CN102069078A - 改善晶圆清洗缺陷的方法 - Google Patents

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刘金慧
钱利森
陈凤英
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Wuxi CSMC Semiconductor Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种改善晶圆清洗缺陷的方法，包括第一步清洗，用去离子水冲洗晶圆和卡盘，去除化学混合液；第二步清洗，用去离子水快排冲水清洗晶圆和卡盘，进一步去除化学混合液；第三步清洗，用去离子水冲洗晶圆和卡盘，再进一步去除化学混合液。本发明的改善晶圆清洗缺陷的方法采用三步冲洗过程，同时采用热去离子水及快排冲洗清洗模式，提高了对化学粘稠液的清洗能力，减少了残留的化学混合液，降低了化学混合液接触晶圆的几率，改善了晶圆清洗缺陷，与传统的方法相比，减少了设备额外进行维护及停机时间，提升了产品在线周转率，由于采用制程优化，节约了大量人力成本。

Description

改善晶圆清洗缺陷的方法
【技术领域】
本发明涉及半导体工艺领域，特别涉及一种改善晶圆清洗缺陷的方法。
【背景技术】
在半导体制程中，乙二醇与缓冲蚀刻液组成的化学混合液(EGBHF)主要用于外围晶体管层钛或氮化钛溅渡之前的清洗，其目的是去除孔底的自然氧化层，控制装置的电阻及其他电性参数。
由于有乙二醇(EG)的存在化学液比较粘稠，湿法设备传输部件极易产生药液玷污，导致接触晶圆某些特殊区域容易产生特殊的图形颗粒缺陷问题。目前针对EGBHF粘稠化学液导致的颗粒缺陷问题采取的是增加设备的定期维护的频率，在设备定期维护时清洗传输接触晶圆部分的部件，这样增加了停机时间，影响在线生产的产量，耗费大量人力成本，且效率低。
【发明内容】
基于此，有必要提供一种降低生产成本、提高效率的改善晶圆清洗缺陷的方法。
一种改善晶圆清洗缺陷的方法，包括
第一步清洗，用去离子水冲洗晶圆和卡盘，去除化学混合液；
第二步清洗，用去离子水快排冲水清洗晶圆和卡盘，进一步去除化学混合液；
第三步清洗，用去离子水冲洗晶圆和卡盘，再进一步去除化学混合液。
优选地，所述第二步清洗的去离子水温度为60～70摄氏度。
优选地，所述第一步与第三步清洗的去离子水溢流排出。
优选地，所述第一步清洗所用时间范围为180s～210s。
优选地，所述第二步清洗所用时间范围为340s～510s。
优选地，所述第二步清洗需4～6个周期。
优选地，所述第三步清洗所用时间范围为180s～240s。
优选地，所述第一步清洗所用时间为180s，所述第二步清洗所用时间为425s，所述第三步清洗所用时间为200s。
优选地，在所述第一步前还包括溢流去离子水预切换，用于将清洗前一批晶圆的去离子水全部换新。
优选地，所述第一步与第三步清洗的去离子水为温度范围为21～25摄氏度。
上述改善晶圆清洗缺陷的方法，采用三步冲洗过程，同时采用温度为60～70摄氏度的去离子水及快排冲洗清洗模式，提高了对化学粘稠液的清洗能力，减少了残留的化学混合液，降低了化学混合液接触晶圆的几率，改善了晶圆清洗缺陷。
采用溢流去离子水预切换功能及加大卡盘的去离子水流量，使去除化学混合液更加彻底，减少或消除了晶圆清洗缺陷。
与传统的方法相比，减少了设备额外进行维护及停机时间，提升了产品在线周转率，由于采用制程优化，节约了大量人力成本。
【附图说明】
图1为晶圆清洗示意图。
图2为晶圆清洗缺陷示意图。
图3为改善后的晶圆清洗缺陷示意图。
【具体实施方式】
湿法设备连续制程中设备部件部分，特别是传输中接触晶圆的卡盘容易玷污粘稠的乙二醇(EG)与缓冲蚀刻液(BOE)的化学混合液(EGBHF)，在接触晶圆处形成两条线性的特殊图形，即颗粒缺陷。
乙二醇与缓冲蚀刻液(BOE)的化学混合液(EGBHF)中乙二醇与缓冲蚀刻液的比率为16∶1，缓冲蚀刻液(BOE)为氢氟酸(HF)与氟化氨(NH4F)的混合液。
图1为晶圆清洗示意图。晶圆在含有乙二醇与缓冲蚀刻液(BOE)的化学混合液(EGBHF)中进行去除孔底自然氧化层的处理，处理后进入乙二醇与缓冲蚀刻液(BOE)的化学混合液(EGBHF)的水槽进行清洗。
将乙二醇与缓冲蚀刻液的化学混合液水槽溢流(over flow)清洗工作模式优化处理为溢流(OF)清洗与快排冲水清洗(Quick Dump Rinse，QDR)结合的ODR(OF+QDR+OF)模式。
一种改善晶圆清洗缺陷的方法，包括
(1)第一步清洗
第一步清洗，采用去离子水(DIW)冲洗经含乙二醇与缓冲蚀刻液(BOE)的化学混合液(EGBHF)进行去除孔底自然氧化层的处理后的晶圆，去除残留的化学混合液，并用去离子水清洗卡盘(Chuck)。
该步清洗采用溢流清洗模式，冲洗后的去离子水溢流排出。清洗时间可为180s～210s。本实施例中，去离子水采用冷的，也可以换成热的。冷的去离子水为常温状态下的，温度范围为21～25摄氏度(℃)；热的去离子水温度范围为60～70摄氏度(℃)。清洗时间为180秒(s)。冷的可以节能，热的清洗效果更好。
(2)第二步热去离子水快排冲水清洗
第二步快排冲水清洗，采用去离子水冲洗晶圆和卡盘。该步清洗采用快排冲水清洗模式(QDR)，清洗4～6个周期，所用清洗时间为340s～510s。
本实施例中，去离子水采用热的，热的去离子水(HDIW)对粘稠的乙二醇与缓冲蚀刻液混合液清洗效果更好；清洗时间为425s。热的去离子水温度范围为60～70摄氏度(℃)。
(3)第三步清洗
第三步清洗，采用去离子水冲洗晶圆和卡盘。该步清洗采用溢流清洗模式，冲洗后的去离子水溢流排出，清洗时间可为180s～240s。本实施例中，去离子水采用冷的，也可以换成热的，清洗时间为200s。冷的、热的去离子水温度范围同第一步清洗使用的温度范围一样。
上述三步清洗的时间组合主要结合清洗效果、去离子水(DIW)成本、产能优化三个方面考虑，合理调配时间。
图2为晶圆清洗缺陷示意图，图中黑点为晶圆颗粒缺陷。为了更好的改善晶圆清洗产生的颗粒缺陷，可以在进行含乙二醇与缓冲蚀刻液化学混合液水槽清洗处理前，增加溢流去离子水预切换(OF DIW pre-change)功能，该溢流去离子水预切换的功能是把处理的前一批晶圆水槽的水全部换新，准备冲洗下一批晶圆。
图3为清洗后得到改善的晶圆清洗缺陷示意图，可以看出，经过处理后晶圆清洗缺陷得到明显的减少。
上述清洗过程中，由于乙二醇比较粘稠，容易玷污湿法设备传输部件，特别是容易玷污传输中接触晶圆的卡盘。在进行清洗处理的同时可以调整卡盘(Chuck)清洁清洗槽的去离子水的流量，来增强部件部分的清洗能力，从而改善接触晶圆部件部分的清洁状况。
上述改善晶圆清洗缺陷的方法，结合溢流去离子水预切换功能和加大卡盘清洗的去离子水流量，彻底解决了化学混合液导致的晶圆清洗缺陷问题，使在线量率提高了3％～5％。
上述改善晶圆清洗缺陷的方法，采用三步冲洗过程，同时采用热去离子水及快排冲洗清洗模式，提高了对化学粘稠液的清洗能力，减少了残留的化学混合液，降低了化学混合液接触晶圆的几率，改善了晶圆清洗缺陷。
采用溢流去离子水预切换功能及加大卡盘的去离子水流量，使去除化学混合液更加彻底，减少或消除了晶圆清洗缺陷。
与传统的方法相比，减少了设备额外进行维护及停机时间，提升了产品在线周转率，在线量率提高了3％～5％，由于采用制程优化，节约了大量人力成本。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种改善晶圆清洗缺陷的方法，其特征在于：包括
第一步清洗，用去离子水冲洗晶圆和卡盘，去除化学混合液；
第二步清洗，用去离子水快排冲水清洗晶圆和卡盘，进一步去除化学混合液；
第三步清洗，用去离子水冲洗晶圆和卡盘，再进一步去除化学混合液。
2.根据权利要求1所述的改善晶圆清洗缺陷的方法，其特征在于：所述第二步清洗的去离子水温度为60～70摄氏度。
3.根据权利要求1所述的改善晶圆清洗缺陷的方法，其特征在于：所述第一步与第三步清洗的去离子水溢流排出。
4.根据权利要求1所述的改善晶圆清洗缺陷的方法，其特征在于：所述第一步清洗所用时间范围为180s～210s。
5.根据权利要求1所述的改善晶圆清洗缺陷的方法，其特征在于：所述第二步清洗所用时间范围为340s～510s。
6.根据权利要求1所述的改善晶圆清洗缺陷的方法，其特征在于：所述第二步清洗需4～6个周期。
7.根据权利要求1所述的改善晶圆清洗缺陷的方法，其特征在于：所述第三步清洗所用时间范围为180s～240s。
8.根据权利要求1所述的改善晶圆清洗缺陷的方法，其特征在于：所述第一步清洗所用时间为180s，所述第二步清洗所用时间为425s，所述第三步清洗所用时间为200s。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的改善晶圆清洗缺陷的方法，其特征在于：在所述第一步前还包括溢流去离子水预切换，用于将清洗前一批晶圆的去离子水全部换新。
10.根据权利要求1所述的改善晶圆清洗缺陷的方法，其特征在于：所述第一步与第三步清洗的去离子水为温度范围为21～25摄氏度。
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