[发明专利]修复低-K介电质损坏的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过蚀刻低-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(fi1mstack)(导体或电介质绝缘体)中的电路和线路图案。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封壳(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膜材料的位置。

发明内容

为实现上述目标并结合本发明的目的，提供了为修复具有有机化合物的硅基低-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。提供了包括甲烷气体的修复气体。当压强维持在50mTorr以下时，修复气体形成等离子体。附着于硅的羟基被由修复气体形成的等离子体中的甲基所取代。

在本发明的另一个表现形式中，提供了在晶片上的具有有机化合物的硅基低-k介电层上形成特征的方法。晶片放置在等离子体蚀刻室中。晶片被夹持在晶片支撑物上。将特征蚀刻进具有有机化合物的硅基低-k介电层上。具有有机化合物的硅基低-k介电层的损坏可以通过提供含有甲烷气体的修复气体并且使所述修复气体形成等离子体来修复，同时将压强维持在50mTorr以下。附着于硅的羟基被由修复气体形成的等离子体中的甲基所取代。只有在修复完成后才松开晶片。

本发明的另一个表现形式是，提供了在晶片上和掩膜下的具有有机化合物的硅基低-k介电层上形成特征的方法。提供了等离子体工艺室，该等离子体工艺室包括形成等离子体工艺室壁的封壳，在等离子体工艺室封壳内部的支撑晶片的衬底支撑物，在等离子体工艺室封壳中用于调节压强的压强调节器，用于提供功率给等离子体工艺室封壳以维持等离子体的至少有一个电极，用于为等离子体工艺室封壳提供气体的气体进口，和用于等离子体工艺室封壳排出气体的气体出口。气体源与气体进口流体连接，并且包括含甲烷气体源，蚀刻气体源，和剥除气体源。控制器可控地连接到气体源和所述至少电极的控制器，并且包括至少一个处理器和计算机可读介质。计算机可读介质包含用于将晶片夹持在衬底支撑物上的计算机可读代码；用于将特征蚀刻到具有有机化合物的硅基低-k介电层中的计算机可读介质，用于剥除掩膜的计算机可读代码，修复具有有机化合物的硅基低-k介电层损坏的计算机可读代码，该计算机可读代码包括用于从包含甲烷的气体源中提供包含甲烷气体的修复气体的计算机可读代码，和使修复气体形成等离子体同时将压强维持在50mTorr以下的计算机可读代码，以及用于由修复气体形成的等离子体中的甲基替换连接硅的羟基的计算机可读代码；和用于仅仅在修复损坏后松开晶片的计算机可读代码。

本发明中的这些以及另外的特征会在本发明的具体实施方式中并结合下述附图进行更详细的描述。

附图说明

本发明通过附图进行示例说明，而不是进行限制性说明，在附图中相似的参考标号指代相似的元件且其中：

图1是本发明实施方式的流程图。

图2A-B中显示了运用本发明的方法形成的特征的示意图。

图3中显示了可用于实施本发明的系统的示意图。

图4中显示了用于本发明中一个实施方式的等离子体工艺室的示意图。

图5A-B中显示了可用于实施本发明的计算机系统的示意图。

图6中是一张原始的ULK、损坏的ULK和修复的ULK中的Si-O-Si与Si-C的比率图表。

图7展示了原始的ULK、损坏的ULK和修复的ULK的水接触角。

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使本发明难以理解。