一种金属互连层腐蚀方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115458480A(43)申请公布日2022.12.09(21)申请号202211192126.4(22)申请日2022.09.28(71)申请人西安微电子技术研究所地址710000陕西省西安市雁塔区太白南路198号(72)发明人张万垚杨尚洁折宇李林邵璐刘存生(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200专利代理师房鑫(51)Int.Cl.H01L21/768(2006.01)H01L21/3213(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种金属互连层腐蚀方法(57)摘要本发明公开了一种金属互连层腐蚀方法，属于半导体模拟集成电路领域，首先在已制备好的铬硅系电阻硅片上使用物理气相淀积工艺制备金属铝硅铜膜质；使用光刻工艺完成金属层图形的制备；使用烘箱进行坚膜，保证光刻胶形貌；使用打底膜工艺去除光刻显影后的残留；使用铝硅铜腐蚀液对金属层进行腐蚀；进行干法去胶，去除表层的光刻胶；利用扫硅渣液去除金属腐蚀后留下的硅渣；进行湿法有机清洗，对残留光刻胶及颗粒进一步去除；使用双氧水对薄膜电阻区TiW阻挡层进行腐蚀；薄膜电阻金属互连层制备完成。本发明工艺简单，可操作性强，应用前景广阔，在模拟集成电路制造过程中即可完成对该铬硅系薄膜电阻金属互连层的腐蚀。CN115458480ACN115458480A权利要求书1/1页1.一种金属互连层腐蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：在铬硅系电阻硅片上制备金属铝硅铜膜质(3)；在金属铝硅铜膜质(3)上制备图形并坚膜；采用铝硅铜腐蚀液对金属铝硅铜膜质(3)进行腐蚀；采用双氧水对薄膜电阻区的TiW阻挡层(5)进行腐蚀，制备出薄膜电阻金属互连层。2.根据权利要求1所述的一种金属互连层腐蚀方法，其特征在于，制备金属铝硅铜膜质(3)时，采用物理气相沉积法制备，且所采用功率源包括直流源、中频源和射频源，功率为8000W～10000W，温度为250℃～350℃。3.根据权利要求1所述的一种金属互连层腐蚀方法，其特征在于，所述金属铝硅铜膜质(3)的厚度为4.根据权利要求1所述的一种金属互连层腐蚀方法，其特征在于，使用光刻工艺完成金属铝硅铜膜质(3)上图形的制备，使用烘箱进行坚膜，烘箱温度为100℃～140℃。5.根据权利要求1所述的一种金属互连层腐蚀方法，其特征在于，采用铝硅铜腐蚀液对金属铝硅铜膜质(3)进行腐蚀前，先采用打底膜工艺去除光刻显影后的残留，且打底膜工艺的功率源包括直流源、中频源和射频源，功率为200W～450W，温度为25℃～40℃。6.根据权利要求1所述的一种金属互连层腐蚀方法，其特征在于，采用铝硅铜腐蚀液对金属铝硅铜膜质(3)进行腐蚀，且铝硅铜腐蚀液工艺温度为30℃～50℃,金属铝硅铜膜质(3)与TiW阻挡层之间刻蚀选择比大于1000。7.根据权利要求1所述的一种金属互连层腐蚀方法，其特征在于，在采用双氧水对薄膜电阻区的TiW阻挡层(5)进行腐蚀前，先采用扫硅渣液去除金属铝硅铜膜质(3)腐蚀后留下的硅渣，扫硅渣液工艺温度为20℃～30℃，对铬硅电阻损失量小于8.根据权利要求1所述的一种金属互连层腐蚀方法，其特征在于，在采用双氧水对薄膜电阻区的TiW阻挡层(5)进行腐蚀前，先采用干法去胶，去除表层的光刻胶，并采用湿法有机溶剂清洗，对残留光刻胶及预刻蚀产生的聚合物进行去除；湿法有机溶剂清洗工艺温度为40℃～80℃，对铬硅电阻损失量小于9.根据权利要求1所述的一种金属互连层腐蚀方法，其特征在于，采用双氧水对薄膜电阻区的TiW阻挡层(5)进行腐蚀；双氧水溶剂的温度为35℃～85℃，TiW阻挡层(5)膜质与硅铬系薄膜电阻之间刻蚀选择比大于5000。2CN115458480A说明书1/4页一种金属互连层腐蚀方法技术领域[0001]本发明属于半导体模拟集成电路领域，涉及一种金属互连层腐蚀方法。背景技术[0002]随着现代半导体技术的发展，不同的扩散电阻和注入电阻无法满足实际的产品需求，高精度薄膜电阻在模拟集成电路的需求进一步提高，而且在航空、太空、国防、通讯、电子计算机等领域得到广泛应用。这些电路的精度与分辨率主要取决于器件内部的精密电阻。再通过金属互连形成半导体集成电路，实现半导体器件之间的信号传输。[0003]常见的金属互连层结构为二氧化硅和铝硅铜两层结构，刻蚀方法一般使用等离子体干法刻蚀，停止层为二氧化硅，且有一定的二氧化硅过刻量(保证铝硅铜刻蚀干净)，该二氧化硅损失对器件性能几乎无影响。而铬硅系薄膜电阻金属互联层结构为二氧化硅、硅化铬、钨化钛、铝硅铜的四层复合膜质结构，使用等离子体干法刻蚀无法准确地停止于硅化铬表面，或有钨化钛刻蚀残留，或对硅化铬电阻造成损伤，直接影响器件性能。发明内容[0004]为了克服上述现