TW201216331A

Ultra high selectivity doped amorphous carbon strippable hardmask development and integration

Abstract

Embodiments of the present invention generally relate to the fabrication of integrated circuits and particularly to the deposition of a boron containing amorphous carbon layer on a semiconductor substrate. In one embodiment, a method of processing a substrate in a processing chamber is provided. The method comprises providing a substrate in a processing volume, flowing a hydrocarbon containing gas mixture into the processing volume, generating a plasma of the hydrocarbon containing gas mixture by applying power from an RF source, flowing a boron containing gas mixture into the processing volume, and depositing a boron containing amorphous carbon film on the substrate in the presence of the plasma, wherein the boron containing amorphous carbon film contains from about 30 to about 60 atomic percentage of boron.

Term

No projected expiry on record.

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25 claims: 5 independent, 20 dependent

  1. 1
    一種在一製程腔室中處理一基材的方法,該方法包含以下步驟:在RF功率的存在下,使一基材暴露於一含碳氫化合物氣體的流動,以在該基材上沉積一不含硼的非晶碳膜;關閉該RF功率,同時使該含碳氫化合物氣體持續流動;及在RF功率的存在下,使該基材暴露於一含硼氣體的流動與該含碳氫化合物氣體的流動,以在該不含硼的非晶碳膜上沉積一含硼非晶碳膜,其中該含硼非晶碳膜含有原子百分比為約30至60的硼。
  2. 2
    如請求項1的方法,其中該不含硼的非晶碳膜具有約50 至約1000 的一厚度。
  3. 3
    如請求項1的方法,其中該含硼非晶碳膜具有約300 至約5000 的一厚度。
  4. 4
    如請求項1的方法,其中該含硼非晶碳膜含有原子百分比為約20至約50的碳。
  5. 5
    如請求項1的方法,其中該含硼非晶碳膜含有原子百分比為約10至約25的氫。
  6. 6
    如請求項1的方法,其中該含碳氫化合物氣體混合物包含至少一碳氫化合物,該至少一碳氫化合物具有C x H y 的一通式,其中x為在1與4之間且y為在2與10之間。
  7. 7
    如請求項6的方法,其中該含碳氫化合物氣體混合物更包含一惰性與/或載體氣體,該惰性與/或載體氣體選自包含氬、氮與氦的群組。
  8. 8
    如請求項7的方法,其中該含硼氣體混合物包含二硼烷(B 2 H 6 )、三甲基硼烷(TMB或B(CH 3 ) 3 )、三乙基硼烷(TEB)、甲基硼烷、二甲基硼烷、乙基硼烷、二乙基硼烷或上述的組合。
  9. 9
    如請求項8的方法,其中該碳氫化合物選自包含甲烷(CH 4 )、乙烷(C 2 H 6 )、乙烯(C 2 H 4 )、丙烯(C 3 H 6 )、丙炔(C 3 H 4 )、丙烷(C 3 H 8 )、丁烷(C 4 H 10 )、丁烯(C 4 H 8 )及丁烯的異構物、丁二烯(C 4 H 6 )、乙炔(C 2 H 2 )與上述的組合的群組。
  10. 10
    如請求項9的方法,其中該碳氫化合物是乙炔或丙烯,並且該惰性氣體是氦與/或氬。
  11. 11
    如請求項1的方法,其中該基材包含複數個交替的氧化物與氮化物材料、和非晶矽交替的氧化物、和多晶矽交替的氧化物、和摻雜矽交替的未摻雜矽、和摻雜多晶矽交替的未摻雜多晶矽、和摻雜非晶矽交替的未摻雜非晶矽、鋁、鎢、氮化鈦、銅、氧化矽、氮氧化矽、氮化矽與上述的組合。
  12. 12
    如請求項1的方法,該方法更包含以下步驟:蝕刻該含硼非晶碳膜,以形成一圖案化含硼非晶碳膜;及在該基材中形成相應於該圖案化含硼非晶碳膜的特徵定義。
  13. 13
    一種在一製程腔室中處理一基材的方法,該方法包含以下步驟:在一製程腔室中提供一基材;使一含碳氫化合物氣體混合物流動到該製程腔室內;從該含碳氫化合物氣體混合物產生一第一電漿,以在該基材上沉積一不含硼的非晶碳膜,該不含硼的非晶碳膜具有約300 至約5000 的一厚度;藉由關閉該第一電漿來穩定化該製程腔室內的一處理條件,同時使該含碳氫化合物氣體混合物持續流動到該製程腔室內;使一含硼氣體混合物流動到該製程腔室內;及從該含碳氫化合物氣體混合物與該含硼氣體混合物產生一第二電漿,以在該不含硼的非晶碳膜上沉積一含硼非晶碳膜,該含硼非晶碳膜具有約300 至約5000 的一厚度。
  14. 14
    如請求項13的方法,其中該含硼非晶碳膜含有原子百分比為約10至約60的硼。
  15. 15
    如請求項13的方法,該方法更包含以下步驟:使用一含有過氧化氫與硫酸的溶液來移除該含硼非晶碳膜;及使用一含氫電漿、一含氧電漿或它們的組合來移除該不含硼的非晶碳膜。
  16. 16
    如請求項13的方法,其中該含硼非晶碳膜含有原子百分比為約20至約50的碳。
  17. 17
    如請求項13的方法,其中該含硼非晶碳膜含有原子百分比為約10至約25的氫。
  18. 18
    一種含硼非晶碳膜,含有原子百分比為約10至60的硼、原子百分比為約20至約50的碳、與原子百分比為約10至約30的氫。
  19. 19
    如請求項18的含硼膜,含有原子百分比為約40至45的硼、原子百分比為約30至約35的碳、與原子百分比為約20至約30的氫。
  20. 20
    如請求項19的含硼膜,含有原子百分比為約40至45的碳、原子百分比為約30至約35的硼、與原子百分比為約20至約30的氫。
  21. 21
    一種半導體元件,包含:一不含硼的非晶碳膜,該不含硼的非晶碳膜沉積在一基材上方,該不含硼的非晶碳膜具有約50 至約5000 的一厚度;一含硼非晶碳膜,該含硼非晶碳膜沉積在該不含硼的非晶碳膜上,其中該含硼非晶碳膜具有約300 至約5000 的一厚度且含有原子百分比為約10至60的硼;一抗反射塗覆膜,該抗反射塗覆膜沉積在該含硼非晶碳膜上;及一光阻劑膜,該光阻劑膜沉積在該抗反射塗覆膜上。
  22. 22
    一種在一製程腔室中處理一基材的方法,該方法包含以下步驟:在RF功率的存在下,使一基材暴露於一氣體混合物的流動,以在該基材上方沉積一含硼非晶碳膜,該氣體混合物包含一含碳氫化合物氣體與一含硼氣體;蝕刻該含硼非晶碳膜,以形成一圖案化含硼非晶碳膜,其中該含硼非晶碳膜含有原子百分比為約35至約60的硼且具有約300 至約5000 的一厚度;及在該基材中形成相應於該圖案化含硼非晶碳膜的特徵定義。
  23. 23
    如請求項22的方法,其中該含硼非晶碳膜含有原子百分比為約20至約50的碳。
  24. 24
    如請求項23的方法,其中該含硼非晶碳膜含有原子百分比為約10至約25的氫。
  25. 25
    如請求項22的方法,其中該包含複數個交替的氧化物與氮化物材料、和非晶矽交替的氧化物、和多晶矽交替的氧化物、和摻雜矽交替的未摻雜矽、和摻雜多晶矽交替的未摻雜多晶矽、和摻雜非晶矽交替的未摻雜非晶矽、鋁、鎢、氮化鈦、銅、氧化矽、氮氧化矽、氮化矽、與上述的組合。
Independent claims25