[發明專利]改善通孔刻蝕殘留的方法

有效

• 申請號: 202010884276.6
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111883411B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 黃達斐;吳曉彤
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發明提供了一種改善通孔刻蝕殘留的方法，在金屬硬質掩模一體化刻蝕之后，包括：對刻蝕腔體的側壁進行轟擊，以使所述刻蝕腔體內的金屬副產物及非金屬副產物游離；向所述刻蝕腔體內通入第一反應氣體，所述第一反應氣體與所述金屬副產物反應后生成第一反應物附著在所述刻蝕腔體的側壁上；對所述刻蝕腔體的側壁再次進行轟擊，以使所述刻蝕腔體內的所述非金屬副產物游離；向所述刻蝕腔體內通入第二反應氣體，所述第二反應氣體與所述非金屬副產物反應后生成第二反應物附著在所述刻蝕腔體的側壁上；對所述第一反應物及所述第二反應物的表面進行處理，以修復所述刻蝕腔體的內環境。本發明解決了現有技術中受副產物影響導致通孔刻蝕殘留的問題。

技術領域

本發明涉及微電子技術領域，尤其涉及一種改善通孔刻蝕殘留的方法。

背景技術

隨著集成電路技術的進步，追求高速度、高器件密度、低功耗以及低成本的芯片成為超大規模集成電路制造的趨勢。集成規模加大了芯片中的導線密度，從而使導線寬度和間距不斷減小，互聯中的電阻和電容所產生的寄生效應越來越明顯。當器件的尺寸小到一定技術節點后，就需要克服阻容遲滯帶來的信號傳播延遲、線間干擾以及功率耗散等。然而在后段銅互聯工藝中，低介電常數(lowk)材料和金屬硬質掩模(Metal Hard Mask)工藝的加入，成為集成電路工藝發展的又一必然選擇。金屬硬掩模一體化刻蝕技術采取主刻蝕和去膠在同一腔體內進行刻蝕通孔，大大節約了工藝時間和成本，它除了帶來最大的利益之外，對工藝的要求更加苛刻。

后段銅互連使用的金屬硬質掩模一體化刻蝕技術工藝上還存在缺陷，尤其通孔刻蝕殘留的問題。通孔刻蝕殘留通常是由于一體化刻蝕過程中在刻蝕腔體內形成的復雜成份的副產物產生的，由于疏松的副產物會自己掉落或受刻蝕能量源影響掉落，從而改變腔體刻蝕環境，影響刻蝕效果，特別是當副產物附著在通孔的底部和側壁，會在圖形區域造成刻蝕殘留，影響后續的填銅作業，從而引起銅導線斷路造成器件失效。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改善通孔刻蝕殘留的方法，以解決現有技術中受副產物影響導致通孔刻蝕殘留的問題。

為了達到上述目的，本發明提供了一種改善通孔刻蝕殘留的方法，在金屬硬質掩模一體化刻蝕之后，包括：

對刻蝕腔體的側壁進行轟擊，以使所述刻蝕腔體內的金屬副產物及非金屬副產物游離；

向所述刻蝕腔體內通入第一反應氣體，所述第一反應氣體與所述金屬副產物反應后生成第一反應物附著在所述刻蝕腔體的側壁上；

對所述刻蝕腔體的側壁再次進行轟擊，以使所述刻蝕腔體內的所述非金屬副產物游離；

向所述刻蝕腔體內通入第二反應氣體，所述第二反應氣體與所述非金屬副產物反應后生成第二反應物附著在所述刻蝕腔體的側壁上；

對所述第一反應物及所述第二反應物的表面進行處理，以修復所述刻蝕腔體的內環境。

可選的，采用等離子體工藝對所述刻蝕腔體的側壁進行轟擊。

可選的，所述等離子體工藝的工藝氣體包括氬氣。

可選的，所述金屬副產物的組成元素包含鈦、銅、鎢或鈷中的一種或多種。

可選的，所述第一反應氣體為還原性氣體。

可選的，所述還原性氣體包括一氧化碳、甲烷、一氧化硫或硫化氫中的一種或多種。

可選的，所述非金屬副產物的組成元素包含碳、氟、氧或氮中的一種或多種。

可選的，所述第二反應氣體為長碳鏈氣體。

可選的，所述長碳鏈氣體包括包括二氟甲烷、甲烷或二氧化碳中的一種或多種。

可選的，對所述第一反應物及所述第二反應物的表面進行處理的步驟包括：