专利名称：一种去除金属绝缘层金属结构的侧壁聚合物的方法
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-lnsulator-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(Si02)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。
图1是典型的金属绝缘层金属的结构示意图2是不采用本发明的方法侧壁有聚合物的结构示意图3是采用本发明的方法后侧壁无聚合物的结构示意图。
具体实施例方式
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，磷硅玻璃及鵠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TaxCly。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。
经实验验证，CF4气体流速的较佳值为80sccm~120sccm。如CF4 气体流速小于80sccm，聚合物将不能完全去除。而如CF4气体流速大于 120sccm，则底部抗反射涂层2将被CF4气体侵蚀。 一旦底部抗反射涂层2被完全侵蚀，第一金属层3由于无底部抗反射涂层2的绝缘阻隔作 用，将被CF4气体侵蚀，集成电路器件即会失效。CF4气体表面处理的 较佳时间为15~30秒；反应腔体内的较佳能量值为100~250瓦，由刻蚀 机的RF发生器提供；较佳压力值为7~10毫托，由刻蚀机的机械泵及压 力控制器调节。
图3是采用本发明的方法后侧壁无聚合物的示意图。如图3所示， 在CF4气体对第一金属层3进行表面处理后，聚合物6被去除。后续的 金属沉积于底部抗反射涂层2上，由于无聚合物6的阻挡，则金属的沉 积必然会更加均匀。
以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本 领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限定本发明 的保护范围，即依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修改仍应涵盖在本 发明的保护范围内。
权利要求
1、一种去除金属绝缘层金属结构的侧壁聚合物的方法，其特征在于，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。
2、 如权利要求1所述的去除金属绝缘层金属结构的侧壁聚合物的方法， 其特征在于，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。
3、 如权利要求2所述的去除金属绝缘层金属结构的侧壁聚合物的方法， 其特征在于，所述能量由刻蚀机的RF发生器提供。
4、 如权利要求2所述的去除金属绝缘层金属结构的侧壁聚合物的方法， 其特征在于，所述压力由刻蚀机的机械泵及压力控制器调节。
5、 如权利要求1或2或3或4所述的去除金属绝缘层金属结构的侧壁 聚合物的方法，其特征在于，所述聚合物由钽元素和氯元素结合的副产物组 成。
6、 如权利要求1所述的去除金属绝缘层金属结构的侧壁聚合物的方法， 其特征在于，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。
7、 如权利要求6所述的去除金属绝缘层金属结构的侧壁聚合物的方法， 其特征在于，所述第二金属层由铝或铜组成。
8、 如权利要求6所述的去除金属绝缘层金属结构的侧壁聚合物的方法， 其特征在于，所述绝缘层由掺杂二氧化硅组成。
全文摘要
本发明属于集成电路制造领域，公开了一种去除金属层的侧壁聚合物的方法，在干法刻蚀生成钽或氮化钽组成的金属层后，在干法刻蚀的反应腔体内，用CF<sub>4</sub>气体对金属层进行表面干法刻蚀处理。本发明能有效去除侧壁聚合物，从而提高集成电路器件的成品率和可靠性。
文档编号H01L21/02GK101442007SQ200710170620
公开日2009年5月27日 申请日期2007年11月19日 优先权日2007年11月19日
发明者武 孙, 沈满华, 王新鹏 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司