[发明专利]一种避免光阻中毒的碳化硅薄膜制备新方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属阻挡层的制备工艺，具体而言，涉及一种避免光阻中毒的碳化硅薄膜制备新方法。

背景技术

在现代CMOS器件的制造中，随着关键尺寸的不断缩小，互联金属从铝过渡到了铜，而金属阻挡介质层也有传统的氮化硅过渡到了碳化硅。

参考图1a和图1b所示的传统的碳化硅薄膜工艺，图1a中，衬底101上为低K值介电层102，低K值介电层102上具有多个凹槽（图1a中未标号），所述凹槽中填充有金属铜且进行看化学机械平坦化制程；图1b中，碳化硅薄膜104覆盖低K值介电层102和金属铜103上，碳化硅薄膜104在淀积时，用到的是NH3等含氮的反应气体。由于NH3中的氮元素会使得后续制程中的光阻有中毒的风险，使得光阻质量下降，最终导致一些半导体互联关键尺寸的不一致。

因此，提供一种能够有效避免光阻中毒的碳化硅薄膜制备新方法就显得尤为重要了。

发明内容

本发明的目的是避免光阻中毒和变性的风险，从而提高互联关键尺寸的一致性。

本发明公开一种避免光阻中毒的碳化硅薄膜制备新方法，提供一衬底，在所述衬底上淀积一层低K值介电层，在所述低K值介电层上刻蚀形成多个沟槽，在所述沟槽中填充金属铜，再进行化学机械平坦化，然后形成具有第一厚度的第一碳化硅薄膜覆盖所述金属铜和所述低K值介电层，其中，所述第一碳化硅薄膜为多层第二碳化硅薄膜依次相互堆叠形成；

每一层第二碳化硅薄膜的制备过程中，先用含氮反应气体淀积形成第二碳化硅薄膜，再去除所述第二碳化硅薄膜中的氮元素；

然后在去除了氮元素的第二碳化硅薄膜上继续用含氮反应气体淀积形成新的一层第二碳化硅薄膜，再去除所述新的第二碳化硅薄膜中的氮元素；

重复上述第二碳化硅薄膜的形成步骤和去除氮元素的步骤，直至形成多层第二碳化硅薄膜堆叠的厚度达到第一碳化硅薄膜的厚度。

上述的方法，其中，所述含氮反应气体包括氨气。

上述的方法，其中，采用包括碳氢化合物的等离子体来去除所述多层第二碳化硅薄膜中的氮元素。 

上述的方法，其中，所述含氮反应气体还包括乙基三甲基硅烷。

上述的方法，其中，所述含氮反应气体还包括四甲基硅烷。

上述的方法，其中，所述多层第二碳化硅薄膜中每一层第二碳化硅薄膜的厚度彼此不全相同。

本发明通过将一层较厚的碳化硅薄膜分为多层，经过多次淀积形成，每一次只淀积形成一层较薄的碳化硅薄膜，经过去除所述较薄的碳化硅薄膜中的氮元素后再继续在其上淀积形成新的较薄的碳化硅薄膜，重复这个过程直至形成目标厚度的碳化硅薄膜。

通过本发明的方法得到的碳化硅薄膜，其含氮量极低，因此，在后续制程中，减小了光阻旋涂在所述碳化硅薄膜上中毒的风险，从而克服了现有技术中的不足，不会导致光阻质量下降，使得半导体互联关键尺寸的一致性提高了。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。在附图中，为清楚明了，放大了部分部件。

图1a示出了根据现有技术的，互联金属上未覆盖金属阻挡层的示意图；

图1b示出了根据现有技术的，互联金属上淀积一层碳化硅薄膜的示意图；

图2a示出了根据本发明的，在互联金属上淀积形成第一层碳化硅薄膜的示意图；

图2b示出了根据本发明的，在去除了氮元素的第一层碳化硅薄膜上继续淀积形成第二层碳化硅薄膜的示意图；以及

图2c示出了根据本发明的，在去除了氮元素的第二层碳化硅薄膜上继续淀积形成第二层碳化硅薄膜的示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施方式仅用于解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

本领域技术人员理解，本说明书中所涉及的术语“第一”、“第二”和权利要求书以及说明书中类似内容是用于区别相似的元素而不是用于从时间、空间、排名或其他任何方式来描述先后顺序。在合适的情况下，可互换使用。