专利名称：一种优化金属沟槽制作的方法
技术领域：
本发明涉及半导体芯片金属连线的制作领域，尤其涉及具有中间阻挡层的 硅基底上金属沟槽的制作方法。
背景技水
请参见如
图1所示预制作金属沟槽的基底结构，硅基底1具有中间阻挡层
21和底部阻挡层22。硅基底1上制作有过孔7，未制作有过孔7的硅基底1表 面具有硬掩模层3，在蚀刻制作金属沟槽之前，在硅基1上涂敷光阻41。传统 制作金属沟槽的制作工艺流程请参见图2。首先在图1所示的基底结构上制作好 过孔7 (Via);然后在过孔7内填充底层抗反射膜50 (Bottom Anti-Reflective Coating: Bare);紧接着对填充的Barc50进行回刻，在过孔7内保留标准高度 的Barc51;在不制作金属槽的硅基底1的硬掩模层3上涂敷光阻41，预备一次 性主蚀刻掉未涂敷光阻的中间阻挡层21上的介质，即部分硬掩^^莫层和中间阻挡 层以上的硅基底部分；最后蚀刻形成金属沟槽8。然而，对Barc50进行回刻的 过程在整个金属槽制作过程中十分关键，回刻后保留在过孔7内的Barc51在下 一步的主蚀刻过程中，避免主蚀刻介质对硅基底1的底部阻挡层损伤，同时避 免主蚀刻时蚀刻面积过大，即开口过大，造成不必要的硅基底介质损伤而出现 面角(Facet)的问题。然而若回刻后保留在过孔内Barc过高，会导致蚀刻后制 作的金属槽8内出现多余的栅栏式硅介质(fence)问题。
因此，随着半导体制程不断趋向于更小特征尺寸的发展，金属沟槽的制作 对保留在过孔内Barc的高度更为敏感，即对Barc回刻的要求会更高，回刻偏离 预期制作要求都会导致金属沟槽不符合要求金属沟槽中出现栅栏式硅介质或 面角问题。这样，就需要对制作金属沟槽反复检查，根据检查结果对制作环节 进行反复监控和调整，以保证制作的金属沟槽的质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种优化金属沟槽制作的方法，以解决传统金属沟
槽的制作方法中因Bare的回刻问题导致的制作的金属沟槽出现栅栏式珪基底或 面角的问题。
为达到上述目的，本发明的优化金属沟槽的制作方法，该金属沟槽制作在 硅基底，硅基底具有中间阻挡层和底部阻挡层，且制作好过孔。此优化金属沟 槽制作的方法包括以下步骤a、在未预制作所述金属沟槽的硅基底上涂敷光阻， 所述过孔内填充光阻；b、主蚀刻掉预制作金属沟槽中光阻未保护的介质；c、 过蚀刻掉预制作金属沟槽中剩余的介质。其中，硅基底未制作过孔的表面覆盖 有硬掩模层，该硬掩模层材料为氮氧化硅。步骤a中过孔内填充的光阻的高度 大于硅基底中间阻挡层距底部阻挡层之间的距离。步骤b到步骤c之间添加去 除步骤a增加的光阻。去除步骤a增加的光阻采用等离子体刻蚀去除，采用刻蚀 介质为氧气。主蚀刻为等离子体蚀刻，蚀刻介质采用乙氟烷和一氧化碳。过刻 蚀为等离子体蚀刻，蚀刻介质采用一氧化碳，氩气和八氟环丁烷。硅基底材料 为非掺杂硅玻璃，中间阻挡层和底部阻挡层材料为氮化硅材料。
与传统金属沟槽的制作方法相比，本发明优化金属沟槽的制作方法通过直 接向过孔中填充光阻，省去了传统制程中的Barc回刻步骤，且光阻填充高度要 求较低，保护非主蚀刻对象即可。蚀刻分主蚀刻和过蚀刻，主蚀刻刻蚀掉光阻 未保护的介质，过蚀刻去掉金属槽中剩余介质。该方法可有效避免制作的金属 沟槽中出现栅栏式硅基底或面角的问题，提高制作金属沟槽质量。
以下结合附图和具体实施例对本发明的优化金属沟槽的制作方法作进一步 详细具体的描述。
图l是制作金属沟槽的基底结构示意图。
图2是传统金属沟槽的制作方法示意图。
图3是本发明优化金属沟槽制作的方法步骤a示意图。
图4是本发明优化金属沟槽制作的方法步骤b示意图。
图5是本发明优化金属沟槽制作的方法步骤c示意图。图6是本发明优化金属沟槽制作的方法示意图。
具体实施例方式
本发明的优化金属沟槽制作的方法，请参阅图1,金属沟槽制作在图1所示 基底结构，硅基底1具有中间阻挡层21和底部阻挡层22。该硅基底材料为非掺 杂硅玻璃，中间阻挡层21和底部阻挡层22的材料为氮化硅。制作金属沟槽是 在如图1所示基底结构制作好过孔后再制作金属沟槽-。本发明的优化金属沟槽 制作的方法，它包括以下步骤步骤a、在未预制作金属沟槽的硅基底上涂敷光 阻，过孔内填充光阻。请参阅图3，硅基底1未制作过孔7的表面还覆盖有硬掩 模层3。硬掩模层3的材料为氮氧化硅。在未预制作金属沟槽的硅基底1上涂敷 光阻即在未预制作金属沟槽的硬掩模层3上涂敷光阻41,在过孔7内填充一定 高度的光阻42。在过孔7内填充的光阻42的高度大于硅基底1中间阻挡层21 距底部阻挡层22之间的距离。步骤b、主蚀刻掉预制作金属沟槽中光阻未保护 的介质。请参阅图4，主蚀刻掉光阻未保护的介质，包括未涂敷光阻的部分硬掩 模层，以及该部分掩模层下的部分硅基底。主蚀刻为等离子体蚀刻，蚀刻介质 采用乙氟烷和一氧化碳。因此，主蚀刻的蚀刻对象的选择性很差，蚀刻能力相 对较强，能蚀刻硬掩模层3氮氧化硅材料，中间阻挡层21和底部阻挡层22的 氮化硅材料。因此为避免主蚀刻损伤蚀刻对象以外的介质和底部阻挡层，因此 步骤a中需向过孔填充光阻42，填充的高度需高于中间阻挡层21,至于光阻42 需高出中间阻挡层21的具体值可根据主蚀刻的蚀刻功率进行调整以及主蚀刻的 蚀刻速率和主蚀刻蚀刻介质的多少来决定。过孔7内填充的光阻42高度选取主 刻蚀之后预保留的介质高度即可，即高于中间阻挡层21与底部阻挡层22之间 的距离，预留贴近中间阻挡层21以上的介质采用步骤c去除。这样可降低主刻 蚀时的控制精度和控制要求。步骤c、过蚀刻掉预制作金属沟槽中剩余的介质。 请参阅图5，步骤c过蚀刻即是去除不具有掩4莫层3的中间阻挡层21上剩余的 部分硅基底。过刻蚀为等离子体蚀刻，蚀刻介质采用一氧化碳，氩气和八氟环 丁烷，过蚀刻相对主蚀刻选择性高，过蚀刻仅能蚀刻掉硅基底的非掺杂硅玻璃 材料，因此过蚀刻时不必担心非蚀刻对象的介质的损伤。由于过蚀刻的蚀刻特 点，因此，在步骤b和步骤c之前可添加去除硬掩^f莫层3上的光阻41以及过孔7内的光阻42。步骤a增加的光阻41和42采用等离子体刻蚀去除，采用刻蚀 介质为氧气。这样有利于在过刻蚀降低蚀刻深度，提高过蚀刻的均匀性。
本发明的优化金属沟槽制作的方法的整个流程示意图请参见图6。通过采用 直接向制作金属沟槽的硅基底上过孔填充光阻，替代传统制作方法中Barc的回 刻步骤，有效地解决了因Bare回刻导致制作金属沟槽中出现栅栏式硅基底或面 角的问题。且，进一步地蚀刻分主蚀刻和过蚀刻去除预制作金属沟槽的部分石圭 基底的中间阻挡层上介质可有效降低蚀刻的控制要求，提高蚀刻质量，最终提 高制作的金属沟槽质量。
权利要求
1、一种优化金属沟槽制作的方法，所述金属沟槽制作在硅基底，所述硅基底具有中间阻挡层和底部阻挡层，且制作好过孔；其特征在于，优化金属沟槽制作的方法包括以下步骤a、在未预制作所述金属沟槽的硅基底上涂敷光阻，所述过孔内填充光阻；b、主蚀刻掉预制作金属沟槽中光阻未保护的介质；c、过蚀刻掉预制作金属沟槽中剩余的介质。
2、 如权利要求1所述优化金属沟槽制作的方法，其特征在于，所述硅基底未制 作过孔的表面覆盖有硬掩模层。
3、 如权利要求2所述优化金属沟槽制作的方法，其特征在于，所述硬掩模层材 料为氮氧化硅材料。
4、 如权利要求1所述优化金属沟槽制作的方法，其特征在于，所述步骤a中过 孔内填充的光阻的高度大于所述硅基底中间阻挡层距底部阻挡层之间的距离。
5、 如权利要求1所述优化金属沟槽制作的方法，其特征在于，在所述步骤b到 步骤c之间添加去除所述步骤a增加的光阻。
6、 如权利要求5所述优化金属沟槽制作的方法，其特征在于，所述去除步骤a 增加的光阻采用等离子体刻蚀去除，采用刻蚀介质为氧气。
7、 如权利要求1所述优化金属沟槽制作的方法，其特征在于，所述主蚀刻为等 离子体蚀刻，蚀刻介质采用乙氟烷和一氧化^碳。
8、 如权利要求1所述优化金属沟槽制作的方法，其特征在于，所述过刻蚀为等 离子体蚀刻，蚀刻介质采用一氧化碳，氩气和八氟环丁烷。
9、 如权利要求1所述优化金属沟槽制作的方法，其特征在于，所述硅基底材料 为非掺杂硅玻璃，所述中间阻挡层和底部阻挡层为氮化硅材料。
全文摘要
本发明提供了一种优化金属沟槽制作的方法，该金属沟槽制作在硅基底，硅基底具有中间阻挡层和底部阻挡层，且制作好过孔；该方法包括以下步骤a.在未预制作所述金属沟槽的硅基底上涂敷光阻，并过孔内填充光阻；b.主蚀刻掉预制作金属沟槽中光阻未保护的介质；c.过蚀刻掉预制作金属沟槽中剩余的介质。过孔内填充的光阻的高度大于硅基底中间阻挡层距底部阻挡层之间的距离。通过直接向过孔填充光阻，省去传统制作的Barc回刻，且光阻填充高度要求较低，蚀刻去掉的介质分主蚀刻和过蚀刻两步完成。该方法可有效避免制作的金属沟槽中出现栅栏式硅基底或面角的问题，提高制作金属沟槽质量。
文档编号H01L21/02GK101587852SQ200810037679
公开日2009年11月25日 申请日期2008年5月20日 优先权日2008年5月20日
发明者鸣 周, 尹晓明 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司