層間絕緣膜和布線構造及它們的制造方法

專利名稱：層間絕緣膜和布線構造及它們的制造方法
技術領域：
本發明涉及半導體元件、半導體芯片搭載基板、布線基板等基板的多 層布線構造，特別是層間絕緣膜的構造，還涉及具有該多層布線構造的半 導體裝置、布線基&、以及含有它們的電子裝置。
背景技術：
以往，為了使在半導體基仗等上形成的多層布線構造中的布線層間絕 緣，形成有層間絕緣膜。
在這樣的多層布線構造中，無法忽視由布線間的寄生電容以及布線電
阻導致的信號延遲問題，要求使用具有低介電常數(Low-k)的層間絕緣 膜，提出了各種構造(參照專利文獻l)。
在專利文獻l中，提出了使用碳氟膜(CF膜)作為層間絕緣膜，作為 等離子體產生用的氣體，使用He、 Ne、 Ar、 Xe、 Kr氣體，使用碳氟氣體 (以下稱為CFx氣體，該CFx氣體例如有CsFs氣體等)并4吏用等離子體 處理裝置進行成膜。此外，在專利文獻l中，為了調整產生的等離子體的 電子密度，在稀有氣體中并用作為稀釋用的N2、 H2、 NH3,由此獲得良好 的密合性和成膜形狀。
專利文獻l:特開2002 - 220668號z〉才艮

發明內容
作為具有低介電常數的層間絕緣膜的一個構成例，提出如下方案使 用相對介電常數k為2.0~2.2的碳氟膜(以下稱為CF膜)和作為CF膜 的阻擋層的相對介電常數k為3.0左右的碳氬膜(以下稱為CH膜)，通過 這兩種膜的組合得到具有非常低的介電常數的層間絕緣膜。
該層間絕緣膜能揮發良好的絕緣膜特性，但為了進一步提高器件的特 性，仍需要降低介電常數。但是，就該層間絕緣膜而言，已明確存在如下
ii所述的問題，即如果進一步降低各膜的相對介電常數，則在CF膜中絕緣 耐受電壓(絶縁耐圧)降低，產生泄漏電流，在CH膜中，由于熱退火而 膜骨架分解，膜縮小(體積減少約6%左右)。
因此，本發明的一個目的在于，提供泄漏電流的產生和由熱退火引起 的膜的縮小受到抑制的、低介電常數且穩定的層間絕緣膜。
另外，本發明的其他目的在于，提供制造上述層間絕緣膜的方法。
本發明人等為了解決上述課題進行潛心研究，結果發現，如果使CF 膜中含有N原子，則與以往相比，相對介電常數相對降低，絕緣耐受電壓 提高，泄漏電流的產生受到抑制，如果使CH膜中含有Si原子，則與以往 相比，相對介電常數相對降低，由熱退火引起的膜的縮小受到抑制，另夕卜， 通過層疊這些膜得到具有所需特性的層間絕緣膜，從而完成了本發明。
即，通過本發明，得到具有如下特征的層間絕緣膜層疊含有Si原子 的碳氫層和含有N原子的碳氟層而成，且上述碳氫層以H原子數與C原 子數的比(H/C )為0.8 ~ 1.2的比例含有H原子和C原子。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的層間絕緣膜，就上述層間絕 緣膜而言，將上述含有N原子的碳氟層層疊于上述含有Si原子的碳氫層 上而成。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的層間絕緣膜，就上述層間絕 緣膜而言，將上述含有Si原子的碳氫層進一步層疊在上述含有N原子的 碳氟層上而成。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的層間絕緣膜，就上述任意一 個層間絕緣膜而言，上述含有Si原子的碳氫層的相對介電常數kl為2.8 ~ 3.0。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的層間絕緣膜，就上述任意一 個層間絕緣膜而言，上述含有Si原子的碳氫層含有Si原子2 ~ 10原子％ 。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的層間絕緣膜，就上述任意一 個層間絕緣膜而言，上述含有N原子的碳氟層的相對介電常數k2為1.5~ 2.2。另外，通過本發明，得到具有如下特征的層間絕緣膜，就上述任意一
個層間絕緣膜而言，上述含有N原子的碳氟層以F原子數與C原子數的 比(F/C )為0.8 ~ 1.1的比例^^有F原子和C原子，且含有N原子0.5 ~ 6 原子o/。。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的層間絕緣膜，就上述任意一 個層間絕緣膜而言，上述含有Si原子的碳氫層的厚度為10~50nm。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的層間絕緣膜，就上述任意一 個層間絕緣膜而言，上述含有N原子的碳氟層的厚度為50~500nm。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的層間絕緣膜，就上述任意一 個層間絕緣膜而言，上述含有Si原子的碳氫層是在等離子體中、使用含有 C原子以及H原子的至少一種氣體和含有Si原子的氣體并通過CVD形成 的，所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少 一種氣體而產生的。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的層間絕緣膜，就上述任意一 個層間絕緣膜而言，上述含有N原子的碳氟層是在等離子體中、使用含有 C原子以及F原子的至少一種氣體和含有N原子的氣體并通過CVD形成 的，所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少 一種氣體而產生的。
另外，通過本發明，得到如下的成膜方法，是層疊含有Si原子的碳氫 層和含有N原子的碳氟層而形成層間絕緣膜的成膜方法，其特征在于，上 述碳氫層以H原子數與C原子數的比(H/C)為0.8~1.2的比例>^有H 原子和C原子。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的成膜方法，就上述成膜方法 而言，將上述含有N原子的碳氟層層疊于上述含有Si原子的碳氫層上而 成。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的成膜方法，就上述成膜方法 而言，將上述含有Si原子的碳氫層進一步層疊在上述含有N原子的碳氟 層上。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的成膜方法，就上述任意一個成膜方法而言，上述含有Si原子的碳氫層的相對介電常數kl為2.8 ~3.0。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的成膜方法，就上述任意一個 成膜方法而言，上述含有Si原子的碳氳層含有Si原子2 ~ 10原子％ 。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的成膜方法，就上述任意一個 成膜方法而言，上述含有N原子的碳氟層的相對介電常數k2為1.5~2.2。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的成膜方法，就上述任意一個 成膜方法而言，上述含有N原子的碳氟層以F原子數與C原子數的比(F/C ) 為0.8~ 1.1的比例含有F原子和C原子，且含有]\原子0.5~6原子％。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的成膜方法，就上述任意一個 成膜方法而言，上述含有Si原子的碳氫層的厚度為10 ~ 50nm。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的成膜方法，就上述任意一個 成膜方法而言，上述含有N原子的碳氟層的厚度為50 ~ 500nm。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的成膜方法，就上述任意一個 成膜方法而言，上述含有Si原子的碳氫層是在等離子體中、使用含有C 原子以及H原子的至少一種氣體和含有Si原子的氣體并通過CVD形成 的，所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少 一種氣體而產生的。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的成膜方法，就上述任意一個 成膜方法而言，上述含有N原子的碳氟層是在等離子體中、使用含有C原 子以及F原子的至少一種氣體和含有N原子的氣體并通過CVD形成的， 所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少一種 氣體而產生的。
另外，通過本發明，得到如下的多層布線構造的制造方法，是層疊含 有Si原子的碳氫層和含有N原子的碳氟層而形成層間絕緣膜、并在上述 層間絕緣膜中埋設導體層，由此制造多層布線構造的方法，其特征在于， 上述碳氫層以H原子數與C原子數的比(H/C )為0.8 ~ 1.2的比例含有H 原子和C原子。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的多層布線構造的制造方法， 就上述多層布線構造的制造方法而言，將上述含有N原子的碳氟層層疊于上述含有Si原子的碳氫層上而成。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的多層布線構造的制造方法，
就上述多層布線構造的制造方法而言，將上述含有Si原子的碳氫層進一步 層疊在上述含有N原子的碳氟層上而成。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的多層布線構造的制造方法， 就上述任意一個多層布線構造的制造方法而言，上述^^有Si原子的碳氫層 的相對介電常數kl為2.8 ~3.0。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的多層布線構造的制造方法， 就上述任意一個多層布線構造的制造方法而言，上述^^有Si原子的碳氫層 含有Si原子2 10原子o/0。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的多層布線構造的制造方法， 就上述任意一個多層布線構造的制造方法而言，上述含有N原子的碳氟層 的相對介電常數k2為1.5 ~ 2.2。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的多層布線構造的制造方法， 就上述任意一個多層布線構造的制造方法而言，上述^^有N原子的碳氟層 以F原子數與C原子數的比(F/C )為0.8 ~ 1.1的比例含有F原子和C原 子，且含有1\原子0.5~6原子％。
另夕卜，通過本發明，得到具有如下特征的多層布線構造的制造方法層， 就上述任意一個多層布線構造的制造方法而言，上述^^有Si原子的碳氫層 的厚度為10 ~ 50nm。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的多層布線構造的制造方法， 就上述任意一個多層布線構造的制造方法而言，上述含有N原子的碳氟層 的厚度為50 ~ 500nm。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的多層布線構造的制造方法， 就上述任意一個多層布線構造的制造方法而言，上述^^有Si原子的碳氫層 是在等離子體中、使用含有C原子以及H原子的至少一種氣體和含有Si 原子的氣體并通過CVD形成的，所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣 體以及Kr氣體中選擇的至少一種氣體而產生的。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的多層布線構造的制造方法，就上迷任意一個多層布線構造的制造方法而言，上述含有N原子的碳氟層 是在等離子體中、使用含有C原子以及F原子的至少一種氣體和含有N 原子的氣體并通過CVD形成的，所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣 體以及Kr氣體中選擇的至少一種氣體而產生的。
另外，通過本發明，得到如下的布線構造，是在層疊了含有Si原子的 碳氫層和含有N原子的碳氟層得到的層間絕緣膜中埋i更導體而成的布線構 造，其特征在于，上述碳氫層以H原子數與C原子數的比(H/C )為0.8 ~ 1.2的比例^^有H原子和C原子。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造，就上述布線構造 而言，將上述含有N原子的碳氟層層疊于上述含有Si原子的碳氳層上而 成。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造，就上述布線構造 而言，將上述含有Si原子的碳氫層進一步層疊在上述含有N原子的碳氟 層上而成。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造，就上述任意一個 布線構造而言，上述含有Si原子的碳氫層的相對介電常數kl為2.8~3.0。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造，就上述任意一個 布線構造而言，上述含有Si原子的碳氫層含有Si原子2 ~ 10原子％ 。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造，就上述任意一個 布線構造而言，上述含有N原子的碳氟層的相對介電常數k2為1.5~2.2。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造，就上述任意一個 布線構造而言，上述含有N原子的碳氟層以F原子數與C原子數的比(F/C ) 為0.8 ~ 1.1的比例含有F原子和C原子，且含有]\原子0.5~6原子％。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造，就上述任意一個 布線構造而言，上述含有Si原子的碳氫層的厚度為10 ~ 50nm。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造，就上述任意一個 布線構造而言，上述含有N原子的碳氟層的厚度為50 ~ 500nm。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造，就上述任意一個布線構造而言，上述含有Si原子的碳氫層是在等離子體中、使用含有c
原子以及H原子的至少一種氣體和含有Si原子的氣體并通過CVD形成 的，所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少 一種氣體而產生的。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造，就上述任意一個 布線構造而言，上述含有N原子的碳氟層是在等離子體中、使用含有C原 子以及F原子的至少一種氣體和含有N原子的氣體并通過CVD形成的， 所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少一種 氣體而產生的。
另外，通過本發明，得到如下的布線構造的制造方法，是層疊含有Si 原子的碳氫層和含有N原子的碳氟層而形成層間絕緣膜、并在上述層間絕 緣膜中埋，沒導體，由此制造布線構造的方法，其特征在于，上述碳氫層以 H原子數與C原子數的比(H/C)為0.8~1.2的比例含有H原子和C原 子。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造的制造方法，就上 述布線構造的制造方法而言，將上述含有N原子的碳氟層層疊于上述含有 Si原子的碳氫層上而成。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造的制造方法，就上 述布線構造的制造方法而言，將上述含有Si原子的碳氫層進一步層疊在上 述含有N原子的碳氟層上而成。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造的制造方法，就上 述任意一個布線構造的制造方法而言，上述含有Si原子的碳氫層的相對介 電常數kl為2.8 ~ 3.0。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造的制造方法，就上 述任意一個布線構造的制造方法而言，上述含有Si原子的碳氫層含有Si 原子2 10原子o/。。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造的制造方法，就上 述任意一個布線構造的制造方法而言，上述含有N原子的碳氟層的相對介 電常數k2為1.5 ~ 2.2。
17另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造的制造方法，就上
述任意一個布線構造的制造方法而言，上述含有N原子的碳氟層以F原子 數與C原子數的比(F/C )為0.8 ~ 1.1的比例含有F原子和C原子，且含 有N原子0.5 6原子。/。。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造的制造方法，就上 述任意一個布線構造的制造方法而言，上述含有Si原子的碳氫層的厚度為 10 ~ 50nm。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造的制造方法，就上 述任意一個布線構造的制造方法而言，上述含有N原子的碳氟層的厚度為 50 ~ 500腿。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造的制造方法，就上 述任意一個布線構造的制造方法而言，上述含有Si原子的碳氫層是在等離 子體中、使用含有C原子以及H原子的至少一種氣體和含有Si原子的氣 體并通過CVD形成的，所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr 氣體中選擇的至少一種氣體而產生的。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的布線構造的制造方法，就上 述任意一個布線構造的制造方法而言，上述含有N原子的碳氟層是在等離 子體中、使用含有C原子以及F原子的至少一種氣體和含有N原子的氣 體并通過CVD形成的，所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr 氣體中選擇的至少一種氣體而產生的。
另外，通過本發明，得到如下的電子裝置層間絕緣膜，其具備層疊了 含有Si原子的碳氫層和含有N原子的碳氟層而成的層間絕緣膜，其特征 在于，上述碳氫層以H原子數與C原子數的比(H/C )為0.8 ~ 1.2的比例 含有H原子和C原子。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置，就上述電子裝置 而言，將上述含有N原子的碳氟層層疊于上述含有Si原子的碳氫層上而 成。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置，就上述電子裝置 而言，將上述含有Si原子的碳氫層進一步層疊在上述含有N原子的碳氟 層上而成'另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置，就上述任意一個
電子裝置而言，上述含有Si原子的碳氫層的相對介電常數kl為2.8~3.0。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置，就上述任意一個 電子裝置而言，上述含有Si原子的碳氫層含有Si原子2 ~ 10原子％ 。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置，就上述任意一個 電子裝置而言，上述含有N原子的碳氟層的相對介電常數k2為1.5~2.2。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置，就上述任意一個 電子裝置而言，上述含有N原子的碳氟層以F原子數與C原子數的比(F/C ) 為0.8 ~ 1.1的比例^^有F原子和C原子，且含有N原子0.5 ~ 6原子o/o 。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置，就上述任意一個 電子裝置而言，上述含有Si原子的碳氫層的厚度為10 ~ 50nm。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置，就上述任意一個 電子裝置而言，上述含有N原子的碳氟層的厚度為50 ~ 500nm。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置，就上述任意一個 電子裝置而言，上述含有Si原子的碳氫層是在等離子體中、使用含有C 原子以及H原子的至少一種氣體和含有Si原子的氣體并通過CVD形成 的，所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少 一種氣體而產生的。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置，就上述任意一個 電子裝置而言，上述含有N原子的碳氟層是在等離子體中、使用含有C原 子以及F原子的至少一種氣體和含有N原子的氣體并通過CVD形成的， 所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少一種 氣體而產生的。
另外，通過本發明，得到如下的電子裝置的制造方法，是層疊含有Si 原子的碳氫層和含有N原子的碳氟層而形成層間絕緣膜的電子裝置的制造 方法，其特征在于，上述碳氫層以H原子數與C原子數的比(H/C)為 0.8 ~ 1.2的比例^^有H原子和C原子。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置的制造方法，就上 述電子裝置的制造方法而言，將上述含有N原子的碳氟層層疊于上述含有Si原子的碳氫層上而成。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置的制造方法，就上
述電子裝置的制造方法而言，將上述含有Si原子的碳氫層進一步層疊在上 述含有N原子的碳氟層上而成。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置的制造方法，就上 述任意一個電子裝置的制造方法而言，上述含有Si原子的碳氫層的相對介 電常數kl為2.8 ~ 3.0。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置的制造方法，就上 述任意一個電子裝置的制造方法而言，上述含有Si原子的碳氫層^^有Si 原子2 10原子o/。。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置的制造方法，就上 述任意一個電子裝置的制造方法而言，上述含有N原子的碳氟層的相對介 電常數k2為1.5 ~ 2.2。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置的制造方法，就上 述任意一個電子裝置的制造方法而言，上述含有N原子的碳氟層以F原子 數與C原子數的比(F/C )為0.8 ~ 1.1的比例含有F原子和C原子，且含 有N原子0.5 6原子o/。。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置的制造方法，就上 述任意一個電子裝置的制造方法而言，上述含有Si原子的碳氫層的厚度為 10 ~ 50腿。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置的制造方法，就上 述任意一個電子裝置的制造方法而言，上述含有N原子的碳氟層的厚度為 50 - 500腿。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置的制造方法，就上 述任意一個電子裝置的制造方法而言，上述含有Si原子的碳氫層是在等離 子體中、使用含有C原子以及H原子的至少一種氣體和含有Si原子的氣 體并通過CVD形成的，所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr 氣體中選擇的至少一種氣體而產生的。
另外，通過本發明，得到具有如下特征的電子裝置的制造方法，就上
20述任意一個電子裝置的制造方法而言，上述含有N原子的碳氟層是在等離 子體中、使用含有C原子以及F原子的至少一種氣體和含有N原子的氣 體并通過CVD形成的，所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr 氣體中選擇的至少一種氣體而產生的。
通過本發明，可以提供低介電常數且穩定的半導體裝置的層間絕緣膜 和其制造方法。
另外，通過本發明，可以提供具備絕緣耐受電壓升高、泄漏電流降低 且體積縮小少的低介電常數層間絕緣膜的布線構造和制造其的方法。


圖l是表示基于本發明實施方式的布線構造的圖。
圖2是表示基于本發明實施方式的等離子體處理裝置的截面示意圖。
圖3是表示本發明實施方式的含有N原子的CF膜中由N原子添加 引起的相對介電常數k2值的變化的圖。
圖4是表示本發明實施方式的含有N原子的CF膜中由N原子添加 1起的絕緣耐受電壓的變化的圖。
圖5是表示本發明實施方式的含有N原子的CF膜中由N原子添加 引起的泄漏電流密度的變化的圖。
圖6是表示本發明實施方式的含有N原子的CF膜中由N原子添加 引起的殘膜率的變化的圖。
圖7是表示基于本發明實施方式的作為阻擋層的含有Si原子的CH
小率的變化的圖。 符號說明
1- 含有Si原子的碳氫層
2- 含有N原子的碳氟層
3- 含有Si原子的碳氫層4- 通孔
5- 槽
6- 電極或布線
7- 布線導體(Cu) 10 一布線構造
12 一波導管
13 -氣體導入管 14一珪晶片
21-徑向線縫隙天線(RLSA)
22 -下^^射:feUl (shower plate)
23 -上段蔟射g 26 -氣體導入管 31-處理室
具體實施例方式
說明書第12/18頁
以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。
圖l是表示基于本發明實施方式的布線構造的一例的截面圖。如圖 l所示，就半導體裝置而言，關于在形成有多個半導體元件的半導體基 板(未圖示)上設置的多層布線構造(僅示出布線層間的連接部分一處)
10，在作為阻擋蓋層的碳氫膜(以下稱為CH膜)即含有Si原子的第 一碳氫層1上，層疊作為碳氟膜(以下稱為CF膜)的、含有N原子的 碳氟層2，在其上進一步層疊作為阻擋層的CH膜即含有Si原子的第二 碳氫層3，從而形成層間絕緣膜。
在這里，上述第一以及第二碳氫層即1以及3，以H原子數與C原 子數的比(H/C)為0.8 :L2的比例含有H原子和C原子。另一方面，作 為上述碳氟層2，優選以F原子數與C原子數的比(F/C )為0.8 ~ 1.1的 比例含有F原子和C原子。
本說明書中的膜(或層)中的各原子的比例，可以通過X射線光電子 分光法(XPS)或盧瑟福背散射系/氫正散射法(，if 7才一 F後方散亂系 /水素前方散亂法)(RBS/HFS)求出。
另外，以貫通上述第一碳氫層1和上述碳氟層2的下部的方式設置通孔4。在該通孔4的內壁，作為Cu布線6的防擴散層8，通過PVD使鎳 成膜并對其實施氟化處理，形成鎳的氟化物的膜，優選形成二氟化鎳(用 NiF2表示)膜，或者通過MOCVD直接形成。
在該通孔4內形成有由Cu形成的電極或布線6。以貫通上述碳氟層2 的殘部(上部)和上述碳氳層3的方式設置槽5，在槽內壁同樣形成有作 為Cu布線7的防擴散層9的鎳的氟化物、優選二氟化鎳(用NiF2表示) 膜。由Cu形成的布線導體7被該槽5埋入在該槽5內。
從使作為整個層間絕緣膜的介電常數與以往的層間絕緣膜相比大幅度 降低的觀點出發，作為構成上述第一碳氫層1以及上述第二碳氫層3的、 含有Si原子的碳氫層的相對介電常數kl，優選為2.8~3.0。另夕卜，從同 樣的觀點出發，作為構成上述碳氟層2的含有N原子的碳氟層的相對介電 常數k2，優選為1.5 ~ 2.2。
本說明書中的膜(或層)的相對介電常數可以通過汞探針法等進行測定。
作為構成上述第一以及第二碳氫層即1以及3的、含有Si原子的 碳氫層的厚度，沒有特別限定，但通常為10~50nm，作為構成上述碳 氟層2的含有N原子的碳氟層的厚度，沒有特別限定，但通常為50 ~ 500腿。
在圖l中，示出的是按照含有Si原子的第一碳氫層1、含有N原 子的碳氟層2、含有Si原子的第二碳氫層3的順序層疊CH膜和CF膜 而成的層間絕緣膜，但只要本發明所需效果的體現未受妨礙，就對本發 明的CH膜和CF膜的層疊順序、層疊數量沒有特別限定，另外，可以 在CH膜和CF膜之間插入由任意材料形成的其他膜。
圖2是表示基于本發明的實施方式的等離子體處理裝置的一例的 截面示意圖。參照圖2，微波17經過波導管12，從隔著絕緣體板15設 置在等離子體處理裝置102的容器主體20上部的徑向線縫隙天線 (RLSA)21,透過其下方的絕緣體板15和簇射抝板23，向等離子體產生 區域16放射。作為^C等離子體的等離子體^iL用氣體，介由氣體導入管 13，通常從上段蔟射私板23向等離子產生區域16均勻噴吹從Ar氣體、 Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少一種稀有氣體，通過向該處放射的微波而激發等離子體。
在等離子體處理裝置102的擴散等離子體區域設置有下M射M22。
在這里，如果介由氣體導入管13使上述稀有氣體流向上段蔟射M
23, 使SiH4氣體從氣體導入管26流向下段蔟射極板22，則在基板、例如 硅晶片14的表面形成硅(Si)膜。
另外，如果使上述稀有氣體從上段簇射極板23流過，使含有C原 子以及F原子的化合物的氣體、通常是氟化碳化合物氣體從下^RII射^L 22流過，則會形成CF膜。在本發明中，從下M射極板22同時流過氟 化碳化合物氣體和含有N原子的氣體(通常為從N2氣體、NF3氣體、以及 NH3氣體中選擇的至少一種)，形成含有N原子的碳氟層。作為氟化碳化 合物氣體，沒有特別限定，從聚合的觀點出發，優選由式CpFq(式中， p和q滿足p》4、 1.5<q/p<2，0)所示的化合物構成的氣體，更優選由從 C4F6、 C4F8以及CsF8中選擇的至少一種化合物構成的氣體。作為C4F6， 例如可以舉出六氟丁二烯以及六氟-2-丁炔等，作為C4F8，例如可以舉 出八氟環丁烷以及八氟-2-丁烯等，作為C5F8,例如可以舉出八氟環戊 烯、八氟-2-戊炔、八氟-l， 4-戊二烯、八氟-l， 3-戊二烯、以及八 氟(異戊二烯)等。
另一方面，從上^H射極板23流過上述稀有氣體，從下段蔟射g 22流過含有C原子以及H原子的化合物的氣體、通常為烴化合物氣體和 含有Si原子的氣體(通常為Si2H6氣體)，形成含有Si原子的碳氫層。 作為烴化合物氣體，沒有特別限定，^聚合的觀點出發，優選由式:CmH2m -2 (式中，m為4~6)所示的不飽和烴構成的氣體，更優選由從C4H6、 CsHs以及C6H1()中選擇的至少一種化合物構成的氣體。作為C4H6，例如 可以舉出丁二烯、2-丁炔以及環丁烯等，作為QH8，例如可以舉出1， 3 -戊二烯、1， 4-戊二烯、異戊二烯、環戊烯、1-戊炔以及2-戊炔等， 作為C6H10，例如可以舉出3-曱基-l-戊炔、3， 3-二甲基-l-丁炔以 及環己烯等。
另夕卜，處理室31內的排氣，介由未圖示的排氣口，通過排氣管道內， 從通向小型泵的任意流入口被分別導向小型泵。
接著，對基于本發明實施方式的圖1的布線構造的制造方法進行說明。在制作該構造時，首先，按作為阻擋蓋層的含有Si原子的碳氫層l、 含有N原子的碳氟層2、以及作為其它阻擋層的含有Si原子的碳氫層3 的順序連續成膜。該連續成膜如下進行，即，在圖2所示的等離子體處 理裝置102內，使上述稀有氣體流向上段蔟射極板23，使烴化合物氣體 和含有Si的氣體從下段蔟射極板22流過，使含有Si原子的碳氫層1進 行CVD成膜，接著，將從下段蔟射極板22流過的氣體替換成氟化碳化 合物氣體和含有N原子的氣體的混合氣體,使含有N原子的碳氟層2進行 CVD成膜，接著，將從下段簇射極板22流過的氣體替換成烴化合物氣體 和含有Si原子的氣體，使含有Si原子的碳氟層3進行CVD成膜。
接著，形成將含有Si原子的碳氫層1和含有N原子的碳氟層2的 下部貫通的通孔4、以及將含有N原子的碳氟層2的殘部(上部)和含有 Si原子的碳氫層3貫通的槽5，作為防止電極金屬向層間絕緣膜擴散的阻 擋層，在它們的內壁通過PVD使鎳成膜并對其實施氟化處理，形成鎳的 氟化物、優選形成二氟化鎳(用NiF2表示)膜8和9，或者通過MOCVD 直接形成。關于通孔4和槽5的形成，首先，可以形成槽5，在其內壁上 形成規定厚度的掩模，然后形成通孔4，還可以使內徑與通孔4相同的孔 貫通，接著使通孔4部分的內部形成掩模，擴大上述的孔而形成槽5。隨 后，將Cu填充到通孔4和槽5中，形成導體6以及7,從而層間布線構 造10完成。
接著，關于本發明的實施方式的含有N原子的CF膜(相當于含有 N原子的碳氟層)以及含有Si原子的CH膜(相當于含有Si原子的碳氫 層)的物性，進一步詳細說明。
圖3是表示本發明實施方式的含有N原子的CF膜中由N原子添加 引起的相對介電常數k2值的變化的圖。其中，圖3 圖6所示的含有N 原子的CF膜是如下得到的，在圖2的裝置中，在280毫托(mTorr)(= 37.2Pa)的壓力、1500W的微波功率的條件下，基板溫度為350匸，Ar的 流量為480sccm， C5F8 (八氟環戊烯)的流量為50sccm,使用N2氣體、 NF3氣體、或者兩者的混合氣體〔N2/NF3 = 1/1 (體積比)〕作為含有N原 子的氣體，使這些含有N原子的氣體的流量發生變化，進行CVD成膜而 得到。
如圖3所示，可知通過流過含有N原子的氣體，含有N原子的CF膜的k2值從2.2降低至1.5左右。如果從不同氣體來看，就NF3氣體而言， 以比較少的流量(6~8sccm)就得到低介電常數(k=1.6左右)。此時， 在含有N原子的CF膜中，N原子的含量約為0.7原子％, F原子數與C 原子數的比(F/C)為1.04左右，F原子增多。就N2氣體而言，以該程度 的流量不會得到低介電常數，但如果增大流量，則以14~16sccm的流量 可以得到k2-1.5左右的令人驚嘆的低介電常數。此時，在含有N原子的 CF膜中，N原子的含量約為4.3原子％， F/C為0.85左右。就NF;氣體和 N2氣體的混合氣體而言，流量和介電常數的關系處于各氣體的中間。
如果參照圖4，可知通過流過含有N原子的氣體，含有N原子的CF 膜的絕緣耐受電壓從2.0MV/cm變成4.0MV/cm，變成約2倍。可知如果 從不同的氣體來看，就NF3氣體而言，以比較少的流量(6~8sccm)就得 到高耐受電壓(3.50MV/cm左右)；就N2氣體而言，以該程度的流量不會 得到高耐受電壓，但如果增大流量，則得到更高的耐受電壓U.OMV/cm 左右)。如果使用兩者的混合氣體，位于兩者中間。
本說明書中的膜(或層)的絕緣耐受電壓可以通過汞探針法等來測定。
如果參照圖5，可知通過流過含有N原子的氣體，含有N原子的 CF膜的泄漏電流降低。可知如果從不同的氣體來看，就NF3氣體而言， 以比較少的流量(8sccm)就使泄漏電流變小；就]\2氣體而言，以該程度 的流量不會得到低泄漏電流，但如果增大流量，則4吏泄漏電流減少。如果 使用兩者的混合氣體，仍位于兩者中間。
本說明書中的膜(或層)的泄漏電流可以通過汞探針法等來測定。
圖6表示在對使用NF3氣體如上所述制作的含有N原子的CF膜于 400"C下進行退火時的殘膜率。在，室內的壓力為400mTorr( =53.2Pa) 進行成膜的情況下，NF3的流量為6sccm， k2值為1.58，劍度率為86%。
本說明書中的膜(或層)的殘膜率可以通過退火前后的膜厚測定 來求出。
綜上所述，可知通過調節含有N原子的氣體相對于氟化碳化合物氣 體的使用量，可以適當調節含有N原子的CF膜的介電常數、絕緣耐受電 壓以及泄漏電流量等。具體而言，使用所需的氟化碳化合物氣體和含有N 原子的氣體，參照圖3~圖6的^Mt^Ht,適當調整4Ht，制作CF膜，
26由此可以調節CF膜的各種特性。作為含有N原子的CF膜的相對介電常 數k2，優選為1.5~2.2，但此時，該CF膜的絕緣耐受電壓以及泄漏電流 量也是合適的，該CF膜以F/C比為0.8 ~ 1.1的比例^^有F原子和C原子， 且含有N原子為0.5 ~ 6原子o/。。
就層疊CF膜和CH膜而成的層間絕緣膜而言，CF膜形成得比M， 所以即^A某種程度的殘膜率也是可以實際應用的，但CH膜的介電常數 比較高，所以必須盡可能薄地形成。為此，必須盡可能增加CH膜的殘膜 率，即盡可能減小縮小率。接著，對本發明的含有Si原子的CH膜的物性 進傷兌明。
圖7是表示基于本發明實施方式的作為阻擋層的含有Si原子的CH
率的變化的圖。該圖所示的含有Si原子的CH膜是如下得到的，在圖2的 裝置中，在40mTorr ( =37.2Pa)的壓力、3000W的微波功率的條件下， 基板溫度為380"C, Ar的流量為200sccm，使C4H6( 2 - 丁炔)氣體和Si2H6 氣體的流量分別變化成80 ~ 240sccm以及2 ~ 5sccm，進行CVD成膜而得 到。
如圖7所示，(:4116氣體的流量越大，kl值越被改善，但另一方面，
有Si2H6氣體越多，收縮越被改善的趨勢。應說明的是，在這里，收縮是
指(退火前的膜厚-退火后的膜厚)/ (退火前的膜厚)。實際上，得到C4H6 氣體的流量為220sccm、 Si2H6氣體的流量為4.5sccm、縮小率為0.7%、 kl 值為2.88的具有實用性的值。此時的泄漏電流為2.5XE-8 ( A/cm2) (lMV/cm時)，膜中的Si原子含量為7原子％ ， C原子含量為43原子％ ， H原子含量為46.9原子。/。，除此之外，含有0原子2.9原子％。膜的密度 為1.26g/cm3 ( = 1260kg/m3 )。
綜上所述，可知通過調節含有Si原子的氣體相對于烴化合物氣體的 使用量，可以適當調節含有Si原子的CH膜的介電常數、以及膜的縮小率 等。具體而言，使用所需的烴化合物氣體和含有Si原子的氣體，參照圖7 的操作條件，適當調整條件，制作CH膜，由此可以調節CH膜的各種特 性。作為含有Si原子的CH膜的相對介電常數kl,優選為2.8~3.0，但此 時，膜的縮小率也是合適的，該CH膜以H/C比為0.8~1.2的比例含有H 原子和C原子，且含有Si原子2 10原子。/0。工業上的可利用性
如上述的說明，本發明的層間絕緣膜及其制造方法、布線構造及其 制造方法，最適于具備低介電常數層的間絕緣膜以及布線構造的半導體 裝置、布線基板、或者含有它們的電子裝置。
權利要求
1.一種層間絕緣膜，其特征在于，層疊含有Si原子的碳氫層和含有N原子的碳氟層而成，且上述碳氫層以H原子數與C原子數的比即H/C為0.8～1.2的比例含有H原子和C原子。
2. 根據權利要求l所述的層間絕緣膜，其特征在于， 將所述含有N原子的碳氟層層疊于所述含有Si原子的碳氫層上而成。
3. 根據權利要求2所述的層間絕緣膜，其特征在于， 將所述含有Si原子的碳氫層進一步層疊在所迷含有N原子的碳氟層上而成。
4. 根據權利要求1~3中任意一項所述的層間絕緣膜，其特征在于， 所述含有Si原子的碳氫層的相對介電常數kl為2.8 ~ 3.0。
5. 根據權利要求1 4中任意一項所述的層間絕緣膜，其特征在于， 所述含有Si原子的碳氫層含有Si原子2 ~ 10原子％ 。
6. 根據權利要求1~5中任意一項所述的層間絕緣膜，其特征在于， 所述含有N原子的碳氟層的相對介電常數k2為1.5 ~ 2.2。
7. 根據權利要求1 6中任意一項所述的層間絕緣膜，其特征在于， 所述含有N原子的碳氟層以F原子數與C原子數的比即F/C為0.8 ~1.1的比例^^有F原子和C原子，且含有N原子0,5 6原子o/0。
8. 根據權利要求1~7中任意一項所述的層間絕緣膜，其特征在于， 所述含有Si原子的碳氫層的厚度為10 ~ 50nm。
9. 根據權利要求1~8中任意一項所述的層間絕緣膜，其特征在于， 所述含有N原子的碳氟層的厚度為50 ~ 500nm。
10. 根據權利要求1~9中任意一項所述的層間絕緣膜，其特征在于， 所述含有Si原子的碳氫層是在等離子體中、使用含有C原子以及H原子的氣體中的至少一種氣體和含有Si原子的氣體并通過CVD形成的， 所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少一種 氣體而產生的。
11. 根據權利要求1~10中任意一項所述的層間絕緣膜，其特征在于， 所述含有N原子的碳氟層是在等離子體中、使用含有C原子以及F原子的氣體中的至少一種氣體和含有N原子的氣體并通過CVD形成的，所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少一種 氣體而產生的。
12. —種成膜方法，是層疊含有Si原子的碳氫層和含有N原子的碳 氟層而形成層間絕緣膜的成膜方法，其特征在于，所述碳氫層以H原子數與C原子數的比即H/C為0.8 ~ 1.2的比例含 有H原子和C原子。
13. 根據權利要求12所述的成膜方法，其特征在于， 將所述含有N原子的碳氟層層疊于所述含有Si原子的碳氫層上而成。
14. 根據權利要求13所述的成膜方法，其特征在于， 將所述含有Si原子的碳氫層進一步層疊在所述含有N原子的碳氟層上。
15. 根據權利要求12 14中任意一項所述的成膜方法，其特征在于， 所述含有Si原子的碳氫層的相對介電常數kl為2.8 ~ 3.0。
16. 根據權利要求12 15中任意一項所述的成膜方法，其特征在于， 所述含有Si原子的碳氫層含有Si原子2 ~ 10原子％ 。
17. 根據權利要求12~16中任意一項所述的成膜方法，其特征在于， 所述含有N原子的碳氟層的相對介電常數k2為1.5 ~ 2.2。
18. 根據權利要求12~17中任意一項所述的成膜方法，其特征在于， 所述含有N原子的碳氟層以F原子數與C原子數的比即F/C為0.8 ~1.1的比例^^有F原子和C原子，且含有1\原子0.5~6原子％。
19. 根據權利要求12 18中任意一項所述的成膜方法，其特征在于， 所述含有Si原子的碳氫層的厚度為10 ~ 50nm。
20. 根據權利要求12 19中任意一項所述的成膜方法，其特征在于， 所述含有N原子的碳氟層的厚度為50 ~ 500nm。
21. 根據權利要求12 20中任意一項所述的成膜方法，其特征在于， 所述含有Si原子的碳氫層是在等離子體中、使用含有C原子以及H原子的氣體中的至少 一種氣體和>^有Si原子的氣體并通過CVD形成的， 所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少一種 氣體而產生的。
22. 根據權利要求12~21中任意一項所述的成膜方法，其特征在于，所述含有N原子的碳氟層是在等離子體中、使用含有C原子以及F 原子的氣體中的至少一種氣體和^^有N原子的氣體并通過CVD形成的， 所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少一種 氣體而產生的。
23. —種多層布線構造的制造方法，是層疊含有Si原子的碳氫層和含 有N原子的碳氟層而形成層間絕緣膜、并在所述層間絕緣膜中埋設導體層， 由此制造多層布線構造的方法，其特征在于，所述碳氫層以H原子數與C原子數的比即H/C為0.8 ~ 1.2的比例含 有H原子和C原子。
24. 根據權利要求23所述的多層布線構造的制造方法，其特征在于， 將所述含有N原子的碳氟層層疊于所述含有Si原子的碳氫層上而成。
25. 根據權利要求24所述的多層布線構造的制造方法，其特征在于， 將所述含有Si原子的碳氫層進一步層疊在所述含有N原子的碳氟層上而成。
26. 根據權利要求23~25中任意一項所述的多層布線構造的制造方 法，其特征在于，所述含有Si原子的碳氫層的相對介電常數kl為2.8 ~ 3.0。
27. 根據權利要求23~26中任意一項所述的多層布線構造的制造方 法，其特征在于，所述含有Si原子的碳氫層含有Si原子2 ~ 10原子％ 。
28. 根據權利要求23~27中任意一項所述的多層布線構造的制造方 法，其特征在于，所述含有N原子的碳氟層的相對介電常數k2為1.5 ~ 2.2。
29. 根據權利要求23~28中任意一項所述的多層布線構造的制造方 法，其特征在于，所述含有N原子的碳氟層以F原子數與C原子數的比即F/C為0.8 ~ 1.1的比例^^有F原子和C原子，且含有N原子0.5 ~ 6原子％ 。
30. 根據權利要求23~29中任意一項所述的多層布線構造的制造方 法，其特征在于，所述含有Si原子的碳氬層的厚度為10 ~ 50nm。
31. 根據權利要求23~30中任意一項所述的多層布線構造的制造方 法，其特征在于，所述含有N原子的碳氟層的厚度為50 ~ 500nm。
32. 根據權利要求23~31中任意一項所述的多層布線構造的制造方 法，其特征在于，所述含有Si原子的碳氫層是在等離子體中、使用含有C原子以及H 原子的氣體中的至少 一種氣體和含有Si原子的氣體并通過CVD形成的， 所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少一種 氣體而產生的。
33. 根據權利要求23~32中任意一項所述的多層布線構造的制造方 法，其特征在于，所述含有N原子的碳氟層是在等離子體中、使用含有C原子以及F 原子的氣體中的至少一種氣體和含有N原子的氣體并通過CVD形成的， 所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少一種 氣體而產生的。
34. —種布線構造，是在層疊了含有Si原子的碳氫層和含有N原子 的碳氟層得到的層間絕緣膜中埋設導體而成的布線構造，其特征在于，所述碳氫層以H原子數與C原子數的比即H/C為0.8 ~ 1.2的比例含 有H原子和C原子。
35. 根據權利要求34所述的布線構造，其特征在于， 將所述含有N原子的碳氟層層疊于所述含有Si原子的碳氫層上而成。
36. 根據權利要求35所述的布線構造，其特征在于， 將所述含有Si原子的碳氫層進一步層疊在所述含有N原子的碳氟層上而成。
37. 根據權利要求34 36中任意一項所述的布線構造，其特征在于， 所述含有Si原子的碳氫層的相對介電常數kl為2.8 ~ 3.0。
38. 根據權利要求34 37中任意一項所述的布線構造，其特征在于， 所述含有Si原子的碳氫層含有Si原子2 ~ 10原子％ 。
39. 根據權利要求34~38中任意一項所述的布線構造，其特征在于， 所述含有N原子的碳氟層的相對介電常數k2為1.5 ~ 2.2。
40. 根據權利要求34 39中任意一項所述的布線構造，其特征在于， 所述含有N原子的碳氟層以F原子數與C原子數的比即F/C為0.8 ~1.1的比例^^有F原子和C原子，且含有]\原子0.5~6原子％。
41. 根據權利要求34~40中任意一項所述的布線構造，其特征在于， 所述含有Si原子的碳氫層的厚度為10 ~ 50nm。
42. 根據權利要求34-41中任意一項所述的布線構造，其特征在于， 所述含有N原子的碳氟層的厚度為50 ~ 500nm。
43. 根據權利要求34~42中任意一項所述的布線構造，其特征在于， 所述含有Si原子的碳氫層是在等離子體中、使用含有C原子以及H原子的氣體中的至少一種氣體和含有Si原子的氣體并通過CVD形成的， 所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少一種 氣體而產生的。
44. 根據權利要求34~43中任意一項所述的布線構造，其特征在于， 所述含有N原子的碳氟層是在等離子體中、使用含有C原子以及F原子的氣體中的至少一種氣體和^^有N原子的氣體并通過CVD形成的， 所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少一種 氣體而產生的。
45. —種布線構造的制造方法，是層疊含有Si原子的碳氫層和含有N 原子的碳氟層而形成層間絕緣膜、并在所述層間絕緣膜中埋設導體，由此 制造布線構造的方法，其特征在于，所述碳氫層以H原子數與C原子數的比即H/C為0.8 ~ 1.2的比例含 有H原子和C原子。
46. 根據權利要求45所述的布線構造的制造方法，其特征在于， 將所述含有N原子的碳氟層層疊于所述含有Si原子的碳氫層上而成。
47. 根據權利要求46所述的布線構造的制造方法，其特征在于， 將所述含有Si原子的碳氫層進一步層疊在所述含有N原子的碳氟層上而成。
48. 根據權利要求45 47中任意一項所述的布線構造的制造方法，其 特絲于，所述含有Si原子的碳氫層的相對介電常數kl為2.8 ~ 3.0。
49. 根據權利要求45~48中任意一項所述的布線構造的制造方法，其 特征在于，所述含有Si原子的碳氫層含有Si原子2 ~ 10原子o/o 。
50. 根據權利要求45 49中任意一項所述的布線構造的制造方法，其 特征在于，所述含有N原子的碳氟層的相對介電常數k2為1.5 ~ 2.2。
51. 根據權利要求45 50中任意一項所述的布線構造的制造方法，其 特征在于，所述含有N原子的碳氟層以F原子數與C原子數的比即F/C為0.8 ~ 1.1的比例含有F原子和C原子，且含有N原子0.5 ~ 6原子％ 。
52. 根據權利要求45 51中任意一項所述的布線構造的制造方法，其 特征在于，所述含有Si原子的碳氫層的厚度為10 ~ 50nm。
53. 根據權利要求45~52中任意一項所述的布線構造的制造方法，其 特征在于，所述含有N原子的碳氟層的厚度為50 ~ 500nm。
54. 根據權利要求45~53中任意一項所述的布線構造的制造方法，其 特征在于，所述含有Si原子的碳氫層是在等離子體中、使用含有C原子以及H 原子的氣體中的至少 一種氣體和含有Si原子的氣體并通過C VD形成的， 所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少一種 氣體而產生的。
55. 根據權利要求45~54中任意一項所述的布線構造的制造方法，其 特征在于，所述含有N原子的碳氟層是在等離子體中、使用含有C原子以及F 原子的氣體中的至少一種氣體和含有N原子的氣體并通過CVD形成的， 所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少一種 氣體而產生的。
56. —種電子裝置，其特征在于，具備層疊了含有Si原子的碳氫層和含有N原子的碳氟層而成的層間 絕緣膜，且所述碳氫層以H原子數與C原子數的比即H/C為0.8 ~ 1.2的比例 含有H原子和C原子。
57. 根據權利要求56所述的電子裝置，其特征在于， 將所述含有N原子的碳氟層層疊于所述含有Si原子的碳氫層上而成。
58. 根據權利要求57所述的電子裝置，其特征在于， 將所述含有Si原子的碳氫層進一步層疊在所述含有N原子的碳氟層上而成。
59. 根據權利要求56~58中任意一項所述的電子裝置，其特征在于， 所述含有Si原子的碳氫層的相對介電常數kl為2.8 ~ 3.0。
60. 根據權利要求56 59中任意一項所述的電子裝置，其特征在于， 所述含有Si原子的碳氫層含有Si原子2 ~ 10原子％ 。
61. 根據權利要求56~60中任意一項所述的電子裝置，其特征在于， 所述含有N原子的碳氟層的相對介電常數k2為1.5 ~ 2.2。
62. 根據權利要求56~61中任意一項所述的電子裝置，其特征在于， 所述含有N原子的碳氟層以F原子數與C原子數的比即F/C為0.8 ~1.1的比例^^有F原子和C原子，且含有N原子0.5 ~ 6原子o/o 。
63. 根據權利要求56~62中任意一項所述的電子裝置，其特征在于， 所述含有Si原子的碳氬層的厚度為10 ~ 50nm。
64. 根據權利要求56~63中任意一項所述的電子裝置，其特征在于， 所述含有N原子的碳氟層的厚度為50 ~ 500nm。
65. 根據權利要求56~64中任意一項所述的電子裝置，其特征在于， 所述含有Si原子的碳氫層是在等離子體中、使用含有C原子以及H原子的氣體中的至少 一種氣體和含有Si原子的氣體并通過CVD形成的， 所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少一種 氣體而產生的。
66. 根據權利要求56~65中任意一項所述的電子裝置，其特征在于， 所述含有N原子的碳氟層是在等離子體中、使用含有C原子以及F原子的氣體中的至少一種氣體和含有N原子的氣體并通過CVD形成的， 所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少一種 氣體而產生的。
67. —種電子裝置的制造方法，是層疊含有Si原子的碳氫層和含有N 原子的碳氟層而形成層間絕緣膜的電子裝置的制造方法，其特征在于，所述碳氫層以H原子數與C原子數的比即H/C為0.8 ~ 1.2的比例含 有H原子和C原子。
68. 根據權利要求67所述的電子裝置的制造方法，其特征在于， 將所述含有N原子的碳氟層層疊于所述含有Si原子的碳氫層上而成。
69. 根據權利要求68所述的電子裝置的制造方法，其特征在于， 將所述含有Si原子的碳氫層進一步層疊在所述含有N原子的碳氟層上而成。
70. 根據權利要求67~69中任意一項所述的電子裝置的制造方法，其 特征在于，所述含有Si原子的碳氫層的相對介電常數kl為2.8 ~ 3.0。
71. 根據權利要求67~70中任意一項所述的電子裝置的制造方法，其 特征在于，所述含有Si原子的碳氫層^^有Si原子2 ~ 10原子o/。。
72. 根據權利要求67~71中任意一項所述的電子裝置的制造方法，其 特征在于，所述含有N原子的碳氟層的相對介電常數k2為1.5 ~ 2.2。
73. 根據權利要求67 72中任意一項所述的電子裝置的制造方法，其 特征在于，所述含有N原子的碳氟層以F原子數與C原子數的比即F/C為0.8 ~ 1.1的比例含有F原子和C原子，且含有N原子0.5 ~ 6原子％ 。
74. 根據權利要求67 73中任意一項所述的電子裝置的制造方法，其 特征在于，所述含有Si原子的碳氫層的厚度為10 ~ 50nm。
75. 根據權利要求67 74中任意一項所述的電子裝置的制造方法，其 特征在于，所述含有N原子的碳氟層的厚度為50 ~ 500nm。
76. 根據權利要求67~75中任意一項所述的電子裝置的制造方法，其 特征在于，所述含有Si原子的碳氫層是在等離子體中、使用含有C原子以及H 原子的氣體中的至少 一種氣體和含有Si原子的氣體并通過CVD形成的， 所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少一種 氣體而產生的。
77.根據權利要求67~76中任意一項所述的電子裝置的制造方法，其 特征在于，所述含有N原子的碳氟層是在等離子體中、使用含有C原子以及F 原子的氣體中的至少一種氣體和含有N原子的氣體并通過CVD形成的， 所述等離子體是使用從Ar氣體、Xe氣體以及Kr氣體中選擇的至少一種 氣體而產生的。
全文摘要
本發明的層疊絕緣膜，層疊含有Si原子的碳氫層和含有N原子的碳氟層而構成，且上述碳氫層以H原子數與C原子數的比(H/C)為0.8～1.2的比例含有H原子和C原子。該層間絕緣膜在泄漏電流的產生、由熱退火引起的膜的縮小受到抑制的同時，具有低介電常數且穩定。
文檔編號H01L21/314GK101622699SQ200880006449
公開日2010年1月6日 申請日期2008年2月22日 優先權日2007年2月28日
發明者中村昌洋, 井口敦智, 大見忠弘, 安田圣治, 川村剛平, 松岡孝明 申請人:國立大學法人東北大學;東京毅力科創株式會社;日本瑞翁株式會社