[發(fā)明專利]層間絕緣膜的干式蝕刻方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780018998.6
• 申請日: 2007-05-16
• 公開（公告）號: CN101454878A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 森川泰宏;鄒紅紅
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社愛發(fā)科
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;H01L21/768;H01L23/522
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 陳 昕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及層間絕緣膜的干式蝕刻方法。

背景技術(shù)

以往，多使用SiO₂作為層間絕緣膜材料，但90nm節(jié)點(diǎn)以下的用于解決布線延遲問題的層間絕緣膜材料正在由SiO₂向低介電常數(shù)材料(low-k)轉(zhuǎn)變。當(dāng)蝕刻這樣的低介電常數(shù)膜以形成微細(xì)加工的槽或孔時(shí)，作為蝕刻所用的抗蝕劑材料，提出了使用波長比以往使用的KrF抗蝕劑材料更短的更適于高精度加工的ArF抗蝕劑材料(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1：特開2005-72518號公報(bào)(段落(0005)的記載等)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

但是，ArF抗蝕劑材料通常缺少耐等離子體性，所以隨著曝光圖案變微細(xì)，在等離子體蝕刻中受損傷而容易變形。該變形直接被蝕刻轉(zhuǎn)印到抗蝕劑下的低介電常數(shù)膜上，從而產(chǎn)生在低介電常數(shù)膜上經(jīng)微細(xì)加工得到的槽或孔的邊緣易出現(xiàn)條痕等粗糙(不規(guī)則)的問題。

因此，本發(fā)明的課題在于提供解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題點(diǎn)的、不產(chǎn)生抗蝕劑損傷的層間絕緣膜的干式蝕刻方法。

解決課題的方法

本發(fā)明的層間絕緣膜的干式蝕刻方法是通過蝕刻氣體，一邊在設(shè)在層間絕緣膜上的ArF抗蝕劑或KrF抗蝕劑上形成聚合物膜，一邊對層間絕緣膜進(jìn)行微細(xì)加工的層間絕緣膜的干式蝕刻方法，其特征在于，在0.5Pa以下的壓力下導(dǎo)入上述蝕刻氣體，一邊形成聚合物膜，一邊進(jìn)行蝕刻；所述聚合物膜的采用傅立葉變換紅外分光光度計(jì)測定的光譜中，在1200cm^－1附近有C-F鍵的峰、在1600cm^-1附近有C-N鍵的峰、和在3300cm^-1附近有C-H鍵的峰。

通過在0.5Pa以下的低壓下導(dǎo)入蝕刻氣體，可以阻止蝕刻氣體的反應(yīng)種類形成，降低抗蝕劑的損傷。此外，通過一邊形成聚合物膜一邊進(jìn)行蝕刻，可降低抗蝕劑的損傷，同時(shí)可進(jìn)行能實(shí)現(xiàn)高選擇比(層間絕緣膜的蝕刻速度/抗蝕劑的蝕刻速度)的蝕刻。

上述蝕刻氣體優(yōu)選是混合CF系氣體、含N氣體和低級烴氣體的蝕刻氣體。通過使用該蝕刻氣體，可形成具有C-F鍵的峰、C-N鍵的峰和C-H鍵的峰的聚合物膜，可降低抗蝕劑的損傷，還可對低介電常數(shù)膜不間斷地進(jìn)行蝕刻。

此外，上述蝕刻氣體優(yōu)選是混合C_xF_yH_z氣體和含N氣體的蝕刻氣體。使用該蝕刻氣體也可形成具有C-F鍵的峰、C-N鍵的峰和C-H鍵的峰的聚合物膜，可降低抗蝕劑的損傷，還可對低介電常數(shù)膜不間斷地進(jìn)行蝕刻。

上述CF系氣體優(yōu)選包括選自CF₄、C₃F₈、C₂F₆、C₄F₈、C₅F₈和C_xF_yI氣體中的至少一種氣體。

上述低級烴優(yōu)選是CH₄、C₂H₆、C₃H₈、C₄H₁₀或C₂H₂。

上述C_xF_yH_z氣體優(yōu)選是CHF₃氣體。

上述含N氣體優(yōu)選包括選自氮?dú)狻O_x、NH₃、甲胺、二甲胺中的至少一種氣體。

此外，上述C_xF_yI氣體優(yōu)選是C₃F₇I氣體或CF₃I氣體。上述層間絕緣膜優(yōu)選由SiOCH系材料構(gòu)成。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，通過在低壓下進(jìn)行蝕刻，使抗蝕劑的損傷減少，結(jié)果可以達(dá)到使條痕少的蝕刻成為可能的優(yōu)異效果。此外，采用聚合物膜可降低抗蝕劑的損傷，所以還可以達(dá)到使選擇比高的蝕刻成為可能的效果。

附圖說明

圖1是實(shí)施本發(fā)明干式蝕刻方法的蝕刻裝置的構(gòu)成的一例示意構(gòu)成圖。

圖2是對采用本發(fā)明干式蝕刻方法得到的膜用FT-IR測定的光譜圖。

圖3是示出采用本發(fā)明蝕刻方法得到的基板狀態(tài)的SEM照片，(a)是基板的俯視圖，(b)是其剖面圖。