專利名稱：提高介質(zhì)層的均勻性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作介質(zhì)層領(lǐng)域，特別涉及一種提高介質(zhì)層的均勻性方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的制作過程中，需要制作層間介質(zhì)。層間介質(zhì)充當(dāng)了各層金屬間及第一金屬層與半導(dǎo)體器件的硅襯底之間的介質(zhì)材料。通常，層間介質(zhì)都是采用二氧化硅作為材料的，但是寄生電阻值比較高，會影響最終制作的半導(dǎo)體器件的性能，尤其隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體器件的特征尺寸越來越小，這種情況就越來越嚴(yán)重。因此，在介質(zhì)層上增加了可以降低寄生電阻值的低介電常數(shù)層，該低介電常數(shù)層采用低介電常數(shù)材料，例如含有硅、氧、碳和氫元素的類似氧化物的黑鉆石(black diamond,BD)等，這樣就可以降低整個介質(zhì)層的寄生電阻值。為了進(jìn)一步降低半導(dǎo)體器件各個膜層的寄生電阻，對各個膜層采用化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)，使得各個膜層的均勻性提高，從而降低各個膜層的寄生電阻值。比如，理論上，可以對在介質(zhì)層上的，用于后續(xù)作為金屬層的擴(kuò)散阻擋層的氮化鈦進(jìn)行拋光以降低后續(xù)金屬層的寄生電阻，但是，在實(shí)際上，卻無法降低后續(xù)金屬層的寄生電阻，這是因?yàn)樵诮橘|(zhì)層中具有了低介電常數(shù)層，而低介電常數(shù)層由于材料是含氧的多種物質(zhì)摻雜得到的，所以均勻性比較差，從而在其上沉積的氮化鈦的均勻性也比較差，即使拋光也無法降低寄生電阻。因此，還可以嘗試對層間介質(zhì)中的低介電常數(shù)層進(jìn)行CMP，以提高其均勻性的方式降低寄生電阻值，但是這樣嘗試的結(jié)構(gòu)，使得其均勻性更加降低了。圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的制作介質(zhì)層的方法流程圖，結(jié)合圖2 圖4所示的現(xiàn)有技術(shù)制作介質(zhì)層過程剖面示意圖，以制作大約1750埃厚的介質(zhì)層為例，進(jìn)行詳細(xì)說明步驟101、如圖2所示，在半導(dǎo)體器件的硅表面101上采用化學(xué)氣相沉積(CVD)沉積二氧化硅層102 ；在本步驟中，半導(dǎo)體器件的硅表面可以為已經(jīng)制作有源區(qū)的硅沉積，也可以為已經(jīng)制作完通孔和鎢塞的前層介質(zhì)層；在本步驟中，采用的氧氣容量為500標(biāo)準(zhǔn)立方厘米/每分鐘(sccm)及0. 5克/每分鐘(g*m-l)的八甲基環(huán)化四硅氧烷(OMCTS)，通入的時間為1秒，反應(yīng)腔的高頻為350 450赫茲，低頻為350 450赫茲，壓力為6 8托，適用的半導(dǎo)體器件的特征尺寸為0. 45 0. 65英寸；步驟102、如圖3所示，在二氧化硅層102上沉積刻蝕停止層103，該刻蝕停止層的材料為氮化硅；這個步驟也可以省略；步驟103、如圖4所示，在刻蝕停止層上采用CVD方式沉積含氧的低介電常數(shù)層 104，這樣，就得到了完整的介質(zhì)層。在本步驟中，采用的氧氣容量為160sccm及3g*m_l的0MCTS，通入的時間為23秒， 反應(yīng)腔的高頻為350 450赫茲，低頻為350 450赫茲，壓力為6 8托，適用的半導(dǎo)體器件的特征尺寸為0. 45 0. 65英寸。但是，按照上述步驟制作介質(zhì)層，經(jīng)過測試，得到的介質(zhì)層厚度為1346埃，厚度差異范圍為170埃左右，均勻性為3. 2。也就是說，這樣制作的介質(zhì)層的均勻性比較差，使得寄生電阻值過高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種提高介質(zhì)層的均勻性方法，該方法能夠提高介質(zhì)層的均勻性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的一種提高介質(zhì)層的均勻性方法，該方法包括在半導(dǎo)體器件的硅表面沉積二氧化硅后，采用設(shè)置的沉積二氧化硅和后續(xù)沉積低介電常數(shù)層的兩個過渡條件依次沉積第一傳導(dǎo)氧化層和第二傳導(dǎo)氧化層；在第二傳導(dǎo)氧化層上，沉積低介電常數(shù)層，得到介質(zhì)層。所述沉積二氧化硅的過程為在置入半導(dǎo)體器件的反應(yīng)腔中采用氧氣容量為500 標(biāo)準(zhǔn)立方厘米/每分鐘sccm及0. 5克/每分鐘g*m-l的八甲基環(huán)化四硅氧烷0MCTS，通入的時間為1秒，所述反應(yīng)腔的高頻為350 450赫茲，低頻為350 450赫茲，壓力為6 8托。所述設(shè)置的第一過渡條件為在置入半導(dǎo)體器件的反應(yīng)腔中采用氧氣含量為250SCCm及1. 5g*m_l的0MCTS，通入的時間為1秒，所述反應(yīng)腔的高頻為350 450赫茲，低頻為350 450赫茲，壓力為6 8托；所述設(shè)置的第二過渡條件為在置入半導(dǎo)體器件的反應(yīng)腔中采用氧氣含量為200SCCm及2. 5g*m_l的0MCTS，通入的時間為1秒，所述反應(yīng)腔的高頻為350 450赫茲，低頻為350 450赫茲，壓力為6 8托。所述沉積低介電常數(shù)層的過程為半導(dǎo)體器件的特征尺寸為0. 45英寸，在置入半導(dǎo)體器件的反應(yīng)腔中采用氧氣含量為155sccm及3. 2g*m_l的0MCTS，通入的時間為12秒，所述反應(yīng)腔的高頻為350 450 赫茲，低頻為350 450赫茲，壓力為6 8托。所述沉積低介電常數(shù)層的過程為半導(dǎo)體器件的特征尺寸為0. 65英寸，在置入半導(dǎo)體器件的反應(yīng)腔中采用的氧氣含量為160sccm及3. 0g*m_l的0MCTS，通入的時間為5秒，反應(yīng)腔的高頻為350 450赫茲，低頻為350 450赫茲，壓力為6 8托。在沉積低介電常數(shù)層之前，還包括沉積刻蝕停止層。由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明在制作介質(zhì)層過程中，在制作二氧化硅層時，分三步進(jìn)行，第一步按照現(xiàn)有技術(shù)的制作條件進(jìn)行，后兩步則制作條件為過渡條件，分別制作兩層傳導(dǎo)氧化層，使得在反應(yīng)腔中從制作的二氧化硅的條件逐步過渡到制作低介電常數(shù)層的條件，而不像現(xiàn)有技術(shù)那樣直接跳躍，從而可以提高低介電常數(shù)層的均勻性，從而降低了寄生
4電阻值。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的制作介質(zhì)層的方法流程圖；圖2 圖4為現(xiàn)有技術(shù)制作介質(zhì)層過程剖面示意圖；圖5為本發(fā)明提供的制作介質(zhì)層的方法流程圖；圖6 圖10所示的本發(fā)明制作介質(zhì)層過程剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。采用現(xiàn)有技術(shù)制作介質(zhì)層時，其中的低介電常數(shù)層的均勻性不高的原因就是在制作低介電常數(shù)層時，其反應(yīng)腔的制作條件與制作介質(zhì)層中的二氧化硅層時的制作條件差異性較大，而不是平穩(wěn)過渡。因此，本發(fā)明所提供的制作介質(zhì)層的方法，就是使得從制作二氧化硅層的制作條件向制作低介電常數(shù)層的制作條件平穩(wěn)過渡，使得最終制作的低介電常數(shù)層的均勻性提
尚ο具體地，在制作二氧化硅層時，分三步進(jìn)行，第一步按照現(xiàn)有技術(shù)的制作條件進(jìn)行，后兩步則制作條件為過渡條件，分別制作兩層傳導(dǎo)氧化層，使得在反應(yīng)腔中從制作的二氧化硅的條件逐步過渡到制作低介電常數(shù)層的條件，而不像現(xiàn)有技術(shù)那樣直接跳躍，從而可以提高低介電常數(shù)層的均勻性。圖5為本發(fā)明提供的制作介質(zhì)層的方法流程圖，結(jié)合圖6 圖10所示的本發(fā)明制作介質(zhì)層過程剖面示意圖，以制作大約1750埃厚的介質(zhì)層為例，進(jìn)行詳細(xì)說明步驟301、如圖6所示，在半導(dǎo)體器件的硅表面101上采用CVD沉積第一二氧化硅層 102，；在本步驟中，半導(dǎo)體器件的硅表面可以為已經(jīng)制作有源區(qū)的硅沉積，也可以為已經(jīng)制作完通孔和鎢塞的前層介質(zhì)層；在本步驟中，采用的氧氣容量為500sccm及0. 5g*m_l的0MCTS，通入的時間為1 秒，反應(yīng)腔的高頻為350 450赫茲，低頻為350 450赫茲，壓力為6 8托，適用的半導(dǎo)體器件的特征尺寸為0. 45 0. 65英寸；步驟302、如圖7所示，在第一二氧化硅層102，沉積第一傳導(dǎo)氧化層102” ；在本步驟中，采用的氧氣含量為250sccm及1. 5g*m_l的0MCTS，通入的時間為1 秒，反應(yīng)腔的高頻為350 450赫茲，低頻為350 450赫茲，壓力為6 8托，適用的半導(dǎo)體器件的大小為0. 45 0. 55英寸；步驟303、如圖8所示，在第一傳導(dǎo)氧化層102”上沉積第二傳導(dǎo)氧化層102”，；在本步驟中，采用的氧氣含量為200sccm及2. 5g*m_l的0MCTS，通入的時間為1 秒，反應(yīng)腔的高頻為350 450赫茲，低頻為350 450赫茲，壓力為6 8托，適用的半導(dǎo)體器件的大小為0. 45 0. 55英寸；步驟304、如圖9所示，在二氧化硅層102上沉積刻蝕停止層103，該刻蝕停止層的材料為氮化硅；本步驟也可以省略，或者按照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行，這里不再贅述；步驟305、如圖10所示，在刻蝕停止層上采用CVD方式沉積含氧的低介電常數(shù)層 104，這樣，就得到了完整的介質(zhì)層；在本步驟中，采用的氧氣含量為155sccm及3. 2g*m_l的0MCTS，通入的時間為12 秒，反應(yīng)腔的高頻為350 450赫茲，低頻為350 450赫茲，壓力為6 8托，適用的半導(dǎo)體器件的特征尺寸為0. 45英寸；在本步驟中，當(dāng)半導(dǎo)體器件的特征尺寸為0.65英寸時，采用的氧氣含量為 160sccm及3. 0g*m_l的0MCTS，通入的時間為5秒，反應(yīng)腔的高頻為350 450赫茲，低頻為350 450赫茲，壓力為6 8托?？梢钥闯?，相比于現(xiàn)有技術(shù)，低介電常數(shù)層的制作過程的時間長度明顯少，而增加了制作兩層傳導(dǎo)氧化層的時間，因此，最終得到的介質(zhì)層的總厚度不會有大的變化。采用圖3所述的方法制作介質(zhì)層后，經(jīng)過測試可以得出，其實(shí)際得到的介質(zhì)層厚度為1341埃，厚度差異范圍為121埃左右，均勻性為2. 1。也就是說，這樣制作的介質(zhì)層的均勻性與現(xiàn)有技術(shù)制作的介質(zhì)層的均勻性相比，提高了很多，使得寄生電阻值降低，最終得到的半導(dǎo)體器件的性能提高。以上舉較佳實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高介質(zhì)層的均勻性方法，該方法包括在半導(dǎo)體器件的硅表面沉積二氧化硅后，采用設(shè)置的沉積二氧化硅和后續(xù)沉積低介電常數(shù)層的兩個過渡條件依次沉積第一傳導(dǎo)氧化層和第二傳導(dǎo)氧化層；在第二傳導(dǎo)氧化層上，沉積低介電常數(shù)層，得到介質(zhì)層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述沉積二氧化硅的過程為在置入半導(dǎo)體器件的反應(yīng)腔中采用氧氣容量為500標(biāo)準(zhǔn)立方厘米/每分鐘sccm及0. 5克/每分鐘g*m_l 的八甲基環(huán)化四硅氧烷0MCTS，通入的時間為1秒，所述反應(yīng)腔的高頻為350 450赫茲，低頻為350 450赫茲，壓力為6 8托。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述設(shè)置的第一過渡條件為在置入半導(dǎo)體器件的反應(yīng)腔中采用氧氣含量為250sCCm及1. 5g*m-l的0MCTS，通入的時間為1秒，所述反應(yīng)腔的高頻為350 450赫茲，低頻為350 450赫茲，壓力為6 8 托；所述設(shè)置的第二過渡條件為在置入半導(dǎo)體器件的反應(yīng)腔中采用氧氣含量為200sCCm及2. 5g*m-l的0MCTS，通入的時間為1秒，所述反應(yīng)腔的高頻為350 450赫茲，低頻為350 450赫茲，壓力為6 8 托。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述沉積低介電常數(shù)層的過程為半導(dǎo)體器件的特征尺寸為0. 45英寸，在置入半導(dǎo)體器件的反應(yīng)腔中采用氧氣含量為 155sccm及3. 2g*m_l的0MCTS，通入的時間為12秒，所述反應(yīng)腔的高頻為350 450赫茲， 低頻為350 450赫茲，壓力為6 8托。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述沉積低介電常數(shù)層的過程為半導(dǎo)體器件的特征尺寸為0. 65英寸，在置入半導(dǎo)體器件的反應(yīng)腔中采用的氧氣含量為160sccm及3. 0g*m_l的0MCTS，通入的時間為5秒，反應(yīng)腔的高頻為350 450赫茲，低頻為350 450赫茲，壓力為6 8托。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，在沉積低介電常數(shù)層之前，還包括沉積刻蝕停止層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高介質(zhì)層的均勻性方法，該方法包括在半導(dǎo)體器件的硅表面沉積二氧化硅后，采用設(shè)置的沉積二氧化硅和后續(xù)沉積低介電常數(shù)層的兩個過渡條件依次沉積第一傳導(dǎo)氧化層和第二傳導(dǎo)氧化層；在第二傳導(dǎo)氧化層上，沉積低介電常數(shù)層，得到介質(zhì)層。本發(fā)明提供的方法提高了制作的介質(zhì)層的均勻性。
文檔編號C23C16/52GK102487001SQ20101056845
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者周鳴 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司