[發(fā)明專利]一種ILD層平坦化后的清洗方法

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• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110277306A
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設計）人: 嚴磊
• 申請（專利權）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/306
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權代理有限公司 31211
• 代理人: 戴廣志

本發(fā)明提供一種ILD層平坦化后的清洗方法，該方法至少包括：步驟一、提供一待制作接觸孔的半導體器件結構；步驟二、在所述器件結構上形成ILD層；步驟三、對所述ILD層進行化學機械研磨；步驟四、用氫氟酸對研磨后的ILD層進行清洗，將ILD層表面帶有缺陷的一部分進行剝離；步驟五、將ILD層進行APM清洗。本方法直接將傳統(tǒng)工藝中的熱硫酸溶液改為使用可剝離表面氧化硅的氫氟酸溶液，使得ILD層表面缺陷數(shù)量減少80％以上，可以更有效地清潔晶圓的表面，從而減小缺陷的數(shù)量，使得缺陷得到明顯改善。

技術領域

本發(fā)明涉及半導體制造領域，特別是涉及一種ILD層平坦化后的清洗方法。

背景技術

在半導體集成電路制造中，層間介質層(ILD，inter layer dielectric)層作為連接前段器件和后段金屬連線的關鍵層，由于前段器件制造會生成表面多晶硅(poly)圖形，其平坦化(CMP,chemical mechanical planarization)可以有效提高接觸孔(contact，CT)接觸孔的顯影和刻蝕工藝窗口。但在ILD層的平坦化CMP研磨之后，晶圓表面不夠平坦；晶圓(wafer)表面會殘留表面顆粒(surface particle)，這些缺陷會形成后續(xù)薄膜沉積后的隆起(bump)缺陷，并進而導致整個CT孔的變形變大。到了28nm節(jié)點，顯影的工藝窗口很小，這種缺陷的效應更大。

為了改善后續(xù)顯影層的窗口，需要通過CMP將ILD層平坦化。但ILD層的CMP同時涉及化學和機械反應，研磨之后表面不可避免會有一些研磨液殘留以及表面缺陷。所以需要在ILD層的CMP之后增加一步后清洗工藝，傳統(tǒng)方法使用熱硫酸溶液(SPM)以及氨水雙氧水混合溶液(APM)去除殘留的研磨液(slurry residue)以及表面顆粒(surface Particle)；但到了28nm技術節(jié)點，對清潔要求越來越高，原有方法已經(jīng)不能滿足需求。

因此，需要提出一種新的方法解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種氧化硅平坦化后的清洗方法，用于解決現(xiàn)有技術中在28nm技術節(jié)點，由于工藝窗口更小，很小的隆起缺陷(bumpdefect)會使CT孔尺寸變大，甚至形成額外的CT孔的問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種ILD層平坦化后的清洗方法，該方法至少包括以下步驟：步驟一、提供一待制作接觸孔的半導體器件結構；步驟二、在所述器件結構上形成ILD層；步驟三、對所述ILD層進行化學機械研磨；步驟四、用氫氟酸對研磨后的ILD層進行清洗，將ILD層表面帶有缺陷的一部分進行剝離；步驟五、將ILD層進行APM清洗。

優(yōu)選地，步驟一中的所述半導體器件結構包括基底，形成于所述基底上的多晶硅結構，形成于所述多晶硅結構上的金屬硅化物；覆蓋所述金屬硅化物上表面、所述多晶硅側壁以及所述基底上表面的接觸刻蝕停止層。

優(yōu)選地，所述金屬硅化物為鎳的硅化物。

優(yōu)選地，所述接觸刻蝕停止層的材料為氮化硅。

優(yōu)選地，所述ILD層的材料為二氧化硅。

優(yōu)選地，步驟二中形成所述ILD層的方法采用沉積法形成。

優(yōu)選地，該方法還包括：步驟六、在所述ILD層上形成APF層；步驟七、在所述APF層上形成NF-DARC層。

優(yōu)選地，步驟六中形成所述APF層的方法和步驟七中形成所述NF-DARC層的方法為采用沉積的方法形成薄膜。

優(yōu)選地，該方法應用于28nm的技術節(jié)點。

如上所述，本發(fā)明的ILD層平坦化后的清洗方法，具有以下有益效果：本方法直接將傳統(tǒng)工藝中的熱硫酸溶液改為使用可剝離表面氧化硅的氫氟酸溶液，使得ILD層表面缺陷數(shù)量減少80％以上，可以更有效地清潔晶圓的表面，從而減小缺陷的數(shù)量，使得缺陷得到明顯改善。