[发明专利]阻挡层的去除方法和装置

权利要求书

1.一种加工半导体结构的方法，其中半导体结构包括基底、电介质层、位于介质层上的阻挡层、阻挡层上的金属层，并且该结构具有图案，金属层填充在图案内，该加工方法包括：

用无应力的电化学抛光方法去除阻挡层上面的金属层；

去除金属电化学抛光过程中阻挡层表面产生的氧化物薄膜层；

用二氟化氙气相刻蚀法去除阻挡层，把图案结构彻底分隔开。

2.如权利要求1所述的方法，其中所所述阻挡层是从由下列材料中的一种或几种组成的：钽、钛单质和它们跟氮或者硅的化合物。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一部分钽或钛的氧化物膜是在半导体硅片上金属的无应力抛光的过程中形成的。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述金属层是铜膜。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述电介质层材料的介电常数大于1.2，小于4.2。

6.如权利要求1所述的方法，其中钽或钛的氧化物薄膜的去除剂是含有氢氟酸(HF)或者氢氟酸的缓冲溶液(BHF)。

7.如权利要求6所述的方法，其中刻蚀剂的浓度范围从0.1％到30％，

温度范围从0℃到50℃，并且

刻蚀剂可以是含有F^-离子和盐酸(HCl)或硫酸(H₂SO₄)的溶液。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述钽或钛的氧化物薄膜的去除剂是含有氢氧化钾(KOH)或者氢氧化钠(NaOH)或者两者都有的强碱溶液，以及

溶液的浓度范围从0.1％到50％；

温度从0℃到90℃。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述钽或钛的氧化物薄膜的去除方法是用CF₄/O₂等离子刻蚀。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述钽或钛的氧化物薄膜的去除方法是用气体溅射剥离法。溅射用气体有下列气体中的一种或几种：氩气、氦气、氖气、氙气和氪气。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述钽的氧化物薄膜的去除方法是用草酸或柠檬酸或两者的混合溶液作为刻蚀剂，还有

溶液的浓度范围是0.1％到10％；

温度范围是0℃到80℃。

12.如权利要求1所述的方法，其中二氟化氙气体的压强范围是0.1Torr到100Torr。

13.如权利要求12所述的方法，其中基底的温度范围是从0℃到300℃。

14.一种加工半导体结构的装置，其中半导体结构包括基底、电介质层、位于介质层上的阻挡层、阻挡层上的金属层，并且该结构具有图案，金属层填充在图案内，该装置包括：

用来去除阻挡层上面的金属层的无应力电化学抛光系统；

用来去除金属电化学抛光过程中阻挡层的表面上产生的氧化物薄膜的系统；

用于把图案结构彻底分隔开，去除阻挡层的二氟化氙气相刻蚀系统。

15.如权利要求14所述的装置，其中所所述阻挡层是从下列材料中选出来的：钽、钛单质和他们跟氮或者硅的化合物。

16.如权利要求14所述的装置，其中钽或钛的氧化物薄膜的去除系统所用的钽的氧化物薄膜的刻蚀剂是含有氢氟酸(HF)或者氢氟酸的缓冲溶液(BHF)。

17.如权利要求16所述装置，其中

刻蚀剂的浓度范围从0.1％到30％，

温度范围从0℃到50℃，并且

刻蚀剂可以是含有F^-离子和盐酸(HCl)或硫酸(H₂SO₄)的溶液。

18.如权利要求14所述的装置，其中钽或钛的氧化物薄膜的去除系统所用的钽或钛的氧化物薄膜的刻蚀剂是含有氢氧化钾(KOH)或者氢氧化钠(NaOH)或者两者都有的强碱溶液，以及

溶液的浓度范围从0.1％到50％；

温度从0℃到90℃。

19.如权利要求14所述的装置，其中钽或钛的氧化物薄膜的去除系统是用CF₄/O₂等离子刻蚀去除钽或钛的氧化物薄膜的。