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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体制造,具体涉及一种导电插塞的形成方法。
技术介绍
1、钨(tungsten)通常被用在集成电路生产中形成布线和电接触,这些钨接触(导电插塞)的制造是通过化学机械研磨(cmp)工艺实现的,而钨插塞cmp是摩擦腐蚀的过程,其中材料去除率由机械磨损和化学刻蚀的相互作用决定。
2、目前在40nm节点工艺中,制备钨大马士革的金属线的cmp工艺中存在钨接触的腐蚀问题。钨腐蚀与图形密度及布线密切相关,通常在潮湿环境中,特殊图形位置的钨导电插塞的异常氧化行为会造成钨腐蚀。
技术实现思路
1、本申请提供了一种导电插塞的形成方法,可以解决大马士革的金属线cmp工艺中,导电插塞(金属接触)发生腐蚀的问题。
2、本申请实施例提供了一种导电插塞的形成方法,包括:
3、提供一衬底,所述衬底中形成源端、漏端,所述衬底上形成有栅极结构和绝缘介质层,所述绝缘介质层覆盖所述栅极结构以及所述衬底的剩余表面,所述绝缘介质层中形成有用于分别露出所述源端、漏端的多个接触孔;
4、形成阻挡层,所述阻挡层覆盖所述绝缘介质层的表面以及所述接触孔的侧壁;
5、形成金属材料层,所述金属材料层覆盖所述阻挡层以及填充所述接触孔;
6、研磨去除所述接触孔顶端的所述金属材料层、所述阻挡层并停止在所述绝缘介质层表面;
7、进行第一次去离子水冲洗处理;
8、研磨去除部分厚度的所述绝缘介质层以及所述接触孔中的部分所述阻挡层和部分厚度的所述
9、进行第二次去离子水冲洗处理;
10、进行研磨液冲洗处理,其中,研磨液包括:二氧化硅和h2o2;
11、进行晶圆冲洗处理;
12、对完成所述晶圆冲洗处理的半导体结构执行湿法清洗工艺。
13、可选的,在所述导电插塞的形成方法中,进行研磨液冲洗处理的过程中,研磨液冲洗时进行不加压冲洗,并且研磨液冲洗时长为30s~40s。
14、可选的,在所述导电插塞的形成方法中,进行第一次去离子水冲洗处理的过程中,去离子水冲洗时的冲洗水压是0.5psi~3psi;去离子水冲洗时长为20s~30s。
15、可选的,在所述导电插塞的形成方法中,进行第二次去离子水冲洗处理的过程中,去离子水冲洗时的冲洗水压是1psi~2psi;去离子水冲洗时长为5s~20s。
16、可选的,在所述导电插塞的形成方法中,进行晶圆冲洗处理的过程中,使用的清洗液为去离子水,冲洗水压是0.5psi~5psi;冲洗时长为5s~20s。
17、可选的,在所述导电插塞的形成方法中,对完成所述晶圆冲洗处理的半导体结构执行湿法清洗工艺的过程中,清洗溶液为nh4oh。
18、可选的,在所述导电插塞的形成方法中,采用化学机械研磨工艺研磨去除所述接触孔顶端的所述金属材料层、所述阻挡层并停止在所述绝缘介质层表面。
19、可选的,在所述导电插塞的形成方法中,采用化学机械研磨工艺研磨去除部分厚度的所述绝缘介质层以及所述接触孔中的部分所述阻挡层和部分厚度的所述金属材料层。
20、可选的,在所述导电插塞的形成方法中,所述金属材料层的材质为钨;所述阻挡层的材质为氮化钛。
21、本申请技术方案,至少包括如下优点:
22、(1)本申请在研磨去除接触孔顶端的金属材料层、阻挡层并停止在绝缘介质层表面之后,进行第一次去离子水冲洗处理以去除器件表面残留的杂质,然后继续研磨去除部分厚度的绝缘介质层以及接触孔中的部分阻挡层和部分厚度的金属材料层,这样既可以控制最终形成的导电插塞的电阻值在合理的范围之内,又可以彻底去除第一次研磨工艺中残留在绝缘介质层表面的金属材料层,避免了残留金属材料造成器件短路的情况,提高了器件的可靠性。
23、(2)本申请通过在第二去离子水冲洗处理之后,进行研磨液冲洗处理,使晶圆表面在第二次去离子水冲洗之后仍然有一层氧化膜,防止金属材料层(导电插塞)暴露于晶圆冲洗、湿法清洗的清洗液中,既彻底去除残留的金属材料层,保证了研磨去除工艺针对多余的金属材料层的高去除率,同时又抑制了导电插塞的腐蚀,最大限度地避免导电插塞产生腐蚀缺陷,提高了器件良率。
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1.一种导电插塞的形成方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的导电插塞的形成方法,其特征在于,进行研磨液冲洗处理的过程中,研磨液冲洗时进行不加压冲洗,并且研磨液冲洗时长为30s~40S。
3.根据权利要求1所述的导电插塞的形成方法,其特征在于,进行第一次去离子水冲洗处理的过程中,去离子水冲洗时的冲洗水压是0.5psi~3psi;去离子水冲洗时长为20s~30s。
4.根据权利要求1所述的导电插塞的形成方法,其特征在于,进行第二次去离子水冲洗处理的过程中,去离子水冲洗时的冲洗水压是1psi~2psi;去离子水冲洗时长为5s~20s。
5.根据权利要求1所述的导电插塞的形成方法,其特征在于,进行晶圆冲洗处理的过程中,使用的清洗液为去离子水,冲洗水压是0.5psi~5psi;冲洗时长为5s~20s。
6.根据权利要求1所述的导电插塞的形成方法,其特征在于,对完成所述晶圆冲洗处理的半导体结构执行湿法清洗工艺的过程中,清洗溶液为NH4OH。
7.根据权利要求1所述的导电插塞的形成方法,其特征在于,采用化学机械
8.根据权利要求1所述的导电插塞的形成方法,其特征在于,采用化学机械研磨工艺研磨去除部分厚度的所述绝缘介质层以及所述接触孔中的部分所述阻挡层和部分厚度的所述金属材料层。
9.根据权利要求1所述的导电插塞的形成方法,其特征在于,所述金属材料层的材质为钨;所述阻挡层的材质为氮化钛。
...【技术特征摘要】
1.一种导电插塞的形成方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的导电插塞的形成方法,其特征在于,进行研磨液冲洗处理的过程中,研磨液冲洗时进行不加压冲洗,并且研磨液冲洗时长为30s~40s。
3.根据权利要求1所述的导电插塞的形成方法,其特征在于,进行第一次去离子水冲洗处理的过程中,去离子水冲洗时的冲洗水压是0.5psi~3psi;去离子水冲洗时长为20s~30s。
4.根据权利要求1所述的导电插塞的形成方法,其特征在于,进行第二次去离子水冲洗处理的过程中,去离子水冲洗时的冲洗水压是1psi~2psi;去离子水冲洗时长为5s~20s。
5.根据权利要求1所述的导电插塞的形成方法,其特征在于,进行晶圆冲洗处理的过程中,使用的清洗液为...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨欣,黄鹏,孙少俊,冯英,
申请(专利权)人:华虹半导体无锡有限公司,
类型:发明
国别省市:
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