專利名稱：介電層的改質(zhì)方法、改質(zhì)后的介電層與其在鑲嵌式金屬制程的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種制造半導(dǎo)體導(dǎo)電組件的方法，特別是有關(guān)于一種介電層的改質(zhì)方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體組件的線幅持續(xù)微型化，具高速、高組件集積度、低功率消耗及低成本的超大規(guī)模集成電路(ULSI)得以大量生產(chǎn)制造。相對于組件的微型化及集積度的增加，電路中導(dǎo)體聯(lián)機(jī)數(shù)目亦會不斷的增加，而使得導(dǎo)體聯(lián)機(jī)架構(gòu)中的電阻(R)及電容(C)產(chǎn)生了所謂的寄生效應(yīng)，造成傳輸上嚴(yán)重的延遲現(xiàn)象即RC delay，此也成為電路中信號傳輸速度受阻的主要因素。
因此，在深次微米領(lǐng)域的多層導(dǎo)體聯(lián)機(jī)制程中，必須引入具有低電阻率的導(dǎo)線及低寄生電容值的導(dǎo)線間介電膜，才能有效提升芯片的操作速度，在降低導(dǎo)線電阻方面，由于金屬銅具有高熔點、低電阻系數(shù)(ρ-1.7μΩ-cm)及高抗電子遷移的能力，已被廣泛應(yīng)用于聯(lián)機(jī)架構(gòu)中，取代金屬鋁(ρ-2.7μΩ-cm)作為導(dǎo)體聯(lián)機(jī)的材料。
另在降低寄生電容方面，由于制程上和導(dǎo)線電阻的限制，使得我們不考慮藉由幾何上的改變(例如改變導(dǎo)線面積或?qū)Ь€間距)來降低寄生的電容值，而是朝選擇、改良低介電常數(shù)(low K)的材質(zhì)，作為研究發(fā)展的方向。綜合上述，如何利用金屬銅導(dǎo)線以及低介電常數(shù)介電層來架構(gòu)多層聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，遂成為現(xiàn)今高效能電路制作的指針。然而，應(yīng)用此低介電常數(shù)材料于銅整合制程時，不可避免的，亦產(chǎn)生了若干在制程上亟待解決克服的問題。
由于對介電層材料和沉積制程條件、方式的選擇，使介電層在形成的同時，已具有為數(shù)不少的孔洞分布，然而，若未對此沉積后的介電層加以適當(dāng)化的修飾處理，這些存在于介電層結(jié)構(gòu)中的孔洞，將因暴露于環(huán)境中，而吸附大量的水氣，且水的介電常數(shù)值高達(dá)7-9，結(jié)果將導(dǎo)致介電層的介電常數(shù)值被大幅提高，不利寄生電容的降低。
另介電層結(jié)構(gòu)中的氧-硅-碳基鍵，在介電層形成之初，是呈現(xiàn)鳥籠狀(cage)的鍵結(jié)架構(gòu)，且散亂分布于介電層結(jié)構(gòu)中，彼此的鳥籠狀結(jié)構(gòu)并無相互交連，如此，勢必造成介電層結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度嚴(yán)重不足，而難以應(yīng)付后續(xù)制程中各種不同的應(yīng)力來源。
因此，若能對介電層的結(jié)構(gòu)加以適當(dāng)改質(zhì)，包括將原本散亂的各個鳥籠狀結(jié)構(gòu)予以交連化處理，則應(yīng)可有效防止介電層本身的吸水，促介電常數(shù)值下降，并能堅固化此介電材料，以抵抗外界施加的各種應(yīng)力。
如美國專利第6,486,061號所揭露的改善方法，在完成介電層沉積的步驟后，進(jìn)行一電漿處理程序，此電漿程序所使用的反應(yīng)氣體包括氨氣(NH3)和氫氣(H2)，工作條件如下溫度大體介于攝氏300-500度，壓力大體介于200-700托，時間大體介于1-5分鐘。
經(jīng)上述電漿氣體的處理，介電層結(jié)構(gòu)中原本的硅-碳基鍵，將被取代為硅-氫鍵，而由于氫原子的親脂性質(zhì)較碳原子為明顯，因此，取代完成后的硅-氫鍵，加上充滿于介電層表面的氫氣環(huán)境，將使介電層更具抗吸水的能力，增加其在后續(xù)制程中的熱穩(wěn)定性(thermal stability)。
然而，這些取代反應(yīng)，因涉及化學(xué)鍵結(jié)的斷裂，如硅-碳基鍵或碳-氫鍵，在主體架構(gòu)(交連結(jié)構(gòu))尚未建立前，將使介電層的鳥籠式結(jié)構(gòu)更形散亂，硬度變得更差。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種利用兩階段電漿處理程序的介電層改質(zhì)方法，其中藉由一氦氣電漿程序與一氫氣電漿程序的相互配合，除可增加介電層的機(jī)械強(qiáng)度外，透過介電層分子結(jié)構(gòu)的改質(zhì)，亦可有效杜絕該介電層對水氣的吸收。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種介電層的改質(zhì)方法，包括下列步驟提供一基底，形成一含氧-硅-碳基鍵的介電層于該基底上，其中各氧-硅鍵之間未相互交連。對該介電層進(jìn)行一包含氦氣與氫氣的電漿程序，以將該介電層中的硅-碳基鍵取代為硅-氫鍵，且形成各氧-硅鍵之間相互交連的結(jié)構(gòu)。
該介電層的改質(zhì)方法，是氦氣與氫氣的兩階段電漿處理程序，首先，透過氦氣電漿的處理，可使原本介電層中散亂的鳥籠狀結(jié)構(gòu)，彼此鍵結(jié)，形成一較為堅固的網(wǎng)狀(network)交連結(jié)構(gòu)，接著，以氫氣電漿進(jìn)行的介電層改質(zhì)處理，將結(jié)構(gòu)中的硅-碳基鍵取代為硅-氫鍵，此也增加了介電層本身的抗吸水性，使其能達(dá)到在后續(xù)制程中的熱穩(wěn)定效能。上述中氦氣與氫氣電漿的先后順序亦可互換，亦即先施予氫氣電漿，再進(jìn)行氦氣電漿的處理。另亦可同時進(jìn)行的。
本發(fā)明另提供一種介電層的改質(zhì)方法，并將其應(yīng)用在雙鑲嵌金屬的制造，包括下列步驟提供一基底，形成一含氧-硅-碳基鍵的介電層于該基底上，其中各氧-硅鍵之間未相互交連。對該介電層進(jìn)行一包含氦氣與氫氣的電漿程序，以將該介電層中的硅-碳基鍵取代為硅-氫鍵，且形成各氧-硅鍵之間相互交連的結(jié)構(gòu)。續(xù)定義該介電層，以形成一鑲嵌開口，該鑲嵌開口包括一內(nèi)聯(lián)機(jī)溝槽與一介層窗，之后，于該鑲嵌開口中填入一金屬層，以形成雙鑲嵌金屬。此外，本發(fā)明亦可應(yīng)用于單鑲嵌金屬的制造。
圖1a至圖1c是根據(jù)本發(fā)明的一實施例，雙鑲嵌制程的剖面示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實施例，雙鑲嵌制程的流程圖。
圖3與圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實施例，介電層的分子結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一實施例，經(jīng)氦氣電漿處理后，介電層結(jié)構(gòu)中各元素的吸收強(qiáng)度示意圖。
符號說明100-基底；102、118-金屬層；104-蝕刻終止層；106-介電層；108-阻障層；110-介層窗；114-內(nèi)聯(lián)機(jī)溝槽；116-雙鑲嵌開口；120-雙鑲嵌結(jié)構(gòu)；S200-化學(xué)氣相沉積；S202-改質(zhì)程序；S204-氦氣電漿程序；S206-氫氣電漿程序；S208-蝕刻；S210-填入金屬層；S212-形成雙鑲嵌結(jié)構(gòu)；502、504-吸收強(qiáng)度曲線；
C-碳元素的吸收信號。
具體實施例方式
實施例1為讓本發(fā)明的上述目的、特征及優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下請參閱圖1a，以及圖2的制程流程。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，介電層的改質(zhì)方法，包括下列步驟如圖1a所示，提供一基底100，于基底100上依序形成一下層金屬層102、一蝕刻終止層104、一介電層106。
在下層金屬層102以下的部分，可能包含數(shù)層金屬內(nèi)聯(lián)機(jī)與數(shù)個電性上相互連接的半導(dǎo)體組件，如MOS晶體管、電阻、邏輯組件等，為簡化圖式，下層金屬層102以下的集成電路組件，此處未予繪出?；?00的材質(zhì)可為硅，蝕刻終止層104的材質(zhì)可為氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。
介電層106例如為一低介電常數(shù)的多孔性材質(zhì)，孔隙度大體介于20％-30％，介電常數(shù)值大體介于2.0-2.9。如圖2所示，介電層106可以化學(xué)氣相沉積法S200如高密度電漿化學(xué)氣相沉積法或加強(qiáng)式電漿化學(xué)氣相沉積法沉積形成。
介電層106的材質(zhì)可為摻雜氧化層、有機(jī)類低介電常數(shù)材料、高氟化類低介電常數(shù)材料、以及多孔性低介電常數(shù)材料等。摻雜氧化層例如包括氟摻雜氧化層(FSG)、氫摻雜氧化層(HSQ)、碳摻雜氧層(MSQ)。有機(jī)類低介電常數(shù)材料例如包括苯并環(huán)丁烯(BCB)、芳香族碳?xì)浠衔?SiLK)、摻氟聚對二甲苯醚(FLARE)、聚芳烯醚(PAE)。高氟化類低介電常數(shù)材料例如包括含氟聚對二甲苯(Parylene AF4)、聚四氟乙烯(PTFE)。多孔性低介電常數(shù)材料例如包括氣膠(Aerogel)、干凝膠(Xerogel)、超微孔玻璃(Nanoglass)。
接著，如圖2所示，進(jìn)行一介電層106的改質(zhì)程序S202，其中改質(zhì)程序S202的實施方式是包括如依序進(jìn)行一氦氣電漿程序與一氫氣電漿程序、依序進(jìn)行一氫氣電漿程序與一氦氣電漿程序或一氦氣電漿程序與一氫氣電漿程序同時進(jìn)行，而以依序進(jìn)行一氦氣電漿程序與一氫氣電漿程序為較佳的選擇。
首先，以氦氣電漿進(jìn)行改質(zhì)程序S202的第一步驟S204，其中該氦氣電漿程序所使用的反應(yīng)氣體的流量大體介于1000-10000sccm，工作時間大體介于10-360秒，工作溫度大體介于攝氏100-500度，工作壓力大體介于1毫托-20托，工作功率大體介于300-2500瓦特。
原本在介電層106中，呈現(xiàn)散亂分布的鳥籠狀結(jié)構(gòu)，如圖3所示，在經(jīng)氦氣電漿處理后，各個鳥籠狀結(jié)構(gòu)中的氧-硅鍵，會彼此產(chǎn)生連接的效果，而形成一網(wǎng)狀的交連結(jié)構(gòu)，如圖4所示。
若介電層106轉(zhuǎn)變?yōu)榻贿B式的結(jié)構(gòu)，則其機(jī)械強(qiáng)度將大大被提高，吾人用來評估此薄膜材料是否達(dá)適當(dāng)機(jī)械強(qiáng)度的指標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明所得的改質(zhì)介電層其硬度(hardness)達(dá)不小于1GPa的范圍，楊氏系數(shù)(Young′smodulus)達(dá)不小于1.5GPa的范圍。
由于在后續(xù)制程中，晶圓本身會面臨許多外加應(yīng)力的問題，如遇化學(xué)機(jī)械研磨時，常出現(xiàn)的盤凹(dishing)和磨蝕(erosion)的現(xiàn)象，或是在進(jìn)行濺鍍(sputtering)制程時，必須長時間以機(jī)械外力夾帶晶圓的情形等，若此時的介電層106結(jié)構(gòu)無法提供一可適當(dāng)?shù)挚箲?yīng)力的能力，則在上述等制程的進(jìn)行過程中，勢必嚴(yán)重破壞介電層106的結(jié)構(gòu)、特性，影響組件的制作品質(zhì)。
本發(fā)明藉氦氣電漿制程，將原本硬度不佳的鳥籠狀結(jié)構(gòu)，改質(zhì)為機(jī)械強(qiáng)度合乎要求的交連式結(jié)構(gòu)，使得介電層106后續(xù)在面對各種外加應(yīng)力時，更具有抵抗的效能。
此外，在形成交連結(jié)構(gòu)的過程中，由于部分化學(xué)鍵會有重組或彼此連接的情形發(fā)生，許多新的孔洞即利用此結(jié)構(gòu)重整的機(jī)會順應(yīng)而生，結(jié)果獲得吾人所期望低的介電常數(shù)值。另使介電層106可維持高的崩潰電壓(breakdown voltage)，如5伏特以上，亦是結(jié)構(gòu)經(jīng)堅固化后所得的優(yōu)點。
以下以圖5再次說明介電層106經(jīng)氦氣電漿處理后，雖有結(jié)構(gòu)上的重整修飾，如鍵結(jié)重組或連接，但并不涉及重要鍵結(jié)如氧-硅鍵或硅-碳鍵的斷裂。如圖5所示，此為一傅立葉轉(zhuǎn)換的質(zhì)譜圖(FTIR spectrum)，縱坐標(biāo)為吸收強(qiáng)度，橫坐標(biāo)為波數(shù)(1/厘米)，吸收強(qiáng)度曲線502、504是以氦氣電漿處理30秒和180秒后個別元素其吸收強(qiáng)度的分布態(tài)樣，其中碳元素的吸收強(qiáng)度(C)，是分布在大體介于1250-1300的波數(shù)位置。
由圖中可看出，碳元素的吸收強(qiáng)度(C)，在歷經(jīng)30秒和180秒的電漿處理后，仍然維持一相同的吸收強(qiáng)度如0.025，由此，可證實氦氣電漿的處理，是不會造成鍵結(jié)的斷裂而使碳元素脫離主體結(jié)構(gòu)的，亦即經(jīng)過氦氣電漿處理后的結(jié)構(gòu)，將更具有其堅固性。
續(xù)如圖2所示，以氫氣電漿進(jìn)行改質(zhì)程序S202的第二步驟S206，其中該氫氣電漿程序所使用的反應(yīng)氣體的流量大體介于1000-10000sccm，工作時間大體介于10-360秒，工作溫度大體介于攝氏100-500度，工作壓力大體介于1毫托-20托，工作功率大體介于300-2500瓦特。
經(jīng)氫氣電漿處理后的介電層106，其結(jié)構(gòu)中原本的硅-碳鍵結(jié)將轉(zhuǎn)變?yōu)楣?氫鍵結(jié)。由于氫原子的親脂性質(zhì)較碳原子為佳，因此，取代完成后的硅-氫鍵，加上充滿于介電層106表面的氫氣環(huán)境，將使介電層106更具抗吸水的能力，增加其在后續(xù)制程中的熱穩(wěn)定性，并對降低介電常數(shù)值有顯著的貢獻(xiàn)。此外，減少水氣的吸收，對下層金屬層102的氧化效力亦會同時降低，而避免了產(chǎn)生介層窗110毒化(poison via)的可能。
請參照如下表1所示，以不同電漿程序的組合處理后，介電層106的介電常數(shù)值。其中選用氦氣與氫氣電漿程序結(jié)合的處理，該介電常數(shù)值均較其它類型的組合為低，且又以先進(jìn)行氦氣電漿程序，后進(jìn)行氫氣電漿程序為最佳的處理方式。
表一實施例2請參閱圖1a至圖1c，以及圖2的制程流程。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，將介電層的改質(zhì)方法，應(yīng)用于雙鑲嵌金屬的制造，包括下列步驟如圖1a所示，提供一基底100，于基底100上依序形成一下層金屬層102、一蝕刻終止層104、一介電層106。
介電層106例如為一低介電常數(shù)的多孔性材質(zhì)，孔隙度大體介于20％-30％，介電常數(shù)值大體介于2.0-2.9。如圖2所示，介電層106可以化學(xué)氣相沉積法S200如高密度電漿化學(xué)氣相沉積法(HDPCVD)或加強(qiáng)式電漿化學(xué)氣相沉積法(PECVD)沉積形成。
介電層106的材質(zhì)可為摻雜氧化層、有機(jī)類低介電常數(shù)材料、高氟化類低介電常數(shù)材料、以及多孔性低介電常數(shù)材料等。摻雜氧化層例如包括氟摻雜氧化層(FSG)、氫摻雜氧化層(HSQ)、碳摻雜氧層(MSQ)。有機(jī)類低介電常數(shù)材料例如包括苯并環(huán)丁烯(BCB)、芳香族碳?xì)浠衔?SiLK)、摻氟聚對二甲苯醚(FLARE)、聚芳烯醚(PAE)。高氟化類低介電常數(shù)材料例如包括含氟聚對二甲苯(Parylene AF4)、聚四氟乙烯(PTFE)。多孔性低介電常數(shù)材料例如包括氣膠(Aerogel)、干凝膠(Xerogel)、超微孔玻璃(Nanoglass)。
接著，如圖2所示，進(jìn)行一介電層106的改質(zhì)程序S202，其中改質(zhì)程序S202的實施方式是包括如依序進(jìn)行一氦氣電漿程序與一氫氣電漿程序、依序進(jìn)行一氫氣電漿程序與一氦氣電漿程序或一氦氣電漿程序與一氫氣電漿程序同時進(jìn)行，而以依序進(jìn)行一氦氣電漿程序與一氫氣電漿程序為較佳的選擇。
首先，以氦氣電漿進(jìn)行改質(zhì)程序S202的第一步驟S204，其中該氦氣電漿程序所使用的反應(yīng)氣體的流量大體介于1000-10000sccm，工作時間大體介于10-360秒，工作溫度大體介于攝氏100-500度，工作壓力大體介于1毫托-20托，工作功率大體介于300-2500瓦特。
接著，如圖2所示，以氫氣電漿進(jìn)行改質(zhì)程序S202的第二步驟S206，其中該氫氣電漿程序所使用的反應(yīng)氣體的流量大體介于1000-10000sccm，工作時間大體介于10-360秒，工作溫度大體介于攝氏100-500度，工作壓力大體介于1毫托-20托，工作功率大體介于300-2500瓦特。
如圖2所示，續(xù)進(jìn)行介電層106的定義S208。如圖1b所示，定義介電層106，以形成一雙鑲嵌開口116的結(jié)構(gòu)，并露出蝕刻終止層104，該雙鑲嵌開口包括一介層窗110與一內(nèi)聯(lián)機(jī)溝槽114。
接著，如圖1c所示，為增加介電層106與后續(xù)制作的內(nèi)連導(dǎo)線之間的附著性，可在雙鑲嵌開口116中先形成一阻障層108，其例如是鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、鈦(Ti)或氮化鈦(TiN)的金屬阻障層或介電阻障層如氧化層。
再如圖2所示的步驟S210，填入一金屬層118，金屬層118是由銅、鋁銅合金、鋁合金或金屬鎢所構(gòu)成，其中又以銅為較佳的選擇。最后，利用CMP技術(shù)將金屬層118的高度切齊于雙鑲嵌開口116端，以形成雙鑲嵌結(jié)構(gòu)120，如S212。本發(fā)明亦可應(yīng)用于單鑲嵌結(jié)構(gòu)的制作。
權(quán)利要求
1.一種介電層的改質(zhì)方法，包含下列步驟提供一基底；形成一含氧-硅-碳基鍵的介電層于該基底上；以及對該介電層進(jìn)行一包含氦氣與氫氣的電漿程序，以將該介電層中的硅-碳基鍵取代為硅-氫鍵，且形成各氧-硅鍵之間相互交連的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電層的改質(zhì)方法，其中該基底是一硅基底。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電層的改質(zhì)方法，其中該介電層是由摻雜氟或碳原子的硅化物所構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電層的改質(zhì)方法，其中該介電層是多孔性材質(zhì)，且孔隙度介于20％-30％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電層的改質(zhì)方法，其中該介電層的介電常數(shù)介于2.0-2.9。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電層的改質(zhì)方法，其中該介電層是由化學(xué)氣相沉積法沉積形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電層的改質(zhì)方法，其中該電漿程序依序是一氦氣電漿程序與一氫氣電漿程序。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電層的改質(zhì)方法，其中該電漿程序依序是一氫氣電漿程序與一氦氣電漿程序。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電層的改質(zhì)方法，其中該電漿程序是一氦氣電漿程序與一氫氣電漿程序同時進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電層的改質(zhì)方法，其中該電漿程序所使用的反應(yīng)氣體的流量介于1000-10000sccm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電層的改質(zhì)方法，其中該電漿程序的工作時間介于10-360秒，工作溫度介于攝氏100-500度，工作壓力介于1毫托-20托，工作功率介于300-2500瓦特。
12.一種鑲嵌式金屬制程，包含下列步驟提供一基底；形成一含氧-硅-碳基鍵的介電層于該基底上；對該介電層進(jìn)行一包含氦氣與氫氣的電漿程序，以將該介電層中的硅-碳基鍵取代為硅-氫鍵，且形成各氧-硅鍵之間相互交連的結(jié)構(gòu)；定義該介電層，以形成一鑲嵌開口；以及于該鑲嵌開口中，填入一金屬層，以形成鑲嵌式金屬。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鑲嵌式金屬制程，其中該基底是一硅基底。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鑲嵌式金屬制程，其中該介電層是由摻雜氟或碳原子的硅化物所構(gòu)成。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鑲嵌式金屬制程，其中該介電層是多孔性材質(zhì)，且孔隙度介于20％-30％。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鑲嵌式金屬制程，其中該介電層的介電常數(shù)介于2.0-2.9。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鑲嵌式金屬制程，其中該介電層是由化學(xué)氣相沉積法沉積形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鑲嵌式金屬制程，其中該電漿程序依序是一氦氣電漿程序與一氫氣電漿程序。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鑲嵌式金屬制程，其中該電漿程序依序是一氫氣電漿程序與一氦氣電漿程序。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鑲嵌式金屬制程，其中該電漿程序是一氦氣電漿程序與一氫氣電漿程序同時進(jìn)行。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鑲嵌式金屬制程，其中該電漿程序所使用的反應(yīng)氣體的流量介于1000-10000sccm。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鑲嵌式金屬制程，其中該電漿程序的工作時間介于10-360秒，工作溫度介于攝氏100-500度，工作壓力介于1毫托-20托，工作功率介于300-2500瓦特。
23.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鑲嵌式金屬制程，其中該鑲嵌開口是包括一內(nèi)聯(lián)機(jī)溝槽。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的鑲嵌式金屬制程，其中該鑲嵌開口更包括一介層窗。
25.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鑲嵌式金屬制程，其中該金屬層是由銅、鋁銅合金、鋁合金或金屬鎢所構(gòu)成。
26.一種經(jīng)改質(zhì)后的介電層，包含一介電層，該介電層中的硅-碳基鍵經(jīng)由一包含氦氣與氫氣的電漿程序取代為硅-氫鍵，且形成各氧-硅鍵之間相互交連的結(jié)構(gòu)，其中該介電層的硬度(hardness)不小于1GPa，楊氏系數(shù)(Young’s modulus)不小于1.5GPa。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的經(jīng)改質(zhì)后的介電層，其中該介電層是由摻雜氟或碳原子的硅化物所構(gòu)成。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的經(jīng)改質(zhì)后的介電層，其中該介電層是多孔性材質(zhì)，且孔隙度介于20％-30％。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的經(jīng)改質(zhì)后的介電層，其中該介電層的介電常數(shù)介于2.0-2.9。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的經(jīng)改質(zhì)后的介電層，其中該介電層是由化學(xué)氣相沉積法沉積形成。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的經(jīng)改質(zhì)后的介電層，其中該電漿程序依序是一氦氣電漿程序與一氫氣電漿程序。
32.根據(jù)權(quán)利要求26所述的經(jīng)改質(zhì)后的介電層，其中該電漿程序依序是一氫氣電漿程序與一氦氣電漿程序。
33.根據(jù)權(quán)利要求26所述的經(jīng)改質(zhì)后的介電層，其中該電漿程序是一氦氣電漿程序與一氫氣電漿程序同時進(jìn)行。
34.根據(jù)權(quán)利要求26所述的經(jīng)改質(zhì)后的介電層，其中該電漿程序所使用的反應(yīng)氣體的流量介于1000-10000sccm。
35.根據(jù)權(quán)利要求26所述的經(jīng)改質(zhì)后的介電層，其中該電漿程序的工作時間介于10-360秒，工作溫度介于攝氏100-500度，工作壓力介于1毫托-20托，工作功率介于300-2500瓦特。
36.根據(jù)權(quán)利要求26所述的經(jīng)改質(zhì)后的介電層，其中該電漿程序之后更包括定義該介電層，以形成一鑲嵌開口。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的經(jīng)改質(zhì)后的介電層，其中該鑲嵌開口是包括一內(nèi)聯(lián)機(jī)溝槽。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的經(jīng)改質(zhì)后的介電層，其中該鑲嵌開口更包括一介層窗。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的經(jīng)改質(zhì)后的介電層，其中形成該鑲嵌開口之后更包括于該鑲嵌開口中填入一金屬層，以形成鑲嵌式金屬。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的經(jīng)改質(zhì)后的介電層，其中該金屬層是由銅、鋁銅合金、鋁合金或金屬鎢所構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種介電層的改質(zhì)方法，包括下列步驟提供一基底，形成一含氧－硅－碳基鍵的介電層于該基底上，其中各氧－硅鍵之間未相互交連；對該介電層進(jìn)行一包含氦氣與氫氣的電漿程序，以將該介電層中的硅－碳基鍵取代為硅－氫鍵，且形成各氧－硅鍵之間相互交連的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明亦可應(yīng)用于鑲嵌式金屬的制造。
文檔編號H01L21/3205GK1595620SQ0315686
公開日2005年3月16日 申請日期2003年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月10日
發(fā)明者張惠林, 柯忠祁, 包天一, 盧永誠 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司