[发明专利]用于制造包括低k介电材料层的半导体器件的方法

权利要求书

1.用于制造半导体器件的方法，包括：

在包括半导体衬底的下部结构上形成具有第一开口的第一图案结构，所述第一图案结构包括堆叠图案和覆盖所述堆叠图案的至少一个侧表面的第一间隔体层；

在所述第一间隔体层上形成第一能流动材料层以填充所述第一开口并覆盖所述第一图案结构的上部部分，所述第一能流动材料层包括SiOCH材料；

对所述第一能流动材料层进行第一固化工艺以形成包括水(H₂O)的第一固化材料层，所述进行第一固化工艺包括将气态氨(NH₃)催化剂供应到所述第一能流动材料层中，所述第一固化工艺被配置为在所述第一能流动材料层中产生水(H₂O)的同时使所述第一能流动材料层固化；

对所述第一固化材料层进行第二固化工艺以形成第一低k介电材料层，所述第二固化工艺被配置为从所述第一固化材料层向外蒸发在所述第一固化材料层中的水(H₂O)；和

使用第一化学机械抛光工艺将所述第一低k介电材料层平坦化以形成平坦化的第一低k介电材料层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述第一固化工艺在低于100℃的温度下进行，在所述低于100℃的温度下，在所述第一能流动材料层中产生的水(H₂O)不被蒸发；和

所述第二固化工艺在100℃或更高的温度下进行，在所述100℃或更高的温度下，在所述第一固化材料层中的水(H₂O)从所述第一固化材料层向外蒸发。

3.根据权利要求2所述的方法，其中：

所述堆叠图案包括电极层，所述电极层包括碳层或含碳材料层；

所述第一间隔体层的第一部分形成在所述电极层的横向侧表面和所述第一能流动材料层之间；和

所述第一间隔体层的所述第一部分包括至少两个层。

4.根据权利要求3所述的方法，其中：

所述堆叠图案进一步包括非晶相变材料层；和

进行所述第二固化工艺的温度被配置为保持所述非晶相变材料层的非晶相。

5.根据权利要求1所述的方法，其中当所述第一能流动材料层通过所述第一固化工艺形成为所述第一固化材料层时的体积减小率大于当所述第一固化材料层通过所述第二固化工艺形成为所述第一低k介电材料层时的体积减小率。

6.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述第一能流动材料层包括使用八甲基环四硅氧烷作为前体并且可选地使用选自原硅酸四甲酯和原硅酸四乙酯的至少一种化合物作为添加剂形成的SiOCH材料；和

所述第一能流动材料层的所述SiOCH材料具有化学式1：

化学式1

7.根据权利要求6所述的方法，其中：

所述第一能流动材料层的所述SiOCH材料在所述第一固化工艺中形成硅氧烷键以形成所述第一固化材料层；和

所述第一固化材料层具有化学式2：

化学式2

8.根据权利要求7所述的方法，其中：

所述第一固化材料层的氢(H)在所述第二固化工艺中被除去以形成在所述第一低k介电材料层中的SiOC材料；和

所述第一低k介电材料层的所述SiOC材料具有由化学式3表示的主链：

化学式3