一种减少金属腐蚀的清洗方法技术

本发明专利技术公开了一种减少金属层腐蚀的清洗方法。本发明专利技术在刻蚀残余清洗完成后的去离子水漂洗过程中，加入氧化剂。本发明专利技术的漂洗方法可利用铝的表面钝化的性质，在铝的表面形成了一层致密氧化膜，有效地减少了腐蚀的产生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种减少金属层腐蚀的清洗方法，更具体地说，本专利技术涉及一种减少半导体铝金属层刻蚀后清洗过程中铝腐蚀的清洗方法。
技术介绍
在半导体制造过程中，越来越多的用含氟清洗液去除金属层刻蚀后产生的残余物，清洗完成后金属的侧壁与表面容易产生各种腐蚀。在通常的半导体制造工艺中，通过在晶圆上的介质层，如二氧化硅、氮化硅及低k 材料等或导电层如Al(铝)，Cu(铜)等表面上涂光刻胶，曝光显影后，然后利用等离子体干法刻蚀把电路图案转移相应的导电层或介质层上。刻蚀及灰化完成后的光刻胶残余和刻蚀时产生的侧壁钝化保护层，利用有机清洗液来除去。目前生产上采用的刻蚀后清洗液主要有两类，一种是以羟胺为主要活性成份的清洗液，如EKU65，EKC270，EKC270T，ACT935， ACT940等，另一类主要是以F离子为活性成分的清洗液如IDEAL Clean960, IDEAL Clean 815，ST-250 等。为了减少铝线的电迁移，半导体晶圆中用的金属铝中一般含有1 3wt%的铜。铜在物理气象淀积过程中如果分布不均勻的话，会形成铜富集的核。这些核很容易在清洗过程中对周围的铝形成流电腐蚀。对于两类清洗液清洗后的铝线都有可能发生流电腐蚀。除了流电腐蚀外，金属线上还有可能发生另外的一些腐蚀情况。氯，氟等阴离子在潮湿的环境下会引起腐蚀，形成氢氧化铝，反应会持续进行，反应生成物被清洗掉以后，会形成很大的孔洞。铝金属的晶粒边界处，比较薄弱，容易受到清洗液和水的攻击，形成很粗糙的表面。为了减少对金属线的攻击，一般传统上可以从三个方面来改进工艺条件。第一种是从铝金属层的刻蚀和灰化环节来着手，如下述专利US5545^9A在刻蚀完成后的灰化过程引入氧气(O2)，含胺气体((Rx3)-N,水蒸气 (H2O),及含氟气体(CHxFy)在金属线的侧壁形成钝化保护层，来减少氯引起的腐蚀和流电腐蚀。灰化后形成的刻蚀保护层在接下来的湿法去刻蚀残余的环节中还是要去掉的，铝铜的界面还是会暴露在电解质溶液的环境中，所以对于防止流电腐蚀的效果有限。US5946589首先是利用刻蚀后灰化的过程中，在灰化的腔体中在230 250°C条件下，通入氧气，使铝的表面形成一层400 800A氧化物保护膜，以保护铝，然后把漂洗的水降低到5 10°C，来降低流电腐蚀的速度。用氧气来钝化铝的表面的效果应该很差，因为铝的表面被致密的刻蚀钝化层所包裹，降低漂洗水的温度，理论上应该有一定效果。第二种是换用离子化程度小的溶剂来去除刻蚀后的残余，如下述专利US6274504B2利用65 85°C和20 40°C的纯溶剂(NMP)直接清洗刻蚀后的残余防止腐蚀，因为没有电解质的环境，减少腐蚀的效果较好，但是纯溶剂中没有活性成分，对于无机含量较高的残余难以去除干净。第三种是利用有特定配方的金属保护作用溶液来保护铝金属不被腐蚀，如下述专利US6156661与US59814M用一种含有羟胺，有机酸，氨水，pH缓冲溶液的金属保护液来取代刻蚀后清洗时所用的有机溶剂，或者用作CMP清洗后的减少缺陷的清洗剂。这种做法可以有效的减少金属的腐蚀程度，只是在应用需要的大量的金属保护液，因为该液的性质会随着晶圆表面带入清洗槽内的清洗液的数量迅速改变。综上所述，在现有技术中，并没有完全解决在半导体制造工艺中，尤其是没有解决铝金属层刻蚀后清洗时容易产生的金属腐蚀问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是提供一种去离子水清洗方法，可有效减少半导体铝金属层刻蚀后，用刻蚀残余物清洗时产生的铝腐蚀。本专利技术的技术方案如下在刻蚀残余经清洗液清洗完成后的去离子水漂洗过程中，在槽式化学清洗槽的去离子水中加入氧化剂。本专利技术中，较佳的漂洗条件为a.在去离子水槽1中清洗30s 5min ；b.在去离子水槽2中，加入0. 01 双氧水，清洗1 IOmin。本专利技术中，清洗液可选IDEAL Clean 960，IDEAL Clean 815，ST-250，EKC265， EKC270, EKC270T,ACT935 或 ACT940。本专利技术中，氧化剂为双氧水，利用铝的表面钝化的性质，在铝的表面形成了一层致密氧化膜，有效的减少了腐蚀的产生。臭氧也可以达到同样的效果，但是氧化性太强，不容易控制。本专利技术的积极效果在于在利用清洗刻蚀后的金属层残余后，利用去离子水漂洗晶圆的过程中，在去离子水中加入适量的氧化剂，在铝的金属表面形成一层致密的氧化膜， 来减少金属表面的腐蚀。附图说明图IA为现有技术清洗后的电镜照片；图2为现有技术清洗后放置48小时后的电镜照片；图3为本专利技术一实施例清洗后的电镜照片；图4为本专利技术一实施例清洗后放置48小时后的电镜照片；图5为本专利技术另一实施例清洗后的电镜照片；图6为本专利技术另一实施例清洗后放置48小时后的电镜照片；图7为本专利技术另一实施例清洗后的电镜照片；图8为本专利技术另一实施例清洗后放置48小时后的电镜照片；图9为本专利技术另一实施例清洗后的电镜照片；图10为本专利技术另一实施例清洗后放置48小时后的电镜照片。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。实施例1 4表1给出了本专利技术的实施例1 4和对比例1，采用市售的含氟清洗液IDEAL Clean 960清洗铝金属层刻蚀完后的晶圆以后，利用下面表中的实验方案漂洗。权利要求1.一种减少金属层腐蚀的清洗方法，刻蚀后的金属层在经清洗液刻蚀残余清洗后，经去离子水漂洗，其特征在于在所述去离子水中加入氧化剂。2.如权利要求1所述的清洗方法，其特征在于在所述去离子水漂洗过程中，先经去离子水清洗30s 5min，后使用加入氧化剂的去离子水漂洗1 lOmin。3.如权利要求2所述的清洗方法，其特征在于所述氧化剂的含量为去离子水的 0. 01 5wt%。4.如权利要求1所述的清洗方法，其特征在于所述清洗液为IDEALClean960，IDEAL Clean 815，ST-250, EKC265, EKC270, EKC270T, ACT935 或 ACT940。5.如权利要求1-3任一项所述的清洗方法，其特征在于所述氧化剂为双氧水。全文摘要本专利技术公开了一种减少金属层腐蚀的清洗方法。本专利技术在刻蚀残余清洗完成后的去离子水漂洗过程中，加入氧化剂。本专利技术的漂洗方法可利用铝的表面钝化的性质，在铝的表面形成了一层致密氧化膜，有效地减少了腐蚀的产生。文档编号H01L21/02GK102569023SQ20101062002公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日专利技术者刘兵, 彭洪修, 王胜利 申请人:安集微电子(上海)有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王胜利，彭洪修，刘兵，
申请(专利权)人：安集微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：