Abstract
本論文使用電漿輔助化學氣相沈積技術，採用CF4混合C2H2作為前驅物，沈積氟化非晶碳膜。結果顯示氟碳膜組成為碳、氟兩元素，氧雜質在表面含量小於1 at%；薄膜表面2~3 nm具有氟含量較多的特性，薄膜內部氟碳比率依製程參數不同約為0.08~0.51，且分布均勻。若增加CF4含量，則薄膜沈積速率有先升後降之趨勢，並提升薄膜氟碳比率且使折射率下降。製程壓力與電漿功率增加對沈積速率有正面助益，但電漿功率過大可能導致蝕刻效應；而功率越大，薄膜折射率也越低；基板溫度越高，則沈積速率下降，薄膜氟碳比率下降且折射率提高。選擇氣體流量比CF4/ C2H2 = 15(CF4 = 93.8 %)、製程壓力為500 mTorr、電漿功率為180 W、基板溫度為100 ℃之參數，可得高氟碳比率(F/C~0.51)的氟碳膜；此條件沈積速率可達83 nm/min，折射率可低至1.35，在高頻的電場下其介電常數經由折射率換算，可得介電常數k = 1.82 ( k = n2 )，粗糙度僅為0.31 nm。高氟碳比率的薄膜，硬度及彈性模數皆較低；400 ℃熱處理後，薄膜氟碳比率會下降；Ar電漿前處理有助於附著性的提升，若經3分鐘Ar電漿前處理後，Si3N4基材鍍上高氟碳比的薄膜，即可完全通過剝離測試。沈積完成後的薄膜，經過Ar電漿處理，表面成份會改變，但整體性質(折射率、機械性質)沒有太大變化。整體而言，本製程之氟化非晶碳膜，在層間介電材料之應用上，極具潛力。