专利名称：低介电常数绝缘膜的制造技术
方法
技术领域：
本发明涉及可以用于半导体装置的低介电常数绝缘膜，特别涉及通过等离子体处理绝缘膜降低介电常数的技术。
背景技术：
随着半导体集成电路的高度集成化，由作为金属配线之间的寄生电容的配线间电容增加引起的配线延缓时间的增大，妨碍半导体集成电路的高性能化。配线延缓时间与金属配线的电阻和配线容量的乘积成比例。在降低配线延缓时间中，为减小金属配线的电阻，可以使用导电率高的铜(Cu)取代现有的铝(Al)。
另一方面，为减小配线电容，可以考虑减小金属配线之间形成的层间绝缘膜的介电常数(k)。取代现有的用于减小介电常数的二氧化硅(SiO2)，可以使用将绝缘膜制成多孔质，或形成空气间隙的方法。
形成多孔质膜有各种方法，在日本专利特开2000-216153号公报(段落编号0013、参照图2)中，记载有通过等离子体化学蒸镀法(CVDChemical Vapor Deposition)形成介电常数为2以下的多孔质膜。即，在该方法中，通过烃氧基硅(silicon alcoxides)与有机化合物的混合气体作为反应气体的等离子体CVD法，在基板上堆积有机无机复合膜，对有机无机复合膜使用平行平板等离子体装置，产生由含有还原性气体的气体构成的等离子体，进行等离子体处理，或在含有还原气体的气氛中对有机无机复合膜进行热处理，形成由有机无机复合膜构成的多孔质膜。
但是，该方法不改变层间绝缘膜的结构，通过等离子体处理或热处理几乎不使有机无机复合膜的有机成分挥发，作为Si-H，有机成分挥发的轨迹上只不过形成多个细孔。因此，处理后的膜成为多孔质，由此膜收缩、膜厚减少，同时膜硬度变高、膜的粘合性降低。
发明内容
本发明的主要目的在于提供不使膜厚减少、降低绝缘膜的介电常数的方法，或维持在加工时能够维持的图案的膜硬度，并提高膜的粘合性，同时降低绝缘膜的介电常数的方法。
本发明的另一个目的在于提供至少表面具有高硬度的低介电常数绝缘膜的半导体装置。
本发明的再一个目的在于提供可以实施上述方法的处理装置(低介电常数绝缘膜形成装置)。
本发明的再一个目的在于提供通过控制处理装置的计算机进行的处理装置上的存储实施上述方法的软件的存储介质。
本发明提供一种形成低介电常数绝缘膜的方法，具备将通过化学蒸镀法形成的含有Si、O和CH的绝缘膜的基板配置在反应容器内的工序；向上述反应容器内供给含有氢原子的加工气体的同时，通过向上述反应容器内供给微波，在上述反应容器内产生含有氢游离基的等离子体的工序；和通过上述等离子体含有的氢游离基改变上述基板上堆积的绝缘膜的结构，降低上述绝缘膜的介电常数的工序。
在一个实施方式中，降低上述绝缘膜的介电常数的工序包括通过上述等离子体含有的氢游离基使上述基板上堆积的绝缘膜膨胀的工序。
在一个实施方式中，降低上述绝缘膜的介电常数的工序包括将构成上述绝缘膜的原子间距离短的分子间结合置换为原子间距离长的分子间结合。
在一个实施方式中，降低上述绝缘膜的介电常数的工序包括使构成上述绝缘膜的分子间结合包含的某分子飞散并使其成为梯型分子结构。
在一个实施方式中，降低上述绝缘膜的介电常数的工序包括切断构成上述绝缘膜的某分子中的羟基键和其它分子的甲基键，使切断的羟基的H成分与甲基结合并作为甲烷成分使其飞散，残留上述羟基的O成分。
在一个实施方式中，降低上述绝缘膜的介电常数的工序包括增加偶极矩小的构成分子的工序。
在一个实施方式中，增加上述偶极矩小的构成分子的工序包括增加Si-H并减少Si-CH3。
在一个实施方式中，增加上述偶极矩小的构成分子的工序包括将Si-CH3的CH3置换为H。
在一个实施方式中，在产生等离子体的工序中，经过在导体圆板上设置多个槽构成的径向槽天线向上述反应容器内导入上述微波，由此在上述反应容器内形成实际上均匀的电场。
本发明还提供一种形成低介电常数绝缘膜的方法，具备在100℃以下的成膜加工温度中，将通过化学蒸镀法形成的含有Si、O和CHx的绝缘膜的基板配置在反应容器内的工序；向上述反应容器内供给含有氢原子的加工气体的同时，通过向上述反应容器内供给电磁波，在上述反应容器内产生含有氢游离基的等离子体的工序；和通过上述等离子体含有的氢游离基改变上述基板上堆积的绝缘膜的结构，降低上述绝缘膜的介电常数的工序。
本发明还提供一种形成低介电常数绝缘膜的方法，具备将通过化学蒸镀法形成的含有Si、O和CH的绝缘膜的基板配置在反应容器内的工序；向上述反应容器内仅供给氢气和氩气的同时，通过向上述反应容器内供给电磁波，在上述反应容器内产生含有氢游离基的等离子体的工序；和通过上述等离子体含有的氢游离基改变上述基板上堆积的绝缘膜的结构，降低上述绝缘膜的介电常数的工序。
本发明还提供一种等离子体处理装置，具备反应容器；配置在上述反应容器内、载置基板的载置台；加热上述载置台上载置的基板的加热器；向上述反应容器内供给微波的微波供给机构；向上述反应容器内供给含有氢成分的气体的气体供给机构；调节上述反应容器内压力的排气机构；和控制装置，在上述载置台上载置有形成含有Si、O和CH的绝缘膜的基板时控制上述加热器、上述微波供给机构、上述气体供给机构和上述排气机构，在能够降低上述基板上形成的绝缘膜的介电常数的规定加工条件下，在上述反应容器内产生含有氢游离基的等离子体。
此外，本发明提供一种存储介质，存储通过等离子体处理装置的控制计算机能够运行的软件，通过运行上述软件，上述控制计算机控制上述等离子体处理装置，实行降低通过化学蒸镀法形成的含有Si、O和CH的绝缘膜的介电常数的等离子体处理方法，其中，上述等离子体处理方法具备向上述等离子体处理装置的反应容器内供给含有氢原子的加工气体的同时，通过向上述反应容器内导入微波并供给电磁波，在上述反应容器内产生含有氢游离基的等离子体的工序；和通过上述等离子体含有的氢游离基改变上述基板上堆积的绝缘膜的结构，降低上述绝缘膜的介电常数的工序。
图1是用于形成本发明的绝缘膜所使用的等离子体基板处理装置的截面图。
图2是图1所示的槽板(天线)的一部分切面斜视图。
图3是表示形成本发明的一个实施方式的绝缘膜的处理过程的截面图。
图4是表示等离子体处理前和等离子体处理后的CVD膜的分子结构的示意图。
图5是表示使用干涉分光器测定等离子体处理前和等离子体处理后的绝缘膜的红外吸收光谱特性的示意图。
图6是表示形成本发明的一个实施方式的的低介电常数绝缘膜的处理过程的绝缘膜的截面图。
图7是表示使用干涉分光器测定等离子体处理过的CVD膜的红外吸收光谱特性的示意图。
图8以图表表示等离子体处理条件。
图9是表示以本发明的低介电常数绝缘膜形成方法形成前与形成后的CVD膜的介电常数和弹性率的关系的示意图。
符号的说明1基板；2CVD膜；3等离子体处理过的CVD膜；10等离子体基板处理装置；11处理容器；11A、11B排气孔；12基板保持台；13、15电介质板；14槽板；16冷却盘；16a冷媒路线；18同轴导波管；22气体喷嘴；24冷媒流动路线；141圆形导体板；142槽；W半导体晶片
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施方式。
图1是表示用于形成本发明的绝缘膜所使用的等离子体基板处理装置的截面图。图2是图1所示的槽板(天线)的部分切面斜视图。
等离子体基板处理装置10包含设置有保持作为被处理基板的硅晶片W的基板保持台12的处理容器11。处理容器11内的气体从排气孔11A和11B，经过未图示的排气泵排气。此外，基板保持台12具有加热硅基板W的加热器功能。
在处理容器11的装置上方(上侧)，对应于基板保持台12上的硅晶片W设置有开口部。该开口部被由石英或氧化铝构成的电介质板13堵塞。电介质板13的上部(外侧)配置有如图2所示的作为平面天线起作用的槽板14。槽板14含有例如平坦的薄铜板构成的圆形导体板141，在圆形导体板141上形成有多个槽142。经过这些槽142和电介质板13，向处理容器11内供给均匀的电磁波，在处理容器11内形成低电子温度(Te为2eV以下)的高密度(1011～1013/cm3)的等离子体。
在槽板14的上部(外侧)配置有由石英、氧化铝、氮化铝等构成的电介质板15。该电介质板15是被称为迟波板或波长缩短板，通过降低微波的传播速度缩短波长，提高从槽板14发射的微波的传播效率。在电介质板15的上部(外侧)配置有冷却板16。在冷却板16的内部，设置有冷媒流动的冷媒通路16a。此外，在处理容器11的上端中央，设置有导入微波的同轴导波管18，在处理容器11的内壁，设置有用于导入气体的气体喷嘴22。同样，在处理容器11的内壁外侧，包围全部容器地形成冷媒通路24。
等离子体基板处理装置10具有用于膜处理必须实施的多个工序的多个功能要素。在多数的功能要素包含在气体喷嘴22提供氩、氢等处理气体的处理气体供给装置30(包括气源、质量流量控制器、阀、供气管等)；对处理容器11内的气氛进行排气的排气装置32(包括真空泵、排气阀、排气管等)；向同轴导波管18供给微波的微波供给装置34(包括微波发生器、微调电路、转换器等)和将电力供给到基板保持台12内藏的未图示的加热器的加热器电源装置36。各功能要素在自动控制等离子体基板处理装置10整个工作的控制计算机40中，经过信号线42连接。为简化图面，信号线42只描出上述功能要素30、32、34、36相关的部分。
控制计算机40具有中央运算装置(CPU)42、支持CPU的电路44和储存控制软件的存储介质46。通过运行控制软件，控制计算机40控制等离子体基板处理装置10的各功能要素，实现规定的加工接收器定义的各种加工条件(气体流量、加工压力、加工温度、微波输出等)。
存储介质46可以是固定地设置在控制计算机40上，或者在控制计算机40设置的读取装置上装卸自由地安装并可由该读取装置读取。在最典型的实施方式中，存储介质46是等离子体基板处理装置10的生产者的服务人员安装控制软件的硬盘驱动器。在其它的实施方式中，存储介质46是写入控制软件的CD-ROM或DVD-ROM那样的可拆盘(removable disk)，这样的可拆盘可以由设置在控制计算机40中的光学读取装置读取。存储介质46也可以是RAM(random access memory)或ROM(read only memory)的任意形式，此外，存储介质46也可以是盒式的ROM之类的物品。总之，可以将计算机技术领域中已知的任意物品作为存储介质46使用。其中，在配置有多个等离子体基板处理装置10的工厂中，也可以将各等离子体基板处理装置10的控制计算机40在集中控制管理计算机中储存控制软件。此时，各等离子体基板处理装置10经过通信电线，通过管理计算机操作，实行确定的加工。
接着，说明使用上述的等离子体基板处理装置10降低绝缘膜的介电常数的方法。
图3是表示形成本发明的一个实施方式的绝缘膜的处理过程的截面图，特别是(a)、(b)表示处理前、(c)表示处理后。图4是表示处理前的CVD膜和使用等离子体基板处理装置10进行等离子体处理后的CVD膜的分子结构的示意图，(a)、(b)表示处理前、(c)表示处理后。
首先，准备图3(a)所示的基板1，通过图3(b)所示的CVD装置在基板1上形成CVD膜2。该CVD膜2是通过在加工温度为100℃以下，例如室温的低温成膜加工形成的低介电常数(k＝2.5～4)的绝缘膜，含有比较多的水分。这样的CVD膜2可以使用例如平行平板等离子体处理装置，在以下的加工条件下成膜。
加工温度室温加工压力100PaRF频率27.12MHzRF输出250W电极间隙25mm三甲基硅烷蒸气流量100sccmO2气流量100sccmN2气流量300sccmAr气流量300sccm成膜的CVD膜2的某分子具有如图4(a)所示的在O-Si-O键的Si上的两个甲基(CH3、CHx)结合的分子结构。此外，CVD膜2的其它分子具有如图4(b)所示的在O-Si-O键的Si上羟基(OH)结合的分子结构。
形成该CVD膜2的基板1通过未图示的搬运装置搬运到图1所示的等离子体基板处理装置10的处理空间S内。接着，在等离子体基板处理装置10的压力被设定为例如0.05～5Torr的处理空间S内，将以例如1000/100～100/1000设定氩/氢之比的混合气体导入的同时，在同轴导波管7上以2.0kW的功率施加2.45GHz的微波。由此，在处理空间S内产生具有氢游离基的低电子温度的高密度等离子体。高密度等离子体处理的处理温度例如是室温～450℃，在0.5～5分钟的时间内在CVD膜2上照射高密度等离子体。因为对绝缘膜的离子损坏小，所以通过利用低电子温度的等离子体，可以得到品质优良的低介电常数绝缘膜。
通过具有该产生的氢游离基的高密度等离子体切断图4(a)所示的某分子的Si-CHx键的同时，切断图4(b)所示地其它分子的Si-OH键。被切断的CHx(甲基)和OH(羟基)的H成分结合成为甲烷(CH4)飞散，残留如图4(c)所示的CH3-Si-O的结合。此时，Si-O的原子间距离变大，使CVD膜2中的空间膨胀。此外，通过CVD膜2中的分子结合的某分子飞散，由于形成梯型分子结构(梯子结构)，所以在分子间形成空间。
这样，通过使CVD膜2整体膨胀，由于在膜内部形成空间，所以如图3(c)所示，可以得到介电常数k为2.2～2.3的低的CVD膜3。该CVD膜3的上层部分越往表面分子结构变得越密而硬，下层部分变粗。
为使Si-O的原子间距离变大，优选氢游离基多，因为氢游离基一产生就容易立刻消失，所以，图1所示的晶片W与石英板13之间的间隙被设定为例如30mm～134mm。
此外，相对于如果提高压力，则通过等离子体产生的氢游离基就增加，由于如果压力低，所以离子性粒子增加，对CVD膜2的损坏变大，膜厚减少，介电常数也变高。
图5是表示使用干涉分光器测定等离子体处理前的CVD膜和等离子体处理后的CVD膜的红外吸收光谱特性的示意图。在图5中，特性A表示等离子体处理前，特性B表示等离子体处理后的红外吸收光谱特性。CVD膜2在等离子体处理前显示为介电常数k为4.0这样高的值。此外，CVD膜2如特性A所示，在红外光谱特性的频率3400附近描绘出表示O-H键的缓和的山形，在频率3000附近具有表示CHx的小的波峰，在频率2200附近出现表示具有两个波峰的Si-H的低山，在频率1300附近出现Si-CH3键产生的尖的波峰a，在频率1100附近出现表示Si-O-Si键的大的波峰，在频率800附近出现表示Si-C键的锯齿状的波峰。
相对于此，等离子体处理后的CVD膜3，其介电常数k成为2.2那样的低的值，其光谱如特性B所示地在等离子体处理前频率3400附近描绘出表示O-H键的缓和的山形消失，在频率3000附近具有表示CHx的小波峰和在频率2200附近表示Si-H键的低的山变小，在频率1300附近出现表示Si-CH3键的尖的波峰b，在频率1100附近出现表示Si-O-Si键的波峰，在频率800附近出现表示Si-C键的锯齿状的波峰。在频率1100附近表示Si-O-Si键的波峰的上升部分宽度变宽，显示形成阶梯结构。
图5中的箭头表示放大显示的Si-CH3键的波峰波形a、b。对比放大的波峰波形a、b，可知相对等离子体处理前的波峰波形a的尖端变为陡峭，等离子体处理后的波峰波形b的尖端部分变化为缓和，而且峰值移向高频率的左侧。这如上所述，随着甲基从两个减少为一个，CH3-Si-CHx键被置换为CH3-Si-O键，骨架结构改变，Si-O键变长，原子之间的距离变大，所以波峰的位置偏离。氢游离基相对CVD膜2，不是只给予热能的作用，具有使CH3-Si-CHx键置换为CH3-Si-O键的能量，还有通过电子的功能引起反应的作用。
在以上说明的第一方法中，因为使用H2和Ar进行等离子体处理过的绝缘膜全部膨胀，所以不减少膜厚。
另外，在上述的说明中，使用用微波的等离子体基板处理装置10产生高密度等离子体，通过氢游离基使CVD膜全部膨胀，在内部形成空间，在处理上多少需要时间，但也可以使用平行平板的等离子体发生装置，以十几MHz的频率产生含有氢游离基的等离子体进行处理。此外，以低温成膜的绝缘膜(CVD膜2)，除三甲基硅烷以外，也可以以使用二甲基乙氧基硅烷或四甲基硅烷等的有机硅烷化合物或有机烃氧基硅等为原料，通过等离子体CVD形成。此外，绝缘膜不限于CVD法，也可以通过涂布形成甲基倍半硅氧烷(Methyl Silsesquioxane(MSQ))、涂布多孔的MSQ。
接着，说明降低绝缘膜的介电常数的第二方法。
图6是表示形成本发明的一个实施方式的绝缘膜的处理过程的截面图，特别以(a)、(b)表示处理前，(c)表示处理后。
首先，准备如图6(a)所示的基板1’，如图6(b)所示地通过CVD装置在基板1’上形成SiOCH系的低介电常数(k＝2.5～4)的绝缘膜CVD膜2’。CVD膜2’是在300～400℃的比较高的加工温度下成膜的，其膜结构与先前在第一方法中说明的CVD膜2不同。CVD膜2’是含有Si-H和Si-CH3的SiOCH系的膜。关注于偶极矩，Si-H的偶极矩是0.889D，Si-CH3的偶极矩是1.563D，相比于Si-CH3的偶极矩，Si-H的偶极矩小。
形成有该CVD膜2’的基板1由通过未图示的搬运装置搬运到图1所示的等离子体基板处理装置10的处理空间内。接着，在等离子体基板处理装置10的压力被设定于例如100mTorr～10Torr的处理空间内，导入氩/氢混合气体的同时，在同轴导波管18上以例如1～3kW的功率施加2.45GHz的微波。由此，在处理空间内以具有氢游离基的高密度产生低电子温度(Te为2eV以下)等离子体。高密度等离子体处理的处理温度，例如是350℃～400℃、处理时间例如是60秒～300秒，在该条件下产生高密度等离子体并照射CVD膜2’。因为利用低电子温度的等离子体对绝缘膜的离子损坏小，所以可以得到良好质量的低介电常数绝缘膜。
控制温度与等离子体的产生，使具有这样产生的氢游离基的高密度等离子体照射在CVD膜2’上，增加CVD膜2’的偶极矩小的构成分子并降低介电常数。电介质使电容器的容量增大的原因已知是电介质所具有的偶极矩，可以通过减小偶极矩来降低介电常数。
即，CVD膜2’的偶极矩一旦变大就容易分极，介电常数变高，但使CVD膜2’的Si-H量增加，将Si-CH3的CH3置换为H，减少偶极矩高的Si-CH3，可以增加偶极矩小的Si-H。如前所述，关于偶极矩，由于有Si-H＜Si-CH3的关系，所以如果作为绝缘膜整体看，分极变得困难，可以降低介电常数。由此，可以一边使CVD膜2’致密化(Shrink)即固化，一边实现低介电常数化。
根据现有的方法，一旦使CVD膜致密化，介电常数就变高，但在该实施方式中，将偶极矩大的Si-CH3基置换为偶极矩小的Si-H基，由此，如图6(c)所示地使CVD膜3内的空间减少并硬化，而且可以降低介电常数。CVD膜3的FT-IR(Fourier Transform InfraredSpectrophotometer)的波峰面积比为Si-CH3/Si-O-Si＝0.030或从Si-CH3/Si-O-Si＝0.028到Si-H/Si-O-Si＝0.01。
此外，CVD膜刚堆积后的膜中的Si-H基与Si-CH3基的比例Si-H基/Si-CH3基是FT-IR的波峰面积比为0的膜或0.36的膜，但是一旦进行等离子体处理，Si-H基与Si-CH3基的比例Si-H基/Si-CH3基就成为0.75的膜或0.44的膜。
图7是表示使用干涉分光器测定等离子体处理过的CVD膜的红外吸收光谱特性的示意图，图5是以图表表示为得到图4所示特性的处理条件。
在图7中，表示特性#1～#6以图5所示的处理条件依次累积固化进行时的红外吸收光谱特性。光谱特性#1表示固化处理前的状态，频率1280附近的小波峰表示甲基Si-CHx。从频率1250附近到频率1040附近吸光度上升，频率1180附近表示Si-CH2CH2-Si的成分。频率1130附近表示[RSiO1.5]8、10或12的成分，频率1080附近表示[R2SiO]4～5的成分。频率1040附近变成吸光度最高，表示有该部分的Si-O-Si的网络结构。从频率1040附近开始吸光度迅速降低，在频率900附近表示Si-H成分。
从该特性#1到固化处理前，相对于甲基Si-CHx的波峰比较大，Si-H变小，偶极矩高的Si-CHx大、偶极矩低的Si-H小，由此可知介电常数高。
特性#2如图8所示，表示以压力0.5Torr、氩气1000sccm、氢气100sccm、功率2kW、温度350℃、硅晶片W和电介质板13的间隙105mm、时间60秒的条件固化时的红外吸收光谱。在特性#3中，以压力0.5Torr、氩气1000sccm、氢气100sccm、功率2kW、温度400℃、间隙105mm、时间60秒的条件固化，以下以图8所示的#4～#5的条件依次累积地加大固化。随着加大固化，吸光度整体变大，但Si-H成分的波峰开始出现。
在特性#6中，将压力从0.5Torr提高到2.0Torr、加大氢气流量、而且将硅晶片W与电介质板13的间隙从105mm缩小为55mm，由此更加强固化。由此，表示甲基Si-CHx的波峰变小，表示Si-O-Si的网络结构的波峰和Si-H的波峰增加，表示[R2SiO]4～5的环状结构的特性减少且直链状物质也增加。
现有技术中一旦减少甲基，介电常数就变高，但在该实施方式中，即使减少甲基Si-CHx且增加Si-H，也可以抑制介电常数的上升。
图9是表示通过本发明的低介电常数绝缘膜形成方法形成前和形成后的CVD膜的介电常数与弹性率的关系的示意图。在图9中，SiOCH系的CVD膜2在生成时的介电常数是2.81、弹性率是4GPa左右。在接收器温度400℃、具有氢游离基的高密度等离子体气氛中暴露该CVD膜2为60秒的状态下，介电常数降低为2.69、弹性率上升为14GPa。此外，在400℃中将CVD膜2在高密度等离子体气氛中暴露300秒的状态下，介电常数是2.78、弹性率变为20.5GPa。
因此，与从该图9形成CVD膜2’时相比可知，通过在具有氢游离基的高密度等离子体气氛中暴露，可以降低介电常数的同时可以提高弹性率。
此外，在上述的实施方式中，使用等离子体基板处理装置10，使处理容器内产生含有氢游离基的高密度等离子体照射在CVD膜2上，不限定这些，也可以使用例如电子束发生装置。此外，绝缘膜(CVD膜2’)，也可以使用三甲基硅烷、二甲基乙氧基硅烷或四甲基硅烷等的有机硅烷化合物或有机烃氧基硅等原料，通过等离子体CVD形成。此外，绝缘膜不限于CVD法，也可以通过涂布形成甲基倍半硅氧烷(MSQ)、多孔的MSQ。
参照
了本发明的一个实施方式，但本发明不限定于图示的实施方式。在与本发明同样的范围内或均等的范围内，对图示的实施方式能够加以各种变更。
权利要求
1.一种形成低介电常数绝缘膜的方法，其特征在于，具备将通过化学蒸镀法形成的含有Si、O和CH的绝缘膜的基板配置在反应容器内的工序；向所述反应容器内供给含有氢原子的加工气体的同时，通过向所述反应容器内供给微波，在所述反应容器内产生含有氢游离基的等离子体的工序；和通过所述等离子体含有的氢游离基改变所述基板上堆积的绝缘膜的结构，降低所述绝缘膜的介电常数的工序。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于降低所述绝缘膜的介电常数的工序包括通过所述等离子体含有的氢游离基使所述基板上堆积的绝缘膜膨胀的工序。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于降低所述绝缘膜的介电常数的工序包括将构成所述绝缘膜的原子间距离短的分子间结合置换为原子间距离长的分子间结合。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于降低所述绝缘膜的介电常数的工序包括使构成所述绝缘膜的分子间结合包含的某分子飞散并使其成为梯型分子结构。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于降低所述绝缘膜的介电常数的工序包括切断构成所述绝缘膜的某分子中的羟基键和其它分子的甲基键，使切断的羟基的H成分与甲基结合并作为甲烷成分使其飞散，残留所述羟基的O成分。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于降低所述绝缘膜的介电常数的工序包括增加偶极矩小的构成分子的工序。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于增加所述偶极矩小的构成分子的工序包括增加Si-H并减少Si-CH3。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于增加所述偶极矩小的构成分子的工序包括将Si-CH3的CH3置换为H。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于在产生等离子体的工序中，经过在导体圆板上设置多个槽构成的径向槽天线向所述反应容器内导入所述微波，由此在所述反应容器内形成实际上均匀的电场。
10.一种形成低介电常数绝缘膜的方法，其特征在于，具备在100℃以下的成膜加工温度中，将通过化学蒸镀法形成的含有Si、O和CHx的绝缘膜的基板配置在反应容器内的工序；向所述反应容器内供给含有氢原子的加工气体的同时，通过向所述反应容器内供给电磁波，在所述反应容器内产生含有氢游离基的等离子体的工序；和通过所述等离子体含有的氢游离基改变所述基板上堆积的绝缘膜的结构，降低所述绝缘膜的介电常数的工序。
11.一种形成低介电常数绝缘膜的方法，其特征在于，具备将通过化学蒸镀法形成的含有Si、O和CH的绝缘膜的基板配置在反应容器内的工序；向所述反应容器内仅供给氢气和氩气的同时，通过向所述反应容器内供给电磁波，在所述反应容器内产生含有氢游离基的等离子体的工序；和通过所述等离子体含有的氢游离基改变所述基板上堆积的绝缘膜的结构，降低所述绝缘膜的介电常数的工序。
12.一种等离子体处理装置，其特征在于，具备反应容器；配置在所述反应容器内、载置基板的载置台；加热所述载置台上载置的基板的加热器；向所述反应容器内供给微波的微波供给机构；向所述反应容器内供给含有氢成分的气体的气体供给机构；调节所述反应容器内压力的排气机构；和控制装置，在所述载置台上载置有形成含有Si、O和CH的绝缘膜的基板时控制所述加热器、所述微波供给机构、所述气体供给机构和所述排气机构，在能够降低所述基板上形成的绝缘膜的介电常数的规定加工条件下，在所述反应容器内产生含有氢游离基的等离子体。
13.一种存储介质，存储通过等离子体处理装置的控制计算机能够运行的软件，通过运行所述软件，所述控制计算机控制所述等离子体处理装置，实行降低通过化学蒸镀法形成的含有Si、O和CH的绝缘膜的介电常数的等离子体处理方法，其中，所述等离子体处理方法具备向所述等离子体处理装置的反应容器内供给含有氢原子的加工气体的同时，通过向所述反应容器内导入微波并供给电磁波，在所述反应容器内产生含有氢游离基的等离子体的工序；和通过所述等离子体含有的氢游离基改变所述基板上堆积的绝缘膜的结构，降低所述绝缘膜的介电常数的工序。
全文摘要
本发明涉及降低通过化学蒸镀法形成的含有Si、O和CH的绝缘膜的介电常数的方法。向等离子体处理装置的反应容器内供给含有氢原子的加工气体。向反应容器内导入微波并供给均匀的电磁波，由此在反应容器内产生含有氢游离基的等离子体。通过照射于绝缘膜的等离子体含有的氢游离基，改变绝缘膜的结构，降低介电常数。经过径向槽天线向反应容器内供给微波。
文档编号H01L21/312GK1836316SQ20048002365
公开日2006年9月20日 申请日期2004年9月17日 优先权日2003年9月17日
发明者佐佐木胜, 星野聪彦, 井出真司, 柏木勇作 申请人:东京毅力科创株式会社