專利名稱：制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體器件的方法，特別涉及一種特征在于清洗步驟的制造半導(dǎo)體器件的方法。
包括DRAM和MPU的LSI的集成度日益增大，隨著集成度的增大，設(shè)計(jì)規(guī)則減小，布線趨于形成多層結(jié)構(gòu)。由于多層互連結(jié)構(gòu)的發(fā)展，平面化層絕緣膜的CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)技術(shù)被引入0.35μm邏輯LSI的制造中，以便確保曝光系統(tǒng)的聚焦裕度?；瘜W(xué)機(jī)械拋光(CMP)是利用磨料中所含的化學(xué)成分的化學(xué)蝕刻作用和磨料原本具有的機(jī)械拋光作用進(jìn)行拋光的。用于LSI制造工藝的CMP技術(shù)包括平面化CMP和凹式CMP；平面化CMP技術(shù)通過(guò)拋光淀積于如晶體管、布線等器件臺(tái)階上的BPSG、SiO2等絕緣膜平面化器件；而凹式CMP技術(shù)，在形成于器件上的孔或溝槽中掩埋SiO2等絕緣膜或多晶硅、Al、Cu、W等金屬膜，并通過(guò)拋光除去淀積于除孔或溝槽部分外的那些部分上的淀積膜，由此形成掩埋的元件隔離、溝槽電容、接觸塞或鑲嵌布線。與迄今為止已采用的SOG平面化技術(shù)和深腐蝕平面化技術(shù)相比，此兩項(xiàng)技術(shù)的特征在于能夠?qū)崿F(xiàn)整體平面化。
在這種情況下，認(rèn)為可以采用層間絕緣膜平面化CMP技術(shù)和常規(guī)布線形成技術(shù)來(lái)制造0.25μm和更大規(guī)則而不是0.18μm和更小規(guī)則的LSI，因?yàn)槿绮季€材料的腐蝕技術(shù)和電遷移電阻的保障方面的局限等因素的緣故，對(duì)于形成多層布線來(lái)說(shuō)，由利用金屬CMP技術(shù)的雙鑲嵌形成的掩埋布線結(jié)構(gòu)將變得很重要。
下面將參照?qǐng)D26至32介紹利用金屬CMP的雙鑲嵌技術(shù)的掩埋布線形成方法。
圖26中，參考數(shù)字1表示p型半導(dǎo)體襯底，2表示n型阱，3表示高濃度p+型源極，4表示高濃度p+型漏極，5表示柵極，增大晶體管耐壓的低濃度p型電場(chǎng)衰減區(qū)為3’，4’，圍繞源極3和漏極4形成。數(shù)字6表示用于元件隔離的選擇氧化區(qū)。
然后，如圖27所示，用CVD法或TEOS法淀積NSG(非摻雜玻璃)7，此后通過(guò)CMP拋光和平面化此NSG7。這里所用的CMP是利用砂布和如利用熏制(fumed)硅石的SC-1等硅石型拋光液的拋光，所用砂布是一種層疊制品，包括如常用于層間絕緣膜的CMP的IC-1000等泡沫布和無(wú)紡纖維布。然后，淀積p型SiN(利用等離子增強(qiáng)CVD工藝形成的氮化硅膜)8，此后淀積p型SiO(利用等離子增強(qiáng)CVD工藝形成的氧化硅膜)9。
接著，如圖28所示，通過(guò)抗蝕劑構(gòu)圖和干法蝕刻在p型SiO9中形成布線圖形10。在干法蝕刻時(shí)，p型SiN8用作蝕刻停止層，由此布線圖形10可以形成于一穩(wěn)定基底上。然后通過(guò)抗蝕劑構(gòu)圖和干法蝕刻形成接觸圖形11。
隨后，如圖29所示，淀積布線材料12。這里，淀積布線材料12的方法可以選用各種方法，其中，考慮到生產(chǎn)成本、可靠性和器件特性的加強(qiáng)等，有效的是Al-或Cu-基金屬材料的濺射回流法。提高可靠性和回流特性的有效途徑是在利用濺射回流的上述淀積之前，形成一層阻擋金屬層，如Ti/TiN，作為底層。
接著，如圖30所示，進(jìn)行金屬的CMP，拋光和平面化布線材料12，由此形成掩埋布線13。上面介紹了利用雙鑲嵌法形成掩埋布線的方法。如圖31和32所示，利用類似的方法可以形成第二層布線13’和第三層布線13”，由此得到進(jìn)一步的多層布線結(jié)構(gòu)。
如上所述，CMP拋光對(duì)于平面化來(lái)說(shuō)是有效的，但還有些問(wèn)題待改進(jìn)。其一是CMP后的清洗問(wèn)題。由于CMP步驟自身是用稱作拋光液的磨料機(jī)械處理晶片表面的拋光步驟，CMP后，拋光液中的磨料顆粒及拋光步驟中產(chǎn)生的碎片和副產(chǎn)物會(huì)附著于晶片表面上。必須進(jìn)行清洗除去這些東西。由于布線材料是Al-或Cu-基金屬，所以，利用酸或堿的化學(xué)清洗存在著發(fā)生侵蝕的問(wèn)題，所以幾乎不能用。而只用純水清洗無(wú)法獲得滿意的清潔度。至于用純水和PVA海綿或馬海毛刷進(jìn)行物理清洗的擦洗法，由于布線材料是軟金屬材料，附著在晶片表面上的灰塵顆粒會(huì)在布線材料表面上形成稱作劃傷的細(xì)傷痕，這會(huì)造成可靠性問(wèn)題，例如電遷移。
除上述方法之外，還提出了例如利用低金屬腐蝕性的場(chǎng)離子水(field-ionized-water)的清洗法(H.Aoki，等人，1994 VLSI TechnicalDig.，p79(1994))，但現(xiàn)在的情況是用此方法仍無(wú)法完全去掉附著于晶片表面上的磨料顆粒。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括在形成導(dǎo)電材料膜后，能夠高清潔度地穩(wěn)定清洗導(dǎo)電材料膜表面且不發(fā)生侵蝕和劃傷的步驟。
本發(fā)明的另一目的是提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟在襯底上形成導(dǎo)電材料膜；拋光導(dǎo)電材料膜；并清洗所述導(dǎo)電材料膜的拋光表面；其中所述清洗步驟在物理清洗之前利用超聲波作用于其上的清洗液進(jìn)行超聲清洗。
根據(jù)本發(fā)明，在物理清洗之間，拋光的導(dǎo)電材料膜表面利用超聲波作用于其上的清洗液進(jìn)行清洗，由此可以有效地去除由于拋光產(chǎn)生的碎片和拋光液的磨料顆粒。由此方法，可以高清潔度地、不產(chǎn)生劃傷或只有很少劃傷地清洗用于形成布線、電極等的導(dǎo)電材料膜。根據(jù)所述本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法可以提供一種具有導(dǎo)電材料部件的半導(dǎo)體器件，該器件具有極平坦的表面，且沒(méi)有劃傷，可靠性極佳。


圖1是本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的第一實(shí)施例的示意圖；圖2是本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的第一實(shí)施例的示意圖；圖3是本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的第一實(shí)施例的示意圖；圖4是本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的第一實(shí)施例的示意圖；圖5是本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的第一實(shí)施例的示意圖；圖6是本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的第一實(shí)施例的示意圖；圖7是本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的第一實(shí)施例的示意圖；圖8是金屬CMP后的Al表面的SEM照片；圖9是圖8的放大照片；圖10是Al表面上的劃傷的光學(xué)顯微鏡照片；圖11是顯示兆聲(megasonic)清洗效果的晶片-rpm關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖12是兆聲清洗后Al表面的SEM照片；圖13顯示的是兆聲清洗后0.3μm和更大灰塵顆粒的測(cè)量結(jié)果；圖14是第一實(shí)施例的清洗后Al表面的SEM照片；圖15是頻率與超聲波作用于其上的清洗液的清洗能力的關(guān)系曲線圖；圖16是本發(fā)明制造反射式液晶顯示器件的方法的示意圖；圖17是本發(fā)明制造反射式液晶顯示器件的方法的示意圖；圖18是本發(fā)明制造反射式液晶顯示器件的方法的示意圖；圖19是本發(fā)明制造反射式液晶顯示器件的方法的示意圖；圖20是本發(fā)明制造反射式液晶顯示器件的方法的示意圖；圖21是本發(fā)明制造反射式液晶顯示器件的方法的示意圖；圖22是本發(fā)明制造反射式液晶顯示器件的方法的示意圖；圖23是本發(fā)明制造反射式液晶顯示器件的方法的示意圖；圖24是本發(fā)明制造反射式液晶顯示器件的方法的示意圖；圖25是本發(fā)明制造反射式液晶顯示器件的方法的示意圖；圖26是根據(jù)常規(guī)實(shí)例制造半導(dǎo)體器件的方法的示意圖；圖27是根據(jù)常規(guī)實(shí)例制造半導(dǎo)體器件的方法的示意圖；圖28是根據(jù)常規(guī)實(shí)例制造半導(dǎo)體器件的方法的示意圖；圖29是根據(jù)常規(guī)實(shí)例制造半導(dǎo)體器件的方法的示意圖；圖30是根據(jù)常規(guī)實(shí)例制造半導(dǎo)體器件的方法的示意圖；圖31是根據(jù)常規(guī)實(shí)例制造半導(dǎo)體器件的方法的示意圖；圖32是根據(jù)常規(guī)實(shí)例制造半導(dǎo)體器件的方法的示意圖；圖33是展示清洗設(shè)備的構(gòu)造的示意圖。
根據(jù)本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟在襯底上形成導(dǎo)電材料膜；拋光導(dǎo)電材料膜；并清洗所述導(dǎo)電材料膜的拋光表面，其中，所述清洗步驟在物理清洗之前進(jìn)行利用超聲波作用于其上的清洗液的清洗。
本發(fā)明的“導(dǎo)電材料”是指半導(dǎo)體工業(yè)領(lǐng)域中一般用作布線材料或電極材料的任何材料。
導(dǎo)電材料的具體實(shí)例有用作布線金屬、阻擋層金屬、緊密配合的金屬、接觸金屬、緩沖金屬等的Al、Au、Cr、Mo、Pt、Ti、Pt和多晶硅，或它們的合金，用作透明電極的ITO(氧化銦錫)等等。
形成這些導(dǎo)電材料膜的方法選自濺射、真空汽相淀積、CVD(化學(xué)汽相淀積)等，但并不限于此。
導(dǎo)電材料膜的拋光方法可以根據(jù)膜的特性和其應(yīng)用適當(dāng)?shù)剡x取，但可用方法中優(yōu)選化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)。
這里可用的化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的實(shí)例可以通過(guò)利用磨料和砂布的機(jī)械拋光除去磨料中所含化學(xué)成分與拋光的樣品表面間的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)物。此CMP工藝包括以下步驟將待拋光的樣品安裝于可旋轉(zhuǎn)的拋光頭上；然后，在待拋光的樣品表面壓到旋轉(zhuǎn)著的壓磨板(磨板)上后進(jìn)行拋光。拋光盤(pán)(砂布)附著于壓磨板的表面上，拋光借助于附在此拋光盤(pán)上的拋光液(磨料)進(jìn)行。
可用的砂布實(shí)例最好是可以從Rodel Inc買到的Supreme RN，和連續(xù)的泡沫絨面型布(continuous foam suede type cloth)，例如可從FujimiCorporation買到的Surfin IV-1?？捎玫膾伖庖簩?shí)例最好是高分散性的膠態(tài)硅石基拋光液，其磨料顆粒的主顆粒尺寸和二次顆粒尺寸不大于100nm，例如可從Fujimi Corporation買到的PLANERLITE-5102，或氧化鋁基拋光液，例如可從Rodel Inc.買到的XJFW-8099等等。
可用于本發(fā)明的超聲清洗方法最好是以1000-2500rpm旋轉(zhuǎn)要清洗的物體(清洗物)，并從擺動(dòng)噴嘴向清洗物體釋放其上作用了超聲波的純水，以清洗要清洗物體。所加超聲波的頻率較好是不小于800kHz，考慮到清洗物體的損傷，頻率最好選為大于等于1Mkz，小于等于3Mkz。
在本發(fā)明中，“物理清洗”是指不同于化學(xué)清洗的普通物理清洗。物理清洗的具體實(shí)例包括毛刷擦洗，高壓噴射清洗等等。毛刷擦洗一般按以下方式進(jìn)行。清洗物體旋轉(zhuǎn)，清洗液(純水、表面活性劑等)提供到清洗物體上，同時(shí)，旋轉(zhuǎn)的毛刷在清洗物體上移動(dòng)，由此物理地除去沉積于清洗物體上的顆粒。制刷材料的典型實(shí)例有馬海毛、海綿、尼龍、山羊毛等等。其中，可用的較好是馬海毛刷和海綿刷(例如PVA(聚乙烯醇)海綿刷)。高壓噴射清洗法通過(guò)一個(gè)噴嘴尖將由泵加壓至約50-100kgf/cm2的純水噴射到清洗物體的表面上。這種清洗方法也是在旋轉(zhuǎn)清洗物體并擺動(dòng)噴嘴的同時(shí)進(jìn)行的。
下面說(shuō)明作為本發(fā)明典型實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的多層互連工藝和制造反射式液晶顯示器件的工藝。盡管以下對(duì)工藝的說(shuō)明是利用半導(dǎo)體襯底進(jìn)行的，但襯底并不限于半導(dǎo)體襯底。例如，襯底可以是SOI(絕緣體上的硅)襯底或透明襯底。
該多層互連工藝可以應(yīng)用于制造例如DRAM的存儲(chǔ)元件和例如MPU或ASIC等邏輯元件的工藝。
在以下的說(shuō)明中，所有形成液晶顯示器件的有源矩陣襯底的開(kāi)關(guān)元件皆為MOSFET型，但也可以是二極管型、雙極晶體管型或TFT型。
反射型液晶顯示器件可以有效地用作如家用電視機(jī)、投影儀、頭戴式顯示器、視頻會(huì)議系統(tǒng)或飛機(jī)的顯示屏等顯示器件。
第一實(shí)施例圖1至7是本發(fā)明半導(dǎo)體器件的多層互連結(jié)構(gòu)制造方法的示意圖。圖1中，參考數(shù)字1表示p型半導(dǎo)體襯底，2是n阱，3是高濃度p+源極，4是高濃度p+漏極，5是柵極。圍繞著源極3和漏極4形成有增大晶體管耐壓的低濃度p-型電場(chǎng)衰減區(qū)3’，4’。順便提及，電場(chǎng)衰減區(qū)3’，4’的位移量較好為0.5-2.0μm。數(shù)字6表示用于元件隔離的選擇氧化區(qū)。
然后，如圖2所示，用CVD或TEOS法淀積NSG(非摻雜玻璃)7，然后通過(guò)CMP拋光和平面化此NSG7。這里，NSG7的CMP較好利用砂布和如SC-1(可以從Cabot INC.買到)等硅石基拋光液，所述砂布是例如一般用于層間絕緣膜的CMP的IC-1000(可從Rodel Inc.買到)等泡沫布和無(wú)紡纖維布的層疊制品。然后，淀積p型SiN(等離子CVD法形成的氮化硅膜)8和p型SiO(等離子CVD法形成的氧化硅)9。由于p型SiN8用作構(gòu)圖p型SiO9的腐蝕停止層，所以p型SiN8的厚度定為不小于500埃。由于p型SiO9的厚度定為Al布線的厚度，所以p型SiO9的厚度必須等于或大于器件的Al布線的必要厚度。
然后，如圖3所示，通過(guò)抗蝕劑構(gòu)圖和干法蝕刻，按布線圖形10構(gòu)圖p型SiO9。這里所用干法蝕刻的條件如下蝕刻氣體流速CF4/CHF3＝50ccm/10ccm；總壓力1000mTorr；功率750W。此時(shí)p型SiN8的蝕刻選擇率為p型SiO蝕刻速率/p-SiN蝕刻速率＝2.2。隨后，通過(guò)抗蝕劑構(gòu)圖和干法蝕刻形成接觸圖形11。這里，接觸的蝕刻過(guò)程中要蝕刻的層間膜是不同的膜p型SiN8和NSG7的層疊膜，所以干法蝕刻為兩步蝕刻。蝕刻p型SiN8的第一步蝕刻的條件為蝕刻氣體流速CF4/CHF3＝100ccm/20ccm，總壓力1700mTorr，功率750W；蝕刻N(yùn)SG 7和柵氧化膜的第二步蝕刻的條件為蝕刻氣體流速CF4/CHF3＝50ccm/10ccm，總壓力1000mTorr，功率750W。
然后，淀積布線材料12，如圖4示。一般情況下，布線材料12是如AlSi、AlCu或AlSiCu等金屬材料中的一種。在利用濺射回流技術(shù)作為這些材料的淀積方法進(jìn)行接觸孔11的掩埋時(shí)，可以有效提高器件的可靠性。如果在濺射回流之前，提供阻擋金屬Ti/TiN作為基層，則接觸電阻會(huì)減小，AlSi等布線材料的回流特性將會(huì)改善，所以有利于接觸孔11的掩埋。掩埋接觸孔11的另一有效方法是利用選擇性CVD鎢。然后通過(guò)金屬CMP拋光和平面化布線材料12，并只留下布線圖形10和接觸孔11中的布線材料，由此形成掩埋布線13(圖5)。在這種情況下，利用可以從FujimiCorporation買到的Surfin IV-1砂布，用可以從Fujimi Corporation買到的PLANERLITE-5102拋光液，和用可以從Ebara Corp.買到的CMP設(shè)備EPO-114進(jìn)行拋光。具體的拋光條件如下上部墊圈的負(fù)載300gf(克-力)/cm2；載體的轉(zhuǎn)數(shù)49rpm；拋光板的轉(zhuǎn)數(shù)50rpm；背側(cè)壓力100gf/cm2；在尼龍刷的轉(zhuǎn)數(shù)為51rpm，其負(fù)載為42gf/cm2的條件下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)清洗(在進(jìn)行拋光的同時(shí)進(jìn)行清洗)；拋光液流速100ml/min。在上述條件下拋光Si含量為1wt％的AlSi時(shí)，拋光速度可以達(dá)到3000埃/min，平面均勻性σ/拋光速度≤5％，并且拋光時(shí)不形成劃傷。
圖8是金屬CMP后即刻拍到的Al表面SEM照片。圖9是圖8的放大SEM照片。顯然，在Al表面20上殘留有許多磨料顆粒21。Al表面20上無(wú)法去掉的顆粒21的平均密度約為200粒/μm2。除無(wú)法去掉的顆粒21外，6英寸的晶片上還殘留有幾千0.3μm和更大的灰塵顆粒。所以，在金屬CMP后，必須在清洗步驟中無(wú)劃傷地去掉這種磨料顆粒和灰塵顆粒。
在利用常用的PVA刷擦洗金屬CMP后的Al表面時(shí)，在圖10的光學(xué)顯微鏡照片中可以看到許多劃傷22。一般認(rèn)為清洗前便存在于Al表面上的較大顆?；蚓奂念w粒是引起劃傷的因素。所以，在物理擦洗表面的毛刷清洗之前，必須利用物理的非接觸式技術(shù)清洗掉會(huì)導(dǎo)致劃傷的灰塵顆?；蚰チ项w粒。
本發(fā)明者利用加有高頻振蕩的純水流對(duì)要清洗晶片的表面進(jìn)行兆聲清洗。兆聲純水清洗條件如下所述，由設(shè)置于噴嘴中的振蕩器對(duì)速度為1l/min流過(guò)直徑為6mmΦ的噴嘴尖的純水施加振蕩頻率為1.5MHz、功率為48W的振蕩。已證實(shí)，利用兆聲清洗的Al表面上的磨料顆粒的清洗效果取決于清洗時(shí)晶片的轉(zhuǎn)數(shù)，如圖11所示。圖11中所示的0mm、30mm、和60mm表示從晶片中心到測(cè)量點(diǎn)的距離，兆聲清洗的條件為掃掠速度10mm/秒，掃掠數(shù)20。從圖11可知，兆聲清洗時(shí)晶片的轉(zhuǎn)數(shù)較好不小于1500rpm，最好不小于2000rpm。圖33是顯示清洗裝置構(gòu)形的示意圖。如圖33所示，釋放清洗液的噴嘴51可以在晶片52上部移動(dòng)。箭頭53表示噴嘴的移動(dòng)方向。
下面檢測(cè)的是清洗水振蕩頻率與Al表面上磨料顆粒的清洗效果的關(guān)系曲線圖。結(jié)果示于圖15中。在此檢測(cè)中，在以下條件下進(jìn)行測(cè)量，清洗時(shí)晶片的轉(zhuǎn)數(shù)為2000rpm，清洗水噴嘴的掃掠速度為10mm/秒，噴嘴的掃掠數(shù)為20，并且頻率是變化的。從此圖中可知，在清洗水上所加的振蕩頻率變到800kHz時(shí)開(kāi)始顯示出去掉附著于Al表面上的顆粒的效果，并在頻率達(dá)到MHz數(shù)量級(jí)時(shí)，表現(xiàn)出極好的清洗效果。
一般情況下，利用從幾十kHz到約400kHz的低頻率范圍的清洗技術(shù)，通過(guò)液體共振產(chǎn)生的液體渦凹對(duì)襯底表面施加很強(qiáng)的沖擊波，由此去掉襯底表面上的幾微米到幾十微米尺寸的灰塵顆粒。這種清洗方法的問(wèn)題在于這種液體渦凹產(chǎn)生的沖擊會(huì)損傷微細(xì)圖形。因此，不能用于4M-DRAM以后的半導(dǎo)體工藝。本發(fā)明者的檢測(cè)中，已構(gòu)圖的Al在80kHz和400kHz發(fā)生剝離。另一方面，在不小于800kHz的高頻率沒(méi)有發(fā)現(xiàn)圖形損傷。
考慮到上述清洗效果和圖形損傷，有效的是采用不小于800kHz的頻率清洗附著于Al表面上的磨料顆粒。應(yīng)該理解，此頻率較好確定為大于等于1MHz，且小于等于3Mhz。
接著，在以下條件下清洗Al表面，頻率為1.5MHz，晶片轉(zhuǎn)數(shù)為2000rpm，噴嘴掃掠速度為10mm/秒，且噴嘴掃掠數(shù)為20。結(jié)果，可將Al表面上的顆粒清除到使其密度低達(dá)30粒/μm2。圖12示出了上述條件下清洗后的Al表面的SEM照片。圖12中從晶片中心到測(cè)量點(diǎn)的距離為30mm。在此照片中數(shù)字20’表示Al表面，21’表示磨料顆粒。對(duì)于6英寸晶片來(lái)說(shuō)，可以清除到其上只殘留有約幾十個(gè)0.3μm和更大的灰塵顆粒。圖13顯示的是利用可以從Hitachi Ltd.買到的顆粒檢測(cè)設(shè)備IS-3270對(duì)0.3μm和更大的顆粒的檢測(cè)結(jié)果。在上述兆聲清洗中，晶片背面一直保持處于純水沖淋的濕狀態(tài)下。
然后，在兆聲清洗后，同時(shí)用筆型PVA海綿對(duì)Al表面和用滾型PVA海綿對(duì)晶片背面進(jìn)行毛刷擦洗。清洗條件如下。對(duì)于Al表面，筆型PVA海綿的壓量(pressing mount)為1mm，海綿的轉(zhuǎn)數(shù)為60rpm，晶片的轉(zhuǎn)數(shù)為100rpm，筆型PVA海綿的掃掠速度為10mm/秒，掃掠數(shù)為3。對(duì)于晶片背面，滾式海綿的壓量(pressing mount)為1mm，轉(zhuǎn)數(shù)為100rpm，清洗時(shí)間為60秒。另外，在毛刷擦洗后再進(jìn)行一次兆聲清洗。清洗條件與上述的兆聲清洗條件很相象，只是噴嘴的掃掠數(shù)為3。此后，在晶片的轉(zhuǎn)數(shù)為2300rpm的條件下對(duì)晶片進(jìn)行30秒的甩干。圖14示出了上述清洗操作后所得的Al表面的SEM照片。照片中，數(shù)字20”表示Al表面?？梢钥闯?，很干凈地去掉了磨料和灰塵顆粒。
接著，如圖6所示，連續(xù)淀積疊置的第二層p型SiN8’和第二層p型SiO9’，然后，用與參照?qǐng)D3至圖5說(shuō)明的雙鑲嵌法相同的方法形成第二層掩埋布線13’。然后利用相同的技術(shù)形成第三層掩埋布線13”，如圖7所示，此圖中，8”表示第三層p型SiN，9’表示第三層p型SiO。無(wú)需說(shuō)，此后可以利用類似的雙鑲嵌技術(shù)形成第四掩埋布線等。每層掩埋布線的材料也可以選自如Ag、Au、Pt、Cr、或Cu等高導(dǎo)電材料。
在本實(shí)施例中，在雙鑲嵌工藝的金屬CMP后，對(duì)形成掩埋布線后帶有暴露金屬的晶片表面進(jìn)行以下清洗。在完成拋光后，首先對(duì)表面進(jìn)行超聲清洗，然后利用PVA海綿或馬海毛刷進(jìn)行擦洗，并進(jìn)一步進(jìn)行兆聲(超聲)清洗。此后，旋轉(zhuǎn)甩干晶片。然而，應(yīng)該注意的是，本發(fā)明的要點(diǎn)是在物理清洗之前進(jìn)行超聲清洗，但是本發(fā)明并不限于這里說(shuō)明的實(shí)施例。
上述擦洗的清洗效果還可以通過(guò)在多次不同的清洗單元中進(jìn)行多次清洗工藝得以加強(qiáng)。通過(guò)采用上述清洗程序，可以實(shí)現(xiàn)極高的清潔度，且布線材料和整個(gè)晶片表面上沒(méi)有劃傷，所以可以高成品率地提供高可靠性的半導(dǎo)體器件。
第二實(shí)施例下面參照?qǐng)D16至25說(shuō)明將本發(fā)明應(yīng)用于制造反射型液晶顯示器件的有源矩陣襯底的應(yīng)用的實(shí)例。
圖16中，數(shù)字1表示p型半導(dǎo)體襯底，2為n阱，3為高濃度p+源極，4為高濃度p+漏極，5為柵極。用于增大晶體管耐壓的低濃度p-型電場(chǎng)衰減區(qū)3’，4’圍繞著源極3和漏極4形成。順便提及，電場(chǎng)衰減區(qū)3’，4’的位移量較好為0.5-2.0μm。數(shù)字6表示用于元件隔離的選擇氧化區(qū)。
然后，如圖17所示，CVD或TEOS法淀積NSG(非摻雜玻璃)7，并通過(guò)CMP拋光和平面化此NSG7。這里，NSG7的CMP較好利用砂布和如利用熏制硅石或膠質(zhì)硅石等的SC-1等硅石基拋光液，所述砂布例如是一般用于層間絕緣膜的CMP的IC-1000等泡沫布和無(wú)紡纖維布的層疊制品。然后，淀積p型SiN(等離子CVD法形成的氮化硅膜)8和p型SiO(等離子CVD法形成的氧化硅)9。由于p型SiN8用作構(gòu)圖p型SiO9的腐蝕停止層，所以p型SiN8的厚度定為不小于500埃。由于p型SiO9的厚度確定Al布線的厚度，所以p型SiO9的厚度必須等于或大于器件必須的Al布線的必要厚度。
然后，如圖18所示，通過(guò)抗蝕劑構(gòu)圖和干法蝕刻，按布線圖形10構(gòu)圖p型SiO9。這里所用干法蝕刻的條件如下蝕刻氣體流速CF4/CHF3＝50ccm/10ccm；總壓力1000mTorr；功率750W。此時(shí)p型SiN8的蝕刻選擇率為p-SiO蝕刻速率/p-SiN蝕刻速率＝2.2。隨后，通過(guò)抗蝕劑構(gòu)圖和干法蝕刻形成接觸圖形11。這里，接觸的蝕刻過(guò)程中要蝕刻的層間膜是不同膜p型SiN8和NSG7的層疊膜，所以干法蝕刻為兩步蝕刻。蝕刻p型SiN8的第一步蝕刻的條件為蝕刻氣體流速CF4/CHF3＝100ccm/20ccm，總壓力1700mTorr，功率750W；蝕刻N(yùn)SG7和柵氧化膜的第二步蝕刻的條件為蝕刻氣體流速CF4/CHF3＝50ccm/10ccm，總壓力1000mTorr，功率750W。
然后淀積布線材料12，如圖19所示。
然后通過(guò)金屬CMP拋光和平面化布線材料12，并只留下布線圖形10和接觸孔11中的布線材料，由此形成掩埋布線13(圖20)。上述形成掩埋布線層13的方法與第一實(shí)施例相同。
完成CMP拋光后，淀積p型SiO30，然后淀積掩蔽層31，如圖21所示?？捎行в糜谘诒螌?1的材料較好選自如Ti、Mo、Al、W、Ag、Pt或Cr等金屬材料，在該實(shí)施例中，淀積2000埃厚的Ti。然后構(gòu)圖掩蔽層31。
然后，如圖22所示，淀積1000埃厚或更厚的p型SiO33，并用掩蔽層31作腐蝕停止層構(gòu)圖p型SiO33。隨后，淀積電容膜34。可有效用于電容膜34的材料是如p型SiN或Ta2O5等高介電材料，在該實(shí)施例中，淀積4000埃厚的p型SiN。
接著，如圖23所示，構(gòu)圖電容膜34和p型SiO30，并淀積比p型SiO33厚的反射電極材料35。適用于反射電極的材料為可見(jiàn)光區(qū)中反射率較高的導(dǎo)電材料，例如Al、Ag、Pt或Cr。本實(shí)施例中用Al。
然后，如圖24所示，通過(guò)CMP拋光并平面化反射電極材料35。拋光量確定為使表面拋光到在晶片表面暴露p型SiO33。在該實(shí)施例中，反射電極36通過(guò)Al的金屬CMP形成。上述形成掩埋布線13的條件也相應(yīng)應(yīng)用于Al的金屬CMP和拋光后清洗的條件。
然后，淀積反射加強(qiáng)膜37，如圖25所示。反射加強(qiáng)膜37的材料選自高折射率的介電材料，例如ZnS或TiO2，且反射加強(qiáng)膜37淀積的厚度等于用于顯示器件的光波長(zhǎng)的四分之一。更有效的結(jié)構(gòu)是從底部起折射率逐漸提高的各層的疊層，每層的厚度等于上述光波長(zhǎng)的四分之一，例如p型SiO/p型SiN/TiO2。
本實(shí)施例的特征在于在利用雙鑲嵌技術(shù)形成的反射電極36的金屬CMP后的清洗步驟，在拋光完成后，首先對(duì)晶征片表面進(jìn)行兆聲清洗，然后進(jìn)行物理清洗。按此清洗程序，可以沒(méi)有任何劃傷地清潔反射電極36表面，并可以提供高亮度和高清晰度反射型液晶顯示器件。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟在襯底上形成導(dǎo)電材料膜；拋光導(dǎo)電材料膜；及清洗所述導(dǎo)電材料的拋光表面，其中所述清洗步驟為在物理清洗之前利用超聲波加于其上的清洗液進(jìn)行超聲清洗。
2.如權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述拋光步驟利用CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)進(jìn)行。
3.如權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述超聲清洗在不小于800kHz的頻帶下進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求3的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述頻帶為大于等于1MHz，小于等于3MHz。
5.如權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述清洗溶液從噴嘴中釋放進(jìn)行所述超聲清洗。
6.如權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，在其上帶有所述拋光表面的所述襯底以1000-2500rpm旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行所述超聲清洗。
7.如權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述物理清洗選自毛刷擦洗和高壓噴洗。
8.如權(quán)利要求7的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述毛刷擦洗或者利用馬海毛刷或者利用海綿刷進(jìn)行。
9.如權(quán)利要求8的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，PVA(聚乙烯醇)用于所述海綿。
10.如權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，在所述物理清洗后又進(jìn)行超聲清洗。
全文摘要
一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟:在襯底上形成導(dǎo)電材料膜;拋光導(dǎo)電材料膜;及清洗所述導(dǎo)電材料的拋光表面,其中所述清洗步驟在物理清洗之前利用超聲波加工其上的清洗溶液進(jìn)行超聲清洗。
文檔編號(hào)H01L21/321GK1184327SQ9711410
公開(kāi)日1998年6月10日 申請(qǐng)日期1997年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月29日
發(fā)明者福元嘉彥 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社