專利名稱：：一種金屬槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及晶圓上金屬槽的制作領(lǐng)域，尤其涉及應(yīng)用于制作頂層金屬槽的金屬槽制作方法。
背景技術(shù)：
：在集成芯片的制作過程中，為形成制作集成芯片晶圓同層或異層上半導(dǎo)體器件之間的互接或半導(dǎo)體芯片與芯片上焊盤的連接都需要制作金屬槽，向制作好的金屬槽中填充金屬實現(xiàn)電性導(dǎo)通性連接。晶圓頂層金屬槽的制作，并在金屬槽中填充金屬材料實現(xiàn)器件之間互連或與焊盤連接是目前半導(dǎo)體制程中至為關(guān)鍵的制程，尤其在目前的銅連線工藝中。當(dāng)用來制作頂層金屬槽(TopMetalTrench)的硅基底由氟硅玻璃(FluorosilicateGlass:FSG)轉(zhuǎn)變?yōu)榉菗诫s硅玻璃(Un-dopedSilicateGlass:USG),且硅基底中間不存在中間蝕刻阻擋層。在硅基底上制作金屬槽時，硅基底上覆蓋有硬掩模層，在制作金屬槽時在硬掩模層上涂敷預(yù)制圖案的光阻，蝕刻硬掩模層；然后利用較長時間的主蝕刻蝕刻硬掩模層窗口下的硅基底層，形成預(yù)設(shè)深度的金屬槽。主蝕刻速率較快，且主蝕刻的時間較長。由于目前釆用等離子體進行主蝕刻時采用的蝕刻介質(zhì)在較長時間的蝕刻情況下容易損傷硬掩模層窗口邊沿，從而導(dǎo)致蝕刻的硬掩模層下的硅基底層的金屬槽邊沿容易出現(xiàn)條紋狀，呈現(xiàn)金屬槽邊沿不整齊的問題。由于主蝕刻時等離子體的均勻性較差，因此容易導(dǎo)致最終在硅基底層上形成的金屬槽的深度差異較大。這樣導(dǎo)致后續(xù)填充金屬的電阻的均勻性差的問題，嚴(yán)重影響制作的集成芯片的電學(xué)特性，降低制作芯片的良率。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種金屬槽的制作方法，以解決傳統(tǒng)制作頂層金屬槽的邊沿出現(xiàn)條紋以及制作金屬槽的深度差異較大的問題，從而解決因金屬槽邊沿的條紋和深度差異較大導(dǎo)致的填充的金屬電阻均勻性較差的問題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的金屬槽的制作方法，用于制作頂層金屬槽，頂層金屬槽制作在硅基底層上，硅基底上覆蓋有一層硬掩模層，金屬槽的制作包括以下步驟a、在硬掩模層上涂敷光阻，等離子體蝕刻硬掩模層；b、等離子體蝕刻掩模層下的硅基底層形成預(yù)設(shè)深度的金屬槽；其特征在于，步驟b中蝕刻硅基底層分三個步驟進行bl、進行主蝕刻，蝕刻硅基底層形成小于預(yù)設(shè)深度的金屬槽；b2、去除所述硬掩模層上光阻，b3、進行過蝕刻，進一步蝕刻硅基底層形成預(yù)設(shè)深度的金屬槽；該主蝕刻和過蝕刻均在預(yù)設(shè)強度的磁場中進行。其中，步驟a等離子體蝕刻硬掩模層的蝕刻時間為40秒，蝕刻功率為600瓦，壓力為16帕斯卡，四氟化碳流量為160標(biāo)況毫升每分，三氟甲烷流量為40標(biāo)況毫升每分。主蝕刻硅基底層的蝕刻時間為75秒，蝕刻功率為2000瓦，壓力為26.6帕斯卡，一氧化碳的流量為350標(biāo)況毫升每分，乙氟烷的流量為240標(biāo)況毫升每分，磁場強度為2535高斯。其中，硬掩模層上光阻釆用等離子體氧化去除。等離子體氧化去除光阻的功率為360瓦，去除時間為60秒，壓力為53.3帕斯卡，氧氣的流量為1200標(biāo)況毫升每分。過蝕刻時間為120秒，過蝕刻功率為1500瓦，八氟環(huán)丁烷流量為15標(biāo)況毫升每分，氧氣流量為6標(biāo)況毫升每分，一氣化碳流量為150標(biāo)況毫升每分，磁場強度為25~35高斯。該硬掩模層材料為氮氧化硅，硅基底層為非摻雜硅玻璃材料。與傳統(tǒng)金屬槽的制作方法相比，本發(fā)明的金屬槽的制作方法，通過將蝕刻硅基底分成主蝕刻和過蝕刻進行，在主蝕刻和過蝕刻時均輔以一定強度的磁場，并在過蝕刻之前去除硬掩模層上光阻。磁場可提高蝕刻時等離子體的均勻性，降低硅基底上金屬槽的蝕刻深度，降低制作的金屬槽之間的深度差異。采用過蝕刻可有效避免損傷硬掩模層，解決因硬掩模層的損傷導(dǎo)致制作的金屬槽邊沿不整齊出現(xiàn)條紋的問題。以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的金屬槽的制作方法作進一步詳細(xì)具體的描述。圖l是本發(fā)明金屬槽的制作方法示意圖。具體實施例方式本發(fā)明的金屬槽的制作方法，用于制作頂層金屬槽。該金屬槽基于硅基底制作。硅基底上覆蓋有一層硬掩模層，金屬槽的制作包括以下步驟a、在硬掩模層上涂敷光阻，等離子體蝕刻硬掩模層；b、等離子體蝕刻掩模層下的硅基底層形成預(yù)設(shè)深度的金屬槽，其中，步驟b中蝕刻硅基底層分三個步驟進行bl、進行主蝕刻，蝕刻硅基底層形成小于預(yù)設(shè)深度的金屬槽；b2、去除所述硬掩模層上光阻；b3、進行過蝕刻，進一步蝕刻硅基底層形成預(yù)設(shè)深度的金屬槽；該主蝕刻和過蝕刻均在預(yù)設(shè)強度的磁場中進行。因此，該金屬槽的制作方法請參見圖1示意圖，在掩模層上涂敷有光阻的條件下，首先蝕刻硅基底上的硬掩模層，然后在加入磁場的條件下主蝕刻硅基底，去除光阻，在加入磁場的條件下過蝕刻硅基底，在硅基底上形成預(yù)設(shè)深度的金屬槽。步驟a等離子體蝕刻硬掩模層的蝕刻時間為40秒，蝕刻功率為600瓦，壓力為16帕斯卡，四氟化碳流量為160標(biāo)況毫升每分，三氟曱烷流量為40標(biāo)況毫升每分。步驟a是用于蝕刻光阻下硅基底層上的硬掩模層，蝕刻掉硅基底上預(yù)制作金屬槽位置上的硬掩模層部分，預(yù)備在蝕刻掉硬掩模層部分的硅基底上制作金屬槽。主蝕刻硅基底層的蝕刻時間為75秒，蝕刻功率為2000瓦，壓力為26.6帕斯卡，一氧化碳的流量為350標(biāo)況毫升每分，乙氟烷的流量為240標(biāo)況毫升每分，磁場強度為25~35高斯。若該步驟持續(xù)時間較長，約135秒，可一次性蝕刻完成金屬槽的深度到預(yù)設(shè)深度。采用該方案制作的金屬槽相對傳統(tǒng)方法制作出的金屬槽的深度差異有所減小，請參見表l。雖然延長主蝕刻的時間可一次性完成金屬槽的制作，然而金屬槽條紋狀的邊緣狀況，即邊緣不整齊并未有所改善。即在長時間的主蝕刻的條件下，掩模版上所開窗口的邊緣部分容易被主蝕刻的介質(zhì)損傷，因此容易使得依照掩模版圖案制作的金屬槽的邊緣同樣會損傷出現(xiàn)條紋狀邊緣。因此本發(fā)明的主蝕刻步驟的蝕刻時間相對傳統(tǒng)蝕刻時間有大幅度的縮短，避免對掩模版造成損傷。同時主蝕刻的時間也不宜過短，由于主獨刻的蝕刻速度相對后續(xù)的過蝕刻的速度要迅速，如果主蝕刻的時間過短，這樣會導(dǎo)致后續(xù)過蝕刻時間較長，從而降低蝕刻裝置的效率。過蝕刻時間為120秒，過蝕刻功率為1500瓦，八氟環(huán)丁烷流量為15標(biāo)況毫升每分，氧氣流量為65標(biāo)況毫升每分，一氧化碳流量為150標(biāo)況毫升每分，磁場強度為2535高斯。然而在進行過蝕刻之間，需去除硬掩模層上的光阻，光阻的去除采用等離子體氧化去除。等離子體氧化去除光阻的功率為360瓦，去除時間為60秒，壓力為53.3帕斯卡，氧氣的流量為1200標(biāo)況毫升每分。去除硬掩模層上的光阻，在過蝕刻時即去除了光阻的高度，在一定程度上減小了蝕刻深度，更有利于降低制作的金屬槽深度的差異，從表1的數(shù)據(jù)也同樣證實了該結(jié)果。硬掩模層材料為氮氧化硅，硅基底層為非摻雜硅玻璃材料。過蝕刻介質(zhì)相對主蝕刻采用的蝕刻介質(zhì)具有高的選擇比，不會對硬掩模層材料造成損傷，僅蝕刻硅基底層的非摻雜硅玻璃材料。在主蝕刻和過蝕刻的步驟中均是在一定預(yù)設(shè)的磁場強度中進行，磁場的引入有利于提高蝕刻介質(zhì)的均勻性，因此也就可有效降低制作的金屬槽深度的差異，提高制作的金屬槽的均勻性。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1、一種金屬槽的制作方法，用于制作頂層金屬槽，所述頂層金屬槽制作在硅基底層上，所述硅基底上覆蓋有一層硬掩模層，所述金屬槽的制作包括以下步驟a、在所述硬掩模層上涂敷光阻，等離子體蝕刻硬掩模層；b、等離子體蝕刻所述硬掩模層下的硅基底層形成所述預(yù)設(shè)深度的金屬槽；其特征在于，步驟b中蝕刻硅基底層分三個步驟進行b1、進行主蝕刻，蝕刻硅基底層形成小于預(yù)設(shè)深度的金屬槽；b2、去除所述硬掩模層上光阻；b3、進行過蝕刻，進一步蝕刻硅基底層形成預(yù)設(shè)深度的金屬槽；所述主蝕刻和過蝕刻均在預(yù)設(shè)強度的磁場中進行。2、如權(quán)利要求1所述的金屬槽的制作方法，其特征在于，所述步驟a等離子體蝕刻石更掩模層的蝕刻時間為40秒，蝕刻功率為600瓦，壓力為16帕斯卡，采用四氟化碳和三氟甲烷作為蝕刻氣體，且四氟化碳流量為160標(biāo)況毫升每分，三氟甲烷流量為40標(biāo)況毫升每分。3、如權(quán)利要求1所述的金屬槽的制作方法，其特征在于，所述主蝕刻g底層的蝕刻時間為75秒，蝕刻功率為2000瓦，壓力為26.6帕斯卡，采用一氧化碳和乙氟烷作為蝕刻氣體，且一氧化碳的流量為350標(biāo)況毫升每分，乙氟烷的流量為240標(biāo)況毫升每分，磁場強度為25~35高斯。4、如權(quán)利要求1所述的金屬槽的制作方法，其特征在于，所述硬掩模層上光阻采用等離子體氧化去除。5、如權(quán)利要求4所述的金屬槽的制作方法，其特征在于，所述等離子體氧化去除光阻的功率為360瓦，去除時間為60秒，壓力為53.3帕斯卡，氧氣的流量為1200標(biāo)況毫升每分。6、如權(quán)利要求1所述的金屬槽的制作方法，其特征在于，所述過蝕刻時間為120秒，過蝕刻功率為1500瓦，采用八氟環(huán)丁烷，氧氣和一氧化碳作為蝕刻氣體，且八氟環(huán)丁烷流量為15標(biāo)況毫升每分，氧氣流量為6標(biāo)況毫升每分，一氧化碳流量為150標(biāo)況毫升每分，磁場強度為25~35高斯。7、如權(quán)利要求1所述的金屬槽的制作方法，其特征在于，所述硬掩模層材料為氮氧化硅，所述硅基底層為非摻雜硅玻璃材料。全文摘要本發(fā)明提供一種金屬槽的制作方法，用于制作頂層金屬槽，該方法包括以下步驟1.在硬掩模層上涂敷光阻，等離子體蝕刻硬掩模層；2.等離子體蝕刻掩模層下的硅基底層形成預(yù)設(shè)深度金屬槽；其中，步驟2中蝕刻硅基底層分三步進行21.進行主蝕刻，蝕刻硅基底層形成小于預(yù)設(shè)深度的金屬槽；22.去除硬掩模層上光阻，23.進行過蝕刻，進一步蝕刻硅基底層形成預(yù)設(shè)深度的金屬槽；主蝕刻和過蝕刻均在預(yù)設(shè)強度的磁場中進行。通過采用主蝕刻和過蝕刻，同時輔以磁場分兩步完成硅基底層上的金屬槽的蝕刻，可解決傳統(tǒng)金屬槽的制作方法存在的條紋邊緣問題，提高制作的金屬槽深度的均勻性。文檔編號H01L21/02GK101567315SQ20081003658公開日2009年10月28日申請日期2008年4月24日優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日發(fā)明者鳴周,鄒曉東申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司