(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室内に窒素ガスを導入してプラズマを生成するプラズマＣＶＤ法によって基板にホウ素炭素窒素膜を成膜した後、２５０〜５５０℃に保持して、比誘電率を保持前よりも低下させることを特徴とする低誘電率膜の成膜方法。
【請求項２】
成膜室内で窒素原子をホウ素および炭素と反応させ前記成膜を行うことを特徴とする請求項１記載の低誘電率膜の成膜方法。
【請求項３】
成膜室内に窒素原子を主に励起した後、励起された窒素原子をホウ素および炭素と反応させ、基板にホウ素炭素窒素膜を成膜することを特徴とする請求項１または２記載の低誘電率膜の成膜方法。
【請求項４】
成膜室内に窒素原子を主に励起した後、励起された窒素原子を、水素ガスをキャリャガスとした塩化ホウ素ガスおよび炭素と反応させ、基板にホウ素炭素窒素膜を成膜することを特徴とする請求項１または２記載の低誘電率膜の成膜方法。
【請求項５】
炭素の供給として炭化水素ガスを用いることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の低誘電率膜の成膜方法。
【請求項６】
窒素ガスの流量と塩化ホウ素ガスの流量との比を０．１〜１０．０に設定したことを特徴とする請求項４記載の低誘電率膜の成膜方法。
【請求項７】
炭化水素ガスの流量と塩化ホウ素ガスの流量との比を０．０１〜５０に設定したことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項記載の低誘電率膜の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホウ素炭素窒素膜及びその膜を生成する成膜方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまで半導体集積回路においては配線の層間絶縁体薄膜や保護膜としてプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によるＳｉＯ２やＳｉＮ膜が用いられていた。しかし、トランジスタの高集積化に伴い、配線間の容量による配線遅延が起こり、素子のスイッチング動作の高速化を阻害する要因として問題となってきた。また、液晶デイスブレーパネルにおける配線遅延の改善も望まれている。
【０００３】
これを解決するためには配線層間絶縁体薄膜の低誘電率化が必要であり、新しい低誘電率を有する材料が層間絶縁膜として求められている。
【０００４】
このような状況で有機系材料や多孔質材料が注目され、極めて低い誘電率（比誘電率κ〜２．５以下）を実現することが可能であるが、化学的・機械的耐性や熱伝導性の点で問題がある。また、近年、窒化ホウ素薄膜において２．２という極めて低い低誘電率が達成されているが、耐吸湿性に問題があることが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況で耐熱性、耐吸湿性に優れ、極めて低い誘電率を持つホウ素炭素窒素薄膜が注目されるが、プラズマＣＶＤ法による成膜技術は確立されていないのが現状であり、更に低誘電率化が望まれている。
【０００６】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたもので、低誘電率のホウ素炭素窒素薄膜及びその低誘電率膜  を成膜することができる成膜方法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】
前記課題を解決するための本発明の成膜方法は、成膜室内に窒素ガスを導入してプラズマを生成するプラズマＣＶＤ法によって基板にホウ素炭素窒素膜を成膜した後、２５０〜５５０℃に保持して、保持前より比誘電率を低下させることを特徴とする。
【０００８】
基板を保持する工程は成膜時に引き続いて成膜室内で行っても、成膜後の作製工程のいずれかの部分で基板を保持する工程が入っても同様の低誘電率化の効果が得られる。
【０００９】
また、上記目的を達成するための本発明の成膜方法は、成膜後、保持温度を２５０℃〜５５０℃に設定することが好ましい。３５０℃〜４５０℃がより好ましく、４００℃〜４５０℃が更に好ましい。２５０℃未満では低誘電率化の効果が顕著に見られないことがあり、５５０℃を超えると誘電率の増加が起こることがある。
【００１０】
低誘電率膜は、請求項１ないし７のいずれか１項記載の方法により作成する。
【００１３】
【実施例】
以下に本発明の成膜方法および成膜装置の実施例について図面を用いて詳しく説明する。
【００１４】
（実施例１）
図１は本発明の第１実施例の成膜方法を実施する成膜装置を示す概略側面図である。
【００１５】
円筒状容器１内に誘導結合ブラズマ生成部２が設けられ、整合器３を介して高周波電源４に接続されている。高周波電源４は１ｋｗ〜１０ｋｗまでの高周波電力を供給することができる。窒素ガス導入部５より窒素ガスを供給し、プラズマ５０を生成する。基板保持部６に基板６０が置かれ、基板保持部６内にはヒータ７が装着されている。ヒータ７によって基板６０の温度は室温から６００℃の範囲で設定できるようになっている。円筒状容器１には、水素ガスをキャリアとした塩化ホウ素ガスを導入する導入部８が設けられている。
【００１６】
また、円筒状容器１に炭化水素系ガスを導入する導入部９設けられている。基板保持部６より下方に排気部１０が装着されている。
【００１７】
各ガスの供給流量範囲については窒素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（窒素ガス／塩化ホウ素）が０．１〜１０．０、炭化水素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（炭化水素ガス／塩化ホウ素）が０．０１〜５．０、水素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（水素ガス／塩化ホウ素）が０．０５〜５．０となるように設定できるようになっている。
【００１８】
ｐ型シリコン基板６０を基板保持部６に置き、容器１内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで排気する。基板温度を３００℃に設定する。その後、窒素ガスを導入部５から円筒状容器１内に導入する。高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を１ｋｗ供給することにより、プラズマ５０を生成する。続いて水素ガスをキャリアガスとして塩化ホウ素を容器１内に搬送する。また、メタンガスを容器１内に供給する。容器１内のガス圧力を０．６Ｔｏｒｒに調整して窒化ホウ素炭素膜６１の合成を行う。塩化ホウ素およびメタンガスはプラズマにするのではなく窒素プラズマによって塩化ホウ素およびメタンガスを分解し、ホウ素原子および炭素原子を生成し、窒素原子と反応させ、窒化ホウ素炭素膜６１の合成を行う。
【００１９】
塩素は水素原子と化合して塩化水素になり、塩素原子の膜内への取り込みが抑制される。成膜後、基板保持部６内に装着されているヒータ７によって基板温度を４００℃に設定し、１０分間保持する。
【００２０】
ｐ型シリコン基板６０上に１００ｎｍの窒化ホウ素炭素膜６１を堆積させ、窒化ホウ素炭素膜６１上にＡｕを蒸着し、電極を形成した後、容量−電圧特性を測定し、金属／窒化ホウ素炭素膜／ｐ型シリコン構造の蓄積領域の容量値と窒化ホウ素炭素膜６１の厚さを用いて比誘電率を評価した。温度を変化させ熱処理を施した膜の比誘電率と、同様に作製した膜を昇温せずに評価した比誘電率との比を調べ、熱処理温度の関数として図２に示す。保持時間は１０分間とした。２５０℃〜５５０℃の保持温度で昇温保持後比誘電率の低下が認められた。昇温前に２．８〜３．０の比誘電率を有する膜において４００℃の保持温度で熱処理後、比誘電率が２．２〜２．４の低い値が得られた。
【００２１】
本実施例では材料ガスとして窒素ガス、塩化ホウ素、メタンガスを用いたが、窒素材料としてアンモニアガスを用いることもできる。また、塩化ホウ素の代わりにジボランガスを用いることができる。また、炭素の供給としてメタンガス以外のエタンガスやアセチレンガス等の炭化水素ガスやトリメチルボロンをはじめホウ素や窒素の有機化合物も用いることができる。
【００２２】
（実施例２）
図３は本発明の第２実施例の成膜方法を実施する成膜装置を示す概略側面図である。円筒状容器１内に誘導結合ブラズマ生成部２が設けられ、整合器３を介して高周波電源４に接続されている。高周波電源４は１ｋｗ〜１０ｋｗまでの高周波電力を供給することができる。窒素ガス導入部５より窒素ガスを供給し、プラズマ５０を生成する。基板保持部６に基板６０が置かれ、基板昇温手段として基板保持部６を加熱できるよう赤外線ランプ及び赤外線導入部からなる赤外線昇温部７が装着されている。赤外線昇温部７によって基板６０の温度は室温から６００℃の範囲で設定できるようになっている。円筒状容器１には、水素ガスをキャリアとした塩化ホウ素ガスを導入する導入部８が設けられている。また、円筒状容器１に炭化水素系ガスを導入する導入部９設けられている。基板保持部６より下方に排気部１０が装着されている。
【００２３】
各ガスの供給流量範囲については窒素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（窒素ガス／塩化ホウ素）が０．１〜１０．０、炭化水素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（炭化水素ガス／塩化ホウ素）が０．０１〜５．０、水素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（水素ガス／塩化ホウ素）が０．０５〜５．０となるように設定できるようになっている。
【００２４】
ｐ型シリコン基板６０を基板保持部６に置き、容器１内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで排気する。基板温度を３００℃に設定する。その後、窒素ガスを導入部５から円筒状容器１内に導入する。高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を１ｋｗ供給することにより、プラズマ５０を生成する。続いて水素ガスをキャリアガスとして塩化ホウ素を容器１内に搬送する。また、メタンガスを容器１内に供給する。容器１内のガス圧力を０．６Ｔｏｒｒに調整して窒化ホウ素炭素膜６１の合成を行う。塩化ホウ素およびメタンガスはブラズマにするのではなく窒素ブラズマによって塩化ホウ素およびメタンガスを分解し、ホウ素原子および炭素原子を生成し、窒素原子と反応させ、窒化ホウ素炭素膜６１の合成を行う。
【００２５】
塩素は水素原子と化合して塩化水素になり、塩素原子の膜内への取り込みが抑制される。成膜後、赤外線ランプ加熱により基被保持部６を昇温し、成膜した試料を４００℃で１０分間保持する。
【００２６】
ｐ型シリコン基板６０上に１００ｎｍの窒化ホウ素炭素膜６１を堆積させ、窒化ホウ素炭素膜６１上にＡｕを蒸着し、電極を形成した後、容量−電圧特性を測定し、金属／窒化ホウ素炭素膜／ｐ型シリコン構造の蓄積領域の容量値と窒化ホウ素炭素膜６１の厚さを用いて比誘電率を評価した。その結果、比誘電率が２．０〜２．４の低い値が得られた。
【００２７】
（実施例３）
図４は本発明の第３実施例の成膜方法を実施する成膜装置を示す概略側面図である。円筒状容器工内に誘導結合プラズマ生成部２が設けられ、整合器３を介して高周波電源４に接続されている。高周波電源４は１ｋｗ〜１０ｋｗまでの高周波電力を供給することができる。窒素ガス導入部５より窒素ガスを供給し、プラズマ５０を生成する。基板保持部６に基板６０が置かれ、基板保持部６内にはヒータ７が装着されている。ヒータ７によって基板６０の温度は室温から６００℃の範囲で設定できるようになっている。更に成膜室の基板保持部上方に窓が設けられ、試料表面への赤外線ランプによる昇温ができるようになっている。赤外線ランプ抑熱の際には基板保持部６が窓の方ヘ移動できるようになっている。円筒状容器１には、水素ガスをキャリアとした塩化ホウ素ガスを導入する導入部８が設けられている。また、円筒状容器１に炭化水素系ガスを導入する導入部９が設けられている。基板保持部６より下方に排気部１０が装着されている。
【００２８】
各ガスの供給流量範囲については窒素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（窒素ガス／塩化ホウ素）が０．１〜１０．０、炭化水素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（炭化水素ガス／塩化ホウ素）が０．０１〜５．０、水素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（水素ガス／塩化ホウ素）が０．０５〜５．０となるように設定できるようになっている。
【００２９】
ｐ型シリコン基板６０を基板保持部６に置き、容器１内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで排気する。基板温度を３００℃に設定する。その後、窒素ガスを導入部５から円筒状容器１内に導入する。高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を１ｋｗ供給することにより、プラズマ５０を生成する。続いて水素ガスをキャリアガスとして塩化ホウ素を容器１内に搬送する。また、メタンガスを容器１内に供給する。容器１内のガス圧力を０．６Ｔｏｒｒに調整して窒化ホウ素炭素膜６１の合成を行う。塩化ホウ素およびメタンガスはブラズマにするのではなく窒素プラズマによって塩化ホウ素およびメタンガスを分解し、ホウ素原子および炭素原子を生成し、窒素原子と反応させ、窒化ホウ素炭素膜６１の合成を行う。
【００３０】
塩素は水素原子と化合して塩化水素になり、塩素原子の膜内への取り込みが抑制される。成膜後、赤外線ランプ加熱により基板保持部６を昇温し、成膜した試料を４００℃で１０分間保持する。
【００３１】
ｐ型シリコン基板６０上に１００ｎｍの窒化ホウ素炭素膜６１を堆積させ、窒化ホウ素炭素膜６１上にＡｕを蒸着し、電極を形成した後、容量−電圧特性を測定し、金属／窒化ホウ素炭素膜／ｐ型シリコン構造の蓄積領域の容量値と窒化ホウ素炭素膜６１の厚さを用いて比誘電率を評価した。その結果、比誘電率が２．０〜２．４の低い値が得られた。
【００３２】
（実施例４）
図５は本発明の第４実施例の成膜方法を実施する成膜装置を示す概略側面図である。円筒状容器１内に誘導結合プラズマ生成部２が設けられ、整合器３を介して高周波電源４に接続されている。高周波電源４は１ｋｗ〜１０ｋｗまでの高周波電力を供給することができる。窒素ガス導入部５より窒素ガスを供給し、プラズマ５０を生成する。基板保持部６に基板６０が置かれ、基板保持部６内にはヒータ７が装着されている。ヒータ７によって基板６０の温度は室温から６００℃の範囲で設定できるようになっている。円筒状容器１には、水素ガスをキャリアとした塩化ホウ素ガスを導入する導入部８が設けられている。また、円筒状容器１に炭化水素系ガスを導入する導入部９が設けられている。基板保持部６より下方に排気部１０が装着されている。成膜室とゲートバルブを介して膜の昇温保持のためにアニールチェンバーが装着され、赤外線ランブ照射により昇温できるようになっている。
【００３３】
各ガスの供給流量範囲については窒素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（窒素ガス／塩化ホウ素）が０．１〜１０．０、炭化水素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（炭化水素ガス／塩化ホウ素）が０．０１〜５．０、水素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（水素ガス／塩化ホウ素）が０・０５〜５．０となるように設定できるようになっている。
【００３４】
ｐ型シリコン基板６０を基板保持部６に置き、容器１内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで排気する。基板温度を３００℃に設定する。その後、窒素ガスを導入部５から円筒状容器１内に導入する。高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を１ｋｗ供給することにより、プラズマ５０を生成する。続いて水素ガスをキャリアガスとして塩化ホウ素を容器１内に搬送する。また、メタンガスを容器１内に供給する。容器１内のガス圧力を０．６Ｔｏｒｒに調整して窒化ホウ素炭素膜６１の合成を行う。塩化ホウ素およびメタンガスはブラズマにするのではなく窒素プラズマによって塩化ホウ素およびメタンガスを分解し、ホウ素原子および炭素原子を生成し、窒素原子と反応させ、窒化ホウ素炭素膜６１の合成を行う。
【００３５】
塩素は水素原子と化合して塩化水素になり、塩素原子の膜内への取り込みが抑制される。成膜後、基板保持部６内に装着されているヒータ７によって基板温度を４００℃に設定し、１０分間保持する。
【００３６】
ｐ型シリコン基板６０上に１００ｎｍの窒化ホウ素炭素膜６１を堆積させ、窒化ホウ素炭素膜６１上にＡｕを蒸着し、電極を形成した後、容量−電圧特性を測定し、金属／窒化ホウ素炭素膜／ｐ型シリコン構造の蓄積領域の容量値と窒化ホウ素炭素膜６１の厚さを用いて比誘電率を評価した。その結果、比誘電率が２．０〜２．４の低い値が得られた。
【００３７】
（実施例５）
図６は本発明の第５実施例の成膜方法を実施する成膜装置を示す概略側面図である。円筒状容器１内に誘導結合プラズマ生成部２が設けられ、整合器３を介して高周波電源４に接続されている。高周波電源４は１ｋｗ〜１０ｋｗまでの高周波電力を供給することができる。窒素ガス導入部５より窒素ガスを供給し、プラズマ５０を生成する。基板保持部６に基板６０が置かれ、基板保持部６内にはヒータ７が装着されている。ヒータ７によって基板６０の温度は室温から５００℃の範囲で設定できるようになっている。また、基板保持部６に置かれた基板６０にはバイアス印加部８によってバイアスが印加できるようになっている。水素ガスをキャリアとした塩化ホウ素ガスと炭化水素系ガスを混合することなく円筒状容器１の直前まで導き、円筒状容器１に導入するところで両者のラインを１つにし、円筒状容器１に導入するように導入部２９が設けられている。基板保持部６より下方に排気部１１が装着されている。
【００３８】
各ガスの供給流量範囲については窒素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（窒素ガス／塩化ホウ素）が０．１〜１０．０、炭化水素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（炭化水素ガス／塩化ホウ素）が０．０１〜５．０、水素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（水素ガス／塩化ホウ素）が０．０５〜５．０となるように設定できるようになっている。
【００３９】
この装置を用いて実施例１と同様に、膜の堆積及び昇温状態の保持を行った。本例においても、実施例１と同様に低い比誘電率の窒化ホウ素炭素膜が得られた。
本実施例の塩化ホウ素と炭化水素ガスの導入法においても容器１内の窒素プラズマへ塩化ホウ素と炭化水素ガスを導入することにより実施例１の方法と同様の効果が得られる。
【００４０】
（実施例６）
図７は本発明の第６実施例の成膜方法を実施する成膜装置を示す概略側面図である。円筒状容器１内に誘導結合プラズマ生成部２が設けられ、整合器３を介して高周波電源４に接続されている。高周波電源４は１ｋｗ〜１０ｋｗまでの高周波電力を供給することができる。窒素ガス導入部５より窒素ガスを供給し、プラズマ５０を生成する。基板保持部６に基板６０が置かれ、基板保持部６内にはヒータ７が装着されている。ヒータ７によって基板６０の温度は室温から５００℃の範囲で設定できるようになっている。また、基板保持部６に置かれた基板６０にはバイアス印加部８によってバイアスが印加できるようになっている。円筒状容器１には、水素ガスをキャリアとした塩化ホウ素ガスを導入する導入部９が設けられている。また、炭化水素系ガス導入部１０の円筒状容器１の直前に炭化水素ガスを分解する分解部３１０が設けられている。基板保持部６より下方に排気部１１が装着されている。
【００４１】
各ガスの供給流量範囲については窒素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（窒素ガス／塩化ホウ素）が０．１〜１０．０、炭化水素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（炭化水素ガス／塩化ホウ素）が０．０１〜５．０、水素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（水素ガス／塩化ホウ素）が０．０５〜５．０となるように設定できるようになっている。
【００４２】
この装置を用いて実施例１と同様に、膜の堆積及び昇温状態の保持を行った。本例においても、実施例１と同様に低い比誘電率の窒化ホウ素炭素膜が得られた。
【００４３】
前記実施例１および実施例５で得られた低誘電率窒化ホウ素炭素膜と同様の特性を有する膜の作製が本実施例においても達成される。更に、実施例３においてはメタンガスの流量を２０％程度減少した条件で低誘電率膜が達成でき、炭素原子の堆積膜への取り込み効率が向上し、メタンガス使用量が抑制できる効果がある。
【００４４】
（実施例７）
図８は本発明の第７実施例の成膜方法を実施する成膜装置を示す概略側面図である。円筒状容器１内に誘導結合プラズマ生成部２が設けられ、整合器３を介して高周波電源４に接続されている。高周波電源４は１ｋｗ〜１０ｋｗまでの高周波電力を供給することができる。窒素ガス導入部５より窒素ガスを供給し、プラズマ５０を生成する。基板保持部６に基板６０が置かれ、基板保持部６内にはヒータ７が装着されている。ヒータ７によって基板６０の温度は室温から５００℃の範囲で設定できるようになっている。また、基板保持部６に置かれた基板６０にはバイアス印加部８によってバイアスが印加できるようになっている。円筒状容器１には、水素ガスをキャリアとした塩化ホウ素ガスを導入する導入部９が設けられている。また、炭化水素系ガス導入部１０の円筒状容器１の直前に炭化水素ガスを分解する分解部４１０が設けられている。基板保持部６より下方に排気部１１が装着されている。
【００４５】
各ガスの供給流量範囲については窒素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（窒素ガス／塩化ホウ素）が０．１〜１０．０、炭化水素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（炭化水素ガス／塩化ホウ素）が０．０１〜５．０、水素ガスの流量と塩化ホウ素の流量比（水素ガス／塩化ホウ素）が０．０５〜５．０となるように設定できるようになっている。
【００４６】
この装置を用いて実施例１と同様に、膜の堆積及び昇温状態の保持を行った。
【００４７】
本実施例は前記実施例６と同様の効果を示し、メタンガスの流量を２５％程度減少した条件で低誘電率膜が達成でき、炭素原子の堆積膜への取り込み効率が向上し、メタンガス使用量が抑制できる効果がある。
【００４８】
実施例１〜７では炭化水素ガスとしてメタンガスを用いたが、エタンガス、アセチレンガスをはじめ様々なガスを用いることができる。
【００４９】
（実施例８）
実施例１で用いた図１に示す成膜装置と同様の装置を用い、メタンガスの代わりにトリメチルホウ素を導入部１０より円筒状容器１に供給する。基板温度、高周波電力など他の合成条件は実施例１の条件と同じ条件を用いる。
【００５０】
本実施例においても実施例１と同様の効果が得られた。
【００５１】
（実施例９）
前記の実施例５〜８で用いた図６〜８に示す成膜装置と同様の装置を用い、メタンガスの代わりにトリメチルホウ素を導入部１０より円筒状容器１に供給する。基板温度、高周波電力など他の合成条件は実施例２〜４の条件と同じ条件を用いる。
本例においても、実施例５と同様に低い比誘電率の窒化ホウ素炭素膜が得られた。
【００５２】
実施例８では炭素原子供給のため有機材料の１つであるトリメチルホウ素を用いたが、ホウ素または窒素原子を含む有機材料であればいずれの材料でも用いることができる。
【００５３】
また、本実施例では窒素プラズマを生成するために窒素ガスを用いたが、アンモニアガスを用いても同様の結果が得られる。
【００５４】
（実施例１０）
本発明の成膜方法で成膜した窒化ホウ素炭素膜の集積回路への適用例を図９を用いて説明する。トランジスタ５０１の高集積化によって配線５０２を多層構造にするためには配線間には低誘電率を有する層間絶縁体薄膜５０３を用いることが必要であり、本成膜方法で成膜した窒化ホウ素炭素膜を用いることができる。
【００５５】
また、層間絶縁体薄膜５０３として有機薄膜や多乳質膜を用いた場合、機械的強度や吸湿性などが問題となるが、図１０に示すように本発明の成膜方法で成膜した窒化ホウ素炭素膜を有機薄膜や多孔質膜の保護膜５０４として用いることができる。このような有機薄膜や多孔質膜と窒化ホウ素炭素膜との合体により窒化ホウ素炭素膜単層での比誘電率より低い誘電率が達成され、１．９程度よりも低い実効的な比誘電率が得られた。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の成膜方怯はプラズマ気相合成法によって作製された窒化ホウ素炭素膜に熱処理を加えることにより機械的・化学的に安定で耐吸湿性、高熱伝導性を有し、低誘電率を持った窒化ホウ素炭素膜が成膜できるようになる。
【００５７】
また、本発明の成膜装置は円筒状容器内に窒素ガス導入手段、プラズマ生成手段とその下方に基板の保持手段を設け、窒素導入手段と基板保持手段の間に塩化ホウ素および炭素供給源としての炭化水素や有機材料の導入手段を設け、窒素プラズマとホウ素および炭素原子を反応させ、基板に窒化ホウ素炭素膜が成膜し、その後、基板保持部を昇温する手段を設け、膜を熱処理することにより耐吸湿性、高熱伝導性を有し、低誘電率を持った窒化ホウ素炭素膜が高速に成膜できる。
【００５８】
本発明による窒化ホウ素炭素膜は集積回路の配線層間絶縁体薄膜または保護膜として用いることができる。この膜を化合物半導体（ＧａＡｓ系、ＩｎＰ系、ＧａＮ系など）で作製される高周波動作を目指した電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）やバイポーラトランジスタのソース−ゲート間やゲート−ドレイン間の半導体表面に保護膜として用いることにより浮遊容量が低下でき、周波数特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１による成膜装置を示す断面図である。
【図２】熱処理温度に対する熱処理前後の比誘電率の比を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例２による成膜装置を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例３による成膜装置を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例４による成膜装置を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例５による成膜装置を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例６による成膜装置を示す断面図である。
【図８】本発明の実施例７による成膜装置を示す断面図である。
【図９】本発明の実施例に係る成膜方法で成膜した窒化ホウ素炭素膜を用いた集積回路の断面概略図である。
【図１０】本発明の実施例に係る成膜方法で成膜した窒化ホウ素炭素膜を用いた集積回路の断面概略図である。
【符号の説明】
１・・円筒状容器
２・・誘導結合プラズマ生成部
３、４１１・・整合器
４、４１２・・高周波電源
５・・窒素ガス導入部
６・・基被保持部
７・・ヒータ
８・・バイアス印加部
９、１０、２９・・導入部
１１・・排気部
５０・・プラズマ
６０・・基板
６１・・窒化ホウ素炭素膜
３１０、４１０・・分解部
５０１・・トランジスタ
５０２・・配線
５０３・・層間絶縁体薄膜
５０４・・保護膜
【図１】
0004520688.tif 000002
【図２】
0004520688.tif 000003
【図３】
0004520688.tif 000004
【図４】
0004520688.tif 000005
【図５】
0004520688.tif 000006
【図６】
0004520688.tif 000007
【図７】
0004520688.tif 000008
【図８】
0004520688.tif 000009
【図９】
0004520688.tif 000010
【図１０】
0004520688.tif 000011