）进行调整。在一种优选的实施方式中，在该步骤中形 成孔径分布范围为5 或ΠΚ.15Α的第二多孔低介电材料层32。
[0047] 优选地，在形成第二多孔低介电材料层32的步骤中，以硅前驱体、氧气、环丙烯和 1-甲基-4-(1-甲基乙基）-1，4_环己二烯（简称为ATRP)为反应气体。形成第二多孔低介 电材料层32的其他工艺参数可以根据现有技术进行设定。可选的，在形成第二多孔低介电 材料层32的步骤中，硅前驱体的流量为2000~4000sccm，氧气的流量为3000~5000sccm， 环丙烯的流量为2000~4000sCCm，l-甲基-4-(1-甲基乙基）-l，4-环己二烯的流量为 2000~4000sccm，反应温度为600~800°C，反应时间为30~120s。
[0048] 最后，在二多孔低介电材料层上形成第三多孔低介电材料层33。第二多孔低介电 材料层32的气孔尺寸可以根据形成第二多孔低介电材料层32的工艺参数（所采用反应气 体的种类、配比以及反应时间等）。在一种优选的实施方式中，在该步骤中形成孔径分布范 围为KK丨的第三多孔低介电材料层33。
[0049] 优选地，在形成第三多孔低介电材料层33的步骤中，以硅前驱体、氧气和1-甲 基-4-(1-甲基乙基）-1，4-环己二烯为反应气体。形成第三多孔低介电材料层33的其他工 艺参数可以根据现有技术进行设定。可选的，在形成第三多孔低介电材料层33的步骤中， 硅前驱体的流量为2000~4000sccm，氧气的流量为3000~5000sccm，1-甲基-4-(1-甲 基乙基）-1，4-环己二烯的流量为2000~4000sccm，反应温度为600~800°C，反应时间为 30 ~120s。
[0050] 同时，本申请还提供了一种层间介质层。如图6所示，该层间介质层包括沿远离半 导体基体方向上依次设置的扩散阻挡层10、介电材料初始层20和多孔低介电薄膜30,其中 多孔低介电薄膜30为本申请提供的多孔低介电薄膜30。该层间介质层中多孔低介电薄膜 30的力学强度得以提高，且多孔低介电薄膜30中由于其力学强度较低引起的分层现象得 以减少，从而提高了多孔低介电薄膜30的绝缘性能，进而提高了层间介质层的隔离性能。
[0051] 上述扩散阻挡层10的材料可以为氧化硅、氮化硅和氮氧硅等，形成扩散阻挡层10 的工艺包括但不限于采用化学气相沉积、蒸发和溅射等。上述介电材料初始层20可以为低 介电常数材料，例如SiOC等，形成介电材料初始层20的工艺包括但不限于采用化学气相沉 积、蒸发和溅射等。上述工艺为本领域现有技术，在此不再赘述。
[0052] 本申请还对包括本申请优选实施方式提供的层间介质层的器件和包括现有技术 中层间介质层的器件进行了漏电流等性能测试。实验结果表明，本申请优选实施方式提供 的层间介质层的绝缘性能明显优于现有技术中层间介质层的绝缘性能。
[0053] 从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：本申请通 过提供一种包括沿远离半导体基材的方向上依次设置的至少两层多孔低介电材料层的多 孔低介电薄膜，且在沿远离半导体基材的方向上各层多孔低介电材料层中的平均孔径依次 增加，同时顶层多孔低介电材料层中的平均孔径小于或等于相对现有多孔低介电薄膜中气 孔尺寸，从而使得多孔低介电薄膜中气孔尺寸得以减小，进而提高了多孔低介电薄膜的力 学强度。同时，多孔低介电薄膜中由于其力学强度较低引起的分层现象得以减少，从而提高 了多孔低介电薄膜的绝缘性能。
[0054] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技 术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种多孔低介电薄膜，其特征在于，所述多孔低介电薄膜包括沿远离半导体基材的 方向上依次设置的至少两层多孔低介电材料层，且在沿远离所述半导体基材的方向上各层 所述多孔低介电材料层中的平均孔径依次增加。2. 根据权利要求1所述的多孔低介电薄膜，其特征在于，所述多孔低介电薄膜包括在 沿远离所述半导体基材的方向上依次设置的第一多孔低介电材料层、第二多孔低介电材料 层和第三多孔低介电材料层。3. 根据权利要求2所述的多孔低介电薄膜，其特征在于，所述第一多孔低介电材料层 中的孔径分布范围为S8A,所述第二多孔低介电材料层中孔径分布范围为54A和10451所 述第三多孔低介电材料层中的孔径分布范围为丨frm4. 根据权利要求2所述的多孔低介电薄膜，其特征在于，所述第一多孔低介电材料 层、所述第二多孔低介电材料层和所述第三多孔低介电材料层的厚度之比为1 :〇. 5~2 : 0· 5 ~2〇5. 根据权利要求1至4中任一项所述的多孔低介电薄膜，其特征在于，所述多孔低介电 薄膜的材料为Si02、SiOC或SiON。6. -种多孔低介电薄膜的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：在半导体基体 上沿远离所述半导体基体的方向上依次形成至少两层多孔低介电材料层，且在沿远离所述 半导体基材的方向上各层所述多孔低介电材料层中的平均孔径依次增加。7. 根据权利要求6所示的制作方法，其特征在于，所述至少两层多孔低介电材料层包 括在沿远离所述半导体基材的方向上依次形成的第一多孔低介电材料层、第二多孔低介电 材料层和第三多孔低介电材料层。8. 根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，在形成所述多孔低介电薄膜的步 骤中，形成孔径分布范围为的所述第一多孔低介电材料层，孔径分布范围为和 丨(K15A的所述第二多孔低介电材料层，以及孔径分布范围为Η)~?5Λ的所述第三多孔低介电 材料层。9. 根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于， 在形成所述第一多孔低介电材料层的步骤中，以硅前驱体、氧气和环丙烯为反应气 体； 在形成所述第二多孔低介电材料层的步骤中，以硅前驱体、氧气、环丙烯和1-甲 基-4- (1-甲基乙基）-1，4-环己二烯为反应气体； 在形成所述第三多孔低介电材料层的步骤中，以硅前驱体、氧气和1-甲基-4-(1-甲基 乙基）-1，4_环己二烯为反应气体。10. 根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述硅前驱体为四甲基硅烷、四乙 基石圭烧或甲基-乙氧基??圭烧。11. 一种层间介质层，包括沿远离半导体基体方向上依次设置的扩散阻挡层、介电材料 初始层和多孔低介电薄膜，其特征在于，所述多孔低介电薄膜为权利要求1至5中任一项所 述的多孔低介电薄膜。
【专利摘要】本申请公开了一种多孔低介电薄膜、其制作方法及包括其的层间介质层。其中，该多孔低介电薄膜包括沿远离半导体基材的方向上依次设置的至少两层多孔低介电材料层，且在沿远离半导体基材的方向上各层多孔低介电材料层中的平均孔径依次增加。本申请通过提供的多孔低介电薄膜中气孔尺寸得以减小，进而提高了多孔低介电薄膜的力学强度。同时，多孔低介电薄膜中由于其力学强度较低引起的分层现象得以减少，从而提高了多孔低介电薄膜的绝缘性能。
【IPC分类】H01L21/02, H01L21/316
【公开号】CN105448655
【申请号】CN201410443187
【发明人】周鸣
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年9月2日