[發明專利]硬掩模材料

有效

• 申請號: 201010569747.0
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102097364A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 維什瓦納坦·蘭加拉揚;喬治·安德魯·安東內利;阿南達·班納吉;巴爾特·范施拉文迪杰克
• 申請（專利權）人: 諾發系統有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/31;H01L21/318
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

1.一種在半導體襯底上形成硬掩模薄膜的方法，所述方法包含：

在等離子體增強型化學氣相沉積(PECVD)處理室中接收半導體襯底；和

通過PECVD形成硬度大于約12GPa并且應力介于約-600MPa與600MPa之間的硬掩模薄膜，其中所述PECVD硬掩模沉積過程包含選自由以下各項組成的群組的過程：

(i)使用多重致密等離子體處理沉積經摻雜或無摻雜多層碳化硅薄膜；和

(ii)沉積選自由以下各項組成的群組的高硬度含硼薄膜：Si_xB_yC_z、Si_xB_yN_z、Si_xB_yC_zN_w、B_xN_y和B_xC_y。

2.如權利要求1所述的方法，其中所述薄膜的應力介于約-300MPa與300MPa之間。

3.如權利要求1所述的方法，其中所述薄膜的應力介于約0MPa與600MPa之間。

4.如權利要求1所述的方法，其中所述薄膜的硬度為至少約16GPa。

5.如權利要求1所述的方法，其中所述薄膜的模量為至少約100GPa。

6.如權利要求1所述的方法，其中(i)包含：

(a)將包含含硅前體的處理氣體引入所述處理室中并形成等離子體以沉積所述碳化硅硬掩模薄膜的第一子層；

(b)從所述處理室移除所述含硅前體；

(c)將等離子體處理氣體引入所述處理室中并用等離子體處理所述襯底以使所述所沉積子層致密化；和

(d)重復(a)到(c)以形成額外碳化硅子層并使其致密化。

7.如權利要求6所述的方法，其中所述碳化硅無摻雜并且其中所述含硅前體是飽和前體。

8.如權利要求6所述的方法，其中所述含硅前體包含四甲基硅烷(Me₄Si)。

9.如權利要求6所述的方法，其中在沉積期間使用的所述處理氣體另外包含選自由以下各項組成的群組的載氣：He、Ne、Ar、Kr和Xe。

10.如權利要求6所述的方法，其中所述等離子體處理氣體選自由以下各項組成的群組：He、Ar、CO₂、N₂、NH₃和H₂。

11.如權利要求6所述的方法，其中每一子層的厚度小于約

12.如權利要求11所述的方法，其中所述方法包含沉積至少10個子層。

13.如權利要求6所述的方法，其中

沉積所述碳化硅子層包含使包含Me₄Si和惰性氣體的處理氣體流動和形成雙頻等離子體，其中高頻等離子體的功率水平介于約0.04至0.2W/cm²之間并且低頻等離子體的功率水平介于約0.17至0.6W/cm²之間；

移除所述碳化硅前體包含用選自由以下各項組成的群組的氣體吹掃所述處理室：Ar、He、H₂和其混合物；且

使所述子層致密化包含使選自由Ar、He、H₂和其混合物組成的群組的處理氣體流動和形成雙頻等離子體，其中LF/HF功率比為至少約1.5。

14.如權利要求6所述的方法，其中在所述形成的碳化硅薄膜中，IR光譜中的SiC峰相對于SiH的面積的比為至少約20，并且IR光譜中所述SiC峰相對于CH的面積的比為至少約50。

15.如權利要求6所述的方法，其中所述形成的碳化硅薄膜的密度為至少約2g/cm³。