层间绝缘膜的干式蚀刻方法技术

本发明专利技术涉及层间绝缘膜的干式蚀刻方法，其通过蚀刻气体，一边在设在层间绝缘膜上的ＡｒＦ抗蚀剂或ＫｒＦ抗蚀剂上形成聚合物膜，一边对层间绝缘膜进行微细加工，其特征在于，在０．５Ｐａ以下的压力下导入上述蚀刻气体，一边形成聚合物膜，一边进行蚀刻；所述聚合物膜的采用傅立叶变换红外分光光度计测定的光谱中，在１２００ｃｍ↑［－１］附近有Ｃ－Ｆ键的峰、在１６００ｃｍ↑［－１］附近有Ｃ－Ｎ键的峰和在３３００ｃｍ↑［－１］附近有Ｃ－Ｈ键的峰。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
以往，多使用Si02作为层间绝缘膜材料，但90nm节点以下的用于 解决布线延迟问题的层间绝缘膜材料正在由Si02向低介电常数材料 (low-k)转变。当蚀刻这样的低介电常数膜以形成微细加工的槽或孔 时，作为蚀刻所用的抗蚀剂材料，提出了使用波长比以往使用的KrF 抗蚀剂材料更短的更适于高精度加工的ArF抗蚀剂材料(例如，参照 专利文献1 )。专利文献l:特开2005-72518号公报(段落(0005 )的记载等)
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，ArF抗蚀剂材料通常缺少耐等离子体性，所以随着曝光图 案变微细，在等离子体蚀刻中受损伤而容易变形。该变形直接被蚀刻 转印到抗蚀剂下的低介电常数膜上，从而产生在低介电常数膜上经微 细加工得到的槽或孔的边缘易出现条痕等粗糙(不规则)的问题。因此，本专利技术的课题在于提供解决上述现有技术的问题点的、不 产生抗蚀剂损伤的。解决课题的方法
本专利技术的是通过蚀刻气体， 一边在设 在层间绝缘膜上的ArF抗蚀剂或KrF抗蚀剂上形成聚合物膜， 一边对 层间绝缘膜进行微细加工的，其特征在于， 在0. 5Pa以下的压力下导入上述蚀刻气体， 一边形成聚合物膜， 一边进行蚀刻；所述聚合物膜的釆用傅立叶变换红外分光光度计测定的光 语中，在1200cm—1附近有C-F键的峰、在1600cm—1附近有C-N键的峰、 和在3300cm—1t近有C-H键的峰。通过在Q. 5Pa以下的低压下导入蚀刻气体，可以阻止蚀刻气体的 反应种类形成，降低抗蚀剂的损伤。此外，通过一边形成聚合物膜一 边进行蚀刻，可降低抗蚀剂的损伤，同时可进行能实现高选择比(层 间绝缘膜的蚀刻速度/抗蚀剂的蚀刻速度)的蚀刻。上述蚀刻气体优选是混合CF系气体、含N气体和低级烃气体的蚀 刻气体。通过使用该蚀刻气体，可形成具有C-F键的峰、C-N键的峰 和C-H键的峰的聚合物膜，可降低抗蚀剂的损伤，还可对低介电常数 膜不间断地进行蚀刻。此外，上述蚀刻气体优选是混合CxFyIL气体和含N气体的蚀刻气 体。使用该蚀刻气体也可形成具有C-F键的峰、C-N鍵的峰和C-H键 的峰的聚合物膜，可降低抗蚀剂的损伤，还可对低介电常数膜不间断 地进行蚀刻。上述CF系气体优选包括选自CF4、 C3F8、 C2F6、 C4F8、 口8和CxFyI 气体中的至少一种气体。上述低级烃优选是CH4、 C2H6、 C3H8、 C晶。或C2H2。 上述CxFyHz气体优选是CHF3气体。上述含N气体优选包括选自氮气、NOx、 NH3、曱胺、二曱胺中的至 少一种气体。此外，上述Cjy气体优选是CJM气体或CF3I气体。上述层间绝 缘膜优选由SiOCH系材料构成。 专利技术效果根据本专利技术，通过在低压下进行蚀刻，使抗蚀剂的损伤减少，结 果可以达到使条痕少的蚀刻成为可能的优异效果。此外，采用聚合物 膜可降低抗蚀剂的损伤，所以还可以达到使选择比高的蚀刻成为可能 的效果。附图说明图1是实施本专利技术干式蚀刻方法的蚀刻装置的构成的一例示意构 成图。图2是对采用本专利技术千式蚀刻方法得到的膜用FT-IR测定的光谱图。图3是示出采用本专利技术蚀刻方法得到的基板状态的SEM照片，(a) 是基板的俯视图，(b)是其剖面图。图4是示出改变蚀刻气体的混合比时的蚀刻速度(nm/min)与选 择比的图。图5的(a) ~ (d)分别是改变蚀刻气体混合比时的基板的剖面 SEM照片。图6的(a) ~ (e)分别是釆用以往蚀刻方法蚀刻的基板的剖面 SEM照片。图7是采用以往蚀刻方法蚀刻的各基板的蚀刻速度(nm/min)和 选择比的示意图。 符号说明1.蚀刻装置32.可变电容器2.基板装载部33.高频电源4.气体导入装置34.分支点11.真空室41.气体导入通路12.真空排气装置42.气体流量控制装13.基板处理室43.气体源14.等离子体发生室51.磁场线圏21.基板电极52.天线线圏S基板22.绝缘体23.支撑台24.极间耦合电容器25.高频电源31.顶板具体实施例方式图l给出了用于本专利技术的蚀刻装置1。 l具备可采用低温、高密度等离子体进行蚀刻的真空室11。该真空室11具备涡轮分子泵等真空排气装置12。真空室11由下部的基板处理室13和上部的等离子体发生室14 构成。在基板处理室13内的底部中央，设有基板装载部2。基板装载 部2由装载有处理基板S的基板电极21、绝缘体22和支撑台23构成， 基板电极21和支撑台23隔着绝缘体22设置。而且，基板电极21通 过极间耦合电容器24与第1高频电源25相连，用作浮动电位电极以 产生负偏压。与所述基板装载部2对置地设置在等离子体发生室14上部的顶板 31固定于等离子体发生室14的侧壁，其通过可变电容器32与第2高 频电源33相连，在电位上被作成浮游状态，形成对置电极。此外，顶板31上连接有将蚀刻气体导入到真空室11内的气体导 入装置4的气体导入通路41。该气体导入通路41介由气体流量控制 装置42与气体源43相连。应予说明，虽然图1中仅给出了 1个气体 导入通路，但是气体源43的数量是根据用于蚀刻的气体种类的数量来 适当确定的，此时，也可以根据气体源43的数量来设置2个以上的气 体导入通路41。等离子体发生室14具备圓筒形的电介体侧壁，在该侧壁的外侧， 也可设置作为磁场发生装置的磁场线圏51，此时，通过磁场线圏51, 在等离子体发生室14内形成环状磁中线(未图示)。在磁场线圏51和等离子体发生室14侧壁外侧之间，配置有等离 子体发生用的高频天线线圏52。该高频天线线圏52是平行天线结构， 其构成为与设置在上述可变电容器32和第2高频电源33之间的给 电通路上的分支点34相连，可自第2高频电源33施加电压。而且， 借助磁场线圏51形成磁中线时，沿着所形成的磁中线施加交变电场， 从而使该磁中线产生放电等离子体。此外，在本实施方式中，从第2高频电源33向天线线圏52施加 电压，但也可以在不设置支路的情况下准备第3高频电源，将其与天 线线圏52相连，使之产生等离子体。此外，还可以设置使施加给天线 线圈的电压值为规定值的装置。下面，使用图1所示装置对本专利技术的 进行说明。本专利技术的在基板S上形成的层间绝缘膜是由低介电常数的材料 (low-k材料)构成的膜。例如，可使用根据旋涂等涂布能成膜的HSQ 或MSQ等SiOCH系材料。该材料也可是多孔质材料。上述SiOCH系材料例如可使用商品名LKD5109r5 (JSR/^司制)、商 品名HSG-7000 (日立化成乂>司制)、商品名HOSP ( Honeywell Electric Materials 公司制)、商品名 Nanoglass (Honeywel 1 Electric Materials公司制)、商品名OCD T-12 (东京应化公司制)、商品名 OCDT-32 (东京应化/〉司制)、商品名IPS2. 4 (触々某化成工业7>司制 造)、商品名IPS2. 2(触媒化成工业/>司制造)、商品名ALCAP-S 5100 (旭化成公司制)、商品名ISM(ULVAC公司制)等。在上述层间绝缘膜上涂布抗蚀剂材料之后，采用光刻法形成规定 的图案。该抗蚀剂材料可使用公知的KrF抗蚀剂材料(例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
层间绝缘膜的干式蚀刻方法，其通过蚀刻气体，一边在设在层间绝缘膜上的ＡｒＦ抗蚀剂或ＫｒＦ抗蚀剂上形成聚合物膜，一边对层间绝缘膜进行微细加工，其特征在于，　在０．５Ｐａ以下的压力下导入上述蚀刻气体，一边形成聚合物膜，一边进行蚀刻；所述聚合物膜的采用傅立叶变换红外分光光度计测定的光谱中，在１２００ｃｍ↑［－１］附近有Ｃ－Ｆ键的峰、在１６００ｃｍ↑［－１］附近有Ｃ－Ｎ键的峰和在３３００ｃｍ↑［－１］附近有Ｃ－Ｈ键的峰。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2006-5-24 143868/20061. 层间绝缘膜的干式蚀刻方法，其通过蚀刻气体，一边在设在层间绝缘膜上的ArF抗蚀剂或KrF抗蚀剂上形成聚合物膜，一边对层间绝缘膜进行微细加工，其特征在于，在0. 5Pa以下的压力下导入上述蚀刻气体，一边形成聚合物膜，一边进行蚀刻；所述聚合物膜的采用傅立叶变换红外分光光度计测定的光谱中，在1200cm-1附近有C-F键的峰、在1600cm-1附近有C-N键的峰和在3300cm-1附近有C-H键的峰。2. 权利要求1所述的层间绝缘膜的干式蚀刻方法，其特征在于， 上述蚀刻气体包括CF系气体、含N气体、和低级烃气体。3. 权利要求1所述的层间绝缘膜的干式蚀刻方法，其特征在于，上述蚀刻气体包括cjyiz气体、和含N气体。4. 权利要求2所述的层间...

【专利技术属性】
技术研发人员：森川泰宏，邹红红，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：JP[日本]