[发明专利]修复介质K值的方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造领域，涉及一种介质层的处理方法，特别是涉及一种修复介质K值的方法。

背景技术

随着集成电路CMOS技术按照摩尔定律而高速发展，互连延迟逐渐取代器件延迟成为影响芯片性能的关键因素。互连之间的寄生电容和互连电阻造成了信号的传输延迟。由于铜具有较低的电阻率，优越的抗电迁移特性和高的可靠性，能够降低金属的互连电阻，进而减小总的互连延迟效应，现已由常规的铝互连改变为低电阻的铜互连。同时降低互连之间的电容同样可以减小延迟，而寄生电容C正比于电路层绝缘介质的相对介电常数K，因此使用低K材料作为不同电路层的绝缘介质代替传统的SiO₂介质已成为满足高速芯片的发展的需要。因此铜/低K介质体系逐渐取代了传统的Al/SiO₂体系成为了业界的主流。

通常有两种主要的方法被使用来降低材料的介电常数，第一种方法是设法降低材料本身的极性（polarization），包括降低材料中的电子极化、离子极化以及分子极化。另外一种则是在介电材料内制造空隙(Porosity)。目前主要的低K材料大致可以分为无机和有机聚合物两类。从引入的低介电基团来看可以分为芳族聚合物、含氟材料、硅材料及空气隙。从结构上可分为本体材料和纳米微孔材料。为达到更低的介电常数，在实际低k材料中通常是几种原理同时作用得到优势互补。在上述材料中，超低K多孔介电材料已成为在纳米微电子器件中主流的ILD材料。考虑到气体的介电常数与真空常数(ε=1)相差无几，因此在薄膜中形成自由空间或微孔是降低薄膜介电常数的一种有效途径。

由于超低K多孔介电材料中具有很多自由空间或微孔，其机械性能降低，容易受到破坏。在典型的镶嵌工艺流程中，在沉积互连金属之前的沟槽或通孔的蚀刻过程、光阻去除过程、清洗过程均会诱发对超低K多孔介质的损坏，在沉积互连金属之后的去除过量金属的工艺过程中也通常会对超低K多孔介质造成损坏，导致超低K多孔介质的K值升高，失去其优势。因此还需采用一些处理过程来修复介质的K值。

通常，人们认为水汽的吸收是导致上述工艺过程之后介质K值升高的原因，因为低K材料和水的介电常数差距悬殊，其中，水的介电常数高达78.5。目前修复介质K值最常用的方法是采用紫外光（UV light）处理。但是紫外光的能量很高，很容易在修复K值的过程中对介质本身的结构造成破坏，导致不良影响。因此，提供一种有效修复介质K值且不对介质造成损害的修复方法实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种修复介质K值的方法，用于解决现有技术中的修复方法容易损坏介质的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种修复介质K值的方法，所述修复介质K值的方法至少包括以下步骤：

1）提供一基板，在所述基板上形成介质层；

2）在所述介质层中刻蚀出若干凹槽，并进行清洗去除刻蚀残留物；

3）采用微波照射刻蚀后的介质层。

可选地，于所述步骤3）中，所述微波的波长范围是1.0E米-3~2.5E-1米，功率范围是50W~5KW，照射时间为10s~10min。

可选地，于所述步骤3）之后还包括在所述凹槽中填充金属，并去除所述凹槽外多余的金属直至暴露所述介质层上表面，然后再次采用微波照射所述介质层的步骤。

可选地，再次采用微波照射所述介质层时，所述微波的波长范围是1.0E米-3~2.5E-1米，功率范围是50W~5KW，照射时间为10s~10min。

可选地，采用化学机械抛光法去除所述凹槽外多余的金属。

可选地，所述金属为Cu、Al或W。

可选地，于所述步骤1）中，所述介质层为多孔超低K介质；所述多孔超低K介质满足K<3或K<2.5。

可选地，于所述步骤1）中，所述介质层的材料为碳掺杂氧化物。

可选地，于所述步骤2）中，所述清洗包括湿式清洗或干式清洗。

可选地，采用微波照射时的气氛为惰性气体。

如上所述，本发明的修复介质K值的方法，具有以下有益效果：采用微波照射来修复介质的K值，由于水汽对微波具有强烈的吸收能力，通过微波照射可以有效去除介质内大部分或全部水汽，从而修复介质的K值，并且微波的光子能量较小，小于介质的带隙能量，不能够被介质吸收，因此不会损坏介质的结构。

附图说明

图1显示为本发明的修复介质K值的方法中在基板上形成介质层的示意图。