发明名称 整合之低K値介电层及蚀刻阻层形成法
摘要 一种用于形成水平内连线之沉积及蚀刻介电层的方法,该介电层具有低介电常数及蚀刻率至少变化3:1。于介电层中环或氢之数量系藉由改变沉积条件而加以变化,以提供低K值介电层,其可以于镶嵌应用中,替换蚀刻阻层或传送介电层。一具有介电常数低于4之两或多层介电层之双层镶嵌结构可以于单一反应器中沉积,然后,被蚀刻以藉由改变碳:氧气体例如一氧化碳之浓度,而形成垂直及水平内连线。用以形成垂直内连线之蚀刻气体较佳包含CO及氟碳化物,及CO为较佳排除于用以形成水平内连线之蚀刻气体外。
申请公布号 TW473870 申请公布日期 2002.01.21
申请号 TW089109877 申请日期 2000.05.22
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 克雷斯柏乔克门;于敏;单洪青;张永滔;邱伟帆;刘国维;那斯林高萨乐恰普拉;尹志尧;法哈德K 摩加丹;黄智;丹尼斯约斯特;贝蒂邓;金润相
分类号 H01L21/311;H01L21/762 主分类号 H01L21/311
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之第 一介电层包含矽,氧,至少约5原子量%之碳,及其中 上述之第二介电层包含矽,氧及少于含于第一介电 层中之碳之三分之二的碳。3.如申请专利范围第2 项所述之方法,其中上述之第一介电层系以第一气 体混合物被蚀刻,以形成垂直内连线,该第一气体 混合物包含一或多数氟碳化合物及一或多数碳:氧 化合物,及第二介电层以第二气体混合物加以蚀刻 ,以形成水平内连线,该第二气体混合物包含一或 多数氟碳化合物及本质上没有碳:氧化合物。4.如 申请专利范围第3项所述之方法,其中上述之碳:氧 化合物为一氧化碳。5.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包含矽,氧,至少约1 原子量%之碳,及第二介电层包含矽,氧,碳,及少于 含于第一介电层中之氢之五分之一的氢。6.如申 请专利范围第5项所述之方法,其中上述之第一介 电层系以第一气体混合物被蚀刻,以形成垂直内连 线,该第一气体混合物包含一或多数氟碳化合物及 一或多数碳:氧化合物,及第二介电层以第二气体 混合物加以蚀刻,以形成水平内连线,该第二气体 混合物包含一或多数氟碳化合物及本质上没有碳: 氧化合物。7.如申请专利范围第6项所述之方法,其 中上述之碳:氧化合物为一氧化碳。8.如申请专利 范围第1项所述之方法,其中上述之第一及第二介 电层系以氧化一有机矽化合物加以沉积。9.如申 请专利范围第8项所述之方法,其中上述之有机矽 化合物为甲基矽烷或三甲基矽烷。10.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 沉积于第三介电层上,该第三介电层具有少于4.0之 介电常数。11.一种沉积金属层间介电层之双层镶 嵌方法,其至少包含下列步骤: 藉由氧化一第一有机矽化合物,来沉积一第一介电 层,该层具有少于4之介电常数; 藉由氧化一第二有机矽化合物,来沉积一第二介电 层于第一介电层上,该层具有少于4之介电常数; 藉由氧化一第三有机矽化合物,来沉积一第三介电 层于第二介电层上,该第三介电层具有少于4之介 电常数;及 以下列条件,蚀刻该第三介电层,以形成水平内连 线,该条件为第第三介电层具有至少三倍大于第二 介电层蚀刻率之蚀刻率。12.如申请专利范围第11 项所述之方法,其中上述之第一,第二及第三有机 矽化合物系相同化合物。13.如申请专利范围第12 项所述之方法,其中上述之有机矽化合物系由包含 甲基矽烷及三甲基矽烷之群组中选出。14.如申请 专利范围第12项所述之方法,其中上述之第二介电 层包含矽,氧,至少约5原子量%之碳,及至少1原子量% 之氢,及其中上述之第一及第三介电层包含矽,氧 及少于含于第二介电层中之碳之三分之二的碳,及 少于含于第二介电层中之氢之五分之一的碳。15. 如申请专利范围第12项所述之方法,其中上述之第 二介电层系以第一气体混合物被蚀刻,以形成垂直 内连线,该第一气体混合物包含一或多数氟碳化合 物及一或多数碳:氧化合物,该第一气体混合物包 含一总体积碳:氧化合物大于氟碳化合物之总体积 ;及第三介电层以第二气体混合物加以蚀刻,以形 成水平内连线,该第二气体混合物包含一或多数氟 碳化合物,该第二气体混合物包含氟碳化合物之总 体积大于碳:氧化合物之总体积。16.如申请专利范 围第15项所述之方法,其中上述之垂直内连线系以 含一氧化碳之气体蚀刻及水平内连线系实质不含 一氧化碳之气体蚀刻。17.一种用以沉积低介电常 数层之方法,其至少包含步骤: 改变用以沉积有机矽化合物之一或多数处理条件, 以取得具有变化矽,氧,碳及氢含量及介电常数少 于4之第一及第二介电层;及 使用以下条件以蚀刻第二介电层,该条件为第二介 电层具有一蚀刻率,该蚀刻率系至少三倍大于第一 介电层之蚀刻率。18.如申请专利范围第17项所述 之方法,其中上述之第一介电层包含至少约5原子 量%之碳或至少1原子量%氢,及其中上述之第二介电 层包含少于含于第一氧化矽层中之碳之三分之二 的碳或少于第一氧化矽层中之氢之五分之一。19. 如申请专利范围第18项所述之方法,其中上述之第 二介电层系以第一气体混合物被蚀刻,以形成水平 内连线,该第一气体混合物包含一或多数氟碳化合 物及本质上没有碳:氧化合物。20.如申请专利范围 第17项所述之方法,更包含沉积第一介电层于一第 三介电层上,该第三介电层具有矽,氧,碳及氢含量 类以于第二介电层者。图式简单说明: 第1A-1H图为本发明之第一实施例之双层镶嵌沉积 法程序之剖面图; 第2A-2H图为本发明之第二实施例之双层镶嵌沉积 法程序之剖面图; 第3图为用于依据本发明之例示CVD电浆反应器之剖 面图; 第4图为于四个低k値介电化合物中之碳及氢之相 对量,该化合物包含矽,氧,碳及氢;及 第5图为实施本发明之蚀刻处理之蚀刻处理室之垂 直剖面图。
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