用于产生用于硬掩模和其他图案化应用的高密度、氮掺杂碳膜的方法技术

本公开内容的实施例总的来说涉及制造集成电路。更特定地，本文描述的实施例提供了用于沉积用于图案化应用的氮掺杂的类金刚石碳膜的技术。在一个或多个实施例中，一种用于处理基板的方法包括：使含有烃化合物和氮掺杂剂化合物的沉积气体流入在静电卡盘上定位有基板的工艺腔室的处理体积中；和通过将第一RF偏压施加到静电卡盘来在基板处或上方产生等离子体，以在基板上沉积氮掺杂的类金刚石碳膜。氮掺杂的类金刚石碳膜具有大于1.5g/cc的密度和约

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生用于硬掩模和其他图案化应用的高密度、氮掺杂碳膜的方法


[0001]本公开内容的实施例总的来说涉及制造集成电路。更特定地，本文描述和论述的实施例提供了用于沉积用于图案化应用的高密度膜的技术

技术介绍

[0002]集成电路已演化至复杂器件中，所述复杂器件可包括在单个芯片上的数百万晶体管、电容器、和电阻器。芯片设计的演化持续要求更快的电路系统以及更大的电路密度。对具有更大电路密度的更快电路的需求对用于制造此种集成电路的材料提出对应需求。特定而言，由于集成电路部件的尺寸减小到亚微米规模，现在必须使用低电阻率导电材料以及低介电常数绝缘材料来从此种部件获得适宜的电性能。
[0003]对较大集成电路密度的需求也对在制造集成电路部件时使用的工艺序列提出需求。例如，在使用常规光刻技术的工艺序列中，在基板上设置的材料层堆叠之上形成能量敏感抗蚀剂层。将能量敏感抗蚀剂层暴露于图案的图像以形成光刻胶掩模。其后，使用蚀刻工艺将掩模图案转移到堆叠的材料层中的一个或多个。在蚀刻工艺中使用的化学蚀刻剂经选择为与能量敏感抗蚀剂的掩模相比对堆叠的材料层具有较大蚀刻选择性。即，化学蚀刻剂以远快于能量敏感抗蚀剂的速率蚀刻材料堆叠的一层或多层。对抗蚀剂之上的堆叠的一个或多个材料层的蚀刻选择性防止了在完成图案转移之前消耗能量敏感抗蚀剂。
[0004]随着图案尺寸减小，能量敏感抗蚀剂的厚度对应地减小，以便控制图案分辨率。归因于由化学蚀刻剂的侵蚀，此种薄抗蚀剂层可能不足以在图案转移步骤期间遮蔽下层材料层。由于对化学蚀刻剂的较大的抗性，称为硬掩模的中间层(例如，氮氧化硅、碳化硅或碳膜)经常在能量敏感抗蚀剂层与下层材料层之间使用以促进图案转移。具有高蚀刻选择性和高沉积速率这两者的硬掩模材料为期望的。由于临界尺寸(CD)减小，目前的硬掩模材料相对于下层材料(例如，氧化物和氮化物)缺乏期望的蚀刻选择性并且经常难以沉积。
[0005]由此，在本领域中需要改进的硬掩模层和用于沉积改进的硬掩模层的方法。

技术实现思路

[0006]本公开内容的实施例总的来说涉及制造集成电路。更特定地，本文描述和论述的实施例提供了用于沉积用于图案化应用的高密度膜(诸如氮掺杂的类金刚石碳膜)的技术。在一个或多个实施例中，一种处理基板的方法包括：使含有烃化合物和氮掺杂剂化合物的沉积气体流入在静电卡盘上定位有基板的工艺腔室的处理体积中；和通过将第一RF偏压施加到静电卡盘来在基板处或上方产生等离子体，以在基板上沉积氮掺杂的类金刚石碳膜。氮掺杂的类金刚石碳膜具有大于1.5g/cc的密度和约
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20MPa至小于
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600MPa的压缩应力。在一些示例中，氮掺杂的类金刚石碳膜具有大于1.5g/cc至约2.1g/cc的密度和约
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200MPa至小于
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600MPa的压缩应力。
[0007]在一些实施例中，一种处理基板的方法包括：使含有烃化合物和氮掺杂剂化合物
的沉积气体流入在静电卡盘上定位有基板的工艺腔室的处理体积中，其中静电卡盘具有卡紧电极和与卡紧电极分离的RF电极，并且将处理体积维持在约0.5毫托(mTorr)至约10托(Torr)的压力下。方法进一步包括通过将第一RF偏压施加到RF电极和将第二RF偏压施加到卡紧电极，在基板上方产生等离子体，以在基板上沉积氮掺杂的类金刚石碳膜。氮掺杂的类金刚石碳膜含有约0.1原子百分比至约20原子百分比的氮和约50原子百分比至约90原子百分比的sp3杂化的碳原子，并且具有大于1.5g/cc的密度和约
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20MPa至小于
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600MPa的压缩应力。
[0008]在其他实施例中，一种处理基板的方法包括：使含有烃化合物和氮掺杂剂化合物的沉积气体流入在静电卡盘上处定位有基板的工艺腔室的处理体积中，其中静电卡盘具有卡紧电极和与卡紧电极分离的RF电极，并且将处理体积维持在约0.5毫托至约10托的压力下。方法还包括通过将第一RF偏压施加到RF电极并且将第二RF偏压施加到卡紧电极，来在基板上方产生等离子体，以在基板上沉积氮掺杂的类金刚石碳膜。氮掺杂的类金刚石碳膜含有约0.1原子百分比至约20原子百分比的氮，并且具有大于1.5g/cc的密度和约
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20MPa至小于
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600MPa的应力。方法进一步包括：在氮掺杂的类金刚石碳膜之上形成图案化的光刻胶层；以与图案化的光刻胶层相对应的图案蚀刻氮掺杂的类金刚石碳膜；和将图案蚀刻到基板中。
[0009]在一个或多个实施例中，提供一种用作极紫外(extreme ultraviolet；“EUV”)平版印刷工艺的下层的氮掺杂的类金刚石碳膜，并且所述氮掺杂的类金刚石膜含有约0.1原子百分比至约20原子百分比的氮和约50原子百分比至约90原子百分比或约60原子百分比至约70原子百分比的sp3杂化的碳原子。氮掺杂的类金刚石碳膜具有大于1.5g/cc至约2.1g/cc、约1.55g/cc至小于2g/cc、或约1.6g/cc至约1.8g/cc的密度以及约
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20MPa至小于
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600MPa、约
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200MPa a至约
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500MPa或约
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250MPa至约
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400MPa的压缩应力。
附图说明
[0010]为了能够详细理解本公开内容的上述特征所用方式，可参考实施方式进行对上文简要概述的本公开内容的更特定描述，一些实施方式在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出本公开内容的常见实施方式，并且由此不被认为限制其范围，因为本公开内容可允许其他等同有效的实施方式。
[0011]图1A描绘了可以用于实践根据本文描述和论述的一个或多个实施例的工艺的沉积系统的示意性横截面图。
[0012]图1B描绘了可以用于实践根据本文描述和论述的一个或多个实施例的工艺的另一沉积系统的示意性横截面图。
[0013]图2描绘了根据本文描述和论述的一个或多个实施例的可以在图1A至图1B的设备中使用的静电卡盘的示意性横截面图。
[0014]图3描绘了根据本文描述和论述的一个或多个实施例的用于在基板上设置的膜堆叠上形成氮掺杂的类金刚石碳膜的方法的流程图。
[0015]图4A至图4B描绘了根据本文描述和论述的一个或多个实施例的用于在基板上形成的膜堆叠上形成氮掺杂的类金刚石碳膜的序列。
[0016]图5描绘了根据本文描述和论述的一个或多个实施例的使用氮掺杂的类金刚石碳
膜的方法的流程图。
[0017]为了便于理解，相同的参考标号在可能的情况下已经用于指定附图中共有的相同元件。预期到，一个实施例的元件和特征可有利地并入其他实施例中，而无需进一步叙述。
具体实施方式
[0018]本文提供的实施例涉及氮掺杂的类金刚石碳膜和用于在基板上沉积或以其他方式形成氮掺杂的类金刚石碳膜的方法。某些细节在以下描述和图1A至图5中阐述以提供对本公开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种处理基板的方法，包含：使包含烃化合物和氮掺杂剂化合物的沉积气体流入在静电卡盘上定位有基板的工艺腔室的处理体积中；以及通过将第一RF偏压施加到所述静电卡盘，在所述基板上方产生等离子体，以在所述基板上沉积氮掺杂的类金刚石碳膜，其中所述氮掺杂的类金刚石碳膜具有大于1.5g/cc的密度和约
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20MPa至小于
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600MPa的压缩应力。2.如权利要求1所述的方法，其中所述氮掺杂的类金刚石碳膜具有约
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250MPa至约
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400MPa的压缩应力。3.如权利要求1所述的方法，其中所述氮掺杂的类金刚石碳膜具有大于60GPa至约200GPa的弹性模数。4.如权利要求1所述的方法，其中所述氮掺杂的类金刚石碳膜具有约1.55g/cc至小于2g/cc的密度。5.如权利要求1所述的方法，其中所述氮掺杂剂化合物包含分子氮(N2)、原子氮、氨、肼、甲基肼、二甲基肼、三级丁基肼、苯肼、偶氮异丁烷、乙嗪酯、吡啶、其衍生物、其加和物、或其任何组合。6.如权利要求5所述的方法，其中所述氮掺杂剂化合物包含分子氮。7.如权利要求1所述的方法，其中所述氮掺杂剂化合物以约10sccm至约1000sccm的速率流入所述处理体积中。8.如权利要求1所述的方法，其中当产生所述等离子体并且在所述基板上沉积所述氮掺杂的类金刚石碳膜时，将所述处理体积维持在约0.5毫托至约10托的压力下。9.如权利要求8所述的方法，其中将所述处理体积维持在约5毫托至约100毫托的压力下，并且其中将所述基板维持在约0℃至约50℃的温度下。10.如权利要求1所述的方法，其中所述氮掺杂的类金刚石碳膜包含约1原子百分比至约15原子百分比的氮。11.如权利要求1所述的方法，其中所述氮掺杂的类金刚石碳膜包含约50原子百分比至约90原子百分比的sp3杂化的碳原子。12.如权利要求1所述的方法，其中所述烃化合物包含乙炔、丙烯、甲烷、丁烯、1,3
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二甲基金刚烷、二环[2.2.1]庚
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2,5
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二烯、金刚烷、降冰片烯、或其任何组合。13.如权利要求1所述的方法，其中所述沉积气体进一步包含氦、氩、氙、氖、氢(H2)、或其任何组合。14.如权利要求1所述的方法，其中在所述基板处产生所述等离子体包含：将第二RF偏压施加到所述静电卡盘。15.如权利要求14所述的方法，其中所述静电卡盘具有卡紧电极和与所述卡紧...

【专利技术属性】
技术研发人员：许瑞元，P，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：