[发明专利]形成用于半导体装置的薄膜图案的方法和用于所述方法的设备

权利要求书

1.一种形成薄膜图案的方法，其包含：

在衬底上形成薄膜；

在所述薄膜上形成包括第一和第二碳层的非晶碳层，其中通过旋涂方 法和等离子体增强型化学气相沉积(PECVD)方法中的一者来形成所 述第一碳层且通过物理气相沉积(PVD)方法来形成所述第二碳层；

在所述非晶碳层上形成硬掩模层；

在所述硬掩模层上形成光致抗蚀剂图案；

通过使用所述光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模蚀刻所述硬掩模层来形 成硬掩模图案；

通过使用所述硬掩模图案作为蚀刻掩模蚀刻所述非晶碳层来形成包 括第一和第二碳图案的非晶碳图案；以及

通过使用所述非晶碳图案蚀刻所述薄膜来形成薄膜图案。

2.根据权利要求1所述的方法，其中通过使用所述非晶碳图案蚀刻所述薄 膜来形成薄膜图案包含使用所述非晶碳图案作为蚀刻掩模来蚀刻所述 薄膜。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二碳层中的每一者具有 10nm到50nm的厚度。

4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含在所述光致抗蚀剂图案和所 述硬掩模层之间形成抗反射层。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二碳层与所述薄膜之间的蚀刻 选择率在7∶1到20∶1的范围内。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述硬掩模层包括氧氮化硅、氧化硅 (SiOx)和氮化硅(SiNx)中的一者。

7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：

在所述薄膜与所述非晶碳层之间形成辅助薄膜；以及

通过使用所述非晶碳图案作为蚀刻掩模蚀刻所述辅助薄膜来形成辅 助薄膜图案，

其中使用所述辅助薄膜图案作为蚀刻掩模来蚀刻所述薄膜。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述辅助薄膜包括氧氮化硅、氧化硅 (SiOx)、碳氮化硅(SiCN)、多晶硅(p-Si)、钽(Ta)、钛(Ti)、铬(Cr)、 氮化钽(TaN)、氮化钛(TiN)和氮化钽硅(TaSiN)中的一者。

9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含在所述硬掩模层与所述非晶 碳层之间形成增粘剂层。

10.根据权利要求9所述的方法，其中通过沉积方法在所述第二碳层上形成 所述增粘剂层，且所述增粘剂层包括氢化非晶碳、氧化硅(SiOx)和金 属材料中的一者。

11.根据权利要求9所述的方法，其中通过用氧气(O₂)、氮气(N₂)、氩气 (Ar)和其混合气体中的一者的等离子体处理所述第二碳层的顶部表面 来形成所述增粘剂层。

12.根据权利要求1所述的方法，其中进一步包含用选自由氮气/氧气 (N₂/O₂)、氧气/氩气(O₂/Ar)和氩气(Ar)所组成的群组中的至少一种 气体的等离子体来处理所述第一碳层的顶部表面。

13.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述光致抗蚀剂图案包含：

在所述硬掩模层上形成光致抗蚀剂层，所述光致抗蚀剂层对波长为 193nm的氟化氩(ArF)、波长为157nm的氟气(F₂)和远紫外线(EUV) 中的一者起反应；

穿过光掩模将光照射到所述光致抗蚀剂层上；以及

显影所述光致抗蚀剂层以形成所述光致抗蚀剂图案。