專利名稱：一種避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體集成電路制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，更確切地說，本發(fā)明涉及一種避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法。
背景技術(shù)：
集成電路尤其是超大規(guī)模集成電路中的主要器件是金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，簡稱 MOS 晶體管)，其幾何尺寸一直在不斷縮小。隨著器件尺寸的不斷縮小，鋁互連早已被銅互連所取代，柵極使用的硅化物從鎢化物、鈦化物、鈷化物一路發(fā)展到鎳化物，氧化金屬(Al2O3，Ta2O5等)。而在新一代的技術(shù)中，釕作為電鍍種子層和錳作為銅阻擋層的出現(xiàn)使晶體管制造中使用的金屬數(shù)量更加豐富，從而也使器件制造有了更多的選擇。但是與此同時(shí)，如果在工藝過程中這些金屬沾污在硅片的背面，并且進(jìn)入了光刻機(jī)，就會(huì)造成光刻機(jī)和后續(xù)進(jìn)入光刻機(jī)的硅片的沾污，以及硅片和其他設(shè)備的交叉沾污。另外，在晶體管制造的過程中部分工藝需要在相當(dāng)高的溫度(甚至高于IOO(TC)下進(jìn)行，這些金屬就會(huì)擴(kuò)散進(jìn)入硅片內(nèi)部，從而造成整個(gè)器件的失效。而光刻機(jī)屬于非常精密且產(chǎn)能需求非常大的設(shè)備，被沾污以后金屬沾污的清除和設(shè)備的恢復(fù)調(diào)試都是非常困難的，對(duì)產(chǎn)能的影響也很大。因此，光刻機(jī)的金屬沾污成為半導(dǎo)體集成電路制造業(yè)界普遍關(guān)心的一個(gè)問題。目前，業(yè)界控制光刻機(jī)金屬沾污的方法主要有以下幾種一是通過更加強(qiáng)勁的背面清洗工藝降低硅片背面金屬離子的濃度，但是會(huì)造成硅片背面硅的消耗，而且一般無法保證將所有金屬離子的濃度降低到可接受的范圍以內(nèi)；二是通過在硅片背面生長一層耐磨材料，例如SiN，使金屬沾污與硅隔絕，使之停留在耐磨材料之上，然后通過化學(xué)機(jī)械研磨工藝對(duì)該背面耐磨材料進(jìn)行減薄，最后再進(jìn)行清洗，從而降低硅片背面硅中的金屬離子濃度， 但是在背面生長一層50-300nm的SiN，采用爐管的方式會(huì)增加熱預(yù)算，并且對(duì)于后道來說溫度過高，難以接受；而采用化學(xué)氣相沉積的方式會(huì)在硅片正面產(chǎn)生刮擦，從而影響產(chǎn)率； 三是將前道工藝(相對(duì)高溫，只有柵工藝中會(huì)引入金屬離子)和后道工藝(相對(duì)低溫，但會(huì)引入各類金屬離子)在不同的光刻機(jī)中進(jìn)行，從而在物理空間上避免了前道高溫工藝的金屬沾污，但是降低了光刻機(jī)的產(chǎn)能，基于光刻機(jī)的價(jià)格，大大增加了設(shè)備采購成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，適用于半導(dǎo)體硅片制造工藝過程中，可避免引入背面生長SiN的工藝和與此同時(shí)可能產(chǎn)生的對(duì)硅片正面的掛擦，避免了光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污，可將前后道硅片用同一臺(tái)光刻機(jī)進(jìn)行工藝，提高了產(chǎn)能，同時(shí)節(jié)省了采購新光刻機(jī)的巨額成本，具體是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其中，具體包括如下步驟 對(duì)要進(jìn)入光刻機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)工藝的硅片進(jìn)行背面清洗處理；將清洗處理完的硅片放置在一個(gè)托盤上；
將硅片和所述托盤一起送入光刻機(jī)，進(jìn)行光阻的旋轉(zhuǎn)涂覆，曝光及顯影； 將硅片和所述托盤在垂直于硅片表面的方向上進(jìn)行分離； 再次對(duì)硅片背面進(jìn)行背面清洗處理。上述避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其中，所述對(duì)要進(jìn)入光刻機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)工藝的硅片進(jìn)行背面清洗處理中使用的清洗液為包括HF和H2A的混合溶液。上述避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其中，所述對(duì)要進(jìn)入光刻機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)工藝的硅片進(jìn)行背面清洗處理中使用的清洗液處理溫度為o-ioo°c。上述避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其中，所述托盤所使用的材料中不 3 ^riM ο上述避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其中，所述托盤在低于500°C的溫度下沒有明顯擴(kuò)散。上述避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其中，所述托盤的底層材料為硅。上述避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其中，所述托盤有與硅片切口對(duì)應(yīng)的凸起。上述避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其中，所述托盤具有如下特性與硅片背面的硅在平行于硅片表面的方向的靜態(tài)摩擦阻力非常高，在垂直于硅片表面的方向沒有顯著的粘附力。上述避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其中，所述再次對(duì)硅片背面進(jìn)行背面清洗處理中使用的清洗液為包括HF和HNO3的混合溶液。上述避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其中，所述再次對(duì)硅片背面進(jìn)行背面清洗處理中使用的清洗液處理溫度為o-ioo°c。本領(lǐng)域的技術(shù)人員閱讀以下較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明，并參照附圖之后，本發(fā)明的這些和其他方面的優(yōu)勢無疑將顯而易見。


參考所附附圖，以更加充分的描述本發(fā)明的實(shí)施例，然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的限制。圖1是本發(fā)明避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法的最佳實(shí)施例的流程示意框圖2是本發(fā)明避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法的硅片與托盤的相互位置示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明公開的避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，具體包括如下步驟，最佳實(shí)施例的步驟按如下進(jìn)行
對(duì)要進(jìn)入光刻機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)工藝的硅片進(jìn)行背面清洗處理，使用的清洗液為包括HF和 H2O2的混合溶液，處理溫度為0-100°C ；
將清洗處理完的硅片放置在一個(gè)托盤上，該托盤所使用的材料中沒有金屬，在低于500°C的溫度下沒有明顯擴(kuò)散，其底層材料為硅，有與硅片切口(notch)對(duì)應(yīng)的凸起，且具有如下特性與硅片背面的硅在橫向(平行于硅片表面的方向)的靜態(tài)摩擦阻力非常高，在縱向(垂直于硅片表面的方向)沒有顯著的粘附力；
將硅片和托盤一起送入光刻機(jī)，進(jìn)行光阻的旋轉(zhuǎn)涂覆，曝光及顯影； 將硅片和托盤在垂直于硅片表面的方向上進(jìn)行分離；
再次對(duì)硅片背面進(jìn)行背面清洗處理，使用的清洗液為為HF和HNO3等的混合溶液，處理溫度為0-100°C。本發(fā)明避免了光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污，因?yàn)檎麄€(gè)工藝過程中硅片與光刻機(jī)未有直接的接觸；可將前后道硅片用同一臺(tái)光刻機(jī)進(jìn)行工藝，提高了產(chǎn)能，同時(shí)節(jié)省了采購新光刻機(jī)的巨額成本；對(duì)進(jìn)行處理的硅片背面的硅消耗有限，有利于硅片本身不被金屬沾污滲入。通過說明和附圖，給出了具體實(shí)施方式
的特定結(jié)構(gòu)的典型實(shí)施例，例如，本案是以 MOS器件進(jìn)行闡述，基于本發(fā)明精神，芯片還可作其他類型的轉(zhuǎn)換。因此，盡管上述發(fā)明提出了現(xiàn)有的較佳實(shí)施例，然而，這些內(nèi)容并不作為局限。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。 因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實(shí)意圖和范圍的全部變化和修正，在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價(jià)的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其特征在于，具體包括如下步驟對(duì)要進(jìn)入光刻機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)工藝的硅片進(jìn)行背面清洗處理；將清洗處理完的硅片放置在一個(gè)托盤上；將硅片和所述托盤一起送入光刻機(jī)，進(jìn)行光阻的旋轉(zhuǎn)涂覆，曝光及顯影；將硅片和所述托盤在垂直于硅片表面的方向上進(jìn)行分離；再次對(duì)硅片背面進(jìn)行背面清洗處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其特征在于，所述對(duì)要進(jìn)入光刻機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)工藝的硅片進(jìn)行背面清洗處理中使用的清洗液為包括HF和H2A 的混合溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其特征在于，所述對(duì)要進(jìn)入光刻機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)工藝的硅片進(jìn)行背面清洗處理中使用的清洗液處理溫度為 0-100°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其特征在于，所述托盤所使用的材料中不含金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其特征在于，所述托盤在低于500°C的溫度下沒有明顯擴(kuò)散。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其特征在于，所述托盤的底層材料為硅。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其特征在于，所述托盤有與硅片切口對(duì)應(yīng)的凸起。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其特征在于，所述托盤具有如下特性與硅片背面的硅在平行于硅片表面的方向的靜態(tài)摩擦阻力非常高，在垂直于硅片表面的方向沒有顯著的粘附力。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其特征在于，所述再次對(duì)硅片背面進(jìn)行背面清洗處理中使用的清洗液為包括HF和HNO3的混合溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，其特征在于，所述再次對(duì)硅片背面進(jìn)行背面清洗處理中使用的清洗液處理溫度為o-ioo°c。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種避免光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污的方法，該方法包括對(duì)要進(jìn)入光刻機(jī)的硅片進(jìn)行背面清洗處理；然后將清洗處理完的硅片置于一個(gè)臨時(shí)性托盤上，該托盤所使用的底層材料為硅，正面材料不含金屬，有與硅片切口對(duì)應(yīng)的凸起，且具有如下特性與硅片背面的硅在平行于硅片表面的方向的靜態(tài)摩擦阻力非常高，在垂直于硅片表面的方向沒有顯著的粘附力；將硅片和該臨時(shí)性托盤一起送入光刻機(jī)，進(jìn)行光阻的旋轉(zhuǎn)涂覆，曝光及顯影；最后將硅片和該臨時(shí)性托盤分離，再次對(duì)硅片背面進(jìn)行背面清洗處理。本發(fā)明避免了光刻機(jī)被硅片背面金屬沾污，可將前后道硅片用同一臺(tái)光刻機(jī)進(jìn)行工藝，提高了產(chǎn)能，同時(shí)節(jié)省了采購新光刻機(jī)的巨額成本。
文檔編號(hào)H01L21/027GK102420113SQ20111011019
公開日2012年4月18日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者周軍 申請人:上海華力微電子有限公司