TWI223341B - Method of etching porous insulating film, dual damascene process, and semiconductor device - Google Patents

Description

1223341 A7 __B7 五、發明説明（彳 ） 發明之技術領域 本發明係有關多孔質絕緣膜之姓刻方法、雙道金屬鑲後 製造方法及半導體裝置。 背景技術 伴隨著近年半導體積體電路的高密度化，配線的傳送延 遲逐漸成為決足動作速度的重要因素。因此，層間絕緣膜 採用低介電率膜以抑制傳送延遲。 降低層間絕緣膜的比介電率之方法，其有多孔質化層間 絶緣膜的方法。於半導體製造過程採用多孔質絕緣膜的情 形’為了形成導通孔，必須姓刻此多孔質絕緣膜。 此多孔質絕緣膜的蝕刻方法，其為了一面確保某程度的 多孔負絕緣膜與光阻之選擇比，一面有效率地進行多孔質 絕緣膜的蝕刻’因而使用C^Fs/Ar類氣體、CF4/Ar類氣體 等。另外，為了改善蝕刻率，適用於高深宽比的蝕刻，於 此些氣體亦混合氧（〇2)、一氧化碳（C〇)、或氮（n2)。 此外，於電漿化此些蝕刻氣體進行蝕刻時，增長離子的 平均自由行程，使離子容易進入接觸孔内，同時為保持蚀 刻時的面内均一性，以低壓且高輸出進行|虫刻。 但是，對蝕刻氣體混合〇2氣體，以低壓且高輸出的條件 進行多孔質絕緣膜蝕刻時，多孔質絕緣膜將產生突起之問 題。特別是，此突起的產生，於雙道金屬鑲嵌製造方法， 將成為更嚴重之問題。此外，所謂突起，係為蝕刻之多孔 質絕緣膜底面的凹凸。 圖8為顯示使用先前多孔質絕緣膜的雙道金屬鑲嵌製造 -4 - I紙張尺度適财S S家標準(CNS) A4規格(210X297公Θ " ---------- 1223341 2 五、發明説明（ 方法之斷面圖。於圖8(a)，於下層領域41形成多孔質絕緣 膜42及氮化矽膜43，藉由使用光微影技術及蝕刻技術，於 亂化矽膜43形成適用導通孔32之開孔部^^。另外，下層領 域41，係為矽基板、銅（Cu)或鋁（A1)等的下層配線層。 ，其次，於氮化矽膜43上形成多孔質絕緣膜44，並於全面 形成光阻膜45。然後，藉由使用光微影技術，於光阻膜45 形成適用配線溝丁2之開孔部H4。 其次，如圖8(b)所示，此光阻膜45作為罩幕，藉由進行 反應性離子蝕刻RIE等的蝕刻E3 ,於多孔質絕緣膜44形成 配線溝T2。於此，蝕刻E3的蝕刻氣體，其為了確保多孔質 絕緣膜44與氮化矽膜43的選擇比，係使用C4F8類之氣體。 另外，提高蝕刻率，同時為保持蝕刻時的面内均一性，壓 力設足為未滿50 mTorr之低壓，並同時設定RF功率密度為 超過0.5W/cm2之高輸出。 以此條件進行多孔質絕緣膜44之蝕刻E3時，於多孔質絕 緣膜44將產生突起SP。因此，於多孔質絕緣膜料的蝕刻途 中中止蝕刻E3時，於配線溝T2的階差D2上將殘留突起 SP 〇 其次，如圖8(c)所示，以氮化矽膜43作為罩幕，再持續 蚀刻E3，於多孔質絕緣膜42形成導通孔b2。於此，氮化碎 膜43的階差D2上，進行多孔質絕緣膜44的過蝕刻，除去階 差D2上的突起SP。另外，形成導通孔B2時於多孔質絕緣 膜42所產生的突起亦可藉由過蝕刻多孔質絕緣膜42除去。 其次’如圖8(d)所示，除去光阻45，全面堆積Cu或A1等 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

1223341 A7 ______B7 五、發明説明（4 ) 嫌 表示’极載’其以（窄溝的触刻率）/(寬溝的蚀刻率）X 1⑻％ 表示。 此外，本發明之多孔質絕緣膜的蝕刻方法，係於上述方 法’其特徵在於RF功率密度為〇·25 W/cm2以上0.50 W/cm2 以下。 夕孔^絕緣膜的情形，其相較於無孔質絕緣膜因膜質柔 軟，所以即使RF功率密度減小時，並不極端妨礙蝕刻之進 仃。因此，一方面防止嚴重降低多孔質絕緣膜的蝕刻特 性’ 一方面可抑制多孔質絕緣膜突起之產生。 另外，本發明之多孔質絕緣膜的蝕刻方法，係於上述方 法’其特徵在於前述氟碳化合物系氣體為CL，前述惰性 氣體為Ar。 藉由使用F/C比大的氣體，一方面抑制蝕刻速度低下原 因t碳類聚合物的堆積，一方面可進行多孔質絕緣膜的蝕 刻’即使RF功率密度減小的情形，將可確保蝕刻率。 此外，本發明之多孔質絕緣膜的蝕刻方法，係於上述方 法’其特欲在於對前述氟碳化合物系氣體之流量比另外包 含0.25以下的氧氣〇2。 藉由減小氧氣（〇2)的流量比，即使於多孔質絕緣膜含碳 成份的情形，此碳成份抑制與氧氣（〇2)反應，其因可抑制 碳成份從多孔質絕緣膜脫離，所以可抑制多孔質絕緣膜蝕 刻時的突起。 另外，本發明之半導體裝置，係根據雙道金屬鑲嵌製造 方法於配線溝與導通孔所形成的半導體裝置，其特徵在於 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)

削述配線溝所形成 .._ 々夕孔質絕緣膜與前述導通孔所形成的 多孔貝絕緣膜不夾菩 ^ 4 ^ 耆阻擋層而形成，前述多孔質絕緣膜斜 刻時的大起實質上不存在。 根據本^明〈半導體裝置，即使於多孔質絕緣膜間不形 、比:^率同的阻擋層，於多孔質絕緣膜的配線溝部分可 、產生將可抑制配線的傳送延遲，同時可提昇 配線溝所埋入之配線的信賴性。 此：’本發明之雙道金屬鑲嵌製造方法，其特徵為具有 孔貝、、’g緣膜上形成適用導通孔之圖案所形成的第一光阻 膜之步驟；及 、削迟第光阻膜作為罩幕，藉由進行前述多孔質絕緣 膜姓刻’ 述多孔質絕緣膜形成導通孔之步驟；及 除去前述第一光阻膜之步驟；及 #於前述多孔質絕緣膜上形成適用配線溝之圖案所形成的 第二光阻膜之步驟；及 以RF功率密度0.25 w/cm2以上〇 5〇 w/cm2以下、壓力 mTorr以上300 mT〇rr以下之條件，前述第二光阻膜作為罩 幕’藉由至中途進行前述多孔質絕緣膜蝕刻，於前述多孔 負&緣膜形成配線溝之步驟；及 除去前述第二光阻膜之步驟、；及 於前述導通孔與前述配線溝埋入導電材料之步驟。 —根據本發明之雙道金屬鑲嵌製造方法，不使用氮化碎膜 等阻擋層，可於多孔質絕緣膜形成導通孔與配線溝，同時 可抑制多孔質絕緣膜蝕刻時的突起，並可簡單化雙道金屬 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)

鑲嵌製造方法。 另外’本發明之雙道金屬鑲嵌製造方法，其特徵為於上 皮夕孔貝絶緣膜形成配線溝的步驟之處理氣體，係使用含 氟碳化合物系氣體與惰性氣體的混合氣體，氟碳化合物系 氣體為CF4，惰性氣體為Ar。 根據本發明之雙道金屬鑲嵌製造方法，因為無氮化碎膜 等阻擋膜，所以不需要考慮阻擋膜與多孔質絕緣膜之選擇 比，因而可使用F/C比更大的(：：174類氣體取代C4F8類氣體蚀 刻多孔質絕緣膜，並可提昇蝕刻多孔質絕緣膜時的蝕刻 率。 圖式之簡單說明 圖1為顯示一種有關本發明實施形態之蝕刻裝置之概略 構成的斷面圖。 圖2 A〜D為顯示一種有關本發明實施例之姓刻結果與先 前例比較的斷面圖。 圖3A，B為顯示一種有關本發明實施例之蝕刻特性的壓 力依存性圖。 圖4A，B為顯示一種有關本發明實施例之蝕刻特性的rf 功率密度依存性圖。 圖5A，B為顯示一種有關本普明實施例之蝕刻特性的〇2 流量依存性圖。 圖6A，B為顯示一種有關本發明實施例之蝕刻特性的底 端溫度依存性圖。 圖7A〜D為顯示一種有關本發明實施例之雙道金屬鑲嵌 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公董） A7 B7

1223341 五、發明説明 製造方法的斷面圖。 圖8A〜D為顯示先前的雙道金屬鑲嵌製造方法之平面 圖。 發明之最佳實施形態 以下，-邊參閱圖示-邊說明本發明之實施形.態的 方法。 圖1為顯示一種有關本發明實施形態之蝕刻裝置之概略 構成的斷面圖。此外，此實施形態係以與"氣體作為 姓刻氣體的情形做說明。 a ，於圖1，處理室1内設置上部電極2及晶座3，此晶座3並 兼當下部電極。於此上部電極2,設置對處理室丨内導入蝕 刻氣體的氣體喷出孔2a。另外，晶座3受到晶座支撐台4支 才牙，晶座支撐台4隔著絕緣板5固定於處理室丨内。電漿化 晶座3。 於曰曰座支撐台4設置冷媒室1〇，液態氮氣等冷媒透過冷 媒供給管10a及冷媒排出管1〇b循環冷媒室1〇内。另外，由 此所產生的冷熱因透過晶座支撐台4及晶座3對晶圓w傳 熱’可冷卻晶圓W。 於叩座3上設置靜電吸座6，靜電吸座6具有由聚醯亞胺 膜8a、8b夾著導電層7之構造。於此，導電層7連接直流高 壓電源12 ’藉由對導電層7供給直流高電壓，將對晶圓界 施加庫侖力，可於晶座3上固定晶圓w。 另外’於晶座3及靜電吸座6，設置灌入氦（He)氣體之氣 體通路9 ’透過此氣體通路9對晶圓W的背面喷出氦（He)氣 -10- 本紙張尺度咖中國國家標準(5^ϋ^10χ 297公釐）

裝 訂

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把可~卻糸日曰座3上所放置的晶圓W。於此，氣體通路9 透過流I凋整閥16a及開關閥16b連接氦（He)氣體供應源 16，可控制晶圓…背面之氦（He)氣壓力。 、“ 々於處理罜1，設有氣體供應管la及排氣管lb。氣體供應 管la係透過流量調整閥14a、15a及開關闕丨仙、i5b，連接 CF4氣體供應源14及^氣體供應源15。排氣管化係連接真 空泵。藉由此真空泵排除處理室丨内氣體，可調節處理室、工 的壓力。處理室1的四周設有水平磁場形成磁石13，藉由 處理罜1内施以磁場，將高密度化電漿，可有效率地進行 Ί虫刻。 進仃多孔質絕緣膜蝕刻時，於晶座3上放置孔質絕緣膜 所形成之晶圓W，並利用靜電吸座6做固定。 其次，排除處理室丨的氣體，調節處理室丨内壓力，同時 開啟f關閥i4b、15b，對處理室！内灌入以4氣體及^氣 體。精由流量調整閥14a、15a可調節CF4氣體與Μ氣體之 流量比。 其久對日日座3供給來自高頻電源11之rf功率，電漿化 蝕氣把進行多孔質絕緣膜的蝕刻。此時，開啟開關閥 1/\對氣體通路9灌入氦氣體，藉由從氣體通路9喷出此氦 氣:，可冷卻晶圓w。另外，藉由流量調整閥i以調節氦氣 月豆壓力，可控制晶圓W的冷卻溫度。 進仃多孔質絕緣膜蝕刻時的條件，其RF功率密度為〇·25 〇·50 W/cm ’處理室！内的壓力為15〇〜3〇〇 mT〇rr。如上 所述 方面抑制突起的發生，一方面可依任意的深度蝕 -11- 1223341 A7 ___B7 五、發明説明（9 ) 刻多孔質絕緣膜。 此外，多孔質絕緣膜，係指如多孔氫矽倍半氧烷HSQ (hydrogen silsesquioxane)類、多孔甲基矽倍半氧烷MSQ (methyl silsesquioxane)類、多孔有機材料、或多孔二氧化 碎（Si〇2)，且其密度為1.3g/cm3以下。 另外，上述之實施形態，係針對使用磁控管RIE裝置進 行触刻之方法做說明，其亦可適用ECR(電子迴旋共振）電 漿蝕刻裝置、HEP(螺旋波激發電漿）蝕刻裝置、icp(感應 式搞合電漿）蚀刻裝置、TCP(變壓摘式電漿）蚀刻裝置等。 以下，一面參閱有關本發明之實施例的實驗資料一面做 說明。另外’以下的實施例係使用圖2(a)的樣本，以圖1的 蝕刻裝置進行蝕刻。於圖2(a)，依氮化矽膜21、多孔MSQ 膜22、防止反射膜23之順序層積，於防止反射膜23上，層 積線與芝間所形成的光阻膜24。氮化矽膜2 1的膜厚為300 nm’多孔MSQ膜22膜厚為600 nm，防止反射膜23的膜厚為 75 nm，光阻膜24的膜厚為540 nm。 圖2(b)〜（d)，其顯示有關一種本發明之實施例的蚀刻結 果與先如例比較之斷面圖。於此，先前例1的姓刻條件， 係使用流量比10/50/200/200 seem之〇4?8與N2與C0與Ar的 混合氣體。另外，設定RF功率為1500 W，廢力為35 mTorr，晶圓背面的He壓力於中心為7 Torr，於邊緣為40 Torr，頂端與壁面溫度為60°C，底端溫度為40°C，蚀刻20 秒。此外，電極間間隔為37 mm，陽極直徑為260 mm。 此情形，於線與空間為0.25 μιη/0·25 /xm的圖案，多孔 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1223341 A7 B7 五、發明説明（10 ) MSQ膜22只蝕刻深度方向395.8 nm，於線與空間為0.25 μιη/1·25 μπι的圖案，多孔MSQ膜22只蝕刻深度方向458.3 nm。此時的姓刻率，於線與空間0.25 μηι/0.25 μπι的圖案 為1 1 87.4 nm/秒，於線與空間0·25 μιη/1.25 μιη的圖案為 1 3 75 nm/秒。此外，如圖2(b)所示，任何的線與空間，其 於姓刻面都將產生突起。 另外，先前例2的蝕刻條件，係使用流量比80/160/20 seem之CF4與Ar與02的混合氣體。此外，設定RF功率為500 W，壓力為40 mTorr，晶圓背面的He塵:力於中心為7 Torr， 於邊緣為40 Torr，頂端與壁面溫度為60°C，底端溫度為40 °C，蝕刻20秒。 此情形，於線與空間為0.25 μιη/0·25 μηι的圖案，多孔 MSQ膜22只蝕刻深度方向270.8 nm，於線與空間為0.25 // m/1.2 5 /xm的圖案，多孔MSQ膜22只蝕刻深度方向302 nir^此時的蚀刻率，於線與空間0.25 /xm/0.25 μηι的圖案 為812.4 nm/秒，於線與空間0.25 μιτι/1·25 /xm的圖案為906 nm/秒。另外，如圖2( c )所示，任何的線與空間，其於蝕 刻面都將產生突起。 此外，本次的實施例之蝕刻條件，係使用流量比80/1 60 seem之CF4與Ar的混合氣體。另外，設定RF功率為500 W，壓力為150 mTorr，晶圓W背面的He壓力於中心為7 Torr，於邊緣為40 Torr，頂端與壁面溫度為60°C，底端溫 度為40°C，蝕刻35秒。 此情形，於線與空間為0·25 μιη/0·25 μιη的圖案，多孔 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐）

裝 訂

1223341 Α7 Β7 五、發明説明（η MSQ膜22只蚀刻深度方向2 70 · 8 nm，於線與空間為〇 2 5 /xm/l ·0 μηι的圖案。此時的|虫刻率，於線與空間〇 μπι/0·25 /zm的圖案為464.2 nm/秒，於線與空間〇 25 #m/i 〇 /xm的圖案為482·ι nm/秒。此外，如圖2(d)所示，任何的線 與空間’將可抑制蚀刻面的突起。 如此，蝕刻多孔MSQ膜22時，從蝕刻氣體除去〇2氣體， 同時藉由提昇壓力，一方面防止蝕刻率降至實用水準以 下，一方面可抑制蝕刻面的突起。此外，定量表示突起的 大小時’可用（上面高度一底部高度）/(蚀刻深度）算出。 圖3為顯示一種有關本發明實施例之蚀刻特性的壓力依 存性圖。於此實施例，壓力以5〇、U0、300 mT〇rr做變 化，其他的條件與圖2(c)同樣。 於圖3(a)，壓力上升時，雖然cd位移量變大，但是突起 減少。另外，於圖3(b)，壓力上升時，微載惡化。但是， 即使壓力上升，多孔MSQ膜的情形，即使是線與空間為 0.25 μιη/0·25 μιη及 0.2 5 /xm/0.75 μηι的任一圖案，|虫刻率幾 乎不變化。 因此，藉由提鬲壓力，一方面抑制姓刻率的下降，一方 面可減少姓刻面的突起。於此，從抑制突起的觀點，壓力 最好為50mTorr以上，而且越高越好。 另外，壓力為500 mTorr以上時，因蝕刻形狀變成弓形 所以最好不要超過此壓力。 此外’考慮對CD位移量及微載之不良影響時，壓力最 好為1 50 mTorr〜300 mTorr之範圍。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1223341

另外，壓力上升時，突起減少，係因壓力上升時，離子 的平均自由步驟變㉙，離子獲得的能量變小，造成離子的 濺鍍力降低所致。 、圖4為顯示一種有關本發明實施例之蝕刻特性的功率 密度依存性圖。於此實施例，RF功率密度以〇15、〇 、 5 W/cm做文化，其他的條件與圖2(c)的條件同樣。另 外’陽極的直徑為260 mm 〇 於圖4(a)，RF功率密度下降時，雖然突起減少，但是〔ο 位移量幾乎無影響。因&，藉由降低以功率密度，可減少 蝕刻面的突起。另外，於圖4(b)，RF功率密度下降時即 使是線與空間為 0.25 Mm/0.25 μπι&〇·25 μιη/〇75 μιη 的任一 圖案，蝕刻率將降低。 於此，從抑制突起的觀點，RF功率密度最好為〇 5〇 W/cm2以下，但是考慮蝕刻率降低時，奸功率密度最好於 0.25〜0.50 W/cm2之範圍。 、 另外’ RF功率密度下降時，突起減少’係因RF功率密 度下降時，離子獲得的能量變小，造成離子的濺鍍力降低 所致。 圖5為顯不一種有關本發明實施例之蝕刻特性的〇2流量 依存性圖。於此實施例，Ο:流量以〇、1〇、2〇、4〇 SCcm做 變化，其他的條件與圖2(c)的條件同樣。 於圖5(a)，〇2流量下降時，cD位移量及突起皆減少。另 外’於圖5(b) ’無混合ο:時，其與混合〇2時比較，即使線 與^間為0.25 μπι/0·25//ηι&0·25 μηι/0·75 以111的任一圖案， -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 1223341 A7 B7 五、發明説明（13 ) 雖然蝕刻率降低，但是微載將獲得改善。 因此，藉由降低〇2流量，一方面確保某程度的蝕刻率的 下降，一方面可減少蚀刻面的突起。因此，從抑制突起的 觀點，〇2流量最好為〇，藉由〇2流量為〇，亦可改善CD位 移量及微載。但是，02流量未必為0，即使混合某程度的 〇2，亦可抑制突起於實用上無問題之水準。因此，混合02 的情形，對CF4氣體之02氣體的流量比最好為0.25以下。 另外，亦可對整個氣體的流量設定〇2氣體的流量比，此情 形，〇2氣體流量比最好為〇.〇8以下。 此外，02的流量增加時，突起增加，.係因多孔MSQ，對 於’-O-Si-O-’的主鏈於側鏈結合有機基（主要為，CH3’）。亦 即，於蝕刻氣體中存在02氣體時，有機基所含的碳成分與 〇2氣體反應產生結合能量高的f C- CT，造成碳成分從多孔 MSQ脫出所致。 圖6為顯示一種有關本發明實施例之蝕刻特性的底端溫 度依存性圖。於此實施例，晶圓W的底端溫度以0、40、 80°C做變化，其他的條件與圖2(c)的條件同樣。 於圖6(a)，底端溫度上升時，雖然CD位移量變大，但是 對突起幾乎無影響。另外，於圖6(b)，底端溫度對微載及 蝕刻率幾乎無影響。 因此，從抑制突起的觀點，底端溫度可上定任何溫度， 但是從抑制CD位移量的觀點，底端溫度最好低溫。此情 形，底端溫度最好40°C以下。 此外，於上述的實施例，係關於使用CF4類氣體做說 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1223341

明，只要是氟碳化合物系氣體皆可。例如，亦可使用C2F6 類=體、c3f6類氣體、匕匕類氣體、C4F8類氣體、匕匕類 氣體、CHF3類氣體、或類氣體。另外，於此些氣體 亦可混合C0或％。另外，亦可使用He等其他惰性氣體取 代八1>。例如，〇^8氣體與八1*與^以5:1000:150的流量比混 合，以RF功率密度0.25〜〇 5〇 w/cm2、壓力15〇〜3〇〇 mTon:，可抑制多孔質絕緣膜的突起。

圖7為顯示一種有關本發明實施例之雙道金屬鑲嵌製造 方法的斷面圖。於圖7(a),下層領域31上形成多孔質絕緣 膜32及光阻膜33 ,藉由光微影技術，於光阻膜33形成適用 導通孔B1之開孔部⑴。另外，下層領域31 或A1等的下層配線層。 ^CU 其次，如圖7(b)所示，此光阻膜33作為罩幕，藉由進行 RIE等蝕刻E1，於多孔質絕緣膜32形成開口至下層領域 表面的導通孔B1。 其次，如圖7(c)所示，去除光阻膜33，全面塗佈光阻膜 34。之後，藉由光微影技術，於光阻膜34形成適用配線溝 T1之開孔部H2。 其次，如圖7(d)所示，此光阻膜34作為罩幕，藉由至多 孔質絕緣膜32的途中進行RIE、等蝕刻e2，於多孔質絕緣2 32形成配線溝T1。 於此，蝕刻E2的蚀刻條件，係使用〇1；4氣體及Ar之混合 氣體’設定RF功率在、度為0·25〜〇·5〇 W/cm2、壓力為15〇〜 300 mTorr。如上所述，即使於多孔質絕緣膜”的途中結束 -17· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） "—----- 1223341

蝕刻E2的情形，於階差D1可防止突起的產生。 其次，除去光阻34 ,全面堆積“或乂等導電性材料。之 後’藉由CMP(化學性機械研磨）等，平坦化此導電性材料 的表面，並同時形成導通孔與配線。於此，階差m上因無 突起’所以可提高於階差D1上所形成的配線之密接性，並 可抑制由突起所產生之微粒等。 如此，根據上述的雙道金屬鑲嵌製造方法，即使去除氮 化矽膜等阻擋膜的情形，一方面可抑制多孔質絕緣膜32蝕 刻時的突起，一方面可於多孔質絕緣膜32形成導通孔B丨與 配線溝T1。因此，使多孔質絕緣膜32的比介電率降低，可 抑制配線的傳送延遲。另外，氮化矽膜等阻擋膜因於多孔 質絕緣膜32間不存在，所以蝕刻多孔質絕緣膜32時不須考 慮阻擔膜與多孔質絕緣膜3 2的選擇比。因此，使用ρ /匸比 更大的CF4類氣體取代類氣體，將可蝕刻多孔質絕緣 膜32 ’並可提昇蝕刻多孔質絕緣膜32時的蝕刻率。 如上所述’根據本發明，可抑制多孔質絕緣膜的突起之 產生。 產業上之利用可能性 關於本發明之多孔質絕緣膜的蝕刻方法、雙道金屬鑲嵌 製造方法及半導體裝置，可使用於進行半導體裝置製造之 半導體製造產業等。於是，具有產業上之利用可能性。 元件符號說明 1 處理室 lb 排氣管 la 氣體供給管 2 上部電極 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1223341 A7 B7 五、發明説明（16 ) 2a 噴出孔 22 多孔MSQ膜 3 晶座 23 反射防止膜 4 晶座支撐台 24 光阻膜 5 絕緣板 31 下層區域 6 靜電吸座 32 多孔質絕緣膜 7 導電層 33 光阻膜 8a 聚酿亞胺膜 34 光阻膜 8b 聚醯亞胺膜 41 下層領域 9 氣體通硌 42 多孔質絕緣膜 10 冷媒室 43 氮化矽膜 10a 冷媒供給管 44 多孔質緣膜 10b 冷媒排出管 45 光阻膜 11 南頻電源 46 導通孔 13 水平磁場形成磁石 47 配線 14 cf4氣體供給源 B1 導通孔 14a 流量調整閥 B2 導通孔 14b 流调整閥 D1 階差 15 Ar氣體供給源 D2 階差 15a 流量調整閥 E1 名虫刻 15b 開閉閥 E2 1虫刻 16 He氣體供給源 E3 I虫刻 16a 流量調整閥 H1 開孔部 16b 開閉閥 H2 開孔部 21 氮化矽膜 H3 開孔部 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 1223341 A7 B7 五、發明説明（17 ) H4 開孔部 SP 突起 T1 配線溝 W 晶圓 T2 配線溝 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐）

Claims (1)

1223341 A8 B8 C8 ___ —__D8 X、申请專利範圍 1· 一種多孔質絕緣膜之蝕刻方法，其係在設成特定壓力之 處理氣體氣氛的處理室内，施加RF功率產生電漿，利用 該電漿將多孔質絕緣膜蝕刻，其特徵在於： 上述處理氣體為含氟碳化合物系氣體與惰性氣體之混 合氣體； 上述壓力為1 50 mTorr以上300 mTorr以下者。 2·如申請專利範圍第1項之多孔質絕緣膜之蝕刻方法， 其中RF功率密度為0.25 w/cm2以上0.50 w/cm2以下。 3. 如申請專利範圍第1或2項之多孔質絕緣膜之蝕刻方法， 其中前述的氟碳化合物系氣體為CF4，前述的惰性氣 體為Ar。 4. 如申請專利範圍第1或2項之多孔質絕緣膜之蝕刻方法， 其中另外包含對氟碳化合物系氣體的流量比為0.25以 下之〇2氣體。 5·如申請專利範圍第3項之多孔質絕緣膜之蝕刻方法， 其中另外包含對氟碳化合物系氣體的流量比為〇.25以 下之〇2氣體。 6· —種半導體裝置，其藉由在形成配線溝及導通孔之後， 在此等配線溝與導通孔中埋入導電材料之雙道金屬鑲嵌 製造方法形成；其特徵在於： 形成有前述配線溝的多孔質絕緣膜與形成有前述導通 孔的多孔質絕緣膜係不介隔阻擋層而形成； 其係藉由在使用含氧碳化合物系氣體與惰性氣體之混 σ氣肖豆作為處理氣體’且壓力為150niT〇rr以上 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(21〇χ 297公釐） 1223341 A8 B8 C8 D8

300mT〇rr以下之處理室内，施加rF功率而產生電漿之 電漿蝕刻法將上述多孔質絕緣膜蝕刻，而形成上述配線 溝。 7·如申凊專利範圍第6項之半導體裝置， 其中RF功率密度為〇·25 w/cm2以上〇·5〇 w/cm2以下。 8·如申請專利範圍第6項之半導體裝置， 其中‘述的氟碳化合物系氣體為cF4，前述的惰性氣 體為Ar。 ' 9.如申請專利範圍第6項半導體裝置， 其中另外包含對氟碳化合物系氣體的流量比為0.25以 下之〇2氣體。 10· —種雙道金屬鑲嵌製造方法，其特徵在於具有： 在夕孔g絕緣膜上形成其上形成有對應導通孔之圖案 的第一光阻膜之步驟；及 利用…述第一光阻膜為罩幕進行前述多孔質絕緣膜蝕 刻，於前述多孔質絕緣膜中形成導通孔之步驟；及 除去前述第一光阻膜之步驟；及 在則述夕孔負絶緣膜上形成其上形成有對應配線溝之 圖案的第二光阻膜之步驟；及 以RF功率密度為〇·25 W/Cm2以上〇·5〇 w/cm2以下，壓 力為150 mTorr以上300 mTorr以下之條件，以前述第二 光阻膜=為罩幕藉由進行前述多孔f絕緣錢刻至中 途，於則述多孔質絕緣膜形成配線溝之步驟；及 除去前述第二光阻膜之步驟；及 -2 - 本紙張尺度適财@ S家標準(CNS) A4規格(210X297公董) 1223341

於前述導通孔與前述配線溝内埋入導電材料之步驟。 11.如申請專利範圍第1〇項之雙道金屬鑲嵌製造方法， 其中於前述多孔質絕緣膜形成配線溝之步驟的處理氣 體’係使用含氟碳化合物系氣體與惰性氣體之混合氣 體。 12·如申請專利範圍第丨丨項之雙道金屬鑲嵌製造方法， 其中前述的氟碳化合物系氣體為CF4，前述的惰性氣 體為Ar。 13. —種姓刻裝置，其係在設成特定壓力之處理氣體氣氛的 處理室内，施加R F功率產生電漿，利用該電漿將多孔 質絕緣膜蝕刻，其特徵在於： 上述處理氣體為含氟碳化合物系氣體與惰性氣體之混 合氣體； 上述壓力為150 mTorr以上300 mTorr以下者。 14·如申請專利範圍第1 3項之蝕刻裝置， 其中RF功率密度為〇·25 W/cm2以上0.50 W/cm2以下。 15·如申請專利範圍第13項之蝕刻裝置， 其中前述的氟碳化合物系氣體為CF4，前述的惰性氣 體為Ar。 16·如申請專利範圍第13項之蝕刻裝置， 其中另外包含對氟碳化合物系氣體的流量比為0.25以 下之〇2氣體。 -3 - 浪尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公#)

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