TW421828B - Methods for etching an aluminum-containing layer - Google Patents

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421828 a7 _____B7 五、發明説明（） 1 本發明之背景： 本發明係關於一種-卜導體基體的處理，尤其，本發明 係關於一種改善蝕刻結果而同時蝕刻穿透含錦層的方法。 在半導體基體中’諸如組件電晶體之裝置可以被形成 於半導體晶圓或基體的上面，而此等裝置典型上係由砂所 做成的’金屬互連線然後可以被用來將裝置連接在—起而 構成所想要的電路’此等金屣互連線典型上係從配置在基 體上之含錦層所fit!刻出來的。 爲了有助於討論’ _ 1例舉一層疊之剖面圖，其代表 一些在典型之半導體積體電路的製造期間所形成的層。雖 然半導體積體電路（I C )在此被討論來幫助容易了解， 此處的討論也有關被用來製造其他電子組件的基體，例如 被用來製造扁平面板顯示器的玻璃面板。應該注意在所顯 示之層的上面、下面或介於其間之其他額外的層可能會出 現，除此之外，並非所有所顯示之層必須要出現或者其部 分或全部可以被其他不同的層所取代。 往層# 2 0的底部顯示一基體1 0 0 ，一層典型上包 括S i 0 2的氧化物層1 0 2可以被形成在體1 〇 〇的上 面，一層典型上由諸如T i 、T i W、T i N之含鈦層或 其他適合之阻障材料所構成的阻障層1 〇 4可以被形成在 氧化物層1 0 2與隨後所沉積的金屬化層之間。在圖1的 情況中’阻障層1 〇 4代表一雙層結構’其包括一層T i 層，而T i層在T i N層的下面，當提供有阻障層1 〇 4 時，其作用來防止矽原子從氧化物層1 0 2擴散進入含鋁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ~~ ’ -4- (諳先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、-ff 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智祛財產局員工消費合作社印製 4 218 2 8 A7 B7 五、發明说明（2) 層。 含鋁層1 0 6可能表示一層純鋁或者表示一個由諸如 Al_Cu、Al— Si ' 或 Al_Cu_Si 等巳知的 鋁合金的其中之一所構成的層’圖1的其餘兩層’亦即反 反射塗覆（A R C )層1 0 8及覆蓋光阻（p R )層 1 1 0，然後可以被形成爲頂層含鋁層1 〇 6，典型上包 括諸如T i N或T i W之另一含鈦層的A R C層1 〇 8可 以防止光線（例如來自形成光阻圖案之平版刻法步驟）在 含鋁層1 0 6的表面上反射及散射。 光阻層1 1 0代表一層傳統的光阻材料1其可以被形 成用來蝕刻的圖案 > 例如經由以紫外線曝光。很明顯的， 本發明特別感興趣之層爲含鋁層1 0 6及光阻層1 1 0， 而選擇性地連帶著其他所有的層。習於此技者可以很容易 地認出層疊2 0的諸層，並且可以使用許多適當且眾所皆 知之沉積製程中的任何一種來構成層疊2 0的諸層 > 包含 化學氣相沉積（CVD)、電漿增強化學氣相沉積（ PECVD)、以及諸如濺鍍之物理氣相沉積（PVD) 〇 爲了形成上述的金屬互連線，可以使用適當的光阻技 術來蝕刻層疊2 0之諸層的一部分，包括含鋁層1 〇 6 ° 藉由示例，一種如此之光阻技術涉及光阻層1 1 0圖案的 形成’其藉由使接觸或步進平版刻製系統的光阻材料曝光 ，以及光阻材料的顯影以形成遮罩來幫助後續的蝕刻。使 用適當的蝕刻劑，未受遮罩所保護之含鋁層1 〇 6的區域 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS > Λ4規格（210X297公釐） I-----^---τ--t.------ΐτ------m (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5 - 經濟部智葸財產局員工消費合作社印製 4^1898 A7 B7 五、發明説明（3 ) 然後可以使用適當的蝕刻源氣體來飩刻掉’留下含銘的互 連線或形體。藉由示例，一.種用來電漿蝕刻銘層之一般所 使用的蝕刻劑爲C 1 2及B C 1 3的混合物。 爲了獲得較大的電路密度，現代的半導體裝置隨著曰 漸窄小之蝕刻幾何形狀而縮小尺寸。結果’已經穩定地減 小其形體尺寸，亦即互連線的寬度或者介於相鄰之互連線 間的間隔（例如溝道）。藉由示例，.當在4百萬位元C M b )動態隨機存取記億體（D R A M ) I C中，大約8 微米（y m )之線寬被認爲是可以接受的同時’ 2 5 6

Mb DRAM I C’s最好使用和Ο _ 25微米一樣薄 或者甚至更薄的互連線。 但是’此的確縮小的蝕刻幾何形狀對製程工程師而言 展現了許多挑戰。當形體變得較小且光阻遮罩逐步變得更 小時，追趕上能夠致使令人滿意之蝕刻結果的蝕刻製程逐 漸變得重要，這是因爲當形體尺寸減小到一定點時，從習 ____· _ ·— ---......... -一 ------ 知技術C 1 2 / B C 1 3蝕刻製程所獲得之蝕刻結果傾向於 孿..差。 藉由示例，光阻選擇性爲一項製程工程師不斷努力改 善的蝕刻結果1光阻選擇性係指給定之蝕刻製程區分即將 被蝕刻之標靶層（在此情況中爲含鋁層）與光阻遮罩的能 力，光阻選擇性常常以穿透標靶層之蝕刻速率對光阻遮罩 之蝕刻速率的方式來表示，因爲在現代的半導體裝®製作 方面所使用的光阻遮翠相當薄’所以光阻選擇性是相當的 重要。如果所選擇的蝕刻製程具有太低的光阻選擇性，則 本紙張尺度適用中國國家標率（CpS ) A4規格（2I0X297公釐） . Ί - -- . II 訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -6 - 421β28 A7 B7_ 五、發明説明（4 ) 〜 ' 在蝕刻完成之前，光阻遮罩可能已經磨損了，這造成在未 打算蝕刻之底層含鋁層的區域中產生蝕刻丨員纟裏。 C請先閱讀背面之注$項真填寫本頁) 另一項需要注意的重要触刻結果爲微遮罩殘餘物。一 般而曰1希望在触刻Z後’所選擇的触刻製程不會在基體 的表面上留下不想要的殘餘物或蝕刻副產物，這是因爲不 想要殘餘物的出現可能會千擾後纘的處理步驟及/或千擾 最終之半導體裝置的適當性能。另、^項璽要的蝕刻參數爲 穿透含錦層之触刻速率’因爲從所有權之成本的觀點來看 (亦即每一基體的生產成本），較高的銘触刻速率係有利 的，所以一般希望較高的鋁蝕刻速.率。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又一項重要的蝕刻結果爲外形微裝載（profUe microloading )，因爲發生在狹窄的間隔間之蝕刻可能不同 於發生在開擴區域內的蝕刻，所以會發生外形微裝載，此 差異可能會造成密集區域內之形體的側壁外形好像與開擴 區域內之形體的側壁外形有不同的形狀。舉例來講，參照 圖2，其中可以看見外形微裝載造成開擴區域內之側壁 2 0 2及側壁2 0 6好像比密集區域內之較垂直的側壁 2 ◦ 4有更加逐漸變細的外形。在此示例中，圖2表示在 電漿處理室內已經用習知技術C 1 2 / B C 1 3蝕刻劑源氣 體來蝕刻圖1之層疊後的結果。因爲外形微裝載表示在經 蝕刻之形體的臨界尺寸方面的像差，所以一般希望使外形 微裝戰達最小，這些及其他蝕刻結果代表製程工程師不斷 努力達成最佳化以符合製作現代高度密集之半導體裝置的 蝕刻結果。 本紙張尺度適用中國國家操準（CNS ) Λ4现格（2】0X297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 42'828 A7 ___B7 ___ 五、發明説明（5 ) 本發明之概述： 在一實施例中，本發明係關於一種用來蝕刻被放置在 基體上之層疊之含鋁層中所選擇之部分的方法，含鋁層係 配置在具有圖案於其上之光阻遮罩的下面。此方法包括提 供電漿處理室及使具有層疊於其上之基體定位於®漿處理 室之內，基體包含含鋁層及光阻遮罩。此方法更包括使蝕 刻劑源氣體流入電漿處理室內，而蝕刻劑源氣體包含H C 1 、含氯源氣體、及含氧源氣體，含氧源氣體的流動速率 係小於大約蝕刻劑源氣體之總流動速率的百分之二十。此 方法亦包括從蝕刻劑源氣體中撞擊出等離子’其中等離子 被用來蝕刻至少部分地穿透含鋁層。 在另一實施例中，本發明係關於一種用來蝕刻層疊之 含鋁層中所選擇之部分的方法，此層疊係配置在基體的上 面，且含鋁層係配置在具有圖案於其上之光阻遮罩的下面 。此方法包括提供電漿處现室，此電漿處理室經由電感性 耦合作用而被組構來形成高密度電漿。此方法也包括使具 有層疊於其上之基體定位在此電漿處理室之內’基體包含 含鋁層及光阻遮罩。此方法更包括使蝕刻劑源氣體流入電 漿處理室內 > 而蝕刻劑源氣體包含HC 1 、C丨2、C〇2 ，而C 0 2的流動速率係小於大約蝕刻劑源氣體之總流動速 率的百分之二十。除此之外，此方祛包括從蝕刻劑源氣體 中撞擊出等離子，其中等離子被用來蝕刻至少部分地穿透 含鋁層。此外，此方法包括在蝕刻期問保持電缆處理室內 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!0X297公釐） / —•I. - J— n - II ' 訂 I n f^i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -8- 經濟部智悲財產局員工消费合作社印製 42邮3 Α7 Β7 五、發明説明（6 ) 之壓力在大約6 m T ◦ r r與1 4 m T 〇 r r之間。 本發明之這些及其他的優點在閱讀下面的詳細說明和 研讀附圖的各種圖形時將會變得明顯。 附圖之簡略說明： 本發明係藉由伴隨之附圖之圖形中的示例來例舉’而 不是加以限制，爲了簡化舉例，附圖並未按照比例來畫’ 而且其中相同的參考數字係指相同的組件。 圖1例舉表示在典型之半導體I c的製作期間所形成 之諸層之層疊的剖面圖。 圖2例舉圖1之層疊在使用c 1 2 / B C 1 3化學物質 來蝕刻含鋁層之後的剖面圖。 圖3例舉圖1之層疊在使用發明的化學物質來飽刻含 鋁層之後的剖面圖，發明的化學物質包括HC丨、含氯源 氣體、及含氧源氣體。 圖4 A懷ΈΠ11Γ例舉當沒有鋁出塊畤汴於光姐蝕刻速 率與氧之流動速率間的關係（被表示成H C 1 / C 1 2 / 〇 2混合物之總流動速率的百分率）。 圖4 Β係以圖形例舉當鋁層被蝕刻時介於鋁蝕刻速率 、光阻蝕刻速率及氧之流動速率間的關係（被表示成 HCl/Cl2/〇2混合物之總流動速率的百分率）。 圖5係對使用本發明所揭示之蝕刻範圍的一個示範性 蝕刻而以圖形例舉當蝕刻穿透含鋁層的同時介於殘餘物與 氧之流動速率間的關係（被表示成H c 1 / c 1 2 /〇2混 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ2.97公釐） .11— 1 .. 斯本.....- 訂*~ 線 {諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -9- 421828 A7 B7 五、發明説明（7) 合物之總流動速率的百分率）。 圖6係對使用本發明所揭示之蝕刻範圍的一個示範性 蝕刻而以圖形例舉當蝕刻穿透含鋁層的同時介於光阻蝕刻 速率與氧之流動速率間的關係（被表示成H c 1 / C i 2 / 〇 2混合物之總流動速率的百分率）。 圖7係對使用本發明所掲示之蝕刻範圍的一個示範性 蝕刻而以圖形例舉當蝕刻穿透含銘.層的同時介於光阻選擇 性與氧之流動速率間的關係（被表示成H C 1 / C 1 2 / 〇 2混合物之總流動速率的百分率）。 圖8係對使用本發明所揭示之蝕刻範圍的一個示範性 蝕刻而以圖形例舉當蝕刻穿透含鋁層的同時介於外形微裝 載與氧之流動速率間的關係（被表示成H C i / C丨2 / 0 2混合物之總流動速率的百分率）。 元件對照表 2 0 層疊 10 0 基體 10 2 氧化物層 104 阻障層 106 含鋁層 108 反反射塗覆（ARC)層 ]_ 1 0 光阻層 2 0 2 側壁 2 0 4 側壁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2[0X297公釐） 1 - 10 - ----J--------- (#先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-=·9 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 4 2 1 82 8 :训 Α7 Β7 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（8) 2 0 6 側壁 較佳實施例之詳細說明： 現在將參照在伴隨之附圖中所例舉的—些實施例來詳 細說明本發明，在下面的說明中，提出很多特別的詳細內 容以便提供對本發明的徹底了解。但是，對於習於此技者 而言’可以實施本發明而不需要部分或所有的這些特別的 詳細內容將會是明顯的。在其他的實例中，眾所皆知之製 程步驟及/或構造並未被詳細說明以便不會不必要的模糊 本發明。 根據本發明的一個觀點 > 藉由使用蝕刻劑源氣體蝕刻 電漿處理室中的基體來使蝕刻穿透含鋁層達最佳化，蝕刻 劑源氣體包括H C . 1 、含氯源氣體、及含氧源氣體。就像 在此所使用的專有名詞，含氯源氣體表示任何諸如例如 C 1 2、C C 1 4等等的含氯氣體（但是不包括H C 1 ), 含氧源氣體可以包括C 0、C 〇 2、Ν Ο X、0 2等等（單 獨或是結合諸如Ν 2、A r或者.最好爲H e或諸如此類的稀 釋劑）。在一較佳實施例中，所使用之蝕刻劑源氣體包括 H c 1 ' C 1 2、及〇 2，而Ο 2流動速率被限制在流入電 漿處理室內之總氣體流動速率的2 〇%以下。在所揭示之 蝕刻參數的範圍中，已經發現當露出之鋁出現時，Os氣體 的添加令人驚訝地使光阻蝕刻速率降低。 因爲光阻遮罩典型上爲有機物 > 並且解離及形成氧等 離子之含氧氣體的添加因此應該加速光阻的燃燒或去除， 本纸張尺度適用中國國家標率（CNS ) Α4規格（2! Ο X 297公釐） / ' -----^-------裝-------訂------線 (諳先閱讀背面之注項再填寫本頁) -11 -

421828 I A7 B7 五、發明説明（q ) / 所以光阻蝕刻速率的降低被說成是令人驚誕的。實際上， 在習知技術中廣泛地使用氧當作在下游光阻剝離製程中所 ------ -. 使用的其中一種源氣體，下游光阻剝離製程亦即被設計來 快速蝕去光阻遮罩的製程。因此，習於此技者將一點也不 會期望含氧氣體的添加會真正地使光阻蝕刻速率降低。 本案發明人也已確定當测試晶圓被僅以光阻來毯覆式 沉積之時（亦即，沒有底層含鋁層），將0 2添加入H c i / c 1. 2混合物中的確會加速光阻蝕刻速率，圖4顯示此所 期望之結果，其中顯示對其上僅具有一層毯覆式沉積之I -線光阻的測試晶圖之光阻蝕刻速率相對於氧的流動速率 的關係（被表示成H C 1 / C 1 2 / 0 2混合物之總流動速 率的百分率）。可以從圖4 Α中看到，在此情況中，增加 氧流動速率即增加光阻蝕刻速率。 但是’實驗數據顯示當含鋁層爲即將被蝕刻之標靶層時· 將所揭示之製程條件視爲一體、增加本發明所揭示之蝕刻 範圍中0 £氣體的流動速率確實使光阻蝕刻速率降低，這可 以在圖4 B的圖表中看到，其中對一個使用本發明之 H C 1 / C 1 2 / 0 3秘方的示範性訕刻描述出鋁蝕刻速率 及光阻蝕刻速率。對圖4 B的示例而言，當氧流動速率高 過轉折點時（在圖4 B的示例中大約爲總流動速率的5 % )’銘蝕刻速率及光阻蝕刻速率如預期般地表現，亦即> 番呂射！刻速率隨著氧流動速率的增加而減小（凼於相對穩定 之A 1 2 0 的形成），而光阻蝕刻速率則隨著氧流動速率 的增加而增加。令人好奇地，當氧流動速率低於轉折點時 本紙張尺反適^^?^標準（〇师>人4規格（2!0\297公釐）一 — / J — 1 J 神衣 訂 I 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 -12- 4^1 82 8 A7 B7 五、發明説明（1〇) 先閱讀背面之注意事項再填寫本I) (在圖4 B的示例中大約爲總流動速率的5 % )，鋁蝕刻 速率及光阻蝕刻速率以完全非預期的方式表現，亦即，在 其中氧流動速率低於轉折點之範圍中，鋁蝕刻速率並未減 小，而光阻蝕刻速率則確實減小。 根據本發明的另一個觀點，雖然並非絕對必要，但是 最好蝕刻源氣體實際上不含B C 1 3，換言之，從鋁蝕刻速 率的觀點來看良好的蝕刻結果，已經使用所揭示之蝕刻範 圍並且沒有B C 1 3的出現，連同〇2的增添來獲得光阻選 擇性、外形微裝載 '微遮罩化殘餘物等等 > 就像在習知技 術C 1 2 / B C 1 3蝕刻的情況中，即使B C 1 3並沒有出 現而使蝕刻特性鈍化，亦是如此。 經濟部智蒽財產局員工消费合作社印製 沒有鋁氧化物殘餘物的出現也是本發明之蝕刻製程的 另一項令人驚訝的發現。一般來講，鋁氧化物爲非常穩定 的化合物。在半導體領域以外，因爲耐用的鋁氧化物塗覆 層塗覆鋁表面並阻止任何進一步的侵蝕，此鋁氧化物塗覆 層被形成於當鋁與周圍環境中的氧反應之時|所以鋁氧化 物讓鋁成分能夠高度地抵抗侵蝕破壞係廣爲人知的。因爲 含氧源氣體被引進蝕刻源氣體混合物之中，所以吾人可以 預期鋁氧化物將會被形成，而且在蝕刻之後會有鋁氧化物 殘餘物殘留在晶圓表面上，此鋁氧化物相對也是非揮發性 的。雖然如此，在此處所揭示的蝕刻範圍中，在蝕刻之後 會有令人驚訝地少的殘餘物，如果有的話，形成在基體表 面上。 在並不能夠完全了解爲何光阻蝕刻速率會在沒有鋁出 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） • / -13 - 經濟部智魅財產局員工消費合作社印製 421828 A7 _B7 五、發明説明（H) 現的情況下增加而當鋁出現時減少的同時，本發明之發明 人在此思索可能可以藉由含氧源氣體之相對低的流_速率 (其限制任何鋁氧化物殘餘物的形成速率）以及夾盤電極 偏壓的適當設定（其控制在蝕刻期間基體表面被撞擊之處 的速率）來解釋鋁氧化物殘餘物之令人驚訝的未出現。藉 由使介於鋁氧化物（以及其他殘餘物）形成的速率與殘餘 物被濺鍍離基體表面之處的速率間達到徹底的平衡，可以 獲得實際上無殘餘物的蝕刻結果。 . 事實上，相信含氧源氣體的流劻速率在鋁蝕刻的成功 方面扮演決定性的角色。爲了避免在蝕刻之後有殘餘物的 出現，含氧源氣體的流動速率最好大約在總蝕刻劑源氣體 流動速率的2 Q % (但不是在0 % )以下1特別是在1 0 % (但不是在〇 % )以下，在大約2 %與4 %之間更好。 圖5到圖8例舉示範性蝕刻的一些蝕刻結果’其中H C 1 / C丨2之混合物及〇 2被用來當作電感性耦合、低壓、高 密度之電漿處理室中的蝕刻劑源氣體。圖5描述一種示範 性秘方之介於剩餘的殘餘物（以任意比例顯示在y軸上） 與氧的流動速率（在X軸上被表示成總流動速率的百分比 )間的關係，可以看到當氧的流動速率增加時，殘餘物顯 注地增加，在一定的流動速率（在圖5的示例中爲4 % ) 以下’殘餘物卻令人驚訝地未出現。圖6描述介於光阻蝕 刻速率（以每分鐘多少埃）與氧的流動速率（再次被表示 成總流動速率的百分比）之間的關係1可以在圖6的示例 中看到，在所顯示的範圍中（例如在圖6的不例中介於大 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X2.97公釐） I.---J-------裝------訂------線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -14- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 12 1 «2 8 A7 ____B7_ 五、發明説明（12) 約2 %與6 %之間），當氧流動速率增加時，光阻蝕刻速 率令人驚訝地減小。 圖7描述介於光阻選擇性（亦即相對於光阻蝕刻速率 的鋁蝕刻速率）與氧的流動速率（再次被表示成總流動速 率的百分比）之間的關係1如同在圖7的示例中顯示，在 圖形的示範性範圍中（亦即介於大約2 %與6 %之間）， 當氧的流動速率增加時，光阻選撣性增加。 圖8描述介於外形微裝載與氧的流動速率（再次被表 示成總流動速率的百分比）之間的關係，如同在圖8的示 例中顯示，在圖形的示範性範圍中（亦即介於大約2 %與 6 %之間），當氧的流動速率增加時，外形微裝載減少。 減少在所揭示之蝕刻範圍中的外形微裝載係本發明之蝕刻 製程的另一項優點。 在一示範性蝕刻中，具有鋁層於其上之2 0 〇毫米（ m m )晶圓被蝕刻於高密度、低壓、電感性耦合之電漿處 理室中，鋁層係在一深的U V光阻遮罩的下面，此U V光 阻遮罩的厚度大約爲8，0 0 0埃，而電漿處理室已知爲 C a 1 i f 〇 r n i a，F r e m ο n t 之 L a m R e s e a 1· c h C 〇 r p.的產品 9 6 Ο Ο P T X。如同在此所使用的條件，高密度係指電 漿密度在大約1 0 1 1離子/立方釐米以上，而低壓係指在 蝕刻期間在電漿室之內的壓力在大約1 0 0 m T 〇 r r以 下。本發明當然並未限定在任何特別類型的光阻材料或晶 圓尺寸，而且考慮本發明可以被實施於其他類型的電漿處 理皮應器中，其包括那些具有較高之壓力及中或低密度電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（2丨Ο X 297公釐）~~ 1 -15- I I ； Ί n I I i I 線 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 2 1828 Α7 Β7 五、發明説明（13) 漿的電漿處理反應器。 -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在前述之9 6 ◦ Ο P T X電漿處理系統中，底部電極 能量可以是在大約8 0瓦與大約3 0 0瓦之間’在大約 1 0 0瓦與大約2 2 0瓦之間更好，在大約1 6 0瓦最好 。如先前所述，因爲底部電極能量控制殘餘物鍍的速率 ，所以底部電極能量是一個決定性參數，考慮可以使此數 値以及在此所揭示之其他數値最佳化以便符合特別的電缆 處理系統、特別的基體尺寸、或特別類型的光阻及/或含 鋁層之耍求，如此之最佳化係在賦予本揭示之習於此技者 的能力範圍內。 頂部電極能量可以是在大約4 0 0瓦與大約 1 ，2 0 0瓦之間，在大約6 0 0瓦與大約1 >〇〇 0瓦 之間更好，在大約8 0 0瓦最好。在蝕刻期間在電漿室之 內的壓力可以是在大約2 m T 〇 r r與大約 2 0 m T o r r之間，在大約8 m T o r r與大約 1 2 m T o r r之間更好，在大約1 0 m T o r r最好。 經濟部智,i財產局員工消費合作社印製 因爲此壓力影響電漿的駐流時間，所以此壓力是一個決定 ^丨生參數。 HC i/含氯源氣體/含氧源氣體（例如HC 1/ C 1 2/〇2)的總流動速率可以是在大約每分鐘5 0標準 立方釐米（s c c m )與3 0 ◦ s c c m之間，迕大約 1 ◦ 0 s c c m與2 0 0 s c c m之間更好，在大約 ].5 0 s c c m最好。含氯源氣體（例如C 1 2 )對H C 1 的比率可以是在大約〇 . 1 : 1與1 〇 : 1之間’在大約 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210 X 297公釐） 4 2 1 82 8 旖 A7 ____ B7 五、發明説明（14) 〇 · 2 5 : 1與4 : 1之間更好，在大約2 : ：l最好。作 爲總流動速率之百分比之含氧源氣體.（例如〇 2 )的流動速 率可以是在大約〇 % (但是不在0 % )與大約2 0 %之間 ，在大約0 % (但是不在0 % )與大約1 〇 %之間更好， 在大約2 %與4 %之間最好。如先前所述，因爲氧流動速 率在所揭示之蝕刻範圍中產生释低光阻蝕刻速率及形成令 人驚訝少的殘餘物（如果有的話）之令人驚訝的結果，所 以氧流動速率是—個決定性參數。.電極溫度可以是在大約 2 ◦ °C與大約8 0 °C之間，在大約4 0 °C與大約6 0 °C之 間更好，在大約5 0 °C最好。 在下面的表1中，顯示使用H C 1 / C 1 2 / 0 2化學 物質之鋁蝕刻的一些示範性蝕刻結果。爲了比較之用，亦 顯示使用類似的製程參數，但使用C 1 / B C 1 3當作蝕刻 劑源氣體所獲得之蝕刻結果，已經調整兩製程而使得實際 上在蝕刻之後沒有殘餘物殘留。 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ297公釐） -----.--_---裝-- (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 製程 Ch/BCh HCI/CI2/O2 鋁蝕刻速率 大約14,000 大約18,000 (埃/分鐘） 光阻蝕刻速率 大約4,4 0 0 大約3,200 (埃/分錙） (對於I-線光阻） 光阻選擇性 3.1:1 5.6:1 外形微裝載 15% 7% -17- 421828 Α7 Β7 五、發明説明（5 ) 根據本發明的另一實施例，蝕刻劑源氣體包括c 1 2/ H c 1 / c 〇 2而c 〇 2代表含氧氣體。已經發現當^ 〇 2 被用來富作在含銘曆之c 1 2 / H c 1 / C 0 2蝕刻中的含 氧氣體時，能夠獲得較寬的製程窗口，亦即’藉由產生良 好的結果而使製程更寬廣，特別是有關殘餘物問題，同時 致使較Μ ^範園的參數。在較佳實施.例中，蝕刻劑源氣體 最好基本上包括前述的C 1 2 / H c 1 / C 0 2成分氣體， 並且實際上沒有B C丨3，或者基本上包括前述的c 1 2 / H C 1 / C 0 2成分氣體以及稀釋劑氣體（諸如ν 2，A r 或者最好是He)，並且實際上沒有BCl3。雖然考慮到 本發明同以被實施於其他類型的電漿處理反應器中，其包 括那些具有較高之壓力及中或低密度電漿的電漿處理反應 器’但是對於此示範性蝕刻而言，使用低壓、高密度 9 6 0 ◦ P T X τ ω電漿處理系統。 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 (請先閱讀背*.之注意Ϋ-項再填寫本頁) 在前述的9 6 Ο Ο Ρ 丁 X τ Μ電漿處理系統中，底部電 極能量可以是在大約5 0瓦與大約3 0 0瓦之間，在大約 5 0瓦與大約2 5 0瓦之間較好，在大約1 〇 〇瓦與大約 2 0 0瓦之問更好，而大約1 5 0瓦爲最佳値。替換或額 外地，吾人可以控制護皮電壓 > 而且護皮電壓可以是在大 約一 8 5伏與大約一 1 4 5伏之間•而大約一1 1 5伏爲 〇 最佳値。因爲底部電極能量及/或護皮電壓（在一起或者 個別）控制殘餘物濺鍍的速率’所以他們是重要的’考慮 可以使這些數値以及在此所揭示之其他數値最佳化以便符 本紙張尺度適用中國國家標準^^^以规格⑺⑽聊公釐）-·^ 4P1 ^2 8 A7 B7 五、發明説明¢6 ) 合之特別的電漿處理系統、特別的基體尺寸、或特別類型 的光阻及/或含鋁層之要求，其與在此所揭示之參數的相 對比値一致。 頂部電極能量可以是在大約3 0 0瓦與大約9 0 0瓦 之間，在大約6 0 0瓦最好。在蝕刻期間在電漿室之內的 壓力可以是在大約6 m T 〇 r r與大約1 4 m T 〇 r r之 間，在大約1 0 m T o r r最好，因·爲此壓力影響電漿的 駐流時間1所以此壓力是一個決定性參數。 H C 1 /含氯源氣體/含氧源氣體（例如H C 1 / C 1 a / 〇 2 )的總流動速率可以是在大約每分鐘5 0標準 立方釐米（s c cm)與300s c cm之間，在大約 1 0 0 s c c m與2 0 0 s c c m之間更好，在大約 1 5 0 s c c m最好。含氯源氣體（例如C 1 2 )對H C 1 的比率可以是在大約0 · 1 : 1與1 0 : 1之間，在大約 0 . 2 5 : 1與4 : 1之間更好 > 在大約2 : 1最好。作 經濟部中央標隼局負工消費合作社印製 爲總流動速率之百分比之含氧源氣體（例如C 0 .2 )的流動 速率可以是在大約0 % (但是不在0 % )與大約5 0 %之 間，在大約0 % (但是不在0 % )與大約2 0 %之間較好 ，在大約1 %與i 2 %之間更好，在大約5 %與7 %之間 又更好，而大約6 %爲最佳中點値。如先前所述，因爲氧 流動速率在所揭示之蝕刻範圍中產生降低光阻蝕刻速率及 形成令人驚訝少的殘餘物（如果有的話）之令人驚訝的結 果，所以氧流動速率最一個決定性參數。電極溫度可以是 在大約2 0 °C與大約8 0 °C之間，在大約4 0 °C與大約 本紙張尺度逋用中國國家標準（€奶>八4規格（2[0父297公釐） ~ -19 - A7 B7 五、發明説明（17) 6 0 °C之間更好，在大約5 Ο T：最好。在一實施例中，室 溫爲大約7 0 °C，連同H e箝位壓力爲大約 1 0 m 丁 〇 r r 〇 當本發明已經從幾個較佳實施例的觀點來作說明的同 時1有替代、置換 '及等效之物，其落在本發明的範圍內 。舉例來講，有可能，事實上係普遍地，將諸如Η e之稀 釋劑添加至含氧源氣體氣流中，如此之混合物或者類似的 混合物係在本發明的範圍之內。如同一進一步示例，雖然 參考電感性耦合電漿處理系統來給定示例，但是期望本發 明之蝕刻技術亦可應用於其他類型的電漿處理系統中（例 如那些爲E C R —系.列，Μ 0 R I —系列，或者二極體一 系列的電漿處理系統）。也應該注意到有許多實施本發明 之方法及裝置的替代方式，因此想要將下面附加之申請專 利範圍解釋成包括所有如此之替代、置換、及等效之物， 其落在本發明的精神及範圍之內。 I . 訂 n 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） ~ 20 -

Claims (1)

1. 4 2 1 82 8 ， 戠 C8 D8 六、申請專利範圍 1 、一種用來蝕刻層疊之含鋁層之所選擇之部分的方 法，該層疊被配置於s體上，該含鋁層被配置在具有圖案 於其上之光阻遮罩的下面，其包括： 提供一電漿處理室； 使具有該層疊於其上之該基體定位於該電漿處理室之 內，該基體包含該含鋁層及該光阻遮罩； 使蝕刻劑源氣體流入該電漿處理室之內，而該蝕刻劑 源氣體包含H C 1 _、含氯源氣體、及含氧源氣體 > 該含氧 源氣體的流動速率係小於大約該蝕刻劑源氣體之總流動速 率的百分之二十； 從該蝕刻劑源氣體中撞擊出等離子，其中該等離子被 用來蝕刻至少部分地穿透該含鋁層。 2、如申請專利範園第1項之方法，其中該蝕刻源氣 體實際上不含B C 1 3。 3 、如申請專利範圍第1項之方法，其中該含氧源氣 體係C 0 2。 4、如申請專利範圍第1項之方法，其中該含氧源氣 體表示C 0 2與稀釋劑氣體的混合物。 5 、如申請專利範園第3項之方法•其中該含氯源氣 體係C 1 2。 6 、如申請專利範園第3項之方法，其中該含氧源氣 體之該流動速率係小於大約該總流動速率的百分之十二。 7、如申請專利範圍第6項之方法，其中該電漿處理 室表示一電感性耦合電漿處理室。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -----^---：--裝--ill--訂------線 (#先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -21 - 4 a 8 2 8 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 8 、如申請專利範園第7項之方法，其中該電漿處理 室更表示一低壓、高密度電漿處理室。 9、如申請專利範圍第7項之方法，其中該電漿具有 至少1 0 11離子/立方釐米的密度。 1 0、如申請專利範圍第8項之方法，其中該含氧源 氣體之該流動速率係在該總流動速率的大約百分之五與大 約百分之七之間。 ‘ 1 1 、一種用來蝕刻層疊之含鋁層之所選擇之部分的 方法，該層疊被配置於基體上，該含鋁層被配置在具有圖 案於其上之光阻遮罩的下面，其包括： 提供一電漿處理室，該電漿處理室經由電感性耦合作 用而被組構來形成高密度電漿； 使具有該層疊於其上之該基體定位於該電漿處理室之 內，該基體包含該含鋁層及該光阻遮罩； 使蝕刻劑源氣體流入該電漿處理室之內，而該蝕刻劑 源氣體包含H C 1 、C 1 2、及C 0 2，該C 0 2的流動速 率係小於大約該蝕刻劑源氣體之總流動速率的百分之二十 、 從該蝕刻劑源氣體中撞擊出等離子1其中該等離子被 用來蝕刻至少部分地穿透該含鋁層；以及 保持該電漿處理室內的壓力在大約6 mTo r r與 1 4 m T o r r之間 > 而同時蝕刻該含鋁層。 1 2 、如申請專利範圍第1 1項之方法，其中該飩刻 源氣體實際上不含B C 1 3。 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210X297公釐） I . I ； J· I ~I 訂 L 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —22 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 421828 μ8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 3 、如申請專利範圍第1 2項之方法，其中設定給 該電漿處理室之頂部能量係在大約3 0 0瓦與大約9 0 0 瓦之間。 1 4、如申請專利範圍第1 2項之方法，其中該C ◦ 2 的流動速率係在大約該總流動速率的百分之一與大約百分 之十二之間。 1 5、如申請專利範圍第1 4項之方法，其中該壓力 係在大約6 m T 〇 . r r與1 4 m，T 〇 r r之間。 1 6 、如申請專利範園第1 5項之方法 > 其中該電漿 具有至少1 0 1 1離子/立方釐米的密度。 1 7、一種用來蝕刻層疊之含鋁層之所選擇之部分的 方法，該層疊被配置於基體上，該含鋁層被配置在具有圖 案於其上之光阻遮罩的下面，其包括： 提供一電漿處理室； 使具有該層疊於其上之該基體定位於該電漿處理室之 內，該基體包含該含鋁層及該光阻遮罩；' 使蝕刻劑源氣體流入該電漿處理室之內•而該蝕刻劑 源氣體包含H C 1 、含氯源氣體、及0 2氣體，該含氧源氣 體的流動速率係小於大約該蝕刻劑源氣體之總流動速率的 百分之二十； 從該蝕刻劑源氣體中撞擊出等離子，其中該等離子被 用來蝕刻至少部分地穿透該含鋁層。 1 8、如申請專利範園第1 7項之方法，其中該蝕刻 源氣體實際上不含B C 1 3。 本紙張又度逋用中國國家標隼（CNS) Α4規格（210Χ29"?公釐） -----^--；--t-—^----訂·------ii (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -23 - ABCD 421828 六、申請專利範圍 1 9 、如申請專利範圍第1 7項或第1 8項之方法· 其中該蝕刻源氣體表示一種基本上包含HC1 、含氯源氣 體、及0 2氣體的蝕刻源氣體 > 或者一種基本上包含H C 1 、含氯源氣體、0 2及稀釋劑氣體的蝕刻源氣體。 2 0 、如申請專利範圍第1 7 .項或第1 8項之方法， 其中該含氯源氣體係C 1 2。 2 1 、如申請專利範圍第1 7項或第1 8項之方法， 其中該0 2之流動速率係小於大約該總流動速率的百分之十 <3 2 2 、如申請專利範園第1 7項或第1 8項之方法， 其中該0 2之流動速率係小於大約該總流動速率的百分之十 ，且其中該電漿處理室表示一電感性耦合電漿處理室。 2 3 、如申請專利範園第1 7項或第1 8項之方法， 其中該0 2之流動速率係小於大約該總流動速率的百分之十 ，且其中該電漿處理室表示一電感性耦合之低壓、高密度 電漿處理室。 2 4、如申請專利範圍第1 7項或第1 8項之方法， 其中該0 2之流動速率係在該總流動速率的大約百分之二與 大約百分之四之間。 25 、如申請專利範園第17項或第18項之方法， 其中該0 2之流動速率係在該總流動速率的大約百分之二與 大約百分之四之間，且其中該電漿處理室表示一電感性耦 合之低壓、高密度電漿處理室。 本紙張尺度適用中國國家操準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -----Μ--„--^--：----訂------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消骨合作社印製 -24 -