[發(fā)明專(zhuān)利]一種金屬槽的制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810036584.2
• 申請(qǐng)日: 2008-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101567315A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒曉東;周鳴
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/308
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/308;H01L21/768
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 屈 蘅;李時(shí)云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及晶圓上金屬槽的制作領(lǐng)域，尤其涉及應(yīng)用于制作頂層金屬槽的金屬槽制作方法。

背景技術(shù)

在集成芯片的制作過(guò)程中，為形成制作集成芯片晶圓同層或異層上半導(dǎo)體器件之間的互接或半導(dǎo)體芯片與芯片上焊盤(pán)的連接都需要制作金屬槽，向制作好的金屬槽中填充金屬實(shí)現(xiàn)電性導(dǎo)通性連接。晶圓頂層金屬槽的制作，并在金屬槽中填充金屬材料實(shí)現(xiàn)器件之間互連或與焊盤(pán)連接是目前半導(dǎo)體制程中至為關(guān)鍵的制程，尤其在目前的銅連線工藝中。當(dāng)用來(lái)制作頂層金屬槽(Top?MetalTrench)的硅基底由氟硅玻璃(Fluorosilicate?Glass：FSG)轉(zhuǎn)變?yōu)榉菗诫s硅玻璃(Un-doped?Silicate?Glass：USG)，且硅基底中間不存在中間蝕刻阻擋層。在硅基底上制作金屬槽時(shí)，硅基底上覆蓋有硬掩模層，在制作金屬槽時(shí)在硬掩模層上涂敷預(yù)制圖案的光阻，蝕刻硬掩模層；然后利用較長(zhǎng)時(shí)間的主蝕刻蝕刻硬掩模層窗口下的硅基底層，形成預(yù)設(shè)深度的金屬槽。主蝕刻速率較快，且主蝕刻的時(shí)間較長(zhǎng)。由于目前采用等離子體進(jìn)行主蝕刻時(shí)采用的蝕刻介質(zhì)在較長(zhǎng)時(shí)間的蝕刻情況下容易損傷硬掩模層窗口邊沿，從而導(dǎo)致蝕刻的硬掩模層下的硅基底層的金屬槽邊沿容易出現(xiàn)條紋狀，呈現(xiàn)金屬槽邊沿不整齊的問(wèn)題。由于主蝕刻時(shí)等離子體的均勻性較差，因此容易導(dǎo)致最終在硅基底層上形成的金屬槽的深度差異較大。這樣導(dǎo)致后續(xù)填充金屬的電阻的均勻性差的問(wèn)題，嚴(yán)重影響制作的集成芯片的電學(xué)特性，降低制作芯片的良率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種金屬槽的制作方法，以解決傳統(tǒng)制作頂層金屬槽的邊沿出現(xiàn)條紋以及制作金屬槽的深度差異較大的問(wèn)題，從而解決因金屬槽?邊沿的條紋和深度差異較大導(dǎo)致的填充的金屬電阻均勻性較差的問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的金屬槽的制作方法，用于制作頂層金屬槽，頂層金屬槽制作在硅基底層上，硅基底層上覆蓋有一層硬掩模層，金屬槽的制作包括以下步驟：a、在硬掩模層上涂敷光阻，等離子體蝕刻硬掩模層；b、等離子體蝕刻掩模層下的硅基底層形成預(yù)設(shè)深度的金屬槽；其特征在于，步驟b中蝕刻硅基底層分三個(gè)步驟進(jìn)行：b1、進(jìn)行主蝕刻，蝕刻硅基底層形成小于預(yù)設(shè)深度的金屬槽；b2、去除所述硬掩模層上光阻，b3、進(jìn)行過(guò)蝕刻，進(jìn)一步蝕刻硅基底層形成預(yù)設(shè)深度的金屬槽；該主蝕刻和過(guò)蝕刻均在預(yù)設(shè)強(qiáng)度的磁場(chǎng)中進(jìn)行，所述過(guò)蝕刻采用的蝕刻介質(zhì)相對(duì)主蝕刻采用的蝕刻介質(zhì)具有高的選擇比，不會(huì)對(duì)硬掩模層材料造成損傷，僅蝕刻硅基底層的材料。其中，步驟a等離子體蝕刻硬掩模層的蝕刻時(shí)間為40秒，蝕刻功率為600瓦，壓力為16帕斯卡，四氟化碳流量為160標(biāo)況毫升每分，三氟甲烷流量為40標(biāo)況毫升每分。主蝕刻硅基底層的蝕刻時(shí)間為75秒，蝕刻功率為2000瓦，壓力為26.6怕斯卡，一氧化碳的流量為350標(biāo)況毫升每分，乙氟烷的流量為240標(biāo)況毫升每分，磁場(chǎng)強(qiáng)度為25～35高斯。其中，硬掩模層上光阻采用等離子體氧化去除。等離子體氧化去除光阻的功率為360瓦，去除時(shí)間為60秒，壓力為53.3帕斯卡，氧氣的流量為1200標(biāo)況毫升每分。過(guò)蝕刻時(shí)間為120秒，過(guò)蝕刻功率為1500瓦，八氟環(huán)丁烷流量為15標(biāo)況毫升每分，氧氣流量為6標(biāo)況毫升每分，一氧化碳流量為150標(biāo)況毫升每分，磁場(chǎng)強(qiáng)度為25～35高斯。該硬掩模層材料為氮氧化硅，硅基底層為非摻雜硅玻璃材料。

與傳統(tǒng)金屬槽的制作方法相比，本發(fā)明的金屬槽的制作方法，通過(guò)將蝕刻硅基底分成主蝕刻和過(guò)蝕刻進(jìn)行，在主蝕刻和過(guò)蝕刻時(shí)均輔以一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)，并在過(guò)蝕刻之前去除硬掩模層上光阻。磁場(chǎng)可提高蝕刻時(shí)等離子體的均勻性，降低硅基底上金屬槽的蝕刻深度，降低制作的金屬槽之間的深度差異。采用過(guò)蝕刻可有效避免損傷硬掩模層，解決因硬掩模層的損傷導(dǎo)致制作的金屬槽邊沿不整齊出現(xiàn)條紋的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的金屬槽的制作方法作進(jìn)一步詳細(xì)具體的描述。

圖1是本發(fā)明金屬槽的制作方法示意圖。

具體實(shí)施方式