CN113355648A - 碳基膜的气相沉积 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及碳基膜的气相沉积。特别地，公开了形成石墨烯硬遮罩膜的方法。一些方法有利地在较低温度下执行。将基板暴露于芳香族前体以形成石墨烯硬遮罩膜。所述基板包含氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、硅(Si)、钴(Co)、钛(Ti)、二氧化硅(SiO2)、铜(Cu)和低介电常数电介质材料中的一者或多者。

Description

碳基膜的气相沉积
技术领域
本公开的实施方式整体上涉及用于沉积石墨烯或形成石墨烯的方法。本公开的一些实施方式涉及用于在电介质基板上形成石墨烯硬遮罩膜的方法。一些实施方式涉及用于在沉积石墨烯的同时改善基板表面质量或沉积参数的方法。
背景技术
石墨烯已经由于其优异的光学和电学特性而在半导体制造中引起了大量关注。由于其独特的2D蜂窝状晶格和一个原子层结构，石墨烯，一种以六边形晶格排列的碳原子的单层，对于电子工业的未来而言具有非凡的潜力。石墨烯是最薄的材料，厚度为一个碳原子，约3.35埃。因此，在碳材料中，石墨烯具有记录的最高比表面积(SSA)。这种高SSA提供了石墨烯比其他碳质材料能够存储更多能量的有希望的属性。此外，石墨烯片中的离域电子能够以约2-2.5×105cm2/vs的固有迁移率高速行进；从而有助于有效地传输电流。
因为金属线的电阻随着其厚度和尺寸的不断缩小而变得越来越高，石墨烯由于其薄厚度和高电子迁移率而可用作下一代半导体器件中传统金属阻挡层的替代物。石墨烯还显示出高光学透明性，其可用于柔性电子装置，例如智能手表应用中。
传统的石墨烯CVD生长需要高温(>1000℃)和以金属箔作为催化剂。在这种高温下，电子应用中使用的大多数材料都可被损坏。此外，石墨烯生长之后需要去除金属箔。这种转移过程是昂贵的，并且可损坏石墨烯硬遮罩膜并且还导致金属污染。因此，在不使用金属催化剂的情况下的低温生长是非常期望的。
目前，使用利用金属催化剂的化学气相沉积(CVD)来使石墨烯膜生长。虽然高质量的石墨烯膜可通过CVD生长来沉积，但是该CVD生长需要高生长温度，通常为800-1000℃或更高。这与半导体行业中的当前集成流程不兼容，因为器件晶片上的金属线和低介电常数(k)膜不能耐受如此高的温度。此外，还需要从金属箔上转移通过高温CVD沉积的石墨烯。转移过程是昂贵的，并且可导致膜损坏、膜缺陷和金属污染。因此，通过已知方法进行高温CVD对于工业应用来说既不方便也不可行。因此，在相对较低的温度下在不使用金属催化剂的情况下在任意基板上直接生长是非常期望的。
因此，需要改进的沉积石墨烯硬遮罩膜的方法。
发明内容
本公开的一个或多个实施方式涉及一种形成石墨烯硬遮罩膜的方法。所述方法包括：在处理腔室中将基板暴露于芳香族前体；净化掉处理腔室的芳香族前体；将基板加热到低于600℃的温度以使芳香族前体聚合并在基板上沉积石墨烯硬遮罩膜；以及净化处理腔室。
本公开的附加实施方式涉及形成膜的方法。在一个或多个实施方式中，所述方法包括：通过将基板暴露于芳香族前体，在基板上形成可流动的石墨烯硬遮罩膜；以及将基板暴露于等离子体。
本公开的进一步实施方式涉及一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质包括指令，所述指令当由处理腔室的控制器执行时使所述处理腔室执行以下操作：在处理腔室中将基板暴露于芳香族前体；净化掉处理腔室的芳香族前体；将基板加热到低于600℃的温度以使芳香族前体聚合并在基板上沉积石墨烯硬遮罩膜；以及净化处理腔室。
附图说明
为了能够详细地理解本公开的上述特征，可以参考实施方式来对以上简要概述的公开内容进行更具体的描述，所述实施方式中的一些在附图中示出。然而，应当注意的是，附图仅示出了本公开的典型实施方式，因此不应视为对本发明范围的限制，因为本公开可允许其他等效实施方式。
图1示出了根据本公开的一个或多个实施方式的方法的工艺流程图；
图2示出了根据本公开的一个或多个实施方式的方法的工艺流程图；并且
图3示出了根据一个或多个实施方式的群集工具。
具体实施方式
在描述本公开的几个示例性实施方式之前，应当理解的是本公开不限于以下描述中阐述的构造或过程步骤的细节。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以各种方式实践或执行。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的，术语“基板”是指工艺作用于的表面或表面的一部分。本领域技术人员还将理解，除非上下文中另外明确指出，否则提及基板也可仅指基板的一部分。另外，提及在基板上沉积可指裸基板和其上沉积或形成有一个或多个膜或特征的基板。
如本文所用，“基板”是指在制造过程中在上面执行膜处理的任何基板或基板上形成的材料表面。例如，取决于应用，可以在上面执行处理的基板表面包括诸如硅、氧化硅、应变硅、绝缘体上硅(SOI)、碳掺杂的氧化硅、非晶硅、掺杂的硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石等材料，以及诸如金属、金属氮化物、金属合金和其他导电材料等任何其他材料。基板包括但不限于半导体晶片。可以将基板暴露于预处理工艺以抛光、蚀刻、还原、氧化、羟基化、退火、紫外线固化、电子束固化和/或烘烤基板表面。除了直接在基板本身的表面上进行膜处理之外，在本公开中，如以下更详细描述的，所公开的任何膜处理步骤还可以在形成于基板上的底层上执行，并且术语“基板表面”旨在表示包括如上下文指示的此类底层。因此，例如，在层或部分层已经沉积到基板表面上的情况下，新沉积层的暴露表面也可被描述为基板表面。
一个或多个实施方式的方法是生产线后段工艺(BEOL)集成方案。在一个或多个实施方式中，所述基板包含氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、硅(Si)、钴(Co)、钛(Ti)、二氧化硅(SiO2)、铜(Cu)和低介电常数电介质材料(例如Black
Figure BDA0002959925220000031
)中的一者或多者。如本文所用，术语“Black
Figure BDA0002959925220000032
”是指由Applied
Figure BDA0002959925220000033
生产的低介电常数电介质膜。如本文所用，术语“低介电常数电介质”是指相对于二氧化硅(SiO2)具有较小相对介电常数(k)的材料。在一个或多个实施方式中，低介电常数电介质可以是技术人员已知的任何可接受的材料。在一个或多个实施方式中，低介电常数电介质是Black
Figure DA00029599252233436597
本公开的实施方式涉及用于形成石墨烯硬遮罩膜的方法。本公开的进一步实施方式涉及用于改进石墨烯沉积工艺的方法。本公开的一些实施方式有利地提供了用于在较低温度下形成石墨烯硬遮罩膜的方法。本公开的一些实施方式有利地提供了用于在较低温度下形成预定厚度的石墨烯硬遮罩膜的方法。本公开的一些实施方式有利地提供了用于形成具有较低电阻的石墨烯硬遮罩膜的方法。
根据一个或多个实施方式，该方法使用化学气相沉积(CVD)工艺。如本文所用，“化学气相沉积”是指其中基板表面同时或基本上同时暴露于前体和/或共试剂的工艺。如本文所用，“基本上同时”是指共流或前体的大部分暴露存在重叠。
根据一个或多个实施方式，所述方法使用化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)工艺。在此类实施方式中，将基板表面顺序地或基本上顺序地暴露于前体(或反应性气体)。如在整个说明书中所用，“基本上顺序地”意味着前体暴露的持续时间的大部分不与暴露于共试剂重叠，但是可能有一些重叠。如在本说明书和所附权利要求书中所用，术语“前体”、“反应物”、“反应性气体”等可互换使用以指能够与基板表面反应的任何气体物质。
如本文所用的“原子层沉积”或“循环沉积”是指将两种或更多种反应性化合物顺序暴露，以在基板表面上沉积材料层。将基板或基板的一部分单独暴露于被引入到处理腔室的反应区内的两种或更多种反应性化合物。在时域ALD工艺中，暴露于每种反应性化合物是通过时间延迟分开的，以允许每种化合物在基板表面上粘附和/或反应，然后从处理腔室中净化掉。据说这些反应性化合物顺序地暴露于基板。在空间ALD工艺中，将基板表面的不同部分或基板表面上的材料同时暴露于两种或更多种反应性化合物，使得基板上的任何给定点基本上不同时暴露于多于一种反应性化合物。如在本说明书和所附权利要求书中所用，如本领域技术人员应理解的，在这方面使用的术语“基本上”是指由于扩散，有可能基板的一小部分可同时暴露于多种反应性气体，并且所述同时暴露是无意的。
在时域ALD工艺的一个方面中，将第一反应性气体(即，第一前体或化合物A，例如芳香族前体)脉冲送入反应区，之后是第一时间延迟。接下来，将第二前体或化合物B(例如氧化剂)脉冲送入反应区，之后是第二延迟。在每个时间延迟期间，将净化气体(诸如氩气)引入处理腔室以净化反应区，或以其他方式从反应区去除任何残留的反应性化合物或反应副产物。或者，净化气体可在整个沉积过程中连续流动，使得在反应性化合物的脉冲之间的时间延迟期间只有所述净化气体流动。将反应性化合物交替地脉冲送入，直到在基板表面上形成期望的膜或膜厚度。在任一种情况下，使化合物A、净化气体、化合物B和净化气体脉冲送入的ALD工艺是一个循环。循环可以化合物A或化合物B开始，并继续所述循环的相应次序，直到实现具有预定厚度的膜。
在空间ALD工艺的一个实施方式中，第一反应性气体和第二反应性气体(例如，氮气)同时输送到反应区，但是被惰性气体帘幕和/或真空帘幕分开。将基板相对于气体输送装置移动，使得基板上的任何给定点暴露于第一反应性气体和第二反应性气体。
如本文所用的“脉冲”或“剂量”旨在指间歇地或非连续地引入到处理腔室中的源气体的量。取决于脉冲的持续时间，每个脉冲内特定化合物的量可随时间推移而变化。特定的工艺气体可包含单一化合物或两种或更多种化合物的混合/组合，例如下面描述的工艺气体。
每个脉冲/剂量的持续时间是可变的，并且可以进行调整以适应例如处理腔室的体积容量以及与处理腔室耦接的真空系统的能力。另外，工艺气体的剂量时间可根据工艺气体的流率、工艺气体的温度、控制阀的类型、所采用的处理腔室的类型以及工艺气体的组分吸附到基板表面上的能力而变化。剂量时间也可以基于正在形成的层的类型和正在形成的器件的几何形状而变化。剂量时间应长到足以提供一定体积的化合物，该一定体积的化合物足以吸附/化学吸附到基板的基本上整个表面上并在其上形成工艺气体组分层。
根据一个或多个实施方式，对于许多应用，石墨烯可通过化学气相沉积和/或原子层沉积来生长。本公开的一个或多个实施方式有利地提供了用于进行化学气相沉积以形成石墨烯硬遮罩膜的工艺。如本说明书和所附权利要求书中所用，术语“石墨烯硬遮罩膜”是指包含石墨烯的膜。石墨烯是碳的同素异形体，为在二维六边形晶格中单层原子的形式，在所述二维六边形晶格中，一个原子形成每个顶点。它可以被认为是无限大的芳香族分子，是扁平多环芳族烃家族的终极情况。
图1示出了根据一个或多个实施方式的方法的工艺流程图。图1所示的方法是化学气相沉积(CVD)工艺的代表，其中反应性气体在处理腔室中混合以允许反应性气体的气相反应和薄膜的沉积。在一些实施方式中，图1所示的方法是原子层沉积(ALD)工艺的代表，其中基板或基板表面以防止或最小化反应性气体的气相反应的方式顺序地暴露于反应性气体。
图1描绘了根据本公开的一个或多个实施方式的沉积膜的方法100的流程图。参照图1，方法100包括沉积循环110。通过准备待处理的基板，方法100在操作102处开始。在一些实施方式中，所述方法包括化学气相沉积(CVD)工艺，其中将反应性气体在处理腔室中混合以允许反应性气体的气相反应和在基板上沉积硬遮罩膜。在CVD反应中，可将基板(或基板表面)暴露于前体和反应物的气体混合物，以沉积具有预定厚度的石墨烯硬遮罩膜。在CVD反应中，石墨烯硬遮罩膜可以在一次暴露于混合的反应性气体中沉积，或者可以多次暴露于混合的反应性气体，在所述多次暴露之间进行净化。在一些实施方式中，方法100是原子层沉积(ALD)工艺的代表，其中基板或基板表面以防止或最小化反应性气体的气相反应的方式顺序地暴露于反应性气体。
在一些实施方式中，准备基板102包括预处理操作。预处理可以是技术人员已知的任何合适的预处理。合适的预处理包括但不限于预热、清洁、浸泡、天然氧化物去除或沉积粘附层(例如氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)等)。
在一个或多个实施方式中，洗涤基板。洗涤可以通过技术人员已知的任何合适的技术进行，所述技术包括但不限于异丙醇(IPA)洗涤、技术人员已知的标准清洁(包括标准清洁1(SC1)和标准清洁2(SC2))、气相清洁(诸如自动化的工艺控制(APC)清洁)、e-APC清洁等。在洗涤基板后，将所述基板装载到处理腔室中。
在沉积110处，执行工艺以在基板(或基板表面)上沉积石墨烯硬遮罩膜。沉积工艺可包括一个或多个用于在基板上形成硬遮罩的操作。在操作112中，将基板(或基板表面)暴露于芳香族前体，以在基板(或基板表面)上沉积石墨烯硬遮罩膜。
在沉积110处，可执行工艺循环以在基板(或基板表面)上沉积石墨烯硬遮罩膜。沉积工艺可包括一个或多个在基板上形成硬遮罩膜的操作。在操作112中，将基板(或基板表面)暴露于芳香族前体，以在基板(或基板表面)上沉积石墨烯硬遮罩膜。芳香族前体可以是能够与基板表面反应(即，吸附或化学吸附到基板表面上)以在基板表面上留下芳香族物质的任何合适的芳香族化合物。
在操作112处，此时将基板与一种或多种前体一起装载到处理腔室中，并且将基板暴露于前体。在一些实施方式中，前体包括芳香族前体。芳香族前体包含至少一个芳香族环。
如本文所用，在一个或多个实施方式中，术语“芳香族前体”是指为芳香族的前体。如本领域技术人员所认识到的，芳香性是具有共振键环的环状(环形)、平面(平坦)结构的一种特性，该特性与具有相同原子组的其他几何或连接排列相比给予了提高的稳定性。芳香族分子非常稳定，并且不容易分解而与其他物质反应。芳香性描述了一种共轭体系，该共轭体系通常由环中交替的单键和双键组成。这种构型允许分子π体系中的电子在环周围离域，从而增加分子的稳定性。
在一个或多个实施方式中，芳香族前体可包括技术人员已知的任何芳香族前体。在一些实施方式中，所述芳香族前体包括苯、经取代的苯、萘、经取代的萘、蒽和经取代的蒽中的一者或多者。在一个或多个实施方式中，芳香族前体可以被一个或多个烷基、一个或多个烷氧基、一个或多个乙烯基、一个或多个硅烷基、一个或多个胺基、一个或多个卤化物取代。
除非另有说明，否则如本文单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“低级烷基”、“烷基(alkyl)”或“烷(alk)”包括在正链中含有1至20个碳的直链和支链烃，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、异丁基、戊基、己基、异己基、庚基、4,4-二甲基戊基、辛基、2,2,4-三甲基-戊基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、它们的各种支链异构体等。此类基团可任选地包含多达1至4个取代基。
如本文所用，术语“烷氧基”包括与氧原子相连的上述烷基中的任何烷基。
如本文所用，术语“乙烯基”或“含乙烯基的”是指含有乙烯基(-CH＝CH2)的基团。
如本文所用，术语“胺”涉及含有至少一个碱性氮原子的任何有机化合物，例如NR'2，其中R'独立地选自氢(H)或烷基。
如本文所用，术语“硅烷”是指化合物SiR'3，其中R'独立地选自氢(H)或烷基。
如本文所用，术语“卤化物”是指二元相，所述二元相的一部分是卤素原子，另一部分是电负性低于卤素的元素或基团，以生成氟化物、氯化物、溴化物、碘化物或砹化物化合物。卤离子是带负电荷的卤原子。如本领域技术人员所已知的，卤素阴离子包括氟离子(F-)、氯离子(Cl-)、溴离子(Br-)、碘离子(I-)和砹离子(At-)。
在一个或多个实施方式中，芳香族前体包括具有温度敏感性官能团的小芳香族分子。在一个或多个具体实施方式中，芳香族前体选自萘、2,6-二溴萘、1,3,5-苯三羧酸三甲酯、9,10-二溴蒽、苯甲酸、2,6-二叔丁基萘、1,3,5-三甲氧基苯和六溴苯中的一者或多者。
基板可以是本领域技术人员已知的任何基板。在一个或多个实施方式中，所述基板包含氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、硅(Si)、钴(Co)、钛(Ti)、二氧化硅(SiO2)、铜(Cu)和低介电常数电介质材料(例如Black
Figure BDA0002959925220000081
)中的一者或多者。
在操作114处，净化处理腔室。净化(即产生真空)可以用任何不与基板、基板上的膜和或处理腔室壁反应的合适气体来完成。合适的净化气体包括但不限于N2、He和Ar。净化气体可用于净化掉处理腔室的芳香族前体和/或氧化剂。在一些实施方式中，每个净化操作使用相同的净化气体。在其他实施方式中，各个净化操作使用不同的净化气体。在一个或多个实施方式中，净化压力在从0.1毫托至约100托的范围内，包括从约0.5毫托至约50托的范围，以及从约1毫托至约100托的范围。
在操作114处，净化处理腔室以去除未反应的芳香族前体、反应产物和副产物。以这种方式使用时，术语“处理腔室”还包括处理腔室的邻近基板表面的部分，而不涵盖处理腔室的整个内部体积。例如，在空间上分开的处理腔室的扇区中，通过任何合适的技术净化掉处理腔室的邻近基板表面的部分的碲前体，所述合适的技术包括但不限于使基板移动穿过气体帘幕到达处理腔室的不包含或基本上不包含芳香族前体的部分或扇区。在一些实施方式中，净化处理腔室包括使净化气体在基板上流动。在一些实施方式中，处理腔室的所述部分是指处理腔室内的微体积或小体积处理站。关于基板表面的术语“邻近”是指紧挨着基板表面的物理空间，所述物理空间可为表面反应(例如，前体吸附)的发生提供足够的空间。
在操作116处，将基板(或基板表面)加热到在约150℃至约700℃的范围内的温度。在一个或多个实施方式中，腔室温度小于约500℃。在其他实施方式中，沉积工艺在约0℃至约500℃，包括约25℃、约50℃、约75℃、约100℃、约125℃、约150℃、约175℃、约200℃、约425℃、约250℃、约275℃、约300℃、约325℃、约350℃、约375℃、约400℃、约425℃、约450℃、约475℃和约500℃的范围内的温度下进行。
在一个或多个实施方式中，芳香族前体的官能团分解并激活分子朝向2D聚合，以在基板上形成石墨烯硬遮罩膜。在其他实施方式中，可以在操作116处将反应物引入处理腔室。反应物可以与基板表面上的含芳香族物质反应，以形成石墨烯硬遮罩膜。在一些实施方式中，反应物包含还原剂。在一个或多个实施方式中，还原剂可包括本领域技术人员已知的任何还原剂。在其他实施方式中，反应物包含氧化剂。在一个或多个实施方式中，氧化剂可包括本领域技术人员已知的任何氧化剂。在进一步的实施方式中，反应物包括氧化剂和还原剂中的一者或多者。
在操作116处，使处理腔室中的基板的温度达到在约150℃至约700℃的范围内的温度，包括约150℃、约200℃、约250℃、约300℃、约350℃、约400℃、约450℃、约500℃、约550℃、约600℃、约650℃和约700℃的温度。在一个或多个实施方式中，在基板上沉积硬遮罩膜。在沉积期间，芳香族前体上的官能团分解并激活分子朝向2D聚合，从而在基板上形成石墨烯硬遮罩膜。
在操作118处，将处理腔室冷却和净化，并且可将基板从处理腔室中取出。净化(即产生真空)可以用任何不与基板、基板上的膜和/或处理腔室壁反应的合适气体来完成。合适的净化气体包括但不限于N2、He和Ar。净化气体可用于净化掉处理腔室的芳香族前体和/或氧化剂。在一些实施方式中，每个净化操作使用相同的净化气体。在其他实施方式中，各个净化操作使用不同的净化气体。
在操作118处，净化处理腔室。在操作118中净化处理腔室可以是与操作114中的净化相同的工艺或不同的工艺。净化处理腔室、处理腔室的一部分、邻近基板表面的区域等，从邻近基板表面的区域去除了未反应的反应物、反应产物和副产物。
可以执行沉积循环110，直到已经形成了预定厚度的石墨烯。在操作120处，评估所形成的石墨烯硬遮罩膜的厚度，以确定其是否已经达到预定厚度。如果否，则方法100返回到操作112以进行进一步形成。如果是，则方法100移动到在操作130处的任选后处理步骤，或者方法100结束。
在决定120处，考虑所沉积的石墨烯硬遮罩膜的厚度，或芳香族前体的循环次数。如果沉积的硬遮罩膜已经达到预定厚度或者已经执行了预定次数的工艺循环，则方法100移动到任选的后处理操作130。如果所沉积的硬遮罩膜的厚度或工艺循环的次数尚未达到预定阈值，则方法100返回到操作110，以在操作112中再次将基板表面暴露于芳香族前体，并继续。
任选的后处理操作130可以是例如改变膜特性的工艺(例如，退火)或用于生长附加膜的进一步膜沉积工艺(例如，附加的ALD或CVD工艺)。在一些实施方式中，任选的后处理操作130可以是改变所沉积的硬遮罩膜的特性的工艺。在一些实施方式中，任选的后处理操作130包括对所沉积的膜进行退火。在一些实施方式中，退火在处于约300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃或1000℃的范围内的温度下进行。一些实施方式的退火环境包括惰性气体(例如，分子氮(N2)、氩(Ar))或还原气体(例如，分子氢(H2)或氨(NH3))或氧化剂(诸如但不限于氧气(O2)、臭氧(O3)或过氧化物)中的一者或多者。可以执行退火达任何合适的时长。在一些实施方式中，将膜退火达在约15秒至约90分钟的范围内，或约1分钟至约60分钟的范围内的预定时间。在一些实施方式中，将所沉积的硬遮罩膜退火增加了密度，降低了电阻率和/或增加了膜的纯度。
方法100可以在任何合适的温度下执行，所述合适的温度取决于例如芳香族前体、反应物或器件的热预算。在一些实施方式中，暴露于芳香族前体(操作112)和反应物(操作116)在相同的温度下发生。在一些实施方式中，基板保持在约150℃至约700℃的范围内，或约150℃至约650℃的范围内，或约150℃至约500℃的范围内的温度下。在石墨烯硬遮罩膜的形成期间，可以控制基板表面的温度。在一些实施方式中，基板表面保持在小于或等于约700℃、小于或等于约650℃、小于或等于约600℃、小于或等于约500℃、小于或等于约400℃、小于或等于约300℃、小于或等于约200℃、小于或等于约100℃、小于或等于约50℃、或小于或等于约25℃的温度下。
通常，用于形成石墨烯硬遮罩膜的CVD工艺在超过1000℃的温度下执行。一个或多个实施方式提供了用于在较低温度下沉积石墨烯硬遮罩膜的方法，该温度低于约700℃、或低于约600℃、或低于约500℃、或低于约400℃。不受理论束缚，据信这些较低的温度与制造期间电子器件的热预算更兼容。
在一些实施方式中，通过所公开的方法形成的石墨烯硬遮罩膜包括小于或等于约1个、小于或等于约2个、小于或等于约5个、小于或等于约10个、小于或等于约20个、小于或等于约25个、或小于或等于约30个单层石墨烯。在一些实施方式中，通过所公开的方法形成的石墨烯硬遮罩膜包括约在0.5个至约25个单层范围内，或在约0.5个至约10个单层范围内，或在约1个至约5个单层范围内，或在约5个至约10个单层范围内的石墨烯。在一些实施方式中，通过所公开的方法形成的石墨烯硬遮罩膜的厚度小于或等于约
Figure BDA0002959925220000111
小于或等于约
Figure BDA0002959925220000112
小于或等于约
Figure BDA0002959925220000113
小于或等于约
Figure BDA0002959925220000114
小于或等于约
Figure BDA0002959925220000115
小于或等于约
Figure BDA0002959925220000116
小于或等于约
Figure BDA0002959925220000117
小于或等于约
Figure BDA0002959925220000118
或小于或等于约
Figure BDA0002959925220000119
在一些实施方式中，方法100能够在相对较短的时间段内执行。在一些实施方式中，石墨烯硬遮罩膜是在小于或等于约15分钟、小于或等于约10分钟、小于或等于约5分钟、小于或等于约2分钟、或小于或等于约1分钟的时段中形成的。在其他实施方式中，石墨烯硬遮罩膜是在约1小时至约48小时的时段内形成的。
在一些实施方式中，改善的基板表面质量是增加的光滑度。在一些实施方式中，改善的基板表面质量是降低的氢浓度。在一些实施方式中，改善的基板表面质量是减少的污染。
在一些实施方式中，改进的沉积参数是增加的膜厚度。在一些实施方式中，改进的沉积参数是降低的膜电阻。在一些实施方式中，改进的沉积参数是增加的均匀性。这些改进是相对于通过类似工艺参数(例如，反应物、温度、等离子体功率、沉积时间)沉积的石墨烯硬遮罩膜而言的。
参考图2，本公开的一个或多个实施方式涉及一种沉积石墨烯硬遮罩膜的方法200。图2所示的方法是等离子体增强工艺的代表，其中反应性气体在处理腔室中混合以允许反应性气体的气相反应和薄膜的沉积。
在一些实施方式中，方法200包括预处理操作205。预处理可以是技术人员已知的任何合适的预处理。合适的预处理包括但不限于预热、清洁、浸泡、天然氧化物去除、或层(例如氮化钛(TiN))的沉积。
在沉积操作210处，执行工艺以在基板(或基板表面)上沉积石墨烯硬遮罩膜。沉积工艺可包括一个或多个在基板上形成石墨烯硬遮罩膜的操作。在操作212中，将基板(或基板表面)暴露于芳香族前体，以在基板(或基板表面)上沉积膜。
在一个或多个实施方式中，芳香族前体可包括技术人员已知的任何芳香族前体。在一些实施方式中，所述芳香族前体包括苯、经取代的苯、萘、经取代的萘、蒽和经取代的蒽中的一者或多者。在一个或多个实施方式中，芳香族前体可以被一个或多个烷基、一个或多个烷氧基、一个或多个乙烯基、一个或多个硅烷基、一个或多个胺基、一个或多个卤化物取代。
在一个或多个实施方式中，芳香族前体包括具有温度敏感性官能团的小芳香族分子。在一个或多个具体实施方式中，芳香族前体选自萘、2,6-二溴萘、1,3,5-苯三羧酸三甲酯、9,10-二溴蒽、苯甲酸、2,6-二叔丁基萘、1,3,5-三甲氧基苯和六溴苯中的一者或多者。
基板可以是本领域技术人员已知的任何基板。在一个或多个实施方式中，所述基板包含氮化钛(TiN)、硅(Si)、钴(Co)、钛(Ti)、二氧化硅(SiO2)、铜(Cu)和低介电常数电介质材料(例如Black
Figure BDA0002959925220000121
)中的一者或多者。
在操作214处，净化处理腔室以去除未反应的前体、反应产物和副产物。
在一个或多个实施方式中，沉积工艺包括远程等离子体增强化学气相沉积工艺(PECVD)。在基板上形成石墨烯硬遮罩膜之后，在操作216处将基板暴露于等离子体。在一个或多个实施方式中，在处理腔室中将石墨烯硬遮罩膜暴露于等离子体改善了膜特性。例如，在一个或多个实施方式中，湿式蚀刻速率得到改善，这表明石墨烯硬遮罩膜的密度已经通过等离子体处理得到了增强。在一个或多个实施方式中，等离子体包括氮(N2)、氩(Ar)、氦(He)、氢(H2)、一氧化碳(CO)或二氧化碳(CO2)中的一者或多者。在一些实施方式中，等离子体是远程等离子体。在其他实施方式中，等离子体是直接等离子体。
在一个或多个实施方式中，等离子体可以远程地或在处理腔室内产生。在一个或多个实施方式中，等离子体是电感耦合的等离子体(ICP)或电导耦合的等离子体(CCP)。取决于例如反应物或其他工艺条件，可以使用任何合适的功率。在一些实施方式中，等离子体是以在约10W至约3000W的范围内的等离子体功率产生的。在一些实施方式中，等离子体是以小于或等于约3000W、小于或等于约2000W、小于或等于约1000W、小于或等于约500W、或小于或等于约250W的等离子体功率产生的。
在操作218处，在暴露于等离子体之后，任选地净化处理腔室。在操作218中净化处理腔室可以是与操作214中的净化相同的工艺或不同的工艺。净化处理腔室、处理腔室的一部分、邻近基板表面的区域等，从邻近基板表面的区域去除了等离子体、反应产物和副产物。
在判定点220处，在一个或多个实施方式中，考虑所沉积的膜的厚度、或者前体和反应物的循环次数。在一个或多个实施方式中，如果所沉积的膜已经达到预定厚度或者已经执行了预定次数的工艺循环，则方法200移动到后处理操作230。在一个或多个实施方式中，如果所沉积的膜的厚度或工艺循环的次数尚未达到预定阈值，则方法200返回到沉积操作210，以在操作212中再次将基板表面暴露于芳香族前体，并继续。
在一个或多个实施方式中，任选的后处理操作230包括例如改变膜特性的工艺(例如，退火)或用于生长附加膜的进一步膜沉积工艺(例如，附加的ALD或CVD工艺)。在一些实施方式中，后处理操作230是改变所沉积的膜的特性的工艺。在一些实施方式中，后处理操作230包括对所沉积的膜进行退火。在一些实施方式中，退火是在处于约300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃或1000℃的范围内的温度下执行的。一些实施方式的退火环境包括惰性气体(例如，分子氮(N2)、氩(Ar))或还原气体(例如，分子氢(H2)或氨(NH3))或氧化剂(诸如但不限于氧气(O2)、臭氧(O3)或过氧化物)中的一者或多者。在一个或多个实施方式中，执行退火达任何合适的时长。在一些实施方式中，将石墨烯硬遮罩膜退火达在约15秒至约90分钟的范围内，或约1分钟至约60分钟的范围内的预定时间。在一些实施方式中，将所沉积的膜退火增加了密度，降低了电阻率和/或增加了膜的纯度。
在一个或多个实施方式中，方法200可以在任何合适的温度下执行，所述合适的温度取决于例如前体、反应物或器件的热预算。在一些实施方式中，基板保持在处于约0℃至约500℃的范围内的温度下。
在一个或多个实施方式中，基板(或基板表面)在PE-CVD反应中暴露于前体。在PE-CVD反应中，将基板(或基板表面)暴露于前体和任选的反应物的气体混合物，以沉积具有预定厚度的石墨烯硬遮罩膜。在PE-CVD反应中，石墨烯硬遮罩膜可以在一次暴露于混合的反应性气体中沉积，或者可以多次暴露于混合的反应性气体，在所述多次暴露之间进行净化。
在一个或多个实施方式中，在0.1毫托至100托范围内的压力下，包括约0.1毫托、约10毫托、约100毫托、约1000毫托、约5000毫托、约1托、约20托、约30托、约40托、约50托、约60托、约70托、约80托、约90托和约100托的压力下，在工艺体积中进行沉积工艺。
含前体的气体混合物还可包含选自氦(He)、氩(Ar)、氙(Xe)、氮(N2)或氢(H2)的稀释气体中的一者或多者。一些实施方式的稀释气体包括相对于反应物和基板材料为惰性气体的化合物。
等离子体(例如，电容耦合的等离子体)可以由顶部电极和底部电极或侧电极形成。电极可由单电源电极、双电源电极或具有多个频率的更多个电极形成，所述多个频率为诸如但不限于350KHz、2MHz、13.56MHz、27MHz、40MHz、60MHz和100MHz，所述电极在CVD系统中与本文列出的反应性气体中的任何或所有反应性气体交替地或同时地使用以沉积电介质薄膜。在一些实施方式中，等离子体是电容耦合的等离子体(CCP)。在一些实施方式中，等离子体是电感耦合的等离子体(ICP)。在一些实施方式中，等离子体是微波等离子体。
在一个或多个实施方式中，可以重复沉积操作210以形成具有预定厚度的石墨烯硬遮罩膜。在一些实施方式中，重复沉积操作210以提供厚度大于约0.1nm或在约0.1nm至约1000nm范围内，包括约10nm至约500nm、约10nm至约100nm、约5nm至约50nm、约10nm至约50nm、或约20nm至约30nm的石墨烯硬遮罩膜。
在一些实施方式中，在腔室中沉积石墨烯硬遮罩膜，其中基板基座保持在低于约700℃、或低于约600℃、或低于约500℃、或低于约400℃、或低于约300℃，并且压力保持在约5托，其中等离子体是通过向静电卡盘施加约200瓦特的偏压而以晶片级产生的(即，直接等离子体)。在一些实施方式中，在2MHz处约1000瓦特的附加射频功率也被输送到静电卡盘，从而产生晶片级的双偏压等离子体。
通常，根据一个或多个实施方式，可使用以下示例性沉积工艺参数来形成所沉积的膜。在一个或多个实施方式中，晶片温度可在约150℃至约700℃、或约150℃至约500℃的范围内。腔室压力的范围可以是从大约0.1毫托至约100托的腔室压力范围。含前体的气体混合物的流率可在约10sccm至约1,000sccm的范围内。稀释气体的流率可以单独地在约50sccm至约50,000sccm的范围内。
在一个或多个实施方式中，石墨烯硬遮罩膜可沉积至在约
Figure BDA0002959925220000151
至约
Figure BDA0002959925220000152
Figure BDA0002959925220000153
范围内，包括约
Figure BDA0002959925220000154
至约
Figure BDA0002959925220000155
的范围、约
Figure BDA0002959925220000156
至约
Figure BDA0002959925220000157
的范围、或约
Figure BDA0002959925220000158
至约
Figure BDA0002959925220000159
的范围内的厚度。
根据一个或多个实施方式，在形成层之前和/或之后，对基板进行处理。这种处理可以在相同的腔室中或在一个或多个单独的处理腔室中执行。在一个或多个实施方式中，然后将基板移动到另一个处理腔室进行进一步处理。可以将基板直接从物理气相沉积腔室移动到所述单独的处理腔室，或者可以将基板从物理气相沉积腔室移动到一个或多个转移腔室，然后移动到所述单独的处理腔室。因此，处理装置可包括与转移站连通的多个腔室。这种类型的装置可被称为“群集工具”或“群集系统”等。
通常，群集工具是模块化系统，所述模块化系统包括多个腔室，所述多个腔室执行各种功能，包括基板中心寻找和定向、脱气、退火、沉积和/或蚀刻。根据一个或多个实施方式，群集工具包括至少第一腔室和中央转移腔室。中央转移腔室可容纳机器人，所述机器人可以使基板在处理腔室与负载锁定腔室之间来回穿梭。转移腔室通常保持在真空状态，并且提供用于将基板从一个腔室穿梭到另一个腔室和/或到位于群集工具的前端处的负载锁定腔室的中间级。
可适用于本发明的两种众所周知的群集工具是
Figure BDA00029599252200001510
和
Figure BDA00029599252200001511
这两种工具均可从加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司(Applied Materials,Inc.,of SantaClara,Calif)购得。然而，出于执行如本文所述的工艺的特定步骤的目的，可以改变腔室的确切布置和组合。可使用的其他处理腔室包括但不限于循环层沉积(CLD)、原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、蚀刻、预清洁、化学清洁、热处理(诸如RTP)、等离子体氮化、脱气、定向、羟基化和其他基板处理。通过在群集工具上的腔室中进行处理，可以在沉积后续膜之前不发生氧化的情况下，避免基板表面被大气杂质污染。
根据一个或多个实施方式，基板连续处于真空或“负载锁定”条件下，并且当被从一个腔室移动到下一个腔室时不暴露于环境空气。因此，转移腔室处于真空状态下，并被在真空压力下“抽空”。处理腔室或转移腔室中可存在惰性气体。在一些实施方式中，使用惰性气体作为净化气体来去除反应物中的一些或所有反应物。根据一个或多个实施方式，在沉积腔室的出口处注入净化气体，以防止反应物从沉积腔室移动到转移腔室和/或附加处理腔室。因此，惰性气体的流动在腔室的出口处形成帘幕。
可在单个基板沉积腔室中处理基板，其中装载、处理和卸载单个基板，然后处理另一个基板。基板也可以以类似于传送系统的连续方式处理，其中将多个基板单独地装载到腔室的第一部分，移动穿过腔室，并从腔室的第二部分卸载。腔室和相关联的传送系统的形状可形成笔直路径或弯曲路径。另外，处理腔室可以是圆盘传送带，在所述圆盘传送带中多个基板围绕中心轴线移动，并且在整个圆盘传送带路径中暴露于沉积、蚀刻、退火、清洗等工艺。
在处理期间，可加热或冷却基板。这种加热或冷却可以通过任何合适的手段来实现，所述合适的手段包括但不限于改变基板支撑件的温度和使经加热或冷却的气体流至基板表面。在一些实施方式中，基板支撑件包括加热器/冷却器，所述加热器/冷却器可经控制以传导地改变基板的温度。在一个或多个实施方式中，将所采用的气体(反应性气体或惰性气体)加热或冷却以局部改变基板温度。在一些实施方式中，加热器/冷却器位于腔室内邻近基板表面处，以便对流地改变基板温度。
在处理期间，基板也可以是静止的或旋转的。旋转的基板可以连续地或以离散的步骤旋转。例如，基板可以在整个处理中旋转，或者基板可以在暴露于不同的反应性气体或净化气体之间少量旋转。在处理期间(连续或分步地)旋转基板可通过最小化例如气流几何形状的局部可变性的影响，而有助于产生更均匀的沉积或蚀刻。
本公开的附加实施方式涉及用于形成所述器件和实践所述方法的处理工具900，如图3所示。群集工具900包括至少一个具有多个侧面的中央转移站921、931。机器人925、935位于中央转移站921、931内，并被配置用于将机器人叶片和晶片移动到所述多个侧面的每一个侧面。
群集工具900包括多个处理腔室902、904、906、908、910、912、914、916和918，也称为处理站，所述处理站连接至中央转移站。各种处理腔室提供与相邻的处理站隔离的分开处理区域。处理腔室可以是任何合适的腔室，包括但不限于物理气相沉积腔室、紫外线固化腔室、ICP腔室、蚀刻腔室等。处理腔室和部件的具体布置可取决于群集工具而变化，并且不应被视为限制本公开的范围。
在一些实施方式中，群集工具900包括至少一个物理气相沉积腔室。在一些实施方式中，群集工具900包括物理气相沉积腔室，所述物理气相沉积腔室具有连接到中央转移站的远程等离子体源。
在图3所示的实施方式中，工厂接口950连接至群集工具900的前部。工厂接口950包括位于工厂接口950的前部951上的负载腔室954和卸载腔室956。虽然负载腔室954被示出在左侧并且卸载腔室956被示出在右侧，但是本领域技术人员应理解，这仅仅是一种可能配置的表示。
负载腔室954和卸载腔室956的大小和形状可以取决于例如群集工具900中正在处理的基板而变化。在所示的实施方式中，负载腔室954和卸载腔室956被定大小为保持晶片盒，有多个晶片位于所述晶片盒内。
机器人952位于工厂接口950内，并且可在负载腔室954与卸载腔室956之间移动。机器人952能够将晶片从负载腔室954中的盒通过工厂接口950转移到负载锁定腔室960。机器人952还能够将晶片从负载锁定腔室962通过工厂接口950转移到卸载腔室956中的盒。如本领域技术人员应理解的，工厂接口950可具有多于一个机器人952。例如，工厂接口950可具有第一机器人，所述第一机器人在负载腔室954与负载锁定腔室960之间转移晶片；以及第二机器人，所述第二机器人在负载锁定腔室962与卸载腔室956之间转移晶片。
所示的群集工具900具有第一区段920和第二区段930。第一区段920通过负载锁定腔室960、962连接至工厂接口950。第一区段920包括第一转移腔室921，在所述第一转移腔室中放置有至少一个机器人925。机器人925也被称为机器人晶片传送机构。第一转移腔室921相对于负载锁定腔室960、962、处理腔室902、904、916、918和缓冲腔室922、924位于中心处。一些实施方式的机器人925是能够一次独立地移动多于一个晶片的多臂机器人。在一些实施方式中，第一转移腔室921包括多于一个机器人晶片转移机构。第一转移腔室921中的机器人925被配置为围绕第一转移腔室921在腔室之间移动晶片。单个晶片被运送于位于第一机器人机构的远端处的晶片传送叶片上。
在第一区段920中处理晶片之后，可经由通过腔室(pass-through chamber)将晶片传送到第二区段930。例如，腔室922、924可以是单向或双向通过腔室。通过腔室922、924可用于例如在第二区段930中处理之前对晶片进行低温冷却，或者允许在移回第一区段920之前进行晶片冷却或后处理。
系统控制器990与第一机器人925、第二机器人935、第一多个处理腔室902、904、916、918和第二多个处理腔室906、908、910、912、914通信。
系统控制器990可以是能够控制处理腔室和机器人的任何合适的部件。例如，系统控制器990可以是计算机，所述计算机包括中央处理单元(CPU)992、存储器994、输入/输出(I/O)996和支持电路998。控制器990可直接控制处理工具900，或者经由与特定处理腔室和/或支持系统部件相关联的计算机(或控制器)来控制处理工具900。
在一个或多个实施方式中，控制器990可以是任何形式的通用计算机处理器中的一种通用计算机处理器，该控制器可以在工业环境中用于控制各种腔室和子处理器。控制器990的存储器994或计算机可读介质可以是一个或多个容易获得的存储器，诸如非暂时性存储器(例如随机存取存储器(RAM))、只读存储器(ROM)、软盘、硬盘、光学存储介质(例如，光盘或数字视频盘)、闪存驱动器、或任何其他形式的本地或远程数字存储设备。存储器994可保存指令集，所述指令集可由处理器(CPU 992)操作来控制处理工具900的参数和部件。
支持电路998耦合至CPU 992，以便以传统方式支持处理器。这些电路包括高速缓存、电源、时钟电路、输入/输出电路和子系统等。一个或多个工艺可作为软件程序存储在存储器994中，所述软件程序当由处理器执行或调用时使得所述处理器以本文所述的方式控制处理工具900或各个处理单元的操作。软件程序也可由第二CPU(未示出)存储和/或执行，所述第二CPU远离由CPU 992控制的硬件定位。
本公开的工艺和方法中的一些或所有工艺和方法也可在硬件中执行。如此，该工艺可以实现为软件并使用计算机系统来执行，实现为硬件，作为例如专用集成电路或其他类型的硬件实现，或者作为软件和硬件的组合。所述软件程序当由处理器执行时将通用计算机转换成专用计算机(控制器)，所述专用计算机控制腔室操作，使得工艺得以被执行。
在一些实施方式中，控制器990具有一个或多个配置来执行单独的工艺或子工艺以执行所述方法。控制器990可连接至中间部件，并被配置为操作中间部件来执行所述方法的功能。例如，控制器990可连接至物理气相沉积腔室并且被配置为控制所述物理气相沉积腔室。
工艺通常可以作为软件程序存储在系统控制器990的存储器994中，所述软件程序当由处理器执行时使得处理腔室执行本公开的工艺。软件程序也可由第二处理器(未示出)存储和/或执行，所述第二处理器远离由处理器控制的硬件定位。本公开的方法中的一些或所有方法也可在硬件中执行。如此，该工艺可以实现为软件并使用计算机系统执行，实现为硬件，作为例如专用集成电路或其他类型的硬件实现，或者作为软件和硬件的组合。所述软件程序当由处理器执行时将通用计算机转换成专用计算机(控制器)，所述专用计算机控制腔室操作，使得工艺得以被执行。
在一些实施方式中，系统控制器990具有用于控制物理气相沉积腔室在约20℃至约400℃范围内的温度下在晶片上沉积膜并控制远程等离子体源在晶片上形成聚硅氮烷膜的配置。
在一个或多个实施方式中，处理工具包括：中央转移站，所述中央转移站包括机器人，所述机器人被配置为移动晶片；多个处理站，每个处理站连接至所述中央转移站并提供与相邻处理站的处理区域分开的处理区域，所述多个处理站包括物理气相沉积腔室和远程等离子体源；紫外线固化腔室；ICP腔室；以及控制器，所述控制器连接至所述中央转移站和所述多个处理站，所述控制器被配置为激活所述机器人以在所述处理站之间移动晶片并控制在每个处理站中发生的工艺。
除非在此另外指明或者明显与上下文相矛盾，否则在描述本文讨论的材料和方法的上下文中(尤其是在以下权利要求的上下文中)，术语“一”和“一者”和“该”以及类似的指示词的使用应被解释为涵盖单数和复数两者。除非本文另有指示，否则本文中对值范围的描述仅旨在用作引用落入该范围的每个单独值的速记方法，并且每个单独值并入本说明书中，如同其在本文中被单独引用一样。除非本文另有说明或明显与上下文相矛盾，否则本文所述的所有方法均可以任何合适的顺序进行。本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地阐明材料和方法，并且除非另外要求保护，否则不对范围构成限制。说明书中的任何语言都不应被解释为表示任何不要求保护的要素对于所公开的材料和方法的实践为必不可少的。
在整个说明书中对“一个实施方式”、“某些实施方式”、“一个或多个实施方式”或“一实施方式”的提及意味着结合该实施方式描述的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施方式中。因此，在整个说明书的各个地方出现的诸如“在一个或多个实施方式中”、“在某些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在一实施方式中”的短语不一定指本公开的同一实施方式。在一个或多个实施方式中，特定特征、结构、材料或特性以任何合适的方式组合。
尽管已经参考特定实施方式描述了本文的公开内容，但是应当理解，这些实施方式仅仅是对本公开的原理和应用的说明。对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开的方法和装置进行各种修改和变化。因此，本公开旨在包括在所附权利要求及其等同物的范围内的修改和变化。

Claims (20)

1.一种形成膜的方法，所述方法包括：
在处理腔室中将基板暴露于芳香族前体；
净化掉所述处理腔室的所述芳香族前体；
将所述基板加热到低于600℃的温度以使所述芳香族前体聚合并在所述基板上沉积石墨烯硬遮罩膜；以及
净化所述处理腔室。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述芳香族前体包括苯、经取代的苯、萘、经取代的萘、蒽和经取代的蒽中的一者或多者。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述芳香族前体包括具有温度敏感性官能团的小芳香族分子。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述芳香族前体选自萘、2,6-二溴萘、1,3,5-苯三羧酸三甲酯、9,10-二溴蒽、苯甲酸、2,6-二叔丁基萘、1,3,5-三甲氧基苯和六溴苯中的一者或多者。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述基板包含氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、硅(Si)、钴(Co)、钛(Ti)、二氧化硅(SiO2)、铜(Cu)和低介电常数电介质材料中的一者或多者。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述基板保持在处于约150℃至约700℃的范围内的温度下。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述基板保持在处于约300℃至约500℃的范围内的温度下。
8.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括重复所述方法以提供厚度为约0.3nm至约100nm的石墨烯硬遮罩膜。
9.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述基板暴露于反应物。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述基板同时暴露于所述芳香族前体和所述反应物。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述基板顺序地暴露于所述芳香族前体和所述反应物。
12.一种形成膜的方法，所述方法包括：
通过将基板暴露于芳香族前体，在所述基板上形成可流动的石墨烯硬遮罩膜；以及
将所述基板暴露于等离子体。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述芳香族前体包括苯、经取代的苯、萘、经取代的萘、蒽和经取代的蒽中的一者或多者。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述芳香族前体选自萘、2,6-二溴萘、1,3,5-苯三羧酸三甲酯、9,10-二溴蒽、苯甲酸、2,6-二叔丁基萘、1,3,5-三甲氧基苯和六溴苯中的一者或多者。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述基板包含氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、硅(Si)、钴(Co)、钛(Ti)、二氧化硅(SiO2)、铜(Cu)和低介电常数电介质材料中的一者或多者。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述等离子体是远程等离子体。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述等离子体包括氨(NH3)、氮(N2)、氩(Ar)、氦(He)、氢(H2)、一氧化碳(CO)或二氧化碳(CO2)中的一者或多者。
18.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质包括指令，所述指令当由处理腔室的控制器执行时使所述处理腔室执行以下操作：
在处理腔室中将基板暴露于芳香族前体；
净化掉所述处理腔室的所述芳香族前体；
将所述基板加热到低于600℃的温度以使所述芳香族前体聚合并在所述基板上沉积石墨烯硬遮罩膜；以及
净化所述处理腔室。
19.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述芳香族前体包括苯、经取代的苯、萘、经取代的萘、蒽和经取代的蒽中的一者或多者。
20.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述基板包含氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、硅(Si)、钴(Co)、钛(Ti)、二氧化硅(SiO2)、铜(Cu)和低介电常数电介质材料中的一者或多者。
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