柵極氧化物形成前的清洗

半導(dǎo)體器件制造中涉及的一個(gè)步驟是在進(jìn)一步的處理步驟，例如，在形成柵極氧化物之前。進(jìn)行這種清洗是為了去除顆粒污染物、有機(jī)物和/或金屬以及任何天然氧化物，這兩者都會(huì)干擾后續(xù)處理。特別是清潔不充分是對(duì)柵極氧化物的性質(zhì)有害，這反過(guò)來(lái)影響整個(gè)器件的性質(zhì)。

種程序用于清潔硅晶片。一個(gè)廣泛使用的程序是標(biāo)準(zhǔn)的RCA清潔。RCA清洗包括暴露在三種不同的溶液中——SC1、氫氟酸和SC2。SC1溶液包含氫氧化銨、過(guò)氧化氫和水，通常能有效去除顆粒和金屬?gòu)墓杈砻嫒コC2溶液含有鹽酸、過(guò)氧化氫和水，通常能有效去除不溶于氨水的堿金屬離子和金屬氫氧化物氫氧化鈾。HF從表面剝離任何自然氧化物。

存在多種RCA清潔劑，但有35種由于使用了SC1和/或SC2解決方案，仍被稱為RCA院長(zhǎng)。典型的RCA清洗包括連續(xù)的步驟:HF 去離子水沖洗? SC1 ?去離子水沖洗? SC2 去離子水沖洗。也可以執(zhí)行40中的步驟不同的順序，例如顛倒HF和SC 1步驟的順序，或者省略一個(gè)步驟，例如省略SC2步驟。然而，RCA清洗的一個(gè)問(wèn)題是，SC1溶液有導(dǎo)致粗糙化的趨勢(shì)硅表面，由于OH-在45SC1解決方案。并且這種粗糙化有可能干擾器件性能，特別是50隨著器件尺寸和間距變得更小。因此，不使硅表面變粗糙的柵極前清洗是理想的。

可通過(guò)以下方式獲得有利的平滑度。在進(jìn)行HF清洗的情況下，HF從硅表面剝離任何天然氧化物。臭氧誘導(dǎo)形成更均勻的化學(xué)(與天然氧化物相反)氧化物層，因此這種化學(xué)氧化物在SC1中的蝕刻比天然氧化物更均勻。由此得到的硅表現(xiàn)出比沒(méi)有臭氧水步驟的等效工藝中獲得的表面光滑度更高的表面光滑度。在省略HF沖洗的情況下，臭氧化水類似地誘導(dǎo)氧化層的形成，這導(dǎo)致通過(guò)SC1的更均勻的蝕刻。

因此，后續(xù)裝置加工步驟可在比先前清洗技術(shù)獲得的表面更光滑的表面上進(jìn)行，從而有助于改善整個(gè)裝置。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，硅晶片處理如下。首先，對(duì)晶片進(jìn)行HF清洗處理。HF在水中的濃度通常為0.5-10%。HF能有效去除晶片上可能存在的任何天然氧化物。這種氧化物(無(wú)論是天然的還是化學(xué)的)通常存在于商業(yè)獲得的晶片中。具體來(lái)說(shuō)，晶片制造商通常留下天然氧化物或提供化學(xué)氧化物來(lái)保護(hù)硅表面。HF清洗通過(guò)任何合適的技術(shù)進(jìn)行，例如浸漬或噴涂。

第二，處理晶片，通常漂洗

用臭氧化的去離子水。臭氧化水中溶解的O3導(dǎo)致在晶片上形成相對(duì)均勻的化學(xué)氧化物層。氧化層通常約8-12厚，并且通常具有與起始襯底基本上不變的表面粗糙度。臭氧水沖洗可通過(guò)任何標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行，包括快速傾倒和/或溢流沖洗循環(huán)。

三，用SC1溶液處理晶片。典型地，SC1溶液具有51∶1∶5至1∶10∶100(NH4OH∶H2O 2∶H2O)的濃度比，盡管它是可以在很大范圍內(nèi)改變這些相對(duì)濃度并且仍然獲得期望的結(jié)果。很容易進(jìn)行控制運(yùn)行，以確定給定的合適比率一組工藝參數(shù)。SC1從晶片表面移除顆粒、有機(jī)物和金屬，并且通過(guò)任何合適的技術(shù)來(lái)執(zhí)行。

通常，SC1處理會(huì)在晶片表面引入一些粗糙度。但是存在臭氧化wa- 15誘導(dǎo)的化學(xué)氧化層ter似乎保持SC1蝕刻相對(duì)均勻。具體來(lái)說(shuō)，在硅晶片上發(fā)現(xiàn)的天然氧化物不如化學(xué)形成的氧化物層均勻。

因此，據(jù)信SC1會(huì)影響中的自然氧化物不均勻的方式，導(dǎo)致增加的表面粗糙。然而，在本發(fā)明中，更均勻的化學(xué)氧化物層的存在傾向于導(dǎo)致SC1蝕刻以更均勻的方式發(fā)生。(即使初始氧化物沒(méi)有被去除，也是如此氫氟酸漂洗。)該工藝通常提供表面粗糙度與起始襯底的表面粗糙度基本不變(通常相同)的硅晶片。

審核編輯：符乾江