JPH10223618A - 垂直方向の組成変化を有する誘電体に対する多段階エッチ - Google Patents
垂直方向の組成変化を有する誘電体に対する多段階エッチInfo
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- JPH10223618A JPH10223618A JP9370150A JP37015097A JPH10223618A JP H10223618 A JPH10223618 A JP H10223618A JP 9370150 A JP9370150 A JP 9370150A JP 37015097 A JP37015097 A JP 37015097A JP H10223618 A JPH10223618 A JP H10223618A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 垂直方向の組成変化を有する多層集積回路の
誘電体構造に対する、改善された多段階エッチングの方
法を提供する。 【解決手段】 エッチングプラズマ内へ流入するガス
が、（高縦横比の）深い機構または多層構造をエッチン
グする時に起こるエッチング化学反応における変化を補
償するように変化せしめられる、集積回路構造のエッチ
ング方法。この革新的プロセスは、エッチングを多段階
に分割し、エッチングのそれぞれの段階中において、エ
ッチングのその段階中にエッチングされる材料に応答し
て、エッチングパラメータを変化させる。
誘電体構造に対する、改善された多段階エッチングの方
法を提供する。 【解決手段】 エッチングプラズマ内へ流入するガス
が、（高縦横比の）深い機構または多層構造をエッチン
グする時に起こるエッチング化学反応における変化を補
償するように変化せしめられる、集積回路構造のエッチ
ング方法。この革新的プロセスは、エッチングを多段階
に分割し、エッチングのそれぞれの段階中において、エ
ッチングのその段階中にエッチングされる材料に応答し
て、エッチングパラメータを変化させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路の製造に
おける、多層レベル間誘電体のエッチングに関する。
おける、多層レベル間誘電体のエッチングに関する。
【０００２】
【従来の技術】多レベル誘電体 最新の集積回路の製造においては、高い「縦横比」を有
する（すなわち、高さ対幅の比が２：１またはそれ以上
であり、将来の製品においては１０：１またはそれ以上
になるかもしれない）深い穴をエッチングすることがま
すます必要になってきている。そのような深いエッチン
グにおいては、深い場所でのエッチング剤は、表面での
エッチング剤とは異なっている。このエッチング剤の変
化は、エッチングの動態を変化させ、望ましくない結果
を生じることがありうる。
する（すなわち、高さ対幅の比が２：１またはそれ以上
であり、将来の製品においては１０：１またはそれ以上
になるかもしれない）深い穴をエッチングすることがま
すます必要になってきている。そのような深いエッチン
グにおいては、深い場所でのエッチング剤は、表面での
エッチング剤とは異なっている。このエッチング剤の変
化は、エッチングの動態を変化させ、望ましくない結果
を生じることがありうる。
【０００３】多レベル誘電体に関する１つの特殊な問題
は、組成が一様でない場合に起こる。特に、平坦化層は
必然的に一様でない厚さのものとなるので、平坦化層の
エッチングの持続時間は予測しえない。
は、組成が一様でない場合に起こる。特に、平坦化層は
必然的に一様でない厚さのものとなるので、平坦化層の
エッチングの持続時間は予測しえない。
【０００４】これは、（水素シルセスキオクサン（Ｈｙ
ｄｒｏｇｅｎ Ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）すなわ
ち「ＨＳＱ」のような）低酸素スピン塗布ガラス（ＳＯ
Ｇ）が平坦化層として用いられる時に、特に問題とな
る。この場合において、本発明者は、ＳｉＯ2 をエッチ
ングするための通常の化学薬品が、（シリコン：酸素の
組成が１：１．５に近い）この層に作用する時、過剰な
ポリマー生成が起こりうることを発見した。
ｄｒｏｇｅｎ Ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）すなわ
ち「ＨＳＱ」のような）低酸素スピン塗布ガラス（ＳＯ
Ｇ）が平坦化層として用いられる時に、特に問題とな
る。この場合において、本発明者は、ＳｉＯ2 をエッチ
ングするための通常の化学薬品が、（シリコン：酸素の
組成が１：１．５に近い）この層に作用する時、過剰な
ポリマー生成が起こりうることを発見した。
【０００５】現在は、通常、全エッチングを通じて同じ
プラズマ／エッチングパラメータが維持されている。し
かし、エッチングの最初の段階に起こる反応は、残余の
エッチングとは異なっている。（実際に、エッチング剤
は、全エッチング中に多分連続的に変化する）。エッチ
ングの最初の部分においては、エッチングが（恐らく
は、テフロンのような保護ポリマー／残渣により）「選
択性を確立する」まで、全ての露出した材料がエッチン
グされるものと一般に信じられている。（穴内への、ま
た穴外への材料の搬送が、穴の小さい寸法により抑制さ
れる、高い縦横比の穴をエッチングする場合には特に）
エッチングが進行するのに伴い、気体／固体界面の化学
剤が変化する。
プラズマ／エッチングパラメータが維持されている。し
かし、エッチングの最初の段階に起こる反応は、残余の
エッチングとは異なっている。（実際に、エッチング剤
は、全エッチング中に多分連続的に変化する）。エッチ
ングの最初の部分においては、エッチングが（恐らく
は、テフロンのような保護ポリマー／残渣により）「選
択性を確立する」まで、全ての露出した材料がエッチン
グされるものと一般に信じられている。（穴内への、ま
た穴外への材料の搬送が、穴の小さい寸法により抑制さ
れる、高い縦横比の穴をエッチングする場合には特に）
エッチングが進行するのに伴い、気体／固体界面の化学
剤が変化する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ポリマーの生成 異方性プラズマエッチングプロセスは、エッチングされ
る穴の側壁上に、ある堆積を通常形成する。この堆積
は、穴の底部上に形成されないよう、イオン爆撃により
通常阻止される。この堆積は、高度の異方性を有するプ
ラズマエッチングを行うために必要な、垂直エッチング
対水平エッチングの高い比を実現することを助ける。し
かし、そのような堆積を形成する化学剤は、注意深く制
御される必要がある。特に、酸化物をエッチングするた
めに通常使用される、フッ素を基剤とするエッチング剤
の場合は、これらの同じエッチング剤が極めて靱性に富
むフルオロカーボン（ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ）ポリ
マーの堆積を形成しうる。もしこれらのポリマーが、エ
ッチング穴の底部上に蓄積され始めれば、エッチングは
著しく低速となり、または停止する。本願は、そのよう
なポリマーの蓄積を制御するための新しいアプローチを
提供する。
る穴の側壁上に、ある堆積を通常形成する。この堆積
は、穴の底部上に形成されないよう、イオン爆撃により
通常阻止される。この堆積は、高度の異方性を有するプ
ラズマエッチングを行うために必要な、垂直エッチング
対水平エッチングの高い比を実現することを助ける。し
かし、そのような堆積を形成する化学剤は、注意深く制
御される必要がある。特に、酸化物をエッチングするた
めに通常使用される、フッ素を基剤とするエッチング剤
の場合は、これらの同じエッチング剤が極めて靱性に富
むフルオロカーボン（ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ）ポリ
マーの堆積を形成しうる。もしこれらのポリマーが、エ
ッチング穴の底部上に蓄積され始めれば、エッチングは
著しく低速となり、または停止する。本願は、そのよう
なポリマーの蓄積を制御するための新しいアプローチを
提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】多段階誘電体エッチング方法 本願は、エッチングプラズマ内へ流入するガスが、（高
縦横比の）深い機構または多層構造をエッチングする時
に起こるエッチング剤の変化を補償するように修正され
る、革新的な方法を開示する。詳述すると、多層誘電体
構造の上部部分は、（炭素のような）ポリマー前駆体原
子よりも正味で過剰な（酸素のような）ポリマーエッチ
ング剤原子を含み、その過剰の度合は下部部分における
よりも大きくなりうる。この場合、エッチング剤源のガ
スは、下部層のエッチングのために、高率のポリマーエ
ッチング剤原子および／または低率のポリマー前駆体原
子を含むように変化せしめられる。
縦横比の）深い機構または多層構造をエッチングする時
に起こるエッチング剤の変化を補償するように修正され
る、革新的な方法を開示する。詳述すると、多層誘電体
構造の上部部分は、（炭素のような）ポリマー前駆体原
子よりも正味で過剰な（酸素のような）ポリマーエッチ
ング剤原子を含み、その過剰の度合は下部部分における
よりも大きくなりうる。この場合、エッチング剤源のガ
スは、下部層のエッチングのために、高率のポリマーエ
ッチング剤原子および／または低率のポリマー前駆体原
子を含むように変化せしめられる。
【０００８】ここで開示される方法および構造の利点に
は、エッチングパラメータを調節することにより、単一
層の深いエッチング、または多層構造のエッチングを行
う時のプロセスマージンが大きくなることと、それぞれ
の層のエッチング、および全エッチングが最適化される
ことと、平坦化層の選択において、より多くの選択が可
能となることと、が含まれる。
は、エッチングパラメータを調節することにより、単一
層の深いエッチング、または多層構造のエッチングを行
う時のプロセスマージンが大きくなることと、それぞれ
の層のエッチング、および全エッチングが最適化される
ことと、平坦化層の選択において、より多くの選択が可
能となることと、が含まれる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明を説明する。添付図面はサンプルとなる重要な実施例
を示し、本明細書に取り込まれて参照される。特に、こ
こで選択された実施例に関連して、本願の多くの革新的
教示を説明する。しかし、この種の実施例は、ここに説
明する革新的技術の多くの有利な使用のわずかな例を与
えるものでしかないことを理解すべきである。一般に、
本願の明細書において行われる記述は必ずしも、特許請
求の範囲に記載されているさまざまな本発明のなにかの
範囲を定めるものではない。さらに、ある記述は、本発
明のある特徴に対しては適用されうるが、他の特徴に対
しては適用されない。
明を説明する。添付図面はサンプルとなる重要な実施例
を示し、本明細書に取り込まれて参照される。特に、こ
こで選択された実施例に関連して、本願の多くの革新的
教示を説明する。しかし、この種の実施例は、ここに説
明する革新的技術の多くの有利な使用のわずかな例を与
えるものでしかないことを理解すべきである。一般に、
本願の明細書において行われる記述は必ずしも、特許請
求の範囲に記載されているさまざまな本発明のなにかの
範囲を定めるものではない。さらに、ある記述は、本発
明のある特徴に対しては適用されうるが、他の特徴に対
しては適用されない。
【００１０】サンプルとなる実施例：酸素の増加 通常のフレオン剤（Ｃ2 Ｆ6 ）においては、フッ素がシ
リコンをＳｉＦ4 として除去し、導入された炭素は、エ
ッチングされている誘電体層（例えばＳｉＯ2）内の、
ポリマーのエッチング剤である酸素により除去される。
しかし、エッチングされた表面がいったんポリマーによ
り被覆されると、残余の炭素を除去するための酸素源が
もはやなくなる。これはなだれ効果を作り出し、なだれ
効果によるポリマーの生成は、より多くのポリマーの生
成を可能にする。従って、酸素エッチング中における酸
素欠乏層（例えばＨＳＱから誘導されたガラス層）は、
顕著なエッチストップ問題を課する。
リコンをＳｉＦ4 として除去し、導入された炭素は、エ
ッチングされている誘電体層（例えばＳｉＯ2）内の、
ポリマーのエッチング剤である酸素により除去される。
しかし、エッチングされた表面がいったんポリマーによ
り被覆されると、残余の炭素を除去するための酸素源が
もはやなくなる。これはなだれ効果を作り出し、なだれ
効果によるポリマーの生成は、より多くのポリマーの生
成を可能にする。従って、酸素エッチング中における酸
素欠乏層（例えばＨＳＱから誘導されたガラス層）は、
顕著なエッチストップ問題を課する。
【００１１】この問題を克服するために、本発明の実施
例においては、累積ポリマーに穴あけするために酸素欠
乏層をエッチングする時、酸素濃縮源が用いられる。し
かし、酸素はホトレジストのプロファイルを劣化させ、
下にある諸層に対する選択性を低下させるので、この酸
素濃縮源は、好ましくは全エッチングを通じては使用せ
ず、酸素欠乏層をエッチングする時にのみ用いる。
例においては、累積ポリマーに穴あけするために酸素欠
乏層をエッチングする時、酸素濃縮源が用いられる。し
かし、酸素はホトレジストのプロファイルを劣化させ、
下にある諸層に対する選択性を低下させるので、この酸
素濃縮源は、好ましくは全エッチングを通じては使用せ
ず、酸素欠乏層をエッチングする時にのみ用いる。
【００１２】図１は、集積回路構造の深いエッチングの
ためのプロセスの流れを示し、図２Ａおよび図２Ｂは、
頂部ＴＥＯＳ層２２０と底部ＴＥＯＳ層２００との間
に、酸素欠乏スピン塗布ガラス（ＳＯＧ）２１０の層を
含むサンプルの構造を示し、これに対しては本発明の実
施例である開示されるエッチングプロセスが有利に適用
されうる。このスタックは、最初（ステップ１００）、
接点が形成されるべき位置を示すためのホトレジスト２
３０を用いてパターン形成が行われる。典型的にＣ2 Ｆ
6 を含む第１エッチング剤を用い、頂部ＴＥＯＳ層２２
０を貫通するエッチングが行われる（ステップ１１
０）。酸素欠乏ＳＯＧ層２１０に達すると、図２Ａに示
されているようにポリマー２４０が形成され始め、エッ
チング効率が低下する。従って、エッチング剤は、Ｃ2
Ｆ6 および酸素のような酸素濃縮源を含むように修正さ
れ、ポリマーの累積を抑制し、図２Ｂからわかるように
ＳＯＧ層２１０を効果的にエッチングする（ステップ１
２０）。次に、エッチング剤は、底部ＴＥＯＳ層２００
をエッチングする時に、酸素濃縮源をなくすことにより
任意選択的に再び変化せしめられうる（ステップ１３
０）。
ためのプロセスの流れを示し、図２Ａおよび図２Ｂは、
頂部ＴＥＯＳ層２２０と底部ＴＥＯＳ層２００との間
に、酸素欠乏スピン塗布ガラス（ＳＯＧ）２１０の層を
含むサンプルの構造を示し、これに対しては本発明の実
施例である開示されるエッチングプロセスが有利に適用
されうる。このスタックは、最初（ステップ１００）、
接点が形成されるべき位置を示すためのホトレジスト２
３０を用いてパターン形成が行われる。典型的にＣ2 Ｆ
6 を含む第１エッチング剤を用い、頂部ＴＥＯＳ層２２
０を貫通するエッチングが行われる（ステップ１１
０）。酸素欠乏ＳＯＧ層２１０に達すると、図２Ａに示
されているようにポリマー２４０が形成され始め、エッ
チング効率が低下する。従って、エッチング剤は、Ｃ2
Ｆ6 および酸素のような酸素濃縮源を含むように修正さ
れ、ポリマーの累積を抑制し、図２Ｂからわかるように
ＳＯＧ層２１０を効果的にエッチングする（ステップ１
２０）。次に、エッチング剤は、底部ＴＥＯＳ層２００
をエッチングする時に、酸素濃縮源をなくすことにより
任意選択的に再び変化せしめられうる（ステップ１３
０）。
【００１３】下記のデータは、本発明のサンプルとして
の実施例を用いた、実際のテストの施行から得られた結
果である。実施例の多段階エッチングは、全体の厚さが
約１．２ミクロンであるＴＥＯＳ／ＳＯＧ／ＴＥＯＳス
タックに対する、接点エッチングとして用いられた。こ
のテストは、一定温度において、１５．２４ｃｍ（６イ
ンチ）ウェハ上において実行された。酸素欠乏ＳＯＧ層
のスピン塗布の厚さは約３５０ｎｍ、底部ＴＥＯＳ層の
厚さは好ましくは約１００ｎｍである。
の実施例を用いた、実際のテストの施行から得られた結
果である。実施例の多段階エッチングは、全体の厚さが
約１．２ミクロンであるＴＥＯＳ／ＳＯＧ／ＴＥＯＳス
タックに対する、接点エッチングとして用いられた。こ
のテストは、一定温度において、１５．２４ｃｍ（６イ
ンチ）ウェハ上において実行された。酸素欠乏ＳＯＧ層
のスピン塗布の厚さは約３５０ｎｍ、底部ＴＥＯＳ層の
厚さは好ましくは約１００ｎｍである。
【００１４】 頂部ＴＥＯＳ層を貫通するエッチング Ｃ2 Ｆ6 の流量： １５ｓｃｃｍ 電力： ２３００Ｗ 底部（バイアス）電力： ８００Ｗ 圧力： ５ｍＴｏｒｒ 時間： １２０ｓｅｃ
【００１５】 酸素欠乏ＳＯＧ層のエッチング Ｃ2 Ｆ6 の流量： １５ｓｃｃｍ 酸素の流量： ５ｓｃｃｍ 電力： ２３００Ｗ 底部（バイアス）電力： ８００Ｗ 圧力： ５ｍＴｏｒｒ 時間： ５ｓｅｃ
【００１６】 底部ＴＥＯＳ層のエッチング Ｃ2 Ｆ6 の流量： １５ｓｃｃｍ 電力： ２３００Ｗ 底部（バイアス）電力： ８００Ｗ 圧力： ５ｍＴｏｒｒ 時間： ６０ｓｅｃ
【００１７】別の実施例：Ｈ2 Ｏ酸素源 酸素欠乏層をエッチングする時に、ポリマーの累積を防
止するために用いられうるもう１つの酸素源はＨ2 Ｏで
ある。別の実施例：Ｎ2 Ｏ酸素源 酸素欠乏層をエッチングする時に、ポリマーの累積を防
止するために、代わりにＮ2 Ｏが用いられうる。
止するために用いられうるもう１つの酸素源はＨ2 Ｏで
ある。別の実施例：Ｎ2 Ｏ酸素源 酸素欠乏層をエッチングする時に、ポリマーの累積を防
止するために、代わりにＮ2 Ｏが用いられうる。
【００１８】別の実施例：交互の酸素濃縮ステップ あるいは、シリコンおよび酸素含有材料の全エッチング
中において、殊に酸素欠乏材料をエッチングする時は、
酸素濃縮源の使用を、一定の間隔で通常のフルオロカー
ボン源と交代させると、ポリマーの生成を防止すること
ができる。
中において、殊に酸素欠乏材料をエッチングする時は、
酸素濃縮源の使用を、一定の間隔で通常のフルオロカー
ボン源と交代させると、ポリマーの生成を防止すること
ができる。
【００１９】別の実施例：低減されたポリマー生成源 別の実施例においては、炭素の流量を、酸化シリコン材
料のフッ素を基剤とするエッチング中に減少させうる。
もっと酸素を濃縮した化学剤の代わりに、またはそれに
加えて、炭素低減化学剤へ変えることにより、酸素欠乏
層のエッチング中における炭素を基剤とするポリマーの
累積を減少させることができる。
料のフッ素を基剤とするエッチング中に減少させうる。
もっと酸素を濃縮した化学剤の代わりに、またはそれに
加えて、炭素低減化学剤へ変えることにより、酸素欠乏
層のエッチング中における炭素を基剤とするポリマーの
累積を減少させることができる。
【００２０】あるいは、ホウ素およびフッ素を基剤とす
る化学剤（例えばＢＦ3 ）が、スタックをエッチングす
るために用いられうる。ホウ素を基剤とする化学剤は、
炭素およびフッ素を基剤とする化学剤ほど多く、酸素欠
乏層上に累積しうる生成ポリマーを沈澱しない。従っ
て、酸素欠乏層をエッチングするための添加の酸素源は
通常必要でない。しかし、ポリマーの累積を防止するた
めには、酸素欠乏層のエッチング中に酸素濃縮源を用い
ることができ、あるいは、全スタックのエッチングを通
じて、酸素濃縮源を、フッ素を基剤とする化学剤と交互
に用いることができる。さらに、ＮＦ3 のような、窒素
およびフッ素を基剤とする化学剤もまた、酸化物のエッ
チング中に生成されるポリマーの量を減少させる。
る化学剤（例えばＢＦ3 ）が、スタックをエッチングす
るために用いられうる。ホウ素を基剤とする化学剤は、
炭素およびフッ素を基剤とする化学剤ほど多く、酸素欠
乏層上に累積しうる生成ポリマーを沈澱しない。従っ
て、酸素欠乏層をエッチングするための添加の酸素源は
通常必要でない。しかし、ポリマーの累積を防止するた
めには、酸素欠乏層のエッチング中に酸素濃縮源を用い
ることができ、あるいは、全スタックのエッチングを通
じて、酸素濃縮源を、フッ素を基剤とする化学剤と交互
に用いることができる。さらに、ＮＦ3 のような、窒素
およびフッ素を基剤とする化学剤もまた、酸化物のエッ
チング中に生成されるポリマーの量を減少させる。
【００２１】別の実施例：Ｈの増加 あるいは、ホトレジストの減少または損失を補償するた
めに、エッチング中にプラズマの水素含量を増加させる
ことができる。酸化物のエッチングにおいて、水素のレ
ベルを増加させると、ポリマー生成の速度および程度を
増加させることができ、このポリマー生成の増加は、レ
ジストが消費された時に側壁の材料がエッチングされる
のを保護する。例えば、ＨＦまたはＨ2 をプラズマ源に
添加することができる。
めに、エッチング中にプラズマの水素含量を増加させる
ことができる。酸化物のエッチングにおいて、水素のレ
ベルを増加させると、ポリマー生成の速度および程度を
増加させることができ、このポリマー生成の増加は、レ
ジストが消費された時に側壁の材料がエッチングされる
のを保護する。例えば、ＨＦまたはＨ2 をプラズマ源に
添加することができる。
【００２２】別の実施例：ＣＨＦ3 添加剤 酸化シリコンを含有する材料のエッチング中におけるＣ
ＨＦ3 の添加は、エッチングされている材料の表面上の
ポリマーの生成を増加させる。別の実施例：Ｃ3 Ｆ8 酸化物のエッチング中におけるＣ3 Ｆ8 の使用もまた、
エッチングされている層上のポリマーの生成を増加させ
る。
ＨＦ3 の添加は、エッチングされている材料の表面上の
ポリマーの生成を増加させる。別の実施例：Ｃ3 Ｆ8 酸化物のエッチング中におけるＣ3 Ｆ8 の使用もまた、
エッチングされている層上のポリマーの生成を増加させ
る。
【００２３】別の実施例：ＣＦ4 あるいは、ＣＦ4 を用い、酸素欠乏層に達する前の誘電
材料の上部層をエッチングすることができ、または、Ｃ
Ｆ4 を、酸化シリコンスタックの全エッチングを通じ
て、酸素濃縮源と交互に用いることができる。しかし、
ＣＦ4 が有する選択性は、実施例において用いられたＣ
2 Ｆ6 よりも劣る。
材料の上部層をエッチングすることができ、または、Ｃ
Ｆ4 を、酸化シリコンスタックの全エッチングを通じ
て、酸素濃縮源と交互に用いることができる。しかし、
ＣＦ4 が有する選択性は、実施例において用いられたＣ
2 Ｆ6 よりも劣る。
【００２４】別の実施例：Ｃ4 Ｆ8 別の実施例においては、酸化物のエッチング中に炭素：
フッ素の比を増加させるために、Ｃ4 Ｆ8 をＣ2 Ｆ6 の
代わりに用いうる。現在では、Ｃ4 Ｆ8 は、誘電体層の
エッチングにおいて一般に用いられるようになりつつあ
る。
フッ素の比を増加させるために、Ｃ4 Ｆ8 をＣ2 Ｆ6 の
代わりに用いうる。現在では、Ｃ4 Ｆ8 は、誘電体層の
エッチングにおいて一般に用いられるようになりつつあ
る。
【００２５】別の実施例：有機誘電体 上述の諸実施例の教示は、（パリレン、ポリイミド、ま
たはテフロンのような）有機ポリマーへも適応して使用
され、酸化物のエッチングがこれらの炭素に富む材料の
層に遭遇した時に、炭素を基剤とするポリマーの過剰な
累積を避けることができる。すなわち、これらの層がエ
ッチングされなければならない時は、エッチング剤源の
ガスは、より酸素に富むもの、または炭素の乏しいもの
とされる。
たはテフロンのような）有機ポリマーへも適応して使用
され、酸化物のエッチングがこれらの炭素に富む材料の
層に遭遇した時に、炭素を基剤とするポリマーの過剰な
累積を避けることができる。すなわち、これらの層がエ
ッチングされなければならない時は、エッチング剤源の
ガスは、より酸素に富むもの、または炭素の乏しいもの
とされる。
【００２６】別の実施例：エッチストップとしてのＳＯ
Ｇ 酸素欠乏（例えばＨＳＱ ＳＯＧ）層をエッチングする
時に起こるポリマーの累積は、この層上にエッチストッ
プを作るために有利に用いることができる。酸素欠乏層
を含む酸化物スタックのエッチング中に、炭素の流量を
増加させ、または酸素の流量を減少させることにより、
エッチングはＳＯＧ層上において停止する。このエッチ
ング停止能力は、上部層の厚さまたは密度のような特性
の変化を考慮する必要がないので有利である。酸素欠乏
ＳＯＧ層は、次に、ここで説明された本発明の革新的プ
ロセスを用い、容易にエッチングされうる。
Ｇ 酸素欠乏（例えばＨＳＱ ＳＯＧ）層をエッチングする
時に起こるポリマーの累積は、この層上にエッチストッ
プを作るために有利に用いることができる。酸素欠乏層
を含む酸化物スタックのエッチング中に、炭素の流量を
増加させ、または酸素の流量を減少させることにより、
エッチングはＳＯＧ層上において停止する。このエッチ
ング停止能力は、上部層の厚さまたは密度のような特性
の変化を考慮する必要がないので有利である。酸素欠乏
ＳＯＧ層は、次に、ここで説明された本発明の革新的プ
ロセスを用い、容易にエッチングされうる。
【００２７】開示された種類の革新的実施例は：少なく
ともある場所に、下部部分上に載置された上部部分を含
み、該上部部分が、ポリマー前駆体原子よりも正味で過
剰なポリマーエッチング剤原子を含有し、その過剰の度
合が前記下部部分におけるよりも大きい、多層集積回路
の誘電体構造のエッチング方法であって、ａ）第１フッ
素含有化学剤のプラズマ励起を用いて前記上部部分をエ
ッチングするステップと、ｂ）ポリマー前駆体原子より
も正味で過剰なポリマーエッチング剤原子を含む第２フ
ッ素含有化学剤であって、その過剰の度合が前記第１化
学剤におけるよりも大きい、前記第２フッ素含有化学剤
のプラズマ励起を用いて前記下部部分をエッチングする
ステップと、を含み、それにより前記下部部分上のポリ
マーの生成が防止される、前記エッチング方法を提供し
ている。
ともある場所に、下部部分上に載置された上部部分を含
み、該上部部分が、ポリマー前駆体原子よりも正味で過
剰なポリマーエッチング剤原子を含有し、その過剰の度
合が前記下部部分におけるよりも大きい、多層集積回路
の誘電体構造のエッチング方法であって、ａ）第１フッ
素含有化学剤のプラズマ励起を用いて前記上部部分をエ
ッチングするステップと、ｂ）ポリマー前駆体原子より
も正味で過剰なポリマーエッチング剤原子を含む第２フ
ッ素含有化学剤であって、その過剰の度合が前記第１化
学剤におけるよりも大きい、前記第２フッ素含有化学剤
のプラズマ励起を用いて前記下部部分をエッチングする
ステップと、を含み、それにより前記下部部分上のポリ
マーの生成が防止される、前記エッチング方法を提供し
ている。
【００２８】開示された種類の革新的実施例は：少なく
ともある場所に、下部部分上に載置された上部酸化物部
分を含み、該両部分がシリコンおよび酸素を含有し、前
記下部部分が、前記上部部分よりも低率の酸素原子を含
有する、多層集積回路の誘電体構造のエッチング方法で
あって、ａ）第１フッ素含有化学剤のプラズマ励起を用
いて前記上部部分をエッチングするステップと、ｂ）前
記第１化学剤よりも高率の酸素を含有する第２フッ素含
有化学剤のプラズマ励起を用いて前記下部部分をエッチ
ングするステップと、を含み、それにより前記下部部分
上のポリマーの生成が防止される、前記エッチング方法
を提供している。
ともある場所に、下部部分上に載置された上部酸化物部
分を含み、該両部分がシリコンおよび酸素を含有し、前
記下部部分が、前記上部部分よりも低率の酸素原子を含
有する、多層集積回路の誘電体構造のエッチング方法で
あって、ａ）第１フッ素含有化学剤のプラズマ励起を用
いて前記上部部分をエッチングするステップと、ｂ）前
記第１化学剤よりも高率の酸素を含有する第２フッ素含
有化学剤のプラズマ励起を用いて前記下部部分をエッチ
ングするステップと、を含み、それにより前記下部部分
上のポリマーの生成が防止される、前記エッチング方法
を提供している。
【００２９】開示された種類の革新的実施例は：下部部
分上に載置された上部部分を含み、該上部部分が、ポリ
マー前駆体原子よりも正味で過剰なポリマーエッチング
剤原子を含有し、その過剰の度合が前記下部部分におけ
るよりも大きい、多層集積回路の誘電体構造のエッチン
グ方法であって、ａ）前記上部層の水平部分上にはポリ
マーを生成せずに、前記下部層の水平部分上にポリマー
を生成して実質的にエッチングを停止させる、第１フッ
素含有化学剤のプラズマ励起を用い、前記上部部分を貫
通してエッチングするステップと、ｂ）ポリマー前駆体
原子よりも正味で過剰なポリマーエッチング剤原子を含
有する第２フッ素含有化学剤であって、その過剰の度合
が前記第１化学剤におけるよりも大きい、前記第２フッ
素含有化学剤のプラズマ励起を用い、前記下部部分を貫
通してエッチングするステップと、を含み、それにより
前記下部部分が前記エッチングステップａ）に対するエ
ッチストップをなす、前記エッチング方法を提供してい
る。
分上に載置された上部部分を含み、該上部部分が、ポリ
マー前駆体原子よりも正味で過剰なポリマーエッチング
剤原子を含有し、その過剰の度合が前記下部部分におけ
るよりも大きい、多層集積回路の誘電体構造のエッチン
グ方法であって、ａ）前記上部層の水平部分上にはポリ
マーを生成せずに、前記下部層の水平部分上にポリマー
を生成して実質的にエッチングを停止させる、第１フッ
素含有化学剤のプラズマ励起を用い、前記上部部分を貫
通してエッチングするステップと、ｂ）ポリマー前駆体
原子よりも正味で過剰なポリマーエッチング剤原子を含
有する第２フッ素含有化学剤であって、その過剰の度合
が前記第１化学剤におけるよりも大きい、前記第２フッ
素含有化学剤のプラズマ励起を用い、前記下部部分を貫
通してエッチングするステップと、を含み、それにより
前記下部部分が前記エッチングステップａ）に対するエ
ッチストップをなす、前記エッチング方法を提供してい
る。
【００３０】改変および変形 当業者の認識するように、本願において説明した革新的
概念は、広大な応用範囲において改変し、また変形する
ことができ、従って、特許内容の範囲は、ここで与えら
れた特定の典型的教示のいずれによっても限定されな
い。もちろん、与えられた特定のエッチング剤、層組
成、および層の厚さは、単に例示的なものであり、いか
なる意味においても特許請求の範囲に記載されている本
発明の範囲を定めるものではない。
概念は、広大な応用範囲において改変し、また変形する
ことができ、従って、特許内容の範囲は、ここで与えら
れた特定の典型的教示のいずれによっても限定されな
い。もちろん、与えられた特定のエッチング剤、層組
成、および層の厚さは、単に例示的なものであり、いか
なる意味においても特許請求の範囲に記載されている本
発明の範囲を定めるものではない。
【００３１】本発明はまた、レベル間誘電体における誘
電体材料の他の組合せにも適応しうる。例えば、リンケ
イ酸塩、ゲルマニウムケイ酸塩、ヒ素ケイ酸塩、または
これらの組合せが用いられうる。酸化物のエッチング中
のポリマーの量を変化させるために用いられうる他の化
学剤には、ＣＯ、ＣＯ2 、およびＣ2 Ｆ4 Ｏが含まれ
る。
電体材料の他の組合せにも適応しうる。例えば、リンケ
イ酸塩、ゲルマニウムケイ酸塩、ヒ素ケイ酸塩、または
これらの組合せが用いられうる。酸化物のエッチング中
のポリマーの量を変化させるために用いられうる他の化
学剤には、ＣＯ、ＣＯ2 、およびＣ2 Ｆ4 Ｏが含まれ
る。
【図１】集積回路構造の深いエッチングのためのプロセ
スの流れを示す。
スの流れを示す。
【図２】ＡおよびＢは、開示されているエッチングプロ
セスを有利に適用できるサンプル構造を示す。
セスを有利に適用できるサンプル構造を示す。
２００ 底部ＴＥＯＳ層 ２１０ 酸素欠乏ＳＯＧ層 ２２０ 頂部ＴＥＯＳ層 ２３０ ホトレジスト ２４０ ポリマー
Claims (19)
- 【請求項１】 少なくともある場所に、下部部分上に載
置された上部部分を含み、該上部部分が、ポリマー前駆
体原子よりも正味で過剰なポリマーエッチング剤原子を
含有し、その過剰の度合が前記下部部分におけるよりも
大きい、多層集積回路の誘電体構造のエッチング方法で
あって、 （ａ） 第１フッ素含有化学剤のプラズマ励起を用いて
前記上部部分をエッチングするステップと、 （ｂ） ポリマー前駆体原子よりも正味で過剰なポリマ
ーエッチング剤原子を含む第２フッ素含有化学剤であっ
て、その過剰の度合が前記第１化学剤におけるよりも大
きい、前記第２フッ素含有化学剤のプラズマ励起を用い
て前記下部部分をエッチングするステップと、を含み、
それにより前記下部部分上のポリマーの生成が防止され
る、前記エッチング方法。 - 【請求項２】 前記第２化学剤が主としてＣ2 Ｆ6 およ
び酸素を含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記第１化学剤が主としてＣ2 Ｆ6 を含
む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記第１化学剤および前記第２化学剤
が、１回より多い回数交代せしめられる、請求項１に記
載の方法。 - 【請求項５】 前記下部部分が実質的にＳｉＯx を含
み、ｘが１．９より小さい、請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 前記第２化学剤が、前記第１化学剤より
も高率の酸素を含有する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 前記第２化学剤が、前記第１化学剤より
も低率の炭素を含有する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】 （ａ） 前記第１フッ素含有化学剤のプ
ラズマ励起を用いた、さらなる後のエッチングステッ
プ、をさらに含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】 前記下部部分が少なくとも１０％の炭素
原子を含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記下部部分が有機ポリマーである、
請求項１に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記上部部分が主としてＳｉＯ2 を含
む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１２】 少なくともある場所に、下部部分上に
載置された上部酸化物部分を含み、該両部分がシリコン
および酸素を含有し、前記下部部分が、前記上部部分よ
りも低率の酸素原子を含有する、多層集積回路の誘電体
構造のエッチング方法であって、 （ａ） 第１フッ素含有化学剤のプラズマ励起を用いて
前記上部部分をエッチングするステップと、 （ｂ） 前記第１化学剤よりも高率の酸素を含有する第
２フッ素含有化学剤のプラズマ励起を用いて前記下部部
分をエッチングするステップと、を含み、それにより前
記下部部分上のポリマーの生成が防止される、前記エッ
チング方法。 - 【請求項１３】 前記第２化学剤が主としてＣ2 Ｆ6 お
よび酸素を含む、請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記第１化学剤が主としてＣ2 Ｆ6 を
含む、請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１５】 前記第１化学剤および前記第２化学剤
が、１回より多い回数交代せしめられる、請求項１２に
記載の方法。 - 【請求項１６】 下部部分上に載置された上部部分を含
み、該上部部分が、ポリマー前駆体原子よりも正味で過
剰なポリマーエッチング剤原子を含有し、その過剰の度
合が前記下部部分におけるよりも大きい、多層集積回路
の誘電体構造のエッチング方法であって、 （ａ） 前記上部層の水平部分上にはポリマーを生成せ
ずに、前記下部層の水平部分上にポリマーを生成して実
質的にエッチングを停止させる、第１フッ素含有化学剤
のプラズマ励起を用い、前記上部部分を貫通してエッチ
ングするステップと、 （ｂ） ポリマー前駆体原子よりも正味で過剰なポリマ
ーエッチング剤原子を含有する第２フッ素含有化学剤で
あって、その過剰の度合が前記第１化学剤におけるより
も大きい、前記第２フッ素含有化学剤のプラズマ励起を
用い、前記下部部分を貫通してエッチングするステップ
と、を含み、それにより前記下部部分が前記エッチング
ステップ（ａ）に対するエッチストップをなす、前記エ
ッチング方法。 - 【請求項１７】 前記第１化学剤が主としてＣ2 Ｆ6 を
含む、請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１８】 前記下部部分が実質的にＳｉＯx を含
み、ｘが１．９より小さい、請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１９】 前記下部部分が実質的に高有機接点Ｓ
ｉＯx を含み、ｘが１．９より小さい、請求項１６に記
載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US3372796P | 1996-12-20 | 1996-12-20 | |
| US033727 | 1996-12-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10223618A true JPH10223618A (ja) | 1998-08-21 |
Family
ID=21872102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9370150A Pending JPH10223618A (ja) | 1996-12-20 | 1997-12-22 | 垂直方向の組成変化を有する誘電体に対する多段階エッチ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0849789A3 (ja) |
| JP (1) | JPH10223618A (ja) |
| KR (1) | KR19980064444A (ja) |
| TW (1) | TW463299B (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6303523B2 (en) | 1998-02-11 | 2001-10-16 | Applied Materials, Inc. | Plasma processes for depositing low dielectric constant films |
| US6054379A (en) | 1998-02-11 | 2000-04-25 | Applied Materials, Inc. | Method of depositing a low k dielectric with organo silane |
| US6660656B2 (en) | 1998-02-11 | 2003-12-09 | Applied Materials Inc. | Plasma processes for depositing low dielectric constant films |
| US6340435B1 (en) | 1998-02-11 | 2002-01-22 | Applied Materials, Inc. | Integrated low K dielectrics and etch stops |
| US6627532B1 (en) | 1998-02-11 | 2003-09-30 | Applied Materials, Inc. | Method of decreasing the K value in SiOC layer deposited by chemical vapor deposition |
| US6287990B1 (en) | 1998-02-11 | 2001-09-11 | Applied Materials, Inc. | CVD plasma assisted low dielectric constant films |
| US6593247B1 (en) | 1998-02-11 | 2003-07-15 | Applied Materials, Inc. | Method of depositing low k films using an oxidizing plasma |
| US6211092B1 (en) | 1998-07-09 | 2001-04-03 | Applied Materials, Inc. | Counterbore dielectric plasma etch process particularly useful for dual damascene |
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