一种低介电材料的修复方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种低介电材料的修复方法。
【背景技术】
[0002] 随着集成电路技术向超深亚微米方向发展（32、28nm)，因特征尺寸减小而导致的 寄生电容愈加严重的影响着电路的性能，为减小这一影响，就必须采用低介电材料来降低 相邻金属线之间的寄生电容，降低电阻-电容（RC)互连延迟时间，从而提高集成电路的速 度。因而低介电材料已经成为半导体工艺中的重要角色。
[0003] 为降低介电材料的介电常数，业界已研发出具有许多纳米或次纳米级空隙的低介 电材料，由于低介电材料的多孔性，造成了低介电材料的脆弱机械特性和吸水性，这种多空 隙的低介电材料在经过先前工艺，例如蚀刻，清洗，特别是化学机械抛光工艺之后，会吸收 水分、气体或其他污染物，导致其介电常数升高，进而影响其原有的低介电特性。因此需要 采用有效的方法来修复低介电材料的介电常数。目前业界是采用高温处理来修复低介电材 料的介电常数。
[0004] CN1953143提供了一种低介电材料的恢复方法，该恢复方法是对低介电材料进行 等离子体处理，以降低其因为先前工艺导致升高的介电常数。缺陷是工艺复杂，处理过程中 不容易控制效果。
【发明内容】
[0005] 本发明为了解决上述现有技术存在的问题提供了一种更高效，更方便的低介电材 料的修复方法。
[0006] 本发明提出的低介电材料的修复方法是应用在形成有低介电材料的晶圆上，该晶 圆已经过先前工艺，例如蚀刻，清洗或化学机械抛光，导致低介电材料的介电常数升高。采 用本发明所提供的修复方法，可使由于先前工艺上升的介电常数，恢复到原来的水平。
[0007] 本发明提供了一种低介电材料的修复方法，包括以下步骤：
[0008] 步骤1 :将经过先前工艺的形成有低介电材料层的晶圆浸泡于异丙醇溶液中或用 异丙醇溶液清洗，
[0009] 步骤2 :浸泡或清洗一段时间后，将晶圆取出烘干，测量低介电材料的介电常数。
[0010] 其中，步骤1中的异丙醇溶液的质量百分比浓度为5~100%，优选的为25~100%
[0011] 其中，步骤2中浸泡或清洗时间为0. 5~10分钟，优选的为0. 5~5分钟。
[0012] 步骤2中所述的烘干技术为半导体工艺制程中常用的晶圆烘干技术：旋转淋洗甩 干，异丙醇蒸汽蒸干或表面张力（Marangoni)烘干。
[0013] 依据本发明所述的低介电材料的修复方法，上述的低介电材料是介电常数小于 2. 8的多孔介电材料。
[0014] 依据本发明所述的低介电材料的修复方法，上述的先前工艺例如是蚀刻，清洗或 化学机械抛光等工艺。
[0015] 其中，前述先前工艺中的蚀刻，是指以酸性、腐蚀性或有研磨效用的物质在晶圆表 面上制造图案的技术。半导体的蚀刻可分为干蚀刻与湿蚀刻。前者为透过等离子的解离等， 形成离子与物质表面进行化学反应，或是物理轰击，属于非等向性的蚀刻。后者利用化学的 液体与物质进行化学反应。属于等向性的蚀刻。本领域技术人员可以理解的是，上述蚀刻 均会造低介电材料的介电常数升高，适用于本发明的技术。
[0016] 其中，前述先前工艺中的清洗，是指在晶圆表面移除杂质或其他不需要的材料。可 涉及的某些可能的清洗方法是化学清洗、等离子体清洗、UV清洗和激光清洗。当然，可以使 用其它适合的方法。本领域技术人员可以理解的是，清洗技术会造低介电材料的介电常数 升高，适用于本发明的技术。
[0017] 其中，前述先前工艺中的化学机械抛光（CMP)，是用来对工件如半导体晶片进行平 坦化即抛光的常用技术。在常规CMP中，在载体组合件上安装晶片载体或抛光头。抛光头 夹持晶片，使其处于与抛光垫的抛光层相接触的位置，抛光垫安装在CMP装置内的台面或 台板上。载体组合件在晶片与抛光垫之间提供可控压力。抛光介质分散到抛光垫上，流入 晶片与抛光层之间的空隙。为了实现抛光，抛光垫与晶片通常彼此相对旋转。晶片表面借 助抛光层和表面上抛光介质的化学和机械作用得到抛光，因而变得平坦。本领域技术人员 可以理解的是，化学机械抛光技术会造低介电材料的介电常数升高，适用于本发明的技术。
[0018] 本发明所用试剂、原料以及产品均市售可得。
[0019] 本发明的积极进步效果在于：可以更加快速和有效地修复低介电材料由于先前工 艺而导致升高的介电常数。
【具体实施方式】
[0020] 下面通过具体实施例进一步阐述本发明的优点，但本发明的保护范围不仅仅局限 于下述实施例。
[0021] 效果实施例1
[0022] 本发明采用了以下方法：将经过先前工艺的形成有低介电材料层的晶圆测量介电 常数后，放入异丙醇溶液浸泡5分钟，然后取出烘干，再次测量介电常数。介电常数测试仪 器：SDIFAaST350。基于相同的方法，本发明的实施例1~8对经过不同的先前工艺的低介 电材料进行了修复，其结果如表1所示。
[0023] 表1对比例和实施例1~8的低介电材料的修复结果
[0024]
【主权项】
1. 一种低介电材料的修复方法，包括以下步骤： (1) 将经过先前工艺的形成有低介电材料层的晶圆浸泡于异丙醇溶液中或用异丙醇溶 液清洗， (2) 浸泡或清洗一段时间后，将所述晶圆取出烘干，以恢复低介电材料的介电常数。
2. 根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述步骤（1)中的异丙醇溶液的质量 百分比浓度为：5~100%。
3. 根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述步骤（1)中的异丙醇溶液的质量 百分比浓度为：25%~100%。
4. 根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述步骤（2)中浸泡或清洗时间为 0. 5~10分钟。
5. 根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述步骤（2)中浸泡或清洗时间为 0. 5~5分钟。
6. 根据权利要求1所述的修复方法，所述的低介电材料是介电常数小于2. 8的多孔介 电材料。
7. 根据权利要求1所述的修复方法，所述的先前工艺包括蚀刻，清洗或化学机械抛光 工艺。
【专利摘要】本发明提供了一种低介电材料的修复方法，包括以下步骤：步骤1：将经过先前工艺的形成有低介电材料层的晶圆浸泡于异丙醇溶液中或用异丙醇溶液清洗，步骤2：浸泡或清洗一段时间后，将晶圆取出烘干，测量低介电材料的介电常数。采用本发明所提供的修复方法，可使由于先前工艺上升的介电常数，恢复到原来的水平。
【IPC分类】H01L21-3105
【公开号】CN104733305
【申请号】CN201310698551
【发明人】姚颖, 荆建芬, 邱腾飞, 蔡鑫元
【申请人】安集微电子（上海）有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月18日