TW200303932A - Method of forming silicon-containing insulation film having low dielectric constant and high mechanical strength - Google Patents

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Yukihiro Mori
Satoshi Takahashi
Kiyohiro Matsushita
Atsuki Fukazawa
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Description

200303932 玖、發明說明 萌:發明所屬之技術領域、先前技術、內容、實施方式及圖式簡 單說明） 發明所屬之技術領域 本發明是有關於一種半導體技術，且特別是有關於一 種用電漿化學氣相沈積（CVD)裝置在半導體基底上形成具 有局機械強度的含砂絕緣層的方法。 先前技說 近幾年當半導體進步到可以符合高速與高密度的需 求，在多層導線技術領域中便開始要求降低導線之間電容 以避免訊號延遲。因爲爲了降低導線之間的電容，多層導 線絕緣層的介電常數需要降低，所以就開發出具有低介電 常數的絕緣層。 一般，氧化砂（SiOx)層的形成係以氧氣(〇2)、氧化氮(no) 或一氧化二氮(N20)作爲氧化劑，將其加入到比如SiH4與 Si(〇C2H5)4的含矽氣體源中，並加熱或電漿能到含矽氣體 源上而形成，這樣的薄膜之介電常數(ε)接近4.0。 相對的，以旋塗法用無機的氧化矽玻璃（SOG)材料， 可以形成介電常數(ε)接近2.3的低介電常數絕緣層。 以電漿CVD法用CxFyHz作爲氣體源，可以得到一個 介電常數(ε)接近2.0至2·4的低介電常數氟化非晶系碳層； 另外以電漿CVD法用含矽的碳氫化物（比如苯基三甲氧基 石夕甲院（phenyltrimethoxysilan，P-TMOS))作爲氣體源，可 以形成介電常數(ε)接近3.1的低介電常數介電層。另外， 以電漿CVD法，用具有複數個烷氧基的含矽碳氫化物作 10818pif.doc/008 7 200303932 爲氣體源，選擇薄膜的成長條件下可以形成介電常數（ε)接 近2.5的低介電常數介電層。 但是，上述的習知方式會有下列問題： 在用旋塗法形成無機的SOG絕緣層的情況中，發生 的問題包括材料特性無法均勻的分佈在矽基底上，且在塗 佈材料以後用來進行固化步驟的元件很貴。 在以電漿CVD法用CxFyHz作爲氣體源形成氟化非晶 系碳層的情況中，發生的問題包括像是低的耐熱性（攝氏 370度或更低）、對矽材料的附著力差、以及形成的薄膜機 械強度低等。 此外，在含矽的碳氫化物上，當使用P-TMOS時，因 爲P-TMOS含有三個烷氧基，聚合的寡聚物無法形成像矽 氧烷聚合物一樣的線狀結構，所以不會在矽基底上形成多 孔結構，因此介電常數無法降到預期的程度。 當使用含有兩個烷氧基的含矽碳氫化物時’聚合的寡 聚物可以在理想的薄膜形成條件下形成像矽氧烷聚合物一 樣的線狀結構，所以可以在矽基底上形成多孔結構’而介 電常數便可以降到預期的程度’但是在線狀結構的寡聚物 內還是會有一些問題，就是其中的鍵結強度弱且因此形成 的薄膜之機械強度低。 發明內容 因此，本發明的目的就是在提供一種形成具有低介電 常數及高機械強度的絕緣層之方法。 本發明的另一目的就是提供一種形成具低介電常數的 絕緣薄膜而不增加元件成本的方法。 10818pif.doc/008 8 200303932 爲達本發明之上述與其他目的，本發明提出一種形成 具有低介電常數的絕緣層之方法，包括下列步驟：一道將 反應氣體帶進反應室的步驟’其中反應氣體包括具有像是 多重烷氧基以及/或乙烯基等可交鍵官能基之含矽碳氫化 物、一種交鍵氣體以及一種惰性氣體；一道施以射頻電源 的步驟，利用全面覆蓋第一射頻電源以及第二射頻電源或 是單獨使用第一射頻電源，以在反應室內部產生一個電漿 反應電場；以及一道選擇個別氣體源的流速以及每個射頻 電源強度的步驟。 用來作爲氣體源時’具有可父鍵官能基之含砂碳氯化 物會單獨使用，或是與其他一或複數個比如具有一或複數 個可交鍵官能基之含矽碳氫化物作結合，可交鍵的官能基 包括但不限於烷氧基以及/或乙烯基。舉例來說，假如不 具有或有一個烷氧基的含矽碳氫化物被單獨使用，當有需 要用一個供氧氣體來補充氧氣時可以形成一個線狀的矽氧 烷寡聚物，但是在此情況中，很難利用交鍵氣體使寡聚物 交鍵而增加形成的薄膜之機械強度。不具有或有一個烷氧 基的含矽碳氫化物的使用量可以少於具有二或複數個烷氧 基的含矽碳氫化物，在一實施例中，爲了要壓倒性的或是 顯著的形成線狀的寡聚物，10%或更多(包括15%，20%，25%， 30%，40%，50%，60%，70%，80%，90%,以及 100%)的氣體 源是具有兩個烷氧基的含矽碳氫化物，較適當的，要用來 作爲氣體源，具有多重烷氧基的含矽碳氫化物要是一種線 狀化合物，比如二甲基二甲氧基矽甲烷 (dimethyldimethoxysilane，DMDMOS)或 1，3-二甲氧基四甲 10818pif.doc/008 9 200303932 基二石夕甲院(l?3-dimethoxy- tetramethyl-disiloxane, DMOTMDS)。具有一個環狀主要結構的含矽碳氫化物可以 在量少於線狀含矽碳氫化物的狀況下使用，在上述狀況 中’烷氧基包括-〇CnH2n+1(n爲1-4的整數），氣體源可以 是一種含有乙烯基的化合物，比如1，3-二乙烯四甲基二矽 甲院（l，3-divinyltetramethyldisiloxane)，其與具有院氧基的 化合物類似，這樣的化合物可以形成寡聚物。 用於交鍵氣體時，任何有適當反應性的氣體，像是 C02、乙二醇、1，2-丙二醇、異丙醇（IPA)、乙烯、N2或二 乙酸都可以用於含砂碳氣化物的交鍵寡聚物，舉例來說， 任何適當的醇、醚、以及/或未飽和的碳氫化物都可以被 使用，包括選自c^6的醇以及c4_12的環醇中的一種醇，以 及選自cv6的未飽和碳氫化物、c4_12的芳香碳氫未飽和化 合物、以及c4_12的脂環族碳氫未飽和化合物中的。在上 述的情況中，具有較多碳原子數的化合物包括但不限於： 1，4環己烷二醇(沸點150°C/20mm)、1，2,4_三乙烯環己烷(沸 點85-88t：/20mm)、1，4·環己烷二甲醇(沸點283°C)、以及 1,3-環戊烷二醇（沸點80-85t/0.1Torr);此外具有多重反 應基（“混合的”官能基，就是未飽和碳氫化物與醇的官能基) 的化合物也可以用來作爲交鍵劑，這包括但不限於：C3_20 的醚像是乙二醇乙烯醚H2C=CHOCH2OH(沸點143°C)、乙 二醇二乙烯醚 H2C=CHOCH2CH2OCH=CH2(沸點 125-127 °C)、以及1，4-環己烷二甲醇二乙烯醚（沸點I26t /14mm)(H2C=C(OH)-CH2)2-(CH2)6);以及 C5_12 的環烷醇乙 烯化合物，像是1-乙烯環六醇(沸點74°C/19mm)。有 10818pif.doc/008 10 200303932 用的反應氣體不僅限於上面所述而會在下列作進一步的說 明，要作爲一種惰性氣體，可以使用氬、氖、以及/或氦； 另外作爲一種供氧氣體，可以包括〇2、NO、03、H20或 N2〇，以在假如在含氧碳氫化物中不存在氧原子的氣體源 中供應氧氣。 在一實施例中，藉著全面覆蓋高頻RF電源以及低頻 RF電源，可以有效的進行寡聚物的交鍵，舉例來說，可 以使用具有2MHz或更高頻率的高頻RF電源以及具有低 於2MHz頻率的低頻RF電源的組合，低頻RF電源即使 在一個低電源狀態，像是〇.5W/cm2或更低(包括0.2, 0.1， 0.075, 0_05, 0.025W/cm2以及包括前面任二者的一個範圍） 時有效，相反的高頻RF電源會用在一個高電源狀態，像 是 1.5W/cm2 或更高（包括 2.0，2.25，2.5，2_75，3.0，3.25, 3.5W/cm2以及包括前面任二者的一個範圍），這樣的高電 源狀態可以增加形成的絕緣層之機械強度與沈積速率。 依照本發明的一實施例所述，透過利用交鍵氣體以及 選擇每個氣體的流速與射頻電源的電源強度，就可以有效 的形成具有低介電常數與高機械強度的具低介電常數之含 矽絕緣層。在此實施例中，透過形成由具有兩或複數個烷 氧基的含矽碳氫化物的剩餘物組成之寡聚物（也就是矽氧 烷聚合物）來達到低介電常數，而高機械強度則透過在保 有低介電常數下寡聚物的交鍵來達成，因此根據本發明的 實施例，可以在不增加元件成本下輕易的形成具有低介電 常數的絕緣層。 在上述的特徵下，本發明也提供了一種增加形成在半 10818pif.doc/008 11 200303932 導體基底上的絕緣層的機械強度之方法。在一實施例中， 比如根據氣體源的種類、交鍵氣體的種類以及RF電源的 強度，可以使絕緣層的介電常數爲2_8或更低(包括2.7, 2.6, 2.5, 2.4, 2.3, 2.2, 2.1，2.0以及包括前述任二者之一範圍）， 而其硬度(機械強度)爲l.OGPa或更高(包括1.25, 1.5, 1.75, 2.0, 2.25, 2.5, 2.75, 3.0以及包括前述任二者之一範圍）。 根據本發明的一實施例，可以在一基底上形成一層含 矽的絕緣層，其中薄膜是透過上述方法得到的一種電漿聚 合產物，此電漿聚合產物的結構之中個別具有複數個烷氧 基的含矽碳氫化物，會用一個選自CV6的醇類、cv6的醚 類、Cw的未飽和碳氫化物、C02與N2其中之一的交鍵劑 交鍵在一起。舉例來說，根據氣體源以及交鍵氣體的種類 以及電漿聚合反應的條件，此電漿聚合產物可能具有 2.5GPa或更高的硬度以及2.8或更低的介電常數；或是 l.OGPa或更高的硬度以及5.0Gpa或更高的彈性係數，而 其介電常數爲2.5或更低。在本發明中，聚合反應包括寡 聚合反應，而寡聚物包括(M)n的結構(M爲組成單元，η爲 2-50的整數，包括5-30以及10-20的範圍）。 本發明的其他目的、特徵與優點將會以實施例作進一 步詳細的說明。 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細說明如下： 實施方式= 在本發明的實施例中，提供一種利用電漿反應在一基 10818pif.doc/008 12 200303932 底上形成一含矽絕緣層之方法，包括步驟：（a)導入一反應 氣體到放置有一基底的一反應室中，其中該反應氣體包括 ⑴包括含有多重可交鍵官能基之一含矽碳氫化物的一氣體 源，（ii)一交鍵氣體，以及(iii)一惰性氣體；（b)施加射頻電 源以在該反應室內部產生一電漿反應空間；以及（c)控制該 反應氣體之一流動以及該射頻電源之一強度。在一實施例 中，提供一種利用電漿反應在一基底上形成一含矽絕緣層 之方法，包括步驟：（A)導入一反應氣體到放置有一基底 的一反應室中，其中該反應氣體包括(I)包括含有複數個烷 氧基之一含砂碳氫化物的一氣體源，（II)選自C的院醇、 ci-6的醚、Cw的未飽和碳氫化物、C02、N2其中之一的 一交鍵氣體，以及（III)一惰性氣體；（B)施加射頻電源以在 該反應室內部產生一電漿反應空間；以及（C)控制該反應 氣體之一流動以及該射頻電源之一強度。 如上所述，本發明包括各種實施例，舉例來說射頻電 源可以是尚頻電源與低頻電源的組合，此外高頻電源可以 有一個2MHz或更高的頻率(包括5，10，15, 20, 25, 30, 40, 5〇，60，以及70MHz，以及包括前述任兩者的一範圍），而 低頻電源可以有一個小於2MHz的頻率(包括1MHz，800, 600，400，200，100kHz，以及包括前述任兩者的一範圍）。 另外射頻電源也可以是單一頻率的電源，此射頻電源的強 度爲l_5W/cm2或更高，而當附帶有低頻電源時，高頻電 源的強度可以是1.5W/cm2或更高，而低頻電源的強度可 以是0.01W/cm2或更高。也可以施以多過兩個的rf電源 頻率，舉例來說，可以施加高頻電源(例如20-30MHZ)、中 10818pif.doc/008 13 200303932 頻電源(例如l-5MHz)以及低頻電源（比如200-800kHz)。 氣體源可以是分子式爲的一 種化合物，其中α爲1-3的整數，β爲2或3，η爲1-3的 整數，而R是連接到Si上的官能基，係選自（V12的碳氫 化物、Cm的氟化碳氫化物、CV12的過氟碳化物 (卩6^111〇1*〇〇&1^〇11)、11、0、？、（^、61*與1其中之一。在 一個實施例中，R是CV6的碳氫化物，而氣體源也可以是 包括一或多種上述的分子式的一個混合物；在一實施例 中，α爲1或2，而β爲2。這類的氣體源在美國專利第 6,352,945號、美國專利第6,383,955號、以及美國專利第 6,432,846號，這些都在本發明中作爲參考資料。在實施 例中，氣體源可以是二甲基二甲氧基矽甲烷（心111以1^1-dimethoxysilane，DM-DMOS)、1，3·二甲氧基四甲基二矽氧 院（l，3，dimethoxytetramethyldisiloxane，DMOTMDS)、或是 酚基甲基二甲氧基矽烷(PM-DMOS)，在使用時可以混合不 同的氣體源或是單獨使用一種氣體源，一種額外的分子， 二乙烯四甲基二石夕氧院（l，3-divinyltetramethyldisiloxane， [CH2=CH2Si(CH3) 2] 20, DVTMS)可會g會被用來作爲上述氣 體源的添加劑。這樣具有未飽和碳氫化物的含矽化合物可 以透過促進交鍵分子來改善機械強度。 舉例來說，根據氣體源的種類，反應氣體的流速以及 RF電源的強度會被控制，以形成一層硬度（機械強度）爲 l.OGPa或更高，或是2.5GPa或更高的絕緣層。 這邊提到的惰性氣體可以是任何適當的惰性氣體，包 括氬、氖與氦，反應氣體可以進一步包括一種供氧氣體， 10818pif.doc/008 14 200303932 此供氧氣體可以是任何可以提供氧的適當氣體’包括〇2、 NO、03、H20以及N20，在一個實施例中供氧氣體供應的 流速會小於氣體源，而情性氣體的供應流速約爲氣體源的 15-300%(在一實施例中爲50%或更高）。 在一實施例中，交鍵氣體可以是C2_4的烷醇類’像是 乙二醇、1,2-丙二醇以及異丙醇；在另外的實施例中，交 鍵氣體可以是C2_4的醚類，像是二乙醚；在再另一實施例 中，交鍵氣體可以是C2_4的未飽和碳氫化物，像是C2H4、 C3H4、C3H6、C4H8、C3H5 (CH3)以及 C3H4 (ch3) 2。假如具 有高碳數架構之化合物，像是c4_12的芳香族碳氫化物以 及C4_12的脂環族碳氫化物具有反應性的官能基，用來作 爲交鍵劑的話，這些化合物包括但不限於C4_12的環烷醇 像是1，4環己烷二醇（沸點150°c/20mm)、1，4-環己烷二甲 醇（沸點283 °C)以及1，3-環戊烷二醇（沸點80-85 t /O.lToir)，以及C4_12的脂環碳氫未飽和化合物，像是1，2,4-三乙烯環己烷(沸點85-88°C/20mm)。 此外，具有多重反應官能基（混合的官能基，像是有 未飽和碳氫化物以及醇的官能基）的化合物也可以用來作 爲交鍵劑，這些包括但不限於C3_2()的醚，像是乙二醇乙 烯醚H2C=CHOCH2OH(沸點143°C)、乙二醇二乙烯醚 H2C=CHOCH2CH2OCH=CH2(沸點 125-127°。）、以及 1，4-環 己烷二甲醇二乙烯醚（沸點126 °C /14mm)(H2C=C(OH)-CH2)2-(CH2)6);以及C5_12的環烷醇乙烯化合物，像是1_乙 烯環六醇（沸點74°C/19mm)，上面提到的高分子量的氣體 源會將具有預期交鍵根基結合在環狀化合物中，因爲這些 10818pif.doc/008 15 200303932 可以交鍵線狀的矽烷鏈，並使薄膜的密度降低的程度比其 他種類的氣體源還多，所以這些可以如預期的增加硬度(也 就是機械強度），但是不會影響到介電常數。 前述的交鍵氣體可以單獨使用或是自由組合，交鍵氣 體供應的流速要讓氣體源化合物的寡聚物有效的交鍵，藉 以增加形成在基底上的絕緣層之機械強度，交鍵氣體的流 速可以是氣體源的20-500%。 在一實施例中，反應氣體會在反應室的上游被激發， 在此實施例中，反應氣體可以在一個移動的電漿室中而不 是在反應器的上游被激發，薄膜會被沈積在位於反應器內 的一個基底上；氣體源與添加氣體（交鍵氣體以及/或惰性 氣體）會被導入到移動的電漿室中。在此情況中，反應空 間是由移動的電漿室的內部、反應器的內部以及連接移動 電漿室以及反應室的管路之內部組合而成，因爲使用移動 電漿室的內部，反應器的內部可以明顯的縮小，且因此上 電極與下電極之間的距離可以縮短，這不僅可以縮小反應 器，還可以均勻的控制在基底表面上的電漿，任合一種適 當的移動電漿室以及任何適當的操作條件都可以用於本發 明中，舉例來說，在2000年二月24日申請的美國專利申 請案第09/511,934號以及在2001年一月18日申請的美國 專利申請案第〇9/764,523號，與美國專利第5,788,778號 以及第5,788,799號專利中提到的裝置與條件都可以適 用，上述參考資料可以個別或組合應用。 此外，反應氣體的激發可以包括激發添加氣體並使激 發的添加氣體與氣體源接觸，反應氣體的激發可以在反應 l〇818pif.doc/008 16 200303932 器中或在反應器的上游進行；另外反應氣體的激發可以是 透過在移動電漿室內激發添加氣體，然後在移動電漿室的 下游把它跟氣體源混合在一起；再者反應氣體可以在一個 安裝於反應器的上游處之預熱室中加熱，反應氣體在反應 器中被激發，而薄膜則沈積在反應室內的基底上，氣體源 與添加氣體都會被導入到預熱室中。在此情況中，反應空 間是由預熱室的內部、反應器的內部以及連接移動預熱室 以及反應室的管路之內部組合而成，因爲使用預熱室的內 部，反應器的內部可以明顯的縮小，且因此上電極與下電 極之間的距離可以縮短，這不僅可以縮小反應器，還可以 均勻的控制在基底表面上的電漿，任合一種適當的移動電 漿室以及任何適當的操作條件都可以用於本發明中，舉例 來說前面提到的參考資料中的裝置與條件都可應用。 此外，反應氣體的激發包括激發添加氣體體並使激發 的添加氣體與氣體源接觸，在此實施例中，添加氣體可以 在一個移動電漿室中被激發，而氣體源在預熱室中被加 熱，被激發的添加氣體與氣體源會在此處接觸，而接著反 應氣體會流入用來沈積薄膜的反應器中，在此情況中，因 爲在移動電漿室中只有添加氣體，可以有效的避免在移動 電漿室的表面會有造成點火失誤而有顆粒沈積等不樂見的 情況發生，氣體源是在移動電漿室的下游與激發的添加氣 體混合在一起。 在另一個實施例中，像是使用高以及/或低頻輻射的 脈衝電漿這類選擇性的電漿條件可以用來進一步的穩定薄 膜沈積，舉例來說，1〇-100msec的循環以及10-90%的工 10818pif.doc/008 17 200303932 作效率（幅射的時間/(輻射的時間+不輸射的時間）)是較適 當的。 在本發明的另一方面，會提供一個方法來增進形成在 基底上的含矽絕緣層之機械強度，其步驟包括：（a)將選自 CV6的烷醇、的醚、Cl 6的未飽和碳氫化物、C02、N2 其中之一的交鍵氣體混合到一個含有複數個烷氧基之含矽 碳氫化物的氣體源，並加上惰性氣體；（b)把混合氣體作爲 反應氣體導入到放置有基底的反應室中；（c)施加射頻電源 以在該反應室內部產生一電漿反應空間；以及（d)控制該反 應氣體之一流動以及該射頻電源之一強度。之前提到的特 徵可以在此方面呈現出來。 爲了形成本發明的寡聚物，可以控制反應氣體的駐留 時間，這在美國專利第6,352,945號、第6,383,955號以及 第6,432,846號專利中均有揭露，這些資料都可以在本發 明中合倂引用作爲參考。 反應氣體的流速係根據RF電源的密度、根據反應選 定的壓力、以及氣體源與交鍵氣體的種類來決定，反應壓 力一般的範圍爲1-ΙΟΤοπ*，較適當爲3-7Torr，藉以可以維 持一個穩定的電漿，爲了延長反應氣體的駐留時間此反應 壓力會相對的高一點，反應氣體的整體流速會於降低形成 的薄膜之介電常數來說很重要，通常駐留的時間越長，對 應的介電常數就會越低。形成薄膜的氣體源之流速跟預計 沈積的速度以及欲形成薄膜的基底面積有絕對的關係，舉 例來說’爲了在一個基底[r(半徑)=l〇〇mm]上以300nm/min 的沈積速度形成一層薄膜，至少在反應氣體中的氣體源流 10818pif.doc/008 18 200303932 速至少要是5〇sccm(較佳是1⑼⑼sccm ’包括15〇，200, 250sccm) 〇 胃了旨周整在氣相中的反應，最好在反應室中加入小量 的彳育t生氣i體，氦氣與氣都是惰性氣體且分別具有不同的 第一游離能24.56eV與15.76eV，因此透過單獨或一起加 入預定量的氦氣或Μ氣’氣相的材料氣以 控制。另外或選擇性的氖氣（Ne)也可以用在同樣的目的 上。反應氣體的分子會在氣相中進行聚合反應，藉以形成 寡聚物，寡聚物的〇:Si比例預計爲1:1，但是當寡聚物在 基底上形成薄膜時’寡聚物會再進一步的進行聚合反應’ 而產生更高的含氧比例’此比例會隨著形成在基底上的薄 膜之介電常數或其他特性變化’由上述的內容以及反應效 能，提供氧可以調整在反應氣體內Si/O的比例。 本發明將會進一步的參考圖示作詳細的敘述。第1圖 繪示係根據本發明一實施例中，用於形成具有低介電常數 的絕緣層之電漿CVD裝置1，此電漿CVD元件1包括一 個反應室6，有一個支架3位於反應室6的內部’可以讓 半導體晶圓4放置於其上，此支架3會被一個加熱器2撐 住，此加熱器2會讓半導體晶圓4的溫度維持在給定的溫 度上（比如攝氏350度至450度），支架3也可以用來作爲 產生電漿的電極之一，並穿過反應室6被接地11。在反應 室6內部的天花板上，會平行且相對於支架3放置一個沖 洗頭9，此沖洗頭9在其底部有許多的小洞，透過這些小 洞’雖然氣體源、交鍵氣體以及惰性氣體可以用不同的線 路（未顯示）分別的供應到反應室中，在下面提到的反應氣 10818pif.doc/008 19 200303932 體（包括氣體源、交鍵氣體、惰性氣體、以及假如有的話 還有其他的添加氣體)會被均勻的射往半導體晶圓4。在沖 洗頭9的中心，會有一個反應氣體注入埠5，而反應氣體 會透過一條氣體線路（未顯示)被帶入到沖洗頭9內，此氣 體注入埠5會與反應室6電性隔離，此沖洗頭9也會被用 來作爲其他電極以產生電槳，並連接到裝設在外部的第一 射頻電源與第二射頻電源上；以此結構會在半導體晶圓4 的附近產生一個電漿反應空間，在反應室6的底部會有一 個排放埠10連接到外部的一個真空幫浦(未顯示）上。 根據本發明之一實施例提供的形成具有低介電常數的 絕緣層的方法說明於下，此方法包括將反應氣體通過反應 氣體注入埠5帶到沖洗頭9內的步驟，其中反應氣體包括 一級氣體源、二級氣體源(交鍵氣體以及選擇的供氧氣體）、 以及添加氣體（一種惰性氣體），一級氣體源是一種具有多 重烷氧基的含矽碳氫化物，且較佳是二甲基二甲氧基矽甲 烷（DM-DMOS)或是1，3-二甲氧基四甲基二矽院 (DMOTMDS)，二級氣體源是C02或是像是乙二醇、1，2-丙 二醇以及異丙醇(IPA)的醇類、像是至少具有一個未飽和鍵 的乙烯之碳氫化物、N2或是像是二乙醚等醚類。當需要控 制Si/O的比例時，可以進一步的加入02、〇3、NO、h2〇 或N20作爲二級氣體源，添加氣體是一種沒活性的氣體， 像是氬氣、氖氣、以及/氦氣。 爲了製作表面具有水平以及/或不同組成的材料，特 別是在薄膜一開始的界面以及最後的上層表面處，可以使 用急升或不同的氣體流以及/或單獨選擇氣體組合。 10818pif.doc/008 20 200303932 另外，根據本發明實施例的形成具有低介電常數絕緣 層的方法包括一個全面施以第一射頻電源以及第二射頻電 源的步驟，或是單獨施以第一射頻電源到沖洗頭9的步驟， 第一射頻電源7的頻率較佳爲2MHz或更高，第二射頻電 源8的頻率較佳爲2MHz或更低。利用施加設頻電源到沖 洗頭9,會在半導體晶圓4的附近產生一個電漿反應空間， 通過反應氣體注入璋5帶進的反應氣體會被激發成電漿， 而在半導體晶圓上會形成預計的絕緣層。 利用本發明實施例提到的步驟，利用導入像是乙二 醇、1，2-丙二醇以及異丙醇等醇類、像是含有至少一個未 飽和鍵的乙烯等碳氫化物、N2或是其他作爲二級氣體源的 醚類像是二乙醚，可以連接線狀的寡聚物’且可以在維持 低介電常數的情況下改善薄膜的機械強度。另外’透過全 面施以第一射頻電源以及第二射頻電源’可以更進一步的 改善薄膜的機械強度。 此外，本發明的一實施例提到一種形成具有低介電常 數的絕緣層之方法，包括一道選擇個別氣體的流速以及第 一與第二射頻電源的輸出之步驟，選擇輸出的範例將敘述 如下，在這些範例中，第一射頻電源7的頻率爲27.12MHz， 第二射頻電源8的頻率被固定在400kHz，也可以使用這 些値以外的頻率。 在這些範例中，利用選擇個別氣體的流速以及第一與 第二射頻電源的輸出，當使用二甲基二甲氧基矽甲烷作爲 一級材料時，可以形成介電常數爲2.8或更低，薄膜硬度 爲2.5GPa或更高的絕緣層，用1，3-二甲氧基四甲基二矽 10818pif.doc/008 21 200303932 ^院爲一級材料時，可以形成介電常數爲2·5或更低，薄 月旲硬度爲1.0GPa或更高，而彈性係數爲5.〇GPa或更高的 絕緣層。 範例 根據本發明提供形成具有低介電常數的絕緣層之方 法’選擇個別氣體的流速以及個別的射頻電源之輸出的範 例列舉如下： <範例1> 利用第1圖所示的電漿CVD元件，可以進行一個在 0300mm的矽基底上形成一層絕緣層的範例。 實驗條件： 一級氣體：DM-DMOS (二甲基二甲氧基矽甲烷）200sccm。 二級氣體：C02 500sccm 〇2 〇 至 200sccm 額外的氣體：He 400sccm 第一射頻電源：27.12MHz 2.8 W/cm2 第二射頻電源：400kHz O.lW/cm2 第2圖是在上述的實驗條件下，當〇2的流速由0至 200sccm時，介電常數與薄膜的硬度之關係圖，此圖表證 明了在上述的實驗條件下，要形成具有介電常數爲2.8或 更低而薄膜硬度爲2.5Gpa或更高的絕緣層時，〇2的理想 流速爲50至150sccm。 <範例2> 利用第1圖所示的電漿CVD元件，可以進行一個在 10818pif.doc/008 22 200303932 0300mm的砂基底上形成一層絕緣層的範例。 實驗條件： 一級氣體：DM-DMOS (二甲基二甲氧基矽甲烷）200sccm。 二級氣體：C02 0 至 lOOOsccm 〇2 lOOsccm 額外的氣體：He 400sccm 第一射頻電源：27.12MHz 2.8 W/cm2 第二射頻電源：400kHz 0.1W/cm2 第3圖是在上述的實驗條件下，當（：〇2的流速由〇至 lOOOsccm時介電常數與薄膜的硬度之關係圖，此圖表證明 了在上述的實驗條件下，要形成具有介電常數爲2.8或更 低而薄膜硬度爲2.5Gpa或更高的絕緣層時，C02的理想流 速爲 100 至 900sccm。 。 <範例3> 利用第1圖所示的電漿CVD元件，可以進行一個在 0300mm的矽基底上形成一層絕緣層的範例。 實驗條件： 一級氣體：DM-DMOS (二甲基二甲氧基砂甲院）200sccm。 二級氣體：C02 500sccm 〇2 lOOsccm 額外的氣體：He 400sccm 第一射頻電源：27.12MHz 2.8 W/cm2 第二射頻電源：400kHz 0至0.5W/cm2 第4圖是在上述的實驗條件下，當第二射頻電源的電 10818pif.doc/008 23 200303932 源密度由0至0.5W/cm2時，介電常數與薄膜的硬度之關 係圖，此圖表證明了在上述的實驗條件下，要形成具有介 電常數爲2.8或更低而薄膜硬度爲2.5Gpa或更高的絕緣層 時，第二射頻電源的電源密度的理想電源密度爲0.025至 0.4W/cm2。 <範例4> 利用第1圖所示的電漿CVD元件，可以進行一個在 0300mm的砍基底上形成一層絕緣層的範例。 實驗條件： 一級氣體：DM-DMOS (二甲基二甲氧基矽甲烷）200sccm。 二級氣體：〇H-CH2-CH2-OH(乙二醇）0 至 200sccm 額外的氣體：He 400sccm 第一射頻電源：27.12MHz 2.5 W/cm2 第二射頻電源：400kHz 0.1 W/cm2 第5圖是在上述的實驗條件下，當乙二醇的流速由0 至200sccm時介電常數與薄膜的硬度之關係圖，此圖表證 明了在上述的實驗條件下，要形成具有介電常數爲2.8或 更低而薄膜硬度爲2.5Gpa或更高的絕緣層時，乙二醇的 理想流速爲50至lOOsccm。 <範例5> 利用第1圖所示的電漿CVD元件，可以進行一個在 0300mm的矽基底上形成一層絕緣層的範例。 實驗條件： 10818pif.doc/008 24 200303932 一^級氣體：DM-DMOS (一*甲基—^甲氧^基砂甲{兀）200sccm ° 二級氣體：0H-CH2-CH2-0H(乙二醇）0 至 200sccm 額外的氣體：He 400sccm 第一射頻電源：27.12MHz 2.5 W/cm2 第二射頻電源：400kHz 〇W/cm2 第6圖是在上述的實驗條件下，當乙二醇的流速由〇 至200sccm時介電常數與薄膜的硬度之關係圖，此圖表證 明了在上述的實驗條件下，要形成具有介電常數爲2.8或 更低而薄膜硬度爲2.5Gpa或更高的絕緣層時，乙二醇的 理想流速爲1〇〇至15〇sccm。 <範例6> 利用第1圖所示的電漿CVD元件，可以進行一個在 0300mm的砂基底上形成一層絕緣層的範例。 實驗條件： 一級氣體：DM-DMOS (二甲基二甲氧基矽甲烷）150sccm。 二級氣體：1，2-丙二醇 〇至40〇sccm 額外的氣體：He 300sccm 第一射頻電源：27.12MHz 2.2 W/cm2 第二射頻電源：400kHz 〇.〇75W/cm2 第7圖是在上述的實驗條件下，當1，2_丙二醇的流速 由0至40〇SCCm時介電常數與薄膜的硬度之關係圖，此圖 表證明了在上述的實驗條件下，要形成具有介電常數爲2.8 或更低而薄膜硬度爲2.5Gpa或更高的絕緣層時，1，2-丙二 醇的理想流速爲50至300sccm。 10818pif.doc/008 25 200303932 <範例7> 利用第1圖所示的電漿CVD元件，可以進行一個在 0300mm的砂基底上形成一層絕緣層的範例。 實驗條件： 一級氣體：DM-DMOS (二甲基二甲氧基矽甲烷）150sccm。 二級氣體：1，2·丙二醇 0至400sCCm 額外的氣體：He 300sccm 第一射頻電源：27.12MHz 2.2 W/cm2 第二射頻電源：400kHz OW/cm2 第8圖是在上述的實驗條件下，當1，2-丙二醇的流速 由0至40〇Sccm時介電常數與薄膜的硬度之關係圖，此圖 表證明了在上述的實驗條件下，要形成具有介電常數爲2.8 或更低而薄膜硬度爲2.5Gpa或更高的絕緣層時，1，2-丙二 醇的理想流速爲200至300sccm。 <範例8> 利用第1圖所示的電漿CVD元件，可以進行一個在 0300mm的砂基底上形成一層絕緣層的範例。 實驗條件= 一級氣體：DM-DMOS (二甲基二甲氧基矽甲烷）200sccm。 二級氣體：CH2=CH2(乙烯）0 至 500sccm 額外的氣體·· He 300sccm 第一射頻電源：27·12ΜΗζ 2.0 W/cm2 第二射頻電源：400kHz 0.05W/cm2 10818pif.doc/008 26 200303932 第9圖是在上述的實驗條件下，當乙烯的流速由0至 500sccm時介電常數與薄膜的硬度之關係圖，此圖表證明 了在上述的實驗條件下，要形成具有介電常數爲2.8或更 低而薄膜硬度爲2.5Gpa或更高的絕緣層時，乙烯的理想 流速爲50至450sccm。 <範例9> 利用第1圖所示的電漿CVD元件，可以進行一個在 0300mm的砂基底上形成一層絕緣層的範例。 實驗條件： 一級氣體：DM-DMOS (二甲基二甲氧基矽甲烷）200sccm。 二級氣體：CH2=CH2(乙烯）0 至 500sccm 額外的氣體：He 400sccm 第一射頻電源：27·12ΜΗζ 2.0 W/cm2 第二射頻電源：400kHz OW/cm2 第10圖是在上述的實驗條件下，當乙烯的流速由〇 至500sccm時介電常數與薄膜的硬度之關係圖，此圖表證 明了在上述的實驗條件下，要形成具有介電常數爲2.8或 更低而薄膜硬度爲2.5Gpa或更高的絕緣層時，乙烯的理 想流速爲300至450sccm。 <範例1〇> 利用第1圖所示的電漿CVD元件，可以進行一個在 0300mm的矽基底上形成一層絕緣層的範例。 實驗條件： 10818pif.doc/008 27 200303932 一級氣體：DM-DMOS (二甲基二甲氧基矽甲烷）200sccm。 二級氣體：〇2 lOOsccm N2 0 至 500sccm 額外的氣體：He 400sccm 第一射頻電源：27.12MHz 1.6 W/cm2 第二射頻電源：400kHz 0.1W/cm2 第11圖是在上述的實驗條件下，當N2的流速由0至 50〇SCCm時介電常數與薄膜的硬度之關係圖，此圖表證明 了在上述的實驗條件下，要形成具有介電常數爲2.8或更 低而薄膜硬度爲2.5Gpa或更高的絕緣層時，N2的理想流 速爲 100 至 400sccm。 <範例11> 利用第1圖所示的電漿CVD元件，可以進行一個在 0300mm的矽基底上形成一層絕緣層的範例。 實驗條件： 一級氣體：DM-DMOS (二甲基二甲氧基矽甲烷）200sccm。 一級氣體：〇2 lOOsccm N2 0 至 500sccm 額外的氣體：He 400sccm 第一射頻電源：27_12MHz 1.6 W/cm2 第二射頻電源：400kHz OW/cm2 第12圖是在上述的實驗條件下，當n2的流速由〇至 500sccm時介電常數與薄膜的硬度之關係圖，此圖表證明 了在上述的實驗條件下，要形成具有介電常數爲2.8或更 10818pif.doc/008 28 200303932 低而薄膜硬度爲2.5Gpa或更高的絕緣層時，n2的理想流 速爲 200 至 400sccm。 <範例12> 利用第1圖所示的電漿CVD元件，可以進行一個在 0300mm的矽基底上形成一層絕緣層的範例。 實驗條件： 一級氣體：DMOTMDS (1,3-二甲氧基四乙基二矽烷） 200sccm 〇 二級氣體：〇2 lOOsccm 異丙醇(IPA) 0 至 500sccm 額外的氣體：He 200sccm 第一射頻電源：27.12MHz 2.5 W/cm2 第二射頻電源：400kHz 0.05W/cm2 表1與第13圖是在上述的實驗條件下，當異丙醇的 流速由〇至500sccm時介電常數與薄膜的硬度/彈性係數 之關係圖，此圖表證明了在上述的實驗條件下，要形成具 有介電常數爲2.5或更低而薄膜硬度爲l.OGpa或更高而彈 性係數爲5.OGpa或更高的絕緣層時，異丙醇的理想流速 爲 50 至 450sccm。 10818pif.doc/008 29 200303932 表1 流速（seem) 介電常數ε 硬度H(GPa) 彈性係數EM(Gpa) 0 2.41 0.90 4.2 50 2.42 1.10 5.8 100 2.43 1.20 6.3 200 2.44 1.30 7.0 300 2.46 1.40 7.6 400 2.47 1.50 8.2 450 2.49 1.54 8.5 500 2.54 1.58 8.8 <範例13> 利用第1圖所示的電漿CVD元件，可以進行一個在 0300mm的矽基底上形成一層絕緣層的範例。 實驗條件： 一級氣體：DMOTMDS (1,3-二甲氧基四乙基二矽烷） 200sccm 〇 二級氣體：〇2 lOOsccm 異丙醇(IPA) 0 至 500sccm 額外的氣體：He 200sccm 第一射頻電源：27.12MHz 2.5 W/cm2 第二射頻電源：4〇〇kHz OW/cm2 表2與第I4圖是在上述的實驗條件下，當異丙醇的 流速由0至500sccm時介電常數與薄膜的硬度/彈性係數 之關係圖，此圖表證明了在上述的實驗條件下，要形成具 108l8pif.doc/008 30 200303932 有介電常數爲2.5或更低而薄膜硬度爲l.OGpa或更高而彈 性係數爲5.OGpa或更高的絕緣層時，異丙醇的理想流速 爲 50 至 450sccm。 表2 流速（seem) 介電常數ε 硬度H(GPa) 彈性係數EM(Gpa) 0 2.40 0.80 3.8 50 2.42 1.00 5.3 100 2.43 1.10 5.8 200 2.44 1.20 6.6 300 2.46 1.30 7.2 400 2.47 1.40 7.7 450 2.48 1.46 7.9 500 2.52 1.50 8.2 <範例14> 利用第1圖所示的電漿CVD元件，可以進行一個在 0300mm的矽基底上形成一層絕緣層的範例。 實驗條件： 一級氣體：DMOTMDS (1，3-二甲氧基四乙基二矽烷） 200sccm ° 二級氣體：〇2 150sccm 二乙醚 0至500sccm 額外的氣體：He 250sccm 第一射頻電源：27.12MHz 2.3 W/cm2 第二射頻電源：400kHz 0.075W/cm2 31 10818pif.doc/008 200303932 表3與第15圖是在上述的實驗條件下，當乙二醚的 流速由0至5〇〇sccm時介電常數與薄膜的硬度/彈性係數 之關係圖，此圖表證明了在上述的實驗條件下，要形成具 有介電常數爲2·5或更低而薄膜硬度爲l.OGpa或更高胃^ 性係數爲5.OGpa或更高的絕緣層時，乙二醚的理想流、、束 爲 50 至 400sccm。 表3 # 流速（seem) 介電常數ε 硬度H(GPa) 彈性係數 0 2.43 0.85 --— 4.0 50 2.44 1.08 5.8 100 2.45 1.17 6.3 200 2.46 1.22 7.1 300 2.48 1.36 7.6 400 2.49 1.39 ' 7.8 450 2.57 1.40 7.9 500 2.54 1.44 8.0 <範例15> 利用第1圖所示的電漿CVD元件，可以進行〜個在 0300mm的砂基底上形成一層絕緣層的範例。 實驗條件： 一級氣體：DMOTMDS (1,3-二甲氧基四乙基二矽烷） 200sccm 〇 二級氣體：〇2 150sccm 二乙醚 0至500sccm 10818pif.doc/008 32 200303932 額外的氣體：He 250sccm 第一射頻電源：27·12ΜΗζ 2.3 W/cm2 第二射頻電源·· 400kHz OW/cm2 表4與第16圖是在上述的實驗條件下，當二乙醚的 流速由0至500sccm時，介電常數與薄膜的硬度/彈性係 數之關係圖，此圖表證明了在上述的實驗條件下，要形成 具有介電常數爲2·5或更低而薄膜硬度爲l.OGpa或更高而 彈性係數爲5.〇Gpa或更高的絕緣層時，二乙醚的理想流 速爲100至400sccm。 鲁 表4 、------- 流速(sccm) 介電常數ε 硬度H(GPa) 彈性係數EM(Gpa) 0 —---------- 2.42 0.80 3.7 50 _______—- 2.43 0.96 4.9 100 ^---------- 2.44 1.04 5.6 200 --------- 2.45 1.16 6.3 300 —___— -- 2.47 1.24 7.1 400 ^--------- 2.48 1.31 7.5 450 ____—-- 2.51 1.35 7.6 500 _____ 2.55 1.38 7.8 如上所述’根據本發明的實施例提供形成具低介電常 數的絕緣層之方法，透過選擇氣體的流速以及射頻電源的 電源密度，可以形成具有低介電常數以及高硬度的絕緣 層。另外，利用本發明實施例提供的形成具低介電常數絕 緣層的方法’可以不需要增加元件成本就輕易的形成具低 10818pif.doc/008 33 200303932 介電常數的絕緣層。 雖然本發明已經舉了一些明確的範例，對於熟習此技 藝者而言還是可以作其他範例的應用，因此本發明的範圍 只受下列的專利申請範圍之限制，本發明包括各種實施樣 態並不限於上述的範例，本發明特別包括但不限於下列實 施例以及前述與後述實施例的任何組合： 1) 一種利用電漿CVD法形成具有低介電常數絕緣層 的方法，包括將一反應氣體帶入到反應室的步驟，其中反 應氣體包括具有多重烷氧基的含矽碳氫化物、co2、以及 及氬氣與/或氦氣；全面覆蓋第一射頻電源與第二射頻電 源以施加射頻電源的步驟，或是僅施加第一射頻電源的步 驟以在反應室的內部產生一個電漿反應電場；以及選擇上 述個別氣體的流速以及每一射頻電源的輸出之步驟。 2) 如第1項所述的方法，其中具有多重烷氧基的含矽 碳氬化物爲一甲基—^甲氧基砂甲院（dimethyl-dimethoxysilane) 〇 3) 如第1項所述的方法，其中具有多重烷氧基的含矽 碳氫化物爲1，3-二甲氧基四甲基二矽氧烷（1，3-dimethoxytetramethyldisiloxane) 〇 4) 如第1項至第4項所述的方法，其中在反應氣體中 會進一步的包括02或N20。 5) —種用電漿CVD法形成具有低介電常數的絕緣層， 包括一道將反應氣體帶入反應室內的步驟，其中反應氣體 包括具有多重烷氧基的含矽碳氫化物、醇、以及氬氣及/ 或氦氣；一道覆蓋第一射頻電源以及第二射頻電源以提供 l〇818pif.doc/008 34 200303932 射頻電源的步驟或是僅施以第一射頻電源之步驟，以在反 應室內部產生電漿反應電場；以及一道選擇前述個別氣體 的流速以及每一射頻電源的輸出之步驟。 6) 如第5項所述之方法，其中具有多重烷氧基的含矽 碳氫化物爲二甲基二甲氧基矽甲烷(DM-DMOS)。 7) 如第5項所述之方法，其中具有多重烷氧基的含矽 碳氫化物爲1，3-二甲氧基四甲基二矽氧烷(DMOTMDS)。 8) 如第5項所述之方法，其中醇爲乙二醇。 9) 如第5項所述之方法，其中醇爲1，2-丙二醇。 1〇)如第5項所述之方法，其中醇爲異丙醇。 11) 如第5項至第10項中任一項所述之方法，其中會 進一步包含〇2或N20作爲氣體源。 12) —種用電漿CVD法形成具有低介電常數的絕緣 層，包括一道將反應氣體帶入反應室內的步驟，其中反應 氣體包括具有多重烷氧基的含矽碳氫化物、一種含有至少 一個未飽和基的碳氫化物、以及氬氣及/或氦氣；一道覆 蓋第一射頻電源以及第二射頻電源以提供射頻電源的步驟 或是僅施以第一射頻電源之步驟，以在反應室內部產生電 漿反應電場；以及一道選擇前述個別氣體的流速以及每一 射頻電源的輸出之步驟。 13) 如第12項所述之方法，其中具有多重烷氧基的含 矽碳氫化物爲二甲基二甲氧基矽甲烷(DM-DMOS)。 14) 如第12項所述之方法，其中具有多重烷氧基的含 矽碳氫化物爲1，3_二甲氧基四甲基二矽氧烷 (DMOTMDS)。 10818pif.doc/008 35 200303932 15) 如第12項所述之方法，其中至少有一個未飽和建 的碳氫化物爲乙烯。 16) 如第12項至第15項所述之方法，其中會進一步 包含〇2或N20作爲氣體源。 17) —種用電漿CVD法形成具有低介電常數的絕緣 層，包括一道將反應氣體帶入反應室內的步驟，其中反應 氣體包括具有多重烷氧基的含矽碳氫化物、一種含有至少 一個未飽和基的碳氫化物、N2、以及氬氣及/或氦氣；一 道覆蓋第一射頻電源以及第二射頻電源以提供射頻電源的 步驟或是僅施以第一射頻電源之步驟，以在反應室內部產 生電漿反應電場；以及一道選擇前述個別氣體的流速以及 每一射頻電源的輸出之步驟。 18) 如第17項所述之方法，其中具有多重烷氧基的含 矽碳氫化物爲二甲基二甲氧基矽甲烷(DM-DMOS)。 19) 如第17項所述之方法，其中具有多重烷氧基的含 矽碳氫化物爲1，3-二甲氧基四甲基二矽氧烷 (DMOTMDS)。 20) 如第17項至第19項所述之方法，其中會進一步 包含〇2或N20作爲氣體源。 21) —種用電漿CVD法形成具有低介電常數的絕緣 層，包括一道將反應氣體帶入反應室內的步驟，其中反應 氣體包括具有多重烷氧基的含矽碳氫化物、一種含有至少 一個未飽和基的碳氫化物、醚、以及氬氣及/或氦氣；一 道覆蓋第一射頻電源以及第二射頻電源以提供射頻電源的 步驟或是僅施以第一射頻電源之步驟，以在反應室內部產 10818pif.doc/008 36 200303932 生電漿反應電場；以及一道選擇前述個別氣體的流速以及 每一射頻電源的輸出之步驟。 22) 如第21項所述之方法，其中具有多重烷氧基的含 矽碳氫化物爲二甲基二甲氧基矽甲烷(DM-DMOS)。 23) 如第21項所述之方法，其中具有多重烷氧基的含 矽碳氫化物爲1，3-二甲氧基四甲基二矽氧烷 (DMOTMDS)。 24) 如第21項所述之方法，其中的醚爲乙二醚。 25) 如第21項至第24項所述之方法，其中會進一步 包含02或N20作爲氣體源。 圖式簡單說明 第1圖繪示爲在本發明中用於形成絕緣層的電漿CVD 裝置； 第2圖繪示係依照本發明一實施例，顯示當改變02 的流速時介電常數與硬度之間關係的圖表； 第3圖繪示係依照本發明一實施例，顯示當改變C02 的流速時介電常數與硬度之間關係的圖表； 第4圖繪示係依照本發明一實施例，顯示當改變低頻 RF電源的電源密度時介電常數與硬度之間關係的圖表； 第5圖繪示係依照本發明一實施例，顯示當改變乙二 醇的流速時介電常數與硬度之間關係的圖表； 第6圖繪示係依照本發明一實施例，顯示當沒有低頻 RF電源(LF電源）下改變乙二醇的流速時介電常數與硬度 之間關係的圖表； 第7圖繪示係依照本發明一實施例，顯示當改變1,2- 10818pif.doc/008 37 200303932 丙二醇的流速時介電常數與硬度之間關係的圖表； 第8圖繪示係依照本發明一實施例，顯示當沒有低頻 RF電源(LF電源）下改變1，2-丙二醇的流速時介電常數與 硬度之間關係的圖表； 第9圖繪示係依照本發明一實施例，顯示當改變乙烯 的流速時介電常數與硬度之間關係的圖表； 第10圖繪示係依照本發明一實施例，顯示當沒有低 頻RF電源(LF電源)下改變乙烯的流速時介電常數與硬度 之間關係的圖表； 第11圖繪示係依照本發明一實施例，顯示當改變N2 的流速時介電常數與硬度之間關係的圖表； 第12圖繪不係依照本發明一實施例，顯不當沒有低 頻RF電源(LF電源)下改變N2的流速時介電常數與硬度之 間關係的圖表； 第13圖繪示係依照本發明一實施例，顯示當改變異 丙醇的流速時介電常數與硬度/彈性係數之間關係的圖 表； 第14圖繪示係依照本發明一實施例，顯示當沒有低 頻RF電源（LF電源)下改變異丙醇的流速時介電常數與硬 度/彈性係數之間關係的圖表； 第15圖繪示係依照本發明一實施例，顯示當改變二 乙醚的流速時介電常數與硬度/彈性係數之間關係的圖 表；以及 第16圖繪示係依照本發明一實施例，顯示當沒有低 頻RF電源(LF電源)下改變二乙醚的流速時介電常數與硬 10818pif.doc/008 38 200303932 度/彈性係數之間關係的圖表。 圖式標示說明= 1 電漿CVD裝置 2 加熱器 3 支架 4 半導體晶圓 5 反應氣體注入埠 6 反應室 7 第一射頻電源 8 第二射頻電源 9 沖洗頭 10 排出埠 11接地 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 拾、申請專利範圍 1. 一種利用電漿反應在一基底上形成一含矽絕緣層之 方法，包括下列步驟= 導入一反應氣體到放置有一基底的一反應室中，其中 該反應氣體包括⑴包括含有多重可交鍵官能基之一含矽碳 氫化物的一氣體源，（ii)一交鍵氣體，以及(iii)一惰性氣體； 施加射頻電源以在該反應室內部產生一電漿反應空 間；以及 控制該反應氣體之一流動以及該射頻電源之一強度。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該含矽碳 氫化物的可交鍵官能基爲烷氧基以及/或乙烯基。 3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該交鍵氣 10818pif.doc/008 39

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  1. 200303932 度/彈性係數之間關係的圖表。 圖式標示說明= 1 電漿CVD裝置 2 加熱器 3 支架 4 半導體晶圓 5 反應氣體注入埠 6 反應室 7 第一射頻電源 8 第二射頻電源 9 沖洗頭 10 排出埠 11接地 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 拾、申請專利範圍 1. 一種利用電漿反應在一基底上形成一含矽絕緣層之 方法，包括下列步驟= 導入一反應氣體到放置有一基底的一反應室中，其中 該反應氣體包括⑴包括含有多重可交鍵官能基之一含矽碳 氫化物的一氣體源，（ii)一交鍵氣體，以及(iii)一惰性氣體； 施加射頻電源以在該反應室內部產生一電漿反應空 間；以及 控制該反應氣體之一流動以及該射頻電源之一強度。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該含矽碳 氫化物的可交鍵官能基爲烷氧基以及/或乙烯基。 3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該交鍵氣 10818pif.doc/008 39 200303932 體係選自醇、醚、未飽和碳氫化物、C02以及n2其中之一 ° 4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該醇係選 自CV6的烷醇類以及〇4_12的環烷醇類其中之一。 5. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該未飽和 碳氫化物係選自的未飽和碳氫化物、C4_12的芳香族碳 氫未飽和化合物、以及C4_12的脂環族碳氫未飽和化合物 其中之一。 6. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該醚係選 自C3_2()的醚類以及C5_12的環烷醇乙烯類化合物其中之一。 7. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該氣體源 爲分子式爲SiaO^R^p+JOCnH^+Op之一化合物，其中α爲 1-3的整數，β爲2或3，η爲1-3的整數，而R是連接到 Si上的官能基，係選自CV12的碳氫化物、CV12的氟化碳 氫化物、C“12 的過氟碳（perfluorocarbon)、Η、D、F、C1、 Br與I其中之一。 8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中α爲1或2， 而β爲2。 9. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中R爲CV6 的碳氫基。 10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該氣體源 爲二甲基二甲氧基石夕甲院（dimethyl-dimethoxysilane) 〇 11·如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該氣體源 爲 1，3-二甲氧基四甲基二矽氧烷（1，3-dimethoxytetramethyldisiloxane) 〇 I2·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該氣體源 10818pif.doc/008 40 200303932 爲 1，3-二乙烯四甲基二矽氧烷（1，3-divinyltetramethyldisiloxane) 〇 13. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該射頻電 源爲高頻電源與低頻電源之一組合。 14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該高頻 電源具有2MHz或更高之一頻率，而該低頻電源具有低於 2MHz之一頻率。 15. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該射頻電 源爲一單頻電源。 16. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該反應氣 體之該流動與該電源之該強度會被控制以形成具有l.OGPa 或更高之一硬度的一絕緣層。 Π.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該反應氣 體之該流動與該電源之該強度會被控制以形成具有2.5GPa 或更高之一硬度的一絕緣層。 18. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該惰性氣 體係選自氬、氖與氦其中之一。 19. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該反應氣 體進一步包括一供氧氣體。 20. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中該供氧 氣體係選自〇2與N20其中之一。 21. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中該供氧 氣體會用低於氣體源之一流速下供應。 22. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該射頻電 源之該強度爲1.5W/cm2或更高。 10818pif.doc/008 41 200303932 23. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該高頻 電源之該強度爲1.5W/cm2或更高，而該低頻電源之該強 度爲0.01W/cm2或更高。 24. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該惰性氣 體在一流速爲該氣體源之15-300%下供給。 25. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該交鍵氣 體爲C2_4的一烷醇。 26. 如申請專利範圍第25項所述之方法，其中C2_4的 該烷醇爲乙二醇、丙二醇或異丙醇。 27. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該交鍵氣 體爲C2_4的一醚。 28. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中C2_4的 該醚爲二乙醚。 29. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該交鍵氣 體爲C2_4的一未飽和碳氫化物。 30. 如申請專利範圍第29項所述之方法，其中該C2_4 的該未飽和碳氣化物爲乙烯。 31. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該交鍵氣 體供應之一流速能有效的使該氣體源的化合物之寡聚物交 鍵，藉以增加形成於該基底上之該絕緣層的硬度。 32. 如申請專利範圍第31項所述之方法，其中該交鍵 氣體之該流速爲該氣體源之20-500%。 33. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該反應氣 體會在該反應室之上游被激發。 34. —種利用電漿反應在一基底上形成一含矽絕緣層之 10818pif.doc/008 42 200303932 方法，包括下列步驟： 導入一反應氣體到放置有一基底的一反應室中，其中 該反應氣體包括⑴包括含有複數個院氧基之一含砂碳氫化 物的一氣體源，（ii)選自的烷醇、CV6的醚、CV6的未 飽和碳氫化物、C02、乂其中之一的一交鍵氣體，以及(iii) 一惰性氣體； 施加射頻電源以在該反應室內部產生一電漿反應空 間；以及 控制該反應氣體之一流動以及該射頻電源之一強度。 35. —種增加形成於一基底上之一含矽絕緣層的機械強 度之方法，包括下列步驟： 用一惰性氣體，將一交鍵氣體混入包含具有可交鍵官 能基的一含矽碳氫化物的一氣體源； 把該反應氣體當成一反應氣體導入到放置有一基底的 一反應室中； 施加射頻電源以在該反應室內部產生一電漿反應空 間；以及 控制該反應氣體之一流動以及該射頻電源之一強度。 36. 如申請專利範圍第35項所述之方法，其中該射頻 電源爲高頻電源與低頻電源之一組合。 3 7.如申請專利範圍第3 5項所述之方法，其中g亥局頻 電源具有2MHz或更高之一頻率，而該低頻電源具有低於 2MHz之一頻率。 38.如申請專利範圍第35項所述之方法，其中該交鍵 氣體供應之一流速能有效的使該氣體源的化合物之寡聚物 10818pif.doc/008 43 200303932 交鍵，藉以得到l.OGpa或更高的一硬度、5.0Gpa或更高 的一彈性係數、以及2.5或更低的一介電常數。 39. 如申請專利範圍第35項所述之方法，其中該交鍵 氣體供應之一流速能有效的使該氣體源的化合物之寡聚物 交鍵，藉以得到2.5Gpa或更高的一硬度以及2.8或更低的 一介電常數。 40. 如申請專利範圍第35項所述之方法，其中該反應 氣體會在該反應室之上游被激發。 41. 如申請專利範圍第35項所述之方法，其中該含矽 碳氫化物的可交鍵官能基爲烷氧基以及/或乙烯基。 42. 如申請專利範圍第35項所述之方法，其中該交鍵 氣體係選自醇、醚、未飽和碳氫化物、C02以及N2其中之 -- 〇 43. 如申請專利範圍第42項所述之方法，其中該醇係 選自CV6的烷醇類以及04_12的環烷醇類其中之一。 44. 如申請專利範圍第42項所述之方法，其中該未飽 和碳氫化物係選自CV6的未飽和碳氫化物、04_12的芳香族 碳氫未飽和化合物、以及C4_12的脂環族碳氫未飽和化合 物其中之一。 45. 如申請專利範圍第42項所述之方法，其中該醚係 選自C3_2Q的醚類以及05_12的環烷醇乙烯類化合物其中之 -- 〇 46. 如申請專利範圍第41項所述之方法，其中該氣體 源爲分子式爲SiaO^R^p+JOCnH^+Op之一化合物，其中α 爲1-3的整數，β爲2或3，η爲1-3的整數，而R是連接 10818pif.doc/008 44 200303932 到Si上的官能基’係選自Cii2的碳氫化物、C::2的氟化 碳氫化物、CV12 的過氟碳（perfluorocarbon)、H、D、F、Cl、 Br與I其中之一^ ° 47. 如申請專利範圍第46項所述之方法，其中該氣體 源爲二甲基二甲氧基砂甲院（dimethyl-dimethoxysilane)。 48. 如申請專利範圍第46項所述之方法，其中該氣體 源爲 1，3-二甲氧基四甲基二矽氧烷（1,3-dimethoxytetramethyldisiloxane) 〇 49. 如申請專利範圍第41項所述之方法，其中該氣體 源爲 1，3-二乙烯四甲基二矽氧烷（1，3· divinyltetramethyldisiloxane) 〇 50. —種形成於一基底上之含砂絕緣層，其係由一方法 得到之一電漿聚合產物，該方法包括下列步驟：（a)導入 一反應氣體到放置有一基底的一反應室中，其中該反應氣 體包括⑴包括含有多重可交鍵官能基之一含矽碳氫化物的 一氣體源，（ii)一交鍵氣體，以及(iii)一惰性氣體；（b)施加 射頻電源以在該反應室內部產生一電漿反應空間；以及(c) 控制該反應氣體之一流動以及該射頻電源之一強度，該電 漿聚合產物具有一結構，其中個別含有複數個烷氧官能基 之含矽碳氫化物會被選自醇、醚、未飽和碳氫化物、C02 以及n2其中之一的一交鍵劑交鍵在一起，該電漿聚合產 物具有2.5Gpa或更高的一硬度以及2.8或更低的一介電常 數。 51. —種形成於一基底上之含砂絕緣層，其係由一方法 得到之一電漿聚合產物，該方法包括下列步驟：（a)導入 10818pif.doc/008 45 200303932 一反應氣體到放置有一基底的一反應室中，其中該反應氣 體包括⑴包括含有多重可交鍵官能基之一含矽碳氫化物的 一氣體源，（ii)一交鍵氣體，以及(iii)一惰性氣體；（b)施加 射頻電源以在該反應室內部產生一電漿反應空間；以及（c) 控制該反應氣體之一流動以及該射頻電源之一強度，該電 槳聚合產物具有一結構，其中個別含有複數個烷氧官能基 之含矽碳氫化物會被選自CV6的烷醇、Cw的醚、Ci_6的 未飽和碳氫化物、C02、N2其中之一的一交鍵劑交鍵在一 起，該電漿聚合產物具有l.OGpa或更高的一硬度、5.0Gpa 或更高的一彈性係數以及2.5或更低的一介電常數。 10818pif.doc/008 46
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Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7064088B2 (en) * 1998-02-05 2006-06-20 Asm Japan K.K. Method for forming low-k hard film
US7582575B2 (en) * 1998-02-05 2009-09-01 Asm Japan K.K. Method for forming insulation film
US7354873B2 (en) * 1998-02-05 2008-04-08 Asm Japan K.K. Method for forming insulation film
US20060258176A1 (en) * 1998-02-05 2006-11-16 Asm Japan K.K. Method for forming insulation film
US20030211244A1 (en) * 2002-04-11 2003-11-13 Applied Materials, Inc. Reacting an organosilicon compound with an oxidizing gas to form an ultra low k dielectric
US20030194495A1 (en) * 2002-04-11 2003-10-16 Applied Materials, Inc. Crosslink cyclo-siloxane compound with linear bridging group to form ultra low k dielectric
US6815373B2 (en) * 2002-04-16 2004-11-09 Applied Materials Inc. Use of cyclic siloxanes for hardness improvement of low k dielectric films
US7056560B2 (en) * 2002-05-08 2006-06-06 Applies Materials Inc. Ultra low dielectric materials based on hybrid system of linear silicon precursor and organic porogen by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD)
US7060330B2 (en) * 2002-05-08 2006-06-13 Applied Materials, Inc. Method for forming ultra low k films using electron beam
US6936551B2 (en) * 2002-05-08 2005-08-30 Applied Materials Inc. Methods and apparatus for E-beam treatment used to fabricate integrated circuit devices
US6897163B2 (en) * 2003-01-31 2005-05-24 Applied Materials, Inc. Method for depositing a low dielectric constant film
US20040253378A1 (en) * 2003-06-12 2004-12-16 Applied Materials, Inc. Stress reduction of SIOC low k film by addition of alkylenes to OMCTS based processes
JP2005064226A (ja) * 2003-08-12 2005-03-10 Renesas Technology Corp 配線構造
US7148154B2 (en) * 2003-08-20 2006-12-12 Asm Japan K.K. Method of forming silicon-containing insulation film having low dielectric constant and low film stress
US20050214457A1 (en) * 2004-03-29 2005-09-29 Applied Materials, Inc. Deposition of low dielectric constant films by N2O addition
US20060105581A1 (en) * 2004-11-18 2006-05-18 Bielefeld Jeffery D Glycol doping agents in carbon doped oxide films
US7718544B2 (en) * 2005-06-30 2010-05-18 Asm Japan K.K. Method of forming silicon-containing insulation film having low dielectric constant and low diffusion coefficient
US20070009673A1 (en) * 2005-07-06 2007-01-11 Asm Japan K.K. Insulation film and method for manufacturing same
US20070134435A1 (en) * 2005-12-13 2007-06-14 Ahn Sang H Method to improve the ashing/wet etch damage resistance and integration stability of low dielectric constant films
US7297376B1 (en) 2006-07-07 2007-11-20 Applied Materials, Inc. Method to reduce gas-phase reactions in a PECVD process with silicon and organic precursors to deposit defect-free initial layers
US8080282B2 (en) * 2006-08-08 2011-12-20 Asm Japan K.K. Method for forming silicon carbide film containing oxygen
US7718553B2 (en) * 2006-09-21 2010-05-18 Asm Japan K.K. Method for forming insulation film having high density
US7781352B2 (en) * 2007-06-06 2010-08-24 Asm Japan K.K. Method for forming inorganic silazane-based dielectric film
US7651959B2 (en) 2007-12-03 2010-01-26 Asm Japan K.K. Method for forming silazane-based dielectric film
US8003174B2 (en) * 2007-12-13 2011-08-23 Asm Japan K.K. Method for forming dielectric film using siloxane-silazane mixture
US7622369B1 (en) 2008-05-30 2009-11-24 Asm Japan K.K. Device isolation technology on semiconductor substrate
US8765233B2 (en) * 2008-12-09 2014-07-01 Asm Japan K.K. Method for forming low-carbon CVD film for filling trenches
TWI451495B (zh) * 2010-12-13 2014-09-01 Univ Nat Taiwan 以鹼式法製造低介電係數層之方法
US8637412B2 (en) 2011-08-19 2014-01-28 International Business Machines Corporation Process to form an adhesion layer and multiphase ultra-low k dielectric material using PECVD
US9234276B2 (en) 2013-05-31 2016-01-12 Novellus Systems, Inc. Method to obtain SiC class of films of desired composition and film properties
US10325773B2 (en) 2012-06-12 2019-06-18 Novellus Systems, Inc. Conformal deposition of silicon carbide films
US10832904B2 (en) 2012-06-12 2020-11-10 Lam Research Corporation Remote plasma based deposition of oxygen doped silicon carbide films
US10297442B2 (en) * 2013-05-31 2019-05-21 Lam Research Corporation Remote plasma based deposition of graded or multi-layered silicon carbide film
TWI701357B (zh) * 2015-03-17 2020-08-11 美商應用材料股份有限公司 用於膜沉積的脈衝化電漿
US9828672B2 (en) 2015-03-26 2017-11-28 Lam Research Corporation Minimizing radical recombination using ALD silicon oxide surface coating with intermittent restoration plasma
US20160314964A1 (en) 2015-04-21 2016-10-27 Lam Research Corporation Gap fill using carbon-based films
US10002787B2 (en) 2016-11-23 2018-06-19 Lam Research Corporation Staircase encapsulation in 3D NAND fabrication
WO2019113351A1 (en) * 2017-12-07 2019-06-13 Lam Research Corporation Oxidation resistant protective layer in chamber conditioning
US10840087B2 (en) 2018-07-20 2020-11-17 Lam Research Corporation Remote plasma based deposition of boron nitride, boron carbide, and boron carbonitride films
CN113195786A (zh) 2018-10-19 2021-07-30 朗姆研究公司 用于间隙填充的远程氢等离子体暴露以及掺杂或未掺杂硅碳化物沉积
KR102490356B1 (ko) * 2018-11-20 2023-01-25 주식회사 원익아이피에스 기판 처리 장치의 내부재 처리 방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA884511B (en) 1987-07-15 1989-03-29 Boc Group Inc Method of plasma enhanced silicon oxide deposition
US5279865A (en) * 1991-06-28 1994-01-18 Digital Equipment Corporation High throughput interlevel dielectric gap filling process
JP2684942B2 (ja) * 1992-11-30 1997-12-03 日本電気株式会社 化学気相成長法と化学気相成長装置および多層配線の製造方法
US5364666A (en) * 1993-09-23 1994-11-15 Becton, Dickinson And Company Process for barrier coating of plastic objects
US5508368A (en) * 1994-03-03 1996-04-16 Diamonex, Incorporated Ion beam process for deposition of highly abrasion-resistant coatings
US6468642B1 (en) 1995-10-03 2002-10-22 N.V. Bekaert S.A. Fluorine-doped diamond-like coatings
US5989998A (en) 1996-08-29 1999-11-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of forming interlayer insulating film
US5788778A (en) * 1996-09-16 1998-08-04 Applied Komatsu Technology, Inc. Deposition chamber cleaning technique using a high power remote excitation source
US6432846B1 (en) * 1999-02-02 2002-08-13 Asm Japan K.K. Silicone polymer insulation film on semiconductor substrate and method for forming the film
US6086952A (en) * 1998-06-15 2000-07-11 Applied Materials, Inc. Chemical vapor deposition of a copolymer of p-xylylene and a multivinyl silicon/oxygen comonomer
WO2001094448A2 (en) 2000-06-06 2001-12-13 The Dow Chemical Company Barrier layer for polymers and containers
SG98468A1 (en) 2001-01-17 2003-09-19 Air Prod & Chem Organosilicon precursors for interlayer dielectric films with low dielectric constants
JP4015510B2 (ja) * 2002-09-09 2007-11-28 日本エー・エス・エム株式会社 半導体集積回路の多層配線用層間絶縁膜及びその製造方法

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Publication number Publication date
KR20030072243A (ko) 2003-09-13
US20030176030A1 (en) 2003-09-18
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EP1342809A1 (en) 2003-09-10

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