专利名称：一种提高低介电常数SiCOH介质薄膜机械强度的方法
技术领域：
本发明涉及一种提高低介电常数掺碳氧化硅(SiCOH)介质薄膜的机械强度 的方法。
背景技术：
随着超大规模集成电路(ULSI)的发展，器件的特征尺寸不断縮小，互连电 容和电阻急速增加，从而限制了器件性能的提高，为了降低互连延迟，需要采 用低介电常数(介电常数)的材料来代替传统的Si02作为互连的介质材料。掺碳 的氧化硅薄膜(SiCOH)由于其易于制备，较低的介电常数值，以及良好的工艺 兼容性等特点成为90纳米及以下技术节点集成电路技术的互连介质的最佳选 择。然而，引入的-CH3基团降低了膜的密度，在减小介电常数的同时，也使得 绝缘膜的机械性能明显变差随着Si-CH3键的增加，密度减小，膜的杨氏模量 和硬度都迅速减小，使得介质薄膜在后续的工艺特别是平整化(CMP)工艺中都 遇到很大的问题。在这种情况下非常有必要采用一种提高低介电常数SiCOH介 质薄膜机械强度的方法，可以在原有工艺的基础上有效地改善SiCOH薄膜的性发明内容本发明的目的是提供一种提高低介电常数掺碳氧化硅(SiCOH)介质薄膜的 机械强度，并不改变低介电常数的SiCOH薄膜原有的性能特点的方法，该 SiCOH薄膜用于集成电路的制造工艺中。本发明提出了一种通过对SiCOH薄膜进行紫外线照射，从而提高薄膜的 机械强度的方法。本发明通过对SiCOH薄膜进行紫外线照射的处理来提高SiCOH薄膜的机 械强度。本发明采用的照射的紫外光波长为2537A，照射时间为室温条件50个小时以上，通过紫外光照射，薄膜的机械性能(杨氏模量与硬度)都提高了 80%以上。
本发明中利用紫外光照射提高SiCOH薄膜的机械性能的方法具有以下优 点(l)不改变薄膜的本来性质，包括介电常数值，漏电流密度，电学稳定性能。 (2)明显提高薄膜的机械强度，避免在后道工艺中产生失效等情况。(3)利用紫 外光照射成本低廉，利于实现，因此有利于工业化生产的推广。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发 明的具体实施方式
作详细说明，其中
图1是根据本发明的实施例的示例性的示意图。
具体实施例方式
将在下文中对于实施例进行具体的描述-
图1是一个根据本发明的实施例的示例性示意图，低介电常数SiCOH薄 膜101通过PECVD的方法淀积到硅片衬底102上，低介电常数SiCOH薄膜101 厚度约为500纳米，介电常数值为2.75，对此SiCOH薄膜101进行室温条件下 的紫外光照射，照射时间为53小时，紫外光波长为2537A。测量薄膜的杨氏模 量和硬度的纳米压痕仪选用MTS Nano Indenter⑧系统的超高分辨率纳米动态接 触模块(NanoDCM)组件，分别在照射前和照射后测量低介电常数SiCOH薄 膜101的杨氏模量和硬度，照射前SiCOH薄膜101的杨氏模量为7.22Gpa,而 照射后SiCOH薄膜101的杨氏模量为13.06Gpa;照射前SiCOH薄膜101的硬 度为0.851Gpa，而照射后SiCOH薄膜101的硬度为1.533Gpa，照射前后，低介 电常数SiCOH薄膜101的杨氏模量和硬度分别提高了 80.89%和80.14%。而利 用金属-介质-半导体(MIS)的结构测量照射前后低介电常数SiCOH介质薄膜lOl 的介电常数值，照射前介电常数值为2.75而照射后介电常数值为2.66，仅有非 常微小的变化。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本 领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善， 因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求
1. 一种提高低介电常数SiCOH介质薄膜机械强度的方法，其特征是利用紫外光对低介电常数SiCOH介质薄膜进行一定时间的照射，提高薄膜的机械强度。
2. 根据权利要求l所述的方法，其特征是紫外线照射时的温度为室温。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征是紫外线照射的时间大于50小时。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征是照射的紫外线的波长为2537A。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征是通过紫外线照射后的SiCOH 薄膜用于集成电路绝缘介质薄膜。
6. 根据杖利要求1所述的方法，其特征是紫外线照射的过程不会降低 低介质常数SiCOH介质薄膜的电学性能。
全文摘要
一种提高低介电常数SiCOH介质薄膜机械强度的方法。现有集成电路互连中低介电常数的SiCOH介质薄膜具有较低的介电常数，但是其机械强度不够理想。本发明的方法采用紫外线对低介电常数的SiCOH介质薄膜进行照射，照射时的温度为室温，照射时间大于50小时，紫外线的波长为2537，经过紫外线的照射，低介电常数SiCOH介质薄膜的机械性能有非常明显的提高，电学性能依然保持不变。
文档编号H01L21/70GK101533774SQ20081003460
公开日2009年9月16日 申请日期2008年3月14日 优先权日2008年3月14日
发明者蕾 章 申请人:蕾 章