碳氟膜的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种碳氟膜的制造方法，此制造方法是将一基底置入反应器中。接着，将高碳／氟比的反应气体导入反应器中，并且此反应气体的组成式为Ｃ＃－［ｘ］Ｆ＃－［ｙ］，其中ｙ／ｘ的比例≤２。然后，提供反应器的上极板一第一电源以离子化此反应气体，并提供基底底部一第二电源以供给基底一自我偏压，以于基底上形成碳氟膜。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种介电材料层(dielectric material layer)的制造方法，且特别涉及一种碳氟膜(fluorocarbon film)的制造方法。
技术介绍
在集成电路(Integrated Circuits，IC)中，当器件的线宽持续的向下缩小，由多层金属内连线间所导致的电阻-电容时间延迟(Resistance-Capacitance Delay，RC Delay)将会对集成电路的时钟脉冲造成相当大的影响。而且，由于此电阻-电容时间延迟会受到内连线电阻(interconnect resistance)以及介电电容(dielectric capacitance)相当大的影响，因此，近年来对于介电材料的开发无不致力于发展具有低介电常数以及低电阻率的新介电材料。在介电材料中碳氟膜的介电常数低，并且具有高热稳定性以及良好的机械强度，因此相当适于取代传统的介电材料例如二氧化硅，以作为新一代的低介电常数介电材料使用。在数种以不同方式所形成的碳氟膜中，由于以等离子方式沉积的碳氟膜与其它方式所形成的碳氟膜相较之下，具有较致密的密度以及较强的机械强度，因此，公知此碳氟膜的形成方法，通常使用等离子增强型化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)装置，通过射频(Radio Frequency，RF)电源(13.56千赫)将反应气体离子化，再将反应气体离子沉积至基底的表面上以形成碳氟膜。然而，上述使用等离子增强型化学气相沉积装置形成碳氟膜的方法，由于仅在PECVD的上极板装设一射频电源进行沉积工艺，对于反应气体离子对材料层表面的沉积状态(depositing condition)并无法有效的加以控制。尚且，随着半导体器件的尺寸缩小化以及集成度的提高，此种无法有效控制沉积状态的问题将会显得更形严重，进而产生例如是沉积薄膜的均匀度(conformity不佳、对于沟渠或是导线间的沟填(gap filling)能力不佳以及对具有高低起伏图案的材料层的阶梯覆盖(step coverage)能力不佳等的种种问题。此外，由于公知的方法无法有效的控制材料层表面的沉积状态，因此并无法形成厚度较薄或是极薄的碳氟膜，并不利于半导体器件尺寸的继续向下缩小，并且，对于一些需要应用到较薄或是极薄的碳氟膜的工艺而言，公知的碳氟膜并无法符合需求。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在提供一种，能够控制反应气体离子对材料层表面的沉积状态。本专利技术的另一目的在提供一种，能够形成具有较佳薄膜均匀度、较佳沟填能力以及较佳阶梯覆盖能力的碳氟膜。本专利技术的再一目的在提供一种，能够形成沉积厚度较薄的碳氟膜。本专利技术提出一种，此制造方法是将基底置入反应器中。接着，将高碳/氟比的反应气体导入反应器中，并且此反应气体的组成式为CxFy，其中y/x的比例≤2.0。然后，提供一个与反应器的上极板电性连接的第一电源，以离子化此反应气体，并于基底的底部提供一个第二电源，以供给基底一自我偏压(Seld-bias)，以于基底或是材料层上形成碳氟膜。由上述可知，本专利技术的特征为使用双电源(第一电源、第二电源)进行碳氟膜的沉积，并通过双电源的控制，而能够控制基底或是材料层表面的沉积状态。进而能够在基底或是材料层表面形成具有较佳薄膜均匀度、较佳沟填能力以及较佳阶梯覆盖能力的碳氟膜。而且，由于本专利技术沉积碳氟膜所使用的反应气体具有高碳/氟比，有利于碳氟膜的形成，因此能够轻易的在基底或是材料层上形成碳氟膜。尚且，由于能够控制材料层表面的沉积状态，因此能够形成厚度相当薄的碳氟膜，有利于器件尺寸的缩小，并且能够应用于一些必须形成厚度较薄或是极薄的碳氟膜工艺。附图说明为让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文配合附图，作详细说明图1是本专利技术较佳实施例的一种的剖面示意图；图2是本专利技术较佳实施例的一种的流程示意图； 图3A至图3B是将碳氟膜应用于器件关键尺寸缩小工艺的示意图。图中标记分别是100、300基底102材料层104反应气体离子150反应器152载物台(下极板)154上极板156第一电源158第二电源202、204、206工艺步骤302待蚀刻层304罩幕层306薄碳氟膜层308图案层具体实施方式图1所绘示的是本专利技术较佳实施例的一种的剖面示意图。图1中的反应器150至少具有载物台152、上极板154、第一电源156以及第二电源158。基底100置于反应器150的载物台152上，其中此载物台152依反应器种类的不同，亦可能为一下极板。上极板154设置于载物台152的上方，此上极板154与第一电源156电性连接，并且第二电源158与载物台152电性连接。图2所示是本专利技术较佳实施例的一种的流程示意图，本专利技术较佳实施例的，请同时参照图1以及图2并说明如下。首先，步骤202将基底100置入反应器150中，其中此基底100例如是硅晶圆，尚且，在基底100之上亦可以形成材料层102，此材料层102例如是介电层、绝缘层、导体层、光阻层以及底层抗反射层等材质。反应器150的种类并没有特别的限定，较佳为能够提供两个电源的反应器。接着，在步骤204中，将反应气体104导入反应器150中，其中此反应气体204例如是C5F8或是C4F6等具有高碳/氟比的全氟取代氢类的反应气体，并且此全氟取代氢类的反应气体的通式表示为CxFy，其中的y/x的值较佳为≤2.0。对于反应气体CxFy而言，其碳/氟比愈高(亦即是y/x的值愈小)的话，则愈有助于碳氟膜的形成，因此在步骤204中使用具有高碳/氟比的反应气体，将能够使碳氟膜更容易的形成。接着，在步骤206中，由第一电源156提供一个电源功率至上极板154，以将导入反应器150中的反应气体离子化为反应气体离子104，并以此第一电源156控制反应气体离子104的浓度，再将反应气体离子104沉积至基底100或是材料层102的表面上，于此同时，由第二电源158所提供的电源功率以供给基底200一个自我偏压，用以控制反应气体离子104在基底100或是材料层102表面的化学反应，并增强反应气体离子104对基底100或材料层102表面的沉积能力。其中此处第一电源156与第二电源158例如是使用射频电源。由于在步骤106中，反应气体离子104的浓度由第一电源控制，基底100或材料层102表面的沉积反应由第二电源控制，通过此双电源的控制，能够控制反应气体离子对材料层表面的沉积状态，因此所形成的碳氟膜将具有较佳的薄膜均匀度、较佳的沟填能力以及较佳的阶梯覆盖能力等良好的特性。此外，此种使用具有高碳/氟比的反应气体以及双电源以形成碳氟膜的方法，能够在较低的工艺温度下进行，以本专利技术为例，能够在晶圆表面温度低至20℃至70℃的温度下形成，因此能够应用于下述的器件关键尺寸(Critical Dimension，CD)缩小工艺中。对于现今的微影工艺而言，由于受到曝光的条件限制，在光阻层上所形成的关键尺寸具有其极限存在，因此单靠形成光阻层并无法得到更小的线宽或是线距。对于上述的问题，以往已提出许多的解决方案，其中一种较佳的解决方案，亦即是在光阻层上形成共形的薄碳氟膜的方法。然而，使用此种方法具有几项限制，其一便是必须要能形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳氟膜的制造方法，其特征在于：该制造方法包括下列步骤：将一基底置入一反应器中；将一反应气体导入该反应器中，其中该反应气体的组成式为Ｃ↓［ｘ］Ｆ↓［ｙ］，并且ｙ／ｘ的比例≤２．０；提供该反应器的上极板一第一电源，以离子化该反应 气体，并提供该基底的底部一第二电源，以供给该基底一自我偏压，以在该基底上形成该碳氟膜。

【技术特征摘要】
1.一种碳氟膜的制造方法，其特征在于该制造方法包括下列步骤将一基底置入一反应器中；将一反应气体导入该反应器中，其中该反应气体的组成式为CxFy，并且y/x的比例≤2.0；提供该反应器的上极板一第一电源，以离子化该反应气体，并提供该基底的底部一第二电源，以供给该基底一自我偏压，以在该基底上形成该碳氟膜。2.根据权利要求1所述的碳氟膜的制造方法，其特征在于该反应气体包括C5F8。3.根据权利要求1所述的碳氟膜的制造方法，其特征在于该反应气体包括C4F6。4.根据权利要求1所述的碳氟膜的制造方法，其特征在于该第一电源包括射频电源。5.根据权利要求1所述的碳氟膜的制造方法，其特征在于该第二电源包括射频电源。6.一种碳氟膜的制造方法，适用于一组件关键尺寸缩小工艺，其特征在于该制造方法包括下列步骤将一基底置入一反应器中，其中该基底上依序形成有一待蚀刻层以及图案化的一罩幕层；将一反应气体导入该反应器中，其中该反应气体的组成式为CxFy，并且y/x的比例≤2.0；提供该反应器的上极板一第一电源，以离子化该反应气体，并提供该基底的底部一第二电源，以提供该基底一自我偏压，以于图案化的该罩幕层上形成共形的该碳氟膜。7.根据权利要求6所述的碳氟膜的制造方法，其特征在于该反应气体包括C5F8。8.根据权利要求6所述的碳氟膜的制造方法，其特征在于该反应气体包括C4F6。9.根据权利要求6所述的碳氟膜的制造方法，其特征在于该第一电源包括射频...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡信谊，梁明中，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]