半导体制程之金属层蚀刻

摘要

一种半导体制程之金属层蚀刻步骤。于本发明中之金属层蚀刻，首先系利用Cl2所形成的电浆来进行乾式蚀刻法。同时并加入适当的CHF3，接着在主要的铝合金蚀刻制程中，除了Cl2之外，另外加上BCl3及N2，以增加非等向性蚀刻之能力。于本发明中，为了避免元件导线密度不同区域所产生的金属导线微负载效应，因此将Cl2/BCl3反应气体二者之体积比例提高，同时反应器中的压力也提高，但将偏压功率降低，以产生全面性的非等向性蚀刻效果。接着进行过度蚀刻步骤，然后进行侧壁保护层及防腐蚀制程，再将光阻层剥离及湿式清洁后而完成本发明之金属层蚀刻制程。

主权项

1.一种半导体制程之金属层内连线蚀刻方法,该方法至少包含:沉积金属层于半导体之底材上;形成图案化之光阻层于该金属层上作为蚀刻罩幕;蚀刻该金属层,主要系利用氯气(Cl2) 和三氯化硼(BCl3)所产生的电浆,其中通入之氯气和三氯化硼的体积比例从约2.5:1到约4:1,且蚀刻反应器之压力大于12mTorr,而偏压功率则约在50-120Watt之间。2.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之蚀刻步骤之后,更包含了利用该氯原子所产生的电浆进行过度蚀刻(over etch)之步骤。3.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之金属层系选自铝金属、铝-铜金属、或铝-矽-铜金属其中之一。4.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之金属层更包含了氮化钛(TiN)/钛(Ti)阻障层(barrier layer)。5.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之金属层更包含了氮化钛/氮氧化矽(SiON)抗反射层(anti-reflection coating)。6.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之蚀刻步骤中,更包含了通入三氟甲烷(CHF3)和氮气(N2)。7.如申请专利范围第6项之方法,其中上述之三氟甲烷和氮气之流量皆为约5sccm左右。8.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之蚀刻步骤可利用电感耦合式电浆(InductiveCoupled Plasma, ICP)蚀刻技术,或其它适合之蚀刻技术。9.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之蚀刻步骤中通入之氯气流量范围约在50-250sccm之间。10.一种金属层之蚀刻方法,该方法至少包含:形成图案化之光阻层于金属层上作为蚀刻罩幕;蚀刻该金属层,主要系利用氯气(Cl2)和三氯化硼(BCl3)所产生的电浆,其中通入之氯气和三氯化硼的体积比例从约2.5:1到约4:1,且蚀刻反应器之压力大于12mTorr,而偏压功率则约在50-120Watt之间。11.如申请专利范围第10项之方法,其中上述之金属层系选自铝金属、铝-铜金属、或铝-矽-铜金属其中之一。12.如申请专利范围第10项之方法,其中上述之金属层更包含了氮化钛(TiN)/钛(Ti)阻障层(barrier layer)。13.如申请专利范围第10项之方法,其中上述之金属层更包含了氮化钛/氮氧化矽(SiON)抗反射层(anti-reflection coating)。14.如申请专利范围第10项之方法,其中上述之蚀刻步骤中,更包含了通入三氟甲烷(CHF3)和氮气(N2)。15.如申请专利范围第10项之方法,其中上述之三氟甲烷和氮气之流量皆为约5sccm左右。16.如申请专利范围第10项之方法,其中上述之蚀刻步骤,可利用电感耦合式电浆(Inductive Coupled Plasma, ICP)蚀刻技术。17.如申请专利范围第10项之方法,其中上述之蚀刻步骤中通入之氯气流量范围约在50-250sccm之间。图式简单说明:第一图为依照传统之方法形成金属导线层之截面视图;第二图为形成金属层堆叠结构之截面视图;第三图为依照本发明形成图案化之光阻罩幕层于此堆叠金属层结构之上的截面视图;第四图为依照本发明之金属层蚀刻步骤;及第五图为金属层蚀刻之流程图。