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用于對(duì)層進(jìn)行處理的方法和用于制造電子器件的方法_2

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沒(méi)有本質(zhì)的缺點(diǎn)。相比于其它硬掩模材料(如氧化硅(S12 )、氮化硅(Si3N4)、氮化鈦、硅化物和/或等),可以經(jīng)由等離子體清潔或灰化從載體容易地去除碳硬掩模層。
[0021]圖1A示出了根據(jù)各種實(shí)施例的用于對(duì)層進(jìn)行處理的方法SlOOa的示意流程圖,其中,該方法SlOOa可以包括:在SI 1a中,在層上方提供圖案化碳層;以及,在S120a中,通過(guò)圖案化碳層向?qū)又袌?zhí)行離子注入。說(shuō)明性地,針對(duì)離子注入工藝,圖案化碳層可以在層上方提供硬掩模層或硬掩模結(jié)構(gòu)。層可以是或者可以包括硅(例如,非晶硅(a-Si)或多晶硅(poly-Si))或者任何其它半導(dǎo)體材料??梢越?jīng)由離子注入來(lái)對(duì)a-Si層或poly-Si層摻雜,例如,從而影響層的電導(dǎo)率或?qū)拥幕瘜W(xué)性質(zhì),例如,用于濕法蝕刻的蝕刻速率。根據(jù)各種實(shí)施例,該層可以包括氧化物,例如,透明導(dǎo)電氧化物,其中,可以經(jīng)由離子注入對(duì)氧化物層摻雜。該層還可以表示載體,例如,在半導(dǎo)體工業(yè)中使用的晶片或任何其它類(lèi)型的載體,例如,襯底、箔或帶。
[0022]換言之,根據(jù)各種實(shí)施例,在本文中可以提供用于對(duì)載體進(jìn)行處理的方法,其中,用于對(duì)載體進(jìn)行處理的方法可以包括:與方法SlOOa的SllOa類(lèi)似,在載體上方提供圖案化碳層;以及,與方法SlOOa的S120a類(lèi)似,通過(guò)圖案化碳層向載體中執(zhí)行離子注入。
[0023]替換地,如在圖1B中在示意流程圖中圖示的,用于制造電子器件或電子部件的方法SlOOb可以包括:在SI 1b中,在層上方或在載體上方形成碳層;在512013中,通過(guò)部分地去除碳層來(lái)對(duì)碳層進(jìn)行圖案化;以及,在S130b中,通過(guò)圖案化碳層向?qū)又谢蛳蜉d體中執(zhí)行離子注入。說(shuō)明性地,針對(duì)離子注入工藝,圖案化碳層可以在層上方或在載體上方提供硬掩模層或掩模結(jié)構(gòu)。
[0024]根據(jù)各種實(shí)施例,如圖1C中所示,方法SlOOc(例如,用于對(duì)載體進(jìn)行處理的方法、用于對(duì)層進(jìn)行處理的方法、用于制造電子器件或電子部件的方法。半導(dǎo)體處理)可以包括:在SllOc中,在層和/或載體上方提供一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)元件,一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)元件包括碳,一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)元件提供用于離子注入工藝的掩模結(jié)構(gòu);以及,在S120c中,執(zhí)行離子注入工藝以部分地對(duì)層和/或載體摻雜,其中,一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)元件保護(hù)層中的或載體中的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域不被摻雜。
[0025]根據(jù)各種實(shí)施例,如在本文中提及的術(shù)語(yǔ)摻雜可以包括向?qū)踊蜉d體的第二材料中注入第一材料(第一種類(lèi)的離子),其中,利用第一材料的摻雜可以改變第二材料的電子性質(zhì),和/或其中,利用第一材料的摻雜可以改變第二材料(例如,至少在第二材料的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域中)的化學(xué)性質(zhì)(例如,成分)。
[0026]根據(jù)各種實(shí)施例,離子注入可以包括向第二材料中(例如,向?qū)又谢蛘呦蜉d體中)注入來(lái)自下面的材料組中的至少一個(gè)第一材料(離子),所述組由以下組成:硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、鍺(Ge)、銦(In)、碳(C)、氮(N)、氧(0)、磷(P)、硫(S)、砷(As)、砸(Se)、銻(Sb)、碲(Te),或者能夠作為在注入機(jī)中所加速的離子而被提供的任何其它材料。
[0027]根據(jù)各種實(shí)施例,可以應(yīng)用離子注入(例如,方法SlOOa、SlOOb、SlOOc )以通過(guò)添加摻雜劑材料來(lái)改變材料的物理性質(zhì),其中,關(guān)鍵方面可以是摻雜材料的電子性質(zhì)(例如,特定電導(dǎo)率、電荷載流子濃度、電荷載流子迀移率、電子能帶結(jié)構(gòu))。離子注入可以被用于對(duì)材料摻雜,例如,以提供電子摻雜的材料,所謂的η型(負(fù)型)摻雜的材料,和/或空穴摻雜的材料,所謂的P型(正型)摻雜的材料。
[0028]根據(jù)各種實(shí)施例,載體中的所注入的離子的滲透深度和分布可以取決于停止機(jī)制(離子與固態(tài)材料的交互作用),并且可以通過(guò)使離子的動(dòng)能變化而變化??梢宰兓钠渌鼌?shù)是劑量(或摻雜材料濃度)以及在注入工藝期間要被摻雜的固態(tài)材料的表面和離子的傳播方向之間的角度。根據(jù)各種實(shí)施例,在注入離子之后,可以執(zhí)行熱退火工藝以從離子損傷恢復(fù)晶體結(jié)構(gòu)。在注入離子之后,可以執(zhí)行熱退火工藝(例如,低溫退火以恢復(fù)晶體結(jié)構(gòu)但是防止對(duì)摻雜劑材料的擴(kuò)散的實(shí)質(zhì)貢獻(xiàn))。根據(jù)各種實(shí)施例,可以使用低溫退火以在載體中提供更多有限的摻雜區(qū)域。
[0029]根據(jù)各種實(shí)施例,可以應(yīng)用離子注入(例如,方法SlOOa、SlOOb、SlOOc )以通過(guò)添加(注入)與層材料或載體材料不同的另一材料例如在局部SMOX工藝(注氧隔離)內(nèi)改變層材料或載體材料的化學(xué)性質(zhì),其中,氧離子束可以被用于向硅層或硅載體中注入氧離子,被跟隨有高溫退火以形成一個(gè)或多個(gè)埋置的氧化硅區(qū)域。
[0030]根據(jù)各種實(shí)施例,碳掩模層可以被形成具有相應(yīng)的層厚度以確保碳掩模層下的層或載體的掩模。說(shuō)明性地,碳掩模層的層厚度可以大于離子向碳掩模層中的相應(yīng)的滲透深度,這可以取決于所使用的離子(取決于所使用的離子的質(zhì)量)和/或取決于由注入機(jī)提供的離子的能量。
[0031]根據(jù)各種實(shí)施例,硬掩模(附加的圖案化硬掩模層)可以被形成在碳掩模層上方,以使能經(jīng)由碳蝕刻工藝(例如,各向異性蝕刻工藝)的碳掩模層的圖案化。用于對(duì)碳掩模層進(jìn)行圖案化的附加的硬掩??梢园ɡ绶蔷Ч?a-Si )、氮氧化硅(S1N)、氧化硅(S1、S12)和/或氮化硅(SiN)。進(jìn)一步地,用于對(duì)碳掩模層進(jìn)行圖案化的附加的硬掩??梢园ㄟm合于提供硬掩模的任何其它材料,如在半導(dǎo)體工業(yè)中所使用的??梢越?jīng)由化學(xué)氣相沉積工藝(CVD)(例如,經(jīng)由等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)),來(lái)形成附加的硬掩模。可以將附加的硬掩?;蚋郊拥挠惭谀舆x擇為從層和/或載體選擇性地可去除。
[0032]根據(jù)各種實(shí)施例,層和/或載體可以包括表面材料的表面層或者例如層疊。例如,硅層或硅載體可以包括氧化硅表面層,其中,在該情況下,附加的硬掩??梢园╝-Si,使得附加的硬掩模可以被容易地選擇性地可去除。進(jìn)一步地,由于相對(duì)于附加的硬掩模的a-Si的碳層蝕刻的高選擇性而導(dǎo)致碳層可以被容易地圖案化。因此,相比于碳層的厚度(例如,在從約3 μ m至約10 μ m的范圍中),附加的硬掩模層可以具有小厚度(例如,在從約10nm至約100 nm的范圍中)。
[0033]根據(jù)各種實(shí)施例,由于附加的硬掩模層可以比碳層薄許多倍,因而如果使用軟掩模將對(duì)碳層直接進(jìn)行圖案化,則可以經(jīng)由具有比對(duì)于碳層來(lái)說(shuō)可能的特征大小更小的特征大小的軟掩模(抗蝕劑)來(lái)對(duì)附加的硬掩模(例如,圖案化的a-Si層)進(jìn)行圖案化??梢允褂脴?biāo)準(zhǔn)的平版印刷工藝來(lái)對(duì)附加的硬掩模(例如,圖案化的a-Si層)進(jìn)行蝕刻或圖案化??梢越?jīng)由附加的硬掩模(例如,圖案化的a-Si層)對(duì)碳層進(jìn)行蝕刻或圖案化。圖案化碳層(以及可選地,圖案化碳層上方的剩余圖案化硬掩模)可以提供用于離子注入的掩模??梢躁P(guān)于層和/或載體選擇性地去除附加的硬掩模(例如,圖案化的a-Si層)??梢越?jīng)由灰化(將碳氧化為氣態(tài)的一氧化碳)或蝕刻來(lái)去除圖案化碳層。層和/或載體可以受到清潔工藝。
[0034]根據(jù)各種實(shí)施例,在圖2A至21中分別圖示了在處理期間(例如,在執(zhí)行方法SlOOa, SlOOb, SlOOc期間)層或載體的示意側(cè)視圖或橫截面視圖。
[0035]圖2A示出了根據(jù)各種實(shí)施例的初始處理階段處的載體102或?qū)?02。載體102可以包括襯底、晶片、帶、箔等,并且可以由以下材料制成或包括以下材料,所述材料為包括硅、鍺、族III至V的各種類(lèi)型或包括例如聚合物的其它類(lèi)型的半導(dǎo)體材料,盡管在另一實(shí)施例中,還能夠使用其它適當(dāng)?shù)牟牧?。載體102或?qū)?02可以由硅(例如,摻雜的或未摻雜的)制成或者可以包括該硅,在替換實(shí)施例中,載體102或?qū)?02可以是絕緣體上硅(SOI)晶片。作為替換,任何其它的適當(dāng)半導(dǎo)體材料可以提供載體102或?qū)?02,例如,諸如砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)的半導(dǎo)體化合物材料,但也可以是諸如銦鎵砷化物(InGaAs)的任何適當(dāng)三元半導(dǎo)體化合物材料或四元半導(dǎo)體化合物材料。載體102或?qū)?02可以包括涂覆的結(jié)構(gòu),例如,涂覆有硅的金屬帶等。載體102或?qū)?02可以進(jìn)一步包括聚合物、層壓材料或金屬。載體可以進(jìn)一步包括聚合物箔、玻璃(例如,基于氧化硅的玻璃)、或在半導(dǎo)體技術(shù)中可處理的另一適當(dāng)載體。載體102或?qū)?02可以是層堆疊或者可以包括多個(gè)包括各種材料的各種區(qū)域。
[0036]根據(jù)各種實(shí)施例,層102可以是載體的表面層或者被形成(例如,沉積)在晶片上方的層。根據(jù)各種實(shí)施例,在半導(dǎo)體技術(shù)中使用的工藝期間可以形成層102以制造電子器件或電子部件。
[0037]載體102或?qū)?02可以包括至少一個(gè)表面102a。至少一個(gè)表面102a可以是半導(dǎo)體技術(shù)中的處理期間的載體或晶片的主處理表面。
[0038]如圖2B中所示,根據(jù)各種實(shí)施例,碳層104可以被形成在載體102上方或在層102上方。碳層104可以被形成在載體102的表面102a上方或者在層102的表面102a上方,例如,直接在表面102a上,或者在碳層104和載體102之間或在碳層104和層102之間具有一個(gè)或多個(gè)附加層(例如,緩沖層)。根據(jù)各種實(shí)施例,碳層104還可以被提及作為碳掩模、碳掩模層、碳硬掩?;蛱加惭谀?。
[0039]根據(jù)各種實(shí)施例,碳層104還可以被提及作為碳膜或碳薄膜,其中,碳層104可以包括涂層,涂層可以主要由化學(xué)元素碳構(gòu)成,其包括等離子體聚合物碳層、非晶碳層、類(lèi)金剛石碳(DLC)、CVD金剛石層和/或石墨層。根據(jù)各種實(shí)施例,碳層104可以包括不同類(lèi)型的碳改性的混合物。
[0040]根據(jù)各種實(shí)施例,碳層104可以包括以下材料中的至少一個(gè):無(wú)氫非晶碳(a-C);四面體無(wú)氫非晶碳(ta-C);含金屬(包含金屬)無(wú)氫非晶碳(a-C:Me),其中,Me可以是鐵(Fe)、鋱(Er)、釓(Gd)、鈦(Ti)等;含氫(包含氫或氫化)非晶碳(a_C:H);四面體含氫非晶碳(ta_C:H);含金屬(包含金屬)含氫非晶碳(a_C:H:Me);改性(例如,摻雜的)含氫非晶碳(a-C:H:X),其中,X可以是S1、O、N、F、Sb、S、和/或B中的至少一個(gè)。
[0041 ] 根據(jù)各種實(shí)施例,a-C主要可以包括Sp2雜化碳,例如,類(lèi)似于石墨。進(jìn)一步地,ta-C主要可以包括Sp3雜化碳,例如,類(lèi)似于金剛石。
[0042]根據(jù)各種實(shí)施例,a_C:Me和a-C:H:Me可以包括金屬,其中,包括a_C:Me和/或a-C: H: Me的碳層的質(zhì)量密度可以大于包括例如a_C、ta_C和/或a_C: H的碳層的質(zhì)量密度。因此,包括a_C:Me和/或a_C:H:Me的碳層104可以具有增強(qiáng)的離子停止性質(zhì),這在離子注入期間可以允許用于碳掩模層的更小的膜厚度。利用金屬對(duì)
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