[發明專利]修復介質K值的方法

有效

• 申請號: 201310192549.0
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN104183541B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 王宗濤;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: 上海光華專利事務所31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發明屬于半導體制造領域，涉及一種介質層的處理方法，特別是涉及一種修復介質K值的方法。

背景技術

隨著集成電路CMOS技術按照摩爾定律而高速發展，互連延遲逐漸取代器件延遲成為影響芯片性能的關鍵因素。互連之間的寄生電容和互連電阻造成了信號的傳輸延遲。由于銅具有較低的電阻率，優越的抗電遷移特性和高的可靠性，能夠降低金屬的互連電阻，進而減小總的互連延遲效應，現已由常規的鋁互連改變為低電阻的銅互連。同時降低互連之間的電容同樣可以減小延遲，而寄生電容C正比于電路層絕緣介質的相對介電常數K，因此使用低K材料作為不同電路層的絕緣介質代替傳統的SiO₂介質已成為滿足高速芯片的發展的需要。因此銅/低K介質體系逐漸取代了傳統的Al/SiO₂體系成為了業界的主流。

通常有兩種主要的方法被使用來降低材料的介電常數，第一種方法是設法降低材料本身的極性（polarization），包括降低材料中的電子極化、離子極化以及分子極化。另外一種則是在介電材料內制造空隙(Porosity)。目前主要的低K材料大致可以分為無機和有機聚合物兩類。從引入的低介電基團來看可以分為芳族聚合物、含氟材料、硅材料及空氣隙。從結構上可分為本體材料和納米微孔材料。為達到更低的介電常數，在實際低k材料中通常是幾種原理同時作用得到優勢互補。在上述材料中，超低K多孔介電材料已成為在納米微電子器件中主流的ILD材料。考慮到氣體的介電常數與真空常數(ε=1)相差無幾，因此在薄膜中形成自由空間或微孔是降低薄膜介電常數的一種有效途徑。

由于超低K多孔介電材料中具有很多自由空間或微孔，其機械性能降低，容易受到破壞。在典型的鑲嵌工藝流程中，在沉積互連金屬之前的溝槽或通孔的蝕刻過程、光阻去除過程、清洗過程均會誘發對超低K多孔介質的損壞，在沉積互連金屬之后的去除過量金屬的工藝過程中也通常會對超低K多孔介質造成損壞，導致超低K多孔介質的K值升高，失去其優勢。因此還需采用一些處理過程來修復介質的K值。

通常，人們認為水汽的吸收是導致上述工藝過程之后介質K值升高的原因，因為低K材料和水的介電常數差距懸殊，其中，水的介電常數高達78.5。目前修復介質K值最常用的方法是采用紫外光（UV?light）處理。但是紫外光的能量很高，很容易在修復K值的過程中對介質本身的結構造成破壞，導致不良影響。因此，提供一種有效修復介質K值且不對介質造成損害的修復方法實屬必要。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種修復介質K值的方法，用于解決現有技術中的修復方法容易損壞介質的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種修復介質K值的方法，所述修復介質K值的方法至少包括以下步驟：

1）提供一基板，在所述基板上形成介質層；

2）在所述介質層中刻蝕出若干凹槽，并進行清洗去除刻蝕殘留物；

3）采用微波照射刻蝕后的介質層。

可選地，于所述步驟3）中，所述微波的波長范圍是1.0E米-3~2.5E-1米，功率范圍是50W~5KW，照射時間為10s~10min。

可選地，于所述步驟3）之后還包括在所述凹槽中填充金屬，并去除所述凹槽外多余的金屬直至暴露所述介質層上表面，然后再次采用微波照射所述介質層的步驟。

可選地，再次采用微波照射所述介質層時，所述微波的波長范圍是1.0E米-3~2.5E-1米，功率范圍是50W~5KW，照射時間為10s~10min。

可選地，采用化學機械拋光法去除所述凹槽外多余的金屬。

可選地，所述金屬為Cu、Al或W。

可選地，于所述步驟1）中，所述介質層為多孔超低K介質；所述多孔超低K介質滿足K<3或K<2.5。

可選地，于所述步驟1）中，所述介質層的材料為碳摻雜氧化物。

可選地，于所述步驟2）中，所述清洗包括濕式清洗或干式清洗。

可選地，采用微波照射時的氣氛為惰性氣體。

如上所述，本發明的修復介質K值的方法，具有以下有益效果：采用微波照射來修復介質的K值，由于水汽對微波具有強烈的吸收能力，通過微波照射可以有效去除介質內大部分或全部水汽，從而修復介質的K值，并且微波的光子能量較小，小于介質的帶隙能量，不能夠被介質吸收，因此不會損壞介質的結構。

附圖說明

圖1顯示為本發明的修復介質K值的方法中在基板上形成介質層的示意圖。