CN102113099B - 一种沉积低介电常数膜层的方法 - Google Patents
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/56—After-treatment
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
Abstract
本发明提供在一种在基板上沉积低介电常数膜层的方法。用以沉积此低介电常数膜层的程序包含：使一或多个有机硅化合物与成孔剂进行反应，之后将该膜层进行后处理而在膜层中造成孔隙。该一或多个有机硅化合物包含具有Si-Cx-Si或Si-O-(CH2)n-O-Si通式结构的化合物。在此所提供的低介电常数膜层包含在膜层后处理之前和之后均含有Si-Cx-Si键结的膜层。该等低介电常数膜层具有良好的机械力和粘性，以及所期望的介电常数值。
Description
技术领域
本发明实施例一般是关于集成电路的制造。更具体来说，本发明实施例是关于用于集成电路的低介电常数膜层的沉积程序。
背景技术
自从数十年前首次引入集成电路之后，集成电路几何结构的尺寸就一直持续在缩小中。从那时起，集成电路大致依循着摩尔定律(Moor’s Law)来发展，亦即每两年尺寸缩减一半，这也代表芯片上的元件数目每两年就会增加一倍。当今的制造厂已能常规生产特征尺寸为90纳米或甚至65纳米的元件，且预计未来的制造厂将能生产特征尺寸更小的元件。
元件几何结构持续缩减，也造成对具有低介电常数(k)值的膜层的需求持续增加，因为必须降低相邻金属线间的电容耦合才能进一步降低集成电路上的元件尺寸。特别是，需要介电常数低于4.0的绝缘层。具有低介电常数的绝缘层的实例包括：旋涂玻璃、掺氟的硅玻璃(FSG)、掺碳的氧化物和聚四氟乙烯(PTFE)，此均为目前市面有售的。
近来，已研发出介电常数值小于3.0，甚至小于2.5的低介电常数有机硅膜。目前用来发展低介电常数有机硅膜的一个方法是从由有机硅化合物及含有热不稳定物种或挥发性基团的化合物所共同组成的气体混合物来沉积出此膜层，接着对沉积膜层进行后处理，以移除沉积膜层中的热不稳定物种或挥发性基团(如，有机基团)。由沉积膜层中移除热不稳定物种或挥发性基团时，会在膜层中创造出纳米尺寸的空洞，所述空洞可降低膜层的介电常数，如同空气的介电常数大约为1。
虽然已研发出上述具有所期望低介电常数的低介电常数有机硅膜，但一些这类低介电常数有机硅膜的机械性质不如预期，例如机械强度不佳，这使得膜层容易在后续半导体处理步骤中受到损害。可能造成低介电常数膜层受损的半 导体处理步骤包括用来图案化此低介电常数有机硅膜的等离子体型蚀刻处理。此外，由该介电膜层上移除光阻或底部抗反射涂层(BRAC)的灰化处理和湿蚀刻处理也可能造成膜层受损。
因此，亟需一种用来制造具有改良机械性质和可耐后续基板处理步骤所造成损害的低介电常数膜层的方法。
发明内容
一般而言，本发明提供了用来沉积低介电常数膜层的方法。在一个实施例中，上述方法包含将一或多个有机硅化合物引进腔室中，其中该一或多个有机硅化合物包含具有以下通式结构的化合物：
其中每一个R1具有CnH2n+1、OCnH2n+1或CnH2n-1的通式。在一些实施例中，每一个R1是分别选自由下列所组成的群组：CH3、CH＝CH2、H及OH，而R2是选自由下列所组成的群组：(CH2)a、C＝C、C≡C、C6H4、C＝O、(CF2)b及上述基团的组合，且a与b分别为1至4的整数。在一些实施例中，最多一个硅原子会与一个氧原子键结。在一些实施例中，上述一或多个有机硅化合物包含具有以下通式结构的化合物：
其中每一个R3具有CnH2n+1，OCnH2n+1或CnH2n-1的通式。在一些实施例中，每一个R3是分别选自由下列所组成的群组：CH3、OCH3、OC2H5、CH＝CH2、H及OH，且c与d分别为1至4的整数。上述方法亦包括将成孔剂引进腔室中，以及在存有射频(RF)功率的环境下使一或多个有机硅化合物与成孔剂反应，用以在腔室中的基板上沉积低介电常数膜层。之后，对低介电常数膜层进行后处理，以实质移除低介电常数膜层中的成孔剂。该后处理可包含紫外线(UV)、电子束或热退火处理。经后处理的低介电常数膜层包含Si-Cx-Si键结。
在另一实施例中，一种用来沉积低介电常数膜层的方法包含将一或多个有机硅化合物引进腔室中，其中该一或多个有机硅化合物包含具有以下通式结构的化合物：
其中每一个R5具有CnH2n+1、OCnH2n+1或CnH2n-1的通式。在一些实施例中，每一个R5是分别选自由下列所组成的群组：CH3、OCH3、OC2H5、CH＝CH2、H及OH，且e为1至3的整数。在其它实施例中，该一或多个有机硅化合物包含具有以下通式结构的化合物：
其中每一个R6具有CnH2n+1、OCnH2n+1或CnH2n-1的通式。在一些实施例中，每一个R6是分别选自由下列所组成的群组：CH3、OCH3、OC2H5、CH＝CH2、H及OH，且f为1至4的整数。上述方法亦包含将成孔剂引进腔室中，以及在存有RF功率的环境下使一或多个有机硅化合物与成孔剂反应，用以在腔室中的基板上沉积低介电常数膜层。之后，对低介电常数膜层进行后处理，以实质移除低介电常数膜层中的成孔剂。该后处理可包含UV、电子束或热退火处理。
在一额外实施例中，一种沉积低介电常数膜层的方法包含：将一或多个有机硅化合物引进腔室中，其中该一或多个有机硅化合物包含双(三乙氧基硅基)甲烷；将成孔剂引进该腔室中，在存有RF功率的环境下使一或多个有机硅化合物与成孔剂反应，用以在腔室中的基板上沉积低介电常数膜层；以及之后对低介电常数膜层进行后处理，以实质移除低介电常数膜层中的成孔剂。
附图说明
通过参考附图中所描述的实施例可获得本发明更具体地描述以及上述简 短说明，因而能够详细理解本发明的上述特征。然而，应注意，所附附图仅说明本发明的典型实施例，且不应将附图视为对本发明的限制，因为本发明可允许其它等效实施例。
图1为本发明一实施例的流程图。
图2为本发明另一实施例的流程图。
图3是依据本发明一实施例来绘示一或多个有机硅化合物与成孔剂的流速的图表。
图4是根据本发明实施例所提供的经过后处理的低介电常数膜的FTIR分析结果。
具体实施方式
本发明提供一种沉积低介电常数膜层的方法。该低介电常数膜层包含硅、氧与碳。该膜层亦包含纳米大小的孔洞。该低介电常数膜层的介电常数约为3.0或更小，较佳约为2.5或更小，例如约为2.0与2.2之间。该低介电常数膜层的弹性模数至少约为6GPa。举例来说，该低介电常数膜层可作为金属间的介电层(intermetal dielectric layer)。将参考图1简述依据本发明一实施例的用于沉积低介电常数膜层的方法，并随后在下文中进一步描述。
图1为工艺流程图，概述了本发明的一实施例。在步骤102中，将一或多个有机硅化合物引进腔室中。该一或多个有机硅化合物包含具有-Si-Cx-Si-的通式结构的化合物，其中x介于1至4之间，或是具有-Si-O-(CH2)n-O-Si-的通式结构的化合物，其中n介于1至4之间。在步骤104中，将成孔剂引进腔室中。在步骤106中，在存有RF功率的环境下使该一或多个有机硅化合物与该成孔剂反应，用以在腔室中的基板上沉积低介电常数膜层。在步骤108中，对该低介电常数膜层进行后处理，以实质移除该低介电常数膜层上的成孔剂。
可用于引入一或多个有机硅化合物与成孔剂的腔室可以是等离子体增强化学气相沉积(PECVD)腔室。可利用恒定式射频(RF)功率、脉冲式RF功率、高频RF功率、双频RF功率或上述频率的组合来产生沉积工艺中所用的等离子体。可使用的PECVD腔室的一实例为
腔室(可购自位于加州圣大克劳拉的美商应用材料公司)。然而，也可使用其它类型的腔室来沉积低介电常数膜层。
回到步骤102，具有-Si-Cx-Si-通式结构的化合物包含具有以下通式结构的化合物：
其中每一个R1具有CnH2n+1、OCnH2n+1或CnH2n-1的通式。在一些实施例中，至少一个R1包含碳。在其它实施例中，最多一个R1基团为甲基硅烷醇基团。在一些实施例中，R1是分别选自由下列所组成的群组：CH3、OCH3、OC2H5、CH＝CH2、H及OH，而R2是选自由下列所组成的群组：(CH2)a、C＝C、C≡C、C6H4、C＝O、(CF2)b及上述基团的组合，且a与b为1至4。在一些实施例中，最多一个硅原子与一个氧原子键结。在一些实施例中，上述具有-Si-Cx-Si-通式结构的化合物包含具有以下通式结构的化合物：
其中每一个R3具有CnH2n+1、OCnH2n+1或CnH2n-1的通式。在一些实施例中，每一个R3是分别选自由下列所组成的群组：CH3、OCH3、OC2H5、CH＝CH2、H及OH，且c与d分别为1至4。根据本说明书的定义，R基团与其它分别选择的基团数目可为相同或不同。在一些实施例中，具有-Si-Cx-Si-通式结构的化合物为聚硅烷(poly-silanoalkane)。
具有下列通式结构的化合物的实例为双(三乙氧基硅基)甲烷(C13H32O6Si2)。
具有下列通式结构的化合物的实例为四甲基-1，3-二硅环丁烷(C6H16Si2)。
具有通式结构-Si-Cx-Si-的其它化合物包含具有以下通式结构的化合物：
其中每一个R5具有CnH2n+1、OCnH2n+1或CnH2n-1的通式。在一些实施例中，每一个R5是分别选自由下列所组成的群组：CH3、OCH3、OC2H5、CH＝CH2、H及OH，且e为1至3。此化合物的实例为四甲基-2，5-二硅-1-氧杂环戊烷四甲基二硅呋喃(C6H16OSi2)。
具有通式结构-Si-O-(CH2)n-O-Si-的一或多个有机硅化合物可包含具有以下结构的化合物：
其中每一个R6具有CnH2n+1、OCnH2n+1或CnH2n-1的通式。在一些实施例中，每一个R6是分别选自由下列所组成的群组：CH3、OCH3、OC2H5、CH＝CH2、H及OH，且f为1至4。上述化合物的实例为双(三甲基硅氧基)乙烷(C8H22O2Si2)。
通过使用包含Si-Cx-Si键结的有机硅化合物以及在此所述的处理条件，可以得到在后处理之前和之后均包含Si-Cx-Si键结(其中x介于1至4之间)的低介电常数膜层。根据所使用的有机硅化合物种类，上述膜层亦可包含Si-O-Si键结。所预期的膜层是包含Si-Cx-Si键结的膜层，可观察到，与具有较多Si-CH3键结的膜层比较起来，具有较高Si-Cx-Si/Si-CH3比例的膜层具有较佳的耐灰化性、粘性和热传导性。
上述一或多个有机硅化合物亦可包含不含上述通式结构的有机硅化合物。举例来说，该一或多个有机硅化合物可包含甲基二乙氧硅烷(MDEOS)、四甲基环四硅氧烷(TMCTS)、八甲基环四硅氧烷(OMCTS)、三甲基硅烷(TMS)、五甲基环戊硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、二甲基二硅氧烷、四甲基二硅氧烷、六甲基二硅氧烷(HMDS)、1，3-双(硅亚甲基)二硅氧烷、双(1-甲基二硅氧基)甲烷、双(1-甲基二硅氧基)丙烷、六甲氧基二硅氧烷(HMDOS)、二甲基二甲 氧基硅烷(DMDMOS)或二甲氧甲基乙烯基硅烷(DMMVS)。
回到步骤104，成孔剂是包含热不稳定基团的化合物。该等热不稳定基团可以是环状基团，例如不饱和环状有机基团。“环状基团”一词在此是指环形结构。该环形结构可包含的原子数目可少只有3个原子。举例来说，环状基团中的原子可包括碳、氮、氧、氟及上述原子的组合。该环状基团可包含一或多个单键、双键、三键及上述键型的组合。举例来说，此环状基团可包含一或多个芳香族、芳基类、苯基类、环己烷、环己二烯、环庚二烯及上述基团的组合。该环状基团也可以是二环或三环。在一个实施例中，将环状基团键结在直链型或有支链的官能基上。此直链或有支链的官能基较佳是包含烷基或乙烯烷基，且具有1至20个碳原子。此直链或有支链的官能基也可包括氧原子，例如在酮、醚和酯类中。该成孔剂可包含环状碳氢化合物。一些可使用的示例性成孔剂包含降冰片二烯(norborndiene，BCHD，双环(2，2，1)庚-2，5-二烯)、α-松油烯(α-terpinene，ATP)、乙烯基环己烷(vinylcyclohexane，VCH)、苯乙酸酯、丁二烯、异戊二烯、环己二烯、1-甲基-4-(1-甲基乙基)苯(又称为异丙基甲苯，cymene)、3-蒈烯(3carene)、茴香酮(fenchone)、柠檬烯(limonene)、环戊烯氧化物、乙烯-1，4-二氧杂环己二烯醚、乙烯呋喃醚、乙烯-1，4-二氧杂环己二烯、乙烯呋喃、呋喃甲酸甲酯、甲酸呋喃酯、乙酸呋喃酯、呋喃醛、二呋喃酮、二呋喃醚、二糠基醚、呋喃和1，4-二氧杂环己二烯。
如步骤106所示，该一或多个有机硅化合物与成孔剂会在存有RF功率时发生反应，用以在腔室中的基板上沉积低介电常数膜层。可由一或多个成孔剂和一或多个有机硅化合物发生反应。该成孔剂可和一或多个有机硅化合物反应用以沉积膜层，在该膜层中保有热不稳定基团。如步骤108所述，对膜层进行后处理，会导致膜层中的成孔剂及/或热不稳定基团的分解与排出，进而使得膜层中产生孔隙或纳米大小的孔洞。
以约为10mgm至约5000mgm的流速，将一或多个有机硅化合物引进腔室中。以约10mgm至约5000mgm的流速将成孔剂引进腔室中。可选择的，以介于约0sccm至约10000sccm的流速，将氧化气体引进腔室中，例如氧气、一氧化二氮、二氧化碳或上述气体的组合，并使所述气体与一或多个有机硅化合物和成孔剂反应。以介于约10sccm至约10000sccm的流速，将稀释气体或载气引进腔室中，例如氦气、氩气或氮气。
以上与本说明书中所提及的流速都是以具有两隔离处理区的300毫米腔室(如，
腔室，购自位于加州圣大克劳拉的美商应用材料公司)为标准而订的。因此，每一基板处理区所感受到的流速是引入腔室中流速的一半。
虽然在步骤102和104中，是依序将一或多个有机硅化合物和成孔剂引进腔室中，但也可同时将此两种反应物引进腔室中。然而，在一较佳实施例中，将一或多个有机硅化合物先引进腔室中，而后再引进成孔剂。在此实施例中，先以第一流速将一或多个有机硅化合物引进腔室中，之后再将流速调升为第二流速。以第三流速将成孔剂引进腔室中，之后调升到第四流速。在成孔剂的流速调升到第四流速之前，将一或多个有机硅化合物的流速调升至第二流速。
图2为一工艺流程图，所述图依据本发明一实施例来说明沉积低介电常数膜层的方法，其中一或多个有机硅化合物是在成孔剂之前被引进腔室中。在步骤201中，先将基板放在能够执行PECVD的处理腔室内的基板支撑件上。在步骤203中，经由腔室内的气体分配板(例如，喷头)，将包含有一或多个有机硅化合物和可选择使用的一或多个氧化气体的气体混合物引进腔室中。在电极(例如，喷头)上施加射频(RF)功率，以在腔室内提供处理所需的等离子体。当腔室中存有RF功率时，上述气体混合物会在腔室中进行反应，而沉积出一初始层，所述初始层包含氧化硅层且可牢牢地附着于下方基板。
在步骤205中，在存有RF功率的环境下，以介于约100mg/min/sec到约5000mg/min/sec(较佳为约1000mg/min/sec到约2000mg/min/sec)之间的调升速率来提高该一或多个有机硅化合物的流速，直到达到预定的有机硅化合物气体混合物的组成为止，用以沉积第一过渡层。执行上述调高流速的条件使得气体分配板上DC偏压的变异小于60伏，较佳是小于30伏，以避免出现因等离子体而诱发的损坏(plasma induced damage，PID)。
在步骤207中，于保持预定有机硅化合物气体混合物恒定的同时，经过气体分配板将包含有成孔剂的组成的气体混合物引进腔室中。在步骤209中，以介于约100mg/min/sec到约5000mg/min/sec(较佳约为200mg/min/sec到约1000mg/min/sec)之间的调升率来调高成孔剂的流速，直到达到预定的最终气体混合物的组成为止，用以沉积出第二过渡层。
在步骤211中，在RF功率的环境下，让该预定的最终气体混合物(亦即， 最终气体混合物的组成包含该一或多有机硅化合物和成孔剂)在腔室内反应，以沉积出一最终层，所述最终层为低介电常数膜层。一旦完成沉积后，即终止RF功率。在RF功率终止的期间，通过例如不开启腔室的节流阀来维持腔室内的压力。不受理论的限制，一般认为将有机硅化合物与成孔剂化合物两者的调升率区隔开来，可使制程更为稳定，产生具有较少缺陷(如，增加颗粒)的介电膜层。
在步骤213中，接着对低介电常数膜层进行后处理，以实质移除低介电常数膜层内的成孔剂。
图3为一曲线图，所述图根据本发明一实施例来说明该一或多个有机硅化合物和成孔剂的流速随时间变化的关系。如图2步骤203中所述，将具有包括一或多个有机硅化合物与可选择使用的一或多个氧化气体的组成的气体混合物引进腔室中，以沉积出一初始层。该初始层的沉积时间约在1秒至约10秒间。
之后，如上述关于图2中的步骤205，利用所述的调升率来提高该一或多个有机硅化合物的流速，直到达到一预定的有机硅化合物气体混合物为止，用以沉积出一第一过渡层。该第一过渡层的沉积时间约在1秒至约10秒间。
如上述关于图2中的步骤209，在保持该预定有机硅化合物气体混合物恒定的同时，将具有包含一或多个成孔剂化合物的组成的气体混合物引进腔室内，并提高一或多个成孔剂化合物的流速，直到达到预定的最终气体混合物为止，用以沉积第二过渡层。第二过渡层的沉积时间约在1秒至约180秒间。
如上述关于图2中的步骤211，在存有RF功率下，让具有包括一或多个有机硅化合物和成孔剂的组成的预定最终气体混合物在腔室内反应，用以沉积出一最终层(所述最终层为低介电常数膜层)。最终层的沉积时间约在15秒至约180秒间。
一般认为利用如图2、图3所述的开始顺序来沉积低介电常数膜层，可通过在低介电常数膜层与该下方层接口间，提供经控制的低介电常数膜层的碳含量与孔隙度来改善低介电常数膜层与基板下层间(低介电常数膜层是沉积在此下方层上)的粘合力。
回到图1的步骤106，在一或多个有机硅化合物和成孔剂反应用以在腔室中的基板上沉积出低介电常数膜层的过程中，此基板温度通常维持在约100℃ 至约400℃间。腔室压力可介于约1托耳(Torr)至约20托耳间，且基板支撑件与腔室喷头间的距离介于约200密耳(mils)至约1500密耳间。可使用介于约0.14W/cm2和约2.8W/cm2间的功率密度；以300mm基材为例，所用的RF功率可介于约100W至约2000W间。此RF功率是以介于约0.01MHz至约300MHz间的频率来供应，例如以约13.56MHz的频率来供应。也可利用混频方式来提供此RF功率，例如约13.56MHz的高频率与约350kHz的低频率。可将该RF功率循环或脉冲，用以减少加热基板的机会并提高所沉积膜层中的孔隙度。此RF功率也可以是连续的或不连续的。
在沉积出低介电常数膜层后，对此膜层进行后处理，如上述步骤108所述。可使用的后处理包含电子束处理、紫外线(UV)处理、热退火处理(在没有电子束处理和紫外线处理的情形下)及上述处理的组合。
示例性的紫外线后处理条件包括介于约1托耳和约10托耳间的腔室压力，以及在约350℃到约500℃间的基板支撑件温度。此UV辐射可由任一种UV源来提供，例如汞微波弧灯、脉冲式氙气闪灯、或高效率UV发光二极管阵列。举例来说，此UV辐射的波长在约170nm至约400nm之间。可使用的UV腔室与处理条件的进一步细节在2005年5月9日提申且共同让渡的美国专利申请案第11/124,908号内容中揭示，所述申请案全文并入做为参考。美商应用材料公司提供的NanoCureTM腔室就是商业用的可供紫外线后处理的腔室。
示例性的电子束的条件包括介于约200℃至约600℃间的腔室温度，例如，介于约350℃至约400℃间。电子束的能量可以从约0.5keV到约30keV间。照射剂量可为约1μC/cm2至约400μC/cm2之间。腔室压力可约为1毫托耳至约100毫托耳间。腔室中的气体环境可以是以下任一种气体：氮气、氧气、氢气、氩气、氮气与氢气的组合、氨气、氙气或以上气体的任一组合。电子束电流可介于约0.15mA至约50mA之间。可执行电子束处理约1分钟至约15分钟。虽然可使用任一电子束装置，可使用的示例性的电子束腔室为位于加州圣大克劳拉的美商应用材料公司所提供的EBKTM电子束腔室。
示例性的热退火后处理包括在约200℃至约500℃的基板温度下，于腔室内对膜层进行退火处理，退火时间约2秒至约3小时，较佳是约0.5至约2小时。以约100sccm至约10,000sccm的流速将诸如氦气、氢气、氮气或上述气体混合物的非反应性气体引进腔室中。将腔室压力维持在约1毫托耳至约10 托耳间。较佳的基板距离在约300密耳至约800密耳间。
以下实例说明本发明的实施例。在实例中的基板为300毫米的基板。低介电常数膜层是在位于加州圣大克劳拉的美商应用材料公司所生产的 
腔室内的基板上沉积而成，并于加州圣大克劳拉的美商应用材料公司所生产的NanoCureTM腔室中进行紫外线处理。
实例1
在约7.5托耳的腔室压力以及约300℃的温度下，在基板上沉积低介电常数膜层。基板距离为300密耳，且RF功率为300瓦、13.56MHz。所使用的处理气体以及流速如下：2000mgm的双(三乙氧基硅基)甲烷、300mgm的降冰片二烯(norbomdiene)、1500sccm的氦气。以UV处理对沉积膜层进行后处理。后处理之后，该膜层的折射率为1.3702、介电常数为2.44、弹性模数为9.1Gpa、硬度为1.2Gpa且收缩率为9.8％。
实例2
在约7.5托耳的腔室压力以及约225℃的温度下，在基板上沉积低介电常数膜层。基板距离为400密耳，且RF功率为450瓦、13.56MHz。所使用的处理气体及流速如下：500mgm的双(三乙氧基硅基)甲烷、2000mgm的α-松油烯(α-terpinene)、500mgm的甲基二乙氧基硅烷、50sccm的氧气及3500sccm的氦气。以UV处理对沉积膜层进行后处理。后处理之后，膜层的折射率为1.3443、介电常数为2.51、弹性模数为11.1Gpa、硬度为1.6Gpa且收缩率为15.70％。
图4绘示在经UV处理之后，将实例1的低介电常数膜层进行FTIR分析的结果。FTIR分析显示由双(三乙氧基硅基)甲烷的有机硅化合物所提供的Si-C-Si键结(Si-C-Si波峰出现在1630cm-1)，所述有机硅化合物保留在经处理后的膜层中，因此，经后处理的膜层具有所期望的Si-C-Si网状结构。
另外也发现使用具有Si-C-Si键结的前驱物来获得具有较高Si-C-Si/SiCH3比例的膜层，也会导致膜层在后处理后具有较小尺寸的孔(相较于其他具有类似介电常数及低Si-C-Si/SiCH3比例的膜层而言)。具有较小尺寸孔隙的膜层较为理想，因为这类膜层的机械强度较佳，比较不容易在膜层进行进一步处理时 受损(相较于孔隙尺寸大的膜层来说)。
已知在此所提供的有机硅化合物可用于不含成孔剂的气体混合物，用以化学气相沉积低介电常数膜层。然而，尽管预期从包含在此所述有机硅化合物且不含成孔剂的气体混合物中沉积出来的膜层具有改良的机械强度(与从包含其它有机硅化合物且不含成孔剂的气体混合物中沉积出来的膜层比较起来)，但是一般来说，使用成孔剂可提供膜层所期望的低介电常数，约2.4或更小。
尽管前述是直接说明本发明的实施例，但在不偏离本发明的基本范畴下可设计本发明其它以及更进一步的实施例，且本发明的范畴是通过后附的权利要求书所界定的。
Claims (4)
1.一种沉积低介电常数膜层的方法，包含：
引入一或多个有机硅化合物到腔室中，其中该一或多个有机硅化合物包含具有以下通式结构的化合物：
其中每一个R5是分别选自由下列所组成的群组：CH3、CH＝CH2、OCH3、OC2H5、H及OH，以及e为1至3；
引入成孔剂到该腔室中；
在存有RF功率的环境下，使该一或多个有机硅化合物与该成孔剂反应，以沉积低介电常数膜层于该腔室内的基板上；且之后
对该低介电常数膜层进行后处理，以实质移除该低介电常数膜层中的该成孔剂。
2.如权利要求1所述的方法，其中该经后处理的低介电常数膜层包含Si-CX-Si键结，其中x为1至4。
3.如权利要求1所述的方法，其中该一或多个有机硅化合物包含四甲基-2，5-二硅-1-氧杂环戊烷、或四甲基二硅呋喃。
4.如权利要求1所述的方法，其中引入该一或多个有机硅化合物到该腔室内的步骤包含：以第一流速引入该一或多个有机硅化合物并调高该第一流速到第二流速，该引入一成孔剂到该腔室内的步骤包含：以第三流速引入该成孔剂并调高该第三流速至第四流速，且在该成孔剂流速被调高至该第四流速之前，先调高该一或多个有机硅化合物的流速至该第二流速。
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