本发明专利技术的低介电常数层间绝缘膜，通过等离子体CVD法形成，至少含有碳和硅，碳相对于硅的比率为2.5以上，且相对介电常数为3.8以下。此外，本发明专利技术的低介电常数层间绝缘膜的成膜方法，具有通过等离子体CVD法使至少含有碳和硅的绝缘膜材料成膜的工序，作为所述绝缘膜材料不使用烃，在形成的低介电常数层间绝缘膜中，碳相对于硅的比率为2.5以上，且相对介电常数为3.8以下。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及。本申请基于2010年3月I日在日本申请的日本特愿2010-044263号主张优先权，在此引用其内容。
技术介绍
近年来，随着半导体装置的高集成化，配线层被微细化，然而被指出了若使用微细的配线层，则配线层中的信号延迟的影响增大，妨碍信号传递速度的高速化的问题。该信号延迟与配线层的电阻和配线层间容量成比例，因此为了实现高速化，要求配线层的低电阻化以及配线层间容量的降低。 因此，最近作为构成配线层的材料，替代现有的铝而使用电阻率低的铜，而且为了降低配线层间容量，使用相对介电常数低的层间绝缘膜。例如，虽然SiO2膜具有4. I的相对介电常数、SiOF膜具有3. 7的相对介电常数，但是逐渐使用相对介电常数更低的SiOCH膜或有机膜。然而，由于SiOCH膜或有机膜形成有大量的空孔或空隙，因此配线铜容易扩散到绝缘膜内，该铜的扩散成为绝缘破坏的主要原因，导致配线的可靠性降低。因此，为了防止铜的扩散，多在铜配线的周边形成具有扩散阻挡性的、空孔或空隙少的绝缘膜(以下成为阻挡膜)。对于该阻挡膜，也要求在不会增加空孔或空隙、保持扩散阻挡性的状态下实现低介电常数化(参照专利文献I、专利文献2)。此外，在形成多层配线结构的过程中，对于SiOCH膜或有机膜、阻挡膜等绝缘膜实施被称为蚀刻工序、洗涤工序、抛光工序的处理。因此，在这些处理上，要求绝缘膜之间以及金属-绝缘膜间不会剥离程度的密合性。此外，众所周知密合性主要起因于绝缘膜的机械强度(参照非专利文献I、非专利文献2)。此外，为了防止绝缘膜损伤，要求包括密合性在内提高机械强度(参照专利文献3)。然而，被指出了若在绝缘膜中形成空孔或空隙，则机械强度降低的问题。专利文献I :日本特开2006-294671号公报专利文献2 :日本特开2009-176898号公报专利文献3 :国际公开第06-075578号公报非专利文献I Proceedings of ADMETA2008、2008 年、pp34_35非专利文献2 Conference Proceedings AMC XXIV 2009Material ReserchSocietyλpp381_386但是，SiOCH膜等低介电常数层间绝缘膜通过设置大量空孔或空隙而达成低介电常数化。然而，在现有的低介电常数层间绝缘膜中，由于空孔或空隙多，存在气体及金属的阻挡性差的问题。此外，在现有的低介电常数层间绝缘膜中，存在内聚能弱、与其它组成的膜的密合性差的问题。若阻挡性或密合性差，则成为绝缘膜破裂、电迁移、应力迁移等的原因，使配线的可靠性降低。在这种背景下，虽然期望兼具低介电常数化以及抑制绝缘膜破裂、电迁移或应力迁移这样的性能的层间绝缘膜，然而实际上难以兼具，不能提供有效适当的层间绝缘膜。
技术实现思路
为了解决上述课题，本专利技术的第一方案为低介电常数层间绝缘膜，通过等离子体CVD法形成，至少含有碳和硅，碳相对于硅的比率为2. 5以上，且相对介电常数为3. 8以下。在本专利技术中，碳相对于硅的比率优选为3. O以上。在本专利技术中，相对介电常数优选为3. 5以下。 在本专利技术中，优选防止金属、水分和氧中的至少一种物质的扩散。本专利技术的低介电常数层间绝缘膜优选由硅、碳、氢构成(made of)。本专利技术的第二方案为低介电常数层间绝缘膜的成膜方法，具有通过等离子体CVD法使至少含有碳和硅的绝缘膜材料成膜的工序，作为所述绝缘膜材料不使用烃，在形成的低介电常数层间绝缘膜中，碳相对于硅的比率为2. 5以上，且相对介电常数为3. 8以下。在本专利技术中，作为绝缘膜材料，优选为异丁基三甲基硅烷、二异丁基二甲基硅烷或5-硅杂螺壬烷。根据本专利技术，在低介电常数层间绝缘膜中，可以同时满足低介电常数化和阻挡性及密合性的提高，抑制绝缘破坏、电迁移或应力迁移，而且可以提高可靠性。附图说明图I为表示本专利技术的实施方式中使用的成膜装置的一例的结构简图。图2为表示相对介电常数、碳相对于硅的比率(C/Si比)与阻挡性的关系的图。具体实施例方式以下，对适用本专利技术的一实施方式的低介电常数层间绝缘膜进行具体说明。本实施方式的低介电常数层间绝缘膜通过等离子体CVD法形成，以在基板上形成多层配线结构等时防止金属、水分和氧中的至少一种物质的扩散为目的而形成的膜。例如，作为使用铜作为配线层时的铜扩散阻挡膜来使用。低介电常数层间绝缘膜为至少含有碳和硅的膜，具体地说，可以举出SiCH膜、SiOCH膜或SICN膜等。在低介电常数层间绝缘膜中，碳相对于硅的比率(元素组成比)为2. 5以上，更优选为3. O以上。碳相对于硅的比率的上限值优选为4. 5，更优选为4. O。此外，低介电常数层间绝缘膜优选由硅、碳、氧、氮和氢构成，更优选由硅、碳和氢构成。在低介电常数层间绝缘膜中，相对介电常数为3. 8以下，更优选为3. 5以下。相对介电常数的下限值优选为2. 5，更优选为3. O。接着，对本实施方式的低介电常数层间绝缘膜的成膜方法进行说明。本实施方式的成膜方法为通过等离子体CVD法使绝缘膜材料成膜的方法，作为绝缘膜材料，若形成的低介电常数层间绝缘膜满足碳相对于硅的比率为2. 5以上且相对介电常数为3. 8以上则可以使用任意材料，例如可以使用下述材料。1-1- 一乙稀基_1-娃杂环戊焼、1_1_ 一稀丙基_1_娃杂环戊焼、1_1_ 一乙块基_1_娃杂环丁焼、1_1_ 一乙稀基_1_娃杂环丁焼、1_1_ 一 _1_丙块基_1_娃杂环丁焼、1_1_ 一 ~2~丙块基_1_娃杂环丁焼、1-1_ 一丙稀基_1_娃杂环丁焼、1_1_ 一稀丙基_1_娃杂环丁焼、1_1_ 二丙基_1_娃杂环丁焼、1_1_ 二异丙基_1_娃杂环丁焼、1_1_ 二 _1_ 丁块基-I-硅杂环丁烷、1-1- 二 -2- 丁炔基-I-硅杂环丁烷、1-1- 二 -3- 丁炔基-I-硅杂环丁焼、I-I- 一 _1_ 丁稀基_1_娃杂环丁焼、I-I- 一 ~2~ 丁稀基-I-娃杂环丁焼、1-1- 一 -3- 丁烯基-I-硅杂环丁烷、1-1-二环丁基-I-硅杂环丁烷、1-1-二丁基-I-硅杂环丁烷、1-1-二-仲丁基-I-硅杂环丁烷、1-1-二-叔丁基-I-硅杂环丁烷、1-1-二-I-戊炔基-I-硅杂环丁烷、1-1- 二 -2-戊炔基-I-硅杂环丁烷、1-1- 二 -3-戊炔基-I-硅杂环丁焼、I-I- 二 _1_戊稀基_1_娃杂环丁焼、1-1- 二 -2-戊稀基-I-娃杂环丁焼、1-1- 二 -3-戊烯基-I-硅杂环丁烷、1-1- 二 -4-戊烯基-I-硅杂环丁烷、1-1- 二环戊基-I-硅杂环丁烷、1-1- 二戊基-I-硅杂环丁烷、1-1- 二 -叔戊基-I-硅杂环丁烷、1-1- 二乙炔基-I-硅杂环 戊焼、1-1- 二乙稀基-I-娃杂环戊焼、1-1-二-I-丙块基-I-娃杂环戊焼、1-1- 二 _2_丙块基-I-娃杂环戊焼、1-1- 二丙稀基_1_娃杂环戊焼、1-1- 二稀丙基_1_娃杂环戊焼、1-1- 二丙基-I-娃杂环戊焼、1-1- 二异丙基-I-娃杂环戊焼、1-1-二-I-丁块基_i-娃杂环戊焼、1-1-二 -2- 丁炔基-I-硅杂环戊烷、1-1- 二 -3- 丁炔基-I-硅杂环戊烷、1-1- 二 -I- 丁烯基-I-娃杂环戊焼、1_1_ 二 _2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：清水秀治，永野修次，大桥芳，加田武史，菅原久胜，
申请(专利权)人：大阳日酸株式会社，三化研究所股份有限公司，
类型：
国别省市：
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