TW468224B - Techniques for etching a low capacitance dielectric layer - Google Patents

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Ian J Morey
Susan Ellingboe
Janet M Flanner
Christine M Janowiak
John Lang
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Description

46822 d A7 _____B7__ 五、發明說明（1 ) 相關申請案交互參考 本申請案是接續自19 98年8月17日提出申請之美國專利 申請案 09/135,419，名稱爲 nTECHIQUES FOR ETCHING A LOW CAPACITANCE DIELECTRIC LAYER ON A SUBSTRATE"，該申請案的揭示歹丨j入本文參考。本申請案也 參考1999年5月5日提出申請的美國臨時申請案60/1 32,645， 名稱爲"TECHIQUES FOR ETCHING A LOW CAPACITANCE DIELECTRIC LAYER" ’該甲請案的揭示也歹[J人本文參考。 發明背景 本發明與半導體積體電路（IC's)的製造有關。更明確地 說，本發明與增進製造1C期間蝕刻穿過包括低電容介質層 之1C層堆疊的技術有關。 在某些半導體積體電路的製造中，有時需要使用低介 電常數（低-K)的材料做爲介電層的材料，以降低裝置的電容 ，以增進它們的電氣性能°如同所有的介電層，典型上需 要蝕刻介電層形成貫穿的孔道或溝，以穿過它與金屬形成 互連。以下描述穿過低電容介電層形成孔/溝的方法。 爲於便於討論，圖1的圖示說明層堆疊100，它包括光 阻層102、硬遮罩層丨04、低電容介電層106、及止蝕層108, 例如是雙鑲嵌法所使用的止蝕層，典型上是由適當的止蝕 材料構成，例如TiN、SiN、TEOS等。低電容介電層1〇6是 有機的低-K材料層，例如Dow Chemical的SILK、Allied Signal 的 Flare、Dow Chemical 的 BCB、Novellus 的 本紙張尺度適ϋ國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 7IZ " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----訂-------丨 - 4-6 B22 4 A7 _B7___ 五、發明說明（2 )
Parylene等。蝕刻的化學藥品也可蝕刻非低-K材料，如光 阻的有機膜。 在低電容介電層106上是硬遮罩層104，典型上是由SiN 、SiON(矽氧氮化物）或TEOS等構成。硬遮罩層104是一遮 罩層，使用它來在低電容介電層106中蝕刻貫穿的孔道/溝。 使用硬遮罩層是因爲在蝕刻低電容介電層1 06的有機低-K材 料時，光阻通常不是有效的遮罩材料。這是因爲光阻材料 與有機的低-K材料具有化學特性相同的傾向，具有所使用 之蝕刻化學藥劑相同的傾向，及/或具有相同蝕刻率的傾向 。爲在硬遮罩層104上製作圖案，提供光阻層102。光阻層 10 2例如是一層深UV或習用的光阻材料》 在圖2中，使用習知的光學製版法在光阻層102上製作 圖案。對光阻層丨02製作圖案以產生直達硬遮罩層104的開 口 202，以便接下來使用硬遮罩蝕刻法蝕刻硬遮罩層丨04。 在圖3中，使用硬遮罩蝕刻法延伸開口 202貫穿硬遮罩 層丨04。硬遮罩層104例如是TE0S層，硬遮罩蝕刻法是在電 漿處理反應器中進行，使用適合蝕刻TE0S的化學藥品，如 Ar/C4Fs/C2FW〇2，或習用的 TE0S 蝕劑。 在圖4中，開始蝕刻低電容介電層丨06。蝕刻低電容介 電層106典型上也是在電漿處理反應器中進行。蝕刻低電容 介電層106典型上是使用含氧的氣體（例如〇2、CO、C〇2等） 。典型上使用％做爲稀釋劑，加到用來蝕刻低電容介電材 料的氣體蝕劑中。爲簡化後文中的解釋，典型上，在蝕刻 的化學藥劑中會加入例如氟碳化物之類的鈍化劑。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5 - (請先閒讀背面之注意事項再填寫本頁) --裝 ----訂----------------^o. 468224 A7 _______B7_ 五、發明說明（3 ) 如所習知，使用氧類蝕劑蝕刻低電容介電層丨〇6傾向於 各向同性的蝕刻，致使開口 202的側壁彎曲，而非保持所要 的垂直側壁。圖5說明在蝕刻低電容介電層106時，由於各 向同性的蝕刻使得側壁彎曲。如果爲補償整個晶.圓蝕刻不 均勻而過蝕|此彎曲效應將更加惡化。此彎曲效應使得對 輪廓的控制劣化，例如，導致形成凹角的輪廓，此輪廓的 角度大於90度，並導致後續的處理步驟（如塡充金屬）困難。 爲保持輪廓的控制並避免前述的側壁彎曲問題，除了 含氧氣體外，在習知技術中典型上還使用氟碳化物，例如 C4FS、C2HF5、CH2F2或之類的鈍化劑。不過，雖然添加氟碳 化物之類的鈍.化劑有助於保持垂直的側壁輪廓，但它傾向 先蝕刻光阻，接著是硬遮罩，當蝕刻進行到低電容介電層 106時，它必然使開口 202加大。 蝕刻低電容介電層106所使用的氧類蝕劑也會侵蝕光阻 層102中的光阻材料。因此，當蝕刻低電容介電層106時， 光阻層102的厚度也會變薄=由於氧類蝕劑是各向同性地侵 蝕光阻材料，孔道/溝之區域402及404的光阻遮罩經常被蝕 離。當圖4所示區域402及404的光阻材料被氧類蝕劑磨耗而 被蝕離時，硬遮罩層104的TEOS硬遮罩材料就暴露於爲鈍 化所添加的氟碳化物蝕劑之下。由於氟碳化物是TEOS的蝕 劑，在區域408及410所暴露出的硬遮罩材料也隨著時間而 被蝕離，致使硬遮罩層104的開口加大。硬遮罩層104的開 口加大，必然使低電容介電層106中要被蝕刻的孔道/溝加大 。於是，孔道/溝的關鍵尺寸不復存在或被破壞。結果如圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6 - (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) Γ·裝 ------—訂-----I ---终-· d6B22 4 A7 __B7 _ 五、發明說明（4 ) 6所示》其中，所得到之孔道/溝的截面要大於所需，圖中 的寬度（w)指示所要的截面。 使用氟碳化物添加物也會使低電容介電層的蝕刻窗口 變窄。如果在蝕劑中添加的氟碳化物太多1低電容介電層 的蝕刻速率會大幅降低，最後蝕刻完全停止。結果添加的 氟碳化物太少，其鈍化就不足以保持所要的垂直側壁輪廓 〇 由於上述，吾人需要一種增進的技術，它能蝕刻貫穿 低電容介電層，同時能保持輪廓的控制，保有所得.到之孔 道/溝的關鍵尺寸，並保持高蝕刻速率。 發明槪述 本發明與在電漿處理室中蝕刻低電容介電層的方法有 關。該方法使用的蝕劑包括在電漿處理室中的氮氣、氧氣 及碳氫化合物。本發明在蝕刻低電容介電層時不僅鈾刻速 率快，且能保持輪廓控制|並保有所得到之開口 (例如孔道/ 溝）的關鍵尺寸。 在一實施例中，本發明與在電漿處理室中蝕刻低電容 介電層的方法有關。低電容介電層配置在基底上之硬遮罩 層的下方。該方法的蝕劑包括流入電漿處理室中的氮氣、 氧氣及碳氫化合物。接著從蝕劑產生電漿。本方法也包括 使用電漿透過硬遮罩層中的開口蝕刻低電容介電層。 按照另一實施例，蝕劑還包括含氟碳化物的氣體。含 氟碳化物的氣體可以有效地蝕刻含矽的低-K介電層。還有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -7- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —裝------II 訂.！ ----!产" 46 82 2 4 A7 Γ___ _Β7_____ 五、發明說明（5 ) 另一實施例，電漿處理室是感應式的電漿處理室。在又一 實施例中，電漿處理室是電容式的電漿處理室。 以下將配合附圖更詳細描述本發明的這些及其它特徵 0 圖式簡蓖說明' 圖示的例子是用於說明本發明而非限制本發明’在所 附的圖式中，並非按比例繪製以簡化圖示，相同的参考編 號代表相同的元件，其中： 圖1是典型習知的1C層堆疊。 圖2是對圖1之習知1C層堆疊中的光阻層製作圖案之後 9 圖3是對圖1之習知1C層堆疊中的硬遮罩層製作圖案之 後。 圖4是開始蝕刻低電容介電層’且發生光阻的蝕離。 圖5說明當使用習知的蝕劑蝕刻低電容介電層時，在孔 道的側壁可能發生彎曲。 圖6說明當使用習知的蝕劑蝕刻低電容介電層時，孔道 側壁的關鍵尺寸可能劣化。 圖7說明使用本發明之實施例蝕刻低電容介電層的典型 孔道。 圖8是說明TCP™9丨OOTX電漿反應器的槪圖，是適合實 施本發明的電漿反應器之一。 圖9是說明4520XLE電漿反應器的槪圖，是適合實施本 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> Ί— 裝-----丨—訂---- 46 822 4 A7 _B7__五、發明說明) 發明的電漿反應器之一。 圖1 0是按照本發明一實施例操作所發明之低電容介電 層蝕刻的流程圖。 主要元件對照 100 層堆疊 102 光阻層 104 硬遮罩層 106 低電容介電層 108 止蝕層 402 蝕離區域 404 蝕離區域 702 孔道/溝 704 側壁 802 電漿處理室 804 介質窗口 806 電極 808 RF產生器 810 氣體分配板 812 晶圓 814 卡盤 816 RF產生器 818 抽氣口 902 電漿處理室 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Γ I ·—------訂---------. 本紙張尺度適用十國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9- d6 822 4 A7 B7 五、發明說明Γ ) 904 間隙驅動器 906 頂電極 908 RF產生器 910 限制環 912 晶圓 914 卡盤. 916 RF產生器 發明詳細描沭 現將參考數個實施例並配合附圖詳細描述本發明。在 以下的描述中，爲提供對本發明徹底的瞭解，將說明很多 特定細節。不過，熟悉此方面技術之人士應瞭解，不使用 這特定細節也可以實施本發明。在其它的例中，爲避免不 必要的細節干擾本發明，不再對習知的處理步驟及/或結構 詳細描述。 按照本發明的一態樣，在電漿反應器中使用包括碳氫 化合物的蝕劑蝕刻低電容介電層中的有機低電容介電材料 。在一實施例中，蝕劑是N2、〇2及。在蝕劑中可加入 少量含氟碳化物的氣體做爲特定用途，例如蝕刻含矽的低 電容介電層。 在1998年8月17日提出申請之共同出讓的美國專利申請 案 09/1 35,4 1 9，名稱爲"TECHIQUES F〇R ETCHING A LOW CAPACITANCE DIELECTRIC LAYER 〇N A SUBSTRATE"中進 一步描述發明的N2/H2蝕劑，倂入本文參考。蝕劑無法 本紙張尺度適用帽國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝
---—訂---I ο 46 822 4 A7 ______B7 _ 五、發明說明（8 ) 獲得所要良好垂直輪廓及關鍵尺寸（CD)的控制，且蝕刻速 率慢。此外’如果需要過蝕以補償整個晶圓的蝕刻不均勻 ，使用N2/H2蝕劑對所蝕刻的開口會有些許的彎曲效應。本 發明含N2/〇2/CtHy之蝕劑的優點是提供所要求之垂直輪廓及 關鍵尺寸控制，且蝕刻速率快，例如，蝕刻速率在2000埃/ 分-8000埃/分之間，以在5000埃/分-8000埃/分之間爲佳，同 時可避免不欲見之側壁彎曲、關鍵尺寸喪失、輪廓控制喪 失、或蝕刻速率慢等特徵，經由例示，使用其它的蝕劑也 能獲得相同的蝕刻結果。 本發明之含Ni/Ch/CxH,的蝕劑可用來蝕刻與圖1所示層 堆疊中之低電容介電層相同的低電容介電層。蝕刻法開始 時與圖1 -4中所示的方法部分非常相同，層堆疊包括光阻層 、硬遮罩層、低電容介電層及止蝕層。以習知製作圖案的 方法對光阻層製作圖案以形成開口，接著以硬遮罩蝕刻法 延伸開口貫穿硬遮罩層。接著，使用本發明含的 蝕劑蝕刻貫穿低電容介電層。 使用氧類蝕刻貫穿低電容介電層同時也會侵蝕覆蓋的 光阻層。因此，光阻層的厚度會隨著蝕刻貫穿低電容介電 層的進行而變薄。由於氧類是各向同性地侵蝕光阻材料， 因此，在孔道/溝區域內的光阻罩也會被蝕離，甚至在蝕刻 到止蝕層時會被完全去除。在某些應用中這是想要的效果 ，它要求在蝕刻期間也能將去除光阻。在本發明.之含 N2/Ch/CxHy的蝕劑中，使用碳氫化合物（如C2H4或CH,)做爲 鈍化劑。本發明的蝕劑中使用碳氫化合物成分取代習知技 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -11 - (請先閲讀背面之沒$項再填窝本頁) .r-裝--------訂i o 46 822 4 A7 ___B7__ 五、發明說明（9 ) 術中所使用的氟碳化物來鈍化蝕刻開口的側壁，它使蝕刻 低電容介電層之各向同性的分量減至最小。使用碳氫化合 物消除硬遮罩蝕刻中的化學成分，只留下物理濺射成分。 雖然光阻及後續硬遮罩仍會發生刻面，除了光阻的蝕離， 氟不存在於用來飩刻低電容介電層的化學氣體中，大幅減 少了刻面效應。因此，光阻及硬遮罩較少的刻面，表示蝕 劑中的碳氫化合物成分提供了適當的鈍化，保持了所要的 關鍵尺寸及垂直的側壁輪廓。結果，所蝕刻出的開口不會 放大，關鍵尺寸得以控制 圖7顯示使用本發明之含N2/〇2/C,H,的蝕劑蝕刻低電容 介電層106所得到典型的孔道/溝702。由於側壁704被蝕劑中 的碳氫化合物成分鈍化，垂直的輪廓得以保持，即使光阻 層被完全去除且硬遮罩丨04部分被蝕耗，仍可得到所要的關 鍵尺寸。 本發明.希望低電容介電層的触刻技術能在任何適用的 電漿反應器內進行，包括電容式的反應器及感應式低壓高 密度（例如>109ion/cm3)的反應器。在較佳實施例中，本發明 是在感應耦合的電漿反應器中進行，例如TCP™9100TX電 a .Ji 漿反應器，可從Lam Research Corporation獲得。圖8是 〇 I TCP™9100TX電漿反應器的簡單槪圖，包括一電漿處理室 才 | 802 =介質窗口 804配置在電極806之下，做爲電漿進入電漿 .y 處理室802的介質窗口，可以與電極806感應耦合。電極806 ^ 是RF感應源，在圖8中是以一線圏實施。RF產生器808經 ζ ; 由一匹配網絡（習用的匹配網絡，爲簡化圖示，在圖8中未 \ 本紙張尺度適用中國囷家標i(CNS)A4規格<210 X 297公釐） 「12 - " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨骏 ----訂----- ο. 46 822 4 A7 __B7_____ 五、發明說明（10 ) 顯示）激勵電極806。在實施例中，RF產生器808的RF頻率 爲13.5 6MHz，其它適合的RF頻率也可以使用。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在處理室802內，還配置一氣體分配置板810，最好具 有複數個孔以將氣體源材料（例如蝕劑）釋放到氣體分配板 8 10與晶圓8 12間的RF-感應電漿區。氣體源材料也可從構建 於反應室本身之壁上的氣孔釋出。晶圓812被送入處理室 802並放置在卡盤814上，卡盤也做爲第二電極，由RF產生 器816偏壓（典型上也是經由匹配網絡）。在本實施例中，RF 產生器816的RF頻率大約4MHz |其它適合的RF頻率也可 以使用。晶圓812固定在卡盤814上的方法很多，可以使用· 習用的機械夾技術，或使用靜電力夾。 冷卻用的氦氣在壓力下從卡盤8 14與晶圓8 12間引入， 做爲熱傳輸的媒體，以精確地控制處理期間的晶圓溫度， 以確保均勻且重現的蝕刻結果。在電漿蝕刻期間，最好經 由抽氣口 8 1 8抽氣，以保持處理室8 02內的壓力低壓，在低-K介電質蝕刻期間，例如保持在大約1毫托到大約30毫托之 間。 可實施本發明的另一較佳實施例是電容式的電漿處理 反應器，例如4520XLE電漿反應器，也是從Lam Research Corporation獲得。圖9說明4520XLE電漿反應器的簡單槪圖 ，包括一電漿處理室902-間隙驅動器904配置在頂電極906 的上方。在圖9的例中，頂電極906是以矽電極實施。頂電 極906由RF產生器908經由一匹配網絡激勵（習用的匹配網絡 ，爲簡化圖示，在圖9中未顯示）。在實施例中’ RF.產生器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13- A7
46 822 A •_____B7 五、發明說明（11 ) 90 8的RF頻率爲27MHz，其它適合的RF頻率也可以使用。 在處理室902內，配置一限制環910，將氣體源材料（例 如蝕劑）內產生的電漿，限制在頂電極906與晶圓9 1 2間的 RF-感應電漿區內。氣體經由頂電極906進入處理室902。氣 體源材料也是從孔中釋出，釋氣孔可構建在反應室本身的 壁上，或從靜電卡盤914的四周釋出。晶圓912送入處理室 902，放置在卡盤914上，卡盤也做爲第二電極，由RF產生 器916偏壓（典型上也是經由匹配網絡）。在本實施例中，RF 產生器916的RF頻率大約2MHz，其它適合的RF頻率也可 以使用。晶圓912固定在卡盤914上的方法很多，可以使用 習用的機械夾技術，或使用靜電力夾。在電漿蝕刻期間， 處理室902內的壓力最好保持在大約10毫托到.大約300毫托 之間。 圖10說明按照本發明之實施例之低電容介電層蝕刻法 1000的操作流程圖。在步驟1 002，使用習用的光阻圖案製 作法在光阻遮罩上製作圖案。在步驟1 004，使用先前產生 的光阻遮罩在硬遮罩層上製作硬遮罩圖案。易言之，步驟 1004在硬遮罩中所蝕刻的開口即是要成形在低電容介電層 上的開口。如本文所使用的名詞，在低電容介電層中的開 口是在低電容介電層中所飩刻出的特徵，包括溝與孔道。 在步驟1006、1008及1010，低電容介電層被蝕刻。蝕刻 低電容介電層可以在另一個電漿處理室中進行，或在同一 個電漿處理室（即蝕刻硬遮罩所使用的電漿處理室）進行更佳 。在步驟1006，含N^/Ch/CxfL·的蝕劑流入電漿處理室。含 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 -14 - 46 822 4 A7 ______B7 _ 五、發明說明（12 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
Ns/Ch/C^Hy的蝕劑可以選擇性地包括氟碳化物，如已扒或 C4Fs，用來蝕刻包含矽的低電容介電層，如苯—環-丁烯 (BCB)材料。在步驟1〇〇8，從含NJCh/C^H,的蝕劑中產生電 漿。在步驟丨010，從含N2/〇2/C*Hy之蝕劑中所產生的電漿， 通過硬遮罩中的開口，蝕刻低電容介電層中的低電容介電 材料。在步驟1010將低電容介電層蝕穿後，低電容介電質 蝕刻法1000結束。不過，在大多數的例中，可以使用過蝕 步驟’以補償整個晶圓的任何蝕刻不均勻。之後，使用習 用的處理操作繼續在蝕刻過的晶圓上完成積體電路.。 在一實例中，所要蝕刻的晶圓爲200毫米的晶圓，其上 有低電容介電材料FLARE 2.0，在TEOS所構成的硬遮罩下 方。低電容介電層的厚度大約7500埃，硬遮罩的厚度大約 2000埃。光阻遮罩是深UV的光阻遮罩，雖然任何類型的光 阻材料都可以使用。所要蝕刻的開口截面大約0.3微米。低 電容介電層的蝕刻是在高密度、低壓力的感應耦合電隳處 理反應器中進行，例如TCP™9100TX，可從加州Fremont的 Lam Research Corporation獲得。熟悉此方面技術之人士應 瞭解，以下實例所提供的參數可以等比調整及/或修改，以 適合蝕刻不同尺寸的基底*或依照特定電漿反應器的要求 〇 在上述的TCP™9100TX電漿處理系統中，電漿處理室 中的壓力在大約1毫托到大約30毫托之間，在大約5毫托到 大約20毫托之間較佳，以大約10毫托最佳。頂電極的的功 率大約700瓦到大約2200瓦之間，大約1200瓦到大約2000瓦 _____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -15- 46 822 4 A7 _____B7 _ 五、發明說明（13 ) 之間較佳，大約1 800瓦最佳=底電極的功率大約50瓦到大 約500瓦之間，大約1〇〇瓦到大約400瓦之間較佳，大約3〇〇瓦 最佳。 在TCP™9100TX電漿處理系統中使用本實例，氮氣的 流量大約25sccm到大約150sccm之間，大約50sccm到大約 lOOsccm之間較佳，大約50sccm最佳。氧氣的流量大約 5sccm到大約75sccm之間，大約lOsccm到大約50sccm之間 較佳，大約25sccm最佳。CMiy的流量大約lsccm到大約 50sccm之間，大約5sccm到大約30sccm之間較佳，大約 15seem最佳。當蝕刻含矽的低電容介電層（如BCB)時，在含 N2/〇2/C,Hy的蝕劑中也可加入少量的氟碳化物氣體（例如 <5sccm) 1例如可添加CrFe或C4F8。 低電容介電層也可在電容式的電漿處理反應器中進行 ，例如 4250XLE，可從加州 Fremont 的 Lam Research Corporation獲得。在上述的4250XLE電漿處理系統中，電 漿處理室中的壓力在大約10毫托到大約300毫托之間，在大 約30毫托到大約200毫托之間較佳，以大約100毫托最佳。 頂電極的的功率大約0瓦到大約2000瓦之間，大約200瓦到 大約800瓦之間較佳，大約500瓦最佳。底電極的功率大約0 瓦到大約2000瓦之間，大約200瓦到大約800瓦之間較佳， 大約500瓦最佳。 在4250XLE電漿處理系統中，氮氣的流量大約Osccm到 大約lOOOseem之間，大約50sccm到大約600sccm之間較佳， 大約500sccm最佳。氧氣的流量大約5sccm到大約500sccm之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ----訂---------^.\.- .ί 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16 - 46 B224 A7 ________B7__ 五、發明說明（14 ) (靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 間，大約5 s c.cm到大約5 0s cc m之間較佳，大約1 8 s c cm最佳 。（:《^的流量大約Osccm到大約500sccm之間，大約Osccm 到大約50sccm較佳，大約18sccm最佳。當蝕刻含矽的低電 容介電層（如BCB)時，在含Ni/Ch/C^iL·的蝕劑中也可加入少 量的氟碳化物氣體（例如<5sccm)，例如或。 以百分比表示時，氮氣佔總流量的百分比大約50%到大 約95%之間，在例示的鈾刻法中，大約93.3%。氧氣佔總流 量的百分比大約2%到大約40%之間，在例示的蝕刻法中， 大約3.3% 6 C*Hy佔總流量的百分比大約2%到大約40%之間 ，在例示的蝕刻法中，大約3.3%。如前所述，當蝕刻含矽 的低電容介電層（如BCB)時，含氟碳化物的氣體也可添加到 含N2/〇2/C»Hy的蝕劑中，例如C2FS或C-F8，當以百分比表示 時，C*Fy佔總流量的百分比大約0.05%。 據信，在蝕劑中的碳氫化合物相對於氧增加時，對增 進輪廓的控制，比僅改變氧流量更有貢獻。C,Hy : 〇2的比 例在大約1 : 9 9到大約2 : 1之間，以大約2 : 3到大約3 : 2之 間更佳。在例示的蝕刻中，蝕劑中d : 〇2的比例大約3 : 2可得到最佳的蝕刻效果。 從前述中可瞭解，本發明的低電容介電質的蝕刻使用 含N2/〇2/己的蝕劑，有利於鈍化側壁以保持實質上的垂直 輪廓，並有利於高準度的關鍵尺寸控制，即使是在高蝕刻 速率時。，由於增進之含NWOa/CxH,的蝕劑中的碳氫化合物 成分使側壁鈍化，允許蝕刻的開口保持實質的垂直輪廓， 並有利於高準度的關鍵尺寸控制。將碳氫化合物添加到本 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ，17- 468224 A7 ---------B7______ 五、發明說明（15 ) 發明的蝕劑’可補償含氧成分之各向同性的蝕刻品質。 雖然本發明是以數個較佳實施例描述，但它們的變更 、互換及相等物都在本發明的範圍。須瞭解，可從不同的 途徑實施本發明的方法及設備。因此，以下所附申請專利 範圍要被解釋成包括所有這類變更、互換及相等物，都在 本發明的精神與範圍。 18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公Μ )

Claims (1)

  1. 468224 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 i· 一種在電漿處理室中蝕刻低電容介電層的方法，該 低電容介電層配置在基底上之硬遮罩層的下方，該方法包 括： 包括氮氣、氧氣及碳氫化合物的蝕劑流入該電漿處理 室中； 從該蝕劑中產生電漿：以及 使用該電漿通過該硬遮罩層上的開口蝕刻貫穿該低電 容介電層。 2 .如申請專利範圍第1項的方法，其中該碳氫化合物是 C2H4 = 3 ·如申請專利範圍第1項的方法，其中該碳氫化合物是 CHU。 4. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該硬遮罩層是由 TEOS構成。 5. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該電漿處理室是 一低壓、高密度的電漿處理室。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6. 如申請專利範圍第1項的方法，.其中該電漿處理室是 感應耦合的電漿處理室。 7. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該電漿處理室是 電容式的電漿處理室。 8. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該氮氣流量佔總 流量的百分比在大約50%到大約95 %之間。 9. 如申請專利範圍第〖項的方法，其中該氧氣流量佔總 流量的百分比在大約5%到大約40%之間。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 46 82 24 as B8 C8 D8 六、申請專利範圍 10.如申請專利範圍第1項的方法，其中該碳氫化合物的 流量佔總流量的百分比在大約2%到大約40%之間。 请 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 再， f 本 I 1 1.如申請專利範圍第1項的方法，其中該碳氫化合物與 該氧氣在蝕劑中所佔的百分比在大約2 :丨到大約1 : 99之間 〇 12. 如申請專利範圍第6項的方法，其中該電漿處理室是 一感應耦合的電漿處理室，且 其中該電漿處理室內的壓力保持在I毫托到30毫托之間 〇 13. 如申請專利範圍第6項的方法，其中該電漿處理室是 一電容式的電漿處理室，且 其中該電漿處理室內的壓力保持在10毫托到300毫托之 間β 1 4.如申請專利範圍第1項的方法，其中該硬遮罩層配置 在光阻層下方。 15·如申請專利範圍第1項的方法，其中該蝕劑進一步包 括氟碳化物。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 16.如申請專利範圍第15項的方法，其中該低電容介電 層是由含砂的低介電材料構成。 17種在電漿處理室中触刻低電容介電層的方法，該 低電容介電層配置在基底上之硬遮罩層下方，該方法包括 蝕刻該硬遮罩層以在該硬遮罩層中形成開□; 包括氧氣及碳氫化合物的蝕劑流入該電漿處理室中； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20- d 6 82 2 4- A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 從該蝕劑中產生電漿；以及 使用該電漿通過該硬遮罩層上的開口蝕刻貫穿該低電 容介電層，在蝕刻該低電容介電層期間，該蝕劑鈍化該開 口的側壁，以得到實質垂直的輪廓。 18. 如申請專利範圍第17項的方法，其中該蝕劑進一步 包括氮氣。 19. 如申請專利範圍第17項的方法，其中蝕刻該硬遮罩 層與蝕刻該低電容介電層是在同一個處理室中進行。 20. —種在電漿處理室中蝕刻低電容介電層的方法，該 低電容介電層配置在基底上之硬遮罩層下方，該硬遮罩層 配置在一光阻遮罩的下方，該方法包括： 在該光阻遮罩中製作開口的圖案； 使用該光阻遮罩中的該開口對該硬遮罩層製作圖案： 包括氮氣、氧氣及碳氫化合物的蝕劑流入該電漿處理 室中； 從該蝕劑中產生電漿：以及 使用該電漿通過該硬遮罩層上的開口蝕刻貫穿該低電 容介電層。 2 1.如申請專利範圍第20項的方法，其中該光阻遮罩在 蝕刻期間被去除。 22. 如申請專利範圍第20項的方法，其中該蝕劑進一步 包括氟碳化物。 23. 如申請專利範圍第20項的方法，其中該碳氫化合物 爲C2H4及CH4其中之一。 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公嫠） '1裝-- (請先閲讀背面之注意事項1寫本頁) ,ιτ· ·>, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -21 - 46 8224 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 24. 如申請專利範圍第20項的方法，其中該先阻遮罩在 蝕刻前被去除。 25. 如申請專利範圍第20項的方法，其中該電漿處理室 是感應耦合電漿處理室及電容式電漿處理室其中之一。 26. 如申請專利範圍第20項的方法，其中該碳氫化合物 與該氧氣在蝕劑中所佔的百分比在大約2 : i到大約I : 9 9之 間。 ---------VI 裝-- (請先閲讀背面之注意事項^^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率（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22-
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