專利名稱：一種采用等離子體處理多孔低k值介質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造過(guò)程中，多孔低K介質(zhì)薄膜淀積或刻蝕后，在進(jìn)行后續(xù)的金屬或非金屬淀積流程時(shí)，上述金屬或非金屬會(huì)通過(guò)孔洞擴(kuò)散到其表面或側(cè)壁中，從而會(huì)導(dǎo)致K介質(zhì)薄膜的K值升高和器件性能的降低。中國(guó)專利(專利號(hào)200680008967. 8，用于低K電介質(zhì)的側(cè)壁孔密封)公開(kāi)了一種在多孔低K介質(zhì)表面涂抹可熱分解聚合物來(lái)達(dá)到封孔的目的，以防止后續(xù)積淀程序中金屬或非金屬對(duì)多孔低K值材料的滲透或擴(kuò)散；但是，上述專利工藝受熱分解不完全時(shí)會(huì)有遺留，且分解出的產(chǎn)物亦無(wú)法完全排出，從而會(huì)對(duì)后續(xù)流程造成污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中工藝存在的問(wèn)題。本發(fā)明的上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，其中，包括以下步驟 步驟Sl 將一經(jīng)薄膜淀積或刻蝕工藝后，形成包含有多孔低K介質(zhì)薄膜的器件置于一機(jī)臺(tái)的兩電極之間；
步驟S2 打開(kāi)所述機(jī)臺(tái)的射頻源并同時(shí)于所述兩電極之間通入氣體，以在所述多孔低 K介質(zhì)薄膜上方將所述氣體激發(fā)為高聚合體密度的等離子體；所述等離子體與所述多孔低 K介質(zhì)薄膜反應(yīng)并在其表面上形成鈍化層。上述的采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，其中，所述機(jī)臺(tái)為CCP、TCP、ICP 或RIE等類型機(jī)臺(tái)。上述的采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，其中，步驟S2中通入的氣體至少以NH3或CH4中任一氣體作為其主要組成部分。上述的采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，其中，步驟S2中通入的氣體還包含吐或Ar等氣體，以作為其選擇性添加部分。上述的采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，其中，所述機(jī)臺(tái)的射頻源的源功率范圍為50-4000w。上述的采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，其中，所述機(jī)臺(tái)的兩電極之間的偏壓功率范圍為50-4000W。上述的采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，其中，所述等離子體與所述多孔低K介質(zhì)薄膜反應(yīng)的溫度范圍為10-60°c。上述的采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，其中，根據(jù)機(jī)臺(tái)的類型、氣體的流量、功率及溫度的不同相應(yīng)調(diào)整反應(yīng)時(shí)間，以控制生成鈍化層的厚度。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提出一種采用等離子體處理多孔低 K值介質(zhì)的方法，通過(guò)將相應(yīng)氣體激發(fā)為高聚合體密度的等離子體，使等離子體與多孔低K 值介質(zhì)薄膜反應(yīng)而在薄膜表面形成鈍化層進(jìn)行封孔，從而不僅能有效的減少后續(xù)金屬或非金屬物質(zhì)淀積程序?qū)Χ嗫椎蚄值材料的擴(kuò)散，以抑制其K值的升高和器件性能的降低，且無(wú)殘留物質(zhì)，對(duì)后續(xù)流程不會(huì)產(chǎn)生影響。


圖1-3是本發(fā)明實(shí)施例一的流程示意圖； 圖4-6是本發(fā)明實(shí)施例二的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的說(shuō)明 實(shí)施例一
在一襯底1上通過(guò)薄膜淀積工藝淀積多孔低K介質(zhì)薄膜11后，將其放置在RIE機(jī)臺(tái)的上電極12和下電極13之間；其中，下極板13與射頻源14連接，上極板12接地且位于下極板13的正上方。然后，打開(kāi)RIE機(jī)臺(tái)的射頻源14并同時(shí)在上電極12和下電極13之間通入以NH3 或CH4或NH3、CH4作為主要處理氣體16，處理氣體16被激發(fā)為高聚合體密度的等離子體15， 等離子體15與多孔低K介質(zhì)薄膜11反應(yīng)并在其表面上形成鈍化層17以對(duì)多孔低K介質(zhì)薄膜11進(jìn)行封孔；其中，在通入處理氣體16的同時(shí)選擇性添加適量H2或Ar等用以調(diào)整反應(yīng)的均勻性和刻蝕速率。進(jìn)一步的，射頻源14的源功率范圍為50-4000W，上電極12和下電極13之間的偏壓功率也在50-4000W之間；工藝溫度范圍為10-60°C之間，以20°C為最佳反應(yīng)溫度。其中，可根據(jù)機(jī)臺(tái)的類型、氣體的流量、功率及溫度的不同相應(yīng)調(diào)整反應(yīng)時(shí)間，以控制生成鈍化層的厚度。對(duì)于淀積完成的多孔低K值介質(zhì)薄膜11，進(jìn)行如本實(shí)施例工藝后，在多孔低K值介質(zhì)薄膜11表面形成鈍化層17以對(duì)其進(jìn)行封孔，以避免環(huán)境中的氧氣等氣體進(jìn)入到其孔洞內(nèi)，發(fā)生氧化反應(yīng)從而改變多孔低K值介質(zhì)的性質(zhì)。實(shí)施例二
在一雙大馬士革機(jī)構(gòu)3上通過(guò)刻蝕第二介質(zhì)層35后，將其放置在RIE機(jī)臺(tái)的上電極22 和下電極23之間；其中，下極板23與射頻源M連接，上極板22接地且位于下極板23的正上方。進(jìn)一步的，雙大馬士革機(jī)構(gòu)3包含有設(shè)置在下的第一介質(zhì)層31及嵌入其內(nèi)Ta或 TaN金屬阻擋層32，金屬銅層33覆蓋Ta或TaN金屬阻擋層32，SiCO或SiCN刻蝕阻擋層34 覆蓋第一介質(zhì)層31、Ta或TaN金屬阻擋層32和金屬銅層33，第二介質(zhì)層35覆蓋SiCO或 SiCN刻蝕阻擋層34，金屬通孔36貫穿第二介質(zhì)層35和SiCO或SiCN刻蝕阻擋層34停止在金屬銅層33上；其中，第一介質(zhì)層31和第二介質(zhì)層35均為多孔低K介質(zhì)層。然后，打開(kāi)RIE機(jī)臺(tái)的射頻源M并同時(shí)在上電極22和下電極23之間通入以NH3或CH4或NH3、CH4作為主要處理氣體沈，處理氣體沈被激發(fā)為高聚合體密度的等離子體25， 等離子體25與金屬通孔36中的多孔低K介質(zhì)反應(yīng)并在其內(nèi)的側(cè)壁和多孔低K介質(zhì)表面上形成鈍化層37以對(duì)多孔低K介質(zhì)進(jìn)行封孔，鈍化層37部分覆蓋金屬通孔36內(nèi)的金屬銅層； 其中，在通入處理氣體沈的同時(shí)選擇性添加適量H2或Ar等用以調(diào)整反應(yīng)的均勻性和刻蝕速率。進(jìn)一步的，射頻源M的源功率范圍為50-4000W，上電極22和下電極23之間的偏壓功率也在50-4000W之間；工藝溫度范圍為10-60°C之間，以20°C為最佳反應(yīng)溫度。其中，可根據(jù)機(jī)臺(tái)的類型、氣體的流量、功率及溫度的不同相應(yīng)調(diào)整反應(yīng)時(shí)間，以控制生成鈍化層的厚度。對(duì)于由多孔低K值介質(zhì)構(gòu)成的雙大馬士革結(jié)構(gòu)3的內(nèi)表面，經(jīng)本實(shí)施例工藝處理后，會(huì)在其內(nèi)表面形成鈍化層，以防止后續(xù)工藝流程所積淀的金屬或非金屬物質(zhì)滲透進(jìn)入多孔低K值介質(zhì)的孔洞中，從而避免了后續(xù)工藝對(duì)器件性能造成的影響。上述兩實(shí)施例均是以RIE機(jī)臺(tái)為例，實(shí)際操作中還可以在CCP、TCP或ICP等類型機(jī)臺(tái)上進(jìn)行本工藝。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明一種采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，通過(guò)將相應(yīng)氣體激發(fā)為高聚合體密度的等離子體，使等離子體與多孔低K值介質(zhì)薄膜反應(yīng)而在薄膜表面形成鈍化層進(jìn)行封孔，從而不僅能有效的減少后續(xù)金屬或非金屬物質(zhì)淀積程序?qū)Χ嗫椎蚄值材料的擴(kuò)散，以抑制其K值的升高和器件性能的降低，且無(wú)殘留物質(zhì)，對(duì)后續(xù)流程不會(huì)產(chǎn)生影響。以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明公開(kāi)了一種采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟Sl 將一經(jīng)薄膜淀積或刻蝕工藝后，形成包含有多孔低K介質(zhì)薄膜的器件置于一機(jī)臺(tái)的兩電極之間；步驟S2 打開(kāi)所述機(jī)臺(tái)的射頻源并同時(shí)于所述兩電極之間通入氣體，以在所述多孔低 K介質(zhì)薄膜上方將所述氣體激發(fā)為高聚合體密度的等離子體；所述等離子體與所述多孔低 K介質(zhì)薄膜反應(yīng)并在其表面上形成鈍化層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，其特征在于，所述機(jī)臺(tái)為CCP、TCP、ICP或RIE等類型機(jī)臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，其特征在于，步驟 S2中通入的氣體至少以NH3或CH4中任一氣體作為其主要組成部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，其特征在于，步驟 S2中通入的氣體還包含H2或Ar等氣體，以作為其選擇性添加部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，其特征在于，所述機(jī)臺(tái)的射頻源的源功率范圍為50-4000W。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，其特征在于，所述機(jī)臺(tái)的兩電極之間的偏壓功率范圍為50-4000W。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，其特征在于，所述等離子體與所述多孔低κ介質(zhì)薄膜反應(yīng)的溫度范圍為10-60°c。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，其特征在于，根據(jù)機(jī)臺(tái)的類型、氣體的流量、功率及溫度的不同相應(yīng)調(diào)整反應(yīng)時(shí)間，以控制生成鈍化層的厚度。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法。本發(fā)明公開(kāi)了一種采用等離子體處理多孔低K值介質(zhì)的方法，通過(guò)將相應(yīng)氣體激發(fā)為高聚合體密度的等離子體，使等離子體與多孔低K值介質(zhì)薄膜反應(yīng)而在薄膜表面形成鈍化層進(jìn)行封孔，從而不僅能有效的減少后續(xù)金屬或非金屬物質(zhì)淀積程序?qū)Χ嗫椎蚄值材料的擴(kuò)散，以抑制其K值的升高和器件性能的降低，且無(wú)殘留物質(zhì)，對(duì)后續(xù)流程不會(huì)產(chǎn)生影響。
文檔編號(hào)H01L21/3105GK102427055SQ20111019424
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者李程, 楊渝書, 邱慈云, 陳玉文 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司