JP2002012972A

JP2002012972A - アモルファスカーボン層の堆積方法

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Publication number: JP2002012972A
Application number: JP2001042049A
Authority: JP
Inventors: Kevin Fairbairn; フェアバーンケヴィン; Michael Rice; ライスマイケル; Timothy Weidman; ウィードマンティモシー; Ngai Christopher S; エス．ンガイクリストファー; Ian Scot Latchford; スコットラッチフォードイアン; Christopher Dennis Bencher; デニスベンチャークリストファー
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2001-02-19
Publication date: 2002-01-15
Anticipated expiration: 2021-02-19
Also published as: JP5121090B2

Abstract

(57)【要約】【課題】アモルファスカーボン膜を用いた集積回路の
形成方法。【解決手段】炭化水素化合物と不活性ガスを含む混合
ガスを熱分解することにより、アモルファスカーボン層
が形成される。このアモルファスカーボン膜は集積回路
製造工程に適合している。１つの集積回路製造工程で
は、アモルファスカーボン膜はハードマスクとして使用
される。別の集積回路製造工程では、アモルファスカー
ボン膜は深紫外線（ＤＵＶ）リソグラフィのための反射
防止膜（ＡＲＣ）である。さらに別の集積回路製造工程
では、多層アモルファスカーボン反射防止膜がＤＵＶリ
ソグラフィのために用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアモルファスカーボ
ン膜、集積回路製造におけるその膜の使用及びその膜の
堆積方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路は、単一チップ上に多数のトラ
ンジスタ、キャパシタやレジスタを含むことの出来る複
雑なデバイスへと発展している。チップ設計の進歩に
は、より速い回路構成とより大きい回路密度が絶えず要
求される。より大きな回路密度を持つ、より高速な回路
に対する要求は、そのような集積回路の製造に使用され
る材料に対し、相応する要求を課す。すなわち、集積回
路部品の寸法が縮小されるにしたがって（例えばサブミ
クロン寸法）、低抵抗率の導電性材料（例えば銅）及
び、低誘電率の絶縁材料（約４．５未満の誘電率）を使
用して、それら部品の電気的性能を向上することが必要
とされる。

【０００３】高密度な集積回路に対する要求もまた、集
積回路製造に使用される工程シーケンスに要求を突き付
ける。例えば、従来のリソグラフィ技術を使用した工程
シーケンスでは、基板上の材料層の堆積上にエネルギー
感受性レジストの層が形成される。パターン像がエネル
ギー感受性レジスト層中に導入される。その後、エネル
ギー感受性レジスト層に導入されたパターンは、エネル
ギー感受性レジスト層をマスクとして使用して、基板上
に形成された１つ以上の材料堆積層へ転写される。エネ
ルギー感受性レジスト中に導入されたパターンは、化学
エッチャントを使用して、１つ以上の材料堆積層へ転写
することが出来る。化学エッチャントは、エネルギー感
受性レジストよりも材料堆積層に対して、よりエッチン
グ選択性を大きくするように設計される。すなわち化学
エッチャントは１つ以上の材料堆積層を、それがエネル
ギー感受性レジストをエッチングするよりもはるかに速
い速度でエッチングする。典型的には、１つ以上の材料
堆積層に対するエッチング速度が高いため、パターン転
写が終了する前にエネルギー感受性レジスト材料が消費
されてしまうことが防止される。

【０００４】しかし、集積回路上のより大きな回路密度
に対する要求により、より小さいパターン寸法が必要と
されている（例えば、サブミクロン寸法）。パターン寸
法の縮小につれ、パターン解像度を制御するために、エ
ネルギー感受性レジストの厚さは対応して縮小されなけ
ればならない。そのようなより薄いレジスト層（約６０
００Å未満）は、化学エッチングを使用したパターン転
写ステップ中、下地材料層のマスクには不充分である可
能性がある。

【０００５】ハードマスクと呼ばれる中間酸化物層（例
えば二酸化シリコン、窒化シリコン）は、しばしばエネ
ルギー感受性レジスト層と下地材料層との間に使用され
て、下地材料層へのパターン転写を容易にする。しか
し、材料構造の中には（例えばダマシン構造）二酸化シ
リコンや窒化シリコンを含むものがある。この種の材料
構造では、二酸化シリコンや窒化シリコンのハードマス
クをエッチングマスクとして使用してのパターニングが
出来ない。

【０００６】レジストパターニングの問題点は、レジス
トパターンを形成するため深紫外線（ＤＵＶ）イメージ
ング波長のリソグラフィイメージングツールを用いる場
合に更に助長される。ＤＵＶイメージング波長は、短波
長での回折の影響が低減されるため、レジストパターン
解像度が向上する。しかし、このＤＵＶ波長では多くの
下地材料（例えばポリシリコンやケイ化金属）で反射性
が増すため、得られるレジストパターンの質が低下する
場合がある。

【０００７】下地材料層からの反射を最小にするために
提案される一つの技術として、反射防止膜（ＡＲＣ: an
ti-reflective coating）を使用することが挙げられ
る。ＡＲＣはレジストパターニングに先だって反射材料
層を覆って形成される。ＡＲＣは、レジストのイメージ
ング中に下地材料層からの反射を抑え、エネルギー感受
性レジスト層中に正確なパターンの複写を与える。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】エネルギー感受性レジ
ストと組み合わせて使用するためのＡＲＣ材料が、いく
つか提案されている。例えば１９９７年５月６日発行の
Pramanick et al. の米国特許５，６２６，９６７号で
は、窒化チタンの反射防止膜の使用を開示する。しか
し、窒化チタンは露光波長が２４８ｎｍを下回ると金属
性が強まるため、窒化チタンはＤＵＶ放射に対して反射
率が高くなり、ＤＵＶ波長のための効果的な反射防止膜
ではない。

【０００９】１９９８年１月２０日発行のFoote et al.
の米国特許５，７１０，０６７号では、酸窒化シリコ
ンの反射防止膜の使用が開示されている。酸窒化シリコ
ン膜は、続く集積回路製造ステップの妨げとなる可能性
のある残滓を後に残すという意味で、除去が困難であ
る。

【００１０】したがって技術において、酸化物との良好
なエッチング選択性を有する集積回路製造のために有用
な材料層が必要とされる。特に材料層がＤＵＶ波長に対
してＡＲＣとなり、またストリッピングが容易であるこ
とが好ましい。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、集積回路の製
造に用いるためのアモルファスカーボン層を形成する方
法を提供する。アモルファスカーボン層は、炭化水素化
合物と不活性ガスとを含む混合ガスを熱分解することに
よって形成される。任意に追加ガスを含む混合ガスがプ
ロセスチャンバに導入され、基板表面に近接して炭化水
素化合物がプラズマ熱分解され、基板表面上にアモルフ
ァスカーボン層の堆積がなされる。

【００１２】本発明の工程に従って堆積されたアズデポ
(as-depo.)アモルファスカーボン層は、約１０％水素〜
約６０％水素の範囲で炭素：水素比を調整可能である。
このアモルファスカーボン層はまた、約２５０ｎｍ未満
の波長で約０．１〜約１．０で変化し得る光吸収係数ｋ
を有しており、このアモルファスカーボン層をＤＵＶ波
長における反射防止膜としての使用に適するようにされ
ている。

【００１３】このアモルファスカーボン層は、集積回路
の製造工程に適合する。集積回路製造工程の一つでは、
アモルファスカーボン層はハードマスクとして利用され
る。この実施形態では、好ましい堆積シーケンスは、基
板上へのアモルファスカーボン層の堆積を有している。
基板上にアモルファスカーボン層が堆積された後、その
上に中間層が形成される。中間層がパターニングされ、
アモルファスカーボン層に転写される。その後、アモル
ファスカーボン層をハードマスクとして使用して、パタ
ーンが基板に転写される。更に、アモルファスカーボン
のハードマスク中に形作られたパターンを、例えばダマ
シン構造などの集積回路構造内に組み込むことが可能で
ある。

【００１４】別の集積回路製造工程では、アモルファス
カーボン層がＤＵＶリソグラフィのための単層反射防止
膜として使用される。そのような実施形態では、好適な
工程シーケンスに、基板上へのアモルファスカーボン層
の形成が含まれる。アモルファスカーボン層は、約２５
０ｎｍ未満の波長に対して、約１．５〜１．９の屈折率
（ｎ）と、約０．１〜約１．０の光吸収係数（ｋ）を有
する。アモルファスカーボンＡＲＣの屈折率（ｎ）と光
吸収係数（ｋ）とは、層形成中、混合ガスの温度及び組
成の関数として、望ましい範囲で可変という意味で、調
節可能である。アモルファスカーボン層が基板上に形成
された後、その上にエネルギー感受性レジスト材料層が
形成される。約２５０ｎｍ未満の波長で、パターンがエ
ネルギー感受性レジスト中に形作られる。その後、エネ
ルギー感受性レジスト中に形作られたパターンがアモル
ファスカーボン層に転写される。アモルファスカーボン
層がパターニングされた後、そのようなパターンは任意
で基板に転写される。

【００１５】さらに別の集積回路製造工程では、多層ア
モルファスカーボン反射防止膜がＤＵＶリソグラフィに
使用される。そのような実施形態では、好適な処理シー
ケンスに、基板上への第１のアモルファスカーボン層の
形成が含まれる。第１のアモルファスカーボン層は、約
２５０ｎｍ未満の波長において、約１．５〜約１．９の
範囲の屈折率と、約０．５〜約１．０の範囲の光吸収係
数（ｋ）とを有する。第１のアモルファスカーボン層が
基板上に形成された後、第２のアモルファスカーボン層
がその上に形成される。第２のアモルファスカーボン層
は、約１．５〜約１．９の屈折率と、約０．１〜約０．
５の範囲の光吸収係数を有する。第１及び第２のアモル
ファスカーボン層の屈折率（ｎ）と光吸収係数（ｋ）と
は、層形成中、混合ガスの温度と組成との関数として望
ましい範囲で可変であるという意味で、調整可能であ
る。エネルギー感受性レジスト材料の層が、第２のアモ
ルファスカーボン層の上に形成される。約２５０ｎｍ未
満の波長で、エネルギー感受性レジスト層中にパターン
が形作られる。エネルギー感受性レジスト材料中に形作
られたパターンは、その後、第２のアモルファスカーボ
ン層、続いて第１のアモルファスカーボン層に転写され
る。第１のアモルファスカーボン層がパターニングされ
た後、そのようなパターンは任意で基板に転写される。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の教示するところは、以下
の詳細な説明を添付図面と共に考察することにより容易
に理解され得る。

【００１７】本発明はアモルファスカーボン層を使用し
て集積回路を形成する方法を提供する。アモルファスカ
ーボン層は、炭化水素化合物と不活性ガスを含む混合ガ
スを熱分解することによって形成される。任意に追加ガ
スを含む混合ガスは、プロセスチャンバに導入され、そ
こで基板表面に近接する炭化水素化合物のプラズマ熱分
解の結果、基板表面上にアモルファスカーボン層の堆積
がなされる。アモルファスカーボン層は、以下に議論す
る集積回路製造工程に適合する。

【００１８】図１は、本発明に従ってアモルファスカー
ボン層の堆積を実行するために使用可能なウエハ処理シ
ステム１０の模式図である。この装置は通常、プロセス
チャンバ１００と、ガスパネル１３０と、制御ユニット
１１０とを、電源や真空ポンプなどの他のハードウェア
構成要素と共に備える。本発明に使用されるシステム１
０の詳細は、１９９８年１２月１４日に出願された出願
番号０９／２１１，９９８、標題 "High Temperature C
hemical Vapor Deposition Chamber" の米国特許出願の
中に記載される。このシステム１０の際立った特徴が以
下に簡潔に説明される。システム１０の例としては、米
国カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリア
ルズ社より入手可能なCENTURA システム、PRECISION 50
00 システム、PRODUCER システムが含まれる。

【００１９】プロセスチャンバ１００は概して、半導体
ウエハ１９０等の基板を支持するために使用するペデス
タル１５０を備える。このペデスタル１５０は、転置機
構（図示されず）を使用してチャンバ１００内で垂直方
向に移動可能である。特定の処理に応じて、ウエハ１９
０は処理に先立ち、ある所望の温度に加熱され得る。本
発明では、ウエハペデスタル１５０は埋め込みヒータ素
子１７０によって加熱される。例えばペデスタル１５０
は、ＡＣ電源１０６からヒータ素子１７０へ電流を与え
ることにより抵抗加熱することが可能である。次いで、
ウエハ１９０がペデスタル１５０によって加熱される。
従来の方法では、熱電対などの温度センサー１７２もウ
エハペデスタル１５０に埋め込まれ、ペデスタル１５０
の温度をモニターする。測定された温度は、ウエハ温度
が特定の処理用途に適した所望の温度に維持又は制御さ
れ得るように、ヒータ素子１７０の電源１６を制御する
ために、フィードバックループの中で使用される。ペデ
スタル１５０は、任意にプラズマを使用して、あるいは
放射放熱器（図示されず）により、加熱される。

【００２０】プロセスチャンバ１００を真空引きし、チ
ャンバ１００内を適正なガス流量とガス圧に維持するた
めに、真空ポンプ１０２が使用される。プロセスガスを
通してチャンバ１００内に導入するシャワーヘッド１２
０が、ウエハペデスタル１５０の上方に配置される。シ
ャワーヘッド１２０はガスパネル１３０へ接続され、ガ
スパネル１３０は工程シーケンスの異なる段階で使用さ
れる様々なガスを制御及び供給する。

【００２１】シャワーヘッド１２０とウエハペデスタル
１５０はまた、間隔を開けた電極の対を形成する。これ
ら電極間に電界が発生すると、チャンバ１００に導入さ
れたプロセスガスはプラズマに励起される。通常、整合
回路網（図示されず）を介してウエハペデスタル１５０
を高周波（ＲＦ）電源（図示されず）に接続して、電界
が発生される。あるいは、ＲＦ電源と整合回路網をシャ
ワーヘッド１２０に、あるいはシャワーヘッド１２０と
ウエハペデスタル１５０との両方に、結合してもよい。

【００２２】プラズマ化学気相堆積法（ＰＥＣＶＤ）で
は、基板表面近くの反応域に電界を印加することによっ
て、反応ガスの励起や分離を促進し、反応種のプラズマ
を生成する。プラズマ中の種の反応性が高いので、化学
反応に必要なエネルギーが下げられ、このＰＥＣＶＤ処
理に必要な温度が低下する。

【００２３】本実施形態では、アモルファスカーボン層
の堆積が、プロピレン（Ｃ₃Ｈ₆）等炭化水素化合物のプ
ラズマ熱分解によって実現される。プロピレンは、ガス
パネル１３０の制御下でプロセスチャンバ１００内へ導
入される。炭化水素化合物は、気体で規定の流量でプロ
セスチャンバへ導入される。

【００２４】ガスパネル１３０により適正な制御及びガ
ス流量の調整が、質量流量制御装置（図示されず）及び
コンピュータなどの制御ユニット１１０によって実行さ
れる。シャワーヘッド１２０によって、ガスパネル１３
０からのプロセスガスがプロセスチャンバ１００へ均一
に分配、導入されることが可能となる。例として、制御
ユニット１１０は中央演算処理装置（ＣＰＵ）１１２、
補助回路１１４、及び関連制御ソフトウェアを含むメモ
リ１１６を備える。この制御ユニット１１０は、ウエハ
搬送、ガス流量制御、温度制御、チャンバ排気等、ウエ
ハ処理に必要な多数の段階を自動制御する機能を有す
る。制御ユニット１１０と、システム１０のさまざまな
構成要素の間の双方向通信は、信号バスと総称する多数
の信号ケーブル１１８を通じて処理され、そのうちのい
くつかが図１に図解される。

【００２５】本発明に使用される加熱ペデスタル１５０
はアルミニウム製であり、ペデスタル１５０のウエハ支
持表面１５１下方に、ある距離で埋め込まれたヒータ素
子１７０を含む。ヒータ素子１７０はインコロイシース
管で被包されたニッケルクロム線から作られて良い。ヒ
ータ素子１７０に加えられる電流を適正に調節すること
により、膜堆積中に、ウエハ１９０及びペデスタル１５
０を比較的一定の温度に維持することが出来る。これは
フィードバック制御ループにより達成され、ここでペデ
スタル１５０の温度はペデスタル１５０に埋め込まれた
熱電対１７２によって絶えずモニターされる。この情報
が信号バス１１８を通じて制御ユニット１１０へ転送さ
れ、信号バス１１８はヒータ電源へ必要な信号を送って
応答する。調節は続いて、ペデスタル１５０を所望の温
度、すなわち特定の処理用途に適した温度に維持及び制
御するよう、電流供給１０６において行なわれる。混合
プロセスガスがシャワーヘッド１２０を排出するとき
に、加熱されたウエハ１９０の表面１９１で炭化水素化
合物のプラズマ熱分解が起こり、その結果アモルファス
カーボン層がウエハ１９０上に堆積される。

【００２６】アモルファスカーボン層の形成本発明の一つの実施形態では、アモルファスカーボン層
が炭化水素化合物とアルゴン（Ａｒ）又はヘリウム（Ｈ
ｅ）など不活性ガスの混合ガスから形成される。炭化水
素化合物は一般的な式Ｃ_xＨ_yを持ち、ｘは２〜４の範
囲、ｙは２〜１０の範囲である。例えば、プロピレン
（Ｃ₃Ｈ₆）、プロピン（Ｃ₃Ｈ₄）、プロパン（Ｃ
₃Ｈ₈）、ブタン（Ｃ₄Ｈ₁₀）、ブチレン（Ｃ₄Ｈ₈）、ブ
タジエン（Ｃ₄Ｈ₆）、又はアセチレン（Ｃ₂Ｈ₂）ならび
にこれらの化合物を、炭化水素化合物として使用でき
る。同様に、他の気体の中で水素（Ｈ₂）、窒素
（Ｎ₂）、アンモニア（ＮＨ₃）、又はこれらの化合物
を、必要に応じて混合ガスに加えてもよい。Ａｒ、Ｈｅ
及びＮ₂はアモルファスカーボン層の密度及び堆積速度
を制御するために使用される。Ｈ₂及び／又はＮＨ₃の添
加は、以下に議論するようにアモルファスカーボン層の
水素割合を制御するために使用され得る。

【００２７】一般に、以下の堆積プロセスパラメータを
使用してアモルファスカーボン層を形成することが出来
る。このプロセスパラメータは、約１００℃〜約５００
℃のウエハ温度、約１Ｔｏｒｒ〜約２０Ｔｏｒｒのチャ
ンバ圧力、約５０ｓｃｃｍ〜約５００ｓｃｃｍ（８イン
チウエハにつき）の炭化水素ガス（Ｃ_xＨ_y）流量、約３
Ｗ／ｉｎ²〜約２０Ｗ／ｉｎ²のＲＦ電力、及び約３００
ｍｉｌｓ〜約６００ｍｉｌｓのプレート間隔である。上
記のプロセスパラメータは、約１００Å／ｍｉｎ〜約１
０００Å／ｍｉｎというアモルファスカーボン層の典型
的な堆積速度を与え、アプライドマテリアルズ社から市
販の堆積チャンバで２００ｍｍ基板に実施可能である。

【００２８】他の堆積チャンバは発明の範囲内にあり、
上に列挙されたパラメータは、アモルファスカーボン層
を形成するために使用される特定の堆積チャンバに応じ
て変化できる。例えば、他の堆積チャンバの容積は、こ
れよりも大きくてもよく小さくてもよく、この場合、ア
プライドマテリアルズ社から市販の堆積チャンバ用に例
示したよりも高いガス流量、低いガス流量を要する。

【００２９】アズデポアモルファスカーボン層は約１０
％水素〜約６０％水素の範囲で炭素：水素比を調整可能
である。アモルファスカーボン層の水素比を制御するこ
とは、その光学的性質と共にエッチング選択性を調節す
るのに望ましい。特に水素比が低下するほど、アズデポ
層の光学的性質、例えば屈折率（ｎ）や光吸収係数
（ｋ）などが増加する。同様に、水素比が低下するほ
ど、アモルファスカーボン層のエッチング抵抗が向上す
る。

【００３０】アモルファスカーボン層の光吸収係数ｋ
は、約２５０ｎｍ未満の波長において約０．１〜約１．
０の間で変化可能であり、アモルファスカーボン層をＤ
ＵＶ波長における反射防止膜（ＡＲＣ）としての使用に
適合させる。アモルファスカーボン層の光吸収係数は堆
積温度の関数として可変である。特に、温度が上昇する
につれ、アズデポ層の光吸収係数は、同様に増加する。
例えば、プロピレンを炭化水素化合物とする場合、アズ
デポアモルファスカーボン層のｋ値は、堆積温度を約１
５０℃から約４８０℃に上昇することによって、約０．
２から約０．７に増加することが可能である。

【００３１】アモルファスカーボン層の光吸収係数は、
混合ガス中に使用される添加物の関数としても変化可能
である。特に、Ｈ₂、ＮＨ₃、Ｎ₂又はこれらの化合物が
混合ガス中に存在すると、ｋ値を約１０％〜約１００％
増加させることが出来る。

【００３２】集積回路製造工程Ａ．アモルファスカーボンハードマスク図２ａ〜図２ｅは、アモルファスカーボン層をハードマ
スクとして取り入れた集積回路製造シーケンスの、異な
る段階における基板２００の模式断面図を表わす。ここ
で基板２００とは、その上で処理が行なわれるあらゆる
ワークピースを指し、基板構造２５０とは、基板２００
と基板２００上に形成されるその他の材料層を共に表わ
すために用いられる。処理の特定の段階により、基板２
００は、シリコン基板に対応し、あるいは基板上に形成
されたその他の材料層に対応する。図２ａは、例えば、
上に材料層２０２を従来通りに形成された、基板構造２
５０の断面図を表わす。材料層２０２は酸化物（例えば
ＳｉＯ₂）であってよい。一般に、基板２００はシリコ
ン層、シリコン化合物層、金属層又はその他の材料層を
含んでよい。図２ａは、基板２００がシリコンで、その
上に二酸化シリコン層が形成された一実施形態を表わ
す。

【００３３】図２ｂは、図２ａの基板構造２５０上に堆
積されたアモルファスカーボン層２０４を表わす。アモ
ルファスカーボン層２０４は、上述のプロセスパラメー
タにしたがって基板構造２５０上に形成される。アモル
ファスカーボン層の厚さは、特定の処理段階に応じて可
変である。通常、アモルファスカーボン層は約５０Å〜
約１０００Åの厚さを持っている。

【００３４】製造シーケンスで使用されるエネルギー感
受性レジスト材料のエッチング化学反応に応じて、アモ
ルファスカーボン層２０４の上に中間層２０６が形成さ
れる。中間層２０６は、アモルファスカーボン層２０４
のマスクとして、パターンがその中に転写される際に働
く。中間層２０６はアモルファスカーボン層２０４上
に、従来通りに形成される。中間層２０６は酸化物、窒
化物、シリコン酸窒化物、シリコン炭化物、アモルファ
スシリコン、又はその他の材料であってよい。

【００３５】エネルギー感受性レジスト材料層２０８は
中間層２０６の上に形成される。エネルギー感受性レジ
スト材料層２０８は、約２０００Å〜約６０００Åの範
囲内の厚さまで、基板上にスピンコートされ得る。ほと
んどのエネルギー感受性レジスト材料は、約４５０ｎｍ
未満の波長を持つ紫外線（ＵＶ）放射に対して感光性を
有する。ＤＵＶレジスト材料は、２４５ｎｍ又は１９３
ｎｍの波長を持つＵＶ放射に対して感光性を有する。

【００３６】パターン像は、そのようなエネルギー感受
性レジスト材料層２０８をマスク２１０を通じてＵＶ放
射に露光することにより、エネルギー感受性レジスト材
料層２０８中に導入される。エネルギー感受性レジスト
材料層２０８中に導入されたパターン像は、適切な現像
装置内で現像され、図２ｃに示されるように、層にパタ
ーンを形作る。その後、図２ｄを参照すると、エネルギ
ー感受性レジスト材料層２０８中に形作られたパターン
は、中間層２０６とアモルファスカーボン層２０４に転
写される。パターンは、エネルギー感受性レジスト材料
２０８をマスクとして使用して、中間層２０６に転写さ
れる。パターンは、適切な化学エッチャントを使用して
中間層２０６をエッチングすることにより、中間層２０
６に転写される。パターンは次に、中間層２０６をマス
クとして使用してアモルファスカーボン層２０４に転写
される。パターンは、適切な化学エッチャント（例えば
オゾンプラズマ、酸素プラズマ又はアンモニアプラズ
マ）を使用してアモルファスカーボン層２０４をエッチ
ングすることにより、アモルファスカーボン層２０４に
転写される。

【００３７】図２ｅは、アモルファスカーボン層２０４
をハードマスクとして使用して、アモルファスカーボン
層２０４中に形作られたパターンをシリコン酸化物層２
０２に転写することにより、集積回路の製造シーケンス
が完了することを表わす。

【００３８】二酸化シリコン層２０２がパターニングさ
れた後、アモルファスカーボン層２０４は任意で、オゾ
ンプラズマ、酸素プラズマ又はアンモニアプラズマ中で
エッチングすることにより、基板２００から剥離するこ
とが可能である。

【００３９】製造シーケンスの特定の例では、アモルフ
ァスカーボンハードマスク内に形作られたパターンは、
ダマシン構造などの集積回路構造に組み込むことが出来
る。ダマシン構造は通常、集積回路上に金属相互接続を
形成するために使用される。

【００４０】図３ａ〜図３ｅは、アモルファスカーボン
層を含むダマシン構造の製造シーケンス中の異なる段階
における、基板２６０の模式断面図を表わす。処理の段
階に応じて、基板２６０はシリコン基板、又は基板上に
形成されたその他の材料層と一致する。図３ａは、例え
ば、上に誘電層２６２を形成された基板２６０の断面図
を表わす。誘電層２６２は、酸化物（例えば二酸化シリ
コン、フルオロ珪酸塩ガラス）であってよい。一般に、
基板２６０はシリコン層、シリコン化合物層、金属層又
はその他の材料層を含んでよい。

【００４１】図３ａは、基板２６０がシリコンで、その
上にフルオロ珪酸塩ガラス層が形成された１実施形態を
表わす。誘電層２６２は、製造される基板のサイズによ
り約５，０００Å〜約１０，０００Åの厚さを有する。
アモルファスカーボン層２６４が誘電層２６２の上に形
成される。アモルファスカーボン層は、上述のプロセス
パラメータにしたがって、誘電層２６２上に形成され
る。アモルファスカーボン層２６４は約２００Å〜約１
０００Åの厚さを持つ。

【００４２】図３ｂを参照すると、アモルファスカーボ
ン層２６４がパターニング及びエッチングされてコンタ
クト／バイア開口２６６を形作り、コンタクト／バイア
開口が形成されるべき範囲で誘電層２６２を露光する。
アモルファスカーボン層２６４は、従来のリソグラフィ
技術を使用してパターニングされ、酸素プラズマあるい
はアンモニアプラズマを使用してエッチングされる。

【００４３】アモルファスカーボン層２６４内に形成さ
れたコンタクト／バイア開口２６６は、次に図３ｃに示
すように、アモルファスカーボン層２６４をハードマス
クとして使用して誘電層２６２へ転写される。コンタク
ト／バイア開口２６６は、反応性イオンエッチング又は
その他の異方性エッチング技術を使用してエッチングさ
れる。コンタクト／バイア開口２６６を誘電層２６２へ
転写した後、図３ｄに示すように、アモルファスカーボ
ン層をオゾンプラズマ、酸素プラズマ又はアンモニアプ
ラズマ内でエッチングすることによって、誘電層２６２
から剥離する。

【００４４】図３ｅを参照すると、アルミニウム、銅、
タングステン、又はこれらの化合物などの導電性材料２
７４を使用して、メタライゼーション構造がコンタクト
／バイア２６６内に形成される。通常、その低い抵抗性
から（約１．７μΩｃｍ）、銅がメタライゼーション構
造の形成に使用される。導電性材料２７４は化学気相堆
積法、物理気相堆積法、電気メッキ、又はこれらの組み
合わせを使用して堆積され、ダマシン構造を形成する。
好ましくは、タンタル、タンタル窒化物などのバリア層
２７２、又はその他の適したバリアが、まずメタライゼ
ーション構造に合わせて堆積されて、周囲の誘電材料層
２６２への金属マイグレーションを防止する。さらに、
誘電層２６２は、メタライゼーション構造の隣接するコ
ンタクト／バイア２６６間の静電結合を防ぐよう、低い
誘電率（約４．５未満の誘電率）を有することが望まし
い。

【００４５】Ｂ．アモルファスカーボン反射防止膜（Ａ
ＲＣ）図４ａ〜図４ｃは、アモルファスカーボン層を反射防止
膜（ＡＲＣ）として組み込む集積回路製造シーケンス
の、異なる段階における基板３００の略断面図を表わ
す。一般に、基板３００はその上で膜処理が行なわれる
いかなる加工物にも当てはまり、基板構造３５０は一般
に、基板３００と基板３００上に形成されるその他の材
料層を、共に表わすものとして用いられる。処理の特定
の段階に応じて、基板３００はシリコン基板、又は基板
上に形成されたその他の材料層に相当する。図４ａは、
例えば、基板３００がシリコンウエハ上に形成された酸
化物層である基板構造３５０の断面図を表わす。

【００４６】アモルファスカーボン層３０２が基板３０
０の上に形成される。アモルファスカーボン層３０２
は、上述のプロセスパラメータにしたがって基板３００
上に形成される。アモルファスカーボン層は、約２５０
ｎｍ未満の波長において約１．５〜１．９の範囲の屈折
率（ｎ）と、約０．１〜約１．０の範囲の光吸収係数
（ｋ）を有し、アモルファスカーボン層をＤＵＶ波長に
おけるＡＲＣとしてふさわしいものとなっている。アモ
ルファスカーボンＡＲＣの屈折率（ｎ）と光吸収係数
（ｋ）は、それらが層形成中に望ましい範囲で温度及び
混合ガスの組成の関数として可変であるということか
ら、調節可能である。アモルファスカーボン層の厚さ
は、特定の処理段階に応じて可変である。通常、アモル
ファスカーボン層は約２００Å〜約１１００Åの厚さを
持っている。

【００４７】図４ｂは、図４ａの基板構造３５０上に形
成されたエネルギー感受性レジスト材料層３０４を表わ
す。エネルギー感受性レジスト材料層は、基板上に約２
０００Å〜約６０００Åの範囲内の厚さまでスピンコー
トされ得る。エネルギー感受性レジスト材料は、２５０
ｎｍ未満の波長を持つＤＵＶ放射に対して感光性を有し
ている。

【００４８】このエネルギー感受性レジスト材料層３０
４を、マスク３０６を介してＤＵＶ放射に露光すること
により、エネルギー感受性レジスト材料層３０４にパタ
ーン像が導入される。エネルギー感受性レジスト材料層
３０４に導入されたパターン像は適切な現像装置内で現
像され、層にパターンが形作られる。その後、図４ｃを
参照すると、エネルギー感受性レジスト材料３０４中に
形作られたパターンは、アモルファスカーボン層３０２
に転写される。パターンは、エネルギー感受性レジスト
材料３０４をマスクとして使用して、アモルファスカー
ボン層３０２に転写される。パターンは、適切な化学エ
ッチャント（例えばオゾンプラズマ、酸素プラズマ又は
アンモニアプラズマ）を使用してアモルファスカーボン
層３０２をエッチングすることにより、アモルファスカ
ーボン層３０２に転写される。

【００４９】アモルファスカーボン３０２がパターニン
グされた後、そのようなパターンは任意で基板３００に
転写される。通常、基板３００がシリコン基板上に酸化
物層を備えるとき、酸化物層のレジストマスクに対する
エッチング選択性は約３：１から約５：１である。具体
的に言うと、酸化物はレジストよりも約３〜５倍速くエ
ッチングする。これに対し本発明のアモルファスカーボ
ンＡＲＣ層は、酸化物に対し約１０：１よりも大きいエ
ッチング選択性を有する。すなわち、酸化物はアモルフ
ァスカーボンＡＲＣよりも１０倍以上速くエッチングす
る。このように、アモルファスカーボンＡＲＣ層は酸化
物パターニングのハードマスクとして、中間ハードマス
ク層をさらに必要とするというように、さらに工程を複
雑にすることなく、より大きなエッチング選択性をも提
供する。

【００５０】代替の実施形態において、アモルファスカ
ーボン層は、層の厚さに渡って変化する光吸収係数
（ｋ）を持つことが出来る。すなわち、アモルファスカ
ーボン層はその中に形成された光吸収係数の勾配を有し
得る。そのような勾配は、層形成中の温度と混合ガス組
成の関数として形成される。

【００５１】２つの材料層間の界面では、それらの屈折
率（ｎ）及び光吸収係数（ｋ）の相違から反射が起こり
得る。アモルファスカーボンＡＲＣに勾配を持たせて、
２つの材料層の屈折率（ｎ）及び光吸収係数（ｋ）を適
合させることができ、最小の反射で、アモルファスカー
ボンＡＲＣへの最大の透過が可能となる。その結果、ア
モルファスカーボンＡＲＣの屈折率（ｎ）と光吸収係数
（ｋ）を、その中に透過される光のすべてを吸収するよ
うに、段階的に調節することが出来る。

【００５２】Ｃ．多層アモルファスカーボン反射防止膜
（ＡＲＣ）図５ａ〜図５ｄは、多層アモルファスカーボン反射防止
膜（ＡＲＣ）構造を組み込む集積回路製造シーケンス
の、異なる段階における基板４００の略断面図を表わ
す。一般に、基板４００はその上で膜処理が行なわれる
いかなる加工物にも当てはまり、基板構造４５０は一般
に、基板４００と基板４００上に形成されるその他の材
料層を、共に表わすものとして用いられる。処理の特定
の段階に応じて、基板４００はシリコン基板、又は基板
上に形成されたその他の材料層に相当する。図５ａは、
例えば、基板４００がシリコンウエハである基板構造４
５０の断面図を表わす。

【００５３】第１のアモルファスカーボン層４０２が、
基板４００上に形成される。第１のアモルファスカーボ
ン層４０２は上述のプロセスパラメータにしたがって基
板４００上に形成される。第１のアモルファスカーボン
層４０２は、おもに光吸収を目的に設計されている。し
たがって、第１のアモルファスカーボン層４０２は、約
２５０ｎｍ未満の波長において約１．５〜約１．９の範
囲の屈折率と、約０．５〜約１．０の範囲の吸収係数
（ｋ）を有している。第１のアモルファスカーボン層４
０２の厚さは、特定の処理段階に応じて可変である。通
常、第１のアモルファスカーボン層４０２は約３００Å
〜約１５００Åの範囲の厚さである。

【００５４】第２のアモルファスカーボン層４０４が第
１のアモルファスカーボン層４０２の上に形成される。
第２のアモルファスカーボン層４０４もまた、上述のプ
ロセスパラメータにしたがって形成される。第２のアモ
ルファスカーボン層４０４は、おもに位相シフトの取り
消しを目的として設計される。すなわち、第２のアモル
ファスカーボン層は、上地の材料層（例えばエネルギー
感受性レジスト材料）との界面で発生した反射を消去す
る反射を生成するように設計される。したがって、第２
のアモルファスカーボン層４０４は約１．５〜約１．９
の屈折率と約０．１〜約０．５の範囲の光吸収係数を持
つ。

【００５５】第２のアモルファスカーボン層４０４の厚
さもまた、特定の処理段階に応じて可変である。通常、
第２のアモルファスカーボン層４０４は約３００Å〜約
７００Åの範囲の厚さを持つ。第１及び第２のアモルフ
ァスカーボン層の屈折率（ｎ）と光吸収係数（ｋ）は、
それらが膜形成中、温度及び混合ガスの関数として可変
であるということから、調節可能である。

【００５６】追加のアモルファスカーボン層を、多層ア
モルファスカーボンＡＲＣ構造内に含んでよい。例えば
１つ以上の最上層を使用して、例えばエネルギー感受性
レジスト材料との界面で発生した反射を取り消すことが
でき、一方１つ以上の最下層を使用してその中に透過し
た光を吸収して、多層アモルファスカーボンＡＲＣ構造
と、例えば低誘電率酸化物など下地の材料層との界面の
反射を最小にすることが出来る。

【００５７】図５ｂは、図５ａの基板構造４５０上に形
成された、エネルギー感受性レジスト材料層４０６を表
わす。エネルギー感受性レジスト材料層は、約２０００
Å〜約６０００Åの範囲内の厚さまで基板上にスピンコ
ートされ得る。エネルギー感受性レジスト材料は２５０
ｎｍ未満の波長を持つＤＵＶ放射に対して感光性を有し
ている。

【００５８】エネルギー感受性レジスト材料４０６を、
マスク４０８を通してＤＵＶ放射に露光することによ
り、エネルギー感受性レジスト材料層４０６にパターン
像が導入される。

【００５９】エネルギー感受性レジスト材料層４０６に
導入されたパターン像は適切な現像装置内で現像され、
図５ｃに示すように層にパターンが形作られる。その
後、図５ｄを参照すると、エネルギー感受性レジスト材
料４０６中に形作られたパターンは、エネルギー感受性
レジスト材料４０６をマスクとして使用して、アモルフ
ァスカーボン層４０４、４０２に転写される。パターン
は、適切な化学エッチャント（例えばオゾンプラズマ、
酸素プラズマ又はアンモニアプラズマ）を使用してエッ
チングすることにより、アモルファスカーボン層４０
４、４０２に転写される。多層ＡＲＣがパターニングさ
れた後、そのようなパターンが任意で基板に転写され
る。

【００６０】図５ａ〜図５ｄを参照して説明される多層
アモルファスカーボンＡＲＣ構造は、すでに単層アモル
ファスカーボンＡＲＣについて記述したように、中間ハ
ードマスク層をさらに必要とするというように、更に工
程を複雑にすることなく、低誘電率酸化物のような下地
材料層をパターニングするための、ハードマスクとして
のエッチング選択性を提供する。

【００６１】本発明の教示を包含されたいくつかの好適
実施形態が示され、詳細に説明されたが、当業者にはこ
れら教示をさらに包含した、その他、多数様々の実施形
態を容易に考案出来るであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実行に使用可能な装置の略図
である。

【図２】図２ａ〜図２ｅは、アモルファスカーボン層を
ハードマスクとして組み込んだ集積回路製造の、様々な
段階における基板構造の略断面図である。

【図３】図３ａ〜図３ｅは、アモルファスカーボン層を
ハードマスクとして組み込んだ集積回路製造の、様々な
段階におけるダマシン構造の略断面図である。

【図４】図４ａ〜図４ｃは、アモルファスカーボン層を
反射防止膜（ＡＲＣ）として組み込んだ集積回路製造
の、様々な段階における基板構造の略断面図である。

【図５】図５ａ〜図５ｄは、多層アモルファスカーボン
ＡＲＣ構造を組み込んだ集積回路製造の、異なる段階に
おける基板構造の略断面図である。

【符号の説明】

１０…ウエハ処理システム、１００…プロセスチャン
バ、１０２…真空ポンプ、１０６…ＡＣ電源、１１０…
制御ユニット、１１２…中央演算処理装置（ＣＰＵ）、
１１４…補助回路、１１６…メモリ、１１８…信号ケー
ブル、１２０…シャワーヘッド、１３０…ガスパネル、
１５０…ペデスタル、１７０…埋め込みヒータ素子、１
７２…温度センサー、１９０…半導体ウエハ、１９１…
表面、２００…基板、２０２…材料層、２０４…アモル
ファスカーボン層、２０６…中間層、２０８…エネルギ
ー感受性レジスト材料層、２１０…マスク、２５０…基
板構造、２６０…基板、２６２…誘電層、２６４…アモ
ルファスカーボン層、２６６…コンタクト／バイア開
口、２７２…バリア層、３００…基板、３０２…アモル
ファスカーボン層、３０４…エネルギー感受性レジスト
材料層、３０６…マスク、３５０…基板構造、４００…
基板、４０２…第１のアモルファスカーボン層、４０４
…第２のアモルファスカーボン層、４０６…エネルギー
感受性レジスト材料、４０８…マスク、４５０…基板構
造

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者マイケルライスアメリカ合衆国，カリフォルニア州，プレザントン，ヴィアディアイサラーノ 1025 (72)発明者ティモシーウィードマンアメリカ合衆国，カリフォルニア州，サニーヴェイル，ヘンダーソンアヴェニュー 776 (72)発明者クリストファーエス．ンガイアメリカ合衆国，カリフォルニア州，バーリンガム，サミットドライヴ 2606 (72)発明者イアンスコットラッチフォードアメリカ合衆国，カリフォルニア州，サニーヴェイル，セサミドライヴ 1207 (72)発明者クリストファーデニスベンチャーアメリカ合衆国，カリフォルニア州，サニーヴェイル，ロビアドライヴ 1071 Ｆターム(参考） 4K030 AA09 AA10 AA13 AA17 AA18 BA27 BB05 FA10 JA01 JA05 JA06 JA09 JA10 JA14 JA16 LA15 5F004 AA04 DA00 DA26 DA27 DB30 EA03 EA22 EB03 5F045 AA08 AB07 AC07 AC12 AC16 AC17 AD05 AD06 AD07 AD08 AD09 AE21 AE23 AF03 CB06 DA64 DA68 DP03 5F046 PA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上にアモルファスカーボン層を形成
する方法であって、堆積チャンバ内に基板を配置するステップと、堆積チャンバへ混合ガスを供給するステップであり、該
混合ガスには１つ以上の炭化水素化合物及び不活性ガス
を含むステップと、混合ガスを加熱して、混合ガス中の１つ以上の炭化水素
化合物を熱分解し、基板上にアモルファスカーボン層を
形成するステップとを備える方法。
【請求項２】混合ガス中の１つ以上の炭化水素化合物
が一般式Ｃ_xＨ_yを有し、ｘは２〜４、ｙは２〜１０であ
る請求項１に記載の方法。
【請求項３】１つ以上の炭化水素化合物は、プロピレ
ン（Ｃ₃Ｈ₆）と、プロピン（Ｃ₃Ｈ₄）と、プロパン（Ｃ
₃Ｈ₈）と、ブタン（Ｃ₄Ｈ₁₀）と、ブチレン（Ｃ₄Ｈ₈）
と、ブタジエン（Ｃ₄Ｈ₆）と、アセチレン（Ｃ₂Ｈ₂）
と、これらの混合物とから成る群より選択される請求項
２に記載の方法。
【請求項４】アモルファスカーボン層が、水素約１０
％〜水素約６０％の炭素：水素比を有する請求項１に記
載の方法。
【請求項５】不活性ガスが、ヘリウムと、アルゴン
と、これらの組み合わせとから成る群より選択される請
求項１に記載の方法。
【請求項６】混合ガスが、更に添加ガスを有する請求
項１に記載の方法。
【請求項７】添加ガスがアンモニアと、窒素と、水素
と、これらの混合物とから成る群より選択される請求項
６に記載の方法。
【請求項８】基板が約１００℃〜約５００℃の温度に
加熱される請求項１に記載の方法。
【請求項９】堆積チャンバが、約１Ｔｏｒｒ〜約２０
Ｔｏｒｒの圧力に維持される請求項１に記載の方法。
【請求項１０】混合ガスが、約５０ｓｃｃｍ〜約５０
０ｓｃｃｍの流量で堆積チャンバへ供給される請求項１
に記載の方法。
【請求項１１】混合ガスが、電界を印加することによ
って加熱される請求項１に記載の方法。
【請求項１２】混合ガスに印加される電界が高周波
（ＲＦ）電力である請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】ＲＦ電力が約３Ｗ／ｉｎ²〜約２０Ｗ
／ｉｎ²である請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】アモルファスカーボン層が約１．５〜
約１．９の屈折率を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１５】アモルファスカーボン層が、約２５０
ｎｍ未満の波長において、約０．１〜約１．０の光吸収
係数を有する請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】実行されると、汎用コンピュータに層
堆積方法を用いて堆積チャンバをコントロールさせるソ
フトウェアルーティンを含んだコンピュータ記憶媒体で
あり、前記層堆積方法は、堆積チャンバ内に基板を配置するステップと、堆積チャンバへ混合ガスを供給するステップであり、該
混合ガスは１つ以上の炭化水素化合物及び不活性ガスを
含むステップと、混合ガスを加熱して、混合ガス中の１つ以上の炭化水素
化合物を熱分解し、基板上にアモルファスカーボン層を
形成するステップとを備えるコンピュータ記憶媒体。
【請求項１７】混合ガス中の１つ以上の炭化水素化合
物が一般式Ｃ_xＨ_yを有し、ｘは２〜４、ｙは２〜１０で
ある請求項１６に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項１８】１つ以上の炭化水素化合物は、プロピ
レン（Ｃ₃Ｈ₆）と、プロピン（Ｃ₃Ｈ₄）と、プロパン
（Ｃ₃Ｈ₈）と、ブタン（Ｃ₄Ｈ₁₀）と、ブチレン（Ｃ₄Ｈ
₈）と、ブタジエン（Ｃ₄Ｈ₆）と、アセチレン（Ｃ
₂Ｈ₂）と、これらの混合物とから成る群より選択される
請求項１７に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項１９】アモルファスカーボン層が、約１０％
水素〜約６０％水素の範囲の、炭素：水素比を有する請
求項１６に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項２０】不活性ガスが、ヘリウムと、アルゴン
と、これらの混合物とから成る群より選択される請求項
１６に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項２１】混合ガスが、更に添加ガスを含む請求
項１６に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項２２】添加ガスがアンモニアと、窒素と、水
素と、これらの混合物とから成る群より選択される請求
項２１に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項２３】基板が、約１００℃〜約５００℃の温
度に加熱される請求項１６に記載のコンピュータ記憶媒
体。
【請求項２４】堆積チャンバが、約１Ｔｏｒｒ〜約２
０Ｔｏｒｒの圧力に維持される請求項１６に記載のコン
ピュータ記憶媒体。
【請求項２５】混合ガスが、約５０ｓｃｃｍ〜約５０
０ｓｃｃｍの流量で堆積チャンバに供給される請求項１
６に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項２６】混合ガスが、電界を印加することによ
って加熱される請求項１６に記載のコンピュータ記憶媒
体。
【請求項２７】混合ガスに印加される電界が、高周波
（ＲＦ）電力である請求項２６に記載のコンピュータ記
憶媒体。
【請求項２８】ＲＦ電力が、約３Ｗ／ｉｎ²〜約２０
Ｗ／ｉｎ²である請求項２７に記載のコンピュータ記憶
媒体。
【請求項２９】アモルファスカーボン層が、約１．５
〜約１．９の屈折率を有する請求項１６に記載のコンピ
ュータ記憶媒体。
【請求項３０】アモルファスカーボン層が、約２５０
ｎｍ未満の波長において、約０．１〜約１．０の光吸収
係数を有する請求項２９に記載のコンピュータ記憶媒
体。
【請求項３１】デバイス形成方法であって、１つ以上のアモルファスカーボン層を基板上に形成する
ステップと、１つ以上のアモルファスカーボン層の少なくとも１つの
領域にパターンを形作るステップとを有するデバイス形
成方法。
【請求項３２】１つ以上のアモルファスカーボン層の
少なくとも１つの領域に形作られたパターンを、１つ以
上のアモルファスカーボン層をマスクとして使用して、
基板に転写するステップをさらに備える請求項３１に記
載の方法。
【請求項３３】１つ以上のアモルファスカーボンを、
基板から除去するステップを更に有する請求項３２に記
載の方法。
【請求項３４】基板が、自身の上に形成された１つ以
上の材料層を有する請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】１つ以上のアモルファスカーボン層の
少なくとも１つの領域のパターンの形成が、エネルギー感受性レジスト材料層を、中間層上に形成す
るステップと、エネルギー感受性レジスト材料層を、パターニングされ
た放射に露光することにより、エネルギー感受性レジス
ト材料層中にパターン像を導入するステップと、エネルギー感受性レジスト材料層中に導入されたパター
ン像を、現像するステップと、エネルギー感受性レジスト材料層をマスクとして使用し
て、１つ以上のアモルファスカーボン層にパターンを転
写するステップとを有する請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】１つ以上のアモルファスカーボン層上
に、エネルギー感受性レジスト材料層を形成するに先立
ち、中間層を形成して、エネルギー感受性レジスト材料
層中にパターン像を導入し、パターン像を現像するステ
ップと、エネルギー感受性レジスト材料層中に現像されたパター
ン像を、エネルギー感受性レジスト材料をマスクとして
用い、中間層に転写するステップと、中間層をマスクと
して用い、パターンを１つ以上のアモルファスカーボン
層に転写するステップとを更に有する請求項３５に記載
の方法。
【請求項３７】中間層が、酸化物である請求項３６に
記載の方法。
【請求項３８】酸化物が、二酸化シリコンと、シリコ
ン窒化物と、シリコン酸窒化物と、シリコン炭化物と、
アモルファスシリコンとから成る群より選択される請求
項３７に記載の方法。
【請求項３９】１つ以上のアモルファスカーボン層
が、オゾンプラズマと、酸素プラズマと、ＮＨ₃プラズ
マとを用いて、基板から除去される請求項３３に記載の
方法。
【請求項４０】１つ以上のアモルファスカーボン層
が、約２５０ｎｍ未満の波長における反射防止膜である
請求項３１に記載の方法。
【請求項４１】１つ以上のアモルファスカーボン層の
それぞれが、約２５０ｎｍ未満の波長において、約０．
１〜約１．０の範囲の光吸収係数を有する請求項４０に
記載の方法。
【請求項４２】光吸収係数が、１つ以上のアモルファ
スカーボン層の厚さにわたり約０．１〜約１．０の間で
変化する請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】１つ以上のアモルファスカーボン層
が、それぞれ、約１．５〜約１．９の屈折率を有する請
求項４０に記載の方法。
【請求項４４】堆積チャンバ内に基板を配置し、１つ以上の炭化水素化合物と不活性ガスとを有する混合
ガスを、堆積チャンバに供給し、混合ガスを加熱して、混合ガス中の１つ以上の炭化水素
化合物を熱分解し、基板上に１つ以上のアモルファスカ
ーボン層を形成することにより、基板上に１つ以上のア
モルファスカーボン層が形成される請求項３１に記載の
方法。
【請求項４５】混合ガス中の１つ以上の炭化水素化合
物が、一般式Ｃ_xＨ_yであり、ｘは２〜４、ｙは２〜１０
である請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】１つ以上の炭化水素化合物が、プロピ
レン（Ｃ₃Ｈ₆）と、プロピン（Ｃ₃Ｈ₄）と、プロパン
（Ｃ₃Ｈ₈）と、ブタン（Ｃ₄Ｈ₁₀）と、ブチレン（Ｃ₄Ｈ
₈）と、ブタジエン（Ｃ₄Ｈ₆）と、アセチレン（Ｃ
₂Ｈ₂）と、これらの混合物とから成る群より選択される
請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】１つ以上のアモルファスカーボン層
が、それぞれ、約１０％水素〜約６０％水素の範囲の、
炭素：水素比を有する請求項４４に記載の方法。
【請求項４８】不活性ガスが、ヘリウムと、アルゴン
と、これらの混合物とから成る群より選択される請求項
４４に記載の方法。
【請求項４９】混合ガスが、更に添加ガスを含む請求
項４４に記載の方法。
【請求項５０】添加ガスがアンモニアと、窒素と、水
素と、これらの混合物とから成る群より選択される請求
項４９に記載の方法。
【請求項５１】基板が、約１００℃〜約５００℃の温
度に加熱される請求項４４に記載の方法。
【請求項５２】堆積チャンバが、約１Ｔｏｒｒ〜約２
０Ｔｏｒｒの圧力に維持される請求項４４に記載の方
法。
【請求項５３】混合ガスが、約５０ｓｃｃｍ〜約５０
０ｓｃｃｍの流量で堆積チャンバへ供給される請求項４
４に記載の方法。
【請求項５４】混合ガスが、電界を印加することによ
って加熱される請求項４４に記載の方法。
【請求項５５】混合ガスにかけられる電界が、高周波
（ＲＦ）電力である請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】ＲＦ電力が約３Ｗ／ｉｎ²〜約２０Ｗ
／ｉｎ²である請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】１つ以上のアモルファスカーボン層の
それぞれが、約５０Å〜約１５００Åの範囲の厚さを有
する請求項３１に記載の方法。
【請求項５８】パターン化された放射が、約２５０ナ
ノメータ（ｎｍ）未満の波長を有する請求項３５に記載
の方法。
【請求項５９】ダマシン構造を作製する方法であっ
て、基板上に誘電層を形成するステップと、誘電層上にアモルファスカーボン層を形成するステップ
と、アモルファスカーボン層をパターニングしてコンタクト
又はバイアを形作るステップと、アモルファスカーボン層中に形成されたパターンを、誘
電層に転写し、その中にコンタクト又はバイアを形成す
るステップと、パターニングされた誘電層から、アモルファスカーボン
層を除去するステップと、誘電層中に形成されたコンタクト又はバイアを導電性材
料で充填するステップとを有する方法。
【請求項６０】誘電層が約４．５未満の誘電率を有す
る請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】コンタクト又はバイアを充填する導電
性材料が約５μΩｃｍ未満の抵抗を有する請求項５９に
記載の方法。
【請求項６２】誘電層が、二酸化シリコンとフルオロ
珪酸塩ガラスとから成る群より選択される請求項５９に
記載の方法。
【請求項６３】コンタクト又はバイアを充填する導電
性材料が、銅と、アルミニウムと、タングステンと、こ
れらの混合物とから成る群より選択される請求項５９に
記載の方法。
【請求項６４】自身の上に誘電層を有する基板を堆積
チャンバ内に設置し、１つ以上の炭化水素化合物と不活性ガスとを有する混合
ガスを、堆積チャンバに供給し、混合ガスを加熱して、混合ガス中の１つ以上の炭化水素
化合物を熱分解し、誘電層上にアモルファスカーボン層
を形成することにより、誘電層上にアモルファスカーボ
ン層が形成される請求項５９に記載の方法。
【請求項６５】混合ガス中の１つ以上の炭化水素化合
物が、一般式Ｃ_xＨ_yであり、ｘは２〜４、ｙは２〜１０
である請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】１つ以上の炭化水素化合物が、プロピ
レン（Ｃ₃Ｈ₆）と、プロピン（Ｃ₃Ｈ₄）と、プロパン
（Ｃ₃Ｈ₈）と、ブタン（Ｃ₄Ｈ₁₀）と、ブチレン（Ｃ₄Ｈ
₈）と、ブタジエン（Ｃ₄Ｈ₆）と、アセチレン（Ｃ
₂Ｈ₂）と、これらの混合物とから成る群より選択される
請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】アモルファスカーボン層が、水素約１
０％〜水素約６０％の炭素：水素比を有する請求項６４
に記載の方法。
【請求項６８】不活性ガスが、ヘリウムと、アルゴン
と、これらの混合物とから成る群より選択される請求項
６４に記載の方法。
【請求項６９】混合ガスが、更に添加ガスを含む請求
項６４に記載の方法。
【請求項７０】添加ガスが、アンモニアと、窒素と、
水素と、これらの混合物とから成る群より選択される請
求項６９に記載の方法。
【請求項７１】基板が、約１００℃〜約５００℃の温
度に加熱される請求項６４に記載の方法。
【請求項７２】堆積チャンバが、約１Ｔｏｒｒ〜約２
０Ｔｏｒｒの圧力に維持される請求項６４に記載の方
法。
【請求項７３】混合ガスが、約５０ｓｃｃｍ〜約５０
０ｓｃｃｍの流量で堆積チャンバへ供給される請求項６
４に記載の方法。
【請求項７４】混合ガスが、電界を印加することによ
って加熱される請求項６４に記載の方法。
【請求項７５】混合ガスに印加される電界が高周波
（ＲＦ）電力である請求項７４に記載の方法。
【請求項７６】ＲＦ電力が約３Ｗ／ｉｎ²〜約２０Ｗ
／ｉｎ²である請求項７５に記載の方法。
【請求項７７】アモルファスカーボン層が、約２００
Å〜約１０００Åの厚さを有する請求項６４に記載の方
法。