專利名稱：一種減少金屬腐蝕的清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種減少金屬層腐蝕的清洗方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種減少半導(dǎo)體鋁金屬層刻蝕后清洗過程中鋁腐蝕的清洗方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造過程中，越來越多的用含氟清洗液去除金屬層刻蝕后產(chǎn)生的殘余物，清洗完成后金屬的側(cè)壁與表面容易產(chǎn)生各種腐蝕。在通常的半導(dǎo)體制造工藝中，通過在晶圓上的介質(zhì)層，如二氧化硅、氮化硅及低k 材料等或?qū)щ妼尤鏏l(鋁)，Cu(銅)等表面上涂光刻膠，曝光顯影后，然后利用等離子體干法刻蝕把電路圖案轉(zhuǎn)移相應(yīng)的導(dǎo)電層或介質(zhì)層上?？涛g及灰化完成后的光刻膠殘余和刻蝕時產(chǎn)生的側(cè)壁鈍化保護層，利用有機清洗液來除去。目前生產(chǎn)上采用的刻蝕后清洗液主要有兩類，一種是以羥胺為主要活性成份的清洗液，如EKU65，EKC270，EKC270T，ACT935， ACT940等，另一類主要是以F離子為活性成分的清洗液如IDEAL Clean960, IDEAL Clean 815，ST-250 等。為了減少鋁線的電遷移，半導(dǎo)體晶圓中用的金屬鋁中一般含有1 3wt%的銅。銅在物理氣象淀積過程中如果分布不均勻的話，會形成銅富集的核。這些核很容易在清洗過程中對周圍的鋁形成流電腐蝕。對于兩類清洗液清洗后的鋁線都有可能發(fā)生流電腐蝕。除了流電腐蝕外，金屬線上還有可能發(fā)生另外的一些腐蝕情況。氯，氟等陰離子在潮濕的環(huán)境下會引起腐蝕，形成氫氧化鋁，反應(yīng)會持續(xù)進行，反應(yīng)生成物被清洗掉以后，會形成很大的孔洞。鋁金屬的晶粒邊界處，比較薄弱，容易受到清洗液和水的攻擊，形成很粗糙的表面。為了減少對金屬線的攻擊，一般傳統(tǒng)上可以從三個方面來改進工藝條件。第一種是從鋁金屬層的刻蝕和灰化環(huán)節(jié)來著手，如下述專利US5545^9A在刻蝕完成后的灰化過程引入氧氣(O2)，含胺氣體((Rx3)-N,水蒸氣 (H2O),及含氟氣體(CHxFy)在金屬線的側(cè)壁形成鈍化保護層，來減少氯引起的腐蝕和流電腐蝕?；一笮纬傻目涛g保護層在接下來的濕法去刻蝕殘余的環(huán)節(jié)中還是要去掉的，鋁銅的界面還是會暴露在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中，所以對于防止流電腐蝕的效果有限。US5946589首先是利用刻蝕后灰化的過程中，在灰化的腔體中在230 250°C條件下，通入氧氣，使鋁的表面形成一層400 800A氧化物保護膜，以保護鋁，然后把漂洗的水降低到5 10°C，來降低流電腐蝕的速度。用氧氣來鈍化鋁的表面的效果應(yīng)該很差，因為鋁的表面被致密的刻蝕鈍化層所包裹，降低漂洗水的溫度，理論上應(yīng)該有一定效果。第二種是換用離子化程度小的溶劑來去除刻蝕后的殘余，如下述專利US6274504B2利用65 85°C和20 40°C的純?nèi)軇?NMP)直接清洗刻蝕后的殘余防止腐蝕，因為沒有電解質(zhì)的環(huán)境，減少腐蝕的效果較好，但是純?nèi)軇┲袥]有活性成分，對于無機含量較高的殘余難以去除干凈。
第三種是利用有特定配方的金屬保護作用溶液來保護鋁金屬不被腐蝕，如下述專利US6156661與US59814M用一種含有羥胺，有機酸，氨水，pH緩沖溶液的金屬保護液來取代刻蝕后清洗時所用的有機溶劑，或者用作CMP清洗后的減少缺陷的清洗劑。這種做法可以有效的減少金屬的腐蝕程度，只是在應(yīng)用需要的大量的金屬保護液，因為該液的性質(zhì)會隨著晶圓表面帶入清洗槽內(nèi)的清洗液的數(shù)量迅速改變。綜上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中，并沒有完全解決在半導(dǎo)體制造工藝中，尤其是沒有解決鋁金屬層刻蝕后清洗時容易產(chǎn)生的金屬腐蝕問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種去離子水清洗方法，可有效減少半導(dǎo)體鋁金屬層刻蝕后，用刻蝕殘余物清洗時產(chǎn)生的鋁腐蝕。本發(fā)明的技術(shù)方案如下在刻蝕殘余經(jīng)清洗液清洗完成后的去離子水漂洗過程中，在槽式化學(xué)清洗槽的去離子水中加入氧化劑。本發(fā)明中，較佳的漂洗條件為a.在去離子水槽1中清洗30s 5min ；b.在去離子水槽2中，加入0. 01 雙氧水，清洗1 IOmin。本發(fā)明中，清洗液可選IDEAL Clean 960，IDEAL Clean 815，ST-250，EKC265， EKC270, EKC270T,ACT935 或 ACT940。本發(fā)明中，氧化劑為雙氧水，利用鋁的表面鈍化的性質(zhì)，在鋁的表面形成了一層致密氧化膜，有效的減少了腐蝕的產(chǎn)生。臭氧也可以達到同樣的效果，但是氧化性太強，不容易控制。本發(fā)明的積極效果在于在利用清洗刻蝕后的金屬層殘余后，利用去離子水漂洗晶圓的過程中，在去離子水中加入適量的氧化劑，在鋁的金屬表面形成一層致密的氧化膜， 來減少金屬表面的腐蝕。


圖IA為現(xiàn)有技術(shù)清洗后的電鏡照片；圖2為現(xiàn)有技術(shù)清洗后放置48小時后的電鏡照片；圖3為本發(fā)明一實施例清洗后的電鏡照片；圖4為本發(fā)明一實施例清洗后放置48小時后的電鏡照片；圖5為本發(fā)明另一實施例清洗后的電鏡照片；圖6為本發(fā)明另一實施例清洗后放置48小時后的電鏡照片；圖7為本發(fā)明另一實施例清洗后的電鏡照片；圖8為本發(fā)明另一實施例清洗后放置48小時后的電鏡照片；圖9為本發(fā)明另一實施例清洗后的電鏡照片；圖10為本發(fā)明另一實施例清洗后放置48小時后的電鏡照片。
具體實施方式
下面通過實施例的方式進一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。實施例1 4表1給出了本發(fā)明的實施例1 4和對比例1，采用市售的含氟清洗液IDEAL Clean 960清洗鋁金屬層刻蝕完后的晶圓以后，利用下面表中的實驗方案漂洗。
權(quán)利要求
1.一種減少金屬層腐蝕的清洗方法，刻蝕后的金屬層在經(jīng)清洗液刻蝕殘余清洗后，經(jīng)去離子水漂洗，其特征在于在所述去離子水中加入氧化劑。
2.如權(quán)利要求1所述的清洗方法，其特征在于在所述去離子水漂洗過程中，先經(jīng)去離子水清洗30s 5min，后使用加入氧化劑的去離子水漂洗1 lOmin。
3.如權(quán)利要求2所述的清洗方法，其特征在于所述氧化劑的含量為去離子水的 0. 01 5wt%。
4.如權(quán)利要求1所述的清洗方法，其特征在于所述清洗液為IDEALClean960，IDEAL Clean 815，ST-250, EKC265, EKC270, EKC270T, ACT935 或 ACT940。
5.如權(quán)利要求1-3任一項所述的清洗方法，其特征在于所述氧化劑為雙氧水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種減少金屬層腐蝕的清洗方法。本發(fā)明在刻蝕殘余清洗完成后的去離子水漂洗過程中，加入氧化劑。本發(fā)明的漂洗方法可利用鋁的表面鈍化的性質(zhì)，在鋁的表面形成了一層致密氧化膜，有效地減少了腐蝕的產(chǎn)生。
文檔編號H01L21/02GK102569023SQ20101062002
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者劉兵, 彭洪修, 王勝利 申請人:安集微電子(上海)有限公司