[發(fā)明專利]無定形碳膜的后處理方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780025512.1
• 申請日: 2007-07-04
• 公開（公告）號: CN101484984A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石川拓
• 申請（專利權(quán)）人: 東京毅力科創(chuàng)株式會社
• 主分類號: H01L21/316
• 分類號: H01L21/316
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適合用作制造半導(dǎo)體裝置時的掩模等的無定形碳膜的后處理方法。此外，本發(fā)明涉及利用該無定形碳膜后處理方法的半導(dǎo)體裝置的制造方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體器件中，在布線層之間形成有層間絕緣膜。作為該層間絕緣膜，目前使用SiO₂膜，由于半導(dǎo)體器件更高速化的要求，需要介電常數(shù)更低的膜。作為該低介電常數(shù)膜，目前使用例如含Si、O、C的Si主體有機類材料。

然而，該Si主體的低介電常數(shù)膜存在價格昂貴，在與其它膜之間很難進(jìn)行選擇性高的蝕刻等問題。因此，需要沒有該問題的低介電常數(shù)膜。

作為該膜，研究了加氫的無定形碳膜。無定形碳膜如日本特開2002-12972號公報中公開的，可以使用烴氣體等作為處理氣體，通過CVD進(jìn)行成膜，價格便宜，不會產(chǎn)生Si主體的低介電常數(shù)膜那樣的問題。

然而，在半導(dǎo)體器件的制造工序中，多通過最終的退火工序以達(dá)到不產(chǎn)生各層變質(zhì)或尺寸變化等目的，或根據(jù)工序上的要求，在形成膜后，進(jìn)行退火處理等熱處理或其它處理，往往將該膜加熱至350℃～400℃左右。然而，如果對無定形碳膜進(jìn)行這樣的加熱，則無定形碳膜表面較不耐熱的部分的鍵斷裂等，膜的一部分會脫離。以該狀態(tài)暴露在大氣中的話，則鍵斷裂的部分與大氣中的氧氣或水分等反應(yīng)而被氧化，介電常數(shù)或泄漏電流值等電特性和折射率產(chǎn)生很大變化。如果產(chǎn)生該特性的變化，則存在無法獲得期望的器件特性等麻煩。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明著眼于以上問題點，提出了能將其有效解決的方案。本發(fā)明的目的是提供一種在無定形碳膜成膜后，即使進(jìn)行在退火等加熱下的處理，該無定形碳膜的特性也不會很大變化那樣的無定形碳膜的后處理方法。

此外，本發(fā)明的目的是提供一種采用該無定形碳膜后處理方法的半導(dǎo)體裝置的制造方法。

本發(fā)明是一種無定形碳膜的后處理方法，其特征在于，其是在基板上成膜后施加了伴隨加熱的處理的無定形碳膜的進(jìn)一步后處理方法，在進(jìn)行伴隨加熱的處理后，立即進(jìn)行防止無定形碳膜氧化的處理。

根據(jù)本發(fā)明，在對無定形碳膜進(jìn)行退火處理等伴隨加熱的處理時，作為后處理，在該伴隨加熱的處理后，立即進(jìn)行防止無定形碳膜氧化的處理，因此，之后即使放置在大氣氛圍等包含氧氣和氫氣的氛圍中，也不易發(fā)生隨時間的無定形碳膜的電特性等的劣化。

優(yōu)選上述防止氧化的處理是使無定形碳膜與甲硅烷基化劑接觸的甲硅烷基化處理。在該情況下，在無定形碳膜表面形成的羥基等極性高的官能團(tuán)被含硅的基團(tuán)取代，保護(hù)無定形碳膜表面，因此即使之后放置在大氣氛圍等包含氧氣和氫氣的氛圍中，羥基等官能團(tuán)也不隨時間而增加，不易產(chǎn)生無定形碳膜的電特性等的劣化。

例如，上述甲硅烷基化處理通過使上述無定形碳膜的表面接觸甲硅烷基化劑的蒸氣而進(jìn)行。此外，上述甲硅烷基化處理可以在室溫～200℃范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行。

在該情況下，上述甲硅烷基化劑優(yōu)選為選自HMDS(六甲基二硅氮烷)、DMSDMA(二甲硅基二甲胺)、TMSDMA(二甲氨基三甲基硅烷)、TMDS(1，1，3，3-四甲基二硅氮烷)、TMSPyrrole(1-三甲硅基吡咯)、BSTFA(N，O-雙(三甲硅基)三氟乙酰胺)、BDMADMS(雙(二甲氨基)二甲基硅烷)所組成的組中的1種或2種以上。

上述伴隨加熱的處理例如是退火處理。

此外，上述伴隨加熱的處理例如在350～400℃下進(jìn)行處理。

此外，本發(fā)明是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，其具有如下工序：在基板上形成作為層間絕緣膜的無定形碳膜的工序；對上述無定形碳膜施加伴隨加熱的處理的工序；使上述剛施加了伴隨加熱的處理后的無定形碳膜接觸甲硅烷基化劑，施加甲硅烷基化處理的工序；加熱上述施加了甲硅烷基化處理的無定形碳膜以除去上述甲硅烷基化劑的工序；和在除去上述甲硅烷基化劑后，迅速在上述無定形碳膜上形成規(guī)定的膜的工序。

根據(jù)本發(fā)明，在對無定形碳膜進(jìn)行退火等伴隨加熱的處理時，作為后處理，在該伴隨加熱的處理后，立即進(jìn)行使無定形碳膜接觸甲硅烷基化劑的甲硅烷基化處理，在無定形碳膜表面形成的羥基等極性高的官能團(tuán)被含硅的基團(tuán)取代，保護(hù)無定形碳膜表面，因此即使之后放置在大氣氛圍等包含氧氣和氫氣的氛圍中，羥基等官能團(tuán)也不隨時間而增加，不易產(chǎn)生無定形碳膜的電特性等的劣化。

在本發(fā)明中，例如，上述甲硅烷基化處理通過使上述無定形碳膜的表面接觸甲硅烷基化劑的蒸氣而進(jìn)行。此外，上述甲硅烷基化處理可以在室溫～200℃范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行。