[发明专利]防止钨插塞腐蚀的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制作技术领域，尤其涉及一种防止钨插塞腐蚀的方法。

背景技术

随着半导体元件线宽的持续微型化，使得高速，多功能，高元件集成度/低功率消耗以及低成本的极大规模集成电路芯片得以大量生产制造。由于半导体元件的微型化以及集成度的增加，内部金属连线结构不断的增多，使得芯片表面无法提供足够的表面积来容纳日益增多的金属连线。为了解决此项问题，多层金属连线结构便被提出，从而成为集成电路制造技术所必须采取的方式。

在多层金属连线结构制作工艺中，当金属钨插塞制作完成之后，会进行下一层金属导线的制作。当元件的尺寸较大时，通常导线会将与之接触的下层钨插塞完全覆盖。因此，钨插塞腐蚀所产生的问题，仅仅在显影步骤发生错误对准，导致图案化的导线层并未对准钨插塞上方的时候才出现。然而，当原件的尺寸缩小时，通常导线层并不会完全对准其下方的钨插塞。因此，钨插塞与上层导线的腐蚀问题仍是制作工艺所关切的问题。

图1a至图1b为一种现有的金属连线结构的制作方法结构示意图，参考附图1所示，提供半导体衬底100，层间介电层102，扩散阻挡层104，钨插塞106，金属导线108与图案化光阻层110，其中所述的扩散阻挡层104的材料包括氮化钛，钛化钨或者其他的防止钨离子扩散的材料，在附图1a中，金属导线108由于错误对准或者为了节省芯片的面积而故意仅覆盖一部分的钨插塞，并未完全覆盖下层的钨插塞106。

参考附图1b，采用灰化工艺去除所述图案化的光阻层110，接着以清除溶液(stripping Solution)在酸碱值pH为8-12下进行湿法清洗制作工艺，以去除残留的图案化光阻层110。由于金属导线108并未完全覆盖下层的钨插塞106，使得钨插塞106的一部分裸露出来，因此，以清除溶液去除残留的图案化光阻层110时，清除溶液会腐蚀钨插塞所裸露出来的部分，而在钨插塞106之中形成一个孔洞112。

形成所述孔洞的原因，是因为在图案化形成金属导线108的蚀刻过程中或者采用灰化工艺去除所述图案化的光阻层的过程中，正电荷累积在金属导线108表面所造成的，所述带有正电荷的金属导线108与钨插塞106之间产生电化学势能，在积累在与所述金属导线连接的结构如钨插塞，与钨插塞连接的金属连线，甚至形成在所述的半导体衬底100内的N阱中，在采用pH值为8-12的条件下进行湿法清洗制作工艺去除残留的图案化光阻层时，金属导线，pH值为8-12的清洗溶液，钨插塞之间形成了原电池，因此，裸露的钨插塞被氧化成钨的氧化物，钨的氧化物在后续的清洗工艺中被去除，从而形成了孔洞112。

钨插塞被氧化的一种可能的化学反应式为：

W(s)+4OH-→WO₂(s)+4e+2H₂O(1)

WO₂(s)+OH-→WO₃H(s)+e    (2)

发明内容

本发明解决的问题是现有制作方法导致钨插塞被腐蚀的缺陷。

本发明提供了一种防止钨插塞腐蚀的方法，包括：提供形成有钨插塞的半导体衬底，所述的钨插塞与形成在钨插塞上但并未完全覆盖钨插塞的金属导线互连，采用弧光或紫外光照射所述金属导线，至消除所述金属导线上的正电荷。

本发明还提供一种半导体器件的制作方法，包括：提供形成有钨插塞的半导体衬底；在所述的半导体衬底上依次形成金属导线层和图案化的光刻胶层；以所述图案化的光刻胶层为掩膜，刻蚀金属导线层形成金属导线，所述的金属导线位于钨插塞上但并未完全覆盖钨插塞；采用弧光或紫外光照射所述金属导线，至消除所述金属导线上的正电荷；采用灰化工艺去除所述光刻胶层；清洗所述金属导线以及钨插塞表面。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

采用所述的防止钨插塞腐蚀的方法，由于采用弧光或者紫外光照射的方法，去除了金属导线上的正电荷，因此，在随后的清洗工艺中，避免了金属导线和钨插塞上的电势差，避免了电化学反应的发生，避免了钨插塞被腐蚀。

进一步，采用所述的紫外光进行照射以去除金属导线上正电荷简单易行，所采用的时间短，并且，工艺方法简单，而且不会对半导体衬底以及衬底上的半导体器件产生损伤。

采用所述的半导体器件的制作工艺，由于采用弧光或者紫外光照射的方法，去除了金属导线上的正电荷，因此，在随后的清洗工艺中，避免了金属导线和钨插塞上的电势差，避免了电化学反应的发生，避免了钨插塞被腐蚀。

附图说明

图1a至图1b为现有技术金属连线结构的制作方法结构示意图；