专利名称：于集成电路内制作不含晶须的铝线或铝合金线的方法
技术领域：
本发明涉及一种集成电路相关的工艺方法，特别是涉及一种于集成电路内制作不含晶须的铝线或铝合金线的方法。
背景技术：
L.Succo等人于1989年五月/六月号的真空科学与技术期刊(J.Vac.Sci.Techno.A7(3))第814页及以下页数揭露了关于微细结构对于在利用溅射沉积所形成的铝合金薄膜中的晶须成长习性的影响。而根据期刊中所揭露，溅射目标中的微细结构对晶须于沉积薄膜中成长习性的影响机制是由该目标所发射的的硅-硅与铝铜二聚体(dimers)所造成。
在集成电路的制造过程中，一般具有低于一的高宽比的接触性填入应用工艺均需要利用一高于350℃的铝沉积工艺步骤。
一般而言，在溅射铝金属时，高于350℃环境中形成的铝晶须(whiskers)将会对后续工艺步骤(例如印刷、蚀刻，或结合一屏蔽过程的工艺步骤)造成严重的影响，进而导致金属短缺与成品率的下降。
虽然经由调整沉积条件，例如在沉积过程中提供更佳的反应压力，可减少晶须的成长，但在现阶段中并无有效的解决方法。
请参照图4A至图4C，图4A至图4C为现有制作一含有晶须的铝线或铝合金线的方法示意图。
首先形成一由铝铜合金所组成的第一金属层M1。然后形成一介电层ID于金属层M1上，其中介电层ID还包括多个开口V。
如图4B所示，接着形成另一由铝铜合金所构成的铝合金层M2于介电层ID上，其中铝合金层M2表面形成有一晶须W。
随后形成一光致抗蚀剂层R于铝合金层M2上并于光致抗蚀剂层R中形成一开口O。如图所示，晶须W位于开口O内因此由晶须W所覆盖的部分光致抗蚀剂层R将无法被完全移除。
如图4C所示，后续的蚀刻步骤因晶须W的阻挡将无法完全移除开口O中的铝合金层M2，进而导致短路SC。
请参照图5A至图5C，图5A至图5C为现有制作一不含晶须的铝线或铝合金线的方法示意图。如图5A所示，首先提供一集成电路基底1并于基底1表面溅射一铝金属层M，且铝金属层M表面包括一晶须W。
如图5B所示，接着沉积一由钛(Ti)或氮化钛(TiN)所组成的衬垫层于铝金属层M上并利用一晶刷BRS进行一刷洗步骤，来移除晶须W。
如图5C所示，最后进行一臭氧等离子体处理来氧化在衬垫层L中残余的晶须W。
然而，现有制作方法的主要缺点在于衬垫层将会于刷洗步骤中产生多道刮痕，导致后续所沉积的光致抗蚀剂层于曝光后仍旧残留于该些刮痕中，并影响后续的印刷与蚀刻工艺步骤。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种增加沟渠面积的制作方法，以解决现有沟渠电容面积不足的问题。
根据本发明的权利要求中所揭露的一种于集成电路内制作不含晶须的铝线或铝合金线的方法，包括下列步骤首先提供一基底，然后形成一含晶须的铝金属层或铝合金层于该基底上。接着进行至少一工艺步骤，其选自由回蚀刻与再溅射所组成的工艺步骤来移除晶须并形成一不含晶须层。随后建构该不含晶须层以形成多条线路。
有别于现有方法，本发明所揭露的制作方法于沉积金属层后进行一额外的工艺步骤，例如一再溅射工艺步骤或一回蚀刻步骤来移除晶须，其中该额外的工艺步骤又可与该沉积金属层步骤相结合或还形成一独立步骤。一般而言，该额外的工艺步骤可置于沉积金属层或沉积该衬垫层之后。由于晶须的宽度只有几纳米，一般可以利用钝气(noble gas)进行短暂的各向同性或各向异性回蚀刻或溅射工艺来移除。同时，此步骤又可对晶片提供一射频偏压的方式于同一沉积铝金属或铝合金的反应室或于另一反应室中进行。
除此之外，本发明方法又可利用于现有微电子产业的标准工艺设备来达成。至于进行本发明步骤于沉积衬垫层前，由于臭氧等离子体处理对暴露出的金属层进行处理并非一必须步骤，且利用本发明步骤在最后沉积金属层步骤亦是一显而易见的步骤，因此在此并不再加叙述。此外，如在不同现场进行本发明方法，等离子体处理步骤将会于蚀刻室内受到影响。
虽然本发明揭露一种于集成电路内制作不含晶须的铝线或铝合金线的方法，然而本发明又可依权利要求加以变化而不局限于文中所揭露的各种实施例。
图1A至图1C为本发明第一实施例于集成电路内制作一不含晶须的铝线或铝合金线的示意图。
图2A至图2C为本发明第二实施例于集成电路内制作一不含晶须的铝线或铝合金线的示意图。
图3A至图3D为本发明第三实施例于集成电路内制作一不含晶须的铝线或铝合金线的示意图。
图4A至图4C为现有制作一含有晶须的铝线或铝合金线的方法示意图。
图5A至图5C为现有制作一不含晶须的铝线或铝合金线的方法示意图。
简单符号说明1集成电路基底ES回蚀刻步骤ID 介电层 M 铝金属层M1 第一金属层 M2铝合金层O开口OC开放线路结构OR 区域R 光致抗蚀剂层SS 再溅射步骤 V 开孔W晶须具体实施方式
请参照图1A至图1C，图1A至图1C为本发明第一实施例于集成电路内制作一不含晶须的铝线或铝合金线的示意图。如图1A所示，首先提供一铝金属层M于一集成电路基底1上，其中铝金属层M包括一晶须W。
随后，利用一稀释的硫酸与过氧化氢(DSP)蚀刻剂进行一回蚀刻步骤ES。在本实施例中，DSP蚀刻剂的主要成份包括氟化氢(HF)与硫酸(H2SO4)。然后移除晶须W，如图1B所示，接着于铝金属层M表面沉积一由钛(Ti)或氮化钛(TiN)所组成的衬垫层L，如图1C所示。其中，衬垫层L可做为后续印刷工艺的一无机不反射的涂层。
请参照图2A至图2C，图2A至图2C为本发明第二实施例于集成电路内制作一不含晶须的铝线或铝合金线的示意图。大体而言，图2A所示的结构与图1A所示的结构大致相同。然而，有别于先前所述的第一实施例，本实施例于晶须W移除前先沉积一Ti/TiN衬垫层L于铝金属层M表面，如图2B所示。
此外，本实施例又于沉积衬垫层L后利用氩(Ar)进行一再溅射步骤SS来移除晶须W。最后再进行一臭氧等离子体(O3plasma)来氧化一暴露于铝金属层M表面的区域OR，如图2C所示。
请参照图3A至图3D，图3A至图3D为本发明第三实施例于集成电路内制作一不含晶须的铝线或铝合金线的示意图。如图3A所示，首先提供一铜铝合金所构成的金属层M1于一集成电路基底上(图未示)。接着形成一含有多个开孔V的介电层ID于金属层M1上。如图3B所示，然后进行一溅射工艺并形成另一铜铝合金层M2于介电层ID表面，且铜铝合金层M2还包括一晶须W。
如图3C所示，随后进行一回蚀刻步骤ES来移除晶须W。如同先前所述，回蚀刻步骤ES利用一DSP蚀刻剂来达成。
如图3D所示，接着形成一光致抗蚀剂层R于铜铝合金层M2表面，并利用光致抗蚀剂层R为屏蔽于蚀刻铜铝合金层M2中型成一开口O以及形成一开放线路结构OC。换句话说，经利用一回蚀刻步骤ES来完全移除晶须W，本发明可有效防止现有技术中因晶须而导致短路的现象，如图4C。
此外，虽然先前所述的实施例利用铝金属层与铜铝合金层作为范例，其它可含有晶须的铝合金层亦可经由本发明的方法来实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种于集成电路内制作不含晶须的铝线或铝合金线的方法，包括下列步骤提供一基底；形成一由铝金属层或铝合金层所组成的含晶须层的于该基底上；进行至少一工艺步骤，其选自由回蚀刻与再溅射所组成的工艺步骤来移除晶须并形成一不含晶须层；以及建构该不含晶须层以形成多条线路。
2.如权利要求1所述的方法，其中该方法还包括于一稀释的硫酸与过氧化氢(DSP)步骤中利用氟化氢(HF)与硫酸(H2SO4)为主蚀刻剂进行一回蚀刻工艺。
3.如权利要求1所述的方法，其中该方法还包括利用一钝气(noble gas)进行一再溅射工艺。
4.如权利要求3所述的方法，其中该方法还包括利用氩离子(Ar)进行一再溅射工艺。
5.如权利要求1所述的方法，其中在移除晶须步骤之前还包括形成一衬垫层于该含晶须层上；移除该晶须；以及进行一氧化步骤以氧化暴露出的不含晶须层。
6.如权利要求5所述的方法，其中该氧化步骤为一臭氧等离子体(O3plasma)处理步骤。
7.如权利要求1所述的方法，其中该形成一含晶须层的步骤为一溅射工艺，且该移除晶须步骤与该溅射工艺为同一现场(in situ)。
8.如权利要求1所述的方法，其中该含晶须层为铝铜合金所组成。
9.如权利要求1所述的方法，其中该衬垫层选自于由钛(Ti)及氮化钛(TiN)所组成的群组。
全文摘要
一种于集成电路内制作不含晶须的铝线或铝合金线的方法，包括下列步骤首先提供一基底，然后形成一含晶须的铝金属层或铝合金层于该基底上。接着进行至少一工艺步骤，其选自由回蚀刻与再溅射所组成的工艺步骤来移除晶须并形成一不含晶须层。随后建构该不含晶须层以形成多条线路。
文档编号H01L21/3213GK1722381SQ200510077920
公开日2006年1月18日 申请日期2005年6月15日 优先权日2004年6月15日
发明者迪勒克·黑夫蓝, 彦斯·汉, 乌夫·克勒, 林忠信, 彦斯·巴赫曼, 林文斌, 格烈特·彭斯杜夫 申请人:南亚科技股份有限公司