一种金属配线的多步干法刻蚀方法技术

一种金属配线的多步干法刻蚀方法，该金属配线的断面具有多层膜结构，包括两层氮化钛／钛层，其氮化钛／钛层的顶部包覆有氮氧化硅／氧化硅层，底部包覆有下地氧化膜，其工艺步骤为：　　　　　氮氧化硅／氧化硅主刻蚀，在一定的压力、源功率、偏置功率及反应气体条件下进行，其中气体包括氯气及三氟甲烷，刻蚀过程中通过模拟元素的发光波长的变化来进行刻蚀的终点检测；　　　　　氮氧化硅／氧化硅过刻蚀，其根据化学汽相淀积膜厚的不均一性以及刻蚀速率的面内均一性确定刻蚀时间，防止该步结束后有氮氧化硅或氧化硅残留；　　　　金属线顶部氮化钛／钛刻蚀，减小刻蚀过程中提供的源功率的数值并增大偏置功率数值以减小等离子体密度，减小氯离子含量，并添加三氯化硼气体以增加反应生成物从而保护金属侧壁；　　　　缓冲步，增大源功率及压力，同时减小偏置功率，增大氯气及三氯甲烷含量，使得钛与金属交面处淀积反应生成物，保护金属侧壁；　　　　金属主刻蚀，进一步增大氯气含量，并通过模拟氯化铝的发光波长来进行刻蚀终点检测，终点一检出就立即切换到刻蚀速率慢的过刻蚀步；　　　　金属过刻蚀，减小氯气含量，从而降低刻蚀速率，同时减小源功率与偏置功率的比率，可以将残留的金属完全刻蚀；　　　　金属线底部的氮化钛／钛刻蚀，进一步加大偏置功率，以减小两层膜之间的尺寸差；　　　　下地氧化膜刻蚀，控制刻蚀时间，既避免氮化钛残留，又避免下地氧化膜的刻蚀量过深，影响下一步层间膜不能完全填充。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关微电子制造工艺领域，尤其是有关。
技术介绍
随着半导体制造技术的发展，金属配线的线宽及其间距也不断缩小。在金属配线线宽及间距小于0.32um时，为了得到稳定的光刻曝光尺寸，提高批量生产的寸法Cp&Cpk，需要在金属的上面淀积一层抗发射膜ARC(Anti-Reflect Coating)。因此在干法刻蚀过程中要先后刻蚀多种膜结构ARC(其成分为氮氧化硅/氧化硅)/氮化钛/钛/金属/氮化钛/钛/下地氧化膜。如图1所示金属配线的外层具有多层结构，包括两层氮化钛/钛层，其顶部包覆有氮氧化硅/氧化硅层，底部包覆具有下地氧化膜。现有通常用3步或者4步进行刻蚀，其能够满足一般的刻蚀要求，然而，成品率不能保证，容易出现如图2(A)-图2_(D)中所示的问题。如图2(A)中所示的缺陷使金属的横截面积减小，增大金属线阻抗。由于减小了金属线及上部的TiN面积，会极大影响与上层Via的接触，影响互连阻抗。图2(B)中所示的缺陷使金属的横截面积减小，增大金属线阻抗。而且由于金属线向内凹陷，会影响层间膜(HDP)淀积时产生空洞(void)。图2(C)中所示的缺陷严重时产生断线(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属配线的多步干法刻蚀方法，该金属配线的断面具有多层膜结构，包括两层氮化钛/钛层，其氮化钛/钛层的顶部包覆有氮氧化硅/氧化硅层，底部包覆有下地氧化膜，其工艺步骤为氮氧化硅/氧化硅主刻蚀，在一定的压力、源功率、偏置功率及反应气体条件下进行，其中气体包括氯气及三氟甲烷，刻蚀过程中通过模拟元素的发光波长的变化来进行刻蚀的终点检测；氮氧化硅/氧化硅过刻蚀，其根据化学汽相淀积膜厚的不均一性以及刻蚀速率的面内均一性确定刻蚀时间，防止该步结束后有氮氧化硅或氧化硅残留；金属线顶部氮化钛/钛刻蚀，减小刻蚀过程中提供的源功率的数值并增大偏置功率数值以减小等离子体密度，减小氯离子含量，并添加三氯化硼气体以增加反应生成物从而保护金属侧壁；缓冲步，增大源功率及压力，同时减小偏置功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕煜坤，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：