[发明专利]硬掩模材料

权利要求书

1.一种在半导体衬底上形成硬掩模薄膜的方法，所述方法包含：

在等离子体增强型化学气相沉积(PECVD)处理室中接收半导体衬底；和

通过PECVD形成硬度大于约12GPa并且应力介于约-600MPa与600MPa之间的硬掩模薄膜，其中所述PECVD硬掩模沉积过程包含选自由以下各项组成的群组的过程：

(i)使用多重致密等离子体处理沉积经掺杂或无掺杂多层碳化硅薄膜；和

(ii)沉积选自由以下各项组成的群组的高硬度含硼薄膜：Si_xB_yC_z、Si_xB_yN_z、Si_xB_yC_zN_w、B_xN_y和B_xC_y。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述薄膜的应力介于约-300MPa与300MPa之间。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述薄膜的应力介于约0MPa与600MPa之间。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述薄膜的硬度为至少约16GPa。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述薄膜的模量为至少约100GPa。

6.如权利要求1所述的方法，其中(i)包含：

(a)将包含含硅前体的处理气体引入所述处理室中并形成等离子体以沉积所述碳化硅硬掩模薄膜的第一子层；

(b)从所述处理室移除所述含硅前体；

(c)将等离子体处理气体引入所述处理室中并用等离子体处理所述衬底以使所述所沉积子层致密化；和

(d)重复(a)到(c)以形成额外碳化硅子层并使其致密化。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述碳化硅无掺杂并且其中所述含硅前体是饱和前体。

8.如权利要求6所述的方法，其中所述含硅前体包含四甲基硅烷(Me₄Si)。

9.如权利要求6所述的方法，其中在沉积期间使用的所述处理气体另外包含选自由以下各项组成的群组的载气：He、Ne、Ar、Kr和Xe。

10.如权利要求6所述的方法，其中所述等离子体处理气体选自由以下各项组成的群组：He、Ar、CO₂、N₂、NH₃和H₂。

11.如权利要求6所述的方法，其中每一子层的厚度小于约

12.如权利要求11所述的方法，其中所述方法包含沉积至少10个子层。

13.如权利要求6所述的方法，其中

沉积所述碳化硅子层包含使包含Me₄Si和惰性气体的处理气体流动和形成双频等离子体，其中高频等离子体的功率水平介于约0.04至0.2W/cm²之间并且低频等离子体的功率水平介于约0.17至0.6W/cm²之间；

移除所述碳化硅前体包含用选自由以下各项组成的群组的气体吹扫所述处理室：Ar、He、H₂和其混合物；且

使所述子层致密化包含使选自由Ar、He、H₂和其混合物组成的群组的处理气体流动和形成双频等离子体，其中LF/HF功率比为至少约1.5。

14.如权利要求6所述的方法，其中在所述形成的碳化硅薄膜中，IR光谱中的SiC峰相对于SiH的面积的比为至少约20，并且IR光谱中所述SiC峰相对于CH的面积的比为至少约50。

15.如权利要求6所述的方法，其中所述形成的碳化硅薄膜的密度为至少约2g/cm³。