[发明专利]半导体器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种半导体器件的制造方法。

背景技术

在半导体制造工艺中，铝金属由于具有较低的电阻率、与二氧化硅等介质材料良好的附着特性和较为容易刻蚀等优点而被用作半导体集成电路制造中的金属互连材料。铝材质的金属互连线通过将铝金属层沉积在介质层上，并通过光刻和刻蚀工艺而形成。为了防止金属互连线中的铝向介质层中进行扩散，常常需要在金属互连线和介质层之间形成金属阻挡层，所述金属阻挡层可以是钛、钽、钛与氮化钛、钽与氮化钽中的一种。图1至图4为现有技术中一种具有金属阻挡层的金属互连线的制造方法各步骤相应的结构剖面示意图。

如图1所示，半导体衬底10中具有半导体器件(未示出)，例如金属氧化物半导体晶体管，在所述半导体衬底上具有介质层11，在所述介质层11中形成有接触孔12。

如图2所示，向所述接触孔12中和所述介质层11上沉积金属材料，例如金属钨，然后通过化学机械研磨平坦化去除所述介质层11上的金属材料，形成接触塞13。

如图3所示，完成所述化学机械研磨后，对所述介质层11和接触塞13的表面进行电子束扫描，检测化学机械研磨后的是否具有缺陷或残留或其它污染物。接着，在所述介质层11上形成阻挡层14，在所述阻挡层14上沉积金属层15。

在所述金属层15上形成光刻胶层(未示出)，通过曝光显影形成金属互连线图案，刻蚀未被所述金属互连线图案覆盖的金属层15和所述阻挡层14，形成如图4所示的金属互连线15a和金属阻挡层14a。

然而，上述的制造方法会引起金属阻挡层14a与所述介质层11和接触塞13的表面之间剥落(Peeling)的缺陷，该缺陷造成半导体器件电学性能变差，稳定性下降；如图5所示的金属阻挡层剥落缺陷16的示意图。

在专利号为00102784.0的中国专利中，还可以发现更多与上述技术方案相关的信息。

发明内容

本发明提供一种半导体器件的制造方法，该方法能够减少或消除金属阻挡层与介质层和导电插塞的表面之间剥落的缺陷。

本发明提供的一种半导体器件的制造方法，包括：

提供具有介质层的半导体衬底，在所述介质层中具有导电插塞；

对所述介质层的表面和导电插塞的表面进行等离子体处理；

在所述介质层和导电插塞上形成第一金属层；

在所述第一金属层上形成第二金属层；

图案化所述第二金属层，形成金属互连线；

去除未被所述金属互连线覆盖的第一金属层，形成金属阻挡层。

可选的，所述等离子体处理中产生等离子体的气体为惰性气体。

可选的，所述惰性气体为氩气，产生氩气等离子体的射频源功率为150至200W。

可选的，所述氩气的流量为20至80sccm。

可选的，所述等离子体处理中产生等离子体的气体为氧气。

可选的，所述等离子体处理中产生等离子体的气体为氮气。

可选的，所述等离子体处理的时间为10至50s。

可选的，完成所述等离子处理后对所述表面进行清洗。

可选的，所述清洗的清洗液为去离子水。

可选的，所述导电插塞为接触塞或连接插塞。

可选的，所述第一金属层为钛、钽、钛和氮化钛、钽和氮化钽中的一种。

可选的，所述第二金属层为铝或铝铜合金。

本发明还提供一种半导体器件的制造方法，包括：

提供具有介质层的半导体衬底；

在所述介质层中形成导电插塞；

对所述介质层和导电插塞表面进行电子束扫描，检测缺陷；

对所述介质层的表面和导电插塞的表面进行表面处理；

在所述介质层和导电插塞上形成第一金属层；

在所述第一金属层上形成第二金属层；

图案化所述第二金属层，形成金属互连线；

去除未被所述金属互连线覆盖的第一金属层，形成金属阻挡层。

可选的，所述表面处理为等离子体处理。

可选的，所述等离子体处理中产生等离子体的气体为惰性气体、氧气、氮气中的一种。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

通过等离子体对介质层的表面和导电插塞的表面进行处理，去除介质层和导电插塞的表面污染物，并使所述表面的性质发生变化，使得介质层的表面、接触塞表面或连接插塞的表面与金属阻挡层之间的粘结性增强，减少或消除金属阻挡层剥落的缺陷，增大制造的工艺窗口，提高器件的电性以及稳定性。