(57)【要約】【課題】低い誘電常数を有する水素化されたシリコンオキシカーバイド(ＳｉＣＯ：Ｈ)薄膜の提供。【解決手段】酸素含有気体プラズマと共に、少なくとも一つのビニル又はエチニル基を有する有機シリコン又は有機ケイ酸化合物、又は飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物と不飽和炭化水素との混合物を用いて、化学蒸着によって、低誘電常数を有する水素化されたシリコンオキシカーバイド(ＳｉＣＯ：Ｈ)薄膜を製造する。【選択図】図５
2004534400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素含有気体プラズマと共に、少なくとも一つのビニル又はエチニル基を有する有機シリコン又は有機ケイ酸化合物、又は飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物と不飽和炭化水素との混合物を用いて化学蒸着を行うことを含む、低誘電常数を有する水素化されたシリコンオキシカーバイド(ＳｉＣＯ：Ｈ)薄膜を製造する方法。
【請求項２】
飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物と不飽和炭化水素との混合比が１：０．１〜１：１０の比率であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも一つのビニル又はエチニル基を有する有機シリコン又は有機ケイ酸化合物がビニルトリメチルシラン、ビニルトリエチルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、１，３，５−トリビニル−１，３，５−トリメチルシクロトリシロキサン、１，３，５，７−テトラビニル−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、ヘキサビニルジシロキサン、アリルジメチルシラン、アリルジメトキシシラン、エチニルトリメチルシラン、エチニルトリエチルシラン、及びこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも一つのビニル又はエチニル基を有する有機シリコン又は有機ケイ酸化合物がビニルトリメチルシラン、１，３，５，７−テトラビニル−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、アリルジメチルシラン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、ビニルトリメトキシシラン、及びエチニルトリメチルシランからなる群から選択されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物がトリメチルシラン、トリエチルシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、テトラメチルシラン、テトラエチルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、テトラエチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ビストリメチルシリルメタン、ビニルトリメチルシラン、ビニルトリエチルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、１，３，５−トリビニル−１，３，５−トリメチルシクロトリシロキサン、１，３，５，７−テトラビニル−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、ヘキサビニルジシロキサン、アリルジメチルシラン、アリルジメトキシラン、エチニルトリメチルシラン、エチニルトリエチルシラン、及びこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物がテトラメチルシラン、ヘキサメチルジシロキサン、及びテトラメチルシクロテトラシロキサンからなる群から選択されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
不飽和炭化水素がH2C=CH2， F2C=CF2， H2C=CF2， HFC=CFH， F2C=C=CF2， H2C=C=CF2， HFC=C=CFH， HC≡CH， FC≡CH， FC≡CF， Cl2C=CCl2， H2C=CCl2， HClC=CClH， Cl2C=C=CCl2， H2C=C=CCl2， HClC=C=CClH， ClC≡CH， ClC≡CCl， Br2C=CBr2， H2C=CBr2， HBrC=CBrH， B22C=C=CBr2， H2C=C=CBr2， HBrC=C=CBrH， BrC≡CH， BrC≡CBr， I2C=CI2， H2C=CI2， HIC=CIH， I2C=C=CI2， H2C=C=CI2， HIC=C=CIH， IC≡CH， 及び IC≡CIからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項８】
不飽和炭化水素がH2C=CH2又はF2C=CF2であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
酸素含有気体がO2，N2O，O3，H2O2，CO2，H2O及びこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
薄膜を１００〜５００℃範囲の温度で０．５〜８時間熱処理することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法により製造された低誘電常数を有する水素化されたシリコンオキシカーバイド(ＳｉＣＯ：Ｈ)薄膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低誘電常数を有する水素化されたシリコンオキシカーバイド(ＳｉＣＯ：Ｈ)薄膜を製造するための改善されたプラズマ化学蒸着(ＣＶＤ)方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ULSI (ultra-large-scale integrated：超高密度集積)回路に用いられる電子素子の大きさの縮小に伴い、層内及び/又は層間の高いキャパシタンスによるシグナル遅延が問題になっている。従って、既存の二酸化シリコン(ｓｉｌｉｃｏｎ  ｄｉｏｘｉｄｅ；ＳｉＯ2)又はフッ素化酸化シリコン(ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｘｉｄｅ；ＳｉＯＦ)より低い誘電常数(ｋ)をもつ物質の開発が要望されている。
【０００３】
米国特許第６，１４７，００９号には、平行平板型プラズマエンハンスト化学蒸着チャンバー内で酸素の添加有無に関わらず、Ｓｉ、Ｃ、Ｏ、及びＨの原子を含有する前駆体気体を反応させることによって製造された低誘電常数を有する物質が記載されており、前記前駆体は１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン(ＴＭＣＴＳ，Ｃ4Ｈ16Ｏ4Ｓｉ4)、テトラエチルシクロテトラシロキサン(Ｃ8Ｈ24Ｏ4Ｓｉ4)又はデカメチルシクロペンタシロキサン(Ｃ10Ｈ30Ｏ5Ｓｉ5)のような環状構造を有する分子である。しかし、前記特許に記述された薄膜の誘電常数は３．３〜４．０と依然と高い。前記物質の誘電常数をさらに低めるために、米国特許第６，３１２，７９３号では２つ以上の相からなる低誘電体が提示されている。しかし、多相(ｍｕｌｔｉ−ｐｈａｓｅ)物質は依然と３．２より大きいｋ値を有する。
【０００４】
それで、本発明者等は既存の物質より低い誘電常数を有する新規物質を開発することによって、本発明を完成するに到った。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、化学蒸着(ＣＤＶ)技術を用いて改善された低誘電常数を有する水素化されたシリコンオキシカーバイド(ＳｉＣＯ：Ｈ)薄膜を製造する方法を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、既存の物質より低い誘電常数(ｋ)を有するＳｉＣＯＨ薄膜を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一面に従って、酸素含有気体プラズマと共に、少なくとも一つのビニル又はエチニル基を有する有機シリコン(organosilicon)又は有機ケイ酸(organosilicate)化合物、又は飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物と不飽和炭化水素との混合物を用いて化学蒸着を行うことを含む、低誘電常数を有する水素化されたシリコンオキシカーバイド(ＳｉＣＯ：Ｈ)薄膜を製造する方法を提供する。
【０００８】
本発明の他の一面に従って、前記方法によって製造された、２．６以下の低誘電常数(ｋ)を有するＳｉＣＯＨ薄膜を提供する。
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１０】
本発明では、酸素含有気体プラズマと共に、少なくとも一つのビニル又はエチニル基を有する有機シリコン又は有機ケイ酸化合物、又は飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物と不飽和炭化水素との混合物を用いて化学蒸着を行う方式で低誘電常数を有する水素化されたシリコンオキシカーバイド(ＳｉＣＯ：Ｈ)薄膜を製造する方法を提供する。
【００１１】
本発明に従って、低誘電常数を有するＳｉＣＯＨ薄膜を形成する工程はプラズマＣＶＤ装置、例えば、リモート(ｒｅｍｏｔｅ)プラズマＣＶＤ又はダイレクト(ｄｉｒｅｃｔ)プラズマＣＶＤ装置を用いて行われてもよい。
【００１２】
図１ａに示されたリモートプラズマＣＶＤ装置は石英管(６)、アンテナ(９)、マッチングボックス(５)、高周波数電力源(１０)、シリコン前駆体を供給するためのマスフローコントローラー(７)、前駆体コンテナ(２)及び反応気体を供給するためのマスフローコントローラー(８)を含む。前記アンテナは石英管(６)の外周を巻いており、このようにすることによってアンテナ(９)とマッチングボックス(５)が連結され、マッチングボックスは高周波電力源(１０)と連結されている。石英管(６)は酸素含有気体を供給するためのマスフローコントローラー(８)に導入管を通じて連結されている。リモートプラズマＣＶＤ装置において、酸素含有気体及びシリコン前駆体は個別的にマッチングボックス(５)に供給され、前記前駆体は拡散リング(３)を通じて誘導される。
【００１３】
また、図１ｂに示されたダイレクトプラズマＣＶＤ装置において、前駆体コンテナ(２)から供給されたシリコン前駆体と反応気体コンテナ(１)から供給された酸素含有気体は合わせられてから共にマッチングボックス(５)に供給される。
【００１４】
本発明の好ましい具体例によって、酸素含有気体プラズマ及び少なくとも一つのビニル又はエチニル基を有する不飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物を用いて化学蒸着を行うことを含む、低誘電常数を有するＳｉＣＯＨ物質を製造する方法が提供される。
【００１５】
少なくとも一つのビニル又はエチニル基を有する不飽和有機シリコン又は有機ケイ酸の代表的な例としては、ビニルトリメチルシラン、ビニルトリエチルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、１，３，５−トリビニル−１，３，５−トリメチルシクロトリシロキサン、１，３，５，７−テトラビニル−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、ヘキサビニルジシロキサン、アリルジメチルシラン、アリルジメトキシシラン、エチニルトリメチルシラン、エチニルトリエチルシラン、及びこれらの混合物が含まれる。
【００１６】
不飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物は、少なくとも一つのハロゲン置換基を有する有機シリコン又は有機ケイ酸を用いてその場で(ｉｎ ｓｉｔｕ)発生させてもよい。
【００１７】
本発明の他の好ましい具体例によって、酸素含有気体プラズマ、及び飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物と不飽和炭化水素との混合物を用いて化学蒸着を行うことを含む、低誘電常数を有するＳｉＣＯＨ物質を製造する方法が提供される。飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物と不飽和炭化水素との混合比は１：０．１〜1：１０の範囲が好ましい。混合比が０．１未満の場合、薄膜の誘電常数が高くなる反面、混合比が１０以上であると、薄膜の物理的性質が不良になる。
【００１８】
前記具体例において、飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物、又は不飽和炭化水素は少なくとも一つのハロゲン置換基を有してもよい。
【００１９】
飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物の代表的な例としては、トリメチルシラン、トリエチルシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、テトラメチルシラン、テトラエチルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、テトラエチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ビストリメチルシリルメタン、及びこれらの混合物が含まれる。
【００２０】
不飽和炭化水素の代表的な例としては、H2C=CH2， F2C=CF2， H2C=CF2， HFC=CFH， F2C=C=CF2， H2C=C=CF2， HFC=C=CFH， HC≡CH， FC≡CH， FC≡CF， Cl2C=CCl2， H2C=CCl2， HClC=CClH， Cl2C=C=CCl2， H2C=C=CCl2， HClC=C=CClH， ClC≡CH， ClC≡CCl， Br2C=CBr2， H2C=CBr2， HBrC=CBrH， B22C=C=CBr2， H2C=C=CBr2， HBrC=C=CBrH， BrC≡CH， BrC≡CBr， I2C=CI2， H2C=CI2， HIC=CIH， I2C=C=CI2， H2C=C=CI2， HIC=C=CIH， IC≡CH， 及び IC≡CIが含まれ、好ましい例はH2C=CH2又はF2C=CF2が含まれる。
【００２１】
本発明で用いられる酸素含有気体としては、O2，N2O，O3，H2O2，CO2，H2O及びこれらの混合物からなる群から選択される。
【００２２】
本発明の方法は、１００〜８００℃の温度範囲で０．５〜８時間、好ましくは４５０℃で１時間行われてもよい、蒸着された薄膜の熱処理段階をさらに含んでもよく、熱的に安定な低誘電常数を有するＳｉＣＯＨ薄膜が得られる。熱処理段階はさらに１００〜９００℃の温度範囲で約１分間行われてもよい急速熱処理及び１０秒間行われるスパイク(ｓｐｉｋｅ)加熱段階を含んでもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によって製造された低誘電常数を有するＳｉＣＯＨ物質は２．８以下の誘電常数(ｋ)を有し、また、熱処理後に形成される熱的に安定なＳｉＣＯＨ薄膜は非常に低い１．６〜２．６の範囲の誘電常数(ｋ)を有し、この誘電常数は工程変数を調整することによって調節できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を下記実施例によってさらに詳細に説明する。但し、下記実施例は本発明を例示するためのものであり、本発明の範囲はこれらによって限定されない。
【００２５】
（実施例１）
図１ｂに示されたダイレクトプラズマ装置で、ビニルトリメチルシラン(ＶＴＭＳ，ＳｉＣ5Ｈ12)及びＯ2を用いてＰｔ基板上にＳｉＣＯＨ薄膜を蒸着した。薄膜蒸着の間にＯ2/ＶＴＭＳの流量比は１〜１３．３の範囲で変えた。反応器内の圧力及び温度はそれぞれ１ｍｍＨｇ及び３０℃であり、加えられたプラズマパワーは６０Ｗであった。このようにして蒸着された薄膜をＡｒ雰囲気下で３００〜５００℃の温度範囲で熱処理して低誘電常数を有する薄膜を得た。
【００２６】
図２に提示されたように、蒸着された薄膜及び４５０℃で熱処理された薄膜の各々の炭素含量はＯ2/ＶＴＭＳの流量比が増加するにつれて低くなった。図３は４５０℃で熱処理された薄膜は１．８〜２．４の誘電常数を有する反面、熱処理しない蒸着された薄膜は２．３〜２．８の誘電常数を有することを示している。図４及び図５は、Ｏ2/ＶＴＭＳの流量比が２である場合、熱処理温度及び熱処理時間の変化による、薄膜の誘電常数の変化を示している。
【００２７】
（比較例１）
ＶＴＭＳの代わりにテトラメチルシラン(４ＭＳ，ＳｉＣ4Ｈ12)を用いることを除いては、実施例１と同様な工程を行って蒸着された薄膜を得た。図３に示されたように、このようにして得られた薄膜の誘電常数は３．０〜３．５であり、この値は実施例１によって得られた薄膜の誘電常数より高い。
【００２８】
（実施例２）
ＶＴＭＳの代わりにテトラメチルシラン(４ＭＳ、ＳｉＣ4Ｈ12)とＣ2Ｆ4との混合物(１：１)を用いたことを除いては、実施例１と同様な工程を行って蒸着された薄膜を得た後、これを熱処理した。
【００２９】
図６及び図７は、蒸着された薄膜と、蒸着後に熱処理された薄膜の炭素含量及び誘電常数を各々示している。蒸着された薄膜は３．０以下の誘電常数を有し、４５０℃で熱処理された薄膜は２．５以下の誘電常数を有する。図８及び図９は、Ｏ2/(４ＭＳ＋Ｃ2Ｆ4)の流量比が４である場合、それぞれ熱処理温度(熱処理時間＝０．５時間)及び熱処理時間(熱処理温度＝４００℃)が薄膜の誘電常数に及ぼす影響を示す。３００〜５００℃で０．５時間熱処理した薄膜は２．７５以下の誘電常数を有する。
【００３０】
（実施例３）
ＶＴＭＳの代わりにテトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン(ＴＶＴＭＣＴＳＯ，Ｓｉ4Ｏ4Ｃ12Ｈ24)を用いたことを除いては、実施例１と同様な工程を行って蒸着された薄膜を得た後、これを熱処理した。
【００３１】
図１０及び図１１は、蒸着された薄膜と蒸着後に熱処理された薄膜の炭素含量及び誘電常数をそれぞれ示している。蒸着された薄膜は２．４以下の誘電常数を有し、４５０℃で熱処理された薄膜は２．２以下の誘電常数を有する。図１２及び図１３は、Ｏ2/ＴＶＴＭＣＴＳＯの流量比が４である場合、それぞれ熱処理温度(熱処理時間＝０．５時間)及び熱処理時間(熱処理温度＝４５０℃)が薄膜の誘電常数に及ぼす影響を示す。３００〜５００℃で０．５時間熱処理した薄膜は２．１以下の誘電常数を有する。
【００３２】
（比較例２）
ＶＴＭＳの代わりにテトラメチルシクロテトラシロキサン(ＴＭＣＴＳＯ，Ｓｉ4Ｏ4Ｃ4Ｈ16)を用いることを除いては、実施例１と同様な工程を行って蒸着された薄膜を得た。図１１に示したように、このようにして得られた薄膜の誘電常数は２．５〜３．３であり、この値は実施例３によって得られた薄膜の誘電常数より高い。
【００３３】
（実施例４）
ＶＴＭＳの代わりにテトラメチルシクロテトラシロキサン(ＴＭＣＴＳＯ，Ｓｉ4Ｏ4Ｃ4Ｈ16)とＣ2Ｈ4との混合物(１：１)を用いることを除いては、実施例１と同様な工程を行って蒸着された薄膜を得た後、これを熱処理した。
【００３４】
図１４及び図１５は、蒸着された薄膜と蒸着後に熱処理された薄膜の炭素含量及び誘電常数を各々示している。蒸着された薄膜は２．３以下の誘電常数を有し、４５０℃で熱処理された薄膜は２．２以下の誘電常数を有する。図１６及び図１７は、Ｏ2/(ＴＭＣＴＳＯ＋Ｃ2Ｈ4)の流量比が２である場合、それぞれ熱処理温度(熱処理時間＝０．５時間)及び熱処理時間(熱処理温度＝４００℃)が薄膜の誘電常数に及ぼす影響を示す。３００〜５００℃で０．５時間熱処理した薄膜は２．０５以下の誘電常数を有する。
【００３５】
（実施例５）
ＶＴＭＳの代わりにジアリルジメチルシラン(ＤＡＤＭＳ，ＳｉＣ8Ｈ16)を用いることを除いては、実施例１と同様な工程を行って蒸着された薄膜を得た後、これを熱処理した。
【００３６】
図１８及び図１９は、蒸着された薄膜と蒸着後に熱処理された薄膜の炭素含量及び誘電常数を各々示している。蒸着された薄膜は２．８以下の誘電常数を有し、４５０℃で熱処理された薄膜は２．４以下の誘電常数を有する。図２０及び図２１は、Ｏ2/ＤＡＤＭＳの流量比が４である場合、それぞれ熱処理温度(熱処理時間＝０．５時間)及び熱処理時間(熱処理温度＝４５０℃)が薄膜の誘電常数に及ぼす影響を示す。３００〜５００℃で０．５時間熱処理した薄膜は２．３５以下の誘電常数を有する。
【００３７】
（実施例６）
ＶＴＭＳの代わりに１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン(ＤＶＴＭＤＳＯ，Ｓｉ2ＯＣ8Ｈ18)を用いることを除いては、実施例１と同様な工程を行って蒸着された薄膜を得た後、これを熱処理した。
【００３８】
図２２及び図２３は、蒸着された薄膜と蒸着後に熱処理された薄膜の炭素含量及び誘電常数を各々示している。蒸着された薄膜は２．９以下の誘電常数を有し、４５０℃で熱処理された薄膜は２．４以下の誘電常数を有する。図２４及び図２５は、Ｏ2/ＤＶＴＭＤＳＯの流量比が２である場合、それぞれ熱処理温度(熱処理時間＝０．５時間)及び熱処理時間(熱処理温度＝５００℃)が薄膜の誘電常数に及ぼす影響を示す。３００〜５００℃で０．５時間熱処理した薄膜は２．１５以下の誘電常数を有する。
【００３９】
（実施例７）
ＶＴＭＳの代わりにビニルトリメトキシシラン(ＶＴＭＯＳ，ＳｉＯ3Ｃ5Ｈ12)を用いることを除いては、実施例１と同様な工程を行って蒸着された薄膜を得た後、これを熱処理した。
【００４０】
図２６及び図２７は、蒸着された薄膜と蒸着後に熱処理された薄膜の炭素含量及び誘電常数を各々示している。蒸着された薄膜は２．２〜２．７５の誘電常数を有し、４５０℃で熱処理された薄膜は１．９〜２．５５の誘電常数を有する。図２８及び図２９は、Ｏ2/ＶＴＭＯＳの流量比が２である場合、それぞれ熱処理温度(熱処理時間＝０．５時間)及び熱処理時間(熱処理温度＝４５０℃)が薄膜の誘電常数に及ぼす影響を示す。３００〜５００℃で０．５時間熱処理した薄膜は２．４以下の誘電常数を有する。
【００４１】
（実施例８）
ＶＴＭＳの代わりにエチニルトリメチルシラン(ＥＴＭＳ，ＳｉＣ5Ｈ10)を用いることを除いては、実施例１と同様な工程を行って蒸着された薄膜を得た後、これを熱処理した。
【００４２】
図３０及び図３１は、蒸着された薄膜と蒸着後に熱処理された薄膜の炭素含量及び誘電常数を各々示している。蒸着された薄膜は２．６５以下の誘電常数を有し、４５０℃で熱処理された薄膜は２．３５以下の誘電常数を有する。図３２及び図３３は、Ｏ2/ＥＴＭＳの流量比が４である場合、それぞれ熱処理温度(熱処理時間＝０．５時間)及び熱処理時間(熱処理温度＝３５０℃)が薄膜の誘電常数に及ぼす影響を示す。３００〜５００℃で０．５時間熱処理した薄膜は２．３５以下の誘電常数を有する。
【００４３】
（実施例９）
ＶＴＭＳの代わりにヘキサメチルジシロキサン(ＨＭＤＳＯ，Ｓｉ2ＯＣ6Ｈ18)とＣ2Ｈ4との混合物(１：２)を用いることを除いては、実施例１と同様な工程を行って蒸着された薄膜を得た後、これを熱処理した。
【００４４】
図３４及び図３５は、蒸着された薄膜と蒸着後に熱処理された薄膜の炭素含量及び誘電常数を各々示している。蒸着された薄膜は３．０以下の誘電常数を有し、４５０℃で熱処理された薄膜は２．０５以下の誘電常数を有する。図３６及び図３７は、Ｏ2/(ＨＭＤＳＯ＋Ｃ2Ｈ4)の流量比が４である場合、それぞれ熱処理温度(熱処理時間＝０．５時間)及び熱処理時間(熱処理温度＝４５０℃)が薄膜の誘電常数に及ぼす影響を示す。３００〜５００℃で０．５時間熱処理した薄膜は１．７〜１．９の誘電常数を有する。
【００４５】
前記結果から分かるように、本発明に従って、酸素含有気体プラズマ及び不飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物、又は飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物と不飽和炭化水素との混合物を用いて化学蒸着を行うことによって製造される低誘電常数を有するＳｉＣＯＨ薄膜は、既存の低誘電常数物質(ｌｏｗ  ｋ−ｍａｔｅｒｉａｌ)より非常に低い、２．６以下の誘電常数を有する。
【００４６】
本発明は、単に好ましい具体例と関連して記述及び例示しているが、添付された請求範囲内で本発明の要旨を逸脱することなく多様な変化及び修正が行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１ａ】本発明によって薄膜を形成するのに用いられるプラズマ反応器の概略図。
【図１ｂ】本発明によって薄膜を形成するのに用いられるプラズマ反応器の概略図。
【図２】本発明の実施例１で得られた薄膜のＯ2/ＶＴＭＳ流量比による炭素含量の分布変化を示すグラフ。
【図３】本発明の実施例１及び比較例１で得られた薄膜のＯ2/ＶＴＭＳ及びＯ2/４ＭＳ流量比による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図４】本発明の実施例１で得られた薄膜の熱処理温度による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図５】本発明の実施例１で得られた薄膜の熱処理時間による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図６】本発明の実施例２で得られた薄膜のＯ2/(４ＭＳ＋Ｃ２Ｆ４)流量比による炭素含量の変化を示すグラフ。
【図７】本発明の実施例２で得られた薄膜のＯ2/(４ＭＳ＋Ｃ２Ｆ４)流量比による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図８】本発明の実施例２で得られた薄膜の熱処理温度による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図９】本発明の実施例２で得られた薄膜の熱処理時間による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図１０】本発明の実施例３で得られた薄膜のＯ2/ＴＶＴＭＣＴＳＯ流量比による炭素含量の分布変化を示すグラフ。
【図１１】本発明の実施例３及び比較例２で得られた薄膜のＯ2/ＴＶＴＭＣＴＳＯ及びＯ2/ＴＭＣＴＳＯ流量比による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図１２】本発明の実施例３で得られた薄膜の熱処理温度による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図１３】本発明の実施例３で得られた薄膜の熱処理時間による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図１４】本発明の実施例４で得られた薄膜のＯ2/(ＴＭＣＴＳＯ＋Ｃ2Ｈ4)流量比による炭素含量の変化を示すグラフ。
【図１５】本発明の実施例４で得られた薄膜のＯ2/(ＴＭＣＴＳＯ＋Ｃ2Ｈ4)流量比による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図１６】本発明の実施例４で得られた薄膜の熱処理温度による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図１７】本発明の実施例４で得られた薄膜の熱処理時間による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図１８】本発明の実施例５で得られた薄膜のＯ2/(ＤＡＤＭＳ)流量比による炭素含量の変化を示すグラフ。
【図１９】本発明の実施例５で得られた薄膜のＯ2/(ＤＡＤＭＳ)流量比による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図２０】本発明の実施例５で得られた薄膜の熱処理温度による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図２１】本発明の実施例５で得られた薄膜の熱処理時間による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図２２】本発明の実施例６で得られた薄膜のＯ2/ＤＶＴＭＤＳＯ流量比による炭素含量の変化を示すグラフ。
【図２３】本発明の実施例６で得られた薄膜のＯ2/ＤＶＴＭＤＳＯ流量比による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図２４】本発明の実施例６で得られた薄膜の熱処理温度による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図２５】本発明の実施例６で得られた薄膜の熱処理時間による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図２６】本発明の実施例７で得られた薄膜のＯ2/ＶＴＭＯＳ流量比による炭素含量の変化を示すグラフ。
【図２７】本発明の実施例７で得られた薄膜のＯ2/ＶＴＭＯＳ流量比による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図２８】本発明の実施例７で得られた薄膜の熱処理温度による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図２９】本発明の実施例７で得られた薄膜の熱処理時間による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図３０】本発明の実施例８で得られた薄膜のＯ2/ＥＴＭＳ流量比による炭素含量の変化を示すグラフ。
【図３１】本発明の実施例８で得られた薄膜のＯ2/ＥＴＭＳ流量比による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図３２】本発明の実施例８で得られた薄膜の熱処理温度による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図３３】本発明の実施例８で得られた薄膜の熱処理時間による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図３４】本発明の実施例９で得られた薄膜のＯ2/(ＨＭＤＳＯ＋Ｃ2Ｈ4)流量比による炭素含量の変化を示すグラフ。
【図３５】本発明の実施例９で得られた薄膜のＯ2/(ＨＭＤＳＯ＋Ｃ2Ｈ4)流量比による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図３６】本発明の実施例９で得られた薄膜の熱処理温度による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図３７】本発明の実施例９で得られた薄膜の熱処理時間による誘電常数の変化を示すグラフ。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年8月6日(2003.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素含有気体プラズマと共に、少なくとも一つのビニル又はエチニル基を有する有機シリコン又は有機ケイ酸化合物、又は飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物と脂肪族不飽和炭化水素との混合物を用いて化学蒸着を行うことを含む、低誘電常数を有する水素化されたシリコンオキシカーバイド(ＳｉＣＯ：Ｈ)薄膜を製造する方法。
【請求項２】
飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物と脂肪族不飽和炭化水素との混合比が１：０．１〜１：１０の比率であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも一つのビニル又はエチニル基を有する有機シリコン又は有機ケイ酸化合物がビニルトリメチルシラン、ビニルトリエチルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、１，３，５−トリビニル−１，３，５−トリメチルシクロトリシロキサン、１，３，５，７−テトラビニル−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、ヘキサビニルジシロキサン、アリルジメチルシラン、アリルジメトキシシラン、エチニルトリメチルシラン、エチニルトリエチルシラン、及びこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも一つのビニル又はエチニル基を有する有機シリコン又は有機ケイ酸化合物がビニルトリメチルシラン、１，３，５，７−テトラビニル−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、アリルジメチルシラン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、ビニルトリメトキシシラン、及びエチニルトリメチルシランからなる群から選択されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物がトリメチルシラン、トリエチルシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、テトラメチルシラン、テトラエチルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、テトラエチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ビストリメチルシリルメタン、ビニルトリメチルシラン、ビニルトリエチルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、１，３，５−トリビニル−１，３，５−トリメチルシクロトリシロキサン、１，３，５，７−テトラビニル−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、ヘキサビニルジシロキサン、アリルジメチルシラン、アリルジメトキシラン、エチニルトリメチルシラン、エチニルトリエチルシラン、及びこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
飽和有機シリコン又は有機ケイ酸化合物がテトラメチルシラン、ヘキサメチルジシロキサン、及びテトラメチルシクロテトラシロキサンからなる群から選択されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
脂肪族不飽和炭化水素がH2C=CH2， F2C=CF2， H2C=CF2， HFC=CFH， F2C=C=CF2， H2C=C=CF2， HFC=C=CFH， HC≡CH， FC≡CH， FC≡CF， Cl2C=CCl2， H2C=CCl2， HClC=CClH， Cl2C=C=CCl2， H2C=C=CCl2， HClC=C=CClH， ClC≡CH， ClC≡CCl， Br2C=CBr2， H2C=CBr2， HBrC=CBrH， B22C=C=CBr2， H2C=C=CBr2， HBrC=C=CBrH， BrC≡CH， BrC≡CBr， I2C=CI2， H2C=CI2， HIC=CIH， I2C=C=CI2， H2C=C=CI2， HIC=C=CIH， IC≡CH， 及び IC≡CIからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項８】
脂肪族不飽和炭化水素がH2C=CH2又はF2C=CF2であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
酸素含有気体がO2，N2O，O3，H2O2，CO2，H2O及びこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
薄膜を１００〜５００℃範囲の温度で０．５〜８時間熱処理することを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法により製造された低誘電常数を有する水素化されたシリコンオキシカーバイド(ＳｉＣＯ：Ｈ)薄膜。
【国際調査報告】
2004534400.tif 000074