发明名称 介电层之选择性蚀刻制程
摘要 本发明系提供一种用来蚀刻一介电结构的方法,此介电结构包含:(a)一层未掺杂之氧化矽或掺杂氟之氧化矽;与(b)一层掺杂碳氢之氧化矽。此介电结构系以包含氮原子与氟原子之电浆源气体于一电浆蚀刻步骤中进行蚀刻。在一实施例中,电浆源气体包含一具有一或多个氮原子与一或多个氟原子(例如NF3)的气体。在另一实施例中,电浆源气体包含:(a)一气体,其系具有一或多个氮原子(例如N2);与(b)一气体,其系具有一或多个氟原子(例如碳氟化合物气体,如CF4)。在此蚀刻步骤中,相较于未掺杂之氧化矽层或掺杂氟之氧化矽层而言,掺杂碳氢之氧化矽层系优先被蚀刻。本发明方法可实施于诸如双层镶嵌结构之类的介电结构中。
申请公布号 TWI295820 申请公布日期 2008.04.11
申请号 TW091134898 申请日期 2002.11.29
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 谢章麟;袁杰;陈晖;索多洛斯帕纳葛波洛斯;叶雁
分类号 H01L21/306(2006.01) 主分类号 H01L21/306(2006.01)
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路148号11楼
主权项 1.一种蚀刻一介电结构的方法,至少包含: 提供一介电结构,其至少包含(a)未掺杂之氧化矽或 掺杂氟之氧化矽的一第一介电层;以及(b)掺杂碳氢 之氧化矽的一第二介电层,该第二介电层系设置于 该第一介电层上方;以及 进行一电浆蚀刻以蚀刻该介电结构,其中该电浆蚀 刻包括使用包含有氮原子与氟原子之一电浆源气 体,其中该第二介电层系相对于该第一介电层而选 择性地于该电浆蚀刻中被蚀刻,且其中该电浆蚀刻 系避免在该第一介电层及该第二介电层之间置入 一蚀刻终止层之需求。 2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之电 浆源气体包含一气体物种,该气体物种包含一或多 个氮原子与一或多个氟原子。 3.如申请专利范围第2项所述之方法,其中上述之气 体物种系为三氟化氮(NF3)。 4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之电 浆源气体包含(a)一包含一或多个氮原子之气体物 种;以及(b)一包含一或多个氟原子之气体物种。 5.如申请专利范围第4项所述之方法,其中上述之电 浆源气体包含一氮气(N2)与一碳氟化合物( Fluorocarbon)气体。 6.如申请专利范围第5项所述之方法,其中上述之碳 氟化合物气体系为四氟化碳(CF4)。 7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之第 一介电层系为一未掺杂之二氧化矽(Silicon Dioxide) 层。 8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之第 一介电层系为一氟化矽玻璃(Fluorinated Silica Glass) 层。 9.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之电 浆蚀刻提供一第二介电层:第一介电层之选择比( selectivity)为2.5:1或更大。 10.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之 电浆蚀刻提供一第二介电层:第一介电层之选择比 为3:1或更大。 11.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之 电浆蚀刻系于一磁性辅助反应性离子蚀刻系统( Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching System)中实施。 12.一种在一双层镶崁(dual damascene)结构中蚀刻一沟 渠的方法,其中该方法至少包含: 提供一双层镶崁结构,该结构至少包含(a)一底层( Underlying Layer);(b)未掺杂之氧化矽或掺杂氟之氧化 矽的一介层孔介电层,系覆盖于该底层之上方;(c) 掺杂碳氢之氧化矽的一沟渠介电层,系覆盖于该介 层孔介电层之上方;以及(d)一图案化之光罩层,系 覆盖于该沟渠介电层之上方;以及 藉由电浆蚀刻而透过该图案化之光罩层上的复数 个开口而在该沟渠介电层中蚀刻一或多个沟渠,直 到该介层孔介电层之一上表面之一部分暴露出,其 中该电浆蚀刻包括利用一包含有氮原子与氟原子 之电浆源气体,且其中该沟渠介电层系相对于该介 层孔介电层而选择性地于该电浆蚀刻中被蚀刻。 13.如申请专利范围第12项所述之方法,其中上述之 双层镶嵌结构包含一延伸介层孔,其延伸穿过该沟 渠介电层与该介层孔介电层。 14.如申请专利范围第12项所述之方法,其中上述之 电浆源气体包含一气体物种,该气体物种包含至少 一氮原子与至少一氟原子。 15.如申请专利范围第14项所述之方法,其中上述之 气体物种系为三氟化氮(NF3)。 16.如申请专利范围第12项所述之方法,其中上述之 电浆源气体包含(a)一包含一或多个氮原子之气体 物种;以及(b)一包含一或多个氟原子之气体物种。 17.如申请专利范围第16项所述之方法,其中上述之 电浆源气体包含一氮气(N2)与一碳氟化合物( Fluorocarbon)气体。 18.如申请专利范围第12项所述之方法,其中上述之 介层孔介电层系为一未掺杂之二氧化矽(Silicon Dioxide)层。 19.如申请专利范围第12项所述之方法,其中上述之 介层孔介电层系为一氟化矽玻璃(Fluorinated Silica Glass)层。 20.如申请专利范围第12项所述之方法,其中上述之 电浆蚀刻提供一沟渠介电层:介层孔介电层之选择 比为3:1或更大。 21.如申请专利范围第12项所述之方法,其中上述之 电浆蚀刻系于一磁性辅助反应性离子蚀刻系统( Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching System)中实施。 22.如申请专利范围第1项所述之方法,其中掺杂碳 氢之氧化矽的该第二介电层系利用一电浆辅助化 学气相沉积制程来形成。 23.如申请专利范围第12项所述之方法,其中掺杂碳 氢之氧化矽的该沟渠介电层系利用一电浆辅助化 学气相沉积制程来形成。 图式简单说明: 第1A-1F图系为习知的双层镶嵌制程之部分剖面示 意图; 第2A-2B图系为本发明之一实施例之蚀刻制程之之 部分剖面示意图;以及 第3A-3H图系为本发明之一实施例之双层镶嵌制程 之部分剖面示意图。
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