CN100437934C - 减少低介电常数材料层的微粒数目的方法 - Google Patents

Abstract

一种减少低介电常数材料层的微粒数目的方法，此低介电常数材料层利用等离子体增强化学气相沉积法形成，且于沉积过程中使用一反应气体、一清除气体、一高频电源及一低频电源。此方法包括：在低介电常数材料层形成后，关闭该反应气体及低频电源，并在一延迟时间内继续供应清除气体，其中在该延迟时间内关闭该高频电源，并令压力降低。

Description

减少低介电常数材料层的微粒数目的方法

技术领域

本发明涉及一种低介电常数(low-k)材料层的形成方法，特别是涉及一种减少低介电常数材料层的微粒数目的方法。

背景技术

随着超大规模集成电路(Ultra-Large Scale Integration，ULSI)的元件尺寸持续缩小，由多层金属内连线所导致的RC延迟(Resistance-Capacitance Delay)不但会限制元件高速操作的能力，也会提高功率耗损，而导致芯片温度上升。而使用低介电常数材料作为多层金属内连线间的介电层能够有效缩短RC延迟的时间。

现今有许多低介电常数材料以等离子体增强化学汽相沉积法(PECVD)来形成，包括一种称作HARD-CORAL的材料，其以四甲基环四硅氧烷(tetramethylcyclotetra-siloxane，TMCTS)为反应气体。但是，在低介电常数材料层达预定厚度而将TMCTS气体源关闭之后，残余的TMCTS气体会再继续进行沉积反应，而产生微粒缺陷。如此在量产之前，即须花费额外的时间来处理工艺在线微粒的问题，使得产品交期受到影响。

现有一种方法可以改善低介电常数材料层沉积时产生微粒缺陷的问题，其在反应气体源关闭之后，在一段延迟时间(delay time)内继续供应低频电源(LF power)及高频电源(HF power)，但降低二者的功率。如此即可以减少微粒缺陷的数目。

图1为使用上述方法沉积而得的低介电常数材料层的上视图。如图1所示，虽然该方法可以减少残存气体继续沉积所产生的微粒数目，但是所产生的单位面积微粒数量还是高达9697颗，其将对后续的工艺造成影响。

发明内容

本发明的目的就是在提供一种减少低介电常数材料层的微粒数目的方法，以增进成膜品质并提高生产效率。

在本发明的减少低介电常数材料层的微粒数目的方法中，所谓的低介电常数材料层以等离子体增强化学气相沉积法所形成者，其沉积过程使用一反应气体、一清除气体、一高频电源及一低频电源。此方法则包括：在低介电常数材料层形成后，关闭该反应气体及低频电源，并在一延迟时间内继续供应清除气体，在延迟时间内完全关闭高频电源，并令压力降低，其有减少微粒数的效果。

另外，依照本发明的优选实施例，上述的反应气体包括四甲基环四硅氧烷。

优选地，该反应气体由一液态系统所提供的液态四甲基环四硅氧烷气化而得。

优选地，该延迟时间为1至5秒。

优选地，该清除气体包括二氧化碳。

优选地，在该延迟时间内，该清除气体的流量为6000至10000sccm。

优选地，该高频电源的功率在1500W以下。

优选地，该低频电源的频率为350至450赫兹。

优选地，该等离子体增强化学气相沉积反应的温度为在350至450℃。

优选地，该等离子体增强化学气相沉积反应的压力为2.5至5Torr。

由于采用上述本发明的方法即可减少低介电常数材料层的微粒数目，因此本发明可增进成膜品质并提高生产效率。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为使用现有方法进行低介电常数材料层沉积后的上视图。

图2为本发明一优选实施例进行低介电常数材料层沉积后的上视图。

具体实施方式

在此优选实施例中，所使用的反应气体为四甲基环四硅氧烷(TMCTS)，其例如是由一液态系统提供的液态TMCTS气化而得者，且其在正常沉积期间的流量通常为1.5～6.5sccm。

另外，所使用的清除气体例如是二氧化碳。在正常沉积期间内，二氧化碳清除气体的流量通常为3000至12000sccm，高频电源的功率通常为700～1500W，且低频电源的功率通常约在800W以下，其频率则通常为350～450Hz。另外，等离子体增强化学汽相沉积反应的操作温度通常是350～450℃，其操作压力则通常是2.5～5Torr。

然后，在预定厚度的低介电常数材料层形成后，关闭TMCTS气体源及低频电源，并在一延迟时间内继续供应清除气体。此延迟时间例如是1至5秒，且在延迟时间内高频电源的功率在1500W以下。另一作法则是在延迟时间内完全关闭高频电源，并令压力降低，其亦可减少微粒的产生。此外，在延迟时间内，二氧化碳清除气体的流量例如是6000至10000sccm，其用以清除所产生的微粒。

图2为使用本发明优选实施例的方法所得的低介电常数材料层的上视图。如图2所示，可以看出本发明的方法可有效减少微粒缺陷的数目，所以在所形成的低介电常数材料层上只出现稀疏的9颗微粒。

如上所述，由于采用本发明的方法即可减少低介电常数材料层的微粒数目，因此本发明可增进成膜品质，并提高生产效率。

虽然本发明以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰。

Claims (10)

1、一种减少低介电常数材料层的微粒数目的方法，该低介电常数材料层以等离子体增强化学气相沉积法形成，其中使用一反应气体、一清除气体、一高频电源及一低频电源，该方法包括：

在该低介电常数材料层形成后，关闭该反应气体及该低频电源，并在一延迟时间内继续供应该清除气体，

其中在该延迟时间内关闭该高频电源，并令压力降低。

2、如权利要求1所述的减少低介电常数材料层的微粒数目的方法，其中该反应气体包括四甲基环四硅氧烷。

3、如权利要求2所述的减少低介电常数材料层的微粒数目的方法，其中该反应气体由一液态系统所提供的液态四甲基环四硅氧烷气化而得。

4、如权利要求2所述的减少低介电常数材料层的微粒数目的方法，其中该延迟时间为1至5秒。

5、如权利要求2所述的减少低介电常数材料层的微粒数目的方法，其中该清除气体包括二氧化碳。

6、如权利要求5所述的减少低介电常数材料层的微粒数目的方法，其中在该延迟时间内，该清除气体的流量为6000至10000sccm。

7、如权利要求2所述的减少低介电常数材料层的微粒数目的方法，其中该高频电源的功率在1500W以下。

8、如权利要求2所述的减少低介电常数材料层的微粒数目的方法，其中该低频电源的频率为350至450赫兹。

9、如权利要求2所述的减少低介电常数材料层的微粒数目的方法，其中该等离子体增强化学气相沉积反应的温度为在350至450℃。

10、如权利要求2所述的减少低介电常数材料层的微粒数的方法，其中该等离子体增强化学气相沉积反应的压力为2.5至5Torr。

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