TW304901B - - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消费合作社印製 304901 A7 _B7 _ 五、發明説明（1 ) 本發明係有關洗淨半導體装置之一種洗淨液，更詳细 地，係有闞洗淨半導體装置之金臈層之一種洗淨液及使用 該洗淨液之洗淨方法。 生產半導體裝置時，當半導體裝置麥得高度整合時， 很重要地在電路配線時去除缺陷。因此，洗淨方法重複地 在装置上進行•在其生產過程可達數十次。該洗淨方法去 除灰塵、微粒、有櫬物質、無機物質及各種重金靨雄子。 即，該洗淨方法之進行目的係除去半専體装置電路板之不 利的外來物質，及在該洗淨方法中廣泛地包括一種蝕刻方 法。 在洗淨其上具有金屬層的半導體受質時，洗淨溶液包 括一種胺如氨基乙基暱啶•異丙基胺，羥乙基嗎啉，氨基 酵，二乙烯三胺，及一棰溶劑如N-甲基-2-吡咯烷萌（NMP) ，二甲基亞風（DMSO)，二甲基乙豳胺（DMAC)，AMF，磺酸 鹽，BLO，或其混合物，係用於去除於形成在金屬圃上的 光電接觸孔及金屬層間的金屬間介電膜所產生的聚合物。 然而，在這種情況下，實質的金屬層是化學侵蝕的， 其使得無法維持如所設計的電阻及導電性。為了將對金属 層之侵蝕滅至最小及輕易地去除在乾燥蝕刻法中所產生的 聚合物，在洗淨方法中使用另一種洗淨液，即含有DMAC及 二乙酵胺之NP-935。然而，這種溶液去除微粒的能力差。 因此，在上述洗淨方法後，需要進行進一步洗淨的方法， 其採用專門用來去除微粒的洗淨液，稱作SC-1 ，包括氨 (NH«OH)，過氧化氫（H2〇2)及去維子水（DI-H20)。 本紙張尺皮逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） I----^-----f 裝-----「訂"：------f i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) 為了解決上述問題，因此本發明之目標之一為提供以 不會腐蝕金靥層一種軍一洗淨方法而能去除聚合物及微粒 之一種洗淨液。 本發明的另一涸目檷為提供使用該洗淨液之用於半導 賵装置之一種洗淨方法。 為了達成第一個目標，提供用於洗淨半導體裝置之金 麗層之一種洗淨液，該溶液包括含水的氨（NIUOH) ·甲酵 (CH3OH)，氫氟酸（HF)及去離子水（H20)。 該洗淨液之NH4OH，CH3OH及H20之混合比例為1比1〜 50比0.1〜50體積。HF對NiUOH，CHaOH及HaD之混合溶液為 1〜10,000ppm比 1。 為了達成本發明之第二個目標，提供了洗淨半導體受 質上的金羼層之一種方法，該方法包括洗淨其上形成有金 靥層之半導體受質之步驟，使用由含水的氨（NH4〇H)，甲 酵（CH30H)，氫氟酸（HF)及去離子水（H20)姐成之洗淨液。 該洗淨液的溫度為2 0〜lOOtJ，而較佳為45¾。洗淨 步驟之洗淨時間為8小時或更少；而較佳為10分鐘或更少 。同時*該金屬層係由2層鈦或一氮化钛，及鋁合金所組 成。 本發明之上述目標及優點將藉由詳细描述較佳實施例 及參考附画而更清楚，其中： 第1圖顯示依本發明之一種洗淨液組成之金屬層侵蝕 第2圖說明了依據傳統技藝及本發明之洗淨液之微粒 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ----------裝-----^I訂；-----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) S〇49〇x A7 B7__ 五、發明説明（3 ) 去除能力之比較圖； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第3及第4圖為掃瞄電子顯微鏡（SEM)圃Μ比較依據 傳統技藝及本發明之洗淨液之去除聚合物能力； 第5圓顯示依據本發明之洗淨液之氫離了濃度； 第6_顯示依據本發明之洗淨液之氫離子濃度隨時間 之改變；及 第7圖顯示依據本發明之洗淨液隱時間之凹漥侵蝕密 度。 如本發明之洗淨液由含水的氨（NIUOH)，甲酵（CH30H) ，氫氨酸（HF)及去離子水（H20)所組成。 該含水的氨具有1〜50¾之純度，甲酵具有90〜1003；純 度及氫氟酸具有1〜60X純度。同時，該洗淨液之體積混合 比例，ΝΗ*ΟΗ : CH30H : H20為 1 : 1〜50 : 0. 1〜50 〇 HF的髖 積對應於NH*OH，CH30H及水之混合溶液為1〜l〇,〇〇〇PPm。 然後，當使用如本發明之洗淨液洗淨其上形成有金屬 層之半導體受質時，侵蝕及去除聚合物及微粒之能之能力 將於此述之。 第1圖顯示依如本發明之洗淨液之組成之金羼靥侵蝕 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Ο 詳迪地，顯示當使用由N1UOH，CH3OH及水K體積比例 1: 10: 1所形成之混合溶液及添加500〜30，OOOppm的HF 而製成之洗淨液來洗淨其上形成有金屬層之半導體 受質時，依所添加HF的董之侵蝕。在此，X軸代表HF 之添加量而Y軸代表金鼷屬之侵蝕。金鼷層之侵蝕增加直 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 至HF達到600〜700ppm，但之後逐漸降低。若HF之添加量 超過2,0 0 0ρριιι ·金屬層之侵蝕幾乎麥為零。該反應可Μ下 列闞係解釋。 ΝΗ4〇Η -♦ NH4+ + OH" …① HF -» H+ + F' …② F (aq.) + H20 ** NH4+ + OH' + HF (under NH3 atmosphere) · ·.③ In①and②， -=» NH4+ + F' + H+ + OH' =» nh4f + h2o 在關係式@中*氟離子（F_)和水（H80)反應而產生氫 氧根雄子（OH·)，但該反應方向會依NH3氣下之氫氟酸（HF) 的量而改麥。更詳ffl地，在NH3氣體下，若HF的量很少 (60 0〜7 0 Qppn或更少），反應正向進行而產生氫氧根離子 。然而，若〇增加（至60 0〜7 0卟9111或更多），反應逆向進 行而減少氫氧根離子（一種OH-消失反應）。因此，當HF的 量增加，氫氧根離子的存在減少，因而減少金屬層之侵鈾 Ο 第2圖顯示如傳铳習知技藝及本發明之洗淨液之微粒 去除能力之比較圖。 詳细地，本發明洗淨液之微粒去除能力和傳铳洗淨液 NP-935及SC-1比較。傳统洗淨液NP-93 5之微粒去除能力僅 為1Q3：，而本發明之洗淨液為8QX。同時，和在傳統洗淨液 中具有最好的去除能力之SC-Ι比較，本發明洗淨液之微粒 去除能力和SC-1相似。 第3及第4画為比較習知技藝及本發明之洗淨液之聚 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I-_-----f 裝-----—訂叫·----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 合物去除能力之描瞄電子顯微鏡（SEM)圖。 詳细地，聚合物係在以乾燥蝕刻法蝕刻金屬層時所產 生。若聚合物在除去光霣後仍未去除的話，會對後蹟之金 雇層之澱積作用有不利之影響，即增加接觸阻力。因此， 必霈去除聚合物。若在其上具有金屬層之受質K本發明之 洗淨液洗淨*本發明之洗淨液之聚合物去除能力不低於傳 統洗¥液fJP-2 95 (第3BB)之能力，但顯示較高的能力，如 第4画所示。NP-935洗淨液一般在70¾的溫度進行超過30 分鐘，及該洗淨液需用異丙基酵及去雄子水沖洗約3分鐘 ，即使用NP-935需要一段長的操作時間。 相反地，如本發明之洗淨方法僅需1至10分鐘之沖洗 操作及在2QC〜lQQt：溫度，較佳45C，之旋轉乾燥操作 *該洗淨操作時間可縮短10分鐘Μ上。 接著，將敘述和隨時間之去除微粒及凹漥侵蝕密度有 關之洗淨液之氫維子濃度。 第5圖顯示如本發明之洗淨液之氫離子灌度。 詳细地，當NIUOH對CH30H對HaO之體積比例為1: 10: 1時，在第5圃顯示依HF添加霣而定之氫離子濃度（PH)。 在添加HF前，pH值為11。然而，當添加HF時，pH逐漸降低 ，直至當HF約添加lQ,00Qppm時pH約9。已知最逋合去除微 粒的PH值為9〜10。因此，本發明洗淨液的pH值逋合此目 的。 第6圖顯示如本發明之洗淨液的氫雄子随時間之變化 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------f Ά------ΐτ------ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 S04901 A? _B7_ 五、發明説明ί： 6 ) 詳细地，自如本發明之洗淨液生產開始，隨時間测試 PH值之變化。參照第6圖，即使該洗淨液生產8小時候， PH值亦無重大改變。更詳细地，在8小時後，起初9.6之 pH值改變為9 . 2。即，該洗淨液在8小時内完全進行其功 效。然而，在8小時後，該溶液的組成物顯著的蒸發。因 此，較佳另外添加組成該洗淨液之各個組成物。 第7圈顯示如本發明之洗淨液之隨時間的凹漥侵蝕。 詳细地，將具有金羼層的試樣浸於本發明的洗淨液， 及観察其凹灌密度8小時。凹漥侵独為一種侵蝕現象，其 中在金屬的微粒範圍當地取走特定部分。在8小時中凹漥 密度很少改變，其為該洗淨液之可取得的有效時間。用於 本發明之試樣為澱積金屬層及流動金屬層。該二種金屬靥 的特激並無差別，但微粒範圍之大小方面，流動金靨層約 為澱積金靥層之1Q倍大。 本發明的洗淨溶液具有相當於傳統的NP-93 5之聚合物 去除能力及相當於傳統SC-1之微粒去除能力。因此 ，該二操作，一直分別進行，可簡化成一個單一洗淨操作 。本發明之洗淨液可藉由單纯混合各別組成物而製成。同 時，本發明之洗淨液能在短時間内去除聚合物及微粒，而 不致蝕刻或破壞已洗淨之金屬表層。因此，因簡化了半導 «装置之洗淨方法，而降低了操作成本及增加了產逢及可 靠性。 雖本發明已詳细敘述，本敘述並不意諝以限制之觀點 來閫釋。在參考本敘述時，說明實施例及發明的其他實施 例的各種修正，將是習知技蕤者所清楚的。 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -----^-----'裝-----Ί訂·;------^ ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 1. 用於洗淨半導趙装置之金羼層的一種洗淨溶液，其中 該溶液由含水的氨（NIUOH)，甲酵（CH3〇H)，氫氟酸（H F)及去離子水（H20)所組成，NH40H對CHaOH對H2〇之髏 積比例為1比1〜50比0.1〜50，而對應於NH4〇H，CH3〇 Η及H20之混合溶液之HF的體積為1〜10,0 0 0ppm。 2. 洗淨半導體裝置上的金羼層的一種方法，該方法包括 使用由含水的氨（NIU0H)甲酵（CHaOH)，氫氟酸（HF)及 去離子水（ihO)組成之一種洗淨液洗淨其上形成有該 金靥層之該半導粗受質的步驟。 3. 如申請專利範圍第2項之半導體装置的一種洗淨方法 ，其中該洗淨液的溫度為2 0〜100C。 4·如申請專利範圍第2項之半導體裝置之一種洗淨方法 ，其中該洗淨步驟之洗淨時間為1〜10分鐘。 5. 如申請專利範園第2項之半導髏装置之一種洗淨方法 *其中該金屬層由雙層之鈦及鋁合金製成。 6. 如申誚專利範圍第2項之半専體装置之一種洗淨方法 ，其中該金属層由雙層之一氮化呔及鋁合金製成。 ------_-----f 裝-----Ί 訂 1------^ ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製

   本紙張家縣（CNS ) A4^ ( 21GX297公釐）