[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

[0001]

本发明涉及半导体装置的制造方法，特别是涉及设有在通路孔形成后进行清洗的工序的半导体装置的制造方法。

背景技术

[0002]

半导体装置的制造工序大致区分为：形成晶体管等的半导体元件的FEOL(Front End of Line)，和在其上形成金属的多层布线的BEOL(Back End of Line)。在FEOL、BEOL的任何的工序群中，也是通过成膜、光刻、干法蚀刻等的工序的重复来形成图案。在各工序中，在用衬底和多层布线形成的晶圆表面上，附着微粒、有机物、金属等的污染物质。为了提高半导体装置的成品率，需用以除去晶圆表面的污染物质的清洗工序。

[0003]

在上述的清洗工序中，进行通过由酸、碱等的药液产生的化学反应来除去污染物质的化学清洗，用超声波等的物理力除去污染物质的物理清洗，或化学清洗与物理清洗的组合清洗。根据作为进行清洗的工序或对象的污染物质，选择最合适的清洗方法，而在任何的清洗方法中，作为从晶圆表面对药液的冲洗，或干燥前的最终清洗，通常也使用纯水。另外，药液用纯水稀释至预定的浓度来使用。即，在晶圆的清洗中，在大多数情况下，用纯水作为溶剂。

[0004]

在这样的使用纯水溶剂的晶圆表面清洗中，为了提高清洗效果，近年来，使用超声波清洗或双流体喷射清洗(例如，参照特开2005-005469号公报。)。这里，超声波清洗是使包含施加超声波后的纯水溶剂的药液接触到晶圆表面的清洗方法。另外，双流体喷射清洗是使纯水溶剂(通常，仅为纯水)与喷射用气体在喷嘴内混合，使其喷射到晶圆表面上的清洗方法。这样的双流体喷射清洗，通常由于仅使用室温(例如25℃)的纯水和喷射用气体，在成本上具有优势，由于可以通过喷射气体的流量来控制物理的清洗力，可以降低晶圆的损伤。

[0005]

这里，在前端的半导体装置的BEOL中，使用含铜布线。作为有关含铜布线的形成工序，是在绝缘层上形成通路孔和布线槽(trench)后，在有关的通路孔及布线槽内用电镀埋入含铜的金属材料，再用CMP(化学机械研磨)进行平坦化，广泛使用所谓双镶嵌(dualdamascene)工艺。当用干法蚀刻及灰化在绝缘层上形成通路孔时，通常，在下层的布线上，用预先形成的蚀刻阻挡膜来停止蚀刻。

[0006]

但是，近年来，作为这样的含铜布线结构的层间绝缘层，要求低介电常数(低k)的材料。这样的低k材料由于降低k值(介电常数值)，材料的密度变低。因此，由于形成通路孔时的干法蚀刻及灰化，在蚀刻阻挡膜上容易形成达到其下层的布线的针孔。这样，本发明者发现，在蚀刻阻挡膜上形成针孔的状态下，如果进行使用纯水溶剂的清洗处理，则形成在通路孔底部的蚀刻阻挡膜的下方的含铜布线会受到腐蚀并产生空洞。

[0007]

另一方面，如果没有用水溶剂的清洗工序，则会构成在晶圆上残留污染物质的状态，降低半导体装置的制造的成品率。另外，通过加厚蚀刻阻挡膜，或提高绝缘层的密度，虽可以抑制针孔的发生，但k值又变高。

[0008]

另外，作为不使用纯水溶剂的清洗，例如干冰清洗及空气溶胶清洗等。这里，所谓干冰清洗，指的是将液态二氧化碳从流体喷嘴喷射而生成的固态二氧化碳和液态二氧化碳的微粒，使其冲击晶圆表面的清洗方法。另外，所谓空气溶胶清洗，指的是将氩和氮冷却到凝固点以下，使所得到的固体颗粒喷射到晶圆表面上的方法。但是，这些方法存在着所谓装置成本和运行成本高的问题。

发明内容

[0009]

本发明是鉴于上述课题所作的发明，其目的在于，提供包含在通路孔形成工序中，即使在蚀刻阻挡膜上形成针孔，在其蚀刻阻挡膜的下层的含铜布线上也不会发生腐蚀的清洗工序的半导体装置的制造方法。

[0010]

本实施例的半导体制造装置的制造方法，设有以下工序。

(A)在半导体衬底上形成含铜的第1布线。(B)在第1布线上形成蚀刻阻挡膜。(C)在蚀刻阻挡膜上形成绝缘层。(D)在绝缘层上形成达到蚀刻阻挡膜的通路孔。(F)除去蚀刻阻挡膜，使通路孔达到第1布线，第1布线从通路孔露出。(E)在上述(F)工序之前，用有机溶剂清洗通路孔和绝缘层的表面。

[0011]

依据本实施例的半导体装置的制造方法，用有机溶剂清洗通路孔和绝缘层的表面。因此，在通路孔形成工序中，即使在蚀刻阻挡膜上形成针孔，也可以抑制在其蚀刻阻挡膜的下层的第1布线上发生腐蚀。

本发明的上述的及其它的目的、特征、形态和优点，当可通过参照附图而理解的本发明的以下详细说明而知。