專利名稱：硅表面清潔溶液以及用其制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及清潔溶液，例如，清潔硅表面的清潔溶液；以及用其制造半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
制造半導(dǎo)體器件的工藝可以包括在硅基片內(nèi)形成雜質(zhì)擴(kuò)散層如阱和源/漏區(qū)的離子注入工藝；通過在硅基片上沉積或生長導(dǎo)電或絕緣薄膜形成不同形狀的結(jié)構(gòu)、并將導(dǎo)電或絕緣薄膜圖案化的工藝；以及通過將疊置的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)相互電連接形成觸點(diǎn)以形成電路的工藝。在各個(gè)工藝期間暴露的硅表面的狀況可以影響通過后續(xù)工藝形成的薄膜的質(zhì)量。暴露的硅表面可以被污染物或工藝過程期間發(fā)生的損壞劣化。也就是說，暴露的硅表面在先行的工藝過程期間或在工藝過程之間操縱硅基片時(shí)可以被各種各樣的污染物，例如，原生氧化層、有機(jī)物、金屬雜質(zhì)及微粒等損壞。暴露的硅表面還可以在圖案化薄膜的干蝕刻工藝期間或在形成阱或源/漏的離子注入工藝期間被損壞。
因此，在每一道工藝前可以進(jìn)行清潔工藝，以從暴露的硅表面去除污染源以及硅表面被損壞的部分。在敏感地受到硅表面狀況影響的工藝前需要充分進(jìn)行上述清潔工藝，例如，外延工藝，自對準(zhǔn)硅化物工藝(salicideprocess)及自對準(zhǔn)接觸(SAC)工藝等。特別的，暴露硅表面的被損壞的部分會(huì)引起外延層或金屬自對準(zhǔn)硅化物層上的晶格缺陷，且會(huì)增加表面粗糙度，并且會(huì)進(jìn)一步增加觸點(diǎn)上的泄漏或電阻。因此，被損壞部分可以在每道工藝之前被充分去除。
在清潔硅表面的傳統(tǒng)工藝中，可根據(jù)需要使用標(biāo)準(zhǔn)清潔(standardclean)1(SC1)或稀氟酸溶液等，其中，標(biāo)準(zhǔn)清潔1為過氧化氫(H2O2)、氫氧化銨(NH4OH)和去離子水(DI水)的混合物。但是，長時(shí)間使用SC1和稀氟酸有一定的困難，這是因?yàn)楣鑼ρ趸鑼犹貏e是在制造半導(dǎo)體器件的工藝中被用作中間層絕緣層的BPSG層的低蝕刻選擇性。從而，很難預(yù)期到滿意的清潔效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實(shí)施例可以提供一種在制造半導(dǎo)體器件的過程中用于去除被暴露的硅表面中被損壞部分的清潔溶液。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例還可以提供一種可以改進(jìn)硅對氧化硅層的蝕刻選擇性的清潔溶液。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例還可以提供一種在清潔工藝過程中具有穩(wěn)定的pH值的清潔溶液。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例還可以提供使用這樣的清潔溶液來制造半導(dǎo)體器件的方法。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可以提供一種硅表面清潔溶液。所述清潔溶液可以含有緩沖溶液，所述緩沖溶液包括醋酸(CH3COOH)和醋酸銨(CH3COONH4)、碘氧化劑、氫氟酸(HF)以及水等。
在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，所述碘氧化劑可以包括碘(I2)和碘化銨(NH4I)等。
在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，氫氟酸的含量可以是大約0.01wt％至大約2wt％，醋酸的含量可以是大約0.01wt％至大約30wt％，醋酸銨的含量可以是大約0.01wt％至大約30wt％，碘氧化劑的含量可以是大約0.01wt％至大約2wt％，而水的含量可以是大約90wt％或更少。
根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例，可以提供使用所述清潔溶液制造半導(dǎo)體器件的方法。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，制造半導(dǎo)體器件的方法可以包括制備具有暴露的硅表面的硅基片。所述暴露的硅表面可以使用含有緩沖溶液的清潔溶液清潔，其中，所述緩沖溶液包括醋酸、醋酸銨、碘氧化劑、氫氟酸和水等。
在一些示例性實(shí)施例中，碘氧化劑可以包括碘和碘化銨等。
在其它的示例性實(shí)施例中，清潔溶液可以含有大約0.01wt％至大約2wt％的氫氟酸，大約0.01wt％至大約30wt％的醋酸，大約0.01wt％至大約30wt％的醋酸銨，大約0.01wt％至大約2wt％的碘氧化劑，以及大約90wt％或更少的水。
在其它的示例性實(shí)施例中，所述清潔溶液可以具有大約3.9至大約4.9的pH值。
在其它的示例性實(shí)施例中，清潔暴露的硅表面可以在大約20℃到大約50℃的溫度下進(jìn)行。
在其它的示例性實(shí)施例中，暴露的硅表面可以是單晶硅表面或多晶硅表面等。
在其它的示例性實(shí)施例中，在清潔了暴露的硅表面之后，金屬硅化物層或外延層等可以被形成在暴露的硅表面上。
在其它的示例性實(shí)施例中，制備硅基片可以包括在硅基片上形成柵極圖案以選擇性地暴露硅基片表面。所述柵極圖案可以由多晶硅等形成。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，制造半導(dǎo)體器件的方法可以包括在硅基片上形成絕緣層。在絕緣層內(nèi)可以形成開口。具有開口的硅基片的表面可以使用清潔溶液清潔，該清潔溶液含有緩沖溶液，該緩沖溶液包括醋酸、醋酸銨、碘氧化劑、氫氟酸和水等。
在一些示例性實(shí)施例中，所述絕緣層可以由氧化硅層形成。所述氧化硅層可以是BPSG層等。
在其它的示例性實(shí)施例中，柵極圖案可以在形成絕緣層之前形成在硅基片上。所述開口可以暴露鄰近柵極圖案的硅基片的表面。
所述清潔溶液可以改進(jìn)硅對氧化硅層的蝕刻選擇性，并以一定的或更快的蝕刻速率蝕刻以選擇性地去除暴露的硅表面。所述清潔溶液可以具有穩(wěn)定的pH值，以便減小(如果不能阻止)在清潔工藝中蝕刻速率或蝕刻選擇性的變化。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述清潔溶液可以含有碘氧化劑等以便氧化硅表面，氫氟酸等可以作為蝕刻劑而被提供以蝕刻并去除氧化的硅表面，醋酸、醋酸銨等可作為調(diào)節(jié)清潔溶液和水的pH值的緩沖溶液而被提供。
使用含有氧化劑和蝕刻劑的清潔溶液蝕刻硅可以包括使用氧化劑在硅表面上形成化學(xué)氧化物，然后使用蝕刻劑蝕刻化學(xué)氧化物。因此，硅對氧化硅層的蝕刻選擇性可以由氧化劑的氧化力和蝕刻劑的各蝕刻速率決定。當(dāng)與具有像熱氧化層那樣的致密結(jié)構(gòu)的氧化硅層一起蝕刻時(shí)，硅對氧化硅層可以具有較高的蝕刻選擇性，因?yàn)?，化學(xué)氧化物具有較弱的結(jié)構(gòu)。但是，當(dāng)氧化硅層具有與熱氧化層相比較弱的結(jié)構(gòu)，例如為BPSG層等時(shí)，硅對氧化硅層的蝕刻選擇性會(huì)降低。例如，如果含有硝酸(HNO3)等的清潔溶液作為氧化劑，而HF作為蝕刻劑，則硅對BPSG層的蝕刻選擇性可以是個(gè)很小的值，約為0.5。
可以考慮調(diào)節(jié)清潔溶液的pH值的方案，以改進(jìn)硅對氧化硅層的蝕刻選擇性。通常，當(dāng)清潔溶液的pH值增加時(shí)，硅和氧化硅層的蝕刻速率降低，其中，硅和氧化硅層之間蝕刻速率降低的程度可能不同。通過中和反應(yīng)調(diào)節(jié)pH值的傳統(tǒng)方法，由于基礎(chǔ)溶液例如氨水等的混合，或添加氫氟酸的共軛堿氟化銨(NH4F)等，可以被用來調(diào)節(jié)含有氫氟酸的清潔溶液的pH值。但是，氨水的使用會(huì)使空氣中的二氧化碳?xì)怏w溶解到清潔溶液中，這在工藝過程中持續(xù)改變清潔溶液的pH值。并且，可能需要將大量的氟化銨用于調(diào)節(jié)pH值，清潔溶液的表面張力可能顯著提高。因此，可能很難清潔通過精細(xì)圖案暴露的硅表面。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，清潔溶液的pH值可以通過使用醋酸和醋酸的共軛堿醋酸銨作為緩沖溶液而被調(diào)節(jié)到期望值。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述清潔溶液可具有大約3.9至大約4.9的pH值。通過使用醋酸和醋酸銨等作為緩沖溶液，還可防止在清潔工藝中清潔溶液的pH值發(fā)生不希望的變化。
此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可以使用碘氧化劑。例如，碘氧化劑可以包括碘和碘化銨等。碘和碘化銨等可能不會(huì)改變已經(jīng)被緩沖溶液調(diào)節(jié)過的清潔溶液的pH值，并且可能在清潔溶液pH值的整個(gè)范圍上具有氧化力。在這種情況下，當(dāng)只使用碘作為氧化劑時(shí)，碘對水的溶解度會(huì)很低。因此，它可能很難混合到清潔溶液中。但是，在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，當(dāng)?shù)饣@和碘一起作為氧化劑被使用時(shí)，可以在水中形成I3-離子，并且碘可以很容易地溶解。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可以改進(jìn)硅對氧化硅層的蝕刻選擇性，特別是對具有較弱結(jié)構(gòu)的氧化硅層，例如，BPSG層等，并且，可以通過使用醋酸和醋酸銨等作為緩沖溶液穩(wěn)定地調(diào)節(jié)清潔溶液的pH值以防止在工藝過程中pH值發(fā)生不希望的改變。還可以通過調(diào)節(jié)清潔溶液中的碘氧化劑和作為蝕刻劑被混合的氫氟酸的量來改進(jìn)蝕刻速率。


通過詳細(xì)描述附圖中所示的示例性實(shí)施例，本發(fā)明會(huì)變得更加明顯，其中圖1至圖3說明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例、制造半導(dǎo)體器件的方法。
圖4和5說明根據(jù)本發(fā)明的其他示例性實(shí)施例、制造半導(dǎo)體器件的方法。
圖6至8說明根據(jù)本發(fā)明的其他示例性實(shí)施例、制造半導(dǎo)體器件的方法。
圖9是說明在含有醋酸和醋酸銨作為緩沖溶液的清潔溶液中、相對于醋酸銨的添加量、pH值的變化的圖；以及圖10是說明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例、相對于清潔溶液的pH值變化的蝕刻性質(zhì)的圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參考附圖更充分地描述本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例，其中，示出了本發(fā)明的一些示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多替換的形式來實(shí)施，并且不應(yīng)被解釋為僅限于此處所闡述的實(shí)施例。更確切地說，提供這些實(shí)施例是為了使得下述公開透徹并且完全，且向本領(lǐng)域技術(shù)人員完全傳達(dá)本發(fā)明的范圍。貫穿整個(gè)說明書，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
將了解，雖然術(shù)語第一、第二等在此處可以被用來描述各種元件，這些元件不應(yīng)受到這些術(shù)語的限制。將了解，雖然術(shù)語第一、第二等在此處可以被用來描述各種元件，這些元件不應(yīng)受到這些術(shù)語的限制。
此處使用的術(shù)語僅僅是為了描述具體實(shí)施例，并不意味著限制本發(fā)明的示例性實(shí)施例。如這里所用的，單數(shù)形式的“一個(gè)”(a)、“一個(gè)”(an)和“這個(gè)”(the)旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地指出不是這樣的。將進(jìn)一步理解，術(shù)語“包括”(comprises)、“包括”(comprising)、“包括”(includes)和/或“包括”(including)在這里使用時(shí)指出所說明的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或它們構(gòu)成的組的存在或添加。
還應(yīng)該指出的是，在某些可選擇的實(shí)施方式中，所指出的功能/動(dòng)作可以不按在圖中描述的順序發(fā)生。例如，以連續(xù)方式示出的兩幅圖實(shí)際上可以基本上同時(shí)被執(zhí)行，或有時(shí)可以以相反順序被執(zhí)行，這取決于涉及的功能性/動(dòng)作。
將了解，當(dāng)元件或?qū)颖惶峒啊靶纬伞痹诹硪辉驅(qū)由蠒r(shí)，其可以是直接或間接地形成在另一元件或?qū)由稀Ｒ簿褪钦f，例如，可以存在介入的元件或?qū)?。相反，?dāng)元件或?qū)颖惶峒啊爸苯有纬伞痹诹硪辉蠒r(shí)，則沒有介入的元件或?qū)哟嬖凇Ｆ渌糜诿枋鲈驅(qū)又g關(guān)系的用詞應(yīng)該以類似方式來解釋(例如，“之間”對“直接之間”，“相鄰”對“直接相鄰”等)。
此處使用的術(shù)語僅僅是為了描述具體實(shí)施例，并不意味著限制本發(fā)明的示例性實(shí)施例。如這里所用的，單數(shù)形式的“一個(gè)”(a)、“一個(gè)”(an)和“這個(gè)”(the)旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地指出不是這樣的。將進(jìn)一步理解，術(shù)語“包括”(comprises)、“包括”(comprising)、“包括”(includes)和/或“包括”(including)在這里使用時(shí)指出所說明的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或它們構(gòu)成的組的存在或添加。
圖1至3說明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例、制造半導(dǎo)體器件的方法。
參考圖1，可制備硅基片100。器件隔離層102可以被形成，以限定硅基片100中的有源區(qū)102a。器件隔離層102可通過使用淺溝槽隔離(STI)工藝由氧化硅層形成，例如，高密度等離子體(HDP)氧化層等。柵極絕緣層可以形成在有源區(qū)102a上。柵極絕緣層可以由熱氧化層等形成。此后，柵極導(dǎo)電層和覆蓋層可以順序形成在柵極絕緣層上。柵極導(dǎo)電層可以由多晶硅層等形成，覆蓋層可以由氮化硅層或氧化硅層等形成。柵極導(dǎo)電層和覆蓋層可以相繼被圖案化以形成橫過有源區(qū)102a的柵極圖案110。結(jié)果，柵極圖案110可以包括可被順序疊置的柵電極106和覆蓋層圖案108。形成覆蓋層的工藝可以被省略。在這種情況下，柵極圖案110可以僅由柵電極106形成。柵極絕緣層也可以在形成柵極圖案110的工藝中被圖案化，從而，柵極絕緣層圖案104可以形成在柵極圖案110和有源區(qū)102a之間，如圖1所示。
雜質(zhì)可以通過使用柵極圖案110和器件隔離層作為離子注入掩模而被注入有源區(qū)102a中，從而形成源/漏區(qū)112。雜質(zhì)可以是N型或P型雜質(zhì)等。源/漏區(qū)112形成后，柵極間隔壁(gate spacer)114可以被形成以覆蓋柵極圖案110的側(cè)壁?？梢酝ㄟ^在具有源/漏區(qū)112的硅基片100上形成間隔壁層、如氮化硅層等，并各向異性地蝕刻間隔壁層，來形成柵極間隔壁114。
參考圖2，在圖案化柵極圖案110的各向異性蝕刻工藝以及形成源/漏區(qū)112的離子注入工藝中，硅基片100的被暴露的硅表面，例如，被柵極圖案110暴露的有源區(qū)102a的表面，可能被損壞。由于被暴露的硅表面中被損壞的部分對在后續(xù)工藝期間形成的薄膜的性質(zhì)會(huì)產(chǎn)生不利地影響，因此需要通過清潔工藝C使用合適的清潔溶液來去除被損壞部分。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，清潔工藝C可以通過使用如上所述含有緩沖溶液的清潔溶液進(jìn)行，其中，所述緩沖溶液包括醋酸、醋酸銨、碘氧化劑、氫氟酸和水等。碘氧化劑可以包括碘和碘化銨等。清潔溶液可以含有大約0.01wt％至大約2wt％的氫氟酸，大約0.01wt％至大約30wt％的醋酸，大約0.01wt％至大約30wt％的醋酸銨，大約0.01wt％至大約2wt％的碘和碘化銨，以及大約90wt％或更少的水。并且，清潔工藝C可以在大約20℃到大約50℃的溫度下進(jìn)行。
被暴露的硅表面，例如，被柵極圖案110暴露的有源區(qū)102a的損壞部分，可以通過清潔工藝C被有效去除，而不會(huì)影響到其它層，例如，由氧化硅層形成的器件隔離層和/或柵極絕緣層。此外，污染物、例如形成在有源區(qū)102a上的原生氧化層可以通過清潔工藝C被去除。
同時(shí)，如果如上所述柵極圖案110僅由柵電極106形成、且柵電極106由多晶硅形成，則柵電極106表面被損壞的部分也可以在清潔工藝C中被去除。
參考圖3，在進(jìn)行了清潔工藝C之后，可以在源/漏區(qū)112上生長外延層116。外延層116可以通過公知的選擇性外延生長工藝形成。同時(shí)，如果如上所述柵極圖案110僅由柵電極106形成、且柵電極106由多晶硅形成，則與外延層116具有不同晶體結(jié)構(gòu)的另一外延層可以被形成在柵電極106上。也就是說，當(dāng)外延層116具有單晶結(jié)構(gòu)、例如硅基片100時(shí)，形成在柵電極106上的另一外延層可以具有多晶結(jié)構(gòu)，例如由多晶硅形成的柵電極106。在進(jìn)行了清潔工藝C后，外延層116可以形成在源/漏區(qū)112上或在源/漏區(qū)112和柵電極106上。因此，由硅基片100的被暴露的硅表面的狀況所引起的表面粗糙度或內(nèi)部缺陷可以被降低(如果沒有最小化)。
圖4和5說明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例、制造半導(dǎo)體器件的方法。
參考圖1、2和4，在柵極圖案110和源/漏區(qū)112形成在硅基片100上之后，可以在硅基片100被暴露的硅表面、例如有源區(qū)102a的表面上使用上述清潔溶液進(jìn)行清潔工藝C，其中，有源區(qū)102a的表面可被柵極圖案110所暴露，如圖1和2所示。在被暴露的硅表面中的損壞部分通過清潔工藝C被去除之后，金屬層316和硅化物覆蓋層318可以相繼被形成在硅基片100上。金屬層316可以由例如鎳層、鈷層或鈦層等形成。并且，硅化物覆蓋層318可以由氮化鈦層等形成。
參考圖5，硅化物退火(silicide annealing)可以在具有金屬層316和硅化物覆蓋層318的硅基片100上進(jìn)行，以在源/漏區(qū)112上形成金屬硅化物層320。金屬硅化物層320可以是硅化鎳層、硅化鈷層、或硅化鈦層等。然后，硅化物覆蓋層318和金屬層316未反應(yīng)的部分可以被去除。同時(shí)，如果如上所述柵極圖案110僅由柵電極106形成、而柵電極106由多晶硅形成，則金屬硅化物層甚至可以被形成在柵電極106上。
在進(jìn)行了清潔工藝C后，金屬硅化物層320可以被形成在源/漏區(qū)112上或在源/漏區(qū)112和柵電極106上。因此，由硅基片100的暴露的硅表面的狀況引起的表面粗糙度或內(nèi)部缺陷可以被降低(如果沒有被最小化)。
圖6至圖8說明了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例、制造半導(dǎo)體器件的方法。
參考圖1和6，柵極圖案110和源/漏區(qū)112可以被形成在硅基片100上，如圖1所示。絕緣層522可以形成在具有柵極圖案110的硅基片100上。絕緣層522可以由BPSG層形成。絕緣層522可以被圖案化以形成開口524，該開口524暴露出鄰近柵極圖案110的硅基片100的表面，例如，源/漏區(qū)112的表面。
參考圖7，被開口524暴露的硅基片100的表面可能在圖案化絕緣層522的各向異性蝕刻工藝中被損壞。因此，被開口524暴露的硅基片100的表面可以通過如圖2所示的清潔工藝C被清潔，從而去除被損壞部分。清潔工藝C可以通過使用清潔溶液來進(jìn)行，該清潔溶液含有緩沖溶液，緩沖溶液包括醋酸、醋酸銨、碘氧化劑、氫氟酸和水等，如上所述。因此，即便絕緣層522可能是由具有較弱結(jié)構(gòu)的氧化硅層、例如BPSG層形成的，也可以對通過開口524暴露的硅基片100的表面進(jìn)行選擇性蝕刻同時(shí)抑制對絕緣層522的蝕刻。
參考圖8，在進(jìn)行了清潔工藝C之后，導(dǎo)電層可以被形成在具有開口524的硅基片100的整個(gè)表面上，并且，導(dǎo)電層可以被圖案化以形成接觸插塞(contact plug)526，開口524可以被接觸插塞526填滿。
在圖6至8中，開口524(未示出)可以被形成以暴露硅基片100上的多晶硅表面。例如，開口524(未示出)可以被形成以暴露由多晶硅形成的柵電極106的頂表面。圖9是說明在含有醋酸和醋酸銨作為緩沖溶液的清潔溶液中、相對于醋酸銨的添加量的pH值變化的圖。圖9的結(jié)果是通過向大約100∶1稀釋的醋酸溶液添加醋酸銨、然后測量相對于醋酸銨添加量的pH值變化從而獲得的。在圖9中，用符號“◆”表示的數(shù)據(jù)表明在100∶1稀釋的醋酸溶液中相對于醋酸銨添加量測得的pH值，而用符號“■”表示的數(shù)據(jù)表明向清潔溶液添加大約0.5wt％的氫氟酸之后測得的pH值，其中，上述清潔溶液的pH值通過使用醋酸和醋酸銨而被調(diào)節(jié)。并且，用符號“▲”表示的數(shù)據(jù)表明用大約100∶1稀釋的醋酸溶液中醋酸銨的添加量算得的pH值。
圖9表明，當(dāng)醋酸和醋酸銨作為緩沖溶液被使用時(shí)，算得的pH值與測得的pH值相似。并且，添加大約0.5wt％的氫氟酸測得的pH值基本上與未添加氫氟酸時(shí)相同。這表明當(dāng)醋酸和醋酸銨被用作緩沖溶液時(shí)，清潔溶液的pH值可以被穩(wěn)定地調(diào)節(jié)。這還表明由于氫氟酸的添加沒有改變清潔溶液的pH值，因此如果醋酸和醋酸銨可被用作緩沖溶液，則硅蝕刻速率可以通過氫氟酸的添加量被調(diào)節(jié)，而不改變清潔溶液的pH值。
圖10是說明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例、相對于清潔溶液的pH值變化的蝕刻性質(zhì)的圖。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的清潔溶液可以通過在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的范圍內(nèi)以合適的組成比例混合氫氟酸、醋酸、醋酸銨、碘、碘化銨和水等來制備。清潔溶液的pH值可以通過醋酸和醋酸銨的組成比例來調(diào)節(jié)。然后，多晶硅層、BPSG層和熱氧化層可以分別被形成在硅基片上，并且，這些層可以通過使用制備好的清潔溶液被蝕刻。在圖10中，用符號“-■-”表示的數(shù)據(jù)表明多晶硅層的蝕刻速率RE，用符號“-●-”表示的數(shù)據(jù)表明BPSG層的蝕刻速率RE，用符號“-▲-”表示的數(shù)據(jù)表明熱氧化層的蝕刻速率RE。并且，用符號“-◆-”表示的數(shù)據(jù)表明多晶硅層對BPSG層的蝕刻選擇性SE。
參考圖10，多晶硅層、BPSG層和熱氧化層的蝕刻速率可以隨清潔溶液pH值的增加而降低。具有最致密結(jié)構(gòu)的熱氧化層可能具有最低的蝕刻速率以及隨清潔溶液增加的pH值最小的蝕刻速率降低。另一方面，當(dāng)清潔溶液的pH值約為3.8時(shí)，多晶硅層的蝕刻速率和BPSG層的蝕刻速率在大約140/min處可為相似的，并遞增地降低清潔溶液的pH值。在這種情況下，隨著清潔溶液的pH值的增加，BPSG層的蝕刻速率與多晶硅層的蝕刻速率相比可以明顯降低。結(jié)果，隨著清潔溶液的pH值可從約3.8增加到約4.8和約4.9，多晶硅層對BPSG層的蝕刻選擇性可從約1.0或更小增加到約1.57和約1.65。
這些結(jié)果顯示，當(dāng)硅層和氧化硅層通過使用根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的清潔溶液被一起清潔時(shí)，氧化硅層的損失可以被減小(如果沒有被最小化)，并且，即使氧化硅層具有相對較弱的結(jié)構(gòu)、例如BPSG層，硅層也可以被選擇性地蝕刻。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在制造半導(dǎo)體器件的過程中，通過使用pH值被穩(wěn)定調(diào)節(jié)的清潔溶液，暴露的硅表面中被損壞的部分可以被去除。并且，硅對氧化硅層的蝕刻選擇性可以被改善。因此，即使氧化硅層具有相對弱的結(jié)構(gòu)，也可以減少(如果不是最小化)損失，并可以選擇性地蝕刻硅。
雖然已經(jīng)具體示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例、并參考附圖中所示的示例性實(shí)施例對其進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以在不脫離由以下的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精髓和范圍的情況下在其中作出形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。
權(quán)利要求
1.一種硅表面清潔溶液，包括緩沖溶液，所述緩沖溶液包括醋酸和醋酸銨、碘氧化劑、氫氟酸和水。
2.如權(quán)利要求1所述的清潔溶液，其中，所述碘氧化劑包括碘、碘化銨及其混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的清潔溶液，其中，氫氟酸的含量為大約0.01wt％至2wt％，包括0.01和2；醋酸的含量為大約0.01wt％至30wt％，包括0.01和30；醋酸銨的含量為大約0.01wt％至30wt％，包括0.01和30；碘氧化劑的含量為大約0.01wt％至2wt％，包括0.01和2；以及，水的含量為大約90wt％或更少。
4.如權(quán)利要求1所述的清潔溶液，其中，pH值為大約3.9至大約4.9。
5.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括制備具有暴露的硅表面的硅基片；以及使用如權(quán)利要求1所述的清潔溶液清潔所述暴露的硅表面。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述碘氧化劑包括碘、碘化銨及其混合物。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述清潔溶液含有大約0.01wt％至2wt％的氫氟酸，包括0.01和2；大約0.01wt％至大約30wt％的醋酸，包括0.01和30；大約0.01wt％至大約30wt％的醋酸銨，包括0.01和30；大約0.01wt％至大約2wt％的碘氧化劑，包括0.01和2；以及，大約90wt％或更少的水。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述清潔溶液的pH值為大約3.9至大約4.9。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，在大約20℃到大約50℃的溫度下對所述暴露的硅表面進(jìn)行清潔。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述暴露的硅表面是單晶硅表面或多晶硅表面。
11.如權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括在所述硅基片上相繼形成金屬層和硅化物覆蓋層。
12.如權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括在具有金屬層和硅化物覆蓋層的所述硅基片上進(jìn)行硅化物退火以形成金屬硅化物層。
13.如權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括在清潔所述暴露的硅表面之后，在所述暴露的硅表面上形成金屬硅化物層或外延層。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述金屬硅化物層是包括硅化鎳層、硅化鈷層或硅化鈦層的組中的一個(gè)。
15.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，制備所述硅基片包括在所述硅基片上形成柵極圖案，以選擇性地暴露所述硅基片的表面。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述柵極圖案由多晶硅形成。
17.如權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括在硅基片上形成絕緣層；在所述絕緣層上形成開口；以及使用所述清潔溶液清潔暴露的硅表面。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述絕緣層由氧化硅層形成。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述氧化硅層是BPSG層。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括在形成所述絕緣層之前，在所述硅基片上形成柵極圖案，所述開口暴露與所述柵極圖案相鄰的所述硅基片的表面。
全文摘要
提供了一種用于硅表面的清潔溶液，所述清潔溶液含有緩沖溶液，該緩沖溶液包括醋酸(CH
文檔編號H01L21/02GK101024882SQ20061006433
公開日2007年8月29日 申請日期2006年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月17日
發(fā)明者金相溶, 洪昌基, 沈雨寬 申請人:三星電子株式會(huì)社