[发明专利]超低K介质层的形成方法

说明书

一种超低K介质层的形成方法，包括：提供基底；提供第一前驱体，所述第一前驱体为乙氧基硅烷；提供第二前驱体，所述第二前驱体为二硅氧烷；将第一前驱体、第二前驱体、造孔剂和氧气供入反应腔室进行反应，在基底上形成超低K介质层；对所述超低K介质层进行UV处理工艺，去除超低K介质层中的造孔剂，在超低K介质层中形成孔洞。本发明的超低K介质层的形成方法提高了形成的超低K介质层的机械强度。

技术领域

本发明涉及半导体制作领域，特别涉及一种超低K介质层的形成方法。

背景技术

随着半导体集成电路技术的不断发展，半导体器件尺寸和互连结构尺寸不断减小，从而导致金属连线之间的间距在逐渐缩小，用于隔离金属连线之间的介质层也变得越来越薄，这样会导致金属连线之间可能会发生串扰。现在，通过降低金属连线层间的介质层的介电常数，可有效地降低这种串扰，且低K的介质层可有效地降低金属连线层间的电阻电容延迟(RC delay)，因此，低K介电材料、超低K介电材料已越来越广泛地应用于互连工艺的介质层，用于形成低K介质或超低K介质层，所述低K介电材料为介电常数小于4、大于等于2.2的材料，所述超低K介电材料为介电常数小于2.2的材料。

由于空气是目前能获得的最低K值的材料(K＝1.0)，为了大幅的降低K值，在介质层中形成空气隙或孔洞以有效的降低介质层的K值。因此，为了能使得介电常数低于2.2，现在广泛应用的超低K介电材料为多孔材料。但是由于多孔材料的多孔性，利用多孔材料形成的介质层的机械强度较低，在进行晶片处理时容易受到损伤；例如，在利用干法刻蚀工艺对超低K介质层进行刻蚀、利用等离子体灰化工艺去除光刻胶或对超低K介质层进行化学机械研磨时，所述等离子体会对暴露出的超低K介质层造成损伤；而且，在除去光刻胶或等离子体刻蚀的过程中，多孔材料容易吸附水汽，且所述水汽可能与多孔材料发生反应，使得原本具有低介电常数的超低K介质层受到损伤，超低K介质层的介电常数增大，影响了互连结构的电学性能。

发明内容

本发明解决的问题是怎样提高形成的超低K介质层的机械强度。

为解决上述问题，本发明提供一种超低K介质层的形成方法，包括：

提供基底；

提供第一前驱体，所述第一前驱体为乙氧基硅烷；

提供第二前驱体，所述第二前驱体为二硅氧烷；

将第一前驱体、第二前驱体、造孔剂和氧气供入反应腔室进行反应，在基底上形成超低K介质层；

对所述超低K介质层进行UV处理工艺，去除超低K介质层中的造孔剂，在超低K介质层中形成孔洞。

可选的，所述二硅氧烷为六甲基二硅氧烷、四甲基二硅氧烷或四甲基二乙烯基二硅氧烷。

可选的，所述乙氧基硅烷为四乙氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、二乙氧基二甲基硅烷或甲基三乙氧基硅烷。

可选的，所述造孔剂为a-松油烯或二环庚二烯。

可选的，其特征在于，所述超低K介质层包括位于基底上的初始层和位于初始层上的体层。

可选的，超低K介质层的形成过程为：在所述基底上形成初始层；在初始层上形成体层。

可选的，形成所述初始层时，所述第一前驱体的流量为0.2～0.5克/分钟，第二前驱体的流量为0.2～0.5克/分钟，造孔剂的流量为0，氧气的流量为500～1000sccm，反应腔室中的射频功率为400～800瓦，反应腔室压力为3～10托，反应腔室温度为200～350℃。

可选的，形成所述体层时，第一前驱体与第二前驱体的流量比为1:10～1:2。