[發明專利]清潔半導體裝置的方法

有效

• 申請號: 201810386573.0
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108807143B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 凱文·J·萊恩;夏瑞克·斯蒂奎;法蘭克·W·蒙特;寇爾奈利斯·B·匹撒拉
• 申請（專利權）人: 格芯(美國)集成電路科技有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;C25F3/14
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

本揭示內容的數個方面提供一種清潔半導體裝置的方法。該方法包括：提供具有一暴露的鈷表面的一半導體晶圓，以及用pH大于9且氧化還原電位小于0.0的陰極水清洗該暴露的鈷表面。

技術領域

本申請案涉及半導體裝置的制造。更特別的是，本申請案涉及一種清潔半導體裝置的方法，其中暴露的鈷表面于制造期間出現。

背景技術

金屬鎢(W)一直是用于半導體裝置之接觸(contacts)的主要導體。隨著半導體節點的縮減，晶體管及接觸變得越來越小。鎢(W)已被發現在小于15奈米(nm)的溝槽尺寸形成高電阻性β相(highly?resistive?beta?phase)。鎢的此一性質給包括7奈米及10奈米節點的先進節點帶來問題。

已有人提出鈷作為鎢的替代物。不過，鈷在半導體裝置的制造有額外的挑戰。

發明內容

本揭示內容的第一具體實施例揭示一種清潔半導體裝置之方法。該方法包括：提供具有一暴露的鈷表面的一半導體晶圓，以及用pH大于9且氧化還原電位小于0.0的陰極水清洗該暴露的鈷表面。

本揭示內容的第二具體實施例為一種清潔半導體裝置之方法。該方法包括：提供一電解槽，其包括具有一陰極的一陰極電池、具有一陽極的一陽極電池、以及分離該陰極電池與該陽極電池的一離子交換膜。該方法包括：供應去離子水至該陰極電池。該方法包括：以百萬分之100(ppm)至1000ppm之濃度供應具有NH₄OH的去離子水至該陽極電池。在該陽極電池與該陰極電池之間施加一電壓，藉此使陽離子穿過該離子交換膜以提高該去離子水在該陰極電池中之該pH至大于9且有小于0.0的氧化還原電位。該水從該陰極電池供應至具有一暴露的鈷表面的一半導體晶圓以清潔該半導體晶圓。

本揭示內容的第三具體實施例為一種清潔及鈍化半導體裝置之方法。該方法包括：提供一電解槽，其包括具有一陰極的一陰極電池、具有一陽極的一陽極電池、以及分離該陰極電池與該陽極電池的一離子交換膜。供應去離子水至該陰極電池。以百萬分之100(ppm)至1000ppm之濃度供應具有NH₄OH的去離子水至該陽極電池。在該陽極電池與該陰極電池之間施加一電壓，藉此使陽離子穿過該離子交換膜以提高該去離子水在該陰極電池中之該pH至大于9且提供小于0.0的氧化還原電位。該水從該陰極電池供應至具有一暴露的鈷表面的一半導體晶圓，其中，該暴露的鈷表面含有氧化鈷(CoO)及氟化鈷(CoF₂)一段足以鈍化及清潔該半導體晶圓的時間。

附圖說明

結合描繪本揭示內容之各種具體實施例的附圖，從以下本發明之不同方面的詳細說明可更加明白本揭示內容以上及其他的特征，其中：

圖1的橫截面圖圖示具有鈷接觸之半導體裝置的一具體實施例。

圖2的橫截面圖圖示具有鈷接觸之半導體裝置的一具體實施例。

圖3圖標鈷水系統的普貝圖(Pourbaix?diagram)。

圖4圖標用于產生陰極水的電化學電池。

圖5的圖形比較圖標使用各種清洗液的鈷損失。

應注意，本揭示內容的附圖未按比例繪制。附圖旨在只描繪本揭示內容的典型方面，因此不應被視為限制本揭示內容的范疇。附圖中，類似的組件用相同的組件符號表示。

主要組件符號說明

10???????半導體裝置

11???????介電層

12???????阻障層

13???????介電層或第二介電層

14???????鈷接觸或鈷插塞

16???????介電帽蓋