本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種晶圓刻蝕后的清洗方法。

背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造過程中，晶圓的清洗是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在執(zhí)行晶圓的前段工藝過程(FEOL)和后段工藝過程(BEOL)時(shí)，晶圓需要經(jīng)過無數(shù)次的清洗步驟，清洗的次數(shù)取決于晶圓的設(shè)計(jì)和互連的層數(shù)。在過去十幾年中，主要通過批式處理技術(shù)對(duì)晶圓進(jìn)行清洗（即在一個(gè)處理倉中利用浸泡方法或者噴淋法同時(shí)清洗多片晶圓），該方法雖產(chǎn)量較高但效果差、良率低。且隨著半導(dǎo)體器件的特征尺寸（CD，CriticalDimension）不斷減小，晶圓中半導(dǎo)體器件的數(shù)量增加，半導(dǎo)體材料變得越來越脆弱，清洗效果和材料損失的要求變得越來越嚴(yán)格，對(duì)晶圓清洗的要求也越來越高，批式處理技術(shù)逐漸無法滿足晶圓清洗的要求。此外，批式處理技術(shù)無法滿足如快速熱處理（RTP）等工藝的關(guān)鍵擴(kuò)散和CVD技術(shù)。而單個(gè)晶圓清洗方法由于對(duì)每一片晶圓單獨(dú)加工，其具有清洗質(zhì)量高、化學(xué)試劑用量少、循環(huán)周期塊等優(yōu)點(diǎn)，大大改進(jìn)了生產(chǎn)力，降低了生產(chǎn)成本。而且，單個(gè)晶圓清洗方法也為整個(gè)制造周期提供了實(shí)現(xiàn)更好的工藝過程控制的機(jī)會(huì)，改善了單個(gè)晶圓以及晶圓對(duì)晶圓的均一性，進(jìn)而提高了良率。因此，單個(gè)晶圓清洗方法逐漸替代批式處理技術(shù)，成為晶圓清洗工藝的主流方法?，F(xiàn)有工藝中，在干法刻蝕之后，通常利用單個(gè)晶圓清洗方法對(duì)表面介質(zhì)層中形成有刻蝕圖案的晶圓進(jìn)行清洗，以去除刻蝕殘留的聚合物。以在晶圓表面低k或者超低k介質(zhì)層中形成金屬互連線或者插塞為例，在形成金屬互連線或者插塞之前，需先對(duì)晶圓上的低k或者超低k介質(zhì)層進(jìn)行干法刻蝕，形成用于填充金屬互連線或者插塞的通孔；再利用單個(gè)晶圓清洗方法進(jìn)行清洗，去除干法刻蝕形成通孔過程中殘留于低k或者超低k介質(zhì)層上表面以及通孔側(cè)壁上的聚合物；然后對(duì)清洗后的晶圓進(jìn)行檢測，確定清洗后殘留的聚合物是否在設(shè)定范圍之內(nèi)；當(dāng)其在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，在低k或者超低k介質(zhì)層中的通孔內(nèi)填充金屬，形成金屬互連線或者插塞，當(dāng)其超出設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，需要對(duì)晶圓重新進(jìn)行清洗。然而，在對(duì)清洗后的晶圓進(jìn)行檢測后發(fā)現(xiàn)，上述晶圓清洗方法的效果不明顯，返工幾率大，良率低。更多晶圓清洗方法請參考公開號(hào)為CN101529559A的中國專利申請。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的問題是提供一種晶圓刻蝕后的清洗方法，提高晶圓清洗的效果，進(jìn)而提高晶圓清洗的良率。為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種晶圓刻蝕后的清洗方法，包括：提供晶圓；在晶圓上形成介質(zhì)層，并于所述介質(zhì)層中形成貫穿其厚度的通孔，所述介質(zhì)層為疏水性；進(jìn)行氨氣等離子體處理，使所述介質(zhì)層的上表面以及通孔的側(cè)壁由疏水性轉(zhuǎn)化為親水性；進(jìn)行清洗工藝。可選的，所述氨氣等離子體處理的壓強(qiáng)為5mTorr~200mTorr，電源功率為100W~1000W，時(shí)間為5s~60s，氣體為NH3、He和Ar的混合氣體，所述混合氣體中NH3的流量為10sccm~500sccm，He的流量為10sccm~200sccm，Ar的流量為10sccm~200sccm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：在晶圓表面介質(zhì)層中形成貫穿介質(zhì)層厚度的通孔之后，進(jìn)行氨氣等離子體處理，在不影響介質(zhì)層孔隙率的前提下，增加位于介質(zhì)層上表面以及通孔側(cè)壁上氫鍵的數(shù)目，使所述介質(zhì)層的上表面以及通孔的側(cè)壁由疏水性轉(zhuǎn)化為親水性，進(jìn)而在晶圓清洗過程中使介質(zhì)層的上表面以及通孔的側(cè)壁更易與清洗溶液接觸，使晶圓刻蝕后殘留的聚合物和污染物隨清洗溶液去除，提高了晶圓清洗的效果以及良率。進(jìn)一步的，在晶圓上形成介質(zhì)層之前，先在晶圓表面形成停止層，在貫穿介質(zhì)層厚度的通孔形成后，進(jìn)行氨氣等離子體處理時(shí)，所述停止層能夠有效保護(hù)晶圓，避免氨氣等離子體處理對(duì)晶圓表面以及形成于晶圓中的半導(dǎo)體器件造成損傷。附圖說明圖1為本發(fā)明晶圓刻蝕后的清洗方法一個(gè)實(shí)施方式的流程示意圖；圖2~圖6為本發(fā)明晶圓刻蝕后的清洗方法一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其它不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。正如背景技術(shù)部分所述，現(xiàn)有工藝在干法刻蝕之后，通常利用單個(gè)晶圓清洗方法對(duì)表面低k或者超低k介質(zhì)層中形成有刻蝕圖案的晶圓進(jìn)行清洗，以去除刻蝕殘留的聚合物，使清洗后殘留的聚合物在設(shè)定范圍之內(nèi)，利于后續(xù)工藝（如：在通孔內(nèi)進(jìn)行的金屬填充工藝）的進(jìn)行。但是，在對(duì)清洗后的晶圓進(jìn)行檢測后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有晶圓清洗方法的效果不明顯，良率低。發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，單個(gè)晶圓清洗方法對(duì)表面低k或者超低k介質(zhì)層中形成有通孔的晶圓清洗效果不明顯、良率低，是由以下原因造成的：低k或者超低k介質(zhì)層表面為疏水性，通過單個(gè)晶圓清洗方法對(duì)低k或者超低k介質(zhì)層表面進(jìn)行清洗時(shí)，清洗溶液難以浸潤其表面，附著于低k或者超低k介質(zhì)層表面的聚合物和污染物難以隨清洗溶液一起脫離低k或者超低k介質(zhì)層表面。基于上述分析可知：可在不損害低k或者超低k介質(zhì)層的前提下，采用使低k或者超低k介質(zhì)層表面由疏水性轉(zhuǎn)化為親水性的方法解決現(xiàn)有效果不明顯、良率低的問題。發(fā)明人經(jīng)過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)：在通過氦氣和/或氫氣等離子對(duì)低k介質(zhì)層表面的掩膜層進(jìn)行灰化處理時(shí)，由于氦氣和/或氫氣不包含氧原子，其不會(huì)對(duì)低k或者超低k介質(zhì)層造成損害，但是，灰化處理后的低k或者超低k介質(zhì)層表面仍為疏水性；若通過氦氣和/或氫氣等離子對(duì)低k或者超低k介質(zhì)層進(jìn)一步進(jìn)行過刻蝕，低k或者超低k介質(zhì)層表面仍不能從疏水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性，而且過刻蝕還可能導(dǎo)致低k或者超低k介質(zhì)層的孔隙率提高，降低了低k或者超低k介質(zhì)層的k值，影響其性能。而通過氨氣等離子對(duì)低k或者超低k介質(zhì)層表面進(jìn)行處理時(shí)，氨氣等離子不會(huì)影響低k或者超低k介質(zhì)層的k值，且氨氣等離子體中的氫鍵會(huì)附著于低k或者超低k介質(zhì)層表面，使低k或者超低k介質(zhì)層表面由疏水性轉(zhuǎn)化為親水性，使低k或者超低k介質(zhì)層表面易于與清洗溶液接觸，進(jìn)而使殘留于低k或者超低k介質(zhì)層表面的聚合物和污染物隨清洗溶液一起去除，提高晶圓清洗的效果。針對(duì)上述分析，本發(fā)明提供了一種晶圓刻蝕后的清洗方法，在晶圓表面介質(zhì)層中形成通孔后，對(duì)介質(zhì)層上表面以及通孔的側(cè)壁進(jìn)行氨氣等離子體處理，使介質(zhì)層的上表面以及通孔的側(cè)壁由疏水性轉(zhuǎn)化為親水性，最后再進(jìn)行清洗工藝，去除殘留于介質(zhì)層上表面以及通孔側(cè)壁上的聚合物和污染物。本發(fā)明晶圓刻蝕后的清洗方法的清洗效果好、良率高。下面結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。參考圖1，為本發(fā)明晶圓刻蝕后的清洗方法一個(gè)實(shí)施方式的流程示意圖，包括：步驟S1，提供晶圓，并在晶圓上由下至上依次形成停止層和介質(zhì)層；步驟S2，在所述介質(zhì)層上形成掩膜層，所述掩膜層中形成有與通孔形狀對(duì)應(yīng)的掩膜圖形；步驟S3，沿掩膜圖形刻蝕所述介質(zhì)層，形成貫穿所述介質(zhì)層厚度的通孔，在形成通孔的同時(shí)去除介質(zhì)層上部分厚度的掩膜層；步驟S4，去除介質(zhì)層上剩余的掩膜層；步驟S5，進(jìn)行氨氣等離子體處理，使所述介質(zhì)層的上表面以及通孔的側(cè)壁由疏水性轉(zhuǎn)化為親水性；步驟S6，進(jìn)行清洗工藝。圖2~圖6為本發(fā)明晶圓刻蝕后的清洗方法一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖2~圖6，通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明晶圓刻蝕后的清洗方法做進(jìn)一步說明。首先，參考圖2，提供晶圓10。圖2為晶圓10的俯視圖，所述晶圓10分成若干器件區(qū)域?，F(xiàn)有工藝中，通常在一片晶圓的各器件區(qū)域中制作相同的半導(dǎo)體器件，且各半導(dǎo)體器件同時(shí)制作，制作的工藝、流程以及條件完全相同，以簡化半導(dǎo)體器件的制作工藝，降低半導(dǎo)體器件的制作成本。因此，可以以對(duì)晶圓10中一個(gè)器件區(qū)域上的介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕形成通孔，并進(jìn)行刻蝕后清洗工藝為例，對(duì)本發(fā)明的晶圓刻蝕后的清洗方法進(jìn)行說明。本實(shí)施例中，以對(duì)晶圓10中器件區(qū)域100上的介質(zhì)層中形成通孔，并進(jìn)行刻蝕后清洗工藝為例，對(duì)本發(fā)明的晶圓刻蝕后的清洗方法進(jìn)行說明，晶圓10中其他器件區(qū)域上半導(dǎo)體器件的制作工藝與器件區(qū)域100上半導(dǎo)體器件的制作工藝相同，在此不再贅述。圖3為圖2中晶圓10中器件區(qū)域100沿AA方向的剖視圖。參考圖3，在器件區(qū)域100上由下至上依次形成停止層102和介質(zhì)層104。本實(shí)施例中，所述器件區(qū)域100中還可形成有半導(dǎo)體器件（圖未示）。所述停止層102的材料為氮化硅，所述介質(zhì)層104為疏水性，所述介質(zhì)層104的材料可為低k材料或者超低k材料。繼續(xù)參考圖3，在所述介質(zhì)層104上形成掩膜層，所述掩膜層中形成有與通孔形狀對(duì)應(yīng)的掩膜圖形112。本實(shí)施例中，所述掩膜層為多層結(jié)構(gòu)，位于介質(zhì)層104上的掩膜層由下至上依次包括：圖形膜層106a、介質(zhì)層抗反射層（DielectricAnti-ReflectionCoat簡稱DARC）108和光刻膠層（photoresist，簡稱為PR）110。所述掩膜圖形112位于掩膜層中的光刻膠層110中，形成掩膜圖形112的方法為曝光、顯影工藝。之所以選擇多層結(jié)構(gòu)的掩膜層，是因?yàn)椋盒纬捎谄骷^(qū)域100中的半導(dǎo)體器件特征尺寸較小，光刻膠層110的厚度較薄，以包含掩膜圖形112的光刻膠層110為掩模對(duì)介質(zhì)層104進(jìn)行刻蝕時(shí)，光刻膠層110易在通孔形成之前被完全去除，而采用圖形膜層106a、介質(zhì)層抗反射層108和光刻膠層110共同作為掩膜層，可以通過包含掩膜圖形112的光刻膠層110定義出圖形，在之后的刻蝕中圖形被轉(zhuǎn)移到介質(zhì)層反射層108和圖形膜層106a，在光刻膠層110被消耗完之后，由介質(zhì)層抗反射層108做掩模，在介質(zhì)層抗反射層108被消耗完之后，由圖形膜層106a做掩模。以保證在圖形膜層106a被完全去除之前，形成通孔。具體的，所述圖形膜層106a的材料為無定形碳，形成所述圖形膜層106a的方法為化學(xué)氣相沉積；所述介質(zhì)層抗反射層108的材料為氮化硅或者氮氧化硅，形成所述介質(zhì)層抗反射層108的方法為化學(xué)氣相沉積。在其他實(shí)施例中，所述掩膜層還可為單層結(jié)構(gòu)，所述掩膜層的材料為光刻膠。參考圖4，沿圖3中掩膜圖形112刻蝕所述介質(zhì)層104，形成貫穿所述介質(zhì)層104厚度的通孔114，在形成通孔114的同時(shí)去除介質(zhì)層104上部分厚度的掩膜層。本實(shí)施例中，沿圖3中掩膜圖形112刻蝕所述介質(zhì)層104，形成貫穿所述介質(zhì)層104厚度的通孔114的方法為干法刻蝕，如各向異性干法刻蝕。本實(shí)施例中，由于光刻膠層110和介質(zhì)層抗反射層108的厚度遠(yuǎn)小于圖形膜層106a的厚度，在形成通孔114時(shí)去除部分厚度的掩膜層為光刻膠層110、介質(zhì)層抗反射層108和部分厚度的圖形膜層106a，剩余的掩膜層為部分厚度的圖形膜層106b。在其他實(shí)施例中，剩余的掩膜層還可為由部分厚度的光刻膠層、介質(zhì)層抗反射層和圖形膜層構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)，或者部分厚度的介質(zhì)層抗反射層和圖形膜層構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)，其與形成通孔114之前掩膜層中光刻膠層110、介質(zhì)層抗反射層108和圖形膜層106a各層的厚度以及形成通孔114的刻蝕工藝有關(guān)。在形成通孔114時(shí)，所述停止層102能夠有效保護(hù)位于其下方的器件區(qū)域100表面或者器件區(qū)域100中的半導(dǎo)體器件。參考圖5，去除介質(zhì)層104上剩余的掩膜層。本實(shí)施例中，由于剩余的掩膜層為部分厚度的圖形膜層106b，相應(yīng)的，去除介質(zhì)層104上剩余的掩膜層的方法為灰化工藝，所述灰化工藝的氣體可為氫氣或/和氦氣，其具體工藝為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。需要說明的是，在去除介質(zhì)層104上剩余的掩膜層時(shí)，需嚴(yán)格控制灰化工藝的時(shí)間，在剩余的掩膜層被完全去除后立即停止灰化工藝，避免灰化工藝對(duì)介質(zhì)層104進(jìn)行過刻蝕，進(jìn)而避免灰化工藝對(duì)介質(zhì)層104的k值造成影響。繼續(xù)參考圖5，進(jìn)行氨氣等離子體處理，使所述介質(zhì)層104的上表面以及通孔114的側(cè)壁由疏水性轉(zhuǎn)化為親水性。本實(shí)施例中，所述氨氣等離子體處理的壓強(qiáng)可為5mTorr~200mTorr，電源功率可為100W～1000W，時(shí)間可為5s~60s，氣體可為NH3、He和Ar的混合氣體，所述混合氣體中NH3的流量為10sccm~500sccm，He的流量為10sccm~200sccm，Ar的流量為10sccm~200sccm。由于NH3、He和Ar的混合氣體中不包含氧原子，其不會(huì)對(duì)介質(zhì)層104的k值造成影響；且氨氣等離子體中的氫鍵會(huì)附著于介質(zhì)層104的上表面以及通孔114的側(cè)壁，使介質(zhì)層104的上表面以及通孔114的側(cè)壁由疏水性轉(zhuǎn)化為親水性。在進(jìn)行氨氣等離子處理時(shí)，所述通孔114底部的停止層102還能夠有效保護(hù)位于其下方的器件區(qū)域100表面或者器件區(qū)域100中的半導(dǎo)體器件。參考圖6，去除通孔114底部的停止層102。本實(shí)施例中，去除通孔114底部的停止層102的方法為干法刻蝕。具體的，所述干法刻蝕的壓強(qiáng)可為5mTorr~200mTorr，電源功率可為100W~1000W，時(shí)間為5s~60s，氣體可為CH4、CHF3、CH3F、He和Ar的混合氣體，所述混合氣體中CH4的流量為10sccm~500sccm，CHF3的流量為10sccm~200sccm，CH3F的流量為10sccm~100sccm，He的流量為10sccm~200sccm，Ar的流量為10sccm~200sccm。繼續(xù)參考圖6，進(jìn)行清洗工藝。本實(shí)施例中，所述清洗工藝可為單個(gè)晶圓清洗工藝；所述清洗工藝的清洗溶液為水基清洗溶液。由于介質(zhì)層104的上表面以及通孔114的側(cè)壁為親水性，其易于與清洗溶液接觸，進(jìn)而使殘留于介質(zhì)層104上表面以及通孔114的側(cè)壁的聚合物和污染物隨清洗溶液一起去除，提高晶圓清洗的效果，晶圓清洗的良率高。本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。