JP2001298023A - 非常に低い誘電率プラズマ強化cvd膜 - Google Patents
非常に低い誘電率プラズマ強化cvd膜Info
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Abstract
低誘電率膜を堆積するための方法を提供する。 【解決手段】 堆積された酸化シリコン系膜がアニーリ
ングされて、低密度構造を有するナノ多孔質酸化シリコ
ン系膜の中に保留する分散微細ボイドを形成する。ナノ
多孔質酸化シリコン系膜402は、ライナまたはキャッ
プ層の有無にもかかわらず、金属ライン間での層形成に
役立つ。ナノ多孔質酸化シリコン系膜は、デュアルダマ
シン構造を製造するための金属間誘電層として用いられ
てもよい。好ましいナノ多孔質酸化シリコン系膜は、メ
チルシリル-1,4-ジオキシニルエーテル或いはメチルシ
ロキサニルフラン及び2,4,6-トリシラオキサン或いはシ
クロ-1,3,5,7-テトラシリレン-2,6-ジオキシ-4,8-ジメ
チレンを、亜酸化窒素或いは酸素と反応させて、続い
て、徐々に上昇する温度でキュアリング/アニーリング
を行うことによって、製造される。
Description
に関する。本発明は、特に、基板上に誘電層を堆積する
ためのプロセスに関する。
造における主要なステップの1つは、ガスの化学反応に
よって、基板上に金属及び誘電膜を形成することであ
る。このような堆積プロセスは、化学気相堆積またはC
VDと呼ばれる。従来の熱CVDプロセスは、基板表面に
反応ガスを供給して、そこで、熱誘導化学反応が発生
し、所望の膜を生成する。幾つかの熱CVDプロセスが稼
動する高温は、予め基板上に形成された層を有するデバ
イス構造に損害を与えることができる。比較的低い温度
で、金属及び誘電膜を堆積する好ましいた方法は、アメ
リカ特許第.5,362,526号(発明の名称:「酸化シリコン
を堆積するためのTEOSを用いるプラズマ強化CVDプロセ
ス」)に記載されているようなプラズマ強化CVD(PEC
VD)技術であり、上記特許が参考としてここに取り込ま
れる。プラズマ強化CVD技術は、基板表面付近の反応ゾ
ーンに高周波(RF)エネルギーを印加することによっ
て、反応ガスの励起及び/或は解離を促進し、それによ
って、高い反応性種のプラズマを生成する。放出された
種の高い反応性は、化学反応の発生に必要なエネルギー
を減少し、よって、このようなPECVDプロセスの必要温
度を低下させる。
そのようなデバイスが初めて導入された時から、そのサ
イズが劇的に減小していた。それ以来、集積回路はほ
ぼ、2年/ハーフサイズの法則(Moorの法則と呼ば
れることが多い)に従ってきたが、この意味は、チップ
上に嵌め込まれるデバイスの数が2年ごとに倍になると
いうことである。現在の製造プラントは、0.35μm、さ
らに0.25μmのフィーチャを有するデバイスを日常的に
製造しており、近い将来に、さらに小さな形状寸法を持
つデバイスを生産するだろう。
小するために、低抵抗率を有する導電材料及び低k(誘
電率<2.5)を有する絶縁体を用いて、隣接する金属ラ
イン間の容量結合を減少することが必要となってきた。
1999年8月17日に公開された国際公開第WO99/414
23号に記載されているように、湿気のような副産物が導
電材料上に拡散するのを防ぐために、ライナ/バリヤ層
が導電材料と絶縁体との間に用いられていた。例えば、
低k絶縁体の形成中に生成されることができる湿気は、
導電金属の表面に拡散しやすく、導電金属表面の抵抗率
を増大させる。有機シリコン或は窒化オルガノシラン材
料から形成されるバリヤ/ライナ層は、副産物の拡散を
ブロックすることができる。しかし、バリヤ/ライナ層
は、典型的に、約2.5よりも大きな誘電率を有し、この
高い誘電率によって、誘電率が有意義に減少されていな
い組合せ絶縁体を結果としてもたらす。
記載されているような、酸化されたオルガノシラン或は
オルガノシロキサンポリマーのPECVDライニング層2を堆
積するための三層堆積PECVDプロセスを図示する。ライ
ニング層2は、次の層7と下にある基板表面6及び基板表
面上に形成された金属層8、9、10との間の絶縁層として
作用する。層7は、酸化オルガノシラン或はオルガノシ
ロキサンポリマーのPECVDキャッピング層12によって、
キャッピングされる。PECVDプロセスは、多組成(multi-
component)誘電層を堆積し、そこで、二酸化シリコン
(SiO2)を含む炭素が、まず、基板表面6上に形成され
た金属ライン8、9、10を有するパターン化された金属層
の上に堆積される。
は、アルゴンのような不活性ガスの存在下で、約-20℃
から40℃の温度で、メチルシラン(CH3SiH3)のような
オルガノシラン或はオルガノシロキサン化合物と、N2O
のような酸化用ガスとのプラズマ強化反応によって、堆
積される。その後、酸化されたオルガノシラン或はオル
ガノシロキサン層がキュアリングされる。(約2000Å/
分で)堆積されたPECVDライニング層は、図1Bに示され
る次の層7の堆積に対して、改善されたバリヤ特性を有
する。メチルシランから得られるライニング層は、疎水
性であるのに十分なC-H結合を有し、優れた防湿バリヤ
である。低K誘電層7は、その後、層7の堆積中に、200
℃以下の温度、約0.2から約0.5Torrの圧力で、シラン化
合物と過酸化水素(H2O2)との反応によって、ライナ層
2の上に堆積される。層7は、図1Cに示されるように、部
分的にキュアリングされて、図1Dに示されるようなカッ
プ層12の堆積の前に、水のような溶剤を除去してもよ
い。キュアリングは、10Torr下の不活性ガス雰囲気で反
応をポンピングダウン(pumping down)することによっ
て、行われる。
イナ層は、酸化シリコンより高い誘電率を有し、高k誘
電体ライナ層と低k誘電層との組み合せは、スタック全
体の誘電率及び容量結合に対して、僅かな改良しか或は
改良を提供していない。図1Dを参照すると、層7の堆積
の後、オプショナルキャッピング層12が、オルガノシラ
ン或はオルガノシロキサン化合物とN2Oのような酸化用
ガスとのプラズマ強化反応によって、低k誘電層7の上に
堆積されてもよい。図1Eを参照すると、キャッピング層
(もしあれば)の堆積の後、堆積された層が、炉或は他
のチャンバの中でキュアリングされて、残留の溶剤或は
水を除去する。キャッピング層12は、また、よいバリヤ
特性を有し且つ約3.0の誘電特性を有する酸化オルガノ
シラン或はオルガノシロキサン膜である。ライナ層2及
びキャップ層12が、両者とも3.0よりも大きい誘電率を
有し、高誘電率層が、低k誘電層7の利益を実質的にそこ
なう。
高誘電率を有するライナ層及びキャップ層が、多組成誘
電層の全体誘電率により多く寄与する。さらに、より小
さいなデバイス形状寸法は、デバイス間の寄生キャパシ
タンスにおける増加を結果としてもたらす。回路におけ
る同一の或は隣接する層の上にある金属相互接続(inter
connect)の間の寄生キャパシタンスが、金属ライン或は
配線間のクロストーク、及び/或はレジスタンスキャパ
シタンス(RC)遅延を引き起こし、それによって、デバ
イスの応答時間を減小し、デバイスの全体性能を低下さ
せる。現在技術の回路が4から5レベルの相互配線を使
用しており、次世代のデバイスが6、7またはおそらく8
レベルの相互配線を必要とする可能性があるので、回路
における同一の或は隣接する層の上にある金属相互配線
間の寄生キャパシタンスの影響は、特に、心配事であ
る。
線の間の寄生キャパシタンスを低下させることは、誘電
体材料の厚さを増加すること、或は誘電体材料の誘電率
を低下させることのいずれかによって、完成されること
ができる。しかし、誘電体材料の厚さを増加すること
は、同じメタライゼッド層或は平面内の寄生キャパシタ
ンスに影響を与えない。結果として、同じ或は隣接する
層における金属相互配線間の寄生キャパシタンスを減小
するために、金属ライン或は相互配線間に用いられる材
料を、現在に用いられる材料の誘電率(即ち、k≒3.0)
よりも低い誘電率を有する材料に変えなければならな
い。
の誘電率を持つ誘電層に対する必要が残されている。
ナノ多孔質((nano-porous)酸化シリコンを堆積するため
の方法を提供する。ナノ多孔質酸化シリコン層が、さら
に熱的不安定な有機基を含むシリコン/酸素含有材料を
堆積して、堆積されたシリコン/酸素含有材料に制御さ
れたアニーリングを行って、酸化シリコン層の中に均一
に分散する微細なガスポケット或はボイドを形成するこ
とによって、生産される。酸化シリコン層に対する微細
なガスポケットの相対体積が、低誘電率を提供するクロ
ーズドセルフォーム(closed cell foam)構造を維持する
ように、制御される。シリコン/酸素材料が、少なくと
も1つの酸化可能なシリコン含有成分と、少なくとも1
つの熱不安定基を有する非シリコン含有成分とを含む1
つ以上の化合物のプラズマ強化化学気相堆積によって、
堆積される。反応性化合物或は混合物における不安定基
は、堆積された酸化シリコン層がアニーリングされる
時、膜から放出しボイドを残す気体生成物に変換するの
に、充分の酸素を含む。
における熱不安定基を有する非シリコン含有成分から分
離されることができる。制御アニーリング下で、ナノ多
孔質酸化シリコン系層を形成する成分の好ましいシリコ
ン−酸素リガンドは、メチルシロキシ(CH3-SiH2-O-)
或はジメチルシロキシ(CH3)2-SiH-O-)基を含む。シリ
コン成分と共に化合物を形成する非シリコン含有成分
が、好ましく、ジオキシニル(-(-CH=CH-O-CH=CH-O
-))、フリル(-(-CH=CH-CH=CH-O-)、フルベニル(-(-C
H=CH-CH=CH-C(CH2)-)-)、或はそれらのフッ素化炭素誘
導体基を含む多重不飽和シクロアルケン成分である。こ
れらの成分から形成された好ましい化合物は、メチルシ
リル-1,4-ジオキシニルエーテル或はメチルシロキサニ
ルフランを含む。2,4,6-トリシラオキサン及びシクロ-
1,3,5,7-テトラシラノ-2,6-ジオキシ-4,8-ジメチレンを
用いるボイドの形成は、それらの非平面リング構造によ
って、強化される。
て、約50℃以下の温度で不安定な有機基の多くを保持す
るシリコン/酸素含有材料を形成する。反応化合物を、
ビニル-1,4-ジオキシニルエーテル、ビニルフリルエー
テル、ビニル-1,4-ジオキシン、ビニルフラン、メチル
フロエテ、フリルホルマート、フリルアセテート、フル
アルデヒド、ジフリルケトン、ジフリルエーテル、ジフ
ルフリルエーテル、フラン、1,4-ジオキシン、これらの
フッ素化誘導体、及びそれらの組み合せのような1つ以
上の不安定基を含む非シリコン含有成分と混合すること
によって、不安定基の量を増加させることができる。非
シリコン含有成分は、代りに、メチルシラン、ジメチル
シラン、1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、1,1,5,5-
テトラメチルトリシロキサン、ジシラノメタン、及びそ
れらのフッ素化炭素誘導体のような熱的に不安定な有機
基を含まない反応性シリコン含有材料と混合することが
できる。
O、O2、O3、CO2及びそれらの組み合せからなる群から選
ばれる酸化用ガスにおいて、10から250WからのRFパワー
レベルでプラズマを撃ち出すことによって、堆積され
る。堆積されたシリコン/酸素含有材料は、その後、徐
々に上昇する温度プロファイルでアニーリングされて、
不安定な有機基を、好ましくクローズドセルフォーム構
造に起因すると考えられる低誘電率を有するナノ多孔質
酸化シリコン層の中に分散するガスポケットに変換す
る。アニーリングは、好ましく、堆積された材料の温度
を約350℃から約400℃に上昇する。
リコン含有化合物のプラズマ補助(plasma assisted)反
応によって、パターン化された金属層の上に堆積された
PECVD酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、
或は水素化された炭化シリコンバリヤ層の上に、本発明
のナノ多孔質酸化シリコン層が堆積される。ナノ多孔質
酸化シリコン層が、その後、同じチャンバの中で、或は
付近のクラスタツールプロセスチャンバの中で堆積され
る。上記のようなアニーリングの後に、ナノ多孔質酸化
シリコンが、同じチャンバの中で或は付近のクラスタツ
ールプロセスチャンバの中で、PECVD酸化シリコン、窒
化シリコン、酸窒化シリコン或は水素化された炭化シリ
コンによって、キャッピングされる。ライナ及びキャッ
プ層は、ナノ多孔質酸化シリコン層を保護するバリヤの
役目を果たす。
び目的が達成されて、且つ詳細に理解されことができる
が、上記のように簡単に説明された本発明の更なる詳細
な記載が、添付図面に示される実施例を参照して、与え
られるだろう。
施例のみを示し、本発明がこれに限定されなく、他の同
等の有効な実施例を認めることを注意すべき。
な記載を参照すべき。
電率を有するナノ多孔質酸化シリコンを堆積するための
方法を提供する。ナノ多孔質酸化シリコン層が、熱的に
不安定な有機基を選択的に含むシリコン/酸素含有材料
のプラズマ強化(PECVD)或はマイクロ波強化化学気相
堆積、及び酸化シリコン層に均一に分散する微細なガス
ポケットを形成するために行われる堆積されたシリコン
/酸素含有材料の制御アニーリングによって、生成され
る。酸化シリコン層に対する微細なガスポケットの相対
体積が、アニーリング後に、低誘電率を提供するクロー
ズドセルフォーム構造を好ましく維持するように、制御
される。ナノ多孔質酸化シリコン層は、約2.5未満、好
ましくは約2.0未満の誘電率を有する。
定な基を有する不飽和の非シリコン含有成分とを含む化
合物或は混合物を、酸化用ガスと反応させることによっ
て、シリコン/酸素材料が化学気相体積される。酸化用
ガスは、酸素(O2)、或は亜酸化窒素(N2O)、オゾン(O
3)及び二酸化炭素(CO2)のような酸素含有化合物であ
り、好ましくは、N2OまたはO2である。
達成する必要がある場合は、酸素及び酸素含有化合物
が、好ましく、分解されて反応性を増加する。酸化用化
合物の分解を増進ために、RFパワーを堆積チャンバに接
続することができる。また、シリコン含有化合物の過度
分離を減少するために、酸化用化合物が、堆積チャンバ
に進入する前に、マイクロ波チャンバの中で分離される
てもよい。酸化シリコン層の堆積は、連続或は不連続で
あることができる。堆積は、好ましく、単一の堆積チャ
ンバで発生するが、2つ以上の堆積チャンバ内に順番に
層を堆積するもできる。さらに、基板の加熱を減少し、
堆積される膜のより大きい有孔率を促進するために、RF
パワーがサイクル或はパルス化されることができる。
の酸化可能なシリコン成分は、一般に下記の構造を含む
オルガノシラン或はオルガノシロキサン化合物を含む: 式中、各Siが少なくとも1つの水素原子に結合されて、
1つ或は2つの炭素原子に結合されてもよい。Cは、有
機基の中に、好ましくは、-CH3、-CH2-CH3、-CH2-或は-
CH2-CH2-のようなアルキルまたはアルケニル基、或はそ
れらのフッ素化誘導体の中に含まれている。オルガノシ
ラン或はオルガノシロキサン化合物は2つ以上のSi原子
を含む場合、各Siは、-O-、-C-或は-C-C-によって、他
のSiから分離されて、ここで、各ブリッジングCは、有
機基の中に、好ましくは、-CH2-、-CH2-CH2-、-CH(CH3)
-、-C(CH3)2-のようなアルキルまたはアルケニル基、或
はそれらのフッ素化誘導体の中に含まれている。好まし
いオルガノシラン及びオルガシロキサン化合物は、室温
の近くで、ガスまたは液体であって、約10Torr以上で揮
発することができる。適切なシリコン含有化合物は: メチルシラン、 CH3-SiH3 ジメチルシラン、(CH3)2-SiH2 ジシラノメタン、SiH3-CH2-SiH3 ビス(メチルシラノ)メタン、CH3-SiH2-CH2-SiH2-CH3 2,4,6-トリシラオキサン、-(-SiH2-CH2-SiH2-CH2-SiH2-
O-)-(環状) シクロ-1,3,5,7-テトラシラノ-2,6-ジオキシ-4,8-ジメ
チレン、-(-SiH2-CH2-SiH2-O-)2-(環状)) 1,3,5-トリシラシクロヘキサン、-(-SiH2-CH2-)3-(環
状) 1,3-ジメチルジシロキサン、CH3-SiH2-O-SiH2-CH3 1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、(CH3)2-SiH-O-SiH
-(CH3)2 1,1,5,5-テトラメチルトリシロキサン、(CH3)2-SiH-O-S
iH2-O-SiH-(CH3)2 1,1,3,5,5-ペンタメチルトリシロキサン、(CH3)2-SiH-
O-SiH(CH3)-O-SiH-(CH3)2 及びそれらのフッ素化炭素誘導体(例えば、1,2-ジシラ
ノテトラフルオロエタン)を含む。オルガノシラン及び
オルガノシロキサンにおける炭化水素基は、部分的に或
は完全にフッ素化されて、C-H結合をC-F結合に変換して
もよい。好ましいオルガノシラン及びオルガノシロキサ
ン化合物の多くは市販されている。2つ以上のオルガノ
シラン或はオルガノシロキサンの組み合せを利用して、
誘電率、酸化物含有量、疎水性、膜応力及びプラズマエ
ッチング特徴などの所望の性質のブレンドを提供するこ
とができる。
基を有する不飽和の非シリコン含有(non-silicon beari
ng)成分ととも化合物を形成する場合、オルガノシラン
或はオルガノシロキサン化合物は、シリコン酸素結合と
シリコン-水素結合との両方を所有する官能基である。
結合の必要条件を有する好ましい官能基は、以下を含
む: メチルシロキシ、(CH3-SiH2-O-) ジメチルシロキシ、((CH3)2-SiH-O-)
ン含有成分は、プラズマ持続(plasma-sustained)酸化環
境と反応して、熱的不安定な分子を形成する特性を有
し、上記熱的不安定な分子は堆積し、その後高温にさら
される場合、熱的に分解して低沸点を有する揮発性種(s
pecies)を形成する。堆積された膜から熱的不安定な基
の揮発性種の分解及び展開は、構造にボイドを残し、構
造の密度を減小する。熱プロセスによって、堆積された
膜内に埋め込まれた化学的反応された固体材料を選択的
に除去することは、低誘電率を有する低密度膜をもたら
す。2,4,6-トリシラオキサン(2,4,6-トリシラテトラヒ
ドロピラン)及びシクロ-1,3,5,7-テトラシラノ-2,6-ジ
オキシ-4,8-ジメチレンのような幾つかの化合物を用い
るボイドの形成は、非平面リング構造: 1,3,5,7-テトラシラノ-2,6-ジオキシ-4,8-ジメチレン、
-(-SiH2-CH2-SiH2-O-)2-(環状) 2,4,6-トリシラテトラヒドロピラン、 -SiH2-CH2-SiH
2-CH2-SiH2-O-(環状)) による不安定基の追加がなしで、アニーリング中に達成
される。酸化シリコン層がアニーリングされるとき、気
体生成物を形成するために、熱的不安定な有機基は十分
な酸素を含む。
基を有する不飽和の非シリコン含有成分とともに、化合
物を形成する場合、好ましい熱的不安定な基は、分子構
造に酸素或は窒素が組み込まれているヘテロシクロジア
ルケンを含む(2つ以上の炭素−炭素二重結合を有す
る)多重不飽和の非シリコン含有シクロアルカンであ
り、一般に、プラズマ環境の中で有利に実行する傾向が
ある。好ましい不安定な基は、以下を含む: ジオキシン、C4H4O2、-(-CH=CH-O-CH=CH-O-)−(環状) フラン、C4H4O、-(-CH=CH-CH=CH-O-)−(環状) フルベン、C6H6、-(-CH=CH-CH=CH-C(CH2)-)−(環状)
を含む酸化可能なシリコン含有成分は、 メチルシリル-1,4-ジオキシニルエーテル、CH3-SiH2-O-
(C4H3O2) 2-メチルシロキサニルフラン、 -(-CH=CH-CH=C(O-SiH2-
CH3)-O-)-(環状) 3-メチルシロキサニルフラン、-(-CH=CH-C(O-SiH2-CH3)
=CH-O-)-(環状) 2,5-ビス(メチルシロキシ)-1,4-ジオキシン、-(-CH=C(O
-SiH2-CH3)-O-CH=C(O-SiH2-CH3)-O-)-(環状) 3,4-ビス(メチルシロキサニル)フラン、-(-CH=C(O-SiH2
-CH3)-C(O-SiH2-CH3)=CH-O-)-(環状) 2,3-ビス(メチルシロキサニル)フラン、-(-CH=CH-C(O-S
iH2-CH3)=C(O-SiH2-CH3)-O-)-(環状) 2,4-ビス(メチルシロキサニル)フラン、-(-CH=C(O-SiH2
-CH3)-CH=C(O-SiH2-CH3)-O-)-(環状) 2,5-ビス(メチルシロキサニル)フラン、-(-C(O-SiH2-CH
3)=CH-CH=C(O-SiH2-CH3)-O-)- (環状) 1-メチルシロキサニルフルベン、-(-CH=CH-CH=CH-C(CH
(O-SiH2-CH3))-)- (環状) 2-メチルシロキサニルフルベン、-(-CH=CH-CH=CH-C(C
H2)(O-SiH2-CH3)-)- (環状) 6-メチルシロキサニルフルベン、-(-C(O-SiH2-CH3)=CH-
CH=CH-C=CH-)-(環状) ビス(メチルシロキサニル)フルベン、(C6H4)(O-SiH2-CH
3)2 (環状) ジメチルシリル-1,4-ジオキシニルエーテル、(CH3)2-Si
H-O-(C4H3O2) (環状) 2-メチルシロキサニルフラン、-(-CH=CH-CH=C(O-SiH-(C
H3)2)-O-)- (環状) 3-ジメチルシロキサニルフラン、-(-CH=CH-C(O-SiH-(CH
3)2)=CH-O-)- (環状) 2,5-ビス(ジメチルシロキシ)-1,4-ジオキシン、-(-CH=C
(O-SiH-(CH3)2)-O-CH=C(O-SiH-(CH3)2)-O-)- (環状) 3,4-ビス(ジメチルシロキサニル)フラン、-(-CH=C(O-Si
H-(CH3)2)-C(O-SiH-(CH3)2)=CH-O-)-(環状) 2,3-ビス(ジメチルシロキサニル)フラン、-(-CH=CH-C(O
-SiH-(CH3)2)=C(O-SiH-(CH3)2)-O-)- (環状) 2,4-ビス(ジメチルシロキサニル)フラン、 -(-CH=C(O-SiH-(CH3)2)-CH=C(O-SiH-(CH3)2)-O-)-(環
状)2,5-ビス(ジメチルシロキサニル)フラン、-(-C(O-S
iH-(CH3)2)=CH-CH=C(O-SiH-(CH3)2)-O-)-(環状) 1-ジメチルシロキサニルフルベン、-(-CH=CH-CH=CH-C(C
H(O-SiH-(CH3)2))-)- (環状) 2-ジメチルシロキサニルフルベン、 -(-CH=CH-CH=CH-C(CH2)(O-SiH-(CH3)2)-)-(環状)6-ジ
メチルシロキサニルフルベン、-(-C(O-SiH-(CH3)2)=CH-
CH=CH-C=CH-)- (環状) ビス(ジメチルシロキサニル)フルベン、(C6H4)(O-SiH-
(CH3)2)2 (環状) 及びそれらのフッ素化炭素誘導体を含む。化合物は、好
ましく、室温で液体であって、10Torr以上の圧力の近く
で揮発することができる。そのような化合物は、酸化用
ガスと反応して、約50℃以下の温度で不安定な有機基の
多くを保持するようなゲル状シリコン/酸素含有材料を
形成する。
に保持されている不安定な有機基の量は、反応性化合物
に、1以上の不安定な有機基を含む非シリコン含有成分
を混合させることによって、増加されることができる。
不安定な有機基は、シリコン含有反応化合物及び他の酸
素含有有機基について記載されたジオキサン、フラン及
びフルベン誘導体化学物質を含む。不安定な有機基は、
1,4-ジオキシン及びフランのようなメチルシロキサニル
基を有しない化学物質以外にも、好ましく、同じ分子内
に組み込まれるシリコン含有及び非シリコン含有成分で
あり、但し、メチルシリル或はメチルシロキサニル基が
ビニル基によって置換され、或いはメチルシロキサニル
基エステル基によって置換され、或はメチルシロキサニ
ル基が他の非シリコン含有有機基によって置換される。
(少なくとも2つ以上の炭素-炭素二重結合を持つ)好ま
しい非シリコン含有多重不飽和シクロアルカンは: ビニル-1,4-ジオキシンエーテル、CH2=CH2-O-(C4H3O2)
(環状) ビニルフリルエーテル、CH2=CH2-O-(C4H3O)(環状) ビニル-1,4-ジオキシン、CH2=CH2-(C4H3O2)(環状) ビニルフラン、CH2=CH2-O-(C4H3O)(環状) メチルフロアテ、CH3C(O)-O-(C4H3O)(環状) フリルホルマート、(C4H3O)-COOH(環状) フリルアセテート、(C4H3O)-CH2COOH(環状) フルアルデヒド、CH(O)-(C4H3O)(環状) ジフリルケトン、(C4H3O)2C(O)(環状) ジフリルエーテル、(C4H3O)-O-(C4H3O)(環状) ジフルフリルエーテル、(C4H3O)C(O)-O-C(O)(C4H3O)
(環状) フラン、C4H4O(環状) 1,4-ジオキシン、C4H4O2(環状) 及びそれらのフッ素化炭素誘導体を含む。
O-)-(環状) 1,3,5-トリシラシクロヘキサン、-(-SiH2CH2-)3(環
状) シクロ-1,3,5,7-テトラシラノ-2,6-ジオキシ-4,8-ジメ
チレン、-(-SiH2-CH2-SiH2-O-)2-(環状) 1,3-ジメチルジシロキサン、CH3-SiH2-O-SiH2-CH3 1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、(CH3)2-SiH-O-Si
H-(CH3)2 1,1,5,5-テトラメチルトリシロキサン、(CH3)2-SiH-O-S
iH2-O-SiH-(CH3)2 1,1,3,5,5-ペンタメチルトリシロキサン、(CH3)2-SiH-O
-SiH(CH3)-O-SiH-(CH3)2 及びそれらのフッ素化炭素誘導体のような不安定有機基
を含まない反応性シリコン含有材料と混合させることが
できる。
を与える化合物との組み合わせが、膜性質に合せて調整
するために、共同堆積されることができる。共同堆積化
合物の好ましい実施例は、メチルシリル-1,4-ジオキシ
ニルエーテル或は2-メチルシロキサニルフランのいずれ
かから選ばれる熱的不安定を与える化合物と、2,4,6-ト
リシラオキサン(2,4,6-トリシラテトラヒドロピラン)
或はシクロ-1,3,5,7-テトラシラノ-2,6-ジオキシ-4,8-
ジメチレンのいずれかから選ばれる非熱的不安定を与え
る化合物とを含む。
れる非熱的不安定を与えるヘテロ脂環式分子は、軽微な
環ひずみを有し、ランダムな配向で堆積する非平面環状
分子である。2,4,6-トリシラオキサン及びシクロ-1,3,
5,7-テトラシラノ-2,6-ジオキシ-4,8-ジメチレンについ
て、メチレン基へのシリル官能基の二重結合が、結果と
して得られる膜の改善された熱安定性及びよりよい機械
的性質を提供することができる。非平面分子は、堆積記
された膜内に比較的減小されたスタック密度を提供し、
それによって、低誘電性膜を生産する。
れた後、その膜が、好ましく、徐々に上昇する温度でア
ニーリングされて、不安定な基を、クロズドセルフォー
ム構造に帰因するとされる低誘電率を有するナノ多孔質
酸化シリコン層の中に分散するガスポケットに変換させ
る。
酸化シリコン層が、1つ以上の反応性シリコン含有化合
物のプラズマ補助反応によって、パターン化された金属
層の上に堆積されたPECVD酸化シリコン、窒化シリコ
ン、酸窒化シリコン、或は水素化された炭化シリコン
(例えば、サンタクララ(カリフォルニア)にあるアプ
ライド・マテリアルズ・インコポラテッドから提供され
るBLOk(商標名))バリヤ層の上に、堆積される。その
後、ナノ多孔質酸化シリコン層は、RFパワー或はリモー
トマイクロ波パワーを印可しながら、同一のマルチチャ
ンバクラスタCVDシステムの中で堆積されて、次に、上
昇する温度プロフィルを用いて、選択的に、約350℃か
ら約400℃の間に加熱される。ナノ多孔質酸化シリコン
層が、選択的に、同じチャンにおいて、或は近くのクラ
スタツールプロセスチャンバにおいて、例えば、水素化
された炭化シリコン(BLOk(商標名))によって、キャッ
ピングされる。ライナとキャップ層は、ナノ多孔質酸化
シリコン層を保護するバリヤとしての役目を果たす。
水性を与える化学物質による多孔質酸化シリコン層の処
理は、堆積された膜の耐湿性をを改善する。用いられる
化学物質は、好ましく、ヘキサメチルジシラザン、トリ
メチルシリルジエチルアミン、フェニルジメチルシリル
ジメチルアミン、トリメトキシシリルジメチルアミン、
トリス(トリフルオロメチル)シリルジメチルアミン、ビ
ス(トリメチル-シリル)ヒドラジン、1-フェニルジメチ
ルシリル-2-メチル-ヒドラジン、1-トリメトキシシリル
-2-メチル-ヒドラジン、1-トリス(トリフルオロメチル
シリル-2-メチル-ヒドラジン、トリメチルクロロシラ
ン、トリメチルブロムシラン、トリメチルシラン、或は
それらの組み合せからなる群から選ばれる。
化シリコン、酸窒化シリコン或は水素化された炭化シリ
コン(BLOk(商標名))のプラズマ補助化学気相堆積(CV
D)によって、堆積されることができる。
酸化シリコン層を堆積するための特定の装置に向けられ
る。
明の方法が実行されることができる1つの適当なCVD
プラズマリアクタは、サンタクララ(カリフォルニア)
にあるアプライド・マテリアルズ・インコーポレイテッ
ドから提供される「DLK」チャンバであって、高真空領
域115を有する平行プレート化学気相堆積リアクタ110の
縦断面図である図2に示されている。リアクタ110は、
ガス分配マニホールド111 を含み、プロセスガスが、上
記マニホールドに穿孔された孔を通して、リフトモータ
ー114によって昇降される基板支持プレート或はサセプ
タ112の上に載せている基板或は基板(図示せず)に、
分散させる。又、液体反応物を噴射するために、典型的
にはTEOSの液体噴射に用いられるような液体噴射システ
ム(図示せず)を設けてもよい。好ましい液体噴射シス
テムは、AMATガス精密液体噴射システム(AMAT Gas Prec
ision Liquid Injection System(GPLIS))及びAMAT拡
張精密液体噴射システム(AMAT Precision Liquid Inje
ction System(EPLIS))を含み、両者ともアプライド
・マテリアルズ・インコーポレテッドから提供される。
ず)或は外部ランプ(図示せず)によるような、プロセ
スガス及び基板の加熱を含む。図2を参照すると、サセ
プタ112(及びサセプタ112の上部表面に支持されている
基板)が、下部ローディング/オフローディング位置
と、マニホールド111に密接に隣接する上部プロセス位
置との間に制御可能に移動することができるように、サ
セプタ112が支持ステム113の上に取り付けられている。
あるとき、それらは絶縁体117によって囲まれていて、
プロセスガスがマニホールド124に排出される。プロセ
ス中に、マニホールド111へのガスインレットは、基板
表面にわたって半径方向に均一に分配される。スロット
ルバルブを有する真空ポンプ132は、チャンバからのガ
スの排出速度を制御する。
びキャリヤガスが、ガスライン118を通して混合システ
ム119内に導入されて、そこで混合さられて、その後、
マニホールド11に送られる。(図3に示されているよう
に)、アプリケータチューブ120を有するオプショナル
なマイクロ波システム150は、リアクタ110への進入の前
に酸化用ガスのみを分離する付加のエネルギーを提供す
るために、酸化用ガスのインプットガスライン上に位置
してもよい。マイクロ波アプリケータは、約0から約600
0W間のパワーを提供する。一般に、各プロセスガスの
ためのプロセスガス供給ライン18は、(i)チャンバ内へ
のプロセスガス流を自動に或は手動に遮断するために用
いられることができる安全遮断弁(図示せず)、及び(i
i)ガス供給ラインを通るガス流を測定するマスフローコ
ントローラ(図示せず)を含む。有毒ガスがプロセスの
中で用いられる場合、従来構造において、幾つかの安全
遮断弁が各ガス供給ラインに設置されている。
スは、冷却された基板ペデスタル上の非プラズマプロセ
ス或はプラズマ強化プロセスのいずれかであることがで
きる。プラズマプロセスにおいて、制御されたプラズマ
は、典型的に、(サセプタ112が接地されている)RFパ
ワーサプライ125から分配マニホールド111に印加される
RFエネルギーによって、基板の近くに形成される。代わ
りに、RFパワーがサセプタ112に提供されることがで
き、或は、RFパワーが、異なる周波数で異なるコンポー
ネントに提供されることができる。高真空領域115に導
入される反応種の堆積を促進するために、RFパワーサプ
ライ125は、単一の或いは混成周波数のRFパワーを供給
することができる。混成周波数RFパワーサプライは、典
型的に、約13.56MHzの高RF周波数(RF1)でパワーを分
配マニホールド111に供給し、約360KHzの低RF周波数(R
F2)でパワーをサセプタ112に供給する。本発明の酸化
シリコン層は、最も好ましくは、低レベル或はパルス化
されたレベルの高周波数RFパワーを用いて、生成され
る。パルス化されたRFパワーは、好ましく、デューティ
サイクルの約10%から約30%の間に、約20から約30Wで、1
3.56MHzのパワーを提供する。下記の更なる詳細な記載
のように、非パルス化RFパワーは、好ましく、約10から
約150Wまでの13.56MHzRFパワーを提供する。低パワー堆
積は、好ましく、約‐20℃から約40℃までの温度範囲
で、発生する。好ましい温度範囲において、堆積される
膜が、堆積中に、部分的に重合されて、その後の膜のキ
ュアリング中に、重合が完成される。
プショナルなマイクロ波チャンバを用いて、堆積チャン
バを入る前の酸化用ガスに約0から約3000Wのマイクロ波
パワーをインプットすることができる。マイクロ波パワ
ーの分離附加は、酸化用ガスと反応する前のシリコン化
合物の過度解離を避けるだろう。マイクロ波パワーを酸
化用ガスに加える場合、シリコン化合物と酸化用ガスの
ために別々の通路を持つガス分配プレートが好まれる。
マニホールドフェースプレート、支持ステム113、及び
種々の他のリアクタハードウェアは、何れか或いは全て
が、アルミニウムまたは陽極処理されたアルミニウムの
ような材料から製造される。そのようなCVDリアクタ
の例は、Wangらに付与されて、本発明の譲受人でもある
アプライド・マテリアルズ・インコーポレイテッドに譲
渡されたアメリカ特許第 5,000,113号(発明の名称「熱
的CVD/PECVDリアクタ及び二酸化シリコンの熱的化学気
相堆積における用途及びインサイチュ(In-situ)マルチ
ステップ平坦化プロセス(Thermal CVD/PECVD Reactor
and Use for Thermal Chemical Vapor Deposition of S
ilicon Dioxide and In-situ Multi-step Planarized P
rocess)」に記載されている。
セス位置と下部の基板ローディング位置との間に、昇降
させる。モータ、ガス混合システム119及びRFパワーサ
プライ125は、制御線136の上方のシステムコントローラ
134によって、制御される。リアクタは、マスフローコ
ントローラ(MFCs)及び標準或はパルス化されたRF発生
器のようなアナログアセンブリを含み、これらは、好ま
しい実施例においてハードディスクドライブであるメモ
リ210に記憶されているシステム制御ソフトウェアを実
行するシステムコントローラ134によって、制御され
る。モータ及び光センサは、真空ポンプ132のスロット
ルバルブ及びサセプタ112の位置決定用モータのような
可動な機械的アセンブリの位置を移動させ且つ決定する
ために、用いられる。
クタの全ての活動を制御し、コントローラ134の好まし
い実施例は、ハードディスクドライブ、フロッピー(登
録商標)ディスクドライブ及びカードラックを含む。カ
ードラックは、単一のボードコンピューター(SBC)、
アナログとデジタル入力/出力ボード、インターフェー
スボード及びステッパモータコントローラボード含む。
システムコントローラは、ボード、カード・ケージ及コ
ネクタの寸法とタイプを定義するバルサ・モジュール・
ヨーロッパ(Versa Modular Europeans(VME))標準に
一致する。VME標準は、また、16ビットデータバスと2
4-ビットアドレスバスを有するバス構造を定義する。
クタ110を入れる前の水のようなプロセスガスを解離す
るための遠隔マイクロ波システム150の簡略図である。
遠隔マイクロ波システム150は、アプリケータチューブ1
20、紫外線(UV)ランプ154とUV電源155とを含むプラズ
マイグニションシステム、及び、接続部157で一緒に接
続されてもよい導波カップリング158と、様々な長さを
持つストレートな或は湾曲な導波セクション156と、出
力導波セクション160と、マグネトロン168とを含むマイ
クロ波導波システムを含む。アームベース166上に装着
されているてピボットアーム164への取付けのために、
導波セクション156は、さらに、それに形成されたアー
ム支持体162を有してもよい。ピボットアームは、アー
ムジョイント163に連結されているアームピース165を備
え、アームジョイント163は、アームピースのの垂直隔
離距離を提供し、アームジョイン163のまわりのアーム1
64の回転運動を可能にする。アームジョイント163は、
縦に配置されたシリンダーであり、アームジョイント16
3の底部で1つのアームピース165に連結され、アームピ
ースの頂部で第2のアームピース165に連結されてい
る。アームジョイント163の端部でのアームピース165の
取り付けは、アームピースの縦隔離及びアーム164の位
置可撓性を考慮に入れ、よって、プロセス・リアクタ11
0の操作及びメンテナンス中に、マイクロ波システム150
の位置可撓性を考慮に入れる。
ガヘルツ(GHz)周波数のマイクロ波の持続波(CW)或は
パルス出力のために、約0から3000ワッツ間で動作でき
るマグネトロンソースである。もちろん、他のマグネト
ロンを利用してもよい。サーキュレータ(図示せず)
は、アプリケータチューブ120の方へ向うマグネトロン1
68からの前進マイクロ波伝送のみを許す。スタブチュー
ナ或は他のチューニング素子を用いてもよいチューニン
グシステム170は、導波セクション160での負荷を導波の
特徴インピーダンスにマッチンさせる能力を、マイクロ
波システム150に与える。特定の実施例によれば、チュ
ーニングシステム170は、固定されたチューニング、手
動チューニング或は自動チューニングを提供してもよ
い。特定の実施例において、導波セクションが矩形の断
面を有するが、他のタイプの導波管を用いてもよい。
セラミック材料、好ましくは、アルミナ、或はラジカル
によるエッチングに対する抵抗性を持つ他の材料から製
造された円状の(或は他の断面の)チューブである。特
定の実施例において、アプリケータチューブ120は、約1
8から24インチの長さと約3から4インチの断面直径を有
する。アプリケータチューブ120は、一端がマイクロ波
を伝送するために開口されて、他の端で金属壁により成
端されている導波セクション160を通して、配置され
る。マイクロ波が、導波セクション160の開口端を通し
て、マクロ波に透過的であるアプリケータチューブ120
内のガスに伝送される。もちろん、サファイヤのような
他の材料も、アプリケータチューブ120の内部に用いら
れてもよい。他の実施例では、アプリケータチューブ12
0は、金属外部と、複合材或はセラミック材料から製造
された内部とを有してもよく、ここで、導波セクション
160におけるマイクロ波が、アプリケータチューブ120の
外部を貫通するウィンドを進入して、チューブ120の露
出された内部に至り、ガスを励磁する。
ローラ134のようなプロセッサー系コントローラによっ
て制御されるシステムにおいて実行されることができ
る。図4は、このようなキャパシティで利用されること
ができるこのようなシステムコントローラ134を有する
プロセスシステム或は図2に示されてるようなリアクタ1
10の構成図である。システムコントローラ134は、メモ
リ210、大容量記憶デバイス215、入力制御装置245及び
表示装置255と共に操作できるプログラム可能な中央処
理装置(CPU)220を含む。システムコントローラは、さ
らに、電源、クロック225、キャッシュ235、入力/出力
(I/O)回路240等のような周知のサポート回路214を
含み、DLKプロセスリアクタ110の種々のコンポーネント
に連結されて、堆積プロセスの制御を容易にする。コン
トローラ134は、また、チャンバ110内のセンサー(図示
せず)を通して基板処理を監視するためのハードウェア
を含む。そのようなセンサーは、基板温度、チャンバ気
圧等のシステムパラメータを測定する。上記全ての素子
が、コントロールシステムバス230に連結される。
CPU 220は、種々のチャンバ及びサブプロセサーを制御
するために産業設定中に用いられ得る汎用コンピュータ
ープロセッサーの任意の形式の1つであってもよい。メ
モリ210は、CPU 220に連結されており、システムバス23
0にアクセス可能である。メモリ210或はコンピューター
読取可能な媒体215は、1つ以上の、ランダムアクセス
メモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、フロッピー
ディスクドライブ、ハードディスクのような容易に入手
できるメモリ、或はデジタル記憶、ローカル或はリモー
トの任意の他の形式であってもよい。サポート回路214
は、従来の方法でプロセサーをサポートするために、CP
U 220に連結されている。一般に、堆積プロセスが、典
型的には、ソフトウェア・ルーチンとしてメモリ210の
中に記憶されている。ソフトウェア・ルーチンは、ま
た、CPU 220によって制御されているハードウェアから
離れて位置する第2のCPU(図示せず)で記憶及び/或
は実行されてもよい。
システム10の運転性能を容易にするインストラクション
を含む。メモリ210におけるインストラクションは、本
発明の方法を実行するプログラム200のようなプログラ
ムコードの形である。プログラムコードは、多数の異な
るプログラミング言語の任意の1つに従ってもよい。例
えば、プログラムコードはC、C++、BASIC、Pas
calまたは他の多数の言語で書かれることができる。
ンストラクションを記憶し、磁気ディスクまたは磁気テ
ープのようなプロセサー読取可能な記憶媒体からデータ
及びプログラムコードインストラクションを取ってく
る。例えば、大容量記憶装置215は、ハードディスクド
ライブ、フロッピーディスクドライブ、テープドライブ
或はは光ディスクドライブであることができる。大容量
記憶装置215は、CPU 220から受け取る指示に応じて、イ
ンストラクションを記憶し且つ検索する。大容量記憶装
置215によって記憶され且つ検索されるデータ及びプロ
グラムコードインストラクションは、処理システムを操
作するために、プロセッサユニット220によって使用さ
れる。データ及びプログラムコードインストラクション
は、まず、大容量記憶装置215によって媒体から取って
きて、その後、CPU 220による使用のために、メモリ210
へ伝送される。
或はライトペンのようなデータ入力装置を、システムバ
ス230を介して、プロセサ装置220に連結して、チャンバ
・オペレーターの入力の受信を提供する。表示装置255
は、CPU 220の制御下のグラフィック表示と英数字との
形で、情報をチャンバオペレーターに提供する。
ス230に連結されている全ての装置の間にデータと制御
信号の転送を提供する。制御システムバスは、CPU220に
おける装置と直接に接続している単一のバスとして表示
されるが、制御システムバス230は、また、複数のバス
の集合であることもできる。例えば、CPU 220及びメモ
リ210がローカルプロセッサバスに接続されているが、
表示装置225、(入力装置を有する)入力制御装置245及
び大容量記憶装置215は、入出力周辺バスに接続するこ
とができる。ローカルプロセッサバス及び入出力周辺バ
スが、一緒に接続されて、制御システムバス230を形成
する。
ス230とI/O回路240とを通して、本発明の誘電体堆積
プロセスに用いられるプロセスシステム10の素子に接続
される。I/O回路240は、CPU 220とシステムバス230
を通してメモリ210に記憶されているプログラム200か
ら、インストラクションを受け取る。プログラム200
は、I/O回路240が、リアクタ110の、基板位置決め制
御250、プロセスガス制御260、圧力制御270、ヒータ制
御280及びプラズマ/マイクロ波制御290を講じることを
可能にするプログラム・サブルーチンを提供する。
発明の方法の実施例のプログラム200のようなプログラ
ムを実行するとき、特定の目的コンピューターになる汎
用コンピューターを形成する。ここで、本発明は、ソフ
トウェアの中でインプリメントされて、汎用コンピュー
ターで実行されものとして記述されいるが、当業者は、
本発明が特定用途向け集積回路(ASIC)或いは他のハー
ドウェアサーキットリーのようなハードウェアを用いて
実行されることができたと理解する。よって、本発明
は、全体に或いは部分的に、ソフトウェア、ハードウェ
ア或いは両方において実行されることができると理解さ
れるべき。
目的のためにであり、電極サイクロトロン共鳴(ECR)
プラズマCVD装置、誘導結合RF高密度プラズマCV
D装置等のような他のプラズマCVD装置は使用しても
よい。さらに、サセプタ設計、ヒータ設計、RFパワー接
続の位置などにおける変更のような上記システムの変更
も可能である。例えば、基板が、抵抗的に加熱されたサ
セプタによって支持且つ加熱されることができる。本発
明の前処理された層を形成するための前処理及び方法
は、特定の装置或いは特定のプラズマ励起法にも制限さ
れない。
明のナノ多孔質酸化シリコン層は、図2のPECVD或いはマ
イクロ波チャンバを用いて、図5に示されている3層プ
ロセスで、堆積されることができる。図5を参照する
と、基板がリアクタ100内に置かれて(300)、反応性シリ
コン含有化合物を備えるプラズマから、PECVDプロセス
によって、バリヤ層が堆積される(305)。堆積ステップ3
05は、当該技術分野で知られている方法に従って、プロ
セスチャンバ15における容量結合プラズマ或いは誘導及
び容量結合プラズマの両者を含むことができる。ヘリウ
ムのような不活性ガスが、プラズマ生成を援助するため
に、PECVD堆積の中で一般に使われる。その後、本発明
のナノ多孔質層がライナ層の上に下記のように堆積され
る(310):即ち、さらに不安定な有機基を含むシリコン
/酸素含有材料を堆積して、堆積されたシリコン/酸素
含有材料に制御されているアニーリングを行って、層の
中に均一に分散する微細なガスポケットを形成する。次
に、その層の上に、好ましくはライニング層の堆積に用
いられるプロセスと類似したプロセスによって、キャッ
プ層を堆積する(315)。基板は、その後、リアクタ110か
ら取り除かれる(320)。
は、PECVDライニング層400を設ける。ライニング層400
は、次のナノ多孔質層402と下の基板表面404及び基板表
面上に形成される金属ライン406、408、410との間の隔
離層として作用する。ナノ多孔質層402は、シリコン含
有化合物のPECVDキャッピング層412によって覆われる。
このプロセスは、CVDリアクタ110用コンピュータコ
ントローラ134のメモリ220に記憶されているコンピュー
タープログラムを用いて、実行且つ制御される。
層400が、リアクタ110の中で、反応性シリコン含有化合
物及び酸化用ガスを導入することによって、堆積され
る。プロセスガスはプラズマ強化環境の中で反応して、
基板表面404及び金属ライン406、408、410の上にコンフ
ォーマル酸化シリコン層400を形成する。
は、シリコン及び不安定基を含有する化合物と酸化用ガ
スとからなるプロセスガスから、堆積される。プロセス
ガス流は、シリコン及び不安定を含有する化合物が約20
から約1000sccmの範囲であり、酸化用ガスが約5から約4
000sccmの範囲である。好ましいガス流は、シリコン及
び不安定を含有する化合物が約50から約500sccmの範囲
であり、酸化用ガスが約5から約2000sccmの範囲であ
る。これらの流速は、約5.5から6.5リットルの容積を有
するチャンバのために与えられる。好ましくは、ナノ多
孔質層402の堆積中に、リアクタ110の圧力が、約0.2か
ら約5Torrまでに維持される。図6Dに示されるようなキ
ャップ層412の堆積の前に、揮発性成分を除去するため
に、ナノ多孔質層402が、Fig. 6Cに示されるように、キ
ュアリングされる。基板を次第により高い温度に加熱し
ながら、不活性ガス雰囲気でリアクタ110において、キ
ュアリングが行われることができる。
保持し、且つ/或いはオプショナルな不安定有機基を、
好ましいクローズドセル構造のボイドとしてキュアリン
グされた酸化シリコン層の中で保持される分散する微細
なガスバブルに変換するために、ナノ多孔質層402が、
好ましく、徐々に上昇する温度でアニーリングされる。
好ましいアニーリングプロセスは、約5分間の加熱期間
を備え、約350℃から約400℃の間の最終温度までに、約
50℃/分で温度を徐々に上昇させることを含む。温度/
時間プロファイルを変化させ、堆積膜内の不安定有機基
の濃度を制御することによって、ガスバブルの分散を制
御することができる。
好ましく、PECVDライナ層400の堆積に用いれる同様なプ
ロセスによって、同様な材料のキャッピング層412を堆
積する。図6Eに示されているように、キャッピング層41
2の堆積層の後に、堆積された層が、約200℃から約450
℃までの温度で炉或いは他のチャンバにおいて、さらに
アニーリングされて、水などの残留する発揮性生成物を
除去する。もちろん、プロセス条件は、堆積膜の所望の
特徴に従って変化する。
従って製造される好ましいデュアルダマシン構造500は
図7に示されており、続いて、その構造を製造する方法
がFigs.8A-8Hに概略的に示されている。これらの図は、
基板上に本発明のステップが形成させられる基板の断面
である。
を含むデュアルダマシン構造500は、Fig 7に示されてい
る。本発明に従って堆積された金属間誘電層510と514
は、3未満の極めて低い誘電率を有し、たびたび極めて
低k或いはELk誘電層と称される。好ましく本発明のナノ
多孔質酸化シリコン層からなる第1の誘電層51は、基板
502上に堆積される。基板は、コンタクトレベル基板材5
04の中に形成されたパターン化導電ライン506と、その
上に堆積された酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シ
リコン、或いはアモルファスの水素化された炭化シリコ
ン(BLOk(商標名)、好ましくは、窒化シリコンからな
る第1の(或いは基板の)エッチングストップ508とを
備える。
コン或いは水素化された炭化シリコン(BLOk(商標名))
からなる第2のエッチングストップ512は、第1の誘電
層510の上に堆積される。好ましくは、本発明のナノ多
孔質酸化シリコン層からなる第2の誘電層514は、第2
のエッチングストップ512の上に堆積されて、第3のエッ
チングストップ516が、第2の誘電層514の上に堆積され
る。堆積された層がエッチングされてバイアを形成す
る。その後、バイア520内にコンフォーマル的に堆積さ
れたバリヤ層522の上に、導電金属524、好ましく、銅で
バイアを充填する。その後、構造が平坦化されて、その
上に、窒化シリコン、酸化シリコン、酸窒化シリコン或
いは水素化された炭化シリコン素、好ましくは、窒化シ
リコンを含むキャッピング層518が堆積される。キャッ
ピン部層518は、また、基板エッチングストップとして
作用し、次のデュアルダマシンマルチレベル相互接続の
ための第1のエッチングストップ508に対応する。
ン、窒化シリコン、酸窒化シリコン或いはアモファース
な水素化された炭化シリコン、好ましくは、窒化シリコ
ンからなる第1の(或いは基板の)エッチングストップ
508は、基板502上に、約1000Åの厚さまでに堆積され
る。基板502は、コンタクトレベル基板材料504の中に形
成されたパターン化導電相互接続或いライン506を備え
る。第1のナノ多孔質誘電層510は、第1のエッチング
ストップ508の上に、本発明に従って、堆積される。第
1の誘電層510は、製造されるべき構造のサイズに従
い、約5,000Åから約10,000Åの厚さを有するが、好ま
しくは、約5,000Åの厚さを有する。その後、第1の誘
電層510が、約350℃から約400℃の温度でアニーリング
されて、層510から発揮性汚染物を除去する。酸窒化シ
リコンのような第2のエッチングストップ512は、誘電
層510の上に、約500Åの厚さに堆積される。その後、本
発明に従って、第2のナノ多孔質誘電層514が、第1の
エッチングストップ508の上に、約5,000Åから約10,000
Åの厚さ、好ましくは、約5,000Åの厚さまでに堆積さ
れて、その後、約350℃から約400℃の温度でアニーリン
グされる。
コン或いはアモルファスな水素化された炭化シリコン(B
LOk(商標名))、好ましくは、窒素シリコンである第3
のエッチングストップ516が、第2の誘電層514の上に、
約500Åから約1000Å、好ましくは、約1000Åの厚さに
堆積される。約2000Åの厚さを有する酸化シリコン層51
7は、第3のエッチングストップ516の上に堆積されて、
ハードエッチングマスク及び化学機械研磨(CMP)ステ
ップにおける将来使用のためのものの両方として作用す
る。その後、反射防止コーティング(ARC)519及びフォ
トレジスト層521を含んでいるトレンチフォトマスク
は、それぞれ、酸化シリコン層517の上に堆積される。
その後、フォトレジスト層521は、この技術分野で知ら
れている従来のフォトリトグラフィー手段によって、パ
ターン化される。
分野で知られている従来手段によって、好ましくは、フ
ルオロカーボン化学物質を用いるエッチングプロセスに
よって、エッチングされて、図8Bに示されるように、第
3のエッチング516を露出させる。酸化シリコン層517の
最初のエッチングは、デュアルダマシン構造500の開口
(opening)幅或いはまたはトレンチ幅を確立する。酸化
シリコン層517に形成された開口幅は、第2のエッチン
グストップ514の上に形成されるデュアルダマシン構造5
00の水平相互接続を画成する。残留するフォトレジスト
521は、その後、バイア・アエッチングの準備のため
に、アッシング或いは乾燥除去される。デュアルダマシ
ン構造のコンタクトまたはバイア幅の形成のために、そ
の後、第2の反射防止コーティング519及びフォトレジ
スト層521は、それぞれ、薄い酸化シリコン層517の上に
堆積されて、その後、フォトリトグラフィーによってパ
ターン化されて、図8Cで示すように、バイア幅で、第3
のエッチング層516を露出させる。
ップ516及び第2の誘電層514が、トレンチを形成するよ
うにエッチングされて、第2のエッチングストップ512
を露出させる。その後、異方性エッチング技術を用い
て、第2のエッチングストップ512までに第2の誘電層5
14をバイアエッチングすることによって、酸化シリコン
層517により確立された幅で、メタライゼーション構造
(即ち、相互接続及びコンタクト/バイア)を画成し、
そして、第3のエッチング・ストップ516、第2の誘電51
4、及び第2のエッチングストップ512のエッチング中に
確立されたバイア幅で、第1のエッチングストップ508
までに、第1の誘電層510をエッチングすることによっ
て、図8Eに示されているようなバイア520が形成され
る。第2のエッチングストップ512或いは第2の誘電層5
14をパターン化するために用いられた任意なフォトレジ
スト或いはARC材料が、酸素ストリップ或いは他の適切
なプロセスによって、除去される。図8Fは、基板502を
保護する第1のエッチングストップ508をエッチングし
て、コンタクトレベル基板材料504における下のパター
ン化された金属ライン506を露出させることを示す。パ
ターン化された金属ライン506は、好ましく、銅のよう
な導電性金属を含む。その後、デュアルダマシン構造50
0は、次の層堆積の前に、この技術分野で知られている
従来の手段によって、プリクリーニングされる。
ミニウム、銅、タングステン或いはそれらの組合せのよ
うな導電材料で形成される。現在、(アルミニウムの3.
1mW-cmと比較して、1.7mW-cmという)低い抵抗率を有す
る銅を用いて、より小さなフィーチャを形成する傾向が
ある。好ましくは、図8Gに示されているように、まず、
窒化タンタルのような適切なバリヤ層をメタライゼーシ
ョンパターン520にコンフォーマルに堆積して、周囲の
シリコン及び/或いは誘電材料への銅移動を防ぐ。その
後、銅層524が、化学気相堆積、物理気相堆積、電気め
っきのいずれかによって、好ましくは、電気めっきによ
って、堆積される。構造が、一旦、銅または他の金属に
よって充填されたら、表面が化学機械研磨によって平坦
化(planarized)され、そして、図8Hで示されるよう
な、好ましくは、窒化シリコンを含み約1000Åの厚さを
有するキャッピング層518でキャッピングされる。銅充
填材を再結晶させて、構造500の中に形成しえるボイド
を除去するために、表面を平坦化する前に、水素雰囲気
の中で金属をアニーリングをしてもよい。図示されてい
ないが、電気めっきプロセスによって、銅層524を堆積
する場合、銅層524の前に、銅シード層を堆積してもよ
い。その後、デュアルダマシン形成プロセスが繰り返さ
れて、更なる相互接続レベルを堆積してもよく、現代の
マイクロプロセッサー集積回路は5つ或いは6つの相互接
続レベルを有する。
イドが分散しているナノ多孔質酸化シリコン系膜の堆積
を例示する。この例は、化学気相堆積チャンバ、特に、
カリフォルニアのサンタクララにあるアプライド・マテ
リアルズインコーボレイテッドにより製造販売されてい
るCENTURA「DLK」システムを用いて、行われる。
を有するシリコン化合物(仮定) ナノ多孔質酸化シリコン系膜が、1.0Torrのチャンバ圧
力と30℃の温度で、下記のような気化されてリアクタに
流入される反応性ガスから、堆積される: 150 sccmでメチルシリル-2-フリルエーテル、 1000sccmで亜酸化窒素(N2O) チャンバに入る前に、2000Wのマイクロ波エネルギーを
提供するマイクロ波アプリケーターにおいて、亜酸化窒
素が分離される。基板が、ガス分配シャワーヘッドから
600ミルのところで配置されて、反応性ガスが2分間導
入される。その後、基板が5分間にわたって加熱され
て、基板の温度を、50℃/分で約400℃の温度に上昇さ
せて、ナノ多孔質酸化シリコン系膜をキュアリング且つ
アニーリングする。
定を与える化合物との混合物(仮定) ナノ多孔質酸化シリコン系膜は、1.0Torrのチャンバ圧
力と30℃の温度で、下記のような気化されてリアクタに
流入される反応性ガスから、堆積される: 100 sccmでシクロ-1,3,5,7-テトラシリレン-2,6-ジオキ
シ-4,8ジメチレン 50sccmでビニル-2-フリルエーテル 1000sccmで亜酸化窒素 チャンバに入る前に、2000Wのマイクロ波エネルギーを
提供するマイクロ波アプリケーターにおいて、亜酸化窒
素が分離される。基板が、ガス分配シャワーヘッドから
600ミルのところで配置されて、反応性ガスが2分間導
入される。その後、基板が5分間にわたって加熱され
て、基板の温度を、50℃/分で約400℃の温度に上昇さ
せて、ナノ多孔質酸化シリコン系膜をキュアリング且つ
アニーリングする。
を有するシリコン化合物及び添加されたシリコン含有化
合物(仮定) ナノ多孔質酸化シリコン系膜は、1.0Torrのチャンバ圧
力と30℃の温度で、下記のような気化されてリアクタに
流入される反応性ガスから、堆積される: 100sccmでメチルシリル-2-フリルエーテル 50sccmでシクロ-1,3,5,7-テトラシリレン-2,6-ジオキシ
-4,8ジメチレン 1000sccmで亜酸化窒素(N2O) チャンバに入る前に、2000Wのマイクロ波エネルギーを
提供するマイクロ波アプリケーターにおいて、亜酸化窒
素が分離される。基板が、ガス分配シャワーヘッドから
600ミルのところで配置されて、反応性ガスが2分間導
入される。その後、基板が5分間にわたって加熱され
て、基板の温度を、50℃/分で約400℃の温度に上昇さ
せて、ナノ多孔質酸化シリコン系膜をキュアリング且つ
アニーリングする。
けられているが、本発明の他の及びさらなる実施例が、
本発明の基礎範囲から逸脱せずに、考案されることがで
き、その範囲は、特許請求の範囲によって決定される。
よって、基板上に堆積される誘電層の概略図である(従
来技術)。
VDリアクタの断面図である。
の分解のためのリモートマイクロウェーブチャンバの概
略図である。
れるプロセス・コントロール・コンピューター・プログ
ラム・プロダクトのフローチャートである。
いて、ライナ及びキャップ層を堆積する際に着手される
ステップを図示しているフローチャートである。
上に堆積される層の概略図である。
マシン構造を示する断面図である。
シーケンスの1つの実施例を示す断面図である。
Claims (27)
- 【請求項1】 少なくとも1つの酸化可能なシリコン含
有成分と、熱的不安定基を有する少なくとも1つの非シ
リコン含有(non-silicon containing)分子成分とを含
む1つ以上の化合物をプロセスチャンバ内に導入するス
テップと、 コンフォーマル層の中に上記不安定基を保持する温度
で、上記1つ以上の化合物を酸化用ガスと反応させるス
テップと、 上記不安定基を分散するボイドに変換するために十分な
温度で、上記コンフォーマル層をアニーリングするステ
ップとを備える、低誘電率膜を堆積する方法。 - 【請求項2】 上記1つ以上の化合物が、メチルシロキ
シ(CH3-SiH2-O-)或いはジメチルシロキシ(CH3)2-SiH
-O-)成分を含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 上記1つ以上の化合物が、多重(multipl
y)不飽和シクロアルケン成分を含む、請求項1に記載の
方法。 - 【請求項4】 上記多重不飽和シクロアルケン成分が、
ジオキシニル-(-CH=CH-O-CH=CH-O-) -)、フラニル(-(-
CH=CH-CH=CH-O-)-)、フルベニル(-(-CH=CH-CH=CH-C(CH
2)-)-)、及びそれらのフッ素化炭素(fluorinated carbo
n)誘導体基からなる群から選ばれる、請求項3に記載の
方法。 - 【請求項5】 上記1つ以上の化合物が、メチルシリル
-1,4-ジオキシニルエーテル、2-メチルシロキサニルフ
ラン、3-メチルシロキサニルフラン、2,5-ビス(メチル
シロキシ)-1,4-ジオキシン、3,4-ビス(メチルシロキサ
ニル)フラン、2,3-ビス(メチルシロキサニル)フラン、
2,4-ビス(メチルシロキサニル)フラン、2,5-ビス(メチ
ルシロキサニル)フラン、1-メチルシロキサニルフルベ
ン、2-メチルシロキサニルフルベン、6-メチルシロキサ
ニルフルベン、ビス(メチルシロキサニル)フルベン、ジ
メチルシリル-1,4-ジオキシニルエーテル、2-ジメチル
シロキサニルフラン、3-ジメチルシロキサニルフラン、
2,5-ビス(ジメチルシロキシ)-1,4-ジオキシン、3,4-ビ
ス(ジメチルシロキサニル)フラン、2,3-ビス(ジメチル
シロキサニル)フラン、2,4-ビス(ジメチルシロキサニ
ル)フラン、2,5-ビス(ジメチルシロキサニル)フラン、1
-ジメチルシロキサニルフルベン、2-ジメチルシロキサ
ニルフルベン、6-ジメチルシロキサニルフルベン、ビス
(ジメチルシロキサニル)フルベン、それらのフッ素化炭
素誘導体、及びそれらの組み合わせからなる群から選ば
れる、請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 上記1つ以上の化合物は、さらに、2,4,
6-トリシラオキサン及びシクロ-1,3,5,7-テトラシリレ
ン-2,6-ジオキシ-4,8-ジメチレンからなる群から選ばれ
る非平面リング構造を有する非熱的不安定を与える(non
-thermally-labile-imparting)化合物を含む、請求項1
に記載の方法。 - 【請求項7】 上記1つ以上の化合物は、さらに、ビニ
ル-1,4-ジオキシニルエーテル、ビニルフリルエーテ
ル、ビニル-1,4-ジオキシン、ビニルフラン、メチルフ
ロアテ、フリルホルマート、フリルアセテート、フルア
ルデヒド、ジフリルケトン、ジフリルエーテル、ジフル
フリルエーテル、フラン、1,4-ジオキシン、それらのフ
ッ素化誘導体、及びそれらの組み合せからなる群から選
ばれる非シリコン含有熱的不安定を与える化合物を含
む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項8】 上記1つ以上の化合物は、さらに、メチ
ルシラン、ジメチルシラン、ジシラノメタン、ビス(メ
チルシラノ)メタン、2,4,6-トリシラオキサン、1,3,5-
トリシラシクロヘキサン、シクロ-1,3,5,7-テトラシラ
ノ-2,6-ジオキシ-4,8-ジメチレン、1,3-ジメチルジシロ
キサン、1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、1,1,5,5-
テトラメチルトリシラオキサン、1,1,3,5,5-ペンタメチ
ルトリシラオキサン、及びそれらのフッ素化炭素誘導体
からなる群から選ばれるシリコン含有化合物を含む、請
求項1に記載の方法。 - 【請求項9】 上記1つ以上の化合物は、2,4,6-トリシ
ラオキサン及びシクロ-1,3,5,7-テトラシリレン-2,6-ジ
オキシ-4,8-ジメチレンからなる群から選ばれる非熱的
不安定を与える化学成分と、及びメチルシリル-1,4-ジ
オキシニルエーテル及びメチルシロキサニルフランから
なる群から選ばれる熱的不安定を与える化学成分とを含
む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項10】 上記1つ以上の化合物は、 メチルシラン、ジメチルシラン、ジシラノメタン、ビス
(メチルシラノ)メタン、2,4,6-トリシラオキサン、1,3,
5-トリシラシクロヘキサン、シクロ-1,3,5,7-テトラシ
ラノ-2,6-ジオキシ-4,8-ジメチレン、1,3-ジメチル-ジ
シロキサン、1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、1,1,
5,5-テトラメチルトリシラロキサン、1,1,3,5,5-ペンタ
メチルトリシラロキサン、及びそれらのフッ素化炭素誘
導体からなる群から選ばれる酸化可能なシリコン含有化
合物と、 ビニル-1,4-ジオキシニルエーテル、ビニルフリルエー
テル、ビニル-1,4-ジオキシン、ビニルフラン、メチル
フロアテ、フリルホルマート、フリルアセテート、フル
アルデヒド、ジフリルケトン、ジフリルエーテル、ジフ
ルフリルエーテル、フラン、1,4-ジオキシン、それらの
フッ素化誘導体、及びそれらの組み合せからなる群から
選ばれる熱的不安定基を有する非シリコン含有化合物と
を含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項11】 約350℃から約400℃の間の最終温度ま
でに徐々に上昇する温度プロフィルを用いて、基板をア
ニーリングすることによって、上記の分散するボイドが
形成される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項12】 1つ以上の反応性シリコン含有化合物
と酸化用ガスとを含むプロセスガスから、パターン化さ
れた金属層を有する基板の上に、コンフォーマルライニ
ング層を堆積するステップと、 少なくとも1つの酸化可能なシリコン含有成分と、熱的
不安定基を有する少なくとも1つの非シリコン含有成分
とを含む1つ以上の化合物をプロセスチャンバ内に導入
するステップと、 上記不安定基をコンフォーマル層の中に保持する温度
で、上記1つ以上の化合物を酸化用ガスと反応させるス
テップと、 上記不安定基を分散するボイドに変換するために十分な
温度で、上記コンフォーマル層をアニーリングするステ
ップとを備える、低誘電率膜を堆積する方法。 - 【請求項13】 上記1つ以上の化合物は、メチルシリ
ル-1,4-ジオキシニルエーテル、2-メチルシロキサニル
フラン、3-メチルシロキサニルフラン、2,5-ビス(メチ
ルシロキシ)-1,4-ジオキシン、3,4-ビス(メチルシロキ
サニル)フラン、2,3-ビス(メチルシロキサニル)フラ
ン、2,4-ビス(メチルシロキサニル)フラン、2,5-ビス
(メチルシロキサニル)フラン、1-メチルシロキサニルフ
ルベン、2-メチルシロキサニルフルベン、6-メチルシロ
キサニルフルベン、ビス(メチルシロキサニル)フルベ
ン、ジメチルシリル-1,4-ジオキシニルエーテル、2-ジ
メチルシロキサニルフラン、3-ジメチルシロキサニルフ
ラン、2,5-ビス(ジメチルシロキシ)-1,4-ジオキシン、
3,4-ビス(ジメチルシロキサニル)フラン、2,3-ビス(ジ
メチルシロキサニル)フラン、2,4-ビス(ジメチルシロキ
サニル)フラン、2,5-ビス(ジメチルシロキサニル)フラ
ン、1-ジメチルシロキサニルフルベン、2-ジメチルシロ
キサニルフルベン、6-ジメチルシロキサニルフルベン、
ビス(ジメチルシロキサニル)フルベン、それらのフッ素
化炭素誘導体、及びそれらの組み合わせからなる群から
選ばれる、請求項12に記載の方法。 - 【請求項14】 上記1つ以上の化合物は、さらに、2,
4,6-トリシラオキサン及びシクロ-1,3,5,7-テトラシリ
レン-2,6-ジオキシ-4,8-ジメチレンからなる群から選ば
れる非平面リング構造を有する非熱的不安定を与える化
合物を含む、請求項12に記載の方法。 - 【請求項15】 上記1つ以上の化合物は、さらに、ビ
ニル-1,4-ジオキシニルエーテル、ビニルフリルエーテ
ル、ビニル-1,4-ジオキシン、ビニルフラン、メチルフ
ロアテ、フリルホルマート、フリルアセテート、フルア
ルデヒド、ジフリルケトン、ジフリルエーテル、ジフル
フリルエーテル、フラン、1,4-ジオキシン、それらのフ
ッ素化誘導体、及びそれらの組み合せからなる群から選
ばれる非シリコン含有熱的不安定を与える化合物を含
む、請求項12に記載の方法。 - 【請求項16】 上記1つ以上の化合物は、さらに、メ
チルシラン、ジメチルシラン、ジシラノメタン、ビス
(メチルシラノ)メタン、2,4,6-トリシラオキサン、1,3,
5-トリシラシクロヘキサン、シクロ-1,3,5,7-テトラシ
ラノ-2,6-ジオキシ-4,8-ジメチレン、1,3-ジメチルジシ
ロキサン、1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、1,1,5,
5-テトラメチルトリシラオキサン、1,1,3,5,5-ペンタメ
チルトリシラオキサン、及びそれらのフッ素化炭素誘導
体からなる群から選ばれるシリコン含有化合物を含む、
請求項12に記載の方法。 - 【請求項17】 上記1つ以上の化合物は、2,4,6-トリ
シラオキサン及びシクロ-1,3,5,7-テトラシリレン-2,6-
ジオキシ-4,8-ジメチレンからなる群から選ばれる非熱
的不安定を与える化学成分と、メチルシリル-1,4-ジオ
キシニルエーテル及びメチルシロキサニルフランからな
る群から選ばれる熱的不安定を与える化学成分とを含
む、請求項12に記載の方法。 - 【請求項18】 上記1つ以上の化合物は、 メチルシラン、ジメチルシラン、ジシラノメタン、ビス
(メチルシラノ)メタン、2,4,6-トリシラオキサン、1,3,
5-トリシラシクロヘキサン、シクロ-1,3,5,7-テトラシ
ラノ-2,6-ジオキシ-4,8-ジメチレン、1,3-ジメチル-ジ
シロキサン、1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、1,1,
5,5-テトラメチルトリシラオキサン、1,1,3,5,5-ペンタ
メチルトリシラオキサン、及びそれらのフッ素化炭素誘
導体からなる群から選ばれる酸化可能なシリコン含有化
合物と、 ビニル-1,4-ジオキシニルエーテル、ビニルフリルエー
テル、ビニル-1,4-ジオキシン、ビニルフラン、メチル
フロアテ、フリルホルマート、フリルアセテート、フル
アルデヒド、ジフリルケトン、ジフリルエーテル、ジフ
ルフリルエーテル、フラン、1,4-ジオキシン、それらの
フッ素化誘導体、及びそれらの組み合せからなる群から
選ばれる熱的不安定基を有する非シリコン含有化合物と
を含む、請求項12に記載の方法。 - 【請求項19】 さらに、低k誘電膜の上にキャッピン
グ層を堆積するステップを含み、上記キャッピング層材
料は、窒化シリコン、酸化シリコン、酸窒化シリコン、
水素化された炭化シリコン、及びそれらの組み合せから
なる群から選ばれる、請求項12に記載の方法。 - 【請求項20】 約350℃から約400℃の間の最終温度ま
でに徐々に上昇する温度プロフィルを用いて、基板をア
ニーリングすることによって、上記の分散ボイドが形成
される、請求項12に記載の方法。 - 【請求項21】 基板上に第1のエッチングストップを
堆積するステップと、 第1のエッチングストップの上に第1のナノ多孔質酸化
シリコン系層を堆積するステップと、 第1の酸化シリコン系層の上に第2のエッチングストッ
プを堆積するステップと、 第2のエッチングストップの上に第2のナノ多孔質酸化
シリコン系層を堆積するステップと、 第2の酸化シリコン系層の上に第3のエッチングストッ
プを堆積するステップと、 第3のエッチングストップ及び第2のナノ多孔質酸化シ
リコン系層をエッチングして、垂直の相互接続開口(ver
tical interconnect opening)を画成するステップと、 上記垂直の相互接続開口を通して、第2のエッチングス
トップ、第1のナノ多孔質酸化シリコン系層及び第1の
エッチングストップとをエッチングして、さらに 垂直
の相互接続を画成し、それにより、基板を露出させ、第
3のエッチングストップと第2のナノ多孔質酸化シリコ
ン系膜をエッチングして、水平の相互接続を画成して、
デュアルダマシンフィーチャを形成するステップとを備
える、デュアルダマシン構造の形成方法。 - 【請求項22】 上記第1及び上記第2の酸化シリコン
系層は、約350℃から約400℃の間の最終温度までに徐々
に上昇する温度プロフィルを用いて、基板をアニーリン
グすることによって形成された分散微細ボイドを含む、
請求項21に記載の方法。 - 【請求項23】 上記第3のエッチングストップ及び第
2のナノ多孔質酸化シリコン系層をエッチングする前
に、第3のエッチングストップの上に、パターン化され
た酸化物層を堆積することによって、水平の相互接続開
口が画成される、請求項21に記載の方法。 - 【請求項24】 上記第3のエッチングストップ及び第
2のナノ多孔質酸化シリコン系層をエッチングする前
に、上記パターン化された酸化物層の上に、パターン化
されたハードマスク膜を堆積することによって、垂直の
相互接続開口が画成される、請求項23に記載の方法。 - 【請求項25】 さらに、画成された相互接続にコンフ
ォーマルバリア層を堆積するステップを含む、請求項2
1に記載の方法。 - 【請求項26】 さらに、上記コンフォーマルバリヤ層
の上に、銅層を堆積するステップを含む、請求項25に
記載の方法。 - 【請求項27】 さらに、上記銅層の上に、キャッピン
グ層を堆積するステップを含む、請求項26に記載の方
法。
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