(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に窒素ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に水素ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制することを特徴とする成膜方法。
【請求項３】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に窒素ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制することを特徴とする成膜方法。
【請求項４】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に水素ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制することを特徴とする成膜方法。
【請求項５】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に炭化水素系ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制することを特徴とする成膜方法。
【請求項６】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、水素化物、炭化水素物、又は水素化物及び炭化水素物の混合ガスのいずれかを混合することを特徴とする成膜方法。
【請求項７】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、水素化物を混合することでアモルファス相を不活性化させることを特徴とする成膜方法。
【請求項８】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、水素化物、炭化水素物、又は水素化物及び炭化水素物の混合ガスのいずれかを混合することを特徴とする成膜方法。
【請求項９】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、水素化物を混合することでアモルファス相を不活性化させることを特徴とする成膜方法。
【請求項１０】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、プラズマを停止して炭化水素物を混合することによりアモルファス相を不活性化させることを特徴とする成膜方法。
【請求項１１】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、プラズマを停止して水素化物及び炭化水素物を混合することでアモルファス相を不活性化させることを特徴とする成膜方法。
【請求項１２】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に窒素ガス又は水素ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制すると共に、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、水素化物、炭化水素物、又は水素化物及び炭化水素物の混合ガスのいずれかを混合することを特徴とする成膜方法。
【請求項１３】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素と混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に窒素ガス、水素ガス、炭化水素系ガスのいずれかを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制すると共に、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、水素化物、炭化水素物、又は水素化物及び炭化水素物の混合ガスのいずれかを混合することを特徴とする成膜方法。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項において、ホウ素系ガスは、水素ガス希釈のジボランガスであることを特徴とする成膜方法。
【請求項１５】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガスを導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜室内の窒素ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に窒素ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項１６】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガスを導入するホウ素系ガス導入手段を設け、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に水素ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項１７】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜室内の窒素ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に窒素ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項１８】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に水素ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項１９】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に炭化水素系ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２０】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガスを導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後に水素化物、炭化水素物、又は水素化物及び炭化水素物の混合ガスのいずれかを混合する不活性化ガス導入手段を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２１】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガスを導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後にアモルファス相を不活性化するために水素ガスを混合する不活性化ガス導入手段を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２２】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後に水素化物、炭化水素物、又は水素化物及び炭化水素物の混合ガスのいずれかを混合する不活性化ガス導入手段を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２３】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後にアモルファス相を不活性化するために水素化物を混合する不活性化ガス導入手段を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２４】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後にアモルファス相を不活性化するために炭化水素物を混合する不活性化ガス導入手段を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２５】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後にアモルファス相を不活性化するために水素化物及び炭化水素物を混合する不活性化ガス導入手段を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２６】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガスを導入するホウ素系ガス導入手段を設け、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に窒素ガス又は水素ガスを導入する抑制ガス導入手段を備え、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後に水素化物、炭化水素物、又は水素化物及び炭化水素物の混合ガスのいずれかを混合する不活性化ガス導入手段を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２７】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に窒素ガス、水素ガス、炭化水素系ガスのいずれかを導入する抑制ガス導入手段を備え、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後に水素化物、炭化水素物、又は水素化物及び炭化水素物の混合ガスのいずれかを混合する不活性化ガス導入手段を備えたことを特徴とする成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化ホウ素膜及び炭窒化ホウ素膜を成膜する成膜方法及び成膜装置に関する。
【従来の技術】
【０００２】
従来、集積回路においては、層間絶縁膜としてプラズマＣＶＤ(Chemical  Vapor  Deposition)  法によるシリコン酸化膜（SiO2膜）が用いられていた。しかし、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。この解消のためには、層間絶縁膜の低比誘電率化が必要であり、より低比誘電率の層間絶縁膜が求められている。このような状況で、有機系材料等の膜（例えば有機系ケイ素の膜やアモルファスカーボンにフッ素を添加した膜）においては、極めて低比誘電率（比誘電率κが2.5以下）にすることも可能ではあるが、機械的・化学的耐性や熱伝導性の点で問題があった。また、膜の密着性にも問題があるとともに、密度の点で耐吸湿性に問題があった。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような状況で、耐熱性に優れ極めて低比誘電率（比誘電率κが2.5以下）をもつ窒化ホウ素（ＢＮ）や炭窒化ホウ素（ＢＮＣ）が注目されてきている。しかしながら、プラズマＣＶＤ(Chemical  Vapor  Deposition)法によりＢＮ膜やＢＮＣ膜を成膜する技術は確立されていないのが現状であり、ＢＮ膜やＢＮＣ膜が製品として成膜できる成膜方法及び成膜装置の出現が望まれている。
【０００４】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、窒化ホウ素及び炭窒化ホウ素の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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の成膜方法は、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に窒素ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制することを特徴とする。
【０００６】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に水素ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制することを特徴とする成膜方法である。
【０００７】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に窒素ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制することを特徴とする。
【０００８】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に水素ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制することを特徴とする。
【０００９】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に炭化水素系ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制することを特徴とする。
【００１０】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、水素化物、炭化水素物、又は水素化物及び炭化水素物の混合ガスのいずれかを混合することを特徴とする。
【００１１】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、水素化物を混合することでアモルファス相を不活性化させることを特徴とする。
【００１２】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、水素化物、炭化水素物、又は水素化物及び炭化水素物の混合ガスのいずれかを混合することを特徴とする。
【００１３】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、水素化物を混合することでアモルファス相を不活性化させることを特徴とする。
【００１４】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、プラズマを停止して炭化水素物を混合することによりアモルファス相を不活性化させることを特徴とする。
【００１５】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、プラズマを停止して水素化物及び炭化水素物を混合することでアモルファス相を不活性化させることを特徴とする。
【００１６】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に窒素ガス又は水素ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制すると共に、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、水素化物、炭化水素物、又は水素化物及び炭化水素物の混合ガスのいずれかを混合することを特徴とする。
【００１７】
成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素と混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に窒素ガス、水素ガス、炭化水素系ガスのいずれかを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制すると共に、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、水素化物、炭化水素物、又は水素化物及び炭化水素物の混合ガスのいずれかを混合することを特徴とする。
【００１８】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項において、ホウ素系ガスは、水素ガス希釈のジボランガスであることを特徴とする。
【００１９】
また、上記目的を達成するための本発明の成膜装置は、成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガスを導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜室内の窒素ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に窒素ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガスを導入するホウ素系ガス導入手段を設け、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に水素ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたことを特徴とする。
【００２１】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜室内の窒素ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に窒素ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に水素ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたことを特徴とする。
【００２３】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に炭化水素系ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたことを特徴とする。
【００２４】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガスを導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後に水素化物、炭化水素物、又は水素化物及び炭化水素物の混合ガスのいずれかを混合する不活性化ガス導入手段を備えたことを特徴とする。
【００２５】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガスを導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後にアモルファス相を不活性化するために水素ガスを混合する不活性化ガス導入手段を備えたことを特徴とする。
【００２６】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後に水素化物、炭化水素物、又は水素化物及び炭化水素物の混合ガスのいずれかを混合する不活性化ガス導入手段を備えたことを特徴とする。
【００２７】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後にアモルファス相を不活性化するために水素化物を混合する不活性化ガス導入手段を備えたことを特徴とする。
【００２８】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後にアモルファス相を不活性化するために炭化水素物を混合する不活性化ガス導入手段を備えたことを特徴とする。
【００２９】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後にアモルファス相を不活性化するために水素化物及び炭化水素物を混合する不活性化ガス導入手段を備えたことを特徴とする。
【００３０】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガスを導入するホウ素系ガス導入手段を設け、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に窒素ガス又は水素ガスを導入する抑制ガス導入手段を備え、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後に水素化物、炭化水素物、又は水素化物及び炭化水素物の混合ガスのいずれかを混合する不活性化ガス導入手段を備えたことを特徴とする。
【００３１】
成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に窒素ガス、水素ガス、炭化水素系ガスのいずれかを導入する抑制ガス導入手段を備え、成膜の最後にホウ素系ガス流量を、窒素ガスとホウ素系ガスとの通常の流量比に対し過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後に水素化物、炭化水素物、又は水素化物及び炭化水素物の混合ガスのいずれかを混合する不活性化ガス導入手段を備えたことを特徴とする。
【００３２】
また参考発明の成膜方法は、膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期にアモルファス相発生抑制化ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制することを特徴とする。
【００３３】
参考発明の成膜方法は、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期にアモルファス相発生抑制化ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制することを特徴とする。
【００３４】
参考発明の成膜装置は、成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガスを導入するホウ素系ガス導入手段を設け、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期にアモルファス相発生抑制化ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたことを特徴とする。
【００３５】
参考発明の成膜装置は、成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期にアモルファス相発生抑制化ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたことを特徴とする。
【発明の実施の形態】
【００３６】
高集積回路の層間絶縁膜として低誘電率の窒化ホウ素（ＢＮ）をプラズマ気相法により作成する場合、ホウ素源として水素（H2）ガスを希釈ガスとしたジボラン（B2H6）等が用いられ、窒素源として窒素（N2）ガス等が用いられていた。また、や炭窒化ホウ素（ＢＮＣ）膜を作成する場合、更に、炭素源として有機系ガスとしてのテトラエトキシシラン(Si(O-C2H5)4：以下TEOSと称する)や蒸発炭素等が用いられていた。そして、反応容器中でプラズマを発生させ、これらのガスを混合して所定の基板上に成膜していた。
【００３７】
ＢＮ膜やＢＮＣ膜を成膜する場合の問題点として、基板と膜の界面でアモルファス相の存在による吸湿性に起因して低誘電率の低下が懸念される。また、以降のプロセスにおいての脱ガスが懸念される。更に、膜表面の密度の低さにより銅(Cu)配線した場合にCuの拡散に起因した層間の絶縁破壊等が懸念される。
【００３８】
そこで、本発明では、基板と膜の界面でアモルファス相を抑制して低誘電率の低下がないようにＢＮ膜やＢＮＣ膜を成膜することができる成膜方法及び成膜装置を達成したものである。また、本発明では、耐吸湿性を考慮して膜表面の密度の低さを解消し、配線金属（特にCu）の拡散がないようにして層間の絶縁破壊等が生じないＢＮ膜やＢＮＣ膜を成膜することができる成膜方法及び成膜装置を達成したものである。
【００３９】
以下図１乃至図８に基づいて本発明の成膜方法及び成膜装置を説明する。
【００４０】
図１乃至図４に基づいて第１実施形態例を説明する。図１には本発明の第１実施形態例に係る成膜方法を実施する成膜装置としてのプラズマＣＶＤ装置の概略側面、図２には本実施形態例で成膜した状態の概略、図３には界面部の概略、図４には表面部に銅を配線した状態の概略を示してある。
【００４１】
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（例えば、300mm径以上のシリコンウエハ）が静電的に吸着保持される。
【００４２】
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。容器１内に入射された電磁波は、成膜室２内のガスをイオン化してプラズマ１０を発生させる（プラズマ生成手段）。
【００４３】
容器１には成膜室２内に窒素ガス（N2ガス）１１（>99.999％）を導入する窒素ガス導入手段としての窒素ガスノズル１２が設けられ、窒素ガスノズル１２の下方側の成膜室２内にホウ素系ガスとしてのジボラン（B2H6）含有ガス１３を導入するホウ素系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B2H6含有ガス１３は、水素（H2）ガスで希釈されたB2H6ガス（１％〜５％）となっている。
【００４４】
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。窒素ガスノズル１２からN2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B2H6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に電力を供給して整合器８を通して高周波（1MHz乃至100MHz、1kW乃至10kW）を印加することにより、成膜室２内で主にN2ガス１１が励起されてプラズマ状態となり、N2ガス１１が励起された後、B2H6含有ガス１３と混合されて反応し、図２に示すように、基板６上に炭窒化ホウ素（ＢＮ）膜１５が成膜される。このとき、基板６の温度は200℃から400℃に設定される。
【００４５】
そして、成膜の初期に、窒素ガスノズル１２からのN2ガス１１の流量を過剰にし、ホウ素（Ｂ）の凝集を抑えることでＢＮの結晶化を促進し、結晶不完全性を除去して基板６とＢＮ膜１５の界面15aでのアモルファス相の発生を抑制している。即ち、図３に示すように、成膜の初期にN2量を多くすることで、Ｂが減ってＢＮ結合が促進されて結晶化が容易となる。つまり、本実施形態例では、窒素ガスノズル１２が抑制ガス導入手段となり、N2ガス１１がアモルファス相抑制化ガスとなっている。尚、抑制ガス導入手段としてN2ガス１１を別途導入するノズルを設けることも可能である。
【００４６】
アモルファス相は吸湿性の起源であることがわかっているため、界面15aでのアモルファス相の発生の抑制は吸湿性を低減するために極めて有効である。初期成膜後は、通常の流量比に戻して成膜を継続することで、低誘電率性を維持した所望の厚さのＢＮ膜１５が得られる。尚、初期成膜は、例えば、厚さが100Å程度までの厚さまでの時期が好適である。
【００４７】
一方、成膜の最後に、ジボランガスノズル１４からのB2H6流量を過剰にすると共に、ジボランガスノズル１４に新たにH2ガス13aを混合し、ＢＮにおけるＢによる不完全性を増強し、ＢＮ膜１５の最表面15bでのアモルファス相の発生を促進すると共にアモルファス相を不活性化する。即ち、アモルファス相の発生を促進して最密充填状態（密度を高める）にし、プラズマで原子化されたＨを非結合手に結合させて不活性化して耐吸湿性を高める。
【００４８】
つまり、本実施形態例では、ジボランガスノズル１４が促進ガス導入手段となり、新たにH2ガス13aを混合するライン及びジボランガスノズル１４が不活性化ガス導入手段となり、H2ガス13a  がアモルファス相不活性化ガスとなっている。尚、H2ガス13aを別途導入するノズルを設けて不活性化ガス導入手段を構成することも可能である。
【００４９】
ＢＮ膜１５の最表面15b  は、通常、粗の状態になっているため、図４に示すように、このままの状態で他の金属（例えば銅：Cu）を配線するとCuの拡散が生じる。本実施形態例では、成膜の最後に、B2H6流量を過剰にすることでアモルファス相の発生を促進し、密度を高めている。そして、前述したように、アモルファス相は吸湿性の起源であることがわかっているため、H2ガス13aを混合することで、非結合手にＨを結合させて不活性化し、即ち、耐吸湿性を高めている。このため、耐吸湿性を損なうことなくCuの拡散を抑制している。
【００５０】
このように、アモルファス相の発生が抑制された界面15aと、アモルファス相の発生が促進されて密度が高められ、かつ、アモルファス相が不活性化された最表面15bとを有するＢＮ膜１５とすることで、基板界面での耐吸湿性を向上させることができ、しかも、吸湿性を損なうことなくCuの拡散を抑制することができる。
【００５１】
図５及び図６に基づいて第２実施形態例を説明する。図５には本発明の第２実施形態例に係る成膜方法を実施する成膜装置としてのプラズマＣＶＤ装置の概略側面、図６には本実施形態例で成膜した界面部の概略を示してある。尚、図１乃至図４に示した部材と同一構成部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００５２】
本実施形態例では、成膜の初期に、ジボランガスノズル１４に更に新たにH2ガス13bを混合してH2の流量を過剰にし、ホウ素（Ｂ）の凝集を除去することでＢＮの結晶化を促進し、結晶不完全性を除去して基板６とＢＮ膜１５の界面15aでのアモルファス相の発生を抑制している。即ち、図６に示すように、成膜の初期にH2量を多くすることで、プラズマ中の原子状Ｈが凝集したＢをエッチングしＢＨとして気化し、ＢＮだけを残すようにしている。
【００５３】
つまり、本実施形態例では、更に新たなH2ガス13bのライン及びジボランガスノズル１４が抑制ガス導入手段となり、更に新たなH2ガス13bがアモルファス相抑制化ガスとなっている。尚、抑制ガス導入手段として更に新たなH2ガス13bを別途導入するノズルを設けることも可能である。
【００５４】
アモルファス相は吸湿性の起源であることがわかっているため、界面15aでのアモルファス相の発生の抑制は吸湿性を低減するために極めて有効である。初期成膜後は、通常の流量比に戻して成膜を継続することで、低誘電率性を維持した所望の厚さのＢＮ膜１５が得られる。尚、初期成膜は、例えば、厚さが100Å程度までの厚さまでの時期が好適である。
【００５５】
本実施形態例では、成膜の最後に第１実施形態例と同様の処理を行い、前述同様に、アモルファス相の発生が抑制された界面15a  と、アモルファス相の発生が促進されて密度が高められ、かつ、アモルファス相が不活性化された最表面15bとを有するＢＮ膜１５となるので、基板界面での耐吸湿性を向上させることができ、しかも、吸湿性を損なうことなくCuの拡散を抑制することができる。
【００５６】
図７に基づいて第３実施形態例を説明する。図７には本発明の第３実施形態例に係る成膜方法を実施する成膜装置としてのプラズマＣＶＤ装置の概略側面を示してある。尚、図１乃至図４に示した部材と同一構成部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００５７】
容器１には成膜室２内に窒素ガス（N2ガス）１１（>99.999％）を導入する窒素ガスノズル１２が設けられ、窒素ガスノズル１２の下方側の成膜室２内に、ホウ素系ガスとしてのジボラン（B2H6）含有ガス及び有機系ガスとしてのテトラエトキシシラン(Si(O-C2H5)4：以下TEOSと称する)ガス（B2H6含有ガス＋TEOSガス）１６を導入するホウ素系ガス導入手段としての混合ガスノズル１７が設けられている。混合ガスノズル１７から成膜室２内に導入されるB2H6含有ガスは、水素（H2）ガスで希釈されたB2H6ガス（１％〜５％）となっている。
【００５８】
尚、有機系ガスとしては、エタノール、アセトン等を採用することも可能である。
【００５９】
また、混合ガスノズル１７の下方側の成膜室２内に、アモルファス相発生抑制ガスとしての炭化水素系ガス（例えばメタン：CH4）４１を導入する抑制ガス導入手段としての炭化水素系ガスノズル４２が設けられている。炭化水素系ガスノズル４２からは、成膜初期にCH4４１が導入される。尚、アモルファス相発生抑制ガスとして、第１実施形態例で示したN2ガス１１を適用したり、第２実施形態例で示したH2ガス13bを適用することも可能である。
【００６０】
上述したプラズマＣＶＤ装置では、窒素ガスノズル１２からN2ガス１１が所定流量で導入され、混合ガスノズル１７から（B2H6含有ガス＋TEOSガス）１６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に電力を供給して整合器８を通して高周波（1MHz乃至100MHz、1kW乃至10kW）を印加することにより、成膜室２内で主にN2ガス１１が励起されてプラズマ状態となり、N2ガス１１が励起された後、（B2H6含有ガス＋TEOSガス）１６と混合されて反応し、基板６上に炭窒化ホウ素（ＢＮＣ）膜１８が成膜される。このとき、基板６の温度は200℃から400℃に設定される。
【００６１】
そして、成膜の初期に、炭化水素系ガスノズル４２からCH4４１を導入し、ホウ素（Ｂ）の凝集を抑えることでＢＮＣの結晶化を促進し、結晶不完全性を除去して基板６とＢＮＣ膜１８の界面でのアモルファス相の発生を抑制している。即ち、成膜の初期にCH4４１を導入することで、プラズマ中でCH4がCH3+原子状Ｈとなり、原子状Ｈが凝集したＢをエッチングしＢＨとして気化し、炭素がＢＮと結合してＢＮＣの結晶化が促進される。
【００６２】
アモルファス相は吸湿性の起源であることがわかっているため、界面でのアモルファス相の発生の抑制は吸湿性を低減するために極めて有効である。初期成膜後は、通常の流量比に戻して成膜を継続することで、低誘電率性を維持した所望の厚さのＢＮＣ膜１８が得られる。尚、初期成膜は、例えば、厚さが100Å程度までの厚さまでの時期が好適である。
【００６３】
一方、成膜の最後に、混合ガスノズル１７からのB2H6流量を過剰にすると共に、混合ガスノズル１７に新たにH2ガス13aを混合し、ＢＮＣにおけるＢによる不完全性を増強し、ＢＮＣ膜１８の最表面でのアモルファス相の発生を促進すると共にアモルファス相を不活性化する。即ち、アモルファス相の発生を促進して最密充填状態（密度を高める）にし、プラズマで原子化されたＨを非結合手に結合させて不活性化して耐吸湿性を高める。
【００６４】
つまり、本実施形態例では、混合ガスノズル１７が促進ガス導入手段となり、新たにH2ガス13aを混合するライン及び混合ガスノズル１７が不活性化ガス導入手段となり、H2ガス13aがアモルファス相不活性化ガスとなっている。尚、H2ガス13aを別途導入するノズルを設けて不活性化ガス導入手段を構成することも可能である。
【００６５】
ＢＮＣ膜１８の最表面は、通常、粗の状態になっているため、このままの状態で他の金属（例えば銅：Cu）を配線するとCuの拡散が生じる。本実施形態例では、成膜の最後に、B2H6流量を過剰にすることでアモルファス相の発生を促進し、密度を高めている。そして、前述したように、アモルファス相は吸湿性の起源であることがわかっているため、H2ガス13aを混合することで、非結合手にＨを結合させて不活性化し、即ち、耐吸湿性を高めている。このため、耐吸湿性を損なうことなくCuの拡散を抑制している。
【００６６】
このように、アモルファス相の発生が抑制された界面と、アモルファス相の発生が促進されて密度が高められ、かつ、アモルファス相が不活性化された最表面とを有するＢＮＣ膜１８とすることで、基板界面での耐吸湿性を向上させることができ、しかも、吸湿性を損なうことなくCuの拡散を抑制することができる。
【００６７】
図８に基づいて第４実施形態例を説明する。図８には本発明の第４実施形態例に係る成膜方法を実施する成膜装置としてのプラズマＣＶＤ装置の概略側面を示してある。尚、図１乃至図４に示した部材と同一構成部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００６８】
容器１には成膜室２内に窒素ガス（N2ガス）１１（>99.999％）を導入する窒素ガス導入手段としての窒素ガスノズル１２が設けられ、窒素ガスノズル１２の下方側の成膜室２内にホウ素系ガスとしてのジボラン（B2H6）含有ガス１３を導入するホウ素系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B2H6含有ガス１３は、水素（H2）ガスで希釈されたB2H6ガス（１％〜５％）となっている。ジボランガスノズル１４の内部には巻線状炭素ヒータ14aが設置され、巻線状炭素ヒータ14aは電流制御によって1000℃乃至3000℃の範囲で温度制御されて炭素蒸発量が調節される。
【００６９】
また、ジボランガスノズル１４の下方側の成膜室２内に、アモルファス相発生抑制ガスとしての炭化水素系ガス（例えばメタン：CH4）４１を導入する抑制ガス導入手段としての炭化水素系ガスノズル４２が設けられている。炭化水素系ガスノズル４２からは、成膜初期にCH4４１が導入される。尚、アモルファス相発生抑制ガスとして、第１実施形態例で示したN2ガス１１を適用したり、第２実施形態例で示したH2ガス13bを適用することも可能である。
【００７０】
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。窒素ガスノズル１２からN2ガス１１が所定流量で導入され、巻線状炭素ヒータ14aを備えたジボランガスノズル１４からB2H6含有ガス１３が所定流量で導入される。巻線状炭素ヒータ14aの加熱により固相の炭素が蒸発する。高周波電源９から高周波アンテナ７に電力を供給して整合器８を通して高周波（1MHz乃至100MHz、1kW乃至10kW）を印加することにより、成膜室２内で主にN2ガス１１が励起されてプラズマ状態となり、N2ガス１１が励起された後、B2H6含有ガス１３及び固体炭素源蒸発ガスと混合されて反応し、巻線状炭素ヒータ14aの温度制御によりもしくは蒸発炭素量が制御されて基板６上に炭窒化ホウ素（ＢＮＣ）膜４４が成膜される。このとき、基板６の温度は200℃から400℃に設定される。
【００７１】
そして、成膜の初期に、炭化水素系ガスノズル４２からCH4４１を導入し、ホウ素（Ｂ）の凝集を抑えることでＢＮＣの結晶化を促進し、結晶不完全性を除去して基板６とＢＮＣ膜４４の界面でのアモルファス相の発生を抑制している。即ち、成膜の初期にCH4４１を導入することで、プラズマ中でCH4がCH3+原子状Ｈとなり、原子状Ｈが凝集したＢをエッチングしＢＨとして気化し、炭素がＢＮと結合してＢＮＣの結晶化が促進される。
【００７２】
アモルファス相は吸湿性の起源であることがわかっているため、界面でのアモルファス相の発生の抑制は吸湿性を低減するために極めて有効である。初期成膜後は、通常の流量比に戻して成膜を継続することで、低誘電率性を維持した所望の厚さのＢＮＣ膜４４が得られる。尚、初期成膜は、例えば、厚さが100Å程度までの厚さまでの時期が好適である。
【００７３】
一方、成膜の最後に、ジボランガスノズル１４からのB2H6流量を過剰にすると共に、ジボランガスノズル１４に新たにH2ガス13aを混合し、ＢＮＣにおけるＢによる不完全性を増強し、ＢＮＣ膜４４の最表面でのアモルファス相の発生を促進すると共にアモルファス相を不活性化する。即ち、アモルファス相の発生を促進して最密充填状態（密度を高める）にし、プラズマで原子化されたＨを非結合手に結合させて不活性化して耐吸湿性を高める。
【００７４】
尚、ホウ素系ガスとして、B2H6含有ガスに代えて塩化ホウ素(BCl3)を適用することも可能である。この場合、成膜の最後に、BCl3流量を過剰にすることで、ＢＮＣにおけるＢによる不完全性が増強されて最密充填状態（密度を高める）になる。
【００７５】
つまり、本実施形態例では、ジボランガスノズル１４が促進ガス導入手段となり、新たにH2ガス13aを混合するライン及びジボランガスノズル１４が不活性化ガス導入手段となり、H2ガス13aがアモルファス相不活性化ガスとなっている。尚、H2ガス13aを別途導入するノズルを設けて不活性化ガス導入手段を構成することも可能である。
【００７６】
ＢＮＣ膜４４の最表面は、通常、粗の状態になっているため、このままの状態で他の金属（例えば銅：Cu）を配線するとCuの拡散が生じる。本実施形態例では、成膜の最後に、B2H6流量を過剰にすることでアモルファス相の発生を促進し、密度を高めている。そして、前述したように、アモルファス相は吸湿性の起源であることがわかっているため、H2ガス13aを混合することで、非結合手にＨを結合させて不活性化し、即ち、耐吸湿性を高めている。このため、耐吸湿性を損なうことなくCuの拡散を抑制している。
【００７７】
このように、アモルファス相の発生が抑制された界面と、アモルファス相の発生が促進されて密度が高められ、かつ、アモルファス相が不活性化された最表面とを有するＢＮＣ膜４４とすることで、基板界面での耐吸湿性を向上させることができ、しかも、吸湿性を損なうことなくCuの拡散を抑制することができる。
【００７８】
上述した第１実施形態例乃至第４実施形態例では、アモルファス相不活性化ガスとして新たなH2ガス13aを用いた例を挙げて説明したが、プラズマを停止した状態で、アモルファス相不活性化ガスとしてメタン(CH4）等の炭化水素物を、例えばタングステンヒータにより加熱して導入（真空引きして導入）することも可能である。この時、加熱によりCH4がCH3+Hとなり、非結合手にＨが結合して上述同様にアモルファス相が不活性化する。また、アモルファス相不活性化ガスとしてメタン(CH4）等の炭化水素物とH2ガス等の水素化物を混合したものを、例えばタングステンヒータにより加熱して導入（真空引きして導入）することも可能である。
【００７９】
また、上述した第１実施形態例乃至第４実施形態例では、成膜初期の処理及び成膜最後の処理を両方実施した例を示したが、いずれか一方だけを実施することも可能である。また、処理の手法の組み合わせも第１実施形態例乃至第４実施形態例で示した手法を適宜組み合わせることが可能である。
【発明の効果】
【００８０】
本発明の成膜方法は、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期にアモルファス相発生抑制化ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制するようにしたので、基板界面での耐吸湿性を向上させて低誘電率性を維持した窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００８１】
また、本発明の成膜方法は、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に窒素ガス流量を過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制するようにしたので、基板界面での耐吸湿性を向上させて低誘電率性を維持した窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００８２】
また、本発明の成膜方法は、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に水素ガス流量を過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制するようにしたので、基板界面での耐吸湿性を向上させて低誘電率性を維持した窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００８３】
また、本発明の成膜方法は、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期にアモルファス相発生抑制化ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制するようにしたので、基板界面での耐吸湿性を向上させて低誘電率性を維持した炭窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００８４】
また、本発明の成膜方法は、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に窒素ガス流量を過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制するようにしたので、基板界面での耐吸湿性を向上させて低誘電率性を維持した炭窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００８５】
また、本発明の成膜方法は、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に水素ガス流量を過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制するようにしたので、基板界面での耐吸湿性を向上させて低誘電率性を維持した炭窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００８６】
また、本発明の成膜方法は、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に炭化水素系ガス流量を過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制するようにしたので、基板界面の耐吸湿性を向上させて低誘電率性を維持した炭窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００８７】
また、本発明の成膜方法は、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、アモルファス相不活性化ガスを混合するようにしたので、吸湿性を損なうことなく膜表面の密度を高め金属拡散を抑制して低誘電率性を維持した窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００８８】
また、本発明の成膜方法は、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、水素化物を混合することでアモルファス相を不活性化させるようにしたので、吸湿性を損なうことなく膜表面の密度を高め金属拡散を抑制して低誘電率性を維持した窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００８９】
また、本発明の成膜方法は、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、アモルファス相不活性化ガスを混合するようにしたので、吸湿性を損なうことなく膜表面の密度を高め金属拡散を抑制して低誘電率性を維持した炭窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００９０】
また、本発明の成膜方法は、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、水素化物を混合することでアモルファス相を不活性化させるようにしたので、吸湿性を損なうことなく膜表面の密度を高め金属拡散を抑制して低誘電率性を維持した炭窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００９１】
また、本発明の成膜方法は、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、プラズマを停止して炭化水素物を混合することにアモルファス相を不活性化させるようにしたので、吸湿性を損なうことなく膜表面の密度を高め金属拡散を抑制して低誘電率性を維持した炭窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００９２】
また、本発明の成膜方法は、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、プラズマを停止して水素化物及び炭化水素物を混合することでアモルファス相を不活性化させるようにしたので、吸湿性を損なうことなく膜表面の密度を高め金属拡散を抑制して低誘電率性を維持した炭窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００９３】
また、本発明の成膜方法は、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させ、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期にアモルファス相発生抑制化ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制すると共に、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、アモルファス相不活性化ガスを混合するようにしたので、基板界面での耐吸湿性を向上させて低誘電率性を維持すると共に、吸湿性を損なうことなく膜表面の密度を高め金属拡散を抑制して低誘電率性を維持した窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００９４】
また、本発明の成膜方法は、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素と混合させて反応させ、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期にアモルファス相発生抑制化ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制すると共に、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、アモルファス相不活性化ガスを混合するようにしたので、基板界面での耐吸湿性を向上させて低誘電率性を維持すると共に、吸湿性を損なうことなく膜表面の密度を高め金属拡散を抑制して低誘電率性を維持した炭窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００９５】
本発明の成膜装置は、成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガスを導入するホウ素系ガス導入手段を設け、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期にアモルファス相発生抑制化ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたので、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させることで、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期にアモルファス相発生抑制化ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制することができる。この結果、基板界面での耐吸湿性を向上させて低誘電率性を維持した窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００９６】
また、本発明の成膜装置は、成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガスを導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜室内の窒素ガス流量を過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に窒素ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたので、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させることで、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に窒素ガス流量を過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制することができる。この結果、基板界面での耐吸湿性を向上させて低誘電率性を維持した窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００９７】
また、本発明の成膜装置は、成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガスを導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜室内の水素ガス流量を過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に水素ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたので、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させることで、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に水素ガス流量を過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制することができる。この結果、基板界面での耐吸湿性を向上させて低誘電率性を維持した窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００９８】
また、本発明の成膜装置は、成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期にアモルファス相発生抑制化ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたので、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させることで、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期にアモルファス相発生抑制化ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制することができる。この結果、基板界面での耐吸湿性を向上させて低誘電率性を維持した炭窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【００９９】
また、本発明の成膜装置は、成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜室内の窒素ガス流量を過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に窒素ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたので、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させることで、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に窒素ガス流量を過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制することができる。この結果、基板界面での耐吸湿性を向上させて低誘電率性を維持した炭窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【０１００】
また、本発明の成膜装置は、成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜室内の水素ガス流量を過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に水素ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたので、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させることで、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に水素ガス流量を過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制するようにしたので、基板界面での耐吸湿性を向上させて低誘電率性を維持した炭窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【０１０１】
また、本発明の成膜装置は、成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜室内の炭化水素系ガス流量を過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期に炭化水素系ガスを導入する抑制ガス導入手段を備えたので、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させることで、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期に炭化水素系ガス流量を過剰にして界面へのアモルファス相発生を抑制することができる。この結果、基板界面の耐吸湿性を向上させて低誘電率性を維持した炭窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【０１０２】
また、本発明の成膜装置は、成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガスを導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後にアモルファス相不活性化ガスを混合する不活性化ガス導入手段を備えたので、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させることで、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、アモルファス相不活性化ガスを混合することができる。この結果、吸湿性を損なうことなく膜表面の密度を高め金属拡散を抑制して低誘電率性を維持した窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【０１０３】
また、本発明の成膜装置は、成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガスを導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後にアモルファス相を不活性化するために水素化物を混合する不活性化ガス導入手段を備えたので、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させることで、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、水素化物を混合してアモルファス相を不活性化させることができる。この結果、吸湿性を損なうことなく膜表面の密度を高め金属拡散を抑制して低誘電率性を維持した窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【０１０４】
また、本発明の成膜装置は、成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後にアモルファス相不活性化ガスを混合する不活性化ガス導入手段を備えたので、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させることで、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、アモルファス相不活性化ガスを混合することができる。この結果、吸湿性を損なうことなく膜表面の密度を高め金属拡散を抑制して低誘電率性を維持した炭窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【０１０５】
また、本発明の成膜装置は、成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後にアモルファス相を不活性化するために水素化物を混合する不活性化ガス導入手段を備えたので、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させることで、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、水素化物を混合することでアモルファス相を不活性化させることができる。この結果、吸湿性を損なうことなく膜表面の密度を高め金属拡散を抑制して低誘電率性を維持した炭窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【０１０６】
また、本発明の成膜装置は、成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後にアモルファス相を不活性化するために炭化水素物を混合する不活性化ガス導入手段を備えたので、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させることで、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、プラズマを停止して炭化水素物を混合することにアモルファス相を不活性化させることができる。この結果、吸湿性を損なうことなく膜表面の密度を高め金属拡散を抑制して低誘電率性を維持した炭窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【０１０７】
また、本発明の成膜装置は、成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後にアモルファス相を不活性化するために水素化物及び炭化水素物を混合する不活性化ガス導入手段を備えたので、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を混合させて反応させることで、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、プラズマを停止して水素化物及び炭化水素物を混合することでアモルファス相を不活性化させることができる。この結果、吸湿性を損なうことなく膜表面の密度を高め金属拡散を抑制して低誘電率性を維持した炭窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【０１０８】
また、本発明の成膜装置は、成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガスを導入するホウ素系ガス導入手段を設け、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期にアモルファス相発生抑制化ガスを導入する抑制ガス導入手段を備え、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後にアモルファス相不活性化ガスを混合する不活性化ガス導入手段を備えたので、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガスと混合させて反応させることで、基板に窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期にアモルファス相発生抑制化ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制すると共に、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、アモルファス相不活性化ガスを混合することができる。この結果、基板界面での耐吸湿性を向上させて低誘電率性を維持すると共に、吸湿性を損なうことなく膜表面の密度を高め金属拡散を抑制して低誘電率性を維持した窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【０１０９】
また、本発明の成膜装置は、成膜室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を成膜室の上部に備えると共に、成膜室の下部に基板保持部を備え、成膜室内に窒素ガスを導入する窒素ガス導入手段を設け、窒素ガス導入手段の下方側の成膜室内にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素を導入するホウ素系ガス導入手段を設け、界面へのアモルファス相発生を抑制するために成膜初期にアモルファス相発生抑制化ガスを導入する抑制ガス導入手段を備え、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進する促進ガス導入手段を備えると共に、成膜の最後にアモルファス相不活性化ガスを混合する不活性化ガス導入手段を備えたので、成膜室内にプラズマを生成し、成膜室内で窒素ガスを主に励起した後にホウ素系ガス及び有機系ガスもしくは蒸発炭素と混合させて反応させることで、基板に炭窒化ホウ素膜を成膜するに際し、成膜初期にアモルファス相発生抑制化ガスを供給して界面へのアモルファス相発生を抑制すると共に、成膜の最後にホウ素系ガス流量を過剰にして膜表面のアモルファス相発生を促進し、かつ、アモルファス相不活性化ガスを混合することができる。この結果、基板界面での耐吸湿性を向上させて低誘電率性を維持すると共に、吸湿性を損なうことなく膜表面の密度を高め金属拡散を抑制して低誘電率性を維持した炭窒化ホウ素膜を成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態例に係る成膜方法を実施する成膜装置としてのプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図２】  本実施形態例で成膜した状態の概略図。
【図３】  界面部の概略図。
【図４】  表面部に銅を配線した状態の概略図。
【図５】  本発明の第２実施形態例に係る成膜方法を実施する成膜装置としてのプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図６】  本実施形態例で成膜した界面部の概略図。
【図７】  本発明の第３実施形態例に係る成膜方法を実施する成膜装置としてのプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図８】  本発明の第４実施形態例に係る成膜方法を実施する成膜装置としてのプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【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  窒素（N2）ガス
１２  窒素ガスノズル
１３  ジボラン含有ガス（B2H6含有ガス）
１４  ジボランガスノズル
１５  窒化ホウ素（ＢＮ）膜
１６  B2H6含有ガス＋TEOSガス
１７  混合ガスノズル
１８，４４  炭窒化ホウ素（ＢＮＣ）膜
４１  メタン(CH4)
４２  炭化水素系ガスノズル
【図１】
0004764559.tif 000002
【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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【図８】
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