[發明專利]半導體器件的制造方法

有效

• 申請號: 200910198599.3
• 申請日: 2009-11-10
• 公開（公告）號: CN102054763A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 周鳴
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/3105
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李麗

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及具有較低介電常數的半導體器件的制造方法。

背景技術

在集成電路工藝中，有著熱穩定性、抗濕性的二氧化硅一直是金屬互連線路間使用的主要絕緣材料，金屬鋁則是芯片中電路互連導線的主要材料。然而，相對于元件的微型化及集成度的增加，電路中導體連線數目不斷的增多，使得導體連線架構中的電阻(R)及電容(C)所產生的寄生效應，造成了嚴重的傳輸延遲(RC?Delay)及串音(Cross?Talk)，在130納米及更先進的技術中成為電路中訊號傳輸速度受限的主要因素。

因此，在降低導線電阻方面，由于金屬銅具有高熔點、低電阻系數及高抗電子遷移的能力，已被廣泛地應用于連線架構中來取代金屬鋁作為導體連線的材料。

另一方面，在降低寄生電容方面，由于工藝上和導線電阻的限制，使得我們無法考慮通過幾何上的改變來降低寄生電容值。因此，便使用低介電常數(low?k)的材料來形成層間介電層(ILD)及內金屬介電層(IMD)。在US20080061438的美國專利文件中，我們可以發現更多的關于低介電常數材料的相關信息，低介電常數材料包括氟硅玻璃(FSG)、碳摻雜的氧化硅(BlackDiamond)、以及氮摻雜的碳化硅(BLOK)等，通常用于金屬互連線路的絕緣層。在現有的技術中，絕緣層結構可以參考圖1，襯底200；形成在襯底200上的銅金屬層210；形成在所述襯底200表面并覆蓋所述銅金屬層210的氮摻雜的碳化硅層120；形成在氮摻雜的碳化硅層120表面的碳摻雜的氧化硅層130。

隨著集成電路工藝進入65納米及以下工藝節點，需要進一步降低集成電路的傳輸延遲，而在現有工藝條件下，以例如碳摻雜的氧化硅為例，其介電常數一般只能降低至2.7以上，無法滿足半導體器件的要求。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種半導體器件的制造方法，能夠降低介質層的介電常數，降低半導體器件寄生電容，提高半導體器件的性能及其生產良率。

為解決上述問題，本發明提供了一種半導體器件的制造方法，包括：提供襯底，在所述襯底表面形成金屬層；在所述襯底表面形成覆蓋金屬層的第一介質層；在所述第一介質層表面形成第二介質層；利用紫外光，照射所述第二介質層，降低所述第二介質層的介電常數。

可選地，所述金屬層的厚度為2000埃至3000埃。

可選地，，所述金屬層的材料選自鋁、銀、鉻、鉬、鎳、鈀、鉑、鈦、鉭或者銅，或者選自鋁、銀、鉻、鉬、鎳、鈀、鉑、鈦、鉭或者銅的合金。

可選地，，所述第一介質層的材料選自氮摻雜的碳化硅。

可選地，所述第一介質層的厚度為150埃至300埃。

可選地，所述第二介質層的材料為碳摻雜的氧化硅。

可選地，所述第二介質層的材料為八甲基環化四硅氧烷。

可選地，所述第二介質層的厚度為2000埃至3000埃。

可選地，所述第二介質層的厚度為2600埃至2800埃。

可選地，所述第一介質層與第二介質層的形成方法為等離子增強型化學氣相沉積工藝。

可選地，所述利用紫外光照射所述第二介質層的工藝參數為：采用波長范圍為320納米至400納米的紫外光，照射溫度為350攝氏度至480攝氏度，照射時間為4分鐘至7分鐘。

可選地，所述利用紫外光照射所述第二介質層的工藝參數還包括：在利用紫外光照射所述第二介質層時的壓強為5毫托至10毫托，并同時施加有一定的反應氣體；所述反應氣體包括臭氧、氬氣和氦氣。

可選地，所述利用紫外光照射所述第二介質層是通過真空反應室來進行的。

可選地，所述利用紫外光照射后的第二介質層的介電常數小于2.8。

與現有技術相比，本發明通過使用紫外光照射介質層來降低其介電常數，從而能夠降低半導體器件寄生電容，提高半導體器件的性能及其生產良率。

附圖說明

圖1為現有的半導體器件制造的結構示意圖；

圖2為本發明半導體器件的制造方法的流程示意圖；

圖3至圖6為本發明提供的半導體器件的制造方法過程示意圖；

圖7為本發明半導體器件的制造方法在一個實施例中進行紫外光照射的實施示意圖。

具體實施方式

從背景技術可知，本發明的發明人發現在半導體器件制造工藝中，半導體器件表面形成的層間介電層的介電常數較高，會產生寄生效應，影響半導體器件的性能。

本發明的發明人創造性地發現，通過對包含有氧化物材料的層間介質層進行紫外光照射后其分子排列會更致密，降低其介電常數。