用于进行图案化的高品质C膜的脉冲等离子体(DC/RF)沉积制造技术

本公开的实施例涉及用于使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺将非晶碳层沉积到基板上、包括沉积在所述基板上的先前形成的层上方的方法，具体而言，本文中描述的方法利用RF AC功率和脉冲DC功率的组合来产生等离子体，所述等离子体以sp3(类金刚石)碳与sp2(类石墨)碳的高比率来沉积非晶碳层。所述方法还提供了较低处理压力、较低处理温度和较高处理功率，以上各项中的每一者单独地或组合地可进一步增大在所沉积的非晶碳层中sp3碳的相对分数。由于较高的sp3碳分数，与通过常规方法沉积的非晶碳层相比，本文中描述的方法提供了具有改进的密度、刚度、蚀刻选择性和膜应力的非晶碳层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于进行图案化的高品质C膜的脉冲等离子体(DC/RF)沉积背景
本公开的实施例涉及用于使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺将非晶碳层沉积到基板上、包括沉积到在所述基板上的先前形成层上方的方法。相关领域说明由非晶碳形成的碳硬模在半导体器件制造中用作蚀刻模，以在基板表面中或其材料表面层中形成高深宽比开口(例如，高宽比为2:1或更大)。通常，与形成高深宽比开口有关的处理问题(包括堵塞、孔形畸变、图案变形、顶部临界尺寸放大(blowup)、线弯曲和轮廓翘曲)是常规地沉积的碳硬模的不期望的材料性质的结果。例如，与具有较高密度或较高刚度(即，杨氏模量)的硬模材料相比，已知具有较低材料密度和较低材料刚度()中的一者或两者的碳硬模引起高深宽比开口的增加的变形。同样地，与表现出较高蚀刻选择性的硬模相比，在硬模材料与基板材料之间的减小的蚀刻选择性可引起增加的狭缝图案变形和线弯曲。类似的问题可由较高膜应力(压缩或拉伸)引起。此外，随着临界尺寸(CD)缩小和高深宽比开口的大小增加，用于形成高深宽比开口的常规地沉积的碳硬模的厚度也增加。不幸的是，由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理基板的方法，包括：/n将基板定位在设置在工艺腔室的工艺容积中的基板支撑件上；/n使包括碳氢化合物气体和稀释气体的工艺气体流动到所述工艺容积中；/n将所述工艺容积维持在小于约100毫托的压力；/n通过将第一功率施加到所述工艺腔室的第一电极并将第二功率施加到所述工艺腔室的第二电极来形成所述工艺气体的等离子体，其中所述第二功率是脉冲DC功率；/n将所述基板支撑件维持在小于约350℃的温度；/n使所述基板的表面暴露于所述等离子体；以及/n在所述基板的所述表面上沉积非晶碳层。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180503 US 62/666,2051.一种处理基板的方法，包括：
将基板定位在设置在工艺腔室的工艺容积中的基板支撑件上；
使包括碳氢化合物气体和稀释气体的工艺气体流动到所述工艺容积中；
将所述工艺容积维持在小于约100毫托的压力；
通过将第一功率施加到所述工艺腔室的第一电极并将第二功率施加到所述工艺腔室的第二电极来形成所述工艺气体的等离子体，其中所述第二功率是脉冲DC功率；
将所述基板支撑件维持在小于约350℃的温度；
使所述基板的表面暴露于所述等离子体；以及
在所述基板的所述表面上沉积非晶碳层。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述非晶碳层具有大于约1.8g/cm3的密度且具有大于约150GPa的杨氏模量。


3.如权利要求1所述的方法，其中所述非晶碳层具有小于约500MPa的膜应力。


4.如权利要求1所述的方法，其中所述碳氢化合物气体包括CH4、C2H2、C3H8、C4H10、C2H4、C3H6、C4H8、C5H10或它们的组合中的一者，并且其中所述碳氢化合物气体与所述稀释气体的流率比在约1:10到约10:1之间。


5.如权利要求4所述的方法，其中所述温度小于约100℃，并且所述压力小于约20毫托。


6.如权利要求5所述的方法，其中所述稀释气体包括H2，并且其中H2与所述碳氢化合物气体的流率比在约0.5:1到约1:10之间。


7.如权利要求1所述的方法，其中所述第一功率是在约500W到5kW之间的RFAC功率，具有在约350kHz到约100MHz之间的频率，并且其中所述第二功率在约200W到约15kW之间并以约1kHz的频率产生脉冲。


8.如权利要求1所述的方法，其中所述第一电极设置在所述基板支撑件中，并且所述第二电极与所述基...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·文卡塔苏布磊曼聂，杨扬，P·曼纳，K·拉马斯瓦米，T·越泽，A·B·玛里克，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US