專利名稱：半導(dǎo)體制造裝置、半導(dǎo)體制造方法及電子機(jī)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于半導(dǎo)體制造裝置、半導(dǎo)體制造方法及電子機(jī)器，特別 是有關(guān)于在不使用氧化劑之下制造半導(dǎo)體晶圓的半導(dǎo)體制造裝置、半導(dǎo)體 制造方法及電子機(jī)器。
背景技術(shù)：
以往通過(guò)等離子CVD在半導(dǎo)體組件上形成多孔性低介電率膜(Low-k 膜)時(shí)， 一般都采用具曱氧基或乙氧基的曱基硅烷氣體或曱基硅烷氣體的 反應(yīng)氣體。
此外，通過(guò)等離子CVD在半導(dǎo)體組件上形成銅膜絕緣物阻隔膜時(shí)，一 般都采用組合曱基硅烷氣體和N20氣體而成的反應(yīng)氣體。

發(fā)明內(nèi)容
但上述反應(yīng)氣體的問(wèn)題在于，多孔性低介電率膜和絕緣物阻隔膜，都 只能限定性的降低介電率，且無(wú)法獲得充分的機(jī)械強(qiáng)度。具體而言，多孔性低介電率膜的介電率，頂多只能下降2.6左右；此外， 機(jī)械強(qiáng)度也不到楊氏模量5Gpa;另一方面，銅絕緣阻隔膜的膜厚變薄到 200-300A時(shí)，便會(huì)降低機(jī)械強(qiáng)度；此外，銅絕緣阻隔膜如果在楊氏模量 20GPa 60Gpa而介電率未超過(guò)5.5以上的話，便會(huì)有不具防止銅擴(kuò)散能力 的問(wèn)題；這是因使用上述反應(yīng)氣體時(shí)，無(wú)法在多孔性低介電率膜和絕緣物 阻隔膜上控制碳含量及氮含量所致。
是故，本發(fā)明的課題在于，多孔性低介電率膜和絕緣物阻隔膜間的低 介電率化，與提升機(jī)械強(qiáng)度。
為了解決上述課題，本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置，是具備通過(guò)讓反應(yīng) 基比其它官能團(tuán)更容易被切斷的反應(yīng)氣體，來(lái)處理制造標(biāo)的為半導(dǎo)體晶圓 的手段。
利用更容易被切斷的反應(yīng)基的反應(yīng)氣體后，通過(guò)增加該反應(yīng)基的切斷 量，讓已切斷反應(yīng)基的反應(yīng)氣體，硅膠端或氧端會(huì)相互結(jié)合。
具體而言，例如乙基的結(jié)合力比曱基弱，因而更容易被切斷；如此 一來(lái)，增加反應(yīng)氣體的分子結(jié)合量，有助于多孔性低介電率膜和絕緣物阻 隔膜間的低介電率化，與提升機(jī)械強(qiáng)度。
換言之，本發(fā)明的典型例為，將反應(yīng)氣體本身，制作為具有OC2H5基
或OCH3基等的硅氧烷氣體的反應(yīng)氣體，經(jīng)由和脫離C2Hs基等后留下來(lái)的 氧(O)的相互結(jié)合、或經(jīng)由與CzH5基與OC2Hs基或OCH3基的反應(yīng)，來(lái) 形成低介電率膜或絕緣物阻隔膜；再者，連同硅氧烷氣體，采用以曱硅烷 氣體為反應(yīng)氣體后，因?yàn)榭烧{(diào)整硅膠、氧及碳的比率，所以可輕松控制多 孔性低介電率膜和絕緣物阻隔膜間的介電率及機(jī)械強(qiáng)度，還可以形成具許 多密閉型空孔的低介電率膜，利用在絕緣物阻隔膜內(nèi)混入碳或氮，來(lái)相對(duì) 降低介電率，且可提高銅阻隔性與機(jī)械強(qiáng)度。
如此一來(lái)，介電率降低了，且可制得能承受CMP制程的、及具大機(jī)械 強(qiáng)度低介電率膜的晶圓，并可形成介電率相對(duì)較低、防止銅擴(kuò)散能力高的 絕緣物阻隔膜。
該反應(yīng)氣體包含硅氧烷氣體、曱基硅烷氣體、或曱硅烷氣體，其中， 曱氧基、乙氧基、N-丙氧基、或乙基的數(shù)目，在該各氣體內(nèi)的曱基的數(shù)目 以下即可；此時(shí)，反應(yīng)氣體的硅氧烷氣體，可以是鎖狀硅氧烷氣體，也可 是環(huán)狀硅氧烷氣體，甚至也可以是將這些予以混合后的氣體；此外，反應(yīng) 氣體也可以是硅氧烷氣體、曱基硅烷氣體與曱硅烷氣體中的至少任2種氣 體予以混合后的氣體；此外，也可將OH基、甲氧基、乙氧基、N-丙氧基、 或具乙基的碳?xì)浠衔餁怏w制作為反應(yīng)氣體。
再者，該反應(yīng)氣體的含氧或碳的反應(yīng)基的比率以20% ~ 35 0/o為佳；此 比率為針對(duì)整個(gè)反應(yīng)氣體所設(shè)的比率；因此以混合環(huán)狀硅氧烷氣體為例， 并不是說(shuō)曱氧基數(shù)為5、則曱基數(shù)就非存在3種氣體不可。
此外，本發(fā)明具備有在實(shí)施前述處理的半導(dǎo)體晶圓上照射紫外線的 手段；此時(shí)，該各手段可設(shè)置于相同反應(yīng)器上，也可設(shè)置于不同反應(yīng)器上。
再者，本發(fā)明的半導(dǎo)體制造方法，是通過(guò)讓反應(yīng)基比其它官能團(tuán)更容 易被切斷的條件下的反應(yīng)氣體，來(lái)處理制造標(biāo)的為半導(dǎo)體晶圓的方法。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓；
介電率為2.0-2.5;
楊氏模量為5-8GPa;
具有通過(guò)讓反應(yīng)基比其它官能團(tuán)更容易被切斷的狀態(tài)下的反應(yīng)氣體 的等離子CVD所制造的低介電率膜。 此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓； 介電率為3.5 ~ 5.5; 厚度為200 ~ 400 A;
波長(zhǎng)為具6328A的光，屈光率在1.7以上； 形成于銅膜上；
具有通過(guò)使用讓反應(yīng)基比其它官能團(tuán)更容易被切斷的條件下的反應(yīng) 氣體的等離子CVD所制造的絕緣物阻隔膜。


圖1為本發(fā)明實(shí)施型態(tài)1的半導(dǎo)體制造裝置模式結(jié)構(gòu)圖。
圖2為圖1中的第一反應(yīng)器l模式結(jié)構(gòu)圖。
圖3為圖1中的第二反應(yīng)器2模式結(jié)構(gòu)圖。
1:第一反應(yīng)器
2:第二反應(yīng)器
3:燈
4:石英管
5:不活性氣體
7:晶圓
6:加熱器
8:接腳
9:受光傳感器
具體實(shí)施例方式
以下將參閱圖式以說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施型態(tài)；再者，各圖上的相同部分，
用相同符號(hào)加以標(biāo)示。 (實(shí)施型態(tài)1 )
圖l為本發(fā)明實(shí)施型態(tài)1的半導(dǎo)體制造裝置模式結(jié)構(gòu)圖；本實(shí)施型態(tài)，
主要是以改善低介電率膜的裝置來(lái)加以說(shuō)明。
圖1中顯示者，包含容納晶圓的周向環(huán)(hoop)41、從周向環(huán)41取出 以定位晶圓的晶圓對(duì)準(zhǔn)(alignment)42;具承載(load-lock)機(jī)構(gòu)減壓反應(yīng)器的 承載反應(yīng)器43;對(duì)晶圓配線連接孔形成絕緣物阻隔膜，以處理等離子體CVD 處理等的第一反應(yīng)器1;在形成于第一反應(yīng)器1的絕緣物阻隔膜上，照射紫 外光的第二反應(yīng)器2;在承載反應(yīng)器43與第一反應(yīng)器1和第二反應(yīng)器2之 間，具備傳送晶圓的機(jī)械手臂的傳送反應(yīng)器(Transfer Chamber)44。圖2為 圖1第一反應(yīng)器1模式結(jié)構(gòu)圖；圖2中所示用來(lái)作為各種氣體的供給管， 包含Diethoxy Tetramethyldisiloxane (( OC2H5) ( CH3) 2Si-0-Si ( OC2H5) (CH3 )2 )氣體供給管1021 、 Dimethoxy Tetramethyldisiloxane( ( OCH3) ( CH3) 2Si-0-Si (OCH3) (CH3) 2)氣體供給管1022、 H20氣體供給管1023、 02 氣體供給管1024、 N2氣體供給管1025、 Ar氣體供給管1026、 He氣體供給 管1027、 NF3氣體供給管1028。
此外，圖2中所示者，包含連接這些各供給管1021 ~ 1028的閥1032
及質(zhì)量流量1031;設(shè)置于第一反應(yīng)器1上部的鋁板1065;設(shè)置于鋁板1065 附近的氧化鋁(A1203 )絕緣體1066;排放第一反應(yīng)器1內(nèi)部氣體的排氣閥 1014;連接于排氣閥1014的排氣泵1015;位于升降載物臺(tái)上以加熱晶圓7 而從絕緣物(A1N)構(gòu)成的加熱器6;受理通過(guò)傳送反應(yīng)器44傳送的晶圓7 的接腳8;用通過(guò)各供給管1021 ~ 1028供給到第一反應(yīng)器1內(nèi)的氣體，對(duì) 晶圓7噴霧的氣洗室1061;設(shè)置于加熱器6的下部電極1062;同時(shí)兼用下 部電極1062及氣洗室(airshower)1061，而連接于上部電極(接地)的380 ~ 420KHz共振腔1064;及13.56MHz共振腔1063。
圖3為圖1的第二反應(yīng)器2模式結(jié)構(gòu)圖；圖3中所示者有
照射紫外光的低壓水銀燈、Xe準(zhǔn)分子燈等數(shù)個(gè)(例如4個(gè))燈管3; 從減壓時(shí)的應(yīng)力中保護(hù)各燈管3,同時(shí)防止各燈管3接觸氧氣的石英管4; 及測(cè)量供給到石英管4內(nèi)的氮(N2)氣等不活性氣體或與空氣5;與連續(xù)性、 定期、間歇性來(lái)自于燈管3的照射光照度的石英管4內(nèi)、或安裝于第二反 應(yīng)器2內(nèi)壁的受光傳感器9;對(duì)第二反應(yīng)器2內(nèi)供給氮?dú)獾呐涔?1;處理 晶圓7后用于供應(yīng)清理第二反應(yīng)器2內(nèi)的氧(02)氣配管12;在各配管11、 12與壓力桶之間設(shè)有閥門14、通過(guò)各配管11、 12測(cè)量氣體流量，同時(shí)依 據(jù)測(cè)量結(jié)果控制閥門14開閉的質(zhì)量流量13;再者，也可視其需要，將氮之 外的不活性氣體供給至第二反應(yīng)器2內(nèi)；此外，也可一個(gè)準(zhǔn)備兼作第一反 應(yīng)器1與第二反應(yīng)器2之用的反應(yīng)器。
接下來(lái)，將說(shuō)明圖1所示的半導(dǎo)體制造裝置處理程序；在本實(shí)施型態(tài) 中，先以未出示圖式的無(wú)塵機(jī)內(nèi)CVD裝置中容納于于周向環(huán)41的狀態(tài)下， 傳送形成例如配線圖樣或配線連接孔的12吋晶圓7后，從周向環(huán)41取出 晶圓7再運(yùn)往晶圓對(duì)準(zhǔn)(wafer alignment)42端。
晶圓對(duì)準(zhǔn)42定位晶圓7后，晶圓7會(huì)先被傳送到第一反應(yīng)器1,再傳 送到承載反應(yīng)器43。
接下來(lái)，將承栽反應(yīng)器43內(nèi)減壓；當(dāng)承載反應(yīng)器43內(nèi)呈希望的壓力 后，即開啟隔開承載反應(yīng)器43與傳送反應(yīng)器44間的閘閥。
晶圓7被傳送至傳送反應(yīng)器44內(nèi)，再相繼通過(guò)傳送反應(yīng)器44內(nèi)的機(jī) 械手臂，將晶圓7從承載反應(yīng)器43內(nèi)傳送至第一反應(yīng)器1內(nèi)。
為了在第一反應(yīng)器1中將晶圓7加熱，而將加熱器6加熱至200-400。C 范圍(例如350。C);接下來(lái)，事先對(duì)固定式加熱器6，將晶圓7掛載于位 在上部的接腳8后，降下接腳8，再將晶圓7掛載于加熱器6上；或事先降 低活動(dòng)式加熱器6，將晶圓7掛載于接腳8后，升高加熱器6，讓晶圓7掛 載于加熱器6上；第一反應(yīng)器已啟動(dòng)排氣泵1015，且開啟排氣閥1014后排 除第一反應(yīng)器1內(nèi)氣體。
在這種狀態(tài)下，通過(guò)質(zhì)量流量1031控制開啟閥1032，以50~ 150cc/min
范圍(例如100cc/min )對(duì)通過(guò)供給管1022、第一反應(yīng)器1內(nèi)供給Dimethoxy Tetramethyldisiloxane氣體。
其結(jié)果為，供給的氣體會(huì)通過(guò)氣洗室1061而對(duì)晶圓7噴霧后，持續(xù)維 持200~400°C (例如350°C )的晶圓溫度，再將壓力調(diào)整為250 ~ 300Pa (例如266Pa)后施加600-650W (例如632W)等離子體功率；在晶圓 7上則形成低介電率膜；接下來(lái)，關(guān)閉閥門1032，以停止供給Dimethoxy Tetramethyldisiloxane氣體；再者，在上述括號(hào)條件下所形成的低介電率膜 為，介電率約2.60、楊氏模量約5GPa。
接下來(lái)，通過(guò)傳送反應(yīng)器44內(nèi)的機(jī)械手臂，將晶圓7從第一反應(yīng)器1 傳送到第二反應(yīng)器2。
在第二反應(yīng)器2中，將加熱器6加熱到200 ~ 400。C范圍(例如350°C ); 接下來(lái)，在加熱器6上掛載晶圓7;第二反應(yīng)器2已開啟排氣泵1015，且 開啟排氣閥1014,并以第二反應(yīng)器2內(nèi)部壓力為100-300Pa(例如:133Pa) 的條件下進(jìn)行排氣；接下來(lái)，流動(dòng)100~300cc/min (例如:200cc/min) N2 氣體，且通過(guò)燈管3，以30 120S范圍(例如60S )照射例如波長(zhǎng)185 + 254Nm、功率10mW/Cn^的低壓水銀光，以進(jìn)行晶圓7的紫外線退火處理； 再者，以上述括號(hào)條件所形成的低介電率膜，其介電率約降低至2.47,且 未出現(xiàn)介電率的時(shí)間變化；此外，低介電率膜的楊氏模量約上升至8GPa。
另一方面，取出晶圓7后則清理第一反應(yīng)器1;具體而言，通過(guò)質(zhì)量流 量1031的控制以開啟閥門1032，再通過(guò)供給管1024、 1026、 1027，對(duì)第 一反應(yīng)器1內(nèi)供給約100cc/min流量的Ar氣體、約200cc/min流量的02氣 體、約400cc/min流量的NF3氣體所混合的氣體；此時(shí)，開啟排氣泵1015， 且開啟排氣閥1014，以排除第一反應(yīng)器1內(nèi)的氣體；排氣時(shí)的第一反應(yīng)器 1內(nèi)部壓力約為0.5~ l.OTorr即可；在這種狀態(tài)下，各開啟共振腔1063與 1064，對(duì)上部電極1061、下部電極1062各施加13.56MHz， 600W、及、 400KHz， 300W功率以產(chǎn)生等離子。
(變形例1)
替代既述的供給Dimethoxy Tetramethyldisiloxane,通過(guò)供給管1021以 50 ~ 150cc/min范圍(例i口 100cc/min)供纟合Diethoxy Tetramethyldisiloxane 氣體的同時(shí)，也可通過(guò)供給管1027以10~ 100cc/min范圍(例如50cc/min ) 供給He氣體；此時(shí)的溫度條件、壓力條件等，皆同于既述條件即可。
用這種反應(yīng)氣體所形成的低介電率膜為，介電率約2.60、楊氏模量約 5Gpa;此外，在第二反應(yīng)器2中對(duì)晶圓7實(shí)施同于既述條件的處理后，低 介電率膜則呈介電率約下降至2.46、介電率未出現(xiàn)時(shí)間上的變化；此外， 此低介電率膜的楊氏模量約提升至8GPa。
(變形例2)
將通過(guò)供給管 1022供給的氣體種類，從Dimethoxy Tetramethyldisiloxane氣#4吳成Tetramethylsilane ( CH3) 4Si氣體；才妻下來(lái)， 通過(guò)供給管1021，以50~ 150cc/min范圍(例如75cc/min)供給Diethoxy Tetramethyldisiloxane氣體、且通過(guò)供給管1022，以10 ~ 50cc/min范圍(例 如25cc/min)供給Tetramethylsilane的同時(shí)，也可通過(guò)供給管1027以10-100cc/min范圍(例如50cc/min)供給He氣體。
使用這種反應(yīng)氣體所形成的低介電率膜為，介電率約2.58、楊氏模量 約5Gpa;此外，在第二反應(yīng)器2中對(duì)晶圓7實(shí)施同于既述條件的處理后， 低介電率膜則呈介電率約下降至2.45、介電率未出現(xiàn)時(shí)間上的變化；此外， 此低介電率膜的楊氏模量約提升至8GPa。
(變形例3)
將通過(guò)供給管1022供給的氣體種類，從Dimethoxy Tetramethyldisiloxan 氣體換成Diethoxydimethylsilane ( OC2H5) 2 ( CH3) 2Si氣體；接下來(lái)，通 過(guò)供給管1021以50~150cc/min范圍(例如:75cc/min)供給Diethoxy Tetramethyldisiloxane氣體，且通過(guò)供給管1022,以10 ~ 50cc/min范圍(例 如25cc/min)供給Diethoxydimethylsilane氣體的同時(shí)，通過(guò)供給管1027， 以10 ~畫cc/min范圍(例如50cc/min)供給He氣體。
使用這種反應(yīng)氣體所形成的低介電率膜為，介電率約2.58、楊氏模量 約5Gpa;此外，在第二反應(yīng)器2中對(duì)晶圓7實(shí)施同于既述條件的處理后， 低介電率膜則呈介電率約下降至2.45、介電率未出現(xiàn)時(shí)間上的變化；此外， 將此低介電率膜的楊氏模量約提升至8GPa。
(變形例4)
以10 ~ 150cc/min范圍(例如50cc/min )，通過(guò)供給管1021供給Diethoxy Tetramethyldisiloxane氣體、且通過(guò)供給管1022，以10 ~ 150cc/min范圍(例 如50cc/min)供纟會(huì)Dimethoxy Tetramethyldisiloxane氣體的同時(shí)，也可通過(guò) 供給管1027以10 ~ 100cc/min范圍(例如50cc/min)供給He氣體。
使用這種反應(yīng)氣體所形成的低介電率膜為，介電率約2.58、楊氏模量 約5.5Gpa;此外，在第二反應(yīng)器2中對(duì)晶圓7實(shí)施同于既述條件的處理后， 低介電率膜則呈介電率約下降至2.45、介電率未出現(xiàn)時(shí)間上的變化；此外， 此低介電率膜的楊氏模量約提升至8GPa。
(變形例5)
將通過(guò)供給管 1022 供給的氣體種類，從Dimethoxy Tetramethyldisiloxane氣體換成Hexamethyldisiloxane ( CH3) 3Si-O畫Si ( CH3) 3氣體；接下來(lái)，通過(guò)供給管1021,以10~ 150cc/min范圍(例如:50cc/min) 供給Diethoxy Tetramethyldisiloxane氣體、且通過(guò)供給管1022,以10 ~ 150cc/min范圍(例如50cc/min )供給Hexamethyldisiloxane氣體的同時(shí)，
通過(guò)供給管1023，以50~500cc/min范圍(例如100cc/min)供給氧化劑 的H20氣體；且也可通過(guò)供給管1027，以10~100cc/min范圍(例如 50cc/min)供給He氣體。
使用這種反應(yīng)氣體所形成的低介電率膜為，介電率約2.58、楊氏模量 約4Gpa;此外，在第二反應(yīng)器2中對(duì)晶圓7實(shí)施同于既述條件的處理后， 低介電率膜則呈介電率約下降至2.45、介電率未出現(xiàn)時(shí)間上的變化；此外， 此低介電率膜的楊氏模量約提升至7.5GPa。
再者，氧化劑雖依據(jù)反應(yīng)氣體種類而定，但除了 H20氣體的外，也可 使用02氣體、N20氣體或乙醇?xì)怏w。
(變形例6)
將通過(guò)供給管1021供給的氣體種類，從Diethoxy Tetramethyldisiloxane 氣體換成Diethyl Hexamethyl Cyclotetrasiloxane (( C2H5) ( CH3) 3 ( Si-O-Si) 4( C2H5) ( CH3 )3 )氣體；及將通過(guò)供給管1022供給的氣體種類，從Dimethoxy Tetramethyldisiloxane氣體換成Diethoxy Hexamethyldisiloxane (( OC2H5) (CH3) 2 ( Si-O-Si) ( OC2H5) ( CH3) 2)氣體。
以10 ~ 150cc/min范圍(例如50cc/min ),通過(guò)供給管1021供給Diethyl Hexamethyl Cyclotetrasiloxane氣體、且通過(guò)供給管1022，以10~300cc/min 范 圍 ( 例 如 100cc/min ) 供 纟會(huì) Diethoxy Hexamethyldisiloxane(Hexamethyldisiloxane)氣體的同時(shí)，也可通過(guò)供給管 1027以10 ~ 100cc/min范圍(例如50cc/min)供給He氣體。
使用這種反應(yīng)氣體所形成的低介電率膜為，介電率約2.58、楊氏模量 約5Gpa;此外，在第二反應(yīng)器2中對(duì)晶圓7實(shí)施同于既述條件的處理后， 低介電率膜則呈介電率約下降至2.45、介電率未出現(xiàn)時(shí)間上的變化；此外， 此低介電率膜的楊氏模量約提升至8.5GPa。
(變形例7)
將通過(guò)供給管 1022 供給的氣體種類，從 Dimethoxy Tetramethyldisiloxane氣體才奐成Eetra ethitoxy tetramethyl cyclotetrasiloxane ((OC2H5) 4 (CH3) 4 (Si-O-Si) 4氣體；接下來(lái)，通過(guò)供給管1021,以10~ 150cc/min范圍(例長(zhǎng)口 50cc/min )供給Diethoxy Tetramethyldisiloxane氣體； 且也可通過(guò)供給管1022，以10~ 150cc/min范圍(例如75cc/min)供給 Eetra ethitoxy tetramethyl cyclotetrasiloxane氣體。
使用這種反應(yīng)氣體所形成的低介電率膜為，介電率約2.52、楊氏模量 約4.5Gpa;此外，在第二反應(yīng)器2中對(duì)晶圓7實(shí)施同于既述條件的處理后， 低介電率膜則呈介電率約下降至2.40、介電率未出現(xiàn)時(shí)間上的變化；此外， 此低介電率膜的楊氏模量約提升至7.5GPa。
(變形例8)
以10~150cc/min范圍(例如100cc/min)，通過(guò)供給管1021供給 DiethoxyDiethoxy tetramethyl dixylyl氣體的同時(shí)，也可通過(guò)供給管1027以 10 ~ 100cc/min范圍(例如50cc/min)供給He氣體。
使用這種反應(yīng)氣體所形成的低介電率膜為，介電率約2.55、楊氏模量 約6Gpa;此外，在第二反應(yīng)器2中對(duì)晶圓7實(shí)施同于既述條件的處理后， 低介電率膜則呈介電率約下降至2.42、介電率未出現(xiàn)時(shí)間上的變化；此外， 此低介電率膜的楊氏模量約提升至9GPa。
(變形例9)
將通過(guò)供給管 1022 供給的氣體種類，從Dimethoxy Tetramethyldisiloxane氣體才灸成Bis ( Ethoxy dimethylsilyl) Methane (( OCH3) (CH3) 2Si-CH2-Si ( OCH3) ( CH3) 2氣體；接下來(lái)，通過(guò)供給管1022，以 10~150cc/min范圍(例如:畫cc/min)供纟合Bis (Ethoxy dimethylsilyl) Methane氣體的同時(shí)，也可通過(guò)供給管1027，以10 ~ 100cc/min范圍(例如 50cc/min)供給He氣體。
使用這種反應(yīng)氣體所形成的低介電率膜為，介電率約2.55、楊氏模量 約6Gpa;此外，在第二反應(yīng)器2中對(duì)晶圓7實(shí)施同于既述條件的處理后， 低介電率膜則呈介電率約下降至2.42、介電率未出現(xiàn)時(shí)間上的變化；此外， 此低介電率膜的楊氏模量約提升至9GPa。
(變形例10)
將通過(guò)供給管1021供給的氣體種類，從Diethoxy Tetramethyldisiloxane 氣體換成Diethoxydimethylsilane氣體；且通過(guò)供給管1022供給的氣體種類， 乂人Dimethoxy Tetramethyldisiloxane氣體才吳成Bis ( Ethoxy dimethylsilyl) Methane ( OCH3) ( CH3) 2Si-CH2-Si ( OCH3) ( CH3) 2氣體。
接下來(lái)，以10~ 150cc/min范圍(例如50cc/min),通過(guò)供給管1021 供給Diethoxydimethylsaane氣體、且通過(guò)供給管1022，以10~150cc/min 范圍(例如50cc/min )供給Bis ( Ethoxy dimethylsilyl) Methane氣體的同 時(shí)，也可通過(guò)供給管1027以10~100cc/min范圍(例如50cc/min)供給 Hs氣體。
使用這種反應(yīng)氣體所形成的低介電率膜為，介電率約2.52、楊氏模量 約6Gpa;此外，在第二反應(yīng)器2中對(duì)晶圓7實(shí)施同于既述條件的處理后， 低介電率膜則呈介電率約下降至2.39、介電率未出現(xiàn)時(shí)間上的變化；此外， 此低介電率膜的楊氏模量約提升至8GPa。
(變形例11 )
將通過(guò)供給管1022供給的氣體種類，從Diethoxy Tetramethyldisiloxane 氣體換成Acetone diethyl acetal ( OC2H5) 2 ( CH3) 2C氣體。
接下來(lái)，以10~ 150cc/min范圍(例如50cc/min)，通過(guò)供給管1021 供給Dimethoxytetramethyl siloxane氣體、且通過(guò)供給管1022,以10 ~ 150cc/min范圍(例如50cc/min )供纟合Acetone diethyl acetal氣體的同時(shí)， 也可通過(guò)供給管1027以10 ~ 100cc/min范圍(例如50cc/min )供給He氣體。
使用這種反應(yīng)氣體所形成的低介電率膜為，介電率約2.52、楊氏模量 約6Gpa;此外，在第二反應(yīng)器2中對(duì)晶圓7實(shí)施同于既述條件的處理后， 低介電率膜則呈介電率約下降至2.39、介電率未出現(xiàn)時(shí)間上的變化；此外， 此低介電率膜的楊氏模量約提升至8GPa。
(變形例12)
將通過(guò)供給管1021供給的氣體種類，從Diethoxy Tetramethyldisiloxane 氣體才奐成Tetraethoxy tetramethyl cyclotetrasiloxane (( OC3H5) 4 ( CH3 ) 4 (SiO-Si) 4)氣體；通過(guò)供給管1022供給的氣體種類，從Dimethoxy Tetramethyldisiloxane氣體才奐成Bis ( Ethoxy dimethylsilyl) Methane氣體。
接下來(lái)，以10~ 150cc/min范圍(例如:50cc/min)，通過(guò)供給管1021 供給Tetraethoxy tetramethyl cyclot改rasiloxane氣體、且通過(guò)供給管1022，以 10 ~ 150cc/min范圍(例如50cc/min )供給Bis( Ethoxy dimethylsilyl )Methane 氣體的同時(shí)，也可通過(guò)供給管1027以10 ~謂cc/min范圍(例如50cc/min) 供給He氣體。
使用這種反應(yīng)氣體所形成的低介電率膜為，介電率約2.50、楊氏模量 約5Gpa;此外，在第二反應(yīng)器2中對(duì)晶圓7實(shí)施同于既述條件的處理后， 低介電率膜則呈介電率約下降至2.38、介電率未出現(xiàn)時(shí)間上的變化；此外， 此低介電率膜的楊氏模量約提升至7GPa。
(變形例13)
將通過(guò)供給管1021供給的氣體種類，從Diethoxy Tetramethyldisiloxane 氣體換成Methanediol ( CH2 ( OH) 2 )氣體等碳?xì)浠衔餁怏w；且通過(guò)供給 管1022供給的氣體種類，從Dimethoxy Tetramethyldisiloxane氣體換成 Hexamethyldisiloxane氣體。
接下來(lái)，以200 ~ 400cc/min范圍(例如:300cc/min)，通過(guò)供給管1021 供給Methanediol氣體、且通過(guò)供給管1022，以10 ~ 150cc/min范圍(例如 75cc/min)供給Hexamethyldisiloxane氣體的同時(shí)，也可通過(guò)供給管1027以 10 ~ 100cc/min范圍(例如50cc/min )供給He氣體。
使用這種反應(yīng)氣體所形成的低介電率膜為，介電率約2.65、楊氏模量 約6Gpa;此外，在第二反應(yīng)器2中對(duì)晶圓7實(shí)施同于既述條件的處理后， 低介電率膜則呈介電率約下降至2.52、介電率未出現(xiàn)時(shí)間上的變化；此外， 此低介電率膜的楊氏模量約提升至9GPa。
(變形例14)
將通過(guò)供給管1021供給的氣體種類，從Diethoxy Tetramethyldisiloxane 氣體換成ethylene glycol ( C2H4 ( OH ) 2)氣體；且通過(guò)供給管1022供給的 氣體種類， 從 Dimethoxy Tetramethyldisiloxane 氣體換成 Hexamethyldisiloxane氣體。
接下來(lái)，以200 ~ 400cc/min范圍(例如:300cc/min)，通過(guò)供給管1021 供給Ethylene glycol氣體、且通過(guò)供給管1022，以10 ~ 150cc/min范圍(例 如75cc/min)供給Hexamethyldisiloxane氣體的同時(shí)，也可通過(guò)供給管1027 以10 ~ 100cc/min范圍(例如50cc/min)供給He氣體。
使用這種反應(yīng)氣體所形成的低介電率膜為，介電率約2.65、楊氏模量 約6Gpa;此外，在第二反應(yīng)器2中對(duì)晶圓7實(shí)施同于既述條件的處理后， 低介電率膜則呈介電率約下降至2.52、介電率未出現(xiàn)時(shí)間上的變化；此外， 此低介電率膜的楊氏模量約提升至9GPa。
(變形例15)
將通過(guò)供給管1021供給的氣體種類，從Diethoxy Tetramethyldisiloxane 氣體換成Acetone diethyl acetal ( OC2H5) 2C ( CH3) 2)氣體；且通過(guò)供給 管1022供給的氣體種類，從Dimethoxy Tetramethyldisiloxane氣體換成 Hexamethyldisiloxane氣體。
接下來(lái)，以200 ~ 400cc/min范圍(例如:300cc/min)，通過(guò)供給管1021 供給Acetone diethyl acetal 、且通過(guò)供給管1022,以10- 150cc/min范圍(例 如75cc/min)供給Hexamethyldisiloxane氣體的同時(shí)，也可通過(guò)供給管1027 以10 ~ 100cc/min范圍(例如50cc/min )供給He氣體。
使用這種反應(yīng)氣體所形成的低介電率膜為，介電率約2.65、楊氏模量 約6Gpa;此外，在第二反應(yīng)器2中對(duì)晶圓7實(shí)施同于既述條件的處理后， 低介電率膜則呈介電率約下降至2.52、介電率未出現(xiàn)時(shí)間上的變化；此外， 此低介電率膜的楊氏模量約提升至9GPa。
(實(shí)施型態(tài)2)
接下來(lái)，將說(shuō)明通過(guò)本發(fā)明實(shí)施型態(tài)2半導(dǎo)體制造裝置的半導(dǎo)體制造 方法；半導(dǎo)體制造裝置的構(gòu)成同于圖1 ~圖3所示，其使用的反應(yīng)氣體如下 所示。
將通過(guò)供給管 1022供給的氣體種類，從Dimethoxy Tetramethyldisiloxane氣體換成Trimethylsilyl trimethyl methane ( CH3 ) 3 (Si-CHrSi) (CH3) 3)氣體；且將通過(guò)供給管1023供給的氣體種類，從 H20氣體換成N20氣體。
接下來(lái)，以10-150cc/min范圍(例如75cc/min),通過(guò)供給管1022 供給Trimethylsilyl trimethylMethane氣體、且通過(guò)供給管1023,以100 ~ 800cc/min范圍(例如400cc/min )供給N20氣體的同時(shí)，也可通過(guò)供給
管1027以50 ~ 200cc/min范圍(例如100cc/min)供給He氣體。
此時(shí)，持續(xù)維持200-400。C (例如350°C )晶圓溫度，將壓力調(diào)整為 100 ~ 200Pa (例如133Pa )，并對(duì)下部電極1062施加100 ~ 300W (例如 150W)400KHz左右的等離子體功率。以這種方式在晶圓7上，形成約100 ~ 400A厚度的絕緣物阻隔膜；接下來(lái)，關(guān)閉閥門1032,以停止供給 Trimethylsilyl trimethylMefliane氣體及N20氣體；再者，以上述括號(hào)條件所 形成的絕緣物阻隔膜為，介電率約4.3、楊氏模量約60Gpa;且如同He-Ne 雷射般，對(duì)上述絕緣物阻隔膜，照射具6328A波長(zhǎng)的光源時(shí)，其屈折率為 1.7以上。
接下來(lái)，以同于實(shí)施型態(tài)l的手法，將晶圓7傳送至第二反應(yīng)器2，且 在第二反應(yīng)器2上以200-400。C范圍(例如350°C )及100~266Pa (例 如133Pa )條件，排放第二反應(yīng)器2內(nèi)的氣體后，注入100 ~ 300cc/min (例 如200cc/min) N2氣體，且通過(guò)燈管3，以30 120S范圍(例如60S) 照射例如波長(zhǎng)185 + 254Nm、功率10mW/Cm2的低壓水銀光，以實(shí)施晶圓7 的紫外線退火(annealing)處理。
再者，為了調(diào)查絕緣物阻隔膜的銅擴(kuò)散阻隔性，而在400A厚的絕緣 物阻隔膜上，設(shè)置約IOOOA厚的銅薄膜，以便在N2中以400。C的條件下下 進(jìn)行4小時(shí)的退火后，用調(diào)查銅擴(kuò)散的2次離子質(zhì)量分析裝置(SIMS),調(diào) 查銅絕緣阻隔中的銅擴(kuò)散情況。
其結(jié)果為，絕緣物阻隔膜從銅薄膜界面起至5Nm以下深度之間，未發(fā) 現(xiàn)來(lái)自于銅膜的銅擴(kuò)散；此外，絕緣物阻隔膜在退火處理后的I-V特性同于 退火前，在IMV/cm電壓下為l{r9A/Cm2。
(變形例)
將通過(guò)供給管1022供給的氣體種類，從Trimethylsilyl trimethylMethane 氣體換成Hexamethyldisilazane ( CH3) 3Si-NH- ( CH3) 3氣體；接下來(lái)，通 過(guò)供給管1022，以10 ~ 150cc/min范圍(例如75cc/min)供給 Hexamethyldisilazane氣體，且通過(guò)供給管1023，以100 ~ 800cc/min范圍(例 如400cc/min)供給N20氣體的同時(shí)，也可通過(guò)供給管1027，以50 ~ 200cc/min范圍(例如100cc/min )供給He氣體。
使用這種反應(yīng)氣體所形成的絕緣物阻隔膜為，介電率約4,30、楊氏模 量約65Gpa;且如同He-Ne雷射般，對(duì)上述絕緣物阻隔膜照射具6328A波 長(zhǎng)的光源時(shí)，其屈折率為1.7以上；此外，以100-400A形成絕緣物阻隔 膜厚度。再者，對(duì)晶圓7實(shí)施紫外線退火處理，并以實(shí)施型態(tài)2的銅條件， 用2次離子質(zhì)量分析裝置(SIMS)，調(diào)查銅絕緣阻隔中的銅擴(kuò)散時(shí)，從絕緣 物阻隔膜表面起至5Nm深為止，皆未發(fā)現(xiàn)來(lái)自于銅膜的銅擴(kuò)散；此外，絕 緣物阻隔膜在退火處理后的I-V特性同于退火前，在IMV/cm電壓下為
10-yA/Cm'。
(實(shí)施型態(tài)3)
使用實(shí)施型態(tài)l、 2所說(shuō)明的半導(dǎo)體制造裝置而制造的半導(dǎo)體組件，因 絕緣物阻隔膜表面空孔密閉，而具有充分的阻隔效果；因此該半導(dǎo)體組件 可做成輕薄短?。挥纱丝芍?，此半導(dǎo)體組件可適用于以下電子機(jī)器。
(1) 液晶、等離子、EL (electroluminescence)等顯示裝置 在電視、個(gè)人計(jì)算機(jī)等液晶、等離子、有機(jī)EL ( electroluminescence )
等顯示裝置上，備有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)各像素的半導(dǎo)體組件。
半導(dǎo)體組件上備有傳達(dá)掃瞄訊號(hào)的掃瞄訊號(hào)配線、傳達(dá)影像訊號(hào)的 影像訊號(hào)線、包含連結(jié)掃瞄訊號(hào)配線及影像訊號(hào)線的層間絕緣膜的薄膜晶 體管、連結(jié)薄膜晶體管的像素電極、讓掃瞄訊號(hào)配線絕緣的絕緣膜、和絕 緣薄膜晶體管及影像訊號(hào)線的絕緣膜。
薄膜晶體管是依據(jù)通過(guò)掃瞄訊號(hào)配線傳達(dá)的掃瞄訊號(hào)，針對(duì)像素電極
切換(ON/OFF)通過(guò)影像訊號(hào)線傳達(dá)影像訊號(hào)的轉(zhuǎn)換器件。
顯示裝置具有高度的薄型化的需求；薄型液晶電視、薄型等離子電視、 薄型液晶顯示器等就是最典型的例子；因此在顯示裝置上采用本實(shí)施型態(tài) 的半導(dǎo)體組件后，即可達(dá)成薄型化顯示裝置。
(2) 數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼相機(jī)DSC等攝影裝置
數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼相機(jī)DSC等也同于顯示裝置一樣，具有輕薄短小的高 度需求。尤其是，數(shù)碼相機(jī)等大多為隨身攜帶，因此可采用本實(shí)施型態(tài)的 半導(dǎo)體組件，以實(shí)現(xiàn)小型化；在攝影裝置上采用本實(shí)施型態(tài)的半導(dǎo)體組件， 即可做成小型攝影裝置。
(3) 傳真機(jī)、打印機(jī)、掃描儀等影像形成裝置
近年來(lái)，傳真機(jī)等影像形成裝置，除了發(fā)揮電話等功能之外，也趨向 于復(fù)合化發(fā)展；因此這種復(fù)合機(jī)種的影像形成裝置，也面臨到小型化的需 求；在影像形成裝置及復(fù)合機(jī)上，采用本實(shí)施型態(tài)的半導(dǎo)體組件后，即可 做成小型化的影像形成裝置等。
U)CLC器件、發(fā)光型雷射裝置等光學(xué)裝置
在對(duì)于例如包含CD、 MD、 DVD光磁氣記錄媒體讀取數(shù)據(jù)的光學(xué)讀取 部上，備有將光磁氣記錄媒體的光，變換成電源訊號(hào)的光電變換器件；及 通過(guò)光電變換器件，傳送變換光源訊號(hào)的薄膜晶體管的半導(dǎo)體組件；因此 在光學(xué)裝置上采用本實(shí)施型態(tài)的半導(dǎo)體組件后，即可做成小型化的光學(xué)裝置。
以上為各種電子機(jī)器裝置例，但只要是具有半導(dǎo)體組件的電子機(jī)器裝 置，皆未受限于上述例示；因此本實(shí)施型態(tài)電子機(jī)器裝置中也包含內(nèi)置于 例如行動(dòng)電話等通信裝置、個(gè)人計(jì)算機(jī)等信息處理裝置或可裝卸的內(nèi)存。
權(quán)利要求
1、一種半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于其具備通過(guò)讓反應(yīng)基比其它官能團(tuán)更容易被切斷的狀態(tài)下的反應(yīng)氣體，來(lái)處理制造標(biāo)的為半導(dǎo)體晶圓的手段。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于所述的反應(yīng)氣 體具有氧或碳的反應(yīng)基的比率為20% ~35%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于所述的反應(yīng)氣 體包含硅氧烷氣體、曱基硅烷氣體、或曱硅烷氣體，其中，曱氧基、乙氧 基、N-丙氧基或乙基的數(shù)目，是在該當(dāng)各氣體內(nèi)的曱基的數(shù)目以下。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于所述的反應(yīng)氣 體為具有OH基、甲氧基、乙氧基、N-丙氧基、或乙基的碳?xì)浠衔餁怏w。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于所述的反應(yīng)氣 體中混合了含02氣體、C02氣體、H20氣體、N20氣體、或乙醇?xì)怏w的氧 化劑氣體。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于所述的反應(yīng)氣 體中混合了含He氣體的稀釋氣體。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于其中，具備在 實(shí)施前述處理的半導(dǎo)體晶圓上照射紫外線的手段。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于所述的各手段 被設(shè)置于相同或不同的反應(yīng)器。
9、 一種半導(dǎo)體制造方法，其特征在于通過(guò)讓反應(yīng)基比其它官能團(tuán)更 容易被切斷的條件下的反應(yīng)氣體，來(lái)處理制造標(biāo)的為半導(dǎo)體晶圓的方法。
10、 一種半導(dǎo)體晶圓， 介電率為2.0-2.5; 楊氏模量為5 8GPa;其特征在于其具有通過(guò)使用讓反應(yīng)基比其它官能團(tuán)更容易被切斷的 狀態(tài)下的反應(yīng)氣體的等離子CVD所制造的低介電率膜。
11、 一種半導(dǎo)體晶圓， 介電率為3.5 ~ 5.5; 厚度為100-400A;波長(zhǎng)為6328A的光，其屈光率在1.7以上；形成于銅膜上；其特征在于其具有通過(guò)使用讓反應(yīng)基比其它官能團(tuán)更容易 被切斷的條件下的反應(yīng)氣體的等離子CVD,所制造的絕緣物阻隔膜。
12、 一種電子機(jī)器，其特征在于其具備有通過(guò)權(quán)利要求9所示的半 導(dǎo)體制造方法所制造的半導(dǎo)體組件。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種半導(dǎo)體制造裝置、半導(dǎo)體制造方法及電子機(jī)器，通過(guò)讓反應(yīng)基比其它官能團(tuán)更容易被切斷的反應(yīng)氣體，來(lái)處理制造標(biāo)的為半導(dǎo)體晶圓的裝置及方法；典型的做法為，將反應(yīng)氣體本身，制作為具有OC₂H₅基或OCH₃基等的硅氧烷氣體的反應(yīng)氣體，經(jīng)由和脫離C₂H₅基等后留下來(lái)的氧(O)的相互結(jié)合、或經(jīng)由與C₂H₅基與OC₂H₅基或OCH₃基的反應(yīng)，來(lái)形成低介電率膜或絕緣物阻隔膜。
文檔編號(hào)C30B25/00GK101359594SQ20081013490
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月30日
發(fā)明者塩谷喜美 申請(qǐng)人:奈米材料研究所股份有限公司