本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種集成電路金屬連線的制備方法。

背景技術(shù)：

在晶體管的制備過程中，通常采用鋁硅銅作為金屬電極材料，而在干法刻蝕金屬電極的過程中，如圖1所示，一般需要聚焦環(huán)等塑料件固定硅襯底，而技術(shù)開發(fā)人員在利用ame8330干法刻蝕設(shè)備的過程中發(fā)現(xiàn)，由于ame8330設(shè)備內(nèi)部圓片作業(yè)時分布為上、中和下三層，中層硅襯底和上層硅襯底的十一點(diǎn)鐘區(qū)域由于被下層聚焦環(huán)的凸出結(jié)構(gòu)遮擋，導(dǎo)致刻蝕氣體流通不暢，從而在十一點(diǎn)鐘區(qū)域造成刻蝕不充分，進(jìn)而在如圖1所示的黑點(diǎn)殘留區(qū)遺留金屬殘渣，這嚴(yán)重影響晶體管的成品率和可靠性。

因此，如何改善集成電路金屬連線的干法刻蝕方案成為亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是基于上述技術(shù)問題至少之一，提出了一種新的集成電路金屬連線的制備方案，通過在金屬連接的干法刻蝕過程中加入穿透刻蝕處理，轟擊去除了干法刻蝕金屬過程中產(chǎn)生的氧化鋁等殘留物，改善了黑點(diǎn)殘留區(qū)的鋁殘留情況，提高了成品率和可靠性。

有鑒于此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，提出了一種集成電路金屬連線的制備方法，包括：在完成硅襯底上的金屬層制備后，對所述金屬層進(jìn)行圖形化處理；對圖形化處理后的金屬層進(jìn)行穿透刻蝕處理；在完成所述穿透刻蝕處理后，采用三氟氫碳?xì)怏w、三氯化硼氣體和氯氣的混合氣體對所述金屬層進(jìn)行干法刻蝕處理。

在該技術(shù)方案中，通過在金屬連接的干法刻蝕過程中加入穿透刻蝕處 理，轟擊去除了干法刻蝕金屬過程中產(chǎn)生的氧化鋁等殘留物，改善了黑點(diǎn)殘留區(qū)的鋁殘留情況，提高了成品率和可靠性。

優(yōu)化后的干法刻蝕菜單包括穿透刻蝕處理、主刻蝕處理和過刻蝕處理，其中，穿透刻蝕處理用于去除鋁、鋁硅化合物、鋁硅銅化合物表面的自然氧化層，主刻蝕處理包括三個步驟，第一步干法刻蝕在高壓下快速刻蝕鋁、鋁硅化合物和鋁硅銅化合物，第二步干法刻蝕在中壓下刻蝕第一步干法刻蝕的殘留硅核，第三部干法刻蝕在中壓下基于終點(diǎn)觸發(fā)機(jī)制繼續(xù)刻蝕鋁、鋁硅化合物和鋁硅銅化合物，過刻蝕處理在中壓下進(jìn)行，根據(jù)過刻蝕百分比時間確定過刻蝕時間，具體地，干法刻蝕過程如表1所示：

表1

另外，值得特別指出的是，為了解決聚焦環(huán)的分布導(dǎo)致的十一點(diǎn)鐘的黑點(diǎn)殘留區(qū)，將下層聚焦環(huán)(直徑為a，厚度為c)的凸出結(jié)構(gòu)挖去高度為b的部分，其中，b小于c，進(jìn)而提高了十一點(diǎn)鐘的區(qū)域的氣體流通。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在完成硅襯底上的金屬層制備后，對所述金屬層進(jìn)行圖形化處理，具體包括以下步驟：對硅襯底進(jìn)行金屬濺射處理，以形成鋁層或鋁合金層，并以所述鋁層或所述鋁合金層作為所述金屬層；根據(jù)金屬連接版圖對所述金屬層進(jìn)行光刻處理。

在該技術(shù)方案中，通過金屬濺射工藝形成鋁層或鋁合金層(鋁硅或鋁硅銅)，也即在硅襯底上形成了鋁核和硅核，鋁層和硅層的致密接觸提高了器件可靠性。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，對圖形化處理后的金屬層進(jìn)行穿透刻蝕處理，具體包括以下步驟：所述穿透刻蝕處理的三氯化硼氣體的氣 體流速為150sccm，所述穿透刻蝕處理的dc偏壓為-250v。

在該技術(shù)方案中，通過三氯化硼氣體對鋁元素進(jìn)行刻蝕，工藝成本低且可靠性高。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在完成所述穿透刻蝕處理后，采用三氟氫碳?xì)怏w、三氯化硼氣體和氯氣的混合氣體對所述金屬層進(jìn)行干法刻蝕處理，具體包括以下步驟：在完成所述穿透刻蝕處理后，采用所述三氟氫碳?xì)怏w、所述三氯化硼氣體和所述氯氣的混合氣體對所述金屬層進(jìn)行第一步干法刻蝕處理，所述第一步干法刻蝕的三氟氫碳?xì)怏w的氣體流速為25sccm，所述第一步干法刻蝕的三氯化硼氣體的氣體流速為150sccm，所述第一步干法刻蝕的氯氣的氣體流速為30sccm。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一步干法刻蝕的壓力為50mt，所述第一步干法刻蝕的dc偏壓為-180v，所述第一步干法刻蝕的功率為2000w。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在完成所述穿透刻蝕處理后，采用三氟氫碳?xì)怏w、三氯化硼氣體和氯氣的混合氣體對所述金屬層進(jìn)行干法刻蝕處理，具體還包括以下步驟：在完成所述穿透刻蝕處理后，采用所述三氟氫碳?xì)怏w、所述三氯化硼氣體和所述氯氣的混合氣體對所述金屬層進(jìn)行第二步干法刻蝕處理，所述第二步干法刻蝕的三氟氫碳?xì)怏w的氣體流速為15sccm，所述第二步干法刻蝕的三氯化硼氣體的氣體流速為145sccm，所述第二步干法刻蝕的氯氣的氣體流速為32sccm。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第二步干法刻蝕的壓力為23mt，所述第二步干法刻蝕的dc偏壓為-250v，所述第二步干法刻蝕的功率為1500w。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在完成所述穿透刻蝕處理后，采用三氟氫碳?xì)怏w、三氯化硼氣體和氯氣的混合氣體對所述金屬層進(jìn)行干法刻蝕處理，具體還包括以下步驟：在完成所述穿透刻蝕處理后，采用所述三氟氫碳?xì)怏w、所述三氯化硼氣體和所述氯氣的混合氣體對所述金屬層進(jìn)行第三步干法刻蝕處理，至滿足預(yù)設(shè)的終點(diǎn)觸發(fā)條件時停止刻蝕，其中，所述第三步干法刻蝕的三氟氫碳?xì)怏w的氣體流速為15sccm，所述第三步干法刻蝕的三氯化硼氣體的氣體流速為145sccm，所述第三步干法刻蝕的 氯氣的氣體流速為32sccm。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第三步干法刻蝕的壓力為30mt，所述第三步干法刻蝕的dc偏壓為-230v，所述第三步干法刻蝕的功率為1500w。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在完成所述穿透刻蝕處理后，采用三氟氫碳?xì)怏w、三氯化硼氣體和氯氣的混合氣體對所述金屬層進(jìn)行干法刻蝕處理，具體還包括以下步驟：確定預(yù)設(shè)的過刻蝕百分比值，以及確定所述第三步干法刻蝕的刻蝕時間，以所述過刻蝕百分比值與所述刻蝕時間的乘積作為過刻蝕時間；采用所述第三步干法刻蝕的刻蝕條件，并按照所述過刻蝕時間對所述金屬層進(jìn)行過刻蝕處理。

通過以上技術(shù)方案，通過在金屬連接的干法刻蝕過程中加入穿透刻蝕處理，轟擊去除了干法刻蝕金屬過程中產(chǎn)生的氧化鋁等殘留物，改善了黑點(diǎn)殘留區(qū)的鋁殘留情況，提高了成品率和可靠性。

附圖說明

圖1示出了相關(guān)技術(shù)中集成電路金屬連線的黑點(diǎn)殘留區(qū)的示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的集成電路金屬連線的制備方法的示意流程圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的聚焦環(huán)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用第三方不同于在此描述的第三方方式來實施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的集成電路金屬連線的制備方法的示意流程圖。

如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例的集成電路金屬連線的制備方法， 包括：步驟202，在完成硅襯底上的金屬層制備后，對所述金屬層進(jìn)行圖形化處理；步驟204，對圖形化處理后的金屬層進(jìn)行穿透刻蝕處理；步驟206，在完成所述穿透刻蝕處理后，采用三氟氫碳?xì)怏w、三氯化硼氣體和氯氣的混合氣體對所述金屬層進(jìn)行干法刻蝕處理。

在該技術(shù)方案中，通過在金屬連接的干法刻蝕過程中加入穿透刻蝕處理，轟擊去除了干法刻蝕金屬過程中產(chǎn)生的氧化鋁等殘留物，改善了黑點(diǎn)殘留區(qū)的鋁殘留情況，提高了成品率和可靠性。

優(yōu)化后的干法刻蝕菜單包括穿透刻蝕處理、主刻蝕處理和過刻蝕處理，其中，穿透刻蝕處理用于去除鋁、鋁硅化合物、鋁硅銅化合物表面的自然氧化層，主刻蝕處理包括三個步驟，第一步干法刻蝕在高壓下快速刻蝕鋁、鋁硅化合物和鋁硅銅化合物，第二步干法刻蝕在中壓下刻蝕第一步干法刻蝕的殘留硅核，第三部干法刻蝕在中壓下基于終點(diǎn)觸發(fā)機(jī)制繼續(xù)刻蝕鋁、鋁硅化合物和鋁硅銅化合物，過刻蝕處理在中壓下進(jìn)行，根據(jù)過刻蝕百分比時間確定過刻蝕時間，具體地，干法刻蝕過程如表2所示：

表2

如圖3所示，為了解決聚焦環(huán)的分布導(dǎo)致的十一點(diǎn)鐘的黑點(diǎn)殘留區(qū)，將下層聚焦環(huán)(直徑為a，厚度為c)的凸出結(jié)構(gòu)挖去高度為b的去除區(qū)域，其中，b小于c，進(jìn)而提高了十一點(diǎn)鐘的區(qū)域的氣體流通。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在完成硅襯底上的金屬層制備后，對所述金屬層進(jìn)行圖形化處理，具體包括以下步驟：對硅襯底進(jìn)行金屬濺射處理，以形成鋁層或鋁合金層，并以所述鋁層或所述鋁合金層作為所述金屬層；根據(jù)金屬連接版圖對所述金屬層進(jìn)行光刻處理。

在該技術(shù)方案中，通過金屬濺射工藝形成鋁層或鋁合金層(鋁硅或鋁硅銅)，也即在硅襯底上形成了鋁核和硅核，鋁層和硅層的致密接觸提高了器件可靠性。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，對圖形化處理后的金屬層進(jìn)行穿透刻蝕處理，具體包括以下步驟：所述穿透刻蝕處理的三氯化硼氣體的氣體流速為150sccm，所述穿透刻蝕處理的dc偏壓為-250v。

在該技術(shù)方案中，通過三氯化硼氣體對鋁元素進(jìn)行刻蝕，工藝成本低且可靠性高。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在完成所述穿透刻蝕處理后，采用三氟氫碳?xì)怏w、三氯化硼氣體和氯氣的混合氣體對所述金屬層進(jìn)行干法刻蝕處理，具體包括以下步驟：在完成所述穿透刻蝕處理后，采用所述三氟氫碳?xì)怏w、所述三氯化硼氣體和所述氯氣的混合氣體對所述金屬層進(jìn)行第一步干法刻蝕處理，所述第一步干法刻蝕的三氟氫碳?xì)怏w的氣體流速為25sccm，所述第一步干法刻蝕的三氯化硼氣體的氣體流速為150sccm，所述第一步干法刻蝕的氯氣的氣體流速為30sccm。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一步干法刻蝕的壓力為50mt，所述第一步干法刻蝕的dc偏壓為-180v，所述第一步干法刻蝕的功率為2000w。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在完成所述穿透刻蝕處理后，采用三氟氫碳?xì)怏w、三氯化硼氣體和氯氣的混合氣體對所述金屬層進(jìn)行干法刻蝕處理，具體還包括以下步驟：在完成所述穿透刻蝕處理后，采用所述三氟氫碳?xì)怏w、所述三氯化硼氣體和所述氯氣的混合氣體對所述金屬層進(jìn)行第二步干法刻蝕處理，所述第二步干法刻蝕的三氟氫碳?xì)怏w的氣體流速為15sccm，所述第二步干法刻蝕的三氯化硼氣體的氣體流速為145sccm，所述第二步干法刻蝕的氯氣的氣體流速為32sccm。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第二步干法刻蝕的壓力為23mt，所述第二步干法刻蝕的dc偏壓為-250v，所述第二步干法刻蝕的功率為1500w。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在完成所述穿透刻蝕處理后，采用三氟氫碳?xì)怏w、三氯化硼氣體和氯氣的混合氣體對所述金屬層進(jìn)行干法 刻蝕處理，具體還包括以下步驟：在完成所述穿透刻蝕處理后，采用所述三氟氫碳?xì)怏w、所述三氯化硼氣體和所述氯氣的混合氣體對所述金屬層進(jìn)行第三步干法刻蝕處理，至滿足預(yù)設(shè)的終點(diǎn)觸發(fā)條件時停止刻蝕，其中，所述第三步干法刻蝕的三氟氫碳?xì)怏w的氣體流速為15sccm，所述第三步干法刻蝕的三氯化硼氣體的氣體流速為145sccm，所述第三步干法刻蝕的氯氣的氣體流速為32sccm。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第三步干法刻蝕的壓力為30mt，所述第三步干法刻蝕的dc偏壓為-230v，所述第三步干法刻蝕的功率為1500w。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在完成所述穿透刻蝕處理后，采用三氟氫碳?xì)怏w、三氯化硼氣體和氯氣的混合氣體對所述金屬層進(jìn)行干法刻蝕處理，具體還包括以下步驟：確定預(yù)設(shè)的過刻蝕百分比值，以及確定所述第三步干法刻蝕的刻蝕時間，以所述過刻蝕百分比值與所述刻蝕時間的乘積作為過刻蝕時間；采用所述第三步干法刻蝕的刻蝕條件，并按照所述過刻蝕時間對所述金屬層進(jìn)行過刻蝕處理。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的技術(shù)方案，考慮到相關(guān)技術(shù)中提出如何改善集成電路金屬連線的干法刻蝕方案的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種新的集成電路金屬連線的制備方案，通過在金屬連接的干法刻蝕過程中加入穿透刻蝕處理，轟擊去除了干法刻蝕金屬過程中產(chǎn)生的氧化鋁等殘留物，改善了黑點(diǎn)殘留區(qū)的鋁殘留情況，提高了成品率和可靠性。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。