发明名称 可调整且可移除之电浆沉积的抗反射涂层
摘要 所揭示的是气相沉积的BARC和制备以非晶质碳膜为基质之可调整且可移除抗反射涂层的方法,这些膜可以是氢化、氟化、氮化的碳膜,这些膜在UV和DUV波长,在特定的365、248和193毫微米处,具有分别可从约1.4调整至约2.1的抗射率和可从约O.l调整至约0.6的吸光系数,而且,本发明所产生的膜可高度密合地沉积于整个装置外形表面上,它们是可藉由氧及/或氟化物离子蚀刻制程蚀刻的,因为它们的独特性质,这些膜可用以形成在UV和DUV波长下可调整且可移除的抗反射涂层,以在光阻/BARC涂层界面处产生接近零反射,这种BARC大幅地改良半导体晶片的性能。
申请公布号 TW413855 申请公布日期 2000.12.01
申请号 TW087108629 申请日期 1998.06.02
申请人 万国商业机器公司 发明人 凯撒琳娜E.巴比西;阿雷三铎西沙惢卡勒右里;裘连奉添;艾夫瑞哥利;克里斯多福杰内斯;维希努海维特侯海琶贴
分类号 H01L21/30 主分类号 H01L21/30
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种可用作抗反射涂层(BARC)之膜结构,其包含至少一片基板具有至少一层主表面上具有至少一层可精细地光学性调整的抗反射涂层。2.根据申请专利范围第1项之膜结构,其中BARC覆盖有一层的光敏性材料。3.根据申请专利范围第1项之膜结构,其中基板选自含有半导体、高分子、玻璃、金属和其中任何组合、及磁头、电子晶片、电路板、与半导体装置之材料群体。4.根据申请专利范围第1项之膜结构,其中BARC的摆动比降低至少约4。5.根据申请专利范围第2项之膜结构,其中光敏性材料包含呈乾式片状形式的光阻。6.根据申请专利范围第2项之膜结构,其中在光敏材料和BARC界面处其反射系数约为0。7.根据申请专利范围第3项之膜结构,其中基板是含有矽的一种半导体。8.根据申请专利范围第2项之膜结构,其中光阻选自含有在UV波长范围中敏感之成份,在DUV波长范围中敏感之成份,和在UV及DUV波长范围中敏感之成份的群体。9.一种抗反射涂层(BARC),配置于基板和光敏性材料之间,其折射率和吸光系数可精细地调整以在它与光敏性材料和基板的各个界面处,符合它们的数値。10.根据申请专利范围第9项之BARC,其含有气相沉积的材料。11.根据申请专利范围第9项之BARC,其中BARC在厚度上是均匀的,且光学上是不均匀的,具有梯度折射率。12.根据申请专利范围第9项之BARC,其中折射率在365.248和193毫微米下,可在约1.4至约2.1之间调整。13.根据申请专利范围第9项之BARC,其中吸光系数在365.248和193毫微米下,可从约0.1调整至约0.6。14.根据申请专利范围第9项之BARC,其中折射率在它的第一主表面处调整至约1.5,以符合基板主表面之折射率,由此,第一主表面形成接触,并在它的第二主表面处调整至约1.8,以符合光阻之折射率,由此,第二主表面形成接触。15.根据申请专利范围第10项之BARC,其中它所含有的气相沉积材料选自含有类钻石碳(diamond-like carbon,下文简称DLC)、氟化类钻石碳(fluorinated di -amond-likecarbon,下文简称FDLC)、氟化类钻石碳fluorinated(fluorinated hy -drogenateddiamond-like carbon,下文简称FHDLC)、氮化类钻石碳(nitrogenated diamond-likecarbon,下文简称NDLC)、非晶质氟化氢化碳、非晶质氟化碳、氟化四面体碳、非晶质氮化碳、非晶质氮化氢化碳、氮化四面体碳、及其任何组合之群体。16.根据申请专利范围第15项之BARC,其中气相沉积的材料包括选自含有氧、矽及其混合物之群体的掺杂物质。17.根据申请专利范围第10项之BARC,其中气相沉积的材料可形成图样且可藉由反应性离子蚀刻移除,该蚀刻处于选自含有氧、氟、和氧与氟之组合之群体的气体中。18.根据申请专利范围第16项之BARC,包含具有均匀厚度之单层膜,该膜在365.248和193毫微米波长处,具有约1.42至约2.1的折射率和约0.3至约0.6的吸光系数。19.根据申请专利范围第10项之BARC,在248毫微米下,具有约1.9的折射率和约0.4的吸光系数。20.根据申请专利范围第10项之BARC,在248毫微米下,具有约1.8的折射率和约0.3的吸光系数。21.根据申请专利范围第11项之BARC,其中梯度折射率是约1.4至约2.1。22.根据申请专利范围第11项之BARC,其中吸光系数是约0.2至约0.6。23.根据申请专利范围第11项之BARC,具有约100至约2000埃的均匀厚度于基板上。24.根据申请专利范围第11项之BARC,具有约400埃的均匀厚度于基板上。25.根据申请专利范围第11项之BARC,具有约900埃的均匀厚度于基板上。26.根据申请专利范围第14项之BARC,其中吸光系数是约0.4至约0.5。27.根据申请专利范围第14项之BARC,其中厚度是约100埃至约2000埃。28.一种可用作抗反射涂层(BARC)之双层之膜结构,其中第一层的BARC,具有约1.5的折射率、约0.5的吸光系数、和约100至1000埃的厚度,沉积于基板的第一主表面上。29.根据申请专利范围第28项之双层之膜结构,其中二层的BARC包含选自含有DLC、FDLC、FHDLC、NDLC、非晶质氟化氢化碳、非晶质氟化碳、氟化四面体碳、非晶质氮化碳、非晶质氮化氢化碳、氮化四面体碳、及其任何组合之群体的材料。30.根据申请专利范围第29项之双层之膜结构,其中BARC材料包括选自含有氧、矽及其混合物之群体的掺杂物质。31.根据申请专利范围第28项之双层之膜结构,其中第二层的BARC,具有约1.8的折射率、约0.3的吸光系数、和从约200至约1000埃的厚度,沉积于基板的第二主表面上,并以可藉由反应性离子蚀刻移除之光敏性材料覆盖。32.一种可用作抗反射涂层(BARC)之多层之膜结构,其中至少一层之BARC内的折射率是在较低数値至较高数値之间,透过该层的厚度而平滑地徐徐变动。33.根据申请专利范围第32项之多层之膜结构,包括至少一层的BARC,在该层内,折射率透过约20至约300埃的均匀层厚度而平滑地从约1.8徐徐变动至约2.0。34.根据申请专利范围第32项之多层之膜结构,包括至少一层额外的BARC,其具有约1.5的折射率、约0.5的吸光系数和约100至约1000埃的厚度。35.根据申请专利范围第32项之多层之膜结构,包括至少一层额外的BARC,其具有约1.8的折射率、约0.3的吸光系数和约100至约1000埃的厚度。36.根据申请专利范围第32项之多层之膜结构,包括至少一层的BARC,其中折射率平滑地从约1.8徐徐变动至约1.5。37.一种制造乾式沉积之BARC膜于基板上的制程,包含下列步骤:a)镶置基板于反应室电极上,用于BRAC膜的沈积;b)将反应室抽真空;c)加热基板并预清洁;d)导入产生乾式沉积之BARC的气体;e)在整个沉积期间以一个功率密度施加rf偏压至基板并以约20至约2000埃/分钟的速率持续一段足以沉积BARC的时间,用于约100至约8000埃的BARC总厚度;及f)针对所使用之特定形式的反应室,藉由已知的方法将已涂布的基板自反应室移出。38.根据申请专利范围第37项之制程,其中镶置基板的步骤包含镶置半导体基板。39.根据申请专利范围第37项之制程,其中镶置基板于反应室中的步骤包含镶置基板于反应性溅镀室中。40.根据申请专利范围第37项之制程,其中将反应室抽真空的步骤包含将反应室抽真空至约10-3至约10-7托耳之间。41.根据申请专利范围第37项之制程,其中加热基板的步骤包含加热基板至约25至约400℃的温度。42.根据申请专利范围第37项之制程,其中预清洁基板的步骤包含rf溅镀清洁基板。43.根据申请专利范围第37项之制程,其中导入产生乾式沉积BARC之气体的步骤包含导入六氟苯气体。44.根据申请专利范围第37项之制程,其中在整个沉积制程期间,施加rf偏压和功率至基板的步骤包含以约-10至约-1000伏特的数量施加rf偏压及施加约1.07瓦/平方厘米的功率密度。45.根据申请专利范围第43项之制程,其中导入HFB气体的步骤包括也导入氢气并调整每一种的相对量,BARC中的折射率因HFB的相对增加而显得更高。46.根据申请专利范围第45项之制程,包括在沉积基间,将掺杂物质含量水准之气体导入于反应室内的步骤,该气体选自含有氢、氧、和其任何组合的群体。47.一种双叠线制程,包含步骤有:a)提供一基板,其包括与基板之主表面同高之已平面化的第一金属图样;b)沉积绝缘材料于基板上;c)反应性离子蚀刻一凹槽于绝缘材料中,但不要完全穿透它,位于第一金属导线之上;d)沉积一层的BARC;e)透过光罩施加,暴露至DUV并将一层的光阻显影于BARC层之上;f)使用氧或氟电浆反应性离子蚀刻BA RC,并使用氟电浆反应性离子蚀刻绝缘材料,向下至金属导线表面;g)在氧电浆中,将光阻和残留的BARC 蚀刻掉;及h)沉积并平面化第二金属层。图式简单说明:第一图是对实施本发明有用之气相沉积装置的轮廓图。第二图(a)显示出外形表面上的光阻。标示出基板和空气界面处的反射;(b)显示出位于外形表面之基板上,附带有顶层及底层ARC的光阻。第三图显示出各种光学常数n和k之光阻/ARC界面处的模拟反射曲线,其为单层碳ARC厚度的函数。第四图显示出具有变化厚度顶层之可调整三层ARC之光阻/ARC界面处的模拟反射曲线,其为氟化之碳ARC厚度的曲线。第五图显示出根据表1之制程10所沉积之单层碳ARC的反射对光阻厚度(摆动曲线)。第六图显示出碳ARC在双叠线制程中的用法。
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