[發明專利]有機膜的腐蝕方法、半導體器件制造方法及圖形形成方法

無效

• 申請號: 01104348.2
• 申請日: 2001-02-28
• 公開（公告）號: CN1326219A
• 公開（公告）日: 2001-12-12
• 發明（設計）人: 中川秀夫
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311;H01L21/3065
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 黃永奎

本發明涉及一種有機膜的腐蝕方法、半導體器件的制造方法及圖形的形成方法。

近年來，以半導體器件的高速化以及低消費電力化為目的的多層配線層間絕緣膜的低介電常數化為世人所矚目。特別是由有機膜構成的低介電常數膜可以用旋轉涂敷法以及熱壓配合處理來簡便地形成，所以作為下一代的層間絕緣膜是非常有希望的。眾所周知，有機低介電常數膜主要是以芳香聚合物為基礎的有機膜。

為了制造具有柵極長度為0.18μm以下的精密設計規則的器件，就需要有加工大約0.25μm以下微細配線的加工技術，可以認為今后的發展方向是設計規則會愈來愈微細化。通常，對有機膜進行圖形加工是利用等離子腐蝕方法來進行的，但以此來對有機膜進行0.25μm以下的微細加工則是非常困難的。

作為對有機膜進行的等離子腐蝕方法，所知的有：「M.Fukasawa，T.Hasegawa，S.Hirano?and?kadomura：Proc.SympDryProcess，p.175(1998)」所報告的、使用以N₂氣以及H₂氣為主要成分的腐蝕氣體的工藝方法；或者「M.Fukasawa，T.Tatsumi，T.Hasegawa，S.Hirano，K.Miyata?and?S.Kadomura：Proc.Symp.DryProcess，p.221(1999)」所報告的、使用以NH₃氣為主要成分的腐蝕氣體的工藝方法。

已有例1

下面，作為有關已有腐蝕方法的已有例1，一面表示出利用以下所述的有機膜的等離子腐蝕方法所獲得的結果，一面對此進行說明。該有機膜的等離子腐蝕方法是使用日本真空技術株式會社制造的磁中性線放電(NLD)等離子裝置[SiO₂?Etching?inmagnetic?neutral?loop?discharge?plasma”：W.Chen，M.Itoh，T.Hyashiand?T.Uchida：J.Vac.Sci.Thecnol.，A16(1998)1594]來進行的。

有關已有例1的有機膜腐蝕方法，是使用以N₂氣以及H₂氣為主要成分的腐蝕氣體的工藝方法，作為其中的一個例子，是在以下所示的腐蝕條件下進行的。

使用等離子裝置----NLD等離子裝置

腐蝕氣體在標準狀態下每分鐘的體積流量比

N₂∶H₂＝50ml∶50ml

天線功率……1000W(13.56MHz)

偏置功率……200W(2MHz)

壓力……0.4Pa

基板冷卻溫度……0℃

腐蝕時間……180秒

圖8(a)～(d)表示根據所述的腐蝕條件獲得的有機膜的孔洞截面的SEM照片，圖8(a)、(b)、(c)以及(d)分別是具有0.16μm、0.18μm、0.24μm以及0.40μm孔徑的孔洞的截面。在圖8(a)～(d)中，101表示硅基板，102表示作為被腐蝕膜的有機膜，103是由作為腐蝕有機膜102時的掩膜的硅氧化膜構成的掩膜圖形。而且，有機膜102的膜厚是1.02μm，掩膜圖形103的膜厚是240nm。

已有例2

但是，在半導體器件的多層配線構造中，下層配線、層間絕緣膜以及上層配線被依次疊層，下層配線和上層配線由在層間絕緣膜上形成的柱型接線柱連接。而且，最近正在開發的方法是：在層間絕緣膜上形成連接孔或配線槽后，把金屬材料填入該連接孔或配線槽來形成接線柱或金屬配線的單蝕刻裝飾法；或者在層間絕緣膜上形成連接孔或配線槽后，把金屬材料填入該連接孔或配線槽來同時形成接線柱或金屬配線的雙蝕刻裝飾法。

以下，作為已有例2，參照圖9(a)～(e)以及圖10(a)～(d)來說明已有的單蝕刻裝飾法。

首先，如圖9(a)所示，在半導體基板111上形成第1屏障金屬層112，金屬膜113以及由第2屏障金屬層114的疊層膜構成的金屬配線之后，如圖9(b)所示，在金屬配線上形成有機膜115，而后，如圖9(c)所示，在有機膜115上形成硅氧化膜116。

其次，使用眾所周知的平板印刷術，如圖9(d)所示，在硅氧化膜116上形成抗蝕圖形117之后，把抗蝕圖形117作為掩膜對硅氧化膜116進行等離子腐蝕(干腐蝕)，如圖9(e)所示，形成由硅氧化膜116構成的掩膜圖形116A。