CN1421904A - 低介电常数材料薄膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种低介电常数材料薄膜的制造方法，此方法是在一基底上形成一旋涂式低介电常数材料薄膜后，对旋涂式低介电常数材料薄膜进行一烘烤工艺。然后利用一能量流均匀照射旋涂式低介电常数材料薄膜，使旋涂式低介电常数材料薄膜结构能够固化并链接完全，有效降低低介电常数材料薄膜的漏电流。
Description
技术领域
本发明是有关于一种半导体组件的制造方法，且特别是有关于一种低介电常数材料薄膜的制造方法。
背景技术
在半导体工艺中，各个组件的连结主要是靠金属导线。而金属导线在集成电路组件上的连结一般称为接触窗(Contact)，导线和导线间的连结则称为内联机(Interconnect)。在半导体工艺进入深次微米领域后，随着集成电路集成度的增加，金属联机间的距离也越来越近，使的电子信号在金属导线间传送的电时间延迟(电阻电容延迟，RCDelay)，成为组件速度受限的主要原因。因此为了克服线宽渐窄所造成寄生电容的提高，具有介电常数(k)小于二氧化硅(k＝3.9)的低介电常数材料(Low-k Material)不断的被提出，而成为主要发展趋势。
公知形成低介电常数材料层的方法，可分为化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD)以及旋转涂布法(Spin-coatingdeposition，SOD)。其中，旋转涂布法由于具有快速、低成本的优点，因此被广泛的应用于半导体制造技术中。
在众多的旋涂式低介电常数材料之中，以硅氧元素为骨架(Si-OBased)的材料，具有极高的应用价值。此类低介电常数材料，包括含氢硅酸盐类(Hydrogen Silsesquioxane，HSQ，k＝2.8～3.0)、含有Si-CH3官能基的含甲基硅酸盐类(Methylsilsesquioxane，MSQ，k＝2.5～2.7)、综合含氢硅酸盐类HSQ和含甲基硅酸盐类MSQ所合成的混合式有机硅氧烷聚合物(Hybrid Organic Siloxane Polymer，HOSP)薄膜(k＝2.5)以及多孔性硅酸盐(Porous Silicate k＜2.0)等有机类高分子化合物。
由于低介电常数材料应用于多层导体联机结构时，是作为金属联机间的内金属介电层(Inter-metal dielectric，IMD)。除了要有低的介电常数之外，还要具有低的薄膜漏电流，否则无法达到良好的隔绝作用。
然而，在旋涂式的介电常数材料中通常含有大量的溶剂。公知移除旋涂式的介电常数材料中的溶剂的方法乃采用于通有氮气/氢气(N2/H2)的炉管(Fumace)中来进行薄膜的固化处理(Curing)。如果介电常数材料薄膜的固化工艺不完全，将使得薄膜内含有的溶剂和不纯物无法完全移除，同时也因为薄膜链接的不完整，而造成较高的薄膜漏电流。
发明内容
因此，本发明的一目的在于提出一种低介电常数绝缘层的制造方法，通过高能量流的照射，使低介电常数材料薄膜能够键结完全，有效的降低漏电流。
为达到上述目的，本发明提出一种低介电常数绝缘层的制造方法，此方法是在一基底上形成一旋涂式低介电常数材料薄膜后，对旋涂式低介电常数材料薄膜进行一烘烤工艺。然后利用一能量流均匀照射旋涂式低介电常数材料薄膜，使旋涂式低介电常数材料薄膜结构能够固化。
其中，照射旋涂式低介电常数材料薄膜的能量流可为能量密度为10瓦特/平方厘米至70瓦特/平方厘米左右的X-射线(X-Ray)、短波长电磁波、电子束(Electron-Beam)或离子束(Ion-Beam)。
本发明利用旋涂技术将低介电常数材料涂布于基底上后，进行初步的烘烤后，以能量流照射低介电常数材料层，使低介电常数材料层结构能够链接完全，有效降低低介电常数材料薄膜的漏电流。
附图说明
图1A与图1B为依照本发明一较佳实施例一种低介电常数材料薄膜的制造方法流程示意图；
图2为利用不同固化工艺形成的含氢硅酸盐类(HSQ)薄膜的漏电流特性曲线图。
100：基板
102：旋涂式低介电常数材料层
104：能量流
具体实施方式
本发明利用旋涂技术将低介电常数材料涂布于基底上后，进行初步的烘烤后，以高能量流照射低介电常数材料层，使低介电常数材料层结构能够链接完全，有效降低低介电常数材料薄膜的漏电流。
请参照图1A与图1B为一种低介电常数材料薄膜的制造方法的流程示意图，以说明本发明的较佳实施例。
请参照图1A，提供一基底100，于此基底100上形成一层旋涂式低介电常数材料层102。此旋涂式低介电常数材料层102的材质例如是含氢硅酸盐类(HSQ)、含甲基硅酸盐类(MSQ)、混合式有机硅氧烷聚合物(HOSP)薄膜(k＝2.5)、多孔性硅酸盐类等。
然后进行一烘烤工艺，将基底100置于一加热板(Hot Plate)上，依序在100℃、200℃以及300℃的温度下进行烘烤1分钟。
接着请参照图1B，以一能量流104均匀照射旋涂式低介电常数材料层102。其中能量流104例如是X-射线(X-Ray)、短波长电磁波、电子束(Electron-Beam)或离子束(Ion-Beam)。照射的能量密度例如是10瓦特/平方厘米(W/cm2)至70瓦特/平方厘米(mW/cm2)，照射时间例如是30分钟(min)至60分钟(min)左右。当能量流104照射整个旋涂式低介电常数材料层102时，能量流104的能量足够使薄膜能够键结完全，使得旋涂式低介电常数材料层102的薄膜结构由鸟笼状(Cage-like)的结构变成网状(Network)结构，进而有效的降低旋涂式低介电常数薄膜的漏电流。
为更详细的说明本发明，特举出以能量密度为14瓦特/平方厘米的X-射线(X-Ray)进行固化处理的含氢硅酸盐类(HSQ)薄膜作为实验例1、以能量密度为28瓦特/平方厘米的X-射线(X-Ray)进行固化处理的含氢硅酸盐类(HSQ)薄膜作为实验例2、以及利用公知方法在400℃的温度下，于通入氮气/氢气的炉管中进行固化处理一小时的含氢硅酸盐类(HSQ)薄膜作为比较例1。然后测定各个含氢硅酸盐类(HSQ)薄膜之漏电流特性。请参照图2为利用不同固化工艺形成的含氢硅酸盐类(HSQ)薄膜的漏电流特性曲线图。其中(-●-)符号表示利用公知方法在400℃的温度下，于通入氮气/氢气的炉管中进行固化处理一小时的含氢硅酸盐类(HSQ)薄膜，(-▲-)符号表示以能量密度为14瓦特/平方厘米的X-射线(X-Ray)进行固化处理的含氢硅酸盐类(HSQ)薄膜，(-◆-)符号表示以能量密度为28瓦特/平方厘米的X-射线(X-Ray)进行固化处理的含氢硅酸盐类(HSQ)薄膜。如图2所示，在相同的电场条件下，以能量密度为28瓦特/平方厘米的X-射线(X-Ray)进行固化处理的含氢硅酸盐类(HSQ)薄膜具有最低的漏电流，而利用公知方法在400℃的温度下，于通入氮气/氢气的炉管中进行固化处理一小时的含氢硅酸盐类(HSQ)薄膜具有最高的漏电流。这表示与公知的固化技术相比较，本发明所公开的固化方法可更有效地降旋涂式低介电常数材料薄膜的漏电流。
本发明的优点为利用旋涂技术将低介电常数材料涂布于基底上后，进行初步的烘烤后，以高能量流照射低介电常数材料层，使低介电常数材料层结构能够链接完全，有效降低低介电常数材料薄膜的漏电流。
Claims (13)
1.一种低介电常数材料薄膜的制造方法，其特征是，该方法包括：
提供一基底；
于该基底上形成一旋涂式低介电常数材料薄膜；
对该旋涂式低介电常数材料薄膜进行一烘烤工艺；以及
以一能量流均匀照射该旋涂式低介电常数材料薄膜，使该旋涂式低介电常数材料薄膜固化。
2.如权利要求1所述的低介电常数材料薄膜的制造方法，其特征是，该能量流的能量密度为10瓦特/平方厘米至70瓦特/平方厘米。
3.如权利要求1所述的低介电常数材料薄膜的制造方法，其特征是，该能量流包括X-射线。
4.如权利要求1所述的低介电常数材料薄膜的制造方法，其特征是，该能量流包括短波长的电磁波。
5.如权利要求1所述的低介电常数材料薄膜的制造方法，其特征是，该能量流包括电子束。
6.如权利要求1所述的低介电常数材料薄膜的制造方法，其特征是，该能量流包括离子束。
7.如权利要求1所述的低介电常数材料薄膜的制造方法，其特征是，该旋涂式低介电常数材料薄膜选自含氢硅酸盐类(HSQ)、含甲基硅酸盐类(MSQ)、混合式有机硅氧烷聚合物(HOSP)与多孔性硅酸盐类所组成的族群。
8.一种低介电常数材料薄膜的制造方法，其特征是，该方法包括：
于一基底上形成一旋涂式低介电常数材料薄膜；以及
进行一固化工艺，该固化工艺利用能量密度为10瓦特/平方厘米至70瓦特/平方厘米的一能量流照射该旋涂式低介电常数材料薄膜。
9.如权利要求8所述的低介电常数材料薄膜的制造方法，其特征是，该能量流包括X-射线。
10.如权利要求8所述的低介电常数材料薄膜的制造方法，其特征是，该能量流包括短波长的电磁波。
11.如权利要求8所述的低介电常数材料薄膜的制造方法，其特征是，该能量流包括电子束。
12.如权利要求8所述的低介电常数材料薄膜的制造方法，其特征是，该能量流包括离子束。
13.如权利要求8所述的低介电常数材料薄膜的制造方法，其特征是，该旋涂式低介电常数材料薄膜选自含氢硅酸盐类(HSQ)、含甲基硅酸盐类(MSQ)、混合式有机硅氧烷聚合物(HOSP)与多孔性硅酸盐类所组成的族群。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/947,888 US20030040195A1 (en) | 2001-08-27 | 2001-09-06 | Method for fabricating low dielectric constant material film |
| US09/947,888 | 2001-09-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1421904A true CN1421904A (zh) | 2003-06-04 |
Family
ID=25486950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 02141155 Pending CN1421904A (zh) | 2001-09-06 | 2002-07-08 | 低介电常数材料薄膜的制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1421904A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102159330A (zh) * | 2008-09-16 | 2011-08-17 | 东京毅力科创株式会社 | 电介质材料处理系统和操作方法 |
-
2002
- 2002-07-08 CN CN 02141155 patent/CN1421904A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102159330A (zh) * | 2008-09-16 | 2011-08-17 | 东京毅力科创株式会社 | 电介质材料处理系统和操作方法 |
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