[发明专利]一种去除半导体器件表面钨残留的方法

说明书

本发明公开了一种去除半导体器件表面钨残留的方法。该方法包括下述步骤：(1)将钨淀积后的半导体器件经钨回刻工艺，得半导体器件A；其中：所述钨淀积后的半导体器件的表面钨层厚度为A，所述钨回刻工艺去除的钨层厚度为B，所述B为所述A的40‑60％；(2)将步骤(1)中所述半导体器件A经化学机械抛光处理，去除所述半导体器件表面剩余的钨，即可。本发明的方法可以减少钨在晶圆上的余量，降低器件表面钨残留风险；大大提高钨化学机械抛光的效率，降低抛光时间，提高工艺稳定性，降低耗材成本。

技术领域

本发明涉及一种去除半导体器件表面钨残留的方法。

背景技术

半导体集成电路制造工艺中，为了大电流密度要求，设计时会将通孔的面积做大(例如关键尺寸(Critical Dimension，简称CD)大于0.8μm的非圆形的通孔，形状可为方形或长条形)，从而满足器件性能的要求。

然而，面积变大后需要更厚的钨去填充通孔，而更厚的钨填充易导致器件表面钨残留量增高。现有的化学机械抛光法去除器件表面钨残留时，由于抛光速率的逐渐降低，工艺稳定性变差，钨残留的风险变高，易造成器件的短路；并且，即使能够将器件表面钨残留去除，也存在着工艺流程过长，耗时多，难以适应于工业大生产的缺陷。

现有的钨回刻法主要利用氟化学气体注入反应腔中，再通过射频功率产生等离子体，气体分子在受到高速电子的撞击分解形成自由基，然后这些自由基会和钨发生反应生成气态六氟化钨，最后通过泵将气态六氟化钨从反应腔抽走。当采用钨回刻法去除器件表面钨残留时，其反应速率快，难以控制反应终点，易造成器件表面不平整。

因此，提供一种能够在器件表面保持平整的前提下快速去除大通孔器件表面钨残留的工艺是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中大通孔器件表面钨残留的去除方法要么存在表面钨残留风险高、易造成器件短路的缺陷，要么存在工艺流程长、耗时多、难以适应于工业大生产的缺陷，而提供了一种去除半导体器件表面钨残留的方法。本发明的方法可以减少钨在晶圆上的余量，降低器件表面钨残留风险；大大提高钨化学机械抛光的效率，降低抛光时间，提高工艺稳定性，降低耗材成本。

本发明提供了一种去除半导体器件表面钨残留的方法，其包括下述步骤：

(1)将钨淀积后的半导体器件经钨回刻工艺，得半导体器件A；其中：

所述钨淀积后的半导体器件的表面钨层厚度为A，所述钨回刻工艺去除的钨层厚度为B，所述B为所述A的40-60％；

(2)将步骤(1)中所述半导体器件A经化学机械抛光处理，去除所述半导体器件表面剩余的钨，即可。

本发明中，所述半导体器件可为本领域常规的半导体器件，一般为晶圆。

本发明中，所述半导体器件可为大通孔半导体器件，例如通孔CD为0.5-2.0μm的器件，再例如通孔为(1-1.5)μm*20μm的长条孔的半导体器件，还例如通孔为1μm*20μm或1.5μm*20μm的长条孔的半导体器件。

本发明中，所述半导体器件可为单层金属工艺制得的半导体器件或多层金属工艺制得的半导体器件，优选为多层金属工艺制得的半导体器件。

步骤(1)中，所述钨淀积的工艺可为本领域常规的工艺，例如先采用硅烷和氢气的混合气体与六氟化钨反应在所述半导体器件表面形成一薄层钨，然后通过六氟化钨和氢气大量反应在所述半导体器件表面生成钨。

其中，所述薄层钨生成之前，还可将所述半导体器件经硅烷浸泡，以分解留下单原子硅。

步骤(1)中，所述钨淀积后的半导体器件的表面钨层厚度A可为6500-10000A，例如6500A或10000A。