一種低介電常數(shù)層的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低介電常數(shù)層的制作方法，本發(fā)明所制作的低介電常數(shù)層包括兩層，下層為采用OMCTS和氧氣形成的第一低介電常數(shù)層，上層為采用OMCTS和氬氣（Ar）形成的第二低介電常數(shù)層，由于第二低介電常數(shù)層比較硬且具有低介電常數(shù)，所以后續(xù)拋光過程中作為上層，不易被快速去除，有利于控制拋光速率，保證后續(xù)拋光后該電介質(zhì)層的寄生電阻一致性。
【專利說明】一種低介電常數(shù)層的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種低介電常數(shù)層的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體器件的制作過程中，需要制作層間介質(zhì)。層間介質(zhì)充當(dāng)了各層金屬間及第一金屬層與半導(dǎo)體器件的硅襯底之間的介質(zhì)材料。通常，層間介質(zhì)都是采用二氧化硅作為材料的，但是寄生電阻值比較高，會(huì)影響最終制作的半導(dǎo)體器件的性能，尤其隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體器件的特征尺寸越來越小，這種情況就越來越嚴(yán)重。因此，在層間介質(zhì)層中增加了可以降低寄生電阻值的低介電常數(shù)層，該低介電常數(shù)層采用低介電常數(shù)材料，例如含有硅、氧、碳和氫元素的類似氧化物的黑鉆石(black diamond，BD)等，這樣就可以降低整個(gè)層間介質(zhì)層的寄生電阻值。
[0003]目前，低介電常數(shù)層的制作方法過程為:
[0004]第一步驟，在金屬層之上或半導(dǎo)體器件的硅沉積上沉積初始介質(zhì)層，該初始介質(zhì)層采用二氧化硅作為沉積材料，介電常數(shù)為4.6左右；
[0005]第二步驟，在初始介質(zhì)層上沉積低介電常數(shù)層，該低介電常數(shù)層采用八甲基四硅烷(OMCTS)和氧氣的混合氣體沉積得到，介電常數(shù)為2.79左右。
[0006]按照以上步驟得到了層間介質(zhì)層，該層間介質(zhì)層的介電常數(shù)值控制在3..0?2.7之間，降低整個(gè)層間介質(zhì)層的寄生電阻值。
[0007]但是，由于低介電常數(shù)層含有大量的碳，所以質(zhì)地比較軟，在后續(xù)拋光過程中不容易控制拋光速率，導(dǎo)致拋光去除部分低介電常數(shù)層的速度比較快，造成低介電常數(shù)層的寄生電阻一致性比較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明提供一種低介電常數(shù)層的制作方法，該方法能夠制作質(zhì)地較硬及低介電常數(shù)的電介質(zhì)層，提高后續(xù)拋光后該電介質(zhì)層的寄生電阻一致性。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0010]一種低介電常數(shù)層的制作方法，該方法包括:
[0011]在金屬層之上或半導(dǎo)體器件的硅沉積上沉積初始介質(zhì)層，該初始介質(zhì)層采用二氧化硅作為沉積材料；
[0012]在初始介質(zhì)層上沉積第一低介電常數(shù)層，該第一低介電常數(shù)層采用八甲基四硅烷OMCTS和氧氣的混合氣體沉積得到；
[0013]在第一低介電常數(shù)層上采用OMCTS和氬氣形成第二低介電常數(shù)層。
[0014]所述在初始介質(zhì)層上沉積第一低介電常數(shù)層之前，該方法還包括:
[0015]采用OMCTS和氬氣形成第三低介電常數(shù)層。
[0016]所述采用OMCTS和氬氣形成第二低介電常數(shù)層為:通入OMCTS的壓力為0.65?7托，功率為50?2000瓦，OMTS氣體流量為50?2000毫升每分鐘，通入氬氣的壓力為0.65?7托，功率為50?2000瓦，氬氣流量為50?2000毫升每分鐘。
[0017]所述采用OMCTS和氬氣的混合氣體沉積第二低介電常數(shù)層重復(fù)設(shè)定次數(shù)執(zhí)行。
[0018]所述次數(shù)為6次。
[0019]所述第二低介電常數(shù)層為摻雜SICOH和氟離子的氧化膜。
[0020]所述在米用OMCTS和気氣的混合氣體沉積時(shí),還包括通入氫氣H2、氮?dú)釴2、氦氣He和氖氣Ne中的一種和多種組合。
[0021 ] 從上述方案可以看出，本發(fā)明所制作的低介電常數(shù)層包括兩層，下層為采用OMCTS和氧氣形成的第一低介電常數(shù)層，上層為采用OMCTS和氬氣(Ar)形成的第二低介電常數(shù)層，由于第二低介電常數(shù)層比較硬且具有低介電常數(shù)，所以后續(xù)拋光過程中作為上層，不易被快速去除，有利于控制拋光速率，保證后續(xù)拋光后該電介質(zhì)層的寄生電阻一致性。因此，本發(fā)明提供的方法可以制作質(zhì)地較硬及低介電常數(shù)的電介質(zhì)層，提高后續(xù)拋光后該電介質(zhì)層的寄生電阻一致性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明提供的低介電常數(shù)層的制作方法流程圖；
[0023]圖2a?2c為本發(fā)明提供的低介電常數(shù)層的制作過程剖面結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0025]從【背景技術(shù)】可以看出，造成所制造的低介電常數(shù)層在拋光后寄生電阻值一致性比較差的原因?yàn)?低介電常數(shù)層含有大量的碳，造成質(zhì)地比較軟，在后續(xù)拋光過程中不容易控制拋光速率，導(dǎo)致拋光去除部分低介電常數(shù)層的速度很快且不均。因此，為了克服以上問題，就需要制作介電常數(shù)值比較低且質(zhì)地較硬的低介電常數(shù)層，本發(fā)明采用制作兩層低介電常數(shù)層的方法，也就是所制作的低介電常數(shù)層包括兩層，下層為采用OMCTS和氧氣形成的第一低介電常數(shù)層，上層為采用OMCTS和Ar形成的第二低介電常數(shù)層，由于第二低介電常數(shù)層經(jīng)過了氬氣的轟擊，比較硬且具有低介電常數(shù)，所以后續(xù)拋光過程中作為上層，不易被快速去除，有利于控制拋光速率，保證后續(xù)拋光后該電介質(zhì)層的寄生電阻一致性。
[0026]圖1為本發(fā)明提供的低介電常數(shù)層的制作方法流程圖，結(jié)合圖2a?2c所示的本發(fā)明提供的低介電常數(shù)層的制作過程剖面結(jié)構(gòu)圖，進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0027]步驟101、如圖2a所示，在金屬層之上或半導(dǎo)體器件的硅沉積上沉積初始介質(zhì)層20，該初始介質(zhì)層采用二氧化硅作為沉積材料，介電常數(shù)為4.6左右；
[0028]步驟102、如圖2b所示，在初始介質(zhì)層上沉積第一低介電常數(shù)層21，該第一低介電常數(shù)層21采用OMCTS和氧氣的混合氣體沉積得到，介電常數(shù)為2.79左右；
[0029]步驟103、如圖2c所示，在第一低介電常數(shù)層21上采用OMCTS和氬氣形成第二低介電常數(shù)層22。
[0030]這樣，本發(fā)明所制作的低介電常數(shù)層就包括第一低介電常數(shù)層和第二低介電常數(shù)層。由于第二介電常數(shù)層22在進(jìn)行OMCTS 了之后，采用氬氣進(jìn)行物理轟擊，OMCTS過程可以降低了碳含量，而氬氣轟擊提高了第二低介電常數(shù)層22的硬度，所以在后續(xù)拋光過程中易于控制拋光速率，保證拋光后剩余的低介電常數(shù)層寄生電阻的一致性較高。
[0031]在圖1所述的過程中，在步驟102之前，還可以增加一個(gè)步驟，進(jìn)一步提高拋光后剩余的低介電常數(shù)層寄生電阻的一致性，也就是用OMCTS和氬氣形成第三低介電常數(shù)層。
[0032]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述采用OMCTS和氬氣的混合氣體沉積的過程為:通入OMCTS的壓力為0.65?7托，功率為50?2000瓦，OMTS氣體流量為50?2000毫升每分鐘，通入氬氣的壓力為0.65?7托，功率為50?2000瓦，氬氣流量為50?2000毫升每分鐘。
[0033]在本發(fā)明中，步驟103所示的過程可以重復(fù)多次執(zhí)行，比如，采用6次進(jìn)行。
[0034]在本發(fā)明實(shí)施例中，第二低介電常數(shù)層22可以是一層摻雜SICOH和氟離子的氧化膜，并采用氬氣進(jìn)行物理轟擊得到。
[0035]在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)采用Ar時(shí)，可以同時(shí)通入氫氣(H2 )、氮?dú)?N2 )、氦氣(He )和氖氣(Ne)中的一種和多種組合，用于作為稀釋氣體存在。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種低介電常數(shù)層的制作方法，其特征在于，該方法包括: 在金屬層之上或半導(dǎo)體器件的硅沉積上沉積初始介質(zhì)層，該初始介質(zhì)層采用二氧化硅作為沉積材料； 在初始介質(zhì)層上沉積第一低介電常數(shù)層，該第一低介電常數(shù)層采用八甲基四硅烷OMCTS和氧氣的混合氣體沉積得到； 在第一低介電常數(shù)層上采用OMCTS和氬氣形成第二低介電常數(shù)層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在初始介質(zhì)層上沉積第一低介電常數(shù)層之前，該方法還包括: 采用OMCTS和氬氣形成第三低介電常數(shù)層。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述采用OMCTS和氬氣形成第二低介電常數(shù)層為:通入OMCTS的壓力為0.65?7托，功率為50?2000瓦，OMTS氣體流量為50?2000毫升每分鐘，通入氬氣的壓力為0.65?7托，功率為50?2000瓦，氬氣流量為50?2000毫升每分鐘。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用OMCTS和氬氣的混合氣體沉積第二低介電常數(shù)層重復(fù)設(shè)定次數(shù)執(zhí)行。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述次數(shù)為6次。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二低介電常數(shù)層為摻雜SICOH和氟離子的氧化膜。
7.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在采用OMCTS和氬氣的混合氣體沉積時(shí)，還包括通入氫氣H2、氮?dú)釴2、氦氣He和氖氣Ne中的一種和多種組合。
【文檔編號(hào)】H01L21/31GK103794491SQ201210419650
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】周鳴 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司