用于调整蚀刻工艺中临界尺寸均匀性的方法

专利名称：用于调整蚀刻工艺中临界尺寸均匀性的方法
技术领域：
本发明的实施例一般涉及半导体处理技术，尤其涉及用于以所需轮廓和临
界尺寸(CD)在互连结构中蚀刻材料层中的特征的方法。
背景技术：
对于半导体器件的下一代超大规模集成(VLSI)和巨大规模集成(ULSI)， 可靠地制备亚半微米及更小特征是关键技术之一。然而，由于推动了电路技术 的限制，VLSI和ULSI技术中互连的縮减尺寸在处理能力上寄予了额外要求。 对于VLSI和ULSI实现和提高单独基板与裸片的电路密度及质量的持续努力 来说，栅极图案的可靠形成很重要。
由于特征尺寸已经变得更小而特征的高宽比变得更高，需要将材料蚀刻成 具有更好轮廓控制和均匀性管理的特征的蚀刻工艺。在蚀刻期间，通常将至少 包括含卤素气体的气体混合物用于提供蚀刻布置在基板上的材料的主动反应 蚀刻剂。通过布置在蚀刻室中的朝向基板上的表面气体分布板将含卤素气体供 应到处理室中。然而，在蚀刻期间，气体混合物可能不能横贯基板表面均匀地 分布，由此导致基板的中心和边缘部分之间的蚀刻轮廓不均匀性。

图1示出通 过常规蚀刻技术从基板中心的点A到基板边缘的点B蚀刻的基板上形成的特 征的临界尺寸(CD)图。由于由等离子体产生的反应蚀刻剂可能不能横贯基 板表面均匀地分布，在基板的中心部分A和边缘部分B中导致的蚀刻行为是 不同，如箭头102所示，由此导致已蚀刻特征的CD变化和实际尺寸从其目标 尺寸的偏移。特征的不均匀CD轮廓可能导致不期望缺陷，并且还有害影响后 续处理步骤，最终退化或损害成品集成电路结构的性能。
因此，需要一种以优良的CD均匀性控制在基板上蚀刻特征的方法
发明内容
本发明的多个实施例关于用于蚀刻布置在基板上的金属层以便横贯基板 形成具有特征所需轮廓和均匀临界尺寸(CD)的特征的方法。在一个实施例 中， 一种用于蚀刻布置在基板上的金属层的方法包括在蚀刻反应器中提供在基 板上布置有金属层的基板，使至少包含含氯气体和钝化气体的气体混合物流入 到所述反应器中，以及使用由所述气体混合物形成的等离子体来蚀刻所述金属 层。钝化气体包括氮气和不饱和烃气体，其中氮气与不饱和烃气体具有在大约
1:3和大约20:1之间的气体流速比。
在另一个实施例中，一种用于蚀刻布置在基板上的金属层以便形成互连结 构的方法包括在蚀刻反应器中提供具有适于布置在基板上的互连结构的铝层 的基板，将包含BCl3、 Cl2和钝化气体的气体混合物流入到所述反应器中，以 及使用由所述气体混合物形成的等离子体通过图案化掩模层来蚀刻所述铝层。 钝化气体包括氮气和不饱和烃气体，其中氮气与不饱和烃气体具有在大约1:3 和大约20:1之间的气体流速比。
在另一个实施例中，一种用于蚀刻布置在基板上的金属层以便形成互连结 构的方法包括在蚀刻反应器中提供具有在布置在基板上的(适于互连结构的)
铝层上的图案化掩模层的基板，将包含BCl3、 Cl2和钝化气体的气体混合物流
入到所述反应器中，以及使用由所述气体混合物形成的等离子体通过图案化掩
模层来蚀刻所述铝层。钝化气体包括N2气体和C2H4气体，其中N2气体与C2H4
气体的气体流速比在大约1: 3和大约20: 1之间，并且其中以在大约25:75 和大约35:65之间的C2H4气体与稀释气体的分子比将所述(32^气体连同稀释 气体供应到所述蚀刻反应器中。
附图的简要描述
为了可以详细理解本发明的上述特征的方式，参考附图中示出的实施例给 出在上面概述的本发明的更加明确的描述。
图l示出由常规技术蚀刻的横贯基板形成的特征的临界尺寸(CD)图； 图2是根据本发明的一个实施例使用的等离子体反应器的示意横截面图； 图3是根据本发明的一个实施例的蚀刻工艺的一个实施例的流程图； 图4A-4B是布置在基板上的互连结构的一个实施例的截面图；以及
图5示出通过根据本发明的一个实施例的蚀刻工艺蚀刻的横贯基板形成的特征的临界尺寸(CD)图。
为了便于理解，已经尽可能地使用相同参考数字来指代附图中共有的相同 元件。预计可以将一个实施例的元件和特征有利地合并到其它实施例，而不需 要额外叙述。
然而，需要指出的是，附图仅示出本发明的示例性实施例，由于本发明可 以允许其它等效实施例，因此不能认为附图限制了本发明的范围。
具体实施例方式
本发明的实施例包括用于使用至少包括含氯气体和钝化气体的气体混合 物来等离子体蚀刻布置在基板上的金属层的方法，其中钝化气体至少包括氮气 和不饱和烃气体。所述气体混合物以在维持横贯基板形成的特征的均匀临界尺
寸(CD)的同时保持特征的轮廓及尺寸的方式蚀刻金属层。
图2示出适于执行根据本发明的金属层蚀刻的等离子体源蚀刻反应器202 的一个实施例的示意横截面图。适于实施本发明的示例性蚀刻反应器是全部可 从加利福尼亚州Santa Clara市的Applied Materials. Inc (应用材料有限公司) 获得的分Decoupled Plasma Source (DPS,去耦等离子体源)、DPS-II、 DPS-II AdvantEdge HT、 DPS Plus、或DPS DT、 HART、 HART TS蚀刻反应器。预计 可以在其它蚀刻反应器中执行这里描述的金属层蚀刻工艺，包括来自其它制造 商的反应器。
在一个实施例中，反应器202包括处理室210。处理室210是通过节流阀 227耦合到真空泵236的高真空容器。处理室210包括导电室壁230。使用位 于壁230中和/或其周围的含流体管道(未示出)来控制室壁230的温度。室 壁230连接到电接地234。衬垫231被布置在室210中用于覆盖壁230的内表 面。衬垫231有助于室210的原位自清洁能力，以便可以容易地去除沉积在衬 垫231上的副产品和残渣。
处理室210还包括支撑底座216和喷头232。支撑底座216以分隔关系布 置在喷头232的下面。支撑底座216可以包括用于在处理期间保持基板200 的静电卡盘226。由DC电源220来控制提供给静电卡盘226的电力。
通过匹配网络224支撑底座216耦合到射频(RF)偏置电源222。偏置电 源222 —般能够产生大约O到3000瓦的偏置功率。可选地，偏置电源222可以是DC或脉冲DC源。
至少部分地通过调节支撑底座216的温度来控制支撑在支撑底座216上的 基板200的温度。在一个实施例中，支撑底座216包括在其中形成的用于流通 冷却剂的通道。另外，从气体源248提供的诸如氦(He)气的背面气体，适 于提供到在基板200的背面与静电卡盘226表面中形成的凹槽(未示出)之间 布置的通道中。背面He气在底座216与基板200之间提供有效热传递。静电 卡盘226还可以包括在卡盘体内的用于在处理期间加热卡盘226的电阻加热器 (未示出)。
喷头232被安装到处理室210的顶盖213。气体面板238流体耦合到在喷 头232与顶盖213之间限定的充气室(未示出)。喷头232包括允许提供到充 气室的气体从气体面板238进入处理室210的多个孔。
通过阻抗变压器219 (例如，四分之一波长匹配短截线)喷头232和/或临 近其放置的上电极228耦合到RF源功率218。 RF源功率218 —般能够产生大 约0到5000瓦的源功率。
在基板处理期间，使用气体面板238和节流阀227来控制室210内部体积 的气体压力。在一个实施例中，将室210内部的气体压力维持在大约O.l到999 mTorr。可以将基板200维持在大约10到大约500摄氏度之间的温度。
包括中央处理器(CPU) 244、存储器242和辅助电路246的控制器240 耦合到反应器202的不同组件，以便于控制本发明的处理。存储器242可以是 对于反应器202或CPU 244是本地的或远程的任何计算机可读介质，诸如随 机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘、硬盘、或数字存储的任 何其它形式。为了以常规方式支持CPU244，辅助电路246耦合到CPU244。 这些电路包括高速缓冲存储器、电源、时钟电路、输入/输出电流和子系统等。 当由CPU 244执行时，存储在存储器242中的软件程序或一系列程序指令使 反应器202执行本发明的蚀刻工艺。
图2仅示出可以用于实施本发明的多种类型的等离子体反应器的一个示 例性配置。例如，可以使用不同耦合机制将不同类型的源功率及偏置功率耦合 到等离子体室中。同时使用源功率和偏置功率允许独立控制等离子体密度和基 板关于等离子体的偏置电压。在某些应用中，可以在与放置基板的室不同的室 中产生等离子体，例如远程等离子体源，并且随后使用现有技术中已知的技术将等离子体导入到所述室中。
图3示出根据本发明的一个实施例蚀刻金属层的蚀刻工艺300的一个实施 例的流程图。图4A-4B是示出金属层蚀刻处理300的顺序的示意横截面图。 工艺300可以作为由控制器240执行的用于在诸如反应器202或其它适当蚀刻 反应器的等离子体处理室中执行工艺300的指令，存储在存储器242中。工艺300开始于框302，在反应器202中提供具有包含布置在基板 402上的金属层404的薄膜堆栈400的基板402。薄膜堆栈400可以被用于在 基板402上形成互连结构。在某些实施例中，可选阻挡层406可以布置在金属 层404上。图案化掩模层408，例如硬掩模、光刻胶掩模或它们的组合，可以 被用作限定开口 410的蚀刻掩模，以暴露薄膜堆栈400的部分412便于在其中 蚀刻特征。
在图4A所示实施例中，金属层40是含铝层。含铝层的适当示例包括金 属铝、铝合金等。在示例性实施例中，金属层40是金属铝层。金属铝层404 具有在大约1000 A和大约20000 A之间的铝厚度，诸如大约3000 A和大约 7000 A，例如大约4000 A。布置在金属层404上的可选阻挡层406用于防止 下层金属层404扩散到相邻层中。阻挡层406的适当示例可以是钽(Ta)、氮 化钽(TaN)、氮化硅钽(TaSiN)、氮化钛(TiN)、及钛(Ti)或它们的组合。 除其它硅薄膜之外，图案化掩模层408可以是从由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅 (SiON)、非晶硅(a-Si)或碳化硅、非晶碳((x-碳)组成的组中选择的单层 的形式。替代地，图案化掩模层408可以是至少包含两层的复合掩模的形式， 一层从上述材料中选择而第二层包含有机光刻胶掩模。在没有可选阻挡层406 的实施例中，图案化掩模层408可以直接布置在金属层404上。在示例性实施 例中，图案化掩模层408是氮氧化硅(SiON)层。在一个实施例中，薄膜堆 栈400适于在后端处理中制备互连结构。
在框304，为了通过由图案化掩模层408限定的开口 410蚀刻金属层404， 金属层蚀刻气体混合物供应到反应器202中。如图4B所示，金属层蚀刻气体 混合物蚀刻金属层404，以便在金属层404中形成特征416。在具有可选阻挡 层406的实施例中，可以使用在框304供应的用于蚀刻金属层404的相同气体 混合物来蚀刻可选阻挡层406。替代地，可以由与金属层蚀刻气体混合物不同 并且选择性蚀刻金属层404之上的可选阻挡层406的阻挡层蚀刻气体混合物来蚀刻可选阻挡层406。在一个实施例中，可以使用在蚀刻工艺的不同时期期间
供应的不同气体混合物在单一室中蚀刻可选阻挡层406和金属层404。在示例 性实施例中，可以由至少包括含卤素气体的阻挡层蚀刻气体混合物来蚀刻可选 阻挡层406。
在一个实施例中，在框304供应的金属层蚀刻气体混合物包括含氯气体。 含氯气体被用于提供蚀刻金属层404的反应蚀刻剂。含氯气体的适当示例至少 包括BCl3、 Cl2、或HC1中的一种。在一个实施例中，在气体混合物中含氯气 体以在大约20 sccm和大约800 sccm之间的速率供应。在这里描述的特定实施 例中，用于蚀刻金属层404的含氯气体包括BC13和Cl2气体。以在大约20 sccm 和大约400 sccm之间的速率供应BCl3气体，而以在大约10 sccm和大约800 sccm之间的速率供应Cl2气体。
此外，在气体混合物中供应钝化气体，用于在蚀刻处理期间钝化例如蚀刻 特征的侧壁的蚀刻特征416的一部分，以便维持正在蚀刻的金属层404的垂直 轮廓，直到在金属层404中形成特征的所需深度。在一个实施例中，钝化气体 包括含氮气体和不饱和烃气体。含氮气体的适当示例包括N2、 NH3等。不饱 和烃气体的适当示例包括含有诸如C2H4、 C3H6、 C4Hg等的一OC—或一C三C一 单体的任何碳和氢基聚合物。在示范实施例中，不饱和烃气体至少包括N2气
体和C2H4气体。
在一个实施例中，在蚀刻工艺期间N2气体提供钝化物种。在金属蚀刻工 艺期间钝化物种与气体混合物中的离解氯离子反应，并在蚀刻特征的表面及侧 壁上形成氮化金属。所形成的沉积在蚀刻特征的表面及侧壁上的氮化金属以控 制在金属层404中形成的特征的垂直轮廓和临界尺寸的方式来钝化蚀刻特征。
此外，在蚀刻工艺期间在气体混合物中供应的不饱和烃气体还形成聚合 物，钝化蚀刻特征的侧壁和表面，由此提供在金属层404中形成的特征的优良 垂直轮廓。在一个实施例中，在气体混合物中连同化学惰性气体供应不饱和烃 气体。在不饱和烃气体是C2H4气体的实施例中，用氦(He)气稀释C2H4。在 QH4和He稀释气体的总气体流中QH4与He的分子比在大约25%和大约35% 之间。例如，对于大约2.33的稀释因子，用He气以大约30%到70%(C2H4:He) 的C2H4与He的比来稀释C2H4。在常规技术中，由于纯C2H4趋于爆炸和易燃， 出于安全原因，建议使用He气中稀释的C2H4的低分子比，诸如2.7% :97.3%的C2H4:He，以便防止C2H4气体过量。另夕卜，在常规技术中认为，为了提供
宽的工艺窗口和能够获得近垂直蚀刻轮廓，需要稀释气流的更高总量。然而， 发明人已经发现，稀释气流的过高流量在等离子体中将产生高流动紊流，导致
气流波动和等离子体不稳定。在将要蚀刻的金属是铝(Al)的实施例中，发明
人已经发现，在撞击铝材料层的表面时来自稀释气流的氦离子趋于产生大量二 次电子。由于铝材料具有比诸如硅、光刻胶或氧化硅的其它材料高的二次发射 系数，因此当受到来自氦离子的二次电子撞击时，铝表面趋于与来自氦离子的 二次电子反应，由此影响在气体混合物中产生的等离子体密度。氦离子与铝表 面之间的反应可能影响横贯处理反应器的整体离子密度和分布，由此导致气体
流量波动和等离子体不稳定。因此，在C2Ht和He稀释气体的总气体流中C2H4 气体高于25%的在He气中稀释的C2H4的高分子比，连同N2气与总气体混合 物的所需气流比，导致金属层蚀刻工艺中的蚀刻及钝化行为的优良控制。在 C2H4和He稀释气体的总气体流中C2H4气体的更高量还可以在气体混合物中 提供更高浓度的钝化物种，这提高在基板表面上形成的钝化保护。
另外，在蚀刻期间，稀释气体中C2H4气体的更高浓度还可能影响处理室
中维持的压力。蚀刻期间更高的处理压力可以提供分子碰撞的更高可能性，由 此辅助整体蚀刻反应。因此，通过将处理压力控制在诸如大于10毫托的相对 更高的范围，连同C2H4气体的高浓度，来获得分子碰撞的更高可能性，由此 导致气体混合物中更高浓度的钝化物种并提高在基板表面上形成的钝化保护。
在示例性实施例中，将稀释气体中C2H4的分子比乘以处理室压力(毫托)得
到的值控制在大于大约1.25，以在蚀刻期间获得所需数量的钝化物种。例如， 在C2H4与稀释气体的分子比是25% (0.25)且室压控制在15 mT的实施例中， 分子比0.25乘以室压15等于3.75 (0.25X15=3.75)，大于1.25。在另一个实 施例中，将C2H4与稀释气体的分子比乘以处理室压力到的值控制在大于1.25， 诸如大于1.5，例如，大于2。
此外，来自He稀释气体的二次电子还可能与来自气体混合物中供应的含 氯气体的氯离子反应。因此，通过控制在气体混合物中供应的含氯气体的量， 可以利用从含氯气体释放的足够的氯离子量来减少由He稀释气体二次电子引 起的紊流。由于来自He稀释气体的二次电子可以有效地与氯反应来降低气体 混合物中残余的二次电子总量，因此有效降低了由He稀释气体二次电子引起的等离子体不稳定和气流波动。在一个实施例中，可以将在气体混合物中供应
的含氯气体的量控制为与供应到蚀刻反应器中的He稀释气体的量基本相等。 例如，可以以基本等于供应到蚀刻反应器中的He稀释气体速率的流速供应含 氯气体。在含氯气体包括BCl3和a气体的实施例中，可以将在气体混合物中 供应的Cl2气体控制在基本等于供应到蚀刻反应器中的He稀释气体速率。在 这个特定实施例中，以在大约100sccm和大约300 sccm之间的流速，诸如在 大约125sccm和大约250 sccm之间供应02气体。
在蚀刻期间，横贯基板402的不同区域，例如基板402的中心或边缘，可 能接收从喷头232供应的不同量的气体混合物，导致基板402的不同区域中蚀 刻速率的变化。例如，由于气体混合物中供应的反应物种，诸如来自含氯气体 的反应蚀刻剂和来自氮气及不饱和烃气体的钝化物种，可能具有不同原子质量 和平均流程，向基板边缘传播的每种气体种类的流速/速度可能是不同的，在 基板402的不同区域中获得的气体物种比可能变化。例如，与不饱和烃气体相 比，氮气具有横贯基板表面更快且更均匀的流速。至于在气体混合物中供应的 不饱和烃气体，基于等离子体离解，不饱和烃物种趋于形成从基板中心横贯基 板表面到基板边缘的长聚合物链，导致沿基板边缘比基板中心附近累积不饱和 烃物种的更大的量和更长的链。这种效果胜过诸如C2H4气体的不饱和烃气体 的更高浓度及蚀刻工艺期间控制的更高工艺压力的工艺参数。累积在基板表面 上的钝化物种的更大的量提供高的钝化保护，但是提供较低的蚀刻速率，因而， 导致在基板表面中具有比目标临界尺寸(CD)更宽的实际临界尺寸(CD)的 蚀刻特征，这也被称为CD增益。相反，在累积有较小数量的钝化物种和产生 较大数量的反应蚀刻剂的基板区域中，可能在基板表面上获得窄的临界尺寸 (CD)，这也被称为CD损失。因此，通过调节氮气、不饱和烃气体之间的流 量及流量比和气体混合物中供应的稀释气体中包含的不饱和烃气体的分子浓 度，可以相对调节气体混合物中供应的每种气体物种的移动性。因此，可以获 得在钝化物种与反应蚀刻剂之间的所需比值，提供钝化保护及蚀刻行为的优良 控制，由此形成横贯金属层404的宽度具有所需轮廓和尺寸的特征。因此，可 以获得横贯基板表面分布的钝化物种的调节且平衡量，由此提供在基板上的材 料层404内形成的蚀刻特征416的均匀临界尺寸(CD)。
在基板边缘需要较少钝化保护但是需要用于蚀刻的较高反应种类的实施例中，可以采用C2H4气体与N2气体的低流速比，诸如相对较高量的N2气体 的较小量的C2H4气体，来减少在基板边缘附近形成的长链碳-碳聚合物的存在， 由此促进基板边缘蚀刻速率。相反，在基板边缘需要较高钝化保护但是需要用 于蚀刻的较低反应种类的实施例中，可以采用C2H4气体与N2气体的较高流速 比，诸如相对较小量的N2气体的较高量的C2H4气体，来提高在基板边缘附近
形成的长链碳-碳聚合物的量。
在一个实施例中，N2气体与C2H4气体(具有在稀释气体中的30%的分子 浓度)之间的流速比在大约1:3和大约20:1之间。在另一个实施例中，N2气 体与C2H4气体之间的流速比在大约1:1和大约10:1之间，诸如3:1。在又一个
实施例中，在气体混合物中供应的N2气体和C2H4气体(具有在稀释气体中的
30%的分子浓度)被配置成具有基本相等的量，诸如具有N2气体和C2H4气体 (具有在稀释气体中的30%的分子浓度)的1:1的流速比。替代地，在气体混 合物中以在大约lsccm和大约500sccm之间的速率供应N2气体，诸如在大约 lsccm和大约30sccm之间。以在大约lsccm和大约100sccm之间的速率供应 C2H4气体(具有在稀释气体中的30%的分子浓度)，诸如在大约lsccm和大约 30sccm之间。可选地，气体混合物还可以包括惰性气体。惰性气体的适当示 例包括Ar、 He、 Xe、 Kr等。
在框306，由气体混合物形成等离子体，以将金属层404蚀刻成在蚀刻特 征416上的所需轮廓和均匀临界尺寸(CD)。等离子体离解该气体混合物，在 气体混合物中形成反应蚀刻剂和钝化物种，由此以提供在金属层404中形成的 特征416的均匀临界尺寸(CD)的方式来蚀刻和钝化金属层404。
在将金属层蚀刻气体混合物供应到蚀刻反应器202的同时调节几个工艺 参数。在一个实施例中，在大约5 mTorr到大约200 mTorr之间调节蚀刻反应 器中气体混合物的压力，例如在大约10mTorr到大约30mTorr之间。将基板 温度维持在大约10摄氏度和大约90摄氏度之间，例如，在大约30摄氏度和 大约60摄氏度之间。可以以大约400瓦到大约3000瓦的功率施加RF源功率， 诸如大约1200瓦，用以由气体混合物提供等离子体。可以在大约Osccm到大 约200 sccm之间的流速，例如大约5 sccm到大约40 sccm提供诸如Ar或He 的载气。可以将蚀刻时间设置在大约60秒到大约400秒。在达到表示已经暴 露底层基板402的终点之后，结束蚀刻金属层404的处理。可以通过任何适当方法确定所述终点。例如，可以通过监控光发射、预定时间周期的终结或通过 用于确定已经充分去除将要蚀刻的电介质阻挡层406的另一个标识，确定所述 终点。
图5示出通过在框304中描述的气体混合物中供应的氮气和不饱和烃气体 之间的所选流速比从基板中心的点A到基板边缘的点B在蚀刻的基板402上 形成的特征416的临界尺寸(CD)图。以适当选择的氮气和不饱和烃气体之 间的流速比，可以获得横贯基板表面的均匀临界尺寸(CD)，由此保持横贯基 板表面的蚀刻特征的所需和均匀轮廓。
本发明的实施例提供一种用于蚀刻互连结构中的金属层的改进方法。通过 选择用于蚀刻的钝化气体的所需比率，由此有效调节在金属层内形成的特征的 所得临界尺寸，所述方法有利地保持在互连结构中形成的特征的轮廓和尺寸。
虽然前述内容涉及本发明的实施例，但在不偏离本发明基本范围的条件 下，可以设计出本发明的其它和另外实施例，本发明的范围由以下的权利要求 书确定。
权利要求
1. 一种用于蚀刻布置在基板上的金属层以便形成互连结构的方法，包括在蚀刻反应器中提供在基板上布置有金属层的基板；将至少包含含氯气体和钝化气体的气体混合物流入到所述反应器中，所述钝化气体包括氮气和不饱和烃气体，其中所述氮气和所述不饱和烃气体具有在大约1:3和大约20:1之间的气体流速比；以及使用由所述气体混合物形成的等离子体来蚀刻所述金属层。
2. 如权利要求1所述的方法，其中所述蚀刻还包括 通过由图案化掩模层限定的开口来蚀刻所述金属层。
3. 如权利要求2所述的方法，其中所述掩模层是氧化硅、氮化硅、氮氧 化硅SiON、非晶硅a-Si、碳化硅和非晶碳a-碳中的至少一种。
4. 如权利要求1所述的方法，其中所述金属层是含铝层。
5. 如权利要求1所述的方法，其中所述气体混合物的所述流入还包括 将Cl2气体以在大约10 sccm和大约800 sccm之间的速率流入；以及 将BC13气体以在大约20 sccm和大约400 sccm之间的速率流入。
6. 如权利要求l所述的方法，其中所述含氮气体是N2而所述不饱和烃气 体是C2H4。
7. 如权利要求1所述的方法，其中将所述不饱和烃气体连同稀释气体供 应到所述蚀刻反应器。
8. 如权利要求7所述的方法，其中所述稀释气体是He。
9. 如权利要求7所述的方法，其中以在大约25:75和大约35:65之间的不 饱和烃气体与稀释气体的分子比将所述不饱和烃气体和所述稀释气体供应到 所述蚀刻反应器中。
10. 如权利要求9所述的方法，其还包括将所述蚀刻反应器的压力维持在大约5 mTorr和大约200 mTorr之间。
11. 如权利要求10所述的方法，其中在所述稀释气体中所述不饱和烃气 体的分子比乘以所述反应器压力得到的值大于大约1.25。
12. 如权利要求7所述的方法，其中以基本等于所述含氯气体流速的流速供应所述稀释气体。
13. 如权利要求1所述的方法，其中所述气体混合物的所述流入还包括将所述氮气以在大约1 sccm和大约500 sccm之间的速率流入；以及 间所述不饱和烃气体以在大约1 sccm和大约100 sccm之间的速率流入。
14. 如权利要求2所述的方法，其中在所述金属层和所述图案化掩模层之 间布置阻挡层。
15. —种用于蚀刻布置在基板上的金属层的方法，包括 在蚀刻反应器中提供具有适于布置在基板上的互连结构的铝层的基板；将包含BCl3、 Cl2和钝化气体的气体混合物流入到所述反应器中，所述钝化气体包括氮气和不饱和烃气体，其中所述氮气和所述不饱和烃气体具有在大 约1:3和大约20:1之间的气体流速比；以及使用由所述气体混合物形成的等离子体通过图案化掩模层来蚀刻所述铝层。
16. 如权利要求15所述的方法，其中流入所述气体混合物还包括 调节所述氮气和所述不饱和烃气体之间的流速比，以便调节在所述铝层中形成的特征的临界尺寸。
17. 如权利要求15所述的方法，其中以在大约25:75和大约35:65之间的 不饱和烃气体与稀释气体的分子比将所述不饱和烃气体和所述稀释气体供应 到所述蚀刻反应器中。
18. 如权利要求17所述的方法，其中将所述反应器压力维持在大约5 mTorr和大约200 mTorr之间。
19. 如权利要求18所述的方法，其中在所述稀释气体中所述不饱和烃气 体的分子比乘以所述反应器压力得到的值大于大约1.25。
20. —种用于蚀刻布置在基板上的金属层的方法，包括 在蚀刻反应器中提供具有在布置在基板上的(适于互连结构的)铝层上布置的图案化掩模层的基板；将包含BCl3、 Cl2和钝化气体的气体混合物流入到所述反应器中，所述钝化气体包括N2气体和C2H4气体，其中N2气体与C2H4气体的气体流速比在大约l: 3和大约20: l之间，并且以在大约25:75和大约35:65之间的C2H4气体与稀释气体的分子比将所述C2H4气体连同稀释气体供应到所述蚀刻反应器中；以及使用从所述气体混合物形成的等离子体通过所述图案化掩模层蚀刻所述 铅层。
21.如权利要求20所述的方法，其中将所述反应器压力维持在大约5 mTorr和大约200 mTorr之间，以及将所述稀释气体中所述不饱和烃气体的分 子比乘以所述反应器压力得到的值控制在大于1.25。
全文摘要
本发明提供了用于蚀刻布置在基板上的金属材料层以便横贯所述基板形成具有特征所需轮廓和均匀临界尺寸(CD)的特征的方法。在一个实施例中，一种用于蚀刻布置在基板上的材料层的方法包括在蚀刻反应器中提供在基板上布置有金属层的基板，将至少包含含氯气体和钝化气体的气体混合物流入到所述反应器中，所述钝化气体包括氮气和不饱和烃气体，其中所述氮气和所述不饱和烃气体具有在大约1∶3和大约20∶1之间的气体流速比，以及使用从所述气体混合物形成的等离子体来蚀刻所述金属层。
文档编号H01L21/70GK101452881SQ20081017905
公开日2009年6月10日 申请日期2008年11月27日 优先权日2007年11月28日
发明者丁国文, 李昌宪, 蒂哈-廷·苏 申请人:应用材料股份有限公司