(57)【要約】【課題】  より低誘電率で耐熱性のよいアモルファスカーボンの絶縁膜を形成する。【解決手段】  絶縁膜形成装置３２において，処理容器５０内のプラズマ生成領域Ｒ１には，プラズマ生成用のガスとしてＡｒガスを供給し，基板Ｗ側の成膜領域Ｒ２には，原料ガスとして多重結合を有するブチンガスを供給する。基板Ｗにバイアス電圧を印加しない状態で，ラジアルラインスロットアンテナ６２から処理容器５０内にマイクロ波を供給する。こうすることにより，プラズマ生成領域Ｒ１にプラズマが生成され，当該プラズマにより成膜領域Ｒ２のブチンガスが活性化されて，基板Ｗ上にアモルファスカーボンの絶縁膜が形成される。【選択図】  図２
2006351806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が収容された処理容器内に，多重結合を有する炭化水素ガスを供給し，当該処理容器内にプラズマを生成して，前記基板上にアモルファスカーボンの絶縁膜を形成することを特徴とする，基板の処理方法。
【請求項２】
前記炭化水素ガスは，アセチレンガスであり，
前記処理容器内には，前記アセチレンガスに加えて，水素ガスを供給することを特徴とする，請求項１に記載の基板の処理方法。
【請求項３】
前記アセチレンガスと前記水素ガスは，４：３〜４：１の容積比で供給することを特徴とする，請求項２に記載の基板の処理方法。
【請求項４】
前記炭化水素ガスは，ブチンガスであることを特徴とする，請求項１に記載の基板の処理方法。
【請求項５】
前記絶縁膜形成中は，処理容器内の圧力を４．０Ｐａ以下に維持することを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の基板の処理方法。
【請求項６】
前記絶縁膜の形成中は，前記基板を２００℃以下に維持することを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載の基板の処理方法。
【請求項７】
前記絶縁膜の形成後に，水素ガスを含む雰囲気内で基板を加熱することを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載の基板の処理方法。
【請求項８】
前記絶縁膜の形成後に，３５０℃〜４００℃の温度で基板を加熱することを特徴とする，請求項７に記載の基板の処理方法。
【請求項９】
前記絶縁膜を形成してから基板を加熱するまでの間は，基板を酸素を含まない雰囲気内に維持することを特徴とする，請求項７又は８のいずれかに記載の基板の処理方法。
【請求項１０】
マイクロ波を用いて前記処理容器内にプラズマを生成することを特徴とする，請求項１〜９のいずれかに記載の基板の処理方法。
【請求項１１】
前記処理容器内を，プラズマが生成されるプラズマ生成領域と，前記プラズマ生成領域で生成されたプラズマを用いて基板上に前記絶縁膜を形成する成膜領域とに区画し，
前記プラズマ生成領域には，プラズマ生成用のプラズマガスを供給し，
前記成膜領域には，前記炭化水素ガスを供給することを特徴とする，請求項１〜１０のいずれかに記載の基板の処理方法。
【請求項１２】
前記処理容器内の基板にバイアス電圧を印加しない状態で前記処理容器内にプラズマを生成することを特徴とする，請求項１〜１１のいずれかに記載の基板の処理方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の基板の処理方法を，コンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれかに記載の基板の処理方法を行う制御部を有する基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，基板の処理方法，コンピュータ読み取り可能な記録媒体及び基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体装置や液晶表示装置，有機ＥＬ素子等の電子デバイスの製造プロセスにおいては，基板上に，例えば配線間を絶縁するための層間絶縁膜が形成される。近年，この配線部の抵抗や容量の一層の低減を図るために，低誘電率の層間絶縁膜の開発が進められている。
【０００３】
低誘電率を実現可能な絶縁膜の膜材料として，従来よりフッ素を含有した高分子膜が注目されている。しかしながら，この高分子膜を用いた場合には，膜中のフッ素原子が基板の処理中に周囲の水分と反応し，膜中からフッ化水素ガスを放出して，周辺の膜を破壊し剥離させる恐れがある。そこで，絶縁膜の膜材料として，フッ素を含有した高分子膜に代えて，同程度の低誘電率が得られるアモルファスカーボンを用いることが提案されている。
【０００４】
現在，アモルファスカーボンの成膜方法として，平行平板型のプラズマＣＶＤ装置を用いて，チャンバ内に環状炭化水素ガスを供給し，チャンバ内にプラズマを生成して成膜するものが提案されている（例えば，特許文献１参照）。この平行平板型のＣＶＤプラズマ装置を用いた成膜方法では，チャンバ内の基板にバイアス電圧を印加し，プラズマ中の荷電粒子を基板の表面に引き込むことによって，基板上に絶縁膜を形成していた。
【０００５】
しかしながら，上記成膜方法を用いた場合，絶縁膜の誘電率の値（ｋ値）が３．５程度であった。電子デバイスの高速化，低消費電力化を図るためには，より低い誘電率の絶縁膜を実現する必要がある。また，上記成膜方法を用いた場合，膜の耐熱性が悪く，例えば基板の熱処理において，膜厚が変動したり，膜質が劣化することがあった。
【０００６】
【特許文献１】米国特許５９８１０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，より低誘電率で耐熱性のよいアモルファスカーボンの絶縁膜を形成することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために，本発明によれば，基板が収容された処理容器内に，多重結合を有する炭化水素ガスを供給し，当該処理容器内にプラズマを生成して，前記基板上にアモルファスカーボンの絶縁膜を形成することを特徴とする基板の処理方法が提供される。
【０００９】
発明者の検証によれば，本発明の基板の処理方法を用いることにより誘電率が２．５程度のアモルファスカーボンの絶縁膜が形成された。また，本発明により，耐熱性が著しく高い絶縁膜が形成された。このように，本発明によれば，従来より低誘電率で耐熱性の高いアモルファスカーボンの絶縁膜を形成できる。
【００１０】
前記炭化水素ガスは，アセチレンガスであり，前記処理容器内には，前記アセチレンガスに加えて，水素ガスを供給してもよい。また，前記アセチレンガスと前記水素ガスは，４：３〜４：１の容積比で供給してもよい。こうすることによって，絶縁膜のリーク電流を低減できる。
【００１１】
前記炭化水素ガスは，ブチンガスであってもよい。
【００１２】
前記絶縁膜形成中は，処理容器内の圧力を４．０Ｐａ以下に維持してもよい。また，前記絶縁膜の形成中は，前記基板を２００℃以下に維持してもよい。
【００１３】
前記絶縁膜の形成後に，水素ガスを含む雰囲気内で基板を加熱してもよい。かかる場合，絶縁膜の誘電率がさらに低減し，またリーク電流が少なく，耐熱性のよい絶縁膜が形成できる。なお，前記絶縁膜の形成後に，３５０℃〜４００℃の温度で基板を加熱してもよい。また，前記絶縁膜を形成してから基板を加熱するまでの間は，基板を酸素を含まない雰囲気内に維持してもよい。
【００１４】
前記基板の処理方法において，マイクロ波を用いて前記処理容器内にプラズマを生成してもよい。また，前記処理容器内を，プラズマが生成されるプラズマ生成領域と，前記プラズマ生成領域で生成されたプラズマを用いて基板上に絶縁膜を形成する成膜領域とに区画し，前記プラズマ生成領域には，プラズマ生成用のプラズマガスを供給し，前記成膜領域には，前記炭化水素ガスを供給してもよい。
【００１５】
前記処理容器内の基板にバイアス電圧を印加しない状態で前記処理容器内にプラズマを生成してもよい。
【００１６】
別の観点による本発明によれば，請求項１〜１２のいずれかに記載の基板の処理方法を，コンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【００１７】
別の観点による本発明によれば，請求項１〜１２のいずれかに記載の基板の処理方法を行う制御部を有する基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば，低誘電率で耐熱性のよい絶縁膜が実現されるので，より高速で低消費電力の電子デバイスを製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本発明にかかる基板の処理方法が実施される基板処理装置１の構成の概略を示す平面図である。
【００２０】
基板処理装置１は，図１に示すように，例えば複数の基板Ｗをカセット単位で外部から基板処理装置１に対して搬入出したり，カセットＣに対して基板Ｗを搬入出したりするカセットステーション２と，基板Ｗを枚葉式に処理する複数の各種装置を備えた処理ステーション３とをＹ方向（図中の左右方向）に一体に接続した構成を有している。
【００２１】
カセットステーション２は，カセット載置台４と搬送チャンバ５により構成されている。カセット載置台４には，複数，例えば２つのカセットＣをＸ方向（図１中の上下方向）に並べて載置できる。搬送チャンバ５は，例えば多関節ロボットから構成された基板搬送体６とプリアライメントステージ７を備えている。基板搬送体６は，カセット載置台４上のカセットＣと，プリアライメントステージ７と，処理ステーション３の後述するロードロック室３０，３１に対して基板Ｗを搬送できる。
【００２２】
処理ステーション３は，その中央部にカセットステーション２からＹ方向（図１中の左右方向）に向かって直線状に形成された搬送路８を備えている。搬送路８は，当該搬送路８内を密閉可能なケーシング８ａに覆われている。ケーシング８ａには，例えば気体供給装置２０に連通する給気管２１が接続されている。気体供給装置２０は，例えば酸素ガスを含まない気体，例えば不活性気体や窒素ガスを給気管２１を通じてケーシング８ａ内に供給できる。また，ケーシング８ａには，例えば排気装置２２に連通する排気管２３が接続されている。給気管２１からの給気と排気管２３からの排気により，ケーシング８ａ内を酸素ガスを含まない気体雰囲気に維持できる。
【００２３】
搬送路８を挟んだＸ方向の両側には，当該搬送路８に沿って，例えばロードロック室３０，３１，絶縁膜形成装置３２，３３，アニール装置３４，３５がカセットステーション２側から順に配置されている。各ロードロック室３０，３１，絶縁膜形成装置３２，３３及びアニール装置３４，３５は，ゲートバルブ３６を介して搬送路８に接続されている。ロードロック室３０，３１は，カセットステーション２の搬送チャンバ５に隣接しており，ロードロック室３０，３１と搬送チャンバ５とは，ゲートバルブ３７を介して接続されている。搬送チャンバ５内の基板Ｗは，例えばロードロック室３０，３１を経由して搬送路８内に搬送できる。
【００２４】
搬送路８内には，Ｙ方向に向かって延びる搬送レール３８と，当該搬送レール３８上を移動自在で，多関節ロボットから構成された基板搬送装置３９が設けられている。基板搬送装置３９は，搬送レール３８上を移動し，各ゲートバルブ３６を介してロードロック室３０，３１，絶縁膜形成装置３２，３３及びアニール装置３４，３５に対して基板Ｗを搬送できる。
【００２５】
基板処理装置１には，例えば各装置３２〜３５における基板の処理プロセスを制御するための制御部４０が設けられている。制御部４０は，例えば汎用のコンピュータにより構成されている。制御部４０には，例えば基板の処理プロセスを実行するためのプログラムが記憶されており，制御部４０が各装置３２〜３５に対し各処理プロセスに関する指示信号を出力することによって，各装置３２〜３５における基板処理が実行される。制御部４０には，例えば記憶媒体からプログラムをインストールするインタフェイスが設けられており，記憶媒体からインストールされたプログラムにより，各装置３２〜３５の処理プロセスが実行される。
【００２６】
次に，上述の絶縁膜形成装置３２の構成について説明する。図２は，絶縁膜形成装置３２の縦断面の構成を模式的に示すものである。絶縁膜形成装置３２は，マイクロ波によって生成されたプラズマを用いて，基板Ｗ上にアモルファスカーボンの絶縁膜を成膜するプラズマＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置である。
【００２７】
絶縁膜形成装置３２は，図２に示すように例えば上面が開口した有底円筒状の処理容器５０を備えている。処理容器５０は，例えばアルミニウム合金により形成されている。処理容器５０は，接地されている。処理容器５０の底部のほぼ中央部には，例えば基板Ｗを載置するための載置部としての載置台５１が設けられている。
【００２８】
載置台５１の内部には，ヒータ５２が設けられている。ヒータ５２は，処理容器５０の外部に設けられた電源５３に接続されており，この電源５３からの給電によって発熱し，載置台５１を所定温度に加熱できる。
【００２９】
例えば処理容器５０の上部開口には，気密性を確保するためのＯリングなどのシール材６０を介して，石英ガラスなどからなる誘電体窓６１が設けられている。処理容器５０の上部開口は，この誘電体窓６１によって閉鎖されている。誘電体窓６１の上部には，プラズマ生成用のマイクロ波を供給する高周波供給部としてのラジアルラインスロットアンテナ６２が設けられている。
【００３０】
ラジアルラインスロットアンテナ６２は，下面が開口した略円筒状のアンテナ本体６３を備えている。アンテナ本体６３の下面の開口部には，多数のスロットが形成された円盤状のスロット板６４が設けられている。アンテナ本体６３内のスロット板６４の上部には，低損失誘電体材料により形成された遅相板６５が設けられている。アンテナ本体６３の上面には，マイクロ波発振装置６６に通じる同軸導波管６７が接続されている。マイクロ波発振装置６６は，処理容器５０の外部に設置されており，ラジアルラインスロットアンテナ６２に対し，所定周波数，例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発振できる。かかる構成により，マイクロ波発振装置６６から発振されたマイクロ波は，ラジアルラインスロットアンテナ６２内に伝搬され，遅相板６５で圧縮され短波長化された後，スロット板６４で円偏波を発生させ，誘電体窓６１から処理容器５０内に向けて放射される。
【００３１】
処理容器５０の上部の内周面には，プラズマ生成用のガスを供給するガス供給口７０が形成されている。ガス供給口７０は，例えば処理容器５０の内周面に沿って複数箇所に形成されている。ガス供給口７０には，例えば処理容器５０の外部に設置されたガス供給源７１に連通するガス供給管７２が接続されている。本実施の形態において，ガス供給源７１には，希ガスであるアルゴン（Ａｒ）ガスが貯留されている。
【００３２】
処理容器５０内の載置台５１とラジアルラインスロットアンテナ６２との間には，例えば外形が略平板形状の原料ガス供給構造体８０が設けられている。原料ガス供給構造体８０は，外形が平面から見て少なくとも基板Ｗの直径よりも大きい円形状に形成され，載置台５１とラジアルラインスロットアンテナ６２に対向するように設けられている。この原料ガス供給構造体８０によって，処理容器５０内は，ラジアルラインスロットアンテナ６２側のプラズマ生成領域Ｒ１と，載置台５１側の成膜領域Ｒ２とに区画されている。
【００３３】
原料ガス供給構造体８０は，図３に示すように同一平面上で略格子状に配置された一続きに接続された原料ガス供給管８１により構成されている。原料ガス供給管８１は，例えば原料ガス供給構造体８０の外周部分に環状に配置された環状管８１ａと，環状管８１ａの内側において複数本の縦横の管が互いに直交するように配置された格子状管８１ｂにより構成されている。これらの原料ガス供給管８１は，軸方向から見て縦断面が方形に形成され，総て互いに連通している。
【００３４】
また，原料ガス供給構造体８０は，格子状に配置された原料ガス供給管８１同士の隙間に多数の開口部８２を有している。原料ガス供給構造体８０の上側のプラズマ生成領域Ｒ１で生成されたプラズマ中の荷電粒子は，この開口部８２を通過して載置部台３側の成膜領域Ｒ２に進入する。
【００３５】
原料ガス供給構造体８０の原料ガス供給管８１の下面には，図２に示すように多数の原料ガス供給口８３が形成されている。これらの原料ガス供給口８３は，原料ガス供給構造体８０面内において均等に配置されている。なお，この原料ガス供給口８３は，載置台５１に載置された基板Ｗに対向する領域にのみ均等に配置されていてもよい。原料ガス供給管８１には，処理容器５０の外部に設置された原料ガス供給源８４に連通するガス管８５が接続されている。原料ガス供給源８４には，多重結合を有する炭化水素ガス，例えばＣ４Ｈ６（ブチン）ガスが貯留されている。原料ガス供給源８４からガス管８５を通じて原料ガス供給管８１に供給された原料ガスは，各原料ガス供給口８３から下方の成膜領域Ｒ２に向けて吐出される。
【００３６】
処理容器５０の底部には，処理容器５０内の雰囲気を排気するための排気口９０が設けられている。排気口９０には，ターボ分子ポンプなどの排気装置９１に通じる排気管９２が接続されている。この排気口９０からの排気により，処理容器５０内を所定の圧力に減圧できる。
【００３７】
なお，絶縁膜形成装置３３の構成は，絶縁膜形成装置３２と同様であり，説明を省略する。
【００３８】
アニール装置３４は，例えば図４に示すように略円筒状の処理容器１００内の上部には，透明な石英ガラス板１０１が水平に渡されている。石英ガラス板１０１と処理容器１００の天井面との間の空間には，加熱源として例えばランプ１０３が配置されている。処理容器１００の底面には，処理容器１００内の中央部において基板Ｗを支持する支持ピン１０４が設けられている。処理容器１００の底面には，真空排気手段（図示せず）に通ずる排気口１０５が形成されている。処理容器１００の側壁における石英ガラス板１０１の下方には，ガス供給口１０６が設けられている。ガス供給口１０６は，ガス供給管１０７を通じて，例えばＡｒガスのガス供給源１０８に連通しており，処理容器１００内にＡｒガスを供給できる。なお，アニール装置３５は，アニール装置３４と同様の構成であるので，説明を省略する。
【００３９】
次に，以上のように構成された基板処理装置１で行われる基板処理について説明する。先ず，図１に示す基板処理装置１の搬送路８内は，例えば給気管２１からの給気と排気管２３からの排気によって酸素を含まない例えば窒素雰囲気に維持される。そして，絶縁膜形成前の基板Ｗを収容したカセットＣがカセット載置台４に載置されると，当該カセットＣ内の基板Ｗが基板搬送体６によって取り出され，プリアライメントステージ７に搬送される。プリアライメントステージ７において位置合わせの行われた基板Ｗは，例えば基板搬送体６によってゲートバルブ３７を介してロードロック室３０に搬送される。ロードロック室３０の基板Ｗは，基板搬送装置３９によって搬送路８を通って絶縁膜形成装置３２に搬送される。
【００４０】
絶縁膜形成装置３２に搬送された基板Ｗは，図２に示すように処理容器５０内の載置台５１上に載置される。載置台５１上に載置された基板Ｗは，ヒータ５２の発熱によって，２００℃以下，例えば８０℃程度に加熱される。続いて，排気装置９１により処理容器５０内の排気が開始され，処理容器５０内が例えば６．６７Ｐａ（５０ｍＴｏｒｒ）以下，例えば２．６７Ｐａ（２０ｍＴｏｒｒ）程度に減圧される。
【００４１】
また，処理容器５０内には，ガス供給口７０からプラズマ生成領域Ｒ１に向けてプラズマガスであるＡｒガスが供給される。ラジアルラインスロットアンテナ６２からは，直下のプラズマ生成領域Ｒ１に向けて，例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波が放射される。このマイクロ波の放射によって，プラズマ励起領域Ｒ１においてＡｒガスがプラズマ化される。このとき，ラジアルラインスロットアンテナ６２から放射されたマイクロ波は，原料ガス供給構造体８０で反射し，プラズマ生成領域Ｒ１内に留まる。この結果，プラズマ生成領域Ｒ１内には，高密度のプラズマ空間が形成される。なお，この成膜処理において，載置台５１上に載置された基板Ｗにはバイアス電圧が印加されていない。
【００４２】
一方，プラズマ生成領域Ｒ１内で生成されたプラズマの荷電粒子は，原料ガス供給構造体８０の開口部８２を通過して成膜領域Ｒ２に拡散する。成膜領域Ｒ２には，原料ガス供給構造体８０の原料ガス供給口８３から原料ガスであるブチンガスが供給される。ブチンガスは，例えばプラズマ生成領域Ｒ１から拡散したプラズマエネルギにより活性化され，基板Ｗ上には，水素原子と炭素原子からなるアモルファスカーボンの絶縁膜が形成される。
【００４３】
基板Ｗ上に所定厚さの絶縁膜が形成されると，例えばマイクロ波の放射や，ブチンガス及びＡｒガスの供給が停止され，載置台５１上の基板Ｗは，基板搬送装置３９によって処理容器５０から搬出される。絶縁膜形成装置３２から搬出された基板Ｗは，搬送路８内を通ってアニール装置３４に搬送される。この間，搬送路８内が窒素ガス雰囲気に維持されているので，基板Ｗ上の絶縁膜が酸素と反応することがない。
【００４４】
アニール装置３４に搬送された基板Ｗは，図４に示すように支持ピン１０４上に支持される。排気管１０５からは排気が行われ，処理容器１００内は例えば１２０Ｐａ（９００ｍＴｏｒｒ）に減圧される。ガス供給口１０６からは，Ａｒガスが供給され，処理容器１００内がＡｒガスの雰囲気に維持される。そして，ランプ１０３からの熱照射によって，基板Ｗが３００℃〜４００℃の範囲，例えば４００℃で加熱される。この加熱により，絶縁膜が焼き固められる。
【００４５】
所定時間加熱された基板Ｗは，基板搬送装置３９によってアニール装置３４から搬出され，搬送路８を通って例えばロードロック室３１に搬送される。その後，基板Ｗは，基板搬送体６によってカセット載置台４上のカセットＣ内に収容され，基板処理装置１における一連の基板処理が終了する。
【００４６】
ここで，前記基板処理により形成された絶縁膜の特性について検証する。先ず，前記実施の形態の基板処理の条件に従って，原料ガスにブチンガスを用いて成膜処理を行った場合には，絶縁膜の誘電率の値（ｋ値）が２．５程度であった。これは，従来の原料ガスが単結合のＣＨ４（メタン）ガスの場合のｋ値３．５に比べて誘電率が著しく低くなっている。
【００４７】
また，本実施の形態のように絶縁膜を成膜した後に，Ａｒガス雰囲気，加熱温度４００℃，圧力１２０Ｐａでアニール処理を行った場合には，当該アニール処理時のシュリンケイジ（アニール処理前の絶縁膜の膜厚に対するアニール処理後の膜厚の比率）が１．００程度であった。これに対し，従来の条件，つまり，原料ガスにメタンガスを用いて成膜した後に，前記実施の形態と同じ条件でアニール処理した場合には，シュリンケイジは０．７３程度であった。このように，アニール処理時のシュリンケイジが著しく改善され，絶縁膜の耐熱性が向上している。
【００４８】
したがって，本実施の形態のように，成膜処理時に，原料ガスとしてブチンガスを供給することによって，従来よりも低誘電率で耐熱性のよいアモルファスカーボンの絶縁膜が形成できる。
【００４９】
なお，発明者によれば，ブチンガスに代えて多重結合を有する他の炭化水素ガス，例えばＣ２Ｈ４（エチレン）ガスのように２重結合を有するもの，或いはＣ２Ｈ２（アセチレン）ガス，Ｃ５Ｈ１０（ペンチン）（１―ペンチン，２−ペンチン）ガスのように三重結合を有するものであっても，従来よりも低誘電率で耐熱性のよいアモルファスカーボンの絶縁膜が形成されることが確認されている。したがって，成膜時に供給される原料ガスは，ブチンガスに限られず，多重結合を有する他の炭化水素であってもよい。なお，ブチンガスのうち，２−ブチンガスがより望ましい。
【００５０】
以上の実施の形態では，処理容器５０内に原料ガスとしてブチンガスを供給していたが，三重結合を有するＣ２Ｈ２（アセチレン）ガスに，水素ガスを加えて供給してもよい。かかる場合，例えば図５に示すように絶縁膜形成装置３２のガス供給管８５には，水素ガスのガス供給源１１０が接続される。また，ガス供給源８４には，アセチレンガスが貯留される。そして，膜形成時には，ガス供給口８３から成膜領域Ｒ２にアセチレンガスと水素ガスが供給され，基板Ｗ上には，水素原子と炭素原子からなるアモルファスカーボンの絶縁膜が形成される。
【００５１】
かかる場合，最終的に形成された絶縁膜の誘電率の値（ｋ値）は２．５程度になり，従来に比べて誘電率を著しく低減できる。
【００５２】
図６は，アセチレンガスに対する水素ガスの混合割合と絶縁膜のリーク電流及びシュリンケイジとの関係を示すグラフである。図６から，アセチレンガスに水素ガスを加えると，リーク電流が低くなることが確認できる。したがって，上記実施の形態のように，成膜時に，原料ガスのアセチレンガスに水素ガスを加えることにより，絶縁膜のリーク電流を低減できる。
【００５３】
また，図６から，アセチレンガスに水素ガスを加えれば加えるほどリーク電流は低くなる傾向にあり，アセチレンガスに対して水素ガスを４：１以上の流量比で供給したときに，リーク電流を１×１０-７（Ａ/ｃｍ）以下に抑えることができる。その一方で，図６から，水素ガスの割合が増えると，シュリンケイジが下がり耐熱性が低下する傾向にあり，アセチレンガスに対して水素ガスを４：３以下の流量比で供給したときに，シュリンケイジを従来より著しく高い０．８７５以上に維持できる。したがって，成膜時にアセチレンガスと水素ガスを４：３〜４：１程度の流量比（容積比）で供給することによって，シュリンケイジが０．８７５以上でリーク電流が１×１０-７（Ａ/ｃｍ）以下の絶縁膜，つまり耐熱性が極めてよく，リーク電流が極めて少ない絶縁膜を形成できる。なお，好ましくは，アセチレンガスと水素ガスを２：１程度の混合比で供給するとよい。
【００５４】
上述した成膜時にアセチレンガスと水素ガスを供給する場合において，処理容器５０内の圧力を４．０Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ）以下に維持してもよい。図７は，成膜時の処理容器５０内の圧力と，シュリンケイジ及び成膜速度（Ｄｅｐｏ．Ｒａｔｅ）との関係を示す実験データである。図７に示すように，成膜時の処理容器５０内の圧力を，４．０Ｐａ以下にした場合に，シュリンゲイジが０．８５以上，成膜速度が２５００×１０−８ｍ/ｍｉｎ以上になっている。このように，成膜時の処理容器５０内の圧力を４．０Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ）以下に維持することにより，耐熱性の高い絶縁膜を短時間で形成できる。なお，処理容器５０内の圧力は，１．３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）〜４．０Ｐａ程度が望ましい。
【００５５】
以上の実施の形態において，アニール処理時に，処理容器１００内にＡｒガスに加えて水素ガスを供給してもよい。かかる場合，例えば図８に示すようにアニール装置３４のガス供給管１０７には，水素ガスのガス供給源１２０が接続される。そして，アニール処理時には，処理容器１００内にガス供給口１０６からＡｒガスと水素ガスが例えば１２：１の容積比で供給される。これにより，基板Ｗは，水素ガスを含む雰囲気内でアニール処理される。この例のように，アニール処理時に基板Ｗを水素ガス含有雰囲気に維持した場合，絶縁膜のｋ値が２．４程度に減少した。また，図９は，この例により形成された絶縁膜についての各印加電圧に対するリーク電流を示すグラフである。図１０は，従来のように水素ガスを加えないで形成した絶縁膜の各印加電圧に対するリーク電流を示すグラフである。図９と図１０を比較すると，水素ガスを添加した場合の絶縁膜（図９）の方がリーク電流が低くなっていることが分かる。また，発明者の検証によれば，この例によれば，アニール処理時のシュリンゲイジも０．９５程度になる。このように，アニール処理時に基板Ｗを水素ガスを含んだ雰囲気に曝すことにより，低誘電率で，耐熱性がよくリーク電流の少ない絶縁膜を形成できる。
【００５６】
以上，本発明の実施の形態の一例について説明したが，本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。例えば本実施の形態で記載したプラズマガスは，Ａｒガスに限られず，キセノンガス，クリプトンガスなどの他のガスを用いてもよい。また，本発明は，上述のマイクロ波を用いた絶縁膜形成装置３２に限られず，他の成膜装置，例えば電子サイクロトロン共鳴を利用したプラズマＣＶＤ装置，ＩＣＰプラズマ装置などを用いた基板処理にも適用できる。本発明は，上記実施の形態のように，プラズマを生成する領域と活性種により基板に成膜を施す成膜領域とが区画されたリモートプラズマ装置による基板処理に適用するとよい。また，本発明は，半導体ウェハ，ＬＣＤ基板，有機ＥＬ基板，フォトマスク用のガラス基板等の基板に処理に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は，低誘電率で耐熱性のよいアモルファスカーボンの絶縁膜を形成する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施の形態における基板処理装置の構成の概略を模式的に示す説明図である。
【図２】絶縁膜形成装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図３】原料ガス供給構造体の平面図である。
【図４】アニール処理装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図５】水素ガスのガス供給源を備えた絶縁膜形成装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図６】水素ガスの混合比とリーク電流及びシュリンケイジとの関係を示すグラフである。
【図７】成膜時の処理容器内の圧力と，シュリンケイジ及び成膜速度をとの関係を示すグラフである。
【図８】水素ガスのガス供給源を備えたアニール処理装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図９】アニール処理時に水素ガスを供給した絶縁膜についての各印加電圧に対するリーク電流を示すグラフである。
【図１０】従来の基板処理により形成された絶縁膜についての各印加電圧に対するリーク電流を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５９】
１    基板処理装置
３２  絶縁膜形成装置
３４  アニール装置
５０  処理容器
６２  ラジアルラインスロットアンテナ
Ｒ１  プラズマ生成領域
Ｒ２  成膜領域
Ｗ    基板
【図１】
2006351806.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006351806.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006351806.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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