JP5614589B2 - 絶縁膜材料を用いた成膜方法および絶縁膜 - Google Patents
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Description
本願は、2009年2月6日に日本に出願された特願2009−026122号、及び2009年7月30日に日本に出願された特願2009−178360号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
例えば、SiO2膜は4.1、SiOF膜は3.7の比誘電率を有するが、さらに比誘電率の低いSiOCH膜や有機膜を用いるようになっている。
さらには、半導体デバイスの微細化が進むに従い、エッチングまたはアッシング等のプラズマプロセス時のプラズマ耐性に乏しいことも重要な課題となっている(例えば、非特許文献1参照)。
請求項1に係る発明は、n−プロピル基を含み、かつ酸素原子を含む下記化学式(6)で示されるケイ素化合物から構成される、絶縁膜材料の主材であるプラズマCVD用絶縁膜材料であって、前記ケイ素化合物が、トリプロピルメトキシシランであることを特徴とするプラズマCVD用絶縁膜材料、又は当該プラズマCVD用絶縁膜材料と酸化性材料ガスの混合ガスを用い、プラズマCVD法により、絶縁膜を成膜する工程を有する成膜方法である。
本発明の第2の態様は、本発明の成膜方法で得られた絶縁膜である。
本発明のプラズマCVD用絶縁膜材料は、下記化学式(1)〜(9)で表されるケイ素化合物から構成される。これらのケイ素化合物は、すべて公知化合物であって、公知合成方法により得ることができる。しかし、この化学式(1)〜(9)で示される化合物を高いプラズマ耐性を有する絶縁膜材料として使用することは、従来知られていない。
これ以外に用いられるケイ素化合物の例としては、イソブチルメトキシシラン、イソブチルメチルメトキシシラン、イソブチルエチルメトキシシラン、イソブチルプロピルメトキシシラン、イソブチルブチルメトキシシラン、イソブチルターシャルブチルメトキシシラン、イソブチルペンチルメトキシシラン、イソブチルセカンダリーブチルメトキシシラン、イソブチルイソペンチルメトキシシラン、イソブチルネオペンチルメトキシシラン、イソブチルターシャリーペンチルメトキシシラン、イソブチルジエチルメトキシシラン、イソブチルジプロピルメトキシシラン、イソブチルジブチルメトキシシラン、イソブチルジターシャリーブチルメトキシシラン、イソブチルジペンチルメトキシシラン、イソブチルジセカンダリーブチルメトキシシラン、イソブチルジイソペンチルメトキシシラン、イソブチルジネオペンチルメトキシシラン、イソブチルジターシャリーペンチルメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、トリイソブチルメトキシシラン、ジイソブチルメトキシシラン、イソブチルジメトキシシラン、イソブチルメトキシエトキシシラン、イソブチルメトキシプロポキシシラン、イソブチルメトキシブトキシシラン、イソブチルメトキシペントキシシラン、ジイソブチルメトキシエトキシシラン、ジイソブチルメトキシプロポキシシラン、ジイソブチルメトキシブトキシシラン、ジイソブチルメトキシペントキシシラン、イソブチルジメトキシエトキシシラン、イソブチルジメトキシプロポキシシラン、イソブチルジメトキシブトキシシラン、イソブチルジメトキシペントキシシラン、イソブチルジメトキシエトキシシラン、イソブチルジメトキシプロポキシシラン、イソブチルメトキシジブトキシシラン、イソブチルメトキジシペントキシシラン、ターシャリーブチルメトキシシラン、ターシャリーブチルメチルメトキシシラン、ターシャリーブチルエチルメトキシシラン、ターシャリーブチルプロピルメトキシシラン、ターシャリーブチルブチルメトキシシラン、ターシャリーブチルペンチルメトキシシラン、ターシャリーブチルセカンダリーブチルメトキシシラン、ターシャリーブチルイソペンチルメトキシシラン、ターシャリーブチルネオペンチルメトキシシラン、ターシャリーブチルターシャリーペンチルメトキシシラン、ターシャリーブチルジエチルメトキシシラン、ターシャリーブチルジプロピルメトキシシラン、ターシャリーブチルジブチルメトキシシラン、トリターシャリーブチルメトキシシラン、ターシャリーブチルジペンチルメトキシシラン、ターシャリーブチルジセカンダリーブチルメトキシシラン、ターシャリーブチルジイソペンチルメトキシシラン、ターシャリーブチルジネオペンチルメトキシシラン、ターシャリーブチルジターシャリーペンチルメトキシシラン、ターシャリーブチルトリメトキシシラン、ジターシャリーブチルメトキシシラン、ターシャリーブチルジメトキシシラン、ターシャリーブチルメトキシエトキシシラン、ターシャリーブチルメトキシプロポキシシラン、ターシャリーブチルメトキシブトキシシラン、ターシャリーブチルメトキシペントキシシラン、ジイソブチルメトキシエトキシシラン、ジターシャリーブチルメトキシプロポキシシラン、ジターシャリーブチルメトキシブトキシシラン、ジターシャリーブチルメトキシペントキシシラン、ターシャリーブチルジメトキシエトキシシラン、ターシャリーブチルジメトキシプロポキシシラン、ターシャリーブチルジメトキシブトキシシラン、ターシャリーブチルジメトキシペントキシシラン、ターシャリーブチルジメトキシエトキシシラン、ターシャリーブチルジメトキシプロポキシシラン、ターシャリーブチルメトキシジブトキシシラン、イソブチルメトキジシペントキシシランなどがあげられる。
これ以外に用いられるケイ素化合物の例としては、1−イソブチルー1−シラシクロプロパン、1−イソブチルー1−シラシクロブタン、1−イソブチルー1−シラシクロペンタン、1−イソブチルー1−メチルー1−シラシクロプロパン、1−イソブチルー1−メチルー1−シラシクロブタン、1−イソブチルー1−エチルー1−シラシクロペンタン、1−イソブチルー1−ブチルー1−シラシクロプロパン、1−イソブチルー1−ブチルー1−シラシクロブタン、1−イソブチルー1−ブチルー1−シラシクロペンタン、1−イソブチルー1−ペンチルー1−シラシクロプロパン、1−イソブチルー1−ペンチルー1−シラシクロブタン、1−イソブチルー1−ペンチルー1−シラシクロペンタン、1−イソブチルー1−ターシャリーブチルー1−シラシクロプロパン、1−イソブチルー1−ターシャリーブチルー1−シラシクロブタン、1−イソブチルー1−ターシャリーブチルー1−シラシクロペンタン、1−1−ジイソブチルー1−シラシクロプロパン、1−1−ジイソブチルー1−シラシクロブタン、1−1−ジイソブチルー1−シラシクロペンタン、1−1−ジターシャリーブチルー1−シラシクロプロパン、1−1−ジターシャリーブチルー1−シラシクロブタン、1−1−ジターシャリーブチルー1−シラシクロペンタン、1−1−ジプロピルー1−シラシクロプロパン、1−1−ジプロピルー1−シラシクロブタン、1−1−ジプロピルー1−シラシクロペンタンなどがあげられる。
これ以外に用いられるケイ素化合物の例としては、イソブチルトリエチルシラン、イソブチルトリプロピルシラン、イソブチルトリブチルシラン、テトライソソブチルシラン、イソブチルセカンダリーブチルシラン、イソブチルトリペンチルシラン、イソブチルイソペンチルシラン、イソブチルネオペンチルシラン、イソブチルターシャリーペンチルシラン、ジイソブチルジエチルシラン、ジイソブチルジプロピルシラン、ジイソブチルジブチルシラン、ジイソブチルセカンダリーブチルシラン、ジイソブチルジペンチルシラン、ジイソブチルイソペンチルシラン、ジイソブチルネオペンチルシラン、ジイソブチルターシャリーペンチルシラン、トリイソブチルエチルシラン、トリイソブチルプロピルシラン、トリイソブチルブチルシラン、トリイソブチルセカンダリーブチルシラン、トリイソブチルペンチルシラン、トリイソブチルイソペンチルシラン、トリイソブチルネオペンチルシラン、トリイソブチルターシャリーペンチルシラン、イソブチルジエチルシラン、イソブチルジプロピルシラン、イソブチルジブチルシラン、イソブチルジセカンダリーブチルシラン、イソブチルジイソペンチルシラン、イソブチルジネオペンチルシラン、イソブチルジターシャリーペンチルシラン、ターシャリーブチルトリエチルシラン、ターシャリーブチルトリプロピルシラン、ターシャリーブチルトリブチルシラン、テトラターシャリーブチルシラン、ターシャリーブチルセカンダリーブチルシラン、ターシャリーブチルトリペンチルシラン、ターシャリーブチルイソペンチルシラン、ターシャリーブチルネオペンチルシラン、ターシャリーブチルターシャリーペンチルシラン、ジターシャリーブチルジエチルシラン、ジターシャリーブチルジプロピルシラン、ジターシャリーチルジブチルシラン、ジターシャリーブチルセカンダリーブチルシラン、ジターシャリーブチルジペンチルシラン、ジターシャリーブチルイソペンチルシラン、ジターシャリーブチルネオペンチルシラン、ジターシャリーブチルターシャリーペンチルシラン、トリターシャリーブチルエチルシラン、トリターシャリーブチルプロピルシラン、トリターシャリーブチルブチルシラン、トリターシャリーブチルセカンダリーブチルシラン、トリターシャリーブチルペンチルシラン、トリターシャリーブチルイソペンチルシラン、トリターシャリーブチルネオペンチルシラン、トリターシャリーブチルターシャリーペンチルシラン、ターシャリーブチルジエチルシラン、ターシャリーブチルジプロピルシラン、ターシャリーブチルジブチルシラン、ターシャリーブチルジセカンダリーブチルシラン、ターシャリーブチルジイソペンチルシラン、ターシャリーブチルジネオペンチルシラン、ターシャリーブチルジターシャリーペンチルシラン、プロピルトリエチルシラン、テトラプロピルシラン、プロピルトリブチルシラン、テトラプロピルシラン、プロピルセカンダリーブチルシラン、プロピルトリペンチルシラン、プロピルイソペンチルシラン、プロピルネオペンチルシラン、プロピルターシャリーペンチルシラン、ジプロピルジエチルシラン、ジプロピルジプロピルシラン、ジプロピルジブチルシラン、ジプロピルセカンダリーブチルシラン、ジプロピルジペンチルシラン、ジプロピルイソペンチルシラン、ジプロピルネオペンチルシラン、ジプロピルターシャリーペンチルシラン、トリプロピルエチルシラン、テトラプロピルシラン、トリプロピルブチルシラン、トリプロピルセカンダリーブチルシラン、トリプロピルペンチルシラン、トリプロピルイソペンチルシラン、トリプロピルネオペンチルシラン、トリプロピルターシャリーペンチルシラン、プロピルジエチルシラン、プロピルジプロピルシラン、プロピルジブチルシラン、プロピルジセカンダリーブチルシラン、プロピルジイソペンチルシラン、プロピルジネオペンチルシラン、プロピルジターシャリーペンチルシランなどがあげられる。
これ以外に用いられるケイ素化合物の例としては、1−1−ジアリルー1−シラシクロペンタン、1−1−ジエチルー1−シラシクロペンタン、1−1−ジプロピルー1−シラシクロペンタン、1−1−ジブチルー1−シラシクロペンタン、1−1−ジイソブチルー1−シラシクロペンタン、1−1−ジターシャリーブチルー1−シラシクロペンタン、1−1−ジイソペンチルー1−シラシクロペンタン、1−1−ジペンチルー1−シラシクロペンタン、1−1−ジネオペンチルー1−シラシクロペンタン、1−1−ジターシャリーペンチルー1−シラシクロペンタンなどが挙げられる。
これ以外に用いられるケイ素化合物の例としては、4−シラスピロ[3、3]ヘプタン、3−シラスピロ[2、2]ペンタンなどがあげられる。
これ以外に用いられるケイ素化合物の例としては、プロピルメトキシシラン、プロピルメチルメトキシシラン、プロピルエチルメトキシシラン、ジプロピルメトキシシラン、ジプロピルメチルメトキシシラン、ジプロピルエチルメトキシシラン、プロピルジメトキシシラン、プロピルメチルジメトキシシラン、プロピルエチルジメトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルエトキシシラン、プロピルメチルエトキシシラン、プロピルエチルエトキシシラン、ジプロピルエトキシシラン、ジプロピルメチルエトキシシラン、ジプロピルエチルエトキシシラン、プロピルジエトキシシラン、プロピルメチルジエトキシシラン、プロピルエチルジエトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、トリプロピルエトキシシラン、ジイソブチルメチルメトキシシラン、ジイソブチルプロピルメトキシシラン、ジイソブチルメチルエトキシシラン、ジイソブチルプロピルエトキシシランなどがあげられる。
これ以外に用いられるケイ素化合物の例としては、1−イソブチル−1−プロピル−1−シラシクロペンタン、1−イソブチル−1−プロピル−1−シラシクロヘキサン、1−1−ジプロピル−1−シラシクロブタン、1−1−ジプロピル−1−シラシクロヘキサンなどがあげられる。
これ以外に用いられるケイ素化合物の例としては、ジイソブチルジプロピルシラン、トリイソブチルプロピルシラン、イソブチルジプロピルシラン、ターシャリーブチルトリプロピルシラン、ジターシャリーブチルジプロピルシラン、トリターシャリーブチルプロピルシラン、ターシャリーブチルジプロピルシラン、プロピルトリエチルシラン、テトラプロピルシラン、プロピルトリブチルシラン、テトラプロピルシラン、プロピルセカンダリーブチルシラン、プロピルトリペンチルシラン、プロピルイソペンチルシラン、プロピルネオペンチルシラン、プロピルターシャリーペンチルシラン、ジプロピルジエチルシラン、ジプロピルジプロピルシラン、ジプロピルジブチルシラン、ジプロピルセカンダリーブチルシラン、ジプロピルジペンチルシラン、ジプロピルイソペンチルシラン、ジプロピルネオペンチルシラン、ジプロピルターシャリーペンチルシラン、トリプロピルエチルシラン、テトラプロピルシラン、トリプロピルブチルシラン、トリプロピルセカンダリーブチルシラン、トリプロピルペンチルシラン、トリプロピルイソペンチルシラン、トリプロピルネオペンチルシラン、トリプロピルターシャリーペンチルシラン、プロピルジエチルシラン、プロピルジプロピルシラン、プロピルジブチルシラン、プロピルジセカンダリーブチルシラン、プロピルジイソペンチルシラン、プロピルジネオペンチルシラン、プロピルジターシャリーペンチルシランなどがあげられる。
これ以外に用いられるケイ素化合物の例としては、プロピルエトキシシラシクロへキサン、プロピルエトキシシラシクロペンタンなどがあげられる。
本発明の成膜方法においては、基本的には、上述の化学式(1)ないし(9)に示される絶縁膜材料を用いプラズマCVD法により成膜を行う。この場合、化学式(1)〜(9)で示されるケイ素化合物の1種または2種以上を混合して使用することができる。
また、成膜の際に、前記化学式(1)ないし(9)で示されるケイ素化合物から構成される絶縁膜材料に酸化性材料ガスを同伴させて成膜してもよいし、酸化性材料ガスを同伴させずに成膜してもよい。これらの組合せは、得られる絶縁膜の特性(プラズマ耐性等)を勘案して適宜選択することができる。
具体的には、成膜の際に、前記化学式(2)ないし(5)、(7)、及び(8)で示されるケイ素化合物から構成される絶縁膜材料を用いる場合には酸化性材料ガスを添加して成膜する。一方、前記化学式(1)、(6)、及び(9)で示されるケイ素化合物から構成される絶縁膜材料を用いる場合は、プラズマ耐性の改善のために、該絶縁膜材料を単独で成膜することが望ましい。
したがって、成膜装置のチャンバー内に送り込まれ成膜に供される成膜用ガスは、絶縁膜材料のガスの他に、これに酸化性材料ガスが混合された混合ガスとなることがある。
これら絶縁膜材料および酸化性材料ガスは、1気圧における沸点が300℃以下であることが好ましい。
図1に示したプラズマ成膜装置は、減圧可能なチャンバー1を備え、このチャンバー1は、排気管2及び開閉弁3を介して排気ポンプ4に接続されている。また、チャンバー1には、図示しない圧力計が備えられ、チャンバー1内の圧力が測定できるようになっている。チャンバー1内には、相対向する一対の平板状の上部電極5と下部電極6とが設けられている。上部電極5は、高周波電源7に接続され、上部電極5に高周波電流が印加されるようになっている。
また、上部電極5には、ガス供給配管10が接続されている。このガス供給配管10には、図示しない成膜用ガス供給源が接続され、この成膜用ガス供給装置から成膜用のガスが供給される。また、この成膜用のガスは上部電極5内に形成された複数の貫通孔を通って、下部電極6に向けて拡散しつつ流れ出るようになっている。
基板8は、主にシリコンウェーハから形成される。このシリコンウェーハ上にはあらかじめ形成された他の絶縁膜、導電膜、配線構造などが存在していてもよい。
絶縁膜材料流量 :5〜200cc/分 (2種以上の場合は合計量である)
酸化性材料ガス流量 :0〜200cc/分
圧力 :1Pa〜5000Pa
RFパワー :30〜2000W、好ましくは50〜700W
基板温度 :500℃以下
反応時間 :60秒程度(任意の時間でよい)
成膜厚さ :10nm〜800nm
紫外線照射法においては、周知の紫外線照射装置が用いられ、例えば、図2に示すような紫外線照射装置などを使用する。
また、チャンバー21にはガス供給配管31が接続されており、このガス供給配管31には、図示しない不活性ガス供給源が接続され、チャンバー21内を不活性雰囲気に保つことができる。不活性ガスには例えば窒素が使用される。
不活性ガス流量 :0〜5slm
圧力 :10Torr以下
基板温度 :450℃以下、好ましくは350〜450℃
紫外線強度 :430mW/cm2程度
紫外線波長 :200nm以上、好ましくは350〜400nm
紫外線照射時間 :1〜20分
基板と紫外線ランプの距離:50〜150mm、好ましくは108mm
一方、基板温度が高いと絶縁膜の熱的安定性が高くなるが、基板温度が高すぎると多層配線構造の熱的に弱い構造部分を劣化させてしまう恐れがあるため、350〜450℃の基板温度が好ましい。
本発明の絶縁膜は、上述のプラズマCVD用絶縁膜材料、またはこれと酸化性材料ガスとの混合ガスを用い、プラズマ成膜装置によって、プラズマCVD反応により成膜されたもので、その比誘電率が2.4〜2.6程度で、かつ、プラズマ耐性が高いものである。
化学式(1)〜(5)で示される絶縁膜材料は、β炭素もしくはγ炭素において枝分かれしている構造の炭化水素基、又は環構造の炭化水素基を有するケイ素化合物から構成される。このケイ素化合物は、プラズマ雰囲気に曝されると、Si−(CH2)xで表されるラジカルまたはイオン種を優先的に発生させることができ、ウェハー上にSi−(CH2)x−Siネットワークを絶縁膜中に形成することができる。
すなわち、ケイ素にイソブチル基を直接結合する構造の場合、イソブチル基のα位とβ位間の結合エネルギ−が低いため、プラズマにより切断されるとともに、SiCラジカルが生成し、Si−(CH2)x−Siネットワークを絶縁膜中に多く含むことになる。
Si−(CH2)x−Siネットワークはプラズマ耐性が高いことから、最適な絶縁膜を提供することができる。
すなわち、ケイ素にn−プロピル基が直接結合する構造の場合、n−プロピル基の炭素−炭素間の結合がプラズマにより切断されるとともに、SiCラジカルが生成して、Si−(CH2)x−Siネットワークを絶縁膜中に多く含むことになる。
よって、化学式(1)〜(5)で示される絶縁膜材料と同様に、最適な絶縁膜を提供することができる。
以上より、本発明の絶縁膜が、低比誘電率を有しかつプラズマ耐性を有する絶縁膜となるものと考えられる。
ただし、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
絶縁膜を形成するにあたっては、平行平板型の容量結合プラズマCVD装置を使用し、あらかじめ275℃程度に加熱したサセプター上に、8インチ(直径200mm)または12インチ(直径300mm)のシリコンウェーハを搬送し、絶縁膜材料ガスとしてイソブチルジメチルメトキシシラン(iBDMMOS)を30cc/minの体積流量で流通させ、プラズマ発生用高周波電源装置の出力を700Wに設定して絶縁膜を形成した。このときの前記プラズマCVD装置のチャンバー内圧力は6Torrであった。
ついで、このNH3プラズマ処理された絶縁膜の比誘電率を、前記SSM社製495CV測定装置上で測定した。測定結果を表1に示す。
絶縁膜を形成するにあたっては、平行平板型の容量結合プラズマCVD装置を使用し、あらかじめ275℃程度に加熱したサセプター上に、8インチ(直径200mm)または12インチ(直径300mm)のシリコンウェーハを搬送し、絶縁膜材料ガスとして5−シラスピロ−[4,4]−ノナン(SSN)を30cc/minの体積流量で流通させ、プラズマ発生用高周波電源装置の出力を150Wに設定して絶縁膜を形成した。このときの前記プラズマCVD装置のチャンバー内圧力は4torrであった。
ついで、このNH3プラズマ処理された絶縁膜の比誘電率を、前記SSM社製CV測定装置495上で測定する。測定結果を表1に示す。
絶縁膜を形成するにあたって使用する装置および方法は参考例1とほぼ同じであるが、絶縁膜材料ガスとしてジイソブチルジメチルシラン(DiBDMS)を30cc/minの体積流量で流通させ、プラズマ発生用高周波電源装置の出力を700Wに設定して絶縁膜を形成した。このときの前記プラズマCVD装置のチャンバー内圧力は6Torrであった。
絶縁膜を形成するにあたって使用する装置および方法は参考例1とほぼ同じであるが、絶縁膜材料ガスとしてジイソブチルエチルシラン(DiBES)を30cc/minの体積流量で流通させ、プラズマ発生用高周波電源装置の出力を550Wに設定して絶縁膜を形成した。このときの前記プラズマCVD装置のチャンバー内圧力は6Torrであった。
絶縁膜を形成するにあたって使用する装置および方法は参考例1とほぼ同じであるが、絶縁膜材料ガスとしてイソブチルトリメチルシラン(iBTMS)を30cc/minの体積流量で、酸化性材料ガスとして酸素を10cc/minの体積流量で流通させ、プラズマ発生用高周波電源装置の出力を550Wに設定して絶縁膜を形成した。このときの前記プラズマCVD装置のチャンバー内圧力は6Torrであった。
絶縁膜を形成するにあたって使用する装置および方法は参考例1とほぼ同じであるが、絶縁膜材料ガスとしてジイソブチルジメチルシラン(DiBDMS)を30cc/minの体積流量で、酸化性材料ガスとして酸素を12cc/minの体積流量で流通させ、プラズマ発生用高周波電源装置の出力を650Wに設定して絶縁膜を形成した。このときの前記プラズマCVD装置のチャンバー内圧力は6Torrであった。
一般に市販されて用いられている絶縁膜Aurora2.5の得られた絶縁膜の比誘電率、プラズマ耐性を参考例1と同様にして評価した。比誘電率、プラズマ耐性の測定結果を表1に示す。
この例では、酸化性材料ガスを同伴していない。
平行平板型の容量結合プラズマCVD装置を使用し、あらかじめ275℃程度に加熱したサセプター上に、8インチのシリコンウェーハを搬送し、表2に示されている製膜材料(すなわち、絶縁膜材料ガス)を30cc/minの体積流量で流通させ、プラズマ発生用高周波電源装置の出力を700Wに設定して絶縁膜を形成した。
また、酸化性材料ガスを用いる場合、酸化性材料ガスには酸素(O2)を使用し流量は10cc/minとした。このときの前記プラズマCVD装置のチャンバー内圧力は6Torrであった。
成膜時間は任意に設定し、成膜後の膜厚を300nmで一定とした。
シリコンウェーハに成膜した絶縁膜をSSM社製495CV測定装置で誘電率および日本分光社製FTIRで絶縁膜の赤外吸収スペクトルを測定した。
結果を表2に示す。
絶縁膜を形成するにあたっては、平行平板型の容量結合プラズマCVD装置を使用し、あらかじめ220℃程度に加熱したサセプタ上に、8インチ(直径200mm)のシリコンウェーハを搬送し、絶縁膜材料ガスとしてトリプロピルメトキシシラン(TPMOS)を41.5cc/minの体積流量で流通させ、プラズマ発生用高周波電源装置の出力を300Wに設定して絶縁膜を形成した。このときの前記プラズマCVD装置のチャンバー内圧力は13Torrであった。
ついで、このNH3プラズマ処理された絶縁膜の比誘電率を、前記SSM社製495CV測定装置上で測定した。
Si−CH2−Si吸収ピーク面積が小さいことは、Si−CH2−Si結合が存在しないもしくは存在量が少なのでプラズマ耐性が低いと評価でき、Si−CH2−Si吸収ピーク面積が大きいことは、Si−CH2−Si存在量が多いのでプラズマ耐性が高いと評価できる。
一方、紫外線照射後の赤外線吸収スペクトルのピークは、1360cm−1の波数に現れ、Si−CH2−Si結合の存在量を示している。
紫外線照射後の絶縁膜の比誘電率、NH3プラズマ処理された絶縁膜の比誘電率、Si−CH2−Si吸収ピーク面積を表4に示す。
その他、得られた絶縁膜の炭素含有量をXPSにて測定した結果、53.2%の炭素を含むことを確認した。結果を表4に示す。
絶縁膜を形成するにあたっては、平行平板型の容量結合プラズマCVD装置を使用し、あらかじめ200℃程度に加熱したサセプタ上に、12インチ(直径300mm)のシリコンウェーハを搬送し、絶縁膜材料ガスとしてトリプロピルメトキシシラン(TnPMOS)を52.5cc/minの体積流量で流通させ、プラズマ発生用高周波電源装置の出力を800Wに設定して絶縁膜を形成した。このときの前記プラズマCVD装置のチャンバー内圧力は11Torrであった。
絶縁膜を形成するにあたっては、平行平板型の容量結合プラズマCVD装置を使用し、あらかじめ200℃程度に加熱したサセプタ上に、8インチ(直径200mm)のシリコンウェーハを搬送し、絶縁膜材料ガスとしてトリn−プロピルメトキシシラン(TnPMOS)を41.5cc/minの体積流量で流通させ、プラズマ発生用高周波電源装置の出力300Wに設定して絶縁膜を形成した。このときの前記プラズマCVD装置のチャンバー内圧力は13Torrであった。
一般に市販されて用いられている絶縁材料ジメチルジメトキシシラン(DMDMOS)から得られた絶縁膜の比誘電率およびプラズマ耐性を実施例10と同様にして評価した。尚、この例では、膜形成に際し酸化性材料ガスを同伴しなかった。
絶縁膜を形成するにあたっては、平行平板型の容量結合プラズマCVD装置を使用し、あらかじめ275℃程度に加熱したサセプタ上に、8インチ(直径200mm)のシリコンウェーハを搬送し、絶縁膜材料ガスとしてトリプロピルメトキシシラン(TPMOS)を41.5cc/minの体積流量で流通させ、プラズマ発生用高周波電源装置の出力300Wに設定して絶縁膜を形成した。このときの前記プラズマCVD装置のチャンバー内圧力は13Torrであった。
Claims (5)
- 前記絶縁膜に紫外線照射を施す工程をさらに有する請求項1に記載の成膜方法。
- 前記酸化性材料ガスが酸素原子を含む化合物である請求項1又は請求項2に記載の成膜方法。
- 成膜温度が150〜250℃である請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の成膜方法。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の成膜方法で得られた絶縁膜。
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