铝残留的去除方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及在铜制程的后段工艺（Cu BE0L)的铝垫 制作过程中，蚀刻后非铝垫区域的铝残留的去除方法。
【背景技术】
[0002] 随着小型化和高集成度的飞速发展，超大规模集成电路（VLSI)在设计制造中已经 面临越来越多的挑战。
[0003] 在集成电路的后段工艺中，需要形成铝垫结构，通常该铝垫结构形成在铜互连线 上，作为输入/输出端或者为电源/接地信号提供连接，然后在铝垫的基础上进行后续操 作。
[0004] 然而随着CD的逐渐变小，在铝垫的制作过程中也不可避免的出现了各种问题。如 图1所示，一种状况就是会形成铝残留（residue)，并且这通常是在整片晶圆上都存在的 (full map，即影响接近100%)，对于这种状况，势必会导致产品的严重不合格。
[0005] 基于此，技术人员尝试在刻蚀过程中，加大刻蚀力度，以尽可能的减少铝残留，但 是实际上这一做法并不见效，原因是铝残留的形成是由于之前形成的光阻残留所致，在干 法刻蚀之后原先的刻蚀深度（Step Height)通常不会改变，或者只是变得更大，并不会因为 刻蚀力度的增加而去除由于光阻残留所造成的铝残留。
[0006] 因此，如何改善这一状况，已成为亟待解决的问题。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于，提供一种铝残留的去除方法，改善铝残留的问题。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明提供一种铝残留的去除方法，用于在铝垫制作过程 中，去除蚀刻后非铝垫区域的铝残留，包括 ：
[0009] 提供前端结构，所述前端结构至少包括金属铝层；
[0010] 在所述金属铝层中形成多个沟槽，所述沟槽中具有铝残留；
[0011] 涂敷光阻，所述光阻覆盖所述前端结构并填充于所述沟槽中；
[0012] 在对应所述沟槽的光阻处进行曝光，并进行显影，所述显影时间长于设定的标准 显影时间，以将铝残留去除。
[0013] 可选的，对于所述的铝残留的去除方法，所述显影时间为设定的标准显影时间的 5~15倍。
[0014] 可选的，对于所述的铝残留的去除方法，进行曝光时曝光能量低于设定的标准曝 光能量，以在所述沟槽侧壁形成一光阻薄膜。
[0015] 可选的，对于所述的铝残留的去除方法，所述曝光能量低于设定的标准曝光能量 的8%~15%。
[0016] 可选的，对于所述的铝残留的去除方法，所述金属铝层的厚度为 8000A~1000 OA。
[0017] 可选的，对于所述的铝残留的去除方法，所述光阻位于所述金属铝层之上的厚度 为 8000 A~mooo A。
[0018] 可选的，对于所述的铝残留的去除方法，在进行显影后，还包括：清洗经显影后的 前端结构。
[0019] 可选的，对于所述的铝残留的去除方法，采用去离子水进行清洗，并进行甩干。
[0020] 与现有技术相比，本发明提供的铝残留的去除方法中，通过进行比设定的标准显 影时间长的显影过程，使得碱性的显影液将铝残留反应掉，从而将沟槽中的铝残余去除掉， 提商了广品质量；
[0021] 进一步的，本发明中，将曝光能量相比设定的标准曝光能量减弱了 8%~15%，从而 使得在显影时，在沟槽的侧面形成了一层光阻薄膜，有效的防止沟槽侧壁的金属铝由于显 影时间长而被腐蚀，保证了铝垫的质量。
【附图说明】
[0022] 图1为现有技术中铝垫制作过程中的结构示意图；
[0023] 图2为本发明中铝残留的去除方法的流程图；
[0024] 图3-图7为本发明中铝残留的去除方法的过程中的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025] 下面将结合示意图对本发明的铝残留的去除方法进行更详细的描述，其中表示了 本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现 本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不 作为对本发明的限制。
[0026] 为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能 和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开 发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的 限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费 时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
[0027] 在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要 求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非 精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0028] 本发明的核心思想在于，提供一种铝残留的去除方法，通过进行比设定的标准显 影时间长的显影过程，从而将沟槽中的铝残余去除掉，提高了产品的质量。
[0029] 以下列举所述铝残留的去除方法的较优实施例，以清楚说明本发明的内容，应当 明确的是，本发明的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技 术手段的改进亦在本发明的思想范围之内。
[0030] 基于上述思想，下面提供铝残留的去除方法的较优实施例，请参考图2及图3-图 7,图2为本发明中铝残留的去除方法的流程图；图3-图7为本发明中铝残留的去除方法的 过程中的结构示意图。本实施例的铝残留的去除方法的形成方法包括：
[0031] 步骤Sll :提供前端结构，所述前端结构至少包括金属铝层11。所述前端结构还应 当包括有已经制作完成的例如器件层、金属互连线等必须的膜层10,在此本发明将不予具 体示例，较佳的，所述金属铝层11上还覆盖有一层TiN层，优选的，所述金属铝层11的厚度 可以圮8000A~丨0000A，例如是8200 A、8800 A、9500 A等，所述TiN层的厚度可以 是 200 A~250 A。
[0032] 步骤S12 :在所述金属铝层11中形成多个沟槽12,所述沟槽12中具有铝残留13 ; 图4中以一个沟槽12为例加以说明，所述沟槽12采用光刻和刻蚀工艺来完成，在光刻过程 中，由于光阻的残留，因而很容易在经刻蚀后就产生铝残留13,这对产品的良率造成了很大 的影响。
[0033] 为了去除铝残留13,接着，进行步骤S13,如图5所示，涂敷光阻14,所述光阻14覆 盖所述前端结构并填充于所述沟槽12中；所述光阻14的厚度为8000 A~丨0000A,这里 指的是所述光阻14位于所述金属铝层11之上的厚度。
[0034] 请参考图6,进行步骤S14 :在对应所述沟槽12的光阻14处进行曝光，并进行显 影，所述显影时间长于设定的标准显影时间，以将铝残留去除；优选的，所述显影时间为设 定的标准显影时间的5~15倍，优选的，可以是5min_15min的时间，例如5min、8min、10min 等。经过超出标准显影时间的显影过程，例如采用包括TMH的显影液，显影液的碱性使得 金属铝被溶解形成Al (OH) 3,而显影液的碱性较强，Al (OH) 3能够溶于显影液中，如图7 所示，沟槽12中的铝残留被反应掉。较佳的，考虑到过长的显影时间会对沟槽12两侧的金 属铝造成破坏，从而有可能影响铝垫的质量，在本发明中，采用将进行曝光时的曝光能量低 于设定的标准曝光能量，例如所述曝光能量低于设定的标准曝光能量的8%~15%，优选的， 可以是10%，那么由于曝光能量不足，在后续进行的显影过程中，位于沟槽12中的光阻不能 够完全被显影液消耗，从而在所述沟槽12侧壁形成一光阻薄膜15,这层光阻薄膜15能够保 护住金属铝层11不受到腐蚀。
[0035] 在进行显影后，还包括：清洗经显影后的前端结构，从而将含有Al (OH) 3等物质 的液体去除，使得沟槽12中的残留物被清洗干净，优选的，采用去离子水（DI water)进行 清洗，并进行甩干操作。
[0036] 本发明的铝残留的去除方法中，通过进行比设定的标准显影时间长的显影过程， 将沟槽中的铝残余去除掉，经实际检测，采用本发明的方法，使得有缺陷的芯片（die)的比 例低于10%，大大的提商了广品质量；
[0037] 进一步的，本发明中，将曝光能量相比设定的标准曝光能量减弱了 8%~15%，从而 使得在显影时，在沟槽的侧面形成了一层光阻薄膜，有效的防止沟槽侧壁的金属铝由于显 影时间长而被腐蚀，保证了铝垫的质量。
[0038] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1. 一种铝残留的去除方法，用于在铝垫制作过程中，去除蚀刻后非铝垫区域的铝残留， 包括： 提供前端结构，所述前端结构至少包括金属铝层； 在所述金属铝层中形成多个沟槽，所述沟槽中具有铝残留； 涂敷光阻，所述光阻覆盖所述前端结构并填充于所述沟槽中； 在对应所述沟槽的光阻处进行曝光，并进行显影，所述显影时间长于设定的标准显影 时间，以将铝残留去除。
2. 如权利要求1所述的铝残留的去除方法，其特征在于，所述显影时间为设定的标准 显影时间的5~15倍。
3. 如权利要求2所述的铝残留的去除方法，其特征在于，进行曝光时曝光能量低于设 定的标准曝光能量，以在所述沟槽侧壁形成一光阻薄膜。
4. 如权利要求3所述的铝残留的去除方法，其特征在于，所述曝光能量低于设定的标 准曝光能量的8%~15%。
5. 如权利要求1所述的铝残留的去除方法，其特征在于，所述金属铝层的厚度为 8000人~10000人。
6. 如权利要求1所述的铝残留的去除方法，其特征在于，所述光阻位于所述金属铝层 之上的厚度为8000A~丨0000A。
7. 如权利要求1-6中任意一项所述的铝残留的去除方法，其特征在于，在进行显影后， 还包括：清洗经显影后的前端结构。
8. 如权利要求7所述的铝残留的去除方法的形成方法，其特征在于，采用去离子水进 行清洗，并进行甩干。
【专利摘要】本发明揭示了一种铝残留的去除方法，包括提供前端结构，所述前端结构至少包括金属铝层；在所述金属铝层中形成多个沟槽，所述沟槽中具有铝残留；涂敷光阻，所述光阻覆盖所述前端结构并填充于所述沟槽中；在对应所述沟槽的光阻处进行曝光，并进行显影，所述显影时间长于设定的标准显影时间。从而将沟槽中的铝残余去除掉，提高了产品质量。
【IPC分类】H01L21-321
【公开号】CN104779156
【申请号】CN201410015037
【发明人】杨晓松, 王清蕴
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2014年1月13日