能夠避免沾污的多晶硅磷摻雜后處理清洗方法
【專利摘要】能夠避免沾污的多晶硅磷摻雜后處理清洗方法屬于微電子器件制造【技術領域】?，F(xiàn)有技術在多晶硅磷摻雜后處理工步之后，依然存在沾污，即使微量沾污也會導致器件失效，因此，芯片的廢品率因此而居高不下。本發(fā)明之能夠避免沾污的多晶硅磷摻雜后處理清洗方法首先采用摩爾比為HF:H2O＝1:10的酸性清洗液清洗經(jīng)多晶硅磷摻雜之后的硅片，在將硅片表面的SiO2氧化層漂掉的同時去掉硅片表面殘余的HF和副產(chǎn)物SiF4；其特征在于，其次，采用NH4OH:H2O2:H2O的摩爾比為1:1:5、1:2:5、1:2:7這三種比例之一的堿性清洗液繼續(xù)清洗硅片，所述堿性清洗液的溫度為55～65℃，清洗時間為3～6分鐘。采用本發(fā)明之方法，能夠避免經(jīng)多晶硅磷摻雜后處理之后沾污現(xiàn)象的發(fā)生，從而降低芯片廢品率。
【專利說明】能夠避免沾污的多晶硅磷摻雜后處理清洗方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能夠避免沾污的多晶硅磷摻雜后處理清洗方法，清洗徹底，降低了產(chǎn)品的SHORT廢品率，屬于微電子器件制造【技術領域】。

【背景技術】
[0002]場效應管制造過程的一個環(huán)節(jié)是多晶摻雜，也就是在柵氧化層上淀積多晶硅層，然后再淀積POCI3(三氯氧磷)，經(jīng)擴散實現(xiàn)磷摻雜。具體而言，通過高純氮氣攜帶POCl3進入爐管中，在高溫下POCl3發(fā)生分解反應:5P0C13 —P205+3PC15。與此同時通入氧氣，與分解產(chǎn)物PCl5發(fā)生氧化反應:4PCl5+502 — 2P205+10C12。產(chǎn)生的P2O5與所述多晶硅層表面接觸并與硅原子發(fā)生氧化反應:2P205+5Si — 5Si02+4P。生成的P原子在高溫下擴散進入多晶硅層內部，實現(xiàn)多晶摻雜，即多晶硅磷摻雜。然而，在所述多晶摻雜過程中，由于P2O5與Si反應除了生成P外，還生成S12，所生成的S12在多晶硅層表面形成一層幾百埃厚的氧化層，將該氧化層去掉的工步是多晶硅磷摻雜后處理工步的一部分。完整的多晶硅磷摻雜后處理工步包括以下步驟:首先，將完成多晶摻雜出爐的硅片用倒筐器倒入到清洗專用的泰弗隆(聚四氟乙烯材料PTFE)清洗筐中，將清洗筐放入盛有HF = H2O= 1:10的清洗液的清洗槽中浸泡3分鐘，在硅片表面發(fā)生腐蝕化學反應:Si02+4HF — SiF4+2H20,從而將硅片表面的S12氧化層漂掉，然后用超純水沖洗5分鐘，去掉硅片表面殘余的HF和副產(chǎn)物SiF4 ;其次，將清洗筐放入超純H2O2中浸泡3分鐘，以清除在包括多晶摻雜、S12氧化層清除在內的各前序過程中引入的各種污染雜質，然后用超純水沖洗5分鐘，之后甩干。
[0003]現(xiàn)有技術存在的技術問題在于，由于H2O2具有強氧化作用，也會在硅片表面發(fā)生氧化反應，在硅片表面又生成一層薄的S12氧化層，不可避免的是所述各種污染雜質勢必有一部分會被該S12氧化層所覆蓋或者包裹，而該S12氧化層同時還在阻止H2O2對污染雜質的清除，也就是說，在所述多晶硅磷摻雜后處理工步之后，依然存在沾污，即使微量沾污也會導致器件失效，因此，芯片的廢品率因此而居高不下。這一難題長期困擾場效應管芯片的制造。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，通過多晶硅磷摻雜后處理工步，更為徹底地清除在包括多晶摻雜、S12氧化層清除在內的各前序過程中引入的各種污染雜質，大幅降低芯片廢品率，為此，我們發(fā)明了一種能夠避免沾污的多晶硅磷摻雜后處理清洗方法。
[0005]本發(fā)明之能夠避免沾污的多晶硅磷摻雜后處理清洗方法首先采用摩爾比為HFiH2O=1: 10的酸性清洗液清洗經(jīng)多晶硅磷摻雜之后的硅片，在將硅片表面的S12氧化層漂掉的同時去掉硅片表面殘余的HF和副產(chǎn)物SiF4 ;其特征在于，其次，采用NH4OH = H2O2 = H2O的摩爾比為1: 1: 5、1:2: 5、1:2:7這三種比例之一的堿性清洗液繼續(xù)清洗硅片，所述堿性清洗液的溫度為55?65°C，清洗時間為3?6分鐘。
[0006]本發(fā)明其技術效果在于，在所述多晶硅磷摻雜后處理工步的第二步，雖然由于所述堿性清洗液中的H2O2的氧化作用，依然會在硅片表面生成一層很薄的S12氧化層，但是，該S12氧化層隨即會被所述堿性清洗液中的NH4OH腐蝕掉，雖然硅片表面暴露后又會立即與H2O2發(fā)生氧化反應而再次生成S12氧化層，但是，由于NH4OH的腐蝕作用始終存在，因此，在硅片表面不會有S12氧化層停留，因此，也就不會有污染雜質被S12氧化層覆蓋或者包裹，同時，這些污染雜質幾乎都溶入所述堿性清洗液中，并且因污染雜質的種類不同，溶入堿性清洗液的機理也有所不同，例如，由于H2O2的氧化作用和NH4OH的絡合作用，Cr、Cu、Zn、Ag、N1、Co、Ca、Fe、Mg等會轉變成高價離子，隨后與堿絡合，生成可溶性絡合物而溶入，并由超純水徹底沖洗掉，金屬離子類污染雜質因此而被徹底去除?？偠灾?，采用本發(fā)明之方法，能夠避免經(jīng)多晶硅磷摻雜后處理之后沾污現(xiàn)象的發(fā)生，從而降低芯片廢品率。
[0007]另外，由于H2O2易于分解、NH4OH易于揮發(fā)，本發(fā)明之方法所使用的堿性清洗液自身無殘留，無害，這在解決了人們長期渴望解決的沾污問題的前提下也有利于操作者健康和環(huán)境保護。

【具體實施方式】
[0008]本發(fā)明之能夠避免沾污的多晶硅磷摻雜后處理清洗方法首先采用摩爾比為HFiH2O =1:10的酸性清洗液清洗經(jīng)多晶硅磷摻雜之后的硅片，在所述酸性清洗液中浸泡3?4分鐘，然后用超純水沖洗5分鐘，在將硅片表面的S12氧化層漂掉的同時去掉硅片表面殘余的HF和副產(chǎn)物SiF4 ;其次，采用NH4OH:H202:H2O的摩爾比為1: 1: 5、1:2: 5、1:2:7這三種比例之一的堿性清洗液繼續(xù)清洗硅片，所述堿性清洗液的溫度為55?65°C，之后用超純水清洗，清洗時間為3?6分鐘，之后甩干。
[0009]當NH4OH = H2O2 = H2O的摩爾比為1: 1:5時，所述堿性清洗液的溫度為55°C，之后用超純水清洗5分鐘。
[0010]當NH4OH = H2O2 = H2O的摩爾比為1:2:5時，所述堿性清洗液的溫度為60°C，之后用超純水清洗5分鐘。
[0011 ] 當NH4OH: H2O2: H2O的摩爾比為1:2:7時，所述堿性清洗液的溫度為65°C，之后用超純水清洗5分鐘。
【權利要求】
1.一種能夠避免沾污的多晶硅磷摻雜后處理清洗方法，首先采用摩爾比為HF = H2O =I: 10的酸性清洗液清洗經(jīng)多晶硅磷摻雜之后的硅片，在將硅片表面的S12氧化層漂掉的同時去掉硅片表面殘余的HF和副產(chǎn)物SiF4 ;其特征在于，其次，采用NH4OH = H2O2 = H2O的摩爾比為1: 1: 5、1:2: 5、1:2:7這三種比例之一的堿性清洗液繼續(xù)清洗硅片，所述堿性清洗液的溫度為55?65°C，清洗時間為3?6分鐘。
2.根據(jù)權利要求1所述的能夠避免沾污的多晶硅磷摻雜后處理清洗方法，其特征在于，當NH4OH = H2O2 = H2O的摩爾比為1:1:5時，所述堿性清洗液的溫度為55°C，之后用超純水清洗5分鐘。
3.根據(jù)權利要求1所述的能夠避免沾污的多晶硅磷摻雜后處理清洗方法，其特征在于，當NH4OH = H2O2 = H2O的摩爾比為1:2:5時，所述堿性清洗液的溫度為60°C，之后用超純水清洗5分鐘。
4.根據(jù)權利要求1所述的能夠避免沾污的多晶硅磷摻雜后處理清洗方法，其特征在于，當NH4OH = H2O2 = H2O的摩爾比為1:2:7時，所述堿性清洗液的溫度為65°C，之后用超純水清洗5分鐘。
【文檔編號】B08B3/08GK104409324SQ201410641577
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權日:2014年11月12日
【發(fā)明者】楊微, 宋洪德, 趙衛(wèi), 劉金虎, 宋立明, 孔維東 申請人:吉林華微電子股份有限公司