[發明專利]一種避免光刻機被硅片背面金屬沾污的方法

有效

• 申請號: 201110110191.3
• 申請日: 2011-04-29
• 公開（公告）號: CN102420113A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 周軍
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本發明一般涉及半導體集成電路制造工藝技術領域，更確切地說，本發明涉及一種避免光刻機被硅片背面金屬沾污的方法。

背景技術

集成電路尤其是超大規模集成電路中的主要器件是金屬-氧化物-半導體場效應晶體管（Metal?Oxide?Semiconductor?Field?Effect?Transistor，簡稱MOS晶體管），其幾何尺寸一直在不斷縮小。隨著器件尺寸的不斷縮小，鋁互連早已被銅互連所取代，柵極使用的硅化物從鎢化物、鈦化物、鈷化物一路發展到鎳化物，氧化金屬（Al₂O₃，Ta₂O₅等）。而在新一代的技術中，釕作為電鍍種子層和錳作為銅阻擋層的出現使晶體管制造中使用的金屬數量更加豐富，從而也使器件制造有了更多的選擇。但是與此同時，如果在工藝過程中這些金屬沾污在硅片的背面，并且進入了光刻機，就會造成光刻機和后續進入光刻機的硅片的沾污，以及硅片和其他設備的交叉沾污。另外，在晶體管制造的過程中部分工藝需要在相當高的溫度（甚至高于1000℃）下進行，這些金屬就會擴散進入硅片內部，從而造成整個器件的失效。而光刻機屬于非常精密且產能需求非常大的設備，被沾污以后金屬沾污的清除和設備的恢復調試都是非常困難的，對產能的影響也很大。因此，光刻機的金屬沾污成為半導體集成電路制造業界普遍關心的一個問題。

目前，業界控制光刻機金屬沾污的方法主要有以下幾種：一是通過更加強勁的背面清洗工藝降低硅片背面金屬離子的濃度，但是會造成硅片背面硅的消耗，而且一般無法保證將所有金屬離子的濃度降低到可接受的范圍以內；二是通過在硅片背面生長一層耐磨材料，例如SiN，使金屬沾污與硅隔絕，使之停留在耐磨材料之上，然后通過化學機械研磨工藝對該背面耐磨材料進行減薄，最后再進行清洗，從而降低硅片背面硅中的金屬離子濃度，但是在背面生長一層50-300nm的SiN，采用爐管的方式會增加熱預算，并且對于后道來說溫度過高，難以接受；而采用化學氣相沉積的方式會在硅片正面產生刮擦，從而影響產率；三是將前道工藝（相對高溫，只有柵工藝中會引入金屬離子）和后道工藝（相對低溫，但會引入各類金屬離子）在不同的光刻機中進行，從而在物理空間上避免了前道高溫工藝的金屬沾污，但是降低了光刻機的產能，基于光刻機的價格，大大增加了設備采購成本。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明的目的是提供一種避免光刻機被硅片背面金屬沾污的方法，適用于半導體硅片制造工藝過程中，可避免引入背面生長SiN的工藝和與此同時可能產生的對硅片正面的掛擦，避免了光刻機被硅片背面金屬沾污，可將前后道硅片用同一臺光刻機進行工藝，提高了產能，同時節省了采購新光刻機的巨額成本，具體是通過下述技術方案實現的：

一種避免光刻機被硅片背面金屬沾污的方法，其中，具體包括如下步驟：

對要進入光刻機進行各項工藝的硅片進行背面清洗處理；

將清洗處理完的硅片放置在一個托盤上；

將硅片和所述托盤一起送入光刻機，進行光阻的旋轉涂覆，曝光及顯影；

將硅片和所述托盤在垂直于硅片表面的方向上進行分離；

再次對硅片背面進行背面清洗處理。

上述避免光刻機被硅片背面金屬沾污的方法，其中，所述對要進入光刻機進行各項工藝的硅片進行背面清洗處理中使用的清洗液為包括HF和H₂O₂的混合溶液。

上述避免光刻機被硅片背面金屬沾污的方法，其中，所述對要進入光刻機進行各項工藝的硅片進行背面清洗處理中使用的清洗液處理溫度為0-100℃。

上述避免光刻機被硅片背面金屬沾污的方法，其中，所述托盤所使用的材料中不含金屬。

上述避免光刻機被硅片背面金屬沾污的方法，其中，所述托盤在低于500℃的溫度下沒有明顯擴散。

上述避免光刻機被硅片背面金屬沾污的方法，其中，所述托盤的底層材料為硅。

上述避免光刻機被硅片背面金屬沾污的方法，其中，所述托盤有與硅片切口對應的凸起。

上述避免光刻機被硅片背面金屬沾污的方法，其中，所述托盤具有如下特性：與硅片背面的硅在平行于硅片表面的方向的靜態摩擦阻力非常高，在垂直于硅片表面的方向沒有顯著的粘附力。

上述避免光刻機被硅片背面金屬沾污的方法，其中，所述再次對硅片背面進行背面清洗處理中使用的清洗液為包括HF和HNO₃的混合溶液。