[发明专利]形成含氮碳膜的方法和用于执行该方法的系统

说明书

公开了用于形成含氮碳膜的方法和系统以及使用所述方法或系统形成的结构。示例性的方法包括提供具有碳封端碳‑氮键的前体。所述方法可还包括向反应室提供反应物。

技术领域

本公开总体上涉及适用于制造电子器件的方法。更具体地，本公开的实例涉及形成含氮碳膜的方法，形成包括这样的膜的结构的方法，以及用于执行所述方法和/或形成所述结构的系统。

背景技术

在电子器件的制造过程中，含氮碳膜可用于各种应用中。例如，含氮碳膜可用作光学膜、蚀刻硬掩模膜、用于沟槽图案的间隙填充膜等。对于一些应用，可能期望抗蚀刻性、抗化学机械平坦化(CMP)性和/或热稳定性相对较高。与不包含含氮材料的膜相比，含氮碳膜中氮的掺入可产生表现出优异性质的含碳膜，例如提高的抗蚀刻性、提高的抗CMP性和/或热稳定性。

对于一些应用，含氮碳膜可期望地使用等离子体工艺形成。与热工艺相比，使用等离子体工艺可允许膜沉积过程中较低的温度和/或增加的含氮碳膜的沉积速率。

形成含氮碳膜的传统等离子体辅助的工艺包括在膜形成之后对碳膜进行等离子体撞击和在膜形成工艺过程中在气相中添加N₂和NH₃。如用FTIR分析所验证，这样的技术通常导致C-NH₂键终止和悬空键。尽管这样的技术对于一些应用可很好地奏效，但在其他应用中，可能期望在含氮碳膜中具有或增加碳封端碳-氮键如C-N-C和C-N＝C的量。碳封端碳-氮键的包含可改善含氮碳膜的期望化学性质(例如，抗蚀刻性和抗CMP性)和物理性质(例如，光学性质)。

相应地，需要用于形成含氮碳膜的改进方法，特别是用于形成包含碳封端碳-氮键如C-N-C和C-N＝C的含氮碳膜的方法。

本公开中引入的任何讨论，包括此部分中阐述的问题和解决方案的讨论，仅出于为本公开提供上下文的目的引入而不应视为承认任何或所有这些讨论在完成本发明时是已知的或以其他方式构成现有技术。

发明内容

本公开的各种实施例涉及形成适用于形成电子器件的含氮碳膜的方法。虽然下文将更详细地讨论本公开的各种实施例解决现有方法和结构的缺点的方式，但总体上，本公开的示例性实施例提供了包括改进的前体的改进方法和用于形成含氮碳膜的技术。

根据本公开的各种实施例，提供了一种形成含氮碳膜的方法。示例性的方法可包括向反应室提供前体，和使用该前体在基板的表面上形成含氮膜。合适的前体包括包含碳封端碳-氮键的化合物，如由(C-N-C)_a和/或(C-N＝C)_a1表示的一种或多种化合物(1)，其中a和a1为独立地选择并大于或等于1的整数，和(2)具有包含C、H、O和N的环状结构的环状化合物。示例性的环状化合物可包含环状骨架，所述环状骨架包含例如5至7个之间的原子。环状骨架可包含氮。在一些情况下，环状骨架可由C、O和N中的一者或多者组成，如由C和N组成或由O、C和N组成。环状化合物可由C、H、O和N组成。环状化合物可包含环状骨架和一个或多个连接到环状骨架的原子(例如，氢和/或氧)、基团和/或侧链。所述一个或多个侧链中的至少一个可包括C_wH_xN_yO_z，其中w、x、y和z各自单独地选择并且各自为自然数(包括零)。示例性的方法可还包括向反应室提供反应物的步骤。示例性的反应物包括氢、氮、包含氢和氮的化合物以及烃中的一种或多种。

根据本公开的还其他的示例性实施例，通过形成如本文所述的含氮碳膜至少部分地形成结构。

根据本公开的还其他的示例性实施例，提供了一种用于执行如本文所述的方法和/或用于形成如本文所述的结构的系统。

通过下文结合附图对某些实施例的详细描述，这些及其他实施例对于本领域技术人员将是显而易见的；本发明不限于所公开的任何特定实施例。

附图说明