去除芯片中可動(dòng)離子電荷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造技術(shù)，尤其涉及一種去除芯片中可動(dòng)電離子電荷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體集成電路的制造過(guò)程中會(huì)不可避免地混入一些可動(dòng)離子電荷，如化學(xué)制齊U、工藝設(shè)備、人體汗液都可能是可動(dòng)離子電荷的來(lái)源。而可動(dòng)離子電荷是一種存在于芯片中的雜質(zhì)污染，其主要成分為堿金屬離子，如鈉(Na)離子和鉀(K)離子等。
[0003]可動(dòng)離子電荷在電場(chǎng)或者溫度的作用下會(huì)在二氧化硅層中移動(dòng)，從而引發(fā)器件參數(shù)的漂移，如金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal-Oxid-Semiconductor,簡(jiǎn)稱M0S)器件的閾值電壓、高壓器件的擊穿電壓等。當(dāng)可動(dòng)離子電荷的污染使器件的參數(shù)緩慢變化，使得集成電路的參數(shù)超過(guò)其限定值，導(dǎo)致器件長(zhǎng)期失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種去除芯片中可動(dòng)離子電荷的方法，用于去除芯片中的可動(dòng)離子電荷，提聞芯片的使用壽命。
[0005]本發(fā)明提供的一種去除芯片中可動(dòng)離子電荷的方法，該方法包括:
[0006]在設(shè)定溫度下對(duì)形成有二氧化硅層的芯片進(jìn)行預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的烘烤處理，以使可動(dòng)離子電荷聚集到二氧化硅層的上表面；
[0007]按照預(yù)設(shè)的剝除厚度對(duì)所述芯片進(jìn)行漂洗，將富含的可動(dòng)離子電荷的所述上表面從所述二氧化硅層中剝除。
[0008]本發(fā)明提供的去除芯片中可動(dòng)離子電荷的方法，在設(shè)定溫度下對(duì)形成有二氧化硅層的芯片進(jìn)行預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的烘烤處理，按照預(yù)設(shè)的剝除厚度對(duì)所述芯片進(jìn)行漂洗，以剝除所述二氧化硅層中富含的可動(dòng)離子電荷。本發(fā)明中在烘烤處理中將芯片中的可動(dòng)離子電荷在二氧化硅(S12)層中重新分布，可動(dòng)離子電荷根據(jù)自身的運(yùn)動(dòng)特性，將加速在S12層的上表面上積累，再通過(guò)漂洗處理將富含可動(dòng)離子電荷的上表面從S12層中剝除，消除了芯片中的可動(dòng)尚子電荷，提聞了芯片的使用壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為可動(dòng)離子電荷在芯片中的分布圖；
[0010]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種去除芯片中可動(dòng)離子電荷的方法的示意圖；
[0011]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的經(jīng)過(guò)第一次烘烤處理后可動(dòng)離子電荷在芯片中的分布圖；
[0012]圖4為本發(fā)明實(shí)施例一提供的經(jīng)過(guò)第一次漂洗后可動(dòng)離子電荷在芯片中的分布圖；
[0013]圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種去除芯片中可動(dòng)離子電荷的方法的示意圖；
[0014]圖6為本發(fā)明實(shí)施例二提供的經(jīng)過(guò)第二次烘烤處理后可動(dòng)離子電荷在芯片中的分布圖；
[0015]圖7為本發(fā)明實(shí)施例二提供的經(jīng)過(guò)第二次漂洗后可動(dòng)離子電荷在芯片中的分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，。
[0017]可動(dòng)離子電荷的性質(zhì)決定了可動(dòng)電荷的分布規(guī)律，通常情況下一片表面帶有二氧化硅薄膜的芯片，大部分可動(dòng)離子電荷會(huì)逐漸積累在二氧化硅層(S12)層的上表面和Si與S12之間的界面上,如圖1所示。
[0018]實(shí)施例一
[0019]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種去除芯片中可動(dòng)離子電荷的方法的示意圖。如圖2所示，該方法包括以下步驟:
[0020]101、在設(shè)定溫度下對(duì)形成有二氧化硅層的芯片進(jìn)行預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的烘烤處理，以使可動(dòng)離子電荷聚集到二氧化硅層的上表面。
[0021]具體地，將形成有S12層的芯片置于爐管(Furnace)或烘箱(Oven)中，按照預(yù)先設(shè)定的溫度進(jìn)行烘烤處理。其中，設(shè)定溫度為150°C-45(TC。預(yù)設(shè)的時(shí)間內(nèi)為一個(gè)小時(shí)以上。一般設(shè)定溫度越高所需要烘烤時(shí)間越短，設(shè)定溫度越低所需要烘烤時(shí)間越長(zhǎng)。
[0022]在設(shè)定溫度下經(jīng)過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的烘烤后，芯片中的可動(dòng)離子電荷，會(huì)在S12層中重新分布。一般可動(dòng)離子電荷根據(jù)自身的特性，在烘烤時(shí)將加速在S12層的上表面上進(jìn)行累積，如圖3所示。圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的經(jīng)過(guò)第一次烘烤處理后可動(dòng)離子電荷在芯片中的分布圖。
[0023]102、按照預(yù)設(shè)的剝除厚度對(duì)芯片進(jìn)行漂洗，將富含可動(dòng)離子電荷的上表面從二氧化硅層中剝除。
[0024]在對(duì)芯片進(jìn)行烘烤處理完成后，此時(shí)可動(dòng)離子電荷聚集到二氧化硅層的上表面，為了消除芯片中的可動(dòng)離子電荷，按照預(yù)設(shè)的剝除厚度對(duì)芯片進(jìn)行漂洗。一般剝除厚度可以根據(jù)根據(jù)可動(dòng)離子電荷的含量以及二氧化硅層的厚度確定。優(yōu)選地，預(yù)設(shè)的剝除厚度為50A?500A。本實(shí)施例中，可以采用氫氟酸(HF)溶液對(duì)芯片進(jìn)行漂洗，其中HF溶液的濃度為0.5%?10%之間。如圖4所示，芯片中富含大部分可動(dòng)離子電荷的上表面已從S12層中被去除，這樣芯片中的總可動(dòng)例子電荷量大幅減少。圖4為本發(fā)明實(shí)施例一提供的經(jīng)過(guò)第一次漂洗后可動(dòng)離子電荷在芯片中的分布圖。
[0025]本實(shí)施例中，在設(shè)定溫度下對(duì)形成有二氧化硅層的芯片進(jìn)行預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的烘烤處理，按照預(yù)設(shè)的剝除厚度對(duì)所述芯片進(jìn)行漂洗，以剝除所述二氧化硅層中富含的可動(dòng)離子電荷。本實(shí)施例中通過(guò)烘烤處理將芯片中的可動(dòng)離子電荷在S12層中重新分布，可動(dòng)離子電荷根據(jù)自身的運(yùn)動(dòng)特性，將加速在S12層的上表面上積累，再通過(guò)漂洗處理將富含可動(dòng)離子電荷的上表面從S12層中剝除，消除了芯片中的可動(dòng)離子電荷，提高了芯片的使用壽命O
[0026]實(shí)施例二
[0027]圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種去除芯片中可動(dòng)離子電荷的方法的示意圖。如圖5所示，該方法包括以下步驟:
[0028]201、在設(shè)定溫度下對(duì)形成有二氧化硅層的芯片進(jìn)行預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的烘烤處理，以使可動(dòng)離子電荷聚集到二氧化硅層的上表面。
[0029]具體過(guò)程可參見(jiàn)實(shí)施例一中步驟101，以及經(jīng)過(guò)第一次烘烤處理后可動(dòng)離子電荷在芯片中的分布圖如圖3所示。
[0030]202、在設(shè)定的溫度下對(duì)形成有二氧化硅層的芯片進(jìn)行預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的烘烤處理的過(guò)程中，通入用于消除二氧化硅層與硅襯底界面之間的可動(dòng)離子電荷的氣體。
[0031 ] 在烘烤處理的過(guò)程中，一般芯片中的大量可動(dòng)離子電荷會(huì)向S12層的上表面聚集，還會(huì)有少量可動(dòng)離子電荷向S12層與Si襯底之間的界面聚集。為了盡可能消除芯片中的可動(dòng)離子電荷，可以在設(shè)定的溫度下對(duì)形成有二氧化硅層的芯片進(jìn)行預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的烘烤處理的過(guò)程中，向烘烤設(shè)備中通入用于消除S12層與Si襯底界面之間的可動(dòng)離子電荷的氣體。其中，通入的氣體