TWI804477B - 透過物理氣相沉積沉積非晶矽層或碳氧化矽層的方法 - Google Patents

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Abstract

在一些實施例中，在物理氣相沉積製程腔室中處理設置在基板支撐件的頂部上之基板的方法包括以下步驟：（a）在物理氣相沉積腔室的處理區域內由製程氣體形成電漿，其中製程氣體包含惰性氣體以及含氫氣體，以在物理氣相沉積腔室的處理區域內從靶材表面濺射矽；以及（b）在基板上的第一層的頂部上沉積非晶矽層，其中調整含氫氣體的流動速率以調節經沉積的非晶矽層的光學性質。

Description

透過物理氣相沉積沉積非晶矽層或碳氧化矽層的方法
本揭示內容的實施例大體而言係關於透過物理氣相沉積沉積非晶矽膜以及碳氧化矽膜的方法。
積體電路部件的整體尺寸受到可被蝕刻至基板中的最小幾何特徵（臨界尺寸（CD））所限制。將特徵蝕刻至基板中使用各種材料用於不同的目的。
舉例而言，非晶矽膜可用於各種半導體製造應用中，例如作為自對準雙重圖案化（SADP）製程或自對準四重圖案化（SAQP）製程中的犧牲層。典型地，可以透過化學氣相沉積（CVD）製程形成此種非晶矽膜。然而，本發明人已發現到透過化學氣相沉積（CVD）製程沉積的非晶矽膜會有氣泡及剝離發生，且幾乎沒有光學可調性。
作為另一個實施例，矽基抗反射塗層（Si-ARC）經常被用作為多層阻劑的一部分，以連同例如光阻層一起用於蝕刻特徵至基板中。通常透過旋轉塗佈式的方法形成矽基抗反射塗層（Si-ARC）。然而，一旦移除矽基抗反射塗層（Si-ARC），則會在下層上留下顆粒殘留物。
因此，本發明人提供了透過物理氣相沉積製程沉積非晶矽膜的改良方法以及多層阻劑內的矽基抗反射塗層（Si-ARC）的改良替代物。
本揭示內容的實施例包括處理基板的方法。在一些實施例中，處理基板的方法包括：一種在物理氣相沉積製程腔室中處理設置在基板支撐件的頂部上之基板的方法，該方法包括以下步驟：（a）在物理氣相沉積腔室的處理區域內由製程氣體形成電漿，其中製程氣體包含惰性氣體以及含氫氣體，以在物理氣相沉積腔室的處理區域內從靶材表面濺射矽；以及（b）在基板上的第一層的頂部上沉積非晶矽層，其中調整含氫氣體的流動速率（flow rate）以調節經沉積的非晶矽層的光學性質。
在一些實施例中，一種在物理氣相沉積製程腔室中處理設置在基板支撐件的頂部上之基板的方法包括以下步驟：（a）在物理氣相沉積腔室的處理區域內由製程氣體形成電漿，其中製程氣體包含惰性氣體以及含氫氣體，以在物理氣相沉積腔室的處理區域內從靶材表面濺射源材料；以及（b）在基板的頂部上沉積一層碳（C）、氧化鋁（AlOx ）、氮化鋁（AlN）、氮氧化鋁（AlON）、二氧化矽（SiO2 ）、氮化矽（SiN）、氮氧化矽（SiON）、碳氧化矽（SiOC）或氮化鈦（TiN）中的至少一者，其中調整含氫氣體的流動速率以調節經沉積的層的光學性質、應力、膜形態以及表面性質。在一些實施例中，（b）的沉積步驟進一步包括以下步驟：在基板的頂部上沉積一層碳、金屬氧化物、氧化鋁（AlOx ）、氮化鋁（AlN）、氮氧化鋁（AlON）、二氧化矽（SiO2 ）、氮化矽（SiN）、氮氧化矽（SiON）、碳氧化矽（SiOC）、氧化鉭（TaOx ）、氧化錫（SnOx ）、氧化錫矽（SnSiOx ）或氮化鈦（TiN）中的至少一者，其中調節含氫氣體的流動速率以調節經沉積的層的光學性質、應力、膜形態以及表面性質。
在一些實施例中，一種在物理氣相沉積製程腔室中處理設置在基板支撐件的頂部上之基板的方法包括以下步驟：（a）在物理氣相沉積腔室的處理區域內由製程氣體形成電漿，其中製程氣體包含惰性氣體以及一氧化碳（CO）氣體，以在物理氣相沉積腔室的處理區域內從靶材表面濺射矽；以及（b）經由調節物理氣相沉積腔室的壓力以及溫度中的至少一者，以在基板的頂部上沉積具有介於1.67與2.3 g/cm3 之間的密度的碳氧化矽（SiOC）層。
下文描述本揭示內容的其他以及進一步的實施例。
本揭示內容係關於透過物理氣相沉積製程沉積非晶矽層或非晶矽膜的方法。在至少一些實施例中，本文中描述的發明方法有利地沉積非晶矽層，且該非晶矽層在隨後的SADP（自對準雙重圖案化）或SAQP（自對準四重圖案化）處理期間沒有氣泡或剝離的情形發生。在至少一些實施例中，本文中描述的發明方法進一步有利地提供非晶矽膜的光學性質的調節。本揭示內容進一步係關於透過物理氣相沉積製程沉積碳氧化矽（SiOC）層或碳氧化矽（SiOC）膜的方法。在至少一些實施例中，本文中描述的發明方法進一步有利地提供碳氧化矽（SiOC）層的密度及光學性質的調節。
第1圖係根據本揭示內容的一些實施例繪示的說明性物理氣相沉積（PVD）處理系統100的經簡化的剖面圖。第2圖繪示用於在基板的頂部上沉積非晶矽膜的方法200的流程圖，該基板設置在第1圖中所描述類型的物理氣相沉積製程系統中。下文中描述的方法200與第3A～3I圖中所繪示的處理基板之階段有關。適於執行本文中描述的方法200的PVD腔室的實例，包括可購自加州聖克拉拉市的應用材料公司的CIRRUSTM 、AVENIRTM 及IMPULSE的PVD處理腔室。
第1圖中繪示的物理氣相沉積製程腔室（製程腔室104）包含基板支撐件106、靶材組件114以及源材料113，靶材組件114具有可選的背板組件160，源材料113被設置在背板組件160的面向基板支撐件的一側上。製程腔室104進一步包含射頻電源182以向靶材組件114提供射頻能量。下文論述與說明性PVD處理系統100有關的額外細節。
可以在設置於製程腔室104內的示例性基板108上執行該方法。基板108可以是任何合適的具有任何合適的幾何形狀(例如，圓形晶圓、方形、矩形等)的基板。基板108可以包含任何合適的材料，例如矽(Si)、氧化矽(SiO2)、氮化矽(SiN)、玻璃、其他介電材料等中的一或更多者。在一些實施例中，基板108可以是半導體晶圓(例如，200mm、300mm等的矽晶圓)。在一些實施例中，基板108可以包括附加層，例如介電層。在一些實施例中，基板可以是部分製造的半導體元件(例如，邏輯、DRAM或快閃記憶體元件)。另外，在基板108的一或更多層中可以形成例如溝槽、通孔等的特徵。
在一些實施例中，如第3A圖所繪示，基板108具有第一層300，該第一層300設置於基板108的頂部上。在該等實施例中，第一層300直接位於基板108的頂部上。在一些實施例中，第一層300是介電層(例如，具有化學式Si(OC2H5)4的四乙氧基矽烷(TEOS)層或氮化矽或氧化矽)。
方法200從202開始，經由在製程腔室104的處理區域120內由製程氣體形成電漿。在一些實施例中，製程氣體包含惰性氣體以及含氫氣體。在一些實施例中，製程氣體由惰性氣體以及含氫氣體所組成，或基本上由惰性氣體以及含氫氣體所組成。在一些實施例中，惰性氣體是鈍氣（例如，氬、氦、氖或氙）。在一些實施例中，含氫氣體是氫（H2 ）氣體、氨（NH3 ）或碳氫化合物（例如，具有化學式Cn H2n+2 的烷烴（例如，CH4 、C2 H6 、C3 H8 ））。在一些實施例中，含氫氣體是氫（H2 ）氣體、氨（NH3 ）或碳氫化合物（例如，具有化學式Cn H2n+2 的烷烴（例如，CH4 、C2 H6 、C3 H8 ））中的至少一者。在一些實施例中，含氫氣體是氫（H2 ）氣體、氨（NH3 ）、碳氫化合物（例如，具有化學式Cn H2n+2 的烷烴（例如，CH4 、C2 H6 、C3 H8 ））以及上述的組合。含氫氣體非為氫及鹵素的化合物（例如，HCl、HBr或HF）。
將惰性氣體以約50 sccm至約1000 sccm的流動速率提供至製程腔室104的處理區域120。將含氫氣體以約2至約100 sccm的流動速率提供至製程腔室104的處理區域120。在一些實施例中，製程氣體包含約1％至約50％的氫以及剩餘補足量（balance）的惰性氣體。
可以經由耦合來自電源的足夠能量以點燃上文所述的製程氣體形成電漿，以將製程氣體形成電漿。電源可以以連續波（CW）或脈沖模式來操作。電源可以包括直流（DC）功率、脈衝化直流功率或射頻（RF）功率。在一些實施例中，電源可以說明性地在合適的頻率（例如，約13.56 MHz）提供約500 W至約6 kW（例如，約2 kW）的射頻功率以形成電漿。在一些實施例中，電源可以在約100至約250 kHz的脈衝頻率以及約10％至約40％的工作週期（例如，在一個給定的週期內，開啟時間與開啟時間和關閉時間的總時間的百分比）提供脈衝化直流功率。
接著，在步驟204，將非晶矽層302沉積於基板108上之第一層300的頂部上。本文中使用的非晶矽是指矽的非晶形式。在一些實施例中，如第3B圖所繪示，將非晶矽層302直接形成在第一層300的頂部上。在一些實施例中，將非晶矽層302沉積到達適於各種半導體製程中的圖案化製程的厚度。例如，可以將非晶矽層302沉積到達約200至約550埃（Å）的厚度。
步驟202中所形成的電漿促進於從靶材組件114濺射源材料113（例如，矽源材料），使材料沉積於基板108的頂部上之第一層300上，而形成非晶矽層302。本發明人已觀察到透過本文中描述的發明方法的非晶矽層302的沉積，有利於沉積非晶矽層302，非晶矽層302在隨後的SADP（自對準雙重圖案化）或SAQP（自對準四重圖案化）處理期間不會有如在經CVD沉積的非晶矽層中可發現的氣泡或剝離。
另外，引入含氫氣體來沉積非晶矽層302允許調節非晶矽層302的光學性質。具體而言，調整含氫氣體的流動速率，以調節或調整非晶矽層的k值介於約0.1與0.41之間，並調節或調整非晶矽層的n值介於約4.22與3.54之間。本文中使用的n值是指材料的折射率，而本文中使用的k值是指材料的消光係數。
第4A圖繪示曲線圖400，該曲線圖400示出在0 sccm的H2 、5 sccm的H2 和10 sccm的氫（H2 ）氣體的流動速率且在1.25 kW、2 kW和3 kW的電源功率變化下所形成的非晶矽層的k值。線402示出以0 sccm的H2 氣體流動速率所形成的非晶矽層之k值。線404示出以5 sccm的H2 氣體流動速率所形成的非晶矽層之k值。線406示出以10 sccm的H2 氣體流動速率所形成的非晶矽層之k值。從曲線圖400可以看出，在恆定的電源功率下，增加氫（H2 ）氣體的流動速率，非晶矽層的k值會下降。例如，在1.25 kW的電源功率下，H2 氣體流動速率為0 sccm、5 sccm和10 sccm的k值分別為0.39、0.19和0.09。因此，增加H2 氣體的流動速率會使非晶矽層的k值發生約77％的下降。在2 kW和3 kW的電源功率下，以增加的H2 氣體流動速率所形成的非晶矽層的k值分別同樣地示出約70％和63％的下降。儘管在保持恆定的H2 氣體流動速率並降低電源功率時亦示出有k值的下降，但與調整H2 氣體流動速率並保持恆定的電源功率相比，其下降量不明顯。例如，線406示出將H2 氣體的流動速率保持恆定在10 sccm同時將電源功率從3 kW降低至1.25 kW，僅使非晶矽層的k值有約40％的下降。本技術領域具有通常知識者將認知到，透過常規實驗可獲得具體的k值，以確定合適的H2氣體流動速率和電源功率的組合。
第4B圖繪示曲線圖408，該曲線圖408示出在0sccm的H2、5sccm的H2和10sccm的氫(H2)氣體的流動速率且在1.25kW、2kW和3kW的電源功率變化下所形成的非晶矽層的n值。線410示出以0sccm的H2氣體流動速率所形成的非晶矽層之n值。線412示出以5sccm的H2氣體流動速率所形成的非晶矽層之n值。線414示出以10sccm的H2氣體流動速率所形成的非晶矽層之n值。從曲線圖408可以看出，在恆定的電源功率下，增加氫(H2)氣體的流動速率，非晶矽層的n值會下降。例如，在1.25kW的電源功率下，H2氣體流動速率為0sccm、5sccm和10sccm之n值分別為4.05、3.74和3.52。因此，增加H2氣體的流動速率會使非晶矽層的n值有約13%的下降。在2kW和3kW的電源功率下，以增加的H2氣體流動速率所形成的非晶矽層的n值分別同樣地示出有約11%和9%的下降。儘管在保持恆定的H2氣體流動速率並降低電源功率時亦示出有n值的下降，但與調整H2氣體流動速率並保持恆定的電源功率相比，其下降量不明顯。例如，線414示出將H2氣體的流動速率保持恆定在10sccm同時將電源功率從3kW降低至1.25kW，僅使非晶矽層的n值有約8%的下降。本技術領域具有通常知識者將認知到，透過常規實驗可獲得具 體的n值，以確定合適的H2氣體流動速率和電源功率的組合。
降低非晶矽層的光學性質(即，n值及k值)非晶矽層的透明度(即，允許光穿過材料而沒有散射的光學性質)會增加，此有益於後續的微影(lithographic)、對準和覆蓋(overlay)的製程。本發明人亦已觀察到，方法200可以調節或調整非晶矽層的其他膜性質，如膜應力、膜形態(即，膜的結晶度)以及膜的表面性質(即，物理表面性質(如，表面粗糙度)以及化學表面性質(如，表面鍵結位置的調節))。例如，可以降低經沉積的非晶矽層的應力(即，經沉積的非晶矽層經由在約350與400攝氏度之間的製程溫度沉積而使非晶矽層的應力接近中性)。
沉積非晶矽層的一般製程條件包括將製程腔室的壓力維持在約3毫托至約10毫托以及將製程腔室的溫度維持在約25至約400攝氏度。
在一些實施例中，在透過上述的方法200沉積非晶矽層302之後，基板可以進行進一步的處理(例如，自對準雙重圖案化(SADP)製程)。為了說明的目的選擇本文中描述的自對準雙重圖案化(SADP)製程。本揭示內容的概念同樣可適用於可以在例如NAND快閃應用、DRAM應用或CMOS應用的各種半導體製程中的圖案化製程中使用非晶矽層的其他製程、單一或雙重圖案化方案（例如，通孔/孔收縮製程、自對準三重圖案化（SATP）製程或自對準四重圖案化（SAQP）製程）等。
在一些實施例中，如第3C圖所繪示，在非晶矽層302的頂部上形成經圖案化的遮罩層306。在一些實施例中，經圖案化的遮罩層306可以是硬遮罩層。經圖案化的遮罩層306可以包含適於提供模板的任何材料以促進蝕刻特徵至下面的非晶矽層302中。例如，經圖案化的遮罩層306是硬遮罩的實施例中，經圖案化的遮罩層306可以包含氧化物（如，二氧化矽（SiO2 ）、氮氧化矽（SiON）、碳氧化矽（SiOC）等）、或氮化物（如，氮化鈦（TiN）、氮化矽（SiN）等）、矽化物（如，矽化鈦（TiSi）、矽化鎳（NiSi）等）、或矽酸鹽（如，矽酸鋁（AlSiO）、矽酸鋯（ZrSiO）、矽酸鉿（HfSiO）等）中之至少一者。在一些實施例中，經圖案化的遮罩層306是包含一種或更多種的金屬氧化物（例如，氧化鉭（TaOx ）、氧化錫（SnOx ）、氧化錫矽（SnSiOx ）等）的硬遮罩。在一些實施例中，經圖案化的遮罩層306可以包含非晶碳，如可從位於加州聖克拉拉市的應用材料公司獲得的高階圖案化膜（APF），或三層阻劑（resist）（例如，光阻層、富矽抗反射塗層（ARC）、及富碳ARC、或底部ARC（BARC））、介電性的抗反射塗層（DARC）等、旋塗式的硬遮罩（SOH）等。
如第3D圖所示，使用標準光微影和蝕刻技術在第一層300上產生由非晶矽層302所形成的經圖案化的特徵310。經圖案化的特徵310有時被稱為預留位置（placeholder）、心軸或核心，並且基於所使用的硬遮罩材料而具有具體的線寬度及/或間距。在將圖案轉移至非晶矽層302中後，使用合適的去光阻製程以移除任何殘留的光阻及硬遮罩材料。
如第3E圖所示，隨後在經圖案化的非晶矽302心軸上沉積硬遮罩材料308（例如，氧化矽或氮化矽）的共形層。如第3F圖所示，接著經由利用非等向性電漿蝕刻優先從水平表面蝕刻硬遮罩材料308，以敞開沉積在經圖案化的非晶矽302心軸的頂部上的硬遮罩材料308並且移除沉積在經圖案化的非晶矽302心軸的兩個側壁之間的底部處的硬遮罩材料308，而在經圖案化的非晶矽302心軸的側面上形成硬遮罩間隔物312。如第3G圖所示，接著可以移除經圖案化的非晶矽302心軸，留下硬遮罩間隔物312。如第3H圖所示，硬遮罩間隔物312可用以作為蝕刻遮罩以用於將圖案轉移至第一層300。如第3I圖所示，隨後將硬遮罩間隔物312移除。因此，在第一層300中所形成的圖案的密度是經光微影圖案化的非晶矽302心軸的密度的兩倍，且在第一層300中所形成的圖案的間距是經光微影圖案化的非晶矽302心軸的間距的一半。
上文描述的方法200與非晶矽層有關。然而，方法200亦可以用於沉積非晶矽以外的材料，例如碳、金屬氧化物、氧化鋁（AlOx ）、氮化鋁（AlN）、氮氧化鋁（AlON）、二氧化矽（SiO2 ）、氮化矽（SiN）、氮氧化矽（SiON）、碳氧化矽（SiOC）或氮化鈦（TiN）。合適的用於沉積的金屬氧化物的非限制性實施例包括氧化鉭（TaOx ）、氧化錫（SnOx ）、氧化錫矽（SnSiOx ）以及上述的組合。另外，可以在物理氣相沉積腔室的處理區域內自製程氣體形成電漿。製程氣體包含惰性氣體以及含氫氣體，以在物理氣相沉積腔室的處理區域內從靶材表面濺射源材料。製程氣體亦可以包含氧氣及/或氮氣，此取決於待沉積的材料。然而，類似於上文所述的非晶矽層，含氫氣體的流動速率的調節或調整允許調整特定的經沉積材料的光學性質、應力、膜形態及表面性質。
第5圖繪示用於在基板的頂部上沉積碳氧化矽（SiOC）層的方法500的流程圖，該基板設置在第1圖中所描述類型的物理氣相沉積製程系統中。適於執行本文中描述的方法200的PVD腔室的實施例，包括可購自加州聖克拉拉市的應用材料公司的CIRRUSTM 、AVENIRTM 及IMPULSE的PVD製程腔室。
可以在設置於製程腔室104內的示例性基板108上執行該方法。基板108可以是任何合適的具有任何合適的幾何形狀（例如，圓形晶圓、方形、矩形等）的基板。基板108可以包含任何合適的材料，例如矽（Si）、氧化矽（SiO2 ）、氮化矽（SiN）、玻璃、其他介電材料等中的一或更多者。在一些實施例中，基板108可以是半導體晶圓（例如，200 mm、300mm等的矽晶圓）。在一些實施例中，基板108可以包括附加層，例如介電層。在一些實施例中，基板可以是部分製造的半導體元件（例如，邏輯、DRAM或快閃記憶體元件）。另外，可以在基板108的一或更多層中形成例如溝槽、通孔等的特徵。
方法500從502開始，經由在物理氣相沉積腔室的處理區域內由製程氣體形成電漿。製程氣體包含惰性氣體以及一氧化碳（CO）氣體或二氧化碳（CO2 ）氣體。在一些實施例中，製程氣體由惰性氣體以及一氧化碳（CO）氣體或二氧化碳（CO2 ）氣體所組成，或基本上由惰性氣體以及一氧化碳（CO）氣體或二氧化碳（CO2 ）氣體所組成。在一些實施例中，惰性氣體是鈍氣（例如，氬、氦、氖或氙）。
在一些實施例中，製程氣體包含惰性氣體、一氧化碳（CO）氣體或二氧化碳（CO2 ）氣體以及氧（O2 ）氣體。在一些實施例中，製程氣體由惰性氣體、一氧化碳（CO）氣體或二氧化碳（CO2 ）氣體以及氧（O2 ）氣體所組成，或基本上由惰性氣體、一氧化碳（CO）氣體或二氧化碳（CO2 ）氣體以及氧（O2 ）氣體組成。透過氧氣的流動速率相對於一氧化碳或（CO）氣體或二氧化碳（CO2 ）氣體的流動速率，來調節或調整碳氧化矽（SiOC）層的光學性質（n值及k值）。另外，如下文所論述，偏壓功率與氧氣流動速率配合的應用會影響膜應力。
可以經由耦合來自電源的足夠的能量以點燃上文所述的製程氣體形成電漿，以將製程氣體形成電漿。電源可以以連續波（CW）或脈沖模式操作。電源可以包括直流（DC）功率、脈衝化直流功率或射頻（RF）功率。在一些實施例中，電源可以說明性地在合適的頻率（例如，約13.56 MHz）提供約500 W至約6 kW（例如，約2 kW）的射頻功率以形成電漿。在一些實施例中，電源可以在約100至約250 kHz的脈衝頻率以及在約10％至約40％的工作週期（例如，在一個給定的週期內，開啟時間與開啟時間和關閉時間的總時間的百分比）提供脈衝化直流功率。
將惰性氣體以約10 sccm至約200 sccm的流動速率提供至製程腔室104的處理區域120。將一氧化碳（CO）氣體或二氧化碳（CO2 ）氣體以約10至約200 sccm的流動速率提供至製程腔室104的處理區域120。將氧（O2 ）氣體以約0至約200 sccm的流動速率提供至製程腔室104的處理區域120。惰性氣體的流動速率與一氧化碳（CO）氣體或二氧化碳（CO2 ）氣體的流動速率之比例為1：1。一氧化碳（CO）氣體或二氧化碳（CO2 ）氣體與氧（O2 ）氣體的流動速率之比例為1：0至1：1。
在一些實施例中，可以將偏壓功率施加至基板108，以促進將來自電漿的離子導向基板108並且將碳氧化矽（SiOC）層的表面粗糙度從不具有偏壓的約10埃減少到具有偏壓的低於約2埃。例如，在一些實施例中，偏壓功率可為約100至約1000瓦。第6圖示出在氧氣（O2 ）流動速率的變化下具有偏壓（Wb）以及不具有偏壓（NO Wb）下所形成的膜之膜應力的曲線圖600。在20 sccm（曲線圖600上標記為O2-2）及30 sccm（曲線圖600上標記為O2-3）的低氧氣（O2 ）流動速率，具有偏壓和不具有偏壓下所形成的膜的膜應力存在顯著差異。然而，在30 sccm至60 sccm的較高氧氣（O2 ）流動速率，示出偏壓對膜應力的影響較小。第1圖所示的偏壓電源134可為耦接至基板支撐件106的射頻偏壓電源以在處理區域120內形成電漿。
接著，在504處，將碳氧化矽（SiOC）層沉積於基板108上。在一些實施例中，將碳氧化矽（SiOC）層形成於基板108的頂部上的一或更多個附加層的頂部上。在一些實施例中，將碳氧化矽（SiOC）層沉積到達適於各種半導體製程中的圖案化製程的厚度。例如，可以將碳氧化矽（SiOC）層沉積到達約50至約500埃的厚度。
製程腔室104的處理區域120內的壓力在沉積碳氧化矽（SiOC）層的期間為約3毫托至約20毫托。製程腔室104的處理區域120內的溫度在沉積碳氧化矽（SiOC）層的期間為約25至約375攝氏度。本發明人已觀察到經由調整處理區域120內的溫度和壓力，可調節經沉積的碳氧化矽（SiOC）層的密度介於1.67與2.3 g/cm3 之間。本發明人已觀察到增加處理區域120內的壓力，經沉積的碳氧化矽（SiOC）層的密度會減少，而增加處理區域120內的溫度，經沉積的碳氧化矽(SiOC)層的密度會增加。經沉積的碳氧化矽(SiOC)層的密度影響著碳氧化矽(SiOC)層的蝕刻速度。較低的蝕刻速度等同於較高的蝕刻選擇性，以及較高的蝕刻速度等同於較低的蝕刻選擇性。
第7圖示出曲線圖700，其中在室溫(RT)(例如，25攝氏度)、在120攝氏度和在200攝氏度，以及以20sccm(SiOC-20)、40sccm(SiOC-40)、70sccm(SiOC-70)和100sccm(SiOC-100)的一氧化碳氣體的流動速率，沉積碳氧化矽(SiOC)層。曲線圖700還示出，在恆定的一氧化碳氣體的流動速率下，經沉積的碳氧化矽(SiOC)層的密度會隨著溫度升高而增加。
本發明人已觀察到除了調節經沉積的碳氧化矽(SiOC)層的密度之外，可經由調整一氧化碳(CO)氣體的流動速率與氧(O2)氣體的流動速率來調節碳氧化矽(SiOC)層的光學性質，以提供類似於Si-ARC層的光學性質。Si-ARC層的n值及k值分別為1.72及0.25。表1示出一氧化碳(CO)氣體的流動速率相對於氧(O2)氣體的流動速率如何影響碳氧化矽(SiOC)層的n值及k值。例如，第1列示出由40sscm的一氧化碳(CO)氣體相對於20sscm的氧(O2)氣體的流動速率所形成的碳氧化矽(SiOC)層具有1.86的n值以及0.647的k值。如表1的第2列所示，增加相對於一氧化碳 (CO)氣體的氧(O2)氣體的流動速率，碳氧化矽(SiOC)層的n值及k值會下降，並且能提供類似於Si-ARC層的光學性質。表1中所論述的碳氧化矽(SiOC)層，在50攝氏度、具有3kW的電源功率、200瓦的偏壓功率、閘極開路(gate open,GO)壓力以及40sccm的氬氣下形成。
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上述方法500中描述的碳氧化矽(SiOC)層有利地取代了Si-ARC層作為多層阻劑的一部分，同時具有類似的光學性質以及可調節的密度，並且在移除後下層上不會留下顆粒殘留物。在一些實施例中，在形成碳氧化矽(SiOC)層之後，在碳氧化矽(SiOC)層的頂部上形成光阻層。光阻層以及碳氧化矽(SiOC)層形成多層阻劑，適於蝕刻圖案至在多層阻劑下面的任何合適的半導體製造製程的材料層中。
上文描述的方法500與碳氧化矽(SiOC)層有關。然而，方法500亦可以用於沉積碳氧化矽(SiOC)層以外的材料，例如，具有類似的密度以及光學性質可調性的氮氧化鋁（AlON）或氮氧碳化鋁（AlONC）。
回到第1圖，第二能量源183視情況耦接至靶材組件114，可向靶材組件114提供直流功率以朝向靶材組件114導引電漿。在一些實施例中，直流功率可處於約200 W至約20千瓦（kW）的範圍內，但所施加直流功率的量可取決於腔室幾何形狀（例如，靶材尺寸等）而變化。在一些實施例中，亦可以以與上文對於射頻功率所描述的相同方式，在靶材壽命期間調節直流功率。可調節直流功率以控制經濺射的金屬原子在基板上的沉積速率。例如，增加直流功率可導致電漿與源材料113相互作用的增加以及從靶材組件114濺射金屬原子的增加。
PVD處理系統100包括腔室蓋102，腔室蓋102可移除地設置於製程腔室104的頂部上。腔室蓋102可包括靶材組件114以及接地組件103。製程腔室104含有用於接收基板108的基板支撐件106。基板支撐件106可位於下接地外殼壁110內，該下接地外殼壁110可為製程腔室104的腔室壁。下接地外殼壁110可電耦接至腔室蓋102的接地組件103，以向設置於腔室蓋102上的射頻電源182提供射頻回程路徑（RF return path）。射頻電源182可將射頻能量提供至如下文所論述的靶材組件114。替代地或組合地，直流電源可類似地耦接至靶材組件114。
PVD處理系統100可包括源分配板158，源分配板與靶材組件114之背側相對且沿靶材組件114之周邊邊緣電耦接至靶材組件114。PVD處理系統100可包括空腔170，空腔700設置於靶材組件114之背側與源分配板158之間。空腔170可至少部分地容納放如下文所論述的磁控管組件196。空腔170至少部分地經由導電支撐環164的內表面、源分配板158的面向靶材的表面以及靶材組件114（或背板組件160）的面向源分配板的表面（例如，背側）來界定。
PVD處理系統100進一步包括磁控管組件。磁控管組件在靶材組件114的附近提供旋轉磁場以輔助製程腔室104內的電漿處理。磁控管組件包括設置於空腔170內的可旋轉磁體組件148。可旋轉磁體組件148圍繞製程腔室104的中心軸186旋轉。
在一些實施例中，磁控管組件包括馬達176、馬達軸（motor shaft）174、齒輪組件178以及可旋轉磁體組件148。可旋轉磁體組件148包括複數個磁體150，且經配置以圍繞如下文描述的中心軸186旋轉複數個磁體150。馬達176可為電動馬達、氣動或液壓驅動器或任何其他的可提供合適的扭矩的製程可相容機構。儘管本文描述一個說明性實施例來說明可如何旋轉可旋轉磁體組件148，但亦可使用其他的配置。
在使用中，磁控管組件旋轉空腔170內的可旋轉磁體組件148。例如，在一些實施例中，可提供馬達176、馬達軸174以及齒輪組件178以旋轉可旋轉磁體組件148。在一些實施例中，電極154與製程腔室104的中心軸186對準，以及磁控管的馬達軸174可穿過接地板材（ground plate）156中的偏心開口而設置。自接地板材156突出的馬達軸174的端部耦接至馬達176。馬達軸174進一步穿過源分配板158中的偏心開口並耦接至齒輪組件178而設置。
可經由任何合適的手段（例如，經由被耦接至源分配板158的底表面）來支撐齒輪組件178。可經由由介電材料製造至少齒輪組件178的上表面，或經由將絕緣體層（未示出）插入齒輪組件178與源分配板158之間等，或經由用合適的介電材料構成馬達軸174，而使齒輪組件178與源分配板158絕緣。齒輪組件178進一步耦接至可旋轉磁體組件148，以將由馬達176所提供的旋轉運動傳送至可旋轉磁體組件148。可透過使用滑輪、齒輪或其他合適的用於傳送馬達176所提供的旋轉運動的手段，將齒輪組件178耦接至可旋轉磁體組件148。
基板支撐件106具有面向靶材組件114的主表面的材料接收表面，並且在與靶材組件114的主表面相對的平面位置中支撐待濺射塗佈的基板108。基板支撐件106可在製程腔室104的處理區域120內支撐基板108。處理區域120被界定為處理期間基板支撐件106上的區域（例如，當處於處理位置中時，靶材組件114與基板支撐件106之間的區域）。
在一些實施例中，基板支撐件106可為可垂直移動的，以允許透過下部的製程腔室104中的裝填閉鎖閥門（load lock valve）（未示出）將基板108傳送到基板支撐件106上，並隨後升高至沉積或處理位置。可提供連接至底部腔室壁124的波紋管（bellows）122，以將製程腔室104的內部體積與製程腔室104外部的大氣保持分離，同時促進基板支撐件106的垂直移動。一或更多種氣體自氣源126可透過質量流量控制器128供應至下部的製程腔室104中。
氣源126可為氣箱，該氣箱透過一或更多個耦接至製程腔室104的氣體管線以提供上文所描述的方法200中所使用的氣體。例如，可將第一氣體管線自氣源126提供至製程腔室104，以向製程腔室104提供氫（H2 ）。可將第二氣體管線自氣源126提供至製程腔室104，以向製程腔室104提供氧（O2 ）、氮（N2 ）、一氧化碳（CO）或氬（Ar）中的一或更多者。可將第三氣體管線自氣源126提供至製程腔室104，以向基板支撐件106提供背側氣體（例如，氬及氫或其他合適的背側氣體的混合物）。
可提供排氣口130，並透過閥門132將排氣口130耦接至泵（未示出），以便排空製程腔室104的內部體積並促進維持製程腔室104內的適當壓力。
製程腔室104進一步包括處理套組屏蔽件或屏蔽件138以圍繞製程腔室104的處理體積或中央區域並保護其他的腔室部件免受來自處理的損壞及/或污染。在一些實施例中，屏蔽件138可連接至製程腔室104的上接地外殼壁116的突出部分(ledge)140。如第1圖中圖示，腔室蓋102可靜置在上接地外殼壁116的突出部分140上。類似於下接地外殼壁110，上接地外殼壁116可在下接地外殼壁110與腔室蓋102的接地組件103之間提供一部分的射頻回程路徑。然而，其他的射頻回程路徑(例如，透過接地屏蔽件138)係可能的。
屏蔽件138向下延伸且可包括具有大體恆定直徑的大體管狀部分，該大體管狀部分大體上圍繞處理區域120。屏蔽件138沿上接地外殼壁116及下接地外殼壁110的壁向下延伸至基板支撐件106的頂表面之下，並且向上返回直到到達基板支撐件106的頂表面，(例如，形成屏蔽件138的底部處的U形部分)。當基板支撐件106處於下部的裝載位置中時，蓋環146靜置在屏蔽件138的向上延伸內部部分的頂部上，但當基板支撐件處於上部的沉積位置中時，蓋環146靜置在基板支撐件106的外部周邊上以保護基板支撐件106免受濺射沉積。可在基板108的邊緣周圍使用額外的沉積環(未示出)，以保護基板支撐件106的邊緣免受沉積。
在一些實施例中，磁體152可圍繞製程腔室104而設置以便在基板支撐件106與靶材組件114之間選擇性提供磁場。例如，如第1圖所示，當處於處理位置中時，磁體152可在剛好位於基板支撐件106上的區域中圍繞外殼壁110外部而設置。在一些實施例中，磁體152可另外或替代地設置在其他位置（例如，相鄰上接地外殼壁116的位置）中。磁體152可為電磁體且可經耦接至電源（未示出）以便控制由電磁體所產生的磁場量。
腔室蓋102大體上包括接地組件103，該接地組件103圍繞靶材組件114而設置。接地組件103可包括具有第一表面157的接地板材156，該接地板材可大體上平行於靶材組件114的背側且與靶材組件114的背側相對。接地屏蔽件112可自接地板材156的第一表面157延伸且圍繞靶材組件114。接地組件103可包括支撐構件175以支撐接地組件103內的靶材組件114。
在一些實施例中，支撐構件175可在支撐構件175的外部周邊邊緣附近耦接至接地屏蔽件112的下端，且支撐構件175可向內徑向延伸以支撐密封環181以及靶材組件114。密封環181可為環或具有合適的橫截面的其他環形。密封環181可包括兩個相對的平坦且大體平行的表面，以促進在密封環181的第一側上與靶材組件114（例如，背板組件160）介接並在密封環181的第二側上與支撐構件175介接。密封環181可由介電材料（例如，陶瓷）製成。密封環181可使靶材組件114與接地組件103絕緣。
支撐構件175可為具有中央開口以容納靶材組件114的大體平坦的構件。在一些實施例中，支撐構件175可為圓形或圓盤狀形狀，但該形狀可取決於腔室蓋的相對應形狀及/或PVD處理系統100中待處理的基板的形狀而改變。
靶材組件114可包含在濺射期間待沉積在基板（例如，基板108）上的源材料113（例如，金屬、金屬氧化物、金屬合金等）。在一些實施例中，靶材組件114可實質上由源材料113組裝而成，而不具有任何的背板來支撐源材料113。在一些實施例中，靶材組件114包括背板組件160來支撐源材料113。如第1圖中圖示，源材料113可設置在背板組件160的面向基板支撐件的一側上。背板組件160可包含導電材料（例如，銅鋅、銅鉻或與靶材相同的材料），以使得射頻及直流功率可透過背板組件160而耦接至源材料113。替代地，背板組件160可為非導電的且可包括導電元件（未示出），例如電饋通件（electrical feedthrough）等。
在一些實施例中，背板組件160包括第一背板161以及第二背板162。第一背板161及第二背板162可為圓盤形、矩形、方形或任何其他的可由PVD處理系統100所容納的形狀。第一背板161的前側經配置以支撐源材料113，以使得源材料的前表面與基板108（當存在時）相對。源材料113可以以任何合適的方式耦接至第一背板161。例如，在一些實施例中，源材料113可擴散接合至第一背板161。
複數組通道169可設置在第一背板161與第二背板162之間。第一背板161以及第二背板162可耦接在一起以形成實質上防水密封（例如，第一背板與第二背板之間的流體密封），以防止提供至複數組通道169的冷卻劑洩漏。在一些實施例中，靶材組件114可進一步包含中央支撐構件192以支撐製程腔室104內的靶材組件114。
在一些實施例中，導電支撐環164可設置在源分配板158與靶材組件114的背側之間，以將射頻能量從源分配板傳播至靶材組件114的周邊邊緣。導電支撐環164可為圓柱形，具有第一端166及第二端168，第一端166在源分配板158的周邊邊緣附近耦接至源分配板158的面向靶材的表面，以及第二端168在靶材組件114的周邊邊緣附近耦接至靶材組件114的面向源分配板的表面。在一些實施例中，第二端168在背板組件160的周邊邊緣附近耦接至背板組件160的面向源分配板的表面。
絕緣縫隙180被提供於接地板材156與源分配板158、導電支撐環164及靶材組件114（及/或背板組件160）的外表面之間。可用空氣或一些其他合適的介電材料（例如，陶瓷、塑膠等）填充絕緣縫隙180。接地板材156與源分配板158之間的距離取決於接地板材156與源分配板158之間的介電材料。在介電材料主要為空氣的情況下，接地板材156與源分配板158之間的距離可介於約15 mm與約40 mm之間。
接地組件103與靶材組件114可經由密封環181而電隔離，且可經由設置在接地板材156的第一表面157與靶材組件114的背側（例如，源分配板158的非面向靶材的一側）之間的多個絕緣體（未示出）中的一或更多者而電隔離。
PVD處理系統100具有連接至電極154的射頻電源182（例如，射頻饋送結構（RF feed structure））。電極154可穿過接地板材156並且耦接至源分配板158。射頻電源182可包括射頻產生器以及匹配電路，例如以最小化在操作期間反射回射頻產生器的反射射頻能量。例如，由射頻電源182所供應的射頻能量可處於約13.56 MHz至約162 MHz或高於162 MHz的頻率範圍內。例如，可使用如13.56 MHz、27.12 MHz、40.68 MHz、60 MHz或162 MHz的非限制性頻率。
在一些實施例中，PVD處理系統100可包括第二能量源183以在處理期間向靶材組件114提供額外的能量。在一些實施例中，第二能量源183可為直流電源或脈衝直流電源以提供直流能量，例如以增強靶材材料的濺射速率（並因此增強基板上的沉積速率）。在一些實施例中，第二能量源183可為類似於射頻電源182的第二射頻電源，以例如在第二頻率下提供射頻能量，該第二頻率不同於由射頻電源182所提供的射頻能量的第一頻率。在第二能量源183為直流電源的實施例中，第二能量源可在任何適於將直流能量電耦接至靶材組件114的位置（例如，電極154或一些其他導電構件（例如，下文所論述的源分配板158））中，耦接至靶材組件114。在第二能量源183為第二射頻電源的實施例中，第二能量源可透過電極154耦接至靶材組件114。
電極154可為圓柱形或為棒狀，且可與製程腔室104的中心軸186對準（例如，電極154可在與靶材的中心軸重合的一點處耦接至靶材組件，使得電極與中心軸186重合）。電極154與製程腔室104的中心軸186對準，促進以軸對稱的方式將來自射頻電源182的射頻能量施加至靶材組件114（例如，電極154可在與PVD腔室的中心軸對準的「單點」處將射頻能量耦接至靶材）。電極154的中央位置有助於消除或減小基板沉積製程中的沉積不對稱性。電極154可具有任何合適的直徑。例如，儘管可使用其他的直徑，但是在一些實施例中，電極154的直徑可為約0.5至約2吋。電極154可大體上取決於PVD腔室的配置而具有任何合適的長度。在一些實施例中，電極可具有約0.5至約12吋之間的長度。電極154可由任何合適的導電材料（例如，鋁、銅、銀等）製成。替代地，在一些實施例中，電極154可為管狀。在一些實施例中，管狀的電極154的直徑可適合於例如便於為磁控管提供中心軸。
電極154可穿過接地板材156並耦接至源分配板158。接地板材156可包含任何合適的導電材料（例如，鋁、銅等）。一或更多個絕緣體（未示出）之間的開放空間允許沿源分配板158的表面的射頻波傳播。在一些實施例中，一或更多個絕緣體可相對於PVD製程系統的中心軸186而對稱地設置。此種定位可促進沿源分配板158的表面的對稱射頻波傳播，並且最終傳播到耦接至源分配板158的靶材組件114。與習知的PVD腔室相比，至少部分地由於電極154的中央位置，而可以以更對稱且均勻的方式提供射頻能量。
PVD處理系統100進一步包含基板支撐阻抗電路，例如自動電容調諧器（auto capacitance tuner）136，該基板支撐阻抗電路耦接至基板支撐件106以調整基板108上的電壓。例如，自動電容調諧器136可用於控制基板108上的電壓，並因此控制基板電流（例如，在基板位準處的離子能量）。
可提供控制器194並將其耦接至PVD處理系統100的各種部件以控制各種部件的操作。控制器194包括中央處理單元（CPU）118、記憶體172以及支援電路173。控制器194可直接或透過與特定的製程腔室及/或支援系統部件相關聯的電腦（或控制器）來控制PVD處理系統100。控制器194可為任何形式的通用電腦處理器中的一者，該通用電腦處理器可用於工業環境中以便控制各種腔室以及子處理器。控制器194的電腦可讀取媒體或記憶體172可為可易於取得的記憶體（例如，隨機存取記憶體（RAM））、唯讀記憶體（ROM）、軟碟、硬碟、光學儲存媒體（例如，光碟（compact disc）或數位影碟）、快閃記憶體或任何其他形式的本端或遠端的數位儲存器中的一或更多者。支援電路173耦接至CPU 118以便以習知的方式支援處理器。該等電路包括快取記憶體、電源、時脈電路、輸入/輸出電路系統(circuitry)以及子系統等。可在記憶體264中將如本文中所描述的發明方法(例如，方法200)存儲為軟體常式(software routine)，該軟體常式可經執行或調用來以本文中所描述的方式來控制PVD處理系統100的操作。亦可經由第二CPU(未示出)存儲及/或執行軟體常式，該第二CPU與經由CPU 118控制的硬體遠端地定位。
儘管上文係針對本揭示內容的特定實施例，但可在不脫離本揭示內容的基本範疇的情況下設計出本揭示內容的其他及進一步的實施例。
100:(PVD)處理系統
102:腔室蓋
103:接地組件
104:製程腔室
106:基板支撐件
108:基板
110:下接地外殼壁/外殼壁
112:接地屏蔽件
113:源材料
114:靶材組件
116:上接地外殼壁
118‧‧‧中央處理單元（CPU）120‧‧‧處理區域122‧‧‧波紋管124‧‧‧底部腔室壁126‧‧‧氣源128‧‧‧質量流量控制器130‧‧‧排氣口132‧‧‧閥門134‧‧‧電源136‧‧‧自動電容調諧器138‧‧‧接地屏蔽件／屏蔽件140‧‧‧突出部分146‧‧‧蓋環148‧‧‧可旋轉磁體組件150‧‧‧複數個磁體152‧‧‧磁體154‧‧‧電極156‧‧‧接地板材157‧‧‧第一表面158‧‧‧源分配板160‧‧‧背板組件161‧‧‧第一背板162‧‧‧第二背板164‧‧‧導電支撐環166‧‧‧第一端168‧‧‧第二端169‧‧‧複數組通道170‧‧‧空腔172‧‧‧記憶體173‧‧‧支援電路174‧‧‧馬達軸175‧‧‧支撐構件176‧‧‧馬達178‧‧‧齒輪組件180‧‧‧絕緣縫隙181‧‧‧密封環182‧‧‧射頻電源183‧‧‧第二能量源186‧‧‧中心軸192‧‧‧中央支撐構件194‧‧‧控制器196‧‧‧磁控管組件200‧‧‧方法202‧‧‧步驟204‧‧‧步驟300‧‧‧第一層302‧‧‧非晶矽層306‧‧‧經圖案化的遮罩層
308:硬遮罩材料
310:經圖案化的特徵
312:硬遮罩間隔物
400:曲線圖
402:線
404:線
406:線
408:曲線圖
410:線
412:線
414:線
500:方法
502:步驟
504:步驟
600:曲線圖
700:曲線圖
經由參考附圖中所繪示的本揭示內容的說明性實施例可理解上文簡要概述且在下文中更詳細論述的本揭示內容的實施例。然而，附圖僅說明本揭示內容的典型實施例，且因此並非限制本揭示內容的範疇，對於本揭示內容而言，其可接受其他相同的等效實施例。
第1圖係根據本揭示內容的一些實施例繪示的用於處理基板之方法中的製程腔室的示意性剖面圖。
第2圖係根據本揭示內容的一些實施例繪示的處理基板之方法的流程圖。
第3A～3I圖係根據本揭示內容的一些實施例繪示的處理基板之階段。
第4A～4B圖係根據本揭示內容的一些實施例繪示的所形成的非晶矽層之k值及n值的曲線圖。
第5圖係根據本揭示內容的一些實施例繪示的在設置於物理氣相沉積製程系統中的基板之頂部上沉積碳氧化矽（SiOC）層之方法的流程圖。
第6圖係根據本揭示內容的一些實施例繪示的在氧氣（O2 ）的流動速率變化下具有偏壓以及不具有偏壓的情況下所形成的碳氧化矽（SiOC）層的膜應力的曲線圖。
第7圖係根據本揭示內容的一些實施例繪示的在製程溫度以及一氧化碳（CO）的流動速率變化下所形成之碳氧化矽（SiOC）層之密度的曲線圖。
為了幫助理解，儘可能使用相同的元件符號來表示在圖式中所出現的相同構件。該等圖式並未按照比例來繪示且為了清楚表達而簡化之。一實施例中的元件及特徵可有利地併入其他的實施例中而不需要進一步的闡述。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100‧‧‧(PVD)處理系統
102‧‧‧腔室蓋
103‧‧‧接地組件
104‧‧‧製程腔室
106‧‧‧基板支撐件
108‧‧‧基板
110‧‧‧下接地外殼壁/外殼壁
112‧‧‧接地屏蔽件
113‧‧‧源材料
114‧‧‧靶材組件
116‧‧‧上接地外殼壁
118‧‧‧中央處理單元(CPU)
120‧‧‧處理區域
122‧‧‧波紋管
124‧‧‧底部腔室壁
126‧‧‧氣源
128‧‧‧質量流量控制器
130‧‧‧排氣口
132‧‧‧閥門
134‧‧‧電源
136‧‧‧自動電容調諧器
138‧‧‧接地屏蔽件/屏蔽件
140‧‧‧突出部分
146‧‧‧蓋環
148‧‧‧可旋轉磁體組件
150‧‧‧複數個磁體
152‧‧‧磁體
154‧‧‧電極
156‧‧‧接地板材
157‧‧‧第一表面
158‧‧‧源分配板
160‧‧‧背板組件
161‧‧‧第一背板
162‧‧‧第二背板
164‧‧‧導電支撐環
166‧‧‧第一端
168‧‧‧第二端
169‧‧‧複數組通道
170‧‧‧空腔
172‧‧‧記憶體
173‧‧‧支援電路
174‧‧‧馬達軸
175‧‧‧支撐構件
176‧‧‧馬達
178‧‧‧齒輪組件
180‧‧‧絕緣縫隙
181‧‧‧密封環
182‧‧‧射頻電源
183‧‧‧第二能量源
186‧‧‧中心軸
192‧‧‧中央支撐構件
194‧‧‧控制器
196‧‧‧磁控管組件

Claims (13)

  1. 一種在一物理氣相沉積腔室中處理一基板的方法，該基板設置在一基板支撐件的頂部上，該方法包含以下步驟：(a)在該物理氣相沉積腔室的一處理區域內由一製程氣體形成一電漿，其中該製程氣體包含一惰性氣體以及一含氫氣體，以在該物理氣相沉積腔室的該處理區域內從一靶材表面濺射矽；以及(b)在該基板上的一第一層的頂部上沉積一非晶矽層，其中在介於1.25kW與3kW之間的一恆定的電源功率下調整該含氫氣體的流動速率以調節經沉積的非晶矽層的光學性質。
  2. 如請求項1所述之方法，其中只調整該含氫氣體的流動速率，以調節該非晶矽層的一消光係數(k值)介於約0.1與0.41之間。
  3. 如請求項1所述之方法，其中只調整該含氫氣體的流動速率，以調節該非晶矽層的一折射率(n值)介於約4.22與3.54之間。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中該製程氣體由該惰性氣體以及該含氫氣體所組成。
  5. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中該製程氣體基本上由該惰性氣體以及該含氫氣體所組 成。
  6. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中以約50至約1000sccm的流動速率提供該惰性氣體。
  7. 如請求項6所述之方法，其中以約2至約100sccm的流動速率提供該含氫氣體。
  8. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中該含氫氣體是氫(H2)氣體、氨(NH3)或具有化學式CnH2n+2的烷烴中的一者。
  9. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中該物理氣相沉積腔室的該處理區域內的壓力在沉積該非晶矽層的期間為約3至約10毫托。
  10. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中該物理氣相沉積腔室的該處理區域內的溫度在沉積該非晶矽層的期間為約25至約400攝氏度。
  11. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中由該製程氣體形成電漿的步驟進一步包含以下步驟：將來自一電源的一電源功率施加至該物理氣相沉積腔室以點燃該製程氣體。
  12. 如請求項11所述之方法，其中該電源功率以約100至約250kHz的一脈衝頻率以及約10%至約40%的一工作週期提供脈衝化直流功率。
  13. 一種在一物理氣相沉積腔室中處理一基板的方法，該基板設置在一基板支撐件的頂部上，該方法包含以下步驟：(a)在該物理氣相沉積腔室的一處理區域內由一製程氣體形成一電漿，其中該製程氣體包含一惰性氣體以及一含氫氣體，以在該物理氣相沉積腔室的該處理區域內從一靶材表面濺射源材料；以及(b)在該基板的頂部上沉積一層碳、金屬氧化物、氧化鋁(AlOx)、氮化鋁(AlN)、氮氧化鋁(AlON)、二氧化矽(SiO2)、氮化矽(SiN)、氮氧化矽(SiON)、碳氧化矽(SiOC)、氧化鉭(TaOx)、氧化錫(SnOx)、氧化錫矽(SnSiOx)或氮化鈦(TiN)中的至少一者，其中在介於1.25kW與3kW之間的一恆定的電源功率下調整該含氫氣體的流動速率以調節經沉積的層的光學性質、應力、膜形態以及表面性質。
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