[发明专利]可调适地修复低-K 电介质损坏的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过蚀刻穿过低-k硅基有机介电层在半导体晶片上获得结构的方法。

背景技术

在半导体等离子体蚀刻应用中，等离子体蚀刻器通常用于将例如光刻胶掩膜图案等有机掩膜图案转换成硅晶片上的所期望的薄膜和/或膜层堆叠(filmstack)(导体或电介质绝缘体)的电路和线路图案。这是通过蚀刻掉在掩膜图案的打开区域中的光刻胶材料下面的膜(和膜层堆叠)来实现的。该蚀刻反应通过化学活性类物质和带电微粒(离子)引发，该带电微粒(离子)通过激发容纳在真空围场(也被称为反应器室)中的反应物混合物中的放电而产生。此外，离子也朝向晶片材料加速穿过产生于气体混合物和晶片材料之间的电场，沿着离子轨迹的方向以被称为各向异性蚀刻的方式定向去除蚀刻材料。在蚀刻顺序完成时，通过将掩膜材料剥除掉来去除掩膜材料，使最初预期的掩膜图案的横向图案的复制品留在该掩模材料的位置。

发明内容

为实现上述目标并结合本发明的目的，提供了使用有机化合物为硅基低-k介电层的损坏提供经调适的修复的方法，其中损坏使附着于硅的羟基替代附着于硅的甲基。提供前导气体，该前导气体包括：第一修复剂，其表示为Si-(R)_x(OR′)_y，其中y≥1且x+y＝4，且其中R为烷基或芳基且R′为烷基或芳基；以及第二修复剂，其表示为Si-(R)_x(OR′)_yR″，其中y≥1且x+y＝3，且其中R为烷基或芳基且R′为烷基或芳基，且R″为降低湿润净化化学品和低-k电介质之间界面的表面张力的基团。将第一修复剂和第二修复剂中的一些结合到低-k电介质从而形成第一修复剂和第二修复剂的单层(monolayer)。

在本发明另一种实施方式中，提供了使用有机化合物为硅基低-k介电层的损坏提供经调适的修复的方法，其中损坏使附着于硅的羟基替代附着于硅的甲基。在被破坏的硅基低-k介电层的表面上形成修复层，从而用Si-C或者CH₃键替换硅烷醇(Si-OH)键。暴露所述修复层于等离子体，从而用OH部分(moiety)替换CH₃部分中的一些从而降低湿润净化化学品和低-k电介质之间界面的表面张力。

在本发明的另一种实施方式中，提供了使用有机化合物修复硅基低-k介电层的损坏的方法，其中损坏使附着于硅的羟基替代附着于硅的甲基。提供混合气体，包括：包括路易斯碱性气体的催化剂气体；和含有烷氧基硅烷(alkoxysilane)的气体。将单层的烷氧基硅烷结合到所述硅基低-k介电层上。

本发明的这些以及其他特征将在本发明的具体实施方式中结合以下附图更详细地描述。

附图说明

本发明通过附图中的示例进行说明，而不是进行限制，在附图中相似的参考标号指代相似的元件且其中：

图1为本发明一种具体实施方式的流程图。

图2A-B为使用本发明的方法形成的特征的示意图。

图3为可以用于实现本发明的系统的示意图。

图4A-B为修复方法的示意图。

图5A-B为可以用于实现本发明的计算机系统的示意图。

图6为本发明蚀刻方法的另一种具体实施方式的流程图。

图7A-D为另一修复方法的示意图。

图8为可以用于实现本发明的系统的示意图。

具体实施方式

现在将参考如附图中所阐释的本发明的一些优选的实施方式详细描述本发明。在以下的描述中，提出许多具体细节以提供对本发明的彻底的理解。然而对本领域技术人员而言，显而易见，没有这些具体细节的一些或者全部本发明也可以实现。在其它示例中，没有详细描述公知的工艺步骤和/或结构以免不必要地模糊本发明。

随着集成电路器件的外形尺寸继续减小，必须减小传播延迟，这可以通过降低周围介电材料的电容量来实现。在说明书和权利要求书中，低-k材料被定义为具有k＜3.0的介电常数k。这种低-k介电材料可以是例如氧化硅之类的硅基的带有有机化合物的材料，从而减小介电常数，该材料如有机硅酸盐玻璃(OSG)和四乙基原硅酸盐(TEOS)。对于硅基低-k介电材料而言，通过在低-k介电材料中形成纳米孔的方式，这种材料可以形成为超低-k(k＜2.8)的材料，这种超低-k的材料称作纳米孔超低-k介电材料。