[發(fā)明專利]用于圖案化應(yīng)用的高密度碳膜

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980061362.2
• 申請(qǐng)日: 2019-10-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112740360A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: E·文卡塔蘇布磊曼聶;S·E·戈特海姆;P·曼納;A·B·瑪里克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號(hào): H01L21/02
• 分類號(hào): H01L21/02;H01L21/324;H01L21/3065;H01L21/67;H01L21/683;C23C16/455;G03F7/20;H01J37/32
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖;張?chǎng)?/td>

本公開(kāi)的實(shí)施例總體上涉及用于圖案化應(yīng)用的高透明、高密度的碳膜的沉積。在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種在基板上形成碳膜的方法。所述方法包括：使含碳?xì)浠衔锏臍怏w混合物流入工藝腔室中，所述工藝腔室具有定位在靜電吸盤(pán)上的基板，其中將基板保持在約?10℃至約20℃的溫度和約0.5毫托至約10托的腔室壓力；以及通過(guò)將第一RF偏壓施加至靜電吸盤(pán)來(lái)生成等離子體，以在基板上沉積含有約60％或更多的雜化sp³原子的類金剛石碳膜，其中所述第一RF偏壓是以約1800瓦至約2200瓦的功率和約40MHz至約162MHz的頻率提供。

背景技術(shù)

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)的實(shí)施例總體上涉及集成電路的制造。更具體而言，本文描述的實(shí)施例提供用于圖案化應(yīng)用的高密度碳膜的沉積的技術(shù)。

相關(guān)技術(shù)說(shuō)明

集成電路已經(jīng)發(fā)展成為復(fù)雜器件，所述器件可在單個(gè)芯片上包括數(shù)百萬(wàn)個(gè)晶體管、電容器和電阻器。芯片設(shè)計(jì)的發(fā)展持續(xù)需要更快的電路系統(tǒng)和更大的電路密度。針對(duì)具有更大電路密度的更快電路的需求對(duì)集成電路部件制造中所使用的工藝序列提出了相應(yīng)的要求。例如，在使用常規(guī)光刻技術(shù)的工藝序列中，在設(shè)置在基板上的材料層的堆疊之上形成能量敏感的抗蝕劑層。將能量敏感的抗蝕劑層暴露于圖案的影像以形成光致抗蝕劑(photoresist)掩模。此后，使用蝕刻工藝將掩模圖案轉(zhuǎn)移到堆疊的一個(gè)或多個(gè)材料層。

隨著圖案尺寸減小，能量敏感的抗蝕劑的厚度相應(yīng)地減小，以便控制圖案的分辨率。由于化學(xué)蝕刻劑的侵蝕，此類薄抗蝕劑層可能不足以在圖案轉(zhuǎn)移操作期間掩蓋下面的材料層。因?yàn)橛惭谀?duì)化學(xué)蝕刻劑有更大的抵抗力，所以通常在能量敏感抗蝕劑層與下面的材料層之間使用硬掩模以促進(jìn)圖案轉(zhuǎn)移。隨著臨界尺寸(CD)減小，當(dāng)前的硬掩模材料欠缺相對(duì)于下面的材料(例如，氧化物和氮化物)的期望的蝕刻選擇性并且通常難以沉積。

因此，在本領(lǐng)域中需要改進(jìn)的硬掩模層和用于沉積改進(jìn)的硬掩模層的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本公開(kāi)的實(shí)施例總體上涉及集成電路的制造。更具體而言，本文描述的實(shí)施例提供用于圖案化應(yīng)用的高密度膜的沉積的技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種在基板上形成碳膜的方法。所述方法包括：使含碳?xì)浠衔锏臍怏w混合物流入具有定位在靜電吸盤(pán)上的基板的工藝腔室中，其中基板保持在約-10℃至約20℃的溫度和約0.5毫托至約10托的腔室壓力；以及通過(guò)將第一RF偏壓施加至靜電吸盤(pán)來(lái)生成等離子體，以在基板上沉積含有約60％或更多的雜化(hybridized)sp³原子的類金剛石碳膜，其中第一RF偏壓是以針對(duì)300mm基板的約1800瓦至約2200瓦的功率和約40MHz至約162MHz的頻率提供。

在另一實(shí)施例中，所述方法包括：使含碳?xì)浠衔锏臍怏w混合物流入具有定位在靜電吸盤(pán)上的基板的工藝腔室的處理空間；以及通過(guò)將第一RF偏壓施加至靜電吸盤(pán)以及將第二RF偏壓施加至設(shè)置在靜電吸盤(pán)上方且相對(duì)的電極來(lái)生成等離子體，以在基板上沉積類金剛石碳膜，其中第一RF偏壓是以約13.56MHz或更低的頻率提供，并且第二RF偏壓是以約40MHz或更高的頻率提供，并且基板保持在約-10℃至約20℃的溫度和約0.5毫托至約10托的腔室壓力。

在又另一實(shí)施例中，所述方法包括：使含碳?xì)浠衔锏臍怏w混合物流入具有定位在靜電吸盤(pán)上的基板的工藝腔室的處理空間中，其中基板保持在約5毫托之間的壓力，并且其中含碳?xì)浠衔锏臍怏w混合物包括乙炔(C₂H₂)；通過(guò)將第一RF偏壓施加至靜電吸盤(pán)來(lái)在基板水平(level)處生成等離子體，以在基板上沉積類金剛石碳膜，其中第一RF偏壓是以在約2000瓦之間的功率和約60MHz的頻率提供；在類金剛石碳膜之上形成圖案化的光致抗蝕劑層；以對(duì)應(yīng)于所圖案化的光致抗蝕劑層的圖案來(lái)蝕刻類金剛石碳膜；使圖案蝕刻到基板中；以及將材料沉積至類金剛石碳膜的所蝕刻的部分中。

附圖說(shuō)明