(57)【要約】【課題】  比誘電率２．０〜２．４である有機物薄膜を含む低誘電率層間絶縁膜を有する電子装置とその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  有機物１２上に無機膜１５を成膜する際に、下地有機膜表面をプラズマ処理したのち、ＳｉＨ４ガスにて表面処理を行ってＳｉ含有層１３を形成し、引き続きその上にＳｉ含有表面改質剤層１４を形成することで、有機薄膜と無機膜との密着性を向上させる。この工程により多層配線形成工程中における膜の剥離やクラック等の不良を防ぐことが可能となり、低誘電率である有機物薄膜を具備する半導体装置のような電子装置を提供できる。【選択図】  図１
2005079187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成されている弗素化芳香族炭化水素重合膜と、
前記弗素化芳香族炭化水素重合膜上に形成されているＳｉ含有表面層と、
前記Ｓｉ含有表面層上に形成されているＳｉ含有表面改質剤層と、
前記Ｓｉ含有表面改質剤層上に形成されている無機膜とを少なくとも有することを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記弗素化芳香族炭化水素重合膜が、弗素化ポリキシリレンまたは弗素化ポリフルオロキシリレンであり、前記Ｓｉ含有表面改質剤が、シランカップリング剤であり、かつ、前記無機膜が、ＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜、ＳｉＣ膜、ＳｉＯＣ膜、およびＳｉＣＮ膜よりなる群から選ばれた少なくともいずれか１つの膜であることを特徴とする請求項１記載の電子装置。
【請求項３】
弗素化芳香族炭化水素重合膜表面を、不活性ガスを成分とする雰囲気中でプラズマによって処理する工程と、
前記プラズマ処理された弗素化芳香族炭化水素重合膜表面をシラン系化合物雰囲気中に暴露してＳｉ含有表面層を形成する工程と、
前工程で処理された弗素化芳香族炭化水素重合膜表面にＳｉ含有表面改質剤を塗布形成する工程と、
前記表面改質剤塗布表面にプラズマＣＶＤ法により無機膜を形成する工程を少なくとも備えたことを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項４】
前記弗素化芳香族炭化水素重合膜が、弗素化ポリキシリレンまたは弗素化ポリフルオロキシリレンであることを特徴とする請求項３記載の電子装置の製造方法。
【請求項５】
前記Ｓｉ含有表面改質剤が、シランカップリング剤であることを特徴とする請求項３記載の電子装置の製造方法。
【請求項６】
前記無機膜が、ＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜、ＳｉＣ膜、ＳｉＯＣ膜、およびＳｉＣＮ膜よりなる群から選ばれた少なくともいずれか１つの膜であることを特徴とする請求項３記載の電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置とその製造方法に関し、特に低抵抗・低容量の多層配線構造を形成するための銅配線と低誘電率膜を用いた半導体装置のような電子装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路装置の微細化に伴い、配線抵抗の上昇、配線間、配線層間の容量の上昇が問題となっている。配線抵抗および容量が上昇すると、デバイスの信号伝搬遅延が生じ動作速度が低下してしまうため、その改善策が、検討されている。その改善策として、配線に銅を用い、層間絶縁膜に低誘電率膜を用いることにより抵抗、容量の低下を図る試みがなされている。
【０００３】
層間絶縁膜に使用される低誘電率膜としては、ＳｉＯ２中にメチル基を導入した無機材料のＳｉＯＣ膜や、ポリアリルエーテル誘導体等の有機膜の開発が行われている。これらの薄膜の誘電率は２．６〜２．９程度であり、十分とはいえないことから、次世代の電子機器に向けたさらなる低誘電率化においては、層間絶縁膜に空孔を導入することで、膜の密度を下げ誘電率２．０〜２．４の膜を実現するための開発が進められている。
【０００４】
ところで、このように、膜に空孔を導入すると、膜の機械的強度が低下して製造工程中に基板上に形成された膜が割れやすくなったり、空孔に吸着するガスや薬剤による膜特性の劣化や、劣化対策としての後処理が必要であったりするために、これらの空孔を有する膜を半導体装置の製造に適用することが困難であった。
【０００５】
このために、膜に空孔を導入して誘電率を低下させるのではなく、膜を構成する材料自体の低誘電率化を図り、誘電率２．０〜２．４の膜を実現することが検討されている。この仕様を満たす膜として弗素化芳香族炭化水素重合膜が知られているが、この膜は、膜中に弗素原子を有するためＳｉＯ２、ＳｉＮやＳｉＣなどの無機膜との密着性が悪く、製造工程中に膜剥離等の不良が発生するという問題があった。
【０００６】
このように、弗素原子含有重合体のような有機誘電体膜を層間絶縁膜として用いる際に、一般に有機誘電体膜は、無機物膜や、金属膜との界面の密着性が不足しており、剥離の問題を生じやすいという問題があり、これを改善するために、被処理基体表面を逆スパッタリングし、もしくは化学量論的組成よりＳｉ元素がリッチな層を形成して、被処理基体表面にダングリングボンドを形成し、その表面に有機誘電体膜を形成して、密着性を改善することが知られている（特許文献１参照）。
【０００７】
この方法によれば、何らの対策を講じることなく有機誘電体膜と被処理基体とを積層する場合と比較して、密着性が改善され、剥離を生じる可能性は低減すると考えられる。しかしながら、この方法は、被処理基体表面に直接ダングリングボンドを形成し、その表面に形成する有機誘電体膜との密着を強固に行おうとするもので、その界面は、無機質膜とその表面に密着している有機誘電体膜であり、特性の大きく異なる２層の膜が密接していることになる。そのために界面において熱的、力学的ストレスがかかり、近年の半導体装置製造のプロセスからみて、その密着は十分とはいえず、より強固な密着が求められていた。
【特許文献１】特開２０００−１８３０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来技術の上記問題点を解決するためになされたもので、比誘電率が２．０〜２．４である有機物薄膜を含む低誘電率層間絶縁膜を有する電子装置を実現するとともに、製造工程中の膜剥離などの製造不良の発生を防止し、歩留まりのよい電子装置の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の本発明は、基板上に形成されている弗素化芳香族炭化水素重合膜と、
前記弗素化芳香族炭化水素重合膜上に形成されているＳｉ含有表面層と、
前記Ｓｉ含有表面層上に形成されているＳｉ含有表面改質剤層と、
前記Ｓｉ含有表面改質剤層上に形成されている無機膜とを少なくとも有することを特徴とする電子装置である。
【００１０】
前記第１の本発明において、前記弗素化芳香族炭化水素重合膜が、弗素化ポリキシリレンまたは弗素化ポリフルオロキシリレンであり、前記Ｓｉ含有表面改質剤が、シランカップリング剤であり、かつ、前記無機膜が、ＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜、ＳｉＣ膜、ＳｉＯＣ膜、およびＳｉＣＮ膜よりなる群から選ばれた少なくともいずれか１つの膜であることが好ましい。
【００１１】
第２の本発明は、弗素化芳香族炭化水素重合膜を具備する基板の表面に前記弗素化芳香族炭化水素重合膜と接する上層無機膜を形成する電子装置の製造方法であって、
前記弗素化芳香族炭化水素重合膜表面を、不活性ガスを成分とするガスを用いたプラズマによって処理する工程と、
前記プラズマ処理された表面をシラン系化合物雰囲気に暴露する工程と、
前工程で処理された表面にＳｉ含有表面改質剤を塗布する工程と、
前記表面改質剤塗布表面にプラズマＣＶＤ法により無機膜を形成する工程を少なくとも備えたことを特徴とする電子装置の製造方法である。
【００１２】
前記第２の本発明において、前記弗素化芳香族炭化水素重合膜としたは、弗素化ポリキシリレンまたは弗素化ポリフルオロキシリレンであることが好ましい。また、前記Ｓｉ含有表面改質剤としては、シランカップリング剤であることが好ましい。さらに、前記無機膜としては、ＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜、ＳｉＣ膜、ＳｉＯＣ膜、およびＳｉＣＮ膜よりなる群から選ばれた少なくともいずれか１つの膜であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、低誘電率膜を用いた電子装置、特に半導体装置の製造において、空孔を有する低誘電率膜を用いることで生じる問題を回避し、かつ十分な機械的強度を持つ有機物薄膜を提供することが可能となり、結晶性有機物の低誘電率膜を有する半導体装置の製造方法を提供するとともに、結晶性有機物の低誘電率膜を有する高性能の半導体装置を容易に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の電子装置の実施の形態について、その概略断面図である図１を用いて説明する。
図１において、所要の電子回路が組み込まれている基板１１の表面に、有機低誘電体膜１２が形成されている。この有機低誘電率膜材料としては、誘電率が特に低いことから弗素化芳香族炭化水素の重合体が好ましい。この弗素化芳香族炭化水素の重合体としては、弗素化ポリジアルキルベンゼン、弗素化ポリフルオロジアルキルベンゼンなどの重合体であることが好ましい。更に具体的には、本実施の形態で用いるのに適した弗素化芳香族炭化水素の重合体としては、弗素化ポリキシリレン−［ＣＦ２−Ｃ６Ｈ４−ＣＦ２］ｎ−、弗素化ポリフルオロキシリレン−［ＣＦ２−Ｃ６Ｆ４−ＣＦ２］ｎ−、弗素化ポリジエチルベンゼン、弗素化ポリフルオロジエチルベンゼン、弗素化ポリメチルエチルベンゼン、弗素化ポリフルオロメチルエチルベンゼンなどが挙げられる。
【００１５】
上記有機低誘電率膜１２の表面には、Ｓｉ含有表面層１３が形成されている。この層は、前記有機低誘電率膜１２の表面をプラズマ処理などにより活性化し、その表面でシラン系化合物を反応させて生成した膜であり、有機低誘電率膜１２とは、化学的に結合して、強固に密着している。このＳｉ含有表面層１３の厚さは、１０ｎｍ以下の範囲が適切である。本実施の形態で用いられるＳｉ含有表面層の原料であるシラン系化合物としては、シラン、ジシラン、メチルシラン［Ｓｉ（ＣＨ３）ｘＨ（４−ｘ）：ｘ＝１，２，３，４］などが挙げられる。
【００１６】
上記Ｓｉ含有表面層１３の表面には、Ｓｉ含有表面改質剤層１４が形成されている。この層は、上記Ｓｉ含有表面層１３表面と、上層となる無機膜１５との接着性を向上させるために形成されるもので、シランカップリング剤や、珪素と有機官能基と水酸基を有するシラザン、アルコキシシラン類、メチルシルセスキオキサンのような珪素原子とこれに結合した複数種の官能基を有する化合物の層からなる。これらの物質は、Ｓｉ含有表面層１３や、以下に説明する無機膜１５と化学的に結合して、強固な密着を形成する。上記本実施の形態において用いるのに適したシランカップリング剤としては、２−アミノプロピルトリエトキシシラン（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３ＳｉＣ３Ｈ６ＮＨ２、などが挙げられる。
このＳｉ含有表面改質剤層の厚さは、２ｎｍ以下程度の範囲が好ましい。
【００１７】
上記Ｓｉ含有表面改質剤層１４の表面には、無機膜１５が形成される。この無機膜１５は、電子装置の低誘電率膜として機能するＳｉＣ、ＳｉＣＮ、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、あるいは、ＳｉＯＣなどの膜であってもよいし、電極となる銅、アルミニウム、タングステンなどの金属層であってもよい。あるいは、他の機能性膜材料層であってもよい。
【００１８】
以上に説明した電子装置は、基板上に直接有機低誘電率膜を形成する例を示したが、基板上に、電極層、誘電体層、など各種機能膜を形成したものであってもよい。また、かかる基板が、シリコン基板上に半導体回路を形成した高密度集積回路であってもよい。さらに、上記無機膜の表面に他の機能膜や封止膜を形成してもよい。上記説明の積層構造は、半導体集積回路素子あるいは電子素子の構造の一部であってもよい。
さらに以上に説明した電子装置は、シリコン基板上に導電材料として銅を用い、また誘電体材料として有機低誘電率材料を用いて半導体集積回路を形成した半導体装置であってもよいし、高周波信号を処理する磁気記録ヘッドや、薄膜コイルや、薄膜コンデンサーなどの薄膜電子素子であってもよい。
上記基板としては、シリコン基板や、セラミックス基板、ガラス基板、プラスチック基板、あるいはフレキシブル基板などを用いることができる。また、これらの基板上に、電子回路や各種機能膜を形成した基板を用いることもできる。さらに、上記無機膜上に他の機能膜や被覆膜を形成してもよい。
【００１９】
上記実施の形態で説明した積層構造の電子装置においては、有機低誘電率膜と、無機膜との間に、Ｓｉ含有表面層およびＳｉ含有表面改質剤層を形成したことにより、有機低誘電率膜と無機膜との密着性が向上し、耐久性に優れた電子装置を実現することができる。
また、誘電率がきわめて低い有機材料を電子装置に組み込むことができるため、信号伝搬速度などの電気特性に優れた電子装置を実現することができる。
【００２０】
［第２の実施の形態］
以下、本発明の電子装置の製造方法の実施の形態について、そのプロセスを示す図２を用いて説明する。
【００２１】
本実施の形態は、図２（ｆ）に示すように、有機低誘電率膜２１の表面に無機膜２５を形成する際に、Ｓｉ含有化合物の中間層を介して両層を積層することにより密着性を改善するものである。
【００２２】
まず、図２（ａ）に示すように、有機低誘電率膜２１を用意する。この有機低誘電率膜としては、図示しないシリコンなどの基板の表面に形成した有機低誘電率膜であってもよい。
【００２３】
次に、図２（ｂ）に示すように、有機低誘電率膜２１の表面を、不活性ガス雰囲気中でプラズマ処理することにより、該有機低誘電率膜２１表面を活性化する。この工程で用いられる不活性ガスとしては、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ネオンのような希ガスが好ましい。これらのガスは単独で、あるいは複数のガスを混合して用いることができる。
【００２４】
このプラズマ処理には、図３に示すようなプラズマ処理装置を用いることができる。図３において、原料収納容器３１ａ，３１ｂは、このプラズマ処理装置において用いられる各種原料ガスを収容している容器であり、一般的には高圧ガスボンベが用いられている。この高圧ガスボンベは、原料種ごとに異なるボンベを用い、これらのボンベから配管によって流量制御装置３２ａ，３２ｂに原料ガスを供給するようになっている。流量制御装置３２ａ，３２ｂは、図示しない制御装置によって原料ガスの流通量が制御されるバルブが好ましい。
流量制御装置３２ａ，３２ｂから導出される原料ガスは、プラズマＣＶＤ処理の形態によって、原料ガスを加熱しておく必要がある場合には、加熱反応機構３３を経由して成膜チャンバー３４に供給される。一方、原料ガスに何らの処理を行うことなく成膜チャンバー３４に原料ガスを供給する場合には、かかる加熱反応機構３３を経由することなく直接成膜チャンバー３４に接続される配管を経由して、成膜チャンバー３４に供給される。
この成膜チャンバー３４の詳細は省略するが、その内部に図示しないサセプターと呼ばれている被処理基板を載置する部材が配置されている。このサセプターはその表面に配置される被処理基板を保持するために、静電チャックを備えていることが好ましい。また、このサセプター内部には、ヒータが配置され、サセプター上に載置される被処理基板を加熱できるようになっている。
また、成膜チャンバーには、高周波電源３５が接続されており、サセプター上の被処理基板に接する表面付近でプラズマを発生するようになっている。
また、この成膜チャンバー３４には、圧力制御装置３６が接続されており、成膜チャンバー内の圧力が調整可能となっている。そして、この圧力制御装置には、排気装置３７が接続されており、前記成膜チャンバー３４内から排出されるプラズマＣＶＤ処理の未反応ガスや、生成ガスなどのガスを適切に処理し排出するようになっている。
【００２５】
本有機低誘電率膜の活性化工程において、プラズマ処理条件としては、以下の条件とすることが望ましい。
ヒータ温度：            −２０〜４００℃
不活性ガス流量：  Ａｒ  ５００〜１０００ｓｃｃｍ
チャンバー内圧力：      ５００〜１５００ｋＰａ
高周波出力：            １００〜５００Ｗ
処理時間：                １０〜３０秒
【００２６】
図２（ｃ）にみられるように、前記工程で処理された有機低誘電率膜２１の表面は、活性化表面層２２となっている。
【００２７】
次いで、図２（ｄ）にみられるように、前記工程で表面を活性化された有機低誘電率膜２１は、シラン系化合物で処理される。この有機低誘電率膜２１は、前工程において活性化処理されており、シラン系化合物と接触することにより、その表面にＳｉ含有化合物層であるＳｉ含有表面層２３が形成される。この工程で用いることのできるシラン系化合物としては、シラン、ジシラン、メチルシラン［Ｓｉ（ＣＨ３）ｘＨ（４−ｘ）：ｘ＝１，２，３，４］などを用いることができる。
【００２８】
図２（ｅ）に見られるように、前工程においてシラン系化合物で処理された有機低誘電率膜２１表面には、該シラン系化合物が、有機低誘電率膜２１の活性化された表面２２と化学反応して、Ｓｉ含有表面層２３が形成されている。本工程で生成するＳｉ含有表面層２３の厚さは、２ｎｍ以下の範囲が好ましい。
【００２９】
次いで、図２（ｆ）に見られるように、前工程で形成したＳｉ含有表面層２３上に、接着性改善剤からなるＳｉ含有表面改質剤層２４を形成する。このＳｉ含有表面改質剤層２４は、Ｓｉ含有表面層２３と、無機膜２５との密着性を向上させるもので、シランカップリング剤や、珪素と有機官能基と水酸基を有するシラザン、アルコキシシラン類、メチルシルセスキオキサンのような珪素原子とこれに結合した複数種の官能基を有する化合物を用いることができる。このＳｉ含有表面改質剤層２４は、これらの化合物を、アルコール類、アセトン類などの有機溶剤に溶解して、塗布後、乾燥することによって形成することができる。このＳｉ含有表面層２３は、表面改質剤を塗布後、１５０〜４００℃で、５〜６０分間程度加熱することによって、Ｓｉ含有表面層２３とＳｉ含有表面改質剤層２４との界面で反応を生じ、親和性の高い積層膜となる。この熱処理は、プラズマ処理により形成され、膜中に拡散した弗素（Ｆ）を低減させ、密着性の劣化を防ぐ効果がある。
【００３０】
次いで、上記Ｓｉ含有表面改質剤層２５表面に、低誘電率材料上層膜として、無機膜２６を、プラズマＣＶＤ法など公知の方法を採用して成膜する。この低誘電率無機膜としては、ＳｉＣ、ＳｉＣＮ、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、あるいは、ＳｉＯＣなどの材料を用いることができる。
【００３１】
上記実施の形態によれば、有機低誘電率膜の界面に、珪素原子を含有する化合物層を導入することにより、弗素化芳香族炭化水素重合膜と無機膜との密着性を向上することが可能であり、製造工程中での膜剥離等の不良発生を防ぐことが可能となる。
【００３２】
以上の実施の形態においては、基板の表面に形成されている有機低誘電率膜表面にＳｉ含有表面層およびＳｉ含有中間層を介して低誘電率無機膜を形成する例を示したが、本発明の手法は、基板として、シリコン基板に制限されず、金属基板、セラミックス基板、ガラス基板、プラスチックス基板、フレキシブル基板など、各種基板上に有機ポリマー膜を形成しその表面に無機材料膜を形成する場合にも適用することができるものである。
【００３３】
また、各種薄膜を形成する手段として、プラズマＣＶＤ装置を用いる例を示したが、これに限らず、蒸着装置、イオンプレーティング装置など、薄膜形成装置として公知の装置を用いることもできる。
【００３４】
さらに、本実施の形態においては、高密度集積回路装置を例にとって本発明を説明したが、本発明の手法は高周波信号を処理する磁気記録ヘッド、薄膜電子素子などに適用することも可能である。
【００３５】
［第３の実施の形態］
上記第２の実施の形態においては、処理プロセスの出発基板として、有機低誘電率膜を用いる例を示したが、この有機低誘電率膜を、プラズマＣＶＤ装置を用いて一貫して形成することが可能であり、以下にその例を、プロセスの概略断面図である図４を用いて説明する。
【００３６】
図４（ａ）において、基板４１を用意する。この基板４１としては、シリコン基板、セラミックス基板、ガラス基板、プラスチックス基板、あるいはフレキシブル基板などを用いることができる。また、これらの基板上に、絶縁膜、電極膜、誘電体膜など各種機能膜を形成したものであってもよい。
【００３７】
次いで、基板４１の表面に、プラズマＣＶＤ法を用いて無機下層膜４２を形成する。この膜材料としては、無機低誘電率材料であるＳｉＣＮや、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、ＢＮなどを用いることができる。
【００３８】
次いで、この無機下層膜４２の表面に、シランカップリング剤のようなＳｉ含有表面改質剤を塗布し、加熱乾燥して、Ｓｉ含有表面改質剤層４３を形成する。
【００３９】
次いで、このＳｉ含有表面改質剤層４３の表面に、有機低誘電率膜４４を形成する。この膜は、弗化芳香族炭化水素重合膜を用いて形成することが好ましい。以下、この膜の形成方法について詳述する。
【００４０】
この有機低誘電率膜４４の材料としては、誘電率が特に低いことから弗素化芳香族炭化水素重合膜が好ましい。弗素化芳香族炭化水素重合膜としては、弗素化ポリジアルキルベンゼン、弗素化ポリフルオロジアルキルベンゼンなどの重合膜が好ましい。更に具体的には、弗素化ポリキシリレン−［ＣＦ２−Ｃ６Ｈ４−ＣＦ２］ｎ−、弗素化ポリフルオロキシリレン−［ＣＦ２−Ｃ６Ｆ４−ＣＦ２］ｎ−、弗素化ポリジエチルベンゼン、弗素化ポリフルオロジエチルベンゼン、弗素化ポリメチルエチルベンゼン、弗素化ポリフルオロメチルエチルベンゼンなどが挙げられる。
【００４１】
このような弗素化芳香族炭化水素重合膜を製造するのに適した原料としては、弗素化臭素化キシリレン［ＣＦ２Ｂｒ−Ｃ６Ｈ４−ＣＦ２Ｂｒ］、弗素化臭素化フルオロキシリレン［ＣＦ２Ｂｒ−Ｃ６Ｆ４−ＣＦ２Ｂｒ］などが挙げられる。
【００４２】
これらの弗素化芳香族炭化水素重合膜は、原料である弗素化芳香族炭化水素ガスを高温に加熱し、これらの原料ガスを活性化して重合体の前駆体を形成した後、この前駆体を基体上で、反応させることにより、弗素化芳香族炭化水素重合膜とすることができる。
【００４３】
上記原料を前駆体に転化する反応の条件は、原料ガスを５００〜８００℃程度の温度で、１〜１００秒間加熱することによって行うことができる。
【実施例】
【００４４】
以下に、弗素化芳香族炭化水素重合膜を用いた半導体装置の製造方法の実施の形態を、そのプロセスを示す図４を用いて説明する。この方法においては、図３に示すプラズマ処理装置を用いている。
【００４５】
まず、基板４１上に、ＳｉＣＮからなる無機下層膜４２をプラズマＣＶＤ法により形成する（図４（ｂ））。
【００４６】
次いで、上記下地膜４２の表面に、回転塗布装置を用いて、シランカップリング剤（２−アミノプロピルトリエトキシシラン（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３ＳｉＣ３Ｈ６ＮＨ２）をメタノールに１０体積％の濃度で溶解させた有機溶剤溶液を塗布する。この塗布膜を、１５０℃、５分間の熱処理により有機溶剤を揮発させ、Ｓｉ含有表面改質剤層４３を形成する（図４（ｃ））。上記表面改質剤を溶解するために用いる溶剤としては、アルコール類、アセトン類から適宜選択して用いることができる。
【００４７】
前記工程で、シランカップリング剤を塗布してＳｉ含有表面改質剤層４３を形成した基板４１を、図３に示すＣＶＤ装置の成膜チャンバー３４内に移載する。
弗素化芳香族炭化水素重合膜の原料を収容した原料収納容器３１ａより、加熱・気化させた原料ガスを、流量制御機構３２ａにより流量を制御しながら、内壁温度を６００℃に設定した加熱反応機構３３内で加熱し、原料ガスを活性化して、重合反応により薄膜を形成するための前駆体を形成する。この前駆体を、ＣＶＤ装置の成膜チャンバー３４内に配置した被処理基板上に供給し、前駆体流量３ｓｃｃｍ、成膜圧力２０ｍＴｏｒｒの条件で、該前駆体を被処理基板表面で重合させ、弗素化ポリキシリレン−［ＣＦ２−Ｃ６Ｈ４−ＣＦ２］ｎ−からなる有機低誘電率膜を被処理基板上に形成する。
【００４８】
次いで、前記成膜チャンバー３４より被処理基板を取り出し、縦型炉にて、４００℃６０分の熱処理を行い、結晶化を進めると同時にシランカップリング剤と上下の膜とを反応させ密着する。
【００４９】
引き続きプラズマＣＶＤ装置に、弗素化ポリキシリレン−［ＣＦ２−Ｃ６Ｈ４−ＣＦ２］ｎ−からなる有機低誘電率膜４４を形成した基板を搬送し、下記条件でプラズマ処理する。
ヒータ温度：        ４００℃
ガス種および流量：  Ｈｅ  １０００ｓｃｃｍ
Ａｒ    ３００ｓｃｃｍ
圧力：              １ｋＰａ
高周波周波数：      １３．５６ＭＨｚ
高周波出力：        ３００Ｗ
時間：              １５秒間
この処理で、前記工程で形成した弗素化ポリキシリレンからなる有機低誘電率膜４４の表面を活性化する（図４（ｅ））。
【００５０】
その後、高周波を止め、成膜チャンバー３４内に供給するガスに、ＳｉＨ４８０ｓｃｃｍを加えて、プラズマ処理され活性化された表面４５を２０秒間ＳｉＨ４雰囲気に暴露する。この処理によって有機低誘電率膜４４表面にＳｉ含有表面層４６が形成される（図４（ｅ）および（ｆ））。
このＳｉＨ４処理により、この後のシランカップリング剤塗布・成膜工程において薬剤と膜表面の親和性が増し、シランカップリング剤の塗布不良が減少する。
【００５１】
次いで、Ｓｉ含有表面層４６の表面に、上記と同様の手段でシランカップリング剤を塗布し、Ｓｉ含有表面改質剤層４７を形成した後、ＳｉＣＮを無機膜４８としてプラズマＣＶＤ法により形成する。
【００５２】
以上のようにして、基板上に無機下層膜、有機低誘電率膜、および上層の無機膜を形成したところ、密着性の優れた積層構造の電子装置を製造することができた。
これに対して、有機低誘電率膜表面にプラズマ処理とこれに連続するＳｉＨ４処理を行わずに無機膜を積層した電子装置は、有機低誘電率膜と上層の無機膜との密着性が劣り、製造工程中において剥離の発生が見られた。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の電子装置の１実施例を示す概略断面図。
【図２】本発明の電子装置を製造するプロセスの１実施例を示す概略断面図。
【図３】本発明において用いることのできるプラズマＣＶＤ装置の概念図。
【図４】本発明の電子装置を製造するプロセスの他の実施例を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００５４】
１１…  基板
１２…  有機低誘電率膜
１３…  Ｓｉ含有表面層
１４…  Ｓｉ含有表面改質剤層
１５…  無機膜
２１…  有機低誘電率膜
２２…  活性化表面層
２３…  Ｓｉ含有表面層
２４…  Ｓｉ含有表面改質剤層
２５…  無機膜
３１…  原料収納容器
３２…  流量制御装置
３３…  加熱反応機構
３４…  成膜チャンバー
３５…  高周波電源
３６…  圧力制御装置
３７…  排気装置
４１…  基板
４２…  無機下層膜
４３…  Ｓｉ含有表面改質剤層
４４…  有機低誘電率膜
４５…  活性化表面層
４６…  Ｓｉ含有表面層
４７…  Ｓｉ含有表面改質剤層
４８…  無機膜
【図１】
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【図２】
2005079187.tif 000004
【図３】
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【図４】
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