用于多孔低介電常數(shù)材料的紫外光固化工藝方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種用于多孔低介電常數(shù)材料的紫外光固化工藝方法，包括：將晶圓放置在紫外光固化反應(yīng)腔的晶圓加熱臺(tái)上，晶圓上方布置有透明石英擋板，而且透明石英擋板上方布置有紫外燈；其中，透明石英擋板的上端密封，透明石英擋板的下端布置有多個(gè)孔，透明石英擋板的中間為與所述多個(gè)孔相通的空腔，透明石英擋板布置有與所述空腔相通的氣體入口通道；在紫外燈透過(guò)透明石英擋板向晶圓照射紫外光的同時(shí)，通過(guò)透明石英擋板的氣體入口通道向空腔通入不影響紫外光固化處理的惰性氣體，使得通入空腔的惰性氣體從所述多個(gè)孔噴出。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于多孔低介電常數(shù)材料的紫外光固化工藝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于多孔低介電常數(shù)材料的紫外光固化工藝方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著CMOS集成電路制造工藝的發(fā)展以及關(guān)鍵尺寸的縮小，很多新的材料和工藝被運(yùn)用到器件制造工藝中，用以改善器件性能。多孔低介電常數(shù)(low k)材料可以實(shí)現(xiàn)2.7以下的介電常數(shù)，能夠有效降低集成電路的RC延遲。
[0003]目前的多孔低介電常數(shù)材料(主要是BD2:Black Diamond2)的形成分了兩個(gè)步驟:薄膜沉積和紫外照射。薄膜沉積是在PECVD反應(yīng)腔里完成的，在這個(gè)過(guò)程中會(huì)通入有機(jī)致孔劑(ATRP)。沉積得到的初始薄膜并不是多孔的，里面含有大量的致孔劑。隨后在紫外照射反應(yīng)腔中，致孔劑在紫外線的作用下被驅(qū)趕出薄膜，同時(shí)薄膜內(nèi)部發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成多孔。有機(jī)致孔劑被趕出的越徹底，越有利于提高多孔低介電常數(shù)材料的性能。
[0004]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的紫外光固化反應(yīng)腔的示意圖，在晶圓加熱臺(tái)20上的晶圓10的上方，平行放置(水平高度一致)兩根短波紫外燈管40。燈管將在燈罩的帶動(dòng)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。晶圓與紫外燈管之間有一個(gè)石英擋板30，其目的是避免從低介電常數(shù)材料中揮發(fā)出來(lái)的致孔劑污染燈管。石英擋板雖然能夠保護(hù)紫外燈管，但是其自身會(huì)被致孔劑污染。有機(jī)致孔劑在石英擋板上越積越厚，石英擋板的透光率將下降，這會(huì)影響紫外光固化的效果。所以對(duì)腔體而言，紫外光固化工藝進(jìn)行到一定次數(shù)，就需要進(jìn)行清洗工藝，其基本原理是用氧化性氣體(一般是O3)，在紫外照射條件下，將腔體里，特別是石英擋板上的殘留有機(jī)會(huì)氧化清除。對(duì)于一個(gè)腔體而言，每運(yùn)行十片左右的晶圓，就需要進(jìn)行清洗工藝。這會(huì)影響機(jī)臺(tái)產(chǎn)能，另外對(duì)于這十片晶圓而言，紫外光固化的效率也是逐步降低的。也就是說(shuō)在一個(gè)清洗周期內(nèi)(兩次清洗之間所處理的晶圓的片數(shù))，紫外光固化的效率不是穩(wěn)定的，而是逐步降低的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種能夠降低紫外光固化制程的清潔頻率并穩(wěn)定紫外光固化的效率的方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于多孔低介電常數(shù)材料的紫外光固化工藝方法，包括:將晶圓放置在紫外光固化反應(yīng)腔的晶圓加熱臺(tái)上，晶圓上方布置有透明石英擋板，而且透明石英擋板上方布置有紫外燈；其中，透明石英擋板的上端密封，透明石英擋板的下端布置有多個(gè)孔，透明石英擋板的中間為與所述多個(gè)孔相通的空腔，透明石英擋板布置有與所述空腔相通的氣體入口通道；在紫外燈透過(guò)透明石英擋板向晶圓照射紫外光的同時(shí)，通過(guò)透明石英擋板的氣體入口通道向空腔通入不影響紫外光固化處理的惰性氣體，使得通入空腔的惰性氣體從所述多個(gè)孔噴出。
[0007]優(yōu)選地，在執(zhí)行紫外光固化處理時(shí)使得透明石英擋板與紫外燈一起旋轉(zhuǎn)。
[0008]優(yōu)選地，氣體入口通道布置在透明石英擋板50的側(cè)部。
[0009]優(yōu)選地，所述惰性氣體是氦氣和/或氬氣。
[0010]通過(guò)本發(fā)明提出的方法，可以將低介電常數(shù)材料紫外光固化制程的清潔頻率降低，最終得以提升機(jī)臺(tái)產(chǎn)能。同時(shí)由于避免了有機(jī)物對(duì)石英擋板的粘污，在一個(gè)清洗周期內(nèi)，紫外光固化的效率也將更穩(wěn)定。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]結(jié)合附圖，并通過(guò)參考下面的詳細(xì)描述，將會(huì)更容易地對(duì)本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中:
[0012]圖1示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的紫外光固化反應(yīng)腔的示意圖。
[0013]圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于紫外光固化反應(yīng)腔的石英擋板的不意圖。
[0014]需要說(shuō)明的是，附圖用于說(shuō)明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類(lèi)似的元件標(biāo)有相同或者類(lèi)似的標(biāo)號(hào)。

【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0016]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的紫外光固化工藝無(wú)法避免有機(jī)致孔劑污染石英擋板30，本發(fā)明將采用一種多孔可通氣的透明石英擋板50(如圖2所示)。即，本發(fā)明采用透明石英擋板50代替石英擋板30。
[0017]透明石英擋板50的上端密封51，透明石英擋板50的下端布置有多個(gè)孔53 (均勻分布小孔)，透明石英擋板50的中間為與所述多個(gè)孔53相通的空腔52，透明石英擋板50還布置有與所述空腔52相通的氣體入口通道54 (氣體首先通入中間空腔然后經(jīng)下方小孔到達(dá)紫外光反應(yīng)腔)。氣體入口通道54優(yōu)選地布置在透明石英擋板50的側(cè)部。
[0018]由此，在根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于多孔低介電常數(shù)材料的紫外光固化工藝方法中，首先將晶圓10放置在紫外光固化反應(yīng)腔的晶圓加熱臺(tái)20上，晶圓10上方布置有根據(jù)本發(fā)明的透明石英擋板50，而且透明石英擋板50上方布置有紫外燈40。
[0019]此后，在紫外燈40透過(guò)透明石英擋板50向晶圓10照射紫外光的同時(shí)，通過(guò)透明石英擋板50的氣體入口通道54向空腔52通入不影響紫外光固化處理的惰性氣體。這樣，通入空腔52的惰性氣體會(huì)從下方孔53噴出，使得有機(jī)致孔劑難以到達(dá)石英擋板。
[0020]可以看出，在進(jìn)行紫外光固化工藝的時(shí)候，石英擋板的下方孔里將噴出氣體(例如氦氣，氬氣等不影響紫外光固化工程的惰性氣體)。由此有機(jī)致孔劑將很難到達(dá)石英擋板。而且下方孔噴出的氣體流量越大，有機(jī)致孔劑就越難以到達(dá)石英擋板。由此，采用本發(fā)明提出的技術(shù)方法，可以將低介電常數(shù)材料紫外光固化制程的清潔頻率降低，最終得以提升機(jī)臺(tái)產(chǎn)能。同時(shí)由于避免了有機(jī)物對(duì)石英擋板的粘污，在一個(gè)清洗周期內(nèi)，紫外光固化的效率也將更穩(wěn)定。
[0021]優(yōu)選地，在執(zhí)行紫外光固化處理時(shí)使得本發(fā)明采用的透明石英擋板與紫外燈40
一起旋轉(zhuǎn)。
[0022]例如，本發(fā)明采用的石英擋板可以安裝在紫外燈罩上，因此可以隨著紫外光燈的旋轉(zhuǎn)。這樣做的目的是提高紫外光固化的均勻性(因?yàn)槭醢逑路接行】酌懿?，如果石英擋板固定不?dòng)，有孔區(qū)域和無(wú)孔區(qū)域?qū)?yīng)的晶圓部分受到的紫外光能量會(huì)有一定差異)。
[0023]本發(fā)明提出的技術(shù)方法可以將低介電常數(shù)材料紫外光固化制程的清潔頻率降低，但是并不意味著腔體不再需要清潔制程。因?yàn)榭倳?huì)有少量的有機(jī)致孔劑到達(dá)石英擋板，另外在腔體壁上的致孔劑是需要氧化性氣體的清潔。
[0024]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于多孔低介電常數(shù)材料的紫外光固化工藝方法，其特征在于包括: 將晶圓放置在紫外光固化反應(yīng)腔的晶圓加熱臺(tái)上，晶圓上方布置有透明石英擋板，而且透明石英擋板上方布置有紫外燈；其中，透明石英擋板的上端密封，透明石英擋板的下端布置有多個(gè)孔，透明石英擋板的中間為與所述多個(gè)孔相通的空腔，透明石英擋板布置有與所述空腔相通的氣體入口通道； 在紫外燈透過(guò)透明石英擋板向晶圓照射紫外光的同時(shí)，通過(guò)透明石英擋板的氣體入口通道向空腔通入不影響紫外光固化處理的惰性氣體，使得通入空腔的惰性氣體從所述多個(gè)孔噴出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多孔低介電常數(shù)材料的紫外光固化工藝方法，其特征在于，在執(zhí)行紫外光固化處理時(shí)使得透明石英擋板與紫外燈一起旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于多孔低介電常數(shù)材料的紫外光固化工藝方法，其特征在于，氣體入口通道布置在透明石英擋板50的側(cè)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于多孔低介電常數(shù)材料的紫外光固化工藝方法，其特征在于，所述惰性氣體是氦氣和/或氬氣。
【文檔編號(hào)】H01L21/3105GK104209254SQ201410403729
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】雷通, 鐘斌, 周海鋒 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司