專利名稱：降低溝槽內(nèi)殘留物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件后段的制造工藝，特別涉及一種降低溝槽內(nèi)殘留物的方
法。
背景技術(shù)：
目前，在半導(dǎo)體器件的后段工藝中，可根據(jù)不同需要設(shè)置多層金屬互連層，每層金 屬互連層包括金屬互連線和絕緣層，這就需要對上述絕緣層制造溝槽，然后在上述溝槽內(nèi) 沉積金屬，沉積的金屬即為金屬互連線，而且銅越來越多地用作金屬互連線，這是由于銅可 以比采用鋁得到更低的電阻，因此采用銅互連層很具有吸引力?，F(xiàn)有技術(shù)中，在對某一銅互連層的絕緣層制造溝槽時，剖面示意圖如圖1所示在 包括刻蝕終止層101和氧化硅層102的絕緣層上刻蝕溝槽103，在刻蝕完氧化硅層102之 后，繼續(xù)進(jìn)行刻蝕終止層101的刻蝕，藉以暴露出下層銅互連層的銅互連線104，如前所述， 下層銅互連層的銅互連線104是沉積在絕緣層中的，即下層的絕緣層也同樣包括刻蝕終止 層101和氧化硅層102?？涛g終止層101的刻蝕過程稱為襯墊層蝕除(Liner Removal,LRM) 步驟?？涛g終止層101，通常是氮化硅或者碳化硅。氮化硅或者碳化硅的主要刻蝕氣體為 CH2F2，另外還通入 02、N2。其中 CH2F2、02、N2 的比例為 CH2F2 02 N2 = 2 2. 5 1。 在LRM刻蝕過程中，由于通入了 02，所以暴露的下層銅互連線104會被氧化，通常在LRM刻 蝕之后，通入H2進(jìn)行還原，將氧化銅還原為銅。通入的CH2F2氣體在刻蝕氮化硅或者碳化硅時，容易與氮化硅或者碳化硅反應(yīng)生 成聚合物(Polymer)，所述Polymer的成分一般為C-H-F基、C-F基及含Si的物質(zhì)，附著在 下層銅互連層的銅互連線104表面，然后在通入H2對銅表面進(jìn)行處理的時候，這種Polymer 會變?yōu)椴槐匾译y以清除的殘留物，最終影響器件的性能。出廠質(zhì)量保證(Outgoing Quality Assurance, 0QA)為出廠前的一道檢查工序， 其包括兩個指標(biāo)一個為銅擴(kuò)散缺陷度，即在LRM刻蝕之后，通入H2進(jìn)行還原，將氧化銅還 原為銅的過程中，會有部分氧化銅沒有被H2還原，這樣氧化銅在后續(xù)濕法清洗的時候就被 清洗掉，在銅表面留下破洞，這就是銅擴(kuò)散缺陷。上述缺陷如果發(fā)生在頂層的銅互連層，就 會影響頂層銅互連層的銅互連線與鋁襯墊的接合(bonding)，其中，鋁襯墊位于頂層銅互連 層的銅互連線的上面。當(dāng)然，上述缺陷如果發(fā)生在其他銅互連層，也同樣嚴(yán)重影響器件的性 能。另一個指標(biāo)為檢測溝槽內(nèi)下層銅互連線104表面的殘留物。如上所述，銅互連線 表面形成的不必要而且難以清除的殘留物，也會影響器件的性能。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種降低溝槽內(nèi)殘留物的方法，該方法能 夠去除溝槽內(nèi)產(chǎn)生的聚合物，從而降低由聚合物演變而成的難以清除的殘留物。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明公開了一種降低溝槽內(nèi)殘留物的方法，依次進(jìn)行氧化硅層的刻蝕及襯墊層 蝕除LRM，在LRM之后，采用氧氣等離子體灰化的方法，去除LRM過程中產(chǎn)生的聚合物。所述聚合物包括C-H-F基、C-F基及含氮的物質(zhì)。所述氧氣的流量為400sCCm。在采用氧氣等離子體灰化的方法之后，進(jìn)一步包括通入氮?dú)夂蜌錃?，對LRM過程 中產(chǎn)生的氧化銅進(jìn)行還原的步驟。所述氮?dú)夂蜌錃獾谋壤秊? 8。由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明在LRM步驟之后，將02通入，進(jìn)行02等離子體灰 化，去除LRM步驟中CH2F2與氮化硅或者碳化硅反應(yīng)生成的Polymer，這樣在后續(xù)通入H2對 下層銅互連線104表面的氧化銅進(jìn)行還原的時候，就不存在Polymer變?yōu)殡y以清除的殘留 物，附著在下層銅互連線表面影響器件性能的問題。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中，在對某一銅互連層的絕緣層制造溝槽時的剖面示意圖。圖2為本發(fā)明中去除Polymer的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案、及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例， 對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時，為了便于說明，表示 結(jié)構(gòu)的示意圖會不依一般比例作局部放大，不應(yīng)以此作為對本發(fā)明的限定，此外，在實(shí)際的 制作中，應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。本發(fā)明在LRM步驟之后，將02通入，進(jìn)行02等離子體灰化，去除LRM步驟中CH2F2 與氮化硅或者碳化硅反應(yīng)生成的Polymer，這樣在后續(xù)通入H2對下層銅互連線104表面的 氧化銅進(jìn)行還原的時候，就不存在Polymer變?yōu)殡y以清除的殘留物，附著在下層銅互連線 表面影響器件性能的問題。本發(fā)明中去除Polymer的流程示意圖如圖2所示，其包括以下步驟步驟21、進(jìn)行LRM刻蝕，去除氮化硅層；步驟22、02等離子體灰化去除Polymer ；步驟23、通入N2和H2，在還原氧化銅的同時，降低銅擴(kuò)散缺陷。首先，進(jìn)行步驟21，對刻蝕終止層101，即本實(shí)施例中的氮化硅層進(jìn)行刻蝕，也可 以為碳化硅層。與現(xiàn)有技術(shù)相同，仍然采用CH2F2 02 N2 = 2 2. 5 1的比例，在上 述過程中，通入的CH2F2很容易與氮化硅反應(yīng)，生成Polymer。Polymer的成分仍然為C_H_F 基、C-F基及含Si的物質(zhì)，而且，通入的02在刻蝕過程中，容易與下層銅互連線104表面發(fā) 生反應(yīng)，將銅變?yōu)榱搜趸~。這是對工藝制程非常不利的。接下來，本發(fā)明在LRM步驟之后，通入02，利用氧氣等離子體灰化的方法，將 Polymer變?yōu)闅怏w而去除，即Polymer中C-H-F基、C-F基及含Si的物質(zhì)變?yōu)闅怏wC0、C02、 SiF4而被排出裝置。02的流量為400SCCm，與在LRM步驟中通入02的比例為8 1。這 樣，去除了 Polymer，在步驟23中通入H2，對下層銅互連線104表面的氧化銅進(jìn)行還原的時候，就不會有由Polymer演變的難以清除的殘留物出現(xiàn)，從而達(dá)到改善器件性能的目的，并 且可以保證在OQA檢測時順利通過。最后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，在用H2對下層銅互連線104表面進(jìn)行處理的 時候，同時通入N2。這是由于N2的均勻性較好，在H2與N2同時通入的時候，可以保證下層 銅互連線104表面的氧化銅被H2均勻地還原。本實(shí)施例中，N2與H2的比例為1 8。經(jīng) 驗(yàn)表明，N2與H2的比例為1 8的時候，不但可以達(dá)到還原氧化銅的效果，而且可以將銅 擴(kuò)散的缺陷降至最低。因?yàn)榇藭r相比于現(xiàn)有技術(shù)，下層銅互連線表面的未被還原的氧化銅 量大大減少，那么在后續(xù)濕法清洗去除氧化銅后，在銅表面的破洞就會大大減少，因此無論 是頂層的銅互連層，還是中間的某一銅互連層，其銅互連線表面的銅擴(kuò)散缺陷就會被有效 降低。對于頂層的銅互連層的銅互連線，如果銅擴(kuò)散缺陷明顯降低了，則頂層銅互連層的銅 互連線與鋁襯墊的接合就相對容易，器件性能也明顯提高，對于中間的某一銅互連層的銅 互連線，如果銅擴(kuò)散缺陷明顯降低了，銅表面沒有破洞，則同樣提高了器件性能。在不加入 N2，或者N2與H2的比例不是1 8的時候，會發(fā)現(xiàn)在OQA檢測中，銅擴(kuò)散缺陷比較明顯。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例中的具體數(shù)值，不應(yīng)成為本發(fā)明的限定， 本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷暮妥兓?br> 權(quán)利要求
一種降低溝槽內(nèi)殘留物的方法，依次進(jìn)行氧化硅層的刻蝕及襯墊層蝕除LRM，其特征在于，在LRM之后，采用氧氣等離子體灰化的方法，去除LRM過程中產(chǎn)生的聚合物。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物包括C-H-F基、C-F基及含氮的 物質(zhì)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧氣的流量為400sCCm。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在采用氧氣等離子體灰化的方法之后，進(jìn)一 步包括通入氮?dú)夂蜌錃?，對LRM過程中產(chǎn)生的氧化銅進(jìn)行還原的步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述氮?dú)夂蜌錃獾谋壤秊? 8。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種降低溝槽內(nèi)殘留物的方法，依次進(jìn)行氧化硅層的刻蝕及襯墊層蝕除LRM，在LRM之后，采用氧氣等離子體灰化的方法，去除LRM過程中產(chǎn)生的聚合物。采用該方法能夠去除溝槽內(nèi)產(chǎn)生的聚合物，從而降低由聚合物演變而成的難以清除的殘留物，最終提高器件的性能。
文檔編號H01L21/768GK101819930SQ200910046710
公開日2010年9月1日 申請日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月26日
發(fā)明者劉昌伙, 厲淵 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司