DE10050045A1 - In-situ structurization and cleaning of metal wiring of semiconductor, used for producing device, integrated circuit or connection between them, uses 3-stage reactive ionic etching and fourth etching stage to remove polymer - Google Patents
In-situ structurization and cleaning of metal wiring of semiconductor, used for producing device, integrated circuit or connection between them, uses 3-stage reactive ionic etching and fourth etching stage to remove polymerInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Herstellung von Halbleitergeräten, und die Herstellung integrierter Schaltungen, und insbesondere die Ausbildung von Geräteverbindungen auf integrierten Halbleiterschaltungen durch Ätzen einer Metallschicht mit gasförmigen Reagenzien, unterstützt durch die Anregung durch ein elektrisches Plasma des reaktiven Mediums, und betrifft Verfahren zum selektiven Entfernen von Seitenwandpolymeren von Metalleitungen.The present invention relates generally to manufacture of semiconductor devices, and the manufacture of integrated Circuits, and in particular the training of Device connections on integrated semiconductor circuits by etching a metal layer with gaseous reagents, supported by the excitation by an electric plasma of the reactive medium, and relates to methods for selective Removal of sidewall polymers from metal lines.
Die Dichte von Geräten, die auf Halbleitersubstraten hergestellt werden, hat im Verlauf der Jahre mit der äußerst hohen Integration (ULSI) ständig zugenommen. Mit diesem Trend einher ging eine Abnahme der Merkmalsabmessungen und eine Zunahme der Anforderungen an die Prozeßtechnologie. Muster aus feinen, leitfähigen Leitungen müssen elektronische Geräte auf einem Substrat untereinander verbinden, um elektrische Signale zu befördern, und elektrischen Strom und elektrische Energie an die Geräte zu liefern. Es ist äußerst wünschenswert, Metalle mit hoher elektrischer Leitfähigkeit zu diesem Zweck einzusetzen, um Energieverluste und unerwünschte Erwärmung zu minimieren. Bevorzugte Materialien für diesen Zweck sind Aluminium und dessen Legierungen, insbesondere mit Kupfer. Kostenvorteile in Bezug auf die Verringerung der Gesamtabmessungen von Geräten ergeben sich infolge der niedrigeren Kosten pro Geräteeinheit, wenn mehr Geräte pro Flächeneinheit des Halbleitersubstrats hergestellt werden können. Hieraus ergibt sich direkt der Wunsch, feinere Leitungen auszubilden, und dies hat zur Entwicklung von Verfahren zur exakten und präzisen Herstellung von Leitungen aus Metallen mit Breiten und Abständen in der Größenordnung einiger Mikrometer geführt. Dies wird durch Verfahren erzielt, bei denen die Metallschichten mit Hilfe einer Gasphasenentfernung des Metallmaterials geätzt werden, das selektiv durch ein geeignetes Photolackmuster freigelegt wird. Dieser Prozeß wird häufig dadurch verstärkt und verbessert, daß er bei Vorhandensein eines elektrischen Plasmas durchgeführt wird, das in der reaktiven, gasförmigen Ätzmischung durch Zufuhr von Radiofrequenzleistung zur Reaktionskammer aufrechterhalten wird. Die gewünschten hohen Raten und die Selektivität beim Ätzen von Aluminium und seinen Legierungen werden einfach durch Verwendung gasförmiger Zusammensetzungen erzielt, die Chlor wie beispielsweise Chloroform enthalten.The density of devices based on semiconductor substrates has been manufactured over the years with the extreme high integration (ULSI) steadily increased. With this trend accompanied by a decrease in feature dimensions and one Increasing demands on process technology. template electronic devices must be made of fine, conductive lines interconnect on a substrate to electrical Carry signals, and electric current and electrical Deliver energy to the devices. It is extreme desirable metals with high electrical conductivity to be used for this purpose to reduce energy losses and to minimize unwanted warming. Preferred materials for this purpose are aluminum and its alloys, especially with copper. Cost advantages in terms of The overall dimensions of devices are reduced due to the lower cost per unit, if more Devices manufactured per unit area of the semiconductor substrate can be. This results directly in the desire to have finer ones Train lines, and this has led to the development of Process for the exact and precise manufacture of cables from metals with widths and distances of the order of magnitude a few micrometers. This is done through procedures achieved in which the metal layers using a Gas phase removal of the metal material can be etched selectively exposed by a suitable photoresist pattern becomes. This process is often reinforced and improved that it is present in the presence of an electrical Plasmas is carried out in the reactive, gaseous Etching mixture by supplying radio frequency power to the Reaction chamber is maintained. The desired high Rates and selectivity when etching aluminum and its alloys are made easy by use achieved gaseous compositions that like chlorine for example, contain chloroform.
Weiterhin läßt sich der Photolack (Abdecklack) schwer entfernen, infolge größerer Mengen an Ätznebenprodukten, beispielsweise Seitenwandpolymere auf Vertikalwänden eines Geräts, das hergestellt wird. Diese Nebenprodukte, die allgemein als Polymere bezeichnet werden, bestehen im allgemeinen aus einem Metall und einem SiO2-Molekül. Das Molekül kann beispielsweise Kohlenstoff von dem Photolack enthalten, Metall von der Metallschicht, und SiO2. Weiterhin können Seitenwandpolymere Aluminiumsilikat und sehr kleine Mengen an Fluorkohlenstoffverbindungen enthalten. Fluorkohlenstoffverbindungen sind nicht brennbar, und werden daher nicht bei einer in-situ erfolgenden Veraschung mit O2 einer Metallätzung entfernt. Daher hat sich die Veraschung als ineffektiv herausgestellt, infolge des hohen Kohlenstoffanteils in dem Nebenproduktmolekül aus dem Photolack. Die Schwierigkeit, den Photolack zu entfernen, hat sich als ernsthaftes Hindernis für die Erzeugung von Merkmalen in der Größenordnung unterhalb eines halben Mikrometers herausgestellt. Früher wurde die Einwirkung von einem Lösungsmittel, begleitet von Ultraschall, zum Entfernen von SWP eingesetzt. Allerdings stellen sich diese Vorgehensweisen als nicht einsetzbar heraus, da Metall wie beispielsweise Aluminium die Neigung hat, sich von derartig kleinen Strukturen abzulösen. Darüber hinaus neigen diese Vorgehensweisen dazu, signifikante Mengen an Resten auf Geräteseitenwänden und auf Geräteoberflächen übrig zu lassen.Furthermore, the photoresist (masking varnish) is difficult to remove due to larger amounts of etching by-products, for example side wall polymers on vertical walls of a device that is being manufactured. These by-products, which are generally referred to as polymers, generally consist of a metal and an SiO 2 molecule. For example, the molecule may contain carbon from the photoresist, metal from the metal layer, and SiO 2 . Sidewall polymers may also contain aluminum silicate and very small amounts of fluorocarbon compounds. Fluorocarbon compounds are non-flammable and are therefore not removed during in-situ ashing with O 2 metal etching. Therefore, the ashing has been found to be ineffective due to the high carbon content in the by-product molecule from the photoresist. The difficulty in removing the photoresist has proven to be a serious obstacle to the creation of features on the order of less than half a micron. In the past, exposure to a solvent accompanied by ultrasound was used to remove SWP. However, these procedures turn out to be unusable, since metal, such as aluminum, tends to detach itself from such small structures. In addition, these approaches tend to leave significant amounts of residue on device sidewalls and on device surfaces.
Aus den genannten Gründen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, eine Prozedur nach dem Ätzen durchzuführen, also nach der Metallmusterätzung. Eine Lösung bestand darin, die Gerätesubstrate aus der Reaktionskammer zu entnehmen, und sie dann Lösungsmittel oder Wasser enthaltenden Reinigungsmedien auszusetzen. Eine weitere Prozedur bestand darin, die Geräte nachfolgend einem RF-Plasma auszusetzen, das in einer Umgebung aus Sauerstoffgas (O2) aufrechterhalten wurde, und sich als vorteilhaft zum Entfernen von Resten herausgestellt hat, die eingefangene, chlorhaltige Bestandteile enthalten, und auch vorteilhaft in der Hinsicht war, daß die Menge an Polymeroberflächenhäuten auf dem Photolack minimiert wurde, welche dessen Abstreifen stört. Es wurde berichtet, daß der Einsatz fluorhaltiger Gase eine geeignete Behandlung nach dem Ätzen zum Verringern chlorhaltiger Reste nach der Gasphasenätzung von Aluminium darstellt. Es wird angenommen, daß bei diesem Prozeß die Cl-Atome in den Resten durch F-Atome ersetzt werden, oder die Reste mit einem undurchlässigen, frischen Polymer beschichtet werden, und der Zugang von Wasser auf die eingefangenen Cl-Atome eingeschränkt wird.For the reasons mentioned, it has proven to be advantageous to carry out a procedure after the etching, that is to say after the metal pattern etching. One solution was to remove the device substrates from the reaction chamber and then expose them to solvent or water containing cleaning media. Another procedure was to subsequently expose the devices to RF plasma, which was maintained in an oxygen gas (O 2 ) environment and has been found to be advantageous for removing residues containing trapped chlorine-containing components, and also advantageously in was that the amount of polymer surface skins on the photoresist that interfered with its stripping was minimized. The use of fluorine-containing gases has been reported to be a suitable post-etching treatment for reducing chlorine-containing residues after the gas phase etching of aluminum. It is believed that in this process the Cl atoms in the residues are replaced by F atoms, or the residues are coated with an impermeable, fresh polymer, and the access of water to the captured Cl atoms is restricted.
Die Bedeutung der Überwindung der verschiedenen, voranstehend geschilderten Schwierigkeiten wird aus der intensiven technischen Entwicklung auf diesem Gebiet deutlich, die durch die relevante technische und Patentliteratur dokumentiert wird. Die nächstliegenden und anscheinend relevanteren technischen Entwicklungen in der Patentliteratur sind nachstehend angegeben.The importance of overcoming the various, above Difficulties described will come from the intense technical development in this area clearly through the relevant technical and patent literature is documented becomes. The closest and apparently more relevant technical developments in patent literature given below.
US 5 851 302 (Solls) beschreibt ein Verfahren zur Trockenätzung von Seitenwandpolymer.US 5 851 302 (Solls) describes a method for Sidewall polymer dry etching.
Die US 5 348 6I9 (Bohannon et al.) schlägt einen in Bezug auf Metall selektiven Polymerentfernungsprozeß vor.US 5,348,619 (Bohannon et al.) Suggests one in relation to Metal selective polymer removal process.
Die US 5 755 891 (Lo et al.) beschreibt einen Prozeß nach der Metallätzung.US 5,755,891 (Lo et al.) Describes a process according to the Metal etching.
Die US 5 814 155 (Solis et al.) beschreibt Polymer/Photolackentfernungsprozesse mittels Plasma-Veraschung.US 5,814,155 (Solis et al.) Describes Polymer / photoresist removal processes using Plasma ashing.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Ätzen einer Metalleitung und zum Entfernen des Polymers, das auf den Seitenwänden der Metalleitungen ausgebildet wird.An advantage of the present invention is that Providing a method for etching a metal line and to remove the polymer that is on the sidewalls of the Metal lines is formed.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Ätzen einer Aluminiumlegierungs-Metalleitung und zum Entfernen des Polymers, das auf den Seitenwänden der Metalleitungen gebildet wird, unter Einsatz eines Polymerentfernungsschrittes nach der Ätzung, wobei bei diesem Schritt Chlor (beispielsweise Cl2) und Fluor (beispielsweise CF4) eingesetzt wird.Another advantage of the present invention is to provide a method of etching an aluminum alloy metal line and removing the polymer formed on the sidewalls of the metal lines using a polymer removal step after the etching, in which step chlorine (e.g. Cl 2 ) and fluorine (for example CF 4 ) is used.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Ätzen einer Aluminiumlegierungs-Metalleitung, die eine Antireflexionsbeschichtungsschicht aus Ti/TiN aufweist, und eine Unterschicht aus Ti, und zum Entfernen des Polymers, das auf den Seitenwänden der Metalleitungen gebildet wird, unter Verwendung eines Reinigungsschrittes nach der Ätzung unter Einsatz von Chlor (beispielsweise Cl2) und Fluor (beispielsweise CF4).Another advantage of the present invention is to provide a method of etching an aluminum alloy metal line having an anti-reflective coating layer of Ti / TiN and an under layer of Ti, and removing the polymer formed on the sidewalls of the metal lines Use of a cleaning step after the etching using chlorine (for example Cl 2 ) and fluorine (for example CF 4 ).
Um die voranstehend geschilderten Vorteile zu erreichen stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Musterbildung einer Metalleitung und zum Entfernen der Polymerschicht zur Verfügung, die sich auf den Metalleitungsseitenwänden ausbildet, in einem Reinigungsschritt nach der Ätzung. Das Verfahren läßt sich folgendermaßen zusammenfassen. Eine Halbleiterstruktur und eine darüberliegende, dielektrische Schicht werden zur Verfügung gestellt. Oberhalb der dielektrischen Schicht werden eine erste Sperrschicht, eine Metallschicht, und eine zweite Sperrschicht zur Verfügung gestellt. Ein Photolack- oder Abdecklack-Muster wird über der zweiten Sperrschicht zur Verfügung gestellt. Es wird ein Ätzprozeß mit vier Schritten durchgeführt, hintereinander in derselben Ätzkammer. In einem ersten Ätzschritt (A) wird durch die zweite Sperrschicht hindurchgeätzt, unter Verwendung eines B und Cl enthaltenden Gases und eines Cl enthaltenden Gases mittels reaktiver Ionenätzung, um eine erste Polymerschicht über der Seitenwand der zweiten Sperrschicht zu erzeugen. In einem zweiten Ätzschritt (B) wird die Metallschicht geätzt, wobei die erste Sperrschicht freigelegt wird, um eine zweite Polymerschicht über der ersten Polymerschicht und der Seitenwand der Metallschicht auszubilden; der zweite Ätzschritt wird durchgeführt unter Verwendung eines Gases, welches B und Cl enthält, sowie eines Cl enthaltenden Gases. In einem dritten Ätzschritt (C) wird die erste Sperrschicht geätzt, um eine dritte Polymerschicht über der ersten und der zweiten Polymerschicht auszubilden; der dritte Ätzschritt wird durchgeführt unter Verwendung eines B und Cl enthaltenden Gases sowie eines Cl enthaltenden Gases. In einem wichtigen, vierten Ätzschritt (D) werden das erste, zweite und dritte Polymer entfernt; der vierte Ätzschritt wird durchgeführt unter Verwendung eines nur Chlor enthaltenden Gases (Cl2) sowie eines Fluorkohlenstoff enthaltenden Gases.In order to achieve the advantages described above, the present invention provides a method for patterning a metal line and for removing the polymer layer that forms on the metal line side walls in a cleaning step after the etching. The process can be summarized as follows. A semiconductor structure and an overlying dielectric layer are provided. A first barrier layer, a metal layer, and a second barrier layer are provided above the dielectric layer. A photoresist or masking pattern is provided over the second barrier. An etching process with four steps is carried out, one after the other in the same etching chamber. In a first etching step (A), etching is carried out through the second barrier layer using a gas containing B and Cl and a gas containing Cl by means of reactive ion etching to produce a first polymer layer over the side wall of the second barrier layer. In a second etching step (B), the metal layer is etched, exposing the first barrier layer to form a second polymer layer over the first polymer layer and the sidewall of the metal layer; the second etching step is carried out using a gas containing B and Cl and a gas containing Cl. In a third etching step (C), the first barrier layer is etched to form a third polymer layer over the first and second polymer layers; the third etching step is carried out using a gas containing B and Cl and a gas containing Cl. In an important, fourth etching step (D), the first, second and third polymer are removed; the fourth etching step is carried out using a chlorine-containing gas (Cl 2 ) and a fluorocarbon gas.
Der erfindungsgemäße Ätzprozeß entfernt das Polymer auf den Seitenwänden von Metalleitungen. Der wesentliche, vierte Schritt entfernt die Seitenwandpolymerschicht bzw. die Seitenwandpolymerschichten.The etching process according to the invention removes the polymer on the Sidewalls of metal lines. The essential, fourth Step removes the sidewall polymer layer or die Sidewall polymer layers.
Die vorliegende Erfindung erzielt die geschilderten Vorteile auf der Grundlage der bekannten Prozeßtechnologie. Ein noch besseres Verständnis der Eigenart und der Vorteile der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.The present invention achieves the advantages outlined based on the known process technology. One more better understanding of the nature and advantages of the present invention results from the following Description and the accompanying drawings.
Die Merkmale und Vorteile eines Halbleitergeräts gemäß der vorliegenden Erfindung, und weitere Einzelheiten eines Prozesses zur Herstellung eines derartigen Halbleitergeräts gemäß der vorliegenden Erfindung, werden noch deutlicher aus der nachstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Elemente, Bereiche und Abschnitte bezeichnen.The features and advantages of a semiconductor device according to the present invention, and further details of a Process for manufacturing such a semiconductor device according to the present invention will become more apparent the description below in connection with the accompanying drawings, in which like reference numerals same or corresponding elements, areas and sections describe.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 bis 5 Querschnittsansichten zur Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform eines Prozesses zur Musterbildung bei einer Metalleitung und zum Entfernen einer Polymerschicht gemäß der vorliegenden Erfindung. Figs. 1 to 5 are cross-sectional views for explaining a preferred embodiment of a process for pattern formation of a metal line and for removing a polymer layer according to the present invention.
Nunmehr wird nachstehend die vorliegende Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend geschildert.Now the present invention is hereinafter described in individual with reference to the accompanying drawings described. A preferred embodiment of the invention is described below.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, werden eine Halbleiterstruktur 10 und eine darüberliegende, dielektrische Schicht 16 bereitgestellt. Die Halbleiterstruktur 10 kann einen Halbleiterwafer enthalten, aktive und passive Geräte, die innerhalb des Wafers ausgebildet sind, und auf der Waferoberfläche ausgebildete Schichten. Die dielektrische Schicht kann eine Schicht eines Dielektrikums (ILD) zwischen verschiedenen Niveaus oder die Schicht eines Dielektrikums (IMD) zwischen Metallen sein, und besteht vorzugsweise aus Siliziumoxid.As shown in FIG. 1, a semiconductor structure 10 and an overlying dielectric layer 16 are provided. The semiconductor structure 10 may include a semiconductor wafer, active and passive devices formed within the wafer, and layers formed on the wafer surface. The dielectric layer can be a layer of dielectric (ILD) between different levels or the layer of dielectric (IMD) between metals, and is preferably made of silicon oxide.
Wie ebenfalls aus Fig. 1 hervorgeht, werden eine erste Sperrschicht 22, eine Metallschicht 28, und eine zweite Sperrschicht 42 über der dielektrischen Schicht 16 ausgebildet.As is apparent also from FIG. 1, a first barrier layer 22, a metal layer 28, and a second barrier layer 42 are formed over the dielectric layer 16.
Die erste Sperrschicht 22 besteht vorzugsweise aus Ti und weist eine Dicke zwischen etwa 70 und 130 Å auf, besonders bevorzugt von 100 Å.The first barrier layer 22 is preferably made of Ti and has a thickness of between approximately 70 and 130 Å, particularly preferably 100 Å.
Die Metallschicht 28 besteht vorzugsweise aus einer Al-Legierung und weist eine Dicke von zwischen etwa 2100 und 2700 Å auf, besonders bevorzugt von 2400 Å.The metal layer 28 is preferably made of an Al alloy and has a thickness of between approximately 2100 and 2700 Å, particularly preferably of 2400 Å.
Die zweite Sperrschicht 42 besteht vorzugsweise aus einer unteren Ti-Schicht 34 und einer oberen TiN-Schicht 40.The second barrier layer 42 preferably consists of a lower Ti layer 34 and an upper TiN layer 40 .
Die untere Ti-Schicht 34 weist vorzugsweise eine Dicke zwischen etwa 45 und 50 Å auf, besonders bevorzugt von 50 Å; und die obere TiN-Schicht 40 weist eine Dicke zwischen etwa 360 und 440 Å auf, und besonders bevorzugt von 400 Å.The lower Ti layer 34 preferably has a thickness between about 45 and 50 Å, particularly preferably 50 Å; and the upper TiN layer 40 has a thickness between about 360 and 440 Å, and more preferably 400 Å.
Eine Photolackschicht 46 wird über der zweiten Sperrschicht 42 ausgebildet. Der Photolack ist vorzugsweise ein positiver DUV-Photolack. DUV-Photolacke enthalten häufig Novalak-Harze, die das Polymerproblem vergrößern. Dies bedeutet, daß die Polymere schwieriger zu entfernen sind. Es ist wesentlich festzuhalten, daß die vorliegende Erfindung unerwartet gut bei DUV-Photolacken arbeitet, die Novalak-Harze enthalten, erheblich besser als die Verfahren nach dem Stand der Technik. Die Novalak-Harze sind bei sämtlichen Polymeren vorhanden, die durch die erfindungsgemäßen Schritte erzeugt werden. Der Photolack ist vorzugsweise in ACT 935 löslich (enthält beispielsweise Hydroxylamin, Monoethanolamin). A photoresist layer 46 is formed over the second barrier layer 42 . The photoresist is preferably a positive DUV photoresist. DUV photoresists often contain Novalak resins, which increase the polymer problem. This means that the polymers are more difficult to remove. It is important to note that the present invention works unexpectedly well with DUV photoresists containing Novalak resins, much better than the prior art methods. The Novalak resins are present in all polymers that are produced by the steps according to the invention. The photoresist is preferably soluble in ACT 935 (contains, for example, hydroxylamine, monoethanolamine).
Die Photolack- oder Abdeckschicht besteht vorzugsweise aus einem positiven DUF-Photolack, beispielsweise TOK und Shipley.The photoresist or cover layer preferably consists of a positive DUF photoresist, for example TOK and Shipley.
Als nächstes wird der Ätzprozeß mit den Schritten gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt. Der Ätzprozeß wird vorzugsweise in-situ durchgeführt. Die Ätzung wird vorzugsweise in einer Ätzvorrichtung durchgeführt, hintereinander ohne Schritte dazwischen, ohne das Vakuum aufzuheben, oder die Wafer aus der Ätzvorrichtung zu entfernen.Next, the etching process with the steps according to the the present invention. The etching process will preferably carried out in situ. The etching will preferably carried out in an etching device, in a row without steps in between, without the vacuum pick up, or the wafers from the etching device too remove.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird in einem ersten Ätzschritt (Durchbruchsschritt) (A) durch die zweite Sperrschicht 42 hindurchgeätzt, unter Verwendung eines B und Cl enthaltenden Gases (etwa BCl3) und eines Cl-haltigen Gases (beispielsweise HCl oder Cl2), mittels reaktiver Ionenätzung, um eine erste Polymerschicht 50 über der Seitenwand der zweiten Sperrschicht 42 auszubilden.As shown in FIG. 2, in a first etch step (breakdown step) (A), etch through second barrier layer 42 using a gas containing B and Cl (such as BCl 3 ) and a gas containing Cl (e.g., HCl or Cl 2 ), using reactive ion etching to form a first polymer layer 50 over the sidewall of the second barrier layer 42 .
Die erste Polymerschicht besteht aus einem Ti und TiN enthaltenden Polymer. Die Polymerschichten, die in jedem Schritt ausgebildet werden, enthalten Chemikalien aus den Ätzgasen, dem Photolack, den Sperrschichten, der Ätzvorrichtung, sowie weitere Umweltverunreinigungen.The first polymer layer consists of a Ti and TiN containing polymer. The polymer layers in each Step, contain chemicals from the Etching gases, the photoresist, the barrier layers, the Etching device, as well as other environmental contaminants.
Der erste Ätzschritt wird unter folgenden Bedingungen durchgeführt: einem Druck zwischen 7 und 13 mTorr, einer TCP-Leistung zwischen 230 und 260 W, einer Hilfsenergie zwischen 220 und 250 W, mit einem Flußverhältnis zwischen 0,9 und 1,1 zwischen dem Chlor (beispielsweise Cl2) enthaltenden Gas und dem B und Cl enthaltenden Gas (beispielsweise BCl3), über einen Zeitraum zwischen 8 und 12 Sekunden. Bevorzugt wird ein Cl2-Fluß zwischen 55 und 65 sccm und ein Fluß von BCl3 zwischen 55 und 65 sccm eingesetzt. Bei allen Ätzschritten gemäß der vorliegenden Erfindung können die Gasflüsse für andere Ätzmaterialien dadurch abgeändert werden, daß die molaren Flußverhältnisse beibehalten werden.The first etching step is carried out under the following conditions: a pressure between 7 and 13 mTorr, a TCP power between 230 and 260 W, an auxiliary energy between 220 and 250 W, with a flow ratio between 0.9 and 1.1 between the chlorine ( for example Cl 2 ) containing gas and the gas containing B and Cl (for example BCl 3 ) over a period of between 8 and 12 seconds. A Cl 2 flow between 55 and 65 sccm and a flow of BCl 3 between 55 and 65 sccm are preferably used. In all of the etching steps in accordance with the present invention, the gas flows for other etching materials can be modified by maintaining the molar flow ratios.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird in einem zweiten Ätzschritt (B) (Hauptmetallätzschritt) die Metallschicht unter Freilegen der ersten Sperrschicht geätzt, um ein zweites Polymer über dem ersten Polymer und der Seitenwand der Metallschicht auszubilden; der zweite Ätzschritt wird durchgeführt unter Verwendung eines B und Cl enthaltenden Gases (beispielsweise BCl3) und eines Cl enthaltenden Gases (beispielsweise HCl oder Cl2).As shown in FIG. 3, in a second etching step (B) (main metal etching step), the metal layer is etched to expose the first barrier layer to form a second polymer over the first polymer and the sidewall of the metal layer; the second etching step is carried out using a gas containing B and Cl (for example BCl 3 ) and a gas containing Cl (for example HCl or Cl 2 ).
Das zweite Polymer besteht vorzugsweise aus einem aluminiumhaltigen Polymer. Polymer ist eine kohlenstoffhaltige Verbindung.The second polymer preferably consists of a aluminum-containing polymer. Polymer is one carbonaceous compound.
Der zweite Ätzschritt wird unter folgenden Bedingungen durchgeführt: einem Druck zwischen 7 und 13 mTorr, einer TCP-Leistung zwischen 230 und 260 W, einer Hilfsleistung zwischen 220 und 250 W, einem Cl2-Fluß zwischen 45 und 55 sccm und einem BCl3-Fluß zwischen 35 und 45 sccm, und einem Stickstofffluß zwischen 3 und 9 sccm, über einen Zeitraum zwischen 45 und 55 Sekunden. The second etching step is carried out under the following conditions: a pressure between 7 and 13 mTorr, a TCP power between 230 and 260 W, an auxiliary power between 220 and 250 W, a Cl 2 flow between 45 and 55 sccm and a BCl 3 - Flow between 35 and 45 sccm, and a nitrogen flow between 3 and 9 sccm, over a period of between 45 and 55 seconds.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird in einem dritten Ätzschritt (C) (Überätzschritt) die erste Sperrschicht 22 geätzt, um eine dritte Polymerschicht 58 über der ersten und zweiten Polymerschicht 50 bzw. 54 auszubilden; der dritte Ätzschritt wird durchgeführt unter Verwendung eines B und Cl enthaltenden Gases (beispielsweise BCl3) sowie eines Cl enthaltenden Gases (beispielsweise HCl oder Cl2).As shown in FIG. 4, in a third etch step (C) (overetch step), the first barrier layer 22 is etched to form a third polymer layer 58 over the first and second polymer layers 50 and 54, respectively; the third etching step is carried out using a gas containing B and Cl (for example BCl 3 ) and a gas containing Cl (for example HCl or Cl 2 ).
Die dritte Polymerschicht besteht aus Ti und Siliziumoxid.The third polymer layer consists of Ti and silicon oxide.
Der dritte Ätzschritt wird vorzugsweise unter folgenden Bedingungen durchgeführt: einem Druck zwischen 7 und 13 mTorr, einer TCP-Leistung zwischen 230 und 260 W, einer Hilfsleistung zwischen 260 und 280 W, einem Fluß des Chlor (beispielsweise Cl2) enthaltenden Gases zwischen 45 und 55 sccm, und einem Fluß des Bor (BCl3) enthaltenden Gases zwischen 45 und 55 sccm, und einem Stickstofffluß zwischen 3 und 9 sccm, über einen Zeitraum zwischen 8 und 12 Sekunden.The third etching step is preferably carried out under the following conditions: a pressure between 7 and 13 mTorr, a TCP power between 230 and 260 W, an auxiliary power between 260 and 280 W, a flow of the gas containing chlorine (for example Cl 2 ) between 45 and 55 sccm, and a flow of boron (BCl 3 ) containing gas between 45 and 55 sccm, and a nitrogen flow between 3 and 9 sccm over a period of between 8 and 12 seconds.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird in einem vierten Ätzschritt (D) (Polymerentfernungsschritt) das erste, zweite und dritte Polymer 50, 54 bzw. 58 entfernt. Der vierte Ätzschritt wird durchgeführt unter Verwendung eines nur Chlor (Cl2) enthaltenden Gases und eines Fluorkohlenstoff enthaltenden Gases (beispielsweise CF4 oder CHF3, CH2F2 und CH3F).As shown in FIG. 5, in a fourth etching step (D) (polymer removal step), the first, second and third polymers 50 , 54 and 58 are removed. The fourth etching step is carried out using a gas containing only chlorine (Cl 2 ) and a gas containing fluorocarbon (for example CF 4 or CHF 3 , CH 2 F 2 and CH 3 F).
Der vierte Ätzschritt wird vorzugsweise unter folgenden Bedingungen durchgeführt: einem Druck zwischen 7 und 13 mTorr, einer TCP-Leistung zwischen 230 und 260 W, einer Hilfsleistung zwischen 260 und 280 W, einem Fluß des Chlor (Cl2) enthaltenden Gases zwischen 45 und 55 sccm, und einem Fluß des Fluorkohlenstoff (CF4) enthaltenden Gases zwischen 11,5 und 13,5 sccm, über einen Zeitraum zwischen 18 und 22 Sekunden.The fourth etching step is preferably carried out under the following conditions: a pressure between 7 and 13 mTorr, a TCP power between 230 and 260 W, an auxiliary power between 260 and 280 W, a flow of the gas containing chlorine (Cl 2 ) between 45 and 55 sccm, and a flow of fluorocarbon (CF 4 ) containing gas between 11.5 and 13.5 sccm over a period of between 18 and 22 seconds.
Es ist wesentlich festzuhalten, daß der erfindungsgemäße Prozeß mit vier Schritten keine Polymerschicht über den Metallschichten ausbildet. Dies steht im Gegensatz zu einigen Prozessen nach dem Stand der Technik, die absichtlich eine Polymerschutzschicht über der Metalleitung und den Seitenwänden unter Verwendung eines fluorhaltigen Gases ausbilden.It is important to note that the invention Four step process no polymer layer over the Forms metal layers. This is in contrast to some State-of-the-art processes that are deliberately a Polymer protective layer over the metal line and Sidewalls using a fluorine-containing gas form.
Der Prozeß mit den vier Ätzschritten wird vorzugsweise in einer Ätzvorrichtung des Typs LAM-TCP (transformatorgekoppeltes Plasma) des Modells 9600 durchgeführt. Die Erfinder haben festgestellt, daß die TCP-Konfiguration unerwartet gut in Bezug auf das Entfernen von Polymer unter Verwendung des erfindungsgemäßen Prozesses arbeitet. Es wird angenommen, daß die TCP-Konfiguration bestimmte Vorteile bietet. Allerdings können auch andere Arten von Ätzvorrichtungen eingesetzt werden.The process with the four etching steps is preferably in an etching device of the LAM-TCP type (transformer coupled plasma) model 9600 carried out. The inventors have found that the TCP configuration unexpectedly good in terms of removal of polymer using the process of the invention is working. It is assumed that the TCP configuration offers certain advantages. However, others can Types of etching devices are used.
Nach dem vierten Schritt wird ein nachfolgender Reinigungsschritt durchgeführt. Nach dem erfindungsgemäßen Prozeß mit vier Schritten wird die Nachreinigung, bei der vorzugsweise ein Bad mit ACT eingesetzt wird, auf etwa 5 Minuten verringert (4 bis 6 Minuten).After the fourth step, a subsequent one Cleaning step carried out. According to the invention The four-step process is the post-cleaning process preferably a bath with ACT is used, to about 5 minutes reduced (4 to 6 minutes).
Ohne den erfindungsgemäßen vierten Schritt muß die Nachreinigung durch Eintauchen in ein Bad von ACT über zumindest 20 Minuten erfolgen. Die drei Schritte gemäß der Erfindung verringern daher signifikant die Nachreinigungszeit, so daß die Nachreinigung nur wahlweise eingesetzt werden muß. Im Gegensatz hierzu erforderten die bisherigen Prozesse zumindest eine 20-minütige Nachreinigung, und wurden die Polymere nicht ausreichend entfernt, was zu Verlusten in Bezug auf die Ausbeute führte.Without the fourth step according to the invention, the Subsequent cleaning by immersion in an ACT bath at least 20 minutes. The three steps according to the Invention therefore significantly reduce the Post-cleaning time, so that post-cleaning is only optional must be used. In contrast, the required previous processes at least a 20-minute post-cleaning, and the polymers were not removed sufficiently, resulting in Losses in terms of yield resulted.
Die folgenden, nicht einschränkenden Beispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen dar, die sich der Erfinder zur Umsetzung seiner Erfindung in die Praxis überlegt hat, und sollen auch die Ergebnisse erläutern, die durch Einsatz der Erfindung erzielt werden.Provide the following non-limiting examples preferred embodiments, which the inventor Has put his invention into practice, and should also explain the results obtained by using the Invention can be achieved.
Der nachstehende Prozeß wurde dazu eingesetzt, erfolgreich ein Muster auszubilden, und Seitenwandpolymer von der Struktur zu entfernen, die in den Fig. 1 bis 5 gezeigt ist.The following process was used to successfully pattern and remove sidewall polymer from the structure shown in Figs. 1-5 .
Schritt 1 (Durchbruchschritt) Fig. 2: 10 Sekunden/10 mT/250 W (TCP-Leistung)/230 (Hilfsleistung)/60 sccm Cl/60 sccm BCl3.Step 1 (breakthrough step) Fig. 2: 10 seconds / 10 mT / 250 W (TCP power) / 230 (auxiliary power) / 60 sccm Cl / 60 sccm BCl 3 .
Schritt 2 (Metallätzschritt) Fig. 3: 50 Sekunden (EPD)/10 mT/250 W (TCP-Leistung)/230 (Hilfsleistung)/50 sccm Cl2/40 sccm BCl3/6 sccm N2/(Einsatz einer Endpunktfeststellung (EPD) zum Stoppen des Ätzschrittes).Step 2 (metal etching step) Fig. 3: 50 seconds (EPD) / 10 mT / 250 W (TCP power) / 230 (auxiliary power) / 50 sccm Cl 2/40 sccm of BCl 3/6 sccm N 2 / (using an end-point determination (EPD) to stop the etching step).
Schritt 3 (Überätzungsschritt) Fig. 4: 10 Sekunden/10 mT/250 W (ICP-Leistung)/270 (Hilfsleistung)/50 sccm Cl2/50 sccm BCl3/6 sccm N2. Step 3 (Überätzungsschritt) Fig. 4: 10 seconds / 10 mT / 250 W (ICP power) / 270 (auxiliary power) / 50 sccm Cl 2/50 sccm BCl 3/6 sccm N 2.
Schritt 4 (Polymerentfernungsschritt) Fig. 5: 20 Sekunden/10 mT/250 W (TCP-Leistung)/270 (Hilfsleistung)/50 sccm Cl2/125 sccm CF4.Step 4 (polymer removal step) FIG. 5: 20 seconds / 10 mT / 250 W (TCP power) / 270 (auxiliary power) / 50 sccm Cl 2/125 sccm CF 4.
Der Ätzprozeß wurde in-situ in einer Ätzvorrichtung des Modells LAM TCP durchgeführt. Die Prozeßparameter können mit einer Abweichung von plus-minus 10% eingesetzt werden.The etching process was carried out in-situ in an etching device Model LAM TCP performed. The process parameters can with a deviation of plus-minus 10% can be used.
In Bezug auf die Fig. 1 bis 5 ist bei diesem Beispiel:
Schicht 16 Oxid, Schicht 22 Ti, Schicht 28 eine Al-Legierung,
Schicht 4 TiN, Schicht 40 TiN, und Schicht 46 ein positiver
DUV-Photolack (welcher Novalak-Harze enthält).In this example, with reference to FIGS. 1 to 5:
Layer 16 oxide, layer 22 Ti, layer 28 an Al alloy, layer 4 TiN, layer 40 TiN, and layer 46 a positive DUV photoresist (which contains Novalak resins).
Die erfindungsgemäßen Ätzprozesse entfernen das Polymer auf den Seitenwänden von Metalleitungen. Der wesentliche vierte Schritt entfernt das Seitenwandpolymer. Insbesondere zeigt der erfindungsgemäße Prozeß mit vier Schritten unerwartete Ergebnisse bei einer bestimmten Struktur gemäß der Erfindung (wenn beispielsweise die Schicht 16 Oxid ist, die Schicht 22 Ti, die Schicht 28 eine Al-Legierung, die Schicht 34 Ti, die Schicht 40 TiN, und die Schicht 46 ein positiver Photolack). Es wird angenommen, daß der Schritt (4), mit einer Mischung aus Cl2 und CF4, eine unerwartet gute Ätzung für die spezifischen drei Polymerschichten 50, 54, 58 zur Verfügung stellt, die durch die exakten Gaszusammensetzungen der Ätzschritte 1 bis 3 erzeugt werden, und die exakten chemischen Zusammensetzungen der Schichten.The etching processes according to the invention remove the polymer on the side walls of metal lines. The essential fourth step removes the sidewall polymer. In particular, the four step process of the invention shows unexpected results for a particular structure according to the invention (for example if layer 16 is oxide, layer 22 Ti, layer 28 an Al alloy, layer 34 Ti, layer 40 TiN, and layer 46 is a positive photoresist). Step (4), with a mixture of Cl 2 and CF 4 , is believed to provide an unexpectedly good etch for the specific three polymer layers 50 , 54 , 58 created by the exact gas compositions of the etch steps 1-3 and the exact chemical composition of the layers.
Es ist wesentlich festzuhalten, daß die erfindungsgemäße Ätzung in vier Schritten keine Polymerschicht über den Metallschichten ausbildet. Dies steht im Gegensatz zu einigen Prozessen nach dem Stand der Technik, die absichtlich eine Polymerschutzschicht über der Metalleitung und den Seitenwänden ausbilden, unter Verwendung eines fluorhaltigen Gases.It is important to note that the invention Etching in four steps no polymer layer over the Forms metal layers. This is in contrast to some State-of-the-art processes that are deliberately a Polymer protective layer over the metal line and Form sidewalls using a fluorine-containing one Gas.
Als Einleitung zur detaillierten Beschreibung sollte festgehalten werden, daß in der Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen die Verwendung des Singulars auch den entsprechenden Plural umfaßt, es sei denn, aus dem Zusammenhang ginge ausdrücklich etwas anderes hervor. So umfaßt beispielsweise der Begriff "ein Halbleiter" verschiedene, unterschiedliche Materialien, von denen bekannt ist, daß sie sich wie ein Halbleiter verhalten, und umfaßt die Bezugnahme auf ein "Plasma" ein Gas oder Gasreaktanden, die durch eine Radiofrequenz- oder RF-Glimmentladung aktiviert werden. Der Begriff "Aluminium" umfaßt Legierungen von Aluminium jener Arten, wie sie typischerweise in der Halbleiterindustrie eingesetzt werden. Derartige Legierungen umfassen Aluminium-Kupferlegierungen, und Aluminium-Kupfer-Si liziumlegierungen, als Beispiele. Die voranstehend geschilderten, bevorzugten Ausführungsformen betrafen Aluminium mit etwa 0,5% Kupfer.As an introduction to the detailed description should be noted that in the description and the attached claims the use of the singular also includes the corresponding plural, unless from the Context would expressly indicate something else. So includes, for example, the term "a semiconductor" different, different materials, of which known is that they behave like a semiconductor and include reference to a "plasma" a gas or gas reactant, by a radio frequency or RF glow discharge to be activated. The term "aluminum" includes alloys of aluminum of the types typically found in the Semiconductor industry are used. Alloys of this type include aluminum-copper alloys, and aluminum-copper-Si silicon alloys, as examples. The above described preferred embodiments concerned Aluminum with about 0.5% copper.
Voranstehend wurden zahlreiche, spezifische Einzelheiten angeführt, beispielsweise Flußraten, Druckeinstellungen, Dicken, usw., um ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erreichen. Allerdings wissen Fachleute, daß die vorliegende Erfindung ohne diese Einzelheiten in die Praxis umgesetzt werden kann. Andererseits wurden wohlbekannte Prozesse nicht im einzelnen beschrieben, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht unnötig zu erschweren. Darüber hinaus können die in der Beschreibung angegebenen Flußraten herauf- oder herunterskaliert werden, wobei die gleichen Mol-% oder Verhältnisse beibehalten werden, zur Anpassung an Reaktoren mit unterschiedlichen Abmessungen, wie dies Fachleuten bekannt ist. Weiterhin wurde zwar die vorliegende Erfindung in Bezug auf bestimmte Isoliermaterialien, leitende Materialien und Einrichtungen zum Ablagern und Ätzen dieser Materialien beschrieben, jedoch ist sie auf diese bestimmten Materialien oder Einrichtungen nicht beschränkt, sondern höchstens durch deren bestimmte Eigenschaften, beispielsweise winkeltreu oder nicht winkeltreu, und deren Möglichkeiten, beispielsweise Ablagerung und Ätzung, und können auch andere Materialien und Einrichtungen eingesetzt werden, wie dies Fachleuten auf dem Gebiet der Mikroelektronik nach Kenntnis der vorliegenden Erfindung deutlich werden wird.Above have been numerous, specific details cited, for example flow rates, pressure settings, Thicknesses, etc., to better understand the present Achieve invention. However, experts know that the put this invention into practice without these details can be implemented. On the other hand, they became well known Processes are not described in detail for understanding not unnecessarily complicate the present invention. In addition, those specified in the description Flow rates are scaled up or down, with the same mol% or ratios are maintained for Adaptation to reactors with different dimensions, such as this is known to experts. Furthermore, the present invention in relation to certain Insulating materials, conductive materials and facilities described for depositing and etching these materials, however is she on those particular materials or facilities not limited, but at most by their specific one Properties, for example, true to the angle or not angular, and their possibilities, for example Deposition and etching, and can use other materials and Facilities are used, as is done by experts on the Field of microelectronics to the knowledge of the present Invention will be apparent.
Zwar wurde die Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, jedoch wissen Fachleute, daß sich verschiedene Änderungen in Bezug auf die Form und die Einzelheiten vornehmen lassen, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen. Wesen und Umfang der Erfindung ergeben sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen, und sollen auch verschiedene Abänderungen, ähnliche Anordnungen und Vorgehensweisen umfassen, und sollen von den beigefügten Patentansprüchen umfaßt sein.While the invention has been made particularly with reference to FIG described their preferred embodiments, but know Specialists that there are various changes related to the Let the form and the details be made without the essence and scope of the invention. Nature and scope of Invention arise from the entirety of the present Registration documents, and should also include various changes, similar arrangements and procedures include, and are intended to be encompassed by the appended claims.
Claims (16)
- a) Bereitstellung einer Halbleiterstruktur und einer darüberliegenden dielektrischen Schicht; Bereitstellung einer ersten Sperrschicht, einer Metallschicht, und einer zweiten Sperrschicht über der dielektrischen Schicht;
- b) Bereitstellung eines Abdecklackmusters über der zweiten Sperrschicht;
- c) Durchführung eines Ätzprozesses mit vier Schritten
hintereinander in derselben Ätzkammer, wobei
- 1. in einem ersten Schritt (A) durch die zweite Sperrschicht hindurchgeätzt wird, unter Verwendung eines B und Cl enthaltenden Gases sowie eines Cl enthaltenden Gases mittels reaktiver Ionenätzung zur Ausbildung einer ersten Polymerschicht über der Seitenwand der zweiten Sperrschicht;
- 2. in einem zweiten Ätzschritt (B) die Metallschicht geätzt wird, zum Freilegen der ersten Sperrschicht, und zur Ausbildung eines zweiten Polymers über dem ersten Polymer und der Seitenwand der Metallschicht; wobei der zweite Ätzschritt unter Verwendung eines B und Cl enthaltenden Gases sowie eines Cl enthaltenden Gases durchgeführt wird;
- 3. in einem dritten Ätzschritt (C) die erste Sperrschicht geätzt wird, um eine dritte Polymerschicht über der ersten und der zweiten Polymerschicht auszubilden, und der dritte Ätzschritt unter Verwendung eines B und Cl enthaltenden Gases sowie eines Cl enthaltenden Gases durchgeführt wird;
- 4. in einem vierten Ätzschritt (D) das erste, das zweite und das dritte Polymer entfernt wird, und der vierte Ätzschritt unter Verwendung eines nur Chlor enthaltenden Gases und eines Fluorkohlenstoff enthaltenden Gases durchgeführt wird.
- a) provision of a semiconductor structure and an overlying dielectric layer; Providing a first barrier layer, a metal layer, and a second barrier layer over the dielectric layer;
- b) providing a resist pattern over the second barrier layer;
- c) performing an etching process with four steps in a row in the same etching chamber, wherein
- 1. is etched through the second barrier layer in a first step (A) using a gas containing B and Cl and a gas containing Cl by means of reactive ion etching to form a first polymer layer over the side wall of the second barrier layer;
- 2. in a second etching step (B) the metal layer is etched to expose the first barrier layer and to form a second polymer over the first polymer and the sidewall of the metal layer; wherein the second etching step is carried out using a gas containing B and Cl and a gas containing Cl;
- 3. in a third etch step (C), the first barrier layer is etched to form a third polymer layer over the first and second polymer layers, and the third etch step is performed using a gas containing B and Cl and a gas containing Cl;
- 4. In a fourth etching step (D), the first, the second and the third polymer are removed, and the fourth etching step is carried out using a gas containing only chlorine and a gas containing fluorocarbon.
- a) Bereitstellung einer Halbleiterstruktur und einer
darüberliegenden dielektrischen Schicht, sowie
Bereitstellung einer ersten Sperrschicht, einer
Metallschicht, und einer zweiten Sperrschicht über
der dielektrischen Schicht;
- 1. wobei die erste Sperrschicht aus Ti besteht, und eine Dicke von etwa 70 bis 130 Å aufweist;
- 2. die Metallschicht aus einer Al-Legierung besteht, und eine Dicke von etwa 2100 bis 2700 Å aufweist;
- 3. die zweite Sperrschicht aus einer unteren Ti-Schicht und einer oberen TiN-Schicht besteht, die untere Ti-Schicht eine Dicke von etwa 45 bis 55 Å aufweist, und die obere TiN-Schicht eine Dicke von etwa 360 bis 440 Å aufweist;
- b) Bereitstellung eines Abdecklackmusters über der zweiten Sperrschicht, wobei das Abdecklackmuster aus einem für tiefes Ultraviolett (DUV) empfindlichen Abdecklack besteht, welcher Novalak-Harze enthält;
- c) Durchführung eines Ätzprozesses mit vier Schritten
hintereinander in derselben Ätzkammer, wobei
- 1. in einem ersten Ätzschritt (A) durch die zweite
Sperrschicht geätzt wird, unter Verwendung eines
B und Cl enthaltenden Gases und eines Cl
enthaltenden Gases mittels reaktiver Ionenätzung
zur Ausbildung einer ersten Polymerschicht über
der Seitenwand der zweiten Sperrschicht;
- 1. die erste Polymerschicht aus einem Ti und TiN enthaltenden Polymer besteht;
- 2. der erste Ätzschritt unter folgenden Bedingungen durchgeführt wird: einem Druck zwischen 7 und 13 mTorr, einer TCP-Leistung zwischen 230 und 260 W, einer Hilfsleistung zwischen 220 und 250 W, einem Cl2-Fluß zwischen 55 und 65 sccm, und einem BCl3-Fluß zwischen 55 und 65 sccm, über einen Zeitraum zwischen 8 und 12 Sekunden;
- 2. in einem zweiten Ätzschritt (B) die Metallschicht
geätzt wird, wobei die erste Sperrschicht
freigelegt wird, um ein zweites Polymer über dem
ersten Polymer und der Seitenwand der
Metallschicht auszubilden, und der zweite
Ätzschritt unter Verwendung eines B und Cl
enthaltenden Gases und eines Cl enthaltenden
Gases durchgeführt wird;
- 1. das zweite Polymer aus einem Al enthaltenden Polymer besteht;
- 2. der zweite Ätzschritt unter folgenden Bedingungen durchgeführt wird: einem Druck zwischen 7 und 13 mTorr, einer TCP-Leistung zwischen 230 und 260 W, einer Hilfsleistung zwischen 220 und 250 W, einem Cl2-Fluß zwischen 45 und 55 sccm, und einem BCl3-Fluß zwischen 35 und 45 sccm, und einem Stickstofffluß zwischen 3 und 9 sccm, über einen Zeitraum zwischen 45 und 55 Sekunden;
- 3. in einem dritten Ätzschritt (C) die erste
Sperrschicht geätzt wird, um eine dritte
Polymerschicht über der ersten und der zweiten
Polymerschicht auszubilden, und der dritte
Ätzschritt unter Verwendung eines B und Cl
enthaltenden Gases und eines Cl enthaltenden
Gases durchgeführt wird;
- 1. das dritte Polymer aus einem Ti und Siliziumoxid enthaltenden Polymer besteht;
- 2. der dritte Ätzschritt unter folgenden Bedingungen durchgeführt wird: einem Druck zwischen 7 und 13 mTorr, einer TCP-Leistung zwischen 230 und 260 W, einer Hilfsleistung zwischen 260 und 280 W, einem Cl2-Fluß zwischen 45 und 55 sccm, einem BCl3-Fluß zwischen 45 und 55 sccm, und einem Stickstofffluß zwischen 3 und 9 sccm, über einen Zeitraum zwischen 8 und 12 Sekunden;
- 4. in einem vierten Ätzschritt (D) das erste, das
zweite und das dritte Polymer entfernt wird, und
der vierte Ätzschritt nur unter Verwendung von
Cl2-Gas und CF4-Gas durchgeführt wird;
- 1. der vierte Ätzschritt unter folgenden Bedingungen durchgeführt wird: einem Druck zwischen 7 und 13 mTorr, einer TCP-Leistung zwischen 230 und 260 W, einer Hilfsleistung zwischen 260 und 280 W, einem Cl2-Fluß zwischen 45 und 55 sccm, und einem CF4-Fluß zwischen 115 und 135 sccm, über einen Zeitraum zwischen 18 und 22 Sekunden.
- 1. in einem ersten Ätzschritt (A) durch die zweite
Sperrschicht geätzt wird, unter Verwendung eines
B und Cl enthaltenden Gases und eines Cl
enthaltenden Gases mittels reaktiver Ionenätzung
zur Ausbildung einer ersten Polymerschicht über
der Seitenwand der zweiten Sperrschicht;
- a) provision of a semiconductor structure and an overlying dielectric layer, and provision of a first barrier layer, a metal layer, and a second barrier layer over the dielectric layer;
- 1. wherein the first barrier layer is made of Ti and has a thickness of about 70 to 130 Å;
- 2. the metal layer is made of an Al alloy and has a thickness of about 2100 to 2700 Å;
- 3. The second barrier layer consists of a lower Ti layer and an upper TiN layer, the lower Ti layer has a thickness of approximately 45 to 55 Å, and the upper TiN layer has a thickness of approximately 360 to 440 Å;
- b) providing a resist pattern over the second barrier layer, the resist pattern consisting of a deep ultraviolet (DUV) sensitive resist containing Novalak resins;
- c) performing an etching process with four steps in a row in the same etching chamber, wherein
- 1. is etched through the second barrier layer in a first etching step (A) using a gas containing B and Cl and a gas containing Cl by means of reactive ion etching to form a first polymer layer over the side wall of the second barrier layer;
- 1. the first polymer layer consists of a polymer containing Ti and TiN;
- 2. the first etching step is carried out under the following conditions: a pressure between 7 and 13 mTorr, a TCP power between 230 and 260 W, an auxiliary power between 220 and 250 W, a Cl 2 flow between 55 and 65 sccm, and one BCl 3 flow between 55 and 65 sccm over a period between 8 and 12 seconds;
- 2. In a second etch step (B), the metal layer is etched, exposing the first barrier layer to form a second polymer over the first polymer and the sidewall of the metal layer, and the second etch step using a gas containing B and Cl and one Cl containing gas is carried out;
- 1. the second polymer consists of an Al-containing polymer;
- 2. the second etching step is carried out under the following conditions: a pressure between 7 and 13 mTorr, a TCP power between 230 and 260 W, an auxiliary power between 220 and 250 W, a Cl 2 flow between 45 and 55 sccm, and one BCl 3 flow between 35 and 45 sccm, and a nitrogen flow between 3 and 9 sccm, over a period between 45 and 55 seconds;
- 3. in a third etching step (C), the first barrier layer is etched to form a third polymer layer over the first and second polymer layers, and the third etching step is performed using a gas containing B and Cl and a gas containing Cl;
- 1. the third polymer consists of a polymer containing Ti and silicon oxide;
- 2. the third etching step is carried out under the following conditions: a pressure between 7 and 13 mTorr, a TCP power between 230 and 260 W, an auxiliary power between 260 and 280 W, a Cl 2 flow between 45 and 55 sccm, a BCl 3 flow between 45 and 55 sccm, and a nitrogen flow between 3 and 9 sccm, over a period between 8 and 12 seconds;
- 4. in a fourth etching step (D), the first, the second and the third polymer are removed, and the fourth etching step is carried out using only Cl 2 gas and CF 4 gas;
- 1. the fourth etching step is carried out under the following conditions: a pressure between 7 and 13 mTorr, a TCP power between 230 and 260 W, an auxiliary power between 260 and 280 W, a Cl 2 flow between 45 and 55 sccm, and one CF 4 flow between 115 and 135 sccm over a period between 18 and 22 seconds.
- 1. is etched through the second barrier layer in a first etching step (A) using a gas containing B and Cl and a gas containing Cl by means of reactive ion etching to form a first polymer layer over the side wall of the second barrier layer;
- a) Bereitstellung einer Halbleiterstruktur und einer darüberliegenden, dielektrischen Schicht, und Bereitstellung einer Metallschicht und eines darüberliegenden Abdecklackmusters über der dielektrischen Schicht;
- b) Durchführung eines Ätzprozesses in zumindest zwei
Schritten hintereinander in derselben Ätzkammer,
wobei:
- 1. in einem ersten Ätzschritt die Metallschicht geätzt wird, um eine Polymerschicht und die Seitenwand der Metallschicht auszubilden, und der erste Ätzschritt unter Verwendung eines B und Cl enthaltenden Gases und eines Cl enthaltenden Gases durchgeführt wird; und
- 2. in einem Polymerentfernungsätzschritt die Polymerschicht entfernt wird, und der Polymerentfernungsätzschritt unter Verwendung nur eines Chlor enthaltenden Gases und eines Fluorkohlenstoff enthaltenden Gases durchgeführt wird.
- a) providing a semiconductor structure and an overlying dielectric layer, and providing a metal layer and an overlying resist pattern over the dielectric layer;
- b) performing an etching process in at least two steps in succession in the same etching chamber, wherein:
- 1. in a first etching step, the metal layer is etched to form a polymer layer and the sidewall of the metal layer, and the first etching step is carried out using a gas containing B and Cl and a gas containing Cl; and
- 2. In a polymer removal etching step, the polymer layer is removed, and the polymer removal etching step is carried out using only a gas containing chlorine and a gas containing fluorocarbon.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2000150045 DE10050045A1 (en) | 2000-10-10 | 2000-10-10 | In-situ structurization and cleaning of metal wiring of semiconductor, used for producing device, integrated circuit or connection between them, uses 3-stage reactive ionic etching and fourth etching stage to remove polymer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2000150045 DE10050045A1 (en) | 2000-10-10 | 2000-10-10 | In-situ structurization and cleaning of metal wiring of semiconductor, used for producing device, integrated circuit or connection between them, uses 3-stage reactive ionic etching and fourth etching stage to remove polymer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10050045A1 true DE10050045A1 (en) | 2002-04-11 |
Family
ID=7659211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2000150045 Withdrawn DE10050045A1 (en) | 2000-10-10 | 2000-10-10 | In-situ structurization and cleaning of metal wiring of semiconductor, used for producing device, integrated circuit or connection between them, uses 3-stage reactive ionic etching and fourth etching stage to remove polymer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10050045A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004022402A1 (en) * | 2004-05-06 | 2005-12-15 | Infineon Technologies Ag | Dry etching of layer sequence, for anisotropic etching of aluminum-containing substrates, by etching fourth layer in plasma comprising halogen-containing gas, and third layer in plasma comprising halogen- and nitrogen-containing gases |
| FR3142034A1 (en) * | 2022-11-14 | 2024-05-17 | Stmicroelectronics International N.V. | Process for manufacturing a capacitor |
-
2000
- 2000-10-10 DE DE2000150045 patent/DE10050045A1/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004022402A1 (en) * | 2004-05-06 | 2005-12-15 | Infineon Technologies Ag | Dry etching of layer sequence, for anisotropic etching of aluminum-containing substrates, by etching fourth layer in plasma comprising halogen-containing gas, and third layer in plasma comprising halogen- and nitrogen-containing gases |
| DE102004022402B4 (en) * | 2004-05-06 | 2007-03-15 | Infineon Technologies Ag | Process for the anisotropic etching of aluminum-containing substrates |
| FR3142034A1 (en) * | 2022-11-14 | 2024-05-17 | Stmicroelectronics International N.V. | Process for manufacturing a capacitor |
| EP4383292A1 (en) * | 2022-11-14 | 2024-06-12 | STMicroelectronics International N.V. | Method for manufacturing capacitor |
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