專利名稱：一種過孔和金屬溝槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片金屬連線的制作領(lǐng)域，尤其涉及具有中間阻擋層的 硅基底的過孔和金屬溝槽的制作方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)金屬溝槽的制作均是在制作好過孔的基底上進(jìn)一步制作金屬溝槽。請(qǐng)
參閱

圖1。在如圖1所示的硅基底1上已制作好過孔7。硅基底1具有中間阻擋 層21和底部阻擋層22。硅基底1上非制作過孔7的表面覆蓋有過孔光阻41, 通過過孔光阻41蝕刻預(yù)制作過孔7的介質(zhì)過孔硬掩模層部分，過孔中間阻擋 層以上硅基底部分、過孔中間阻擋層及過孔中間阻擋層以下硅基底。在制作金 屬溝槽之前，會(huì)在過孔7內(nèi)制作預(yù)設(shè)高度的底層抗反射膜9 (Bottom Anti-reflection Coating: Bare),預(yù)設(shè)高度Barc9的制作采用Bare回刻步驟完成。 Barc9是便于在后續(xù)制作金屬溝槽的蝕刻中控制主蝕刻的蝕刻對(duì)象，保證非蝕刻 對(duì)象避免損傷。金屬溝槽開始制作時(shí)，在硬掩模層6非制作金屬溝槽的表面涂 敷光阻5，進(jìn)行主蝕刻，蝕刻去掉光阻5未保護(hù)的硬掩模層部分和中間阻擋層 21上的硅基底部分形成金屬溝槽8。
然而主蝕刻通常具有較差的蝕刻選擇性，蝕刻速率也較快，難以避免主蝕 刻對(duì)非蝕刻對(duì)象造成損傷或蝕刻對(duì)象有殘留的問題。傳統(tǒng)金屬溝槽的制作中對(duì) Bare回刻要求較高，Barc9高度的浮動(dòng)影響制作金屬溝槽主蝕刻的質(zhì)量，Barc9 過高會(huì)帶來柵欄式硅(fence)殘留的問題；Barc9過低會(huì)導(dǎo)致主蝕刻后出現(xiàn)面角 問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種過孔和金屬溝槽的制作方法，以解決傳統(tǒng)具有 中間阻擋層硅基底過孔和金屬溝槽制作中Bare回刻步驟引起的柵欄式硅或面角的問題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一種過孔和金屬溝槽的制作方法，金屬溝槽和 過孔均制作于硅基底，硅基底具有中間阻擋層和底部阻擋層。本發(fā)明過孔和金
屬溝槽的制作方法包括以下步驟步驟l，在硅基底表面制作過孔光阻，蝕刻掉 預(yù)制作過孔的硅基底中間阻擋層以上介質(zhì)及預(yù)制作過孔的硅基底中間阻擋層； 步驟2,在硅基底表面制作金屬溝槽光阻，蝕刻掉預(yù)制作金屬溝槽的硅基底中間 阻擋層上部分介質(zhì)，同時(shí)進(jìn)一步蝕刻預(yù)制作過孔硅基底底部阻擋層以上部分硅 基底；步驟3,蝕刻去除金屬溝槽中間阻擋層以上殘余的硅基底和過孔底部阻擋 層上殘余的硅基底，同時(shí)形成金屬溝槽及過孔。其中，硅基底表面覆蓋有一層 硬掩模層。因此，步驟1蝕刻掉預(yù)制作過孔的硅基底中間阻擋層以上介質(zhì)包括 預(yù)制作過孔的硅基底上的硬掩模層和預(yù)制作過孔的硅基底中間阻擋層以上的硅 基底。進(jìn)一步地，步驟2蝕刻掉預(yù)制作金屬溝槽的硅基底中間阻擋層上部分介 質(zhì)包括預(yù)制作金屬溝槽的硅基底上的硬掩模層和預(yù)制作金屬溝槽的硅基底中間 阻擋層上的部分硅基底。預(yù)制作金屬溝槽的硅基底上的硬掩模層采用介電抗反 射層蝕刻去除。介電抗反射層蝕刻采用的源功率為900瓦，偏置功率為300瓦， 采用的蝕刻介質(zhì)為氬氣，四氟化碳和氧氣。介電抗反射層蝕刻中蝕刻介質(zhì)流量 氬氣的流量為200標(biāo)況毫升每分，四氟化碳為50標(biāo)況毫升每分，氧氣流量為7 標(biāo)況毫升每分。預(yù)制作金屬溝槽的硅基底中間阻擋層上的部分硅基底及過孔硅 基底底部阻擋層以上部分硅基底采用主蝕刻去除。主蝕刻采用的源功率為1400 瓦，偏置功率為500瓦，采用的蝕刻介質(zhì)為四氟化碳，三氟甲烷、氬氧和氧氣。 主蝕刻中蝕刻介質(zhì)流量四氟化碳流量為140標(biāo)況毫升每分，三氟曱烷的流量 為10標(biāo)況毫升每分，氬氧流量為150標(biāo)況毫升每分，氧氣流量為2標(biāo)況毫升每 分。步驟2和步驟3之間加入去除金屬溝槽光阻步驟。金屬溝槽光阻釆用氧化 蝕刻去除。氧化蝕刻采用的源功率為300瓦，偏置功率為100瓦，采用的蝕刻 介質(zhì)為氧氣，所述氧氣流量為500標(biāo)況毫升每分。步驟3蝕刻采用過蝕刻完成。 過蝕刻采用的源功率為2400瓦，偏置功率為1800瓦，采用的蝕刻介質(zhì)為氧氣、 一氧化碳、八氟環(huán)丁烷。過蝕刻中蝕刻介質(zhì)流量氧氣流量為3標(biāo)況毫升每分， 一氧化碳流量為150標(biāo)況毫升每分，八氟環(huán)丁烷流量為13標(biāo)況毫升每分。
與傳統(tǒng)過孔和金屬溝槽的制作方法相比，本發(fā)明過孔和金屬溝槽的制作方法未采用Bare的回刻步驟，因此可有效避免回刻步驟導(dǎo)致的;f冊(cè)欄式硅和面角問 題。本發(fā)明先制作部分深度的過孔和部分深度的金屬溝槽，最后采用蝕刻選擇 性好的過刻蝕同時(shí)完成預(yù)設(shè)深度過孔的制作和預(yù)設(shè)深度的金屬溝槽制作。本發(fā) 明過孔和金屬溝槽的制作能有效控制蝕刻對(duì)象，避免在制作過程中對(duì)非蝕刻對(duì) 象造成損傷，提高過孔和金屬溝槽的制作良率。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種過孔和金屬溝槽的制作方法作 進(jìn)一 步詳細(xì)具體地描述。
圖l是傳統(tǒng)過孔和金屬溝槽制作示意圖。
圖2是本發(fā)明過孔和金屬溝槽制作步驟1示意圖。
圖3是本發(fā)明過孔和金屬溝槽制作步驟2和步驟3預(yù)蝕刻對(duì)象示意圖。
圖4是本發(fā)明過孔和金屬溝槽制作步驟2完成之后示意圖。
圖5是圖4所示步驟2介電抗反射層蝕刻之后示意圖。
圖6是本發(fā)明過孔和金屬溝槽制作步驟3完成之后示意圖。
圖7是本發(fā)明過孔和金屬溝槽制作方法示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的 一種過孔和金屬溝槽的制作方法，過孔和金屬溝槽均制作與硅基 底。該硅基底具有中間阻擋層和底部阻擋層。本發(fā)明的過孔和金屬溝槽的制作 方法它包括三個(gè)步驟。請(qǐng)參閱圖2所示的本發(fā)明過孔和金屬溝槽制作方法的步 驟1:在硅基底1表面制作過孔光阻41，蝕刻掉預(yù)制作過孔的硅基底中間阻擋 層以上介質(zhì)及預(yù)制作過孔的硅基底中間阻擋層。如圖2所示預(yù)制作過孔的硅基 底的中間阻擋層被蝕刻掉，即中間阻擋層21預(yù)制作過孔的部分被蝕刻掉。同時(shí)， 預(yù)制作過孔的硅基底中間阻擋層以上介質(zhì)已蝕刻掉。通常在蝕刻制作過孔時(shí)， 硅基底1表面覆蓋有一層硬掩模層6,因此在蝕刻去掉預(yù)制作過孔的硅基底中間 阻擋層以上介質(zhì)時(shí)，不僅要去除預(yù)制作過孔的硅基底1中間阻擋層21以上的硅 基底，且要去除預(yù)制作過孔的硅基底上的硬掩模層部分，即硬掩模層6預(yù)制作 過孔的部分。過孔和金屬溝槽制作方法的步驟2:在硅基底l表面制作金屬溝槽光阻，蝕 刻掉預(yù)制作金屬溝槽的硅基底中間阻擋層上部分介質(zhì)，同時(shí)進(jìn)一步蝕刻預(yù)制作 過孔硅基底底部阻擋層以上部分硅基底。請(qǐng)參閱圖3，在硅基底1表面制作好金 屬溝槽光阻42,在制作過程中，需蝕刻掉底部阻擋層22上硅基底部分72可完 成整個(gè)預(yù)設(shè)深度過孔的蝕刻，蝕刻掉中間阻擋層21以上金屬溝槽光阻42未保 護(hù)的介質(zhì)51和52形成金屬溝槽。由于硅基底表面1還覆蓋有硬掩模層6，因此， 步驟2蝕刻掉預(yù)制作金屬溝槽的硅基底中間阻擋層上部分介質(zhì)包括預(yù)制作金屬 溝槽的硅基底上的硬掩模層511和521和預(yù)制作金屬溝槽的硅基底中間阻擋層 上的部分硅基底。該預(yù)制作金屬溝槽的硅基底中間阻擋層上部分硅基底即是圖3 所示金屬溝槽硅基底中間阻擋層以上硅基底512或522的部分。步驟2蝕刻完 成之后請(qǐng)參閱圖4。預(yù)制作金屬溝槽的硅基底上的硬掩模層511和521采用介電 抗反射層蝕刻去除。介電抗反射層蝕刻采用的源功率為900瓦，偏置功率為300 瓦，采用的蝕刻介質(zhì)為氬氣，四氟化碳和氧氣。介電抗反射層蝕刻中蝕刻介質(zhì) 流量氬氣的流量為200標(biāo)況毫升每分，四氟化-灰為50標(biāo)況毫升每分，氧氣流 量為7標(biāo)況毫升每分。介電抗反射層蝕刻去除金屬溝槽的硅基底上的硬掩模層 511和512后示意圖請(qǐng)參閱圖5。金屬溝槽硅基底中間阻擋層以上硅基底512和 522的部分及過孔硅基底底部阻擋層以上硅基底72的部分采用主蝕刻去除采用 主蝕刻去除。主蝕刻采用的源功率為1400瓦，偏置功率為500瓦，采用的蝕刻 介質(zhì)為四氟化碳，三氟曱烷、氬氧和氧氣。主蝕刻中蝕刻介質(zhì)流量四氟化碳 流量為140標(biāo)況毫升每分，三氟曱烷的流量為IO標(biāo)況毫升每分，氬氧流量為150 標(biāo)況毫升每分，氧氣流量為2標(biāo)況毫升每分。主蝕刻完成之后示意圖請(qǐng)參閱圖4。
在進(jìn)行步驟3之前可加入去除金屬溝槽光阻步驟。金屬溝槽光阻釆用氧化 蝕刻去除。氧化蝕刻采用的源功率為300瓦，偏置功率為100瓦，采用的蝕刻 介質(zhì)為氧氣，氧氣流量為500標(biāo)況毫升每分。本發(fā)明過孔和金屬溝槽制作方法 的步驟3:蝕刻去除金屬溝槽中間阻擋層以上殘余的硅基底和過孔底部阻擋層上 殘余的硅基底，同時(shí)形成金屬溝槽及過孔。請(qǐng)參閱圖4，步驟3需去除金屬溝槽
余部分。蝕刻完成之后示意圖請(qǐng)參閱圖6,去除之后可同時(shí)形成金屬溝槽8和過 孔7。步驟3中金屬溝槽中間阻擋層上硅基底512和522的殘余部分和過孔底部阻擋層上硅基底72的殘余部分的去除采用過刻蝕去除。過蝕刻采用的源功率為 2400瓦，偏置功率為1800瓦，采用的蝕刻介質(zhì)為氧氣、 一氧化石友、八氟環(huán)丁烷。 過蝕刻中蝕刻介質(zhì)流量氧氣流量為3標(biāo)況毫升每分， 一氧化碳流量為150標(biāo) 況毫升每分，八氟環(huán)丁烷流量為13標(biāo)況毫升每分。
本發(fā)明的過孔和金屬溝槽的制作先完成部分深度的過孔和部分深度的金屬 溝槽的制作，最后采用蝕刻選擇性好的過刻蝕同時(shí)完成預(yù)i殳深度過孔的制作和 預(yù)設(shè)深度的金屬溝槽制作。過蝕刻相對(duì)主蝕刻在去除蝕刻對(duì)象時(shí)有更好的蝕刻 選擇性，不損傷非蝕刻對(duì)象，同時(shí)能干凈地去除蝕刻對(duì)象。因此在金屬溝槽和 過孔后階段的蝕刻過程中采用過刻蝕去除能保證更佳的金屬溝槽和過孔的良 率。本發(fā)明的過孔和金屬溝槽的制作方法去除了 Bare回刻步驟，因此可避免傳 統(tǒng)制作方法中Bare回刻步驟帶來的柵欄式硅及面角的弊端。本發(fā)明的過孔和金 屬溝槽的制作方法的示意圖請(qǐng)參見圖7。制作中蝕刻具體參數(shù)是以65nm制程過 孔和金屬溝槽的制作為例，因此蝕刻的具體參數(shù)值不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1、一種過孔和金屬溝槽的制作方法，所述金屬溝槽和過孔均制作于硅基底，所述硅基底具有中間阻擋層和底部阻擋層；其特征在于，過孔和金屬溝槽的制作方法包括以下步驟步驟1在所述硅基底表面制作過孔光阻，蝕刻掉預(yù)制作過孔的硅基底中間阻擋層以上介質(zhì)及預(yù)制作過孔的硅基底中間阻擋層；步驟2在所述硅基底表面制作金屬溝槽光阻，蝕刻掉預(yù)制作金屬溝槽的硅基底中間阻擋層上部分介質(zhì)，同時(shí)進(jìn)一步蝕刻預(yù)制作過孔硅基底底部阻擋層以上部分硅基底；步驟3蝕刻去除預(yù)制作金屬溝槽的硅基底中間阻擋層上殘余的硅基底和過孔底部阻擋層上殘余的硅基底，同時(shí)形成金屬溝槽及過孔。
2、 如權(quán)利要求1所述過孔和金屬溝槽的制作方法，其特征在于，所述硅基底表 面覆蓋有一層硬掩模層。
3、 如權(quán)利要求2所述過孔和金屬溝槽的制作方法，其特征在于，所述步驟l蝕 刻掉預(yù)制作過孔的硅基底中間阻擋層以上介質(zhì)包括預(yù)制作過孔的所述硅基底上 的硬掩模層和預(yù)制作過孔的硅基底中間阻擋層以上的硅基底。
4、 如權(quán)利要求2所述過孔和金屬溝槽的制作方法，其特征在于，所述步驟2蝕 刻掉預(yù)制作金屬溝槽的硅基底中間阻擋層以上部分介質(zhì)包括預(yù)制金屬溝槽的所 述硅基底上的硬掩模層和預(yù)制作金屬溝槽的硅基底中間阻擋層上的部分硅基 底。
5、 如權(quán)利要求4所述過孔和金屬溝槽的制作方法，其特征在于，所述預(yù)制作金 屬溝槽的硅基底上的硬掩模層采用介電抗反射層蝕刻去除。
6、 如權(quán)利要求5所述過孔和金屬溝槽的制作方法，其特征在于，所述介電抗反 射層蝕刻采用的源功率為900瓦，偏置功率為300瓦，采用的蝕刻介質(zhì)為氬氣， 四氟化碳和氧氣。
7、 如權(quán)利要求6所述過孔和金屬溝槽的制作方法，其特征在于，所述介電抗反 射層蝕刻中蝕刻介質(zhì)流量所述氬氣的流量為200標(biāo)況毫升每分，所述四氟化 碳為50標(biāo)況毫升每分，所述氧氣流量為7標(biāo)況毫升每分。
8、如權(quán)利要求4所述過孔和金屬溝槽的制作方法，其特征在于，所述預(yù)制作金硅基底采用主蝕刻去除。
9、 如權(quán)利要求8所述過孔和金屬溝槽的制作方法，其特征在于，所述主蝕刻采 用的源功率為1400瓦，偏置功率為500瓦，采用的蝕刻介質(zhì)為四氟化碳，三氟 曱烷、氬氧和氧氣。
10、 如權(quán)利要求9所述過孔和金屬溝槽的制作方法，其特征在于，所述主蝕刻 中蝕刻介質(zhì)流量所述四氟化碳流量為140標(biāo)況亳升每分，三氟曱烷的流量為 IO標(biāo)況亳升每分，氬氧流量為150標(biāo)況毫升每分，氧氣流量為2標(biāo)況毫升每分。
11、 如權(quán)利要求1所述過孔和金屬溝槽的制作方法，其特征在于，所述步驟2 和步驟3之間加入去除金屬溝槽光阻步驟。
12、 如權(quán)利要求11所述過孔和金屬溝槽的制作方法，其特征在于，所述金屬溝 槽光阻采用氧化蝕刻去除。
13、 如權(quán)利要求12所述過孔和金屬溝槽的制作方法，其特征在于，所述氧化蝕 刻采用的源功率為300瓦，偏置功率為100瓦，采用的蝕刻介質(zhì)為氧氣，所述 氧氣流量為500標(biāo)況毫升每分。
14、 如權(quán)利要求1所述過孔和金屬溝槽的制作方法，其特征在于，所述步驟3 蝕刻采用過蝕刻完成。
15、 如權(quán)利要求1所述過孔和金屬溝槽的制作方法，其特征在于，所述過蝕刻 采用的源功率為2400瓦，偏置功率為1800瓦，采用的蝕刻介質(zhì)為氧氣、 一氧 化碳、八氟環(huán)丁烷。
16、 如權(quán)利要求15所述過孔和金屬溝槽的制作方法，其特征在于，所述過蝕刻 中蝕刻介質(zhì)流量氧氣流量為3標(biāo)況毫升每分， 一氧化碳流量為150標(biāo)況毫升 每分，八氟環(huán)丁烷流量為13標(biāo)況毫升每分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種過孔和金屬溝槽的制作方法，金屬溝槽和過孔制作于硅基底，硅基底具有中間阻擋層和底部阻擋層；它包括以下步驟1在硅基底表面制作過孔光阻，蝕刻掉預(yù)制作過孔的硅基底中間阻擋層上介質(zhì)及預(yù)制作過孔的硅基底中間阻擋層；2在硅基底表面制作金屬溝槽光阻，蝕刻掉預(yù)制作金屬溝槽的硅基底中間阻擋層上部分介質(zhì)，同時(shí)蝕刻預(yù)制作過孔硅基底底部阻擋層上部分硅基底；步驟3蝕刻去除預(yù)制作金屬溝槽的硅基底中間阻擋層上殘余的硅基底和過孔底部阻擋層上殘余的硅基底，同時(shí)形成金屬溝槽及過孔。本發(fā)明去除了傳統(tǒng)制作中Barc回刻步驟，避免因Barc回刻引起的弊端，同時(shí)提高了制作的過孔和金屬溝槽的良率。
文檔編號(hào)H01L21/70GK101587855SQ20081003768
公開日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2008年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月20日
發(fā)明者鳴 周, 尹曉明 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司