(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ反応により基板上にシリコン系絶縁膜を形成するための方法であって、
(i) ジメチルジメトシキシランまたは1,3-ジメトキシテトラメチルジシロキサンから成る材料ガスと、(ii)架橋ガスであって、アルコール、エーテル、不飽和炭化水素、CO2及びN2から成る集合から選択され、ここで、前記アルコールはC1-6アルカノール及びC4-12シクロアルカノールから成る集合から選択され、前記エーテルはC3-20エーテル及びC5-12シクロアルカノールビニル化合物から成る集合から選択され、前記不飽和炭化水素は、C2-4不飽和炭化水素及びC4-12脂環式炭化水素不飽和化合物から成る集合から選択される、ところの架橋ガスと、(iii)不活性ガスと、から成る反応ガスを基板が配置されている反応チャンバ内に導入する工程と、
反応チャンバ内部にプラズマ反応場を形成するべくRF電力を印加する工程と、
反応ガスの流量及びRF電力の強度を制御する工程と、
から成る方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、RF電力は高周波数電力と低周波数電力の組み合わせである、ところの方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、高周波数電力は２MHz若しくはそれ以上の周波数を有し、低周波数電力は２MHz以下の周波数を有する、ところの方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、RF電力は単一周波数電力である、ところの方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、反応ガスの流量及び電力の強度は１.０GPa若しくはそれ以上の硬度を有する絶縁膜を形成するよう制御される、ところの方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、反応ガスの流量及び電力の強度は２.５GPa若しくはそれ以上の硬度を有する絶縁膜を形成するよう制御される、ところの方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、不活性ガスはAr、Ne及びHeから成る集合から選択される、ところの方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、反応ガスはさらに酸素供給ガスから成る、ところの方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、酸素供給ガスはO2及びN2Oから成る集合から選択される、ところの方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法であって、酸素供給ガスは材料ガスの流量より少ない流量で供給される、ところの方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、RF電力の強度は１.５W/cm2若しくはそれ以上である、ところの方法。
【請求項１２】
請求項２に記載の方法であって、高周波数電力の強度は１.５W/cm2若しくはそれ以上であり、低周波数電力の強度は０.０１W/cm2若しくはそれ以上である、ところの方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、不活性ガスは材料ガスの流量の１５〜３００％の流量で供給される、ところの方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、架橋ガスはC2-4アルカノールである、ところの方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、C2-4アルカノールはエチレングリコール、1,2-プロパンジオール若しくはイソプロピルアルコールである、ところの方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法であって、架橋ガスはC2-4エーテルである、ところの方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、C2-4エーテルはジエチルエーテルである、ところの方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法であって、C2-4不飽和炭化水素はエチレンである、ところの方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法であって、架橋ガスは材料ガスの化合物のオリゴマーを架橋するのに有効な流量で供給され、それによって基板上に形成された絶縁膜の硬度が増加する、ところの方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、架橋ガスの流量は材料ガスの流量の２０〜５００％である、ところの方法。
【請求項２１】
請求項１に記載の方法であって、反応ガスは反応チャンバの上流で励起される、ところの方法。
【請求項２２】
基板上に形成されたシリコン系絶縁膜の機械的強度を増加させるための方法であって、
ジメチルジメトシキシランまたは1,3-ジメトキシテトラメチルジシロキサンから成る材料ガスと、アルコール、エーテル、不飽和炭化水素、CO2及びN2から成る集合から選択される架橋ガスであって、前記アルコールはC1-6アルカノール及びC4-12シクロアルカノールから成る集合から選択され、前記エーテルはC3-20エーテル及びC5-12シクロアルカノールビニル化合物から成る集合から選択され、前記不飽和炭化水素は、C2-4不飽和炭化水素及びC4-12脂環式炭化水素不飽和化合物から成る集合から選択される、ところの架橋ガスと、不活性ガスとを混合する工程と、
反応ガスとして混合ガスを基板が配置された反応チャンバ内に導入する工程と、
反応チャンバ内部にプラズマ反応場を形成するべくRF電力を印加する工程と、
反応ガスの流量及びRF電力の強度を制御する工程と、
から成る方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法であって、RF電力は高周波数電力と低周波数電力の組み合わせである、ところの方法。
【請求項２４】
請求項２２に記載の方法であって、高周波数電力は２MHz若しくはそれ以上の周波数を有し、低周波数電力は２MHz以下の周波数を有する、ところの方法。
【請求項２５】
請求項２２に記載の方法であって、架橋ガスは材料ガスの化合物のオリゴマーを架橋するのに有効な流量で供給され、それによって１.０GPa若しくはそれ以上の硬度、５.０GPa若しくはそれ以上の弾性率、及び２.５若しくはそれ以下の誘電率を得ることができる、ところの方法。
【請求項２６】
請求項２２に記載の方法であって、架橋ガスは材料ガスの化合物のオリゴマーを架橋するのに有効な流量で供給され、それによって２.５GPa若しくはそれ以上の硬度及び２.８若しくはそれ以下の誘電率を得ることができる、ところの方法。
【請求項２７】
請求項２２に記載の方法であって、反応ガスは反応チャンバの上流で励起される、ところの方法。
【請求項２８】
基板上に形成されたシリコン系絶縁膜であって、当該シリコン系絶縁膜が、
(a)(i) ジメチルジメトシキシランまたは1,3-ジメトキシテトラメチルジシロキサンから成る材料ガスと、(ii) アルコール、エーテル、不飽和炭化水素、CO2及びN2から成る集合から選択された架橋ガスであって、前記アルコールはC1-6アルカノール及びC4-12シクロアルカノールから成る集合から選択され、前記エーテルはC3-20エーテル及びC5-12シクロアルカノールビニル化合物から成る集合から選択され、前記不飽和炭化水素は、C2-4不飽和炭化水素及びC4-12脂環式炭化水素不飽和化合物から成る集合から選択される、ところの架橋ガスと、(iii)不活性ガスと、から成る反応ガスを基板が配置されている反応チャンバ内に導入する工程と、
(b)反応チャンバ内部にプラズマ反応場を形成するべくRF電力を印加する工程と、
(c)反応ガスの流量及びRF電力の強度を制御する工程と、
から成る方法によって得られるプラズマ重合生成物であり、前記プラズマ重合生成物は２.５GPa若しくはそれ以上の硬度及び２.８若しくはそれ以下の誘電率を有するところのシリコン系絶縁膜。
【請求項２９】
基板上に形成されたシリコン系絶縁膜であって、当該シリコン系絶縁膜が、
(a)(i) ジメチルジメトシキシランまたは1,3-ジメトキシテトラメチルジシロキサンから成る材料ガスと、(ii) アルコール、エーテル、不飽和炭化水素、CO2及びN2から成る集合から選択された架橋ガスであって、前記アルコールはC1-6アルカノール及びC4-12シクロアルカノールから成る集合から選択され、前記エーテルはC3-20エーテル及びC5-12シクロアルカノールビニル化合物から成る集合から選択され、前記不飽和炭化水素は、C2-4不飽和炭化水素及びC4-12脂環式炭化水素不飽和化合物から成る集合から選択される、ところの架橋ガスと、(iii)不活性ガスと、から成る反応ガスを基板が配置されている反応チャンバ内に導入する工程と、
(b)反応チャンバ内部にプラズマ反応場を形成するべくRF電力を印加する工程と、
(c)反応ガスの流量及びRF電力の強度を制御する工程と、
から成る方法によって得られるプラズマ重合生成物であり、前記プラズマ重合生成物は１.０GPa若しくはそれ以上の硬度、５.０GPa若しくはそれ以上の弾性率、及び２.５若しくはそれ以下の誘電率を有するところのシリコン系絶縁膜。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して半導体技術に関し、特にプラズマCVD（化学気相成長）装置を使用することによって機械的強度が高いシリコン系絶縁膜を半導体基板上に形成するための方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年の半導体の高速化・微細化の要求に伴い、多層配線技術分野において信号の遅延を防止するために、配線間の容量を低減することが求められている。配線間の容量を低減するためには、多層配線間の絶縁膜の比誘電率を下げる必要があり、低誘電率絶縁膜の開発が行われてきた。
【０００３】
従来のシリコン酸化膜SiOxは、SiH4若しくはSi(OC2H5)4等のシリコン材料ガスに酸化剤として酸素O2、酸化窒素NO若しくは亜酸化窒素N2Oを添加し、熱若しくはプラズマエネルギーによって形成されるもので、その比誘電率はε＝4.0程度であった。
【０００４】
これに対して、無機シリコン酸化物ガラス(SOG)材料を用いたスピンコート法により、比誘電率ε＝2.3程度の低誘電率絶縁膜が形成された。
【０００５】
また、材料ガスとしてCxFyHzを用いたプラズマCVD法により、比誘電率ε＝2.0〜2.4の低誘電率フッ素化アモルファスカーボン膜が形成された。さらに、シリコン系炭化水素（例えば、P-TMOS（フェニルトリメトキシシラン））を材料ガスとして用いたプラズマCVD法により、比誘電率ε＝3.1の低誘電率絶縁膜が形成された。さらにまた、材料ガスとして複数のアルコキシ基を含有するシリコン系炭化水素を用いたプラズマCVD法により、条件を最適化することによりε＝2.5程度の低誘電率絶縁膜が形成された。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の上記アプローチには以下のような問題がある。
【０００７】
まず、スピンコート法による無機SOG絶縁膜の場合、材料がシリコン基板上に均一に分配されない点、及び材料塗布処理後のキュア工程に用いる装置が高価である点が問題である。
【０００８】
また、材料ガスとしてCxFyHzを用いたプラズマCVD法により形成されるフッ素化アモルファスカーボン膜の場合、膜の耐熱性が低く（370℃若しくはそれ以下）、シリコン系材料との密着性が悪く、また膜の機械的強度も低いという欠点がある。
【０００９】
さらに、シリコン系炭化水素のうち、P-TMOSを用いた場合、アルコキシ基を３つ含有するため、重合したオリゴマーはシロキサンのような線状構造を形成できない。その結果、シリコン基板上に多孔構造が形成されず、比誘電率を所望の程度まで低減することができない。
【００１０】
さらにまた、材料ガスとして複数のアルコキシ基を含有するシリコン系炭化水素を用いた場合、条件を最適化することによって重合したオリゴマーはシロキサンのような線状構造を形成するので、シリコン基板上に多孔構造を形成することができ比誘電率を所望の程度まで低減させることができるが、線状構造のオリゴマーはオリゴマー同士の結合力が弱く、膜の機械的強度が低いという問題を有する。
【００１１】
本発明は以上のような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、比誘電率が低くかつ機械的強度が高い絶縁膜を形成する方法を与えることである。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、装置コストを増大させることなく、低誘電率絶縁膜を容易に形成する方法を与えることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の実施例において、本発明に係る低誘電率絶縁膜の形成方法は以下の工程から成る。
【００１４】
本発明に係るプラズマCVD法により低誘電率絶縁膜を形成するための方法は、複数のアルコキシ基及び／またはビニル基のような架橋可能基を含有するシリコン系炭化水素と、架橋ガスと、不活性ガスとからなる材料ガスを反応チャンバに導入する工程と、
反応チャンバ内にプラズマ反応場を生成するために、第１のRF電力及び第２のRF電力を重畳して印加するか、または第１のRF電力のみを印加する工程と、
各材料ガスの流量及び各RF電力の出力を最適化する工程と、
から成る。
【００１５】
材料ガスとして、複数の架橋可能基を含有するシリコン系炭化水素は、単独でまたはひとつ若しくはそれ以上の架橋可能基を有するようなひとつ若しくはそれ以上の他のシリコン系炭化水素と組み合わせて使用される。架橋可能基は、これに限定されないが、アルコキシ基及び／またはビニル基を含む。例えば、もしアルコキシ基を有しないか若しくはひとつのアルコキシ基を有するシリコン系炭化水素がもっぱら使用されれば、必要により酸素供給ガスを使って酸素を補う際に線状シロキサンオリゴマーが形成される。しかし、その場合、生成膜の機械的強度を増加させるために架橋ガスを使うことによってオリゴマーを架橋するのは困難である。アルコキシ基を有しないか若しくはひとつのアルコキシ基を有するシリコン系炭化水素は２つ若しくはそれ以上のアルコキシ基を有するシリコン系炭化水素より少ない量で使用される。実施例において、１０％若しくはそれ以上（１５％、２０％、２５％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％及び１００％を含む）の材料ガスは、優位に若しくは有効に線状オリゴマーを形成するために２つのアルコキシ基を有するシリコン系炭化水素である。好適には、材料ガスとして、複数のアルコキシ基を含有するシリコン系炭化水素はジメチルジメトキシシラン(DM-DMOS)若しくは1,3-ジメトキシテトラメチルジソロキサン(DMOTMDS)のような線状化合物である。環状主構造を有するシリコン系炭化水素が線状シリコン系炭化水素よりも少ない量で使用される。上記において、アルコキシ基は-OCnH2n+1（nは１〜４の整数）を含む。材料ガスは1,3-ジビニルテトラメチルジシロキサンのようなビニル基を含有する化合物であり、アルコキシル基を有する化合物に類似し、当該化合物はオリゴマーを形成することができる。
【００１６】
架橋ガスとして、CO2、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、イソプロピルアルコール(IPA)、エチレン、N2若しくはジエチルエーテルのようなあらゆる適当な反応ガスが使用され、それはシリコン系炭化水素のオリゴマーを架橋することができる。例えば、あらゆる適当なアルコール、エーテル、及び／または不飽和炭化水素が使用され、それはC1-6アルカノール及びC4-12シクロアルカノールから成る集合から選択される不飽和炭化水素、及びC1-6不飽和炭化水素、C4-12芳香族炭化水素不飽和化合物及びC4-12脂環式炭化水素不飽和化合物から成る集合から選択される不飽和炭化水素を含む。上記において、より多くの炭素原子を有する化合物は、これに限定されないが、1,4-シクロヘキサンジオール(b.p. １５０℃／２０mm)、1,2,4-トリビニルシクロヘキサン(b.p. ８５〜８８℃／２０mm)、1,4-シクロヘキサンジメタノール(b.p. ２８３℃)及び1,3-シクロペンタンジオール(８０〜８５℃／０.１Torr)を含む。また、複数の反応基（混合された官能性、すなわち不飽和炭化水素及びアルコール官能性）を有する化合物は架橋剤としても使用され、これに限定されないが、エチレングリコールビニルエーテルH2C=CHOCH2OH(b.p. １４３℃)、エチレングリコールジビニルエーテルH2C=CHOCH2CH2OCH=CH2(b.p.１２５〜１２７℃)、及び1,4-シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル(H2C=C(OH)-CH2)2-(CH2)6(b.p.１２６℃／１４mm)のようなC3-20エーテル並びに1-ビニルシクロヘキサノール(b.p.７４℃／１９mm)のようなC5-12シクロアルカノールビニル化合物を含む。使用可能な反応ガスは上記に限定されるものではなく、以下に説明される。不活性ガスとして、Ar、Ne及び／またはHeが使用される。また、もし十分な酸素原子がシリコン含有炭化水素内に存在しなければ、材料ガス内に酸素を供給するための酸素供給ガスとして、O2、NO、O3、H2O若しくはN2Oが含まれる。
【００１７】
実施例において、高周波数RF電力及び低周波数RF電力を重畳することによって、オリゴマーの架橋が有効に実現される。例えば、２MHz若しくはそれ以上の周波数を有する高周波数RF電力及び２MHz以下の周波数を有する低周波数RF電力の組み合わせが使用される。低周波数RF電力は０.５W/cm2若しくはそれ以下（０.２、０.１、０.０７５、０.０５、０.０２５W/cm2のような、及びそれらのいずれか２つを含む範囲）のような低電力レベルでも有効である。これに対して、高周波数RF電力は１.５W/cm2若しくはそれ以上（２.０、２.２５、２.５、２.７５、３.０、３.２５、３.５W/cm2のような、及びそれらのいずれか２つを含む範囲）のような高電力レベルで印加される。そのような高電力レベルは生成絶縁膜の機械的強度及び成長速度を増加させることができる。
【００１８】
本発明の実施例に従い、低誘電率及び高機械的強度を有するシリコン系絶縁膜は架橋ガスを使用しかつ各ガスの流量及びRF電源の電力強度を最適化することにより形成される。実施例において、低誘電率は２つ若しくはそれ以上のアルコキシ基を有するシリコン系炭化水素の残留物から構成されるオリゴマー（例えば、シロキサン重合体）の形成によって達成され、高機械的強度は低誘電率を維持しながらオリゴマーを架橋することによって達成される。付加的に、本発明の実施例に従い、低誘電率を有する絶縁膜は装置コストを増大させることなく容易に形成される。
【００１９】
本発明は上記特徴に属する、半導体基板上に形成された絶縁膜の機械的強度を増加するための方法に関する。実施例において、絶縁膜は、例えば、材料ガスの種類、架橋ガスの種類、及びRF電力の強度に依存して、２.８若しくはそれ以下（２.７、２.６、２.５、２.４、２.３、２.２、２.１、２.０のような、及びそれらのいずれか２つを含む範囲）の誘電率、及び１.０GPa若しくはそれ以上（１.２５、１.５、１.７５、２.０、２.２５、２.５、２.７５、３.０のような、及びそれらのいずれか２つを含む範囲）の硬度（機械的強度）を有する。
【００２０】
本発明の実施例に従い、シリコン系絶縁膜が基板上に形成され、当該膜は上述の方法によって得られるプラズマ重合生成物である。プラズマ重合生成物は、複数のアルコキシ基を含むシリコン系炭化水素化合物がC1-6アルカノール、C1-6エーテル、C1-6不飽和炭化水素、CO2、及びN2から成る集合から選択される架橋剤を使って架橋されるところの構造を有する。プラズマ重合生成物は、例えば材料ガス及び架橋ガスの種類及びプラズマ重合条件に依存して、２.５GPa若しくはそれ以上の硬度及び２.８若しくはそれ以下の誘電率、または１.０GPa若しくはそれ以上の硬度及び５.０GPa若しくはそれ以上の弾性率並びに２.５若しくはそれ以下の誘電率を有する。本発明において、重合はオリゴマー化を含み、オリゴマーは(M)n（ここで、Mは構成成分単位、nは５〜３０及び１０〜２０の範囲を含む２〜５０の整数である）の構造を含む。
【００２１】
本発明の他の態様、特徴及び利点は以下の好適実施例の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【００２２】
【発明の実施の態様】
本発明の実施例において、プラズマ反応によって基板上にシリコン系絶縁膜を形成するための方法が与えられ、当該方法は、(a)(i)複数の架橋可能基を含むシリコン系炭化水素化合物から成る材料ガス、(ii)架橋ガス、及び(iii)不活性ガスから成る反応ガスを基板が配置された反応チャンバ内に導入する工程と、(b)反応チャンバ内にプラズマ反応場を形成するようRF電力を印加する工程と、(c)反応ガスの流量及びRF電力の強度を制御する工程と、から成る。実施例において、プラズマ反応によって基板上にシリコン系絶縁膜を形成する方法は、(A)(I)複数のアルコキシ基を含む少なくともひとつのシリコン系炭化水素化合物から成る材料ガス、(II)C1-6アルカノール、C1-6エーテル、C1-6不飽和炭化水素、CO2及びN2から成る集合から選択された架橋ガス、及び(III)不活性ガスから成る反応ガスを基板が配置された反応チャンバ内に導入する工程と、(B)反応チャンバ内にプラズマ反応空間を作成するようRF電力を印加する工程と、(C)反応ガスの流量及びRF電力の強度を制御する工程から成る。
【００２３】
上記したように、本発明はさまざまな実施例を含む。例えば、RF電力は高周波数電力及び低周波数電力の組み合わせである。また、高周波数電力は２MHz若しくはそれ以上（５、１０、１５、２０、２５、３０、４０、５０、６０及び７０MHzのような、及びこれらのいずれか２つを含む範囲）の周波数を有し、低周波数電力は２MHz以下（１MHz、８００、６００、４００、２００、１００KHz及びこれらのいずれか２つを含む範囲）の周波数を有する。変形的に、RF電力は単一周波数電力であっても良い。RF電力の強度は１.５W/cm2若しくはそれ以上であり、低周波数RF電力を重畳する場合には、高周波数電力の強度は１.５W/cm2若しくはそれ以上であり、低周波数電力の強度は０.０１W/cm2若しくはそれ以上である。２つ以上のRF電力周波数が重畳されてもよい。例えば、高周波数電力（例えば、２０〜３０MHz）、中間周波数電力（例えば、１〜５MHz）、及び低周波数電力（例えば、２００〜８００KHz）が重畳される。
【００２４】
材料ガスは化学式SiαOα-1R2α-β+2(OCnH2n+1)βを有する化合物であり、ここで、αは１〜３の整数、βは２若しくは３、nは１〜３の整数及びRはSiに結合されるC1-12炭化水素、C1-12フッ化炭化水素、C1-12過フッ化炭化水素、H、D、F、Cl、Br及びIから成る集合から選択される。実施例において、RはC1-6炭化水素である。材料ガスはまた上記化学式で記述されるひとつ若しくはそれ以上の化合物の混合物から成る。実施例において、αは１若しくは２であり、βは２である。この種の材料ガスは米国特許第6,352,945号、第6,383,955号及び第6,432,846号に開示されており、これらすべてはここに参考文献として組み込まれる。実施例において、材料ガスはジメチルジメトキシシラン(DM-DMOS)、1,3-ジメトキシテトラメチルジシロキサン(DMOTMDS)若しくはフェニルメチルジメトキシシラン(PM-DMOS)である。異なる材料ガスが混合されか若しくは単一の材料ガスが単独で使用される。上記材料ガスへの有用な添加剤である付加的分子は1,3-ジビニルテトラメチルシラン(DVTMS,[CH2=CH2Si(CH3)2]2O)である。不飽和炭化水素を有するそのようなシリコン系化合物は架橋分子を促進することによって機械的強度を改良するのに有用である。
【００２５】
反応ガスの流量及びRF電力の強度は、例えば材料ガスの種類に依存して、１.０GPa若しくはそれ以上、または２.５GPa若しくはそれ以上の硬度（機械的強度）を有する絶縁膜を形成するよう制御される。
【００２６】
不活性ガスは、Ar、Ne及びHeを含むあらゆる適当な不活性ガスである。反応ガスはさらに酸素供給ガスから成る。酸素供給ガスは酸素を供給することができるあらゆる適当なガスであり、O2、NO、O3、H2O及びN2Oを含む。実施例において、酸素供給ガスは材料ガスよりも少ない流量で供給される。不活性ガスは材料ガスの流量の１５〜３００％（実施例において、５０％若しくはそれ以上）の流量で供給される。
【００２７】
実施例において、架橋ガスはエチレングリコール、1,2-プロパンジオール及びイソプロピルアルコールのようなC2-4アルカノールである。他の実施例において、架橋ガスはジエチルエーテルのようなC2-4エーテルである。さらに他の実施例において、架橋ガスはC2H4、C3H4、C3H6、C4H8、C3H5(CH3)及びC3H4(CH3)2のようなC2-4不飽和炭化水素である。C4-12芳香族炭化水素及びC4-12脂環式炭化水素のようなより多くの炭素原子の骨格を有する化合物は、もしそれが反応基を所有していれば架橋剤としても使用される。そのような化合物として、これに限定されないが、1,4-シクロヘキサンジオール(b.p.１５０℃/20mm)、1,4-シクロヘキサンジメタノール(b.p.２８３℃)及び1,3-シクロペンタンジオール(８０〜８５℃/０.１Torr)のようなC4-12シクロアルカノール並びに1,2,4-トリビニルシクロヘキサン(b.p.８５〜８８℃/２０mm)のようなC4-12脂環式炭化水素不飽和化合物が含まれる。
【００２８】
さらに、複数の反応基（混合された官能性、すなわち不飽和炭化水素及びアルコール官能性）を有する化合物が架橋剤としても使用され、それはこれに限定されないが、エチレングリコールビニルエーテルH2C=CHOCH2OH(b.p.１４３℃)、エチレングリコールジビニルエーテルH2C=CHOCH2CH2OCH=CH2(b.p.１２５〜１２７℃)及び1,4-シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル(H2C=C(OH)-CH2)2-(CH2)6(b.p.１２６℃/１４mm)のようなC3-20エーテル並びに1-ビニルシクロヘキノール(b.p.７４℃/１９mm)のようなC5-12シクロアルカノールビニル化合物を含む。高分子量タイプの上記材料ガスは環状化合物と組み合わせて所望の架橋配位子を組み込むことができる。それらは線状のシロキサン鎖を架橋することができるが、他のタイプの材料ガスより高度に膜密度を減少させることもできるので、誘電率を犠牲にすることなく所望の硬度（例えば、機械的強度）の強化を達成することができる。
【００２９】
架橋ガスは単独で若しくは上記のあらゆる組み合わせで使用される。架橋ガスは材料ガスの化合物のオリゴマーを架橋するのに有効な流量で供給され、それによって基板上に形成される絶縁膜の機械的強度が増加する。架橋ガスの流量は例えば材料ガスのタイプに依存して、材料ガスの流量の２０〜５００％である。
【００３０】
実施例において、反応ガスは反応チャンバの上流で励起される。この実施例において、反応ガスはリアクタの上流部に配設された遠隔プラズマチャンバ内で励起される。材料ガス及び添加ガス（架橋ガス及び／または不活性ガス）は遠隔プラズマチャンバ内に導入される。この場合、反応空間は遠隔プラズマチャンバの内部、リアクタ内部、遠隔プラズマチャンバ及びリアクタを結合する配管の内部から構成される。遠隔プラズマチャンバの内部を使用するため、リアクタの内部空間はかなり縮小され、したがって上部電極と下部電極との間の距離が減少される。これによって、リアクタのサイズを小さくできるばかりか、基板表面全体にわたってプラズマを均一に制御することもできるようになる。あらゆる適当な遠隔プラズマチャンバ及びあらゆる適当な動作条件が本発明において使用される。例えば、使用可能な装置及び条件は、２０００年２月２４日に出願された米国特許出願第09/511,934号及び２００１年１月１８日に出願された米国特許出願第09/764,523号、並びに米国特許第5,788,778号及び第5,788,799号に開示されている。上記開示はここに参考文献として組み込まれる。
【００３１】
また、反応ガスの励起は添加ガスを励起すること及び励起された添加ガスと材料ガスを接触させることから成る。反応ガスの励起はリアクタ内部若しくはリアクタの上流で為される。上述したように、材料ガス及び添加ガスの両方は遠隔プラズマチャンバ内で励起される。変形的に、反応ガスの励起は、遠隔プラズマチャンバ内で添加ガスを励起し、遠隔プラズマチャンバの下流で材料ガスと混合させることによって為されてもよい。変形的に、反応ガスはリアクタの上流に設置された予熱されたチャンバ内で加熱されリアクタ内で励起されてもよく、膜はリアクタ内の基板上に蒸着される。材料ガス及び添加ガスは予熱チャンバ内に導入される。この場合、反応空間は予熱チャンバ内部、リアクタ内部、及び予熱チャンバ及びリアクタを接続する配管内部から構成される。予熱チャンバの内部を使用することにより、リアクタ内部が大いに縮小され、上部電極と下部電極との間の距離が減少する。これにより、リアクタのサイズが小さくなるばかりか、基板表面全体にわたってプラズマを均一に制御することもできる。本発明においてあらゆる適当な遠隔プラズマチャンバ及びあらゆる適当な動作条件が使用される。例えば、使用可能な装置及び条件は上記参考文献に開示されている。
【００３２】
さらに、反応ガスの励起は添加ガスを励起させること及び励起された添加ガスと材料ガスを接触させることから成る。この実施例において、添加ガスは遠隔プラズマチャンバ内で励起され、材料ガスは励起された添加ガスと材料ガスが接触するところの予熱チャンバ内で加熱され、その後反応ガスは膜を蒸着するためにリアクタ内に流れ込む。この場合、遠隔プラズマチャンバ内には添加ガスしか存在しないので、点火若しくは着火の失敗を引き起こす遠隔プラズマチャンバの表面上への不所望な粒子の付着は効果的に防止される。材料ガスは遠隔プラズマチャンバの下流において励起された添加ガスと混合される。
【００３３】
他の実施例において、膜蒸着のさらなる安定処理のために高及び／または低周波数放射用のパルス状プラズマを使用するような他のプラズマ条件が採用される。例えば、１０〜１００msecのサイクル及び１０〜９０％のデューティ（放射時間／（放射時間+非放射時間））が好適である。
【００３４】
本発明の他の態様において、基板上に形成されるシリコン系絶縁膜の機械的強度を増加させるための方法が与えられ、当該方法は、(a)C1-6アルカノール、C1-6エーテル、C1-6不飽和炭化水素、CO2及びN2から成る集合から選択される架橋ガスを、複数のアルコキシ基を有するシリコン系炭化水素化合物から成る材料ガス内で不活性ガスと混合する工程と、(b)基板が配置された反応チャンバ内に反応ガスとしての混合ガスを導入する工程と、(c)反応チャンバ内部にプラズマ反応空間を作成するようRF電力を印加する工程と、(d)反応ガスの流量及びRF電力の強度を制御する工程と、から成る。
【００３５】
本発明においてオリゴマーを形成するために、反応ガスの滞留時間は、ここに参考文献として組み込む米国特許第6,352,945号、第6,383,955号及び第6,432,846号に開示されるように制御される。
【００３６】
反応ガスの流量はRF電力の強度、反応用に選択された圧力並びに材料ガス及び架橋ガスの種類に基づいて決定される。反応圧力は通常１〜１０Torrの範囲であるが、安定なプラズマを維持するのに好適には３〜７Torrの範囲である。この反応圧力は反応ガスの滞留時間を長くするために比較的高い。反応ガスの総流量は生成膜の比誘電率を減少させるために重要である。一般に、滞留時間が長いほど、誘電率が低下する。膜を形成するのに必要な材料ガス流量は、所望の成長速度及び膜が形成される基板の面積に依存する。例えば、３００nm/分の成長速度で基板（半径r＝１００mm）上に膜を形成するためには、少なくとも５０sccmの材料ガス（１５０、２００、２５０sccmを含む好適には１００〜５００sccm）が反応ガス中に含まれることが期待される。
【００３７】
気相中の反応を調節するために、少量の不活性ガスを反応チャンバに付加するのが効果的である。ヘリウム(He)及びアルゴン(Ar)は不活性ガスであり、それぞれ異なる第１イオン化エネルギー、２４.５６eV及び１５.７６eVを有する。したがって、He若しくはArを単独で若しくは所定の量で組み合わせて両方を添加することにより、気相中の材料ガスの反応が制御される。付加的に若しくは変形的に、ネオン(Ne)が同じ目的で使用されてもよい。反応ガスの分子は気相中で重合反応を経て、オリゴマーが形成される。オリゴマーは１：１のO：Si比率を有するように所望される。しかし、オリゴマーが基板上に膜を形成する場合、オリゴマーはさらに重合反応を経て、より高い酸素比率を達成する。比率は基板上に形成される膜の誘電率及び他の特性に依存して変化する。上記及び反応効率を考慮して、反応ガス中のSi/O比率を調節するために酸素が供給される。
【００３８】
本発明はさらに図面を参照して詳細に説明される。図１は本発明の実施例に従う低誘電率を有する絶縁膜の形成方法に使用するプラズマCVD装置を略示したものである。プラズマCVD装置1は反応チャンバ6を含む。反応チャンバ6内部には半導体ウエハ4を載置するためのサセプタ3が設けられている。サセプタ3はヒータ2によって支持されている。該ヒータ2は半導体ウエハ4を所定の温度（例えば、３５０〜４５０℃）に維持する。サセプタ3はプラズマを生成するための一方の電極を兼ねており、反応チャンバ6を通じて接地11されている。反応チャンバ6の内側天井部にはサセプタ3と平行に対向して、シャワーヘッド9が設けられている。シャワーヘッド9は底面に多くの細孔を有している。そこから以下に説明する反応ガス（材料ガス、架橋ガス、不活性ガス及び他の添加ガスを含む）が半導体ウエハ4に向かって均一に噴出される。材料ガス、架橋ガス及び不活性ガスは異なるガスライン（図示せず）を使って別々に反応チャンバ内に供給される。シャワーヘッド9の中央部には反応ガス導入口5が設けられ、反応ガスはガスライン（図示せず）を通じてシャワーヘッド9に導入される。ガス導入口5は反応チャンバ6から電気的に絶縁されている。シャワーヘッド9はプラズマを生成するためのもう一方の電極を兼ねており、外部に設置された第1のRF電源7及び第2のRF電源8に接続されている。これによって、半導体ウエハ4の近傍にプラズマ反応場が生成される。反応チャンバ6の底部には排気口10が設けられ、外部の真空ポンプ（図示せず）と連結されている。
【００３９】
次に、本発明の実施例に従う低誘電率絶縁膜の形成方法について説明する。当該方法は、主材料ガス、副材料ガス（架橋ガス及び付加的に酸素供給ガス）及び添加ガス（不活性ガス）から成る反応ガスを反応ガス導入口5を通じてシャワーヘッド9に導入する工程を含む。主材料ガスは、複数のアルコキシ基を含有するシリコン系炭化水素であり、好適にはDM-DMOS（ジメチルジメトキシシラン）である。副材料ガスは、CO2、エチレングリコール、1,2プロパンジオール及びイソプロピルアルコール(IPA)のようなアルコール類、エチレンのような少なくとも１つの不飽和結合を含む炭化水素、N2、またはジエチルエーテルのようなエーテルである。Si/O比を制御する必要がある場合には副材料ガスとしてさらにO2、O3、NO、H2O若しくはN2Oを付加することもできる。添加ガスは、Ar、Ne及び／またはHeのような不活性ガスである。
【００４０】
膜の最初のインターフェース及び最終面において傾斜した及び／または異なる組成を有する材料を生成するために、傾斜した若しくは異なるガス流及び／またはガスの択一的な組み合わせを独立に使用することは有効である。
【００４１】
また、本発明の実施例に従う低誘電率絶縁膜の形成方法は、シャワーヘッド9に第１のRF電力及び第２のRF電力を重畳することによってRF電力を印加する工程若しくは第１のRF電力を単独で印加する工程を含む。第1のRF電源7の周波数は好適には２MHz若しくはそれ以上であり、第２のRF電源8の周波数は好適には２MHz若しくはそれ以下である。シャワーヘッド9にRF電力を印加することにより、半導体ウエハ4付近にプラズマ反応場が形成される。反応ガス導入口5を介して導入された反応ガスはプラズマ内で励起され、半導体ウエハ上に所望の絶縁膜が形成される。
【００４２】
本発明の実施例に従う方法によれば、副原料ガスとしてCO2、エチレングリコール、1,2プロパンジオール及びイソプロピルアルコール(IPA)のようなアルコール類、エチレンのような少なくとも１つの不飽和結合を含む炭化水素、N2、またはジエチルエーテルのようなエーテルを導入することで、直鎖状オリゴマーが架橋され、低誘電率を保ったまま膜の機械的強度を向上させることができる。また、第１のRF電力に第２のRF電力を重畳させることによって膜の機械的強度をさらに向上させることができる。
【００４３】
さらに、本発明の実施例に従う低誘電率絶縁膜の形成方法は、各材料ガスの流量及び第１及び第２RF電源の出力を最適化する工程を含む。出力の最適化は以下に示す実験によって行われた。ここで、第１のRF電源7の周波数は27.12MHz、第２のRF電源8の周波数は400kHzに固定されているが、これ以外の周波数を使用することも可能である。
【００４４】
実験において、各ガスの流量並びに第１及び第２RF電源の出力を最適化することで、DM-DMOS（ジメチル-ジメトキシシラン）が主材料ガスとして使用される場合に比誘電率が２.８若しくはそれ以下で膜硬度が２.５GPa若しくはそれ以上となる絶縁膜が形成され、DMOTMDS（1,3-ジメトキシテトラメチルジシロキサン）が主材料ガスとして使用される場合に誘電率が２.５若しくはそれ以下で膜硬度が１.０GPa若しくはそれ以上となる絶縁膜が形成される。
【００４５】
【実施例】
以下、本発明に従う低誘電率絶縁膜の形成方法の各ガスの流量及び各RF電源の出力を最適化する実験を行ったので説明する。
【００４６】
（実験１）
図１に示したプラズマCVD装置1を用いて、φ３００mmのシリコン基板上に絶縁膜を形成する実験を行った。
0003781730.tif 000002
図２は、上記実験条件にてO2の流量を０から２００sccmまで変化させた場合における誘電率及び膜硬度の関係を示したグラフである。グラフから上記実験条件においては、誘電率が２.８若しくはそれ以下で膜硬度が２.５GPa若しくはそれ以上となる絶縁膜を形成するための最適なO2流量は５０から１５０sccmであることがわかる。
【００４７】
（実験２）
図１に示したプラズマCVD装置1を用いて、φ３００mmのシリコン基板上に絶縁膜を形成する実験を行った。
0003781730.tif 000003
図３は、上記実験条件にてCO2の流量を０から１０００sccmまで変化させた場合における誘電率及び膜硬度の関係を示したグラフである。グラフから上記実験条件においては、誘電率が２.８若しくはそれ以下で膜硬度が２.５GPa若しくはそれ以上となる絶縁膜を形成するための最適なCO2流量は１００から９００sccmであることがわかる。
【００４８】
（実験３）
図１に示したプラズマCVD装置1を用いて、φ３００mmのシリコン基板上に絶縁膜を形成する実験を行った。
0003781730.tif 000004
図４は、上記実験条件にて第２RF電源の電力密度を０から０.５ W/cm2まで変化させた場合における誘電率及び膜硬度の関係を示したグラフである。グラフから上記実験条件においては、誘電率が２.８若しくはそれ以下で膜硬度が２.５GPa若しくはそれ以上となる絶縁膜を形成するための最適な第２RF電源の電力密度は０.０２５から０.４ W/cm2であることがわかる。
【００４９】
（実験４）
図１に示したプラズマCVD装置1を用いて、φ３００mmのシリコン基板上に絶縁膜を形成する実験を行った。
0003781730.tif 000005
図５は、上記実験条件にてエチレングリコールの流量を０から２００sccmまで変化させた場合における誘電率及び膜硬度の関係を示したグラフである。グラフから上記実験条件においては、誘電率が２.８若しくはそれ以下で膜硬度が２.５GPa若しくはそれ以上となる絶縁膜を形成するための最適なエチレングリコール流量は５０から１００sccmであることがわかる。
【００５０】
（実験５）
図１に示したプラズマCVD装置1を用いて、φ３００mmのシリコン基板上に絶縁膜を形成する実験を行った。
0003781730.tif 000006
図６は、上記実験条件にてエチレングリコールの流量を０から２００sccmまで変化させた場合における誘電率及び膜硬度の関係を示したグラフである。グラフから上記実験条件においては、誘電率が２.８若しくはそれ以下で膜硬度が２.５GPa若しくはそれ以上となる絶縁膜を形成するための最適なエチレングリコール流量は１００から１５０sccmであることがわかる。
【００５１】
（実験６）
図１に示したプラズマCVD装置1を用いて、φ３００mmのシリコン基板上に絶縁膜を形成する実験を行った。
0003781730.tif 000007
図７は、上記実験条件にて1,2プロパンジオールの流量を０から４００sccmまで変化させた場合における誘電率及び膜硬度の関係を示したグラフである。グラフから上記実験条件においては、誘電率が２.８若しくはそれ以下で膜硬度が２.５GPa若しくはそれ以上となる絶縁膜を形成するための最適な1,2プロパンジオール流量は５０から３００sccmであることがわかる。
【００５２】
（実験７）
図１に示したプラズマCVD装置1を用いて、φ３００mmのシリコン基板上に絶縁膜を形成する実験を行った。
0003781730.tif 000008
図８は、上記実験条件にて1,2プロパンジオールの流量を０から４００sccmまで変化させた場合における誘電率及び膜硬度の関係を示したグラフである。グラフから上記実験条件においては、誘電率が２.８若しくはそれ以下で膜硬度が２.５GPa若しくはそれ以上となる絶縁膜を形成するための最適な1,2プロパンジオール流量は２００から３００sccmであることがわかる。
【００５３】
（実験８）
図１に示したプラズマCVD装置1を用いて、φ３００mmのシリコン基板上に絶縁膜を形成する実験を行った。
0003781730.tif 000009
図９は、上記実験条件にてエチレンの流量を０から５００sccmまで変化させた場合における誘電率及び膜硬度の関係を示したグラフである。グラフから上記実験条件においては、誘電率が２.８若しくはそれ以下で膜硬度が２.５GPa若しくはそれ以上となる絶縁膜を形成するための最適なエチレン流量は５０から４５０sccmであることがわかる。
【００５４】
（実験９）
図１に示したプラズマCVD装置1を用いて、φ３００mmのシリコン基板上に絶縁膜を形成する実験を行った。
0003781730.tif 000010
図１０は、上記実験条件にてエチレンの流量を０から５００sccmまで変化させた場合における誘電率及び膜硬度の関係を示したグラフである。グラフから上記実験条件においては、誘電率が２.８若しくはそれ以下で膜硬度が２.５GPa若しくはそれ以上となる絶縁膜を形成するための最適なエチレン流量は３００から４５０sccmであることがわかる。
【００５５】
（実験１０）
図１に示したプラズマCVD装置1を用いて、φ３００mmのシリコン基板上に絶縁膜を形成する実験を行った。
0003781730.tif 000011
図１１は、上記実験条件にてN2の流量を０から５００sccmまで変化させた場合における誘電率及び膜硬度の関係を示したグラフである。グラフから上記実験条件においては、誘電率が２.８若しくはそれ以下で膜硬度が２.５GPa若しくはそれ以上となる絶縁膜を形成するための最適なN2流量は１００から４００sccmであることがわかる。
【００５６】
（実験１１）
図１に示したプラズマCVD装置1を用いて、φ３００mmのシリコン基板上に絶縁膜を形成する実験を行った。
0003781730.tif 000012
図１２は、上記実験条件にてN2の流量を０から５００sccmまで変化させた場合における誘電率及び膜硬度の関係を示したグラフである。グラフから上記実験条件においては、誘電率が２.８若しくはそれ以下で膜硬度が２.５GPa若しくはそれ以上となる絶縁膜を形成するための最適なN2流量は２００から４００sccmであることがわかる。
【００５７】
（実験１２）
図１に示したプラズマCVD装置1を用いて、φ３００mmのシリコン基板上に絶縁膜を形成する実験を行った。
0003781730.tif 000013
表１及び図１３は、上記実験条件にてイソプロピルアルコールの流量を０から５００sccmまで変化させた場合における誘電率及び膜硬度／弾性率の関係を示したグラフである。グラフから上記実験条件においては、誘電率が２.５若しくはそれ以下で膜硬度が１.０GPa若しくはそれ以上であってかつ弾性率が５.０GPa若しくはそれ以上となる絶縁膜を形成するための最適なイソプロピルアルコールの流量は５０から４５０sccmであることがわかる。
【表１】
0003781730.tif 000014
【００５８】
（実験１３）
図１に示したプラズマCVD装置1を用いて、φ３００mmのシリコン基板上に絶縁膜を形成する実験を行った。
0003781730.tif 000015
表２及び図１４は、上記実験条件にてイソプロピルアルコールの流量を０から５００sccmまで変化させた場合における誘電率及び膜硬度／弾性率の関係を示したグラフである。グラフから上記実験条件においては、誘電率が２.５若しくはそれ以下で膜硬度が１.０GPa若しくはそれ以上であってかつ弾性率が５.０GPa若しくはそれ以上となる絶縁膜を形成するための最適なイソプロピルアルコールの流量は５０から４５０sccmであることがわかる。
【表２】
0003781730.tif 000016
【００５９】
（実験１４）
図１に示したプラズマCVD装置1を用いて、φ３００mmのシリコン基板上に絶縁膜を形成する実験を行った。
0003781730.tif 000017
表３及び図１５は、上記実験条件にてジエチルエーテルの流量を０から５００sccmまで変化させた場合における誘電率及び膜硬度／弾性率の関係を示したグラフである。グラフから上記実験条件においては、誘電率が２.５若しくはそれ以下で膜硬度が１.０GPa若しくはそれ以上であってかつ弾性率が５.０GPa若しくはそれ以上となる絶縁膜を形成するための最適なジエチルエーテルの流量は５０から４００sccmであることがわかる。
【表３】
0003781730.tif 000018
【００６０】
（実験１５）
図１に示したプラズマCVD装置1を用いて、φ３００mmのシリコン基板上に絶縁膜を形成する実験を行った。
0003781730.tif 000019
表４及び図１６は、上記実験条件にてジエチルエーテルの流量を０から５００sccmまで変化させた場合における誘電率及び膜硬度／弾性率の関係を示したグラフである。グラフから上記実験条件においては、誘電率が２.５若しくはそれ以下で膜硬度が１.０GPa若しくはそれ以上であってかつ弾性率が５.０GPa若しくはそれ以上となる絶縁膜を形成するための最適なジエチルエーテルの流量は１００から４００sccmであることがわかる。
【表４】
0003781730.tif 000020
【００６１】
上記したように、本発明の実施例に従う低誘電率絶縁膜を形成する方法によれば、ガスの流量及びRF電源の電力密度を最適化することにより、誘電率が低くかつ機械的強度が高い絶縁膜を形成することができた。また、本発明の実施例に従う低誘電率膜を形成する方法によれば、装置コストを増大させることなく、低誘電率絶縁膜を容易に形成することができた。
【００６２】
発明はある実施例によって説明されてきたが、当業者に明らかである他の実施例もまた本発明の態様内にある。したがって、発明の態様は特許請求の範囲によってのみ定義されるべきものである。本発明はさまざまな実施例を含み、上記実施例に限定されるものではない。特に本発明は、これに限定されないが、以下の実施例を含み、上記実施例及び下記実施例のあらゆる組み合わせが容易に達成される。
【００６３】
1)プラズマCVD法により低誘電率絶縁膜を形成する方法であって、複数のアルコキシ基を有するシリコン系炭化水素、CO2、並びにAr及び／またはHeから成る反応ガスを反応チャンバ内に導入する工程と、該反応チャンバ内部にプラズマ反応場を生成するべく第１のRF電力及び第２のRF電力を重畳することによりRF電力を印加するか若しくは第１のRF電力のみを単独で印加する工程と、それぞれのガスの流量及び各RF電力の出力を最適化する工程と、から成る方法。
【００６４】
2)項目１に記載の方法であって、複数のアルコキシ基を有するシリコン系炭化水素はジメチル-ジメトキシシラン(DM-DMOS)である、ところの方法。
【００６５】
3)項目１に記載の方法であって、複数のアルコキシ基を有するシリコン系炭化水素は1,3-ジメトキシテトラメチルジシロキサン(DMOTMDS)である、ところ
の方法。
【００６６】
4)項目１から３のいずれかに記載の方法であって、反応ガスとしてさらにO2
若しくはN2Oが含まれる、ところの方法。
【００６７】
5)プラズマCVD法により低誘電率絶縁膜を形成する方法であって、複数のアルコキシ基を有するシリコン系炭化水素、アルコール並びにAr及び／またはHeから成る反応ガスを反応チャンバ内に導入する工程と、該反応チャンバ内部にプラズマ反応場を生成するべく第１のRF電力及び第２のRF電力を重畳することによりRF電力を印加するか若しくは第１のRF電力のみを単独で印加する工程と、それぞれのガスの流量及び各RF電力の出力を最適化する工程と、か
ら成る方法。
【００６８】
6)項目５に記載の方法であって、複数のアルコキシ基を有するシリコン系炭化水素はジメチル-ジメトキシシラン(DM-DMOS)である、ところの方法。
【００６９】
7)項目５に記載の方法であって、複数のアルコキシ基を有するシリコン系炭化水素は1,3-ジメトキシテトラメチルジシロキサン(DMOTMDS)である、ところの方法。
【００７０】
8)項目５に記載の方法であって、アルコールはエチレングリコールである、ところの方法。
【００７１】
9)項目５に記載の方法であって、アルコールは1,2-プロパンジオールである、ところの方法。
【００７２】
10)項目５に記載の方法であって、アルコールはイソプロピルアルコール(IPA    )である、ところの方法。
【００７３】
11)項目５から１０のいずれかに記載の方法であって、反応ガスとしてさらに    O2若しくはN2Oが含まれる、ところの方法。
【００７４】
12)プラズマCVD法により低誘電率絶縁膜を形成する方法であって、複数のア  ルコキシ基を有するシリコン系炭化水素、少なくとも一つの不飽和結合を含  む炭化水素並びにAr及び／またはHeから成る反応ガスを反応チャンバ内に導  入する工程と、該反応チャンバ内部にプラズマ反応場を生成するべく第１の    RF電力及び第２のRF電力を重畳することによりRF電力を印加するか若しくは  第１のRF電力のみを単独で印加する工程と、それぞれのガスの流量及び各RF  電力の出力を最適化する工程と、から成る方法。
【００７５】
13)項目１２に記載の方法であって、複数のアルコキシ基を有するシリコン系炭化水素はジメチル-ジメトキシシラン(DM-DMOS)である、ところの方法。
【００７６】
14)項目１２に記載の方法であって、複数のアルコキシ基を有するシリコン系炭化水素は1,3-ジメトキシテトラメチルジシロキサン(DMOTMDS)である、ところの方法。
【００７７】
15)項目１２に記載の方法であって、少なくとも一つの不飽和結合を含む炭化水素はエチレンである、ところの方法。
【００７８】
16)項目１２から１５のいずれかに記載の方法であって、反応ガスとしてさらにO2若しくはN2Oが含まれる、ところの方法。
【００７９】
17)プラズマCVD法により低誘電率絶縁膜を形成する方法であって、複数のア  ルコキシ基を有するシリコン系炭化水素、N2並びにAr及び／またはHeから    成る反応ガスを反応チャンバ内に導入する工程と、該反応チャンバ内部にプ    ラズマ反応場を生成するべく第１のRF電力及び第２のRF電力を重畳すること    によりRF電力を印加するか若しくは第１のRF電力のみを単独で印加する工程    と、それぞれのガスの流量及び各RF電力の出力を最適化する工程と、から成    る方法。
【００８０】
18)項目１７に記載の方法であって、複数のアルコキシ基を有するシリコン系炭化水素はジメチル-ジメトキシシラン(DM-DMOS)である、ところの方法。
【００８１】
19)項目１７に記載の方法であって、複数のアルコキシ基を有するシリコン系炭化水素は1,3-ジメトキシテトラメチルジシロキサン(DMOTMDS)である、ところの方法。
【００８２】
20)項目１７から１９のいずれかに記載の方法であって、反応ガスとしてさらにO2若しくはN2Oが含まれる、ところの方法。
【００８３】
21)プラズマCVD法により低誘電率絶縁膜を形成する方法であって、複数のア  ルコキシ基を有するシリコン系炭化水素、エーテル並びにAr及び／またはHe  から成る反応ガスを反応チャンバ内に導入する工程と、該反応チャンバ内部  にプラズマ反応場を生成するべく第１のRF電力及び第２のRF電力を重畳する  ことによりRF電力を印加するか若しくは第１のRF電力のみを単独で印加する  工程と、それぞれのガスの流量及び各RF電力の出力を最適化する工程と、か  ら成る方法。
【００８４】
22)項目２１に記載の方法であって、複数のアルコキシ基を有するシリコン系炭化水素はジメチル-ジメトキシシラン(DM-DMOS)である、ところの方法。
【００８５】
23)項目２１に記載の方法であって、複数のアルコキシ基を有するシリコン系炭化水素は1,3-ジメトキシテトラメチルジシロキサン(DMOTMDS)である、ところの方法。
【００８６】
24)項目２１に記載の方法であって、エーテルはジエチルエーテルである、ところの方法。
【００８７】
25)項目２１から２４のいずれかに記載の方法であって、反応ガスとしてさらにO2若しくはN2Oが含まれる、ところの方法。
【００８８】
本発明の思想から離れることなく多くの修正が可能であることは当業者の知るところである。したがって、本発明の形式は説明上のものであり、本発明の態様を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る絶縁膜の形成に使用するプラズマCVD装置の略示図である。
【図２】図２は、本発明の実施例においてO2流量を変化させた場合の誘電率及び硬度の関係を示したグラフである。
【図３】図３は、本発明の実施例においてCO2流量を変化させた場合の誘電率及び硬度の関係を示したグラフである。
【図４】図４は、本発明の実施例において低周波数RF電力の電力密度を変化させた場合の誘電率及び硬度の関係を示したグラフである。
【図５】図５は、本発明の実施例においてエチレングリコールの流量を変化させた場合の誘電率及び硬度の関係を示したグラフである。
【図６】図６は、本発明に係る低周波RF電力(LF電力)が存在しない実施例において、エチレングリコールの流量を変化させた場合の誘電率及び硬度の関係を示したグラフである。
【図７】図７は、本発明の実施例において、1,2-プロパンジオールの流量を変化させた場合の誘電率及び硬度の関係を示したグラフである。
【図８】図８は、本発明に係るLF電力が存在しない実施例において、1,2-プロパンジオールの流量を変化させた場合の誘電率及び硬度の関係を示したグラフである。
【図９】図９は、本発明の実施例において、エチレンの流量を変化させた場合の誘電率及び硬度の関係を示したグラフである。
【図１０】図１０は、本発明に係るLF電力が存在しない実施例において、エチレンの流量を変化させた場合の誘電率及び硬度の関係を示したグラフである。
【図１１】図１１は、本発明の実施例において、N2の流量を変化させた場合の誘電率及び硬度の関係を示したグラフである。
【図１２】図１２は、本発明に係るLF電力の存在しない実施例において、N2の流量を変化させた場合の誘電率及び硬度の関係を示したグラフである。
【図１３】図１３は、本発明の実施例において、イソプロピルアルコールの流量を変化させた場合の誘電率及び硬度／弾性係数の関係を示したグラフである。
【図１４】図１４は、本発明に係るLF電力の存在しない実施例において、イソプロピルアルコールの流量を変化させた場合の誘電率及び硬度／弾性係数の関係を示したグラフである。
【図１５】図１５は、本発明の実施例において、ジエチルエーテルの流量を変化させた場合の誘電率及び硬度／弾性係数の関係を示したグラフである。
【図１６】図１６は、本発明に係るLF電力の存在しない実施例において、ジエチルエーテルの流量を変化させた場合の誘電率及び硬度／弾性係数の関係を示したグラフである。
【符号の説明】
1      プラズマCVD装置
2      ヒータ
3      サセプタ
4      半導体ウエハ
5      材料ガス導入口
6      反応チャンバ
7      第１RF電源
8      第２RF電源
9      シャワーヘッド
10      排気口
11      接地
【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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【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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