CN102945803A - 制备无氮介质抗反射层薄膜的方法 - Google Patents
制备无氮介质抗反射层薄膜的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102945803A CN102945803A CN2012104966924A CN201210496692A CN102945803A CN 102945803 A CN102945803 A CN 102945803A CN 2012104966924 A CN2012104966924 A CN 2012104966924A CN 201210496692 A CN201210496692 A CN 201210496692A CN 102945803 A CN102945803 A CN 102945803A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer film
- reflecting layer
- medium anti
- nitrogen medium
- nitrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明公开了一种制备无氮介质抗反射层薄膜的方法，该方法采用化学气相沉积工艺制备无氮介质抗反射层薄膜，其中，化学气相沉积工艺采用硅烷、二氧化碳和氦气作为反应气体，其反应的腔体压力大于3mTorr，并且保持每一步的主要沉积时间大于3S，从而极大地提高了制得的无氮介质抗反射层薄膜的193nm n/k值的均一性，使其满足193nm光刻工艺的需求，能够给予光刻更大的工艺窗口。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种制备无氮介质抗反射层薄膜的方法。
背景技术
随着半导体元件集成度提高，半导体元件的线宽要求越来越小，关键尺寸（CD，Critical Dimension）的控制也越来越重要。在光刻制程中，由于晶圆表面已存在外型的高低落差，因此在光阻覆盖于晶圆表面时，会随着光阻的平坦化特性，造成光阻厚度不一。因而当曝光光线在光阻中行进时，在晶圆表面会存在一定的衍射、反射和散射现象，从而降低了随着曝光加工特征尺寸的缩小，并且入射光的反射和散射对提高图形分辨率的影响也越来越大。
为了提高曝光系统分辨率的性能，通常采用的一种方式是在形成曝光光刻胶之前，先在晶圆的表面覆盖一层介质抗反射层（DARC，Dielectric Anti-Reflection Coating），如氮氧化硅（SiON）。这是因为DARC层受到晶圆表面的布局起伏的影响较小。并且该方法特别适用于深紫外光刻技术（例如193nm光刻技术）。该方法的主要特点是可以通过调节DARC层的材料（Si、O、N或C）比例或改变CVD的制程参数（如气体流量、压力等）来调整DARC层的反射指数（refractive index）n与吸收系数（extinction coefficient）k值，从而实现良好的相位偏移，改善曝光光线在光阻中行进时在晶圆表面存在的衍射、反射和散射现象。
然而，由于传统的介质抗反射层SiON中含有氮，如果光刻胶直接与SiON接触的话，会造成光刻胶的中毒（Photoresist poisoning)现象，直接导致光刻胶不可用。
为了避免光刻胶的中毒现象，提出了采用无氮介质抗反射层，如SiOCH，来代替含氮介质抗反射层SiON。由于介质抗反射层材料的193nm的n/k值对于193nm的光刻来说非常重要，直接决定了光刻的工艺窗口，因此保持介质抗反射层材料的193nm的n/k值在一定的范围之内，对于光刻工艺的稳定性来说尤为重要。
目前业界使用的无氮介质抗反射层材料主要有两种，一种是AMAT公司的，一种是NVLS公司的，NVLS公司的这种材料使用的范围较为广泛，但是其在193nm的n/k值，尤其是k值的均一性比较差，多在5%左右，甚至高达10%以上，会对后续光刻产生严重的影响，使其各区域的反射不同，进而导致曝光出来的图形产生差异，影响硅片的良率。
SiOCH的n/k值同样可通过改变CVD的制程参数来调整。然而，调整介质抗反射层的n与k值往往随着不同的制程要求，而有不同的技术难度。想要随着不同的制程要求，将介质抗反射层的n与k值调整到最佳条件下，需要不断地调整形成介质抗反射层的各种条件。
因此，何如调整工艺，以提高无氮介质抗反射层的193nm的n/k值均一性成为目前业界亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备无氮介质抗反射层薄膜的方法，以提高无氮介质抗反射层的193nm的n/k值均一性。
为解决上述问题，本发明提出一种制备无氮介质抗反射层薄膜的方法，该方法采用化学气相沉积工艺制备无氮介质抗反射层薄膜，其中化学气相沉积工艺的工艺条件为：
反应气体：硅烷、二氧化碳和氦气；
腔体压力：大于3mTorr；
沉积时间：每一步的主要沉积时间大于3S。
可选的，所述硅烷的流量大于70sccm。
可选的，所述二氧化碳和氦气的总流量大于15slm。
可选的，所述无氮介质抗反射层薄膜为SiOCH。
可选的，所述无氮介质抗反射层薄膜的厚度为
可选的，所述无氮介质抗反射层薄膜的193nm n/k值均一性小于3%。
可选的，所述化学气相沉积工艺采用的机台为诺发公司生产的vector机台。
与现有技术相比，本发明采用化学气相沉积工艺制备无氮介质抗反射层薄膜，其中，化学气相沉积工艺采用硅烷、二氧化碳和氦气作为反应气体，其反应的腔体压力大于3mTorr，并且保持每一步的主要沉积时间大于3S，从而极大地提高了制得的无氮介质抗反射层薄膜的193nm n/k值的均一性，使其满足193nm光刻工艺的需求，能够给予光刻更大的工艺窗口。
附图说明
图1为本发明实施例提供的不同化学气相沉积工艺条件下制备的无氮介质抗反射层薄膜的参数结果。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的制备无氮介质抗反射层薄膜的方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明的核心思想在于，提供一种制备无氮介质抗反射层薄膜的方法，该方法采用化学气相沉积工艺制备无氮介质抗反射层薄膜，其中，化学气相沉积工艺采用硅烷、二氧化碳和氦气作为反应气体，其反应的腔体压力大于3mTorr，并且保持每一步的主要沉积时间大于3S，从而极大地提高了制得的无氮介质抗反射层薄膜的193nm n/k值的均一性，使其满足193nm光刻工艺的需求，能够给予光刻更大的工艺窗口。
请参考图1，图1为本发明实施例提供的不同化学气相沉积工艺条件下制备的无氮介质抗反射层薄膜的参数结果，结合图1，本发明实施例提出供了一种制备无氮介质抗反射层薄膜的方法，该方法采用化学气相沉积工艺制备无氮介质抗反射层薄膜，其中化学气相沉积工艺的工艺条件为：
反应气体：硅烷、二氧化碳和氦气；具体地，所述硅烷的流量大于70sccm，所述二氧化碳和氦气的总流量大于15slm；
腔体压力：大于3mTorr；
沉积时间：每一步的主要沉积时间大于3S。
并且，所述化学气相沉积工艺采用的机台为诺发公司生产的vector机台。且所述无氮介质抗反射层薄膜为SiOCH，其厚度为
其中，图1给出了化学气相沉积工艺的一些具体工艺条件，例如化学气相沉积工艺的工艺条件可为如下情况：
1）硅烷（SiH4）的流量为85sccm，二氧化碳（CO2）的流量为8slm，氦气（He）的流量为3slm，腔体压力（Pres）为3.6mTorr，每一步的主要沉积时间（SDT）为9.1S；这种工艺条件下制得的无氮介质抗反射层薄膜的厚度为
其193nm n值（n 193）为1.7153，193nm k值（k 193）为0.1989；
2）硅烷（SiH4）的流量为70sccm，二氧化碳（CO2）的流量为8slm，氦气（He）的流量为1.5slm，腔体压力（Pres）为3.6mTorr，每一步的主要沉积时间（SDT）为9.7S；这种工艺条件下制得的无氮介质抗反射层薄膜的厚度为
其193nm n值（n 193）为1.6849，193nm k值（k 193）为0.1006；
3）硅烷（SiH4）的流量为85sccm，二氧化碳（CO2）的流量为8slm，氦气（He）的流量为1slm，腔体压力（Pres）为3mTorr，每一步的主要沉积时间（SDT）为8.6S；这种工艺条件下制得的无氮介质抗反射层薄膜的厚度为
其193nm n值（n 193）为1.7195，193nm k值（k 193）为0.2266；
4）硅烷（SiH4）的流量为85sccm，二氧化碳（CO2）的流量为8slm，氦气（He）的流量为1.5slm，腔体压力（Pres）为3mTorr，每一步的主要沉积时间（SDT）为9S；这种工艺条件下制得的无氮介质抗反射层薄膜的厚度为
其193nm n值（n 193）为1.7236，193nm k值（k 193）为0.2436；
5）硅烷（SiH4）的流量为70sccm，二氧化碳（CO2）的流量为2.5slm，氦气（He）的流量为0slm，腔体压力（Pres）为3mTorr，每一步的主要沉积时间（SDT）为9S；这种工艺条件下制得的无氮介质抗反射层薄膜的厚度为其193nm n值（n 193）为1.7048，193nm k值（k 193）为0.2297；
6）硅烷（SiH4）的流量为150sccm，二氧化碳（CO2）的流量为15slm，氦气（He）的流量为2slm，腔体压力（Pres）为3.4mTorr，每一步的主要沉积时间（SDT）为7.1S；这种工艺条件下制得的无氮介质抗反射层薄膜的厚度为
其193nm n值（n 193）为1.7309，193nm k值（k 193）为0.3344；
7）硅烷（SiH4）的流量为125sccm，二氧化碳（CO2）的流量为15slm，氦气（He）的流量为1.5slm，腔体压力（Pres）为3.4mTorr，每一步的主要沉积时间（SDT）为9S；这种工艺条件下制得的无氮介质抗反射层薄膜的厚度为其193nm n值（n 193）为1.7311，193nm k值（k 193）为0.2892；
由上述实验结果可知，当采用本发明提供的化学气相沉积工艺的工艺条件来制备无氮介质抗反射层薄膜时，其制备得到的无氮介质抗反射层薄膜的193nm n/k值均一性小于3%，从而满足193nm光刻工艺的需求，能够给予光刻更大的工艺窗口。
综上所述，本发明提供了一种制备无氮介质抗反射层薄膜的方法，该方法采用化学气相沉积工艺制备无氮介质抗反射层薄膜，其中，化学气相沉积工艺采用硅烷、二氧化碳和氦气作为反应气体，其反应的腔体压力大于3mTorr，并且保持每一步的主要沉积时间大于3S，从而极大地提高了制得的无氮介质抗反射层薄膜的193nm n/k值的均一性，使其满足193nm光刻工艺的需求，能够给予光刻更大的工艺窗口。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种制备无氮介质抗反射层薄膜的方法，其特征在于，该方法采用化学气相沉积工艺制备无氮介质抗反射层薄膜，其中化学气相沉积工艺的工艺条件为：
反应气体：硅烷、二氧化碳和氦气；
腔体压力：大于3mTorr；
沉积时间：每一步的主要沉积时间大于3S。
2.如权利要求1所述的制备无氮介质抗反射层薄膜的方法，其特征在于，所述硅烷的流量大于70sccm。
3.如权利要求1或2所述的制备无氮介质抗反射层薄膜的方法，其特征在于，所述二氧化碳和氦气的总流量大于15slm。
4.如权利要求3所述的制备无氮介质抗反射层薄膜的方法，其特征在于，所述无氮介质抗反射层薄膜为SiOCH。
5.如权利要求4所述的制备无氮介质抗反射层薄膜的方法，其特征在于，所述无氮介质抗反射层薄膜的厚度为
6.如权利要求5所述的制备无氮介质抗反射层薄膜的方法，其特征在于，所述无氮介质抗反射层薄膜的193nm n/k值均一性小于3%。
7.如权利要求1所述的制备无氮介质抗反射层薄膜的方法，其特征在于，所述化学气相沉积工艺采用的机台为诺发公司生产的vector机台。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012104966924A CN102945803A (zh) | 2012-11-28 | 2012-11-28 | 制备无氮介质抗反射层薄膜的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012104966924A CN102945803A (zh) | 2012-11-28 | 2012-11-28 | 制备无氮介质抗反射层薄膜的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102945803A true CN102945803A (zh) | 2013-02-27 |
Family
ID=47728736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012104966924A Pending CN102945803A (zh) | 2012-11-28 | 2012-11-28 | 制备无氮介质抗反射层薄膜的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102945803A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107452613A (zh) * | 2016-05-30 | 2017-12-08 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种半导体器件的制造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040087139A1 (en) * | 2002-11-04 | 2004-05-06 | Applied Materials, Inc. | Nitrogen-free antireflective coating for use with photolithographic patterning |
| US20050208755A1 (en) * | 2004-03-16 | 2005-09-22 | Hartmut Ruelke | Nitrogen-free ARC layer and a method of manufacturing the same |
| CN1739191A (zh) * | 2002-12-13 | 2006-02-22 | 应用材料有限公司 | 无氮介电防反射涂层和硬掩模 |
-
2012
- 2012-11-28 CN CN2012104966924A patent/CN102945803A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040087139A1 (en) * | 2002-11-04 | 2004-05-06 | Applied Materials, Inc. | Nitrogen-free antireflective coating for use with photolithographic patterning |
| CN1739191A (zh) * | 2002-12-13 | 2006-02-22 | 应用材料有限公司 | 无氮介电防反射涂层和硬掩模 |
| US20050208755A1 (en) * | 2004-03-16 | 2005-09-22 | Hartmut Ruelke | Nitrogen-free ARC layer and a method of manufacturing the same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107452613A (zh) * | 2016-05-30 | 2017-12-08 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种半导体器件的制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102525779B1 (ko) | 황 도핑된 탄소 하드마스크들 | |
| KR102430939B1 (ko) | 반도체 디바이스 제조시 고품질 실리콘 옥사이드 막들의 저온 형성 | |
| KR101046506B1 (ko) | 이머전 리소그라피에서 패턴 붕괴를 방지하기 위한 플라즈마 표면처리 | |
| CN111627807A (zh) | 等离子处理方法以及等离子处理装置 | |
| CN105762060A (zh) | 氧化硅和氧化锗的各向同性原子层蚀刻 | |
| US7776516B2 (en) | Graded ARC for high NA and immersion lithography | |
| US7943520B2 (en) | Hole pattern forming method and semiconductor device manufacturing method | |
| US20090197086A1 (en) | Elimination of photoresist material collapse and poisoning in 45-nm feature size using dry or immersion lithography | |
| US20110151142A1 (en) | Pecvd multi-step processing with continuous plasma | |
| WO2014149175A1 (en) | An amorphous carbon deposition process using dual rf bias frequency applications | |
| US10446394B2 (en) | Spacer profile control using atomic layer deposition in a multiple patterning process | |
| KR20090036082A (ko) | 비결정질 탄소 층의 고온 증착 방법 | |
| Park et al. | Diamond-like amorphous carbon layer film by an inductively coupled plasma system for next generation etching hard mask | |
| CN108531887A (zh) | 半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质 | |
| US20150044880A1 (en) | Method of manufacturing semiconductor device, method of processing substrate, substrate processing apparatus, and program | |
| CN102945803A (zh) | 制备无氮介质抗反射层薄膜的方法 | |
| CN103021839B (zh) | 提高无氮介质抗反射层薄膜与光刻胶粘附力的方法 | |
| WO2023286673A1 (ja) | 成膜方法及びプラズマ処理装置 | |
| CN1846297A (zh) | 在低温及减小的沉积速率下形成teos盖层的方法 | |
| KR20080100065A (ko) | 비정질 탄소막 형성 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의제조 방법 | |
| US20110168667A1 (en) | Anti-Reflective Surfaces And Methods For Making The Same | |
| TWI659452B (zh) | 半導體裝置的製造方法、基板處理裝置及程式 | |
| US20140377959A1 (en) | Methods for forming three dimensional nand structures atop a substrate | |
| KR100715530B1 (ko) | 비정질 탄소막의 제조 방법 및 이를 적용한 반도체 소자의제조 방법 | |
| Shen et al. | A new etch planarization technology to correct non-uniformity post chemical mechanical polishing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130227 |