半导体器件中的透明非晶碳结构制造技术

技术编号:3190617 阅读:152 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
形成透明非晶碳层。该透明非晶碳层具有低吸收系数以致非晶碳在可见光中是透明的。该透明非晶碳层可以使用于半导体器件中用于不同的目的。该透明非晶碳层可以包括在半导体器件的最终结构中。该透明非晶碳层还可在半导体器件的制造期间的蚀刻处理中用作掩模。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及半导体器件,更具体地说,涉及半导体器件中的掩模结构。
技术介绍
半导体器件(如存储器件)存在于许多计算机和电子产品中来存储数据。典型的半导体器件具有在半导体晶片上形成的不同材料的许多层。在制造期间,上述层经过许多处理。例如,形成图案的处理在层上放置图案。一些形成图案的处理使用掩模将图案从掩模转移到掩模下面的层。一些常规的掩模是由非晶碳组成。但是,一定厚度的非晶碳掩模对于光线具有高吸收性,导致非晶碳掩模不适用于某些处理。
技术实现思路
本专利技术提供具有掩模结构的器件和用于形成掩模结构的技术。掩模结构包括具有低吸收特性的非晶碳层。非晶碳层在电磁辐射的可见光范围内是透明的。附图说明图1A是示出根据本专利技术实施例形成非晶碳层的方法的流程图。图1B是示出根据本专利技术实施例的透明非晶碳层的在示例波长的吸收系数(k)对沉积温度的图形。图1C是示出根据本专利技术实施例的透明非晶碳的在示例温度的吸收系数(k)对波长范围的图形。图1D是示出根据本专利技术实施例的在示例温度和示例厚度的几个透明非晶碳层的穿透百分比对波长范围的图形。图1E是示出根据本专利技术实施例的形成透明非晶碳层的方法的示例淀积速率对温度范围的图形。图2-10示出根据本专利技术实施例在不同处理阶段中器件的截面图。图11-19示出根据本专利技术实施例在不同处理阶段中存储器件的截面图。图20示出根据本专利技术实施例的系统。具体实施例方式以下描述和附图充分阐明了本专利技术的特定实施例以使本领域技术人员能实践本专利技术。其它实施例可结合结构、逻辑、电气、处理和其它变化。在附图中,图中相似的标记描述基本相似的组件。示例仅仅代表可能的变化。某些实施例的部分和特征可以包括在或用于替代其它实施例的那些部分和特征。本专利技术的范围涵盖权利要求书的全部范围和所有可得到的等价物。图1A是示出根据本专利技术实施例形成非晶碳层的方法的流程图。方法100形成具有低吸收系数的非晶碳层,使得非晶碳层在可见光范围内是透明的。可见光范围是具有人眼可见的光(电磁辐射)的电磁光谱范围(光学范围)。可见光范围包括具有约400nm(纳米)到约700nm(纳米)之间波长的任何光。非可见光范围是整个电磁光谱减去可见光范围后的范围。非可见光范围的一些示例包括具有约700nm到一毫米之间波长(红外光)、10nm到400nm之间波长(紫外光)以及.01nm到10nm(X射线)之间波长的电磁辐射。在本说明书中,非晶碳层在可见光范围内是透明的,这意味着非晶碳层具有充分低的吸收系数(k),其中k在633nm波长具有约0.15到约0.001的范围。在一些实施例中,在可见光范围的非晶碳层是在从约200℃到约500℃的温度形成的非晶碳层,使得非晶碳层在633nm波长具有约0.15到约0.001之间的吸收系数(k)。在图1A中方法100的框102,在室中放置晶片。在一些实施例中,该室是化学气相沉积室并且晶片是半导体晶片。在图1A表示的实施例中,该室是等离子体增强化学气相沉积(PECVD)室。在框104,为根据本专利技术形成非晶碳层的处理设置参数。参数包括温度、混合气体、气体流速、功率和压强。室内温度设置成选择的温度。所选择的温度是从约200℃到约500℃的任何温度。在一些实施例中,温度设置在约200℃到300℃以下之间。在其它实施例中,温度设置在约225℃到约375℃之间。在形成非晶碳层的处理中,以某流速将包括丙稀(C3H6)的处理气体引入到室内。在一些实施例中,丙稀的流速设置在约500标准立方厘米每分钟(sccm)到约3000sccm之间。还可以某流速将包括氦的附加气体引入到室内。在一些实施例中,氦的流速设置在约250sccm到约1000sccm之间。而且,实施例存在使用其它烃气的至少一种作为处理气体的情况。其它烃气包括CH4、C2H2、C2H4、C2H6和C3H8。氦也可以与这些烃气的至少一种一起使用。因此,在框104中,将混合气体引入到室内。在本说明书中,混合气体可以仅仅是一种气体或者是至少两种气体的组合。例如,混合气体可以仅仅是丙稀(C3H6)或者是丙稀和氦的组合。作为另一示例,混合气体可以是丙稀、CH4、C2H2、C2H4、C2H6和C3H8以及氦中的至少一种。在方法100中形成非晶碳层的处理期间,室受到射频(RF)功率和压强的控制。在一些实施例中,射频功率设置在约450瓦到约1000瓦之间,以及压强设置在约4托到约6.5托之间。在框106中,在晶片上将非晶碳层形成为沉积层。非晶碳层在可见光范围内是透明的。在一些实施例中,通过方法100形成的非晶碳层在633nm波长具有约0.15到约0.001之间的吸收系数(k)。因为通过方法100形成的非晶碳层在可见光范围内是透明的,所以通过方法100形成的非晶碳层也称作透明非晶碳层。因此,透明非晶碳层是指根据其中温度设置成从约200℃到约500℃的方法100形成的非晶碳层。通过方法100形成的非晶碳层的透明度在某种程度上取决于在处理期间的温度设置。在方法100中,在较低温度形成特定厚度的非晶碳层的透明度比在较高温度形成上述特定厚度的非晶碳层更透明。例如,在方法100中,在200℃形成某厚度的非晶碳层比在500℃形成相同厚度的非晶碳层更透明。通过方法100形成的透明非晶碳层可用于例如存储器件和微处理器的半导体器件中。例如,通过方法100形成的透明非晶碳层可以作为绝缘层或抗反射层包括在半导体器件的结构中。在另一示例中,通过方法100形成的透明非晶碳层还可在半导体器件的制造期间的蚀刻处理中用作掩模。图1B是示出根据本专利技术实施例的透明非晶碳层的在示例波长的吸收系数(k)对沉积温度的图形。在一些实施例中,图1B的图形示出了根据图1A中描述的方法形成的透明非晶碳层的吸收系数。在图1B中,曲线150示出了在633nm波长具有从约0.15到约0.001范围的吸收系数k的透明非晶碳层,其中透明非晶碳层在从约200℃到约500℃的温度形成(或沉积)。在图1B中,曲线150具有示例形状。在一些实施例中,曲线150可具有与图1B示出的形状不同的形状。图1C是示出根据本专利技术实施例的透明非晶碳的在示例温度的吸收系数(k)对波长范围的图形。在一些实施例中,图1C的图形示出根据图1A中描述的方法形成的透明非晶碳层的吸收系数。在图1C中,曲线161示出在375℃的示例温度形成的透明非晶碳的吸收系数(k)对波长范围的曲线。曲线162示出在225℃的示例温度形成的另一透明非晶碳的吸收系数对波长范围的曲线。图1D是示出根据本专利技术实施例的在示例温度和示例厚度的几个透明非晶碳层的穿透百分比对波长范围的图形。在一些实施例中,图1D的图形示出根据图1A中描述的方法形成的透明非晶碳层的示例穿透百分比。在图1D中,曲线171、172和173示出了在不同温度形成的不同厚度的三个不同非晶碳层的穿透百分比对波长范围的曲线。曲线171示出了在225℃的温度形成的3000埃厚度的透明非晶碳层的穿透百分比对波长范围的曲线。曲线172示出了在375℃的温度形成的3000埃厚度的透明非晶碳层的穿透百分比对波长范围的曲线。曲线173示出了在375℃的温度形成的7000埃厚度的透明非晶碳层的穿透百分比对波长范围的曲线。图1D示出当厚度或温度或者二者都减小时穿透增加。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在处理中的器件,所述器件包含:衬底;在所述衬底上形成的器件结构;以及在所述器件结构上形成的掩模结构,所述掩模结构包括非晶碳层,其中所述非晶碳层在可见光范围内是透明的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-9-12 10/661,3791.一种在处理中的器件,所述器件包含衬底;在所述衬底上形成的器件结构;以及在所述器件结构上形成的掩模结构,所述掩模结构包括非晶碳层,其中所述非晶碳层在可见光范围内是透明的。2.如权利要求1所述的器件,其中所述非晶碳层在633纳米波长具有约0.15到约0.001之间的吸收系数。3.如权利要求1所述的器件,其中所述可见光范围包括具有400纳米到700纳米之间波长的电磁辐射。4.如权利要求1所述的器件,其中所述非晶碳层具有大于4000埃的厚度。5.如权利要求4所述的器件,其中所述器件结构具有大于40000埃的厚度。6.如权利要求1所述的器件,其中所述掩模结构还包括在所述非晶碳层上形成的氧氮化硅层。7.如权利要求1所述的器件,其中所述掩模结构还包括光刻胶层。8.如权利要求7所述的器件,其中所述掩模结构还包括抗反射层。9.如权利要求7所述的器件,其中所述光刻胶层包括至少一个开口。10.如权利要求9所述的器件,其中所述非晶碳层包括与所述光刻胶层的至少一个开口连续的至少一个开口。11.如权利要求1所述的器件,其中所述器件结构包括从由传导材料、非传导材料和半传导材料组成的组中的材料选择的层。12.如权利要求11所述的器件,其中所述器件结构还包括非晶碳层,其中所述器件结构的所述非晶碳层在可见光范围内是透明的。13.一种用于器件的掩模结构,所述掩模结构包含非晶碳层,其中所述非晶碳层对于具有400纳米到700纳米之间波长的辐射是透明的。14.如权利要求13所述的掩模结构,其中所述非晶碳层在633纳米波长具有约0.15到约0.001之间的吸收系数。15.如权利要求13所述的掩模结构,其中所述非晶碳层具有至少4000埃的厚度。16.如权利要求13所述的掩模结构,还包含光刻胶层。17.如权利要求16所述的掩模结构,还包含在所述非晶碳层上形成的加盖层。18.如权利要求17所述的掩模结构,其中所述加盖层包括氧氮化硅。19.如权利要求16所述的掩模结构,其中所述光刻胶层包括至少一个开口。20.如权利要求19所述的掩模结构,其中所述非晶碳层包括与所述光刻胶层的至少一个开口连续的至少一个开口。21.一种在处理中的存储器件,所述存储器件包含具有多个掺杂区的衬底;在所述衬底上形成的器件结构,所述器件结构包括多个栅极结构、多个触点,每个所述触点位于两个栅极结构之间并接触一个掺杂区,并且在所述栅极结构和所述触点上形成绝缘层;以及在所述器件结构上形成的掩模结构,所述掩模结构包括非晶碳层,其中所述非晶碳层在可见光范围内是透明的。22.如权利要求21所述的存储器件,其中所述非晶碳层具有至少4000埃的厚度。23.如权利要求22所述的存储器件,其中所述存储器件结构具有至少40000埃的厚度。24.如权利要求21所述的存储器件,其中所述掩模结构还包括在所述非晶碳层上形成的氧氮化硅层。25.如权利要求21所述的存储器件,其中所述掩模结构还包括光刻胶层。26.如权利要求25所述的存储器件,其中所述掩模结构还包括抗反射层。27.如权利要求25所述的存储器件,其中所述光刻胶层包括所述光刻胶层的至少一个开口。28.如权利要求27所述的存储器件,其中所述非晶碳层包括与所述光刻胶层的至少一个开口连续的至少一个开口。29.如权利要求28所述的存储器件,其中所述绝缘层包括与所述非晶碳层的至少一个开口和所述光刻胶层的至少一个开口都连续的至少一个开口。30.如权利要求21所述的存储器件,其中所述器件结构还包括位于所述栅极结构和所述触点之间的阻挡层。31.如权利要求21所述的存储器件,其中所述非晶碳层在633纳米波长具有约0.15到约0.001之间的吸收系数。32.一种系统,包含具有约200℃到约500℃之间温度的室;以及置于所述室中的晶片,所述晶片包括管芯,所述管芯包括衬底、在所述衬底上形成的器件结构和在所述器件结构上形成的掩模结构,所述掩模结构包括非晶碳层,其中所述非晶碳层在可见光范围内是透明的。33.如权利要求32所述的系统,其中所述非晶碳层具有大于4000埃的厚度。34.如权利要求33所述的系统,其中所述器件结构具有大于40000埃的厚度。35.如权利要求34所述的系统,其中所述掩模结构还包括在所述非晶碳层上形成的氧氮化硅层。36.如权利要求32所述的系统,其中所述掩模结构还包括光刻胶层。37.如权利要求36所述的系统,其中所述掩模结构还包括抗反射层。38.如权利要求36所述的系统,其中所述光刻胶层包括至少一个开口。39.如权利要求38所述的系统,其中所述非晶碳层包括与所述光刻胶层的至少一个开口连续的至少一个开口。40.如权利要求32所述的系统,其中所述器件结构包括传导层。41.如权利要求40所述的系统,其中所述器件结构还包括绝缘层。42.如权利要求41所述的系统,其中所述器件结构还包括抗反射层。43.如权利要求42所述的系统,其中所述器件结构还包括非晶碳层。44.如权利要求43所述的系统,其中所述掩模结构还包括光刻胶层。45.如权利要求44所述的系统,其中所述掩模结构还包括抗反射层。46.如权利要求32所述的系统,其中所述至少一个管芯包括用于存储器件的线路。47.如权利要求32所述的系统,其中所述至少一个管芯包括用于处理器的线路。48.如权利要求32所述的系统,其中所述室是等离子体增强气相化学沉积室。49.一种方法,包含在衬底上形成器件结构;以及在所述衬底上形成掩模结构包括形成非晶碳层,其中所述非晶碳层在可见光范围内是透明的。50.如权利要求49所述的方法,其中形成非晶碳层包括形成具有至少4000埃厚度的所述非晶碳层。51.如权利要求50所述的方法,其中形成所述器件结构包括形成具有至少40000埃厚度的所述器件结构。52.如权利要求49所述的方法,其中形成所述掩模结构还包括在所述非晶碳层上形成氧氮化硅层。53.如权利要求52所述的方法,其中所述氧氮化硅层与所述非晶碳层一起在原处沉积。54.如权利要求49所述的方法,其中形成非晶碳层包括对所述非晶碳层形成图案以形成经图案化的非晶碳层。55.如权利要求54所述的方法,其中形成器件结构包括使用所述经图案化的非晶碳层作为掩模对所述器件结构形成图案。56.如权利要求49所述的方法,其中形成掩模结构还包括形成经图案化的光刻胶层。57.如权利要求56所述的方法,其中形成掩模结构还包括使用所述经图案化的光刻胶层作为掩模对所述非晶碳层形成图案。58.如权利要求56所述的方法,其中形成器件结构包括使用所述经图案化的非晶碳层作为掩模对所述器件结构形成图案。59.如权利要求49所述的方法,其中所述非晶碳层在633纳米波长具有约0.15到约0.001之间的吸收系数。60.如权利要求59所述的方法,其中所述非晶碳在约200℃到约500℃的温度范围形成。61.如权利要求49所述的方法,其中所述可见光范围包括具有400纳米到700纳米之间波长...

【专利技术属性】
技术研发人员:Z殷W李
申请(专利权)人:微米技术有限公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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