[发明专利]清洗金属层、形成导电插塞及硅基液晶显示器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制作方法，尤其涉及清洗金属层、形成导电插塞及硅基液晶显示器的方法。

背景技术

随着超大规模集成电路ULSI(Ultra Large Scale Integration)的飞速发展，集成电路制造工艺变得越来越复杂和精细。为了提高集成度，降低制造成本，元件的特征尺寸(Feature Size)不断变小，芯片单位面积内的元件数量不断增加，平面布线已难以满足元件高密度分布的要求，只能采用多层布线技术，利用芯片的垂直空间，进一步提高器件的集成密度。但多层布线技术的应用会造成硅片表面起伏不平，对图形制作极其不利。为此，需要对不规则的晶片表面进行平坦化(Planarization)处理。目前，化学机械研磨法(CMP，ChemicalMechanical Polishing)是达成全局平坦化的最佳方法，尤其在半导体制作工艺进入亚微米(sub-micron)领域后，化学机械研磨已成为一项不可或缺的制作工艺技术。

现有在制作导电插塞过程中使用化学机械研磨法平坦化金属层的工艺，如图1所示，首先用物理气相沉积法在半导体衬底100上形成Al-Cu、Al-Si-Cu或Al-Cu-Ti等的铝合金构成的第一金属层；然后，在第一金属层上形成第一光刻胶层(未图示)，经过曝光显影工艺，定义出第一金属布线图案；接着，以第一光刻胶层为掩膜，用各向异性干蚀刻法对第一金属层进行蚀刻至露出半导体衬底100，形成第一金属布线层104。

灰化法去除第一光刻胶层；利用高密度的等离子体化学气相沉积法在第一金属布线层104及半导体衬底100上形成层间绝缘层106；接着，通过用化学机械研磨法平坦化层间绝缘层106；在层间绝缘层106上涂覆抗反射层108，用于后续曝光工艺中，防止光反射回光刻胶层中造成光刻胶层性质变化；用旋涂法在抗反射层108上形成第二光刻胶层(未图示)，经过曝光显影工艺，形成通孔图案；以第二光刻胶层为掩膜，沿通孔图案蚀刻抗反射层108和层间绝缘层106至露出第一金属布线层104，形成接触孔109。

参照图2，灰化法去除第二光刻胶层；湿法蚀刻法去除残留第二光刻胶层及抗反射层108；在层间绝缘层106及接触孔109内壁沉积由钛和氮化钛构成的扩散阻挡层110；在扩散阻挡层110上形成第二金属层112，且第二金属层112填充满接触孔109，所述第二金属层112为钨。

参照图3，然后用以双氧水(H₂O₂)为基质的采用铝研磨材料或硅研磨材料的化学机械研磨法，研磨第二金属层112及扩散阻挡层110，直至露出层间绝缘层106的表面，其结果，没有被除去而在接触孔109内残留的第二金属层112及扩散阻挡层110就形成了导电插塞113；接着，为了除去残留在第二金属层112表面上的研磨材料等，使用了由氢氟酸(HF)或氨水(NH₄OH)组成的清洗液来清洗第二金属层112的表面；由于氢氟酸或氨水对作为第二金属层112有溶解性，因此会使导电插塞113表面会产生颗粒缺陷。

在如下中国专利申请03127226还可以发现更多与上述技术方案相关的信息，用氢氟酸(HF)或氨水(NH₄OH)组成的清洗液清洗金属层表面以去除残留的研磨液。

现有技术，用化学机械研磨工艺研磨金属层后，会在金属层表面产生研磨残留物，使用氢氟酸(HF)或氨水(NH₄OH)组成的清洗液清洗金属层表面研磨残留物。由于氢氟酸或氨水对金属层材料有溶解性，造成金属层表面产生颗粒缺陷，影响金属层的质量。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种清洗金属层、形成导电插塞及硅基液晶显示器的方法，防止金属层表面产生颗粒缺陷，提高金属层的质量。

为解决上述问题，本发明提供一种清洗金属层的方法，包括下列步骤：在半导体衬底上形成金属层；对金属层进行研磨；用包含金属腐蚀抑制剂的清洗溶液去除研磨残留物；用水清洗金属层表面，去除清洗溶液残留。

可选的，所述清洗溶液还包含去离子水、表面活性剂、金属表面ζ电势改变剂和PH值缓冲剂组合。所述清洗溶液中金属腐蚀抑制剂的含量为0.5％～1％、去离子水含量为96％～98％、表面活性剂含量为0.5％～1％、金属表面ζ电势改变剂含量为0.5％～1％、PH值缓冲剂含量为0.5％～1％。所述清洗溶液的PH值范围为2<PH<7。

可选的，所述研磨为化学机械研磨法。所述水为蒸馏水或去离子水。所述金属层的材料为铝、铜、铝铜合金或钨。