專(zhuān)利名稱(chēng)：制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及一種制造半導(dǎo)體器件的方法，更具體而言，涉及一種 防止在晶片的邊緣球狀物去除(EBR)區(qū)中出現(xiàn)電弧故障(arcingfailure)的制造半導(dǎo)體器 件的方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體器件集成度的提高，希望降低金屬線的線寬。已經(jīng)難以使用現(xiàn)有方法 來(lái)形成金屬線并滿足所希望的金屬線線寬。為解決這些問(wèn)題，已經(jīng)采用了鑲嵌工藝來(lái)形成 金屬線。根據(jù)鑲嵌工藝，為了形成金屬線并使金屬線彼此電絕緣，執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP) 工藝作為平坦化工藝。圖IA至圖ID是描述形成金屬線的現(xiàn)有方法的截面圖。參照?qǐng)D1A，在晶片11上形成第一層間電介質(zhì)層，其中，晶片11具有要在上面形成 半導(dǎo)體器件的裸片區(qū)和在晶片11外圍的EBR區(qū)。選擇性地刻蝕第一層間電介質(zhì)層以形成 多個(gè)第一接觸孔13。此后，將經(jīng)選擇性刻蝕的第一層間電介質(zhì)層稱(chēng)為第一層間電介質(zhì)層圖 案12。隨后，在晶片11之上沉積用來(lái)形成插塞的導(dǎo)電層以填充第一接觸孔13，并執(zhí)行平 坦化工藝諸如CMP工藝，以暴露第一層間電介質(zhì)層圖案12的上表面。結(jié)果，形成插塞14。參照?qǐng)D1B，在晶片11之上形成第二層間電介質(zhì)層，并選擇性地刻蝕第二層間電介 質(zhì)層，以形成用于形成金屬線的溝槽16。此后，將經(jīng)選擇性刻蝕的第二層間電介質(zhì)層稱(chēng)為第 二層間電介質(zhì)層圖案15。隨后，在晶片11之上沉積金屬層，以填充溝槽16，并執(zhí)行平坦化工藝諸如CMP工 藝，以暴露第二層間電介質(zhì)層圖案15的上表面。結(jié)果，形成金屬線17。參照?qǐng)D1C，在晶片11之上形成第三層間電介質(zhì)層18，并在第三層間電介質(zhì)層18 之上形成光致抗蝕劑圖案19，其中，光致抗蝕劑圖案19用于形成使金屬線17暴露的接觸 孔。參照?qǐng)D1D，使用光致抗蝕劑圖案19作為刻蝕阻擋層來(lái)刻蝕第三層間電介質(zhì)層18， 以形成使金屬線17暴露的第二接觸孔20。在此，將經(jīng)刻蝕的第三層間電介質(zhì)層18稱(chēng)為第 三層間電介質(zhì)層圖案ISA0當(dāng)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在晶片11的裸片區(qū)中形成上述結(jié)構(gòu)時(shí)，也在晶片11外圍的EBR 區(qū)中形成與裸片區(qū)中的結(jié)構(gòu)相同的虛設(shè)結(jié)構(gòu)(dummy structure)。這是為了防止晶片11上 的結(jié)構(gòu)之間的臺(tái)階高度，以及為了保證在平坦化工藝期間的拋光一致性。然而，由于在用于形成虛設(shè)結(jié)構(gòu)的EBR區(qū)中，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的工藝可能會(huì)異常地執(zhí)行，因此在第一接觸孔13和插塞14的形成期間，由于雜質(zhì)或其他原因經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)缺陷， 諸如插塞14的異常形成(參見(jiàn)圖1中的附圖標(biāo)記‘A’ )。在EBR區(qū)中，由于在與金屬線17連接的插塞14的形成過(guò)程中存在缺陷，因此在 EBR區(qū)中可能出現(xiàn)從金屬線17到晶片11的電流截止，由此導(dǎo)致如下問(wèn)題，即，由于在使用等 離子體刻蝕設(shè)備的干法刻蝕工藝期間產(chǎn)生的電位差而出現(xiàn)電弧故障(參見(jiàn)圖1D)。電弧是指這樣的一種現(xiàn)象，即，在層間電介質(zhì)的等離子體刻蝕工藝過(guò)程中所使用 的高電力使得層間電介質(zhì)層被擊穿。在嚴(yán)重的情況下，層間電介質(zhì)層下部的導(dǎo)電層可能熔 斷或發(fā)生剝離(參見(jiàn)圖ID中的附圖標(biāo)記‘B’)。此外，因電弧現(xiàn)象而被擊穿的層間電介質(zhì) 層和層間電介質(zhì)層下部的導(dǎo)電層起到顆粒作用，由此降低了半導(dǎo)體器件的可靠度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及一種 可以防止在晶片外圍的邊緣球狀物去除(EBR)區(qū)中出現(xiàn)電弧故障的制造半導(dǎo)體器件的方法。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟在晶片的 裸片區(qū)和邊緣球狀物去除(EBR)區(qū)之上形成多個(gè)插塞；形成耦合到所述插塞的金屬線；去 除EBR區(qū)中的金屬線；在晶片之上形成層間電介質(zhì)層；以及通過(guò)使用等離子體刻蝕設(shè)備的 干法刻蝕工藝來(lái)選擇性地刻蝕所述層間電介質(zhì)層，以形成使金屬線暴露的多個(gè)接觸孔。在去除EBR區(qū)中的金屬線的步驟中，可以通過(guò)濕法刻蝕工藝來(lái)去除金屬線。


圖IA至圖ID是描述形成金屬線的現(xiàn)有方法的截面圖。圖2A至2E是描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的截面圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以用不同 的方式來(lái)實(shí)施，不應(yīng)當(dāng)理解為限于本文所提出的實(shí)施例。確切地說(shuō)，提供這些實(shí)施例，以使 得本說(shuō)明書(shū)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是清楚且完整的，并充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。在本 說(shuō)明書(shū)中，在本發(fā)明的各幅附圖和各個(gè)實(shí)施例中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分。附圖并非按比例繪制，并且在某些實(shí)例中，為清楚地圖示出實(shí)施例的特征，可能已 經(jīng)夸大了比例。當(dāng)提及第一層在第二層“上”或在襯底“上”時(shí)，其不僅涉及第一層直接形 成在第二層上或襯底上的情況，還涉及在第一層與第二層之間或者在第一層與襯底之間存 在第三層的情況。圖2A至2E是描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的截面圖。參照?qǐng)D2A，在晶片31之上形成第一層間電介質(zhì)層，晶片31具有要在上面形成半導(dǎo) 體器件的裸片區(qū)和在晶片31外圍的邊緣球狀物去除(EBR)區(qū)。選擇性地刻蝕第一層間電 介質(zhì)層以形成多個(gè)第一接觸孔33。下面，將經(jīng)選擇性刻蝕的第一層間電介質(zhì)層稱(chēng)為第一層 間電介質(zhì)層圖案32。接著，在晶片31之上沉積用于形成插塞的導(dǎo)電層，以填充第一接觸孔33，并以暴露第一層間電介質(zhì)層圖案32的上表面的方式執(zhí)行平坦化工藝，諸如化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工 藝。結(jié)果，形成插塞34。本文中，由于要在晶片31外圍的EBR區(qū)上執(zhí)行的工藝可能會(huì)異常地執(zhí)行，因此在 第一接觸孔33和插塞34的形成期間，由于雜質(zhì)或其他原因可能經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生缺陷，例如插塞 34的異常形成(參見(jiàn)附圖標(biāo)記‘A’ )。參照?qǐng)D2B，在晶片31之上形成第二層間電介質(zhì)層之后，選擇性地刻蝕第二層間電 介質(zhì)層，以形成用于形成金屬線的溝槽36。下面，將經(jīng)選擇性刻蝕的第二層間電介質(zhì)層稱(chēng)為 第二層間電介質(zhì)層圖案35。溝槽36提供形成金屬線所需的空間。形成溝槽36的工藝通常 稱(chēng)為鑲嵌工藝。接著，在晶片31之上沉積金屬層，以填充溝槽36，并以暴露第二層間電介質(zhì)層圖 案35的上表面的方式執(zhí)行平坦化工藝，諸如CMP工藝。結(jié)果，形成耦合到插塞34的金屬線 37。在此，金屬線37可以用不同的金屬形成，諸如銅(Cu)、鋁(Al)等。參照?qǐng)D2C，將在晶片31外圍的EBR區(qū)中形成的金屬線37去除。在此，可以通過(guò)濕 法刻蝕工藝來(lái)去除金屬線37，以保護(hù)第一層間電介質(zhì)層圖案32和第二層間電介質(zhì)層圖案 35避免因電弧故障受到損傷?？梢酝ㄟ^(guò)旋涂式濕法刻蝕設(shè)備來(lái)執(zhí)行去除金屬線37的濕法刻蝕工藝，所述旋涂 式濕法刻蝕設(shè)備被設(shè)計(jì)為向EBR區(qū)噴涂刻蝕液并旋轉(zhuǎn)晶片31。在此，可以根據(jù)形成金屬線 37的材料來(lái)確定刻蝕液。例如，當(dāng)金屬線37是由銅形成的時(shí)，可以使用硝酸溶液作為刻蝕液。硝酸溶液是 通過(guò)將去離子水(DI，H20)與硝酸(HNO3)以一定比例混合而制備的混合溶液。去離子水與 硝酸的混合比(H2O HNO3)可以在約1 1至約1 10的范圍。在此，所述混合比為體積 比。另外，當(dāng)金屬線37是由銅形成的時(shí)，可以使用鹽酸(HCl)、硝酸(HNO3)和去離子水 (H2O)的混合溶液(HC1/HN03/H20)作為刻蝕液。在這種情況下，將硝酸(HNO3)在所述混合 溶液中的比例調(diào)整為等于或大于混合溶液的1/3。例如，硝酸(HNO3)在所述混合溶液中的 百分比可以占全部混合溶液的約30%至約70%。在此，所根據(jù)的是體積比。再例如，當(dāng)金屬線37是由鋁形成的時(shí)，可以使用氫氧化鈉(NaOH)溶液作為刻蝕 液。所述氫氧化鈉(NaOH)溶液是通過(guò)將去離子水(H2O)與氫氧化鈉(NaOH)混合而制備的 混合溶液。去離子水與氫氧化鈉的混合比(H2O NaOH)可以在約1 1至約1 10的范 圍。在此，所述混合比為體積比。另外，當(dāng)金屬線37是由鋁形成的時(shí)，可以使用鹽酸(HCl)、硝酸(HNO3)和去離子水 (H2O)的混合溶液(HC1/HN03/H20)作為刻蝕液。在這種情況下，將硝酸(HNO3)在所述混合 溶液中的比例調(diào)整為等于或大于混合溶液的1/3。例如，硝酸(HNO3)在所述混合溶液中的 百分比可以占全部混合溶液的約30%至約70%。本文中，所根據(jù)的是體積比。參照?qǐng)D2D，在晶片31之上形成第三層間電介質(zhì)層38，并在第三層間電介質(zhì)層38 之上形成光致抗蝕劑圖案39，以形成使金屬線37暴露的接觸孔。參照?qǐng)D2E，使用光致抗蝕劑圖案39作為刻蝕阻擋層來(lái)刻蝕第三層間電介質(zhì)層38， 以形成使金屬線37暴露的第二接觸孔40。用于形成第二接觸孔40的刻蝕工藝可以是使用 等離子體刻蝕設(shè)備的干法刻蝕工藝。在此，將經(jīng)刻蝕的第三層間電介質(zhì)層38稱(chēng)為第三層間電介質(zhì)層圖案38A。根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的示例性實(shí)施例，盡管在EBR區(qū)中形成插塞時(shí)出現(xiàn)缺 陷，但是通過(guò)在形成接觸孔之前預(yù)先去除EBR區(qū)中的金屬線，使得在使用等離子體刻蝕設(shè) 備的干法刻蝕工藝期間，半導(dǎo)體器件杜絕/降低了 EBR區(qū)中的電位差。可以防止出現(xiàn)電弧 現(xiàn)象。因此，本發(fā)明還防止了因電弧現(xiàn)象而使半導(dǎo)體器件的可靠性降低，并且同時(shí)提高 了半導(dǎo)體器件的成品率。雖然已經(jīng)根據(jù)具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)明顯的是， 在不脫離所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以進(jìn)行各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟在晶片的裸片區(qū)和邊緣球狀物去除區(qū)、即EBR區(qū)之上形成多個(gè)插塞；形成耦合到所述插塞的金屬線；去除所述EBR區(qū)中的金屬線；在所述晶片之上形成層間電介質(zhì)層；以及通過(guò)使用等離子體刻蝕設(shè)備的干法刻蝕工藝來(lái)選擇性地刻蝕所述層間電介質(zhì)層，以形 成使所述金屬線暴露的多個(gè)接觸孔。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在去除所述EBR區(qū)中的金屬線的步驟中，所述金屬 線是通過(guò)濕法刻蝕工藝而去除的。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述濕法刻蝕工藝是通過(guò)旋涂式濕法刻蝕設(shè)備執(zhí) 行的，所述旋涂式濕法刻蝕設(shè)備被配置為向晶片的所述EBR區(qū)噴涂刻蝕液并旋轉(zhuǎn)所述晶 片。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述金屬線包括銅Cu。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，在去除所述EBR區(qū)中的金屬線的步驟中，所述金屬 線是使用硝酸HNO3和去離子水H2O的混合溶液而去除的。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述混合溶液是通過(guò)將去離子水與硝酸HNO3以約 1 1至約1 10的混合比進(jìn)行混合來(lái)制備的。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述金屬線包括鋁Al。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，在去除所述EBR區(qū)中的金屬線的步驟中，所述金屬 線是使用氫氧化鈉NaOH和去離子水H2O的混合溶液而去除的。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述混合溶液是通過(guò)將去離子水與氫氧化鈉NaOH 以約1 1至約1 10的混合比進(jìn)行混合來(lái)制備的。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在去除所述EBR區(qū)中的金屬線的步驟中，所述金屬 線是使用鹽酸HCl、硝酸HNO3和去離子水H2O的混合溶液HC1/HN03/H20而去除的。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述硝酸HNO3在所述混合溶液中的百分比可以 占全部混合溶液的約30%至約70%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括以下步驟在晶片的裸片區(qū)和邊緣球狀物去除(EBR)區(qū)之上形成多個(gè)插塞；形成耦合到所述插塞的金屬線；去除所述EBR區(qū)中的金屬線；在所述晶片之上形成層間電介質(zhì)層；以及通過(guò)使用等離子體刻蝕設(shè)備的干法刻蝕工藝來(lái)選擇性地刻蝕所述層間電介質(zhì)層，以形成使所述金屬線暴露的多個(gè)接觸孔。
文檔編號(hào)H01L21/768GK102117766SQ201010250570
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者李京效, 李江伏, 李海朾 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司