[发明专利]一种去除金属绝缘层金属结构的侧壁聚合物的方法

说明书

技术领域

本发明属于集成电路制造领域，具体涉及一种去除金属绝缘层金属 (Metal-Insulator-Metal，MIM)结构的金属层的侧壁聚合物的方法。

背景技术

钽(Ta)或氮化钽(TaN)可用于金属绝缘层金属电容的电极。典型的 MIM结构如图1所示。所述结构包括由钽(Ta)或氮化钽(TaN)组成的第 一金属层3、绝缘层4、由铝或铜组成的第二金属层5。此外，光阻剂(Photo resist)1、底部抗反射涂层(BARC，Bottom Anti-Reflective Coating)2用 于形成所述MIM结构。光阻剂1用于将设计好的集成电路布图，经过光罩 (Mask)，投影在晶圆上而成像。底部抗反射涂层2由氮氧化硅(SiON) 组成，涂覆于光阻剂1的底部，以减少底部光的反射，并起一定的绝缘作用。 第一金属层3由钽(Ta)或氮化钽(TaN)组成，作为MIM电容的上极板。 绝缘层4由掺杂二氧化硅(SiO₂)组成，用于金属层间的隔离。第二金属层 5作为MIM电容的下极板。

在干法刻蚀生成钽或氮化钽金属层3后，在第一金属层3的侧壁 (Sidewall)上将生成较多的无用的聚合物(Polymer)，俗称“兔耳” (Rabbit ear)。该聚合物为刻蚀生成第一金属层3的金属附属物。由于 干法刻蚀采用氯气(Cl₂)作为刻蚀气体，故聚合物为钽元素和氯元素 结合的副产物。图2是侧壁有聚合物的结构示意图。如图2所示，在第 一金属层3刻蚀完成后，光阻剂1将被去除，底部抗反射涂层2及第 一金属层3的两侧将会生成聚合物6。在后续的湿法清洗(Wet Clean) 中，该聚合物6无法被清除。而该聚合物6的存在将必然影响后续的金 属沉积表面的均匀性，从而降低集成电路器件的成品率和可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明所解决的技术问题在于提供一种去除金属绝缘层金属 结构的金属层的侧壁聚合物的方法，能有效去除该聚合物，从而提高集成电 路器件的成品率和可靠性。

本发明的技术方案如下：

一种去除金属绝缘层金属结构的侧壁聚合物的方法，在干法刻蚀生成钽 或氮化钽组成的第一金属层后，在干法刻蚀的反应腔体内，用CF₄气体对第 一金属层进行表面干法刻蚀处理。

较佳地，所述CF₄气体的流速为80sccm～120sccm，所述表面干法刻 蚀处理的时间为15～30秒；所述反应腔体内的能量为100～250瓦；所述反 应腔体内的压力为7～10毫托。

进一步地，所述能量由刻蚀机的RF发生器提供。

进一步地，所述压力由刻蚀机的机械泵及压力控制器调节。

进一步地，所述聚合物由钽元素和氯元素结合的副产物组成。

进一步地，所述金属绝缘层金属结构包括由钽或氮化钽组成的第一金属 层、绝缘层、第二金属层，所述绝缘层位于第一金属层和第二金属层之间。

进一步地，所述第二金属层由铝或铜组成。

进一步地，所述绝缘层由掺杂二氧化硅组成。

本发明的有益效果在于：本发明的方法在刻蚀生成第一金属层3后，通 入CF₄气体对第一金属层3进行表面处理(Flush)，能有效去除侧壁聚合物， 使后续的金属沉积表面更加均匀，减少空穴，从而可极大地提高器件的成品 率和可靠性。

附图说明

图1是典型的金属绝缘层金属的结构示意图；

图2是不采用本发明的方法侧壁有聚合物的结构示意图；

图3是采用本发明的方法后侧壁无聚合物的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

CF₄气体是集成电路领域中最广泛使用的等离子蚀刻气体，可应用 于硅、二氧化硅、氮化硅，磷硅玻璃及钨等薄膜材料的蚀刻以及电子器 件的表面清洗、处理等。由于聚合物的成分为钽的副产物，而CF₄气体能 有效去除钽元素和氯元素结合的副产物Ta_xCl_y。因此，在干法刻蚀生成 钽或氮化钽组成的第一金属层3后，在干法刻蚀的反应腔体内，用CF₄气体对第一金属层3进行表面处理以去除多余的聚合物。