TWI323295B - Method for etching metal - Google Patents
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Description
九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種半導體製程方法，特別是有關於一 種金屬蝕刻之半導體製程方法。 【先前技術】 隨著工業技術之發展，半導體製程之空間尺度亦逐漸 縮小，以因應日漸複雜之超大型積體電路(Ukra Large Scale Integration (ULSI))的需求。微影技術的解析度限定 了半導體元件的最顿寬，*光阻層的厚度會影響所需圖 案的解析n光阻層的深寬比過大，曝光時可能會因為 某些光學效應’如干料，而嚴重影響_的解析度。因 此’隨著製姉界尺寸的減小’雜的厚度也需跟著下降。 然而，在金屬時，由於光阻與金屬之間的侧選 擇比很小(-般約為L6)’因此需要具有足夠厚度的光阻 才足以抵擋蝕刻劑的蝕刻。 因此，需要提供-種金屬侧方法，以降低在侧金 屬時所需的光阻層厚度。 【發明内容】 鑑於先則技#!"所存在的問題，本發明提供了一種金屬 钱刻方法，可降低所需光阻層的厚度。
4NTC/06022TW : 93156TW 根據本發明之-方面，金屬餘刻方法 提供-基板；形成-金朗於基板之上；形成j下7: 於金屬層之上;圖案化氧化銘層 呂層 為罩幕，蝕刻金屬層。 口茶化虱化鋁層 根據本發明之另一方面，圖案化負 含下列步驟:形成-先阻層於氧化銘層之上:二= 化光阻層；以及嗎化先阻層為罩幕= 根據本發明之又—方面，金屬層為喊銅且其厚产介 於7000A至10000A '氧化紹層的厚度介於3〇〇入又至 700A、及光阻層的厚度小於12〇〇 a。 本發明之其他方面’部分將在後續說明中陳述，而部 分可由說明中輕易得知，或可由本發明之實施而得知。本 發明之各；ίτ ©將可利用後附之㈣專利範圍巾所特別指 出之元件及組合而理解並達成。需了解，先述的一般說明 及下列詳細說明均僅作舉例之用，並非用以限制本發明。 【實施方式】 本發明提供一種金屬蝕刻方法，可有效地減少所需的 光阻厚度。為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照 下列描述並配合圖1至圖3之圖式。然以下實施例中所述 4NTC/06022TW ： 93I56TW 6 之農置、元件及方法步驟’僅用以說明本發明，並非用以 限制本發明的範圍。 ▲於本發明之方法巾建立在基材上之各層物質，可以經 由熟習本項技藝者所知悉之方法來執行，例如沉積法 (deposition)，化學氣相沉積法(ehemiealdep〇siti〇n) 或原子層沉積法(atomic layer deposition (ALDX)。 參考圖1 ’本發明方法包含提供一基材1〇〇，其可使 用任何合適的半導體基材或習知的石夕晶圓、或是在積體電 路製作過程中任何需要進行金屬侧的適宜基材。然後， 形成一緩衝層110於基材100上，緩衝層11〇的材料可例 如但不限於鈦，厚度約為4GGA。接著，形成—金屬層12〇 於緩衝層110上。金屬層120的材料可例如為銘或銅，但 不以此為限，其厚度可依後續製程的設計需求而決定。在 本發明一實施例中，金屬層12〇的厚度為約7〇〇〇 Α至約 10000 A，較佳為8500 Α。之後，形成一阻障層13〇於金 屬層120上’此阻障層130係由一般習知技藝者所知之方 法’儿積鈦層、氮化鈦層或鈦及氮化欽的複合層於金屬層 120上，其中氮化鈦層約為4〇〇A，而鈦層約為5〇入。需 注意的是，阻障層130雖舉例為鈦、氮化鈦或其組合物而 但疋對於阻卩早層130材料的選用，可視不同需求而選擇不 同的材料。再者，鈦、氮化鈦或鈦/氮化鈦可以錢錢或沉 積的方式形成，亦可採用氮化步騾將鈦層轉變以形成氮化
4NTC/06022TW ： 93I56TW 1323295 鈦層。接著，沉積一氧化鋁(八12〇3)層14〇作為硬式遮罩， 其厚度為約300 A至700 A，較佳為500 A。然後，塗 佈一光阻層150於氧化链層140之上，其中光阻層150 的厚度一般小於1200 A。 接著，參考圖2，利用曝光顯影等圖案轉移技術來圖 案化光阻層150，以定義出所欲儀刻的區域。之後，以圖 案化光阻層150為罩幕，蝕刻氧化鋁層14〇，以將光阻層 150的圖案轉移至氧化鋁層14〇β在此需注意，在轉移光 阻層150圖案至氧化銘層mo時，光阻層15〇可能同時會 被去除或減損。接著，參考圖3，_餘的光阻層15〇及 圖案化後的氧化鋁層作為罩幕，依序蝕刻阻障層13〇、金 屬層120、及緩衝層ιω。 在本發明一實施例中，金屬層120及緩衝層110之勒 刻方式為乾蝕刻，蝕刻氣體可例如為CHF3& c]2。由於 ^屬（如銘或銅)與Al2〇3之間的侧選擇比很高（約為 )命因此選用八丨2〇3作為金屬蝕刻的硬式遮罩其厚度 L需ί太厚，而聽可以減少光阻厚度，提高曝光顯影的 斤又。此外，Α12〇3與金屬之間也具有良好的黏著度， 因此不會增加製程上發生失誤的風險。 上述之實施例係用以描述本發明，然本發明 構仍可有未麟本發明本質之修改與·。因此，本發明口
WTC/06022TW : 93I56TW 8 1323295 並不限於以上特定實施例的描述，本發明的申請專利範圍 係欲包含所有此類修改與變化，以能真正符合本發明之精 神與範圍。 【圖式簡單說明】 圖1至圖3揭示根據本發明方法以製造一溝渠結構的 流程剖面圖。 • 【主要元件符號說明】 100 基材 110 緩衝層 120 金屬層 130 阻障層 140 氧化鋁層 150 光阻層
4NTC/06022TW ： 93156TW
Claims (1)
- ： 95148369 咖月17每麟是靜趨頁丨 十、申請專利範圍： I—種金屬蝕刻方法，包含以下步驟： 提供一基板； 形成一金屬層於該基板之上； 形成一乳化链層於該金屬層之上； 圖案化該氧化鋁層；以及以該圖案化氧她層為罩幕，使用—_雜刻該金屬 其中紐刻劑對該金屬層之—餘刻速率高於對該圖案 1匕氧化鋁層之一蝕刻速率。 人月求項1所述之方法’其中圖案化該氧化銘層的步驟包 3 · 形成一光阻層於該氧化鋁層之上； 以-曝光顯影製程圖案化該光阻層；以及 以該圖案化級層為罩幕，_該氧化铭層。 3_如凊求項丨所述之方法，其中該金屬層為結或銅。 4.如凊求項1所述之方法，其中該氧化崎的厚度介於虛 其中該金屬層的厚度介於7〇〇〇A 5.如請求項1所述之方法， 至 10000Λ。 4NTC/06022TW : 93156TW 1323295 案號：95148369 98年3月17曰修正-替換頁 6. 如請求項1所述之方法，更包含以下步驟： 形成一鈦層於該金屬層之上丨以及 形成一氮化鈦層於該鈦層之上。 7. 如請求項1所述之方法，其中該光阻層的厚度小於1200 A。 φ 8.如請求項1所述之方法，其中該蝕刻劑為含有CHF3及Cl2 _ 之一氣體，且钱刻該金屬層之步驟係一乾式餘刻。 4NTC/06022TW ： 93156TW 11
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