[發(fā)明專利]多孔低K介電膜的紫外輔助孔密封

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580046506.5
• 申請日: 2005-11-08
• 公開（公告）號: CN101099232A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發(fā)明（設計）人: C·沃爾弗里德;O·埃斯科爾恰;I·貝里
• 申請（專利權(quán)）人: 艾克塞利斯技術(shù)公司
• 主分類號: H01L21/316
• 分類號: H01L21/316;H01L21/3105
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉鍇;韋欣華

背景技術(shù)

本發(fā)明總體涉及半導體裝置的制備，更特別地，涉及一種用于半導體 裝置中的多孔低k介電材料的紫外輔助孔密封方法。

隨著半導體和其它微電子器件的尺寸逐漸變小，對于器件元件的需求 不斷提高。例如，對于更小的器件，防止互連線之間的電容性串音明顯變 得更加重要。電容性串音通常是導線之間的距離和位于導線之間的材料的 介電常數(shù)(k)的函數(shù)。在使用具有較低介電常數(shù)的新型絕緣體將導線彼 此電隔離方面，投入了相當大的關注，因為盡管二氧化硅(SiO₂)由于其 相對較好的電和機械性能通常用于這種裝置，然而當裝置降至更小尺寸 時，需要介電常數(shù)比約為4的SiO₂值更低。需要這些新型的低k(即小 于4的介電常數(shù))材料用作例如層間絕緣(ILD)。

為了達到較低的介電常數(shù)，人們可以使用具有較低介電常數(shù)的材料， 和/或為材料引入多孔性，由于空氣的介電常數(shù)指定為1，因此其能夠降低 介電常數(shù)。通過多種方法在低k材料中引入了多孔性。在旋涂低k電介質(zhì) 的情況中，可以通過使用高沸點的溶劑、通過使用模板或通過基于致孔劑 的方法，實現(xiàn)k值的降低。然而，在半導體裝置的制備中，多孔低k材料 的集成通常被證明是困難的。

例如，由于多孔低k介電材料的開放性(open?nature)，在后續(xù)工藝 (即在形成多孔低k介電材料之后)中使用的工藝氣體和化學物質(zhì)會擴散 到多孔網(wǎng)絡中，并會被截留在此，在此其會造成損害，以及改變介電常數(shù)。 而且，與表面直接相鄰的孔會造成在其上沉積和/或形成的后續(xù)層(例如 阻擋層)中形成針孔。

因此，在本領域需要提供對用于集成為半導體裝置的多孔低k介電材 料的改進方法。因為存在現(xiàn)有技術(shù)中提到的這些問題，因此需要在沉積其 它層和/或在進一步處理之前需要將多孔低k介電材料密封。多孔低k介 電材料表面的密封將有利于防止工藝氣體和化學物質(zhì)的滲透(和截留)。 而且，密封將為其它層在其上的涂覆/沉積提供連續(xù)的表面層。因此，可 以基本防止在后續(xù)層中形成針孔。

發(fā)明內(nèi)容

在此公開了用于多孔低k介電材料的紫外輔助孔密封方法。在一 種實施方式中，一種用于密封位于基體之上的多孔低k介電材料的方 法，包括將多孔低k介電材料的表面暴露于紫外輻射圖形(pattern)，其 時間、強度和波長將該多孔低k材料的表面有效密封到小于或等于約 20納米的深度，其中該表面基本不含孔。

在其它實施方式中，一種制備電互聯(lián)結(jié)構(gòu)的方法，包括將位于基 體上的多孔低k介電材料形成圖形；將多孔低k介電膜暴露于紫外輻 射，其時間、強度和波長圖形將該多孔低k材料的表面有效密封到小 于或等于約20納米的深度，其中該表面基本不含孔；以及在形成圖形 的多孔低k介電材料上沉積阻擋層和/或?qū)щ妼印?

在其它實施方式中，一種用于密封位于基體之上的多孔低k介電 材料的方法，包括通過將其表面暴露于紫外輻射圖形，其時間、強度 和波長在包含氧氣的氣氛中將該多孔低k材料的表面有效密封到小于 或等于約20納米的深度，將多孔低k介電材料的表面氧化。

在其它實施方式中，一種用于密封位于基體之上的多孔低k介電 材料的方法，包括通過將其表面暴露于紫外輻射圖形，其時間、強度 和波長將該多孔低k材料的表面有效密封到小于或等于約20納米的深 度，使多孔低k介電材料的表面碳化。

在其它實施方式中，一種用于密封位于基體之上的多孔低k介電 材料的方法，包括通過將其表面暴露于紫外輻射圖形，其時間、強度 和波長有效將該多孔低k材料的表面密封到小于或等于約20納米的深 度，使多孔低k介電材料的表面致密。

在其它實施方式中，一種用于密封沉積于基體之上的介電材料的 孔的方法，包括將該基體暴露于紫外輻射，改變表面鍵合，以使鍵合 部位用于后續(xù)材料施用，然后用其密封孔。

在其它實施方式中，一種用于密封沉積于基體之上的介電材料的 孔的方法，包括在氧化或還原氣氛存在下將該基體暴露于紫外輻射， 改變表面鍵合，以使鍵合部沉積用于后續(xù)材料施用，然后用其密封孔。

在其它實施方式中，一種用于密封沉積于基體之上的介電材料的 孔的多步方法，包括在存在或不存在氧化或還原氣氛下，將該介電材 料暴露于紫外輻射，改變表面鍵合，然后沉積可選擇性與由UV過程形 成的鍵合進行反應的密封材料，然后用其密封孔。