[發明專利]防止鎢損失的半導體器件及相應的制造方法

有效

• 申請號: 201310261111.3
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN104253084B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 康曉春
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 屈蘅,李時云

技術領域

本發明屬于半導體制造工藝技術領域，尤其涉及一種防止鎢損失的半導體器件及相應的制造方法。

背景技術

鎢化學氣相沉積（WCVD）工藝因其優異的空隙填充能力成為鋁工藝通孔和接觸的主要金屬化技術。鎢在集成電子學中通常被用作高傳導性的互連金屬、金屬層間的通孔（Via）和垂直接觸的接觸孔（Contact）以及鋁和硅間的隔離層。

圖1a至圖1c示出了傳統的用WCVD工藝形成具有鎢損失的半導體器件的過程：步驟1，提供一第一半導體器件，所述第一半導體器件包括：一第二半導體器件10；位于第二半導體器件10上的第一氧化層20；形成于第一氧化層20中的第一開槽；形成于第一開槽內表面和第一氧化層20的表面上的隔離層30；采用WCVD工藝淀積鎢金屬形成于第一開槽中的鎢通孔40，所述鎢通孔40的表面與隔離層30的表面平齊；形成于鎢通孔40上的一復合金屬層50，復合金屬層50由下至上依次包括粘合層51、鋁金屬層52和減反層53；形成于隔離層30、第一鎢通孔40和復合金屬層50的表面上的第二氧化層60；形成于第二氧化層60上的光阻層70；形成于光阻層70中對應復合金屬層50位置的部分區域的窗口；形成于第二氧化層中對應窗口的第二開槽，第二開槽暴露出復合金屬層50的表面；步驟2，采用等離子體灰化工藝去除光阻層70；步驟3，用堿性溶液清洗上述器件的表面。

等離子體灰化工藝通過氧氣（O₂）灰化光阻層70后，會殘留電荷，堿性溶液與殘留的電荷會共同作用于鎢通孔上產生電化學反應，導致鎢通孔的一部分被腐蝕掉Etch，如圖2所示。因此，需要提供一種新的防止鎢損失的半導體器 件的制造方法，以減少因作用于鎢通孔上的電荷效應而導致的鎢損失的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種防止鎢損失的半導體器件及相應的的制造方法，以減少因作用于鎢通孔上的電荷效應而導致的鎢損失的問題。

為了解決上述問題，本發明提供一種防止鎢損失的半導體器件的制造方法，包括如下步驟：

步驟1，提供一第一半導體器件，所述第一半導體器件至少分別包括由下至上形成于第一氧化層中的鎢通孔、形成于所述鎢通孔上的復合金屬層、形成于所述復合金屬層上的第二氧化層中的第二開槽以及形成于所述第二氧化層上的光阻層，所述光阻層具有暴露出所述第二開槽的窗口；

步驟2，采用氧氣等離子體灰化工藝去除光阻層；

步驟3，采用UV燈烘焙工藝對已去除光阻層后的第一半導體器件進行照射；

步驟4，用堿性溶液清洗已去除光阻層后的第一半導體器件的表面，形成防止鎢損失的半導體器件。

進一步的，在所述步驟1中，形成所述第一半導體器件的過程如下：

在提供的一第二半導體器件上形成第一氧化層；

在所述第一氧化層中形成第一開槽，在所述第一開槽內表面和第一氧化層的表面上形成隔離層，采用鎢化學氣相工藝將所述第一開槽形成鎢通孔，所述鎢通孔經化學拋光工藝后其表面與隔離層的表面平齊；

在所述鎢通孔上形成一復合金屬層，所述復合金屬層由下至上依次包括粘合層、鋁金屬層和減反層；

在所述隔離層和鎢通孔之上以及復合金屬層表面上形成第二氧化層；

在所述第二氧化層上形成一光阻層；

在所述光阻層中形成對應于復合金屬層位置的部分區域的窗口，以所述光阻層為掩膜層，通過所述窗口對所述第二氧化層進行刻蝕，形成直至暴露出所 述復合金屬層表面的第二開槽。

進一步的，所述UV燈烘焙工藝過程中，所述UV燈分別發射出的溫度和紫外線波長的范圍為100-300℃和320nm-10nm，所述UV燈照射的時間為60-120s，所述UV燈發射出的光通量為270lumen。

進一步的，在步驟4后，所述鎢通孔中的鎢的損失率從17%降低至5%。

進一步的，在步驟4后，用獲得的防止鎢損失的半導體器件所制造的產品的良率從79%提高至92.9%。

為了達到本發明的另一目的，還提供一種如所述的防止鎢損失的半導體器件的制造方法制備的防止鎢損失的半導體器件，所述防止鎢損失的半導體器件由下至上依次包括：鎢通孔，形成于第一氧化層中；復合金屬層，形成于所述鎢通孔之上，所述復合金屬層由下至上依次包括粘合層、鋁金屬層和減反層；以及第二開槽，形成于所述復合金屬層上的第二氧化層中。

進一步的，所述防止鎢損失的半導體器件還包括：隔離層，所述隔離層覆蓋在所述第一氧化層的表面上且包圍所述鎢通孔的四側和底部。