一種半導(dǎo)體器件的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括：在半導(dǎo)體襯底上沉積形成多孔低K材料層的步驟；選用三烷基羥基硅烷對(duì)所述多孔低K材料層進(jìn)行固化處理的步驟。本發(fā)明中在沉積形成多孔的低K、超低K介電材料后或者執(zhí)行完干法蝕刻、濕法清洗之后，通入三甲基羥基硅烷在紫外線（UV）光能照射下對(duì)所述超低K介電材料進(jìn)行處理，其中所述超低K介電材料中的Si-O鍵和所述三甲基羥基硅烷（hydroxytrimethylsilane）中的羥基發(fā)生鍵合，填充了部分所述低K或者超低K介電材料中的空隙，使低K或者超低K介電材料的空隙減小，進(jìn)而提高了所述低K或者超低K介電材料中的硬度以及機(jī)械加工強(qiáng)度，所述低K或者超低K介電材料的K值偏移（K-shift）性能提高了5-10%，具有非常顯著的效果。
【專利說(shuō)明】一種半導(dǎo)體器件的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)了新材料、新技術(shù)的不斷進(jìn)步，也使得半導(dǎo) 體工業(yè)成長(zhǎng)為工業(yè)界不可忽視的力量。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，超大規(guī)模集成電路（ULSI) 的特征尺寸按照摩爾定律在不斷縮小。由于器件密度和連線密度的增加、線寬減小，將導(dǎo)致 阻容（RC)耦合增大，從而使信號(hào)傳輸延時(shí)、干擾噪聲增強(qiáng)和功率耗散增大，這給超大規(guī)模 集成電路的應(yīng)用帶來(lái)了挑戰(zhàn)。
[0003] 隨著集成電路向高速、高集成度發(fā)展，為了降低信號(hào)傳輸延遲和串?dāng)_以及由于介 電損失而導(dǎo)致的功耗增加，采用低介電常數(shù)材料做層間介質(zhì)成為必然的選擇。未來(lái)的超大 規(guī)模集成電路制造技術(shù)必須采用低介電常數(shù)（k)材料取代二氧化硅做層間介質(zhì)來(lái)降低寄生 電容，因此低K介電常數(shù)材料（k〈4)和超低K介電材料（k〈2)在今后的超大規(guī)模集成電路制 造方面將占有重要的地位。
[0004] 雖然低k介電常數(shù)材料（k〈4)和超低k介電材料電介質(zhì)具有上述多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，但其 也并非是完美的，由于low-k材料的抗熱性、化學(xué)性、機(jī)械延展性以及材料穩(wěn)定性等問(wèn)題都 還沒(méi)有得到完全解決，給芯片的制造和質(zhì)量控制帶來(lái)很多困難。例如現(xiàn)有技術(shù)中所述超低k 介電材料在器件制備過(guò)程中在進(jìn)行干法蝕刻或者濕法清洗之后也會(huì)發(fā)生K值轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象， 在蝕刻過(guò)程中所述K值有2. 59漂移為2. 91 ;此外，在形成金屬互連結(jié)構(gòu)時(shí)，在選用NH3等離 子體對(duì)所述超低k介電材料處理時(shí)，容易造成等離子體損傷（PID)，所述問(wèn)題均由低k介電 常數(shù)材料（k〈4)和超低k介電材料的上述性質(zhì)和結(jié)構(gòu)有關(guān)。
[0005] 目前現(xiàn)有技術(shù)中所述低k介電常數(shù)材料（k〈4)和超低k介電材料電介質(zhì)的制備方 法大都為：在所述半導(dǎo)體襯底上形成等離子體（PLASMA)，在所述反應(yīng)腔室中通入兩種前驅(qū) 體，分別為低K材料前驅(qū)體以及致孔劑前驅(qū)體，在加熱的條件下進(jìn)行反應(yīng)，形成包含致孔劑 的復(fù)合體，然后在隔離室中通過(guò)紫外線（Ultra-violet，UV)進(jìn)行后處理，將所述復(fù)合體中的 致孔劑去除，形成孔隙，進(jìn)而形成多孔的低k介電常數(shù)材料和超低k介電材料，通常通過(guò)所 述方法形成的孔隙的大于或者等于15埃，由于孔隙尺寸過(guò)大，導(dǎo)致其性能降低，進(jìn)一步加 劇了 K值的漂移（shift)以及等離子體損傷（PID)，同時(shí)由于孔隙過(guò)大還造成所述材料硬 度、機(jī)械加工性能變差，使得工藝過(guò)程更加困難。因此，雖然低k介電常數(shù)材料和超低k介 電材料被廣泛應(yīng)用，但是其自身仍存在K值的漂移（shift)以及等離子體損傷（PID)、以及 硬度低、機(jī)械加工性能差等問(wèn)題，所述問(wèn)題制約了多孔低k介電常數(shù)材料和超低k介電材料 的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在【具體實(shí)施方式】部分中進(jìn) 一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的 關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0007] 本發(fā)明為了克服目前存在問(wèn)題，提供了一種半導(dǎo)體器件的制備方法，包括：
[0008] 在半導(dǎo)體襯底上沉積形成多孔低K材料層的步驟；
[0009] 選用三烷基羥基硅烷對(duì)所述多孔低K材料層進(jìn)行固化處理的步驟。
[0010] 作為優(yōu)選，所述三烷基羥基硅烷的化學(xué)式為：
[0011]

【權(quán)利要求】
1. 一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括： 在半導(dǎo)體襯底上沉積形成多孔低K材料層的步驟； 選用三烷基羥基硅烷對(duì)所述多孔低K材料層進(jìn)行固化處理的步驟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述三烷基羥基硅烷的化學(xué)式為：
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，其中R為C1-C5的烷基。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述三烷基羥基硅烷為三甲基羥基硅 燒。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述固化處理是在紫外光的照射下進(jìn)行 的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在沉積形成所述多孔低K材料后，還包括 對(duì)所述多孔低K材料層執(zhí)行干法蝕刻、濕法清洗的步驟。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述三甲基羥基硅烷的流量為 50-1000mg/min，所述三甲基羥基硅烷的壓力為0· Ι-lOtorr，所述三甲基羥基硅烷的溫度為 100-400。。。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，選用氬氣作為載氣，將所述三甲基羥基硅 烷通入反應(yīng)腔室中對(duì)所述多孔低K材料進(jìn)行所述固化處理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述氬氣的流量為100-5000sccm，所述氬 氣的溫度為100-400°C，所述氬氣的壓力為0· l-10torr。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述紫外光的波長(zhǎng)為380-420nm。
【文檔編號(hào)】H01L21/768GK104143524SQ201310164714
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月7日
【發(fā)明者】周鳴 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司