JP2006521019A5

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Publication number: JP2006521019A5
Application number: JP2006507287A
Authority: JP
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2007-04-26

Claims

多相超低誘電率膜を形成する方法であって、
プラズマ・エンハンス化学気相付着（ＰＥＣＶＤ）装置内に基板を裁置するステップと、
Ｓｉ、Ｃ、Ｏ、およびＨの原子を含む第１の前駆物質ガスを前記装置内に流すステップと、
主にＣおよびＨの原子を含む有機分子を含む第２の前駆物質ガスを前記装置内に流すステップと、
１つのＳｉ原子および３つまたは４つのＳｉ−Ｏ結合を含むシロキサン分子を含む第３の前駆物質ガスを前記装置内に流すステップと、
前記基板上に、誘電率が２．７以下であり、全第３前駆物質流量に基づいて０．１から１０％の四面体Ｓｉ−Ｏ結合を有する多相超低ｋ膜を堆積するステップと、
を含む、方法。
前記第１の前記物質ガスが、Ｓｉ、Ｃ、Ｏ、およびＨの原子を含む単一の分子から成る、請求項１に記載の方法。
前記第１の前駆物質ガスが、Ｓｉ、Ｃ、Ｏ、およびＨの原子を含む分子の混合物から成る、請求項１に記載の方法。
前記ガス混合物にＨｅを追加するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
前記ガス混合物にＣＯ₂またはＣＯ₂およびＯ₂の混合物を追加するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
前記第１の前駆物質ガスが、Ｓｉ、Ｃ、Ｏ、およびＨ原子を含むシロキサンである、請求項１に記載の方法。
前記シロキサンが環状シロキサンである、請求項６に記載の方法。
前記環状シロキサンが、テトラメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、トリメチルシクロトリシロキサン、およびヘクサメチルシクロトリシロキサンから成る群から選択される、請求項７に記載の方法。
前記第１の前駆物質ガスが、テトラメチルシクロテトラシロキサンまたはオクタメチルシクロテトラシロキサンである、請求項１に記載の方法。
前記第１の前駆物質ガスが、窒素、フッ素、またはゲルマニウムの元素を更に含む、請求項１に記載の方法。
前記第２の前駆物質ガスが、著しい環ひずみを与える縮合環の種を含み、前記縮合環が、４、５、７またはもっと多くの原子の環を含む、請求項１に記載の方法。
前記第２の前駆物質ガスが酸化シクロペンタンを含む、請求項１に記載の方法。
前記第３の前駆物質ガスが３または４のＳｉ−Ｏ結合を含むシロキサン分子を含む、請求項１に記載の方法。
前記第３の前駆物質ガスが、テトラメチルオルトシリケート（ＴＭＯＳ）、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、およびフェニルトリメトキシシランから成る群から選択される、請求項１に記載の方法。
堆積の後、前記多相超低ｋ膜を加熱処理するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
前記加熱処理が、少なくとも０．２５時間の時間間隔、３００℃以上の温度で行うアニーリング・ステップである、請求項１５に記載の方法。
前記加熱処理を２つのステップで行い、第１のステップにおいて、前記膜を第１の時間期間、３００℃未満の温度で加熱し、第２のステップにおいて、前記膜を第２の時間期間、３００℃を超える温度で加熱し、前記第２の時間期間が前記第１の時間期間よりも長い、請求項１５に記載の方法。
前記多相超低ｋ膜をｅビーム硬化させるステップを更に含み、前記ｅビーム硬化を、１分から３００分までの時間期間、３５０℃から４５０℃までの温度で行う、請求項１に記載の方法。
前記ＰＥＣＶＤ装置が平行板型の装置である、請求項１に記載の方法。
前記平行板型装置は、基板チャック面積が３００ｃｍ²および８００ｃｍ²の間であり、前記基板と上部電極との間の間隔が１ｃｍおよび１０ｃｍの間である、請求項１９に記載の方法。
前記平行板型装置の電極にＲＦ電力を印加するステップを更に含む、請求項１９に記載の方法。
前記堆積ステップが、前記基板の温度を２５℃および４００℃の間に設定するステップと、ＲＦ電力密度を０．０５から４．０Ｗ／ｃｍ²までに設定するステップとを更に含む、請求項１に記載の方法。
前記堆積ステップが、前記第１の前駆物質ガスの流量を５ｓｃｃｍおよび１０００ｓｃｃｍの間に設定するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
前記堆積ステップが、前記第２の前駆物質ガスの流量を５および５０，０００ｓｃｃｍの間に設定するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
前記堆積ステップが、前記第３の前駆物質ガスの流量を５ｓｃｃｍおよび１０００ｓｃｃｍの間に設定するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
前記堆積ステップが、前記ＰＥＣＶＤ装置の圧力を５０ｍＴｏｒｒおよび５０００ｍＴｏｒｒの間に設定するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
前記第１の前駆物質ガスがテトラメチルシクロテトラシロキサンであり、前記第２の前駆物質ガスが酸化シクロペンタンである、請求項１に記載の方法。
多相超低誘電率膜を形成する方法であって、
プラズマ・エンハンス化学気相付着（ＰＥＣＶＤ）装置内に基板を裁置するステップと、
Ｓｉ、Ｃ、Ｏ、およびＨの原子を含む第１の前駆物質ガスを前記装置内に流すステップと、
ＣおよびＨの原子を含む有機分子を主に含む第２の前駆物質ガスを前記装置内に流すステップと、
１つのＳｉ原子およびｅビーム放射に対して敏感な反応基を含む分子を含む第３の前駆物質ガスを前記装置内に流すステップと、
前記基板上に、誘電率が２．７以下の多相超低ｋ膜を堆積するステップと、
前記堆積した膜をｅビーム放射によって硬化させるステップと、
を含む、方法。
多相超低誘電膜を形成する方法であって、
プラズマ・エンハンス化学気相付着（ＰＥＣＶＤ）装置内に基板を裁置するステップと、
Ｓｉ、Ｃ、Ｏ、およびＨの原子を含む第１の前駆物質ガスを前記装置内に流すステップと、
１つのＳｉ原子およびｅビーム放射に対して敏感な反応基を含む分子を含む第２の前駆物質ガスを前記装置内に流すステップと、
前記基板上に、誘電率が２．７以下の多相超低ｋ膜を堆積するステップと、
前記堆積した膜をｅビーム放射によって硬化させるステップと、
を含む、方法。
前記堆積した膜をｅビーム放射によって硬化させるステップが、１ＫｅＶおよび１００ＫｅＶの間の電子エネルギを用いて行われる、請求項２９に記載の方法。
Ｓｉ、Ｃ、Ｏ、およびＨの原子を含む多相超低ｋ誘電膜であって、前記膜は、誘電率が２．４以下であり、ナノサイズの孔または空隙を有し、弾性係数が５ＧＰａ以上であり、硬度が０．７ＧＰａ以上であり、前記弾性係数および硬度はナノインデンテーションによって測定され、前記膜が０．１から１０％の四面体Ｓｉ−Ｏ結合を含む、多相超低ｋ誘電膜。
誘電率が２．２以下であり、ナノサイズの孔または空隙を有し、弾性係数が３ＧＰａ以上であり、前記硬度が０．３ＧＰａ以上であり、前記弾性係数および硬度はナノインデンテーションによって測定され、前記膜が０．１から１０％の四面体Ｓｉ−Ｏ結合を含む、多相超低ｋ誘電膜。
前記孔または空隙が０．５から２０ナノメートルの孔の直径を有する、請求項３１に記載の多相超低ｋ誘電膜。
前記多相超低ｋ誘電膜が、共有結合ネットワークにおけるＳｉ、Ｃ、Ｏ、およびＨから成る水素化酸化シリコン炭素材料（ＳｉＣＯＨ）の第１の相を有し、少なくとも別の１相が主にＣおよびＨ原子から成る、請求項３１に記載の多相超低ｋ膜。
請求項３１または３２に記載の多相超低ｋ誘電膜を少なくとも含む電子構造。
前記多相超低ｋ誘電膜が相互接続構造のレベル間またはレベル内誘電体である、請求項３５に記載の電子構造。
前記多相超低ｋ誘電膜が相互接続配線構造のキャップまたは拡散バリアである、請求項３５に記載の電子構造。
前記多相超低ｋ誘電膜が相互接続構造のマスクまたは研磨ストップ層である、請求項３５に記載の電子構造。