[发明专利]清洁半导体装置的方法

说明书

本揭示内容的数个方面提供一种清洁半导体装置的方法。该方法包括：提供具有一暴露的钴表面的一半导体晶圆，以及用pH大于9且氧化还原电位小于0.0的阴极水清洗该暴露的钴表面。

技术领域

本申请案涉及半导体装置的制造。更特别的是，本申请案涉及一种清洁半导体装置的方法，其中暴露的钴表面于制造期间出现。

背景技术

金属钨(W)一直是用于半导体装置之接触(contacts)的主要导体。随着半导体节点的缩减，晶体管及接触变得越来越小。钨(W)已被发现在小于15奈米(nm)的沟槽尺寸形成高电阻性β相(highly resistive beta phase)。钨的此一性质给包括7奈米及10奈米节点的先进节点带来问题。

已有人提出钴作为钨的替代物。不过，钴在半导体装置的制造有额外的挑战。

发明内容

本揭示内容的第一具体实施例揭示一种清洁半导体装置之方法。该方法包括：提供具有一暴露的钴表面的一半导体晶圆，以及用pH大于9且氧化还原电位小于0.0的阴极水清洗该暴露的钴表面。

本揭示内容的第二具体实施例为一种清洁半导体装置之方法。该方法包括：提供一电解槽，其包括具有一阴极的一阴极电池、具有一阳极的一阳极电池、以及分离该阴极电池与该阳极电池的一离子交换膜。该方法包括：供应去离子水至该阴极电池。该方法包括：以百万分之100(ppm)至1000ppm之浓度供应具有NH₄OH的去离子水至该阳极电池。在该阳极电池与该阴极电池之间施加一电压，藉此使阳离子穿过该离子交换膜以提高该去离子水在该阴极电池中之该pH至大于9且有小于0.0的氧化还原电位。该水从该阴极电池供应至具有一暴露的钴表面的一半导体晶圆以清洁该半导体晶圆。

本揭示内容的第三具体实施例为一种清洁及钝化半导体装置之方法。该方法包括：提供一电解槽，其包括具有一阴极的一阴极电池、具有一阳极的一阳极电池、以及分离该阴极电池与该阳极电池的一离子交换膜。供应去离子水至该阴极电池。以百万分之100(ppm)至1000ppm之浓度供应具有NH₄OH的去离子水至该阳极电池。在该阳极电池与该阴极电池之间施加一电压，藉此使阳离子穿过该离子交换膜以提高该去离子水在该阴极电池中之该pH至大于9且提供小于0.0的氧化还原电位。该水从该阴极电池供应至具有一暴露的钴表面的一半导体晶圆，其中，该暴露的钴表面含有氧化钴(CoO)及氟化钴(CoF₂)一段足以钝化及清洁该半导体晶圆的时间。

附图说明

结合描绘本揭示内容之各种具体实施例的附图，从以下本发明之不同方面的详细说明可更加明白本揭示内容以上及其他的特征，其中：

图1的横截面图图示具有钴接触之半导体装置的一具体实施例。

图2的横截面图图示具有钴接触之半导体装置的一具体实施例。

图3图标钴水系统的普贝图(Pourbaix diagram)。

图4图标用于产生阴极水的电化学电池。

图5的图形比较图标使用各种清洗液的钴损失。

应注意，本揭示内容的附图未按比例绘制。附图旨在只描绘本揭示内容的典型方面，因此不应被视为限制本揭示内容的范畴。附图中，类似的组件用相同的组件符号表示。

主要组件符号说明

10       半导体装置

11       介电层

12       阻障层

13       介电层或第二介电层

14       钴接触或钴插塞

16       介电帽盖