專利名稱：一種去除金屬絕緣層金屬結(jié)構(gòu)的側(cè)壁聚合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于集成電路制造領(lǐng)域，具體涉及一種去除金屬絕緣層金屬
(Metal-lnsulator-Metal, MIM)結(jié)構(gòu)的金屬層的側(cè)壁聚合物的方法。
背景技術(shù)：
鉭(Ta)或氮化鉭(TaN)可用于金屬絕緣層金屬電容的電極。典型的 MIM結(jié)構(gòu)如圖1所示。所述結(jié)構(gòu)包括由鉭(Ta)或氮化鉭(TaN)組成的第 一金屬層3、絕緣層4、由鋁或銅組成的第二金屬層5。此外，光阻劑(Photo resist) 1、底部抗反射涂層(BARC， Bottom Anti-Reflective Coating) 2用 于形成所述MIM結(jié)構(gòu)。光阻劑1用于將設(shè)計(jì)好的集成電路布圖，經(jīng)過光罩 (Mask),投影在晶圓上而成像。底部抗反射涂層2由氮氧化硅(SiON) 組成，涂覆于光阻劑1的底部，以減少底部光的反射，并起一定的絕緣作用。 第一金屬層3由鉭(Ta)或氮化鉭(TaN)組成，作為MIM電容的上極板。 絕緣層4由摻雜二氧化硅(Si02)組成，用于金屬層間的隔離。第二金屬層 5作為MIM電容的下極板。
在干法刻蝕生成鉭或氮化鉭金屬層3后，在第一金屬層3的側(cè)壁 (Sidewall)上將生成較多的無用的聚合物(Polymer),俗稱"兔耳" (Rabbit ear )。該聚合物為刻蝕生成第一金屬層3的金屬附屬物。由于干法刻蝕采用氯氣(Cl2)作為刻蝕氣體，故聚合物為鉭元素和氯元素 結(jié)合的副產(chǎn)物。圖2是側(cè)壁有聚合物的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，在第 一金屬層3刻蝕完成后，光阻劑1將被去除，底部抗反射涂層2及第 一金屬層3的兩側(cè)將會(huì)生成聚合物6。在后續(xù)的濕法清洗(Wet Clean) 中，該聚合物6無法被清除。而該聚合物6的存在將必然影響后續(xù)的金 屬沉積表面的均勻性，從而降低集成電路器件的成品率和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種去除金屬絕緣層金屬 結(jié)構(gòu)的金屬層的側(cè)壁聚合物的方法，能有效去除該聚合物，從而提高集成電 路器件的成品率和可靠性。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種去除金屬絕緣層金屬結(jié)構(gòu)的側(cè)壁聚合物的方法，在干法刻蝕生成鉭
或氮化鉭組成的第一金屬層后，在干法刻蝕的反應(yīng)腔體內(nèi)，用CF4氣體對第
一金屬層進(jìn)行表面干法刻蝕處理。
較佳地，所述CF4氣體的流速為80sccm~120sccm,所述表面干法刻
蝕處理的時(shí)間為15~30秒；所述反應(yīng)腔體內(nèi)的能量為100~250瓦；所述反
應(yīng)腔體內(nèi)的壓力為7~10毫托。
進(jìn)一步地，所述能量由刻蝕機(jī)的RF發(fā)生器提供。 進(jìn)一步地，所述壓力由刻蝕機(jī)的機(jī)械泵及壓力控制器調(diào)節(jié)。 進(jìn)一步地，所述聚合物由鉭元素和氯元素結(jié)合的副產(chǎn)物組成。 進(jìn)一步地，所述金屬絕緣層金屬結(jié)構(gòu)包括由鉭或氮化鉭組成的第一金屬
層、絕緣層、第二金屬層，所述絕緣層位于第一金屬層和第二金屬層之間。進(jìn)一步地，所述第二金屬層由鋁或銅組成。 進(jìn)一步地，所述絕緣層由摻雜二氧化硅組成。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明的方法在刻蝕生成第一金屬層3后，通 入CF4氣體對第一金屬層3進(jìn)行表面處理(Flush),能有效去除側(cè)壁聚合物， 使后續(xù)的金屬沉積表面更加均勻，減少空穴，從而可極大地提高器件的成品 率和可靠性。


圖1是典型的金屬絕緣層金屬的結(jié)構(gòu)示意圖2是不采用本發(fā)明的方法側(cè)壁有聚合物的結(jié)構(gòu)示意圖3是采用本發(fā)明的方法后側(cè)壁無聚合物的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 CF4氣體是集成電路領(lǐng)域中最廣泛使用的等離子蝕刻氣體，可應(yīng)用 于硅、二氧化硅、氮化硅，磷硅玻璃及鵠等薄膜材料的蝕刻以及電子器 件的表面清洗、處理等。由于聚合物的成分為鉭的副產(chǎn)物，而CF4氣體能 有效去除鉭元素和氯元素結(jié)合的副產(chǎn)物TaxCly。因此，在干法刻蝕生成 鉭或氮化鉭組成的第一金屬層3后，在干法刻蝕的反應(yīng)腔體內(nèi)，用CF4 氣體對第一金屬層3進(jìn)行表面處理以去除多余的聚合物。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，CF4氣體流速的較佳值為80sccm~120sccm。如CF4 氣體流速小于80sccm，聚合物將不能完全去除。而如CF4氣體流速大于 120sccm，則底部抗反射涂層2將被CF4氣體侵蝕。 一旦底部抗反射涂層2被完全侵蝕，第一金屬層3由于無底部抗反射涂層2的絕緣阻隔作 用，將被CF4氣體侵蝕，集成電路器件即會(huì)失效。CF4氣體表面處理的 較佳時(shí)間為15~30秒；反應(yīng)腔體內(nèi)的較佳能量值為100~250瓦，由刻蝕 機(jī)的RF發(fā)生器提供；較佳壓力值為7~10毫托，由刻蝕機(jī)的機(jī)械泵及壓 力控制器調(diào)節(jié)。
圖3是采用本發(fā)明的方法后側(cè)壁無聚合物的示意圖。如圖3所示， 在CF4氣體對第一金屬層3進(jìn)行表面處理后，聚合物6被去除。后續(xù)的 金屬沉積于底部抗反射涂層2上，由于無聚合物6的阻擋，則金屬的沉 積必然會(huì)更加均勻。
以上所述的實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在于使本 領(lǐng)域技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此來限定本發(fā)明 的保護(hù)范圍，即依本發(fā)明所揭示的精神所作的均等變化或修改仍應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種去除金屬絕緣層金屬結(jié)構(gòu)的側(cè)壁聚合物的方法，其特征在于，在干法刻蝕生成鉭或氮化鉭組成的第一金屬層后，在干法刻蝕的反應(yīng)腔體內(nèi)，用CF4氣體對第一金屬層進(jìn)行表面干法刻蝕處理。
2、 如權(quán)利要求1所述的去除金屬絕緣層金屬結(jié)構(gòu)的側(cè)壁聚合物的方法， 其特征在于，所述CF4氣體的流速為80sccm 120sccm,所述表面干法刻 蝕處理的時(shí)間為15~30秒；所述反應(yīng)腔體內(nèi)的能量為100~250瓦；所述反 應(yīng)腔體內(nèi)的壓力為7~10毫托。
3、 如權(quán)利要求2所述的去除金屬絕緣層金屬結(jié)構(gòu)的側(cè)壁聚合物的方法， 其特征在于，所述能量由刻蝕機(jī)的RF發(fā)生器提供。
4、 如權(quán)利要求2所述的去除金屬絕緣層金屬結(jié)構(gòu)的側(cè)壁聚合物的方法， 其特征在于，所述壓力由刻蝕機(jī)的機(jī)械泵及壓力控制器調(diào)節(jié)。
5、 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的去除金屬絕緣層金屬結(jié)構(gòu)的側(cè)壁 聚合物的方法，其特征在于，所述聚合物由鉭元素和氯元素結(jié)合的副產(chǎn)物組 成。
6、 如權(quán)利要求1所述的去除金屬絕緣層金屬結(jié)構(gòu)的側(cè)壁聚合物的方法， 其特征在于，所述金屬絕緣層金屬結(jié)構(gòu)包括由鉭或氮化鉭組成的第一金屬 層、絕緣層、第二金屬層，所述絕緣層位于第一金屬層和第二金屬層之間。
7、 如權(quán)利要求6所述的去除金屬絕緣層金屬結(jié)構(gòu)的側(cè)壁聚合物的方法， 其特征在于，所述第二金屬層由鋁或銅組成。
8、 如權(quán)利要求6所述的去除金屬絕緣層金屬結(jié)構(gòu)的側(cè)壁聚合物的方法， 其特征在于，所述絕緣層由摻雜二氧化硅組成。
全文摘要
本發(fā)明屬于集成電路制造領(lǐng)域，公開了一種去除金屬層的側(cè)壁聚合物的方法，在干法刻蝕生成鉭或氮化鉭組成的金屬層后，在干法刻蝕的反應(yīng)腔體內(nèi)，用CF₄氣體對金屬層進(jìn)行表面干法刻蝕處理。本發(fā)明能有效去除側(cè)壁聚合物，從而提高集成電路器件的成品率和可靠性。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101442007SQ200710170620
公開日2009年5月27日 申請日期2007年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月19日
發(fā)明者武 孫, 沈滿華, 王新鵬 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司