專利名稱：用于各種刻蝕和光刻集成方案的無定型碳的使用技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例涉及集成電路的制造。更具體而言，本發(fā)明的實施例涉及圖案化和刻蝕半導(dǎo)體襯底中的特征的方法。
背景技術(shù)：
自從在幾十年前第一次引入集成電路以來，這樣的集成電路幾何的尺寸已經(jīng)極大地減小了。從那以后，集成電路一般遵循兩年/尺寸減半規(guī)則(通常稱為摩爾定律)，這意味著芯片上的器件的數(shù)量每兩年翻一番?，F(xiàn)在的制造設(shè)備常規(guī)上制造具有0.13μm甚至0.1μm特征尺寸的器件，并且下一代的設(shè)備將制造具有甚至更小特征尺寸的器件。
器件幾何的持續(xù)減小已經(jīng)產(chǎn)生了對于形成在半導(dǎo)體襯底上以納米尺度距離間隔開的納米尺度特征的方法的需要。因為當(dāng)前的光刻工藝即將達(dá)到光學(xué)分辨率的極限，一種已經(jīng)開發(fā)來減小襯底上的特征或器件之間的距離的方法包括用于將圖案轉(zhuǎn)移到襯底中的硬掩模層的兩次圖案化。在兩次圖案化方法中，硬掩模層被沉積在將被刻蝕的襯底層上。硬掩模層通過沉積在硬掩模層上的光刻膠被圖案化。然后去除光刻膠，利用沉積在硬掩模層上的第二光刻膠將第二圖案引入到硬掩模層中。
雖然目前的兩次圖案化方法可以用來減小襯底上的特征之間的距離，但是仍然存在對于可以用作用于兩次圖案化方法的硬掩模的材料的需要。具體來說，存在對于充當(dāng)抗反射涂層的兩次圖案化硬掩模層的需要，其中所述抗反射涂層使可能在光刻過程中損害分辨率的反射最小化。圖1(現(xiàn)有技術(shù))示出了具有以低分辨率圖案化的特征12、14的襯底10的示例。還存在對于如下兩次圖案化硬掩模層的需要，該兩次圖案化硬掩模層具有對于將被刻蝕的下方襯底的良好刻蝕選擇性，并且在襯底被刻蝕之后可容易去除。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供一種刻蝕襯底的方法，包括在所述襯底上沉積無定型碳層；在所述無定型碳層中定義第一圖案；在所述無定型碳層上沉積一層光刻膠；圖案化所述光刻膠；將所述光刻膠中的所述圖案轉(zhuǎn)移穿過所述無定型碳層，以在所述無定型碳層中形成第二圖案；以及將所述無定型碳層中的所述第一和第二圖案轉(zhuǎn)移穿過所述襯底。
在一個方面中，一種刻蝕襯底的方法包括在所述襯底上沉積無定型碳層；在所述無定型碳層上沉積非碳基層；在所述無定型碳層上沉積一層光刻膠；圖案化所述光刻膠；將所述光刻膠中的所述圖案轉(zhuǎn)移穿過所述非碳基層和所述無定型碳層，以在所述無定型碳層中形成第二圖案；以及將所述無定型碳層中的所述第一和第二圖案轉(zhuǎn)移穿過所述襯底。
在另一個方面中，一種刻蝕襯底的方法包括在所述襯底上沉積無定型碳層；在所述無定型碳層上沉積第一非碳基層；在所述非碳基層和所述無定型碳層中定義第一圖案；在所述無定型碳層上沉積第二非碳基層；在所述第二非碳基層上沉積一層光刻膠；圖案化所述光刻膠；將所述光刻膠中的所述圖案轉(zhuǎn)移穿過所述第二非碳基層和所述無定型碳層，以在所述無定型碳層中形成第二圖案；以及將所述無定型碳層中的所述第一和第二圖案轉(zhuǎn)移穿過所述襯底。


作為可以詳細(xì)理解本發(fā)明的上述特征的方式，可以參考實施例對在上面簡要說明的本發(fā)明進(jìn)行更具體描述，其中的一些實施例圖示于附圖中。但是，應(yīng)該注意，附圖僅僅圖示了本發(fā)明的典型實施例，因此不應(yīng)認(rèn)為是限制其范圍，因為本發(fā)明可以允許其他等效實施例。
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)處理的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖2A-2F是根據(jù)本發(fā)明的實施例處理的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖3A-3F是根據(jù)本發(fā)明的實施例處理的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖4A-4D是根據(jù)本發(fā)明的實施例處理的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例提供一種刻蝕襯底以形成非常小的諸如線或互連孔之類的特征(例如，多條非常緊密間隔(例如相隔70-75nm)的70-75nm線)的方法。無定型碳層被用作用于刻蝕襯底以形成非常小且緊密間隔的特征的硬掩模層。在深紫外(DUV)波長(例如小于約250nm)下無定型碳層是抗反射涂層。無定型碳層具有對于氧化物約10∶1和對于多晶硅的約6∶1的刻蝕選擇性。在無定型碳層被作為硬掩模使用之后，可以使用等離子體灰化容易地去除該無定型碳層。
現(xiàn)在將參照圖2A-2F描述本發(fā)明的一個實施例。無定型碳層104被沉積在襯底102上，如圖2A所示。襯底102可以是或可以包括選自由硅、多晶硅、氧化物、氮化物、鎢、硅化鎢、鋁、氧碳化硅及其組合組成的組的材料。襯底102可以上覆于底層100。底層100可以是在襯底102的刻蝕過程中的用于襯底102的刻蝕停止層?？蛇x地，在無定型碳層104沉積在襯底上之前，可以在襯底102上沉積抗反射涂層層，該抗反射涂層層選自由無定型硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化硅、摻雜氧化硅、氧碳化硅、碳化物、碳化硅、鈦和氮化鈦組成的組。選擇抗反射涂層層材料，使得抗反射涂層層和襯底之間具有良好的刻蝕選擇性。
無定型碳層104可以通過各種方法來沉積，諸如化學(xué)氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、高密度等離子體化學(xué)氣相沉積、或其組合。無定型碳層可以包括碳和氫，或者碳、氫和摻雜劑，摻雜劑包括諸如氮、硼、氟、磷或者它們的混合、以及其它。
在一個實施例中，無定型碳層由烴化合物和諸如氬、氦、氙、氪、氖或其組合的惰性氣體的氣體混合物形成。優(yōu)選地，碳源是氣態(tài)烴，諸如線性烴。在一個實施例中，烴化合物具有通式CxHy，其中，x的范圍為2～4，y的范圍為2～10。例如，丙烯(C3H6)、丙炔(C3H4)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)、丁二烯(C4H6)或者乙炔以及它們的組合可以被用作烴化合物。類似地，諸如氫氣(H2)、氮氣(N2)、氨氣(NH3)或其組合等的各種氣體可以被添加到氣體混合物，如果需要的話，Ar、He和N2可以被用于控制無定型碳層的密度和沉積速率。如下所討論的，H2和/或NH3的添加可以被用于控制無定型碳層的氫比率。
一般來說，下面的沉積工藝參數(shù)可以被用于形成無定型碳層。工藝參數(shù)范圍為約100℃～約700℃的晶片溫度，約1托(Torr)～約20托的室壓強(qiáng)、約50sccm～約500sccm(每8英寸晶片)的烴氣體流率、約1W/in2～約100W/in2(諸如約3W/in2～約20W/in2)的RF功率、以及約300密耳～約600密耳的板間距。優(yōu)選地，無定型碳層被沉積到約400埃～約10000埃(諸如約500埃)的厚度。上述的工藝參數(shù)提供了范圍約100埃/分～約5000埃/分的典型無定型碳層沉積速率，并且可以在可從加利福尼亞Santa Clara的應(yīng)用材料公司得到的沉積室中在200mm的襯底上實現(xiàn)?？墒褂玫某练e室的實例是可從應(yīng)用材料公司得到的Producer系統(tǒng)中的APFTM室。
其它的沉積室也落入了本發(fā)明的范圍，并且上面列出的參數(shù)可以根據(jù)用于形成無定型碳層的特定沉積室變化。例如，其它的沉積室可以具有更大或更小的體積，需要比針對可從應(yīng)用材料公司得到的沉積室所述的更大或更小的氣體流率。
所沉積的無定型碳層具有可調(diào)節(jié)的碳∶氫比率，該碳∶氫比率的范圍為從約10％的氫到約60％的氫?？刂茻o定型碳層的氫比率對于調(diào)節(jié)其光學(xué)性能以及其刻蝕選擇性是理想的。具體地，隨著氫比率減小，所沉積的層的光學(xué)性能，諸如吸收系數(shù)(k)增大。類似地，隨著氫比率減小，取決于所使用的刻蝕化學(xué)劑，無定型碳層的耐刻蝕性可能增加。
無定型碳層的光吸收系數(shù)(k)可以在低于約250nm的波長下在約0.1到約1.0之間變化，使其適于用作DUV波長下的抗反射涂層(ARC)。無定型碳層的吸收系數(shù)可以作為沉積溫度的函數(shù)而變化。具體來說，隨著溫度增高，所沉積的層的吸收系數(shù)同樣也增大。例如，當(dāng)丙烯作為用于沉積無定型碳層的烴化合物時，通過將沉積溫度從約150℃增高到約480℃，所沉積的無定型碳層的k值可以從約0.2增大到約0.7。優(yōu)選地，無定型碳層吸收少于約50％的波長約450nm到約700nm的光，因為半導(dǎo)體襯底一般利用對齊標(biāo)志對齊并且使用約450nm和約700nm之間的波長檢驗。
無定型碳層的吸收系數(shù)還可以作為在氣體混合物中所使用的添加劑的函數(shù)變化。具體來說，在氣體混合物中H2、NH3、N2或其組合物的存在下可以將k值增大約10％到約100％。
在另一個實施例中，無定型碳層通過高密度等離子體化學(xué)氣相沉積方法(HDP-CVD)由包含烴化合物的氣體混合物來沉積。優(yōu)選的烴氣體是甲烷(CH4)。但是，可以使用其它的烴氣體(諸如C2H6和C2H2)，以及多種烴氣體的混合物(例如乙炔和甲烷的混合物)。可以使用選自烯烴族、烷烴族和炔烴族的氣態(tài)烴和液態(tài)烴。這些烴的實例包括CH4、C2H2、C2H4、C2H6和C2H8。
烴氣體連同諸如氬的載氣被引入到HDP-CVD室中。可以使用的HDP-CVD室的示例是可從應(yīng)用材料公司得到的Centura系統(tǒng)上的UltimaHDP-CVD室。HDP-CVD室的示例在美國專利No.6,423,384中有進(jìn)一步描述，該美國專利通過引用被包含在本文中。優(yōu)選地，烴氣體通過第一組氣體噴嘴以約10sccm到約500sccm的流率引入到室中，載氣通過第二組氣體噴嘴以約5sccm到約300sccm的流率引入到室中。在一個優(yōu)選實施例中，烴氣體以約125sccm的流率引入到室中，氬氣以約27sccm的流率引入到室中。烴氣體的流率與載氣的流率的優(yōu)選比值為約2∶1到約5∶1之間。雖然烴氣體和載氣優(yōu)選通過獨立的氣體噴嘴引入室中，但是烴氣體和載氣可以在它們被引入室中之前被預(yù)混合。
優(yōu)選地，在處理期間的室壓強(qiáng)被保持在約10mTorr到100mTorr之間，諸如保持在約20mTorr。施加到室以產(chǎn)生和維持處理氣體(包括烴氣體和載氣兩者)的等離子體的源等離子體功率優(yōu)選為對于200mm襯底，約2MHz下以及小于2000W(諸如約1000W)的RF功率。所施加的功率根據(jù)被處理的襯底的尺寸而被調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，襯底在沉積工藝期間被維持在約300℃到約430℃之間，并且襯底的背面通過靜電卡盤中的通道中氦氣冷卻。優(yōu)選地，在沉積工藝期間，不激活襯底偏壓功率。在沉積工藝之后，襯底可以在不破壞真空的情況下被轉(zhuǎn)移到退火室，可以在退火室中在真空或者在惰性氣氛中、在約300℃到約430℃之間的溫度下、持續(xù)約30分鐘到約90分鐘，來進(jìn)行可選退火步驟。在一個實施例中，經(jīng)沉積的襯底在氮氣氛中退火約30分鐘。
在襯底102上沉積無定型碳層104之后，無定型碳層104被圖案化，以在其中包含特征108，如圖2C所示。無定型碳層104可以通過在無定型碳層104上沉積和圖案化光刻膠106來圖案化，如圖2B所示。在光刻膠106中圖案化的特征107被轉(zhuǎn)移到無定型碳層104中，以在無定型碳層104中創(chuàng)建特征108，并且光刻膠106被去除，如圖2C所示。然后將光刻膠110沉積在無定型碳層上，并且將光刻膠110圖案化以包括特征112，如圖2D所示。在光刻膠110中圖案化的特征112被轉(zhuǎn)移到無定型碳層104，以在無定型碳層104中創(chuàng)建特征114，并且光刻膠110被去除，如圖2E所示。無定型碳層104可以通過使用氧、氫和諸如NF3、SF6、CF4的含氟氣體或其混合物的等離子體來刻蝕該層而被刻蝕?？蛇x地，等離子體還可以包括HBr、N2、He、Ar或者其組合。然后使用無定型碳層作為掩模，將在無定型碳層中所圖案化的特征108和114轉(zhuǎn)移穿過襯底，以在襯底中形成特征116，如圖2F所示。襯底可以通過將襯底暴露于適于襯底的組成的刻蝕劑來被圖案化。在襯底被刻蝕之后，無定型碳層可以利用包含臭氧、氧、氨、氫或其組合的等離子體從襯底去除。
在本文所描述的實施例中任何一個中，光刻膠可以使用常規(guī)技術(shù)來沉積、圖案化和去除。例如，具有約2000埃到約6000埃之間的厚度的光刻膠層可以被沉積在襯底上。可以使用對于波長小于約450nm的UV輻射敏感的光刻膠或者對于波長為諸如248nm或193nm的輻射敏感的深紫外輻射抗蝕劑。光刻膠可以通過將光刻膠經(jīng)過圖案化的掩模暴露于適當(dāng)波長的輻射來圖案化。光刻膠可以通過等離子體灰化工藝去除。
在另一個實施例中，諸如非碳基電介質(zhì)層的非碳基層被沉積在上述的無定型碳層上，作為覆蓋層。如在此所定義的，非碳基層包括小于約50at％的碳?？梢允褂玫姆翘蓟牧系氖纠o定型硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化硅、摻雜氧化硅、氧碳化硅、碳化物、碳化硅、鈦和氮化鈦。非碳基層可以在諸如去除光刻膠的處理步驟中保護(hù)無定型碳層。非碳基層也可以充當(dāng)抗反射涂層。選擇非碳基層，使得在非碳基層和無定型碳層下方的襯底之間存在良好的刻蝕選擇性。優(yōu)選地，非碳基層具有約50埃到約500埃之間的厚度。優(yōu)選地，非碳基層具有至少約200埃的厚度。
在無定型碳層上包括非碳基層作為覆蓋層的實施例將參考圖3A-3F來描述。上面參考圖2A-2F所描述的方法可以被用于執(zhí)行參考圖3A-3F和圖4A-4D所描述的實施例中的相應(yīng)步驟。
無定型碳層204被沉積在襯底202上，如圖3A所示。襯底202可以上覆于底層200。底層200可以是在襯底202的刻蝕過程中的用于襯底202的刻蝕停止層。非碳基層205沉積在無定型碳層204上。非碳基層205可以通過常規(guī)的方法來沉積，諸如化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積或者旋涂工藝。無定型碳層204和非碳基層205可以通過在非碳基層205上沉積和圖案化光刻膠206來圖案化，如圖3B所示。在光刻膠206中圖案化的特征207被轉(zhuǎn)移到無定型碳層204和非碳基層205中，以在無定型碳層204和非碳基層205中創(chuàng)建特征208，并且光刻膠206被去除，如圖3C所示。然后將光刻膠210沉積在無定型碳層上，并且將光刻膠210圖案化以包括特征212，如圖3D所示。在光刻膠210中圖案化的特征212被轉(zhuǎn)移到無定型碳層204和非碳基層205，以在無定型碳層204和非碳基層205中創(chuàng)建特征214，并且光刻膠210被去除，如圖3E所示。然后使用無定型碳層作為掩模，將在無定型碳層中所圖案化的特征208和214轉(zhuǎn)移穿過襯底，以在襯底中形成特征216，如圖3F所示。在特征被轉(zhuǎn)移穿過襯底的同時或者在去除無定型碳層過程中，可以去除非碳基層。無定型碳層可以利用包含臭氧、氧、氨、氫或其組合的等離子體從襯底去除。
雖然在圖3A-3F的實施例中的非碳基層205被圖示和描述為在特征208形成在無定型碳層204中之后保留在襯底上，但是在其它實施例中，在特征208被形成在無定型碳層中之后(諸如在去除光刻膠206的過程中)，可以去除非碳基層205的一部分或者全部。在一個實施例中，第二非碳基層被沉積在襯底上。第二非碳基層可以直接沉積在襯底上、沉積在第一非碳基層上、或者沉積在第一非碳基層的保留部分上。第二非碳基層可以包括無定型硅、氮化硅、氧化硅、摻雜氧化硅、氧碳化硅、碳化物、碳化硅、鈦和氮化鈦。第二非碳基層可以具有與第一非碳基層相同或者不同的組成。
圖4A-4D示出了其中在處理過程中第一非碳基層205的全部被去除的實施例。圖4A對應(yīng)于圖3C，不同之處為第一非碳基層205已經(jīng)被去除。然后，第二非碳基層220被沉積在無定型碳層204和暴露的襯底202上，并且光刻膠222被沉積在第二非碳基層220上，如圖4B所示。光刻膠222被圖案化以包括特征224，如圖4C所示。在光刻膠206中圖案化的特征224被轉(zhuǎn)移到無定型碳層204和非碳基層220，以在無定型碳層204和非碳基層220中創(chuàng)建特征208，并且光刻膠222被去除，如圖4所示。圖4D基本上對應(yīng)于圖3E。然后刻蝕襯底202，如圖3F所示。
在圖2A-2F和3A-3F所示的實施例中，相同或基本相同的特征被形成在被圖案化兩次并且用作圖案化襯底的硬掩模的無定型碳層中。優(yōu)選地，第一掩模被用于在無定型碳層中形成第一圖案，第二掩模被用于在無定型碳層中形成第二圖案。
示例在Producer系統(tǒng)中將550埃的無定型碳APFTM層沉積在硅襯底上。在Producer系統(tǒng)中將250埃的非碳基層、氧氮化硅電介質(zhì)抗反射涂層(DARC)沉積在無定型碳APFTM層上。無定型碳APFTM層和DARC層具有對于248nm電磁輻射小于0.5％的反射率。DARC被涂覆以2000埃的TOK N850負(fù)型光刻膠。光刻膠在90℃下預(yù)烘60秒。光刻膠用CanonFPA-5000ES2曝光工具在0.68的NA和0.3的σ下曝光。將光刻膠在110℃下曝光后烘90秒，然后用0.26N的氫氧化四甲基銨(TMAH)在23℃下顯影60秒。側(cè)壁鉻交替孔隙掩模被用于該曝光。在可從應(yīng)用材料公司得到的DPS II室中將在光刻膠中定義的圖案轉(zhuǎn)移穿過無定型碳層。另一層光刻膠被沉積在襯底上，并且如上所述進(jìn)行圖案化。在DPS II室中將在光刻膠中的圖案轉(zhuǎn)移穿過無定型碳層。然后，在DPS II室中將無定型碳層中的圖案轉(zhuǎn)移穿過襯底。圖案化的襯底具有間隔75nm距離的75nm的互連。
雖然上面所述的涉及本發(fā)明的實施例，但是可以設(shè)計本發(fā)明的其它和更多的實施例，而不偏離本發(fā)明的基本范圍，本發(fā)明的基本范圍有所附權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種刻蝕襯底的方法，包括在所述襯底上沉積無定型碳層；在所述無定型碳層中定義第一圖案；在所述無定型碳層上沉積一層光刻膠；圖案化所述光刻膠；將所述光刻膠中的所述圖案轉(zhuǎn)移穿過所述無定型碳層，以在所述無定型碳層中形成第二圖案；然后將所述無定型碳層中的所述第一和第二圖案轉(zhuǎn)移穿過所述襯底。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述無定型碳層通過由包含一種或多種具有通式CxHy的烴的氣體混合物氣相沉積來沉積，其中x的范圍為2到4，y的范圍為2到10。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述襯底包括選自由硅、多晶硅、氧化物、氮化物、鎢、硅化鎢、鋁、氧碳化硅及其組合組成的組的材料。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在沉積所述無定型碳層之前，在所述襯底上沉積抗反射涂層層，所述抗反射涂層層選自由無定型硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化硅、摻雜氧化硅、氧碳化硅、碳化物、碳化硅、鈦和氮化鈦組成的組。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述無定型碳層在約1W/in2到約100W/in2之間的功率下沉積。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述無定型碳層中的所述第一和第二圖案被轉(zhuǎn)移穿過所述襯底之后，從所述襯底去除所述無定型碳層。
7.一種刻蝕襯底的方法，包括在所述襯底上沉積無定型碳層；在所述無定型碳層上沉積非碳基層；在所述非碳基層和所述無定型碳層中定義第一圖案；在所述無定型碳層上沉積一層光刻膠；
圖案化所述光刻膠；將所述光刻膠中的所述圖案轉(zhuǎn)移穿過所述非碳基層和所述無定型碳層，以在所述無定型碳層中形成第二圖案；以及將所述無定型碳層中的所述第一和第二圖案轉(zhuǎn)移穿過所述襯底。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述無定型碳層通過由包含一種或多種具有通式CxHy的烴的氣體混合物氣相沉積來沉積，其中x的范圍為2到4，y的范圍為2到10。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述襯底包括選自由硅、多晶硅、氧化物、氮化物、鎢、硅化鎢、鋁、氧碳化硅及其組合組成的組的材料。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括在沉積所述無定型碳層之前，在所述襯底上沉積抗反射涂層層，所述抗反射涂層層選自由無定型硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化硅、摻雜氧化硅、氧碳化硅、碳化物、碳化硅、鈦和氮化鈦組成的組。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述無定型碳層在約1W/in2到約100W/in2之間的功率下沉積。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述非碳基層選自由無定型硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化硅、摻雜氧化硅、氧碳化硅、碳化物、碳化硅、鈦和氮化鈦組成的組。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述非碳基層具有約50埃到約500埃之間的厚度。
14.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括在所述無定型碳層中的所述第一和第二圖案被轉(zhuǎn)移穿過所述襯底之后，從所述襯底去除所述無定型碳層和所述非碳基層。
15.一種刻蝕襯底的方法，包括在所述襯底上沉積無定型碳層；在所述無定型碳層上沉積第一非碳基層；在所述第一非碳基層和所述無定型碳層中定義第一圖案；在所述無定型碳層上沉積第二非碳基層；
在所述第二非碳基層上沉積一層光刻膠；圖案化所述光刻膠；將所述光刻膠中的所述圖案轉(zhuǎn)移穿過所述第二非碳基層和所述無定型碳層，以在所述無定型碳層中形成第二圖案；以及將所述無定型碳層中的所述第一和第二圖案轉(zhuǎn)移穿過所述襯底。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述第一非碳基層選自由無定型硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化硅、摻雜氧化硅、氧碳化硅、碳化物、碳化硅、鈦和氮化鈦組成的組。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第一非碳基層具有約50埃到約500埃之間的厚度。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述第二非碳基層選自由無定型硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化硅、摻雜氧化硅、氧碳化硅、碳化物、碳化硅、鈦和氮化鈦組成的組。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述無定型碳層通過由包含一種或多種具有通式CxHy的烴的氣體混合物氣相沉積來沉積，其中x的范圍為2到4，y的范圍為2到10。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述襯底包括選自由硅、多晶硅、氧化物、氮化物、鎢、硅化鎢、鋁、氧碳化硅及其組合組成的組的材料。
21.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括在沉積所述無定型碳層之前，在所述襯底上沉積抗反射涂層層，所述抗反射涂層層選自由無定型硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化硅、摻雜氧化硅、氧碳化硅、碳化物、碳化硅、鈦和氮化鈦組成的組。
22.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述無定型碳層在約1W/in2到約100W/in2之間的功率下沉積。
23.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括在所述無定型碳層中的所述第一和第二圖案被轉(zhuǎn)移穿過所述襯底之后，從所述襯底去除所述無定型碳層和所述第二非碳基層。
權(quán)利要求
1.一種刻蝕襯底的方法，包括在所述襯底上沉積無定型碳層；在所述無定型碳層中定義第一圖案；在所述無定型碳層上沉積一層光刻膠；圖案化所述光刻膠；將所述光刻膠中的所述圖案轉(zhuǎn)移穿過所述無定型碳層，以在所述無定型碳層中形成第二圖案；以及將所述無定型碳層中的所述第一和第二圖案轉(zhuǎn)移穿過所述襯底。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述無定型碳層通過由包含一種或多種具有通式CxHy的烴的氣體混合物氣相沉積來沉積，其中x的范圍為2到4，y的范圍為2到10。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述襯底包括選自由硅、多晶硅、氧化物、氮化物、鎢、硅化鎢、鋁、氧碳化硅及其組合組成的組的材料。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在沉積所述無定型碳層之前，在所述襯底上沉積抗反射涂層層，所述抗反射涂層層選自由無定型硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化硅、摻雜氧化硅、氧碳化硅、碳化物、碳化硅、鈦和氮化鈦組成的組。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述無定型碳層在約1W/in2到約100W/in2之間的功率下沉積。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述無定型碳層中的所述第一和第二圖案被轉(zhuǎn)移穿過所述襯底之后，從所述襯底去除所述無定型碳層。
7.一種刻蝕襯底的方法，包括在所述襯底上沉積無定型碳層；在所述無定型碳層上沉積非碳基層；在所述非碳基層和所述無定型碳層中定義第一圖案；在所述無定型碳層上沉積一層光刻膠；圖案化所述光刻膠；將所述光刻膠中的所述圖案轉(zhuǎn)移穿過所述非碳基層和所述無定型碳層，以在所述無定型碳層中形成第二圖案；以及將所述無定型碳層中的所述第一和第二圖案轉(zhuǎn)移穿過所述襯底。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述無定型碳層通過由包含一種或多種具有通式CxHy的烴的氣體混合物氣相沉積來沉積，其中x的范圍為2到4，y的范圍為2到10。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述襯底包括選自由硅、多晶硅、氧化物、氮化物、鎢、硅化鎢、鋁、氧碳化硅及其組合組成的組的材料。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括在沉積所述無定型碳層之前，在所述襯底上沉積抗反射涂層層，所述抗反射涂層層選自由無定型硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化硅、摻雜氧化硅、氧碳化硅、碳化物、碳化硅、鈦和氮化鈦組成的組。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述無定型碳層在約1W/in2到約100W/in2之間的功率下沉積。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述非碳基層選自由無定型硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化硅、摻雜氧化硅、氧碳化硅、碳化物、碳化硅、鈦和氮化鈦組成的組。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述非碳基層具有約50埃到約500埃之間的厚度。
14.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括在所述無定型碳層中的所述第一和第二圖案被轉(zhuǎn)移穿過所述襯底之后，從所述襯底去除所述無定型碳層和所述非碳基層。
15.一種刻蝕襯底的方法，包括在所述襯底上沉積無定型碳層；在所述無定型碳層上沉積第一非碳基層；在所述第一非碳基層和所述無定型碳層中定義第一圖案；在所述無定型碳層上沉積第二非碳基層；在所述第二非碳基層上沉積一層光刻膠；圖案化所述光刻膠；將所述光刻膠中的所述圖案轉(zhuǎn)移穿過所述第二非碳基層和所述無定型碳層，以在所述無定型碳層中形成第二圖案；以及將所述無定型碳層中的所述第一和第二圖案轉(zhuǎn)移穿過所述襯底。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述第一非碳基層選自由無定型硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化硅、摻雜氧化硅、氧碳化硅、碳化物、碳化硅、鈦和氮化鈦組成的組。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第一非碳基層具有約50埃到約500埃之間的厚度。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述第二非碳基層選自由無定型硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化硅、摻雜氧化硅、氧碳化硅、碳化物、碳化硅、鈦和氮化鈦組成的組。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述無定型碳層通過由包含一種或多種具有通式CxHy的烴的氣體混合物氣相沉積來沉積，其中x的范圍為2到4，y的范圍為2到10。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述襯底包括選自由硅、多晶硅、氧化物、氮化物、鎢、硅化鎢、鋁、氧碳化硅及其組合組成的組的材料。
21.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括在沉積所述無定型碳層之前，在所述襯底上沉積抗反射涂層層，所述抗反射涂層層選自由無定型硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化硅、摻雜氧化硅、氧碳化硅、碳化物、碳化硅、鈦和氮化鈦組成的組。
22.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述無定型碳層在約1W/in2到約100W/in2之間的功率下沉積。
23.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括在所述無定型碳層中的所述第一和第二圖案被轉(zhuǎn)移穿過所述襯底之后，從所述襯底去除所述無定型碳層和所述第二非碳基層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種刻蝕襯底的方法。該刻蝕襯底的方法包括使用襯底上的經(jīng)兩次圖案化的無定型碳層作為硬掩模將圖案轉(zhuǎn)移到襯底中?？蛇x地，在圖案被轉(zhuǎn)移到襯底中之前，非碳基層被沉積無定型碳層上作為覆蓋層。
文檔編號H01L21/314GK1914715SQ200580003299
公開日2007年2月14日 申請日期2005年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月30日
發(fā)明者偉·劉, 吉姆·中義·何, 桑-H·安, 梅華·沈, 海澈姆·穆薩德, 溫迪·H·葉, 克里斯多佛·D·本徹爾 申請人:應(yīng)用材料公司