硅表面清洁溶液以及用其制造半导体器件的方法技术

提供了一种用于硅表面的清洁溶液，所述清洁溶液含有缓冲溶液，该缓冲溶液包括醋酸（ＣＨ↓［３］ＣＯＯＨ）和醋酸铵（ＣＨ↓［３］ＣＯＯＮＨ↓［４］）、碘氧化剂、氢氟酸（ＨＦ）和水。在用于制造半导体器件的方法中，硅基片可具有被暴露的硅表面，可以使用含有缓冲溶液的清洁溶液来清洁该暴露的硅表面，该缓冲溶液包括醋酸、醋酸铵、碘氧化剂、氢氟酸和水。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的示例性实施例涉及清洁溶液，例如，清洁硅表面的清洁溶液；以及用其制造半导体器件的方法。
技术介绍
制造半导体器件的工艺可以包括在硅基片内形成杂质扩散层如阱和源/漏区的离子注入工艺；通过在硅基片上沉积或生长导电或绝缘薄膜形成不同形状的结构、并将导电或绝缘薄膜图案化的工艺；以及通过将叠置的导电结构相互电连接形成触点以形成电路的工艺。在各个工艺期间暴露的硅表面的状况可以影响通过后续工艺形成的薄膜的质量。暴露的硅表面可以被污染物或工艺过程期间发生的损坏劣化。也就是说，暴露的硅表面在先行的工艺过程期间或在工艺过程之间操纵硅基片时可以被各种各样的污染物，例如，原生氧化层、有机物、金属杂质及微粒等损坏。暴露的硅表面还可以在图案化薄膜的干蚀刻工艺期间或在形成阱或源/漏的离子注入工艺期间被损坏。因此，在每一道工艺前可以进行清洁工艺，以从暴露的硅表面去除污染源以及硅表面被损坏的部分。在敏感地受到硅表面状况影响的工艺前需要充分进行上述清洁工艺，例如，外延工艺，自对准硅化物工艺(salicideprocess)及自对准接触(SAC)工艺等。特别的，暴露硅表面的被损坏的部分会引起外延层或金属自对准硅化物层上的晶格缺陷，且会增加表面粗糙度，并且会进一步增加触点上的泄漏或电阻。因此，被损坏部分可以在每道工艺之前被充分去除。在清洁硅表面的传统工艺中，可根据需要使用标准清洁(standardclean)1(SC1)或稀氟酸溶液等，其中，标准清洁1为过氧化氢(H2O2)、氢氧化铵(NH4OH)和去离子水(DI水)的混合物。但是，长时间使用SC1和稀氟酸有一定的困难，这是因为硅对氧化硅层特别是在制造半导体器件的工艺中被用作中间层绝缘层的BPSG层的低蚀刻选择性。从而，很难预期到满意的清洁效果。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例可以提供一种在制造半导体器件的过程中用于去除被暴露的硅表面中被损坏部分的清洁溶液。本专利技术的示例性实施例还可以提供一种可以改进硅对氧化硅层的蚀刻选择性的清洁溶液。本专利技术的示例性实施例还可以提供一种在清洁工艺过程中具有稳定的pH值的清洁溶液。本专利技术的示例性实施例还可以提供使用这样的清洁溶液来制造半导体器件的方法。根据本专利技术的示例性实施例，可以提供一种硅表面清洁溶液。所述清洁溶液可以含有缓冲溶液，所述缓冲溶液包括醋酸(CH3COOH)和醋酸铵(CH3COONH4)、碘氧化剂、氢氟酸(HF)以及水等。在本专利技术的示例性实施例中，所述碘氧化剂可以包括碘(I2)和碘化铵(NH4I)等。在本专利技术的示例性实施例中，氢氟酸的含量可以是大约0.01wt％至大约2wt％，醋酸的含量可以是大约0.01wt％至大约30wt％，醋酸铵的含量可以是大约0.01wt％至大约30wt％，碘氧化剂的含量可以是大约0.01wt％至大约2wt％，而水的含量可以是大约90wt％或更少。根据本专利技术的另一示例性实施例，可以提供使用所述清洁溶液制造半导体器件的方法。根据本专利技术的示例性实施例，制造半导体器件的方法可以包括制备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缓冲溶液的清洁溶液清洁，其中，所述缓冲溶液包括醋酸、醋酸铵、碘氧化剂、氢氟酸和水等。在一些示例性实施例中，碘氧化剂可以包括碘和碘化铵等。在其它的示例性实施例中，清洁溶液可以含有大约0.01wt％至大约2wt％的氢氟酸，大约0.01wt％至大约30wt％的醋酸，大约0.01wt％至大约30wt％的醋酸铵，大约0.01wt％至大约2wt％的碘氧化剂，以及大约90wt％或更少的水。在其它的示例性实施例中，所述清洁溶液可以具有大约3.9至大约4.9的pH值。在其它的示例性实施例中，清洁暴露的硅表面可以在大约20℃到大约50℃的温度下进行。在其它的示例性实施例中，暴露的硅表面可以是单晶硅表面或多晶硅表面等。在其它的示例性实施例中，在清洁了暴露的硅表面之后，金属硅化物层或外延层等可以被形成在暴露的硅表面上。在其它的示例性实施例中，制备硅基片可以包括在硅基片上形成栅极图案以选择性地暴露硅基片表面。所述栅极图案可以由多晶硅等形成。根据本专利技术的示例性实施例，制造半导体器件的方法可以包括在硅基片上形成绝缘层。在绝缘层内可以形成开口。具有开口的硅基片的表面可以使用清洁溶液清洁，该清洁溶液含有缓冲溶液，该缓冲溶液包括醋酸、醋酸铵、碘氧化剂、氢氟酸和水等。在一些示例性实施例中，所述绝缘层可以由氧化硅层形成。所述氧化硅层可以是BPSG层等。在其它的示例性实施例中，栅极图案可以在形成绝缘层之前形成在硅基片上。所述开口可以暴露邻近栅极图案的硅基片的表面。所述清洁溶液可以改进硅对氧化硅层的蚀刻选择性，并以一定的或更快的蚀刻速率蚀刻以选择性地去除暴露的硅表面。所述清洁溶液可以具有稳定的pH值，以便减小(如果不能阻止)在清洁工艺中蚀刻速率或蚀刻选择性的变化。根据本专利技术的示例性实施例，所述清洁溶液可以含有碘氧化剂等以便氧化硅表面，氢氟酸等可以作为蚀刻剂而被提供以蚀刻并去除氧化的硅表面，醋酸、醋酸铵等可作为调节清洁溶液和水的pH值的缓冲溶液而被提供。使用含有氧化剂和蚀刻剂的清洁溶液蚀刻硅可以包括使用氧化剂在硅表面上形成化学氧化物，然后使用蚀刻剂蚀刻化学氧化物。因此，硅对氧化硅层的蚀刻选择性可以由氧化剂的氧化力和蚀刻剂的各蚀刻速率决定。当与具有像热氧化层那样的致密结构的氧化硅层一起蚀刻时，硅对氧化硅层可以具有较高的蚀刻选择性，因为，化学氧化物具有较弱的结构。但是，当氧化硅层具有与热氧化层相比较弱的结构，例如为BPSG层等时，硅对氧化硅层的蚀刻选择性会降低。例如，如果含有硝酸(HNO3)等的清洁溶液作为氧化剂，而HF作为蚀刻剂，则硅对BPSG层的蚀刻选择性可以是个很小的值，约为0.5。可以考虑调节清洁溶液的pH值的方案，以改进硅对氧化硅层的蚀刻选择性。通常，当清洁溶液的pH值增加时，硅和氧化硅层的蚀刻速率降低，其中，硅和氧化硅层之间蚀刻速率降低的程度可能不同。通过中和反应调节pH值的传统方法，由于基础溶液例如氨水等的混合，或添加氢氟酸的共轭碱氟化铵(NH4F)等，可以被用来调节含有氢氟酸的清洁溶液的pH值。但是，氨水的使用会使空气中的二氧化碳气体溶解到清洁溶液中，这在工艺过程中持续改变清洁溶液的pH值。并且，可能需要将大量的氟化铵用于调节pH值，清洁溶液的表面张力可能显著提高。因此，可能很难清洁通过精细图案暴露的硅表面。根据本专利技术的示例性实施例，清洁溶液的pH值可以通过使用醋酸和醋酸的共轭碱醋酸铵作为缓冲溶液而被调节到期望值。在这种情况下，根据本专利技术的示例性实施例，所述清洁溶液可具有大约3.9至大约4.9的pH值。通过使用醋酸和醋酸铵等作为缓冲溶液，还可防止在清洁工艺中清洁溶液的pH值发生不希望的变化。此外，根据本专利技术的示例性实施例，可以使用碘氧化剂。例如，碘氧化剂可以包括碘和碘化铵等。碘和碘化铵等可能不会改变已经被缓冲溶液调节过的清洁溶液的pH值，并且可能在清洁溶液pH值的整个范围上具有氧化力。在这种情况下，当只使用碘作为氧化剂时，碘对水的溶解度会很低。因此，它可能很难混合到清洁溶液中。但是，在本专利技术的示例性实施例中，当碘化铵和碘一起作为氧化剂被使用时，可以在水中形成I3-离子，并且碘可以很容易地溶解。根据本专利技术的示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅表面清洁溶液，包括：缓冲溶液，所述缓冲溶液包括醋酸和醋酸铵、碘氧化剂、氢氟酸和水。

【技术特征摘要】
KR 2006-1-17 10-2006-00051161.一种硅表面清洁溶液，包括缓冲溶液，所述缓冲溶液包括醋酸和醋酸铵、碘氧化剂、氢氟酸和水。2.如权利要求1所述的清洁溶液，其中，所述碘氧化剂包括碘、碘化铵及其混合物。3.如权利要求1所述的清洁溶液，其中，氢氟酸的含量为大约0.01wt％至2wt％，包括0.01和2；醋酸的含量为大约0.01wt％至30wt％，包括0.01和30；醋酸铵的含量为大约0.01wt％至30wt％，包括0.01和30；碘氧化剂的含量为大约0.01wt％至2wt％，包括0.01和2；以及，水的含量为大约90wt％或更少。4.如权利要求1所述的清洁溶液，其中，pH值为大约3.9至大约4.9。5.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括制备具有暴露的硅表面的硅基片；以及使用如权利要求1所述的清洁溶液清洁所述暴露的硅表面。6.如权利要求5所述的方法，其中，所述碘氧化剂包括碘、碘化铵及其混合物。7.如权利要求5所述的方法，其中，所述清洁溶液含有大约0.01wt％至2wt％的氢氟酸，包括0.01和2；大约0.01wt％至大约30wt％的醋酸，包括0.01和30；大约0.01wt％至大约30wt％的醋酸铵，包括0.01和30；大约0.01wt％至大约2wt％的碘氧化剂，包括0.01和2；以及，大约90wt％或更少的水。8.如权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：金相溶，洪昌基，沈雨宽，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]