JP2008177540A - 多孔性誘電材料の誘電特性をレストアする方法および組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は多孔性誘電材料の誘電特性をレストアする方法を提供することを目的とする。
【解決手段】この方法は基材を提供することを含み、該基材は多孔性誘電材料の少なくとも一の層を含み、該誘電材料は混入物質を含み、該混入物質は表面張力を有する少なくとも一の取り込まれた液体を含み、ここでその少なくとも一の混入物質を含む多孔性誘電材料は第一の誘電率を有する。該基材は表面張力を有する少なくとも一の化合物と水を含むレストア流体と接触させられ、該表面張力は多孔性誘電材料の少なくとも一の層において少なくとも一の取り込まれた液体の表面張力よりも低い。乾燥の間に、該多孔性誘電材料は第二の誘電率を有し、該誘電率は第一の誘電率より低く、そして該レストア流体の全ての構成要素が乾燥の間に除去される。
【選択図】図１
【解決手段】この方法は基材を提供することを含み、該基材は多孔性誘電材料の少なくとも一の層を含み、該誘電材料は混入物質を含み、該混入物質は表面張力を有する少なくとも一の取り込まれた液体を含み、ここでその少なくとも一の混入物質を含む多孔性誘電材料は第一の誘電率を有する。該基材は表面張力を有する少なくとも一の化合物と水を含むレストア流体と接触させられ、該表面張力は多孔性誘電材料の少なくとも一の層において少なくとも一の取り込まれた液体の表面張力よりも低い。乾燥の間に、該多孔性誘電材料は第二の誘電率を有し、該誘電率は第一の誘電率より低く、そして該レストア流体の全ての構成要素が乾燥の間に除去される。
【選択図】図１
Description
本発明は物質混入（コンタミネーション）の結果その誘電特性が下がる多孔性誘電材料の誘電特性をレストアする方法に関係する。特に、本発明は多孔性の体誘電率（low-k）材料をレストア流体で処理して取り込んだ混入物質を追い出し、そしてこの多孔性low-k材料の誘電特性を実質的にレストアする方法を提供する。
マイクロ電子産業においては、操作速度を改善しそして電力消費を低減するためのメモリーおよび論理チップのようなマルチレベル集積回路デバイスにおける回路密度を向上させるという継続的な要求が存在する。集積回路に関してデバイスのサイズを小さくし続けるために、種々のレベルのメタライゼーション（金属化）間の容量性のクロストークはますます重要になっている。これらの要求は「ＲＣ」という表記でまとめることができ、これによると「Ｒ」は導電性ラインの抵抗であり、そして「Ｃ」は絶縁している誘電性の中間層のキャパシタンスである。キャパシタンス「Ｃ」はラインの間隔に反比例し、そしてその中間誘電体（ＩＬＤ）の誘電率（ｋ）に比例する。このような低誘電材料（low-k誘電材料としても知られる）は例えば、プレ−メタル誘電層または中間誘電層として、望ましく使用される。加えて、low-k誘電材料が導入されて、高いパッキング密度の集積回路（ＩＣ）における従来の誘電体に取ってかわりつつある。
ここで後に「ＵＳＧ」として呼ばれるドープしていないシリカガラス（SiO2）は、他の無機材料と比べて、約４．０という比較的低い誘電率のために、主たる絶縁材料として集積回路で長期使用されている。この産業では、シリケートの格子内に有機物または他の材料を組み込むことによってより低い誘電率のシリカベースの材料を製造しようと試みている。例えば、そのシリケートの格子にフッ素またはメチルのような末端基を組み込むことによって、約２．７〜約３．５の範囲の誘電率を得ることが可能である。これらの材料は概して緻密なフィルム（約１．５ｇ／ｃｍ３の密度を有する）として堆積され、そしてＵＳＧフィルムを形成するためのプロセスステップと似たプロセスステップを使用してＩＣデバイス内に集積される；しかしながら、より高速のチップを作るためにトランジスタ同士をさらに近づけて配置する必要があるために、さらに低い誘電率の材料を製造するという要求はなお存在している。これはその絶縁層がさらに薄くなることを要求する、したがって電荷のビルドアップおよびクロストークをもたらし、これはチップの性能に悪影響をおよぼす。
空気の誘電率は通常１．０であるので、空気を緻密な物質に組み込んで小孔を形成すると、その物質の密度と同様にその誘電率も下がる結果となることが前提とされていた。多孔性のフィルムに関して、誘電率は従って空気と緻密相を含む物質の本来の誘電率との組み合わせである。そのような組み合わせは、誘電率を２よりかなり下にする可能性を有する。
フィルムを多孔性にする方法の一つは、熱アニールを採用してフィルムの成分の少なくとも一部を分解させ、これにより小孔を創る。このアニールステップまたは養生（キュアリング）ステップにおいて、このフィルムは概して加熱されて揮発性成分を分解および／または除去し、そして実質的にフィルムをクロスリンクする。米国特許第６，３１２，７９３号は、例えば、本質的にシリカ（Ｓｉ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）および水素（Ｈ）からなる第一相、および炭素と水素からなる第二相を有する多相材料について記載している。この材料は少なくとも１５分間少なくとも摂氏３００度（℃）の温度まで加熱され、炭化水素材料の除去が促される。
国際公開第００／０２２４１号で、別の例が見られ、それは約１分から約１０分の間１００℃〜４００℃の温度でアルコキシシランを加熱して、そこに含まれる溶媒を除去することによって小孔の形成を促すことについて記載している。
国際公開第０２／０７１９１号で、さらに別の例が見られ、それはシリカゼオライトの薄いフィルムを不特定の時間３５０℃〜５５０℃の範囲の温度まで加熱して、吸着物質のゼオライト骨格からの退出を促し、それにより誘電率を低下させることについて記載している。
誘電層に小孔を組み込むことは材料の絶縁特性関する利点もあるが、欠点もある。一つの欠点は、例えば、プロセスの際に化学物質および他の混入物質が浸透し、小孔に取り込まれる問題を生じる。混入物質が小孔に取り込まれると、その材料の誘電率は概して下がり、それによりその材料の誘電特性が下がる。
多孔性誘電材料の混入物質の典型的な源は、例えば基材を液体プロセス化学物質にさらすあらゆるプロセスステップを含み、液体プロセス化学物質とは例えば湿式エッチング、レジストストリッピング、化学機械研磨(CMP)、ポストＣＭＰクリーニング、フォトリソグラフ転写等において使用されるようなものである。このようなプロセス化学物質はおそらく多孔性基材の小孔に浸透し、そして混入物質として取り込まれたままとなる。各タイプの混入物質は製造プロセスに干渉し、そして例えば誘電率を上げる、漏電を増やす、および絶縁破壊電圧を下げる、のようなデバイスの誘電特性に悪影響を及ぼす可能性がある。プロセス環境から混入物質を完全に排除することは不可能なので、半導体表面クリーニングおよびコンディショニングの入念な方法がデバイス製造シーケンスのいたるところに採用される。
例えば、多孔性誘電層と液体プロセス化学物質との間の直接的な接触を避けるための手段として、多孔性誘電層の上に非多孔性のシリコンカーバイドのキャップ層を使用することが提案された。このような層が使用されたとしても、しかしながら、例えばＣＭＰによって受けるような、プロセス中に受ける機械的ストレスの結果もたらされる、フィルム端部またはキャップ層の喪失を通じて、多孔性誘電層での化学物質の浸透の危険性はなお存在する。
多孔性誘電材料の空隙または小孔から混入物質を除去する方法および装置も提案されている。この方法は、湿式クリーニングチャンバ、超臨界乾燥チャンバ、およびその湿式クリーニングチャンバと超臨界乾燥チャンバからおよび湿式クリーニングチャンバと超臨界乾燥チャンバへと基材を輸送する基材輸送チャンバを有する装置を含む。この基材は湿式クリーニングチャンバでクリーニングされ乾燥されて、あらゆる目に見える残留物および液体を除去され、それから乾燥ステップまたは「顕微鏡的な乾燥」ステップにさらされる。これは、圧力下の超臨界流体を使用する超臨界乾燥チャンバまたは高温の低圧チャンバを使用して行われ、基材の空隙または小孔から残留液体を除去する。この方法は、しかしながら、製造者がコストと蒸気ライン操作を減らそうとしているプロセスに対して、費用と時間を追加する特別な装置を必要とする。
したがって、上述した欠点に苦しまない、物質混入したlow-k誘電フィルムの誘電特性をレストアする、改良され費用効果の高い方法を提供する技術的な要求が存在する。
本発明は多孔性誘電材料の誘電特性をレストアする方法を提供することによって、この要求を満たす。一実施態様において、本発明は、
表面張力を有する少なくとも一の液体を取り込んだ混入物質、を含む多孔性誘電材料の少なくとも一の層、を含む基材を提供すること；
該基材をレストア流体に接触させること；ならびに
該基材を乾燥させること、
を含んでなる、多孔性誘電材料の誘電特性をレストアする方法であって、
ここで該少なくとも一の混入物質を含む多孔性誘電材料は第一の誘電率を有し、
該レストア流体は、多孔性誘電材料の少なくとも一の層において少なくとも一の取り込まれた液体の表面張力よりも低い表面張力を有する少なくとも一の成分と、水とを含み、且つ、
該乾燥した基材にある該多孔性誘電材料は、該第一の誘電率より低い第二の誘電率を有し、そして該レストア流体の全ての構成要素が乾燥の間に除去される
ことを特徴とする方法、を提供する。
表面張力を有する少なくとも一の液体を取り込んだ混入物質、を含む多孔性誘電材料の少なくとも一の層、を含む基材を提供すること；
該基材をレストア流体に接触させること；ならびに
該基材を乾燥させること、
を含んでなる、多孔性誘電材料の誘電特性をレストアする方法であって、
ここで該少なくとも一の混入物質を含む多孔性誘電材料は第一の誘電率を有し、
該レストア流体は、多孔性誘電材料の少なくとも一の層において少なくとも一の取り込まれた液体の表面張力よりも低い表面張力を有する少なくとも一の成分と、水とを含み、且つ、
該乾燥した基材にある該多孔性誘電材料は、該第一の誘電率より低い第二の誘電率を有し、そして該レストア流体の全ての構成要素が乾燥の間に除去される
ことを特徴とする方法、を提供する。
別の実施態様において、本発明は、
表面張力を有する少なくとも一の液体を取り込んだ混入物質、を含む多孔性誘電材料の少なくとも一の層、を含む基材を提供すること；
該基材をレストア流体に接触させること；ならびに
該基材を乾燥させること、
を含んでなる多孔性誘電材料の誘電特性をレストアする方法であって、
ここで該少なくとも一の混入物質を含む多孔性誘電材料は第一の誘電率を有し、
該レストア流体は、３０質量％以下のイソプロピルアルコールを含み、残りは水であり、且つ、
該乾燥した基材にある該多孔性誘電材料は、該第一の誘電率より低い第二の誘電率を有し、そして該レストア流体の全ての構成要素が乾燥の間に除去される
ことを特徴とする方法、を提供する。
表面張力を有する少なくとも一の液体を取り込んだ混入物質、を含む多孔性誘電材料の少なくとも一の層、を含む基材を提供すること；
該基材をレストア流体に接触させること；ならびに
該基材を乾燥させること、
を含んでなる多孔性誘電材料の誘電特性をレストアする方法であって、
ここで該少なくとも一の混入物質を含む多孔性誘電材料は第一の誘電率を有し、
該レストア流体は、３０質量％以下のイソプロピルアルコールを含み、残りは水であり、且つ、
該乾燥した基材にある該多孔性誘電材料は、該第一の誘電率より低い第二の誘電率を有し、そして該レストア流体の全ての構成要素が乾燥の間に除去される
ことを特徴とする方法、を提供する。
さらなる実施態様において、本発明は、
少なくとも一の液体を取り込んだ混入物質、を含む多孔性誘電材料の少なくとも一の層、を含む基材を提供すること；
該基材をレストア流体に接触させること；ならびに
該基材を乾燥させること、
を含んでなる、多孔性誘電材料の誘電特性をレストアする方法であって、
ここで該多孔性誘電材料は第一の誘電率を有し、
該レストア流体は、少なくとも一の水溶性の有機流体と水とを含み、および該レストア流体の沸点が約３０℃〜約１００℃であり、表面張力が約２０〜約７０ダイン／ｃｍ（約２０ｘ１０−５〜約７０ｘ１０−５ニュートン／ｃｍ）であり、それにより取り込まれた液体を追い出し、且つ
該乾燥した基材は、該第一の誘電率より低い第二の誘電率を有し、および該第二の誘電率が実質的には任意のプロセス処理をする前の該多孔性材料の本来の誘電率である
ことを特徴とする方法、を提供する。
少なくとも一の液体を取り込んだ混入物質、を含む多孔性誘電材料の少なくとも一の層、を含む基材を提供すること；
該基材をレストア流体に接触させること；ならびに
該基材を乾燥させること、
を含んでなる、多孔性誘電材料の誘電特性をレストアする方法であって、
ここで該多孔性誘電材料は第一の誘電率を有し、
該レストア流体は、少なくとも一の水溶性の有機流体と水とを含み、および該レストア流体の沸点が約３０℃〜約１００℃であり、表面張力が約２０〜約７０ダイン／ｃｍ（約２０ｘ１０−５〜約７０ｘ１０−５ニュートン／ｃｍ）であり、それにより取り込まれた液体を追い出し、且つ
該乾燥した基材は、該第一の誘電率より低い第二の誘電率を有し、および該第二の誘電率が実質的には任意のプロセス処理をする前の該多孔性材料の本来の誘電率である
ことを特徴とする方法、を提供する。
本発明は、多孔性誘電材料（その誘電特性は例えば前段のプロセスステップの間に取り込まれたプロセス液体に晒された結果に苦しむ）の誘電特性をレストアする方法を提供する。多孔性誘電材料に混入することのある典型的なプロセス液体は、例えば湿式エッチング、レジストストリッピング、化学機械研磨(CMP)、ポストＣＭＰクリーニング、フォトリソグラフ転写等において使用されるようなものを含む。液体プロセス化学物質は多孔性の基材の小孔に浸透して、そして混入物質として取り込まれたままとなりえる。各タイプの混入物質は製造プロセスに干渉し、および例えば誘電率を上げる、漏電を増やす、および絶縁破壊電圧を下げる、のようなデバイスの誘電特性に悪影響を及ぼす可能性がある。
本発明によると、混入物質は金属粒子も含み、これは金属部品からだけでなく、例えば液体化学物質および水によって携行される。混入物質は有機化合物も含み、ここでは揮発性有機化合物が空気中に存在してもよくまたはプロセス残留物として存在してもよい。天然/化学酸化物は、厳密に言えば混入物質ではないが、制御できないやり方で成長する場合には粒子を形成することがあり、これは混入物質と考えてもよく、その除去は全てのクリーニングシーケンスの中で望まれるものである。
本発明は、
表面張力を有する少なくとも一の液体を取り込んだ混入物質、を含む多孔性誘電材料の少なくとも一の層、を含む基材を提供すること；
該基材をレストア流体に接触させること；ならびに
該基材を乾燥させること、
を含んでなる多孔性誘電材料の誘電特性をレストアする方法であって、
ここで該少なくとも一の混入物質を含む多孔性誘電材料は第一の誘電率を有し、
該レストア流体は、３０質量％以下のイソプロピルアルコールを含み、残りは水であり、且つ、
該乾燥した基材にある該多孔性誘電材料は、該第一の誘電率より低い第二の誘電率を有し、そして該レストア流体の全ての構成要素が乾燥の間に除去される
ことを特徴とする方法、を提供する。
表面張力を有する少なくとも一の液体を取り込んだ混入物質、を含む多孔性誘電材料の少なくとも一の層、を含む基材を提供すること；
該基材をレストア流体に接触させること；ならびに
該基材を乾燥させること、
を含んでなる多孔性誘電材料の誘電特性をレストアする方法であって、
ここで該少なくとも一の混入物質を含む多孔性誘電材料は第一の誘電率を有し、
該レストア流体は、３０質量％以下のイソプロピルアルコールを含み、残りは水であり、且つ、
該乾燥した基材にある該多孔性誘電材料は、該第一の誘電率より低い第二の誘電率を有し、そして該レストア流体の全ての構成要素が乾燥の間に除去される
ことを特徴とする方法、を提供する。
本発明の方法は、表面張力を有する少なくとも一の液体を取り込んだ混入物質、を含む多孔性誘電材料の少なくとも一の層、を含む基材を提供するステップを含み、ここで該少なくとも一の混入物質を含む多孔性誘電材料は第一の誘電率を有する。本発明による多孔性誘電材料の層は、基材の少なくとも一部に形成されたフィルムでもよい。この基材は任意の表面であってよく、それは集積回路を作製するときに造られるもので、その上に導電層および／または絶縁（すなわち、誘電）層が形成されてもよい。この基材はしたがって、例えば、トランジスタ、キャパシタ、レジスタ、拡散接合、ゲート電極、ローカル相互接続のようなシリコンウェハーに形成される、能動デバイスおよび受動デバイスを含んでもよい。
本発明の使用のための好適な基材は、ガリウムヒ素（GaAs）、リン化インジウム(InP)、ボロントライド(BN)シリコンのような半導体材料、および結晶シリコン、ポリシリコン、アモルファスシリコン、エピタキシャルシリコン、二酸化シリコン（SiO2）、シリコンカーバイド（SiC）、シリコンオキシカーバイド（SiOC）、窒化シリコン（SiN）、シリコンカーボナイトライド(SiCN)、オルガノシリケートガラス(OSG)、オルガノフルオロシリケートガラス(OFSG)、フルオロシリケートガラス(FSG)のようなシリコン含有組成物、および他の適当な基材またはそれらの混合物を含むが、これらに限定はされない。本発明による基材はさらに様々なフィルムが適用される層を含んでもよく、例えば反射防止コーティング、フォトレジスト、有機ポリマー、多孔性有機および無機材料、銅およびアルミニウムのような金属、または拡散バリア層、例えばTiN、Ti(C)N、TaN、W、WN、またはW(C)Nである。
この多孔性誘電材料は、相互接続ネットワークを形成しそして維持することができる単数または複数の化合物を含むフィルム形成組成物を堆積させることによって形成されるのが好ましい。このようなフィルムの例は、SiO2、オルガノシリケートガラス(OSG)、フルオロシリケートガラス(FSG)、ボロンカーボナイトライド、シリコンカーバイド、水素化シリコンカーバイド、シリコンナイトライド、ボロンナイトライド、有機−無機複合材料、フォトレジスト、有機ポリマー、多孔性有機および無機材料および複合物、金属酸化物例えば酸化アルミニウム、および酸化ゲルマニウム、ダイヤモンド状カーボン、ボロシリケートガラス（Si:O:B:H）、またはリンをドープしたボロシリケートガラス（Si:O:B:H:P）、およびそれらの組み合わせを含むが、これらに限定はされない。
この多孔性誘電材料はシリカ材料を含むのが好ましい。この「シリカ」という用語は、ここで使用されるとおり、シリコン(Si)および酸素(O)原子を含む材料であり、そして追加的な置換基例えばC,H,B,N,Pまたはハロゲン原子のような他の元素；アルキル基；またはアリル基を含むことがある材料である。代わりの実施態様においては、この多孔性誘電材料の層が、例えばAl、Ti、V、In、Sn、Zn、Gaおよびそれらの組み合わせのような他の元素（これらに限定はされない）を含んでもよい。ある好ましい実施態様においては、この多孔性誘電材料の層がSivOwCxHyFzの式で表されるOSG化合物を含んでもよく、ここでv+w+x+y+z=100原子%であり、vは10〜35原子%、wは10〜65原子%、xは5〜30原子%、yは10〜50原子%およびzは0〜15原子%である。
この多孔性誘電材料の層は小孔の存在によって特徴づけられる。概して、このフィルム形成組成物がシリカ源および一以上のエネルギー源に晒されると簡単に、そして好ましくは実質的に除去される少なくとも一のポロゲンを含むときに、この小孔が形成される。「ポロゲン」は結果物であるフィルム内に空隙体積を生じるために使用する試薬である。このポロゲンが本発明のプロセスを通じて添加されるかされないに関わらず、ここで使用される「ポロゲン」という用語は、それがどんな形態で見つかろうとも、小孔形成試薬（または小孔形成置換基）およびそれらの派生物を含むことを意図している。ポロゲンとして使用される好適な化合物は、炭化水素材料、不安定な有機基、溶媒、分解可能なポリマー、界面活性剤、デンドリマー、ハイパー分岐ポリマー、ポリオキシアルキレン化合物、ＣおよびＨを含む化合物、またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定はされない。ある実施態様においては、このポロゲンはＣ1〜Ｃ13炭化水素化合物を含む。
この多孔性誘電材料の層は概して、堆積されたままの複合材料（これからこの層が造られる）を一以上のエネルギー源に晒すことによって形成され、そのフィルムを養生しおよび／またはそこに含まれるプロゲンの少なくとも一部を除去する。典型的なエネルギー源は、イオン化放射線源例えばα−粒子、β−粒子、Ｙ−線、Ｘ−線、エネルギー電子ビーム源；非イオン化放射線源例えば紫外線（１０〜４００ｎｍ）、可視光線（４００〜７５０ｎｍ）、赤外線（７５０〜１０５ｎｍ）、マイクロ波（＞１０６）、および高周波（＞１０６）波長のエネルギー；またはそれらの組み合わせを含んでもよいが、これらに限定はされない。このエネルギー源に応じて、この暴露ステップは高圧力、大気圧、または真空下で実施可能である。この環境は不活性であってもよく（例えば、窒素、CO2、希ガス（He、Ar、Ne、Kr、Xe）等）、酸化性（例えば酸素、空気、希釈酸素環境、富酸素環境、オゾン、亜酸化窒素、等）または還元性（例えば希釈または濃縮水素、炭化水素（飽和、不飽和、線形もしくは分岐、芳香族）等）であってもよい。この暴露ステップのための温度は約１００〜約５００℃の範囲であってもよい。ある実施態様において、この温度は０．１〜１００℃／分の速度で上げられてもよい。この総処理時間は０．０１分〜１２時間が好ましい。
この多孔性誘電材料の層が造られる元となる材料は、概して多様な種々の方法を使用してフィルム形成組成物から基材の少なくとも一部の上にフィルムとして形成される。これらの方法は、それらを単独に使用してもよく、または組み合わせて使用してもよい。このフィルムを形成するために使用してもよいプロセスのいくつかの例は以下を含む、すなわち：熱化学気相堆積、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、高密度ＰＥＣＶＤ、光子補助ＣＶＤ、プラズマ−光子補助ＣＶＤ（ＰＰＥＣＶＤ）、自動層堆積（ＡＬＤ）、低温科学気相堆積、化学補助気相堆積、熱フィラメント化学気相堆積、液体ポリマー前駆体のＣＶＤ、超臨界流体からの堆積、または輸送ポリマライゼーション（ＴＰ）を含む。米国特許番号６，１７１，９４５号、６，０５４，２０６号、６，０５４，３７９号、６，１５９，８７１号および国際公開９９／４１４２３号は、このフィルムを形成するために使用されてもよいいくつかの典型的なＣＶＤ法を提供する。化学気相堆積プロセスのほかに、非接触堆積方法のような他のプロセスが、多孔性誘電材料が造られる元となる材料に適用するために使用されてもよい。非接触堆積方法は概してフィルムが接触マスクまたはシャッターを必要としないで形成されることを可能とする。非接触堆積方法は、例えば、ディッピング、ローリング、ブラッシング、スプレー、押し出し成形、スピンオン堆積、エアナイフ、プリント、およびこれらの組み合わせを含む。さらなる典型的な堆積方法は、振動非接触誘導拡散力、重力誘導拡散力、湿式誘導拡散力、スロット押し出し成形、およびこれらの組み合わせを含む。
本発明の多孔性誘電材料の層を形成する際に使用される好適な材料およびプロセスの例は、米国特許出願公開番号２００４/０１７５５０および２００４/００９６６７２で見られ、これらの開示は引用によりその全てがここに組み込まれ、そして本願の譲受人に譲渡されている。このようなlow-k材料は約４以下の誘電率を有するのが好ましく、より好ましくは約３．０以下であり、そしてもっとも好ましくは約２．０以下である。
上述したとおり、多孔性誘電材料の誘電特性は、例えば全段のプロセスステップの間に取り込まれていくプロセス液体に晒されることによって、被害を受ける可能性がある。ここで使用されるとおり、「取り込まれる液体」という用語は液体自身および／またはその液体の残留成分を含み、その残留成分は例えば有機界面活性剤成分のようなもの乾燥させたものでもよく、または例えば半導体製造において使用されるようなプロセス液体に存在することのある他のタイプの有機化合物でもよい。このような取り込まれておよび多孔性誘電材料に混入することのあるプロセス液体の例は、例えば湿式エッチング、レジストストリッピング、化学機械研磨（ＣＭＰ）、ポストＣＭＰクリーニング、フォトリソグラフ転写、等を含む。このような液体プロセス化学物質はこの多孔性誘電材料の小孔に浸透し、および例えば機械的な力およびこのプロセス液体の表面張力による毛管力によって取り込まれて混入物質となる。後者に関して、液体の濡れ性がこの固体−液体接触面（すなわちこの小孔とプロセス液体の接触面）の表面エネルギーの機能をはたす。
プロセス液体の濡れ特性は概して、例えば小孔のような空隙を充填する能力に関与する。プロセス液体は毛管作用による表面破壊欠陥になることがしばしばある。この小孔に浸透する毛管力は、その液体−気体接触面の表面張力、接触角、および小孔の寸法の関数である。この毛管作用のドライビングフォースは、以下の式で表現され得る：
力＝２ΠｒσLGcosθ
ここで：
ｒ＝クラック開口の半径（２Πｒはこの液体とこの固体環状表面の間のラインである）
σLG＝液体−気体表面張力
θ＝接触角
ここで：
ｒ＝クラック開口の半径（２Πｒはこの液体とこの固体環状表面の間のラインである）
σLG＝液体−気体表面張力
θ＝接触角
圧力は所与の面積にわたってかかる力であるので、この圧力を展開して毛管力を以下とすることが可能である。
毛管力＝（２σLGcosθ）／ｒ
毛管力＝（２σLGcosθ）／ｒ
上記の式は円筒型の小孔のためのものであるが、変数の関係は非円形断面の小孔に対しても同じである。毛管圧力式は、そのプロセス液体がその小孔の全ラインに沿って接触していることおよびその表面から等距離である液体フロント形状が同時に成立するときに、適用できるにすぎない。プロセス液体の表面は様々な小孔の寸法と形状の結果として複雑な形状をとることになる。この場合、圧力に関する式は以下となる。
毛管圧力＝２（σSG−σLG）／ｒ＝２Σ／ｒ
ここで：
σSG＝固体−気体接触面での表面エネルギー
σLG＝固体−液体接触面での表面エネルギー
ｒ＝開口の半径
Σ＝付着張力（σSG−σLG）。
ここで：
σSG＝固体−気体接触面での表面エネルギー
σLG＝固体−液体接触面での表面エネルギー
ｒ＝開口の半径
Σ＝付着張力（σSG−σLG）。
したがって、時々、小孔へのプロセス液体の動きに第一に関与するのは、この付着張力であり、液体−気体接触面の表面エネルギーではない。付着張力はこの固体の方向から湿潤ラインの単位長さに作用する力である。付着張力が第一のドライビングフォースである場合は、この浸透液の濡れ特性は下がる。
プロセス液体の表面濡れ特性（表面エネルギーによって決まる）は多孔性基材の物質混入において重要な性質であることは、この式からみてとることができる。このプロセス液体は、反対の力がこの毛管圧力とバランスするまでまたは小孔が完全に埋め尽くされるまで、小孔を埋め続ける。
この多孔性誘電材料の物質混入という結果をもたらす典型的なプロセス液体は、半導体の製造の間の湿式化学プロセスにおいて概して使用される液体であり、そしてそれゆえに当該技術分野で通常の能力によるものとして知られている。典型的なプロセス液体は、例えば、フォトレジストストリッパー、ポストアッシュおよびポストエッチ残留物除去剤、ＣＭＰスラリー、およびＣＭＰクリーニング溶液を含む。これらのプロセス液体は概して約２５〜約５０ダイン／ｃｍ（約２５ｘ１０−５〜約５０ｘ１０−５ニュートン／ｃｍ）の範囲の表面張力を有し、および例えば湿潤剤のような表面張力改質剤を含んでもよい。
このようなプロセス液体による物質混入の結果として、この多孔性誘電材料の誘電率は、例えばその元の値（これはこのプロセス液体の性質およびその多項誘電材料がこのプロセス液体に晒された時間に応じて決まる本来の値）から５０％増しで、上昇することがある。このような物質混入の結果としての誘電率の増加はここでは「第一の誘電率」と称する。
本発明の方法はまた、この基材をレストア流体に接触させるステップを含み、ここで該レストア流体は、多孔性誘電材料の少なくとも一の層において少なくとも一の取り込まれた液体の表面張力よりも低い表面張力を有する。ここで使用されるとおり、「レストア流体」という用語は、以下に記載される任意の流体を含み、物質混入した多孔性誘電材料と接触させると、少なくとも部分的に少なくとも一の混入物質を除去し、それによってこの材料の誘電率を下げる。そのようなものとして、このレストア流体はこの混入物質を除去する働きをし、それによってその誘電率およびその多孔性誘電材料の誘電特性以外のものをレストアする。本発明によるこのような混入物質の除去は、例えば置き換えまたは可溶化メカニズムの一部または全体で行われる。
レストア流体は、プロセス流体混入物質よりも低い表面張力、高い蒸気圧、および低粘度であることが好ましい。
本発明によるレストア流体は、プロセス液体の混入物質よりも低い表面張力を有する少なくとも一の成分と水を含む、これは他のものよりも低い表面張力を有する流体は概してより高い表面張力を有する流体に取って代わるからである。このレストア流体の表面張力は約２０からと約７０ダイン／ｃｍ（約２０ｘ１０−５からと約７０ｘ１０−５ニュートン／ｃｍ）が好ましく、約２０からと約６０ダイン／ｃｍ（約２０ｘ１０−５〜約６０ｘ１０−５ニュートン／ｃｍ）がより好ましく、そして約５０ダイン／ｃｍ（約５０ｘ１０−５ニュートン／ｃｍ）未満がもっとも好ましい。
本発明によるレストア流体は、この多孔性誘電材料と接触後すぐに蒸発しそれによって乾燥が容易なクリーンな表面を残すように、高い蒸気圧を有するのが好ましい。このレストア流体の沸点は、約３０℃〜約１００℃であることが好ましく、約４０℃〜約１００℃であることがより好ましく、９０℃未満であることがもっとも好ましい。
本発明において、水は様々なやり方で作用し、例えばこの組成物の一以上の固体成分を溶解するものとして、その成分のキャリアーとして、その残留物の除去を助けるものとして、この組成物の粘度改質剤として、および希釈剤として作用する。クリーニング組成物において採用される水は脱イオン（ＤＩ）水であることが好ましい。
ほとんどの用途に対して、水は、例えば、約１〜約９９質量％の水を含むと考えられている。本発明の他の好ましい実施態様は、約１０〜約９０質量％の水を含むことがある。さらに本発明の他の好ましい実施態様は、約３０〜約６０質量％の水を含むことがある。さらに本発明の他の好ましい実施態様は、約５０質量％の水を含むことがある。さらに本発明の他の好ましい実施態様は、他の成分が望ましい質量％になるような量の水を含むことがある。
本発明によるレストア流体はまた、プロセス液体混入物質の表面張力よりも低い表面張力を有する成分を少なくとも一含む。プロセス液体混入物質の表面張力よりも低い表面張力を有する少なくとも一の成分として使用するのに好適な、このような成分の例は、例えば水溶性有機流体を含む。ここで使用されるとおり、水溶性有機流体と関係する「水溶性」という用語は、このような有機流体が水に十分に溶解して結果としてその溶液中でこの有機流体が少なくとも１質量％の含有率をもたらすことを意味する。本発明によるレストア流体の成分として使用するのに好適な、このような水溶性有機流体は、例えばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、アセトン、アセトニトリル、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、メタノール、ジエチル−エーテル、およびこれらの混合物を含む。これらの流体の表面張力および沸点を表１に記載する。
本発明によるレストア流体は、水に加えてこのような成分を一以上含んでもよい。各成分の量は性能の要求に応じて変化してもよい。
本発明の好ましい実施態様において、そのレストア流体はイソプロピルアルコールを含む。例えば、本発明の好ましい一実施態様において、そのレストア流体は３０質量％未満のイソプロピルアルコールを含み、その残余分は水である。別の好ましい実施態様において、そのレストア流体は２５質量％以下のイソプロピルアルコールを含み、その残余分は水である。別の好ましい実施態様において、そのレストア流体は２０質量％以下のイソプロピルアルコールを含み、その残余分は水である。別の好ましい実施態様において、そのレストア流体は１５質量％以下のイソプロピルアルコールを含み、その残余分は水である。さらに別の好ましい実施態様において、そのレストア流体は１０質量％以下のイソプロピルアルコールを含み、その残余分は水である。さらに別の好ましい実施態様において、そのレストア流体は５質量％以下のイソプロピルアルコールを含み、その残余分は水である。本発明において採用される水は脱イオン（ＤＩ）水であることが好ましい。
本発明の方法による接触ステップは、基材を当業者に公知の流体に接触させる任意の好適な手段によって実施可能である。この接触ステップは、例えば、イマージョン、ＲＣＡ法、スプレー、またはシングルウェハープロセスを通じて−バッチプロセスかまたは個別のプロセスのいずれか−によって実施可能である。
本発明の一実施態様において、物質混入した多孔性材料はイマージョンによってイマージョンタンク中のレストア流体、例えばサンタクララプラスチック、サブミクロンシステムズ、セミファブ、サンコーエンジニアリング、およびダイニッポンによる製品、と接触させられる。イマージョンタンクは密閉系の装置、例えばＣＦＭテクノロジー社によって製作されたもの、であってもよい。このようなシステムでは、イマージョン時間は約１０秒〜約５分が好ましく、約３０秒〜約３分がさらに好ましく、約３０秒〜約１分がもっとも好ましい。随意的に、メガソニック伝送機または他の超音波デバイスをこのイマージョンタンクで使用して、この材料に存在するあらゆる混入物質を除去するのを助けることが可能である。
さらに他の実施態様において、レストア流体はブラシスクラバー、例えばポストＣＭＰクリーニング手順で使用されるようなもの、で物質混入した多孔性誘電材料に適用可能である。このブラシのスクラブ動作はこの混入物質の除去においてこの誘電材料の誘電特性をさらにレストアするのを助ける。
さらに他の実施態様において、この物質混入した多孔性材料をレストア流体の蒸気に晒すことが可能であり、ここでこの蒸気はこの小孔に浸透可能であり、および内部で凝集可能であり、それゆえに液体を形成する。この凝集した液体はその後小孔内部のあらゆる混入物質に取って代わり、この材料の誘電特性をレストアする。
さらに他の実施態様において、この物質混入した多孔性材料がレストア流体とともに圧力でスプレー可能であり、ここでこのレストア流体はこの小孔に浸透可能である。このレストア流体はその後小孔内部のあらゆる混入物質に取って代わり、この材料の誘電特性をレストアする。スプレープロセッサーは当業者に周知である。
任意の特定理論と結びつけることは意図しないが、接触ステップの間にレストア流体がここで記載したような機能を果たすと考えられる。少なくとも一の取り込まれた液体の表面張力よりも低い表面張力を有する少なくとも一の成分が、この小孔からこの少なくとも一の取り込まれた液体を追い出す（取って代わる）。この追い出しの後に、このレストア流体は、−それの全てまたは少なくとも一の成分として−その取り込まれた液体を可溶化することができるが、いずれにしろその小孔から運び去りそして流体のバルクへ運ぶ。
本発明の方法はまた、この基材を乾燥するステップも含み、ここでこの乾燥した基材の上の多孔性誘電材料は第二の誘電率を有し、これは第一の誘電率よりも低い。この乾燥ステップは任意の好適な手段、例えば熱をかけることによるまたは向心力による蒸発、乾燥した不活性ガスを基材に流すことによって、スピン−リンス−乾燥、イソプロピルアルコール蒸気乾燥、またはマラゴニ乾燥によって実施される。本発明の好ましい実施態様において、このレストア流体の全ての構成要素は乾燥の間に除去される。
本発明のフィルムの誘電率は当業者に公知の任意の手段によって測定可能である。例えば、このフィルムの屈折率の測定によって層間絶縁の誘電特性が評価可能であることは当業者に周知である。屈折率測定は誘電特性の変化を測定する早くて非破壊の方法である。材料の誘電率と屈折率の間の相関は、例えば刊行物 Principles of Optics - Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light by Max Born and Emi Wolf, Seventh (Expanded) Edition, Cambridge University Press (1999)の11〜14頁に、十分に記載されている。
この多孔性誘電材料はさらに随意的な熱処理ステップに晒すことも可能であり、ここではその材料は不活性環境または真空条件下で約１００℃〜約５００℃の温度に加熱することができ、そして約１００℃〜約３００℃に加熱することができることが好ましい。この随意的な熱処理ステップは、任意の残留液体をこの小孔から除去する機能を果たす。
この多孔性誘電材料は乾燥ステップ（および随意的な熱処理ステップ）が完了すると、第一の誘電率よりも低い第二の誘電率を有する。この「第二の」誘電率は第一の誘電率に比べて少なくとも部分的に好ましくレストアされ、これは、言い換えると、多孔性誘電材料の本来の誘電率よりも高い。第二の誘電率は多孔性誘電材料の本来の誘電率の少なくとも約１０％までレストアされるのが好ましい。第二の誘電率は多孔性誘電材料の本来の誘電率の少なくとも約５％までレストアされるのがさらに好ましい。第二の誘電率は多孔性誘電材料の本来の誘電率の少なくとも約３％までレストアされるのがもっとも好ましい。
別の実施態様において、本発明は、
少なくとも一の液体を取り込んだ混入物質、を含む多孔性誘電材料の少なくとも一の層、を含む基材を提供すること；
該基材をレストア流体に接触させること；ならびに
該基材を乾燥させること、
を含んでなる、多孔性誘電材料の誘電特性をレストアする方法であって、
ここで該多孔性誘電材料は第一の誘電率を有し、
該レストア流体は、少なくとも一の水溶性の有機流体と水とを含み、および該レストア流体の沸点が約３０℃〜約１００℃であり、表面張力が約２０〜約７０ダイン／ｃｍ（約２０ｘ１０−５〜約７０ｘ１０−５ニュートン／ｃｍ）であり、それにより取り込まれた液体を追い出し、且つ
該乾燥した基材は、該第一の誘電率より低い第二の誘電率を有し、および該第二の誘電率が実質的には任意のプロセス処理をする前の該多孔性材料の本来の誘電率である
ことを特徴とする方法、を提供する。
少なくとも一の液体を取り込んだ混入物質、を含む多孔性誘電材料の少なくとも一の層、を含む基材を提供すること；
該基材をレストア流体に接触させること；ならびに
該基材を乾燥させること、
を含んでなる、多孔性誘電材料の誘電特性をレストアする方法であって、
ここで該多孔性誘電材料は第一の誘電率を有し、
該レストア流体は、少なくとも一の水溶性の有機流体と水とを含み、および該レストア流体の沸点が約３０℃〜約１００℃であり、表面張力が約２０〜約７０ダイン／ｃｍ（約２０ｘ１０−５〜約７０ｘ１０−５ニュートン／ｃｍ）であり、それにより取り込まれた液体を追い出し、且つ
該乾燥した基材は、該第一の誘電率より低い第二の誘電率を有し、および該第二の誘電率が実質的には任意のプロセス処理をする前の該多孔性材料の本来の誘電率である
ことを特徴とする方法、を提供する。
当業者には以下の例を検討すれば本発明の追加的な対象、利点、および新規な特徴は明らかになるであろう、しかしこれは限定を意図するものではない。
以下の例は多孔性低誘電率フィルム ＰＤＥＭＳ（ペンシルバニア州、アレンタウンのエアプロダクツアンドケミカルズ(APCI)の登録商標であり、５０００オングストローム（Å）（５ｘ１０−７ｍ）の厚さのフィルム）で実施した。
誘電特性のレストアにおける低い表面張力の液体の影響
Coppeready（商標）ＣＰ７２Ｂ（ペンシルバニア州、アレンタウン、エアプロダクツアンドケミカルズ社）のクリーニング溶液を、Coppeready（商標）ＣＰ７２Ｂを１体積部に対して水２０体積部の割合でＤＩ水で希釈した。数ピースのウェハーを５分間このクリーニング溶液にイマージョンした（浸した）。これらのピースをその後ＤＩ水ですすぎそしてそれから窒素ガスを吹き付けて乾燥させ、そして屈折率を測定した。これらのピースをその後１分間３．９２質量％のＩＰＡ−水溶液にイマージョンした。表２で見られるとおり、この多孔性材料の誘電特性は、最終的にイソプロピルアルコールの溶液と接触させた後では、ほとんど元の値まで回復した。
Coppeready（商標）ＣＰ７２Ｂ（ペンシルバニア州、アレンタウン、エアプロダクツアンドケミカルズ社）のクリーニング溶液を、Coppeready（商標）ＣＰ７２Ｂを１体積部に対して水２０体積部の割合でＤＩ水で希釈した。数ピースのウェハーを５分間このクリーニング溶液にイマージョンした（浸した）。これらのピースをその後ＤＩ水ですすぎそしてそれから窒素ガスを吹き付けて乾燥させ、そして屈折率を測定した。これらのピースをその後１分間３．９２質量％のＩＰＡ−水溶液にイマージョンした。表２で見られるとおり、この多孔性材料の誘電特性は、最終的にイソプロピルアルコールの溶液と接触させた後では、ほとんど元の値まで回復した。
ＩＰＡ蒸気乾燥を介した誘電率の回復
Coppeready（商標）ＣＰ４１２１（ペンシルバニア州、アレンタウン、エアプロダクツアンドケミカルズ社）を使用する、ＩＰＥＣ４７２研磨機で、ＰＤＥＭＳフィルムを有するウェハーを研磨した。この研磨は、３０秒間、１．５ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）のダウンフォース、９０回転毎分（ＲＰＭ）のテーブル速度、および１５０ミリリットル毎分（ｍｌ／分）のスラリー流速で行った。研磨のためにポリテックスパッドを使用した。この研磨後、そのウェハーをSemitoolスピンリンスドライヤーでスピンリンス乾燥した。このフィルムを続いてSK international（ペンシルバニア州、アッパーダービー、１９０８２）の作成したＩＰＡ蒸気ドライヤーでＩＰＡ蒸気に晒した。このＩＰＡ浴の温度は１９０℃に維持した。ＩＰＡ蒸気の総暴露時間は９分であった。図１は研磨の前後およびＩＰＡ蒸気乾燥後の、ウェハーの直径に沿った種々の点で測定した屈折率のグラフである。誘電率がＩＰＡ蒸気乾燥でレストア可能であることが図１から明らかである。
Coppeready（商標）ＣＰ４１２１（ペンシルバニア州、アレンタウン、エアプロダクツアンドケミカルズ社）を使用する、ＩＰＥＣ４７２研磨機で、ＰＤＥＭＳフィルムを有するウェハーを研磨した。この研磨は、３０秒間、１．５ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）のダウンフォース、９０回転毎分（ＲＰＭ）のテーブル速度、および１５０ミリリットル毎分（ｍｌ／分）のスラリー流速で行った。研磨のためにポリテックスパッドを使用した。この研磨後、そのウェハーをSemitoolスピンリンスドライヤーでスピンリンス乾燥した。このフィルムを続いてSK international（ペンシルバニア州、アッパーダービー、１９０８２）の作成したＩＰＡ蒸気ドライヤーでＩＰＡ蒸気に晒した。このＩＰＡ浴の温度は１９０℃に維持した。ＩＰＡ蒸気の総暴露時間は９分であった。図１は研磨の前後およびＩＰＡ蒸気乾燥後の、ウェハーの直径に沿った種々の点で測定した屈折率のグラフである。誘電率がＩＰＡ蒸気乾燥でレストア可能であることが図１から明らかである。
誘電率レストアにおけるＩＰＡ濃度の影響
約２．５の誘電率のＰＤＥＭＳ（商標）フィルムの数ピースについて、その初期屈折率を測定した。いくつかのフィルムをCoppeready（商標）ＣＰ７２Ｂクリーニング溶液（ＤＩ水で２０：１に希釈した）に１分間イマージョンし、そしていくつかのフィルムは５分間イマージョンした。ＤＩ水ですすいだ後および窒素で吹き付け乾燥した後に、その屈折率を測定した。このフィルムをその後種々の脳小渡のＩＰＡを含むＩＰＡ水溶液でイマージョンした。表３および４は、これらのプロセスステップの結果としての、ＰＤＥＭＳ（商標）フィルムでの屈折率の変化を表にしたものである。回復％は、屈折率の回復％＝（ＣＰ７２Ｂイマージョン後の屈折率−ＩＰＡイマージョン後の屈折率）ｘ１００／（ＣＰ７２Ｂイマージョン後の屈折率−未処理のフィルムの初期屈折率）として計算した。
約２．５の誘電率のＰＤＥＭＳ（商標）フィルムの数ピースについて、その初期屈折率を測定した。いくつかのフィルムをCoppeready（商標）ＣＰ７２Ｂクリーニング溶液（ＤＩ水で２０：１に希釈した）に１分間イマージョンし、そしていくつかのフィルムは５分間イマージョンした。ＤＩ水ですすいだ後および窒素で吹き付け乾燥した後に、その屈折率を測定した。このフィルムをその後種々の脳小渡のＩＰＡを含むＩＰＡ水溶液でイマージョンした。表３および４は、これらのプロセスステップの結果としての、ＰＤＥＭＳ（商標）フィルムでの屈折率の変化を表にしたものである。回復％は、屈折率の回復％＝（ＣＰ７２Ｂイマージョン後の屈折率−ＩＰＡイマージョン後の屈折率）ｘ１００／（ＣＰ７２Ｂイマージョン後の屈折率−未処理のフィルムの初期屈折率）として計算した。
図２は、１分間および５分間の暴露時間でCoppeready（商標）ＣＰ７２Ｂにイマージョンした後に、上述した種々のＩＰＡ濃度のＩＰＡ溶液を使用した、屈折率の回復をプロットしたものである。図２にプロットしたデータから、わずか５．０％ＩＰＡ濃度のレストア流体を使用すると、誘電率が５０％程度回復可能であることが明らかである。２５％程度のＩＰＡ濃度のレストア流体を使用することによって、誘電率が１００％回復可能である。
誘電特性のレストアにおける種々のレストア流体の影響
Coppeready（商標）ＣＰ７２Ｂ（ペンシルバニア州、アレンタウン、エアプロダクツアンドケミカルズ社）のクリーニング溶液を、Coppeready（商標）ＣＰ７２Ｂを１体積部に対して水２０体積部の割合でＤＩ水で希釈した。ＰＤＥＭＳ（登録商標）低誘電率材料（ペンシルバニア州、アレンタウン、エアプロダクツアンドケミカルズ社）の層を有する数ピースのウェハーを５分間このクリーニング溶液にイマージョンした。これらのピースをその後ＤＩ水ですすぎそしてそれから窒素ガスを吹き付けて乾燥させ、そして屈折率を測定した。これらのピースをその後別々にアセトンを含むレストア流体、ＴＨＦを含むレストア流体、および酢酸エチルを含むレストア流体に１分間イマージョンして、この誘電率に関するレストア効果を比較した。表５および表６は、屈折率および誘電率の実質的なレストアがこの試験した溶媒で得られたことを説明している。
Coppeready（商標）ＣＰ７２Ｂ（ペンシルバニア州、アレンタウン、エアプロダクツアンドケミカルズ社）のクリーニング溶液を、Coppeready（商標）ＣＰ７２Ｂを１体積部に対して水２０体積部の割合でＤＩ水で希釈した。ＰＤＥＭＳ（登録商標）低誘電率材料（ペンシルバニア州、アレンタウン、エアプロダクツアンドケミカルズ社）の層を有する数ピースのウェハーを５分間このクリーニング溶液にイマージョンした。これらのピースをその後ＤＩ水ですすぎそしてそれから窒素ガスを吹き付けて乾燥させ、そして屈折率を測定した。これらのピースをその後別々にアセトンを含むレストア流体、ＴＨＦを含むレストア流体、および酢酸エチルを含むレストア流体に１分間イマージョンして、この誘電率に関するレストア効果を比較した。表５および表６は、屈折率および誘電率の実質的なレストアがこの試験した溶媒で得られたことを説明している。
以下の例は、誘電率２．２、フィルム厚４７５０オングストローム（Å）（４．７５ｘ１０−７ｍ）の多孔性低誘電率MesoElk（登録商標）フィルム（ペンシルバニア州、アレンタウンのエアプロダクツアンドケミカルズ(APCI)の登録商標）で実施した。
MesoElk（登録商標）フィルムの誘電特性のレストアにおける、レストア流体の影響
Coppeready（商標）ＣＰ７２Ｂ（ペンシルバニア州、アレンタウン、エアプロダクツアンドケミカルズ社）のクリーニング溶液を、Coppeready（商標）ＣＰ７２Ｂを１体積部に対して水２０体積部の割合でＤＩ水で希釈した。MesoElk（登録商標）多孔性オルガノシランガラス（ペンシルバニア州、アレンタウン、エアプロダクツアンドケミカルズ社）の層を有する数ピースのウェハーを５分間このクリーニング溶液にイマージョンした。これらのピースをその後ＤＩ水ですすぎそしてそれから窒素ガスを吹き付けて乾燥させ、そして屈折率を測定した。これらのピースをその後別々に種々の量のＩＰＡを含むレストア流体に１分間イマージョンした。表７は、屈折率の実質的なレストア、従って誘電率の実質的なレストアが得られたことを説明している。
Coppeready（商標）ＣＰ７２Ｂ（ペンシルバニア州、アレンタウン、エアプロダクツアンドケミカルズ社）のクリーニング溶液を、Coppeready（商標）ＣＰ７２Ｂを１体積部に対して水２０体積部の割合でＤＩ水で希釈した。MesoElk（登録商標）多孔性オルガノシランガラス（ペンシルバニア州、アレンタウン、エアプロダクツアンドケミカルズ社）の層を有する数ピースのウェハーを５分間このクリーニング溶液にイマージョンした。これらのピースをその後ＤＩ水ですすぎそしてそれから窒素ガスを吹き付けて乾燥させ、そして屈折率を測定した。これらのピースをその後別々に種々の量のＩＰＡを含むレストア流体に１分間イマージョンした。表７は、屈折率の実質的なレストア、従って誘電率の実質的なレストアが得られたことを説明している。
図３、４および５はそれぞれ１０、２０および３０％のＩＰＡレストア流体での処理前後のMesoElk（登録商標）のＩＲスペクトルである。処理後に、２９２０ｃｍ−１および２８６０ｃｍ−１のバンドの実質的な減少が顕著に観察される。
前述の例および実施態様の記載は、特許請求の範囲によって定義される本発明を限定するものではなく、説明するものとしてとらえるべきである。すぐに理解できるとおり、上記で説明された特徴の多くのバリエーションおよび組み合わせが、特許請求の範囲で説明される本発明から逸脱することなく、利用可能である。このようなバリエーションは添付された特許請求の範囲内であることが意図される。
Claims (31)
- 表面張力を有する少なくとも一の液体を取り込んだ混入物質、を含む多孔性誘電材料の少なくとも一の層、を含む基材を提供すること；
該基材をレストア流体に接触させること；ならびに
該基材を乾燥させること、
を含んでなる、多孔性誘電材料の誘電特性をレストアする方法であって、
ここで該少なくとも一の混入物質を含む多孔性誘電材料は第一の誘電率を有し、
該レストア流体は、多孔性誘電材料の少なくとも一の層において少なくとも一の取り込まれた液体の表面張力よりも低い表面張力を有する少なくとも一の成分と、水とを含み、且つ、
該乾燥した基材にある該多孔性誘電材料は、該第一の誘電率より低い第二の誘電率を有し、そして該レストア流体の全ての構成要素が乾燥の間に除去される
ことを特徴とする方法。 - 多孔性誘電材料が約４．０またはそれより低い誘電率である、請求項１に記載の方法。
- 少なくとも一の取り込まれた液体の表面張力が約２５〜約５０ダイン／ｃｍ（約２５ｘ１０−５〜約５０ｘ１０−５ニュートン／ｃｍ）である、請求項１に記載の方法。
- レストア流体の表面張力が約２０〜約７０ダイン／ｃｍ（約２０ｘ１０−５〜約７０ｘ１０−５ニュートン／ｃｍ）である、請求項１に記載の方法。
- レストア流体の沸点が約３０℃〜約１００℃である、請求項４に記載の方法。
- 前記少なくとも一の成分が、イソプロピルアルコール、アセトン、アセトニトリル、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、メタノール、ジエチル−エーテル、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
- レストア流体が３０質量％未満のイソプロピルアルコールを含む、請求項１に記載の方法。
- レストア流体が２５質量％以下のイソプロピルアルコールを含む、請求項７に記載の方法。
- レストア流体が２０質量％以下のイソプロピルアルコールを含む、請求項８に記載の方法。
- レストア流体が１５質量％以下のイソプロピルアルコールを含む、請求項９に記載の方法。
- レストア流体が１０質量％以下のイソプロピルアルコールを含む、請求項１０に記載の方法。
- レストア流体が５質量％以下のイソプロピルアルコールを含む、請求項１１に記載の方法。
- レストア流体が、水５０％とアセトン５０％の混合物、水５０％とＴＨＦ５０％の混合物、および水５０％と酢酸エチル５０％の混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
- イマージョンタンクで前記多孔性誘電材料をレストア流体に接触させる、請求項１に記載の方法。
- ブラシスクラバーを使用して前記多孔性誘電材料をレストア流体に接触させる、請求項１に記載の方法。
- スプレープロセッサーを使用して前記多孔性誘電材料をレストア流体に接触させる、請求項１に記載の方法。
- 乾燥ステップが蒸発、スピン−リンス−乾燥、イソプロピルアルコール蒸気乾燥、またはマラゴニ乾燥を通じて実施される、請求項１に記載の方法。
- 表面張力を有する少なくとも一の液体を取り込んだ混入物質、を含む多孔性誘電材料の少なくとも一の層、を含む基材を提供すること；
該基材をレストア流体に接触させること；ならびに
該基材を乾燥させること、
を含んでなる多孔性誘電材料の誘電特性をレストアする方法であって、
ここで該少なくとも一の混入物質を含む多孔性誘電材料は第一の誘電率を有し、
該レストア流体は、３０質量％以下のイソプロピルアルコールを含み、残りは水であり、且つ、
該乾燥した基材にある該多孔性誘電材料は、該第一の誘電率より低い第二の誘電率を有し、そして該レストア流体の全ての構成要素が乾燥の間に除去される
ことを特徴とする方法。 - レストア流体が２５質量％以下のイソプロピルアルコールを含む、請求項１８に記載の方法。
- レストア流体が２０質量％以下のイソプロピルアルコールを含む、請求項１９に記載の方法。
- レストア流体が１５質量％以下のイソプロピルアルコールを含む、請求項２０に記載の方法。
- レストア流体が１０質量％以下のイソプロピルアルコールを含む、請求項２１に記載の方法。
- レストア流体が５質量％以下のイソプロピルアルコールを含む、請求項２２に記載の方法。
- 少なくとも一の液体を取り込んだ混入物質、を含む多孔性誘電材料の少なくとも一の層、を含む基材を提供すること；
該基材をレストア流体に接触させること；ならびに
該基材を乾燥させること、
を含んでなる、多孔性誘電材料の誘電特性をレストアする方法であって、
ここで該多孔性誘電材料は第一の誘電率を有し、
該レストア流体は、少なくとも一の水溶性の有機流体と水とを含み、および該レストア流体の沸点が約３０℃〜約１００℃であり、表面張力が約２０〜約７０ダイン／ｃｍ（約２０ｘ１０−５〜約７０ｘ１０−５ニュートン／ｃｍ）であり、それにより取り込まれた液体を追い出し、且つ
該乾燥した基材は、該第一の誘電率より低い第二の誘電率を有し、および該第二の誘電率が実質的には任意のプロセス処理をする前の該多孔性材料の本来の誘電率である
ことを特徴とする方法。 - 前記少なくとも一の水溶性の有機流体が、イソプロピルアルコール、アセトン、アセトニトリル、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、メタノール、ジエチル−エーテル、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項２４に記載の方法。
- レストア流体が３０質量％未満のイソプロピルアルコールを含む、請求項２４に記載の方法。
- レストア流体が２５質量％以下のイソプロピルアルコールを含む、請求項２６に記載の方法。
- レストア流体が２０質量％以下のイソプロピルアルコールを含む、請求項２７に記載の方法。
- レストア流体が１５質量％以下のイソプロピルアルコールを含む、請求項２８に記載の方法。
- レストア流体が１０質量％以下のイソプロピルアルコールを含む、請求項２９に記載の方法。
- レストア流体が５質量％以下のイソプロピルアルコールを含む、請求項３０に記載の方法。
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