技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含碳薄膜中碳元素的去除方法以及SiOC控?fù)跗脑偕椒ā?/p>

背景技術(shù)

在Cu金屬互聯(lián)工藝中，低k(介電常數(shù))材料可以有效地降低互連線之間的分布電容。在目前的半導(dǎo)體制造業(yè)中，主流的低k材料為應(yīng)用材料(Applied?Material)公司的多孔SiOC(含碳氧化硅)薄膜。但由于這種薄膜含有C元素，目前的濕法刻蝕工藝很難對(duì)日常監(jiān)測(cè)的控?fù)跗M(jìn)行再生(recycle)。因此，有必要在recycle前，先對(duì)SiOC薄膜進(jìn)行O₂灰化處理，去除薄膜中的C元素，再用相應(yīng)的酸(通常是HF)進(jìn)行recycle。

具體recycle工藝可以參見(jiàn)附圖1。首先，采用O₂灰化襯底上的SiOC薄膜，在此過(guò)程中，氧自由基與C元素反應(yīng)生成CO或者CO₂被抽離，SiOC薄膜生成類似SiO₂薄膜，此時(shí)類似SiO₂薄膜的厚度相比SiOC薄膜降低。灰化之后形成的類似SiO₂薄膜，與一般的SiO₂薄膜類似但具有區(qū)別，例如灰化之后形成的類似SiO2薄膜折射率約為1.436，小于PECVD生長(zhǎng)形成的SiO₂薄膜的1.46。但是仍然可以通過(guò)濕法刻蝕工藝去除該類似SiO₂薄膜。接下來(lái)，采用氫氟酸濕法刻蝕去除該類似SiO₂薄膜，暴露襯底。

但是，現(xiàn)有工藝中O₂等離子體灰化工藝存在去除效率不高，灰化處理時(shí)間長(zhǎng)(一般為80s/片)等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提高含碳薄膜中碳元素的去除效率。

本發(fā)明首先提出一種含碳薄膜中碳元素的去除方法，其特征在于：采用O₃等離子體灰化該含碳薄膜，氧自由基與C元素反應(yīng)生成CO或者CO₂被抽離。

本發(fā)明還提出一種SiOC控?fù)跗脑偕椒ǎ龇椒òǎ菏紫龋捎肙₃等離子體灰化SiOC薄膜，氧自由基與C元素反應(yīng)生成CO或者CO₂被抽離，SiOC薄膜生成類似SiO₂薄膜；然后，采用氫氟酸濕法刻蝕去除該類似SiO₂薄膜。

本發(fā)明通過(guò)采用氧化能力更強(qiáng)的O₃等離子體取代傳統(tǒng)工藝中的O₂等離子體進(jìn)行碳元素的去除或者灰化工藝，相比O₂能夠提高效率、降低能耗、節(jié)約生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有SiOC控?fù)跗脑偕椒ㄊ疽鈭D；

圖2是本發(fā)明提出的一種SiOC控?fù)跗脑偕椒ㄊ疽鈭D。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心思想是采用氧化能力更強(qiáng)的O₃等離子體取代傳統(tǒng)工藝中的O₂等離子體進(jìn)行碳元素的去除或者灰化工藝。接下來(lái)，以對(duì)日常監(jiān)測(cè)的控?fù)跗M(jìn)行recycle為例，說(shuō)明本發(fā)明的核心思想。

參見(jiàn)附圖2所示，控?fù)跗ü枰r底以及形成在硅襯底之上的SiOC(含碳氧化硅)薄膜。首先，采用O₃等離子體灰化SiOC薄膜，氧自由基與C元素反應(yīng)生成CO或者CO₂被抽離，SiOC薄膜生成類似SiO₂薄膜。然后，采用氫氟酸濕法刻蝕去除該類似SiO₂薄膜，暴露硅襯底。

具體而言，所述O₃等離子灰化SiOC薄膜可以采用如下工藝參數(shù)：設(shè)備采用PECVD(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積設(shè)備)；溫度200～300℃；壓強(qiáng)800～1200mT(毫托)；O₃氣體流量1000～2000sccm(標(biāo)準(zhǔn)立方厘米每分鐘)。

O₃等離子體與O₃等離子體相比，具有更強(qiáng)的氧化能力，其灰化工藝原理比較如下表：

O₂灰化工藝原理：????????????O₃灰化工藝原理：

1.e+O₂→e+O+O；?????????????1.e+O₃→e+O₂+O；

2.e+O→2e+O⁺????????????????2.e+O→2e+O⁺