蚀刻方法技术

一种减少废气排放量的蚀刻方法。首先，提供为介电质层所覆盖的底材，并将底材放置于耦合至射频电源与Ｃ＃－［３］Ｆ＃－［８］源的反应室。然后，在反应室内以低射频功率与低压力形成一等离子体，并以此等离子体蚀刻介电质。最后，终止等离子体的存在并将底材与被蚀刻的介电质层二者移出反应室。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于，特别是有关在特定参数范围内使用全氯丙烷(C3F8)蚀刻介电质层以减少所产生的副产品数量的方法。(2)
技术介绍
现有半导体制造技术在蚀刻介电质层(诸如氧化硅层以及氮化硅层)时大多是使用CF4或C2F6作为蚀刻剂。但是，这些现有蚀刻剂与现有蚀刻技术存在一个明显缺点蚀刻程序的排放废气量往往是不可忽略，甚至是巨大的。因此，生产成本会因许多原材料被浪费而显著增加，并且排放的废气也会对地球环境造成严重的影响。在此，图1A显示一些数据来大致说明现有技术中蚀刻参数与排放废气量关系，排放废气量的单位是百万吨碳当量(million metric tun carbonequivalent，MMTCE)。针对这个缺失，一些新近发展的蚀刻技术使用了新的蚀刻剂来蚀刻介电质层。例如3M公司提出了一种使用C3F8进行蚀刻的技术，3M公司公布的相关参数范围是射频功率介于1200瓦(W)至1800瓦之间、C3F8流量大于150sccm以及压力大于3托耳(torr)。在此，图1B显示3M公司所公布的排放废气量与部份蚀刻参数的关系。显然地，依照3M公司所提供的蚀刻参数，使用C3F8作为蚀刻剂可以有效地减少排放废气量，仅管其排放废气量仍有可以减少的空间，并且其消耗的能量等也还有可以减少的空间。(3)
技术实现思路
本专利技术一目的是提供一种减少处理介电质层时所排放的废气量的蚀刻方法，可在不大幅修改已有蚀刻技术的前题下，克服现有蚀刻技术的缺失。为实现上述目的，根据本专利技术一方面的减少排放废气量的蚀刻方法，其特点是，包括以下步骤提供一底材，该底材为一介电质层所覆盖；放置该底材于一反应室中，该反应室耦接至一射频电源与一全氯丙烷应气体源；在该反应室内以低射频功率与低压力的环境形成等离子体；以该等离子体处理该介电质层；以及终止该等离子体的存在并将该底材移出该反应室。根据本专利技术另一方面的减少排放废气量的蚀刻方法，其特点是，包括形成一介电质层在一底材上；以及施加一等离子体在该介电质层而使得至少部份该介电质层在低射频功率与低压力的环境下被该等离子体所蚀刻，该等离子体的主要材料可在低射频功率与低压力的该环境下产生大量二氟化碳自由基(CF2*)的一碳氟化合物，在此该低射频功率大约为900瓦至1300瓦而该低压力不大于3托耳。根据本专利技术又一方面提供一种减少排放废气量的清洁反应室方法，其特点是，包括提供一待清洁的反应室，该反应室耦接至一射频电源与一全氯丙烷应气体源，并且一介电质层位于该反应室中的一晶片载座上；在该反应室内以低射频功率与低压力的环境形成等离子体；以该等离子体处理该介电质层；以及终止该等离子体的存在。本专利技术改变使用C3F8为蚀刻剂的蚀刻程序的一些蚀刻参数值，例如降低输入C3F8的流量、降低反应室内的压力、以及降低所使用的射频电源的功率，借以降低反应室内等离子体与介电质层间的反应不完全的可能性，减少输入到反应室内的各反应物未参与反应的比率，进而减少因为不完全反应与未使用反应物等因素所引起的废气量。为进一步说明本专利技术的目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本专利技术进行详细的描述。(4)附图说明图1A显示现有技术中一些蚀刻参数与排放废气量间的关系；图1B显示3M公司所提出的使用C3F8为蚀刻剂的方法中一些蚀刻参数与排放废气量间的关系；图2A至图2H为本专利技术一较佳实施例的基本流程图图3A至图3C显示应用本专利技术处理SiN、SiON与PEOX时，一些蚀刻参数与排放废气量间的关系；图4显示综合考虑排放废气量与成本等因素本专利技术针对SiN/SiON/PEOX提出的建议蚀刻参数值；图5A至图5I为本专利技术另一较佳实施例的二种基本流程图以及图6为显示本专利技术又一较佳实施例的基本流程图。(5)具体实施方式本专利技术的一较佳实施例是一种减少排放废气量的蚀刻方法，至少包含下列各基本步骤。如图2A所示，提供依序为介电质层11与图案化遮罩12所覆盖的底材10。在此，介电质层11的材料通常选自二氧化硅、氮化硅与氮氧化硅(SiOxNy)之一，其中X与Y皆为正整数。如图2B所示，放置底材10(连同介电质层11与图案化遮罩12)于反应室13中的晶片载座14上。在此，反应室13是耦接至射频电源15与C3F8反应气体源16，C3F8反应气体源16是用以将C3F8气体(以及N2O等)通过第一导管17与喷头18传送至反应室13，而射频电源14则是用以将低射频功率经第二导管19传送至反应室13。如图2C所示，以低C3F8流量、低射频功率与低压力的环境形成等离子体195在反应室13内，并使得等离子体195与未被图案化遮罩12所覆盖的部份介电质层11相互反应。在此，所谓的低射频功率大约为900瓦至1300瓦，所谓的低压力不大于3托耳，而所谓的低C3F8流量不大于150流量单位(sccm)。当然，此时也可以将N2O气体输入反应室13，但此时N2O的流量并不是本实施例重点。在此实施例中，等离子体195通常包含氦或氩，也通常包含二氮化氧、氧与二氧化氮其中之一。如图2D所示，终止等离子体195的存在，并将底材10(连同未被移除的部份介电质层11与图案化遮罩12)移出反应室13。当然，如同许多的蚀刻程序，用以形成图案的图案化遮罩12也可以被用以蚀刻的等离子体195所蚀刻，只要介电质层11的被蚀刻速率明显较图案化遮罩12的被蚀刻速率快即可。在此，为简化图示，所有的图示都仅显示图案化遮罩12未被蚀刻的情形。当然，由于废气等副产品是由等离子体195与介电质层11的反应所产生的本实施例并不一定要如图2A至图2D所示那样，蚀刻部份介电质层11以形成一开口在介电质层11中，只要是用本实施例所提出的条件所形成的等离子体来处理介电质层11即可。举例来说，本实施例也可以用来全面打薄介电质层11，如图2E至图2H所示那样。此时，不需要使用图案化遮罩12，在介电质层11形成好后便直接以等离子体195全面蚀刻介电质层11，借以达到全面降低介电质层11厚度的目的。为说明本实施例的蚀刻参数值调整与排放废气量间的关系，图3A至图3C分别显示了本实施例的三个蚀刻应用的结果。在此，这三个图示显示了C3F8流量、N2O流量、反应室内压力、射频电源功率、排放废气量、以及与图1A所显示的现有技术排放废气量相比较下的排放废气量减少百分比，这三个图示分别是显示蚀刻氮化硅(SiN)、蚀刻氮氧化硅(SiON)与蚀刻以等离子体增益化学气相沉积所形成的氧化物(PROX)的结果。比较图3A至图3C与图1A及图1B，明显地可以发现本实施例所排放的废气量不只比不使用C3F8的现有技术少，也比3M公司所提出的使用C3F8方法来得少。特别是，比较本实施例与3M所提出的使用C3F8方法，可以发现本实施例使用了较少的C3F8气体，也使用了较少的射频电源与较低的压力，因此本实施例不只可以减少排放废气量，还可以减少所使用的反应物等的数量，进而降低成本。特别是，仅管本实施例使用的反应室内压力低于3M的方法，但由于本实施例使用的反应室压力也是以torr为单位，因此仍是现有技术可以轻易达到的范围，不会有任何的困难或特别的成本。最后，综合考虑排放废气量与成本等因素，本实施例针对SiN/SiON/PEOX分别提出了一组建议蚀刻参数值，请参见图4。在此，必须强调的是图4只是一组建议蚀刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少排放废气量的蚀刻方法，其特征在于，包括以下步骤： 提供一底材，该底材为一介电质层所覆盖； 放置该底材于一反应室中，该反应室耦接至一射频电源与一全氯丙烷应气体源； 在该反应室内以低射频功率与低压力的环境形成等离子体； 以该等离子体处理该介电质层；以及 终止该等离子体的存在并将该底材移出该反应室。

【技术特征摘要】
1.一种减少排放废气量的蚀刻方法，其特征在于，包括以下步骤提供一底材，该底材为一介电质层所覆盖；放置该底材于一反应室中，该反应室耦接至一射频电源与一全氯丙烷应气体源；在该反应室内以低射频功率与低压力的环境形成等离子体；以该等离子体处理该介电质层；以及终止该等离子体的存在并将该底材移出该反应室。2.如权利要求1所述的减少排放废气量的蚀刻方法，其特征在于，还包括在低全氟丙烷流量、低射频功率与低压力的限制环境形成该等离子体。3.如权利要求1所述的减少排放废气量的蚀刻方法，其特征在于，该介电质层的材料选自二氧化硅、氮化硅与氮氧化硅之一，其中X与Y皆为正整数。4.如权利要求1所述的减少排放废气量的蚀刻方法，其特征在于，该低射频功率大约为900瓦至1300瓦。5.如权利要求1所述的减少排放废气量的蚀刻方法，其特征在于，该低压力不大于3托耳。6.如权利要求1所述的减少排放废气量的蚀刻方法，其特征在于，该等离子体包含氦、氩、二氮化氧、氧以及二氧化氮之一。7.一种减少排放废气量的蚀刻方法，其特征在于，包括形成一介电质层在一底材...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国维，曾守亿，洪天爵，吴荣义，陈彦义，
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]