[發明專利]半導體裝置的制造方法

無效

• 申請號: 200810178643.X
• 申請日: 2008-11-21
• 公開（公告）號: CN101442024A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 廣田祐作;菅野至
• 申請（專利權）人: 株式會社瑞薩科技
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/3105;H01L21/311
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 何欣亭;劉 紅

技術領域

[0001]

本發明涉及半導體裝置的制造方法，特別是涉及設有在通路孔形成后進行清洗的工序的半導體裝置的制造方法。

背景技術

[0002]

半導體裝置的制造工序大致區分為：形成晶體管等的半導體元件的FEOL(Front?End?of?Line)，和在其上形成金屬的多層布線的BEOL(Back?End?of?Line)。在FEOL、BEOL的任何的工序群中，也是通過成膜、光刻、干法蝕刻等的工序的重復來形成圖案。在各工序中，在用襯底和多層布線形成的晶圓表面上，附著微粒、有機物、金屬等的污染物質。為了提高半導體裝置的成品率，需用以除去晶圓表面的污染物質的清洗工序。

[0003]

在上述的清洗工序中，進行通過由酸、堿等的藥液產生的化學反應來除去污染物質的化學清洗，用超聲波等的物理力除去污染物質的物理清洗，或化學清洗與物理清洗的組合清洗。根據作為進行清洗的工序或對象的污染物質，選擇最合適的清洗方法，而在任何的清洗方法中，作為從晶圓表面對藥液的沖洗，或干燥前的最終清洗，通常也使用純水。另外，藥液用純水稀釋至預定的濃度來使用。即，在晶圓的清洗中，在大多數情況下，用純水作為溶劑。

[0004]

在這樣的使用純水溶劑的晶圓表面清洗中，為了提高清洗效果，近年來，使用超聲波清洗或雙流體噴射清洗(例如，參照特開2005-005469號公報。)。這里，超聲波清洗是使包含施加超聲波后的純水溶劑的藥液接觸到晶圓表面的清洗方法。另外，雙流體噴射清洗是使純水溶劑(通常，僅為純水)與噴射用氣體在噴嘴內混合，使其噴射到晶圓表面上的清洗方法。這樣的雙流體噴射清洗，通常由于僅使用室溫(例如25℃)的純水和噴射用氣體，在成本上具有優勢，由于可以通過噴射氣體的流量來控制物理的清洗力，可以降低晶圓的損傷。

[0005]

這里，在前端的半導體裝置的BEOL中，使用含銅布線。作為有關含銅布線的形成工序，是在絕緣層上形成通路孔和布線槽(trench)后，在有關的通路孔及布線槽內用電鍍埋入含銅的金屬材料，再用CMP(化學機械研磨)進行平坦化，廣泛使用所謂雙鑲嵌(dualdamascene)工藝。當用干法蝕刻及灰化在絕緣層上形成通路孔時，通常，在下層的布線上，用預先形成的蝕刻阻擋膜來停止蝕刻。

[0006]

但是，近年來，作為這樣的含銅布線結構的層間絕緣層，要求低介電常數(低k)的材料。這樣的低k材料由于降低k值(介電常數值)，材料的密度變低。因此，由于形成通路孔時的干法蝕刻及灰化，在蝕刻阻擋膜上容易形成達到其下層的布線的針孔。這樣，本發明者發現，在蝕刻阻擋膜上形成針孔的狀態下，如果進行使用純水溶劑的清洗處理，則形成在通路孔底部的蝕刻阻擋膜的下方的含銅布線會受到腐蝕并產生空洞。

[0007]

另一方面，如果沒有用水溶劑的清洗工序，則會構成在晶圓上殘留污染物質的狀態，降低半導體裝置的制造的成品率。另外，通過加厚蝕刻阻擋膜，或提高絕緣層的密度，雖可以抑制針孔的發生，但k值又變高。

[0008]

另外，作為不使用純水溶劑的清洗，例如干冰清洗及空氣溶膠清洗等。這里，所謂干冰清洗，指的是將液態二氧化碳從流體噴嘴噴射而生成的固態二氧化碳和液態二氧化碳的微粒，使其沖擊晶圓表面的清洗方法。另外，所謂空氣溶膠清洗，指的是將氬和氮冷卻到凝固點以下，使所得到的固體顆粒噴射到晶圓表面上的方法。但是，這些方法存在著所謂裝置成本和運行成本高的問題。

發明內容

[0009]

本發明是鑒于上述課題所作的發明，其目的在于，提供包含在通路孔形成工序中，即使在蝕刻阻擋膜上形成針孔，在其蝕刻阻擋膜的下層的含銅布線上也不會發生腐蝕的清洗工序的半導體裝置的制造方法。

[0010]

本實施例的半導體制造裝置的制造方法，設有以下工序。

(A)在半導體襯底上形成含銅的第1布線。(B)在第1布線上形成蝕刻阻擋膜。(C)在蝕刻阻擋膜上形成絕緣層。(D)在絕緣層上形成達到蝕刻阻擋膜的通路孔。(F)除去蝕刻阻擋膜，使通路孔達到第1布線，第1布線從通路孔露出。(E)在上述(F)工序之前，用有機溶劑清洗通路孔和絕緣層的表面。

[0011]

依據本實施例的半導體裝置的制造方法，用有機溶劑清洗通路孔和絕緣層的表面。因此，在通路孔形成工序中，即使在蝕刻阻擋膜上形成針孔，也可以抑制在其蝕刻阻擋膜的下層的第1布線上發生腐蝕。

本發明的上述的及其它的目的、特征、形態和優點，當可通過參照附圖而理解的本發明的以下詳細說明而知。