半導(dǎo)體器件的清洗方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的清洗方法，包括：在對銅層進(jìn)行CMP研磨后，對研磨后的銅層進(jìn)行氧化處理；之后再采用酸性清洗劑清洗或是采用堿性清洗劑清洗，對氧化后的銅層進(jìn)行第一清洗。在對研磨后的銅層進(jìn)行氧化處理后，使CMP工藝中形成的研磨副產(chǎn)物與氧氣反應(yīng)形成氧化物，從而促使被氧化的研磨副產(chǎn)物與清洗劑反應(yīng)，從而提高研磨副產(chǎn)物的去除效率；此外，在所述氧化處理步驟中，銅層表面同樣被氧化，在所述銅層形成氧化銅層在所述第一清洗步驟中，所述氧化銅層被清除，致使附著于所述氧化層上的研磨副產(chǎn)物由所述半導(dǎo)體晶圓上剝落，提高研磨副產(chǎn)物的去除效率。
【專利說明】
半導(dǎo)體器件的清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其是涉及一種半導(dǎo)體器件的清洗方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 化學(xué)機(jī)械拋光（Chemical Mechanical polishing，簡稱CMP)是一種常用的平坦化 工藝。在諸如半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，CMP被廣泛應(yīng)用于氧化膜等層間絕緣層制備，以及聚合硅電 極、媽插塞、淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)（shallow trench isolation，簡稱STI)，以及銅互連結(jié)構(gòu)制備 等工藝。
[0003] 諸如在銅互連結(jié)構(gòu)制備工藝中，在半導(dǎo)體晶圓內(nèi)的溝槽，以及表面形成銅層后，將 CMP拋光設(shè)備的研磨頭抵住半導(dǎo)體晶圓表面的銅層，并施加一研磨力，同時(shí)在銅層表面噴涂 研磨漿料用以腐蝕銅層，加快銅表面的研磨速率。
[0004] 在CMP工藝中，研磨頭與銅層的摩擦產(chǎn)生大量的熱量，研磨楽;料會與銅發(fā)生反應(yīng) 而形成研磨副產(chǎn)物，這些副產(chǎn)物會附著在研磨后的銅層表面，從而降低后續(xù)形成的銅互連 結(jié)構(gòu)性能。
[0005] 為此，銅互連結(jié)構(gòu)制備的CMP工序后，都會進(jìn)行清洗步驟，以去除CMP工藝中所產(chǎn) 生的副產(chǎn)物，提高后續(xù)形成的銅互連結(jié)構(gòu)的性能。
[0006] 然而，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，對于半導(dǎo)體器件的精度要求越發(fā)嚴(yán)格，采用現(xiàn)有工 藝進(jìn)行的CMP后的清洗工藝后的銅互連結(jié)構(gòu)潔凈度要求仍無法滿足半導(dǎo)體器件的精度要 求。
[0007] 為此，如何提高銅互連結(jié)構(gòu)制備中，CMP工序后形成銅層的潔凈度，以提高后續(xù)形 成的銅互連結(jié)構(gòu)的性能，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體器件的清洗方法，可有效提高CMP研磨后銅 層的潔凈度。
[0009] 為解決上述問題，本發(fā)明一種半導(dǎo)體器件的清洗方法，包括：
[0010] 提供半導(dǎo)體晶圓；
[0011] 在所述半導(dǎo)體晶圓上形成銅層；
[0012] 以化學(xué)機(jī)械研磨工藝研磨所述銅層；
[0013] 對研磨后的銅層表面進(jìn)行氧化處理；
[0014] 對氧化處理后的銅層進(jìn)行第一清洗，所述第一清洗為采用酸性清洗劑的清洗或是 采用堿性清洗劑的清洗。
[0015] 可選地，對研磨后的銅層表面進(jìn)行氧化處理的步驟包括：將研磨后的銅層置于空 氣中氧化。
[0016] 可選地，將研磨后的銅層置于空氣中氧化的步驟中，將所述銅層置于空氣中1~ 30分鐘。
[0017] 可選地，所述第一清洗為采用酸性清洗劑的清洗，所述酸性清洗劑的PH值為3~ 5〇
[0018] 可選地，所述第一清洗為采用堿性清洗劑的清洗，所述堿性清洗劑的PH值為7~ 10。
[0019] 可選地，在以化學(xué)機(jī)械研磨工藝研磨所述銅層后，進(jìn)行所述氧化處理前，所述清洗 方法還包括：
[0020] 對研磨后的銅層進(jìn)行第二清洗。
[0021] 可選地，所述第二清洗為采用酸性清洗劑的清洗，所述酸性清洗劑的PH值為4~ 6〇
[0022] 可選地，所述第二清洗為采用堿性清洗劑的清洗，所述堿性清洗劑的PH值為7~ 10。
[0023] 可選地，在以化學(xué)機(jī)械研磨工藝研磨所述銅層后，在進(jìn)行所述第二清洗步驟前，還 包括采用去離子水對研磨后的銅層進(jìn)行第三清洗。
[0024] 可選地，在進(jìn)行氧化處理之前，所述清洗方法還包括：對研磨后的銅層進(jìn)行第一干 燥處理。
[0025] 可選地，所述第一干燥處理包括：采用異丙酮對第一清洗前的銅層進(jìn)行干燥處理。
[0026] 可選地，在所述第一清洗的步驟后，所述半導(dǎo)體器件的清洗方法還包括對所述銅 層進(jìn)行第二干燥處理。
[0027] 可選地，所述第二干燥處理包括：采用異丙酮對第一清洗后的銅層進(jìn)行第二干燥 處理。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0029] 在對銅層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨后，對研磨后的銅層進(jìn)行氧化處理；之后再采用酸性 清洗劑或是采用堿性清洗劑，對氧化后的銅層進(jìn)行第一清洗。在對研磨后的銅層進(jìn)行氧化 處理后，使CMP工藝中形成的研磨副產(chǎn)物與氧氣反應(yīng)形成氧化物，從而促進(jìn)被氧化的研磨 副產(chǎn)物與清洗劑反應(yīng)，進(jìn)而提高研磨副產(chǎn)物的去除效率；
[0030] 此外，在所述氧化處理步驟中，銅層表面同樣被氧化，在所述銅層形成氧化銅層， 因而所述第一清洗步驟中，所述氧化銅層被清除，致使附著于所述氧化層上的研磨副產(chǎn)物 由所述半導(dǎo)體晶圓上剝落，進(jìn)而提高研磨副產(chǎn)物的清除效率。
【附圖說明】
[0031] 圖1至圖6為本發(fā)明半導(dǎo)體器件的清洗方法一實(shí)施例的示意圖；
[0032] 圖7為采用現(xiàn)有的清洗方法和采用本發(fā)明一實(shí)施例對半導(dǎo)體晶圓分別進(jìn)行清洗 后，兩塊半導(dǎo)體晶圓內(nèi)的成分的比對圖；
[0033] 圖8為采用現(xiàn)有的清洗方法和采用本發(fā)明一實(shí)施例對半導(dǎo)體晶圓分別進(jìn)行清洗 后，在兩塊半導(dǎo)體晶圓銅層表面形成氮化硅層后，銅層與氮化硅層的結(jié)合力對比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 如【背景技術(shù)】中所述，在CMP研磨工藝后，會在銅表面殘留研磨副產(chǎn)物，但采用現(xiàn)有 的清洗工藝難以去除這些研磨副產(chǎn)物，從而影響后續(xù)研磨后銅層的潔凈度，進(jìn)而影響后續(xù) 形成的諸如銅互連結(jié)構(gòu)的性能。
[0035] 為此，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件的清洗方法，包括：
[0036] 提供半導(dǎo)體晶圓，在半導(dǎo)體晶圓上形成銅層；在以CMP工藝研磨所述銅層后，對研 磨后的銅層表面進(jìn)行氧化處理；再對氧化處理后的銅層進(jìn)行第一清洗，所述第一清洗為采 用酸性清洗劑的清洗或是采用堿性清洗劑的清洗。
[0037] 本發(fā)明提高的技術(shù)方案中，對以CMP工藝研磨后的銅層進(jìn)行氧化處理，使研磨后 的銅層表面以及CMP工藝中形成的研磨副產(chǎn)物與氧氣反應(yīng)形成氧化物，從而促使被氧化的 研磨副產(chǎn)物與清洗劑反應(yīng)，以提高研磨副產(chǎn)物的去除效率。
[0038] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖，以對本發(fā) 明的具體實(shí)施例作詳細(xì)的說明。
[0039] 圖1~圖6為提供的半導(dǎo)體器件的清洗方法的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040] 本實(shí)施例半導(dǎo)體器件的清洗方法具體包括：
[0041 ] 參考圖1所不，提供半導(dǎo)體晶圓。
[0042] 本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體晶圓包括半導(dǎo)體襯底10,和位于所述半導(dǎo)體襯底10上的 介質(zhì)層20。
[0043] 所述半導(dǎo)體襯底10為娃襯底。但在其他實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底10還可為鍺、 鍺硅、砷化鎵襯底或絕緣體上硅襯底，常見的半導(dǎo)體襯底均可作為本實(shí)施例中的半導(dǎo)體襯 底；此外，在所述半導(dǎo)體襯底10內(nèi)還形成有晶體管結(jié)構(gòu)、淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，以及和金屬互連 結(jié)構(gòu)等半導(dǎo)體元器件。本發(fā)明對所述半導(dǎo)體襯底的材料和結(jié)構(gòu)并不做限定。
[0044] 本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層20的材料為氧化硅，形成方法為化學(xué)氣相沉積 (Chemical Vapor Deposition，簡稱CVD)，但本領(lǐng)域中適用于介質(zhì)層的材料均可用作本實(shí) 施中的所述介質(zhì)層20,本發(fā)明對所述介質(zhì)層20的材料和形成方法并不做限定。
[0045] 繼續(xù)參考圖1，本實(shí)施例中，在介質(zhì)層20內(nèi)形成開口 21，所述開口 21用于填充金 屬導(dǎo)電材料，以形成金屬互連結(jié)構(gòu)。
[0046] 所述開口 21可通過干法刻蝕所述介質(zhì)層20形成，該開口 21的形成方法為本領(lǐng)域 的成熟技術(shù)，在此不再贅述。
[0047] 結(jié)合參考圖2,在所述半導(dǎo)體晶圓上形成銅層30。
[0048] 本實(shí)施例中，在所述介質(zhì)層20上形成銅層30,所述銅層30填充所述開口 21，且覆 蓋所述介質(zhì)層20的表面。所述銅層30用于形成金屬互連結(jié)構(gòu)。
[0049] 再參考圖3,采用化學(xué)機(jī)械研磨（Chemical Mechanical Polish，簡稱CMP)去除部 分厚度的銅層，使所述開口 21內(nèi)的銅層31表面與介質(zhì)層20的表面齊平。
[0050] 在CMP過程中，噴涂在所述銅層30表面的研磨漿料與銅層30反應(yīng)，同時(shí)CMP設(shè)備 研磨頭抵住所述銅層30,并施加研磨力，從而加快銅表面的研磨速率。
[0051] 繼續(xù)參考圖3,在所述CMP工藝后，在研磨后的銅層31以及介質(zhì)層20的表面會形 成研磨副產(chǎn)物40,所述研磨副產(chǎn)物40會影響后續(xù)形成的半導(dǎo)體器件性能。
[0052] 為此，對所述半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行清洗工藝以去除所述研磨副產(chǎn)物。
[0053] 本實(shí)施例中，所述清洗工藝包括：
[0054] 先采用去離子水，對經(jīng)CMP工藝后的介質(zhì)層20和銅層31進(jìn)行第三清洗，以去除所 述銅層31和介質(zhì)層20上的研磨副產(chǎn)物。
[0055] 在所述第三清洗步驟中，一些與所述銅層31和介質(zhì)層20結(jié)合力較弱的研磨副產(chǎn) 物在水流作用下被去除，但在所述銅層31和介質(zhì)層20表面仍殘留一些與所述銅層31和介 質(zhì)層20結(jié)合力較強(qiáng)的殘留。
[0056] 可選地，在所述第三清洗步驟后，采用酸性清洗劑或是堿性清洗劑，對所述銅層31 和介質(zhì)層20進(jìn)行第二清洗。
[0057] 本實(shí)施例中，所述第二清洗步驟包括，采用酸性清洗劑對所述半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行清 洗。
[0058] 在所述第二清洗步驟中，殘留的研磨副產(chǎn)物被溶解在所述酸性清洗劑中，從而提 高對銅層31和介質(zhì)層20的清洗力度。
[0059] 在所述第二清洗中，若酸性清洗劑的酸性過弱，降低所述研磨副產(chǎn)物去除效率；若 酸性清洗劑的酸性過強(qiáng)，會造成銅層被過度腐蝕，從而影響后續(xù)形成的半導(dǎo)體器件性能。
[0060] 本實(shí)施例中，所述酸性清洗劑的PH值為4~6之間。
[0061] 在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，可采用堿性清洗劑對所述半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行第二清洗。 可選地，所述堿性清洗劑的PH值為7~10之間。
[0062] 再參考圖4,在第二清洗步驟后，仍然有部分研磨副產(chǎn)物41無法充分溶解于清洗 劑中，而殘留在所述銅層31和介質(zhì)層20表面。如在CMP的研磨漿料中作為腐蝕抑制劑的 苯并三氮唑（Benzotrizzole，簡稱BTA)，其與銅反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物較為難以清洗，因而殘 留在半導(dǎo)體晶圓表面。
[0063] 為此，結(jié)合參考圖4和圖5,本實(shí)施例中，在經(jīng)所述第二清洗步驟后，對所述銅層31 的表面進(jìn)行氧化處理；之后再進(jìn)行第一清洗工藝，采用酸性清洗劑清洗或是采用堿性清洗 劑對經(jīng)氧處理后的銅層31進(jìn)行清洗。
[0064] 在所述氧化處理步驟中，殘留在所述銅層31表面的研磨副產(chǎn)物41與氧氣反應(yīng)形 成氧化后的研磨副產(chǎn)物42,氧化后的研磨副產(chǎn)物42更易于與酸性清洗劑清洗或是采用堿 性清洗劑反應(yīng)，從而提高研磨副產(chǎn)物的去除效率。
[0065] 此外，在所述氧化處理步驟中，所述銅層31表面同樣被氧化，在所述銅層31形成 一層氧化銅層32。在所述第一清洗步驟中，所述氧化銅層32被清除，致使附著于所述氧化 層32上的研磨副產(chǎn)物42由所述半導(dǎo)體晶圓上剝落。
[0066] 本實(shí)施例中，對經(jīng)第二清洗步驟后的銅層31進(jìn)行氧化處理的步驟包括：將經(jīng)第二 清洗后的銅層31置于空氣中，使銅層31以及銅層31表面的研磨副產(chǎn)物41被氧化，形成氧 化后的研磨副產(chǎn)物42。
[0067] 若所述半導(dǎo)體晶圓置于空氣中時(shí)間過短，不利于所述銅層31表面和附著于所述 銅層31表面的研磨副產(chǎn)物41被氧化，從而降低后續(xù)采用第一清洗工藝去除所述研磨副產(chǎn) 物41的效果；若所述半導(dǎo)體晶圓置于空氣中時(shí)間過長，致使銅層31被過度氧化，從而降低 所述銅層31表面形成的氧化銅32的去除效率，同時(shí)造成銅層過度損耗，此外，若半導(dǎo)體晶 圓置于空氣中時(shí)間過長，在第二清洗后，殘留的部分清洗液與空氣中的水等成分反應(yīng)，也對 銅層31產(chǎn)生腐蝕，進(jìn)而影響后續(xù)形成的半導(dǎo)體器件的性能。
[0068] 本實(shí)施例中，控制所述銅層持續(xù)置于空氣中的時(shí)間為1~30分鐘，進(jìn)一步可選地， 銅層持續(xù)置于空氣中的時(shí)間為3分鐘左右。
[0069] 進(jìn)一步可選地，在所述氧化處理過程中，所述銅層31表面形成的氧化銅層32的厚 度為0.卜20/\。
[0070] 采用將經(jīng)第二清洗后的半導(dǎo)體晶圓置于空氣中氧化的方式，即可提高銅層31被 氧化的可控性，又可降低工藝成本。但除本實(shí)施例外的其他實(shí)施例中，還可向放置經(jīng)第二清 洗后的半導(dǎo)體晶圓的反應(yīng)腔內(nèi)通入氧氣等方式，以完成所述研磨后的銅層表面進(jìn)行氧化處 理的步驟。上述改變均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0071] 接著參考圖6,在對所述半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行氧化處理后，對所述半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行一次 清洗。所述第一清洗為采用酸性清洗劑的清洗或是采用堿性清洗劑的清洗。
[0072] 結(jié)合參考圖4、圖5和圖6,殘留在所述銅層31表面的研磨副產(chǎn)物41與氧氣反應(yīng) 形成氧化后的研磨副產(chǎn)物42,且在所述銅層31形成一層氧化銅層32。在所述第一清洗過 程中，氧化后的研磨副產(chǎn)物42更易與酸性（或堿性）清洗劑反應(yīng)，從而提高CMP工藝后的 研磨副產(chǎn)物去除效率；而且所述氧化銅層32與清洗劑反應(yīng)后被去除，致使附著于所述氧化 層32上的研磨副產(chǎn)物由所述半導(dǎo)體晶圓上剝落，以進(jìn)一步提高研磨副產(chǎn)物去除效率。
[0073] 在所述一次清洗過程中，采用的清洗劑酸性或是堿性過強(qiáng)，會造成銅層過度腐蝕， 若采用的清洗劑酸性或是堿性過弱，降低所述半導(dǎo)體晶圓上的研磨副產(chǎn)物去除效率。
[0074] 可選地，若第一清洗為采用酸性清洗劑的清洗，所述酸性清洗劑的PH值為3~5 ; 若所述第一清洗為采用堿性清洗劑的清洗，所述堿性清洗劑的PH值為7~10。
[0075] 本實(shí)施例中，采用酸性清洗劑對所述半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行一次清洗，進(jìn)一步可選地，所 述酸性清洗劑的PH值為5左右。
[0076] 采用上述PH值濃度的酸性清洗劑，可有效去除所述氧化銅層32和氧化后的研磨 副產(chǎn)物42 (參考圖5)，從而提高所述研磨副產(chǎn)物的去除效率，同時(shí)降低清洗劑對于半導(dǎo)體 晶圓其余部分的損傷。
[0077] 可選方案中，基于經(jīng)第二清洗后的銅層31表面殘留有水，不利于銅層被氧化。為 此，在對所述銅層進(jìn)行氧化處理前，本實(shí)施例半導(dǎo)體器件的清洗方法還包括，先對經(jīng)第二清 洗后的半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行一次干燥處理，以去除所述銅層31表面的水，提高后續(xù)氧化處理工 藝中，銅層31被氧化的速率和效果。
[0078] 本實(shí)施例中，對所述半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行一次干燥處理的步驟包括：
[0079] 采用異丙酮作為干燥劑，對經(jīng)第二清洗后的半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行干燥處理。采用異丙 酮作為干燥劑對半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行干燥處理，可起到對銅層31以及介質(zhì)層20表面進(jìn)行清洗 的功效，且可減小干燥處理對于銅層31和介質(zhì)層20損傷。
[0080] 當(dāng)然，除采用異丙酮作為干燥劑進(jìn)行干燥處理的方法外，還可通過其他方式進(jìn)行 所述半導(dǎo)體晶圓的干燥處理，本發(fā)明對所述半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行第一干燥處理的方法不做限 定。
[0081] 可選方案中，在完成所述一次清洗步驟后，再次對所述半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行第二干燥 處理，以去除一次清洗步驟中，殘留在半導(dǎo)體晶圓表面的水分。
[0082] 所述第二干燥處理可采用異丙酮作為干燥劑，對經(jīng)第一清洗后的半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行 干燥處理。
[0083] 下面通過具有實(shí)驗(yàn)，以本實(shí)施例提供的半導(dǎo)體器件的清洗方法的優(yōu)勢。
[0084] 實(shí)驗(yàn)一
[0085] 將采用上述實(shí)施例半導(dǎo)體器件的清洗方法清洗后的半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行X光電子能 譜儀測試（XPS測試），以分析銅層構(gòu)成；
[0086] 并提供一塊與上述實(shí)施例相同工藝形成的銅CMP研磨后的半導(dǎo)體晶圓作為對比 例，并以現(xiàn)有清洗工藝，采用酸性清洗對所述半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行數(shù)次進(jìn)行清洗，并對清洗后的 半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行X光電子能譜儀測試（XPS測試），以分析銅層構(gòu)成。
[0087] 圖7為將實(shí)施例的半導(dǎo)體晶圓銅層的XPS測試結(jié)果和對比例的半導(dǎo)體晶圓銅層的 XPS測試結(jié)果的比對柱狀圖。其中，A代表銅元素含量、B代表氧元素含量，C代表如碳等其 余雜質(zhì)含量。
[0088] 柱體100為對比例中銅層的XPS測試數(shù)據(jù)，柱體200為實(shí)施例中銅層的XPS測試 數(shù)據(jù)。
[0089] 對比柱體100和柱體200,發(fā)現(xiàn)，對比例中雜質(zhì)C成分含量為9. 8%，而實(shí)施例中的 雜質(zhì)C成分含量為7. 4%。
[0090] 因而相比與傳統(tǒng)的清洗工藝，本實(shí)施例提供的半導(dǎo)體器件的清洗方法可有效降低 半導(dǎo)體晶圓內(nèi)銅層上雜質(zhì)含量，即本實(shí)施例提供的半導(dǎo)體器件的清洗方法有效提高了半導(dǎo) 體器件的清洗效果。
[0091] 實(shí)驗(yàn)二
[0092] 采用相同的工藝，在上述對比例和實(shí)施例兩塊半導(dǎo)體晶圓的銅層上形成摻氮的碳 化物層（Nitrogen Doped Carbide，簡稱NDC)，在兩塊半導(dǎo)體晶圓的銅層上各選4各測試 點(diǎn)，分析摻氮的碳化物層與銅層的粘合強(qiáng)度。
[0093] 圖8為兩塊半導(dǎo)體晶圓上的銅層各測試點(diǎn)與摻氮的碳化物的結(jié)合力的平均數(shù)值。
[0094] 其中，柱體300為對比例中銅層與摻氮的碳化物的結(jié)合力，柱體400為實(shí)施例中銅 層與摻氮的碳化物的結(jié)合力。
[0095] 對比柱體300和柱體400,發(fā)現(xiàn)，對比例各點(diǎn)與摻氮的碳化物的粘附例平均值為 8. 1焦耳每平方厘米（焦耳/厘米2)，實(shí)施例中各點(diǎn)與摻氮的碳化物的粘附例平均值為9焦 耳每平方厘米。
[0096] 分析原因，實(shí)施例中銅層表面的雜質(zhì)少于對比例銅層表面雜質(zhì)，因而有效提高銅 層與摻氮的碳化物的結(jié)合力。
[0097] 本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件的清洗方法中，在對銅層進(jìn)行CMP研磨后，對研磨后的 銅層進(jìn)行氧化處理；之后再采用酸性清洗劑清洗或是采用堿性清洗劑清洗，對氧化后的銅 層進(jìn)行第一清洗。
[0098] 在對研磨后的銅層進(jìn)行氧化處理后，使CMP工藝中形成的研磨副產(chǎn)物與氧氣反應(yīng) 形成氧化物，從而促使被氧化的研磨副產(chǎn)物與清洗劑反應(yīng)，以提高研磨副產(chǎn)物的去除效率； 此外，在所述氧化處理步驟中，銅層表面同樣被氧化，在所述銅層形成氧化銅層在所述第一 清洗步驟中，所述氧化銅層被清除，致使附著于所述氧化層上的研磨副產(chǎn)物由所述半導(dǎo)體 晶圓上剝落，提高研磨副產(chǎn)物的去除效率，提高研磨后形成銅層的性能，如降低后續(xù)形成的 銅互連結(jié)構(gòu)的電阻，以及提高銅層與其他結(jié)構(gòu)結(jié)合強(qiáng)度，進(jìn)而提高后續(xù)形成的半導(dǎo)體器件 的性能。
[0099] 雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本 發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所 限定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種半導(dǎo)體器件的清洗方法，其特征在于，包括： 提供半導(dǎo)體晶圓； 在所述半導(dǎo)體晶圓上形成銅層； 以化學(xué)機(jī)械研磨工藝研磨所述銅層； 對研磨后的銅層表面進(jìn)行氧化處理； 對氧化處理后的銅層進(jìn)行第一清洗，所述第一清洗為采用酸性清洗劑的清洗或是采用 堿性清洗劑的清洗。2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的清洗方法，其特征在于，對研磨后的銅層表面進(jìn) 行氧化處理的步驟包括：將研磨后的銅層置于空氣中氧化。3. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件的清洗方法，其特征在于，將研磨后的銅層置于空 氣中氧化的步驟中，將所述銅層置于空氣中1~30分鐘。4. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的清洗方法，其特征在于，所述第一清洗為采用酸 性清洗劑的清洗，所述酸性清洗劑的PH值為3~5。5. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的清洗方法，其特征在于，所述第一清洗為采用堿 性清洗劑的清洗，所述堿性清洗劑的PH值為7~10。6. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的清洗方法，其特征在于，在以化學(xué)機(jī)械研磨工藝 研磨所述銅層后，進(jìn)行所述氧化處理前，所述清洗方法還包括：對研磨后的銅層進(jìn)行第二清 洗。7. 如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件的清洗方法，其特征在于，所述第二清洗為采用酸 性清洗劑的清洗，所述酸性清洗劑的PH值為4~6。8. 如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件的清洗方法，其特征在于，所述第二清洗為采用堿 性清洗劑的清洗，所述堿性清洗劑的PH值為7~10。9. 如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件的清洗方法，其特征在于，在以化學(xué)機(jī)械研磨工藝 研磨所述銅層后，在進(jìn)行所述第二清洗步驟前，還包括采用去離子水對研磨后的銅層進(jìn)行 第三清洗。10. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的清洗方法，其特征在于，在進(jìn)行氧化處理之前， 所述清洗方法還包括：對研磨后的銅層進(jìn)行第一干燥處理。11. 如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件的清洗方法，其特征在于，所述第一干燥處理包 括：采用異丙酮對第一清洗前的銅層進(jìn)行干燥處理。12. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的清洗方法，其特征在于，在所述第一清洗的步驟 后，所述半導(dǎo)體器件的清洗方法還包括對所述銅層進(jìn)行第二干燥處理。13. 如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件的清洗方法，其特征在于，所述第二干燥處理包 括：采用異丙酮對第一清洗后的銅層進(jìn)行第二干燥處理。
【文檔編號】H01L21/768GK105990219SQ201510051612
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月30日
【發(fā)明人】胡平
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司