CN1881538A - 用以改善硅片表面金属离子污染的清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用以改善硅片表面金属离子污染的清洗方法，它通过在去离子水注入管路上安装一离子交换过滤器，以将去离子水内的金属离子数降低至小于0.1ppb，以避免去离子水中的金属离子在硅片清洗过程在硅片表面残留并在其后的热氧化工艺中扩散，而影响氧化膜质量。

Description

用以改善硅片表面金属离子污染的清洗方法

技术领域

本发明涉及一种降低硅片污染的方法，特别涉及一种用以改善硅片表面金属离子污染的清洗方法。

背景技术

随着半导体技术的进步，硅片单位面积上的组件数按照摩尔法则(Moore’s law)所预测的结果随之日增，但是随着集成电路的积成度越来越高，组件的尺寸愈来愈小，因此制作过程中任何工艺上的失误，将对成品率产生严重的影响。

就生长高质量的氧化膜而言，必须对金属污染进行良好的控制。举例来说，现今技术在生长栅极氧化层前，需先对硅片进行清洗，而该清洗方式是采用氢氟酸(HF)/去离子水(DI)冲洗后，搭配使用去离子水作为混合剂的RCA洗涤法，以去除附着于硅片表面上的有机污染物、氧化皮膜，以及杂质粒子，来避免硅片表面污染物在后续氧化生成栅极氧化层时形成缺陷，造成晶体管的寿命(lifetime)减少。

但是，可以发现在上述的清洗方式里，所谓的去离子水一般采用金属离子含量大于或近似于1.0ppb的去离子水，然而，通过实验或者经验可发现以此种去离子水与欲通过增加去离子水流动速度，而获得较佳的移除杂质效果理念下，将产生金属离子吸附于硅片氧化膜上的问题，其原因是由于金属离子带正电荷，而硅片氧化膜表面呈现负电性，两者本身存在着较强的吸引作用，而较高流速的去离子水冲洗硅片表面时，硅片与水流的边界层厚度就会变得较薄，因此，金属离子就更容易扩散到硅片表面，当硅片表面氧化膜捕获过量的金属离子后，就会导致后续氧化生成的栅极氧化膜的质量不符合要求，容易造成后续形成的组件产生漏电、成品率降低与可靠度变差。

因此，本发明提出一种用以改善硅片表面金属离子污染的清洗方法，来解决上述的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用以改善硅片表面金属离子污染的清洗方法，其能够形成质量较为优良的栅极氧化膜。

本发明的另一目的，在于提供一种用以改善硅片表面金属离子污染的清洗方法，其能够避免栅极氧化膜缺陷所产生的漏电流现象，并提高工艺成品率与组件可靠度。

为达上述之目的，本发明提供一种用以改善硅片表面金属离子污染的清洗方法，在供应去离子水至硅片清洗槽管路上安装有一离子交换过滤器，以大幅度降低去离子水所含金属离子浓度。

以下结合附图及实施例进一步说明本发明的目的、技术内容、特点及其有益效果。

附图说明

图1为本发明的实施例示意图。

图2为通常去离子水清洗后的硅片表面氧化膜的MCLT图。

图3为利用本发明去离子水清洗后的硅片表面氧化膜的MCLT图。

标号说明：

10硅片清洗槽

12输送管路

14离子交换过滤器

16硅片

18金属离子

20泵

具体实施方式

本发明提供一种用以改善硅片表面金属离子污染的清洗方法，它能够避免去离子水内所含的金属离子对栅极氧化膜质量的影响，并进而避免因栅极氧化膜缺陷所造成的各种组件问题。

从背景技术所述可得知去离子水内所含的金属离子成份会吸附于硅片表面，进而造成后续氧化形成栅极氧化膜时，该栅极氧化膜品质较差。因此，请参阅图1，它是本发明的实施例示意图，本发明是在一去离子水经泵20注入的硅片清洗槽10前的输送管路12上安装有一离子交换过滤器14，以将去离子水的金属离子18数目由大于/近似1.0ppb降至小于0.1ppb，以形成超高洁净度的去离子水。

随后，利用该经过离子交换过滤器14的超高洁净度去离子水对硅片16进行清洗工艺，首先将欲形成栅极氧化膜的硅片16置入硅片清洗槽10，随后先以氢氟酸(HF)/与经过离子交换器的超高洁净度去离子水(DI)冲洗硅片16表面，随后再使用该经过离子交换器的超高洁净度去离子水作为混合剂进行RCA洗涤法，其一般步骤如下，首先以氨气∶过氧化氢∶超高洁净度去离子水以容积比1∶1～2∶5～7所形成的洗涤液在75～85℃进行10～20分钟浸渍处理，以去除有机性污渍，以及附着于硅片16上的粒子，随后，再以已混合有高洁净度去离子水的氟酸稀释液在室温下，进行数十秒的浸渍处理，以去除硅片16表面的自然硅氧化皮膜，最后以盐酸∶过氧化氢∶高洁净度去离子水以容积比1∶1～2∶5～7的洗涤液于78～85℃，进行10～20分钟浸渍处理，以去除硅片16表面的金属杂质。当完成RCA洗涤法后，在用高洁净度去离子水对硅片16表面作最后的清洗，以完成整个清洗流程，然后，将该硅片16移至一氧化炉管，以形成栅极氧化膜。

当然，清洗后也可以对硅片16进行烘干，但因此一部份并非本发明的技术特征，在此不再赘述。

以下，分别对利用现今无安装过滤器的去离子水与利用高洁净度离子水所清洗后的硅片进行MCLT(minority carrier lifetime)map观察，MCLT map为一种用以观察氧化物成品率的指示图，其结果请参阅图2与图3，图2为以一般去离子水清洗后的硅片MCLT map，而图3为以高洁净度去离子水清洗后的硅片MCLT map。

由图2与图3，可显著的发现以本发明安装有离子交换过滤器所获得的高洁净去离子水所清洗的硅片表面比通常利用去离子水清洗过的硅片表面能够大幅度减少金属离子残留率，因此能够大幅度提升后续形成的栅极氧化膜质量与成品率，进而提升可靠度。

综上所述，本发明提供的一种用以改善硅片表面金属离子污染的清洗方法，它通过在去离子水注入管路上安装一离子交换过滤器，以有效的降低去离子水内的金属离子含量，而达到避免使用去离子水清洗硅片表面所造成金属离子扩散进入硅片表面氧化膜的现象产生。

以上所述的实施例仅为了说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本专利的范围并不仅局限于上述具体实施例，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1、一种用以改善硅片表面金属离子污染的清洗方法，它在去离子水注入的硅片清洗槽的管路上安装有至少一离子交换过滤器，随后以该去离子水对一硅片进行清洗，降低该去离子水内的金属离子在该硅片表面产生扩散。

2、根据权利要求1所述的用以改善硅片表面金属离子污染的清洗方法，其特征在于：所述金属离子含量小于0.1ppb。

3、根据权利要求1所述的用以改善硅片表面金属离子污染的清洗方法，其特征在于：所述清洗过程包括有氢氟酸/去离子水冲洗与RCA清洗。

4、一种用以改善硅片表面金属离子污染的清洗方法，其包含下列步骤：

将待清洗的一个以上硅片置于一硅片清洗槽；

以一经稀释后的氢氟酸液对该硅片进行清洗；

以一金属离子浓度小于0.1ppb的去离子水，对硅片进行冲洗；以及

对该硅片进行一RCA清洗工艺。

5、根据权利要求4所述的用以改善硅片表面金属离子污染的清洗方法，其特征在于：所述去离子水是利用在该去离子水输送管路上安装至少一离子交换过滤器所制得。

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