一种具有金属互连线的芯片的清洗方法与流程

本发明涉及半导体清洗
技术领域：
，尤其涉及一种具有金属互连线的芯片的清洗方法。
背景技术：
：金属互连线被广泛应用于各类半导体器件中，包括集成电路、液晶面板、led显示、太阳能光伏等。能用作金属互连线的金属也多种多样，常见的有铝及铝合金、银及银合金、钨、铜、钛、氮化钛、钽、氮化钽、ito(氧化铟锡)、钴、钌等。这些金属可以单独形成金属互连线，也可以多种金属组合形成多层结构的金属互连线。在形成金属互连线的过程中，首先在衬底表面沉积金属层，然后通过微影(lithography)技术在金属层表面形成光阻图形，再通过湿法或干法刻蚀技术去除未被光阻覆盖的金属层，最后去除金属层上残留的光阻，未被刻蚀掉的金属层留在衬底表面形成了金属互连线。上述过程中，湿法或干法刻蚀会在衬底及金属层表面留下刻蚀残留物，这些残留物会影响最终产品的良品率和可靠性，因而必须在光阻去除的同时或光阻去除后通过湿法清洗工艺来去除这些刻蚀残留物。半导体器件制造过程中，通常使用配方类专用清洗液清洗上述金属互连线结构以去除刻蚀残留物。清洗液清洗后还需要用去离子水漂洗以去除衬底及金属层表面的清洗液残液，最后对衬底及金属层进行干燥。用上述方法进行清洗时，清洗后在金属互连线表面及侧壁上会发生金属腐蚀现象。图1为一上层为ito、下层为铝铜合金的复合金属互连线在用现有方法清洗后的扫描电子显微镜(sem)图片，从该图片中可以明显看到铝铜合金侧壁因金属腐蚀而留下的蚀坑。金属互连线还可以通过在绝缘介质层中刻蚀出通孔和沟槽，然后使用大马士革(damascene)技术在通孔和沟槽中填充金属来实现。在这种金属互连线制造方法中，通孔和沟槽刻蚀后也需要通过湿法清洗工艺来去除刻蚀残留物。清洗时，通孔和沟槽的下层金属暴露在清洗液和去离子水中。如果采用现有方法进行清洗，也会造成通孔和沟槽下层金属的腐蚀。美国专利us005451291a通过在去离子水中溶解co2来减少对金属铝的腐蚀，该方法仅限于对金属铝及铝合金的腐蚀。因此，亟待开发一种针对形成金属互连线的金属腐蚀的清洗方法，解决在去除刻蚀残留物的同时避免在金属互连线的表面或侧壁上产生金属腐蚀的技术问题，提高产品的良品率和可靠性。技术实现要素：为解决上述问题，本发明提出一种具有金属互连线的芯片的清洗方法。通过使用低含氧去离子水漂洗，以及在漂洗过程中控制氛围中氧气含量，实现有效地避免了湿法清洗造成的金属腐蚀问题。为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：一种具有金属互连线的芯片的清洗方法，包括如下步骤：步骤(1)，用清洗液清洗芯片及其上的金属互连线，用于有效去除芯片上的刻蚀残留物；步骤(2)，在惰性气体保护的氛围下，用低含氧去离子水漂洗步骤(1)得到的芯片，用于去除残留在芯片及其上的金属互连线表面上的清洗液；步骤(3)，对步骤(2)得到的芯片进行干燥。优选地，所述的惰性气体为氮气。优选地，所述的低含氧去离子水中氧含量浓度小于10ppb。优选地，步骤(1)和/或步骤(3)在惰性气体保护的氛围下进行，所述的惰性气体为氮气。优选地，步骤(1)中的清洗温度为30℃-80℃，清洗时间为20s-120s。优选地，步骤(2)中的漂洗温度为20℃-60℃，漂洗时间为20s-120s。优选地，步骤(3)中的干燥温度为20℃-60℃，干燥时间为20s-120s。优选地，步骤(3)中的干燥为旋转干燥，旋转转速为1500-3000转/分钟。与现有技术相比较，本发明的避免用于形成金属互连线的金属腐蚀的清洗方法具有如下有益效果：本发明的具有金属互连线的芯片清洗方法，通过使用低含氧去离子水漂洗，以及在漂洗过程中控制氛围中氧气含量，减少漂洗过程中氛围中的氧气溶解到去离子水中，有效地避免了湿法清洗造成的金属腐蚀问题，从而提高产品的良品率和可靠性。附图说明图1为上层为ito、下层为铝铜合金的复合金属互连线在使用现有方法清洗后的扫描电子显微镜(sem)图片。图2为本发明的一个优选实施例的金属互连线的结构示意图。图3为上层为ito、下层为铝铜合金的复合金属互连线在使用本发明的清洗方法清洗后的扫描电子显微镜(sem)图片。具体实施方式以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。图2所示为本发明一个优选实施例的具有金属互连线的芯片的结构示意图。在硅片衬底上依次沉积绝缘层、铝铜合金、ito(氧化铟锡)，然后通过微影(lithography)和干法刻蚀(dryetch)技术在硅片衬底表面形成含铝铜合金和ito双层结构的金属互连线。干法刻蚀后，采用干法灰化(ashing)去除光阻。最后采用本发明的清洗方法清洗该芯片。实施例1～3：本实施例的清洗方法包括如下步骤：步骤(1)，用清洗液在a摄氏度温度下，清洗芯片及其上的金属互连线，清洗时间为b秒，用于有效去除芯片上的刻蚀残留物；其中，本实施例使用的清洗液不做限定，例如该清洗液可以是包括氟化氨、有机溶剂和水；步骤(2)，在氮气通风柜中(通风柜中氮气压力约为c个标准大气压)，用含氧量为dppb的去离子水漂洗步骤(1)得到的金属互连线，用于去除残留在金属互连线表面的清洗液，该漂洗过程的氛围中氧气含量小于1％，漂洗温度为e摄氏度，漂洗时间为f秒；步骤(3)，对步骤(2)得到的金属互连线进行旋转干燥，干燥温度为g摄氏度，干燥时间为h秒，旋转干燥的转速为j转/分钟。上述步骤中各工艺参数的数值见表1所示。表1实施例1～3的各工艺参数的数值a(℃)b(s)cd(ppb)e(℃)f(s)g(℃)h(s)j实施例1401001.112010020901500实施例260702.15407040601900实施例380403.19604060302500实施例4：本实施例的清洗方法与实施例1～3不同的是，步骤(1)和/或步骤(3)在惰性气体保护的氛围下进行，所述的惰性气体优选为氮气。在上述实施例1～4中，第二步的漂洗过程中均使用了低含氧去离子水，且在氮气氛围中进行，防止了漂洗过程中氛围中的氧气溶解到去离子水中，可以有效避免湿法清洗过程对金属连线的腐蚀。图1为用现有方法清洗的sem图片，从该图片中可以明显看到铝铜合金侧壁因金属腐蚀而留下的蚀坑。图3为使用本发明的清洗方法清洗后的sem图片。从图3可以看出，根据本发明的清洗方法清洗后的sem图片中铝铜合金的表面和侧壁光滑、无蚀坑，说明本发明的清洗方法能够有效避免金属互连线表面和侧壁的腐蚀问题。应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡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修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。当前第1页12