一种半导体器件的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种半导体器件的制造方法，包括：在半导体衬底上沉积形成多孔低K材料层的步骤；选用三烷基羟基硅烷对所述多孔低K材料层进行固化处理的步骤。本发明专利技术中在沉积形成多孔的低K、超低K介电材料后或者执行完干法蚀刻、湿法清洗之后，通入三甲基羟基硅烷在紫外线（UV）光能照射下对所述超低K介电材料进行处理，其中所述超低K介电材料中的Si-O键和所述三甲基羟基硅烷（hydroxytrimethylsilane）中的羟基发生键合，填充了部分所述低K或者超低K介电材料中的空隙，使低K或者超低K介电材料的空隙减小，进而提高了所述低K或者超低K介电材料中的硬度以及机械加工强度，所述低K或者超低K介电材料的K值偏移（K-shift）性能提高了5-10%，具有非常显著的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，具体地，本专利技术涉及一种半导体器件的制造方法。
技术介绍
半导体集成电路技术的飞速发展推动了新材料、新技术的不断进步，也使得半导体工业成长为工业界不可忽视的力量。自20世纪90年代以来，超大规模集成电路(ULSI)的特征尺寸按照摩尔定律在不断缩小。由于器件密度和连线密度的增加、线宽减小，将导致阻容(RC)耦合增大，从而使信号传输延时、干扰噪声增强和功率耗散增大，这给超大规模集成电路的应用带来了挑战。随着集成电路向高速、高集成度发展，为了降低信号传输延迟和串扰以及由于介电损失而导致的功耗增加，采用低介电常数材料做层间介质成为必然的选择。未来的超大规模集成电路制造技术必须采用低介电常数（k）材料取代二氧化硅做层间介质来降低寄生电容，因此低K介电常数材料（k<4）和超低K介电材料（k<2）在今后的超大规模集成电路制造方面将占有重要的地位。虽然低k介电常数材料（k<4）和超低k介电材料电介质具有上述多个优点，但其也并非是完美的，由于low-k材料的抗热性、化学性、机械延展性以及材料稳定性等问题都还没有得到完全解决，给芯片的制造和质量控制带来很多困难。例如现有技术中所述超低k介电材料在器件制备过程中在进行干法蚀刻或者湿法清洗之后也会发生K值转移的现象，在蚀刻过程中所述K值有2.59漂移为2.91；此外，在形成金属互连结构时，在选用NH3等离子体>对所述超低k介电材料处理时，容易造成等离子体损伤（PID），所述问题均由低k介电常数材料（k<4）和超低k介电材料的上述性质和结构有关。目前现有技术中所述低k介电常数材料（k<4）和超低k介电材料电介质的制备方法大都为：在所述半导体衬底上形成等离子体（PLASMA），在所述反应腔室中通入两种前驱体，分别为低K材料前驱体以及致孔剂前驱体，在加热的条件下进行反应，形成包含致孔剂的复合体，然后在隔离室中通过紫外线（Ultra-violet，UV）进行后处理，将所述复合体中的致孔剂去除，形成孔隙，进而形成多孔的低k介电常数材料和超低k介电材料，通常通过所述方法形成的孔隙的大于或者等于15埃，由于孔隙尺寸过大，导致其性能降低，进一步加剧了K值的漂移（shift）以及等离子体损伤（PID），同时由于孔隙过大还造成所述材料硬度、机械加工性能变差，使得工艺过程更加困难。因此，虽然低k介电常数材料和超低k介电材料被广泛应用，但是其自身仍存在K值的漂移（shift）以及等离子体损伤（PID）、以及硬度低、机械加工性能差等问题，所述问题制约了多孔低k介电常数材料和超低k介电材料的进一步发展和应用。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本专利技术为了克服目前存在问题，提供了一种半导体器件的制备方法，包括：在半导体衬底上沉积形成多孔低K材料层的步骤；选用三烷基羟基硅烷对所述多孔低K材料层进行固化处理的步骤。作为优选，所述三烷基羟基硅烷的化学式为：作为优选，其中R为C1-C5的烷基。作为优选，所述三烷基羟基硅烷为三甲基羟基硅烷。作为优选，所述固化处理是在紫外光的照射下进行的。作为优选，在沉积形成所述多孔低K材料后，还包括对所述多孔低K材料层执行干法蚀刻、湿法清洗的步骤。作为优选，所述三甲基羟基硅烷的流量为50-1000mg/min。作为优选，所述三甲基羟基硅烷的压力为0.1-10torr。作为优选，所述三甲基羟基硅烷的温度为100-400℃。作为优选，选用氩气作为载气，将所述三甲基羟基硅烷通入反应腔室中对所述多孔低K材料进行所述固化处理。作为优选，所述氩气的流量为100-5000sccm。作为优选，所述氩气的温度为100-400℃。作为优选，所述氩气的压力为0.1-10torr。作为优选，所述紫外光的波长为380-420nm。本专利技术中在沉积形成多孔的低K、超低K介电材料后或者执行完干法蚀刻、湿法清洗之后，为了修复所述工艺过程对多孔的低K、超低K介电材料造成的损坏，通入三甲基羟基硅烷（hydroxytrimethylsilane）在紫外线（UV）光能照射下对所述低K或者超低K介电材料进行处理，其中所述低K或者超低K介电材料中的Si-O键和所述三甲基羟基硅烷（hydroxytrimethylsilane）中的羟基发生键合，填充了部分所述低K或者超低K介电材料中的空隙，使低K或者超低K介电材料的空隙减小，进而提高了所述低K或者超低K介电材料中的硬度以及机械加工强度，所述低K或者超低K介电材料的K值偏移（K-shift）性能提高了5-10%，具有非常显著的效果。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的装置及原理。在附图中，图1为本专利技术一具体实施方式中选用三甲基羟基硅烷对多孔低K材料层进行处理的结构示意图；图2本专利技术一具体实施方式中制备所述半导体器件的工艺流程图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本发明所述多孔低K材料的处理方法。显然，本专利技术的施行并不限于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。现在，将参照附图更详细地描述根据本专利技术的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的制造方法，包括：在半导体衬底上沉积形成多孔低K材料层的步骤；选用三烷基羟基硅烷对所述多孔低K材料层进行固化处理的步骤。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制造方法，包括：
在半导体衬底上沉积形成多孔低K材料层的步骤；
选用三烷基羟基硅烷对所述多孔低K材料层进行固化处理的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三烷基羟基硅烷的化
学式为：3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中R为C1-C5的烷基。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述三烷基羟基硅烷
为三甲基羟基硅烷。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固化处理是在紫外
光的照射下进行的。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在沉积形成所述多孔
低K材料后，还包括对所述多孔低K材料层执行干法蚀刻、湿法清洗的步

【专利技术属性】
技术研发人员：周鸣，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31