TWI275145B - Semiconductor device fabrication method - Google Patents

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1275145 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於半導體裝置之製造方法，詳言之，係關 於製造包含低介電常數絕緣薄膜之半導體裝置之方法。 【先前技術】 最近以來’當半導體裝置製得愈來愈緻密時，互連線 (interconnection)寬度和互連線間距就設置得愈來愈小。有 》出製造互連線間距為〇1 μπι或更小。互連線間之寄生 ^谷值係反比於互連線間距，而當互連線間距製得較小 時，互連線之間之寄生電容值就會增加。互連線之間增加 了生電谷值會^致傳播速度延遲，此為阻礙半導體 增進操作速度之重要因素。欲減少互連線之間之寄生電^ =的使用低介電常數材料作為層間絕緣薄膜之材料是报： 於習知使用上，作為層間絕緣薄膜之材料 >言如二氧化矽（Si〇 )、氮化w 用了 等之無機薄膜。並已=/了_破璃（PSG)、等 萆你μ 用了如聚酿亞胺等之有機薄臈等 '作為層間絕緣薄膜之材料。例如，藉由CVD η、 形成之叫薄膜之介電常數，大约為4猎由⑽方法所 建議使用SiOF薄膜作為具有 # 之絕緣薄膜。SiOF薄膜之介電常數：：約么於Sl〇2溥膜 而，為了在互連線之間有足夠低的寄生電言至、3/。然 具有更低介電常數之絕緣薄膜。 私奋值，必須使用 取近注意到用多孔絕緣薄膜 乍為非吊低介電常數之 3i7565 5 1275145 絕緣薄膜。多孔絕緣薄 薄膜。用多孔絕緣薄膜作、氣、思、有許多細孔（pore)於其中之 減少互連線之間之寄生電=間絕緣薄膜之材料，從而能 下列之參考資料揭 [第i專利參考案]Mi明之背景技術。 未經審查公開之曰太直 書。 本專利申請第2002-26121號說明 [第2專利參考案] 書。未經審查公開之日本專利申請第2003-6觀號說明 足釣於其上形成有許多細孔之多孔絕緣薄膜並沒有 =的機，度。在絕緣薄膜上經常造成裂縫，而， 口（bondmg)時絕緣薄膜時常破損。 【發明内容】 機村^ $之目㈣提供製造包含非常低介電常數和足夠 钱械強度之絕緣薄膜之半導體裝置之方法。 方…、本么明之—個態樣’提供-種半導體裝置之製造 翁^包括I列步驟：在半導體基板上形成第一多孔絕緣 :p n乐—多孔絕緣薄膜上形成第二絕緣薄膜，該第 彖4，之在度要雨於該第_多孔絕緣薄膜之密度；以 具有第二絕緣薄膜存在於該第一多孔絕緣薄膜上的情 下^加书子束、紫外線（Uv ray)或電漿於該第一多孔 、、，巴緣薄膜，以固化該第-多孔絕緣薄膜。 於本毛明形成多孔層間絕緣薄膜，然後於該多孔層間 317565 6 1275145 2薄膜上形成緻密的絕緣薄膜，以及將電子束、紫 膜穿透該緻密的絕緣薄膜施加至該多孔層間 勝。依照本發明，JL中容2丨恳叫λ 豕/專 ”固該多孔層間絕緣薄膜能夠有非常高= ^因^，依照本發明，能夠防止層間絕緣薄膜之裂缝= ==層間絕㈣膜之破損等。再者，依照本發明，其中 子Ϊ或其他方式穿過緻密的絕緣薄膜，避免該多孔 二：緣薄膜受到損壞。因此，依照本發明，可防止該多 L層間絕緣薄膜之濕氣吸收性㈣牆⑽心 I蘇可防止該多孔層間絕緣薄膜之密度增加。結果，依照 只明，可防止該多孔層間絕緣薄膜之介電常數增加。因 綾镇可提供低介電线和高機械強度之多孔層間絕 置:、Μ明可提供面操作速度和高可靠度之半導體裝 【實施方式】 A上所述，多孔絕緣薄膜並沒有足夠的機械強度。 # “ ％ Μ私子束等至多孔絕緣薄膜，由此而改善多孔絕緣 ㈣之_品質’並且能夠增進多孔絕緣薄膜之機械強度。 續子束等施加於多孔絕緣薄料，多孔絕緣 壤蹬糸Γ到損害。#多孔絕緣薄膜受到損害時，多孔絕緣 絡^ 氣吸收性（m〇isture absorbency)會增加。當多孔絕 2版吸收水時，介電常數就增加。當多孔絕緣薄膜受到 才貝日寺，4·女夕 、 、^夕纟巴緣薄膜過度敲縮，此亦為增加介電常數 之因素。 317565 7 1275145 本申請案之發明人潛心研究並已獲得概念：將高密声 之，緣薄膜形成於多孔絕緣薄膜上，並使電子束等穿= 緻密之絕緣薄膜而施加於多孔絕緣薄膜，而使得電子束^ ，施加於多孔絕緣薄膜同時避免該多孔絕緣薄膜受到損 1。依照本發明’當多孔絕緣薄膜保持免於受到損害的^ 時’可將電子束等施加於多孔絕緣薄膜，由此當可充分 化多孔絕緣薄膜時’可防止濕氣吸收性增加和多孔絕^ 膜讀縮。因此，依照本發明，可形成充分高機械強度和 低W電常數之多孔絕緣薄膜。 (實施例） 現將芬照第1A至8圖而說明依照本發明之 =半導體裝置之製造方法。第1Ai8圖為依= 之半導《置之製造方法之各步财半導體裝置之 圖0 .如第1A圖中所示，藉由例如奴局部氧化作用（L0Cal

Oxidation of Silicon ; LOCOS)，而脾狀罢 n-她 # 於本墓…，LUL〇S)，而將I置隔離薄膜12形成 於丰導體基板10上。裝w P齙鴒赠m 14。坐、#诚甘1 衣置隔離潯膑12係界定裝置區域 半$體基板1 〇為例如;5夕基板。 其a ’於裝置區域14中，隔介中門 16 . ^ ^门中間之閘極絕緣薄膜 16而形成間電極18。然後，側壁絕緣薄膜20形成於間 電極18之侧壁。苴；田/ τ社 ❿战於間 ^其_人，用側壁絕緣薄膜20和閑電極18 作為遮罩，將摻雜物雜#植人於半導縣板 電極18之二侧丰霉雕|Μ在閉 + ^基板中形成源極/汲極擴散層22。 衣成c括閘電極18和源極/汲極擴散層22之電晶體 317565 8 1275145 24 〇 其-人，藉由例如CVD，而將氧化矽薄膜之層間絕緣薄 膜26形成於整個表面上。 然後，將例如5〇nm厚之終止層（st〇pper)薄膜28形成 於層間絕緣薄膜26上。用例如SiN帛膜、沉氯化物薄膜 (SiC.H薄膜）、SiC氫氧化物薄膜（Sic:〇:H薄膜）、§冗氮 化物薄膜(SAN薄膜)或其他薄膜而形成終止層薄膜。

SlC:H薄膜為其中存有氫之SiC薄膜。SiC:0:H薄膜為其 =存有氧(0)和氫（H)之SiC薄膜。Sic:N薄膜為其中存^ 鼠（N)之SiC薄膜。終止層薄膜28作用為於後述步驟中藉 由CMP方法研磨鹤薄膜34等之終止層。終止層薄膜u 亦作用為於後述步驟中用來於層間絕緣薄Μ %等中形成 溝渠（trench)46之蝕刻終止層。 '、人藉由光學微影法（Phot〇lithography)而於源極/汲 極擴=層22之下方形成接觸孔30(第1B圖）。 ，一人，藉由例如濺鍍（spurring)將50 nm氮化鈦薄膜 :P:著層32形成於整個表面上。附著層用來確保導體 々、土（ 〇IldUCt〇r Plug)之對下層的附著，該導體栓塞稱後將 _ /、、;後藉由例如C VD方法將例如1 μιη、薄膜厚度之鎢 潯膜34形成於整個表面上。 …、 然後，猎由例如CMP研磨附著層32和鎢薄膜34， :曝露出終止層薄膜28之表面為止。因此， 34係埋置於接觸孔中（參看第lc圖）。 317565 9 1275145 -、人藉由氣相沉積，詳言之，藉由電漿增強型cVD , t整個表面上形成Sic氫氧化物（Sic:㈣薄膜）之絕緣薄 馭36。=上所述，SiC:0:H薄膜為其中存有氧（0)和氫（H) = 4膜。SiC薄膜具導電性，但是Sic:〇:H薄膜為電 貝、巴緣薄膜36具有南密度。絕緣薄膜36之密度高於 夕孔絶緣薄膜38之密度，此將於後文說明。絕緣薄膜36 亦作用、為IV壁薄膜，用以防止水等擴散。絕緣薄膜％能防 瓜等到達名多孔絕緣薄膜38，而能防止多孔絕緣薄膜％ 瞟之介電常數增加。 、 S,iC.〇:H薄膜之絕緣薄膜36能以如下例示方式形成。 首先將半導體基板10載置於電漿增強型CVD系統 =室（chamber)中。電漿增強型CVD系統例如為二極體平 行板電漿增強型CVD系統。 然後’將基板溫度加熱至3〇〇至4〇〇。〇。 其次，藉由蒸發器（vaporizer)蒸發具有烷基（alkyl _ g oup)之矽氧烷單體（sil〇xane ，以產生反應性氣 體。將反應性氣體於鈍氣之載送下被引入室内。反應性氣 體^共給量例如為每分鐘1毫克（1 mg/min)。此時，當施 ，高頻功率於板極（plate electr〇de)之間時，會產生反應性 氣體之電漿，而形成SiC:〇:H之絕緣薄膜30。 因此形成SiC:0:H之絕緣薄膜。 妒其次，如第2A圖中所示，將多孔層間絕緣薄膜（第一 :緣薄膜）38形成於整個表面。多孔層間絕緣薄膜％之薄 膜厚度例如為160 nm。多孔層間絕緣薄膜38能如以下所 317565 10 1275145 舉例示方式形成。 首先，製備包含團簇矽化合物（二氧化矽（silica))之絕 . 緣薄膜材料（二氧化矽團簇先驅物）。 . 能用下列例示方式製備包含團簇矽之絕緣材料。首 先，將20.8公克（g)(0.1摩爾（mol))之四乙氧基矽烷 (tetraethoxysilane)、17.8 g(0· 1 mol)之曱基三乙氧基石夕烧 (methyltriethoxysilane)、23.6 g(0.1 mol)之縮水甘油基氧丙 基三曱氧基石夕烧（glycidoxypropyltrimethoxysilane)和 39.6 Φ g之曱基異丁基酮（methylisobutylketone)置入於反應容器 ' 中，並於10分鐘内將16.2 g之1%四丁基氫氧化銨 - (tetrabutylammoniumhydroxide)水溶液予以滴入。在滴入 後，執行2小時之陳化反應（aging reaction)。然後，加入5 g之硫酸鎮以去除過量之水。然後，藉由旋轉蒸發器而去 除於陳化反應中所產生之乙醇，直到反應溶液變成50 ml 為止。加入20 ml之甲基異丁基酮於如此所獲得的反應溶 鲁液中，而製成了包含團簇矽化合物之絕緣薄膜材料(二氧化 矽團簇先驅物）。 如此之絕緣薄膜材料，例如可使用由觸媒及化學卫業 (CATALYSTS & CHEMICALS IND.)股份有限公司所生產 之奈米團簇二氧化石夕（Nano_ Clustering Silica ; NCS)(型式· CERAMATE NCS)。此種絕緣薄膜材料包含藉由使用第四 烷基醯胺作為觸媒所形成之團簇二氧化矽。 然後，藉由例如旋轉塗佈方法而將絕緣薄膜材料、冷& 於整個表面上。用於塗敷之條件，例如為30〇〇轉/分 317565 11 1275145 鐘。如此，將層間絕緣薄膜38形成於該半導體 =’施行熱處理（軟烘烤）。用例如熱板㈣灿⑹來 二,里。熱處理溫度為例如2，c。熱處理期間為例 如Μ、。此熱處理係將絕緣薄麟料巾之溶料以蒸發， 而：成了多孔層間絕緣薄膜38。層間絕緣薄膜％由包x含 團簽二氧化石夕之絕緣薄膜所形成，因此能夠形 = > 夕孔。砰&之，細孔之直徑為例如2 nm或 =下因為猎由使用包含團簇二氧化石夕之絕緣薄膜材料形 成層間絕緣薄膜38,因此細孔之分佈非常均句。因為藉由 使用包含團簇二氧化石夕之絕緣薄膜材料形成層間絕緣^膜 %，因此可以形成具有非常好品質之多孔層間絕緣薄膜 38。能夠利用例如X射線小角度散射方法（my贿I〗姐咖 scattering method)而測量孔之大小。 當對層間絕緣薄膜38施行熱處理（軟烘烤）時，最好是 .進行熱處理使得交聯分比為ι〇%或$ 多。也就是說，當於層間絕緣薄膜38施行熱處理時，°交聯 反應係於層間絕緣薄膜38中進展。第16圖為於層間絕 薄膜中之交聯反應之概念圖。如第16圖中所示，於層間絕 緣薄膜38中之石夕院醇基（silan〇1 gr〇up)8〇係經過二二= 縮，而繼續形成做為主要結構部分之矽氧 辰 gr〇UP)82。第i 6A圖顯示石夕烧醇基8〇脫水濃縮二^二 於第16A圖中’由虛線所包圍之部分表示將由脫水濃縮'乍 用而消去的氫和氧。第16B圖顯示已經過脫水濃縮作用之 317565 12 1275145 II醇基之狀態。層間絕緣薄膜38之交聯包括二維方向之 ,聯和三維方向之交聯。此二種情況係由矽烷醇基之脫水 ’展縮作用所形成。當於層間絕緣薄膜38施行熱處理時，首 i ^進^二維方向之交聯，而當二維方向之交聯進展到某種 私度蚪，各二維交聯彼此相互交聯而形成三維交聯。能根 豕由傅氏轉換紅外線光譜儀（F〇urier忭⑽也随 sp=tr〇ph〇t〇meter)所特定之紅外線吸收光譜，用下列方式 ❿判疋層間絕緣薄膜38中之交聯百分比X。作為傅氏轉換紅 外線光譜儀，例如可使用自JEOL股份有限公司所生產的 _傅氏轉換紅外線光譜儀（型號：JIR_i〇〇)，或其他類型的傅 氏轉換紅外線光譜儀。於紅外線吸收光譜中，對應於三維 矽氧烷基之光譜成分出現接近1〇5〇 cirfl處，而對應於二 維：氧烷基之光譜成分出現接近114〇隱]處。於層間絕緣 薄膜38中之交聯百分比χ由下列方程式表示·· Χ=Α/(Α+Β) ❿ 其中Α表示對應於三維矽氧烷基之光譜成分之峰值強 度，而B表示對應於二料氧烧基之光譜成分之♦值強度。 基於下列理由，係施行熱處理（軟烘烤），以便使得於 層間絕緣薄膜38中之交聯百分比又在1〇至9〇%之間。也 就疋，虽進行熱處理而使交聯百分比χ低於丨〇%時，會有 大量之溶劑保留於層間絕緣薄膜38中。 於層間絕緣薄膜38中時，則於絕緣薄膜 膜36等就有被溶解的風險。因此，當於制絕緣薄膜％ 中之父聯百分比X低於10%時，就;f艮難確保有足夠的可靠 317565 13 1275145 度。另一方面，單用熱處理（軟烘烤）而欲使交聯百分比高 " 。有貝卩示上的困難。當施行熱處理而使得交聯百分比 90%(包含9〇%)時，會有層間絕緣薄膜％也許被過度 =σ之風險。基於此理由，最好施行熱處理（軟烘烤）而使 传於層間絕緣薄膜38中之交聯百分比χ是在ι〇%至鄉 範圍内。 如此，形成了多孔層間絕緣薄膜。 ::為團蔟化合物，此處可使用含有石夕化合物之絕緣薄 佬用入/、、、而’團藥化合物本質上並非是石夕化合物，而可 吏用3有任何其他材料之團簇化合物之絕緣薄膜材料。 夕孔層間絕緣薄膜>鉍μ ^ , 38之方& H 4 1成孔制絕緣薄膜 寺寻，亚非限定一定要用如上述者。 薄膜之方法來形成多孔二氧化石夕之層間絕緣 ，寻胰（夕孔一虱化矽薄膜）38。 製備用來形成多孔層間絕 料。具體而言，係葬由“：緣…8之絕緣薄膜材 ：；r〇S- 基石夕燒、苯基m石汗土元减石夕炫、丙基三燒氧 土一说乳基梦炫、乙樣 — 基三烧氧基石夕燒、縮水甘油基二規氧基石夕炫、烯丙 m垸氧基料、二=鹤錢、二烧氧基石夕 二烷氧基矽烷、-裳其_ 土一烷氧基矽烷、二丙基 矽烷 -、二稀丙基=氧基一::基:T二乙稀基二刪 一細水甘油基二烷氧基石夕 317565 14 1275145 烧、苯基甲基二烧氧基石夕院、苯基乙基二燒 “ 基丙基^氧基錢、苯基乙烯基二絲切ς、=美二 ‘丙基二烧氧基我、苯基縮水甘油基二絲 土’布 '乙烯基二焼氧基石夕燒、乙基乙烯基二烧氧基錢Γ丙:基 烯基,炫氧基石夕垸或等原材料―mateHalm^解二 或=聚作用―densatiGn PQlymerizaticm)而製備者。熱可 分解化合物為例如丙基樹脂或其他物質。 …、 然、後，藉由例如旋轉塗佈，將絕緣薄膜材料塗佈於敕 .=面二:塗佈之條件，為例如每分鐘3_轉(轉/:) 及進仃3 0和鉍。因此形成絕緣材料之層間絕緣薄膜3 8。 然後，施行熱處理（軟烘烤）。於熱處理中，例如使用 熱板。熱處理係熱分解該熱可分解之化合物，而使細孔（空 隙)形成於層間絕緣薄膜38中。細孔之直徑為例如大約「0 至2〇 nm。熱處理溫度設定在200至35(TC。基於下列之 原因，將熱處理溫度設定在2〇〇至35〇〇c。當埶 溫度 •，於载時’熱可分解之化合物並未充分熱分解，而： 能形成足夠的細孔。相對地，當熱處理溫度低於時， 熱可分解之化合物之熱分解速度太低而使得須花費長時間 形成細孔。另一方面，當熱處理溫度高於35〇。〇時，絕緣 薄膜材料之固化快速進行，而阻礙了細孔之形成。對於此 原因，較佳之方式是設定熱處理溫度於200至350°C。此 處熱處理溫度例如為2〇〇。〇。 依此形成多孔二氧化矽之層間絕緣薄膜（多孔二氧化 矽薄膜）38。 15 317565 1275145 膜材二上所ΐ步可猎由應用包含熱可分解化合物之絕緣薄 薄膜^亚^理該絕緣薄膜材料’而形成多孔層間絕緣 涛胺（多孔二氧化矽薄膜）38。 :將：下文說明者，可藉由氣相沉積方法而形成多孔 ^間釦緣薄膜（碳摻雜Si〇2薄膜）38。 ^ 將半$版基板10载置於電漿增強型CVD系統 增強型CVD系統為例如二極體平行板電藥 其2，將基板溫度設定在例如300至40(rc。 /、人藉由条發裔而蒸發具有垸基之魏烧單體，以 ，應性氣體。反應性氣體由载體氣體（earrier㈣而載 :至内此4 ’將南頻功率施加於板極， 應性氣體之電漿。并眭，、心4生玄 , 水此日守，/儿積率係設定為相對高，由此能 搜成夕孔層間絕緣薄膜38。詳言之，於下列做為例子之薄 件下，能形成多孔層間絕緣薄膜38。反應性氣體 二：、、、六:基二石夕氧烧（hexamethyldisiloxane)。反應性氣 二，MM 3mg/minD载體氣體為C02。載體氣體 机千為例如6000 sccm。高頻功率為例如⑴6馳⑽ 夕）和l〇〇kHz(500 w)。依此，形成包含碳之氧化石夕薄膜之 夕孔層間絕緣薄膜3 8。 士上所逑’可藉由氣相沉積而形成多孔層間絕緣薄膜 (¼摻雜Si02薄膜）3 8。 ^將於下文說明者，使用包含熱可分解原子團（熱可分 牛化,物）或氧化作用可分解原子團（氧化作用可分解化合 317565 16 1275145 物）之原材料，而藉由電漿分解該熱可分解或氧化作用可分 解原子團，以形成可藉由氣相沉積形成之多孔層間絕緣薄 、 膜（多孔碳摻雜Si02薄膜）38。 . 首先，將半導體基板10載置於電漿增強型CVD系統 之腔室中。電漿增強型CVD系統為例如二極體平行板電 漿增強型C VD系統。 其次，將基板溫度設定在例如250至350°C。 然後，藉由蒸發器蒸發含有烷基之矽氧烷單體，以產 _ 生第一反應性氣體。藉由蒸發器而蒸發含有苯基（phenyl group)之石夕烧化合物，以產生第二反應性氣體。苯基為原 - 子團（熱可分解和氧化作用可分解原子團），可加熱和氧化 作用苯基而予分解。將C02氣體用作為載體氣體而將該等 反應性氣體引入室内。此時，將高頻功率施加於板極之間 時，co2係變成電漿（氧電漿）而分解苯基。用分解之苯基 沉積層間絕緣薄膜3 8，由此而沉積多孔之層間絕緣薄膜 鲁 38。用於薄膜沉積之條件係設定為將如下例示者。第一反 應性氣體詳言之例如是六曱基二矽氧烷。該第一反應性氣 體之供給量為例如1 mg/min。第二反應性氣體詳言之例如 是二苯基曱基石夕烧（diphenylmethylsilane)。該第二反應性 氣體之供給量為例如1 mg/min。載體氣體之流率為例如 3000 seem。欲施加於板極之間之高頻功率為例如13.56 MHz(300 W)和100 kHz(300 W)。依此，形成包含碳之氧化 矽薄膜之多孔層間絕緣薄膜38。 此處將例示包含熱可分解和氧化作用可分解原子團 317565 1275145 (:熱將可氧化或分解)之材料。然 角午原子團（其熱可分解而沒有氧化作 熱可分 氧化作用可分解原子町其可氧化作用並八’或包含 之原:η相:積，而形成多孔層間絕=須加熱) 作用可分解原子團時，可葬由$二 ％原子團或氧化 原子團或氧化作用可分解^二目包含熱可分解 作用可分解化合物）之原材料而形解化合物或氧化 孔碳摻雜Si〇2薄膜）38。 L層間絕緣薄膜（多 和埶=::::解:藉由應用包含熱可分解有機化合物 不…刀解3亥可熱分解原子團之 間絕緣薄膜（有機薄膜）38。 ㈣材枓而形成多孔層 首先，用溶劑稀釋含有熱可分解 =广㈣聚合物，以形成絕緣薄二::； 刀解有機化合物為例如使用200 +…了 :::,rr機化合物為例如丙烯酸 劑二:物、丙婦寡聚物或其他的有機化合物。溶 基板^練於半導體 於半導體基板Π)上。 層間絕緣薄膜38形成 着其1，用熱板施行熱處理。熱處理溫度為例如_至 。將層間絕緣薄膜38中之溶劑予以蒸發掉，而將 317565 18 1275145 層間絕緣薄膜38形成乾燥。 户理ΪΪ::半導體基板1〇載入固化爐内施行熱處理。孰 例如3〇。至辑。因而熱分解該熱可分解有、 口 亚且使各細孔形成於層間絕緣薄膜38内。依 此，形成多孔層間絕緣薄膜38。 因此藉由使用包含熱可分解有機化合物和孰分解該敎 可分解有機化合物之絕緣薄 ·、 *'''

雜機多孔薄膜）38。㈣材枓而形成多孔層間絕緣薄 。後如第2Β圖中所示，用多孔層間絕緣薄膜％形 成緻密之絕緣薄膜（第二絕緣薄膜）4〇於該半導體基板1〇 :们表面上舉例而吕，藉由氣相沉積，詳言之係用電 =立曰強型CVD，來形成氧化石夕薄膜之絕緣薄膜4〇。絕緣 薄膜40相較於多孔層間絕緣薄膜38具有較高之密度。當 :稍後之步驟中藉由使用電子束等來固化多孔層間絕緣； 膜38日守，絕緣薄膜4〇係用來避免該多孔層間絕緣薄膜％ 被電子束等造成很大的損害，同時允許適當數量之電子束 等到達該多孔層間絕緣薄膜38。 沒有緻密之絕緣薄膜40形成於該多孔層間絕緣薄膜 38上’則係藉由設定低的加速電壓用於施加電子束而抑制 該電子束之損害。然而，當電子束直接施加於該多孔層間 絕緣薄膜38時，經常在該多孔層間絕緣薄膜之表面上 形成凹面和凸面。用設定低的加速電壓，並不能穩定均勻 地施加電子束，而不能夠均勻地固化層間絕緣薄膜38。因 此’以没定低的加速電壓用於施加電子束而不形成緻密之 317565 19 1275145 良於◎孔層間絕緣薄膜38上，則很難形成有 民于口口貝之層間絕緣薄膜38 〇 、絕緣薄膜之密度最好是在】至3公克/立方 心吟、基於下列之理由絕緣薄膜4〇之密度係設在 =之ί Γ 之密度低於1 g/em3時’讀文中將 薄膜4〇, 中，電子束等很容㈣過絕緣 而、夕’而使该多孔層間絕緣薄膜38受到很大損害。因 緣薄膜38具有增加之濕氣吸收性並且會敲 細’而導致介電當數治铋。s ^ 痒古认 吊數日加另一方面，當絕緣薄膜40之宓 ς:、J g/cm時’於後文中將說明之施加電子束等之步 :孔^子束等被絕緣薄膜4〇所阻播，造成很難充分固化 夕孔層間絕緣薄膜38。基於此理 之密度約於U3g/cm3n a取好°又疋絶緣㈣40 _从 g 然而，當絕緣薄膜40之密产訊 =於2.5_3時，於後文中將說明之施加電子束it =不電t:束等受到絕緣薄膜40相當的阻擔，而電子束ί “不能足夠地職多孔絕緣薄膜38。因此，更 = 疋設緣薄膜40之密度在1至之^ 、月况 取好设定絕緣薄膜40之薄膜 之間。將絕緣薄膜之薄膜厚度設在5^7/至7〇職 基於下列之理由。當將絕緣薄膜40之薄膜厚声間係 麵時，於後文中將說明之施加電子束萆之牛又低於5 等很容易穿過絕緣薄膜4〇，而 U =步驟中’電子束 到很大損害。因而，多❹門/^孔相絕緣薄膜3 8受 夕札居間絶緣潯臈％且 々 吸收性並且編，而導致介電常數增加:另= 317565 20 1275145 緣涛版40 ^薄膜厚度高於7〇 _時，於後文中將說明 子束等之步驟中，電子束等被絕緣薄冑4〇所阻 擒〜成很難充分固化多孔層間絕緣 ％。因此 ^絕緣薄膜40之薄膜厚度於5至7〇咖之間。然而^ “巴緣'祕40之薄膜厚度設定高於％ n =之施力電子束等之步驟中，電子束等受到絕緣薄: 缘^二不能足夠地到達多孔絕緣薄膜38。當絕 緣㈣40之溥膜厚度設定低於ι〇 明之施加電子束等之牛驴由^ 炙傻又甲將呪 ^ 4n 、，^私中，电子束相當容易通過絕緣薄 = 4。，亚時常稍微損害到多孔絕緣薄膜 專 間絕緣薄膜38具有婵知夕、F々 夕匕層 介電常數增加。因此:更佳性並且會皺縮’而導致 膜厚度在大約10至50況疋設定絕緣薄膜40之薄 =述=式製成敏密之氧切薄膜之絕緣薄膜4〇。 10中。電聚增強型CVD U於電裝增強型CVD系統 強型㈣“。 系相如為二極體平行板電漿增 然後，將基板溫度設定於例如彻t。 其次，藉由蒸發器而蒸發二 以產生反應性氣體。反應性氣體 室：。此時’將高頻功率施加於板極 氣體之電漿。此時，當沉積率 而產生反應性 緻密之絕緣薄膜40。詳古之二目、低時’能夠形成 下，依此能形成緻密之料薄膜Ιο列= 列子之沉積條件 辱馭40。反應性氣體之供給量 317565 21 1275145 為例如]mg/min。載濟齑观从 為例如載體氣體之流率 ^.56 ΜΗζ(·聯】⑽咖⑽=間^頻功率為例如 高頻功率：產生電漿之期間為例如$秒::加於板極之間之 例如大約了:;成二：:薄:之絕緣薄膜4°具有 例如30 _。依此，緻： 緣潯膜4〇之薄膜厚度為 絕緣薄膜38上。' 吧緣^40係形成於多孔層間 緻密之絕緣薄膜4〇之材 膜4。之沉積方法不限於上述者。用“成緻-之絕緣薄 氧化故^ +。如下所述，可藉由氣相沉積而形成碳摻雜 虱化矽溥膜（碳摻雜锖 人厌b木隹 、，I火隹Sl〇2缚艇）之緻密之絕緣薄膜4〇。 :先’將半導體基板10載入於電漿增強型c 之腔至中。電漿增強型CVD系 杯、 漿增強型cm 〜u -極體千仃板電 其次 應性氣體 内。此時 體之電漿 其次，將基板溫度設定在例如40(rc。 猎由蒸發器而蒸發六曱基二石夕氧烧，以產生反 j後，反應性氣體由鈍氣之载體而載入於腔室 將，頻功率施加於板極之間’而產生反應性氣 ^ ,、 此日令，當沉積率設定為相對低時，絕緣薄膜4〇 成緻⑨者。詳言之，於下列做為例子之沉積狀況下， 能形成敏密之絕緣薄膜⑽。反應性氣體之供給量為例如1 mg/mm二载體氣體之流率為例如500 seem。欲施加於板極 之間之呵頻功率為例如13·56 MHz(2〇〇 W)和1〇〇 kHz(200 317565 22 1275145 間之高頻功率並產生電漿之期間為例如 她严此’可藉由氣相沉積而形成碳摻雜氧化石夕薄膜（碳摻 雜SiO2薄膜）之緻密之絕緣薄臈扣。 / 如下所述，可藉由氣相 〆 札子目/儿積而形成SlC氫化物薄膜 (SiC · ij薄膜）之緻密之絕緣 , 、 巴、、家潯胺40。如上所述，Sic ·· η /專版為存有Η之SiC薄膜。

W)。施加於板極之 5秒鐘。 首先 之腔室中 漿增強型 將半V心基板1 〇載入於電漿增強型cvd系統 增強型CVD系統為例如二極體平行板 CVD系統。 次，將基板溫度設定在例如4〇〇。〇。 其次’藉由蒸發器而蒸發二 氣體。反應性氣體由载體1 %’以生反應性 頻功率施㈣㈣m體^人於腔室内。此時，將高 當沉積率設定為柏料“ 反應性氣體之電漿。此時， 古之 .....氐日守，能形成緻密之絕緣薄膜40。詳 ^ ’於下列做為例子之薄膜沉積 + 、、、巴緣缚臈40。反應性氣體 ㈣成、、致山之 施加於板極之間之高頻功^ =為例如1000 sccm。欲 _叫· w)。施加於力_顧柳W)和 之期間為例如5秒鐘。板極之間之高頻功率並產生電漿 絕緣薄膜4〇!猎由礼相沉積而沉積SiC:H薄膜之緻密之 如下所述 可藉由氣相 沉積而形成Sic氮化物薄膜 317565 23 1275145 (+SlC : N薄膜）之緻密之絕緣薄膜4〇。如上所述，siC : N 薄膜為存有N(氮）之SiC薄膜。 首先’將半導體基板1 〇載入於電漿增強型CVD系统 之L至中。電漿增強型CVD系統為例如二極體平行板電 装增強型CVD系統。 其次’將基板溫度設定在例如4〇〇。〇。 ^ 其次，藉由蒸發器而蒸發三曱基矽烷，以產生反應性 氣體。反應性氣體由載體氣體載入於腔室内。此時，將高 ，功率施加於板極之間，而產生反應性氣體之電漿。此時， 田/儿積率設定為相對低時，能形成緻密之絕緣薄膜4〇。詳 —之於下列做為例子之沉積條件下，能形成敏密之絕緣 專膜40。反應性氣體之供給量為例如1 mg/min。載體氣體 為例如氨氣（ammonia)。欲施加於板極之間之高頻功率為例 如13.56MHz(200 W)和l〇〇kHz(200 W)。施加於板極之間 之高頻功率並產生電漿之期間為例如5秒鐘。 依此，可藉由氣相沉積而形成Sic : n薄膜之緻密之 絕緣薄膜40。 如下所述，可藉由氣相沉積而形成sic氫氧化物薄膜 (SlC : 〇 : Η薄膜）之緻密之絕緣薄膜4〇。如上所述，sic : Q · Η薄膜為存有氧）和H(氫）之Sic薄膜。 首先，將半導體基板1 〇載入於電漿增強型系統 之腔室中。電漿增強型CVD系統為例如二極體平行板電 漿增強型C VD系統。 其次’將基板溫度設定在例如4〇〇。(3。 317565 24 1275145 氣體其及欠鹿！，蒸發器而蒸發三甲基石夕烧，以產生反應性 功率施加於板極之間==於室内。此時，將高頻 當沉積率設定為相f:ME^產生反應性氣體之電漿。此時， +夕 疋為相對低時，能形成緻密之絕緣薄膜40。詳 :緣薄Π。列：為例T之薄臈沉積條件下，能形成緻密之 氣體為合u Γ應性氣體之供給量為例如1 mg/min。載體 載體氣體之流率為例如1〇〇 —將要 二：反極之間之高頻功率為例如13.56 MHz(200 w)和 之期門1(=G w) °施加於板極之間之高頻功率並產生電漿 之/月間為例如5秒鐘。 够〜上所述，可藉由氣相沉積而形成SiC ·· 0 : Η薄膜之 緻雄、之絕緣薄膜40。 #^所述’可藉由塗敷有機S〇G(Spin-〇n-Glass，旋塗 肖）潯膜而形成緻密之絕緣薄膜4〇。 望瞪二先衣備用來形成有機S〇G之絕緣薄膜材料。絕緣 為㈣用例如四乙购維 土 —乙氧基矽烷（methyltrieth〇xysilane)作為原材料之 水％和冷凝作用所製備之聚合物。 其火，猎由旋轉塗佈而將絕緣薄膜材料塗敷於整個表 //於塗敷之條件，例如為每分鐘雇轉/分及進行3·0 、里依此’將^緣薄膜40形成於該多孔層間絕緣薄膜 D Ο V 〇 鼽行熱處理（軟烘烤）。用例如熱板來施行熱處 王。熱處理溫度為例如20〇。〇熱處理期間為例士口 150秒。 317565 1275145 fU由^用/機S〇G薄膜而形成絕緣薄膜40。 如下所述’可措由使用無機SQG薄膜 緣薄膜40。 、、软名之絶 首先，製備用來形成無機S0G薄膜之絕緣薄 藉由使用四乙氧基靖水解、_ 其次，藉由旋轉塗佈而將用來形成無機s⑽_ 緣薄膜材料塗敷於整個表面。用於塗敷之條件，例如ς 分鐘綱〇轉/分及進行30秒鐘。因此，絕緣薄膜4〇形成 於该多孔層間絕緣薄膜3 8上。 其次，施行熱處理（軟烘烤）。用例如熱板來施行熱處 理。熱處理溫度為例如200艺。熱處理期間為例如15〇秒。 仙。因此，藉由使用無機S0G薄膜而形成緻密之絕緣薄膜 然後，如第2C圖中所示，在具有緻密之絕緣薄膜4〇 φ，成於多孔層間絕緣薄膜38上之狀態下，透過緻密之絕緣 薄膜40而將電子束施加於多孔層間絕緣薄膜38。電子束 之施加情形如下。 首先，將半導體基板10載置於電漿增強型CVD系統 之腔室内。 /N' 然後，抽乾該腔室内之氣體使該腔室内成真空狀態。 此時，為了調整室内之壓力或改變絕緣薄膜4〇之特性 (quallty)等，可將氣體饋送入該腔室内。欲饋送入該腔室 内之氣肢為例如氮氣、氬氣、氦氣、甲垸氣體、乙烧氣體 317565 26 1275145 或其他氣體。 然後，於具有緻密之絕緣薄膜40存在於該多孔層間絕 緣薄膜38上之狀態下，透過該絕緣薄膜40將電子束施加 至該層間絕緣薄膜38(電子束固化）。將電子束施加於多孔 層間絕緣薄膜3 8以便藉由施加大能量於多孔層間絕緣薄 膜38而進一步增進交聯反應並固化該多孔層間絕緣薄膜 38。如上所述，已受到損害之多孔層間絕緣薄膜38具有增 加之濕氣吸收性並會過度地皺縮，造成多孔層間絕緣薄膜 ’ 38之介電常數增加。於本實施例中，在具有緻密之絕緣薄 膜40存在於該多孔層間絕緣薄膜3 8上之狀態下，透過絕 緣薄膜40將電子束施加至多孔層間絕緣薄膜％。 第17圖為於多孔層間絕緣薄膜中孔之大小之概念 圖。於將電子束施加至多孔層間絕緣薄膜38之前，亦即， 於多孔層間絕緣薄膜38中交聯反應仍不充分前，孔84之 大小具有某程度的不均勻，如第17A圖中所示。於將電子 釀束施加至多孔層間絕緣薄膜38之前，孔84之大小具有某 程度的不均勻是因為於多孔層間絕緣薄膜刊之部分交聯 =應尚未充分進行，而孔84之大小尚未變得完全大。施加 電子束於多孔層間絕緣薄膜38係更進一步進行多孔層間 巴彖薄膜3 8之父聯，而當交聯反應進行時，會從該多孔層 士 ”舌Jc田伙夕孔層間矣巴緣薄膜38除去水 時’於多孔層間絕緣薄膜％之孔84之大小會變大。當將 電子束適當地施加至多孔層間絕緣薄臈％時，於多孔層間 絕緣薄膜38中之交聯反應係充分地進行，孔84之大J、會 317565 27 1275145 又知充刀地大’如第2 7B圖中所示’於多孔層間絕緣薄膜 “中孔之大小之不均勻度會變得很小。在多孔層間絕緣薄 版3^中孔之大小之極小不均勾度係使得埋置於多孔層間 π、彖相a 3 8巾之互連線間之寄生電容之離散（此㈣ ^並此防止非期望之應力作用於多孔層間絕緣薄膜38 ;透過、七緣濤膜40施加電子束至多孔層間絕緣薄膜 之過程中，最好於施加電子束之同時亦執行熱處理。熱 =溫度為例如至·t。於施加電子束之同時進行 可增進該多孔層間絕緣薄膜38之固化，並改進該 夕孔層間絕緣薄膜38之機械強度。 :把加電子束時熱處理溫度設定纟5Q(TC或以下是因 :虽施加電子束時同時進行熱處理，若溫度朗500t：則 絕緣薄膜38等會有受到很大損害之風險。當施加 岸理溫度係設定☆ 5〇〇t：或以下’由此該多孔 ^二㈣38能固化並同時防止受到太多損害。當施加 、”」:熱處理溫度設定在2〇〇。。或以上是因為當熱處理 低，則要花費太多的時間條多孔層間絕緣 #應用多孔層間絕緣薄膜時將熱處理溫度設定在 2uu c或以ρ 丄 内固化。上，由此該多孔層間絕緣薄膜38能夠於短時間 〇 ，於施加電子束之熱處理之溫度不限定於200至500 施加絕緣薄膜3 8能藉由低於载之熱處理配合 屯于束而均勻固化。然而，欲於短期間固化多孔層 317565 28 1275145 間絕緣薄膜，最好是將應用電子束時之熱處理溫度設定在 200 C或以上。 奴防止夕孔層間絕緣薄膜38受到損害，最好是特意安 排當施加電子束時，不要進行熱處理。另一方面，能藉由 施加電子束而不執行熱處理(即加熱基板），來固化多孔層 間絕緣薄膜38,而該多孔層間絕緣薄膜％能具有某些機 械強度。因此，可藉由施加電子束於多孔層間絕緣薄膜38 上而不加熱基板而固化多孔層間絕緣薄膜38。 用於知加电子束之加速電壓為例如1 〇至。當 t速電壓低於10 kev時’將花長時間來固化多孔層間絕緣 薄膜38。另一方面，當加速電壓高於20 kev時，多孔層 ㈣緣薄膜38會受到許多損害，而多孔層間絕緣薄膜3Θ8 二具有增加之濕氣吸收性並會皺縮。結果，多孔層間絕緣 =膜38之介電常數可能會增加。因此，較佳之情況是用於 知加電子束之加速電壓為大約10至20 keV。 夕施加電子束之加速電壓並不限定於1〇至2〇匕乂。當 絕緣薄膜38之固化可以花一些時間時，加速電： :又疋低於10 keV。甚至用相對低之加速電壓時，藉由使 夕，孔層間絕緣薄膜38上之緻密之絕緣薄膜4〇之薄膜厚度 二為溥二而使迅子束能夠充分被導入到多孔層間絕緣薄 ' 8中。甚至當加速電壓高於匕乂時，將施加電子束 間設定成較短，由此可避免多孔層間絕緣薄膜38受到 =告。因此，甚至當加速電壓高於2〇 keV時，將施加電子 之期間設定成較短，由此可防止多孔層間絕緣薄膜38 317565 29 1275145 :、氣吸收n增加和多孔層間絕緣薄膜3 8之皺縮。甚至當 加速電壓相對高時，亦能夠藉由在多孔層間絕緣薄膜38 成稍Μ厚之緻密之絕緣薄膜⑧而避免多孔層間絕緣 薄：38又到卉多損害。因此，將多孔層間絕緣薄膜％上 Ά之膜4〇之薄膜厚度収得猶微厚，由此甚至當 力速電壓為相對南時，能防止多孔層間絕緣薄膜％之濕氣 吸收14增加’並防止多孔層間絕緣薄膜％之敏縮。 依此，形成低介電常數和高機械強度之多孔層間絕 w薄膜38。 可穿透此處之緻密之絕緣薄膜40而將電子束施加於 多=層間絕緣薄膜38。然而，如下文之說明，亦可將紫外 、、泉牙透緻饴之絕緣薄膜4〇而施加於多孔層間絕緣薄膜％。 匕首先，將半導體基板10載入於設有紫外燈之腔室中。 紫外燈為例如高壓之果燈。紫外燈不限於高壓之汞燈，可 以使用譬如氙激元燈（xenon excimer lamp)、低壓汞燈等等 φ之任何其他紫外燈。 、、 然後，抽盡室内的氣體使室内成真空狀態。此時，為 調整室内的壓力或改變絕緣薄膜40之性質等，可將氣體饋 送入腔室内。欲饋送入腔室内之氣體為例如氮氣、鈍氣或 其他氣體。鈍氣為例如氬氣。 其次’在多孔層間絕緣薄膜38上之存在有緻密之絕緣 薄膜40的狀態下，將紫外線穿透該絕緣薄膜仞而施加至 層間絕緣薄膜38上（紫外線固化）。施加紫外線 絕緣薄…亦會施加大能量於多孔層間絕緣= 317565 30 1275145 上，並促進於多孔層間絕緣薄膜38中之交聯反應，並能固 化多孔層間絕緣薄膜38。當紫外線僅僅施加到多孔層間絕 緣薄膜38時，多孔層間絕緣薄膜38會受到很大之損金。 於疋，層間絕緣薄膜3 8會具有增加之濕氣吸收性並皺縮， 而常常會造成多孔層間絕緣薄膜38之介電常數增加。為了 避免多孔層間絕緣薄膜受到太多損害，在具有緻密之絕緣 薄膜40存在於該多孔層間絕緣薄膜38上的狀態下，將紫 外線穿透絕緣薄膜4〇而施加至該層間絕緣薄膜％。,、 於紫外線施加到多孔層間絕緣薄膜38之前，亦即，於 多孔層間絕緣薄们8中之交聯反應仍不充分時，如上述之 爹照用之第17A圖，孔84之大小係有某些程度的不均勻。 於將紫外線施加於多孔層間絕緣薄膜38之前，孔Μ之大 小具有某程度的不均勻是因為於多孔層間絕緣薄膜刊之 部分交聯反應尚未充分進行，而孔84之大小尚未變得完全 大之關係。將紫外線施加於多孔層間絕緣薄们8❿進一步 =多孔層間絕緣薄膜38之交聯，而#交聯反應進行 :攸5亥多孔層間絕緣薄膜38除去水。當從多孔層間絕緣薄 =38除去水時，於多孔層間絕緣薄膜38之孔84之大合 當將電子束適當地施加至多孔層間絕緣薄膜3“夺' ;夕孔層間絕緣薄m 38中之交聯反應係充分地進行，孔 84之大小會變得充分地大，而如第ΐ7β圖中所示 層間絕緣薄膜38中孔之大、之x i/7 a危人& 、 孔層間絕緣薄膜38中孔* 在夕 署认夕 中孔之大小之極小不均勻度係使得埋 置於夕孔層間絕緣薄膜 豕溥胰中之互連線間之寄生電容之分 317565 31 1275145 散（sc咖Hng)报小，並能防止非期 間絕緣薄膜3 8等。 …力作用於多孔層 在沒有形成緻密之絕緣相4〇 8上之情況，藉由將紫外線的施加期間：間絕緣薄膜 抑制由於紫外線所造成之損宝。铁 、。又疋成較小，而 絕緣薄膜3 8之表面的狀態I；施加；’當在曝露多孔層間 之殘餘氧會變成臭氧。於是，於多孔層^缘於^室中存在 面中之疏水有機基(hydn)phc)bie 4賴3 8之表 分解，而多孔層間絕緣薄膜38會： 絕緣薄膜38吸收水氣而具有增加 〇水多孔層間 有形成緻密之絕緣薄膜4。於多孔層::二因此上= 況，欲藉由設定紫外線之施加期間等而形成好品；：：； 絕緣薄膜38，是很困難的。 貝之層間 4〇而施加到多孔層間絕緣 之同時亦進行熱處理。熱處 。在施行熱處理時施加紫外 之固化，並且能增進層間絕 當將紫外線穿透絕緣薄膜 薄膜3 8時，最好是施加紫外線 φ理之溫度為例如2〇〇至500。〇 線能增進多孔層間絕緣薄膜3 8 緣薄膜38之機械強度。 曰將施加紫外線時之熱處理之溫度設定在5〇(rc或以下 疋因為當施加紫外線時同時進行熱處理，若溫度超過5〇〇 C則多孔層間絕緣薄膜38等會有受到很大損害之風險。將 施加紫外線時之熱處理之溫度設定在5〇〇〇c或以下，由此 可將該多孔層間絕緣薄膜3 8予以固化並同時防止受到太 多損害。將施加紫外線時之熱處理之溫度設定在2〇(rc或 32 317565 1275145 =上是因為當熱處理溫度設定得低，則要花#太多的時間 : :夕孔層間絶緣薄膜38。將施加紫外線時之熱處理溫 叉设定在2001或以上，由此該多孔層間絕緣薄膜％能夠 • 於短時間内被固化。 。用於施加紫外線之熱處理之溫度不限定於2〇〇至5〇〇 f。多孔層間絕緣薄膜38能藉由低於2〇〇t：之熱處理配合 轭加i外線而均勻固化。然而，欲於短期間固化多孔層間 絕緣薄膜，最好是將施加紫外線時之熱處理溫度予以^定 在200°C或以上。 能夠藉由施加紫外線而不進行熱處理（即加熱基板）來 固化多孔層間絕緣薄膜38，而該多孔層間絕緣薄膜％能 具有一些機械強度。另一方面，欲防止多孔層間絕緣薄膜 3 8又到損吾，隶好是特意安排當施加紫外線時，不要進行 熱處理。因此，可藉由施加紫外線於多孔層間絕緣薄膜％ 上而不進行熱處理（g卩，加熱基板）而固化多孔層間絕緣薄 ❿膜38。 如上所述，能將紫外線穿透緻密之絕緣薄膜40而施加 至多孔層間絕緣薄膜3 8。 此處紫外線係使用於真空中。然而，用於施加紫外線 之壓力並不限於真空。可在大氣壓力下施加紫外線。 於上述中’電子束和紫外線係穿透緻密之絕緣薄膜4() 而施加於多孔層間絕緣薄膜。然而，如下之說明，可將 電漿穿透緻密之絕緣薄膜4〇而施加至多孔層間絕緣薄膜 38 〇 33 317565 1275145 首先，將半導體基板〗〇載 之_宮Φ ^ ^ 戰入於電漿增強型CVD系統 二至令。“增強型CVD系統為例 漿增強型CVD系統、高密度電 虹切扳電 f 。$ n & + # 9 糸統或其他 糸、，克用末產生电漿之反應性氣體 氬氣、氨、氦氣、-1介石卢十甘vu γ 乳 C + ο、—乳厌或其他氣體。較理想的是，使 用虱氣或虱氣作為反應性氣體。 其次，於多孔層間絕緣薄膜38上存在有緻密之絕緣薄 膜40的狀態下，將電漿穿透該絕 、 ^38、上係Π 士_。將電漿施加到多孔層間絕緣薄 …孔：讀大能量施加到多孔層間絕緣薄膜38，並 增^孔層間絕緣薄膜38之交聯作用，而能固化多孔層間 絕緣溥膜38。當電漿僅僅施加到多 暄Μ且古又Η艮大之抽告。於是，層間絕緣薄 濕氣吸收性並皴縮，而經常造成多孔層間 疋；丨包吊數增加。為了避免多孔層 ==在具有敏密之絕緣編存在二 間、乡巴緣'/專膜3 8上的狀能下，腺命將/^、头， 於施加電聚到多孔層間絕緣薄膜38之前，亦^ 孔層間絕緣薄Μ 38中之交聯反應仍不充分時，如夂日:第 ΠΑ圖之上述說明，孔84之大小存在某程度的不均乡句、= 84之大小於屯漿應用於多孔層間絕緣薄膜3 &之寸 程度的不均句是因為於多孔層間絕緣薄膜38之 反應尚未充㈣行，而孔8…㈣料^ = 317565 34 1275145 :。將電漿施加於多孔層間絕緣薄膜38而 絕緣薄膜38之交聯，而當交聯反應進行時，；：多 =絕緣_ 38除去水。當從多孔層間絕緣薄膜 層間絕緣薄膜38之孔84之大小會變大:、 二電子束適當地施加至多孔層間絕緣薄 緣薄膜38中之交聯反應會充分地進行，孔84之大： 音、交侍充分地大，以及如第17b 緣薄膜38中孔之大小之不…中所不’於多孔層間絕 絕緣_ 38中孔之大小之=度會變得报小。在多孔層間 .小，並能防止非期望之應力作 等。 乍用於夕孔層間絕緣薄膜38 嶋功率在沒有形成緻密之絕緣薄膜 /於夕孔層間絕緣薄膜％上之情況， 很難藉由設定低的功率來 貝。 出腔室時，多孔層體基板ι〇移 反庳。妒^ ^ } ^ 、、 之表面會與空氣中之濕氣 在;有 之情況，欲藉由心低：\40於多孔層間絕緣薄膜38上 膜％，是报困難^。_、功千而形成好品質之層間絕緣薄 緣薄懸量，^卩，㈣入射於絕 量設定於1至i rT㈣好是1至1〇〇 eV。電漿之施加能 疋π 1至100ev係基於下列理由。 317565 35 1275145 ，電漿之施加能量設定低於】eV時，並不太進 絕緣薄膜38中之交聯反應。於是，於多孔層間絕緣^ 38中之孔之大小保持非均勻，如第17A圖中所示。物 第Μ圖為電漿之施加能量與多孔層間絕緣薄膜之相 對於基底之抗張強度之間的關係圖。電漿之施加能量係表 示於水平轴，@多孔層間絕緣薄膜之相對於基底（_)之、 抗張，度係表示於垂直軸。如第18时所示，當施加電裝 之能量低於1 eV時’多孔層間絕緣薄膜相對於基底之 強度並不足夠。用低於leV之設定施加電漿能量4孔層 間絕緣薄膜3 8相對於基底之抗張強度不足夠的原因是，因 為夕孔層間絕緣薄膜3 8未能被充分固化。 第19圖為施加電漿之能量與多孔層間絕緣薄膜之介 電常數之間之關係圖。施加電漿之能量係表示於水平轴， 而多孔層間絕緣薄膜之介電常數係表示於垂直軸。如第Μ 圖中所示，當施加電漿之能量高於1〇6又時，多孔層間絕 緣薄膜38之介電常數變高。用高於1〇〇 eV之設定施加電 漿旎夏時，多孔層間絕緣薄膜38之介電常數變高的原因 疋，因為當施加電漿能量太高時，多孔層間絕緣薄膜38 將過度地收縮。 基於此理由，施加電漿時之電漿施加能量最好是設定 在 1 至 100 eV。 當將電漿穿透絕緣薄膜40而施加到多孔層間絕緣薄 膜3 8時’隶好是施加電漿之同時亦進行熱處理。熱處理之 溫度為例如200至500°C。在施加電漿時施行熱處理能增 317565 36 1275145 薄膜38之固化’並且能增進層間絕緣薄膜 38之機械強度。 、將鉍加包水日寸之熱處理之溫度設定在5⑻。c或以下是 、因為當施加電漿時同時進行熱處理，若溫度超過威則 多孔層間絕緣薄臈38等會有受到很大損害之風險。將施加 電漿時之熱處理之溫度設定在500。以以下，由此該多孔 層間絕緣薄膜38能被固化並同時防止受到太多損害。將施 加電槳時之熱處理之溫度設定在2〇代或以上是因為當熱 •处理’孤度°又疋得低，則要花費太多的時間來固化多孔層間 .絕緣薄膜38。將施加電漿時之熱處理溫度設定在20(TC或 以上，由此該多孔層間絕緣薄膜38能夠於短時間内固化。 。用於施加電漿之熱處理之溫度不限定於200至5〇〇 f。多孔層間絕緣薄膜38能藉由低於2〇〇χ：之熱處理配合 電漿之施加而均勻地被固化。然而，欲於短期間固化多孔 層間絕緣薄膜，最好是將施加電漿時之熱處理溫度予以設 _ 定在200°C或以上。 能藉由施加電漿而不執行熱處理（即加熱基板），來固 化多孔層間絕緣薄膜38，而該多孔層間絕緣薄膜38能具 有一些機械強度。另一方面，欲防止多孔層間絕緣薄膜38 受到損害，最好是特意安排當施加電漿時，不要進行熱處 理。因此，可藉由施加電漿於多孔層間絕緣薄膜38而不加 熱基板（即加熱基板）而固化多孔層間絕緣薄膜。 因此可將電漿穿透緻密之絕緣薄膜40而施加到多孔 層間絕緣薄膜38 〇 317565 37 1275145 表面 其次’藉由例如旋轉塗佈而將光阻薄膜42形成在整個 其次，可藉由光學微影法 叫參看第从圖）。開口 44用水在先阻物42中形成開口 線層）50,該互連線5 ^形成互連線（第-金屬互連 42中，而僅猂你u ^闹口 44形成於光阻薄膜 ’ J如互連線之寬度為】〇 間距為100 nm。 nm，而互連線之 其次’用光阻薄膜42作盔、疮置 _ 40、層間絕㈣膜m 乍為^罩’而餘刻互連線薄膜 门、巴、、彖厚胰38和絕緣薄膜3 哪3氣體作為原材料之氣電裝來 使體和 =用為㈣終止層。因此在：_:、： 46” 和絕緣薄膜％中形成用來埋置互連線之溝、： 46。導體栓塞34之上表面係曝露在溝準46中^ 除光阻薄膜42。 苒木46中。然後，移 其次，藉由例如濺鍍方法 障壁薄膜(未圖示)形成在之_缚膜之 防止互連線中之㈣正個表面上。該障壁薄膜是用來 膜於稍後將作討論。秋後、“連線和該絕緣薄 :::種崎圖示)形成在整個表面上。在藉由電= 形成銅之互遠绩沾士、+山 你稽田玉鍍而 成了障辟^ 日㈣膜仙為電極。依此，形 成了㈣賴和晶種薄膜之層薄膜料。 ^ 直：由例如電鍍而形成_麵厚之銅薄膜％。 s /、_人’猎由CMP而研磨銅薄膜50和層薄膜46，吉 曝露出絕緣薄膜之#i ^ t 不層潯胰46，直到 艇之表面為止。依此，銅之互連線50係埋置 317565 38 1275145 '冓卞中此種形成互連線50之製程稱之為單鑲嵌法 (single damascene)。 然後，藉由例如電漿增強CVD而將3〇 nm厚之以。·· 〇· Η缚版之絕緣薄膜52幵）成在整個表面上。絕緣薄膜％ 糸< 用為障壁薄膜而用來防止濕氣之擴散。絕緣薄膜52 防止濕氣到達多孔層間絕緣薄膜38。能用如以下例示之方 法形成Sic:〇:H薄膜之絕緣薄膜52。 百先’將半導體基板10載入於電漿增強型CVD季统 之腔室中。電漿增強型CVD系統為例如 板· 漿增強型CVD。 版十订板电 其次，將基板溫度設定於例如4〇〇。〇。 其次’藉由蒸發器而基發二甲其 以吝斗口處α—甲基矽^(trimethylsilane) 内生反應性乳體。反應性氣體由載體氣體而载入 將高頻功率施加於板極之間，而產生反應性 =之笔水。此時’沉積率係設定為相對低，由此 成 緻密之絕緣薄膜40。詳t之，μ/ ^ 形成 下^ f 口之於下列做為例子之沉積條件 下，由此肊形成緻密之絕緣薄膜4〇。 % L Λ / · 、 Μ性氣脰之供給量 為例如img/nnn。載體氣體為例 ： 為例如100 sccm。欲絲Λ 5丨4 Λ 戰版虱體之流率 13.56MHz(200 W)和 i〇〇kHzi 、力羊為例如 ^ & (2〇〇 W)。施加於板極之門夕 面頻功率以產生電聚之期間為例如5秒鐘。間之 依此，形成作用為障壁薄 + 圖）。 、、之、、、巴、、彖溽臊52(參閱第3Β 其次，如第4Α圖中所示 形成多孔層間絕緣薄膜54。 317565 39 1275145 形成多孔層間絕緣薄膜54之方法與上述例如形成多孔層 間絕緣薄膜38之方法相同。多孔層間絕緣薄膜54之厚‘ 為例如1 80 nm。 其次，將敏密之絕緣薄膜56形成於多孔層間絕緣薄膜 54之整個表面。形成緻密之絕緣薄膜％之方法盘上述例 ^形成敏密之絕緣_ 4G之方法㈣。緻密之絕緣薄膜 :二材料為例如沉：〇 : H薄膜。絕緣薄膜56之薄膜厚 度為例如30 nm。 然後，如第4B圖中所示，於多孔層間絕緣薄膜μ上 密之絕緣薄膜56的狀態下，將電子束穿透該絕緣 =而施加至層間絕緣薄膜54。將電子束穿透該絕緣 =6而：加至層間絕緣薄膜54之條件與上 =牙透該絕緣薄膜4〇而施加至層間絕 了將务'外線穿透絕緣薄膜5 6而# ^ s 54。將紫心…兮 而轭加至層間絕緣薄靡 , 象潯胰56而施加至層間絕緣驽赔 件與上述之將紫外線例如穿透該絕緣薄膜40 Μ 加至層間絕緣薄臈38之條件相同。 、 加 可將電漿穿透絕緣薄膜56而施加至層 54。將電漿穿透該絕 、、、、彖溥 之條件盘上、…而轭加至層間絕緣薄膜” «、上述之例如將電漿穿透該 層間絕緣薄膜38之條件相同。 、而轭加至 依此，形成具有低介電常數 絕緣薄膜54。 咬·强度之多孔層間 3】7565 40 1275145 ，其次，如第5A圖中所示，形成多孔層間絕緣薄膜58。 成夕孔層間絕緣薄膜5 8之方法與上述例如形成多孔層 間絕緣薄膜38之方法相同。層間絕緣薄膜58之薄膜厚^ 為例如160 nm。 其次，將緻密之絕緣 5 ·/ %々、少^ /背间絕緣溽胰 之整個表面。形成緻密之絕緣薄膜60之方法與上述例 :形成絕緣薄膜40之方法相同。緻密之絕緣薄膜6〇之材 ，例如SiC : 0 : Η薄膜。絕緣薄膜6〇之 如 30 nm。 然後，如第5B圖中所示’於多孔層間絕緣薄膜巧上 =有緻密之絕緣薄膜60之狀態下，將電子束穿透該絕緣 奪胺60而施加至層間絕緣薄膜58。將電子束穿透該絕緣 =60而施加至層間絕緣薄膜58之條件舆上述之將電子 果例如穿透該絕緣薄膜40 & # ^ y „ 件相同。 專艇40而知加至層間絕緣薄膜38之條 58 線牙透絕緣薄膜6〇而施加至層間絕緣薄膜 58。將I外線穿透該絕緣薄 58杜命,、+、 寻胰60而苑加至層間絕緣薄膜 力至二&之將紫外線例如穿透該絕緣薄膜40而施 加至層間絕緣薄膜38之條件㈣。 可將電漿穿透絕綾壤 58。將電漿穿透該絕緣、而施加至層間絕緣薄膜 之條件I上潯馭60而施加至層間絕緣薄膜58 ::缘=例如穿透該絕輸4〇而施加至 層間絶緣溥朕38之條件相同。 王 依此，形成具有低介電常數和高機械強度之多孔層間 317565 41 1275145 絕緣薄膜58。 其次，藉由例如旋轉塗佈而將光阻薄膜62形成 表面 ° 正㈢ 其次，如第6圖中所示，可藉由先擧 薄膜42中报+ μ 稽田九予锨影法而在光阻 、中形成開口 64。開口 64用來形成 之接觸孔66。 侵主立運線50 然後，用光阻薄膜62作Α说s 卞h ^ 、 為4罩，而蝕刻絕緣薄膜6〇、 日門線、、、巴'、、彖溥臊58、絕緣薄膜 _绦.¾胺q 屬間、纟巴緣溥膜54和絕 緣絲52。以使用cf4氣體和c 電漿來進行蝕列。飩刿#邮人4 3孔肢作為原材料之氟 力等箄合成物之比例、於钱刻中之堡 绩紹餘祛+ 〆、、、巴、、、彖溥膜60、層間 線、、、巴緣溥艇58、絕緣薄膜56、； 曰門 ^ ςο ^ H緣溥膜54和絕缝續 胺依此，將接觸孔66形成為下接 、、、、彖潯 移除光阻薄膜42。 互連線50。然後， 其次’藉由例如旋轉塗伟而將 f表面上。 ’号联抑形成在整個 然後，如第7圖中所示，藉 膜68中形成開口 7〇。開口 7〇 子嘁影法而在光阻薄 互連線層）76a，該互連、線％為第2成互連線（第二金屬 然後’用光阻薄膜68作為遮罩—，：: 一 層間線絕緣薄膜58和絕緣薄膜5 ^ χΙ絶緣薄膜60、 氣體和CHF3氣體作為原材之〜該钱刻係使用以CF4 絕緣薄膜60、層間線絕緣薄 虱电漿來進行。因此，在 要用於埋置互連線7心；和絕緣薄联5…成將 溝渠72係連續至接觸 317565 42 I275145 孔66 〇 其次，藉由例如滅鑛方法而將i〇_厚之蘭 _ 障壁薄膜（未圖示）形成在敕_本二L 厚勝之 防…峻：7 該障壁薄膜是用來 =互連線76a和將於後文中討論之導體检塞鳩中 二放。然後，藉由例如濺鑛而將1〇nm厚之銅绿膜之 溥膜（未圖示）形成在整 4 五、由AW . 你稽田包鍛而形成銅之 連、、泉層76a和導體栓塞76b ^ Λ ^ ^ , / 日7万沄Τ，日日種溥膜係作用 為电極。依此，形成了障壁薄膜和晶種薄膜之層薄膜用 其次，错由例如電鑛而形成1400 nm厚之銅薄膜％ 然後，藉由⑽研磨銅薄膜76和層薄膜^，直暖 露出絕緣薄膜6。之表面為止。因此，銅 = 係埋置於接觸孔66中，而銅之互 基7讣 72中。導體栓夷76hh η 則埋置於溝渠 补和互連線76a形成為整體。此箱亚上 導體栓塞76b和互連绫76a夕古、土〆 種形成 一岭 連線W之方法稱之為雙鑲嵌法(_ 其次，藉由例如電漿增強CVD而將3〇峨 0 : Η薄膜之絕緣薄膜78形成在整個表面上:1C . 膜78之方法相同於上述形成絕緣薄膜78之方^ :巴緣薄 膜78作用為障壁薄膜而用來防止濕氣之擴散…緣薄 …：文中=當地重複上述步驟以形成未予 弟二層之互連線（第三金屬互連線層）。 形成 依此，藉由依照本實施例之半導體裝置之制！ 製造半導體裝置。 衣k方法而 如上所述，依照本實施例，於形成多孔層間絕 317565 43 1275145 %、54、58後’將緻密之絕緣薄膜4〇、％ 多孔層間絕緣薄膜38、54 電聚穿過該敏密之料^膜4()上:將電子束、紫外線或 巴、'象溥肤40、56、60施加於該多孔層間 絕緣薄膜38、54、58。依照本實施例，藉由使用電子束等 而固化多孔層間絕_38、54、58，由此，多孔層間絕 緣薄膜38、54、58能呈古非a > n 有非吊南之機械強度。依照本實施 例’可使層間絕緣薄膜 豕潯艇38、54、58避免裂開，並保持避免 在j 口等％之破知。再者’依照本發明，係將電子束等施 加穿透㈣之絕緣薄膜4()、56、6()，由此可使多孔層間絕 緣薄膜38、54、58避免受到損害。因此’依照本實施例， 可:方止多孔層間絕緣薄膜3 8、5 4、5 8之濕氣吸收性增加， 亚能防士多孔層間絕緣薄膜38、54、58之密度增加。因此， ::本實施例，能防止多孔層間絕緣薄膜38、54、58之介 电吊數增加。依照本實施例，能形成低介電常數和高機械 強土之層間絕緣薄膜38、54、58。依照本實施例，能形成 低"電常數和高機械強度之層間絕緣薄膜％、54、％，由 而月bk供南操作速度和高可靠度之半導體裝置。 [修改之實施例] 本I明並不限於上述之實施例，並能夠包含其他的夂 種修改。 ° _舉例而言，形成多孔層間絕緣薄膜之方法並不限於上 ，者。可以藉由任何其他的形成方法而製成多孔層間絕緣 缚臈。多孔層間絕緣薄膜之材料並不限於上述者。 形成緻密之絕緣薄膜之方法並不限於上述者。可以藉 317565 44 1275145 由任何其他的形成方法而製成緻密之絕緣薄膜。緻密之絕 緣薄膜之材料並不限於上述者。 ^ [實例] - [實例1至6] 首先，以如下方式製備包含團簇二氧化矽（cluster silica)(二氧化石夕團簇先|區物）之絕緣薄膜材料。也就是， 20.8 公克（g)(0.1 摩爾（mol))之四乙氧基石夕：)：完 (tetraethoxysilane)、17.8 g(0.1 mol)之曱基三乙氧基石夕烧 _ (methyltriethoxysilane)、23·6 g(0.1 mol)之縮水甘油基氧丙 基三曱氧基石夕院（glycidoxypropyltrimethoxysilane)和 39.6 g之曱基異丁基酉同（methylisobutylketone)各載入於200毫升 (ml)反應容器中，而將16.2 g之1%四丁基氫氧化銨 (tetrabutylammoniumhydroxide)水溶液於 10 分鐘中滴入。 滴入後接著進行2小時之陳化反應（aging reaction)。然後， 加入5 g之硫酸鎂以去除過量之水。然後，藉由旋轉蒸發 春器而去除於陳化反應中所產生之乙醇，直到反應溶液變成 50 ml為止。加入20 ml之曱基異丁基酮於如此所獲得的反 應溶液中，而製備了絕緣薄膜材料（二氧化矽團簇先軀物）。 然後，藉由旋轉塗佈而將絕緣薄膜材料塗敷至矽晶圓 (半導體基板）。施加之條件為3000轉/分，進行30秒鐘。 其次，用熱板施行200°C熱處理（軟供培），由此形成多 孔層間絕緣薄膜。多孔層間絕緣薄膜之薄膜厚度如表1-1 和表1 -2中所示。於此階段測量多孔層間絕緣薄膜上之反 射率。反射率值顯示於表1-1和表1-2中。 45 317565 1275145 表1-1 電子束固 化之前 實例1 實例2 實例3 實例4 實例5 層間絕緣薄膜 厚度 一 ---- 210nm 21 Onm 21 Onm 21 Onm 21 Onm 層間絕緣薄膜 折射率 1.28 1.28 1.28 1.28 1.28 緻密之絕緣薄 膜 Si02 Si02 Si02 S〇G SOG 電子束固 化條件 基板溫度 200°C 300°C 400°C 200°C 300°C 加速電壓 15keV 15keV 15keV 15keV 15keV 時間 300秒 300秒 300秒 300秒 300秒 環境 Ar Ar Ar Ar Ar 電子束固 化後層間 絕緣薄膜 薄膜厚度 203nm 202nm 202nm 206nm 203nm 折射率 1.282 1.284 1.285 1.284 1.286 彈性係數 15GPa 14GPa 15GPa 13GPa 14GPa 硬度 1.2GPa 1.2GPa 1.2GPa 1.2GPa 1.2GPa 介電常數 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 表1·2 實例6 對照例1 對照例2 對照例3 對照例4 電子束固 化之前 層間絕緣薄膜 厚度 21 Onm 21 Onm 21 Onm 21 Onm 21 Onm 層間絕緣薄膜 折射率 1.28 1.28 1.28 1.28 1.28 緻密之絕緣 薄膜 SOG - 無 無 無 電子束固 化條件 基板溫度 400°C - 200°C 300°C 400°C 加速電壓 15keV - 15keV 15keV 15keV 時間 300秒 - 300秒 300秒 300秒 環境 Ar - Ar Ar Ar 電子束固 化後層間 絕緣薄膜 薄膜厚度 203nm 21 Onm 194nm 182nm 181nm 折射率 1.285 1.28 1.321 1.343 1.367 彈性係數 14GPa 8GPa 13GPa 14GPa 16GPa 硬度 1.2GPa 0.7GPa 1.2GPa 1.2GPa 1.3GPa 介電常數 2.3 2.3 2.6 3.3 3.5 46 317565 1275145 將敏在之絕緣薄膜形成於多孔層間絕緣薄膜上。表Η 表1 中所不之絶緣薄膜係形成為緻密之絕緣薄膜。 —其—人，在具有緻密之絕緣薄膜形成於該多孔層間絕緣 ^上的㈣下’將電子束穿透該敏密之絕緣薄膜施加至 =層：絕緣薄膜(電子束固化)。於腔室中之基板溫 又〇1私壓、電子束施加期間和環境係如表Μ和表 中所示設定。 /則里利用電子束如此固化之多孔層間絕緣薄膜，而獲 :表表L2中所示之結果。如表1-1和表1-2中所明 不，^貫例1至6中，層間絕緣薄膜之折射率於施加電子 束之4和之後貫質上並沒有改變。此意味著於實例1至6 中，層間絕緣薄膜實質上並沒有皺縮。也就是說，於實例 1至6中，防止了由施加電子束所造成之層間絕緣薄膜之 皺縮，而層間絕緣薄膜具有低的密度。 、 ^口表U和表1-2中所明示，於實例丨至6中，獲得 籲充二冋之彈性係數和強度。如表Η和表1-2中所明示， 於：例上至6中，有效的介電常數係充分地小。此等即意 未著於貝合"至6中，層間絕緣薄膜具有良好的機械強度 和低的介電常數。 [對照例1 ] 产以貫例1至6中相同之方法，製備絕緣薄膜材料（多孔 =氧化矽先驅物），並將該絕緣薄膜材料塗敷於矽晶圓，並 細行熱處理（軟烘烤）。依此，製備多孔層間絕緣薄膜。 測里如此形成之多孔層間絕緣薄膜，獲得表Μ和表 317565 47 1275145 :生示之結果。如表U中所明示，於對照例！ Φ 系數和硬度較低。此意味著 中，体 度較低。 孔卿巴緣涛膜之機械強 [對照例2至4] 二氧ΠΓ1至6中相同之方法，製備絕緣薄膜材料（多孔 夕先驅物）’亚將該絕緣薄膜材 施行埶垮：p田/弘ω 、 土敷於石夕晶圓，並 里烤)。因此，形成多孔層間絕緣薄膜。 …、後，在沒有形成緻密之絕緣薄膜 :上的狀態下，將電子束施加到多孔層間 =於腔”之输度、峨壓、施加;^2 係如表1 ·2中所示設定。 兄 :::用電子束如此固化之多孔層間絕緣薄膜 之結果。如表"2中所明示，於對照例2 中，折射率為相對高。此意味著於對照例2至4中，

層間絕緣薄膜過度皺縮，並具有高的密度。如表L 明示’於對照例2至4中’有效的介電常數較高。 [實例7至12] 、、户首先，^以貫例1至6中相同之方法，製備絕緣薄膜材 料（夕孔一氧化矽先驅物）。將絕緣薄膜材料塗敷到矽晶 D並把行熱處理（軟烘烤）。因此，形成多孔層間絕緣薄 膜。 、、 然後，將緻密之絕緣薄膜形成於多孔層間絕緣薄膜 上。该緻岔之絕緣薄膜為顯示於表2-1和表2-2中之絕緣 薄膜。 317565 48 1275145 其次，在緻密之絕緣薄膜形成於該多孔層間絕緣薄膜 上的狀態下，將紫外線穿透該緻密之絕緣薄膜施加至該多 孔層間絕緣薄膜（紫外線固化）。紫外線燈為高壓汞燈。基 板溫度和施加之期間係如表2-1和表2-2中所示設定。 表2-1 實例7 實例8 實例9 實例10 實例11 紫外線固 化之前 層間絕緣薄膜 厚度 210nm 21 Onm 21 Onm 21 Onm 21 Onm 層間絕緣薄膜折 射率 1.28 1.28 1.28 1.28 1.28 緻密之絕緣薄膜 Si02 Si02 Si〇2 SOG SOG 紫外線固 化條件 基板溫度 200°C 300°C 400°C 200°C 300°C 時間 600秒 600秒 600秒 600秒 600秒 紫外線固 化後層間 絕緣薄膜 薄膜厚度 203nm 202nm 202nm 206nm 203nm 折射率 1.282 1.282 1.281 1.283 1.282 彈性係數 12GPa 14GPa 14GPa 13GPa 13GPa 硬度 1.2GPa 1.2GPa 1.2GPa 1.2GPa 1.2GPa 介電常數 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3

49 317565 1275145 表2-2 實例12 對照例1 對照例5 對照例6 對照例7 紫外線固 化之前 層間絕緣薄膜 厚度 210nm 210nm 210nm 210nm 210nm 層間絕緣薄膜 折射率 1.28 1.28 1.28 1.28 1.28 緻密之絕緣薄膜 SOG - 無 無 紫外線固 化條件 基板溫度 400°C - 200°C 300°C 400°C 時間 600秒 - 600秒 600秒 600秒 紫外線固 化後層間 絕緣薄膜 薄膜厚度 203nm 210nm 200nm 198nm 199nm 折射率 1.282 1.28 1.305 1.299 1.312 彈性係數 15GPa 8GPa 13GPa 14GPa 15GPa 硬度 1.2GPa 0.7GPa 1.2GPa 1.2GPa 1.2GPa 介電常數 2.3 2.3 2.4 2.6 2.5 測量利用紫外線如此固化之多孔層間絕緣薄膜，而獲 得表2-1和表2-2中所示之結果。如表2-1和表2-2中所明 示，於實例7至12中，層間絕緣薄膜之折射率於施加紫外 線之前和之後並沒有實質上之改變。此意味著層間絕緣薄 膜實質上並沒有皺縮。也就是說，於實例7至12中，藉由 春施加紫外線而防止層間絕緣薄膜之皺縮，以及該層間絕緣 薄膜具有低的密度。 如表2-1和表2-2中所明示，於實例7至12中，獲得 充分高之彈性係數和強度。如表2-1和表2-2中所明示， 於實例7至12中，有效的介電常數係充分地小。此等即意 味著於實例7至12中，層間絕緣薄膜具有良好的機械強度 和低的介電常數。 [對照例5至7] 50 317565 1275145 以和實们至6中相同之方法，製傷絕緣薄膜 孔-乳化石夕先驅物）。將該絕緣薄膜材料 二 施行=理（軟f烤）。依此，形成多孔層間絕緣^亚 固化)。-定I::: 多孔層間絕緣薄膜(紫外線 口化）5又疋基板溫度和施加期間如表2_2中所示 得表==此固化之多孔層間絕緣薄膜，而獲 (至7中，折射Γί 如表2-2令所明示’於對照例5 、率為相對咼。此意味著層間 縮’而該層間絕緣薄膜之密度很大。如表2 敏 ”照例5至7中，有效的介電常數較高。 不

[貫例13至18J 材料（多孔二例1至6中相同之方法’製備絕緣薄膜 圓，並施彳「二 驅物）。將絕緣薄膜材料塗敷到石夕晶 膜。 、处理（軟供烤）。依此，形成多孔層間絕緣薄 上。該密ί絕緣薄膜形成於多孔層間絕緣薄膜 薄膜：…、、、巴緣諸為顯示於表3·1和表3_2中之絕緣 上的^二在敏密之絕緣薄膜形成於該多孔層間絕緣薄膜 屛門„心—將電漿穿透該緻密之絕緣薄膜施加至該多孔 二V絕:二臈(電漿固化)。基板溫度和施加之期間係如表 1和表3_2中所示設定。 317565 51 U75145表

電漿固化 之前 層間絕緣薄膜 層間絕緣薄膜折 ^ 射乞 |密之絕緣薄膜 實例13 實例14 實例15 實例16 實例17 210nm 210nm 210nm 210nm 210nm 1.28 1.28 L28 1.28 1.28

SiO,

SiO:

SiO,

SOG

SOG 電:¾化 基板溫度 電漿種類 施加功率

，漿固化 使層間絕 緣薄犋 薄膜厚度 折射率 彈性係數

400°C

400°C

400°C

500W 60秒

500W 90秒

500W 120秒

400°C H2

500W 60秒

400°C

500W 90秒 204nm 1.282 207nm 1.281 203nm 1.283 206nm 1.282 203nm 1.282

介電常數 硬度 12GPa 1.2GPa 2.3 14GPa 1.2GPa 2.3 14GPa 1.2GPa 2.3 13GPa 1.2GPa 2.3 13GPa 1.2GPa 2.3 電漿 固化 電漿固 之前 化條件 電漿固化後層 間絕緣薄膜 實例18 對照例1 對照例8 對照例9 層間絕緣薄膜 210nm 210nm 210nm 210nm 層間絕緣薄膜 一折射率 1.28 1.28 1.28 1.28 緻密之絕緣 SOG - 無 無 溫度 400°C - 400°C 400°C _電漿種類 h2 〇2 H2 _施加功率 500W 500W 500W 時間 120秒 - 60秒 60秒 _^厚度 202nm 210nm 184nm 178nm _ 折射率 1.282 1.28 1.362 1.341 ._甲性係數 15GPa 8GPa 16GPa 15GPa ,__硬度 L2GPa 0.7GPa 1.2GPa 1.2GPa 常數 2.3 2.3 3.5 3.4 52 317565 1275145 測量利用電漿如此固化之多孔層 表?和表“中所示之結果。如表P和/二而㈣ 於：例13至18中，層間絕緣薄膜之折射率於施加電I: ::之=有實質上之改變。此意味著層間以 貝亚叹有皺縮。也就是說，於實例13至18 一 、只 加電漿而防止層間絕緣薄膜之敏 糟由施 具有低的錢。 緣薄膜 如表3·】和表3_2中所明示 得充分高之彈性係數和強度。如表3]和表3^=，_獲 於實例13至18中，有效的介電常數 /不， 味著於實例13至18中，層 / μ。此等即意 度和低的介電常數。…緣軸具有良好的機械強 [對照例8和9] 材料二t，以，實例1至6中相同之方法，製備絕緣薄膜 多孔二=石夕先驅物）。將該絕緣薄膜材料 夕 亚施樹理(叫依此，製備多孔層“ 膜上::態ΐ沒===，膜於多孔層間絕緣薄 化-定美n 夕孔層間絕緣薄膜（電黎固 α又疋基板〉置度和施加期間如表3-2中所示。 =利用電t如此固化之多孔層間絕緣薄膜，而 =ΠΪ之結果。如表W中所明示，於對照例8和9 而# F ^㈣两°此意味著層間絕緣薄膜過度I縮， 而该層間系巴緣缚膜之密度报大。如表3_2中所明示，於對 317565 53 1275145 二：8和9中’有效的介電常數較高。 L貝例19] 首先，藉由LOCOS而太坐道μ甘、 緣薄膜12。然後，將門二在广導體基板10上形成裝置絕 以門心 18形成在裝置區域Η上，* =、_膜16形成於其間。將趣 ^ 在閘電極18之侧辟。i 4 m 寸、形成 18作為遮罩，將二物二：側壁絕緣薄膜20和閘電極 此於丰二 質植入於半導體基板⑺中，由 散二=中於間電極18之二側形成源極/沒極擴 3 形成包括間電極口源極叫 日日體24(芩閱第1A圖）。 曰Z2 面上其1 欠=D而將層間絕緣薄膜26形成於整個表 然後，藉由光學二:緣薄膜26上形成終止層薄膜28。 散層叫㈣第^) 1成接觸孔％下達細汲極擴

TiN t藉由例如賤鑛而在整個表面上形成50請厚之 之附著層32。然後，藉由例如c 面上形成鎢薄臈34。鈇徭， 1口表 32和鶴薄膜34, t5i 猎由例如⑽而研磨附著層

、 直到曝路出終止層28之# 么μ ^ iL 鎢之導體栓塞34係埋 表面為止。依此， —，、里置於接觸孔30中（參看第1C圖）。 Η壤膜二错由電漿增強型⑽而將3〇麵厚之SiC:0: Η溥腰之絕緣簿瞪q 1至6中相同夕、 >成於正個表面上。然後，以和實例 t 式，將多孔層間絕緣薄膜％形成於整個 Ϊ2Α圖厂β間絕緣薄膜38之薄膜厚度為-(參看 317565 54 1275145 其次，藉由電漿增強型CVD而將3〇nm厚之氧化石夕 ㈣之敏密絕緣薄膜40形成於整個表面上。該敏密絕緣薄 •膜40之始、度為2 g/cm3(參看第；2B圖）。 . 其次，在具有㈣之絕緣薄膜4G存在於該多孔層間絕 緣薄膜38上的狀態下，將電子束穿透該緻密之絕緣薄膜 40而施加至該多孔層間絕緣薄膜38(電子束固化）(參看第 2C圖）。'加電子束之條件相同於實例3中之條件。 其次’错由旋轉塗佈而蔣本锋 付土伸啲將光阻潯膜42形成於整個表面 上。然後，藉由光學微影法而將用於形成第一層互連線5〇 .之開口 44形成於光阻薄膜中。以__互連線寬度和100 細間距’形成開口 44。然後，用光阻薄膜42作為遮罩， 蝕刻互連線薄膜40、厣ρ μ # _、 寻联刊層間％緣溥膜38和絕緣薄膜％。於 ρ中，使用應用cf4氣體和CHF3氣體之氟電漿 7於待埋置互連㈣於其中之溝渠46形成於絕緣薄膜 4〇、層間絕緣薄膜38和絕缘薄 、、 •薄膜⑽看第3A圖）。㈣36中。然後，移除光阻 鼓個藉：濺鑛而將1〇nm#TaN之障壁薄膜形成在 "."。八次，猎由濺鍍而將10 mn厚Cu薄膜之曰 種薄膜形成在整個表面上。依 寻艇之日日 膜之層薄膜48。其次，夢由早壁缚膜和晶種薄 9由迅鍍而形成600 nm厚Cu薄膜 ''，、、後，研磨Cu薄膜50和層薄膜4 、 薄膜40之表面為止。依此，柄㈣暴路出1巴緣 銅之互連線5 0係埋置於溝準 私中。其次，藉由電衆增強型⑽而將3〇n之^木 〇··Η薄膜之絕緣薄膜52 SlC · 寻艇2形成於整個表面上（參看第3B圖）。 317565 55 1275145 然後，以和實例丨至6中 絕緣薄膜54。多孔層間絕緣薄膜°方式’形成多孔層間 次，將30細厚之Sic : 〇 . h '之厚度為⑽疆。其 形成於整個表面上(參看第从圖;搞之緻密之絕緣薄膜％ 然後，在具有緻密之絕緣薄膜 緣薄膜54上的狀態下，將電子束子在於該多孔層間絕 至該層間絕緣薄膜54(電子束 “絕緣薄膜56施加 •之频參看第4Β圖）。 之條件相同於實例3中 絕緣:ΐί至6中相同之方式，形成多孔層間 二：層間絕緣薄膜58之薄膜㈣ 薄膜之、^ 浆增強型c v D而將3 0 _厚之氧化矽 圖）'。、m緣溥膜60形成於整個表面上（參看第从 緻密之絕緣薄膜60存在於該多孔層間絕 ㈣緣薄膜58之條件相同於實二中 上。二Γ藉！旋轉塗怖而將光阻薄膜62形成於整個表面 ，、、'、後，猎由光學微影法而將用於形成接觸孔66之開口 餘^成緣於光阻薄膜62中。其次’用光阻薄臈62作為遮罩， :=:膜/。、層間絕緣薄膜58、絕緣心 、、、巴、-表独Μ和絕緣薄膜52。於敍刻中，使用應用 317565 56 1275145 體和CHF3氣體作為原材料之說電裝。钮刻氣體之合成比 1蝕之[力冑’可作適當的改變，&此而姓刻絕緣薄 層間絕緣薄膜58、絕緣薄臈56、層間絕緣薄膜54 和絕緣薄膜52。依此开彡# τ 丁、去π β μ 、 . 7成了下達互連線50之接觸孔66(參 第6圖）。然後，移除光阻薄膜。 其次’藉由旋轉塗佈而將光阻薄膜68形成於整個表面 上。然後’错由光學微影法而將用於形成第二層互連線、 =:70形成於光阻薄膜68中。其次，用光阻薄膜68 7為遮罩刻絕緣薄膜6G、層間絕緣薄膜58和絕緣薄 =6。於_中’使用應用CF4氣體和c职氣體作為原 ,料之氣電漿。因此’將用於埋置互連線76a之溝渠72 :成於絕緣薄膜60、層間絕緣薄膜58和絕緣薄膜兄中 看第7圖）。 敕乂然後，藉由濺鐘而將10麵厚細之障壁薄膜形成在 '固表面上。其次，藉由減鑛而將1〇咖厚&薄膜之晶 種薄膜$成在整個表面±。依此，形成障壁薄膜和晶種 膜之層薄膜74。其次，形成謂nm#Cu薄膜76。然後， =由CMP而研磨Cu薄膜76和層間絕緣薄膜74，直到曝 露出絕緣薄膜6 0 3^本t & ϊ ^ 、 表面為止。因此，銅之導體栓塞76b 糸埋置於接觸孔66中，同時以之互連線76a係埋置於溝 渠72中。然後，藉由電漿增強型CVD而將30nm厚之训： 〇.H>f膜之絕緣薄膜78形成於整個表面上(參看第8圖)。 後適田地重複上述步驟從而形成第三層互連線。 製造如上述方式製成之半導體裝置，俾形成互連線和 317565 57 1275145 要版缸基，而電性串聯一百萬個導體栓塞。測量半導體裝 之良率，良率達91%。 介42之間之有效的介電常數經計算為2.6。有效的 2 〜不僅對多孔層間絕緣薄膜且包含存在於互連線 /之其他絕緣薄臈進行測量而得到者。有效的介電常數 =不僅對包含低介電常數之多孔層間絕緣薄膜而且對包含 =於互連線週圍之相對高介電常數之絕緣薄膜進行測量 介；為的介電常數具有較多孔層間絕緣薄膜之 . 將半導體裝置留在200°C下經過3_小時，並測量互 遷線之電阻。確定電阻沒有增加。 [對照例10] 例半ΪΓ壯至w15圖為製造半導體裝置之方法之步驟中對照 =版衣置之剖面圖，該等圖式係顯示本方法。 赢9A:先/與貫㈣19相同的方法形成電晶體24(參看第 二形成層間絕緣薄膜26和終止層薄膜28 圖將導體34埋置於接觸孔3〇中(參看第⑼)。 後來二=與貫例19相同的方法形成絕緣薄膜36，缺 後形成多孔層間絕緣薄膜38(參看第1〇八圖)。其： 有在多孔層間絕緣薄膜38上形成 二 久 也加龟子束至多孔層間絕緣薄膜3 ^ 加電子走夕狄彼4 m 、包子束固化）。施 “ ：：ί 同於對照例4者(參看第10B圖)。铁德 猎由“增強型CVD而將3〇 nm之 ；灸’ 膜40形成於整個表面第厚版之、、、巴緣溥 317565 58 1275145 其次，以與實例19相同 、 孔層間絕緣薄膜38和絕緣 方法，於絕緣薄膜40、多 UA圖）。然後，與於實例19 = 36_中形成溝渠46(參看第 埋置於絕緣薄膜40、層間絕將互連線50 然後，與於實例19中相同 、、胰和、，，巴緣薄膜30中。 第11B圖）。 、去’形成絕緣薄膜52(參看 其次，與於實例19中相同 薄膜54(參看第12A圖）。 万法，形成多孔層間絕緣 其次，在沒有在多孔層間絕 緣薄膜的狀態下，施加電54上形成緻密之絕 子束固化）。施加電子夕孔層間絕緣薄膜54(電 咖圖）。 束之知件相同於對照例4者（參看第 其次’將30 _厚之sir · η · τ - 形成於敖個# ; μ P i · 〇 · H薄膜之絕緣薄膜5ό 風於正個表面上（麥看第13Α圖）。 然後，與於實例19中相 薄膜58(參看第13Β圖）。、/ ’ >成夕孔層間絕緣 ㈣’在沒有在多孔層間絕緣薄膜％上形成緻密之^ 緣薄膜的狀態下，施加電子束夕 、” * 、e 子束固化）。浐42 土 束至夕孔層間絕緣薄膜58(電 14A圖）。& "迅束之條件相同於對照例4者（參看第 …其次’藉由電漿增強型CVD而將3〇nm厚之氧化石夕 溥膜之絕緣薄膜60形成於整個表面上（參看第ΐ4β圖）。 然後丄與於實例19中相同的方法，藉由雙鑲嵌方法， :導妝枝基76b和互連、線76a埋置於層間絕緣薄膜54、％ 317565 59 1275145 等中。其次，與於每也丨 78(第15圖）。然後 目同的方法，形成絕緣薄膜 連線。 適“也重複上述步驟以形成第三層互 製造如上述方式製成之 導體栓塞，並電性串浐石室衣置’俾形成互連線和 置之良率，良率為2 導體栓塞。測量半導體裳 古十曾袁3S脸二。互連線之間之有效的介電常數經 口十开為3 · 8。將半導辦駐罢^ 、、、工 it、、μ曰^ ^ 在200°c下經過3000小時， 亚測置互連線之電阻。確定電阻值增加。 [實例20] 第H’與於貫例19中相同的方法形成電晶體24(表看 =圖成層間絕緣薄膜26和終 看 ;C:然後，將導體检塞3—^ 缺後其^輕實例19中相同的方法形成絕緣薄膜36。 …爰，形成夕孔層間絕緣薄膜38(參看第2a圖）。 與於實例19中相同的方法，將緻密之絕緣薄膜 形成在多孔層間絕緣薄膜38上（參看第2β圖）。 〜其次’在具有緻密之絕緣薄膜4〇存在於多孔 溥膜38上的狀態下，將紫外線穿 θ 、、、、 g ee ^ K牙逍4絶緣潯臈40施加於 層=緣薄膜38(紫外線固化）。將紫外線穿透該絕 而轭加於層間絕緣薄膜38之條件係相同於實例9者。、 ”其次，與於實例19中相同的方法，將溝渠 =薄膜40、多孔層間絕緣薄膜38和絕緣 7喪 看弟3A圖）。 317565 60 1275145 然後，與於實例19中相回沾士、+ 於絕緣薄Μ % ^ „ a 相门的方法，將互連線50埋置 水，寻勝36、多孔層間絕绫 其次，與於實例中相同的古，、' 絕緣薄膜4〇中。 第3B圖）。 ° 、法，形成絕緣薄膜52(參看 然後，與於實例19中相 少 薄膜54。秋後，盘於7 方法，形成多孔層間絕緣 Ά俊，興於貫例1 9中如FI 一、^ 間絕緣薄膜54上形成嫩… 。勺方法，在該多孔層 成緻岔之絕緣薄膜56(參看第从圖）。 薄膜54 μ AA & At 寻朕56存在於多孔層間絕緣 /寻腰M上的狀態下， . I卜線牙透该絕緣薄膜56而施加 主盾間'纟巴緣溥膜54(紫外線固化）。 ^ 56 a )將糸外線穿透該絕緣薄 ^加至層間絕緣薄膜54之條件係相同於實例9。 其次，與於實例；[9中相同6 、 壤膜^扯从 门的方去，形成多孔層間絕緣 缘簿Γ 6。0 與於實例19中相同的方法，將緻密之絕 相=〇形成於多孔層間絕緣薄膜58上（參看第从圖）。 ^ u ΛΑ d At 寻肤60存在多孔層間絕緣薄 版58上的狀態下，將紫外線穿 + 牙透該絶緣溥膜60施加於層 y、巴、、彖、㈣58(料、㈣化）。將紫外線穿透該絕緣薄膜6〇 =於層間絕緣薄膜58之條件係相同於實例9者（參看第 圖） 其次，與於實例19中相同的方法，將接觸孔％形成 方；絕緣薄膜60、層間絕緣薄膜58、絕緣薄膜％、層間絕 緣薄膜54和絕緣薄膜52中（參看第6圖）。 其次，與於實例19中相同的方法，將溝渠Μ形成於 絕緣薄膜60、層間絕緣薄膜58和絕緣薄膜％中（參看第7 317565 61 1275145

於„2了於貫例19中相同的方法’將互連線76a埋置 二，同時將導體栓塞W埋置於接觸孔“中。 其认’與於貫例1 9十j口 P1 △八；L丄 黛SFM。紗4 4 β 〇方法，形成絕緣薄膜78(參看 弟8圖）。然後’適當土士 * 士备 制…、 重稷上述步驟以形成第三層互連線。 …如上述方式製成之半導體裝置，俾形成互連線和 〇㈣4個導體栓塞。測量半導體裝 叶曾二8 :Γ87%。互連線之間之有效的介電常數經 體裝置留在2啊下經過3_小時， 亚心互連線之電阻。碟定電阻值沒有增加。 [對照例11] Μ首先’與於實例19中相同的方法形成電晶體 第9Α圖），並形成層間絕緣薄膜終 二 第叩圖）。然後，將導體栓塞34埋 28 = 第9C圖）。 置於接觸孔30中（茶看 然後，與於貫例19中相同的方法形 然後形成多孔層間絕緣薄膜38(參看第圖）。物36 其次，在沒有在多孔層間絕緣薄膜％ 緣薄膜的狀態下，施加紫外綠 、 乂 、，‘饴之、、、巴 卜&加务、外線於多孔層間絕緣薄月莫38(紫 =、線固化）1加料叙條件係㈣於對 第10B圖）。 ’ b有 其次，猎由電漿增強型 薄膜之絕緣薄膜40形成於整 其次’與於實例19申相 CVD而將3〇 nm厚之氧化矽 個表面上（參看第10C圖）。 同的方法，而於絕緣薄膜4〇、 317565 62 1275145 夕孔層間絕緣薄膜3 8和絕緣賓 第iiAm甘… 奴36中形成溝渠46(參看 禾i 1A圖）。其次，與於實例 5〇 、 中相同的方法，將互連線 埋置於絕緣薄膜40、屏問的从— 中。妙一 曰、、、巴、、彖溥膜38和絕緣薄膜36 :、、'、後，與於貫例19中相同的 看第11B圖）。 叫方法，形成絕緣薄膜52(參 其次，與於實例19中相同的 薄膜叫參看第12A圖）。Μ，形成夕孔層間絕緣 π+. L y ^ 在〉又有在多孔層間絕緣薄 族54上形成緻密之絕緣薄膜 a 家潯胰的狀態下，施加紫外線於多孔 層間絕緣薄膜54(紫外綠、 …施加紫外線之條件係相同 於對照例7者（參看第12B圖）。 其次，將SOnm厚之Sic:〇:H薄膜之絕緣薄膜％ 形成於整個表面上（參看第13八圖）。 “其次，與於實例19中相同的方法，形成多孔層間 溥膜58(參看第13B圖）。 ' 然後’在/又有在多孔層間絕緣薄膜58上形成緻密之絕 緣薄膜的狀態下’施加紫外線於多孔層間絕緣薄膜58(紫 外線固化）。施加紫外線之條件相同於對關 第 14Α圖）。 〆賓弟 然後’藉由電漿增強型CVD而將3G nm厚之氧化石夕 薄膜之絕緣薄膜形成於整個表面上(參看第ΐ4β圖）。 其-人’與於貝例19中相同的方法，藉由雙鑲喪方法， 將導體栓塞7仍和互連線％埋置於層間絕緣薄膜54、％ 等中。其次，與於實例19中相同的方法，形成絕緣薄膜 78(參看帛15圖）。然後，適當地重複上述步驟以形成第三 317565 63 1275145 層互連線。 製造如上述方式製成之半導體裝置’俾形成互連線 導體栓塞，並電性串聯一百萬個導體栓塞。測量半導體壯 置之良率，良率為34%。互牛¥體衣 斗曾η…η 迷綠之間之有效的介電常數經 H .6。將半導體裝置留在2〇〇〇C下經過3000小時， 並測1互連線之電阻。確定電阻值增加。 、 [實例21] ”首先，與於實例19中相同的方法形成電晶體2 4 (來看 二i A圖):形成層間絕緣薄膜％和終止層薄膜聯看 lcl)〇 竭王基34埋置於接觸孔30中(參看第 缺么其-人’與於貫例19巾相同的方法形成絕緣薄膜36。 然後，形成多孔層間絕緣薄臈38(參看第从圖)：、 =與於實”相同的方法，將緻密 4〇形成在多孔層間絕緣薄膜38上（參看第四圖）。、 其次，在具有緻密之絕緣薄 膜％上的狀態下，將電裝穿^〇缕存在多孔層間絕緣薄 間絕緣薄膜3哪固化)。4::，膜4。而施加於層 於層間絕緣綱之條件係相同 其次，與於實例19中相同 絕緣薄膜40、多孔層間絕緣薄》，將溝渠46形成於 看第3A圖）。 仏％和絕緣薄膜36中（參 然後’與於實例19中相同的 於絕緣薄膜36、層間絕緣薄膜3 去，將互連線50埋置 和絕緣薄膜40中。其次， 317565 64 1275145 與於實例19中相同的方法，

圖）。 ^成'、、巴緣缚膜52(參看第3B 然後，與於實例19中相同的太 薄瞑54。銬後，盥於电“，、去，形成多孔層間絕緣 …、便，興於貫例1 9中相同沾+、丄 間絕緣薄膜54 々方法，在該多孔層 豕錢54上形成緻密之絕緣薄 薄膜Ϊ:上 ==密之絕緣薄膜％存在於多:層：緣 間絕緣薄膜心 至層間絕緣_ 5…欠丄::水牙透该絕緣薄膜56施加 守犋4之條件係相同於實例18。 其次’與於實例19中相同的 薄膜58。然後，與於每例、，’形成多孔層間絕緣 緣蹲膜60形成於多孔# m 肘、，致山之、吧 然後，在具有缚膜58上(參看第从圖)。 膜W ^ 膜6 G存在多孔層間絕緣薄 膜3 8的狀悲下，將雷婿空、泰— 牙透该、纟巴緣薄膜60施加於層間絕 、、豕/寻版5 8 (包水固化）。脾帝將咖 „ 4„ . ,, r. ,8 )將笔4牙透該絕緣薄膜60施加於層 =1:件係相同於實例18者(參看第5B圖)。 於膜，6〇於貝例19中相同的方法，將接觸孔66形成 =、，表薄肢60、層間絕緣薄膜58、絕緣薄膜56、層間絕 顿54和絕緣薄膜52中（參看第6圖）。 其次，與於實例19中大曰π +、丄 絕緣薄膜6G、層間絕料/ ’將4渠72形成於 圖）。 、、象溥朕58和絕緣薄膜56中（參看第7 然後，與於實例19中沐日π +丄 j i9中相冋的方法，將互連線76a埋置 、木 5日^將導體栓塞76b埋置於接觸孔66中。 317565 65 1275145 ^次，與於實例19中相同的方法，形成絕緣薄膜78(參看 第8圖）。然後’適當地重複上述步驟以形成第三層互連線。 ...製造如上述方式製成之半導體裝置，俾形成互連線和

導體检塞，亚電性串聯—百萬個導體栓塞。測量半導體I 置，良率，良率達96%。互連線之間之有效的介電常數： 2.58。將半導體裝置留在細。c下經過如⑽小時， 亚測里互連線之電阻。確定電阻值沒有增加。 [對照例12]

第與於實例19中相同的方法形成電晶體24(參看 第9R二形成層間絕緣薄膜26和終止層薄膜28(參看 :二圖)):然後，將導體检塞3⑽ 然後’與於實例19中 >日π 妙m夕r,迁 中相同的方法形成絕緣薄膜36， 孔層間絕緣薄膜38(參看$ 10八圖）。 -人’在沒有在多孔層間絕緣薄膜 — 緣薄膜的狀能下 ♦丄 、、上开》成緻岔之絕 猪由甩漿增強型CVD而將μ 广 ^ 薄膜之絕緣薄膜而將30 nm厚之氧化矽 碎联4〇形成於整個表面上 八次’與於實例19中相同的方 圖）。 多孔層間絕緣9方法，於絕緣薄膜40、 巴、、家/專版38和絕緣簿膣 第11A圖）。並次 、、 > 成溝渠46(參看 50埋置於絕緣薄膜40 m中=的方法’將互連線 中。缺德，扣 、、巴、表’專膜3 8和絕绫、菌腫ς & 甲’、'、夜，與於實例19中相 才，、巴'、彖厚版36 勺方法，形成絕緣薄膜52(參 317565 66 1275145 看第11B圖）。 其次，與於實例19中相同的士、+ j的方法，形成多孔層間絕緣 涛版54(麥看第12A圖）。其次，在、力 赠ς/Ι L W i 丑/又有在多孔層間絕緣薄 =54上形成緻密之絕緣薄膜的狀態下，施加電漿於多孔戶 間絕緣薄膜54(電漿固化）。施加 曰 9者（參看第12B圖）。 ^之^件相同於對照例 其次，將30 nm厚之SiC : 〇 · w 1 ^ 弗#认μ ϋ · Η溥朕之絕緣薄膜％ 形成於整個表面上（參看第13Α圖）。 其次，與於實例19中相同的士 i 少 ]的方法，形成多孔層間絕緣 /專胺58(麥看第13B圖）。 然後，在沒有在多孔層間絕、^ 固：Γ: 加電漿於多孔層間絕緣薄膜项電漿 固化)二加錢之條件相同於對照例9者(參看第二 後，猎由電漿增強型CVD將30n 賊之絕緣薄膜60形成於敕 子之乳化石夕厚 廿^ 风於正個表面上（苓看第14B圖）。 其二人，與於實例19 Φ i日η λα 士 1 將導體栓塞鳩和1連線η方法，藉由雙鎮喪方法， 等中。然後，與於實例、、：：了層間絕緣薄膜54、58 叫參看第15圖）。铁後，、商的方法，形成絕緣薄膜 層互連線。 …灸適*地重複上述步驟以形成第三 製造如上述方式製成之 、^ ^ 導體栓塞，並電性串把二¥體衣置，俾形成互連線和 置之良率，良率達!二導體栓塞。測量半導體裝 計管為λ s ' 。互連線之間之有效的介電常數經 α〜、、.。將半導體|置留在·。c下經過3_小時， 317565 67 1275145 並測量互連線之電阻。確定電阻值增加。 [實例22至27] 以和實例1至6中相同之方法，製備絕緣薄膜材⑽ ^一虱化矽先驅物）。將絕緣薄膜材料塗敷到矽晶圓，並施 行熱處理（軟烘烤）。依此，製備多孔層間絕緣薄膜。 對依此形成之多孔層間絕緣薄膜進行測量。獲得於表 4·1至4·3中所示之結果。 表4-1 實例22 實例23 對照例13 薄膜厚度(nm) 180 丨、、、J 丄一/ 折射率 1.28 紫外線固化前之 JS. 0 Η ΛΤ7 彈性係數(Gpa) 10 硬度(Gpa) 1 眉^間、、、巴 交聯百分比(％) 65 細孔之直徑(nm) 〇·7 至 1.4 抗張強度(kg/cm2) 523 介電常數 2.3 緻密之絕緣薄膜 緻密之絕緣薄膜之 種類 Si02 SOG 無 — 薄膜厚度(nm) 30 50 紫外線固化條件 燈之種類 南壓果燈 能量(eV) 4.9 — 基板溫度 400 薄膜厚度(nm) 175 176 163 折射率 1.283 1.283 1.344 紫外線固化後之 層間絕緣薄膜 彈性係數(Gpa) 13 13 15 硬度(Gpa) 1.2 Γ 1.2 1.4 交聯百分比(％) 72 70 75 細孔之直徑(nm) 1.2 至 1.5 」·1至1.4 1.1 至 1.4 抗張強度(kg/cm2) 621 635 632 介電常數 2.3 2.3 3.4 317565 68 1275145 表4-2 實例24 實例25 對照例14 紫外線固化前之 層間絕緣薄膜 薄膜厚度(nm) 180 折射率 1.28 彈性係數(Gpa) 10 硬度(Gpa) 1 交聯百分比（％) 65 細孔之直徑(nm) 0.7 至 1_4 抗張強度(kg/cm2) 523 介電常數 2.3 緻密之絕緣薄膜 緻密之絕緣薄膜之 種類 Si02 SOG 無 薄膜厚度(nm) 30 50 - 紫外線固化條件 燈之種類 氤激發燈(Xenon Excimer Lamp) 能量(eV) 7.2 基板溫度 400 紫外線固化後層 間絕緣薄膜 薄膜厚度(nm) 175 176 163 折射率 1.283 1.283 1.344 彈性係數(Gpa) 13 13 15 硬度(Gpa) 1.2 1.2 1.4 交聯百分比（％) 75 76 80 細孔之直徑(nm) 1·2 至 1.5 1·2 至 1·5 1.1 至 1.4 抗張強度(kg/cm2) 652 665 672 介電常數 2.3 2.3 3.4 69 317565 1275145 表4-: 抗張強度(kg/cm ) 緻密之絕緣薄膜 緻密之絕緣薄膜之 ———. —. 種類 Si〇2 SOG 無 薄膜厚度(nm) 30 --------- 50 ---- 紫外線固化條件 180 彈性係數(Gpa) 硬度(Gpa) 交聯百分比(％) 細孔之直徑(nm)

紫外線固化前之 層間絕緣薄膜 薄膜厚度(nm) 折射率 介電常數 紫外線固化後層 間絕緣薄膜 能量(eV) 基板溫度 薄膜厚度(nm) 折射率 彈性係數(Gpa) 硬度(Gpa) &孔之 抗張強度(kg/cm2) 175 ——-——. 176 1.283 —~~—--- 1.283 13 ~-----_ ----— 13 1.2 L2' _J75__ 75^ ι^ΓΙΓΤΤ' --------- i^TTs 653 654~ 2.3 2.3

緻密之絕緣薄膜係形成於多孔層間絕緣薄獏上。表4_工 至4-3中所示之絕緣薄膜係形成為緻密之絕緣薄膜。又 其次，在具有緻密之絕緣薄膜形成於該多孔層間絕緣 薄膜上的狀悲下，將紫外線穿透該緻密之絕緣薄膜施加至 該多孔層間絕緣薄膜（紫外線固化）。紫外線燈之種類、紫 外線之能量和基板溫度設定為如表4—丨至4-3中所示。' 測里用糸外線如此固化之多孔層間絕緣薄膜，而釋得 317565 70 1275145 Ϊ si1至至二中所示之結果。如4]至4·3中所明示，於實 和之後並沒:實: = = =於施加紫外線之前 ^ . ώ 、、之改”又此忍味著甚至當使用任何種 多子！展各燈將紫外線穿透該緻密之絕緣薄膜而施加至該 孔層間絕㈣料，該層間絕㈣膜實質上並沒有赦 、’、百而δ亥層間絕緣薄膜具有低的密度。 右八^表4_1至4_3中所明示，於實例22至27中，獲得 ^之彈性係數和強度。如表4] i 4_3中所明示，於 ^ 2至27中’有效的介電常數係充分地小。此等即音 使用㈣種類之紫外線燈將紫外線穿透該敏密之絕 ,. 曰間、、、巴、、彖潯馭日才，該層間絕緣薄膜具 有良好的機械強度和低的介電常數。 ”亡表4-1至4-3中所明示，於實例22至27中，層間 :彖薄膜具有相對小之孔大小之分散度（以啊以〇11)。此即 :味著甚至當使用任何種類之紫外線燈將紫外線穿透該緻 检之絕緣薄膜而施加至該多孔層間絕緣薄 分散度小。 < 如表4-1至4-3中所明示，於實例22至27中，能獲 得相對高的密度。此即意味著甚至#使用任何種類之紫= 線燈將紫外線穿透該緻密之絕緣薄膜而施加至該多孔層間 Μ緣薄膜時’該層間絕緣薄膜相對於基底能有高的抗張強 度。 [對照例13至15] 以和貫例1至6中相同之方法，藉由準備絕緣薄膜材 317565 71 1275145 料（多孔二氧化矽先驅 材料塗敷於矽晶圓、，二：：彖物。將該絕緣薄膜 A 日51，亚鈿订熱處理（軟烘烤）。 膜上的^ ^有形成緻密之絕緣薄膜於多孔層間絕緣薄 固化）。紫外續: 到多孔層間絕緣薄膜（紫外線 )糸外線;k之種類、紫外線 如表4·1至4_3十所示。 又此里和基板溫度係設定 測量利用紫外線如此固化之^ 得表4-1至4_31戶斤一 ^ ^層m專版’而獲 ►射率為相f+“ 斤不之、、'口果。於對照例13至15中，折 耵卞為相對向。此意味著， 吓 多孔層間薄臈的狀態下，甚至4 =之絕緣薄膜形成在 施加至紫外繞δ姑夕 田使用任何種類之紫外線燈 .....Μ夕孔層間絕緣薄膜時，該戶間絕έ壶董瞪 會過度敲縮，並有增加之密产 Τ 4層間、、、巴、、彖独 於對照例13至15中，右广口、4·1至4_3中所明示， [實例28至34] 冑效的介電常數較高。 首先’以和實例1 $ 薄膜材料(多孔二氧化…：同之：法，藉由準備絕緣 膜。將絕緣薄膜材料塗敷衣備多孔層間絕緣薄 烤）。 7曰曰圓，並施行熱處理（軟烘 測里依此製備之多孔 至5-3中所示之結果。曰曰1、、、巴'、豪薄膜，而獲得於表5-i 317565 72 1275145 表5 -1 實例28 實例29 實例30 實例31 電漿固化前之層 間絕緣薄膜 薄膜厚度(nm) 180 折射率 1.28 彈性係數(Gpa) 10 硬度(Gpa) 1 交聯百分比(％) 65 細孔之直徑(nm) 0.7 至 1.4 抗張強度(kg/cm2) 523 介電常數 2.3 緻密之絕緣 薄膜 緻密之絕緣薄膜之 種類 Si02 SOG Si02 SOG 薄膜厚度(nm) 30 50 60 70 電漿固化條件 電漿之種類 h2 輻射能量(eV) 4.5 9 18 36 基板溫度 400 電漿固化後之層 間絕緣薄膜 薄膜厚度(nm) 175 176 175 174 折射率 1.283 1.283 1.283 1.283 彈性係婁i:(Gpa) 13 12 13 13 硬度(Gpa) 1.2 1.2 1.2 1.2 交聯百分比(°/〇) 72 72 73 75 細孔之直徑(nm) 1·0 至 1.4 1·1 至 1.4 1.1 至 1.4 L1 至 1.4 抗張強度(kg/cm2) 631 634 642 650 介電常數 2.3 2.3 2.3 2.3 73 317565 1275145 表5-2 實例32 實例33 實例34 電漿固化前之層 間絕緣薄膜 薄膜厚度(nm) 180 折射率 1.28 彈性係數(Gpa) 10 硬度 1 交聯百分比（％) 65 細孔之直徑(nm) 0.7 至 1.4 抗張強度(kg/cm2) 523 介電常數 2.3 緻密之絕緣薄膜 緻密之絕緣薄膜之 種類 SOG SOG SOG 薄膜厚度(nm) 70 70 70 電漿固化條件 電漿之種類 h2 輻射能量(eV) 54 72 90 基板溫度 400 電漿固化後之層 間絕緣薄膜 薄膜厚度 174 173 174 折射率 1.283 1.282 1.282 彈性係數(Gpa) 14 14 15 硬度(Gpa) 1.2 1.3 1.3 交聯百分比(％) 77 77 77 細孔之直徑(nm) 1.2 至 1·5 1.2 至 1.5 1.2 至 1.4 抗張強度(kg/cm2) 655 649 652 介電常數 2.3 2.32 2.32 74 317565 1275145 表5·3 對照例16 對照例17 對照例18 對照例19 電漿固化 前之層間 薄膜厚度(nm) 180 折射率 1.28 彈性係數(Gpa) 10 硬度(Gpa) 1 交聯百分比(％) 65 細孔之直徑(nm) 0.7 至 1·4 抗張強度(kg/cm2) 523 介電常數 2.3 緻密之絕 緣薄膜 緻密之絕緣薄膜之 種類 SOG SOG SOG 無 薄膜厚度(mn) 70 70 70 - 電漿固化 條件 電漿之種類 η2 輻射能量(eV) 110 120 0.5 18 基板溫度 400 電漿固化 後之層間 絕緣薄膜 薄膜厚度(nm) 170 170 178 150 折射率 1.301 1.301 1.28 1.354 彈性係數(Gpa) 16 16 10 17 硬度(Gpa) 1.3 1.3 1 1.5 交聯百分比(％) 80 80 68 82 細孔之直徑(nm) 1.1 至 1·3 1·1 至 1·3 0·7 至 1·4 0·5 至 0·6 抗張強度(kg/cm2) 660 660 550 655 介電常數 2.7 2.7 2.3 3.5 其次，將緻密之絕緣薄膜形成於多孔層間絕緣薄膜 上。表5-1至5-3中所示之絕緣薄膜係形成為緻密之絕緣 薄膜。 然後，在具有緻密之絕緣薄膜形成於該多孔層間絕緣 薄膜上的狀態下，將電漿穿透該緻密之絕緣薄膜而施加至 該多孔層間絕緣薄膜（電漿固化）。如表5-1至5-3中所示， 使用氫氣作為產生電漿之反應性氣體。如表5-1至5-3中 75 317565 1275145 所示，施加電漿之能量設定在 中所示，設定基板之溫度。 至100 eV。如表5-1至5-3

:]里利用電漿如此固化之多孔層間絕緣薄膜 貝例28至34中’層間絕緣薄膜之折射率於施加電裝之前 和之後並沒有實質上之改變。此意味著藉由將穿透該敏穷 :絕緣薄膜而施加至該多孔層間絕緣薄膜的電漿之能量： 疋在1至1GG eV ’從而使該層間絕緣薄膜不會過度敵縮。 Μ是^於實例28^34中可看出’可獲得低密度的層 間絕緣薄膜而不會過度敏縮。 如表5-1至5_3中所明示，於實例28至％中，声得 充分高之彈性係數和強度。如表5-1至5_3中所明示，於 實例28至34中，有效的介電常數係充分地小。此即意味 著藉由將穿透該㈣之絕緣薄膜而施加至該多孔層間絕緣 薄膜的電漿之能量設定在…〇〇eV，從而使該層間絕緣 薄膜能夠具有良好的機械強度和低的介電常數。 如表5-1至5-3中所明示，於實例28至34中，層間 絕緣薄膜具有相對小之孔大小之分散度。此即意味著藉由 將牙透該緻密之絕緣薄膜而施加至該多孔層間絕緣薄膜的 電漿之能I設定在1至100 eV，從而使孔大小之分散度能 夠很小。 如表5-1至5-3中所明示，於實例28至34中，能獲 侍相對而的抗張強度。此即意味著藉由將穿透該緻密之絕 緣薄膜施加至該多孔層間絕緣薄膜的電漿之能量設定在1 317565 76 1275145 至loo ev，從而使該層間絕緣薄膜相對於基底㉟形成具有 南的抗張強度。 [對照例16和17] …首先，以和實例中相同之方法，藉由準備絕緣 薄=材料（多孔：氧化料驅物）而製備絕緣薄膜。將該絕 緣薄膜材料塗敷於@晶圓，並施行熱處理（軟洪烤）。 其次，形成緻密之絕緣薄膜於多孔層間絕緣薄膜上。 形成如表5-1至5-3中所+ +切w - 中所不之、、、巴緣溥膜，作為緻密之絕緣 在具有_之騎薄卿狀該多 ::二狀態下，將電裝穿透該緻密之絕緣薄膜施加至該 用電漿固化)。如表Η至5_3中所示，使 5 1 ： $漿之反應性氣體。電漿之施加能量設定 設定在12〇ev ev’而於對照例17,電聚之施加能量 5-3 Γ二如:：化之多孔層間絕緣薄膜，而獲得表5-1至 二 =Γ射。Λ表5·1至5·3中所明示，於對照例 量高於1〇〇eV時:此意味著當電裝之施加能 多孔芦門0崚1 /Ο L層間妃膜會過度皺縮，而該 夕孔層間絶緣缚膜之密度變得較高。 [對照例18] 首先，以和實例1至6 薄膜材料（多孔二〃 中相冋之方法，藉由準備絕緣 一乳化石夕先驅物）而製備絕緣薄膜。將該絕 317565 77 1275145 緣薄膜材料塗敷於矽晶圓’並施行熱處理（軟烘烤）。 ^然後，形成緻密之絕緣薄膜於多孔層間絕緣薄膜上。 * 如表5] i 5_3中所示之絕緣薄膜’作為緻密之絕緣 涛膜。 “然後，在具有緻密之絕緣薄膜形成於該多孔層間絕緣 上的狀態下’將電漿穿透該緻密之絕緣薄膜而施加至 δΛ夕孔層間絕緣薄膜（電漿固化）。如表5_1至5_3中所示， ，用氫氣作為產生電漿之反應性氣體。電漿之施加能^'如 J I至5-3中所示設定在〇.5…基板之温度如表q 至5-3中所示而設定。 =此電裝固化之多孔層間絕緣薄膜，而獲得表 至5-3中所不之結果。 例18中，…、 中所明示，於對照 t旦 、之刀放度為相對大。此意味著當電漿之施 、罝低於1 eV時，於該多孔層 胖 並不充分進行，而呈現出尺寸不夠大的細孔。中之又如反應 女表5 1至5-3中所明示，於對昭 較低。此咅呋荽木仏乂 卞…、例18中，抗張強度 低此w未者當施加電漿之能量低於lev 間絕緣薄膜不能充分固化。 τ该夕孔層 [對照例19] 薄二:=Λ6中相同之方法，藉由準備絕緣 緣薄膜材料塗敷於矽曰驅物)而製備絕緣薄瞑。將該絕 然後，在=;二並處理㈣烤)。 薄膜的狀態下，施緣潯胰上形成緻密之絕緣 水於该多孔層間絕緣薄膜（電漿固 317565 78 1275145 表I〗至5-3中所示，使用氫氣作為產生電聚之反 怎性氣體。電漿之施加能量和基板溫度之設定如表5 5-3中所示。 測量如此電漿固化之多孔層間絕緣薄膜，而獲得表5 _ 2 5 3中所不之結果。如表5-1至5-3中所明示，於對照 =9一中，諸孔之大小較小。此意味著當在不於該多孔層間 、七緣薄膜上形成敏密之絕緣薄膜的狀態下，施加電雙^ =層間絕緣薄膜時，該多孔層間絕緣薄膜係過度收縮而減 夕孔之大小，並且多孔層間絕緣薄臈之密度會增加。 如^5·1至5_3中所明示，於對照们9中，有效電介 數車 。此意味著抗張強度為低。此意味著當在不於該 上形成緻密之絕緣薄膜的狀態下，施加 ^於夕孔層間絕緣薄膜時，該多孔層間絕緣薄膜係過度 收鈿，而該有效電介常數會增加。 又 [實例35至41] ”於κ例1至6中相同之方法，藉由 料（多孔二氧化石夕先驅物）而製備心㈣膜羊^相版材 Λ 7衣谞、巴緣溥艇。將該絕緣薄膜 "宝敷於矽晶圓，並施行熱處理（軟烘烤）。 :i量如此形成之多孔層間絕緣薄膜 6_3中所示之結果。 又廿衣〇 1至 317565 79 1275145 表6-1 實例35 實例36 實例37 實例38 電漿固化前之 層間絕緣薄膜 薄膜厚度(nm) 180 折射率 1.28 彈性係數(Gpa) 10 硬度(Gpa) 1 交聯百分比(％) 65 細孔之直徑(nm) 0.7 至 1.4 抗張強度(kg/cm2) 523 介電常數 2.3 緻密之絕緣 薄膜 緻密之絕緣薄膜 之種類 Si02 SOG Si02 SOG 薄膜厚度(nm) 30 50 60 70 電漿固化條件 電漿之種類 〇2 輻射能量(eV) 4.5 9 18 36 基板溫度 400 電漿固化後之 層間絕緣薄膜 薄膜厚度(nm) 176 174 175 174 折射率 1.283 1.282 1.283 1.282 彈性係數(Gpa) 12 12 13 13 硬度(Gpa) 1.2 1.2 1.2 1.2 交聯百分比(％) 73 73 74 75 細孔之直徑(nm) L0 至 1.4 1.1 至 1.4 1·1 至 1.4 1.1 至 1.4 抗張強度(kg/cm2) 629 632 640 654 介電常數 2.3 2.3 2.3 2.3 80 317565 1275145 表6-2 實例39 實例40 實例41 電漿固化前之層 間絕緣薄膜 薄膜厚度(nm) 180 折射率 1.28 彈性係數(Gpa) 10 硬度 1 交聯百分比(％) 65 細孔之直徑(nm) 0.7 至 1.4 抗張強度(kg/cm2) 523 介電常數 2.3 緻密之絕緣薄膜 緻密之絕緣薄膜之 種類 SOG SOG SOG 薄膜厚度(nm) 70 70 70 電漿固化條件 電漿之種類 〇2 輻射能量(eV) 54 72 90 基板溫度 400 電漿固化後之層 間絕緣薄膜 薄膜厚度 173 173 172 折射率 1.283 1.283 1.283 彈性係數(Gpa) 14 14 14 硬度(Gpa) 1.2 1.3 1.3 交聯百分比(％) 77 77 77 細孔之直徑(nm) 1.2 至 1.4 1·2 至 1.4 1.1 至 1.3 抗張強度(kg/cm2) 662 655 670 介電常數 2.3 2.31 2.32 81 317565 1275145 表6-3 對照例20 |對照例21 對照例22 對照例23 電漿固化前之層 間絕緣薄膜 薄膜厚度(nm) 180 折射率 1.28 彈性係數(Gpa) 10 硬度(Gpa) 1 交聯百分比(％) 65 細孔之直徑(nm) 0.7 至 1.4 抗張強度(kg/cm2) 523 介電常數 2.3 緻密之絕緣薄膜 緻密之絕緣薄膜之種類 SOG SOG SOG 無 薄膜厚度(nm) 70 70 70 - 電漿固化條件 電漿之種類 〇2 輻射能量(eV) 110 120 0.5 18 基板溫度 400 電漿固化後之層 間絕緣薄膜 薄膜厚度(nm) 170 170 177 148 折射率 1.312 1.322 1.28 1.356 彈性係數(Gpa) 15 16 10 17 硬度(Gpa) 1.2 1.3 2 1.5 交聯百分比(％) 80 82 69 84 細孔之直徑(nm) 1.1 至 1.3 1.1 至 1.3 0.7 至 1·4 0.5 至 0·7 抗張強度(kg/cm2) 674 672 556 660 介電常數 2.8 2.8 2.3 3.6 其次，將緻密之絕緣薄膜形成於多孔層間絕緣薄膜 上。表6-1至6-3中所示之絕緣薄膜係形成為緻密之絕緣 薄膜。 然後，在具有緻密之絕緣薄膜形成於該多孔層間絕緣 薄膜上的狀態下，將電漿穿透該緻密之絕緣薄膜而施加至 該多孔層間絕緣薄膜（電漿固化）。如表6-1至6-3中所示， 使用氧氣作為產生電漿之反應性氣體。如表6-1至6-3中 所示，設定施加電漿能量和基板之溫度。 82 317565 1275145 里利用電漿如此固化之多孔層間絕緣薄膜，而獲得 二至6_3中所示之結果。如表6-1至6-3中所明示，於 '/ 41中，層間絕緣薄膜之折射率於施加電漿之前 π ^ α有If上之改變。此意味著藉由將穿透該緻密 ，薄膜而施加至該多孔層間絕緣薄膜的電漿之能量設 曰，至二〇〇eV恰，該層間絕緣薄膜沒有過度皺縮。也就

L於只例35至41中可看出，可形成低密度的層間絕 緣溥膜而不會過度皺縮。 如表心1至6_3中所明示，於實例35至41中，獲得 =分高之彈性係數和強度。如表w至6_3中所明示，於 只例35至41 + ’有效的介電常數係充分地低。此即意味 ，藉由將穿透該緻密之絕緣薄膜而施加至該多孔層間絕緣 ㈣的電漿之能量設^在丨至⑽^時，該層間絕緣薄膜 此夠具有良好的機械強度和低的介電常數。 如表6-1至6-3中所明 絕緣薄膜具有相對小之孔大 將穿透該緻密之絕緣薄膜而 電漿之能量設定在1至1〇〇 示’於實例3 5至41中，層間 小之分散度。此即意味著藉由 施加至該多孔層間絕緣薄膜的 eV時，孔大小之分散度能夠很 如表6-1至6-3中所明示，於實例％至41中，能獲 得相對高的抗張強度。此即意味著藉由將穿透該緻密之絕 緣薄膜而施加至該多孔層間絕緣薄膜的電漿之能量設定在 1至10 0 e V時’該層間絕緣薄膜相對於基底能形成具有高 的抗張強度。 317565 83 12 75145 [對照例20和21] 首先，以和實合，/ I + x 薄膜材料（多孔二氧化石夕弈目同之方法’藉由準備絕緣 緣薄膜材料塗敷”曰Ώ )而製備絕緣薄膜。將該絕 、 敷於矽曰曰®，並施行熱處理(軟烘烤）。 然後’形成緻密之餐矮黛 形成如表…二=層間絕緣薄膜上。 薄膜。 丁 、，，巴緣薄膜，作為緻密之絕緣 然後’在具有緻密之絕绫菌 薄膜上的壯能Τ 〇 成該多孔層間絕緣 Γ 刚穿透該緻密之絕緣薄膜而施加至 〜孔層間絕緣薄臈（電漿固化）。如表^至㈡ 使用氧氣作為產生電f之沒廄 斤y、 表6」？ U 士 氣體。電漿之施加能量如 所不。也就是說，於對照例20中，電漿之 施加能量係設定在11〇 eV，而 ^水, 加能量係設定在120 eV。基板之上、:J二中，電裝之施 示而設定。 反之-度如表“至㈠中所 至J =電裝固化之多孔層間絕緣薄膜，而獲… 斤不之結果。如表6-1至6_3中所明- 、： 例20和21巾，.折射去A相科 不，於對照 此旦古w /卞為相對大。此意味著當電漿之施加 =了於_ eV時，該多孔層間絕緣薄膜係過度敵縮，而 5亥夕孔層間絕緣薄膜之密度係增加。 ' 如表6-1至6_3中所明示，於對照例20和21中，有 效電介常數較高。此意味著當電漿之施加能量高於議以 =加该多孔層間絕緣薄膜係過度皺縮，而有效介電常數係 317565 84 1275145 [對照例22] 以首先，以和實例1至6中相同之方法，藉由準備^ # 薄膜材料（多？1 _ ^ 猶田+備、纟巴緣 U —虱化矽先驅物）而製備絕緣薄膜。將$ 緣1材料塗敷於以圓，並施行熱處理（軟烘烤）將“ / 、d後形成緻密之絕緣薄膜於多孔層間絕緣薄膜 薄膜。 6_3中所示之絕緣薄膜，作為緻密之絕緣 每膜ΐίΥ在具有緻密之絕緣薄膜形成於該多孔層間絕緣 :專:上的狀態下’將電漿穿透該緻密之絕緣薄膜而施加至 Γ夕孔層間絕緣薄膜（電漿固化）。如第6-1至6_3圖中所 :使用乳軋作為產生電漿之反應性氣體。施加電漿之能 置和基，之溫度如表至6_3中所示而設定。 測量如此電漿固化之多孔層間絕緣薄膜，而獲得表6 i ^ 6_3中所不之結果。如表6-1至6-3中所明示，於對照 ，At θ中孔大小之分散度為相對大。此意味著當電漿之施 低於1 eV時’於該多孔層間絕緣薄膜之交聯反應不 進行而表現出未充分增加孔大小之孔。 如表6_丨至6·3中所明示，於對照例Μ中，抗張強度 季父低。此意味著當電漿之施加能量低们eV時 層 間絕緣薄膜不能充分固化。 [對照例23] 首先，以和實例1至6中相同之方法，藉由準備絕緣 =材料（多孔二氧化石夕先驅物）而製備絕緣薄膜。將該絕 彖薄膜材料塗敷於石夕晶圓，並施行熱處理（軟洪烤）。 317565 85 1275145 其次，在沒有在多孔層間絕緣薄膜38上形成緻密之絕 緣薄膜的狀悲下’施加電漿於多孔層間絕緣薄膜3 $ (電漿 固化）。如表6-1至6-3中所示，使用氧氣作為產生電漿之 反應性氣體。電漿之施加能量和基板之溫度如表6_丨至 中所示設定。 測量如此電漿固化之多孔層間絕緣薄膜，而獲得表 至6-3中所示之結果。如表6-1至6_3中所明示，於對照 例23中，孔之大小較小。此意味著當在沒有於該多孔層間 絕緣薄膜上形成緻密之絕緣_的狀態下施加電漿於多孔 層間絕緣薄膜時，該多孔層間絕緣薄膜係過度皺縮而減小 各孔之大小，而該多孔層間絕緣薄膜之密度會增加。 如表6-1至6·3中所明示，於對照例23中7有效 高。此意味著當在沒有於該多孔層間絕緣薄膜上形 =緻=絕緣薄膜的狀態下施加Μ於多孔層間絕緣薄膜 :加“孔層間絕緣薄膜係過度皴縮，而有效介電常數係 [實例42] &首先，與於實例19中相同的方法製造電晶體 m，形成層間絕緣薄膜26和終止層薄膜叫來看第 =:然後’將導體检塞34埋置於接觸孔3。中“ 其-人’與於貫例19中相同的方法形成絕緣薄膜36 ''、、、後’形成多孔層間絕緣薄膜38(參看第2 。、 其次，與於實例19中相同的太、、土 ^ ° 。 门的方法，將緻密之絕緣薄膜 317565 86 1275145 40形成在多孔層間絕緣薄膜38上（參看第圖）。 然後，在具有緻密之絕緣薄膜4〇 ° 38上的狀態下，將紫外線穿透該絕緣薄:孔 間絕緣薄膜38(紫外線固化）。將紫外線穿透該絕緣薄膜4曰0 把加於層間絕緣薄膜38之條件相同於實例U者。、 :後’與於實例中相同的方法’將溝渠牝形成於 絶緣我40、多孔層間絕緣薄膜％和絕緣_ % 看第3Α圖）。 、 τ ν多 與於實例19中相同的方法，將互連線50埋置 於絕緣溥膜36、層間絕緣薄膜38和絕 與於實们”相同的方法，形成絕緣薄膜、5 = 圖）。 然後，與於實例19中相同的方法，形成多孔層間絕緣 薄膜54」然後，與於實例19中相同的方法，在該多孔層 間絕緣薄膜54上形成緻密之絕緣薄膜56(參看第4Α圖）。 其次’在具有敏密之絕緣薄膜56形成於多孔層間料 薄膜54上的狀許，將紫外線穿透該絕緣_56施加至 層間絕緣薄膜54(紫外線固化）。將紫外線穿透該絕緣薄膜 56施加至層間絕緣薄膜54之條件相同於實例22者。 …然後，與於實例19中相同的方法，形成多孔層間絕緣 溥膜58。然後，與於實例19中相同的方法，將緻密之絕 緣薄膜6G形成於多孔層間絕緣薄膜58上（參看第5Α圖）。 其次，在具有敏密之絕緣薄膜6〇形成於多孔層間絕緣 薄膜58上的狀態下，將紫外線穿透該絕緣薄膜施加於該層 317565 87 1275145 間、、、巴緣薄膜58(紫外線固化）。將 施加於層間絕緣薄膜58之條件相同==絕緣薄膜6〇 5B圖）。 J於只例22者（參看第 其次，與於實例19中相同 於絕緣薄膜％、層間絕緣薄膜58、絕緣，接觸孔60形， 緣溥膜,54和絕緣薄膜52中(參看第6圖)物％、層間絕 然後，與於實例19中相同的 _膜6〇、層間絕緣薄 形成於 _圖）。 $、、巴、、象溥馭50中（參看第7 然後’與於實奋"9中相同的方法 於溝準72中，π 士 將互連線76a埋置 盆-/，、鮮〜讀導體栓塞76b埋置於接觸孔66中。 第8 m。= 中相同的方法，形成絕緣薄膜爾看 連線。 田地重稷上述相同步驟以形成第三層互 如此衣造之半導體裝置具有互連線和形成之 »塞。，電性串聯—百萬個導體拾塞，並測量良率。良料 90/。。互連狀間之有效的介電常數經經計算為2 6。將半 導體裝置留在200t：下經過3〇〇〇小時，並測量互連線之電 阻，確定電阻值沒有增加。 [對照例24] 首先，與於貫例19中相同的方法形成電晶體24(來看 第9A圖），並形成層間絕緣薄膜26和終止層薄膜叫參看 第9B圖），以及將導體栓塞34埋置於接觸孔％中 9C 圖）。 " 317565 88 1275145 其次’與於實例1 9中相π +丄 鋏接积Λ、夕方思曰日 中相冋的方法形成絕緣薄膜36， 士成夕孔層間絕緣薄膜叫參看第1GA圖）。 緣薄2狀在能支下有在,多孔層間絕緣薄膜38上形成緻密之絕 =艇的m，施加紫外線於多孔 外線固化）。施加紫外線 (f' 1〇B圖)。 卜線之么“牛相同於對照例!3者(參看第 其次’藉由電漿增強创Γ 法π 一 型CVD而將30 nm厚之氧化矽 溥之絕緣薄膜40形成於整個夺 I ^ ^ k 正1U表面上（麥看第10C圖）。 /、二人，契於實例19中相同的方本 ^ ^ pe „ 』的方法，而於絕緣薄膜40、 絕緣薄膜36中形成溝渠购 弟圖）。^後，與於實例19中相同的方 5:埋置於絕緣薄膜40、層間 連3線 中。然後，與於實例19中相同的太、土 、巴、'彖顿36 看第11B圖）。中相⑽方法，形成絕緣薄膜52(參 薄膜: ί Γ2二9、中相同的方法，形成多孔層間絕緣 丨/辱腰：)4(麥看弟12Α圖）。麸徭，户、々>， ^ πα·、各々 俊在沒有將緻密之絕緣蔆瞄 形成在多孔層間絕緣薄膜54上 、，彖溥胰 孔声問难缝签t ^ 的狀悲下，施加紫外線於多 孔層間絶緣輪54(紫外線固化）。施加 夕 於對照例13者（參看第12B圖）。 ，、'友之“件相同 其次，將30 nm厚之SiC : 〇 : η蒲γ 形成於整個表面上（參看第13Α圖）。、之、、巴、’彖薄瞑56 然後，與於實例19中相同的方法，形成多 薄膜58(參看第13Β圖）。 成夕孔層間絕緣 其次，在沒有緻密之絕緣薄膜 料成在多孔層間絕緣薄 317565 89 1275145 膜5 8上的狀態下，尬4 口备、外線於多孔層間絕緣薄膜58(紫 外線固化）。施加紫夕卜始 ” 14A圖）。 ”卜線之條件相同於對照例13者（參看第 其次，藉由電漿CVD而將3〇nm厚之氧化石夕薄膜之 絶緣溥膜60形成於整個表面上(參看第ΐ4β圖)。 與於實例19中相同的方法，藉由雙鑲嵌方法， 體栓塞鳩和互連線％埋置於層間絕緣_54、58 7寺8(中來臺然後/與於實例19中相同的方法，形成絕緣薄膜 >弟5圖）。然後，適當地重複上述步驟以形成第三 層互連線。 一 a如此製造之半導體裝置具有互連線和形成之導體栓 塞：電性串聯一百萬個導體栓塞，測量良率。良率達3 4 %。 互連線之間之有效的介電常數經計算# 3·8。將半導 ，留在2〇〇t：下經過3〇〇〇小時，並測量互連線之電阻，確 定電阻值上升。 [實例43] 咏首先，與於實例19中相同的方法形成電晶體24(參看 弟1A圖）’形成層間絕緣薄膜％和終止層薄膜28(參看第 1B圖）’然後，將導體栓塞34埋置於接觸孔3〇中（參看第 1C 圖）。 乂其-人，與於實例19中相同的方法形成絕緣薄膜36。 然後，形成多孔層間絕緣薄膜38(參看第2A圖）。 /其次，與於實例19中相同的方法，將緻密之絕緣薄膜 4〇形成在多孔層間絕緣薄膜38上（參看第2b圖）。 、 317565 90 U/5145 然後，在具有緻密之絕緣 臈38上的狀態下，將電漿穿秀馭40存在多孔層間絕緣薄 絕緣薄膜38(電漿固化）。將^ f絕緣薄膜40施加於層間 層間絕緣薄膜3 8之條件相^ :透該絕緣薄膜4 0施加於 甘a t J w只例29者。 人，兵於實例19中相同 絕緣薄膜40、多孔層間 ：’將溝渠46形成於 看第3A圖）。 辱聘38和絕緣薄膜36中（參 其次，與於實例19中相同的方 於絕緣薄膜36、層間絕緣薄膜 …將互連線50埋置

與於實例19中相同的方法，、:絕緣薄膜40中。然後， 圖）。 /成、、、邑緣薄膜52(參看第3B 然後，與於實例19中相同的方 薄膜5 4。然後，與於實例i 9中相同=成多孔層間絕緣 間絕緣薄膜54上形成緻密之 、方法，在該多孔層 然後，在具有緻密之絕緣薄膜^_ =參f第4A圖）。 薄膜54上的狀態τ，將電 子在於多孔層間絕緣 門r绦舊艘；帝將 ^絕緣薄膜56施加至層 至^門Μ 固化）°將電漿穿透該絕緣賴56施加 至層間、%緣缚艇54之條件相同於實例29者。 其k ’與於貫例19中相同的古、、i 薄膜58。然後，與於實例19中相同的=多孔層間絕緣 緣薄膜6 0形成於多孔層間絕緣薄膜$ 8上(參看㈣，之絕 然後，在具有緻密之絕緣薄臈60存在多：圖:： 膜58上的狀態下，將電漿穿透該 ★ “ “ n缘薄 絕緣薄膜58係相同於實例29者/看—厚膜6〇施加於層間 J y考（夢看第5B圖）。 317565 91 1275145 其次，與於實例19中相同的方法，將接觸孔66形成 於絕緣薄膜60、層間絕緣薄膜58、絕緣薄膜％、層間絕 緣薄膜54和絕緣薄膜52中（參看第6圖）。 :後，與：實例19中相同的方法，將溝渠72形成於 絕緣溥膜60、層間絕緣薄膜58和絕緣薄膜％中（參看 圖）。 其次’與於實例19中相同的方法，將互連線—埋置 於溝渠72中，同時將導體栓塞76b埋置於接觸孔％中。 其次’與於實例19中相同的方法’形成絕緣薄膜Μ(來看 第8圖)。然後’適當地重複上述相同步驟以形成第三声互 連線。 曰 如此製造之半導體裝置具有互連線和形成之導體栓 塞’經電性串聯-百萬個導體栓塞，並測量良率。良率達 92%。互連線之間之有效的介電常數經計算為^ 導體f置留在撕下經過觸小時，並測量互連線之^ 阻，確定電阻值沒有上升。 里Α連線之電 [對照例25] 首先，與於實丫丨 第圖），並形成;^目同的方法製成電晶體24(參看 第】^圖），然後，將 =薄膜26和終止層薄膜28(參看 第1C圖）。 、、體栓基34埋置於接觸孔3〇中（參看 /、久，與於實例 然後形成多孔層間_„同的方法形成絕緣薄模36 ’ 其次’與於實膜38(參看第以圖)。 中相同的方法，將緻密之絕緣薄膜 317565 92 1275145 40形成在多孔層間絕緣薄膜38上(參看第沈圖)。 其次’在多孔層間絕緣薄膜38上形成有緻密之絕緣薄 的狀許，將電漿穿透該絕㈣膜*施加㈣間絕 化）。將電漿穿透該絕緣薄膜⑼施加於層 、、、巴、、彖溥膜3 8之條件相同於對照例丨6者。 多孔ίί ’與於實例19中相同的方法’於絕緣薄膜4〇、 第^)絕緣薄膜38和絕緣薄膜36中形成溝渠零看 =:與於實例19中相同的方法，將互連線％埋置 、：、、彖溥膜36、層間絕緣薄膜38

與於實例中相同的方法㈣*中。然後， 圖）。 v成、、€緣薄膜52(參看第3B /、夂’與於貫例19中相同的士 薄膜54。i、法，形成多孔層間絕緣 緣薄膜19中相同的方法，將緻密之絕 I欠緣薄膜54上（參看第4Α圖）。 越以、在層間絕緣薄膜54上存在有敏资之π㈣ 胺56的狀態下，將電漿穿透 ：、、致…緣溥 緣薄膜54(電f固介）脸予將* 、、溥馭56¼加於層間絕 間絕緣將電水牙透該絕緣薄膜％施加於層 豕厚版54之條件相同於對照例16纟。 ，、-人，與於實例19中相同的忐 薄膜…然後，與於實例19中相同的=夕：層間絕緣 緣薄=0形成在多孔層間絕緣薄膜夫看將緻^絕 一―人’在多孔層間絕緣薄膜58 Ώ) 膜6°的狀態下，將電漿穿透該絕緣薄 ==S緣薄 寻胰60知加於層間絕 317565 93 1275145 緣薄膜58(曹將门 間絕緣薄膜^ 4b)。將電聚牙透該絕緣薄膜60施加於層 缺後、纟之條件相同於控制16者（參看第5B圖）。 於絕緣薄膜1於實们9中㈣的方法，將接觸孔66形成 緣薄膜、相絕、緣㈣58、絕緣薄膜56、層間絕 其^和絕緣薄膜52中（參看第6圖）。 絕緣薄：6。輿:Γ"9中相同的方法，將溝渠72形成於 圖）。、、層間絕緣薄膜58和絕緣薄膜56中（參看第7 然後，與於實例19中相同的方法，將 於溝渠72中，同時將導體栓 孔a: 然後，與於每如10 ^ 埋置於接觸孔66中。 第8 m妙、 相同的方法’形成絕緣薄膜78(參看 互連線。田地重稷上述相同步驟由此形成第三層 夷2製造之半導體裝置具有互連線和形成之導體检 ;:續串聯一百萬個導體栓塞，並測量良率。良率達 導體:之間之有效的介電常數經計算為2.94。將半 阻，確定電阻值沒有上升。 [對照例26] 耳先，與於貫例19中相同的方法製成電晶體24(參看 =1A圖），並形成層間絕緣薄膜％和終止層薄膜28 弟1B圖），以及將導體栓塞34埋置於接觸孔⑼中（參看 1C 圖）。 /、人與於貝例19中相同的方法形成絕緣薄膜％， 317565 94 1275145 …後Γί多孔層間絕緣薄膜38(參看第2a圖）。 /、二人’與於實例1 9 ψ相ρη从 膜4Q的狀態下，二上有緻密之絕緣薄 緣薄膜38(電f# I1"、、，巴緣薄膜40施加於層間絕 第3A圖）。 吁肤加中形成溝渠46(參看 其次，與於實例19中相 於絕緣薄膜36、層間絕 二’：互連線50埋置

與於實例19中相同的方本巴緣薄膜40中。然後， 圖）。中相门的方法’形成絕緣薄膜52(參看第3B 其次，與於實例19中 薄膜54。然後，與於實例19中相同的形成多孔層間絕緣 緣薄膜56形成在多孔層間 *方法，將緻密之絕 其次，於多孔層間絕緣薄=上=^ 膜5“嶋下，將電漿穿透节 存在有緻密之絕緣薄 緣薄膜54(電聚固化）。將電56施加於層間絕 間絕緣薄膜㈣件相同 其次，與於實例19中相同 薄膜58。其次，與於實例、相间’形成多孔層間絕緣 缘薄膜6(1你士 ^少了丨a日日 白勺方法’將敏密之絕 她6。形成在多孔層間絕緣薄膜參看第5A圖)。 317565 95 1275145 然後，於多孔層間絕緣_ 58 膜60的狀態下，將電赞穿、悉〜刀…牡百、致名之1巴緣涛 緣薄膜58(-將π於、1賴6〇施加於層間絕 “漿固化）。將電漿穿透該絕緣薄臈6G施加於層 曰=賴58之條件相同於對照例18者（參看第沾圖）。 二，與於實例19中相同的方法，將接觸孔％ 。、層間絕緣薄膜58、絕緣薄膜％、層間絕 、、彖厚版54和絕緣薄膜52中（參看第6圖）。 έ”緣^ ’與於貫例19中相同的方法，將溝渠72形成於 、，、巴緣㈣60、層間絕緣_58和絕緣薄膜Μ (參; 圖）。 不 J次’與於實例19中相同的方法，將互連線76a埋置 :溝朱72中’同時將導體栓塞⑽埋置於接觸孔66中。 ^欠，與於實们9中相同的方法，形成絕緣薄膜叫參看 弟8圖)。然後，適當地重複上述相同步驟由此形成第三声 互連線。 曰 —士此衣以之半導體裳置具有互連線和形成之導體拾 塞，經電性串聯一百萬個導體栓塞，並測量良率。良率達 82%。互連線之間之有效的介電常數經計算為294。將 導體裝，留在20(TC下經過3_小時，並測量互連線之電 阻’確定電阻值沒有上升。 [對照例27] —首先，與於貫例丨9中相同的方法製成電晶體24(參看 第9A圖）並形成層間絕緣薄膜％和終止層薄膜u(參看 第9B圖），然後將導體栓塞34埋置於接觸孔％中（參看第 317565 96 1275145 9C 圖）。 缺後开其^與Γ實例19中相同的方法形成絕緣薄膜36， ^後:成多孔層間絕緣薄膜38(參看第ι〇α圖）。 ，、次，在沒有在多孔層間絕 緣薄膜的狀態下，施加電漿於多…8上靡费之絶 固化)。施加電漿之,…门 間絕緣_ 38(電漿 圖）。 迅水之备、件相同於對照例19者（參看第· 具次 稽田電漿CVD方法蔣μ 厂 之絕緣薄膜40开彡忐^ 主 、nm厚之氧化矽薄藤 ::勝〇形成在整個表面上(參看第 然後，與於實例19中相同 口） 多孔層間絕緣薄膜38和絕緣薄臈％中开:成二物40、 第以圖）。其次，與於實例！ 的成^ 46(參看 ⑽埋置於絕緣薄冑40、層間絕緣薄」方法1互連線 中。其次，與於實例19中相同的方法，Π、％緣溥膜36 看第11Β圖）。 /成絕緣薄膜52(參 然後，與於實例i 9中相同的方法，、夕 薄膜54(參看第12A圖）。其次，在、々有/成夕孔層間絕緣 成在多孔層間絕緣薄膜54上的壯# 、、致在之絕緣薄膜形 緣薄膜54(電漿固化）。施加電漿之 包水於層間絕 者（參看第12Β圖）。 卞件相同於對照例19 其次，將30 nm厚之SiC : . ιτ _ 形成在整個表面上(參看第3A圖）。’、、之絕緣薄膜52 其次，與於實例19中栢同的方法，/ 薄版3 8 (參看第13 Β圖）。 、夕孔層間絕緣 317565 97 1275145 其次’在沒有在多孔層間絕緣薄 緣薄膜的狀態下，將電漿施力 、8上形成緻密之絕 漿固化)。施加電漿之條件相 昭表薄膜·

圖）。 野恥例19者（參看第14A 其次，藉由電漿CVD方法將 之絕緣薄膜6()形成整個表面上（參看第:=)氧化石夕薄膜 將導=塞= ’藉由雙鎮嵌方法， 等Η次，與於間絕緣薄膜“， 78(參看第15圖）。然後，適# 絕緣薄膜 三層互連線。 心4㈣由此形成第 如此製造之半導體裝置具有 塞，經電性串聯-百萬個導^# 體检 «禺個V體栓基，並測量良率。 ^2%互連線之間之有效的介電常數經計算為將半 體^留在2〇〇t：下經過3_小時，並測量互連線之電 阻，確定電阻值上升。 包 [圖式簡單說明] 弟1八至1C圖為依照本發明之一個實施例之半導體 置之製造方法之各步驟中半導體裝置之剖面圖，該等圖^ 係顯示該方法（第i部分）。 第2Α至2C圖為依照本發明之實施例之半導體裝 ，造;方法之各步驟中該半導體裝置之剖面圖，該等圖式係 顯示該方法（第2部分）。 ’、 第3 Α及3Β圖為依照本發明之實施例之半導體装置之 317565 98 1275145 製造=各步驟中半導體裝置之剖面圖，該等k 系#亥方去（弟3部分）。 圖式係顯 第4A及4R θ & 圖為依照本發明之實施例之半導w

製造：法之各步驟中半導體裝置之剖面圖，SC 系該方法（第4部分）。 成寺圖式係顯 制造二為依照本發明之實施例之半導體裝置之 衣 口步驟中半導體裝置之剖面圖，兮 示該方法（第5部分）。 H ^圖式係顯 法之:二^照t發明之實施例之半導體裝置之製造方 6部分）。¥體襄置之剖面圖’該圖式係顯示該方法（第 弟7圖為依照本發明之實施例之半 法，驟中半導體襄置之剖面圖，該圖式係顯矛= ’。[5 分）〇 第8圖為依照本發明之實施例之半導體裝置之製造方 :之步驟中半導體裝置之剖面圖，該圖式係顯示該方法 8部分）。 第9A至9C圖為依照對照例之半導體裝置之製造方法 之,步驟中半導體裝置之剖面圖，該等圖式係顯示該方法 (第1部分）。 第10A至1 〇C圖為依照對照例之半導體裝置之製造方 套之各步驟中半導體裝置之剖面圖，該等圖式係顯示該方 法（第2部分）。 第Π A及11B圖為依照對照例之半導體裝置之製造方 99 317565 1275145 法之各步驟中半導體敦置之剖面圖，該 法（第3部分）。 飞係頭示該方 第12A及12B圖发a , 口為依照對照例之半導體裝置 法之各步驟中半導舻壯 i之製造方 法（第4部分）。 糸-貝不該方 、弟13A及13B圖為依照對照例之半導體裴置 法之各步驟中半導轉壯 衣仏方 法（第5部分）。 口八係顯不該方 第14A及14B圖為依照對照例之半導體裝置 弟15圖為依照對照例之半導體裝置之 ，中半導體裝置之剖面圖，該圖式係顯示該方法（第7 ^ 第16A及16B圖為於多孔層間絕緣薄膜中之交聯反應 (ss_llnklng reaction)之概念圖。 弟ΠΑ及17B圖為於多孔層間絕緣薄膜中之孔之大小 之概念圖。 ”第18圖為施加電漿之能量與相對於基底之多孔声 絕緣薄膜之抗張強度之間的關係圖。 _ 曰 _第B圖為施加電漿之能量與多孔層間絕緣薄膜之介 包吊數之間之關係圖。 【主要元件符號說明】 裝置隔離薄膜 半導體基板 12 » m ^ ^ ^ 317565 100 裝置區域 16 閘極絕緣薄膜 閘電極 20 侧壁絕緣薄膜 源極/沒極擴散層 24 電晶體 層間絕緣薄膜 28 終止層薄膜 接觸孔 32 附著層 鎢薄膜（導體栓塞） 36 絕緣薄膜 多孔層間絕緣薄膜 40 緻密之絕緣薄膜 光阻薄膜 44 開口 溝渠（層薄膜） 障壁薄膜和晶種薄膜之層薄膜 互連線（銅薄膜） 52 絕緣薄膜 多孔層間絕緣薄膜 56 緻密之絕緣薄膜 多孔層間絕緣薄膜 60 緻密之絕緣薄膜 光阻薄膜 64 開口（接觸孔） 接觸孔 68 光阻薄膜 開口 72 溝渠 層薄膜 76 互連線（銅薄膜） 埋置互連線（互連線層） 導體栓塞 78 絕緣薄膜 石夕烧醇基（silanol group) 石夕氧烧基（siloxane group) 細孔 101 317565

Claims (1)

1275145 十、申請專利範圍： 1· 一種半導體裝置之製造方&，包括下列步，驟： . 在半^r體基板上形成第一多孔絕緣薄膜； - 在該第一多孔絕緣薄膜上形成第二絕緣薄膜， 一絕緣薄膜之穷声|古於兮楚 ^ ^ ^ 心山庋要回於该弟一多孔絕緣薄一 度；以及 、< 饮 於具有该第二絕緣薄膜存在於該第一多 m L >A UL> ^ 7 礼 '、、巴緣缚 、的狀怨下，施加電子束、紫外線或電漿至該第一多 •孔絕緣薄膜，以固化該第一多孔絕緣薄膜。 2. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中， 於固化該第一多孔絕緣薄膜之步驟中，當施加電子 束、紫外線或電漿時，同時施行熱處理，從而固化該第 一多孔絕緣薄膜。 3. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中， 於固化該第一多孔絕緣薄膜之步驟中，並不加熱該 • 半導體基板，而施加紫外線或電漿，從而固化該第一多 孔絕緣薄膜。 4. 如申請專利範圍第丨項之半導體裝置之製造方法，其中， 於固化该第一多孔絕緣薄膜之步驟中，以1至1 〇〇 eV之施加能量施加電漿，以固化該第一多孔絕緣薄膜。 5. 如申請專利範圍第丨項之半導體裝置之製造方法，其中， 該第二絕緣薄臈之密度為1至3 g/cm3。 6’如申請專利範圍第5項之半導體裝置之製造方法，其中， 該第二絕緣薄膜之密度為1至2.5 g/cm3。 317565 102 1275145 7.如申請專利範圍第】項之半導 該第二絕緣蓮瞪+ — + 〈衣过刀成/、甲， 8 士由心垂,, 之薄膜厚度為5至70腿。 -8·如申请專利範圍第7項 ' H Μ办 千V肢衣置之製造方法，其中， 9 士由Μ 薄膜之薄膜厚度為10至5〇nm。 9·如申請專利範圍第“ 至5ϋ urn 形^女宽夕、體裝置之製造方法，其中， 二二孔絕緣薄膜之步驟係包括塗敷包含 '、、、丌刀解化“勿之絕緣薄 :分解該熱可分解化合物以於該絕:二理 細孔之步驟，從而製成該第 1频材枓中形成 ίο.如申請專利範圍第 、，、巴、、彖薄膜。 中， ^ 1項之半導體裝置之製造方法，其 形成該第一多孔絕緣薄膜之牛 簇化合物之絕緣材料之步驟括塗敷包含圈 絕緣薄膜材料t之溶割，：仃熱處理以蒸發於該 緣薄膜。 仗而製成該第一多孔絕 11 ·如申凊專利範圍 ^ 中， 、之半導體裝置之製造方法，其 於形成該第—多孔絕 沉積形成該第—多孔絕緣薄膜。…驟中’係藉由氣相 .如申清專利範圍第】 、、 中’ 、之半導體裝置之製造方法，其 於形成該第—吝a μ > — 沉積形成該第—多：1薄膜之步，驟令，係藉由氣相 原子團或氧化作用可:::：膜，並係使用含有熱可分解 4原子團之原材料，而分解該ί 317565 103 ^75145 子團 13 ·如申凊專利範 中， 項之半導體裝置之製造方法，其 於形成弟二絕緣薄膜 I ^ Sic 膜 氮化物薄膜或-氫氧化^膜:^薄 成氧化石夕薄膜、摻、、力”中’係藉由氣相沉積形 - /火之虱化矽薄膜、Sic氫化物薄膜、 導體裝置之製造方法，其 14·如申請專利範圍第1項之半 中， 、 絕緣薄膜之步驟包括 形成第二 化石夕薄臈之步驟、和孰處理^‘^藉由塗敷而形成氧 石夕薄膜之該第二絕緣薄：:::化”膜以形成該氧化 15.如申請專利範圍第2#:之之车步：。 中， 項之+v體裝置之製造方法，其 於固化該第_客 — 度為200至5〇(rc：。、巴、、泉薄臈之步驟中，該熱處理溫 16·如申請專利範圍第9 中， 之+蛉體裝置之製造方法，其 於形成該第一多孔絕緣 度為200至35〇°c。 ’、、之乂驟中，該熱處理溫 17·如申請專利 中， 範圍第 員之半導體裝置之製造方法，其 於形成該第—多丨 理俾使該第— :緣薄膜之步料，進行該熱處 孔、—中之交聯百分比變成10至 317565 104 1275145 90% 〇 18.如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，於固 化該第一多孔絕緣薄膜之步驟後，復包括， 於該第一多孔絕緣薄膜和該第二絕緣薄膜中形成 溝渠之步驟；以及埋置互連線於該溝渠中之步驟。

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