发明名称 低K介电绝缘器和形成半导体电路结构之方法
摘要 一种多孔绝缘材料及制造方法。该材料包括氧,特征为密度小于2g/cc的、矽和氢。或者,该多孔绝缘材料特征为光波长在633和673毫微米之间时,其折射率小于1.45,或杨氏模量小于45GPa。一种用于制造半导体装置之方法,包括提供一半导体层,具有一用于装置形成之上层表面,以及在该半导体层上形成多个互连位准,每一个位准包括复数个元件。该元件系透过分解四乙基原矽酸盐(TEOS)以在至少某些该元件间形成一多孔层,而与其他元件电隔离。
申请公布号 TW540122 申请公布日期 2003.07.01
申请号 TW090121457 申请日期 2001.08.30
申请人 艾基尔系统管理人公司 发明人 克特 乔治 史坦那;苏珊 克莱 菲卡法吉
分类号 H01L21/469 主分类号 H01L21/469
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种绝缘材料,包括:氧,25到35原子百分比的矽,和5到15原子百分比的氢结合于一密度小于2g/cc的层内。2.如申请专利范围第1项之材料,进一步特征为相对于自由空间的介电常数在100赫兹时小于4.0。3.如申请专利范围第1项之材料,进一步特征为光波长在633和673毫微米之间时,其折射率小于1.4500。4.如申请专利范围第1项之材料,进一步特征为光波长在633和673毫微米之间时,其折射率范围在1.400和1.45间。5.如申请专利范围第1项之材料,进一步特征为杨氏模量在5Gpa和45Gpa之间。6.如申请专利范围第1项之材料,进一步特征为相对于热生成的二氧化矽,以稀释氟化氢(HF)为蚀刻剂的湿蚀刻率在4:1和20:1之间。7.如申请专利范围第1项之材料,进一步特征为空隙系连续分布贯穿该层大部份。8.如申请专利范围第1项之材料,尚包括0.1到5.0原子百分比的碳。9.一种半导体结构,包括:一层半导盘材料,具有一较高表面;一装置,沿着该较高表面形成;一互连结构,提供至该装置的电接触,包括复数个金属化位准,每一个位准包括导电元件;及至少一介电层,位于提供部份该导电元件间电隔离的位置,该介电层包括:氧;至少25原子百分比的矽;5到15原子百分比的氢;并且特征为:光波长在633和673毫微米之间时,其折射率小于1.45。10.如申请专利范围第9项之半导体结构,其中波长在633和673毫微米间时,该至少一介电层的折射率在1.35和1.50之间,并且其中该密度在1.2 g/cc和2g/cc之间。11.如申请专利范围第9项之半导体结构,其中该至少一介电层密度为1.8 g/cc。12.如申请专利范围第9项之半导体结构,其中该至少一层包括小于75原子百分比的氧。13.一种半导体结构,包括:一第一较高互连位准,具有至少一导电元件形成于半导体层之上;至少一较低互连位准,具有至少一导电元件形成于该半导体层和第一较高位准之间;一第一绝缘材料,包括:氧;至少25原子百分比的矽;和至少5原子百分比的氢组合于一多孔层内,并且密度小于2g/cc,位元于将第一较高位准导电元件与该较低位准导电元件电隔离的位置。14.如申请专利范围第13项之结构,其特征为:相对于自由空间,在100赫兹时的介电常数小于4.0,并且尚包括一最低位准的互连元件,形成于互连元件的较低位准和该半导体层之间。15.如申请专利范围第13项之结构,其特征为:相对于自由空间,在100赫兹时介电常数范围在3.2和3.8之间。16.如申请专利范围第13项之半导体结构,特征为:波长在633和673之间时,其折射率在1.420和1.450之间。17.如申请专利范围第13项之半导体结构,其中,相对于自由空间,在100赫兹时该第一绝缘材料的介电常数约为3.7。18.一种半导体结构,包括:一较高互连位准,具有一导电元件形成于半导体层之上;至少一较低互连位准,具有一导电元件形成于该半导体层和第一较高互连位准之间;及一第一绝缘材料,包括:至少25原子百分比的矽;至少50原子百分比的氧;5到15原子百分比的氢,并且特征为:相对于热生成二氧化矽,以稀释氟化氢(HF)为蚀刻剂的湿蚀刻率在4:1和20:1之间;该第一绝缘材料位元于将该较高位准导电元件与该较低位准导电元件电隔离的位置。19.如申请专利范围第18项之结构,其中该第一绝缘材料的密度范围在1.1 g/cc和1.8g/cc之间。20.如申请专利范围第18项之半导体结构,其中该第一绝缘材料的杨氏模量系在5Gpa和30Gpa之间。21.一种半导体结构,包括:一较高位准的互连元件,形成于半导体层之上;至少一较低位准的互连元件,形成于该半导体层和该第一较高位准之间;一绝缘材料多孔层,包括:氧;至少25原子百分比的矽;和5到15原子百分比的氢;并且其杨氏模量小于45GPa,该多孔层位元于将第一较高位准元件与该较低位准元件电隔离的位置。22.一种制造半导体产品之方法,包括:提供一半导体层,具有一较高表面;形成多个互连位准,每一个位准包括复数个元件;将元件与其他元件电隔离,透过分解正硅酸乙酯(TEOS),在至少某些元件间形成一密度小于2g/cc的介电层。23.如申请专利范围第22项之方法,其中在含氧反应环境内执行该分解正硅酸乙酯(TEOS),并且该氧包括至少10%的臭氧。24.如申请专利范围第22项之方法,其中将元件与其他元件电隔离的步骤包括形成一有助于在该介电层内提供多孔特质的沈积表面。25.如申请专利范围第22项之方法,其中形成一沈积表面的步骤包括沈积一层氮化矽。26.如申请专利范围第22项之方法,其中以分解正硅酸乙酯(TEOS)来沈积介电材料的步骤系透过将该介电材料沈积于包括矽和氮的层上来执行。27.如申请专利范围第22项之方法,其中该介电材料系沈积于一包括矽,氮和氧的层上。28.一种半导体结构,包括一较高位准的互连元件,形成于一半导体层之上;至少一较低位准的互连元件,形成于该半导体层和第一较高位准之间;及一层绝缘材料,包括:氧;至少25原子百分比的矽;和5到15%的氢;并且具有连续分布贯穿该层大部份的空隙。29.如申请专利范围第28项之结构,其中该层包括横断面宽度大于3毫微米的空隙。30.如申请专利范围第28项之结构,其中该层包括横断面宽度在3到10毫微米之间的空隙。图式简单说明:图1到8以横断面图示在制造中间阶段的部份半导体电路结构,其中本发明系应用于减法(subtractive)金属蚀刻制程中;及图9到19以横断面图示在制造中间阶段的部份半导体电路结构,其中本发明系应用于双嵌刻(dualDamascene)制程中。
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