"基板処理チャンバ中で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、炭化水素源を前記処理チャンバ中へ導入するステップと、アルゴンを、単独で、またはヘリウム、水素、窒素およびこれらの組合せと組み合わせて、前記処理チャンバ中へ導入するステップであって、前記アルゴンの体積流量の炭化水素源体積流量に対する比は約10:1から約20:1までであるステップと、約1トルから10トルまでの実質的により低い圧力の前記処理チャンバ中でプラズマを発生させるステップと、共形アモルファスカーボン層を前記基板上に形成するステップとを含む方法。前記ガス組合せが、アルゴンと水素を含み、水素の体積流量の炭化水素源体積流量に対する比が、約1:1から約8:1までである、請求項1に記載の方法。前記水素ガスの体積流量の炭化水素源体積流量に対する比が、約1.4:1から約6:1までである、請求項2に記載の方法。前記アモルファスカーボン層が、約1.9g/ccと約2.5g/ccの間の膜密度を有する、請求項2に記載の方法。前記ガスが、基板表面から約200ミルと約1000ミルの間に置かれたガスディストリビュータによって、前記処理チャンバ中へ導入される、請求項1に記載の方法。前記炭化水素源が、一般式CxHyを有する1つまたは複数の炭化水素化合物を含み、xが1と20の間の範囲を有し、yが1と20の間の範囲を有する、請求項1に記載の方法。前記炭化水素源が、アセチレンC2H2であり、前記ガス組合せが、ヘリウム、アルゴンおよび水素を含み、アセチレン:ヘリウム:アルゴン:水素のモル流量が、1:0.5:20:1.4の比である、請求項6に記載の方法。前記基板が、前記アモルファスカーボン層の形成中に約100°Cから約480°Cまでの温度に加熱される、請求項1に記載の方法。処理チャンバ中で半導体デバイスを形成する方法であって、混合ガスを前記処理チャンバ中へ導入することによってアモルファスカーボン層を基板上に形成するステップであって、前記混合ガスは、前記処理チャンバの中への炭化水素源、プラズマ開始ガス、およびアルゴンと水素から成る希釈剤ガスを含み、前記アルゴンと水素の体積流量の炭化水素源体積流量に対する比は、約20:1.4:1であるステップと、前記処理チャンバ中でプラズマを発生させて、前記混合ガス中の前記炭化水素源を分解して前記アモルファスカーボン層を前記基板上に形成するステップと、前記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画定するステップと、前記アモルファスカーボン層をマスクとして使用して、前記アモルファスカーボン層の前記少なくとも1つの領域に画定された前記パターンを前記基板に移すステップとを含む方法。前記プラズマが、約1トルから約10トルまでの圧力の前記処理チャンバ中で発生される、請求項9に記載の方法。アルゴンの前記流量が、約1000sccmと約20000sccmの間であり、水素の前記流量が、約500sccmと約5000sccmの間である、請求項9に記載の方法。前記アモルファスカーボン層が、約1.9g/ccと約2.5g/ccの間の膜密度を有する、請求項9に記載の方法。前記炭化水素源、前記プラズマ開始ガス、および前記希釈剤ガスが、基板表面から約200ミルと約1000ミルの間に置かれたガスディストリビュータによって、前記処理チャンバ中へ導入される、請求項9に記載の方法。前記炭化水素源が、メタンCH4、エタンC2H6、プロパンC3H8、ブタンC4H10およびその異性体であるイソブタン、ペンタンC5H12およびその異性体であるイソペンタンならびにネオペンタン、ヘキサンC6H14およびその異性体である2-メチルペンタン、3-メチルペンタン、2,3-ジメチルブタン、ならびに2,2-ジメチルブタンなどのアルカン類、エチレン、プロピレン、ブチレンおよびその異性体、ペンテンおよびその異性体など、ブタジエン、イソプレン、ペンタジエン、ヘキサジエンなど、モノフルオロエチレン、ジフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、モノクロロエチレン、ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどを含むハロゲン化アルケン類、アセチレンC2H2、プロピンC3H4、ブチレンC4H8、ビニルアセチレンおよびその誘導体、ベンゼン、スチレン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、アセトフェノン、安息香酸メチル、酢酸フェニル、フェノール、クレゾール、フランなど、アルファテルピネン、シメン、1,1,3,3,-テトラメチルブチルベンゼン、t-ブチルエーテル、t-ブチルエチレン、メチル-メタクリレート、およびt-ブチルフルフリルエーテル、C3H2およびC5H4、およびモノフルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、テトラフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼンを含むハロゲン化芳香族化合物から成るグループから選ばれる、請求項9に記載の方法。前記基板が、前記アモルファスカーボン層の形成中に約100°Cから約480°Cまでの温度に加熱される、請求項9に記載の方法。本発明の実施形態は、一般に、サブ45nmデバイスに関して優れた線完全性を依然として維持しながら、高膜密度、高エッチング選択性、および一定水準のアッシング除去可能性を持つハードマスクを形成する方法を提供する。高エッチング選択性はより薄いハードマスクを可能にし、このより薄いハードマスクよって、エッチングマージンが改善され、線揺れおよび線曲がりに関連した従来の問題のないより小さな特徴を制御可能にエッチングすることが可能になる。例示のハードウェア図1は、本発明の実施形態に従って特徴および/またはアモルファスカーボン層堆積のために使用することができる基板処理システム、システム1000を模式的に表現したものである。適当なシステムの例には、DxZ商標処理チャンバを使用することがあるCENTURA登録商標システム、PRECISION5000登録商標システム、PRODUCERSE商標処理チャンバおよびPRODUCERGT商標処理チャンバなどPRODUCER商標システムがあり、これら全ては、カリフォルニア州サンタクララのAppliedMaterials社から市販されている。システム1000は、プロセスチャンバ1025、ガスパネル1030、制御ユニット1010、および電力供給および真空ポンプのような他のハードウェア部品を含む。本発明で使用されるシステムの一実施形態の詳細は、2002年4月2日に発行された米国特許第6,364,954号という同一出願人による米国特許HighTemperatureChemicalVaporDepositionChamberに述べられており、この特許は、これによって参照して本明細書に組み込まれる。プロセスチャンバ1025は、一般に、支持ペデスタル1050を備え、これは、半導体基板1090のような基板を支持するために使用される。このペデスタル1050は、シャフト1060に結合された移動機構図示せずを使用してプロセスチャンバ1025の中で垂直方向に動く。プロセスに依存して、基板1090は、処理の前に所望の温度に加熱することができる。基板支持ペデスタル1050は、埋込みヒータ素子1070によって加熱される。例えば、ペデスタル1050は、AC電力供給1006からヒータ素子1070に電流を加えることによって抵抗加熱されることがある。今度は、基板1090がペデスタル1050によって加熱される。また、熱電対などの温度センサ1072が、基板支持ペデスタル1050中に埋め込まれていて、ペデスタル1050の温度を監視する。測定された温度は、フィードバックループで使用されて、ヒータ素子1070用のAC電力供給1006を制御する。基板温度は、特定のプロセス用途のために選ばれた温度に維持または制御することができる。真空ポンプ1002は、プロセスチャンバ1025を排気し、かつプロセスチャンバ1025の内部に適正なガス流および圧力を維持するために使用される。プロセスガスがプロセスチャンバ1025中へ導入されるシャワーヘッド1020は、基板支持ペデスタル1050の上に位置付けされ、またプロセスチャンバ1025に中へ一様な分布のプロセスガスを供給するように構成されている。シャワーヘッド1020は、ガスパネル1030に接続され、ガスパネル1030は、プロセスシーケンスの異なるステップで使用される様々なプロセスガスを制御し供給する。プロセスガスは、炭化水素源およびプラズマ開始ガスを含むことがあり、例示のアルゴン希釈堆積プロセスの説明に関連して以下でより詳細に説明される。ガスパネル1030は、また、様々な気化された液体前駆体を制御し供給するために使用されることがある。示されていないが、液体前駆体供給からの液体前駆体が、例えば液体注入気化器によって気化され、キャリアガスの存在下でプロセスチャンバ1025に送り出されることがある。キャリアガスは、典型的に、窒素などの不活性ガス、またはアルゴンまたはヘリウムなどの希ガスである。代わりに、液体前駆体は、熱または真空気化プロセスによってアンプルから気化されることがある。シャワーヘッド1020および基板支持ペデスタル1050は、また、一対の間隔を空けた電極を形成することがある。これらの電極の間に電界が発生されたとき、チャンバ1025に導入されたプロセスガスは点火されてプラズマ1092になる。典型的には、基板支持ペデスタル1050を、整合回路網図示せずを通して単一周波数または二周波数高周波RF電力源図示せずに接続することによって、電界が発生される。代わりに、RF電力源および整合回路網が、シャワーヘッド1020に結合されることがあり、またはシャワーヘッド1020と基板支持ペデスタル1050の両方に結合されることがある。PECVD技術は、基板表面の近くの反応ゾーンに電界を加えることによって反応ガスの励起および/または解離を促進して、反応種のプラズマを生成する。プラズマ中の反応種の反応性が、化学反応が起こるのに必要なエネルギーを低減させて、そのようなPECVDプロセスに要求される温度を実質的に下げる。ガスパネル1030を通過するガス流および液体流の適正な制御および調節は、質量流量制御装置図示せずと、コンピュータのような制御ユニット1010とによって行われる。シャワーヘッド1020は、ガスパネル1030からのプロセスガスがプロセスチャンバ1025の中に一様に分散され導入されるようにする。例示では、制御ユニット1010は、中央処理ユニットCPU1012、支援回路1014、および関連した制御ソフトウェアを含むメモリ1016を備える。この制御ユニット1010は、基板搬送、ガス流制御、液体流制御、温度制御、チャンバ排気などの基板処理に必要な数多くのステップの自動制御に対して責任を負っている。プロセス混合ガスがシャワーヘッドを出るとき、加熱された基板1090の表面1091で炭化水素化合物のプラズマ熱分解が起きて、基板1090上へのアモルファスカーボン層の堆積をもたらす。a-C層をハードマスクとして含む例示の製造シーケンス図2A~2Eは、a-C:H層をハードマスクとして含む集積回路製造シーケンスの異なる段階での基板100の模式的な断面図を図示する。基板構造150は、基板100上に形成された他の材料層と共に基板100を表している。図2Aは、従来方法で基板上に形成された材料層102を有する基板構造150の断面図を図示する。材料層102は、低誘電率材料および/または酸化物、例えばSiO2であることがある。図2Bは、図2Aの基板構造150上に堆積されたアモルファスカーボン層104を描写している。アモルファスカーボン層104は、PECVDなどの従来の手段によって基板構造150上に形成される。アモルファスカーボン層104の厚さは、処理の特定の段階に依存して変えられる。典型的に、アモルファスカーボン層104は、約500Åから約10000Åまでの範囲の厚さである。製造シーケンスで使用されるエネルギー敏感レジスト材料108のエッチング化学に依存して、随意のキャッピング層図示せずが、エネルギー敏感レジスト材料108の形成より前にアモルファスカーボン層104上に形成されることがある。随意のキャッピング層は、パターンがアモルファスカーボン層104に移されるとき、アモルファスカーボン層104のマスクとして機能して、エネルギー敏感レジスト材料108からアモルファスカーボン層104を保護する。図2Bに描写されるように、エネルギー敏感レジスト材料108が、アモルファスカーボン層104上に形成される。エネルギー敏感レジスト材料108の層は、約2000Åから約6000Åまでの範囲内の厚さに基板上にスピンコーティングすることができる。大抵のエネルギー敏感レジスト材料は、約450nmよりも短い波長、またいくつかの用途では245nmまたは193nmの波長の紫外線UV放射に敏感である。マスク110などのパターニングデバイスを通してエネルギー敏感レジスト材料108をUV放射130にさらし、その後で適切な現像液でエネルギー敏感レジスト材料108を現像することによって、エネルギー敏感レジスト材料108の層にパターンが導入される。エネルギー敏感レジスト材料108が現像された後で、図2Cに示されるように、開口140から成る所望のパターンが、エネルギー敏感レジスト材料108に存在している。その後で、図2Dを参照して、エネルギー敏感レジスト材料108で画定されたパターンは、エネルギー敏感レジスト材料108をマスクとして使用してアモルファスカーボン層104を通して移される。エネルギー敏感レジスト材料108および材料層102に優先してアモルファスカーボン層104を選択的にエッチングする適切な化学エッチング剤が使用されて、開口140を材料層102の表面まで延ばす。適切な化学エッチング剤には、オゾンプラズマ、酸素プラズマまたはアンモニアプラズマがある。図2Eを参照して、次に、パターンは、アモルファスカーボン層104をハードマスクとして使用して材料層102を通して移される。このプロセスステップでは、アモルファスカーボン層104に優先して材料層102を選択的に除去するエッチング剤、例えばドライエッチング、すなわち非反応性プラズマエッチングなどが使用される。材料層102がパターニングされた後で、アモルファスカーボン層104は、随意に基板100から剥離することができる。製造シーケンスの特定の例では、a-C:Hハードマスクで画定されたパターンは、集積回路上に金属相互接続を形成するために典型的に使用されるダマシン構造などの集積回路の構造に組み込まれる。堆積プロセス既に述べたように、アモルファス水素化炭素は、高い化学的不活性、光透過性および除去しやすさのために、半導体用途でエッチングハードマスクとして使用されることがある材料である。知られていることであるが、a-C:H膜の望ましいエッチング選択性は、膜密度を高めることによって達成されることがある。以下で説明される本発明の態様は、ハードマスクに関して有効なアッシング除去可能性を依然として維持しながら、高膜密度したがってより高いエッチング選択性を有するa-C:H膜を生成できることが、本発明者等によって証明された。高いエッチング選択性は、より薄い均一なハードマスクを可能にし、これによって、エッチマージンが改善され、さらにより小さな特徴の制御可能なエッチングが可能になり、それによって、線揺れおよび線曲がりに関連した従来の問題のないサブ45nm以下デバイス用の優れた線完全性が得られる。本発明に従った堆積プロセスの一態様では、a-C:H膜は、図1に関連して先に説明されたプロセスチャンバ1025などの処理チャンバの中へ炭化水素源、プラズマ開始ガス、および希釈剤ガスを導入することによって形成される。次に、チャンバ中でプラズマが開始されて、励起CH-ラジカルを生成する。励起CH-ラジカルは、チャンバ中に置かれた基板の表面に化学的に結合されて、そこに所望のa-C:H膜を形成する。炭化水素源は、1つまたは複数の炭化水素化合物の混合物であることがある。炭化水素源は、気相炭化水素化合物および/または液相炭化水素化合物の蒸気、およびキャリアガスを含む混合ガスを含むことがある。一実施形態では、炭化水素化合物は、C2H2である。しかし、キャリアガス中に同伴された1つまたは複数の気化された液相炭化水素化合物などの他の炭化水素化合物が、所望の膜に依存して使用されることがある。プラズマ開始ガスは、ヘリウムであることがある。というのは、ヘリウムは容易にイオン化されるからである。しかし、アルゴンなどの他のガスも使用されることがある。希釈剤ガスは、アルゴン、クリプトン、キセノンのような容易にイオン化され比較的大質量でかつ化学的に不活性なガスであることがある。本発明の一実施形態では、後で議論されるように、追加の水素希釈が導入されて、膜密度をさらに高めることができる。炭化水素化合物の部分的または完全にドープされた誘導体を使用して形成されたアモルファスカーボン膜は、また、本発明の方法の恩恵を受けることがある。誘導体は、炭化水素化合物の窒素-、フッ素-、酸素-、ヒドロキシ基-、およびホウ素-含有誘導体を含む。炭化水素化合物は、窒素を含むことがあり、またはアンモニアなどの窒素-含有ガスで堆積されることがあり、または炭化水素化合物は、フッ素および酸素のような置換基を有することがある。これらのプロセスのどれも、本発明の方法で堆積された非ドープa-C:H膜について証明された密度、堆積速度および共形性の改善の恩恵を受ける可能性がある。本発明の態様の恩恵を受けるプロセスで使用されることがある炭化水素化合物またはそれのドープされた誘導体についてのより詳細な説明は、2005年2月24日に出願されたLiquidPrecursorsfortheCVDdepositionofAmorphousCarbonFilmsという名称の同一出願人による米国特許第7,407,893号およびMethodforDepositingConformalAmorphousCarbonFilmbyPlasma‐EnhancedChemicalVaporDepositionPECVDという名称の同一出願人による米国特許公開第2010/0093187号に見出すことができ、これらは、これによって、特許請求される発明と矛盾しない範囲でその全体が参照して組み込まれる。一般に、炭化水素源に含まれることがある炭化水素化合物またはその誘導体は、式CxHyで記述されることがあり、ここでxは1と20の間の範囲を有し、yは1と20の間の範囲を有する。他の実施形態では、炭化水素源に含まれることがある炭化水素化合物またはそれの誘導体は、式CxHyFzで記述されることがあり、ここでxは1と24の間の範囲を有し、yは0と50の間の範囲を有し、zは0から50までの範囲を有し、xとyzの比は1:2以上である。さらに他の実施形態では、炭化水素源は、酸素および/または窒素置換化合物に関し式CaHbOcFdNeで記述されることがあり、ここでaは1と24の間の範囲を有し、bは0と50の間の範囲を有し、cは0から10までの範囲を有し、dは0から50までの範囲を有し、eは0から10までの範囲を有し、さらにaとbcdeの比は1:2以上である。適当な炭化水素化合物は、次の化合物、例えば、メタンCH4、エタンC2H6、プロパンC3H8、ブタンC4H10およびその異性体であるイソブタン、ペンタンC5H12およびその異性体であるイソペンタンならびにネオペンタン、ヘキサンC6H14およびその異性体である2-メチルペンタン、3-メチルペンタン、2,3-ジメチルブタン、ならびに2,2-ジメチルブタンなどのアルカン類の1つまたは複数を含む。追加の適当な炭化水素は、エチレン、プロピレン、ブチレンおよびその異性体、ペンテンおよびその異性体などのアルケン類、ブタジエン、イソプレン、ペンタジエン、ヘキサジエンなどのジエン類を含むことがあり、またハロゲン化アルケン類は、モノフルオロエチレン、ジフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、モノクロロエチレン、ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどを含む。また、アセチレンC2H2、プロピンC3H4、ブチレンC4H8、ビニルアセチレンおよびそれらの誘導体のようなアルキン類は、炭素前駆体として使用することができる。その上、ベンゼン、スチレン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、アセトフェノン、安息香酸メチル、酢酸フェニル、フェノール、クレゾール、フランなどの芳香族炭化水素、アルファテルピネン、シメン、1,1,3,3,-テトラメチルブチルベンゼン、t-ブチルエーテル、t-ブチルエチレン、メチル-メタクリレート、およびt-ブチルフルフリルエーテル、化学式C3H2およびC5H4を有する化合物、およびモノフルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、テトラフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼンなどを含むハロゲン化芳香族化合物が使用可能である。炭化水素化合物の適当な誘導体の例は、限定されないが、フッ素化アルカン類、ハロゲン化アルカン類、およびハロゲン化芳香族化合物を含むことがある。フッ素化アルカン類は、限定されないが、モノフルオロメタン、ジフルオロメタン、トリフルオロメタン、テトラフルオロメタン、モノフルオロエタン、テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエタン、ヘキサフルオロエタン、モノフルオロプロパン、トリフルオロプロパン、ペンタフルオロプロパン、ペルフルオロプロパン、モノフルオロブタン、トリフルオロブタン、テトラフルオロブタン、オクタフルオロブタン、ジフルオロブタン、モノフルオロペンタン、ペンタフルオロペンタン、テトラフルオロヘキサン、テトラフルオロヘプタン、ヘキサフルオロヘプタン、ジフルオロオクタン、ペンタフルオロオクタン、ジフルオロテトラフルオロオクタン、モノフルオロノナン、ヘキサフルオロノナン、ジフルオロデカン、ペンタフルオロデカンなどを含むことがある。ハロゲン化アルケン類は、限定されないが、モノフルオロエチレン、ジフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、モノクロロエチレン、ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどを含むことがある。ハロゲン化芳香族化合物は、限定されないが、モノフルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、テトラフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼンなどを含むことがある。本明細書を通して説明されるようなa-C:H膜は、カリフォルニア州サンタクララのAppliedMaterials社から市販されているAdvancedPatterningFilm商標APF材料であることがある。a-C:H膜は、結果として得られる膜の吸収係数を最小限にするために、約100°Cから約650°Cまでの温度、例えば約200°Cから約480°Cまでなどの約0°Cと約800°Cの間に基板温度を保つことによって、処理ガスから堆積されることがある。プロセスチャンバは、プロセスを実行しないとき、約1ミリトルから約5ミリトルの軽度の真空に保たれる。a-C:H膜は、チャンバ圧力を約1トルから約5トル以上に、例えば、約2トルから約10トル以上例えば約20トルなどに保つことによって、処理ガスから堆積されることがある。一実施形態では、チャンバ圧力は、約7トル以上に、例えば約8トルから約9トルまでに保たれる。炭化水素源、プラズマ開始ガス、および希釈剤ガスがチャンバ中へ導入され、プラズマが開始されて堆積を始める。好ましくは、プラズマ開始ガスはヘリウムまたは他の容易にイオン化されるガスであり、炭化水素源および希釈剤ガスより前にチャンバ中へ導入され、これにより、安定なプラズマが形成されるようになり、またアーク放電の可能性が低減する。一実施形態では、炭化水素源は、より大きな表面移動度を可能にするより安定な中間種を形成することからアセチレンC2H2であるが、先に説明されたように、キャリアガス中に同伴される1つまたは複数の気化された液相炭化水素化合物などの他の炭化水素化合物が、所望の膜に依存して使用されることがある。希釈剤ガスは、アルゴン、クリプトン、またはキセノンのように少なくとの大質量の任意の希ガスであることがあるが、アルゴンが、経済性の理由のために好ましい。アルゴンよりも小さな原子量を有するガスは、有益な堆積速度および膜密度を達成することができないので好ましくないと考えられることが多い。しかし、本発明者は、驚いたことに予想外に、追加の水素希釈が-1000メガパスカルの応力で膜密度を1.98g/ccまで高めることができることを発見したが、この密度は、現在利用可能な最善のアッシング除去可能な既存のハードマスクよりもほぼ50~80高い密度であり、このことは以下で詳細に議論される。二周波数RFシステムが、プラズマを発生させるために使用されることがある。二周波数RF電力利用は、フラックスとイオンエネルギーを独立に制御することを可能にすると信じられている。というのは、膜表面に当たるイオンのエネルギーが膜密度に影響を与えると信じられているからである。高周波プラズマはプラズマ密度を制御し、また低周波プラズマは基板表面に当たるイオンの運動エネルギーを制御すると信じられる。混合RF電力の二周波数源は、約10MHzから約30MHzまでの範囲、例えば約13.56MHzの高周波電力、並びに約10KHzから約1MHzまでの範囲、例えば約350KHzの低周波電力を供給する。二周波数RFシステムがa-C:H膜を堆積させるために使用されるとき、全混合周波数電力に対する第2のRF電力の比は、約0.6から1.0よりも小さいことがある0.6:1。加えられるRF電力および1つまたは複数の周波数の使用は、使用される基板サイズおよび装置に基づいて変えられることがある。望ましければ、単一周波数RF電力利用が使用されることがあり、典型的には、本明細書で説明されるような高周波電力の利用である。約0.01ワット/cm2から約1ワット/cm2など、約0.01ワット/cm2から約5ワット/cm2までの電力密度でRF電力を基板表面積に加えることによって、プラズマが発生されることがある。一実施形態では、a-C:H膜の堆積に使用される単一周波数RF電力は、約500ワットと約3000ワットの間、例えば1400ワットである。電極間隔、すなわち基板とシャワーヘッドの間の距離は、約200ミルから約1000ミルまで、例えば約280ミルから約300ミルまでの間隔であることがある。アルゴンおよび水素希釈堆積法の利益を最大にするために、重要なことは、炭化水素化合物の量に比べて大量の希釈剤がPECVDチャンバに導入されることである。しかし、希釈剤が、高すぎる流量でチャンバ中へ導入されないことが、同様に重要である。希釈剤流量を増すにつれて、より高い密度のa-C:H層が形成されて、a-C:H膜のさらにより高いエッチング選択性を生じさせることがあるが、より高い密度はより高い膜応力にもつながる。a-C:H膜中の非常に高い膜応力は、基板表面へのa-C:H膜の不十分な接着および/またはa-C:H膜の亀裂のような深刻な問題を引き起こす。したがって、炭化水素化合物に対するあるモル比を超えてアルゴンおよび水素を追加することは、膜の特性に有害な影響を及ぼす。それで、プロセスウィンドウがあり、このプロセスウィンドウでは、PECVDチャンバの中への炭化水素化合物のモル流量に対する希釈ガスのモル流量の比が、堆積膜の所望特性に依存して約2:1と約40:1の間に保たれる。300mm円形基板を処理する例示の堆積プロセスは、プラズマ開始ガスとしてヘリウム、炭化水素源としてC2H2またはC3H6、および希釈剤ガスとしてアルゴンおよび水素を使用する。ヘリウムの例示の流量は約200sccmと約1000sccmの間であり、C2H2またはC3H6の流量は約200sccmと約1000sccmの間であり、アルゴンの流量は約1000sccmと約20000sccmの間であり、さらに水素の流量は約500sccmと約5000sccmの間である。一例では、アルゴンの流量は約10000sccmと約14000sccmの間であり、水素の流量は約800sccmと約1000sccmの間である。単一周波数RF電力は約800ワットと約1600ワットの間である。このプロセスの集約的なパラメータ、すなわちチャンバ圧力、基板温度、その他は、先に説明された通りである。これらのプロセスパラメータは、約1.90g/ccの密度および633nm放射に対する約0.58の吸収係数と共に、約900Å/分から約1200Å/分までの範囲のa-C:H層の堆積速度を実現する。一実施形態では、炭化水素源とアルゴンのモル流量は、約1:10以上の比、例えば約1:20である。一実施形態では、アセチレンC2H2、ヘリウムガス、アルゴンガス、および水素ガスのモル流量は、それぞれ1:0.5:20:1.4の比である。当業者は、本明細書の開示を読むと直ぐに、本明細書で議論されたものと異なる密度、吸収係数、または堆積速度のa-C:H膜を生じさせるために、適切なプロセスパラメータまたは比を計算することができると、予想される。表1は、3つのそれぞれ300mm円形基板上に堆積された3つのa-C:H膜の比較を要約している。膜1~3は、本発明の一態様を使用して、C2H2またはC3H6を炭化水素源として用いて堆積された。膜4は、半導体産業で現在標準プロセスと考えられている従来のヘリウムベースの堆積プロセスを使用して、C3H6を炭化水素源として用いて堆積された。表1を参照して、膜1~3は、膜4よりも実質的に低い圧力で、膜4の1/2の炭化水素化合物の流量で堆積された。具体的には、膜1~3は、アルゴンおよび水素の大量の希釈剤ガスを使用して堆積された。表1は、膜1~3の特性が膜4よりも優れていること、すなわち大きく改善された膜密度であることを図示している。低圧力と膜3で試験された比較的大流量のアルゴンおよび水素希釈剤の追加とを除けば同様な処理条件である膜3と4だけを比べても、膜3は、高い膜密度を与えることが分かる。先の表1は、本明細書で説明される発明方法を使用することを示し、アモルファスカーボン膜は、より高い膜密度で形成され、それ故に、優れたエッチング選択性を有することがある。本発明の実施形態に従って、この方法の1つの重要な利点は、a-C:H膜の膜密度を、したがってa-C:H膜のドライエッチング選択性を高めることができることである。指摘されることであるが、本発明方法の態様は、また、PECVDチャンバ中でプラズマを開始するのに必要であるよりも、または液相前駆体化学薬品のキャリアガスとして作用するのに必要であるよりも実質的に高い流量のアルゴンを使用することを予想している。例えば、300mmPECVDチャンバ中へのアルゴンの典型的な流量は、液相前駆体のキャリアガスとして使用されるとき、約2000sccm以下である。そのようなチャンバ中へのヘリウムの流量は、一般にさらにいっそう少ない。対照的に、アモルファスカーボン膜の密度を高めるための希釈剤ガスとしてのアルゴンの望ましい流量は、遥かに高く、すなわち約7000sccmを超える。アルゴンイオンは、膜成長中に基板の表面をボンバードするのに遥かに有効であることが分かっている。どんな特定の理論にも束縛されることを望まないが、堆積中のアルゴンイオンのもっと強力なボンバードは、もっと多くのダングリングボンドおよび化学的に活性な座を生成し、それらのダングリングボンドおよび化学的活性座にプラズマ中のCH-ラジカルがくっついてより密度の高い膜を形成すると信じられる。その上、容易にイオン化されるガス例えばアルゴンの大流量は、より高いプラズマ密度、したがって気相でのより多くの-CHxラジカル生成を引き起こすことがある。アルゴン希釈に関連したより反応性の高いプラズマとより反応性の高い膜表面とが、組み合わさって、高堆積速度および高膜密度の有益な組合せとなる。ヘリウムイオンなどのより軽いイオンは、そのより小さな質量に関連した運動量不足のために同様な結果を生じさせることができない。しかし、意外であり予想外に発見されたことであるが、表1に関連して前に明らかにされたように、追加のH2希釈剤が膜密度を高めることができる。図3は、a-C:H膜密度に及ぼす追加の水素希釈剤ガスの効果を証明するグラフである。堆積中の水素流量が、0sccmから3000sccmまで増加されており、その膜密度は、処理中に適用された増加する水素流量に実質的に比例して高くなることが示されている。このことは、水素希釈剤を追加することでアモルファスカーボン膜の密度をさらに高めることができることを示している。どんな特定の理論にも固執しないが、追加の水素希釈すなわち、H2の増加した使用は、a-C:H膜の堆積速度を減少させ、これによって、今度は、CVDプラズマによるイオンボンバードが成長する膜を突き固めるのにより効果的になり、それによってa-C:H膜に追加の高密度化をもたらすと信じられる。図3は、また、高すぎるH2希釈例えば、2000sccmより上によって、代わりに膜密度が低くなることを示している。その上、水素濃度が高すぎるとき、堆積されたa-C:H膜の共形性が悪化する。また確認されたことであるが、他の要素が、a-C:H膜の堆積される膜密度を有利に高めてドライエッチング選択性を高めることがある。この要素には、例えば、炭化水素源の流量の減少および処理圧力の低減がある。先に表1に示されたように、チャンバ圧力の低減および/または炭化水素源流量の低減が、また、a-C:H膜の堆積速度を減少させることがあり、それによって、CVDプラズマによるイオンボンバードが成長する膜を突き固めるのにより効果的になり、このことが、今度は、a-C:H膜の膜密度を高め、したがってエッチング選択性を高めることが分かっている。プラズマ中のイオンエネルギーはシース電圧に正比例し、また圧力を減少させるにつれて基板にかかるシース電圧は大きくなり、したがって圧力を減少させるにつれて膜密度が高くなると期待されるので、チャンバ圧力は膜密度に実質的な影響を及ぼす。しかし、より高いエネルギーイオンがより低い圧力のプラズマ中に見られるために、プロセス圧力を高くするにつれて膜密度は減少する。先に説明された本発明の方法は、a-C:H膜の高密度膜と比較的高い堆積速度の両方を可能にする。アルゴンおよび水素が希釈剤ガスとして大量に使用されるとき、標準的なヘリウムベースのPECVDプロセスに比べて、a-C:H膜の膜密度は、1.40g/ccから約1.90g/cc以上に大きく高められる。a-C:H膜の高められた密度は、ハードマスク膜のより高いエッチング選択性をもたらし、それによって、従来のアモルファスカーボンハードマスクを使用するサブ45nmデバイスに通常見られるかもしれないような線揺れおよび曲がりの問題もなく、良好な線エッジ粗さ、線幅粗さ、およびスペース幅粗さを実現する。上記は本発明の実施形態に向けられているが、本発明の他のおよびさらに進んだ実施形態が、本発明の基本的な範囲から逸脱することなしに考案される可能性があり、本発明の範囲は、後に続く特許請求の範囲によって決定される。"