本发明专利技术提供一种处理无定形碳层的方法，所述方法包括对形成的无定形碳层进行紫外线处理；其中，在300-550℃的温度条件下、氦气(He)环境中，进行所述紫外线处理。本发明专利技术还提供一种高厚度无定形碳层的形成方法，以及利用上述无定形碳层制作半导体器件的方法。本发明专利技术通过对形成的无定形碳层进行紫外线处理，以去除无定形碳层内的大颗粒惰性气体原子，从而可以改善无定形碳层质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体制造领域，涉及一种高质量无定形碳层的形成方法及其应用。技术背景在半导体器件中，在布线层之间形成有层间绝缘膜。作为该层间绝缘膜，目前使用 SiO2膜，由于半导体器件更高速化的要求，需要介电常数更低的膜。作为该低介电常数膜， 目前使用例如含S1、O、C的Si主体有机类材料。然而，该Si主体的低介电常数膜存在价格昂贵，在与其它膜之间很难进行选择性高的蚀刻等问题。因此，需要没有该问题的低介电常数膜。作为该膜，研究了加氢的无定形碳层(AMORPHOUS CARBON LAYER)。无定形碳层如美国专利 US 6573030、US 6841341、US 6967072、US 7223526、US 7332262 及 US 7335462 号等公报中公开的，可以使用烃气体等作为处理气体，通过CVD进行成膜，价格便宜，不会产生Si主体的低介电常数膜那样的问题。然而，以上述工艺形成的无定形碳层质量难以保证，例如以其作为掩模刻蚀下方的材料层时，形成的图案有时会有较大偏差，加大后续工艺执行难度，也难以保证整个器件的质量。因此,确有必要提供一种闻质量的无定形碳层。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种形成高质量无定形碳层的方法。本专利技术的另一目的是提供一种形成高厚度且质量较优的无定形碳层的方法。本专利技术的再一目的是提供一种利用上述高质量无定形碳层制作半导体器件的方法。为实现上述目的，本专利技术提供一种处理无定形碳层的方法，包括对形成的无定形碳层进行紫外线处理；其中，在300-550°C的温度条件下、氦气(He)环境中，进行所述紫外线处理。可选的，所述紫外线处理持续2-10min。可选的，以化学气相沉积的方式形成所述无定形碳层；在上述化学气相沉积中，反应室压力在ITorr至20Torr之间，提供的气态混合物至少包括惰性气体及一或多种碳氢化合物，加热所述气态混合物以热分解所述气态混合物中之该一或多种碳氢混合物以形成无定形碳层。可选的，所述一或多种碳氢化合物是丙烯、丙炔、丙烷、丁烷、丁烯、丁二烯、乙炔及其结合中的一种。可选的，所述无定形碳层的碳-氢比例中，氢的比例在10%至60%。可选的，所述惰性气体是氦气、氩气及其结合中的一种。可选的，所述加热的温度在100摄氏度至500摄氏度。可选的，所述气态混合物的流速为50sccm至500sccm。为实现上述目的，本专利技术另提供一种无定形碳层的形成方法，包括形成厚度为300-500埃的第一无定形碳层；在300-550°C的温度条件下对形成的第一无定形碳层进行紫外线处理；在紫外线处理后的第一无定形碳层表面，形成厚度小于500埃的第二无定形碳层；在300-550°C的温度条件下对形成的第二无定形碳层进行紫外线处理。可选的，在氦气(He)环境中，进行所述紫外线处理。可选的，所述紫外线处理持续2-10min。可选的，另包括在紫外线处理后的第二无定形碳层表面，形成厚度小于500埃的第三无定形碳层；在300-550°C的温度条件下对形成的第三无定形碳层进行紫外线处理。可选的，以化学气相沉积的方式形成所述第一或第二无定形碳层；在上述化学气相沉积中，反应室压力在ITorr至20Torr之间,提供的气态混合物至少包括惰性气体及一或多种碳氢化合物，加热所述气态混合物以热分解所述气态混合物中之该一或多种碳氢混合物以形成第一或第二无定形碳层。可选的，所述一或多种碳氢化合物是丙烯、丙炔、丙烷、丁烷、丁烯、丁二烯、乙炔及其结合中的一种。可选的，所述第一或第二无定形碳层的碳-氢比例中，氢的比例在10%至60%。可选的，所述惰性气体是氦气、氩气及其结合中的一种。 可选的，所述加热的温度在100摄氏度至500摄氏度。可选的，所述气态混合物的流速为50sccm至500sccm。为实现上述目的，本专利技术还提供一种半导体器件的制作方法，包括在半导体衬底上形成待蚀刻膜层；在待蚀刻膜层上，采用权利要求1至8中任意一项所述的方法，形成无定形碳层；对所述无定形碳层进行蚀刻，以形成蚀刻掩模；及使用所述蚀刻掩模对所述待蚀刻膜层进行蚀刻，以形成预定的结构。为实现上述目的，本专利技术再提供一种半导体器件的制作方法，包括在半导体衬底上形成待蚀刻膜层；在待蚀刻膜层上，采用权利要求1至8中任意一项所述的方法，形成无定形碳层；在所述无定形碳层上形成由含有硅的材料构成的含硅膜层；在所述含硅膜层上形成光抗蚀剂膜；对所述光抗蚀剂膜实施图案化；使用所述被图案化的光抗蚀剂膜，对所述含硅膜层实施图案蚀刻；使用所述被图案蚀刻后的含硅膜层对所述无定形碳层进行蚀刻，形成蚀刻掩模； 及使用所述蚀刻掩模对所述待蚀刻膜层进行蚀刻，以形成预定的结构。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术对形成的无定形碳层进行紫外线处理，以去除无定形碳层内的大颗粒惰性气体原子，从而改善无定形碳层质量。另外，本专利技术提供的由碳氢化合物与惰性气体的气态混合物热分解而形成无定形碳层的方法，使得形成的无定形碳层具有可调的碳-氢比例，其中氢的比例在10%至60% 内可调，从而可以改善无定形碳层作为硬掩模或层间介质层的性能。不仅如此，由上述工艺形成的无定形碳层也具有特殊的光吸收系数(k)，在波长约低于250纳米时可由O.1变化至 1.0,如此使其可作为DUV (深紫外光)的抗反射层(ARC)。附图说明图1是本专利技术一个实施例提供的改善无定形碳层质量的方法流程图。图2是本专利技术另一实施例提供的形成高厚度无定形碳层的方法流程图。图3是以现有方法形成的无定形碳层表面在AFM下呈现的图像。图4是利用本专利技术方法形成的无定形碳层表面在AFM下呈现的图像。图5是表示用于制造半导体器件的叠层构造体的剖面图，该半导体装置使用了根据本专利技术的一个实施方式的无定形碳层制作方法所获得的无定形碳层。图6是表示把图案化后的ArF抗蚀剂作为掩模，对其下方的SiO2膜进行了蚀刻后的叠层构造体的剖面图。图7是表示把蚀刻后的的SiO2膜作为掩模，对其下方的无定形碳层进行了蚀刻后的叠层构造体的剖面图。图8是表示把蚀刻后的的无 定形碳层作为掩模，对其下方的待蚀刻膜层进行了蚀刻后的叠层构造体的剖面图。具体实施方式如
技术介绍
所述，形成的无定形碳层质量不高，在某些要求苛刻的场合应用这样的无定形碳层，往往会严重影响器件整体的性能。专利技术人在对无定形碳层的研究中发现，无定形碳层表面的粗糙度是产生上述问题的关键。在无定形碳层的沉积过程中，为控制无定形碳层的密度及沉积速率，氩气及氢气通常被添加进入。添加入的氩气不可避免地被夹杂在形成的无定形碳层中。由于氩原子的粒子尺寸远大于碳原子，导致形成的无定形碳层表面较粗糙，进而影响无定形碳层及整个器件的性能。基于上述发现和认识，专利技术人提出一种改善无定形碳层质量(特别是粗糙度)的方法。所述方法具体为对形成的无定形碳层进行紫外线处理，以去除无定形碳层内的大颗粒惰性气体原子。其中，在300-550°C的温度条件下、氦气(He)环境中，进行所述紫外线处理。一般情况下，所述紫外线处理持续2-10min即可。作为另一个改进点，专利技术人还提供了一种特殊的无定形碳层。上述无定形碳层由碳氢化合物与惰性气体的气态混合物热分解而形成。以此方法形成的无定形碳层具有可调的碳-氢比例，其中氢的比例在10%至60%内可调。另外，由上述工艺形成的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种处理无定形碳层的方法，其特征在于，包括：对形成的无定形碳层进行紫外线处理；其中，在300?550℃的温度条件下、氦气(He)环境中，进行所述紫外线处理。
【技术特征摘要】
1.一种处理无定形碳层的方法，其特征在于，包括 对形成的无定形碳层进行紫外线处理； 其中，在300-550°C的温度条件下、氦气(He)环境中，进行所述紫外线处理。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述紫外线处理持续2-10min。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以化学气相沉积的方式形成所述无定形碳层； 在上述化学气相沉积中，反应室压力在ITorr至20Torr之间,提供的气态混合物至少包括惰性气体及一或多种碳氢化合物，加热所述气态混合物以热分解所述气态混合物中之该一或多种碳氢混合物以形成无定形碳层。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述一或多种碳氢化合物是丙烯、丙炔、丙烷、丁烷、丁烯、丁二烯、乙炔及其结合中的一种。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述无定形碳层的碳-氢比例中，氢的比例在 10%至 60%。6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述惰性气体是氦气、氩气及其结合中的一种。7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述加热的温度在100摄氏度至500摄氏度。8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述气态混合物的流速为50sCCm至500sccmo9.一种无定形碳层的形成方法，其特征在于，包括 形成厚度为300-500埃的第一无定形碳层； 在300-550°C的温度条件下对形成的第一无定形碳层进行紫外线处理； 在紫外线处理后的第一无定形碳层表面，形成厚度小于500埃的第二无定形碳层； 在300-550°C的温度条件下对形成的第二无定形碳层进行紫外线处理。10.如权利要求9所述的形成方法，其特征在于，在氦气(He)环境中，进行所述紫外线处理。11.如权利要求9所述的形成方法，其特征在于，所述紫外线处理持续2-10min。12.如权利要求9所述的形成方法，其特征在于，另包括 在紫外线处理后的第二无定形碳层表面，形成厚度小于500埃的第三无定形碳层； 在300-55...
【专利技术属性】
技术研发人员：张彬，鲍宇，邓浩，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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