專利名稱：移除晶片上的顆粒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件的工藝方法，且特別涉及一種移除晶片上的 顆粒的方法。
背景技術(shù)：
在進(jìn)行半導(dǎo)體工藝時(shí)，通常會(huì)有各種顆粒(particle or defect)沉降在晶片 表面上。沉降在晶片表面上的顆粒將可能導(dǎo)致元件無法運(yùn)作，造成成品率上 的問題。因此，去除沉降在晶片表面上的顆粒一直是值得重視的問題。舉例 來說，在65納米以下的工藝中，為能降低接觸電阻，提升熱穩(wěn)定性，改善 漏電流與缺陷問題，在硅化鎳中通常會(huì)加入鉑。然而，目前在進(jìn)行自動(dòng)對(duì)準(zhǔn) 硅化工藝之后去除未反應(yīng)的鎳柏金屬后，在晶片的表面上仍殘留有許多的顆 粒。由于去除未反應(yīng)的鎳鉑金屬后的最終清洗程序是在濕法清洗站(wet station)中以批式旋轉(zhuǎn)(batch spin)的方式利用固定的轉(zhuǎn)數(shù)一次處理25至50片 的晶片，因此，其所能去除顆粒的能力非常有限且會(huì)有不均勻的問題，其移 除顆粒的效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是在提供一種方法，其可以有效移除晶片上的顆粒，減少顆粒 的數(shù)目，增加工藝的成品率。
本發(fā)明提出 一 種移除晶片上的顆粒的方法，用于硅化金屬工藝的移除未 反應(yīng)的金屬層步驟之后的晶片。此方法包括進(jìn)行至少兩個(gè)階段中間清洗程 序，各階段中間清洗程序包括先進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟，再進(jìn)行低速旋轉(zhuǎn) 晶片的步驟。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，同一個(gè)階 段的中間清洗程序中的高速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟以及低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟中的 馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的方向相同。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，相鄰兩階段的中間清洗程序的馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的方向不同。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，高速旋轉(zhuǎn)
晶片的步驟的晶片旋轉(zhuǎn)的速率為100至300rpm。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，低速旋轉(zhuǎn) 晶片的步驟的晶片旋轉(zhuǎn)的速率為20至100rpm。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，進(jìn)行高速 旋轉(zhuǎn)晶片的步驟的時(shí)間為5秒至30秒。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，進(jìn)行低速 旋轉(zhuǎn)晶片的步驟的時(shí)間為5秒至30秒。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，高速旋轉(zhuǎn) 晶片的步驟的轉(zhuǎn)速是低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟的轉(zhuǎn)速的3倍至10倍。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，低速旋轉(zhuǎn) 晶片的步驟包括第一低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟與第二低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟，其中 第二低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟的轉(zhuǎn)速低于第一低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟者。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，第一低速 旋轉(zhuǎn)晶片的步驟的轉(zhuǎn)速是第二低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟的轉(zhuǎn)速的2倍至5倍。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，進(jìn)行高速 旋轉(zhuǎn)晶片的步驟之前還包括進(jìn)行初始設(shè)定旋轉(zhuǎn)晶片的步驟。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，是以35rpm
的加速度達(dá)到進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟的轉(zhuǎn)速。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，是以3 Orpm
的速度降低到進(jìn)行低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟的轉(zhuǎn)速。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，各階段中 至少有 一 階段所通入的清洗液包括去離子水。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，各階段中 至少有一階段是先在腔室側(cè)邊噴灑熱去離子水并在清洗腔室中心噴灑冷去 離子水，再于清洗腔室側(cè)邊與清洗腔室中心同時(shí)噴灑熱去離子水。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，熱去離子 水的溫度為攝氏50度至100度。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，冷去離子 水的溫度為室溫。依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，各階段中 至少有 一 階段所通入的清洗液包括化學(xué)品。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，在進(jìn)行各 階段中間清洗程序時(shí)還同時(shí)進(jìn)行超聲波振蕩。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法還包括最終清 洗程序。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，最終清洗
程序是通入攝氏50度至IOO度的去離子水清洗。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，至少兩個(gè) 階段中間清洗程序是在濕法洗滌站中進(jìn)行。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的移除晶片上的顆粒的方法中，多階段中 間清洗程序與該最終清洗程序可以在濕法洗滌站中采用批式或是單片式旋 轉(zhuǎn)法來施行的。
本發(fā)明的方法可以有效移除晶片上的顆粒，減少顆粒的數(shù)目，增加工藝 的成品率。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉優(yōu) 選實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖1是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所繪示的移除晶片上的顆粒的方法的流程圖。 圖2是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所繪示的多階段中間清洗步驟的實(shí)施示意圖。 附圖標(biāo)記說明
10、 20:步驟 100、 200、 300、 400:階段
102:初始設(shè)定步驟 104:高速旋轉(zhuǎn)晶片步驟
106、 106a、 106b:低速旋轉(zhuǎn)晶片步驟
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的移除顆粒的方法，用于硅化金屬工藝的移除未反應(yīng)的金屬層步 驟之后的晶片，或最終硅化物生成后尚有前層殘留氧化物的晶片。例如已形 成鎳鉑合金層以及氮化鈦?zhàn)钃鯇拥木?，在進(jìn)行第一次退火工藝形成硅化鎳 鉑合金層之后，先移除氮化鈦層，再移除未反應(yīng)的鎳鉑合金層之后，尚未進(jìn)行第二次退火工藝之前，或進(jìn)行第二次退火工藝之后，可進(jìn)行本發(fā)明的清洗 工藝，以移除晶片上的顆粒，例如是金屬顆?；蚴茄趸镱w粒等，以提升工 藝的成品率。此外，本發(fā)明的移除顆粒的方法，也用于化學(xué)氣相沉積工藝之 后去除工藝在晶片上所引的發(fā)顆粒。
圖1是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所繪示的移除晶片上的顆粒的方法的流程圖。 圖2是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所繪示的多階^R中間清洗步驟的實(shí)施示意圖。 請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)施例的移除顆粒的方法包括先進(jìn)行多階段中間清洗程
序(intermediate rinse process) 10， 再進(jìn)行最終清洗程序(final rinse process) 12。 多階段中間清洗程序10與最終清洗程序20可以在濕法洗滌站(wet station) 中采用批式(batch)或是單片式(single wafer)旋轉(zhuǎn)法(spin method)來施行的。
請(qǐng)參照?qǐng)D1與2,多階段中間清洗程序10的階段例如是2階段至-10階 段，或4見實(shí)際的需要而定。在本實(shí)施例中，以4個(gè)階段，100、 200、 300、 400舉例說明的，但并不以此為限。各中間清洗階段100、 200、 300、 400 包括先進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟104,再進(jìn)行低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟106。高 速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟104可提供機(jī)械力以移除顆粒；低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟106 則可提供化學(xué)勢(shì)能(chemical potential force)來分開顆粒與晶片。
高速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟104的晶片旋轉(zhuǎn)的速率為100至300rpm，進(jìn)行的 時(shí)間為5秒至30秒。低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟106的晶片旋轉(zhuǎn)的速率為20至 lOOrpm，進(jìn)行的時(shí)間為5秒至30秒。高速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟104的轉(zhuǎn)速是低 速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟106的轉(zhuǎn)速的3倍至10倍，或高速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟104 的轉(zhuǎn)速與低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟106的轉(zhuǎn)速的差為60至280rpm。在一實(shí)施例 中，低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟106包括第一低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟106a與第二低 速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟106b，或更多步驟。第二低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟106b的轉(zhuǎn) 速低于第一低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟106a的轉(zhuǎn)速。第一低速旋轉(zhuǎn)該晶片的步驟 106a的轉(zhuǎn)速是第二低速旋轉(zhuǎn)該晶片的步驟106b的轉(zhuǎn)速的2倍至5倍，或第 一低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟106a的轉(zhuǎn)速與第二低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟106b的轉(zhuǎn)速 的差為30至80rpm。
通常，在進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟104之前會(huì)先進(jìn)行初始設(shè)定旋轉(zhuǎn)晶片 的步驟102,以使晶片先達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速。在一實(shí)施例中，初始設(shè)定旋轉(zhuǎn)晶 片的步驟102的晶片轉(zhuǎn)速為120rpm,時(shí)間為5秒；高速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟104 的晶片轉(zhuǎn)速為300rpm，時(shí)間為10秒；第一低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟106a的晶片轉(zhuǎn)速為60rpm，時(shí)間為15秒；第二低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟106a的晶片轉(zhuǎn)速 為20rpm，時(shí)間為10秒。在一實(shí)施例中，是以20至50 rpm例如是35rpm 的加速度自初始設(shè)定旋轉(zhuǎn)晶片的步驟102達(dá)到進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟104 的轉(zhuǎn)速，再以20至40 rpm例如是30rpm的速度由高速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟104 的轉(zhuǎn)速達(dá)到進(jìn)行低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟106a的轉(zhuǎn)速。
中間清洗程序IO之中任一階段IOO、 200、 300、 400的清洗時(shí)間為1至 60分鐘例如是IO分鐘。在一實(shí)施例中，中間清洗程序IO之中任一階段100、 200、 300、 400包括三個(gè)步驟第一步驟的晶片轉(zhuǎn)速為300rpm;進(jìn)行的時(shí)間 為3分鐘，之后，進(jìn)行第二步驟，減速到180rpm，進(jìn)行的時(shí)間為3分鐘， 其后，進(jìn)行第三步驟，減速到60rpm,進(jìn)行的時(shí)間為4分鐘。
在此實(shí)施例中，是以各中間清洗階段100、 200、 300、 400中的各步驟 102、 104、 106施行的轉(zhuǎn)速與時(shí)間均相同來表示的。然而，本發(fā)明并不以此 為限。在各中間清洗階段100、 200、 300、 400中的各步驟102、 104、 106 施行的轉(zhuǎn)速與時(shí)間可以相同或相異。
在本實(shí)施例中，在同一個(gè)中間清洗階段如100、 200、 300或400中的各 步驟102、 104、 106里，用以控制晶片旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向相同，以使各 步驟102、 104、 106里的晶片沿同一方向旋轉(zhuǎn)，例如是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)或是逆時(shí) 針旋轉(zhuǎn)；但在相鄰兩階段如階段100和200,或階段200和300中用以控制 晶片旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的方向相異。例如在階段100的各步驟中，馬達(dá)為正向 旋轉(zhuǎn)，各步驟102、 104、 106里的晶片順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；在階段200的各步驟中， 馬達(dá)為反向旋轉(zhuǎn)，各步驟102、 104、 106里的晶片逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；在階段300 的各步驟中，馬達(dá)為正向旋轉(zhuǎn)，各步驟102、 104、 106里的晶片順時(shí)針旋轉(zhuǎn)； 在階段400的各步驟中，馬達(dá)為反向旋轉(zhuǎn)，各步驟102、 104、 106里的晶片 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
在進(jìn)行各中間清洗階段100、 200、 300或400時(shí)，所提供的清洗液可以 是化學(xué)品或是去離子水。在一實(shí)施例中，是在前階段例如是中間清洗階段100 和200中通入化學(xué)品作為清洗液；再于后階段如中間清洗階段300和400中 通入去離子水作為清洗液。在另一實(shí)施例中，是在全部的中間清洗階段100、 200、 300、 400使用去離子水作為清洗液?；瘜W(xué)品例如是氨水和雙氧水的混 合液(APM, NH4ON:H202:H20)。去離子水包括冷去離子水以及熱去離子水。 冷去離子水的溫度例如是室溫。熱去離子水是指高于室溫的去離子水，例如是攝氏50度至100度。清洗液除了可以自清洗腔室的中心的處噴灑之外， 還可由腔室側(cè)邊噴灑的。在一實(shí)施例中，以去離子作為清洗液時(shí)，是先在腔 室的中心處噴灑冷去離子水并在腔室側(cè)邊(side bowl)處噴灑熱去離子水，以 防止顆粒在腔室側(cè)邊處遇冷而沉降(condensation)的問題，之后，再于腔室中 心與腔室側(cè)邊同時(shí)噴灑熱去離子水，以提升移除顆粒的均勻度、移除率與效 率。
在一實(shí)施例中，在進(jìn)行各階段中間清洗程序10時(shí)的各步驟102、 104、 106或選#^生在步驟102、 104、 106中的其中一個(gè)或兩個(gè)步驟中在還同時(shí)進(jìn) 行振蕩，例如是超聲波振蕩，以提升顆粒的移除率或效率。
在進(jìn)行多階段中間清洗程序IO之后，也可以進(jìn)行最終清洗程序20。最 終清洗程序20可以使用熱去離子水清洗，以提升顆粒的移除率或效率。熱 去離子水的溫度為攝氏50度至100度。
本發(fā)明在進(jìn)行中間多階段清洗步驟時(shí)，使用低轉(zhuǎn)速可使得所通入的清洗 液體在晶片的表面上形成較厚的液體膜層，在一實(shí)施例中，例如是低轉(zhuǎn)速為 20rpm，液體膜層厚度為IOO微米，使殘留在晶片上的顆粒通過表面張力浮 到液體膜的上表面；使用高轉(zhuǎn)速則可將晶片上的顆粒甩出。此外，在相鄰兩 階段清洗步驟中，晶片的旋轉(zhuǎn)方向不同則有助于殘留的顆粒脫離晶片表面。
另一方面，在進(jìn)行最終清洗程序時(shí)使用熱去離子水，則可避免顆粒沉降 在晶片上或清洗腔室的壁面上，提升顆粒的移除率或效率。
綜合以上所述，本發(fā)明可以以極低的成本有效率地減少晶片上的顆粒數(shù) 目，提升工藝的成品率。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng) 域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因 此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種移除晶片上的顆粒的方法，用于硅化金屬工藝的移除未反應(yīng)的金屬層步驟之后的晶片，包括進(jìn)行至少兩個(gè)階段中間清洗程序，各階段中間清洗程序包括先進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟，再進(jìn)行低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟。
2. 如權(quán)利要求1所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中同一個(gè)階段的中 間清洗程序中的該高速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟以及該低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟中的馬 達(dá)旋轉(zhuǎn)的方向相同。
3. 如權(quán)利要求1所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中相鄰兩階段的中 間清洗程序的馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的方向不同。
4. 如權(quán)利要求1所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中該高速旋轉(zhuǎn)晶片 的步驟的該晶片旋轉(zhuǎn)的速率為100至300rpm。
5. 如權(quán)利要求1所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中該低速旋轉(zhuǎn)晶片 的步驟的該晶片旋轉(zhuǎn)的速率為20至100rpm。
6. 如權(quán)利要求1所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中進(jìn)行該高速旋轉(zhuǎn) 晶片的步驟的時(shí)間為5秒至30秒。
7. 如權(quán)利要求1所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中進(jìn)行該低速旋轉(zhuǎn) 晶片的步驟的時(shí)間為5秒至30秒。
8. 如權(quán)利要求1所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中該高速旋轉(zhuǎn)晶片 的步驟的轉(zhuǎn)速是該低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟的轉(zhuǎn)速的3倍至10倍。
9. 如權(quán)利要求1所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中該低速旋轉(zhuǎn)晶片 的步驟包括第一低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟與第二低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟，其中該第 二低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟的轉(zhuǎn)速低于該第一低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟者。
10. 如權(quán)利要求1所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中該第一低速 旋轉(zhuǎn)該晶片的步驟的轉(zhuǎn)速是該第二低速旋轉(zhuǎn)該晶片的步驟的轉(zhuǎn)速的2倍至5 倍。
11. 如權(quán)利要求1所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中進(jìn)行高速旋 轉(zhuǎn)晶片的步驟之前還包括進(jìn)行初始設(shè)定旋轉(zhuǎn)晶片的步驟。
12. 如權(quán)利要求1所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中是以20至 50rpm的加速度達(dá)到進(jìn)行該高速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟的轉(zhuǎn)速。
13. 如權(quán)利要求1所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中是以20至 40rpm的速度降低到進(jìn)行該低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟的轉(zhuǎn)速。
14. 如權(quán)利要求1所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中各階段中至 少有 一 階段所通入的清洗液包括去離子水。
15. 如權(quán)利要求1所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中各階段中至 少有一階段是先在腔室側(cè)邊噴灑熱去離子水并在清洗腔室中心噴灑冷去離子水，再于清洗腔室側(cè)邊與清洗腔室中心同時(shí)噴灑熱去離子水。
16. 如權(quán)利要求15所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中該熱去離子 水的溫度為攝氏50度至100度。
17. 如權(quán)利要求15所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中該冷去離子 水的溫度為室溫。
18. 如權(quán)利要求1所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中各階段中至 少有 一 階段所通入的清洗液包括化學(xué)品。
19. 如權(quán)利要求1所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中在進(jìn)行各階 段中間清洗程序時(shí)還同時(shí)進(jìn)行超聲波振蕩。
20. 如權(quán)利要求1所述的移除晶片上的顆粒的方法，還包括最終清洗 程序。
21. 如權(quán)利要求20所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中最終清洗程 序是通入攝氏50度至IOO度的去離子水清洗。
22. 如權(quán)利要求1所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中至少兩個(gè)階 段中間清洗程序是在濕法洗滌站中進(jìn)行。
23. 如權(quán)利要求20所述的移除晶片上的顆粒的方法，其中該多階段中 間清洗程序與該最終清洗程序可以在濕法洗滌站中采用批式或是單片式旋 專爭(zhēng)法來施4亍的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種移除晶片上的顆粒的方法，用于硅化金屬工藝的移除未反應(yīng)的金屬層步驟之后或最終硅化物生成后尚有前層殘留氧化物的晶片，也可用于去除化學(xué)氣相沉積工藝之后引發(fā)顆粒的晶片。此方法包括進(jìn)行至少兩個(gè)階段中間清洗程序，各階段中間清洗程序包括先進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟，再進(jìn)行低速旋轉(zhuǎn)晶片的步驟。
文檔編號(hào)H01L21/67GK101419903SQ200710167138
公開日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2007年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月24日
發(fā)明者何念葶, 劉安淇, 謝朝景, 賴國(guó)智, 陳意維, 黃寶增 申請(qǐng)人:聯(lián)華電子股份有限公司