CN1979800A - 集成电路中厚金属电感的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集成电路中厚金属电感的制作方法。本发明集成电路中厚金属电感的制作方法，包括以下步骤：第一步，采用物理气相沉积依次淀积Ti、TiN、AlCu、TiN形成顶层互连厚金属膜；第二步，采用厚的光刻胶作为刻蚀时的金属图形保护层对厚金属层进行光刻；第三步，以Cl2和BCl3为主要刻蚀气体以干法刻蚀方法进行厚金属层刻蚀；第四步，采用湿法清洗进行刻蚀后的清洗。本发明适用于集成电路制造领域。

Description

集成电路中厚金属电感的制作方法
技术领域
本发明涉及一种集成电路中金属电感的制作方法，尤其涉及一种集成电路中厚金属电感的制作方法。
背景技术
射频集成电路中需要利用厚的顶层互连金属兼作为电感材料，制作集成电路电感元件。而制作厚金属电感需要克服已有技术中的以下几点：第一，对厚金属层的刻蚀。已有的0.25umMOS集成电路中通常的顶层金属膜厚度为8000埃左右，由于要兼作电感，为获得低的电阻率必须使用厚金属膜，已有技术中刻蚀所用的工艺气体、流量、时间和功率等工艺参数将不能满足厚金属层的刻蚀要求；第二，刻蚀后的湿法清洗工艺。由于使用厚金属膜，刻蚀时相应的光刻胶的厚度必须要加厚，由此导致刻蚀过程中产生的聚合物大大增多，为后续的清洗步骤带来很大难度，清洗液的选择以及合理的清洗时间极为重要，利用已有的清洗工艺可能造成聚合物清洗不净，或者清洗过度，造成金属线侧壁被腐蚀形成空洞，影响互连可靠性和电感性能
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种集成电路中厚金属电感的制作方法，能较好的对厚金属层进行刻蚀，并进行适当的清洗工艺，从而可以获得形貌好、电阻值稳定、高品质的厚金属电感。
为解决上述技术问题，本发明一种集成电路中厚金属电感的制作方法，包括以下步骤：第一步，采用物理气相沉积依次淀积Ti、TiN、AlCu、TiN形成顶层互连厚金属膜；第二步，采用厚的光刻胶作为刻蚀时的金属图形保护层对厚金属层进行光刻；第三步，以Cl2和BCl3为主要刻蚀气体以干法刻蚀方法进行厚金属层刻蚀；第四步，采用湿法清洗进行刻蚀后的清洗。
与已有技术相比，本发明采用Cl2和BCl3为主要刻蚀气体以干法刻蚀方法进行厚金属层刻蚀以及采用湿法清洗分两步进行刻蚀后的清洗，可以获得形貌稳定的金属电感及顶层互连金属，并且厚金属电感工艺稳定性好，具备良好的电学性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明流程示意图；
图2为厚金属层结构示意图；
图3为本发明厚金属电感截面示意图；
图4本发明厚金属电阻率示意图；
图5为本发明厚金属层刻蚀工艺参数示意表格。
具体实施方式
图1为本发明集成电路中厚金属电感的制作方法流程示意图。如图1所示，本发明首先采用物理气相沉积依次淀积300埃Ti/400埃TiN/30000埃AlCu/500埃TiN形成3微米厚顶层互连厚金属膜。其中，该厚金属层结构示意图参见图2所示。其次，AlCu厚度可以为28000埃到32000埃。采用4.0um厚的光刻胶作为刻蚀时的金属图形保护层。第三步，以Cl2和BCl3为主要刻蚀气体以干法刻蚀方法进行厚金属层刻蚀，所采用刻蚀所用设备型号为Applied Materials的DPS CENTURA5200进行干法刻蚀，并且该干法刻蚀分为三步。其工艺参数参见图5所示，首先为主刻蚀，其方式为终点检测，持续时间为400秒，气压为8毫托，偏压功率为150瓦，源功率为1200瓦，Cl2气体为60立方厘米每分钟，BCl3气体为40立方厘米每分钟；第二步为扩展刻蚀，其方式为定时，持续时间为60秒，气压为8毫托，偏压功率为150瓦，源功率为1200瓦，Cl2气体为60立方厘米每分钟，BCl3气体为40立方厘米每分钟；第三步为过刻蚀，其方式为定时，持续时间为70秒，气压为10毫托，偏压功率为150瓦，源功率为600瓦，Cl2气体为50立方厘米每分钟，BCl3气体为50立方厘米每分钟；AR气体为40立方厘米每分钟。最后，采用湿法清洗进行刻蚀后的清洗，并且该清洗过程可以分为两步：首先，采用露光显影液清洗30秒，去除聚合物；其次，在N311液体中浸渍20分钟清除残留光刻胶。
如图3所示，采用本发明厚金属刻蚀工艺参数，获得了形貌好，侧壁垂直，无底切、底脚等不良形状，且无空洞、图形尺寸稳定的金属电感及顶层互连金属。而利用本发明方法获得的厚金属电感平均电阻率变化曲线如图4所示，厚金属电感电阻率值稳定在0.01欧姆每方块(ohm/sheet)左右，总平均值为0.0103ohm/sheet，具备很好的电学性能。

Claims (6)

1.一种集成电路中厚金属电感的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，采用物理气相沉积依次淀积Ti、TiN、AlCu、TiN形成顶层互连厚金属膜；第二步，采用厚的光刻胶作为刻蚀时的金属图形保护层对厚金属层进行光刻；第三步，以Cl2和BCl3为主要刻蚀气体以干法刻蚀方法进行厚金属层刻蚀；第四步，采用湿法清洗进行刻蚀后的清洗。
2.如权利要求1所述的集成电路中厚金属电感的制作方法，其特征在于，第一步中的AlCu厚度为28000埃到32000埃。
3.如权利要求1所述的集成电路中厚金属电感的制作方法，其特征在于，第一步中采用物理气相沉积依次淀积300埃Ti/400埃TiN/30000埃AlCu/500埃TiN形成3微米厚顶层互连厚金属膜。
4.如权利要求1所述的集成电路中厚金属电感的制作方法，其特征在于，第二步中采用4.0um厚的光刻胶作为刻蚀时的金属图形保护层。
5.如权利要求1所述的集成电路中厚金属电感的制作方法，其特征在于，第三步中采用刻蚀设备型号为Applied Materials的DPS CENTURA5200进行干法刻蚀，并且该干法刻蚀分为三步，首先为主刻蚀，其方式为终点检测，持续时间为400秒，气压为8毫托，偏压功率为150瓦，源功率为1200瓦，Cl2气体为60立方厘米每分钟，BCl3气体为40立方厘米每分钟；第二步为扩展刻蚀，其方式为定时，持续时间为60秒，气压为8毫托，偏压功率为150瓦，源功率为1200瓦，Cl2气体为60立方厘米每分钟，BCl3气体为40立方厘米每分钟；第三步为过刻蚀，其方式为定时，持续时间为70秒，气压为10毫托，偏压功率为150瓦，源功率为600瓦，Cl2气体为50立方厘米每分钟，BCl3气体为50立方厘米每分钟；埃R气体为40立方厘米每分钟。
6.如权利要求1或5所述的集成电路中厚金属电感的制作方法，其特征在于，第四步刻蚀后的湿法清洗分为两步，首先，采用露光显影液清洗30秒，去除聚合物；其次，在N311液体中浸渍20分钟清除残留光刻胶。
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