[发明专利]半导体晶片的清洗溶液及内连线结构的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路，特别是涉及一种具有多孔性低介电常数材料的内连线构造的形成制造方法。

背景技术

一般而言，高密度集成电路，例如超大型集成电路(VLSI)会形成多重金属内连线，以作为三维空间(3D)导线结构。多重金属内连线的目的在于紧密地将包埋的元件连接在一起。随着各层的积集度的提升，金属内连线之间的寄生电容会随之增加，从而导致电阻电容延迟(RC延迟)与串音(cross talk)。为了降低寄生电容以及提升金属内连线之间的导电速度，通常使用低介电常数材料(low k dielectric)以形成层间介电层(inter-layer dielectric；ILD)以及金属间介电层(inter-meal dielectric；IMD)。

经常用来形成低介电常数相关结构之一的结构为金属硬掩模(metal hardmask；MHM)结构，其中金属硬掩模是用来保护低介电常数介电层，使免于受到化学机械研磨(chemical mechanical polishing；CMP)的损害。一般而言，在低介电常数介电层上形成覆盖层(cap layer)或底部抗反射涂布层，之后形成金属硬掩模层。接下来，可使用光致抗蚀剂作为掩模以图案化上述金属硬掩模层以及上述覆盖层，再将此图案转移到下方的低介电常数介电层以形成内连线。此内连线的制造方法通常包括在低介电常数介电层形成开口，再将导电材料填入此开口中，然后进行化学机械研磨法以平坦化导电材料的表面，之后，移除金属硬掩模。

在低介电常数介电层形成开口的步骤会产生特定的副产物，例如为有机与无机副产物，此副产物对于后续的步骤以及最终的集成电路会有不良的影响。以往，需要进行多个清洗步骤以移除这些副产物，然而，多个清洗步骤通常较为复杂且包括干式清洗及湿式清洗两者。因此，需要一种较为简化的清洗方法。

发明内容

根据上述目的，本发明提供一种半导体晶片的清洗溶液，其包括有机溶剂；金属试剂；置换剂；以及水。

本发明还提供一种半导体晶片的清洗方法，包括将该半导体晶片浸入清洗溶液，该清洗溶液包括：有机溶剂；金属试剂；置换剂；以及水。

本发明又提供一种集成电路的内连线结构的形成方法，包括：形成低介电常数介电层在基底上；形成金属硬掩模在该低介电常数介电层上；图案化该金属硬掩模以在该金属硬掩模中形成第一开口，其中经由该第一开口露出该低介电常数介电层；经由该第一开口蚀刻该低介电常数介电层以在该低介电常数介电层之中形成第二开口；通过将该基底与该基底上方的结构浸入清洗溶液，以进行清洗步骤，其中该清洗溶液包括：有机溶剂；金属试剂；置换剂；以及水；形成阻障层在该第二开口之中；以及填入导电材料在该第二开口。

上述清洗溶液可利用单一步骤去除在形成内连线结构过程中所产生的有机及无机副产物。

附图说明

图1至图9为本发明较佳实施例的各制造阶段中集成电路内连线结构的剖面图。

【主要部件符号说明】

10～介电层；

12～金属导线；

14～蚀刻停止层；

20～低介电常数介电层；

22～覆盖层；

24～金属硬掩模层；

26～反射涂布层；

28、36～光致抗蚀剂；

30、32、38、40～开口；

34～底部抗反射涂布层；

42～沟漕开口；

44～介层孔开口；

46、48、50～副产物层；

52～阻障层；

54～介层孔导通物；以及

56～金属导线。

具体实施方式

图1至图9为本发明较佳实施例的各制造阶段中集成电路内连线结构的剖面图。其中本发明的实施例中，相同的符号代表相同的元件。

请参考图1，形成金属导线12在介电层10中，此金属导线12较佳包含铜或铜合金。较佳者，可视需要形成扩散阻障层(图未显示)在金属导线12与介电层10之间。接着，形成蚀刻停止层14在金属导线12与介电层10之上。蚀刻停止层14较佳包含氮化硅、氧化硅、碳化硅、氮氧硅化物及/或其他常用的材料。