[發明專利]集成電路金屬連線及其制備方法

有效

• 申請號: 201610195399.2
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN107293474B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 陳定平
• 申請（專利權）人: 北大方正集團有限公司;深圳方正微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/768;H01L23/522
• 代理公司: 北京友聯知識產權代理事務所(普通合伙) 11343
• 代理人: 尚志峰;汪海屏

本發明提供了一種集成電路金屬連線及其制備方法，其中，制備方法包括：對硅襯底上形成的金屬層進行圖形化處理，以形成金屬連線；在形成所述金屬連線后，采用四氟化碳氣體對所述金屬連線進行輔助干法刻蝕，以去除所述金屬連線的表面氧化層和表面聚合物。通過本發明技術方案，改善了集成電路金屬連線的制備過程的后腐蝕效應，提升了制備集成電路金屬連線的工藝可靠性。

技術領域

本發明涉及半導體芯片技術領域，具體而言，涉及一種集成電路金屬連線的制備方法和一種集成電路金屬連線。

背景技術

在晶體管的制備過程中，通常采用鋁硅銅作為金屬電極材料，而在干法刻蝕金屬電極的過程中，通常會產生含氯的聚合物，并因此導致對金屬電極的后腐蝕，從而導致金屬連接斷線(如圖1所示，金屬層經過干法刻蝕后產生了諸多金屬連線的斷點)，這嚴重影響器件可靠性和成品率。

因此，如何設計一種低成本且可靠性高的集成電路金屬連線的制備方案，以改善金屬連線的后腐蝕效應成為亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明正是基于上述技術問題至少之一，提出了一種新的集成電路金屬連線的制備方案，通過在金屬連接的刻蝕過程中加入四氟化碳以去除刻蝕過程產生的表面氧化層和表面聚合物，改善了金屬連線的后腐蝕效應，提升了器件成品率和可靠性。

有鑒于此，根據本發明的第一方面的實施例，提出了一種集成電路金屬連線的制備方法，包括：對硅襯底上形成的金屬層進行圖形化處理，以形成金屬連線；在形成所述金屬連線后，采用四氟化碳氣體對所述金屬連線進行輔助干法刻蝕，以去除所述金屬連線的表面氧化層和表面聚合物。

在該技術方案中，通過在金屬連接的刻蝕過程中加入四氟化碳以去除刻蝕過程產生的表面氧化層和表面聚合物，改善了金屬連線的后腐蝕效應，提升了器件成品率和可靠性。

其中，四氟化碳用于實現氟元素和氯元素的置換，以降低刻蝕副產物中的氯元素含量，進而改善氯元素導致的后腐蝕效應。

具體地，刻蝕過程如表1所示：

表1

在上述技術方案中，優選地，還包括：在去除所述表面聚合物后，對所述硅襯底依次進行濕法清洗和干法去膠處理；在完成所述干法去膠處理后，采用預設工況條件下的氧離子對所述金屬連線進行表面轟擊，以去除所述干法去膠處理的副產物。

在該技術方案中，采用預設工況條件下的氧離子對金屬連線進行表面轟擊，可以進一步地去除刻蝕副產物中的氯元素，進一步地改善氯元素導致的后腐蝕效應。

在上述任一項技術方案中，優選地，所述預設工況條件包括：預設工況溫度為250℃，氧氣流量為4.5slpm，氮氣流量為0.5slpm，真空壓強為2.5mT。

在該技術方案中，在預設工況條件，采用氧離子對金屬連線進行表面轟擊，分三個步驟進行，第一步驟為“Wait”，也即在射頻關閉的情況下充氧氣和氮氣，第二步驟為“Steady”，在射頻開啟的條件下進行氧離子轟擊，第三步驟為“Delay”，在氮氣環境中抽空氧氣，如表2所示具體還包括：

表2

在上述任一項技術方案中，優選地，對硅襯底上形成的金屬層進行圖形化處理，以形成金屬連線，具體包括以下步驟：對硅襯底進行金屬濺射處理，以形成鋁層或鋁合金層，并以所述鋁層或所述鋁合金層作為所述金屬層；根據金屬連接版圖對所述金屬層進行光刻處理；在完成所述光刻處理后，在射頻氛圍中采用三氟氫碳氣體、三氯化硼氣體和氯氣的混合氣體對所述金屬層進行第一步干法刻蝕，所述第一步干法刻蝕的壓力為25mT，所述第一步干法刻蝕的DC偏壓為250V，所述射頻氛圍的射頻電壓為1500W。