施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)而不脫離所要求保護(hù)的主題的精神和范圍。類似地，為了解釋的目的，闡述了特定數(shù)量、材料和配置，以便提供對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的全面理解。然而，本發(fā)明可在沒有特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。另外應(yīng)理解，可修改各公開實(shí)施例中的各個(gè)要素的位置或配置而不脫離所要求。
[0034]如前所述，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)經(jīng)UV固化處理后所得的多孔低k薄膜易于吸收水分，由此導(dǎo)致和硬掩模界面處的突起缺陷。基于上述發(fā)現(xiàn)，發(fā)明人提出一種處理方法，在電介質(zhì)薄膜經(jīng)受UV固化處理后，對(duì)所得的多孔低k薄膜的表面進(jìn)行原位SiH4或DEMS浸潰(soak)處理，之后再進(jìn)行氦(He)等離子體處理。上述處理可在多孔低k薄膜表面獲得一層致密薄膜以解決多孔低k薄膜中水分引起的問題。
[0035]以下結(jié)合附圖4和附圖5具體描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0036]如圖4所示，在例如NDC的基底層401上開始本發(fā)明的處理工藝。通過合適的工藝沉積電介質(zhì)薄膜402，得到圖4A所示的結(jié)構(gòu)。此處可采用本領(lǐng)域使用的任何適當(dāng)?shù)碾娊橘|(zhì)沉積工藝，例如，ULK(超低k)沉積工藝。另需指出，該階段沉積的電介質(zhì)薄膜402可以是低k的，也可以不是低k的。對(duì)于非低k薄膜，后續(xù)的工藝處理會(huì)使其具有多孔性，從而降低k參數(shù)，滿足低k的標(biāo)準(zhǔn)。接下去，對(duì)所沉積的電介質(zhì)薄膜402進(jìn)行UV固化，得到圖4B所示的結(jié)構(gòu)。通過UV固化，電介質(zhì)薄膜402中形成很多孔洞，即具備多孔性，變?yōu)槎嗫椎蚹薄膜403。如前所述，UV固化帶來的副作用是使得多孔低k薄膜403易于吸收水分。本發(fā)明在形成硬掩模結(jié)構(gòu)前，對(duì)多孔低k薄膜403進(jìn)行處理，形成一層致密薄膜410，得到如圖4C所示的結(jié)構(gòu)。該層致密薄膜410可以阻隔多孔低k薄膜403中吸收的水分，使其不會(huì)影響后續(xù)形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。形成致密薄膜410的示例性工藝將在下文中結(jié)合圖5的流程圖描述。獲得致密薄膜410后，在致密薄膜410上實(shí)施硬掩模制作工藝，得到圖4D所示的結(jié)構(gòu)，其中示例性的硬掩模結(jié)構(gòu)420被形成于致密薄膜410上。由于在圖4D所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，硬掩模結(jié)構(gòu)420和多孔低k薄膜403之間的界面是有隔水作用的致密薄膜410，因此消除/改善了現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的界面處突起缺陷。
[0037]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的形成多孔低k薄膜和硬掩模的流程圖500。該流程開始于在半導(dǎo)體基底層上沉積電介質(zhì)薄膜(流程500的步驟512)。對(duì)于沉積工藝不加具體限制，例如可使用ULK沉積工藝。取決于沉積的工藝條件，沉積得到的電介質(zhì)薄膜可以是低k的，也可以不是低k的(通過后續(xù)形成多孔結(jié)構(gòu)來降低k值)。接下去，對(duì)沉積而得的電介質(zhì)薄膜進(jìn)行UV固化處理(流程500的步驟514)。UV固化處理可在電介質(zhì)薄膜中形成多孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)也可增強(qiáng)薄膜的機(jī)械強(qiáng)度。此時(shí)的電介質(zhì)薄膜已邊長多孔低k薄膜。接下去，對(duì)經(jīng)UV固化的多孔低k薄膜進(jìn)行處理，形成一層致密薄膜。根據(jù)本發(fā)明，致密薄膜可為含SiH4或DEMS的致密薄膜。一種獲得致密薄膜的示例性方法被具體描述于流程500的步驟516和518。在步驟516，對(duì)經(jīng)UV固化的多孔低k薄膜進(jìn)行SiH4或DEMS浸潤處理。此處的DEMS是指二乙氧基甲基娃燒(diethoxy-methyl-silane)。優(yōu)選的，此處的浸潤處理可為原位浸潤處理。本說明書中的術(shù)語“原位(in situ) ”表示浸潤工序可與前后進(jìn)行的其他處理工序在同一個(gè)處理腔室內(nèi)進(jìn)行，而無需將硅片移出腔室。在步驟518，對(duì)浸潤的多孔低k薄膜進(jìn)行等離子體處理，等離子體處理可例如為He等離子體處理(即以He為載氣)。
[0038]上述浸潰處理(步驟516)的示例性工藝條件可為:
[0039]SiH4 或 DEMS 流:100_3000sccm ；
[0040]壓力:0.1-20 托；
[0041]溫度:100?400°C ;
[0042]時(shí)間:5-120秒。
[0043]在等離子體處理(流程500的步驟518)結(jié)束后，即得到圖4C中所示的致密薄膜410。本發(fā)明的半導(dǎo)體基片處理過程可至此完畢?？蛇x的，可實(shí)施后續(xù)的步驟，即在致密表面形成硬掩模結(jié)構(gòu)(流程500的步驟520)。本發(fā)明對(duì)后續(xù)的硬掩模結(jié)構(gòu)不加限制，可采用業(yè)界使用的各類硬掩模，例如，圖1中所示的由BD層103、TE0S層104和TiN層105組成的示例硬掩模結(jié)構(gòu)。
[0044]盡管在這里已使用各種方法和系統(tǒng)描述和示出了某些示例性技術(shù)，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可作出多種其它的修改并可替換以等效物而不脫離所要求的主題或其精神。另外，可作出許多修改以適應(yīng)所要求主題的教導(dǎo)的特殊情況而不脫離本文描述的核心理念。因此，旨在使所要求保護(hù)的主題不僅限于所公開的特定示例，但這些要求保護(hù)的主題也可包括落在所附權(quán)利要求書及其等效物范圍內(nèi)的所有實(shí)現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種處理半導(dǎo)體晶片的方法，包括: a)在半導(dǎo)體基片上沉積電介質(zhì)薄膜； b)對(duì)經(jīng)沉積的電介質(zhì)薄膜進(jìn)行UV固化，得到多孔低k薄膜；以及 c)處理所述多孔低k薄膜的表面，形成致密薄膜。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟c)包括: 對(duì)所述多孔低k薄膜的表面施加SiH4或DEMS浸潰處理；以及 對(duì)所述多孔低k薄膜的表面施加等離子體處理。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述浸潰處理是原位浸潰處理。4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述等離子體處理為氦(He)等離子體處理。5.如權(quán)利要求1一 4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述致密薄膜用于阻隔所述多孔低k薄膜中吸收的水分到達(dá)表面。6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，采取以下工藝條件的一項(xiàng)或多項(xiàng)來進(jìn)行所述浸潰處理:SiH4 或 DEMS 流:100-3000sccm ； 壓力:0.1-20托； 溫度:100-400°C ;以及 時(shí)間:5-120秒。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟a)中沉積的電介質(zhì)薄膜是低k電介質(zhì)薄膜。8.如權(quán)利要求1所示的方法，其特征在于，所述步驟a)通過超低k材料沉積工藝形成所述電介質(zhì)薄膜。9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: d)在經(jīng)處理的多孔低k薄膜上形成硬掩模結(jié)構(gòu)。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述硬掩模結(jié)構(gòu)包括: 位于所述多孔低k薄膜上的BD層； 位于所BD層上的TEOS層；以及 位于所TEOS層上的TiN層。11.一種以權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述方法處理而得的半導(dǎo)體晶片。12.—種半導(dǎo)體晶片，包括: 多孔低k薄膜；以及 位于所述多孔低k薄膜上的硬掩模結(jié)構(gòu)， 其特征在于，在所述多孔低k薄膜的表面形成有致密薄膜，作為和所述硬掩模結(jié)構(gòu)的界面。
【專利摘要】本發(fā)明公開改善多孔低k薄膜的突起缺陷的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出一種處理半導(dǎo)體晶片的方法，包括：在半導(dǎo)體基片上沉積電介質(zhì)薄膜；對(duì)經(jīng)沉積的電介質(zhì)薄膜進(jìn)行UV固化，得到多孔低k薄膜；以及處理所述多孔低k薄膜的表面，形成致密薄膜。根據(jù)本發(fā)明，處理所述多孔低k薄膜的表面的步驟可包括：對(duì)多孔低k薄膜的表面施加SiH4或DEMS浸漬處理；以及對(duì)所述多孔低k薄膜的表面施加He等離子體處理。
【IPC分類】G03F1/00, H01L21/027
【公開號(hào)】CN105244257
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410323130
【發(fā)明人】周鳴
【申請(qǐng)人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2014年7月8日