專利名稱：金屬殘留物的清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種金屬殘留物的清洗方法。
背景技術(shù)：
隨著對超大規(guī)模集成電路高集成度和高性能的需求逐漸增加，半導體技術(shù)向著 65nm甚至更小特征尺寸的技術(shù)節(jié)點發(fā)展，而芯片的運算速度明顯受到金屬導線所造成的電 阻電容延遲(Resistance Capacitance Delay Time，RC DelayTime)的影響。為減小RC延 時的影響，可以采用具有較低電阻率的金屬硅化物材料，例如硅化鈦、硅化鈷、硅化鎳等作 為金屬導線與有源區(qū)之間的歐姆接觸(Contact)。 NiPtSi,也是一種電阻率較低的金屬硅化物，它具有形成溫度低、熱穩(wěn)定性好的 特點，因而在特征尺寸在65nm及其以下的半導體制造技術(shù)中通常被用作柵極的歐姆接觸 材料。NiPtSix采用常見的硅化物自對準工藝(Salicides)制備提供半導體基底，所述 半導體基底上具有源、漏、柵極和覆蓋于源、漏、柵極上的介質(zhì)層，所述介質(zhì)層上具有用于形 成歐姆接觸的接觸孔，所述接觸孔分別對著源、漏、柵極；沉積NiPt合金的金屬層，經(jīng)過快 速熱退火工藝后，所述接觸孔內(nèi)金屬層與下層的源、漏、柵極中的Si反應生成金屬硅化物 NiPtSi,，然后進行濕法清洗，去除覆蓋于接觸孔外的介質(zhì)層上未反應金屬層的金屬殘留物 NiPt，從而形成金屬硅化物NiPtSix歐姆接觸。 在傳統(tǒng)技術(shù)中上述的濕法清洗工藝，先用硫酸和雙氧水的混合溶液(Mixture of Sulfuric Acid Solution and Hydrogen Peroxide, SPM)對晶片進行酸洗，然后用氨水和 雙氧水的混合溶液(Mixture of Ammonium and HydrogenPeroxide，APM)對晶片進行堿洗， 由于源、漏、柵區(qū)表面已形成的金屬硅化物化學性質(zhì)穩(wěn)定，SPM溶液和APM溶液均不能將其 腐蝕，從而僅去除介質(zhì)層上未反應的金屬層的金屬殘留物。 授權(quán)公告號為1326638C的中國專利公開了一種去除硅化物形成過程中金屬殘留 物的方法，該方法在SPM溶液和APM溶液濕法清洗時通入一定量的臭氧，或者直接用臭氧代 替SPM溶液和APM溶液中的雙氧水組分，臭氧相對于雙氧水而言，氧化性更強、不易分解而 且成本較低，能夠提高濕法清洗的效果并且降低生產(chǎn)成本。 然而問題在于，隨著半導體器件特征尺寸發(fā)展到65nm及其以下，歐姆接觸材料 也更多的采用NiPtSi,替代硅化鈦、硅化鈷，傳統(tǒng)的濕法清洗工藝去除形成金屬硅化物 NiPtSix過程中的金屬殘余物NiPt時，實際效果并不理想，會有部分的Pt不能夠完全去除，
殘留在介質(zhì)層表面、接觸孔側(cè)壁或柵區(qū)側(cè)墻上，對器件的可靠性產(chǎn)生嚴重危害。 同樣的，在半導體制造的其他工藝過程中也有可能存在含Pt的金屬殘留物，而上
述傳統(tǒng)的SPM溶液和APM溶液組合清洗的方法不能完全去除金屬殘留物中的Pt，將對器件
的電學性能產(chǎn)生不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種金屬殘留物的清洗方法，能夠較充分的去除殘留的金屬Pt，提高器件的可靠性。 為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種金屬殘留物的去除方法，包括
提供具有半導體結(jié)構(gòu)的晶片，所述半導體結(jié)構(gòu)上具有含Pt的金屬殘留物；
先采用鹽酸禾口雙氧水的混合溶液(Mixture of Hydrogen Chlorine andHydrogen Peroxide,HPM)濕法清洗所述晶片，然后采用APM溶液濕法清洗所述晶片，從而去除所述的 金屬殘留物。 此外，在采用HPM溶液濕法清洗所述晶片之前還可以包括采用第一 SPM溶液濕法 清洗所述晶片。 此外，在采用APM溶液濕法清洗所述晶片之前還可以包括采用第二 SPM溶液濕法 清洗所述晶片。 所述HPM溶液中HC1和H202的體積比濃度值可以為2至4。
所述第一 SPM或第二 SPM溶液中H2S04和H202的體積比濃度值可以為3至5。
可選的，所述采用HPM溶液濕法清洗晶片的時間可以為90秒至630秒，所述HPM 溶液的溫度可以為4(TC至70°C。 可選的，所述采用第一 SPM溶液濕法清洗晶片的時間可以為360秒，所述第一 SPM 溶液的溫度可以為8(TC至99°C。 可選的，所述采用第二 SPM溶液濕法清洗晶片的時間為180秒，所述第二 SPM溶液 的溫度可以為80。C至99t:。 可選的，所述采用APM溶液濕法清洗晶片的時間為300秒，所述APM溶液溫度為 30。C至35°C。 優(yōu)選的，所述濕法清洗采用噴霧清洗技術(shù)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點 采用HPM溶液替換傳統(tǒng)方法中SPM溶液的清洗方法能夠獲得更好的清洗效果，這 是由于金屬Pt的化學性質(zhì)較金屬Ni更加穩(wěn)定，SPM溶液幾乎不能與Pt發(fā)生反應，因而無 法很好的去除金屬殘留物，然而HPM溶液可以與金屬Pt發(fā)生的反應，而將金屬殘留物中的 金屬Pt轉(zhuǎn)化成含Pt可溶性化合物^PtCle，然后經(jīng)去離子水清洗后可以從基底表面去除， 并且HPM溶液也可以洗去金屬殘留物中的金屬Ni，再用APM溶液清洗去除殘留的污染物并 中和殘留的HPM溶液，從而充分的去除含Pt的金屬殘留物。 此外，采用HPM溶液清洗晶片之前和之后均采用SPM溶液進行清洗，能夠充分去除 金屬殘留物，因為首先采用第一 SPM溶液去除金屬殘留物中的金屬Ni，這時，可能有部分與 金屬Pt化學或物理結(jié)合的金屬Ni未被去除，而后采用HPM溶液去除金屬殘留物中的金屬 Pt，然后采用第二SPM溶液進一步去除晶片表面殘留的部分金屬顆粒，例如，第一SPM溶液 未能洗去的與金屬Pt化學或物理結(jié)合的金屬Ni。


通過附圖所示，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中 相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示 出本發(fā)明的主旨。
圖1為實施例一中金屬殘留物的去除方法的流程4
圖2至圖5為實施例一中金屬硅化物的制作過程的示意圖； 圖6為實施例一中濕法清洗后晶片的光學照片； 圖7為實施例二中金屬殘留物的去除方法的流程圖； 圖8為實施例三中金屬殘留物的去除方法的流程圖； 圖9為實施例三中濕法清洗后的晶片的光學照片。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 的具體實施方式
做詳細的說明。 在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以 采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的 情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。 其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，表
示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應
限制本發(fā)明保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。 集成電路制造過程中，先在基底上形成半導體器件，接著在半導體器件上形成多
層金屬導線，用來將基底上多個半導體器件電連接；多層金屬導線之間、以及第一層金屬導
線與半導體器件的源、漏、柵極之間通過金屬塞電連接。所述金屬塞與半導體器件的源、漏、
柵極之間具有歐姆接觸，該歐姆接觸采用較低電阻率的金屬硅化物材料制作，以降低金屬
塞與半導體器件之間的串聯(lián)電阻，并且防止金屬塞中的金屬向下層擴散。 歐姆接觸通常采用硅化物自對準工藝(Salicides)制備提供半導體基底，所述
半導體基底上具有源、漏、柵區(qū)和覆蓋于源、漏、柵區(qū)上的介質(zhì)層，所述介質(zhì)層上具有用于形
成歐姆接觸的接觸孔，所述接觸孔分別對著源、漏、柵區(qū)；沉積金屬層，經(jīng)過快速熱退火工藝
后，所述接觸孔內(nèi)的金屬層與下層的源、漏、柵區(qū)中的Si反應生成金屬硅化物，然后進行濕
法清洗，去除覆蓋于接觸孔外的介質(zhì)層上未反應金屬層的金屬殘留物，從而形成由金屬硅
化物組成的歐姆接觸。 在特征尺寸為90nm的半導體制造技術(shù)中，金屬硅化物主要為硅化鈷，相應的金屬 殘留物為鈷，傳統(tǒng)的濕法清洗工藝，先用SPM溶液進行酸洗，然后用APM溶液進行堿洗，由于 源、漏、柵區(qū)表面已形成的硅化鈷化學性質(zhì)穩(wěn)定，SPM溶液和APM溶液均不能將其腐蝕，從而 僅去除介質(zhì)層上未反應的金屬殘留物鈷。 當半導體制造技術(shù)發(fā)展到特征尺寸為65nm及其以下時，歐姆接觸材料也更多的 采用NiPtSix替代硅化鈦、硅化鈷，傳統(tǒng)的濕法清洗工藝去除形成金屬硅化物NiPtSix過程 中的金屬殘余物NiPt時，實際效果并不理想，會有部分的Pt不能夠完全去除，殘留在介質(zhì) 層表面、接觸孔側(cè)壁或柵區(qū)側(cè)墻上，對器件的可靠性產(chǎn)生嚴重危害。 發(fā)明人認為，產(chǎn)生上述問題的原因在于，SPM溶液中的硫酸(H2S04)能夠與金屬殘 余物NiPt中的Ni反應，將其轉(zhuǎn)化成可溶性物質(zhì)而從基底上去除，但是金屬殘余物NiPt中 的Pt化學性質(zhì)較Ni更加穩(wěn)定， 一般條件下不易與硫酸反應，而殘留在基底上。
因此，本發(fā)明的實施例提供一種金屬殘留物的去除方法，包括提供具有半導體結(jié) 構(gòu)的晶片，所述半導體結(jié)構(gòu)上具有含Pt的金屬殘留物；先采用HPM溶液濕法清洗所述晶片，然后采用APM溶液濕法清洗所述晶片，從而去除所述的金屬殘留物。 此外，在采用HPM溶液濕法清洗所述晶片之前還可以包括采用第一 SPM溶液濕法 清洗所述晶片。 此外，在采用APM溶液濕法清洗所述晶片之前還可以包括采用第二 SPM溶液濕法 清洗所述晶片。 所述HPM溶液中HC1和H202的體積比濃度值可以為2至4。
所述第一 SPM或第二 SPM溶液中H2S04和H202的體積比濃度值可以為3至5。
可選的，所述采用HPM溶液濕法清洗晶片的時間可以為90秒至630秒，所述HPM 溶液的溫度可以為4(TC至70°C。 可選的，所述采用第一 SPM溶液濕法清洗晶片的時間可以為360秒，所述第一 SPM 溶液的溫度可以為8(TC至99°C。 可選的，所述采用第二 SPM溶液濕法清洗晶片的時間為180秒，所述第二 SPM溶液 的溫度可以為80。C至99t:。 可選的，所述采用APM溶液濕法清洗晶片的時間為300秒，所述APM溶液溫度為 30。C至35°C。 優(yōu)選的，所述濕法清洗采用噴霧清洗技術(shù)。
實施例一 以金屬硅化物的制作過程為背景詳細說明所述的金屬殘留物的去除方法的優(yōu)選 實施例。圖1為所述金屬殘留物的去除方法的流程圖。 步驟S1 :提供具有半導體結(jié)構(gòu)的晶片，所述半導體結(jié)構(gòu)上具有含Pt的金屬殘留 物。 具體的，如圖2所示，提供基底IOO，該基底IOO可以為單晶硅的晶片?；?00中 具有半導體器件，例如所述半導體器件為金屬氧化物半導體(MOS)晶體管，圖2中僅示出兩 個MOS晶體管，兩個MOS晶體管具有淺溝槽隔離區(qū)(STI) 109，以使不同的半導體器件隔離絕緣。 所述金屬氧化物半導體晶體管包括源極102、漏極104和柵極106，在襯底100和 柵極106之間具有柵極氧化層108。在所述柵極106側(cè)壁還具有柵極側(cè)墻層107。
如圖3所示，在所述M0S晶體管上形成金屬層IIO，用于晶片中的硅反應形成金屬 硅化物，作為MOS晶體管與后續(xù)形成的金屬導線層之間的歐姆接觸。在本實施例中金屬層 110為NiPt合金，采用物理氣相沉積法(PhysicalChemical D印osition， PVD)制備，所述 物理氣相沉積法可以為磁控濺射技術(shù)，金屬層110將所述MOS晶體管的源極102、漏極104 和柵極106覆蓋，并且也將所述柵極側(cè)墻層107、淺溝槽隔離區(qū)109覆蓋，該金屬層110的厚 度約為30nm至500nm。 如圖4所示，將上述基底100上具有MOS晶體管的晶片置于退火設(shè)備中進行快速 熱退火工藝，使金屬層110與其下面的源極102、漏極104和柵極106中的硅反應，從而形 成金屬硅化物112，例如，金屬層110為NiPt合金，NiPt合金與硅反應形成生成金屬硅化 物NiPtSi,。而柵極側(cè)墻層107、淺溝槽隔離區(qū)109由氧化硅、氮氧化硅、氮化硅等介質(zhì)材料 組成，金屬層110不與所述介質(zhì)材料反應，當形成金屬硅化物112之后，覆蓋在柵極側(cè)墻層 107、淺溝槽隔離區(qū)109上的金屬層110a、以及與源極102、漏極104和柵極106反應剩余的
6金屬層110b均殘留在所述M0S晶體管的表面，在此共稱為金屬殘留物111。 如圖5所示，去除金屬殘留物111 (見圖4)，從而將此前形成的金屬硅化物112露
出，以便使金屬硅化物112與后端工藝的金屬導線層電性連接。 所述去除金屬殘留物111的步驟在噴霧清洗裝置中進行，清洗時，用于濕法清洗 的清洗液被霧化后噴射到置于密封腔室內(nèi)的晶片上，晶片放置在腔室內(nèi)可旋轉(zhuǎn)的晶片架 中。噴霧清洗裝置的優(yōu)點在于能夠持續(xù)供給預先調(diào)配好的清洗液并噴射到晶片，當噴射出 的清洗液的小液滴以很高的流量沖擊到晶片表面時，將對晶片表面產(chǎn)生一個物理沖量，可 以有效增強清洗的效果，此外，清洗液以霧化狀態(tài)噴出，能夠合理控制清洗液的用量，有利 于節(jié)約成本，提高清洗效率。 具體過程如圖1所示，參照步驟S2 :采用HPM溶液濕法清洗所述基底100上具有 MOS晶體管的晶片。所述HPM溶液為鹽酸(HC1)與雙氧水(H202)的混合溶液，其體積比濃度 為HC1 : H202 =(2-4) : l，清洗時，將預先配置好的HPM溶液霧化后噴射至晶片表面，其中 HPM溶液的溫度控制在4(TC至70°C的范圍，例如45°C 、50°C 、60°C ，在此溫度范圍內(nèi)，HPM溶 液能夠充分的與合金NiPt反應，將其轉(zhuǎn)化為可溶性化合物；采用HPM溶液清洗的時間為90 秒至630秒，例如120秒、180秒、320秒，優(yōu)選的清洗時間為180秒，清洗時間過短將與金屬 殘余物的反應不充分，清洗時間過長則可能損傷其他氧化物介質(zhì)層，例如柵極側(cè)墻層107、 淺溝槽隔離區(qū)109等；然后去離子水清洗液被噴射到晶片表面，從而將所述可溶性的化合 物洗去。 優(yōu)選的，HPM溶液體積比濃度為HC1 : H202 = 3. 17 : 1， HPM溶液的溫度50°C ，清 洗時間為180秒的條件下，HPM溶液對晶片上的柵極側(cè)墻層107、淺溝槽隔離區(qū)109具有較 高的刻蝕選擇比，不僅可以充分清洗去除金屬殘留物lll，而且不損傷柵極側(cè)墻層107、淺 溝槽隔離區(qū)109等其他結(jié)構(gòu)。 然后參照步驟S3 :采用APM溶液濕法清洗所述晶片，以去除殘留的污染物并且中 和殘留的HPM溶液。所述APM溶液即為氨水(NH4OH)和雙氧水(H202)的混合溶液，其體積
比為朋4011 : h2o2 : h2o=i : 2 : 50。該步驟S3清洗時間為300秒，清洗時，將預先配
置好的APM溶液霧化后噴射至基底100表面，APM溶液的溫度控制在3(TC至35°C的范圍， 接著采用去離子水清洗。 完成清洗和清洗后檢測之后，噴射清洗裝置的密封腔室通入加熱的氮氣洗滌，并 旋轉(zhuǎn)晶片使其甩干。 相對于傳統(tǒng)的金屬殘留物的去除方法，即先采用SPM溶液再采用APM溶液清洗的 方法，上述先采用HPM溶液替換傳統(tǒng)方法中SPM溶液的清洗方法能夠獲得更好的清洗效果， 這是由于金屬Pt的化學性質(zhì)較金屬Ni更加穩(wěn)定，SPM溶液幾乎不能與Pt發(fā)生反應，因而 無法很好的去除金屬殘留物lll，然而HPM溶液可以與金屬Pt發(fā)生如以下公式(1)的反應， 從而將金屬殘留物111中的金屬Pt轉(zhuǎn)化成含Pt可溶性化合物^PtCle，然后用去離子水清 洗去除。 Pt+2HC1+2C12 = H2PtCl6 (1) 圖6為清洗后的晶片的光學照片，其中，右圖為采用傳統(tǒng)的清洗方法清洗的晶片， 左圖為采用本實施例中所述的清洗方法清洗的晶片，黑色圓點表示殘余在晶片表面上的金 屬殘留物顆粒，可見，本實施例中所述的金屬殘留物的去除方法相比傳統(tǒng)方法能夠更好的
7去除金屬殘留物。 除此以外，在采用HPM溶液清洗晶片之前還可以先用SPM溶液進行清洗，可以獲得
更好的清洗效果，具體在以下實施例中詳細說明。
實施例二 圖7為本實施例所述金屬殘留物的去除方法的流程圖。 參照步驟A1 :提供具有半導體結(jié)構(gòu)的晶片，所述半導體結(jié)構(gòu)上具有含Pt的金屬殘 留物。該步驟Al與實施例一的步驟Sl相同，具體可參照圖2至圖5，在此不再贅述。
參照步驟A2 :采用SPM溶液濕法清洗所述的基底100上具有M0S晶體管的晶片， 以去除金屬殘留物111中的金屬Ni。所述SPM溶液為硫酸(H2S04)與雙氧水(H202)的混合 溶液，其體積比濃度為4504 : H202 = (3-5) : l，清洗時，將預先配置好的SPM溶液霧化后 噴射至晶片表面，所述SPM溶液的溫度控制在80°C至99°C的范圍，例如，85°C 、90°C 、95°C ， 在此溫度范圍內(nèi)，SPM溶液能夠充分的與金屬Ni反應，將其轉(zhuǎn)化為含Ni的可溶性化合物， 優(yōu)選的，所述SPM溶液溫度為95°C ，溫度低于此，SPM溶液的化學反應活性較低，不利于去除 金屬殘留物，而溫度高于此，將接近SPM溶液的沸點，不利于形成噴霧；采用SPM溶液清洗的 時間為360秒，然后噴射去離子水清洗液到晶片表面，從而將上述含Ni的可溶性的化合物 從晶片表面去除。 接著參照步驟A3 :采用HPM溶液濕法清洗所述的基底100上具有MOS晶體管的晶 片，以去除金屬殘留物lll中的金屬Pt。該步驟A3與實施例一的步驟S2類似，所述HPM溶 液為鹽酸(HC1)與雙氧水的混合溶液，其體積比濃度為HC1 : H202 =(2-4) : l，清洗時， 將預先配置好的HPM溶液霧化后噴射至基底100表面，HPM溶液的溫度控制在4(TC至70°C 的范圍，例如45°C 、50°C 、60°C ，在此溫度范圍內(nèi)，HPM溶液能夠充分的與金屬Pt反應，將其 轉(zhuǎn)化為含Pt的可溶性化合物；采用HPM溶液清洗的時間為90秒至630秒，例如120秒、180 秒、320秒，然后去離子水清洗液被噴射到晶片表面，從而將上述含Pt的可溶性的化合物從 晶片表面去除。 然后參照步驟A4 :采用APM溶液濕法清洗所述晶片，以去除殘留的污染物并且中 和殘留的SPM溶液或HPM溶液。所述APM溶液即為氨水(NH4OH)和雙氧水(H202)的混合溶 液，其體積比為朋4011 : H202 : H20 = 1 : 2 : 50。該步驟S3清洗時間為300秒，清洗時， 將預先配置好的APM溶液霧化后噴射至基底100表面，其中APM溶液的溫度控制在3(TC至 35 °C的范圍，接著采用去離子水清洗。 完成清洗和清洗后檢測后，噴射清洗裝置的密封腔室通入加熱的氮氣洗滌，并旋 轉(zhuǎn)晶片使其甩干。 發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，濕法清洗時，先采用的SPM溶液對金屬殘留物111中的Ni去除 效果明顯，而不能夠去除化學性質(zhì)更穩(wěn)定的金屬Pt，在SPM溶液清洗之后，再采用HPM溶液 清洗晶片即可去除未和SPM溶液反應的金屬Pt，達到更好的清洗效果。
另外，也可以在采用HPM溶液清洗晶片之后采用SPM溶液進行清洗，而后再用APM 溶液清洗，也能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的清洗效果。 除此以外，也可以在采用HPM溶液清洗之前和之后均采用SPM溶液進行清洗，具體
在以下實施例中詳細說明。
實施例三
8
圖8為本實施例所述金屬殘留物的去除方法的流程圖。 參照步驟B1 :提供具有半導體結(jié)構(gòu)的晶片，所述半導體結(jié)構(gòu)上具有含Pt的金屬殘 留物。該步驟B1與實施例一的步驟S1相同，具體可參照圖2至圖5，在此不再贅述。
參照步驟B2 :采用第一 SPM溶液濕法清洗基底100，以去除金屬殘留物111中的 金屬Ni。所述第一SPM溶液為硫酸(H2S04)與雙氧水(H202)的混合溶液，其體積比濃度為 H2S04 : H202 = (3-5) : l，清洗時，將預先配置好的第一SPM溶液霧化后噴射至晶片表面， 第一 SPM溶液的溫度控制在80°C至99°C的范圍，例如，85°C 、90°C 、95°C ，在此溫度范圍內(nèi)， 第一SPM溶液能夠充分的與金屬Ni反應，將其轉(zhuǎn)化為含Ni的可溶性化合物，優(yōu)選的，第一 SPM溶液溫度為95t:，溫度低于此，第一 SPM溶液的化學反應活性較低，不利于去除金屬殘 留物，而溫度高于此，將接近第一 SPM溶液的沸點，不利于形成噴霧；采用第一 SPM溶液清洗 的時間為360秒，然后噴射去離子水清洗液到晶片表面，從而將上述含Ni的可溶性的化合 物去除。 接著參照步驟B3 :采用HPM溶液濕法清洗所述晶片，以去除金屬殘留物111中的 金屬Pt。該步驟B3與實施例一的步驟S2類似，所述HPM溶液為鹽酸(HC1)與雙氧水的混 合溶液，其體積比濃度為HC1 : H202 =(2-4) : l，清洗時，將預先配置好的HPM溶液霧化后 噴射至晶片表面，所述HPM溶液的溫度控制在40°C至70°C的范圍，例如45°C 、50°C 、60°C ，在 此溫度范圍內(nèi)，HPM溶液能夠充分的與金屬Pt反應，將其轉(zhuǎn)化為含Pt的可溶性化合物，優(yōu) 選的，HPM溶液的溫度為5(TC，溫度高于此，可能導致HC1的揮發(fā)，而溫度低于此，HPM溶液 的化學反應活性較低，不利于去除金屬殘留物；采用HPM溶液清洗的時間為90秒至630秒， 例如120秒、180秒、320秒，然后去離子水清洗液被噴射到晶片表面，從而將上述含Pt的可 溶性的化合物去除。 優(yōu)選的，HPM溶液體積比濃度為HC1 : H202 = 3. 17 : 1、HPM溶液溫度5(TC、清洗 時間為180秒的條件下，HPM溶液對晶片上的柵極側(cè)墻層107、淺溝槽隔離區(qū)109具有較高 的刻蝕選擇比，而且與金屬殘留物反應速率較快，不僅可以充分清洗去除金屬殘留物111， 而且不損傷柵極側(cè)墻層107、淺溝槽隔離區(qū)109等其他結(jié)構(gòu)。 然后參照步驟B4:采用第二SPM溶液濕法清洗所述晶片，從而進一步去除基底100 表面殘留的部分金屬顆粒。其中，所述第二 SPM溶液與步驟S2中所述第一 SPM溶液同樣為 硫酸(H2S04)與雙氧水(H202)的混合溶液，其體積比濃度也為!^04 : H202 = (3-5) : l(這 里的"第一"和"第二"僅表示清洗順序的不同)，該步驟S4清洗時間為180秒，清洗時，第 二 SPM溶液的溫度也控制在80°C至99°C的范圍，例如，85°C 、90°C 、95°C ;接著采用去離子水 的清洗第二 SPM溶液與金屬殘留物111反應生成的可溶性化合物。 最后參照步驟B5 :采用APM溶液濕法清洗所述晶片，以去除殘留的污染物并且中 和殘留的SPM溶液或HPM溶液。所述APM溶液即為氨水(NH4OH)和雙氧水(H202)的混合溶 液，其體積比為朋4011 : H202 : H20 = 1 : 2 : 50。該步驟S5清洗時間為300秒，清洗時， 將預先配置好的APM溶液霧化后噴射至基底100表面，其中APM溶液的溫度控制在3(TC至 35t:的范圍，接著采用去離子水清洗。該步驟B5與實施例一中的步驟S3類似，在此不再贅 述。 完成清洗和清洗后檢測后，噴射清洗裝置的密封腔室通入加熱的氮氣洗滌，并旋 轉(zhuǎn)晶片使其甩干。
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本實施例中采用HPM溶液清洗之前和之后均采用SPM溶液進行清洗，能夠充分去 除金屬殘留物，因為首先采用第一 SPM溶液去除金屬殘留物111中的金屬Ni，這時，可能有 部分與金屬Pt化學或物理結(jié)合的金屬Ni未被去除，而后采用HPM溶液去除金屬殘留物lll 中的金屬Pt，然后采用第二 SPM溶液進一步去除基底100表面殘留的部分金屬顆粒，例如， 第一 SPM溶液未能洗去的與金屬Pt化學或物理結(jié)合的金屬Ni。 圖9為清洗后的晶片的光學照片，其中，右圖為采用傳統(tǒng)的清洗方法清洗的晶片， 左圖為采用本實施例中所述的清洗方法清洗的晶片，黑色圓點表示殘余在晶片表面上的金 屬殘留物顆粒，可見，本實施例中所述的金屬殘留物的去除方法相比傳統(tǒng)方法能夠更好的 去除金屬殘留物，晶片上幾乎沒有金屬殘留物的顆粒。 上實施例中濕法清洗均采用噴霧清洗技術(shù)，除此以外也可以采用其他的濕法清洗
技術(shù)，例如，兆聲清洗(Megasonics)、溢流清洗等均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。 雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)
域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)
容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，
凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單
修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
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權(quán)利要求
一種金屬殘留物的去除方法，其特征在于，包括提供具有半導體結(jié)構(gòu)的晶片，所述半導體結(jié)構(gòu)上具有含Pt的金屬殘留物；先采用HPM溶液濕法清洗所述晶片，然后采用APM溶液濕法清洗所述晶片，從而去除所述的金屬殘留物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的金屬殘留物的去除方法，其特征在于，在采用HPM溶液濕法清 洗所述晶片之前還包括采用第一 SPM溶液濕法清洗所述晶片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬殘留物的去除方法，其特征在于，在采用APM溶液濕 法清洗所述晶片之前還包括采用第二 SPM溶液濕法清洗所述晶片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬殘留物的去除方法，其特征在于，所述HPM溶液中HC1和 H202的體積比濃度值為2至4。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬殘留物的去除方法，其特征在于，所述第一SPM或第二 SPM溶液中H2S04和H202的體積比濃度值為3至5。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬殘留物的去除方法，其特征在于，所述采用HPM溶液濕法 清洗晶片的時間為90秒至630秒，所述HPM溶液的溫度為4(TC至70°C 。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬殘留物的去除方法，其特征在于，所述采用第一SPM溶液 濕法清洗晶片的時間為360秒，所述第一 SPM溶液的溫度為8(TC至99°C。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬殘留物的去除方法，其特征在于，所述采用第二SPM溶液 濕法清洗晶片的時間為180秒，所述第二 SPM溶液的溫度為8(TC至99°C。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述金屬殘留物的去除方法，其特征在于，所述采用APM溶液濕法清 洗晶片時間為300秒，所述APM溶液溫度為3(TC至35°C 。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬殘留物的去除方法，其特征在于，所述濕法清洗采 用噴霧清洗技術(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬殘留物的去除方法，包括提供具有半導體結(jié)構(gòu)的晶片，所述半導體結(jié)構(gòu)上具有含Pt的金屬殘留物；先采用HPM溶液濕法清洗所述晶片，然后采用APM溶液濕法清洗所述晶片，從而去除所述的金屬殘留物。采用所述的金屬殘留物的去除方法，能夠較充分的去除含Pt的金屬殘留物，提高器件的可靠性。
文檔編號C23G1/02GK101724847SQ20081022480
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月21日
發(fā)明者胡亞蘭 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司