[發(fā)明專利]防止金屬腐蝕的半導(dǎo)體工藝的清洗方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01129350.0
• 申請(qǐng)日: 2001-06-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1326217A
• 公開(kāi)（公告）日: 2001-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳中泰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/302
• 分類號(hào): H01L21/302;H01L21/306;H01L21/304;B08B3/04
• 代理公司: 北京集佳專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 王學(xué)強(qiáng)

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體清洗工藝，且特別涉及一種利用陰極保護(hù)(cathodic?protection)法防止金屬腐蝕的半導(dǎo)體工藝的清洗方法。

在超大規(guī)模集成電路(Very?Large?Scale?Integration，VLSI)工藝技術(shù)中，最頻繁的步驟就是晶片的洗凈步驟，約占全部工藝步驟的30％，因此其重要性非常高。硅晶片洗凈的主要目的是為了去除硅晶片表面的金屬雜質(zhì)與有機(jī)化合物的污染，以及減少微粒的附著。過(guò)量的金屬雜質(zhì)污染會(huì)造成p-n接面漏電、少數(shù)載子的生命期縮減、以及與門及氧化層的崩潰電壓降低等問(wèn)題。另一方面，微粒的附著則會(huì)影響微影工藝中圖形轉(zhuǎn)印的真實(shí)度，甚至造成電路結(jié)構(gòu)的短路。

晶片洗凈工藝可概括分成兩階段，一階段為前段工藝(front?end?ofline，F(xiàn)EOL)清洗，如擴(kuò)散及磊晶工藝的前清洗、氧化層、氮化硅的去除及復(fù)晶硅蝕刻與去除，另一階段為后段工藝(back?end?of?line，BEOL)清洗，如金屬間介電層與金屬層蝕刻后的清洗、光阻去除前后的清洗、CMP的后清洗及晶片的再生處理(reclaim)等等。

在目前的清洗工藝中，有三項(xiàng)重要的目的，即降低晶片金屬雜質(zhì)量、降低有機(jī)化合物污染以及減少微粒數(shù)量。隨著深次微米工藝技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)微粒數(shù)量與金屬雜質(zhì)量的要求相對(duì)地更加嚴(yán)苛，尤其是對(duì)金屬雜質(zhì)量的要求。

目前晶片表面的清洗方法中最常見(jiàn)的是以RCA洗凈技術(shù)進(jìn)行。RCA清洗技術(shù)是使用弱酸或弱堿水溶液作為清洗液，將晶片浸泡于此具有酸堿值的清洗液中，并通過(guò)適當(dāng)?shù)膽?yīng)力，將晶片表面的污染物移除。然而，在半導(dǎo)體后段金屬工藝的清洗過(guò)程中，晶片表面暴露出的金屬內(nèi)連線表面的金屬原子會(huì)與清洗液中的酸根離子或堿根離子產(chǎn)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而形成金屬離子，也就是使晶片表面金屬產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)品合格率的降低及生產(chǎn)成本的增加。

本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體后段工藝的清洗方法，利用陰極保護(hù)法來(lái)防止晶片表面金屬層的腐蝕，并通過(guò)一犧牲陽(yáng)極提供晶片表面金屬層所需的電荷，以使晶片表面的金屬原子不會(huì)受到酸根離子或堿根離子(例如是H⁺與OH^-)的攻擊，而有效地提升產(chǎn)品的合格率及降低生產(chǎn)的成本。

本發(fā)明提出一種防止金屬腐蝕的半導(dǎo)體工藝的清洗方法，提供待清洗的晶片，且晶片上已形成有金屬層，再將晶片置入一化學(xué)清洗裝置中，以化學(xué)清洗液清洗晶片表面，同時(shí)以陰極保護(hù)法保護(hù)金屬層。接著，洗凈晶片上的化學(xué)清洗液，再干燥晶片。

本發(fā)明在利用化學(xué)清洗液清洗晶片的過(guò)程中，可以通過(guò)外加的電流提供防止晶片表面金屬層氧化所需的電荷，以避免晶片表面的金屬層受到腐蝕，進(jìn)而提高產(chǎn)品合格率并降低生產(chǎn)成本。

為使本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明：

圖面說(shuō)明：

圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施例的防止金屬腐蝕的半導(dǎo)體工藝的清洗方法的流程圖。

圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施例中可防止金屬腐蝕的化學(xué)清洗裝置的示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明：

100：化學(xué)清洗槽

102：隔離槽

104：化學(xué)清洗液

106：電解質(zhì)溶液

108：晶片

110：犧牲陽(yáng)極

112：鹽橋

114：電源供應(yīng)器

S100～S110：步驟

實(shí)施例：

圖1所示，是本發(fā)明較佳實(shí)施例的防止金屬腐蝕的半導(dǎo)體工藝的清洗方法的流程圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，晶片的洗凈步驟如下：

首先進(jìn)行步驟S100，在半導(dǎo)體后段金屬工藝之后，例如是完成鋁金屬工藝(或銅金屬工藝)之后，將表面附著有污染物的晶片置于第一化學(xué)清洗槽中，以第一化學(xué)清洗液清洗晶片表面，以去除附著于晶片表面的大部分有機(jī)污染物、微粒及金屬雜質(zhì)，其中以陰極保護(hù)法保護(hù)晶片上的金屬層。此第一化學(xué)清洗液例如是SC1溶液(NH₄OH/H₂O₂/H₂O＝1∶1∶5，Ammonium?hydroxide/hydrogen?peroxidemixture，簡(jiǎn)稱APM)，其利用NH₄OH的水解作用，及H₂O₂的強(qiáng)氧化力，去除晶片表面的有機(jī)污染物，并利用NH₄OH可與部分污染金屬離子，反應(yīng)形成錯(cuò)合物的特性，以清除部分的金屬污染物。