JP3321148B2 - フッ素添加カーボン膜及びその形成方法 - Google Patents
フッ素添加カーボン膜及びその形成方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、例えば半導体デバイスの層間絶縁膜に用い
ることのできるフッ素添加カーボン膜及び当該フッ素添
加カーボン膜を形成する方法に関する。
ることのできるフッ素添加カーボン膜及び当該フッ素添
加カーボン膜を形成する方法に関する。
背景技術 半導体デバイスの高集積化を図るために、パターンの
微細化、回路の多層化といった工夫が進められており、
そのうちの一つとして配線を多層化する技術がある。多
層配線構造をとるためには、ｎ層目の配線層と（ｎ＋
１）番目の配線層の間を導電層で接続すると共に、導電
層以外の領域は層間絶縁膜と呼ばれる薄膜が形成され
る。
微細化、回路の多層化といった工夫が進められており、
そのうちの一つとして配線を多層化する技術がある。多
層配線構造をとるためには、ｎ層目の配線層と（ｎ＋
１）番目の配線層の間を導電層で接続すると共に、導電
層以外の領域は層間絶縁膜と呼ばれる薄膜が形成され
る。
この層間絶縁膜の代表的なものとしてＳｉＯ2 膜があ
るが、近年デバイスの動作についてより一層の高速化を
図るために層間絶縁膜の比誘電率を低くすることが要求
されており、層間絶縁膜の材質についての検討がなされ
ている。即ちＳｉＯ2 膜は比誘電率がおよそ４であり、
これよりも小さい材質の発掘に力が注がれている。その
うちの一つとして比誘電率が３．５であるＳｉＯＦ膜の
実現化が進められているが、本発明者は比誘電率が更に
小さいフッ素添加カーボン膜（以下「ＣＦ膜」という）
に注目している。
るが、近年デバイスの動作についてより一層の高速化を
図るために層間絶縁膜の比誘電率を低くすることが要求
されており、層間絶縁膜の材質についての検討がなされ
ている。即ちＳｉＯ2 膜は比誘電率がおよそ４であり、
これよりも小さい材質の発掘に力が注がれている。その
うちの一つとして比誘電率が３．５であるＳｉＯＦ膜の
実現化が進められているが、本発明者は比誘電率が更に
小さいフッ素添加カーボン膜（以下「ＣＦ膜」という）
に注目している。
このようなＣＦ膜は、例えばマイクロ波と磁界との相
互作用である電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を利用
するプラズマ成膜処理により形成される。例えばこの成
膜処理の一例を図１０に基づいて説明すると、プラズマ
生成室１Ａ内に２．４５ＧＨｚのマイクロ波を導波管１
１を介して供給すると同時に、８７５ガウスの磁界を電
磁コイル１２により印加して、前記電子サイクロトロン
共鳴によりプラズマ生成用ガスであるＡｒガスを高密度
にプラズマ化し、このプラズマにより成膜室１Ｂ内に導
入された成膜ガス例えばＣ4 Ｆ8 ガス及びＣ2 Ｈ4 ガス
を活性化して活性種を形成し、載置台１３上の半導体ウ
エハ（以下「ウエハ」という）１０表面に密着性及び硬
度の大きいＣＦ膜を成膜している。
互作用である電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を利用
するプラズマ成膜処理により形成される。例えばこの成
膜処理の一例を図１０に基づいて説明すると、プラズマ
生成室１Ａ内に２．４５ＧＨｚのマイクロ波を導波管１
１を介して供給すると同時に、８７５ガウスの磁界を電
磁コイル１２により印加して、前記電子サイクロトロン
共鳴によりプラズマ生成用ガスであるＡｒガスを高密度
にプラズマ化し、このプラズマにより成膜室１Ｂ内に導
入された成膜ガス例えばＣ4 Ｆ8 ガス及びＣ2 Ｈ4 ガス
を活性化して活性種を形成し、載置台１３上の半導体ウ
エハ（以下「ウエハ」という）１０表面に密着性及び硬
度の大きいＣＦ膜を成膜している。
ところで図１１はウエハに形成された回路部分の一部
を示しており、図中１４，１５はＣＦ膜、１６ａ，１６
ｂはタングステン（Ｗ）よりなる導電層、１７はアルミ
ニウム（Ａｌ）よりなる導電層、１８はリン（Ｐ），ホ
ウ素（Ｂ）をドープしたＳｉＯ2 膜、１９はｎ形半導体
領域である。
を示しており、図中１４，１５はＣＦ膜、１６ａ，１６
ｂはタングステン（Ｗ）よりなる導電層、１７はアルミ
ニウム（Ａｌ）よりなる導電層、１８はリン（Ｐ），ホ
ウ素（Ｂ）をドープしたＳｉＯ2 膜、１９はｎ形半導体
領域である。
このようにＣＦ膜は素子において層間絶縁膜として用
いられているが、上述の方法で形成されたＣＦ膜はリー
ク電流が高く、このため配線間の絶縁性が悪くなってし
まい、素子として所要の特性が得られなかった。従って
量産体制を採った場合には、歩留まりが悪くなってしま
うという問題があった。
いられているが、上述の方法で形成されたＣＦ膜はリー
ク電流が高く、このため配線間の絶縁性が悪くなってし
まい、素子として所要の特性が得られなかった。従って
量産体制を採った場合には、歩留まりが悪くなってしま
うという問題があった。
発明の開示 本発明はこのような事情の下になされたものであり、
その目的は、例えば半導体デバイスの層間絶縁膜として
用いることができるリーク電流の低いＣＦ膜及び当該Ｃ
Ｆ膜の形成方法を提供することにある。
その目的は、例えば半導体デバイスの層間絶縁膜として
用いることができるリーク電流の低いＣＦ膜及び当該Ｃ
Ｆ膜の形成方法を提供することにある。
このため本発明のフッ素添加カーボン膜は炭素とフッ
素とホウ素とを含むことを特徴とする。このようなフッ
素添加カーボン膜は、炭素とフッ素との化合物ガスとホ
ウ素を含むガスとを含む成膜ガスを分解し、化学的気相
反応によって被処理基板上に成膜される。
素とホウ素とを含むことを特徴とする。このようなフッ
素添加カーボン膜は、炭素とフッ素との化合物ガスとホ
ウ素を含むガスとを含む成膜ガスを分解し、化学的気相
反応によって被処理基板上に成膜される。
また炭素とフッ素との化合物ガスを含む成膜ガスを分
解し、化学的気相反応により被処理基板上にフッ素添加
カーボン膜を成膜し、この後当該フッ素添加カーボン膜
にホウ素を添加するようにしてもよい。この際ホウ素の
添加方法としては、被処理基板上に成膜されたフッ素添
加カーボン膜にホウ素のイオンを注入した後、当該被処
理基板を加熱する方法や、ホウ素を含むガスをプラズマ
化し、このプラズマを被処理基板上に成膜されたフッ素
添加カーボン膜に照射する方法等がある。
解し、化学的気相反応により被処理基板上にフッ素添加
カーボン膜を成膜し、この後当該フッ素添加カーボン膜
にホウ素を添加するようにしてもよい。この際ホウ素の
添加方法としては、被処理基板上に成膜されたフッ素添
加カーボン膜にホウ素のイオンを注入した後、当該被処
理基板を加熱する方法や、ホウ素を含むガスをプラズマ
化し、このプラズマを被処理基板上に成膜されたフッ素
添加カーボン膜に照射する方法等がある。
以上のように本発明によればリーク電流が低いＣＦ膜
を得ることができる。また、本発明によれば比誘電率の
小さいＣＦ膜を得ることができる。従ってこのＣＦ膜を
例えば半導体デバイスの層間絶縁膜に使用すれば、素子
の所定の特性を確実に得ることができる。半導体デバイ
スの微細化、高速化が要請されている中で、ＣＦ膜が比
誘電率の小さい有効な絶縁膜として注目されていること
から、本発明はＣＦ膜の絶縁膜としての実用化を図る上
で有効な方法である。
を得ることができる。また、本発明によれば比誘電率の
小さいＣＦ膜を得ることができる。従ってこのＣＦ膜を
例えば半導体デバイスの層間絶縁膜に使用すれば、素子
の所定の特性を確実に得ることができる。半導体デバイ
スの微細化、高速化が要請されている中で、ＣＦ膜が比
誘電率の小さい有効な絶縁膜として注目されていること
から、本発明はＣＦ膜の絶縁膜としての実用化を図る上
で有効な方法である。
図面の簡単な説明 図１は、本発明方法を実施するためのプラズマ処理装
置の一例を示す縦断側面図である。
置の一例を示す縦断側面図である。
図２は、本発明方法の作用を説明するための模式図で
ある。
ある。
図３は、ＣＦ膜のリーク電流の測定結果を示す特性図
である。
である。
図４は、ＣＦ膜のリーク電流の測定結果を示す特性図
である。
である。
図５は、ＣＦ膜のリーク電流の測定結果を示す特性図
である。
である。
図６は、本発明方法の他の例を説明するための工程図
である。
である。
図７は、ＣＦ膜のリーク電流の測定結果を示す特性図
である。
である。
図８は、本発明方法の他の例を説明するための工程図
である。
である。
図９は、ＣＦ膜のリーク電流の測定結果を示す特性図
である。
である。
図１０は、従来のプラズマ成膜装置を示す断面図であ
る。
る。
図１１は、半導体デバイスの構造の一例を示す構造図
である。
である。
図１２は、添加するＢＦ3 の流量とＣＦ膜の比誘電率
の関係についての測定結果を示す図である。
の関係についての測定結果を示す図である。
発明を実施するための最良の形態 先ず本発明の実施の形態に用いられるプラズマ処理装
置の一例を図１に示す。この装置は例えばアルミニウム
等により形成された真空容器を有しており、この真空容
器は上方に位置してプラズマを発生させる筒状の第１の
真空室２１と、この下方に連通させて連結され、第１の
真空室２１よりは口径の大きい筒状の第２の真空室２２
とからなる。なおこの真空容器２は接地されてゼロ電位
になっている。
置の一例を図１に示す。この装置は例えばアルミニウム
等により形成された真空容器を有しており、この真空容
器は上方に位置してプラズマを発生させる筒状の第１の
真空室２１と、この下方に連通させて連結され、第１の
真空室２１よりは口径の大きい筒状の第２の真空室２２
とからなる。なおこの真空容器２は接地されてゼロ電位
になっている。
この真空容器２の上端は開口されて、この部分にマイ
クロ波を透過する部材例えば石英等の材料で形成された
透過窓２３が気密に設けられており、真空容器２内の真
空状態を維持するようになっている。この透過窓２３の
外側には、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生す
る高周波電源部２４に接続された導波管２５が設けられ
ており、高周波電源部２４にて発生したマイクロ波を例
えばＴＥモードにより導波管２５で案内して、またはＴ
Ｅモードにより案内されたマイクロ波を導波管２５でＴ
Ｍモードに変換して、透過窓２３から第１の真空室２１
内へ導入し得るようになっている。
クロ波を透過する部材例えば石英等の材料で形成された
透過窓２３が気密に設けられており、真空容器２内の真
空状態を維持するようになっている。この透過窓２３の
外側には、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生す
る高周波電源部２４に接続された導波管２５が設けられ
ており、高周波電源部２４にて発生したマイクロ波を例
えばＴＥモードにより導波管２５で案内して、またはＴ
Ｅモードにより案内されたマイクロ波を導波管２５でＴ
Ｍモードに変換して、透過窓２３から第１の真空室２１
内へ導入し得るようになっている。
第１の真空室２１を区画する側壁には例えばその周方
向に沿って均等に配置したガスノズル３１が設けられる
と共に、このガスノズル３１には図示しないプラズマ生
成用ガス源例えばアルゴン（Ａｒ）ガス源が接続されて
おり、第１の真空室２１内の上部にプラズマ生成用ガス
としてＡｒガスをムラなく均等に供給し得るようになっ
ている。
向に沿って均等に配置したガスノズル３１が設けられる
と共に、このガスノズル３１には図示しないプラズマ生
成用ガス源例えばアルゴン（Ａｒ）ガス源が接続されて
おり、第１の真空室２１内の上部にプラズマ生成用ガス
としてＡｒガスをムラなく均等に供給し得るようになっ
ている。
前記第２の真空室２２内には、前記第１の真空室２１
と対向するように半導体ウエハ（以下「ウエハ」とい
う）１０の載置台４が設けられている。この載置台４は
表面部に静電チャック４１を備えており、この静電チャ
ック４１の電極には、ウエハを吸着する直流電源（図示
せず）の他、ウエハにイオンを引き込むためのバイアス
電圧を印加するように高周波電源部４２が接続されてい
る。
と対向するように半導体ウエハ（以下「ウエハ」とい
う）１０の載置台４が設けられている。この載置台４は
表面部に静電チャック４１を備えており、この静電チャ
ック４１の電極には、ウエハを吸着する直流電源（図示
せず）の他、ウエハにイオンを引き込むためのバイアス
電圧を印加するように高周波電源部４２が接続されてい
る。
一方前記第２の真空室２２の上部即ち第１の真空室２
１と連通している部分にはリング状の成膜ガス供給部５
が設けられており、この成膜ガス供給部５は、例えばガ
ス供給管５１〜５３から３種類の成膜ガスが供給され、
その混合ガスを内周面のガス穴５４から真空容器２内に
供給するように構成されている。
１と連通している部分にはリング状の成膜ガス供給部５
が設けられており、この成膜ガス供給部５は、例えばガ
ス供給管５１〜５３から３種類の成膜ガスが供給され、
その混合ガスを内周面のガス穴５４から真空容器２内に
供給するように構成されている。
前記第１の真空室２１を区画する側壁の外周には、こ
れに接近させて磁場形成手段として例えばリング状の主
電磁コイル２６が配置されると共に、第２の真空室２２
の下方側にはリング状の補助電磁コイル２７が配置され
ている。また第２の真空室２２の底部には例えば真空室
２２の中心軸に対称な２個所の位置に各々排気管２８が
接続されている。
れに接近させて磁場形成手段として例えばリング状の主
電磁コイル２６が配置されると共に、第２の真空室２２
の下方側にはリング状の補助電磁コイル２７が配置され
ている。また第２の真空室２２の底部には例えば真空室
２２の中心軸に対称な２個所の位置に各々排気管２８が
接続されている。
次に上述の装置を用いて被処理基板であるウエハ１０
上にＣＦ膜よりなる層間絶縁膜を形成する方法について
説明する。先ず真空容器の側壁に設けた図示しないゲー
トバルブを開いて図示しない搬送アームにより、例えば
表面にアルミニウム配線が形成されたウエハ１０を図示
しないロードロック室から搬入して載置台４上に載置
し、静電チャック４１によりウエハ１０を静電吸着す
る。
上にＣＦ膜よりなる層間絶縁膜を形成する方法について
説明する。先ず真空容器の側壁に設けた図示しないゲー
トバルブを開いて図示しない搬送アームにより、例えば
表面にアルミニウム配線が形成されたウエハ１０を図示
しないロードロック室から搬入して載置台４上に載置
し、静電チャック４１によりウエハ１０を静電吸着す
る。
続いてゲートバルブを閉じて内部を密閉した後、排気
管２８より内部雰囲気を排気して所定の真空度まで真空
引きし、ガスノズル３１からＡｒガスを第１の真空室２
１内へ所定の流量で導入すると共に、成膜ガス供給部５
から成膜ガスを第２の真空室２２内へ所定の流量で導入
する。
管２８より内部雰囲気を排気して所定の真空度まで真空
引きし、ガスノズル３１からＡｒガスを第１の真空室２
１内へ所定の流量で導入すると共に、成膜ガス供給部５
から成膜ガスを第２の真空室２２内へ所定の流量で導入
する。
ここで本実施の形態では成膜ガスに特徴があり、この
成膜ガスとしては、炭素（Ｃ）とフッ素（Ｆ）の化合物
ガス（以下「ＣＦ系ガス」という）例えばＣ4Ｆ8ガス
と、炭化水素ガス例えばＣ2 Ｈ4 ガス、及びホウ素を含
むガス例えばＢＦ3ガスが用いられ、これらのガスは夫
々ガス導入管５１〜５３から成膜ガス供給部５内を通じ
て真空容器２内に供給される。そして真空容器２内を所
定のプロセス圧に維持し、かつ高周波電源部４２により
載置台４に１３．５６ＭＨｚ、１５００Ｗのバイアス電
圧を印加する。
成膜ガスとしては、炭素（Ｃ）とフッ素（Ｆ）の化合物
ガス（以下「ＣＦ系ガス」という）例えばＣ4Ｆ8ガス
と、炭化水素ガス例えばＣ2 Ｈ4 ガス、及びホウ素を含
むガス例えばＢＦ3ガスが用いられ、これらのガスは夫
々ガス導入管５１〜５３から成膜ガス供給部５内を通じ
て真空容器２内に供給される。そして真空容器２内を所
定のプロセス圧に維持し、かつ高周波電源部４２により
載置台４に１３．５６ＭＨｚ、１５００Ｗのバイアス電
圧を印加する。
一方高周波電源部２４からの２．４５ＧＨｚ、２７０
０Ｗの高周波（マイクロ波）は導波管２５を通って真空
容器２の天井部に至り、ここの透過窓２３を透過して第
１の真空室２１内へ導入される。また真空容器２内には
主電磁コイル２６及び補助電磁コイル２７により第１の
真空室２１の上部から第２の真空室２２の下部に向かう
磁場が形成され、例えば第１の真空室２１の下部付近に
て磁場の強さが８７５ガウスとなる。
０Ｗの高周波（マイクロ波）は導波管２５を通って真空
容器２の天井部に至り、ここの透過窓２３を透過して第
１の真空室２１内へ導入される。また真空容器２内には
主電磁コイル２６及び補助電磁コイル２７により第１の
真空室２１の上部から第２の真空室２２の下部に向かう
磁場が形成され、例えば第１の真空室２１の下部付近に
て磁場の強さが８７５ガウスとなる。
こうして磁場とマイクロ波との相互作用により電子サ
イクロトロン共鳴が生じ、この共鳴によりＡｒガスがプ
ラズマ化され、且つ高密度化される。こうして発生した
プラズマ流は、第１の真空室２１より第２の真空室２２
内に流れ込んで行き、ここに供給されているＣ4 Ｆ8 ガ
ス、Ｃ2 Ｈ4 ガス及びＢＦ3 ガスを活性化（プラズマ
化）して活性種（プラズマ）を形成し、ウエハ１０上に
ＣＦ膜を成膜する。なお実際のデバイスを製造する場合
には、その後このＣＦ膜に対して所定のパターンでエッ
チングを行い、溝部に例えばＷ膜を埋め込んでＷ配線が
形成される。
イクロトロン共鳴が生じ、この共鳴によりＡｒガスがプ
ラズマ化され、且つ高密度化される。こうして発生した
プラズマ流は、第１の真空室２１より第２の真空室２２
内に流れ込んで行き、ここに供給されているＣ4 Ｆ8 ガ
ス、Ｃ2 Ｈ4 ガス及びＢＦ3 ガスを活性化（プラズマ
化）して活性種（プラズマ）を形成し、ウエハ１０上に
ＣＦ膜を成膜する。なお実際のデバイスを製造する場合
には、その後このＣＦ膜に対して所定のパターンでエッ
チングを行い、溝部に例えばＷ膜を埋め込んでＷ配線が
形成される。
このような方法で成膜されたＣＦ膜は、後述の実験結
果からも分かるようにリーク電流が極めて低い。その理
由については次のように考えられる。つまり成膜ガスと
してＣＦ系ガス及び炭化水素ガスとを組み合わせてＣＦ
膜を成膜すると、このＣＦ膜中には、図２（ａ）に示す
ように当該ＣＦ膜の堆積中に形成されたＣ−Ｃ結合やＣ
−Ｆ結合、Ｃ−Ｈ結合等が多数結合した高分子部分が存
在すると共に、反応が不完全であって未反応の結合手
（以下「未結合手」という）を有するＣやＦが存在する
と考えられる。そしてＣＦ膜の電流のリークは、電流が
ＣやＦの未結合手を伝わって流れることにより起こると
推察される。
果からも分かるようにリーク電流が極めて低い。その理
由については次のように考えられる。つまり成膜ガスと
してＣＦ系ガス及び炭化水素ガスとを組み合わせてＣＦ
膜を成膜すると、このＣＦ膜中には、図２（ａ）に示す
ように当該ＣＦ膜の堆積中に形成されたＣ−Ｃ結合やＣ
−Ｆ結合、Ｃ−Ｈ結合等が多数結合した高分子部分が存
在すると共に、反応が不完全であって未反応の結合手
（以下「未結合手」という）を有するＣやＦが存在する
と考えられる。そしてＣＦ膜の電流のリークは、電流が
ＣやＦの未結合手を伝わって流れることにより起こると
推察される。
ここで本実施の形態のように成膜ガスとしてＣＦ系ガ
ス及び炭化水素ガスとの組み合わせにＢＦ3 ガスを添加
すると、Ｃ，Ｆ，Ｈ，Ｂの夫々活性種同士の反応によ
り、図２（ｂ）に示すようにＣやＦの未結合手部分にＢ
が選択的に結合し、この結果ＣＦ膜中の未結合手がかな
り少なくなると考えられる。このためＣＦ膜中に電流が
流れる経路が作りにくくなって、結果的に電流が流れに
くくなり、リーク電流が極端に低くなると推察される。
ス及び炭化水素ガスとの組み合わせにＢＦ3 ガスを添加
すると、Ｃ，Ｆ，Ｈ，Ｂの夫々活性種同士の反応によ
り、図２（ｂ）に示すようにＣやＦの未結合手部分にＢ
が選択的に結合し、この結果ＣＦ膜中の未結合手がかな
り少なくなると考えられる。このためＣＦ膜中に電流が
流れる経路が作りにくくなって、結果的に電流が流れに
くくなり、リーク電流が極端に低くなると推察される。
この際本発明者らがＢを含むガスを成膜ガスに添加す
ることに着目したのは、ＣＦ膜中にＢが取り込まれても
ＣＦ膜の比誘電率が高くならず、むしろ低くなることが
確認されており、さらにＣ−Ｂ結合及びＦ−Ｂ結合の結
合エネルギーが比較的小さく、ＣやＦの未結合手とＢと
の反応が起こりやすいことを考慮したためである。
ることに着目したのは、ＣＦ膜中にＢが取り込まれても
ＣＦ膜の比誘電率が高くならず、むしろ低くなることが
確認されており、さらにＣ−Ｂ結合及びＦ−Ｂ結合の結
合エネルギーが比較的小さく、ＣやＦの未結合手とＢと
の反応が起こりやすいことを考慮したためである。
続いて本方法により形成されたＣＦ膜のリーク電流を
調べるために行った実験例について説明する。図１に示
すプラズマ処理装置を用い、プラズマ生成ガスとしてＡ
ｒガスを１５０ｓｃｃｍ、成膜ガスとしてＣ4 Ｆ8 ガス
を６０ｓｃｃｍ、Ｃ2 Ｈ4 ガスを３０ｓｃｃｍ、ＢＦ3
ガスを０〜３０ｓｃｃｍの間で流量を変えて導入して、
ウエハ１０上に５０００オングストロームのＣＦ膜を成
膜した。このときマイクロ波電力（高周波電源部２４）
及びバイアス電力（高周波電源部４２）は夫々２７００
Ｗ，１５００Ｗとし、主電磁コイル２６及び補助電磁コ
イル２７の電流は２００Ａ，１６０Ａとした（実施例
１）。
調べるために行った実験例について説明する。図１に示
すプラズマ処理装置を用い、プラズマ生成ガスとしてＡ
ｒガスを１５０ｓｃｃｍ、成膜ガスとしてＣ4 Ｆ8 ガス
を６０ｓｃｃｍ、Ｃ2 Ｈ4 ガスを３０ｓｃｃｍ、ＢＦ3
ガスを０〜３０ｓｃｃｍの間で流量を変えて導入して、
ウエハ１０上に５０００オングストロームのＣＦ膜を成
膜した。このときマイクロ波電力（高周波電源部２４）
及びバイアス電力（高周波電源部４２）は夫々２７００
Ｗ，１５００Ｗとし、主電磁コイル２６及び補助電磁コ
イル２７の電流は２００Ａ，１６０Ａとした（実施例
１）。
こうして形成されたＣＦ膜について電界を変えてリー
ク電流を水銀プローブにより調べると共に、比誘電率を
測定した。この際ＢＦ3 ガスの流量は０ｓｃｃｍ、５ｓ
ｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍ、３０ｓｃｃｍと
した。リーク電流の測定結果を図３に示す。ＣＦ膜のリ
ーク電流と比誘電率の測定では、Ｓｉ基板の表面上にＣ
Ｆ膜を層設し、ＣＦ膜上にＡｌ電極を設け、このＡｌ電
極とＳｉ基板の裏面との間に電圧を印加して測定した。
ク電流を水銀プローブにより調べると共に、比誘電率を
測定した。この際ＢＦ3 ガスの流量は０ｓｃｃｍ、５ｓ
ｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍ、３０ｓｃｃｍと
した。リーク電流の測定結果を図３に示す。ＣＦ膜のリ
ーク電流と比誘電率の測定では、Ｓｉ基板の表面上にＣ
Ｆ膜を層設し、ＣＦ膜上にＡｌ電極を設け、このＡｌ電
極とＳｉ基板の裏面との間に電圧を印加して測定した。
またＣ5Ｆ8ガスを６０ｓｃｃｍ、Ｃ2Ｈ4ガスを３０ｓ
ｃｃｍ、Ａｒガスを１５０ｓｃｃｍ、ＢＦ3 ガスを流量
を変えて導入し、マイクロ波電力及びバイアス電力を夫
々２０００Ｗ，１５００Ｗとし、主電磁コイル２６及び
補助電磁コイル２７の電流は２００Ａ，１６０Ａとした
場合（実施例２）、Ｃ4Ｆ8ガスを４０ｓｃｃｍ、Ｈ2 ガ
スを３０ｓｃｃｍ、Ａｒガスを１５０ｓｃｃｍ、ＢＦ3
ガスを流量を変えて導入し、マイクロ波電力及びバイア
ス電力を夫々２７００Ｗ，１５００Ｗとし、主電磁コイ
ル２６及び補助電磁コイル２７の電流を２００Ａ，１６
０Ａとした場合（実施例３）についても同様に実験を行
った。これら実施例２及び実施例３のリーク電流の測定
結果を図４及び図５に夫々示す。
ｃｃｍ、Ａｒガスを１５０ｓｃｃｍ、ＢＦ3 ガスを流量
を変えて導入し、マイクロ波電力及びバイアス電力を夫
々２０００Ｗ，１５００Ｗとし、主電磁コイル２６及び
補助電磁コイル２７の電流は２００Ａ，１６０Ａとした
場合（実施例２）、Ｃ4Ｆ8ガスを４０ｓｃｃｍ、Ｈ2 ガ
スを３０ｓｃｃｍ、Ａｒガスを１５０ｓｃｃｍ、ＢＦ3
ガスを流量を変えて導入し、マイクロ波電力及びバイア
ス電力を夫々２７００Ｗ，１５００Ｗとし、主電磁コイ
ル２６及び補助電磁コイル２７の電流を２００Ａ，１６
０Ａとした場合（実施例３）についても同様に実験を行
った。これら実施例２及び実施例３のリーク電流の測定
結果を図４及び図５に夫々示す。
図３に示す結果により、ＣＦ膜のリーク電流は電界が
大きくなるにつれて高くなるが、成膜ガスとしてＢＦ3
ガスを添加した場合には、添加しない場合に比べてリー
ク電流が低くなることが確認され、さらにＢＦ3 ガスの
添加量が多くなるに連れてリーク電流が低くなることが
確認された。
大きくなるにつれて高くなるが、成膜ガスとしてＢＦ3
ガスを添加した場合には、添加しない場合に比べてリー
ク電流が低くなることが確認され、さらにＢＦ3 ガスの
添加量が多くなるに連れてリーク電流が低くなることが
確認された。
また、図１２に、添加するＢＦ3 の流量とＣＦ膜の比
誘電率の関係について、実施例１、実施例２及び実施例
３における測定結果を示す。ＢＦ3 の流量（ｓｃｃｍ）
を、０、５、１０、１５及び３０ｓｃｃｍ流し、ＣＦ膜
の比誘電率の測定をおこなった。図１２に示すように、
ＢＦ3 ガスを添加してもＣＦ膜の比誘電率は高くなら
ず、むしろ低くなることが認められた。
誘電率の関係について、実施例１、実施例２及び実施例
３における測定結果を示す。ＢＦ3 の流量（ｓｃｃｍ）
を、０、５、１０、１５及び３０ｓｃｃｍ流し、ＣＦ膜
の比誘電率の測定をおこなった。図１２に示すように、
ＢＦ3 ガスを添加してもＣＦ膜の比誘電率は高くなら
ず、むしろ低くなることが認められた。
また実施例２や実施例３のプロセス条件でＣＦ膜を成
膜した場合もＢＦ3 ガスの添加によりリーク電流が低く
なることから、成膜ガスとしてＣＦ系のガスの種類を変
えたり、炭化水素ガスの代わりにＨ2 ガスを用いてＣＦ
膜を成膜しても、ＢＦ3 ガスを用いることにより、当該
ＣＦ膜のリーク電流を低くできることが確認された。
膜した場合もＢＦ3 ガスの添加によりリーク電流が低く
なることから、成膜ガスとしてＣＦ系のガスの種類を変
えたり、炭化水素ガスの代わりにＨ2 ガスを用いてＣＦ
膜を成膜しても、ＢＦ3 ガスを用いることにより、当該
ＣＦ膜のリーク電流を低くできることが確認された。
このように本実施の形態によれば、ＣＦ膜のリーク電
流が極めて低くなるので、ＣＦ膜を層間絶縁膜として素
子を形成した場合に、所定のトランジスタ効果を得るこ
とができると共に、量産体制において歩留まりを向上さ
せることができる。
流が極めて低くなるので、ＣＦ膜を層間絶縁膜として素
子を形成した場合に、所定のトランジスタ効果を得るこ
とができると共に、量産体制において歩留まりを向上さ
せることができる。
続いて本発明の他の例について説明する。本実施の形
態が上述の実施の形態と異なる点は、上述の図１に示す
プラズマ成膜装置において、ＣＦ膜をウエハ１０上に形
成した後、成膜されたＣＦ膜中にＢのイオンを注入する
ことである。図６により具体的に説明すると、先ず図１
のプラズマ成膜装置において、プラズマ生成用ガスとし
てＡｒガス、成膜ガスとしてＣＦ系ガス例えばＣ4 Ｆ8
ガスと炭化水素ガス例えばＣ2 Ｈ4 ガスとを夫々所定の
流量で導入し、上述の電子サイクロトロン共鳴によりＣ
4 Ｆ8 ガス及びＣ2 Ｈ4 ガスを活性化して、ウエハ１０
上にＣＦ膜を成膜する。
態が上述の実施の形態と異なる点は、上述の図１に示す
プラズマ成膜装置において、ＣＦ膜をウエハ１０上に形
成した後、成膜されたＣＦ膜中にＢのイオンを注入する
ことである。図６により具体的に説明すると、先ず図１
のプラズマ成膜装置において、プラズマ生成用ガスとし
てＡｒガス、成膜ガスとしてＣＦ系ガス例えばＣ4 Ｆ8
ガスと炭化水素ガス例えばＣ2 Ｈ4 ガスとを夫々所定の
流量で導入し、上述の電子サイクロトロン共鳴によりＣ
4 Ｆ8 ガス及びＣ2 Ｈ4 ガスを活性化して、ウエハ１０
上にＣＦ膜を成膜する。
次いで当該ＣＦ膜が成膜されたウエハ１０を図示しな
いイオン注入装置に搬送し、ウエハ１０上に形成された
ＣＦ膜中にＢイオンを注入する。このＢイオン注入プロ
セスについて簡単に説明すると、装置内のイオン源に例
えばＢＦ3 ガスを１５ｓｃｃｍ導入し、装置内圧力１Ｅ
−６（１×１０-6）Ｐａの下、例えばプラズマによりイ
オンを引き出して、これら原子イオンや分子イオンなど
種々の成分を含むイオンから必要なイオン種であるＢイ
オンを磁場を利用した質量分析機を通過させて取り出し
た後、当該Ｂイオンを例えば３０ｋｅＶ程度に加速して
ＣＦ膜中に導入する。この際ＣＦ膜に注入されるＢイオ
ンの濃度は２．０Ｅ１３（２．０×１０13）個／ｃｍ2
〜２．０Ｅ１５個／ｃｍ2 程度であることが望ましい。
こうしてＣＦ膜にＢイオンを注入した後、当該ウエハ１
０を図示しない熱処理装置に搬送し、当該例えばＮ2 ガ
ス雰囲気中、４２５℃程度の温度で２時間程度熱処理を
行なう。このように熱処理を行うと、ＣＦ膜中に注入さ
れたＢイオンがＣやＦの未結合手部分に向かって移動し
ていき、当該未結合手と反応しＣ−Ｂ結合やＦ−Ｂ結合
を生成すると考えられる。従ってこのような方法で形成
されたＣＦ膜はＣやＦの未結合手部分が少なくなるの
で、上述の方法で成膜されたＣＦ膜と同様にリーク電流
が低く、比誘電率も低い。
いイオン注入装置に搬送し、ウエハ１０上に形成された
ＣＦ膜中にＢイオンを注入する。このＢイオン注入プロ
セスについて簡単に説明すると、装置内のイオン源に例
えばＢＦ3 ガスを１５ｓｃｃｍ導入し、装置内圧力１Ｅ
−６（１×１０-6）Ｐａの下、例えばプラズマによりイ
オンを引き出して、これら原子イオンや分子イオンなど
種々の成分を含むイオンから必要なイオン種であるＢイ
オンを磁場を利用した質量分析機を通過させて取り出し
た後、当該Ｂイオンを例えば３０ｋｅＶ程度に加速して
ＣＦ膜中に導入する。この際ＣＦ膜に注入されるＢイオ
ンの濃度は２．０Ｅ１３（２．０×１０13）個／ｃｍ2
〜２．０Ｅ１５個／ｃｍ2 程度であることが望ましい。
こうしてＣＦ膜にＢイオンを注入した後、当該ウエハ１
０を図示しない熱処理装置に搬送し、当該例えばＮ2 ガ
ス雰囲気中、４２５℃程度の温度で２時間程度熱処理を
行なう。このように熱処理を行うと、ＣＦ膜中に注入さ
れたＢイオンがＣやＦの未結合手部分に向かって移動し
ていき、当該未結合手と反応しＣ−Ｂ結合やＦ−Ｂ結合
を生成すると考えられる。従ってこのような方法で形成
されたＣＦ膜はＣやＦの未結合手部分が少なくなるの
で、上述の方法で成膜されたＣＦ膜と同様にリーク電流
が低く、比誘電率も低い。
続いて本方法の効果を確認するために行った実験例に
ついて説明する。図１に示すプラズマ処理装置を用い、
プラズマ生成ガスとしてＡｒガスを１５０ｓｃｃｍ、成
膜ガスとしてＣ4 Ｆ8 ガスを６０ｓｃｃｍ、Ｃ2 Ｈ4 ガ
スを３０ｓｃｃｍ夫々導入して、ウエハ１０上に５００
０オングストロームのＣＦ膜を成膜した。このときマイ
クロ波電力及びバイアス電力は夫々２７００Ｗ，１５０
０Ｗとし、主電磁コイル２６及び補助電磁コイル２７の
電流は２００Ａ，１６０Ａとした。
ついて説明する。図１に示すプラズマ処理装置を用い、
プラズマ生成ガスとしてＡｒガスを１５０ｓｃｃｍ、成
膜ガスとしてＣ4 Ｆ8 ガスを６０ｓｃｃｍ、Ｃ2 Ｈ4 ガ
スを３０ｓｃｃｍ夫々導入して、ウエハ１０上に５００
０オングストロームのＣＦ膜を成膜した。このときマイ
クロ波電力及びバイアス電力は夫々２７００Ｗ，１５０
０Ｗとし、主電磁コイル２６及び補助電磁コイル２７の
電流は２００Ａ，１６０Ａとした。
次いでイオン注入装置においてＢＦ3 ガスを用いて、
Ｂイオンの濃度を０個／ｃｍ2 ，２．０Ｅ１３個／ｃｍ
2 としてＢイオンの注入を行った。この際装置内圧力は
１Ｅ−６Ｐａとし、Ｂイオンは例えば３０ｋｅＶ程度に
加速した。この後熱処理装置において、例えばＮ2 ガス
雰囲気中、４２５℃程度の温度で２時間程度熱処理を行
なった（実施例４）。こうして形成されたＣＦ膜につい
て電界を変えてリーク電流を水銀プローブにより調べる
と共に、比誘電率を測定した。この結果を図７に示す。
Ｂイオンの濃度を０個／ｃｍ2 ，２．０Ｅ１３個／ｃｍ
2 としてＢイオンの注入を行った。この際装置内圧力は
１Ｅ−６Ｐａとし、Ｂイオンは例えば３０ｋｅＶ程度に
加速した。この後熱処理装置において、例えばＮ2 ガス
雰囲気中、４２５℃程度の温度で２時間程度熱処理を行
なった（実施例４）。こうして形成されたＣＦ膜につい
て電界を変えてリーク電流を水銀プローブにより調べる
と共に、比誘電率を測定した。この結果を図７に示す。
図７に示す結果により、ＣＦ膜をＣＦ系ガス及び炭化
水素ガスを用いて成膜してから、Ｂイオンを注入するこ
とによりＣＦ膜にＢを添加しても、添加しない場合に比
べてリーク電流が低くなることが認められた。この際イ
オン注入直後のリーク電流はイオン注入を行わない場合
に比べて高いが、熱処理後のリーク電流は低くなること
から、熱処理の効果も確認された。またＢイオンの濃度
を２．０Ｅ１３個／ｃｍ3 〜２．０Ｅ１５個／ｃｍ2 の
範囲で変えて同様の実験を行ったところ、ＣＦ膜中のＢ
イオンの濃度が多くなるに連れてリーク電流が低くなる
ことが確認された。またＢを添加しても比誘電率は高く
ならなず、むしろ低くなることが認められた。
水素ガスを用いて成膜してから、Ｂイオンを注入するこ
とによりＣＦ膜にＢを添加しても、添加しない場合に比
べてリーク電流が低くなることが認められた。この際イ
オン注入直後のリーク電流はイオン注入を行わない場合
に比べて高いが、熱処理後のリーク電流は低くなること
から、熱処理の効果も確認された。またＢイオンの濃度
を２．０Ｅ１３個／ｃｍ3 〜２．０Ｅ１５個／ｃｍ2 の
範囲で変えて同様の実験を行ったところ、ＣＦ膜中のＢ
イオンの濃度が多くなるに連れてリーク電流が低くなる
ことが確認された。またＢを添加しても比誘電率は高く
ならなず、むしろ低くなることが認められた。
続いて本発明のさらに他の例について説明する。本実
施の形態が上述の実施の形態と異なる点は、上述の図１
に示すプラズマ成膜装置において、ＣＦ膜をウエハ１０
上に形成した後、成膜されたＣＦ膜中にＢのプラズマを
照射することである。図８により具体的に説明すると、
先ず図１のプラズマ成膜装置において、プラズマ生成用
ガスとしてＡｒガス、成膜ガスとしてＣＦ系ガス例えば
Ｃ4 Ｆ8 ガスと炭化水素ガス例えばＣ2 Ｈ4 ガスとを夫
々所定の流量で導入し、上述の電子サイクロトロン共鳴
によりＣ4 Ｆ8 ガス及びＣ2 Ｈ4 ガスを活性化して、ウ
エハ１０上にＣＦ膜を成膜する。
施の形態が上述の実施の形態と異なる点は、上述の図１
に示すプラズマ成膜装置において、ＣＦ膜をウエハ１０
上に形成した後、成膜されたＣＦ膜中にＢのプラズマを
照射することである。図８により具体的に説明すると、
先ず図１のプラズマ成膜装置において、プラズマ生成用
ガスとしてＡｒガス、成膜ガスとしてＣＦ系ガス例えば
Ｃ4 Ｆ8 ガスと炭化水素ガス例えばＣ2 Ｈ4 ガスとを夫
々所定の流量で導入し、上述の電子サイクロトロン共鳴
によりＣ4 Ｆ8 ガス及びＣ2 Ｈ4 ガスを活性化して、ウ
エハ１０上にＣＦ膜を成膜する。
こうしてウエハ１０上にＣＦ膜を成膜した後、当該ウ
エハ１０にＢのプラズマを照射する。つまり載置台４に
ウエハ１０を載置したまま、ガスノズル３１からＡｒガ
スを所定の流量で導入すると共に、成膜ガス供給部５か
らＢＦ3 ガスを所定の流量で導入して、上述の電子サイ
クロトロン共鳴により当該ＢＦ3 ガスを活性化し、これ
により生じたＢのプラズマをウエハ１０に形成されたＣ
Ｆ膜に例えば３０秒間照射する。
エハ１０にＢのプラズマを照射する。つまり載置台４に
ウエハ１０を載置したまま、ガスノズル３１からＡｒガ
スを所定の流量で導入すると共に、成膜ガス供給部５か
らＢＦ3 ガスを所定の流量で導入して、上述の電子サイ
クロトロン共鳴により当該ＢＦ3 ガスを活性化し、これ
により生じたＢのプラズマをウエハ１０に形成されたＣ
Ｆ膜に例えば３０秒間照射する。
このようにすると、Ｂはかなり微小であるのでＣＦ膜
の内部に入り込んで行き、またエネルギー状態が高いの
でＣやＦの未結合手部分に移動して行って、当該未結合
手と反応し、Ｃ−Ｂ結合やＦ−Ｂ結合を生成すると考え
られる。従ってこのような方法でＣＦ膜の形成するよう
にしても、ＣやＦの未結合手部分が少なくなるので、上
述の方法で成膜されたＣＦ膜と同様にリーク電流が低
く、比誘電率も低い。
の内部に入り込んで行き、またエネルギー状態が高いの
でＣやＦの未結合手部分に移動して行って、当該未結合
手と反応し、Ｃ−Ｂ結合やＦ−Ｂ結合を生成すると考え
られる。従ってこのような方法でＣＦ膜の形成するよう
にしても、ＣやＦの未結合手部分が少なくなるので、上
述の方法で成膜されたＣＦ膜と同様にリーク電流が低
く、比誘電率も低い。
続いて本方法の効果を確認するために行った実験例に
ついて説明する。図１に示すプラズマ処理装置を用い、
プラズマ生成ガスとしてＡｒガスを１５０ｓｃｃｍ、成
膜ガスとしてＣ4 Ｆ8 ガスを６０ｓｃｃｍ、Ｃ2 Ｈ4 ガ
スを３０ｓｃｃｍの流量で導入して、ウエハ１０上に５
０００オングストロームのＣＦ膜を成膜した。このとき
マイクロ波電力及びバイアス電力は夫々２７００Ｗ，１
５００Ｗとし、主電磁コイル２６及び補助電磁コイル２
７の電流は２００Ａ，１６０Ａとした。
ついて説明する。図１に示すプラズマ処理装置を用い、
プラズマ生成ガスとしてＡｒガスを１５０ｓｃｃｍ、成
膜ガスとしてＣ4 Ｆ8 ガスを６０ｓｃｃｍ、Ｃ2 Ｈ4 ガ
スを３０ｓｃｃｍの流量で導入して、ウエハ１０上に５
０００オングストロームのＣＦ膜を成膜した。このとき
マイクロ波電力及びバイアス電力は夫々２７００Ｗ，１
５００Ｗとし、主電磁コイル２６及び補助電磁コイル２
７の電流は２００Ａ，１６０Ａとした。
次いでＡｒガスを１５０ｓｃｃｍの流量で導入すると
共に、ＢＦ3 ガスを１００ｓｃｃｍの流量で導入して、
ウエハ１０上のＣＦ膜にＢのプラズマを３０秒間照射し
た。このときマイクロ波電力及びバイアス電力は夫々２
５００Ｗ，０Ｗとし、主電磁コイル２６及び補助電磁コ
イル２７の電流は２２０Ａ，０Ａとした（実施例５）。
こうして形成されたＣＦ膜と、同様の条件でＣＦ膜を形
成し、Ｂのプラズマ照射しなかったＣＦ膜とについて電
界を変えてリーク電流を調べると共に、比誘電率を測定
した。この結果を図９に示す。
共に、ＢＦ3 ガスを１００ｓｃｃｍの流量で導入して、
ウエハ１０上のＣＦ膜にＢのプラズマを３０秒間照射し
た。このときマイクロ波電力及びバイアス電力は夫々２
５００Ｗ，０Ｗとし、主電磁コイル２６及び補助電磁コ
イル２７の電流は２２０Ａ，０Ａとした（実施例５）。
こうして形成されたＣＦ膜と、同様の条件でＣＦ膜を形
成し、Ｂのプラズマ照射しなかったＣＦ膜とについて電
界を変えてリーク電流を調べると共に、比誘電率を測定
した。この結果を図９に示す。
図９に示す結果により、ＣＦ膜をＣＦ系ガス及び炭化
水素ガスを用いて成膜してから、Ｂのプラズマを照射す
ることによりＣＦ膜にＢを添加しても、Ｂのプラズマを
照射しない場合に比べてリーク電流が低くなることが認
められた。またこのようにしてＢを添加してもＣＦ膜の
比誘電率は高くならず、むしろより低くなることが確認
された。
水素ガスを用いて成膜してから、Ｂのプラズマを照射す
ることによりＣＦ膜にＢを添加しても、Ｂのプラズマを
照射しない場合に比べてリーク電流が低くなることが認
められた。またこのようにしてＢを添加してもＣＦ膜の
比誘電率は高くならず、むしろより低くなることが確認
された。
以上において成膜ガスとしては、ＣＦ系ガスとしては
ＣＦ4 ガス，Ｃ2 Ｆ6 ガス，Ｃ3 Ｆ8 ガス，Ｃ6 Ｆ6 ガ
ス等を用いることができ、ＣとＦのみならずＣとＦとＨ
とを含むガス例えばＣＨＦ3 ガス等を用いることもでき
る。また炭化水素ガスとしてはＣＨ4 ガスやＣ2 Ｈ4 ガ
ス，Ｃ2 Ｈ6 ガス，Ｃ3Ｈ8ガス，Ｃ4Ｈ8 ガス等を用い
ることができるが、炭化水素ガスの代りに水素ガスを用
いるようにしてもよい。さらにＢを含むガスとしてはＢ
（ＣＨ3 ）3 ガス，ＢＢｒ3 ガス，Ｂ（ＯＣＨ3 ）3 ガ
ス，Ｂ（ＯＣ2 Ｈ5 ）3 ガス，ＢＣｌ3 ガス，ＢＦ3 ガ
ス，Ｂ2 Ｈ6 ガス等を用いることができる。
ＣＦ4 ガス，Ｃ2 Ｆ6 ガス，Ｃ3 Ｆ8 ガス，Ｃ6 Ｆ6 ガ
ス等を用いることができ、ＣとＦのみならずＣとＦとＨ
とを含むガス例えばＣＨＦ3 ガス等を用いることもでき
る。また炭化水素ガスとしてはＣＨ4 ガスやＣ2 Ｈ4 ガ
ス，Ｃ2 Ｈ6 ガス，Ｃ3Ｈ8ガス，Ｃ4Ｈ8 ガス等を用い
ることができるが、炭化水素ガスの代りに水素ガスを用
いるようにしてもよい。さらにＢを含むガスとしてはＢ
（ＣＨ3 ）3 ガス，ＢＢｒ3 ガス，Ｂ（ＯＣＨ3 ）3 ガ
ス，Ｂ（ＯＣ2 Ｈ5 ）3 ガス，ＢＣｌ3 ガス，ＢＦ3 ガ
ス，Ｂ2 Ｈ6 ガス等を用いることができる。
さらにまた本発明は、ＣＦ膜を化学的気相反応により
成膜する工程は、プラズマＣＶＤのみならず、熱ＣＶＤ
により行うようにしてもよい。またプラズマＣＶＤを行
う場合には、ＥＣＲによりプラズマを生成することに限
られず、例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐ
ｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）などと呼ばれている、ドーム状
の容器に巻かれたコイルから電界及び磁界を処理ガスに
与える方法などによりプラズマを生成する場合にも適用
できる。さらにヘリコン波プラズマなどと呼ばれている
例えば１３．５６ＭＨｚのヘリコン波と磁気コイルによ
り印加された磁場との相互作用によりプラズマを生成す
る場合や、マグネトロンプラズマなどと呼ばれている２
枚の平行なカソードにほぼ平行をなすように磁界を印加
することによってプラズマを生成する場合、平行平板な
どと呼ばれている互いに対向する電極板に高周波電力を
印加してプラズマを生成する場合にも適用することがで
きる。
成膜する工程は、プラズマＣＶＤのみならず、熱ＣＶＤ
により行うようにしてもよい。またプラズマＣＶＤを行
う場合には、ＥＣＲによりプラズマを生成することに限
られず、例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐ
ｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）などと呼ばれている、ドーム状
の容器に巻かれたコイルから電界及び磁界を処理ガスに
与える方法などによりプラズマを生成する場合にも適用
できる。さらにヘリコン波プラズマなどと呼ばれている
例えば１３．５６ＭＨｚのヘリコン波と磁気コイルによ
り印加された磁場との相互作用によりプラズマを生成す
る場合や、マグネトロンプラズマなどと呼ばれている２
枚の平行なカソードにほぼ平行をなすように磁界を印加
することによってプラズマを生成する場合、平行平板な
どと呼ばれている互いに対向する電極板に高周波電力を
印加してプラズマを生成する場合にも適用することがで
きる。
Claims (4)
- 【請求項１】 多層配線構造を有する半導体デバイスを
製造する際に形成される層間絶縁膜としてのフッ素添加
カーボン膜を形成する方法において、 炭素とフッ素との化合物ガスとホウ素を含むガスとを含
む成膜ガスを分解し、化学的気相反応により被処理基板
上に前記フッ素添加カーボン膜を成膜することを特徴と
するフッ素添加カーボン膜の形成方法。 - 【請求項２】 多層配線構造を有する半導体デバイスを
製造する際に形成される層間絶縁膜としてのフッ素添加
カーボン膜を形成する方法において、 炭素とフッ素との化合物ガスを含む成膜ガスを分解し、
化学的気相反応により被処理基板上に前記フッ素添加カ
ーボン膜を成膜する工程と、 次いで被処理基板上に成膜された前記フッ素添加カーボ
ン膜にホウ素のイオンを注入する工程と、 続いて前記工程でフッ素添加カーボン膜にホウ素のイオ
ンが注入された被処理基板を加熱する工程と、 を含むことを特徴とするフッ素添加カーボン膜の形成方
法。 - 【請求項３】 多層配線構造を有する半導体デバイスを
製造する際に形成される層間絶縁膜としてのフッ素添加
カーボン膜を形成する方法において、 炭素とフッ素との化合物ガスを含む成膜ガスを分解し、
化学的気相反応により被処理基板上に前記フッ素添加カ
ーボン膜を成膜する工程と、 次いでホウ素を含むガスをプラズマ化し、このプラズマ
を前記工程において被処理基板上に成膜された前記フッ
素添加カーボン膜に照射する工程と、 を含むことを特徴とするフッ素添加カーボン膜の形成方
法。 - 【請求項４】 前記ホウ素を含むガスは、Ｂ（ＣＨ3 ）
3 ガス，ＢＢｒ3 ガス，Ｂ（ＯＣＨ3 ）3 ガス，Ｂ（Ｏ
Ｃ2 Ｈ5 ）3 ガス，ＢＣｌ3 ガス，ＢＦ3 ガス，または
Ｂ2 Ｈ6 ガスのいずれかのガスであることを特徴とする
請求項１または請求項３のいずれか１項に記載のフッ素
添加カーボン膜の形成方法。
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