一种低介电常数薄膜之制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种低介电常数薄膜之制备方法。
【背景技术】
[0002]在电子技术不断发展的今天，微电子工业一直以来仍旧基本保持着摩尔定律的正确性。为了提高集成电路的性能和速度，越来越多、越来越小的晶体管被集成在芯片中。随着器件小型化的趋势，芯片中不同层导线之间的距离也随之减小。用作导线之间绝缘层的二氧化硅(S12)由于厚度的不断缩小，使得其自身电容增大，聚集的电荷势必干扰信号传递，降低电路的可靠性，并且限制了频率的进一步提高。
[0003]为了解决上述问题，微电子工业将应用低介电常数材料代替传统的二氧化硅绝缘材料。目前的研究认为，降低材料的介电常数主要有两种方法:第一、降低材料自身的极性，包括降低材料中电子极化率(Electronic Polarizability)、离子极化率(IronicPolarizability)，以及分子极化率(Dipolar Polarizability)。所述方法的重点是通过在二氧化硅中掺入杂质(如氟、炭等)来实现。第二、增加材料中的空隙密度，即在介质层中引入空气泡，从而降低材料的分子密度。在分子极性降低的研究中，人们发现单位体积中分子密度对降低材料的介电常数起着重要作用。材料分子密度的降低有助于介电常数的降低。所述方法主要是由于空气有极低的介电常数(k= I)，所以在一般的介电质中加入空气泡可以非常有效的降低介电常数。
[0004]目前，本领域通常采用是在薄膜沉积的过程中加入所谓的发泡剂，并在薄膜完成沉积后，用紫外光线(UV)在热辅助的基础上对薄膜进行处理，从而在薄膜中留下空气泡，以到达降低k值的目的。但是，由于低介电常数薄膜还需要经受苛刻的工艺后加工过程，通过常规方法所获得的低电介质常数薄膜的机械强度、韧性、耐热性、耐酸性等不足以满足后续加工需要，因而对低电介质常数薄膜的制备方法提出了更高的要求。
[0005]寻求一种具有机械强度好、韧性、耐热性、耐酸性优异的低介电常数薄膜之制备方法已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
[0006]故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明一种低介电常数薄膜之制备方法。
【发明内容】
[0007]本发明是针对现有技术中，通过常规方法所获得的低电介质常数薄膜的机械强度、韧性、耐热性、耐酸性等不足以满足后续加工需要等缺陷提供一种低介电常数薄膜之制备方法。
[0008]为实现本发明之目的，本发明提供一种低介电常数薄膜之制备方法，所述低介电常数薄膜之制备方法，包括:
[0009]执行步骤S1:在硅片上沉积具有发泡剂的低介电常数薄膜，并将具有低介电常数薄膜之硅片传输至紫外光线(UV)腔体内；
[0010]执行步骤S2:将所述紫外光线(UV)腔体升温至预设温度，并在所述紫外光线(UV)腔体升温的过程中利用紫外光源对所述硅片进行紫外光线处理；
[0011]执行步骤S3:关闭所述紫外光源，并将具有发泡剂之低介电常数薄膜的硅片传出所述紫外光线(UV)腔体。
[0012]可选地，所述低介电常数薄膜之制备方法，进一步包括:
[0013]执行步骤S4:在所述紫外光线(UV)腔体达到预设温度后，并在传出所述紫外光线(UV)腔体前，利用所述紫外光源持续对所述具有低介电常数薄膜之硅片进行紫外光线处理。
[0014]可选地，所述紫外光线(UV)腔体升温的预设温度为300?450°C。
[0015]可选地，所述气压为2?1mTorr0
[0016]可选地，所述工艺气体为氦气或者氩气。
[0017]可选地，所述工艺气体之流量为8?20ml/min。
[0018]可选地，所述发泡剂之发泡度为30?70%。
[0019]可选地，所述低介电常数薄膜的介电常数k < 3.9。
[0020]综上所述，本发明低介电常数薄膜之制备方法，在降低介电常数的同时，增强了薄膜的机械性能，提高了薄膜之韧性、耐热性、耐酸性等，而且在保证相同低的介电常数的情况下，明显地缩短了硅片的处理时间，从而提高了紫外光源处理的硅片输出量。
【附图说明】
[0021]图1所示为本发明低介电常数薄膜之制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022]为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
[0023]在电子技术不断发展的今天，微电子工业一直以来仍旧基本保持着摩尔定律的正确性。为了提高集成电路的性能和速度，越来越多、越来越小的晶体管被集成在芯片中。随着器件小型化的趋势，芯片中不同层导线之间的距离也随之减小。用作导线之间绝缘层的二氧化硅(S12)由于厚度的不断缩小，使得其自身电容增大，聚集的电荷势必干扰信号传递，降低电路的可靠性，并且限制了频率的进一步提高。为了解决上述问题，微电子工业将应用低介电常数材料代替传统的二氧化硅绝缘材料。在本发明中，非限制性地，例如，所述低介电常数薄膜的介电常数k < 3.9。
[0024]请参阅图1，图1所示为本发明低介电常数薄膜之制备方法的流程图。所述低介电常数薄膜之制备方法，包括:
[0025]执行步骤S1:在硅片上沉积具有发泡剂的低介电常数薄膜，并将具有低介电常数薄膜之硅片传输至紫外光线(UV)腔体内；
[0026]执行步骤S2:将所述紫外光线(UV)腔体升温至预设温度，并在所述紫外光线(UV)腔体升温的过程中利用紫外光源对所述硅片进行紫外光线处理；
[0027]执行步骤S3:关闭所述紫外光源，并将具有发泡剂之低介电常数薄膜的硅片传出所述紫外光线(UV)腔体。
[0028]明显地，所述低介电常数薄膜之制备方法，还可进一步包括:
[0029]执行步骤S4:在所述紫外光线(UV)腔体达到预设温度后，并在传出所述紫外光线(UV)腔体前，利用所述紫外光源持续对所述具有低介电常数薄膜之硅片进行紫外光线处理。
[0030]其中，在所述步骤S4中，所述紫外光线处理的时间最小为O。S卩，对具有发泡剂之低介电常数薄膜的硅片在进行紫外光线处理时可仅发生在所述紫外光线(UV)腔体升温至预设温度的过程中。
[0031]作为本领域技术人员，容易理解地，在所述紫外光线(UV)腔体升温至预设温度的过程中，以及升温至预设温度后均对具有发泡剂之低介电常数薄膜的硅片进行紫外光线处理，以进一步形成S1-O-Si键合的链接(Cross Linking)，在降低介电常数的同时，增强了薄膜的机械性能，提高了薄膜之韧性、耐热性、耐酸性等。同时，在保证相同低的介电常数的情况下，明显地缩短了硅片的处理时间，从而提高了紫外光源处理的硅片输出量。
[0032]为了更直观的阐述本发明之技术方案，凸显本发明之有益效果，现结合【具体实施方式】进行阐述。在【具体实施方式】中，所述低介电常数薄膜之制备方法的具体工艺参数仅为列举，不应视为对本发明技术方案的限制。
[0033]非限制性地，例如，在所述低介电常数薄膜之制备方法中，在将所述具有发泡剂之低介电常数薄膜的硅片传输至所述紫外光线(UV)腔体内进行紫外光线处理时，所述紫外光线(UV)腔体升温的预设温度为300?450°C。所述气压为2?lOmTorr。所述工艺气体为氦气或者氩气。所述工艺气体之流量为8?20ml/min。所述发泡剂之发泡度为30?70%。
[0034]明显地，本发明低介电常数薄膜之制备方法，在降低介电常数的同时，增强了薄膜的机械性能，提高了薄膜之韧性、耐热性、耐酸性等，而且在保证相同低的介电常数的情况下，明显地缩短了硅片的处理时间，从而提高了紫外光源处理的硅片输出量。
[0035]综上所述，本发明低介电常数薄膜之制备方法，在降低介电常数的同时，增强了薄膜的机械性能，提高了薄膜之韧性、耐热性、耐酸性等，而且在保证相同低的介电常数的情况下，明显地缩短了硅片的处理时间，从而提高了紫外光源处理的硅片输出量。
[0036]本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。
【主权项】
1.一种低介电常数薄膜之制备方法，其特征在于，所述低介电常数薄膜之制备方法，包括: 执行步骤S1:在硅片上沉积具有发泡剂的低介电常数薄膜，并将具有低介电常数薄膜之硅片传输至紫外光线(UV)腔体内； 执行步骤S2:将所述紫外光线(UV)腔体升温至预设温度，并在所述紫外光线(UV)腔体升温的过程中利用紫外光源对所述硅片进行紫外光线处理； 执行步骤S3:关闭所述紫外光源，并将具有发泡剂之低介电常数薄膜的硅片传出所述紫外光线(UV)腔体。2.如权利要求1所述的低介电常数薄膜之制备方法，其特征在于，所述低介电常数薄膜之制备方法，进一步包括: 执行步骤S4:在所述紫外光线(UV)腔体达到预设温度后，并在传出所述紫外光线(UV)腔体前，利用所述紫外光源持续对所述具有低介电常数薄膜之硅片进行紫外光线处理。3.如权利要求1?2所述的低介电常数薄膜之制备方法，其特征在于，所述紫外光线(UV)腔体升温的预设温度为300?450°C。4.如权利要求1?2所述的低介电常数薄膜之制备方法，其特征在于，所述紫外光线(UV)腔体的气压为2?lOmTorr。5.如权利要求1?2所述的低介电常数薄膜之制备方法，其特征在于，所述工艺气体为氦气或者氩气。6.如权利要求1?2所述的低介电常数薄膜之制备方法，其特征在于，所述工艺气体之流量为8?20ml/min。7.如权利要求1?2所述的低介电常数薄膜之制备方法，其特征在于，所述发泡剂之发泡度为30?70%。8.如权利要求1?2所述的低介电常数薄膜之制备方法，其特征在于，所述低介电常数薄膜的介电常数1^ < 3.9。
【专利摘要】一种低介电常数薄膜之制备方法，包括：步骤S1：在硅片上沉积具有发泡剂的低介电常数薄膜，并将具有低介电常数薄膜之硅片传输至紫外光线(UV)腔体内；步骤S2：将紫外光线(UV)腔体升温至预设温度，并在紫外光线(UV)腔体升温的过程中利用紫外光源对硅片进行紫外光线处理；步骤S3：在紫外光线(UV)腔体升温至预设温度时，继续利用紫外光源对硅片进行紫外光线处理；步骤S4：关闭紫外光源，并将具有发泡剂之低介电常数薄膜的硅片传出紫外光线(UV)腔体。本发明在降低介电常数的同时，增强薄膜机械性能，提高薄膜韧性、耐热性、耐酸性，而且在保证相同低的介电常数的情况下，缩短硅片处理时间，提高紫外光源处理的硅片输出量。
【IPC分类】H01L21/02, H01L21/31
【公开号】CN105225930
【申请号】CN201510623363
【发明人】成鑫华
【申请人】上海华力微电子有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月27日