发明名称 一种避免低介电常数介电层劣化的方法
摘要 本发明系提供一种避免形成于一半导体晶片之基底表面之低介电常数(low dielectric constant,low k)介电层发生介电特性劣化的方法。该方法是先于该低介电常数介电层表面形成一图案化之光阻层,接着利用该光阻层作为硬遮罩(hard mask),以对该低介电常数介电层进行一蚀刻制程,然后去光阻。最后再对该低介电常数介电层进行一表面处理(surface treatment),以去除该低介电常数介电层中的Si-OH键,进而避免该低介电常数介电层吸附水气而发生介电特性劣化的现象。
申请公布号 TW492145 申请公布日期 2002.06.21
申请号 TW090115085 申请日期 2001.06.21
申请人 联华电子股份有限公司 发明人 张鼎张;刘柏村;莫亦先
分类号 H01L21/76 主分类号 H01L21/76
代理机构 代理人 许锺迪 台北县永和市福和路三八九号五楼
主权项 1.一种避免一基底表面之一图案化之低介电常数(low dielectric constant, low k)介电层发生介电特性劣化的方法,该方法对该图案化之低介电常数介电层进行一表面处理(surface treatment),以去除该图案化之低介电常数介电层中的Si-OH键,进而避免该图案化之低介电常数介电层吸附水气而发生介电特性劣化的现象。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该基底系为一矽晶片(silicon wafer)。3.如申请专利范围第1项之方法,其中形成该图案化之低介电常数(low k)介电层的方法包含有下列步骤:于该基底表面形成一低介电常数介电层;于该低介电常数介电层表面形成一图案化之光阻层;利用该光阻层作为硬遮罩(hard mask),以对该低介电常数介电层进行一蚀刻制程;以及进行一去光阻制程。4.如申请专利范围第3项之方法,其中该低介电常数介电层系为HSQ(hydrogensilsesquioxane)、MSQ(methyl silsesquioxane)、H-PSSQ(hydriopolysilsesquioxane)、M-PSSQ(methyl polysilsesquioxane)、P-PSSQ(phenyl polysilsesquioxane)、HOSP或多孔性凝胶(porous sol-gel)。5.如申请专利范围第4项之方法,其中该低介电常数介电层系以化学气相沈积法(CVD)或旋涂方式形成于该基底上,去光阻制程。6.如申请专利范围第3项之方法,其中该表面处理系用来去除该图案化之低介电常数(low k)介电层表面,于完成该蚀刻制程以及该去光阻制程后,所形成的Si-OH键。7.如申请专利范围第1项之方法,其中该表面处理系利用一含有六甲基二矽氮烷(Hexamethyldisilazane, HMDS)的溶液来相作用于该图案化之低介电常数介电层的表面,以去除该图案化之低介电常数介电层中的Si-OH键,进而避免该图案化之低介电常数介电层吸附水气,发生介电常数以及漏电流上升的现象。8.如申请专利范围第7项之方法,其中该溶液系利用5-15%的六甲基二矽氮烷(HMDS)溶解于己烷(hexane)中所形成。9.如申请专利范围第8项之方法另包含有一400℃,持温30分钟的热烘烤(hot baking)制程,用来去除残留于该图案化之低介电常数介电层表面的六甲基二矽氮烷(HMDS)。10.如申请专利范围第1项之方法,其中该表面处理系利用六甲基二矽氮烷(HMDS)的蒸气来相作用于该图案化之低介电常数介电层的表面,以去除该图案化之低介电常数介电层中的Si-OH键,进而避免该图案化之低介电常数介电层吸附水气,发生介电常数以及漏电流上升的现象。11.如申请专利范围第1项之方法,其中该表面处理系用来使该图案化之低介电常数(low k)介电层表面形成一疏水性(hydrophobic)层。12.一种避免一形成于一基底表面之低介电常数介电层发生介电特性劣化的方法,该方法系利用六甲基二矽氮烷(HMDS)来对该低介电常数介电层进行一表面处理(surface treatment),以去除该低介电常数介电层中的Si-OH键,进而避免该低介电常数介电层吸附水气而发生介电特性劣化的现象。13.如申请专利范围第12项之方法,其中该基底系为一矽晶片(silicon wafer)。14.如申请专利范围第12项之方法,其中该低介电常数介电层系为HSQ、MSQ、H-PSSQ、M-PSSQ、P-PSSQ、HOSP或多孔性凝胶(porous sol-gel)。15.如申请专利范围第14项之方法,其中该低介电常数介电层系以化学气相沈积法(CVD)或旋涂方式形成于该基底上。16.如申请专利范围第12项之方法,其中该六甲基二矽氮烷(HMDS)系溶解于己烷(hexane)中,且该六甲基二矽氮烷(HMDS)的体积百分比浓度约为5-15%。17.如申请专利范围第12项之方法,其中该六甲基二矽氮烷(HMDS)系以蒸气的方式来完成该表面处理。18.如申请专利范围第12项之方法,其中该低介电常数介电层系为一已图案化之薄膜层。19.如申请专利范围第12项之方法,其中该表面处理系用来使该低介电常数(low k)介电层表面形成一疏水性(hydrophobic)层。图示之简单说明:图一到图四为本发明对低介电常数介电层进行蚀刻制程的方法示意图。图五为HMDS与介电层中Si-OH键结之化学反应式。图六为多孔性凝胶介电层之红外光光谱。图七为多孔性凝胶介电层之介电常数长条图。图八为多孔性凝胶介电层之电场与漏电流之关系曲线图。
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