專利名稱：濕法去除硅片背面鈷沾污的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路的工藝方法，具體涉及一種濕法去除硅片背面鈷(Co)沾污的方法。
背景技術(shù)：
在集成電路生產(chǎn)制造工藝中，通常采用自對準金屬硅化物(Salicide)來降低多晶硅柵極方塊電阻以及源漏區(qū)的接觸電阻，從而減少電力損耗和RC時間延遲。在0.25微米以上的工藝中，通常用硅化鈦(TiSi2)來作為自對準金屬硅化物(Salicide)，其電阻率約為10-16uΩ·cm。但是在0.25um及以下0.18um，0.15um和0.13um的工藝流程中，柵極的圖形尺寸會變得比TiSi2的晶粒尺寸還要小，TiSi2(C-54結(jié)構(gòu))在線寬較小的區(qū)域難以形成。因此硅化鈦工藝必須由另一種金屬硅化物-硅化鈷來取代。
硅化鈷(CoSi2)形成過程一層金屬鈷(Co)薄膜由濺射工藝(Sputtering Process)在硅片的表面，在源/漏區(qū)及多晶硅柵極頂部的硅都與鈷(Co)接觸，而其它地方的硅與鈷(Co)都被氧化硅膜隔離。然后進行第一次快速熱處理(RTP1)，源/漏區(qū)及多晶硅柵極頂部的硅在高溫下都與鈷(Co)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成硅化鈷-CoSi，CoSi的電阻率大約60uΩ·cm。其它區(qū)域的Co由于氧化硅膜的阻擋而不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這部分未反應(yīng)的鈷(Co)在濕法刻蝕工藝中用鹽酸(HCl)和雙氧水(H2O2)混合藥液或者硫酸(H2SO4)和雙氧水(H2O2)來去除。然后再進行第二次快速熱處理(RTP2)，形成CoSi2，其電阻率大約10-16uΩ·cm。
由于金屬鈷(Co)的活性較高，如果金屬鈷(Co)離子進入氧化硅薄膜，會造成氧化膜擊穿電壓降低，在金屬鈷(Co)的濺射過程以及剩余鈷(Co)濕法刻蝕工藝中，硅片背面都不可避免地沾上鈷(Co)雜質(zhì)，如果硅片背面的鈷(Co)沾污一直保持到后續(xù)工藝過程中，就會造成設(shè)備及其它硅片的交叉鈷(Co)重金屬污染。尤其是要求最高的柵氧化層(Gate Oxide)，輕微的重金屬雜質(zhì)都會造成氧化膜質(zhì)量下降，閾值電壓飄移，甚至導(dǎo)致氧化膜擊穿，從而使整個器件失效。為了防止鈷污染，在硅化物形成后進入其它設(shè)備進行處理前，必須先將背面鈷除凈。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種濕法去除硅片背面鈷沾污的方法，該方法能夠快速、有效地去除硅片背面的鈷沾污，避免造成工藝生產(chǎn)線的金屬鈷污染，且該方法對硅片正面無影響。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種濕法去除硅片背面鈷沾污的方法，其在背面旋轉(zhuǎn)刻蝕裝置上使用混酸來進行硅片背面鈷沾污洗凈，包括如下步驟第一步，混酸藥液處理5-10秒，藥液溫度為25-35℃；第二步，用去離子水進行水洗；第三步，N2干燥。
所述的混酸是HNO3、H2SO4、H3PO4和HF。
第一步的旋轉(zhuǎn)速度為1400-1600轉(zhuǎn)/分鐘，藥液流量為1-2升/分鐘。
第二步的水洗時間為30-60秒，旋轉(zhuǎn)速度為400-600轉(zhuǎn)/分鐘，去離子水流量為2升/分鐘。
第三步的干燥時間為10-20秒，旋轉(zhuǎn)速度為1900-2100轉(zhuǎn)/分鐘，N2流量為250-300升/分鐘。
本發(fā)明在背面旋轉(zhuǎn)刻蝕設(shè)備上使用混酸(組分HNO3，H2SO4，H3PO4，HF)來進行背面鈷(Co)洗凈。它利用混酸與金屬鈷，硅及氮化硅反應(yīng)來實現(xiàn)背面鈷洗凈的目的。該混酸對鈷的刻蝕速率為2000-3000/min，對硅的刻蝕速率為6-10um/min，對氮化硅的刻蝕速率為20-30/min。其中，1＝10-10米。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果由本發(fā)明提供的濕發(fā)去除硅片背面鈷沾污的方法，對背面金屬鈷沾污(背面狀態(tài)為POLY SILICON(多晶硅)或者SILICON NITRIDE(氮化硅))的硅片，能夠?qū)?000×1010atoms/cm2水平的鈷沾污降低至0.02×1010atoms/cm2水平以下，達到半導(dǎo)體制造的要求。該方法對背面被金屬鈷沾污的硅片具有良好的洗凈效率，可以廣泛地應(yīng)用于集成電路制造領(lǐng)域。此外，該方法所使用的裝置以及藥液都是半導(dǎo)體制造業(yè)常用的設(shè)備和化學(xué)藥品，不需要特殊的設(shè)備或化學(xué)藥品，適用于大規(guī)模生產(chǎn)的需要。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
實施例11.使用設(shè)備SEZ公司生產(chǎn)的背面旋轉(zhuǎn)刻蝕裝置，型號FM2032.化學(xué)藥液混酸(N-D，組分40wt％HNO3，10wt％H2SO4，20wt％H3PO4，5wt％HF)3.處理硅片背面膜質(zhì)Poly Silicon(多晶硅)和Silicon Nitride(氮化硅)
沾污水平大于3000×1010atoms/cm24.測定方法TXRF(全反射熒光分析儀)5.處理步驟第一步藥液處理混酸(N-D)藥液處理5秒，藥液溫度30℃，旋轉(zhuǎn)速度1500轉(zhuǎn)/分鐘，藥液流量1.5升/分鐘；第二步水洗去離子水(DIW)處理45秒，旋轉(zhuǎn)速度500轉(zhuǎn)/分鐘，DIW流量2升/分鐘；第三步干燥N2干燥15秒，旋轉(zhuǎn)速度2000轉(zhuǎn)/分鐘，N2流量300升/分鐘。
6.結(jié)果處理后，兩種背面狀態(tài)(多晶硅和氮化硅)的硅片背面金屬沾污水平降低至0.02×1010atoms/cm2以下。
實施例2使用設(shè)備、化學(xué)藥液、處理硅片、測定方法和結(jié)果同實施例1。
處理步驟如下第一步藥液處理混酸(N-D)藥液處理10秒，藥液溫度25℃，旋轉(zhuǎn)速度1400轉(zhuǎn)/分鐘，藥液流量1升/分鐘；第二步水洗去離子水(DIW)處理30秒，旋轉(zhuǎn)速度400轉(zhuǎn)/分鐘，DIW流量2升/分鐘；第三步干燥N2干燥10秒，旋轉(zhuǎn)速度1900轉(zhuǎn)/分鐘，N2流量250升/分鐘。
實施例3使用設(shè)備、化學(xué)藥液、處理硅片、測定方法和結(jié)果同實施例1。
處理步驟如下第一步藥液處理混酸(N-D)藥液處理7秒，藥液溫度35℃，旋轉(zhuǎn)速度1600轉(zhuǎn)/分鐘，藥液流量2升/分鐘；第二步水洗去離子水(DIW)處理60秒，旋轉(zhuǎn)速度600轉(zhuǎn)/分鐘，DIW流量2升/分鐘；第三步干燥N2干燥20秒，旋轉(zhuǎn)速度2100轉(zhuǎn)/分鐘，N2流量270升/分鐘。
權(quán)利要求
1.一種濕法去除硅片背面鈷沾污的方法，其特征在于，在背面旋轉(zhuǎn)刻蝕裝置上使用混酸來進行硅片背面鈷沾污洗凈，包括如下步驟第一步，混酸藥液處理5-10秒，藥液溫度為25-35℃；第二步，用去離子水進行水洗；第三步，N2干燥。
2.如權(quán)利要求1所述的濕法去除硅片背面鈷沾污的方法，其特征在于所述的混酸是HNO3、H2SO4、H3PO4和HF。
3.如權(quán)利要求1所述的濕法去除硅片背面鈷沾污的方法，其特征在于第一步的旋轉(zhuǎn)速度為1400-1600轉(zhuǎn)/分鐘，藥液流量為1-2升/分鐘。
4.如權(quán)利要求1所述的濕法去除硅片背面鈷沾污的方法，其特征在于第二步的水洗時間為30-60秒，旋轉(zhuǎn)速度為400-600轉(zhuǎn)/分鐘，去離子水流量為2升/分鐘。
5.如權(quán)利要求1所述的濕法去除硅片背面鈷沾污的方法，其特征在于第三步的干燥時間為10-20秒，旋轉(zhuǎn)速度為1900-2100轉(zhuǎn)/分鐘，N2流量為250-300升/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種濕法去除硅片背面鈷(Co)沾污的方法，其在背面旋轉(zhuǎn)刻蝕裝置上使用混酸來進行硅片背面鈷沾污洗凈，包括如下步驟第一步，混酸藥液處理5－10秒，藥液溫度為25－35℃；第二步，用去離子水進行水洗；第三步，N
文檔編號B08B3/08GK1979761SQ200510111040
公開日2007年6月13日 申請日期2005年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月1日
發(fā)明者劉須電, 倉凌盛 申請人:上海華虹Nec電子有限公司