成膜方法和成膜装置制造方法及图纸

将由分子内具有环状结构的化合物构成的处理气体导入至处理室（１２）内。另一方面，利用激发器（３４）激发氩等激发用气体，并导入至处理室（１２）内，激发处理气体。被激发的处理气体堆积在被处理基板（１９）上，形成在膜中具有环状结构的多孔质低介电常数膜。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于形成具有规定的介质特性的膜的成膜方法和成膜装置。
技术介绍
近来，以半导体装置的高速化和小型化要求为背景，希望半导体元件作成多层及线路作得很细。例如，对于0.15μm以下的设计规则来说，具有多层结构的线路的信号传播速度延迟，不能达到所希望的高速化。为了防止随着线路的微细化而造成延迟增大，使用电介质常数低的层间绝缘膜是有效的。从这样的观点出发，研究目前各种绝缘膜形成材料。其中，通过在膜中形成原子水平的空孔，实现比材料固有的介电常数低的介电常数的多孔质膜引人注目。作为形成多孔质低介电常数膜的方法，开发了以具有环状结构的原料作为出发物质、形成绝缘膜的方法。环状结构由于其内部本质上有空孔，可以在维持环状结构的状态下，通过使多个原料分子结合，形成多孔质膜。这种方法例如在A.Grill等人在Mat.Res.Soc.Symp.Proc.Vol.565(107)1999年发表的文章中作了说明。在这种方法中，具有环状结构的原料，例如利用热灯丝或作为平行平板型的等离子体，直接被激发，进行膜的形成反应。例如，在使用环状硅氧烷分子作原料的情况下，通过使构成环状部分的硅原子的侧链部分活性化，例如，通过使甲基的碳-氢键分离，而互相结合。由于甲基的碳-氢键比硅-碳或硅-氧键的分解能低。因此，在环状结构分解时优先分解。这样，在维持环状结构的状态下，可形成膜。但是，如上所述，在作为平行平板型的等离子体直接激发的情况下，赋予原料的激发能比较大。由于这样，在原料激发时，不仅是所希望的活性部分，而且必要的环状结构容易被破坏，因此，使形成的膜中的环状结构减少。环状结构越少，则膜的空孔度越低，得不到所希望的低的介电常数。这样，在目前的直接激发具有环状结构的出发原料而形成膜的方法中，激发时环状结构容易丧失，因此，难以得到所希望的低的介电常数，这是一个问题。
技术实现思路
考虑到上述的问题，本专利技术的目的是要提供一种可以形成介电常数低的绝缘膜的成膜方法和成膜装置。为了达到上述目的，本专利技术的第一个观点的成膜方法的特征在于，其包括将被处理基板配置在处理室内的工序；将包含具有环状结构的物质的处理气体、导入上述处理室内的处理气体导入工序；和将用于激发上述处理气体用的激发用气体以激发状态导入至上述处理室内的激发用气体导入工序。可以在上述激发用气体导入工序中，导入上述激发用气体的等离子体。还可以具有在上述被处理基板上施加偏压的工序。为了达到上述目的，本专利技术的第二个观点的成膜装置的特征在于，其包括在内部配置被处理基板的处理室；将包含具有环状结构的物质的处理气体、导入上述处理室内的处理气体导入部；和将用于激发上述处理气体的激发用气体以激发状态导入至上述处理室内的激发用气体导入部。还可以具有设置于上述处理室的外部并生成上述激发用气体的等离子体的等离子体生成部。还可以具有用于在上述被处理基板上施加偏压的电压施加部。上述处理气体，可以由含有至少是环状硅氧烷结构、环状硅氨烷结构或有机环状结构中的任何一种的物质构成，作为环状结构。上述激发用气体可以含有氩、氖、氙、氢、氮、氧和甲烷中至少任一种。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式的成膜装置的结构的图。具体实施例方式以下，参照附图来说明本专利技术实施方式的成膜方法和制造装置。在本实施方式中，以采用由环状硅化合物构成的出发物质、在半导体基板等被处理基板上形成多孔质硅绝缘膜的情况作为例子来说明。图1表示本实施方式的成膜装置11的结构。如图1所示，本实施方式的成膜装置11具有处理室12、排气部13、处理气体供给部14、激发气体供给部15和系统控制器100。处理室12形成为大致圆筒形，其内部表面由经过氧化铝膜处理的铝等构成。在处理室12的大致中央，从底部立起一个大致为圆筒形的载物台16。在载物台16的上部配置静电夹具17。静电夹具17的结构是，用氧化铝等介电体17b覆盖钨等的电极板17a。介电体17b内部的电极板17a与直流电源18连接，施加规定电压的直流电压。被处理基板19放置在静电夹具17上。根据施加在电极板17a上的电压，在介电体17b的表面上产生电荷，另一方面，在介电体17b上的被处理基板19的背面，产生与上述电荷性相反的电荷。由此，在介电体17b和被处理基板19之间形成静电力(库仑力)，被处理基板19被吸附保持在介电体17b上。电极板17a还与高频电源20连接，施加规定频率(例如2MHz)的高频电压。在电极板17a上施加规定的偏压例如-300V～-20V左右的电压。在此，偏压是为了将处理活性种有效地吸附在被处理基板19上而施加的。在载物台16的内部，埋入由电阻体等构成的加热器21。加热器21，接受从未图示的加热器电源供给的电力，将载物台16上的被处理基板19加热至规定温度。加热温度设定为可抑制在被处理基板19的表面和所形成的膜的界面附近产生的热应力、可促进在基板表面产生的膜形成的必要的温度。例如，加热温度可设定在从室温至400℃的温度范围内。根据所使用的材料、膜厚等，温度可进行适当地改变。此时，当加热温度太高时，膜中的环状结构分解，当加热温度过低时，由于热应力的原因，会在形成于半导体基板的表面附近的膜中产生裂纹等。排气部13具有真空泵22，将处理室12内减压至规定的真空度。真空泵22通过流量调节阀24，与设置在处理室12底部的排气口23连接。流量调节阀24由APC等构成，利用其开度调节处理室12内的压力。真空泵22例如可根据所希望的压力范围从回转泵、油扩散泵、涡轮分子泵、分子阻力泵等中选择任何一种，或者将它们组合构成。另外，真空泵22与除害装置25连接，将排出的气体中的有害物质进行无害化处理后排出。在处理室12的顶部设置贯通顶部的处理气体供给口26。处理气体供给口26与后述的处理气体供给部14连接，处理气体通过处理气体供给口26供给至处理室12内。处理气体供给口26与设置在处理室12的顶部的喷头27连接。喷头27具有中空部27a和多个气体孔27b。中空部27a设置在喷头27的内部，接受从处理气体供给口26供给的处理气体。气体孔27b与中空部27a连通，设置成朝向载物台16。从处理气体供给口26供给的处理气体，在中空部27a中扩散，从多个气体孔27b向着被处理基板19喷出。处理气体供给部14具有原料供给源28、供给控制部29和气化室30。原料供给源28供给由具有环状结构的硅化合物构成的出发原料。作为可以使用的硅化合物，例如可举出硅氧烷化合物、硅氨烷化合物和在硅烷中结合有机环基构成的硅烷化合物等。环状硅氧烷化合物是构成硅氧烷骨架的硅具有甲基或乙烯基作为侧链的化合物。作为环状硅氧烷化合物来说，可举出六乙基环三硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、八苯基环四硅氧烷、四乙基环四硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、1，3，5-三甲基-1，3，5-三乙烯基环三硅氧烷，1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷、1，3，5，7-四乙烯基-1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷。环状硅氨烷化合物是构成硅氨烷骨架的硅具有甲基或乙烯基作为侧链的化合物。作为环状硅氨烷化合物来说，可举出1，1，3，3，5，5-六甲基环三硅氨烷、1，2，3，4，5，6-六甲基环三硅氨烷、八甲基环四硅氨烷、1，3，5，7-四乙基-2，4，6，8-四甲基环四硅氨烷、1，3，5，7-四乙烯基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成膜方法，其特征在于：包括：将被处理基板（１９）配置在处理室（１１）内的工序；将包含具有环状结构的物质的处理气体导入至所述处理室（１１）内的处理气体导入工序；和将用于激发所述处理气体的激发用气体以激发状态导入至所 述处理室（１１）内的激发用气体导入工序。

【技术特征摘要】
JP 2001-8-30 261443/20011.一种成膜方法，其特征在于包括将被处理基板(19)配置在处理室(11)内的工序；将包含具有环状结构的物质的处理气体导入至所述处理室(11)内的处理气体导入工序；和将用于激发所述处理气体的激发用气体以激发状态导入至所述处理室(11)内的激发用气体导入工序。2.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于在所述激发用气体导入工序中，导入所述激发用气体的等离子体。3.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于还包括在所述被处理基板(19)上施加偏压的工序。4.如权利要求2所述的成膜方法，其特征在于还包括在所述被处理基板(19)上施加偏压的工序。5.一种成膜装置，其特征在于包括在内部配置被处理基板(19)的处理室(11)；将包含具有环状结构的物质的处理气体导入至所述处理室(11)内的处理气体导入部(26)；和将用于激发所述处理气体的激发用气体以激发状态导入至所述处理室(11)内的激发用气体导入部(32)。6.如权利要求5所述的成膜装置，其特征在于还包括设置在所述处理室(11)的外部并生成所述激发用气体的等离子体的等离子体生成部(34)。7.如权利要求5所述的成膜装置，其特征在于还包括用于在所述被处理基板(19)上施加偏压的电压施加部(20...

【专利技术属性】
技术研发人员：三好秀典，杉浦正仁，柏木勇作，香川惠永，太田与洋，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]