The development of low-k materials is essential for modern semiconductor processes to reduce the cross-talk, signal delay and capacitance between multiple layers. The effect of the CH4 concentration on the formation of SiOC(-H) films and their dielectric characteristics were investigated. SiOC(-H) thin films were deposited on Si(100)/SiO2/Ti/Pt substrates by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) with SiH4, CO2 and CH4 gas mixtures. After the deposition, the SiOC(-H) thin films were annealed in an Ar atmosphere using rapid thermal annealing (RTA) for 30min. The electrical properties of the SiOC(-H) films were then measured using an impedance analyzer. The dielectric constant decreased as the CH4 concentration of low-k SiOC(-H) thin film increased. The decrease in the dielectric constant was explained in terms of the decrease of the ionic polarization due to the increase of the relative carbon content. The spectrum via Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy showed a variety of bonding configurations, including Si-O-Si, H-Si-O, Si-(CH3)2, Si-CH3 and CHx in the absorbance mode over the range from 650 to 4000 cm-1. The results showed that dielectric properties with different CH4 concentrations are closely related to the (Si-CH3)/[(Si-CH3)+(Si-O)] ratio.

플라즈마 화학기상증착법에 의해 증착된 저유전율 SiOF박막의 물성 안정화를 위하여 증착후 N2O플라즈마로 열처리함으로써 그 특성을 평가하였다. SiOF박막은 대기방치 및 열처리에 불안정한 성질을 가진다. SiOF 박막은 박막내의 F-Si-F 결합의 존재 때문에 흡습현상이 발생하며, 박막내의 F함량이 증가함에 따라 수분 흡수가 증가한다. 또한 열처리를 거치면서 F이 탈착되어 박막내의 F함량이 감소한다. N2O플라즈마 열처리는 표면에 얇은 SiON층을 형성시킴으로써 박막을 안정화시키는데 효과적이었다. 그러나 장시간의 N/sun 2/O플라즈마 열처리는 유전율을 크게 증가시킨다. 따라서 N2O플라즈마 열처리에 의한 유전율의 증가없이 물성을 안정화 시키기 위해서는, 대기방치나 열처리에 의한 안정화 효과를 유지하면서 N2O플라즈마 열처리에 의한 유전율의 증가를 최소화시킬 수 있는 공정의 확립이 필요하다.

저유전율 층간절연물질인 불소첨가 SiO2박막을 ECR(electron cyclotron resonance) Plasma chemical vapor deposition 법으로 성막하였다. SiOF박막의 증착은 SiF4/O2의 가스유량비를 변수로하여 0.2에서 1.6까지 변화시켜 증착하였고, 이때 마이크로파 전력은 700W, 기판온도는 300˚C에서 행하였다. 증착된 SiOF박막의 흡습특성을 알아보기 위하여 Fourier transformed infrared spectroscopy(FTIR)을 이용하여 분석한 결과, 가스유량비 (SiF4O2)가 0.2 에서 1.6으로 증가하였을 때 Si-Ostretching피크의 위치는 1072cm-1 /에서 1088cm-1 /로 증가하였으며, Si-F2피크는 가스유량비가 1.0이상에서 나타나기 시작하였다. 또한 가스유량비가 0.2에서 0.8까지 변화하여 증착한 시편은 Si-OH 피크가 관찰되지 않았지만 가스유량비가 1.0이상(11.8at.% F함유)의 시편의 경우 Si-OH 피크가 관찰되어 내흡습성이 저하되고 있음을 확인할 수 있었다.