专利名称：一种降低接触孔蚀刻后簇状缺陷的方法
技术领域：
本发明涉及一种降低接触孔蚀刻后簇状缺陷的方法。
背景技术：
现有技术在进行接触孔(Contact Hole,以下简称C0NT)蚀刻过程中，会产生簇状 缺陷(Polymer Defect) 0如图1所示，可以看出产生的簇状缺陷会遮挡住CONT洞口。这样 会导致在后续步骤中，阻挡层(Barrier Layer)和钨(W)无法沉 积到CONT中，造成CONT钨 缺失，而使电路短路，芯片无法正常工作。图2即为CONT蚀刻后产生簇状缺陷的实物图片，是CONT蚀刻后产生簇状缺陷的 实物图片在SEM(Scanning Electron Microscope)电子扫描显微镜下观察到的剖面图。如 图2所示，图中标示为Good sample的是沉淀成功的C0NT，图中标示为Bad sample的是钨 损失的C0NT。通过对钨损失的CONT进行element mapping analysis (元素成分分析)可 以发现缺陷(particle)来源于CONT蚀刻过层中产生的簇状缺陷，主要成分是Si、0元素。 如不及时清除，易使后续阻隔层(barrier)和钨W无法沉积进来。一旦出现钨损失，就会造 成器件短路，使芯片无法正常工作，导致产品良率下降。
发明内容
针对现有技术中的上述缺陷和问题，本发明的目的是提出一种降低簇状缺陷的方 法，在CONT蚀刻过程后，通过减少CONT的簇状缺陷，以提高成品率。为了达到上述目的，本发明提出了一种降低接触孔蚀刻后簇状缺陷的方法，包 括步骤1、在接触孔蚀刻后，使用氢氧化铵NH4OH与过氧化氢H2O2及水H2O的混合物 对基底进行清洗；步骤2、沿与基底基本垂直的方向，利用原子化清洗的方法对基底再次进行清洗。作为上述技术方案的优选，所述步骤1中的氢氧化铵NH4OH与过氧化氢H2O2及水 H2O的混合物中，NH4OH H2O2 H2O的比例为1 4 20，温度为40 80度。作为上述技术方案的优选，所述步骤1中的氢氧化铵NH4OH与过氧化氢H2O2及水 H2O的混合物中，所述的NH4OH为比例29%，密度0. 9的溶液；所述的H2O2为比例31 %，密度 1.1的溶液。作为上述技术方案的优选，所述步骤2具体为步骤21、沿与基底基本垂直的方向，利用去离子水与氮气N2的混合物对基底再次 进行清洗。作为上述技术方案的优选，所述步骤21具体为采用具有两路入口一路出口的三通状喷嘴进行清洗；其中在沿喷嘴的垂直方向通 入氮气N2，在旁路通入去离子水，并通过控制通入的氮气N2的流量来控制压力。本发明提出了一种降低接触孔蚀刻后簇状缺陷的方法，包括在接触孔蚀刻后，使用氢氧化铵NH4OH与过氧化氢H2O2的混合物对基底进行清洗；沿与基底基本垂直的方向， 利用原子化清洗的方法对基底再次进行清洗。其中步骤1中使用氢氧化铵NH4OH与过氧化 氢H2O2的混合物进行清洗，氢氧化铵NH4OH产生的
离子蚀刻Si (硅)基底表面，使 particle (缺陷)与基底表面产生轻微脱离。再利用Si (硅)基底表面和particle (缺陷) 带不同的电荷，利用正负电荷排斥力将particle(缺陷)带走。随后用原子化清洗(Atom Spray，简称As)的方法再进行一次清洗。从而消除簇状缺陷。本发明能够通过氢氧化铵 NH40H+过氧化氢H202+原子化清洗As (Atom Spray)清洗消除簇状缺陷，从而提高产品的良 品率。
图1为现有方法制成的CONT易产生缺陷的实物图；图2为现有方法制成的CONT在进行阻挡层和钨无法沉积后的实物剖面图；图3为采用本发明的垂直清洗方向的原子化清洗的方法的示意图；图4为采用本发明的方法与现有技术制成的产品，在缺陷检验时缺陷数目对比的 统计示意图；图5为采用芯片可接受的测试来测试CONT层相关电学性能测试项目的相关测试 项目示意图。
具体实施例方式下面根据附图对本发明做进一步说明。本发明提出了一种消除簇状缺陷的方法，其第一实施例包括步骤1、在接触孔蚀刻后，使用氢氧化铵NH4OH与过氧化氢H2O2及水H2O的混合物 对基底进行清洗；步骤2、沿与基底基本垂直的方向，利用原子化清洗的方法对基底再次进行清洗。其中，在步骤1中，使用氢氧化铵NH40H与过氧化氢H202的混合物进行第一次清 洗。氢氧化铵NH40H产生的
离子蚀刻Si (硅)基底表面，使particle (缺陷)与基 底表面产生轻微脱离。再利用Si(硅)基底表面和particle (缺陷)带不同的电荷，利用 正负电荷排斥力将particle (缺陷)带走。步骤1中的氢氧化铵NH4OH与过氧化氢H2O2及水H2O的混合物，称为SC1，又名 RCA1，是由ΝΗ40Η/Η202/Η20组成用来去除缺陷的溶剂。包括NH4OH 比例29%，密度0· 9H2O2 比例31%，密度1· 1其中ΝΗ40Η/Η202/Η20的比例为1 4 20，温度为40 80度。其具体过程中，硅的氧化过程包括与HO2-反应的过程和与H2O2的过程。其中与 HO2-反应的过程包括H2O2 — H++H02H02>H20+2e" — 30FSi+40r — 20r+Si02Si+or ^ Si (+OH) 4
其中与H02_反应的过程包括H202+2H20+2e" — 2Η20+20ΓSi+H2O2 — Si02+2H20。然后在步骤2中，采用原子化清洗的方法对基底再次进行清洗。现有的清洗方式 是采用去离子水(DI)，沿与基底成一定角度的方向向基底表面喷洒以清洗基底表面。现 行方法由于喷射角度和喷射水压原因容易照成细小的金属线被喷断(高阶制程中容易在 金属层缺陷检验时被侦测到)，进而影响产品的良率。这种方式本发明提出的方法中，采 用基本上垂直于基底的方向这种清洗的方式相比较现有的高 压喷洗(High Pressure Jet Clean,HPJC)方式，可以对降低对基底的损伤并且可以提高对微粒particle的去除率。同 时，可以增大喷嘴的口径，以得到更大的有效清洗面积。其中步骤2的原子化清洗的方法中，可以采用去离子水(DI-W)与氮气N2的混合 物对基底进行清洗。如图3所示，上述的清洗方法中，可以采用具有两路入口一路出口的三通状喷嘴 进行清洗。其中在沿喷嘴的垂直方向通入氮气N2,在旁路通入去离子水(DI-W)，然后通过 控制通入的氮气N2的流量来控制压力。如图4所示，是采用本发明的方法与采用现有技术的方法，在实验台上实际对晶 圆进行清洗后的效果比对表。表中的Baseline代表采用现有技术进行清洗的晶圆；SCl+As clean代表采用本 发明的方法进行清洗的晶圆；W void-N代表在现有技术条件进行清洗后，缺陷检验时发现 钨损失的数目；W void-E代表在采用本发明提出的方法进行清洗后，缺陷检验时发现钨损 失的数目。其中Slot代表晶圆数，例如Slot20代表第20片晶圆。从图4中可以看出，采用了本发明的方法后，效果明显优于现有技术的清洗方法。图5为是相应WAT (Wafer Acceptance Test,芯片可接受的测试)来测试CONT层 相关电学性能测试项目。WAT是在晶圆出货前进行的基本电学性能测试，以确保能够及时发 现产品异常，保证线上正常生产和产品基本电学性能正常。RCN+、RCP+、RCP1分别表示CONT 接触到器件不同位置上的接触电阻。由于本发明是针对接触孔蚀刻后的清洗步骤进行的改 进，因此在图6所示的WAT测试中，只列出了 CONT相关电学参数。比较原则是使用本发明 方法的实验组，与使用现有技术方法的baseline组比较。如果差异没有超过长期baseline 1 sigma，就认为本发明采用的方法反映到产品电学性能上没有变化，运用后不会对产品性 能产生影响。从图5的实验中可以看出，采用了本发明的方法，不会对晶圆的电学性能产生影 响。当然，采用上述优选技术方案只是为了便于理解而对本发明进行的举例说明，本 发明还可有其他实施例，本发明的保护范围并不限于此。在不背离本发明精神及其实质的 情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相 应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。
权利要求
一种降低接触孔蚀刻后簇状缺陷的方法，包括步骤1、在接触孔蚀刻后，使用氢氧化铵NH4OH与过氧化氢H2O2及水H2O的混合物对基底进行清洗；步骤2、沿与基底基本垂直的方向，利用原子化清洗的方法对基底再次进行清洗。
2.根据权利要求1所述的降低接触孔蚀刻后簇状缺陷的方法，其特征在于，所述步骤 1中的氢氧化铵NH4OH与过氧化氢H2O2及水H2O的混合物中，NH4OH H2O2 H2O的比例为 1:4: 20，温度为40 80度。
3.根据权利要求2所述的降低接触孔蚀刻后簇状缺陷的方法，其特征在于，所述步骤1 中的氢氧化铵NH4OH与过氧化氢H2O2及水H2O的混合物中，所述的NH4OH为比例29 %，密度 0. 9的溶液；所述的H2O2为比例31%，密度1. 1的溶液。
4.根据权利要求1或2或3所述的降低接触孔蚀刻后簇状缺陷的方法，其特征在于，所 述步骤2具体为步骤21、沿与基底基本垂直的方向，利用去离子水与氮气N2的混合物对基底再次进行 清洗。
5.根据权利要求4所述的降低接触孔蚀刻后簇状缺陷的方法，其特征在于，所述步骤 21具体为采用具有两路入口一路出口的三通状喷嘴进行清洗；其中在沿喷嘴的垂直方向通入氮 气N2，在旁路通入去离子水，并通过控制通入的氮气N2的流量来控制压力。
全文摘要
本发明提出了一种降低接触孔蚀刻后簇状缺陷的方法，包括在接触孔蚀刻后，使用氢氧化铵NH4OH与过氧化氢H2O2的混合物对基底进行清洗；沿与基底基本垂直的方向，利用原子化清洗的方法对基底再次进行清洗。其中步骤1中使用氢氧化铵NH4OH与过氧化氢H2O2的混合物进行清洗，氢氧化铵NH4OH产生的[OH-]离子蚀刻硅基底表面，使缺陷与基底表面产生轻微脱离。再利用硅基底表面和缺陷带不同的电荷，利用正负电荷排斥力将缺陷带走。随后用原子化清洗的方法再进行一次清洗。从而消除簇状缺陷。本发明能够通过氢氧化铵NH4OH+过氧化氢H2O2+原子化清洗清洗消除簇状缺陷，从而提高产品的良品率。
文档编号B08B3/02GK101862736SQ20091013104
公开日2010年10月20日 申请日期2009年4月20日 优先权日2009年4月20日
发明者初曦, 曾令旭 申请人:和舰科技(苏州)有限公司