[發(fā)明專利]減少損壞的低k電介質(zhì)刻蝕的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080017817.X
• 申請日: 2010-04-05
• 公開（公告）號: CN102365718A
• 公開（公告）日: 2012-02-29
• 發(fā)明（設計）人: 兵·紀;竹下健二;安德魯·D·貝利三世;埃里克·A·赫德森;里亞姆·莫拉維茨;史蒂芬·M·施瑞德;高貞民;丹尼爾·樂;羅伯特·C·赫夫提;程宇;赫拉爾多·A·德爾加迪尼奧;畢-明·殷
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;H05H1/34
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠

技術領域

本發(fā)明涉及使用等離子體刻蝕穿過由有機掩膜定義的介 電層而在半導體晶片上形成結構的方法。

背景技術

在半導體等離子體刻蝕應用中，等離子體刻蝕器通常用 來將有機掩膜圖案(如光刻膠掩膜圖案)轉(zhuǎn)移到硅晶片上期望的薄膜 和/或?qū)盈B(半導體或介電絕緣體)的電路以及線路圖案中。這是通 過在掩膜圖案的開口區(qū)域刻蝕掉光刻膠材料下方的薄膜(和層疊) 完成的。該刻蝕反應由化學反應物質(zhì)和通過激發(fā)含在真空封殼中反 應劑混合物的放電產(chǎn)生的帶電粒子(離子)引起，這個真空封殼也 被稱為反應器室。此外，離子穿過氣體混合物與晶片材料之間產(chǎn)生 的電場，朝著晶片材料加速，產(chǎn)生了刻蝕材料沿著離子軌跡方向的 定向去除，這種方法被稱為各向異性刻蝕。在該刻蝕按次序結束， 通過剝除掩膜材料將其去除，在剝除掩膜的地方留下了最初期望的 掩膜圖案的橫移(lateral)模式的復制品。

發(fā)明內(nèi)容

為完成前述內(nèi)容并且根據(jù)本發(fā)明的目的，提供了一種在 設于有機掩膜下方的低k介電層中形成刻蝕特征的方法。穿過所述 有機掩膜將特征刻蝕進所述低k介電層。淀積碳氟化合物層在所述 低k介電層上。隨后，固化所述碳氟化合物層，之后剝除所述有機 掩膜。

本發(fā)明的另一方面，提供了在設于光刻膠掩膜下方的帶 有有機成分的二氧化硅基低k介電層上刻蝕特征的方法。放置所述 二氧化硅基低k介電層進入等離子體處理腔。穿過所述光刻膠掩膜 將特征刻蝕進所述二氧化硅基低k介電層，同時在所述等離子體處 理腔中于所述二氧化硅基低k介電層上淀積碳氟化合物層。在所述 等離子體處理腔中固化所述碳氟化合物層。在所述等離子體處理腔 中剝除所述光刻膠掩膜。

在本發(fā)明的另一方面，提供了在設于有機掩膜下方的低 k介電層形成特征的裝置。所提供的等離子體處理腔包括形成等離 子體處理腔封殼的腔壁、在等離子體處理腔封殼中支撐襯底的襯底 托、調(diào)節(jié)等離子體處理腔封殼中壓強的調(diào)壓器、至少一個為維持等 離子體而給等離子體處理腔封殼提供功率的電極、提供氣體進入等 離子體腔封殼的氣體入口和從等離子體處理腔封殼排出氣體的氣 體出口。氣體源與所述氣體入口流體連通并包括碳氟化合物淀積氣 體源、刻蝕氣體源和剝除氣體源。控制器以可控方式連接于所述氣 體源和所述至少一個電極，并包括至少一個處理器和計算機可讀介 質(zhì)。所述計算機可讀介質(zhì)包括：用于穿過所述有機掩膜將所述特征 刻蝕進所述低k介電層的計算機可讀代碼，該計算機可讀代碼包括 用于將所述刻蝕氣體源中的刻蝕氣體提供至所述等離子體處理腔 內(nèi)的計算機可讀代碼與用于從所述至少一個電極提供能量以使所 述刻蝕氣體形成等離子體從而將特征刻蝕進所述低k介電層的計算 機可讀代碼；用于在所述低k介電層上淀積碳氟化合物層的計算機 可讀代碼，該計算機可讀代碼包括用于將所述碳氟化合物淀積氣體 源中的碳氟化合物淀積氣體提供至所述等離子體處理腔內(nèi)的計算 機可讀代碼與用于從所述至少一個電極提供能量以讓所述碳氟化 合物淀積氣體形成淀積等離子體從而在所述低k介電層上淀積碳氟 化合物層的計算機可讀代碼；用于固化所述碳氟化合物層的計算機 可讀代碼；以及用于剝除所述有機掩膜的計算機可讀代碼，該計算 機可讀代碼包括用于將所述剝除氣體源中的剝除氣體提供至所述 等離子體處理腔內(nèi)的計算機可讀代碼與用于從所述至少一個電極 提供能量以使所述剝除氣體形成等離子體從而剝除所述光刻膠掩 膜的計算機可讀代碼。

下面在本發(fā)明的具體實施方式中結合附圖對本發(fā)明的這 些和其他特征做更詳細的描述。

附圖說明

在附圖中，本發(fā)明通過示例進行說明，而不是進行限制， 附圖中相同的參考標號指代相似的元件，其中：

圖1是本發(fā)明的刻蝕過程流程圖。

圖2A-D是使用本發(fā)明過程的特征形成的示意圖。

圖3是可用于本發(fā)明實施的系統(tǒng)的示意圖。

圖4A-B是可用于本發(fā)明實施的計算機系統(tǒng)的示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)在將參考附圖示出的若干優(yōu)選實施方式詳細描述本發(fā) 明。在下面的描述中，闡述很多具體細節(jié)以便提供對本發(fā)明的透徹 理解。然而明顯地，對本領域技術人員來說，沒有這些特定細節(jié)中 的一些或全部也可以實施本發(fā)明。在其他情況下，公知的流程步驟 和/或結構沒有詳細描述，以免不必要地模糊本發(fā)明。