專利名稱：多孔低k介電膜的紫外輔助孔密封的制作方法
多孔低k介電膜的紫外輔助孔密封
背景技術(shù)：
本發(fā)明總體涉及半導(dǎo)體裝置的制備，更特別地，涉及一種用于半
導(dǎo)體裝置中的多孔低k介電材料的紫外輔助孔密封方法。
隨著半導(dǎo)體和其它微電子器件的尺寸逐漸變小，對于器件元件的
需求不斷提高。例如，對于更小的器件，防止互連線之間的電容性串 音明顯變得更加重要。電容性串音通常是導(dǎo)線之間的距離和位于導(dǎo)線 之間的材料的介電常數(shù)(k)的函數(shù)。在使用具有較低介電常數(shù)的新型 絕緣體將導(dǎo)線彼此電隔離方面，投入了相當大的關(guān)注，因為盡管二氧
化硅(Si02)由于其相對較好的電和機械性能通常用于這種裝置，然 而當裝置降至更小尺寸時，需要介電常數(shù)比約為4的SK)2值更低。需 要這些新型的低k(即小于4的介電常數(shù))材料用作例如層間絕緣 (化D)。
為了達到較低的介電常數(shù)，人們可以使用具有較低介電常數(shù)的材 料，和/或為材料引入多孔性，由于空氣的介電常數(shù)指定為1，因此其 能夠降低介電常數(shù)。通過多種方法在低k材料中引入了多孔性。在旋 涂低k電介質(zhì)的情況中，可以通過使用高沸點的溶劑、通過使用模板 或通過基于致孔劑的方法，實現(xiàn)k值的降低。然而，在半導(dǎo)體裝置的 制備中，多孔低k材料的集成通常被證明是困難的。
例如，由于多孔4氐k介電材料的開放性(open nature)，在后續(xù) 工藝(即在形成多孔低k介電材料之后)中使用的工藝氣體和化學(xué)物 質(zhì)會擴散到多孔網(wǎng)絡(luò)中，并會被截留在此，在此其會造成損害，以及 改變介電常數(shù)。而且，與表面直接相鄰的孔會造成在其上沉積和/或形 成的后續(xù)層(例如阻擋層)中形成針孔。
因此，在本領(lǐng)域需要提供對用于集成為半導(dǎo)體裝置的多孔低k介 電材料的改進方法。因為存在現(xiàn)有技術(shù)中提到的這些問題，因此需要 在沉積其它層和/或在進一步處理之前需要將多孔低k介電材料密封。 多孔低k介電材料表面的密封將有利于防止工藝氣體和化學(xué)物質(zhì)的滲 透(和截留)。而且，密封將為其它層在其上的涂覆/沉積提供連續(xù)的 表面層。因此，可以基本防止在后續(xù)層中形成針孔。

發(fā)明內(nèi)容
在此公開了用于多孔低k介電材料的紫外輔助孔密封方法。在一
種實施方式中， 一種用于密封位于基體之上的多孔低k介電材料的方 法，包括將多孔低k介電材料的表面暴露于紫外輻射圖形(pattern)，其 時間、強度和波長將該多孔低k材料的表面有效密封到小于或等于約 20納米的深度，其中該表面基本不含孔。
在其它實施方式中， 一種制備電互聯(lián)結(jié)構(gòu)的方法，包括將位于基 體上的多孔低k介電材料形成圖形；將多孔低k介電膜暴露于紫外輻 射，其時間、強度和波長圖形將該多孔低k材料的表面有效密封到小 于或等于約20納米的深度，其中該表面基本不含孔；以及在形成圖形 的多孔低k介電材料上沉積阻擋層和/或?qū)щ妼印?br> 在其它實施方式中， 一種用于密封位于基體之上的多孔低k介電 材料的方法，包括通過將其表面暴露于紫外輻射圖形，其時間、強度 和波長在包含氧氣的氣氛中將該多孔低k材料的表面有效密封到小于 或等于約20納米的深度，將多孔低k介電材料的表面氧化。
在其它實施方式中， 一種用于密封位于基體之上的多孔低k介電 材料的方法，包括通過將其表面暴露于紫外輻射圖形，其時間、強度 和波長將該多孔低k材料的表面有效密封到小于或等于約20納米的深 度，使多孔低k介電材料的表面碳化。
在其它實施方式中， 一種用于密封位于基體之上的多孔低k介電 材料的方法，包括通過將其表面暴露于紫外輻射圖形，其時間、強度 和波長有效將該多孔低k材料的表面密封到小于或等于約20納米的深 度，使多孔低k介電材料的表面致密.
在其它實施方式中， 一種用于密封沉積于基體之上的介電材料的 孔的方法，包括將該基體暴露于紫外輻射，改變表面鍵合，以使鍵合 部位用于后續(xù)材料施用，然后用其密封孔。
在其它實施方式中， 一種用于密封沉積于基體之上的介電材料的 孔的方法，包括在氧化或還原氣氛存在下將該基體暴露于紫外輻射， 改變表面鍵合，以使鍵合部沉積用于后續(xù)材料施用，然后用其密封孔。
在其它實施方式中， 一種用于密封沉積于基體之上的介電材料的 孔的多步方法，包括在存在或不存在氧化或還原氣氛下，將該介電材
料暴露于紫外輻射，改變表面鍵合，然后沉積可選擇性與由uv過程形 成的鍵合進行反應(yīng)的密封材料，然后用其密封孔。
在其它實施方式中， 一種用于密封沉積于基體之上的介電材料的 孔的多步方法，包括在存在或不存在氧化或還原氣氛下，將該介電材 料暴露于密封材料或密封前驅(qū)體，然后將基體暴露于紫外輻射，使密 封劑和基體進行反應(yīng)和/或改變密封材料的鍵合結(jié)構(gòu)，然后用其密封 孔。
在其它實施方式中， 一種用于密封沉積于基體之上的介電材料的 孔的方法，包括在存在或不或不存在氧化或還原氣氛下，將該介電材
料暴露于密封材料，同時將基體暴露于紫外輻射，在此紫外輻射與密 封劑、與基體和/或兩者發(fā)生反應(yīng)，然后用其密封孔。
通過下面的附圖和具體實施方式
對以上所述和其它特征進行示例 性說明.
附圖簡述
現(xiàn)在參照附圖，其是示例性的實施方式，其中相同的元件使用相
同的編號


圖1示出了擊穿電壓作為包括依照本發(fā)明的UV處理之前和之后的 多孔低k介電層的電路的節(jié)距的函數(shù)。
圖2示出了在暴露于氫氟酸濕法蝕刻工藝之后的多孔介電材料的 相對損失作為時間的函數(shù)，其中一些在其上沉積有多孔介電材料的基 體依照本發(fā)明暴露于各種環(huán)境中的UV輻射。
具體實施例方式
本發(fā)明一般地涉及一種密封多孔低k介電膜的方法。該方法一般 地包括將該多孔低k介電膜的多孔表面暴露于紫外(UV)輻射，其時 間、波長、密度和氣氛有效地密封該低k介電材料的表面，通過沉積 一種當隨后與紫外輻射發(fā)生反應(yīng)時密封孔的材料，和/或通過沉積一種 當同時與紫外輻射發(fā)生反應(yīng)時密封孔的材料，借助于碳化、氧化、膜 致密、產(chǎn)生能夠使隨后密封孔的沉積材料進行化學(xué)反應(yīng)的表面反應(yīng)性 部位，有效地密封該多孔介電表面。該UV輔助密封方法有利地提供一 種用于將多孔低k介電材料集成在集成電路制造方法中的方法。非必
要地，在暴露于紫外輻射之后，可以使用爐內(nèi)退火或類似工藝使各種 沉積層退火，如一些應(yīng)用和制造方法中可能需要的那樣。在此所用的 術(shù)語"多孔低k介電材料"通常是指包括多孔基體的材料，其中的孔
徑小于約2納米(nm)，形成的介電常數(shù)(k)小于約3.0。
改進的電互聯(lián)結(jié)構(gòu)的形成方法通常包括在基體上形成多孔低k介 電材料，然后將其表面暴露于紫外輻射圖形，其時間、波長、密度和 氣氛有效地密封該低k介電材料的表面，或產(chǎn)生用于涂覆的密封材料 的鍵合部位。在一種實施方式中，該紫外輻射有效地將該多孔低k介 電材料的暴露表面密封到20納米的深度，更優(yōu)選深度為約10納米， 甚至更優(yōu)選地該深度等于平均孔徑.盡管介電材料的密封可以超過20 納米，但由于密封滲透會影響低k材料的體介電行為，因此通常在高 級半導(dǎo)體制造過程中優(yōu)選深度更小。研究發(fā)現(xiàn)將多孔低k介電材料密 封到至少這些深度，基本防止了隨后在進一步加工中對介電材料的損 害。同樣地，在后續(xù)加工中所用的工藝氣體和化學(xué)物質(zhì)不能滲透到多 孔低k介電材料的多孔結(jié)構(gòu)中。而且，通過密封該多孔低k介電層， 可以沉積和/或涂覆基本不含針孔的后續(xù)層(例如阻擋層或擴散層)， 因為下面的多孔介電材料包括基本沒有針孔的(即密封的)表面。在 集成電路的制造中，擴散層或阻擋層會是重要的，因為這些層可以用 于例如在層間介電材料和隨后沉積的導(dǎo)電材料(例如銅金屬互聯(lián))之 間形成邊界。
可以用于形成多孔低k介電膜的本領(lǐng)域技術(shù)人員通常使用的方法 中的一些實例包括化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體增強化學(xué)化學(xué)氣 相沉積(PECVD)、高密度PECVD、光子輔助CVD、等離子體-光子 輔助CVD、低溫CVD、化學(xué)輔助氣相沉積、熱絲CVD、液體聚合物 前驅(qū)體的CVD 、超臨界流體沉積或傳遞聚合(transport polymerization) ( "TP")。其它可用于形成膜的方法包括旋涂、浸 涂、Langmuir陽blodgett 自組裝或霧化沉積方法(misting deposition method )。
在此所用的術(shù)語"多孔低k介電材料"通常是指包含基質(zhì)(matrix) 和致孔劑的材料，其中在除去致孔劑后的介電材料具有多孔結(jié)構(gòu)。術(shù) 語"致孔劑材料"通常是指本領(lǐng)域中已知的基于犧牲有機物(sacrificial organics)的材料，在將其去除后在低k介電膜中產(chǎn)生或形成孔。該致
孔劑材料在基體或基體前驅(qū)體中形成區(qū)域(或離散區(qū)域)， 一旦去除， 其會在基體或基體前驅(qū)體中形成孔。優(yōu)選地，該區(qū)域應(yīng)當不大于最終 所需的孔尺寸。在本發(fā)明中，適合的致孔劑材料并不用于限定，可以 包括那些一旦暴露于熱和/或光輻射會降解形成揮發(fā)性碎片或基團的材 料，例如其能夠在惰性氣體流下從基體材料或基體前驅(qū)體材料中去 除。這樣， 一旦暴露于輻射，在基體內(nèi)部通常從下表面到上表面各處 會形成孔。同樣地，形成的表面也會包括多個針孔。
那些在本領(lǐng)域中通常被描述為熱不穩(wěn)定的、可加熱去除的、光化 學(xué)不穩(wěn)定的、光化學(xué)可去除的等的致孔劑材料通常都適用于形成多孔
低k介電材料，在已授權(quán)的美國專利6653358 "A Composition Containing a Cross-linkable Matrix Precursor and a Porogen and a Porous Matrix Prepared Thereform"中對這種材料進行了 一般性的描 述，其內(nèi)容整體引入此處作為參考。示例性的致孔劑材料通常包括但 不局限于烴類材料、不穩(wěn)定的有機基團、溶劑、可分解的聚合物、表 面活性劑、樹狀大分子、超支化聚合物、聚亞烷基氧化合物或其組合。 適合的基體和基體前驅(qū)體通常包括但不用于局限于含硅聚合物 或這種聚合物的前驅(qū)體，例如倍半硅氧烷，例如烷基(優(yōu)選低級烷基， 例如甲基)倍半硅氧烷、芳基(例如苯基)或烷基/芳基倍半硅氧烷， 以及倍半硅氧烷的共聚物(例如聚酰亞胺與倍半硅氧烷的共聚物)；. 金剛石基的熱固性組合物；交聯(lián)的聚苯；聚芳基醚；聚苯乙烯；交聯(lián) 的聚亞芳基化合物；聚曱基丙烯酸甲酯；芳香族聚碳酸酯；芳香族聚 酰亞胺；等等。
例如，適合的倍半硅氧烷是(RSiOl.5) n型的聚合硅酸鹽材料， 其中R為有機取代基。也可以使用兩種或多種不同的含硅化合物的組 合。其它使用用于多孔介電材料的含硅化合物包括含硅、碳、氧和氫 原子的材料，通常也稱為SiCOH介電材料。示例性的含硅化合物包括 (i)上述討論的倍半硅氧烷，(ii)烷氧基硅烷，優(yōu)選部分縮合的烷氧 基硅烷(例如通過控制Mn為約500 ~ 20000的四乙氧基硅烷的水解， 部分縮合)，(iii)具有RSK)3和R2Si03成分的有機改性硅酸酯，其 中R為有機取代基，以及(iv)正硅酸酯，優(yōu)選具有Si(OR)4成分的部 分縮合的正硅酸酯。
仍進一步地，硅基介電材料前驅(qū)體可以包括例如四甲基環(huán)四硅氧
烷、六甲基環(huán)四硅氧烷、八曱基環(huán)四硅氧烷。
另一種類的基體前驅(qū)體包括熱固性苯并環(huán)丁烯(BCBs)或其b階 段產(chǎn)物。例如1，3-二(2-雙環(huán)[4.2.0八-1，3，5-三亞乙基四胺-3-基乙炔基)-1，1,3，3-四甲基二硅氧烷(稱作DVS-bisBCB )是適合的，其b階段樹脂 可作為CYCLOTENE⑧樹脂(從The Dow Chemical Company )購得。
另一種類的基體材料包括聚亞芳基化合物。此處所用的聚亞芳基 化合物包括具有由重復(fù)亞芳基單元構(gòu)成的主鏈的化合物，以及在主鏈 中具有亞芳基單元與其它連接單元(例如聚亞芳基醚中的氧)的化合 物?？少彽降木蹃喎蓟衔锇少徸訲he Dow Chemical Company 的SiLK⑧介電材料、可購自Allied Signal, Inc.的Flare⑧介電材料、以 及可購自AirProducts/Shumacher的聚亞芳基醚Velox . —種類型的 聚亞芳基化合物是聚環(huán)戊二烯酮和聚乙炔的熱固性混合物或b階段產(chǎn) 物。熱固性組合物或可用于該組合物的可交聯(lián)的聚亞芳基化合物的實 例包括例如含在芳環(huán)上彼此相鄰的乙炔取代基的芳香族化合物的單 體；與芳香族乙炔化合物相結(jié)合的環(huán)戊二烯酮官能化合物；以及聚亞 芳基醚。更優(yōu)選地，該熱固性組合物包括上述單體的部分聚合反應(yīng)產(chǎn) 物(即b階段低聚體)。
當該基體前驅(qū)體包括聚環(huán)戊二烯酮和聚乙炔化合物的熱固性混合 物或b階段產(chǎn)物時，該前驅(qū)體的特征通?？墒乖诠袒に囘^程中相對 較早發(fā)生分支。在固化工藝中較早形成分支基體會使基體的模量下降 最小化，并且能夠有助于使固化工藝過程中可能的孔坍塌最小化。
適用于制備該多孔介電材料的基體前驅(qū)體的另 一實例是一種熱固 性全氟乙烯單體(具有3個或更多官能團)或其b階段產(chǎn)物，例如l，l，l-三(4-三氟乙烯氧基苯基)乙烷。該熱固性的全氟乙烯單體也可以方便地 和具有兩個官能團的全氟乙烯單體共聚合。另一種適合的聚亞芳基基 質(zhì)前驅(qū)體是熱固性的二-o-丁二炔或其b階段產(chǎn)物。
通常，多孔介電材料中的孔的密集度足夠高，以降低基體的介電 常數(shù)，但其足夠低，以使基體可以經(jīng)受在所需微電子器件的制備中所 需的工藝步驟，以保持其機械完整性(例如，集成電路、多片模塊、 或平板顯示裝置)。在其它實施方式中，孔的密度通常足以將基體的 介電常數(shù)降低到小于3.0，在其它實施方式中小于2.5，在其它實施方 式中小于2.0。在一些實施方式中，基于多孔基質(zhì)總體積的孔的濃度可
以小于5體積％,在其它實施方式中小于10體積％，在其它實施方式 中小于20體積％，通常不超過70體積％，在其它實施方式中不超過 60體積％。
基體內(nèi)的孔的平均直徑通常小于約20納米(nm),在一些實施方 式中小于2nm，在其它實施方式中不超過約lnm。
在制備集成電路的過程中，將包含致孔劑材料的低k介電材料沉 積在適合的基體上，將其暴露于適合的能源，去除致孔劑，形成多孔 低k介電結(jié)構(gòu)。適合的基體包括但不意于局限于硅、硅絕緣體 (silicon-on-insulator)、硅鍺、二氧化硅、玻璃、氮化硅、陶瓷、鋁、 銅、砷化鎵、塑料，例如聚碳酸酯、電路板，例如FR-4和聚酰亞胺、 混合電路基體，例如氮化鋁-氧化鋁，等，這種基體可以進一步包括在 其上沉積的薄膜，這種膜包括但不意于局限于金屬氮化物、金屬碳化 物、金屬硅化物、金屬氧化物及其混合物。在多層集成電路裝置中， 絕緣的平坦化電路線的最下層也可以用作基體。然而，基體和裝置的 選擇僅由基體的熱和化學(xué)穩(wěn)定性所限制。
該UV輔助的密封方法可以使用UV輻射器工具，在一種實施方式 中，其可以首先用氮氣、氦氣或氬氣吹掃，使進入工藝腔的UV輻射具 有最小的光譜吸收，特別對于例如小于約200nm的波長。將該多孔介 電材料置于工藝腔內(nèi)，然后分別用所需的工藝氣體或氣體混合物吹 掃，對于不同應(yīng)用可以4吏用例如N2、 H2、 Ar、 He、 Ne、 H20蒸汽、 NH3、 C02、 02、 CxHy、 CxFy、 CxHzFy及其混合物，其中x為l 6的 整數(shù)，y為4 14的整數(shù)，z為l-14的整數(shù)?？梢赃x擇特定的工藝氣 體通過例如在UV暴露過程中交聯(lián)和/或形成例如Si-OH的化學(xué)活性區(qū) 域選擇性促使碳化和/或氧化和/或膜致密。在這點上，UV密封可以發(fā) 生在沒有氧氣存在，或有氧化氣體存在，或有還原氣體存在，或有特 別促進碳化的氣體存在，或有促進交聯(lián)的氣體存在，或類似的變化存 在下。
該uv輔助的密封方法可以使用uv輻射器工具，在一種實施方式 中，其可以首先用氮氣、氦氣或氬氣吹掃，使進入工藝腔的uv輻射具
有最小的光譜吸收，特別對于例如小于約200nm的波長。將該多孔介 電材料置于工藝腔內(nèi)，然后將其分別暴露于紫外輻射和所需的密封材 料，例如六曱基二硅烷(HMDS)、三甲基二硅烷(TMDS) 、 二乙基
氨基三硅烷(DEATS)、三甲基氯硅烷(TCMS)等，及其混合物。 可以在紫外光暴露之前、期間或之后，引入密封材料。在這點上，UV 密封可以發(fā)生在沒有氧氣存在，或有氧化氣體存在，或有還原氣體存 在，或有特別促進碳化的氣體存在，或有促進交聯(lián)的氣體存在，或類 似的變化存在下。
該UV光源可以是微波激勵、電弧放電、介質(zhì)阻擋放電或電子碰撞 產(chǎn)生的。而且，可以根據(jù)應(yīng)用選擇具有不同光諳分布的UV產(chǎn)生燈泡。
在UV暴露過程中晶片溫度可以控制在室溫到425tl的范圍內(nèi)，非 必要地通過紅外光源、光學(xué)光源、熱表面或光源本身。工藝壓力可以 小于、大于或等于大氣壓力。通常，UV密封的多孔介電材料經(jīng)UV處 理不超過或約為450秒，更特別地，在約5~約300秒之間。而且，UV 處理可以在約室溫(環(huán)境溫度) 約450TC的溫度下，小于、大于或約 等于大氣壓力的壓力下，在約0.1 ~約2000亳瓦/平方厘米(mW/cm2) 的UV功率、和約150~約400nm之間的UV波長光鐠的情況下進行。 非必要地，也可以使用低于環(huán)境溫度，以使表面致密化滲透的程度最 小化到小于20nm的厚度。
可以使用標準分析技術(shù)測定密封程度。例如，可以使用透射電鏡 以及FTIR分析。而且，因為低k介電材料的表面性質(zhì)發(fā)生改變，因此 可以測量水接觸角的變化以確定密封程度。除此之外，也可以監(jiān)測濕 法蝕刻速率和/或等離子體蝕刻速率的變化，以提供密封效果和滲透的 指示。這樣，對于一種特定的用途，可以優(yōu)化其生產(chǎn)量和密封深度.
有利地，研究發(fā)現(xiàn)UV固化方法改進了擊穿電壓行為和抗?jié)穹ㄎg刻 性質(zhì)，同時對密封的多孔介電材料的體介電常數(shù)的影響最小化。而且， FTIR分析顯示對于硅基介電膜來說，觀察到對膜硅烷醇含量的影響較 小。
為使本發(fā)明可以更容易得到理解，參照下面的實施例，其用于解 釋本發(fā)明，不用于限定其范圍。 實施例
實施例1.在該實施例中，在依照本發(fā)明UV密封形成圖形的多孔 介電材料之前和之后測量了擊穿電壓作為節(jié)距的函數(shù)。兩種基體都經(jīng) 過退火。線寬175微米。如圖1所示，對于致密性觀察到擊穿場的明 顯改進。
實施例2.在該實施例中，將其上沉積多孔介電材料的基體暴露于 稀氫氟酸濕法蝕刻工藝不同時間段，將基體在惰性環(huán)境中(吹掃-l)、 還原環(huán)境中(吹掃-2)、或氧化環(huán)境中(吹掃-3)，暴露于依照本發(fā)明 的UV輻射。對照樣暴露于沒有任何UV暴露的濕法蝕刻工藝。結(jié)果示 于圖2，其明確表現(xiàn)出暴露于UV輻射的抗?jié)穹ㄎg刻性質(zhì)的提高，以及 對UV暴露發(fā)生的環(huán)境的依賴。
盡管本發(fā)明是參考示例性的實施方式進行描述的，但本領(lǐng)域的技 術(shù)人員將理解在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以進行各種改變，可 以用等價物代替其中的要素。此外，為了使特定的情況或材料適應(yīng)本 發(fā)明的教導(dǎo)，可以在不脫離其基本范圍的情況下進行許多改進。因此， 預(yù)期本發(fā)明并不限定于上述作為預(yù)期用于施行本發(fā)明的最佳方式的特 定實施方式，而本發(fā)明將包括所有落入后附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實 施方式。
權(quán)利要求
1.一種用于密封位于基體之上的多孔低k介電材料的方法，包括將多孔低k介電材料的表面暴露于紫外輻射圖形，其時間、強度和波長將該多孔低k材料的表面有效密封到小于或等于約20納米的深度，其中該表面基本不含開口孔。
2. 如權(quán)利要求l的方法，其中紫外輻射圖形包括小于400nm的寬 頻帶波長。
3. 如權(quán)利要求l的方法，其中紫外輻射圖形包括約100~400納米 之間的寬頻帶波長。
4. 如權(quán)利要求l的方法，其中將多孔低k介電材料的表面暴露于 紫外輻射圖形 一定時間、強度和波長是在反應(yīng)性吹掃環(huán)境中進行的，
5. 如權(quán)利要求l的方法，其中將多孔低k介電材料的表面暴露于 紫外輻射圖形是在N2、 H2、 Ar、 He、 Ne、 H20蒸汽、NH3、 CO、 C02、 02、 03、 CxHy、 CxFy、 CxHzFy及其混合物的氣氛中進行的，其中x為 1~6的整數(shù)，y為4一14的整數(shù)，z為l一14的整數(shù)。
6. 如權(quán)利要求l的方法，其中將多孔低k介電材料暴露于紫外輻 射圖形，其時間、強度和波長有效將該多孔低k材料的表面密封到小 于或等于約IO納米的深度。
7. 如權(quán)利要求l的方法，其中將多孔低k介電材料暴露于紫外輻 射圖形，其時間、強度和波長將該多孔低k材料的表面有效密封到約等于平均孔徑的深度。
8. —種制備電互聯(lián)結(jié)構(gòu)的方法，包括 將位于基體上的多孔低k介電材料形成圖形；將多孔低k介電材料的薄膜暴露于紫外輻射，其時間、強度和波 長圖形將該多孔低k材料的表面有效密封到小于或等于約20納米的深度，其中該表面基本不含開口孔；以及在形成圖形的多孔低k介電材料上沉積阻擋層和/或?qū)щ妼樱渲?該阻擋層基本不含針孔。
9. 如權(quán)利要求8的方法，進一步包含在沉積導(dǎo)電層之前，在多孔 低k介電材料上沉積阻擋層。
10. 如權(quán)利要求8的方法，其中該紫外輻射包括小于400納米的寬頻帶波長。
11. 如權(quán)利要求8的方法，其中該紫外暴露是在N2、 H2、 Ar、 He、 Ne、 1120蒸汽、NH3、 CO、 C02、 02、 03、 CxHy、 CxFy、 CJIzFy及其 混合物的氣氛中進行的，其中x為l 6的整數(shù)，y為4 14的整數(shù)，z 為1 ~ 14的整數(shù)。
12. —種用于密封位于基體之上的多孔低k介電材料的方法，包括通過將多孔低k介電材料的表面暴露于紫外輻射圖形，其時間、 強度和波長在包含氧氣的氣氛中將該多孔低k材料的表面有效密封到 小于或等于約20納米的深度，從而將多孔低k介電材料的表面氧化.
13. 如權(quán)利要求12的方法，其中該紫外輻射圖形包括小于400納 米的寬頻帶波長.
14. 如權(quán)利要求12的方法，進一步包括在將多孔低k介電材料暴 露于紫外輻射之后，使該多孔低k介電材料退火。
15. —種用于密封位于基體之上的多孔低k介電材料的方法，包括通過將多孔低k介電材料的表面暴露于紫外輻射圖形，其時間、 強度和波長將該多孔低k材料的表面有效密封到小于或等于約20納米 的深度，使多孔低k介電材料的表面碳化。
16. 如權(quán)利要求15的方法，其中該紫外輻射包括小于400納米的 寬頻帶波長。
17. 如權(quán)利要求15的方法，進一步包括在將多孔低k介電材料暴 露于紫外輻射之后，使該多孔低k介電材料退火。
18. —種用于密封位于基體之上的多孔低k介電材料的方法，包括通過將多孔低k介電材料的表面暴露于紫外輻射圖形，其時間、 強度和波長有效將該多孔低k材料的表面密封到小于或等于約20納米 的深度，使多孔低k介電材料的表面致密。
19. 如權(quán)利要求19的方法，其中該紫外輻射包括小于400納米的 寬頻帶波長。
20. 如權(quán)利要求19的方法，進一步包括在將多孔低k介電材料暴 露于紫外輻射之后，使該多孔低k介電材料退火。
21. —種用于密封位于基體之上的多孔低k介電材料的方法，包括將多孔低k介電材料的表面暴露于紫外輻射圖形，其時間、強度 和波長有效生成表面鍵合并在表面上形成反應(yīng)性部位；以及使反應(yīng)性部位與一種材料反應(yīng)，密封該表面，其中在將該表面與 該材料反應(yīng)后，該表面基本不含開口孔。
22. 如權(quán)利要求21的方法，其中將多孔低k介電材料圖形的表面 暴露于紫外輻射圖形一定時間、強度和波長進一步包括在暴露過程中 引入反應(yīng)性氣體。
23. 如權(quán)利要求22的方法，其中該反應(yīng)性氣體由N2、 H2、 BbO蒸 汽、NH3、 CO、 C02、 02、 03、 CxHy、 CxFy、 CxHzFy及其混合物構(gòu)成， 其中x為l 6的整數(shù)，y為4 14的整數(shù)，z為l 14的整數(shù)。
24. —種用于密封位于基體之上的多孔低k介電材料的方法，包括將多孔低k介電材料的表面暴露于密封材料和紫外輻射圖形，其 時間、強度和波長有效產(chǎn)生表面鍵并在表面上形成反應(yīng)性部位；以及 使該密封材料進行反應(yīng)密封該表面，其中該表面基本不含開口孔。
25. 如權(quán)利要求24的方法，其中將多孔低k介電材料圖形的表面 暴露于紫外輻射圖形一定時間、強度和波長進一步包括在暴露過程中 引入反應(yīng)性氣體。
26. 如權(quán)利要求25的方法，其中該反應(yīng)性氣體由N2、 H2、 1120蒸 汽、NH3、 CO、 C02、 02、 03、 CxHy、 CxFy、 CxHzFy及其混合物構(gòu)成， 其中x為l 6的整數(shù)，y為4 14的整數(shù)，z為l 14的整數(shù)。
27. —種用于密封位于基體之上的多孔低k介電材料的方法，包括將多孔低k介電材料的表面暴露于密封前驅(qū)體和紫外輻射圖形， 其時間、強度和波長有效產(chǎn)生表面鍵合并在表面上形成反應(yīng)性部位； 以及使該密封前驅(qū)體與反應(yīng)性部位和表面鍵合進行反應(yīng)密封該表面， 其中該表面基本不含開口孔。
28. 如權(quán)利要求27的方法，其中在UV暴露以輔助與密封材料或 密封前驅(qū)體的反應(yīng)的過程中使用反應(yīng)性氣體。
29.如權(quán)利要求28的方法，其中該反應(yīng)性氣體由N2、 H2、 HzO蒸 汽、NH3、 CO、 C02、 02、 03、 CxHy、 CxFy、 CxHzFy及其混合物構(gòu)成， 其中x為l 6的整數(shù)，y為4 14的整數(shù)，z為l 14的整數(shù)。
全文摘要
用于密封多孔低k介電膜的方法，通常包括將多孔低k介電膜的表面暴露于紫外(UV)輻射，其強度、時間、波長和環(huán)境有效地通過碳化、氧化和/或膜致密，密封該多孔介電表面。該多孔低k介電材料的表面被密封到小于或等于約20納米的深度，其中該表面在UV暴露之后基本不含孔。
文檔編號H01L21/3105GK101099232SQ200580046506
公開日2008年1月2日 申請日期2005年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者C·沃爾弗里德, I·貝里, O·埃斯科爾恰 申請人:艾克塞利斯技術(shù)公司