去除光刻膠的后處理方法及互連層結構的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及半導體集成電路的技術領域，尤其涉及一種去除光刻膠的后處理方法 及互連層結構的制作方法。
【背景技術】
[0002] 在集成電路的制作工藝過程中，通常需要在半導體器件上沉積覆蓋一層光刻膠， 然后對未覆蓋光刻膠的半導體器件進行后續的工藝操作，比如刻蝕、離子注入、沉積等，之 后再去除光刻膠。目前，常見的去除光刻膠的方法包括干法工藝以及濕法工藝。在干法工 藝中，以氧等離子的灰化干法工藝為例，是通過等離子體碰撞光刻膠而實現去除光刻膠的 目的。這樣干法工藝通常會對半導體器件造成一定程度的損害。在濕法工藝中，通常是通 過試劑與光刻膠發生反應而實現去除光刻膠的目的，這種濕法工藝通過選擇性的化學反應 以去除光刻膠，避免了對半導體器件的損害，使其成為集成電路制作領域中應用范圍最廣 的去除光刻膠的方法。
[0003]目前，最常用的濕法去除光刻膠(尤其是具有較大厚度的光刻膠)的試劑為N-甲基 2_吡咯酮（NMP)，其具體的工藝過程為：通過旋涂等工藝將N-甲基2-吡咯酮均勻噴灑在芯 片上的光刻膠上，在70~80°C的溫度下與光刻膠進行反應，反應時間為30-120秒；然后采 用去離子水清洗芯片，去除殘留的光刻膠及其他有機物。然而，N-甲基2-吡咯酮刻蝕去除 光刻膠后，通常會在芯片表面上產生有機物殘留，進而形成殘留缺陷，現有的去離子清洗芯 片工藝不能有效去除這些殘留缺陷，而這些殘留缺陷可能會影響半導體器材的穩定性。
【發明內容】
[0004] 本申請旨在提供一種去除光刻膠的后處理方法及互連層結構的制作方法，以解決 現有NMP溶液去除光刻膠過程中存在的半導體器件表面上產生殘留缺陷的問題。
[0005] 為了解決上述問題，本申請的一方面在于提供了一種去除光刻膠的后處理方法， 該光刻膠是采用NMP溶液去除，該后處理方法包括：采用臭氧水對去除光刻膠后的半導體 器件進行第一次清洗；采用去離子水對第一次清洗后的半導體器件進行第二次清洗。
[0006] 進一步地，上述后處理方法中，臭氧水中03的含量為10~80ppm。
[0007] 進一步地，上述后處理方法中，第一次清洗的溫度為25~45°C，時間為20~120 秒。
[0008] 進一步地，上述后處理方法中，第二次清洗的溫度為25~45°C，時間為20~120 秒。
[0009] 進一步地，上述后處理方法進一步包括：采用氮氣吹干第二次清洗后的半導體器 件。
[0010] 本申請的另一方面在于提供了一種互連層結構的制作方法。該制作方法包括：形 成內部具有第一金屬區域的第一互連層；在第一互連層上形成具有第二通孔的第二互連層 和具有第一通孔的硬掩膜，其中第一通孔和第二通孔與第一金屬區域位置相匹配；在第二 通孔中形成光刻膠層；采用NMP溶液刻蝕去除第一金屬區域上的光刻膠層；采用本申請上 述的去除光刻膠的后處理方法清洗第一金屬區域；在第二通孔中形成第二金屬區域。
[0011] 進一步地，上述制作方法中，在采用NMP溶液刻蝕去除第一金屬區域上的光刻膠 層的步驟前，還包括沿第一通孔內壁向外回蝕硬掩膜，形成具有第三通孔的硬掩膜的步驟， 其中第三通孔的橫截面積大于第一通孔的橫截面積。
[0012] 進一步地，上述制作方法中，形成內部具有第一金屬區域的第一互連層的步驟包 括：在半導體器件區的表面沿遠離半導體器件區的方向依次形成第一刻蝕阻擋層和第一介 電層，以形成第一互連層；依次刻蝕第一介電層和第一刻蝕阻擋層，在第一互連層中形成第 一溝道；在第一溝道中形成第一金屬區域。
[0013] 進一步地，上述制作方法中，在第一互連層上形成具有第二通孔的第二互連層和 具有第一通孔的硬掩膜的步驟包括：在第一互連層表面沿遠離第一互連層的方向依次形成 第二刻蝕阻擋層和第二介電層，以形成第二互連層；在第二互連層上形成硬掩膜，并刻蝕硬 掩膜，在硬掩膜中形成第一通孔；沿第一通孔向下刻蝕第二介電層和第二刻蝕阻擋層，以形 成使得第一金屬區域上表面裸露的第二通孔。
[0014] 進一步地，上述制作方法中，形成光刻膠層的步驟包括：形成覆蓋在硬掩膜上并填 充在第一通孔和第二通孔中的光刻膠預備層；刻蝕去除光刻膠預備層中位于硬掩膜上以及 位于第一通孔中的光刻膠，形成位于第二通孔中的光刻膠層。
[0015] 應用本申請的技術方案，在采用NMP溶液刻蝕去除半導體器件上的光刻膠后，首 先通過臭氧水的氧化分解作用剝離半導體器件表面上的有機物殘留及其所衍生的殘留缺 陷，然后再利用去離子水清洗剝離掉的有機物殘留及其所衍生的殘留缺陷，從而去除了半 導體器件表面上的有機物殘留及其所衍生的殘留缺陷，以提高半導體的穩定性能。
【附圖說明】
[0016] 構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
[0017] 圖1示出了根據本申請的實施方式所提供的去除光刻膠的后處理方法的流程示 意圖；
[0018] 圖2示出了根據本申請的實施方式所提供的互連層結構的制作方法的流程示意 圖；
[0019] 圖3示出了本申請實施方式所提供的互連層結構的制作方法中，形成內部具有第 一金屬區域的第一互連層后的基體的剖面結構示意圖；
[0020] 圖4示出了在圖3所示的第一互連層上形成具有第二溝道的第二互連層和具有第 一通孔的硬掩膜后的基體的剖面結構示意圖；
[0021] 圖5示出了沿圖4所示的第一通孔41向下刻蝕第二互連層30,形成具有第二通孔 37的第二互連層30后的基體的剖面結構示意圖；
[0022] 圖6示出了形成覆蓋在圖5所示的硬掩膜上并填充在第一通孔和第二通孔中的光 刻膠預備層后的基體的剖面結構示意圖；
[0023] 圖7示出了刻蝕去除光刻膠預備層中位于硬掩膜上以及位于第一通孔中的光刻 膠預備層，形成位于第二通孔中的光刻膠層后的基體的剖面結構示意圖；
[0024] 圖8示出了沿圖7所示的第一通孔內壁向外回蝕硬掩膜，形成第三通孔后的基體 的剖面結構示意圖；
[0025] 圖9示出了采用NMP溶液刻蝕去除圖8所示的第一金屬區域上的光刻膠層，并對 第一金屬區域進行清洗后的基體的剖面結構示意圖；以及
[0026] 圖10示出了在圖9所示的第二通孔中形成第二金屬區域后的基體的剖面結構示 意圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面將結合本申請的【具體實施方式】，對本申請的技術方案進行詳細的說明，但如 下實施例僅是用以理解本申請，而不能限制本申請，本申請中的實施例及實施例中的特征 可以相互組合，本申請可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0028] 需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述【具體實施方式】，而非意圖限制根 據本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式 也意圖包括復數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用屬于"包含"和/或"包 括"時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0029] 由【背景技術】可知，現有NMP溶液去除光刻膠過程中存在的半導體器件表面上的有 機物殘留會形成殘留缺陷的問題，本申請的發明人針對上述問題進行研究，提出了一種去 除光刻膠的后處理方法，其中光刻膠是采用NMP溶液刻蝕去除。如圖1所示，該后處理方法 包括：采用臭氧水對去除光刻膠后的半導體器件進行第一次清洗；再采用去離子水對第一 次清洗后的半導體器件進行第二次清洗。優選地，上述方法進一步包括：采用氮氣吹干第二 次清洗后的半導體器件。
[0030] 在上述去除光刻膠的方法中，在采用N-甲基2-吡咯酮刻蝕去除光刻膠后，先采用 臭氧水對刻蝕后的半導體器件進行清洗，由于臭氧水中具有十分活潑的、具有強烈氧化作 用的單原子氧，能夠通過氧化分解剝離半導體器件表面上的有機物殘留及其所衍生的殘留 缺陷；然后再利用去離子水清洗剝離掉的有機物殘留及其所衍生的殘留缺陷，從而去除了 半導體器件表面上的及其所衍生的殘留缺陷的目的，避免了殘留缺陷對半導體器件中電子 遷移的影響，提高了半導體器件的穩定性。
[0031] 根據本申請上述方案的教導，本領域技術人員有能力選擇適當的工藝條件以實行 上述后處理方法。在本申請的一種優選實施方式中，在上述去除光刻膠的方法中，臭氧水中 〇3的含量優選為10~80ppm。在本申請的另一種優選實施方式中，在第一次清洗的步驟中， 清洗溫度為25~45°C，時間為20~120秒。在本申請的再一種優選實施方式中，在第二次 清洗的步驟中，清洗溫度為25~45°C