发明名称 双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法
摘要 本发明揭露一种双重金属镶嵌(Dual Damascene)结构之栅栏状突起缺陷(Fence Defect)的改善方法,适用于先蚀刻介层窗(Via First)之双重金属镶嵌结构的制程。本发明系使用具有双射频电源(Dual RF Powers)的乾式蚀刻机台来进行沟渠蚀刻,本发明利用偏压电源(Bias Power)所产生的离子轰击(Ion Bombardment)来去除栅栏状突起缺陷,以增加沟渠蚀刻的可靠度,进而获得优良的沟渠外型。
申请公布号 TW573338 申请公布日期 2004.01.21
申请号 TW091124585 申请日期 2002.10.23
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 许志修;张枫岳;忻斌一
分类号 H01L21/76 主分类号 H01L21/76
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种双重金属镶嵌(Dual Damascene)结构之栅栏状突起缺陷(Fence Defect)的改善方法,其特征在于:于一沟渠形成后,进行一光阻灰化(Ashing)步骤之前,进行一离子轰击(Ion Bombardment)步骤,以去除该沟渠形成步骤中所产生之一突出物。2.一种双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,系使用具有双射频电源(Dual RF Powers)的一乾式蚀刻机台,其中该乾式蚀刻机台具有一主电源和一偏压(Bias)电源,该改善方法至少包括:提供一基材,其中该基材上依序堆叠有一介电层、以及一介电覆层,且一介层窗形成于该介电层、以及该介电覆层中;形成一填充层于部分之该介层窗内;形成一光阻层覆盖在该介电覆层上,其中该光阻层中形成有一沟渠图案,部分之该光阻层沿着该介层窗的侧壁流入该介层窗中,而形成一光阻渣滓(Scum);进行一第一乾式蚀刻制程,藉以去除部分之该介电覆层;进行一第二乾式蚀刻制程,藉以在该介电层中形成一沟渠,其中该光阻渣滓与部分之该介电层形成一突出物;利用该偏压电源,来进行一离子轰击步骤,以去除该突出物;以及进行一灰化步骤,藉以去除该光阻层和该填充层,而暴露出部分之该蚀刻终止层。3.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该介电层之材料为一低介电常数材料,该介电覆层之材料为氮氧化矽(SiON)。4.如申请专利范围第3项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该低介电常数材料为黑钻石(Black Diamond)材料。5.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该填充层之材料为光阻材料。6.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该乾式蚀刻机台系日本东京电子公司(TEL)所生产的Tiger反应室。7.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该第一乾式蚀刻制程的制程压力为80毫托尔(mTorr;mT)。8.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中进行该第一乾式蚀刻制程时,该主电源的功率为800瓦特(W),该偏压电源的功率为0瓦特。9.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该第一乾式蚀刻制程所使用的反应气体至少包括:一四氟化碳(CF4)、一氧气(O2)、以及一氩气(Ar)。10.如申请专利范围第9项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该四氟化碳的流量为80标准立方公分每分钟(SCCM);该氧气的流量为2 SCCM;以及该氩气的流量为160 SCCM。11.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该第一乾式蚀刻制程的进行时间为35秒。12.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该第二乾式蚀刻制程的制程压力为80毫托尔。13.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中进行该第二乾式蚀刻制程时,该主电源的功率为800瓦特,该偏压电源的功率为0瓦特。14.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该第二乾式蚀刻制程所使用的反应气体至少包括:一四氟化碳、一氮气(N2)、以及一氩气。15.如申请专利范围第14项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该四氟化碳的流量为80 SCCM;该氮气的流量为100 SCCM;以及该氩气的流量为160 SCCM。16.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该第二乾式蚀刻制程的进行时间为27秒。17.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该离子轰击步骤的制程压力为30毫托尔。18.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中进行该离子轰击步骤时,该主电源的功率为500瓦特,该偏压电源的功率为200瓦特至300瓦特之间。19.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该离子轰击步骤所使用的反应气体至少包括:一氮气、以及一氧气。20.如申请专利范围第19项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该氮气的流量为200 SCCM;以及该氧气的流量为3 SCCM。21.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该离子轰击步骤的进行时间为15秒。22.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该灰化步骤的制程压力为45毫托尔。23.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中进行该灰化步骤时,该主电源的功率为400瓦特,该偏压电源的功率为0瓦特。24.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该灰化步骤所使用的反应气体至少包括:一氧气。25.如申请专利范围第24项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该氧气的流量为400 SCCM。26.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该灰化步骤的进行时间为90秒。27.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该蚀刻终止层和该介电层之间形成有一氧化层。28.一种双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,系使用具有双射频电源的一乾式蚀刻机台,其中该乾式蚀刻机台具有一主电源和一偏压电源,该改善方法至少包括:提供一基材,其中该基材上依序堆叠有一蚀刻终止层、一氧化层、一介电层、以及一介电覆层,且一介层窗形成于该蚀刻终止层、该氧化层、该介电层、以及该介电覆层中,而约暴露出部分之该蚀刻终止层,部分之该介层窗充填有一填充层,该填充层系覆盖在暴露之该部分之该蚀刻终止层上;形成一光阻层覆盖在该介电覆层上,其中该光阻层中形成有一沟渠图案,部分之该光阻层沿着该介层窗的侧壁流入该介层窗中,而形成一光阻渣滓;以该光阻层为一硬罩幕,来进行一第一乾式蚀刻制程,藉以去除部分之该介电覆层;以该光阻层为该硬罩幕,来进行一第二乾式蚀刻制程,藉以在该介电层中形成一沟渠,其中该光阻渣滓与部分之该介电层形成一突出物;利用该偏压电源,来进行一离子轰击步骤,以去除该突出物,其中该离子轰击步骤的制程条件至少包括:该离子轰击步骤的制程压力为30毫托尔;该主电源的功率为500瓦特,该偏压电源的功率为200瓦特至300瓦特之间;该离子轰击步骤而使用的反应气体至少包括:一氮气、以及一氧气,其中该氮气的流量为200 SCCM;和该氧气的流量为3 SCCM;以及该离子轰击步骤的进行时间为15秒;以及进行一灰化步骤,藉以去除该光阻层和该填充层,而暴露出部分之该蚀刻终止层。29.如申请专利范围第28项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该介电层之材料为一低介电常数材料,该介电覆层之材料为氮氧化矽。30.如申请专利范围第29项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该低介电常数材料为黑钻石材料。31.如申请专利范围第28项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该填充层之材料为光阻材料。32.如申请专利范围第28项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该乾式蚀刻机台系日本东京电子公司所生产的Tiger反应室。33.如申请专利范围第28项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该第一乾式蚀刻制程的制程压力为80毫托尔。34.如申请专利范围第28项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中进行该第一乾式蚀刻制程时,该主电源的功率为800瓦特,该偏压电源的功率为0瓦特。35.如申请专利范围第28项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该第一乾式蚀刻制程所使用的反应气体至少包括:一四氟化碳、一氧气、以及一氩气。36.如申请专利范围第35项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该四氟化碳的流量为80 SCCM;该氧气的流量为2 SCCM;以及该氩气的流量为160 SCCM。37.如申请专利范围第28项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该第一乾式蚀刻制程的进行时间为35秒。38.如申请专利范围第28项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该第二乾式蚀刻制程的制程压力为80毫托尔。39.如申请专利范围第28项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中进行该第二乾式蚀刻制程时,该主电源的功率为800瓦特,该偏压电源的功率为0瓦特。40.如申请专利范围第28项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该第二乾式蚀刻制程所使用的反应气体至少包括:一四氟化碳、一氮气、以及一氩气。41.如申请专利范围第40项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该四氟化碳的流量为80 SCCM;该氮气的流量为100 SCCM;以及该氩气的流量为160 SCCM。42.如申请专利范围第28项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该第二乾式蚀刻制程的进行时间为27秒。43.如申请专利范围第28项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该灰化步骤的制程压力为45毫托尔。44.如申请专利范围第28项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中进行该灰化步骤时,该主电源的功率为400瓦特,该偏压电源的功率为0瓦特。45.如申请专利范围第28项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该灰化步骤所使用的反应气体至少包括:一氧气。46.如申请专利范围第45项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该氧气的流量为400 SCCM。47.如申请专利范围第28项所述之双重金属镶嵌结构之栅栏状突起缺陷的改善方法,其中该灰化步骤的进行时间为90秒。图式简单说明:第1A图至第1E图为绘示习知双重金属镶嵌结构之开口的制造流程剖面图;以及第2A图至第2F图为绘示本发明之双重金属镶嵌结构之开口的制造流程剖面图。
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