노메틸렌)-디실록산, 비스(1-메틸디실록사닐)메탄, 비스(1-메틸디실록사닐)프로판, 헥사-메톡시-디-실록산, 디메틸디메톡시-실란(DMDMOS), 및 디메톡시메틸-비닐실란을 포함하는 그룹으로부터 선택되는
    유기 실리케이트 유전체 층 증착 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 포로젠 화합물이 시클로헥사디엔, 바이시클로헵타디엔, 1-메틸-4-(1-메틸에틸)-1,3-시클로헥사디엔, 1-메틸-4-(1-메틸에틸)-벤젠, 3-카렌, 펜콘, 리몬넨, 시클로펜틴 옥사이드, 비닐-1,4-디옥시닐 에테르, 비닐 푸릴 에테르, 비닐-1,4-다이옥신, 비닐 푸란, 메틸 프로에이트, 푸릴 포메이트, 푸릴 아세테이트, 푸르알데히드, 디푸릴 케톤, 디푸릴 에테르, 디푸르푸릴 에테르, 푸란, 및 1,4-다이옥신을 포함하는 그룹으로부터 선택되는
    유기 실리케이트 유전체 층 증착 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 산화 가스는 오존, 산소, 이산화 탄소, 일산화 탄소, 물, 질소 산화물, 2,3-부탄다이온(butanedione), 및 이들의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택되는
    유기 실리케이트 유전체 층 증착 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 저 유전체 상수 필름을 후-처리 하는 단계를 더 포함하는
    유기 실리케이트 유전체 층 증착 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유기실리콘 화합물이 옥타메틸시클로테트라실록산을 포함하며, 상기 하나 이상의 포로젠 화합물이 1-메틸-4-(1-메틸에틸)-1,3-시클로헥사디엔을 포함하는
    유기 실리케이트 유전체 층 증착 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전이 층상에 포로젠 도핑된 실리콘 산화물 층을 증착시키기 위해서 상기 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 최종 유동률 및 상기 하나 이상의 포로젠 화합물의 최종 유동률로 유동시키는 단계를 더 포함하는
    유기 실리케이트 유전체 층 증착 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 유동률을 램핑-업하는 단계가 약 100 mg/분/초 내지 약 5000 mg/분/초의 램프-업 속도를 포함하는
    유기 실리케이트 유전체 층 증착 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 포로젠 화합물의 유동률을 램핑-업하는 단계가 약 100 mg/분/초 내지 약 5000 mg/분/초의 램프-업 속도를 포함하는
    유기 실리케이트 유전체 층 증착 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 유동률을 램핑-업하는 단계가 약 1 초 내지 약 10초 범위의 시간 주기에 걸쳐서 수행되는
    유기 실리케이트 유전체 층 증착 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 포로젠 화합물의 유동률을 램핑-업하는 단계가 약 1 초 내지 약 180초 범위의 시간 주기에 걸쳐서 수행되는
    유기 실리케이트 유전체 층 증착 방법.
  12. 저 유전체 상수 필름을 증착하는 방법으로서,
    전력을 전달받는 전극을 가지는 프로세싱 챔버 내에 기판을 위치시키는 단계; 초기 단계; 제 1 전이 단계; 제 2 전이 단계; 및 증착 단계를 포함하며,
    상기 초기 단계는:
    하나 이상의 유기실리콘 화합물의 유동률 및 하나 이상의 산화 가스의 유동률을 포함하는 초기 가스 혼합물을 상기 프로세싱 챔버 내측으로 도입시키는 단계, 및
    상기 전력을 전달받는 전극에 무선 주파수 전력을 인가함으로써 상기 기판상 에 실리콘 산화물 층을 증착하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 전이 단계는:
    상기 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 유동률을 상기 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 최종 유동률에 도달할 때까지 램핑-업하는 단계,
    상기 하나 이상의 산화 가스의 유동률을 상기 프로세싱 챔버 내측으로 제공하는 단계, 및
    상기 전력을 전달받는 전극에 상기 무선 주파수 전력을 인가함으로써 상기 실리콘 산화물 층상에 제 1 전이 층을 증착하는 단계를 포함하며,
    상기 제 2 전이 단계는:
    상기 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 최종 유동률을 상기 프로세싱 챔버 내측으로 제공하는 단계,
    상기 하나 이상의 산화 가스의 유동률을 상기 프로세싱 챔버 내측으로 제공하는 단계,
    상기 하나 이상의 포로젠 화합물의 유동률을 상기 프로세싱 챔버 내측으로 제공하는 단계,
    상기 하나 이상의 포로젠 화합물의 유동률을 상기 하나 이상의 포로젠 화합물의 최종 유동률에 도달할 때까지 램핑-업하는 단계, 및
    상기 전력을 전달받는 전극에 상기 무선 주파수 전력을 인가함으로써 상기 제 1 전이 층상에 제 2 전이 층을 증착하는 단계를 포함하며,
    상기 증착 단계는:
    상기 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 최종 유동률을 상기 프로세싱 챔버 내측으로 제공하는 단계,
    상기 하나 이상의 포로젠 화합물의 최종 유동률을 상기 프로세싱 챔버 내측으로 제공하는 단계,
    상기 하나 이상의 산화 가스의 유동률을 상기 프로세싱 챔버 내측으로 제공하는 단계, 및
    상기 전력을 전달받는 전극에 상기 무선 주파수 전력을 인가함으로써 상기 제 2 전이 층상에 포로젠 도핑된 실리콘 산화물 층을 증착하는 단계를 포함하는,
    저 유전체 상수 필름 증착 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유기실리콘 화합물이 테트라메틸시클로테트라실록산, 옥타메틸시클로테트라실록산, 펜타메틸시클로펜타실록산, 헥사메틸시클로트리-실록산, 디에톡시메틸실란, 디메틸디실록산, 테트라실라노-2,6-다이옥시-4,8-디메틸렌, 테트라메틸디실록산, 헥사메틸디실록산, 1,3-비스(실라노메틸렌)-디실록산, 비스(1-메틸디실록사닐)메탄, 비스(1-메틸디실록사닐)프로판, 헥사-메톡시-디-실록산, 디메틸디메톡시-실란(DMDMOS), 및 디메톡시메틸-비닐실란을 포함하는 그룹으로부터 선택되는
    저 유전체 상수 필름 증착 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 포로젠 화합물이 시클로헥사디엔, 바이시클로헵타디엔, 1-메틸-4-(1-메틸에틸)-1,3-시클로헥사디엔, 1-메틸-4-(1-메틸에틸)-벤젠, 3-카렌, 펜콘, 리몬넨, 시클로펜틴 옥사이드, 비닐-1,4-디옥시닐 에테르, 비닐 푸릴 에테르, 비닐-1,4-다이옥신, 비닐 푸란, 메틸 프로에이트, 푸릴 포메이트, 푸릴 아세테이트, 푸르알데히드, 디푸릴 케톤, 디푸릴 에테르, 디푸르푸릴 에테르, 푸란, 및 1,4-다이옥신을 포함하는 그룹으로부터 선택되는
    저 유전체 상수 필름 증착 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 산화 가스는 오존, 산소, 이산화 탄소, 일산화 탄소, 물, 질소 산화물, 2,3-부탄다이온, 및 이들의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택되는
    저 유전체 상수 필름 증착 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 저 유전체 상수 필름을 후-처리하는 단계를 더 포함하는
    저 유전체 상수 필름 증착 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유기실리콘 화합물이 옥타메틸시클로테트라실록산을 포함하며, 상기 하나 이상의 포로젠 화합물이 1-메틸-4-(1-메틸에틸)-1,3-시클로헥사디엔을 포함하는
    저 유전체 상수 필름 증착 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 저 유전체 상수 필름이 0.16㎛ 이상인 25 개 미만의 입자 추가제를 포함하는
    저 유전체 상수 필름 증착 방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유기실리콘 화합물의 유동률을 램핑-업하는 단계가 약 100 mg/분/초 내지 약 5000 mg/분/초의 램프-업 속도를 포함하는
    유기 실리케이트 유전체 층 증착 방법.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 포로젠 화합물의 유동률을 램핑-업하는 단계가 약 100 mg/분/초 내지 약 5000 mg/분/초의 램프-업 속도를 포함하는
    유기 실리케이트 유전체 층 증착 방법.
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