[发明专利]用数字液体流量计改进低介电常数介质膜的初始层的方法

说明书

技术领域

本发明的实施方式主要涉及集成电路的制造。更具体而言，本发明的具体实施方式涉及在一种用于在衬底上沉积有机硅化层的方法。

背景技术

在制造集成电路时，等离子体工艺逐渐被用于替代热处理。等离子体处理较之热处理具有很多优点。例如，等离子体增强化学气相沉积(PECVD)使得沉积工艺基本上在低于类似热处理所需的温度下进行。这对于需要精确热预算的工艺，例如制造大规模或超大规模集成电路(VLSI或ULSI)器件来说是有益的。

为了进一步减小集成电路上的器件尺寸，需要使用低电阻率的导电材料和使用低介电常数(低-K)绝缘体来降低相邻金属连线之间的电容耦合。形成低介电常数介质层的方法包括对有机硅化前驱气体进行PECVD以形成有机硅化介质层，例如碳掺杂氧化硅薄膜。这一领域的一个难题在于研制出一种碳掺杂氧化硅介电薄膜，所述薄膜具有低介电常数值，并且对下方衬底或相邻的介质扩散阻挡层材料展现出合适的粘附特性，所述材料包括硅、二氧化硅、碳化硅、氮化硅、氧掺杂碳化硅、钛、氮化钛、钽、氮化钽、钨、铝、铜和其组合。粘附不够可以导致低介电常数层从下方衬底上脱层并且导致该器件可能损坏。一种增强碳掺杂氧化硅薄膜粘附的方法是在碳掺杂氧化硅层和下方阻挡层之间插入薄的氧化硅膜和薄的过渡膜。然而，所述薄的氧化硅和过渡层必须是复合介质薄膜的一小部分以保持介电常数的明显降低。因此，需要一种制造具有可控氧化硅层和过渡层的低介电常数材料的方法。

发明内容

本发明的具体实施方式主要提供了一种用于沉积低介电常数薄膜的方法。在一个具体实施方式中提供了沉积有机硅化介电薄膜的方法，所述方法通过在具有电极的处理腔室中定位衬底，使一种或多种氧化气体流入处理腔室，从第一大容量储存容器中使有机硅化合物以第一有机硅流速经过第一数字液体流量计流到第一蒸发器注射阀，蒸发有机硅化合物并使该有机硅化合物和一种载气流到处理腔室中，保持第一有机硅流速以在RF电源存在下沉积初始层，从第二大容量储存器中使孔原物(porogen)化合物以第一孔原物流速经过第二数字流量计流到第二蒸发器注射阀，蒸发孔原物化合物并使该孔原物化合物和一种载气流到处理腔室中，在RF电源存在下，提高第一有机硅流速和第一孔原物流速，同时沉积过渡层，并且保持第二有机硅流速和第二孔原物流速以在RF电源存在下沉积含有孔原物的有机硅化介质层。

在一个具体实施方式中，保持第一有机硅流速大约1秒，以及有机硅化合物可以是四甲基环四硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、五甲基环五硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、二乙氧基甲基硅烷、二甲基二硅氧烷、四硅氧基-2，6-二氧基-4，8-二亚甲酯、四甲基二硅氧烷、六甲基二硅氧烷、1，3-双(亚甲基硅)-二硅氧烷、双(1-甲基二硅氧基)甲烷、双(1-甲基二硅氧基)丙烷、六甲氧基二硅氧烷、二甲基二甲氧基硅烷或者二甲氧基甲基乙烯基硅烷。所述孔原物化合物可以是丁二烯、异戊二烯、环己二烯、双环庚二烯、1-甲基-4-(1-甲基乙基)-1，3-环己二烯、降冰片二烯、1-甲基-4-(1-甲基乙基)-苯、3-蒈烯、茴香酮、柠檬烯、环戊烯氧化物、乙烯基-1，4-二恶英醚、乙烯基呋喃基醚、乙烯基-1，4-二恶英、乙烯基呋喃、糠酸甲酯、甲酸呋喃酯、乙酸呋喃酯、糠醛、二呋喃基甲酮、二呋喃醚、二糠基醚、呋喃、或1，4-二恶英。所述孔原物化合物的第一孔原物流速可以是大约200mg/min～600mg/min，和增速是大约400mg/min/sec～800mg/min/sec。

附图说明

因此为了更详细理解本发明上述所述特性，通过参考具体实施方式，可以得到如上所简述的、本发明的更具体说明，其中一些说明在附图中被描述。然而，需要注意附图仅仅说明了本发明的典型的具体实施方式，并且因此不能认为其限制发明的范围，因为本发明可以允许其它同样有效的具体实施方式。

图1说明了根据本发明的实施方式的PECVD系统；

图2是说明根据本发明的实施方式的用于形成有机硅化介质层的方法的工艺流程图；

图3是根据本发明的实施方式所形成的包括有机硅化介质层的结构的横截面视图。

具体实施方式