[發(fā)明專利]非晶碳膜的處理方法以及使用其的半導(dǎo)體器件的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980102550.1
• 申請日: 2009-01-09
• 公開（公告）號: CN101919031A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石川拓;松岡孝明
• 申請（專利權(quán)）人: 東京毅力科創(chuàng)株式會社
• 主分類號: H01L21/314
• 分類號: H01L21/314;H01L21/3065
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 肖善強(qiáng);南霆

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在制造半導(dǎo)體器件時適于用作掩模等的非晶碳膜的處理方法以及使用該方法的半導(dǎo)體器件的制造方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體器件的布線層之間形成層間絕緣膜。作為這樣的層間絕緣膜，一直以來使用了SiO₂膜，但近來，隨著半導(dǎo)體器件被要求進(jìn)一步高速化，出現(xiàn)了對介電常數(shù)更低的膜的需求，并且作為這樣的低介電常數(shù)層間絕緣膜(Low-k膜)，而逐漸使用例如包含Si、O、C的以Si為主體的有機(jī)類材料。

然而，這種以Si為主體的低介電常數(shù)膜不僅昂貴，而且還存在難以在與其他膜之間進(jìn)行高選擇性的蝕刻等的問題，因此出現(xiàn)了對不產(chǎn)生這種問題的低介電常數(shù)膜的需求。

作為這樣的材料，已研究出添加有氫的非晶碳膜。如日本專利申請公開公報(bào)第2002-12972號(專利文獻(xiàn)1)所示，非晶碳膜能夠通過將烴氣等用作處理氣體并利用CVD法來形成，這種非晶碳膜價格低廉，并且不會產(chǎn)生以Si為主體的低介電常數(shù)膜那樣的問題。

此外，在專利文獻(xiàn)1中披露了非晶碳膜的多種用途，例如能夠取代多層抗蝕劑層中下層的抗蝕膜，或用作反射防止層等。

但是，當(dāng)將非晶碳膜應(yīng)用于層間絕緣膜時，在形成非晶碳膜之后，通過嵌入工序進(jìn)行溝槽、通孔部分的干蝕刻，然后進(jìn)行濕式洗滌來去除蝕刻時的殘?jiān)４藭r，經(jīng)干蝕刻加工的非晶碳膜的側(cè)壁部分受蝕刻損傷，在濕式洗滌時比較容易被水分等氧化，形成羥基(OH基)。而且在所形成的OH基的氧化作用下，非晶碳膜的膜特性劣化，例如非晶碳膜與其上形成的膜之間的緊密性劣化，或者非晶碳膜自身的介電常數(shù)增大等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種抑制在對蝕刻加工后的非晶碳膜進(jìn)行濕式洗滌時由氧化造成的劣化的非晶碳膜的處理方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用了上述處理方法的半導(dǎo)體器件的制造方法。

根據(jù)本發(fā)明的第一側(cè)面，提供一種非晶碳膜的處理方法，其中，所述非晶碳膜被形成在襯底上，并在被干蝕刻后實(shí)施了濕式洗滌處理，所述非晶碳膜的處理方法包括以下步驟：準(zhǔn)備具有經(jīng)濕式洗滌處理后的非晶碳膜的襯底；以及在向所述經(jīng)濕式洗滌處理后的非晶碳膜上形成上層之前，進(jìn)行非晶碳膜的表面改性處理。

根據(jù)本發(fā)明的第二側(cè)面，提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括以下步驟：在半導(dǎo)體襯底上形成包含非晶碳膜的層間絕緣膜；對所述層間絕緣膜實(shí)施干蝕刻，以形成通孔或溝槽；對實(shí)施了所述干蝕刻的層間絕緣膜實(shí)施濕式洗滌處理；在濕式洗滌處理后，進(jìn)行非晶碳膜的表面改性處理；在表面改性處理后，形成阻擋膜作為非晶碳膜的上層；以及在所述通孔或溝槽中埋入布線金屬。

在所述第一及第二側(cè)面中，所述表面改性處理可采用使硅烷基化試劑接觸非晶碳膜的硅烷化處理。所述硅烷化處理可通過使硅烷基化試劑的蒸氣接觸所述非晶碳膜的表面來進(jìn)行。此時，所述硅烷化處理可在室溫～200℃的溫度下進(jìn)行。

此外，在所述第一及第二側(cè)面中，所述硅烷基化試劑優(yōu)選為從下述群中選擇的一種或兩種以上：

六甲基二硅烷(HMDS：Hexamethyldisilan)、

二甲基硅烷基二甲基胺(DMSDMA：Dimethylsilyldimethylamine)、

二甲基氨基三甲基硅烷(TMSDMA：Dimethylaminotrimethylsilane)、

1，1，3，3-四甲基二硅氮烷(TMDS：1，1，3，3-Tetramethyldisilazane)、

1-三甲基硅烷基吡咯(TMSPyrole：1-Trimethylsilylpyrole)、

N，O-雙(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺(BSTFA：N，O-Bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide)、

雙(二甲基氨基)二甲基硅烷(BDMADMS：Bis(dimethylamino)dimethylsilane)。

此外，在所述第一及第二側(cè)面中，所述表面改性處理可采用使硅烷氣體接觸非晶碳膜的處理。

此外，在所述第一及第二側(cè)面中，優(yōu)選在所述表面改性處理之前還包括以下步驟：進(jìn)行去除所述經(jīng)濕式洗滌處理后的非晶碳膜的表面氧化膜的處理。

根據(jù)本發(fā)明的第三側(cè)面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，存儲有在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的用于控制處理裝置的程序，所述程序在執(zhí)行時使計(jì)算機(jī)控制處理裝置以執(zhí)行包括以下步驟的非晶碳膜的處理方法：準(zhǔn)備具有經(jīng)濕式洗滌處理后的非晶碳膜的襯底；以及在向所述經(jīng)濕式洗滌處理后的非晶碳膜上形成上層之前，進(jìn)行非晶碳膜的表面改性處理。