蚀刻方法技术

一种蚀刻方法，其可在蚀刻作为下层的ＴｉＮ膜时防止侧蚀（侵蚀）作为上层的ＡｌＣｕ膜的方法，在用氧化膜作为掩膜蚀刻ＡｌＣｕ膜／ＴｉＮ膜的叠层膜时，不用氯气，而用包含氯原子的混合气体及用蚀刻气体和附加气体的混合气体对下层上的ＴｉＮ膜进行蚀刻，可提高ＡｌＣｕ膜对抗蚀刻气体的侵蚀阻力。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及以氧化层作为掩膜对AlCu膜/TiN膜的叠层进行蚀刻的方法。为了对AlCu膜/TiN膜的叠层进行蚀刻，通常使用光刻胶(PR)掩膜。此时，PR/AlCu的选择比小到1.5到2。近年来，与降低布线尺寸相关，为了保持精细度，PR的高度(层厚度)变得越来越小。另一方面，当在器件中存在台阶时，为了消除由于台阶的存在所产生的残留物，需要大量的过蚀刻，由于超出PR的蚀刻，会造成AlCu膜的小的刻面。因此，在将来，对AlCu膜的蚀刻过程中，PR/AlCu的低的选择比会成为一个主要问题。因此，对于氧化层掩膜，获得PR/AlCu高于5的选择比是很重要的。图2(A)至图2(E)中示出了AlCu膜的传统刻蚀方法。如图2(A)中所示，在作为中间绝缘层的SiO2膜1上通过溅射方法依次淀积形成TiN膜2，AlCu膜3，及TiN膜4，然后，在TiN膜上沉积SiO2膜。然后，如图2(B)中所示，在SiO2膜5上形成保护膜6。对保护膜6进行加工图形，从而形成用于蚀刻较低SiO2膜的掩膜。接着，如图2(c)中所示，去除保护膜6。这里，用SiO2膜作为掩膜，形成布线。更具体的讲，首先，在第一步，进行AlCu膜3的蚀刻。这里，用Cl2/BCl3/N2/CHF3进行蚀刻。例如，在Cl2/BCl3/N2/CHF3的气体流速为20sccm/40sccm/5sccm/5sccm，压力为25Pa,RF功率为650W的条件下，进行AlCu膜3的蚀刻，通过向AlCu膜3的侧壁提供N型沉积材料形成侧壁保护膜以形成电极布线(图2(D))。接着，在第二步，进行TiN2膜2的蚀刻。在第二步，与前面的第一步想类似，用Cl2/BCl3/N2/CHF3进行蚀刻，例如，在Cl2/BCl3/N2/CHF3的气体流速为5sccm/40sccm/5sccm/5sccm，压力为25Pa,RF功率为450W的条件下，进行TiN层2的蚀刻，以完成电极布线7。(图2(E))然而，如图2(A)到图2(E)中所示的现有技术遇到一个问题，在第二步骤的对TiN膜2的蚀刻期间，会对AlCu膜3造成侧蚀(侵蚀)。其原因如下，在使用保护膜的掩膜的情况下，从保护膜不会提供碳型的沉积材料。在AlCu/TiN的蚀刻中，用氯的原子团作为主要的腐蚀剂。另一方面，为了在侧壁上获得垂直的形状，最好在AlCu膜3的侧壁上形成侧壁保护膜的情况下进行蚀刻，在保护膜作为掩膜的情况下，通过从保护膜提供炭可在AlCu膜3的侧壁上形成侧壁保护层，从而在不引起AlCu膜侵蚀的情况下进行蚀刻。与此相反，在氧化膜掩膜的情况下，由于在AlCu膜3的蚀刻中所附加的气体，可形成保护膜。然而，在对TiN膜2的蚀刻过程中，附加气体的作用变得很小，与在不提供碳的情况下的将保护膜作为掩膜的情况相比，AlCu膜3的侧壁保护作用变小。因此，过量的氯原子团与AlCu膜的反应加剧，使得AlCu膜的侧壁的各向异性蚀刻产生侵蚀。因此，本专利技术的一个目的是提供一种，其能限制在蚀刻TiN膜的过程中对AlCu膜的侧蚀刻的发生。为了实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，用于以氧化膜作为掩膜对AlCu膜/TiN膜的叠层膜进行蚀刻的方法的特征在于作为对下层上的TiN膜进行蚀刻的气体，使用包含氯原子的复合气体，及使用蚀刻气体和附加气体的混合气体而不用氯气，这样可以增强AlCu膜对腐蚀气体的侵蚀阻力。最好的，BCl3被用做蚀刻气体而N2和CHF3被用做附加气体。根据本专利技术的第二方面，在半导体器件中形成叠层膜电极布线的方法包括如下步骤用第一合金形成第一层膜；在第一层合金膜的上面沉积第二层合金的第二层膜；在第二层膜的上面沉积第一合金的第三层膜；在第三层膜上沉积氧化膜；在氧化膜上沉积保护膜；对保护膜进行加工图形；根据取得的被加工图形的保护膜对氧化膜进行蚀刻；通过去除保护膜，用氧化膜作为掩膜，用包含侧壁保护膜材料的离子源的蚀刻气体对第二和第三层膜进行蚀刻，其中的侧壁保护膜将要沉积到第二层膜的侧壁上；及通过第二蚀刻气体蚀刻第一层膜，其中的蚀刻气体产生受控量的腐蚀剂，该腐蚀剂足够用于对第一层膜进行蚀刻，并避免对第二层膜造成侵蚀。根据本专利技术的第三方面，在半导体器件中用于形成叠层膜电极布线的方法包含如下步骤用作为绝缘膜的第一合金在半导体基片上形成第一层膜；在第一合金膜上沉积第二合金的第二层膜，第二合金形成电极布线；在第二层膜上沉积第一合金的第三层膜；在第三层膜上沉积氧化膜；在氧化膜上沉积保护膜；对保护膜进行加工图形；根据取得的被加工图形的保护膜蚀刻氧化膜；去除保护膜，用氧化膜作为掩膜，通过包含侧壁保护膜材料的离子源的蚀刻气体对第二和的三层膜进行蚀刻，其中的侧壁保护膜将要沉积到第二层膜的侧壁上；及通过第二蚀刻气体蚀刻第一层膜，其中的蚀刻气体产生受控量的腐蚀剂，该腐蚀剂足够用于对第一层膜进行蚀刻，并避免对第二层膜造成侵蚀。根据本专利技术的的第四方面，在半导体器件中用于形成叠层膜电极的布线方法包含如下步骤用TiN形成第一层膜；在第一合金膜上沉积AlCu的第二层膜；在第二层膜上沉积TiN的第三层膜；在第三层膜上沉积SiO2膜；在氧化膜上沉积保护膜；对保护膜进行加工图形；根据取得的被加工图形的保护膜蚀刻SiO2膜；去除保护膜，用SiO2膜作为掩膜，通过包含侧壁保护膜材料的离子源的蚀刻气体对第二和的三层膜进行蚀刻，其中的侧壁保护膜将要沉积到第二层膜的侧壁上；及通过第二蚀刻气体蚀刻第一层膜，其中的蚀刻气体产生受控量的腐蚀剂，该腐蚀剂足够用于对第一层膜进行蚀刻，并避免对第二层膜造成侵蚀。在最佳的工艺中，第一蚀刻气体由Cl2/BCl2/N2/CHF3构成。另一方面，第二蚀刻气体可由BCl3构成，在另一实施例中，第二气体可加入N2及CHF3的附加气体。在最佳的工艺中，第二层膜和第三层膜的蚀刻可以在如下条件下进行，即，Cl2/BCl3/N2/CHF3的气体流速为20sccm/40sccm/5sccm/5sccm，压力为25Pa,RF功率为650W。同样，第一层膜的蚀刻可在如下条件下进行Cl2/BCl3/N2/CHF3的气体流速为5sccm/40sccm/5sccm/5sccm，压力为25Pa,RF功率为450W。在另一实施例中，第一层膜的蚀刻可在如下条件下进行Cl2/N2/CHF3的气体流速为40sccm/5sccm/5sccm，压力为25Pa,RF功率为450W。通过下面结合相应附图的描述将会对本专利技术有更清楚的了解，但并不是对本专利技术的限制，而仅是为了描述的目的。附图说明图1(A)到图1(E)为根据本专利技术的的最佳实施例的工艺步骤的序列截面图；图2(A)到图2(E)为传统的工艺步骤的序列截面图。下面将参考相应附图对本专利技术的最佳实施例进行详细描述。在下面的描述中，所提供的具体细节的目的只是为了更彻底得了解本专利技术。很明显的，对本领域的技术人员而言，无这些细节也可实现本专利技术。另一方面，为了使本专利技术更简洁，对于公知的结构并未详细描述。第一实施例图1(A)到图1(E)为根据本专利技术的的最佳实施例的工艺步骤的序列截面图。将针对AlCu/TiN的布线对本专利技术进行详细描述。首先，如图1(A)中所示，在作为中间绝缘层的SiO2膜1上依次形成TiN膜2,AlCu膜3，及TiN膜4，然后，在TiN膜4上沉积Si本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用氧化膜作为掩膜对ＡｌＣｕ膜／ＴｉＮ膜叠层膜进行蚀刻的方法，其特征在于：用包含氯原子的混合气体进行底层上的ＴｉＮ膜的蚀刻，并采用蚀刻气体和附加气体的混合气体而不是用氯气，可提高ＡｌＣｕ膜对抗腐蚀气体的侵蚀阻力。

【技术特征摘要】
JP 1997-12-19 350826/971．一种用氧化膜作为掩膜对AlCu膜/TiN膜叠层膜进行蚀刻的方法，其特征在于用包含氯原子的混合气体进行底层上的TiN膜的蚀刻，并采用蚀刻气体和附加气体的混合气体而不是用氯气，可提高AlCu膜对抗腐蚀气体的侵蚀阻力。2．根据权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于其中BCl3被用做所述蚀刻气体，而N2和CHF3被用做附加气体。3．根据权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于其中CHCl3或HCl被用做蚀刻气体。4．一种在半导体器件中形成叠层膜电极布线的方法，其特征在于包含如下步骤用第一合金形成第一层膜；在所述第一层合金膜的上面沉积第二层合金的第二层膜；在所述第二层膜的上面沉积所述第一合金的第三层膜；在所述第三层膜上沉积氧化膜；在所述氧化膜上沉积保护膜；对所述保护膜进行加工图形；用被加工图形的保护膜作为掩膜对所述氧化膜进行蚀刻；去除所述保护膜，用所述氧化膜作为掩膜，通过包含侧壁保护膜材料的离子源的蚀刻气体对所述第二和所述三层膜进行蚀刻，其中的侧壁保护膜将要沉积到所述第二层膜的侧壁上；及通过第二蚀刻气体蚀刻所述第一层膜，其中的蚀刻气体产生受控量的腐蚀剂，该腐蚀剂足够用于对所述第一层膜进行蚀刻，并避免对所述第二层膜造成侵蚀。5．在半导体器件中用于形成叠层膜电极的布线方法，其中包含如下步骤用作为绝缘膜的第一合金在半导体基片上形成第一层膜；在所述第一合金膜上沉积第二合金的第二层膜，所述第二合金形成所述电极布线；在所述第二层膜上沉积所述第一合金的第三层膜；在所述第三层膜上沉积氧化膜；在所述氧化膜上沉积保护膜；对所述保护膜进行加工图形；用加工的保护膜作为掩膜蚀刻所述氧化膜；去除所述保护膜，用所述氧化膜作为掩膜，通过包含侧壁保护膜材料的离子源的蚀刻气体对所述第二和所述三层膜进行蚀刻，其中的侧壁保护膜将要...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊泽光贵，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]