[發明專利]一種低介電常數層的制作方法

有效

• 申請號: 201210419650.0
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN103794491B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 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: H01L21/31
• 分類號: H01L21/31
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

本發明公開了一種低介電常數層的制作方法，本發明所制作的低介電常數層包括兩層，下層為采用OMCTS和氧氣形成的第一低介電常數層，上層為采用OMCTS和氬氣（Ar）形成的第二低介電常數層，由于第二低介電常數層比較硬且具有低介電常數，所以后續拋光過程中作為上層，不易被快速去除，有利于控制拋光速率，保證后續拋光后該電介質層的寄生電阻一致性。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種低介電常數層的制作方法。

背景技術

在半導體器件的制作過程中，需要制作層間介質。層間介質充當了各層金屬間及第一金屬層與半導體器件的硅襯底之間的介質材料。通常，層間介質都是采用二氧化硅作為材料的，但是寄生電阻值比較高，會影響最終制作的半導體器件的性能，尤其隨著半導體技術的發展，半導體器件的特征尺寸越來越小，這種情況就越來越嚴重。因此，在層間介質層中增加了可以降低寄生電阻值的低介電常數層，該低介電常數層采用低介電常數材料，例如含有硅、氧、碳和氫元素的類似氧化物的黑鉆石（black diamond，BD）等，這樣就可以降低整個層間介質層的寄生電阻值。

目前，低介電常數層的制作方法過程為：

第一步驟，在金屬層之上或半導體器件的硅沉積上沉積初始介質層，該初始介質層采用二氧化硅作為沉積材料，介電常數為4.6左右；

第二步驟，在初始介質層上沉積低介電常數層，該低介電常數層采用八甲基四硅烷（OMCTS）和氧氣的混合氣體沉積得到，介電常數為2.79左右。

按照以上步驟得到了層間介質層，該層間介質層的介電常數值控制在3..0～2.7之間，降低整個層間介質層的寄生電阻值。

但是，由于低介電常數層含有大量的碳，所以質地比較軟，在后續拋光過程中不容易控制拋光速率，導致拋光去除部分低介電常數層的速度比較快，造成低介電常數層的寄生電阻一致性比較差。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種低介電常數層的制作方法，該方法能夠制作質地較硬及低介電常數的電介質層，提高后續拋光后該電介質層的寄生電阻一致性。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種低介電常數層的制作方法，該方法包括：

在金屬層之上或半導體器件的硅沉積上沉積初始介質層，該初始介質層采用二氧化硅作為沉積材料；

在初始介質層上沉積第一低介電常數層，該第一低介電常數層采用八甲基四硅烷OMCTS和氧氣的混合氣體沉積得到；

在第一低介電常數層上采用OMCTS和氬氣形成第二低介電常數層。

所述在初始介質層上沉積第一低介電常數層之前，該方法還包括：

采用OMCTS和氬氣形成第三低介電常數層。

所述采用OMCTS和氬氣形成第二低介電常數層為：通入OMCTS的壓力為0.65～7托，功率為50～2000瓦，OMTS氣體流量為50～2000毫升每分鐘，通入氬氣的壓力為0.65～7托，功率為50～2000瓦，氬氣流量為50～2000毫升每分鐘。

所述采用OMCTS和氬氣的混合氣體沉積第二低介電常數層重復設定次數執行。

所述次數為6次。

所述第二低介電常數層為摻雜SICOH和氟離子的氧化膜。

所述在采用OMCTS和氬氣的混合氣體沉積時，還包括通入氫氣H2、氮氣N2、氦氣He和氖氣Ne中的一種和多種組合。