清洗试剂、清洗半导体器件中刻蚀残留物的方法及金属互连层的制作方法技术

本申请提供了一种清洗试剂、清洗半导体器件中刻蚀残留物的方法及金属互连层的制作方法。其中，该清洗试剂包括H2O、H2SO4和H2O2，其中H2O、H2SO4、H2O2的体积比为100：1.24～5：0.3～1.6。本申请还提供了一种清洗半导体器件中刻蚀残留物的方法。清洗半导体器件中刻蚀残留物的方法包括：配制本申请提供的清洗试剂；将经刻蚀形成的半导体器件与清洗试剂进行接触，清洗去除半导体器件中的刻蚀残留物。本申请提供的清洗试剂能够十分有效地去除刻蚀残留物，并且该试剂对金属层、介质层及衬底等半导体器件具有非常低的刻蚀速率，从而避免了清洗试剂对芯片的损害，提高了半导体器件的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体集成电路的制作领域，尤其涉及一种清洗试剂、清洗半导体器 件中刻蚀残留物的方法及金属互连层的制作方法。
技术介绍
光刻及刻蚀工艺是集成电路制作技术中用的最频繁、最关键的技术之一。然而刻 蚀结束后，会在半导体器件表面残留一些聚合物，比如光阻胶等。在进行下一步工艺前要获 得一个洁净的表面，以保证后续工艺能在一个洁净的表面上进行，这就需要对半导体器件 进行清洗。目前，在清洗工艺中使用最多的就是湿法清洗技术，即利用各种化学试剂和有机 溶剂与吸附在半导体器件表面上的杂质及油污发生化学反应或溶解作用，或伴以超声、加 热、抽真空等物理措施，使杂质从半导体器件的表面脱附（解吸），然后用大量高纯热或冷 去离子水冲洗，从而获得洁净表面的过程。 现有湿法清洗工艺中常用的清洗试剂有以下几种：胺类清洗试剂，半水性胺基 (非羟胺类）清洗试剂和氟化物类清洗试剂。清洗试剂的使用主要是为了去除等离子刻蚀 残留物中的有机物部分，如果清洗试剂的溶解清洗能力不够，刻蚀残留物去除可能会不干 净，残留在半导体器件上，从而影响集成电路芯片的清洗效果。 在现有互连层的制作过程中，通常需要对经刻蚀形成的互连层进行清洗，以去除 互连层中的刻蚀残留物。具体地，上述互连层的制作包括以下步骤：首先在栅极11'上以 及栅极11'周围的SiO2层13'上沉积Al电极材料21'，形成如图1所示的基体结构；然 后对Al电极材料21'进行平坦化处理，形成Al电极23'，并形成如图2所示的基体结构； 接下来在Al电极23'上方依次沉积SiN层31'以及SiO2层33'(SiN层31'和SiO2层 33'组成介电材料层30')，形成如图3所示的基体结构；接下来干法刻蚀上述介电材料层 30'，至暴露出Al电极23'的上表面，进而形成接触通孔40'，并形成如图4所示的基体 结构；最后采用SCl等溶液清洗去除接触通孔40'内壁以及Al电极23'的裸露表面上的 刻蚀残留物，形成如图5所示的基体结构。 在上述互连层的制作过程中，采用SCl等溶液对互连层中进行清洗时，清洗试剂 会腐蚀掉部分Al电极（损耗量为6~13纳米），导致金属电极的松动，进而会造成RC延 时，影响芯片的稳定性。
技术实现思路
本申请旨在提供一种清洗试剂、清洗半导体器件中刻蚀残留物的方法及金属互连 层的制作方法，以解决现有清洗试剂对刻蚀后的半导体器件进行清洗时存在半导体器件产 生损耗的问题。 本申请提供了一种清洗试剂，该试剂包括H20、H2S04和H2O2，其中H20、H2S04、H202的 体积比为100 :1. 24~5 :0? 3~L6。 进一步地，在上述清洗试剂中，在制备清洗试剂时H2SO4以H2SO4溶液的形式添加， H2SO4溶液中H2SO4的体积分数大于等于98 %。 进一步地，在制备上述清洗试剂时上述H2O2，以H2O2溶液的形式添加，H2O2溶液中 H2O2的体积分数优选为30 %~50%。 进一步地，上述清洗试剂还包括HF,HF在试剂中的含量为5~20ppm。 本申请的另一方面在于提供了一种清洗半导体器件中刻蚀残留物的方法。该方法 包括：配制本申请提供的清洗试剂；将经刻蚀形成的半导体器件与清洗试剂进行接触，清 洗去除半导体器件上的刻蚀残留物。 进一步地，在上述清洗半导体器件中刻蚀残留物的方法中，上述清洗的温度为 20°C~25°C，清洗的时间为0. 5~3分钟。 同时，本申请还提供了一种半导体器件。该半导体器件经过至少一次刻蚀步骤，且 在至少一次刻蚀步骤后采用本申请提供的清洗半导体器件中刻蚀残留物的方法制作而成。 本申请还提供了一种金属互连层的制作方法，包括以下步骤：提供形成有金属电 极的衬底；在衬底上形成介电材料层；刻蚀介电材料层，形成使部分金属电极裸露的接触 通孔；采用本申请提供的清洗半导体器件中刻蚀残留物的方法清洗接触通孔，去除接触通 孔内壁及金属电极裸露表面上的刻蚀残留物；在接触通孔中填充金属材料形成金属互连 层。 进一步地，在上述制作方法中，金属电极的材料为Al。 同时，本申请还提供了一种金属互连层，该金属互连层采用上述金属互连层的制 作方法制作而成。 本申请所提供的技术方案具有以下效果：本申请提供的清洗试剂包括H20、H2SO4 和H2O2，其中H2SO4和H2O2在该试剂中的含量虽然低，但是能够有效地去除刻蚀残留物，并且 该试剂对金属层、介质层及衬底等具有非常低的刻蚀速率，从而避免了清洗试剂对半导体 器件的损害，提高了半导体器件的稳定性。【附图说明】 构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实 施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中： 图1示出了现有互连层的制作过程中，在栅极上以及栅极周围的SiO2层上沉积金 属电极材料后的基体的剖面结构示意图； 图2示出了对图1所示的金属电极材料进行平坦化处理，形成金属电极后的基体 的剖面结构示意图； 图3示出了在Al电极上方依次沉积SiN层以及SiO2层后的基体的剖面结构示意 图； 图4示出了干法刻蚀SiO2层和SiN层至暴露出金属电极的上表面，进而形成接触 通孔后的基体的剖面结构示意图； 图5示出了采用SCl等溶液清洗去除接触通孔内壁以及金属电极的裸露表面上的 刻蚀残留物后的基体的剖面结构示意图。 图6示出了根据本申请实施方式所提供的清洗半导体器件中刻蚀残留物的方法 的流程示意图； 图7示出了本申请实施方式所提供的金属互连层的制作方法的流程示意图； 图8示出了本申请实施方式所提供的金属互连层的制作方法中，提供形成有金属 电极的衬底后的基体的剖面结构示意图； 图9示出了在图8所示的衬底上形成介电材料层后的基体的剖面结构示意图； 图10示出了刻蚀图9所示的介电材料层，形成使部分金属电极裸露的接触通孔后 的基体的剖面结构示意图；以及 图11示出了采用本申请提供的清洗半导体器件中刻蚀残留物的方法清洗图10所 示的接触通孔以去除接触通孔内壁及金属电极裸露表面上的刻蚀残留物，并在接触通孔中 填充金属材料形成金属互连层后的基体的剖面结构示意图。【具体实施方式】 下面将结合本申请的【具体实施方式】，对本申请的技术方案进行详细的说明，但如 下实施例仅是用以理解本申请，而不能限制本申请，本申请中的实施例及实施例中的特征 可以相互组合，本申请可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。 由
技术介绍
可知，现有清洗试剂对刻蚀后的半导体器件进行清洗时存在半导体器 件产生损耗的问题，本申请的专利技术人针对上述问题进行研究，提供了一种清洗试剂。该清洗 试剂包括氏0、氏30 4和H2O2，其中H20、H2S04、H202溶液的体积比为100 :1. 24~5 :0? 3~L6。 在本申请所提供的清洗试剂中，硫酸可以使刻蚀后的半导体器件表面上的残留有 机物脱水而碳化，而H2O2可将碳化产物氧化成一氧化碳或二氧化碳气体，从而除刻蚀后的 半导体器件表面上有机残留物；去离子水作为冲洗液，用来冲洗刻蚀后的半导体器件表面 上的颗粒，比如刻蚀残留物、碳化产物、残留的硫酸和双氧水等。 在本申请提供的一种优选实施方式中，在制备清洗试剂时H2SO4以H2SO4溶液的形 式添加，H2SO4溶液中H2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种清洗试剂，其特征在于，所述试剂包括H2O、H2SO4和H2O2，其中H2O、H2SO4、H2O2的体积比为100：1.24～5：0.3～1.6。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘焕新，胡春周，黄晓辉，宋立军，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31