[发明专利]等离子体CVD设备、形成薄膜的方法及半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体CVD(化学气相沉积)设备，该设备通过采用具有环硼氮烷骨架的化合物作为原材料形成薄膜。本发明还涉及通过采用具有环硼氮烷骨架的化合物作为原材料形成薄膜的薄膜形成方法。此外，本发明涉及具有用该薄膜形成方法形成的薄膜作为绝缘膜的半导体装置。

背景技术

随着高速和高度集成半导体装置的发展，信号延迟引起了严重问题。信号延迟表现在产品的配线阻值和配线之间以及层之间的电容的乘积，为抑制信号延迟到最低程度，有效的方法是减小配线电阻以及降低中间层绝缘膜的介电常数。

近年来，关于减小中间层绝缘膜介电常数的方法，提出了一种方法，在该方法中在含有烃基气体的气氛中采用等离子体CVD工艺在受试构件的表面上形成含有B-C-N键的中间层绝缘膜。此外，还公布了具有低介电常数的中间层绝缘膜(例如参见专利文献1(日本专利公开NO.2000-058538))。

然而，上述的常规方法中，尽管可采用环硼氮烷作为其材料形成具有低介电常数和高机械强度的膜，但未考虑其抗湿性，因而当形成的膜被搁置时，膜吸收湿气而引起在保持介电常数和机械强度时失败的问题。另一问题是所得膜具有高的漏电流而引起绝缘性能不足。

专利文献1：日本专利公开NO.2000-058538

发明内容

发明要解决的问题

设计本发明用以解决上述技术问题，并且本发明的目的是提供可产生薄膜的等离子体CVD设备和薄膜形成方法，其中低介电常数和高机械强度稳定地保持长时间，并且保证绝缘特性。

解决问题的手段

依据本发明的等离子体CVD设备具有：拥有用于提供具有环硼氮烷骨架的化合物的入口的反应室；供电电极，设置在反应室中，用于支承衬底并被施加负电荷；等离子体产生器，介由衬底与供电电极相对设置，用于在反应室内产生等离子体。

此外，依据本发明的薄膜形成方法具有下列步骤：在反应室中引入具有环硼氮烷骨架的化合物；对支承位于反应室内的衬底的供电电极施加负电荷；通过采用等离子体产生器在反应室内产生等离子体以激发化合物，所述等离子体产生器介由衬底与供电电极相对设置；和通过负电荷扫掠(sweep)受激化合物以使其彼此相继键合，使得所得聚合化合物沉积到衬底上。

此外，依据本发明的半导体装置具有通过使用本发明的薄膜形成方法形成在衬底上的绝缘膜，且进一步在绝缘膜上安装配线。

本发明的效果

本发明的等离子体CVD设备使得能够提供如下薄膜，其中低介电常数和高机械强度可稳定地保持长时间，并且保证绝缘特性。此外，本发明的薄膜形成方法使得能够形成其中低介电常数和高机械强度可稳定保持长时间并且保证绝缘特性的薄膜。另外，本发明的半导体装置使得能够抑制信号延迟到最低水平，并因而实现高速装置。

附图说明

图1是显示依据本发明实施方案1的PCVD设备的示意结构的一个实施例的示意图。

图2是显示依据本发明实施方案1的PCVD设备的示意结构的另一个实施例的示意图。

图3是显示依据本发明实施方案1的PCVD设备的示意结构的又一个实施例的示意图。

图4是显示实施例1至3和比较例1中漏电流值和介电常数改变量关系的特征图。

图5是显示依据本发明实施例3的半导体装置的一个实施例的示意横截面视图。

附图标记说明

1反应室，4真空泵，5原料入口，7供电电极，8衬底，9天线，10直流电源，11等离子体，12等离子体产生器，13微波发生器，14波导管，15线圈，16微波导入窗口，21、22高频电源，31、32整合装置，61加热装置，62加热/冷却装置，101、102、103接地电极，501半导体衬底，502、509绝缘膜，503第一绝缘层，504第一导体层，505第二绝缘层，506第二导体层，507第三绝缘层，508第三导体层

具体实施方式

[实施方案1]

图1是显示依据本发明实施方案1的等离子体CVD设备(下文中称为PCVD设备)的示意结构的示意图。如图1所示，依据本发明的PCVD设备具有：具有真空泵4和用于供给具有环硼氮烷骨架的化合物的原料入口5的反应室1；安装在反应室1内以支承衬底8的供电电极7，其被施加负电荷；介由衬底8与供电电极7相对设置的等离子体产生器12，以在反应室1内产生等离子体11。