專利名稱：裝有包括多孔結(jié)構(gòu)電介質(zhì)薄膜的半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝有包括多孔結(jié)構(gòu)電介質(zhì)薄膜的半導(dǎo)體器件，并涉及其制作方法。
背景技術(shù)：
作為關(guān)于需要微型化的半導(dǎo)體集成電路設(shè)計(jì)規(guī)則的引入結(jié)果，內(nèi)連延遲已經(jīng)成為明顯的問題。為力圖解決這種問題，近來已積極地在研究一種在層間電介質(zhì)薄膜中使用多孔的結(jié)構(gòu)來得到較低的介電常數(shù)。與對層間電介質(zhì)的材料選擇結(jié)合在一起，在降低介電常數(shù)技術(shù)方面，多孔結(jié)構(gòu)的使用構(gòu)成了關(guān)鍵因素。
但是，做成多孔結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)薄膜常常造成與上面或下面鄰接層的不充分粘結(jié)。除此之外，通常，做成多孔結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)薄膜缺乏機(jī)械強(qiáng)度，所以易于導(dǎo)致裂開或剝離。尤其是，在內(nèi)連線形成的CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)工藝的過程中，當(dāng)在多孔薄膜上施加負(fù)載時(shí)，多孔薄膜往往會受到損傷。有鑒于這些問題，已提出在多孔薄膜上做一層由易于加工的SiO2做成的保護(hù)層的技術(shù)(J.C.Lin等人的“CVDBarriers for Cu with Ultra Low-kIntegration and Relicbility”刊出于Proc.IEEE 2002 International Interconnects，2002.6.3)。
上面的文獻(xiàn)描述一種示于

圖1的內(nèi)連結(jié)構(gòu)。在這內(nèi)連結(jié)構(gòu)中，在內(nèi)連電介質(zhì)薄膜12中隱埋著下內(nèi)連線11，在它上面形成有由SiCN構(gòu)成的銅擴(kuò)散阻擋層13，具有多孔結(jié)構(gòu)的低介電常數(shù)薄膜40和由SiCN構(gòu)成的保護(hù)層。在這多層中，形成了由阻擋層金屬和銅薄層20構(gòu)成的上內(nèi)連線，和通路塞。
但是，這樣一種結(jié)構(gòu)并不能在低介電常數(shù)薄膜40和由SiCN構(gòu)成的保護(hù)層18之間的充分粘合，所以，經(jīng)常在這些層的交界面上發(fā)生剝離。除此之外，包含在上面薄層中的、具有高介電常數(shù)的材料，往往滲透進(jìn)多孔薄膜的細(xì)孔，從而增加多孔薄膜的介電常數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于前面的問題，本發(fā)明的目的是要對源自使用多孔電介質(zhì)薄膜來的，薄膜間的不充分粘合，電介質(zhì)薄膜機(jī)械特性的退化及其制作工藝的復(fù)雜等提供解決方案，盡管通過多孔電介質(zhì)薄膜的引進(jìn)減小了內(nèi)連電容。
根據(jù)本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，它包括半導(dǎo)體基片；以及基本上由相接觸的多孔薄膜和非多孔薄膜構(gòu)成又形在半導(dǎo)體基片上的電介質(zhì)薄膜；而多孔薄膜和非多孔薄膜基本上是相同的結(jié)構(gòu)。
在這半導(dǎo)體器件中，由于構(gòu)成多孔薄膜的化合物和構(gòu)成非多孔薄膜的化合物基本上具有相同的結(jié)構(gòu)，所以提高了多孔薄膜和非多孔薄膜的親和力且獲得了優(yōu)良的粘合性。結(jié)果，消除了按常規(guī)觀察到的在多孔薄膜和鄰接薄膜間不充分粘合的問題并得到高度可靠的半導(dǎo)體器件。上述化合物通常是聚合物，且雖然它們可以有不同的聚合程度，但是較佳的是它們應(yīng)有相同的基本結(jié)構(gòu)。較佳的是，多孔薄膜和非多孔薄膜這兩種薄膜都是由有機(jī)化合物，尤其是一種有機(jī)硅化合物，構(gòu)成的有機(jī)薄膜。使用這樣一些材料可穩(wěn)定地提高這些薄膜的親和力，導(dǎo)致薄膜間有改善的粘合性。
根據(jù)本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，它包括半導(dǎo)體基片；以及基本上由相鄰的多孔薄膜和非多孔薄膜構(gòu)成，又形成在半導(dǎo)體基片上的電介質(zhì)薄膜，而多孔薄膜和非多孔薄膜都含有Si，O和C。
在這半導(dǎo)體器件中，由于多孔薄膜和非多孔薄膜都含有Si，O和C，所以提高了薄膜的親和力且獲得了優(yōu)良的粘合性。構(gòu)成各個(gè)薄膜的材料或者是相同的，或者是不同的，而這兩種情況都只要是有相同的基本結(jié)構(gòu)，則可進(jìn)一步提高薄膜的親和力，且達(dá)到顯著改善粘合性的目的。含有Si，O和C的薄膜例子包括諸如MSQ或MHSQ的涂層薄膜和諸如SiOC薄膜的由CVD形成的薄膜。
在第一和第二半導(dǎo)體器件器件中，可把非多孔薄膜或是配置在多孔薄膜的上面或在其下面。當(dāng)把非多孔薄膜形成在多孔薄膜上時(shí)，前者為后者作為保護(hù)者之用，在諸如CMP或沉積工藝的處理過程中有效地防止損傷多孔薄膜。
而且，在這些半導(dǎo)體器件中，較佳的是，要把多孔薄膜和非多孔薄膜構(gòu)筑得使在介電常數(shù)上的差不大于1。結(jié)果，即使當(dāng)非多孔薄膜的材料已滲透進(jìn)多孔薄膜的細(xì)孔時(shí)，還是可以抑制住多孔薄膜介電常數(shù)的增加。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種半導(dǎo)體器件，它包括半導(dǎo)體基片；以及具有基本上均勻的結(jié)構(gòu)包括多孔部分的電介質(zhì)薄膜；而多孔部分的電介質(zhì)薄膜；而多孔部分的細(xì)孔以相對較低的密度分布在電介質(zhì)薄膜的至少或是上表面的附近或是下表面的附近。換句話說，在電介質(zhì)薄膜上和/或下表面附近的細(xì)孔密度低于電介質(zhì)內(nèi)部細(xì)孔的密度。由于細(xì)孔以相對較低的密度分布在電介質(zhì)薄膜上表面和/或下表面附近，所以，這種電介質(zhì)薄膜多虧在它的內(nèi)部的細(xì)孔而有低的介電常數(shù)，而由于在它的上表面和/或它的下表面附近的細(xì)孔是以相對較低的密分布的，所以為鄰接薄膜提供優(yōu)良的粘合性。從而顯著地提高了半導(dǎo)體器件的可靠性。
在這半導(dǎo)體器件中，也可能在靠近電介質(zhì)薄膜的上表面和/或下表面的部分形成非多孔結(jié)構(gòu)。結(jié)果，進(jìn)一步加強(qiáng)了與鄰接薄膜的粘合力。而且，可以有效地抑制由于鄰接到電介質(zhì)薄膜的薄膜材料滲透引起的電介質(zhì)薄膜介電常數(shù)的增加。
在電介質(zhì)薄膜中的細(xì)孔能按所需要的密度分布。例如，在細(xì)孔比較稀地分布在遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基片的電介質(zhì)薄膜上部的情況下，則電介質(zhì)薄膜上部可用作保護(hù)層，而電介質(zhì)薄膜可有低介電常數(shù)和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)這兩者。另外，通過使細(xì)孔有這樣的分布，使得細(xì)孔在遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基片的電介質(zhì)薄膜中部有較密的分布而在電介質(zhì)薄膜上部有比較稀的分布，則會進(jìn)一步加強(qiáng)與鄰接薄膜和電介質(zhì)薄膜的上、下表面的粘合力而電介質(zhì)薄膜仍保持低的介電常數(shù)。
在前面的半導(dǎo)體器件中，也可能在電介質(zhì)薄膜中做金屬內(nèi)連線，使得金屬內(nèi)連線的上表面與電介質(zhì)薄膜的上表面對準(zhǔn)在同一平地。假若這樣，在金屬內(nèi)連線的形成過程中，在電介質(zhì)薄膜的上表面上施加了一些負(fù)載。例如，當(dāng)通過CMP工藝形成金屬互連線時(shí)，電介質(zhì)薄膜與構(gòu)成金屬內(nèi)連線的金屬薄膜一起不可避免地被拋光。為此原因，電介質(zhì)薄膜表面需要有一個(gè)加強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，而根據(jù)本發(fā)明的電介質(zhì)薄膜表面具有較低的細(xì)孔密度，所以，在對付CMP工藝上比通常的多孔薄膜明顯地有較大的阻力。
在上面的半導(dǎo)體器件中可用CVD形成電介質(zhì)薄膜。由于用CVD形成電介質(zhì)薄膜的多孔部分和非多孔部分這兩者，可進(jìn)一步保證在這兩個(gè)部分間的粘合力。而且，在不需要從沉積室取出的情況下，可以通過整體過程形成整個(gè)多層，所以也提高了質(zhì)量上的穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種制作半導(dǎo)體器件的方法，它包括以下諸步驟通過形成多孔薄膜并在其上形成具有與多孔薄膜基本上相同結(jié)構(gòu)的非多孔薄膜，在半導(dǎo)體基片上形成電介質(zhì)薄層；有選擇地除去部分電介質(zhì)薄膜以形成凹槽，形成金屬薄層為了堵塞這凹槽，以及對金屬層或者進(jìn)行拋光或者進(jìn)行向后腐蝕到不露出多孔薄膜的程度，以除去形成在凹槽外的金屬薄膜。
根據(jù)本制造方法，由于多孔薄膜和非多孔薄膜具有基本上相同的結(jié)構(gòu)，所以提高了多孔薄膜和非多孔薄膜的親和力并獲得了優(yōu)良的粘合性。同樣，由于在不露出多孔薄膜的情況下在金屬薄層上進(jìn)行拋光或后向腐蝕，所以可在不損傷電介質(zhì)薄膜質(zhì)量的情況下在凹槽中形成金屬薄層。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種制作半導(dǎo)器件的方法，它包括以下的諸步驟通過形成含有Si，O和C的多孔薄膜并在其上形成含有Si，O，C的非多孔薄膜，在半導(dǎo)體基片上形成電介質(zhì)薄膜；有選擇地除去部分電介質(zhì)薄膜以形成凹槽；形成金屬薄層為了堵塞這凹槽；以及對金屬層或者進(jìn)行拋光或者進(jìn)行向后腐蝕不露出多孔薄膜的程度，以除去形成在凹槽外的金屬薄膜。
根據(jù)這個(gè)制作半導(dǎo)體器件的方法，由于多孔薄膜和非多孔薄膜這兩者都含有Si，O和C，所以提高了這些薄膜的親和力并獲得了優(yōu)良的粘合性。而且，由于在不露出多孔薄膜的情況下在金屬薄層上進(jìn)行拋光或后向腐蝕，所以可在不損傷電介質(zhì)薄膜質(zhì)量的情況下在凹槽中形成金屬薄層。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種制作半導(dǎo)體器件的方法，它包括在半導(dǎo)體基層上形成具有基本上均勻結(jié)構(gòu)的多孔結(jié)構(gòu)電介質(zhì)薄膜的步驟；而形成電介質(zhì)薄膜的步驟包括控制一種沉積條件來改變細(xì)孔密度。
這個(gè)制作方法有可能任意地控制在電介質(zhì)薄膜中的細(xì)孔密度，因而能容易地獲得在其上表面或下表面的附近具有相對較低密度細(xì)孔分布的這種電介質(zhì)薄膜。在形成條件被控制得使在電介質(zhì)薄膜上表面附近的細(xì)孔密度是較稀的情況下，則在電介質(zhì)薄膜上部分的處理過程中，該電介質(zhì)薄膜的上表面可用作保護(hù)層，導(dǎo)致提高半導(dǎo)體器件的可靠性。
形成多孔結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)薄膜有多種可行的方法。例如，在采用諸如CVD的汽相生長工藝的情況下，諸如可在中間調(diào)節(jié)沉積氣體類型的薄膜沉積條件，使得可以改變細(xì)孔密度。使用一種能在沉積過程的前半段促使多孔結(jié)構(gòu)的形成，而在后半段使用一種抑制細(xì)孔形成的沉積氣體，最后形成了在其中具有細(xì)孔密度變化的電介質(zhì)薄膜。
另一種有效方法是在電介質(zhì)薄膜沉積過程中引入填充料，在沉積工藝的過程中，按時(shí)間順序改變填充料的引入數(shù)量。在電介質(zhì)薄膜沉積之后，在剛分解，即除去填充料后，就得到了多孔結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)薄膜。假若這樣，除包括CVD氣相生長之外，還可使用自旋涂膜工藝作為沉積方法。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種制作半導(dǎo)體器件的方法，它包括以下諸步驟通過依這順序形成含有填充料的第一薄膜和形成不會填料的第二薄膜在半導(dǎo)體基本上形成電介質(zhì)薄膜；有選擇地除去部分電介質(zhì)薄膜，以形成凹槽；以及在第一薄膜上進(jìn)行熱處理以分解，即除去填充料，從而在電介質(zhì)薄膜中形成多孔結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本制作方法，第一薄膜和第二薄膜是連貫地沉積的，然后把第一薄膜加工以獲得多孔結(jié)構(gòu)。結(jié)果，通過簡單的工藝和在穩(wěn)定的質(zhì)量水準(zhǔn)上，就可獲得具有低介電常數(shù)和優(yōu)良粘合性的電介質(zhì)薄膜。
這個(gè)制作半導(dǎo)體器件的方法還可包括形成金屬層以填塞凹槽的步驟；以及對金屬層或是進(jìn)行拋光或是后向腐蝕，直到露出電介質(zhì)薄膜為止，以除去形成在凹槽外的金屬層的步驟。結(jié)果，由于在不露出在電介質(zhì)薄膜內(nèi)的多孔部分的情況下，在金屬上進(jìn)行拋光或后向腐蝕，所以在不損傷電介質(zhì)薄膜質(zhì)量的情況下，金屬層能形成在凹槽中。在制作半導(dǎo)體器件的所有前面的方法中提到的“凹”，是具體地代表內(nèi)連溝槽，接觸孔，用于配置襯墊的凹槽等。
在前面的根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制作方法中，形成電介質(zhì)薄膜的步驟可包括在不從CVD沉積室取出基片的情況下，在整體過程中形成該電介質(zhì)薄膜，并在形成電介質(zhì)薄膜多孔部分的過程中使用含有填充料的沉積氣體，以及在形成非多孔部分地過程中使用基本上不含有填充料的沉積氣體。結(jié)果，可在高度和穩(wěn)定的質(zhì)量水準(zhǔn)下獲得具有多孔部分和非多孔部分這兩者的電介質(zhì)薄膜。
在本發(fā)明中提到的“多孔”結(jié)構(gòu)代表一種經(jīng)過填充料的使用或沉積氣體的選擇故意地形成的多孔結(jié)構(gòu)。從降低介電常數(shù)的觀點(diǎn)來看，較佳的是，平均細(xì)孔直徑適合不小于1nm。平均直徑，譬如說，可以通過電子顯微鏡觀察薄膜的橫截面而得到。
正如上面所描述，本發(fā)明是要對源自使用多孔電介質(zhì)薄膜的不充分的粘合力，電介質(zhì)薄膜機(jī)械特性的退化及其制造工藝復(fù)雜等問題提供解決方案，盡管通過多孔電介質(zhì)薄膜的引入成功地減小了內(nèi)連電容。
附圖簡述圖1是示出常規(guī)半導(dǎo)體器件的示意橫截面圖；圖2A和2B是分別示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的示意橫截面圖；圖3A到3C是分別示出根據(jù)該發(fā)明的半導(dǎo)體器件的示意橫截面圖；圖4A和4B是漸進(jìn)地示出根據(jù)該發(fā)明的半導(dǎo)體器件制作方法的示意橫截面圖；圖5A到5C是漸進(jìn)地示出根據(jù)該發(fā)明的半導(dǎo)體器件制作方法的示意橫截面圖；圖6A和6B是漸進(jìn)地示出根據(jù)該發(fā)明的半導(dǎo)體器件制作方法的示意橫截面圖；圖7A到圖7C是漸進(jìn)地示出根據(jù)該發(fā)明的半導(dǎo)體器件制作方法的示意橫截面圖；圖8A和8B是漸進(jìn)地示出根據(jù)該發(fā)明的半導(dǎo)體器件制作方法的示意橫截面圖；圖9是示出根據(jù)該發(fā)明的半導(dǎo)體器件的示意橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖2A和2B是分別示出根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)連結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)裝有通過自旋涂上膜層形成的層間電介質(zhì)薄膜和通過雙鑲嵌工藝形成的銅內(nèi)連線。
圖2A的內(nèi)連結(jié)構(gòu)是由包括在半導(dǎo)體基片(未示出)上形成的內(nèi)連電介質(zhì)薄膜12，銅擴(kuò)散阻擋層13，多孔MSQ薄膜14和非多孔MSQ薄膜17的多層構(gòu)成的。下面連線11配置在內(nèi)連電介質(zhì)薄膜12中，而由銅薄層20和阻擋層金屬19組成的上內(nèi)連線和通路管塞通過由銅擴(kuò)散阻擋層13構(gòu)成的電介質(zhì)薄膜，多孔MSQ薄膜14和非多孔MSQ薄膜17來安裝。下內(nèi)連線11通過通路孔與上內(nèi)連線連接。
多孔MSQ薄膜14是具有多孔結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)薄膜。具體地說，多孔MSQ薄膜14可由諸如MSQ，MHSQ或HSQ等具有硅氧烷基的多孔結(jié)構(gòu)的涂層薄膜，或諸如SiOC薄膜的多孔結(jié)構(gòu)的CUD薄膜構(gòu)成。此外，SiOC薄層一般基本上由Si，O，CH元素構(gòu)成，所以可以稱之為“SiOCH薄層”。有多孔結(jié)構(gòu)的涂層薄膜可通過在基片上自旋涂膜一種含有用于電介質(zhì)薄膜的構(gòu)成和填充料的先質(zhì)溶液，然后進(jìn)行熱處理的諸步驟來形成。而有多孔結(jié)構(gòu)的CVD薄膜則是通過一種沉積條件，諸如沉積氣體的恰當(dāng)選擇來形成。
非多孔MSQ薄膜17是一種具有非多孔結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)薄膜。該電介質(zhì)薄膜用作多孔MSQ薄膜14的保護(hù)層。在通過雙鑲嵌工藝的銅薄層20的形成過程中，在與銅管層20的上表面在同一平地上對準(zhǔn)的電介質(zhì)薄膜上表面上施加一個(gè)負(fù)載。但是，施加負(fù)載的部分是在圖2A結(jié)構(gòu)中的非多孔MSQ薄膜17而不是多孔MSQ薄膜14，所以顯著地提高了對抗CMP過程的阻力。
非多孔MSQ薄膜17也用作在多孔MSQ薄膜14和上鄰接薄膜之間交錯(cuò)插入的粘合薄膜，用來提高層間電介質(zhì)薄膜的結(jié)合力。較佳的是，多孔MSQ薄膜14和非多孔MSQ薄膜17含有一種與其組分，更佳的是與其主要組分，相同結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅化合物。結(jié)果，進(jìn)一步加強(qiáng)了在這些薄膜間的粘合力。也是較佳的是，多孔MSQ薄膜14和非多孔MSQ17兩者都含有包括Si，O和C的化合物，例如聚硅氧烷。包含在各自薄膜中的聚硅氧烷可以或是相同的或是不同的，而不論哪種情況，只要基本結(jié)構(gòu)是相同的，則可進(jìn)一步提高薄膜的親和力，且可達(dá)到顯著改善粘合性的目的。
另外，非多孔MSQ薄膜17可由諸如MSQ，MHSQ或HSQ等具有硅氧烷的涂層薄膜或諸如SiOC薄膜的SVD薄膜構(gòu)成。
圖2B示出另一裝有由涂膜形成的層間電介質(zhì)薄膜的內(nèi)連結(jié)構(gòu)。它與圖2A在結(jié)構(gòu)上的差別在于配置有腐蝕阻擋層15，以便與阻擋層金屬19接觸，而且在腐蝕阻擋層15上裝以多孔MSQ薄膜16。其余部分則與圖2A是一樣的。
腐蝕阻擋層15在用于銅薄層20的內(nèi)連溝槽形成過程中用來阻止過度的腐蝕效果，腐蝕阻擋層15可由SiN，SiON，SiC，SiCN或SiO2及其同類的物質(zhì)構(gòu)成。
在示于圖2A和2B的結(jié)構(gòu)中，可在非多孔MSQ薄膜17上裝以由SiC，SiCN，SiO2等構(gòu)成的保護(hù)層。結(jié)果，進(jìn)一步提高為銅薄層20形成的對抗CMP工藝的阻力。
圖3A到3C分別示出根據(jù)本發(fā)明的另一內(nèi)連結(jié)構(gòu)。這內(nèi)連結(jié)構(gòu)裝有由CVD工藝形成的層間電介質(zhì)薄膜和通過雙鑲嵌工藝形成的銅內(nèi)連線。
除了層間電介質(zhì)薄膜由CVD薄膜而不是涂層薄膜構(gòu)成的之外，圖3A示出與圖2A的層結(jié)構(gòu)有相似的層結(jié)構(gòu)。圖3A的內(nèi)連結(jié)構(gòu)是由在硅基片(未示出)上形成的包括內(nèi)連電介質(zhì)薄膜22，銅擴(kuò)散阻擋層23，多孔SiOC薄膜24和非多孔SiOC薄膜27的多層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的。下內(nèi)連線11配置在內(nèi)連電介質(zhì)薄膜22中，而由銅薄層20和阻擋層金屬19組成的上內(nèi)連線和通路管塞經(jīng)過形成在內(nèi)連電介質(zhì)薄膜22上的多層來安裝。下內(nèi)連線11和上內(nèi)連線通過通路孔連接。由于多孔SiOC薄膜24和非多孔SiOC薄膜兩者由CVD形成，所以，在不停止過程的情況下，可以在中間改變諸如沉積氣體的一種沉積條件。結(jié)果，進(jìn)一步提高了薄膜間的粘合力。而且，通過沉積條件的合適選擇有可能創(chuàng)造出從多孔SiOC薄膜24到非多孔SiOC薄膜27中漸變的細(xì)孔密度。
除了配置了腐蝕阻擋層25，以便與阻擋層金屬19的下表面接觸，且將多孔SiOC薄膜26裝在腐蝕阻擋層25上之外，圖3B示出與圖3A層結(jié)構(gòu)相似的層結(jié)構(gòu)。其余部分與圖3A是一樣的。
在圖3C所示的結(jié)構(gòu)中，非多孔SiOC薄膜27分別配置在銅擴(kuò)散阻擋層23的上表面，腐蝕阻擋層25的上表面和下表面上。所以顯著地提高了多孔薄膜與鄰接薄膜間的粘合力。關(guān)于CVD薄膜的多孔結(jié)構(gòu)，薄膜中的細(xì)孔分布可以改變沉積氣體時(shí)通過相當(dāng)簡單的操作來控制。通過使用這種細(xì)孔分布技術(shù)可容易地得到如圖3C的結(jié)構(gòu)。同時(shí)，當(dāng)改變沉積氣體時(shí)，是在引進(jìn)新的沉積氣體前，把現(xiàn)存的氣氛一次清除出沉積室外，還是在不清除現(xiàn)存的氣氛下只引起新的沉積氣體，這兩種方法都是可采用的，在前面的情況下，薄膜特性的界限是明顯地被標(biāo)出來，所以可容易地控制薄膜結(jié)構(gòu)。在后面的情況下，因?yàn)樵谇懊孢^程中所用沉積氣體的慣性，在高細(xì)孔密度部分和低細(xì)孔密度部分間的區(qū)域中，細(xì)孔密度逐漸地改變。這樣，可獲得比在界限是明顯地被標(biāo)出的情況下有較大的薄膜機(jī)械強(qiáng)度。順便提一下，參考圖3C可省略非多孔SiOC薄膜27的多個(gè)薄層中的一小部分。
現(xiàn)在參考附圖，將在下文描述根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體制作方法的幾個(gè)實(shí)施例。在下列諸實(shí)施例中提到的多孔結(jié)構(gòu)代表通過填充料的使用或沉積氣體的選擇而故簡形成的一種結(jié)構(gòu)，使得平均細(xì)孔直徑適合不小于1nm。
第一實(shí)施例圖4A直到5C漸進(jìn)地示出示出圖2A內(nèi)連結(jié)構(gòu)制作方法的示意橫截面圖。在本實(shí)施例中，裝著銅內(nèi)連線多層薄層的內(nèi)連結(jié)構(gòu)將用雙鑲嵌工藝來形成。使用CVD加工的SiOC薄膜作為層間電介質(zhì)薄膜。
首先，進(jìn)行下面的步驟1直到4來獲得示于圖4A的狀態(tài)。
步驟1在硅基片(未示出)上形成由銅薄層和阻擋層金屬組成的下內(nèi)連線11，以及內(nèi)連電介質(zhì)薄膜22，而銅擴(kuò)散阻擋層23(厚50nm)通過等離子體CVD過程形成在下內(nèi)連線11和內(nèi)連電介質(zhì)薄膜22的上面。銅擴(kuò)散阻擋層23可由，譬如說，SiN，SiON，SiC或SiCN構(gòu)成，在本實(shí)施例中，使用其中的SiN，用于SiN薄膜的源氣體，可以使用例如一種含有甲硅烷和銨基的混合氣體或含有二氯硅烷和銨基的混合氣體。把沉積溫度設(shè)置在300℃到600℃的范圍內(nèi)。在把SiCN用作銅擴(kuò)散阻擋層23的情況下，在沉積溫度范圍為，例如，300℃到600℃下，可以采用例如三甲基硅烷和銨基為源氣體。
步驟2通過等離子體CVD把多孔SiOC薄膜(K＝2.0到2.5)沉積到銅擴(kuò)散阻擋層23。薄膜厚度可在，例如，400到700nm的范圍內(nèi)，可使用含有下列組分A，B和C的混合氣體作為沉積氣體。
(A)有機(jī)硅烷或有機(jī)硅氧烷(B)諸如N2O，O2，O3，CO2的氧化劑(C)填充料通過使用這種混合氣體并適當(dāng)?shù)乜刂埔环N沉積條件，可把多孔SiOC薄膜24形成為具有所需要數(shù)目的細(xì)孔。通過適當(dāng)?shù)剡x擇一種類型的有機(jī)硅烷可以調(diào)節(jié)細(xì)孔密度。沉積溫度選擇在300℃到500℃的范圍內(nèi)。
作為組分A的例子，可例舉由RnSiH4-n(R代表一種烷基，而n是1到4的整數(shù))表示的一種有機(jī)硅烷。
作為組C的填充料例子，可以使用含有以硅為基的單元和熱不穩(wěn)定的以非硅為基的單元的環(huán)烯。
以硅為基的單元例子包括甲基甲硅烷氧基(CH3-SiH2-O)單元，二甲基甲硅烷氧基(CH3)2-SiH-O-)單元等等。
具有熱不穩(wěn)定基的在非硅為基的單元包括二氧代二烯基(dioxynil)-(-(-CH＝CH-O-CH＝CH-O-)-)，呋喃基(-(-CH＝CH-Ch＝CH-O-)-)，富烯基(-(-CH＝CH-CH＝CH-C(CH2)-)-)等，以及這些的氟取代物。
具有這種單元的環(huán)烯的特例包括甲基甲硅烷基-1，4-二氧代二烯基醚；2-甲基硅氧烷呋喃；3-甲基硅氧烷呋喃；2，5-二(甲基甲硅烷)-1，4-二氧代二烯(dioxyn)；3，4-二(甲基硅氧烷)(methylsiloxanil)呋喃；2，3-二(甲基硅氧烷)呋喃；2，4-二(甲基硅氧烷)呋喃；2，5-二(甲基硅氧烷)呋喃；1-甲基硅氧烷富烯；2-甲基硅氧烷富烯；6-甲基硅氧烷富烯；二(甲基硅氧烷)富烯；二甲基硅氧烷-1，4-二氧代二烯基醚；
2-二甲基硅氧烷呋喃；3-二甲基硅氧烷呋喃；2，5-二(甲基甲硅烷氧)-1，4-二氧代二烯；3，4-二(二甲基硅氧烷)呋喃；2，3二(二甲基硅氧烷)呋喃；2，4-二(二甲基硅氧烷)呋喃；2，5-二(二甲基硅氧烷)呋喃；1-二甲基硅氧烷富烯2-二甲基硅氧烷富烯；6-二甲基硅氧烷富烯；二(二甲基硅氧烷)富烯；2，4，6-三硅氧烷(trisilaoxane)；和環(huán)-1，3，5，7-四亞甲硅基-2，6-二氧-4，8二亞甲基；以及這些化合物的氟取代物，在此之外可使用一種或多于2的組合物。
步驟3把在其上已形成多孔SiOC薄膜24的基片從沉積室取出，并進(jìn)行爐內(nèi)退火。這把多孔SiOC薄膜24轉(zhuǎn)變成已穩(wěn)定處理過的薄膜。退火溫度可設(shè)定在高于，例如，在300℃到500℃范圍內(nèi)的沉積溫度。
在多孔SiOC薄膜24上形成非多孔SiOC薄膜27(厚50到350nm，K＝2.9)。非多孔SiOC薄膜27的厚度較佳根據(jù)多孔SiOC薄膜24的厚度來設(shè)定。最好采用與多孔SiOC薄膜相似的方式形成非多孔SiOC薄膜27，因而在本實(shí)施例中使用等離子體CVD。盡管也可使用與用于多孔SiOC薄膜24的不同的沉積氣體，但是對非多孔SiOC薄膜27的沉積，除填充料外，可使用與對多孔SiOC薄膜24使用的相同的氣體。
在完成前面諸步驟時(shí)，就可獲得圖4A的狀態(tài)。將依次進(jìn)行步驟5到8。
步驟5通過普通曝光形成抗蝕圖形45，并在非多孔SiOC薄膜27和多孔SiOC薄膜24上進(jìn)行各向異性腐蝕以開一通孔。然后，用氧等離子體處理除去抗蝕圖形45(圖4B)。
步驟6通過普通曝光形成抗蝕圖形46，并在非多孔SiOC薄膜27的多孔SiOC薄膜24上進(jìn)行各向異性腐蝕以形成內(nèi)連溝槽47(圖5A)。然后除去抗蝕圖形46。
步驟7在銅擴(kuò)散阻擋層23上進(jìn)行后向腐蝕，使通過孔到達(dá)下內(nèi)連線11。通過這個(gè)后向腐蝕工藝，銅擴(kuò)散阻擋層23被除去了約50nm，而非多孔SiOC薄膜27也被除去了約70nm(圖5B)。并且相對于銅擴(kuò)散阻擋層23，非多孔SiOC薄膜27的腐蝕選擇率可通過改變后向腐蝕條件來控制。
步驟8在如上形成的整個(gè)內(nèi)連溝槽和通路孔形成阻擋層金屬19厚度50nm，在此之后，沉積銅薄層20(厚700nm)。盡管也可能使用Ti，TiN，TaN，TiW，TaW，WN等的一種或混合物或同類的物質(zhì)，但在本實(shí)施例中，使用Ta(鉭)作為阻擋層金屬19。對阻擋層金屬19的沉積，盡管也可用濺射，但一般使用CVD。對銅薄層20的沉積，盡管也可用CVD或?yàn)R射，但在本實(shí)施例中使用電鍍。
然后，通過CMP工藝拋光阻擋層金屬19和銅薄層20，以形成通路管塞和上內(nèi)連線。當(dāng)露出非多孔SiOC薄膜27時(shí)，拋光必須結(jié)束。在完成這些步驟時(shí)，就可獲得示于圖5C的內(nèi)連結(jié)構(gòu)。
在這內(nèi)連結(jié)構(gòu)中，由于層間電介質(zhì)薄膜的相當(dāng)大的部分是由具有低介電常數(shù)的多孔SiOC薄膜24構(gòu)成的，所以可有效地減小在內(nèi)連線之間的寄生電容。并且，由于非多孔SiOC薄膜7是形成在多孔SiOC薄膜24的上面，所以多孔SiOC薄膜24可以避免在圖5C的CMP工藝中受到損傷。而且，由于非多孔SiOC薄膜27和多孔SiOC薄膜24是由具有相同結(jié)構(gòu)的化合物構(gòu)成的，所以在這些薄膜間的交界面處獲得了優(yōu)良的結(jié)合性。另外，非多孔SiOC薄膜27對諸如要形成在這內(nèi)連結(jié)構(gòu)上面的另一銅擴(kuò)散阻擋層的附加薄層是充分粘合的。
第二實(shí)施例在本實(shí)施例中，下面的步驟2’是代替第一實(shí)施例的步驟2到4而進(jìn)行的。
步驟2’在銅擴(kuò)散阻擋層13上通過等離子體CVD形成多孔SIOC薄膜24(厚度400到700nm)和非多孔SiOC薄膜27(厚度50到350nm)。用于各自薄膜的沉積氣體與那些用于第一實(shí)施例中的沉積氣體是相同的，但是，在本實(shí)施例中，在不從沉積室中取出基片的情況下，在連貫地形成這些薄膜時(shí)來調(diào)換沉積氣體的。這可在，例如，下面的方法中來進(jìn)行。
可使用含用下列組分A，B和C的混合氣體作為沉積氣體。
(A)有機(jī)硅烷或有機(jī)硅氧烷(B)諸如N2O，O2，O3，CO2的氧化劑(C)填充料對多孔SiOC薄膜24和非多孔SiOC薄膜27的沉積，由組分A和B供應(yīng)。對沉積多孔SiOC薄膜24，額外地引進(jìn)C的填充料。在非多孔SiOC薄膜27的沉積過渡階段停止填充料的供應(yīng)。
此外，在調(diào)換沉積氣體時(shí)，在引進(jìn)新的沉積氣體前，是把現(xiàn)存的氣氛一次清除出沉積室，還是在不清除現(xiàn)存氣氛的情況下逐漸改變沉積氣體的成分，這兩種方法都是可行的。根據(jù)后面的方法，薄膜獲得細(xì)孔密度是逐漸變化的漸變結(jié)構(gòu)。
然后進(jìn)行根據(jù)第一實(shí)施例的步驟5和6，此后，并進(jìn)行下面的步驟6’。
步驟6’在剛從圖4B的狀態(tài)除去抗蝕圖形時(shí)，就把基片引進(jìn)到爐內(nèi)進(jìn)行爐內(nèi)退火。在這工藝中，剩留在多孔SiOC薄膜24的低分子化合物等通過通路孔揮發(fā)掉。結(jié)果，多孔SiOC薄膜24獲得穩(wěn)定的薄膜特性?？砂淹嘶饻囟仍O(shè)得比例如，在300℃到550℃范圍內(nèi)的沉積溫度高。
根據(jù)本實(shí)施例，由于多孔SiOC薄膜24和非多孔SiOC薄膜27是連貫形成的，所以減小了一些制作工藝，而電介質(zhì)薄膜獲得了加強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度。
在步驟2’中消除前面的氣體后引入新沉積氣體的情況下，形成了示于圖4A直到5C的由多孔SiOC薄層24和非多孔SiOC薄膜27構(gòu)成的明顯的分界層結(jié)構(gòu)。相反，在不清除前面氣體的情況下改變沉積氣體，這些薄膜邊界不是清晰地標(biāo)出，而在電介質(zhì)薄膜中的細(xì)孔密度朝向遠(yuǎn)離基片的上面部分逐漸變小。
通過逐步地調(diào)整沉積氣體也可獲得在其中細(xì)孔密度朝向遠(yuǎn)離基片的上面部分逐漸變小的電介質(zhì)薄膜，根據(jù)這種方法，可穩(wěn)定地制作具有低價(jià)電常數(shù)和優(yōu)良的層間粘合性這兩者的電介質(zhì)薄膜。
盡管通過改變填充料的引進(jìn)數(shù)量也可能調(diào)節(jié)細(xì)孔密度，但本發(fā)明已提供通過接通和關(guān)斷料的供應(yīng)來形成多孔和非多孔結(jié)構(gòu)的方法。根據(jù)這種方法可容易地形成在其中細(xì)孔相對較稀地分布在電介質(zhì)薄膜的上表面或下表面附近的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的例子示于圖9。參考圖9，電介質(zhì)薄膜29具有漸變的結(jié)構(gòu)，在其中細(xì)孔密度朝向遠(yuǎn)離基片的上面部分逐漸變小。電介質(zhì)薄膜29的上表面與內(nèi)連線對準(zhǔn)在電介質(zhì)薄膜29是非多孔的同一基準(zhǔn)面上。形成這種結(jié)構(gòu)的結(jié)果是，提高了電介質(zhì)薄膜和鄰接薄膜之間的粘合力。而且，在形成電介質(zhì)薄膜后，通過施加諸如CMP的力學(xué)處理可把對電介質(zhì)薄膜的損傷減到最小。
第3實(shí)施例在本實(shí)施例中，裝有銅內(nèi)連線多層薄層的內(nèi)連結(jié)構(gòu)將通過雙鑲嵌工藝來形成。作為層間電介質(zhì)薄膜的MSQ薄膜使用自旋涂上膜層來形成。
首先，進(jìn)行下列的步驟1直到4以獲得示于圖6A的狀態(tài)。
步驟1在由銅構(gòu)成的下內(nèi)連線11和通過等離子體CVD工藝的內(nèi)連電介質(zhì)薄膜12的上面形成銅擴(kuò)散阻擋層13(厚度50nm)。銅擴(kuò)散阻擋層13可由，例如SiN，SiON，或SiC構(gòu)成，在本實(shí)施例中使用其中的SiN。用于SiN薄膜的源氣體，可使用，例如，含有甲硅烷和銨基的混合氣體或含有二氯硅烷和銨基的混合氣體。沉積溫度可設(shè)定在300℃到600℃的范圍之內(nèi)。在使用SiC作為銅擴(kuò)散阻擋層13的情況下，例如在沉積溫度，例如，從300℃到450℃的范圍時(shí)，三甲基硅烷和銨基可用作源氣體。
步驟2采用含有以二氧化硅為基的先質(zhì)和填充料的薄膜材料，通過自旋涂上膜層，在銅擴(kuò)散阻擋層13上形成MSQ薄膜。薄膜厚度根據(jù)隨后將形成的非多孔MSQ薄膜厚度的關(guān)系來合適地決定，較佳的是在400到700nm的范圍之內(nèi)。
至于二氧化硅為基的先質(zhì)，可使用含有諸如有機(jī)硅氧烷，有機(jī)硅烷，硅氧烷的SiOC或SiOCH的有機(jī)硅化合物。
料材料的例子包括含有一種金屬原子例如磷的金屬螯合化合物，鈦，鋯和鋁，表面活性劑，或諸如GeO2的無機(jī)化合物納米粒子。
步驟3進(jìn)行熱處理以除去填充料，從而獲得多孔結(jié)構(gòu)。在這個(gè)階段，MSQ薄膜轉(zhuǎn)變成多孔MSQ薄膜14。此外，較佳的是熱處理溫度設(shè)得比例如在200℃或450℃范圍之內(nèi)的沉積溫度高。
步驟4采用含有以二氧化硅為基的先質(zhì)薄膜材料但不是填充料，通過自旋涂上薄膜，在多孔HSQ薄膜14上形成多孔MSQ薄膜17(厚度50到350μm)。非多孔SiOC薄膜17的厚度，較佳的是根據(jù)多孔SiOC薄膜14的厚度來決定?；蚴强墒褂门c在多孔MSQ薄膜14的形成中所用相同的以二氧化硅為基的先質(zhì)，或是可使用不相同的先質(zhì)。
當(dāng)在前面的步驟完成時(shí)，就獲得圖6A的狀態(tài)。接著，在與第一實(shí)施例相似的方式下，進(jìn)行下面的步驟5到8。
步驟5形成抗蝕圖形45，并進(jìn)行各向異性腐蝕以開一通路孔。然后用氧等離子體處理除去抗蝕圖形45(圖6B)。
步驟6形成抗蝕圖形46，并進(jìn)行各向異性腐蝕以形成在其中配置雙鑲嵌內(nèi)連線的內(nèi)連溝槽47(圖7A)。
步驟7在除去抗蝕圖形46之后，在銅擴(kuò)散阻擋層13上進(jìn)行后向腐蝕，使得通路孔到達(dá)下內(nèi)連線11(圖7B)。
步驟8在加上形成的整個(gè)內(nèi)連溝槽和通路孔形成阻擋層金屬19(厚度50nm)，在此之后，沉積銅薄層20(厚度700nm)。然后，通過CMP工藝拋光阻擋層金屬19和銅薄層20，以形成通路管塞和上內(nèi)連線。當(dāng)露出非多孔MSQ薄膜17的表面時(shí)，拋光必須結(jié)束，在這些步驟剛結(jié)束時(shí)，就獲得示于圖7C的內(nèi)連結(jié)構(gòu)。
在這內(nèi)連結(jié)構(gòu)中，由于層間電介質(zhì)薄膜的大部分是由具有低介電常數(shù)的多孔薄膜構(gòu)成，所以能有效地減小內(nèi)連線之間的寄生電容。而且，本內(nèi)連結(jié)結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的對抗CMP的阻力和層間粘合性。
第四實(shí)施例在本實(shí)施例中，在與第三實(shí)施例相似的方式下，通過自旋涂上膜層形成的MSQ薄膜作為間層間電介質(zhì)薄膜來形成內(nèi)連結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實(shí)施例，簡化了層間電介質(zhì)的形成工藝，因此減少了一些制作工藝。
在本實(shí)施例中，進(jìn)行與第三實(shí)施例那些相同的步驟1和2，但省略了進(jìn)行熱處理形成多孔結(jié)構(gòu)的步驟3。然后進(jìn)行步驟4來獲得圖8A的狀態(tài)。在圖8A中，在銅擴(kuò)散阻擋層13上形成含有填充料的MSQ薄膜30。
然后進(jìn)行步驟5，在這步驟中通過各向異性腐蝕開了通路孔。在用氧等離子體處理除去抗蝕圖形45后，進(jìn)行熱處理，在本實(shí)施例基片上除去填充料，因而給于MSQ薄膜30多孔結(jié)構(gòu)。在這階段，MSQ薄膜30變成多孔MSQ薄膜14(圖8B)。此外，較佳的是把熱處理溫度設(shè)置得比，例如在200℃到450°范圍之內(nèi)的沉積溫度高。
在此之后，在與第三實(shí)施例相似的方式下，進(jìn)行步驟6并和前，來形成內(nèi)連結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本實(shí)施例，由于MSQ薄膜是連貫地形成的，所以可減少一些制作工藝。
本發(fā)明已參考了前面諸實(shí)施例，作了如上的描述。應(yīng)該理解到這些實(shí)施例僅是示范性的，而對在本領(lǐng)域中的技術(shù)人員，在不背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍的情況下可對相應(yīng)的組成部分或加工步驟或它們的結(jié)合作出各種修改來說是明確的。例如，前面諸實(shí)施例是相對于通過雙鑲嵌工藝來形成內(nèi)連結(jié)構(gòu)作的描述，但是，本發(fā)明可根據(jù)單鑲嵌工藝等同地應(yīng)用到內(nèi)連線或通路管塞的形成工藝上。
同樣，對電介質(zhì)薄膜，內(nèi)連線，阻擋層金屬等材料的選擇不限于上面的描述，但是可在不同的方式下作出。例如，在第三和第四實(shí)施例中，也可使用由MSQ和MHSQ混合構(gòu)成的薄膜，而不是MSQ薄膜。此外，多孔薄膜和非多孔薄膜的邊界位置并不限于示于附圖中的諸例，而可有選擇地配置在不同的基準(zhǔn)上，于是根據(jù)設(shè)計(jì)來調(diào)節(jié)這些薄膜的薄膜厚度比。
數(shù)字描述11 下內(nèi)連線12 內(nèi)連電介質(zhì)薄膜13 銅擴(kuò)散阻擋層14 多孔MSQ薄膜15 腐蝕阻擋層16 多孔MSQ薄膜17 非多孔MSQ薄膜19 阻擋層金屬22 內(nèi)連電介質(zhì)薄膜23 銅擴(kuò)散阻擋層24 多孔SiOC薄膜25 腐蝕阻擋層26 多孔SiOC薄膜27 非多孔SiOC薄膜
29 電介質(zhì)薄膜45 抗蝕圖形46 抗蝕圖形47 內(nèi)連溝槽
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括半導(dǎo)體基片，以及電介質(zhì)薄膜，它包括相接觸的多孔薄膜和非多孔薄膜，又形成在所述半導(dǎo)體基片上；其中所述多孔薄膜和非多孔薄膜基本上是相同的結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述非多孔薄膜配置在所述多孔薄膜的頂部。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述電介質(zhì)薄膜由CVD形成。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，包含在多孔部分的細(xì)孔平均直徑不小于1nm。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述細(xì)孔以相對較低的密度分布在所述電介質(zhì)薄膜上表面的附近。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述金屬內(nèi)連線裝在所述電介質(zhì)薄膜中，使得所述金屬內(nèi)連線的上表面和所述電介質(zhì)薄膜的上表面對準(zhǔn)在同一平面上。
7.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括半導(dǎo)體基片；以及電介質(zhì)薄膜，它包括相接觸的多孔薄膜和非多孔薄膜，又形成在所述半導(dǎo)體基片上；其中所述多孔薄膜和所述非多孔薄膜這兩者含有Si，O和C。
8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述非多孔薄膜配置在所述多孔薄膜的頂部。
9.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述電介質(zhì)薄膜由CVD形成。
10.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，包含在多孔部分地細(xì)孔平均直徑不小于1nm。
11.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述細(xì)孔以相對較低的密度分布在所述電介質(zhì)薄膜上表面的附近。
12.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述金屬內(nèi)連線裝在所述電介質(zhì)薄膜中，使得所述金屬內(nèi)連線的上表面和所述電介質(zhì)薄膜的上表面對準(zhǔn)在同一平地上。
13.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括半導(dǎo)體基片；以及電介質(zhì)薄膜，它具有包括多孔部分的基本上均勻的結(jié)構(gòu)；其中，在所述多孔部分的細(xì)孔以相對較低的密度，或是分布在所述電介質(zhì)薄膜上表面的附近或是在下表面的附近。
14.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述細(xì)孔以相對較低的密度分布在所述電介質(zhì)薄膜上表面的附近。
15.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述金屬內(nèi)連線裝在所述電介質(zhì)薄膜中，使得所述金屬內(nèi)連線的上表面和所述電介質(zhì)薄膜的上表面對準(zhǔn)在同一平地上。
16.一種制作半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，包括的諸步驟為在半導(dǎo)體基片上通過形成多孔薄膜并在其上面形成具有與所述多孔薄膜有基本上相同結(jié)構(gòu)的非多孔薄膜來形成電介質(zhì)薄膜，有選擇地除去部分所述電介質(zhì)薄膜以形成凹槽；形成金屬薄層以填塞所述凹槽；以及或是進(jìn)行所述金屬薄層的拋光或者進(jìn)行所述金屬薄層的后向腐蝕到不露出所述多孔薄膜的程度以除去在凹槽外形成的所述金屬薄層。
17.如權(quán)利要求16所述方法，其特征在于，形成電介質(zhì)薄膜的所述步驟包括在不從CVD沉積室取出所述基片的情況下，在整體的過程中形成所述電介質(zhì)薄膜；以及在形成所述電介質(zhì)薄膜多孔部分的過程中，使用會有填充料的沉積氣體，而在形成同一薄膜的非多孔部分的過程中，使用基本上不含有填充料的沉積氣體。
18.一種制作半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，包括如下步驟在半導(dǎo)體基片上通過形成含有Si，O和C的多孔薄膜，并在其上形成含有Si，O和C的非多孔薄膜來形成電介質(zhì)薄層；有選擇地除去部分所述電介質(zhì)薄膜以形成凹槽；形成金屬薄層以便填塞所述凹槽；以及或是進(jìn)行所述金屬薄層的拋光或是進(jìn)行所述金屬薄層的后向腐蝕到不露出所述多孔薄膜的程度以除去在凹槽外形成的所述金屬薄層。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，形成所述電介質(zhì)薄膜的所述步驟包括在不從CVD沉積室取出所述基片的情況下，在整體的過程中形成所述電介質(zhì)薄膜，以及在形成所述電介質(zhì)薄膜多孔部分的過程中，使用含有填充料的沉積氣體，而在形成同一薄膜的非多孔部分的過程中，使用基本上不含有填充料的沉積氣體。
20.一種制作半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，包括下述步驟在半導(dǎo)體基片上形成具有基本上均勻結(jié)構(gòu)的多孔結(jié)構(gòu)電介質(zhì)薄膜的步驟；其中形成所述電介質(zhì)薄膜的所述形成步驟包括控制一種沉積條件來改變細(xì)孔的密度。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，形成所述電介質(zhì)薄膜的所述步驟包括進(jìn)行CVD工藝并調(diào)整沉積氣體以改變細(xì)孔的密度。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，形成所述電介質(zhì)薄膜的所述步驟包括控制一種沉積條件使得所述細(xì)孔以相對較低的密度分布在所述電介質(zhì)薄膜層的上表面附近。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，形成所述電介質(zhì)薄膜的所述步驟包括在不從CVD沉積室中取出所述基片的情況下在整體的過程中形成所述電介質(zhì)薄膜；以及在形成所述電介質(zhì)薄膜多孔部分的過程中，使用含有填充料的沉積氣體，而在形成同一薄膜非多孔部分的過程中，使用基本上不含有填充料的沉積氣體。
24.一種制作半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，包括步驟在半導(dǎo)體基片上依下面順序通過形成含有填充料的第一薄膜和形成不含填充料的第二薄膜來形成電介質(zhì)薄膜；有選擇地除去部分所述電介質(zhì)薄膜以形成凹槽；以及在所述第一薄膜上進(jìn)行熱處理以分解，即除去所述填充料，從而在所述電介質(zhì)薄膜中形成多孔結(jié)構(gòu)。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，還包括步驟為形成金屬薄層以便填塞所述凹槽；以及或是進(jìn)行所述金屬薄層的拋光或是進(jìn)行所述金屬的后向腐蝕，直到露出所述電介質(zhì)薄膜的表面為止，以除去形成在所述凹槽外的所述金屬層。
26.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，形成所屬電介質(zhì)薄膜的所述步驟包括在不從CVD沉積室中取出所述基片的情況下在整體過程中形成所述電介質(zhì)薄膜；以及在形成所述電介薄膜多孔部分過程中，使用含有填充料的沉積氣體，而在形成同一薄膜非多孔部分的過程中，使用基本上不含有填充料的沉積氣體。
全文摘要
在半導(dǎo)體基片上裝有多孔MSQ薄膜14，并在多孔MSQ薄膜14的頂部形成非多孔HSQ薄膜17。共同使用含有Si，O和C的相同的薄膜材料形成多孔MSQ薄膜14和非多孔MSQ薄膜17。
文檔編號H01L23/532GK1497683SQ0312722
公開日2004年5月19日 申請日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月30日
發(fā)明者小出辰彥 申請人:三洋電機(jī)株式會社