[发明专利]形成半导体器件的方法

说明书

技术领域

本发明大致涉及金属沉积，并且更具体而言，涉及金属沉积之后剥离抗蚀剂的方法。

背景技术

半导体器件用于很多电子和其他应用中。半导体器件包括集成电路，通过在半导体晶片上沉积多种类型的薄膜材料并将薄膜材料图案化以形成集成电路，从而在半导体晶片上形成集成电路。

在半导体衬底内制造各种器件之后，通过金属互联件，这些器件互相连接。金属互联件形成在器件区域上并且形成为多层或称为金属化层级（metallization level）的多层级。在传统工艺中，金属互联件由铝制成。技术发展要求在较低的金属化层级内积极减小金属互联件的厚度。厚度的减小造成这些金属线的电阻增大。结果，更低的金属化层级已经被具有更低电阻的铜代替。然而，普通器件内的最上面的金属化层级由铝制成。这是因为将铜整合到最上面的金属化层级内的复杂性，这需要厚金属线。

发明内容

通过本发明的示例性实施例，通常解决或避开了这些和其他问题，并且通常实现了技术优点。

根据本发明的一个实施例，一种形成半导体器件的方法包括在电介质层上形成种子层以及在种子层上形成图案化抗蚀剂层。然后，在种子层的未被图案化抗蚀剂层覆盖的区域上形成金属线。利用包括氧化物质和还原物质的等离子处理移除图案化抗蚀剂层。在等离子处理期间，还原物质主要防止金属线和种子层的氧化。

根据本发明的一个实施例，一种形成半导体器件的方法包括在电介质层上形成种子层以及在种子层上形成图案化抗蚀剂层。在图案化抗蚀剂层之间形成金属线。在等离子处理的第一阶段，利用等离子处理移除图案化抗蚀剂层的第一部分。在第一阶段期间，等离子处理包括氧化物质和还原物质。在等离子处理的第二阶段期间，移除在第一阶段形成在金属线上的金属氧化物颗粒和/或金属氧化物薄膜。在第二阶段期间的等离子体化学物质（plasma chemistry）比第一阶段期间的等离子体化学物质的还原性更大。在等离子处理的第三阶段，利用等离子处理移除图案化抗蚀剂层的第二部分。在第三阶段期间，等离子处理包括氧化物质和还原物质。

根据本发明的一个实施例，一种形成半导体器件的方法包括在电介质层上形成金属种子层以及在种子层上形成图案化抗蚀剂层。利用电化学沉积处理，在图案化抗蚀剂层之间的种子层的区域上形成金属线。利用包含氧气和水蒸气的等离子处理蚀刻图案化抗蚀剂层。在等离子处理期间，水蒸气防止氧气造成金属线和金属种子层的氧化。水蒸气流入等离子室的流动速度为氧气流入等离子室的流动速度的至少两倍。

上文中已经非常广泛地概述了本发明的一个实施例的特征，以便可更好地理解本发明的以下详细描述。后文中将描述本发明的实施例的额外特征和优点，这些形成本发明的权利要求的主题。本领域技术人员应理解的是，所公开的概念和具体实施例可容易地用作修改或设计用于执行本发明的相同目的的其他结构或工艺的基础。本领域技术人员还应认识到，这种等同的结构并未背离所附权利要求所提出的本发明的精神和范围。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在结合附图，参照以下描述，附图中：

图1包括图1A和图1B，示出了根据本发明的一个实施例的在形成器件区域和大部分金属化层级之后的半导体器件的剖视图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的在沉积种子层之后以及在倒数第二个金属层级上形成图案化光致抗蚀剂层之后的半导体器件；

图3示出了根据本发明的一个实施例的在电化学沉积铜以形成铜线之后的半导体器件；

图4示出了根据本发明的一个实施例的在剥离光致抗蚀剂层之后的半导体器件；

图5示出了根据本发明的一个实施例的在蚀刻种子层的未被铜线覆盖的部分之后的半导体器件；

图6示出了根据本发明的一个实施例的在形成保护钝化层之后的半导体器件；

图7示出了根据本发明的一个替换实施例的在蚀刻光致抗蚀剂层的显示形成氧化铜层的部分之后的半导体器件；

图8示出了根据本发明的替换实施例的在移除先前形成的任何氧化铜的还原等离子刻蚀之后的半导体器件；以及

图9包括图9A-9F，示出了根据本发明的实施例的用于剥离光致抗蚀剂层而不损害铜线的等离子刻蚀化学。

不同附图中的相应数字和符号通常表示相应的部件，除非另有说明。绘制附图，以清晰地示出实施例的相关方面，并且无需按比例绘制这些附图。

具体实施方式