TW301026B - - Google Patents

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301026 A7 B7 五、發明説明（1 ) 先前抟g (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本專利申請軎已申謫出美國專利申請害序數08/ 219,123 on March 28, 1994 ° 本發明銳明 本發明係鬮於建構半導體装置之方法，特而言之，係關 於建構半導體装置中絕緣層與互聯點（interconnects )之 方法。 太發明背醫 經濟部中央標丰局員工消費合作社印製 互聯點可讓半導體裝置不同部份與半導體裝置其他部份 電性互瞄。不幸地，形成互聯點之方法典型上會引入降低 裝置可靠性之可移動離子。可移動離子，例如，納，鋰， 鉀，鈣，與鎂，典型上有兩個來源：在金羼蝕刻步驟期間 與來自典型上用於移除光阻材料掩蔽層（Photoresist naskins layer)之有機溶劑。就熟習此技_之人士所热知 ，金颺牲刻步驟引入之可移動離子只存在絕緣層W露表面 或在金圈蝕刻方法中所形成之互_點上。如果離子存 在於曝g表面，則在光阻材料移除後快速去離子水快速 >潤溼幾乎移除所有可移動雕子。但是在@阻材料移除後只 / Μ去離子水濶溼之半等體装置仍存在著無法接受之装置可 靠性問題。 有機掩蔽曆溶劑包含可移動離子。如同本說明軎所使用 的，有機掩蔽層溶劑為可輕易移除有拥掩蔽層（即，光阻 材料）之化學品。有機掩蔽曆溶劑賁例包括酮類（丙酮）· 脂糸烴（正-庚烷），_ -氨類（四甲基銨氫氧化物），與 -4 - 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A 7 B7 五、發明説明（2 ) 芳系烴類（甲苯•酚）。非有機掩蔽層溶劑化學品實例包括 酵類（甲醇，乙酵，2-丙醇（異丙酵），或類似物）與乙二 酵類（甲二酵，1,2-乙二醇，1,2-丙二酵，或類似物）。 後面提及之化學品，該分子在不超過10個碳原子典型上具 有至少1個羥基，其中羥基直接接至不牖於芳基（即，非 i 酚）部份之碳原子上。雖然酵與/或乙二酵類可能侵蝕有 機掩蔽層，但是有機掩蔽層移除速率典型上慢至足Μ讓酵 ·· · * - . ,'ίΜΜιι 與/或乙二酵成為不能輕易移除有機掩蔽層之化學品。 在金鼸牲刻步驟後許多移除光阻材料之方法使用有機掩 蔽層溶劑或電獎灰化物（plasma ashing)與有機掩蔽層之 積聚（aggregation)。許多商用有機溶劑中可测得每百萬 份中數份數可移動離子濃度。可利用高純度有機溶劑之可 移動離子濃度低至大約每十億份中大約10份。i是，這些 一........ 高純度有機溶液仍可能添將可移動離子污染至帶入半等體 装置中。有機溶劑純度越高價格越昂貴。 .0—1 — -- /附触刻加工順序典型上在電漿蝕刻步驟時亦可將可移動 離子引至半導體裝置。此時亦不希望有可移動離子，且儘 可能使半導體装置中可移動離子濃度降低。 太琎明摘垂 本發明包括一種建構半等體装置之方法。本發明方法可 包括步驟：在半導體基質上形成第一層絕緣層；在第一層 闼緣曆上沉積含金屬層體；在含金颺層上形成騮案化 (patterned)有拥掩蔽層而形成含金颺靥之部份；利 用含鹵化物霣漿触刻翔I蝕刻含金靨層曝霣部份而形成互聯 -5 - 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（21〇X 297公釐） - - ^^1 --- n - I -1- I I Λ^n ^^1 m 0¾-s° (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾隼局貝工消费合作杜印製 301026 A7 B7 五、發明説明（5 ) 構件（interconnect member ) ; ^用電獎氣體而菲」|.里—查. 機掩蔽層溶劑移除§案化掩辩ιΛ和用含氟化物瘵液啤隽 二部份第一層絕緣層；以及在互聯構件上形成第二層絕緣 層。在蝕刻部份第一層絕緣層步驟中蝕刻至少1〇〇 Α第一 層絕緣層或由第一層絕緣層移除至少75百分比可移動離子 i 。在蝕刻曝露部份步驟後且在互聯構件上形成任何層體步 驟前進行部份第一層絕緣曆之蝕刻步驟。 本發明方法亦包括步驟：在半導體基質上形成第一層絕 緣層體，其中該第一層絕緣層包括高點（high point);在 第一層絕緣層上形成有機層；同時蝕刻有機層與高點；將 ''''— •。：一~廉_ _ 一部份第一層絕緣層蝕刻至含氟化物溶液中；以及在蝕刻 部份第一層絕緣層步驟後滴溼基質。蝕刻部份第一層絕緣 層之步嫌蝕刻至少100 A第一層絕緣曆或由第一層絕緣層 移除至少75百分比可移動離子。在同時蝕刻步驟後，且先 於：1)在第一層絕緣層上形成任何層體；或2)將包括第一 靨絕緣層之基質退火（annealing)，進行姓刻部份第一層 絕緣層步驟。 本發明其他特徴與優點藉由附帶圖例與下列詳述將更明 顯。 圃俐蘸沭 籍由實例說明本發明，但非侷限於附帶之園例，其中相 同參考參數表示相同元件，其中 第1圓包括根據本發明建構半導體装置具體實拖例之加 工顒序。 -6 - 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ---------裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部中央標準局負工消费合作社印裝 A7 __B7___ 五、發明説明（4) 第2圈包括在形成開口後一部份基質横斷面豳。 第3圖包括在形成接觸插頭（contact plugs)後第2圖 之基質。 第4圖包括在形成互聯霉平（interconnecting level >與光阻構件後第3圖之基質。 第5 _包括在移除光阻構件後第4圈之基質。 第6圖包括在根據本發明蝕刻一部份包形成互聯點之第 一層絕緣層後且先於在第一曆絕緣層與聯接點上形成另一 層體，之第5圖基質。 第7圖包括在形成第二層絕緣曆，通道插頭（via plug )與互聯點後第6圈之基質。 第8 _包括在根據本發明牲刻一部份第二層絕緣層與鈍 化後第7圖之基霣。 第9圖包括在根據本發明形成互聯點與蝕刻一部份第一 層絕緣層後之第2圖基質。 第10圖包括先於耐蝕刻步驟之一部份基質横截面圖。 第11圖包括在耐蝕刻步驟時蝕刻一部份有機膺與第一層 絕緣層後之第10圖基質。 第12圖包括根據本發明在耐蝕刻步驟後蝕刻一部份第一 層絕緣層之第11圃基質。 亘艄奮豳例拄诚 本發明具艄實施例可用來減低在金饜蝕刻加工順序步驟 或射蝕刻加工步驟時所引至加工點遇園半導《装置之可移 動_子污染。可移動雕子污染是在霣漿金颺蝕刻步驟與《 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝 訂 糸 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印裝 A7 ____B7 _ 五、發明説明（5 ) 漿金鼷蝕刻步驟所使用有機掩蔽層溶劑加工時所引入可移 動離子污染。藉由除去有機掩蔽層溶劑與在罨漿金靨蝕刻 步驟後蝕刻絕緣層，大體上可減低在金饜蝕刻加工顚序時 所引入可移動離子污染。在耐牲刻加工順序中，蝕刻有機 層與絕緣層同時可能引入可移動離子。牲刻部份絕緣層以 減低絕緣層中可移動離子濃度。藉由下列具體賁施例可更 清楚了解本發明。 互聯點實例 第1圖包括用來建構半導體裝置之加工順序。加工順序 包括步驟：形成接觸點或通道開口 11;沉積互職層12;形 成光阻材料掩蔽層13;選揮性蝕刻互聯層14;藉由灰化 15(無有櫬掩蔽層溶劑）移除光阻材料掩蔽暦；加工基質 16;以及沉積絕緣靥17。 第2圖包括一部份半導體基質20横截面圖說明。由一部 份與主表面相鄰之基質20形成場獨立區21(Field isolation regions 21)，來源區22，與排洩區23。在來 源區22與排洩區23之間且與主表面相鄰之基質區域為通道 區26(channel region 26)。檷雙電層24與柵《極25位於 通道區26與一部份來源區22與排曳區23之上。邊猜間隔 27( Sidewall spacers 27)與柵雙轚麗24及柵®極25相鄰 ，但間隔27來必箱要。包含二氧化矽*礪播矽玻璃（BPSG )，《{矽玻璃（PSG)或類似物之第一層霣平間絕緣曆28 (first interlevel insulating layer 28)位於基質20之 上，且包括排洩接觸開口 291與檷接觸開口 292 。第一層 本紙伕尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（21〇x 297公釐） I . 裝 11 I I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局負工消费合作社印裝 A7 ____B7___ 五、發明説明（6 ) 絕緣層28大約8000 A厚•但在其他具體實施例中可能是 4000- 20,000A。使用傳統步驟形成此方法中該點所黼示 裝置。 在排洩接觸開口 291内建構排洩接觸插頭31，且在柵接 觸開口 292内建構柵接觸插頭32，如第3圖所示。該接觸 t 插頭31與32可包含鎢；钛；鎢，鈦或鉅之化合物；或其混 合物。 在第一 B電平間絕緣層28與接觸插頭31與32上建構互聪 磨41與光阻構件421與422 。在所建構互脚層41曝霣部份 ，在該處光阻構件421與422並非位於互聯曆41之上。該互 明層41為含金钃曆且包含鋁，含矽之鋁，含鐦之鋁，含矽 與嗣之鋁，铜或綢合金。互聯層41厚度在4000-50,000 A 範圃内。在替代性具«實施例中，膠層或障礙層可K是聯 接層41部份或在聯接層41之下或之上。該膠層或陣礙層 (glue或barrier layer)可包含氮化紋，钦轉•或紋-組 •且厚度在100-3000A範圍内。此外，抗反射塗層可以是 互聯層41部份或在其上面。該抗反射塗層可包含矽層，氮 化钛，鈦-鎢合金，或鈦-組合金且厚度在50-2000 A範 園内。該膠層，陣礙層•與/或抗反射塗層（或三者中任 一層體）在建構光阻構件421與422前形成。 在電漿金願牲刻步驟時將互瞄層41曝充部份（如第4圓 所示）置於電漿反應器中蝕刻，Μ形成第一層排曳明點 411與檷互聯點•如第5國所示。該《漿金鼷蝕刻步«可在 單一基筲或批式反應器中，使用反應性離子蝕刻法（RIE) -9 - 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（210X29·/公釐） 扣衣 I n ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 361026 A7 B7___ 五、發明説明（7 ) ，或替代性使用磁液化反應性離子蝕刻法（MERIE)，電子 cyclotron 共振（ECR)，誘導性稱合電獎 versions (ICP) ，或在he丨icon波（ΗΐΙ)糸统進行。電漿金颺蝕刻步驟包括 完成（breakthrough)或穩定部份，主蝕刻部份，末端部份 ，Μ及遇蝕刻部份。加工氛氣，例如，氛分子，三氛化硼 ，四氛化碳•或四氛化矽，其中任一種氣體可選擇性地使 用輔肋氣體，例如，四氟化碳，三氟甲烷，氮，氣，或氬 。選擇性地，可利用氯氣取代溴化氫之溴型牲刻劑，三溴 化硼，或其他溴氣。在電漿金靨蝕刻步驟不同部份中*形 成含鹵化物電漿區（通常為含氯轚漿區 >。電漿區内離子 進行互聯層41暘蕗部份之實際蝕刻。 在部份電漿金鼷蝕刻步驟時，典型搡作壓力在15-40奄 托耳（204-544毫巴），且典型無線電頻功率在750- 2500 瓦範圃内（或替代性Μ直流® (dc)伏特數表示，在-125至 -300伏特範圍内）。完成部份與主蝕刻部份長度根據互聯 層41厚度與姐合物而定。在第一層霣平間絕緣層28上已移 除至少部份互明層41時足Μ偵测出末端部份長度。 «蝕刻部份對可移動離子轉移至®平間絕緣層28有很大 影響。此乃由於電平間絕緣曆28曝露至電漿區離子之離子 掮擊區中以及可移動離子在霄漿區中可移動離子污染。因 為蝕刻互聯》41與光阻構件421與422 Μ及其他具有有櫬掩 蔽層之先前提及蝕刻基質，所Μ可移動離子污染典型上積 聚在®漿反應器内表面。這些污染物在霉漿金鼸蝕刻加工 顧序時可能被鐮子化。利用批式反應器之過蝕刻部份典型 -1 〇 - 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（21〇x：W公釐） I I— I n I I 级 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中失梂準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（8 ) 參數包括不低於15奄托耳（204奄巴）壓力且不超過40奄托 耳（544毫巴）懕力，無線電頻功率不低於1250瓦且不超過 3000瓦*直流鴒壓不低於220伏特且不高於300伏特。該 過蝕刻部份具高度可變性。該長度可為末端步驟時間長度 50-500百分比範圍内，或可Μ 100-900秒範園内固定時間 表示之。在替代性具體實施例中，電漿金靨蝕刻步驟可使 用單一基質反應器。亦可進行電漿金屬蝕刻步嫌其他部份 以防止電漿金屬蝕刻步驟之過蝕刻部份後余屬腐蝕。 在電漿金靨蝕刻步驟後，使用至少一種靈壤灰化技 術可移除光阻構件421與422。賴由電漿灰..化步驟大雔上移 _ _ .................................. 除光阻構件421與422。利用有機掩蔽層溶劑無法完全或部 _____________________________________-...........» 份移除光阻構件421與422。第5圃為本方法在此點之說明 〇 g用去離子水（選擇性使用）滴溼第一層霣平間絕緣層 2 8與互瞄點411與412，曝S至含氟化物蝕刻溶液，且在曝 筠至独刻溶液後潤溼。該蝕刻溶液典型上包括氟化氫，氣 化按，Μ及載體溶劑，例如，1,2 -乙二酵。在蝕刻溶液内 ’氟化氫佔該溶液0.01-10重置百分比範圃内’氟化銨佔 該溶液1.0-50.0重霣百分比範園内，該溶液其餘部份為 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -丁 _ 、-'° 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 類 酵 二 乙 他 其 或 類 酵 用 使 可 中 例 施 賁 體 。具 酵性 二代 乙替 2在 羥上 個子在 1原酵 少碳二 至之乙 有基或 具芳酵 子於。 原鼷性 碳非黏 個而具 10上更 每子水 内原比 子碳須 分至必 該接酵 在接二 酵直乙 二基或 乙羥酵 或中， 類其外 酵，另 該基。

Ns -C ~ /1. ί準 一標 ί家 一國 I國 中 用 適 尺 -紙 本 一釐 公 7 9 2 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（9 ) 20¾黏度典型上至少2鼸泊（centiposie)。1,2 -乙二酵在 20它下黏度大約20釐泊。蝕刻溶液與潤溼溶液溫度保持在 20-50 範圃内。 在另一替代性具體實施例中，可利用額外氟化銨取代氟 化氫。其他替代性具體霣施例中，該蝕刻溶液可包括去離

I 子水與/或羧酸類（例如，國酸）。在與氟化氫比較下，當 使用醋酸時該牲刻溶液姐合物可能有所不同。遢有一些具 體實旆例中，可添加界面活性劑減低表面張力與改良溶液 溼潤性。這些溼潤劑典型上包括高氟界面活性劑*直鐽型 烷基磺酸鹽，或烷基笨磺酸鹽。對其他具雅霣施例而言· 蝕刻溶液成份含最可與先前所給予份量相異。 將溶液蝕刻步驟設計用來蝕刻100-900 A第一曆®平間 絕緣層28，更典型為200-500 A第一層電平間絕緣層28。 該蝕刻產生一種如第6圖所示”潔淨化”（"cleaned")第一 層電平間絕緣層68。可使不同加工因素姐合形成潔淨化第 一層霣平間絕緣膺6 8基於設備穗定性，製程穗定性，第一 曆電平間絕緣層28移除速率控制，或基質表面移除速率均 匀性之考霣*而埋擇這些組合。形成該潔淨化第一曆電平 間絕緣層68加工順序整合之特定细節可根據所整合加工順 序設備而定。可利用酸通風廚·與射酸噴霧器*或攪煉加 工器進行加工顒序。所有設備在該技藝中為習知，在此對 射酸哦霧器與撟煉加工器稍作簡述。該酎酸哦霧器與旋轉 潤溼乾嫌器（SRD)類似*除了該酎酸嘖霧器已改良成可使 用酸。該攪煉加工器為類似用來將光阻材料塗覆至基霣之 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 29"/公釐） ^-- (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 301026 __._ B7 五、發明説明（10 ) 軌道（track)設備，除了該基質送纆至少1個化學品”播 煉器”。該基質在攪煉中典型上須被霧化。 每一設備類型所需输出物（例如，電平間絕緣隳移除與 均勻性厚度）之加工因素具彈性。對酸通風廚加工而言， 牲刻溶液曝霧時間典型上60-120秒。在此時該基質匣可選 < 擇性攒拌。對射酸哦霧或攪煉加工器而言，曝霧至蝕刻溶 液時間典型上為45-120秒。在曝霧期間，基質匣或基質以 每分鏟20-75轉速度旋轉。在每平方吋20-50磅（大約 138-345千έ )®力範醑内Μ每分鐘0.5-2.5加侖（大約 每分鐘1.9-9.5升）流速範圃内將蝕刻溶液送入耐酸噴霧器 或攪煉加工器中。埴些因素會影響蝕刻均匀性，將這些因 素設定在埴些範匯内Μ調整不同基質尺寸與表面。蝕刻溶 液溫度對電平間絕緣層移除速率影響很大，典型上為20-3 0Ό ° 在具體賁施例中，基質潤溼（在曝霣至蝕刻溶液之後） 可包括中間溶劑潤溼，然後Μ去雕子水潤溼。中間溶劑滴 溼典型包括與牲刻溶液所使用酵或乙二酵相似類型之酵或 乙二酵。中間溶劑實例包括2-乙二酵。中間溶劑與蝕刻 溶液所使用溶劑未必相同，因此，中間溶劑可包括2 -丙酵 ，1,2 -丙二酵等等。在替代性具體實施例中，中間溶劑可 包括去離子水與/或羧酸（例如，雜酸）。在另一具《實 施例中*可添加異面活性劑改良中間溶劑溼滴性。 溶劑潤溼典型上在20-90¾ 範國内進行。該中間溶劑潤 溼時間在卜10分鐘範園内。對酸通風廚而言，該步驟可在 -1 3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I I I— II 訂 . — ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明 ( 1” 1 1 I 溢 流 槽 或 快 速 卸 料 器 中 » 於 選 擇 性 攪 拌 情 況 下 進 行 〇 對 射 1 1 1 酸 嗔 霧 器 或 播 煉 加 工 器 而 言 > 在 中 間 溶 劑 潤 溼 後 > 進 行 去 1 I 離 子 Μ 潤 溼 0 該 去 離 子 水 潤 溼 方 法 Μ 每 分 鐘 25 -300 轉 速 度 請 it 1 1 旋 轉 9 送 料 壓 力 與 流 速 典 型 上 大 約 與 蝕 刻 溶 液 相 同 〇 閱 讀 1 背 1 在 替 代 性 具 體 實 施 例 中 P 可 包 括 額 外 去 離 子 水 潤 溼 〇 例 Λ 之 1 如 9 該 基 質 可 在 快 速 卸 料 潤 m 器 中 Μ 去 齄 子 水 潤 溼 9 然 後 '意 1 事 I 在 —* 部 份 旋 _ —. 潤 m __. 乾 堍 循 環 中 滴 溼 〇 項 再 ! 為 了 將 製 程 整 賭 最 大 化 在 使 用 耐 験 噴 霧 器 時 依 序 以 一 填 寫 本 裝 循 環 進 行 使 用 含 氟 化 物 溶 液 蝕 刻 蝕 刻 中 間 溶 劑 潤 溼 去 頁 1 1 離 子 水 滴 m Μ 及 乾 煉 基 質 0 這 種 加 工 整 合 類 型 減 少 循 環 1 1 時 間 與 操 作 員 操 作 0 1 I 進 一 步 加 工 形 成 如 第 7 rgl _ 所 示 第 二 囑 電 平 間 絕 緣 靥 71 » I 1 通 道 插 頭 73 與 第 二 曆 霣 平 互 明 點 75 Ο 該 第 二 層 電 平 間 絕 訂 | 緣 層 71可 具 有 輿 第 一 層 霣 平 間 絕 緣 曆 28相 同 或 相 異 之 姐 合 1 1 物 Ο 典 型 上 第 二 m 霣 平 間 絕 緣 層 71包 括 氧 化 物 〇 雖 然 第 1 I 二 層 電 平 間 絕 緣 層 71被 描 述 為 平 面 化 但 是 在 具 體 實 施 例 1 1 中 第 二 層 霣 平 間 絕 緣 層 71未 必 是 平 面 0 通 道 插 頭 73 t 與 1 第 二 暦 電 平 間 互 聯 點 75之 建 構 與 接 m 插 頭 31及 32和 互 聯 點 41 1 與 412 之 建 構 相 同 〇 1 I 在 第 二 層 電 平 互 腰 點 75建 構 後 將 第 二 層 雷 平 間 絕 緣 層 1 71加 工 成 如 第 8 圈 所 示 ”潔淨化” 第 二 層 電 平 間 絕 緣 層 81 〇 1 形 成 ”潔淨化” 第 二 層 霣 平 間 絕 緣 暦 81 之 方 法 使 用 符 合 有 闞 1 該 潔 淨 化 第 _. 層 霣 平 間 絕 緣 層 68檷 準 0 形 成 m 淨 化 第 —* IS 1 | 霣 平 間 絕 緣 雇 68之 方 法 仍 可 埋 擇 性 與 建 構 潔 淨 化 第 一 m 霣 1 I 14 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局負工消费合作杜印¾ A7 _B7 五、發明説明（l2 ) 平間絕緣層68相之方法一樣。在潔淨化第二層菫平間絕緣 餍81與第二層電壓互聯點75上形成本身為絕緣層之鈍化曆 82，而建構成如第8圖所示大賭上完成之装置。如果需要 的話，可製造額外絕緣層，通道插頭，以及互聯層，和其 他電性聯接點。 第9圈包括替代性具體實施例横截面画之說明。該替代 性具體實施例與第5圖所示相同•除了接觸插頭與互脚點 之姐合由互瞄點91與92取代。因此，不需要接觸插頭。進 行進一步加工Μ建構大體上完成之裝置。利用酸通風廚， 或射酸哦霧器，或攪煉加工器進一步加工*如先前圖例如 示* Μ建構潔淨化第一層轚平間絕緣層98。與互聯點91與 92相同的是該通道插頭73與第二層霣平互聯點75(第7國 所示）可由單一互聯點取代。 耐蝕刻實例 互聯點實例中產生之可移動離子及其他裝置可靠性問題 可能發生在耐蝕刻方法中。第10圖包括先於射蝕刻（REB) 之一部份半導體基質横截面圆說明。場獮立區101 ，來源 區102 ，排曳區103 ，與通道區106至少部份位於基質 100之内。柵雙霣層104與檷竃極105位於通道區1〇6與 部份來源區102與排曳匾103之上。 薄構件晶拥!管（thin-film transistor)位於堝獨立區 101其中之一上方，且包括柵電極1071，柵雙®層1〇72, 與恬性層1073。該活性層1073接觸排曳區103 。第一層絕 緣層108位於薄構件晶«管與部份基質100之上.且具有 -15- 本紙張尺度適用中國國家標羋（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 I I 裝 I ――訂 λΜ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本覓) Α7 Β7 五、發明説明（15 ) 與上述第一層絕緣層28相似之組合物。第一層絕緣層1〇8 包括高點1081與低點1082。高點1081與低點1082間俯仰差 距可超過1微米。此種差距可能產生後續層體處理或石印 步驟問題。REB加工順序典型上用來減低該差距。該薄構 件晶體管可由其他零件取代*例如，金羼互聯點或類似物 。在任何情況下，第一層絕緣層108之高點1081與低點 1082間俯仰差距太大，需要減低。有機層1〇9 ，例如，抗 姐層，位於第一層絕緣層108之上。 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印製 ^-- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 進行REB步驟移除至少一部份如第11圖所示有機層1〇9 與一部份第一層絕緣曆。將有機層109與第一層絕緣層 108同時蝕刻之REB步驟部份對可移動離子移至第一曆絕 緣層108有很大影響。該原因與先前提及電漿金臑蝕刻步 驟有闞之影響相同。當使用批式反應器時REB步驟同時蝕 刻部份所使用典型參數包括壓力不低於30奄托耳（408奄巴 )，不高於70毫托耳（952奄巴），無線電頻功率不低於 800瓦且不高於1 500瓦，直流電偏壓在-350伏特至-500伏 特範圃内，且含氟氣髑（例如，四氟化碳，三氟甲烷或類 似物）與氧之氣體流動比率，不低於1份含氟氣體對1份 氣’以及不超過4份含氟氣體對1份氧。REB步驟之長度 具高度可變性。該長度可能在10-60分鐘範園内。反應器 潔淨度與先前提及有闞電漿金靨蝕刻步驟之過蝕刻部份一 樣*對可移動離子之移入有很大影響。在替代性具體實施 例中*可使用REB步驟中單一基霣反應器。 埋擇REB蝕刻條件以使第一曆絕緣層108與有櫬曆109 -16- 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 經濟部中夬棣隼局只工消费合作社印«. A7 B7_ 五、發明説明（1〇 以大約相同速率蝕刻。第一曆絕緣層108牲刻速率必須為 有機層109蝕刻速率0.5-2.0倍範圍内。在至少一部份 REB步驟時，同時將第一曆絕緣層108與有機層109蝕刻 。當REB步琢曝S第一層絕緣層1〇8時，可移動離子可移 入第一層絕緣層108 。在REB步驟後，在基質100上出現 有機層109與絕緣層108部份。在替代性具體實施例中， 可改變第一層絕緣層108或REB蝕刻條件之厚度，而可移 除所有有機層109 ，且第一層絕緣曆為平面。進行REB步 驟使第一層絕緣曆108之表面更平面化，旦在第一層絕緣 層108内不形成開口（即，非接觸或通道蝕刻步驟）。 藉由電漿灰化且不使用有機掩蔽層溶劑情況下移除有機 層109任何剌餘部份。在替代性具體實施例中，可使用有 櫬掩蔽曆溶劑或利用霣漿灰化步驟移除有機層109部份。 因為互聯點或其他層體未嗶露出，所Μ可使用有機掩蔽層 溶劑。 與互聯點實例中第一層電平間絕緣曆28所述相同方法" 潔淨”第一層絕緣層，形成如第12圃所示潔淨化第一層絕 緣層28，而該潔淨化絕緣層與第6圖所見潔淨化第一層電 平間絕緣曆68相似。該潔淨化第一餍絕緣層128包括高點 1281與低點1282。在替代性具賭實腌例中，可利用具有稀 含氟溶液，例如，50份去離子水對1份氫氟酸，之 mesasonic水槽澝洗第一曆絕緣層。不管所使用設備與化 學品，形成潔淨化化第一蹰絕緣® 128而移除第一層絕緣 曆最須符合先前有Μ潔淨化第一暦涵緣層68所提及檷準 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4说格（210Χ297公釐） I I I 和衣 I I I I訂— I I I 知 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7五、發明説明（15 ) (guideline ) 0 高點1281與低點1 282俯仰差距低於在REB步驟之前之高 點1081與低點1082俯仰差距。該差距典型上低於1微米， 更特定在100-3000A範圍内。REB實例之潔淨步驟典型上 在REB步驟之後且先於：在第一層絕緣層1〇8上形成任何 其他會體，將包括第一層絕緣層108之基質退火；或兩者 皆有，而進行。 益處 本發明具體實施例具有許多便利之處。使用蝕刻瘠液jfe 刻絕緣泰面，可消除電漿金臛蝕刻步驟移人絕緣層之可 ......———..... - 楚i鼷子」、誘賊.刻自屋里夏務除至少75百分比可移動雛子 ，且必須從涵緣層栘除至少95百分比所有可移動離子。 在絕緣層内可移動離子濃度與深度根據轚漿金鼸蝕刻參 數而定，典型上根據互聯層姐合物與其厚度而定。如果有 任何膠層或障礙層，或抗反射塗曆存在且被蝕刻，則電漿 金颺蝕刻步驟可在不同參数情況下進行。不同霣漿金鼷蝕 刻參數可能影響絕緣層内可移動離子瀠度與深度。Μ可移 動離子表示之轚漿金雇牲刻反應器潔淨度（cleanliness) 會影響絕緣餍内相同可移動離子之濃度。 電漿牲刻方法消耗有機掩蔽層與其他聚合物構件所包含 可移動離子，而將可移動離子釋出至®漿區。反應器内可 移動離子量在連績電漿金鼷蝕刻循環中持鑛增加’產生較 高濃度可移動離子而移入經曝露之涵緣層’直到内部反器 表面拆開與淸洗為止。由於此積聚作用•須要經常拆開反 -18- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 訂 Μ 本紙張尺度適用中國圃家揉準（CNS ) Α4规格（210 乂 297公釐） ____B7 五、發明説明（l6 ) 應器且深入清洗零件，而須花費加工時間。本發明具體實 施例明顯地減少清洗次數，且排除只用清洗來減少電漿反 應器gL可楚動離子濃度之蒲要。 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 電漿金饜蝕刻步驟後且在溶液蝕刻絕緣層之前或之後， 藉由分析絕緣曆可測定欲移除絕緣曆厚度範醑从達到可移 動離子降低程度。該分析法可利用第二级離子質譜法 (SIMS)進行，且該分析法可用來測定絕緣曆内可移動離子 漉度。該技術使用第一级離子之高能光束由固態樣品濺射 出第二级離子。第二级難子筲量對電荷比率可繪製成濺射 時間函數圖。在離子濃度當作深度函數上原始數據並未提 供資訊。由於SIMS分析法之高能效果，該離子移經絕緣餍 ，且在與分析前離子位置比較下，在深度輪廊描述時該離 子移動會影響離子位置。在比較該深度輪廓總積分確實提 供可移動離子減低資訊。如果在SIMS深度輪廊描述前利用 溶液蝕刻該絕緣層移除氧化物已知厚度，則利用積分測量 可移動離子剌餘分率而測定其差異。氧化物蝕刻厚度低於 100A在絕緣層中可能造成低於75百分比可移動離子減少 。氧化物蝕刻厚度高於900A 典型上造成可移動離子濃度 不再明顯降低，且可能產生其他與可移動離子無關之問題 。大部份可移動離子減低之應用在《漿金靨姓刻步驟後利 用含氟化物溶液蝕刻200-500 A絕緣層。 利用REB實例亦可減低可移動離子。可移動離子之減少 一般可改良裝置可薄性。第一曆絕緣層108中可移動離子 量與深度根據REB步驟時蝕刻參數而定。薄由上述SIMS分 -1 9 - 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 B7 經濟部中央樣準局負工消费合作社印装 五、發明説明（17 ) 析法可测定在清洗步驟時有多少第一層絕緣層108必須射1 刻。氧化物移除厚度高於9〇〇A典型上造成可移動離子濃 度不再明顬減少，且可能產生其他與可移動離子無闞之問 題。大部份可移動離子降低之應用在REB步驟後利用溶液 蝕刻200-500A 絕緣曆。 另一益處為不需使用有機掩蔽層溶劑。許多有機掩蔽層 溶劑（特指鹼氨溶劑）包含至少每億份中份濃度之可移 動離子。雖然濃度低，但足Μ造成装置可靠性問題。溶劑 中存在可移動離子可能接觸含有氯自由基互聯點之曝兹表 面，且吸引可移動雔子增加裝置中可移動離子濃度。高可 移動離子濃度會滅低装置操作性與可靠性。 本發明具體實施例之其他儍點包括幾乎完全移除非灰化 殘餘物且互聯層較少遭受損害。殘餘物移除典型上箱要曝 兹至有機掩蔽廢溶劑，例如，（Ml氨溶劑。嗶露至有機掩蔽 曆溶劑時，幾乎可確保可移動離子已移至裝置中。鈾刻溶 液溶解該殘餘物，相反地，有機掩蔽層溶劑將結構打破成 較小部份。該蝕刻溶液（上述具體實施例所述）降低殘餘 物對互聯點之黏著性。有機掩蔽層溶劑破壊互聯點，該破 壊可包括由電解造成互聯點裂孔以及细粒移除造成表面粗 雔。本發明具體實豳例中因為未使用有櫬掩蔽層溶劑所K 互聯點表面較少遭受損害。 本發明具艄實施例在與有機遮蔽層溶劑方法比較下，每 循瑁中需要較少加工時間與化學品。上述具體實施例中使 用之化學品包含較少顆粒而造成較少缺陷如此造成較潔淨 *20- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 Μ 本紙張尺度適用中國國豕標隼（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） A7 S01026 B7 五、發明説明（18 ) 加工過程*改良裝置特性與產率。後金臛蝕刻去離子Μ潤 溼與化學品溶液清潔之分開步驟可混為單一設備循環，Μ 減少加工及分段時間，和所需設備。使用乙二酵或醇化學 品當作載體溶劑之儍點在於其比蝕刻劑具較高黏度。該化 學品當作鈍化劑可避免互聯點表面過度曝露至蝕刻劑而防

I 止互聯點腐蝕與遭受其他損害。 在上述說明書中，本發明已描述有關特定具體實施例。 然而，很明顯地，在不違背本發明較廣義精神或範圍下可 進行不同改良與改變，如同附帶申請專利範圍所列。於是 ，該說明書與圖例須視為說明性而非侷限性質。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印裝 -2 1- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 公釐）

Claims (1)

1. 第84丨〇〇971號專利申請案 土主土請專利簌圊修；£本(85年2月） A8 B8 C8 D8 Π 申請專利範圍 权正

   ^諸」委^明六；本^;|::,正^是^^更及實質内穿 I--------1--—— K^中央嘌龙局員工消费合作.；一印^ —種建構一半導體裝置之方法，包括之步驟爲： 在—半導體基質上建構一第一層筚 β、.色緣層；在 一 上沈積一含金屬層； 層、展緣層 在含金屬層上建構一圖案化有機掩 曝露部份； 掩收層以形成含金屬層泛 利用含I#化物離子姓刻劑蚀刻含金展a -互聯構件； 〃屬層之曝露部份以形成 利用離子氣體移除圖案化有機掩蔽層； 利用含氟化物溶液蝕刻一部份第— 驟： 層、·.巴緣層，其中該步 自第一絕緣層移除至少7 5百分比之移動離子和 在蝕刻曝露部份後且在互聯構件上形 以及 倂〒上彤成任何層體前進行； 在互聯構件上建構一第二層絕緣層。 一種建構-半導體裝置之方法，包括以下步驟： 在半導體基質上建構一第一層絕緣層； 在第一層絕緣層上沈積—含金屬層； 在含金屬層上建構—圖案化有機掩蔽層以形成含金屬 曝露部份； 利用含卣化物離子蚀刻劑蝕刻含金屬層之曝露部份以 一互聯構件； /风 利用離子氣體移除圖案化有機掩蔽層； (CNS M呪格 7210^297^ % ) (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) -~ -d m9 tm m · -J-· I n - I.「n _ n ___n Λ8 B8 C8 ------ ---D8 夂、申請專利範圍 利用含氟化物溶液蝕刻一部份第一層絕緣層，其中該步 驟： 蚀刻至少1 〇 0埃第一絕緣層；和 在蝕刻曝露邵份後且在互聯構件上形成任何層體前進行； 以及 在互聯構件上形成一第二層絕緣層。 3. —種建構一半導體裝置之方法，包括以下步驟： 在半導體基質上形成一第一層絕緣層； 於第一絕緣層上沈積一含金屬層； 、含金屬層上建構一圖案化有機掩蔽層以形成含金屬層之 曝露部份； 利用含卣化物離子蚀刻劑触刻含金屬層之曝露部份以形成 一互聯構件； 利用離子氣體移除圖案化有機掩蔽層； 利用含氟化物溶液蝕刻一部份第一層絕緣層，其中該步 驟： •-濟邛中央蜾準局员工消费合作社印袈 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 蝕刻至少丨00埃第一層絕緣層且自第—絕緣層移除至少75 百分比之移動離子；和 在蝕刻曝露部份之步驟後且在互聯構件上形成任何層體前 進行；以及於互聯構件上建構一第二絕緣層。 4. 一種建構一半導體裝置之方法，包括以下步驟： 在一半導體基質上形成一第一層絕緣層； 邐财關家標华（,'4驗（::丨 0χ29;*^Π —~

   形成一含金屬層於該第一絕緣層上； 1含金屬層上建構—圖案化有機掩蔽層以形成含金屬層之 曝露部份； 利用含齒化物離子蚀刻劑蚀刻含金屬層之曝露部份以形成 —互聯構件； 利用離子氣體移除圖案化有機掩蔽層； 利用含氣化物溶液触刻—部份第—層絕緣層，其中該步 蝕刻20 0-5 00埃範圍之第—絕緣層，和 於蝕刻曝露部份之步驟後且於 進行；以及 ；互聯構件上形成任何層體前 万；互聯構件上形成一第二絕緣層。 (請先Μ讀背面之注意事項存填寫本頁) ο..邱中央蜾準局员-消t合泎社印袈 標 家 0 - 1用 ,Λ' 度 尺 格 4