エッチングハードマスクのためのアモルファスカーボン薄膜の表面分析

高アスペクト比（HAR）エッチングプロセスのアスペクト比が大幅に増加すると、動的ランダムアクセスメモリ（DRAM）にはアモルファス炭素層（ACL）ハードマスクが必要です。エッチングハードマスクの耐久性を改善するには、それぞれプラズマ堆積メカニズムと、プラズマ条件と原子構造に関連する堆積膜特性の理解が必要です。一連のプラズマ堆積、材料の特性評価、ドライエッチングを実行して、HARエッチングプロセスでドライエッチングハードマスクとして使用するACLフィルムの表面特性に対する堆積プロセス条件の影響を調査しました。プラズマ沈着プロセスのより高い温度でのチャンバー圧が低いと、膜の硬度が高くなることがわかりました。これにより、より低い圧力領域での血漿イオンエネルギーが高いと、イオン爆撃の増加により表面から水素原子を除去するのに役立つことがわかりました。より高い基質温度は、水素または水酸化物の汚染物質の焼き輪をギアすると仮定されました。堆積したACLフィルムの誘導結合血漿反応性イオンエッチングの結果から、C═CSP₂およびC-CSP₃結合が増加するにつれて、二酸化シリコンフィルム上のエッチング選択性が改善されたことが観察されました。

When the aspect ratio of a high aspect ratio (HAR) etching process is greatly increased, an amorphous carbon layer (ACL) hard mask is required for dynamic random-access memory (DRAM). To improve the durability of an etch hard mask, an understanding of the plasma deposition mechanisms and the deposited film properties associated with the plasma conditions and atomic structure, respectively, is required. We performed a series of plasma depositions, material characterizations and dry-etching to investigate the effect of the deposition process condition on the surface characteristics of an ACL film to be used as a dry etch hard mask in an HAR etch process. We found that a lower chamber pressure at a higher temperature for the plasma deposition process yielded higher film hardness, and this infers that higher plasma ion energy in lower pressure regions helps to remove hydrogen atoms from the surface by increased ion bombardment. It was postulated that a higher substrate temperature gears the bake-out of hydrogen or hydroxide contaminants. From the results of inductively coupled plasma-reactive ion etching of the deposited ACL film, we observed that the etch selectivity over the silicon dioxide film was improved as C═C sp₂ and C-C sp₃ bonds increased.