CN102074453B - 晶圆清洗方法 - Google Patents
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Abstract
一种晶圆清洗方法，包括：对晶圆裸片进行第一清洗，所述第一清洗采用的清洗剂包括氨水+双氧水稀释后的溶液以及盐酸+双氧水稀释后的溶液的组合；在第一清洗之后，在晶圆裸片表面形成氧化层，所述氧化层的厚度小于或等于50埃；继续对具有氧化层的晶圆片进行第二清洗，所述第二清洗采用的清洗剂包括含氢氟酸的清洗剂。所述晶圆清洗方法可以减少或者避免在晶圆裸片表面产生缺陷。并且，能够取得较好的清洗效果。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别涉及晶圆清洗方法。
背景技术
目前，在将晶圆裸片投入制造工艺以生产半导体器件之前，通常会对晶圆裸片先进行清洗，以去除晶圆裸片表面的污染物，例如氧化层、有机污染物、金属污染物等。
上述去除晶圆裸片表面的污染物通常采用湿法清洗工艺。例如在“SiliconProcessing for the VLSI Era”，ISBN No.0-9616721-6-1中就公开了一种湿法清洗工艺的可选清洗剂组合，包括：硫酸(H2SO4)+双氧水(H2O2)、稀释的氢氟酸(HF)、氨水(NH4OH)+双氧水以及盐酸+双氧水。然而，在应用以上清洗剂组合对晶圆裸片清洗后发现，晶圆裸片表面存在较严重的缺陷。例如，参照图1所示，在清洗后的晶圆裸片1表面发现存在线型缺陷2、3、4。并且，参照图2和图3所示，若不对此缺陷进行处理而继续在晶圆裸片1表面形成氧化层5及氮化层6的话，所述缺陷2、3、4也会严重影响所形成的氧化层5及氮化层6的品质，进而影响后续制造工艺。
通过对上述清洗过程的分析发现，导致晶圆裸片表面出现缺陷的原因在于氢氟酸的腐蚀性太强。有鉴于此，现有技术又提出了一些不包含氢氟酸的改进清洗剂组合，例如其中一种清洗剂组合包括：硫酸+双氧水以及盐酸+双氧水。
然而，该种改进清洗剂组合虽然在清洗后不会使得晶圆裸片表面出现较多新的缺陷，但其对晶圆裸片的清洗效果并不能满足清洗的工艺要求，例如晶圆裸片表面原本存在的氧化层去除的不够干净。因此，如何在产生较少缺陷的前提下，达到较好的清洗效果，成为了目前较关注的一个课题。
发明内容
本发明解决的是现有技术晶圆清洗方法的清洗效果并不能满足清洗的工艺要求的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种晶圆清洗方法，包括：。
对晶圆裸片进行第一清洗，所述第一清洗采用的清洗剂包括氨水+双氧水稀释后的溶液以及盐酸+双氧水稀释后的溶液的组合；
在第一清洗之后，在晶圆裸片表面形成氧化层，所述氧化层的厚度小于或等于50埃；
继续对具有氧化层的晶圆片进行第二清洗，所述第二清洗采用的清洗剂包括含氢氟酸的清洗剂。
与现有技术相比，上述晶圆清洗方法具有以下优点：通过采用不含氢氟酸的清洗剂的第一清洗，先对晶圆裸片表面进行初步清洗，随后在晶圆裸片表面形成氧化层作为牺牲层，即该氧化层的作用在于消耗第二清洗中的清洗剂中的氢氟酸，从而可以减少或者避免氢氟酸使得晶圆裸片表面产生的缺陷。并且，由于第二清洗采用了含氢氟酸的清洗剂，也能够有效去除晶圆裸片表面原本存在的氧化层。
附图说明
图1是现有技术晶圆裸片清洗后表面缺陷示意图；
图2～图3是现有技术晶圆裸片清洗后表面缺陷对后续形成的氧化层及氮化层的影响示意图；
图4是本发明晶圆清洗方法的一种实施方式流程图；
图5～图8是图4所示晶圆清洗方法的一种实施例示意图；
图9是第二清洗的进一步细化实施例流程图。
具体实施方式
参照图4所示，本发明晶圆清洗方法的一种实施方式包括：
步骤s1，对晶圆裸片进行第一清洗，所述第一清洗采用的清洗剂包括氨水+双氧水稀释后的溶液以及盐酸+双氧水稀释后的溶液的组合；
步骤s2，在第一清洗之后，在晶圆裸片表面形成氧化层，所述氧化层的厚度小于或等于50埃；
步骤s3，继续对具有氧化层的晶圆片进行第二清洗，所述第二清洗采用的清洗剂包括含氢氟酸的清洗剂。
上述晶圆清洗方法的实施方式中，首先对晶圆裸片进行的第一清洗可以采用现有技术改进后的清洗方法，即采用不含氢氟酸的清洗剂组合，即包括氨水+双氧水稀释后的溶液以及盐酸+双氧水稀释后的溶液的组合。通过该清洗剂组合可以去除晶圆裸片表面除氧化层外的其他污染物。然后在晶圆裸片表面形成氧化层，该氧化层的作用是作为牺牲层以消耗后续的第二清洗的清洗剂中的氢氟酸。由此，后续第二清洗的清洗剂中的氢氟酸在经过了与该氧化层以及晶圆裸片原本存在的氧化层反应而消耗后，几乎就不会再对于晶圆裸片本身产生腐蚀，从而也可以避免由于腐蚀而产生的反应物残留于晶圆裸片表面而产生缺陷。同时，晶圆裸片原本存在的氧化层也被氢氟酸去除，因而取得了较好的清洗效果。
以下结合附图对上述晶圆清洗方法进一步举例说明。
参照图5所示，在清洗之前，晶圆裸片100表面可能存在有机污染物101、金属污染物102以及氧化层103等影响后续器件工艺质量的污染物，因此需要将这些污染物去除以保证后续器件工艺的质量。首先，采用不含氢氟酸的清洗剂组合对所述晶圆裸片100表面进行第一清洗。所述清洗剂组合可以包括：氨水+双氧水稀释后的溶液以及盐酸+双氧水稀释后的溶液。此处仅为举例，并非用以限定，氨水+双氧水稀释后的溶液中NH3∶H2O2∶H2O的质量比可以为1∶1～2∶50～200，而盐酸+双氧水稀释后的溶液中HCl∶H2O2∶H2O的质量比可以为1∶1∶50～200。经过所述第一清洗，晶圆裸片100表面的大部分有机污染物101及金属污染物102就会被去除，而剩余的氧化层103则可通过后续的第二清洗进行去除。
参照图6所示，在第一清洗之后，在所述晶圆裸片100表面形成氧化层104。形成氧化层104的方法可以采用热氧化。例如，将所述晶圆裸片100置于炉管中的氧化氛围中，并升温进行氧化反应，在所述晶圆裸片100表面形成氧化层104。所述反应温度可以为700～850℃。所述氧化层104的厚度既要考虑不能过薄，以避免或减少后续第二清洗对晶圆裸片100本身产生的腐蚀和表层缺陷残存，也要考虑不能过厚，减少不必要的浪费。此处仅为举例，并非用以限定，所述氧化层104的厚度可以小于或等于50埃(
)，例如所述氧化层104的厚度为50埃。
参照图7所示，在形成氧化层104后，进行第二清洗。所述第二清洗采用含氢氟酸的清洗剂组合。参照图9所示，所述第二清洗可以包括四步清洗步骤：
步骤s31，以稀释的硫酸清洗具有氧化层的晶圆片；
步骤s32，以稀释的氢氟酸清洗所述晶圆片；
步骤s33，以氨水+双氧水稀释后的溶液清洗所述晶圆片；
步骤s34，以盐酸+双氧水稀释后的溶液清洗所述晶圆片。
具体地说，首先，以120～150℃的稀释后的热硫酸清洗具有氧化层的晶圆片100。此处仅为举例，并非用以限定，稀释的硫酸中H2SO4∶H2O的质量比可以为4～6∶1。清洗的时间可以为5～10分钟。
接着，以25～30℃的稀释后的氢氟酸继续清洗所述晶圆片100。此处仅为举例，并非用以限定，稀释的氢氟酸中HF∶H2O的质量比可以为1∶200～400。清洗的时间可根据氧化层厚度计算，且由于有所述氧化层104作为牺牲层，因而此处以稀释后的氢氟酸清洗的时间可以稍长，例如，参考氧化层104的厚度可以50％的过蚀刻率来确定清洗时间。
然后，以25～30℃的氨水+双氧水稀释后的溶液继续清洗所述晶圆片100。此处仅为举例，并非用以限定，氨水+双氧水稀释后的溶液中NH3∶H2O2∶H2O的质量比可以为1∶1～2∶50～200。清洗的时间可以为5～10分钟。
最后，以25～30℃的盐酸+双氧水稀释后的溶液继续清洗所述晶圆片100。此处仅为举例，并非用以限定，盐酸+双氧水稀释后的溶液中HCl∶H2O2∶H2O的质量比可以为1∶1∶50～200。清洗的时间可以为5～10分钟。
至此，参照图8所示，获得清洗后的晶圆100。
综上所述，通过采用不含氢氟酸的清洗剂的第一清洗，先对晶圆裸片表面进行初步清洗，随后在晶圆裸片表面形成氧化层作为牺牲层，即该氧化层的作用在于消耗第二清洗中的清洗剂中的氢氟酸，从而可以减少或者避免氢氟酸使得晶圆裸片表面产生的缺陷。并且，由于第二清洗采用了含氢氟酸的清洗剂，也能够有效去除晶圆裸片表面原本存在的氧化层。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (13)
1.一种晶圆清洗方法，其特征在于，包括：
对晶圆裸片进行第一清洗，所述第一清洗采用的清洗剂包括氨水+双氧水稀释后的溶液以及盐酸+双氧水稀释后的溶液的组合；
在第一清洗之后，在晶圆裸片表面形成氧化层，所述氧化层的厚度小于或等于50埃；
继续对具有氧化层的晶圆片进行第二清洗，所述第二清洗采用的清洗剂包括含氢氟酸的清洗剂。
2.如权利要求1所述的晶圆清洗方法，其特征在于，氨水+双氧水稀释后的溶液中NH3∶H2O2∶H2O的质量比为1∶1～2∶50～200。
3.如权利要求1所述的晶圆清洗方法，其特征在于，盐酸+双氧水稀释后的溶液中HCl∶H2O2∶H2O的质量比为1∶1∶50～200。
4.如权利要求1所述的晶圆清洗方法，其特征在于，形成氧化层采用炉管热氧化的方法，反应温度为700～850℃。
5.如权利要求1所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述氧化层的厚度为50埃。
6.如权利要求1所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述第二清洗包括：
以稀释的硫酸清洗具有氧化层的晶圆片；
以稀释的氢氟酸清洗所述晶圆片；
以氨水+双氧水稀释后的溶液清洗所述晶圆片；
以盐酸+双氧水稀释后的溶液清洗所述晶圆片。
7.如权利要求6所述的晶圆清洗方法，其特征在于，稀释的硫酸中H2SO4∶H2O的质量比为4～6∶1，温度为120～150℃。
8.如权利要求7所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述稀释的硫酸清洗的时间为5～10分钟。
9.如权利要求6所述的晶圆清洗方法，其特征在于，稀释的氢氟酸中HF∶H2O的质量比为1∶200～400，温度为25～30℃。
10.如权利要求6所述的晶圆清洗方法，其特征在于，氨水+双氧水稀释后的溶液中NH3∶H2O2∶H2O的质量比为1∶1～2∶50～200，温度为25～30℃。
11.如权利要求10所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述氨水+双氧水稀释后的溶液清洗的时间为5～10分钟。
12.如权利要求6所述的晶圆清洗方法，其特征在于，盐酸+双氧水稀释后的溶液中HCl∶H2O2∶H2O的质量比为1∶1∶50～200，温度为25～30℃。
13.如权利要求12所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述盐酸+双氧水稀释后的溶液清洗的时间为5～10分钟。
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