发明名称 改善低介电常数薄膜性质之方法及应用此法之镶嵌制程
摘要 本发明系关于一种改善低介电常数薄膜特性之方法及应用此法之一种镶嵌制程。本发明之改善低介电常数薄膜特性之方法,包括下列步骤:提供一半导体基底,其上设置有一低介电常数介电层,此低介电常数介电层表现出一拉伸应力;以及形成一应力调整层于上述低介电常数介电层上以构成一复合膜层,其中此应力调整层表现出异于上述拉伸应力之压缩应力以调整此复合膜层中之应力,进而改善低介电常数介电层之薄膜特性。
申请公布号 TWI295485 申请公布日期 2008.04.01
申请号 TW093113446 申请日期 2004.05.13
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 张惠林
分类号 H01L21/302(2006.01);H01L23/48(2006.01) 主分类号 H01L21/302(2006.01)
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼;颜锦顺 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.一种改善低介电常数薄膜性质之方法,包括下列 步骤: 提供一半导体基底,其上设置有一低介电常数介电 层,该低介电常数介电层表现出一拉伸应力;以及 形成一应力调整层于该低介电常数介电层上以构 成一复合膜层,其中该应力调整层表现出异于该第 一应力之压缩应力以调整该复合膜层中之应力。 2.如申请专利范围第1项所述之改善低介电常数薄 膜性质之方法,其中该低介电常数介电层材质为掺 杂氟之二氧化矽(FSG)、磷矽玻璃(PSG)、FLARE、或多 孔性的芳香族碳氢化合物(P-SiLK)。 3.如申请专利范围第1项所述之改善低介电常数薄 膜性质之方法,其中该应力调整层之材质为藉由电 浆加强型化学气相沉积法(PECVD)所形成之氮化碳, 具有一分子式为CNx,其中x小于0.5。 4.如申请专利范围第3项所述之改善低介电常数薄 膜性质之方法,其中该应力调整层系于200~1500瓦特( Watts)高频射频功率(HFRF power)下所形成。 5.如申请专利范围第3项所述之改善低介电常数薄 膜性质之方法,其中该应力调整层系于0.001~20托( Torr.)之反应压力下所形成。 6.如申请专利范围第3项所述之改善低介电常数薄 膜性质之方法,其中该应力调整层系于100~500℃之 反应温度下所形成。 7.如申请专利范围第3项所述之改善低介电常数薄 膜性质之方法,其中该应力调整层系由烷类气体、 氨气及氮气所形成。 8.如申请专利范围第1项所述之改善低介电常数薄 膜性质之方法,其中该应力调整层之厚度介于50~800 埃()。 9.如申请专利范围第1项所述之改善低介电常数薄 膜性质之方法,其中该应力调整层之材质系藉由物 理气相沉积法(PVD)所形成之氮化碳,具有一分子式 为CNx,其中x小于0.5。 10.如申请专利范围第9项所述之改善低介电常数薄 膜性质之方法,其中该物理气相沉积法(PVD)为溅镀 法(sputtering)。 11.如申请专利范围第10项所述之改善低介电常数 薄膜性质之方法,其中该溅镀法系使用石墨或生化 材料(biochemistry material)之靶材(target)。 12.如申请专利范围第11项所述之改善低介电常数 薄膜性质之方法,其中该生化材料(biochemistry material)为azzadenine、adnine或melamine。 13.如申请专利范围第11项所述之改善低介电常数 薄膜性质之方法,其中该应力调整层于0.001~20托( Torr.)之反应压力下所形成。 14.如申请专利范围第11项所述之改善低介电常数 薄膜性质之方法,其中该应力调整层于100~500℃之 反应温度下所形成。 15.如申请专利范围第11项所述之改善低介电常数 薄膜性质之方法,其中于溅镀过程中通入有氨气及 氮气。 16.一种镶嵌制程,包括下列步骤: 提供一半导体基底; 形成一蚀刻停止层于该半导体基底上; 形成一低介电常数介电层于该蚀刻停止层上,且该 低介电常数介电层表现出一拉伸应力; 形成一应力调整层于该低介电常数介电层上以构 成一复合介电层,其中该应力调整层表现出异于该 第一应力之压缩应力以调整该复合介电层中之应 力; 形成一介电层于该应力调整层上; 依序定义该介电层、该应力调整层及该蚀刻停止 层以构成至少一开口于该基底上,并露出各开口内 之基底;以及 形成一导电层于各开口内。 17.如申请专利范围第16项所述之镶嵌制程,其中于 该半导体基底与该蚀刻停止层间形成有设置于一 绝缘层中之一导线,其位置大体对准于该开口。 18.如申请专利范围第17项所述之镶嵌制程,其中该 导线材质为钨。 19.如申请专利范围第16项所述之镶嵌制程,其中该 低介电常数介电层材质为掺杂氟之二氧化矽(FSG) 、磷矽玻璃(PSG)、FLARE、或多孔性的芳香族碳氢化 合物(P-SiLK)。 20.如申请专利范围第16项所述之镶嵌制程,其中该 应力调整层之材质为藉由电浆加强型化学气相沉 积法(PECVD)所形成之氮化碳,具有一分子式为CNx,其 中x小于0.5。 21.如申请专利范围第20项所述之镶嵌制程,其中该 应力调整层系于200~1500瓦特(Watts)高频射频功率( HFRF power)下所形成。 22.如申请专利范围第20项所述之镶嵌制程,其中该 应力调整层系于0.001 ~20托(Torr.)之反应压力下所形 成。 23.如申请专利范围第20项所述之镶嵌制程,其中形 成该应力调整层系于100~500℃之反应温度下所形成 。 24.如申请专利范围第20项所述之镶嵌制程,其中该 应力调整层系为烷类气体、氨气及氮气所形成。 25.如申请专利范围第20项所述之镶嵌制程,其中该 应力调整层之厚度介于50~800埃()。 26.如申请专利范围第16项所述之镶嵌制程,其中该 应力调整层之材质系藉由物理气相沉积法(PVD)所 形成之氮化碳,具有一分子式为CNx,其中x小于0.5。 27.如申请专利范围第21项所述之镶嵌制程,其中该 物理气相沉积法(PVD)为溅镀法(sputtering)。 28.如申请专利范围第22项所述之镶嵌制程,其中该 溅镀法系使用石墨或生化材料(biochemistry material) 之靶材(target)。 29.如申请专利范围第23项所述之镶嵌制程,其中该 生化材料(biochemistry material)为azzadenine、adnine或 melamine。 30.如申请专利范围第22项所述之镶嵌制程,其中该 应力调整层系于0.001 ~20托(Torr.)之反应压力下所形 成。 31.如申请专利范围第22项所述之镶嵌制程,其中形 成该应力调整层系于100~500℃之反应温度下所形成 。 32.如申请专利范围第22项所述之镶嵌制程,其中于 溅镀过程中通入有氨气及氮气。 图式简单说明: 第1A至1D图系说明本发明第一实施例中所使用之应 力调整层之镶嵌制程。
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