[发明专利]厚铝刻蚀方法

说明书

本发明涉及一种厚铝刻蚀方法，包括：在晶片上形成金属互连结构，金属互连结构包括依次设置于晶片上的第一缓冲层、厚铝层、第二缓冲层，第二缓冲层上形成有光刻胶层；图形化光刻胶层，并根据光刻胶层的图形刻蚀第二缓冲层；刻蚀第一比例厚度的厚铝层，刻蚀气体为氮气、氯气和三氯化硼；保持腔体压力不变，降低氮气和三氯化硼的流量，并刻蚀剩余的第二比例厚度的厚铝层以及第一缓冲层。通过综合控制腔体压力、反应气体种类及流量等参数，降低反应气体对光刻胶的刻蚀速率，最终使得厚铝层对光刻胶层的选择比达到3～3.5。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种厚铝刻蚀方法。

背景技术

在半导体器件中，铝是最普遍的互连金属材料。在形成半导体器件的金属互连线时，需采用刻蚀技术刻蚀铝，形成连接线。通常，为了保证连接线的线条精度，采用干法刻蚀技术刻蚀铝线，并采用光刻胶为掩膜进行刻蚀。

发明人在实现传统技术的过程中发现，传统工艺中铝和高分辨率的光刻胶的选择比通常都小于2，利用光刻胶作为刻蚀阻挡层无法达到有效的剩余胶厚，使得半导体器件无法满足工艺需求。也许可考虑在形成光刻胶之前先形成一层硬掩膜层作为补充阻挡层，以防止光刻胶不够挡。但多增加一层硬掩膜层不仅使得制作工艺变得复杂，也提高了半导体器件的成本。

发明内容

基于此，有必要针对铝和光刻胶的选择比较小，使得半导体器件无法满足工艺需求的问题，提供一种厚铝刻蚀方法。

一种厚铝刻蚀方法，包括：

在晶片上形成金属互连结构，所述金属互连结构包括依次设置于所述晶片上的第一缓冲层、厚铝层、第二缓冲层，所述第二缓冲层上形成有光刻胶层；

图形化所述光刻胶层，并根据所述光刻胶层的图形刻蚀所述第二缓冲层；

刻蚀第一比例厚度的所述厚铝层，刻蚀气体为氮气、氯气和三氯化硼；

保持所述腔体压力不变，降低所述氮气和所述三氯化硼的流量，并刻蚀剩余的第二比例厚度的所述厚铝层以及所述第一缓冲层，所述第二比例厚度小于所述第一比例厚度。

在其中一个实施例中，还包括在所述第二缓冲层上形成抗反射层的步骤，所述光刻胶层形成于所述抗反射层上；

所述图形化所述光刻胶层，并根据所述光刻胶层的图形刻蚀所述第二缓冲层包括：

图形化所述光刻胶层，并根据所述光刻胶层的图形依次刻蚀所述抗反射层和所述第二缓冲层。

在其中一个实施例中，刻蚀所述抗反射层的刻蚀气体为氯气和三氟甲烷，所述氯气和所述三氟甲烷的流量比例为6:1～6.5:1；

刻蚀所述第二缓冲层的刻蚀气体为氯气和三氯化硼，所述氯气和所述三氯化硼的流量比例为0.9:1～1:1。

在其中一个实施例中，刻蚀第一比例厚度的所述厚铝层时，反应腔室的腔体压力为12mTorr～20mTorr，所述氮气流量为12sccm，所述氯气和所述三氯化硼的流量比例为1:1。

在其中一个实施例中，所述氯气和所述三氯化硼的流量均为 85sccm～90sccm。

在其中一个实施例中，所述降低所述氮气和所述三氯化硼的流量，刻蚀剩余的第二比例厚度的所述厚铝层以及所述第一缓冲层包括：

所述降低所述氮气和所述三氯化硼的流量，直至所述氮气的气体流量为 7sccm～9sccm，所述三氯化硼的气体流量为70sccm～90sccm，并刻蚀剩余的第二比例厚度的所述厚铝层以及所述第一缓冲层。

在其中一个实施例中，所述第一比例厚度为90％～95％的所述厚铝层，所述第二比例厚度为5％～10％的厚铝层。

在其中一个实施例中，所述晶片还包括绝缘层；