[發(fā)明專利]過孔和金屬溝槽的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810037681.3
• 申請日: 2008-05-20
• 公開（公告）號: CN101587854A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周鳴;孔武
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 屈 蘅;李時云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片金屬連線的制作領(lǐng)域，尤其涉及具有中間阻擋層的硅基底上預(yù)填充金屬的過孔和金屬溝槽的制作方法。?

背景技術(shù)

傳統(tǒng)金屬溝槽的制作方法均是在制作好過孔的基底上進一步制作金屬溝槽。請參閱圖1。在如圖1所示的硅基底1上已制作好過孔7。硅基底1具有中間阻擋層21和底部阻擋層22。硅基底1上非制作過孔7的表面覆蓋有光阻4，通過光阻4蝕刻預(yù)制作過孔7的介質(zhì)：過孔硬掩模層部分，過孔中間阻擋層以上硅基底部分、過孔中間阻擋層及過孔中間阻擋層以下硅基底。在制作金屬溝槽之前，會在過孔7內(nèi)制作預(yù)設(shè)高度的底層抗反射膜9(Bottom?Anti-reflectionCoating：Barc)，制作預(yù)設(shè)高度Barc9采用Barc回刻步驟完成。Barc9是便于在后續(xù)制作金屬溝槽的蝕刻中控制主蝕刻的蝕刻對象，保證非蝕刻對象避免損傷。金屬溝槽開始制作時，在硬掩模層6非制作金屬溝槽的表面涂敷光阻5，進行主蝕刻，蝕刻去掉光阻5未保護的硬掩模層部分和中間阻擋層21上的硅基底部分形成金屬溝槽8。?

然而主蝕刻通常具有較差的蝕刻選擇性，蝕刻速率也較快，難以避免主蝕刻對非蝕刻對象造成損傷或蝕刻對象有殘留的問題。傳統(tǒng)金屬溝槽的制作中對Barc的回刻要求較高，Barc9高度的浮動影響制作金屬溝槽主蝕刻的質(zhì)量，Barc9過高會帶來柵欄式硅(fence)殘留的問題；Barc9過低會導(dǎo)致主蝕刻后出現(xiàn)面角問題。傳統(tǒng)金屬溝槽的制作是在制作過孔之后制作金屬溝槽，即多次蝕刻步驟是分開執(zhí)行的，不利于蝕刻效率的提高。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供過孔和金屬溝槽的制作方法，以解決傳統(tǒng)金屬溝槽制作出現(xiàn)的柵欄式硅和面角問題，進一步解決傳統(tǒng)金屬溝槽和過孔分開制作導(dǎo)致蝕刻效率低下的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明的過孔和金屬溝槽的制作，該過孔與金屬溝槽連通，均制作于硅基底；該硅基底具有中間阻擋層和底部阻擋層，該硅基底上覆蓋有硬掩模層，本發(fā)明過孔和金屬溝槽的制作包括以下步驟：步驟1：蝕刻掉預(yù)制金屬溝槽的硅基底表面的硬掩模層部分；步驟2：在蝕刻掉硬掩模層部分的硅基底表面填充底層抗反射膜；步驟3：在非預(yù)制作過孔的硬掩模層及底層抗反射膜表面涂覆光阻，分步將預(yù)制作過孔位置的介質(zhì)蝕刻掉，形成過孔；步驟4：去掉光阻及底層抗反射膜，蝕刻掉未覆蓋有硬掩模層的中間阻擋層上的硅基底部分形成金屬溝槽。其中，步驟2填充的底層抗反射膜的厚度等于所述硬掩模層的厚度。步驟3蝕刻掉的介質(zhì)包括過孔部分底層抗反射膜、過孔部分中間阻擋層上硅基底、過孔部分硅基底中間阻擋層及過孔部分中間阻擋層下硅基底。過孔部分底層抗反射膜的蝕刻采用的源功率為600瓦，偏置功率為200瓦，采用的蝕刻介質(zhì)為四氟化碳和氧氣，其中四氟化碳的流量為50標況毫升每分，氧氣的流量為5標況毫升每分。而過孔部分中間阻擋層上硅基底及過孔部分硅基底中間阻擋層采用第一主蝕刻去除。其中，第一主蝕刻采用的源功率為2400瓦，偏置功率為1800瓦，采用的蝕刻介質(zhì)為氬氣、氧氣、一氧化碳及八氟環(huán)丁烷，氬氣的流量為400標況毫升每分，氧氣的流量為11標況毫升每分，一氧化碳流量為150標況毫升每分，八氟環(huán)丁烷的流量為16標況毫升每分。過孔部分中間阻擋層下硅基底采用過刻蝕去除。其中，過刻蝕采用的源功率為2400瓦，偏置功率為1800瓦，采用的蝕刻介質(zhì)為氧氣、一氧化碳和八氟環(huán)丁烷，氧氣的流量為10標況毫升每分，一氧化碳的流量為150標況毫升每分，八氟環(huán)丁烷的流量為16標況毫升每分。步驟4中光阻及底層抗反射膜的去除采用氧化蝕刻去除。氧化蝕刻采用的源功率為300瓦，偏置功率為100瓦，采用的蝕刻介質(zhì)為氧氣，氧氣的流量為500標況毫升每分。步驟4中蝕刻掉未覆蓋有硬掩模層的中間阻擋層上的硅基底部分采用第二主蝕刻去除。第二主蝕刻采用的源功率為2400瓦，偏置功率為1800瓦，采用的蝕刻介質(zhì)為氧氣、一氧化碳和八氟環(huán)丁烷，氧氣的流量為3標況毫升每分，一氧化碳的流量為150標況毫升每分，八氟環(huán)丁烷的流量為13標況毫升每分。?

與傳統(tǒng)的過孔及金屬溝槽的制作方法相比，本發(fā)明的過孔和金屬溝槽的制作方法通過步驟3和步驟4將過孔及金屬溝槽的蝕刻連在一起相繼執(zhí)行，避免傳統(tǒng)過孔和金屬溝槽分開制作時蝕刻分開執(zhí)行導(dǎo)致蝕刻效率降低的問題。同時本發(fā)明中金屬溝槽的制作去除了傳統(tǒng)制作中Barc回刻步驟，從而可避免因Barc回刻導(dǎo)致的柵欄式硅及面角問題。?

附圖說明

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的過孔和金屬溝槽的制作方法作進一步詳細具體的描述。?

圖1是傳統(tǒng)過孔及金屬溝槽制作方法示意圖。?