(57)【要約】【課題】本発明は、蒸着条件によってエッチングされ易いパターン化された誘電体材料のような材料の上に、誘電体膜を蒸着する方法を提供する。【解決手段】プラズマ強化化学気相成長法を適用して基板上に先ず不動態層、次いでポリマー層を蒸着させる。この際、反応チャンバー内の電極チャック上に基板を置き、少なくとも１個のプラズマ発生源の影響する状態の下でフッ化炭素ガスを導入する。フッ化炭素ガスとしてＣＦＸ  ガスを用いることができる。また少なくとも１個のプラズマ発生源としては、高周波プラズマエネルギーを適用してフッ化炭素ガスをイオン化する第１のプラズマ発生源と、不動態層の蒸着の間は高周波数で基板の自己バイアスをゼロ近傍に保つと共にポリマー層蒸着の間はより大きなバイアスとする第二のプラズマ発生源とを含むことができる。不動態層はポリマー層に先だって蒸着され、基板表面がポリマー層蒸着の間に損傷しないよう保護する。【選択図】    図１
2004186586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）基板を供給し、
ｂ）プラズマチャンバー内において基板上に不動態層を形成し、
ｃ）原位置固定法（ａｎ  ｉｎ−ｓｉｔｕ  ｐｒｏｃｅｓｓ）により該不動態層上にポリマー層を形成するステップ
からなることを特徴とするパターン化された材料上にポリマー層を形成する方法。
【請求項２】
プラズマチャンバーが連続高周波プラズマ発生源を備え、
パターン化された材料が基板上に設けられ、
パターン化された材料上に不動態層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
ａ）基板と、
ｂ）基板上に設けられた不動態層と、
ｃ）該不動態層上に形成されたポリマー層とからなることを特徴とする半導体構造体。
【請求項４】
基板上にパターン化された材料が形成されると共に、パターン化された材料上に不動態層が形成され、不動態層がパターン化された材料の表面に吸収されていることを特徴とする請求項３記載の半導体構造体。
【請求項５】
面上にパターン化された材料が形成された基板を連続高周波プラズマ発生源を備えた反応チェンバー内に置き、
反応チェンバー内に反応ガスを導入し、
反応ガスを第一プラズマ発生源を用いてイオン化して不動態層を形成し、
第二プラズマ発生源を用いて基板のバイアス電圧を増大させ、
不動態層上にフッ化炭素膜を蒸着させるステップを備えていることを特徴とするパターン化された材料の面上にポリマー層を蒸着させる方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に半導体基板に使用する絶縁構造に関し、より詳細には集積回路上に薄膜を形成するプラズマ強化化学気相成長法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路デバイスはますます小型化されているので、縮小された相互接続（例えば導電線およびバイアホール）の分離および幾何学的配置は、相互接続構造の静電容量と抵抗を望ましくないほどに増大する可能性がある。これらの増加した電気的特性は、例えばインタレベルおよびイントラレベルの導電相互接続間の漏話雑音および伝播遅延を招来する可能性がある。例えば有害な静電結合を低減または除去することで、有利にデバイス速度を増加しかつパワー消費を低減することができるであろう。集積回路に関連して、例えば静電容量は低誘電率の絶縁材料を採用することにより低下させることができることが知られている。
【０００３】
二酸化珪素（ＳｉＯ２）は既知の無機材料の内で最も低い誘電率を持っているため、長期間主要な絶縁材料として集積回路に使用されてきた。二酸化珪素膜中に比較的少量のフッ素を加えると、誘電率は低から中の三段階に低下することが見出されている。しかしながら誘電率を更に低減するには、典型的に有機材料をより進歩した特定の使用法で用いる必要がある。有機材料に関して、フッ化炭素系ポリマーは先行技術においては潜在的に魅力ある低誘電率材料として認識されてきた。
【０００４】
プラズマ反応器は、集積回路の表面に誘電体膜を蒸着するために使用できる。これらのプラズマ反応器は、典型的にプラズマチャンバー内で無線周波（ＲＦ）信号の形式であるエネルギーによって一種以上のガスをイオン化し得る。ＲＦプラズマ発生源からのエネルギーは、プラズマチャンバーに誘導的に導入されるか、またはそのエネルギーは電極を経て導入される。イオン化ガスはプラズマ反応器の内部で集積回路の表面に付着し、それによって集積回路上に誘電体膜を形成する。これらの技術は一般にプラズマ強化化学気相成長法（ＣＶＤ）処理と呼ばれる。例えばフッ化炭素膜は、プラズマ反応器内のフッ化炭素ガスをイオン化し、次いでイオン化ガスを集積回路上に蒸着することにより得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プラズマ強化ＣＶＤプロセスは、制御が比較的困難である。特に適当に薄くかつ最適に分布されたフッ化炭素の層を、例えば誘電体材料上に形成することは、困難である。フッ化炭素膜が誘電体材料上に蒸着される場合に、フッ化炭素プラズマは被蒸着誘電体材料と望ましくない反応をする。例えば誘電体材料がパターン化された酸化物または窒化物材料である時、酸化物または窒化物材料は誘電体膜でコーティングされる代わりにプラズマによってエッチングされる可能性がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、蒸着条件によってエッチングされ易いパターン化された誘電体材料のような材料の上に、誘電体膜を蒸着する方法を提供する。本発明の一つ以上の観点によれば、ある薄膜が不動態層として最初にパターン化された誘電体材料上に蒸着され、次いで誘電体（例えばポリマー）層が基底をなす基板を持たないパターン化された誘電体材料上、および／またはプラズマによってエッチングされたパターン化された誘電体材料上に蒸着される。フッ化炭素層のような誘電体層は、こうして好結果でパターン化された誘電体材料上に蒸着できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の種々の実施例は、以下の目的物の一つ以上を含むか、或いは対象とすることができる。他の目的はプラズマが基板材料と有害な反応をしないように、不動態層を用いてパターン化された誘電体材料のような基板材料の表面に、薄膜低誘電体ポリマーを蒸着する改良方法を提供することである。
【０００８】
これらおよび他の利点を達成するため、そしてここに具体化されかつ広範に説明された本発明の目的に従って、本発明は下記のステップを有するパターン化された材料にポリマー層を形成する方法を提供する。すなわち、基板を供給し、連続プラズマ発生チャンバー内の基板の上に不動態層を形成し、および所定場所のプロセスによって不動態層の上にポリマー層を形成する。基板はその上に形成されたパターン化された材料を有し、不動態層はパターン化された材料上に形成できる。パターン化された材料には二酸化珪素層または窒化珪素層が含まれ、あるいは特に珪素層を含むことができる。ほぼゼロに近い値のバイアスパワーを用いて、不動態層は約１０から約５０オングストロームの厚さに形成でき、基板の露出表面にではなく、パターン化された材料の表面に直接吸着される。ポリマー層は、連続ＲＦプラズマ発生チャンバーの内部でＣＦＸガスを使用して形成できる。
【０００９】
本発明の他の観点によれば、半導体構造体は、基板とその上に形成されたパターン化された材料、パターン化された材料上にあってその表面に吸収された不動態薄層および不動態層上に形成されたポリマー層とから構成される。パターン化された材料は基板上に形成されたパターン化された誘電体からなるものであってもよい。
【００１０】
本発明の別の観点によれば、パターン化された材料上にポリマー層を蒸着する方法は下記のステップから成る。すなわち、面上にパターン化された材料の形成された基板を連続プラズマ発生反応チャンバーの内部に置いて、反応性ガスを導入し、不動態層を形成するために第一プラズマ発生源により反応性ガスをイオン化し、第二プラズマ発生源により基板に対するバイアスを増加し、不動態層上にフッ化炭素膜を蒸着する。不動態層はパターン化された材料の露出表面に形成され、かつポリマー層もまた不動態層の露出表面に形成される。
【００１１】
ここに記述された幾つかの特徴の何れも、またはその組合せは、このような何らかの組合せに含まれている特徴が、その関連、この明細書および当業者の知識から明らかであるような相互の矛盾がなければ、本発明の範囲内に含まれる。本発明の更なる利点および観点は、以下の詳細な説明ならびに特許請求の範囲により明らかである。
【００１２】
【実施例】
本発明の現在における好ましい態様を詳細に参照するが、そのいくつかの例は添付図面に例示されている。可能な限り図面および記載事項において同一もしくは類似の部分には同一の参照数字を用いている。図面は極めて簡素化された形式であって正確なスケールではない点に留意されたい。以下の記載において多くの特定の詳細内容が記述され、発明を実施するための出願人の最良の形態が例示されていて、当該技術分野における通常の技術を有する者であればこの発明をしたり、使用したりすることができる。
しかしながら、当業者であれば本発明はここに記載されている特定の詳細な事項なしでもいくつかの応用をなし得ることを理解するであろう。従って、ここに記述されている例示された態様は例として提示されたものであって、限定を意図するものではないことを理解されたい。
【００１３】
代表的な発明の態様を論じてはいるけれども、以下の詳細な記述は、添付された特許請求の範囲に定義されているように、発明の態様の全ての修正、代替手段、および均等なるものを本発明の精神とその範囲内に包含するものと解釈されることを意図している。
ここに記載されているプロセスのステップおよび構造は、例えば第一と第二のプラズマ発生装置を用いてＩＣ基板上に不動態層とフッ化炭素膜を蒸着する完全な工程フローを包括するものではないことを理解し認識すべきである。
この発明は種々のプラズマ強化化学気相成長技術ならびに当該技術分野で用いられているＩＣ製造法と組合せて実施することができる。
そして通常行われている工程ステップは、本発明を理解するために必要なものしかこの記載には含まれていない。例の中であるものは、不必要に発明を漠然としたものにしないために周知の機械や工程ステップは例示または詳細な記述をしていない。
【００１４】
図面をより詳細に参照して、本発明のプロセスを基板上に実施して、基板上に薄膜ポリマー材料を蒸着する装置を図１および２に例示する。本発明のプロセスは、反応チャンバー１００内部の制御された環境において実施できる。反応チャンバー１００は例えばステンレス鋼から構成され、かつ気密であることが好ましい。図示された実施例では、反応チャンバー１００はＣＶＤプロセスを実行するのに適した連続プラズマエッチャーを有する。
【００１５】
反応チャンバー１００は、チャンバー１００の内部に望ましい圧力を発生するために構成された真空ポンプと圧力コントローラ（図示せず）のような構造を有する。現在具体化されているように、チャンバーの壁と二つの電極１０２および１０６の表面は、実行されるプラズマ強化ＣＶＤプロセスに適合する膜でコーティングされている。
【００１６】
反応チャンバー１００は更に、一種類以上のガス１０３を制御された速度で反応チャンバー１００内部へ効率的に注入するのに適したタンクおよび弁（図示せず）のような構成を有する。
ガス１０３は、プラズマ強化ＣＶＤ処理を行なう間分配方式でガスを反応チャンバー１００内に導入するために、リング形状の分配器、またはシャワーヘッド構成体、または他の適当な構造の一つ以上のオリフィス構造体（図示せず）を通じて、反応チャンバー１００内に導入できる。一つの実施例では、各オリフィス構造の位置は電極１０２の極く近傍にある。各オリフィス構造体は、反応チャンバー１００に導入ガス１０３が第一プラズマ発生源１０１からの高周波（ＲＦ）プラズマエネルギーに曝され、かつ電極１０２とチャック／電極１０６間でイオン化されるように、一般に電極１０２と基板１０５との間に設けられる。反応チャンバー１００は、消費されたプラズマおよびガスを反応チャンバー１００から取り除くために、付加的に排気ポート（図示せず）を有することができる。
【００１７】
図示の実施例によれば、第一プラズマ発生源１０１は反応チャンバー１００内部で一種以上のガス１０３をイオン化するために十分な、プラズマエネルギーとして知られるエネルギーを発生するために使用される。本発明の方法によれば、第一プラズマ発生源１０１はイオン化ガス１０３のイオン濃度を制御するために操作できる（例えばそのパワーは変化させられる）。第一プラズマ発生源１０１は、例えば図１に示すように、アルミニウムのような導電性材料からなる電極１０２と電気的に接続される。
【００１８】
代替実施例において、プラズマエネルギーは反応チャンバー１００内部でガス１０３に誘導的に伝達することができる。反応チャンバー１００内への誘導的伝達エネルギーは、例えば反応チャンバー１００の周囲に導電性コイルを巻き付け、次いでコイルにＲＦエネルギーを与えることにより達成することができる。コイルが外側にあっても、プラズマ領域はこうして反応チャンバー１００の内部に発生させられる。
【００１９】
現在の好適実施例のように、プラズマエネルギーは高周波（ＲＦ）プラズマエネルギーからなる。特に第一プラズマ発生源１０１は、ガス１０３の極く近傍で反応チャンバー１００内部で電極１０２から伝達される高周波ＲＦ信号を発生する無線周波（ＲＦ）変調器を含んでもよい。図示された実施例において、ＲＦ信号はプラズマ強化ＣＶＤチャンバー内で発生されるプラズマエネルギーについて工業標準である１３．５６ＭＨｚの周波数で伝達される。代替実施例において、ＲＦプラズマエネルギーは、適切な条件においてガス１０３に曝されたガス１０３をイオン化し、基板１０５上に蒸着できるポリマーラジカルを発生するような他の如何なる周波数においても供給できる。
【００２０】
第二プラズマ発生源１０７は、例えば基板１０５を自己バイアスすることによって蒸着プロセスを制御するために使用できる。第二プラズマ発生源１０７はチャック／電極１０６に電気的に（例えば静電的に）接続されることが好ましく、チャック／電極１０６は次いで蒸着操作の間基板１０５と接触し、それによって基板１０５を自己バイアスする。特に第二プラズマ発生源１０７は、チャック／電極１０６に伝達されかつそこから放射する高周波ＲＦ信号を発生する無線周波（ＲＦ）変調器を有することが好ましい。ＲＦ信号は１３．５６ＭＨｚの周波数で伝達されることが好ましいが、代替実施例ではＲＦプラズマエネルギーは他の周波数でも供給してもよい。
【００２１】
次に、好適なプロセスを図１および２を引続き参照し、かつ図３のフローチャートを参照して検討する。基板１０５は面上にパターン化された材料１０８が形成された半導体ウェファであることが好ましい。本発明の蒸着プロセスの初期ステップ３００において、反応チャンバー１００内部でチャック／電極１０６の上に置かれる。チャック／電極１０６は基板１０５を保持および／または支持し、かつ蒸着プロセスの間基板１０５の温度を制御するために熱制御システム（図示せず）部分として使用してもよい。
【００２２】
図１に示される基板１０５は、製造工程の間の中間処理ステップにあたり、このように例えば二酸化珪素、窒化珪素、または酸化窒化珪素を含むパターン化された材料層１０８を含むことができる。基板１０５を反応チャンバー１００内部に設置した後、反応チャンバー１００は密封され、次いで例えば一種以上の反応性ガスと組合せて真空ポンプを使用し、所望のプロセスのための周囲圧力に加圧されかつその温度に上げられる。所望の圧力および温度を維持しながら、一種以上の反応性ガス１０３が、ステップ３０１に示されるように制御された比率と流量で反応チャンバー１００に導入される。改変した実施例においては、所望の圧力は、ガス流量を設定する前に、その間に（繰り返して）、またはその後に設定してもよい。好ましい方法では、反応性ガスはフッ化炭素（ＣＦＸ）からなる。反応性ガスは例えばＣＨ２Ｆ２、Ｃ４Ｈ８で良く、その後形成されるフッ化炭素層はＣＦＸを含むことができる。
【００２３】
ガス１０３は、十分な供給エネルギーの下でフッ素と炭素ガスプラズマが反応チャンバー１００内で形成できるような流量で、反応チャンバー１００内に導入される。ステップ３０２において、第一プラズマ発生源１０１は、約１３．５６ＭＨｚの周波数でかつ約８００から１５００ＷのエネルギーレベルでＲＦプラズマエネルギーをガス１０３近傍の電極１０２に加えることによって、ガス１０３をイオン化するために使用される。ＲＦプラズマエネルギーはガス１０３をイオン化するために反応チャンバー１００内で誘導的に結合できる。反応チャンバー１００内のプラズマエネルギーは導入されたガス１０３をイオン化し、例えばパターン化された材料１０８の表面への蒸着用モノマー、オリゴマー、および／またはポリマーラジカルを含むことができるラジカル種を発生する。例えば反応チャンバー１００に導入されたＣＦＸガスは、フッ化炭素ラジカル（例えばＣＦまたはＣＦ２）およびフッ素（ＦまたはＦ２）原子／分子を含むラジカルにイオン化する。
【００２４】
【発明の効果】
反応チャンバー１００に放出されるガス１０３の量は、蒸着プロセスを制御するために必要とされるように調節できる。例えばプラズマ強化ＣＶＤプロセスの間のガス１０３の流量は、反応チャンバー１００内部の周囲圧力を望ましい範囲に維持するために必要な量である。本発明のある実施例において、蒸着速度およびプロセスは、第一プラズマ発生源１０１および／または第二プラズマ発生源１０７である少なくとも一つのプラズマ発生源の作用の下にプラズマ強化ＣＶＤが維持される限り、ガスの流量、ガス１０３の組成、反応チャンバー１００内部の圧力、第一プラズマ発生源１０１および／または第二プラズマ発生源１０７のエネルギー出力、および基板１０５の温度の一つ以上を変更することにより、選択的に制御できる。改変された実施例において、他の炭素含有ガスおよび／またはフッ素含有ガスのような他のガスは、単独でまたは上記ガスと組合せて供給してもよい。反応性ガス１０３は、更にＣＯ、Ａｒ、Ｎ２および／またはＯ２を含んでいてもよい。一つの実施例において、ポリマー層（および／または不動態層）を形成する反応性ガスは、下記すなわち、ＣＯ、Ａｒ、Ｎ２およびＯ２の総てから構成される。
【００２５】
本発明の一つの観点によれば、ＣＯおよびＡｒを或る割合で使用することにより、パターン化された材料の上のポリマー層のプロフィールの制御を促進できる。例えばポリマー層の形成について、ＣＯの範囲は０から約１５０ｓｃｃｍに、好適な実施例では約８５から約１１５ｓｃｃｍに、より好ましくは約１００ｓｃｃｍに制御される。Ａｒの範囲は０から約３００ｓｃｃｍに、より好ましくは約１５０から約３００ｓｃｃｍに制御できる。他の実施例において、同様な流量または異なる流量を不動態層を形成するために使用してもよい。
【００２６】
本発明の特徴に従って、出願人は、コーティングされるべき基板１０５および／またはパターン化された材料１０８が、プラズマ強化ＣＶＤプロセスの間に或る条件の下で望ましくない化学反応によって損傷を受ける可能性があることに注目した。これらの反応は、例えば或るパターン化された材料１０８が或るバイアス条件と組合せて使用される時存在する可能性がある。より詳細には、例えばＣＦＸガス１０３の場合には、バイアス条件によって起こされた電界は、ガスプラズマ中のイオンに対してパターン化された材料１０８に衝撃を加えさせることができる。イオン衝撃はパターン化された材料１０８の表面に損傷を与える可能性があり、その結果、イオン化ＣＦＸガスと素早く反応して揮発性（ガス）生成物を形成する不飽和結合を形成することに至る。パターン化された材料１０８およびイオン化ＣＦＸガスのこの反応は、パターン化された材料１０８の部分のエッチング（すなわち除去）を生じる。
【００２７】
例えばパターン化された材料１０８が誘電体を含み、かつ第二プラズマ発生源１０７が実質的なバイアス条件を作り出す時、プラズマはパターン化された材料１０８上に望ましく蒸着されたものから区別されるようにパターン化された材料１０８をエッチングすることができる。或る実施例おいて、パターン化された材料１０８は、例えば二酸化珪素（ＳｉＯ２）または窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）を含むことができる。パターン化された材料１０８が主に二酸化珪素から成る時、エッチング処理は下記に例示する式に従って揮発性の生成物を生じる。すなわち、
【数１】
2004186586.tif 000003
パターン化された材料１０８が主に窒化珪素から成る時、エッチング処理は次に例示する式に従って揮発性の生成物を生じる。すなわち、
【数２】
2004186586.tif 000004
【００２８】
上記の式から明らかなように、活性化エネルギーΔＥは望ましくないエッチング反応の開始のために必要である。基板１０５が珪素からなる場合、活性化エネルギーの導入に当たって、珪素は揮発性ＳｉＦＸを形成するためにＣＦＸのＦイオンと反応し得る。他の例では、パターン化された材料１０８は多結晶珪素層からなり、その場合活性化エネルギーの導入に当たって、珪素もまた揮発性ＳｉＦＸを形成するためにＣＦＸのＦイオンと反応する。
【００２９】
本発明は、エッチングが生じないように基板１０５および／またはパターン化された材料１０８上に活性化エネルギーΔＥより低いエネルギーレベルを維持することを探求する。しかしながら本発明の観点により、実質的なバイアスによって起こされるイオン衝撃は、基板および／またはパターン化された材料１０８上のエネルギーレベルを、低減するよりもむしろ望ましくなく増加する可能性がある、ということが認められた。
【００３０】
例えばパターン化された材料１０８のエネルギーレベルが増大するにつれて、活性化エネルギーΔＥはより発現しやすくなり、パターン化された材料１０８の結合はより切断されやすくなってエッチング反応を生じる。従って、活性化エネルギーが比較的低くイオン化ガス１０３から望ましくない反応を受けやすいパターン化された材料１０８に対しては、バイアス条件を低下させ、望ましくない反応を弱めるか、または除去することができる。
【００３１】
この問題は、本発明に従ってステップ３０３において先ず基板１０５へのほぼゼロの値のバイアスを維持し、それによってステップ４００においてプラズマ強化ＣＶＤを用いて薄膜不動態層２００を形成することによって取り組むことができる。バイアスパワーは、例えば不動態層を形成するために用いられるイオン化ガス１０３が、基板１０５および／またはパターン化された材料１０８に衝撃を与えかつエッチングすることを防止するように低く保持でき、かつほぼゼロ（例えば０Ｗと２００Ｗの間）であることが好ましい。そして電源パワーは、約８００Ｗから約１５００Ｗに維持できる。例えばパターン化された材料１０８の結合を切断するための僅かなイオン衝撃しか存在しないかまたは全く存在しないので、イオン化ガス１０３はパターン化された材料１０８と反応する可能性が少なく、揮発性ガス産物を形成し難い。イオン化ガス１０３とパターン化された材料１０８間の反応に必要な活性化エネルギーは、こうして比較的高い値に維持される。従ってほぼゼロの値のバイアスパワーにより不動態層２００は、パターン化された材料１０８の表面に直接吸着される。好適な実施例では、約１０と５０オングストローム間の厚みを持つ不動態層２００を形成するために、ＣＦＸガスが使用される。
【００３２】
パターン化された材料１０８は基板１０５の第一部分と接触するが、基板１０５の第二部分（すなわち露出表面）とは接触しない。不動態層２００はこうして基板１０５の第二部分上およびパターン化された材料１０８露出表面上に形成できる。ここで使用される「第二部分」、「凹所」および「基板の露出表面」のような用語は、時にはパターン化された材料１０８の側壁間の表面を指し、別の時には例えばパターン化された材料１０８の側壁の上にあるポリマー層１０４の間の表面を指す。このような用語については、それぞれの使用時の情況から示唆される意味が与えられている。
【００３３】
バイアス電圧に関して、本発明の一つの観点によれば、この電圧は主に基板が機能単位またはブロックで形成されている時、材料を凹所に蒸着するために使用できる。このような凹所は、例えば先のパラグラフで規定された「第二部分」を含んでもよい。もし基板が平板であれば、蒸着はバイアス電圧がなくとも実行できる。こうして本発明の一観点に従って、ほぼゼロの値のバイアスが凹所を充填するために適用でき、かつ同時にΔＥをエッチング反応値未満に保つように制御することができる。不動態層２００が凹所内部に蒸着されている図示の実施例において、バイアス電圧は約２００Ｗ未満に保たれる。しかしながら、バイアス電力は、蒸着がその上に実行される基板の材料と表面形状によって変化し得る。
【００３４】
ステップ４０１において、ポリマー層はプラズマ強化ＣＶＤを用いて形成される。パターン化された材料１０８が存在する図示の実施例において、第二プラズマ発生源１０７の出力は、ポリマー層１０４の蒸着を促進するために増加される（図２）。プロセスに対する付加的な制御は、このように第二プラズマ発生源１０７に例えば約１３．５６ＭＨｚの周波数でパワーを供給することにより達成される。ＲＦプラズマエネルギーは第二プラズマ発生源１０７からチャック／電極１０６に加えられ、それによって例えば適切に構成された電圧計によって測定される直流（ＤＣ）電圧の自己バイアスを、基板１０５およびパターン化された材料１０８へ印加する。
【００３５】
ポリマー層１０４の形成に関して、エッチャーは例えば（不動態層２００の上の）パターン化された材料１０８の側面および／または上面にポリマー層１０４を形成するために、反応時の蒸着／エッチング比を制御する処理内容と組合せて利用できる。ポリマー層１０４の厚みは、パターン化された材料１０８および基板１０５の表面の各部分で制御できる。反応についての処理内容の調整には出力を変更することを含むことができ、また他の実施例では更にガスの流量、組成、反応チャンバー内部の圧力、第一プラズマ発生源および／または第二プラズマ発生源の相対エネルギー出力および基板温度の内の一つ以上を変更することを含むことができる。
【００３６】
ポリマー層１０４は全体的にまたは部分的に、例えばその両方の内容がここに参考文献として組込まれている、表題は共に「フッ化炭素膜を蒸着する方法」の２００１年１０月１８日出願の米国同時係属出願Ｎｏ．０９／９７８，５４６および２００２年６月２４日出願の米国同時係属出願Ｎｏ．１０／１７８，９１０に開示された方法、装置および教示内容を使用して、（不動態層２００の上の）パターン化された材料１０８の表面に選択的に形成できる。上面での蒸着厚みが側面のそれよりも大きい場合に、ポリマー層はエッチングの間パターン化された材料のプロフィールが損傷を受けることを防止するために保護層として使用できる。側面での蒸着厚みが比較的大きく選択される場合には、ポリマー層はパターン化された材料の特徴間の凹所の臨界寸法を減少させるために使用できる。反応についての処理内容を調整することにより、パターン化された材料１０８間の表面（例えば第二部分）はその上面よりも少ない厚みのポリマー層１０４が蒸着でき、またはポリマー層１０４なしで蒸着することができる。種々の実施例、およびポリマー層１０４が第二部分に蒸着されない実施例において、第二部分の不動態層２００は完全にエッチング処理できるか、または好ましくは極く僅かエッチング処理できる。図２の例示実施例において、不動態層２００は第二部分において若干エッチング処理される。
【００３７】
不動態層２００が使用されず、かつ例えばポリマー層１０４を形成する処置内容が十分に制御されない情況においては、第二部分および／またはパターン化された材料１０８はポリマー層１０４のＣＶＤ形成プロセスの間損傷を受ける（すなわちエッチングされる）可能性がある。不動態層２００の使用により、パターン化フォトレジストのような非常に色々なパターン化された材料１０８の上にポリマー層１０４の形成を促進でき、その結果パターン化された材料１０８へのポリマー層１０４の接着を増加しかつエッチング反応を減衰させる。
【００３８】
一つの実施例では、不動態層２００によりポリマー層１０４は、ステップ３０４において例えば約７００Ｗのバイアスパワーと約１３００Ｗの電源出力によってパターン化された材料の上に蒸着される。不動態層２００の結果として、ポリマー層１０４はエッチングを減衰された、そして好ましくはエッチングを受けない状態で不動態層の上に吸着される。図示の実施例において、ポリマー層は不動態層２００の露出表面に蒸着されるが、基板１０５の露出表面には蒸着されない。イオン化ガス１０３すなわちプラズマは、不動態層２００によってカバーされたパターン化された材料１０８の表面に蒸着されかつそこに固着し、それによってポリマー層１０４を形成する。一つの実施例では、不動態層およびポリマー層内部の元素組成は実質的に同一であるが、二つの層を構成する元素比率は異なる。
【００３９】
処理時間を節約するために、好ましくはフッ化炭素ポリマー層であるポリマー層１０４は、不動態層の形成用に使用される同じ連続ＲＦプラズマ発生チャンバー内に生成できる。ステップ３０４に従って希望する膜厚が一旦達成されると、そのプロセスは終了でき、かつ基板は自動操作機のような従来手段を用いて取り除かれる。ポリマー層１０４は誘電率、一つ以上の異なる位置における厚み、および／または一個所以上の位置における分布の均一性を含む固有の蒸着特性について検査される。
【００４０】
上記に照らして、当該技術に習熟した人々は、本発明の方法が先行技術と比較して改良された特性を持つ誘電体層の形成を促進できることが理解されるであろう。上記実施例は例示目的のために提示されており、本発明はこれらの実施例に限定されない。前記説明を考慮した時当該技術に習熟した人々には、開示実施例に対する多くの改変および変更が相互に排他的でない範囲に生じるであろう。不動態層によってパターン化された材料層のような材料層上にポリマー層を形成する本発明はまた、反応性ガスとの反応の活性エネルギーが十分高くない他の材料にも適用できる。しかしながらこのような改変および変更は、特許請求の範囲に記述された本発明の範囲内に十分に入る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の例示の実施例による連続プラズマ発生装置内で、そこに形成される不動態層を有する基板の断面図である。
【図２】本発明の例示の実施例による不動態層の上にポリマー層を付加した図１の断面図である。
【図３】基板上に不動態層とポリマー層を順番に蒸着する、本発明の例示プロセスのフローチャートである。
【符号の説明】
１００        反応チャンバー
１０１        第一プラズマ発生源
１０２            電極
１０３        反応性ガス
１０４            ポリマー層
１０５        基板
１０６        電極
１０７        第二プラズマ発生源
１０８        材料
２００            不動態層
【図１】
2004186586.tif 000005
【図２】
2004186586.tif 000006
【図３】
2004186586.tif 000007