专利名称：应用于金属内连线制程的清洗方法、制造方法及其清洗液的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种半导体器件领域应用于半导体制程的清洗方法，特别是涉及一种应用于金属内连线(Interconnects)制程的清洗方法、制造方法及其清洗液。
背景技术：
随着半导体技术的进步，元件的尺寸也不断地缩小。当集成电路的积集度增加，使得芯片(即晶片，以下均称为芯片)的表面无法提供足够的面积来制作所需的内连线时，为了配合元件缩小后所增加的内连线需求，两层以上的多层金属内连线的设计，便成为超大规模集成电路(VLSI)技术所必须采用的方式。此外，不同金属层之间若要导通，则必须在两金属层之间的层间介电层(ILD)中蚀刻出接触窗开口，再在接触窗开口内填入导电材料，而形成接触窗结构，藉由该接触窗结构便能导通两金属层。
而通常在金属内连线制程中，在介电层中蚀刻出开口之后，都会先进行蚀刻后清洗步骤，以清除残留于开口内的残留物，之后才在开口内填入导电材料。目前用在金属内连线制程的清洗液，大都是使用有机碱类，但是有机碱类清洗液的成本高，而且还有废液不容易处理的缺点，就环保观点而言并不是很好的用品。另外，有机碱类清洗液可能无法完全的将高分子残留物清除干净，因此将使后续所形成的接触窗的电阻值无法有效的获得改善。
现有习知的另一种用于金属内连线制程的清洗液，是无机酸类或无机碱类的清洗液。但是，因无机酸类或无机碱类对金属的蚀刻速率高，因此若利用该种清洗液来清洗开口，其清洗步骤的时间与相关条件将不容易控制。而倘若是控制不当，该清洗液还会侵蚀开口底下的金属层，如此，将可能对金属层的电阻值受到影响。
由此可见，上述现有的金属内连线制程的清洗方法、制造方法及其清洗液仍存在有诸多的缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决现有的金属内连线制程的清洗方法、制造方法及其清洗液的缺陷，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的金属内连线制程的清洗方法、制造方法及其清洗液存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新的应用于金属内连线制程的清洗方法、制造方法及其清洗液，能够改进一般现有的清洗方法、制造方法及其清洗液，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的金属内连线制程的清洗方法、制造方法及其清洗液存在的缺陷，而提供一种新的应用于金属内连线制程的清洗方法、制造方法及其清洗液，所要解决的主要技术问题是使其可以改善现有习知的使用有机碱类的清洗液会存在有成本高且无法将残留物完全去除的缺点。
本发明另一目的在于，提供一种应用于金属内连线制程的清洗方法、制造方法及其清洗液，所要解决的技术问题是使其可以改善现有习知的使用无机酸或无机碱清洗液会存在有不容易控制的问题。
本发明再一目的在于，提供一种应用于金属内连线制程的清洗方法、制造方法及其清洗液，所要解决的技术问题是使其可以解决现有习知的方法所形成的导电结构会存在有阻质过高的问题，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种应用于金属内连线制程的清洗方法，该金属内连线的清洗方法包括以下步骤提供一基底，该基底上已形成有一导电层，且该导电层上已形成有一介电层；在该介电层中形成一开口，暴露出该导电层；以及以硫酸与过氧化氢的一混合液清洗该开口。
本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的应用于金属内连线制程的清洗方法，其中所述的混合液中硫酸的浓度是介于0.1M至0.2M之间。
前述的应用于金属内连线制程的清洗方法，其中所述的混合液中过氧化氢的浓度是介于1.1M至2.0M之间。
前述的应用于金属内连线制程的清洗方法，其中所述的以该混合液清洗该开口的一温度条件是介于摄氏30至摄氏40度之间。
前述的应用于金属内连线制程的清洗方法，其中所述的以该混合液清洗该开口的时间是介于30秒至90秒之间。
前述的应用于金属内连线制程的清洗方法，其中所述的开口是为一接触窗开口或是一双重金属镶嵌开口。
前述的应用于金属内连线制程的清洗方法，其中所述的形成在该基底上的该导电层包括由一钛/氮化钛、一铝铜合金层以及另一钛/氮化钛堆叠而成。
本发明的目的及解决其主要技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种应用于金属内连线制程的制造方法，该金属内连线的制造方法包括以下步骤提供一基底，该基底上已形成有一介电层；在该介电层中形成一开口；以硫酸与过氧化氢的一混合液清洗该开口；以及在该开口内填入一导电材料。
本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的应用于金属内连线制程的制造方法，其中所述的混合液中硫酸的浓度是介于0.1M至0.2M之间。
前述的应用于金属内连线制程的制造方法，其中所述的混合液中过氧化氢的浓度是介于1.1M至2.0M之间。
前述的应用于金属内连线制程的制造方法，其中所述的以该混合液清洗该开口的一温度条件是介于摄氏30至摄氏40度之间。
前述的应用于金属内连线制程的制造方法，其中所述的以该混合液清洗该开口的时间是介于30秒至90秒之间。
前述的应用于金属内连线制程的制造方法，其中所述的在该介电层中形成该开口的方法包括进行一微影制程以及一蚀刻制程。
前述的应用于金属内连线制程的制造方法，其中所述的开口是为一接触窗开口、一双重镶嵌开口或一沟渠。
本发明的目的及解决其主要技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种应用于金属内连线制程的清洗液配方，其包括硫酸，其浓度是介于0.1M至0.2M之间；过氧化氢，其浓度是介于1.1M至2.0M之间；以及水。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下本发明提出一种应用于金属内连线制程的清洗方法，该方法是首先提供一基底，其中基底上已形成有一导电层且导电层上已形成有一介电层。随后，进行微影制程以及蚀刻制程，以在介电层中形成一开口，暴露出导电层。然而，由于该蚀刻制程的过程中会产生大量的高分子而残留在开口周围，因此在开口中填入导电材料之前，会经由一道清洗步骤以去除蚀刻制程中所产生的高分子残留物。在本发明中，该清洗步骤是使用硫酸与过氧化氢的一混合液来清洗开口，其中硫酸的浓度是介于0.1M至0.2M之间，而过氧化氢的浓度是介于1.1M至2.0M之间。另外，以硫酸与过氧化氢的混合液清洗开口的一温度条件例如是介于摄氏30度至摄氏40度之间，较佳的是摄氏34度，而清洗开口的时间例如是介于30秒至90秒之间。利用本发明的清洗液配方来清洗开口，可以有效的将高分子残留物去除，而且该清洗液配方不会侵蚀导电层，因此对于清洗步骤的控制较为容易。
本发明又提出一种金属内连线的制造方法，该方法首先提供一基底，其中基底上已形成有一介电层。接着，进行微影制程以及蚀刻制程，以在介电层中形成一开口。之后，进行一清洗步骤，以移除残留在开口周围的高分子残留物。在本发明中，该清洗步骤是利用硫酸与过氧化氢的一混合液来清洗开口，其中硫酸的浓度是介于0.1M至0.2M之间，而过氧化氢的浓度是介于1.1M至2.0M之间。另外，以硫酸与过氧化氢的混合液清洗开口的一温度条件例如是介于摄氏30至摄氏40度之间，较佳的是摄氏34度，而清洗开口的时间例如是介于30秒至90秒。在清洗完开口之后，才在开口内填入一导电层，以形成一导电结构，该导电结构例如是接触窗(又称介层窗)、双重镶嵌结构或是导线等。
由于本发明的清洗方法可以有效的去除残留于开口内的高分残留物，因此可以改善后续在开口内所形成的导电结构的电阻值。
本发明以硫酸与过氧化氢混合液作为清洗液，较现有习知的以有机碱类的清洗液的成本低，并且使后续清洗液废液的处理也较为容易。
利用本发明的清洗方式清洗开口时，由于清洗液不会侵蚀开口底下的导电层，因此对于清洗步骤的控制较为容易。
综上所述，本发明特殊结构的应用于金属内连线制程的清洗方法、制造方法及其清洗液，其可改善现有习知的使用有机碱类的清洗液会存在有成本高且无法将残留物完全去除的缺点；其还可以改善现有习知的使用无机酸或无机碱清洗液会存在有不容易控制的问题；另还可以解决现有习知的方法所形成的导电结构会存在有阻质过高的问题，从而更加适于实用。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类方法中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，其不论在清洗方法、制造方法、产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的清洗方法、制造方法及其清洗液具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
图1A至图1D是依照本发明一较佳实施例的接触窗的制造流程及结构的剖面示意图。
图2A至图2C是依照本发明另一较佳实施例的接触窗的制造流程及结构的剖面示意图。
图3A至图3C是依照本发明另一较佳实施例的双重镶嵌结构的制造流程及结构的剖面示意图。
图4A至图4C是依照本发明另一较佳实施例的导线的制造流程及结构的剖面示意图。
100、300、400基底 102、106钛/氮化钛104铝铜合金 108、302导电层110、304、402介电层 112、212、306接触窗开口114、312、406高分子残留物 116、216接触窗308、404沟渠310双重镶嵌开口314双重镶嵌结构 408导线具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的应用于金属内连线制程的清洗方法、制造方法及其清洗液其具体制造方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1A至第1D所示，是依照本发明一较佳实施例的接触窗的制造流程及结构剖面示意图。
请参阅图1A所示，本发明应用于金属内连线制程的清洗方法、制造方法及其清洗液，其是首先提供一基底100，其中基底100上已形成有一导电层108，且导电层108上已形成有一介电层110。其中，导电层108例如是由一钛/氮化钛102、一铝铜合金104以及一钛/氮化钛106所构成的三明治结构，而介电层110例如是以高密度电浆化学气相沉积法(HDP-CVD)所形成的氧化硅层。在此，导电层108以及介电层110的结构与材质可以是已知的任何一种结构与材质，并非只能限定于上述所举之例。
接着，请参阅图1B所示，进行微影制程以及蚀刻制程，以在介电层110中定义出一开口112，暴露出导电层108。该蚀刻制程若是控制得宜，该蚀刻制程便能终止于导电层108的钛/氮化钛层106。该蚀刻制程例如是一干式蚀刻制程。然而，在该蚀刻制程的过程中，经常会在开口112周围残留大量的高分子残留物114。
之后，请参阅图1C所示，进行一清洗步骤，以清除开口112内的高分子残留物114，其中该清洗步骤是使用硫酸与过氧化氢的一混合液来清洗开口。在一较佳实施例中，硫酸的浓度是介于0.1M至0.2M之间，而过氧化氢的浓度是介于1.1M至2.0M之间。换言之，本发明用来清洗开口112的清洗液配方是将硫酸、过氧化氢与水调配成上述的浓度条件，而且针对不同制程还可以微调其浓度。此外，以硫酸与过氧化氢的混合液来清洗开口112的温度条件例如是介于摄氏30至摄氏40度之间，较佳的是摄氏34度，而清洗开口112的时间例如是介于30秒至90秒之间。
随后，请参阅图1D所示，在以上述的方法清洗开口112之后，接着便能进行后续步骤，即在开口112内填入一导电材料，以形成一接触窗116，且接触窗116是与导电层108电性接触。
由于残留于开口112内的高分子残留物114已清除干净，因此后续在开口112内所形成的接触窗116便能拥有较佳的导电性。而且由于上述清洗步骤所使用的清洗液不会侵蚀导电层108，因此，对于清洗步骤的控制较为容易。
请参阅图2A至第2C所示，是依照本发明另一较佳实施例的接触窗的制造流程及结构的剖面示意图。
在此所举的实施例是为另一种形成接触窗的流程。首先如同图1A所示，在基底100上形成导电层108与介电层110之后，接着，进行一微影制程以及一蚀刻制程，以在介电层110中形成一开口212，如图2A所示。在本实施例中，该蚀刻制程除了将钛/氮化钛层106蚀穿之外，可能还蚀刻到铝铜合金层104，因此该开口212是暴露出导电层108的钛/氮化钛层106与铝铜合金层104。同样的，在该蚀刻制程的过程中，也会在开口212周围残留高分子残留物114。特别是，倘若该残留物114未清除干净，在此种开口212的轮廓状况下，将会使后续在开口212内所形成的接触窗的阻质较先前实施例的情况更为恶化。
因此，在本实施例中，更需要以适当且有效的清洁洗方式来移除开口212内的残留物114。请接着参阅图2B所示，进行一清洗步骤以清除开口212内的残留物114，在此是以硫酸与过氧化氢的一混合液来清洗开口212，而该清洗液的浓度以及清洗步骤的相关条件与前述的实施例相同，在此不再赘述。
之后，请参阅图2C所示，在以上述的方法清洗开口212之后，接着便能进行后续步骤，即在开口212内填入一导电材料，以形成一接触窗216，且接触窗216是与导电层108电性接触。
本发明的清洗方法除了可以用于接触窗制程之外，还可以应用在其它金属内连线制程，例如双重镶嵌制程以及导线制程等等，现将其技术内容详细说明如下。
请参阅图3A至第3C所示，是依照本发明另一较佳实施例的双重镶嵌结构的制造流程剖面示意图。
首先请参阅图3A所示，提供一基底300，基底300上已形成有一导电层302以及一介电层304，其中导电层302与介电层304例如是已知的任何一种结构与材质。
接着，进行微影制程以及蚀刻制程，以在介电层304中形成一双重镶嵌开口310，其中双重镶嵌开口310是由一接触窗开口306以及一沟渠308所构成，且其接触窗开口306是暴露出导电层302。当然，该双重镶嵌开口310可以是先形成接触窗开口306再形成沟渠308，亦可以是先形成沟渠308再形成接触窗开口306。同样的，在形成双重镶嵌开口310的蚀刻制程的过程中，也可能会在双重镶嵌开口310的周围残留高分子残留物312。
之后，请参阅图3B所示，在上述蚀刻制程之后，接着进行一清洗步骤，以清除双重镶嵌开口310周围的高分子残留物312。在此是以硫酸与过氧化氢的一混合液来清洗双重镶嵌开口310，而该清洗液的浓度以及清洗步骤的相关条件与前述的实施例相同，在此不再赘述。
随后，请参阅图3C所示，在清洗双重镶嵌开口310之后，接着便能进行后续步骤，即在双重镶嵌开口310内填入一导电材料，以形成一双重镶嵌结构314。
利用本发明的清洗方法来清洗双重镶嵌开口310，可以有效的清除残留在双重镶嵌开口310内的高分子残留物，因此能够确保后续所形成的双重镶嵌结构314拥有较佳的导电性。而且由于上述清洗步骤所使用的清洗液不会侵蚀导电层302，因此，对于清洗步骤的控制较为容易。
请参阅图4A至第4C所示，是依照本发明另一较佳实施例的导线的制造流程及结构的剖面示意图。
首先请参阅图4A所示，提供一基底400，基底400上已形成有一介电层402。接着进行微影制程以及蚀刻制程，以图案化介电层402，而在介电层402中形成一沟渠404。然而，在形成沟渠404的蚀刻制程的过程中，可能会在沟渠404的周围残留高分子残留物406。
之后，请参阅图4B所示，进行一清洗步骤，以清除沟渠404周围的高分子残留物406。在此是硫酸与过氧化氢的一混合液来清洗沟渠404，而该清洗液的浓度以及清洗步骤的相关条件与前述的实施例相同，在此不再赘述。
随后，请参阅图4C所示，在清洗沟渠404之后，接着便能进行后续步骤，即在沟渠404内填入一导电材料，以形成一导线408。
同样的，由于本发明的清洗方法可以有效的清除残留在沟渠404内的高分子残留物406，因此后续在沟渠404内所形成的导线408便能够拥有较佳的导电性。
综合以上所述，本发明至少具有下列优点1、由于本发明的清洗方法可以有效的去除残留于开口内的高分残留物，因此可以改善后续在开口内所形成的导电结构的电阻值。
2、本发明以硫酸与过氧化氢混合液作为清洗液，较现有习知的以有机碱类的清洗液的成本低，且处理也较为容易。
3、利用本发明的清洗方式清洗开口时，由于清洗液不会侵蚀开口底下的导电层，因此对于清洗步骤的控制较为容易。
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，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种应用于金属内连线制程的清洗方法，其特征在于该金属内连线的清洗方法包括以下步骤提供一基底，该基底上已形成有一导电层，且该导电层上已形成有一介电层；在该介电层中形成一开口，暴露出该导电层；以及以硫酸与过氧化氢的一混合液清洗该开口。
2.根据权利要求1所述的应用于金属内连线制程的清洗方法，其特征在于其中所述的混合液中硫酸的浓度是介于0.1M至0.2M之间。
3.根据权利要求1所述的应用于金属内连线制程的清洗方法，其特征在于其中所述的混合液中过氧化氢的浓度是介于1.1M至2.0M之间。
4.根据权利要求1所述的应用于金属内连线制程的清洗方法，其特征在于其中所述的以该混合液清洗该开口的一温度条件是介于摄氏30至摄氏40度之间。
5.根据权利要求1所述的应用于金属内连线制程的清洗方法，其特征在于其中所述的以该混合液清洗该开口的时间是介于30秒至90秒之间。
6.根据权利要求1所述的应用于金属内连线制程的清洗方法，其特征在于其中所述的开口是为一接触窗开口或是一双重金属镶嵌开口。
7.根据权利要求1所述的应用于金属内连线制程的清洗方法，其特征在于其中所述的形成在该基底上的该导电层包括由一钛/氮化钛、一铝铜合金层以及另一钛/氮化钛堆叠而成。
8.一种应用于金属内连线制程的制造方法，其特征在于该金属内连线的制造方法包括以下步骤提供一基底，该基底上已形成有一介电层；在该介电层中形成一开口；以硫酸与过氧化氢的一混合液清洗该开口；以及在该开口内填入一导电材料。
9.根据权利要求8所述的应用于金属内连线制程的制造方法，其特征在于其中所述的混合液中硫酸的浓度是介于0.1M至0.2M之间。
10.根据权利要求8所述的应用于金属内连线制程的制造方法，其特征在于其中所述的混合液中过氧化氢的浓度是介于1.1M至2.0M之间。
11.根据权利要求8所述的应用于金属内连线制程的制造方法，其特征在于其中所述的以该混合液清洗该开口的一温度条件是介于摄氏30至摄氏40度之间。
12.根据权利要求8所述的应用于金属内连线制程的制造方法，其特征在于其中所述的以该混合液清洗该开口的时间是介于30秒至90秒之间。
13.根据权利要求8所述的应用于金属内连线制程的制造方法，其特征在于其中所述的在该介电层中形成该开口的方法包括进行一微影制程以及一蚀刻制程。
14.根据权利要求8所述的应用于金属内连线制程的制造方法，其特征在于其中所述的开口是为一接触窗开口、一双重镶嵌开口或一沟渠。
15.一种应用于金属内连线制程的清洗液配方，其特征在于其包括硫酸，其浓度是介于0.1M至0.2M之间；过氧化氢，其浓度是介于1.1M至2.0M之间；以及水。
全文摘要
本发明是关于一种应用于金属内连线制程的清洗方法、制造方法及其清洗液，该应用于金属内连线制程的清洗方法，是首先提供一基底，其中基底上已形成有一导电层且导电层上已形成有一介电层。随后，在介电层中形成一开口，暴露出导电层。之后，再以硫酸与过氧化氢的一混合液清洗开口。由于本发明以硫酸与过氧化氢的混合液清洗开口可以有效的清除残留于开口内的残留物，因此后续在开口内所形成接触窗，其电阻值可以明显获得改善，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
文档编号H01L21/70GK1595615SQ0315681
公开日2005年3月16日 申请日期2003年9月8日 优先权日2003年9月8日
发明者高世杰, 黄志涛, 陈逸男 申请人:南亚科技股份有限公司