專利名稱：一種提高低介電常數(shù)SiCOH介質(zhì)薄膜機(jī)械強(qiáng)度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高低介電常數(shù)摻碳氧化硅(SiCOH)介質(zhì)薄膜的機(jī)械強(qiáng)度 的方法。
背景技術(shù)：
隨著超大規(guī)模集成電路(ULSI)的發(fā)展，器件的特征尺寸不斷縮小，互連電 容和電阻急速增加，從而限制了器件性能的提高，為了降低互連延遲，需要采 用低介電常數(shù)(介電常數(shù))的材料來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的Si02作為互連的介質(zhì)材料。摻碳 的氧化硅薄膜(SiCOH)由于其易于制備，較低的介電常數(shù)值，以及良好的工藝 兼容性等特點(diǎn)成為90納米及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)集成電路技術(shù)的互連介質(zhì)的最佳選 擇。然而，引入的-CH3基團(tuán)降低了膜的密度，在減小介電常數(shù)的同時(shí)，也使得 絕緣膜的機(jī)械性能明顯變差隨著Si-CH3鍵的增加，密度減小，膜的楊氏模量 和硬度都迅速減小，使得介質(zhì)薄膜在后續(xù)的工藝特別是平整化(CMP)工藝中都 遇到很大的問(wèn)題。在這種情況下非常有必要采用一種提高低介電常數(shù)SiCOH介 質(zhì)薄膜機(jī)械強(qiáng)度的方法，可以在原有工藝的基礎(chǔ)上有效地改善SiCOH薄膜的性發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種提高低介電常數(shù)摻碳氧化硅(SiCOH)介質(zhì)薄膜的 機(jī)械強(qiáng)度，并不改變低介電常數(shù)的SiCOH薄膜原有的性能特點(diǎn)的方法，該 SiCOH薄膜用于集成電路的制造工藝中。本發(fā)明提出了一種通過(guò)對(duì)SiCOH薄膜進(jìn)行紫外線照射，從而提高薄膜的 機(jī)械強(qiáng)度的方法。本發(fā)明通過(guò)對(duì)SiCOH薄膜進(jìn)行紫外線照射的處理來(lái)提高SiCOH薄膜的機(jī) 械強(qiáng)度。本發(fā)明采用的照射的紫外光波長(zhǎng)為2537A，照射時(shí)間為室溫條件50個(gè)小時(shí)以上，通過(guò)紫外光照射，薄膜的機(jī)械性能(楊氏模量與硬度)都提高了 80%以上。
本發(fā)明中利用紫外光照射提高SiCOH薄膜的機(jī)械性能的方法具有以下優(yōu) 點(diǎn)(l)不改變薄膜的本來(lái)性質(zhì)，包括介電常數(shù)值，漏電流密度，電學(xué)穩(wěn)定性能。 (2)明顯提高薄膜的機(jī)械強(qiáng)度，避免在后道工藝中產(chǎn)生失效等情況。(3)利用紫 外光照射成本低廉，利于實(shí)現(xiàn)，因此有利于工業(yè)化生產(chǎn)的推廣。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā) 明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說(shuō)明，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性的示意圖。
具體實(shí)施例方式
將在下文中對(duì)于實(shí)施例進(jìn)行具體的描述-
圖1是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性示意圖，低介電常數(shù)SiCOH薄 膜101通過(guò)PECVD的方法淀積到硅片襯底102上，低介電常數(shù)SiCOH薄膜101 厚度約為500納米，介電常數(shù)值為2.75，對(duì)此SiCOH薄膜101進(jìn)行室溫條件下 的紫外光照射，照射時(shí)間為53小時(shí)，紫外光波長(zhǎng)為2537A。測(cè)量薄膜的楊氏模 量和硬度的納米壓痕儀選用MTS Nano Indenter⑧系統(tǒng)的超高分辨率納米動(dòng)態(tài)接 觸模塊(NanoDCM)組件，分別在照射前和照射后測(cè)量低介電常數(shù)SiCOH薄 膜101的楊氏模量和硬度，照射前SiCOH薄膜101的楊氏模量為7.22Gpa,而 照射后SiCOH薄膜101的楊氏模量為13.06Gpa;照射前SiCOH薄膜101的硬 度為0.851Gpa，而照射后SiCOH薄膜101的硬度為1.533Gpa，照射前后，低介 電常數(shù)SiCOH薄膜101的楊氏模量和硬度分別提高了 80.89%和80.14%。而利 用金屬-介質(zhì)-半導(dǎo)體(MIS)的結(jié)構(gòu)測(cè)量照射前后低介電常數(shù)SiCOH介質(zhì)薄膜lOl 的介電常數(shù)值，照射前介電常數(shù)值為2.75而照射后介電常數(shù)值為2.66，僅有非 常微小的變化。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本 領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種提高低介電常數(shù)SiCOH介質(zhì)薄膜機(jī)械強(qiáng)度的方法，其特征是利用紫外光對(duì)低介電常數(shù)SiCOH介質(zhì)薄膜進(jìn)行一定時(shí)間的照射，提高薄膜的機(jī)械強(qiáng)度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征是紫外線照射時(shí)的溫度為室溫。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是紫外線照射的時(shí)間大于50小時(shí)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是照射的紫外線的波長(zhǎng)為2537A。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是通過(guò)紫外線照射后的SiCOH 薄膜用于集成電路絕緣介質(zhì)薄膜。
6. 根據(jù)杖利要求1所述的方法，其特征是紫外線照射的過(guò)程不會(huì)降低 低介質(zhì)常數(shù)SiCOH介質(zhì)薄膜的電學(xué)性能。
全文摘要
一種提高低介電常數(shù)SiCOH介質(zhì)薄膜機(jī)械強(qiáng)度的方法?，F(xiàn)有集成電路互連中低介電常數(shù)的SiCOH介質(zhì)薄膜具有較低的介電常數(shù)，但是其機(jī)械強(qiáng)度不夠理想。本發(fā)明的方法采用紫外線對(duì)低介電常數(shù)的SiCOH介質(zhì)薄膜進(jìn)行照射，照射時(shí)的溫度為室溫，照射時(shí)間大于50小時(shí)，紫外線的波長(zhǎng)為2537，經(jīng)過(guò)紫外線的照射，低介電常數(shù)SiCOH介質(zhì)薄膜的機(jī)械性能有非常明顯的提高，電學(xué)性能依然保持不變。
文檔編號(hào)H01L21/70GK101533774SQ20081003460
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日
發(fā)明者蕾 章 申請(qǐng)人:蕾 章