專利名稱：防止金屬互連線上形成圈狀金屬殘留物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種防止金屬互連線上形成圈狀金屬殘留物的方法。
背景技術(shù)：
在制作半導體器件的最后一層金屬層時，通常會采用濺射法來形成鋁金屬層，并通過刻蝕工藝來形成金屬互連線。然而，在刻蝕工藝之后，很容易在半導體器件的表面形成圈狀的金屬殘留物。這些金屬殘留極易出現(xiàn)在兩根金屬線之間，這樣將導致金屬線連通，從而導致半導體器件失效。通常情況下，采用濺射法形成該層金屬層時的濺射溫度約為300°C左右，通過掃描電子顯微鏡檢測:該層金屬層的晶粒尺寸較大，且金屬層表面粗糙度較大，因此，在后續(xù)的顯影工藝之后，很容易在晶粒的交界處殘留少量的顯影液，導致刻蝕工藝之后在半導體器件的表面形成圈狀的金屬殘留物。為了去除這些圈狀的金屬殘留物，現(xiàn)有技術(shù)通過在顯影工藝之后、刻蝕工藝之前增加N2O的氣體處理步驟，以消除殘留的顯影液，進而消除腐蝕后的金屬殘留問題。然而，增加N2O的氣體處理步驟雖然可以改善金屬殘留問題，但是增加工藝步驟會導致生產(chǎn)周期延長，生產(chǎn)成本提高，并且還可能引入N2O雜質(zhì)進入半導體器件中，而帶來預(yù)期不到的不良效果。因此，需要一種防止金屬互連線上形成圈狀金屬殘留物的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容
在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式
部分中進一步詳細說明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術(shù)方案的保護范圍。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出了一種防止金屬互連線上形成圈狀金屬殘留物的方法，包括:提供半導體襯底；采用濺射法在所述半導體襯底上形成鋁金屬層，所述鋁金屬層用于形成最后一層金屬互連線，其中，形成所述鋁金屬層時的濺射溫度低于或等于250°C。優(yōu)選地，所述濺射溫度為220°C -250°C。優(yōu)選地，形成所述鋁金屬層時的功率為12_13kW。優(yōu)選地，形成所述鋁金屬層時反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力為2000-2700mTorr。優(yōu)選地，所述制作方法還包括對所述鋁金屬層進行刻蝕以形成所述金屬互連線。優(yōu)選地，所述濺射法為直流磁控濺射法。由此可見，本發(fā)明的方法通過降低形成鋁金屬層時的濺射溫度，可有效地解決圈狀的金屬殘留物問題。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方法未增加任何工藝步驟，因此可以保證原有的生產(chǎn)周期，但卻提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。


本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施方式來防止金屬互連線上形成圈狀金屬殘留物的方法的工藝流程圖；圖2A為現(xiàn)有技術(shù)的濺射溫度為300°C時形成的金屬互連線的掃描電鏡圖片；圖2B為根據(jù)本發(fā)明一個實施方式形成的金屬互連線的掃描電鏡圖片；圖3A為現(xiàn)有技術(shù)的濺射溫度為300°C時形成的金屬互連線的缺陷檢測圖；以及圖3B為根據(jù)本發(fā)明一個實施方式形成的金屬互連線的缺陷檢測圖。
具體實施例方式在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進行描述。應(yīng)當明白，當元件或?qū)颖环Q為“在...上”、“與...相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或?qū)訒r，其可以直接地在其它元件或?qū)由稀⑴c之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)?，或者可以存在居間的元件或?qū)?。相反，當元件被稱為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r，則不存在居間的元件或?qū)印１景l(fā)明提供一種半導體器件的制作方法，圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施方式來防止金屬互連線上形成圈狀金屬殘留物的方法的工藝流程圖。下面將結(jié)合圖1來說明本法的方法。首先，執(zhí)行步驟101，提供半導體襯底。該半導體襯底可以是以下所提到的材料中的至少一種:硅、絕緣體上硅(SOI)、絕緣體上層疊硅(SSOI)、絕緣體上層疊鍺化硅(S-SiGeOI)、絕緣體上鍺化硅(SiGeOI)以及絕緣體上鍺(GeOI)等。在半導體襯底中可以形成有隔離結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)可以為淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)或者局部氧化硅(LOCOS)隔離結(jié)構(gòu)。半導體襯底中還可以形成有各種阱區(qū)結(jié)構(gòu)及襯底表面的溝道層。一般來說，形成阱區(qū)結(jié)構(gòu)的離子摻雜導電類型與溝道層離子摻雜導電類型相同。此外，該半導體襯底上還可以包括半導體元件，例如PMOS晶體管和NMOS晶體管等。在半導體襯底上還可以形成有中間金屬互連線，這些金屬互連線形成在層間介電層中，各層金屬互連線通過通孔和形成在通孔中的金屬插塞連通，而中間金屬互連線與半導體元件之間可以通過接觸孔和形成在接觸孔中的金屬插塞來連通。當然，半導體襯底中和其上還可以形成有其它半導體元件和半導體結(jié)構(gòu)，只要需要在該半導體襯底上形成最后一層金屬互連線，都可以使用本發(fā)明所提供的方法。然后，執(zhí)行步驟102，采用濺射法在該半導體襯底上形成鋁金屬層，該鋁金屬層用于形成最后一層金屬互連線。
鋁金屬層中可以包含少量的其它金屬元素，例如銅等。所述濺射法可以為直流磁控濺射法。研究發(fā)現(xiàn)，當濺射溫度越低時，濺射得到的鋁金屬層的晶粒尺寸越小，且鋁金屬層表面的粗糙度越小，因此，為了避免晶粒過大導致的顯影工藝后晶粒的交界處顯影液殘留，形成該鋁金屬層時的濺射溫度應(yīng)當?shù)陀诨虻扔?50°C。為了避免濺射溫度過低而影響鋁金屬層的電學性能，優(yōu)選地，濺射溫度可以為220°C -250°C。進一步，在使用上述濺射法形成所述鋁金屬層時，施加的功率可以為12_13kW。反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力可以為2000-2700mTorr。此外，還可以執(zhí)行步驟103，對上述鋁金屬層進行刻蝕以形成最后一層金屬互連線的步驟。作為示例，該步驟可以包括:在鋁金屬層上形成掩膜層和具有圖案的光刻膠層，光刻膠層可以是通過旋涂、曝光和顯影等工藝形成的；以及對鋁金屬層進行刻蝕，以形成金屬互連線。經(jīng)上述刻蝕工藝后，分別通過掃描電子顯微鏡和缺陷分析對金屬互連線的表面和缺陷進行檢測。圖2A和圖2B分別為現(xiàn)有技術(shù)的方法和本發(fā)明的方法制得的金屬互連線的掃描電鏡圖片。如圖所示，采用本發(fā)明的方法得到的金屬互連線的晶粒尺寸減小，金屬互連線表面的粗糙度降低，并且在金屬互連線的表面未發(fā)現(xiàn)有圈狀的金屬殘留物。圖3A和圖3B分別為現(xiàn)有技術(shù)的方法和本發(fā)明的方法制得的金屬互連線的缺陷檢測圖。從圖中可以看出，本發(fā)明的方法得到的整個晶片表面的缺陷300的數(shù)量明顯減少。由此可見，本發(fā)明的方法通過降低形成鋁金屬層時的濺射溫度，可有效地解決圈狀的金屬殘留物問題。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方法未增加任何工藝步驟，因此可以保證原有的生產(chǎn)周期，但卻提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進行了說明，但應(yīng)當理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明的教導還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
權(quán)利要求
1.一種防止金屬互連線上形成圈狀金屬殘留物的方法，其特征在于，包括: 提供半導體襯底； 采用濺射法在所述半導體襯底上形成鋁金屬層，所述鋁金屬層用于形成最后一層金屬互連線，其中，形成所述鋁金屬層時的濺射溫度低于或等于250°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述濺射溫度為220°C_250°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述鋁金屬層時的功率為12-13kW。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述鋁金屬層時反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力為 2000-2700mTor;r。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述制作方法還包括對所述鋁金屬層進行刻蝕以形成所述金屬互連線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述濺射法為直流磁控濺射法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種防止金屬互連線上形成圈狀金屬殘留物的方法，該方法包括提供半導體襯底；采用濺射法在所述半導體襯底上形成鋁金屬層，所述鋁金屬層用于形成最后一層金屬互連線，其中，形成所述鋁金屬層時的濺射溫度低于或等于250℃。本發(fā)明的方法通過降低形成鋁金屬層時的濺射溫度，可有效地解決圈狀的金屬殘留物問題。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方法未增加任何工藝步驟，因此可以保證原有的生產(chǎn)周期，但卻提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。
文檔編號C23C14/14GK103187357SQ20111044932
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者呂淑瑞, 欒廣慶 申請人:無錫華潤上華科技有限公司