(57)【要約】【課題】低比誘電率、かつ優れた金属拡散防止機能を有する窒化ホウ素膜を提供する。【解決手段】高周波アンテナ７及び高周波電源９により、主として成膜室２に導入されたアンモニアガス１１をプラズマ化し、成膜室２内にプラズマ１０を発生させると共に、成膜室２内に導入されたジボランガスとプラズマ化されたアンモニアガスとを反応させ、基板６の温度を制御することにより、基板６に低比誘電率、かつ優れた金属拡散防止機能を有する窒化ホウ素膜１５を成膜する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室内にプラズマを発生させ、前記成膜室内でジボランガスとアンモニアガスとを反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
請求項１に記載の成膜方法において、
前記成膜室内において、前記ジボランガスとプラズマ化させたアンモニアガスとを反応させることを特徴とする成膜方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の成膜方法において、
前記ジボランガスを前記成膜室内に供給する流量と前記アンモニアガスを前記成膜室内に供給する流量との比である、ジボラン／アンモニアを０．１〜１に設定することを特徴とする成膜方法。
【請求項４】
請求項３に記載の成膜方法において、
前記成膜室内の成膜時の圧力を０．５ｍＴｏｒｒ〜１０ｍＴｏｒｒに設定し、前記ジボランガスの流量と前記アンモニアガスの流量の総ガス流量を１００ｓｃｃｍ〜１０００ｓｃｃｍに設定することを特徴とする成膜方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載する成膜方法において、前記基板の温度を２００℃ないし４５０℃に設定することを特徴とする成膜方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載する成膜方法において、前記ジボランガスは、ジボランガス以外のガスで希釈されたことを特徴とする成膜方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載する成膜方法において、前記窒化ホウ素膜は、金属拡散を防止するバリア膜であることを特徴とする成膜方法。
【請求項８】
成膜室の上部に設置され、前記成膜室の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記成膜室の下部に設置された基板保持部と、
前記成膜室の内部であって前記プラズマ発生手段に向けて、アンモニアガスを導入するアンモニアガス導入手段と、
前記成膜室の内部であって前記アンモニアガス導入手段により導入されるアンモニアガスの場所よりも下方側に、ジボランガスを導入するジボランガス導入手段とを有し、
基板に窒化ホウ素膜を成膜することを特徴とする成膜装置。
【請求項９】
成膜室の上部に設置され、前記成膜室の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記成膜室の下部に設置された基板保持部と、
前記成膜室の内部であって前記プラズマ発生手段に向けて、アンモニアガスを導入するアンモニアガス導入手段と、
前記成膜室の内部であって前記アンモニアガス導入手段により導入されるアンモニアガスの場所よりも下方側に、ジボランガスを導入するジボランガス導入手段と、
前記成膜室の内圧を制御する圧力制御手段と、
前記アンモニアガス及び前記ジボランガスの流量を制御するガス流量制御手段と、
前記基板保持部の温度を制御する温度制御手段とを有し、
基板に窒化ホウ素膜を成膜することを特徴とする成膜装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の成膜装置において、
前記ガス流量制御手段により、前記ジボランガスの流量と前記アンモニアガスの流量との比である、ジボラン／アンモニアを０．１〜１に設定することを特徴とする成膜装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の成膜装置において、
前記圧力制御手段により、前記成膜室内の成膜時の圧力を０．５ｍＴｏｒｒ〜１０ｍＴｏｒｒに設定し、
前記ガス流量制御手段により、前記ジボランガスの流量と前記アンモニアガスの流量との比である、ジボラン／アンモニアを０．１〜１に設定すると共に、前記ジボランガスの流量と前記アンモニアガスの流量の総ガス流量を１００ｓｃｃｍ〜１０００ｓｃｃｍに設定することを特徴とする成膜装置。
【請求項１２】
請求項９ないし１１のいずれか記載の成膜装置において、前記温度制御手段により、前記基板の温度を２００℃ないし４５０℃に設定することを特徴とする成膜装置。
【請求項１３】
請求項８ないし１２のいずれかに記載する成膜装置において、
前記ジボランガスは、ジボランガス以外のガスで希釈されたことを特徴とする成膜装置。
【請求項１４】
請求項８ないし１３のいずれかに記載する成膜装置において、
前記窒化ホウ素膜は、金属拡散を防止するバリア膜であることを特徴とする成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、窒化ホウ素膜の成膜方法及び成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、トランジスタの高集積化やスイッチング動作の高速化のため、配線間の容量による損失が問題となってきている。また、回路に適用する配線の材料をアルミニウム合金から銅材へと変更し、配線の低抵抗化が図られるようになってきた。この結果、配線に接触する薄膜部材には、低比誘電率はもちろんのこと、特に銅の拡散防止機能が求められるようになってきた。
【０００３】
このような状況で、極めて低比誘電率（比誘電率κが４．０以下）をもつ窒化ホウ素（ＢＮ）が注目されてきている。窒化ホウ素の薄膜は、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）  法により成膜することができる。しかしながら、これまで成膜することができた窒化ホウ素膜は、低い比誘電率を有するものの、金属の拡散防止機能については十分でないという問題があった（例えば、下記特許文献１、２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２９３５１６号公報
【特許文献２】
特開２００２−０１６１３５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このため、現在、ある程度の低比誘電率を有しつつ、かつ十分な金属の拡散防止機能を有する窒化ホウ素膜を成膜することができる成膜方法及び成膜装置の実現が切望されている。
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、窒化ホウ素膜、更には金属の拡散防止機能を有するバリア膜として適用可能な窒化ホウ素膜を成膜することができる成膜方法及び成膜装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決する第１の発明に係る成膜方法は、
成膜室内にプラズマを発生させ、前記成膜室内でジボランガスとアンモニアガスとを反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜することを特徴とする。
【０００８】
上記目的を解決する第２の発明に係る成膜方法は、
第１の発明に係る成膜方法において、
前記成膜室内において、前記ジボランガスとプラズマ化させたアンモニアガスとを反応させることを特徴とする。
【０００９】
上記目的を解決する第３の発明に係る成膜方法は、
第１又は第２の発明に係る成膜方法において、
前記ジボランガスを前記成膜室内に供給する流量と前記アンモニアガスを前記成膜室内に供給する流量との比である、ジボラン／アンモニアを０．１〜１に設定することを特徴とする。
【００１０】
上記目的を解決する第４の発明に係る成膜方法は、
第３の発明に係る成膜方法において、
前記成膜室内の成膜時の圧力を０．５ｍＴｏｒｒ〜１０ｍＴｏｒｒに設定し、前記ジボランガスの流量と前記アンモニアガスの流量の総ガス流量を１００ｓｃｃｍ〜１０００ｓｃｃｍに設定することを特徴とする。
【００１１】
上記目的を解決する第５の発明に係る成膜方法は、
第１ないし第４の発明のいずれかに係る成膜方法において、
前記基板の温度を２００℃ないし４５０℃に設定することを特徴とする。
【００１２】
上記目的を解決する第６の発明に係る成膜方法は、
第１ないし第５の発明のいずれかに係る成膜方法において、
前記ジボランガスは、ジボランガス以外のガスで希釈されたことを特徴とする。
【００１３】
上記目的を解決する第７の発明に係る成膜方法は、
第１ないし第６の発明のいずれかに係る成膜方法において、
前記窒化ホウ素膜は、金属拡散を防止するバリア膜であることを特徴とする。
【００１４】
上記目的を解決する第８の発明に係る成膜装置は、
成膜室の上部に設置され、前記成膜室の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記成膜室の下部に設置された基板保持部と、
前記成膜室の内部であって前記プラズマ発生手段に向けて、アンモニアガスを導入するアンモニアガス導入手段と、
前記成膜室の内部であって前記アンモニアガス導入手段により導入されるアンモニアガスの場所よりも下方側に、ジボランガスを導入するジボランガス導入手段とを有し、
基板に窒化ホウ素膜を成膜することを特徴とする。
【００１５】
上記目的を解決する第９の発明に係る成膜装置は、
成膜室の上部に設置され、前記成膜室の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記成膜室の下部に設置された基板保持部と、
前記成膜室の内部であって前記プラズマ発生手段に向けて、アンモニアガスを導入するアンモニアガス導入手段と、
前記成膜室の内部であって前記アンモニアガス導入手段により導入されるアンモニアガスの場所よりも下方側に、ジボランガスを導入するジボランガス導入手段と、
前記成膜室の内圧を制御する圧力制御手段と、
前記アンモニアガス及び前記ジボランガスの流量を制御するガス流量制御手段と、
前記基板保持部の温度を制御する温度制御手段とを有し、
基板に窒化ホウ素膜を成膜することを特徴とする。
【００１６】
上記目的を解決する第１０の発明に係る成膜装置は、
第９の発明に係る成膜装置において、
前記ガス流量制御手段により、前記ジボランガスの流量と前記アンモニアガスの流量との比である、ジボラン／アンモニアを０．１〜１に設定することを特徴とする。
【００１７】
上記目的を解決する第１１の発明に係る成膜装置は、
第９の発明に係る成膜装置において、
前記圧力制御手段により、前記成膜室内の成膜時の圧力を０．５ｍＴｏｒｒ〜１０ｍＴｏｒｒに設定し、
前記ガス流量制御手段により、前記ジボランガスの流量と前記アンモニアガスの流量との比である、ジボラン／アンモニアを０．１〜１に設定すると共に、前記ジボランガスの流量と前記アンモニアガスの流量の総ガス流量を１００ｓｃｃｍ〜１０００ｓｃｃｍに設定することを特徴とする。
【００１８】
上記目的を解決する第１２の発明に係る成膜装置は、
第９ないし第１１の発明のいずれかに係る成膜装置において、
前記温度制御手段により、前記基板の温度を２００℃ないし４５０℃に設定することを特徴とする。
【００１９】
上記目的を解決する第１３の発明に係る成膜装置は、
第８ないし第１２の発明のいずれかに係る成膜装置において、
前記ジボランガスは、ジボランガス以外のガスで希釈されたことを特徴とする。
【００２０】
上記目的を解決する第１４の発明に係る成膜装置は、
第８ないし第１３の発明のいずれかに係る成膜装置において、
前記窒化ホウ素膜は、金属拡散を防止するバリア膜であることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
＜窒化ホウ素膜の成膜について＞
図１に基づいて、本発明の実施形態に係る成膜方法及び成膜装置を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る成膜方法を実施する成膜装置の概略透視断面図である。
【００２２】
図１に示すように、円筒状の容器１内には成膜室２が形成され、容器１の上部には円形の天井板３が設けられている。容器１の中心における成膜室２には基板保持部としての静電チャック４が備えられ、静電チャック４には静電チャック用直流電源５が接続されて半導体の基板６が静電チャック４の上面に静電的に吸着保持される。
【００２３】
天井板３の上には、例えば、円形リング状の高周波アンテナ７が配置され、高周波アンテナ７には整合器８を介して高周波電源９が接続されている。高周波アンテナ７に電力を供給することにより電磁波が容器１の成膜室２に入射する。成膜室２に入射された電磁波は、成膜室２内に導入されたガスをイオン化してプラズマ１０を発生させる（プラズマ発生手段）。
【００２４】
容器１には、成膜室２内にアンモニアガス（ＮＨ３  ガス）１１（＞９９．９９９％）  を導入するアンモニアガス導入手段としてのアンモニアガスノズル１２及び、アンモニアガスノズル１２の下方側の成膜室２内にジボラン（Ｂ２  Ｈ６  ）含有ガス１３を導入するジボランガス導入手段としてのジボランガスノズル１４が設けられている。ジボランガスノズル１４から成膜室２内に導入されるジボラン含有ガス１３は、水素（Ｈ２  ）ガスで希釈されたジボランガス（ジボランガス濃度：１％〜５％）となっている。なお、ジボランガスを希釈するガスとしては、水素ガスのほかにヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン等の不活性ガス等を適用することができる。
【００２５】
上述したプラズマＣＶＤ装置では、静電チャック４に基板６が載せられて静電的に吸着される。圧力制御手段としての真空ポンプ（図示せず）等により成膜室２内を所定の圧力に調整すると共に、アンモニアガスノズル１２からアンモニアガス１１が所定流量で導入され、ジボランガスノズル１４からジボラン含有ガス１３が所定流量で導入される。高周波電源９から高周波アンテナ７に整合器８を介して高周波電力（１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ，１ｋＷ〜１０ｋＷ）を印加することにより、成膜室２内で主にアンモニアガス１１が励起されてプラズマ状態となり、アンモニアガス１１が励起された後、ジボラン含有ガス１３と混合されて反応し、基板６上に窒化ホウ素（ＢＮ）膜１５が成膜される。このとき、基板６の温度は温度制御手段としてのヒーター（図示せず）等により２００℃から４５０℃に設定される。
【００２６】
成膜室２内では、アンモニアガスノズル１２が高周波アンテナ７側に設けられているため、主にアンモニアガス１１が励起されてプラズマ化し、プラズマ化したアンモニアガスと水素ガスで希釈されたジボランガスとが反応する。この反応により、ガス状の窒化ホウ素と水素ガスが生成し、水素ガスが排気されて窒化ホウ素膜１５が基板６に成膜される。なお、アンモニアガスノズル１２とジボランガスノズル１４とを逆に配置、すなわち、ジボランガスノズル１４を高周波アンテナ７側に配置してジボラン含有ガス１３をプラズマ化すると、ホウ素が固体化してアンモニアガスと反応しなくなる。
【００２７】
アンモニアガスノズル１２からのアンモニアガス１１の流量及びジボランガスノズル１４からのジボラン含有ガス１３の流量については、アンモニアガスの流量とジボランガスの流量の比であるジボラン／アンモニア流量比が０．１〜１となるように設定されている。好ましくは、流量比が０．２〜０．５となるように設定する。より好ましくは、流量比が０．２５となるように設定する。
【００２８】
また、成膜室２内の成膜時の圧力は、０．５ｍＴｏｒｒ〜１０ｍＴｏｒｒに設定する。好ましくは、１ｍＴｏｒｒ〜５ｍＴｏｒｒである。より好ましくは、２ｍＴｏｒｒ〜３ｍＴｏｒｒである。更に、ジボランガスの流量とアンモニアガスの流量の総ガス流量を１００ｓｃｃｍ〜１０００ｓｃｃｍに設定する。好ましくは、１００ｓｃｃｍ〜４００ｓｃｃｍである。より好ましくは、２００ｓｃｃｍ〜３００ｓｃｃｍである。
【００２９】
＜窒化ホウ素膜の物性について＞
上述する実施形態により成膜した窒化ホウ素膜１５について、測定条件として室温、２ＭＶ／ｃｍとし電圧−電流測定を行ったところ、窒化ホウ素膜のリーク電流特性はシリコン酸化膜（ＳｉＯ２  膜）と同等であることが確認された。
【００３０】
次に、本実施形態により成膜した窒化ホウ素膜１５について、バリア性の評価試験を行った。バリア性とは、薄膜に接触した金属（例えば、銅や銀等）が原子レベルで薄膜中に拡散することを防止するという薄膜の有する機能である。図２は、バリア性の評価試験方法を概念的に示した図である。まず、評価を行うバリア膜２１の表面にＣｕ電極２２を、バリア膜２１の裏面に層間絶縁膜２３及びＡｌ電極２４を形成し、キャパシタ２０を作製した。このキャパシタ２０について、電圧−電流特性によりバリア膜２１の絶縁性を評価した。次に、加速試験を行うため、キャパシタ２０を２００℃で１０分間、加熱した。加速試験後のキャパシタ２０について、電圧−電流特性によりバリア膜２１の絶縁性を評価した。
【００３１】
加速試験（加熱処理）前後の絶縁性評価値を比較し、バリア性の評価を行った。すなわち、加速試験前の絶縁性（値）をバリア性１００％とした場合に、加速試験後の絶縁性（値）がどの程度低下したかにより、バリア性の評価とした。
【００３２】
また、バリア性の評価を行った窒化ホウ素膜１５については、成膜条件を種々変化させて成膜したものを評価した。成膜条件については、ジボラン／アンモニア流量比、ジボランガスとアンモニアガスの総ガス流量、成膜室２の内圧をそれぞれ単独で変化させて、成膜条件を変化させた。
【００３３】
図３は、ジボラン／アンモニア流量比を変化させて成膜した窒化ホウ素膜１５のバリア性評価結果を示した図である。同図に示すように、ジボラン／アンモニア流量比が０．１〜１の場合に高いバリア性を示す窒化ホウ素膜を成膜可能なことが分かる。一方、ジボラン／アンモニア流量比が０．０５の場合には、窒化ホウ素膜中の窒素含有量が多いため、また、ジボラン／アンモニア流量比が１．１の場合には、窒化ホウ素膜中のホウ素含有量が多いため、バリア性が低下する。
【００３４】
図４は、ジボランガスとアンモニアガスの総ガス流量を変化させて成膜した窒化ホウ素膜１５のバリア性評価結果を示した図である。同図に示すように、ジボランガスとアンモニアガスの総ガス流量が１００ｓｃｃｍから１０００ｓｃｃｍの場合に高いバリア性を示す窒化ホウ素膜を成膜可能なことが分かる。一方、ジボランガスとアンモニアガスの総ガス流量が５０ｓｃｃｍの場合には、ガスが希薄なため、また、ジボランガスとアンモニアガスの総ガス流量が１１００ｓｃｃｍの場合には、ガスが濃厚なため、窒化ホウ素膜の成膜がうまくできず、バリア性が低下する。
【００３５】
図５は、成膜室２の内圧を変化させて成膜した窒化ホウ素膜１５のバリア性評価結果を示した図である。同図に示すように、成膜室２の内圧が０．５ｍＴｏｒｒから１０ｍＴｏｒｒの場合に高いバリア性を示す窒化ホウ素膜を成膜可能なことが分かる。一方、成膜室２の内圧が０．３ｍＴｏｒｒの場合には、ガスが希薄なため、また、成膜室２の内圧が１１ｍＴｏｒｒの場合には、ガスが濃厚なため、窒化ホウ素膜の成膜がうまくできず、バリア性が低下する。
【００３６】
本実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置を用いた成膜方法では、機械的・化学的耐性に優れ、熱伝導性が高く、低比誘電率でありながら、高バリア性による優れた絶縁特性を有する窒化ホウ素膜１５を成膜することができる。また、ホウ素源としてジボランガスを用いたことにより、成膜速度を高速にすることが可能になる。
【００３７】
＜窒化ホウ素膜のバリア膜としての適用＞
図６は、本実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置で成膜した窒化ホウ素膜をバリア膜とした集積回路の概略構成図である。図６に基づいて、本実施形態に係る窒化ホウ素膜をバリア膜として適用した例を説明する。
【００３８】
同図に示すように、高集積回路（ＬＳＩ）では、トランジスタ３１の高集積化やスイッチング動作の高速化のため、配線３２間の容量による損失を解消することが行われている。このため、製造プロセスにおいて、配線３２間に存在する層間絶縁膜３３及びバリア膜３５には、低比誘電率の膜が用いられるようになっている。
【００３９】
層間絶縁膜３３としては、一般に低比誘電率の有機塗布膜やポーラス膜が採用されてきた。しかしながら、有機塗布膜等の層間絶縁膜３３は、低比誘電率であっても、機械的・化学的耐性や熱伝導性の点で問題があった。このため、近年では、従来の技術の欄でも説明したように、極めて低い比誘電率を実現し、かつ機械的特性等の問題を解消した窒化ホウ素の薄膜（特開２００２−２９３５１６号公報、参照）が用いられている。
【００４０】
また、層間絶縁膜３３として、上記公知の成膜技術で成膜された低比誘電率の窒化ホウ素膜を適用しても、配線３２間に存在する他の部材であるバリア膜３５の比誘電率が低くなければ、配線３２間の容量増加をまねき問題となる。しかしながら、従来の窒化ホウ素膜は低比誘電率であるもののバリア性が低いためバリア膜として適用できない。そこで、バリア膜３５として、低比誘電率をほぼ維持しつつ、かつバリア性に優れた本実施形態に係る窒化ホウ素膜を適用した。本実施形態に係る窒化ホウ素膜は、上述した特有の成膜方法及び成膜装置により、従来とほぼ同等の低比誘電率を維持しつつ、かつ優れたバリア性を実現したものであり、バリア膜３５として適用可能としたものである。
【００４１】
なお、有機塗布膜やポーラス膜の層間絶縁膜３３と保護膜３４に対して電圧−容量測定を行った結果、比誘電率κがκ＜２．２であったことが確認されている。
【００４２】
また、図７には、本実施形態に係る窒化ホウ素膜を配線３２周囲のバリア膜３５だけでなく、層間絶縁膜３３間の保護膜３６にも適用した例を示す。本実施形態に係る窒化ホウ素膜は、層間絶縁膜３３間の保護膜３６としても適用可能である。これにより、密着性や耐吸湿性を維持した状態で、加工条件が厳しくなるＬＳＩプロセスに適合した層間絶縁膜３３の要求に応えることが可能になる。
【００４３】
【発明の効果】
第１の発明に係る成膜方法によれば、
成膜室内にプラズマを発生させ、前記成膜室内でジボランガスとアンモニアガスとを反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜することとしたので、機械的・化学的耐性に優れ、熱伝導性が高く、低比誘電率かつ、優れたバリア性を有する窒化ホウ素膜を高速に成膜することができる。すなわち、集積回路における配線形成工程において、比誘電率が４以下程度の窒化ホウ素膜からなるバリア膜、保護膜等を形成することにより、配線遅延を引き起こす同一層配線間容量及び配線層間容量の増加を抑制するデバイスを形成することが可能となり、高速化を実現したデバイスを簡便な方法により製造することができると共に、窒化ホウ素膜の有する金属に対する拡散防止機能を確保しつつ、更に低比誘電率の効果を有効に活用することができる。
【００４４】
第２の発明に係る成膜方法によれば、
第１の発明に係る成膜方法において、
前記成膜室内において、前記ジボランガスとプラズマ化させたアンモニアガスとを反応させることとしたので、第１の発明に係る効果に加え、成膜時におけるホウ素の固体析出を防止することができる。
【００４５】
第３の発明に係る成膜方法によれば、
第１又は第２の発明に係る成膜方法において、
前記ジボランガスを前記成膜室内に供給する流量と前記アンモニアガスを前記成膜室内に供給する流量との比である、ジボラン／アンモニアを０．１〜１に設定することとしたので、より効果的に低比誘電率かつ高いバリア性を有する窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００４６】
第４の発明に係る成膜方法によれば、
第３の発明に係る成膜方法において、
前記成膜室内の成膜時の圧力を０．５ｍＴｏｒｒ〜１０ｍＴｏｒｒに設定し、前記ジボランガスの流量と前記アンモニアガスの流量の総ガス流量を１００ｓｃｃｍ〜１０００ｓｃｃｍに設定することとしたので、より効果的に低比誘電率かつ高いバリア性を有する窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００４７】
第５の発明に係る成膜方法によれば、
第１ないし第４の発明のいずれかに係る成膜方法において、
前記基板の温度を２００℃ないし４５０℃に設定することとしたので、より効果的に低比誘電率かつ高いバリア性を有する窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００４８】
第６の発明に係る成膜方法によれば、
第１ないし第５の発明のいずれかに係る成膜方法において、
前記ジボランガスを、ジボランガス以外のガスで希釈したので、より効果的に低比誘電率かつ高いバリア性を有する窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００４９】
第７の発明に係る成膜方法によれば、
第１ないし第６の発明のいずれかに係る成膜方法において、
前記窒化ホウ素膜は、金属拡散を防止するバリア膜であることとしたので、機械的・化学的耐性に優れ、熱伝導性が高く、低比誘電率かつ、優れたバリア性を有する金属拡散防止膜を成膜することができる。
【００５０】
第８の発明に係る成膜装置によれば、
成膜室の上部に設置され、前記成膜室の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記成膜室の下部に設置された基板保持部と、
前記成膜室の内部であって前記プラズマ発生手段に向けて、アンモニアガスを導入するアンモニアガス導入手段と、
前記成膜室の内部であって前記アンモニアガス導入手段により導入されるアンモニアガスの場所よりも下方側に、ジボランガスを導入するジボランガス導入手段とを有し、
基板に窒化ホウ素膜を成膜することとしたので、機械的・化学的耐性に優れ、熱伝導性が高く、低比誘電率かつ、優れたバリア性を有する窒化ホウ素膜を高速に成膜することができる。
【００５１】
第９の発明に係る成膜装置によれば、
成膜室の上部に設置され、前記成膜室の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記成膜室の下部に設置された基板保持部と、
前記成膜室の内部であって前記プラズマ発生手段に向けて、アンモニアガスを導入するアンモニアガス導入手段と、
前記成膜室の内部であって前記アンモニアガス導入手段により導入されるアンモニアガスの場所よりも下方側に、ジボランガスを導入するジボランガス導入手段と、
前記成膜室の内圧を制御する圧力制御手段と、
前記アンモニアガス及び前記ジボランガスの流量を制御するガス流量制御手段と、
前記基板保持部の温度を制御する温度制御手段とを有し、
基板に窒化ホウ素膜を成膜することとしたので、機械的・化学的耐性に優れ、熱伝導性が高く、低比誘電率かつ、優れたバリア性を有する窒化ホウ素膜を高速に成膜することができる。
【００５２】
第１０の発明に係る成膜装置によれば、
第９の発明に係る成膜装置において、
前記ガス流量制御手段により、前記ジボランガスの流量と前記アンモニアガスの流量との比である、ジボラン／アンモニアを０．１〜１に設定することとしたので、より効果的に低比誘電率かつ高いバリア性を有する窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００５３】
第１１の発明に係る成膜装置によれば、
第９の発明に係る成膜装置において、
前記圧力制御手段により、前記成膜室内の成膜時の圧力を０．５ｍＴｏｒｒ〜１０ｍＴｏｒｒに設定し、
前記ガス流量制御手段により、前記ジボランガスの流量と前記アンモニアガスの流量との比である、ジボラン／アンモニアを０．１〜１に設定すると共に、前記ジボランガスの流量と前記アンモニアガスの流量の総ガス流量を１００ｓｃｃｍ〜１０００ｓｃｃｍに設定することとしたので、より効果的に低比誘電率かつ高いバリア性を有する窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００５４】
第１２の発明に係る成膜装置によれば、
第９ないし第１１の発明のいずれかに係る成膜装置において、
前記温度制御手段により、前記基板の温度を２００℃ないし４５０℃に設定することとしたので、より効果的に低比誘電率かつ高いバリア性を有する窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００５５】
第１３の発明に係る成膜装置によれば、
第８ないし第１２の発明のいずれかに係る成膜装置において、
前記ジボランガスを、ジボランガス以外のガスで希釈したので、より効果的に低比誘電率かつ高いバリア性を有する窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００５６】
第１４の発明に係る成膜装置によれば、
第８ないし第１３の発明のいずれかに係る成膜装置において、
前記窒化ホウ素膜は、金属拡散を防止するバリア膜であることとしたので、機械的・化学的耐性に優れ、熱伝導性が高く、低比誘電率かつ、優れたバリア性を有する金属拡散防止膜を成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る成膜方法を実施する成膜装置の概略透視断面図である。
【図２】バリア性の評価試験方法を概念的に示した図である。
【図３】ジボラン／アンモニア流量比を変化させて成膜した窒化ホウ素膜のバリア性評価結果を示した図である。
【図４】ジボランガスとアンモニアガスの総ガス流量を変化させて成膜した窒化ホウ素膜のバリア性評価結果を示した図である。
【図５】成膜室の内圧を変化させて成膜した窒化ホウ素膜のバリア性評価結果を示した図である。
【図６】本実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置で成膜した窒化ホウ素膜をバリア膜とした集積回路の概略構成図である。
【図７】本実施形態に係る窒化ホウ素膜をバリア膜と保護膜とに適用した集積回路の概略構成図である。
【符号の説明】
１  容器
２  成膜室
３  天井板
４  静電チャック
５  静電チャック用直流電源
６  基板
７  高周波アンテナ
８  整合器
９  高周波電源
１０  プラズマ
１１  アンモニアガス
１２  アンモニアガスノズル
１３  ジボラン含有ガス（Ｂ２  Ｈ６  含有ガス）
１４  ジボランガスノズル
１５  窒化ホウ素膜
２０  キャパシタ
２１  バリア膜
２２  Ｃｕ電極
２３  層間絶縁膜
２４  Ａｌ電極
３１  トランジスタ
３２  配線
３３  層間絶縁膜
３４  保護膜
３５  バリア膜
３６  保護膜（本発明の窒化ホウ素膜を適用）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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