金属互连线的形成方法技术

一种金属互连线的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，在所述基底上形成有介质层，在所述介质层上形成有金属层；在所述金属层上形成抗反射层，在所述抗反射层上形成图形化的光刻胶层，图形化的光刻胶层定义金属互连线的位置；以所述图形化的光刻胶层为掩模，湿法刻蚀所述抗反射层；以所述图形化的光刻胶层为掩模，刻蚀所述金属层形成金属互连线和相邻两金属互连线之间的沟槽。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种，包括：提供基底，在基底上形成有介质层，在介质层上形成有金属层；在金属层上形成抗反射层，在抗反射层上形成图形化的光刻胶层，图形化的光刻胶层定义金属互连线的位置；以图形化的光刻胶层为掩模，湿法刻蚀抗反射层；以图形化的光刻胶层为掩模，刻蚀金属层形成金属互连线和相邻两金属互连线之间的沟槽。湿法刻蚀抗反射层，基本不会刻蚀图形化的光刻胶层。这样，刻蚀金属层过程和图形化的光刻胶层的反应生成物之间保持相当的平衡，金属互连线的侧面得到良好保护，线宽与预定义线宽相符。金属互连线线宽符合预定义线宽，产品良率较高，金属互连线中的电子迁移率稳定，其中的信号传递稳定，确保器件性能可靠。【专利说明】
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种。
技术介绍
在半导体制程中，通常通过金属互连线实现器件与器件之间、器件与外部电路之间的电连接。现有的包括:参照图1，提供基底10，在基底10上形成有介质层11，在介质层11上形成有铝层12，铝层12用于形成金属互连线；参照图2,在招层12上形成电介质抗反射层(Dielectric Ant1-ReflectionCoating, DARC) 13，在电介质抗反射层13上形成图形化的光刻胶层14，图形化的光刻胶层14定义金属互连线的位置；参照图3A、图3B，以图形化的光刻胶层14为掩模，使用干法刻蚀电介质抗反射层13、铝层12 (参照图2)，在上形成金属互连线15和两相邻金属互连线15之间的沟槽16 ；参照图4，去除图形化的光刻胶层和剩余电介质抗反射层，之后沉积金属间介质层17，金属间介质层17覆盖抗反射层13、填充满沟槽。在干法刻蚀铝层过程中，一方面，图形化的光刻胶层起到掩模作用，另一方面图形化的光刻胶层也会与刻蚀等离子体反应，生成物会在金属互连线侧面形成保护层，保护金属互连线的侧面免遭过多刻蚀。形成金属互连线的过程，正是铝层的干法刻蚀和图形化的光刻胶层14的损耗之间的相对平衡的结果。但是，参照图3A，在干法刻蚀电介质抗反射层13时，图形化的光刻胶层14先遭到更多刻蚀，虚线表示图形化的光刻胶层未遭到刻蚀时的形貌。这就造成，参照图3B，在刻蚀铝层过程中，图形化的光刻胶层损耗殆尽，即使抗反射层13可以起到掩模作用，但是金属互连线的侧面缺少图形化的光刻胶层的反应生成物的保护，而遭到过多刻蚀，最终形成的金属互连线15的线宽减小，小于预期定义的线宽。上述金属互连线存在的问题，会造成良率下降，而且，在工作时，金属互连线中的电子迁移率降低、电子迁移率不够稳定，造成信号传递速率降低、不稳定，造成器件性能不可靠。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是，现有技术形成的金属互连线线宽减小、侧壁形貌不佳，造成良率下降和电子迁移率降低，造成器件性能不可靠。为解决上述问题，本专利技术提供一种，该包括:提供基底，在所述基底上形成有介质层，在所述介质层上形成有金属层；在所述金属层上形成抗反射层，在所述抗反射层上形成图形化的光刻胶层，图形化的光刻胶层定义金属互连线的位置；以所述图形化的光刻胶层为掩模，湿法刻蚀所述抗反射层；以所述图形化的光刻胶层为掩模，刻蚀所述金属层形成金属互连线和相邻两金属互连线之间的沟槽。可选地，所述抗反射层为电介质抗反射层。可选地，所述电介质抗反射层的材料为氧化氮化硅。可选地，所述湿法刻蚀抗反射层过程，使用的刻蚀剂为稀释氢氟酸溶液。可选地，所述稀释氢氟酸溶液的体积浓度范围为0.5%?2%，温度范围为20°C?40。。。可选地，所述图形化的光刻胶层的厚度范围为400?800nm。可选地，所述抗反射层的厚度范围为15?40nm。可选地，所述金属层的材料为铝或铝铜合金。可选地，在刻蚀所述金属层过程，使用Cl2。可选地，在干法刻蚀所述金属层过程，射频功率范围为500?1500W ;在刻蚀金属层过程中，偏置功率范围为50?200W。可选地，在刻蚀金属层过程中，还向刻蚀反应腔内还通入N2、Ar和氟烷气体。可选地，在所述金属层和抗反射层之间还形成有第一扩散阻挡层；在所述金属层和介质层之间还形成有第二扩散阻挡层，在刻蚀所述金属层后，刻蚀去除未被金属互连线覆盖的第二扩散阻挡层。可选地，所述第一扩散阻挡层为钛层和位于钛层上的氮化钛层的叠层结构；所述第二扩散阻挡层为钛层和位于钛层上的氮化钛层的叠层结构。可选地，还包括:沉积金属间介质层，所述金属间介质层填充满沟槽。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点:使用湿法刻蚀所述抗反射层，基本不会刻蚀图形化的光刻胶层，图形化的光刻胶层不会遭到刻蚀，形貌保持良好。这样，在以该图形化的光刻胶层为掩模，刻蚀金属层形成金属互连线时，图形化的光刻胶层量足，刻蚀金属层和图形化的光刻胶层的反应生成物之间保持相当的平衡，金属互连线的侧面得到良好、充分保护，确保金属互连线的侧面不会遭到额外刻蚀，使得金属互连线的线宽与预定义线宽相符。而且，使用本技术方案的金属互连线的产品良率较高，金属互连线中的电子迁移率稳定，其中的信号传递稳定，确保器件性能可靠。【专利附图】【附图说明】图1、图2、图3A、图3B、图4是现有技术的金属互连线在形成过程的各个阶段的剖面结构示意图；图5?图10是本专利技术具体实施例的金属互连线在形成过程中各个阶段的剖面结构示意图。【具体实施方式】针对现有技术存在的问题，本专利技术技术方案提出新的，该方法在刻蚀金属层之前，使用湿法刻蚀抗反射层，这不会对图形化的光刻胶层造成损伤，保持图形化的光刻胶层具有足够的量。这样，在刻蚀金属层形成金属互连线过程，刻蚀金属层与图形化的光刻胶层的反应生成物之间保持相当的平衡，金属互连线层侧面得到良好保护，金属互连线的侧面不会遭到过多刻蚀，金属互连线的线宽符合预定义线宽。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。在本实施例中，将以金属互连线的形成工艺为例，详细描述本实施例的金属互连线形成工艺的技术方案。参照图5，提供基底100，在基底100上形成有介质层101，在介质层101上形成有第二扩散阻挡层102，在所述第二扩散阻挡层102上形成有金属层103。在具体实施例中，在所述基底100中形成有器件结构(未示出)，如MOS晶体管，多层互连结构。所述器件结构具有导电区，介质层101中具有导电插塞，导电插塞与相应导电区电连接。后续在介质层101上形成金属互连线，金属互连线与多个导电插塞电连接，实现多个器件结构之间电连接、或者器件结构与外部电路之间电连接。在具体实施例中，介质层101起到绝缘隔离作用。介质层101的材料为氧化硅，在其他实施例中，介质层101还可为其他低K或超低K介电材料。形成介质层101的方法为化学气相沉积。在具体实施例中，形成第二扩散阻挡层102和金属层103的方法为:第二扩散阻挡层102为钛层和位于钛层上的氮化钛层的叠层结构，使用物理气相沉积，例如溅射形成钛层和氮化钛层，钛层使介质层101中的导电插塞(如钨塞)与氮化钛层、金属层之间更紧密结合，同样钛层与介质层101的结合也非常紧密；氮化钛层起到金属层形成过程中的扩散阻挡作用，避免金属层材料对介质层101和介质层101中的导电插塞造成污染；金属层103的材料为铝，使用物理气相沉积，例如溅射工艺形成金属层103，第二扩散阻挡层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属互连线的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，在所述基底上形成有介质层，在所述介质层上形成有金属层；在所述金属层上形成抗反射层，在所述抗反射层上形成图形化的光刻胶层，图形化的光刻胶层定义金属互连线的位置；以所述图形化的光刻胶层为掩模，湿法刻蚀所述抗反射层；以所述图形化的光刻胶层为掩模，刻蚀所述金属层形成金属互连线和相邻两金属互连线之间的沟槽。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孔秋东，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：