專利名稱：無(wú)定形碳層的處理與形成方法、半導(dǎo)體器件的制作方法
無(wú)定形碳層的處理與形成方法、半導(dǎo)體器件的制作方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，涉及一種高質(zhì)量無(wú)定形碳層的形成方法及其應(yīng)用。
技術(shù)背景
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S1、O、C的Si主體有機(jī)類材料。
然而，該Si主體的低介電常數(shù)膜存在價(jià)格昂貴，在與其它膜之間很難進(jìn)行選擇性高的蝕刻等問(wèn)題。因此，需要沒(méi)有該問(wèn)題的低介電常數(shù)膜。
作為該膜，研究了加氫的無(wú)定形碳層(AMORPHOUS CARBON LAYER)。無(wú)定形碳層如美國(guó)專利 US 6573030、US 6841341、US 6967072、US 7223526、US 7332262 及 US 7335462 號(hào)等公報(bào)中公開(kāi)的，可以使用烴氣體等作為處理氣體，通過(guò)CVD進(jìn)行成膜，價(jià)格便宜，不會(huì)產(chǎn)生Si主體的低介電常數(shù)膜那樣的問(wèn)題。
然而，以上述工藝形成的無(wú)定形碳層質(zhì)量難以保證，例如以其作為掩?？涛g下方的材料層時(shí)，形成的圖案有時(shí)會(huì)有較大偏差，加大后續(xù)工藝執(zhí)行難度，也難以保證整個(gè)器件的質(zhì)量。
因此,確有必要提供一種聞質(zhì)量的無(wú)定形碳層。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種形成高質(zhì)量無(wú)定形碳層的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種形成高厚度且質(zhì)量較優(yōu)的無(wú)定形碳層的方法。
本發(fā)明的再一目的是提供一種利用上述高質(zhì)量無(wú)定形碳層制作半導(dǎo)體器件的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種處理無(wú)定形碳層的方法，包括
對(duì)形成的無(wú)定形碳層進(jìn)行紫外線處理；
其中，在300-550°C的溫度條件下、氦氣(He)環(huán)境中，進(jìn)行所述紫外線處理。
可選的，所述紫外線處理持續(xù)2-10min。
可選的，以化學(xué)氣相沉積的方式形成所述無(wú)定形碳層；在上述化學(xué)氣相沉積中，反應(yīng)室壓力在ITorr至20Torr之間，提供的氣態(tài)混合物至少包括惰性氣體及一或多種碳?xì)浠衔?，加熱所述氣態(tài)混合物以熱分解所述氣態(tài)混合物中之該一或多種碳?xì)浠旌衔镆孕纬蔁o(wú)定形碳層。
可選的，所述一或多種碳?xì)浠衔锸潜⒈?、丙烷、丁烷、丁烯、丁二烯、乙炔及其結(jié)合中的一種。
可選的，所述無(wú)定形碳層的碳-氫比例中，氫的比例在10%至60%。
可選的，所述惰性氣體是氦氣、氬氣及其結(jié)合中的一種。
可選的，所述加熱的溫度在100攝氏度至500攝氏度。
可選的，所述氣態(tài)混合物的流速為50sccm至500sccm。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明另提供一種無(wú)定形碳層的形成方法，包括
形成厚度為300-500埃的第一無(wú)定形碳層；
在300-550°C的溫度條件下對(duì)形成的第一無(wú)定形碳層進(jìn)行紫外線處理；
在紫外線處理后的第一無(wú)定形碳層表面，形成厚度小于500埃的第二無(wú)定形碳層；
在300-550°C的溫度條件下對(duì)形成的第二無(wú)定形碳層進(jìn)行紫外線處理。
可選的，在氦氣(He)環(huán)境中，進(jìn)行所述紫外線處理。
可選的，所述紫外線處理持續(xù)2-10min。
可選的，另包括在紫外線處理后的第二無(wú)定形碳層表面，形成厚度小于500埃的第三無(wú)定形碳層；在300-550°C的溫度條件下對(duì)形成的第三無(wú)定形碳層進(jìn)行紫外線處理。
可選的，以化學(xué)氣相沉積的方式形成所述第一或第二無(wú)定形碳層；在上述化學(xué)氣相沉積中，反應(yīng)室壓力在ITorr至20Torr之間,提供的氣態(tài)混合物至少包括惰性氣體及一或多種碳?xì)浠衔?，加熱所述氣態(tài)混合物以熱分解所述氣態(tài)混合物中之該一或多種碳?xì)浠旌衔镆孕纬傻谝换虻诙o(wú)定形碳層。
可選的，所述一或多種碳?xì)浠衔锸潜⒈?、丙烷、丁烷、丁烯、丁二烯、乙炔及其結(jié)合中的一種。
可選的，所述第一或第二無(wú)定形碳層的碳-氫比例中，氫的比例在10%至60%。
可選的，所述惰性氣體是氦氣、氬氣及其結(jié)合中的一種。
可選的，所述加熱的溫度在100攝氏度至500攝氏度。
可選的，所述氣態(tài)混合物的流速為50sccm至500sccm。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括
在半導(dǎo)體襯底上形成待蝕刻膜層；
在待蝕刻膜層上，采用權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的方法，形成無(wú)定形碳層；
對(duì)所述無(wú)定形碳層進(jìn)行蝕刻，以形成蝕刻掩模；及
使用所述蝕刻掩模對(duì)所述待蝕刻膜層進(jìn)行蝕刻，以形成預(yù)定的結(jié)構(gòu)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明再提供一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括
在半導(dǎo)體襯底上形成待蝕刻膜層；
在待蝕刻膜層上，采用權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的方法，形成無(wú)定形碳層；
在所述無(wú)定形碳層上形成由含有硅的材料構(gòu)成的含硅膜層；
在所述含硅膜層上形成光抗蝕劑膜；
對(duì)所述光抗蝕劑膜實(shí)施圖案化；
使用所述被圖案化的光抗蝕劑膜，對(duì)所述含硅膜層實(shí)施圖案蝕刻；
使用所述被圖案蝕刻后的含硅膜層對(duì)所述無(wú)定形碳層進(jìn)行蝕刻，形成蝕刻掩模； 及
使用所述蝕刻掩模對(duì)所述待蝕刻膜層進(jìn)行蝕刻，以形成預(yù)定的結(jié)構(gòu)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明對(duì)形成的無(wú)定形碳層進(jìn)行紫外線處理，以去除無(wú)定形碳層內(nèi)的大顆粒惰性氣體原子，從而改善無(wú)定形碳層質(zhì)量。
另外，本發(fā)明提供的由碳?xì)浠衔锱c惰性氣體的氣態(tài)混合物熱分解而形成無(wú)定形碳層的方法，使得形成的無(wú)定形碳層具有可調(diào)的碳-氫比例，其中氫的比例在10%至60% 內(nèi)可調(diào)，從而可以改善無(wú)定形碳層作為硬掩?；?qū)娱g介質(zhì)層的性能。不僅如此，由上述工藝形成的無(wú)定形碳層也具有特殊的光吸收系數(shù)(k)，在波長(zhǎng)約低于250納米時(shí)可由O.1變化至 1.0,如此使其可作為DUV (深紫外光)的抗反射層(ARC)。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的改善無(wú)定形碳層質(zhì)量的方法流程圖。
圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的形成高厚度無(wú)定形碳層的方法流程圖。
圖3是以現(xiàn)有方法形成的無(wú)定形碳層表面在AFM下呈現(xiàn)的圖像。
圖4是利用本發(fā)明方法形成的無(wú)定形碳層表面在AFM下呈現(xiàn)的圖像。
圖5是表示用于制造半導(dǎo)體器件的疊層構(gòu)造體的剖面圖，該半導(dǎo)體裝置使用了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的無(wú)定形碳層制作方法所獲得的無(wú)定形碳層。
圖6是表示把圖案化后的ArF抗蝕劑作為掩模，對(duì)其下方的SiO2膜進(jìn)行了蝕刻后的疊層構(gòu)造體的剖面圖。
圖7是表示把蝕刻后的的SiO2膜作為掩模，對(duì)其下方的無(wú)定形碳層進(jìn)行了蝕刻后的疊層構(gòu)造體的剖面圖。
圖8是表示把蝕刻后的的無(wú) 定形碳層作為掩模，對(duì)其下方的待蝕刻膜層進(jìn)行了蝕刻后的疊層構(gòu)造體的剖面圖。
具體實(shí)施方式
如背景技術(shù)所述，形成的無(wú)定形碳層質(zhì)量不高，在某些要求苛刻的場(chǎng)合應(yīng)用這樣的無(wú)定形碳層，往往會(huì)嚴(yán)重影響器件整體的性能。發(fā)明人在對(duì)無(wú)定形碳層的研究中發(fā)現(xiàn)，無(wú)定形碳層表面的粗糙度是產(chǎn)生上述問(wèn)題的關(guān)鍵。
在無(wú)定形碳層的沉積過(guò)程中，為控制無(wú)定形碳層的密度及沉積速率，氬氣及氫氣通常被添加進(jìn)入。添加入的氬氣不可避免地被夾雜在形成的無(wú)定形碳層中。由于氬原子的粒子尺寸遠(yuǎn)大于碳原子，導(dǎo)致形成的無(wú)定形碳層表面較粗糙，進(jìn)而影響無(wú)定形碳層及整個(gè)器件的性能。
基于上述發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)，發(fā)明人提出一種改善無(wú)定形碳層質(zhì)量(特別是粗糙度)的方法。所述方法具體為對(duì)形成的無(wú)定形碳層進(jìn)行紫外線處理，以去除無(wú)定形碳層內(nèi)的大顆粒惰性氣體原子。其中，在300-550°C的溫度條件下、氦氣(He)環(huán)境中，進(jìn)行所述紫外線處理。一般情況下，所述紫外線處理持續(xù)2-10min即可。
作為另一個(gè)改進(jìn)點(diǎn)，發(fā)明人還提供了一種特殊的無(wú)定形碳層。上述無(wú)定形碳層由碳?xì)浠衔锱c惰性氣體的氣態(tài)混合物熱分解而形成。以此方法形成的無(wú)定形碳層具有可調(diào)的碳-氫比例，其中氫的比例在10%至60%內(nèi)可調(diào)。另外，由上述工藝形成的無(wú)定形碳層也具有特殊的光吸收系數(shù)(k)，在波長(zhǎng)約低于250納米時(shí)可由O.1變化至1. 0，如此使其可作為DUV (深紫外光)的抗反射層(ARC)。
另外，由于與其它膜層相比具有高的刻蝕選擇比，及更佳的粗糙度，本發(fā)明的無(wú)定形碳層作為硬掩?；?qū)娱g介質(zhì)層也具有較佳的效果。
在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施方式
的限制。
第一實(shí)施例
本實(shí)施例提供的改善無(wú)定形碳層質(zhì)量(特別是粗糙度)的方法，如圖1所示，包括下面步驟
S1:形成無(wú)定形碳層；
S2 :對(duì)形成的無(wú)定形碳層進(jìn)行紫外線處理；其中，在300-550°C的溫度條件下、氦氣(He)環(huán)境中，進(jìn)行所述紫外線處理。
通常情況下，所述紫外線處理持續(xù)2-10min即可達(dá)到較理想的效果。
在步驟SI中，形成的無(wú)定形碳層可以是氫化無(wú)定形碳層。并且，可以通過(guò)許多不同技術(shù)沉積氫化無(wú)定形碳層，例如通過(guò)離子束沉積、等離子體濺射、激光燒蝕，最重要地通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)，更特別通過(guò)等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積(PECVD)。
第二實(shí)施例
與第一實(shí)施例相同，本實(shí)施例也是先形成無(wú)定形碳層，而后利用紫外線處理的方式改善無(wú)定形碳層的質(zhì)量(特別是粗糙度)，并且紫外線處理的具體參數(shù)也大體與第一實(shí)施例相同。不同之處在于，本實(shí)施例提供的形成無(wú)定形碳層的方法很特殊，以使形成的無(wú)定形碳層具有可調(diào)的碳-氫比例。
在第二實(shí)施例中，無(wú)定形碳層是由碳?xì)浠衔锱c惰性氣體(例如氬氣或是氦氣) 之氣態(tài)混合物所形成的。此碳?xì)浠衔锞哂幸话惴肿邮紺xHy，其中X介于2至4且y介于2 至 10。例如，丙烯(C3H6)、丙炔(C3H4)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4Hltl)、丁烯(C4H8)、丁二烯(C4H6)、 乙炔(C2H2)及其結(jié)合均可作為此碳?xì)浠衔?。類似地，若有需要，?shù)種氣體(例如氫氣、氮?dú)?、氨氣、其結(jié)合及其它)亦可添加于此氣態(tài)混合 物中。IS氣、氦氣及氫氣亦可被添加，用以控制無(wú)定形碳層之密度及沉積速率。
通常，下列之沉積制程參數(shù)可用于形成無(wú)定形碳層。此制程參數(shù)為溫度范圍約為100攝氏度至500攝氏度、反應(yīng)室壓力約為Itorr至20torr、碳?xì)錃怏w(CxHy)流速約為 50sccm至500sccm、射頻功率約為3ff/in2至20ff/in2以及板距約為300至600mils。以上的裂程參數(shù)可使無(wú)定形碳層的沉積速率達(dá)到約為100埃/分鐘至1000埃/分種。
沉積的無(wú)定形碳層具有可調(diào)之碳-氫比例，其中約為10%氫至60%氫。對(duì)于調(diào)整光學(xué)特性及蝕刻選擇性而言，控制碳?xì)浠衔镏袣涞谋壤怯玫?。特別是當(dāng)氫的比例減少時(shí)，沉積之無(wú)定形碳層的光學(xué)特性(例如折射系數(shù)(η)或是吸收系數(shù)(k))會(huì)增加。類似地，當(dāng)氫的比例減少時(shí)，此無(wú)定形碳層的抗蝕刻性會(huì)增加。
此無(wú)定形碳層之光吸收系數(shù)(k)在波長(zhǎng)約低于250納米時(shí)可由O.1變化至1.0，如此使其適用于DUV(深紫外光)時(shí)的抗反射層(ARC)。此無(wú)定形碳層之吸收系數(shù)可為沉積溫度之函數(shù)變化。特別是當(dāng)溫度增加時(shí)，此沉積膜層之吸收系數(shù)相同地會(huì)增加。例如，當(dāng)碳?xì)浠衔餅楸r(shí)，藉由將沉積溫度由150攝氏度增加至480攝氏度，此沉積無(wú)定形碳層的k 值可由O. 2增至O. 7。
此碳?xì)浠衔镏障禂?shù)亦可為氣態(tài)混合物之添加物的函數(shù)變化。特別是存于氣態(tài)混合物中之氫氣、氨氣、氮?dú)饣蚱浣Y(jié)合可增加k值10%至100%。
由于上述無(wú)定形碳層中氫的比例可調(diào)，所以可以根據(jù)具體應(yīng)用調(diào)整其光學(xué)特性及蝕刻選擇性，使形成的無(wú)定形碳層不論作為層間介質(zhì)層、抗反射層，還是硬掩模都能取得優(yōu)良的效果。
第三實(shí)施例
第三實(shí)施例提供一種高厚度(超過(guò)600埃)無(wú)定形碳層的形成方法。如圖2所述， 上述方法包括
S31 :形成厚度為300-500埃的第一無(wú)定形碳層；
S32 :在300-550°C的溫度條件下對(duì)形成的第一無(wú)定形碳層進(jìn)行紫外線處理；
S33 :在紫外線處理后的第一無(wú)定形碳層表面，形成厚度小于500埃的第二無(wú)定形碳層；
S34 :在300-550°C的溫度條件下對(duì)形成的第二無(wú)定形碳層進(jìn)行紫外線處理。
在步驟S31、S33中，可以根據(jù)需要選擇利用第一實(shí)施例中列舉的常規(guī)方法或第二實(shí)施例中給出的特殊方法形成無(wú)定形碳層(包括第一無(wú)定形碳層與第二無(wú)定形碳層)。在步驟S32、S34中，紫外線處理的具體參數(shù)大體與第一、二實(shí)施例相同。
另外，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行更多次的無(wú)定形碳層(例如300-500埃的第三、四無(wú)定形碳層)沉積步驟。不過(guò)，為保證較佳的質(zhì)量，沉積的每層無(wú)定形碳層盡量不超過(guò)500埃， 這樣在紫外線處理后可取得較佳的效果。
利用普通的化學(xué)氣相沉積工藝形成的無(wú)定形碳層表面(未經(jīng)過(guò)紫外 線處理)，在原子力顯微鏡(AFM)下呈現(xiàn)的圖案如圖3所示。利用同樣的化學(xué)氣相沉積工藝，分三步沉積(每次約沉積330埃，并且每次沉積后都會(huì)進(jìn)行紫外線處理)形成的厚度1000埃的無(wú)定形碳層表面，在同樣放大倍數(shù)的原子力顯微鏡(AFM)下呈現(xiàn)的圖案如圖4左邊所示；利用同樣的化學(xué)氣相沉積工藝，分兩步沉積(每次約沉積500埃，并且每次沉積后都會(huì)進(jìn)行紫外線處理)形成的厚度1000埃的無(wú)定形碳層表面，在同樣放大倍數(shù)的原子力顯微鏡(AFM)下呈現(xiàn)的圖案如圖4右邊所示。由圖3與圖4的對(duì)比可知，紫外線處理大幅改善了無(wú)定形碳層表面的粗糙度。并且，紫外線處理對(duì)較薄的無(wú)定形碳層的改善作用優(yōu)于對(duì)較厚的無(wú)定形碳層。但是，綜合考量對(duì)無(wú)定形碳層質(zhì)量的提升效果，及為此提高的成本，發(fā)明人認(rèn)為每沉積 300埃進(jìn)行一次紫外線處理是較適當(dāng)?shù)摹?br> 第四實(shí)施例
第四實(shí)施例涉及應(yīng)用第一實(shí)施例、第二實(shí)施例或第三實(shí)施例所形成的無(wú)定形碳層制作半導(dǎo)體器件的制作方法。下面，對(duì)所述半導(dǎo)體器件的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
如圖5所示，在半導(dǎo)體晶片(Si基板，也可稱之為本導(dǎo)體襯底)W上，作為待蝕刻膜層，順序堆積 SiC 膜 IOUSiOC 膜(Low-k 膜)102、SiC 膜 103,SiO2 II 104、和 SiN 膜 105。然后，在SiN膜105上，使用上述的方法順序形成無(wú)定形碳(α-C)層106、3丨02膜107、84此(下部反射防止膜)108、和ArF抗蝕劑膜109，通過(guò)光刻對(duì)ArF抗蝕劑膜109進(jìn)行圖案化，形成蝕刻掩模。
關(guān)于ArF抗蝕劑膜109、BARC108, SiO2膜107、以及無(wú)定形碳層106的厚度，例如可以是如下厚度。
· ArF抗蝕劑膜109 200nm以下(典型的是180nm)
· BARC108 :30 IOOnm (典型的是 70nm)
· SiO2 膜 107 10 IOOnm (典型的是 50nm)
·無(wú)定形碳層106 :100 800 (典型的是280nm)
另外，關(guān)于待蝕刻膜層的膜厚，例如可以是如下的厚度。
· SiC 膜 101 :30nm
· SiOC 膜(Low-k 膜)102 150nm
· SiC 膜 103 :30nm
· SiO2 膜 104 :150nm
· SiN 膜 105 :70nm
另外，也可以取代SiO2膜107而使用SiOC、SiON、SiCN、SiCNH等其他含有Si的薄膜。
如圖6所示，通過(guò)把ArF抗蝕劑膜109作為掩模對(duì)BARC108和SiO2膜107進(jìn)行等離子體蝕刻，把ArF抗蝕劑膜109的圖案轉(zhuǎn)印到SiO2膜107上。另外，在圖示的例中，在該蝕刻之后，由于ArF抗蝕劑膜109的蝕刻耐受性低，所以通過(guò)蝕刻而被除去。而且，BARC108 通過(guò)該蝕刻而變薄。
然后，如圖7所示，把殘留的BARC108和SiO2膜作為蝕刻掩模，對(duì)無(wú)定形碳層106 進(jìn)行蝕刻。由此，蝕刻掩模的圖案(與ArF抗蝕劑膜109的圖案實(shí)質(zhì)相同)被轉(zhuǎn)印到無(wú)定形碳層106上。由于采用上述的方法堆積的無(wú)定形碳層106具有高的蝕刻耐受性，所以被蝕刻后，具有鮮明輪廓的邊緣。換言之，正確地轉(zhuǎn)印了蝕刻掩模的圖案(ArF抗蝕劑膜109 的圖案)。另外，在圖示的例中，通過(guò)該蝕刻，除去BARC108，5叫膜107變薄。
然后，如圖8所示，把無(wú)定形碳層106作為蝕刻掩模使用，對(duì)SiN膜105、SiO2膜 104、SiC膜103、Si0C腰10 2、SiC膜101順序進(jìn)行等離子體蝕刻。此時(shí)，由于采用上述方法堆積的無(wú)定形碳層106具有高的蝕刻耐受性，所以無(wú)定形碳層106的蝕刻速度比膜101 105的蝕刻速度慢很多。換言之，在該蝕刻中，可獲得高的蝕刻選擇比。因此，在對(duì)膜101 105進(jìn)行蝕刻的期間，作為蝕刻掩?？沙浞直Ａ簦瑥亩砂盐g刻掩模的圖案正確地轉(zhuǎn)印到膜101 105 上。
在結(jié)束了上述蝕刻時(shí)，SiO2膜107已經(jīng)被除去，對(duì)于殘留的無(wú)定形碳層106，通過(guò)使用H2氣體/N2氣體的灰化處理，也可以比較容易地除去。
本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種處理無(wú)定形碳層的方法，其特征在于，包括 對(duì)形成的無(wú)定形碳層進(jìn)行紫外線處理； 其中，在300-550°C的溫度條件下、氦氣(He)環(huán)境中，進(jìn)行所述紫外線處理。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述紫外線處理持續(xù)2-10min。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，以化學(xué)氣相沉積的方式形成所述無(wú)定形碳層； 在上述化學(xué)氣相沉積中，反應(yīng)室壓力在ITorr至20Torr之間,提供的氣態(tài)混合物至少包括惰性氣體及一或多種碳?xì)浠衔?，加熱所述氣態(tài)混合物以熱分解所述氣態(tài)混合物中之該一或多種碳?xì)浠旌衔镆孕纬蔁o(wú)定形碳層。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述一或多種碳?xì)浠衔锸潜?、丙炔、丙烷、丁烷、丁烯、丁二烯、乙炔及其結(jié)合中的一種。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述無(wú)定形碳層的碳-氫比例中，氫的比例在 10%至 60%。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述惰性氣體是氦氣、氬氣及其結(jié)合中的一種。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述加熱的溫度在100攝氏度至500攝氏度。
8.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述氣態(tài)混合物的流速為50sCCm至500sccmo
9.一種無(wú)定形碳層的形成方法，其特征在于，包括 形成厚度為300-500埃的第一無(wú)定形碳層； 在300-550°C的溫度條件下對(duì)形成的第一無(wú)定形碳層進(jìn)行紫外線處理； 在紫外線處理后的第一無(wú)定形碳層表面，形成厚度小于500埃的第二無(wú)定形碳層； 在300-550°C的溫度條件下對(duì)形成的第二無(wú)定形碳層進(jìn)行紫外線處理。
10.如權(quán)利要求9所述的形成方法，其特征在于，在氦氣(He)環(huán)境中，進(jìn)行所述紫外線處理。
11.如權(quán)利要求9所述的形成方法，其特征在于，所述紫外線處理持續(xù)2-10min。
12.如權(quán)利要求9所述的形成方法，其特征在于，另包括 在紫外線處理后的第二無(wú)定形碳層表面，形成厚度小于500埃的第三無(wú)定形碳層； 在300-550°C的溫度條件下對(duì)形成的第三無(wú)定形碳層進(jìn)行紫外線處理。
13.如權(quán)利要求9所述的形成方法，其特征在于，以化學(xué)氣相沉積的方式形成所述第一或第二無(wú)定形碳層； 在上述化學(xué)氣相沉積中，反應(yīng)室壓力在ITorr至20Torr之間，提供的氣態(tài)混合物至少包括惰性氣體及一或多種碳?xì)浠衔铮訜崴鰵鈶B(tài)混合物以熱分解所述氣態(tài)混合物中之該一或多種碳?xì)浠旌衔镆孕纬傻谝换虻诙o(wú)定形碳層。
14.如權(quán)利要求13所述的形成方法，其特征在于，所述一或多種碳?xì)浠衔锸潜?、丙炔、丙烷、丁烷、丁烯、丁二烯、乙炔及其結(jié)合中的一種。
15.如權(quán)利要求9所述的形成方法，其特征在于，所述第一或第二無(wú)定形碳層的碳-氫比例中，氫的比例在10%至60%。
16.如權(quán)利要求13所述的形成方法，其特征在于，所述惰性氣體是氦氣、氬氣及其結(jié)合中的一種。
17.如權(quán)利要求13所述的形成方法，其特征在于，所述加熱的溫度在100攝氏度至500攝氏度。
18.如權(quán)利要求13所述的形成方法，其特征在于，所述氣態(tài)混合物的流速為50sCCm至500sccmo
19.一種半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，包括 在半導(dǎo)體襯底上形成待蝕刻膜層； 在待蝕刻膜層上，采用權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的方法，形成無(wú)定形碳層； 對(duì)所述無(wú)定形碳層進(jìn)行蝕刻，以形成蝕刻掩模；及 使用所述蝕刻掩模對(duì)所述待蝕刻膜層進(jìn)行蝕刻，以形成預(yù)定的結(jié)構(gòu)。
20.一種半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，包括 在半導(dǎo)體襯底上形成待蝕刻膜層； 在待蝕刻膜層上，采用權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的方法，形成無(wú)定形碳層； 在所述無(wú)定形碳層上形成由含有硅的材料構(gòu)成的含硅膜層； 在所述含硅膜層上形成光抗蝕劑膜； 對(duì)所述光抗蝕劑膜實(shí)施圖案化； 使用所述被圖案化的光抗蝕劑膜，對(duì)所述含硅膜層實(shí)施圖案蝕刻； 使用所述被圖案蝕刻后的含硅膜層對(duì)所述無(wú)定形碳層進(jìn)行蝕刻，形成蝕刻掩模；及 使用所述蝕刻掩模對(duì)所述待蝕刻膜層進(jìn)行蝕刻，以形成預(yù)定的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種處理無(wú)定形碳層的方法，所述方法包括對(duì)形成的無(wú)定形碳層進(jìn)行紫外線處理；其中，在300-550℃的溫度條件下、氦氣(He)環(huán)境中，進(jìn)行所述紫外線處理。本發(fā)明還提供一種高厚度無(wú)定形碳層的形成方法，以及利用上述無(wú)定形碳層制作半導(dǎo)體器件的方法。本發(fā)明通過(guò)對(duì)形成的無(wú)定形碳層進(jìn)行紫外線處理，以去除無(wú)定形碳層內(nèi)的大顆粒惰性氣體原子，從而可以改善無(wú)定形碳層質(zhì)量。
文檔編號(hào)H01L21/3105GK103021837SQ20111029669
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者張彬, 鮑宇, 鄧浩 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司