发明名称 氟化有机矽酸盐层
摘要 本发明所揭露者为一种使用氟化有机矽酸盐层制备积体电路的方法,其中该氟化有机矽酸盐层的形成系以将一氟化有机矽酸盐化合物与一氧化气体之混合气体施以外加电场的方式达成。该氟化有机矽酸盐层能与积体电路制造过程相容,并可作为一硬式罩幕(hard mask)。在另一制作过程中,该氟化有机矽酸盐层可成为一镶嵌(damascence)结构之一部分。
申请公布号 TWI249586 申请公布日期 2006.02.21
申请号 TW090114485 申请日期 2001.06.28
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 麦克巴恩斯;希肯姆萨德;宏塞恩盖叶;法哈德摩加丹
分类号 C23C16/30;H01L21/312 主分类号 C23C16/30
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 1.一种用将一有机矽酸盐层沈积于一基材上之方 法,该方法至少包含下列步骤: 放置一基材于一沉积室中; 提供一混合气体于该沉积室中,其中该混合气体至 少包含一氟化有机矽酸盐化合物与一氧化气体;及 对该沉积室中之混合气体施以外加电场,以在该基 材上形成一氟化有机矽酸盐层,其中该氟化有机矽 酸盐层的一般化学式为SixOyCzFw,其中x为17~35,y为38~ 55,z为3~8,而w为4~12。 2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该氟化有 机矽酸盐化合物的一般化学式为SiCaFbHc其中a为1~4, b为3~12,而c为0~3。 3.如申请专利范围第2项所述之方法,其中该氟化有 机矽酸盐化合物系由氟化甲基矽烷(SiCF3F9H)、二氟 化甲基矽烷(SiC2F6H2)、三氟化甲基矽烷(SiC3F9H)、四 氟化甲基矽烷(SiC4F12)或上述物质所组成的群组中 选出。 4.如申请专利范围第1项所述方法,其中该氧化气体 系由氧化亚氮(N2O)、氧气(O2)、一氧化碳(CO)、二氧 化碳(CO2)、氮气(N2)或上述气体所组成的群组中选 出。 5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中对该沉积 室中之混合气体施以外加电场的步骤系加以射频 电源的方式为之。 6.如申请专利范围第5项所述之方法,其中该射频电 源功率范围为0.3~ 25W/cm2。 7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该沉积室 压力为0.1~100托耳。 8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该有机矽 酸盐化合物气体供给至沉积室之气体流率为40~1000 sccm。 9.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该混合气 体供给至沉积室之气体流率为50~1500 sccm。 10.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该沉积 室温度为300~450℃。 11.如申请专利范围第1项所述之方法,其中沈积于 该基材上之氟化有机矽酸盐层的介电常数小于3.5 。 12.一种具有一软体副程式之电脑储存媒体,当执行 该副程式时,一般用途之电脑得以控制一沉积室, 以在该沉积室中形成一沈积层,该电脑储存媒体之 副程式所提供之沈积方法至少包含下列步骤: 放置一基材于一沉积室中; 提供一混合气体于该沉积室中,其中该混合气体至 少包含一氟化有机矽酸盐化合物与一氧化气体;及 对沉积室中之混合气体施以外加电场,以于该基材 上形成一氟化有机矽酸盐层,其中该氟化有机矽酸 盐层的一般化学式为SixOyCzFw,x为17~35,y为38~55,z为3~8 ,而w为4~12。 13.如申请专利范围第12项所述之电脑储存媒体,其 中该氟化有机矽酸盐化合物的一般化学式为 SiCaFbHc,a为1~4,b为3~12,而c为0~3。 14.如申请专利范围第13项所述之电脑储存媒体,其 中氟化有机矽酸盐化合物系由氟化甲基矽烷(SiCF3H 3)、二氟化甲基矽烷(SiC2F6H2)、三氟化甲基矽烷(Si- C3F9H)、四氟化甲基矽烷(SiC4F12)或上述物质所组成 的群组中选出。 15.如申请专利范围第12项所述之电脑储存媒体,其 中该氧化气体系由氧化亚氮(N2O)、氧气(O2)、一氧 化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氮气(N2)或上述气体所组 成的群组中选出。 16.如申请专利范围第12项所述之电脑储存媒体,其 中对沉积室中之混合气体施以外加电场的步骤系 加以射频电源的方式为之。 17.如申请专利范围第16项所述之电脑储存媒体,其 中该射频电源功率为0.3~25W/cm2。 18.如申请专利范围第12项所述之电脑储存媒体,其 中该沉积室压力为0.1~100托耳。 19.如申请专利范围第12项所述之电脑储存媒体,其 中供给至该沉积室之有机矽酸盐化合物气体流率 为40~1000 sccm。 20.如申请专利范围第12项所述之电脑储存媒体,其 中供给至该沉积室之混合气体流率为50~1500 sccm。 21.如申请专利范围第12项所述之电脑储存媒体,其 中该沉积室温度为300~450℃。 22.如申请专利范围第12项所述之电脑储存媒体,其 中在该基材上沈积之氟化有机矽酸盐层的介电常 数小于3.5。 23.一种制备一元件之方法,该方法至少包含下列步 骤: 沈积一有机矽酸盐层于一基材上,该沉积有机矽酸 盐层之方法至少包含: 放置一基材于一沉积室中; 提供一混合气体于该沉积室中,其中该混合气体至 少包含一氟化有机矽酸盐化合物与一氧化气体;及 对该沉积室中之混合气体施以外加电场,以于该基 材上形成该氟化有机矽酸盐沈积层,其中该氟化有 机矽酸盐层的一般化学式为SixOyCzFw,x为17~35,y为38~ 55,z为3~8,而w为4~12; 界定一图案于该有机矽酸盐沈积层之至少一区域 中;及 以该有机矽酸盐层为一罩幕,将该有机矽酸盐层之 至少一区域的图案转移至一基材上。 24.如申请专利范围第23项所述之方法,其中包含将 有该机矽酸盐层从该基材上移除之步骤。 25.如申请专利范围第23项所述之方法,其中该基材 上具有一或多种沈积层。 26.如申请专利范围第23项所述之方法,其中界定一 图案于该有机矽酸盐层之至少一区域中的步骤,至 少包含下列步骤: 形成一光能敏阻材料层于一有机矽酸盐层上; 经由辐射曝光将一如该图案之图案影像导至该光 能敏阻材料层上; 将该光能敏阻材料层加以显影;及 以该光能敏阻材料层为一罩幕,将该显影后之光能 敏阻材料层的图案影像转移至一有机矽酸盐沈积 层上。 27.如申请专利范围第24项所述之方法,其中从基材 移除有机矽酸盐层所使用之碳化氟化合物可为氟 化甲烷(CF4)、氟化乙烷(C2F6)或氟化丙烷(C4F8)。 28.如申请专利范围第23项所述之方法,其中该氟化 有机矽酸盐化合物的一般化学式为SiCaFbHc,a为1~4,b 为3~12,而c为0~3。 29.如申请专利范围第28项所述之方法,其中该氟化 有机矽酸盐化合物系由氟化甲基矽烷(SiCF3H3)、二 氟化甲基矽烷(SiC2F6H2)、三氟化甲基矽烷(SiC3F9H)、 四氟化甲基矽烷(SiC4F12)或上述物质所组成的群组 中选出。 30.如申请专利范围第23项所述之方法,该氧化气体 系由氧化亚氮(N2O)、氧气(O2)、一氧化碳(CO)、二氧 化碳(CO2)、氮气(N2)或上述气体所组成的群组中选 出。 31.如申请专利范围第23项所述之方法,其中对该沉 积室中之混合气体施以外加电场的步骤系加以射 频电源的方式为之。 32.如申请专利范围第31项所述之方法,其中该射频 电源功率为0.3~ 25W/cm2。 33.如申请专利范围第23项所述之方法,其中该沉积 室压力为0.1~100托耳。 34.如申请专利范围第23项所述之方法,其中该有机 矽酸盐化合物气体供给至沉积室之气体流率为40~ 1000 sccm。 35.如申请专利范围第23项所述之方法,其中该混合 气体供给至沉积室之气体流率为50~1500 sccm。 36.如申请专利范围第23项所述之方法,其中该沉积 室温度为300~450℃。 37.如申请专利范围第23项所述之方法,其中该基材 上沈积之氟化有机矽酸盐层的介电常数小于3.5。 38.一种制备一镶嵌结构之方法,该方法至少包含下 列步骤: 沈积第一介电层于一基材上; 沈积一氟化有机矽酸盐层于该第一介电层上,该沉 积氟化有机矽酸盐层之方法至少包含: 放置该基材于一沉积室中; 提供一混合气体于该沉积室中,其中该混合气体至 少包含一氟化有机矽酸盐化合物与一氧化气体;及 对该沉积室中之混合气体施以外加电场,以于该基 材上形成该氟化有机矽酸盐沈积层,其中该氟化有 机一矽酸盐层的一般化学式为SixOyCzFw,x为17~35,y为 38~55,z为3~8,而w为4~12; 将该氟化有机矽酸盐沈积层加以图案化后,经界定 区域之接触洞/介电孔便因此形成; 沈积一第二介电层于该经图案化之氟化有机矽酸 盐层上; 将该第二介电沈积层加以图案化,经界定区域之内 连接便因此形成,于是该介电层之内连接就位于氟 化有机矽酸盐层之接触洞/介电孔上方; 将该第一介电层形成之接触洞∕介电孔加以蚀刻; 及 将一导电材料填充于该接触洞/介电孔与内连接之 内。 39.如申请专利范围第38项所述之方法,其中该第一 与第二介电层系由非晶碳、聚对二甲苯(parylene)、 氟化有机矽酸盐玻璃(FSG)、AF4、BCB、碳化矽、氧 氮化物或上述物质所组成的群组中选出。 40.如申请专利范围第38项所述之方法,其中该导电 材料用以接触洞∕介电孔与内连接,系由铜、铝、 钨或上述金属所组成的群组中选出。 41.如申请专利范围第38项所述之方法,其中该氟化 有机矽酸盐化合物的一般化学式为SiCaFbHc,a为1~4,b 为3~12,而c为0~3。 42.如申请专利范围第41项所述之方法,其中该氟化 有机矽酸盐化合物系由氟化甲基矽烷(SiCF3H3)、二 氟化甲基矽烷(SiC2F6H2)、三氟化甲基矽烷(SiC3F9H)、 四氟化甲基矽烷(SiC4F12)或上述物质所组成的群组 中选出。 43.如申请专利范围第38项所述之方法,该氧化气体 系由氧化亚氮(N2O)、氧气(O2)、一氧化碳(CO)、二氧 化碳(CO2)、氮气(N2)或上述气体所组成的群组中选 出。 44.如申请专利范围第38项所述之方法,其中对该沉 积室中之混合气体施以外加电场的步骤系加以射 频电源的方式为之。 45.如申请专利范围第44项所述之方法,其中该射频 电源功率为0.3~ 25W/cm2。 46.如申请专利范围第38项所述之方法,其中该有机 矽酸盐化合物气体供给至沉积室之气体流率为40~ 1000 sccm。 47.如申请专利范围第38项所述之方法,其中该混合 气体供给至沉积室之气体流率为50~1500 sccm。 48.如申请专利范围第38项所述之方法,其中该沉积 室压力为0.1~100托耳。 49.如申请专利范围第38项所述之方法,其中该沉积 室温度为300~450℃。 50.如申请专利范围第38项所述之方法,其中该基材 上沈积之氟化有机矽酸盐层的介电常数小于3.5。 图式简单说明: 第1a-1b图为本发明之各实施例所使用之设备说明 。 第2a-2e图为一基材在积体电路制造不同阶段时的 剖面示意图,其中以一氟化有机矽酸盐层作为一硬 式罩幕。 第3a-3d图为一镶嵌结构在积体电路制造不同阶段 时的剖面示意图,其中一氟化有机矽酸盐层被用于 该镶嵌结构中。
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