(57)【要約】プリメタル及びシャロートレンチアイソレーション応用において用いられる誘電体材料のためのＵＶ硬化処理は、適当な誘電体材料を基板上にコーティングし、前記誘電体材料の、有機成分を減少および／または密度を増加および／またはウエットエッチング抵抗を増加するために有効な量で、前記誘電体材料を紫外線放射に曝す、各工程を含む。選択的に、ＵＶ硬化された誘電体材料は、多数の紫外線放射パターンに曝される。
2008544484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリメタル及びシャロートレンチアイソレーション応用において用いられる誘電体材料のためのＵＶ硬化処理方法であって、
前記誘電体材料を基板上にコーティングし、
前記誘電体材料における有機成分を減少させるために有効な量で、前記誘電体材料を紫外線放射に曝す、各工程を含むことを特徴とするＵＶ硬化処理方法。
【請求項２】
前記誘電体材料を紫外線放射に曝す工程は、Ｎ2，Ｈ2，Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ｈ2Ｏ蒸気、ＣＯｚ，Ｏｚ，ＣｘＨｙ，ＣｘＦｙ，ＣｘＨｚＦｙ、またはその混合物を含み、ここで、ｘは１〜６の間のいずれかの整数、ｙは４〜１４の間のいずれかの整数、ｚは１〜３の間のいずれかの整数であるような雰囲気を、前記誘電体材料のまわりに形成することを特徴とする請求項１記載の処理方法。
【請求項３】
前記紫外線放射パターンは、１５０ナノメータより大きく、４００ナノメータよりも小さい波長からなることを特徴とする請求項１記載の処理方法。
【請求項４】
さらに、前記紫外線放射パターンに曝す間に、前記基板を加熱する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の処理方法。
【請求項５】
前記プリメタルの誘電体材料は、水素シリセスキオキサン類、アルキルシリセスキオキサン類、炭素ドープ酸化物、水素化シリコンオキシカーバイド類、Ｂ状態ポリマー類、アリールシクロブテン系ポリマー類、ポリフェニレン系ポリマー類、ポリアリーレンエーテル類、ポリイミド類、多孔性シリカ類、または上記誘電体材料の少なくとも１つからなる組み合わせであることを特徴とする請求項１記載の処理方法。
【請求項６】
前記スピンオン・プリメタルの誘電体材料は、前記紫外線放射に曝す工程の前後で、略同一の誘電率を有することを特徴とする請求項１記載の処理方法。
【請求項７】
前記プリメタルの誘電体材料の弾性率特性および／または硬度特性が、前記紫外線放射に曝す工程の間に、少なくとも約５０％だけ増加することを特徴とする請求項１記載の処理方法。
【請求項８】
前記スピンオン・プリメタルの誘電体材料を前記紫外線放射パターンに、所定の時間及び強さで曝すことは、誘電率を減少させるのに有効であることを特徴とする請求項１記載の処理方法。
【請求項９】
前記スピンオン・プリメタルの誘電体材料を前記紫外線放射パターンに曝すことに続いて、前記スピンオン・プリメタルの誘電体材料を、炉内の硬化処理、または高温度の場所での硬化処理に曝す工程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の処理方法。
【請求項１０】
プリメタル及びシャロートレンチアイソレーション応用において用いられる誘電体材料のためのＵＶ硬化処理方法であって、
前記誘電体材料を基板上にコーティングし、
前記誘電体材料の密度を高めるために有効な量で、前記誘電体材料を紫外線放射に曝す、各工程を含むことを特徴とするＵＶ硬化処理方法。
【請求項１１】
前記誘電体材料を紫外線放射に曝す工程は、Ｎ2，Ｈ2，Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ｈ2Ｏ蒸気、ＣＯｚ，Ｏｚ，ＣｘＨｙ，ＣｘＦｙ，ＣｘＨｚＦｙ、またはその混合物を含み、ここで、ｘは１〜６の間のいずれかの整数、ｙは４〜１４の間のいずれかの整数、ｚは１〜３の間のいずれかの整数であるような雰囲気を、前記誘電体材料のまわりに形成することを特徴とする請求項１０記載の処理方法。
【請求項１２】
前記紫外線放射パターンは、１５０ナノメータより大きく、４００ナノメータよりも小さい波長からなることを特徴とする請求項１０記載の処理方法。
【請求項１３】
さらに、前記紫外線放射パターンに曝す間に、前記基板を加熱する工程を含むことを特徴とする請求項１０記載の処理方法。
【請求項１４】
前記プリメタルの誘電体材料は、水素シリセスキオキサン類、アルキルシリセスキオキサン類、炭素ドープ酸化物、水素化シリコンオキシカーバイド類、Ｂ状態ポリマー類、アリールシクロブテン系ポリマー類、ポリフェニレン系ポリマー類、ポリアリーレンエーテル類、ポリイミド類、多孔性シリカ類、または上記誘電体材料の少なくとも１つからなる組み合わせであることを特徴とする請求項１０記載の処理方法。
【請求項１５】
前記スピンオン・プリメタルの誘電体材料は、前記紫外線放射に曝す工程の前後で、略同一の誘電係数を有することを特徴とする請求項１０記載の処理方法。
【請求項１６】
前記プリメタルの誘電体材料の弾性率特性および／または硬度特性が、前記紫外線放射に曝す工程の間に、少なくとも約５０％だけ増加することを特徴とする請求項１０記載の処理方法。
【請求項１７】
前記スピンオン・プリメタルの誘電体材料を前記紫外線放射パターンに、所定の時間及び強さで曝すことは、誘電率を減少させるのに有効であることを特徴とする請求項１０記載の処理方法。
【請求項１８】
前記スピンオン・プリメタルの誘電体材料を前記紫外線放射パターンに曝すことに続いて、前記スピンオン・プリメタルの誘電体材料を、炉の硬化処理、または高温度の場所での硬化処理に曝す工程をさらに含むことを特徴とする請求項１０記載の処理方法。
【請求項１９】
プリメタル及びシャロートレンチアイソレーション応用において用いられる誘電体材料のためのＵＶ硬化処理方法であって、
前記誘電体材料を基板上にコーティングし、
前記誘電体材料のウエットエッチング抵抗を高めるために有効な量で、前記誘電体材料を紫外線放射に曝す、各工程を含み、
前記ウエットエッチング抵抗は、前記紫外線放射に曝す前の前記誘電体材料のウエットエッチング速度に対して増加することを特徴とするＵＶ硬化処理方法。
【請求項２０】
基板の表面にコーティングされたスピンオン・プリメタルの誘電体材料を硬化する処理方法であって、
前記基板上にスピンオン・プリメタルの誘電体材料をコーティングし、
前記プリメタルの誘電体材料の弾性率特性および／または硬度特性を増加させるのに有効な所定の時間と強さで、前記スピンオン・プリメタルの誘電体材料を第１の紫外線放射パターンに曝し、
前記プリメタルの誘電体材料の弾性率特性および／または硬度特性をさらに増加させるのに有効な所定の時間と強さで、前記スピンオン・プリメタルの誘電体材料を第１の紫外線放射パターンと異なる第２の紫外線放射パターンに曝す、各工程を含んでいることを特徴とする硬化処理方法。
【請求項２１】
前記第１、第２の紫外線放射パターンは、１５０ナノメータより大きく、４００ナノメータよりも小さい波長からなることを特徴とする請求項２０記載の処理方法。
【請求項２２】
さらに、前記紫外線放射パターンに曝す間に、前記基板を加熱する工程を含むことを特徴とする請求項２０記載の処理方法。
【請求項２３】
前記プリメタルの誘電体材料は、水素シリセスキオキサン類、アルキルシリセスキオキサン類、炭素ドープ酸化物、水素化シリコンオキシカーバイド類、Ｂ状態ポリマー類、アリールシクロブテン系ポリマー類、ポリフェニレン系ポリマー類、ポリアリーレンエーテル類、ポリイミド類、多孔性シリカ類、または上記誘電体材料の少なくとも１つからなる組み合わせである前記プリメタル誘電体材料は、および前記誘電体材料の少なくとも１つを含む組み合わせからなることを特徴とする請求項２０記載の処理方法。
【請求項２４】
前記スピンオン・プリメタル誘電体材料を前記基板にコーティングする工程は、３００ナノメータよりも大きいアスペクト比で行うことを特徴とする請求項２０記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００４年６月７日に出願された米国仮出願６０／５７７，６７９に関する優先権を主張するもので、その全体について参考文献としてここに包含される。
【０００２】
本発明は、一般的に、半導体素子における誘電体フィルムに関し、特に、プリメタル及び浅いトレンチ分離応用に用いられる低ｋ誘電体フィルムをスピン−オンするための紫外線（ＵＶ）硬化処理に関する。
【背景技術】
【０００３】
高度な半導体の製造分野において、素子の寸法および素子間隔は、集積回路の性能を改善するために、縮小され続けている。シリコン基板の各層内にパターン化された特徴の中に誘電体材料の蒸着を必要とする。多くの場合、誘電体材料が、ボイドを形成することなく、このような特徴部で満たされることが重要である。ギャップ充填と呼ばれるこのような狭い特徴部の充填は、使用される材料に厳しい要求が課せられ、例えば、誘電体材料として、プリメタル誘電体（ＰＭＤ）またはシャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）応用が用いられる。集積回路のプリメタル誘電体層は、金属相互接続層から電気的に絶縁する構造であり、電気的性能を低下させる移動可能な汚染イオンからこれらの層を電気的に分離する。半導体のためのインターナショナル  テクノロジー  ロードマップ２００３年版によれば、プリメタル誘電体材料によって充填されるために必要なアスペクト比は、２００５年において、ＤＲＡＭ素子に対する１６：１と同じくらい高い。これは、３００ナノメータ（ｎｍ）以上の深さに達する。ギャップ充填の後、誘電体材料は、次に続く処理ステップ、例えば、高温度のアニーリング、エッチング、及びクリーニングの各ステップに耐えることが必要である。
【０００４】
ＰＭＤ及びＳＴＩ応用のために用いられる誘電体材料は、化学蒸着又はスピンオン処理によって蒸着される。これらのアプローチは、非常に狭いギャップに充填するためにいくつかの制限があり、有効な統合のために、この制限を克服すべき必要がある。ケイ酸塩類、シロキサン類、シラザン類、又はシリセスキオキサン類等のスピンオン・ガラス及びスピンオン・ポリマー類が、一般的に非常に良いギャップ充填特性を有する。これらの材料のフィルムは、一般的に、サーマル硬化処理に従うポリマーを含むコーティング溶液を塗布することによって形成される。このサーマル硬化処理は、一般的に、化学接着、ガス放出残留成分の形成を完全にするために実行され、そして、フィルム内に存在する誘電体を減少させる。この硬化処理は、一般的に、バッチモードを用いる炉内または単一ウエハモードを利用するホットプレート上で実行される。いずれの場合も、従来の硬化処理は、延長時間の間、高い温度にウエハをさらすので望ましくない（すなわち、１時間を越えて数時間及び約３００℃以上の温度で）。これらの温度は、製造業者が必要とする熱的経費を超える。さらに、このサーマル硬化処理は、８００℃を超える処理温度を含んでおり、収縮を生じさせる。収縮量が大きいと、特に狭いギャップ内では、受け入れがたいフィルムのクラックおよび／または多孔性材料の形成を導くことになる。クラック又は多孔を有する材料は、次に続く処理ステップにおいて、好ましくない高いウエットエッチング速度を有することになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
少なくとも、スピンオン・プリメタル誘電体に関する従来技術において注目すべき、このような問題のために、収縮を最小化させかつ改良したウエットエッチング抵抗を与えるプリメタル・低ｋ誘電体の硬化処理を実行することが望ましい。
さらに、有効な統合のために望ましい特性を有するスピンオン・プリメタル誘電体を有することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここに開示する要約は、基板の表面上にコーティングされるスピンオン・プリメタル誘電体材料をＵＶ硬化するための処理方法である。
１つの実施形態によれば、プリメタル及びシャロートレンチアイソレーション応用に用いられる誘電体材料のためのＵＶ硬化処理方法は、基板上に誘電体材料をコーティングし、誘電体材料内の有機成分を減少させるために、前記誘電体材料を有効な量の紫外線放射に曝す、各工程を含んでいる。
【０００７】
他の実施形態によれば、プリメタル及びシャロートレンチアイソレーション応用に用いられる誘電体材料のためのＵＶ硬化処理方法は、基板上に誘電体材料をコーティングし、そして、誘電体材料のウエットエッチング抵抗を増加させるために有効な量の紫外線放射に誘電体材料を曝す、各工程を含み、ここで、前記ウエットエッチング抵抗は、露光前の誘電体材料のウエットエッチング速度を対して増加する。
【０００８】
また、別の実施形態によれば、基板の表面にコーティングされたスピンオン・プリメタルの誘電体材料を硬化するための方法は、基板上にスピンオン・プリメタルの誘電体材料をコーティングし、プリメタルの誘電体材料の弾性率特性および／または硬さ特性を増加させるのに有効な所定の時間と強さで、スピンオン・プリメタルの誘電体材料を第１の紫外線放射パターンに曝し、そして、プリメタルの誘電体材料の弾性率特性および／または硬さ特性をさらに増加させるのに有効な所定の時間と強さで、スピンオン・プリメタルの誘電体材料を第１の紫外線放射パターンと異なる第２の紫外線放射パターンに曝す、各工程を含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
上記記載及び他の特徴は、以下に添付の図面及び詳細な説明によって例示されている。  図面を参照して、本発明の例示的な実施形態が記載され、同等の要素は、等しい参照番号が付されている。
【００１０】
本発明は、スピンオン・プリメタルの誘電体材料のためのＵＶ硬化処理を指向する。個々で使用される、「プリメタル誘電体」という用語は、シャロートレンチ誘電体応用を含むことを意図し、これらの誘電体材料は、一般的にギャップ充填のために最適化されるものと同一である。ここに記載するＵＶ硬化処理を適用することにより、ＰＭＤ及びＳＴＩの両方を利用するものと同一の利益を有することができるであろう。ＵＶ硬化処理方法は、一般的に集積回路におけるいくつかのメタル層を蒸着し、そして、誘電体材料を紫外線放射に曝す前に、適当な基板上にプリメタルをスピンコーティングすることを含むものであり、この紫外線放射は、約４５０℃以下の温度で、１５０ナノメータよりも大きく４００ナノメータより小さい１つ以上の波長を有している。
【００１１】
理論に縛られるものではないが、ＵＶ硬化処理方法は、スピンオン・プリメタルの誘電体材料内に形成されたかもしれない有機的な不純物又は構成成分を取り除くと考えられている。ここで用いられるスピンオン・プリメタルの誘電体材料は、制限されるものではないが、シリケート類、水素シリセスキオキサン類、オルガノシリセスキオキサン類、オルガノヒドリドシロキサン類、シリセスキオキサン-シリケート類、共重合体、シラザン系材料、ポリカーボシラン類、及びアセトシキシラン類を含んでいる。このＵＶ硬化処理方法は、誘電体材料の一部分を除去および／または化学的変化させる。例えば、特定のスピンオン・プリメタルの誘電体材料によると、他のものの中で、Ｓｉ−Ｈ、Ｓｉ−ＣＨ3、ＳｉxＣyＨzの量が、コーティングした誘電体材料内で、減少されている。ここで、ｘ、ｙ、ｚは、一般的に、０から１２までの整数であり、ただしｘ＝１でｙ＋ｚが１またはそれ上の整数である。その結果、ＵＶ硬化処理は、誘電体材料の密度を増加させ、および／または有機成分を減少させる。さらに、誘電体材料のウエットエッチング抵抗を増加させる。
【００１２】
得られる溶液が、基板上にスピンコーティングまたは他の機械的な層が形成される限りは、多くの方法で得られるスピンオン・プリメタルの誘電体材料を形成するための、ここに記載のモノマー、モノマー混合体、及びポリマーは、いくつかの適当な溶剤で溶媒和または溶解されるように構成される。好ましい溶液は、ウエハ、基板、または層形成される材料の上に、スピンコーティングされ、ロール、ドリップ、又はスプレーされるように設計されかつ考える。最善の溶液は、ウエハ、基板、又は層材料上にスピンコーティングされるように構成されている。一般的な溶媒は、誘電体材料、層形成要素、または電子コンポーネントの分野で、それらを容易に利用可能にする溶媒である。
【００１３】
一般的な溶媒は、また、モノマー、異性単量体混合物（isomeric monomer mixtures）およびポリマーを溶解できる溶媒である。予想される溶媒は、所定温度で揮発される、適当な純粋物または混合物の有機物、有機金属、又は無機分子を含む。また、この溶媒は、適切な純粋物または混合物の極性又は非極性の化合物を含むことができる。好ましい実施形態では、この溶媒としては、水、エタノール、プロパノール、アセトン、トルエン、エーテル類、シクロヘキサノン、ブチロラクトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、Ｎ-メチルピロリドン、ポリエチレングリコールメチルエーテル、メシチレン及びアニソールがある。
【００１４】
１つの実施形態では、ＵＶ硬化処理は、基板上に適当なプリメタルの誘電体材料をスピンコーティングし、そして、約４５０℃以下の温度で、誘電体材料における密度の増加および／またはウエットエッチング抵抗の増加および／または含有する有機成分の減少をもたらすのに有効な時間の間、プリメタルの誘電体材料を紫外線放射パターンに曝す、各工程を含んでいる。従来技術で知られるように、誘電体材料をスピンオンコーティングする方法が多数あり、すべての方法が、適したものと考えられている。ここで考えられる適当な基板は、実質的に望ましい固体材料から構成され、スピンオン誘電体材料を含む、プリメタル誘電体またはシャロートレンチアイソレーション構造体が望ましい。
【００１５】
例えば、制限するものではないが、適当な基板としては、珪素、二酸化珪素、ガラス、窒化珪素、セラミック、ガリウム砒化物がある。この基板は、また、一般的に多層の、平坦化した、または凹凸を有するものと呼ばれ、集積回路素子内に見出される、半導体ウエハ、誘電体層、ゲート、バリア層、エッチング停止層、及びメタルラインを含んでいる。
【００１６】
選択的に、アニーリング処理が、ＵＶ硬化処理の前後に用いることができる。この熱処理は、ＵＶ硬化されたプリメタル誘電体材料を含む基板を、誘電体材料における密度の増加および／またはウエットエッチング抵抗の増加および／または含有する有機成分の減少もたらすのに有効な時間の間、高められた温度に曝す工程を含んでいる。例えば、熱処理温度は、約２時間またはそれ以下の時間、約1100℃にまで上昇させることができる。
【００１７】
上述したように、結果のＵＶ硬化されたプリメタル誘電体材料は、集積回路の製造工程中に一般的に使用されるような次に続く湿式化学処理に対してより安定性があることが見出される。例えば、リソグラフィー後に、ウエットエッチング処理が、基板および／または蒸着した層の一部分を選択的に取り除くために用いられる。一般的に、この基板は、希釈された水性のフッ化水素酸槽等のストリッパーに浸漬される。他の湿式ストリッパーには、当業者には良く知られた酸、塩基、及び溶媒を含む。例えば、硝酸、硫酸、アンモニア、フッ化水素酸が、一般的に、湿式ストリッパーとして用いられる。作動において、この湿式ストリッパーが、基板上に浸され、かき回され、流れ込み、スプレー又は同様なものが注がれ、続いて脱イオン水でリンスされる。以下で詳細に論じられるように、ＵＶ硬化されたスピンオン誘電体材料は、ＵＶ硬化処理されない同等の材料に対して、改良されたウエットエッチング抵抗を有する。
【００１８】
ＵＶ硬化処理において、ＵＶ発光体ツールが利用される。適当なＵＶ発光体ツールは、アクセリス  テクノロジーズ社から市販されているラピッドキュア(RapidCure)「登録商標」がある。使用中、最小のスペクトル吸収で隣接する処理室にＵＶ放射を可能にするために、光源室は、窒素、ヘリウム、又はアルゴン等の不活性ガスを用いて個別にパージされ、そして、プリメタル誘電体材料が、処理室内に配置され、この室内で、Ｎ2，Ｈ2，Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ｈ2Ｏ蒸気、ＣＯz，Ｏz，ＣxＨy，ＣxＦy，ＣxＨzＦy、またはその混合物を含み、ここで、ｘは１〜６の間のいずれかの整数、ｙは４〜１４の間のいずれかの整数、ｚは１〜３の間のいずれかの整数であるような処理ガスが、異なる適用のために利用することができる。この点について、ＵＶ硬化処理は、真空状態または酸素の圧力なしで、または酸化ガスを用いる条件で行われる。１つの実施形態では、処理室は、水素及びヘリウムガスを用いてパージされる。
【００１９】
ＵＶ光源は、マイクロ波駆動の、アーク放電、誘電体バリア放電、又は電子衝突を発生させることができる。さらに、異なるスペクトル分布を有するＵＶ発生バルブが、アプリケーションに従って選択される。例えば、電極なしのマイクロ波バルブとして、アクセリス  テクノロジーズ社（マサチューセッツ州  ベバリー）から市販されているタイプＩ型、タイプII型として知られている。タイプＩ型、タイプII型のバルブから得られかつＵＶ硬化処理に用いられる適当なスペクトルが、図１及び図２にそれぞれ示されている。
【００２０】
基板（ウエハ）温度は、選択的に赤外光源、光源、熱表面、または光源自体によって、室内温度から４５０℃までの範囲で制御することができる。処理圧力は、大気圧より低く、または高く、あるいは等しくすることができる。一般的に、ＵＶ硬化された誘電体材料は、せいぜいまたは約６００秒間、好ましくはせいぜい３００秒間、さらに特別には、約６０秒から約１８０秒の間で紫外線処理される。また、ＵＶ処理する誘電体材料は、室内温度から約４５０℃の間の温度で、大気圧より低いか高いか、または等しい処理圧力で、また、約０．１から約２００ｍＷ/ｃｍ2及び約１００から約４００ｎｍの間の紫外線波長スペクトルで実施することができる。
【００２１】
上記の開示は、次の制限されない例示によってさらに説明される。
【００２２】
（実施例１）  プリメタル誘電体材料のウエットエッチング抵抗
この例において、ハネウエル電子部品材料Ａ（ＨＥＭＡ）とし識別され、ハネウエル社から得られるプリメタル誘電体材料が、生のシリコンウエハ上でスピンコーティングされた。これらのウエハは、製造業者によって推薦された従来のスピン処理がなされた。各ウエハは、同一に処理された。コーティングされたウエハは、５分間、４２５℃でＵＶ硬化処理に曝された。ＵＶ硬化処理は、アクセリス  テクノロジーズ社から一般的に市販される急速硬化用露光ツールにおける種々の電極なしのマイクロ波バルブを使用した。図３に示されたＦＴＩＲデータは、ＵＶ硬化後の低ｋ誘電体材料における検出可能な吸光度変化を示していなかった。ＵＶ硬化されたウエハは、４０：１及び100：１の希釈フッ化水素酸の水溶液内に約２分、５分、及び１０分間浸漬けされるウエットエッチング処理に曝された。上記比率は、フッ化水素酸に対する水の重量によって表される。その結果は、図４，５に示されており、プラスマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）を用いて蒸着したテトラオルトシリケート（ＴＥＯＳ）フィルムに対して示されている。この成長法は、一般的に、ウエットエッチング抵抗に対するものとして知られているが、先進設計規定、すなわち、９０ナノメータ以下の厚さのプリメタル誘電体材料として用いるには適していない。
【００２３】
知られているように、ＵＶ硬化処理は、４０：１のフッ化水素酸溶液におけるプリメタル誘電体のウエットエッチング抵抗が明らかに減少した。このエッチング速度は、プリメタル誘電体材料の組成に従って、約３５０オングストローム/分と同程度に減少する未硬化材料に対し、約８２０オングストローム/分であった。時間的変化の効果は最小であった。より多く希釈されたＨＦ水溶液（100：1）において、比較結果が観測された。しかし、これらの結果は、目に見えるほどの顕著なものではなく、希釈の結果として観測される比較的弱いエッチング作用によるものである。
【００２４】
(実施例２）  ＨＥＭＡ系のスピンオン誘電体材料のウエットエッチング抵抗
この例では、ＨＥＭＡプリメタルスピンオン誘電体材料が、実施例１のように、生のウエハ上にスピンコーティングされた。さらに、識別子ＮＧＸの下で、ハネウエル社から得ることができる、ナノガラスのスピンオン誘電体材料は、生のウエハ上にスピンコーティングされた。これらのウエハは、不活性ガスの混合物内で、１０分間、４２５℃で、タイプIIIの電極なしのバルブを用いてラピッドキュアツールにおいて生じたＵＶ放射に曝された。スピンオン誘電体をポストベイク(post baked)の後とＵＶ硬化処理後での厚さ及び屈折率（ＲＩ）が、測定された。いくつかのウエハは、さらに、９００℃又は１０００℃で１時間、炉内で熱処理された。％収縮は、ＵＶ硬化処理の前後で厚さについて計算され、さらに妥当な場合、熱処理される。この実施例では、ウエハの組番号１は、ＨＥＭＡスピンコーティングされた誘電体材料であり、ウエハの組番号２，３は、スピンコーティングされたＮＧＸの低ｋ誘電体材料である。ここで、各ウエハ組は、平均３つの処理されたウエハを表す。データは、表１に示されている。
【００２５】
【表１】
2008544484.tif 000003
【００２６】
結果は、ＵＶ硬化処理が最小の収縮、最小の屈折率の変化を示した。しかし、ポスト熱処理は、屈折率における増加と同様に、フィルムの高密度化及び損失を生じなかった。ＦＴＩＲデータから得られた誘電体材料に関連した重要なピーク値は、表２に示されている。ＰＢは、スピンコーティング及びポストベイク処理後の誘電体材料であり、ＰＣは、ＵＶ硬化処理後のＰＢ誘電体材料であり、ＰＡは、ＰＢ及びＰＣ後に炉内で熱処理に曝した誘電体材料である。
【００２７】
【表２】
2008544484.tif 000004
【００２８】
ＦＴＩＲデータは、ＵＶ硬化処理が減少したＣ＝Ｃピーク値を導くことを示し、またプリメタル誘電体材料のＳｉ−ＯＨ含有量における最小効果を示している。
【００２９】
（実施例３）
この例では、実施例１の場合と同様なＵＶ硬化処理の前後において、誘電率及び破壊電圧が測定された。ＨＥＭＡ（ｍ1）（ｍ2）（ｍ3）として識別されたスピン低ｋ誘電体が、特定の低ｋ誘電体のための製造業者によって推薦されるような従来のスピンコーティング処理を用いてコーティングされた。
【００３０】
【表３】
2008544484.tif 000005
【００３１】
各例において、スピンオン誘電体材料をＵＶ硬化処理に曝すことにより、有効に誘電率を減少した。誘電率の減少に伴って、同時に破壊電圧の増加が観測された。
【００３２】
（実施例４）
この例では、処理室内の異なるパージガスを用いることによって生じる効果が観測された。これらのウエハは、実施例１のように処理された。
【００３３】
ＮＲ(1)は、不活性ガスとしてヘリウムを用いた場合、ＮＲ(2)は、水素/ヘリウムガス混合物を用いる場合である。図６，７に示すように、ＵＶ硬化処理４０：１および100：１の希釈されたフッ化水素酸溶液におけるウエットエッチング抵抗をかなり改善した。いくつかの例では、ウエットエッチング抵抗は、ＴＥＯＳ ＰＥＣＶＤの蒸着フィルムに対して優れたものであった。図８，９は、それぞれのフィルムに対する誘電率及び破壊電圧をグラフで示している。ＵＶ硬化処理は、誘電率及び破壊電圧をかなり改善する。
【００３４】
本発明の開示を例示的な実施形態に関連して記載してきたが、当業者であれば、種々の変更が可能であり、かつ開示した特許請求の範囲から逸脱しないで、構成要素を他の等価物に置き換えることができる。さらに、多くの修正として、主たる開示範囲から逸脱しないで開示された教示に対して特定の状況または材料を採用することができる。
【００３５】
それゆえ、本発明は、この開示を実行するために考えられた最善の形態として開示された特定の実施形態に限定されるものではないが、添付の特許請求の範囲内に入るすべての実施形態を含むことを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】アクセリス  テクノロジーズ社におけるタイプＩ型の電極なしのマイクロ波被駆動バルブの広帯域スペクトル出力を示すグラフである。
【図２】誘電体材料をＵＶ硬化するのに用いる、タイプII型の電極なしのマイクロ波被駆動バルブの広帯域スペクトル出力を示すグラフである。
【図３】１つの実施形態に従ってＵＶ硬化処理した場合としない場合のプリメタル誘電体フィルムのためのＦＴＩＲスペクトルを図示する図である。
【図４】化学蒸着法によって蒸着したＴＥＯＳ誘電体と比較される、種々の希釈したフッ化水素酸溶液（ＤＨＦ）または非ＵＶ硬化処理とＵＶ硬化処理されたスピン低ｋ誘電体材料におけるウエットエッジング抵抗を示すチャート図である。
【図５】化学蒸着法によって蒸着したＴＥＯＳ誘電体と比較される、種々の希釈したフッ化水素酸溶液（ＤＨＦ）または非ＵＶ硬化処理とＵＶ硬化処理されたスピン低ｋ誘電体材料におけるウエットエッジング抵抗を示すチャート図である。
【図６】化学蒸着法によって蒸着したＴＥＯＳ誘電体と比較される、種々の希釈したフッ化水素酸溶液（ＤＨＦ）または非ＵＶ硬化処理とＵＶ硬化処理されたスピン低ｋ誘電体材料における時間に対するウエットエッジング抵抗を示すチャート図である。
【図７】化学蒸着法によって蒸着したＴＥＯＳ誘電体と比較される、種々の希釈したフッ化水素酸溶液（ＤＨＦ）または非ＵＶ硬化処理とＵＶ硬化処理されたスピン低ｋ誘電体材料における時間に対するウエットエッジング抵抗を示すチャート図である。
【図８】処理室に異なる不活性ガスを使用した、ＵＶ露光前と露光後のスピンオン・プリメタル低ｋ誘電体材料のための誘電率を示す図である。
【図９】処理室に異なる不活性ガスを使用した、ＵＶ露光前と露光後のスピンオン・プリメタル低ｋ誘電体材料のための破壊電圧を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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