专利名称：制造半导体器件的方法
技术领域：
本发明的示例性实施例涉及一种制造半导体器件的方法，更具体而言，涉及一种 防止在晶片的边缘球状物去除(EBR)区中出现电弧故障(arcingfailure)的制造半导体器 件的方法。
背景技术：
随着半导体器件集成度的提高，希望降低金属线的线宽。已经难以使用现有方法 来形成金属线并满足所希望的金属线线宽。为解决这些问题，已经采用了镶嵌工艺来形成 金属线。根据镶嵌工艺，为了形成金属线并使金属线彼此电绝缘，执行化学机械抛光(CMP) 工艺作为平坦化工艺。图IA至图ID是描述形成金属线的现有方法的截面图。参照图1A，在晶片11上形成第一层间电介质层，其中，晶片11具有要在上面形成 半导体器件的裸片区和在晶片11外围的EBR区。选择性地刻蚀第一层间电介质层以形成 多个第一接触孔13。此后，将经选择性刻蚀的第一层间电介质层称为第一层间电介质层图 案12。随后，在晶片11之上沉积用来形成插塞的导电层以填充第一接触孔13，并执行平 坦化工艺诸如CMP工艺，以暴露第一层间电介质层图案12的上表面。结果，形成插塞14。参照图1B，在晶片11之上形成第二层间电介质层，并选择性地刻蚀第二层间电介 质层，以形成用于形成金属线的沟槽16。此后，将经选择性刻蚀的第二层间电介质层称为第 二层间电介质层图案15。随后，在晶片11之上沉积金属层，以填充沟槽16，并执行平坦化工艺诸如CMP工 艺，以暴露第二层间电介质层图案15的上表面。结果，形成金属线17。参照图1C，在晶片11之上形成第三层间电介质层18，并在第三层间电介质层18 之上形成光致抗蚀剂图案19，其中，光致抗蚀剂图案19用于形成使金属线17暴露的接触 孔。参照图1D，使用光致抗蚀剂图案19作为刻蚀阻挡层来刻蚀第三层间电介质层18， 以形成使金属线17暴露的第二接触孔20。在此，将经刻蚀的第三层间电介质层18称为第 三层间电介质层图案ISA0当根据现有技术在晶片11的裸片区中形成上述结构时，也在晶片11外围的EBR 区中形成与裸片区中的结构相同的虚设结构(dummy structure)。这是为了防止晶片11上 的结构之间的台阶高度，以及为了保证在平坦化工艺期间的抛光一致性。然而，由于在用于形成虚设结构的EBR区中，根据现有技术的工艺可能会异常地执行，因此在第一接触孔13和插塞14的形成期间，由于杂质或其他原因经常会出现缺陷， 诸如插塞14的异常形成(参见图1中的附图标记‘A’ )。在EBR区中，由于在与金属线17连接的插塞14的形成过程中存在缺陷，因此在 EBR区中可能出现从金属线17到晶片11的电流截止，由此导致如下问题，即，由于在使用等 离子体刻蚀设备的干法刻蚀工艺期间产生的电位差而出现电弧故障(参见图1D)。电弧是指这样的一种现象，即，在层间电介质的等离子体刻蚀工艺过程中所使用 的高电力使得层间电介质层被击穿。在严重的情况下，层间电介质层下部的导电层可能熔 断或发生剥离(参见图ID中的附图标记‘B’)。此外，因电弧现象而被击穿的层间电介质 层和层间电介质层下部的导电层起到颗粒作用，由此降低了半导体器件的可靠度。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，本发明的示例性实施例涉及一种 可以防止在晶片外围的边缘球状物去除(EBR)区中出现电弧故障的制造半导体器件的方法。按照本发明的一个实施例，一种制造半导体器件的方法包括以下步骤在晶片的 裸片区和边缘球状物去除(EBR)区之上形成多个插塞；形成耦合到所述插塞的金属线；去 除EBR区中的金属线；在晶片之上形成层间电介质层；以及通过使用等离子体刻蚀设备的 干法刻蚀工艺来选择性地刻蚀所述层间电介质层，以形成使金属线暴露的多个接触孔。在去除EBR区中的金属线的步骤中，可以通过湿法刻蚀工艺来去除金属线。
图IA至图ID是描述形成金属线的现有方法的截面图。图2A至2E是描述根据本发明的一个实施例的半导体器件制造方法的截面图。
具体实施例方式下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。但是，本发明可以用不同 的方式来实施，不应当理解为限于本文所提出的实施例。确切地说，提供这些实施例，以使 得本说明书对于本领域技术人员来说将是清楚且完整的，并充分传达本发明的范围。在本 说明书中，在本发明的各幅附图和各个实施例中，相同的附图标记表示相同的部分。附图并非按比例绘制，并且在某些实例中，为清楚地图示出实施例的特征，可能已 经夸大了比例。当提及第一层在第二层“上”或在衬底“上”时，其不仅涉及第一层直接形 成在第二层上或衬底上的情况，还涉及在第一层与第二层之间或者在第一层与衬底之间存 在第三层的情况。图2A至2E是描述根据本发明的一个实施例的半导体器件制造方法的截面图。参照图2A，在晶片31之上形成第一层间电介质层，晶片31具有要在上面形成半导 体器件的裸片区和在晶片31外围的边缘球状物去除(EBR)区。选择性地刻蚀第一层间电 介质层以形成多个第一接触孔33。下面，将经选择性刻蚀的第一层间电介质层称为第一层 间电介质层图案32。接着，在晶片31之上沉积用于形成插塞的导电层，以填充第一接触孔33，并以暴露第一层间电介质层图案32的上表面的方式执行平坦化工艺，诸如化学机械抛光(CMP)工 艺。结果，形成插塞34。本文中，由于要在晶片31外围的EBR区上执行的工艺可能会异常地执行，因此在 第一接触孔33和插塞34的形成期间，由于杂质或其他原因可能经常会产生缺陷，例如插塞 34的异常形成(参见附图标记‘A’ )。参照图2B，在晶片31之上形成第二层间电介质层之后，选择性地刻蚀第二层间电 介质层，以形成用于形成金属线的沟槽36。下面，将经选择性刻蚀的第二层间电介质层称为 第二层间电介质层图案35。沟槽36提供形成金属线所需的空间。形成沟槽36的工艺通常 称为镶嵌工艺。接着，在晶片31之上沉积金属层，以填充沟槽36，并以暴露第二层间电介质层图 案35的上表面的方式执行平坦化工艺，诸如CMP工艺。结果，形成耦合到插塞34的金属线 37。在此，金属线37可以用不同的金属形成，诸如铜(Cu)、铝(Al)等。参照图2C，将在晶片31外围的EBR区中形成的金属线37去除。在此，可以通过湿 法刻蚀工艺来去除金属线37，以保护第一层间电介质层图案32和第二层间电介质层图案 35避免因电弧故障受到损伤。可以通过旋涂式湿法刻蚀设备来执行去除金属线37的湿法刻蚀工艺，所述旋涂 式湿法刻蚀设备被设计为向EBR区喷涂刻蚀液并旋转晶片31。在此，可以根据形成金属线 37的材料来确定刻蚀液。例如，当金属线37是由铜形成的时，可以使用硝酸溶液作为刻蚀液。硝酸溶液是 通过将去离子水(DI，H20)与硝酸(HNO3)以一定比例混合而制备的混合溶液。去离子水与 硝酸的混合比(H2O HNO3)可以在约1 1至约1 10的范围。在此，所述混合比为体积 比。另外，当金属线37是由铜形成的时，可以使用盐酸(HCl)、硝酸(HNO3)和去离子水 (H2O)的混合溶液(HC1/HN03/H20)作为刻蚀液。在这种情况下，将硝酸(HNO3)在所述混合 溶液中的比例调整为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约30%至约70%。在此，所根据的是体积比。再例如，当金属线37是由铝形成的时，可以使用氢氧化钠(NaOH)溶液作为刻蚀 液。所述氢氧化钠(NaOH)溶液是通过将去离子水(H2O)与氢氧化钠(NaOH)混合而制备的 混合溶液。去离子水与氢氧化钠的混合比(H2O NaOH)可以在约1 1至约1 10的范 围。在此，所述混合比为体积比。另外，当金属线37是由铝形成的时，可以使用盐酸(HCl)、硝酸(HNO3)和去离子水 (H2O)的混合溶液(HC1/HN03/H20)作为刻蚀液。在这种情况下，将硝酸(HNO3)在所述混合 溶液中的比例调整为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约30%至约70%。本文中，所根据的是体积比。参照图2D，在晶片31之上形成第三层间电介质层38，并在第三层间电介质层38 之上形成光致抗蚀剂图案39，以形成使金属线37暴露的接触孔。参照图2E，使用光致抗蚀剂图案39作为刻蚀阻挡层来刻蚀第三层间电介质层38， 以形成使金属线37暴露的第二接触孔40。用于形成第二接触孔40的刻蚀工艺可以是使用 等离子体刻蚀设备的干法刻蚀工艺。在此，将经刻蚀的第三层间电介质层38称为第三层间电介质层图案38A。根据具有上述结构的本发明的示例性实施例，尽管在EBR区中形成插塞时出现缺 陷，但是通过在形成接触孔之前预先去除EBR区中的金属线，使得在使用等离子体刻蚀设 备的干法刻蚀工艺期间，半导体器件杜绝/降低了 EBR区中的电位差。可以防止出现电弧 现象。因此，本发明还防止了因电弧现象而使半导体器件的可靠性降低，并且同时提高 了半导体器件的成品率。虽然已经根据具体实施例描述了本发明，但对于本领域技术人员来说明显的是， 在不脱离所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的前提下，可以进行各种变化和修改。
权利要求
1.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤在晶片的裸片区和边缘球状物去除区、即EBR区之上形成多个插塞；形成耦合到所述插塞的金属线；去除所述EBR区中的金属线；在所述晶片之上形成层间电介质层；以及通过使用等离子体刻蚀设备的干法刻蚀工艺来选择性地刻蚀所述层间电介质层，以形 成使所述金属线暴露的多个接触孔。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在去除所述EBR区中的金属线的步骤中，所述金属 线是通过湿法刻蚀工艺而去除的。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述湿法刻蚀工艺是通过旋涂式湿法刻蚀设备执 行的，所述旋涂式湿法刻蚀设备被配置为向晶片的所述EBR区喷涂刻蚀液并旋转所述晶 片。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述金属线包括铜Cu。
5.如权利要求4所述的方法，其中，在去除所述EBR区中的金属线的步骤中，所述金属 线是使用硝酸HNO3和去离子水H2O的混合溶液而去除的。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述混合溶液是通过将去离子水与硝酸HNO3以约 1 1至约1 10的混合比进行混合来制备的。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述金属线包括铝Al。
8.如权利要求7所述的方法，其中，在去除所述EBR区中的金属线的步骤中，所述金属 线是使用氢氧化钠NaOH和去离子水H2O的混合溶液而去除的。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述混合溶液是通过将去离子水与氢氧化钠NaOH 以约1 1至约1 10的混合比进行混合来制备的。
10.如权利要求1所述的方法，其中，在去除所述EBR区中的金属线的步骤中，所述金属 线是使用盐酸HCl、硝酸HNO3和去离子水H2O的混合溶液HC1/HN03/H20而去除的。
11.如权利要求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 占全部混合溶液的约30%至约70%。
全文摘要
本发明提供一种制造半导体器件的方法，所述方法包括以下步骤在晶片的裸片区和边缘球状物去除(EBR)区之上形成多个插塞；形成耦合到所述插塞的金属线；去除所述EBR区中的金属线；在所述晶片之上形成层间电介质层；以及通过使用等离子体刻蚀设备的干法刻蚀工艺来选择性地刻蚀所述层间电介质层，以形成使所述金属线暴露的多个接触孔。
文档编号H01L21/768GK102117766SQ201010250570
公开日2011年7月6日 申请日期2010年8月11日 优先权日2009年12月30日
发明者李京效, 李江伏, 李海朾 申请人:海力士半导体有限公司