半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术是一种在衬底上有导体和绝缘膜的半导体器件的制造方法，该方法包括在该衬底上设置该导体、在该导体上形成该绝缘膜、除去该导体上的绝缘膜、以及吹有机硅烷气体和氢气来还原该导体上氧化区域的步骤，其中当该绝缘膜被除去后，该导体上会形成该氧化区域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种半导体器件及半导体的制造方法。具体来说，本专利技术涉及 到一种在制造半导体器件的方法中减少互连材料(导体)的方法。
技术介绍
正如公开号为2004-71956的日本尚未审核的专利申请所描述的，通过蚀刻 步骤，灰化步骤和冲洗步骤，暴露的互连的铜(Cu)很易被氧化。 一般来说， 作为在互连层上发泡步骤的预处理，在用还原性气体，包含NH3及类似惰性气 体加热衬底的状态下实施还原处理，以达到除去铜(Cu)互连的氧化部分，或 使用氩(Ar)等离子的溅射法除去铜氧化物。然而，当使用还原性气体和惰性气体在加热的情况下实施还原操作时，含有 以氟和碳作为主要元素的层间绝缘膜会被破坏。当实施使用氩(Ar)的溅射法时， 飞溅出来的铜堆积在层间绝缘膜的侧壁上，其导致器件性能的恶化。另外，氩(Ar) 对铜有一个低的能量转移效率，因此，不能够有效除去铜的氧化物(CuO或 Cu20)。另一方面，氩(Ar)对特别是氟和碳有一个高的能量转移效率，而后者 组成了层间绝缘膜，因此，存在这样一个问题，即氩(Ar)会破坏层间绝缘膜。 在还原处理之后进行的阻挡层形成过程中，经常会使用溅射成膜技术(PVD)。 但是，溅射法导致的释放，会对层间绝缘膜的侧壁产生更大的破坏。综上所述，需要改进对互连的还原处理技术，使对层间绝缘膜的破坏减到最小。
技术实现思路
本专利技术涉及到一种半导体器件的制造方法(包含双镶嵌结构及类似方法)。 在一种半导体器件的制造方法中，在埋有导体的第一层间绝缘膜上形成第二个层 间绝缘膜。当导通孔和互连槽在区域周围形成，导体通常就暴露在空气中，并因 此而被氧化。所以，还原处理是需要的。本专利技术的特色之一就是与还原处理有关， 并且，本专利技术是以包含一个对氧化的导体吹有机硅垸气体和氢气的步骤为特征的。本专利技术的描述如下，艮P:本专利技术的一个特点可能是一种在衬底上有导体和绝缘膜的半导体器件的制造方法，该方法包含在衬底上设置导体并在导体上形成绝缘膜，除去导体上的绝 缘膜并吹有机硅烷气体和氢气以还原导体上的氧化区域的步骤。当通过上述方法制造半导体器件时，可能可以还原氧化的互连，同时使对层 间绝缘膜侧壁的破坏减到最小，对导通孔和互连槽的破坏也减到最小。具体来说， 如果将碳氟化合物膜用作层间绝缘膜，上述方法是更有效的，因为碳氟化合物膜 对还原处理所引起的破坏只有很微弱的抵抗。通过对层间绝缘膜的破坏最小化， 在导体和层间绝缘膜之间的粘性也得到了提高，因此，能够生产一种高度可靠的 半导体器件。吹气步骤可能进一步包含通过使用微波来激活有机硅垸气体和氢体的步骤。 这个方法可以应用到半导体器件的制造方法中。例如，即使还原处理能够在低温 情况下进行，通过微波来激活的气体能有效还原互连材料的氧化部分。例如，当 使用对热敏感的层间绝缘膜时这个方法也是有效的。吹气步骤可能在将衬底温度提高至150摄氏度到350摄氏度之间后，吹有 机硅烷气体和氢气。通过在半导体器件的制造方法中应用该方法，和其他仅仅将 有机硅烷气体和氢体吹向互连材料的氧化部分的方法相比较，该方法可能更有效 地还原氧化部分。吹气步骤可能在将衬底温度提高至150摄氏度到300摄氏度之间后，吹有 机硅烷气体和氢气。通过在半导体器件的制造方法中应用该方法，和其他仅仅将 有机硅烷气体和氢体吹向互连材料的氧化部分的方法相比较，该方法可能更有效 地还原氧化部分。有机硅烷气体可以是一种甲基硅垸气体(Si(CH3)x)。有机硅烷气体可以是 一种单甲基硅烷气体，或一种二甲基甲硅烷气体，或一种三甲基硅烷气体，或一 种四甲基硅烷气体等类似气体。在吹气步骤中可以包含在吹有机硅垸气体后吹氢 气的步骤。可以用含铜的材料制作导体。绝缘膜可以是碳氟化合物膜或SiCN膜。本专利技术的另一特征可能是在衬底上有多层绝缘层的半导体器件的制造方法， 包含在多层绝缘膜里设置一个导体，除去一部分多层绝缘膜，并且当由于除去部 分多层绝缘膜或清洗绝缘膜，导体被氧化的时侯，通过吹有机硅烷气体和氢气来 还原导体上的氧化部分的步骤。当通过上述方法制造半导体器件时，可能会还原氧化的互连，同时使对层间绝缘膜侧壁的破坏减到最小，对导通孔和互连槽的内壁破坏也减到最小。具体来 说，如果将碳氟化合物膜等用作层间绝缘膜，上述方法是更有效的，因为碳氟化 合物膜对还原处理所引起的破坏只有很微弱的抵抗。通过对层间绝缘膜的破坏最 小化，在导体和层间绝缘膜之问的粘性也得到了提高，因此，能够生产一种高度 可靠的半导体器件。除去步骤可以包含形成一个贯通多层的开口的步骤。这个方法包含在还原导体氧化部分之后，在开口里形成阻挡层的步骤。这个阻挡层可以用钽(Ta)或/ 和氮化钽(TaN)制作。这个阻挡层也可以用钛(Ti)或/和氮化钛(TiN)制作。这个方法包含在形成阻挡层之后，在开口里形成另一个导体的步骤。多层绝缘膜 可以用两种不同的绝缘膜制作。本专利技术的另一特征是半导体器件的制造方法，所使用的方法包含在衬底上形 成植有导体的层间绝缘膜、在导体和层间绝缘膜上形成蚀刻停止层、除去靠近导 体的蚀刻停止层，以及对导体吹有机硅烷气体和氢气的步骤。当通过上述方法制造半导体器件时，可能还原氧化的互连，同时使对层间绝 缘膜侧壁的破坏减到最小，对导通孔和互连槽的内壁破坏也减到最小。具体来说， 如果将碳氟化合物膜等用作层问绝缘膜，上述方法是更有效的，因为碳氟化合物 膜对还原处理所引起的破坏只有很微弱的抵抗。通过对层间绝缘膜的破坏最小 化，在导体和层间绝缘膜之间的粘性也得到了提高，因此，能够生产一种高度可 靠的半导体器件。本方法可以包含在形成蚀刻停止层后，在蚀刻停止层上形成另一个层间绝缘 膜的步骤。本方法可以包含在除去蚀刻停止层前，形成一个贯穿层间绝缘膜的开 口的步骤。吹气步骤可以包含通过使用微波来激活有机硅烷气体和氢气的步骤。把该方 法应用在半导体器件的制造方法中，与其他方法中仅仅使用有机硅烷气体和氢气 吹向互连材料的氧化部分相比较，可以更有效还原氧化部分。吹气步骤可能在将衬底温度提高至150到350摄氏度之间后，吹有机硅垸 气体和氢气。在半导体器件的制造方法中通过应用该方法，和其他仅仅将有机硅 烷气体和氢体吹向互连材料的氧化部分的方法相比较，该方法可能更有效地还原 氧化部分。有机硅垸气体可以是一种三甲基硅烷气体。本方明另一特征是一种半导体器件的制造方法，其包含在衬底上形成多个互 连层的步骤，该步骤包含一个向互连层之间的连接部分吹有机硅垸气体和氢气步 骤。吹气步骤进一歩包含在有机硅烷气体和氢气中使用微波的步骤。这个吹气步 骤可以在将衬底温度提高至150摄氏度到350摄氏度后，吹有机硅烷气体和氢 气。当通过上述方法制造半导体器件吋，可能会还原氧化的互连，同时使对层间 绝缘膜侧壁的破坏减到最小，对导通孔和互连槽的内壁破坏也减到最小。具体来 说，如果将碳氟化合物膜等用作层间绝缘膜，上述方法是更有效的，因为碳氟化 合物膜对还原处理所引起的破坏只有很微弱的抵抗。通过对层间绝缘膜的破坏最 小化，在导体和层间绝缘膜之fiij的粘性也得到了提高，因此，能够生产一种度可 靠的半导体器件。附图说明图1根据本专利技术说明在制造一种半导体器件的方法中的一个步骤。 图2根据本专利技术说明在制造一种半导体器件的方法中的一个步骤。 图3根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在衬底上有一个导体和一层绝缘膜的半导体器件的制造方法，该方法包含以下步骤：　在该衬底上设置该导体，并在该导体上设置该绝缘膜；　除去该导体上的该绝缘膜；并且　吹有机硅烷气体和氢气，还原该导体上的氧化区域。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：松岡孝明，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]