CN102683199A - 碳化硅薄膜制作方法以及金属阻挡层制作方法 - Google Patents

碳化硅薄膜制作方法以及金属阻挡层制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102683199A
CN102683199A CN2012101703522A CN201210170352A CN102683199A CN 102683199 A CN102683199 A CN 102683199A CN 2012101703522 A CN2012101703522 A CN 2012101703522A CN 201210170352 A CN201210170352 A CN 201210170352A CN 102683199 A CN102683199 A CN 102683199A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carborundum films
silicon carbide
carbide film
manufacture method
carborundum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012101703522A
Other languages
English (en)
Inventor
张文广
陈玉文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Huali Microelectronics Corp
Original Assignee
Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Huali Microelectronics Corp filed Critical Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority to CN2012101703522A priority Critical patent/CN102683199A/zh
Publication of CN102683199A publication Critical patent/CN102683199A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明公开了一种碳化硅薄膜制作方法，在淀积一定厚度的碳化硅薄膜后，采用碳氢化合物对其进行远程等离子体处理，如此可去除碳化硅薄膜里的氮元素，并且由于是远程等离子体处理，对被处理的碳化硅薄膜表面几乎没有任何损伤，这样周而复始几个循环达到目标厚度后结束，利用本发明制备出来的碳化硅薄膜氮含量极低，从而避免了光阻中毒的风险，并且每一层碳化硅薄膜均用远程等离子体来进行处理，所以最后形成的碳化硅薄膜的品质没有任何的变差，并可延长腔体内一些部件的使用寿命。

Description

碳化硅薄膜制作方法以及金属阻挡层制作方法
技术领域
本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种碳化硅薄膜制作方法以及金属阻挡层制作方法。
背景技术
随着CMOS晶体管尺寸不断缩小到次微米级，正如摩尔定律的预测，在高效率、高密度集成电路中的晶体管数量上升到几千万个。这些数量庞大的有源元件的信号集成需要多达八层以上的高密度金属连线，然而这些金属连线带来的电阻和寄生电容已经成为限制这种高效集成电路速度的主要因素。基于这个因素的推动，半导体工业从原来的铝互连线工艺发展成金属铜互连线工艺，金属铜减少了金属连线层间的电阻，增强了电路的稳定性。同时，利用低介电介质（Low-K）材料，低介电介质材料减少了金属连线层间的寄生电容。而金属阻挡介质层也由传统的氮化硅过渡到了碳化硅（NDC：Nitrogen Doped Carbide）。
传统的碳化硅薄膜在淀积时，需要使用NH3等含氮的反应气体，而在后续的曝光刻蚀工艺中，由于NH3等含氮的反应气体中的氮元素会使得光阻有中毒的风险，使得光阻质量下降，最终导致半导体互联关键尺寸不一致。
发明内容
本发明提供一种碳化硅薄膜制作方法，以解决现有的碳化硅薄膜中氮元素含量高，使得光阻有中毒的风险的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种碳化硅薄膜制作方法，包括：
S1：采用含氮气体沉积碳化硅薄膜；
S2：采用碳氢化合物对所述碳化硅薄膜进行远程等离子体处理；
重复所述步骤S1至S2，直至形成目标厚度的碳化硅薄膜。
可选的，在所述的碳化硅薄膜制作方法中，所述碳氢化合物为分子式为CxHy成份的气体，其中，x、y为大于或等于1的自然数。
可选的，在所述的碳化硅薄膜制作方法中，所述碳氢化合物选自于CH4、C2H4、C3H6、C3H8中的一种或至少两种的混合物。
可选的，在所述的碳化硅薄膜制作方法中，每次远程等离子体处理的时间为10-20秒。
可选的，在所述的碳化硅薄膜制作方法中，每次沉积的碳化硅薄膜的厚度范围为10~100埃。
可选的，在所述的碳化硅薄膜制作方法中，每次沉积的碳化硅薄膜的厚度范围为20~30埃。
可选的，在所述的碳化硅薄膜制作方法中，沉积碳化硅薄膜时采用的气体为三甲基硅烷和NH3。
可选的，在所述的碳化硅薄膜制作方法中，沉积碳化硅薄膜时采用的气体为四甲基硅烷和NH3。
相应的，本发明还提供一种金属阻挡层制作方法，所述金属阻挡层为碳化硅薄膜，使用上述的碳化硅薄膜制作方法制作金属阻挡层。
与现有技术相比，本发明在淀积一定厚度的碳化硅薄膜后，采用碳氢化合物对其进行远程等离子体处理，如此可去除碳化硅薄膜里的氮元素，并且由于是远程等离子体处理，对被处理的碳化硅薄膜表面几乎没有任何损伤，这样周而复始几个循环达到目标厚度后结束，利用本发明制备出来的碳化硅薄膜氮含量极低，从而避免了光阻中毒的风险，并且每一层碳化硅薄膜均用远程等离子体来进行处理，所以最后形成的碳化硅薄膜的品质没有任何的变差，不影响后续的蚀刻、湿法清洗等工艺，并可延长腔体内一些部件的使用寿命。
附图说明
图1为本发明一实施例的碳化硅薄膜制作方法的流程图；
图2至图5为本发明一实施例的碳化硅薄膜制作方法中的器件剖面示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提供的碳化硅薄膜制作方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
下面以碳化硅薄膜作为金属阻挡层为例详细说明本发明的碳化硅薄膜制作方法，所述碳化硅薄膜制作方法包括下列步骤：
S1：采用含氮气体沉积碳化硅薄膜；
首先，如图2所示，提供衬底100，所述衬底100上形成有低K介质层101及形成于低K介质层101中的铜互连线102；所述衬底100可具体包括硅基底以及各类功能器件等，其中，所述硅基底例如为单晶硅，绝缘体上硅（SOI）等，所述器件可以为CMOS晶体管等；所述低K介质层101包括但不限于以下材料：掺杂硼、碳的硅的氧化物或者由Dow Chemical公司推出的SiLK等。
随后，如图2所示，采用含氮气体在衬底100上沉积预设厚度的碳化硅薄膜103a。可利用等离子体增强化学气相沉积工艺（PECVD）形成所述预设厚度的碳化硅薄膜103a，其中，所述等离子体增强化学气相沉积工艺的工艺条件例如为：压强2~10torr，电功率1000~1500w，温度350℃。所述等离子体增强化学气相沉积工艺的反应气体为3MS（三甲基硅烷）和NH3，或者为4MS（四甲基硅烷）和NH3。此步骤中还可采用氦气（He）作为反应的保护气体，以保证反应顺利进行，不被空气当中的氧气干扰。可知，由于碳化硅沉积过程中使用了NH3等含氮的反应气体，因此碳化硅薄膜中不可避免的存在氮元素。
S2：采用碳氢化合物对所述碳化硅薄膜进行远程等离子体处理；
如图3所示，采用碳氢化合物对碳化硅薄膜进行远程等离子体处理，碳化硅薄膜中的氮元素与碳氢化合物产生的等离子体发生反应，从而显著的减少了碳化硅薄膜中的氮的含量；并且，由于是远程等离子体处理，即，等离子体是腔外产生然后通过管路通入腔内，对被处理的碳化硅薄膜表面几乎没有任何损伤，因而最后形成的碳化硅薄膜的品质没有任何的变差，不影响后续的蚀刻、湿法清洗等工艺，并可延长腔体内一些部件的使用寿命。
所述碳氢化合物为分子式为CxHy成份的气体，x、y为大于或等于1的自然数，本实施例中，所述碳氢化合物选自于CH4、C2H4、C3H6、C3H8中的一种或至少两种的混合物。需要说明的是，所述碳氢化合物的反应气体的选择并不限于上述具体气体，其不能够用于限定本发明，具体碳氢成分的反应气体的选择可根据实际工艺来确定，并且，本领域技术人员可通过有限次实验获知具体的远程等离子处理工艺参数，此处不再限定。
最后，重复所述步骤S1至S2，直至形成目标厚度的碳化硅薄膜。
其中，每次沉积的碳化硅薄膜的厚度范围优选为10~100埃，更优选的厚度范围为20~30埃，此时的厚度恰好与远程等离子体处理能达到的厚度相吻合，从而达到去氮处理的最佳效果。如图4和图5所示，本实施例中，共重复两次沉积过程和两次远程等离子体处理，即分别沉积碳化硅薄膜103a、103b，每次远程等离子体处理的时间为10~20秒，从而形成了目标厚度的碳化硅薄膜103。
综上所述，本发明在淀积一定厚度的碳化硅薄膜后，采用碳氢化合物对其进行远程等离子体处理，如此可去除碳化硅薄膜里的氮元素，并且由于是远程等离子体处理，对被处理的碳化硅薄膜表面几乎没有任何损伤，这样周而复始几个循环达到目标厚度后结束，利用本发明制备出来的碳化硅薄膜氮含量极低，从而避免了光阻中毒的风险，并且每一层碳化硅薄膜均用远程等离子体来进行处理，所以最后形成的碳化硅薄膜的品质没有任何的变差，不影响后续的蚀刻、湿法清洗等工艺，并可延长腔体内一些部件的使用寿命。
需要说明的是，本实施例只是示意性的表示了碳化硅薄膜制作过程，而并未对衬底中公知的结构进行详细描述，但是本领域技术人员应是知晓的。此外，本发明的碳化硅薄膜制作方法不仅仅适用于金属阻挡层的制作过程，还可以应用其它需要使用碳化硅薄膜且不希望其中具有较多氮元素的场合。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种碳化硅薄膜制作方法，包括：
S1：采用含氮气体沉积碳化硅薄膜；
S2：采用碳氢化合物对所述碳化硅薄膜进行远程等离子体处理；
重复所述步骤S1至S2，直至形成目标厚度的碳化硅薄膜。
2.如权利要求1所述的碳化硅薄膜制作方法，其特征在于，所述碳氢化合物为分子式为CxHy成份的气体，其中，x、y为大于或等于1的自然数。
3.如权利要求2所述的碳化硅薄膜制作方法，其特征在于，所述碳氢化合物选自于CH4、C2H4、C3H6、C3H8中的一种或至少两种的混合物。
4.如权利要求1所述的碳化硅薄膜制作方法，其特征在于，每次远程等离子体处理的时间为10~20秒。
5.如权利要求1所述的碳化硅薄膜制作方法，其特征在于，每次沉积的碳化硅薄膜的厚度范围为10~100埃。
6.如权利要求5所述的碳化硅薄膜制作方法，其特征在于，每次沉积的碳化硅薄膜的厚度范围为20~30埃。
7.如权利要求1所述的碳化硅薄膜制作方法，其特征在于，沉积碳化硅薄膜时采用的气体为三甲基硅烷和NH3。
8.如权利要求1所述的碳化硅薄膜制作方法，其特征在于，沉积碳化硅薄膜时采用的气体为四甲基硅烷和NH3。
9.一种金属阻挡层制作方法，其特征在于，使用上述权利要求1至8中任意一项所述的碳化硅薄膜制作方法制作金属阻挡层。
CN2012101703522A 2012-05-28 2012-05-28 碳化硅薄膜制作方法以及金属阻挡层制作方法 Pending CN102683199A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012101703522A CN102683199A (zh) 2012-05-28 2012-05-28 碳化硅薄膜制作方法以及金属阻挡层制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012101703522A CN102683199A (zh) 2012-05-28 2012-05-28 碳化硅薄膜制作方法以及金属阻挡层制作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102683199A true CN102683199A (zh) 2012-09-19

Family

ID=46814931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012101703522A Pending CN102683199A (zh) 2012-05-28 2012-05-28 碳化硅薄膜制作方法以及金属阻挡层制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102683199A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102915924A (zh) * 2012-11-12 2013-02-06 上海华力微电子有限公司 双应力薄膜的制造方法以及半导体器件
CN102915923A (zh) * 2012-11-12 2013-02-06 上海华力微电子有限公司 双应力薄膜的制造方法以及半导体器件
CN102931072A (zh) * 2012-11-12 2013-02-13 上海华力微电子有限公司 双应力薄膜的制造方法以及半导体器件
CN112201570A (zh) * 2020-09-24 2021-01-08 上海华力集成电路制造有限公司 一种减少光刻胶中毒的工艺方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102420173A (zh) * 2011-06-07 2012-04-18 上海华力微电子有限公司 一种提高铜互连可靠性的表面处理方法
CN102437093A (zh) * 2011-08-04 2012-05-02 上海华力微电子有限公司 一种避免光阻中毒的碳化硅薄膜制备新方法
CN102437012A (zh) * 2011-08-04 2012-05-02 上海华力微电子有限公司 一种改进的干法刻蚀腔体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102420173A (zh) * 2011-06-07 2012-04-18 上海华力微电子有限公司 一种提高铜互连可靠性的表面处理方法
CN102437093A (zh) * 2011-08-04 2012-05-02 上海华力微电子有限公司 一种避免光阻中毒的碳化硅薄膜制备新方法
CN102437012A (zh) * 2011-08-04 2012-05-02 上海华力微电子有限公司 一种改进的干法刻蚀腔体

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102915924A (zh) * 2012-11-12 2013-02-06 上海华力微电子有限公司 双应力薄膜的制造方法以及半导体器件
CN102915923A (zh) * 2012-11-12 2013-02-06 上海华力微电子有限公司 双应力薄膜的制造方法以及半导体器件
CN102931072A (zh) * 2012-11-12 2013-02-13 上海华力微电子有限公司 双应力薄膜的制造方法以及半导体器件
CN102915923B (zh) * 2012-11-12 2015-07-29 上海华力微电子有限公司 双应力薄膜的制造方法以及半导体器件
CN112201570A (zh) * 2020-09-24 2021-01-08 上海华力集成电路制造有限公司 一种减少光刻胶中毒的工艺方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101388359B (zh) 改善低k电介质对导电材料粘附性的方法
KR100283007B1 (ko) 저유전율 불소화 비정질 탄소 유전체 및 그 제조 방법
JP2008523640A5 (zh)
EP2251899B1 (en) Dielectric barrier deposition using nitrogen containing precursor
TW201510268A (zh) 具有所欲成分及膜特性之矽碳化物類薄膜的取得方法
CN102683199A (zh) 碳化硅薄膜制作方法以及金属阻挡层制作方法
CN110709967A (zh) 改善在氧化硅上的超薄非晶硅膜的连续性的预处理方法
CN101976658B (zh) 钝化层及其制造方法
CN103081063A (zh) 半导体元件的制造方法
CN100523287C (zh) 成膜装置和成膜方法
TWI831824B (zh) 非uv高硬度低介電常數膜沉積
TW538461B (en) Device for depositing an insulating layer in a trench
US20150196933A1 (en) Carbon dioxide and carbon monoxide mediated curing of low k films to increase hardness and modulus
CN111370282B (zh) 一种等离子增强化学气相沉积腔室的清洗方法
CN1624883A (zh) 掺杂碳的二氧化硅膜的沉积方法与金属内连线的制造方法
CN102915953A (zh) 无定形碳膜的处理方法，开口的形成方法
US9312167B1 (en) Air-gap structure formation with ultra low-k dielectric layer on PECVD low-k chamber
CN102122632B (zh) 低k值介电薄膜形成方法
CN1906764A (zh) 低kCVD材料的梯度沉积
JP2019110336A (ja) 非晶質薄膜の形成方法
CN102420178A (zh) 一种避免光阻中毒的碳化硅薄膜新工艺
CN102832119A (zh) 低温二氧化硅薄膜的形成方法
US10593543B2 (en) Method of depositing doped amorphous silicon films with enhanced defect control, reduced substrate sensitivity to in-film defects and bubble-free film growth
KR102578078B1 (ko) 3d 낸드 적용을 위한 낮은 유전율의 산화물 및 낮은 저항의 op 스택
CN103258779B (zh) 铜互连结构及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20120919