一種提高低介電常數SiCOH介質薄膜機械強度的方法
2023-08-22 10:55:46 2
專利名稱：一種提高低介電常數SiCOH介質薄膜機械強度的方法
技術領域：
本發明涉及一種提高低介電常數摻碳氧化矽(SiCOH)介質薄膜的機械強度 的方法。
背景技術：
隨著超大規模集成電路(ULSI)的發展，器件的特徵尺寸不斷縮小，互連電 容和電阻急速增加，從而限制了器件性能的提高，為了降低互連延遲，需要採 用低介電常數(介電常數)的材料來代替傳統的Si02作為互連的介質材料。摻碳 的氧化矽薄膜(SiCOH)由於其易於製備，較低的介電常數值，以及良好的工藝 兼容性等特點成為90納米及以下技術節點集成電路技術的互連介質的最佳選 擇。然而，引入的-CH3基團降低了膜的密度，在減小介電常數的同時，也使得 絕緣膜的機械性能明顯變差隨著Si-CH3鍵的增加，密度減小，膜的楊氏模量 和硬度都迅速減小，使得介質薄膜在後續的工藝特別是平整化(CMP)工藝中都 遇到很大的問題。在這種情況下非常有必要採用一種提高低介電常數SiCOH介 質薄膜機械強度的方法，可以在原有工藝的基礎上有效地改善SiCOH薄膜的性發明內容本發明的目的是提供一種提高低介電常數摻碳氧化矽(SiCOH)介質薄膜的 機械強度，並不改變低介電常數的SiCOH薄膜原有的性能特點的方法，該 SiCOH薄膜用於集成電路的製造工藝中。本發明提出了一種通過對SiCOH薄膜進行紫外線照射，從而提高薄膜的 機械強度的方法。本發明通過對SiCOH薄膜進行紫外線照射的處理來提高SiCOH薄膜的機 械強度。本發明採用的照射的紫外光波長為2537A，照射時間為室溫條件50個小時以上，通過紫外光照射，薄膜的機械性能(楊氏模量與硬度)都提高了 80%以上。
本發明中利用紫外光照射提高SiCOH薄膜的機械性能的方法具有以下優 點(l)不改變薄膜的本來性質，包括介電常數值，漏電流密度，電學穩定性能。 (2)明顯提高薄膜的機械強度，避免在後道工藝中產生失效等情況。(3)利用紫 外光照射成本低廉，利於實現，因此有利於工業化生產的推廣。
為讓本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發 明的具體實施方式
作詳細說明，其中
圖1是根據本發明的實施例的示例性的示意圖。
具體實施例方式
將在下文中對於實施例進行具體的描述-
圖1是一個根據本發明的實施例的示例性示意圖，低介電常數SiCOH薄 膜101通過PECVD的方法澱積到矽片襯底102上，低介電常數SiCOH薄膜101 厚度約為500納米，介電常數值為2.75，對此SiCOH薄膜101進行室溫條件下 的紫外光照射，照射時間為53小時，紫外光波長為2537A。測量薄膜的楊氏模 量和硬度的納米壓痕儀選用MTS Nano Indenter⑧系統的超高解析度納米動態接 觸模塊(NanoDCM)組件，分別在照射前和照射後測量低介電常數SiCOH薄 膜101的楊氏模量和硬度，照射前SiCOH薄膜101的楊氏模量為7.22Gpa,而 照射後SiCOH薄膜101的楊氏模量為13.06Gpa;照射前SiCOH薄膜101的硬 度為0.851Gpa，而照射後SiCOH薄膜101的硬度為1.533Gpa，照射前後，低介 電常數SiCOH薄膜101的楊氏模量和硬度分別提高了 80.89%和80.14%。而利 用金屬-介質-半導體(MIS)的結構測量照射前後低介電常數SiCOH介質薄膜lOl 的介電常數值，照射前介電常數值為2.75而照射後介電常數值為2.66，僅有非 常微小的變化。
雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然其並非用以限定本發明，任何本 領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的修改和完善， 因此本發明的保護範圍當以權利要求書所界定的為準。
權利要求
1. 一種提高低介電常數SiCOH介質薄膜機械強度的方法，其特徵是利用紫外光對低介電常數SiCOH介質薄膜進行一定時間的照射，提高薄膜的機械強度。
2. 根據權利要求l所述的方法，其特徵是紫外線照射時的溫度為室溫。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵是紫外線照射的時間大於50小時。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特徵是照射的紫外線的波長為2537A。
5. 根據權利要求1所述的方法，其特徵是通過紫外線照射後的SiCOH 薄膜用於集成電路絕緣介質薄膜。
6. 根據杖利要求1所述的方法，其特徵是紫外線照射的過程不會降低 低介質常數SiCOH介質薄膜的電學性能。
全文摘要
一種提高低介電常數SiCOH介質薄膜機械強度的方法。現有集成電路互連中低介電常數的SiCOH介質薄膜具有較低的介電常數，但是其機械強度不夠理想。本發明的方法採用紫外線對低介電常數的SiCOH介質薄膜進行照射，照射時的溫度為室溫，照射時間大於50小時，紫外線的波長為2537，經過紫外線的照射，低介電常數SiCOH介質薄膜的機械性能有非常明顯的提高，電學性能依然保持不變。
文檔編號H01L21/70GK101533774SQ20081003460
公開日2009年9月16日 申請日期2008年3月14日 優先權日2008年3月14日
發明者蕾 章 申請人:蕾 章