[发明专利]利用等离子体增强化学气相沉积来沉积共形无定形碳膜层的方法

权利要求书

1.一种在一基板上形成一无定形碳层的方法，其包含：

将一基板设置在一基板处理室内；

将碳对氢原子比大于1∶2的一碳氢化合物来源通入所述处理室；

将选自由氢气、氦气、氩气、氮气、及其组合物所组成的族群的一等离子体起始气体通入所述处理室，并且所述碳氢化合物来源的体积流速对所述等离子体起始气体的体积流速比为1∶2或更大；

在所述处理室内以1瓦/平方厘米或更低的RF功率、2托或更高的压力、以及约300℃至约480℃的温度产生一等离子体；以及

在所述基板上形成一共形无定形碳层。

2.根据权利要求1所述的方法，更包含在形成所述无定形碳层之后执行一净化处理步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，更包含重复该无定形碳形成工艺步骤及该净化处理步骤的循环约2至约50次。

4.根据权利要求1所述的方法，更包含将一稀释气体通入所述处理室内，连同该氢气前驱物、所述等离子体起始气体、或两者。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳氢化合物来源的碳对氢原子比为2∶3或更高，并包含一或多种选自由乙炔、乙烯乙炔、苯、苯乙烯、甲苯、二甲苯、吡啶、苯乙酮、酚、呋喃、C₃H₂、C₅H₄、单氟苯、二氟苯、四氟苯、及六氟苯所组成的族群的化合物，并且所述碳氢化合物气体的体积流速对所述等离子体起始气体的体积流速比为从约1∶1至约1∶2。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述RF功率经施加约0.01至约1瓦/平方厘米，并且所述压力为从约2托至约20托。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述RF功率由一双频系统提供。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述无定形碳层拥有从约30％至约100％的共形性。

9.一种在一处理室内处理一基板的方法，其包含：

执行一沉积循环，包含：

在该基板的一表面上形成一共形无定形碳材料；以及

使一净化工艺通过该处理室；以及

重复该循环2和50次之间。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述净化气体包含一惰性气体或一碳氢化合物来源气体，并且所述净化气体可被激发成一等离子体。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述暂停步骤时间对沉积步骤时间的比例可从约100∶1至约1∶100，并且上述的每一次沉积循环可沉积2％和50％之间的无定形碳层厚度。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述的在该基板的一表面上形成一共形无定形碳材料包含：

将碳对氢原子比为1∶2或更高的碳氢化合物来源通入所述处理室；

将选自由氢气、氦气、氩气、氮气、及其组合物所组成的族群的一等离子体起始气体通入所述处理室，并且所述碳氢化合物来源的体积流速对所述等离子体起始气体的体积流速比为1∶2或更大；

在所述处理室内以5瓦/平方厘米或更低的RF功率、2托或更高的压力、以及约300℃至约480℃的温度产生一等离子体。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述碳氢化合物来源的碳对氢原子比为2∶3或更高，并包含一或多种选自由乙炔、乙烯乙炔、苯、苯乙烯、甲苯、二甲苯、吡啶、苯乙酮、酚、呋喃、C₃H₂、C₅H₄、单氟苯、二氟苯、四氟苯、及六氟苯所组成的族群的化合物。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述工艺包含一或多种选自由该碳氢化合物气体的体积流速对该等离子体起始气体的体积流速比为从约1∶1至约1∶2、施加从约0.01至约5瓦/平方厘米的RF功率、该压力为从约2托至约20托、以及该压力为从约300℃至约480℃所组成的族群的处理参数。

15.一种在一基板上形成一无定形碳层的方法，其包含：

将一基板设置在一基板处理室内；

将碳对氢原子比大于1∶2的一碳氢化合物来源通入所述处理室；

将选自由氢气、氦气、氩气、氮气、及其组合物所组成的族群的一等离子体起始气体通入所述处理室，并且该碳氢化合物来源的体积流速对该等离子体起始气体的体积流速比为1∶2或更大，其中所述碳氢化合物来源和所述等离子体起始气体利用设置在距离基板表面400密尔和600密尔之间的一气体分配器通入所述处理室；

在所述处理室内以1瓦/平方厘米或更低的RF功率以及约0℃至约100℃之间的温度产生一等离子体；以及

在所述基板上形成一共形无定形碳层。