[发明专利]半导体器件后段通孔的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件后段(BEOL)的制造工艺，具体地说，涉及一种后段通孔的制造方法。

背景技术

半导体器件后段包括数层金属互连层，每层互连层的金属互连线需要用绝缘层进行隔离，该绝缘层被称为层间介质(ILD)。另外，后段最高互连层上面还有一层绝缘层被称为钝化层。在后段工艺中，需要对上述绝缘层制造通孔，在所述通孔内沉积金属，以电性连接不同层的金属互连线。

以在后段的钝化层上制造通孔为例，现有的制造方法是：首先在钝化层上镀光刻胶，进行曝光及显影步骤，然后进行蚀刻步骤，形成与下层金属互连层的金属互连线相通的通孔；然后进行等离子灰化步骤，去除光刻胶，该灰化步骤一般采用较高的温度条件，即250摄氏度左右或更高温度；随后进行湿法清洗步骤将灰化步骤中残留的有机物或者聚合物清除。采用现有通孔制造方法，检测后发现，通孔附近的部分金属互连线具有数个凹形缺陷，其影响了互连金属线的导电特性。金属互连线的材料一般选用铜或铝两种材料，而且一般材料内会含有少量的其他金属。以金属互连线采用的铝材料为例，使用的铝材料一般还会含有其他杂质金属如少量的铜，在上述高温条件的灰化步骤中，铜原子很容易脱离铝原子的晶键，导致互连金属线出现上述凹形缺陷。

因此，需要提供一种新的制造方法克服上述缺陷。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种对金属互连线影响较小的半导体器件后段通孔的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种半导体器件后段通孔的制造方法，其包括如下步骤：提供半导体基体，对半导体基体的绝缘层进行镀光刻胶步骤、曝光步骤、显影步骤；进行蚀刻步骤，在绝缘层上形成通孔；进行灰化步骤，将剩余的光刻胶移除，其中灰化步骤的温度条件范围是20-50摄氏度；进行湿法清洗步骤。

与现有技术相比，本发明的制造方法通过在低温条件下进行灰化步骤，避免或至少减小了对通孔附近的金属互连线的影响，从而避免出现凹形缺陷的现象，起到了提高产品成品率的有益效果。

附图说明

通过以下对本发明一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：

图1是本发明制造方法的流程示意图。

具体实施方式

以下对半导体器件后段通孔的制造方法的较佳实施例进行描述。

请参阅图1，半导体器件后段通孔的制造方法包括如下步骤：

提供半导体基体，在半导体基体的绝缘层上镀光刻胶，进行曝光步骤及显影步骤，其中在本实施例中，绝缘层指半导体后段的钝化层；

对钝化层进行蚀刻步骤，形成与钝化层下面的金属互连线相通的通孔，钝化层一般由氮化硅层和二氧化硅层组成；

进行等离子灰化步骤，将剩余的光刻胶移除，温度条件的范围为20-50摄氏度，气体压力条件范围7-20毫托(mTorr)，源极功率范围800-1200瓦(W)，偏压功率范围75-250W，其中最佳的温度条件是25摄氏度；

进行湿法清洗步骤，清除灰化步骤等离子工艺导致的有机物或聚合物残留。

其中，湿法清洗步骤采用的是SPM-氢氧化铵/过氧化氢/去离子水(APM)的混合物。SPM溶液一般是硫酸和过氧化氢的混合物，混合比例范围在2∶1到10∶1之间，该溶液的使用温度范围从90℃到高达140℃。APM溶液一般是氢氧化铵、过氧化氢和水的混合物，混合比例从1∶1∶5到1∶1∶100。该溶液的使用温度范围从65℃到85℃。

在本发明的制造方法中，灰化步骤的采用温度条件范围为20-50摄氏度，也就是说在低温条件下进行灰化步骤，减小甚至避免了对金属互连线晶键结构的影响，尤其是在25摄氏度的温度条件下进行灰化步骤，经光学显微镜检测后发现金属互连线没有出现任何凹形缺陷。由此可见，采用本发明的制造方法可有效地提高产品的成品率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，如将本发明的方法应用于制造后段的其他绝缘层的通孔，只要金属互连线的缺陷是由于某些金属原子脱离原有晶键结构造成的，都可以采用本发明的制造方法来改善或消除缺陷。