金屬HVIl溝槽刻蝕的停止層（stop layer)。
[0060] 2)化學氣相沉積CVD生長2500Λ的Low-k材質即介電質層305。
[0061] 3)化學氣相沉積CVD生長300 Λ的SiON 304薄膜，作為金屬硬掩模層刻蝕的停 止層，同時SiON也能防止Low-k材質被金屬硬掩模層污染。
[0062] 4)物理氣相沉積PVD沉積3補?的TiN 303為金屬掩模層（MHM)。
[0063] 5)CVD方式生長30G Λ的SiON 302為氧化層硬掩膜，同TiN -起作為第二步 Low-k介質層刻蝕時的掩膜層。
[0064] 然后，光刻第一層金屬溝槽圖形。
[0065] 按照標準的40/45nm和28/32nm技術節(jié)點的制程，涂鋪BARC 301和光刻膠300， 通過第一層金屬溝槽圖形掩膜版光刻第一層金屬溝槽圖形，并顯影，如附圖3a所示。填充 W的接觸孔308包含在第一層金屬溝槽圖形打開窗口的投影之中。
[0066] 隨后，干法刻蝕金屬硬掩膜，并去膠，如附圖3b所示。
[0067] 干法刻蝕金屬掩模層（MHM) TiN，反應停止在金屬TiN下方的SiON薄膜中。本實 施例中該步刻蝕分成兩步：先刻蝕金屬硬掩模層。SiON薄膜作為金屬硬掩模層刻蝕的停止 層，刻蝕TiN的氣體對其刻蝕速率遠小于與TiN，所以該步完成后SiON的損耗很少，SiON很 好的減少了金屬硬掩模層刻蝕產(chǎn)生的負載效應。接著，通過一定量的過刻蝕，保證金屬掩模 層刻蝕干凈：使用SiON的刻蝕氣體刻蝕SiON，刻蝕量〉5OA ,確保殘留的TiN被SiON刻蝕 反應產(chǎn)生的氣體帶走。最后，去膠。
[0068] 接著，光刻第一層金屬溝槽收縮圖形，如附圖3c所示。
[0069] 按照標準的40/45nm和28/32nm技術節(jié)點的制程，涂鋪BARC 301'和光刻膠300'， 通過第一層金屬溝槽收縮圖形掩膜版光刻第一層金屬溝槽的收縮圖形，并顯影。填充W的 接觸孔308包含在第一層金屬溝槽收縮圖形打開窗口的投影之中。溝槽收縮圖形的版圖與 溝槽圖形完全相同，只是周長縮小。本實施例中，溝槽圖形每邊收縮ISO A。
[0070] 下一步，干法刻蝕Low-k介電質薄膜，并去膠，如附圖3d所示。
[0071] 干法刻蝕Low-k介電質薄膜，用干刻機臺采用光學終點監(jiān)測方法刻蝕Low-k介電 質薄膜，使刻蝕停止在第一層金屬-Ml溝槽刻蝕的停止層SiCN 303和接觸孔ILD 307之間 的接觸孔308的頂部。作為第一層金屬溝槽刻蝕的停止層SiCN，刻蝕Low-k介電質材料的 氣體對其刻蝕速率遠小于與Low-k介電質材料，所以SiCN能夠很好的減少Low-k介電質薄 膜刻蝕產(chǎn)生的負載效應。最后，去膠。第一層金屬溝槽的形貌由第一層金屬溝槽收縮圖形 掩膜版光刻結果決定，其線寬由于是按照第一層金屬溝槽收縮圖形掩膜版刻蝕形成，所以 比工藝需要的第一層金屬溝槽每邊小150 A。
[0072] 至此，完成本發(fā)明方法中干法刻蝕Low-k介電質薄膜的工藝。但是第一層金屬溝 槽的線寬還沒達到工藝要求，溝槽底部與接觸孔的連接還需要優(yōu)化。
[0073] 參閱圖3e，接下來，最后用與水的稀釋比例為1000 : IHF酸濕法刻蝕（WET etch) 機臺進行刻蝕，為了改善第一層金屬溝槽與接觸孔層次的良好聯(lián)接，按40/45nm和28/32nm 技術節(jié)點的標準工藝，刻蝕掉150 A的ILD 308。同時，利用濕法刻蝕各向同性的特性，氧化 層硬掩膜SION 302和第一層金屬溝槽側壁上的Low-k材質也被刻蝕I 5 G Λ，使得第一層金 屬溝槽的線寬每邊增加，滿足工藝要求。由于其良好的均勻性，濕法刻蝕后第一層金屬溝槽 的負載效應沒有影響，同時也不影響第一層金屬溝槽的形貌。
[0074] 本實施例隨后通過切片數(shù)據(jù)確認了第一層金屬溝槽的形貌滿足要求，負載效應明 顯改善。
[0075] 綜上所述，本發(fā)明方法引入第一層金屬溝槽掩膜版和它的收縮版將金屬硬掩膜刻 蝕和Low-k介質層刻蝕分開；利用不同材料的刻蝕選擇比的差別，使兩次刻蝕均中止在分 別位于Low-k介質層頂部和底部的刻蝕停止層中；利用濕法刻蝕良好的均勻性，改現(xiàn)有技 術中的第三步的干法刻蝕為濕法刻蝕，層層控制，將干法刻蝕引入的負載效應減小的最少。 相對比較現(xiàn)有技術第一層金屬溝槽干法刻蝕的形成方法，更能夠實現(xiàn)在不影響第一層金屬 溝槽形貌的同時更好的優(yōu)化負載效應，以達到保證第一層金屬的工藝參數(shù)的一致性，進而 優(yōu)化整個器件工藝參數(shù)均一性的最終目的。。
[0076] 上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā) 明領域的普通技術人員根據(jù)上述揭示內容做的任何變更、修飾，均屬于權利要求書的保護 范圍。
【主權項】
1. 一種第一層金屬溝槽刻蝕方法，硅片前道制程中接觸孔層的ILD介質為Si02,且已 完成接觸孔的WCMP，其步驟包括： 步驟SOl:淀積第一層金屬溝槽刻蝕停止層； 步驟S02 :淀積Low-k介電質層，淀積金屬硬掩模層刻蝕停止層； 步驟S03 :淀積金屬硬掩模層； 步驟S04 :光刻第一層金屬溝槽圖形； 步驟S05 :干法刻蝕金屬硬掩膜層并去膠； 步驟S06 :光刻第一層金屬收縮溝槽圖形； 步驟S07 :干法刻蝕Low-k介電質層和第一層金屬溝槽刻蝕停止層，并去膠； 步驟S08:濕法刻蝕接觸孔ILD，并硅片清洗。2. 如權利要求1所述的一種第一層金屬溝槽刻蝕方法，其特征在于，步驟SOl所述第一 層金屬溝槽刻蝕停止層為CVD淀積生成的含N的SiC薄膜SiCN，厚度為100 ~ 25:0美。3. 如權利要求1所述的一種第一層金屬溝槽刻蝕方法，其特征在于，步驟S02所述 Low-k介電質層薄膜的厚度為1 500~3000A,金屬硬掩模層刻蝕停止層為SION薄膜層，厚 度為I00~300A,兩種薄膜均由CVD淀積生成。4. 如權利要求1所述的一種第一層金屬溝槽刻蝕方法，其特征在于，步驟S03所述金屬 硬掩模層為TiN，由PVD形成，厚度為1 00~300A:。5. 如權利要求1所述的一種第一層金屬溝槽刻蝕方法，其特征在于，步驟S04所述光刻 第一層金屬溝槽圖形在涂鋪BARC和光刻膠前由CVD淀積SION作為氧化硅硬掩膜層。6. 如權利要求5所述的一種第一層金屬溝槽刻蝕方法，其特征在于，所述氧化硅硬掩 膜層SION厚度為】00 ~ 300A。7. 如權利要求1所述的一種第一層金屬溝槽刻蝕方法，其特征在于，步驟S05所述金 屬硬掩膜層干法刻蝕停止在金屬硬掩模層刻蝕停止層中。8. 如權利要求1所述的一種第一層金屬溝槽刻蝕方法，其特征在于，步驟S06所述 第一層金屬收縮溝槽圖形與步驟S04所述第一層金屬溝槽圖形版圖相同，周長每邊縮小 75 - 150A。9. 如權利要求1所述的一種第一層金屬溝槽刻蝕方法，其特征在于，步驟S07所述 Low-k介電質層和第一層金屬溝槽刻蝕停止層的干法刻蝕停止在接觸孔層的ILD上。10. 如權利要求1所述的一種第一層金屬溝槽刻蝕方法，其特征在于，步驟S08所述接 觸孔ILD濕法刻蝕，其腐蝕液為與水的稀釋比例為：100 :1~1000 :1的HF，腐蝕去掉接觸 孔ILD的厚度為li〇 ~ 3〇d
【專利摘要】本發(fā)明方法提出一種第一層金屬溝槽刻蝕方法，硅片前道制程中接觸孔層的ILD介質為SiO2,且已完成接觸孔的WCMP，步驟包括：淀積刻蝕停止層，淀積Low-k介質層，通過引入第一層金屬溝槽掩膜版和它的收縮版將金屬硬掩膜刻蝕和Low-k介質層刻蝕分開；利用不同材料的刻蝕選擇比的差別，使兩次刻蝕均中止在分別位于Low-k介質層頂部和底部的刻蝕停止層中；利用濕法刻蝕良好的均勻性，減小刻蝕負載效應。本發(fā)明方法相對比較現(xiàn)有技術第一層金屬溝槽干法刻蝕的形成方法，更能夠實現(xiàn)在不影響第一層金屬溝槽形貌的同時更好的優(yōu)化負載效應，以達到保證第一層金屬的工藝參數(shù)的一致性，進而優(yōu)化整個器件工藝參數(shù)均一性的最終目的。
【IPC分類】H01L21/768, H01L21/311
【公開號】CN105226014
【申請?zhí)枴緾N201510626669
【發(fā)明人】任洪瑞, 蓋晨光, 黃君, 張里艷
【申請人】上海華力微電子有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年9月28日