CN1247486A - 钝化金属化层的方法 - Google Patents

钝化金属化层的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1247486A
CN1247486A CN98802009A CN98802009A CN1247486A CN 1247486 A CN1247486 A CN 1247486A CN 98802009 A CN98802009 A CN 98802009A CN 98802009 A CN98802009 A CN 98802009A CN 1247486 A CN1247486 A CN 1247486A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
etch residues
metal layer
wafer
deionized water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN98802009A
Other languages
English (en)
Inventor
桑德拉·W·格雷汉姆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semitool Inc
Original Assignee
Semitool Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semitool Inc filed Critical Semitool Inc
Publication of CN1247486A publication Critical patent/CN1247486A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B6/00—Cleaning by electrostatic means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H01L21/02068—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers
    • H01L21/02071—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers the processing being a delineation, e.g. RIE, of conductive layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/08—Cleaning involving contact with liquid the liquid having chemical or dissolving effect
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/6708—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching using mainly spraying means, e.g. nozzles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

经过蚀刻金属化层处理的半导体晶片包括蚀刻后的残留物,这些残留物将用有大量的CO2溶解在其中的含氟溶液予以清除。另外,采用有大量的O3溶解在其中的溶剂将曾经用来清除残留物的含氟溶液(或其它类似的溶液)从晶片上冲洗掉。在每种情况下金属化层的凹坑都会减少。

Description

钝化金属化层的方法
本发明的现有技术
在半导体集成电路器件的生产中采用大量的顺序处理。其中之一是蚀刻沉积在用于制作集成电路的半导体晶片上的金属层。
铝是在制造硅集成电路时最通用的金属化材料。为了改善其性能，特别是为了满足器件制造者强加给它的工艺和可靠性要求，它往往与硅和/或铜形成合金。但是，这样形成合金增加金属层对腐蚀的敏感性。最常见的腐蚀剂是包含氯化物和氟化物的等离子体蚀刻以及包含氟化氢的湿法蚀刻。由于当前技术水平的金属化层厚度大约是0.9微米或更薄，所以腐蚀产生的最小凹坑都可能严重地影响器件的电性能，甚至可能使该电路完全失效。这种常规的蚀刻方法还留下必须在随后的晶片处理步骤中清除有机金属残留物，这种处理进一步成为凹坑问题的原因之一。
清除有机金属残留物按惯例通过施加两种基本类型的溶液中的一种就可以达到目的。第一种溶液类型是基于乙二醇的溶液，例如低浓度的HF。第二种溶液类型是基于水的溶液，例如某个浓度的NH4F。就第二种溶液类型而言，水溶液中NH4F的浓度越高，该溶液就越有效地从晶片上清除不希望出现的有机金属残留物。但是，较高浓度的NH4F也增加在金属化层上出现凹坑的或然率和程度。在低NH4F浓度下已经可以观察到由NH4F产生的大量的凹坑。
本发明人意识到这个问题并且发明了一种方法和一种有效地清除晶片表面上不希望出现的有机金属残留物并大大降低出现凹坑的或然率和程度的溶液。
本发明概述
经过蚀刻金属化层处理的半导体晶片包括蚀刻后的残留物，这些残留物将用有大量的CO2溶解在其中的含氟溶液予以清除。另外，采用有大量的O3溶解在其中的溶剂将曾经用来清除残留物的含氟溶液从晶片上冲洗掉。在每种情况下金属化层的凹坑都会减少。
附图简要说明
图1是依据本发明的一个实施方案清除蚀刻残留物的方法的流程图。
图2是依据本发明另一个的实施方案清除蚀刻残留物的方法的流程图。
本发明的详细叙述
图1是说明一种方法的一个实施方案的流程图，该方法包括有效地清除蚀刻后的残留物同时减少和/或消除其它方法将产生的凹坑。如图所示，在步骤10提供有金属化层的半导体晶片。金属化层可以是大量的金属化材料中的任何一种或其组合。这种材料包括铝、铝合金等。通用的铝合金包括铝和铜的合金。
在步骤15，金属化层被蚀刻，以便形成所需的金属化互连图。金属化层的蚀刻导致必须从半导体晶片上清除的残留物。这些残留物通常是有机金属残留物。
清除这些残留物发生在步骤20。在步骤20，将一种新颖的有效的溶液施加到半导体晶片上。更具体地说，将一种NH4F水溶液施于该晶片。这种水溶液具有的NH4F浓度至少大约为2×10-1或更高并且包含大量溶解在其中的CO2。溶解的CO2的量足够大，与不包含CO2溶解在其中的NH4F水溶液相比金属化层的凹坑大大减少。该溶液基本上是CO2的饱和溶液是效果最佳。借助鼓泡搅动之类的方法可以将CO2溶解在该水溶液中。这种鼓泡搅动可以在室温下以1升/分钟的速度、20psi的压力进行大约1小时。可以借助诸如喷溶剂系统或喷酸系统之类的装置施加这种溶液。
在用上述溶液处理之后，在步骤25将该溶液从半导体晶片上清除掉。例如，可以用喷射去离子水或类似的方法清洗该晶片。另外，可以借助过渡喷淋化学品(如IPA)清除该溶液。
图2是说明一种方法的另一个实施方案的流程图，该方法包括有效地清除蚀刻后的残留物同时减少和/或消除其它方法将产生的凹坑。按照本实施方案，在步骤30提供有金属化层的半导体晶片。如上所述，金属化层可以是大量的金属化材料中的任何一种或其组合。这种材料包括铝、铝合金等。通用的铝合金包括铝和铜的合金。
在步骤35，金属化层被蚀刻，以便形成所需的金属化互连图。金属化层的蚀刻导致需从半导体晶片上清除的残留物。如上所述，这些残留物通常是有机金属残留物。
清除这些残留物发生在步骤40。在步骤40，将含氟水溶液施加到半导体晶片上。其它适合这种用途溶液包括：乙二醇和氟化物的溶液、丙二醇和氟化物的溶液、羟胺溶液、二甲亚砜溶液、单乙醇胺溶液等。在此说明的具体实施方案中，将NH4F水溶液施于该晶片。这种水溶液具有的NH4F浓度至少大约为2×10-1M或更高，并且可以达到0.5至1.0M这样高的浓度。浓度较高的溶液比浓度较低的溶液更有效地帮助清除蚀刻后的残留物。虽然不必要，但是该溶液可以是结合图1所介绍的一种溶液，并且包含大量的溶解在其中的CO2。
在用上述溶液处理之后，在步骤40可以用独特的冲洗溶液将该溶液从半导体晶片上除去。更具体地说，冲洗溶液包括能够清除含氟溶液的溶剂；该冲洗溶液有大量的O3溶解在其中。该溶液基本上是饱含O3的去离子水时效果最好。例如，可以借助鼓泡搅动法将O3引入该溶液。借助采用这种冲洗溶液，与在冲洗处理中单独采用诸如去离子水之类的溶剂相比，金属化层上出现的凹坑将显著减少。
不脱离上述基本原理，可以对上述的处理作出许多修改。虽然已经参照一个或多个具体的实施方案对本发明做了相当详细的描述，但是熟悉这项技术的人应当承认不脱离权利要求书所陈述的范围和精神可以有各种各样的变化。

Claims (31)

1.一种从金属化的半导体晶片上除去残留物的溶液，该溶液包括NH4F浓度至少为2×10-1M或更高的NH4F水溶液，这种NH4F有相当高浓度的CO2溶解在其中。
2.根据权利要求1所述的溶液，其中所述溶液已经用CO2鼓泡搅动过。
3.根据权利要求1所述的溶液，其中所述溶液基本上是CO2的饱和溶液。
4.一种冲洗半导体晶片的溶液，所述晶片在蚀刻半导体晶片的金属化层之后已经经过清除残留物的处理，其中所述溶液包括有相当高浓度的O3溶解在其中的去离子水。
5.根据权利要求4所述的溶液，所述溶液已经用O3鼓泡搅动过。
6.根据权利要求4所述的溶液，其中所述溶液基本上是CO2的饱和溶液。
7.一种清除蚀刻半导体晶片的金属化层产生的蚀刻残留物的方法，该方法包括：
将包括NH4F浓度至少为2×10-1M或更高的NH4F水溶液的溶液施于该晶片，这种溶液包含溶解在其中的大量的CO2。
8.根据权利要求7所述的方法，该方法还包括在施加该溶液后从晶片清除该溶液的步骤。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述金属化层包括铝。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述金属化层包括铝合金。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述金属化层包括铝和铜的合金。
12.根据权利要求7所述的方法，其中所述溶液是CO2的饱和溶液。
13.一种清除蚀刻半导体晶片的金属化层产生的蚀刻残留物的方法，该方法包括：
将包括NH4F水溶液的溶液施于该晶片；以及
用有大量的O3溶解在其中的去离子水将该晶片上的所述溶液冲洗掉。
14.根据权利要求14所述的清除蚀刻残留物的方法，其中所述去离子水基本上是O3的饱和溶液。
15.根据权利要求14所述的清除蚀刻残留物的方法，其中所述溶液包括NH4F浓度至少为2×10-1M或更高的NH4F水溶液。
16.根据权利要求14所述的清除蚀刻残留物的方法，其中所述溶液包括NH4F浓度至少为5×10-1M或更高的NH4F水溶液。
17.根据权利要求14所述的清除蚀刻残留物的方法，其中金属化层包括铝。
18.根据权利要求14所述的清除蚀刻残留物的方法，其中金属化层包括铝合金。
19.根据权利要求14所述的清除蚀刻残留物的方法，其中金属化层包括铝和铜的合金。
20.一种清除蚀刻半导体晶片的金属化层产生的蚀刻残留物的方法，该方法包括：
将包括含氟溶液施于该晶片；以及
用适合含氟溶液的溶剂将该晶片上的所述溶液冲洗掉，所述溶剂包含大量的溶解在其中的O3。
21.根据权利要求20所述的清除蚀刻残留物的方法，其中基于含氟化合物的溶液包括NH4F浓度至少为2×10-1M或更高的NH4F水溶液。
22.根据权利要求20所述的清除蚀刻残留物的方法，其中基于含氟化合物的溶液包括NH4F浓度至少为5×10-1M或更高的NH4F水溶液。
23.根据权利要求21所述的清除蚀刻残留物的方法，其中所述溶剂是去离子水。
24.根据权利要求23所述的清除蚀刻残留物的方法，其中所述去离子水基本上是O3的饱和溶液。
25.根据权利要求22所述的清除蚀刻残留物的方法，其中所述溶剂是去离子水。
26.根据权利要求25所述的清除蚀刻残留物的方法，其中所述去离子水基本上是O3的饱和溶液。
27.根据权利要求20所述的清除蚀刻残留物的方法，其中所述溶剂是去离子水。
28.根据权利要求27所述的清除蚀刻残留物的方法，其中所述去离子水基本上是O3的饱和溶液。
29.一种用于冲洗半导体晶片的冲洗溶液，其中所述晶片在蚀刻半导体晶片的金属化层之后已经经过清除残留物的处理，该清除残留物的处理采用含氟溶液，所述冲洗溶液包括适合冲洗晶片上的含氟溶液的溶剂，该冲洗溶液有相当高浓度的O3溶解在其中。
30.根据权利要求29所述的溶液，其中所述冲洗溶液包括去离子水。
31.根据权利要求29所述的溶液，其中所述冲洗溶液基本上是O3的饱和溶液。
CN98802009A 1997-01-23 1998-01-05 钝化金属化层的方法 Pending CN1247486A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/788,043 1997-01-23
US08/788,043 US5882425A (en) 1997-01-23 1997-01-23 Composition and method for passivation of a metallization layer of a semiconductor circuit after metallization etching

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1247486A true CN1247486A (zh) 2000-03-15

Family

ID=25143271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN98802009A Pending CN1247486A (zh) 1997-01-23 1998-01-05 钝化金属化层的方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5882425A (zh)
EP (1) EP1003615A4 (zh)
JP (1) JP2001508944A (zh)
KR (1) KR20000070378A (zh)
CN (1) CN1247486A (zh)
AU (1) AU6016198A (zh)
TW (1) TW403966B (zh)
WO (1) WO1998032546A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106319636A (zh) * 2016-09-23 2017-01-11 西安黄河光伏科技股份有限公司 一种改善单晶硅太阳电池绒面的制备方法及制备工具

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6015462A (en) 1997-09-30 2000-01-18 Semitool, Inc. Semiconductor processing workpiece position sensing
US6123088A (en) 1999-12-20 2000-09-26 Chartered Semiconducotor Manufacturing Ltd. Method and cleaner composition for stripping copper containing residue layers
US6401353B2 (en) * 2000-03-08 2002-06-11 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Substrate dryer
US6372700B1 (en) 2000-03-31 2002-04-16 3M Innovative Properties Company Fluorinated solvent compositions containing ozone
US6488038B1 (en) 2000-11-06 2002-12-03 Semitool, Inc. Method for cleaning semiconductor substrates
US6740221B2 (en) 2001-03-15 2004-05-25 Applied Materials Inc. Method of forming copper interconnects
US7239747B2 (en) * 2002-01-24 2007-07-03 Chatterbox Systems, Inc. Method and system for locating position in printed texts and delivering multimedia information
US20030188974A1 (en) * 2002-04-03 2003-10-09 Applied Materials, Inc. Homogeneous copper-tin alloy plating for enhancement of electro-migration resistance in interconnects
US20030192577A1 (en) * 2002-04-11 2003-10-16 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for wafer cleaning
US20030192570A1 (en) * 2002-04-11 2003-10-16 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for wafer cleaning
KR100474743B1 (ko) * 2002-06-11 2005-03-10 동부아남반도체 주식회사 알루미늄 패드 표면의 플루오린 폴리머 제거 방법
US20040118699A1 (en) * 2002-10-02 2004-06-24 Applied Materials, Inc. Homogeneous copper-palladium alloy plating for enhancement of electro-migration resistance in interconnects

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4749640A (en) * 1986-09-02 1988-06-07 Monsanto Company Integrated circuit manufacturing process
JPH03155630A (ja) * 1989-11-14 1991-07-03 Seiko Epson Corp 半導体装置の製造方法
US5175124A (en) * 1991-03-25 1992-12-29 Motorola, Inc. Process for fabricating a semiconductor device using re-ionized rinse water
JPH05152268A (ja) * 1991-12-02 1993-06-18 Mitsubishi Electric Corp レジスト残渣物の除去方法
US5565378A (en) * 1992-02-17 1996-10-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Process of passivating a semiconductor device bonding pad by immersion in O2 or O3 solution
KR100235937B1 (ko) * 1992-03-31 1999-12-15 김영환 반도체소자 제조공정의 비아 콘택형성방법
US5320709A (en) * 1993-02-24 1994-06-14 Advanced Chemical Systems International Incorporated Method for selective removal of organometallic and organosilicon residues and damaged oxides using anhydrous ammonium fluoride solution
JP2743823B2 (ja) * 1994-03-25 1998-04-22 日本電気株式会社 半導体基板のウエット処理方法
JP3074634B2 (ja) * 1994-03-28 2000-08-07 三菱瓦斯化学株式会社 フォトレジスト用剥離液及び配線パターンの形成方法
US5516730A (en) * 1994-08-26 1996-05-14 Memc Electronic Materials, Inc. Pre-thermal treatment cleaning process of wafers
JP3575859B2 (ja) * 1995-03-10 2004-10-13 株式会社東芝 半導体基板の表面処理方法及び表面処理装置
US5593538A (en) * 1995-09-29 1997-01-14 Motorola, Inc. Method for etching a dielectric layer on a semiconductor
JPH09260342A (ja) * 1996-03-18 1997-10-03 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法及び製造装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106319636A (zh) * 2016-09-23 2017-01-11 西安黄河光伏科技股份有限公司 一种改善单晶硅太阳电池绒面的制备方法及制备工具
CN106319636B (zh) * 2016-09-23 2018-11-09 西安黄河光伏科技股份有限公司 一种改善单晶硅太阳电池绒面的制备方法及制备工具

Also Published As

Publication number Publication date
EP1003615A1 (en) 2000-05-31
TW403966B (en) 2000-09-01
AU6016198A (en) 1998-08-18
EP1003615A4 (en) 2001-09-19
WO1998032546A1 (en) 1998-07-30
KR20000070378A (ko) 2000-11-25
JP2001508944A (ja) 2001-07-03
US5882425A (en) 1999-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4563340B2 (ja) 半導体デバイスの製造方法
CN1247486A (zh) 钝化金属化层的方法
US5980643A (en) Alkaline water-based solution for cleaning metallized microelectronic
US20060091110A1 (en) Cleaning solution and method for cleaning semiconductor device by using the same
US6171405B1 (en) Methods of removing contaminants from integrated circuit substrates using cleaning solutions
US6833081B2 (en) Method of metal etching post cleaning
CN1236973A (zh) 半导体器件制造过程中的构图方法
US20030027429A1 (en) Process for removing polymers during the fabrication of semiconductor devices
JP3925511B2 (ja) 半導体装置の製造方法
EP0846985B1 (en) Metal rinsing process with controlled metal microcorrosion reduction
US7067433B2 (en) Method to reduce the fluorine contamination on the Al/Al-Cu pad by a post high cathod temperature plasma treatment
US7879533B2 (en) Etching residue removal method and semiconductor device fabrication method using this method
TW424002B (en) A cleaning method after finishing polishing process of Cu interconnection
US6495472B2 (en) Method for avoiding erosion of conductor structure during removing etching residues
CN1186804C (zh) 金属薄膜干蚀刻后处理方法及蚀刻与去光刻胶的整合系统
KR100638974B1 (ko) 반도체 소자의 알루미늄 합금 라인 세정 방법
KR100604075B1 (ko) 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법
KR100203751B1 (ko) 반도체장치의 제조방법
JPH0962013A (ja) 半導体装置用洗浄剤及び半導体装置の製造方法
KR100627561B1 (ko) 테스트 및 더미 웨이퍼 재사용 방법
KR20060020825A (ko) 반도체 소자의 세정 방법
KR940008768B1 (ko) 플라즈마 식각공정으로 발생된 측벽막 제거방법
JP2003005388A (ja) 半導体素子の製造方法。
KR19980039624A (ko) 반도체 소자의 세정방법
CN102513313A (zh) 具有碳化硅包覆层的喷淋头的污染物处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication