铜互连结构的清洗方法与流程

1.本技术涉及半导体集成电路制造技术领域，具体涉及一种铜互连结构的清洗方法。


背景技术：

2.在半导体制造的后段工艺中，需要在器件上制作互连层，以实现器件管脚的引出与器件间的互连。通常在制作完一层铜互连层后，会采用cmp工艺(chemical mechanical polishing，cmp)对该互连层的表面进行研磨，以使得后续互连层能可靠贴合连接。
3.相关技术在对铜互连层表面进行cmp工艺后，会将晶片置于清洗单元，通过清洗液配合清洗刷以洗去研磨副产物，通常该清洗液包括柠檬酸和去离子水。
4.但是由于铜互连层中的铜化学性质活泼，即使在中性环境中也容易被氧化产生氧化铜。所产生的氧化铜附着在铜结构的表面对铜互连结构的导电型产生不利影响，而相关技术中的清洗方法难以区域附着在铜结构表面的氧化铜。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种铜互连结构的清洗方法，可以解决相关技术中的清洗方法难以去除附着在铜结构表面的氧化铜的问题。
6.本技术提供一种铜互连结构的清洗方法，所述铜互连结构的清洗方法包括以下步骤：
7.获取对铜互连结构进行cmp操作后的晶片；
8.使得所述铜互连结构的表面浸润有用于溶解铜氧化物的有机溶液，位于所述铜互连结构表面的铜氧化物通过与所述有机溶液反应被消融。
9.可选地，所述使得所述铜互连结构的表面浸润有用于溶解铜氧化物的有机溶液，位于所述铜互连结构表面的铜氧化物通过与所述有机溶液反应被消融的步骤，包括：
10.向所述铜互连结构的表面喷淋用于溶解铜氧化物的有机溶液5秒至10秒的时间；
11.使得所述有机溶液与附着在所述铜互连结构表面的铜氧化物反应；所述有机溶液包裹被分解后的所述铜氧化物。
12.可选地，所述有机溶剂包括正甲基吡咯酮和去离子水的混合液。
13.可选地，所述正甲基吡咯酮和去离子水的混合液浓度为10％至12％。
14.可选地，在所述使得所述铜互连结构的表面浸润有用于溶解铜氧化物的有机溶液，位于所述铜互连结构表面的铜氧化物通过与所述有机溶液反应被消融的步骤完成过后，还进行：
15.向所述铜互连结构的表面喷淋去离子水，使得所述去离子水，洗去剩余的有机溶液，和所述有机溶液与所述铜氧化物的反应产物。
16.可选地，在所述向所述铜互连结构的表面喷淋去离子水，使得所述去离子水，洗去剩余的有机溶液，和所述有机溶液与所述铜氧化物的反应产物的步骤完成后，还进行：
17.向所述铜互连结构的表面喷淋用于洗去研磨副产物的清洗液，使得清洗液的流动去除残留在所述铜互连结构表面的研磨副产物。
18.可选地，所述清洗液包括酸性液体。
19.可选地，在所述向所述铜互连结构的表面喷淋用于洗去研磨副产物的清洗液，使得清洗液的流动去除残留在所述铜互连结构表面的研磨副产物的步骤完成后，还进行：
20.向所述铜互连结构的表面喷淋去离子水，使得所述去离子水，洗去残留的所述清洗液。
21.本技术技术方案，至少包括如下优点：本技术能够在进行铜互连层清洗前能够将铜结构表面的铜氧化物质去除，以避免因该铜氧化物附着在铜结构的表面而对该铜互连结构的导电型产生不利影响的问题。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1示出了本技术一实施例提供的铜互连结构的清洗方法流程图；
24.图2a示出了所提供的晶片电子显微镜示意图；
25.图2b示出了表面附着铜氧化物的铜互连层剖视结构示意图；
26.图2c示出了表面浸润有机溶液的铜互连结构剖视结构示意图；
27.图2d示出了步骤s13的过程示意图。
具体实施方式
28.下面将结合附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
29.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
31.此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
32.图1示出了本技术一实施例提供的铜互连结构的清洗方法流程图，参照图1，可以看出，该铜互连结构的清洗方法包括依次执行的以下步骤：
33.步骤s11：获取对铜互连结构进行cmp操作后的晶片。
34.如背景技术中所述，在半导体制造的后段工艺中，需要在器件上制作互连层，以实现器件管脚的引出与器件间的互连。通常在制作完一层铜互连层后，会采用cmp工艺(chemical mechanical polishing，cmp)对该铜互连层的表面进行研磨，以使得后续互连层能可靠贴合连接，经过cmp工艺后的晶片，其表面会残留研磨副产物，且铜互连结构中铜的表面会被氧化形成铜氧化物。
35.图2a示出了所提供的晶片电子显微镜示意图，图2b示出了表面附着铜氧化物的铜互连层剖视结构示意图。从图2a和图2b中可以看出，该晶片200中制作有铜互连层210，该铜互连层210的表面被氧化形成有铜氧化物211。
36.步骤s12：使得所述铜互连结构的表面浸润有用于溶解铜氧化物的有机溶液，位于所述铜互连结构表面的铜氧化物通过与所述有机溶液反应被消融。
37.图2c示出了表面浸润有机溶液的铜互连结构剖视结构示意图，从图2c中可以看出，该有机溶剂220浸润在铜互连结构210的表面，且包裹住位于铜互连结构210表面的铜氧化物211，以使得该机溶剂220能够与该铜氧化物211充分反应。
38.可以依次进行以下步骤s121和步骤s122，以使得步骤s12中位于所述铜互连结构表面的铜氧化物通过与所述有机溶液反应被消融。
39.其中步骤s121：向所述铜互连结构的表面喷淋用于溶解铜氧化物的有机溶液5秒至10秒的时间。在其他实施例中，还可以通过将该晶片浸泡在有机溶液5秒至10秒的时间，以使得该铜互连结构的表面浸润有用于溶解铜氧化物的有机溶液。
40.步骤s122：使得所述有机溶液与附着在所述铜互连结构表面的铜氧化物反应；所述有机溶液包裹被分解后的所述铜氧化物。对于以上所述的有机溶液，其可以是包括正甲基吡咯酮和去离子水的混合液，其中，该正甲基吡咯酮和去离子水的混合液浓度为10％至12％。
41.在步骤s12：使得所述铜互连结构的表面浸润有用于溶解铜氧化物的有机溶液，位于所述铜互连结构表面的铜氧化物通过与所述有机溶液反应被消融的步骤完成后还进行步骤s13，以洗去剩余的有机溶液，和所述有机溶液与所述铜氧化物的反应产物。
42.其中，该步骤s13：向所述铜互连结构的表面喷淋去离子水，使得所述去离子水，洗去剩余的有机溶液，和所述有机溶液与所述铜氧化物的反应产物。
43.通过步骤s13向所述铜互连结构的表面喷淋去离子水，以使得去离子水洗去剩余的有机溶液，和有机溶液与铜氧化物的反应产物，避免晶片表面残留反应物。
44.图2d示出了步骤s13的过程示意图，从图2d中可以看出，通过步骤s13向所述铜互连结构210的表面喷淋去离子水，能够使得所喷淋的去离子水洗去剩余的有机溶液220，和该有机溶液220与铜氧化物的反应产物。
45.在步骤s13；向所述铜互连结构的表面喷淋去离子水，使得所述去离子水，洗去剩余的有机溶液，和所述有机溶液与所述铜氧化物的反应产物完成后，还进行：步骤s14：向所述铜互连结构的表面喷淋用于洗去研磨副产物的清洗液，使得清洗液的流动去除残留在所述铜互连结构表面的研磨副产物。
46.在步骤s14完成后还进行步骤s15：向所述铜互连结构的表面喷淋去离子水，使得所述去离子水，洗去残留的所述清洗液。
47.通过在步骤s14后向铜互连结构的表面喷淋去离子水，从而能够洗去残留的清洗液。其中，该清洗液可以包括例如柠檬酸等酸性液体。
48.本实施例通过获取对铜互连结构进行cmp操作后的晶片，使得所述铜互连结构的表面浸润有用于溶解铜氧化物的有机溶液，位于所述铜互连结构表面的铜氧化物通过与所述有机溶液反应被消融，向所述铜互连结构的表面喷淋去离子水，使得所述去离子水，洗去剩余的有机溶液，和所述有机溶液与所述铜氧化物的反应产物，向所述铜互连结构的表面喷淋用于洗去研磨副产物的清洗液，使得清洗液的流动去除残留在所述铜互连结构表面的研磨副产物，向所述铜互连结构的表面喷淋去离子水，使得所述去离子水，洗去残留的所述清洗液，从而在进行铜互连层清洗前能够将铜结构表面的铜氧化物质去除，以避免因该铜氧化物附着在铜结构的表面而对该铜互连结构的导电型产生不利影响的问题。
49.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本技术创造的保护范围之中。