用于铜的图案化的等离子体蚀刻制造技术

提供了一种形成平板显示器的方法，尤其是形成高像素密度的平板显示器的方法。蚀刻的方法可包括沉积铜层在基板上，沉积硬掩模在所述铜层上，图案化所述硬掩模以暴露铜层的第一部分，并移除铜的暴露的部分以形成互连件。移除铜的暴露的部分包括干式蚀刻铜的暴露的部分，并将铜的暴露的部分暴露于紫外线辐射。

Patterned plasma etching for copper

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于铜的图案化的等离子体蚀刻
本文描述的实施方式一般地涉及一种形成平板显示器的方法，特别是涉及形成高像素密度的平板显示器的方法。
技术介绍
显示设备已被广泛地用于大范围的电子应用，诸如电视、显示器、移动电话、MP3播放器、电子书阅读器、及个人数字助理(PDAs)及类似应用。随着显示设备的分辨率需求变得越来越具挑战性，例如是移动显示器的显示分辨率大于2000每英寸像素(pixelsperinch,PPI)或450PPI，显示设备用于形成导电电极的区域是有限区域，此有限区域不干扰像素的发光及器件的性能。将形成于显示设备中的半导体集成电路维持在具有相对小的面积的受限位置上已成为重点。低电阻材料，诸如铜，使较高的电流能够流经给定区域，以减轻电迁移(electromigration)并允许进一步的显示缩放。然而，为了达到低电阻率互连(interconnection)，低电阻材料，诸如铜，必须是短且宽的线或是长且细的线二者之一。在铜互连件的制造中，先利用掩模使铜图案化，接着利用湿式各向同性蚀刻(wetisotropicetch)以制造短且宽的线。然而，随着PPI上升，具有短且宽的互连的器件干扰像素的照明。利用湿式蚀刻制造长且细的线致使掩模下的蚀刻，其过蚀刻(over-etches)铜并对器件的性能有负面影响。因此，需要一种稳定且可靠的方法以形成低电阻、高深宽比的铜互连件。
技术实现思路
本文描述的实施方式一般地涉及一种形成平板显示器的方法，特别是形成高像素密度的平板显示器的方法。在一实施方式中，蚀刻的方法包括沉积铜层在基板上，沉积硬掩模在此铜层上，图案化所述掩模以暴露铜层的第一部分，并移除铜的暴露的部分以形成互连件。移除铜的暴露的部分包括干式蚀刻铜的暴露的部分，并持续将铜的暴露的部分暴露于紫外线辐射。在另一实施方式中，一种蚀刻方法包括沉积铜层在基板上，沉积硬掩模在此铜层上，图案化此硬掩模以暴露此铜层的第一部分，并移除铜的暴露的部分以形成互连件。移除铜的暴露的部分包括干式蚀刻铜的暴露的部分，并将铜的暴露的部分暴露于以脉冲的方式产生的紫外线辐射。在另一实施方式中，一种蚀刻方法包括沉积铜层在基板上，沉积硬掩模在所述铜层上，图案化所述硬掩模以暴露铜层的第一部分，并移除铜的暴露的部分以形成互连件。移除铜的暴露的部分包括湿式蚀刻及干式蚀刻铜的暴露的部分，并将铜的暴露的部分暴露于紫外线辐射。附图说明以上简要概述本公开内容的上述详述特征可以被详细理解的方式、以及本公开内容的更特定描述，可通过参照实施方式来获得，一些实施方式绘示于所附图式中。然而，应当注意，所附的图式仅绘示出本公开内容的典型实施方式，因而不会被视为对本专利技术的范围的限制，因为本公开内容可允许其他等同有效的实施方式。图1示出概述根据本文描述的一实施方式的方法流程图。图2A-2D示出根据图1的方法制造器件结构的多个阶段。为了便于理解，已尽可能地采用相同的附图标号，来标示图式中共通的相同元件。考虑到，在没有进一步描述下一实施方式的元件和特征可以有利地并入于其他实施方式中。具体实施方式本文描述的实施方式一般地涉及一种形成平板显示器的方法，特别是涉及形成高像素密度的平板显示器的方法。通过将干式蚀刻工艺与紫外线(UV)辐射暴露结合，铜也可以在低温挥发，而不将铜放入其他器件部件中，这样可能破坏器件的功能。因此，可形成高深宽比的铜互连件。图1示出概述了形成低电阻、高深宽比的铜互连件的方法100的流程图。图2A-2D描绘根据图1的方法100制造器件200的阶段。以下根据由图2A-2D可见铜互连的形成阶段描述方法100。在操作110，铜层204沉积在基板202上。基板202可包括含硅材料，其表面可包括一材料，例如，硅(Si)、锗(Ge)、或硅锗合金(SiGe)。基板可进一步包括锗、碳(C)、硼(B)、磷(P)、或是可以与硅材料共生长、掺杂和/或结合(associate)的其他已知元素。在一些实现方式中，硅、锗、或硅锗表面可具有一氧化物层沉积于上，例如，该氧化物层是自然氧化膜。基板202可以是其上形成有器件的一半导体基板。铜层204可以是纯铜或是由锡(tin)、锌(zinc)、银(silver)、镍(nickel)、铝(aluminum)和其他金属形成的铜合金。可利用任何合适的将铜沉积在基板上的工艺。沉积铜层204的合适的工艺包括物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition,PVD)、化学气相沉积(ChemicalVaporDeposition,CVD)、电镀或其结合。在操作120，硬掩模层206沉积在铜层204上。可利用任何合适的沉积方法沉积硬掩模层206，例如：化学气相沉积工艺，可以是等离子体增强化学气相沉积工艺；原子层沉积；旋转涂布；或其他合适的沉积方法。硬掩模层206可以是氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、氮化钛(TiN)、氧化钛(TiO)、氧化钨(WO)、二氧化锆(ZrO2)及其他金属氧化物。在操作130，硬掩模层206被图案化以暴露铜层的第一部分212。利用光蚀刻使硬掩模层206图案化。图案化硬掩模层包括，在一实例中，由旋涂法，沉积光刻胶层208于硬掩模层206上方，接着将光刻胶层208暴露于辐射。接着利用水性碱(Aqueousbase)使光刻胶层208被显影，且光刻胶层208及硬掩模层206被蚀刻以暴露铜层204的第一部分212。接着将抗蚀片(resiststrip)施加于光刻胶层208以移除图案化的光刻胶层208，来产生一经图案化的硬掩模210。图2B绘示其上具有经图案化的硬掩模210的器件200。在这样的实例中，硬掩模层206被图案化以形成经图案化的硬掩模210。经图案化的硬掩模210与铜层204的上表面接触。铜层204具有暴露的上表面212，其邻近经图案化的硬掩模210。在操作140，移除铜的暴露的部分212以形成互连件214。如图2C所示，蚀刻铜层的暴露的部分212以暴露基板202。铜互连件214与经图案化的硬掩模210的宽度大致相同。在一实现方式中，铜互连件具有深宽比约5:1至约8:1。蚀刻铜层212的合适的方法包括各向异性干式蚀刻结合辐射暴露。通过利用等离子体干式蚀刻工艺结合紫外线辐射暴露，移除铜层204没有被硬掩模210覆盖的部分。蚀刻处理气体可包括一或多种蚀刻剂。蚀刻剂可被射频功率激发以产生蚀刻剂气体的自由基，以促进暴露的铜层212的蚀刻。示例性的清洁工艺包括基于三氟化氮(NF3)/氨(NH3)等离子体的工艺，诸如电感耦合等离子体(inductivelycoupledplasma)工艺或远程等离子体(remoteplasma)工艺。蚀刻剂包括含卤素的气体、任选的含氢气体，和任选的惰性气体。在一实现方式中，含卤素气体是氯气和/或氟气，含氢气体是氢气，且任选的惰性气体是氩气、氦气或二者。示例性的含氯气体包括双原子氯(Cl2)气体。惰性气体可包括氩、氦、氢、氖，氙、双原子氮、及类似气体中的至少一种。蚀刻剂气体或自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蚀刻方法，包括以下步骤：/n沉积铜层于基板上；/n沉积硬掩模于所述铜层上；/n图案化所述硬掩模以暴露所述铜层的第一部分；和/n移除所述铜的暴露的部分以形成互连件，其中移除所述铜的暴露的部分的步骤包括：/n干式蚀刻所述铜的暴露的部分；及/n在干式蚀刻期间连续地将所述铜的暴露的部分暴露于紫外线辐射。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170622 US 62/523,4431.一种蚀刻方法，包括以下步骤：
沉积铜层于基板上；
沉积硬掩模于所述铜层上；
图案化所述硬掩模以暴露所述铜层的第一部分；和
移除所述铜的暴露的部分以形成互连件，其中移除所述铜的暴露的部分的步骤包括：
干式蚀刻所述铜的暴露的部分；及
在干式蚀刻期间连续地将所述铜的暴露的部分暴露于紫外线辐射。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述互连件具有约5:1至约8.1的深宽比。


3.如权利要求1所述的方法，其中利用光蚀刻使所述硬掩模图案化。


4.如权利要求1所述的方法，其中移除所述铜的暴露的部分以形成互连件的步骤进一步包括在干式蚀刻所述铜的暴露的部分后，湿式蚀刻所述铜的暴露的部分。


5.如权利要求4所述的方法，其中干式蚀刻包括三氟化氮(NF3)/氨(NH3)。


6.如权利要求1所述的方法，其中紫外线辐射具有约10nm至约400nm的波长。


7.如权利要求1所述的方法，进一步包括：于形成所述互连件后，移除经图案化的硬掩模。


8.一种蚀刻方法，包括以下步骤：
沉积铜层于基板上；
沉积硬掩模于所述铜层上；
图案化所述硬掩模以暴露所述铜层的第一部分；和
移除所述铜的暴露的部分以形成互连件，其中移除所...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·努南，张雪娜，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US