CN1326217A - 防止金属腐蚀的半导体工艺的清洗方法 - Google Patents
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Abstract
一种防止金属腐蚀的半导体工艺的清洗方法,其步骤如下:首先提供待清洗的晶片,此晶片上已形成有一金属层,再将晶片置入化学清洗装置中,以化学清洗液清洗晶片表面,同时以阴极保护法保护金属层。接着,洗净晶片上的化学清洗液,再干燥晶片即完成。
Description
本发明涉及一种半导体清洗工艺，且特别涉及一种利用阴极保护(cathodic protection)法防止金属腐蚀的半导体工艺的清洗方法。
在超大规模集成电路(Very Large Scale Integration，VLSI)工艺技术中，最频繁的步骤就是晶片的洗净步骤，约占全部工艺步骤的30％，因此其重要性非常高。硅晶片洗净的主要目的是为了去除硅晶片表面的金属杂质与有机化合物的污染，以及减少微粒的附着。过量的金属杂质污染会造成p-n接面漏电、少数载子的生命期缩减、以及与门及氧化层的崩溃电压降低等问题。另一方面，微粒的附着则会影响微影工艺中图形转印的真实度，甚至造成电路结构的短路。
晶片洗净工艺可概括分成两阶段，一阶段为前段工艺(front end ofline，FEOL)清洗，如扩散及磊晶工艺的前清洗、氧化层、氮化硅的去除及复晶硅蚀刻与去除，另一阶段为后段工艺(back end of line，BEOL)清洗，如金属间介电层与金属层蚀刻后的清洗、光阻去除前后的清洗、CMP的后清洗及晶片的再生处理(reclaim)等等。
在目前的清洗工艺中，有三项重要的目的，即降低晶片金属杂质量、降低有机化合物污染以及减少微粒数量。随着深次微米工艺技术的快速发展，对微粒数量与金属杂质量的要求相对地更加严苛，尤其是对金属杂质量的要求。
目前晶片表面的清洗方法中最常见的是以RCA洗净技术进行。RCA清洗技术是使用弱酸或弱碱水溶液作为清洗液，将晶片浸泡于此具有酸碱值的清洗液中，并通过适当的应力，将晶片表面的污染物移除。然而，在半导体后段金属工艺的清洗过程中，晶片表面暴露出的金属内连线表面的金属原子会与清洗液中的酸根离子或碱根离子产生化学或电化学反应而形成金属离子，也就是使晶片表面金属产生腐蚀的现象，导致产品合格率的降低及生产成本的增加。
本发明提出一种半导体后段工艺的清洗方法，利用阴极保护法来防止晶片表面金属层的腐蚀，并通过一牺牲阳极提供晶片表面金属层所需的电荷，以使晶片表面的金属原子不会受到酸根离子或碱根离子(例如是H+与OH-)的攻击，而有效地提升产品的合格率及降低生产的成本。
本发明提出一种防止金属腐蚀的半导体工艺的清洗方法，提供待清洗的晶片，且晶片上已形成有金属层，再将晶片置入一化学清洗装置中，以化学清洗液清洗晶片表面，同时以阴极保护法保护金属层。接着，洗净晶片上的化学清洗液，再干燥晶片。
本发明在利用化学清洗液清洗晶片的过程中，可以通过外加的电流提供防止晶片表面金属层氧化所需的电荷，以避免晶片表面的金属层受到腐蚀，进而提高产品合格率并降低生产成本。
为使本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明：
图面说明：
图1是本发明较佳实施例的防止金属腐蚀的半导体工艺的清洗方法的流程图。
图2是本发明较佳实施例中可防止金属腐蚀的化学清洗装置的示意图。附图标记说明：
100：化学清洗槽
102：隔离槽
104：化学清洗液
106：电解质溶液
108：晶片
110：牺牲阳极
112：盐桥
114：电源供应器
S100～S110：步骤
实施例：
图1所示，是本发明较佳实施例的防止金属腐蚀的半导体工艺的清洗方法的流程图。请参照图1，晶片的洗净步骤如下：
首先进行步骤S100，在半导体后段金属工艺之后，例如是完成铝金属工艺(或铜金属工艺)之后，将表面附着有污染物的晶片置于第一化学清洗槽中，以第一化学清洗液清洗晶片表面，以去除附着于晶片表面的大部分有机污染物、微粒及金属杂质，其中以阴极保护法保护晶片上的金属层。此第一化学清洗液例如是SC1溶液(NH4OH/H2O2/H2O＝1∶1∶5，Ammonium hydroxide/hydrogen peroxidemixture，简称APM)，其利用NH4OH的水解作用，及H2O2的强氧化力，去除晶片表面的有机污染物，并利用NH4OH可与部分污染金属离子，反应形成错合物的特性，以清除部分的金属污染物。
上述的SC1清洗液经管线传输至SC1化学清洗槽内，以清洗晶片。清洗方式则包括使SC1清洗液喷洒至晶片表面进行冲刷洗净，或者是使晶片浸于SC1清洗液中，并配合超声波振荡器对晶片进行清洗；而清洗温度为75℃至85℃左右，且清洗时间为5分钟左右。
接着，请参照图1，进行快速清洗步骤S102，将通过步骤S100清洗后的晶片置入第一溢流槽中，再利用快速冲洗的方式，将晶片表面残留的第一化学清洗液冲离晶片表面，以达到洗净晶片的效果，其中所用的清洗液可以是去离子水。
接着，进行第二化学清洗步骤S104，将通过步骤S102清洗后的晶片置入第二化学清洗槽中，以第二化学清洗液去除附着于其表面且无法被前述第一化学清洗液除去的微量金属污染物及氢氧化物，其中以阴极保护法保护金属层。此第二化学清洗液例如是SC2溶液(HCl/H2O2/H2O＝1∶1∶6，hydrochloric acid/hydrogen peroxidemixture，简称HPM)，其具有较低的pH值范围，再加上溶解在溶液中的氧气，可使金属污染物以离子的型态溶解而清除去。另外第二化学清洗槽的结构例如是与第一化学清洗槽的结构相似。
另外SC2清洗液经管线传输至SC2化学清洗槽内，用以对晶片进行清洗。清洗方式则包括使SC2清洗液喷洒至晶片表面进行冲刷洗净，或者是使晶片浸于SC2清洗液中进行清洗；而清洗温度为75℃至85℃左右，且清洗时间为5分钟左右。
接着，请参照图1所示，进行快速清洗步骤S106，将通过步骤S104清洗后的晶片置入第二溢流槽中，再利用快速冲洗的方式，将晶片表面残留的化学清洗液冲离晶片表面，以达到洗净晶片的效果，其中所用的清洗液例如是去离子水。
接着，进行洗涤步骤S108，将晶片置入最后水洗(Final Rinse，FR)槽，并配合超声波振荡器对晶片进行清洗，以使晶片进一步清洗干净。
接着，进行干燥步骤S110，使晶片置入于干燥槽中进行干燥，此干燥槽例如是一异丙醇(IPA)干燥槽，其是通过异丙醇蒸气将晶片的水份带走，而达到干燥的目的。
另一方面，请参照图2，是本发明较佳实施例中，可防止金属腐蚀的化学清洗装置的示意图。此化学清洗装置包含装有化学清洗液104的化学清洗槽100，以及隔离槽102，而化学清洗槽100与隔离槽102之间，设有一盐桥112连接，其中在隔离槽102中装有电解质溶液106，且在盐桥112中也装有电解质溶液，以作为电性传导之用。
另外，此化学清洗装置是利用电源供应装置114提供阴极保护的电源，此电源供应装置114的负极，与晶片108电性连接，且正极与位于隔离槽102中的牺牲阳极110电性连接，其中牺牲阳极110的材质例如是铁、铜、铝与石墨等等。
在此化学清洗装置中，为提供足够电位与电荷给晶片108以达到足够的阴极保护效果，电源供应装置114供应的电压与电流量需视实际的需要进行调整，其作法举例说明如下。
当晶片表面金属层为铝，且牺牲阳极为铁的情形时，由两者本身的氧化电位进行比较，可以发现铝的氧化电位高于铁的氧化电位，因此，此时电源供应装置114必须施加一定的电压来克服铝与铁的氧化电位的差异，以使牺牲阳极发生氧化反应，并提供电荷给铝金属以防止其产生氧化反应，而达到保护晶片表面的铝金属的目的。
再者，本实施例将牺牲阳极110置于隔离槽102中，再通过盐桥112与晶片108进行电性导通，此作法是为了避免在氧化牺牲阳极110的同时，所产生的金属离子再度造成晶片108表面的污染。
本发明的半导体晶片的清洗方法具有以下所述的优点。在利用化学清洗液清洗晶片的过程中，可以通过外加的电流提供，防止晶片表面金属层氧化所需的电荷，以避免晶片表面的金属层受到腐蚀，进而提高产品合格率并降低生产成本。
虽然本发明已以一较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉该技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，但本发明的保护范围应当以权利要求限定的为准。
Claims (11)
1.一种防止金属腐蚀的半导体工艺的清洗方法，包括：
提供待清洗的一晶片，该晶片上已形成有一金属层；
将该晶片置入一第一化学清洗装置中，以一第一化学清洗液清洗该晶片，并以阴极保护法保护该金属层；
洗净该晶片上的该第一化学清洗液；
干燥该晶片。
2.根据权利要求1所述的防止金属腐蚀的半导体工艺的清洗方法，其特征在于：提供阴极保护的该第一化学清洗装置包括：
一化学清洗槽，内置该第一化学清洗液，而该晶片置于该第一化学清洗液中；
一隔离槽，内置一电解质溶液，且该隔离槽与该化学清洗槽之间以一盐桥相连；
一牺牲阳极，置于该电解质溶液中；
一电源供应装置，与该牺牲阳极与该晶片与电性连接，且该电源供应装置所提供的电压足以使该牺牲阳极上产生氧化反应，并提供电子给该晶片以产生阴极保护效果。
3.根据权利要求1所述的防止金属腐蚀的半导体工艺的清洗法，其中该第一化学清洗液包括组成为NH4OH/H2O2/H2O＝1∶1∶5的SC1清洗液。
4.根据权利要求1所述的防止金属腐蚀的半导体工艺的清洗方法，其特征在于：在该干燥该晶片的步骤之前还包括：
将该晶片置入一第二化学清洗装置中，使用一第二化学清洗液清洗该晶片以洗去该第一化学清洗液所无法去除的至少一污染物，其中并以阴极保护法保护该金属层；
洗净该晶片上的该第二化学清洗液。
5.根据权利要求4所述的防止金属腐蚀的半导体工艺的清洗方法，其特征在于：提供阴极保护的该第二化学清洗装置包括：
一化学清洗槽，内置该第二化学清洗液，而该晶片是置于该第二化学清洗液中；
一隔离槽，内置一电解质溶液，且该隔离槽与该化学清洗槽之间以一盐桥相连；
一牺牲阳极，置于该电解质溶液中；
一电源供应装置，与该牺牲阳极与该晶片电性连接，且该电源供应装置所提供的电压足以使该牺牲阳极上产生氧化反应，并提供电子给该晶片以产生阴极保护效果。
6.根据权利要求5所述的防止金属腐蚀的半导体工艺的清洗方法，其特征在于：该第二化学清洗液包括组成为HCl/H2O2/H2O＝1∶1∶6的SC2清洗液。
7.一种防止金属腐蚀的半导体工艺的清洗方法，其特征在于：包括：
提供待清洗的一晶片，该晶片上已形成有一金属层；
将该晶片置入一第一化学清洗装置中，以一第一化学清洗液清洗该晶片，其中并以阴极保护法保护该金属层；
洗净该晶片上的该第一化学清洗液；
将该晶片置入一第二化学清洗装置中，使用一第二化学清洗液清洗该晶片以除去该第一化学清洗液所无法除去的至少一污染物，其中并以阴极保护法保护该金属层；
洗净该晶片上的该第二化学清洗液；
干燥该晶片。
8.根据权利要求7所述的防止金属腐蚀的半导体工艺的清洗方法，其特征在于：提供阴极保护的该第一化学清洗装置包括：
一化学清洗槽，内置该第一化学清洗液，而该晶片是置于该第一化学清洗液中；
一隔离槽，内置一电解质溶液，且该隔离槽与该化学清洗槽之间以一盐桥相连；
一牺牲阳极，置于该电解质溶液中；
一电源供应装置，与该牺牲阳极与该晶片电性连接，且该电源供应装置所提供的电压足以使该牺牲阳极上产生氧化反应，并提供电子给该晶片以产生阴极保护效果。
9.根据权利要求7所述的防止金属腐蚀的半导体工艺的清洗方法，其特征在于：该第一化学清洗液包括组成为NH4OH/H2O2/H2O＝1∶1∶5的SC1清洗液。
10.根据权利要求7所述的防止金属腐蚀的半导体工艺的清洗方法，其特征在于：提供阴极保护的该第二化学清洗装置包括：
一化学清洗槽，内置该第二化学清洗液，而该晶片是置于该第二化学清洗液中；
一隔离槽，内置一电解质溶液，且该隔离槽与该化学清洗槽之间以一盐桥相连；
一牺牲阳极，置于该电解质溶液中；
一电源供应装置，与该牺牲阳极与该晶片电性连接，且该电源供应装置所提供的电压足以使该牺牲阳极上产生氧化反应，并提供电子给该晶片以产生阴极保护效果。
11.根据权利要求7所述的防止金属腐蚀的半导体工艺的清洗方法，其特征在于：该第二化学清洗液包括组成为HCl/H2O2/H2O＝1∶1∶6的SC2清洗液。
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| WO2008046304A1 (fr) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Anji Microelectronics (Shanghai) Co., Ltd. | Procédé de nettoyage post-gravure/calcination d'une tranche de semi-conducteur |
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