專利名稱：具有改進(jìn)型抗蝕劑及/或蝕刻輪廓特征的介電膜用蝕刻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在集成電路制造中等離子蝕刻一介電層的改良方法。具體而言，本發(fā)明涉及經(jīng)增強(qiáng)的光致抗蝕劑及/或硬質(zhì)掩模刻面選擇性，以在蝕刻介電層時(shí)維持關(guān)鍵尺寸(CD)、最小化條紋并改良輪廓。
背景技術(shù)：
集成電路制造中的共同要求是在介電材料中等離子蝕刻諸如接點(diǎn)、通道及溝道等開口。該些介電材料包括經(jīng)摻雜氧化硅(例如，氟化氧化硅)、未摻雜氧化硅、硅酸鹽玻璃(例如，磷酸硼硅酸鹽玻璃(BPSG)及磷酸鹽硅酸鹽玻璃(PSG))、經(jīng)摻雜或未摻雜的熱生長氧化硅、經(jīng)摻雜或未摻雜的TEOS沉積氧化硅、有機(jī)及無機(jī)低k材料等。該些介電摻雜劑包括硼、磷及/或砷。
介電層可覆于以下材料之上半導(dǎo)體或?qū)w層，例如，多晶硅；金屬，例如，鋁、銅、鈦、鎢、鉬或其合金；氮化物，例如，氮化鈦；金屬硅化物，例如，硅化鈦、硅化鈷、硅化鎢、硅化鉬等。
采用傳統(tǒng)的微影蝕刻法，可使用光致抗蝕劑及/或硬質(zhì)掩模層來圖案化介電層。視情況，可使用沉積于光致抗蝕劑層之下的抗反射涂層(ARC)以將抗蝕劑曝光期間的反射降至最小并提高抗蝕劑圖案的準(zhǔn)確度。
真空處理室通常用于通過向該真空室供應(yīng)過程氣體并將RF場施加于該氣體來蝕刻基板上的材料。等離子蝕刻可在(例如)中等密度反應(yīng)器中實(shí)施，例如，美國專利第4,340,462號及第5,013,398號中所闡述的平行板等離子反應(yīng)器或美國專利第5,013,400號中所闡述的三極管型反應(yīng)器。
可達(dá)成高縱橫比(至少為5∶1)深開口輪廓控制的技術(shù)揭示于共同擁有的美國專利第6,117,786號及第6,191,043號中。在該些專利中，第6,117,786號專利揭示使用包含碳氟化合物、氧氣及氮?dú)夥磻?yīng)物的氣體混合物在氧化硅層中蝕刻開口的方法，其中氧氣和氮?dú)獾奶砑恿靠捎行Э刂扑g刻開口的輪廓。第6,191,043號專利揭示在硅層中蝕刻10至15μm深的深開口之方法，該方法通過使用含氯蝕刻氣體化學(xué)成分來蝕刻穿透硅層上的原有氧化物層并使用一含有氧氣反應(yīng)氣體、氦、惰性轟擊增強(qiáng)氣體及含氟氣體(例如，SF6、C4F8、CF4、NF3及CHF3)的氣體混合物來蝕刻硅層。
一般而言，以碳氟化合物、氫氟碳化合物及/或氯氟碳化合物為主的蝕刻氣體已廣泛用于介電層蝕刻，因?yàn)镕及Cl成份可通過自由基反應(yīng)及離子輔助反應(yīng)二者促進(jìn)蝕刻，同時(shí)形成于基板表面上的含碳聚合物可提供側(cè)壁保護(hù)。
人們希望對上覆光致抗蝕劑、硬質(zhì)掩模及ARC層以及底部蝕刻終止層具有選擇性。尤其希望在圖案化光致抗蝕劑或硬質(zhì)掩模層的拐角處具有選擇性，因?yàn)樵撔┕战蔷哂杏欣诳焖傥g刻的幾何形狀，此易于產(chǎn)生若干會對形貌關(guān)鍵尺寸造成不利影響的刻面。光致抗蝕劑/硬質(zhì)掩?？堂婵蓪?dǎo)致通道/溝道“超出”裝置關(guān)鍵尺寸，而對蝕刻終止層的低選擇性會導(dǎo)致至通路側(cè)壁上的顯著濺射。因此，業(yè)內(nèi)需要一種等離子蝕刻技術(shù)，以達(dá)成較高的光致抗蝕劑或硬質(zhì)掩模蝕刻選擇性、高介電層蝕刻速度、低污染及低損壞。更具體而言，需要一種等離子方法，以增強(qiáng)光致抗蝕劑對氧化物蝕刻選擇性，從而達(dá)成高各向異性介電蝕刻同時(shí)使原始光致抗蝕劑圖案的損壞或變形最小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種在介電層蝕刻開口的方法，該方法包括以下步驟將一半導(dǎo)體基板支撐于一等離子蝕刻反應(yīng)器中，該基板具有一介電層及一位于該介電層之上的圖案化光致抗蝕劑及/或硬質(zhì)掩模層；向該等離子蝕刻反應(yīng)器供應(yīng)一種蝕刻劑氣體，該蝕刻劑氣體包括(a)一種碳氟化合物氣體(CxFyHz，其中x≥1，y≥1且z≥0)；(b)一種含硅烷氣體、氫氣或碳?xì)浠衔餁怏w(CxHy，其中x≥1且y≥4)；(c)一種可選含氧氣體；及(d)一種可選惰性氣體，其中含硅烷氣體對碳氟化合物氣體的流速比小于或等于0.1，或氫氣或碳?xì)浠衔飳μ挤衔餁怏w的流速比小于或等于0.5；將該蝕刻劑氣體激發(fā)為等離子；并以增強(qiáng)的光致抗蝕劑/硬質(zhì)掩模對介電層的選擇性及/或最小化的光致抗蝕劑變形或條紋在介電層中等離子蝕刻開口。
在一較佳實(shí)施例中，等離子蝕刻反應(yīng)器是雙頻中等密度電容耦合等離子反應(yīng)器，該等離子反應(yīng)器包括一上部蓮蓬頭電極(視情況可向其施加500至3000瓦特RF能)及一底部電極(視情況可向其施加500至3000瓦特RF能)，RF能可以兩種不同頻率施加至該底部電極或以不同的第一及第二頻率施加至該上部蓮蓬頭電極及該底部電極。根據(jù)一較佳實(shí)施例，在蝕刻步驟期間可將一RF偏壓施于半導(dǎo)體基板。
在該過程期間，等離子蝕刻反應(yīng)器中的壓力可為5至200mTorr且基板支架的溫度可為-20℃至+80℃。
該些開口可形成通道、接點(diǎn)及/或雙鑲嵌溝道、自對準(zhǔn)接點(diǎn)或自對準(zhǔn)溝道結(jié)構(gòu)。而且，該些蝕刻開口可為具有實(shí)質(zhì)上為直邊輪廓的0.3μm或更小尺寸的開口，其中該些開口的上、中及下關(guān)鍵尺寸實(shí)質(zhì)上相同，且該些開口的縱橫比至少為5∶1。根據(jù)一較佳實(shí)施例，該些蝕刻開口可為具有實(shí)質(zhì)上為直邊輪廓的0.25μm或更小尺寸的開口，其中該些開口的上、中及下關(guān)鍵尺寸實(shí)質(zhì)上相同，且該些開口的縱橫比至少為10∶1。
介電層可包括一經(jīng)摻雜或未摻雜二氧化硅、BPSG、BSG、PSG、TEOS、熱氧化硅或無機(jī)低k材料或有機(jī)低k材料。介電層可覆于一導(dǎo)電層上，該導(dǎo)電層選自由以下組成之群Al、Al合金、Cu、Cu合金、Ti、Ti合金、經(jīng)摻雜或未摻雜多晶或單晶硅、TiN、TiW、Mo、及Ti、W、Co及/或Mo的硅化物或其合金。半導(dǎo)體基板可進(jìn)一步于介電層上及/或介電層與導(dǎo)電層之間包括一可選終止層及/或掩模層，該可選終止層及/或掩模層選自氮化硅、碳化硅或氧氮化硅。根據(jù)一較佳實(shí)施例，介電層可包括低k材料疊層，其間可有或沒有蝕刻終止層，該些開口可蝕刻至深度至少為2μm。
根據(jù)一較佳實(shí)施例，CxFyHz可于所蝕刻開口側(cè)壁上形成保護(hù)性側(cè)壁聚合物；含硅烷氣體、氫氣或碳?xì)浠衔锓磻?yīng)物能夠使反應(yīng)器中維持期望的聚合物前體物質(zhì)濃度；且含氧氣體能夠保持期望的側(cè)壁聚合物厚度。
根據(jù)一更佳實(shí)施例，蝕刻劑氣體可包括一選自由He、Ne、Kr、Xe及Ar組成之群之惰性氣體，該惰性氣體可以5至1000sccm的流速供至等離子蝕刻反應(yīng)器。CxFyHz可包括至少一種不含氫的碳氟化合物(例如，CF4、C2F2、C2F4、C3F6、C4F6、C4F8及C6F6)及/或至少一種含氫碳氟化合物(例如，C2HF5、CHF3、CH3F、C3H2F6、C3H2F4、C3HF5及C3HF7)。蝕刻劑氣體可包括CxFyHz、作為含硅烷氣體的硅烷、含氧氣體及Ar，其以3至100sccm CxFyHz、0.3至10sccm硅烷、0至500sccm含氧氣體及5至1000sccm Ar的流速供至等離子蝕刻反應(yīng)器。一種較佳蝕刻劑氣體包括C4F8、硅烷、O2及Ar，其以5至30sccm C4F8、0.5至3sccm硅烷、0至40sccm O2及100至500sccm Ar的流速供至等離子蝕刻反應(yīng)器。另一較佳蝕刻劑氣體包括5至30sccm C4F8、1至30sccm H2或碳?xì)浠衔餁怏w、0至40sccmO2及100至500sccm Ar。
可選含氧氣體可包括O2、O3、CO、CO2及其混合物。根據(jù)一較佳實(shí)施例，可使用不含氧氣的蝕刻劑氣體在介電層中形成一錐形開口，或可使用含氧氣的蝕刻劑氣體在介電層中形成一直邊開口，其中氧氣以5至500sccm流速供至等離子蝕刻反應(yīng)器。
根據(jù)一較佳實(shí)施例，蝕刻劑氣體包含CxFyHz、氫氣或碳?xì)浠衔餁怏w、含氧氣體及Ar，其以5至50sccm CxFyHz、1至30sccm氫氣或碳?xì)浠衔餁怏w、5至500sccm含氧氣體及100至600sccm Ar的流速供至等離子蝕刻反應(yīng)器。根據(jù)另一較佳實(shí)施例，CxFyHz包括C4F6且含氧氣體包括O2，其以C4F6∶O2為0.5∶1至3∶1的流速比供至等離子蝕刻反應(yīng)器。
當(dāng)介電層在圖案化光致抗蝕劑之下時(shí)，與沒有含硅烷氣體、氫氣或碳?xì)浠衔餁怏w的蝕刻劑氣體相比，向蝕刻劑氣體中添加含硅烷氣體、氫氣及/或碳?xì)浠衔餁怏w可提高35％以上的抗蝕劑選擇性。


自下文對較佳實(shí)施例的詳細(xì)闡述連同附圖可更清楚地了解本發(fā)明的各種特征及優(yōu)點(diǎn)，其中相同的數(shù)字表示相同元件，且在該些圖中圖1a展示一經(jīng)蝕刻介電層，其中高縱橫比開口具有弓形輪廓。
圖1b展示一經(jīng)蝕刻介電層，其中高縱橫比開口具有直邊輪廓。
圖2a和3a展示光致抗蝕劑表面，其中該種抗蝕劑的表面是粗糙的。
圖2b和3a展示根據(jù)本發(fā)明蝕刻的光致抗蝕劑表面。
圖4展示一種可用于實(shí)施本發(fā)明方法的中等密度平行板等離子反應(yīng)器的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種用于制造集成電路的半導(dǎo)體制造方法，其中可于諸如氧化物層等介電層中等離子蝕刻多個開口，同時(shí)為上覆光致抗蝕劑及/或硬質(zhì)掩模層提供期望的選擇性及材料完整性。而且，本發(fā)明可改善裝置制造中所蝕刻接點(diǎn)的輪廓。本發(fā)明方法可用于蝕刻各種介電層，例如，未摻雜氧化硅及經(jīng)摻雜氧化硅，例如，氟化氧化硅(FSG)、旋涂玻璃(SOG)；硅酸鹽玻璃，例如，磷酸硼硅酸鹽玻璃(BPSG)、磷酸鹽硅酸鹽玻璃(PSG)、有機(jī)硅酸鹽玻璃(OSG)及經(jīng)碳摻雜的硅酸鹽玻璃(例如，CORAL，自Novellus Systems公司購得的產(chǎn)品)；經(jīng)摻雜或未摻雜的熱生長氧化硅；經(jīng)摻雜或未摻雜的TEOS沉積氧化硅；芳族烴聚合物，例如，SiLK(一種自Dow Chemical公司購得的產(chǎn)品)；低k介電材料，包括無機(jī)材料和有機(jī)聚合物材料(例如，聚酰亞胺、有機(jī)硅氧烷聚合物、聚芳醚)或其他介電常數(shù)低于4(較佳低于3)的適宜介電材料。介電摻雜劑包括硼、磷及/或砷。介電層可由單一材料或包含低k材料及/或抗反射涂層的疊層構(gòu)成，疊層間可有或沒有蝕刻終止層。
該些蝕刻開口可形成通道、接點(diǎn)、導(dǎo)線及/或雙鑲嵌溝道、自對準(zhǔn)接點(diǎn)或自對準(zhǔn)溝道結(jié)構(gòu)。在該些開口蝕刻期間，側(cè)壁必須為直線型以保持裝置形貌的關(guān)鍵尺寸(CD)，且該蝕刻必須對上覆光致抗蝕劑及/或硬質(zhì)掩模層及下層具有選擇性。為將介電層蝕刻期間的CD損失及變形或條紋降至最低，希望蝕刻介電層的同時(shí)保持光致抗蝕劑及/或硬質(zhì)掩模層的厚度及結(jié)構(gòu)完整性。而且，所蝕刻形貌的輪廓必須保持微影蝕刻中所圖案化的關(guān)鍵尺寸。
由于高級器件的幾何形狀具有高縱橫比(＞10∶1)輪廓，且接點(diǎn)之間的距離(間距)等于接點(diǎn)直徑(＜0.18μm)，故希望有一種對光致抗蝕劑及/或硬質(zhì)掩模具有高選擇性的蝕刻方法，且該蝕刻方法能夠?qū)⒖刮g劑及/或硬質(zhì)掩模的損壞及變形降至最低。在抗蝕劑/硬質(zhì)掩模不完整的情況下，介電層中所蝕刻的接點(diǎn)可能具有將會導(dǎo)致設(shè)備失效的變形或條紋；而且，較差的抗蝕劑/硬質(zhì)掩模選擇性將不能保持接點(diǎn)的關(guān)鍵尺寸。而且，新一代裝置生產(chǎn)方法將依賴于新型光致抗蝕劑材料(193nm光致抗蝕劑)，此可滿足更小裝置尺寸的需要但對等離子干蝕刻方法的耐受性遠(yuǎn)不及當(dāng)前一代的248nm光致抗蝕劑。193nm光致抗蝕劑的出現(xiàn)已使得過去用于高縱橫比蝕刻的方法相形見絀且已引入需要新方法來達(dá)成可行過程方案的新失效機(jī)理。
在本發(fā)明方法中，可獲得具有實(shí)質(zhì)上為直邊輪廓的0.3μm或更小的蝕刻開口，其中該些開口的上、中及下關(guān)鍵尺寸實(shí)質(zhì)上相等。該些開口可蝕刻于介電層中以便具有高縱橫比，例如，5∶1或以上，較佳縱橫比至少為10∶1。該些開口可蝕刻至一至少2μm或較佳3μm的深度。例如，所蝕刻開口可為具有實(shí)質(zhì)上呈直邊輪廓的0.2μm或更小尺寸的開口，其中該些開口的上、中及下關(guān)鍵尺寸實(shí)質(zhì)上相等，且該些開口的縱橫比至少為10∶1。
本發(fā)明方法可用于獲得至少為5∶1的極高縱橫比，較佳至少為10∶1，且更佳至少為20∶1。此方法尤其可用于獲得縱橫比至少為10∶1的小于0.3μm(較佳小于0.2μm)的開口。例如，對于0.18μm的開口可在深度大于2μm處獲得具有最低變形或條紋的直壁。
介電層可覆蓋于一導(dǎo)電層或半導(dǎo)體層(例如一含金屬層)上，該導(dǎo)電層或半導(dǎo)體層選自由Al、Al合金、Cu、Cu合金、Ti、Ti合金、經(jīng)摻雜或未摻雜多晶或單晶硅、TiN、TiW、Mo、及Ti、W、Co及/或Mo的硅化物或其合金等組成之群。若需要，可將一層諸如氮化硅、碳化硅、氧氮化硅或諸如此類的物質(zhì)形成的終止及/或掩模層設(shè)置于介電層之上、介電層之間及/或介電層與導(dǎo)電層之間。
許多裝置失效機(jī)理可通過對光致抗蝕劑及/或硬質(zhì)掩模層具有高選擇性并保持所述層的材料完整性而加以避免。該些失效機(jī)理中之一與裝置形貌的關(guān)鍵尺寸損失有關(guān)。當(dāng)介電層蝕刻期間光致抗蝕劑及/或硬質(zhì)掩模產(chǎn)生一刻面時(shí)會造成此CD損失。當(dāng)光致抗蝕劑具有不同的厚度(無論是由于初始不均勻性還是由于蝕刻期間抗蝕劑材料的破裂所致)且蝕刻在不同時(shí)間穿透抗蝕劑使以暴露下層介電層時(shí)，亦會造成CD損失。以任何形式使形貌變形或形成條紋皆會發(fā)生其他設(shè)備失效。通過添加含硅烷氣體(例如硅烷)、H2或碳?xì)浠衔餁怏w，可在蝕刻期間保持光致抗蝕劑的結(jié)構(gòu)完整性并可避免產(chǎn)生變形及條紋。硅烷、H2或碳?xì)浠衔锓磻?yīng)劑的添加可在整體及在抗蝕劑-介電層界面處產(chǎn)生更光滑的抗蝕劑表面，且抗蝕劑光滑性可將導(dǎo)致裝置失效的不期望介電層蝕刻降至最低。
含硅烷氣體、氫氣及/或碳?xì)浠衔餁怏w較佳以可有效控制蝕刻氣體化學(xué)成分的蝕刻速度選擇性比率之量添加。換言之，當(dāng)將一包含含硅烷氣體、氫氣及/或碳?xì)浠衔餁怏w的蝕刻氣體與一或多種碳氟化合物氣體一起使用時(shí)，所添加氣體可有效產(chǎn)生高光致抗蝕劑/硬質(zhì)掩模選擇性并保持抗蝕劑的結(jié)構(gòu)完整性。對于一中等密度等離子反應(yīng)器而言，本發(fā)明的有利效果可通過向等離子蝕刻反應(yīng)器提供含硅烷氣體、氫氣及/或碳?xì)浠衔锓磻?yīng)物及碳氟化合物反應(yīng)物來達(dá)成，其中含硅烷氣體對碳氟化合物氣體的流速比為0.1或以下，或氫氣或碳?xì)浠衔餁怏w對碳氟化合物氣體的流速比為0.5或以下。
含硅烷氣體可包括一或多種選自由硅烷、氟硅烷、氯硅烷、二氟硅烷、二氯硅烷、三氟硅烷及三氯硅烷組成之群之氣體。根據(jù)一較佳實(shí)施例，蝕刻氣體包括硅烷作為含硅烷氣體。本發(fā)明的方法可通過在一等離子態(tài)下將蝕刻劑氣體激發(fā)為化學(xué)激發(fā)態(tài)并于介電層中蝕刻開口來實(shí)施。
硅烷及/或其他含硅烷氣體、氫氣及/或碳?xì)浠衔餁怏w的添加可增強(qiáng)光致抗蝕劑對介電層的選擇性并通過使其盡量不變形及損壞來保持抗蝕劑的完整性。而且，含硅烷氣體、氫氣及/或碳?xì)浠衔餁怏w的添加可減少高縱橫比接點(diǎn)中的彎曲數(shù)量。含硅烷氣體、氫氣及/或碳?xì)浠衔餁怏w的添加可同樣良好地適用于248nm與193nm光致抗蝕劑二者。
由于含氟及含O2蝕刻劑氣體可導(dǎo)致CD、輪廓及不均勻等問題(尤其對于193nm光致抗蝕劑的應(yīng)用而言)，故向氟碳化合物及含氧蝕刻氣體中添加硅烷、氫氣或碳?xì)浠衔餁怏w可有效提供期望程度的選擇性及光致抗蝕劑完整性。向氟碳化合物及含氧蝕刻氣體中添加硅烷、氫氣或碳?xì)浠衔餁怏w可充分平衡聚合物形成，從而可保護(hù)所蝕刻形貌的側(cè)壁，同時(shí)避免因蝕刻形貌的側(cè)壁及底部形成過多聚合物而引起的夾斷及蝕刻停止問題。具體而言，當(dāng)將含硅烷氣體、氫氣或碳?xì)浠衔餁怏w添加至等離子中時(shí)，氫可被結(jié)合至聚合物中，此可保護(hù)側(cè)壁及光致抗蝕劑。當(dāng)蝕刻氣體中包含一諸如氬氣的惰性氣體時(shí)，氬氣可用于輔助沖擊等離子。
通過聚合物離解與視情況將氧氣添加至蝕刻氣體混合物中的協(xié)同作用可減少聚合物的形成。而且，為保持蝕刻形貌的關(guān)鍵尺寸，氧氣可去除所蝕刻開口側(cè)壁上形成的足夠量的聚合物以避免側(cè)壁上形成過多的聚合物，否則將會引起蝕刻開口的“夾斷”并因而阻止開口完全蝕刻至期望深度。
向等離子蝕刻反應(yīng)器中選擇添加含氧氣體亦有助于防止過多聚合物形成，而過多聚合物形成將會導(dǎo)致“蝕刻停止”。在使用可形成過多聚合物的氣體化學(xué)成分于介電材料(例如氧化硅)中等離子蝕刻深及窄開口期間，蝕刻停止尤其會導(dǎo)致發(fā)生問題，即，該些開口中聚合物的形成會阻止氧化硅的進(jìn)一步蝕刻。在本發(fā)明方法中，聚合物的形成可通過用碳氟化合物形成聚合物與用蝕刻氣體混合物中的氧氣分解聚合物的協(xié)同作用來協(xié)調(diào)。氧氣較佳以可通過與所蝕刻開口底部的聚合物反應(yīng)而有效防止蝕刻停止之量供至等離子蝕刻反應(yīng)器。
根據(jù)一較佳實(shí)施例，硅烷可以0.3至10sccm的流速添加至等離子蝕刻反應(yīng)器中，且H2或碳?xì)浠衔餁怏w可以1至30sccm的流速添加至等離子蝕刻反應(yīng)器中。供至等離子反應(yīng)器的碳氟化合物氣體的量應(yīng)足以達(dá)成期望聚合度及蝕刻速度。碳氟化合物氣體可以3至100sccm的流速添加至等離子蝕刻反應(yīng)器中。例如，在一中等密度等離子反應(yīng)器中，總碳氟化合物氣體可以3至100sccm的量供應(yīng)，較佳為5至30sccm，且更佳為10至25sccm。
蝕刻劑氣體可進(jìn)一步包括選自由O2、O3、CO及CO2組成之群的可選含氧氣體及選自由He、Ne、Kr、Xe及Ar組成之群的可選惰性氣體及其混合物，其中含氧氣體可以0至500sccm的流速供至等離子蝕刻反應(yīng)器，且惰性氣體可以5至1000sccm的流速供至等離子蝕刻反應(yīng)器。盡管含氫的碳氟化合物可非常易于聚合，但可通過使用含氧及含碳氟化合物反應(yīng)物的組合來控制其聚合度。含氧氣體可以有效穿透所蝕刻開口底部處的聚合物之量供至等離子蝕刻反應(yīng)器。在一雙頻反應(yīng)器中，可適當(dāng)調(diào)整每一頻率以獲得高蝕刻速度及良好的蝕刻停止窗。對于一可形成中等密度等離子的反應(yīng)器而言，當(dāng)含氧氣體包括O2時(shí)，O2可以0至100sccm的流速供至該反應(yīng)器，更佳為0至40sccm，且最佳為10至20sccm。
蝕刻氣體混合物較佳亦包括Ar作為可選惰性氣體。然而，其他諸如He、Ne、Kr及/或Xe等惰性氣體亦可作為惰性氣體。與在低室壓力下運(yùn)行的高密度蝕刻反應(yīng)器不同，在一中等密度等離子反應(yīng)器中，氬氣可以100至500sccm的量以較高流速供至反應(yīng)器，較佳為200至400sccm。惰性氣體較佳可促進(jìn)氧化物蝕刻速度，因?yàn)樵谛蚊参g刻前部存在聚合物物質(zhì)的化學(xué)活化及氧化物濺射。
含硅烷氣體、氫氣及/或碳?xì)浠衔餁怏w可作為單獨(dú)氣體或作為預(yù)稀釋混合物與碳氟化合物、含氧及/或惰性氣體一起添加至等離子蝕刻反應(yīng)器中。蝕刻劑氣體較佳包括含硅烷氣體、氫氣及/或碳?xì)浠衔餁怏w及碳氟化合物氣體，其中含硅烷氣體對碳氟化合物氣體的流速比小于或等于0.1，或氫及/或碳?xì)浠衔餁怏w對碳氟化合物氣體的流速比小于或等于0.5。
根據(jù)本發(fā)明，含硅烷氣體、氫氣及/或碳?xì)浠衔餁怏w及含氧氣體較佳以可有效控制所蝕刻形貌輪廓的量添加。例如，通過相對于碳氟化合物氣體的量調(diào)整含硅烷氣體、氫氣及/或碳?xì)浠衔餁怏w及含氧氣體的量，可形成直邊輪廓。在此情況下，輪廓不會變成明顯的錐形，而且可消除輪廓中的弓形。例如，尺寸自上部0.3μm變至底部0.1μm的錐形開口可使用其中不含氧的C4F8、SiH4及Ar蝕刻氣體混合物來形成。對于直邊開口，碳氟化合物氣體的較佳量至少10倍于硅烷氣體的量且含氧氣體的較佳量較佳為5至40sccm。
本發(fā)明通過在蝕刻具有高縱橫比的開口期間增強(qiáng)輪廓控制而克服了先前蝕刻技術(shù)中的一個問題。為獲得具有直邊側(cè)壁的開口，希望控制氧氣的添加量，以便存在足夠的聚合物以避免或最小化彎曲并去除足夠的聚合物以避免蝕刻停止現(xiàn)象。對于聚合物去除而言，氧氣的作用可通過含硅烷氣體、氫氣及/或碳?xì)浠衔餁怏w的添加來平衡。例如，當(dāng)使用SiH4、H2或碳?xì)浠衔餁怏w時(shí)，可提供適當(dāng)?shù)奈g刻開口側(cè)壁鈍化，即，可形成期望厚度及組成的聚合物。因此，通過選擇性調(diào)整O2及SiH4、H2或碳?xì)浠衔餁怏w流速，可獲得高縱橫比直邊窄開口。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，含硅烷氣體由硅烷構(gòu)成。然而，可使用具有通式SiHxF4-x或SiHxCl4-x的其他含硅烷氣體來完全或部分地替代硅烷。
熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者應(yīng)了解，各種氣體的流速應(yīng)根據(jù)若干因素而定，例如，基板尺寸、等離子反應(yīng)器類型、功率設(shè)定值、反應(yīng)器中的真空壓力、等離子源的離解速率等等。
本發(fā)明提供一種等離子蝕刻方法，該方法用于在半導(dǎo)體基板上的介電層(例如，氧化硅層)中等離子蝕刻0.3μm(尤其0.25μm及更小)高縱橫比形貌，例如通道及接點(diǎn)。在此方法中，較佳將包含碳氟化合物及含硅烷氣體、氫氣及/或碳?xì)浠衔餁怏w反應(yīng)物的氣體混合物化學(xué)激發(fā)為等離子態(tài)。在蝕刻過程期間，碳氟化合物及含硅烷氣體、氫氣及/或碳?xì)浠衔餁怏w協(xié)同反應(yīng)以產(chǎn)生富碳及硅的聚合物，該等聚合物沉積于光致抗蝕劑的上部并消除離子轟擊及化學(xué)蝕刻對光致抗蝕劑的影響。
等離子可產(chǎn)生于各種類型的等離子反應(yīng)器中。該些等離子反應(yīng)器通常具有使用RF能、微波能、磁場等的能源以產(chǎn)生等離子蝕刻條件。例如，一中等密度等離子可產(chǎn)生于一平行板蝕刻反應(yīng)器中，例如共同擁有的美國專利第6,090,304號中所闡述的雙頻等離子蝕刻反應(yīng)器，其揭示內(nèi)容以引用的方式并入本文中。較佳地，在蝕刻步驟期間向半導(dǎo)體基板施加一RF偏壓。一中等密度反應(yīng)器可產(chǎn)生約1011離子/cm3的離子密度。本發(fā)明方法可用于多個或單一晶片處理。
等離子蝕刻反應(yīng)器較佳包括中等密度平行板反應(yīng)器、三極管反應(yīng)器或雙頻電容耦合等離子反應(yīng)器，其中雙頻電容耦合等離子反應(yīng)器包含上部蓮蓬頭電極及底部電極，RF能可以兩種不同頻率施加至底部電極或以不同的第一及第二頻率施加至蓮蓬頭電極及底部電極。在等離子蝕刻反應(yīng)器為電容耦合等離子反應(yīng)器的情況下，該反應(yīng)器可具有一個加電蓮蓬頭電極及一個加電底部電極，該蓮蓬頭電極可被供以500至3000瓦特RF能，且底部電極可被供以500至3000瓦特RF能。在雙頻反應(yīng)器中，高頻率源用來控制等離子化學(xué)成分(即，激發(fā)態(tài)物質(zhì)的豐度)，同時(shí)低頻率源用來控制離子能(即，離子進(jìn)入基板的加速度)。在該些反應(yīng)器中，希望頂部電極與支撐半導(dǎo)體基板的底部電極之間的間隙保持在約1.3至2.5cm的距離。
中等密度等離子反應(yīng)器在較高室壓力下運(yùn)行且其對蝕刻氣體化學(xué)成分的離解程度低于高密度等離子反應(yīng)器。例如，在中等密度等離子反應(yīng)器中，諸如C4F8等蝕刻氣體可如下分階段離解C4F8→C2F8→CF2→CF+F。此逐步離解可達(dá)成更高的介電層蝕刻速度及更低的上覆層(例如，光致抗蝕劑或硬質(zhì)掩模)或下層(例如，蝕刻終止層)蝕刻速度。該些蝕刻速度之比稱為“蝕刻選擇比”，在中等密度等離子反應(yīng)器中可獲得高選擇比，此可促進(jìn)接點(diǎn)、通道及導(dǎo)線圖案的完全蝕刻。相反，在高密度反應(yīng)器中，蝕刻氣體的瞬間離解可由于掩蔽層及蝕刻終止層的較高蝕刻速度而導(dǎo)致低選擇比。例如，在高密度等離子反應(yīng)器中，C4F8直接離解為游離氟且高含量的游離氟導(dǎo)致掩蔽層及/或蝕刻終止層的快速蝕刻，以致蝕刻選擇比低至不可接受的程度。
較佳將反應(yīng)器壓力維持在適于維持反應(yīng)器中等離子的水平。一般而言，過低的反應(yīng)器壓力可導(dǎo)致等離子消失，而過高的反應(yīng)器壓力可導(dǎo)致蝕刻停止問題。對于諸如雙頻電容耦合蝕刻反應(yīng)器的中等密度等離子反應(yīng)器而言，反應(yīng)器壓力較佳低于200mTorr，例如，20至40mTorr。由于等離子會被約束在處于蝕刻中的半導(dǎo)體基板處，故基板表面的真空壓力可高于反應(yīng)器的真空壓力設(shè)定值，例如，基板表面的壓力可介于30至100mTorr之間，例如，45至65mTorr。
蝕刻時(shí)支撐半導(dǎo)體基板的基板支架較佳將基板充分冷卻至可防止有害的副反應(yīng)，例如，任何光致抗蝕劑在基板上的燃燒及不期望反應(yīng)氣體自由基的形成。在中等密度等離子反應(yīng)器中，將基板支架冷卻至-20℃至+80℃的溫度就足夠了。在平行板等離子反應(yīng)器或三極管型反應(yīng)器中，基板支架可包括用于在基板處理期間向基板施加RF偏壓的底部電極及用于夾緊基板的ESC。例如，基板可包括硅晶片，該硅晶片以靜電方式夾緊并通過在晶片與ESC上表面之間以期望壓力提供氦(He)來冷卻，如美國專利第5,609,720號中所闡述。為將晶片維持在期望溫度，可在晶片與夾盤之間的空間中將He的壓力維持在5至30Torr。
視情況，介電層可用任何適宜光致抗蝕劑圖案化。例如，可將市售248nm抗蝕劑旋涂于介電層上。在蝕刻步驟期間，248nm抗蝕劑的厚度可為500至1000nm。或者，可使用193nm抗蝕劑。193nm抗蝕劑可有利的支持0.18μm、0.15μm及更小設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。通常約100至500nm厚的193nm抗蝕劑對等離子蝕刻化學(xué)成分更為敏感。因此，此蝕刻過程必須對抗蝕劑具有高選擇性，以防止由于抗蝕劑的刻面及/或完成介電層蝕刻之前的抗蝕劑穿透而失去圖案準(zhǔn)確度。
當(dāng)于介電層中蝕刻較小形貌時(shí)，通常會伴隨諸如側(cè)壁沉積、側(cè)壁彎曲、微型開槽及掩模刻面等現(xiàn)象。例如，等離子蝕刻期間會在抗蝕劑側(cè)壁上形成條紋。條紋會改變形貌邊緣并導(dǎo)致關(guān)鍵尺寸的降格。條紋的形成亦可通過增加抗蝕劑的光滑度來減少。
若需要，基板之上可包括一抗反射涂層(“ARC”)。ARC用于在微影蝕刻步驟的曝光期間降低返回光致抗蝕劑的反射并獲得較佳圖案再現(xiàn)性，例如形成于光致抗蝕劑中的通道或溝道形式的開口圖案。ARC可為諸如碳?xì)浠衔锬さ热魏芜m宜材料，例如，包含有機(jī)聚合化合物的旋涂有機(jī)材料。ARC可以期望厚度(例如，60至200nm)旋涂于基板上。
在一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種用于在半導(dǎo)體基板上的介電層中等離子蝕刻高縱橫比形貌(例如導(dǎo)線、通道及接點(diǎn)，包括自對準(zhǔn)接點(diǎn)(SAC))的方法。在該方法中，在等離子蝕刻反應(yīng)器中將包含碳氟化合物、氧氣及含硅烷氣體(例如，硅烷)、H2或碳?xì)浠衔餁怏w的氣體混合物與一種可選氣體(例如惰性氣體，如，氬氣)激發(fā)為等離子態(tài)，以使非惰性反應(yīng)物至少部分地離解。在蝕刻過程期間，介電層通過含氟物質(zhì)蝕刻且含硅烷氣體、H2或碳?xì)浠衔餁怏w在光致抗蝕劑/硬質(zhì)掩模頂部及所蝕刻開口的側(cè)壁上形成含碳及/或含硅保護(hù)性聚合物。含硅烷氣體、H2或碳?xì)浠衔锟膳c含氧氣體協(xié)同平衡聚合物的形成，以充分保護(hù)光致抗蝕劑及所蝕刻形貌的側(cè)壁，同時(shí)避免由于形成過多聚合物而造成夾斷及蝕刻停止問題。一般而言，含硅烷氣體、H2或碳?xì)浠衔餁怏w可用于在抗蝕劑/硬質(zhì)掩模頂部及所蝕刻開口中形成聚合物，且氧氣添加量應(yīng)能夠充分控制所蝕刻開口側(cè)壁上的聚合物形成。在雙頻中等密度等離子蝕刻反應(yīng)器中，可通過向等離子蝕刻反應(yīng)器供應(yīng)含硅烷氣體、H2或碳?xì)浠衔餁怏w及碳氟化合物氣體反應(yīng)物來達(dá)成本發(fā)明的有利效果，其中含硅烷氣體對碳氟化合物氣體的流速比為0.1或以下，或H2或碳?xì)浠衔餁怏w對碳氟化合物氣體的流速比為0.5或以下。
含硅烷氣體、H2或碳?xì)浠衔餁怏w及氧氣的量較佳根據(jù)所蝕刻形貌的尺寸及所蝕刻材料的膜組成來控制。例如，當(dāng)蝕刻較大尺寸的形貌時(shí)，需要較少氧氣來保護(hù)所蝕刻開口的側(cè)壁。對于對等離子反應(yīng)器中所產(chǎn)生的聚合物具較低反應(yīng)性的介電材料(例如，低摻雜度氧化物膜)而言，可降低CxFy/O2比。然而，對于包含較高摻雜劑添加量的介電層(例如，對于BPSG)而言，CxFy/O2比可較高。
氧氣與碳氟化合物反應(yīng)物皆可以5至100sccm的流速供應(yīng)，較佳為5至50sccm，且更佳5至30sccm。硅烷可以0.3至10sccm的流速供應(yīng)，且H2或碳?xì)浠衔餁怏w可以1至30sccm的流速供應(yīng)。例如，當(dāng)CxFyHz以5至30sccm供應(yīng)時(shí)，氧氣反應(yīng)物流速可自5至20sccm，且氬氣(若供應(yīng))可自100至600sccm。在另一實(shí)例中，CxFyHz為C4F6，含氧氣體為O2，且以C4F6∶O2為0.5∶1至3∶1的流速比向等離子蝕刻反應(yīng)器供應(yīng)C4F6與O2。在又一實(shí)例中，在SAC或雙鑲嵌結(jié)構(gòu)中蝕刻開口期間系以可避免蝕刻停止的流速向等離子蝕刻反應(yīng)器供應(yīng)C4F6與O2。O2可用諸如CO等其他含氧氣體補(bǔ)充或替代。例如，CO可以50至500sccm的流速添加至蝕刻氣體中。而且，H2或碳?xì)浠衔锟梢缘扔诨驇缀醯扔贠2流速的流速供應(yīng)，例如，1∶1或1∶2。
在一實(shí)例中，雙頻等離子蝕刻反應(yīng)器(例如，自本申請案的受讓人LamResearch公司購得的ExelanTM雙頻電容耦合氧化物蝕刻系統(tǒng))可以0至5000瓦特(較佳1000至2000瓦特)的頂部電極功率及0至5000瓦特(較佳1000至2000瓦特)的底部電極功率運(yùn)行。深度約為3μm的0.18μm直邊開口可在約5分鐘內(nèi)采用以下條件實(shí)施單步蝕刻室壓力設(shè)定為約15mTorr，一或兩個電極的功率在27MHz時(shí)為1000瓦特且在2MHz時(shí)為2000瓦特，使用由300sccmAr、8sccm O2、1.5sccm SiH4或5sccm CxHy或5sccm H2及15sccm C4F8構(gòu)成的蝕刻氣體混合物。
圖1至3展示根據(jù)本發(fā)明方法添加硅烷的效果。圖1a展示當(dāng)使用不含硅烷的對照蝕刻氣體混合物時(shí)所獲得的彎曲蝕刻輪廓，而圖1b展示具有直邊開口的介電層實(shí)例，其中該些開口皆根據(jù)本發(fā)明方法蝕刻。在圖1a中，當(dāng)采用以下條件實(shí)施介電層單步蝕刻約4分鐘時(shí)獲得具有彎曲開口4的介電層2，所用條件為室壓力設(shè)定為約50mTorr，一或兩個電極具有約3000瓦特的總功率，100至300sccm Ar、5至20sccm O2及5至20sccm C4F8。在圖1b中，采用相同的方法并添加0.5至2sccm SiH4獲得具有直邊開口8的介電層6。
相同工藝條件對193nm光致抗蝕劑的影響展示于圖2至3中。參照圖2a，在無硅烷的情況下，蝕刻后抗蝕劑20展示一變形褶皺外觀。相反，如圖2b所示，添加硅烷可顯著減少抗蝕劑22的褶皺。而且，參照圖3a，沒有硅烷會產(chǎn)生一粗糙的蝕刻后抗蝕劑表面30，而添加硅烷可導(dǎo)致一更光滑抗蝕劑32，如圖3b所示。添加硅烷的反應(yīng)氣體與不含硅烷的反應(yīng)氣體混合物相比可使190nm抗蝕劑的選擇性提高25％以上，較佳35％以上。用添加H2或碳?xì)浠衔餁怏w代替硅烷或用其他含硅氣體可獲得類似結(jié)果。
本發(fā)明方法亦可在平行板等離子反應(yīng)器中實(shí)施，例如圖4中所示反應(yīng)器700。反應(yīng)器700包括內(nèi)腔702，該內(nèi)腔702通過連接至反應(yīng)器壁上出口處的真空泵704維持在期望真空壓力。蝕刻氣體可通過供應(yīng)來自氣源706的氣體而供至蓮蓬頭電極712。反應(yīng)器室700可按照雙頻平行板的加工配置來運(yùn)作，其中第一RF源708通過RF匹配網(wǎng)絡(luò)710耦合至頂部電極蓮蓬頭電極712。以相同方式，底部電極718通過第二RF匹配網(wǎng)絡(luò)716耦合至第二RF源714。此外，每一RF源708、714皆一端接地。中等密度等離子可通過以下在反應(yīng)器中于基板720上產(chǎn)生向蓮蓬頭電極712及底部電極718施加來自RF源708、714的RF能，或蓮蓬頭電極712可電性接地，且可將兩種不同頻率的RF能施加至底部電極718。亦可使用其他類型的電容耦合反應(yīng)器，例如，僅具有加電蓮蓬頭電極或僅通過底部電極加電的反應(yīng)器。
根據(jù)本發(fā)明方法，在中等密度雙頻等離子蝕刻反應(yīng)器中，可通過添加含硅烷氣體、H2及/或碳?xì)浠衔锓磻?yīng)物來有利地增強(qiáng)光致抗蝕劑/硬質(zhì)掩模對介電層的蝕刻速度選擇性、降低材料的完整性(抗變形)并增加光致抗蝕劑膜的光滑性。而且，含硅烷氣體、H2及/或碳?xì)浠衔锓磻?yīng)物的添加可減少高縱橫比接點(diǎn)中彎曲的數(shù)量。在中等密度雙頻反應(yīng)器的受控離解環(huán)境中，光致抗蝕劑的光滑性及物理完整性及所蝕刻形貌的輪廓可通過添加含硅烷氣體、H2及/或碳?xì)浠衔锓磻?yīng)物來控制。含硅烷氣體、H2及/或碳?xì)浠衔锓磻?yīng)物的添加可導(dǎo)致產(chǎn)生富碳及富硅聚合物，該富碳及富硅聚合物可沉積于光致抗蝕劑頂部并消除離子轟擊及化學(xué)蝕刻對光致抗蝕劑的影響。含硅烷氣體、H2及/或碳?xì)浠衔锓磻?yīng)物可作為單獨(dú)氣體添加，或作為預(yù)稀釋混合物與氬氣、氧氣、碳氟化合物及/或碳氟氫化合物一起添加。碳?xì)浠衔锓磻?yīng)物在引入該室之前可為氣體或液體形式。含硅烷氣體對碳氟化合物氣體的期望流速比小于或等于0.1。H2或碳?xì)浠衔锓磻?yīng)物對碳氟化合物的期望流速比小于或等于0.5。
上文已闡述本發(fā)明的原理、較佳實(shí)施例及實(shí)施方式。然而，不應(yīng)將本發(fā)明理解為僅限于所述的特定實(shí)施例。因此，上述實(shí)施例應(yīng)理解為例示性而非限制性實(shí)施例，且應(yīng)了解，熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者可對此等實(shí)施例進(jìn)行多種改變，而不背離由隨附權(quán)利要求所界定的本發(fā)明范疇。
權(quán)利要求
1.一種于一介電層中蝕刻開口的方法，其包括將一半導(dǎo)體基板支撐于一等離子蝕刻反應(yīng)器中的一基板支架上，所述基板具有一介電層及一位于所述介電層之上的圖案化光致抗蝕劑層及/或硬質(zhì)掩模；向所述等離子蝕刻反應(yīng)器供應(yīng)一種蝕刻劑氣體，所述蝕刻劑氣體包括(i)一種碳氟化合物氣體(CxFyHz，其中x≥1，y≥1且z≥0)；(ii)一種含硅烷氣體、氫氣及/或碳?xì)浠衔餁怏w(CxHy，其中x≥1且y≥4)；(iii)一種可選含氧氣體；及(iv)一種可選惰性氣體；其中含硅烷氣體對碳氟化合物氣體的流速比小于或等于0.1及/或氫氣或碳?xì)浠衔飳μ挤衔餁怏w的流速比小于或等于0.5；將所述蝕刻劑氣體激發(fā)為一等離子態(tài)；以增強(qiáng)的光致抗蝕劑及/或硬質(zhì)掩模對介電層的選擇性及最小化的光致抗蝕劑變形或條紋在所述介電層中等離子蝕刻開口。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述等離子蝕刻反應(yīng)器包括一種包含一上部蓮蓬頭電極及一底部電極的雙頻中等密度電容耦合等離子反應(yīng)器，RF能以兩種不同頻率供至所述底部電極或以不同的第一及第二頻率供至所述蓮蓬頭電極及底部電極。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中向所述蓮蓬頭電極施加500至3000瓦特的RF能并向所述底部電極施加500至3000瓦特的RF能。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述蝕刻步驟期間將一RF偏壓施加至所述半導(dǎo)體基板。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述等離子蝕刻反應(yīng)器中的壓力為5至200mTorr及/或所述基板支架的溫度為-20℃至+80℃。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述開口包括通道、接點(diǎn)及/或雙鑲嵌溝道、自對準(zhǔn)接點(diǎn)或自對準(zhǔn)溝道結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述開口是具有實(shí)質(zhì)上直邊輪廓的0.3μm或更小尺寸的開口，其中所述開口的上、中及下關(guān)鍵尺寸實(shí)質(zhì)上相等，且所述開口具有至少為5∶1的縱橫比。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述開口是具有實(shí)質(zhì)上直邊輪廓的0.25μm或更小尺寸的開口，其中所述開口的上、中及下關(guān)鍵尺寸實(shí)質(zhì)上相等，且所述開口具有至少為5∶1的縱橫比。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述介電層包括經(jīng)摻雜或未摻雜二氧化硅、BPSG、BSG、FSG、PSG、TEOS、熱氧化硅或無機(jī)低k材料或有機(jī)低k材料，所述介電層覆蓋于一導(dǎo)電層上，所述導(dǎo)電層選自由Al、Al合金、Cu、Cu合金、Ti、Ti合金、經(jīng)摻雜或未摻雜多晶或單晶硅、TiN、TiW、Mo、及Ti、W、Co及/或Mo的硅化物或其合金組成之群，所述半導(dǎo)體基板包括一可選的選自氮化硅、碳化硅或氧氮化硅的終止層及/或掩模層，所述掩模層位于所述介電層之上及/或所述介電層與導(dǎo)電層之間。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述介電層包括其間有或沒有蝕刻終止層的低k材料疊層，所述開口可蝕刻至少2μm深度。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述CxFyHz于所蝕刻開口側(cè)壁上形成保護(hù)側(cè)壁聚合物；所述含硅烷氣體、氫氣或碳?xì)浠衔锓磻?yīng)物能使所述反應(yīng)器中維持一期望的聚合物前體物質(zhì)濃度；且所述含氧氣體能夠維持一期望的側(cè)壁聚合物厚度。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述蝕刻劑氣體包括一種選自由He、Ne、Kr、Xe及Ar組成之群的惰性氣體，所述惰性氣體可以5至1000sccm的流速供至所述等離子蝕刻反應(yīng)器。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述含硅烷氣體包括硅烷且所述蝕刻劑氣體包含5至30sccm C4H8、0.5至3sccm硅烷、0至20sccm O2及100至500sccm Ar。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中CxFyHz包括至少一種不含氫的碳氟化合物及/或至少一種含氫的碳氟化合物。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述含硅烷氣體包括硅烷且所述蝕刻劑氣體包含3至100sccm CxFyHz、0.3至10sccm硅烷、0至500sccm含氧氣體及5至1000sccmAr。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述含氧氣體選自由O2、O3、CO、CO2及其混合物組成之群。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述蝕刻劑氣體包含5至50sccm CxFyHz、2.5至25sccm氫氣或碳?xì)浠衔餁怏w、5至100sccm含氧氣體及100至600sccmAr。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使用不含氧的蝕刻劑氣體在所述介電層中形成錐形開口。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使用以5至500sccm含氧蝕刻劑氣體的流速供至所述等離子蝕刻反應(yīng)器的含氧蝕刻劑氣體在所述介電層中形成直邊開口。
20.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述蝕刻劑氣體包含C4F6及O2，其中C4F6及O2以C4F6∶O2流速比為0.5∶1至3∶1的流速供至所述等離子蝕刻反應(yīng)器。
21.如權(quán)利要求1所述的方法，其中與不含含硅烷氣體、氫氣或碳?xì)浠衔锏奈g刻劑氣體相比，將硅烷、H2或碳?xì)浠衔锾砑又了鑫g刻劑氣體中能夠使抗蝕劑選擇性提高35％以上。
22.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述蝕刻劑氣體包含5至30sccm C4F8、2.5至25sccm氫氣或碳?xì)浠衔餁怏w、0至20sccm O2及100至500sccm Ar。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在介電層中蝕刻開口的方法，該方法包括將一半導(dǎo)體基板支撐于等離子蝕刻反應(yīng)器中，該基板具有一介電層及位于該介電層之上的圖案化光致抗蝕劑及/或硬質(zhì)掩模層；向等離子蝕刻反應(yīng)器供應(yīng)蝕刻劑氣體，該蝕刻劑氣體包括(a)一種碳氟化合物氣體(C
文檔編號H01L21/311GK1666323SQ03815546
公開日2005年9月7日 申請日期2003年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月14日
發(fā)明者阿龍·埃普勒, 穆昆德·斯里尼瓦桑, 羅伯特·舍比 申請人:藍(lán)姆研究公司