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1、(10)申请公布号 CN 102427056 A (43)申请公布日 2012.04.25 C N 1 0 2 4 2 7 0 5 6 A *CN102427056A* (21)申请号 201110250244.1 (22)申请日 2011.08.29 H01L 21/768(2006.01) (71)申请人上海华力微电子有限公司 地址 201210 上海市浦东新区张江高科技园 区高斯路568号 (72)发明人任昱 (74)专利代理机构上海新天专利代理有限公司 31213 代理人王敏杰 (54) 发明名称 一种在一体化氧化膜刻蚀工艺中去胶的工艺 方法 (57) 摘要 本发明一种在一体化氧化膜刻。
2、蚀工艺中去胶 的工艺方法，其中，包括步骤：步骤一，在反应腔 室中对硅片表面的光刻胶进行移除之前，先在反 应腔室内注入高压态反应气体，利用所注入的高 压态反应气体去除在反应腔室表面吸附的铜聚合 物；步骤二，在反应腔室中注入低压态反应气体， 利用低压态反应气体移去覆盖在硅片表面的光刻 胶；步骤三，在通孔和沟槽内填充金属材料；使用 本发明一种在一体化氧化膜刻蚀工艺中去胶的工 艺方法，有效的通过除去反应腔室表面吸附的铜 聚合物用于使反应腔室的电容状态及刻蚀速率保 持稳定，避免过多的蚀刻位于沟槽下方的氧化层， 从而提高沟槽内填充金属材料的金属电阻率的稳 定性。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共。
3、和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 CN 102427064 A 1/1页 2 1.一种在一体化氧化膜刻蚀工艺中去胶的工艺方法，其中，在硅片所包含的底层介质 层中形成有金属互连线，底层介质层之上依次覆盖有刻蚀阻挡层和氧化层，并在氧化层中 形成沟槽，及在氧化层的位于沟槽下方的区域中形成有通孔，所述通孔贯穿刻蚀阻挡层并 与金属互连线接触，其特征在于，包括以下工艺步骤： 步骤一，在反应腔室中对硅片表面的光刻胶进行移除之前，先在反应腔室内注入高压 态反应气体，利用所注入的高压态反应气体去除在反应腔室表面吸附的铜聚合物； 步骤二，在反应腔室中注入低。
4、压态反应气体，利用低压态反应气体移去覆盖在硅片表 面的光刻胶； 步骤三，在所述通孔和沟槽内填充金属材料； 其中，在刻蚀氧化层形成沟槽的过程中，除去反应腔室表面吸附的铜聚合物用于使反 应腔室的电容状态及刻蚀速率保持稳定，避免过多的蚀刻位于所述沟槽下方的氧化层，从 而提高沟槽内填充金属材料的金属电阻率的稳定性。 2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述高压、低压态反应气体为氧气。 3.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述高压态反应气体的注入量大于 100mTorr。 4.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述低压态反应气体的注入量小于 50mTorr。 5.根据权利要求。
5、1所述的工艺方法，其特征在于，所述反应腔室为刻蚀腔室。 权 利 要 求 书CN 102427056 A CN 102427064 A 1/3页 3 一种在一体化氧化膜刻蚀工艺中去胶的工艺方法 技术领域 0001 本发明涉及一种工艺处理方法，尤其涉及一种在一体化氧化膜刻蚀工艺中去胶的 工艺方法。 背景技术 0002 一体化氧化膜刻蚀工艺是指通过在同一个刻蚀腔室中依次进行通孔刻蚀、去胶并 进行沟槽刻蚀。如图1所示，在刻蚀的反应腔室中由电源电压与偏置电压相互形成电容结 构，在偏置电压上放置硅片进行刻蚀。 0003 在对氧化膜刻蚀的工艺过程中，其中，硅片为图2所示，硅片所包含的底层介质层 中形成有金属。
6、互连线，底层介质层之上依次覆盖有刻蚀阻挡层和氧化层，并在氧化层中形 成沟槽，及在氧化层的位于沟槽下方的区域中形成有通孔，所述通孔贯穿刻蚀阻挡层并与 金属互连线相互接触。其中，硅片所包含的底层介质层中形成有金属互连线中的铜被离子 轰击散出的铜聚合物的累计覆盖在反应腔体表面，并在反应腔体表面累计逐渐变厚导致反 应腔室中的电容下降，电容下降所引起的电场强度增加，在电场强度增加时，对于在第二介 质层的刻蚀中离子轰击力逐渐增加，如图3所示，致使在刻蚀沟槽时的是沟槽的刻蚀深度 逐渐增加（由标准的深度H1增加到异常深度H2），同时导致填充在沟槽中的金属体的体积 增大，从而影响了填充金属的电阻率变小，造成沟槽。
7、内填充金属材料的金属电阻率、刻蚀反 应腔室内的状态及刻蚀速率不稳定，同时过多的蚀刻位于所述沟槽下方的氧化层，从而降 低了沟槽内填充金属材料的金属电阻率的稳定性。 发明内容 0004 发明公开了一种通过用以解决现有技术中反应腔室表面吸附的铜聚合物引起的 反应腔室内的电容状态及刻蚀速率不稳定的问题。 0005 为实现上述目的，发明采用的技术方案是： 一种在一体化氧化膜刻蚀工艺中去胶的工艺方法，其中，在硅片所包含的底层介质层 中形成有金属互连线，底层介质层之上依次覆盖有刻蚀阻挡层和氧化层，并在氧化层中形 成沟槽，及在氧化层的位于沟槽下方的区域中形成有通孔，所述通孔贯穿刻蚀阻挡层并与 金属互连线接触，。
8、其中，包括以下工艺步骤： 步骤一，在反应腔室中对硅片表面的光刻胶进行移除之前，先在反应腔室内注入高压 态反应气体，利用所注入的高压态反应气体去除在反应腔室表面吸附的铜聚合物； 步骤二，在反应腔室中注入低压态反应气体，利用低压态反应气体移去覆盖在硅片表 面的光刻胶； 步骤三，在所述通孔和沟槽内填充金属材料； 其中，在刻蚀氧化层形成沟槽的过程中，除去反应腔室表面吸附的铜聚合物用于使反 应腔室的电容状态及刻蚀速率保持稳定，避免过多的蚀刻位于所述沟槽下方的氧化层，从 而提高沟槽内填充金属材料的金属电阻率的稳定性。 说 明 书CN 102427056 A CN 102427064 A 2/3页 4 00。
9、06 上述的工艺方法，其中，所述高压、低压态反应气体为氧气。 0007 上述的工艺方法，其中，所述高压态反应气体的注入量大于100mTorr。 0008 上述的工艺方法，其中，所述低压态反应气体的注入量小于50mTorr。 0009 上述的工艺方法，其中，所述反应腔室为刻蚀腔室。 0010 本发明的通过一种在一体化氧化膜刻蚀工艺中去胶的工艺方法，采用了如下方案 具有以下效果，本项目通过除去反应腔室表面吸附的铜聚合物用于使反应腔室的电容状态 及刻蚀速率保持稳定，避免过多的蚀刻位于所述沟槽下方的氧化层，从而提高沟槽内填充 金属材料的金属电阻率的稳定性。 附图说明 0011 通过阅读参照如下附图对非。
10、限制性实施例所作的详细描述，发明的其它特征，目 的和优点将会变得更明显。 0012 图1为发明一种在一体化氧化膜刻蚀工艺中去胶的工艺方法的电容机构示意图； 图2为发明一种在一体化氧化膜刻蚀工艺中去胶的工艺方法的硅片结构示意图； 图3为发明一种在一体化氧化膜刻蚀工艺中去胶的工艺方法的硅片刻蚀结构示意图； 如图序号：硅片1、介质层2、金属互连线3、刻蚀阻挡层4、氧化层5、沟槽6、通孔7、反 应腔室8、光刻胶9、铜聚合物10。 具体实施方式 0013 为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具 体图示，进一步阐述本发明。 0014 请参看图1、2所示，在硅片1所包含的底。
11、层介质层2中形成有金属互连线3，底层 介质层2之上依次覆盖有刻蚀阻挡层4和氧化层5并在氧化层5中形成沟槽6，及在氧化层 5的位于沟槽6下方的区域中形成有通孔7，通孔7贯穿刻蚀阻挡层4并与金属互连线3接 触，其中，包括以下工艺步骤：步骤一，在反应腔室8中对硅片1表面的光刻胶9进行移除之 前，先在反应腔室1内注入高压态反应气体，利用所注入的高压态反应气体去除在反应腔 室8表面吸附的铜聚合物10；步骤二，在反应腔室8中注入低压态反应气体，利用低压态反 应气体移去覆盖在硅片1表面的光刻胶9；步骤三，在通孔7和沟槽6内填充金属材料；其 中，在刻蚀氧化层5形成沟槽6的过程中，除去反应腔室8表面吸附的铜聚合。
12、物10用于使 反应腔室8的电容状态及刻蚀速率保持稳定，避免过多的蚀刻位于沟槽6下方的氧化层5， 从而提高沟槽6内填充金属材料的金属电阻率的稳定性。 0015 进一步的，其中所注入反应腔室8高压、低压态反应气体为氧气。 0016 进一步的，高压态反应气体的注入量大于100mTorr，使其注入反应腔室8中的高 压态反应气体能够有效的去除吸附在反应腔室8中的铜聚合物100。 0017 进一步的，低压态反应气体的注入量小于50mTorr，使其注入反应腔室中的低压态 反应气体能够有效的去除硅片1表面所覆盖的光刻胶9。 0018 进一步的，反应腔室8为刻蚀腔室，所有刻蚀工艺在反应腔室8中完成。 0019 。
13、在本发明的具体实施例中，如图3所示利用反应腔室1内所注入的高压态反应气 体去除在反应腔室8表面吸附的铜聚合物10，去除了铜聚合物10便可以保持电源电压与偏 说 明 书CN 102427056 A CN 102427064 A 3/3页 5 置电压之间不会受到铜聚合物10阻挡的干扰所导致的电容下降，进一步的，电场强度和电 容成反比E=Kq/C电容的下降直接影响电场强度的增加，电场强度的增加直接影响到反应 离子对介质层2的轰击力，所以保持电容的稳定性就可以有效的对介质层2的轰击进行控 制，使介质层2能够保持在标准的深度H1的距离，避免了异常深度H2的出现，同时填充在 沟槽6中的金属体的体积保持固定。
14、值，使产品金属电阻率的稳定性得到了明显的提高。更 进一步的，在常规低压态反应气体中去光刻胶步骤前增加一步高压步骤，清除腔体表面的 铜10聚合物，使反应腔室内的状态及刻蚀速率保持稳定。 0020 综上所述，发明一种在一体化氧化膜刻蚀工艺中去胶的工艺方法，有效的通过除 去反应腔室表面吸附的铜聚合物用于使反应腔室的电容状态及刻蚀速率保持稳定，避免过 多的蚀刻位于所述沟槽下方的氧化层，从而提高沟槽内填充金属材料的金属电阻率的稳定 性。 0021 以上对发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，发明并不局限于上述特定 实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施； 本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响发明的实质内 容。 说 明 书CN 102427056 A CN 102427064 A 1/2页 6 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102427056 A CN 102427064 A 2/2页 7 图3 说 明 书 附 图CN 102427056 A 。