TW557483B - Method of manufacturing a semiconductor device - Google Patents

Method of manufacturing a semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
TW557483B
TW557483B TW091120726A TW91120726A TW557483B TW 557483 B TW557483 B TW 557483B TW 091120726 A TW091120726 A TW 091120726A TW 91120726 A TW91120726 A TW 91120726A TW 557483 B TW557483 B TW 557483B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
solution
water
base
aforementioned
pure water
Prior art date
Application number
TW091120726A
Other languages
English (en)
Inventor
Masako Kodera
Yoshitaka Matsui
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Application granted granted Critical
Publication of TW557483B publication Critical patent/TW557483B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02057Cleaning during device manufacture
    • H01L21/0206Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers
    • H01L21/02063Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers the processing being the formation of vias or contact holes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02057Cleaning during device manufacture
    • H01L21/02068Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers
    • H01L21/02074Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers the processing being a planarization of conductive layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321After treatment
    • H01L21/32115Planarisation
    • H01L21/3212Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/7684Smoothing; Planarisation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Description

557483 ⑴ 玟、發明說明 (發月說明應敘明·發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明) 相關參考文獻 本發明係主張以日本專利申請案編號2 〇 〇丨-2 7 5 5 9 3為優 先權’其中請曰為西元2001年9月11曰,且其全部内容以 參考資料包含於此。 … 發明背景 技術領域 本發明係有關對通過pn接面,露出電性連接之導電體狀 態之基座,進行藥水處理之半導體裝置之製造方法。 技術背景 光線照到半導體裝置之ρ η接面,有產生電洞與電子之特 性。現在在製造工序之途中,因為發生電洞與電子而產生 問題。使用圖8Α與8Β說明在半導體裝置之製造工序之途 中,因為光照射ρ η接面而產生之問題。圖8 Α與8 Β係表示半 導體裝置之製造工序之金屬鑲嵌工序之工序剖面圖。 圖8A中11係為Si(石夕)基板,12係為η型摻雜之n +型井,I] 係為ρ型摻雜之ρ +型井,1 4係為絕緣膜,1 5係為阻障金屬, 1 6 a ’ 1 6 b係為金屬導線’ 8 1係為研磨液。導線} 6 a係連接 P+型井13。導線16b係連接n+型井12。導線i6a與導線16b, 露出於表面並分開被圖案化’但如圖8A所示之狀態則阻障 金屬15係殘留於元件表面。於該狀態中p +型井13與n +型井 1 2通過阻障金屬1 5電性導通。隨之即使光線照到該元件而 產生之電洞與電子會在元件内消化。 但是若進行CMP(化學械械研磨)’則如圖8B所示阻障金 557483 (2) 屬1 5會成為從元件表面被去除之狀態。在圖8 B所示之狀態 中,若遇光線照射則在連接n+型井1 2之導線1 6b表面會產 生正離子之析出。另一方面,在連結p+型井13之導線16a 表面會產生金屬之溶解。發生所謂的光腐蝕。因而產生金 屬之變形與變質。因此導至無法進行其後之工序並損害元 件本身特性。 一 在此例舉CMP工序。但是在作溶液處理與圖8B所示之結 構階段相同之元件之工序中,也會發生與前述相同機構之 溶解、析出反應之問題。例如有開口貫穿孔後之藥水處理 工序等。 發明揭示 (1)有關本發明之一例之半導體裝置之製造方法係包 含:準備一基座其包含:半導體基板;p型半導體層,其 形成於該半導體基板;η型半導體層,其形成於前述半導 體基板,且與前述Ρ型半導體層形成ρη接面;絕緣膜,其 形成於前述半導體基板上,且具有複數之開口;與導電 體,其形成於前述開口内及前述絕緣膜上,電性連接前述 Ρ型半導體層及η型半導體層; 於前述導電體被形成之元件面朝下之前述基座與研磨 墊表面抵接之狀態下,一邊供給研磨液於該研磨墊與該基 座之間,一邊進行使前述基座與前述研磨墊作相對轉動之 化學機械研磨,去除前述絕緣膜上之導電體,在前述複數 之開口内形成各別之導線, 在保持於前述研磨墊表面抵接前述基座之元件面之狀 557483
(3) 態下,於該研磨墊與該基座之間,供給至少1種液體其係 選自由陽極水,其由電解純水而得之、第1溶液,其將具 有氧化性之氣體溶解於純水、第2溶液,其將自由基原子· 分子含於純水、陰極水,其由電解純水而得之、與第3溶 液,其將具有還原性之氣體溶解於純水所組成之群, 解除前述基座對前述研磨塾之抵接。 -(2)有關本發明之一例之半導體裝置之製造方法係包 含:準備一基座其包含:半導體基板;p型半導體層,其 形成於該半導體基板;η型半導體層,其形成於前述半導 體基板與前述Ρ型半導體層形成ρη接面;第1絕緣膜,其具 有形成於前述半導體基板上之複數之第1開口;複數之導 電體,其形成於前述之第1開口内,通過前述ρη接面電性 連接;與第2絕緣膜,其形成於第1絕緣膜及前述導電體上Ί 於前述第2絕緣膜形成各別露出之導電體之複數之箄2 開口, 在形成前述基座之前述第2開口之元件面,供給含有電 解質之藥水, 至少在前述藥水之供給中或供給後之一方面時,供給前 述基座之元件面,至少一種液體其係選自由陽極水,其由 電解純水而得之、第1溶液,其將具有氧化性之氣體溶解 於純水、第2溶液,其將自由基原子·分子含於純水、陰 極水其由電解純水而得之、與第3溶液,其將具有還原性 之氣體溶解於純水所組成之群。 (3)有關本發明之一例之半導體裝置之製造方法係包 557483 (4) 含:準備一基座其包含:半導體基板;p型半導體層,其 形成於該半導體基板;η型半導體層,其形成於前述半導 體基板,與前述Ρ型半導體層形成ρη接面;與導線,其形 成於前述半導體基板上,通過前述ρη接面電性連接; 在露出前述導線之前述基座之元件面,供給含有電解質 之藥水, . 一 至少在前述藥水之供給中或供給後之一方面時,於前述 基座之元件面供給,苯並三唑、苯並咪唑、Ν-Ν二乙基二 硫代氨基曱酸鈉銨、銅鐵靈及砒碇曱酸之至少1種添加於 水之有機添加溶液。 圖示之簡要說明 圖1 A、1 Β係表示有關第1實施形態之半導體裝置之製造 工序之工序剖面圖。 - 圖2係用於有關第1實施形態之半導體裝置之製造工序 之說明之流程圖。 圖3 A至3 C係圖表表示有關第1實施形態之半導體裝置之 製造工序之部分之圖。 圖4係圖表表示流動於半導體裝置與溶液之電流之圖其 對有關第1實施形態之光腐蝕之發生防止有效。 圖5係用於有關第2實施形態之半導體裝置之製造工序 之說明之流程圖。 圖6A至6C係圖表表示有關第2實施形態之半導體裝置之 製造工序之部分之圖。 圖7A至7C係表示有關第3實施形態之半導體裝置之製造 557483 (5) 工序之工序剖面圖。 圖8A與8B係表示半導體裝置之製造工序之金屬鑲嵌工 序之剖面圖。 發明之實施形態 參照以下之圖面說明本發明之實施形態。 (第1實施形態) 一 在本實施形態中,說明有關對圖1 A所示結構之半導體裝 置進行CMP處理,形成如圖1B所示之金屬鑲嵌導線之工 序。圖1 A、1 B係表示有關本發明之第1實施形態之半導體 裝置之製造工序之工序剖面圖。 首先說明有關圖1所示狀態之半導體裝置之構成。如圖 1A所示n+型井12,其形成於Si基板11之表面。p +型井13, 其形成於Si基板11之表面與n+型井12形成pn接面。絕緣膜 14,其形成於Si基板11、n+型井12及p+型井13上。在絕緣 膜14中形成露出n+型井12與p+型井13之溝槽。阻障金屬 15,其形成於絕緣膜14、n+型井12及p+型井13之表面。成 膜之銅(導電體)16,其形成於阻障金屬15上元件全部之面。 使用圖2及圖3 A至3 C說明有關本實施形態之半導體裝置 之製造工序。圖2係用於有關第1實施形態之半導體裝置之 製造工序之說明之流程圖。圖3 A至3 C係圖表表示有關第1 實施形態之半導體裝置之製造工序之部分之圖。 (步驟S 1 0 1 : —次C Μ P處理) 如圖3Α所示準備元件製造途中之圖1Α所示之半導體裝 置之晶圓3 3。在晶圓3 3之元件面(銅1 6形成面)朝下之狀態
557483 ⑹ 下,保持晶圓3 3於C Μ P裝置之晶圓載具3 4。並且使晶圓3 3 之元件面壓著於貼在研磨平台32上面之研磨墊31。然後一 邊從噴嘴供給研磨液35於研磨墊31上’並一邊使研磨平台 32及晶圓載具34自行轉動,進行銅16之CMP處理。當露出 , 絕緣膜1 4上之阻障金屬1 5時則停止研磨液3 5之供給。 · (步驟S102 :二次CMP處理) 一 接著壓著晶圓3 3於研磨墊3 1之狀態下進行阻障金屬1 5 之CMP處理。在該化學機械斫製中,一邊供給與一次CMP · 處理(步驟S101)不同之研磨漿35,並一邊使研磨平台32及 晶圓載具3 4自行轉動。當去除阻障金屬1 5,露出絕緣膜1 4 時則停止研磨液3 5之供給。若阻障金屬為Ti化合物與W化 合物時,則不用進行二次C Μ P,因為使用一次C Μ P進行至 阻障金屬之去除係為可能,因此該步驟省略可能。 - 此時阻障金屬15被去除,如圖1Β所示連接Ρ +型井13之.導 線16a與連接η +型井12之導線161}在元件表面成為無導通 之狀態。在從二次C Μ Ρ後之研磨塾3 1 _下時’防止光腐蚀 · 成為重要。 (步驟S 1 0 3 ··研磨液、研磨屑去除處理) 接下去除附著於晶圓33之元件面之研磨液及研磨屑。在 ’ 壓著元件面於研磨墊31之狀態下,一邊在研磨墊31上供給 ·· 藥水3 6及純水3 7,一邊使研磨平台3 4及晶圓載具3 4自行轉 動。 (步驟S 104 :陽極水供給) 接下進行晶圓3 3之元件面之洗淨,去除在步驟s 1 0 3所使 -12- 557483
⑺ 用之藥水36。在此在壓著元件面於研磨墊”之狀態下,一 邊在研磨墊3 1上供給由電解純水而得之陽極水3 8,一邊使 研磨平台3 2及晶圓載具3 4自行轉動。本實施形態中所使用 之陽極水係電解超純水之溶液。在此所使用之超純水電阻 / 率在ΙδΜΩ/cm2以上,各金屬雜質之濃度在1〇〇1)1^以下係 · 為最佳。在若對銅丨6供給電解純水冬電解水時,則容易產 生銅之腐蝕◊尚且若使用A1(鋁)與w(鎢)作為導電體時, 則可使用純水。所謂的陽極水則是在電解水時,在正極側 修 所取得之溶液。在本實施形態中使用無加入電解質之陽極 水。在步驟S103、S104中因為晶圓33之元件面被壓著於研 磨塾3 1之狀態,所以Pn接面未受光照射。因此沒有產生光 腐敍。 (步驟S105:從晶圓載具之卸下) 洗淨處理終了後,解除晶圓3 3對研磨墊之壓著。然後從 晶圓載具34卸下晶圓33並使晶圓33元件面朝上。此時?11接 面受到光照射而發生光腐蝕之可能性為最高。然而在本實 0 施形態中,因為在洗淨處理時使用陽極水3 8而使陽極水3 8 附著於晶圓3 3之元件面。藉由該陽極水3 8之附著而可以防 止光腐蝕之發生。有關藉由陽極水38之光腐蝕之發生防止 . 效果在後敘述。 (步驟S 1 0 6 :擦揉洗淨處理) 如圖3 B所示藉由可以洗淨晶圓3 3之兩面之滾輪刷3 9 ,進 行晶圓3 3之擦揉洗淨。此時旋轉滚輪刷3 9,晶圓3 3也藉由 旋轉機構(未圖示)旋轉。通常使用純水或純水稀釋後之洗 -13 - 557483
⑻ 淨藥水作為洗淨液,但是在本實施形態中代替純水使用陽 極水3 8。尚真,即可併用陽極水3 8與純水,並加長陽極水 之使用時間或增局使用濃度,則光腐蝕之抑制致果辩大。 再者,圖中將晶圓33與滾輪刷成水平置放也可成垂直方 向。並該洗淨少騍並非1個步驟,也可為2個步騍以上。再 者,刷之型狀旅朴限制於滾輪型。洗淨處理…中也可使用超 高音波洗淨等之非接觸洗淨。不過使用陽極水作為洗淨藥 水則可防止光腐独° (步驟S107:乾燥處理) 在最後晶圓33進行乾燥處理。如圖3C所示在藉由晶圓吸 盤40保持晶圓33之狀態下,使晶圓33作高速旋轉而進行乾 燥處理。在進行乾燥處理前也可對晶圓3 3進行清洗處理。 在此時代替通常清洗處理所使用之純水使用陽極水38,則 對光腐蝕之防土有效° 參照圖4説明陽極水對光腐钱之發生防止有效之理由。 圖4係圖表表示流動於半導體裝置與溶液之電流之圖。 如圖4所示於pn接面部存在0.7V以下左右之電位差之起 動電力51。導線16a、16b露出於元件表面。導線16a、16b 接觸著溶液5 5。 此時電氣化學的電路係可作如以下之模型化。於導線 1 6 a、1 6b表面以電阻表示存在溶液與導線間之難引起反廣 之極化電阻5 2( 5 2 a、52b)。再者溶液為在導線旁邊製造電 性一重膜而存在電性二重膜電容53(53a、53b)。再者存在 溶液本身之電阻成分54。 •14- 557483 (9) 在電氣化學的模型化該電路中,為使流動於電路之電流 變小,首先使pn接面部之起電力5 1消失即可。為此將系統 全部遮光即可,但是在元件構成上困難之情況較多。即使 無法遮光,將溶液電阻5 4或者將極化電阻5 2加大,即可抑 制電路中流動之電流值。
為加大溶液電阻5 4,需要減少溶液中之電一解質。但是因 為在蝕刻溶液與CMP中所使用之研磨液係藉由電解質進 行反應,所以很難去除電解質。但是若在蝕刻溶液與CMP 之後在元件表面快速的置換未含電解質之溶液之狀態 下,則處理後不需要之電流將不會流動於電路中。其結果 可以抑制光腐蝕之發生。 所謂的不含電解質之溶液係一般為去離子化之超純 水。但是使用陽極水,氧化性氣體溶解水則可得到較超純 水良好之抑制效果。陽極水、氧化性之氣體溶解水溶解較 超純水大量的氣體於溶液中。因此進行C u (銅)之表面氧化 並加大二重膜5 3之電容。其結果使電流難以流動。並含有 0H自由基之水其較超純水、氣體溶解水容易進行Cu表面 氧化並使電流難以流通。陽極水也藉由通過超高音波喷嘴 供給,可有效率的產生0H自由基。在此如果元件構成上可 能的話在步驟S 1 0 6組合超高音波洗淨與陽極水係為有效。 再者,陽極水之特徵點為具有可以較純水快速的換置附 著於元件表面之硫化合物等之污染之效果。敘述硫化合物 之例,硫化合物被使用於作為CMP研磨成分之外,並也含 於CMP以外之一般的氧處理之藥水,再者,因為也含於抗 -15 - 557483
(ίο) 蝕劑成分所以也存在於貫穿孔開口後之殘渣中。並且,硫 化合物在大氣中一般含有數10〜數100 ppb。若硫化合物附 著於Cu之表面,則會局部的製造出電池。其結果會發生腐 蝕。若在C U表面附著硫化合物等之污染物時,則因為被污 / 染地方之電位較周邊高,而容易誘發腐蝕。同樣的即使是 / 在光腐蝕若有污染地方,則因為電位差變大-,而從其部分 容易進行光腐蝕。這些污染在步驟S103之研磨液、研磨屑 處理中無法充分的去除《但是若使用陽極水則因可快速的 修 去除殘留之污染可以防止如此之腐蝕。 以上之說明例舉使用陽極水時之狀況。但是取代陽極 水’也可使用氧化性氣體溶解水,其將具有氧、臭氣、一 氧化碳、過氧化氫等之氧化性之氣體溶解於純水或超純 水、自由基含有溶液,其將〇自由基·〇Η自由基等之自由 基分子•原子含於純水或超純水,可以期待具相同之效果。 若在元件表面供給,陰極水,其電解純水或超純水所得 到之、與溶液(還原性氣體溶解水),其將還原性氣體溶解 隹 於純水、或超純水,則會有效果的去除殘留於元件表面之 研磨粒子。在研磨粒子表面存在電解質。在CMP後經由供 給陰極水或還原性氣體溶解水,則可去除具電解質之研磨 , 粒子。其結果元件表面之溶解之電阻變高,而可以抑制腐 ·· 钱°尚且作為具有還原性氣體係有氩、H2s、ην〇2、Ηβ〇3 等。並且所謂的陰極水係在電解水時,在負極側所得到之 液體。 並且與陽極水相同的理由,在供給露出銅導線之元件表 -16- 557483 ⑼ 面溶液時、在氧化性氣體溶解水、自由基含有溶液、陰極 水、及還原性氣體溶解水之生成中使用超純水係為最佳。 在陽極水、陰極水、氧化性氣體溶解水、及還原性氣體溶 解水之生成所使用之純水或超純水不含電解質係為最佳。 並且在步驟S104、S106中即可同時供給元件表面第1液 體其選自一種以上由前述陽極水\前述氧.化性氣體溶解 水、及前述自由基含有溶液所組成之群、與第2溶體其選 自一種以上由前述陰極水及前述還原性氣體溶解水所組 成之群。此時導線表面被氧化之同時有效的去除研磨粒 子,抑制腐蝕係更加成為可能。 藉由適當的比率混合第1液體與第2液體可使導線材料 與阻障金屬之間之表面電位之差減小,並且可以防止腐蝕 之發生。例如在導線為Cu阻障金屬為Ta之組合下,混合陰 極水較陽極水多使溶液中之氧濃度在1 0 p p m以下,氫濃度 在0 · 5 ppm以上,則可減小Cu與Ta之電位差。 (第2實施形態) 為抑制光腐蝕之發生在第1實施形態中敘述過之,加大 圖4所示之等價電路之極化電阻5 2係為有效。為加大該極 化電阻5 2,鈍化導線表面係為可能。更具體的在導線表面 使有機物吸附。或者氧化導線表面。本實施形態將說明有 關在導線表面使有機物吸附防止光腐蝕之方法。 使用圖5及圖6A至6C說明有關本實施形態之半導體裝置 之製造工序。圖5係用於有關第2實施形態之半導體裝置之 製造工序之所說明之流程圖。圖6A至6C係圖表表示有關第 557483
(12) 2實施形態之半導體裝置之製造工序之部分之圖。並且在 圖5與圖2所示之流程圖處理相同之處理中附上相同符號 並省略其說明。並且在圖6A至6C與圖3A至3C相同之部分 附上相同符號並省略其說明。 (步驟S 2 0 4 :洗淨處理)
二次C Μ P處理(步驟S 1 0 2)終了後,如圖6所·示在研磨墊3 1 上供給有機物添加溶液48其於純水添加ΒΤΑ(苯並三唑)等 有機物。供給有機物添加溶液4 8之時機係依照洗淨對象與 研磨液之種類而有所不同,例如供給藥水3 6去除元件之導 線上殘留之研磨液與研磨屑等之異物等後,盡可能的快速 的供給有機物添加溶液4 8。再者在藥水3 6之供給之同時供 給有機物添加溶液4 8。如此因為使C u與阻障金屬上吸附有 機物防止元件表面之電荷之交換,而可以防止光腐蝕。-
同樣的即使在與第1實施形態之擦揉洗淨處理(步驟 S 1 0 6)相同的擦揉洗淨處理(步驟S 2 0 6)中,如圖6 Β所示與 洗淨藥水3 6 —同供給有機物添加溶液4 8。 並且在進行乾燥處理(步驟107)之前,如圖6C所示如有 必要也可供給有機物添加溶液4 8。但是純水清洗中幾乎無 法去除所吸附之有機物。因此重新供給有機物添加溶液之 必要性係為減少。並且因為銅之表面附著有機物,不是有 機物添加溶液只是純水清洗也無妨。 作為有機物溶液,ΒΑΤ以外也可使用添加苯並咪唑、Ν-Ν 二乙基二硫代氨基甲酸鈉銨、銅鐵靈及砒碇曱酸等之有機 物之溶液。 -18- 557483 (13) 再者與第1實施形態相同之理由,在露出銅導線之元件 表面供給溶液時、有機物添加溶液之生成中使用超純水係 為最佳。並且在有機物添加溶液之生成中所使用之純水或 超純水係不含有電解質為最佳。 (第3實施形態) 圖7 A至7C係表示有關本發明之第3實施形-態之半導體裝 置之製造工序之工序剖面圖。圖7A至7C中與圖1A及1B相 同之部分附上相同符號並省略其說明。 如圖7A所示導線16a、16b及絕緣膜14上形成層間絕緣膜 7 1。接下在層間絕緣膜7 1上形成未表示於圖之抗蝕劑圖 形。將抗蝕劑圖形作為遮罩藉由使用蝕刻性氣體之R1E (反 應性離子蝕刻)法蝕刻層間絕緣膜7 1,在底面形成露出導 線16 a、16b之貫穿孔72a、72b。然後去除抗蝕劑圖形。’ 接下如圖7 B所示,在元件面供給藥水7 3進行藥水處理。 在層間絕緣膜71開口貫穿孔72a、72b之後,在貫穿孔内較 常附著抗#劑殘潰、導線或絕緣膜之成分與氣體反應之反 應性生成物。因此貫穿孔72a、72b形成後之後處理一般進 行為去除抗蝕劑殘渣與反應生成物之藥水處理。 該藥水處理中藥水73在貫穿孔72a、72b内部接觸導線表 面。藥水73因為含有電解質之氧、驗溶液之情況較多,在 此狀態下若光線照到元件則在Pn接面部發生電/同、電子而 弓丨起導線之溶解、析出。在此藥水處理室為暗室係為最好。 接下如圖7 C所示進行在第1實施形態中所說明之使用陽 極水74之洗淨處理,在該洗淨處理中,陽極水74置換貫穿 557483
(14) 孔72a、72b内部之藥水73,而具有導線16a、16b之溶解、 析出反應之防止效果。 在理想之狀況下,洗淨處理也在暗室中進行則不出現問 題。但是將洗淨室變成暗室係較困難,因為進行晶圓之進 出之搭載、卸載室通常從外面看得到裏面的安裝透明窗 戶,所以將洗淨處理元件之内部全部變暗·實際上係為困 難。洗淨處理室通常與藥水處理室分開,並且靠近卸載室 位置之洗淨處理室,會發生漏光。在此代替純水洗淨使用 陽極水係為最佳。 並且藥水處理中依藥水之種類藉由混合陽極水與藥 水,變化導線表面電位,具有溶解、析出反應之抑止效果。 在此藥水7 3之稀釋液即可使用陽極水。 以上之說明例舉使用陽極水時之狀況。但是取代陽極 水,也可使用氧化性氣體溶解水,其將具有氧、臭氣、一 氧化碳、過氧化氫等之氧化性之氣體溶解於純水或超純 水、自由基含有溶液,其將0自由基、0H自由基等之自由 基分子•原子含於純水或超純水,可以期待具相同之效果。 並且在藥水處理後即可在元件表面使用陰極水、與還原 性氣體溶解水,其將還原性氣體溶解於純水或超純水進行 洗淨處理。於附著元件表面之抗蝕劑殘渣與反應生成物, 附著含有電解質之藥水。陰極水及還原性氣體溶解水將有 效的去除殘留於元件面表面之抗蝕劑殘渣及反應生成 物。其結果將元件表面之溶液之電阻提高,而可以抑制腐 ϋ 〇 -20- 557483 (15) 即可同時的供給元件表面第1液體其選自一種以上由前 述陽極水、前述氧化性氣體溶解水及前述自由基含有溶液 所組成之群、與第2液體其選自一種以上由前述陰極水及 前述還原性氣體溶解水所組成之群。此時在導線表面被氧 化之同時,有效的去除抗蝕劑殘渣及反應生成物,抑制腐 蝕係為更加可能。 一 與第1實施形態相同藉由適當的比率混合第1液體與第2 液體,可減小導線材料與阻障金屬之間表面電位之差,而 可以防止腐蝕之發生。 並且取代陽極水即可使用於水添加至少一種苯並三 唑、苯並咪唑、N-N二乙基二硫代氨基曱酸鈉銨、銅鐵靈 及砒碇甲酸之溶液。 並且本發明不僅限制於前述之實施形態,例如前述各實 施形態中,使用銅作為導電體,也可使用含有至少1個其 選自由石夕、链、鎮、金及銀所組成之群之金屬或合金作為 導電體。再者前述各實施形態中例舉有關直接連接P半導 體及η型半導體之第1層之金屬鑲嵌導線,防止光腐蝕之 例。並對於第2層以上之上層金屬鑲嵌導線也可應用本發 明。另外,本發明在不脫離其要點之範圍内,作各種變形 實施係為可能。

Claims (1)

  1. 557483 拾、申請專利範圍 1. 一種半導體裝置之製造方法,其特徵在於包含: 準備一基座,其包含:半導體基板; P型半導體層,其形成於該半導體基板; η型半導體層,其形成於前述半導體基板,且與前述P 型半導體層形成ρη接面; ^ 絕緣膜,其形成於前述半導體基板上,且具有複數之 開口;與 導電體,其形成於前述開口内及前述絕緣膜上,電性 連接前述Ρ型半導體層及η型半導體層; 於前述導電體被形成之元件面朝下之前述基座與研 磨墊表面抵接之狀態下,一邊供給研磨液於該研磨墊與 該基座之間,一邊進行使前述基座與前述研磨墊作相對 轉動之化學機械研磨,去除前述絕緣膜上之導電體,·在 前述複數之開口内形成各別之導線, 在保持於前述研磨墊表面抵接前述基座之元件面之 狀態下,於該研磨墊與該基座之間,供給一種液體,其 係選自由· 1¾極水’其係由電解純水而得者·第1溶液’ 其係將具有氧化性之氣體溶解於純水者:第2溶液,其 係將自由基原子•分子含於純水者;陰極水,其係由電 解純水而得者;及第3溶液,其係將具有還原性之氣體 溶解於純水者;所組成之群之至少一種液體, 解除前述基座對前述研磨墊之抵接。 2. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法,其中 557483
    前述陽極水與陰極水係未含有電解質。 3 ·如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法,其中 前述第1溶液係將選自由氧、臭氧、一氧化碳、過氧化 氫所組成之群之至少一種溶解於純水之溶液, 前述第3溶液係將選自由氫、H2S、HN02、H2S03所組 成之群之至少一種溶解於純水之篇液。一
    4. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法,其中 在解除前述基座對前述研磨墊之抵接後, 將前述基座之元件面朝上或朝向側面, 對前述基座之元件面供給選自由前述陽極水、前述第 1溶液、前述第2溶液、前述陰極水、及前述第3溶液所 組成之群至少一種液體。 5. 如申請專利範圍第4項之半導體裝置之製造方法,其中 前述第1溶液係將選自由氧、臭氧、一氧化碳、過氧.化 氫所組成之群之至少一種溶解於純水之溶液,
    前述第3溶液係將選自由氫、H2S、HN02、H2S03所組 成之群之至少一種溶解於純水之溶液。 6. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法,其中 前述導電體係含有Cu, 使用超純水作為前述純水。 7.如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法,其中 作為前述液體供給第1液體,其係選自由前述陽極水、 第1溶液、及第2溶液所組成之群之至少一種,與第2液 體,其係選自由前述陰極水、及第3溶液所組成之群之 557483 至少一種。 8. —種半導體裝置之製造方法,其特徵在於包含: 準備一基座其包含:半導體基板; P型半導體層,其形成於該半導體基板; η型半導體層,其形成於前述半導體基板與前述p型半 導體層形成ρη接面; . 一 第1絕緣膜,其具有形成於前述半導體基板上之複數 之第1開口; 複數之導電體,其形成於前述第1開口内,通過前述 ρη接面電性連接;與 第2絕緣膜,其形成於第1絕緣膜及前述導電體上; 於前述第2絕緣膜形成各別露出之導電體之複數之第 2開口, - 在形成前述基座之前述第2開口之元件面,供給含.有 電解質之藥水, 至少在前述藥水之供給中或供給後之一方面時,對前 述基座之元件面供給一種液體,其係選自由:陽極水, 其係由電解純水而得者:第1溶液,其係將具有氧化性 之氣體溶解於純水者:第2溶液,其係將自由基原子· 分子含於純水者;陰極水,其係由電解純水而得者;及 第3溶液,其係將具有還原性之氣體溶解於純水者;所 組成之群之至少一種液體。 9.如申請專利範圍第8項之半導體裝置之製造方法,其中 藉由前述藥水去除在第2開口形成時所形成之抗蝕劑殘 557483
    渣及反應生成物之至少一方。 1 0.如申請專利範圍第8項之半導體裝置之製造方法,其中 前述導電體係含有Cu, 使用超純水作為前述純水。 1 1 .如申請專利範圍第8項之半導體裝置之製造方法,其中 作為前述液體供給第1液體,其係選自由一前述陽極水、 第1溶液、及第2溶液所組成之群之一種以上,與第2液 體,其係選自由前述陰極水、及第3溶液所組成之群之 一種以上。 12. 如申請專利範圍第8項之半導體裝置之製造方法,其中 前述第1溶液係將選自由氧、臭氧、一氧化碳、過氣化 氫所組成之群之至少一種溶解於純水之溶液, 前述第3溶液係將選自由氫、H2S、HN02、H2S03所k 成之群至少一種溶解於純水之溶液。 . 13. 如申請專利範圍第8項之半導體裝置之製造方法,其中 前述陽極水與陰極水係不含電解質者。 14. 一種半導體裝置之製造方法,其特徵在於包含: 準備一基座其包含:半導體基板; P型半導體層,其形成於該半導體基板; η型半導體層,其形成於前述半導體基板,與前述p 型半導體層形成ρη接面;與 導線,其形成於前述半導體基板上,通過前述ρη接面 電性連接; 在露出前述導線之前述基座之元件面,供給含有電解 557483
    質之藥水, 至少在前述藥水之供給中或供給後之一方面時,於前 述基座之元件面供給,苯並三唑、苯並咪唑、N-N二乙 基二硫代氨基甲酸鈉銨、銅鐵靈及砒碇甲酸之至少1種 添加於水之有機添加溶液。 15. 如申請專利範圍第14項之半導體!置之製造方法,其中
    前述基座係具有絕緣膜,其於前述基座之元件面侧形 成複數之開口, 導電體形成於前述開口内及絕緣膜上後,於前述導電 體被形成之元件面朝下之該基座與研磨墊表面抵接之 狀態下,一邊供給研磨液於該研磨墊與該基座之間,一 邊進行使前述基座與前述研磨墊作相對轉動之化學機 械研磨,去除前述絕緣膜上之導電體,施以加工以在前 述複數之開口内形成各別之導線, .
    在保持前述基座抵接前述研磨墊表面之狀態下,於該 研磨墊與該基座之間供給前述有機添加溶液, 解除前述基座對前述研磨墊之抵接。 16. 如申請專利範圍第15項之半導體裝置之製造方法,其中 在解除前述基座對前述研磨墊之抵接後, 將前述基座之元件面朝上或朝向側面, 於前述基座之元件面供給,苯並三唑、苯並咪唑、 N-N二乙基二硫代氨基曱酸鈉銨、銅鐵靈及砒碇曱酸之 至少1種添加於水所組成之群之有機添加溶液並進行前 述基座之洗淨。
    557483 1 7 ·如申請專利範圍第1 5項之半導體裝置之製造方法,其中 前述導電體係含有Cu, 使用超純水作為前述水。 1 8 .如申請專利範圍第1 4項之半導體裝置之製造方法,其中 前述基座具有:第1絕緣膜,其係形成於前述半導體 之元件面上,於内部所形成前述·導線之複數第1開口; 與 第2絕緣膜,其形成於第1絕緣膜上; 於前述第2絕緣膜形成各別之導線露出之複數第2開 口 , 於形成前述基座之前述第2開口之元件面,供給含有 電解質之藥水, 至少在前述藥水之供給中或供給後之一方面時,於前 述基座之元件面供給前述有機添加溶液。 . 19.如申請專利範圍第18項之半導體裝置之製造方法,其中 藉由前述藥水去除在第2開口形成時所形成之抗蝕劑殘 渣及反應生成物之至少一方。 2 0 ·如申請專利範圍第1 8項之半導體裝置之製造方法,其中 前述導線係含有Cu, 使用超純水作為前述水。
TW091120726A 2001-09-11 2002-09-11 Method of manufacturing a semiconductor device TW557483B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001275593A JP4057803B2 (ja) 2001-09-11 2001-09-11 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW557483B true TW557483B (en) 2003-10-11

Family

ID=19100425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW091120726A TW557483B (en) 2001-09-11 2002-09-11 Method of manufacturing a semiconductor device

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6992009B2 (zh)
JP (1) JP4057803B2 (zh)
KR (1) KR100512500B1 (zh)
CN (1) CN1202558C (zh)
TW (1) TW557483B (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7188630B2 (en) * 2003-05-07 2007-03-13 Freescale Semiconductor, Inc. Method to passivate conductive surfaces during semiconductor processing
US20040248405A1 (en) * 2003-06-02 2004-12-09 Akira Fukunaga Method of and apparatus for manufacturing semiconductor device
US7700477B2 (en) * 2004-02-24 2010-04-20 Panasonic Corporation Method for fabricating semiconductor device
US7939482B2 (en) * 2005-05-25 2011-05-10 Freescale Semiconductor, Inc. Cleaning solution for a semiconductor wafer
US20100273330A1 (en) * 2006-08-23 2010-10-28 Citibank N.A. As Collateral Agent Rinse formulation for use in the manufacture of an integrated circuit
WO2008106221A1 (en) * 2007-02-28 2008-09-04 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for cleaning a substrate edge using chemical and mechanical polishing
JP2009238896A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Renesas Technology Corp 半導体集積回路装置の製造方法
CN102317773B (zh) 2009-01-23 2015-03-11 聚合物技术系统公司 具有一体生物传感器的诊断式多层干相测试条
JP5588786B2 (ja) * 2010-08-24 2014-09-10 出光興産株式会社 シリコンウェハ加工液およびシリコンウェハ加工方法
US8773072B2 (en) * 2011-08-29 2014-07-08 Aygis Ag Refuelable storage battery
KR20130084932A (ko) * 2012-01-18 2013-07-26 삼성전자주식회사 반도체 소자의 제조 방법
US8877075B2 (en) 2012-02-01 2014-11-04 Infineon Technologies Ag Apparatuses and methods for gas mixed liquid polishing, etching, and cleaning
CN104919575B (zh) * 2013-01-11 2018-09-18 应用材料公司 化学机械抛光设备及方法
US10090396B2 (en) 2015-07-20 2018-10-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for fabricating metal gate devices and resulting structures

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08126873A (ja) * 1994-10-28 1996-05-21 Nec Corp 電子部品等の洗浄方法及び装置
TW406329B (en) 1998-04-30 2000-09-21 Ibm Method of cleaning semiconductor wafers after cmp planarization
JP4017029B2 (ja) 1998-11-16 2007-12-05 株式会社カネカ カバーレイ用接着剤およびカバーレイフィルム
WO2000044034A1 (en) * 1999-01-25 2000-07-27 Speedfam-Ipec Corporation Methods and cleaning solutions for post-chemical mechanical polishing
JP4127926B2 (ja) 1999-04-08 2008-07-30 株式会社荏原製作所 ポリッシング方法
US6468135B1 (en) 1999-04-30 2002-10-22 International Business Machines Corporation Method and apparatus for multiphase chemical mechanical polishing
US6569349B1 (en) * 2000-10-23 2003-05-27 Applied Materials Inc. Additives to CMP slurry to polish dielectric films
JP2003051481A (ja) 2001-08-07 2003-02-21 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1405838A (zh) 2003-03-26
CN1202558C (zh) 2005-05-18
US20030068888A1 (en) 2003-04-10
KR20030022728A (ko) 2003-03-17
JP4057803B2 (ja) 2008-03-05
US6992009B2 (en) 2006-01-31
JP2003086675A (ja) 2003-03-20
KR100512500B1 (ko) 2005-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100907767B1 (ko) 반도체 집적 회로 장치의 양산 방법 및 전자 디바이스의제조 방법
TW557483B (en) Method of manufacturing a semiconductor device
JP3667273B2 (ja) 洗浄方法および洗浄液
JP3111979B2 (ja) ウエハの洗浄方法
KR100576630B1 (ko) 반도체 집적회로장치의 제조방법
TW578224B (en) Cleaning water for cleaning a wafer and method of cleaning a wafer
JP4221191B2 (ja) Cmp後洗浄液組成物
US6903015B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device using a wet process
KR20050022292A (ko) 반도체장치의 제조방법
JP2003218084A (ja) 除去液、半導体基板の洗浄方法および半導体装置の製造方法
JP2009027133A (ja) 半導体プロセスおよびウエット処理装置
KR100914606B1 (ko) 습식 게이트 산화막 형성 방법
JP2006165023A (ja) 電子デバイスの製造方法
TW536755B (en) Method for removing surface copper particle of copper layer
KR100661240B1 (ko) 구리의 화학기계적연마 후 세정 방법
JP3843112B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP4764604B2 (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
JP2005311083A (ja) 半導体装置の製造方法
KR20100056271A (ko) 반도체소자의 게이트 형성방법
KR20030057891A (ko) 반도체 소자의 세정 방법
JPH04356927A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2004063735A (ja) 半導体装置の製造方法および製造装置
JP2007043183A (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
JP2002313768A (ja) 半導体装置の洗浄方法
JPH06275592A (ja) 半導体基板の処理方法および処置装置

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees