[发明专利]半导体结构的形成方法

说明书

本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底；通过电感耦合形成的等离子体轰击石墨烯靶材，在基底上溅射沉积形成类金刚石碳薄膜。本发明的形成方法可明显提高所生成的类金刚石碳薄膜中sp³杂化碳的比例，降低含氢量，从而大大提高了碳膜的选择比，可应用于更高分辨率和更小尺寸的光刻。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种半导体结构的形成方法。

背景技术

类金刚石碳薄膜材料(diamond-like carbon，简称DLC)作为一类非晶碳膜材料的统称，主要由sp³键(金刚石相)和sp²键(石墨相)的三维交叉网络混合而成，依制备方法不同可含有一定量氢，具有高硬度、低摩擦系数、高红外透光性、良好化学惰性和生物相容性等诸多优异性能，在海洋、航空航天、生物医用、微机电、汽车等领域具有广阔应用前景。

随着集成电路临界尺寸的微缩，为了制得高分辨率的图形，必须减少光刻胶的厚度以增加图样转移的精确度。DLC作为一种有高选择比的硬掩模，可以有效减少光刻胶的厚度，应用到高深宽比下的图样转移工艺中，避免了因光刻胶过高而发生的坍塌。但目前制备DLC的工艺主要为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)，反应物多为C₃H₆、C₂H₂等，在生成的碳膜中，氢的含量较多，而在非晶碳的结构中，sp³杂化碳的比例越大，氢的含量越小，碳膜的硬度就越大，选择比就越高，从而越有利于光刻的实施。

因此，有必要对现有DLC的制备工艺进行改进，以降低其氢含量，进一步提高其在刻蚀中的选择比。

发明内容

本发明的主要目的是针对现有技术的不足之处，提供一种半导体结构的形成方法提高类金刚石碳薄膜中sp³杂化碳的比例，从而增加其在蚀刻中的选择比。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种半导体结构的形成方法，包括：

提供基底；

通过电感耦合形成的等离子体轰击石墨烯靶材，在基底上溅射沉积形成类金刚石碳薄膜。

根据本发明的一个实施方式，所述基底包括：衬底；形成在所述衬底上的第一介质层；以及形成在所述第一介质层上的第二介质层。

根据本发明的一个实施方式，还包括在所述类金刚石碳薄膜上形成光刻胶。

根据本发明的一个实施方式，按物质的量百分比计，所述类金刚石碳薄膜包括80～88％的sp³杂化碳、小于1％的氢以及余量的sp²杂化碳。

根据本发明的一个实施方式，所述等离子体的原料气体为氩气，所述氩气的流量为100-200sccm。

根据本发明的一个实施方式，所述电感耦合的射频频率为13.56MHz。

根据本发明的一个实施方式，所述电感耦合的射频功率为200-500W。

根据本发明的一个实施方式，还包括在所述溅射沉积中施加550-1500V的偏置电压，所形成的偏置电流为10-100mA。

根据本发明的一个实施方式，所述基底为抗氟停止层(Fresco)、低K阻挡层(BLOK)、或介电涂层(DRAC)。

根据本发明的一个实施方式，所述溅射沉积时的压力小于500mTorr。

根据本发明的一个实施方式，所述溅射沉积时的温度小于500℃。

根据本发明的一个实施方式，所述溅射沉积的时间为20-30秒。