JP2008042212A

JP2008042212A - 基板上に炭素層を形成するための方法

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Publication number: JP2008042212A
Application number: JP2007207146A
Authority: JP
Inventors: Mirko Vogt; フォークトミルコ; Hans-Peter Sperlich; スペアリッヒハンス−ペーター; Sven Frauenstein; フラオエンシュタインスヴェン; Andre Neubauer; ノイバウアーアンドレ
Original assignee: Qimonda AG
Current assignee: Qimonda AG
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2007-08-08
Publication date: 2008-02-21
Also published as: TW200809967A; US20080038462A1

Abstract

【課題】基板上に炭素層を形成するための方法を提供する。
【解決手段】側壁を含む構造化表面を有する基板が準備される。ガス状炭化水素化合物を含んだ雰囲気から、プラズマが形成される。上記基板は、上記プラズマを用いて処理され、これによって上記基板の上記構造化表面上に炭素層を堆積する。一形態によると、上記ガス状炭化水素化合物内における水素と炭素との比率は、２：１未満である。別の形態によると、上記雰囲気は、水素結合に対して親和性を有するガス状添加化合物を含んでいる。従って、上記プラズマの反応性水素含有量は減少し、これによって上記構造化表面の上記側壁における炭素堆積を改善することができる。
【選択図】図５

Description

発明の詳細な説明

〔発明の背景〕
〔発明の分野〕
本発明は、一般的には、基板上に炭素層を形成するための方法に関する。本発明は特に、基板の、側壁を有した構造化表面（structured surface）上に炭素層を形成するための方法に関する。

〔従来技術の説明〕
微細な構造寸法を有し、高度に集積された電気回路（ＩＣ）は、リソグラフィによる構造化技術を用いて形成される。これらの技術は、一般的には、半導体基板上に膜または層を堆積する工程と、マスク構造を有するマスクを上記層上に形成する工程と、例えばエッチング処理またはイオン注入ドーピングプロセスを行うことによって、上記マスク構造を上記層内に移す工程とを含んでいる。様々なマスクを用いて上記手順が多数回行われて、基板上に集積回路が形成される。

マスク形成は、一般的には、構造化される層上に放射線感受性フォトレジストの薄層を堆積する工程と、リソグラフィレチクル（lithographic reticle）を介して放射された放射線によって上記薄層を露光する工程とを含んでいる。いわゆるフォトリソグラフィでは、電磁放射線が用いられる。露光工程では、レチクル上に配置されたリソグラフィ構造（lithographic structure）が、フォトレジスト層上に撮像される。この構造は、現像処理を行うことによって、フォトレジスト層内に移される。従って、構造化フォトレジスト層は、その下にある層をパターン形成するためのマスクとして機能する。

エッチングプロセスおよびイオン注入ドーピングプロセスの場合では、一般的には、いわゆるハードマスクが用いられる。ハードマスクを用いて層を構造化する工程は、構造化される層上にハードマスク層を堆積する工程と、上述したプロセス工程に従って、所望の構造を有するレジストマスクをハードマスク層上に形成する工程と、エッチングプロセスを用いて、上記レジスト構造をハードマスク層内に移す工程とを含んでいる。このようにして得られたハードマスクは、その下の層を構造化するために用いられる。

半導体製造において一般的に用いられる材料は、例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、およびポリシリコンである。さらに、これら以外の材料に基づいたハードマスクの概念が追求されている。半導体プロセスにおける比較的新しい適用としては、ハードマスク材料として炭素を用いることが挙げられる。例えばＵＳ２００４／００２３５０２Ａ１は、金属層をパターン形成するためのエッチングプロセスにおいて用いられる炭素ハードマスクを開示している。ここでは、金属層上に事前に炭素を堆積する工程は、炭化水素原料を用いた化学気相成長法（ＣＶＤ）によって行われる。

フォトレジストと炭素との間におけるエッチング選択性が不良であるために、非構造化炭素層から炭素ハードマスクを形成する工程は、炭素層最上部の薄いキャップ層（特に、例えば酸窒化ケイ素または酸化ケイ素からなる、シリコンベースのキャップ層）を形成する工程と、フォトレジストを用いたリソグラフィプロセスによって、上記キャップ層を構造化する工程と、構造化された当該キャップ層を用いて、上記炭素層をパターン形成する工程とを含んでいる。さらに、（非構造化）上記キャップ層によって、リソグラフィによる補修プロセス（すなわち、例えばＣＤ（クリティカルディメンション）に関する仕様違反のために、リソグラフィプロセスに誤りがあった場合に、例えば酸素エッチングプラズマ（oxygen etch plasma）を添加することによってフォトレジストを除去するプロセス）中に、炭素の不必要なエッチングが防止される。キャップ層の厚さは、一般的には約２０ｎｍ〜６０ｎｍの範囲内である。

炭素層を形成するために行う従来の炭素堆積プロセスは、炭素を含む原料としてプロピレン（Ｃ_３Ｈ_６）を用いた、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）である。しかしこのプロセスは、構造化基板表面の垂直または傾斜した側壁上における堆積速度が遅いという不都合点がある。さらに、上記のような構造に堆積された炭素層の表面は、粗く、かつ不明確（undefined）である。

この結果、次に堆積されるキャップ層が炭素層を完全に覆わない。これにより、不必要に炭素が除去される危険性、または、リソグラフィによる補修プロセスおよび炭素層を構造化するためのエッチングプロセスにおける攻撃（attack）の危険性が生じる。いずれの場合においても、炭素層がその下にある層を保護することはもはやできなくなる。さらに、炭素の堆積に欠陥があることによって、構造側壁に明確に（defined）炭素を堆積する必要のある別の非平面アプリケーションにも影響が及ぶ。このアプリケーションでは、炭素がハードマスクまたは残りの絶縁膜として機能する。

例えば、以下の図１〜図４は、上部に炭素層が形成された、構造化基板表面の断面図を示している。図示されている断面図は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって撮影された画像に基づいている。いずれの図においても、炭素の堆積は、上述のプロピレンを用いた従来のＰＥＣＶＤプロセスによって行われる。

図１は、リンホウ素シリケートガラス（ＢＰＳＧ）を含有する構造化層１０２を有する、基板の表面を示している。構造化層１０２は、下層１０５上に位置している。トレンチ１０８は、構造化層１０２を、傾斜した側壁１０３を有する２つの区域に分割している。このようにして、テーパ形状をしたリソグラフィマーク（lithography mark）が形成される。炭素層１０１は、構造化層１０２上と、下層１０５の露光された区域上とに堆積される。側壁１０３領域では、炭素層１０１の表面は粗く不明確であり、また層１０２および１０５の水平区域よりも厚さが少ない。側壁１０３への炭素の堆積は、「柱状成長（columnar growth）」として特徴付けることができる。

図２は、基板表面内に形成されたリソグラフィマークの別の例を示している。構造化ＢＰＳＧ層１１２は、垂直側壁１１３を必須に備えており、下層１１５上に配置されている。炭素層１１１およびキャップ層１１６は、層１１２および１１５上に配置されている。図２からは、側壁が不明確に覆われている様子、および側壁１１３領域において炭素層１１２の厚みが少ない様子が明らかに見られる。

図３は、リソグラフィによる補修プロセス後における、基板の構造化表面を示している。この基板は、構造化下層１２５上に金属層１２２を有しており、この金属層１２２は、傾斜した側壁１２３を有している。炭素層１２１およびキャップ層１２６は、マスキングするために、金属層１２２の最上に堆積されている。炭素層１２１は、側壁１２３において、空隙形状をした欠陥１２４を有している。この欠陥１２４は、側壁１２３における炭素の堆積が不完全であったために、次に堆積されたキャップ層１２６が炭素層１２１を完全に覆っておらず、結果として、次に行われたリソグラフィ修正プロセス中に炭素攻撃（carbon attack）が起こる。

図４は、別の構造例を示している。この構造は、丸みを帯びた、あるいは本質的に傾斜した側壁１３３を有する構造化層１３２と、その上部に堆積された炭素層１３１とを有している。キャップ層１３６および別のカバー層１３７は、炭素層１３１の最上部に形成されている。炭素層１３１は、側壁１３１に欠陥１３４または空隙を有している。これらの欠陥１３４もまた、側壁１３３における炭素の堆積に欠陥あったために、キャップ層１３６が堆積層１３１を部分的にしか覆っておらず、結果として、リソグラフィによる補修プロセス中に炭素が除去されたことに起因している。

基板の構造化表面における炭素ＰＥＣＶＤ層の段差被覆性を改善するためには、液化炭化水素原料が評価されている。しかし、液化炭化水素を用いるためには、既存のＣＶＤ設備に液体供給システムおよび蒸着装置を導入する必要があるため複雑になり、かつコスト負担が大きくなる。

〔発明の概要〕
本発明の様々な形態は、基板の構造化表面上に炭素層を形成するための改善された方法を提供する。

本発明の一実施形態では、基板上に炭素層を形成するための方法であって、側壁を含む構造化表面を有する基板を準備する工程と、水素と炭素との比率が２：１未満であるガス状炭化水素化合物を含有した雰囲気からプラズマを形成する工程と、上記プラズマを用いて上記基板を処理することによって、上記基板の上記構造化表面上に炭素層を堆積する工程とを含んでいる方法が提供される。

本発明の別の実施形態では、基板上に炭素層を形成するための方法であって、側壁を含む構造化表面を有する基板を準備する工程と、ガス状炭化水素化合物と、水素結合に対して親和性を有するガス状添加化合物とを含有した雰囲気からプラズマを形成する工程と、上記プラズマを用いて上記基板を処理することによって、上記基板の上記構造化表面上に炭素層を堆積する工程とを含んでいる方法が提供される。

本発明の別の実施形態によると、基板上に炭素層を形成するための方法であって、側壁を含む構造化表面を有する基板を準備する工程と、水素と炭素との比率が２：１未満であるガス状炭化水素化合物と、水素結合に対して親和性を有するガス状添加化合物とを含有した雰囲気から、プラズマを形成する工程と、上記プラズマを用いて上記基板を処理することによって、上記基板の上記構造化表面上に炭素層を堆積する工程とを含んでいる方法が提供される。

〔図面の簡単な説明〕
本発明の上記および上記以外の特徴は、以下の説明および添付図面から明らかとなるであろう。しかし、これら添付図面は、単に本発明の典型的な実施形態を示すものであって、本発明の範囲を限定すると考えられるものではないことに留意されたい。本発明は、その他の同様に効果的な実施形態も許容する。

図１〜図４は、従来の方法に従って堆積された炭素層を上部に有している、構造化基板表面の断面図である。

図５は、本発明の一実施形態に従って基板上に炭素層を形成するための一方法のフロー図である。

図６は、炭素堆積を行うためのＰＥＣＶＤ装置の概略図である。

図７〜図８は、本発明の一実施形態による方法を用いて堆積された炭素層を上部に有している、構造化基板表面の断面図である。

図９は、本発明の別の実施形態に従って基板上に炭素層を形成するための一方法のフロー図である。

図１０は、本発明のさらに別の実施形態に従って基板上に炭素層を形成するための一方法のフロー図である。

〔好ましい実施形態の詳細な説明〕
本発明は、ＰＥＣＶＤプロセスを用いて基板上に炭素層を形成するための改善された方法を提供する。具体的には、本発明によると、基板の構造化表面の側壁における炭素層の強化された段差被覆性が提供される。

ここでは、基板の構造化表面は、構造化層および非構造化層の様々な構成によって、それぞれ形成することができる。このような層の例は、図１〜図４、図７、および図８から得ることができる。構造化基板表面は、例えば、当業者にはよく知られている従来の堆積および構造化方法によって形成することができる。

ＰＥＣＶＤプロセスでは、層を形成するために、ガス状原料を含んだ雰囲気に基板が曝露される。プラズマは、高周波力（RF power)（高周波）などの電磁力を用いて生成される。上記プラズマは、化学反応性の原料化合物および／またはラジカルを含んでおり、これらの原料化合物および／またはラジカルは、反応して堆積層を形成する基板表面に拡散および吸収される。炭素層を形成するためには、炭化水素原料が用いられる。

本発明の実施形態は、プラズマ内の反応性水素含有量を減らすことによって、特に基板の構造化表面の側壁における、炭素の堆積が改善されるという発明者の経験に基づいている。

一方においては、プラズマ内の水素含有量を減らすことによって炭素堆積を改善するメカニズムは、ＰＥＣＶＤ炭素の異方性膜特性によって説明することができる。基板最上表面上にＰＥＣＶＤ炭素層を有する構造化基板が、エッチングプロセスを行うために水素プラズマに曝露された場合、炭素をエッチングする速度は、基板表面の水平面と垂直な方向（垂直エッチング成分）よりも、基板表面の水平面と平行な方向（側方または水平エッチング成分）において大幅に高くなる。炭化水素原料を用いたＰＥＣＶＤプロセスでは、反応性水素がプラズマ内の原料化合物から分離され、これによって炭素は、堆積されると同時にその（本質的には）側方がエッチングされる。上述の従来のＰＥＣＶＤプロセスでは、水素を比較的高い割合で含有した炭化水素原料を用いるために、プラズマ内における水素含有量が比較的高くなる。結果として炭素堆積が低くなり、特に、構造化基板表面の側壁における炭素の表面が粗くなる。従って、プラズマ内における水素含有量を減らすことによって、強化された炭素堆積が可能になる。

他方では、プラズマ内における反応性水素の含有量を減らすことによって、表面において吸収される化学反応性の原料化合物の粘着力（付着係数とも称される）に好ましい影響が及ぼされる。プラズマ内における水素含有量によって、表面に水素結合が形成され、層堆積に必要とされるラジカルおよび原料化合物の粘着が妨害される。しかし、これらの「妨害」水素結合は、プラズマから放射されるイオンによって切断することができる。この効果は、平面的または水平な表面区域のみに強い影響を及ぼす。プラズマ内における水素含有量を減らすことによって、基板表面における水素結合の形成が低減される。従って、イオンによる水素結合の切断が果たす役割が低い構造化表面の側壁において、付着係数ひいては炭素堆積速度が特に高くなる。

図５は、本発明の一実施形態に従って基板上に炭素層を形成するための一方法のフロー図である。第１の工程３１では、基板１７、特に構造化表面を有した半導体基板１７が準備される。上記構造化表面は、側壁を少なくとも１つ有している。この側壁は、例えば、構造化表面の水平面に垂直な方向、あるいは構造化表面の水平面に対して傾斜した方向を向いている。上記構造化表面は、例えば、層および下層の構造または層システムによって形成される。

工程３２では、プラズマ１８は、ガス状炭化水素原料を含有する雰囲気から形成される。本発明によると、上記炭化水素原料の水素と炭素との原子比率は、２：１未満である。炭素を含有した原料としてプロピレン（Ｃ_３Ｈ_６）を用いて行う、上述した従来のＰＥＣＶＤプロセスと比較すると、生成される上記プラズマ１８の水素含有量は低い。上記炭化水素原料は、標準的な周囲温度および圧力において、気体であることが好ましい。

工程３３では、基板１７が、生成されたプラズマ１８によって処理される。このように、炭素層、特にアモルファス炭素層が、基板１７の構造化表面上に堆積される。

図５に示されている、上記方法の処理工程３２および３３を行うために、図６に概略的に示されている単一のウェハＰＥＣＶＤ装置を用いることができる。このＰＥＣＶＤ装置は、ガス注入口１１とガス排出口１２とを有するプロセスチャンバ１０を備えている。ガス排出口１２は、処理圧力を確立するために、真空ポンプ（図示せず）に接続されている。プロセスチャンバ１０内におけるプロセス圧力は、一般的には３Ｔｏｒｒ〜８Ｔｏｒｒの範囲内であり、好ましくは５Ｔｏｒｒ〜６Ｔｏｒｒである。

プロセスチャンバ１０は、一般的には３００℃〜５００℃の範囲内である処理温度を供給するためのヒータ１６を備えている。プロセスチャンバ１０には、電磁力を容量供給するための電極１３および１４がさらに備えられている。このために、電極１３および１４は、ＲＦ電源１５に接続されている。

必要なガスをプロセスチャンバ１０内に導入するために、流量制御装置２０、２１、２２が備えられている。流量制御装置２０、２１、２２は、例えばガスボンベ（図示せず）に接続されている。流量制御装置２０は炭化水素原料ガスを、流量制御装置２１はヘリウムなどの不活性ガスを、プロセスチャンバ１０内に導入する。流量制御装置２２は、堆積プロセス後にプロセスチャンバ１０を洗浄するために用いられるパージガスを導入する。

通常の処理温度を供給するために、実際の炭素堆積プロセスを行う前に、基板１７がプロセスチャンバ１０内に導入され、そしてヒータ１６上に配置される。流量制御装置２０、２１は、炭化水素原料ガスおよびキャリアガスがプロセスチャンバ１０内に入るために必要な流速を可能にするために作動される。この結果、ガス状炭化水素化合物を含んだ雰囲気がプロセスチャンバ１０内に供給される。上記処理圧力は、上記真空ポンプ（図示せず）によって設定される。電極１３および１４は、ＲＦ電源１５を用いて作動されて、必要な電力密度を供給し、これによってプロセスチャンバ１０内のプラズマ１８を打つ（strike）。基板１７は、このようにプラズマ１８を用いて処理され、基板表面に炭素層が堆積される。

プラズマ１８内の水素含有量を減らすことによって、図５に示されている方法は、基板１７の構造化表面上、特に構造化基板表面の側壁における、炭素堆積を改善することができる。強化された炭素堆積は、具体的には、水素と炭素との原子比率が１：１である炭化水素原料を用いることによって達成される。上記のような水素と炭素との原子比率を有し、従って図５に示されている方法において用いることが好ましいガス状原料は、アセチレン（Ｃ_２Ｈ_２）である。

例として、以下の図７および図８は、上部に炭素層が堆積された構造化基板表面の断面図を示している。これらの図における炭素堆積は、炭化水素原料としてアセチレンを用いて、図５に示されている方法に従って行った。図示されている断面図は、ここでもまた、走査型電子顕微鏡によって撮影された画像に基づいている。

図７に示されている構造は、下層１４５上に配置されていると共に本質的には垂直な側壁１４３を有する、構造化層１４２を有している。炭素層１４１は、構造化層１４２上および下層１４５上に堆積されている。図２に示されている構造とは異なり、炭素層１４１の明確かつ均質な段差被覆が達成されている。炭素層１４１はさらに、側壁１４３における厚さが、層１４２および１４５の水平区域における炭素層１４１の厚さの約５０％増加されている。

図８は、リソグラフィによる補修プロセス後における、図３に示されている基板表面と同様の構造化基板表面を示している。構造化下層１５５上には、傾斜した側壁１５３を有する金属層１５２が配置されている。金属層１５２の最上部には、マスク処理を行うために、炭素層１５１およびキャップ層１５６が配置されている。図３に示されている炭素層１２１とは異なり、図５に示されている炭素層１５１は、金属層１５２の側壁１５３における欠陥がない。これは、側壁１５３における炭素堆積が明確かつ均質であるため、炭素層１５１上のキャップ層１５６が完全に被覆されており、結果として、リソグラフィによる補修プロセス中における炭素攻撃に対して、炭素層１５１が安全かつ確実に保護されたためである。

図９は、本発明の別の実施形態に従って基板上に炭素層を形成するための一方法のフロー図である。第１の工程４１では、構造化表面を有する基板１７が準備される。ここでもまた、上記構造化表面は、側壁を少なくとも１つ有している。この側壁は、例えば、構造化表面の水平面に対して垂直または傾斜した方向を向いている。工程４２では、ガス状炭化水素原料と、水素結合に対して親和性を有する添加ガスとを含んだ雰囲気から、プラズマ１８が形成される。このように、プラズマ１８内における反応性水素含有量は、例えば、水素と添加ガス成分との間に化学的に不活性な化合物を形成することによってもまた、減らすことができる。基板１７は、工程４３において、プラズマ１８を用いて処理され、これによって基板１７の構造化表面上に炭素層が堆積される。プラズマ１８内における水素含有量を減らすことにより、炭素堆積は、改善された段差被覆性によって特徴付けられる。

図９に示されている方法のプロセス工程４２および４３を行うために、ここでもまた、図６に示されているＰＥＣＶＤ装置を用いることができる。このため、添加ガスをプロセスチャンバ１０に導入するために、別の流量制御装置２３が備えられる。有利な堆積結果を達成するためには、添加ガスとガス状炭化水素原料との体積比が１０％〜２０％の範囲で堆積を行うことが好ましい。上記体積比は、流量制御装置２０および２３を用いて設定される。

添加ガスは、含酸素化合物であることが好ましい。具体的には、この含酸素化合物は、Ｏ_２、Ｎ_２Ｏ、およびＣＯ_２からなる群に属するガスである。

あるいは、上記添加ガスは、含フッ素化合物を含んでいることが好ましい。具体的には、この含フッ素化合物は、フッ化炭素ガスであり、Ｃ_４Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_６、およびＣ_３Ｆ_８からなる群に属するガスであることが好ましい。含フッ素添加ガスを用いることによって、プラズマ内における反応性水素の含有量のみならず、フッ化アモルファス炭素の堆積を減すことができる。このようにして得られたフッ化炭素層は、例えば、強化された耐化学性を備えている。

さらに、水素結合に対して親和性を有する上記添加ガスは、様々なガスからなる混合ガスを含むことができる。具体的には、上記添加ガスは、含酸素化合物および含フッ素化合物を含んでいることが好ましい。

図１０は、本発明の別の実施形態に従って、基板上に炭素層を形成するための方法のフロー図である。本実施形態は、図５に示されている方法と図９に示されている方法とを組み合わせたものである。第１の工程５１では、構造化表面を有する基板１７が準備される。ここでもまた、上記構造化表面は、側壁を少なくとも１つ有している。この側壁は、例えば、上記構造化表面の水平面に対して垂直または傾斜して配置される。工程５２では、ガス状炭化水素原料および添加ガスを含んだ雰囲気から、プラズマ１８が形成される。この炭化水素原料内の水素と炭素との原子比率は、２：１未満であり、上記添加ガスは、水素結合に対して親和性を有している。結果として、プラズマ１８は、減少した水素含有量を有している。基板１７は、工程５３においてプラズマ１８によって処理され、これによって構造化基板表面上に炭素層が堆積される。これら２つの処理工程５２および５３は、図６に示されているＰＥＣＶＤ装置を用いて行うこともできる。ここでもまた、炭素堆積は、プラズマ１８内における水素含有量を減少させたことにより、改善された段差被覆性によって特徴付けられる。

本発明による実施形態は、その平坦面または水平面に基本的に直交して構成された側壁を少なくとも１つ有する基板構造化表面上において（図７を参照）、改善された炭素堆積を行うために用いることができる。ここでは、基本的に直交する構成は、上記構造化表面の水平面に対して、例えば製造方法によって、８０°〜９０°の範囲内の側壁角度を含んでいる。

さらに、本発明による方法の実施形態は、傾斜した側壁を少なくとも１つ有する基板の構造化表面上において（図８を参照）、改善された炭素堆積を行うために用いることができる。ここでは、上記側壁は、構造化表面の水平面に対して３５°〜７０°、好ましくは４０°〜５０°の範囲内の側壁角度を含んでいる。

本発明について、具体的な実施形態に照らして説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変化および変更を加えることができることは、これまでの説明から鑑みて明らかである。

例えば、プラズマの形成工程、およびプラズマによって基板を処理する工程は、図６に示されているＰＥＣＶＤ装置とは異なる構造を有したＰＥＣＶＤ装置内において行うことができる。あるいは、ＰＥＣＶＤ装置は、例えば、２つまたは複数の基板を同時に処理できるように、２つまたは複数のウェハチャンバを有している。容量結合されたＲＦ高周波力を用いてプラズマを生成する代わりに、誘導結合された高周波力を用いることもできる。さらに、プラズマ形成と基板処理とを同一のプロセスチャンバ内において行う代わりに、プラズマが別のチャンバ内において形成されて、基板を処理するためのプラズマチャンバ内に注入されるＰＥＣＶＤ装置の実施形態を用いてもよい。

さらに、本発明の実施形態は、いずれかの形状をした側壁を有する構造化基板表面上に、強化された炭素堆積を行うために用いることができる。これは、基本的に垂直かつ傾斜または斜めになった側壁だけでなく、様々な形状（例えば丸みを帯びた形状）の側壁を含んでいてよい。

本発明の一実施形態に従って基板上に形成された炭素層は、別の処理に用いることができる。これは、例えば、炭素ハードマスクを備えるためのキャップ層を用いた構造化処理を含んでいる。このようにして備えられた炭素ハードマスク（および、その前の非構造化炭素層）は、高い信頼性で下層を保護する機能を有している。

従来の方法に従って堆積された炭素層を上部に有している、構造化基板表面の断面図である。従来の方法に従って堆積された炭素層を上部に有している、構造化基板表面の断面図である。従来の方法に従って堆積された炭素層を上部に有している、構造化基板表面の断面図である。従来の方法に従って堆積された炭素層を上部に有している、構造化基板表面の断面図である。本発明の一実施形態に従って基板上に炭素層を形成するための一方法のフロー図である。炭素堆積を行うためのＰＥＣＶＤ装置の概略図である。本発明の一実施形態による方法を用いて堆積された炭素層を上部に有している、構造化基板表面の断面図である。本発明の一実施形態による方法を用いて堆積された炭素層を上部に有している、構造化基板表面の断面図である。本発明の別の実施形態に従って基板上に炭素層を形成するための一方法のフロー図である。本発明のさらに別の実施形態に従って基板上に炭素層を形成するための一方法のフロー図である。

Claims

基板上に炭素層を形成するための方法であって、
側壁を含む構造化表面を有する基板を準備する工程と、
水素と炭素との比率が２：１未満であるガス状炭化水素化合物を含有した雰囲気から、プラズマを形成する工程と、
上記プラズマを用いて上記基板を処理することによって、上記基板の上記構造化表面上に炭素層を堆積する工程とを含んでいる、方法。
上記ガス状炭化水素化合物は、水素と炭素との比率が１：１である、請求項１に記載の方法。
上記ガス状炭化水素化合物はＣ_２Ｈ_２である、請求項１に記載の方法。
上記側壁の角度は、上記構造化表面の水平面に対して３５°〜７０°の範囲内である、請求項１に記載の方法。
上記側壁の角度は、上記構造化表面の水平面に対して４０°〜５０°の範囲内である、請求項１に記載の方法。
上記側壁の角度は、上記構造化表面の水平面に対して８０°〜９０°の範囲内である、請求項１に記載の方法。
基板上に炭素層を形成するための方法であって、
側壁を含む構造化表面を有する基板を準備する工程と、
ガス状炭化水素化合物と、水素結合に対して親和性を有するガス状添加化合物とを含有した雰囲気から、プラズマを形成する工程と、
上記プラズマを用いて上記基板を処理することによって、上記基板の上記構造化表面上に炭素層を堆積する工程とを含んでいる、方法。
上記ガス状添加化合物は含酸素化合物を含んでいる、請求項７に記載の方法。
上記ガス状添加化合物は、Ｏ_２、Ｎ_２Ｏ、およびＣＯ_２からなる群に属している、請求項７に記載の方法。
上記ガス状添加化合物は含フッ素化合物を含んでいる、請求項７に記載の方法。
上記ガス状添加化合物はフッ化炭素ガスである、請求項７に記載の方法。
上記ガス状添加化合物は、Ｃ_４Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_６、およびＣ_３Ｆ_８からなる群に属している、請求項７に記載の方法。
上記ガス状添加化合物は、含酸素化合物および含フッ素化合物を含んでいる、請求項７に記載の方法。
上記ガス状添加化合物と上記ガス状炭化水素化合物との体積比は、１０％〜２０％の範囲内である、請求項７に記載の方法。
上記側壁の角度は、上記構造化表面の水平面に対して３５°〜７０°の範囲内である、請求項７に記載の方法。
上記側壁の角度は、上記構造化表面の水平面に対して４０°〜５０°の範囲内である、請求項７に記載の方法。
上記側壁の角度は、上記構造化表面の水平面に対して８０°〜９０°の範囲内である、請求項７に記載の方法。
基板上に炭素層を形成するための方法であって、
側壁を含む構造化表面を有する基板を準備する工程と、
水素と炭素との比率が２：１未満であるガス状炭化水素化合物と、水素結合に対して親和性を有するガス状添加化合物とを含有した雰囲気から、プラズマを形成する工程と、
上記プラズマを用いて上記基板を処理することによって、上記基板の上記構造化表面上に炭素層を堆積する工程とを含んでいる、方法。