TW538479B - Methods and apparatus for selective plasma etch - Google Patents

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Helen H Zhu
George A Mueller
Thomas D Nguyen
Lumin Li
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Description

538479 Λ7 B7 五、發明説明（1 ) 發明領域= 本發明關於半導體積體電路（I C)之製造。更明白 地說，本發明關係於改良方法及設備，用以製造具有高寬 高比特性及高選擇性之半導體裝置。 發明背景= 於半導體I C製造中，例如元件電晶體之裝置係被形 成在一半導體晶圓基板上，該基板典型係爲矽作成。於製 程中，各種材料係沉積在不同層上，以建立一想要之I C 。典型地，包含作成圖型金屬化線，多晶矽電晶體閘極等 之導體層係藉由介電質材料（例如二氧化矽，BP SG， PSG，TEOS等）而彼此絕緣。因爲半導體I C係被 製作爲多層結構，有需求以內連線來連接被作成圖案於另 一層I C特性與另一層之I C特性。爲了完成這些內連線 ，通孔係典型地經由介電材料向下蝕刻至一下層之I C特 性。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 一旦通孔被蝕刻，通孔係被塡滿以一導電材料（例如 鎢，鋁等）以建立導電“介層”於下層及後續沉積及圖型 I - 化金屬層之間。於其他例子中，通孔係被蝕刻向下至一下 層多晶矽電晶體閘或矽晶圓擴散區域。一旦這些通孔被蝕 刻，通孔係被導電地塡滿，以形成於下層裝置及後續沉積 及圖型金屬層間之電“接觸”。 爲了容易討論，第1 A圖示出一半導體晶圓1 0之剖 面視圖，晶圓1 0具有各種沉積及蝕刻層。如所示，一包 -4- --------έ—, # * (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 538479 Λ7 _B7______ 五、發明説明（2 ) 含閘極氧化層2 0，多晶矽閘2 2，間隔層2 4及擴散區 域1 2之電晶體裝置係形成於該半導體晶圓1 0之表面。 一般而言，一旦電晶體之元件被形成，一介電質層16係 沉櫝至一合適厚度於該裝置上及該半導體裝置1 0上。如 上所述，通孔典型地需要被向下蝕刻至多晶矽閘2 2及擴 散區域1 2，使得適當電內連線可以被完成。於傳統通孔 蝕刻技術中，一光阻層1 8係被施加並然後被作成圖案， 以外露出通孔將生成之區域。 一旦光組層1 8被作成圖案，一氟化碳氣體（例如 CF4/CHF3)之組合係被用以蝕刻穿過介電質層1 6 。不幸地，這些氟化碳之組合化學界必須忍受，因爲，當 蝕刻具有高寬高比之小特性時，它們具有較差之蝕刻步階 性特徵。爲了克服這些蝕刻步階事項，氧或一氧化碳係用 以加至電漿氣體中。然而，當氧氣被加入，大量之光阻層 1 8係被除去以及下層之一部份也被除去。 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，當過量之光阻層1 8被除去時，由PRi至 P R2之厚度降低可能於通孔蝕刻操作時發生。當大量光阻 層1 8損失後，經常就困難達成良好之臨界尺寸（CD) 控制。於一些例子中，當介電質層相當厚時，光阻層1 8 可能完全被消耗，即使是通孔1 4已經完整形成之前。 雖然，共同使用CxFy/CO電漿蝕刻化學較CxFy /〇2電漿化學消耗較少之光阻，但已經發現其於蝕刻操作 間，產生過量之有毒副產物。當然，降低對環境之破壞一 直是半導體產業之想要現象。因此，當負面環境製程化學 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐〉 -5- 538479 A7 B?^____ 五、發明説明（3 ) 物被使用時，淸洗及拋棄成本同時增加。 因此，傳統電漿蝕刻化學展現很差之選擇性，因爲大 量之光阻層1 8及在通孔下之諸層（例如多晶矽，矽，金 屬等）是過量地蝕刻，當通孔係蝕刻穿過介電質層1 6時 。如上所述及於第1 A圖所示，當通孔1 4 a被蝕刻時， 同時，剛好之蝕刻被完成於通孔1 4 b時，過量之多晶矽 材料可以由多晶矽閘2 2除去。 爲了克服這問題，較厚光阻1 8被使用，以確保合適 當之光阻材料保持於介電質層1 6之保護區域上。增加光 阻層1 8厚度之問題是通孔之寬高比增加。例如，當通孔 之寬度保持不變時，高度增加，則寬高比（即寬高比=高 /寬）將必須增加。不幸地，當較佳選擇性配合至增加之 寬高比時，經常是很難於具有愈來愈小尺寸之半導體裝置 中，完成良好臨界尺寸（C D )控制。 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，由於微影工具之限制，對於小特性應用，一較 厚之光阻層1 8並不實際。這是因爲對於愈小之特性，用 於微影工具之曝光之波長必須較短，以完全較佳之解析度 。然而，較短之波長使得其必須有較淺之對焦深度。因爲 接觸及通孔於大小上持續減小，以及光阻層之厚度愈來愈 小，這將更加複雜。 由以上觀之，所需要的是改良之方法及設備，用來完 成高選擇性而不會使經介電材料之蝕刻操作慢下來。 發明目的及槪述z 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 - 538479 A7 ____B7 _ 五、發明説明（4 ) 本發明滿足這些需求，藉由提供一改良之蝕刻化學， 用以選擇性地蝕刻經過一光阻罩介電質層之選定區域。該 改良選擇性有利地完成具有高寬高比之通孔及接觸孔之電 漿蝕刻，同時除去較少之光阻，及基層材料。應可以了解 本發明可以以各種方式加以實行，包含成爲一製程，一設 備，一系統，一裝置及一方法。本發明之幾個發明實施例 係說明如下。 於一實施例中，一種用以於一電獎處理室內，融刻一 晶圓之介電質層之選定部份之方法被揭示。該方法包含引 入一蝕刻劑源氣體至電漿處理室，其基本上包含CxFy氣 體及氮氣。該方法更包含敲擊來自蝕刻劑氣體源之電漿處 理室中之電漿。該方法另包含蝕刻至少部份以電漿穿過該 介電質層。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 於另一實施例中，一種用以改良至光阻層及基層材料 之介電質層選擇性之方法被揭示。該方法是執行於一電漿 處理室中，及光阻層被塗覆於介電質層上。該方法包含引 入一蝕刻劑氣體源至電漿處理室，其基本上包含CxFy氣 體及氮氣。該方法更包含敲擊來自蝕刻劑氣體源之電漿處 i ^ 理室中之電漿。該方法另包含以電漿蝕刻至少介電質層之 一部份，以穿過一在介電質層下之基層。 於另一實施例之中，一種用以改良一介電質層至一光 阻層之選擇性之方法被揭示。該方法被執行於一電漿處理 室中，以及，光阻層係被塗覆於介電質層上。該方法包含 引入一蝕刻氣體源進入電漿處理室中。該蝕刻氣體係由包 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 7 538479 Λ7 __B7____ 五、發明説明（5 ) 含一 C2F6氣體，C4F8氣體或C3F6氣體及一氮氣及 氬氣之群組中選出。該方法更包含衝擊於電漿處理室中之 來自蝕刻氣體源之電漿。該方法另包含經過該介電質層以 電漿向下蝕刻一高寬高比通孔，至一在介電質層下之基板 〇 較佳地，本發明之實質改良光阻選擇性使得可使用實 質較薄之光阻遮罩以及非等向性蝕刻具有高寬比之通孔， 同時保持良好臨界尺寸（CD)控制成爲可能。於另一實 施例中，本發明化學之高選擇性有利地使精確蝕刻穿過各 種深度之介電質層而不會過量地除去在介電質層下之材料 成爲可能。本發明之這些及其他優點將讀取以下之詳細說 明及圖式而變得更明顯。 圖式簡單說明= 本發明之其他優點可以藉由參考以下之詳細說明配合上附 圖而變得更易了解。 經濟部中央標準局員工消費合作社印衷 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1 A圖爲具有各種傳統沉積及蝕刻層之半導體晶圓之剖 面圖。 第1 B圖爲依據本發明之一實施例之具有一處理室之電漿 蝕刻系統之示意圖。 第2圖爲一半導體晶圓之剖面圖，其展現出一依據本發明 之實施例蝕刻穿過一介電質層之例示選擇性。 第3圖爲一半導體晶圓之剖面圖，其具有一依據本發明之 一實施例之穿過一介電質層之選擇蝕刻接觸孔。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8 - 538479 Λ7 _ B7 五、發明説明（6 ) 第4圖爲一半導體晶圓之另一剖面圖，其具有一依據本發 明之一實施例之穿過介電質層之選擇性蝕刻自對準 通孔。 第5圖爲一流程圖，描述出用以執行依據本發明之一實施 例之高選擇性電漿蝕刻操作之較佳方法操作。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖號對照說明= 1 0 半 導 體 晶 圓 1 2 擴散區域 1 4 通 孔 1 6 介電質層 1 8 光 阻 層 2 0 閘極氧化層 2 2 多 晶 矽 閘 2 4 間隔層 1 0 〇 電 漿 蝕刻 系 統 1 0 1 處理室 1 〇 2 底 電 極 1 0 4 上電極 1 0 6 晶 圓 1 0 8 石英侷限環 1 1 0 輸 入 氣 體 化 學物 1 12 R F匹配網路 1 1 4 射 頻 源 1 1 6 地端 1 2 0 積 體 電 路晶 片 1 2 2 泵網路 1 2 4 V A T 閥 1 2 6 牽引泵 2 0 0 半 導 體 晶 圓 2 0 2 二氧化矽層 2 0 4 多 晶 矽 層 2 0 6 矽化鈦層 2 0 8 介 電 質 層 2 1 0 光阻層 3 0 2 閘 極 氧 化 層 3 0 4 多晶矽閘 3 0 6 間 隔 層 3 1 0 擴散區域 3 2 0 接 觸 孔 4 0 2 氮化砂層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9- 538479 Λ7 B? 五、發明説明（7 ) 420 自對準接觸 發明詳細說明： 一種用以改良蝕刻化學，以選擇性地蝕刻穿過一光阻 遮罩介電質層之選定區域之發明係加以說明。於以下之說 明中，各種之特定細節已經加以說明，以提供對本發明之 全盤了解。然而，明顯地，熟習於本技藝者可知本發明可 以在不利用部份或全部細節下加以實施。於其他實施例中 ，習知之處理步驟並未詳細說明，而不會不必要地限制本 發明。 第1 B圖示出一依據本發明之實施例之電漿蝕刻系統 100，其包含一處理室101。處理101大致包含底 電極102及一上電極104，其同時作動爲一噴氣器， 用以允許輸入氣體化學品1 1 0進入處理室1 0 1 ，於底 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 極1 0 2及上電極1 0 4間之一位置。一般說來，上電極 104包含一石英侷限環108，其包圍一邊緣，該邊緣 是在上電極1 0 4之下。以此方式’石英侷限環1 〇 8是 直接放在晶圓1 0 6上，該晶圓係放置在底電極1 〇 2 ( i * 即夾盤）之上。 處理室1 0 1因此創建一雙頻平行板處理配置，其中 ，一第一射頻（RF )源1 0 4 a係經由一 RF匹配網路 1 1 2 a連接至上電極1 04。同樣地，底電極1 〇 2係 經由一第二RF匹配網路112b連接至一第二rf源 1 14b。再者，每一 RF源1 14a及1 14b於一端 -10- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 538479 A7 B7 五、發明説明（8 ) 係連接至地端1 1 6。 於操作中，處理室1 0 1可以經由一高導泵網路 1 2 2排出處理氣體，該網路連接至一 VAT閥1 2 4。 VAT閥1 2 4然後連接至一牽引泵1 2 6，其協助導通 處理氣體至一合適儲存單元（未示出）。於一實施例中， 晶圓1 0 6係受到若干之處理操作，包含執行於處理室 1 01中之高選擇性蝕刻，其使得多數半導體晶粒製造成 爲可能。半導體晶粒順序地被封裝，以產生多數封裝之積 體電路晶片。於一實施例中，處理室1 〇 1可以是一 L am硏究虹4 5 2 0 XL處理室，其可以由美國加州佛 蒙之蘭姆硏究公司購得。當然，其他合適安排之處理室也 可以用以完成本發明之高選擇性蝕刻操作。 藉由例示，本發明可以被實施於若干其他合適安排之 處理室中，其經由電容耦合平行電極板，電子迴旋振盪（ E CR)微波電漿源，及電壓器耦合電漿（TC P )傳送 能量至電漿。於其他系統間之E C R及T C P電漿處理系 統是可由美國加州佛蒙之蘭姆硏究公司購得。其他合適之 處理室之例子包含一電感電漿源（IPS)，一解耦合電 漿源（DPS)及一偶極子環磁鐵（DRM) 。IPS及 D P S電漿處理系統係可由加州聖塔卡拉之應用材料公司 購得。D RM源電漿處理設備可由日本之東京電子有限公 司購得。 第2圖是一半導體晶圓2 0 0之剖面圖’其展現若干 依據本發明之一實施例之製造層。如所示，一二氧化矽（ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------1ΦΙ— » · (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 538479 A7 ____B7_ 五、發明説明（9 ) S i O2)層2 0 2係首先熱成長於半導體晶圓2 0 0之表 面上。雖然二氧化矽層2 〇 2之厚度改變，但一較佳厚度 約1 0 0 0埃。再者，一具有一例示性厚度約3 0 0 0埃 之多晶矽2 0 4係沉積於二氧化矽層2 0 2之上。一旦多 晶矽層2 0 4係沉積至一合適厚度，一矽化鈦（T i S i 2 )層2 0 4係形成至一約1 〇 〇 〇埃之厚度。 一介電質層2 0 8係然後沉積於矽化鈦層2 0 6上至 約5 0 0 0埃至約2 0 〇 〇 〇埃之厚度或更大。於一實施 例中，介電質層2 0 8材料可以是若干已知摻雜或未摻雜 ，其係被共同用於半導體裝置之圖案導電層間之絕緣層。 藉由例示，介電質層208可以是二氧化矽（S i〇2)層 ，一硼磷矽玻璃（B P SG)層，一原矽酸四乙酯（ T E 0 S )，磷矽玻璃（PSG)層等。一旦，介電質層 2 0 8已經被沉積至一合適厚度，一阻層2 1 0係旋塗至 一約5 0 0 0埃至約1 0 〇 〇 〇埃之厚度。 再者，光阻層2 1 〇係於一微影製程中作選擇曝光， 其實行一網版步進機，用以作出光阻層2 1 〇之圖案。在 曝光顯影後，一圖案光阻層2 1 0將保留，使得蝕刻將發 生向下之未被光阻層2 1 〇所覆蓋之區域。於此例子中， 當一選擇電漿蝕刻操作係依本發明加以執行時，光阻層 2 1 0係被作出圖案，使得一通孔可以被蝕刻經過該介電 質層2 0 8。 蝕刻操作係較佳地執行於第1 B圖之電漿蝕刻系統 1 0 0之中，同時，利用描述於第1 A至1 C圖間之發明 --------!#—1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
*1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公瘦） -12- 538479
7 B 五、發明説明（10 ) 化學物。於此實施例中，發明化學物係較佳爲一CxFy/ N2/A r混合物，其中X範圍由1至4之間，y範圍由1 至8之間。另外，氬（A I·)較佳係被用作爲一用於發明 化學氣體之稀釋劑，使得對於表A至C之例子中’ A r之 流速是於約0至4 0 0 s c c m之間’較佳地’於1 0 0 至300 s c cm之間，最好是約200 s c cm。雖然 ，以下所提供之參數較佳係相關於一 8吋晶圓之製造’但 是其他大小及尺寸也可適用，例如使用於製造半導體裝置 其平板顯示器，也可以由發明之蝕刻化學製程而完成改良 之選擇性。
表A 例示触刻化學 C2F6/N2/Ar 範圍 上功率（瓦） 底功率 流速（seem) 壓力 溫度 (瓦） 毫托耳 °C 適當範 500-1500 1000- 2-20 10-100 15-100 -20· 圍 2500 C2F6 N2 50 較佳範 700-1200 1500- 4-10 20-70 20-60 15-40 圍 2200 C2F6 N2 最佳範 900 2000 6 30 30 30 圍 C2F6 N2 經濟部中央標準局員工消费合作社印装 如於表A中所示，一較佳化學物是C2F6/N2/ A γ ，其中最佳蝕刻程序包含調整上功率於約9 0 0瓦， 底功率約2000瓦’ C2F6之流速約6 s c cm，氮之 -13- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 538479
A B 五、發明説明（11 ) 流速約30 s c cm ’壓力是約30毫托耳，以及，溫度 是於3 0 〇C。 表B 例示蝕刻化學 C4Fs/N2/Ar 範圍 上功率（瓦） 底功率 (瓦） 流速（seem) 壓力 毫托耳 溫度 °C 適當範 500-1500 1000- 2-15 10-150 15-100 •20- 圍 2500 C4F8 N2 50 較佳範 700-1200 1500- 3-8 20-70 20-60 15-40 圍 2200 C4F8 N2 最佳範 900 2000 6 60 25 30 圍 C4F8 N2 (請先閲t*·背面之注意事項再填寫本頁) 如於表B中所示，一較佳化學物是C4F8/N2/ 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裂 A γ，其中最佳蝕刻程序包含調整上功率於約9 0 0瓦， 底功率約2000瓦，C4F8之流速約6 sc cm，氮之 流速約60 s c cm，壓力是約30毫托耳，以及，溫度 是於3 0 °C。 -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 538479 A7 B7 五、發明説明（彳2 ) 表C 例示蝕刻化學 C3F6/N2/Ar 範圍 上功率（瓦） 底功率 流速（seem) 壓力 溫度 (瓦） 毫托耳 °C 適當範 500-1500 1000- 2-15 10-100 15-100 -20- 圍 2500 C3F6 N2 50 較佳範 700-1200 1500- 3-8 20-70 20-60 15-40 圍 2200 C3F6 N2 最佳範 900 2000 5 40 30 30 圍 C3F6 N2 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 如於表C中所示，一較佳化學物是C3F6/N2/ A r ，其中最佳蝕刻程序包含調整上功率於約9 0 0瓦， 底功率約2000瓦，CsFe之流速約5 s c cm，氮之 流速約30 s c cm，壓力是約30毫托耳，以及，溫度 是於3 0 0C。 藉由實施上述較佳化學物成爲於第1B圖中之輸入氣 體化學物1 1 0，可得到一實際改良蝕刻操作，該操作展 4 i 現一於光阻層2 1 0及介電質層2 0 8間之高選擇性。換 句話說，對於“介電質層”至“光阻層”，完成了於約7 :1至約10 : 1之較佳蝕刻比率。因此，介電質層可以 蝕刻至1 0倍快於光阻層2 1 0。 以此實際改良之選擇性看來，於通孔及接觸孔之蝕刻 中所常見之具有高寬高比（例如R24 )之裝置，可以被 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 538479 A 7 B7 五、發明説明（13 ) 蝕刻以具有優良之臨界尺寸（CD )控制。於第2圖之例 子中，本發明之上述化學物同時相對於在介電質層2 0 8 下之基層提供一改良選擇性。因此，當通孔2 2 0被蝕刻 向下穿過介電質層2 0 8時，實質上除去較少之下層矽化 鈦層2 0 6。雖然，一矽化鈦層2 0 6已經被用作在介電 質層2 0 8下之例示層，但本發明之化學物同時也高敏感 於其他在介電質層2 0 8下之材料。例如，此等材料可以 包含氮化鈦（TiN)，矽化鎢（WSi2)，氮化矽（ S i N )，多晶矽，矽及金屬化物包含鋁/銅混合物。 第3圖是一半導體晶圓2 0 0之剖面圖，晶圓具有一 半導體裝置依據本發明之一實施例製造於其上。於此例子 中，一蝕刻操作同時較佳地形成於第1 B圖之電漿蝕刻系 統1 0 0之中，利用本發明於表A至C中所述之化學物。 所不之半導體裝置具有一阐氧化層3 0 2，一多晶砂鬧 3 04，間隔層306.，及擴散區3 10。沉積於該半導 體裝置上的是一介電質層2 0 8，其可以被沉積至一約 5000埃至約20000埃之厚度。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装 一旦介電質層2 0 8被沉積至一適當厚度，一光阻層 2 1 0係被旋塗並作出圖案在介電質層2 0 8之表面上。 如上所述，光阻層2 1 0係較佳應用至約5 0 0 0埃至 1 0000埃間之厚度。在光阻層2 1 0被作出圖案以外 露出接觸孔下至多晶矽閛3 0 4及擴散區域3 1 0被定義 之區域，半導體晶圓2 0 0係被放置入電漿蝕刻系統 1 0 0於底電極1 0 2之上。再者，發明蝕刻化學物係應 -16- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 538479
7 7 A B 五、發明説明（14 ) 用至該室，及壓力及溫度在供電電漿蝕刻系統1 0 0之前 即已穩定。如同於上述例子中所示，蝕刻操作係高選擇性 操作，並選擇光阻層210，下層多晶矽閘304及擴散 區域3 1 0。 於此方式，向下導引至多晶矽閘3 0 4及擴散區域 3 1 0之接觸孔3 2 0 a將被形成，而不會過量蝕刻多晶 矽閘3 0 4，或過量蝕刻光阻層2 1 0。以下之表D例示 出所完成之於介電質層2 0 8及若干典型在介電質層 2 0 8下之例示材料間之改良蝕刻選擇性。
表D 材料 用於介電至材料 之選擇性範圍 用於介電至材料 近似選擇性 矽化鈦 20:1 至 100:1 40:1 矽化鎢 20:1 至 100:1 40:1 多晶矽 20:1 至 100:1 50:1 矽（摻雜/未摻雜） 20:1 至 100:1 50:1 氮化鈦 20:1 至 100:1 40:1 氮化矽 10:1 至 40:1 20:1 鋁/銅 20:1 至 100:1 50:1 經濟部中央標準局員工消費合作社印褽 (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 因爲，介電質層至光阻層之改良選擇性被完成’所以 現在有可能於裝置中較深之接觸/通孔，同時有利地保留 足夠之光阻用於C D控制。因此，發明化學物提供一用於 高寬高比應用之解答。另外，因爲本發明之化學物相較於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17- 538479 A7 B7 五、發明説明（15 ) 傳統單氧化碳基礎之化學物（例如CxFy/CO化學物） 係爲無毒，所以蝕刻操作可以更具有環保槪念。 第4圖是一半導體2 0 0之另一剖面圖，半導體 2 〇 〇具有一半導體裝置依據本發明之一實施例製造於其 上。於此例子中，一自對準接觸（SAC)孔42 0係蝕 刻下至一氮化矽（S i 3N4)層402。於此例子中，氮 化矽層4 0 2較佳地使用已知C VD處理形成。一旦氮化 矽層4 0 2形成於半導體裝置上，介電質層2 0 8係沉積 至一合適之厚度約於500埃至20000埃之間。如同 於先前之例子中，一範圍由約5 0 0 0埃至1 0 0 0 0埃 之光阻層2 1 0係被施加至介電質層2 0 8之上。光阻層 2 0 8係然後被作出圖案，以外露出通孔4 2 0將最後被 蝕刻之區域。 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在光阻層2 1 0被作出圖案後，半導體晶圓2 0 0係 被放置入電漿蝕刻系統1 0 0之中並受到選擇蝕刻化學物 。因此，SAC孔420係定義穿過208下至氮化矽層 4 0 2，而不會過量地除去矽化鈦並防止除去過量之光阻 層 2 1 0。 έi 第5圖是一流程圖5 0 0，描述用以依據本發明之一 實施例之高選擇性蝕刻操作之較佳方法操作。該方法開始 於操作5 0 2，其中提供有一具有被指明用以蝕刻之一層 之半導體晶圓。較佳地，被指用以鈾刻之一層是一介電質 層，其被沉積至一合適厚度，範圍約5 0 0 0埃至約 2 0 0 0 0埃之間。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐） _ 538479 A7 B? 五、發明説明（16 ) 然後，該方法進行至一操作504，其中一光阻罩係 被施加至一指定層上，以定義蝕刻位置。如上所述，光阻 罩較佳被作出圖案以定義在蝕刻操作後被形成之通孔，接 點，自對準接觸或溝渠之位置。一旦光阻罩被施加於步驟 504中，方法進行至一步驟506，其中半導體晶圓係 放置入電漿處理室。再者，發明氣體化學物被施加入電漿 處理室並允許穩定至一合適溫度及壓力。於一實施例之中 ，壓力係穩室於約1 5至1 0 0毫托耳，溫度係穩定於 1 0 至 5 0 °C。 一旦電漿處理室被穩定方法將進行至步驟5 1 0，其 中電漿處理室之電極被供電至如表A至C所述之功率位準 。例如，相關於電極1 0 4之上功率較佳係被供電至約 5 0 0至1 5 0 0瓦之間。有關於底電極1 0 2之底電力 較佳被供電至約1 0 0 0瓦至2 5 0 0瓦之間。 經濟部中央標準局員工消费合作社印装 (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) 一旦通電，該方法進行至步驟5 12，其中例示於第 2至4圖之選擇蝕刻係執行穿過指定於步驟5 0 2中之層 。一旦蝕刻完成，方法進行至步驟514，其中傳統之後 蝕刻處理係被執行。此後，完成之晶圓可以被切割成晶粒 ，然後，被作成I C晶片。所得之I C晶片，例如於第 1 B圖之I C晶片2 2 0，可以倂入於一例如已知之商用 或消費者電子裝置中，包含數位電腦。一旦封裝完成，方 法即完成。 雖然，本發明已經以幾項較佳實施例加以說明，其中 各種之修改，替換及等效係落於本發明之範圍內。應注意 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） -19- 538479 A7 B7 五、發明説明（17 ) 的是有很多方法執行本發明之方法及設備。因此’以下之 申請專利範圍係用以解釋包含所之修改，替換及等效係落 於本發明之精神及範圍之中。 (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

  1. 538479 A8 B8 C8 D8 f
    六、申請專利範圍 附件A: 第87 1 1 2650號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國91年12月18日修正 1·一種於電漿處理室中改良介電層對光阻層及對基層選 定擇性的方法，其中該光阻層係塗覆於該介電層上，該方法包 含步驟： 將一蝕刻劑源氣體引入該電漿處理室中，該蝕刻源氣體 係由包含C2F6氣體、C4f8氣體及C3F6氣體及N2氣體構成之 群組中選出； 由鈾刻劑源氣體碰撞於電漿處理室中之電漿； 以該電漿蝕刻該介電層之至少部份並穿過至介電層下 方的基質； 當由導孔洞及接觸孔洞群組構成之洞係經由穿過介電 層加以界定，而未過量去除光阻層或基層時，造成了介電層對 光阻層產生至少約（7 :1)之蝕刻率選擇性。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之改良介電層對光阻層及 對基層選擇性的方法，更包含步驟： 以每分鐘10至150標準立方公分（sccm)之流速流入n2 氣體。 3.如申請專利範圍第1項所述之改良介電層對光阻層 及對基層選擇性的方法，更包含步驟： 以每分約2至12標準立方公分（sccm)的流速流入 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21(^297公着） -- • * (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、?Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 538479 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 C2F6氣體。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之改良介電層對光阻層 及對基層選擇性的方法，更包含步驟： 以每分約2至1〇標準立方公分（sccm)的流速流入 C4F8氣體。 5·如申請專利範圍第1項所述之改良介電層對光阻層 及對基層選擇性的方法，更包含步驟： 以每分約2至1〇標準立方公分（SCCm)的流速流入 C3F6氣體。 6.如申請專利範圍第2項所述之改良介電層對光阻層及 對基層選擇性的方法，更包含步驟： 流入氬（Αι·)氣體以每分鐘〇至400標準立方公分（seem) 之流速進入電漿處理室中。 7 ·如申請專利範圍第6項所述之改良介電層對光粗層. 及對基層選擇性的方法，其中該在介電層下方之基層係由矽 化鈦（TiSi2)層、氮化鈦（TiN)層、矽化鎢（WSi2)層、矽層、 多晶矽層、氮化矽（Si3N4)層及一鋁/銅（Al/Cu)層構成之群組 中所選出。 8.如申請專利範圍第7項所述之改良介電層對光阻層 及對基層選擇性的方法，更包含以下步驟之一： 對介電層對矽化鈦層，產生至少約（40:1 )之蝕刻率選擇 性； 對介電層對矽化鎢層，產生至少約（40:1 )之蝕刻率選擇 性； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -2 - ^ 訂 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 538479 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 __ 六、申請專利範圍 對介電層對矽層，產生至少約（50:1 )之鈾刻率選擇性； 對介電層對多晶矽層，產生至少約（50:1)之蝕刻率選擇 性； 對介電層對氮化矽層，產生至少約（20M )之鈾刻率選擇 性；及 對介電層對鋁/銅層，產生至少約（50:1)之蝕刻率選擇 性。 9. 一種在電漿處理室中改良介電層對光阻層及對基層 選擇性的方法，其中該光阻層係塗覆於該介電層上，該方法包 含步驟： 將一蝕刻源氣體引入該電漿處理室中，該蝕刻氣體係由 C2F6氣體、C4F8氣體或C3F6氣體、及N2氣體及一 Ar氣 體所構成之群組選出； 由蝕刻源氣體碰撞在電漿處理室中之電漿； 以電漿下加至介電層下的基層，而蝕刻穿過介電層中之 高深寬比導孔，並對介電層對光阻層，產生至少約（7 :1 )的蝕 刻率選擇性。 10. 如申請專利範圍第9項所述之改良介電層對光阻層 及對基層選擇性的方法，更包含選擇以下之一氣體流速步驟： 以每分約2至12標準立方公分（seem)的流速流入 C 2 F 6氣體； 以每分約2至8標準立方公分（seem)的流速流入C4F8 氣體；及 以每分約2至10標準立方公分（seem)的流速流入 本#^尺度適用中國國家標準（〇叫人4胁（210\297公嫠) "' ----------- * * (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 538479 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 C 3 F 6氣體。 1 1 .如申請專利範圍第1 0項所述之改良介電層對光阻 層及對基層選擇性的方法，更包含步驟： 以每分約10至100標準立方公分（seem)的流速流入 N2氣體。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項所述之改良介電層對光阻 層及對基層選擇性的方法，更包含步驟： 以每分約〇至400標準立方公分（seem)的流速將氬（Ar) 氣體流入電漿處理室中。 · (請先聞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 -4- 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
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