发明名称 SiCOH膜之深紫外线雷射退火及稳定
摘要
申请公布号 TWI348191 申请公布日期 2011.09.01
申请号 TW094126266 申请日期 2005.08.02
申请人 万国商业机器公司 发明人 亚力珊卓C 加勒盖瑞;斯帝芬A 柯汉;法德E 多尼
分类号 H01L21/31;H01L21/469;H01L21/26;H01L21/42;H01L21/324;H01L21/477 主分类号 H01L21/31
代理机构 代理人 蔡玉玲 台北市大安区敦化南路2段218号5楼A区
主权项 一种形成一介电膜的方法,包含以下各步骤:提供一介电膜于一基材之一表面上,该介电膜包含Si、C、O及H原子;以及使用一深紫外线(DUV)雷射照射该介电膜,以在该介电膜中产生一光化学反应,相较于经一非深紫外线(non-DUV)雷射处理的SiCOH膜,该介电膜的绝缘性质获得改善。如请求项1所述之方法,其中该基材包含一半导体材料、一绝缘材料、一导电材料、或上述之各种材料的多层组合。如请求项2所述之方法,其中该基材为一半导体材料。如请求项1所述之方法,其中该提供该介电膜包含一沉积制程,系选自电浆加强式化学气相沉积(PECVD)、高密度电浆(HDP)、脉冲式PECVD、及旋转涂布所组成之群组。如请求项4所述之方法,其中该沉积制程包含PECVD。如请求项1所述之方法,其中该提供该介电膜包含选择至少一第一先驱物,该第一先驱物包含Si、C、O及H原子。如请求项6所述之方法,更包含选择一第二先驱物,该第二先驱物包含C、H,以及选择性(optionally)的O、F及N。如请求项7所述之方法,更包含选择一第三先驱物,该第三先驱物包含Ge。如请求项6所述之方法,其中该第一先驱物为一有机分子,该有机分子包含一环状结构(ring structure)。如请求项9所述之方法,其中该第一先驱物为1,3,5,7-四甲基环四矽氧烷(tetramethylcyclotetrasiloxane,TMCTS)、八甲基环四矽氧烷(octamethylcyclotetrasiloxane OMCTS)、二乙氧基甲矽烷(diethoxymethylsilane,DEMS)、二甲基二甲氧矽烷(dimethyldimethoxysilane,DMDMOS)、或二乙基甲氧矽烷(diethylmethoxysilane,DEDMOS)。如请求项7所述之方法,其中该第二先驱物为一碳氢(hygrocarbon)分子。如请求项11所述之方法,其中该碳氢分子为环氧双环(oxabicyclic)或乙烯。如请求项8所述之方法,其中该第三先驱物为氢化锗。如请求项1所述之方法,其中该提供该介电膜包含选择1,3,5,7-四甲基环四矽氧烷(TMCTS)为一第一先驱物,及选择乙烯或环戊烯氧化物为一第二先驱物,以及以PECVD沉积该第一先驱物及该第二先驱物。如请求项1所述之方法,其中,在该照射之前,该介电膜具有约2.8或更少的一介电常数。如请求项1所述之方法,其中该DUV雷射包含准分子(excimer)雷射。如请求项16所述之方法,其中该准分子雷射为在193nm操作的一ArF雷射、在248nm操作的一KrF雷射、或在308nm操作的一XeF雷射。如请求项1所述之方法,其中该照射系使用一脉冲或光栅扫描(raster scan)模式。如请求项1所述之方法,其中该照射系在约0.1至约5 mJ/cm2脉冲的一通量(fluence)下进行。一种介电膜,包含一介电材料,该介电材料包含Si、C、O及H原子,且该介电材料具有一共价键结的三维网状结构、不大于2.8的一介电常数、以及实质上等同于SiO2的一吸收光谱。如请求项20所述之介电膜,其中该共价键结的三维网状结构包含Si-O、Si-C、Si-H、C-H及C-C键。如请求项20所述之介电膜,其中该介电材料包含直径在0.3及50nm之间的分子级间隙(molecular scale voids)。如请求项22所述之介电膜,其中该分子级间隙占有0.5%及50%之间的体积。如请求项20所述之介电膜,其中该介电材料系包含每秒小于10-9公尺的一水中裂纹传播速度(crack propagation velocity)。如请求项20所述之介电膜,更包含一底基材(underlying substrate)。如请求项25所述之介电膜,其中该底基材包含一半导体材料、一绝缘材料、一导电材料、或上述之各种材料的多层组合。如请求项26所述之介电膜,其中该底基材包含一半导体材料。如请求项20所述之介电膜,其中,在雷射处理后,该介电材料之漏电流减少约10或更多。如请求项20所述之介电膜,其中,在雷射处理后,该吸收光谱之248nm处具有约60-70%的反射率(reflectance)。一种电子结构,包含至少一介电材料,该介电材料包含Si、C、O及H原子,该介电材料具有一共价键结的三维网状结构、不大于2.8的一介电常数、以及实质上等同于SiO2的一吸收光谱。如请求项30所述之电子结构,其中该共价键结的三维网状结构包含Si-O、Si-C、Si-H、C-H及C-C键。如请求项30所述之电子结构,其中该介电材料包含直径在0.3及50nm之间的分子级间隙。如请求项32所述之电子结构,其中该分子级间隙占有0.5%及50%之间的体积。如请求项30所述之电子结构,其中该介电材料系包含每秒小于10-9公尺的一水中一裂纹传播速度。如请求项30所述之电子结构,更包含一底基材。如请求项35所述之电子结构,其中该底基材包含一半导体材料、一绝缘材料、一导电材料或一组合物,或上述之各种材料的多层组合。如请求项36所述之电子结构,其中该底基材包含一半导体材料。如请求项30所述之电子结构,其中,在雷射处理后,该介电材料之漏电流减少约10或更多。如请求项30所述之电子结构,其中,在雷射处理后,该吸收光谱之248nm处具有约60-70%的反射率。
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