TWI249790B - Method of forming fluorinated carbon film - Google Patents

Method of forming fluorinated carbon film Download PDF

Info

Publication number
TWI249790B
TWI249790B TW093114513A TW93114513A TWI249790B TW I249790 B TWI249790 B TW I249790B TW 093114513 A TW093114513 A TW 093114513A TW 93114513 A TW93114513 A TW 93114513A TW I249790 B TWI249790 B TW I249790B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
fluorine
carbon film
substrate
forming
film
Prior art date
Application number
TW093114513A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200512829A (en
Inventor
Tadahiro Ohmi
Masaki Hirayama
Original Assignee
Tadahiro Ohmi
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tadahiro Ohmi, Tokyo Electron Ltd filed Critical Tadahiro Ohmi
Publication of TW200512829A publication Critical patent/TW200512829A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI249790B publication Critical patent/TWI249790B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02118—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer carbon based polymeric organic or inorganic material, e.g. polyimides, poly cyclobutene or PVC
    • H01L21/0212—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer carbon based polymeric organic or inorganic material, e.g. polyimides, poly cyclobutene or PVC the material being fluoro carbon compounds, e.g.(CFx) n, (CHxFy) n or polytetrafluoroethylene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0227—Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching
    • C23C16/0245—Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching by etching with a plasma
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/02274—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02299—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
    • H01L21/02312—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
    • H01L21/02315—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour treatment by exposure to a plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/312—Organic layers, e.g. photoresist
    • H01L21/3127—Layers comprising fluoro (hydro)carbon compounds, e.g. polytetrafluoroethylene

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

!24979〇 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種絕緣膜之形成方法，特別是關於一種 氟添加碳膜之形成方法。 【先前技術】 伴隨近年來半導體裝置之高性能化，嘗試有減低半導體 震$配線間之雜散電容’將半導體裝置之動作速度高速化 的^形。為減低配線間之雜散電容，採用有例如形成在半 導體袭置配線間之層間絕緣膜，使用介電常數較低之材料 的方法。 於鈉述層間絕緣膜中使用有比介電常數為4左右之氧化 夕膜（Si〇2膜）’但近年使用有比介電常數為3〜35左右之氟 添加虱化矽膜（^(^膜），藉此可實現半導體裝置之高速化。 j而於4述Sl〇F膜中，使比介電常數降低存在界限， 難以達成比介電常數為3以下。 於比，I t系數較低，即所謂之低介電常數層間絕緣膜中 具有各種候補材料，但比介電常數較低，且具有可耐用於 半導體裝置之機械性強度為必要條件。因A，著眼於具有 充分之機械性強度，且可將比介電常數設為2·5左右或直以 I之氣添加碳膜（咖），進行有料下—代之低介電常數 層間絕緣膜使用於半導體裝置之試驗。 〔專利文獻1〕W099/35684號公報 於使用前述氟添加碳膜作為半導體裝置之層間絕 為之个月形下，存在氟添加碳膜與該氣添加碳膜之基礎膜 92164.doc 1249790 之禮、著力較弱的問題。 於圖1(A)〜（C)中，表示於氮化矽膜（siN膜）上形成氟添加 碳膜之情形的例。於使用氟添加碳膜作為半導體裝置之層 間絕緣膜之情形下，較多的是將氟添加碳膜成膜於該半導 體裝置之配線層即Cu層之頂蓋層即SiN膜上之情形。 參圖1(A)，於未圖式之被處理基板上，形成有siN膜 1〇1又，於前述SiN膜101上，形成有與前述SiN膜相比非 嘉薄之，例如包含水分、有機物、自然氧化膜等之附著層 1〇2。較多的是例如形成前述SiN膜101後將被處理基板暴曬 於大氣中等而形成前述附著層102之情形。 /其次於圖1(B)中，藉由例如電漿CVD(化學氣相沉積）法等 形成氟添加碳膜1〇3。 然而，如前所述，因附著層1〇2存在於SiN膜1〇1上，故而 "()斤干產生别述氟添加碳膜103與前述附著層1〇2 一起自前述SiN膜101剝離，或者前述氟添加碳膜1〇3自前述 附著層102剝離之情形。 、，又，即使於前述氟添加碳膜1〇3形成後不久未產生如前所 述之剝離’亦於例如半導體裝置之製造步驟中，於施加熱 2之熱處理步驟中，或進而於施加剪斷應力等之CMP(化 予機械研磨)之步驟等中，有氟添加碳膜剝離之情形，滿足 士此要求’確保基礎膜與氟添加碳膜之充分密著力為困難。 又，為確保密著力，除去前述附著層102之情形下，具有 :例如藉由電漿處理裝置之濺射蝕刻除去之方法。… 錯由_银刻之離子衝擊，而有使成為氟添加碳膜之基礎 92164.doc 1249790 膜之前述SiN膜101受到損傷之問題。 因此’本發明之目的在於提供—種解決上述課題之氣添 加碳膜之形成方法。 本卷月之具體課題在於提供一種於氟添加碳膜之基礎膜 未又到相傷之情形下，使氟添加碳膜與前述基礎膜之密著 力良好之氟添加碳膜的形成方法。 【發明内容】 為解決上述課^，本發明使用t添加碳膜之形成方法， 係一種於被處理基板上形成氟添加碳膜之氟添加碳膜之形 成方法，其特徵在於··包含藉由基板處理裝置電聚激發稀 有氣體，II由電漿激發之前述稀有氣體進行前述被處理基 板之表面處理之第！步驟，以及於前述被處理基板上形成氣 添加妷膜之第2步驟；前述基板處理裝置具有以面對於前述 被處理基板之方式設置之微波透過窗，自^置於前述微波 透過窗上之與微波電源電氣性連接之微波天線，介以前述 檨波窗將微波導入至前述被處理基板上之製程空間，電漿 激發該包含前述稀有氣體之電漿氣體。 根據本發明’可藉由電漿處理裳置，進行被處理基板之 表面處理，藉此提高於該表面處理後形成之氟添加碳膜與 被處理基板表面之密著力。 、又’因前述電漿處理裝置使用高密度且低電子溫度之微 波電漿，故而被處理基板表面無受到損傷之情形，可進行 前述表面處理。 【實施方式】 92164.doc 1249790 [原理] 首先，藉由本發明之氟添加碳膜之形成方法，基於圖 2(A)〜(C) ’②明改善形成該氟添加碳膜之基礎膜與該氣添 加碳膜之密著力的原理。 氟添加碳膜使用作為形成於半導體裝置配線層之間的層 間絕緣膜，較多的是形成於例如半導體裝置之配線層即二 層之頂蓋層即氮化矽膜（SiN膜）上之情形。 首先，參照圖2(A)，於未圖式之被處理基板上，形成有 成為氟添加碳膜之基礎膜之SiN膜（氮化矽膜）2〇1。於前述 SiN膜2〇1上，形成有包含例如水分、有機物、自然氧化膜 等之附著層202。前述附著層2〇2典型為〇1〜i 左右之極 薄的層。 刚述附者層202較多是將例如前述SiN膜2〇1暴露於水分 或有機物存在之大氣中等而形成之情形。通常，因形成前 述SiN膜201之裝置與於前述训膜加上形成氟添加碳膜之 裝置不同，故而有必要介以於大氣中搬送形成有前述㈣膜 201之被處理基板，因此防止如前所述之附著層之形成為非 常困難。 口此於本發明中，如圖2⑻所示，藉由微波電浆激發 稀有氣體之離子、自由基等反應義3,進行除去前述㈣ ，2〇1上之前述附著層2〇2之基礎膜的表面處理。又，若此 牯電4之電子溫度較高’前述反應種中之離子能量較高 時，則具有於前述S_2_子衝突之能量變高，前述㈣ 膜受到損傷之情形。因此，有必要使基礎膜即前述腿 92164.doc 1249790 膜201不受損傷，且除去前述附著層2〇2，於本發明中，於 使用後述微波電漿之電漿處理裝置中，藉由成為較低電子 溫度之微波電漿而處理，使前述siN膜2〇1不受損傷地處理 成為可能。 於圖2(B)之步驟中，於除去前述附著層202後，如圖2(c) 所示，形成氟添加碳膜204。如前所述，於圖2(b)之步驟中， 因除去成為使前述SiN膜2〇1與前述氟添加碳膜2〇4之密著 力降低之原因的附著層2〇2，故而前述siN膜2〇1與前述氟添 加碳膜204可保持良好之密著力。 外 其次，就本發明之實施形態，依據圖式進行說明。 貫施例1 衣於圖3表示本發明之實施例丨之氟添加碳膜之形成方法的 机耘圖。參妝圖3，根據本發明之氟添加碳膜形成方法，若 百先於步驟1〇〇(圖中標記81〇〇，以下同樣）中開始處理，則 於步驟200中，使前述之形成於被處理基板上之氟添加碳膜 之基礎膜進行表面處理，進行形成於基礎膜之表面的附著 層之除去。 、-人於γ驟300中，於除去附著層之基礎膜上，形成氣 添加碳膜，於步驟4〇〇中結束處理。 ^爾所述，於本發明之氟添加碳膜之形成方法中，大致 ^除去基礎月果之表面附著層之表面處理步驟ρ、以及形成 氟添加碳膜之成膜步驟D。 其次，就實施前述表面處理步驟ρ以及前述成膜步驟〇之 電漿處理裝置進行說明。 92164.doc -10- 1249790 實施例2 首先，依據圖4(A)、（B)、圖5，說明進行前述表面處理 步驟P以及前述成膜步驟D之電漿處理裝置1〇。 首先，參照圖4(A)，前述電漿處理裝置1〇包含處理容哭 11、與設置於與前述處理容器11内，包含藉由靜電夾盤保 持被處理基板12之較好藉由熱間等方壓加壓法（Hlp)形成 之A1N或者Al2〇3之保持台13。 前述處理容器11内藉由大致圓筒狀之内部分隔壁15分割 成於前述保持台13中心附近之中心部空間以及於前述内部 分隔壁15與前述處理容器之間形成之空間llc。又，前述中 心部空間藉由後述處理氣體供給構造24之格子狀氣體通路 24A，大致分為於前述保持台13附近側之空間1 ιΒ與隔開节 處理氣體供給構造24並與前述空間11B相向之空間UA。 前述處理容器11内形成之前述空間ΠΑ、11B以及uc， 介以以包圍前述保持台13之方式以等間隔，即對於前述保 持台13上之被處理基板12成大致軸對稱關係，至少形成於 兩處，較好三處以上之排氣埠UD，藉由真空泵等排氣裝置 予以排氣·減壓。 、 前述處理容較好是包含含tA1之奥斯田鐵不錄鋼， 於内土面藉由氧化處理形成有包含氧化鋁之保護膜。又前 述處理容H 11之外壁中對應前述被處理基板12之部分設置 有可透過微波之微波透過窗17，又前述微波透過窗與前 =處理谷斋Ui間’插入有導入電漿氣體之電漿氣體導入 環14，分別構成前述處理容器丨1之外壁。 92164.doc Ϊ249790 、則述微波透過窗17於其周圍部含有段差形狀，該段差形 狀邛與5又置於W述電漿氣體導入環14之段差形狀嚙合，進 成為藉由也封環16A保持前述處理空間11内之氣密的構 造。 “於則述電漿氣體導入環中自電漿氣體導入口 14A導入有 電水氣體於形成為大致環狀之氣體槽丨4B中擴散。前述氣 體乜14B中之電漿氣體進而介以形成於安裝於前述電漿氣 體導入環14之前述内部分隔壁15之電漿氣體供給孔別，自 連通於前述氣體槽14B之複數個電漿氣體孔14C，供給至前 述空間11A。 别述内部分隔壁15包含大致圓筒狀之導電體，例如不銹 鋼口金，可於4述内部分隔壁丨5之外側，即與前述處理容 為11之外壁相向之面設置有加熱器15B，加熱前述内部分隔 壁15。進而前述内部分隔壁15成為電氣性連接於前述電漿 氣體導入環14且介以該電漿氣體導入環14而接地之構造。 又，丽述微波透過窗17包含藉由Hlp法形成之緻密的 Al2〇3。藉由該HIP法形成之八丨2…之微波過濾窗17使用ίο] 作為燒結助劑而形成，氣孔率為〇 〇3%以下，實質上不包含 氣孔或針孔，不及達到3〇 w/m.K之Α1Ν，但作為陶瓷具有 非常大之熱傳導率。 w述微波透過窗17上，設置有由碟片狀之槽板18、碟片 狀天線主體22以及遲相板19構成之放射狀線路槽天線3〇。 其中碟片狀之槽板18與前述微波透過窗17密接，形成有如 圖4(B)所示之多數個槽18&、18b ;碟片狀天線主體^保持 92164.doc 1249790 前述槽板18 ;遲相板19夾於前述槽板18鱼 兴刖述天線主體22 之間且包含Ah〇3、Si〇2或SiaN4之低損失介電質材料。 於前述處理容器11上，介以前述電毁導 ' 电水导入裱14安裝有前 述放射狀槽線路天線30，於前述放射狀線路槽天線3〇中介 以同軸導波管2卜自外部之微波波源（未圖式）供給頻率為 2·45 GHz或者8.3 GHz之微波。 供給之微波自前述槽板18上之槽18a、18b，介以前述微 波透過窗17放射至前述處理容器,於前述微波透過窗 17正下方之空間11A中’於自前述電衆氣體供給孔BA供給 之電衆氣體中激發電漿。激發之電漿為可藉由設置於前述 處理容器11之包含例如石英、藍f石等之測定窗25可觀察 或測定發光之分光等之構造。 μ 前述放射狀線路槽天線30與前述電漿氣體導入環之間藉 由密封環16Β密封，為帛高前述放射狀線路槽天線％與前述 微波透過窗17之密著性，可將前述槽板18與前述微波透過 窗17之間所形成的間隙以真空泵（未圖式）減壓，藉此，藉由 大氣壓將前述放射狀線路槽天線3〇緊壓於前述微波透過窗 17 〇 前述同軸導波管21Α中，外側之導波管21 a連接於前述碟 片狀之天線主體22,中心導體21B介以形成於前述遲波板19 之開口部而連接於前述槽板丨8。因此，供給至前述同軸導 波官21A之微波，以徑方向行進於前述天線主體22與槽板u 之間’並自前述槽18a、18b放射。 圖4(B)係表示形成於前述槽板“上之槽18&、Ub。 92164.doc -13- 1249790 參照圖4(B)，前述槽18a排列成同心圓狀，對應於各個槽 18a，直行於其之槽18b同樣形成為同心圓狀。前述槽i8a、 18b於前述槽板18之半徑方向以對應於藉由前述遲相板19 壓縮之微波之波長的間隔而形成，其結果為微波自前述槽 板1 8成為大致平面波而放射。此時，因以相互正交之關係 形成前述槽18a以及18b，故而以如此之方式放射之微波形 成包含兩種正交之偏波成分之圓偏波。 進而於圖4(A)之電漿處理裝置10中，於前述天線主體22 上，形成有形成冷卻水通路20A之冷卻塊20，藉由前述冷卻 水通路20A中之冷卻水冷卻前述冷卻塊2〇,藉此介以前述放 射狀線路槽天線30吸收蓄積於前述微波透過窗17之熱。前 述冷卻水通路20A於前述冷卻塊20上形成為螺旋狀，較好是 產生氣泡H2氣體，藉此流通有排除溶存氧且控制氧化還原 電位之冷卻水。 又’於圖4(A)之電漿處理裝置1〇中，前述處理容器η中， 於前述微波透過窗17與前述保持台13上之被處理基板12之 間，設置有包含導體之以由處理氣體導入路23支持而立起 之方式設置之處理氣體供給構造24。於前述處理氣體導入 路23中’成為自設置於前述處理容器11之外壁之處理氣體 注入口（未圖式）導入處理氣體之構造。 雨述處理氣體供給構造24含有連通於處理氣體導入路23 之格子狀之處理氣體通路24A，進而自前述處理氣體通路 24A自連通於前述空間11B之多數個處理氣體供給孔24b， 將處理氣體供給至前述空間11B，於前述空間11]B中，進行 92l64.doc -14- 1249790 所期望之均一之基板處理。 圖5係表示圖4 (A)之處理氣體供給構造2 4之構成的底面 圖。 一 多…、圖5，鈾述處理氣體供給構造24由包含例如Mg之A1 T金或添加A1之不銹鋼等導電體構成，格子狀之前述處理 氣體通路24A連接於前述處理氣體導入路23而供給處理氣 5 白 y 下面形成之多數個前述處理氣體供給孔24B將處理氣 體均一放出至前述空間11B。又，前述處理氣體導入路^ 包含導體，前述處理氣體供給機構24成為電氣性連接於前 述處理氣體導入路23，介以該處理氣體導入路23而接地之 構造。 又，於前述處理氣體供給構造24中，形成有於鄰接之處 理氣體通路24A之間使電漿或氣體通過之開口部24C。較好 是於藉由含有Mg之A1合金形成前述處理氣體供給構造24 之情形下’預先於表面形成氟化物膜。又較好是於藉由添 加A1之不銹鋼形成前述處理氣體供給構造24之情形下，預 先於表面形成氧化鋁之不動態膜。於本發明之電漿處理裝 置10中，因激發之電漿中之電子，溫度較低，故而電漿之入 射能量較小，可避免濺鍍該處理氣體供給構造24而於被處 理基板12產生金屬污染之問題。 前述格子狀之處理氣體通路24A以及處理氣體供給孔 24B以覆蓋略大於圖5中以虛線表示之被處理基板12之區域 的方式設置。可將該處理氣體供給構造24設置於前述微波 透過窗1 7與被處理基板1 2之間，藉此電漿激發前述處理氣 92164.doc -15- 1249790 體，可藉由該電漿激發之處理氣體，作均一處理。 於藉由金屬等導體形成前述處理氣體供給構造24之情形 I，將前述格子狀處理氣體通路24A相互之間隔設定為短於 前述微波之波長，藉此前述處理氣體供給構造24形成微波 之知L路面。 於忒h幵> 下，電漿之微波激發僅於前述空間丨丨A中發生， 藉由於包含前述被處理基板12之表面的空間UB中自前述 激發空間11A擴散之電漿使處理氣體活性化。又，因可於電 漿著火時防止前述被處理基板12直接暴露於微波，故而亦 可防止因微波造成之基板損傷。 於本實施例之電漿處理裝置10中，因可藉由使用處理氣 體供給構造24而同樣控制處理氣體之供給，故而可消除處 理氣體於被處理基板12表面上過度分解的問題，即使於被 處理基板12表面形成有縱橫比較大之構造，亦可實施所期 望之基板處理直至該高縱橫構造之内部。即，電漿處理裝 置10可有效製造設計規則不同之多數個世代之半導體裝 置。 實施例3 其次’關於使用前述電漿裝置丨〇之具體的氟添加碳膜之 形成方法，示於圖6之流程圖中。圖6係具體表示圖2(A)〜(C) 以及圖3所示之氟添加碳膜之形成方法的圖。 參照圖6，本發明之氟添加碳膜之形成方法如前所述，包 含被處理基板之表面處理步驟p以及於表面處理後之被處 理基板表面進行氟添加碳膜之成膜的成膜步驟D。 92164.doc 1249790 首先’若於步驟500中開始處理時，則於步驟5 1 〇中，自 别述電漿氣體供給環14導入400 seem之Ar氣體作為第1電 漿氣體。 其次’於步驟520中，自前述放射狀線路槽天線3〇介以前 述Μ波導入窗1 7，將微波導入至前述處理容器丨丨内，激發 仏波電漿。此時，因使用前述放射狀線路槽天線，故而 仏波自别述槽板1 8成為大致平面波而放射，進而因形成包 δ兩種直行之偏波成分之圓偏波，故而可激發高密度且電 子溫度較低之電漿。 因此，於步驟530中，可充分生成包含基板表面處理所必 需之Ar離子的反應種，可主要藉由Ar離子之濺鍍，除去前 述SiN層201上之前述附著層2〇2。進而因電子溫度較低，故 而可抑制該Ar離子與前述SiN膜2〇1衝突之能量為較低，因 $前述SiN膜201無受到損傷之情形。如此，為使例如膜 等氟添加碳膜之基礎膜不受到損傷，需要離子能量成為6 ev 左右以下般之較低電子溫度之電浆。 於本步驟中，以微波功率1800 w、Ar流量4〇〇 sccm、壓 力133 Pa(1 Torr)進行2〇秒處理，藉此前述sm膜2〇1無受到 損傷之情形，可除去該SiN膜2〇1上之水分或有機物、自然 氧化膜等前述附著層2G2。該情形下之域子能量為5 6ev， SiN膜未受到損傷。 其次’若於步驟540中導入微波時，則停止電漿氣體供 給，結束表面處理步驟P。 其次，於結束表面處理，成為清潔之前述siN膜2〇1上開 92164.doc 1249790 始形成氟添加碳膜之成膜步驟D。 若於步驟550中開始成膜步驟d時，則首先，自前述電漿 氣體供給環14將Ar與Η?分別以600 seem、40 SCCm導入至前 述處理容器11内作為第2電漿氣體。 其次，於步驟560中導入微波，於前述步驟52〇中如前所 述激發電漿後，於步驟570中自前述處理氣體供給構造24， 導入30 sccm之處理氣體即氟碳系之氣體，例如c4F8，開始 氟添加碳膜之成膜。 於步驟580中，以Ar流量600 seem、H2流量40 seem、C4F8 流量30 sccm、微波功率2〇〇〇w進行成膜處理，藉此以成膜 速度為340 nm/min，於前述SiN膜2〇1上形成介電常數為21 左右之氟添加碳膜204。此時，如前所述，可藉由使用高密 度且低電子溫度之微波電漿，形成介電常數較低、膜質良 好之氟添加碳膜。 其次，於步驟590中，停止電漿氣體、處理氣體以及微波 之導入，於步驟6〇〇中結束處理。 汝如所述，因自成為形成氟添加碳膜之基礎膜之前述SiN 膜2〇1上，除去前述附著層202，故而於步驟590中，形成之 鼠添加碳膜204與前述SiN膜201之密著性變得良好，進而如 兩所述對氟添加竣膜之基礎無損傷之影響。 、根據前述理由，藉由本發明之氟添加碳膜之形成方法形 成之氟添加碳膜可確保可耐半導體裝置之製造步驟中之熱 處理步驟或CMP步驟之密著力，作為低介電常數層間絕緣 膜使用於半導體裝置。 92164.doc 1249790 又，於本發明中，於前述步驟51〇中導入^，電漿激發之 月形下進而亦可使用可將離子能量抑制為較低之Kr或Xe。 例如’於本實施例中使用Kr替代Ar之情形時，於離子能量 為3.9eV’使用心之情形下，可抑制為2切，進而對於抑 制對SiN膜之損傷為有效。 又’藉由本發明，改善與氟添加碳膜之㈣性之基礎膜 不限於sm膜（氮化石夕膜）。作為基礎臈，可使用例如si、 叫、SiON、Si0C、sic〇(H)、w、難、仏、篇、卩、
^ Cu A1、其他以旋塗法形成之絕緣膜（s〇d膜）等絕緣 膜或金屬《、金屬氮化膜、金屬氧化膜等，即使於該基礎 、形成氟添加石反膜之情形下，亦可與本實施例同樣，基 楚膜，、、、又到#傷之情形，可提高氟添加碳膜與基礎膜之 著力。 實施例4 圖6所示之氟添加碳膜之形成方法即使繼而如圖7所 示進行變更，亦獲得與實施例3所示之情形同樣之效果。 古圖7係表示本發明之實施例4之氟添加碳膜之形成方法的 流程圖Μ旦圖中先前說明之部分標記同一參照符號，省略 說明。 本只施例之步驟5〇〇〜530以及步驟57〇〜6〇〇為止，與圖6 所示之情形相同。 於本實施例中，於步驟560Α中進行電漿氣體之切換。其 表不於先前步驟530中，若除去前述附著層2〇2之表面處理 結束時，則為了進行隨後之氟添加碳膜之成膜處理，進行 92164.doc -19- 1249790 自前述幻電漿氣體切換為前述第2電漿氣體之處理。 具體為於前一步驟530中，自作為第1電漿氣體供給400 seem之Ar的狀態，成為作為第2電漿氣體導入 :a#h2之流量設為_seem、4()seem。其後，朝敦添加 石厌膜之成膜連續移動。 如此’可藉由激發電漿直接切換氣體，而自表面處理牛 射向成膜步驟D連續移動，可縮短基板處理時間，有效^ 行氟添加碳膜之形成。 於本貝加例巾，並無氟添加碳膜之基礎膜受到損傷之产 形，且可形成與該基礎膜之密著力良好之氟添加碳膜。月 實施例5 其次’以下說明藉由本發明之貌添加碳膜之形成方法， 提高基礎膜與氟添加碳膜之密著力之結果。 百先’於圖8中表示氟添加碳膜之密著力的測定方法。但 圖：先前說明之部分標記同一參照符號，省略說明。例如: 如W圖2(C)所示之，於敎形成於被處理基板上之_膜上 =氟添加碳膜之密著力的情形下，首先如圖8所$，於前述 氟添加碳膜204上以特定接著劑固定試驗棒2〇5。其次，於 固^被處理基板之狀態τ，以遠離被處理基板之方向施加 重量於前述試驗棒205 ’將氟添加碳膜綱剝離時施加之重 量作為密著力。 於圖9中表示藉由圖8所示之密著力測定方法測定之氣添 =碳膜與基礎膜之密著力的敎結果。就藉由圖崎示之本 發明之氟添加碳膜之形成方法形成之情形，與未進行圖6 92164.doc -20- 1249790 中之步驟500〜55〇之步驟的情形 處理之情形，、隹每人、， P未進仃基礎膜之表面 ^進仃貫％並比較該等結果。 又，就前述2種所述之情形，於⑴基板上 進行形成氣添加碳膜之情形，與於Si基板上= 之 加碳膜之情形，分別進行實驗。 形成虱& :::::::…氟添加碳膜，… 板上直接形成氣添加碳膜之情形的各個情 進行圖6之步驟5,550所示之表面處理，可大幅度改：氣 添加碳膜與基礎之密著力。 例如，可知於SiN膜上形成敗添加碳膜之情形下，對於未 進行SlN膜之表面處理時之密著力為32咖，若進行表面處 理’則密著力提高為48 Mpa。 可認為其係如前所述藉由除去氟添加碳膜之基礎膜上的 水分或有機物、自然氧化膜等，提高氣添加碳膜與職膜之 禮、者力的緣故。 又，基礎膜不限於SiN膜或Si，例如於將其他絕緣膜、氧 化膜、氮化膜、氮氧化膜、金屬膜、金屬氧化膜、金屬氮 化膜等使用於基礎膜之情形下，基礎膜亦未受到損傷，可 提高氟添加碳膜與基礎膜之密著力。 以上，就較好實施例說明本發明，但本發明並不限於上 述特定之實施例，可於申請專利範圍揭示之主旨内進行各 種變形•變更。 產業上之可利用性 根據本發明，藉由電漿處理裝置，進行被處理基板之表 92164.doc 21 - 1249790 面處理’藉此可提高於該表面處理後形成之氟添加碳膜盘 被處理基板表面之密著力。 /、 、又，因前述電漿處理裝置使用高密度且低電子溫度之微 $電漿，故而被處理基板表面可在未受到損傷之下，進行 前述表面處理。 【圖式簡單說明】 圖1 (A)〜(c)係表示氟添加碳膜剝離之狀態示意圖。 圖2(A)〜(〇係概式性地表示本發明之氟添加碳膜之形成 方法的示意圖。 圖3係表示本發明之敦添加碳膜之形成方法的流程圖（其 1)。 /、 圖4(A)、⑻係表示實施本發明之氛添加碳膜之形成方法 的電漿處理裝置的概要圖。 圖5係於圖4之電漿處理裝置中使用之處理氣體供給構造 之底面圖。 圖6係表示本發明之氟添加碳膜之形成方法的流程 2)。 ’、 圖7係表示本發明之氟添加碳膜之形成方法的流程圖(盆 3)。 ’、 圖8係概式性地表示氟添加碳膜之密著力之測定方法的 不意圖。 圖9係表示氟添加碳膜之密著力之測定結果的示意圖。 【主要元件符號說明】 1〇 電漿處理裝置 92164.doc -22- 1249790 11 11A，11B，11C 11D 12 13
14 14A 14B 14C 15A 15B
16A，16B 17 18 18a ， 18b 19
20 20A 21，21A 21B 22 23
24 24A 處理容器 空間 排氣埠 被處理基板 保持台 電漿氣體導入環 電漿氣體導入口 氣體槽 電漿氣體孔 電漿氣體供給孔 加熱器 密封環 微波透過窗 槽板 槽 遲相板 冷卻塊 冷卻水通路 同軸導波管 中心導體 天線主體 處理氣體導入路 處理氣體供給構造 處理氣體通路
92164.doc -23- 1249790 24B 處理氣體供給孔 24C 開口部 25 測定窗 30 放射狀槽線路天線 101 ， 201 SiN膜 102 ， 202 附著層 103 ， 204 氟添加碳膜 203 反應種 205 試驗棒 -24- 92164.doc

Claims (1)

1249790 十、申請專利範圍： 1 · 一種氟添加碳膜之形成方法，其係於被處理基板上形成 氟添加碳膜之氟添加碳膜之形成方法；其特徵在於包含： 藉由基板處理裝置電漿激發稀有氣體，藉由電漿激發 之前述稀有氣體進行前述被處理基板之表面處理的第1 步驟， 以及於前述被處理基板上形成氟添加碳膜之第2步驟； 前述基板處理裝置含有以面對於前述被處理基板之方 式設置之微波透過窗，自設置於前述微波透過窗上之與 微波電源電氣性連接之微波天線，介以前述微波窗將微 波導入至前述被處理基板上之處理空間，以電漿激發包 含前述稀有氣體之電漿氣體。 2·如凊求項i之氟添加碳膜之形成方法，其中前述第2步驟
板上形成氟添加碳膜者。 如明求項1之氟添加碳膜之形成方法， ’其中前述基板處理
保持台的處理容器， 以及使前述處理容器排氣之排氣
如請求項1之氟添，·， 藉由同軸導波管 形成前述外壁之一部分。
92164.doc 1249790 於鈾述天線主體上以覆蓋前述開口部 、 1之方式設置之具有 複數個槽的微波放射面，以及号晉认、A U力耵述天線主體與前 述微波放射面之間的介電質。 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 其中前述稀有氣體 其中前述稀有氣體 其中前述稀有氣體 如請求項1之氟添加碳膜之形成方法 包含Ar。 如請求項1之氣添加碳膜之形成方法 包含Kr。 如請求項1之氟添加碳膜之形成方法 包含Xe。 如睛水項1之氟添加碳膜 朴 < …|別地處理空間 藉由導電材料構造物分割為面對於前述微波透過窗之第 【空間與面對於前述被處理基板之第2空間，使成為形成 亂添加碳膜之原料的處理氣體供給至前述 、丄、社、上 工间’於雨 述基板處理裝置中進行前述第2步驟。 如請求項8之氟添加碳膜之形成方法，其中前述導電材料 構造物係使前述處理氣體供給至前述第2空間之飧二 體供給部。 A I 如請求項9之氟添加碳臈之形成方法，其中前述處理氣體 供給部包含使於前述處理容器内形成之電漿通過之複^ 個開二部；處理氣體通路；以及自前述處理氣體通路連 通至刚述處理容器内之複數個處理氣體供給孔。 如請求項8之氟添加碳臈之形成方法，其中前述第丨步驟 與岫述第2步驟係於前述基板處理裝置中連續進行者。" 如请求項11之氟添加碳膜之形成方法，其中前述第2步驟 92164.doc 1249790 於前述第1步驟後實行，前述第1步驟係在遮斷前述基板 處理裝置之前述處理氣體供給的狀態實施。 92164.doc
TW093114513A 2003-05-22 2004-05-21 Method of forming fluorinated carbon film TWI249790B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003144613A JP4209253B2 (ja) 2003-05-22 2003-05-22 フッ素添加カーボン膜の形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200512829A TW200512829A (en) 2005-04-01
TWI249790B true TWI249790B (en) 2006-02-21

Family

ID=33475212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW093114513A TWI249790B (en) 2003-05-22 2004-05-21 Method of forming fluorinated carbon film

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7538012B2 (zh)
EP (1) EP1626439B1 (zh)
JP (1) JP4209253B2 (zh)
CN (1) CN100447961C (zh)
IL (1) IL172092A0 (zh)
TW (1) TWI249790B (zh)
WO (1) WO2004105114A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4256763B2 (ja) * 2003-11-19 2009-04-22 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
US9659769B1 (en) 2004-10-22 2017-05-23 Novellus Systems, Inc. Tensile dielectric films using UV curing
US8980769B1 (en) 2005-04-26 2015-03-17 Novellus Systems, Inc. Multi-station sequential curing of dielectric films
US8889233B1 (en) 2005-04-26 2014-11-18 Novellus Systems, Inc. Method for reducing stress in porous dielectric films
US10037905B2 (en) * 2009-11-12 2018-07-31 Novellus Systems, Inc. UV and reducing treatment for K recovery and surface clean in semiconductor processing
JP2008210930A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 Elpida Memory Inc 半導体装置の製造方法
US9050623B1 (en) 2008-09-12 2015-06-09 Novellus Systems, Inc. Progressive UV cure
JP5772508B2 (ja) * 2011-10-27 2015-09-02 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及びその運用方法
JP5807511B2 (ja) * 2011-10-27 2015-11-10 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及びその運用方法
JP6593635B2 (ja) * 2014-12-24 2019-10-23 株式会社ジェイテクト 樹脂製部材の製造方法
KR102523717B1 (ko) * 2016-05-29 2023-04-19 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 선택적 실리콘 질화물 에칭 방법
US9847221B1 (en) 2016-09-29 2017-12-19 Lam Research Corporation Low temperature formation of high quality silicon oxide films in semiconductor device manufacturing

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3513811B2 (ja) * 1988-08-11 2004-03-31 株式会社半導体エネルギー研究所 炭素または炭素を主成分とする被膜の形成方法
US6428894B1 (en) * 1997-06-04 2002-08-06 International Business Machines Corporation Tunable and removable plasma deposited antireflective coatings
JP3429171B2 (ja) * 1997-11-20 2003-07-22 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及び半導体デバイスの製造方法
WO1999035684A1 (fr) 1998-01-10 1999-07-15 Tokyo Electron Limited Dispositif a semi-conducteurs presentant une couche isolante constituee d'un film de carbone fluore et procede de production dudit dispositif
EP1119034A4 (en) 1998-09-28 2002-12-04 Tokyo Electron Ltd METHOD FOR PLASMA SUPPORTED LAYER DEPOSITION
JP4361625B2 (ja) * 1998-10-05 2009-11-11 東京エレクトロン株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP2000208622A (ja) 1999-01-12 2000-07-28 Tokyo Electron Ltd 半導体装置及びその製造方法
US6677549B2 (en) * 2000-07-24 2004-01-13 Canon Kabushiki Kaisha Plasma processing apparatus having permeable window covered with light shielding film
JP2002164330A (ja) * 2000-07-24 2002-06-07 Canon Inc 遮光膜で被覆された透過窓を有するプラズマ処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN100447961C (zh) 2008-12-31
EP1626439A1 (en) 2006-02-15
US20070020940A1 (en) 2007-01-25
CN1795546A (zh) 2006-06-28
JP2004349458A (ja) 2004-12-09
IL172092A0 (en) 2009-02-11
WO2004105114A1 (ja) 2004-12-02
EP1626439A4 (en) 2008-04-16
JP4209253B2 (ja) 2009-01-14
EP1626439B1 (en) 2011-09-14
US7538012B2 (en) 2009-05-26
TW200512829A (en) 2005-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7807579B2 (en) Hydrogen ashing enhanced with water vapor and diluent gas
JP3384795B2 (ja) プラズマプロセス装置
TWI249790B (en) Method of forming fluorinated carbon film
WO2005069367A1 (ja) 半導体装置の製造方法および成膜システム
JP4524354B2 (ja) マイクロ波プラズマ処理装置、それに用いる誘電体窓部材および誘電体窓部材の製造方法
JP2007158000A (ja) 成膜方法、多層配線構造、半導体装置、コンピュータ可読記録媒体
KR102192281B1 (ko) 순수 환원성 플라즈마에서 높은 종횡비 포토레지스트 제거를 위한 방법
TW200933735A (en) Deposition method, deposition apparatus, storage medium and semiconductor device
TW201125071A (en) Process for manufacturing semiconductor device
TW200540992A (en) Plasma processing method and computer storing medium
JP5082411B2 (ja) 成膜方法
TW201216362A (en) Etching method and apparatus
JP5204229B2 (ja) 半導体等の成膜方法
JP4194521B2 (ja) 半導体装置の製造方法
TW200805498A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
TW201030846A (en) Method and apparatus for forming silicon oxide film
JP2008004841A (ja) 半導体装置及び半導体装置の製造方法
CN102803552B (zh) 等离子体处理方法
TW201250829A (en) Plasma processing method
JP2003037105A (ja) プラズマ処理装置及び方法
US9543191B2 (en) Wiring structure having interlayer insulating film and wiring line without a barrier layer between
KR100733440B1 (ko) 불소 첨가 카본막의 형성 방법
TWI223331B (en) Dielectric film
JP2004273472A (ja) プラズマ処理装置用の部材，処理装置用の部材，プラズマ処理装置，処理装置及びプラズマ処理方法
JP2005217373A (ja) 表面処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees